JPWO2011036942A1 - 水酸化テトラアルキルアンモニウムの製造方法 - Google Patents
水酸化テトラアルキルアンモニウムの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2011036942A1 JPWO2011036942A1 JP2011532934A JP2011532934A JPWO2011036942A1 JP WO2011036942 A1 JPWO2011036942 A1 JP WO2011036942A1 JP 2011532934 A JP2011532934 A JP 2011532934A JP 2011532934 A JP2011532934 A JP 2011532934A JP WO2011036942 A1 JPWO2011036942 A1 JP WO2011036942A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exchange resin
- anion exchange
- taa
- type anion
- type
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C209/00—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
- C07C209/68—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton from amines, by reactions not involving amino groups, e.g. reduction of unsaturated amines, aromatisation, or substitution of the carbon skeleton
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C209/00—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
- C07C209/04—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by substitution of functional groups by amino groups
- C07C209/06—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by substitution of functional groups by amino groups by substitution of halogen atoms
- C07C209/12—Preparation of compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton by substitution of functional groups by amino groups by substitution of halogen atoms with formation of quaternary ammonium compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C211/00—Compounds containing amino groups bound to a carbon skeleton
- C07C211/62—Quaternary ammonium compounds
- C07C211/63—Quaternary ammonium compounds having quaternised nitrogen atoms bound to acyclic carbon atoms
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/42—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange
- C02F2001/425—Treatment of water, waste water, or sewage by ion-exchange using cation exchangers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/30—Organic compounds
- C02F2101/38—Organic compounds containing nitrogen
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Cl型イオン交換樹脂を再生して得られるOH型陰イオン交換樹脂と1〜20質量%の塩化テトラアルキルアンモニウム(TAA−Cl)水溶液からなる原料溶液とを接触させてTAA−OH水溶液を製造する方法において、通常の再生により得られるCl残存量が比較的多いOH型陰イオン交換樹脂と原料溶液とを接触させてTAA−Cl濃度が0.01〜1質量%であるTAA−OH水溶液からなる1次反応液を得、次いでCl残存量が極めて少ないOH型陰イオン交換樹脂と上記1次反応液とを接触させてTAA−Cl濃度が0.01質量%未満であるTAA−OH水溶液を得ることにより、電気透析、又は電気分解を行わなくとも、水酸化テトラアルキルアンモニウム(TAA−OH)を含む水系廃液から、安全且つ効率的に不純物含有量の少ないTAA−OH水溶液を回収することができる方法に適用可能な、TAA−OHの製造方法を提供する。
Description
本発明は、ハロゲン化テトラアルキルアンモニウムから水酸化テトラアルキルアンモニウムを製造する方法に関する。更に詳しくは、水酸化テトラアルキルアンモニウム水溶液からなる現像液を使用した後に得られる廃液等から水酸化テトラアルキルアンモニウムを再使用可能な形で回収する方法に好適に利用できる、水酸化テトラアルキルアンモニウムの製造方法に関する。
水酸化テトラアルキルアンモニウム(以下、「TAA−OH」と略記することもある。)水溶液は、集積回路や大規模集積回路の製造における半導体基板の洗浄、食刻、フォトレジストの現像などのための処理剤として使用されている。
従来、このような処理剤の廃液は、蒸発法や逆浸透膜法により水分を除去することによってTAA−OHやフォトレジスト成分などの有機残渣を濃縮してから焼却するか、活性汚泥処理(生物分解処理)してから河川等へ放流する方法が主流であった。ところが、近年は、環境への配慮から廃液からTAA−OHを回収し、再利用することが検討されている。
TAA−OHを含む廃液をリサイクルする方法としては、次のような方法が知られている。
(a) 濃縮した廃液を中和処理してフォトレジスト成分を除去した後、電気透析、又は電気分解を行い、TAA−OH水溶液を回収する方法(特許文献1〜3参照)。
(b) 廃液を陽イオン交換樹脂と接触させてテトラアルキルアンモニウムカチオン(以下、「TAAカチオン」ともいう。)を陽イオン交換樹脂に吸着させた後、この陽イオン交換樹脂を無機水酸化物水溶液で処理することによりTAAカチオンをTAA−OHとして脱離させてTAA−OH水溶液を回収する方法(特許文献4参照)。
(c) 廃液を陽イオン交換樹脂と接触させてTAAカチオンを陽イオン交換樹脂に吸着させた後、この陽イオン交換樹脂を塩酸処理によりTAAカチオンを塩化テトラアルキルアンモニウム(以下、「TAA−Cl」と略記することもある。)として脱離させてTAA−Cl水溶液として回収し、得られた水溶液に過塩素酸を加え、テトラアルキルアンモニウム過塩素酸塩(以下、「TAA過塩素酸塩」ともいう。)を得、得られたTAA過塩素酸塩を晶析により精製してから、再度水に溶解させ、得られた水溶液をOH型陰イオン交換樹脂と接触させることによりTAA−OH水溶液を回収する方法(特許文献5参照)。
(a) 濃縮した廃液を中和処理してフォトレジスト成分を除去した後、電気透析、又は電気分解を行い、TAA−OH水溶液を回収する方法(特許文献1〜3参照)。
(b) 廃液を陽イオン交換樹脂と接触させてテトラアルキルアンモニウムカチオン(以下、「TAAカチオン」ともいう。)を陽イオン交換樹脂に吸着させた後、この陽イオン交換樹脂を無機水酸化物水溶液で処理することによりTAAカチオンをTAA−OHとして脱離させてTAA−OH水溶液を回収する方法(特許文献4参照)。
(c) 廃液を陽イオン交換樹脂と接触させてTAAカチオンを陽イオン交換樹脂に吸着させた後、この陽イオン交換樹脂を塩酸処理によりTAAカチオンを塩化テトラアルキルアンモニウム(以下、「TAA−Cl」と略記することもある。)として脱離させてTAA−Cl水溶液として回収し、得られた水溶液に過塩素酸を加え、テトラアルキルアンモニウム過塩素酸塩(以下、「TAA過塩素酸塩」ともいう。)を得、得られたTAA過塩素酸塩を晶析により精製してから、再度水に溶解させ、得られた水溶液をOH型陰イオン交換樹脂と接触させることによりTAA−OH水溶液を回収する方法(特許文献5参照)。
前記(a)に示される方法は、高純度のTAA−OHが得られるというメリットがある半面、電気透析又は電気分解を行うために特殊な専用設備が必要となるというデメリットがある。たとえば、設置コストや設置スペースの観点からこのよう設備を設置することができない工場等で発生した廃液については、廃液を回収してからこれら設備を有するリサイクル施設に輸送しなければならない。また、TAA−OH濃度が低い廃液を処理する場合には、電気透析又は電気分解を効率的に行えるような濃度までTAA−OH廃液を濃縮する必要があった。
前記(b)に示される方法は、特殊な専用設備は必要としないものの、吸着処理前にフォトレジスト成分などの有機不純物を高度に除去しない場合には、これら有機不純物はアルカリ水溶液に溶解し易いため、無機水酸化物水溶液で脱離処理を行う際に、吸着処理時にイオン交換樹脂に物理吸着した有機不純物が同時に脱離し、回収されたTAA−OH水溶液に混入してしまうという問題が発生する。
前記(c)に示される方法は、特殊な専用設備は必要としないというメリットに加えて、前記(b)の方法とは異なり、TAAカチオンの脱離を酸性水溶液で行うため、物理吸着した有機不純物の溶出に伴う回収液への混入が避けられるというメリットもある。しかしながら、該方法においては、TAA−OHを一旦TAA過塩素酸塩に転化させてから、これを分離精製する必要があり、取り扱い時における有機物との接触や衝撃によりTAA過塩素酸塩が爆発する危険があるばかりでなく、精製された過塩素酸塩は、水に再溶解する必要があり、操作が煩雑になるという問題があった。
したがって、本発明は、電気透析、又は電気分解を行わなくとも、TAA−OHを含む水系廃液から、安全且つ効率的に不純物含有量の少ないTAA−OH水溶液を回収することができる、TAA−OHの製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、前記(c)の方法において、TAAカチオンを陽イオン交換樹脂から脱離することにより得られるTAA−Cl水溶液を、より簡便な方法でTAA−OH水溶液とすることができれば前記目的を達成することができると考え鋭意検討を行った。
その結果、OH型陰イオン交換樹脂を用いてTAA−ClのClイオン(アニオン)をOHイオン(アニオン)に交換することにより所期の目的は達成できるという知見、およびこのような方法によりTAA−OH水溶液を得た場合には、得られた水溶液に含まれるClイオン(アニオン)の濃度を100ppm以下とすることが困難であるという、前記(c)の方法では見られない新たな問題があるという知見を得た。また、該方法は、ハロゲン化水素を用いてTAAカチオンを陽イオン交換樹脂から脱離することにより得られるTAA−ハロゲンに対しても適用でき、TAA−OH水溶液を得ることができるという知見を得た。
そして、この新たな問題を解決すべく更に検討を行った結果、1)OH型陰イオン交換樹脂は、通常、Cl型陰イオン交換樹脂を無機水酸化物水溶液により処理することによって得られるところ、この処理後においても陰イオン交換基の対イオンとしてClイオンが残存し、この残存するClイオンの量が上記問題に大きく関係していること、及び2)混入するClイオン(アニオン)の濃度を低くするためには、イオン交換によって水溶液中のTAA−ハロゲンの濃度が0.01〜1質量%と低くなった状態で、当該水溶液を残存Cl量が極めて少ないOH型陰イオン交換樹脂と接触させることが効果的であることを見出し、以下の本発明を完成するに至った。
即ち、本発明は、下記[1]〜[7]に示すものである。
[1](A)陰イオン交換基の対イオンとしてClイオンを有するCl型陰イオン交換樹脂と無機水酸化物水溶液とを接触させて、陰イオン交換基の対イオンをClイオンからOHイオンに交換することにより、陰イオン交換基の対イオンとしてOHイオンを有するOH型陰イオン交換樹脂を準備する「陰イオン交換樹脂処理工程」、および
(B)前記工程で準備されたOH型陰イオン交換樹脂と、ハロゲン化テトラアルキルアンモニウムの濃度が1〜20質量%であるハロゲン化テトラアルキルアンモニウム水溶液からなる原料溶液とを接触させて、アニオン交換反応によりハロゲン化テトラアルキルアンモニウムを水酸化テトラアルキルアンモニウムに転化させる「反応工程」、
を含んでなる水酸化テトラアルキルアンモニウムの製造方法であって、
前記陰イオン交換樹脂処理工程(A)において、Cl型陰イオン交換樹脂を無機水酸化物水溶液と接触させた後、Clイオンが検出できなくなるまで十分に水洗を行った後に得られたOH型陰イオン交換樹脂100容量部を充填塔に充填し、該充填塔に0.5規定(N)の水酸化ナトリウム水溶液500容量部を通液したときに流出する最後の200容量部の流出液に含まれるClイオン濃度として定義されるClイオン溶出量が100ppm未満である高純度OH型陰イオン交換樹脂と、前記Clイオン溶出量が100ppm以上である通常純度OH型陰イオン交換樹脂とを準備し、
前記反応工程(B)は、
(B−1)前記原料溶液と、前記通常純度OH型陰イオン交換樹脂と、あるいは、前記通常純度OH型陰イオン交換樹脂及び前記高純度OH型陰イオン交換樹脂とを接触させることにより、ハロゲン化テトラアルキルアンモニウムを0.01〜1質量%の濃度で含む水酸化テトラアルキルアンモニウム水溶液からなる1次反応液を得る1次反応工程、及び、
(B−2)前記1次反応液と前記高純度OH型陰イオン交換樹脂とを接触させて、ハロゲン化テトラアルキルアンモニウムの濃度が0.01質量%未満である水酸化テトラアルキルアンモニウム水溶液からなる2次反応液を得る2次反応工程、
を含んでなることを特徴する水酸化テトラアルキルアンモニウムの製造方法。
[1](A)陰イオン交換基の対イオンとしてClイオンを有するCl型陰イオン交換樹脂と無機水酸化物水溶液とを接触させて、陰イオン交換基の対イオンをClイオンからOHイオンに交換することにより、陰イオン交換基の対イオンとしてOHイオンを有するOH型陰イオン交換樹脂を準備する「陰イオン交換樹脂処理工程」、および
(B)前記工程で準備されたOH型陰イオン交換樹脂と、ハロゲン化テトラアルキルアンモニウムの濃度が1〜20質量%であるハロゲン化テトラアルキルアンモニウム水溶液からなる原料溶液とを接触させて、アニオン交換反応によりハロゲン化テトラアルキルアンモニウムを水酸化テトラアルキルアンモニウムに転化させる「反応工程」、
を含んでなる水酸化テトラアルキルアンモニウムの製造方法であって、
前記陰イオン交換樹脂処理工程(A)において、Cl型陰イオン交換樹脂を無機水酸化物水溶液と接触させた後、Clイオンが検出できなくなるまで十分に水洗を行った後に得られたOH型陰イオン交換樹脂100容量部を充填塔に充填し、該充填塔に0.5規定(N)の水酸化ナトリウム水溶液500容量部を通液したときに流出する最後の200容量部の流出液に含まれるClイオン濃度として定義されるClイオン溶出量が100ppm未満である高純度OH型陰イオン交換樹脂と、前記Clイオン溶出量が100ppm以上である通常純度OH型陰イオン交換樹脂とを準備し、
前記反応工程(B)は、
(B−1)前記原料溶液と、前記通常純度OH型陰イオン交換樹脂と、あるいは、前記通常純度OH型陰イオン交換樹脂及び前記高純度OH型陰イオン交換樹脂とを接触させることにより、ハロゲン化テトラアルキルアンモニウムを0.01〜1質量%の濃度で含む水酸化テトラアルキルアンモニウム水溶液からなる1次反応液を得る1次反応工程、及び、
(B−2)前記1次反応液と前記高純度OH型陰イオン交換樹脂とを接触させて、ハロゲン化テトラアルキルアンモニウムの濃度が0.01質量%未満である水酸化テトラアルキルアンモニウム水溶液からなる2次反応液を得る2次反応工程、
