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技術 イオン交換樹脂の充填方法、イオン交換樹脂の充填装置、及びイオン交換樹脂の保管方法

出願人 オルガノ株式会社
発明者 永田祐輔古場泉河北智博山上修司榎本郁加茂孝康岡部修一
出願日 2014年12月22日 (6年0ヶ月経過) 出願番号 2014-259025
公開日 2016年6月30日 (4年5ヶ月経過) 公開番号 2016-117523
状態 特許登録済
技術分野 包装体 イオン交換
主要キーワード 込場所 充填対象 塩化物イオン量 ファイバードラム 半導体洗浄用 モール法 包装材内 樹脂情報
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図面 (11)

課題

イオン交換樹脂を長期に亘り性能を維持した状態で保管することを可能とし、且つ、保管に係るコスト低減をも可能とするイオン交換樹脂の充填方法を提供する。

解決手段

イオン交換樹脂を、該イオン交換樹脂の酸素官能性に応じて、それに適合した酸素透過性プラスチック包装材5に充填し、該イオン交換樹脂の安定的な保管を可能とする、イオン交換樹脂の充填方法。

概要

背景

イオン交換樹脂は、その製造後の状態では通常、製造時に使用した薬品未重合物質(以下、「不純物」ともいう)が残留した状態にある。この不純物は、イオン交換樹脂の使用開始初期溶出することが知られている。
イオン交換樹脂は、純水・超純水の製造や化学工業における物質精製等、多種多様な用途で使用される。例えば半導体洗浄用超純水製造では、イオン交換樹脂からの不純物の溶出は、洗浄される半導体製品品質に影響する。したがって、不純物の影響が懸念される分野においては、イオン交換樹脂はその製造後、さらに精製処理が施され、不純物が除去される。強塩基性陰イオン交換樹脂は通常、精製処理によりカウンターイオンがOH−となり、所謂OH形の強塩基性陰イオン交換樹脂となる。

イオン交換樹脂の保管には、ゴミ混入防止、取扱いの簡易さ、およびコスト低減の観点から、単層ポリエチレン樹脂の袋を内側に、ファイバードラム又はプラスチックドラムを外側に使用した2重の包装材を使用するのが一般的であった。
一方、保管中におけるイオン交換樹脂の性能低下を防ぐために、包装材として酸素透過性の低いフィルムを用いることも提案、実用化されている。例えば特許文献1には、酸素ガス透過率の低い包装材を用いることにより、強塩基性陰イオン交換樹脂や強酸性陽イオン交換樹脂酸化が抑えられ、保存安定性が高められたことが記載されている。

概要

イオン交換樹脂を長期に亘り性能を維持した状態で保管することを可能とし、且つ、保管に係るコスト低減をも可能とするイオン交換樹脂の充填方法を提供する。イオン交換樹脂を、該イオン交換樹脂の酸素官能性に応じて、それに適合した酸素透過性のプラスチック製包装材5に充填し、該イオン交換樹脂の安定的な保管を可能とする、イオン交換樹脂の充填方法。

目的

本発明は、イオン交換樹脂を長期に亘り性能を維持した状態で保管することを可能とし、且つ、保管に係るコスト低減をも可能とするイオン交換樹脂の充填方法及び充填装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

イオン交換樹脂を、該イオン交換樹脂の酸素官能性に応じて、それに適合した酸素透過性プラスチック包装材充填し、該イオン交換樹脂の安定的な保管を可能とする、イオン交換樹脂の充填方法

請求項2

OH形II型強塩基性陰イオン交換樹脂を、酸素透過性100ml/(m2・atm・day)以下のプラスチック製包装材に充填し、OH形II型以外の強塩基性陰イオン交換樹脂を、酸素透過性1000ml/(m2・atm・day)以上のプラスチック製包装材に充填することを含む、請求項1に記載のイオン交換樹脂の充填方法。

請求項3

OH形II型強塩基性陰イオン交換樹脂を含む混床樹脂を、酸素透過性100ml/(m2・atm・day)以下のプラスチック製包装材に充填し、OH形II型以外の強塩基性陰イオン交換樹脂を、酸素透過性1000ml/(m2・atm・day)以上のプラスチック製包装材に充填することを含む、請求項1又は2に記載のイオン交換樹脂の充填方法。

請求項4

イオン交換樹脂の種類を特定する工程Aと、プラスチック製包装材の種類を特定する工程Bと、前記工程Aで特定されたイオン交換樹脂の種類と前記工程Bで特定されたプラスチック製包装材の種類とが適合した場合に、該イオン交換樹脂を該プラスチック製包装材に充填する工程Cとを含む、イオン交換樹脂の充填方法。

請求項5

前記の、工程Aで特定されたイオン交換樹脂の種類と工程Bで特定されたプラスチック製包装材の種類とが適合した場合が、工程Aで特定されたイオン交換樹脂の種類がOH形II型強塩基性陰イオン交換樹脂又はOH形II型強塩基性陰イオン交換樹脂を含む混床樹脂であり、工程Bで特定されたプラスチック製包装材の種類が酸素透過性100ml/(m2・atm・day)以下のプラスチック製包装材である場合を含む、請求項4に記載のイオン交換樹脂の充填方法。

請求項6

前記の、工程Aで特定されたイオン交換樹脂の種類と工程Bで特定されたプラスチック製包装材の種類とが適合した場合が、工程Aで特定されたイオン交換樹脂の種類がOH形I型強塩基性陰イオン交換樹脂、CL形I型強塩基性陰イオン交換樹脂又はCL形II型強塩基性陰イオン交換樹脂であり、工程Bで特定されたプラスチック製包装材の種類が酸素透過性1000ml/(m2・atm・day)以上のプラスチック製包装材である場合を含む、請求項4又は5に記載のイオン交換樹脂の充填方法。

