特許 7496709 精製イオン交換樹脂の製造方法および精製イオン交換樹脂の製造装置

(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】

(24)【登録日】2024-05-30

(45)【発行日】2024-06-07

(54)【発明の名称】精製イオン交換樹脂の製造方法および精製イオン交換樹脂の製造装置

(51)【国際特許分類】

   B01J 49/50 20170101AFI20240531BHJP

   B01J 49/53 20170101ALI20240531BHJP

【ＦＩ】

B01J49/50

B01J49/53

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020078268

(22)【出願日】2020-04-27

(65)【公開番号】P2021171717

(43)【公開日】2021-11-01

【審査請求日】2022-12-07

(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】100123788

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 昭夫

(74)【代理人】

【識別番号】100127454

【弁理士】

【氏名又は名称】緒方 雅昭

(72)【発明者】

【氏名】塩谷 惟

(72)【発明者】

【氏名】市原 史貴

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼田 智子

【審査官】石岡 隆

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－１８１３５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１１１４６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５０９８８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１６７０６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００３－５３５８３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０２３４４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０２３４４０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ０１Ｊ３９／００－４９／９０

Ｃ０２Ｆ１／４２

Ｂ０１Ｄ２４／００－３７／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

水分量が５０～８０質量％であるイオン交換樹脂を非水溶媒に１時間以上浸漬し、
浸漬後、さらに非水溶媒を前記イオン交換樹脂に通液することを含む、精製イオン交換樹脂の製造方法。

【請求項2】

前記イオン交換樹脂が、強酸性陽イオン交換樹脂である、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記イオン交換樹脂が、ゲル型イオン交換樹脂である、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記非水溶媒が、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）である、請求項１～３のいずれか１項に記載の方法。

【請求項5】

水分量が５０～８０質量％であるイオン交換樹脂を充填した容器と、
非水溶媒を前記容器内に供給する非水溶媒供給手段と、
を有し、
前記イオン交換樹脂を前記非水溶媒に１時間以上浸漬させ、浸漬後、さらに非水溶媒を前記イオン交換樹脂に通液する、精製イオン交換樹脂の製造装置。

【請求項6】

前記非水溶媒と前記イオン交換樹脂との接触により気泡が発生しないように、前記容器内の圧力を調整する圧力調整手段をさらに有する、請求項５に記載の装置。

【請求項7】

前記容器の前段および／または後段に、微粒子除去フィルターをさらに有する、請求項５または６に記載の装置。

【請求項8】

前記非水溶媒供給手段の前段に、非水溶媒を貯蔵する非水溶媒貯蔵タンクを有し、
前記容器から排出された前記非水溶媒を、前記非水溶媒貯蔵タンクに回収する手段をさらに有する、請求項５～７のいずれか１項に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、精製イオン交換樹脂の製造方法および精製イオン交換樹脂の製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、半導体やリチウムイオン電池の製造において、高度に精製された非水溶媒が用いられている。
非水溶媒の精製方法として、蒸留法が知られているが、設備費が大きく、多大なエネルギーが必要である上、高度な精製が難しい等の問題点を有する（特許文献１）。
そこで、近年では、イオン交換樹脂やイオン交換フィルターを用いたイオン交換法により非水溶媒を精製する方法が適用されている（特許文献２）。イオン交換法は、設備費が小さく、省エネルギーで、高度な精製が可能という特長を有する。
ここで、高度に精製された非水溶媒では、非水溶媒中に含まれる微粒子も不純物となるため、イオン交換樹脂を用いて非水溶媒を精製する場合、イオン交換樹脂に含有された微粒子（含有微粒子）が非水溶媒へ流出しないように、イオン交換樹脂から流出する微粒子を低減する前処理が必要になる。イオン交換樹脂の後段に微粒子除去フィルターを設置する場合でも、システムの後段に位置する限外濾過膜の負荷を除去するためにイオン交換樹脂から流出する微粒子を低減する必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平６－６９１７５号公報

