JPS60227838A - 混床式イオン交換樹脂組成物用ビーズ - Google Patents
混床式イオン交換樹脂組成物用ビーズInfo
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- JPS60227838A JPS60227838A JP60003403A JP340385A JPS60227838A JP S60227838 A JPS60227838 A JP S60227838A JP 60003403 A JP60003403 A JP 60003403A JP 340385 A JP340385 A JP 340385A JP S60227838 A JPS60227838 A JP S60227838A
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- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J49/00—Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor
- B01J49/05—Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor of fixed beds
- B01J49/09—Regeneration or reactivation of ion-exchangers; Apparatus therefor of fixed beds of mixed beds
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、イオン交換樹脂、特には、混床式イオン交換
樹脂に関する。
樹脂に関する。
混床式イオン交換樹脂は周知のものであり、陰イオン交
換樹脂ビーズと陽イオン交換樹脂ビーズとの単純な混合
物である。溶解塩を含む液体の水を混床式樹脂に通して
流すと、陽イオン交換ビーズは液体中の溶解陽イオンと
水素イオンを交換し、陰イオン交換ビーズは溶解陰イオ
ンと代表的には水酸イオンを交換する。この処理は、通
常、樹脂の利用できる水素イオンまたは水酸イオンがす
べて交換されるまで続けられ、その後、これらのイオン
を、再生として知られている処理によって、置き換える
必要がある。
換樹脂ビーズと陽イオン交換樹脂ビーズとの単純な混合
物である。溶解塩を含む液体の水を混床式樹脂に通して
流すと、陽イオン交換ビーズは液体中の溶解陽イオンと
水素イオンを交換し、陰イオン交換ビーズは溶解陰イオ
ンと代表的には水酸イオンを交換する。この処理は、通
常、樹脂の利用できる水素イオンまたは水酸イオンがす
べて交換されるまで続けられ、その後、これらのイオン
を、再生として知られている処理によって、置き換える
必要がある。
陽イオン交換樹脂は、酸の水溶液で通常再生する。一方
、陰イオン交換樹脂は、塩基の水溶液で通常再生する。
、陰イオン交換樹脂は、塩基の水溶液で通常再生する。
陰イオン樹脂再生剤の陽イオンに陽イオン樹脂を露すか
、または陽イオン樹脂再生剤の陰イオンに陰イオン樹脂
を露すと、再生が実際上妨げられるかまたは逆行するの
で、再生を行なう前に樹脂を分離することが典型的に行
なわれる。陽イオン樹脂と陰イオン樹脂とは、その密度
およびビーズ径によって逆洗浮遊速度が充分具なるよう
に選択されており、樹脂床に水を上方向に流すことによ
る樹脂床の分級によって、イオン交換カラム内において
２種の樹脂の垂直方向の分離が起こる。次に、各々分離
された樹脂内に再生剤を流す。
、または陽イオン樹脂再生剤の陰イオンに陰イオン樹脂
を露すと、再生が実際上妨げられるかまたは逆行するの
で、再生を行なう前に樹脂を分離することが典型的に行
なわれる。陽イオン樹脂と陰イオン樹脂とは、その密度
およびビーズ径によって逆洗浮遊速度が充分具なるよう
に選択されており、樹脂床に水を上方向に流すことによ
る樹脂床の分級によって、イオン交換カラム内において
２種の樹脂の垂直方向の分離が起こる。次に、各々分離
された樹脂内に再生剤を流す。
混床樹脂組成物中に、第３の不活性材料を含ませること
ＶＣより、２種の樹脂間の界面の厚さを増やすことは周
知である。前記の材料は、イオン交換処理工程の際には
、イオン交換樹脂と親密に混合しているが、前記材料の
逆洗浮遊速度が陽イオン樹脂の浮遊速度と陰イオン樹脂
の浮遊速度との中間にあるので、再生前の分級の際には
前記２種の樹脂の間に位置するものである。米国特許第
４６６６．７４１号明細書に記載されているとおり、再
生前に陰イオン樹脂から陽イオン樹脂を前記のとおり分
離することにより、それらの間に液体の入口および出口
を配置することができ、一方の樹脂用の再生剤が他方の
樹脂の中に入り込む機会が減少し、そして樹脂の摩損に
より床寸法が減少することに対しての対応が可能になる
。更に、前記の再生工程は現在あまり行なわれていない
。
ＶＣより、２種の樹脂間の界面の厚さを増やすことは周
知である。前記の材料は、イオン交換処理工程の際には
、イオン交換樹脂と親密に混合しているが、前記材料の