を含んでなることを特徴する水酸化テトラアルキルアンモニウムの製造方法。
[2]前記工程(B−2)で使用する高純度OH型陰イオン交換樹脂が強塩基性陰イオン交換樹脂である前記[1]に記載の方法。
[3]前記陰イオン交換樹脂処理工程(A)で準備されたOH型陰イオン交換樹脂が充填されたイオン交換塔に前記原料溶液を供給して前記反応工程(B)を行う前記[1]に記載の方法であって、前記イオン交換塔の最下流部領域に前記高純度OH型陰イオン交換樹脂を配置し、前記イオン交換塔における当該最下流部よりも上流の領域で前記1次反応工程(B−1)を行い、当該最下流部領域で前記2次反応工程(B−2)を行うことを特徴とする方法。
[4]前記イオン交換塔を複数準備し、これらイオン交換塔を、配管により直列的に連結し、最下流のイオン交換塔の全体又は最下流部に前記高純度OH型陰イオン交換樹脂を配置する前記[3]に記載の方法。
[5]Cl型陰イオン交換樹脂が充填されたイオン交換塔を準備し、当該イオン交換塔内に無機水酸化物の水溶液を、反応工程(B)における下流側から上流側に向かって流通することによって前記陰イオン交換樹脂処理工程(A)を行うと共に、イオン交換塔の最下流部領域に前記高純度OH型陰イオン交換樹脂を配置することを特徴とする前記[3]又は[4]に記載の方法。
[6]陰イオン交換樹脂処理工程(A)及びそれに引続く反応工程(B)からなる製造サイクルを繰り返して行い、第n回目(但し、nは自然数である。)の製造サイクルにおける工程(A)及び工程(B)を夫々(An)及び(Bn)としたときに、第2回目の製造サイクル以降における各陰イオン交換樹脂処理工程(An)において、その直前の反応工程(Bn−1)でアニオン交換反応によってハロゲン型陰イオン交換樹脂に変化したOH型陰イオン交換樹脂をOH型陰イオン交換樹脂に再生することを特徴とする前記[5]に記載の方法。
[7](P−1) 有機不純物が溶解した水酸化テトラアルキルアンモニウム水溶液と、陽イオン交換樹脂と、を接触させることにより、陽イオン交換樹脂に、その陽イオン交換基の対イオンとしてテトラアルキルアンモニウムカチオンを保持させる吸着工程、及び、
(P−2)前記吸着工程で得られた対イオンとしてテトラアルキルアンモニウムカチオンを有する陽イオン交換樹脂と、ハロゲン化水素とを接触させてテトラアルキルアンモニウムカチオンをハロゲン化テトラアルキルアンモニウムとして脱離させる脱離工程、
を含んでなる原料溶液準備工程(P)を更に含むことを特徴とする前記[1]乃至[6]のいずれかに記載の方法。
(P−2)前記吸着工程で得られた対イオンとしてテトラアルキルアンモニウムカチオンを有する陽イオン交換樹脂と、ハロゲン化水素とを接触させてテトラアルキルアンモニウムカチオンをハロゲン化テトラアルキルアンモニウムとして脱離させる脱離工程、
を含んでなる原料溶液準備工程(P)を更に含むことを特徴とする前記[1]乃至[6]のいずれかに記載の方法。
本発明の方法によれば、TAA−ハロゲン水溶液から、低コストおよび高効率でClイオン濃度(またはTAA−Cl濃度)、あるいは、ハロゲンイオン濃度(またはTAA−ハロゲン濃度)の極めて低いTAA−OH水溶液を製造することができる。たとえば、特別な精製を行うことなく、簡単な操作で容易にClイオン濃度を例えば100ppm以下、好ましくは50ppm以下、最も好ましくは10ppm以下と非常に低いTAA−OH水溶液を得ることができる。また、ハロゲンイオン濃度を好ましくは100ppm以下、より好ましくは50ppm以下とすることができる。
本発明の方法においては、上記した効果を得るためには、TAA−ハロゲン水溶液を高純度OH型陰イオン交換樹脂と接触させる必要があるが、高純度OH型陰イオン交換樹脂との接触は、陰イオン交換が進んだ最終段階のみで行えばよいため、使用する高純度OH型陰イオン交換樹脂の量を少なくすることができる。Cl型陰イオン交換樹脂から高純度OH型陰イオン交換樹脂を得るためには多量の無機水酸化物水溶液を使用する必要があるため、本発明の方法では、使用する無機水酸化物水溶液の量を低減することが可能である。
本発明の方法では、反応工程(B)において、アニオン交換反応によってOH型陰イオン交換樹脂はハロゲン型陰イオン交換樹脂に変化するが、陰イオン交換樹脂処理工程(A)は、このようにして変化したハロゲン型陰イオン交換樹脂の再生工程としても機能することができるため、陰イオン交換樹脂処理工程(A)及びそれに引続く反応工程(B)からなる製造サイクルを繰り返して行うことが可能である。
本発明の方法では、TAA−OHを含む水系廃液を陽イオン交換樹脂で処理した後にハロゲン化水素(例えば、塩酸)で処理することによって得られるTAA−ハロゲン(例えば、TAA−Cl)水溶液を原料溶液として使用することが可能である。そのため、このような方法で得た原料溶液を使用する前記〔7〕に示す本発明の方法は、“電気透析又は電気分解を行わなくともTAA−OHを含む水系廃液から、安全且つ効率的に不純物含有量の少ないTAA−OH水溶液を回収することができる”という特徴を有し、上記廃液の再生方法又はリサイクル方法としても極めて有用なものである。
前記したように、TAA−OHの水溶液は、集積回路や大規模集積回路の製造における半導体基板の洗浄剤、食刻剤、フォトレジストの現像液などの各種処理剤として有用なものであるが、これら処理剤の廃液からTAA−OH水溶液を回収しリサイクルする方法において、電気透析、又は電気分解を行わず、しかも安全且つ効率的に不純物含有量の少ないTAA−OH水溶液を回収する方法は知られていない。本発明の方法は、単にTAA−ハロゲンからTAA−OHを製造する方法を提供するに留まらず、上記要求を満足しうるTAA−OH水溶液を回収する方法の主要工程となり得るという側面も有する。すなわち、本発明の方法は、図1に示すような一連の工程により上記廃液から原料溶液を調製する工程を含むことにより、工業的に優れたTAA−OHの回収方法となり得る。
そこで、先ず、図1に示す「原料溶液調製工程」について説明する。なお、図1において、H型陽イオン樹脂は、R−Z−・H+(Rは樹脂部を表し、Z−は陽イオン交換基を表し、H+はカチオンの一例としてのプロトンを表す。)と略記され、廃液に含まれる有機不純物はCODと略記され、CODの中でも溶液中に溶解して存在するものはCOD(sol.)と略記され、固体成分として析出している状態或いは固体成分に吸着している状態のものはCOD(ab.)と略記されている。
1.原料溶液調製工程
図1に示される原料溶液調製工程は、陽イオン交換樹脂吸着工程、TAA−OH洗浄工程、および脱離工程を含んでなる。陽イオン交換樹脂吸着工程では、有機不純物CODを含むTAA―OH水溶液からなる廃液と陽イオン交換樹脂とを接触させることにより陽イオン交換基(−Z−)の対イオンであるカチオン(図1においてはH+)とTAAカチオン(TAA+)とのイオン交換を行い、TAA+を陽イオン交換樹脂に固定(吸着)させる。このとき、CODの一部、具体的には水溶液に溶けているCOD(sol.)はTAA+と分離されるが、残りのCODは陽イオン交換樹脂に吸着される(COD(ab.))。TAA−OH洗浄工程は、COD(ab.)が塩基性水溶液に溶解し易いという性質を利用し、陽イオン交換樹脂に吸着したCOD(ab.)を除去するために行われるものであるが、COD(ab.)は酸性条件下では溶出し難いため、該工程は必ずしも行う必要はない。ただし、陽イオン交換樹脂を再生して再利用するという観点からは、該工程を含むことが好ましい。洗浄をTAA−OH水溶液で行うのは該洗浄工程で得られた廃液は、陽イオン交換樹脂吸着工程で処理される廃液として使用できるため、廃棄物を少なくすることができるからである(他の塩基を用いた場合には当該塩基を最終的に廃棄する必要がある。)。陽イオン交換樹脂吸着工程後、必要に応じて行われるTAA−OH洗浄工程を経た後に、TAA+を固定化した(吸着した)陽イオン交換樹脂は、脱離工程でハロゲン化水素水溶液(例えば、塩酸水溶液)と接触させられる。このような接触により、TAA+とハロゲン化水素に由来するH+とのイオン交換が起こり、TAA+は、ハロゲン化水素由来のハロゲン−と共にTAA−ハロゲン水溶液として回収される。そして、ここで回収されたTAA−ハロゲン水溶液は必要に応じて濃度調製されて原料溶液となる。以下、各工程について更に詳しく説明する。
図1に示される原料溶液調製工程は、陽イオン交換樹脂吸着工程、TAA−OH洗浄工程、および脱離工程を含んでなる。陽イオン交換樹脂吸着工程では、有機不純物CODを含むTAA―OH水溶液からなる廃液と陽イオン交換樹脂とを接触させることにより陽イオン交換基(−Z−)の対イオンであるカチオン(図1においてはH+)とTAAカチオン(TAA+)とのイオン交換を行い、TAA+を陽イオン交換樹脂に固定(吸着)させる。このとき、CODの一部、具体的には水溶液に溶けているCOD(sol.)はTAA+と分離されるが、残りのCODは陽イオン交換樹脂に吸着される(COD(ab.))。TAA−OH洗浄工程は、COD(ab.)が塩基性水溶液に溶解し易いという性質を利用し、陽イオン交換樹脂に吸着したCOD(ab.)を除去するために行われるものであるが、COD(ab.)は酸性条件下では溶出し難いため、該工程は必ずしも行う必要はない。ただし、陽イオン交換樹脂を再生して再利用するという観点からは、該工程を含むことが好ましい。洗浄をTAA−OH水溶液で行うのは該洗浄工程で得られた廃液は、陽イオン交換樹脂吸着工程で処理される廃液として使用できるため、廃棄物を少なくすることができるからである(他の塩基を用いた場合には当該塩基を最終的に廃棄する必要がある。)。陽イオン交換樹脂吸着工程後、必要に応じて行われるTAA−OH洗浄工程を経た後に、TAA+を固定化した(吸着した)陽イオン交換樹脂は、脱離工程でハロゲン化水素水溶液(例えば、塩酸水溶液)と接触させられる。このような接触により、TAA+とハロゲン化水素に由来するH+とのイオン交換が起こり、TAA+は、ハロゲン化水素由来のハロゲン−と共にTAA−ハロゲン水溶液として回収される。そして、ここで回収されたTAA−ハロゲン水溶液は必要に応じて濃度調製されて原料溶液となる。以下、各工程について更に詳しく説明する。
1−1.陽イオン交換樹脂吸着工程
(1)原料廃液
陽イオン交換樹脂吸着工程で使用される廃液としては、半導体製造工程、液晶ディスプレイ製造工程などで使用されたTAA−OH水溶液からなる各種処理剤の廃液が使用できる。ここで、TAA−OHとしては、水酸化テトラメチルアンモニウム(以下、「TMAH」と略記することもある。)、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム、水酸化メチルトリエチルアンモニウム、水酸化トリメチルエチルアンモニウム、水酸化ジメチルジエチルアンモニウム、水酸化トリメチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム、水酸化トリエチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム、水酸化ジメチルジ(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム、水酸化ジエチルジ(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム、水酸化メチルトリ(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム、水酸化エチルトリ(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム、水酸化テトラ(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム等を挙げることができる。中でも、TMAHが最も汎用的に使用されている。
(1)原料廃液
陽イオン交換樹脂吸着工程で使用される廃液としては、半導体製造工程、液晶ディスプレイ製造工程などで使用されたTAA−OH水溶液からなる各種処理剤の廃液が使用できる。ここで、TAA−OHとしては、水酸化テトラメチルアンモニウム(以下、「TMAH」と略記することもある。)、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモニウム、水酸化テトラブチルアンモニウム、水酸化メチルトリエチルアンモニウム、水酸化トリメチルエチルアンモニウム、水酸化ジメチルジエチルアンモニウム、水酸化トリメチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム、水酸化トリエチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム、水酸化ジメチルジ(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム、水酸化ジエチルジ(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム、水酸化メチルトリ(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム、水酸化エチルトリ(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム、水酸化テトラ(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム等を挙げることができる。中でも、TMAHが最も汎用的に使用されている。
このようなTAA−OHを含む廃液の代表的なものの一つとして、露光後のフォトレジストをアルカリ現像液で現像する際に排出される廃液が挙げられる。該廃液にはTAA−OHの他にフォトレジストなどの有機不純物(COD)などが含まれている。フォトレジスト現像廃液は、通常、pHが10〜14のアルカリ性を呈しており、フォトレジストはアルカリ性の現像廃液中では、そのカルボキシル基、水酸基等の酸基によりTAAカチオンと塩の形で溶解している。フォトレジストの主なものとして、感光剤o−ジアゾナフトキノンの光分解により生成するインデンカルボン酸やノボラック樹脂由来のフェノール類が挙げられる。
また、別の代表的な廃液として、半導体製造、及び液晶ディスプレイ製造における現像工程から排出される廃液が挙げられる。該廃液には、TAA−OH以外にフォトレジストや界面活性剤といった有機不純物が含まれるが、該廃液には現像後に行われるリンス工程で使用される水が大量に含まれるため、各成分の濃度は低いという特徴を有する。例えば該廃液中のTAA−OH濃度は0.001〜1質量%程度、フォトレジスト濃度は10〜100ppm程度、界面活性剤濃度は0〜数10ppm程度である。一般に、このようなTAA−OHの含有量が極めて少ない廃液からTAA−OHを回収するためには、水を蒸発させる濃縮操作が必要になるが、該工程においてはTAA+はイオン交換反応により選択的に陽イオン交換樹脂に吸着されるので、(このような蒸発による濃縮操作を行わなくても)自然に濃縮操作が行われることになり、TAA+を効率よく回収することができる。水を蒸発除去するためには多大な熱エネルギーが必要であるところ、該工程はそのような熱エネルギーを特に必要としないという点で、大きな利点を有する。
(2)陽イオン交換樹脂
陽イオン交換樹脂吸着工程で使用する陽イオン交換樹脂としては、イオン交換基がスルホン酸基である強酸性陽イオン交換樹脂、イオン交換基がカルボキシル基である弱酸性陽イオン交換樹脂など、公知の陽イオン交換樹脂が特に制限無く使用できる。また、樹脂の構造もゲル型であっても、ポーラス型(MP型(マクロポーラス型)、または、MR型(マクロレティキュラー型))であってもよい。樹脂の形状も、粉状、粒状、膜状、繊維状等のいずれでもよい。処理効率、操作性、経済性などの点で粒状等のスチレン系やアクリル系等の陽イオン交換樹脂を用いるのが好ましい。
陽イオン交換樹脂吸着工程で使用する陽イオン交換樹脂としては、イオン交換基がスルホン酸基である強酸性陽イオン交換樹脂、イオン交換基がカルボキシル基である弱酸性陽イオン交換樹脂など、公知の陽イオン交換樹脂が特に制限無く使用できる。また、樹脂の構造もゲル型であっても、ポーラス型(MP型(マクロポーラス型)、または、MR型(マクロレティキュラー型))であってもよい。樹脂の形状も、粉状、粒状、膜状、繊維状等のいずれでもよい。処理効率、操作性、経済性などの点で粒状等のスチレン系やアクリル系等の陽イオン交換樹脂を用いるのが好ましい。
陽イオン交換樹脂は通常、H型かNa型で市販されているが、最終的に得られるTAA−OH溶液へのナトリウムイオンの混入を防ぐためには、H型が好ましい。Na型で市販されている陽イオン交換樹脂を使用する場合には、使用に際して予め陽イオン交換樹脂に塩酸や硫酸等の酸を通液し、超純水で充分洗浄して、H型として用いるのが好ましい。
