WO2001087483A1 - Résine d'échange anionique - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an anion exchange resin having excellent heat resistance and a method for producing the same.
- the anion exchange resin of the present invention is suitable for producing high-purity water used in the electronics industry, such as washing water used in the production process of ultra-LSI, etc., so-called ultrapure water for electronic materials.
- Anion exchange resins are used as water treatment and purification means in various industrial fields such as desalination of boiler water, production of ultrapure water for semiconductor production, purification of sugar solution, purification of amino acids, and purification of antibiotics. It is also used as a catalyst for chemical reactions.
- the most widely used anion exchange resin is a strong basic anion exchange resin in which an anion exchange group such as a trimethylammonium group is introduced into the benzene ring of a crosslinked polymer obtained by copolymerizing styrene and di-bierbenzene through a methylene group.
- an anion exchange group such as a trimethylammonium group
- Japanese Patent Laid-Open No. 4-34941 discloses a quaternary ammonium group via a polymethylene group having 3 to 18 carbon atoms on the benzene ring of a crosslinked polymer.
- anion exchange resins have been proposed.
- an anion exchange resin having an alkylene group having 3 or more carbon atoms (referred to as spacer 1) between the benzene ring and the anion exchange group of the crosslinked polymer is, for example, when the spacer is 4, Sufficient ion exchange capacity remains even after long-term storage at 100 ° C, and is expected as an anion exchange resin that can be used at high temperatures.
- An anion exchange resin having a structure represented by the general formula (2) is also disclosed in This is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-3434491-Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 10-24224 (Mitsubishi Chemical).
- Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-224920 the concentration of trimethylamine leaked from the resin was 20 ppb, at least several ppb. This is because radical polymerization was not completed, and as a result, not only the eluate from the resin increased, but also leakage of alkylamine such as trimethylamine increased by orders of magnitude.
- Appearance represents the percentage of crack-free resin in the ion-exchange resin particles as a percentage. Appearance is usually required to be higher than 90%. If the appearance is low, the crack resin is large, the appearance is poor, the strength is poor, and the commercial value is unfavorably reduced. According to the studies made by the present inventors, this “appearance” is not necessarily sufficient for an anion exchange resin having a spacer manufactured industrially.
- impurities derived from the ion exchange resin greatly affect water quality. That is, when the solution is passed through the ion-exchange resin bed, impurities in the water are adsorbed and removed by the ion-exchange resin, and a small amount of impurities are eluted from the ion-exchange resin. For this reason, the water quality obtained does not improve to some extent.
- ultrapure water is passed through the ion-exchange resin tower before use to remove the eluate remaining in the resin.
- this consumes some of the product ultrapure water in the manufacturing process, which reduces process efficiency. Therefore, in order to increase the amount of water with high quality, an ion-exchange resin that elutes from the resin faster and has less elution is desired.
- the concentration of alkylamines in water is significantly related to the product failure rate in semiconductor manufacturing.
- ultrapure water that minimizes leakage of alkylamines such as trimethylamine is desired.
- the invention is a heat-resistant shade with improved appearance, physical strength, elution of impurities, etc. It is intended to provide an exchange resin. ⁇ Disclosure of Invention>
- the present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object, and found that the content of constituent units derived from impurities in the monomer used as a reaction raw material among the constituent units of the resin affects the formation of the cracked resin. By reducing the amount of such impurities, the present inventors succeeded in obtaining a resin having excellent appearance, high physical strength, and little elution of impurities, and reached the present invention.
- the first of the gist of the present invention is:
- An anion exchange resin comprising a crosslinked copolymer having a repeating unit represented by the following general formula (2) as a main constituent unit, wherein the anion exchange resin is represented by the following general formula (1) in the crosslinked copolymer:
- the content of the constituent units is less than 0.5% by weight.
- A represents an alkylene group having 3 to 8 carbon atoms
- I ⁇ , R 2 , and R 3 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 4 or less carbon atoms, and an alkyl group having 4 or less carbon atoms.
- X represents a alkanol group and X represents a counter ion coordinated to an ammonium group, but R 2 and R 3 are not hydrogen atoms at the same time).
- the crosslinked copolymer contains at least one structural unit represented by the following general formulas (3) and (4), and has the following general formula (1)
- A represents an alkylene group having 3 to 8 carbon atoms.
- the cross-linked copolymer simultaneously contains the structural units represented by the general formulas (1), (3) and (4), and has a content of less than 0.5% by weight and 1.5% by weight, respectively. Less than and less than 2% by weight; the anion exchange resin according to the above [2];
- the content of the structural unit represented by the general formula (3) is less than 1% by weight, the content of the structural unit represented by the general formula (4) is less than 1% by weight, and the content of the general formula (1) is less than 1% by weight.
- the anion exchange resin according to the above [2], wherein the content of the structural unit represented is less than 0.07% by weight;
- the second of the gist of the present invention is:
- An ion-exchange resin comprising a crosslinked copolymer containing a repeating unit represented by the following general formula (2) as a main structural unit and a structural unit represented by the following general formula (1),
- An anion exchange resin characterized in that the ratio of crack-free resin in the anion exchange resin is 90% or more.
- A represents an alkylene group having 3 to 8 carbon atoms
- R 2 and R 3 independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 4 or less carbon atoms, and an alkanol group having 4 or less carbon atoms.
- X represents a counter ion coordinated to an ammonium group, but: E ⁇ , R 2 , and; R 3 are not simultaneously hydrogen atoms.
- the crosslinked copolymer contains at least one structural unit represented by the following general formulas (3) and (4), and the content of the structural unit represented by the following general formula (3) is 1. Less than 5% by weight, the content of the structural unit represented by the following general formula (4) is less than 2% by weight, and the content of the structural unit represented by the general formula (1) is less than 0.5% by weight.
- A represents an alkylene group having 3 to 8 carbon atoms
- the crosslinked copolymer simultaneously contains the structural units represented by the general formulas (1), (3) and (4), and the content thereof is less than 0.5% by weight and 1.5 or less, respectively. Less than 2% by weight, and less than 2% by weight; the anion exchange resin according to 9) above;
- the third of the gist of the present invention is:
- a repeating unit represented by the following general formula (2) is used as a main structural unit, and An ion exchange resin comprising a crosslinked copolymer containing the structural unit represented by the general formula (1), wherein the crushing strength in the anion exchange resin is 200 g / particle or more. It exists in the anion exchange resin.
- A represents an alkylene group having 3 to 8 carbon atoms
- R 2 and R 3 independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 4 or less carbon atoms, and an alkanol group having 4 or less carbon atoms.
- X represents a counter ion coordinated to an ammonium group, but 1 ⁇ , R 2 , and R 3 are not simultaneously hydrogen atoms.
- the crosslinked copolymer contains at least one structural unit represented by the following general formulas (3) and (4), and the content of the structural unit represented by the following general formula (3) is 1 Less than 5% by weight, the content of the structural unit represented by the following general formula (4) is less than 2% by weight, and the content of the structural unit represented by the general formula (1) is less than 0.5% by weight
- the anion exchange resin according to the above [15] which is:
- A represents an alkylene group having 3 to 8 carbon atoms
- the crosslinked copolymer simultaneously contains the structural units represented by the general formulas (1), (3) and (4), and the content thereof is less than 0.5% by weight.
- the anion exchange resin of the above-mentioned [16] which is less than 5% by weight and less than 2% by weight;
- the fourth of the gist of the present invention is that [22] An ion exchange resin comprising a crosslinked copolymer containing a repeating unit represented by the following general formula (2) as a main structural unit and a structural unit represented by the following general formula (1):
- a repeating unit represented by the following general formula (2) as a main structural unit
- a structural unit represented by the following general formula (1) When pure water was passed through the anion exchange resin under the conditions of space velocity SV30 and water passing temperature of 25 ° C, the concentration of alkylamines in the passing pure water after 6 hours from the start of water passing was as follows: It is an anion exchange resin characterized by being less than 20 Oppt.
- A represents an alkylene group having 3 to 8 carbon atoms
- R 1 R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 4 or less carbon atoms, and an alkyl group having 4 or less carbon atoms.
- X represents a counter ion coordinated to an ammonium group, but R 2 and R 3 are not hydrogen atoms at the same time.
- the crosslinked copolymer contains at least one structural unit represented by the following general formulas (3) and (4), and the content of the structural unit represented by the following general formula (3) is 1 Less than 5% by weight, the content of the structural unit represented by the following general formula (4) is less than 2% by weight, and the content of the structural unit represented by the general formula (1) is less than 0.5% by weight.
- A represents an alkylene group having 3 to 8 carbon atoms
- the crosslinked copolymer simultaneously contains the structural units represented by the general formulas (1), (3) and (4), and the content thereof is less than 0.5% by weight and 1.5 or less, respectively. Less than 2% by weight, and less than 2% by weight; the anion exchange resin according to the above [23];
- the content of the structural unit represented by the general formula (3) is less than 1% by weight, the content of the structural unit represented by the general formula (4) is less than 1% by weight, and the content of the general formula (1) is less than 1% by weight.
- the anion exchange resin according to the above [23], wherein the content of the structural unit represented is less than 0.07% by weight;
- the fifth of the gist of the present invention is: [29] An ion exchange resin comprising a cross-linked copolymer containing a repeating unit represented by the following general formula (2) as a main structural unit and a structural unit represented by the following general formula (1): And an anion exchange resin characterized in that the surface of the ion exchange resin is treated with a polymer electrolyte.
- A represents an alkylene group having 3 to 8 carbon atoms
- R 2 and R 3 independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 4 or less carbon atoms, and an alkanol group having 4 or less carbon atoms.
- X represents a counter ion coordinated to an ammonium group, but 1 ⁇ , R 2 , and R 3 are not simultaneously hydrogen atoms.
- the crosslinked copolymer contains at least one structural unit represented by the following general formulas (3) and (4), and the content of the structural unit represented by the following general formula (3) is 1 Less than 5% by weight, the content of the structural unit represented by the following general formula (4) is less than 2% by weight, and the content of the structural unit represented by the general formula (1) is less than 0.5% by weight
- A represents an alkylene group having 3 to 8 carbon atoms
- the crosslinked copolymer simultaneously contains the structural units represented by the general formulas (1), (3) and (4), and the content thereof is less than 0.5% by weight and 1.5 or less, respectively. Less than 2% by weight, and less than 2% by weight; the anion exchange resin according to the above [30];
- the content of the structural unit represented by the general formula (3) is less than 1% by weight, the content of the structural unit represented by the general formula (4) is less than 1% by weight, and the content of the general formula (1) is The anion exchange resin according to the above [30], wherein the content of the structural unit represented is less than 0.07% by weight;
- the polymer electrolyte is polystyrenesulfonic acid, polyvinylbenzylsulfonic acid, poly (meth) acrylic acid, polymaleic acid, polyvinylsulfone
- the anion exchange resin according to any one of the above [29] to [35], which is selected from the group consisting of an acid and a salt thereof.
- An ion exchange resin comprising a crosslinked copolymer containing a repeating unit represented by the following general formula (2) as a main structural unit and a structural unit represented by the following general formula (1):
- a repeating unit represented by the following general formula (2) as a main structural unit
- a structural unit represented by the following general formula (1) When pure water is passed through the anion exchange resin under the conditions of space velocity SV30 and water temperature of 25 ° C, the number of fine particles in the pure water passed after 12 hours from the start of water flow is 50 or less Zml.
- An anion exchange resin characterized in that:
- ⁇ represents an alkylene group having 3 to 8 carbon atoms
- R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 4 or less carbon atoms, and an alkanol group having 4 or less carbon atoms.
- X represents a counter ion coordinated to an ammonium group, but Ri, R 2 , and R 3 are not simultaneously hydrogen atoms).
- the crosslinked copolymer contains at least one structural unit represented by the following general formulas (3) and (4), and the content of the structural unit represented by the following general formula (3) is 1 Less than 5% by weight, the content of the structural unit represented by the following general formula (4) is less than 2% by weight, and the content of the structural unit represented by the general formula (1) is less than 0.5% by weight
- A represents an alkylene group having 3 to 8 carbon atoms.
- the crosslinked copolymer simultaneously contains the structural units represented by the general formulas (1), (3) and (4), and the content thereof is less than 0.5% by weight and 1.5 or less, respectively. Less than 2% by weight, and less than 2% by weight; the anion exchange resin according to the above [38];
- A represents an alkylene group having 3 to 8 carbon atoms, and Z represents a halogen atom
- a crosslinking agent is copolymerized in the presence of a polymerization initiator.
- haloalkylstyrene comprises at least one compound selected from the group consisting of divinylbiphenyl, bis (vinylphenyl) alkane, and vinylphenol.
- the haloalkylstyrene of the general formula (5) contains divinylbiphenyl, bis (vinylphenyl) alkane, and vinylphenol, and the content thereof is less than 1.5% by weight, less than 2% by weight, and The method according to the above [44], wherein the amount is less than 0.5% by weight;
- [46] The contents of divinyl biphenyl, bis (vinyl phenyl) alkane, and vinyl phenol in the haloalkylstyrene represented by the general formula (5) are less than 1% by weight, less than 1% by weight, and 0.07% by weight, respectively. %, The production method according to the above [45], wherein: [47] The method according to the above [44], wherein a solution containing a haloalkylstyrene of the general formula (5) is brought into contact with an aqueous alkali solution and then reacted with an amine of the general formula (6). .
- the monomer represented by the general formula (5) for example, chlorostyrene, bromopropylstyrene, chlorobutylstyrene, bromobutylstyrene, bromopentylstyrene, bromohexylstyrene and the like are preferable.
- the para substitution to have haloalkyl styrene is preferred c these haloalkylstyrene vinyl groups, for example, more 1 glyceryl two Yar method chlorostyrene, obtained by reacting the ⁇ - dihalogen alkanes.
- impurities include, for example, styrene, bis (vinylphenyl) alkane, divinylbiphenyl, vinylphenol, chlorostyrene, dihalogenoalkane and the like, and these impurities are contained to a considerable extent in the monomer.
- impurities having one or more vinyl groups are ion-exchange resins formed by polymerization with a vinyl monomer of the general formula (5) or a crosslinking agent. It is taken in. Conventionally, it has been considered that various kinds of vinyl compounds derived from impurities in these monomers are small in amount and do not substantially affect properties such as weight and exchange capacity of the ion exchange resin. The present inventors have observed that some of these impurities have a significant effect on the formation of cracked (cracked) resin. By reducing the content of components derived from these impurities in the ion-exchange resin, a heat-resistant anion-exchange resin having less crack resin and excellent physical strength was obtained.
- the anion exchange resin according to the present invention is an anion exchange resin comprising a cross-linked copolymer having a repeating unit represented by the general formula (2) as a main constituent unit, wherein the cross-linked copolymer is
- the content of the structural unit represented by the following general formula (1) is less than 0.5% by weight, preferably less than 0.07% by weight, more preferably less than 0.01% by weight, particularly preferably 0.0001%. Less than 0.01% by weight.
- A represents an alkylene group having 3 to 8 carbon atoms (the alkylene group represents a linear or branched bonding group having a carbon chain; for example, a propylene group, a butylene group, and a hexylene
- R 1, R 2 , and R 3 independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 4 or less carbon atoms, and an alkanol group having 4 or less carbon atoms
- X represents an ammonium group. Shows coordinated counterions, but 1 ⁇ , R 2 , and R 3 are not simultaneously hydrogen atoms.
- the crosslinked polymer contains at least one structural unit represented by the general formulas (3) and (4), and the structural unit represented by the general formula (3) is less than 1.5% by weight, preferably 1% by weight. Less than 0.001 to 1% by weight, more preferably less than 2% by weight, preferably less than 1% by weight, more preferably 0.001 to less than 1% by weight of the structural unit of the general formula (4).
- the crosslinked polymer may simultaneously contain the structural units of the general formulas (1), (3), and (4).
- the method of reducing the impurity content in the ion exchange resin to the above range is not particularly limited.
- an impurity that produces the above-mentioned structural unit Reduced amount of divinyl biphenyl to form the structural unit of the general formula (3), bis (vinyl phenyl) alkane to form the structural unit of the general formula (4), and vinyl phenol to form the structural unit of the general formula (1)
- the method of reducing impurities is not particularly limited, but a method of suppressing the generation of these impurities during synthesis or purifying the product is used to reduce impurities in general formula (5). Achieved by the method.
