(57)【要約】【課題】被処理液中の金属イオンを効率良く除去することができ、金属イオン含有量の極めて低い溶液を容易に得ることが可能な、フィルターを提供すること。【解決手段】乾燥ゲル粉末と熱可塑性樹脂粉末とを含有する混合粉末の焼結物又はその膨潤体である多孔質成形体を含み、乾燥ゲル粉末が、スルホン酸基を有するイオン交換樹脂と含窒素キレート樹脂とを含有する、デプスフィルター。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
乾燥ゲル粉末と熱可塑性樹脂粉末とを含有する混合粉末の焼結物又はその膨潤体である多孔質成形体を含み、
前記乾燥ゲル粉末が、スルホン酸基を有するイオン交換樹脂と含窒素キレート樹脂とを含有する、デプスフィルター。
【請求項２】
前記含窒素キレート樹脂の含有量Ｃ２に対する前記イオン交換樹脂の含有量Ｃ１の比（Ｃ１／Ｃ２）が、質量比で、０．１以上１００以下である、請求項１に記載のデプスフィルター。
【請求項３】
前記多孔質成形体１００質量部をプロピレングリコール１−モノメチルエーテル２−アセタート５００質量部に、２３℃で１２時間浸漬したとき、浸漬液中の硫酸イオン量が０．０３ｐｐｍ以下である、請求項１又は２に記載のデプスフィルター。
【請求項４】
電気比抵抗値が１８ＭΩ・ｃｍ以上の水を、空間速度１２００ｈｒ−１で通液したとき、通液後の水の電気比抵抗値が１５ＭΩ・ｃｍ以上である、請求項１〜３のいずれか一項に記載のデプスフィルター。
【請求項５】
第一のフィルターと、
前記第一のフィルターを通過した被処理液から金属イオンを除去する第二のフィルターと、を備え、
前記第一のフィルターが、含窒素キレート樹脂を含む乾燥ゲル粉末と熱可塑性樹脂粉末とを含有する混合粉末の焼結物又はその膨潤体である多孔質成形体を含むフィルターであり、
前記第二のフィルターが、請求項１〜４のいずれか一項に記載のデプスフィルターである、金属イオン除去装置。
【請求項６】
前記第一のフィルターが、電気比抵抗値が１８ＭΩ・ｃｍ以上の水を、空間速度１２００ｈｒ−１で通液したとき、通液後の水の電気比抵抗値が１５ＭΩ・ｃｍ未満となるフィルターである、請求項５に記載の金属イオン除去装置。
【請求項７】
イオン交換樹脂を含む乾燥ゲル粉末と熱可塑性樹脂粉末とを含有する混合粉末の焼結物又はその膨潤体である多孔質成形体を含み、
前記乾燥ゲル粉末のうち、前記多孔質成形体の表面における投影面積が、前記熱可塑性樹脂粉末の平均投影面積の１０倍以上である粉末を粉末Ｐ１とし、前記多孔質成形体を厚み方向に二分する断面における投影面積が、前記熱可塑性樹脂粉末の平均投影面積の１０倍以上である粉末を粉末Ｐ２としたとき、
前記表面における前記粉末Ｐ１の単位面積当たりの含有数が、前記断面における前記粉末Ｐ２の単位面積当たりの含有数より少ない、デプスフィルター。
【請求項８】
イオン交換樹脂を含む乾燥ゲル粉末と熱可塑性樹脂粉末とを含有する混合粉末の焼結物又はその膨潤体である多孔質成形体を含み、
前記乾燥ゲル粉末の平均粒子径が、前記熱可塑性樹脂粉末の平均粒子径の２倍以上であり、
前記多孔質成形体の表面及び前記多孔質成形体を厚み方向に二分する断面を、それぞれ走査電子顕微鏡で９５０μｍ×９５０μｍの視野範囲で観測し、それぞれの視野において投影面積が大きい５つの前記乾燥ゲル粉末の平均投影面積を求めたとき、
前記表面における前記平均投影面積が、前記断面における前記平均投影面積より小さい、デプスフィルター。
【請求項９】
前記イオン交換樹脂がスルホン酸基を有するイオン交換樹脂であり、