請求項7

イオン交換樹脂の種類とプラスチック製包装材の種類との適合性を判定する判定部と、判定部における判定結果に応じてイオン交換樹脂をプラスチック製包装材に充填する充填部とを有するイオン交換樹脂の充填装置であって、前記判定部が、イオン交換樹脂の種類を特定する特定手段aと、プラスチック製包装材の種類を特定する特定手段bと、前記特定手段aで特定されたイオン交換樹脂の種類Kaと、前記特定手段bで特定されたプラスチック製包装材の種類Kbとの適合性を判定する判定手段cとを有する、イオン交換樹脂の充填装置。

請求項8

前記判定手段cが、前記KaがOH形II型強塩基性陰イオン交換樹脂又はOH形II型強塩基性陰イオン交換樹脂を含む混床樹脂であり、前記Kbが酸素透過性100ml/(m2・atm・day)以下のプラスチック製包装材である場合に、KaとKbが適合すると判定する、請求項7に記載のイオン交換樹脂の充填装置。

請求項9

前記判定手段cが、前記KaがOH形I型強塩基性陰イオン交換樹脂、CL形I型強塩基性陰イオン交換樹脂又はCL形II型強塩基性陰イオン交換樹脂であり、前記Kbが酸素透過性1000ml/(m2・atm・day)以上のプラスチック製包装材である場合に、KaとKbが適合すると判定する、請求項7又は8に記載のイオン交換樹脂の充填装置。

請求項10

イオン交換樹脂を、該イオン交換樹脂の酸素官能性に応じて、それに適合した酸素透過性のプラスチック製包装材に充填して保管する、イオン交換樹脂の保管方法

請求項11

イオン交換樹脂がOH形II型強塩基性陰イオン交換樹脂又はOH形II型強塩基性陰イオン交換樹脂を含む混床樹脂である場合には、酸素透過性が100ml/(m2・atm・day)以下のプラスチック製包装材に充填して保管し、且つイオン交換樹脂がOH形I型強塩基性陰イオン交換樹脂、CL形I型強塩基性陰イオン交換樹脂、又はCL形II型強塩基性陰イオン交換樹脂である場合には、酸素透過性が1000ml/(m2・atm・day)以上のプラスチック製包装材に充填して保管する、請求項10に記載のイオン交換樹脂の保管方法。

技術分野

0001

本発明は、イオン交換樹脂充填方法、イオン交換樹脂の充填装置、及びイオン交換樹脂の保管方法に関する。

背景技術

0002

イオン交換樹脂は、その製造後の状態では通常、製造時に使用した薬品未重合物質(以下、「不純物」ともいう)が残留した状態にある。この不純物は、イオン交換樹脂の使用開始初期溶出することが知られている。
イオン交換樹脂は、純水・超純水の製造や化学工業における物質精製等、多種多様な用途で使用される。例えば半導体洗浄用超純水製造では、イオン交換樹脂からの不純物の溶出は、洗浄される半導体製品品質に影響する。したがって、不純物の影響が懸念される分野においては、イオン交換樹脂はその製造後、さらに精製処理が施され、不純物が除去される。強塩基性陰イオン交換樹脂は通常、精製処理によりカウンターイオンがOH−となり、所謂OH形の強塩基性陰イオン交換樹脂となる。

0003

イオン交換樹脂の保管には、ゴミ混入防止、取扱いの簡易さ、およびコスト低減の観点から、単層ポリエチレン樹脂の袋を内側に、ファイバードラム又はプラスチックドラムを外側に使用した2重の包装材を使用するのが一般的であった。
一方、保管中におけるイオン交換樹脂の性能低下を防ぐために、包装材として酸素透過性の低いフィルムを用いることも提案、実用化されている。例えば特許文献1には、酸素ガス透過率の低い包装材を用いることにより、強塩基性陰イオン交換樹脂や強酸性陽イオン交換樹脂酸化が抑えられ、保存安定性が高められたことが記載されている。

先行技術

0004

特開平8−53162号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかし、イオン交換樹脂の保存安定性を高めるために、特許文献1に記載のように酸素透過性の低い包装材を一律に使用すると、コストが嵩む問題が生じる。
本発明は、イオン交換樹脂を長期に亘り性能を維持した状態で保管することを可能とし、且つ、保管に係るコスト低減をも可能とするイオン交換樹脂の充填方法及び充填装置を提供することを課題とする。また、本発明は、イオン交換樹脂を長期に亘り性能を維持した状態で保管でき、且つ、保管に係るコストも低減できる、イオン交換樹脂の保管方法を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段

0006

本発明者らは上記課題に鑑み鋭意検討を重ねた。その結果、イオン交換樹脂の種類により、イオン交換樹脂を長期に亘り性能を維持した状態で保管可能な包装材の種類が異なり、イオン交換樹脂の種類によってはより安価な包装材で良好な保存安定性を実現できることを見い出した。すなわち、イオン交換樹脂の種類と包装材の種類を特定の組み合わせとすることにより、イオン交換樹脂を、低コストで、且つ、優れた保存安定性で保管できることを見い出した。本発明はこれらの知見に基づきさらに検討を重ね、完成されるに至ったものである。

