WO2003055604A1

WO2003055604A1 - Appareil electrique de demineralisation

Info

Publication number: WO2003055604A1
Application number: PCT/JP2002/013856
Authority: WO
Inventors: Yohei Takahashi; Kunio Fujiwara; Takayoshi Kawamoto; Syu Nakanishi; Toru Akiyama
Original assignee: Ebara Corporation
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2003-07-10
Also published as: CN1533303A; EP1462172A1; AU2002359948A1; CA2455676A1; EP1462172A4; US20040238350A1; JPWO2003055604A1; JP4291156B2

Description

明細書

技術分野

本発明は、いわゆる電気 ¾塩装置及び電気難置用イオン交換体に関するものである。特に、水の解離を持続させ得る電気式脱塩装置用イオン交換体、特に電気置用ィオン交織布及びィオン伝導スぺーサとして最適な電気塩装置用イオン交換体、及び電気塩装置の上昇を抑制し、 & ± で運転可能な電気式脱:^置に関する。

電気^ 置とは、正負の電極間にカチオン交換膜及ぴァニオン交換膜を配列して濃縮室及び脱塩室を交互に形成し、電位勾配を駆動源として、脱塩室内において被処理液体中のイオンをイオン交換膜を通して濃縮室へと移動 ·分離させることによって、液体中のイオン成分を除去するものである。

図 1に典型的な電気^ 塩装置の概念を示す。図 1に示す電気 5»塩装置は、 P 亟 (-) と陽極（+) の間に、ァニ才ン交換膜 A、カチオン交換膜 Cが交互に配列されて、脱塩室及び濃縮室が形成されている。このァニオン交換膜とカチォン交換膜との交互配列を更に繰り返すことにより、複数の脱塩室が並列に形成される。必要に応じて、脱塩室や濃縮室内にはイオン交換体が充填されて、これにより室内でのイオンの移動が促進される。また、両端の陽極及び陰極に接する区画は一般に陽極室及ぴ陰極室と称される。これら極室は、最も電極側の濃縮室が極室として用いられる ^もあるし、あるいは、最も電極側の濃縮室の更に電極側に更にイオン交換膜を配置して独立して極室を形成する場合もある。前者の場合には、最も陰極側のイオン交換膜はカチオン交換膜、最も陽極側のイオン交換膜はァニオン交換膜であり、後者のには、最も陰極側のイオン交換膜はァニオン交麵、最も陽極側のイオン交換膜はカチオン交換膜である。ここで、極室' は、直流原により印加される電流の電子を授受するという機能を果たす。このような電気^ m蝶置の運転にぉレ、ては、陽極及びt亟に meを印加すると共に、脱塩室、濃縮室、両極室に水が供給される。濃縮室に供給される水は濃縮水、脱塩室に供給される水は彼処病と称される。このように被処 SzK及び濃縮水を脱塩室及び濃縮室にそれぞれ導入すると、水中のカチオン及ぴァニオンはそれぞれ陰極側及び陽極側に引力ゝれるが、ィオン交換膜が同種のィオンのみを選択的に透過するため、被処理水中のカチオン（C a ^{2 +}、 N a +、 Mg ^{2 +}、 H⁺など）は、カチオン交換膜 Cを通して陰極側の濃縮室へ、またァニオン（C 1—、 S〇₄ ²一、 H S i 0₃—、 C 0₃ ²—、 H C 0₃—、 OH—など）は、ァニオン交換膜 Aを通して陽極側の濃縮室へ移動する。一方、濃縮室から脱塩室へのァユオンの移動及び濃縮室から脱塩室へのカチオンの移動は、イオン交換膜の異種イオン遮断性のために aihされる。この結果、脱塩室においては、イオン濃度の低められた脱 ί^τΚが得られ、濃縮室においては、イオン濃度の高められた濃縮水が得られる。

このような電気式脱塩装置によれば、被処理水として例えば RO (逆浸透）処理水相当の不純物の少ない水を用いることで、脱; ^ _Rとして、さらに純度の高い純水が得られる。最近では、例えば半導体製造用超純水など、より高度な超純水が要求されるようになった。そこで、電気式脱:^置においては、脱塩室及び/ 又は濃縮室にィオン交換体としてカチオン交換樹脂ビーズとァユオン交^ t脂ビ一ズとを混合して充填することにより、これらの室内におけるイオンの移動を促進させるという方法が採用されていた。さ.らに、イオン交換体として、脱塩室及ぴ Z又は濃縮室内において、カチオン交換膜側にカチオン交換維材料 '(不織布など）を、ァニオン交換膜側にァニオン交換繊維材料を、それぞれ向かい合わせて配置したり、これらイオン交換 ί赫隹材料の間にスぺーサもしくはイオン伝導性を付与したィオン伝導スぺーサを充填するという方法も提案されている

(PCT/JP99/01391, 国際公報 W099/48820参照）。

このような方式の電気難置においては、イオン交換体を充填した脱塩室及び/又は濃縮室内にお Vヽて、力チオン交換基とァェオン交換基とが接触する部位が存在する。特に脱塩室内においては、図 2 ( a ) に示すように、水の解離 (H₂0→H⁺+ OH—) が起こり、この水の解離（水解）によって生成する H+ イオン及ぴ OH—イオンによって脱塩室内のイオン交換体が連続的に効率よく再生されることにより、高純度な超純水を得ることが可能になった。これは、脱塩室及び/又は濃縮室内のカチオン交換纖锥材料とァニオン交換纖隹材料との間にスぺーサ又はイオン伝導スぺーサを配置することによって、連続的なカチオン交換体充填層及びァニオン交換体充填層を形成することにより、イオンが両電極側に通過しやすくなつたため、カチオン交換体とァニオン交換体との蜣位で、局部的に官能基の対ィオンが不足し、この不足した対ィオンを補償すベく水を解離させて、カチオン交換基及ぴァユオン交換基に H+イオン及び OH—イオンを供給するようになること、また、カチオン交換基及びァニオン交換基が数 A〜数十 Aの距離で近接していると、その間に強力な電場が発生し、水が分極し解離しやすくなり、再結合することなくイオン交換体を再生することに起因すると考えられる。また、水だけでなくアルコールなどの非電解質においても、強力な電場により分極及び解離したァ-オン及ぴカチオンとなることで官能基に吸着し、除去することが可能となると考えられる

しかしこのような構成の電気式脱塩装置にお!/ヽても、長時間の運転によって運転 ®J£が上昇してしまうという問題が生じた。すなわち、図 2 (b ) に示すように、水の解離部位、すなわちカチオン交換基とァニオン交換基との撤蜣 15位において発生する電場が、カチオン交換基とァニオン交換基とを互いに引き寄せてィオン結合を形成させると、 H+ィオン及ぴ OHーィオンと結合するフリ一のィォン交換基が減少すると共に、撫虫部位における電場が弱まってしまう。すると、水を解離するエネルギーが不足し、カチオン交換基とァニオン交換基との間での水の解離が起こりにくくなり、イオン交換体の再生能力が低下する。イオン交換体の再生能力を維持するためには、さらに外部から電気エネルギーを供給して、強力な電場を与える必要があり、結果的に運転 mi£の上昇を引き起こすと考えられる。

そこで、本発明は、電気 ¾m離置の長時間 5ΐι≤時にあっても、脱塩室及び z 又は濃縮室におけるカチオン交換基とァニオン交換基との翻虫部位に生じる水の解離を阻害することなく、運転を低く維持することができる電気式脱塩装置をすることを目的とする。また本発明の目的は、脱塩室及び/又は濃縮室内でのカチオン交換基とァニォン交換基との翻虫部におけるァニオン交換基とカチオン交換基との結合を低減させることができる新規なィオン交換体及びこのィオン交換体を用いる電気塩装置をすることを目的とする。発明の開示

上記課題を解決するための手段として、本発明の第一の態様は、脱塩室及び/ 又は濃縮室に配置するイオン交換体の少なくとも一部において、ァニオン交換基と力チオン交換基との翻虫部位に、複数の異なる官能基を付与することを特徴とする。

また、本発明の第二の態様は、脱塩室及ぴ又は濃縮室に配置するイオン交換体のァニオン交換基とカチオン交換基との翻虫部位の少なくとも一部を、 2段構造のグラフト重合体側鎖によつて構成したことを特徴とする。

更に、本発明の第三の態様は、脱塩室及び Z又は濃縮室に配置するイオン交換体のァ-オン交換基とカチオン交換基との接触部位の少なくとも一部を、ィオン交換基を有する架橋構造のダラフト重合体側鎖によって構成したことを特徴とする。図面の簡単な説明

図 1は、電気式脱塩装置の概略説明図である。

図 2 ( a ) は、カチオン交換基とァユオン交換基との擲蛣 15における水解発生のメカニズムを示す模式図である。図 2 (b ) は、長時間運転後の電気式脱塩装置におけるカチオン交換基とァニオン交換基との纖虫部における水解発生抑制のメカニズムを示莫式図である。 .

図 3は、本発明の第一の態様の好ましい実施形態による電気式脱:^^置の概略ネ莫式図である。

図 4 ( a ) は、本発明の第一の態様の複数官能基を有するイオン交換体におけるァニオン交換基とカチオン交換基との翻虫部位の拡大模式図である。図 4

( b ) は、長時間運転後の電気 ¾m ^置における本発明の第一の態様に係るィオン交換体におけるカチオン交換基とァニオン交換基との翻虫部における氷解発生のメカェズムを示す模式図である。

図 5は、本発明の第一の態様の別の好ましレヽ実施形態による電気^ 置の概略模式図である。

図 6は、実施例 1で用いた電気式脱: ^置の概略模式図である。

図 7は、本発明の第二の態様に係る 2段グラフト構造を有するイオン交換体の製造プロセスの概念を示す図である。

図 8は、本発明の第二の態様に係る 2段グラフト構造を有するイオン交換体によって、イオン交換基同士のィオン結合の形成が抑制される原理を示す図である。図 9は、本発明の第二の態様の好まし、実施形態による電気式脱塩装置の概略模式図である。

図 1 0は、本発明の第三の態様に係る架橋グラフト構造を有するイオン交換体を用いたの、カチオン交換基とァ-オン交換基との撫虫部における水解発生のメカニズムを示す模式図である。

図 1 1は、本発明の第三の態様の好まし！/、実施形態による電気式脱塩装置の概略模式図である。 - 発明を実施するための最良の形態

本発明の第一の態様は、脱塩室及び Z又は濃縮室に配置するイオン交換体の少なくとも一部において、ァニオン交換基とカチオン交換基との擲蛣 15位に、複数の異なる官能基を付与することを特徴とする。

すなわち、本発明の第一の態様によれば、陽極と陰極との間に、カチオン交換膜及びァニオン交換膜を少なくとも一部交互に配設して脱塩室と濃縮室とを形成してなる電気 ¾m塩装置であって、少なくとも上記脱塩室及び/又は濃縮室にはイオン交換体が配置されており、該イオン交換体の少なくとも一部が、それと反対の符号の ¾ffを持つィオン交換体及び/又はィオン交換膜との翻虫部にぉ、て複数の異なる官能基を有することを樹敷とする電気 «塩装置が«される。本発明の第一の態様においては、上記イオン交換体は、少なくとも脱塩室に配置されていることが好ましい。本発明の第一の様にぉ、て、「ィオン交換体」とは、，少なくとも 1種のィォン交換基を有するものであれば、その形状や寸法を問わず、例えば、イオン交換樹脂ビーズや、鎩锥又は不織布や織布などに少なくとも 1種のイオン交換基を導入させたもの、例えばイオン交換纏隹、イオン交^織布、イオン交換織布、ィオン伝導ネット、イオン伝導斜交網、イオン交換膜などを含む意味で用いる。電気置においては、脱塩室及び/又は濃縮室に配置されたイオン交換体が、反対符号の電荷を有するイオン交換体又はィオン交換膜との擲蜣 1におレヽて、力チオン交換基とァニオン交換基との撤虫部で水の解離が生じることで、この水の解離によつて発生する Η+及ぴ Ο Η一によつてカチオン交換体及びァニォン交換体が再生されることにより、長時間の運転を可能にしている。この水の解離を生じさせるためには、脱塩室及ひン又は濃縮室に配置されたカチオン交換体とァニオン交換体の少なくとも一方は、強酸性力チオン交換体又は強塩基†生ァニオン交換体であることが好ましい。特に、強酸性カチオン交換体及び強塩 ¾†生ァ二オン交換体の組合せで用いることが好ましい。これは、カチオン交換体とァニオン交換体との翻虫部における水の解離が、強酸性力チオン交換基と強塩基性ァ二オン交換基との間における強力な電場の発生でより良好に生じるからである。し力し、強酸性カチオン交換基と強 ¾¾†生ァニオン交換基との組^:だけでは、両者の翻 δ部において、図 2 (b ) に模式的に示し、下記に化学反応式で示すように、カチオン交換基とァニオン交換基とにより生じる強力な電場の力で互いに強く引き合い、カチオン交換基とァニオン交換基とのイオン結合が進み、長時間の運転後には、カチオン交換基及びァニオン交換基の電荷が消失し、接触部位での電場が消失し、 H+イオン及び OH—イオンの解離が阻害されることになる。