逆洗浮遊速度が陽イオン樹脂の浮遊速度と陰イオン樹脂
の浮遊速度との中間にあるので、再生前の分級の際には
前記２種の樹脂の間に位置するものである。米国特許第
４６６６．７４１号明細書に記載されているとおり、再
生前に陰イオン樹脂から陽イオン樹脂を前記のとおり分
離することにより、それらの間に液体の入口および出口
を配置することができ、一方の樹脂用の再生剤が他方の
樹脂の中に入り込む機会が減少し、そして樹脂の摩損に
より床寸法が減少することに対しての対応が可能になる
。更に、前記の再生工程は現在あまり行なわれていない
。
有用であったスペーサー材料は、イオン交換性に関して
、代表的には中性であるように見える。
、代表的には中性であるように見える。
すなわち、スペーサー材料は、反応性の酸性または塩基
性の官能性イオン交換部位をもたす、イオン的に中性に
見え、そして、陰イオン樹脂および陽イオン樹脂の逆洗
浮遊速度の中間の逆洗浮遊速度をもっている。実用上の
観点から、前記スペーサー材料の密度が前記２糧のイオ
ン交換樹脂の密度の中間の値に近く、前者の粒度および
形状が樹脂の粒度および形状と同様であることができる
ことが有用である。分離領域の縮小が樹脂の配置転換前
の、スペーサー材料の添加を必要としなくするために、
前記のスペーサー材料は、イオン交換樹脂と少なくとも
同程度に物理的に安定である。
性の官能性イオン交換部位をもたす、イオン的に中性に
見え、そして、陰イオン樹脂および陽イオン樹脂の逆洗
浮遊速度の中間の逆洗浮遊速度をもっている。実用上の
観点から、前記スペーサー材料の密度が前記２糧のイオ
ン交換樹脂の密度の中間の値に近く、前者の粒度および
形状が樹脂の粒度および形状と同様であることができる
ことが有用である。分離領域の縮小が樹脂の配置転換前
の、スペーサー材料の添加を必要としなくするために、
前記のスペーサー材料は、イオン交換樹脂と少なくとも
同程度に物理的に安定である。
前記のスペーサー材料は、流入液流による攻撃、および
再生液（これは通常、強酸および強塩基の溶液である）
による攻撃に対して抵抗性をもつことも必要である。
再生液（これは通常、強酸および強塩基の溶液である）
による攻撃に対して抵抗性をもつことも必要である。
再生の際に、陰イオン樹脂と陽イオン樹脂との間の不活
性スペーサーとして当業者に使用されてきた材料として
は、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンおよ
び中空ガラス球のビーズまたは粒子が含まれる。残念な
がら、前記のスペーサー材料は、陰イオン交換樹脂粒子
と凝集する傾向があり、その結果、前記樹脂およびスペ
ーサー材料の両方の逆洗浮遊速度が変化してしまう。こ
の現象が起こると、逆洗を行なっても、イオン交換床に
おいて材料がはっきりと分級されず、従って、続いて行
なう再生の効率が悪くなりそして完全性も劣ったものと
なる。他の問題としては、逆洗の際にビーズ間に捕捉さ
れるガスによる、ビーズのコグロメレーションまたはア
グロメレーション（凝集）がある。この現象は、ビーズ
の浮遊の原因となり、イオン交換床における材料の明確
な分級を与えることができなくなる。
性スペーサーとして当業者に使用されてきた材料として
は、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンおよ
び中空ガラス球のビーズまたは粒子が含まれる。残念な
がら、前記のスペーサー材料は、陰イオン交換樹脂粒子
と凝集する傾向があり、その結果、前記樹脂およびスペ
ーサー材料の両方の逆洗浮遊速度が変化してしまう。こ
の現象が起こると、逆洗を行なっても、イオン交換床に
おいて材料がはっきりと分級されず、従って、続いて行
なう再生の効率が悪くなりそして完全性も劣ったものと
なる。他の問題としては、逆洗の際にビーズ間に捕捉さ
れるガスによる、ビーズのコグロメレーションまたはア
グロメレーション（凝集）がある。この現象は、ビーズ
の浮遊の原因となり、イオン交換床における材料の明確
な分級を与えることができなくなる。
混床式イオン交換樹脂組成物は米国特許第４．１５１，
３３２号明細書に記載されている。その組成物は、比較
的多葉のヒドロキシアルキルメタクリレートモノマーを
重合化形で含む粒子からなる。
３３２号明細書に記載されている。その組成物は、比較
的多葉のヒドロキシアルキルメタクリレートモノマーを
重合化形で含む粒子からなる。
残念ながら、前記の粒子は、数回の再生工程の後では効
率を低下させる原因となる広範な粒度分布をもたらすこ
とになり得る重合法を使用して調製される。更に、使用
する比較的多量の親水性ヒドロキシアルキルメタクリレ
ートモノマーは、前記粒子を水湿潤性でないものとする
傾向を与えることになり、従って、陰イオンビーズと陽
イオンビーズとの交錯汚染を起こすことになり得る。
率を低下させる原因となる広範な粒度分布をもたらすこ
とになり得る重合法を使用して調製される。更に、使用
する比較的多量の親水性ヒドロキシアルキルメタクリレ
ートモノマーは、前記粒子を水湿潤性でないものとする
傾向を与えることになり、従って、陰イオンビーズと陽