0007

本発明の上記課題は以下の手段により解決された。
〔1〕
イオン交換樹脂を、該イオン交換樹脂の酸素官能性に応じて、それに適合した酸素透過性のプラスチック製包装材に充填し、該イオン交換樹脂の安定的な保管を可能とする、イオン交換樹脂の充填方法。
〔2〕
OH形II型強塩基性陰イオン交換樹脂を、酸素透過性100ml/(m2・atm・day)以下のプラスチック製包装材に充填し、OH形II型以外の強塩基性陰イオン交換樹脂を、酸素透過性1000ml/(m2・atm・day)以上のプラスチック製包装材に充填することを含む、〔1〕に記載のイオン交換樹脂の充填方法。
〔3〕
OH形II型強塩基性陰イオン交換樹脂を含む混床樹脂を、酸素透過性100ml/(m2・atm・day)以下のプラスチック製包装材に充填し、OH形II型以外の強塩基性陰イオン交換樹脂を、酸素透過性1000ml/(m2・atm・day)以上のプラスチック製包装材に充填することを含む、〔1〕又は〔2〕に記載のイオン交換樹脂の充填方法。
〔4〕
イオン交換樹脂の種類を特定する工程Aと、
プラスチック製包装材の種類を特定する工程Bと、
前記工程Aで特定されたイオン交換樹脂の種類と前記工程Bで特定されたプラスチック製包装材の種類とが適合した場合に、該イオン交換樹脂を該プラスチック製包装材に充填する工程Cとを含む、イオン交換樹脂の充填方法。
〔5〕
前記の、工程Aで特定されたイオン交換樹脂の種類と工程Bで特定されたプラスチック製包装材の種類とが適合した場合が、工程Aで特定されたイオン交換樹脂の種類がOH形II型強塩基性陰イオン交換樹脂又はOH形II型強塩基性陰イオン交換樹脂を含む混床樹脂であり、工程Bで特定されたプラスチック製包装材の種類が酸素透過性100ml/(m2・atm・day)以下のプラスチック製包装材である場合を含む、〔4〕に記載のイオン交換樹脂の充填方法。
〔6〕
前記の、工程Aで特定されたイオン交換樹脂の種類と工程Bで特定されたプラスチック製包装材の種類とが適合した場合が、工程Aで特定されたイオン交換樹脂の種類がOH形I型強塩基性陰イオン交換樹脂、CL形I型強塩基性陰イオン交換樹脂又はCL形II型強塩基性陰イオン交換樹脂であり、工程Bで特定されたプラスチック製包装材の種類が酸素透過性1000ml/(m2・atm・day)以上のプラスチック製包装材である場合を含む、〔4〕又は〔5〕に記載のイオン交換樹脂の充填方法。
〔7〕
イオン交換樹脂の種類とプラスチック製包装材の種類との適合性を判定する判定部と、判定部における判定結果に応じてイオン交換樹脂を樹脂製包装材に充填する充填部とを有するイオン交換樹脂の充填装置であって、
前記判定部が、イオン交換樹脂の種類を特定する特定手段aと、
プラスチック製包装材の種類を特定する特定手段bと、
前記特定手段aで特定されたイオン交換樹脂の種類Kaと、前記特定手段bで特定されたプラスチック製包装材の種類Kbとの適合性を判定する判定手段cとを有する、イオン交換樹脂の充填装置。
〔8〕
前記判定手段cが、前記KaがOH形II型強塩基性陰イオン交換樹脂又はOH形II型強塩基性陰イオン交換樹脂を含む混床樹脂であり、前記Kbが酸素透過性100ml/(m2・atm・day)以下の樹脂製包装材である場合に、KaとKbが適合すると判定する、〔7〕に記載のイオン交換樹脂の充填装置。
〔9〕
前記判定手段cが、前記KaがOH形I型強塩基性陰イオン交換樹脂、CL形I型強塩基性陰イオン交換樹脂又はCL形II型強塩基性陰イオン交換樹脂であり、前記Kbが酸素透過性1000ml/(m2・atm・day)以上のプラスチック製包装材である場合に、KaとKbが適合すると判定する、〔7〕又は〔8〕に記載のイオン交換樹脂の充填装置。
〔10〕
イオン交換樹脂を、該イオン交換樹脂の酸素官能性に応じて、それに適合した酸素透過性の樹脂製包装材に充填して保管する、イオン交換樹脂の保管方法。
〔11〕
イオン交換樹脂がOH形II型強塩基性陰イオン交換樹脂又はOH形II型強塩基性陰イオン交換樹脂を含む混床樹脂である場合には、酸素透過性が100ml/(m2・atm・day)以下の樹脂製包装材に充填して保管し、且つ
イオン交換樹脂がOH形I型強塩基性陰イオン交換樹脂、CL形I型強塩基性陰イオン交換樹脂、又はCL形II型強塩基性陰イオン交換樹脂である場合には、酸素透過性が1000ml/(m2・atm・day)以上の樹脂製包装材に充填して保管する、〔9〕に記載のイオン交換樹脂の保管方法。

発明の効果

0008

本発明のイオン交換樹脂の充填方法は、イオン交換樹脂を長期に亘り性能を維持した状態で保管することを可能とし、且つ、保管に係るコスト低減をも可能とする。
本発明のイオン交換樹脂の充填装置は、これを用いることにより、イオン交換樹脂を長期に亘り性能を維持した状態で保管することが可能となり、且つ、保管に係るコスト低減も可能となる。
本発明のイオン交換樹脂の保管方法によれば、イオン交換樹脂を長期に亘り性能を維持した状態で保管でき、且つ、保管に係るコストも低減することができる。