S0₃H + N(C )₃0H→ Ιζ- S0₃ ⁺(CH₃)₃"W- + H₂0 本発明の第一の態様においては、水の解離部すなわちカチオン交換基とァニォン交換基との擲螃にお、て、ィオン交換体に複数の異なる官能基を付与することで、上記式の中和反応を抑制し、水の解離に要する «!£の上昇を抑制し、電気塩装置の運転の上昇を抑制する。なお、本発明において、水の解離部すなわちカチオン交換基とァニオン交換基との接触部とは、脱塩室及び/又は濃縮室内にィオン交月旨を充填するには、カチオン交旨とァニオン交脂との擲蛣及び、イオン交謹旨とそれと反対符号の電荷を持つイオン交換膜との翻虫部、例えばカチオン交脂とァニオン交換膜との撤部が含まれる。また、脱塩室内に、カチオン交換膜側にカチオン交換繊維材料を、ァニオン交換膜側にァニオン交換雌材料を、それぞれ向力^、合わせて配置する:^には、力チオン交換繊維材料とァユオン交換繊維材料との翻虫部力 S含まれる。さらに、脱塩室内において、カチオン交換膜側に配置したカチオン交換繊隹材料と、ァニォン交換膜側に配置したァニオン交換難材料との間に、イオン伝導性を付与したイオン伝導スぺーサを配置するには、両者のイオン交換謙材料及びそれと '反対符号の電荷を有するイオン伝導スぺーサとの纖虫部、すなわちカチオン交換繊維材料とァ二オン伝導スぺーサとの翻部、又はァユオン交換纏隹材料とカチオン伝導スぺーサとの撤虫部力《含まれる。さらに、両者のィオン交換 ϋ隹材料の間にァニオン伝導スぺーサ及ぴカチオン伝導スぺーサを配置する; ^には、ァ- オン伝導スぺーサと力チオン伝導スぺーサとの翻虫部も含まれる。

電気 ¾¾置を構成するイオン交換膜としては、通常市販されているイオン交換膜を制限なく用いることができ、カチオン交換膜として例えば、 NE0SEPTA CMX (トクャマソーダ）、ァニオン交擁莫としては例えば、 NEOSEPTA ΑΜΧ (トクャマソ一ダ）等を使用することができる。

また、本発明の第一の態様に係る電気 5«塩装置において、脱塩室及び Ζ又は濃縮室内に配置されるイオン交換体としては、例えば、イオン交漏脂ビーズを用いることができる。このような目的で用いることのできるィオン交換樹脂ビーズとしては、当該技術にぉレ、て公知の、ポリスチレンをジビュルべンゼンで架橋したビーズなどを基材樹脂として用いて製造したものを用いることができる。例えば、スルホン基を有する強酸性カチオン交換樹脂を製造するには、上記の ¾1才樹脂を硫酸ゃク口ロスルホン酸のようなスルホン化剤で処理してスルホンィ匕を行い、才にスルホン基を導入することによって、強酸生カチオン交讓脂を得る。また、例えば 4級アンモニゥム基を有する強塩基性ァニオン交議旨を製造する^には、樹脂をクロロメチル化処理した後、トリメチルァミンのような 3級ァミンを反応させて 4級ァンモニゥム化を行うことにより、強塩基性ァ二オン交旨を得る。このような製造方法は当該技術分野において公知であり、またこのような手法によって製造されたイオン交換樹脂ビーズは、例えば、カチオン交腿脂として、 Dowex MONOSPHERE 650C (ダウケミカル）、 Amberlite IR- 120B (ローム &ハース）、ァニオン交^ ϋ脂として、 Dowex MONOSPHERE 550Α (ダゥケミカル）、 Amberlite IRA- 400 (ローム &ハース）などの商品名で巿販されている。

また、本発明の第一の態様に係る電気式脱塩装置において脱塩室内に配置されるイオン交換体としては、イオン交換樹脂ビーズに代えて、イオン交換灘材料やイオン伝導スぺーサを用いることもできる。また、濃縮室内においては、ィォン伝導スぺーサーを充填することができる。すなわち、 »、不織布などの材料を用いてシート状凝才を形成し、このシート状基材にイオン交換基を導入して形成されたイオン交換繊維材料、又はネットなどの基材にイオン交換基を導入して形成されたイオン伝導スぺーサをイオン交換体として好ましく用いることができる。このようなィオン交換体の使用態様としては、例えばィオン伝導スぺーサーを脱塩室及び/又は濃縮室内で対向配置させたり、脱塩室内で対向配置させたイオン交換繊維材料の間にイオン伝導スぺーサを介在させる態様などがある。このように、イオン交換繊維材料やイオン伝導スぺーサを使用するには、ィオン交換樹脂ビーズでは充分に除去できないシリカなどの弱電解質や、アルコーノ Η=他の有機薬品など有機炭素（T0C) 成分を含むイオンを良好に除去することができるという利点もある。

本発明に係る電気式脱塩装置に好ましく用いられるィオン交衡麵材料としては、高分子麵基材にイオン交換基をグラフト重合法によって導入したものを挙げることができる。高分子 ί辦隹よりなるグラフト化基材は、ポリオレフイン系高分子、例えばポリエチレンやポリプロピレンなどの一種の高分子から構成される単纖隹であってもよく、また軸芯と鞘部とが異なる高分子から構成される複合繊維であってもよレ、。用いることのできる複合条働隹の例としては、ポリオレフイン系高分子、例えばポリエチレンを鞘成分とし、鞘成分として用いたもの以外の高分子、例えばポリプロピレンを芯成分とした芯鞘構造の複合 H佳が挙げられる。かかる複合锥ネ才料に、イオン交換基を、放射線グラフト重合法を利用して導入したものが、イオン交換能力に優れ、厚みが均一に製造できる上に、 TOC溶出が少ないので、本発明において用いられるイオン交換繊隹材料として好ましい。なお、イオン交換体としてイオン交衡縣隹材料を用いると、イオン交謹旨ビーズを用いると比較して、ビーズの緊密充填の必要性、ビーズの緊密充填ゆえの脱塩室内への高!/、流入圧力の保持の必要性、ビーズの形状ゆえの偏在のおそれ、ビーズの均一混合の必要性、ビーズ充填空隙率の制御の必要性などを排除することができるので、より好ましい。また、イオン交換繊維材料グラフト重合により作製する：^には、基材として厚さ 0. 1〜： I. 0mm、目付 10〜100g/m²、空隙率 50〜98%、繊維径 10〜70 111の範囲の不織布が、良好で安定な処理水質を得るために特に好ましい。

また、イオン伝導スぺーサとしては、ポリオレフイン系高分子製樹脂、例えば、従来電気透析槽において使用されていたポリエチレン製の斜交網（ネット）を基材として、これに、放射線グラフト法を用いてイオン交衡幾能を付与したものが、イオン伝導性に優れ、被処 ¾Κの分散性に優れているので、好ましい。なお、放射線グラフト重合法とは、高分子基材に放射線を照射してラジカルを形成させ、これにモノマーを反応させることによってモノマーを勘才中に導入する技法である。

放射線グラフト重合法に用いることができる放射線としては、 α線、線、ガンマ線、電子線、紫外線等を挙げることができるが、本発明においてはガンマ線や電子線を好ましく用いる。放射線グラフト重合法には、グラフト基材に予め放射線を照射した後、グラフトモノマーと翻虫させて反応させる前照射グラフト重合法と、基材とモノマーの共存下に放射線を照射する同時照射グラフト重合法とがあるが、本発明においては、いずれの方法も用いることができる。また、モノマーととの接触方法により、モノマー溶液にを浸漬させたまま重合を行う液相グラフト重合法、モノマーの蒸気に纖才を翻虫させて重合を行う気相グラフト重合法、をモノマー溶液に浸漬した後モノマー溶液から取り出して気相中で反応を行わせる含浸気相グラフト重合法などを挙げることができるが、いずれの方法も本発明にぉレ、て用いることができる。これら繊維 ¾W及びスぺーサ纖才に導入するイオン交換基としては、特に限定されることなく種々のカチオン交換基又はァニオン交換基を用いることができる。例えば、カチオン交換基としては、スルホン基などの強酸性カチオン交換基、リン酸基などの中酸 I¹生カチオン交換基、カルボキシル基などの弱酸 I·生力チ才ン交換基、ァニオン交換基としては、第 1級〜第 3級ァミノ基などの弱塩基性ァニオン交換基、第 4級アンモユウム基などの強塩基性ァニオン交換基を用いることができ、あるいは上記カチオン交換基及ぴァニオン交換基の両方を併有するイオン交換体を用いることもできる。

これらの各種イオン交換基は、これらのイオン交換基を有するモノマーを用いてグラフト重合、好ましくは放射線グラフト重合を行う力、又はこれらのイオン交換基に転換可能な基を有する重合性モノマーを用いてグラフト重合を行った後に当該基をイオン交換基に転換することによって、锥又はスぺーサ基材に導入することができる。この目的で用いることのできるイオン交換基を有するモノマーとしては、アクリル酸 (AAc) 、メタクリル酸、スチレンスノレホン酸ナトリウム（SSS) 、メタタリルスルホン酸ナトリウム、ァリルスルホン酸ナトリウム、ビニルスルホン酸ナトリウム、ビニノレべンジノレトリメチノレアンモニゥムク口ライド (VBTAC) 、ジェチルァミノェチルメタクリレート (DMAEMA) 、ジメチルァミノプロピゾレアクリルアミド（DMAPM) などを挙げることができる。例えば、スチレンスルホン酸ナトリゥムをモノマーとして用いて放射線グラフト重合を行うことにより、對才に直接、強酸性カチオン交換基であるスルホン基を導入することができ、また、ビニノレベンジルトリメチノレアンモユウムクロライドをモノマ一として用いて ¾f線ダラフト重合を行うことにより、 ¾« こ直接、強塩基性ァ二オン交換基である第 4級アンモニゥム基を導入することができる。また、ィォン交換基に転換可能な基を有するモノマーとしては、アクリロニトリル、ァクロレイン、ビニノレピリジン、スチレン、クロロメチノレスチレン、メタクリノレ酸グリシジル (GMA) などが挙げられる。例えば、メタクリル酸グリシジルを腿線グラフト重合によって基材に導入し、次に亜硫酸ナトリゥムなどのスルホン化剤を反応させることによつて強酸 !·生力チオン交換基であるスルホン基を導入したり、又はク口ロメチノレスチレンをダラフト重合した後に、をトリメチルァミン水激夜に浸漬して 4級ァンモ-ゥム化を行うことによって、強塩 ¾†生ァニオン交換基である第 4級ァンモニゥム基を基材に導入することができる。

なお、電気式脱塩装置の脱塩室及び/又は濃縮室内に導入するイオン交換体としては、強酸 I¹生カチオン交換基であるスルホン基を有するカチオン交換体、並びに、強塩基性ァニオン交換基である第 4級アンモニゥム基を有するァユオン交換体を用いることが好ましい。これは、上記に説明したように、イオン交換体の再生に必要な H+イオン及び OH_イオンを生成するカチオン交換体とァニオン交換体との翻部における水の解離が、強酸性カチオン交換基と強塩基性ァニオン交換基との間でより良好に生じることに加えて、イオンを吸着除去する能力が非常に高いからである。

本発明の第一の態様にぉレ、ては、上記に説明したような電気 5¾兑難置の脱塩室及ぴ Z又は濃縮室内、好ましくは少なくとも脱塩室内に配置される上記の各種形態のイオン交換体の少なくとも一部が、それと反対の符号の電荷を持つイオン交換体及び/又はィオン交換膜との接触部にぉレ、て複数の異なる官能基を有することを特徴とする。

このような複数の異なる官能基としては、例えば、少なくとも 1種の強酸性力チオン交換基と非強酸†生力チオン交換基又はノ二オン交換基との組合せ、又は少なくとも 1種の強塩基性ァニオン交換基と非強塩基性ァニオン交換基又はノニォン交換基との組合せを好ましく用いることができる。強酸 I·生カチオン交換基としては、スルホン基 (一 S O ₃一）などを好ましく挙げることができ、強塩基性ァニオン交換基としては、 4級アンモニゥム塩基（一 N+R ₃)として、トリメチノレアンモニゥム基 (一 N+ (CH₃) ₃)、トリェチルアンモニゥム基 (一 N+ (C ₂H₅) ₃)、ジメチノレエタノールァンモニゥム基 (一 N+ (CH₃) ₂ (C ₂H₅ OH) ) などを好ましく挙げることができる。一方、非強酸又は非強塩基性イオン交換基としては、カノレポキシノレ基 (- C OOH) 、などの弱酸性カチオン交換基、リン酸基 (- P 0₃H₂) などの中酸性カチオン交換基、 1級ァミノ基（一 NH₂) 、 2級アミノ基（一 NRH) 、 3級ァミノ基（一 NR₂) などの弱塩基性ァニオン交換 ' 基、水酸基 (-OH) 、アミド基（一 C〇NH₂) などのノニオン'隨 zK基などを好ましく挙げることができる。ノニオン†«水基は、ノニオン '|«水基を有する重合性モノマーをグラフト重合することにより、或ヽは、ノ二オン '隨水基に転換可能な基を有する重合性モノマーをグラフト重合した後に、該基をノニオン

