JPH10156194A - 混床イオン交換樹脂系及び製造方法 - Google Patents
混床イオン交換樹脂系及び製造方法Info
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- JPH10156194A JPH10156194A JP9339519A JP33951997A JPH10156194A JP H10156194 A JPH10156194 A JP H10156194A JP 9339519 A JP9339519 A JP 9339519A JP 33951997 A JP33951997 A JP 33951997A JP H10156194 A JPH10156194 A JP H10156194A
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- resin
- vinyl aromatic
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- B01J47/02—Column or bed processes
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- B01J41/04—Processes using organic exchangers
- B01J41/05—Processes using organic exchangers in the strongly basic form
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 混床系のアニオン交換樹脂成分のイオン交換
速度に影響を与えずに非凝集性混床イオン交換樹脂系を
調製する方法を提供する。 【解決手段】 アニオン交換樹脂成分をスルホン化ポリ
（ビニル芳香族）高分子電解質で予備処理することが、
イオン交換速度に影響を与えずに非凝集性混床系を提供
するのに特に有効である。アニオン交換樹脂１リットル
あたり１０〜８００ｍｇの、５，０００〜１，０００，
０００の数平均分子量を有するスルホン化ポリ（ビニル
芳香族）高分子電解質の処理量が特に好ましい。
速度に影響を与えずに非凝集性混床イオン交換樹脂系を
調製する方法を提供する。 【解決手段】 アニオン交換樹脂成分をスルホン化ポリ
（ビニル芳香族）高分子電解質で予備処理することが、
イオン交換速度に影響を与えずに非凝集性混床系を提供
するのに特に有効である。アニオン交換樹脂１リットル
あたり１０〜８００ｍｇの、５，０００〜１，０００，
０００の数平均分子量を有するスルホン化ポリ（ビニル
芳香族）高分子電解質の処理量が特に好ましい。
Description
【０００１】背景 本発明は、混床系のアニオン交換樹脂成分のイオン交換
速度に影響を与えることなく、非凝集性混床イオン交換
樹脂系を製造する方法に関する。より詳しくは、本発明
は、スルホン化ポリ（ビニル芳香族）高分子電解質で処
理することによって、混床系のアニオン交換成分の表面
電荷を中和する方法に関する。
速度に影響を与えることなく、非凝集性混床イオン交換
樹脂系を製造する方法に関する。より詳しくは、本発明
は、スルホン化ポリ（ビニル芳香族）高分子電解質で処
理することによって、混床系のアニオン交換成分の表面
電荷を中和する方法に関する。
【０００２】水性溶液の脱イオン化のために混床イオン
交換樹脂を用いることは広く行なわれている。カチオン
樹脂粒子とアニオン樹脂粒子との間の表面相互作用によ
って、樹脂の凝塊又は凝集が形成され、これにより、床
内の好ましくない流動分布及びそれによる非効率的な操
作が引き起こされる。この望ましくない凝集を克服する
ために用いられている種々の試みとしては、水不溶性架
橋イオン交換エマルジョン粒子で処理する方法（米国特
許第４，３４７，３２８号）、及び水溶性樹脂状高分子
電解質で処理して処理された樹脂の表面電荷を中和する
方法（米国特許第２，９６１，４１７号）が挙げられ
る。不溶性イオン交換エマルジョン粒子での処理（米国
特許第４，３４７，３２８号）は、使用量が多く、処理
された樹脂からエマルジョン粒子を除去するための長い
洗浄工程を包含し、水溶性樹脂状高分子電解質での処理
（米国特許第２，９６１，４１７号）は、混床凝集を低
下させるが、処理された樹脂のイオン交換速度をも低下
させ、このため混床系の全体としての効率が低下する。
交換樹脂を用いることは広く行なわれている。カチオン
樹脂粒子とアニオン樹脂粒子との間の表面相互作用によ
って、樹脂の凝塊又は凝集が形成され、これにより、床
内の好ましくない流動分布及びそれによる非効率的な操
作が引き起こされる。この望ましくない凝集を克服する
ために用いられている種々の試みとしては、水不溶性架
橋イオン交換エマルジョン粒子で処理する方法（米国特
許第４，３４７，３２８号）、及び水溶性樹脂状高分子
電解質で処理して処理された樹脂の表面電荷を中和する
方法（米国特許第２，９６１，４１７号）が挙げられ
る。不溶性イオン交換エマルジョン粒子での処理（米国
特許第４，３４７，３２８号）は、使用量が多く、処理
された樹脂からエマルジョン粒子を除去するための長い
洗浄工程を包含し、水溶性樹脂状高分子電解質での処理
（米国特許第２，９６１，４１７号）は、混床凝集を低
下させるが、処理された樹脂のイオン交換速度をも低下
させ、このため混床系の全体としての効率が低下する。
【０００３】非凝集性混床イオン交換系を生成させるた
めの上記記載の試みにも拘わらず、いずれの従来の処置
も、処理された樹脂の水精製特性（例えばイオン交換速
度）に対して無視できる程度の影響しか与えずに、低使
用量で混床系を効率的に解凝集させるのに完全に有効で
あるものは見出されていない。これまで、選択された分
子量のある種の水溶性高分子電解質を特定の処理量で用
いると、非凝集と混床イオン交換速度の最良の組み合わ
せを得ることができることは、知られていなかった。
めの上記記載の試みにも拘わらず、いずれの従来の処置
も、処理された樹脂の水精製特性（例えばイオン交換速
度）に対して無視できる程度の影響しか与えずに、低使
用量で混床系を効率的に解凝集させるのに完全に有効で
あるものは見出されていない。これまで、選択された分
子量のある種の水溶性高分子電解質を特定の処理量で用
いると、非凝集と混床イオン交換速度の最良の組み合わ
せを得ることができることは、知られていなかった。
【０００４】本発明は、イオン交換速度に大きく影響を
与えることなく、非凝集性混床（ｎｏｎ−ａｇｇｌｏｍ
ｅｒａｔｉｎｇ ｍｉｘｅｄ ｂｅｄ）イオン交換系を
製造する改良された方法を提供することによって、従来
技術の問題点を克服することを目的とするものである。
与えることなく、非凝集性混床（ｎｏｎ−ａｇｇｌｏｍ
ｅｒａｔｉｎｇ ｍｉｘｅｄ ｂｅｄ）イオン交換系を
製造する改良された方法を提供することによって、従来
技術の問題点を克服することを目的とするものである。
【０００５】発明の概要 一態様においては、本発明は、アニオン交換樹脂を、
（ａ）アニオン交換樹脂のイオン交換速度を、水溶性ス
ルホン化ポリ（ビニル芳香族）高分子電解質と接触させ
る前のアニオン樹脂のイオン交換速度と比較して実質的
に変化させないで保持し、且つ（ｂ）非凝集性混床イオ
ン交換系を与えるのに有効な量の水溶性スルホン化ポリ
（ビニル芳香族）高分子電解質と接触させることを含
み、（ｉ）スルホン化ポリ（ビニル芳香族）高分子電解
質の量がアニオン交換樹脂１リットルあたり１０〜８０
０ｍｇであり、（ｉｉ）スルホン化ポリ（ビニル芳香
族）高分子電解質の数平均分子量が５，０００〜１，０
００，０００である強塩基性アニオン交換樹脂及び強酸
性カチオン交換樹脂を含む混床イオン交換系において用
いるための強塩基性アニオン交換樹脂を調製する方法に
関する。
（ａ）アニオン交換樹脂のイオン交換速度を、水溶性ス
ルホン化ポリ（ビニル芳香族）高分子電解質と接触させ
る前のアニオン樹脂のイオン交換速度と比較して実質的
に変化させないで保持し、且つ（ｂ）非凝集性混床イオ
ン交換系を与えるのに有効な量の水溶性スルホン化ポリ
（ビニル芳香族）高分子電解質と接触させることを含
み、（ｉ）スルホン化ポリ（ビニル芳香族）高分子電解
質の量がアニオン交換樹脂１リットルあたり１０〜８０
０ｍｇであり、（ｉｉ）スルホン化ポリ（ビニル芳香
族）高分子電解質の数平均分子量が５，０００〜１，０