該工程で好適に使用できる陽イオン交換樹脂を例示すれば、アンバーライトIRA120B、アンバーライトIRC76、ダイヤイオンSK1B、ダイヤイオンWK40、ピュロライトC104、デュオライトC433LF、レバチットモノプラスS100、レバチットモノプラスCNP80WS、ダウエックスマラソンC、ムロマックC101、ムロマックC502などを挙げることができる。
(3)吸着処理
TAA−OHを含む廃液と陽イオン交換樹脂とを接触させる方法については、陽イオン交換樹脂の種類や形状に応じて、従来知られている方法を適宜採用することができる。例えば、陽イオン交換樹脂が粒状もしくは粉末状である場合には、充填塔(ここで充填塔とはカラムを含む概念である。)に陽イオン交換樹脂を充填して該廃液を連続的に通過させる流通法、廃液中に陽イオン交換樹脂を添加して撹拌下に接触させ、その後にろ過して固液分離するバッチ法等を採用することができる。これら方法の中でも、操作性を考慮すると、流通法を採用することが好ましい。流通法によりTAA−OHの含有量が0.001〜1質量%の廃液を処理する場合には、TAA+の固定化効率(あるいは吸着効率)の観点から、高さ(L)と直径(D)との比(L/D)が3〜10である充填塔に陽イオン交換樹脂を充填し、空間速度(SV)が5(1/時間)〜50(1/時間)となるようにして廃液を流通させることが好ましい。
TAA−OHを含む廃液と陽イオン交換樹脂とを接触させる方法については、陽イオン交換樹脂の種類や形状に応じて、従来知られている方法を適宜採用することができる。例えば、陽イオン交換樹脂が粒状もしくは粉末状である場合には、充填塔(ここで充填塔とはカラムを含む概念である。)に陽イオン交換樹脂を充填して該廃液を連続的に通過させる流通法、廃液中に陽イオン交換樹脂を添加して撹拌下に接触させ、その後にろ過して固液分離するバッチ法等を採用することができる。これら方法の中でも、操作性を考慮すると、流通法を採用することが好ましい。流通法によりTAA−OHの含有量が0.001〜1質量%の廃液を処理する場合には、TAA+の固定化効率(あるいは吸着効率)の観点から、高さ(L)と直径(D)との比(L/D)が3〜10である充填塔に陽イオン交換樹脂を充填し、空間速度(SV)が5(1/時間)〜50(1/時間)となるようにして廃液を流通させることが好ましい。
廃液と接触させる陽イオン交換樹脂の量は、処理する廃液に含まれるTAA+の総量に対する陽イオン交換樹脂における陽イオン交換基(−Z−)の総量の比(Z−/TAA+)が1以上、好ましくは1〜2となるような量から適宜選択すればよい。なお、使用する陽イオン交換樹脂の量が決まっている場合には、上記比が1以上、好ましくは1〜2となるように使用する廃液の量を調整すればよい。陽イオン交換樹脂の量が少なく、たとえば上記比が1未満の場合には、充填塔を通過して流出した液中にTAA+が含まれるようになるので、流出液中のTAA+の濃度をイオンクロマトグラフィー法で分析する等してモニターすることにより吸着量が飽和したかどうかを確認することができる。また、陽イオン交換樹脂がH型からTAA型になると、陽イオン交換樹脂の種類にもよるが、体積が2倍程度に膨潤するので、充填塔内における陽イオン交換樹脂体積の変化(内径が一定の場合は、充填領域の高さの変化としてとらえることができる)状況を見ることにより、大まかな吸着状況を知ることもできる。
1−2.TAA−OH洗浄工程
TAA−OHは有機塩基であるため廃液は塩基性を示す。このため、廃液中に含まれるレジストなどの有機不純物(COD)は廃液中に溶解している。ところが、廃液が陽イオン交換樹脂と接触してTAA+とH+とのイオン交換が進むと、廃液の塩基性が低下し中性へと変わってゆく、具体的にはpHが10〜14程度の水溶液からpH6〜8の水溶液へと変わってゆく。そのため、有機不純物(COD)の溶解度が下がり、陽イオン交換樹脂の表面や細孔中に有機不純物(COD)の一部が吸着したり析出して固着したりする。本発明における原料溶液調整工程では、前記特許文献4に記載された方法とは異なり、陽イオン交換樹脂に吸着したTAA+の脱離は酸性水溶液であるハロゲン化水素水溶液を用いて行うため、脱離工程において、吸着もしくは析出して固定化された有機不純物〔COD(ab.)〕が溶解して脱離液中に混入する可能性は低いが、物理的な力によって脱落した有機不純物〔COD(ab.)〕が混入する可能性があり、その場合には、最終的に得られるTAA−OHの純度が低下する原因ともなる。また、有機不純物〔COD(ab.)〕は、脱離工程後においても陽イオン交換樹脂に付着しているため、脱離工程によって再生された陽イオン交換樹脂を繰り返し使用した場合にはTAA+の吸着能が徐々に低下する。TAA−OH洗浄工程は、このような問題を回避するために行うものである。
TAA−OHは有機塩基であるため廃液は塩基性を示す。このため、廃液中に含まれるレジストなどの有機不純物(COD)は廃液中に溶解している。ところが、廃液が陽イオン交換樹脂と接触してTAA+とH+とのイオン交換が進むと、廃液の塩基性が低下し中性へと変わってゆく、具体的にはpHが10〜14程度の水溶液からpH6〜8の水溶液へと変わってゆく。そのため、有機不純物(COD)の溶解度が下がり、陽イオン交換樹脂の表面や細孔中に有機不純物(COD)の一部が吸着したり析出して固着したりする。本発明における原料溶液調整工程では、前記特許文献4に記載された方法とは異なり、陽イオン交換樹脂に吸着したTAA+の脱離は酸性水溶液であるハロゲン化水素水溶液を用いて行うため、脱離工程において、吸着もしくは析出して固定化された有機不純物〔COD(ab.)〕が溶解して脱離液中に混入する可能性は低いが、物理的な力によって脱落した有機不純物〔COD(ab.)〕が混入する可能性があり、その場合には、最終的に得られるTAA−OHの純度が低下する原因ともなる。また、有機不純物〔COD(ab.)〕は、脱離工程後においても陽イオン交換樹脂に付着しているため、脱離工程によって再生された陽イオン交換樹脂を繰り返し使用した場合にはTAA+の吸着能が徐々に低下する。TAA−OH洗浄工程は、このような問題を回避するために行うものである。
TAA−OH洗浄工程では、有機不純物〔COD(ab.)〕は塩基性水溶液に溶解され除去されるが、このときに吸着したTAA+を脱離させたり不純物を混入させたりすることがなく、更に、洗浄後の廃液を吸着工程で使用する廃液と合わせて処理することができ、最終廃棄物の量を少なくすることができるという理由から、塩基性水溶液としては、廃液に含まれるTAA−OHと同種のTAA−OHの水溶液を使用することが好ましく、該水溶液中におけるTAA−OH濃度も廃液と同等であることが好ましい。また、洗浄に用いるTAA−OHの水溶液の量は、容積基準で陽イオン交換樹脂量の0.2〜10倍量とすることが好ましく、さらに0.5〜2倍量とすることが好ましい。
1−3.脱離工程
陽イオン交換樹脂吸着工程において、陽イオン交換樹脂に吸着されたTAAカチオンは、必要に応じてTAA−OH洗浄工程を経た後に、ハロゲン化水素水溶液(例えば、塩酸水溶液)を用いて脱離(溶離)され、TAA−ハロゲン水溶液として回収される。脱離工程で使用されるハロゲン化水素水溶液の濃度は、0.01〜5規定の範囲から適宜選択すればよいが、TAA−ハロゲンの回収率及び高純度のTAA−ハロゲンを回収するという観点から、0.5〜2.5規定とすることが好適である。
陽イオン交換樹脂吸着工程において、陽イオン交換樹脂に吸着されたTAAカチオンは、必要に応じてTAA−OH洗浄工程を経た後に、ハロゲン化水素水溶液(例えば、塩酸水溶液)を用いて脱離(溶離)され、TAA−ハロゲン水溶液として回収される。脱離工程で使用されるハロゲン化水素水溶液の濃度は、0.01〜5規定の範囲から適宜選択すればよいが、TAA−ハロゲンの回収率及び高純度のTAA−ハロゲンを回収するという観点から、0.5〜2.5規定とすることが好適である。
ハロゲン化水素水溶液とTAA型陽イオン交換樹脂とを接触させる方法としては、流通法又はバッチ法の何れを採用してもよいが、一般には、陽イオン交換樹脂吸着工程で採用したのと同じ方法を採用することが好ましい。
ハロゲン化水素水溶液の使用量は、吸着したTAA+を脱離(溶離)させるのに十分な量であればよく、たとえば陽イオン交換樹脂における陽イオン交換基(−Z−)の総量(吸着したTAA+量に対応する。)に対する使用するハロゲン化水素水溶液中に含まれるハロゲンイオン(ハロゲン−)の比(ハロゲン−/Z−)が1〜3、好ましくは1.5〜2となるような量から適宜選択すればよい。なお、TAA+の脱離(溶離)の終点は、溶出液を経時的にサンプリングして、サンプリング液中に含まれるTAA+濃度或いはハロゲン−濃度をイオンクロマトグラフィー法等の方法で分析してモニターすることにより、TAA+濃度が検出されなくなった点、もしくはハロゲン−濃度の増加が止まり一定となった点として確認することができる。
このような脱離処理により回収されるTAA−ハロゲン水溶液におけるTAA−ハロゲンの濃度は、使用したハロゲン化水素水溶液の濃度にもよるが、陽イオン交換樹脂吸着工程で使用した廃液中のTAA−OH濃度にかかわらず、通常1〜20質量%、好ましくは1〜10質量%の範囲となるので、そのまま本発明の方法における原料溶液として使用することができる。また、TAA−ハロゲン濃度が上記濃度範囲から外れる場合には、濃縮或いは希釈することにより濃度調製して、原料溶液として使用することができる。
2.本発明の方法
本発明の方法では、1〜20質量%の濃度でTAA−ハロゲンが溶解した水溶液からなる原料溶液から、OH型陰イオン交換樹脂を用いてTAA−OHを製造する。OH型陰イオン交換樹脂を用いてイオン性化合物のアニオン種を交換することは良く知られているが、本発明者らの知る範囲において、OH型陰イオン交換樹脂を用いてTAA−ハロゲンからTAA−OHを製造した例は、具体的には知られていない。前記したように、本発明者らが実際にこのような方法によりTAA−OHの製造を試みたところ、得られるTAA−OH水溶液に含まれるClイオン(Cl−)の濃度を100ppm以下とすることが困難であることが判明した。
本発明の方法では、1〜20質量%の濃度でTAA−ハロゲンが溶解した水溶液からなる原料溶液から、OH型陰イオン交換樹脂を用いてTAA−OHを製造する。OH型陰イオン交換樹脂を用いてイオン性化合物のアニオン種を交換することは良く知られているが、本発明者らの知る範囲において、OH型陰イオン交換樹脂を用いてTAA−ハロゲンからTAA−OHを製造した例は、具体的には知られていない。前記したように、本発明者らが実際にこのような方法によりTAA−OHの製造を試みたところ、得られるTAA−OH水溶液に含まれるClイオン(Cl−)の濃度を100ppm以下とすることが困難であることが判明した。
このような問題が起こる原因の一つとして、“生成反応における平衡”が考えられる。すなわち、OH型陰イオン交換樹脂は、所謂“再生剤”としてNaOHなどの無機水酸化物の水溶液を用いてCl型イオン交換樹脂を処理(このような、イオン交換能を付与する処理を再生ともいう。)することにより得ることが一般的であり、このような処理においては陰イオン交換基の量に対して理論化学当量の数倍の再生剤を用いて再生してから、洗液中にCl−が検出されないようになるまで水洗する。しかし、このような処理後に得られたOH型陰イオン交換樹脂中に未反応のCl型陰イオン交換樹脂が僅かに残っていると、TAA−ハロゲンをOH型陰イオン交換樹脂と接触させて得られるTAA−OHは強い塩基性を示すため、この残存Cl型陰イオン樹脂との反応(生成反応における平衡反応)により一旦生成したTAA−OHがTAA−Clになってしまうと考えられる。また、仮に、Cl型を全く含まないOH型陰イオン交換樹脂を用いたとしても、原料溶液中に含まれるTAA−ハロゲンがイオン交換することによりハロゲン型陰イオン交換樹脂が生成し、それとの反応、或いは溶液中に含まれるハロゲン−との平衡反応により、一旦生成したTAA−OHがTAA−ハロゲンに戻ってしまうことも考えられる。
前者の問題を解決するためには、Cl型陰イオン交換樹脂からOH型陰イオン交換樹脂を製造する際に、未反応Cl型陰イオン交換樹脂が残らないような十分な再生処理を行えばよいと考えられる。しかしながら、アルカリ処理中に溶液中に遊離したCl−とOH−との平衡反応(再生時における平衡反応)から、残存Cl型陰イオン交換樹脂をなくすためには、Cl型陰イオン交換樹脂を常に(Cl−を含まない)フレッシュな無機水酸化物水溶液と接触させ続ける必要があると考えられ、そのためには、膨大な量の無機水酸化物水溶液が必要となる。したがって、そのような方法を採用することは、コスト的観点および効率性の観点から実用的ではない。また、後者の問題は、OH型陰イオン交換樹脂と接触させる水溶液中のTAA−ハロゲンの濃度を低くすれば解決できると考えられるが、原料溶液中のTAA−ハロゲン濃度を下げることは、TAA−OHの生産効率の低下につながる。
本発明は、これら問題を一挙に解決するものであり、高濃度のTAA−ハロゲン原料水溶液を、未反応のCl型陰イオン交換樹脂が多少残存していてもよい通常純度のOH型陰イオン交換樹脂で処理して、中間生成物として、低濃度のTAA−ハロゲン(またはハロゲンイオン)、および、低濃度のTAA−Cl(またはClイオン)を含む、TAA−OH水溶液(1次反応液)を得、これをCl型陰イオン交換樹脂の残存量が極めて少ない高純度のOH型陰イオン交換樹脂で処理することにより、TAA−ハロゲン(またはハロゲンイオン)、および、TAA−Cl(またはClイオン)の含有量が極めて少ないTAA−OH水溶液(2次反応液)を得ようとするものである。
本発明の方法によれば、それを得るために再生処理において多量の無機水酸化物を使用する高純度OH型陰イオン交換樹脂の使用量を可及的に少なくすることが出来るばかりでなく、原料溶液中のTAA−ハロゲン濃度を下げることなく高純度のTAA−OH水溶液を得ることができる。
以下、図2を参照して本発明の方法について説明する。なお、図2は、本発明の方法の工程フローを模式的に示した図であり、該図2において、R−Y+・Cl−は、「Cl型陰イオン交換樹脂」を意味し、R−Y+・OH−は、「OH型陰イオン交換樹脂」意味する。また、R−はイオン交換樹脂の樹脂部を表し、−Y+は、陰イオン交換基を表すものとする。また、Cl型陰イオン交換樹脂を再生後、Clイオンが検出できなくなるまで十分に水洗を行った後に得られたOH型陰イオン交換樹脂100容量部(たとえば100ml)を充填塔に充填し、該充填塔に0.5規定(N)の水酸化ナトリウム水溶液500容量部(たとえば500ml)を通液したときに流出する最後の200容量部(たとえば200ml)の流出液に含まれるClイオン濃度として定義されるClイオン溶出量が質量基準で100ppm未満、好ましくは60ppm未満、最も好ましくは35ppm未満である高純度(high purity)OH型陰イオン交換樹脂(OH-type anion-exchange resin)は「OH−AER(H)」と略記され、上記Clイオン溶出量が100ppm以上である通常純度(normal purity)OH型陰イオン交換樹脂(OH-type anion-exchange resin)は「OH−AER(N)」と略記されている。
2−1.陰イオン交換樹脂処理工程〔工程(A)〕
図2の工程(A)に示されるように、該工程(A)では、R−Y+・Cl−をNaOH等の無機水酸化物水溶液で処理することにより、R−Y+・OH−を準備するに際し、前記Clイオン溶出量が異なる2種類のR−Y+・OH−、即ちOH−AER(H)とOH−AER(N)とを準備する。
図2の工程(A)に示されるように、該工程(A)では、R−Y+・Cl−をNaOH等の無機水酸化物水溶液で処理することにより、R−Y+・OH−を準備するに際し、前記Clイオン溶出量が異なる2種類のR−Y+・OH−、即ちOH−AER(H)とOH−AER(N)とを準備する。
(1)Cl型陰イオン交換樹脂
Cl型陰イオン交換樹脂とは陰イオン交換基(−Y+)を有する樹脂であって、該陰イオン交換基の対イオン(アニオン)としてCl−を有するものを意味する。本発明で使用するCl型陰イオン交換樹脂としては、再生してOH型としたときのTAA−Clに対するイオン交換能の観点から、強塩基性陰イオン交換樹脂を使用することが好ましい。強塩基性陰イオン交換樹脂としては陰イオン交換基(−Y+)がトリメチルアンモニウム基である強塩基性I型陰イオン交換樹脂(単に、I型ともいう。)と、陰イオン交換基がジメチルエタノールアンモニウム基である強塩基性II型陰イオン交換樹脂(単に、II型ともいう。)と、があるが、本発明では何れを使用してもよい。これら陰イオン交換樹脂の樹脂部(R−)の構造はゲル型であってもポーラス型(MP型(マクロポーラス型)、または、MR型(マクロレティキュラー型))であってもよい。樹脂の形状も、粉状、粒状、膜状、繊維状等のいずれでもよい。処理効率、操作性、経済性などの点で粒状のスチレン系やアクリル系等の陰イオン交換樹脂を用いるのが好ましい。このようなCl型陰イオン交換樹脂は市販されており、容易に入手することが出来る。