'1«水基に転換することによって、に導入することができる。ノニオン '1« 7基を有する重合性モノマーとしては、例えば、 N， N—ジメチルアクリルアミド、アタリルァミド、ジメチルァクリルアミド、メタクリルァミド、ィソプロピルァクリルアミド、 2—ヒドロキシェチルメタクリレートなどを挙げることができる。また、例えば、メタクリル酸グリシジルを基材にグラフト重合した後に、硫酸水溶液で才を加温処理してエポキシ基を開環させてジオール化することによって、ノ-オン', 7K基である水酸基を凝才に導入することができる。

本発明の第一の態様において、電気式置の脱塩室及び/又は濃縮室内に配置される複数の異なる官能基を有するイオン交換体は、上記に示した種々の官能基から複数の異なる官能基を選択し、選択された複数の官能基を上記に示した方法を用いて基材に導入することによって形成することができる。例えば、強塩基性ァニオン交換基である第 4級ァンモニゥム基を有する重合性モノマーとしてビエルべンジルトリメチルアンモニゥムク口ライドと、ノ二オン性基であるアミド基を有する重合性モノマーとして N， N—ジメチルアクリルアミドとを用い、これらのモノマーの混合液を用いて、繊維基材ゃスぺーサ一基材にグラフト重合を行うことによって、複数の異なる官能基を有するイオン交換体を形成することができる。

また、イオン交換体として、電気 ¾m ^置の脱塩室及び/又は濃縮室内にィオン交隨脂ビーズを配置するには、当該技術にぉレ、て公知の方法によって、複数の官能基を有するィオン交,旨ビーズを形成することができる。例えば、強酸 [·生力チオン交換基と弱力チオン交換基とを有する力チオン交^ it脂ビーズの ^には、フエノールスルホン酸をホルムアルデヒド及びフエノールと共に縮重合すると、スルホン基とフエノール基を持った樹脂が合成される。。また、強塩基个生ァ二オン交換基と弱塩基性ァニオン交換基とを有するァニオン交脂ビーズの ^には、クロロメチルスチレンとジビュルベンゼンを混合し、開始剤を用いて水中で懸濁重合を行い、 2次反応として、トリメチルァミン、ジメチルアミン混合水^ ί夜により処理し、トリメチルァンモユウム基及ぴジメチルァミド基を持ったァニオン交 «f脂が合成される。

本発明の第一の態様で用いる複数の異なる官能基を有するイオン交換体においては、少なくとも 1種のィオン交換基は強謝生又は強塩基生ィオン交換基であり、それぞれ弱酸性又は弱塩基性ィオン交換基及び/又はノユオン' 1411水性基との組で用いることが好ましい。具体的には、強酸性カチオン交換基と弱酸性カチオン交換基との組合せのには、イオン交換容量比で強酸生カチオン交換基：弱酸性カチオン交換基 = 1 ： 1〜1.： 3が好ましく、例えばスルホン基（スチレンスルホン酸ナトリウム）：カルボキシル基（アタリル酸） =1： 1. 70が特に好ましい。強塩基性ァニオン交換基と弱塩基性ァニオン交換基との組^:の ^には、イオン交換容量比で強塩基性ァニオン交換基：弱塩基性ァニオン交換基 =

1 : 0. 01〜1 : 0. 1が好ましく、例えば 4級アンモニゥム基（トリメチルアミン）： 3級ァミノ基（ジメチルァミン） =1： 0. 01が特に好まし！/、。強塩基性ァユオンとノニオン性官能基との組^:のには、イオン交換容量比で 1 ： 1〜 1 ： 3が好ましく、例えば 4級アンモ-ゥム基 (ビニノレべンジノレトリメチルアンモユウムクロライド）：ノ二オン醒水體 (N, N -ジメチルァクリルアミド） = 1 : 2. 4が特に好ましレヽ。強酸性又は強塩 ¾†生ィオン交換基と非強謝生又は非強塩基性官能基との比率を上記範囲内にすることによって、強酸性及び強塩基性ィオン交換基同士のィオン結合を阻害する程度の立体障害となり得る非強酸生及び非強塩基性官能基を導入することができ、且つ異なる電荷のイオン交換体間の接触部位に水の解離を阻害しなレヽ程度の電場を維持することができる。

本発明の第一の態様で用いる複数の異なる官能基の組^:としては、強酸性力チオン交換基と中〜弱酸性カチオン交換基又はノ二オン性官能基、強塩基性ァニオン交換基と中〜弱塩基性ァニオン交換基又はノ二オン性官能基の各組合せを拳げることができる。具体的には、 4級アンモニゥム基とジメチルァミド基との組 ^¾：、 4級ァンモ-ゥム基と 3級ァミノ基との組合せ、スルホン基とカルボキシル基との組^:、 4級ァンモニゥム基と 7k酸基との組合せ、スルホン基と水酸基との組^:等を挙げることができる。本発明の第一の態様に係る電気塩装置においては、上記に説明したように、脱塩室及び/又は濃縮室にィオン交換体が配置されており、該ィオン交換体の少なくとも一部が、それと反対の符号の ®tを持つイオン交換体及び/又はイオン交換膜との翻虫部にぉ、て複数の異なる官能基を有しているので、異種の官能基の存在によつてカチオン交換基とァニオン交換基とのィオン結合が形成されるのが抑制され、水の解離が起こりにくくなるという問題が解消される。例えば、図 4に示すように、カチオン交換基としてスルホン基（一 S O ₃一）を有するカチォン交換体と、ァニオン交換基として第 4級アンモニゥム基（_N+ (CH₃) ₃) を有するァニオン交換体とが翻虫する部位において、ァニオン交換体のグラフト鎖に更にノニオン性官能基としてジメチ /レアミド基（一C O— N (CH₃) ₂) を混在させると、このジメチルアミド基が立体障害として働いて、すなわちァニオン交換基とカチオン交換基との距離を長くして、スルホン基と第 4級アンモニゥム基とのイオン結合を阻害する。これにより、カチオン交換基とァユオン交換基との作用による水の解離がイオン結合の形成によって抑制されるという問題が緩和され、電気 ¾mt蝶置の藤 ¾ffが長期間の運転によって上昇するという問題点が緩和される。

. 更に本発明の第一の態様においては、脱塩室内にイオン交換体として、カチォン交換膜側にカチオン交換繊隹材料を、ァニオン交換膜側にァニオン交換繊維材料をそれぞれ向カゝぃ合わせて配置し、更にこれらイオン交換纏維材料の間に、複数の異なる官能基を付与したイオン伝導スぺーサを用いると、被処理水を分散して流しゃすくするので、運転 Sffiの上昇を著しく軽減させることができると同時に、そのイオン捕捉機能により脱塩率も著しく向上し、炭酸成分、シリカ成分、有機窒素系（T0C) 成分も良好に除去することができる。

力かる態様において用いるイオン伝導スぺーサとしては、被処 ® が乱流を起こしながら分散して流れやすいこと、スぺーサとイオン交換体とが十分に密着することができること、溶出物や粒子の発生が少ないこと、圧力損失が少ないこと等の条件を満たすものであればよく、形状、寸法は適宜設定することができるが、これらの条件をすベて良好に満たすものとして、斜交網を挙げることができる。処理流量を大きくすることができ、圧力損失が小さい好ましい網の^ 1¥としては、 0. 3〜1. 5mmを挙げることができ、全体としてこの範囲内であれば非常に肉薄のスぺーサを複数枚用いることもできる。複数枚のイオン伝導スぺーサを用いる場合には、ァニオン交換体側には複数の異なるァニオン交換基を有するイオン伝導スぺーサを配設し、力チオン交換体側には複数の異なるカチオン交換基を有するイオン伝導スぺーサを配設することが好ましい。し力し、イオン伝導スぺーサの配置はこれに限定されるものではなく、被処理水の水質に依存して変動し、ィォン交換体の間に、複数の異なるァニオン交換基を有するイオン伝導スぺーサのみ、ある、は複数の異なる力チオン交換基を有するイオン伝導スぺーサのみを、複数枚、配設してもよい。あるいは、複数の異なる官能基を有するイオン交換体の間に、通常の単一のィオン交換基を有するィオン電導性スぺーサ及び/又は複数の異なる官能基を有するィオン電導性スぺーサを配設してもよい。

本発明の電気塩装置にぉレヽては、好ましくは 2. 5〜5廳の厚さの脱塩室及び/又は濃縮室の中に、ァニオン交換体、カチオン交換体、及び場合によってはイオン伝導スぺーサを挟み込む。それぞれの厚さは、被処 STk流量、圧力損失、被処理水の水質、 HIE等を考慮して、適宜決定することができる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の第一の態様をさらに詳細に説明する。図 3は、本発明の第一の態様の好ましい実施形態に力かる電気 ¾E塩装置の模式図であり、図 4は、本発明の第一の好ましい実施形態に力かる電気式脱塩装置の脱塩室内に配設されているァユオン交換体と力チオン交換体との翻虫部位の拡大模式図である。

図 3に示すように、本発明の第一の態様の好ましい実施形態にかかる電気式脱： ^置は、陽極と陰極との間に、ァニオン交換膜 A及ぴカチオン交換膜 Cを少なくとも一部交互に配設して脱塩室と濃縮室とを形成してなる電気塩装置である。少なくとも脱塩室には、カチオン交換繊锥材料からなるカチオン交織布とァニオン交換i隹材料からなるァニオン交換不織布とが対向配設され、この力チオン交換不織布側にはカチオン伝導スぺーサが、ァニオン交換不織布側には複数の異なる官能基を有するァニオン交換伝導スぺーサが、それぞれ配置されている。図示した実施形態においては、 1組のセル（濃縮室 Z脱塩室/濃縮室）のみを記載しているが、必要に応じて、カチオン交換膜とァニオン交擁莫の配列を繰り返すことによって、脱塩室のセル（濃縮室/脱塩室/濃縮室の組^:) が電極間に複数個並列に配置される。また、イオン交換膜の配列は、一部において、同種のィオン交換膜を連続して配列する部分が存在して!/、てもよレ、。

図 3の脱塩室に配設されているァニオン伝導スぺーサは、複数の異なる官能基をグラフト重合法を用いて斜交網基材に導入して形成したイオン交換体である。図 4に、脱塩室内に配設されてレヽるァニオン交換体と力チオン交換体との翻虫部位を拡大して、模式的に示す。図 4には、対向配置されたスルホン基（S〇₃一）を有するカチオン交換体のグラフト鎖部分と、ジメチルアミド基（（CH₃)₂N— CO) 及ぴトリメチノレアンモ-ゥム基 ((CH₃)CN⁺) を有するァニオン交換体のグラフト鎖部分と、が拡大されて示されている。

次に、図 3及び 4で示される本発明の第一の態様にカゝかる電気式脱塩装置の操作を説明する。陰極と陽極の間に、直流 mi£を印カ卩し、被処理水を通水すると、被処理水中の Ca²⁺、 Mg²⁺、 N a +などのカチオンは、脱塩室のカチオン交換体によりイオン交換されて、電場下でカチオン交換体からカチオン交換膜を通過して、濃縮室に透過し、濃縮水として排出される。一方、被処 STR中の C 1—、 so₄ ²—などのァニオンは、脱塩室のァニオン交換体によりイオン交換されて、電場下でァニオン交換体からァニオン交換膜を通過して、濃縮室に藤し、濃縮水として排出される。

このとき、図 4 (a) に示すように、カチオン伝導スぺーサのグラフト鎖部分とァニオン伝導スぺーサのグラフト鎖部分との翻部位では、カチオン交換基 S 0₃一とァニオン交換基（CH₃)₂N—CO及ぴ（CH₃)₃N+との近接によって生じる電場の影響で、水が解離し、カチオン交換体側に H+イオンが引きつけられ、ァニオン交換体側に OH—イオンが引きつけられる。云時間力 S長くなるにつれ、強酸 ["生カチオン交換体の SO ₃一と分子が大きくカチオン交換基との距離が短い弱塩基性ァニオン交換体の（CH₃)₂N— COとの結合が進む力ァニオン交換体には、弱塩基性イオン交換基（CH₃)₂N— COの他に分子が小さくカチオン交換基との距離が長い強塩基性イオン交換基である（CH₃)₃N⁺があり、この強塩基性ィオン交換基（ C H ₃) ₃ N+と強酸 !·生ィオン交換基 S O ₃ との結合が分子の大きレ、弱塩基性ァニオン交換体の（CH₃)₂N— COによつて阻害されて進みにくく、電荷を維持するので、 OH—がァニオン交換体側に引きつけら続ける。こうして、水の解離が引き続き生じるので、水の解離に要する ¾!£の上昇が抑制される。

次に、図 5に本発明の第一態様の別の好ましい形態にカゝかる電気置を模式的に示す。この実施形態に力かる電気難置は、脱塩室に対向配設するカチオン交織布とァニオン交鮮織布の間に、複数の異なる官能基を有するァニオン伝導スぺーサを 2枚配置したものである。このには、ァニオン交換体と力チオン交換体との間での水の解離が、力チオン交換不織布とァニオン伝導スぺーサとの間に生じる。