００，０００である強塩基性アニオン交換樹脂及び強酸
性カチオン交換樹脂を含む混床イオン交換系において用
いるための強塩基性アニオン交換樹脂を調製する方法に
関する。
【０００６】他の態様においては、本発明は、強塩基性
第４級アンモニウムアニオン交換樹脂及び強酸性スルホ
ン化カチオン交換樹脂を含み、アニオン交換樹脂１リッ
トルあたり１０〜８００ｍｇの、数平均分子量が５，０
００〜１，０００，０００である水溶性スルホン化ポリ
（ビニル芳香族）高分子電解質で、アニオン交換樹脂の
イオン交換速度が予備処理される前のアニオン交換樹脂
のイオン交換速度と比較して実質的に変化しないで保持
されるようにアニオン交換樹脂が予備処理されている、
非凝集性混床イオン交換系に関する。
第４級アンモニウムアニオン交換樹脂及び強酸性スルホ
ン化カチオン交換樹脂を含み、アニオン交換樹脂１リッ
トルあたり１０〜８００ｍｇの、数平均分子量が５，０
００〜１，０００，０００である水溶性スルホン化ポリ
（ビニル芳香族）高分子電解質で、アニオン交換樹脂の
イオン交換速度が予備処理される前のアニオン交換樹脂
のイオン交換速度と比較して実質的に変化しないで保持
されるようにアニオン交換樹脂が予備処理されている、
非凝集性混床イオン交換系に関する。
【０００７】詳細な説明 本発明者は、選択された分子量の特定の水溶性高分子電
解質組成物を、処理されるアニオン交換樹脂に対して選
択された使用量で用いると、処理されたアニオン交換樹
脂を含む混床イオン交換系の予期されなかった改良され
た特性（非凝集性及び実質的に影響を受けないイオン交
換速度）を与えることができることを見出した。
解質組成物を、処理されるアニオン交換樹脂に対して選
択された使用量で用いると、処理されたアニオン交換樹
脂を含む混床イオン交換系の予期されなかった改良され
た特性（非凝集性及び実質的に影響を受けないイオン交
換速度）を与えることができることを見出した。
【０００８】本発明において有用な水溶性スルホン化ポ
リ（ビニル芳香族）高分子電解質は、公知のスルホン化
法を用いるビニル芳香族ポリマーのスルホン化によって
調製される。ビニル芳香族ポリマーは、公知のフリーラ
ジカル重合法を用いてビニル芳香族モノマーを重合する
ことによって調製される。好適なビニル芳香族モノマー
としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビ
ニルトルエン、エチルビニルベンゼン、ビニルキシレ
ン、ビニルナフタレン及びこれらの混合物が挙げられ
る。スルホン化ポリ（ビニル芳香族）高分子電解質は、
遊離酸型又は任意の水溶性塩型、例えばナトリウム、カ
リウム又はアンモニウム塩の型で用いることができる。
好ましくは、スルホン化ポリ（ビニル芳香族）高分子電
解質は、スルホン化ポリスチレンである。本発明におい
て有用な高分子電解質は、水溶性であり、したがって、
実質的に架橋剤を含まない。
リ（ビニル芳香族）高分子電解質は、公知のスルホン化
法を用いるビニル芳香族ポリマーのスルホン化によって
調製される。ビニル芳香族ポリマーは、公知のフリーラ
ジカル重合法を用いてビニル芳香族モノマーを重合する
ことによって調製される。好適なビニル芳香族モノマー
としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、ビ
ニルトルエン、エチルビニルベンゼン、ビニルキシレ
ン、ビニルナフタレン及びこれらの混合物が挙げられ
る。スルホン化ポリ（ビニル芳香族）高分子電解質は、
遊離酸型又は任意の水溶性塩型、例えばナトリウム、カ
リウム又はアンモニウム塩の型で用いることができる。
好ましくは、スルホン化ポリ（ビニル芳香族）高分子電
解質は、スルホン化ポリスチレンである。本発明におい
て有用な高分子電解質は、水溶性であり、したがって、
実質的に架橋剤を含まない。
【０００９】「イオン交換樹脂」という用語は、ここで
通常的に用いられ、一般に、ゲルタイプ又は巨大網状タ
イプのいずれかの、弱酸性及び強酸性カチオン交換樹脂
及び弱塩基性及び強塩基性アニオン交換樹脂を意味す
る。カチオン交換樹脂及びアニオン交換樹脂（以下にお
いて、一般にカチオン樹脂及びアニオン樹脂と称する）
は、当該技術において周知である。
通常的に用いられ、一般に、ゲルタイプ又は巨大網状タ
イプのいずれかの、弱酸性及び強酸性カチオン交換樹脂
及び弱塩基性及び強塩基性アニオン交換樹脂を意味す
る。カチオン交換樹脂及びアニオン交換樹脂（以下にお
いて、一般にカチオン樹脂及びアニオン樹脂と称する）
は、当該技術において周知である。
【００１０】典型的には、本発明で用いられるイオン交
換樹脂は、約０．１５〜約１．０ミリメートル（ｍ
ｍ）、好ましくは約０．３〜約０．７ｍｍの体積平均粒
子サイズ（これは、それぞれ、１８〜１００及び２０〜
５０メッシュ（米国標準スクリーンサイズ）に対応す
る）を有する回転楕円形のポリマービーズとして調製さ
れる。特に興味深い樹脂は、強酸性カチオン樹脂及び強
塩基性アニオン樹脂、好ましくはモノビニリデン芳香族
モノマー、例えばスチレン又はモノアルキル置換スチレ
ン、例えばビニルトルエン、及び共重合性架橋剤から誘
導される樹脂である。好ましい架橋剤としては、例え
ば、ジ又はポリビニリデン芳香族化合物、例えば、ジビ
ニルベンゼン及びジビニルトルエン、及びエチレングリ
コールジメタクリレートが挙げられる。モノビニリデン
芳香族化合物及び共重合性架橋剤のスルホン化コポリマ
ーが特に好ましい強酸性カチオン樹脂である。第４級ア
ンモニウム基を有するモノビニリデン芳香族化合物の架
橋ポリマーが特に好ましい強塩基性アニオン樹脂であ
る。好ましいカチオン及びアニオン樹脂において、モノ
ビニリデン芳香族化合物は好ましくはスチレンであり、
架橋剤は好ましくはジビニルベンゼンである。代表的な
市販のアニオン交換樹脂の中で本発明方法によって処理
するのに好適なものは、例えば、アンバーライト ＩＲ
Ａ−４０２、アンバージェット ４４００及びアンバー
セップ ９００である。代表的な市販のカチオン交換樹
脂の中で本発明の混床系において用いるのに好適なもの
は、例えば、アンバーライト ＩＲ−１２０、アンバー
ジェット １５００及びアンバーセップ２００である。
アンバーライト、アンバージェット及びアンバーセップ
は、ローム アンド ハース カンパニーの商標であ
る。
換樹脂は、約０．１５〜約１．０ミリメートル（ｍ
ｍ）、好ましくは約０．３〜約０．７ｍｍの体積平均粒
子サイズ（これは、それぞれ、１８〜１００及び２０〜
５０メッシュ（米国標準スクリーンサイズ）に対応す
る）を有する回転楕円形のポリマービーズとして調製さ
れる。特に興味深い樹脂は、強酸性カチオン樹脂及び強
塩基性アニオン樹脂、好ましくはモノビニリデン芳香族
モノマー、例えばスチレン又はモノアルキル置換スチレ
ン、例えばビニルトルエン、及び共重合性架橋剤から誘
導される樹脂である。好ましい架橋剤としては、例え
ば、ジ又はポリビニリデン芳香族化合物、例えば、ジビ
ニルベンゼン及びジビニルトルエン、及びエチレングリ
コールジメタクリレートが挙げられる。モノビニリデン
芳香族化合物及び共重合性架橋剤のスルホン化コポリマ
ーが特に好ましい強酸性カチオン樹脂である。第４級ア
ンモニウム基を有するモノビニリデン芳香族化合物の架
橋ポリマーが特に好ましい強塩基性アニオン樹脂であ
る。好ましいカチオン及びアニオン樹脂において、モノ
ビニリデン芳香族化合物は好ましくはスチレンであり、
架橋剤は好ましくはジビニルベンゼンである。代表的な
市販のアニオン交換樹脂の中で本発明方法によって処理
するのに好適なものは、例えば、アンバーライト ＩＲ
Ａ−４０２、アンバージェット ４４００及びアンバー
セップ ９００である。代表的な市販のカチオン交換樹
脂の中で本発明の混床系において用いるのに好適なもの
は、例えば、アンバーライト ＩＲ−１２０、アンバー
ジェット １５００及びアンバーセップ２００である。
アンバーライト、アンバージェット及びアンバーセップ
は、ローム アンド ハース カンパニーの商標であ
る。
【００１１】本発明によれば、処理されるアニオン樹脂
を、アニオン樹脂ビーズによって示される表面電荷を減
少させるのに十分な量、即ち中和量のスルホン化ポリ
（ビニル芳香族）高分子電解質と接触させる。「表面電
荷を減少」という用語は、スルホン化ポリ（ビニル芳香
族）高分子電解質によって処理されたアニオン樹脂ビー