前記乾燥ゲル粉末が含窒素キレート樹脂をさらに含む、請求項７又は８に記載のデプスフィルター。
【請求項１０】
前記含窒素キレート樹脂の含有量Ｃ２に対する前記イオン交換樹脂の含有量Ｃ１の比（Ｃ１／Ｃ２）が、質量比で、０．１以上１００以下である、請求項９に記載のデプスフィルター。
【請求項１１】
第一のフィルターと、
前記第一のフィルターを通過した被処理液から金属イオンを除去する第二のフィルターと、を備え、
前記第一のフィルターが、含窒素キレート樹脂を含む乾燥ゲル粉末と熱可塑性樹脂粉末とを含有する混合粉末の焼結物又はその膨潤体である多孔質成形体を含むフィルターであり、
前記第二のフィルターが、請求項９又は１０に記載のデプスフィルターである、金属イオン除去装置。
【請求項１２】
前記第一のフィルターが、電気比抵抗値が１８ＭΩ・ｃｍ以上の水を、空間速度１２００ｈｒ−１で通液したとき、通液後の水の電気比抵抗値が１５ＭΩ・ｃｍ未満となるフィルターである、請求項１１に記載の金属イオン除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、フィルター（Ｐｕｒｉｆｉｅｒ）及び金属イオン除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、集積回路等の電子部品の製造に用いられる溶液として、金属イオン含有量の低い溶液が求められている。例えば、特許文献１には、界面活性剤中の金属含量を高性能半導体材料に使用可能となるｐｐｂレベルにまで低減する金属化合物除去装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２１３２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、電子部品の更なる緻密化が進んでいる。緻密化に伴って線幅が狭くなると、わずかな不純物でも悪影響がでてしまうおそれがある。このため、安定性を担保する観点から、電子部品製造用の溶液に許容される金属イオン含有量は更に低くなっており、例えばｐｐｂレベルよりも更に低いレベルまで金属イオンを除去することが期待されている。しかし、従来の方法では、金属イオン含有量を十分に低減することが困難であったり、作業工程が多く非効率であったりする場合があった。
【０００５】
本開示は、被処理液中の金属イオンを効率良く除去することができ、金属イオン含有量の極めて低い溶液を容易に得ることが可能な、フィルターを提供することを一つの目的とする。また、本開示は、上記フィルターを用いた金属イオン除去装置を提供することを一つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の第一の側面は、乾燥ゲル粉末と熱可塑性樹脂粉末とを含有する混合粉末の焼結物又はその膨潤体である多孔質成形体を含み、上記乾燥ゲル粉末が、スルホン酸基を有するイオン交換樹脂と含窒素キレート樹脂とを含有する、デプスフィルターに関する。
【０００７】
上記デプスフィルターは、イオン交換樹脂及び含窒素キレート樹脂を含有する乾燥ゲル粉末を用いて形成されている。これにより、上記デプスフィルターによれば、被処理液中の金属イオンを効率良く除去することができる。
【０００８】
一態様において、上記含窒素キレート樹脂の含有量Ｃ２に対する上記イオン交換樹脂の含有量Ｃ１の比（Ｃ１／Ｃ２）は、質量比で、０．１以上１００以下であってよい。
【０００９】
一態様において、上記多孔質成形体１００質量部をプロピレングリコール１−モノメチルエーテル２−アセタート５００質量部に、２３℃で１２時間浸漬したときの、浸漬液中の硫酸イオン量は、０．０３ｐｐｍ以下であってよい。