次に、本発明の第二の態様は、脱塩室及び Z又は濃縮室に配置するイオン交換体のァユオン交換基とカチオン交換基との接触部位の少なくとも一部を、 2段構造のグラフト重合体側鎖によって構成したことを特徴とする。

すなわち、本発明の第二の態様によれば、陽極と陰極との間にカチオン交換膜及ぴァユオン交換膜を少なくとも一部交互に配設して脱塩室と濃縮室とが形成され、上記脱塩室及び又は濃縮室にはイオン交換体が配置されており、該イオン交換体の少なくとも一部が、有機高分子基材の主鎖上にイオン交換基を有するグラフト重合体側鎖を有していて、該グラフト重合体側鎖上に更に第 2のグラフト重合体側鎖が導入されているものであることを特徴とする電気置がされる。なお、本発明の第二の態様に係る電気 «雖置においては、イオン交換体、特に、有機高分子謝の主鎖上にイオン交換基を有するグラフト重合体側鎖を有していて、該グラフト重合体側鎖上に更に第 2のグラフト重合体側鎖が導入されているイオン交換体は、少なくとも脱塩室内に配置することがより好ましい。

本発明の第二の態様にぉレ、ては、「ィオン交換体」とは、少なくとも 1種のィオン交換基を有するものであればよく、例えば、 ϋ纏隹又は不織布や織布、或いは斜交網等のスぺーサ一基材などに少なくとも 1種のイオン交換基を導入させたもの、例えばイオン交換繊維、イオン交^^織布、イオン交換»、イオン伝導ネット、イオン伝導斜交網、イオン交換膜などを含む意味で用いる。これらの各種イオン交換体としては、上記に説明した種々の形態のものを用いることができる。なお、脱塩室には、上記のイオン交換纖、イオン交織布、イオン交縣、イオン伝導ネット、イオン伝導斜交網などを充填することが好ましく、濃縮室には、上記のィオン伝導ネット、ィオン伝導斜交網などを充填することが好ましレ、。本発明の第二の態様においては、水の解離部すなわちカチオン交換基とァニォン交換基との翻虫部の少なくとも一部において、イオン交換体の少なくとも一方として、有機高分子基材の主鎖上にイオン交換基を有するグラフト重合体側鎖を有していて、該グラフト重合体側鎖上に更に第 2のグラフト重合体側鎖が導入されているものを用いる。即ち、上記イオン交換体は、基材の主鎖上にまずイオン交換基を有する第 1のグラフト重合体側鎖が形成され、次に当該グラフト重合体側鎖の上に更に第 2のグラフト重合体側鎖が形成されていることを特徴とする。このように、第 1のグラフト重合体側鎖から更に第 2のグラフト重合体側鎖を伸ばすことにより、第 2のグラフト重合体側鎖が立体障害となって、第 1のグラフト重合体側鎖の上に配置されているィオン交換基が、反対側の電荷を持つィオン交換基と引きつけあってィオン結合を形成するのが抑制される。本発明の第二の態様においては、このようなメカ-ズムによって上記式の中和反応を抑制し、水の解離に要するの上昇を抑制し、電気 ¾ 塩装置の運転 ®j£の上昇を抑制する。更に、本発明の第二の態様によれば、 2段目グラフトの反応条件を制御して

2段目グラフト鎖の長さを制御することにより、ァニオン交換基とカチオン交換基との間の距離を調整することが可能になり、これにより水解に最適な官能基間距離を維持することが可能になる。

本発明の第二の態様にぉレ、ては、上記にぉ、て本発明の第一の態様及び第二の態様に関連して説明したような電気式脱:^置の艦室及び/又は濃縮室内、より好ましい態様においては少なくとも脱塩室内に配置される上記の各種形態のィオン交換体の少なくとも一部が、有機高分子基材の主鎖上にイオン交換基を有するグラフト重合体側鎖を有していて、該グラフト重合体側鎖上に更に第 2のダラフト重合体側鎖が導入されていることを特徴とする。力かるイオン交換体は、少なくとも脱塩室内に配置することが好ましい。

このような 2段グラフト構造を有するダラフト重合体側鎖は、有機高分子謝に対して第 1のグラフト重合を行なってイオン交換基を有するグラフト重合体側鎖を形成し、続けて第 2のグラフト重合を行うことによって形成することができる。この際、第 1のグラフト重合においては、上述の各種モノマーを用いて各種のイオン交換基を基材に導入することがきる。また、第 2のグラフト重合にお V、ては、上述の各種モノマーを用いて各種のィオン交換基を有する第 2のグラフト重合体側鎖を第 1のグラフト重合体側鎖上に形成することもできるし、或いは、ノニオン性の親水基、例えば水酸基、アミド基などを有する第 2のグラフト重合体側鎖を第 1のダラフト重合体側鎖上に形成することもできる。例えば、第 2のグラフト重合において、ノエオン '1«水基を有する重合性モノマーをグラフト重合することにより、或レ、は、ノ二オン'隨水基に転換可能な基を有する重合性モノマーをグラブト重合した後に、該基をノニオン' 水基に転換することによつて、ノ二オン '1411水基を有する第 2のグラフト重合体側鎖を第 1のグラフト重合体側鎖上に形成することができる。この目的で用いることのできるノユオン '|« Zk基を有する重合性モノマーとしては、例えば、 N， N—ジメチルァクリルァミド、アタリルァミド、ジメチルァクリルアミド、メタタリルァミド、ィソプロピルァクリルァミド、 2—ヒドロキシェチルメタクリレートなどを挙げることができる。また、例えば、メタクリル酸グリシジルを第 1のグラフト重合体側鎖にグラフト重合した後に、硫酸水溶液で基材を加温処理してエポキシ基を開環させてジオール化することによって、ノ二オン',水基である水酸基を第 1のグラフト重合体側鎖に導入することができる。

例えば、図 7に示すように、まず、グラフトモノマーとしてクロロメチルスチレン（CMS) を用いてポリマー凝才に対して第 1段のグラフト重合を行なった後に、次にグラフトモノマーとして酢酸ビニルを用いて 2段目のグラフト重合を行レ、、次に、 ¾才をトリメチルァミン水溶液に浸漬して 4級ァンモニゥム化を行 V、、次に水酸化ナトリウム水溶液によつて鹼化及び再生することによって、強塩基性ァユオン交換基である第 4級アンモニゥム基を有する第 1のグラフト重合体側鎖上に、更にノニオン',水基である水酸基を有する第 2のグラフト重合体側鎖を形成させることができる。同様に、例えば、まずグラフトモノマーとしてスチレンスルホン酸ナトリゥムを用いて第 1段のグラフト重合を行ってスルホン基を有する第 1のダラフト重合体側鎖を形成し、次に、メタクリル酸をダラフトモノマーとして用いて第 2のグラフト重合を行うことにより、強酸性カチオン交換基であるスルホン基を有する第 1のグラフト重合体側鎖上に、更に弱酸性カチォン交換基であるカルボキシル基を有する第 2のグラフト重合体側鎖を形成させることができる。

なお、本発明の第二の態様に係る 2段グラフトイオン交換体においては、同一のにおいて、第 1のグラフト重合体側鎖上に配置される官能基と、第 2のグラフト重合体側鎖上に配置される官能基とは、同じ側の電荷を有するイオン交換基の組み合わせである力、或！/、はィオン交換基と非ィオン交換基との組み合わせであることが好ましい。これは、同一の勤才に対してァニオン交換基とカチオン交換基とを導入すると、これら同士がイオン結合を形成してしまうおそれがあるからである。従って、 2段グラフト重合によって同一の對才に導入する官能基の組み合わせとしては、強酸性力チオン交換基と弱酸 I¹生力チオン交換基との組み合わせ、強塩 ¾†生ァニオン交換基と弱塩基性ァニオン交換基との組み合わせ、強酸性力チオン交換基又は強塩基性ァニオン交換基と非ィオン '1«水基との組み合わせが好ましい。更に、第 2段のグラフト重合体側鎖の立体障害性によって、第 1 段のグラフト重合体側鎖上のィオン交換基が逆の電荷を有するィオン交換基との間にィオン結合を形成するのを抑制するという本発明の第二の態様のメ力-ズムに鑑みれば、本発明の第二の態様に係る 2段グラフトイオン交換体においては、第 1段のグラフト重合体側鎖が強酸 I·生カチオン交換基又は強塩基性ァニオン交換基を有していることが好ましレヽ。具体例としては、本発明の第二の態様に係る 2 段グラフトカチオン交換体としては、例えば、第 1段のグラフト重合体側鎖上にスルホン基を有し、第 2段のグラフト重合体側鎖上にカルボキシル基或いは水酸基を有するイオン交換体を用いることができ、また、本発明の第二の態様に係る 2段グラフトァニオン交換体としては、例えば、第 1段のグラフト重合体側鎖上に第 4級アンモユウム基を有し、第 2段のグラフト重合体側鎖上に第 3級ァミン基又は水酸基を有するイオン交換体を用いることができる。

本発明の第二の態様に係る電気 ¾¾置にお！/ヽては、上記に説明したように、脱塩室及び/又は濃縮室にイオン交換体が配置されており、該イオン交換体の少なくとも一部が、有機高分子 ¾才の主鎖上にイオン交換基を有するグラフト重合体側鎖を有していて、該グラフト重合体側鎖上に更に第 2のグラフト重合体側鎖が導入されているので、例えば図 8に模式的に示されるように、第 2の（2段目の）グラフト重合体側鎖が立体障害となって、第 1の（1段目の）グラフト重合体側鎖上のイオン交換基（図 8では第 4級アンモニゥム基：一 N+(CH₃) ₃とスルホン基：一 S O ₃一）との間でのィオン結合の形成が抑制される。これにより、図 2 (b)で示されるようなカチオン交換基とァニオン交換基との作用による水の解離がィオン結合の形成によつて抑制されるとレヽぅ問題が緩和され、電気塩装置の運転 MEが長期間の運転によって上昇するという Ρ§題点が緩和される。更に、本発明の第二の態様によれば、 2段目グラフトの反応条件を制御して 2段目グラフト鎖の長さを制御することにより、ィオン交換体のィオン交換能などの特性を調整することが可能になると考えられる。

更に本発明の第二の態様においては、脱塩室内にイオン交換体として、カチォン交換莫ィ則に力チ才ン交換! ¾隹材料を、ァニオン交換膜側にァニオン交換 ¾锥材料をそれぞれ向力い合わせて配置し、更にこれらイオン交換ft維材料の間に、本発明の第二の態様に係る、有機高分子謝の主鎖上にイオン交換基を有するダラフト重合体側鎖を有していて、該グラフト重合体側鎖上に更に第 2のグラフト重合体側鎖が導入されているイオン伝導スぺーサを用いると、被処 a*を分散して流しやすくするので、 51云の上昇を著しく軽減させることができると同時に、そのイオン捕捉機能により脱塩率も著しく向上し、炭酸成分、シリカ成分、棚炭素系（TO C) 成分も良好に除去することができる。

力かる態様において用いるイオン伝導スぺーサとしては、上記において本発明の第一の態様に関連して説明したような斜交網形状などのイオン伝導スぺーサーを用いることができる。複数枚のイオン伝導スぺーサを用いる場合には、ァニォン交換繊維材料ィ則には本発明の第二の態様に係る有機高分子の主鎖上にァニオン交換基を有するグラフト重合体側鎖を有して！/、て、該グラフト重合体側鎖上に更に第 2のグラフト重合体側鎖が導入されているァニオン伝導スぺーサを配設し、カチオン交換 ¾隹材划には本発明の第二の態様に係る有機高分子の主鎖上にカチオン交換基を有するグラフト重合体側鎖を有していて、該グラフト重合体側鎖上に更に第 2のグラフト重合体側鎖が導入されているカチオン伝導スぺーサを配設することが好ましい。し力し、ィオン伝導スぺーサの配置はこれに限定されるものではなく、被処 STRの水質に依存して変動し、イオン交換 ¾锥材料の間に、有機高分子基材の主鎖上にァニオン交換基を有するグラフト重合体側鎖を有していて、該グラフト重合体側鎖上に更に第 2のグラフト重合体側鎖が導入されているァニオン伝導スぺーサのみ、あるいは有機高分子謝の主鎖上にカチオン交換基を有するグラフト重合体側鎖を有していて、該グラフト重合体側鎖上に更に第 2のグラフト重合体側鎖が導入されてレヽる力チオン伝導スぺーサのみを、複数枚、酉己設してもよい。あるいは、高分子基材の主鎖上にイオン交換基を有するグラフト重合体側鎖を有していて、該グラフト重合体側鎖上に更に第 2のグラフト重合体側鎖が導入されているイオン交換繊維材料の間に、通常のグラフト側鎖を有するイオン伝導スぺーサ及び/又は有機高分子基材の主鎖上にィオン交換基を有するグラフト重合体側鎖を有していて、該グラフト重合体側鎖上に更に第 2のグラフト重合体側鎖が導入されているィオン伝導スぺーサを配設してもよい。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の第二の態様をさらに詳細に説明する。以下の記載は、本発明の第二の態様に係る電気式脱置の好ましい一具体例を示すものであり、本発明はこれらの記載に限定されるものではない。