【文献】特開２０１３－０２３４３９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

イオン交換樹脂から流出する微粒子を低減する前処理として、イオン交換樹脂に非水溶媒を通液する方法がある。しかしながら、本発明者らの検討によると、イオン交換樹脂に非水溶媒を単に通液する方法でイオン交換樹脂から流出する微粒子を低減しようとした場合、イオン交換樹脂に対して数百倍量もの多量の非水溶媒が必要になることが判明した。
そこで、本発明は、少量の非水溶媒で、流出する微粒子が低減された精製イオン交換樹脂を製造可能な精製イオン交換樹脂の製造方法および製造装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記の問題を鑑みて、本発明者らの鋭意検討の結果、イオン交換樹脂を非水溶媒にあらかじめ浸漬することにより、イオン交換樹脂から流出する微粒子を低減できることを発見し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は、水分量が５０～８０質量％であるイオン交換樹脂を非水溶媒に１時間以上浸漬し、浸漬後、さらに非水溶媒を前記イオン交換樹脂に通液することを含む、精製イオン交換樹脂の製造方法である。
また、本発明は、水分量が５０～８０質量％であるイオン交換樹脂を充填した容器と、非水溶媒を前記容器内に供給する非水溶媒供給手段とを有し、前記イオン交換樹脂を前記非水溶媒に１時間以上浸漬させ、浸漬後、さらに非水溶媒を前記イオン交換樹脂に通液する、精製イオン交換樹脂の製造装置である。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、少量の非水溶媒で、流出する微粒子が低減された精製イオン交換樹脂を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の精製イオン交換樹脂の製造装置の一態様を示す概念図である。

【図2】実施例、比較例で用いた微粒子測定装置を示す概念図である。

【図3】実施例１のイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で浸漬後のゲル型強酸性陽イオン交換樹脂からの微粒子溶出測定結果を示す図である。

【図4】比較例１のＩＰＡで浸漬していないゲル型強酸性陽イオン交換樹脂からの微粒子溶出測定結果を示す図である。

【図5】実施例２のＩＰＡで浸漬後のＭＲ型強酸性陽イオン交換樹脂からの微粒子溶出測定結果を示す図である。

【図6】比較例２のＩＰＡで浸漬していないＭＲ型強酸性陽イオン交換樹脂からの微粒子溶出測定結果を示す図である。

【図7】イオン交換樹脂を充填したカートリッジの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

（イオン交換樹脂）
本発明に用いられるイオン交換樹脂としては、特に限定はないが、例えば、陽イオン交換樹脂、陰イオン交換樹脂、キレート樹脂、陽イオン交換樹脂、陰イオン交換樹脂及びキレート樹脂を混合した混床式のイオン交換樹脂等を挙げることができる。

【0009】

また、イオン交換樹脂の母体となる樹脂としては、特に制限はないが、有機高分子を母体とするものが好ましく、例えば、母体となる有機高分子としては、スチレン系樹脂、アクリル系樹脂等を挙げることができる。

【0010】

さらに、イオン交換樹脂の官能基としては、特に限定はないが、陽イオン交換樹脂では、例えば陽イオン交換基としてスルホン酸基を有する強酸性のものや、陽イオン交換基としてカルボキシ基を有する弱酸性のものを挙げることができる。また、陰イオン交換樹脂であれば、陰イオン交換基として四級アンモニウム基を有する強塩基性のものや、陰イオン交換基としてアミノ基を有する弱塩基性のものを挙げることができる。キレート樹脂としては、キレート基として、イミノジ酢酸基、アミノメチルリン酸基、イミノプロピオン酸基等から選ばれる一種以上のアミノ基を有するものを挙げることができる。

【0011】

また、イオン交換樹脂は、ゲル型構造を有するものであってもよいし、マクロレティキュラー型（ＭＲ型）構造を有するものであってもよいし、マクロポーラス型（ＭＰ型）構造を有するものであってもよいし、ポーラス型構造を有するものであってもよい。

【0012】

本発明に用いられるイオン交換樹脂は、未使用のものでも、既に使用したものでも構わないが、通常は未使用品を使用する。

【0013】

また、イオン交換樹脂は、水で湿潤状態のものであってもよい。水で湿潤状態のイオン交換樹脂の場合、水分量が３０～８０質量％、好ましくは３０～７０質量％、さらに好ましくは３０～６０質量％のものが用いられる。

【0014】

（微粒子）
本発明により除去される微粒子の成分としては、特に限定はないが、例えば、金属粒子（シリカ粒子を含む）、ＰＳＳ（ポリスチレンスルホン酸ナトリウム）などを挙げることができる。