【００１０】
一態様において、電気比抵抗値が１８ＭΩ・ｃｍ以上の水を、空間速度１２００ｈｒ−１で通液したとき、通液後の水の電気比抵抗値が１５ＭΩ・ｃｍ以上であってよい。
【００１１】
本開示の第二の側面は、第一のフィルターと、上記第一のフィルターを通過した被処理液から金属イオンを除去する第二のフィルターと、を備える、金属イオン除去装置に関する。この金属イオン除去装置において、上記第一のフィルターは、含窒素キレート樹脂を含む乾燥ゲル粉末と熱可塑性樹脂粉末とを含有する混合粉末の焼結物又はその膨潤体である多孔質成形体を含むフィルターであってよい。また、上記第二のフィルターは、上述の第一の側面に係るデプスフィルターであってよい。
【００１２】
一態様において、上記第一のフィルターは、電気比抵抗値が１８ＭΩ・ｃｍ以上の水を、空間速度１２００ｈｒ−１で通液したとき、通液後の水の電気比抵抗値が１５ＭΩ・ｃｍ未満となるフィルターであってよい。
【００１３】
本開示の第三の側面は、イオン交換樹脂を含む乾燥ゲル粉末と熱可塑性樹脂粉末とを含有する混合粉末の焼結物又はその膨潤体である多孔質成形体を含むデプスフィルターに関する。このデプスフィルターでは、上記乾燥ゲル粉末のうち、上記多孔質成形体の表面における投影面積が、上記熱可塑性樹脂粉末の平均投影面積の１０倍以上である粉末を粉末Ｐ１とし、上記多孔質成形体を厚み方向に二分する断面における投影面積が、上記熱可塑性樹脂粉末の平均投影面積の１０倍以上である粉末を粉末Ｐ２としたとき、上記表面における上記粉末Ｐ１の単位面積当たりの含有数が、上記断面における上記粉末Ｐ２の単位面積当たりの含有数より少ない。
【００１４】
上記デプスフィルターは、熱可塑性樹脂粉末とのサイズ差が大きい乾燥ゲル粉末が、デプスフィルターの内部に多く、表面に少なくなっている。このため、上記デプスフィルターでは、フィルター表面からイオン交換樹脂が脱落し難くなり、より清浄な溶液が得られやすくなる。
【００１５】
本開示の第四の側面は、イオン交換樹脂を含む乾燥ゲル粉末と熱可塑性樹脂粉末とを含有する混合粉末の焼結物又はその膨潤体である多孔質成形体を含むデプスフィルターに関する。このデプスフィルターでは、上記乾燥ゲル粉末の平均粒子径が、上記熱可塑性樹脂粉末の平均粒子径の２倍以上である。また、このデプスフィルターでは、上記多孔質成形体の表面及び上記多孔質成形体を厚み方向に二分する断面を、それぞれ走査電子顕微鏡で９５０μｍ×９５０μｍの視野範囲で観測し、それぞれの視野において投影面積が大きい５つの前記乾燥ゲル粉末の投影面積を求めたとき、上記表面における上記平均投影面積が、上記断面における上記平均投影面積より小さい。
【００１６】
上記デプスフィルターは、熱可塑性樹脂粉末とのサイズ差が大きい乾燥ゲル粉末が、デプスフィルターの内部に多く、表面に少なくなっている。このため、上記デプスフィルターでは、フィルター表面からイオン交換樹脂が脱落し難くなり、より清浄な溶液が得られやすくなる。
【００１７】
一態様において、上記イオン交換樹脂はスルホン酸基を有するイオン交換樹脂であり、上記乾燥ゲル粉末は含窒素キレート樹脂をさらに含んでいてよい。
【００１８】
一態様において、上記含窒素キレート樹脂の含有量Ｃ２に対する前記イオン交換樹脂の含有量Ｃ１の比（Ｃ１／Ｃ２）は、質量比で、０．１以上１００以下であってよい。
【００１９】