- the monomer of the general formula (5) is usually produced by reacting a dihalogenoalkane with a Grignard reagent of chlorostyrene.
- a Grignard reagent of chlorostyrene When preparing the Grignard reagent, the amount of impurities can be reduced by, for example, substituting nitrogen gas to control the amount of oxygen in the reaction system.
- Methods for purifying the monomer of the general formula (5) include, for example, distillation (thin film purification), adsorption (adsorbent; alumina and silica gel), chromatographic separation and crystallization, fractional precipitation, washing with aluminum, etc. Means can be adopted.
- alkali used for the alkali washing examples include sodium hydroxide, hydroxide hydroxide, an aqueous solution of sodium methoxide, and an aqueous solution of sodium methoxide.
- substances which are distributed to the aqueous solution by contact with the aqueous solution include styrene derivatives such as hydroxyalkylstyrene, vinylphenol, TBC (t-butylcatechol), BHT (butylated hydroxytoluene), and Phenol derivatives such as isopropyl methoxyphenol; vinylbenzyl alcohol derivatives; and tetramethylbiperazine oxy derivatives.
- the concentration of the alkaline aqueous solution may be an amount sufficient to dissociate the phenol derivative or the alcohol derivative.
- the amount added is in the range of 0.1 to 500 equivalents, more preferably 1 to 100 equivalents, relative to the phenol derivative.
- the concentration of the alkaline aqueous solution is in the range of 0.01N to 5N, more preferably in the range of 0.05N to 2N, and still more preferably in the range of 0.05N to 0.5N.
- the alkali concentration is high, the monomer represented by the general formula (5) may be hydrolyzed, or a dehydroxylation reaction may occur.
- the concentration of alcohol is low, alcohol derivatives including phenol derivatives are not easily distributed to the aqueous phase, which is not preferable.
- the aqueous alkali solution is 0.1 to 5 times the volume of the reaction solution, more preferably Is from 0.2 to 3 volumes, more preferably from 0.3 to 1.5 volumes.
- the contact time between the monomer represented by the general formula (5) and the aqueous alkali solution depends on the contact method, but is generally from 1 minute to 5 hours, preferably from 1 minute to 1 hour, more preferably from 5 minutes to 3 hours. 0 minutes. This operation can be repeated several times as necessary. This step is usually performed in the range of 10 ° C to 50 ° C. More preferably, the reaction is carried out at room temperature to 35 ° C.
- the method of contacting with the aqueous alkali solution is generally performed by stirring, rotating, or shaking the aqueous alkali solution and the monomer represented by the general formula (5) in a container. As a result, impurities in the monomer can be distributed to the liquid phase.
- the aqueous phase is once made acidic with an acidic aqueous solution and then washed again with deionized water to make it neutral.
- the amount of impurities allowed in the monomer of the general formula (5) for obtaining the anion exchange resin of the present invention is used for the amount of the cross-linking agent and other copolymer components, and for introducing the ion exchange group.
- the amount of divinyl biphenyl is at least less than 1.5% by weight, preferably less than 1% by weight, more preferably less than 1.5% by weight.
- the amount of bis (vinylphenyl) alkane is less than 2% by weight, preferably less than 1% by weight, more preferably less than 0.001 to 1% by weight, and The amount of vinyl phenol is less than 0.2% by weight, preferably less than 0.07% by weight, more preferably less than 0.001 to 0.07% by weight.
- the monomer of the general formula (5), in which impurities are reduced, is copolymerized with a crosslinking agent and, if necessary, another vinyl monomer in the presence of a polymerization initiator by a known method.
- a crosslinking agent include monomers having two or more unsaturated double bonds, specifically, polyvinyl benzene such as divinyl benzene and trivinyl benzene, alkyl divinyl benzene such as divinyl toluene, and ethylene glycol di (meth) ene.
- (Meth) acryl such as acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate And acid ester derivatives. Of these, divinylbenzene is preferred.
- divinyl pentene for industrial use contains about 20 to 50% by weight of impurities such as ethyl styrene
- the presence of ethyl styrene is not particularly problematic.
- the amount of the crosslinking agent used is 0 to 50% by weight, preferably 0 to 20% by weight, and more preferably 0.2 to 8% by weight, based on all monomers. Even when the amount of divinylbenzene is 0% by weight, since the monomer of the general formula (5) contains divinyldiphenyl-bis (vinylphenyl) alkylene as an impurity, the resulting copolymer is obtained. The coalescence is slightly crosslinked.
- vinyl monomers used as needed include, for example, styrenes such as styrene, methylstyrene, and chlorostyrene, and (meth) acrylates such as methyl (meth) acrylate. 0 to 20% by weight.
- the polymerization initiator include peroxide initiators such as benzoyl peroxide (BP0), lauroyl peroxide, and t-butylhydroxide, azobisisobutyronitrile (AIBN) ⁇ 2,2-azobis ( An azo-based polymerization initiator such as 2,4-dimethylvaleronitrile) is used. The amount used is 0.05 to 3% by weight based on all monomers.
- the polymerization temperature varies depending on the half-life temperature of the polymerization initiator used, the amount used, the polymerizability of the monomers, and the like, but is from 40 to 150 ° C, preferably from 50 to 100 ° C.
- the polymerization time is selected from a wide range, and is usually about 1 to 30 hours, preferably 3 to 18 hours.
- the polymerization method is not particularly limited, for example, when producing the most general-purpose granular resin, it is preferable to carry out the polymerization in a suspension medium.
- a suspension medium an aqueous medium, usually water, is used. It is desirable that the aqueous medium contains a dispersion stabilizer such as xanthan gum, polyacrylate, or polyvinyl alcohol. Further, in order to maintain the pH at an appropriate level, various salts such as aluminum perborate may be contained.
- the ratio of monomer to suspension medium is usually 1/15 to 1/2 by volume. When the amount of the suspending medium is small, the suspension state becomes unstable, and when the amount is large, the productivity is lowered.
- the obtained crosslinked polymer is reacted with an amine represented by the following general formula (6) to introduce an anion exchange group according to a known method.
- R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 4 or less carbon atoms and an alkanol group having 4 or less carbon atoms (for example, dimethylethanolamine, dimethylpropanolamine, etc.) However, 1 ⁇ , R 2 , and R 3 are not hydrogen atoms at the same time.
- reaction conditions for amination vary depending on the species of amine, but are usually in the range of room temperature to 100 ° C, and the reaction time is 1 to 24 hours.
- the reaction conditions when using typical trimethylamine are usually at 50 ° C for 10 hours, and most of the substituents X can be converted to an amino group.
- the amine can be completely introduced by reacting at 80 ° C for 12 hours.
- amine represented by the general formula (6) include, for example, trimethylamine, triethylamine, dimethylamine, getylamine, dimethylethanolamine and the like.
- the anion exchange resin of the present invention thus obtained has few cracks, has an appearance (the ratio of resin without cracks) of 90% or more, has excellent physical strength, and has excellent heat resistance.
- the physical strength of the anion exchange resin of the present invention was evaluated by the crushing strength of the OH type ion exchange resin.
- the crushing strength was measured in the OH type using 600 ⁇ m particles.
- the crushing strength is at least 200 g / grain, preferably at least 300 g / grain, more preferably from 400 g / grain to 2000 g / grain. If the crushing strength is less than 200 g / particle, the anion exchange resin may be crushed or deformed in a state where the column is filled with water, which is not preferable.
- the preparation was performed by placing a preparation on the stage of a crushing strength measuring instrument (1-0-200 manufactured by Shachiron Co., Ltd.).
- a water-containing ion exchange resin (particle size: 600 zm, OH type) was placed on the preparation. Applying a load to the ion exchange resin, The strength at which the fat was crushed was measured. This operation was repeated 100 times, and the average value was defined as the crushing strength (g / particle) of the resin.
- the average particle size in terms of the volume of the granular resin is usually in the range of 0.1 / m to 2 mm. More preferably, it is in the range of 0.1 mm to 1 mm.
- the components eluted from the anion exchange resin can be roughly divided into two.
- One is eluted substances (unpolymerized monomers, oligomers, etc.) derived from the decomposition of anion exchange groups in the ion-exchange resin resin and (oxidative) deterioration of the resin skeleton, and the other is produced during the resin manufacturing process.
- It is the residue derived from the styrene derivative and the reaction product, and the eluate derived from the raw materials and solvents used in the reaction.
- the eluate from these resins can be reduced by washing in each manufacturing process.
- the resin is brought into contact with the organic solvent in a range of 1.0 to 10 volumes.
- the method of contacting with an organic solvent includes a method of stirring in a suspended state or a method of filling a resin with a resin in a column and passing the solution.
- water-soluble organic solvents can be either loaded (C 1 or Br type, bicarbonate) or regenerated (OH type) and resin. Washing from several times the volume to about 10 volumes minimizes the amount of elution from the resin.
- the renewable, most swellable, ion exchange resin is contacted with the washing solution.
- Another method includes washing in the presence of an alkaline solution.
- an alkaline solution When treating with an alkaline solution, the type of the solution does not matter. Normally, a solution of caustic alkali, alkali carbonate, alkali hydrogen carbonate, alcohol alkali, etc. is used, and the pH is 12 or more, the temperature is 50 ° C or more, and more preferably the solution is refluxed or 120. It is preferable to wash at least 30 minutes or less under the condition of ° C or lower.
- Alkylamines such as trimethylamine / dimethylamine / ammonia are said to have a correlation with the product defect rate in semiconductor manufacturing. It is thought that reducing the number of semiconductors will greatly improve the yield of semiconductors. For this reason, there is a need for an ion exchange resin with less leakage (elution) of alkylamines.
- the concentration of alkylamines at the column outlet varies greatly depending on the flow rate (space velocity) and the flow temperature.
- the space velocity is a parameter that indicates how many times the volume of the resin flows per hour.
- the flow rate of the resin tower when producing ultrapure water is from the space velocity SV 10 (solution of 10 times the resin volume per hour) to SV300 (300 times the resin volume per hour). The solution is passed). More preferably, the space velocity is SV30 to SV150. It is known that the concentration of alkylamine increases with increasing water flow temperature, but ultrapure water is generally produced at 50 ° C or less. When ultrapure water was passed at a space velocity SV of 30 and a water passing temperature of 25 ° C, the alkylamine concentration after 6 hours from the start of water passing was set as a standard condition in the present invention.
- the ultrapure water used in the present invention is highly purified pure water.
- the water quality of the ultrapure water used in the present invention generally has a specific resistance of 18.24 ⁇ ⁇ cm, a TOC (total organic carbon) of 0.5 ppb, a particle number of 0.05 ⁇ m or more, 1 particle / mL or less,
- the concentration of alkylamines is 5 ppt and the concentration of dialkylamines is 1 ppt.
- the ultrapure water used as raw water is manufactured using the existing anion exchange resin, and the raw water also contains alkylamines. For this reason, the concentration of alkylamines was defined as the difference between the concentration of amines in raw water and the concentration of amines eluted from the resin.
- Alkylamines such as trimethylamine and dimethylamine in water, and ammonia were measured by ion chromatography after column concentration.
- the concentration of alkylamines in the outlet water 6 hours after the start of waterflow was measured by the above method. Is 20 Oppt or less.
- the space velocity is increased to SV100, the eluted alkylamines are diluted with pure water, and the concentration of alkylamines decreases to less than 10 Oppt.
- the elution concentration of alkylamines of the anion exchange resin of the present invention is 1 O Oppt or less.
- the elution concentration of the alkylamines under the above standard conditions is preferably 5 Oppt or less. This means that the concentration of trimethylamine is reduced to 1/100 to 1Z1000 as compared with JP-A-10-24290.
- an anion exchange resin may be used alone, a cation exchange resin (a strong acid cation exchange resin is exemplified, for example, Diaion 11 SK 1BH, Diaion R SKT 10 Diaion R PK208, etc.) These ion exchange resins are used in a regenerated form.) Generally, it is empirically known that simply mixing both ion-exchange resins causes the charged resin to become bulky due to the electrostatic interaction of surface charges and to cause drift. As a method for preventing this, the charge on the surface of the anion exchange resin may be neutralized with a polymer electrolyte having a counter charge.
- examples of the polymer electrolyte include polystyrene sulfonic acid, polyvinyl benzyl sulfonic acid, poly (meth) acrylic acid, polymaleic acid, polyvinyl sulfonic acid, and salts thereof.
- the salt includes, for example, Na salt and Ca salt, and among them, Na salt is preferable.
- the amount of addition is in the range of 0.021116 resin to 0.5 Ome q / L resin, furthermore, 0.05 me q ZL resin to 0.30 meq / L resin, and further, 0.1 l Omeq / L resin to 0. 2 Ome q / L resin.
- the amount of the polymer electrolyte added is in the range of 0.02 meq ZL resin to 0.5 Ome q / L resin, more preferably 0.05 meq / L resin to 0.30 meq / L resin, and further 0.10 meq / L resin.
- L resin ⁇ 0.20meq / L resin.
- the polymer electrolyte used here has a molecular weight of 1,000 to 1,000,000, Preferably from 5,000 to 500,000, more preferably from 5,000: LOO, 000.
- the electrolyte tends to diffuse into the polymer and inhibit desalination.
- the molecular weight is small, the electrolyte tends to diffuse into the polymer and inhibit desalination.
- ions are difficult to diffuse, and desalination is inhibited.
- the polyelectrolyte needs to be present at least on the surface of the ion exchange resin so as to offset the charge between the particles.
- the polymer electrolyte may be diffused inside the ion exchange resin particles and the charge may be neutralized.However, the ion exchange capacity is reduced, so the ion exchange group is not treated more than necessary with the polymer electrolyte. .
- the amount of polymer electrolyte added depends on the molecular weight, and the higher the molecular weight, the smaller the amount of polymer electrolyte added.
- the anion exchange resin is treated with, for example, polystyrene sulfonic acid, a range of 0.02 mmo 1ZL resin to 0.5 mmo 1ZL resin is optimal for a molecular weight of 10,000.
- the treatment of the polymer electrolyte with the ion exchange resin has an effect of reducing fine particles generated from the resin, in addition to suppressing aggregation of the resin due to charges of both ion exchange resin resins.
- fine particles refers to particles having a particle diameter of 0.05 m or more.
- the constituent components of the fine particles are presumed to be mainly fragments of the ion exchange resin resin and aggregates from the eluate, but the process of generating the fine particles is not clear.
- the generation of fine particles from the resin is not a problem with ordinary demineralized water, but the fine particles from the resin are an important problem in ultrapure water for cleaning semiconductors.
- the number of fine particles from the resin is as small as possible.
- the number of fine particles with a particle size of 0.05 m or more is determined when pure water is passed under the conditions of space velocity SV30 and water temperature of 25 ° C.
- the number of fine particles in the pure water passed after 12 hours from the start of water flow is 50 particles / mL or less, and preferably 10 particles / mL.
- the eluate in the polymer is reduced by reducing impurities in the monomer.
- the elution of killamines has been reduced to the utmost.
- Ultrapure water produced using the anion exchange resin of the present invention having such characteristics is considered to be essential as washing water when producing a semiconductor having an integration degree of 1 giga or more.
- Demineralized water was added to the above reaction solution, and the mixture was allowed to stand for separation to remove the aqueous phase. Under reduced pressure, the solvent THF, toluene, and styrene partially generated in the reaction were removed. After removing the 1,4-dibromobutane used in a large excess, finally the target product, 4- (4-promobutyl) styrene (slightly yellowish transparent solution, boiling point 105 ° CZ40 Pa) was obtained.
- 4- (4-promobutyl) styrene (slightly yellowish transparent solution, boiling point 105 ° CZ40 Pa) was obtained.
- the purity of the obtained 4- (4-promobutyl) styrene (BBS) is 97%, and the impurities are 1,4-bis (vinylphenyl) butane 0.7%, 4,4,1-divinylbiphenyl 0.2%, 4-vinylphenol was 0.08% and 1,4-dibromobutane was 1.8%.
- the purified monomer was further passed through silica gel (7% loaded on the monomer) packed in the column to remove 4-vinylphenol.