イオンビーズとの交錯汚染を起こすことになり得る。
従来技術には前記の欠陥があるので、混合ビーズイオン
樹脂界面分離用の粒子状スペーサー材料であって、その
粒子が、逆洗時に優れた沈降性をもち２滴定可能なイオ
ン性部分を含まず、良好な物性をもつものである前記の
材料を提供することが極めて望ましい。
樹脂界面分離用の粒子状スペーサー材料であって、その
粒子が、逆洗時に優れた沈降性をもち２滴定可能なイオ
ン性部分を含まず、良好な物性をもつものである前記の
材料を提供することが極めて望ましい。
本発明は、制御された粒度と制御された密度と水湿潤性
とをもつ本質的に球状の加水分解安定性ポリマービーズ
であって、前記ビーズが多い量のモノエチレン系不飽和
疎水性モノマー少なくとも１柚とポリエチレン系不飽和
モノマー少なくとも１種と少ない量のモノエチレン系不
飽和イオン化性親水性モノマーとの重合生成物を含んで
なり、そして前記ビーズが親水性部分の有意の滴定可能
量を示さないものである、陽イオンおよび陰イオン混床
式イオン交換樹脂組成物用のビーズを提供する。
とをもつ本質的に球状の加水分解安定性ポリマービーズ
であって、前記ビーズが多い量のモノエチレン系不飽和
疎水性モノマー少なくとも１柚とポリエチレン系不飽和
モノマー少なくとも１種と少ない量のモノエチレン系不
飽和イオン化性親水性モノマーとの重合生成物を含んで
なり、そして前記ビーズが親水性部分の有意の滴定可能
量を示さないものである、陽イオンおよび陰イオン混床
式イオン交換樹脂組成物用のビーズを提供する。
本発明の粒子を使用すれば、当業者は、陰イオン交換樹
脂粒子と、陽イオン交換樹脂粒子と、本発明の粒子ビー
ズであって、その本発明の粒子が陰イオン交換樹脂粒子
の逆洗流速および陽イオン交換樹脂粒子の逆洗流速の中
間の逆洗流速をもつものである前記粒子とを含んでなる
、改良された混床式イオン交換樹脂組成物を調製するこ
とができる。具体的には、本発明の界面粒子は、優れた
沈降性をもち、逆洗の際に、浮遊問題の原因となる凝集
を起こさない。本発明の粒子ビーズ會使用することによ
って、当業者は、再生の際に、陰イオン交換樹脂粒子と
陽イオン交換樹脂粒子との交錯汚染を防ぎながら、陰イ
オン交換樹脂と陽イオン交換樹脂との効果的な分離法を
提供することができる。本発明の粒子を使用することに
より、当業者は、改良されたサイクル寿命と改良された
樹脂効率とをもつ、改良された混床式交換樹脂組成物を
調製することができる。
脂粒子と、陽イオン交換樹脂粒子と、本発明の粒子ビー
ズであって、その本発明の粒子が陰イオン交換樹脂粒子
の逆洗流速および陽イオン交換樹脂粒子の逆洗流速の中
間の逆洗流速をもつものである前記粒子とを含んでなる
、改良された混床式イオン交換樹脂組成物を調製するこ
とができる。具体的には、本発明の界面粒子は、優れた
沈降性をもち、逆洗の際に、浮遊問題の原因となる凝集
を起こさない。本発明の粒子ビーズ會使用することによ
って、当業者は、再生の際に、陰イオン交換樹脂粒子と
陽イオン交換樹脂粒子との交錯汚染を防ぎながら、陰イ
オン交換樹脂と陽イオン交換樹脂との効果的な分離法を
提供することができる。本発明の粒子を使用することに
より、当業者は、改良されたサイクル寿命と改良された
樹脂効率とをもつ、改良された混床式交換樹脂組成物を
調製することができる。
本明細誓において「制御された（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ
）粒度」とは、ビーズの寸法が他の同様のビーズの寸法
と本質的に等しく、使用される均−または均質な寸法に
したビーズの粒度分布が狭いことを意味する。同様に、
「制御された密度」とは、ビードの密度が同様のビード
の密度と本質的に等しいこと（すなわち、ビードが均一
または均質な密度をもつこと）を意味する。また、「親
水性部分の有意の滴定可能量」とは、滴定可能な酸官能
価が、樹脂１０ゴ当り、０．１ｍｅｑより多く存在する
ことを意味する。「水湿潤性」とは、ビースヲ水で湿潤
化でき、そのビーズ表面において水性気泡の堆積（これ
は浮遊問題の原因となり得る）を防ぐことができること
を意味する。
）粒度」とは、ビーズの寸法が他の同様のビーズの寸法
と本質的に等しく、使用される均−または均質な寸法に
したビーズの粒度分布が狭いことを意味する。同様に、
「制御された密度」とは、ビードの密度が同様のビード
の密度と本質的に等しいこと（すなわち、ビードが均一
または均質な密度をもつこと）を意味する。また、「親
水性部分の有意の滴定可能量」とは、滴定可能な酸官能
価が、樹脂１０ゴ当り、０．１ｍｅｑより多く存在する
ことを意味する。「水湿潤性」とは、ビースヲ水で湿潤
化でき、そのビーズ表面において水性気泡の堆積（これ
は浮遊問題の原因となり得る）を防ぐことができること
を意味する。
本発明の実施に有用なポリマーは、重合性モノエチレン
系不飽和疎水性モノマー少なくとも１種と、重合性？リ
エチレン系不飽和モノマー少なくとも１種と、重合性モ
ノエチレン系不飽和親水性モノマーとの付加重合によっ
て形成された架橋化ポリマーである。