本開示の第五の側面は、第一のフィルターと、上記第一のフィルターを通過した被処理液から金属イオンを除去する第二のフィルターと、を備える、金属イオン除去装置に関する。この金属イオン除去装置において、上記第一のフィルターは、含窒素キレート樹脂を含む乾燥ゲル粉末と熱可塑性樹脂粉末とを含有する混合粉末の焼結物又はその膨潤体である多孔質成形体を含むフィルターであってよい。また、上記第二のフィルターは、上述の第三又は第四の側面に係るデプスフィルターであってよい。
【００２０】
一態様において、上記第一のフィルターは、電気比抵抗値が１８ＭΩ・ｃｍ以上の水を、空間速度１２００ｈｒ−１で通液したとき、通液後の水の電気比抵抗値が１５ＭΩ・ｃｍ未満となるフィルターであってよい。
【発明の効果】
【００２１】
本開示によれば、被処理液中の金属イオンを除去することで、金属イオン含有量の極めて低い溶液を容易に得ることが可能な、フィルターが提供される。また、本開示によれば、上記フィルターを用いた金属イオン除去装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】金属イオン除去装置の一実施形態を示す図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面を示す図である。
【図３】金属イオン除去装置の他の一実施形態を示す図である。
【図４】図４（ａ）は、実施例１の多孔質成形体の外側表面の画像であり、図４（ｂ）は、実施例１の多孔質成形体の内側表面の画像であり、図４（ｃ）は、実施例１の多孔質成形体を厚み方向に二分する断面の画像である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照しつつ、好適な実施形態について説明する。なお、図面は理解を容易にするため一部を誇張して描いており、寸法比率等は図面に記載のものに限定されるものではない。
【００２４】
＜フィルター＞
本実施形態に係るフィルターは、乾燥ゲル粉末と熱可塑性樹脂粉末とを含有する混合粉末の焼結物又はその膨潤体である多孔質成形体を含む。本実施形態に係るフィルターは、被処理液中の金属イオンを除去して金属イオン含有量の低い溶液を得る目的で、好適に用いることができる。本実施形態に係るフィルターは、デプスフィルターであってよい。
【００２５】
本実施形態に係るフィルターにおいて、乾燥ゲル粉末は、スルホン酸基を有するイオン交換樹脂と含窒素キレート樹脂とを含有することが好ましい。このようなフィルターによれば、被処理液中の金属イオンをより効率良く除去することができ、金属イオン含有量の極めて低い溶液を容易に得ることができる。
【００２６】
本実施形態において、上記焼結物は、自立可能な強度を有していてよく、熱可塑性樹脂粉末によって乾燥ゲル粉末が固定化されていてよい。また、本実施形態では、上記焼結物中で乾燥ゲル粉末が熱可塑性樹脂粉末によって固定化されているため、乾燥ゲル粉末の膨潤により寸法変化が生じた場合でも、自立可能な強度が維持される。すなわち、上記多孔質成形体は、上記焼結物及びその膨潤体のいずれでも自立可能な強度を有していてよい。
【００２７】
従来のゲル材料を用いた吸着材では、ゲル材料が吸水等によって大きな寸法変化及び強度低下を起こすことから、ゲル材料を支持体に保持したり、ビーズ状に成形したりすることが一般的であった。これに対して、本実施形態に係るフィルターは、上記のとおり自立可能なフィルターであってよく、この場合、省スペースで効率良く金属イオンを除去することができる。
【００２８】
本実施形態において、乾燥ゲル粉末は、吸水により膨潤してゲル状を呈する粉末であればよく、例えばハイドロゲル粒子を乾燥させて得ることができる。
【００２９】