Cl型陰イオン交換樹脂とは陰イオン交換基(−Y+)を有する樹脂であって、該陰イオン交換基の対イオン(アニオン)としてCl−を有するものを意味する。本発明で使用するCl型陰イオン交換樹脂としては、再生してOH型としたときのTAA−Clに対するイオン交換能の観点から、強塩基性陰イオン交換樹脂を使用することが好ましい。強塩基性陰イオン交換樹脂としては陰イオン交換基(−Y+)がトリメチルアンモニウム基である強塩基性I型陰イオン交換樹脂(単に、I型ともいう。)と、陰イオン交換基がジメチルエタノールアンモニウム基である強塩基性II型陰イオン交換樹脂(単に、II型ともいう。)と、があるが、本発明では何れを使用してもよい。これら陰イオン交換樹脂の樹脂部(R−)の構造はゲル型であってもポーラス型(MP型(マクロポーラス型)、または、MR型(マクロレティキュラー型))であってもよい。樹脂の形状も、粉状、粒状、膜状、繊維状等のいずれでもよい。処理効率、操作性、経済性などの点で粒状のスチレン系やアクリル系等の陰イオン交換樹脂を用いるのが好ましい。このようなCl型陰イオン交換樹脂は市販されており、容易に入手することが出来る。
一般に、I型はII型より化学的に安定であり、交換吸着する力(イオンの選択性)が強く、たとえばI型のOHイオンに対するClイオンの選択係数はII型の同選択係数より約10倍大きいと言う特徴がある反面、再生において大量の再生剤が必要となる。一方、II型はI型より塩基度が低いため、イオン選択性は劣るが、再生剤の使用量を減らすことが出来るという特徴を有する。
このため、後述する工程(B−2)における“生成反応における平衡反応”の影響を小さくし、より高純度のTAA−OHを得るためには、該工程(B−2)で使用するOH−AER(H)としては、強塩基性I型陰イオン交換樹脂を使用することが好ましく、その原料となるCl型陰イオン交換樹脂としてもI型を使用することが好ましい。また、再生剤の使用量を少なくするという観点からは、OH−AER(H)及び/又はOH−AER(N)の原料となるCl型陰イオン交換樹脂としてはII型を使用することが好ましい。更に、得られるTAA−OHの純度をより高くするという効果と、再生剤の使用量を少なくするという効果の両方の効果が得られるという観点からは、後述する工程(B−1)で使用するOH−AER(H)及び/又はOH−AER(N)としてはII型を使用し、工程(B−2)で使用するOH−AER(H)としてはI型を使用することが好ましい。
(2)OH−AER(N)の調製
OH−AER(N)は、再生剤として無機水酸化物の水溶液を用い、Cl型陰イオン交換樹脂に対して理論化学当量の1〜数倍、具体的には1〜5倍程度の再生剤で再生することにより容易に調製することができる。無機水酸化物としては、水酸化ナトリウム(NaOH)又は水酸化カリウム(KOH)が好適に使用できる。再生剤となる水溶液中におけるこれら水酸化物の濃度は、通常は0.5〜10質量%であり、好ましくは1〜8質量%である。
OH−AER(N)は、再生剤として無機水酸化物の水溶液を用い、Cl型陰イオン交換樹脂に対して理論化学当量の1〜数倍、具体的には1〜5倍程度の再生剤で再生することにより容易に調製することができる。無機水酸化物としては、水酸化ナトリウム(NaOH)又は水酸化カリウム(KOH)が好適に使用できる。再生剤となる水溶液中におけるこれら水酸化物の濃度は、通常は0.5〜10質量%であり、好ましくは1〜8質量%である。
このような再生を行うためには、Cl型陰イオン交換樹脂と再生剤とを接触させればよく、このような接触は、所謂バッチ法あるいは流通法の何れの方法を採用しても良い。バッチ法とは、容器内で所定量のCl型陰イオン交換樹脂と所定量の再生剤を撹拌・混合した後にイオン交換によって再生されたOH型陰イオン交換樹脂(未反応のCl型陰イオン交換樹脂を含む)を分離・回収する方法であり、流通法とは、Cl型陰イオン交換樹脂が充填された充填塔に再生剤を流通させて両者を接触させ、OH型に再生する方法である。操作の簡便性および、工程(B)を流通方式で行う場合には、再生後に得られたOH−AER(N)をそのまま使用することが出来るという観点からは、流通法を採用することが好ましい。
流通法を採用する場合、Cl型陰イオン交換樹脂が充填する充填塔としては、再生効率の観点から、高さ(L)と直径(D)との比(L/D)が3〜10であるものを使用することが好ましく、再生時における再生剤(無機水酸化物水溶液)の流通速度は、空間速度(SV)で表して、1(1/時間)〜10(1/時間)とすることが好ましい。
Cl型陰イオン交換樹脂と接触させる再生剤(無機水酸化物水溶液)量は、許容する溶出Clイオン量に応じて、再生されるCl型陰イオン交換樹脂における陰イオン交換基(−Y+)の総量或いはCl−の総量に対する、使用する再生剤に含まれるOH−の総量の比(OH−/Y+、又は、OH−/Cl−)が1〜5となるような量から適宜選択すればよい。たとえば、流通法によりNaOH水溶液を再生剤として使用して再生する場合における再生剤の使用量は、当該使用量を1リットル(L)の陰イオン交換樹脂に対するNaOHの質量(g)〔g−NaOH/L−R〕で表した場合、強塩基性I型のCl型陰イオン交換樹脂を再生するときに使用量は、通常、400〜800(g−NaOH/L−R)であり、強塩基性II型のCl型陰イオン交換樹脂を再生するときの使用量は、通常、200〜400(g−NaOH/L−R)である。
しかし、再生率は、使用するCl型陰イオン交換樹脂の種類(例えばI型であるか、II型であるかなど)、再生剤の種類や濃度、さらには再生方法や再生条件などによっても異なる。再生率は、I型よりII型の方が高く、また、再生剤中の無機水酸化物の濃度が高い方が高く、また、再生剤の使用量が多い方が高く、さらに接触する再生剤に含まれるCl−量が少ない方が高くなる傾向があるが、再生剤の過剰使用防止の観点から、予め実際の系において再生時に溶出Clイオン量(Cl−量)と再生剤の使用量との関係を調べておくことが好ましい。
また、再生剤の温度も、再生率に影響を与える。再生剤の温度を高くすると、再生率を高くすることができる。ただ、Cl型陰イオン交換樹脂の耐熱温度以下とする必要がある点から、温度を高くするとしても、35〜40℃とすることが好ましい。
OH−AER(N)に含まれる残存Cl型陰イオン交換樹脂量(該量は、陰イオン交換基の対イオンとして残存する残存Cl−の量に相当する。)は、OH−AER(H)における濃度よりも高ければよいが、陰イオン交換樹脂の使用量を少なくするという観点から、前記Clイオン溶出量が質量基準で好ましくは100〜1500ppm、より好ましくは200〜1000ppm、さらに好ましくは300〜700ppmである。
(3)OH−AER(H)の調製
OH−AER(H)は、基本的にはOH−AER(N)と同様にして調製することができる。但し、上記のように定義されるClイオン溶出量を100ppm未満、好ましくは60ppm未満、最も好ましくは35ppm未満とするために、使用する再生剤の量を増やす、或いは、再生により溶出したCl−を速やかに除去し、絶えずCl−を含まないフレッシュな再生剤と接触させる、といった方策を講ずる必要がある。
OH−AER(H)は、基本的にはOH−AER(N)と同様にして調製することができる。但し、上記のように定義されるClイオン溶出量を100ppm未満、好ましくは60ppm未満、最も好ましくは35ppm未満とするために、使用する再生剤の量を増やす、或いは、再生により溶出したCl−を速やかに除去し、絶えずCl−を含まないフレッシュな再生剤と接触させる、といった方策を講ずる必要がある。
たとえば、流通法によりNaOH水溶液を再生剤として使用して再生する場合、強塩基性I型のCl型陰イオン交換樹脂については、800〜1600(g−NaOH/L−R)、強塩基性II型のCl型陰イオン交換樹脂については400〜800(g−NaOH/L−R)の再生剤で再生することによりOH−AER(H)を調製することができる。
なお、工程(A)において、OH−AER(N)およびOH−AER(H)の調製は、夫々独立に行ってもよいが、同時に行うことも出来る。流通法によりCl型陰イオン交換樹脂を再生する場合、Cl型陰イオン交換樹脂が充填された充填塔に再生剤を流通させた場合、流通剤の導入部分近傍では、連続して再生剤が次々と供給されるため、再生により溶出したCl−は速やかに流去し、絶えずCl−を含まないフレッシュな再生剤と接触することとなり、OH−AER(H)が得られ易い。これに対し、充填塔の流通剤排出部近傍においては、供給される再生剤には上流部における再生で溶出したCl−が含まれることになり、OH−AER(H)は得られ難く、OH−AER(N)が得られ易い。勿論、上流部の再生が完了し、上流からのCl−の混入が無くなれば、排出部近傍の環境も導入部近傍の環境と同様となり、OH−AER(H)を得ることは出来るが、上流部で溶出したCl−は、OH−とのイオン交換を繰り返しながら移動すると考えられるため、排出部近傍がそのような環境となるためには大量の再生剤を流通させる必要がある。そのため、再生剤の流通量が十分でない場合には、導入部から下流に向かって一定の距離を有する領域でOH−AER(H)が生成し、当該領域よりも下流の領域ではOH−AER(N)が生成することとなり、OH−AER(H)とOH−AER(N)が同時に調製されることになる。本発明の方法における工程(A)はこのような態様をも含むものである。
上記のようにして、OH−AER(H)とOH−AER(N)とが同時に調製される場合であっても、充填塔内の各位置における残存Cl−濃度を確認することにより、OH−AER(H)とOH−AER(N)とを分離して回収することも出来る。また、工程(B)を流通法で行う場合には、再生における導入口と排出口を逆転させ、再生における排出口から原料溶液を供給してOH−AER(N)と接触させて工程(B−1)を行い、再生における導入口近傍でOH−AER(H)と接触させて工程(B−2)を行えば、再生後の充填塔をそのまま工程(B)で使用することも出来る。後者のケースは、見方を変えれば、工程(B)における原料溶液のフローとは逆の方向から再生剤を流す、所謂“向流再生方式”と見ることもできる。しかしながら、通常の向流再生では再生されたOH型陰イオン交換樹脂中に僅かに残存するCl型陰イオン交換樹脂の量を確認する必要がなくOH−AER(H)が生成しているかどうかさえ不明であるのに対して、本発明の工程(A)では、工程(B−2)を行うのに十分な量のOH−AER(H)生成させることが必須であり、この点で明確に相違している。
2−2.反応工程〔工程(B)〕
本発明の方法における反応工程(B)は、工程(B−1)と工程(B−2)とを含む。ここで工程(B−1)は、前記原料溶液と、前記陰イオン交換樹脂処理工程(A)で準備された通常純度OH型陰イオン交換樹脂と、あるいは、通常純度OH型陰イオン交換樹脂及び高純度OH型陰イオン交換樹脂と、を接触させることにより、ハロゲン化テトラアルキルアンモニウムを0.01〜1質量%の濃度で含む水酸化テトラアルキルアンモニウム水溶液からなる1次反応液を得る1次反応工程である。また、工程(B−2)は、前記1次反応液と前記高純度OH型陰イオン交換樹脂とを接触させて、ハロゲン化テトラアルキルアンモニウムの濃度が前記1次反応液における濃度よりも低く、且つ0.01質量%未満である水酸化テトラアルキルアンモニウム水溶液からなる2次反応液を得る2次反応工程である。以下、これら1次反応工程〔工程(B−1)〕および2次反応工程〔工程(B−2)〕について詳しく説明する。
本発明の方法における反応工程(B)は、工程(B−1)と工程(B−2)とを含む。ここで工程(B−1)は、前記原料溶液と、前記陰イオン交換樹脂処理工程(A)で準備された通常純度OH型陰イオン交換樹脂と、あるいは、通常純度OH型陰イオン交換樹脂及び高純度OH型陰イオン交換樹脂と、を接触させることにより、ハロゲン化テトラアルキルアンモニウムを0.01〜1質量%の濃度で含む水酸化テトラアルキルアンモニウム水溶液からなる1次反応液を得る1次反応工程である。また、工程(B−2)は、前記1次反応液と前記高純度OH型陰イオン交換樹脂とを接触させて、ハロゲン化テトラアルキルアンモニウムの濃度が前記1次反応液における濃度よりも低く、且つ0.01質量%未満である水酸化テトラアルキルアンモニウム水溶液からなる2次反応液を得る2次反応工程である。以下、これら1次反応工程〔工程(B−1)〕および2次反応工程〔工程(B−2)〕について詳しく説明する。
2−3.1次反応工程〔工程(B−1)〕
(1)原料溶液
1次反応工程で使用する原料溶液は、1〜20質量%、好ましくは1〜10質量%の濃度でTAA−ハロゲンが溶解した水溶液からなる。ここで、TAA−ハロゲンとしては、工業的に入手可能なものが特に制限なく使用できる。TAA−ハロゲンのうち、TAA−Clを具体的に例示すれば、塩化テトラメチルアンモニウム(TMA−Cl)、塩化テトラエチルアンモニウム、塩化テトラプロピルアンモニウム、塩化テトラブチルアンモニウム、塩化メチルトリエチルアンモニウム、塩化トリメチルエチルアンモニウム、塩化ジメチルジエチルアンモニウム、塩化トリメチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム、塩化トリエチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム、塩化ジメチルジ(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム、塩化ジエチルジ(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム、塩化メチルトリ(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム、塩化エチルトリ(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム、塩化テトラ(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム等を挙げることができる。次に、TAA−Brを具体的に例示すれば、上記TAA−Clの具体例においてCl原子がBr原子に置換したもの(対応臭化物)を挙げることができる。中でも、入手の容易さ、得られるTAA−OHの有用性を考慮すると、TMA−Cl、または、臭化テトラブチルアンモニウムを使用することが好ましい。
(1)原料溶液
1次反応工程で使用する原料溶液は、1〜20質量%、好ましくは1〜10質量%の濃度でTAA−ハロゲンが溶解した水溶液からなる。ここで、TAA−ハロゲンとしては、工業的に入手可能なものが特に制限なく使用できる。TAA−ハロゲンのうち、TAA−Clを具体的に例示すれば、塩化テトラメチルアンモニウム(TMA−Cl)、塩化テトラエチルアンモニウム、塩化テトラプロピルアンモニウム、塩化テトラブチルアンモニウム、塩化メチルトリエチルアンモニウム、塩化トリメチルエチルアンモニウム、塩化ジメチルジエチルアンモニウム、塩化トリメチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム、塩化トリエチル(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム、塩化ジメチルジ(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム、塩化ジエチルジ(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム、塩化メチルトリ(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム、塩化エチルトリ(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム、塩化テトラ(2−ヒドロキシエチル)アンモニウム等を挙げることができる。次に、TAA−Brを具体的に例示すれば、上記TAA−Clの具体例においてCl原子がBr原子に置換したもの(対応臭化物)を挙げることができる。中でも、入手の容易さ、得られるTAA−OHの有用性を考慮すると、TMA−Cl、または、臭化テトラブチルアンモニウムを使用することが好ましい。
また、原料溶液としては、TAA−OHを含む水溶液からなる各種処理剤、例えば、集積回路や大規模集積回路の製造における半導体基板の洗浄剤、食刻剤、フォトレジストの現像液などの廃液を原料として得られるTAA−ハロゲン水溶液を使用することも出来る。このような廃液から原料溶液を調製する方法は、前記した通りである。