【0015】

本発明によりイオン交換樹脂から除去される微粒子の粒径としては、特に制限はないが、例えば、１～１００００ｎｍものを挙げることができる。

【0016】

（精製イオン交換樹脂）
本発明において、「精製イオン交換樹脂」とは、流出する微粒子数が精製前のイオン交換樹脂から流出する微粒子数よりも低減されたイオン交換樹脂のことを指す。より詳細には、非水溶媒に浸漬した後のイオン交換樹脂であって、流出する微粒子数が、非水溶媒に浸漬する前のイオン交換樹脂から流出する微粒子数よりも少ないイオン交換樹脂のことを指す。あるいは、非水溶媒に浸漬し、その後に非水溶媒を通液した後のイオン交換樹脂であって、流出する微粒子数が、非水溶媒に浸漬した後、非水溶媒を通液する前のイオン交換樹脂から流出する微粒子数よりも少ないイオン交換樹脂のことを指す。

【0017】

本発明において、イオン交換樹脂から流出する微粒子数としては、特に制限はなく、またイオン交換樹脂の種類によって異なるが、例えば、ゲル型強酸性陽イオン交換樹脂を非水溶媒に浸漬する前のイオン交換樹脂から流出する粒径５０ｎｍを超える微粒子の数として、非水溶媒の通液初期の場合、非水溶媒１ｍｌ中に３００個以上１０，０００個以下、または、５００個以上１０，０００個以下、または、１，０００個以上１０，０００個以下などを挙げることができ、非水溶媒に浸漬した後のイオン交換樹脂から流出する粒径５０ｎｍを超える微粒子の数として、非水溶媒１ｍｌ中に１０個以上３００個以下、または、５０個以上２００個以下、または、８０個以上１５０個以下などを挙げることができる。

【0018】

さらに、例えば、ゲル型強酸性陽イオン交換樹脂を非水溶媒に浸漬せずに非水溶媒を通液したのみにおいては、イオン交換樹脂から流出する粒径５０ｎｍを超える微粒子の数として、イオン交換樹脂に対して１００倍量の非水溶媒を通液した場合、非水溶媒１ｍｌ中に１００個以上１０，０００個以下、または、５００個以上１０，０００個以下、または、１０００個以上１０，０００個以下などを挙げることができ、一方、非水溶媒に浸漬した後、非水溶媒を通液した場合においては、イオン交換樹脂から流出する粒径５０ｎｍを超える微粒子の数として、イオン交換樹脂に対して１００倍量の非水溶媒を通液した場合、非水溶媒１ｍｌ中に１個以上５００個以下、または、５個以上３００個以下、または、１０個以上２００個以下などを挙げることができる。

【0019】

さらに、例えば、ゲル型強酸性陽イオン交換樹脂を非水溶媒に浸漬せずに非水溶媒を通液したのみにおいては、イオン交換樹脂から流出する粒径５０ｎｍを超える微粒子の数として、イオン交換樹脂に対して３００倍量の非水溶媒を通液した場合、非水溶媒１ｍｌ中に１００個以上１０，０００個以下、または、２００個以上１０，０００個以下、または、３００個以上１０，０００個以下などを挙げることができ、一方、非水溶媒に浸漬した後、非水溶媒を通液した場合においては、イオン交換樹脂から溶出する粒径５０ｎｍを超える微粒子の数として、イオン交換樹脂に対して３００倍量の非水溶媒を通液した場合、非水溶媒１ｍｌ中に１個以上５００個以下、または、３個以上３００個以下、または、５個以上５０個以下などを挙げることができる。

【0020】

また、例えば、ＭＲ型強酸性陽イオン交換樹脂を非水溶媒に浸漬する前のイオン交換樹脂から流出する粒径５０ｎｍを超える微粒子の数として、非水溶媒の通液初期の場合、非水溶媒１ｍｌ中に１００個以上１００，０００個以下、または、５００個以上１００，０００個以下、または、１，０００個以上１００，０００個以下などを挙げることができ、非水溶媒に浸漬した後のイオン交換樹脂から流出する粒径５０ｎｍを超える微粒子の数として、非水溶媒１ｍｌ中に１０個以上１０，０００個以下、または、１００個以上１０，０００個以下、または、１，０００個以上１０，０００個以下などを挙げることができる。