- the content of 4-vinylphenol in the obtained 4- (4-bromobutyl) styrene was 0.001% (10 pm). Table 1 shows the results.
- the analysis conditions are as follows.
- Example - 1 were used in 1, 1 in place of 4-dibromobutane, except for using 3-Jiburomopu port pan 4038 g (5.0 eq ⁇ 031 1)
- the reaction was performed in the same manner as described in Example _ 1.
- the yield of the desired product, 4- (3-bromopropyl) styrene, in the reaction product solution was 88%.
- the impurities were 4,4,1-divinylbiphenyl 0.21%, 1,3-bis (vinylphenyl) propane 4.7%, and styrene 2.7%.
- Demineralized water was added to the reaction solution to separate it, and the aqueous phase was removed. This operation was repeated three times.
- 4-(4-Promoptyl) styrene was synthesized.
- the other components were 1.24% of 4,4,1-divinylbiphenyl, 5.7% of 1,4-bis (vinylphenyl) butane and 3.7% of styrene.
- the yield of the desired product, 4- (4-promooptyl) styrene was 67%.
- the other components were 4,4,1-divinylbiphenyl 4.3%, 1,4-bis (vinylphenyl) butane 3.9%, and styrene 3.9%.
- a large excess of 1,4-dibromobutane was removed to obtain 4- (4-bromobutyl) styrene.
- the reaction solution produced in the same manner as in Production Example-6 was subjected to washing with an alkaline solution.
- 3 L of 0.5 N aqueous sodium hydroxide solution was added to the reaction solution, and the mixture was stirred vigorously for 15 minutes and turned dark red. After standing at room temperature, the aqueous phase was extracted. Again, 2 L of a 0.1 N aqueous sodium hydroxide solution was added, and the reaction solution was stirred for 15 minutes and then allowed to stand. After liquid separation, the aqueous phase was extracted, washed again with the alkali, and finally washed twice with 3 L of demineralized water.
- the amount of impurities in the obtained C1 type resin was measured by pyrolysis gas chromatography, and the structural unit of the general formula (1) was below the detection limit, the structural unit of the general formula (2) was 0.7%, The structural unit of the equation (3) was 0.2%. The results are shown in Table 9-.
- the neutral salt decomposition capacity and water content of the C1 type resin were measured.
- the measurement method was in accordance with “Diamond: Ion Exchange Resin Manual” (Mitsubishi Kasei Kogyo Co., Ltd., published in 1977).
- a certain amount of resin was observed, and the percentage of the number of crack-free resins to the total number of particles was defined as the appearance.
- Production Example 1 4- (Promoalkyl) styrene obtained in Production Example-5 was used, and the mole fraction of the crosslinking agent (divinylbenzene) was the same as in Example 11; Ion-exchange resins were produced and similarly converted to C1 and OH forms, and their impurity content and performance were measured. The results are shown in Tables 1 and 2.
- Ni-le-nore ⁇ "-one-le-no-le / le-sword -ti-no> / re-no-e / le meq / mL meq / g
- a 3 L baffled polymerization can 2 L of a 20% aqueous solution of CaC 12 and a solution prepared by adjusting polyvinyl alcohol to a 0.7% aqueous solution were charged.
- a monomer solution was prepared by adding 465 g of 4- (4-bromobutyl) styrene produced in Production Example-7, 35 g of 80% divinylbenzene, and 2.3 g of benzoyl peroxide. After stirring at 12 O rpm for 1 hour at room temperature using an anchor type stirring blade, the temperature was raised to 80 ° C in 1 hour. After stirring at 80 ° C. for 8 hours at 100 rpm, the solution was cooled.
- An anion exchange resin was obtained by performing the same operation as in Example 14 except that 4-bromobutylstyrene obtained in Production Example-6 was used.
- Example 1 5 The obtained anion exchange resin was converted into C1 type and OH type in the same manner as in Example 11, and the impurity content and performance thereof were measured. The results are shown in Table 1.
- Table 12 shows production examples of the monomers used and the amounts of impurities in the obtained ion exchange resin.
- Example - 1 Similarly type C 1, sequentially converted into HC0 3 type and OH type, and measured the impure matter content and performance. The results are shown in Tables 1 and 2.
- the OH-type resin was further washed with ultrapure water to obtain anion-exchange resin with ultrapure water specifications.
- the neutral salt decomposition capacity of this resin was 1.03 meq / mL (OH type), and the water content was 61% (OH type).
- the resin for ultrapure water As the resin for ultrapure water, the OH anion exchange resin produced in Example-5 was used. This resin was packed in a column with an inner diameter of 30 mm (column length about 78 cm), and ultrapure water (TOC 0.5 ppb) at 25 ° C was passed through SV30 and SV100. The concentration of alkylamines in the outlet water of the column was determined by ion chromatography. The results are shown in Table 3 (SV30) and Table 4 (SV100).
- An ion chromatography device was installed in a class 1000 clean room, and measurements were taken in an online environment where ultrapure water did not come into contact with the outside air.
- Various ions in ultrapure water from the column outlet water were captured by ion exchange resin, concentrated, eluted with an eluent, and measured with an electric conductivity detector.
- the empty column in Tables 3 and 4 indicates the concentration of amine in the outlet water when ultrapure water was passed through a column not packed with resin.
- TMA stands for trimethylamine and DMA stands for dimesylamine.
- Example 2 Put 5 L of ultrapure water into a beaker, and add 1 L of the anion exchange resin of Example 1 into this. In addition, the resin was slowly stirred. To this, 0.15 mmo 1 / L resin of polystyrene sulfonate having a molecular weight of 50,000 was added and stirred for 1 hour. After stirring, the resin was transferred to a glass ram, and 10 L of ultrapure water was passed through SV5 to remove excess polystyrene sulfonic acid. The obtained resin was taken out.
- the monomer represented by the general formula (5) used as a reaction raw material contains various impurities derived from side reactions in the synthesis process or the raw material or impurities in the raw material.
- impurities include, for example, styrene, bis (Vinyl phenyl) Alkanes, divinyl biphenyls, vinyl phenols, chlorostyrenes, dihalogenoalkanes, etc. These impurities are contained to a considerable extent in the monomers.
- impurities having one or more vinyl groups are ion-exchange resins formed by polymerization with a vinyl monomer of the general formula (5) or a crosslinking agent. It is taken in. Conventionally, it has been thought that the amount of each type of vinyl compound derived from impurities in these monomers is small, and does not substantially affect the general properties such as the physical properties and exchange capacity of the ion exchange resin. . The present inventors have found that some of these impurities have a large effect on the formation of cracked (cracked) resin, and by reducing the content of components derived from these impurities in the ion exchange resin, the cracked resin is reduced. This is a heat-resistant anion-exchange resin with low physical properties and excellent physical strength.
- the anion exchange resin of the present invention thus obtained has a high content of crack-free resin, high physical strength, and excellent commercial value.