図 9は、本発明の第二の態様の好ましい実施形態にカゝかる電気式脱塩装置の模式図である。図 9に示す電気式脱置は、陽極と陰極との間に、ァニオン交換膜 A及ぴカチオン交換膜 Cを少なくとも一部交互に配設して脱塩室と濃縮室とを形成してなる電気 ¾塩装置である。少なくとも脱塩室には、カチオン交換難材料からなる力チオン交^ 織布とァニオン交換 ϋ維材料からなるァニオン交換不織布とが対向配設され、更にこれら赫佳材料の間において、カチオン交^織布側に 2段グラフト構造を有するカチオン伝導スぺーサが、ァニオン交換不織布側に 2段グラフト構造を有するァニオン交換伝導スぺーサが、それぞれ配置されている。図示した実施形態においては、 1組のセル（濃縮室/脱塩室 Ζ濃縮室）のみを記載しているが、必要に応じて、カチオン交換膜とァニオン交換膜の配列を繰り返すことによって、脱塩室のセル（濃縮室/脱塩室/濃縮室の組^:) が暫亟間に複数個並列に配置される。また、イオン交換膜の配列は、一部において、同種のィオン交換膜を連続して配列する部分がしてレ、てもよい。

図 9の脱塩室に配設されているァニオン伝導スぺーサ及びカチオン伝導スぺーサは、それぞれ、斜交網謝の主鎖上にイオン交換基を有する第 1のグラフト重合体側鎖を有していて、該第 1のグラフト重合体側鎖上に更に第 2のグラフト重合体側鎖が形成されているイオン交換体である。

次に、図 9で示される本発明の第二の態様の一形態にかかる電気置の操作を説明する。陰極と陽極の間に、直流を印加し、被処3*を通水すると、被処理水中の C a ^{2 +}、 M g ²⁺、 N a +などのカチオンは、脱塩室のカチオン交換体によりイオン交換されて、電場下でカチオン交換体からカチオン交換膜を通過して、濃縮室に藤し、濃縮水として排出される。一方、彼処 ¾R中の C 1一、 s o₄ ²—などのァニオンは、脱塩室のァニオン交換体によりイオン交換されて、電場下でァニオン交換体からァニオン交換膜を通過して、濃縮室に ¾i し、濃縮水として排出される。

このとき、図 2 (a)に示されるように、カチオン伝導スぺーサとァ二オン伝導スぺーサとの撤部位では、カチオン交換基（図 2では S O ₃一）とァニオン交換基（図 2では (C H₃) ₃ N⁺)との近接によって生じる電場の影響で、水が解離し、カチオン交換体側に H+イオンが引きつけられ、ァニオン体側に OH— イオンが引きつけられる。運転時間が長くなるにつれ、近接しているカチオン交換基とァユオン交換基との間でイオン結合が形成されて電荷が中和されてしまうために水解が起こらなくなる（図 2 (b)) 。しかしながら、本発明の第二の態様においては、図 8に示されるように、これらのイオン伝導スぺーサは、イオン交換基を有する第 1のグラフト重合体側鎖上に更に第 2のグラフト重合体側鎖を有する 2段グラフト構造を有しているので、第 2のグラフト重合体側鎖が立体障害となって、第 1のグラフト重合体側鎖上に存在するィオン交換基（図 8におレ、ては、スルホン基：一S O ₃—と第 4級アンモニゥム基：一（CH₃) ₃N+) との間でイオン結合が形成されにくく、電荷を維持するので、水の解離力 S継続して進行する。このために、長時間 311云後の水解の阻害に起因する運転の上昇力 s抑制される。なお、図 9においては、脱塩室内において、ァニオン交織布側に 2段グラフト構造のァユオン交換スぺーサを、カチオン交織布側に 2段グラフト構造のカチオン交換スぺーサを配置する態様を示しているが、これらイオン交換不織布の間に、例えばァ-オン交換スぺーサのみを配置することもできる。

次に、本発明の第三の態様は、脱塩室及び/又は濃縮室に配置するイオン交換体のァニオン交換基とカチオン交換基との撤虫部位の少なくとも一部を、イオン交換基を有する架橋構造のグラフト重合体側鎖によって構成したことを特徴とする。

すなわち、本発明の第三の態様によれば、陽極と陰極との間にカチオン交換膜及びァニオン交換 8莫を少なくとも一部交互に配設して脱塩室と濃縮室とが形成され、上記脱塩室及び/又は濃縮室にはイオン交換体が配置されており、該イオン交換体の少なくとも一部が、有機高分子基材の主鎖上に架橋構造を有するグラフト重合体側鎖を有していて、該架橋グラフト重合体側鎖上にイオン交換基が導入されていることを特徴とする電気式脱： ^置が提供される。なお、本発明の第三の態様に係る電気式脱 i錢置においては、イオン交換体、特に、有機高分子基材の主鎖上に架橋構造を有するグラフト重合体側鎖を有していて、該架橋グラフト重合体側鎖上にイオン交換基が導入されているイオン交換体は、少なくとも脱塩室内に配置することがより好ましレ、。

本発明の第三の態様において、「イオン交換体」とは、少なくとも 1種のィォン交換基を有するものであればよく、例えば、海隹又は不織布や織布、或いは斜交網等のスぺーサ一基材などに少なくとも 1種のイオン交換基を導入させたもの、例えばイオン交換酵、イオン交脑、イオン交換鼠イオン伝導ネット、イオン伝導斜交網、イオン交換膜などを含む意味で用いる。力かる各種イオン交換体としては、上記に説明した種々の形態のものを用いることができる。なお、脱塩室には、上記のイオン交換纖隹、イオン交 »織布、イオン交換織布、ィォン伝導ネット、イオン伝導斜交網などを充填することが好ましく、濃縮室には、上記のィオン伝導ネット、ィオン伝導斜交網などを充填することが好まし、。本発明の第三の態様にぉレ、ては、水の解離部すなわちカチオン交換基とァニォン交換基との翻虫部の少なくとも一部にぉレ、て、ィオン交換体の少なくとも一方として、有機高分子基材の主鎖上に架橋構造を有するグラフト重合体側鎖を有していて、該架橋グラフト重合体側鎖上にイオン交換基が導入されているものを用いることで、イオン交換基が配置されているグラフト側鎖の自由度を小さくする。グラフト側鎖が架橋構造を有していないと、イオン交換基同士の電荷による引きつけ合いによってグラフト鎖が容易に変形してイオン交換基同士の距離が狭まることによって、より両者間のイオン結合が形成されやすくなる。しかしながら、本発明の第三の態様においては、グラフト側鎖を架橋構造としてグラフト鎖の自由度を小さくすることにより、ィオン交換基同士の電荷による引きつけ合いによつてもグラフト鎖が変形せず、このため、離隔した位置にあるイオン交換基同士の間ではイオン結合が形成されない。また、架橋グラフトによって架橋マトリクスが形成され、互いのグラフト鎖がこのマトリクス内に進入することができなくなるために、架橋グラフトのマトリクス内に存在するイオン交換基については、イオン結合が形成されなくなる。本発明の第三の態様においては、このようなメ力 -ズムによつて上記式の中和反応を抑制し、水の解離に要する電圧の上昇を抑制し、電気塩装置の運転 «ΕΕの上昇を抑制する。

本発明の第三の態様においては、上記において本発明の第一の態様及ぴ第二の態様に関連して説明したような電気難置の脱塩室及ひゾ又は濃縮室内、より好ましい態様においては少なくとも脱塩室内に配置される上記の各種形態のィオン交換体の少なくとも一部が、機高分子基材の主鎖上に架橋構造を有するグラフト重合体側鎖を有してレ、て、該架橋ダラフト重合体側鎖上にィオン交換基が導入されていることを特徴とする。カゝかるイオン交換体は、少なくとも脱塩室内に配置することが好ましい。

このような架橋構造を有するグラフト重合体側鎖を形成する方法としては、例えば、架橋剤の存在下において、上記に説明したようなグラフトモノマーのグラフト重合を行う方法を採用することができる。このような目的で用いることのできる架橋剤としては、グラフトモノマーとして GMA、 S S S/AA c、 V B T A Cなどの水溶性モノマーを用いる水系重合系にぉ、ては、グリセ口一ルジメタタリレート（例えば、日本油脂製のブレンマー G LM) 、クロロメチルスチレンやスチレンなどの非水溶性モノマーを用いる非水系重合系にぉレヽては、ジビュルベンゼンなどを挙げることができる。例えば、グラフトモノマーとしてスチレンスルホン酸ナトリウムを、架橋剤としてグリセ口一ルジメタクリレートを用い、これらの混合液を用いてグラフト重合を行うことにより、架橋構造を有する重合体側鎖上にカチオン交換基であるスルホン基を有するィオン交換体を得ることができる。

また、一旦グラフト重合体側鎖を形成した後に、架橋剤を反応させることによつても、架橋構造を有するグラフト重合体側鎖を形成することができる。例えば、上述のようにしてグラフト重合を行った後、グラフト基材に再び放射線を照射する力或レヽは開始剤の存在下で、親水性の架橋剤、例えばグリセ口一ルジメタクリレートを反応させることによって、架橋構造のグラフト重合体側鎖を形成することができる。

本発明の第三の態様に係る電気 ¾m塩装置においては、上記に説明したように、脱塩室及び/又は濃縮室にィオン交換体が配置されており、該ィオン交換体の少なくとも一部が、有機高分子基材の主鎖上に架橋構造を有するグラフト重合体側鎖を有していて、該架橋グラフト重合体側鎖上にイオン交換基が導入されているので、グラフト簞合体側鎖の自由度が小さくなつて、グラフト重合体側鎖上の力チオン交換基とァユオン交換基とのィオン結合が形成されるのが抑制され、水の解離が起こりにくくなるという問題が解消される。架橋構造を有していないダラフト重合体側鎖は、その自由度（モピリティ）が高いため、カチオン交換基とァ二オン交換基とが電荷の吸引力によって引きつけ合うことにより、重合体側鎖が変形してカチオン交換基とァ-オン交換基とが近接するようになり、両交換基間で容易にイオン結合が形成され易い。しかしながら、グラフト重合体側鎖が架橋構造を有していると、図 1 0に示すように、重合体側鎖の自由度が小さいために、近接するカチオン交換基（図 1 0ではスルホン基：一 S O ₃一）とァニオン交換基（図 1 0では第 4級アンモユウム基：一 N+ (CH₃) ₃) との間でのみイオン結合が形成され、離れているイオン交換基同士の間では、イオン結合が形成されなくなる。更に、架橋グラフトによって架橋マトリクスが形成され、互いのグラフト鎖がこのマトリタス内に進入することができなくなるために、架橋グラフトのマトリタス内に存在するイオン交換基については、イオン結合力 S形成されなくなる。これにより、カチオン交換基とァニオン交換基との作用による水の解離がィオン結合の形成によつて抑制されるという Ρ§題が緩和され、電気 Λ塩装置の運転 mffが長期間の運転によって上昇するという題点が緩和される。

更に本発明の第三の態様においては、脱塩室内にイオン交換体として、カチォン交換膜側にカチオン交換纏隹材料を、ァニオン交換 B莫側にァユオン交換繊維材料をそれぞれ向力 /ヽ合わせて配置し、更にこれらイオン交換 »隹材料の間に、本発明の第三の態様に係る、有機高分子凝才の主鎖上に架橋構造を有するグラフト重合体側鎖を有していて該架橋グラフト重合体側鎖上にイオン交換基が導入されているイオン伝導スぺーサを用いると、被処理水を分散して流しやすくするので、運転の上昇を著しく軽減させることができると同時に、そのイオン捕捉機能により脱塩率も著しく向上し、炭酸成分、シリカ成分、有機炭素成分 (T O G) 成分も良好に除去することができる。

力かる態様において用いるイオン伝導スぺーサとしては、上記において本発明の第一の態様及び第二の態様に関連して説明した、例えば斜交網形状のスぺーサ一などを用いることができる。本発明の第三の態様において、複数枚のイオン伝導スぺーサを用いる:^には、ァニオン交換 ¾材糊則には本発明の第三の態様に係る有機高分子基材の主鎖上に架橋構造を有するダラフト重合体側鎖を有していて該架橋ダラフト重合体側鎖上にァニオン交換基が導入されているァユオン伝導スぺーサを配設し、カチオン交換 ¾隹材料側には本発明の第三の態様に係る有機高分子 ¾|才の主鎖上に架橋構造を有するグラフト重合体側鎖を有していて該架橋グラフト重合体側鎖上に力チオン交換基が導入されている力チオン伝導スぺーサを配設することが好ましい。しかし、イオン伝導スぺーサの配置はこれに限定されるものではなく、被処 STRの水質に依存して変動し、ィオン交換材料の間に、有機高分子基材の主鎖上に架橋構造を有するグラフト重合体側鎖を有していて該架橋グラフト重合体側鎖上にァニオン交換基が導入されているァユオン伝導スぺーサのみ、あるいは有機高分子基材の主鎖上に架橋構造を有するグラフト重合体側鎖を有していて該架橋グラフト重合体側鎖上にカチオン交換基が導入されているカチオン伝導スぺーサのみを、複数枚、配設してもよい。あるいは、有機高分子ォの主鎖上に架橋構造を有するダラフト重合体側鎖を有していて該架' 橋グラフト重合体側鎖上にイオン交換基が導入されているイオン交換繊維材料の間に、通常のグラフト側鎖を有するイオン伝導スぺーサ及び/又は有機高分子基材の主鎖上に架橋構造を有するグラフト重合体側鎖を有していて該架橋グラフト重合体側鎖上にィオン交換基が導入されてレヽるイオン伝導スぺーサを配設してもよい。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の第三の態様をさらに詳細に説明する。以下の記載は、本発明の第三の態様に係る電気式脱塩装置の好ましい一具体例を示すものであり、本発明はこれらの記載に限定されるものではない。

