特許 6961618 イオン交換体充填カートリッジ及び金属除去カラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6961618

(24)【登録日】2021年10月15日

(45)【発行日】2021年11月5日

(54)【発明の名称】イオン交換体充填カートリッジ及び金属除去カラム

(51)【国際特許分類】

   B01J 47/024 20170101AFI20211025BHJP

   B01J 39/05 20170101ALI20211025BHJP

   B01J 39/07 20170101ALI20211025BHJP

   B01J 41/05 20170101ALI20211025BHJP

   B01J 41/07 20170101ALI20211025BHJP

   B01J 39/20 20060101ALI20211025BHJP

   B01J 41/14 20060101ALI20211025BHJP

   B01J 47/022 20170101ALI20211025BHJP

   B01J 47/028 20170101ALI20211025BHJP

   B01J 47/04 20060101ALI20211025BHJP

   B01J 47/12 20170101ALI20211025BHJP

   C02F 1/42 20060101ALI20211025BHJP

【ＦＩ】

   B01J47/024

   B01J39/05

   B01J39/07

   B01J41/05

   B01J41/07

   B01J39/20

   B01J41/14

   B01J47/022

   B01J47/028

   B01J47/04

   B01J47/12

   C02F1/42 A

【請求項の数】6

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2018-556267(P2018-556267)

(86)(22)【出願日】2017年11月10日

(86)【国際出願番号】JP2017040629

(87)【国際公開番号】WO2018110177

(87)【国際公開日】20180621

【審査請求日】2020年7月29日

(31)【優先権主張番号】特願2016-240899(P2016-240899)

(32)【優先日】2016年12月13日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004400

【氏名又は名称】オルガノ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002538

【氏名又は名称】特許業務法人あしたば国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】高田 智子

(72)【発明者】

【氏名】中村 彰

【審査官】 関根 崇

(56)【参考文献】

【文献】 実開昭６１−１８７２８７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０２−１３１１８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第４８０１８７０（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特表２０１５−５２１１０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００６−５２７０８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−０６４３７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２００８１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｊ ３９／００−４９／９０

Ｃ０２Ｆ １／４２

Ｃ０２Ｆ １／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属除去カラムの収納容器の内側に収納される、内部にイオン交換体が充填されているイオン交換体充填カートリッジであって、
筒部と、
被処理液の通過孔が形成されており、内周面に上蓋用挟み込み部材のネジ山又はネジ溝と螺合するネジ溝又はネジ山が形成されている上蓋側挟み込み部材固定部を有し、前記筒部の上端に設けられる上蓋と、
被処理液の通過口が形成されており、外周面にネジ山又はネジ溝が形成されているＯ字状の外側部と、該外側部の径方向内側に設けられた＋字又はＸ字形状の内側部と、からなる上蓋用挟み込み部材と、
上蓋側イオン交換体流出防止部材と、
処理液の通過孔が形成されており、前記筒部の下端に設けられる下蓋と、
前記下蓋に繋がり、外側にＯリングが付設されており、前記金属除去カラムの収納容器の底部に設けられている処理液排出管の内側に挿通するための挿通管と、
前記筒部の内部に充填されているイオン交換体と、
を有し、
前記上蓋用挟み込み部材が、前記上蓋側挟み込み部材固定部に、螺合され、前記上蓋側イオン交換体流出防止部材が、前記上蓋と前記上蓋用挟み込み部材との間に挟み込まれていること、
を特徴とするイオン交換体充填カートリッジ。

【請求項2】

金属除去カラムの収納容器の内側に収納される、内部にイオン交換体が充填されているイオン交換体充填カートリッジであって、
筒部と、
被処理液の通過孔が形成されており、前記筒部の上端に設けられる上蓋と、
処理液の通過孔が形成されており、内周面に下蓋用挟み込み部材のネジ山又はネジ溝と螺合するネジ溝又はネジ山が形成されている下蓋側挟み込み部材固定部を有し、前記筒部の下端に設けられる下蓋と、
処理液の通過口が形成されており、外周面にネジ山又はネジ溝が形成されているＯ字状の外側部と、該外側部の径方向内側に設けられた＋字又はＸ字形状の内側部と、からなる下蓋用挟み込み部材と、
下蓋側イオン交換体流出防止部材と、
前記下蓋に繋がり、外側にＯリングが付設されており、前記金属除去カラムの収納容器の底部に設けられている処理液排出管の内側に挿通するための挿通管と、
前記筒部の内部に充填されているイオン交換体と、
を有し、
前記下蓋用挟み込み部材が、前記下蓋側挟み込み部材固定部に、螺合され、前記下蓋と前記下蓋用挟み込み部材との間に、前記下蓋側イオン交換体流出防止部材が挟み込まれていること、
を特徴とするイオン交換体充填カートリッジ。

【請求項3】

金属除去カラムの収納容器の内側に収納される、内部にイオン交換体が充填されているイオン交換体充填カートリッジであって、
筒部と、
被処理液の通過孔が形成されており、内周面に上蓋用挟み込み部材のネジ山又はネジ溝と螺合するネジ溝又はネジ山が形成されている上蓋側挟み込み部材固定部を有し、前記筒部の上端に設けられる上蓋と、
被処理液の通過口が形成されており、外周面にネジ山又はネジ溝が形成されているＯ字状の外側部と、該外側部の径方向内側に設けられた＋字又はＸ字形状の内側部と、からなる上蓋用挟み込み部材と、
上蓋側イオン交換体流出防止部材と、
処理液の通過孔が形成されており、内周面に下蓋用挟み込み部材のネジ山又はネジ溝と螺合するネジ溝又はネジ山が形成されている下蓋側挟み込み部材固定部を有し、前記筒部の下端に設けられる下蓋と、
処理液の通過口が形成されており、外周面にネジ山又はネジ溝が形成されているＯ字状の外側部と、該外側部の径方向内側に設けられた＋字又はＸ字形状の内側部と、からなる下蓋用挟み込み部材と、
下蓋側イオン交換体流出防止部材と、
前記下蓋に繋がり、外側にＯリングが付設されており、前記金属除去カラムの収納容器の底部に設けられている処理液排出管の内側に挿通するための挿通管と、
前記筒部の内部に充填されているイオン交換体と、
を有し、
前記上蓋用挟み込み部材が、前記上蓋側挟み込み部材固定部に、螺合され、前記上蓋側イオン交換体流出防止部材が、前記上蓋と前記上蓋用挟み込み部材との間に挟み込まれていること、
前記下蓋用挟み込み部材が、前記下蓋側挟み込み部材固定部に、螺合され、前記下蓋と前記下蓋用挟み込み部材との間に、前記下蓋側イオン交換体流出防止部材が挟み込まれていること、
を特徴とするイオン交換体充填カートリッジ。

【請求項4】

前記筒部がポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）からなることを特徴とする請求項１〜３いずれか１項記載のイオン交換体充填カートリッジ。

【請求項5】

前記筒部の内側には、前記筒部の上端に向かうにつれ、前記筒部の内径が小さくなる上端側管径縮小部、及び前記筒部の下端に向かうにつれ、前記筒部の内径が小さくなる下端側管径縮小部が形成されていることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載のイオン交換体充填カーリッジ。

【請求項6】

収納容器と、
前記収納容器に形成され、前記収納容器の内側に被処理液を供給するための被処理液供給口と、
前記収納容器の底側に付設され、前記収納容器の内側と連通する処理液排出管と、
前記収納容器の内側に収納されている請求項１〜５いずれか１項記載のイオン交換体充填カートリッジと、
を有し、
前記処理液排出管の内側に、前記挿通管が挿通され、前記挿通管の外側に付設されているＯリングが、前記処理液排出管の内壁及び前記挿通管の外側に密着することにより、前記処理液排出管の内壁と前記挿通管の外側との間が密閉されていること、
を特徴とする金属除去カラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、有機溶剤中の微量金属を除去するための金属除去カラム及びそれに用いられるイオン交換体充填カートリッジに関する。