- the anion exchange resin of the present invention is particularly useful for semiconductor manufacturing applications requiring high-quality pure water.
Landscapes
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Description
明 細 書 陰イオン交換樹 J!l曰
<技術分野 >
本発明は、優れた耐熱性を有する陰イオン交換樹脂及びその製造法に関する。 本発明の陰イオン交換樹脂は、 超 L S I等の製造工程で使用する洗浄水など電 子工業用で用いる高純度の水、 いわゆる電子材料向け超純水の製造に好適であ る ο
<背景技術 >
陰イオン交換樹脂は、 例えばボイラー用水の脱塩、 半導体製造用の超純水の 製造、 糖液の精製、 アミノ酸の精製、 抗生物質の精製等の各種産業分野におけ る水処理や精製手段として用いられる他、 化学反応用触媒としても使用されて いる。 最も汎用されている陰イオン交換樹脂として、 スチレンとジビエルベン ゼンを共重合した架橋重合体のベンゼン環にメチレン基を介してトリメチルァ ンモニゥム基等の陰イオン交換基を導入した強塩基性陰イオン交換樹脂がある c しかしながら、 この様な強塩基性陰イオン交換樹脂は、 高温条件ではアンモニ ゥム塩の分解により、 交換基の脱落を生じ著しく性能が低下するため、 耐用温 度は O H型樹脂では 6 0 °C;、 C 1型樹脂では 8 0 °Cとされていた。
この欠点を解決した耐熱性イオン交換樹脂として、 特開平 4— 3 4 9 9 4 1 号には架橋重合体のベンゼン環に、 炭素数 3から 1 8のポリメチレン基を介し て 4級アンモニゥム基を導入した陰イオン交換樹脂が提案されている。 この様 に架橋重合体のベンゼン環と陰イオン交換基の間に炭素数 3以上のアルキレン 基 (スぺーサ一と称す) を有する陰イオン交換樹脂は、 例えばスぺーサ一が 4 の場合、 1 0 0 °Cで長時間保持した後も、 充分なイオン交換能が残存し、 高温 下で使用可能な陰イオン交換樹脂として期待されている。
一般式 (2 ) で表わされる構造を有する陰イオン交換樹脂についても、 特開
平 4— 3 3 4 4 9 1号ゃ特開平 1 0— 2 4 2 9 0号 (三菱化学) で開示されて いる。 特開平 1 0— 2 4 2 9 0号は、 樹脂から漏出するトリメチルァミン濃度 は 2 0 p p b、 最低でも数 p p bであった。 これはラジカル重合が未完結であ る結果、 樹脂からの溶出物が多くなるばかりでなく、 トリメチルァミン等のァ ルキルアミ'ン等の漏出も桁違いに多かった。
イオン交換樹脂が工業的に使用されるためには、 耐熱性以外に種々の性能が 要求される。 その 1つの指標として、 イオン交換樹脂粒子中の亀裂の無い樹脂 の割合を百分率で表した数値 (以下これを 「外観」 と称す) がある。 外観は、 通常、 9 0 %より高い数値が要求される。外観が低いと亀裂樹脂が多く、且つ、 見た目が悪く強度も劣り、 商品価値が低下するので好ましくない。 本発明者等 の検討によれば工業的に製造されたスぺ一サーを有する陰イオン交換樹脂は、 この 「外観」 が必ずしも充分ではない。
また、水中のアルキルアミン類濃度が数 1 0 p p tのような高純度の純水は、 イオン交換樹脂に由来する不純物が水質に大きく影響を与える。 すなわちィォ ン交換樹脂床に通液すると、 水中の不純物がイオン交換樹脂に吸着され除去さ れると同時に、 イオン交換樹脂から微量の不純物が溶出する。 このため、 得ら れる水質はある程度以上には向上しない。
イオン交換樹脂からの不純物溶出を低減させる対策の一つとして、 使用前に イオン交換樹脂塔に超純水を通水して樹脂中に残留する溶出物を除去すること が行われている。 しかし、 これは製品である超純水の一部を製造プロセス内で 消費することであり、 プロセスの効率を低下させるものである。 従って、 高品 質で採水量を多くするためには、 樹脂からの溶出の立ち下がり速く、 溶出の少 ないイオン交換樹脂が望まれている。
一方、 水中のアルキルアミン類濃度は半導体製造における製品の不良率と大 きくかかわっているといわれている。 半導体の良品率を向上するためにはトリ メチルァミン等のアルキルアミン類の漏出をできるだけ低減した超純水が望ま れている。
発明は、 外観、 物理的強度、 不純物の溶出等が改良された耐熱性の陰ィォ
ン交換樹脂を提供することを目的とするものである。 <発明の開示 >
本発明者等は、 上記目的を達成するため鋭意検討を重ね、 樹脂の構成単位の 中で、 反応原料として用いるモノマー中の不純物に由来する構成単位の含有量 が亀裂樹脂の生成に影響することを見出し、 係る不純物量を低減させることに より、 外観に優れた、 物理的強度が高く、 また不純物の溶出が少ない樹脂を得 ることに成功し、 本発明に到達した。
即ち、 本発明の要旨の第一は、
[ 1 ] 下記一般式 (2 ) で表される繰り返し単位を主構成単位とする架橋 共重合体よりなる陰ィォン交換樹脂であって、 該架橋共重合体における下記一 般式 ( 1 ) で表される構成単位の含有率が 0 . 5重量%未満であることを特徴 とする陰イオン交換樹脂に存する。
(( 2 ) 式中、 Aは炭素数 3から 8のアルキレン基を示し、 I^、 R2、 及び R3 はそれそれ独立に水素原子、 炭素数 4以下のアルキル基及び炭素数 4以下のァ ルカノール基を示し、 Xはアンモニゥム基に配位した対イオンを示すが、 R2、 及び R3が同時に水素原子であることはない)。
[ 2 ] この発明の好ましい態様により、架橋共重合体中に、下記一般式( 3 ) 及び (4 ) で示される少なくとも 1種の構成単位を含み、 下記一般式 ( 1 ) で
示される構成単位の含有率が 1. 5重量%未満、 下記一般式 (4) で示される 構成単位の含有率が 2重量%未満であることを特徴とする上記 [1] に記載の 陰イオン交換樹脂;
((4) 式中、 Aは炭素数 3から 8のアルキレン基を示す)。
[3] 架橋共重合体中に、 一般式 (1)、 (3) 及び (4) で表される構成 単位を同時に含み、 その含有率がそれぞれ 0. 5重量%未満、 1. 5重量%未 満、 及び 2重量%未満であることを特徴とする上記 [2] に記載の陰イオン交 換樹脂;
[4] 一般式 (3) で表される構成単位の含有率が 1重量%未満、 一般式 (4) で表される構成単位の含有率が 1重量%未満、 及び一般式 (1) で表さ れる構成単位の含有率が 0. 07重量%未満であること'を特徴とする上記 [2] に記載の陰イオン交換樹脂;
[5] 一般式 (1) で表される構成単位の含有率が 0. 01重量%未満で あることを特徴とする上記 1)乃至 4)のいずれかに記載の陰イオン交換樹脂;
[6] 一般式 (2) において、 Aがブチレン基であることを特徴とする上 記 [1] 乃至 [5] のいずれかに記載の陰イオン交換樹脂;
[7] —般式 (2) において、 1^、 R2及び: 3が同時にメチル基であるこ とを特徴とする上記 [1]乃至 [6] の何れかに記載の陰イオン交換樹脂
が提供される。
本発明の要旨の第二は、
[8] 下記一般式 (2) で表される繰り返し単位を主構成単位とし、 下記 —般式 (1) で表される構成単位を含有する架橋共重合体よりなるイオン交換 樹脂であって、 該陰イオン交換樹脂中の亀裂の無い樹脂の割合が 90%以上で あることを特徴とする陰イオン交換樹脂に存する。
((2) 式中、 Aは炭素数 3から 8のアルキレン基を示し、 R2、 及び R3 はそれそれ独立に水素原子、 炭素数 4以下のアルキル基及び炭素数 4以下のァ ルカノール基を示し、 Xはアンモニゥム基に配位した対イオンを示すが、 : E^、 R2、 及び; R3が同時に水素原子であることはない)
[9] 架橋共重合体中に、 下記一般式 (3)及び (4) で示される少なく とも 1種の構成単位を含み、 下記一般式 (3) で示される構成単位の含有率が 1. 5重量%未満、 下記一般式 (4) で示される構成単位の含有率が 2重量% 未満、 及び一般式 (1) で示される構成単位の含有率が 0. 5重量%未満であ るであることを特徴とする上記 [8] に記載の陰イオン交換樹脂;
((4) 式中、 Aは炭素数 3から 8のアルキレン基を示す)
[10] 架橋共重合体中に、 一般式 (1)、 (3) 及び (4) で表される構 成単位を同時に含み、 その含有率がそれそれ 0. 5重量%未満、 1. 5重量% 未満、 及び 2重量%未満であることを特徴とする上記 9) に記載の陰イオン交 換樹脂;
[1 1] 一般式 (3) で表される構成単位の含有率が 1重量%未満、 一般 式 (4) で表される構成単位の含有率が 1重量%未満、 及び一般式 (1) で表 される構成単位の含有率が 0. 07重量%未満であることを特徴とする上記 [9] に記載の陰イオン交換樹脂;
[12] 一般式 (1) で表される構成単位の含有率が 0. 01重量%未満 であることを特徴とする上記 [8] 乃至 [11] のいずれかに記載の陰イオン 交換樹脂;
[13] —般式 (2) において、 Aがブチレン基であることを特徴とする 上記 [8] 乃至 [12] のいずれかに記載の陰イオン交換樹脂;
[14] 一般式 (2) において、 R2及び R3が同時にメチル基である ことを特徴とする上記 [8] 乃至 [13] の何れかに記載の陰イオン交換樹脂 が提供される。
本発明の要旨の第三は、
[15] 下記一般式 (2) で表される繰り返し単位を主構成単位とし、 下
記一般式 (1) で表される構成単位を含有する架橋共重合体よりなるイオン交 換樹脂であって、 該陰イオン交換樹脂中の押し潰し強度が 200 g/粒以上で あることを特徴とする陰イオン交換樹脂に存する。
((2) 式中、 Aは炭素数 3から 8のアルキレン基を示し、 R2、 及び R3 はそれそれ独立に水素原子、 炭素数 4以下のアルキル基及び炭素数 4以下のァ ルカノール基を示し、 Xはアンモニゥム基に配位した対イオンを示すが、 1^、 R2、 及び R3が同時に水素原子であることはない)
[16] 架橋共重合体中に、 下記一般式 (3) 及び (4) で示される少な くとも 1種の構成単位を含み、 下記一般式 (3) で示される構成単位の含有率 が 1. 5重量%未満、下記一般式( 4 )で示される構成単位の含有率が 2重量% 未満、 及び一般式 (1) で示される構成単位の含有率が 0. 5重量%未満であ るであることを特徴とする上記 [15] に記載の陰イオン交換樹脂;
((4) 式中、 Aは炭素数 3から 8のアルキレン基を示す)
. [17] 架橋共重合体中に、 一般式 (1)、 (3) 及び (4) で表される構 成単位を同時に含み、 その含有率がそれそれ 0. 5重量%未満、 1. 5重量% 未満、 及び 2重量%未満であることを特徴とする上記 [16] の陰イオン交換 樹脂;
[18] —般式 (3) で表される構成単位の含有率が 1重量%未満、 一般 式 (4) で表される構成単位の含有率が 1重量%未満、 及び一般式 (1) で表 される構成単位の含有率が 0.07重量%未満であることを特徴とする上記 [1 6] に記載の陰イオン交換樹脂;
[19] 一般式 (1) で表される構成単位の含有率が 0. 01重量%未満 であることを特徴とする上記 [ 15] 乃至 [ 18] のいずれかに記載の陰ィォ ン交換樹脂;
[20] 一般式 (2) において、 Aがプチレン基であることを特徴とする 上記 [ 15] 乃至 [ 19] のいずれかに記載の陰イオン交換樹脂;
[21] 一般式 (2) において、 、 R2及び R3が同時にメチル基である ことを特徴とする上記 [15] 乃至 [20] のいずれに記載の陰イオン交換樹 脂
が提供される。
本発明の要旨の第四は、
[22] 下記一般式 (2) で表される繰り返し単位を主構成単位とし、 下 記一般式 (1) で表される構成単位を含有する架橋共重合体よりなるイオン交 換樹脂であって、 該陰イオン交換樹脂に空間速度 SV 30、 通水温度 25°Cの 条件下で純水を通水したとき、 通水開始から 6時間後における通過純水中のァ ルキルアミン類の濃度が、 20 Oppt以下であることを特徴とする陰イオン 交換樹脂に存する。
((2) 式中、 Aは炭素数 3から 8のアルキレン基を示し、 R1 R2、 及び R3 はそれそれ独立に水素原子、 炭素数 4以下のアルキル基及び炭素数 4以下のァ ルカノール基を示し、 Xはアンモニゥム基に配位した対イオンを示すが、 R2、 及び R3が同時に水素原子であることはない)
[23] 架橋共重合体中に、 下記一般式 (3) 及び (4) で示される少な くとも 1種の構成単位を含み、 下記一般式 (3) で示される構成単位の含有率 が 1. 5重量%未満、下記一般式(4)で示される構成単位の含有率が 2重量% 未満、 及び一般式 (1) で示される構成単位の含有率が 0. 5重量%未満であ るであることを特徴とする上記 [22] に記載の陰イオン交換樹脂;
((4)式中、 Aは炭素数 3から 8のアルキレン基を示す)
[24] 架橋共重合体中に、 一般式 (1)、 (3) 及び (4) で表される構 成単位を同時に含み、 その含有率がそれそれ 0. 5重量%未満、 1. 5重量% 未満、 及び 2重量%未満であることを特徴とする上記 [23] に記載の陰ィォ ン交換樹脂;
[25] 一般式 (3) で表される構成単位の含有率が 1重量%未満、 一般 式 (4) で表される構成単位の含有率が 1重量%未満、 及び一般式 (1) で表 される構成単位の含有率が 0.07重量%未満であることを特徴とする上記 [ 2 3] に記載の陰イオン交換樹脂;
[26] —般式 (1) で表される構成単位の含有率が 0. 01重量%未満 であることを特徴とする上記 [22]乃至 [25] のいずれかに記載の陰ィォ ン交換樹脂;
[27] —般式 (2) において、 Aがブチレン基であることを特徴とする 上記 [22] 乃至 [26] のいずれかに記載の陰イオン交換樹脂;
[28] —般式 (2) において、 1^、 : R2及び R3が同時にメチル基である ことを特徴とする上記 [22]乃至 [27] のいずれに記載の陰イオン交換樹 脂
が提供される。
本発明の要旨の第五は、
[29] 下記一般式 (2) で表される繰り返し単位を主構成単位とし、 下 記一般式 (1) で表される構成単位を含有する架橋共重合体よりなるイオン交 換樹脂であって、 該ィオン交換樹脂の表面が高分子電解質で処理することを特 徴とすることを特徴とする陰イオン交換樹脂に存する。
((2) 式中、 Aは炭素数 3から 8のアルキレン基を示し、 R2、 及び R3 はそれそれ独立に水素原子、 炭素数 4以下のアルキル基及び炭素数 4以下のァ ルカノール基を示し、 Xはアンモニゥム基に配位した対イオンを示すが、 1^、 R2、 及び R3が同時に水素原子であることはない)
[30] 架橋共重合体中に、 下記一般式 (3) 及び (4) で示される少な くとも 1種の構成単位を含み、 下記一般式 (3) で示される構成単位の含有率 が 1. 5重量%未満、下記一般式( 4 )で示される構成単位の含有率が 2重量% 未満、 及び一般式 (1) で示される構成単位の含有率が 0. 5重量%未満であ るであることを特徴とする上記 [29] に記載の陰イオン交換樹脂;
((4) 式中、 Aは炭素数 3から 8のアルキレン基を示す)
[31] 架橋共重合体中に、 一般式 (1)、 (3) 及び (4) で表される構 成単位を同時に含み、 その含有率がそれそれ 0. 5重量%未満、 1. 5重量% 未満、 及び 2重量%未満であることを特徴とする上記 [30] に記載の陰ィォ ン交換樹脂;
[32] 一般式 (3) で表される構成単位の含有率が 1重量%未満、 一般 式 (4) で表される構成単位の含有率が 1重量%未満、 及び一般式 (1) で表 される構成単位の含有率が 0.07重量%未満であることを特徴とする上記 [ 3 0] に記載の陰イオン交換樹脂;
[33] 一般式 (1) で表される構成単位の含有率が 0. 01重量%未満 であることを特徴とする上記 [29]乃至 [32] のいずれかに記載の陰ィォ ン交換樹脂;