図 1 1は、本発明の第三の態様の好ましい実施形態にカゝかる電気式脱塩装置の模式図である。図 1 1に示す電気難置は、陽極と陰極との間に、ァニオン交換膜 A及びカチオン交換膜 Cを少なくとも一部交互に配設して脱塩室と濃縮室とを形成してなる電気 5¾½塩装置である。少なくとも脱塩室には、カチオン交換繊維材料からなる力チオン交 »とァニオン交換 »隹材料からなるァ二オン交織布とが対向配設され、更にこれら繊維材料の間において、カチオン交換不織布側に架橋グラフト構造を有するカチオン伝導スぺーサが、ァニオン交換不織布側に架橋グラフト構造を有するァニオン交換伝導スぺーサが、それぞれ配置されている。図示した実施形態においては、 1組のセル（濃縮室/脱塩室 Z濃縮室）のみを記載しているが、必要に応じて、カチオン交換膜とァユオン交換膜の配列を繰り返すことによって、脱塩室のセル（濃縮室/脱塩室/濃縮室の組合せ）が電極間に複数個並列に配置される。また、イオン交換膜の配列は、一部において、同種のイオン交換膜を連続して配列する部分が存在していてもよい。図 1 1の脱塩室に配設されているァニオン伝導スぺーサ及ぴカチオン伝導スぺーサは、それぞれ、斜交網基材の主鎖上に架橋構造を有するグラフト重合体側鎖を有してレ、て該架橋ダラフト重合体側鎖上にィオン交換基が導入されているィォン交換体である。

次に、図 1 1で示される本発明の第三の態様の一形態に力かる電気^ m塩装置の操作を説明する。陰極と陽極の間に、直流 «Εを印加し、被処 Szkを通水すると、被処 ¾Κ中の C a ^{2 +}、 M g ²⁺、 N a +などのカチオンは、脱塩室のカチオン交換体によりイオン交換されて、電場下でカチオン交換体からカチオン交換膜を通過して、濃縮室に扁し、濃縮水として排出される。一方、被処 a*中の cr、 so/-などのァ-オンは、脱塩室のァニオン交換体によりイオン交換されて、電場下でァニオン交換体からァニオン交換膜を通過して、濃縮室にし、濃縮水として排出される。

このとき、図 2(a)に示されるように、カチオン伝導スぺーサとァユオン伝導スぺーサとの撤虫部位では、カチオン交換基（図 2では S O ₃一）とァニオン交換基（図 2では（CH₃) ₃ N⁺)との近接によって生じる電場の影響で、水が解離し、カチオン交換体側に H+イオンが引きつけられ、ァニオン交換体側に OH— イオンが引きつけられる。 51$云時間が長くなるにつれ、近接しているカチオン交換基とァニオン交換基との間でイオン結合が形成されて電荷が中和されてしまうために水解が起こらなくなる。しかしながら、本発明の第三の態様においては、図 1 0に示されるように、これらのイオン伝導スぺーサは、イオン交換基が配置されているグラフト鎖カ s架橋構造を有しているので、自由度が小さく、互いに離隔しているイオン交換基同士の間では、イオン結合が形成されにくく、電荷を維持するので、水の解離が継続して進行する。このために、長時間運転後の水解の阻害に起因するの上昇が抑制される。

なお、図 1 1においては、脱塩室内において、ァニオン交換不織布側に架橋グラフト構造のァニオン交換スぺーサを、カチオン交換不織布側に架橋グラフト構造のカチオン交換スぺーサを配置する態様を示しているが、これらイオン交織布の間に、例えばァユオン交換スぺーサのみを配置することもできる。

以下、具体的な実施例を用いて本発明をさらに詳細に説明する。

製造例 1 ：複数の異なる官能基として 4級アンモニゥム基及ぴノニオン性官能基を有するイオン伝導スぺーサの製造

イオン伝導スぺーサの ¾|才として、厚み 1. 2議、ピッチ 3 のポリエチレン製斜交網を用い、官能基を有するグラフトモノマーとして、 4級アンモニゥム基を有するビニルベンジルトリメチルァンモニゥムクロライド（VBTAC) 及ぴノニォン性官能基を有する N， N -ジメチルァクリルアミド（DMAA) を用いた。

ドライアイスで冷却しながら、ポリエチレン斜交網に窒素雰囲気中で γ線 (!50kGy) を照射した。この γ線照射済み斜交網を VBTAC及ぴ DMMの混合モノマー溶液（VBTAC： DM ：水 =40 ： 40 ： 20 (重量⁰ /。） ) 中に浸漬し、 50°Cで 3時間反応させて、 VBTAC及び DMAAのグラフト斜交網を得た。得られた, VBTAC及び DMAAのグラフト斜交網を乾燥させて、乾燥重量を測定し、下記式 ( 1 ) ：ラフト率 = (ク'、ラフト重合後の乾燥重量)/ (ダラフト重合前の乾燥重量） X 100 (1) によりグラフト率を算出したところ、 156%であった。 VBTAC及び DM のグラフト斜交網の中性塩^军容量を測定したところ、 lSaneqZm²であった。

製造例 2 ：複数の異なる官能基として 4級アンモニゥム基及び 3級アミノ基を有するイオン伝導スぺーサの製造

イオン伝導スぺーサの基材として、厚み 1. 2膽、ピッチ³廳のホ。リエチレン製斜交網を用いた。

ドライアイスで冷却しながら、ポリエチレン製斜交網に窒素雰囲気中で γ線 (150kGy) を照射した。この γ線照射済み斜交網を、予めアルミナによって重合禁止剤を取り除いたクロロメチルスチレン（m体 70% ： p体 30%、セイミケミカルネ環、商品名 CMS - AM) に浸漬し、 50°Cで 5時間反応させて、クロロメチルスチレングラフト斜交網（グラフト率 90%) を得た。得られたクロロメチルスチレングラフト斜交網をトリメチルァミン及びジメチルァミンの混合水溶液 (トリメチノレアミン：ジメチノレアミン：水 =10： 1 ： 89 (重量⁰ /₀) ) 中で、 4級アンモニゥム化及び 3級アミノィ匕させた後、 7酸化ナトリウム水溶液で再生処理して、 4級ァンモニゥム基及ぴ 3級ァミノ基を有するィオン伝導スぺーサを得た。中性塩^^容量は 155meq/m²、総交換容量は 158meq/m²であった。

製造例 3 ：複数の異なる官能基として 4級アンモニゥム基及ぴ 3級アミノ基を有するイオン伝導スぺーサの製造

イオン伝導スぺーサの勘才として、厚み 1. 2應、ピッチ 3腿のポリエチレン製斜交網を用いた。

ドライアイスで冷却しながら、ポリエチレン ϋ斜交網に窒素雰囲気中で γ線 (150kGy) を照射した。この T線照射済み斜交網を、予めアルミナによって重合禁止剤を取り除いたクロロメチルスチレン（m体 70% ： p体 30%、セイミケミカルネ ±M、商品名 CMS - AM) 中に浸漬し、 50°Cで 5時間反応させて、クロロメチルスチレングラフト斜交網（グラフト率 90%) を得た。得られたクロロメチルスチレンダラフト斜交網を 10wt. %トリエチレンジァミン水溶液中で、 4級ァンモニゥム化及び 3級アミノィ匕させた後、水酸化ナトリウム水溶液で再生処理して、 4級アンモニゥム基及び 3級アミノ基を有するイオン伝導スぺーサを得た。中性塩^ ¥容量は 171meqZm²、総交換容量は 279meq/m²であつた。

製造例 4：複数の異なる官能基としてカルボキシル基及ぴスルホン基を有するィオン伝導スぺーサの製造

ィオン伝導スぺーサの基材として、厚み 1. 2mm、ピッチ 3脆のポリエチレン製斜交網を用いた。

ドライアイスで冷却しながら、ポリェチレン斜交網に窒素雰囲気中で γ線 (150kGy) を照射した。この γ線照射済み斜交網を、スチレンスルホン酸ナトリゥムとアクリル酸との混合モノマー激夜（スチレンスルホン酸ナトリウム

25wt. %：アタリル酸 25wt. %) 中に浸漬し、 75°Cで 3時間反応させて、スルホン基及びカルボキシル基を有するグラフト斜交網（グラフト率 153%) を得た。中性塩^^容量は 189meqZm²、総交換容量は 83 meq/m²であった。

製造例 5 ：強塩基性ァニオン交換伝導スぺーサの製造

イオン伝導スぺーサの基材として、厚み 1. 2膽、ピッチ 3麵のポリエチレン製斜交網を用いた。

ドライアイスで冷却しながら、ポリエチレン斜交網に窒素雰囲気中で γ線 (150kGy) を照射した。この y線照射済み斜交網を、予め活性アルミナによって重合禁止剤を取り除いたクロロメチルスチレン（m体 70% ： p体 30%；セィミケミカル卞； fc ;商品名 CMS - AM) 中に浸漬し、 50°Cで 5時間反応させて、クロ口メチルスチレングラフト斜交網（グラフト率： 90%) を得た。このグラフト斜交網を 10wt. %トリメチルァミン水溶液を用レ、て 4級ァンモニゥム化を行ヽ、水酸ィ匕ナトリウム溶液で再生して、強塩基性ァ-オン伝導スぺーサ（中性塩 ?^量 267meq/m²) を得た。

製造例 6 ：強酸性カチオン伝導スぺーサの製造イオン伝導スぺーサの才として、厚み 1. 2咖、ピッチ 3膽のポリエチレン製斜交網を用いた。

ドライアイスで冷却しながら、ポリェチレン ϋ斜交網に窒素雰囲気中で Ί線 (150kGy) を照射した。この γ線照射済み斜交網を、スチレンモノマー（和光純薬製）中に浸漬して、 30°Cで 3時間反応させて、スチレングラフト斜交網（ダラフト率： 90%) を得た。このスチレングラフト斜交網を、クロロスルホン酸及ぴ 1， 2ジクロロェタンの混合溶液（クロロスルホン酸： 1, 2ジクロロエタン =25： 75 (重量比） ) に、 30°Cで 1時間浸漬して、ベンゼン環にスルホン基を導入し、メタノールで洗浄後、水酸化ナトリウム水溶液 (5wt. %) を用いて加水旱を行レ、、塩酸で再生して、カチオン伝導スぺーサ（中性塩^^容量： 280meq/m²) を得た。

製造例 7 ：複数の異なる官能基を有するカチオン交織布の製造

ォとして、纖隹径 17 μ πιのポリエチレン（鞘）ノポリプロピレン（芯）の複合纖隹よりなる目付 55g/m²、厚さ 0. 35画の熱融着不織布を用い、窒素雰囲気下で電子線 (l50kGy) を照射した。

ドライアイスで冷却しながら、熱融着不織布に窒素雰囲気中で γ線（150kGy) を照射した。この γ ,線照射済み不織布を、スチレンスノレホン酸ナトリウムとァクリノレ酸との混合モノマー溶液（スチレンスノレホン酸ナトリウム：アクリル酸：水 =16 : 5. 5 : 78. 5 (重量⁰ /。） ) 中に浸漬し、 50°Cで 3時間反応させて、スルホン基及ぴカルポキシル基を有するグラフト斜交網（グラフト率 80%) を得た。中性塩^?^量は 188meq/m²、総交換容量は 506meq/m²であった。

製造例 8 ：複数の異なる官能基を有するァユオン交 j^ 織布の製造

凝才として、纖锥径 17^ mのポリエチレン（鞘） /ポリプロピレン（芯）の複合!^隹よりなる目付 55g/m²、厚さ 0. 35塵の熱融着不 »を用い、窒素雰囲気下で電子線 (150kGy) を照射した。

クロロメチルスチレン（セィミケミカルネ ± 、商品名： CMS- AM) を活性アルミナ充填層に通液させて、重合禁止剤を取り除き、窒素曝気して脱酸素を行った。脱酸素処理後のク口ロメチルスチレン溶液中に、照射済みの不織布謝を浸漬して、 50°Cで 6時間反応させた。その後、クロロメチルスチレン溶液から不 ¾を取り出し、トルエン中に 3時間浸漬して、ホモポリマーを除去し、強塩基性ァニオン交 (グラフト率： 161%) を得た。得られたクロロメチルスチレンダラフト不布をトリメチルァミン及ぴジメチルァミンの混合水溶液 (トリメチルァミン：ジメチルァミン：水 =10： 1 : 89 (重量⁰ /₀) ) 中で、 4級アンモニゥム化及び 3級ァミノ化させた後、水酸化ナトリゥム水溶液で再生処理して、 4級アンモニゥム基及び 3級アミノ基を有するイオン交織布を得た。中性塩:^军容量は STaneq/W 総交換容量は 286meq/m²であった。