ズの表面電荷が、処理されていないアニオン樹脂の表面
電荷と比較して減少していることを意味する。処理され
たアニオン樹脂の表面電荷の減少は、処理されたアニオ
ン樹脂と、異なるイオン特性を有する、カチオン性のイ
オン交換樹脂との間の凝集（凝塊）の減少によって示さ
れる。
を、アニオン樹脂ビーズによって示される表面電荷を減
少させるのに十分な量、即ち中和量のスルホン化ポリ
（ビニル芳香族）高分子電解質と接触させる。「表面電
荷を減少」という用語は、スルホン化ポリ（ビニル芳香
族）高分子電解質によって処理されたアニオン樹脂ビー
ズの表面電荷が、処理されていないアニオン樹脂の表面
電荷と比較して減少していることを意味する。処理され
たアニオン樹脂の表面電荷の減少は、処理されたアニオ
ン樹脂と、異なるイオン特性を有する、カチオン性のイ
オン交換樹脂との間の凝集（凝塊）の減少によって示さ
れる。
【００１２】凝集の減少は、実施例１に記載するような
通常の方法を用いて容易に測定される。表１に、対応す
る混床樹脂系の凝集特性に対する、異なる数平均分子量
（Ｍｎ）の種々の量のスルホン化ポリ（ビニル芳香族）
高分子電解質（スルホン化ポリスチレン、酸型）での処
理の効果を要約する。処理されたアニオン交換樹脂と強
酸性カチオン交換樹脂との混合物のタッピング体積（ｔ
ａｐｐｅｄ ｖｏｌｕｍｅ）が、アニオン樹脂及びカチ
オン樹脂のそれぞれの体積の和よりも約３０体積％、好
ましくは約２０体積％、より好ましくは１０体積％より
も大きくならないように、処理されたアニオン樹脂の表
面電荷を減少させた時に満足できるレベルの非凝集性が
示される。例えば、表１において、１００ｍｌ＝０％凝
集、１１０ｍｌ＝１０％凝集、１８０ｍｌ＝８０％凝集
である。最も好ましくは、樹脂混合物のタッピング体積
は、個々の樹脂の合計体積と実質的に同等であり、この
場合実質的に凝集は示されなかった。
通常の方法を用いて容易に測定される。表１に、対応す
る混床樹脂系の凝集特性に対する、異なる数平均分子量
（Ｍｎ）の種々の量のスルホン化ポリ（ビニル芳香族）
高分子電解質（スルホン化ポリスチレン、酸型）での処
理の効果を要約する。処理されたアニオン交換樹脂と強
酸性カチオン交換樹脂との混合物のタッピング体積（ｔ
ａｐｐｅｄ ｖｏｌｕｍｅ）が、アニオン樹脂及びカチ
オン樹脂のそれぞれの体積の和よりも約３０体積％、好
ましくは約２０体積％、より好ましくは１０体積％より
も大きくならないように、処理されたアニオン樹脂の表
面電荷を減少させた時に満足できるレベルの非凝集性が
示される。例えば、表１において、１００ｍｌ＝０％凝
集、１１０ｍｌ＝１０％凝集、１８０ｍｌ＝８０％凝集
である。最も好ましくは、樹脂混合物のタッピング体積
は、個々の樹脂の合計体積と実質的に同等であり、この
場合実質的に凝集は示されなかった。
【００１３】アニオン樹脂処理の耐久性の評価は、２７
ｍｇ／ｌのスルホン化ポリスチレン（酸型、Ｍｎ＝２
０，０００）で処理したアニオン樹脂試料を、６回の逐
次使用／再生サイクル（樹脂１リットルあたり６０ｇの
ＮａＣｌで処理し、脱イオン水ですすぎ、樹脂１リット
ルあたり２００ｇのＮａＯＨで処理し、脱イオン水です
すぐ）にかけ、アニオン樹脂（水酸基型）を混床系内で
用いた場合の凝集特性に関して再試験することによって
行なった。非凝集処理の有効性は、６回の使用／再生サ
イクルの後も未変化であり、即ち表１に示すものと同様
であった。
ｍｇ／ｌのスルホン化ポリスチレン（酸型、Ｍｎ＝２
０，０００）で処理したアニオン樹脂試料を、６回の逐
次使用／再生サイクル（樹脂１リットルあたり６０ｇの
ＮａＣｌで処理し、脱イオン水ですすぎ、樹脂１リット
ルあたり２００ｇのＮａＯＨで処理し、脱イオン水です
すぐ）にかけ、アニオン樹脂（水酸基型）を混床系内で
用いた場合の凝集特性に関して再試験することによって
行なった。非凝集処理の有効性は、６回の使用／再生サ
イクルの後も未変化であり、即ち表１に示すものと同様
であった。
【００１４】表１ 混床凝集試験 処理量 （ｍｇ／ｌ樹脂） 自然沈降体積（ｍｌ） タッピング体積（ｍｌ） 対照=0 240 180 Mn=20,000 25 114 102 50 112 101 75 113 102 100 110 100 Mn=50,000 25 116 112 50 115 102 75 113 101 100 114 101 Mn=500,000 25 116 103 50 114 103 75 113 102 100 112 101 Mn=1,000,000 25 116 103 50 113 102 75 112 102 100 112 101
【００１５】種々の分子量のナトリウム塩型のスルホン
化ポリスチレン（ナトリウムポリスチレンスルホネー
ト）を用いて、実施例１Ａに記載のようにして、更なる
樹脂処理／凝集評価を行なった。表１Ａに、これらのデ
ータを要約する（ＮＤ＝測定せず）。表１Ａにおけるデ
ータによって、遊離酸型のスルホン化ポリ（ビニル芳香
族）高分子電解質の方が、ナトリウム塩型のものよりも
好ましいことが示される。より高い分子量のスルホン化
ポリ（ビニル芳香族）高分子電解質（Ｍｎ＝２０，００
０以上）に対して、より低い分子量のスルホン化ポリ
（ビニル芳香族）高分子電解質（Ｍｎ＝１４，５００以
下）を用いると、処理は、複数回の使用／再生サイクル
の後に凝集を防止するのにさほど有効でなかった。
化ポリスチレン（ナトリウムポリスチレンスルホネー
ト）を用いて、実施例１Ａに記載のようにして、更なる
樹脂処理／凝集評価を行なった。表１Ａに、これらのデ
ータを要約する（ＮＤ＝測定せず）。表１Ａにおけるデ
ータによって、遊離酸型のスルホン化ポリ（ビニル芳香
族）高分子電解質の方が、ナトリウム塩型のものよりも
好ましいことが示される。より高い分子量のスルホン化
ポリ（ビニル芳香族）高分子電解質（Ｍｎ＝２０，００
０以上）に対して、より低い分子量のスルホン化ポリ
（ビニル芳香族）高分子電解質（Ｍｎ＝１４，５００以
下）を用いると、処理は、複数回の使用／再生サイクル
の後に凝集を防止するのにさほど有効でなかった。
【００１６】表１Ａ 混床凝集試験 分子量（Ｍｎ）a 自然沈降体積（ｍｌ） タッピング体積（ｍｌ） 対照=0mg/l >200 ND 1,400 >200 ND 5,900 170-190b ND 14,500 154-180b 130 20,000(Ｈ型) 114 ND 20,000(Ｈ型)c 112c 101c 28,200 146-170b 116 28,200(Ｈ型) 108 100 80,000 143-160b ND 177,700 140-156b NDa ＝処理量は、アニオン樹脂１リットルあたり５０〜５
６ｍｇ（他に示さない限りナトリウムポリスチレンスル
ホネート）であった。b ＝それぞれ初期及び４回の使用／再生サイクルの後の
凝集結果c ＝実施例１／表１からの値
６ｍｇ（他に示さない限りナトリウムポリスチレンスル
ホネート）であった。b ＝それぞれ初期及び４回の使用／再生サイクルの後の
凝集結果c ＝実施例１／表１からの値
【００１７】樹脂に関する物質移動係数を測定すること
によって樹脂のイオン交換速度特性を評価することが、
混床イオン交換系の工業的ユーザーの間で通常的に実施
されている。確立された一連の条件下で実験的に測定さ
れた物質移動係数（ＭＴＣ）を用いて、混床イオン交換
系の潜在的な特性及びイオン交換速度の劣化の見積もり
値を評価することができる。ＭＴＣは、イオン交換樹脂
のイオン交換速度の特性におけるフィルム及び粒子の両
方の効果を包含するパラメーターである。イオン交換速
度の許容される方法論及び解釈並びに混床イオン交換系
におけ物質移動係数の使用が、Ｊ．Ｔ．ＭｃＮｕｌｔｙ
らの”Ａｎｉｏｎ ＥｘｃｈａｎｇｅＲｅｓｉｎ Ｋｉ
ｎｅｔｉｃ Ｔｅｓｔｉｎｇ：Ａｎ Ｉｎｄｉｓｐｅｎ
ｓａｂｌｅ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ Ｔｏｏｌ ｆｏｒ
Ｃｏｎｄｅｎｓａｔｅ Ｐｏｌｉｓｈｅｒ Ｔｒｏｕ
ｂｌｅｓｈｏｏｔｉｎｇ”，４７ｔｈ ＡｎｎｕａｌＭ
ｅｅｔｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗａｔｅ
ｒ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（ＩＷＣ−８６−５４），Ｐ
ｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ（１９８６年１０月２７〜２
９日）及びＧ．Ｌ．Ｆｏｕｔｃｈら（Ｏｋｌａｈｏｍａ
ＳｔａｔｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｔｉｌｌｗａｔ
ｅｒ，ＯＫ）の”Ａ Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｆ Ｅ
ｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｉｏｎ−Ｅｘｃｈａｎｇｅ
Ｒｅｓｉｎ Ｍａｓｓ−Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｃｏｅｆｆ
ｉｃｉｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ”，５７ｔｈ Ａｎｎｕ
ａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＷ
ａｔｅｒ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（ＩＷＣ−９６−４
６），Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ（１９９６年１０月
２１〜２４日）において開示されている。実施例２は、
動的イオン交換速度混床イオン交換樹脂評価（ｄｙｎａ
ｍｉｃ ｋｉｎｅｔｉｃ ｍｉｘｅｄ ｂｅｄ ｉｏｎ
ｅｘｃｈａｎｇｅ ｒｅｓｉｎ ｅｖａｌｕａｔｉｏ
ｎ）を用いて本発明の処理されたアニオン樹脂に関する
ＭＴＣデータを得るために用いる方法を記載する。スル
フェートイオン交換速度は、塩素イオン交換速度より
も、汚染されたアニオン交換樹脂のイオン交換速度にお
ける変化を検出するより良い指標であることが知られて
おり、したがって、スルフェートイオンＭＴＣデータを
用いて、アニオン樹脂のイオン交換速度に対するスルホ
ン化ポリ（ビニル芳香族）高分子電解質の効果を評価し
た。未使用のアニオン交換樹脂に関するスルフェートイ
オン物質移動係数は、典型的には、２．０〜２．５×１
０-4メートル／秒（ｍ／ｓ）である（Ｊ．Ｔ．ＭｃＮｕ
ｌｔｙらを参照）。
によって樹脂のイオン交換速度特性を評価することが、
混床イオン交換系の工業的ユーザーの間で通常的に実施
されている。確立された一連の条件下で実験的に測定さ
れた物質移動係数（ＭＴＣ）を用いて、混床イオン交換
系の潜在的な特性及びイオン交換速度の劣化の見積もり
値を評価することができる。ＭＴＣは、イオン交換樹脂
のイオン交換速度の特性におけるフィルム及び粒子の両
方の効果を包含するパラメーターである。イオン交換速
度の許容される方法論及び解釈並びに混床イオン交換系
におけ物質移動係数の使用が、Ｊ．Ｔ．ＭｃＮｕｌｔｙ
らの”Ａｎｉｏｎ ＥｘｃｈａｎｇｅＲｅｓｉｎ Ｋｉ
ｎｅｔｉｃ Ｔｅｓｔｉｎｇ：Ａｎ Ｉｎｄｉｓｐｅｎ
ｓａｂｌｅ Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃ Ｔｏｏｌ ｆｏｒ
Ｃｏｎｄｅｎｓａｔｅ Ｐｏｌｉｓｈｅｒ Ｔｒｏｕ
ｂｌｅｓｈｏｏｔｉｎｇ”，４７ｔｈ ＡｎｎｕａｌＭ
ｅｅｔｉｎｇ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗａｔｅ
ｒ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（ＩＷＣ−８６−５４），Ｐ
ｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ（１９８６年１０月２７〜２
９日）及びＧ．Ｌ．Ｆｏｕｔｃｈら（Ｏｋｌａｈｏｍａ
ＳｔａｔｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｔｉｌｌｗａｔ
ｅｒ，ＯＫ）の”Ａ Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｆ Ｅ
ｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｉｏｎ−Ｅｘｃｈａｎｇｅ
Ｒｅｓｉｎ Ｍａｓｓ−Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｃｏｅｆｆ
ｉｃｉｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ”，５７ｔｈ Ａｎｎｕ
ａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＷ
ａｔｅｒ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ（ＩＷＣ−９６−４
６），Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ（１９９６年１０月
２１〜２４日）において開示されている。実施例２は、
動的イオン交換速度混床イオン交換樹脂評価（ｄｙｎａ
ｍｉｃ ｋｉｎｅｔｉｃ ｍｉｘｅｄ ｂｅｄ ｉｏｎ
ｅｘｃｈａｎｇｅ ｒｅｓｉｎ ｅｖａｌｕａｔｉｏ
ｎ）を用いて本発明の処理されたアニオン樹脂に関する
ＭＴＣデータを得るために用いる方法を記載する。スル
フェートイオン交換速度は、塩素イオン交換速度より
も、汚染されたアニオン交換樹脂のイオン交換速度にお
ける変化を検出するより良い指標であることが知られて
おり、したがって、スルフェートイオンＭＴＣデータを
用いて、アニオン樹脂のイオン交換速度に対するスルホ
ン化ポリ（ビニル芳香族）高分子電解質の効果を評価し
た。未使用のアニオン交換樹脂に関するスルフェートイ
オン物質移動係数は、典型的には、２．０〜２．５×１
０-4メートル／秒（ｍ／ｓ）である（Ｊ．Ｔ．ＭｃＮｕ
ｌｔｙらを参照）。
【００１８】本発明の目的のために、アニオン交換樹脂
のイオン交換速度を水溶性スルホン化ポリ（ビニル芳香
族）高分子電解質と接触させる前のアニオン樹脂のイオ
ン交換速度と比較して「実質的に未変化」に保持すると
は、未処理のアニオン樹脂のスルフェートイオンＭＴＣ
の少なくとも約７５％よりも大きなスルフェートイオン
ＭＴＣ値を処理されたアニオン樹脂が有する場合に、満
足できるイオン交換速度を有すると考えられることを意
味し、満足できるアニオン交換樹脂のイオン交速度のた
めには、処理された樹脂が未処理のアニオン樹脂の約８
０％よりも大きなスルフェートイオンＭＴＣ値を有する
ことが好ましく、約９０％よりも大きなことがより好ま
しい。表２に、処理されたアニオン樹脂のスルフェート
イオンＭＴＣ特性に対する異なる量のスルホン化ポリ
（ビニル芳香族）高分子電解質の効果を要約する。未処
理のスルフェートイオンＭＴＣ値に対するスルフェート
イオンＭＴＣの相対値を、表２の最終カラムにおいてカ
ッコ内に示す。処理された樹脂と比較する目的で、未処
理のアニオン樹脂スルフェートイオンＭＴＣに関する値
として２．５×１０-4ｍ／ｓの値を用いた。
のイオン交換速度を水溶性スルホン化ポリ（ビニル芳香
族）高分子電解質と接触させる前のアニオン樹脂のイオ
ン交換速度と比較して「実質的に未変化」に保持すると
は、未処理のアニオン樹脂のスルフェートイオンＭＴＣ
の少なくとも約７５％よりも大きなスルフェートイオン
ＭＴＣ値を処理されたアニオン樹脂が有する場合に、満
足できるイオン交換速度を有すると考えられることを意
味し、満足できるアニオン交換樹脂のイオン交速度のた
めには、処理された樹脂が未処理のアニオン樹脂の約８
０％よりも大きなスルフェートイオンＭＴＣ値を有する
ことが好ましく、約９０％よりも大きなことがより好ま
しい。表２に、処理されたアニオン樹脂のスルフェート
イオンＭＴＣ特性に対する異なる量のスルホン化ポリ
（ビニル芳香族）高分子電解質の効果を要約する。未処
理のスルフェートイオンＭＴＣ値に対するスルフェート
イオンＭＴＣの相対値を、表２の最終カラムにおいてカ
ッコ内に示す。処理された樹脂と比較する目的で、未処
理のアニオン樹脂スルフェートイオンＭＴＣに関する値
として２．５×１０-4ｍ／ｓの値を用いた。