図面の簡単な説明

0009

図1は、本発明の充填装置の好ましい実施態様を模式的に示す図面である。
図2は、図1の充填装置の判定部における判定方法を示すフロー図である。
図3は、本発明の充填装置の別の好ましい実施態様を模式的に示す図面である。
図4は、図3の充填装置の判定部における判定方法を示すフロー図である。
実施例における試験例1の結果を示すグラフである。
実施例における試験例2の結果を示すグラフである。
実施例における試験例3の結果を示すグラフである。
実施例における試験例4の結果を示すグラフである。
実施例における試験例5の結果を示すグラフである。
実施例における試験例6の結果を示すグラフである。

0010

本発明のイオン交換樹脂の充填方法(以下、単に「本発明の充填方法」という)は、イオン交換樹脂を、その酸素官能性に応じて、当該酸素官能性に適合した酸素透過性のプラスチック製(樹脂製)包装材に充填し、これによりイオン交換樹脂の安定的な保管を可能とする充填方法である。
本明細書においてイオン交換樹脂の「酸素官能性」とは、イオン交換樹脂と酸素との相互作用によって、イオン交換樹脂のイオン交換容量が低下する性質を意味する。
本明細書において「包装材」とは、イオン交換樹脂を充填可能な袋状の包装材を意味する。また「プラスチック製包装材」とは、包装材の少なくとも1層がプラスチックで形成されていることを意味する。本明細書において単に「包装材」というときは、特に断りのない限りプラスチック製包装材を意味する。
包装材が2層以上の複層構造である場合、各層を構成する素材は互いに同一でも異なっていてもよい。

0011

本発明の充填方法において、充填対象とするイオン交換樹脂に特に制限はない。すなわち、充填対象のイオン交換樹脂は陰イオン交換樹脂でも陽イオン交換樹脂でも良く、陰イオン交換樹脂と陽イオン交換樹脂の両樹脂を充填対象としてもよい。また、充填対象のイオン交換樹脂には混床樹脂が含まれていてもよい。
上記陰イオン交換樹脂は、弱塩基性陰イオン交換樹脂及び強塩基性陰イオン交換樹脂から選ばれる1種又は2種以上であり、上記陽イオン交換樹脂は、弱酸性陽イオン交換樹脂及び強酸性陽イオン交換樹脂から選ばれる1種又は2種以上である。
なかでも本発明の充填方法は、充填対象とするイオン交換樹脂が、強塩基性陰イオン交換樹脂又は強塩基性陰イオン交換樹脂を含む混床樹脂を含むことが好ましく、充填対象とするイオン交換樹脂が、II型強塩基性陰イオン交換樹脂又はII型強塩基性陰イオン交換樹脂を含む混床樹脂を含むことが好ましい。

0012

強塩基性陰イオン交換樹脂は、第四級アンモニウム基官能基として有する陰イオン交換樹脂であり、I型(窒素に結合する基がアルキル基のみの場合)とII型(窒素に結合する基がヒドロキシアルキル基を含む場合)が存在する。
また、強塩基性陰イオン交換樹脂には、官能基である第四級アンモニウム基のカウンターイオンとして、例えば、OH−を有する形態(OH形)と、Cl−を有する形態(CL形)とがある。
本発明において充填対象のイオン交換樹脂は、好ましくは、OH形II型強塩基性陰イオン交換樹脂又はOH形II型強塩基性陰イオン交換樹脂を含む混床樹脂と、OH形II型以外の強塩基性陰イオン交換樹脂とを少なくとも含む。
上記のOH形II型強塩基性陰イオン交換樹脂を含む混床樹脂としては、例えば、OH形II型強塩基性陰イオン交換樹脂と、強酸性陽イオン交換樹脂、弱酸性陽イオン交換樹脂、I形強塩基性陰イオン交換樹脂、及び弱塩基性陰イオン交換樹脂から選ばれる1種又は2種以上とが混合された混床樹脂を挙げることができる。

0013

本発明の充填方法のより好ましい一実施形態では、充填対象のイオン交換樹脂が強塩基性陰イオン交換樹脂を含み、OH形II型強塩基性陰イオン交換樹脂を、酸素透過性が100ml/(m2・atm・day)以下(好ましくは0.1〜85ml/(m2・atm・day))の包装材に充填し、OH形II型以外の強塩基性陰イオン交換樹脂を、酸素透過性が1000ml/(m2・atm・day)以上(好ましくは1500〜5000ml/(m2・atm・day))の包装材に充填することを含む。この場合において、充填対象のイオン交換樹脂は、より好ましくはすべてが強塩基性陰イオン交換樹脂である。また、この場合において、強塩基性陰イオン交換樹脂は、OH形II型強塩基性陰イオン交換樹脂及びOH形II型以外の強塩基性陰イオン交換樹脂であることが好ましい。このOH形II型以外の強塩基性陰イオン交換樹脂は、OH形I型、CL形I型、及び/又はCL形II型であることが好ましい。

0014

また、本発明の充填方法のより好ましい別の実施形態では、OH形II型強塩基性陰イオン交換樹脂を含む混床樹脂を、酸素透過性が100ml/(m2・atm・day)以下(好ましくは0.1〜85ml/(m2・atm・day))の包装材に充填し、OH形II型以外の強塩基性陰イオン交換樹脂を、酸素透過性が1000ml/(m2・atm・day)以上(好ましくは1500〜5000ml/(m2・atm・day))の包装材に充填することを含む。このOH形II型以外の強塩基性陰イオン交換樹脂は、OH形I型、CL形I型、及び/又はCL形II型であることが好ましい。