【背景技術】

【0002】

被処理液中の微量金属を除去する技術として、イオン交換樹脂をカートリッジに充填し、直接カートリッジ内部に被処理液を通液して、処理液を得る技術や、イオン交換樹脂をカートリッジに充填し、更にそれを覆う収納容器を設け、被処理液がカートリッジと収納容器の間を通った後、カートリッジ内部を通り、処理液を得る技術が知られている（特許文献１、特許文献２、特許文献３）。

【0003】

このような、イオン交換樹脂が充填されているカートリッジを用いる精製は、少ない設備投資で行えるため、純水製造はもちろん、それ以外にも、ＩＰＡ（イソプロパノール）、ＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）、ＰＧＭＥ（プロピレングリコールモノメチルエーテル）、ＰＧＥＥ（プロピレングリコールモノエチルエーテル）等の溶媒精製、特に、高純度溶媒精製でニーズが高まっている。

【0004】

また、有機溶剤中の不純物をｐｐｔレベルまで低減するためには、イオン交換樹脂による精製が必要である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平９−２７１７７０号公報

【特許文献2】特許第４８０１８７０号公報

【特許文献3】特開２００４−４１８５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、これらの従来技術には、イオン交換樹脂の寿命後に、カートリッジ内のイオン交換樹脂を交換する際、あるいは、イオン交換樹脂を充填したカートリッジを交換する際に、精製系に不純物が混入してしまい、処理液が汚染されてしまうという問題があった。

【0007】

従って、本発明の目的は、イオン交換体を充填したカートリッジを交換する際に、精製系に不純物が混入せず、処理液が汚染されない金属除去カラムを提供すること、及びそれに用いられるイオン交換体充填カートリッジを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

このような上記課題は、以下の本発明によって解決される。
すなわち、本発明（１）は、金属除去カラムの収納容器の内側に収納される、内部にイオン交換体が充填されているイオン交換体充填カートリッジであって、
筒部と、
被処理液の通過孔が形成されており、内周面に上蓋用挟み込み部材のネジ山又はネジ溝と螺合するネジ溝又はネジ山が形成されている上蓋側挟み込み部材固定部を有し、前記筒部の上端に設けられる上蓋と、
被処理液の通過口が形成されており、外周面にネジ山又はネジ溝が形成されているＯ字状の外側部と、該外側部の径方向内側に設けられた＋字又はＸ字形状の内側部と、からなる上蓋用挟み込み部材と、
上蓋側イオン交換体流出防止部材と、
処理液の通過孔が形成されており、前記筒部の下端に設けられる下蓋と、
前記下蓋に繋がり、外側にＯリングが付設されており、前記金属除去カラムの収納容器の底部に設けられている処理液排出管の内側に挿通するための挿通管と、
前記筒部の内部に充填されているイオン交換体と、
を有し、
前記上蓋用挟み込み部材が、前記上蓋側挟み込み部材固定部に、螺合され、前記上蓋側イオン交換体流出防止部材が、前記上蓋と前記上蓋用挟み込み部材との間に挟み込まれていること、
を特徴とするイオン交換体充填カートリッジを提供するものである。
また、本発明（２）は、金属除去カラムの収納容器の内側に収納される、内部にイオン交換体が充填されているイオン交換体充填カートリッジであって、
筒部と、
被処理液の通過孔が形成されており、前記筒部の上端に設けられる上蓋と、
処理液の通過孔が形成されており、内周面に下蓋用挟み込み部材のネジ山又はネジ溝と螺合するネジ溝又はネジ山が形成されている下蓋側挟み込み部材固定部を有し、前記筒部の下端に設けられる下蓋と、
処理液の通過口が形成されており、外周面にネジ山又はネジ溝が形成されているＯ字状の外側部と、該外側部の径方向内側に設けられた＋字又はＸ字形状の内側部と、からなる下蓋用挟み込み部材と、
下蓋側イオン交換体流出防止部材と、
前記下蓋に繋がり、外側にＯリングが付設されており、前記金属除去カラムの収納容器の底部に設けられている処理液排出管の内側に挿通するための挿通管と、
前記筒部の内部に充填されているイオン交換体と、
を有し、
前記下蓋用挟み込み部材が、前記下蓋側挟み込み部材固定部に、螺合され、前記下蓋と前記下蓋用挟み込み部材との間に、前記下蓋側イオン交換体流出防止部材が挟み込まれていること、
を特徴とするイオン交換体充填カートリッジを提供するものである。
また、本発明（３）は、金属除去カラムの収納容器の内側に収納される、内部にイオン交換体が充填されているイオン交換体充填カートリッジであって、
筒部と、
被処理液の通過孔が形成されており、内周面に上蓋用挟み込み部材のネジ山又はネジ溝と螺合するネジ溝又はネジ山が形成されている上蓋側挟み込み部材固定部を有し、前記筒部の上端に設けられる上蓋と、
被処理液の通過口が形成されており、外周面にネジ山又はネジ溝が形成されているＯ字状の外側部と、該外側部の径方向内側に設けられた＋字又はＸ字形状の内側部と、からなる上蓋用挟み込み部材と、
上蓋側イオン交換体流出防止部材と、
処理液の通過孔が形成されており、内周面に下蓋用挟み込み部材のネジ山又はネジ溝と螺合するネジ溝又はネジ山が形成されている下蓋側挟み込み部材固定部を有し、前記筒部の下端に設けられる下蓋と、
処理液の通過口が形成されており、外周面にネジ山又はネジ溝が形成されているＯ字状の外側部と、該外側部の径方向内側に設けられた＋字又はＸ字形状の内側部と、からなる下蓋用挟み込み部材と、
下蓋側イオン交換体流出防止部材と、
前記下蓋に繋がり、外側にＯリングが付設されており、前記金属除去カラムの収納容器の底部に設けられている処理液排出管の内側に挿通するための挿通管と、
前記筒部の内部に充填されているイオン交換体と、
を有し、
前記上蓋用挟み込み部材が、前記上蓋側挟み込み部材固定部に、螺合され、前記上蓋側イオン交換体流出防止部材が、前記上蓋と前記上蓋用挟み込み部材との間に挟み込まれていること、
前記下蓋用挟み込み部材が、前記下蓋側挟み込み部材固定部に、螺合され、前記下蓋と前記下蓋用挟み込み部材との間に、前記下蓋側イオン交換体流出防止部材が挟み込まれていること、
を特徴とするイオン交換体充填カートリッジを提供するものである。

【0009】

また、本発明（３）は、前記筒部がポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）からなることを特徴とする（１）〜（３）いずれかのイオン交換体充填カートリッジを提供するものである。

【0010】

また、本発明（４）は、前記筒部の内側には、前記筒部の上端に向かうにつれ、前記筒部の内径が小さくなる上端側管径縮小部、及び前記筒部の下端に向かうにつれ、前記筒部の内径が小さくなる下端側管径縮小部が形成されていることを特徴とする（１）〜（５）いずれかのイオン交換体充填カーリッジを提供するものである。