[34] —般式 (2) において、 Aがプチレン基であることを特徴とする 上記 [29] 乃至 [33] のいずれかに記載の陰イオン交換樹脂;
[35] 一般式 (2) において、 、 R2及び R3が同時にメチル基である ことを特徴とする上記 [29]乃至 [34] のいずれに記載の陰イオン交換樹 脂。
[36] 高分子電解質が、 ポリスチレンスルホン酸、 ポリビニルベンジル スルホン酸、 ポリ (メタ) アクリル酸、 ポリマレイン酸、 ポリビニルスルホン
酸、 及びそれらの塩よりなる群から選ばれてなる上記 [29]乃至 [35] の いずれに記載の陰イオン交換樹脂
が提供される。
本発明の要旨の第六は、
[37] 下記一般式 (2) で表される繰り返し単位を主構成単位とし、 下 記一般式 (1) で表される構成単位を含有する架橋共重合体よりなるイオン交 換樹脂であって、 該陰イオン交換樹脂に空間速度 SV 30、 通水温度 25°Cの 条件下で純水を通水したとき、 通水開始から 12時間後における通過純水中の 微粒子数が 50個 Zml以下であることを特徴とする陰イオン交換樹脂に存す る。
((2) 式中、 Αは炭素数 3から 8のアルキレン基を示し、 R2、 及び R3 はそれそれ独立に水素原子、 炭素数 4以下のアルキル基及び炭素数 4以下のァ ルカノール基を示し、 Xはアンモニゥム基に配位した対イオンを示すが、 Ri、 R2、 及び R3が同時に水素原子であることはない)。
[38] 架橋共重合体中に、 下記一般式 (3) 及び (4) で示される少な くとも 1種の構成単位を含み、 下記一般式 (3) で示される構成単位の含有率 が 1. 5重量%未満、下記一般式( 4 )で示される構成単位の含有率が 2重量% 未満、 及び一般式 (1) で示される構成単位の含有率が 0. 5重量%未満であ るであることを特徴とする上記 [37] に記載の陰イオン交換樹脂;
((4) 式中、 Aは炭素数 3から 8のアルキレン基を示す)。
[39] 架橋共重合体中に、 一般式 (1)、 (3) 及び (4) で表される構 成単位を同時に含み、 その含有率がそれそれ 0. 5重量%未満、 1. 5重量% 未満、 及び 2重量%未満であることを特徴とする上記 [38] に記載の陰ィォ ン交換樹脂;
[40] —般式 (3) で表される構成単位の含有率が 1重量%未満、 一般 式 (4) で表される構成単位の含有率が 1重量%未満、 及び一般式 (1) で表 される構成単位の含有率が 0.07重量%未満であることを特徴とする上記 [ 3 8] に記載の陰イオン交換樹脂;
[ 1] 一般式 (1) で表される構成単位の含有率が 0. 01重量%未満 であることを特徴とする上記 [37] 乃至 [40] のいずれかに記載の陰ィォ ン交換樹脂;
[42] —般式 (2) において、 Aがブチレン基であることを特徴とする 上記 [37] 乃至 [41] のいずれかに記載の陰イオン交換樹脂;
[43] —般式 (2) において、 R1 R2及び R3が同時にメチル基である ことを特徴とする上記 37) 乃至 42) のいずれに記載の陰イオン交換樹脂;
(式中、 Aは炭素数 3から 8のアルキレン基を示し、 Zはハロゲン原子を示す。) で表されるハロアルキルスチレンと架橋剤とを、 重合開始剤の存在下、 共重合 し、 得られた架橋重合体と下記一般式 (6)
I^RsRsN ( 6 )
(式中、 : 2及び R3はそれそれ独立に水素原子、 炭素数 4以下のアルキル 基及び炭素数 4以下のアルカノ一ル基を示すが、 R2、 及び R3が同時に水 素原子であることはない。)
で表されるアミンを反応させる陰イオン交換樹脂を製造する方法において、 該 ハロアルキルスチレンは、 ジビニルビフエニル、 ビス (ビニルフエニル) アル カン、 及びビニルフエノールよりなる群から選ばれる少なくとも 1種の化合物 を含有し、 かつビニルフエノールの含量が 0. 5重量%未満であることを特徴 とする陰イオン交換樹脂の製造法;
[45] 一般式 (5) のハロアルキルスチレンが、 ジビニルビフエニル、 ビス (ビニルフエニル) アルカン、 及びビニルフエノールを含有し、 かつその 含有量がそれそれ 1. 5重量%未満、 2重量%未満、 及び 0. 5重量%未満で あることを特徴とする上記 [44] に記載の製造法;
[46] —般式 (5) のハロアルキルスチレン中のジビニルビフエニル、 ビス (ビニルフエニル) アルカン、 及びビニルフエノールの含有量が、 それそ れ 1重量%未満、 1重量%未満、 及び 0. 07重量%未満であることを特徴と する上記 [45] に記載の製造法;
[ 4 7 ] 一般式 (5 ) のハロアルキルスチレンを含有する溶液をアルカリ 水溶液に接触させた後、 一般式 ( 6 ) のァミンと反応させることを特徴とする 上記 [ 4 4 ] に記載の製造法。
[ 4 8 ] ハロアルキルスチレンを含有する溶液が、 グリニャール反応によ り得られたものである上記 [ 4 7 ] に記載の製造法
が提供される。
一般式 (2 ) で示される構成単位を主成分とする架橋重合体を製造する方法 はいくつか知られているが、 工業的に最も有利な製法としては、 一般式 (5 ) で表されるビニル単量体とジビニルベンゼンなどの架橋剤を共重合し、 得られ た架橋共重合体をトリメチルァミン等のァミンと反応させてァニオン交換基を 導入する方法である。
—般式 ( 5 ) で示される単量体としては、 例えばクロ口プロピルスチレン、 プロモプロピルスチレン、 クロロブチルスチレン、 プロモブチルスチレン、 ブ ロモペンチルスチレン、 プロモへキシルスチレン等が好ましく、 特にハロアル キレン基をビニル基のパラ位に置換しているハロアルキルスチレンが好ましい c これらのハロアルキルスチレンは、 例えばクロロスチレンにグリ二ヤール法に より 1、 ω—ジハロゲンアルカンを反応させることにより得られる。
しかして、 一般式 (5 ) で示される単量体中には、 その合成過程の副反応或 いは原料或いは原料中の不純物に由来する種々の不純物が混入している。 係る 不純物としては、 例えば、 スチレン、 ビス (ビニルフエニル) アルカン、 ジビ 二ルビフエニル、 ビニルフエノール、 クロロスチレン、 ジハロゲノアルカン等 であり、 これらの不純物は単量体中にかなりの程度含有されている。
これらの微量不純物の中、 特に、 1個或いは 1個以上のビニル基を有する不 純物は、 一般式 (5 ) のビニル単量体或いは架橋剤と重合して、 生成するィォ ン交換樹脂中に取り込まれる。 従来、 これらモノマ一中の不純物に由来する各 種のビニル化合物は少量であるため、 イオン交換樹脂の重量や交換容量などの 性質に実質的に影響を与えるものではないと考えられてきた。 本発明者等はこ れらの不純物の一部が亀裂 (ひび割れ) 樹脂の生成に大きく影響することを見
出し、 ィオン交換樹脂中のこれ等不純物由来の成分の含量を低減させることに より亀裂樹脂の少ない、 物理強度に優れた耐熱性の陰イオン交換樹脂を得た。
<発明を実施するための最良の形態 >
以下、 本発明について詳細に説明する。
本発明に係わる、 陰イオン交換樹脂は、 一般式 (2) で表される繰り返し単 位を主構成単位とする架橋共重合体よりなる陰イオン交換樹脂であって、 該架 橋共重合体における下記一般式 (1) で表される構成単位の含有率が 0. 5重 量%未満、 好ましくは 0. 07重量%未満、 更に好ましくは 0. 01重量%未 満、 特に好ましくは 0. 0001〜0. 01重量%未満である。
一般式 (2) 中、 Aは炭素数 3から 8のアルキレン基を示し (アルキレン基 とは、炭素鎖からなる直鎖状又は分岐状の結合基を表す。例えばプロピレン基、 プチレン基、 へキシレン基、 ォクチレン基等が挙げられる)、 R1 R2、 及び R 3はそれそれ独立に水素原子、炭素数 4以下のアルキル基及び炭素数 4以下のァ ルカノール基を示し、 Xはアンモニゥム基に配位した対イオンを示すが、 1^、 R2、 及び R3が同時に水素原子であることはない。
また該架橋重合体中に、 一般式 (3)及び (4) で示される少なくとも 1種 の構成単位を含み、 一般式 (3) の構成単位が 1. 5重量%未満、 好ましくは 1重量%未満、 更に好ましくは 0. 0001〜 1重量%未満、 一般式 ( 4 ) の 構成単位が 2重量%未満、 好ましくは 1重量%未満、 更に好ましくは 0. 00 01〜1重量%未満である。 該架橋重合体中に、 一般式 (1)、 一般式 (3)、 及び一般式 (4) の構成単位を同時に含んでも良い。
イオン交換樹脂中の不純物含量を上記範囲に低減する方法は、 特に限定され るものではないが、 例えば、 原料の一般式 (5) の単量体として、 上記構成単 位を生成する不純物、 即ち一般式 (3) の構成単位を生成するジビニルビフヱ ニル、 一般式 (4) の構成単位を生成するビス (ビニルフヱニル) アルカン、 一般式 (1) の構成単位を生成するビニルフエノールの量を低減したものを使 用するのが好ましい。
不純物の低減方法は特に限定されるものでは無いが、 合成時にこれら不純物 の生成を抑制する方法を採用するか、 或いは、 生成物を精製することにより一 般式 (5) 中の不純物を低減する方法により達成される。
即ち、 一般式 (5) の単量体は、 通常、 クロロスチレンのグリニャール試薬 にジハロゲノアルカンを反応させて製造される。 グリニャール試薬調製時に、 例えば窒素ガス置換し反応系内の酸素量を制御することにより、 不純物の生成 量を低減することが出来る。
また、 一般式 (5)の単量体の精製法としては、 例えば、 蒸留 (薄膜精製)、 吸着 (吸着剤;アルミナやシリカゲル)、 クロマト分離や晶析、 分別沈澱、 アル 力リ洗浄等の手段が採用できる。
アルカリ洗浄に用いるアルカリとしては、 例えば、 水酸化ナトリウム、 水酸 化力リゥム、 ナトリゥムメ トキシドの水溶液、 ナトリゥムェトキシドの水溶液 等が挙げられる。
アル力リ水溶液との接触により、アル力リ水溶液に分配される物質としては、 例えば、 ヒドロキシアルキルスチレン等のスチレン誘導体、 ビニルフヱノール、 TBC (t—プチルカテコール)、 BHT (プチル化ヒドロキシトルエン)、 ィ ソプロピルメ トキシフエノール等のフエノール誘導体、 ビニルベンジルアルコ ール誘導体、 テトラメチルビペラジンォキシ誘導体等である。
アルカリ水溶液の濃度としては、 一般に、 フヱノール誘導体、 アルコール誘 導体を解離させるに足りる量であればよい。 その添加量は、 フエノール誘導体 に対し、 0. 1当量から 500当量の範囲、 更に好ましくは 1当量から 100 当量の範囲である。 アルカリ水溶液の濃度は 0. 01Nから 5Nの範囲、 更に 好ましくは 0. 05Nから 2Nの範囲、 更に好ましくは 0. 05Nから 0. 5 Nの範囲である。 アルカリ濃度が高い場合には、 一般式 (5) で表される単量 体が加水分解される、または脱 HX反応ゃェ一テル化反応が起こる場合もある。 反対にアル力リ濃度が低い場合には、 フヱノール誘導体を含めアルコール誘導 体が水相に分配されにく くなるため好ましくない。
アルカリ水溶液は反応液に対し、 0. 1倍体積から 5倍体積、 更に好ましく
は、 0 . 2倍体積から 3倍体積、 更に好ましくは 0 . 3倍体積から 1 . 5倍体 積である。
一般式 ( 5 ) で表される単量体とアルカリ水溶液の接触時間は、 接触方法に もよるが、 一般に 1分間から 5時間、 更に好ましくは 1分間から 1時間、 更に 好ましくは 5分間から 3 0分間の間である。 必要に応じて数回この操作を繰り 返すことも可能である。 この工程は通常 1 0 °Cから 5 0 °Cの範囲で行われる。 更に好ましくは室温から 3 5 °Cの範囲で行われる。
アルカリ水溶液との接触方法は、 一般に容器内で、 アルカリ水溶液と一般式 ( 5 ) で表される単量体を撹拌又は回転、 振とうすることにより行われる。 こ れにより、 単量体中の不純物をアル力リ相に分配させることができる。
アル力リ洗浄の操作後、 単量体中にアル力リ性成分が残留する場合もあるた め、 本操作後、 脱塩水で洗浄することが望ましい。 あるいは、 一旦酸性水溶液 で水相を酸性にした後、 再度脱塩水で水洗し中性にすることが好ましい。
本発明の陰イオン交換樹脂を得るための、 一般式 (5 ) の単量体中に許容さ れる不純物の量は、 架橋剤や他の共重合成分の量、 イオン交換基導入のために 使用されるァミンの種類及びその使用量、 対イオンの種類などにより異なり、 一概には決められないが、少なくとも、ジビニルビフエ二ルの量を 1 . 5重量% 未満、 好ましくは 1重量%未満、 更に好ましくは 0 . 0 0 0 1〜 1重量%未満、 及びビス(ビニルフヱニル)アルカンの量を 2重量%未満、好ましくは 1重量% 未満、 更に好ましくは 0 . 0 0 0 1〜 1重量%未満、 及びビニルフエノールの 量を 0 . 2重量%未満、 好ましくは 0 . 0 7重量%未満、 更に好ましくは 0 . 0 0 0 1〜0 . 0 7重量%未満である。
不純物を低減させた一般式 (5 ) の単量体は架橋剤及び必要に応じ他のビニ ル単量体と共に、 重合開始剤の存在下、 公知の方法を採用して共重合する。 架橋剤としては、 不飽和二重結合を二個以上有する単量体、 具体的にはジビニ ルベンゼン、 トリビニルベンゼン等のポリビニルベンゼン、 ジビニルトルエン の様なアルキルジビニルペンゼン、 あるいはエチレングリコールジ (メタ) ク リレート、 ジエチレングリコールジ (メタ) クリレート等の (メタ) アクリル
酸エステル誘導体が挙げられ、 これらの中でも、 ジビニルベンゼンが好ましい。 なお、 工業用のジビニルペンゼン中にはェチルスチレン等の不純物が 2 0〜5 0重量%程度含有されているが、 ェチルスチレンの存在は特に問題無い。 架橋 剤の使用量は、 例えばジビニルベンゼンを用いる場合、 全単量体に対し、 0〜 5 0重量%、 好ましくは 0〜2 0重量%、 更に好ましくは 0 . 2 ~ 8重量%で ある。 ジビニルベンゼンの量が 0重量%の場合であっても、 一般式 (5 ) の単 量体中に不純物として、 ジビニルジフエニルゃビス (ビニルフエニル) アル力 ンが含有されるため、 得られる共重合体は僅かに架橋されている。
必要に応じ使用される他のビニル単量体としては、 例えば、 スチレン、 メチ ルスチレン、 クロロスチレン等のスチレン類、 メチル (メタ) ァクリレート等 の (メタ)ァクリレート類等が挙げられ、 その使用量は 0〜2 0重量%である。 重合開始剤としては、 過酸化べンゾィル ( B P 0 )、 過酸化ラウロイル、 t— プチルハイ ドロパーォキサイ ド等の過酸化物系開始剤、 ァゾビスイソプチロニ トリル (A I B N )ヽ 2、 2—ァゾビス (2、 4 —ジメチルバレロニトリル) な どのァゾ系重合開始剤等が用いられる。 その使用量は全単量体に対して 0 . 0 5〜3重量%である。
重合温度は、 使用する重合開始剤の半減期温度、 使用量、 単量体の重合性等 により異なるが、 4 0〜 1 5 0 °C、 好ましくは 5 0〜 1 0 0 °Cである。 重合時 間は広い範囲から選ばれ、 通常 1〜3 0時間程度、 好ましくは 3〜 1 8時間で める。
重合法は特に限定されないが、例えば最も汎用の粒状樹脂を製造する場合は、 懸濁媒体中で重合するのが好ましい。 懸濁媒体としては、 水性媒体、 通常水が 用いられ、 水性媒体中には、 キサンタンガム、 ポリアクリル酸塩、 ポリビニル アルコール等の分散安定剤を含有させておくことが望ましい。 また、 p Hを適 正に維持するためにアル力リゃホウ酸塩等の各種の塩を含有させても良い。 単量体と懸濁媒体との比率は、 容積比で通常 1 / 1 5〜 1 / 2である。 懸濁 媒体の量が少ないと懸濁状態が不安定となり、 逆に多いと生産性が低下するの で、 何れも好ましくない。
得られた架橋重合体は、 公知の方法に従って、 下記一般式 (6 ) で示される ァミンと反応させて陰イオン交換基を導入する。
N R iRaRa ( 6 )
(式中、 R2及び R3はそれそれ独立に水素原子、 炭素数 4以下のアルキル 基及び炭素数 4以下のアルカノ一ル基を示す (例えば、 ジメチルエタノールァ ミン、 ジメチルプロパノールァミン等が挙げられる) が、 1^、 R2、 及び R3が 同時に水素原子であることはない。)