0015

また、本発明の充填方法のより好ましいさらに別の実施形態では、OH形II型強塩基性陰イオン交換樹脂及びOH形II型強塩基性陰イオン交換樹脂を含む混床樹脂をそれぞれ、酸素透過性が100ml/(m2・atm・day)以下(好ましくは0.1〜85ml/(m2・atm・day))の包装材に充填し、OH形II型以外の強塩基性陰イオン交換樹脂を、酸素透過性が1000ml/(m2・atm・day)以上(好ましくは1500〜5000ml/(m2・atm・day))の包装材に充填することを含む。このOH形II型以外の強塩基性陰イオン交換樹脂は、OH形I型、CL形I型、及び/又はCL形II型であることが好ましい。

0016

酸素透過性が100ml/(m2・atm・day)以下の包装材の素材は、包装材の酸素透過性を100ml/(m2・atm・day)以下とすることができれば特に制限されない。例えば、包装材を厚いプラスチックで構成したり、包装材を複層構造としたり、包装材の素材として酸素透過性の低いプラスチックを採用したりして、包装材の酸素透過性を100ml/(m2・atm・day)以下に調節することができる。酸素透過性が100ml/(m2・atm・day)以下である包装材として、例えば、ナイロン層を含む3層構造の包装材(商品名:トリプルナイロンMICS化学社製)や、ナイロンとポリエチレンからなる包装材(商品名:エスラップAL、スタープラスチック工業(株)社製; 商品名:シュペレン、宇部フィルム(株)社製; 商品名:ハイラミナーNX、クロリン化成(株)社製)を挙げることができる。

0017

また、酸素透過性が1000ml/(m2・atm・day)以上の包装材の素材は、包装材の酸素透過性を1000ml/(m2・atm・day)以上とすることができれば特に制限されない。酸素透過性が1000ml/(m2・atm・day)以上の包装材として、例えば、低密度ポリエチレンの包装材(商品名:ポリエチレン袋、東洋ポリマー(株)社製; 商品名:UBEポリエチレン、宇部丸善ポリエチレン(株)社製)を挙げることができる。

0018

本明細書において、酸素透過性は、JIS K7126−2に準じて測定される値である。

0019

酸素透過性が1000ml/(m2・atm・day)以上の包装材は、酸素透過性が100ml/(m2・atm・day)以下の包装材に比べて安価であるため、酸素透過性が1000ml/(m2・atm・day)以上の包装材をより多く使用することにより、保管に係るコストパフォーマンス最大限に引き出すことができる。
これまで、イオン交換樹脂の種類に応じて包装材の種類を変えるという発想はなく、イオン交換樹脂の種類によらずに一律に、同一の包装材を使用するのが通常であった。また、特許文献1に記載されるように、酸素透過性の低い包装材を使用しなければ、イオン交換樹脂を長期に亘り性能を維持した状態で保管することが困難というのが当業者の通常の認識であった。かかる状況下において本発明者らは、イオン交換樹脂の種類によっては、酸素透過性の高い安価な包装材でも長期に亘り良好な保存安定性を確保できることを見い出し、イオン交換樹脂の種類に応じて包装材を使い分けることにより、保存安定性とコスト低減の両立が可能となるという着想の下、本発明を成すに至った。
本発明の充填方法において、イオン交換樹脂を、その酸素官能性に応じて酸素透過性の異なる包装材に充填する方法としては、具体的には、下記工程A〜Cを含む方法が挙げられる。
(工程A)
イオン交換樹脂の種類を特定する工程
(工程B)
包装材の種類を特定する工程
(工程C)
上記工程Aで特定されたイオン交換樹脂の種類と上記工程Bで特定された包装材の種類とが適合した場合に、当該イオン交換樹脂を当該包装材に充填する工程

0020

上記工程AとBの順序に制限はなく、工程Aの後に工程Bを実施してもよく、工程Bの後に工程Aを実施してもよく、工程Aと工程Bを同時に実施してもよい。

0021

上記工程Cにおいて、上記工程Aで特定されたイオン交換樹脂の種類と上記工程Bで特定された包装材の種類とが適合した場合とは、工程Aで特定されたイオン交換樹脂の種類が、OH形II型強塩基性陰イオン交換樹脂又はOH形II型強塩基性陰イオン交換樹脂を含む混床樹脂であり、工程Bで特定された包装材の種類が、酸素透過性が100ml/(m2・atm・day)以下の包装材である場合を含むことが好ましい。
また、上記工程Cにおいて、上記工程Aで特定されたイオン交換樹脂の種類と上記工程Bで特定された包装材の種類とが適合した場合とは、工程Aで特定されたイオン交換樹脂の種類が、OH形I型強塩基性陰イオン交換樹脂、CL形I型強塩基性陰イオン交換樹脂又はCL形II型強塩基性陰イオン交換樹脂であり、工程Bで特定された包装材の種類が、酸素透過性が1000ml/(m2・atm・day)以上の包装材である場合を含むことが好ましい。

0022

本発明の充填方法は、本発明の充填装置を用いて、その一部又はすべてを自動化することも可能である。
本発明の充填装置は、イオン交換樹脂の種類と包装材の種類との適合性を判定する判定部と、判定部における判定結果に応じてイオン交換樹脂を包装材に充填する充填部とを有する。
上記判定部は、イオン交換樹脂の種類を特定する特定手段aと、包装材の種類を特定する特定手段bと、上記特定手段aで特定されたイオン交換樹脂の種類Kaと、上記特定手段bで特定された包装材の種類Kbとの適合性を判定する判定手段cとを有している。