(2)1次反応液の製造
工程(B−1)では、原料溶液と前記工程(A)で準備したOH型陰イオン交換樹脂とを、バッチ法や流通法などにより接触させて、TAA−ハロゲン濃度が0.01〜1質量%であるTAA−OH水溶液(1次反応液)を得る。このとき、全体を通じた効率化およびコスト低減の観点から、OH型陰イオン交換樹脂としては、再生時における再生剤の使用量が少ないOH−AER(N)、好ましくはII型のOH−AER(N)を使用する必要がある。ただし、必ずしもOH−AER(N)のみを使用する必要はなく、OH−AER(H)を併用することも可能である。
工程(B−1)では、原料溶液と前記工程(A)で準備したOH型陰イオン交換樹脂とを、バッチ法や流通法などにより接触させて、TAA−ハロゲン濃度が0.01〜1質量%であるTAA−OH水溶液(1次反応液)を得る。このとき、全体を通じた効率化およびコスト低減の観点から、OH型陰イオン交換樹脂としては、再生時における再生剤の使用量が少ないOH−AER(N)、好ましくはII型のOH−AER(N)を使用する必要がある。ただし、必ずしもOH−AER(N)のみを使用する必要はなく、OH−AER(H)を併用することも可能である。
接触方法としてバッチ法を採用する場合には、OH−AER(N)のみを用いることが容易であるが、流通法を採用する場合には、前記したように同一の充填塔内であってもOH−AER(N)が存在する領域とOH−AER(H)が存在する領域とが存在することがある。このような場合には、原料溶液をOH−AER(N)が存在する領域側から導入すればよい。原料溶液が充填塔内を通過するに従い、イオン交換反応により通過中の原料溶液におけるTAA−ハロゲン濃度は次第に低下し、代わりにTAA−OH濃度は次第に高くなる。そのため、陰イオン交換樹脂量が流通させる原料溶液に対して十分な量存在する場合には、上流部で工程(B−1)が行われ、下流部、特に最下流部近傍で工程(B−2)が行われることになるが、両工程を明確には分離することはできない。このような場合においても、通過中の原料溶液におけるTAA−ハロゲン濃度が0.01〜1質量%となるまでが工程(B−1)ということになる。このとき、工程(B−1)において、該工程の後半で原料液はOH−AER(H)と接触することになることもあり得るが、そのような態様も本発明の方法における工程(B−1)に含まれる。
工程(B−1)で使用するOH型陰イオン交換樹脂の量は、接触方法、使用する原料溶液の濃度や量等に応じて適宜決定される。原料溶液を過剰量のOH−AER(N)と接触させてもTAA−ハロゲン濃度を0.01質量%未満とすることは非常に困難であるため、OH型陰イオン交換樹脂の上限は特に限定されないが、効率性から過剰使用は好ましくない。また、使用量が少なすぎるとTAA−ハロゲン濃度を所定の範囲まで低下させることができない。このような理由から、たとえばバッチ法を採用する場合には、使用する原料溶液の濃度や量からOH型陰イオン交換樹脂の交換容量に基づいて必要とされる樹脂量を決定することが好ましい。また、流通法を採用する場合には、使用できる陰イオン交換樹脂の量は決まっているので、その量とイオン交換容量に基づいて処理する原料溶液の量を調整することが好ましい。接触方法としてバッチ法、流通法の何れを採用した場合であっても工程(B−1)は、多段で行うことができるが、このような場合も同様にして樹脂量もしくは原料溶液量を調整すればよい。ただし、このようにして決定される使用量はあくまでも目安となるものであり、実際の使用量を決定するに当たっては、実際の反応液について適宜サンプリングを行いTAA−ハロゲン濃度を分析して、TAA−ハロゲン濃度の変化挙動を把握し、その結果に基づいて陰イオン交換樹脂または原料溶液の使用量を決定することが好ましい。
工程(B−1)が終了した後の陰イオン交換樹脂はハロゲン型となっているが、再生を行うことにより再び使用することができるので、特に流通法においては、複数の充填塔を直列的に、或いは並列的に、或いは両者を組み合わせて連結配置することにより、生産性の高いプロセスを組むことができる。たとえば、直列的に連結配置した場合には処理できる原料溶液の量を増やすことができるし、並列的に連結は位置した場合には、ラインを切り替えて工程(B−1)と再生処理を同時に行うことができるので、連続運転をすることも可能となる。このような理由から、工程(B−1)においては流通法を採用することが好ましい。なお、流通法を採用する場合には、効率よくTAA−OHを製造するためには、充填塔としては高さ(L)と直径(D)との比(L/D)が3〜10であるものを使用し、空間速度(SV)が1(1/時間)〜10(1/時間)となるようにして原料溶液を流通させることが好ましい。
2−4.2次反応工程〔工程(B−2)〕
工程(B−2)では、前記工程(B−1)で得た1次反応液とOH−AER(H)、好ましくはI型のOH−AER(H)とを接触させて、TAA−ハロゲン濃度が1次反応液における濃度よりも低く、且つ0.01質量%未満であるTAA−OH水溶液(2次反応液)を得る。前記したように、平衡反応の影響により、原料溶液を過剰量のOH−AER(N)と接触させても2次反応溶液に相当するTAA−OH濃度を有する水溶液液を得ることはできない。また、OH−AER(H)と接触させる場合であってもTAA−ハロゲン濃度の高い原料溶液を直接接触させた場合には、2次反応溶液に相当するTAA−ハロゲン濃度を有するTAA−OH水溶液を得るためには膨大な量のOH−AER(H)が必要となり、実用的ではない。本発明では、TAA−ハロゲン濃度の低い1次反応溶液とOH−AER(H)、好ましくはI型のOH−AER(H)とを接触させることによって、前記平衡反応の影響を可及的に排除し、効率よく2次反応溶液を得ることに成功している。
工程(B−2)では、前記工程(B−1)で得た1次反応液とOH−AER(H)、好ましくはI型のOH−AER(H)とを接触させて、TAA−ハロゲン濃度が1次反応液における濃度よりも低く、且つ0.01質量%未満であるTAA−OH水溶液(2次反応液)を得る。前記したように、平衡反応の影響により、原料溶液を過剰量のOH−AER(N)と接触させても2次反応溶液に相当するTAA−OH濃度を有する水溶液液を得ることはできない。また、OH−AER(H)と接触させる場合であってもTAA−ハロゲン濃度の高い原料溶液を直接接触させた場合には、2次反応溶液に相当するTAA−ハロゲン濃度を有するTAA−OH水溶液を得るためには膨大な量のOH−AER(H)が必要となり、実用的ではない。本発明では、TAA−ハロゲン濃度の低い1次反応溶液とOH−AER(H)、好ましくはI型のOH−AER(H)とを接触させることによって、前記平衡反応の影響を可及的に排除し、効率よく2次反応溶液を得ることに成功している。
該工程における1次反応液とOH−AER(H)との接触は、接触させる対象が異なる以外は工程(B−1)と基本的に同様である。また、プロセスの簡便性や効率性の観点からは、接触方法としては、工程(B−1)で採用した接触方法と同じ方法を採用することが好ましい。
なお、工程(B−1)及び工程(B−2)で共に流通法を採用する場合には、原料溶液のフロー方向を基準として、少なくとも最下流部にOH−AER(H)が配置させることとなる。例えば、1つの充填塔を用いて工程(B−1)及び工程(B−2)を連続して行う場合には、例えば、工程(A)を所謂“向流再生”として行うことにより、充填塔内のOH型陰イオン交換樹脂に含まれる残存Cl型陰イオン交換樹脂の量(あるいは、残存ハロゲン型陰イオン交換樹脂の量)は、上流から下流に向かって漸減するので、充填塔の上流部にOH−AER(N)が配置され、最下流部にOH−AER(H)が配置されることになる。この場合、工程(B−1)が行われるゾーンと工程(B−2)が行われるゾーンの区別は必ずしも明確ではないが、少なくとも最下流部にOH−AER(H)が配置され、2次反応液が回収できた場合には、工程(B−2)が行われたことになるし、上流部にはOH−AER(N)が配置されているので、原理的に(塔内でTAA−ハロゲン濃度は漸減するので)、工程(B−2)が行われたゾーンの上流のゾーンで工程(B−1)が行われたことになる。また、複数の充填塔を直列に連結・設置した場合には、最下流の充填塔内に充填されるOH型陰イオン交換樹脂をOH−AER(H)としてもよいし、最下流部を含む下流領域のみにOH−AER(H)を充填してもよい。なお、同一塔内で陰イオン交換樹脂の種類や型(I型またはII型)を変える場合には、工程(A)の再生を行う際に、種類や型の異なるCl型陰イオン交換樹脂を層状に充填すればよい。このとき、液流の影響により層構造が変化しないような方策を講じておくことが好ましい。
工程(B−2)において使用するOH−AER(H)の量は、工程(B−1)と同様にして、接触方法、使用する1次反応液の濃度や量等に応じて適宜決定すればよい。
このようにして回収される2次反応液は、通常、1〜15質量%、好ましくは5〜10質量%のTAA−OHが含まれる水溶液であり、有機不純物やTAA−ハロゲン(またはハロゲン−)、あるいは、TAA−Cl(またはCl−)の含有量が極めて少ないという特徴を有する。例えば、フォトレジスト現像廃液から前記原料調製工程を経て調製した原料溶液を使用した場合でも、有機不純物であるフォトレジスト成分の濃度を50ppm以下とすることができる。このような2次反応液は、用途によってはそのまま各種処理剤と使用できるものである。また、特に高純度が要求される用途(処理剤)においても、比較的簡単な精製を行うことにより使用できる。
2−5.製造サイクルの繰り返し
工程(B)が終了した後、OH型陰イオン交換樹脂はハロゲン型陰イオン交換樹脂へと変化するが、再生処理を行うことにより再利用することができる。そのため、工程(A)、工程(B−1)および工程(B−2)を全て同じ充填塔を用いて流通法で行う場合には、一連の工程が終了した後に、向流再生を行い、該向流再生を新たな工程(A)とすることにより、製造サイクルを繰り返して行うことができる。また、前記したように複数の充填塔を並列的に連結配置した場合には、流路を切り替えて、ある充填塔で工程(B)を行いながら別の充填塔で工程(A)を行うこともできる。このように、本発明の方法は、連続稼動も可能であり、この点からも工業的に優れた方法であるといえる。
工程(B)が終了した後、OH型陰イオン交換樹脂はハロゲン型陰イオン交換樹脂へと変化するが、再生処理を行うことにより再利用することができる。そのため、工程(A)、工程(B−1)および工程(B−2)を全て同じ充填塔を用いて流通法で行う場合には、一連の工程が終了した後に、向流再生を行い、該向流再生を新たな工程(A)とすることにより、製造サイクルを繰り返して行うことができる。また、前記したように複数の充填塔を並列的に連結配置した場合には、流路を切り替えて、ある充填塔で工程(B)を行いながら別の充填塔で工程(A)を行うこともできる。このように、本発明の方法は、連続稼動も可能であり、この点からも工業的に優れた方法であるといえる。
本発明をさらに具体的に説明するため以下実施例および比較例を挙げて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、以下に示す実施例及び比較例においてはTAA−OHとして水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)、水酸化テトラブチルアンモニウム(TBAH)を使用し、TAA−Clとしては塩化テトラメチルアンモニウム(TMAC)、塩化テトラブチルアンモニウム(TBAC)を使用し、TAA−Brとして臭化テトラブチルアンモニウム(TBAB)を使用した。また、原料溶液としては、フォトレジスト現像廃液であるTMAH水溶液から下記方法で調製した溶液を使用した。さらに、水溶液中のTMAH、TBAH、TMAC、TBAC、TBAB、Cl−、Br−、および有機不純物の濃度の測定は次のようにして行った。
(1)濃度測定
水溶液中のTMAH濃度、TBAH濃度、TMAC濃度、TBAC濃度、TBAB濃度、Cl−濃度、および、Br−濃度はイオンクロマトグラフィー法により分析した。具体的には、ダイオネクス社製、ICS2000を使用し、カラムは陽イオン分析にはION−pak CS12A、陰イオン分析にはION−pak AS15を使用し、溶離液は陽イオン分析にはメタンスルホン酸、陰イオン分析には水酸化カリウムを用いて分析を行った。
また、有機不純物濃度は、100℃における過マンガン酸カリウムによる酸素消費量(JIS K 0101)により分析し、COD換算して求めた。
水溶液中のTMAH濃度、TBAH濃度、TMAC濃度、TBAC濃度、TBAB濃度、Cl−濃度、および、Br−濃度はイオンクロマトグラフィー法により分析した。具体的には、ダイオネクス社製、ICS2000を使用し、カラムは陽イオン分析にはION−pak CS12A、陰イオン分析にはION−pak AS15を使用し、溶離液は陽イオン分析にはメタンスルホン酸、陰イオン分析には水酸化カリウムを用いて分析を行った。
また、有機不純物濃度は、100℃における過マンガン酸カリウムによる酸素消費量(JIS K 0101)により分析し、COD換算して求めた。
(2)原料溶液の調製方法
1)陽イオン交換樹脂吸着工程
まず、弱酸性陽イオン交換樹脂ダイヤイオンWK40L(三菱化学社製)100mlを直径22mm×750mmのガラスカラムに充填し、次のような再生処理を行った。すなわち、上記陽イオン交換樹脂について、超純水洗浄、1N−HCl洗浄、超純水洗浄を順次行うことにより、対イオンを水素イオンとし、H型とした。なお、各洗浄時の通液の空間速度SVは5(1/時間)とし、各洗浄工程で使用した液量は樹脂(R)1リットル(L−R)当たりの液量(L)で表して10(L/L−R)とした。
1)陽イオン交換樹脂吸着工程
まず、弱酸性陽イオン交換樹脂ダイヤイオンWK40L(三菱化学社製)100mlを直径22mm×750mmのガラスカラムに充填し、次のような再生処理を行った。すなわち、上記陽イオン交換樹脂について、超純水洗浄、1N−HCl洗浄、超純水洗浄を順次行うことにより、対イオンを水素イオンとし、H型とした。なお、各洗浄時の通液の空間速度SVは5(1/時間)とし、各洗浄工程で使用した液量は樹脂(R)1リットル(L−R)当たりの液量(L)で表して10(L/L−R)とした。
次に、上記カラムに8000mlの0.5質量%TMAH廃液(フォトレジスト現像廃液、質量基準フォトレジスト含有量:COD換算で42ppm)を空間速度SV=20(1/時間)で通液した。
2)TAA−OH洗浄工程
上記吸着工程終了後、カラムに100mlの0.5質量%TMAH水溶液を空間速度SV=1(1/時間)で通液し、陽イオン交換樹脂に吸着したレジスト分を洗浄した。
上記吸着工程終了後、カラムに100mlの0.5質量%TMAH水溶液を空間速度SV=1(1/時間)で通液し、陽イオン交換樹脂に吸着したレジスト分を洗浄した。
3)脱離工程
上記工程で洗浄されたカラムに、溶離液として800mlの1N−HClを空間速度SV=1(1/時間)で通液し、吸着したTMAイオンをTMACとして溶出させた。溶出液を、3回に分けて分取した。第1回目の分取液(第1分別液)は溶出開始から100ml流出するまでの溶出液であり、第2回目の分取液(第2分別液)は、第1回分取後から500ml流出するまでの溶出液であり、第3回目の分取液(第3分別液)は、第2回分取後から200ml流出するまでの溶出液である。各分取液について成分濃度分析を行ったところ、第1分別液中のTMAC濃度は0.1質量%(0.01mol/L)であった。また、第2分別液中のTMAC濃度は8.3質量%(0.76mol/l)であり、HCl濃度は0.1質量%(0.03mol/l)であった。また、第3分別液中のTMAC濃度は0.5質量%(0.05mol/l)であり、HCl濃度は3.5質量%(0.96mol/l)であった。第1分別液では脱離が開始する前に流出した液を多量に含んでいると考えられ、第3分別液では脱離が終了し、そのまま流出した溶出液が多量に含まれていると考えられる。溶出したTMACは殆ど第2分別液で回収されていることから、実施例及び比較例では第2分別液を原料溶液として使用した。