【0021】

さらに、例えば、ＭＲ型強酸性陽イオン交換樹脂を非水溶媒に浸漬せずに非水溶媒を通液したのみにおいては、イオン交換樹脂から流出する粒径５０ｎｍを超える微粒子の数として、イオン交換樹脂に対して１００倍量の非水溶媒を通液した場合、非水溶媒１ｍｌ中に１０個以上１０，０００個以下、または、５０個以上１０，０００個以下、または、１００個以上１０，０００個以下などを挙げることができ、一方、非水溶媒に浸漬した後、非水溶媒を通液した場合においては、イオン交換樹脂から流出する径５０ｎｍを超える微粒子の数として、イオン交換樹脂に対して１００倍量の非水溶媒を通液した場合、非水溶媒１ｍｌ中に１個以上１０００個以下、または、５個以上５００個以下、または、１０個以上５００個以下などを挙げることができる。

【0022】

さらに、例えば、ＭＲ型強酸性陽イオン交換樹脂を非水溶媒に浸漬せずに非水溶媒を通液したのみにおいては、イオン交換樹脂から流出する粒径５０ｎｍを超える微粒子の数として、イオン交換樹脂に対して３００倍量の非水溶媒を通液した場合、非水溶媒１ｍｌ中に１０個以上１０，０００個以下、または、３０個以上１０，０００個以下、または、５０個以上１０，０００個以下などを挙げることができ、一方、非水溶媒に浸漬した後、非水溶媒を通液した場合においては、イオン交換樹脂から流出する粒径５０ｎｍを超える微粒子の数として、イオン交換樹脂に対して３００倍量の非水溶媒を通液した場合、非水溶媒１ｍｌ中に１個以上１００個以下、または、３個以上１００個以下、または、５個以上８０個以下などを挙げることができる。

【0023】

（非水溶媒）
本発明に用いられる非水溶媒としては、特に制限はないが、例えば、メタノール、エタノール、ｎ－プロピルアルコール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、ｔｅｒｔ－ブチルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン、Ｎ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、プロピレングリコールモノメチルエーテル（ＰＧＭＥ）、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、ブチルカルビトール（ＢＤＧ）、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）、乳酸メチル、乳酸エチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソアミル、アセトン、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、メチルイソブチルケトン（ＭＩＢＫ）、トルエン、キシレン、シクロヘキサン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、γ－ブチロラクトン、スルホラン、１，２－ジメトキシエタン、１，２－ジエトキシエタン、１，２－ジブトキシエタン、エトキシメトキシエタン等から選ばれる一種以上を挙げることができる。

【0024】

イオン交換樹脂から流出する微粒子を低減する過程で、浸漬や通液に使用する非水溶媒に含まれる金属がイオン交換樹脂のイオン交換基を消費し、交換容量を低下させてしまうことを防ぐために、非水溶媒中の各金属不純物の含有量が少ないものを使用することが望ましい。含有金属量は特に制限されないが、通常、１００質量ｐｐｂ～１質量ｐｐｔ程度である。金属不純物として、例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｋ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｓ、Ｓｒ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｂａ、Ｐｂ等を含有する。

【0025】

（イオン交換樹脂の非水溶媒への浸漬）
イオン交換樹脂を非水溶媒に浸漬する場合は、全てのイオン交換樹脂が完全に非水溶媒に沈む程度に、非水溶媒を供給することが好ましい。この場合、イオン交換樹脂を充填した容器に非水溶媒を供給することができる。イオン交換樹脂を充填する容器としては、例えば、イオン交換樹脂塔、イオン交換樹脂カートリッジ（以下、カートリッジと適宜称する）等が挙げられる。また、イオン交換樹脂を充填したカートリッジをイオン交換樹脂ハウジング（以下、ハウジングと適宜称する）に装填し、非水溶媒を供給するようにしても良い。
図７は、イオン交換樹脂を充填したカートリッジの構成例を示す図である。図７に示すように、イオン交換樹脂をカートリッジ２０ａに充填し、カートリッジ２０ａに非水溶媒を供給してイオン交換樹脂を非水溶媒中に浸漬して処理することにより、浸漬処理後の精製イオン交換樹脂を充填したカートリッジをそのまま使用することができる。また、浸漬処理後の精製イオン交換樹脂をカートリッジから容易に取り出すこともできる。