製造例 9 ：単一のイオン交換基のみを有する強酸性カチオン交換不織布の製造として、繊維径 17μ ηιのポリエチレン（鞘） /ポリプロピレン（芯）の複合繊維よりなる目付 55g/m²、厚さ 0. 35画の熱融着不織布を用い、窒素雰囲気下で電子線 (150kGy) を照射した。

電子線照射処理後の熱融着不»を、メタタリル酸グリシジノレの 10%メタノール溶液中に浸漬し、 45°Cで 4時間反応させた。反応後の不織布を 60°Cのジメチルホルムァミド溶液に 5時間浸漬してホモポリマーを除去し、メタタリル酸グリシジルグラフト不織布 (グラフト率： 131%) を得た。このグラフト不織布を、亜硫酸ナトリウム：イソプロピルアルコール：水 = 1 ： 1 ： 8 (重量比）の溶液に浸漬し、 80°Cで 10時間反応させ、強酸性カチオン交織布（中性塩 ϋ军容量 471meq/m²) を得た。

製造例 1 0 ：単一のイオン交換基のみを有する強塩基性ァニオン交 »の製造

¾Wとして、繊維径 17 μ ηιのポリエチレン（鞘） /ポリプロピレン（芯）の複合鎌よりなる目付 55g/m²、厚さ 0. 35謹の熱融着不織布を用い、窒素雰囲気下で電子線 (l50kGy) を照射した。

クロロメチルスチレン（セィミケミカノレネ ± 、商品名： CMS- AM) を活性アルミナ充填層に通液させて、重合禁止剤を取り除き、窒素曝気して脱酸素を行った。脱酸素処理後のク口ロメチルスチレン溶液中に、照射済みの不»¾¾ "を浸漬して、 50°Cで 6時間反応させた。その後、クロロメチルスチレン溜夜から不織布を取り出し、トルエン中に 3時間浸漬して、ホモポリマーを除去し、クロロメチルスチレングラフト不織布（グラフト率： 161%) を得た。得られたクロロメチルスチレングラフト不織布を、トリメチノレアミン水溶液（1( %) 中で、 4級アンモニゥム化させた後、水酸化ナトリウム水激夜で再生処理して、 4級アンモニゥム基を有する強塩基性ァニオン交織布（中性塩容量： 350meq/m²) を得た。

実施例 1

図 6に示す小型電気 ¾m難置を組み立てた。正負の電極の間に、カチオン交換膜 C (トクャマ製： NEOSEPTA CM1) とァニオン交換膜 A (トクャマ製：

NEOSEPTA AMI) とを交互に配列して、力チォン交換膜 Cとァニオン交換膜 Aとの間に濃縮室、脱塩室、濃縮室を形成し、濃縮室と陽極との間には、陽極室、濃縮室と陰極との間には、陰極室を形成した。陽極室には、強酸性カチオン伝導斜交網（製造例 6で作製したもの）を 4枚装填し、陰極室には強塩基性ァニオン伝導' 斜交網（製造例 5で作製したもの）を 4枚装填した。濃縮室には、単一のィオン交換基のみを有する強:^ S性ァニオン伝導性スぺーサ（製造例 5で^ したもの）を 2枚装填した。脱塩室には、ァニオン交換膜 A側に強塩基性ァユオン交換不織布（製造例 1 0で作製したもの）を、カチオン交換膜 C側に強酸性カチォン交換不織布（製造例 9で健したもの）を、それぞれ 1枚ずつ装填し、強塩基性ァニオン交鮮織布側に単一のィオン ¾ ^基のみを有する強塩基性ァ-オン伝導スぺーサ（製造例 5で作製したもの）を、強酸生カチオン交 »織布側に複数の異なる官能基を有するァユオン伝導スぺーサ（製造例 1で «したもの）を、それぞれ 1枚ずつ装填した。

両電極間に 0. 1Aの直流電流を印カ卩して、 0. 2ΜΩの R0水（逆浸透膜処理水：シリカ濃度 0. 1〜0. 3ppm、水温 14〜20°C) を流速 5 L/hで通水したところ、脱塩室出口から 18ΜΩ以上の超純水が得られた。 100時間運転後の運転電圧は 53 Vであつた。

実施例 2

脱塩室に装填するイオン伝導スぺーサを、強塩基性ァニオン交換不織布側に複数の異なる官能基を有するァニオン伝導スぺーサ（製造例 1で^ Sしたもの）を、強酸性カチオン交換不織布側に複数の異なる官能基を有するカチオン伝導スぺーサ（製造例 4で作製したもの）を、それぞれ 1枚ずつ装填した以外は、実施例 1 と同様に実施した。脱塩室出口から 17ΜΩ以上の超純水が得られた。 100時間運転後の運転電圧は 45 Vであった。

実施例 3

脱塩室に装填するイオン伝導スぺーサを、強塩 ¾†生ァニオン交換不 ,»側に複数の異なる官能基を有する酸 I"生カチオン伝導スぺーサ（製造例 4で作製したもの）を、強酸 I¹生カチオン交織布側に単一のイオン交換基のみを有する強酸性カチオン伝導スぺーサ（製造例 6でィ標したもの）を、それぞれ 1ネ: つ装填した以外は、実施例 1と同様に実施した。脱塩室出口から 17ΜΩ以上の超純水が得られ、 100時間運転後の運転 ¾J£は 48Vであった。

比較例 1

脱塩室のァニオン交換膜 A側に、単一の官能基を有する塩基性ァニオン交換不 « (製造例 1 0で作製したもの）を、カチオン交換膜 C側に単一の官能基を有する強酸性カチオン交鮮織布（製造例 9で作製したもの）を、それぞれ 1枚ずつ装填し、これらの間に、単一のイオン交換基のみを有する強塩基性ァニオン伝導スぺーサ（製造例 5で作製したもの）を装填した以外は、実施例 1と同様に実施した。脱塩室出口から 18ΜΩ以上の超純水が得られた。 100時間運転後の云電圧は 78 Vであった。

実施例 4

脱塩室にァニオン交換膜 A側に複数の官能基を有する塩基性ァニオン交織布（製造例 8で條したもの）を、カチオン交換膜 C側に強酸性カチオン交織布（製造例 9で作製したもの）を、それぞれ 1枚ずつ装填し、イオン伝導スぺーサを取り除いた以外は、実施例 1と同様に実施した。脱塩室出口から 18ΜΩ以上の超純水が得られた。 100時間 51$云後の ¾云 miBま 43Vであった。

実施例 5

脱塩室にァニオン交換膜 A側に複数の官能基を有する塩基性ァニオン交織布（製造例 8で作製したもの）を、カチオン交換膜 C侧こ複数の官能基を有する酸性カチオン交織布（製造例 7で作製したもの）を、それぞれ 1枚ずつ装填し、イオン伝導スぺーサを取り除いた以外は、実施例 1と同様に実施した。脱塩室出口から 18ΜΩ以上の超純水が得られ、 100時間 51$云後の運転 MEは 40 Vであつに。

実施例 6

脱塩室にァユオン交換膜 A側に単一のイオン交換基のみを有する強塩 ¾†生ァニオン交鮮織布（製造例 1 0で作製したもの）を、カチオン交換膜 C側に複数の官能基を有する酸性カチオン交換不織布（製造例 7で作製したもの）を、それぞれ 1枚ずつ装填し、イオン伝導スぺーサを取り除いた以外は、実施例 1と同様に実施した。脱塩室出口から 18ΜΩ以上の超純水が得られた。 100時間運転後の運転電圧は 45Vであった。

比較例 2

脱塩室にァニオン交撫莫 A側に単一のイオン交換基のみを有する強塩基性ァニオン交織布（製造例 1 0で作製したもの）を、カチオン交換膜 C側に単一のィオン交換基のみを有する強酸性力チオン交換不織布（製造例 9で作製したもの）を、それぞれ 1枚ずつ装填し、イオン伝導スぺーサを取り除いた以外は、実施例 1と同様に実施した。脱塩室出口から 18ΜΩの処 S が得られた。 100時間 S云後の運転電圧は 90 Vであつた。

製造例 1 1 ： 2段グラフト構造を有するカチオン伝導スぺーサの製造

イオン伝導スぺーサの基材として、厚み 1 . 2mm、ピッチ 3mmのポリエチレン斜交網を用いた。ドライアイスで冷却しながら、ポリエチレン斜交網に窒素雰囲気中で V線（1 5 0kGy) を照射した。この γ線照射済み斜交網を、スチ. レンモノマー（和光純薬製）中に浸漬し、 3 0°Cで 3時間反応させて、スチレングラフト斜交網（グラフト率： 9 0 %) を得た。このスチレングラフト斜交網を、クロ口スルホン酸/ 1， 2—ジクロロェタン（重量比 2 5 ： 7 5 ) の混合溶液に浸漬し、 3 0°Cで 1時間反応させてベンゼン環にスルホン基を導入し、メタノールで洗浄した後、 7酸化ナトリウム水溶液（5重量⁰ /₀) を用いてカロ水分解を行い、スルホン酸型グラフト斜交網を得た。次に、このグラフト斜交網に対して、再度窒素雰囲気中で 7線（1 5 0kGy) を照射した。この γ線照射済み斜交網をメタクリノレ酸 1 0 %水溶液中に浸漬し、 5 0°Cで 3時間反応させて、第 1のグラフト重合体側鎖上にカルボキシル基を有する第 2のグラフト重合体側鎖を形成した。 2段目のグラフト重合反応のグラフト率を算出したところ、 1 5 %であった。得られた 2段ダラフトカチオン伝導スぺーサの中性塩军容量を測定したところ、 2 4 Omeq/m²であった。

製造例 1 2 ： 2段グラフトを有するァニオン伝導スぺーザの製造

イオン伝導スぺーサの勘才として、厚み 1 . 2廳、ピッチ 3mraのポリエチレン ¾斜交網を用いた。ドライアイスで冷却しながら、ポリエチレン製斜交網に窒素雰囲気中で γ線（1 5 0kGy) を照射した。予めアルミナによって重合禁止剤を取り除いたクロロメチルスチレン（m体 7 0 % : p体 3 0 %、セイミケミカル商品名 CMS - AM) のモノマー溶液中に、照射済の斜交網を浸漬し、 5 0 °C で 5時間反応させて、クロロメチルスチレングラフト斜交網（グラフト率 9

0 %) を得た。得られたクロロメチルスチレングラフト斜交網に、再度窒素雰囲気中で線（1 5 0 kGy) を照射し、酢酸ビニルモノマー中に浸漬して 5 0 °Cで 5時間反応させて、第 1のグラフト重合体側鎖上に酢酸ビュルグラフト鎖を形成した。この斜交網を、トリメチルァミン水溶液中で 4級アンモニゥム化させた後、水酸化ナトリウム水溶液に浸漬し、 5 0 °Cで 5時間験化及び再生することにより、第 4級アンモニゥム基を有する第 1のグラフト重合体側鎖上に、 7酸基を有する第 2のグラフト重合体側鎖を形成した。 2段目のグラフト重合反応のグラフト率を算出したところ、 1 5 %であった。得られた 2段グラフトァニオン伝導スぺーサの中性塩分解容量は 2 5 5meq/m²であった。

実施例 7

図 9に構成の電気式脱置（脱塩室 1つ）を組み立てた。陽極と陰極との間に、カチオン交換膜 C (トクャマ製： E0SEPTA 011) とァニオン交換膜 A (トクャマ製： NEOSEPTA AMI) とを交互に配列して、カチオン交換膜 Cとァユオン交換膜 Aとの間に濃縮室、脱塩室、濃縮室を形成し、濃縮室と陽極との間には陽極室、濃縮室と陰極との間には陰極室を形成した。 P易極室には、強酸性カチオン伝導スぺーサ（製造例 6で作製したもの）を 4枚装填し、陰極室には強塩基性ァニオン伝導スぺーサ（製造例 5で作製したもの）を 4枚装填した。濃縮室には、強塩基性ァニオン伝導スぺーサ（製造例 5で擁したもの）を 2枚装填した。脱馳には、ァ-オン交擁莫 A側に強塩基性ァニオン交織布（製造例： 1 0で作製したもの）を、カチオン交換膜 C側に強酸 I·生カチオン交鮮織布（製造例 9で作製したもの）を、それぞれ 1枚ずつ装填し、強塩基性ァニオン交換不織布側に 2段グラフト構造を有するァニオン伝導スぺーサ（製造例 1 2で作製したもの）を、強酸性カチオン交^織布側に 2段ダラフト構造を有するカチオン伝導スぺーサ (製造例 1 1で作製したもの）を、それぞれ 1枚ずつ装填した。

両電極間に 0. 1 Aの直流電流を印カ卩して、 0. 2ΜΩの RO水（逆浸透 B莫処 ¾Κ：シリ力濃度 0. 1〜0.3ppm, 水温 14〜20°C) を流速 5 L/hで通水したところ、脱塩室出口から 1 8 M Ω以上の超純水が得られた。 1 0 0時間運転後の運転は 5 3 Vであった。