【0015】

また、本発明（６）は、収納容器と、
前記収納容器に形成され、前記収納容器の内側に被処理液を供給するための被処理液供給口と、
前記収納容器の底側に付設され、前記収納容器の内側と連通する処理液排出管と、
前記収納容器の内側に収納されている（１）〜（５）いずれかのイオン交換体充填カートリッジと、
を有し、
前記処理液排出管の内側に、前記挿通管が挿通され、前記挿通管の外側に付設されているＯリングが、前記処理液排出管の内壁及び前記挿通管の外側に密着することにより、前記処理液排出管の内壁と前記挿通管の外側との間が密閉されていること、
を特徴とする金属除去カラムを提供するものである。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、イオン交換体を充填したカートリッジを交換する際に、精製系に不純物が混入せず、処理液が汚染されない金属除去カラムを提供することができる。また、本発明によれば、該金属除去カラムに用いられるイオン交換体充填カートリッジを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明のイオン交換体充填カートリッジの形態例を示す端面図である。

【図2】図１中のイオン交換体カートリッジ２０を構成する各部材を示す斜視図である。

【図3】本発明の金属除去カラムの形態例を示す端面図である。

【図4】本発明のイオン交換体充填カートリッジのうち、キャップ部材が取り付けられている形態例を示す模式的な端面図である。

【図5】上蓋用挟み込み部材及び上蓋側挟み込み部材固定部を有する上蓋の形態例を示す模式的な斜視図である。

【図6】図５に示す上蓋用挟み込み部材と上蓋側挟み込み部材固定部を有する上蓋で、上蓋側イオン交換体流出防止部材が挟み込まれる様子を示す模式的な斜視図である。

【図7】上蓋側イオン交換体流出防止部材が、図５に示す上蓋用挟み込み部材と上蓋側挟み込み部材固定部を有する上蓋で挟み込まれて固定されている様子を示す模式的な斜視図である。

【図8】下蓋用挟み込み部材と下蓋側挟み込み部材固定部を有する下蓋で、下蓋側イオン交換体流出防止部材が挟み込まれる様子を示す模式的な斜視図である。

【図9】イオン交換体カートリッジ２０ａを構成する各部材を示す斜視図である。

【図10】本発明の金属除去カラムの形態例を示す端面図である。

【図11】上蓋用挟み込み部材及び上蓋側挟み込み部材固定部を有する上蓋の形態例を示す模式的な斜視図である。

【図12】図１１に示す上蓋用挟み込み部材と上蓋側挟み込み部材固定部を有する上蓋で、上蓋側イオン交換体流出防止部材が挟み込まれる様子を示す模式的な斜視図である。

【図13】上蓋側イオン交換体流出防止部材が、図１１に示す上蓋用挟み込み部材と上蓋側挟み込み部材固定部を有する上蓋で挟み込まれて固定されている様子を示す模式的な斜視図である。

【図14】下蓋用挟み込み部材と下蓋側挟み込み部材固定部を有する下蓋で、下蓋側イオン交換体流出防止部材が挟み込まれる様子を示す模式的な斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

図１〜図３を参照して、本発明のイオン交換体充填カートリッジ及び本発明のイオン交換体充填カートリッジを備える本発明の金属除去カラムについて説明する。図１は、本発明のイオン交換体充填カートリッジの形態例を示す模式的な端面図である。図２は、図１中のイオン交換体充填カートリッジ２０を構成する部材を示す斜視図である。図３は、本発明の金属除去カラムを示す模式的な端面図である。

【0019】

図１に示すイオン交換体充填カートリッジ２０は、有機溶媒中の金属をイオン交換体により除去するための金属除去カラムに、交換可能に取り付けられるカートリッジである。イオン交換体充填カートリッジ２０は、粒状のイオン交換樹脂１が充填されている筒部２と、被処理液の通過孔７が形成されており、筒部２の上端に設けられる上蓋３と、処理液の通過孔８が形成されており、筒部２の下端に設けられる下蓋４と、下蓋に繋がり、金属除去カラムの収納容器の底部に設けられている処理液排出管の内側に挿通するための挿通管５と、筒部２の内部に充填されている粒状のイオン交換樹脂１と、有する。金属除去カラムの処理液排出管の内壁とイオン交換体充填カートリッジ２０の挿通管５の外側との間を密閉するために、挿通管５の外側には、Ｏリング付設用溝５１が形成されている。Ｏリング６は、そのＯリング付設用溝５１に嵌め込まれて、付設されている。なお、図１に示す形態例では、イオン交換体として、粒状のイオン交換樹脂が充填されている。また、図１に示す形態例では、下蓋４と挿通管５とは、一体成形されている。また、筒部２の内側の上端側には、上端側管径縮小部１１が形成されており、且つ、筒部２の内側の下端側には、下端側管径縮小部１２が形成されている。そして、イオン交換体１が筒部２から外に流出するのを防ぐために、イオン交換体の充填領域の上端には、メッシュ９が、上端側管径縮小部１１と上蓋３との間に、外縁部が挟み込まれることにより付設され、且つ、イオン交換体の充填領域の下端には、メッシュ１０が、下端側管径縮小部１２と上蓋４との間に、外縁部が挟み込まれることにより付設されている。なお、メッシュ９及びメッシュ１０は、被処理液を透過し且つ粒状のイオン交換樹脂１を透過させない程度の大きさの隙間を有する。

【0020】

図２に示すように、イオン交換体充填カートリッジ２０の組み立てでは、先ず、メッシュ１０を筒部２の下端内側に配置させた状態で、挿通管５と共に一体成形された下蓋４を、筒部２の下端側にねじ込み、嵌め込む。このとき、メッシュ１０は、その外縁部が、下端側管径縮小部１２と下蓋４との間に挟み込まれて、固定される。次いで、筒部２内に粒状のイオン交換樹脂１（図１に示す形態例では、粒状のイオン交換樹脂）を充填する。次いで、メッシュ９を筒部２の上端内側に配置させた状態で、上蓋３を、筒部２の上端側にねじ込み、嵌め込む。このとき、メッシュ９は、その外縁部が、上端側管径縮小部１１と上蓋３との間に挟み込まれて、固定される。次いで、Ｏリング６を、挿通管５に形成されているＯリング付設用溝５１に付設する。

【0021】

このようにして作製されたイオン交換体充填カートリッジ２０は、図３に示すように、金属除去カラム３０の収納容器２１内に設置されて、金属除去カラム３０が組み立てられる。金属除去カラム３０は、収納容器２１と、収納容器２１に形成され、収納容器の内側に被処理液を供給するための被処理液供給口２２と、収納容器２１の底側に付設され、収納容器２１の内側と連通する処理液排出管２３と、収納容器２１内に収納されているイオン交換体充填カートリッジ２０と、を有する。そして、処理液排出管２３の内側に、イオン交換体充填カートリッジ２０の挿通管５が挿通され、挿通管５の外側に付設されているＯリング６が、処理液排出管２３の内壁２４とイオン交換体充填カートリッジ２０の挿通管５の外側とに密着することにより、処理液排出管２３の内壁と挿通管５の外側との間が密閉されている。また、被処理液供給口２２には、連結管２８が付設されている。そして、連結管２８には、被処理液３１の輸液管２６の管端がねじ込まれて、被処理液３１の輸液管２６が繋がれる。また、処理液排出管２３には、処理液３２の輸液管２５の管端がねじ込まれて、処理液３２の輸液管２５が繋がれる。