【0026】

図７に示すように、カートリッジ２０ａは、イオン交換樹脂１ａが充填される筒部２と、非水溶媒の通過孔（流入孔）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、非水溶媒の通過孔（流出孔）８が形成されており、筒部２の下端に設けられる下蓋４とを有する。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、イオン交換樹脂１ａが筒部２から外に流出するのを防ぐために、イオン交換樹脂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る。同様に、イオン交換樹脂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には、非水溶媒を透過し且つイオン交換樹脂１ａを透過させない程度の大きさの孔部が形成されている。

【0027】

具体的なイオン交換樹脂と非水溶媒との質量比としては、イオン交換樹脂：非水溶媒＝１：２～１：１０が好ましい。イオン交換樹脂が水を含んでいる場合は、見かけの質量に対する質量比でかまわない。

【0028】

イオン交換樹脂を非水溶媒で浸漬する時間としては、特に限定はないが、１～２００時間、好ましくは１～１００時間、更に好ましくは１～２４時間を挙げることができる。

【0029】

また、イオン交換樹脂を非水溶媒で浸漬する回数としては、特に制限はないが、１～１０回を挙げることができる。非水溶媒で複数回浸漬する場合は、イオン交換樹脂内部の水分濃度と浸漬させる非水溶媒の水分濃度が平衡状態に達した時点で、新しい非水溶媒に入れ替えるのが好ましい。

【0030】

（イオン交換樹脂への非水溶媒の通液）
イオン交換樹脂に非水溶媒を浸漬した後、さらに非水溶媒をイオン交換樹脂に通液することにより、より効率的にイオン交換樹脂から流出する微粒子を低減することができる。

【0031】

具体的には、イオン交換樹脂を容器に充填して非水溶媒に浸漬させた後、容器から非水溶媒を排出する。その後、容器に非水溶媒を供給し、連続的に通液する。通液の速度としては、特に制限はないが、好ましくはＳＶ（流量／イオン交換樹脂体積比）１～１００Ｌ／Ｌ－樹脂／ｈ、より好ましくはＳＶ１～５０Ｌ／Ｌ－樹脂／ｈ、さらに好ましくはＳＶ１～２０Ｌ／Ｌ－樹脂／ｈで通液する。

【0032】

通液する非水溶媒としては、特に制限はないが、浸漬に用いた非水溶媒と同一のものを用いることが好ましい。

【0033】

イオン交換樹脂を非水溶媒に浸漬させた後に、非水溶媒を通液した場合は、例えば、非水溶媒を３００倍量通液したとき、非水溶媒１ｍＬ中に５０ｎｍ以上の微粒子が、１００個未満、好ましくは５０個未満、より好ましくは３０個未満検出される。

【0034】

（イオン交換樹脂から流出する微粒子の除去装置）
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る精製イオン交換樹脂の製造装置について説明するが、本発明は、図面に記載されたものに限定されない。

【0035】

図１は、イオン交換樹脂を充填した容器３５と、非水溶媒を貯蔵した非水溶媒貯蔵タンク３２と、非水溶媒貯蔵タンク３２から非水溶媒を容器３５内に供給する手段（非水溶媒供給手段：ポンプ）３０と、を有する精製イオン交換樹脂の製造装置を示している。

【0036】

ポンプ３０の吸込口には吸込管３９の一端側が接続されている。吸込管３９の他端側は貯蔵タンク３２（具体的には、貯蔵タンク３２に貯蔵された非水溶媒）内まで伸びている。ポンプ３０の吐出口には吐出管４０の一端側が接続されている。吐出管４０の他端側は容器３５の入口に接続されている。

【0037】

容器３５の出口には、容器３５から排出された非水溶媒を装置の外部に排出するための排出管３３が接続されている。排出管３３における容器３５の出口付近には圧力調整手段（背圧弁）３４が設けられている。圧力調整手段３４は、容器３５に非水溶媒を供給する際、非水溶媒とイオン交換樹脂との接触により気泡が発生しないように、容器３５内の非水溶媒にかかる圧力を調整するものである。イオン交換樹脂と非水溶媒が接触すると、気泡が発生し、片流れの原因となる場合がある。非水溶媒を下降流で容器３５に供給する場合には、容器３５の後段に圧力調整手段３４を設けることが好ましい。