系不飽和疎水性モノマー少なくとも１種と、重合性？リ
エチレン系不飽和モノマー少なくとも１種と、重合性モ
ノエチレン系不飽和親水性モノマーとの付加重合によっ
て形成された架橋化ポリマーである。
親水性モノマーは、イオン性部分を含むモノマーである
ことが最も望ましい。そのイオン性部分は陰イオン性で
あっても陽イオン性であってもよいが、陰イオン性部分
の方が非常に好ましい。代表的表適当な陰イオン性部分
としては、スルホン酸、カルタン酸、ホスホン酸等およ
びそれらの塩が含まれる。陰イオン親水性モノマーの例
としては、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸ス
ルホエチル、２−アクリルアミド−２−メチルプロパン
スルホン酸、スチレンスルホン酸、およびそれらの塩、
ならびに加水分解化ビニルペンジルクロライドが含まれ
る。好ましい程度は低くなるが、例えばメタクリル酸ヒ
ドロキシエチルおよびメタクリル酸ヒドロキシヘキシル
のようなモノマーを、前記の親水性モノマーの他に、使
用することもできる。しかしながら、メタクリル酸ヒド
ロキシエチル等のモノマーは最少限に保つことが望まし
い。なぜなら、前記モノマーは非イオン性であり、その
七ツマ−を使用して形成したビーズの密度が望ましいも
のではないからである。適当な陽イオン性部分としては
、代表的には、アミン、アンモニウム部分、ホスホニウ
ム部分、スルホニウム部分等が含まれる。陽イオン性部
分の例としては、−ＮＨ，、−Ｎ（ＣＨ，）２ 、−Ｎ
（ＣＨ３）Ｃ２Ｉ（４０Ｈ。
ことが最も望ましい。そのイオン性部分は陰イオン性で
あっても陽イオン性であってもよいが、陰イオン性部分
の方が非常に好ましい。代表的表適当な陰イオン性部分
としては、スルホン酸、カルタン酸、ホスホン酸等およ
びそれらの塩が含まれる。陰イオン親水性モノマーの例
としては、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸ス
ルホエチル、２−アクリルアミド−２−メチルプロパン
スルホン酸、スチレンスルホン酸、およびそれらの塩、
ならびに加水分解化ビニルペンジルクロライドが含まれ
る。好ましい程度は低くなるが、例えばメタクリル酸ヒ
ドロキシエチルおよびメタクリル酸ヒドロキシヘキシル
のようなモノマーを、前記の親水性モノマーの他に、使
用することもできる。しかしながら、メタクリル酸ヒド
ロキシエチル等のモノマーは最少限に保つことが望まし
い。なぜなら、前記モノマーは非イオン性であり、その
七ツマ−を使用して形成したビーズの密度が望ましいも
のではないからである。適当な陽イオン性部分としては
、代表的には、アミン、アンモニウム部分、ホスホニウ
ム部分、スルホニウム部分等が含まれる。陽イオン性部
分の例としては、−ＮＨ，、−Ｎ（ＣＨ，）２ 、−Ｎ
（ＣＨ３）Ｃ２Ｉ（４０Ｈ。
−Ｎ（ＣＭ、）’ｉ’ 、 −Ｎ（ＣＨ３）２ＣｚＨ４
０Ｈ等が含まれる。
０Ｈ等が含まれる。
疎水性モノマーとしては、重合された場合に本質的に水
不溶性ポリマーを生成するものが最も望ましい。前記の
モノマーとしては、モノビニリデン芳香族化合物例えば
スチレン、ビニルナフタレン等が含まれる。アルキル置
換スチレン例えばビニルトルエンおよびエチルビニルペ
ンゼ／も含マれる。ハロゲン置換スチレン例えばプロモ
ーマタはクロロ−スチレンも含まれる。ハロオレフィン
例えばビニルハライド（例えばビニルクロライド）も含
まれる。特に有用なものは、α、β−エチレン系不飽和
カルゴン酸エステル例えばメタクリル酸メチルおよびア
クリル酸エチルである。酢酸ビニル等のモノマーも使用
することができる。
不溶性ポリマーを生成するものが最も望ましい。前記の
モノマーとしては、モノビニリデン芳香族化合物例えば
スチレン、ビニルナフタレン等が含まれる。アルキル置
換スチレン例えばビニルトルエンおよびエチルビニルペ
ンゼ／も含マれる。ハロゲン置換スチレン例えばプロモ
ーマタはクロロ−スチレンも含まれる。ハロオレフィン
例えばビニルハライド（例えばビニルクロライド）も含
まれる。特に有用なものは、α、β−エチレン系不飽和
カルゴン酸エステル例えばメタクリル酸メチルおよびア
クリル酸エチルである。酢酸ビニル等のモノマーも使用
することができる。
ポリエチレン系不飽和モノマーは、イオン交換樹脂の調
製に有用なポリビニルモノマーであり、例エバジビニル
ベンゼン、ジビニルトルエン、ジビニルキシレンおよび
ジビニにナフタレン、ナラびにエチレングリコールジメ
タクリレート、トリメチロールプロノやントリアクリレ
ート、ジビニルスクシネート等のモノマーが含まれる。
製に有用なポリビニルモノマーであり、例エバジビニル
ベンゼン、ジビニルトルエン、ジビニルキシレンおよび
ジビニにナフタレン、ナラびにエチレングリコールジメ
タクリレート、トリメチロールプロノやントリアクリレ
ート、ジビニルスクシネート等のモノマーが含まれる。
シーズ・ビーズは、モノエチレン系不飽和疎水性モノマ
ーとその架橋剤とから誘導されたポリマーのモノマー膨
潤性回転楕円状ビーズである。前記の架橋剤は、ポリエ