【００１９】表２ アニオン樹脂のイオン交換速度（物質移動特性） 処理量 入口 出口 出口抵抗 スルフェート スルフェート スルフェート ＭＴＣ (mg/l樹脂) Ｃ0(ppb) Ｃ(ppb) (MΩ-cm) (×10-4m/s) 対照=0 177 11.2 9.1 2.3(92) Mn=20,000 25 177 9.3 10.4 2.5(100) 50 180 11.6 8.9 2.3(92) 75 180 10.4 9.6 2.4(96) 100 175 9.7 10.1 2.4(96) 400 180 11.2 9.1 2.4(96) 800 186 12.7 8.3 2.3(92) Mn=50,000 25 165 7.1 12 2.6(100) 50 165 10.9 9.2 2.3(92) 100 170 13.7 7.8 2.1(84) 200 165 18.6 6 1.9(76) Mn=500,000 25 170 9.3 10.3 2.5(100) 50 165 18.1 6.1 1.9(76) 100 170 25.4 4.5 1.6(64) Mn=1,000,000 25 175 17.5 6.3 2.0(80) 50 175 24.6 4.6 1.7(68) 75 175 27.3 4.2 1.6(64) 100 175 38 3 1.3(52)
【００２０】処理されたアニオン樹脂の表面電荷を所望
の量減少させるのに用いられるスルホン化ポリ（ビニル
芳香族）高分子電解質の量は、スルホン化ポリ（ビニル
芳香族）高分子電解質の組成及び分子量並びに処理され
るアニオン樹脂の組成のような種々のファクターに依存
して変化する。典型的には、スルホン化ポリ（ビニル芳
香族）高分子電解質は、スルホン化ポリ（ビニル芳香
族）高分子電解質の分子量に依存して、アニオン交換樹
脂１リットルあたり１０〜８００ｍｇ、好ましくは１０
〜２００ｍｇ／ｌ、より好ましくは２０〜１００ｍｇ／
ｌ、最も好ましくは２０〜７５ｍｇ／ｌの範囲の量で用
いることができる。
の量減少させるのに用いられるスルホン化ポリ（ビニル
芳香族）高分子電解質の量は、スルホン化ポリ（ビニル
芳香族）高分子電解質の組成及び分子量並びに処理され
るアニオン樹脂の組成のような種々のファクターに依存
して変化する。典型的には、スルホン化ポリ（ビニル芳
香族）高分子電解質は、スルホン化ポリ（ビニル芳香
族）高分子電解質の分子量に依存して、アニオン交換樹
脂１リットルあたり１０〜８００ｍｇ、好ましくは１０
〜２００ｍｇ／ｌ、より好ましくは２０〜１００ｍｇ／
ｌ、最も好ましくは２０〜７５ｍｇ／ｌの範囲の量で用
いることができる。
【００２１】本発明方法において有用な水溶性スルホン
化ポリ（ビニル芳香族）高分子電解質は、５，０００〜
１，０００，０００、好ましくは１０，０００〜５０
０，０００、より好ましくは１０，０００〜１００，０
００、最も好ましくは１５，０００〜５０，０００の範
囲の数平均分子量（Ｍｎ）を有する。数平均分子量は、
スルホン化ポリスチレンの適当な分子量標準試料を用い
た水性相（０．０１５Ｍナトリウムスルフェート，ｐＨ
を６．５に調節）ゲル透過クロマトグラフィー（ＧＰ
Ｃ）に基づくものである。
化ポリ（ビニル芳香族）高分子電解質は、５，０００〜
１，０００，０００、好ましくは１０，０００〜５０
０，０００、より好ましくは１０，０００〜１００，０
００、最も好ましくは１５，０００〜５０，０００の範
囲の数平均分子量（Ｍｎ）を有する。数平均分子量は、
スルホン化ポリスチレンの適当な分子量標準試料を用い
た水性相（０．０１５Ｍナトリウムスルフェート，ｐＨ
を６．５に調節）ゲル透過クロマトグラフィー（ＧＰ
Ｃ）に基づくものである。
【００２２】イオン交換速度に対する分子量のより高い
スルホン化ポリ（ビニル芳香族）高分子電解質の悪影響
は、表２のデータから明らかであり、５００，０００以
上のＭｎを有する約２５ｍｇ／ｌを超えるスルホン化ポ
リスチレンで処理した樹脂に関するスルフェートイオン
ＭＴＣの値は、未処理樹脂のスルフェートイオンＭＴＣ
の８０％未満である。低いＭｎ値、例えば約５，０００
〜３０，０００においては、スルホン化ポリ（ビニル芳
香族）高分子電解質の満足できる処理量は、アニオン交
換樹脂１リットルあたり１０〜８００ｍｇ、好ましくは
１５〜１００ｍｇ／ｌ、より好ましくは２０〜７５ｍｇ
／ｌである。中間のＭｎ値、例えば３０，０００〜１０
０，０００においては、スルホン化ポリ（ビニル芳香
族）高分子電解質の満足できる処理量は、アニオン交換
樹脂１リットルあたり１０〜１５０ｍｇ、好ましくは１
０〜１００ｍｇ／ｌ、より好ましくは２０〜６０ｍｇ／
ｌである。より高いＭｎ値、例えば１００，０００にお
いては５００，０００においては、スルホン化高分子電
解質の満足できる処理量は、アニオン交換樹脂１リット
ルあたり１０〜１００ｍｇ、好ましくは１０〜７５ｍｇ
／ｌ、より好ましくは１５〜５０ｍｇ／ｌである。スル
ホン化高分子電解質の数平均分子量が増加するにつれ
て、イオン交換速度に対して実質的に影響を示さないよ
うに、許容される処理量を対応して減少させなければな
らない。
スルホン化ポリ（ビニル芳香族）高分子電解質の悪影響
は、表２のデータから明らかであり、５００，０００以
上のＭｎを有する約２５ｍｇ／ｌを超えるスルホン化ポ
リスチレンで処理した樹脂に関するスルフェートイオン
ＭＴＣの値は、未処理樹脂のスルフェートイオンＭＴＣ
の８０％未満である。低いＭｎ値、例えば約５，０００
〜３０，０００においては、スルホン化ポリ（ビニル芳
香族）高分子電解質の満足できる処理量は、アニオン交
換樹脂１リットルあたり１０〜８００ｍｇ、好ましくは
１５〜１００ｍｇ／ｌ、より好ましくは２０〜７５ｍｇ
／ｌである。中間のＭｎ値、例えば３０，０００〜１０
０，０００においては、スルホン化ポリ（ビニル芳香
族）高分子電解質の満足できる処理量は、アニオン交換
樹脂１リットルあたり１０〜１５０ｍｇ、好ましくは１
０〜１００ｍｇ／ｌ、より好ましくは２０〜６０ｍｇ／
ｌである。より高いＭｎ値、例えば１００，０００にお
いては５００，０００においては、スルホン化高分子電
解質の満足できる処理量は、アニオン交換樹脂１リット
ルあたり１０〜１００ｍｇ、好ましくは１０〜７５ｍｇ
／ｌ、より好ましくは１５〜５０ｍｇ／ｌである。スル
ホン化高分子電解質の数平均分子量が増加するにつれ
て、イオン交換速度に対して実質的に影響を示さないよ
うに、許容される処理量を対応して減少させなければな
らない。
【００２３】最小処理時間、イオン交換速度に対する最
小効果、及び混床系における満足できる非凝集性のバラ
ンスを与えるためには、より低い分子量のスルホン化高
分子電解質の好ましい処理量は、（ａ）１０，０００〜
５００，０００のＭｎを有するスルホン化ポリ（ビニル
芳香族）高分子電解質に関しては、アニオン交換樹脂１
リットルあたり１０〜２００ｍｇ、より好ましくは２０
〜１００ｍｇ／ｌ、（ｂ）１０，０００〜１００，００
０のＭｎを有するスルホン化ポリ（ビニル芳香族）高分
子電解質に関しては、アニオン交換樹脂１リットルあた
り１５〜１００ｍｇ、より好ましくは２０〜７５ｍｇ／
ｌ、（ｃ）１５，０００〜５０，０００のＭｎを有する
スルホン化ポリ（ビニル芳香族）高分子電解質に関して
は、アニオン交換樹脂１リットルあたり１５〜７５ｍ
ｇ、より好ましくは２０〜６０ｍｇ／ｌである。
小効果、及び混床系における満足できる非凝集性のバラ
ンスを与えるためには、より低い分子量のスルホン化高
分子電解質の好ましい処理量は、（ａ）１０，０００〜
５００，０００のＭｎを有するスルホン化ポリ（ビニル
芳香族）高分子電解質に関しては、アニオン交換樹脂１
リットルあたり１０〜２００ｍｇ、より好ましくは２０
〜１００ｍｇ／ｌ、（ｂ）１０，０００〜１００，００
０のＭｎを有するスルホン化ポリ（ビニル芳香族）高分
子電解質に関しては、アニオン交換樹脂１リットルあた
り１５〜１００ｍｇ、より好ましくは２０〜７５ｍｇ／
ｌ、（ｃ）１５，０００〜５０，０００のＭｎを有する
スルホン化ポリ（ビニル芳香族）高分子電解質に関して
は、アニオン交換樹脂１リットルあたり１５〜７５ｍ
ｇ、より好ましくは２０〜６０ｍｇ／ｌである。
【００２４】本発明の実施においては、スルホン化ポリ
（ビニル芳香族）高分子電解質及び処理されるアニオン
樹脂（水膨潤状態）を、アニオン交換樹脂とスルホン化
ポリ（ビニル芳香族）高分子電解質との密な接触を与え
るのに十分な条件において混合する。一般に、かかる接
触を与えるのには、混合物の穏やかな撹拌で十分であ
る。必要な接触時間の後、好ましくは処理されたアニオ
ン交換樹脂を過剰のスルホン化ポリ（ビニル芳香族）高
分子電解質がそれから除去されるまで、水で洗浄する。