乾燥ゲル粉末は、イオン交換樹脂を含んでいる。イオン交換樹脂は、イオン交換基又はキレート基を有する樹脂であってよい。なお、キレート基を有するイオン交換樹脂は、キレート樹脂ということもできる。イオン交換基としては、例えば、スルホン酸基、カルボン酸基、三級アミノ基、四級アンモニウム基等が挙げられる。三級アミノ基としては、例えば、ジアルキルアミノ基（−ＮＲ１２で表される基（Ｒ１はそれぞれ独立に置換又な無置換のアルキル基を示す。））が挙げられ、より具体的には、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等が挙げられる。また、四級アンモニウム基としては、例えば、トリアルキルアンモニウム基（−Ｎ＋Ｒ２３で表される基（Ｒ２はそれぞれ独立に置換又は無置換のアルキル基を示す。））が挙げられ、より具体的には、トリメチルアンモニウム基、ジメチルエチルアンモニウム基、ジメチルヒドロキシエチルアンモニウム基等が挙げられる。これらの中でも、イオン交換基としてはスルホン酸基が好ましい。キレート基としては、例えば、ポリアミン、アミノリン酸基、イミノジ酢酸基、尿素基、チオール基、ジチオカルバミン酸基等が挙げられる。これらの中でも、キレート基としては、窒素原子を含むキレート基（ポリアミン、アミノリン酸基、イミノジ酢酸基、尿素基、ジチオカルバミン酸基等）が好ましく、ポリアミン、アミノリン酸基、イミノジ酢酸基がより好ましい。
【００３０】
イオン交換樹脂は、ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール、セルロース、ポリアミド等の樹脂であってよく、これらの樹脂は、上述のイオン交換基又はキレート基を有するように修飾されていてもよく、ジビニルベンゼン等の架橋剤により架橋されていてもよい。
【００３１】
上述のとおり、乾燥ゲル粉末は、スルホン酸基を有するイオン交換樹脂と含窒素キレート樹脂とを含有することが好ましい。ここで、含窒素キレート樹脂は、窒素原子を含むキレート基を有するイオン交換樹脂ということもできる。このとき、乾燥ゲル粉末は、スルホン酸基を有するイオン交換樹脂を含有する第一の乾燥ゲル粉末と、含窒素キレート樹脂を含有する第二の乾燥ゲル粉末と、を含有するものであってよい。また、乾燥ゲル粉末は、スルホン酸基を有するイオン交換樹脂と含窒素キレート樹脂との混合物から形成された乾燥ゲル粉末を含有するものであってもよい。このようなイオン交換樹脂及び含窒素キレート樹脂の組み合わせによれば、被処理液中に複数の金属イオンが含有していた場合（例えば、鉄イオン及びナトリウムイオン）であっても、各金属イオンを顕著に低減することができる。すなわち、上記組み合わせによれば、被処理液中の金属イオンをより効率良く除去することができ、金属イオン含有量の極めて低い溶液を容易に得ることができる。
【００３２】
含窒素キレート樹脂の含有量Ｃ２に対するスルホン酸基を有するイオン交換樹脂の含有量Ｃ１の比（Ｃ１／Ｃ２）は、質量比で、０．１以上であることが好ましく、１以上であることがより好ましい。これにより、金属イオンをより顕著に除去することができる。また、上記比（Ｃ１／Ｃ２）は、質量比で、１００以下であることが好ましく、５０以下であることがより好ましい。これにより、フィルターからの硫酸イオンの溶出が顕著に抑制される。
【００３３】
乾燥ゲル粉末は、無機材料を更に含んでいてもよい。無機材料としては、例えば、シリカゲル、アルミナゲル、スクメタイト等が挙げられる。これらの無機材料は、上述のイオン交換基又はキレート基を有するように修飾されていてもよい。