【0022】

金属除去カラム３０を用いる被処理液の処理方法について説明する。図３中、被処理液３１は、被処理液３１の貯蔵タンク等から、金属除去カラム３０に繋がれている被処理液の輸液管２６を通って、金属除去カラム３０まで運ばれ、そして、被処理液供給口２２を通って、金属除去カラム３０の収納容器２１内に供給される。収納容器２１内に供給された被処理液３１は、先ず、イオン交換体充填カートリッジ２０の筒部２と金属除去カラム３０の収納容器２１との間の空間２７を充填し、その後、イオン交換体充填カートリッジ２０の上蓋３に形成されている被処理液の通過孔７を通って、イオン交換体充填カートリッジ２０の筒部２内に流入する。イオン交換体充填カートリッジ２０の筒部２内に流入した被処理液３１は、筒部２内に充填されているイオン交換体１と接触しながら、イオン交換体の充填領域を通過し、そして、筒部２の下蓋３に形成されている処理液の通過孔（図１中、符号８）を通って、イオン交換体充填カートリッジ２０の筒部２の外に排出される。イオン交換体充填カートリッジ２０の内筒２の外に排出された処理液３２は、金属除去カラム３０に繋がれている処理液の輸液管２５を介してユースポイント又は処理液の貯蔵タンクまで運ばれる。

【0023】

本発明のイオン交換体充填カートリッジは、金属除去カラムの収納容器の内側に収納される、内部にイオン交換体が充填されているイオン交換体充填カートリッジであって、
筒部と、
被処理液の通過孔が形成されており、前記筒部の上端に設けられる上蓋と、
処理液の通過孔が形成されており、前記筒部の下端に設けられる下蓋と、
前記下蓋に繋がり、外側にＯリングが付設されており、前記金属除去カラムの収納容器の底部に設けられている処理液排出管の内側に挿通するための挿通管と、
前記筒部の内部に充填されているイオン交換体と、
を有すること、
を特徴とするイオン交換体充填カートリッジである。

【0024】

本発明のイオン交換体充填カートリッジは、有機溶媒中の金属不純物を除去する金属除去カラムに設置される部品であり、内部にイオン交換体が充填されており、金属除去カラムに設置されているカートリッジを交換することにより、有機溶剤中の金属不純物の除去に用いられるイオン交換体を簡便に交換するための部品である。

【0025】

本発明のイオン交換体充填カートリッジに係る有機溶媒、すなわち、被処理液は、ＩＰＡ（イソプロパノール）、ＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）、ＰＧＭＥ（プロピレングリコールモノメチルエーテル）、ＰＧＥＥ（プロピレングリコールモノエチルエーテル）、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）等が挙げられる。被処理液中の不純物として、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｋ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｄ、Ｐｂ等の金属イオン、Ｃｌ、ＳＯ_４、ＮＯ_３、ＰＯ_４、ＣＯ_３、ＨＣＯ_３等のアニオン、ギ酸、酢酸、マレイン酸、プロプオン酸等の有機酸、プラスないしマイナスの荷電を持つ中から高分子化合物が挙げられる。

【0026】

本発明のイオン交換体充填カートリッジは、筒部と、上蓋と、下蓋と、挿通管と、筒部の内部に充填されているイオン交換体と、を有する。

【0027】

本発明のイオン交換体充填カートリッジの筒部の内部には、被処理液中に存在する金属不純物を除去するためのイオン交換体が充填されている。本発明のイオン交換体充填カートリッジに係るイオン交換体としては、粒状のカチオン交換樹脂、粒状のアニオン交換樹脂、粒状のカチオン交換樹脂と粒状のアニオン交換樹脂の組み合わせ等の粒状のイオン交換樹脂；モノリス状有機多孔質カチオン交換体、モノリス状有機多孔質アニオン交換体、モノリス状有機多孔質カチオン交換体とモノリス状有機多孔質アニオン交換体の組み合わせ等のモノリス状有機多孔質イオン交換体；又は粒状のイオン交換樹脂とモノリス状有機多孔質イオン交換体の組み合わせが挙げられる。イオン交換体が、粒状のカチオン交換樹脂と粒状のアニオン交換樹脂の組み合わせの場合、粒状のカチオン交換樹脂と粒状のアニオン交換樹脂が均一に混合されている混床として用いる場合と、イオン交換体の充填領域の上流側に、粒状のカチオン交換樹脂が充填され、且つ、イオン交換体の充填領域の下流側に、粒状のアニオン交換樹脂が充填されているか、又はイオン交換体の充填領域の上流側に、粒状のアニオン交換樹脂が充填され、且つ、イオン交換体の充填領域の下流側に、粒状のカチオン交換樹脂が充填されている複床として用いる場合がある。また、イオン交換体が、モノリス状有機多孔質カチオン交換体とモノリス状有機多孔質アニオン交換体の組み合わせのときは、イオン交換体の充填領域の上流側に、モノリス状有機多孔質カチオン交換体が充填され、且つ、イオン交換体の充填領域の下流側に、モノリス状有機多孔質アニオン交換体が充填されているか、又はイオン交換体の充填領域の上流側に、モノリス状有機多孔質アニオン交換体が充填され、且つ、イオン交換体の充填領域の下流側に、モノリス状有機多孔質カチオン交換体が充填されている複床として用いる。イオン交換体が、粒状のイオン交換樹脂とモノリス状有機多孔質イオン交換体の組み合わせの場合、イオン交換体の充填領域の上流側に、モノリス状有機多孔質イオン交換体が充填され、且つ、イオン交換体の充填領域の下流側に、粒状のイオン交換樹脂が充填される。

【0028】

粒状のカチオン交換樹脂は、強酸性カチオン交換樹脂であっても、弱酸性カチオン交換樹脂であっても、それらの併用であってもよい。強酸性カチオン交換樹脂としては、オルライトＤＳ−１、オルライトＤＳ−４等が挙げられる。また、弱酸性カチオン交換樹脂としては、アンバーライトＩＲＣ７６等が挙げられる。

【0029】

粒状のアニオン交換樹脂は、強塩基性アニオン交換樹脂であっても、弱塩基性アニオン交換樹脂であっても、それらの併用であってもよい。強塩基性アニオン交換樹脂としては、オルライトＤＳ−２、オルライトＤＳ−５等が挙げられる。また、弱塩基性アニオン交換樹脂としては、オルライトＤＳ−６等が挙げられる。

【0030】

粒状のイオン交換体の平均粒径は、特に制限されないが、好ましくは２００〜１０００μｍ、特に好ましくは４００〜８００μｍである。なお、イオン交換体の平均粒径は、レーザ回折式粒度分布測定装置により測定される値である。

【0031】

モノリス状有機多孔質イオン交換体としては、モノリス状の有機多孔質体にイオン交換基が導入されているものであれば、特に制限されないが、例えば、以下に示すモノリス状有機多孔質イオン交換体が挙げられる。

【0032】

モノリス状有機多孔質イオン交換体としては、例えば、連続骨格相と連続空孔相からなり、連続骨格の厚みは１〜１００μｍ、連続空孔の平均直径は１〜１０００μｍ、全細孔容積は０．５〜５０ｍＬ／ｇであり、カチオン交換基又はアニオン交換基が導入されており、乾燥状態での重量当たりのイオン交換容量が１〜６ｍｇ当量／ｇであり、イオン交換基が有機多孔質イオン交換体中に均一に分布しているモノリス状有機多孔質イオン交換体（以下、第一の形態のモノリス状有機多孔質イオン交換体とも記載する。）が挙げられる。

【0033】

第一の形態のモノリス状有機多孔質イオン交換体としては、気泡状のマクロポア同士が重なり合い、この重なる部分が平均直径１〜１０００μｍの開口となる連続気泡構造を有し、全細孔容積が１〜５０ｍＬ／ｇであり、カチオン交換基又はアニオン交換基が導入されており、乾燥状態での重量当りのイオン交換容量が１〜６ｍｇ当量／ｇであり、イオン交換基が有機多孔質イオン交換体中に均一に分布しているモノリス状有機多孔質イオン交換体が挙げられる。