【0038】

図１に示す形態では、容器３５の出口には、容器３５から排出された非水溶媒を非水溶媒貯蔵タンク３２に戻して回収するための回収管３６の一端側が接続されている。回収管３６の他端側は貯蔵タンク３２内まで伸びている。回収管３６における容器３５の出口付近にも、容器内の非水溶媒にかかる圧力を調整する圧力調整手段（背圧弁）３４が設けられている。
なお、容器の入口側における壁面には、エア抜き用の孔部（不図示）を形成してもよい。

【0039】

図１の形態では、容器３５の前段に非水溶媒用の微粒子除去フィルター３８が設置されている。微粒子除去フィルター３８は、容器３５に通液する非水溶媒中の微粒子を除去するためのものであるが、微粒子等の不純物を含有しない綺麗な非水溶媒を供給することができる場合には、必ずしも設置する必要はない。

【0040】

図１の形態では、排出管３３の圧力調整手段３４及び回収管３６の圧力調整手段３４を閉位置とし、ポンプ３０を駆動して貯蔵タンク３２から容器３５に下降流で非水溶媒を供給すると、容器３５内に非水溶媒が溜まり、イオン交換樹脂が非水溶媒で浸漬されていく。それと同時に、容器３５の入口側に形成されたエア抜き用の孔部からエアが抜けていく。なお、容器３５内における非水溶媒の高さは、エア抜き用の孔部よりも下方となる。

【0041】

図１の形態では、排出管３３及び回収管３６の圧力調整手段３４を閉位置とし、ポンプ３０を駆動して貯蔵タンク３２から容器３５に下降流で非水溶媒を供給する場合を説明したが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、排出管３３の圧力調整手段３４を閉位置、回収管３６の圧力調整手段３４を開位置とし、ポンプ（不図示）を駆動して回収管３６から容器３５に上向流で非水溶媒を供給するように構成してもよい。この場合も、容器３５の入口側に形成されたエア抜き用の孔部からエアが抜けていく。

【0042】

容器３５におけるイオン交換樹脂の浸漬が終了し、イオン交換樹脂から流出する微粒子を含む非水溶媒は、排出管３３から排出されたり、回収管３６を介して貯蔵タンク３２に戻される。

【0043】

また、更にイオン交換樹脂から流出する微粒子を低減する場合は、イオン交換樹脂を非水溶媒に浸漬させた後、さらに貯蔵タンク３２からイオン交換樹脂ハウジング３５に非水溶媒を供給して通液させるとよい。具体的には、排出管３３及び回収管３６の圧力調整手段３４の圧力値を所定の範囲に設定し、ポンプ３０を駆動して非水溶媒貯蔵タンク３２から容器３５に非水溶媒を供給して、イオン交換樹脂に非水溶媒を通液させる。なお、「所定の範囲」とは、イオン交換樹脂間の気泡が抜ける程度に容器３５内に圧がかかるような範囲である。

【0044】

容器３５でイオン交換樹脂に通液された非水溶媒は、排出管３３から排出されたり、回収管３６を介して貯蔵タンク３２に戻される。

【0045】

なお、図１に示す形態では、容器３５の出口に回収管３６を接続しているが、回収管３６は必ずしも設ける必要はなく、容器３５に供給された非水溶媒の全部を排出管３３から排出するようにしてもよい。この場合、非水溶媒の供給源があれば、非水溶媒貯蔵タンク３２は必ずしも設ける必要はない。
また、図１に示す形態では、容器３５の出口に排出管３３を接続しているが、排出管３３は必ずしも設ける必要はなく、容器３５に供給された非水溶媒の全部を非水溶媒貯蔵タンク３２に戻すようにしてもよい。