比較例 3

脱塩室において、ァニオン交換膜 A側に製造例 1 0で作製したァニオン交鮮を、カチオン交換膜 C側に製造例 9で作製したカチオン交鮮»をそれぞれ 1枚ずつ装填し、これら不織布の間に、ァ-オン交換不織布側に製造例 5で作製したァェオン伝導スぺーサを、カチオン交換不»側に製造例 6で作製した力チオン伝導スぺーサをそれぞれ 1枚ずつ装填した以外は、実施例 7と同様に実施した。脱塩室出口から 1 8 ΜΩ以上の超純水が得られた。 1 0 0時間運転後の運転電圧は 7 8 Vであった。

製造例 1 3 ：架橋グラフト構造を有するカチオン伝導スぺーサの製造

イオン伝導スぺーサの基材として、厚み 1 . 2鹏、ピッチ 3讓のポリエチレン斜交網を用いた。ドライアイスで冷却しながら、ポリエチレン斜交網に窒素雰囲気中で γ線（1 5 0kGy) を照射した。この γ線照射済み斜交網を、スチレンスノレホン酸ナトリゥム /ァクリル酸/グリセロールジメタクリレート/水 (重量比 2 0 %： 2 0 %： 5 %： 5 5 %) の混合溶液中に浸漬し、 7 5°Cで 3時間反応させて、架橋グラフト構造を有するカチオン伝導斜交網スぺーサを得た。これを乾燥させて、乾燥重量を測定してグラフト率を算出したところ、 1 8 5 % であった。得られたカチオン伝導スぺーサの中性塩^路量を測定したところ、

1 9 5meq/m²であった。

製造例 1 4：架橋グラフトを有するァニオン伝導スぺーサの製造イオン伝導スぺーサの基材として、厚み 1 . 2mra、ピッチ 3mmのポリエチレン製斜交網を用いた。ドライアイスで冷却しながら、ポリエチレン斜交網に窒素雰囲気中で y線（1 5 0kGy) を照射した。予めアルミナによって重^ 止剤を取り除いたクロロメチルスチレン（m体 7 0 % : p体 3 0 %、セイミケミカノレネ ±S、商品名 CMS - AM) と、ジビニルベンゼンとの重量比 8 0 %： 2 0 %の混合溶液中に、照射済の斜交網を浸漬し、 5 0°Cで 5時間反応させて、クロロメチルスチレン架橋グラフト斜交網（グラフト率 1 2 0 %) を得た。得られたクロロメチルスチレン架橋グラフト斜交網をトリメチルァミン 1 0重量。 /₀水溶液中、 5 0 で 4級ァンモニゥム化させた後、水酸化ナトリウム水溶液で再生処理して、架橋グラフト構造を有するァニオン伝導スぺーサを得た。中性塩分角！^量は 2 1 5meq/m²でめった。

実施例 8

図 1 1に構成の電気式脱！^置（脱塩室 1つ）を組み立てた。正負の電極の間に、カチオン交換膜 C (トクャマ製： NHOSEPTA CM1) とァ-オン交換膜 A (トクャマ製： NEOSEPTA AMI) とを交互に配列して、カチオン交換膜 Cとァニオン交換月莫 Aとの間に濃縮室、脱塩室、濃縮室を形成し、濃縮室と陽極との間には陽極室、濃縮室と陰極との間には陰極室を形成した。陽極室には、強酸性カチオン伝導スぺーサ（製造例 6で作製したもの）を 4枚装填し、陰極室には強塩基性ァニオン伝導スぺーサ（製造例 5で作製したもの）を 4枚装填した。濃縮室には、強塩基性ァニオン伝導スぺーサ（製造例 5で作製したもの）を 2枚装填した。脱塩室には、ァユオン交換膜 A側に強塩基性ァニオン交辭織布（製造例 1 0で作製したもの）を、カチオン交換膜 C側に強酸生カチオン交換不織布（製造例 9で作製したもの）を、それぞれ 1枚ずつ装填し、強塩基性ァ-オン交鮮織布側に架橋グラフト構造を有するァユオン伝導スぺーサ（製造例 1 4で作製したもの）を、.強酸生カチオン交織布側に架橋グラフト構造を有するカチオン伝導スぺーサ (製造例 1 3で作製したもの）を、それぞれ 1枚ずつ装填した。

両電極間に 0. 1 Aの直流電流を印加して、 0. 2ΜΩの RO水（逆浸透膜処理水：シリカ濃度 0. 1〜0. 3ppm、水温 1 4〜2 0°C) を流速 5L/hで通水したところ、脱塩室出口から 1 8ΜΩ以上の超純水が得られた。 1 0 0時間3$云後の運転電圧は 5 3. 4 Vであった。

比較例 4

脱塩室において、ァニオン交換膜 A側に製造例 1 0でしたァニオン交 »を、カチオン交換膜 C健こ製造例 9でしたカチオン交をそれぞれ 1枚ずつ装填し、これら不織布の間に、ァニオン交^ 側に製造例 5で作製したァユオン伝導スぺーサを、カチオン交換不織布側に製造例 6で作製した力チオン伝導スぺーサをそれぞれ 1枚ずつ装填した以外は、実施例 8と同様に実施した。脱塩室出口から 1 8 ΜΩ以上の超純水が得られた。 1 0 0時間運転後の運転電圧は 7 8 Vであった。産業上の利用の可能性

本発明の各種態様によれば、長時間辯云後にも水の解離を持続させ得る電気式脱塩装置用ィオン交換体及び電気式脱塩装置用ィオン伝導スぺーサ並びに電気式脱:^置の上昇を抑制し、低 mmで運転可能な電気 ¾m塩装置が得られる。本発明の各種態様に係る電気 ¾m ^置によれば、従来の脱：^置に比較して、処馳質及び電力消費量が著しく向上し、イオン交換体再生用薬品を使用せずに、装置の運転 @1£の上昇を抑制し、電気的エネルギーだけで超純水を製造することができる。

Claims

請求の範囲

」 i . 陽極と P t亟との間に、カチオン交換膜及ぴァニオン交換膜を少なくとも一部交互に配設して脱塩室と濃縮室とを形成し、上記脱塩室及び/又は濃縮室にィオン交換体を配置させてなる電気式脱塩装置において、該脱塩室及び/又は濃縮室に配置させるイオン交換体の少なくとも一方として用いる、少なくとも一部に複数の異なる官能基を有する電気式脱:^置用イオン交換体。

2. 請求項 1に記載の電気式脱塩装置用イオン交換体であって、少なくとも 1 種の強酸性イオン交換基及び非強酸性官能基の組"^、及び/又は少なくとも 1 種の強塩基性イオン交換基及び非強塩 ¾†生官能基の組を有することを特徴とする電気式脱塩装置用ィオン交換体。

3. 請求項 1又は請求項 2に記載の電気式脱置用イオン交換体であって、スルホン基からなる少なくとも 1種の強酸性ィオン交換基又は 4級ァンモニゥム塩からなる少なくとも 1種の強塩 ¾†生イオン交換基と、リン酸基、力ルポキシル基、ノニオン'隨氷基及ぴ 1級〜 3級ァミノ基から選択される少なくとも 1種の非強酸性又は非強塩基性官能基と、の組合せを有することを特徴とする電気^ m 鹧置用イオン交換体。

4. 請求項 1〜請求項 3のレ、ずれか 1項に記載の電気式脱塩装置用ィオン交換体であって、お射線グラフト重合法を利用して複数の異なる官能基が付与されてなることを特徴とする電気脱:^置用ィオン交換体。

5. 請求項 4に記載の電気 5¾½離置用イオン交換体であって、繊維材料謝に放射線グラフト重合法を利用して複数の異なる官能基力 S付与されてなるイオン交 »であることを糊敷とする電気塩装置用ィオン交換体。

6 . 請求項 4に記載の電気式脱塩装置用イオン交換体であって、多孔性基材に放射線ダラフト重合法を利用して複数の異なる官能基が付与されてなるイオン伝導スぺーサであることを特徴とする電気式脱塩装置用ィオン交換体。

7. 陽極と陰極との間に、カチオン交換膜及びァニオン交換膜を少なくとも一部交互に配設して脱塩室と濃縮室とを形成してなる電気置であって、上記脱塩室及び/又は濃縮室にはイオン交換体が配置されており、該イオン交換体の少なくとも一部が、請求項 1〜請求項 6のレ、ずれか 1項に記载のィオン交換体であることを特徴とする電気 ¾m塩装置。

8. 請求項 7に記載の電気 ¾m ^置であって、脱塩室及び/又は濃縮室に配置するイオン交換体の少なくとも一部は、強酸性カチオン交換体又は強塩基性ァ二オン交換体であることを特徴とする電気置。

9. グラフト重合体側鎖が、ぉ谢線グラフト重合法を利用して基材の主鎖上に導入されたものである請求項 7又は 8に記載の電気^! ¾¾¾置。

1 0. 陽極と陰極との間に、カチオン交換膜及ぴァニオン交換膜を少なくとも一部交互に配設して脱塩室と濃縮室とを形成し、上記脱塩室及び/又は濃縮室にイオン交換体を配置させてなる電気 ¾m塩装置において、該脱塩室及び z又は濃縮室に配置させるイオン交換体の少なくとも一部として用いられる、有機高分子基材の主鎖上にイオン交換基を有するグラフト重合体側鎖を有していて、該グラフト重合体側鎖上に更に第 2のグラフト重合体側鎖が導入されていることを特徴とする電気塩装置用イオン交換体。

1 1 . グラフト重合体側鎖が、放射線グラフト重合法を利用して基材の主鎖上に導入されたものである請求項 1 0に記載の電気脱塩装置用ィオン交換体。

1 2. 陽極と陰極との間にカチオン交換膜及ぴァニオン交換膜を少なくとも一部交互に配設して脱塩室と濃縮室とが形成され、上記脱塩室及び/又は濃縮室にはイオン交換体が配置されており、該イオン交換体の少なくとも一部が、有機高分子基材の主鎖上にイオン交換基を有するグラフト重合体側鎖を有していて、該グラフト重合体側鎖上に更に第 2のグラフト重合体側鎖が導入されていることを特徴とする電気塩装置。

1 3. 脱塩室及び/又は濃縮室において、カチオン交換膜側にカチオン交換繊維材料が、ァニオン交換膜側にァニオン交換 1¾锥材料がそれぞれ対向して配置されており、これら繊锥材料の間にイオン交 «能が付与されているイオン伝導スぺーサ一が配富されていて、上記カチオン交換繊維材料、ァ-オン交換 ί雌材料又はイオン伝導スぺーサの少なくとも一つが、棚高分子謝の主鎖上にイオン交換基を有するグラフト重合体側鎖を有していて、該グラフト重合体側鎖上に更に第 2のグラフト重合体側鎖が導入されているイオン交換体である請求項 1 2に

1 4. グラフト重合体側鎖が、腿線グラフト重合法を利用して基材の主鎖上に導入されたものである請求項 1 2又は 1 3に記載の電気 ^^難置。

1 5 . 陽極と陰極との間に、カチオン交換膜及びァニオン交換膜を少なくとも一部交互に配設して脱塩室と濃縮室とを形成し、上記脱塩室及び/又は濃縮室にイオン交換体を配置させてなる電気置において、該脱塩室及び/又は濃縮室に配置させるイオン交換体の少なくとも一部として用いられる、有機高分子の主鎖上に架橋構造を有するグラフト重合体側鎖を有していて、該架橋ダラフト重合体側鎖上にイオン交換基が導入されていることを特徴とする電気塩装置用イオン交換体。

1 6 . グラフト重合体側鎖が、腿線グラフト重合法を利用して基材の主鎖上に導入されたものである請求項 1 5に記載の電気塩装置用イオン交換体。

1 7. 陽極と亟との間にカチオン交換膜及びァユオン交換膜を少なくとも一部交互に配設して脱塩室と濃縮室とが形成され、上記脱塩室及び/又は濃縮室にはイオン交換体が配置されており、該イオン交換体の少なくとも一部が、有機高分子基材の主鎖上に架橋構造を有するグラフト重合体側鎖を有していて、該架橋グラフト重合体側鎖上にイオン交換基が導入されていることを特徴とする電気式 1 8. 脱塩室及び/又は濃縮室において、カチオン交換膜側にカチオン交換繊維材料が、ァニオン交換膜側にァニオン交換锥材料がそれぞれ対向して配置されており、これら »隹材料の間にィオン交^ ϋ能が付与されているイオン伝導スぺーサ一が配置されていて、上記カチオン交換条攝隹材料、ァニオン交換纏隹材料又はイオン伝導スぺーサの少なくとも一つが、有機高分子凝才の主鎖上に架橋構造を有するグラフト重合体側鎖を有していて、該架橋グラフト重合体側鎖上にィオン交換基が導入されているイオン交換体である請求項 1 7に記載の電気塩

1 9. グラフト重合体側鎖が、放射線グラフト重合法を利用して基材の主鎖上

：導入されたものである請求項 1 8又は 1 9に記載の電気塩装置。