【0034】

また、第一の形態のモノリス状有機多孔質イオン交換体としては、気泡状のマクロポア同士が重なり合い、この重なる部分が平均直径３０〜３００μｍの開口となる連続マクロポア構造体であり、全細孔容積が０．５〜１０ｍｌ／ｇ、カチオン交換基又はアニオン交換基が導入されており、乾燥状態での重量当りのイオン交換容量が１〜６ｍｇ当量／ｇであり、イオン交換基が有機多孔質イオン交換体中に均一に分布しており、且つ、連続マクロポア構造体（乾燥体）の切断面のＳＥＭ画像において、断面に表れる骨格部面積が、画像領域中２５〜５０％であるモノリス状有機多孔質イオン交換体が挙げられる。

【0035】

また、第一の形態のモノリス状有機多孔質イオン交換体としては、前記モノリス状有機多孔質イオン交換体が、イオン交換基が導入された全構成単位中、架橋構造単位を０．１〜５．０モル％含有する芳香族ビニルポリマーからなる平均太さが１〜６０μｍの三次元的に連続した骨格と、その骨格間に平均直径が１０〜２００μｍの三次元的に連続した空孔とからなる共連続構造体であり、全細孔容積が０．５〜１０ｍＬ／ｇであり、カチオン交換基又はアニオン交換基が導入されており、乾燥状態での重量当りのイオン交換容量が１〜６ｍｇ当量／ｇであり、イオン交換基が有機多孔質イオン交換体中に均一に分布しているモノリス状有機多孔質イオン交換体が挙げられる。

【0036】

本発明のイオン交換体充填カートリッジに係る筒部は、円筒状であり、内部にイオン交換体が充填される部材である。筒部の内径、外径及び長さは、イオン交換体充填カートリッジが設置される金属除去カラムの形状により、適宜選択される。

【0037】

筒部の上端には、被処理液の通過孔が形成されている上蓋が設けられている。筒部に上蓋を固定する方法は、特に制限されず、ねじ止めにより固定する方法、一方の部品に形成された突起に他方を引っ掛ける方法等が挙げられる。上蓋に形成されている通過孔の数及び１つ当たりの径は、適宜選択される。

【0038】

筒部の下端には、処理液の通過孔が形成されている下蓋が設けられている。筒部に下蓋を固定する方法は、特に制限されず、ねじ止めにより固定する方法、一方の部品に形成された突起に他方を引っ掛ける方法等が挙げられる。下蓋に形成されている通過孔の数及び１つ当たりの径は、適宜選択される。

【0039】

下蓋には、挿通管が繋がれている。挿通管は、金属除去カラムの収納容器の底部に設けられている処理液排出管の内側に挿通される部材である。そして、本発明のイオン交換体充填カートリッジは、金属除去カラムに設置されるときに、挿通管が、金属除去カラムの収納容器の底部に設けられている処理液排出管の内側に挿通されて、金属除去カラムの収納容器の内側に設置される。

【0040】

挿通管の外側には、Ｏリングが付設されている。挿通管の外側に付設されているＯリングにより、金属除去カラムの処理液排出管の内壁とイオン交換体充填カートリッジの挿通管の外側との間が密閉される。Ｏリングの材質としては、特に制限されず、例えば、フッ素ゴム、シリコーンゴム、カルレッツ、パーフロ、ＰＦＡ被覆等が挙げられる。また、Ｏリングの付設数は、特に制限されない。

【0041】

筒部、上蓋、下蓋及び挿通管は、同じ材質で作製されており、これらの材質としては、特に制限されず、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン等が挙げられる。筒部、上蓋、下蓋及び挿通管の材質は、被処理液の種類、溶解物質の種類等により、適宜選択される。

【0042】

下蓋と挿通管は、一体成形されることにより、繋がっていてもよいし、あるいは、別々に作製された下蓋と挿通管が、例えば、ねじ止めにより、下蓋に挿通管が固定されて、繋がっていてもよい。

【0043】

本発明のイオン交換体カートリッジでは、筒部内部に充填されているイオン交換体が、筒部の外に流出しないように、イオン交換体の充填領域の上端側と下端側に、不織布、メッシュ等からなるイオン交換体流出防止部材が付設される。イオン交換体流出防止部材は、被処理液を透過し且つイオン交換体を透過させない程度の隙間を有する。

【0044】

イオン交換体流出防止部材の付設方法は、特に制限されず、例えば、図１に示す形態例のように、イオン交換体流出防止部材の外縁及びその近傍を、筒部の内側に形成されている上端側管径縮小部の上端面と上蓋との間で、又は下端側管径縮小部の下端面と下蓋との間で、挟み込む方法や、上蓋又は下蓋に溶着させて固定する方法が挙げられる。

【0045】

本発明のイオン交換体カートリッジでは、筒部の内側の上端近傍に、上端側管径縮小部が形成され、且つ、筒部の内側の下端近傍に、下端側管径縮小部が形成されていてもよい。上端側管径縮小部とは、筒部の上端に向かうにつれ、筒部の内径が小さくなる部分を指す。また、下端側管径縮小部とは、筒部の下端に向かうにつれ、筒部の内径が小さくなる部分を指す。構造上、上蓋の外縁の近傍に被処理液の通過孔を形成し難いため、筒部内の上蓋側の隅は、被処理液の流れが少ない部位となってしまう。そのため、筒部の内側の上端近傍に、上端側管径縮小部が形成されていることにより、筒部内の上蓋側の隅の被処理液の流れが少ない部位を無くすことができるので、充填されているイオン交換体を効率よく使用できるという利点を有する。また、構造上、下蓋の外縁部の近傍に処理液の通過孔を形成し難いため、筒部内の下蓋側の隅は、処理液の流れが少ない部位となってしまう。そのため、筒部の内側の下端近傍に、下端側管径縮小部が形成されていることにより、筒部内の下蓋側の隅の被処理液の流れが少ない部位を無くすことができるので、充填されているイオン交換体を効率よく使用できるという利点を有する。

【0046】

また、使用済みのイオン交換体充填カートリッジの粒状のイオン交換樹脂を交換するために、使用済みのイオン交換体充填カートリッジ内から、使用後の粒状のイオン交換樹脂を取り出す際に、筒部の内側の上端近傍に、上端側管径縮小部が形成されていることにより、粒状のイオン交換樹脂が、筒部内の上蓋側の隅に詰まって取り出し難くなるのを防ぐことができ、また、筒部の内側の下端近傍に、下端側管径縮小部が形成されていることにより、粒状のイオン交換樹脂が、筒部内の下蓋側の隅に詰まって取り出し難くなるのを防ぐことができる。

【0047】

そして、筒部の材質が、ＰＦＡ等の樹脂の場合には、筒部の内側に、上端側管径縮小部及び下端側管径縮小部を形成するためには、成形用の金型を作製する必要が生じる。それに対して、筒部の材質がＰＴＦＥの場合には、切削加工により、筒部の内側に、上端側管径縮小部及び下端側管径縮小部を形成させることができるので、筒部の材質がＰＴＦＥ製であることにより、成形用の金型を作製しなくてもよいという利点を有する。

【0048】

本発明のイオン交換体充填カートリッジの上端側及び下端側には、筒部に取り外し可能に、キャップ部材が取り付けられていてもよい。図４に示す形態例では、イオン交換体充填カートリッジ２０の筒部の上端側に、筒部の上蓋に形成されている被処理液の通過孔を完全に覆うように、上側キャップ部材３３ａが取り付けられており、且つ、イオン交換体充填カートリッジ２０の筒部の下端側に、筒部の下蓋に形成されている処理液の通過孔及び挿通管の口を完全に覆うように、下側キャップ部材３３ｂが取り付けられている。本発明のイオン交換体充填カートリッジの上端側及び下端側に、キャップ部材が取り付けられていることにより、本発明のイオン交換体充填カートリッジの筒部内が、外気から遮断されるので、外気中の不純物が、筒部内へ混入することが防がれる。