上記工程で洗浄されたカラムに、溶離液として800mlの1N−HClを空間速度SV=1(1/時間)で通液し、吸着したTMAイオンをTMACとして溶出させた。溶出液を、3回に分けて分取した。第1回目の分取液(第1分別液)は溶出開始から100ml流出するまでの溶出液であり、第2回目の分取液(第2分別液)は、第1回分取後から500ml流出するまでの溶出液であり、第3回目の分取液(第3分別液)は、第2回分取後から200ml流出するまでの溶出液である。各分取液について成分濃度分析を行ったところ、第1分別液中のTMAC濃度は0.1質量%(0.01mol/L)であった。また、第2分別液中のTMAC濃度は8.3質量%(0.76mol/l)であり、HCl濃度は0.1質量%(0.03mol/l)であった。また、第3分別液中のTMAC濃度は0.5質量%(0.05mol/l)であり、HCl濃度は3.5質量%(0.96mol/l)であった。第1分別液では脱離が開始する前に流出した液を多量に含んでいると考えられ、第3分別液では脱離が終了し、そのまま流出した溶出液が多量に含まれていると考えられる。溶出したTMACは殆ど第2分別液で回収されていることから、実施例及び比較例では第2分別液を原料溶液として使用した。
実施例1
(通常純度OH型陰イオン交換樹脂の調製)
強塩基性(II型)陰イオン交換樹脂アンバーライトIRA410J(ロームアンドハース社製)360mlを直径40mm×750mmのガラスカラムに充填し、0.5N−NaOH(水酸化ナトリウム)水溶液を室温(20℃)にて空間速度SV=4(1/時間)で通液した。通液量は3600ml(10L/L−R)であり、再生レベルは200g−NaOH/L−Rであった。その後、超純水3600ml(10L/L−R)を空間速度SV=5(1/時間)で通液し、洗浄を行った。別途同様に再生した後に十分に水洗して得たOH型陰イオン交換樹脂をカラムから出してから良くかき混ぜ、その中から100mlを採取し、これを別のカラムに充填して0.5N−NaOH水溶液500mlを通液し、流出してきた最後の流出液200mlをサンプリングし、分析したところ、Clイオン濃度は、421ppmであり、上記再生により通常純度OH型陰イオン交換樹脂の調製ができていることを確認した。
(通常純度OH型陰イオン交換樹脂の調製)
強塩基性(II型)陰イオン交換樹脂アンバーライトIRA410J(ロームアンドハース社製)360mlを直径40mm×750mmのガラスカラムに充填し、0.5N−NaOH(水酸化ナトリウム)水溶液を室温(20℃)にて空間速度SV=4(1/時間)で通液した。通液量は3600ml(10L/L−R)であり、再生レベルは200g−NaOH/L−Rであった。その後、超純水3600ml(10L/L−R)を空間速度SV=5(1/時間)で通液し、洗浄を行った。別途同様に再生した後に十分に水洗して得たOH型陰イオン交換樹脂をカラムから出してから良くかき混ぜ、その中から100mlを採取し、これを別のカラムに充填して0.5N−NaOH水溶液500mlを通液し、流出してきた最後の流出液200mlをサンプリングし、分析したところ、Clイオン濃度は、421ppmであり、上記再生により通常純度OH型陰イオン交換樹脂の調製ができていることを確認した。
(高純度OH型陰イオン交換樹脂の調製)
強塩基性(II型)陰イオン交換樹脂アンバーライトIRA410J(ロームアンドハース社製)90mlを直径40mm×750mmのガラスカラムに充填し、0.5N−NaOH水溶液を室温(20℃)にて空間速度SV=4(1/時間)で通液した。通液量は1800ml(20L/L−R)であり、再生レベルは400g−NaOH/L−Rであった。その後、超純水900ml(10L/L−R)を空間速度SV=5(1/時間)で通液し、洗浄を行った。別途同様に再生した後に十分に水洗して得たOH型陰イオン交換樹脂をカラムから出し、よくかき混ぜた後にその中から100mlを採取し、これを別のカラムに充填して0.5N−NaOH水溶液500mlを通液し、流出してきた最後の流出液200mlをサンプリングし、分析したところ、Clイオン濃度は、29ppmであり、上記再生により高純度OH型陰イオン交換樹脂の調製ができていることを確認した。
強塩基性(II型)陰イオン交換樹脂アンバーライトIRA410J(ロームアンドハース社製)90mlを直径40mm×750mmのガラスカラムに充填し、0.5N−NaOH水溶液を室温(20℃)にて空間速度SV=4(1/時間)で通液した。通液量は1800ml(20L/L−R)であり、再生レベルは400g−NaOH/L−Rであった。その後、超純水900ml(10L/L−R)を空間速度SV=5(1/時間)で通液し、洗浄を行った。別途同様に再生した後に十分に水洗して得たOH型陰イオン交換樹脂をカラムから出し、よくかき混ぜた後にその中から100mlを採取し、これを別のカラムに充填して0.5N−NaOH水溶液500mlを通液し、流出してきた最後の流出液200mlをサンプリングし、分析したところ、Clイオン濃度は、29ppmであり、上記再生により高純度OH型陰イオン交換樹脂の調製ができていることを確認した。
(通常純度OH型陰イオン交換樹脂と高純度OH型陰イオン交換樹脂の配置)
通常純度OH型陰イオン交換樹脂全量をカラムから取り出し、高純度OH型陰イオン交換樹脂の充填してあるカラムの上流部に充填した。こうすることで、最下流領域に高純度OH型陰イオン交換樹脂、その上流領域に通常純度OH型陰イオン交換樹脂を配置することができる。
通常純度OH型陰イオン交換樹脂全量をカラムから取り出し、高純度OH型陰イオン交換樹脂の充填してあるカラムの上流部に充填した。こうすることで、最下流領域に高純度OH型陰イオン交換樹脂、その上流領域に通常純度OH型陰イオン交換樹脂を配置することができる。
(陰イオン交換樹脂との接触工程)
最下流領域に高純度OH型陰イオン交換樹脂を配置したカラムの上流部から、前記した原料溶液の調製方法に従って得た第2分別液500mlを空間速度SV=4(1/時間)で通液した。溶出液は、順次、分取して、2つの液に分別した。はじめの100mlを第1の分別液とした。該第1の分別液は何も含まれておらず、水であったため廃液として処理した。該第2の分別液は400mlであり、6.7質量%(0.74mol/l)のTMAH、53ppm(1.5mmol/l)のClイオン、COD成分15ppmを含んでおり、所望のTMAH溶液であった。
最下流領域に高純度OH型陰イオン交換樹脂を配置したカラムの上流部から、前記した原料溶液の調製方法に従って得た第2分別液500mlを空間速度SV=4(1/時間)で通液した。溶出液は、順次、分取して、2つの液に分別した。はじめの100mlを第1の分別液とした。該第1の分別液は何も含まれておらず、水であったため廃液として処理した。該第2の分別液は400mlであり、6.7質量%(0.74mol/l)のTMAH、53ppm(1.5mmol/l)のClイオン、COD成分15ppmを含んでおり、所望のTMAH溶液であった。
実施例2
(通常純度OH型陰イオン交換樹脂の調製)
強塩基性(II型)陰イオン交換樹脂アンバーライトIRA410J(ロームアンドハース社製)360mlを直径40mm×750mmのガラスカラムに充填し、0.5N−NaOH(水酸化ナトリウム水溶液)を室温(20℃)にて空間速度SV=4(1/時間)で通液した。通液量は3600ml(10L/L−R)であり、再生レベルは200g−NaOH/L−Rであった。その後、超純水3600ml(10L/L−R)を空間速度SV=5(1/時間)で通液し、洗浄を行った。なお、得られたOH型陰イオン交換樹脂のClイオン溶出量を実施例1と同様の方法により測定した結果、478ppmであった。以下、OH型陰イオン交換樹脂のClイオン溶出量は実施例1と同様の方法により測定している。
(通常純度OH型陰イオン交換樹脂の調製)
強塩基性(II型)陰イオン交換樹脂アンバーライトIRA410J(ロームアンドハース社製)360mlを直径40mm×750mmのガラスカラムに充填し、0.5N−NaOH(水酸化ナトリウム水溶液)を室温(20℃)にて空間速度SV=4(1/時間)で通液した。通液量は3600ml(10L/L−R)であり、再生レベルは200g−NaOH/L−Rであった。その後、超純水3600ml(10L/L−R)を空間速度SV=5(1/時間)で通液し、洗浄を行った。なお、得られたOH型陰イオン交換樹脂のClイオン溶出量を実施例1と同様の方法により測定した結果、478ppmであった。以下、OH型陰イオン交換樹脂のClイオン溶出量は実施例1と同様の方法により測定している。
(高純度OH型陰イオン交換樹脂の調製)
強塩基性(II型)陰イオン交換樹脂アンバーライトIRA410J(ロームアンドハース社製)90mlを直径40mm×750mmのガラスカラムに充填し、0.5N−NaOH(水酸化ナトリウム水溶液)を室温(20℃)にて空間速度SV=4(1/時間)で通液した。通液量は1800ml(20L/L−R)であり、再生レベルは400g−NaOH/L−Rであった。その後、超純水900ml(10L/L−R)を空間速度SV=5(1/時間)で通液し、洗浄を行った。なお、得られたOH型陰イオン交換樹脂のClイオン溶出量は、21ppmであった。
強塩基性(II型)陰イオン交換樹脂アンバーライトIRA410J(ロームアンドハース社製)90mlを直径40mm×750mmのガラスカラムに充填し、0.5N−NaOH(水酸化ナトリウム水溶液)を室温(20℃)にて空間速度SV=4(1/時間)で通液した。通液量は1800ml(20L/L−R)であり、再生レベルは400g−NaOH/L−Rであった。その後、超純水900ml(10L/L−R)を空間速度SV=5(1/時間)で通液し、洗浄を行った。なお、得られたOH型陰イオン交換樹脂のClイオン溶出量は、21ppmであった。
(通常純度OH型陰イオン交換樹脂と高純度OH型陰イオン交換樹脂の配置)
通常純度OH型陰イオン交換樹脂を充填したカラムを上流側に、高純度OH型陰イオン交換樹脂を充填したカラムを最下流側に配管で直列に接続した。こうすることで、最下流領域に高純度OH型陰イオン交換樹脂を配置することができる。
通常純度OH型陰イオン交換樹脂を充填したカラムを上流側に、高純度OH型陰イオン交換樹脂を充填したカラムを最下流側に配管で直列に接続した。こうすることで、最下流領域に高純度OH型陰イオン交換樹脂を配置することができる。
(陰イオン交換樹脂との接触工程)
上記のように直列に連結したカラムの上流側から、前記した原料溶液の調製方法に従って得た第2分別液500mlを空間速度SV=4(1/時間)で通液した。溶出液は、順次、分取して、2つの液に分別した。はじめの100mlを第1の分別液とした。該第1の分別液は何も含まれておらず、水であったため廃液として処理した。該第2の分別液は400mlであり、6.8質量%(0.75mol/l)のTMAH、48ppm(1.4mmol/l)のClイオン、COD成分13ppmを含んでおり、所望のTMAH溶液であった。
上記のように直列に連結したカラムの上流側から、前記した原料溶液の調製方法に従って得た第2分別液500mlを空間速度SV=4(1/時間)で通液した。溶出液は、順次、分取して、2つの液に分別した。はじめの100mlを第1の分別液とした。該第1の分別液は何も含まれておらず、水であったため廃液として処理した。該第2の分別液は400mlであり、6.8質量%(0.75mol/l)のTMAH、48ppm(1.4mmol/l)のClイオン、COD成分13ppmを含んでおり、所望のTMAH溶液であった。
実施例3
(向流再生方式によるOH型陰イオン交換樹脂の調製)
強塩基性(II型)陰イオン交換樹脂アンバーライトIRA410J(ロームアンドハース社製)450mlを直径40mm×750mmのガラス塔に充填し、0.5N−NaOH(水酸化ナトリウム水溶液)を室温(20℃)にて空間速度SV=4(1/時間)でカラム下部から上部へ通液した。通液量は9000ml(20L/L−R)であり、再生レベルは400g−NaOH/L−Rである。その後、超純水4000ml(10L/L−R)を空間速度SV=5(1/時間)でカラムの下部から上部へ通液し、洗浄を行った。このように向流再生方式を用いると、通常純度OH型陰イオン交換樹脂と高純度OH型陰イオン交換樹脂を別々に調製してから、再充填したり、カラムを配管で接続したりしなくても、容易に最下流領域に高純度OH型陰イオン交換樹脂を配置することができる。このとき、通常純度OH型陰イオン交換樹脂と高純度OH型陰イオン交換樹脂ができていることを調べるために、上記と同様に向流再生した樹脂を準備し、カラムの上部と下部から、夫々樹脂を100ml程度取り出し、別々にカラムに充填した。夫々のカラムに0.5N−NaOH水溶液を500ml通液し、通過した0.5N−NaOH水溶液のうち、最後の200mlをサンプリングし、分析したところ、カラム下部のClイオン濃度は、36ppmであり、高純度OH型陰イオン交換樹脂の調製ができていることを確認した。一方、カラム上部のClイオン濃度は410ppmであり、通常純度OH型陰イオン交換樹脂の調製ができていることを確認した。
(向流再生方式によるOH型陰イオン交換樹脂の調製)
強塩基性(II型)陰イオン交換樹脂アンバーライトIRA410J(ロームアンドハース社製)450mlを直径40mm×750mmのガラス塔に充填し、0.5N−NaOH(水酸化ナトリウム水溶液)を室温(20℃)にて空間速度SV=4(1/時間)でカラム下部から上部へ通液した。通液量は9000ml(20L/L−R)であり、再生レベルは400g−NaOH/L−Rである。その後、超純水4000ml(10L/L−R)を空間速度SV=5(1/時間)でカラムの下部から上部へ通液し、洗浄を行った。このように向流再生方式を用いると、通常純度OH型陰イオン交換樹脂と高純度OH型陰イオン交換樹脂を別々に調製してから、再充填したり、カラムを配管で接続したりしなくても、容易に最下流領域に高純度OH型陰イオン交換樹脂を配置することができる。このとき、通常純度OH型陰イオン交換樹脂と高純度OH型陰イオン交換樹脂ができていることを調べるために、上記と同様に向流再生した樹脂を準備し、カラムの上部と下部から、夫々樹脂を100ml程度取り出し、別々にカラムに充填した。夫々のカラムに0.5N−NaOH水溶液を500ml通液し、通過した0.5N−NaOH水溶液のうち、最後の200mlをサンプリングし、分析したところ、カラム下部のClイオン濃度は、36ppmであり、高純度OH型陰イオン交換樹脂の調製ができていることを確認した。一方、カラム上部のClイオン濃度は410ppmであり、通常純度OH型陰イオン交換樹脂の調製ができていることを確認した。
(陰イオン交換樹脂との接触工程)
向流再生方式により調製したOH型陰イオン交換樹脂のカラムに、超純水、NaOH水溶液を通液させた方向と逆の方向(カラム上部から下部へ)から、前記した原料溶液の調製方法に従って得た第2分別液500mlを空間速度SV=4(1/時間)で通液した。溶出液は、順次、分取して、2つの液に分別した。はじめの100mlを第1の分別液とした。該第1の分別液は何も含まれておらず、水であったため廃液として処理した。該第2の分別液は400mlであり、6.7質量%(0.74mol/l)のTMAH、27ppm(0.8mmol/l)のClイオン、COD成分18ppmを含んでおり、所望のTMAH溶液であった。
向流再生方式により調製したOH型陰イオン交換樹脂のカラムに、超純水、NaOH水溶液を通液させた方向と逆の方向(カラム上部から下部へ)から、前記した原料溶液の調製方法に従って得た第2分別液500mlを空間速度SV=4(1/時間)で通液した。溶出液は、順次、分取して、2つの液に分別した。はじめの100mlを第1の分別液とした。該第1の分別液は何も含まれておらず、水であったため廃液として処理した。該第2の分別液は400mlであり、6.7質量%(0.74mol/l)のTMAH、27ppm(0.8mmol/l)のClイオン、COD成分18ppmを含んでおり、所望のTMAH溶液であった。
実施例4
(向流再生方式によるOH型陰イオン交換樹脂の調製)
強塩基性(I型)陰イオン交換樹脂アンバーライトIRA400J(ロームアンドハース社製)400mlを直径40mm×750mmのガラス塔に充填し、0.5N−NaOH(水酸化ナトリウム水溶液)を室温(20℃)にて空間速度SV=4(1/時間)でカラム下部から上部へ通液した。通液量は16000ml(40L/L−R)であり、再生レベルは800g−NaOH/L−Rである。その後、超純水4000ml(10L/L−R)を空間速度SV=5(1/時間)でカラムの下部から上部へ通液し、洗浄を行った。このように向流再生方式を用いると、通常純度OH型陰イオン交換樹脂と高純度OH型陰イオン交換樹脂を別々に調製してから、再充填したり、カラムを配管で接続したりしなくても、容易に最下流領域に高純度OH型陰イオン交換樹脂を配置することができる。このとき、通常純度OH型陰イオン交換樹脂と高純度OH型陰イオン交換樹脂ができていることを調べるために、上記と同様に向流再生した樹脂を準備し、カラムの上部と下部から、夫々樹脂を100ml程度取り出し、別々にカラムに充填した。夫々のカラムに0.5N−NaOH水溶液を500ml通液し、通過した0.5N−NaOH水溶液のうち、最後の200mlをサンプリングし、分析したところ、カラム下部のClイオン濃度は、57ppmであり、高純度OH型陰イオン交換樹脂の調製ができていることを確認した。一方、カラム上部のClイオン濃度は631ppmであり、通常純度OH型陰イオン交換樹脂の調製ができていることを確認した。