【００３４】
乾燥ゲル粉末の吸水率は、３０質量％以上であることが好ましく、４０質量％以上であることがより好ましい。これにより、被処理液が微量に水分を含有していても、当該水分を効率良く除去して、金属イオンをより効果的に除去することができる。また、乾燥ゲル粉末の吸水率は、９０質量％以下であることが好ましく、６０質量％以下であることがより好ましい。これにより多孔質成形体の強度がより向上する傾向がある。
【００３５】
なお、本明細書中、乾燥ゲル粉末の吸水率は、ＪＩＳ  Ｋ  ７２０９：２０００に準拠した乾燥減量法によって求められる値を示す。より具体的には、乾燥ゲル粉末を十分な水で膨潤させてなる膨潤ゲルの重量（Ｗ１）を測定し、次いで１０５℃のオーブン（アドバンテック社（東京都文京区）製ＤＲＭ６２０ＤＢ）中で２４時間以上乾燥後、乾燥重量（Ｗ２）を測定し、下記式（Ｉ）によって吸水率を求める。
吸水率（％）＝（Ｗ１−Ｗ２）×１００／Ｗ１    （Ｉ）
【００３６】
乾燥ゲル粉末の平均粒子径ｄ１は、例えば０．１μｍ以上であってよく、好ましくは１μｍ以上である。また、乾燥ゲル粉末の平均粒子径ｄ１は、例えば５００μｍ以下であってよく、好ましくは２００μｍ以下である。
【００３７】
乾燥ゲル粉末は、例えば、ハイドロゲル粒子を乾燥させて得ることができる。乾燥方法は特に限定されず、例えば、熱風乾燥、撹拌乾燥、真空乾燥等の方法が挙げられる。
【００３８】
乾燥ゲル粉末は、含水率１０質量％以下まで乾燥したものであることが好ましい。乾燥ゲル粉末の含水率は、好ましくは１０質量％以下であり、より好ましくは５質量％以下である。
【００３９】
なお、本明細書中、乾燥ゲル粉末の含水率は、乾燥減量法によって測定される値を示す。具体的には、乾燥ゲル粉末の重量（Ｗ３）を測定し、次いで１０５℃のオーブン（アドバンテック社（東京都文京区）製ＤＲＭ６２０ＤＢ）中で２４時間以上乾燥後、乾燥重量（Ｗ４）を測定し、下記式（ＩＩ）によって吸水率を求める。
含水率（％）＝（Ｗ３−Ｗ４）／Ｗ３×１００    （ＩＩ）
【００４０】
本実施形態において、熱可塑性樹脂粉末は、熱可塑性樹脂を主成分とする樹脂材料からなる粉末であって、焼結により互いに部分的に融着して多孔質構造を形成することができる。
【００４１】
熱可塑性樹脂粉末中の熱可塑性樹脂の含有量は、熱可塑性樹脂粉末の全量基準で、８０質量％以上であることが好ましく、９０質量％以上であることがより好ましく、９５質量％以上であることがさらに好ましい。
【００４２】
熱可塑性樹脂粉末は、熱可塑性樹脂以外の他の成分を更に含有していてもよい。他の成分としては、例えば、ステアリン酸塩等の可塑剤、タルク、シリカ、酸化防止剤等が挙げられる。
【００４３】
熱可塑性樹脂粉末は、熱可塑性樹脂として、超高分子量ポリエチレン及びポリアミドからなる群より選択される少なくとも一種を含むことが好ましい。
【００４４】
超高分子量ポリエチレンとしては、重量平均分子量が７．５×１０５ｇ／ｍｏｌ以上５×１０７ｇ／ｍｏｌ以下であるものが好ましく、１．０×１０６ｇ／ｍｏｌ以上１．２×１０７ｇ／ｍｏｌ以下であるものがより好ましい。なお、超高分子量ポリエチレンの重量平均分子量は、下記の方法で測定される値である。
1."StandardTestMethod for Dilute Solution Viscosity of EthylenePolymers," D1601,AnnualBook of ASTM Standards, American Society forTesting and Materials.