【0046】

図１に示す形態では、容器３５の前段に微粒子除去フィルター３８が設置されているが、必ずしもこの構成に限定されない。微粒子除去フィルター３８は、容器３５の後段に設置されていてもよいし、容器３５の前段及び後段に設置されていてもよい。例えば、容器３５に供給された非水溶媒の全部を排出管３３から排出する場合には、容器３５の前段に微粒子除去フィルター３８を設置する。容器３５に供給された非水溶媒の全部を非水溶媒貯蔵タンク３２に戻す場合には、微粒子除去フィルター３８は、容器３５の前段又は後段に設置したり、容器３５の前段及び後段に設置する。また、微粒子除去フィルターは１個に限らず、２個以上設置しても良い。

【0047】

図１に示す形態では、イオン交換樹脂を充填したイオン交換樹脂塔を容器３５とし、イオン交換樹脂塔に非水溶媒を供給して浸漬や通液を行うことができる。また、前述したように、イオン交換樹脂を充填したカートリッジ２０ａをハウジングに装填したものを容器３５とし、非水溶媒を供給して浸漬や通液を行うこともできる。

【実施例】

【0048】

次に、実施例を挙げて本発明の効果を説明するが、これは単に例示であって、本発明を制限するものではない。

【0049】

実施例および比較例における試験条件は、以下の通りとした。
・非水溶媒：イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）（トクヤマ社製：トクソーＩＰＡ ＸＥ）
・微粒子除去フィルター：孔径５ｎｍ（インテグリス社製オプチマイザーＤ ＬＥ、）
・ゲル型強酸性陽イオン交換樹脂（オルガノ社製：ＯＲＬＩＴＥ ＤＳ－１）（官能基：スルホン酸基、母体：スチレン系樹脂、水分量：５０質量％）
・ＭＲ型強酸性陽イオン交換樹脂（オルガノ社製：ＯＲＬＩＴＥ ＤＳ－４）（官能基：スルホン酸基、母体：スチレン系樹脂、水分量：５３質量％）
・イオン交換樹脂への非水溶媒の通液速度：１０Ｌ／Ｌ－樹脂／ｈ
・カラムサイズ：φ２６ｍｍ×７５０ｍｍ

【0050】

（実施例１）
図２に示すシステムを用いて、未使用の水湿潤状態であるゲル型強酸性陽イオン交換樹脂３６０ｍｌを非水溶媒イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）１４４０ｍｌ（４倍量に相当）に一週間程度浸漬させた後にカラムに充填し、微粒子除去フィルターにより微粒子を除去したＩＰＡを、イオン交換樹脂量に対して４５０倍量通液し、出口液の微粒子数を測定した。微粒子数の測定には液中パーティクルカウンター（リオン社製：ＫＳ－１８Ｆ）を使用した。結果を図３に示す。
本実施例では、ＩＰＡに浸漬させたのみにおいて、イオン交換樹脂から流出した５０ｎｍを超える微粒子数は初期（ＩＰＡの通液開始時）で１００個／ｍｌ程度であった。
さらに、ＩＰＡをイオン交換樹脂の１００倍量通液することで、イオン交換樹脂から流出した５０ｎｍを超える微粒子数は２０個／ｍｌ程度、３００倍量通液することで１０個／ｍｌ程度まで低減された。

【0051】

（比較例１）
未使用の水湿潤状態のゲル型イオン交換樹脂３６０ｍｌをＩＰＡに浸漬させることなく、カラムに充填し、イオン交換樹脂に対してＩＰＡを５００倍量通液し、出口液の微粒子数を実施例１と同様に測定した。結果を図４に示す。
本比較例では、ＩＰＡに浸漬させず、ＩＰＡの通液のみを行った場合、イオン交換樹脂から流出する５０ｎｍを超える微粒子数が、初期で１０００個／ｍｌ程度であった。
また、ＩＰＡをイオン交換樹脂の１００倍量通液して１５００個／ｍｌ程度、３００倍量通液しても４００個／ｍｌ程度の流出が見られた。
このように、ゲル型強酸性陽イオン交換樹脂では、イオン交換樹脂をＩＰＡ（非水溶媒）に浸漬させることで、イオン交換樹脂から微粒子を流出させる（つまり、イオン交換樹脂の含有微粒子を低減させる）ことができ、精製イオン交換樹脂から流出する微粒子数を低減することができる。そして、イオン交換樹脂をＩＰＡに浸漬させた後、イオン交換樹脂にＩＰＡを通液することで、イオン交換樹脂から微粒子をより流出させる（つまり、イオン交換樹脂の含有微粒子をより低減させる）ことができ、精製イオン交換樹脂から流出する微粒子数を更に低減することができる。この場合、イオン交換樹脂をＩＰＡに浸漬させてイオン交換樹脂から微粒子を流出させている分、イオン交換樹脂から流出する微粒子数を設定値（目標値）まで低減させるために必要なＩＰＡ通液量は、イオン交換樹脂をＩＰＡに浸漬させない場合に比べて少量で済む。
これにより、イオン交換樹脂の前処理に必要な非水溶媒量を削減することができ、短時間かつ経済的にイオン交換樹脂の前処理を行うことができる。