チレン系不飽和モノマーが好ましい。代表的な疎水性モ
ノマーは、スチレンまたはメタクリル酸メチルである。
ーとその架橋剤とから誘導されたポリマーのモノマー膨
潤性回転楕円状ビーズである。前記の架橋剤は、ポリエ
チレン系不飽和モノマーが好ましい。代表的な疎水性モ
ノマーは、スチレンまたはメタクリル酸メチルである。
シーズ・ビーズは、ポリエチレン系不飽和モノマー（Ｄ
ｆｔＪシーズを形成する全モノマーの重量に対して０．
１〜２重量％の量で存在するように、望ましい疎水性モ
ノマーまたはモノマー混合物と望ましいポリエチレン系
不飽和モノマーとの重合によって調製するのが最も望ま
しい。前記のシーズ・ビーズは、単分散性の性質をもつ
（すなわち、すべてのシーズ粒子が本質的に同じ直径を
もつ）ことが好ましい。
ｆｔＪシーズを形成する全モノマーの重量に対して０．
１〜２重量％の量で存在するように、望ましい疎水性モ
ノマーまたはモノマー混合物と望ましいポリエチレン系
不飽和モノマーとの重合によって調製するのが最も望ま
しい。前記のシーズ・ビーズは、単分散性の性質をもつ
（すなわち、すべてのシーズ粒子が本質的に同じ直径を
もつ）ことが好ましい。
シーズ・ビーズは、当業者に公知の技術を使用して調製
する。例えば、シーズ・ビーズは通常のパッチ懸濁法に
よって調製することができ、粒度は選択された懸濁剤お
よび攪拌速度によって決定される。別法として、シーズ
・ビーズは、米国特許第４，４４４，９６１号明細誓に
記載されているように、超音波で発生した単分散化モノ
マー液滴の重合によって調製することができる。
する。例えば、シーズ・ビーズは通常のパッチ懸濁法に
よって調製することができ、粒度は選択された懸濁剤お
よび攪拌速度によって決定される。別法として、シーズ
・ビーズは、米国特許第４，４４４，９６１号明細誓に
記載されているように、超音波で発生した単分散化モノ
マー液滴の重合によって調製することができる。
本発明のビーズは、播種（シーズ）懸濁重合法によって
調製するのが最も望ましい。例えば、シーズ・ビーズを
疎水性モノマーおよびポリビニルモノマー混合物で膨潤
させて、重合条件を与える。
調製するのが最も望ましい。例えば、シーズ・ビーズを
疎水性モノマーおよびポリビニルモノマー混合物で膨潤
させて、重合条件を与える。
得られるビーズの親水性は、重合の完了前に、反応混合
物中に所望量の親水性モノマーを導入することによって
、ビーズ表面に与える。この方法は、調製後に表面加水
分解を施こすビーズの調製よりも好ましい。例えば、シ
ーズ・ビーズ粒度、シーズ・ビーズのモノマー混合物に
対する比等の要素が、最終的なビーズ粒度および密度に
影響を与える。
物中に所望量の親水性モノマーを導入することによって
、ビーズ表面に与える。この方法は、調製後に表面加水
分解を施こすビーズの調製よりも好ましい。例えば、シ
ーズ・ビーズ粒度、シーズ・ビーズのモノマー混合物に
対する比等の要素が、最終的なビーズ粒度および密度に
影響を与える。
シーズ・ビーズに関する重合性モノマーの量は変えるこ
とができる。代表的には、使用するシーズの量に対する
モノマー量は、各種（５ｐｅｃｉｅｓ）の重量に対して
、３：１〜６：１の範囲である。
とができる。代表的には、使用するシーズの量に対する
モノマー量は、各種（５ｐｅｃｉｅｓ）の重量に対して
、３：１〜６：１の範囲である。
前記の混合物は、代表的には、／−ズ・ビーズの直径の
１．５〜２倍の直径をもつ最終ビーズを生成する。ビー
ズは広い範囲の寸法に調製することができるが、好まし
いビーズは７５μｍ〜２ｍの範囲である。前記の最終ビ
ーズは、代表的には、湿潤時密度１．１４〜１．１９
ｊｉ／ｍｌ、好ましくは１．１５Ｅｌ／ｍｌをもってい
る。
１．５〜２倍の直径をもつ最終ビーズを生成する。ビー
ズは広い範囲の寸法に調製することができるが、好まし
いビーズは７５μｍ〜２ｍの範囲である。前記の最終ビ
ーズは、代表的には、湿潤時密度１．１４〜１．１９
ｊｉ／ｍｌ、好ましくは１．１５Ｅｌ／ｍｌをもってい
る。
使用する七ツマー混合物は、要素例えば所望のビーズの
密度、使用するシーズ・ビーズ、使用する親水性モノマ
ーの型等に依存して変えることができる。代表的には、
疎水性モノマーの址は、全モノマーの合計重量に対して
、８９〜９９重量％の範囲であることができる。ポリビ
ニル架橋性モノマーの量は、全モノマーに対して、０．
０５〜１０重量％の範囲であることができる。親水性モ
ノマーの量は変化させることができ、そして代表的には
、全モノマーに対して、０．１〜８重ｉ％、好ましくは
０．１〜６重量％、最も好ましくは０．１重量％以上５
重量％未満の範囲であることができる。
密度、使用するシーズ・ビーズ、使用する親水性モノマ
ーの型等に依存して変えることができる。代表的には、
疎水性モノマーの址は、全モノマーの合計重量に対して
、８９〜９９重量％の範囲であることができる。ポリビ
ニル架橋性モノマーの量は、全モノマーに対して、０．
０５〜１０重量％の範囲であることができる。親水性モ
ノマーの量は変化させることができ、そして代表的には
、全モノマーに対して、０．１〜８重ｉ％、好ましくは