（ビニル芳香族）高分子電解質及び処理されるアニオン
樹脂（水膨潤状態）を、アニオン交換樹脂とスルホン化
ポリ（ビニル芳香族）高分子電解質との密な接触を与え
るのに十分な条件において混合する。一般に、かかる接
触を与えるのには、混合物の穏やかな撹拌で十分であ
る。必要な接触時間の後、好ましくは処理されたアニオ
ン交換樹脂を過剰のスルホン化ポリ（ビニル芳香族）高
分子電解質がそれから除去されるまで、水で洗浄する。
【００２５】非凝集性を示すアニオン及びカチオン交換
樹脂の混床系の調製においては、アニオン樹脂を、まず
スルホン化ポリ（ビニル芳香族）高分子電解質の希釈水
性溶液で処理し、スルホン化ポリ（ビニル芳香族）高分
子電解質を洗浄除去し、処理された樹脂を引き続き未処
理のカチオン交換樹脂と混合する。あるいは、あまり好
ましくはないが、アニオン及びカチオン樹脂をまず混合
し、スルホン化ポリ（ビニル芳香族）高分子電解質を混
合樹脂床と混合して、アニオン樹脂タイプによって示さ
れる表面電荷を減少させることもできる。処理されるア
ニオン樹脂は、水酸基型であっても塩素型であってもよ
く、スルホン化ポリ（ビニル芳香族）高分子電解質は、
遊離酸型又はその塩型、例えば、ナトリウム塩型で用い
ることができ、好ましくは、スルホン化ポリ（ビニル芳
香族）高分子電解質は、遊離酸型で用いる。
樹脂の混床系の調製においては、アニオン樹脂を、まず
スルホン化ポリ（ビニル芳香族）高分子電解質の希釈水
性溶液で処理し、スルホン化ポリ（ビニル芳香族）高分
子電解質を洗浄除去し、処理された樹脂を引き続き未処
理のカチオン交換樹脂と混合する。あるいは、あまり好
ましくはないが、アニオン及びカチオン樹脂をまず混合
し、スルホン化ポリ（ビニル芳香族）高分子電解質を混
合樹脂床と混合して、アニオン樹脂タイプによって示さ
れる表面電荷を減少させることもできる。処理されるア
ニオン樹脂は、水酸基型であっても塩素型であってもよ
く、スルホン化ポリ（ビニル芳香族）高分子電解質は、
遊離酸型又はその塩型、例えば、ナトリウム塩型で用い
ることができ、好ましくは、スルホン化ポリ（ビニル芳
香族）高分子電解質は、遊離酸型で用いる。
【００２６】以下の実施例において本発明の幾つかの態
様を詳細に記載する。全ての比、部及びパーセント
（％）は、他に示さない限り重量によって表されるもの
であり、用いた試薬は、他に示さない限り、全て良好な
市販品質のものである。
様を詳細に記載する。全ての比、部及びパーセント
（％）は、他に示さない限り重量によって表されるもの
であり、用いた試薬は、他に示さない限り、全て良好な
市販品質のものである。
【００２７】実施例１ ０．２％（重量）水性溶液としてのスルホン化ポリスチ
レン（ナトリウム型）を、商業的に入手できる強酸性カ
チオン交換樹脂のイオン交換カラムを通過させることに
よって、遊離酸型に転化させた。
レン（ナトリウム型）を、商業的に入手できる強酸性カ
チオン交換樹脂のイオン交換カラムを通過させることに
よって、遊離酸型に転化させた。
【００２８】処理される強塩基性アニオン樹脂（アンバ
ージェット ４４００）を、過剰の水酸化ナトリウムで
カラム処理し、過剰の塩基をすすいで除去することによ
って、水酸基型に転化させた。転化されたアニオン樹脂
を、等体積の脱イオン水とともに逆洗カラム内に配置
し、窒素ガス流で撹拌及び混合しながら、必要量のポリ
スチレンスルホン酸溶液を逆洗カラムに加えた。５分間
の混合の後、脱イオン水を処理された樹脂から排出し、
樹脂を床の２倍体積の更なる脱イオン水ですすいだ。
ージェット ４４００）を、過剰の水酸化ナトリウムで
カラム処理し、過剰の塩基をすすいで除去することによ
って、水酸基型に転化させた。転化されたアニオン樹脂
を、等体積の脱イオン水とともに逆洗カラム内に配置
し、窒素ガス流で撹拌及び混合しながら、必要量のポリ
スチレンスルホン酸溶液を逆洗カラムに加えた。５分間
の混合の後、脱イオン水を処理された樹脂から排出し、
樹脂を床の２倍体積の更なる脱イオン水ですすいだ。
【００２９】凝集の程度を測定するために、所定量の処
理された強塩基性アニオン樹脂ビーズを所定量の商業的
に入手できる強酸性カチオン交換樹脂ビーズ（アンバー
ジェット １５００）と合わせた。用いたアニオン及び
カチオン樹脂の個々の量は、自然沈降（１分）させたと
きは約５５ｍｌの体積であり、自然沈降させたビーズを
タッピングした時は５０ｍｌの体積であった。カチオン
樹脂と処理されたアニオン樹脂との混合物を十分に撹拌
し、樹脂を自然沈降させた（１分）。自然沈降によっ
て、樹脂混合物の体積は１１０〜１１５ｍｌの範囲であ
った。この体積は個々の樹脂の自然沈降体積（ｓｅｔｔ
ｌｅｄ ｖｏｌｕｍｅ）の合計と同一であり、これは、
スルホン化ポリスチレンがアニオン及びカチオン樹脂の
電荷相互作用を有効に減少させたことを示している。自
然沈降させた樹脂混合物をタッピングした時には、樹脂
体積はさらに１００−１０５ｍｌにさらに減少した。こ
れも、スルホン化ポリスチレンがアニオン及びカチオン
樹脂の電荷相互作用を有効に減少させたことを示してい
る。表１に、２０，０００（１０，０００〜３０，００
０の範囲）、５０，０００（５０，０００〜１００，０
００の範囲）、５００，０００（４００，０００〜６０
０，０００の範囲）及び１，０００，０００（８００，
０００〜１，２００，０００の範囲）のＭｎ値を有する
スルホン化ポリスチレン（酸型）で処理された時の凝集
データを要約する。
理された強塩基性アニオン樹脂ビーズを所定量の商業的
に入手できる強酸性カチオン交換樹脂ビーズ（アンバー
ジェット １５００）と合わせた。用いたアニオン及び
カチオン樹脂の個々の量は、自然沈降（１分）させたと
きは約５５ｍｌの体積であり、自然沈降させたビーズを
タッピングした時は５０ｍｌの体積であった。カチオン
樹脂と処理されたアニオン樹脂との混合物を十分に撹拌
し、樹脂を自然沈降させた（１分）。自然沈降によっ
て、樹脂混合物の体積は１１０〜１１５ｍｌの範囲であ
った。この体積は個々の樹脂の自然沈降体積（ｓｅｔｔ
ｌｅｄ ｖｏｌｕｍｅ）の合計と同一であり、これは、
スルホン化ポリスチレンがアニオン及びカチオン樹脂の
電荷相互作用を有効に減少させたことを示している。自
然沈降させた樹脂混合物をタッピングした時には、樹脂
体積はさらに１００−１０５ｍｌにさらに減少した。こ
れも、スルホン化ポリスチレンがアニオン及びカチオン
樹脂の電荷相互作用を有効に減少させたことを示してい
る。表１に、２０，０００（１０，０００〜３０，００
０の範囲）、５０，０００（５０，０００〜１００，０
００の範囲）、５００，０００（４００，０００〜６０
０，０００の範囲）及び１，０００，０００（８００，
０００〜１，２００，０００の範囲）のＭｎ値を有する
スルホン化ポリスチレン（酸型）で処理された時の凝集
データを要約する。
【００３０】比較の目的で、スルホン化ポリスチレンで
処理しなかった同一のアニオン樹脂ビーズ５０ｍｌ（タ
ッピング体積）を、同一のカチオン樹脂ビーズ５０ｍｌ
（タッピング体積）と合わせた。樹脂を撹拌及び混合し
た後、この配合物の自然沈降体積は２４０ｍｌであり、
アニオン及びカチオン樹脂の個々の自然沈降体積の合計
体積よりも１２５〜１３０ｍｌ大きく、これは、アニオ
ン及びカチオン交換樹脂の間の大きな電荷相互作用を示
す。同様に、自然沈降した混合物をタッピングすると、
タッピング体積は１８０ｍｌであり、個々の樹脂のタッ
ピング体積の合計よりも７５〜８０ｍｌ大きく、これ
も、アニオン及びカチオン樹脂の間の大きな電荷相互作
用及び凝集を示している（表１の対照を参照）。
処理しなかった同一のアニオン樹脂ビーズ５０ｍｌ（タ
ッピング体積）を、同一のカチオン樹脂ビーズ５０ｍｌ
（タッピング体積）と合わせた。樹脂を撹拌及び混合し
た後、この配合物の自然沈降体積は２４０ｍｌであり、
アニオン及びカチオン樹脂の個々の自然沈降体積の合計
体積よりも１２５〜１３０ｍｌ大きく、これは、アニオ
ン及びカチオン交換樹脂の間の大きな電荷相互作用を示
す。同様に、自然沈降した混合物をタッピングすると、
タッピング体積は１８０ｍｌであり、個々の樹脂のタッ
ピング体積の合計よりも７５〜８０ｍｌ大きく、これ
も、アニオン及びカチオン樹脂の間の大きな電荷相互作
用及び凝集を示している（表１の対照を参照）。
【００３１】実施例１Ａ 実施例１に記載したものと同様の方法で、異なる分子量
のスルホン化ポリスチレン試料を用いて更なる樹脂凝集