ァミノ化の反応条件はァミン種により異なるが、 通常は室温から 1 0 0 °Cの 範囲で、 反応時間は 1〜 2 4時間である。 代表的なトリメチルァミンを用いた ときの反応条件は、 通常 5 0 °Cで、 1 0時間反応すれば、 ほとんどの置換基 X はァミノ基に変換することが可能である。 これ以外にもジメチルエタノールァ ミンを反応させる場合でも、 8 0 °Cで 1 2時間反応することにより、 完全にァ ミンを導入することが可能である。
—般式 ( 6 ) で示されるァミンの具体例としては例えばトリメチルァミン、 トリェチルァミン、 ジメチルァミン、 ジェチルァミン、 ジメチルエタノールァ ミン等が挙げられる。
かくして得られる本発明の陰イオン交換樹脂は、 亀裂が少なく、 外観 (亀裂 の無い樹脂の割合) が 9 0 %以上であり、 物理的強度に優れ、 また耐熱性にも 優れている。
本発明の陰イオン交換樹脂の、 物理的強度は、 O H型イオン交換樹脂の押し 潰し強度により評価した。 押し潰し強度は、 6 0 0〃mの粒子を用いて、 O H 型で測定された。 押し潰し強度は 2 0 0 g/粒以上、 好ましくは 3 0 0 g/ 以上、 更に好ましく 4 0 0 g/粒〜 2 0 0 0 g/粒である。 押し潰し強度が 2 0 0 g/粒未満では、 水含有状態でカラムに充填された状態で、 陰イオン交換 樹脂の破碎又は変形が起きることがあり好ましくない。
測定法は、 押し潰し強度測定器 (シャチロン (株) 製1〇0— 2 0 0 ) のス テ一ジにプレパラートを置いた。 プレパラートに水含有状態のイオン交換樹脂 (粒径 6 0 0 z m、 O H型) を一粒載せた。 イオン交換樹脂に荷重をかけ、 樹
脂が破砕する強度を測定した。 この操作を 1 0 0回繰り返し、 平均値をその樹 脂の押し潰し強度 (g/粒) とした。
粒状樹脂の体積で換算した平均粒径は、 通常、 0 . l / mから 2 mmの範囲 である。 更に好ましくは、 0 . 1 mmから 1 mmの範囲である。
陰イオン交換樹脂からの溶出成分は、 大きく 2つに分けられる。 一つはィォ ン交換樹脂樹脂中のァニオン交換基の分解や樹脂骨格の (酸化) 劣化に由来す る溶出物(未重合モノマー、 オリゴマー等)、 もう一つは樹脂の製造工程中で生 じるスチレン誘導体や反応生成物に由来にする残留物及び反応に用いた原料や 溶媒に由来する溶出物である。 これらの樹脂からの溶出物は、 各製造工程で洗 浄することにより低減化することが可能である。
ァミンとの反応前の段階では、 例えば、 重合後、 重合ポリマーに対して良溶 媒であるベンゼン、 トルエン、 キシレン、 ジクロロェタン、 塩化メチレン、 ク ロロホルム、 T H F、 イソプロピルアルコールで洗浄するのが効果的である。 樹脂に対し 1 . 0体積から 1 0体積の範囲で有機溶媒と接触させることが好ま しい。 有機溶媒との接触方法は懸濁状態で撹拌又は、 樹脂をカラムに充填し通 液する方法が挙げられる。
陰イオン交換樹脂の段階での溶出量の低減化法としては、 水溶性有機溶媒は 負荷型 (C 1型、 又は B r型、 炭酸水素イオン、) 又は再生型 (O H型) で、 樹 脂体積の数倍量から 1 0体積程度洗浄すれば、 樹脂からの溶出量はきわめて少 なくなる。 好ましくは、 最も膨潤する再生型でイオン交換樹脂を洗浄溶液と接 することである。
他には、 アルカリ性溶液の存在下で洗浄する方法が挙げられる。 アルカリ性 溶液で処理するとき溶液の種類は問わない。 通常、 苛性アルカリ、 炭酸アル力 リ、 炭酸水素アルカリ、 アルコールアルカリ等の溶液を用い p H 1 2以上の条 件、 温度は 5 0 °C以上、 更に望ましくは溶液の還流条件下又は 1 2 0 °C以下の 条件で、 少なく とも 3 0分以上洗浄することが好ましい。
トリメチルァミンゃジメチルァミン等のアルキルアミン類ゃアンモニアは、 半導体製造における製品不良率と相関関係があるといわれ、 アルキルアミン類
を低減することが、 半導体の良品率向上に大きくつながると考えられている。 このため、 アルキルアミン類の漏出 (溶出) が少ないイオン交換樹脂が求めら れている。
カラム出口におけるアルキルアミン類濃度は、 通液速度 (空間速度) や通液 温度により大きく変わる。 ここで、 空間速度とは 1時間に樹脂容積の何倍の溶 液を通液するかを示すパラメ一夕一である。 一般に超純水を製造するときの樹 脂塔の通水速度は、 空間速度 S V 10 ( 1時間に樹脂容積の 10倍の溶液を通 液する) から SV300 ( 1時間に樹脂容積の 300倍の溶液を通液する) で ある。 更に好ましくは、 空間速度 SV30〜SV150である。 通水温度が高 くなるとアルキルアミン濃度が高くなることが知られているが、 超純水は一般 的には 50°C以下で製造される。 空間速度 SV 30で、 通水温度 25 °Cで超純 水を通水したとき、 通水開始から 6時間後のアルキルアミン類濃度を本発明に おける標準条件とした。
ここで、 本発明に用いられる超純水は、 高度に精製された純水であることが 前提である。
本発明で用いられる超純水の水質は、 概ね比抵抗が 18. 24ΜΩ · cm、 TOC (全有機炭素) が 0. 5ppb、 0. 05〃m以上の微粒子数が 1個/ mL以下、 トリアルキルアミン類濃度が 5 p p t、 ジアルキルアミン類濃度が 1 pp tである。 ここで原水となる超純水は現行の陰イオン交換樹脂により製 造されており、 原水中にもアルキルアミン類が含まれている。 このため、 アル キルァミン類濃度は、 原水中のアミン類濃度との差分を樹脂から溶出したアミ ン類濃度と定義づけた。 水中のトリメチルァミンゃジメチルァミン等のアルキ ルァミン類、 アンモニアは、 カラム濃縮後イオンクロマト法により測定した。 本発明の陰イオン交換樹脂を単床で、 SV30、 25°Cで通水した場合、 上 記方法で測定した、 通水開始 6時間後における出口水のアルキルアミン類の濃 度 (アルキルアミン類の溶出濃度) は、 20 Opp t以下である。 空間速度を SV100に上げると、 溶出するアルキルアミン類は純水で希釈され、 アルキ ルァミン類濃度は低下し 10 Opp t以下になる。
上記の通り、 標準条件において、 本発明の陰イオン交換樹脂のアルキルアミ ン類の溶出濃度は 1 O Oppt以下である。 更に上記標準条件における、 アル キルアミン類の溶出濃度は、 好ましくは 5 Opp t以下である。 これは特開平 10 - 24290号と比較すると、 トリメチルァミン濃度は 1/100〜 1Z 1000に低減される。
陰イオン交換樹脂は単独で使用される場合もあるが、 陽イオン交換樹脂 (強 酸性陽イオン交換樹脂が挙げられ、 例えば、 ダイヤイオン11 SK 1BH、 ダイ ャイオン RSKT 10ダイヤイオン RPK208等が挙げられる。これらの陽ィ ォン交換樹脂は再生型で使用される) との混合状態で使用される場合もある。 通常、 両者のイオン交換樹脂を単に混合しただけでは、 表面電荷の静電的な相 互作用のため、 充填された樹脂がかさ高くなり、 偏流が起こることが経験的に 知られている。 これを防止する方法として、 陰イオン交換樹脂表面の電荷を反 対電荷を有する高分子電解質で中和処理してもよい。 陰イオン交換樹脂を水溶 性高分子電解質で処理する場合、 高分子電解質としては、 例えば、 ポリスチレ ンスルホン酸、 ポリビニルベンジルスルホン酸、 ポリ (メタ) アクリル酸、 ポ リマレイン酸、 ポリビニルスルホン酸、 それらの塩が挙げられるが、 塩として は例えば N a塩、 C a塩が挙げられ、 それらの中でも N a塩が好ましい。 その 添加量は、 0. 021116 樹脂〜0. 5 Ome q/L樹脂の範囲、 更には 0. 05 me qZL樹脂〜 0. 30 m e q/L樹脂、 更には 0. l Omeq/ L樹脂〜 0. 2 Ome q/L樹脂である。
高分子電解質の添加量が少ない場合には、 両イオン交換樹脂同士が凝集し、 樹脂表面のポリマーが剥離し微粒子が発生する原因となる。 逆に、 高分子電解 質の添加量が多い場合には、 電解質が樹脂内に拡散しにくくなるためイオン交 換が阻害される傾向がある。 その高分子電解質の添加量は、 0. 02meqZ L樹脂〜 0. 5 Ome q/L樹脂の範囲、更には 0. 05 me q/L樹脂〜 0. 30meq/L樹脂、 更には 0. 10meq/L樹脂〜 0. 20meq/L樹 脂である。
ここで使用される高分子電解質は、 分子量は 1,000〜1,000,000、
好ましくは 5, 000〜 500,000、 より好ましくは 5, 000〜: L O O, 0 00である。 分子量が小さい場合には、 電解質がポリマー内部まで拡散し脱塩 性を阻害する傾向がある。 逆に分子量が大きい場合でも、 イオンが拡散しにく くなり脱塩阻害が生じる。 高分子電解質は粒子間の電荷を相殺するよう、 ィォ ン交換樹脂の少なくとも表面に存在することが必要である。 高分子電解質がィ オン交換樹脂の粒子内部まで拡散、 電荷が中和されていてもよいが、 イオン交 換能が低下するため、 必要以上にイオン交換基を高分子電解質で処理すること はない。
高分子電解質の添加量は分子量により異なり、 分子量が高くなると高分子電 解質の添加量は減少する。 陰イオン交換樹脂を、 例えばポリスチレンスルホン 酸で処理する場合には、 分子量 1万では、 0. 02mmo 1ZL樹脂〜 0. 5 mmo 1ZL樹脂の範囲が最適である。
高分子電解質のイオン交換樹脂への処理は、 両イオン交換樹脂樹脂の電荷に よる樹脂の凝集を抑制する以外に、 樹脂から発生する微粒子を低減する効果が あ 。
ここでいう微粒子とは、 粒径が 0. 05 ^m以上の粒子をいう。 微粒子の構 成成分は、 主に、 イオン交換樹脂樹脂の断片、 溶出物からの凝集体と推定して いるが、 微粒子の発生過程は明確ではない。
通常の脱塩水は樹脂からの微粒子の発生は問題にならないが、 半導体の洗浄 用超純水では樹脂からの微粒子は重要な問題である。 超純水の製造プロセスに よっては、 この混床式イオン交換樹脂の後工程でィォン交換樹脂から発生した 微粒子を捕捉する工程があるため、 致命的な問題にならない場合もある。 しか しながら、 樹脂からの微粒子はできる限り少ないことが望ましく、 粒径が 0. 05 m以上の微粒子数が、 空間速度 SV30、 通水温度 25 °Cの条件下で純 水を通水したとき、 通水開始から 12時間後における通過純水中の微粒子数が 50個/ mL以下、 好ましくは 10個/ mLである。
このように本発明の陰イオン交換樹脂は、 単量体中の不純物を低減すること により重合体中の溶出物が低減され、 重合体の洗浄の組み合わせにより、 アル
キルアミン類の溶出が極限にまで低減されたものである。 かかる特性を有する 本発明の陰イオン交換樹脂を用いて製造される超純水は、 1ギガ以上の集積度 を有する半導体を製造するときの洗浄水として必須と考える。
<実施例 >
以下、 実施例により本発明を更に具体的に説明するが、 本発明はその要旨を 越えない限り、 以下の実施例により限定されるものではない。 なお、 以下の例 における 「%」 は、 特記しない限り、 「重量%」 を意味する。 製造例一 1
4— (4—ブロモプチル) スチレンの製造 (1)
窒素ガス導入管、 ジムロー冷却管、 枝管付き等圧滴下ロート、 水銀温度計、 攪拌羽根を備えたジャケッ ト付き 3 L (リットル) 反応缶に金属マグネシウム 136.1 g {5.60グラム原子、 1.40当量 4—クロロスチレン) を入れ、 窒素ガスで充分置換し、 ジャケッ ト温度を 20°Cに設定した。 一方、 枝管付き 等圧滴下ロートに乾燥テトラヒドロフラン (THF) 808 g (2.8当量/ P C S T) と乾燥トルエン 737 g ( 2.0当量/ P C S T)、 乾燥 4—クロロス チレン (PCST) 554 g (4.0モル) の溶液を調製した。 最初、 乾燥 TH F 40mlを入れ、 P C S Tの THF—トルエン溶液 30mlを滴下し、 ここ へ 1, 2—ジプロモェタンを 0. 3ml滴下すると、 溶液が発泡しエチレンが 発生すると同時に、 一時的に内温が 38°Cまで上昇した。 数分後、 溶液は淡灰 緑色に、 10分後には暗緑色溶液となった。 溶液の温度が 28°Cになるように 3時間で連続的に滴下し、内温が 28 °Cになるようジャケッ ト温度を調整した。 滴下後、 3時間熟成すると原料の PCS Tは 0.3%以下 (H PLC分析) まで 減少した。 調製したグリニャール試薬を 10°Cまで冷却し、 次工程のグリニャ —ル反応に供した。
グリニャール反応用に窒素ガス導入管、 ジムロー冷却管、 水銀温度計、 攪拌 羽根、 グリニャール溶液滴下管を備えたジャケヅト付き 5 L反応缶を乾燥窒素
で置換した。 一方、 THF 58 g (0.2当量/?〇3丁)、 触媒 CuC 12 8. 1 g (0.06モル、 1.5モル%/P C S T) と Li C 15.0 g (0.12モルヽ 3.0モル%/PCST) を入れ溶解した。 更に、 1,4一ジブロモブタン 34 54 g ( 16.0モル、 4.0当量/ PCST) を加え 10°Cまで冷却した。 こ の中へ、 内温が 15°Cを越えないよう 3時間をかけて、 上記で調製したグリニ ヤール試薬を先ず約 20ml滴下すると、 溶液はオレンジ色透明溶液から無色 透明溶液を経て喑 (黒) 緑色透明溶液になった。 全グリニャール試薬滴下後、 15°Cで 2時間攪拌し反応を完結させた。 熟成後、 溶液中にメタノール 19. 2 gを滴下し反応を停止した。 目的物の 4— (4—プロモブチル) スチレンの 収率は 86 %であった。 他の成分は、 4, 4,—ジビニルビフエニル 0.26 %、 1, 4—ビス (ビニルフエニル) ブタン 6.9%、 スチレン 2.4%、 ビニルフ エノ一ル 0. 3%であった。
上記反応液に脱塩水を加え分液静置し、 水相を除去した。 減圧下で溶媒の T HF、 トルエン、 及び反応で一部生成したスチレンを除去した。 大過剰に用い た 1, 4—ジブロモブタンを除去した後、 最後に目的物である 4— (4一プロ モブチル) スチレン (わずかに黄色味を帯びた透明溶液、 沸点 105°CZ40 Pa) を得た。 得られた 4— (4一プロモブチル) スチレン (BBS) の純度 は 97%で、 不純物は 1, 4—ビス (ビニルフエニル) ブタン 0. 7%、 4, 4,一ジビニルビフエニル 0. 2 %、 4—ビニルフエノール 0. 08%、 1, 4 —ジブロモブタン 1. 8%であった。
この精製されたモノマーを、 更に、 カラムに充填したシリカゲル (モノマ一 に対して 7%負荷した) に通液し、 4—ビニルフヱノールを除去した。 得られ た 4— (4—ブロモブチル)スチレン中の 4—ビニルフエノールの含有量は 0. 001% ( 10 pm) であった。 結果を表 1に示す。
分析条件は以下の通りである。
HP L C分析; OD Sカラム : I n e r t s i 1 ODS— 2、 溶離液 8 0 %メ夕ノール水溶液、 流速 : 2.00 ml/mins 検出器: UV254nm、 力 ラム温度: 25 °C、 及び溶離液 60 %M e 0 H水溶液
GC分析; GCカラム HP— 1 (ヒューレッ トパッカード) 又は DB— 1 (J & W) (ID0.25mmX25m)、 50°C(3min保持) (昇温 10°C/min)- 280°C(3min保 持)、 検出器: F I D、 流速 2.0ml/min、 スプリット比; 1/50、 定流量プログラ ム 製造例一 2
4 - (3—ブロモプロピル) スチレンの製造
製造例— 1で用いた 1, 4—ジブロモブタンの代わりに 1, 3—ジブロモプ 口パン 4038 g (5.0当量 卩0311)を用いた以外は、 製造例 _ 1と同様 に反応を行った。 反応生成液中の目的物の 4— (3—プロモプロピル) スチレ ンの収率は 88 %であった。不純物は、 4, 4,一ジビニルビフエニル 0.21 %、 1, 3—ビス (ビニルフエニル) プロパン 4.7%、 スチレン 2.7%であった。 この反応液に脱塩水を加え分液し、 水相を除去した。 この操作を 3回繰り返 した。 減圧下で THF、 トルエン、 及び反応で一部生成したスチレンを除去し た。 大過剰に用いた 1, 3—ジブロモプロパンを除去した後、 4— (3—プロ モプロピル) スチレン (わずかに黄色味を帯びたを透明溶液, 沸点 92°C/6 OP a) を得た。 得られた 4— (3—プロモプロピル) スチレン (BPS) の 純度は 97%で、 不純物は 4, 4'—ジビニルビフエニル 0. 2%、 1, 3—ビ ス (ビニルフエニル) プロパン 0. 5 %、 4—ビニルフエノール 0. 12%、 1, 3—ジブロモプロパン 1. 2%であった。