０．１〜６重量％、最も好ましくは０．１重量％以上５
重量％未満の範囲であることができる。
使用する親水性モノマーの量は、モノマーの型または性
質によって変化する。例えば、親水性の高いモノマーは
、親水性の低いモノマーよりも、少ない量で使用するこ
とができる。例えば、メタクリル酸は、全モノマーに対
して、１〜６重量％。
質によって変化する。例えば、親水性の高いモノマーは
、親水性の低いモノマーよりも、少ない量で使用するこ
とができる。例えば、メタクリル酸は、全モノマーに対
して、１〜６重量％。
好ましくは４〜５重ｆｉ％の範囲の蓋で使用することが
できる。あるいは、親水性モノマー例えばスチレンスル
ホン酸ナトリウムは、全モノマーに対し、０．２５〜１
重量％、好ましくは０．５〜０．７重−ｌｔ％の範囲の
量で使用することができる。
できる。あるいは、親水性モノマー例えばスチレンスル
ホン酸ナトリウムは、全モノマーに対し、０．２５〜１
重量％、好ましくは０．５〜０．７重−ｌｔ％の範囲の
量で使用することができる。
混床式イオン交換カラム中で使用するために、本発明の
ポリマービーズを、全イオン交換樹脂容蓋の５〜１５谷
量チの量（好ましい量は約ｌＯ容量チである）で、混合
した陽イオンおよび隈イオン交換樹脂に加える。ポリマ
ービーズの粒度は、陰イオン交換樹脂の逆洗流速と陽イ
オン交換樹脂の逆洗流速との中間の逆洗流速が得られる
ように選択する。例えば、米国特許第４，１５１，３３
２号明細書の説明を参照されたい。
ポリマービーズを、全イオン交換樹脂容蓋の５〜１５谷
量チの量（好ましい量は約ｌＯ容量チである）で、混合
した陽イオンおよび隈イオン交換樹脂に加える。ポリマ
ービーズの粒度は、陰イオン交換樹脂の逆洗流速と陽イ
オン交換樹脂の逆洗流速との中間の逆洗流速が得られる
ように選択する。例えば、米国特許第４，１５１，３３
２号明細書の説明を参照されたい。
カラムへの装填の際に、ポリマービーズをイオン交換樹
脂と混合する。逆洗の際に、前記ビーズが分離して界面
分離領域を形成し、次のサイクルの際にイオン交換樹脂
と再混合される。
脂と混合する。逆洗の際に、前記ビーズが分離して界面
分離領域を形成し、次のサイクルの際にイオン交換樹脂
と再混合される。
本発明のポリマービーズが陰イオン交換樹脂との塊状化
または凝集に対して抵抗性をもつのは、良好な表面湿潤
性を与える親水性モノマーの存在に関係があるものと考
えられる。親水性モノマーの量は、疎水性モノマーおよ
び架橋性モノマーの量と比較して非常に少ないので、有
意のイオン交換能は存在しない。更に、ビーズ中に存在
する親水性モノマーの量が非常に少々いので、ビーズに
対して膨潤する傾向を導入しない。更に、親水性モノマ
ーの量は極めて少ないことにより、化学的攻撃に対する
抵抗性の向上、ならびに、再生の際の膨張および収縮に
よる浸透ショックに対する抵抗性の向上が得られる。
または凝集に対して抵抗性をもつのは、良好な表面湿潤
性を与える親水性モノマーの存在に関係があるものと考
えられる。親水性モノマーの量は、疎水性モノマーおよ
び架橋性モノマーの量と比較して非常に少ないので、有
意のイオン交換能は存在しない。更に、ビーズ中に存在
する親水性モノマーの量が非常に少々いので、ビーズに
対して膨潤する傾向を導入しない。更に、親水性モノマ
ーの量は極めて少ないことにより、化学的攻撃に対する
抵抗性の向上、ならびに、再生の際の膨張および収縮に
よる浸透ショックに対する抵抗性の向上が得られる。
以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、
これは本発明の範囲を限定するものではない。
これは本発明の範囲を限定するものではない。
例１
ジビニルベンゼンを使って０．３チ架橋した、メツシー
寸法４００（平均直径４２０μｍ）の？リスチレンシー
ズ・ビーズ２００ｇと蒸留水８００ｇとを、３１ジヤケ
ツト付ステンレススチ一ル反応器中に装入する。この混
合物を１０分間攪拌する。この反応器中に、メタクリル
酸メチル９７４Ｉとジビニルベンゼン４７ｇとｔ−ブチ
ルペルオクトエート１ｇと安息香酸ｔ−ブチル０．６ｇ
との混合物を加える。この混合物を３０分間１５０ｒｐ
ｍで攪拌して、モノマーをシーズ・ビーズ中に吸収させ
る。この混合物に、ラウリル硫酸ナトリウム１％水溶液
４０ｇを加える。次に、反応器に、水８６０ｇ中のゼラ
チン１６ｐを加える。この混合物を５分間攪拌する。こ
の混合物に、水２００ｇ中のメタクリル酸６０．９を装
入する。この混合物を室温で１０分間攪拌してから、０
．５℃／分の速度で、温度が８０℃になるまで、内容物
を加熱する。重合反応を８０℃で１０時間実施し、続い
て、１１０℃で３時間重合を行なう。反応生成物を冷却
し、水で洗い、そしてビーズを室温で乾燥する。
寸法４００（平均直径４２０μｍ）の？リスチレンシー
ズ・ビーズ２００ｇと蒸留水８００ｇとを、３１ジヤケ
ツト付ステンレススチ一ル反応器中に装入する。この混
合物を１０分間攪拌する。この反応器中に、メタクリル
酸メチル９７４Ｉとジビニルベンゼン４７ｇとｔ−ブチ
ルペルオクトエート１ｇと安息香酸ｔ−ブチル０．６ｇ