0023

上記判定部において、イオン交換樹脂の種類を特定する特定手段aは、イオン交換樹脂の種類を特定できれば特に制限はない。上記特定手段aとして、例えば、イオン交換樹脂の種類を入力する樹脂情報入力装置、イオン交換樹脂の識別標識バーコードQRコード登録商標)、文字記号等)を読み取る樹脂情報読取装置等を挙げることができる。

0024

上記判定部において、包装材の種類を特定する特定手段bは、包装材の種類を特定できれば特に制限はない。上記特定手段bとして、例えば、包装材の種類を入力する包装材情報入力装置、包装材の識別標識(バーコード、QRコード(登録商標)、文字、記号等)を読み取る包装材情報読取装置等を挙げることができる。

0025

上記判定部において、上記特定手段aで特定されたイオン交換樹脂の種類Kaと、上記特定手段bで特定された包装材の種類Kbとの適合性を判定する判定手段cでは、KaとKbを、イオン交換樹脂の種類と包装材の種類が適合するケースに該当するか否かを判定する。判定手段cは、その判定結果に対応した信号を必要により充填部に送信し、判定結果に基づき充填部を作動させる機能を備えていてもよい。
充填対象のイオン交換樹脂が、OH形I型、CL形I型、OH形II型及びCL形II型の各強塩基性陰イオン交換樹脂、並びに、OH形II型強塩基性陰イオン交換樹脂を含む混床樹脂を含む場合を例にとれば、KaとKbが下記(1)〜(5)の組み合わせのいずれかに該当する場合に、KaとKbが適合していると判定し、KaとKbが下記(1)〜(5)の組み合わせのいずれにも該当しない場合には、KaとKbが適合していないと判定する。
(1) Ka:OH形I型強塩基性陰イオン交換樹脂
Kb:酸素透過性が1000ml/(m2・atm・day)以上
(2) Ka:CL形I型強塩基性陰イオン交換樹脂
Kb:酸素透過性が1000ml/(m2・atm・day)以上
(3) Ka:CL形II型強塩基性陰イオン交換樹脂
Kb:酸素透過性が1000ml/(m2・atm・day)以上
(4) Ka:OH形II型強塩基性陰イオン交換樹脂
Kb:酸素透過性が100ml/(m2・atm・day)以下
(5) Ka:OH形II型強塩基性陰イオン交換樹脂を含む混床樹脂
Kb:酸素透過性が100ml/(m2・atm・day)以下

0026

本発明の充填装置の好ましい実施態様を以下に説明するが、本発明はこれらの態様に限定されるものではない。
なお、図1及び図3は、本発明の充填装置の理解を容易にするための模式図であり、各部材ないし装置のサイズや相対的な大小関係等は説明の便宜上大小を変えている場合があり、実際の関係をそのまま示すものではない。また、本発明で規定する事項以外はこれらの図面に示された外形、形状、相対的な位置関係等に限定されるものでもない。

0027

本発明の充填装置の好ましい一実施形態(以下「実施形態I」ともいう)を図1に示す。実施形態Iにおいて充填装置100は、判定部と、充填部とを有する。判定部は、特定手段aとしての樹脂情報入力部1aと、特定手段bとしての包装材情報読取部1bとを有し、さらに、上記樹脂情報入力部1aに入力された樹脂情報と、上記包装材情報読取部1bにより読み取った包装材情報との適合性を判定する、判定手段cとしての情報判定部1cを有する。
実施形態Iにおいて充填装置100は、包装材5がセットされた包装材セット3を有し、さらに、この包装材セット棚3から包装材5を取り出し、取り出した包装材5を樹脂充填弁10の下部に配設するためのアーム機4を有している。実施形態Iにおいて、包装材セット棚3及びアーム機4は、イオン交換樹脂充填用ホッパー6、計量槽導入管7、樹脂充填弁8、計量機9、樹脂充填弁10、及び包装材5と合わせて上記充填部を構成する。

0028

実施形態Iの充填装置の作動について説明する。
包装材5は予め、包装材セット棚3に、アーム機4により取り出し可能にセットされている。包装材5の表面には、包装材5の材質や容量等の包装材情報を判別可能なバーコードが予め印刷されている。

0029

樹脂情報入力部1aに、充填対象とするイオン交換樹脂の種類情報やイオン交換樹脂の充填量等の樹脂情報を入力する。入力された樹脂情報は、情報判定部1cに送られる。

0030

続いて、イオン交換樹脂充填用ホッパー6の上部から、充填対象のイオン交換樹脂を投入する。投入したイオン交換樹脂は、計量槽導入管7を通って樹脂充填弁8の上部まで移動する。その後、樹脂充填弁8が開弁し、イオン交換樹脂が計量機9に移動する。上記樹脂情報に含まれる充填量情報にしたがって所定量のイオン交換樹脂が計量機に移動すると、樹脂充填弁8が閉じる。

0031

次いで、包装材セット棚3にセットされた包装材5がアーム機4によって樹脂充填弁10の下部にセットされる。その後、包装材情報読取部1bにより、樹脂充填弁10の下部にセットされた包装材5表面に印刷されたバーコードが読み取られ、得られた包装材情報が情報判定部1cに送られる。

0032

情報判定部1cは、上記樹脂情報に含まれる、イオン交換樹脂の種類情報と、包装材情報とを照らし合わせ、イオン交換樹脂の種類情報と包装材情報とが適合した場合には、それに応じた信号を樹脂充填弁10に送る。この信号を受けた樹脂充填弁10が開弁し、計量機9から、樹脂充填弁10の下部にセットされた包装材5内へとイオン交換樹脂が移動し、包装材5中にイオン交換樹脂が充填される。なお、包装材情報と樹脂情報とが適合しない場合には、樹脂充填弁10は開弁しない。この場合、樹脂情報入力部1aに確認を促すアラーム等が表示される構成とすることができる。