この精製されたモノマーを力ラムに充填したシリ力ゲル (モノマーに対して 5%負荷した)に通液し、 4_ビニルフエノールを除去した。得られた 4— (3 一ブロモプロピル) スチレン中のビニルフエノール含有率は 0. 001% ( 1 0 p pm) であった。 結果を表 1に示す。 製造例一 3
4 - (6—ブロモへキシル) スチレンの製造
製造例— 1で用いた 1, 4一ジブロモブタンの代わりに 1 , 6—ジブロモへ
キサン 4880 g ( 5当量/ P C ST) を用いた以外は、 製造例— 1と同様に 反応を行った。 目的物の 4— (6—プロモへキシル) スチレンの収率は 78% であった。
製造例 1と同様に処理して、 大過剰に用いた 1 , 6—ジブ口モへキサンを除 去した後、 4— (6—プロモへキシル) スチレン (淡黄色透明溶液、 沸点 1 2
3 °C/ 30 P a ) を得た。 得られた 4— ( 6—プロモへキシル) スチレンの純 度は 9 6. 5 %で、 不純物は 1 , 6—ビス (ビニルフエニル)へキサン 0. 7%、 4, 4,—ジビニルビフエニル 0. 2 %、 4一ビニルフエノール 0. 0 6%、 1 : 6—ジブ口モへキサン 1. 6%であった。 結果を表 1に示す。 製造例一 4
4 - (4—プロモブチル) スチレンの製造 ( 2)
製造例一 1のグリニャール試薬の調製、 及びグリニャール反応において、 窒 素置換をしないで、 乾燥空気で反応器を置換後、 密閉下で製造例— 1と同様に
4 - (4—プロモプチル) スチレンを合成した。 目的物の 4一 (4—プロモブ チル) スチレンの収率は 8 1 %であった。 他の成分は、 4, 4,一ジビニルビフ ェニル 1.24 %、 1 , 4一ビス (ビニルフエニル) ブタン 5.7%、 スチレン 3.7 %であった。
製造例 1と同様に処理して、 大過剰の 1, 4—ジブロモブタンを除去し、 4 一 (4—プロモプチル) スチレンを得た。
得られた 4一 (4—プロモブチル) スチレンの純度は 94. 4%、 不純物は 4, 4,—ジビニルビフエニル 0. 75 %、 1 , 4_ビス (ビニルフエニル) ブ タン 0. 88%、 4一ビニルフエノール 1. 2 3%、 1 , 4—ジプロモブタン 2. 4%であった。 結果を表 1に示す。 製造例一 5
4 - (4—プロモブチル) スチレンの製造 (3)
ジャケットを窒素ガスで置換する代わりに、 窒素ガス 9 9 %と乾燥空気 1 %
の混合ガスを 2 0 ml/分流通しながら、 製造例— 1と同様にグリニャール試 薬を調製した。 以下は製造例— 1と同様の操作で 4 _ (4—プロモブチル) ス チレンを合成した。
目的物の 4一 (4一プロモプチル) スチレンの収率は 67%であった。 他の 成分は、 4, 4,一ジビニルビフエニル 4.3 %、 1 , 4一ビス (ビニルフエ二 ル) ブタン 3.9 %、 スチレン 3.9%であった。 大過剰の 1 , 4—ジブロモブ タンを除去し、 4— (4—プロモブチル) スチレンを得た。
得られた 4— (4—プロモブチル) スチレンの純度は 94. 8%、 不純物は 4, 4,_ジビニルビフエニル 2. 32%、 1, 4—ビス (ビニルフエニル) ブ タン 0. 8 8%、 4—ビニルフエノール 1. 2 3%、 1、 4一ジブロモブタン 1. 4%であった。 結果を表 1に示す。 製造例一 6
4 - (4—プロモプチル) スチレンの製造 (4)
窒素ガス導入管、 ジムロー冷却管、 枝管付き等圧滴下ロート、 水銀温度計、 攪拌羽根を備えたジャケット付き 2 L反応缶に金属マグネシウム 63.3 g( 2. 6 1グラム原子、 1.3 1当量/ P CS T) を入れ、 ジャケッ トを 30°Cに設定 した。 一方、 枝管付き等圧滴下ロートに THF (テトラヒドロフラン) 43 3 gとトルエン 647 g、 4-クロロスチレン (P C S T、 4—クロロスチレン純 度 9 9. 2 %) 2 7 7 g (2.00モル) の溶液約 1490mlを調製した。 最 初、 P C S Tの溶液 30mlを入れ、 1, 2—ジブロモェタン 0.3 m 1を滴下 すると、溶液の温度が急激に上昇した。この後、 P C S Tの溶液を内温が 3 0°C になるように 1 5 0分かけ連続的に滴下した。 滴下後、 引き続き内温が 30°C になるようにジャケット温度を調整した。 滴下後、 3時間攪拌すると、 原料の クロロスチレンは 0.2 % (GC;、 HPL C分析) まで低下した。 PC STのグ リニヤール試薬を調製した後、 溶液を 1 0°Cまで冷却し、 次のグリニャール反 応に供した。
グリニャール反応用に窒素ガス導入管、 ジムロー冷却管、 水銀温度計、 攪拌
羽根、グリニヤール溶液滴下管を備えたジャケット付き 3 L反応缶を準備した。 この中へ乾燥した THF 288 g、 カヅプリング触媒 L i2CuC 12 44.4 g ( 0.020モル、 1.0モル%/PCST) を入れ溶解すると、 濃オレンジ 色溶液となった。 更に、 1,4一ジブロモプロパン (8.00モル、 4.0当量/ PCST) を加え 5°Cまで冷却した。 この中へ、 先に調製したグリニャール試 薬を、 内温が 12°Cを越えないようゆつく り 4時間かけて滴下した。 滴下後、 15 °Cで 2時間攪拌し反応を完結させた。
反応後、 反応溶液中に 5%硫酸水溶液 550 mlを加え、 内温が 25°Cを越 えないよう 30分間攪拌しながら、 静置後分液し水相を除去した。 再度、 5% 硫酸水溶液 550 mlを加え撹拌後、 静置分液し、 MgClBr塩、 Cu塩等 の無機塩を除去した。 更に有機相を水洗した。
大過剰の 1, 4一ジブロモブタンを除去し、 4一 (4—プロモプチル) スチ レンを回収した。
得られた 4一 (4—プロモブチル) スチレンの純度は 97. 3 %s 不純物は 4, 4,一ジビニルビフエニル 0. 2%、 1, 4—ビス (ビニルフエニル) プ夕 ン 0. 2 %、 4 -ビニルフエノール 0. 59% (5936ppm)ヽ 1、 4—ジ プロモブタン 1. 4%であった。 結果を表 1に示す。 製造例一 7
製造例— 6と同様の方法で製造した反応液に対し、 アル力リ洗浄を行った。 反応液に 0. 5 N水酸化ナトリウム水溶液 3 Lを加え、 15分間激しく撹拌す ると暗赤色となった。 室温で静置し、 水相を抜き出した。 再度、 0. 1N水酸 化ナトリウム水溶液 2 Lを加え、 反応液を 15分間撹拌した後、 静置した。 分 液後水相を抜き出した後、 再度このアルカリ洗浄をし、 最後に脱塩水 3 Lで 2 回水洗した。
減圧下で THF、 トルエン、 及び反応で一部生成したスチレンを除去した。 大過剰の 1, 4—ジブロモプタンを除去し、 4— (4—プロモブチル) スチレ ンを回収した。
得られた 4一 (4一プロモプチル) スチレンの純度は 97. 6%、 不純物は 4, 4,一ジビニルビフエニル 0. 2 %ヽ 1, 4一ビス (ビニルフエニル) ブ夕 ン 0. 2%、 4一ビニルフエノール 0. 0088% (88ppm)、 1、 4—ジ プロモブタン 1. 5%であった。 このようにアルカリ洗浄によって不純物の含 有率は低下した。 結果を表 1に示す。 実施例— 1
窒素ガス導入管、 冷却管を備えた 500mlの 4ッロフラスコに脱塩水 20 0ml、 2%ポリビニルアルコール水溶液 50mlを加え、 窒素を導入した。 —方、 製造例一 1で得られた 4—プロモプチルスチレン 54.0 g (0.226 モル)、 ジビニルペンゼン (DVB) 1.55 g ( 0.00952モル) (含有率 80%)、 及び過酸化ベンゾィル (BPO) (含有率 75%) 0.37gを溶解し たモノマー溶液を調製した。 モノマ一溶液を上記フラスコに入れ、 220 rp mで撹拌し懸濁液とした。 室温で 30分撹拌後 80°Cに昇温し、 12時間重合 して架橋重合体を重合収率 93%で得た。
次いで、 冷却管を備えた 500 mlの 4ヅロフラスコに上記の樹脂 30 gを 入れ、 トルエン 30 mlを入れ、 30 %トリメチルアミン水溶液 100 m 1を 加え、 50°Cで 5時間攪拌した。 反応後ポリマ一を取り出し水洗した。 樹脂量 に対して 10倍量の 4%塩化ナトリゥム水溶液を通液し、 対イオンを B r形か ら C 1形に変換した。 得られた C 1型樹脂中の不純物量は熱分解ガスクロマト グラフィ一により測定し、一般式( 1 )の構成単位は検出限界以下、一般式( 2 ) の構成単位は 0. 7%、 一般式 (3) の構成単位は 0. 2%であった。 結果を 表 に 9—。
この C 1型樹脂の中性塩分解容量、水分を測定した。測定法は、「ダイヤィォ ン :イオン交換樹脂マニュアル」 (三菱化成工業 (株)、 昭和 51年発行) に従 つた。 また、 一定量の樹脂を観察し、 亀裂の無い樹脂数の全粒子数に対する百 分率を外観とした。
また、 得られた CL型樹脂を ΟΗ型樹脂に再生し樹脂の押し潰し強度を次の
通り測定した。
先ず、 樹脂量に対して 2 0倍量の 5 %塩化ナトリウム水溶液を通液した後、 超 純水を 5体積通水した。 更に、 5 %炭酸水素ナトリウム水溶液を樹脂量に対し 5 0倍量通液し、 超純水を 1 0体積通水した。 更に、 2 N—水酸化ナトリウム 水溶液を S V 5で 5 0倍体積通液し、 超純水を 1 0体積通水し、 カラム出口の p Hが中性であることを確認し、 O H型樹脂とした。
次に、 押し潰し強度測定器 (T C D— 2 0 0 シャチロン製) のステージに プレパラートを置き、 プレパラートに水含有状態の上記 O H型樹脂 (粒径 6 0 0 zm) を一粒載せた。 この樹脂に荷重をかけ、 樹脂が破碎する強度を測定し た。 この操作を 1 0 0回繰り返し、平均値をその樹脂の押し潰し強度(gZ粒) とした。 結果を表 1に示した。 実施例一 2、 3及び比較例— 1、 2
製造例一 2〜製造例— 5で得られた 4— (プロモアルキル)スチレンを用い、 架橋剤 (ジビニルベンゼン) のモル分率を実施例一 1と同様にし、 実施例一 1 と同様に陰イオン交換樹脂を製造し、 同様に C 1型及び O H型に変換し、 その 不純物含量及び性能を測定した。 結果を表 1及び表 2に示した。
モノマー φの不細物(( ,υ 中性塩分解容晷 神し潰し強度 水分 (%) 外観(Q/o)
/に一ル ノエール ι "ー一ルノ ー一ル/ル刀 -tiノ > / ールノエ/ ル meq/mL meq/g
実施例— 1 1 0.2 0 0.001 1. 18(3. 55) 54. 0 99 560 実施例— 2 2 0.2 0.5 0.001 1. 22(3. 81) 56. 0 98 630 実施例一 3 3 0.2 0J 0.06 1. 05(3. 43) 53. 4 98 490 実施例— 4 7 0.2 0.2 0.0088 1. 19(3. 56) 54. 4 99 480 実施例一 5 1 0.2 0.7 0.001 1. 12(3. 63) 51. 7 98 640 実施例一 6 1 0.2 0.7 0.001 1. 12(3. 63) 51. 8 98 630 比較例— 1 4 0J5 0.88 1.23 1. 17(3. 52) 52. 6 64 70 比較例— 2 5 2.32 0.88 1.23 1. 08(3. 42) 52. 6 64 70 比較例一 3 6 0.2 0.2 0.59 1. 06(3. 51) 58. 6 67 140
表 2
3 Lのバヅフル付き重合缶に、 20 %の C a C 12水溶液、 ポリビニルアル コールを 0. 7%水溶液となるように調整した溶液を 2 L入れた。 この溶液に 対し、 製造例— 7で製造した 4一 (4—プロモブチル) スチレン 465 g、 8 0 %ジビニルベンゼン 35 g、 過酸化ベンゾィル 2. 3 gを添加したモノマー 溶液を調製した。 碇形攪拌羽根を用いて、 室温で 12 O rpmで 1時間撹拌し た後、 1時間で 80°Cまで昇温した。 80°Cで 8時間、 l O Orpmで撹拌し た後、 溶液を冷却した。
得られた陰イオン交換樹脂を実施例一 1と同様に C 1型及び OH型に変換し、 その不純物含量及び性能を測定した。 結果を表 1及び表 2に示した。 比較例一 3
製造例— 6で得られた 4—ブロモプチルスチレンを用いた以外は、 実施例一 4と同様の操作を行い陰イオン交換樹脂を得た。
得られた陰イオン交換樹脂を実施例一 1と同様に C 1型及び OH型に変換し、 その不純物含量及び性能を測定した。 結果を表— 1に示した。 使用したモノマ 一の製造例及び、 得られたイオン交換樹脂中の不純物量を表一 2に示した。
実施例一 5
3 Lのバヅフル付き重合缶に、 20 %の C a C 12水溶液、 ポリビニルアル コールを 0. 7%水溶液となるように調整した溶液を 2 L入れた。 この溶液に 対し、 製造例— 1の中でシリカゲルで精製した 4— (4一プロモブチル) スチ レン 465 g、 ジビニルベンゼン 35 g (純度 80 %)、過酸化ベンゾィル 2. 3 gを添加したモノマー溶液を調製した。 碇形攪拌羽根を用いて、 室温で 12 0 r pmで 1時間撹拌した後、 1時間で 80°Cまで昇温した。 80°Cで 8時間、 100 rpmで撹拌した後、 溶液を冷却した。 得られた重合ポリマーの一部を 取り出し乾燥し、 重合収率を測定した。
得られた重合ポリマ一 50 gをフラスコに入れトルエン 300 gを加え、 室 温で 2時間撹拌した。 終了後、 トルエン溶液をヌッチェ上で濾過した後、 フラ スコに戻し、 トルエン 200 gを加え室温で 2時間撹抻した。 この操作をあと 2回繰り返し、 未重合のモノマー類、 不純物を抽出した。 最後に、 余剰のトル ェンをヌヅチェで除いた。
冷却管を備えた 500 mlの 4ツロフラスコに上記の樹脂 50 gを入れ、トル ェン 50mlを入れ、 30%トリメチルァミン水溶液 200 mlを加え、 50°C に昇温し 5時間攪拌した。 反応後ポリマ一を取り出し水洗した。 このポリマー をカラムに充填し、 5倍容積の MeOHを SV1で通液し、 さらに脱塩水を 5 B V通水した。
実施例— 1と同様に C 1型、 HC03型及び OH型に順次変換し、 その不純 物含量及び性能を測定した。 結果を表 1及び表 2に示した。
また、 OH型樹脂を更に超純水で水洗し、 超純水仕様のァニオン交換樹脂と した。 この樹脂の中性塩分解能力は、 1. 03meq/mL (OH型)、 及び水 分含有率は 61 % (OH型) であった。
この OH型陰イオン交換樹脂 35 OmLと強酸性陽イオン交換樹脂 ダイヤ イオン RSKT 10 L 15 OmLをゆつく り混合し、 混床樹脂を調製した。 試験例一 1
アルキルアミン類の漏出濃度の評価
超純水用樹脂として、 実施例— 5で製造された OH型ァニオン交換樹脂を用 いた。 この樹脂を内径 30mm (カラム長約 78 cm) のカラムに充填し、 25°Cの超純水 (TOC 0.5ppb) を SV30、 及び SV100で通水し た。 カラム出口水のアルキルアミン類濃度をイオンクロマト法で定量した。 こ の結果を表 3 (S V30) と表 4 (S V 100) に示した。
なお、 アルキルアミン類の分析は次の通り行った。
クラス 1000のクリーンルーム中に、 イオンクロマトグラフィ一の装置を 設置し、 超純水が外気と接しないオンライン環境で測定した。 カラム出口水の 超純水中の各種ィオンをィオン交換樹脂で捕捉して濃縮後、溶離液にて溶離し、 電気電導度検出器で測定した。 表 3及び表 4中の空塔時とは、 樹脂を充填しな いカラムに超純水を通水したときの出口水のァミン濃度を示した。
表 2と表 3中の数字の単位は p p tである。 表 3 超純水中のアルキルアミン濃度 (SV30)
TMA DMA アンモ.ニァ 通水時間(hr) 空塔時 6 h r 空塔時 6 h r 空塔時 6 h r 実施例一 4 17 60 1. 0 2 20 36
Δァミン濃度 47 1 - 0 16 超純水中のアルキルァミン濃度 (SV 100 )
TMA DMA アンモニァ 通水時間 (hr) 空塔時 6 h r 空塔時 6 h r 空塔時 6 h r 実施例一 4 5 18 0. 3 1. 0 5 9
Δアミン濃度 13 0. 7 4 .