【0049】

キャップ部材の材質としては、特に制限されず、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン等が挙げられる。

【0050】

本発明のイオン交換体充填カートリッジの上端側及び下端側に、キャップ部材を取り付ける方法としては、特に制限されず、例えば、図４に示す形態例のように、筒部の外側とキャップ部材の内側との摩擦力により取り付ける方法や、筒部とキャップ部材に嵌合用の凹凸を設け、それらを嵌合させることにより取り付ける方法等が挙げられる。

【0051】

本発明のイオン交換体充填カートリッジにおいて、上蓋側のイオン交換体流出防止部材の付設方法としては、上蓋と、被処理液の通過口が形成されている上蓋用挟み込み部材とで、上蓋側イオン交換体流出防止部材を挟み込み固定する方法が挙げられる。つまり、本発明のイオン交換体充填カートリッジの形態例としては、上蓋用挟み込み部材と、上蓋側イオン交換体流出防止部材と、を有し、上蓋と上蓋用挟み込み部材との間に、上蓋側イオン交換体流出防止部材が挟み込まれているイオン交換体充填カーリッジが挙げられる（以下、本発明のイオン交換体充填カートリッジの第一の形態例とも記載する。）。

【0052】

本発明のイオン交換体充填カートリッジの第一の形態例における上蓋側のイオン交換体流出防止部材の付設方法としては、例えば、図５〜図７に示す例が挙げられる。図５〜図７では、外周面にネジ山が形成されているＯ字状の外側部３８と、外側部３８の径方向内側に設けられた＋字状の内側部３７と、からなる上蓋側挟み込み部材３５１ａと、内周面に上蓋用挟み込み部材３５１ａのネジ山と螺合するネジ溝が形成されているＯ字状に突出した上蓋側挟み込み部材固定部３６を有する上蓋３ａとで、メッシュ９ａを挟み込み、上蓋用挟み込み部材３５１ａが、上蓋側挟み込み部材固定部３６に、ネジ込まれて固定されることにより、メッシュ９ａが、上蓋３ａと上蓋用挟み込み部材３５１ａとで挟み込まれて固定されている。なお、上蓋用挟み込み部材３５１ａでは、＋字状の内側部３７と、＋字状の内側部３７を囲むＯ字状の外側部３８とで、被処理液の通過口３９が形成されている。また、上蓋３ａには、処理液の通過孔７が形成されている。

【0053】

そして、図９及び図１０に示すように、上蓋３ａと、上蓋３ａに螺合され固定されている上蓋用挟み込み部材３５１ａと、上蓋３ａと上蓋用挟み込み部材３５１ａとで挟み込まれて固定されているメッシュ９ａと、からなるメッシュ固定上蓋体４３ａは、筒部２ａの上端側にねじ込まれ、嵌め込まれている。

【0054】

また、下蓋側のイオン交換体流出防止部材の付設方法としては、下蓋と、処理液の通過口が形成されている下蓋用挟み込み部材とで、下蓋側イオン交換体流出防止部材を挟み込み固定する方法が挙げられる。つまり、本発明のイオン交換体充填カートリッジの形態例としては、下蓋用挟み込み部材と、下蓋側イオン交換体流出防止部材と、を有し、下蓋と下蓋用挟み込み部材との間に、下蓋側イオン交換体流出防止部材が挟み込まれているイオン交換体充填カーリッジが挙げられる（以下、本発明のイオン交換体充填カートリッジの第二の形態例とも記載する。）。

【0055】

本発明のイオン交換体充填カートリッジの第二の形態例における下蓋側のイオン交換体流出防止部材の付設方法としては、例えば、図８に示す例が挙げられる。図８では、外周面にネジ山が形成されているＯ字状の外側部と、外側部の径方向内側に設けられた＋字状の内側部と、からなる下蓋側挟み込み部材３５２ａと、内周面に下蓋用挟み込み部材３５２ａのネジ山と螺合するネジ溝が形成されているＯ字状に突出した下蓋側挟み込み部材固定部を有する下蓋４ａとで、メッシュ１０ａを挟み込み、下蓋用挟み込み部材３５２ａが、下蓋４ａの下蓋側挟み込み部材固定部に、ネジ込まれて固定されることにより、メッシュ１０ａが、下蓋４ａと下蓋用挟み込み部材３５２ａとで挟み込まれて固定されている。なお、下蓋側挟み込み部材３５２ａでは、＋字状の内側部と、＋字状の内側部を囲むＯ字状の外側部とで、処理液の通過口が形成されている。また、下蓋４ａには、処理液の通過孔が形成されている。

【0056】

そして、図９及び図１０に示すように、下蓋４ａと、下蓋４ａに螺合され固定されている下蓋用挟み込み部材３５２ａと、下蓋４ａと下蓋用挟み込み部材３５２ａとで挟み込まれて固定されているメッシュ１０ａと、からなるメッシュ固定下蓋体４５ａは、筒部２ａの下端側にねじ込まれ、嵌め込まれている。

【0057】

図１０には、メッシュ固定上蓋体４３ａとメッシュ固定下蓋体４５ａを有するイオン交換体充填カートリッジ２０ａを示す。イオン交換体充填カートリッジ２０ａは、有機溶媒中の金属をイオン交換体により除去するための金属除去カラムに、交換可能に取り付けられるカートリッジである。イオン交換体充填カートリッジ２０ａは、粒状のイオン交換樹脂１が充填されている筒部２ａと、筒部２ａの上端に設けられ、被処理液の通過孔７が形成されている上蓋３ａと、上蓋３ａの上蓋側挟み込む部材固定部に螺合されて固定されている上蓋用挟み込み部材３５１ａと、上蓋３ａと上蓋用挟み込み部材３５１ａとで挟み込まれて固定されているメッシュ９ａと、筒部２の下端に設けられ、処理液の通過孔８が形成されている下蓋４ａと、下蓋４ａの下蓋側挟み込み部材固定部に螺合されて固定されている下蓋用挟み込み部材３５２ａと、下蓋４ａと下蓋用挟み込み部材３５２ａとで挟み込まれて固定されているメッシュ１０ａと、下蓋に繋がり、金属除去カラムの収納容器の底部に設けられている処理液排出管の内側に挿通するための挿通管５と、筒部２の内部に充填されている粒状のイオン交換樹脂１と、を有する。金属除去カラムの処理液排出管の内壁とイオン交換体充填カートリッジ２０ａの挿通管５の外側との間を密閉するために、挿通管５の外側には、Ｏリング付設用溝５１が形成されている。Ｏリング６は、そのＯリング付設用溝５１に嵌め込まれて、付設されている。

【0058】

つまり、本発明のイオン交換体充填カートリッジの第一の形態例としては、本発明のイオン交換体充填カートリッジが、被処理液の通過口が形成されている上蓋用挟み込み部材と、上蓋側イオン交換体流出防止部材と、を有し、
上蓋用挟み込み部材は、外周面にネジ山又はネジ溝が形成されているＯ字状の外側部と、外側部の径方向内側に設けられた＋字又はＸ字状の内側部と、からなり、
上蓋は、内周面に上蓋側挟み込み部材のネジ山又はネジ溝と螺合するネジ溝又はネジ山が形成されているＯ字状の上蓋側挟み込み部材固定部を有し、
上蓋用挟み込み部材は、上蓋側挟み込み部材固定部に、螺合されており、
上蓋側挟み込み部材固定部に上蓋用挟み込み部材がネジ込まれて固定されることにより、上蓋側イオン交換体流出防止部材が、上蓋と上蓋用挟み込み部材とで挟み込まれて固定されているイオン交換体充填カートリッジが挙げられる。