(向流再生方式によるOH型陰イオン交換樹脂の調製)
強塩基性(I型)陰イオン交換樹脂アンバーライトIRA400J(ロームアンドハース社製)400mlを直径40mm×750mmのガラス塔に充填し、0.5N−NaOH(水酸化ナトリウム水溶液)を室温(20℃)にて空間速度SV=4(1/時間)でカラム下部から上部へ通液した。通液量は16000ml(40L/L−R)であり、再生レベルは800g−NaOH/L−Rである。その後、超純水4000ml(10L/L−R)を空間速度SV=5(1/時間)でカラムの下部から上部へ通液し、洗浄を行った。このように向流再生方式を用いると、通常純度OH型陰イオン交換樹脂と高純度OH型陰イオン交換樹脂を別々に調製してから、再充填したり、カラムを配管で接続したりしなくても、容易に最下流領域に高純度OH型陰イオン交換樹脂を配置することができる。このとき、通常純度OH型陰イオン交換樹脂と高純度OH型陰イオン交換樹脂ができていることを調べるために、上記と同様に向流再生した樹脂を準備し、カラムの上部と下部から、夫々樹脂を100ml程度取り出し、別々にカラムに充填した。夫々のカラムに0.5N−NaOH水溶液を500ml通液し、通過した0.5N−NaOH水溶液のうち、最後の200mlをサンプリングし、分析したところ、カラム下部のClイオン濃度は、57ppmであり、高純度OH型陰イオン交換樹脂の調製ができていることを確認した。一方、カラム上部のClイオン濃度は631ppmであり、通常純度OH型陰イオン交換樹脂の調製ができていることを確認した。
(陰イオン交換樹脂との接触工程)
向流再生方式により調製したOH型陰イオン交換樹脂のカラムに、超純水、NaOH水溶液を通液させた方向と逆の方向(カラム上部から下部へ)から、前記した原料溶液の調製方法に従って得た第2分別液500mlを空間速度SV=4(1/時間)で通液した。溶出液は、順次、分取して、2つの液に分別した。はじめの100mlを第1の分別液とした。該第1の分別液は何も含まれておらず、水であったため廃液として処理した。該第2の分別液は400mlであり、6.9質量%(0.76mol/l)のTMAH、20ppm(0.6mmol/l)のClイオン、COD成分17ppmを含んでおり、所望のTMAH溶液であった。
向流再生方式により調製したOH型陰イオン交換樹脂のカラムに、超純水、NaOH水溶液を通液させた方向と逆の方向(カラム上部から下部へ)から、前記した原料溶液の調製方法に従って得た第2分別液500mlを空間速度SV=4(1/時間)で通液した。溶出液は、順次、分取して、2つの液に分別した。はじめの100mlを第1の分別液とした。該第1の分別液は何も含まれておらず、水であったため廃液として処理した。該第2の分別液は400mlであり、6.9質量%(0.76mol/l)のTMAH、20ppm(0.6mmol/l)のClイオン、COD成分17ppmを含んでおり、所望のTMAH溶液であった。
比較例1
強塩基性(II型)陰イオン交換樹脂アンバーライトIRA410J(ロームアンドハース社製)450mlを直径40mm×750mmのガラスカラムに充填し、室温(20℃)にて超純水、1N−NaOH水溶液、超純水をこの順で通液させて、対イオンをOHイオンとした。各液は、空間速度SV=5(1/時間)で通液させ、各液の使用液量は、10L/L−Rとした。このときの再生レベルは400g−NaOH/L−Rである。得られたOH型陰イオン交換樹脂のClイオン溶出量は、469ppmであり、通常純度OH型陰イオン交換樹脂の調製ができていることが確認された。このカラムに、超純水、NaOH水溶液を通液させた方向と同じ方向から、前記した原料溶液の調製方法に従って得た第2分別液500mlを空間速度SV=4(1/時間)で通液した。溶出液は、順次、分取して、2つの液に分別した。はじめの100mlを第1の分別液とした。該第1の分別液は何も含まれておらず、水であったため廃液として処理した。該第2の分別液は400mlであり、6.7質量%(0.74mol/l)のTMAH、150ppm(4.2mmol/l)のClイオン、COD成分13ppmを含んでおり、Clイオン濃度を100ppm以下にすることはできなかった。
強塩基性(II型)陰イオン交換樹脂アンバーライトIRA410J(ロームアンドハース社製)450mlを直径40mm×750mmのガラスカラムに充填し、室温(20℃)にて超純水、1N−NaOH水溶液、超純水をこの順で通液させて、対イオンをOHイオンとした。各液は、空間速度SV=5(1/時間)で通液させ、各液の使用液量は、10L/L−Rとした。このときの再生レベルは400g−NaOH/L−Rである。得られたOH型陰イオン交換樹脂のClイオン溶出量は、469ppmであり、通常純度OH型陰イオン交換樹脂の調製ができていることが確認された。このカラムに、超純水、NaOH水溶液を通液させた方向と同じ方向から、前記した原料溶液の調製方法に従って得た第2分別液500mlを空間速度SV=4(1/時間)で通液した。溶出液は、順次、分取して、2つの液に分別した。はじめの100mlを第1の分別液とした。該第1の分別液は何も含まれておらず、水であったため廃液として処理した。該第2の分別液は400mlであり、6.7質量%(0.74mol/l)のTMAH、150ppm(4.2mmol/l)のClイオン、COD成分13ppmを含んでおり、Clイオン濃度を100ppm以下にすることはできなかった。
実施例5
(向流再生方式によるOH型陰イオン交換樹脂の調製)
強塩基性(II型)陰イオン交換樹脂アンバーライトIRA410J(ロームアンドハース社製)450mlを直径40mm×750mmのガラス塔に充填し、0.5N−NaOH(水酸化ナトリウム水溶液)を40℃に加温して、空間速度SV=4(1/時間)でカラム下部から上部へ通液した。通液量は9000ml(20L/L−R)であり、再生レベルは400g−NaOH/L−Rである。その後、超純水4000ml(10L/L−R)を空間速度SV=5(1/時間)でカラムの下部から上部へ通液し、洗浄を行った。このように向流再生方式を用いると、通常純度OH型陰イオン交換樹脂と高純度OH型陰イオン交換樹脂を別々に調製してから、再充填したり、カラムを配管で接続しなくても、容易に最下流領域に高純度OH型陰イオン交換樹脂を配置することができる。このとき、通常純度OH型陰イオン交換樹脂と高純度OH型陰イオン交換樹脂ができていることを調べるために、上記と同様に向流再生した樹脂を準備し、カラムの上部と下部から、夫々樹脂を100ml程度取り出し、別々にカラムに充填した。夫々のカラムに0.5N−NaOH水溶液を500ml通液し、通過した0.5N−NaOH水溶液のうち、最後の200mlをサンプリングし、分析したところ、カラム下部のClイオン濃度は、8ppmであり、高純度OH型陰イオン交換樹脂の調製ができていることを確認した。一方、カラム上部のClイオン濃度は120ppmであり、通常純度OH型陰イオン交換樹脂の調製ができていることを確認した。
(向流再生方式によるOH型陰イオン交換樹脂の調製)
強塩基性(II型)陰イオン交換樹脂アンバーライトIRA410J(ロームアンドハース社製)450mlを直径40mm×750mmのガラス塔に充填し、0.5N−NaOH(水酸化ナトリウム水溶液)を40℃に加温して、空間速度SV=4(1/時間)でカラム下部から上部へ通液した。通液量は9000ml(20L/L−R)であり、再生レベルは400g−NaOH/L−Rである。その後、超純水4000ml(10L/L−R)を空間速度SV=5(1/時間)でカラムの下部から上部へ通液し、洗浄を行った。このように向流再生方式を用いると、通常純度OH型陰イオン交換樹脂と高純度OH型陰イオン交換樹脂を別々に調製してから、再充填したり、カラムを配管で接続しなくても、容易に最下流領域に高純度OH型陰イオン交換樹脂を配置することができる。このとき、通常純度OH型陰イオン交換樹脂と高純度OH型陰イオン交換樹脂ができていることを調べるために、上記と同様に向流再生した樹脂を準備し、カラムの上部と下部から、夫々樹脂を100ml程度取り出し、別々にカラムに充填した。夫々のカラムに0.5N−NaOH水溶液を500ml通液し、通過した0.5N−NaOH水溶液のうち、最後の200mlをサンプリングし、分析したところ、カラム下部のClイオン濃度は、8ppmであり、高純度OH型陰イオン交換樹脂の調製ができていることを確認した。一方、カラム上部のClイオン濃度は120ppmであり、通常純度OH型陰イオン交換樹脂の調製ができていることを確認した。
(陰イオン交換樹脂との接触工程)
向流再生方式により調製したOH型陰イオン交換樹脂のカラムに、超純水、NaOH水溶液を通液させた方向と逆の方向(カラム上部から下部へ)から、実施例の原料調製法記載の第2分別液500mlを空間速度SV=4(1/時間)で通液した。溶出液は、順次、分取して、2つの液に分別した。はじめの100mlを第1の分別液とした。該第1の分別液は何も含まれておらず、水であったため廃液として処理した。該第2の分別液は400mlであり、6.8質量%(0.75mol/l)のTMAH、9ppm(0.25mmol/l)のClイオン、COD成分16ppmを含んでおり、所望のTMAH溶液であった。
向流再生方式により調製したOH型陰イオン交換樹脂のカラムに、超純水、NaOH水溶液を通液させた方向と逆の方向(カラム上部から下部へ)から、実施例の原料調製法記載の第2分別液500mlを空間速度SV=4(1/時間)で通液した。溶出液は、順次、分取して、2つの液に分別した。はじめの100mlを第1の分別液とした。該第1の分別液は何も含まれておらず、水であったため廃液として処理した。該第2の分別液は400mlであり、6.8質量%(0.75mol/l)のTMAH、9ppm(0.25mmol/l)のClイオン、COD成分16ppmを含んでおり、所望のTMAH溶液であった。
実施例6
(向流再生方式によるOH型陰イオン交換樹脂の調製)
強塩基性(II型)陰イオン交換樹脂アンバーライトIRA410J(ロームアンドハース社製)450mlを直径40mm×750mmのガラス塔に充填し、0.5N−NaOH(水酸化ナトリウム水溶液)を室温(20℃)にて、空間速度SV=4(1/時間)でカラム下部から上部へ通液した。通液量は9000ml(20L/L−R)であり、再生レベルは400g−NaOH/L−Rである。その後、超純水4000ml(10L/L−R)を空間速度SV=5(1/時間)でカラムの下部から上部へ通液し、洗浄を行った。このように向流再生方式を用いると、通常純度OH型陰イオン交換樹脂と高純度OH型陰イオン交換樹脂を別々に調製してから、再充填したり、カラムを配管で接続しなくても、容易に最下流領域に高純度OH型陰イオン交換樹脂を配置することができる。このとき、通常純度OH型陰イオン交換樹脂と高純度OH型陰イオン交換樹脂ができていることを調べるために、上記と同様に向流再生した樹脂を準備し、カラムの上部と下部から、夫々樹脂を100ml程度取り出し、別々にカラムに充填した。夫々のカラムに0.5N−NaOH水溶液を500ml通液し、通過した0.5N−NaOH水溶液のうち、最後の200mlをサンプリングし、分析したところ、カラム下部のClイオン濃度は、32ppmであり、高純度OH型陰イオン交換樹脂の調製ができていることを確認した。一方、カラム上部のClイオン濃度は430ppmであり、通常純度OH型陰イオン交換樹脂の調製ができていることを確認した。
(向流再生方式によるOH型陰イオン交換樹脂の調製)
強塩基性(II型)陰イオン交換樹脂アンバーライトIRA410J(ロームアンドハース社製)450mlを直径40mm×750mmのガラス塔に充填し、0.5N−NaOH(水酸化ナトリウム水溶液)を室温(20℃)にて、空間速度SV=4(1/時間)でカラム下部から上部へ通液した。通液量は9000ml(20L/L−R)であり、再生レベルは400g−NaOH/L−Rである。その後、超純水4000ml(10L/L−R)を空間速度SV=5(1/時間)でカラムの下部から上部へ通液し、洗浄を行った。このように向流再生方式を用いると、通常純度OH型陰イオン交換樹脂と高純度OH型陰イオン交換樹脂を別々に調製してから、再充填したり、カラムを配管で接続しなくても、容易に最下流領域に高純度OH型陰イオン交換樹脂を配置することができる。このとき、通常純度OH型陰イオン交換樹脂と高純度OH型陰イオン交換樹脂ができていることを調べるために、上記と同様に向流再生した樹脂を準備し、カラムの上部と下部から、夫々樹脂を100ml程度取り出し、別々にカラムに充填した。夫々のカラムに0.5N−NaOH水溶液を500ml通液し、通過した0.5N−NaOH水溶液のうち、最後の200mlをサンプリングし、分析したところ、カラム下部のClイオン濃度は、32ppmであり、高純度OH型陰イオン交換樹脂の調製ができていることを確認した。一方、カラム上部のClイオン濃度は430ppmであり、通常純度OH型陰イオン交換樹脂の調製ができていることを確認した。
(陰イオン交換樹脂との接触工程)
向流再生方式により調製したOH型陰イオン交換樹脂のカラムに、超純水、NaOH水溶液を通液させた方向と逆の方向(カラム上部から下部へ)から、550mlの10質量%塩化テトラブチルアンモニウム水溶液(0.36mol/l)を空間速度SV=4(1/時間)で通液した。溶出液は、順次、分取して、2つの液に分別した。はじめの100mlを第1の分別液とした。該第1の分別液は何も含まれておらず、水であったため廃液として処理した。該第2の分別液は450mlであり、8.5質量%(0.33mol/l)の水酸化テトラブチルアンモニウム(TBAH)、51ppm(1.4mmol/l)のClイオンを含んでおり、所望のTBAH溶液であった。
向流再生方式により調製したOH型陰イオン交換樹脂のカラムに、超純水、NaOH水溶液を通液させた方向と逆の方向(カラム上部から下部へ)から、550mlの10質量%塩化テトラブチルアンモニウム水溶液(0.36mol/l)を空間速度SV=4(1/時間)で通液した。溶出液は、順次、分取して、2つの液に分別した。はじめの100mlを第1の分別液とした。該第1の分別液は何も含まれておらず、水であったため廃液として処理した。該第2の分別液は450mlであり、8.5質量%(0.33mol/l)の水酸化テトラブチルアンモニウム(TBAH)、51ppm(1.4mmol/l)のClイオンを含んでおり、所望のTBAH溶液であった。
実施例7
(向流再生方式によるOH型陰イオン交換樹脂の調製)
強塩基性(II型)陰イオン交換樹脂アンバーライトIRA410J(ロームアンドハース社製)450mlを直径40mm×750mmのガラス塔に充填し、0.5N−NaOH(水酸化ナトリウム水溶液)を室温(20℃)にて、空間速度SV=4(1/時間)でカラム下部から上部へ通液した。通液量は9000ml(20L/L−R)であり、再生レベルは400g−NaOH/L−Rである。その後、超純水4000ml(10L/L−R)を空間速度SV=5(1/時間)でカラムの下部から上部へ通液し、洗浄を行った。このように向流再生方式を用いると、通常純度OH型陰イオン交換樹脂と高純度OH型陰イオン交換樹脂を別々に調製してから、再充填したり、カラムを配管で接続しなくても、容易に最下流領域に高純度OH型陰イオン交換樹脂を配置することができる。このとき、通常純度OH型陰イオン交換樹脂と高純度OH型陰イオン交換樹脂ができていることを調べるために、上記と同様に向流再生した樹脂を準備し、カラムの上部と下部から、夫々樹脂を100ml程度取り出し、別々にカラムに充填した。夫々のカラムに0.5N−NaOH水溶液を500ml通液し、通過した0.5N−NaOH水溶液のうち、最後の200mlをサンプリングし、分析したところ、カラム下部のClイオン濃度は、40ppmであり、高純度OH型陰イオン交換樹脂の調製ができていることを確認した。一方、カラム上部のClイオン濃度は470ppmであり、通常純度OH型陰イオン交換樹脂の調製ができていることを確認した。
(向流再生方式によるOH型陰イオン交換樹脂の調製)