試験を行なった。この実験において用いたスルホン化ポ
リスチレン（ナトリウム型）は、分子量標準物質として
用いたポリマーに基づくものであり、実施例１及び２に
おいて用いたスルホン化ポリスチレンよりも狭い分子量
分布を有していた。これらのスルホン化ポリスチレン
は、１，４００（約１，０００〜１，８００の範囲）、
５，９００（約５，５００〜６，５００の範囲）、１
４，５００（約１３，０００〜１６，０００の範囲）、
２８，２００（約２６，０００〜３０，０００の範
囲）、８０，０００（約７５，０００〜９０，０００の
範囲）及び１７７，０００（約１６０，０００〜１９
０，０００の範囲）のＭｎ値を有していた。
のスルホン化ポリスチレン試料を用いて更なる樹脂凝集
試験を行なった。この実験において用いたスルホン化ポ
リスチレン（ナトリウム型）は、分子量標準物質として
用いたポリマーに基づくものであり、実施例１及び２に
おいて用いたスルホン化ポリスチレンよりも狭い分子量
分布を有していた。これらのスルホン化ポリスチレン
は、１，４００（約１，０００〜１，８００の範囲）、
５，９００（約５，５００〜６，５００の範囲）、１
４，５００（約１３，０００〜１６，０００の範囲）、
２８，２００（約２６，０００〜３０，０００の範
囲）、８０，０００（約７５，０００〜９０，０００の
範囲）及び１７７，０００（約１６０，０００〜１９
０，０００の範囲）のＭｎ値を有していた。
【００３２】強塩基性アニオン樹脂（水酸基型、１００
ｍｌの水を切った樹脂及び７５ｍｌ脱イオン水）を、２
３７ｍｌのジャー内で必要量のナトリウムポリスチレン
スルホネート（脱イオン水２５ｍｌ中約５ｍｇ）で処理
し、ローラーミル上で３０分混合した。この処理量は、
樹脂１リットルあたり５０〜５６ｍｇに対応していた。
次に、処理されたアニオン樹脂試料を、フィルターチュ
ーブ上で脱イオン水１リットルですすいだ。すすいだ処
理アニオン樹脂（２５ｍｌ）を、次に、１００ｍｌメス
シリンダー内で、強酸性カチオン交換樹脂２５ｍｌ及び
脱イオン水約５０〜６０ｍｌと合わせ、メスシリンダー
を４〜５回反転させて樹脂を混合した。次に、混合され
た樹脂系を自然沈降させ、最終自然沈降体積（１分）を
測定し、一部の試験試料に関して最終タッピング体積を
同様に測定した。表１Ａは、表１に報告するものと同一
のスケールのデータとするため実際の測定体積の２倍の
自然沈降及びタッピング体積を示す（実施例１において
用いたものと比較して、この試験法１Ａにおいては１／
２量の樹脂しか用いなかった）。
ｍｌの水を切った樹脂及び７５ｍｌ脱イオン水）を、２
３７ｍｌのジャー内で必要量のナトリウムポリスチレン
スルホネート（脱イオン水２５ｍｌ中約５ｍｇ）で処理
し、ローラーミル上で３０分混合した。この処理量は、
樹脂１リットルあたり５０〜５６ｍｇに対応していた。
次に、処理されたアニオン樹脂試料を、フィルターチュ
ーブ上で脱イオン水１リットルですすいだ。すすいだ処
理アニオン樹脂（２５ｍｌ）を、次に、１００ｍｌメス
シリンダー内で、強酸性カチオン交換樹脂２５ｍｌ及び
脱イオン水約５０〜６０ｍｌと合わせ、メスシリンダー
を４〜５回反転させて樹脂を混合した。次に、混合され
た樹脂系を自然沈降させ、最終自然沈降体積（１分）を
測定し、一部の試験試料に関して最終タッピング体積を
同様に測定した。表１Ａは、表１に報告するものと同一
のスケールのデータとするため実際の測定体積の２倍の
自然沈降及びタッピング体積を示す（実施例１において
用いたものと比較して、この試験法１Ａにおいては１／
２量の樹脂しか用いなかった）。
【００３３】実施例１に記載のものと同様の方法によっ
て、これらの処理された樹脂に関してアニオン樹脂処理
の耐久性を評価した。処理されたアニオン樹脂を、４回
の使用／再生サイクル（４％ＨＣｌ水性溶液ですすぎ、
脱イオン水ですすぎ、４％ＮａＯＨ水性溶液ですすぎ、
脱イオン水ですすぐ）にかけ、凝集傾向を再測定した
（樹脂は水酸基型である）。結果を表１Ａに要約する。
て、これらの処理された樹脂に関してアニオン樹脂処理
の耐久性を評価した。処理されたアニオン樹脂を、４回
の使用／再生サイクル（４％ＨＣｌ水性溶液ですすぎ、
脱イオン水ですすぎ、４％ＮａＯＨ水性溶液ですすぎ、
脱イオン水ですすぐ）にかけ、凝集傾向を再測定した
（樹脂は水酸基型である）。結果を表１Ａに要約する。
【００３４】実施例２ 純水を提供する際の種々の混床系の有効性、即ち、溶液
からイオンを除去する有効性を決定するために、以下に
記載のようにしてイオン交換速度を評価した。強酸性カ
チオン交換樹脂５３．３ｍｌ及び強塩基性アニオン交換
樹脂（実施例１による本発明方法によって処理）２６．
７ｍｌをイオン交換カラム（直径２３．５ｍｍ）中に配
合することによって、混床系を調製した。次に、カラム
を出る液体の抵抗を測定しながら、ナトリウムスルフェ
ートの水性溶液（Ｃ0＝初期スルフェート濃度＝水性溶
液の重量基準で約１８０ｐｐｂのスルフェートイオン）
を、８６６ｍｌ／分で混床系を通した。入口抵抗は約２
ＭΩ−ｃｍであり、スルフェート漏れ量を出口抵抗（Ｃ
＝溶出液中のスルフェート量、ｐｐｂ）から決定した。
スルフェートイオンＭＴＣ値を、ＭｃＮｕｌｔｙら及び
Ｆｏｕｒｔｃｈらによって開示された方法にしたがっ
て、評価される樹脂の粒径、イオン濃度、床の形状、ア
ニオン／カチオン樹脂比及び液体流速を考慮して算出し
た。表２にデータの要約を示す。
からイオンを除去する有効性を決定するために、以下に
記載のようにしてイオン交換速度を評価した。強酸性カ
チオン交換樹脂５３．３ｍｌ及び強塩基性アニオン交換
樹脂（実施例１による本発明方法によって処理）２６．
７ｍｌをイオン交換カラム（直径２３．５ｍｍ）中に配
合することによって、混床系を調製した。次に、カラム
を出る液体の抵抗を測定しながら、ナトリウムスルフェ
ートの水性溶液（Ｃ0＝初期スルフェート濃度＝水性溶
液の重量基準で約１８０ｐｐｂのスルフェートイオン）
を、８６６ｍｌ／分で混床系を通した。入口抵抗は約２
ＭΩ−ｃｍであり、スルフェート漏れ量を出口抵抗（Ｃ
＝溶出液中のスルフェート量、ｐｐｂ）から決定した。
スルフェートイオンＭＴＣ値を、ＭｃＮｕｌｔｙら及び
Ｆｏｕｒｔｃｈらによって開示された方法にしたがっ
て、評価される樹脂の粒径、イオン濃度、床の形状、ア
ニオン／カチオン樹脂比及び液体流速を考慮して算出し
た。表２にデータの要約を示す。
Claims (8)
- 【請求項１】 アニオン交換樹脂を、（ａ）アニオン交
換樹脂のイオン交換速度を、水溶性スルホン化ポリ（ビ
ニル芳香族）高分子電解質と接触させる前のアニオン樹
脂のイオン交換速度と比較して実質的に変化させないで
保持し、且つ（ｂ）非凝集性混床イオン交換系を与える
のに有効な量の水溶性スルホン化ポリ（ビニル芳香族）
高分子電解質と接触させることを含み、（ｉ）スルホン
化ポリ（ビニル芳香族）高分子電解質の量がアニオン交
換樹脂１リットルあたり１０〜８００ｍｇであり、（ｉ
ｉ）スルホン化ポリ（ビニル芳香族）高分子電解質の数
平均分子量が５，０００〜１，０００，０００である強
塩基性アニオン交換樹脂及び強酸性カチオン交換樹脂を
含む混床イオン交換系において用いるための強塩基性ア
ニオン交換樹脂を調製する方法。 - 【請求項２】 （ｉ）スルホン化ポリ（ビニル芳香族）
高分子電解質の量がアニオン交換樹脂１リットルあたり
１０〜２００ｍｇであり、（ｉｉ）スルホン化ポリ（ビ
ニル芳香族）高分子電解質の数平均分子量が１０，００
０〜５００，０００である請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 （ｉ）スルホン化ポリ（ビニル芳香族）
高分子電解質の量がアニオン交換樹脂１リットルあたり
１５〜１００ｍｇであり、（ｉｉ）スルホン化ポリ（ビ
ニル芳香族）高分子電解質の数平均分子量が１０，００
０〜１００，０００である請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 スルホン化ポリ（ビニル芳香族）高分子
電解質が、酸型のスルホン化ポリスチレンである請求項
１に記載の方法。 - 【請求項５】 強塩基性第４級アンモニウムアニオン交
換樹脂及び強酸性スルホン化カチオン交換樹脂を含み、
アニオン交換樹脂１リットルあたり１０〜８００ｍｇ
の、数平均分子量が５，０００〜１，０００，０００で
ある水溶性スルホン化ポリ（ビニル芳香族）高分子電解