【0059】

また、本発明のイオン交換体充填カートリッジの第二の形態例としては、本発明のイオン交換体充填カートリッジが、処理液の通過口が形成されている下蓋用挟み込み部材と、下蓋側イオン交換体流出防止部材と、を有し、
下蓋用挟み込み部材は、外周面にネジ山又はネジ溝が形成されているＯ字状の外側部と、外側部の径方向内側に設けられた＋字又はＸ字状の内側部と、からなり、
下蓋は、内周面に下蓋用挟み込み部材のネジ山又はネジ溝と螺合するネジ溝又はネジ山が形成されているＯ字状の下蓋側挟み込み部材固定部を有し、
下蓋用挟み込み部材は、下蓋側挟み込み部材固定部に、螺合されており、
下蓋側挟み込み部材固定部に下蓋用挟み込み部材がネジ込まれて固定されることにより、下蓋側イオン交換体流出防止部材が、下蓋と下蓋用挟み込み部材とで挟み込まれて固定されているイオン交換体充填カートリッジが挙げられる。

【0060】

本発明のイオン交換体充填カートリッジの第一の形態例では、上蓋側イオン交換体流出防止部材の中央及びその近傍が、上蓋と上蓋用挟み込み部材とで挟み込まれているので、上蓋側イオン交換体流出防止部材がずれ難い。また、本発明のイオン交換体充填カートリッジの第二の形態例では、下蓋側イオン交換体流出防止部材の中央及びその近傍が、下蓋と下蓋用挟み込み部材とで挟み込まれているので、下蓋側イオン交換体流出防止部材がずれ難い。

【0061】

本発明のイオン交換体充填カートリッジの第一の形態例における上蓋側のイオン交換体流出防止部材の付設方法としては、例えば、図１１〜図１３に示す例が挙げられる。図１１〜図１３では、上蓋との当接面４２２側に篏合穴４０２が形成されている上蓋用挟み込み部材３５１ｂと、上蓋用挟み込み部材との当接面４２１に篏合突起４０１が形成されているＯ字状の上蓋側メッシュ保持部４２を有する上蓋３ｂとで、メッシュ９ｂを挟み込み、上蓋３ｂの篏合突起４０１が、上蓋用挟み込み部材３５１ｂの篏合穴４０２に、嵌め込まれることにより、メッシュ９ｂが、上蓋３ｂと上蓋用挟み込み部材３５１ｂとで挟み込まれて固定されている。なお、上蓋用挟み込み部材３５１ｂには、被処理液の通過口７ｂが形成されている。また、上蓋３ｂには、被処理液の通過孔７が形成されている。このようにして、上蓋３ｂとメッシュ９ｂと上蓋用挟み込み部材３５１ｂとからなるメッシュ固定上蓋体４３ｂが組み立てられ、メッシュ固定上蓋体４３ｂは、筒部の上端側にネジ込み、嵌め込まれる。

【0062】

本発明のイオン交換体充填カートリッジの第二の形態例における下蓋側のイオン交換体流出防止部材の付設方法としては、例えば、図１４に示す例が挙げられる。図１４では、下蓋との当接面側に篏合穴が形成されている下蓋用挟み込み部材３５２ｂと、下蓋用挟み込み部材との当接面に篏合突起が形成されているＯ字状の下蓋側メッシュ保持部を有する下蓋４ｂとで、メッシュ１０ｂを挟み込み、下蓋４ｂの篏合突起が、下蓋用挟み込み部材３５２ｂの篏合穴に、嵌め込まれることにより、メッシュ１０ｂが、下蓋４ｂと下蓋用挟み込み部材３５２ｂとで挟み込まれて固定されている。なお、下蓋側挟み込み部材３５２ｂには、処理液の通過口が形成されている。また、下蓋４ａには、処理液の通過孔が形成されている。このようにして、下蓋４ｂとメッシュ１０ｂと下蓋用挟み込み部材３５２ｂとからなるメッシュ固定上蓋体４５ｂが組み立てられ、メッシュ固定上蓋体４５ｂは、筒部の下端側にネジ込み、嵌め込まれる。

【0063】

本発明の金属除去カラムは、収納容器と、
前記収納容器に形成され、前記収納容器の内側に被処理液を供給するための被処理液供給口と、
前記収納容器の底側に付設され、前記収納容器の内側と連通する処理液排出管と、
前記収納容器の内側に収納されている前記本発明のイオン交換体充填カートリッジと、
を有し、
前記処理液排出管の内側に、前記挿通管が挿通され、前記挿通管の外側に付設されているＯリングが、前記処理液排出管の内壁及び前記挿通管の外側に密着することにより、前記処理液排出管の内壁と前記挿通管の外側との間が密閉されていること、
を特徴とする金属除去カラムである。

【0064】

本発明の金属除去カラムは、有機溶媒中の金属不純物を除去するための金属除去用のカラムであり、内側に、本発明のイオン交換体充填カートリッジが収納されているカラムである。そして、本発明の金属除去カラムでは、内側に収納されている本発明のイオン交換体充填カートリッジを交換することにより、有機溶剤中の金属不純物の除去に用いられるイオン交換体を簡便に交換することができる。

【0065】

本発明の金属除去カラムを用いて処理される有機溶媒、すなわち、被処理液は、ＩＰＡ（イソプロパノール）、ＰＧＭＥＡ（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）、ＰＧＭＥ（プロピレングリコールモノメチルエーテル）、ＰＧＥＥ（プロピレングリコールモノエチルエーテル）、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）等が挙げられる。被処理液中の不純物として、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｋ、Ｃａ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｄ、Ｐｂ等の金属イオン、Ｃｌ、ＳＯ_４、ＮＯ_３、ＰＯ_４、ＣＯ_３、ＨＣＯ_３等のアニオン、ギ酸、酢酸、マレイン酸、プロプオン酸等の有機酸、プラスないしマイナスの荷電を持つ中から高分子化合物が挙げられる。

【0066】

本発明の金属除去カラムの収納容器の内側には、本発明のイオン交換体充填カートリッジが収納されている。

【0067】

本発明の金属除去カラムに係る収納容器は、内側に本発明のイオン交換体充填カートリッジが収納される部材である。収納容器の大きさ、形状等は、内側に設置されるイオン交換体充填カートリッジの形状により、適宜選択される。

【0068】

収納容器には、収納容器の内側に被処理液を供給するための被処理液供給口が形成されている。被処理液供給口の形成位置及び大きさは、適宜選択される。また、被処理液供給口には、被処理液を金属除去カラムまで運ぶための被処理液の輸液管が、直接又は被処理液供給口に連通する連結管を介して、繋がれる。

【0069】

収納容器の底側には、収納容器の内側と連通する処理液排出管が付設されている。処理液排出管には、処理液をユースポイント又は処理液の貯蔵タンクまで運ぶための処理液の輸液管が繋がれる。

【0070】

収納容器及び処理液排出管の材質は、特に制限されず、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレンパーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン等が挙げられる。収納容器及び処理液排出管の材質は、被処理液の種類、溶解物質の種類等により、適宜選択される。

【0071】

イオン交換体充填カートリッジとユースポイント又は処理液の貯蔵タンクとの間に、微粒子除去フィルターが設けられていてもよい。設置位置としては、例えば、本発明のイオン交換体充填カートリッジの挿通管内、本発明の金属除去カラムの処理液排出管内且つ挿通管の端より下流位置等が挙げられる。