との混合物を加える。この混合物を３０分間１５０ｒｐ
ｍで攪拌して、モノマーをシーズ・ビーズ中に吸収させ
る。この混合物に、ラウリル硫酸ナトリウム１％水溶液
４０ｇを加える。次に、反応器に、水８６０ｇ中のゼラ
チン１６ｐを加える。この混合物を５分間攪拌する。こ
の混合物に、水２００ｇ中のメタクリル酸６０．９を装
入する。この混合物を室温で１０分間攪拌してから、０
．５℃／分の速度で、温度が８０℃になるまで、内容物
を加熱する。重合反応を８０℃で１０時間実施し、続い
て、１１０℃で３時間重合を行なう。反応生成物を冷却
し、水で洗い、そしてビーズを室温で乾燥する。
例２
例１に記載のビーズ２００ ｍｌと陰イオンビーズ９０
ＯＮと陽イオン樹脂９００ｄとを、カラム内に装入する
。カラムを逆洗し、空気をノヤージする。
ＯＮと陽イオン樹脂９００ｄとを、カラム内に装入する
。カラムを逆洗し、空気をノヤージする。
逆洗水の流速を１００チ床膨張に調節する。分離の程度
を観察することができる。約１０分〜約２０分間後に、
相分離が達成され、例１に記載のビーズの浮遊は観察さ
れず、陰イオンビーズと陽イオンビーズとの交錯汚染も
観察されない。
を観察することができる。約１０分〜約２０分間後に、
相分離が達成され、例１に記載のビーズの浮遊は観察さ
れず、陰イオンビーズと陽イオンビーズとの交錯汚染も
観察されない。
例３
水５０ａ／中に、例１に記載のビーズ２（ｌを分散する
。この混合物に、沸騰性炭酸水素ナトリウム錠剤０．２
ｇを加える。混合物を３０秒間攪拌する。沸騰（泡立ち
）が止まったとき、浮遊址を測定する。本発明のビーズ
が浮遊することは観察されない。一方、Ｒｏｈｍ ａｎ
ｄ Ｈａａｓ社から商品名Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ ＤＰ−
１として市販されているビーズの同様の量を同様に処理
した場合には、９０％の量が浮遊することが観察される
。上記の点は、使用中にガス相にさらされた場合の浮遊
抵抗性が、本発明のビーズは大幅に改善されていること
を示すものである。
。この混合物に、沸騰性炭酸水素ナトリウム錠剤０．２
ｇを加える。混合物を３０秒間攪拌する。沸騰（泡立ち
）が止まったとき、浮遊址を測定する。本発明のビーズ
が浮遊することは観察されない。一方、Ｒｏｈｍ ａｎ
ｄ Ｈａａｓ社から商品名Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ ＤＰ−
１として市販されているビーズの同様の量を同様に処理
した場合には、９０％の量が浮遊することが観察される
。上記の点は、使用中にガス相にさらされた場合の浮遊
抵抗性が、本発明のビーズは大幅に改善されていること
を示すものである。
特許出願人
ザ ダウ ケミカル カンノ等ニー
特許出願代理人
弁理士 青 木 朗
弁理士西舘和之
弁理士 森 １）憲 −
弁理士 山 口 昭 之
弁理士 西 山 雅 也
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、制御された粒度と制御された密度と水湿潤性とをも
つ本質的に球状の加水分解安定性ポリマービーズであっ
て、前記ビーズが多い針のモノエチレン系不飽和疎水性
上ツマ−少なくとも１種とポリエチレン系不飽和モノマ
ー少なくとも１種と少ない量のモノエチレン系不飽和イ
オン化性親水性モノマーとの重合生成物を含んでなり、
そして前記ビーズが親水性部分の有意の滴定可能量を示
さないものである、陽イオンおよび陰イオン混床式イオ
ン交換樹脂組成物用のビーズ。 ２、 疎水性モノマー８９〜９９重量％とポリエチレン
系不飽和モノマー０．０５〜１０重量％と親水性モノマ
ー０．１〜８重１′チとを含んでなる特許請求の範囲第
１項記載のビーズ。 ３、播種懸濁重合法によって調製した特許請求の範囲第
１項記載のビーズ。 ４、 イオン化可能親水性モノマーが陰イオン部分を含
むものである特許請求の範囲第１項記載のビーズ。 ５、 イオン化可能親水性モノマーが陽イオン部分を含
むものである特許請求の範囲第１項記載のビーズ。 ６、疎水性モノマーがモノビニリデン芳香族モノマーで
ある特許請求の範囲第１項記載のビーズ。 ７、疎水性モノマーがα、β−エチレン系不飽和カルボ
ン酸エステルである特許請求の範曲第１項記載のビーズ
。 ８、直径が７５μｍ〜２＋ｓである特許請求の範囲第１
項記載のビーズ。 ９、湿潤時密度が１．１４〜１．１９１／Ｉｌｌ テア
ル特許請求の範囲第１項記載のビーズ。 １０、親水性モノマ〜が、全モノマーに対して、ビーズ
の０．１〜６重蓋チからなる特許請求の範囲第１項記載
のビーズ。 １１、ビーズの親水性をビーズ表面に与えた特許請求の
範囲第１項記載のビーズ。 １２． ビーズに表面加水分解を施こすことによって、
ビーズの親水性をビーズ表面に与えた特許請求の範囲第
１項記載のビーズ。 １３、（ａ） 陰イオン交換樹脂粒子と、（ｂ） 陽イ
オン交換樹脂粒子と。 （ｃ） 陰イオン交換樹脂粒子の逆洗流速と陽イオン交
換樹脂粒子の逆洗流速との中間の逆洗流速をもつビーズ
の粒子であって、前記ビーズが制御された粒度と制御さ