質で、アニオン交換樹脂のイオン交換速度が予備処理さ
れる前のアニオン交換樹脂のイオン交換速度と比較して
実質的に変化しないで保持されるようにアニオン交換樹
脂が予備処理されている、非凝集性混床イオン交換系。 - 【請求項６】 （ｉ）アニオン交換樹脂が、アニオン交
換樹脂１リットルあたり１０〜２００ｍｇの水溶性スル
ホン化ポリ（ビニル芳香族）高分子電解質で予備処理さ
れており、（ｉｉ）スルホン化ポリ（ビニル芳香族）高
分子電解質の数平均分子量が１０，０００〜５００，０
００である請求項５に記載の混床イオン交換系。 - 【請求項７】 （ｉ）アニオン交換樹脂が、アニオン交
換樹脂１リットルあたり１５〜１００ｍｇの水溶性スル
ホン化ポリ（ビニル芳香族）高分子電解質で予備処理さ
れており、（ｉｉ）スルホン化ポリ（ビニル芳香族）高
分子電解質の数平均分子量が１０，０００〜１００，０
００である請求項５に記載の混床イオン交換系。 - 【請求項８】 スルホン化ポリ（ビニル芳香族）高分子
電解質が、酸型のスルホン化ポリスチレンである請求項
５に記載の混床イオン交換系。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US3176096P | 1996-11-26 | 1996-11-26 | |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| JP4030168B2 JP4030168B2 (ja) | 2008-01-09 |
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ID=21861254
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| EP (1) | EP0844024B1 (ja) |
| JP (1) | JP4030168B2 (ja) |
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| CA (1) | CA2220806C (ja) |
| DE (1) | DE69729531T2 (ja) |
| TW (1) | TW389774B (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008024926A (ja) * | 2006-07-08 | 2008-02-07 | Lanxess Deutschland Gmbh | 非凝集性混床イオン交換体 |
| EP2586530A1 (en) | 2011-10-28 | 2013-05-01 | Rohm and Haas Company | Mixed bed ion exchange resin with modified cation exchange resin |
| JP2013158709A (ja) * | 2012-02-06 | 2013-08-19 | Nippon Rensui Co Ltd | 陰イオン交換樹脂および陰イオン交換樹脂の処理方法 |
| JP2013158708A (ja) * | 2012-02-06 | 2013-08-19 | Nippon Rensui Co Ltd | 水処理装置および水処理方法 |
| WO2018117652A1 (ko) * | 2016-12-23 | 2018-06-28 | 주식회사 삼양사 | 비응집성 혼합층 이온 교환 수지 및 이의 제조방법 |
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| WO2001087483A1 (fr) * | 2000-05-18 | 2001-11-22 | Mitsubishi Chemical Corporation | Résine d'échange anionique |
| JP4600617B2 (ja) * | 2000-08-07 | 2010-12-15 | オルガノ株式会社 | 陰イオン交換樹脂の性能評価方法及び装置並びに復水脱塩装置 |
| NZ530955A (en) * | 2001-08-01 | 2006-12-22 | Neose Technologies Inc | Neutral glycosphingolipids and glycosyl-sphingosines and methods for isolating the same |
| US7521484B2 (en) * | 2001-09-07 | 2009-04-21 | Rohm And Haas Company | Mixed bed ion exchange resins |
| US20040224058A1 (en) * | 2003-03-20 | 2004-11-11 | Spi Polyols, Inc. | Maltitol solutions with high maltitol content and methods of making same |
| WO2006052841A2 (en) * | 2004-11-09 | 2006-05-18 | Neose Technologies, Inc. | Glycolipids |
| US9283494B2 (en) * | 2005-09-16 | 2016-03-15 | Dionex Corporation | Agglomerated ion exchange particle bed and method |
| US7935260B2 (en) * | 2006-08-23 | 2011-05-03 | Pentair Filtration Solutions, Llc | Filtering systems and methods characterized by reduced color throw |
| EP3175857A1 (en) | 2009-03-25 | 2017-06-07 | Seneb Biosciences Inc. | Glycolipids as treatment for disease |
| EP3319726B1 (de) * | 2015-07-06 | 2019-09-11 | LANXESS Deutschland GmbH | Caesium selektive harze |
Family Cites Families (4)
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|---|---|---|---|---|
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| US3168486A (en) * | 1956-09-04 | 1965-02-02 | Dow Chemical Co | Non-agglomerating mixed bed ion exchange resins and products thereof |
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| US4347328A (en) * | 1980-09-08 | 1982-08-31 | The Dow Chemical Company | Anti-clumping of ion exchange resins |
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- 1997-11-06 DE DE69729531T patent/DE69729531T2/de not_active Expired - Lifetime
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- 1997-11-25 BR BR9705893A patent/BR9705893A/pt unknown
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-
1999
- 1999-01-07 US US09/226,824 patent/US6060526A/en not_active Expired - Lifetime
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