強塩基性(II型)陰イオン交換樹脂アンバーライトIRA410J(ロームアンドハース社製)450mlを直径40mm×750mmのガラス塔に充填し、0.5N−NaOH(水酸化ナトリウム水溶液)を室温(20℃)にて、空間速度SV=4(1/時間)でカラム下部から上部へ通液した。通液量は9000ml(20L/L−R)であり、再生レベルは400g−NaOH/L−Rである。その後、超純水4000ml(10L/L−R)を空間速度SV=5(1/時間)でカラムの下部から上部へ通液し、洗浄を行った。このように向流再生方式を用いると、通常純度OH型陰イオン交換樹脂と高純度OH型陰イオン交換樹脂を別々に調製してから、再充填したり、カラムを配管で接続しなくても、容易に最下流領域に高純度OH型陰イオン交換樹脂を配置することができる。このとき、通常純度OH型陰イオン交換樹脂と高純度OH型陰イオン交換樹脂ができていることを調べるために、上記と同様に向流再生した樹脂を準備し、カラムの上部と下部から、夫々樹脂を100ml程度取り出し、別々にカラムに充填した。夫々のカラムに0.5N−NaOH水溶液を500ml通液し、通過した0.5N−NaOH水溶液のうち、最後の200mlをサンプリングし、分析したところ、カラム下部のClイオン濃度は、40ppmであり、高純度OH型陰イオン交換樹脂の調製ができていることを確認した。一方、カラム上部のClイオン濃度は470ppmであり、通常純度OH型陰イオン交換樹脂の調製ができていることを確認した。
(陰イオン交換樹脂との接触工程)
向流再生方式により調製したOH型陰イオン交換樹脂のカラムに、超純水、NaOH水溶液を通液させた方向と逆の方向(カラム上部から下部へ)から、700mlの10質量%臭化テトラブチルアンモニウム水溶液(0.31mol/l)を空間速度SV=4(1/時間)で通液した。溶出液は、順次、分取して、2つの液に分別した。はじめの100mlを第1の分別液とした。該第1の分別液は何も含まれておらず、水であったため廃液として処理した。該第2の分別液は600mlであり、7.5質量%(0.29mol/l)の水酸化テトラブチルアンモニウム(TBAH)、22ppm(0.62mmol/L)のClイオン、5ppm(0.04mmol/l)のBrイオンを含んでおり、所望のTBAH溶液であった。
向流再生方式により調製したOH型陰イオン交換樹脂のカラムに、超純水、NaOH水溶液を通液させた方向と逆の方向(カラム上部から下部へ)から、700mlの10質量%臭化テトラブチルアンモニウム水溶液(0.31mol/l)を空間速度SV=4(1/時間)で通液した。溶出液は、順次、分取して、2つの液に分別した。はじめの100mlを第1の分別液とした。該第1の分別液は何も含まれておらず、水であったため廃液として処理した。該第2の分別液は600mlであり、7.5質量%(0.29mol/l)の水酸化テトラブチルアンモニウム(TBAH)、22ppm(0.62mmol/L)のClイオン、5ppm(0.04mmol/l)のBrイオンを含んでおり、所望のTBAH溶液であった。
本発明の水酸化テトラアルキルアンモニウムの製造方法は、水酸化テトラアルキルアンモニウム水溶液からなる現像液を使用した後に得られる廃液等から水酸化テトラアルキルアンモニウムを再使用可能な形で回収する方法に好適に利用できる。
Claims (7)
- (A)陰イオン交換基の対イオンとしてClイオンを有するCl型陰イオン交換樹脂と無機水酸化物水溶液とを接触させて、前記陰イオン交換基の対イオンをClイオンからOHイオンに交換することにより、前記陰イオン交換基の対イオンとしてOHイオンを有するOH型陰イオン交換樹脂を準備する「陰イオン交換樹脂処理工程」、および
(B)前記工程で準備された前記OH型陰イオン交換樹脂と、ハロゲン化テトラアルキルアンモニウムの濃度が1〜20質量%であるハロゲン化テトラアルキルアンモニウム水溶液からなる原料溶液とを接触させて、アニオン交換反応によりハロゲン化テトラアルキルアンモニウムを水酸化テトラアルキルアンモニウムに転化させる「反応工程」、
を含んでなる水酸化テトラアルキルアンモニウムの製造方法であって、
前記陰イオン交換樹脂処理工程(A)において、前記Cl型陰イオン交換樹脂を無機水酸化物水溶液と接触させた後、Clイオンが検出できなくなるまで十分に水洗を行った後に得られたOH型陰イオン交換樹脂100容量部を充填塔に充填し、該充填塔に0.5規定(N)の水酸化ナトリウム水溶液500容量部を通液したときに流出する最後の200容量部の流出液に含まれるClイオン濃度として定義されるClイオン溶出量が100ppm未満である高純度OH型陰イオン交換樹脂と、前記Clイオン溶出量が100ppm以上である通常純度OH型陰イオン交換樹脂とを準備し、
前記反応工程(B)は、
(B−1)前記原料溶液と、前記通常純度OH型陰イオン交換樹脂と、あるいは、前記通常純度OH型陰イオン交換樹脂及び前記高純度OH型陰イオン交換樹脂とを接触させることにより、ハロゲン化テトラアルキルアンモニウムを0.01〜1質量%の濃度で含む水酸化テトラアルキルアンモニウム水溶液からなる1次反応液を得る1次反応工程、及び、
(B−2)前記1次反応液と前記高純度OH型陰イオン交換樹脂とを接触させて、ハロゲン化テトラアルキルアンモニウムの濃度が0.01質量%未満である水酸化テトラアルキルアンモニウム水溶液からなる2次反応液を得る2次反応工程、
を含んでなることを特徴する水酸化テトラアルキルアンモニウムの製造方法。 - 前記工程(B−2)で使用する高純度OH型陰イオン交換樹脂が強塩基性陰イオン交換樹脂である請求項1に記載の方法。
- 前記陰イオン交換樹脂処理工程(A)で準備されたOH型陰イオン交換樹脂が充填されたイオン交換塔に前記原料溶液を供給して前記反応工程(B)を行う請求項1に記載の方法であって、前記イオン交換塔の最下流部領域に前記高純度OH型陰イオン交換樹脂を配置し、前記イオン交換塔における当該最下流部よりも上流の領域で前記1次反応工程(B−1)を行い、当該最下流部領域で前記2次反応工程(B−2)を行うことを特徴とする方法。
- 前記イオン交換塔を複数準備し、これらイオン交換塔を、配管により直列的に連結し、最下流のイオン交換塔の全体又は最下流部に前記高純度OH型陰イオン交換樹脂を配置する請求項3に記載の方法。
- Cl型陰イオン交換樹脂が充填されたイオン交換塔を準備し、当該イオン交換塔内に無機水酸化物の水溶液を、前記反応工程(B)における下流側から上流側に向かって流通することによって前記陰イオン交換樹脂処理工程(A)を行うと共に、前記イオン交換塔の最下流部領域に前記高純度OH型陰イオン交換樹脂を配置することを特徴とする請求項3又は4に記載の方法。
- 前記陰イオン交換樹脂処理工程(A)及びそれに引続く前記反応工程(B)からなる製造サイクルを繰り返して行い、第n回目(但し、nは自然数である。)の製造サイクルにおける工程(A)及び工程(B)を夫々(An)及び(Bn)としたときに、第2回目の製造サイクル以降における各陰イオン交換樹脂処理工程(An)において、その直前の反応工程(Bn−1)でアニオン交換反応によってハロゲン型陰イオン交換樹脂に変化したOH型陰イオン交換樹脂をOH型陰イオン交換樹脂に再生することを特徴とする請求項5に記載の方法。
- (P−1)有機不純物が溶解した水酸化テトラアルキルアンモニウム水溶液と、陽イオン交換樹脂と、を接触させることにより、前記陽イオン交換樹脂に、その陽イオン交換基の対イオンとしてテトラアルキルアンモニウムカチオンを保持させる吸着工程、及び、
(P−2)前記吸着工程で得られた対イオンとしてテトラアルキルアンモニウムカチオンを有する陽イオン交換樹脂と、ハロゲン化水素とを接触させてテトラアルキルアンモニウムカチオンをハロゲン化テトラアルキルアンモニウムとして脱離させる脱離工程、
を含んでなる原料溶液準備工程(P)を更に含むことを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009219046 | 2009-09-24 | ||
JP2009219046 | 2009-09-24 | ||
PCT/JP2010/062700 WO2011036942A1 (ja) | 2009-09-24 | 2010-07-28 | 水酸化テトラアルキルアンモニウムの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2011036942A1 true JPWO2011036942A1 (ja) | 2013-02-14 |
Family
ID=43795704
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011532934A Pending JPWO2011036942A1 (ja) | 2009-09-24 | 2010-07-28 | 水酸化テトラアルキルアンモニウムの製造方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPWO2011036942A1 (ja) |
KR (1) | KR20120070564A (ja) |
CN (1) | CN102510853A (ja) |
WO (1) | WO2011036942A1 (ja) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101879370B1 (ko) * | 2010-12-28 | 2018-07-18 | 가부시키가이샤 도쿠야마 | 테트라알킬암모늄염의 제조 방법 및 그것을 원료로 한 수산화테트라알킬암모늄의 제조 방법 |
CN104278288A (zh) * | 2014-09-30 | 2015-01-14 | 赵文洲 | 一种连续电解制备高纯四丁基氢氧化铵的方法 |
CN105294455B (zh) * | 2015-10-09 | 2017-10-27 | 南京工业大学 | 阴离子交换制备四丁基氢氧化铵水溶液的方法 |
CN108911287A (zh) * | 2018-07-23 | 2018-11-30 | 华进半导体封装先导技术研发中心有限公司 | 用于集成电路制造的清洗液再生工艺方法与装置 |
CN109206322A (zh) * | 2018-09-21 | 2019-01-15 | 南京元亨化工科技有限公司 | 一种基于扩散渗析的四丙基氢氧化铵的提纯方法 |
CN110158114B (zh) * | 2019-05-31 | 2020-10-27 | 中触媒新材料股份有限公司 | 一种制备四烷基氢氧化铵的三膜四室电解系统和方法 |
CN110644014B (zh) * | 2019-10-30 | 2020-06-30 | 盐城泛安化学有限公司 | 一种四乙基氢氧化铵的制备方法 |
CN113929586B (zh) * | 2021-11-24 | 2024-04-19 | 江苏科技大学 | 一种半导体材料及其制备方法 |
CN117486728B (zh) * | 2023-12-28 | 2024-05-17 | 山东国邦药业有限公司 | 一种高效循环的氟化试剂及其制备方法与应用 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS523009A (en) * | 1975-06-24 | 1977-01-11 | San Ei Chem Ind Ltd | Preparation of quaternary ammonium hydroxides |
US5286354A (en) * | 1992-11-30 | 1994-02-15 | Sachem, Inc. | Method for preparing organic and inorganic hydroxides and alkoxides by electrolysis |
JP3656338B2 (ja) * | 1996-09-13 | 2005-06-08 | オルガノ株式会社 | フォトレジスト現像廃液の処理方法 |
JP2003340449A (ja) * | 2002-05-27 | 2003-12-02 | Babcock Hitachi Kk | テトラアルキルアンモニウムヒドロキシド含有廃水の処理方法 |
JP2007530592A (ja) * | 2004-03-26 | 2007-11-01 | アルベマール・コーポレーシヨン | 第四級アンモニウム化合物の合成方法およびその組成物 |
DE102006017700A1 (de) * | 2006-04-15 | 2007-10-25 | Degussa Gmbh | Silicium-Titan-Mischoxid enthaltende Dispersion zur Herstellung titanhaltiger Zeolithe |
-
2010
- 2010-07-28 CN CN2010800409348A patent/CN102510853A/zh active Pending
- 2010-07-28 JP JP2011532934A patent/JPWO2011036942A1/ja active Pending
- 2010-07-28 KR KR1020127005608A patent/KR20120070564A/ko not_active Application Discontinuation
- 2010-07-28 WO PCT/JP2010/062700 patent/WO2011036942A1/ja active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2011036942A1 (ja) | 2011-03-31 |
CN102510853A (zh) | 2012-06-20 |
KR20120070564A (ko) | 2012-06-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2011036942A1 (ja) | 水酸化テトラアルキルアンモニウムの製造方法 | |
JP4374341B2 (ja) | ホウ素の分離および回収 | |
US9776892B2 (en) | Process for treating water with a counter-current ion exchange unit including silica and boron concentatration monitoring and regeneration thereof | |
KR101879370B1 (ko) | 테트라알킬암모늄염의 제조 방법 및 그것을 원료로 한 수산화테트라알킬암모늄의 제조 방법 | |
JPH11190907A (ja) | フォトレジスト現像廃液の再生処理方法 | |
KR101806823B1 (ko) | 테트라알킬암모늄염 수용액의 제조 방법 | |
EP1337470B1 (en) | Process for recovering onium hydroxides from solutions containing onium compounds | |
KR20060114711A (ko) | 폐수의 크로마토그래피 분리에 의한 플루오라이드 및암모니아의 선택적 제거 | |
JP2007181833A (ja) | テトラアルキルアンモニウムイオン含有液の処理方法 | |
JP5483958B2 (ja) | 水酸化テトラアルキルアンモニウムの製造方法 | |
JP5808221B2 (ja) | テトラアルキルアンモニウム塩溶液の製造方法 | |
JP2013119487A (ja) | ケイフッ化水素酸含有液の処理方法 | |
TWI583658B (zh) | 高濃度四烷基銨鹽水溶液之製造方法 | |
WO2011074495A1 (ja) | テトラアルキルアンモニウムイオン除去廃液の再利用方法 | |
Chen et al. | Integrated adsorptive technique for efficient recovery of m-cresol and m-toluidine from actual acidic and salty wastewater | |
Yoon et al. | High-capacity/high-rate hybrid column for high-performance ion exchange | |
TW202341863A (zh) | 精製四級銨化合物水溶液之製造方法 | |
TW202229176A (zh) | 含有四烷基銨離子之被處理液之精製方法以及精製裝置 | |
Yanase et al. | Regeneration technology of tetramethylammonium hydroxide using ion exchange resin | |
JP2002233773A (ja) | 高純度ホウ素含有水の回収方法及びホウ素選択吸着樹脂から溶離したホウ素溶離液の処理装置 | |
JP2001316108A (ja) | ホウ素溶離液の精製装置及び精製方法 | |
JPH0884987A (ja) | 超純水の製造方法 | |
JPS6152743B2 (ja) | ||
JP2012245471A (ja) | シリカ選択吸着樹脂、その製造方法及びシリカ除去方法 |