2."StandardSpecificationfor Ultra-High-Molecular-Weight PolyethyleneMolding and ExtrusionMaterials,"D4020, Annual Book of ASTM Standards,American Society forTesting and Materials
【００４５】
超高分子量ポリエチレンの融点は、特に制限されず、例えば１３０℃〜１３５℃であってよい。また、超高分子量ポリエチレンのメルトインデックスは、１．０ｇ／１０ｍｉｎ（ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８（ＩＳＯ１１３３）、１９０℃、荷重２１．６ｋｇ）以下であることが好ましく、０．５ｇ／１０ｍｉｎ以下であることがより好ましい。
【００４６】
ポリアミドとしては、例えば、融点が１５０℃以上２００℃以下の半結晶ポリアミド微粒子を好適に用いることができる。また、このようなポリアミドとしては、単量体単位あたりの炭素原子数の平均が１０個以上であるものが好ましい。
【００４７】
熱可塑性樹脂粉末の平均粒子径は特に限定されず、例えば０．５μｍ以上であってよく、１μｍ以上であってもよい。また、熱可塑性樹脂粉末の平均粒子径は、例えば５００μｍ以下であってよく、１００μｍ以下であってもよい。熱可塑性樹脂粉末の平均粒子径を大きくすることで多孔質成形体の隙間が増えて通液性が向上する傾向があり、小さくすることで多孔質成形体がより密になって強度が一層向上する傾向がある。
【００４８】
熱可塑性樹脂粉末は、非球形の樹脂粉末であることが好ましい。熱可塑性樹脂粉末は、例えば、小球粒子が葡萄の房状に凝集した形状を有するものであってよく、球状粒子に複数の突起が形成された金平糖状の形状を有するものであってもよい。非球形の熱可塑性樹脂粉末によれば、膨潤時の寸法変化に対する耐性が一層向上する傾向がある。
【００４９】
熱可塑性樹脂粉末は、多孔質粉末であることが好ましい。多孔質の熱可塑性樹脂粉末の嵩密度は、例えば０．１〜０．７ｇ／ｃｍ３であってよく、０．２〜０．６ｇ／ｃｍ３であってもよい。なお、本明細書中、多孔質の熱可塑性樹脂粉末の嵩密度は、ＩＳＯ６０に準拠した方法で測定される値を示す。
【００５０】
本実施形態において、熱可塑性樹脂粉末の平均粒子径ｄ１に対する乾燥ゲル粉末の平均粒子径ｄ２の比ｄ２／ｄ１は、１．３以上であることが好ましい。また、熱可塑性樹脂粉末の平均粒子径ｄ１に対する、乾燥ゲル粉末の平均粒子径ｄ２と乾燥ゲル粉末の吸水膨潤時の平均粒子径ｄ３との差の比（ｄ３−ｄ２）／ｄ１は、４．０以下であることが好ましい。これにより、多孔質成形体の強度がより向上し、自立可能なフィルターとしてより好適に用いることができるようになる。
【００５１】
熱可塑性樹脂粉末の平均粒子径ｄ１は、ＪＩＳ  Ｚ  ８８２５：２０１３に準拠したレーザー回折式・散乱法によって求められるＤ５０の値を示す。より具体的には、熱可塑性樹脂粉末について、マルバーン社（イギリス、ウスター）製マスターサイザー３０００を用いたレーザー回折・散乱法によって粒度分布を求め、粒子数が全体の小さい方から積算して５０％となるＤ５０を平均粒子径ｄ１とする。
【００５２】
乾燥ゲル粉末の吸水膨潤時の平均粒子径ｄ３は、乾燥ゲル粉末を十分な水で膨潤させてなる膨潤ゲルの平均粒子径を示す。本実施形態において、膨潤ゲルの平均粒子径ｄ３は、ＪＩＳ  Ｚ  ８８２５：２０１３に準拠したレーザー回折式・散乱法によって求められるＤ５０の値を示す。より具体的には、膨潤ゲルについて、マルバーン社（イギリス、ウスター）製マスターサイザー３０００を用いたレーザー回折・散乱法によって粒度分布を求め、粒子数が全体の小さい方から積算して５０％となるＤ５０を平均粒子径ｄ３とする。
【００５３】