0033

包装材5内にイオン交換樹脂充填後、樹脂充填弁10は閉じられ、充填が完了する。充填されたイオン交換樹脂はベルトコンベアー11により樹脂積込場所へと移送される。図1中、ベルトコンベアー11の下に示された矢印は、ベルトコンベアー11の移動方向を示す。

0034

上記実施形態Iの判定部における判定方法を示すフロー図の一例を図2に示す。

0035

本発明の充填装置の好ましい別の実施形態(以下「実施形態II」ともいう)を図3に示す。図3に示されるように、実施形態IIにおいて充填装置200は、判定部と、充填部とを有する。判定部は、特定手段aとしての樹脂情報入力部21aと、特定手段bとしての包装材情報読取部21bとを有し、さらに、上記樹脂情報入力部21aに入力された樹脂情報と、上記包装材情報読取部21bにより読み取った包装材情報との適合性を判定する、判定手段cとしての情報判定部21cを有する。実施形態IIにおいて、包装材情報読取部21bは、図3に示すようにアーム機24に取り付けられている。
実施形態IIにおいて充填装置200は、包装材25a及び25bがセットされた包装材セット棚23を有し、さらに、この包装材セット棚23から包装材25a又は25bを取り出し、取り出した包装材25a又は25bを樹脂充填弁30の下部に配設するためのアーム機24を有している。実施形態IIにおいて、包装材セット棚23及びアーム部24は、イオン交換樹脂充填用ホッパー26、計量槽導入管27、樹脂充填弁28、計量機29、樹脂充填弁30、及び包装材25a及び25bと合わせて上記充填部を構成する。

0036

実施形態IIの充填装置の作動について説明する。
包装材25a及び25bは予め、包装材セット棚23に、アーム機24により取り出し可能にセットされている。包装材25a及び25bの表面には、それぞれ、包装材25a及び25bの材質や容量等の包装材情報を判別可能なバーコードが予め印刷されている。
樹脂情報入力部21aに、充填対象とするイオン交換樹脂の種類情報やイオン交換樹脂の充填量等の樹脂情報を入力する。入力された樹脂情報は、情報判定部21cに送られる。

0037

続いて、イオン交換樹脂充填用ホッパー26の上部から、充填対象のイオン交換樹脂を投入する。投入したイオン交換樹脂は、計量槽導入管27を通って樹脂充填弁28の上部まで移動する。その後、樹脂充填弁28が開弁し、イオン交換樹脂が計量機29に移動する。上記樹脂情報に含まれる充填量情報にしたがって所定量のイオン交換樹脂が計量機に移動すると、樹脂充填弁28が閉じる。

0038

次いで、アーム機24が包装材セット棚23に移動し、アーム機24に取り付けられた包装材情報読取部21bにより包装材25a表面のバーコードが読み取られ、得られた包装材情報が情報判定部21cに送られる。
情報判定部21cは、上記樹脂情報に含まれる、イオン交換樹脂の種類情報と、包装材情報を照らし合わせ、包装材情報と樹脂情報とが適合した場合には、それに応じた信号をアーム機24と樹脂充填弁30に送る。この信号を受けたアーム機24は、適合すると判定された包装材25aを包装材セット棚23から取り出し、樹脂充填弁30の下部にセットする。次いで上記信号を受けた樹脂充填弁30が開弁し、計量機29から、包装材25a内へとイオン交換樹脂が移動し、包装材25a中にイオン交換樹脂が充填される。

0039

一方、イオン交換樹脂の種類情報と、包装材25aの包装材情報とが適合しない場合には、包装材情報読取部21bによって包装材25b表面のバーコードが読み取られ、得られた包装材情報が情報判定部21cに送られる。
情報判定部21cは、イオン交換樹脂の種類情報と包装材情報とを照らし合わせ、イオン交換樹脂の種類情報と包装材情報とが適合した場合には、それに応じた信号をアーム機24と樹脂充填弁30に送る。この信号を受けたアーム機24は、適合すると判定された包装材25bを包装材セット棚23から取り出し、樹脂充填弁30の下部にセットする。次いで上記信号を受けた樹脂充填弁30が開弁し、計量機29から、包装材25b内へとイオン交換樹脂が移動し、包装材25b中にイオン交換樹脂が充填される。

0040

充填後、樹脂充填弁30が閉じ、包装材への充填は完了する。充填されたイオン交換樹脂はベルトコンベアー31により樹脂積込場所へと移送される。図3中、ベルトコンベアー31の下に示された矢印は、ベルトコンベアー31の移動方向を示す。

0041

包装材25bの包装材情報と樹脂情報が適合しない場合には、樹脂情報入力部21aに確認を促すアラームが表示される構成とすることもできる。また、包装材25a及び25bとは異なる酸素透過性の包装材25c(図示していない)を包装材セット棚23にセットしておき、この包装材25cの包装材情報とイオン交換樹脂の種類情報の適合性を判定し、適合した場合に、上述したのと同様にしてイオン交換樹脂を包装材25cに充填する構成としてもよい。

0042

上記実施形態IIの判定部における判定方法を示すフロー図の一例を図4に示す。

0043

本発明の充填装置には、上述した実施形態の他、当業者の知識に基づいて上記実施形態に種々の変更を施した態様も含まれる。

0044

本発明の充填方法において、イオン交換樹脂が充填された包装材は、ヒートシール等により密封され、保管される。この密封は包装材中に極力空気が残留しないように行うことが望ましい。