【0052】

（実施例２）
未使用の水湿潤状態であるＭＲ型強酸性陽イオン交換樹脂３００ｍｌを非水溶媒イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）１２００ｍｌ（４倍量に相当）に一週間程度浸漬させた後にカラムに充填し、微粒子除去フィルターにより微粒子を除去したＩＰＡを、イオン交換樹脂量に対して５００倍量通液し、実施例１と同様に出口液の微粒子数を測定した。結果を図５に示す。
本実施例では、ＩＰＡに浸漬させたのみにおいて、イオン交換樹脂から流出した５０ｎｍを超える微粒子数は初期で５０００個／ｍｌ程度であった。
さらに、ＩＰＡをイオン交換樹脂の１００倍量通液することで、イオン交換樹脂から流出した５０ｎｍを超える微粒子数は５０個／ｍｌ程度、３００倍量通液するとことで２０個／ｍｌ程度まで低減された。

【0053】

（比較例２）
未使用の水湿潤状態のＭＲ型イオン交換樹脂３００ｍｌをＩＰＡに浸漬させることなく、カラムに充填し、イオン交換樹脂に対してＩＰＡを５００倍量通液し、出口液の微粒子数を実施例１と同様に測定した。結果を図６に示す。
本比較例では、ＩＰＡに浸漬させず、ＩＰＡの通液のみを行った場合、イオン交換樹脂から流出する５０ｎｍを超える微粒子数が、初期で１０，０００～１００，０００個／ｍｌ程度であった。
また、ＩＰＡをイオン交換樹脂の１００倍量通液して３００個／ｍｌ程度、３００倍量通液しても１００個／ｍｌ程度の流出が見られた。
このように、ＭＲ型強酸性陽イオン交換樹脂においても、イオン交換樹脂をＩＰＡに浸漬させることで、イオン交換樹脂から微粒子を流出させる（つまり、イオン交換樹脂の含有微粒子を低減させる）ことができ、精製イオン交換樹脂から流出する微粒子数を低減することができる。そして、イオン交換樹脂をＩＰＡに浸漬させた後、イオン交換樹脂にＩＰＡを通液することで、イオン交換樹脂から微粒子をより流出させる（つまり、イオン交換樹脂の含有微粒子をより低減させる）ことができ、精製イオン交換樹脂から流出する微粒子数を更に低減することができる。この場合、イオン交換樹脂をＩＰＡに浸漬させてイオン交換樹脂から微粒子を流出させている分、イオン交換樹脂から流出する微粒子数を設定値（目標値）まで低減させるために必要なＩＰＡ通液量は、イオン交換樹脂をＩＰＡに浸漬させない場合に比べて少量で済む。
これにより、イオン交換樹脂の前処理に必要な非水溶媒量を削減することができ、短時間かつ経済的にイオン交換樹脂の前処理を行うことができる。

【産業上の利用可能性】

【0054】

本発明によれば、少量の非水溶媒で、イオン交換樹脂から流出する微粒子を低減した精製イオン交換樹脂を製造することができる。

【符号の説明】

【0055】

１ａ：イオン交換樹脂
２：筒部
３：上蓋
４：下蓋
８：通過孔
９：メッシュ
１０：メッシュ
１１：上端側管径縮小部
１２：下端側管径縮小部
２０ａ：カートリッジ
３０：ポンプ
３２：非水溶媒貯蔵タンク
３３：排出管
３４：圧力調整手段（背圧弁）
３５：イオン交換樹脂ハウジング
３６：回収管
３８：微粒子除去フィルター
３９：吸込管
４０：吐出管

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】