【0072】

本発明の金属除去カラムでは、処理液排出管の内側に、本発明のイオン交換体充填カートリッジの挿通管が挿通され、且つ、本発明のイオン交換体充填カートリッジの挿通管の外側に付設されているＯリングにより、本発明の金属除去カラムの処理液排出管の内壁と本発明のイオン交換体充填カートリッジの挿通管の外側との間が密閉されており、このことにより、本発明のイオン交換体充填カートリッジ内に充填されているイオン交換体で処理された処理液が、被処理液と混ざることなく、本発明の金属除去カラム外へと排出される。

【0073】

本発明の金属除去カラムでは、使用寿命を超えたイオン交換体の交換を、内側に収納されている本発明のイオン交換体充填カートリッジを交換することで行え、且つ、本発明のイオン交換体充填カートリッジの交換の際に、手で触れる部位は、イオン交換体の充填領域より上流側になる本発明のイオン交換体充填カートリッジの筒部の外側なので、イオン交換体の交換の際に、イオン交換体の充填領域より下流側の部位（精製系）が汚染されることを防ぐことができる。

【0074】

また、金属除去カラムにイオン交換体充填カートリッジを設置する場合には、イオン交換体充填カートリッジからの処理液の排出口と、金属除去カラムの処理液の排出管を繋ぎ、且つ、金属除去カラムの収納容器内の被処理液が、処理液側に漏れてきて、処理液に混入しないように、金属除去カラムの収容容器と処理液排出管との間を密閉する必要がある。本発明の金属除去カラムでは、イオン交換体充填カートリッジからの処理液の排出管である挿通管が、金属除去カラムの処理液の排出管に繋げられ、且つ、金属除去カラムの収納容器内の被処理液が、処理液側に漏れてきて、処理液に混入しないように、Ｏリングによって、金属除去カラムの処理液排出管の内壁とイオン交換体充填カートリッジの挿通管の外側との間が密閉されている。そして、Ｏリングは、密閉対象部材間に挟まれたときに、弾性変形し易いので、イオン交換体充填カートリッジの挿通管の材質と、金属除去カラムの材質とが異なっていても、Ｏリングが金属除去カラムの被処理液排出管の内壁及びイオン交換体充填カートリッジの挿通管の外側に密着する。これにより、金属除去カラムの処理液排出管の内壁とイオン交換体充填カートリッジの挿通管の外側との間が、良好に密閉される。

【0075】

一方、イオン交換体充填カートリッジの処理液の排出口又は排出管と、金属除去カラムの処理液の排出口又は排出管とが、ねじ止めにより繋げられている場合、イオン交換体充填カートリッジと金属除去カラムの材質とが異なると、ねじの噛み合わせ部分の密着性が不十分となり易く、又はイオン交換体充填カートリッジと金属除去カラムの密着性が不十分となり易い。このため、金属除去カラムの収納容器内のイオン交換体充填カートリッジの外側と、金属除去カラムの処理液排出管内との間の密閉が不十分となり易く、その結果、金属除去カラムの収納容器内の被処理液が、処理液側に漏れてきて、処理液に混入するおそれがある。

【0076】

また、本発明のイオン交換体充填カートリッジでは、下側に、Ｏリングが付設されている挿通管が設けられている。そのため、イオン交換体充填カートリッジの重量により、イオン交換体充填カートリッジの挿通管が、金属除去カラムの処理水排出管から外れてしまうようなことがない。

【0077】

一方、イオン交換体が充填されている筒部の上に、Ｏリングが付設されている挿通管が設けられている場合は、イオン交換体充填カートリッジの重量により、イオン交換体充填カートリッジの挿通管が、金属除去カラムの処理水排出管から外れてしまう。そのようなことに対する防止方法の一つとしては、イオン交換体充填カートリッジの処理液の排出口又は排出管と、金属除去カラムの処理液の排出口又は排出管とを、ねじ止めにより繋げる方法があるが、そうすると、上記のようなねじ止めをした場合のねじの噛み合わせ部分の密着性不足の問題が生じる。また、別の防止方法としては、金属充填カラムの底部に、イオン交換体充填カートリッジを下から支える部材を付設する方法があるが、そうすると、支え部材の付設位置が、イオン交換体充填カートリッジの蓋の中央付近になるため、支え部材が、蓋の中央付近の被処理水の通過孔を塞いでしまい、イオン交換体の充填領域の中央部分の被処理液の良好な流れを阻害する。

【0078】

本発明のイオン交換体充填カートリッジでは、イオン交換体の充填領域の下側に、挿通管が設けられている。そのため、被処理水は、イオン交換体充填カートリッジの筒部内を、上から下に向かって、イオン交換体を下に押し付けるようにして流れる。そのため、筒部内で、イオン交換体が舞い上がることが防がれるので、被処理水とイオン交換体との接触効率が高くなる。

【実施例】

【0079】

以下、本発明を実施例に基づき詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施例に制限されるものではない。

【0080】

（実施例１）
ポール社製脱メタルフィルター用ＰＦＡハウジングに、図１に示すイオン交換体充填カートリッジを設置して、金属除去カラムを組み立てた。充填されているイオン交換体及びＯリングの詳細を以下に、イオン交換体充填カートリッジの詳細を表１に示す。また、被処理液として、表２に示す金属不純物含有量のイソプロパノールを用意した。
次いで、金属除去カラムに、被処理液をＳＶ-＝４ｈ^−１で、被処理液を供給して、金属除去処理を行った。得られた処理液中の金属不純物含有量を、表２に示す。

【0081】

＜イオン交換体＞
オルガノ社製、商品名：オルライトＤＳ−７、樹脂の材質：スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、イオン交換基の種類：スルホン酸基、四級アンモニウム基の混床、イオン交換当量：カチオン１．７ｍｇ当量／ｍｌ湿潤樹脂、アニオン０．８ｍｇ当量／ｍｌ湿潤樹脂
＜Ｏリング＞
フロン工業社製、商品名：ＰＦＡ被覆Ｏリング、材質：バイトンをＰＦＡで被覆、線径：３．５３±０．１０ｍｍ、内径：３７．６９±０．３８ｍｍ、外径：４４．７５ｍｍ

【0082】

【表1】

【0083】

【表2】

【符号の説明】

【0084】

１ 粒状のイオン交換樹脂
２、２ａ 筒部
３、３ａ、３ｂ 上蓋
４、４ａ、４ｂ 下蓋
５ 挿通管
６ Ｏリング
７ 被処理液の通過孔
８ 処理液の通過孔
９、９ａ、９ｂ メッシュ
１０、１０ａ、１０ｂ メッシュ
１１、１１ａ 上端側管径縮小部
１２ 下端側管径縮小部
２０、２０ａ イオン交換体充填カートリッジ
２１ 収納容器
２２ 被処理液供給口
２３ 処理液排出管
２４ 処理液排出管の内壁
２５ 処理液の輸液管
２６ 被処理液の輸液管
２７ 筒部と収納容器の間の空間
２８ 連結管
３０ 金属除去カラム
３１ 被処理液
３２ 処理液
３３ａ 上側キャップ部材
３３ｂ 下側キャップ部材
３６ 上蓋側挟み込み部材固定部
３７ 上蓋側挟み込み部材の内側部
３８ 上蓋側挟み込み部材の外側部
３９ 被処理液の通過口
４３ａ、４３ｂ メッシュ固定上蓋体
４５ａ、４５ｂ メッシュ固定下蓋体
５１ Ｏリング付設用溝
３５１ａ、３５１ｂ 上蓋用挟み込み部材
３５２ａ、３５２ｂ 下蓋用挟み込み部材
４０１ 篏合突起
４０２ 勘合穴
４２１ 上蓋側メッシュ保持部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】