0045

本発明のイオン交換樹脂の保管方法は、本発明の充填方法により包装材中にイオン交換樹脂を充填し、保管する方法である。本発明の保管方法における保管環境は、常温付近の温度であれば特に制限はない。また、イオン交換樹脂の光分解等を防ぐために、包装材内への光を遮断した状態で保管することが好ましい。
本発明の保管方法により、イオン交換樹脂を長期間、その性能を維持した状態で保管することが可能となる。

0046

以下、本発明を実施例に基づきさらに詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。

0047

[試験例1]イオン交換樹脂の保存安定性試験−1
イオン交換樹脂として、アンバーライトIRA410(OH)−HGM(商品名、オルガノ社製、OH形II型強塩基性イオン交換樹脂)の30mlを、ナイロンを含む3層構造の包装材(商品名:トリプルナイロン(NYL)、MICS化学社製、酸素透過性:70ml/(m2・atm・day))に入れて、包装材をヒートシールして、暗所で一定期間保管した。保管前後のイオン交換容量を測定した。
本実施例においてイオン交換樹脂のイオン交換容量は、「イオン交換樹脂のその技術と応用(基礎編)改訂3版」、2002年3月31日発行、p.170〜175頁に記載された方法に準じて測定される中性塩分解容量mg当量/ml)である。手順の概略を説明する。まず、イオン交換樹脂(約25mL)をカラムに充填する。1N塩酸250mLを18〜20mL/minでカラムに流す。次いで、純水2000mLを18〜20mL/minで流して洗浄した後、イオン交換樹脂量を体積で測定する。1N硝酸ナトリウム450mLを流速:9〜10mL/minで流し、溶出液回収する(回収液A)。該回収液Aの塩化物イオン量を、クロム酸カリウム硝酸銀溶液を用いて硝酸銀滴定法(モール法)により測定する。

イオン交換容量(中性塩分解容量)(mg等量/mL樹脂)
塩化物イオン(回収液A)量(mg当量)/樹脂量(mL)

結果を図5に示す。図5に示されるように、180日保管後においても、イオン交換容量の減少は認められず、初期の性能を維持していた。

0048

[試験例2]イオン交換樹脂の保存安定性試験−2
上記試験例1において、包装材を、ナイロン層を含む5層構造の包装材(商品名:シュペレン、宇部フィルム社製、酸素透過性:85ml/(m2・atm・day))に代えたこと以外は、上記試験例1と同様にして、保管前後のイオン交換容量を測定した。
結果を図6に示す。図6に示されるように、180日保管後においても、イオン交換容量の減少は認められず、初期の性能を維持していた。

0049

[試験例3]イオン交換樹脂の保存安定性試験−3
上記試験例1において、包装材を、ポリエチレン製の単層構造の包装材(商品名:ポリエチレン袋、東洋ポリマー社製、酸素透過性:3500ml/(m2・atm・day))に代えたこと以外は、上記試験例1と同様にして、保管前後のイオン交換容量を測定した。
結果を図7に示す。図7に示されるように、保管後数日にイオン交換容量の減少が認められ、180日経過後にはイオン交換容量が大きく低下することがわかった。

0050

[試験例4]イオン交換樹脂の保存安定性試験−4
上記試験例3において、イオン交換樹脂として、アンバーライトIRA410(OH)−HGMに代えて、アンバーライトIRA410CL(商品名、オルガノ社製、CL形II型強塩基性イオン交換樹脂)を用いたこと以外は、上記試験例3と同様にして、保管前後のイオン交換容量を測定した。
結果を図8に示す。図8に示されるように、180日保管後においても、イオン交換容量の減少はほとんど認められず、初期の性能を維持していた。

0051

[試験例5]イオン交換樹脂の保存安定性試験−5
上記試験例3において、イオン交換樹脂として、アンバーライトIRA410(OH)−HGMに代えて、アンバーライトIRA400(OH)(商品名、オルガノ社製、OH形I型強塩基性イオン交換樹脂)を用いたこと以外は、上記試験例3と同様にして、保管前後のイオン交換容量を測定した。
結果を図9に示す。図9に示されるように、200日保管後においても、イオン交換容量の減少はほとんど認められず、初期の性能を維持していた。

0052

[試験例6]イオン交換樹脂の保存安定性試験−6
上記試験例3において、イオン交換樹脂として、アンバーライトIRA410(OH)−HGMに代えて、アンバーライトIRA400(CL)(商品名、オルガノ社製、CL形I型強塩基性イオン交換樹脂)を用いたこと以外は、上記試験例3と同様にして、保管前後のイオン交換容量を測定した。
結果を図10に示す。図10に示されるように、200日保管後においても、イオン交換容量の減少は殆ど認められず、初期の性能を維持していた。

実施例

0053

上記の結果から、強塩基性陰イオン交換樹脂において、OH形II型の樹脂を長期間安定的に保管するためには、酸素透過性が100ml/(m2・atm・day)以下の包装材を用いる必要があるが、OH形I型、CL形I型、CL形II型の樹脂であれば、酸素透過性の高い安価な包装材でも良好な保存安定性を示すことがわかった。

0054

100、200充填装置
1a、21a樹脂情報入力部(特定手段a)
1b、21b包装材情報読取部(特定手段b)
1c、21c 情報判定部(判定手段c)
3、23包装材セット棚
4、24アーム機
5、25a、25b 包装材
6、26イオン交換樹脂充填用ホッパー
7、27計量槽導入管
8、28樹脂充填弁
9、29計量機
10、30 樹脂充填弁
11、31 ベルトコンベアー

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