れた密度と水湿潤性とをもつ本質的に球状の加水分解安
定性ポリマービーズであり、前記ビーズが多い量のモノ
エチレン系不飽和疎水性モノマー少なくとも１極とポリ
エチレン系不飽和モノマー少なくとも１種と少ない量の
モノエチレン系不飽和イオン化性親水性モノマーとの重
合生成物を含んでなり、そして前記ビーズが親水性部分
の有意の滴定可能量を示さないものである、前記ビーズ
の粒子と を含んでなる混床式イオン交換樹脂組成物。 １４、陰イオン交換樹脂が塩基性樹脂であり、嚇イオン
交換樹脂が酸性樹脂である特許請求の範囲第１３項記載
の組成物。 １５、前記の粒子（Ｃ）が、粒子（、）と粒子（ｂ）と
粒子（Ｃ）との合計樹脂容量に対して、５〜１５容ｔチ
の量で存在する特許請求の範囲第１３項記載の組成物。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US570561 | 1984-01-13 | ||
| US06/570,561 US4537911A (en) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | Interface beads for mixed-bed ion exchange resins |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60227838A true JPS60227838A (ja) | 1985-11-13 |
| JPH0651760B2 JPH0651760B2 (ja) | 1994-07-06 |
Family
ID=24280130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60003403A Expired - Lifetime JPH0651760B2 (ja) | 1984-01-13 | 1985-01-14 | 混床式イオン交換樹脂組成物用ビーズ |
Country Status (19)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4537911A (ja) |
| EP (1) | EP0150724B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0651760B2 (ja) |
| KR (1) | KR880000620B1 (ja) |
| AR (1) | AR242132A1 (ja) |
| AU (1) | AU551847B2 (ja) |
| BR (1) | BR8500167A (ja) |
| CA (1) | CA1262300A (ja) |
| DD (1) | DD237480A5 (ja) |
| DE (1) | DE3567820D1 (ja) |
| DK (1) | DK162024C (ja) |
| ES (1) | ES8607757A1 (ja) |
| FI (1) | FI83529C (ja) |
| HU (1) | HU202135B (ja) |
| IL (1) | IL73946A (ja) |
| MX (1) | MX165887B (ja) |
| MY (1) | MY102576A (ja) |
| SG (1) | SG78189G (ja) |
| ZA (1) | ZA85177B (ja) |
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| JPS60235814A (ja) * | 1984-05-08 | 1985-11-22 | Nippon Zeon Co Ltd | 磁性塗料用樹脂 |
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| US5200037A (en) * | 1988-05-23 | 1993-04-06 | The Procter & Gamble Company | Absorbent structures from mixed furnishes |
| US5053448A (en) * | 1989-07-21 | 1991-10-01 | S. C. Johnson & Son, Inc. | Polymeric thickener and methods of producing the same |
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| US6241980B1 (en) * | 1997-11-04 | 2001-06-05 | Becton, Dickinson And Company | Sample processing method using ion exchange resin |
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-
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