TMAはトリメチルァミン、 DM Aはジメシルアミンを示す。
実施例一 6
高分子電解質処理
ビーカーに超純水 5 L入れ、 この中へ実施例一 5の陰イオン交換樹脂 1 Lを
加え、 ゆっくり樹脂を撹拌した。 この中へ、 分子量 5万のポリスチレンスルホ ン酸 0. 15mmo 1/L樹脂を添加し、 1時間撹袢した。 撹袢後、 ガラス力 ラムに樹脂を移し換え、 超純水を SV5で 10 L通水し、 過剰のポリスチレン スルホン酸を除去した。 得られた樹脂を取り出した。
この高分子電解質処理した陰イオン交換樹脂 35 OmLと強酸性陽イオン交 換樹脂 ダイヤイオン RSKT 10 L 15 OmLをゆっくり混合し、 混床樹 脂を調製した。 試験例一 2 超純水中の微粒子数の評価
超純水中の微粒子数の評価をした。 内径 3 Omm (カラム長約 10 O cm) のカラムに実施例一 5及び— 6の 0 H型陰イオン交換樹脂と強酸性陽イオン交 換樹脂との混床樹脂 (50 OmL) をそれそれ充填し、 25°Cで超純水 (空塔 カラム時の水質は、 TOC 0. 50 ppb, 比抵抗 18. 25 ΜΩ · cm, 微粒子数 1個以下 ZmL) を SV30で通水し、 定常状態に達したときのカラ ム出口水の比抵抗、 TOC、 及び微粒子数 (>0. 05 /m) を測定した。 出 口水の水質は、 次の分析機器を用いて評価した。 微粒子計は HORIBA P LCA— 310、 丁0(計は八11 &七 e l A- 100 OXP、 比抵抗計は D KK AQ 11を用いた。 表 5 イオン交換樹脂の微粒子数
<産業上の利用可能性 >
上記した通り、 反応原料として用いられる、 一般式 (5) で表される単量体 中には、 その合成過程の副反応或いは原料或いは原料中の不純物に由来する 種々の不純物が混入している。 係る不純物としては、 例えば、 スチレン、 ビス
(ビニルフエニル) アルカン、 ジビニルビフエニル、 ビニルフエノール、 クロ ロスチレン、 ジハロゲノアルカン等でありこれらの不純物は単量体中にかなり の程度含有されている。
これらの微量不純物の中、 特に、 1個或いは 1個以上のビニル基を有する不 純物は、 一般式 (5 ) のビニル単量体或いは架橋剤と重合して、 生成するィォ ン交換樹脂中に取り込まれる。 従来、 これらモノマー中の不純物に由来する各 種のビニル化合物は少量であるため、 イオン交換樹脂の物理的性状や交換容量 などの一般性能に実質的に影響を与えるものではないと考えられてきた。 本発 明者等はこれらの不純物の一部が亀裂 (ひび割れ) 樹脂の生成に大きく影響す ることを見出し、 イオン交換樹脂中のこれ等不純物由来の成分の含量を低減さ せることにより亀裂樹脂の少ない、 物理強度に優れた耐熱性の陰ィオン交換樹 脂を得たものである。
かくして得られる本発明の陰イオン交換樹脂は、無亀裂樹脂の含有量が高く、 物理的強度が高く、 商品価値も優れている。
発明の陰イオン交換樹脂の表面を高分子電解質で処理することにより、 樹脂 からの微粒子の発生を抑制することが可能になった。
更に、 本発明の陰イオン交換樹脂を用いれば、 純水中のアルキルアミン類濃度 が極限まで低減することが可能であり、 これを用いて製造された超純水を、 半 導体製造における洗浄水として使用することにより、 製品歩留まりが大幅に向 上すると期待されている。 本発明の陰イオン交換樹脂は、 高品質の純水を必要 とする半導体製造用途として特に有用である。
Claims
1. 下記一般式 (2) で表される繰り返し単位を主構成単位とする架橋 共重合体よりなる陰イオン交換樹脂であって、 該架橋共重合体における下記一 般式 (1) で表される構成単位の含有率が 0. 5重量%未満であることを特徴 とする陰イオン交換樹脂
(( 2 ) 式中、 Aは炭素数 3から 8のアルキレン基を示し、 R2, 及び R3 はそれそれ独立に水素原子、 炭素数 4以下のアルキル基及び炭素数 4以下のァ ルカノール基を示し、 Xはアンモニゥム基に配位した対イオンを示すが、 R2、 及び R3が同時に水素原子であることはない)。
2. 架橋共重合体中に、 下記一般式 (3)及び (4) で示される少なく とも 1種の構成単位を含み、 下記一般式 (3) で示される構成単位の含有率が 1. 5重量%未満、 下記一般式 (4) で示される構成単位の含有率が 2重量% 未満であることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の陰イオン交換樹脂
((4) 式中、 Aは炭素数 3から 8のアルキレン基を示す)。
3. 架橋共重合体中に、 一般式 (1)、 (3) 及び (4) で表される構成 単位を同時に含み、 その含有率がそれそれ 0. 5重量%未満、 1. 5重量%未 満、 及び 2重量%未満であることを特徴とする請求の範囲第 2項記載の陰ィォ ン交換樹脂。
4. 一般式 (3) で表される構成単位の含有率が 1重量%未満、 一般式 (4) で表される構成単位の含有率が 1重量%未満、 及び一般式 (1) で表さ れる構成単位の含有率が 0. 07重量%未満であることを特徴とする請求の範 囲第 2項に記載の陰イオン交換樹脂。
5. 一般式 ( 1 ) で表される構成単位の含有率が 0. 01重量%未満で あることを特徴とする請求の範囲第 1項乃至第 4項のいずれかに記載の陰ィォ ン交換樹脂。
6. —般式 (2) において、 Aがプチレン基であることを特徴とする請 求の範囲第 1項乃至第 5項のいずれかに記載の陰イオン交換樹脂。
7. 一般式 (2) において、 1^、 ; R2及び R3が同時にメチル基であるこ とを特徴とする請求の範囲第 1項乃至第 6項の何れかに記載の陰イオン交換樹 脂。
8. 下記一般式 (2) で表される繰り返し単位を主構成単位とし、 下記 一般式 (1) で表される構成単位を含有する架橋共重合体よりなるイオン交換 樹脂であって、 該陰イオン交換樹脂中の亀裂の無い樹脂の割合が 90%以上で あることを特徴とする陰イオン交換樹脂
((2) 式中、 Aは炭素数 3から 8のアルキレン基を示し、 R2、 及び R3 はそれそれ独立に水素原子、 炭素数 4以下のアルキル基及び炭素数 4以下のァ ルカノール基を示し、 Xはアンモニゥム基に配位した対イオンを示すが、 1^、 R2、 及び R3が同時に水素原子であることはない)。
9. 架橋共重合体中に、 下記一般式 (3)及び (4) で示される少なく とも 1種の構成単位を含み、 下記一般式 (3) で示される構成単位の含有率が 1. 5重量%未満、 下記一般式 (4) で示される構成単位の含有率が 2重量% 未満、 及び一般式 (1) で示される構成単位の含有率が 0. 5重量%未満であ るであることを特徴とする請求の範囲第 8項に記載の陰イオン交換樹脂
((4) 式中、 Aは炭素数 3から 8のアルキレン基を示す) (
10. 架橋共重合体中に、 一般式 (1)、 (3) 及び (4) で表される構 成単位を同時に含み、 その含有率がそれそれ 0. 5重量%未満、 1. 5重量% 未満、 及び 2重量%未満であることを特徴とする請求の範囲第 9項記載の陰ィ オン交換樹脂。
11. 一般式 (3) で表される構成単位の含有率が 1重量%未満、 一般 式 (4) で表される構成単位の含有率が 1重量%未満、 及び一般式 (1) で表 される構成単位の含有率が 0. 07重量%未満であることを特徴とする請求の 範囲第 9項に記載の陰イオン交換樹脂。
12. —般式 ( 1 ) で表される構成単位の含有率が 0. 01重量%未満 であることを特徴とする請求の範囲第 8項乃至第 11項のいずれかに記載の陰 イオン交換樹脂。
13. —般式 (2) において、 Aがブチレン基であることを特徴とする 請求の範囲第 8項乃至第 12項のいずれかに記載の陰イオン交換樹脂。
14. 一般式 (2) において、 R2及び R3が同時にメチル基である ことを特徴とする請求の範囲第 8項乃至第 1 3項のいずれかに記載の陰イオン 交換樹脂。
1 5. 下記一般式 (2) で表される繰り返し単位を主構成単位とし、 下 記一般式 ( 1) で表される構成単位を含有する架橋共重合体よりなるイオン交 換樹脂であって、 該陰イオン交換樹脂中の押し潰し強度が 2 00 g/粒以上で あることを特徴とする陰イオン交換樹脂。
((2) 式中、 Aは炭素数 3から 8のアルキレン基を示し、 R2、 及び R3 はそれそれ独立に水素原子、 炭素数 4以下のアルキル基及び炭素数 4以下のァ ルカノール基を示し、 Xはアンモニゥム基に配位した対イオンを示すが、
R2 及び R 3が同時に水素原子であることはない)。
1 6. 架橋共重合体中に、 下記一般式 (3) 及び (4) で示される少な くとも 1種の構成単位を含み、 下記一般式 (3) で示される構成単位の含有率 が 1. 5重量%未満、下記一般式(4)で示される構成単位の含有率が 2重量% 未満、 及び一般式 ( 1) で示される構成単位の含有率が 0. 5重量%未満であ るであることを特徴とする請求の範囲第 1 5項に記載の陰イオン交換樹脂
((4) 式中、 Aは炭素数 3から 8のアルキレン基を示す)。
17. 架橋共重合体中に、 一般式 ( 1 )、 (3) 及び (4) で表される構 成単位を同時に含み、 その含有率がそれそれ 0. 5重量%未満、 1. 5重量% 未満、 及び 2重量%未満であることを特徴とする請求の範囲第 16項記載の陰 イオン交換樹脂。
18. 一般式 (3) で表される構成単位の含有率が 1重量%未満、 一般 式 (4) で表される構成単位の含有率が 1重量%未満、 及び一般式 (Γ) で表 される構成単位の含有率が 0. 07重量%未満であることを特徴とする請求の 範囲第 16項に記載の陰イオン交換樹脂。
19. 一般式 (1) で表される構成単位の含有率が 0. 01重量%未満 であることを特徴とする請求の範囲第 15項乃至第 18項のいずれかに記載の 陰イオン交換樹脂。
20. —般式 (2) において、 Aがブチレン基であることを特徴とする 請求の範囲第 15項乃至第 19項のいずれかに記載の陰イオン交換樹脂。
2 1. —般式 (2) において、 R2及び R3が同時にメチル基である ことを特徴とする請求の範囲第 1 5項乃至第 20項のいずれに記載の陰イオン 交換樹脂。
22. 下記一般式 (2) で表される繰り返し単位を主構成単位とし、 下 記一般式 ( 1) で表される構成単位を含有する架橋共重合体よりなるイオン交 換樹脂であって、 該陰イオン交換樹脂に空間速度 SV 30、 通水温度 2 5°Cの 条件下で純水を通水したとき、 通水開始から 6時間後における通過純水中のァ ルキルアミン類の濃度が、 200 pp t以下であることを特徴とする陰イオン 交換樹脂。
(( 2 ) 式中、 Aは炭素数 3から 8のアルキレン基を示し、 : E^、 R2、 及び R3 はそれそれ独立に水素原子、 炭素数 4以下のアルキル基及び炭素数 4以下のァ ルカノール基を示し、 Xはアンモニゥム基に配位した対イオンを示すが、 Ri、 R2、 及び R3が同時に水素原子であることはない)。
23. 架橋共重合体中に、 下記一般式 (3) 及び (4) で示される少な くとも 1種の構成単位を含み、 下記一般式 (3) で示される構成単位の含有率 が 1. 5重量%未満、下記一般式( 4 )で示される構成単位の含有率が 2重量% 未満、 及び一般式 ( 1) で示される構成単位の含有率が 0. 5重量%未満であ るであることを特徴とする請求の範囲第 22項に記載の陰イオン交換樹脂
((4) 式中、 Aは炭素数 3から 8のアルキレン基を示す) <
24. 架橋共重合体中に、 一般式 ( 1)、 (3) 及び (4) で表される構 成単位を同時に含み、 その含有率がそれそれ 0. 5重量%未満、 1. 5重量% 未満、 及び 2重量%未満であることを特徴とする請求項 23記載の陰イオン交 換樹脂。
25. 一般式 (3) で表される構成単位の含有率が 1重量%未満、 一般 式 (4) で表される構成単位の含有率が 1重量%未満、 及び一般式 ( 1) で表 される構成単位の含有率が◦ . 07重量%未満であることを特徴とする請求の 範囲第 23項に記載の陰イオン交換樹脂。
26. 一般式 ( 1) で表される構成単位の含有率が 0. 0 1重量%未満 であることを特徴とする請求の範囲第 22項乃至第 25項のいずれかに記載の 陰イオン交換樹脂。
27. 一般式 (2) において、 Aがプチレン基であることを特徴とする 請求の範囲第 22項乃至第 2 6項のいずれかに記載の陰イオン交換樹脂。
28. —般式 (2) において、 、 R2及び R3が同時にメチル基である ことを特徴とする請求の範囲第 22項乃至第 27項のいずれに記載の陰イオン 交換樹脂。
29. 下記一般式 (2) で表される繰り返し単位を主構成単位とし、 下 記一般式 (1) で表される構成単位を含有する架橋共重合体よりなるイオン交 換樹脂であって、 該イオン交換樹脂の表面が高分子電解質で処理することを特 徴とすることを特徴とする陰イオン交換樹脂
((2) 式中、 Aは炭素数 3から 8のアルキレン基を示し、 R2、 及び R3 はそれそれ独立に水素原子、 炭素数 4以下のアルキル基及び炭素数 4以下のァ ルカノール基を示し、 Xはアンモニゥム基に配位した対イオンを示すが、 1^、 R2、 及ぴ R3が同時に水素原子であることはない)。
30. 架橋共重合体中に、 下記一般式 (3)及び (4) で示される少な くとも 1種の構成単位を含み、 下記一般式 (3) で示される構成単位の含有率 が 1. 5重量%未満、下記一般式( 4 )で示される構成単位の含有率が 2重量% 未満、 及び一般式 (1) で示される構成単位の含有率が 0. 5重量%未満であ るであることを特徴とする請求の範囲第 29項に記載の陰イオン交換樹脂
((4) 式中、 Aは炭素数 3から 8のアルキレン基を示す) (
31. 架橋共重合体中に、 一般式 (1)、 (3)及び (4) で表される構 成単位を同時に含み、 その含有率がそれそれ 0. 5重量%未満、 1. 5重量% 未満、 及び 2重量%未満であることを特徴とする請求の範囲第 30項記載の陰 イオン交換樹脂。
32. 一般式 ( 3 ) で表される構成単位の含有率が 1重量%未満、 一般 式 (4) で表される構成単位の含有率が 1重量%未満、 及び一般式 (1) で表 される構成単位の含有率が 0. 07重量%未満であることを特徴とする請求の 範囲第 30項に記載の陰イオン交換樹脂。
33. —般式 (1) で表される構成単位の含有率が 0. 01重量%未満 であることを特徴とする請求の範囲第 29項乃至第 32項のいずれかに記載の 陰イオン交換樹脂。
34. —般式 (2) において、 Aがプチレン基であることを特徴とする 請求の範囲第 29項乃至第 33項のいずれかに記載の陰イオン交換樹脂。
35. —般式 (2) において、 R2及び R3が同時にメチル基である ことを特徴とする請求の範囲第 29項乃至第 34項のいずれに記載の陰イオン 交換樹脂。
36. 高分子電解質が、 ポリスチレンスルホン酸、 ポリビニルベンジル スルホン酸、 ポリ (メタ) アクリル酸、 ポリマレイン酸、 ポリビニルスルホン 酸、 及びそれらの塩よりなる群から選ばれてなる請求の範囲第 29項乃至第 3 5項のいずれに記載の陰イオン交換樹脂。
37. 下記一般式 (2) で表される繰り返し単位を主構成単位とし、 下 記一般式 ( 1) で表される構成単位を含有する架橋共重合体よりなるイオン交 換樹脂であって、 該陰イオン交換樹脂に空間速度 SV 30、 通水温度 25°Cの 条件下で純水を通水したとき、 通水開始から 12時間後における通過純水中の 微粒子数が 50個 Zml以下であることを特徴とする陰イオン交換樹脂。
((2) 式中、 Aは炭素数 3から 8のアルキレン基を示し、 1^、 R2、 及び R3 はそれそれ独立に水素原子、 炭素数 4以下のアルキル基及び炭素数 4以下のァ ルカノール基を示し、 Xはアンモニゥム基に配位した対イオンを示すが、 1^、 R2、 及び R3が同時に水素原子であることはない)。
38. 架橋共重合体中に、 下記一般式 (3) 及び (4) で示される少な くとも 1種の構成単位を含み、 下記一般式 (3) で示される構成単位の含有率 が 1. 5重量%未満、下記一般式( 4 )で示される構成単位の含有率が 2重量% 未満、 及び一般式 ( 1) で示される構成単位の含有率が 0. 5重量%未満であ るであることを特徴とする請求の範囲第 37項に記載の陰イオン交換樹脂
((4) 式中、 Aは炭素数 3から 8のアルキレン基を示す)。
39. 架橋共重合体中に、 一般式 (1)、 (3) 及び (4) で表される構 成単位を同時に含み、 その含有率がそれそれ 0. 5重量%未満、 1. 5重量% 未満、 及び 2重量%未満であることを特徴とする請求の範囲第 38項に記載の 陰イオン交換樹脂。
40. —般式 (3) で表される構成単位の含有率が 1重量%未満、 一般 式 (4) で表される構成単位の含有率が 1重量%未満、 及び一般式 (1) で表 される構成単位の含有率が 0. 07重量%未満であることを特徴とする請求の 範囲第 38項に記載の陰イオン交換樹脂。
41. 一般式 (1) で表される構成単位の含有率が 0. 01重量%未満 であることを特徴とする請求の範囲第 37項乃至第 40項のいずれかに記載の 陰イオン交換樹脂。
42. —般式 (2) において、 Aがプチレン基であることを特徴とする 請求の範囲第 37項乃至第 41項のいずれかに記載の陰イオン交換樹脂。
43. —般式 (2) において、 1^、 R2及び R3が同時にメチル基である ことを特徴とする請求の範囲第 37項乃至第 42項のいずれに記載の陰イオン 交換樹脂。
(式中、 Aは炭素数 3から 8のアルキレン基を示し、 Zはハロゲン原子を示す。) で表されるハロアルキルスチレンと架橋剤とを、 重合開始剤の存在下、 共重合 し、 得られた架橋重合体と下記一般式 (6)
(6)
(式中、 Ri、 R2及び R3はそれぞれ独立に水素原子、 炭素数 4以下のアルキル 基及び炭素数 4以下のアルカノ一ル基を示すが、 R1 R2、 及び R3が同時に水 素原子であることはない。)
で表されるアミンを反応させる陰イオン交換樹脂を製造する方法において、 該 ハロアルキルスチレンは、 ジビニルビフエニル、 ビス (ビニルフエニル) アル カン、 及びビニルフヱノールよりなる群から選ばれる少なくとも 1種の化合物 を含有し、 かつビニルフヱノールの含量が 0 . 5重量%未満であることを特徴 とする陰イオン交換樹脂の製造法。
4 5 . —般式 (5 ) のハロアルキルスチレンが、 ジビニルビフエニル、 ビス (ビニルフエニル) アルカン、 及びビニルフエノールを含有し、 かつその 含有量がそれそれ 1 . 5重量%未満、 2重量%未満、 及び 0 . 5重量%未満で あることを特徴とする請求の範囲第 4 4項に記載の製造法。
4 6 . —般式 (5 ) のハロアルキルスチレン中のジビニルビフエニル、 ビス (ビニルフエニル) アルカン、 及びビニルフエノールの含有量が、 それそ れ 1重量%未満、 1重量%未満、 及び 0 . 0 7重量%未満であることを特徴と する請求の範囲第 4 5項に記載の製造法。
4 7 . —般式 (5 ) のハロアルキルスチレンを含有する溶液をアルカリ 水溶液に接触させた後、 一般式 ( 6 ) のァミンと反応させることを特徴とする 請求の範囲第 4 4項に記載の製造法。
4 8 . ハロアルキルスチレンを含有する溶液が、 グリニャール反応によ り得られたものである請求の範囲第 4 7項に記載の製造法。
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