本実施形態において、乾燥ゲル粉末の平均粒子径ｄ２は、膨潤ゲルの平均粒子径ｄ３と乾燥ゲル粉末の吸水による線膨張率αとから下記式（ＩＩＩ）によって求められる値を示す。
平均粒子径ｄ２＝平均粒子径ｄ３／（１＋線膨張率α）    （ＩＩＩ）
【００５４】
本実施形態において、乾燥ゲル粉末の吸水による線膨張率αは、以下の方法で求められる値を示す。まず、ＪＩＳ  Ｋ  ７３６５：１９９９に準拠した方法で測定される見掛け密度から、乾燥ゲル粉末の体積（Ｖ１）と、当該乾燥ゲル粉末を十分な水で膨潤させてなる膨潤ゲルの体積（Ｖ２）を求める。これらの体積Ｖ１及びＶ２から、下記式（ＩＶ）によって線膨張率αが得られる。
線膨張率α＝（（Ｖ２／Ｖ１）１／３−１）    （ＩＶ）
【００５５】
熱可塑性樹脂粉末の平均粒子径ｄ１に対する乾燥ゲル粉末の平均粒子径ｄ２の比ｄ２／ｄ１は、１．３以上が好ましく、より好ましくは２以上である。また、比ｄ２／ｄ１は、好ましくは５０以下であり、より好ましくは２５以下である。これにより、膨潤による寸法変化によって多孔質成形体が脆くなることが避けられ、より強度の高いフィルターが得られやすくなる。
【００５６】
熱可塑性樹脂粉末の平均粒子径ｄ１に対する、乾燥ゲル粉末の平均粒子径ｄ２と乾燥ゲル粉末の吸水膨潤時の平均粒子径ｄ３との差の比（ｄ３−ｄ２）／ｄ１は、４．０以下であり、好ましくは３．０以下である。また、比（ｄ３−ｄ２）／ｄ１は、好ましくは０．２以上であり、より好ましくは０．３以上である。これにより、膨潤による寸法変化によって多孔質成形体が脆くなることが避けられ、より強度の高いフィルターが得られやすくなる。
【００５７】
本実施形態において、多孔質成形体は、乾燥ゲル粉末及び熱可塑性樹脂粉末を含む混合粉末を焼結して形成される。
【００５８】
多孔質成形体は、その一態様において、熱可塑性樹脂粉末の焼結により形成された多孔質構造中に乾燥ゲル粉末が分散して固定化されたものということができる。また、多孔質成形体は、熱可塑性樹脂粉末によって乾燥ゲル粉末が相互に結着された成形体ということもできる。
【００５９】
混合粉末中、乾燥ゲル粉末の含有量は、熱可塑性樹脂粉末の含有量１００質量部に対して、１０質量部以上であることが好ましく、２５質量部以上であることがより好ましい。また、混合粉末中、乾燥ゲル粉末の含有量は、熱可塑性樹脂粉末の含有量１００質量部に対して、９００質量部以下であることが好ましく、３００質量部以下であることがより好ましい。
【００６０】
混合粉末は、乾燥ゲル粉末及び熱可塑性樹脂粉末以外の成分を添加剤としてさらに含有していてもよい。例えば、混合粉末は、活性炭、重金属減少媒体、ヒ素除去媒体、抗微生物性媒体、イオン交換媒体、ヨウ素化、樹脂、繊維、ガス吸着媒体等をさらに含有していてもよい。このような添加剤の含有量は、混合粉末の全量基準で２０質量％以下とすることが好ましく、５質量％以下とすることがより好ましい。
【００６１】
本実施形態において、混合粉末は、多孔質成形体の所望の形状に応じて金型等に充填され、焼結される。混合粉末の焼結は、熱可塑性樹脂粉末の融着が生じる条件で行うことができる。
【００６２】
焼結温度は、例えば、熱可塑性樹脂粉末中の熱可塑性樹脂の融点以上の温度とすることができる。焼結温度は、例えば１４０℃以上であってよく、好ましくは１５０℃以上である。また、焼結温度は、例えば２００℃以下であってよく、１８０℃以下であってもよい。
【００６３】
焼結時間は特に制限されず、例えば５分〜１２０分とすることができ、１０分〜６０分であってもよい。
【００６４】
多孔質成形体は、焼結時に混合粉末を充填する型を適宜選択することで、様々な形状に成形することができる。例えば、多孔質成形体は、ディスク状、中空円筒状、釣鐘型、円錐、中空星型等の多様な形状に成形することができる。
【００６５】
多孔質成形体の厚さは、例えば０．２ｍｍ以上であってよく、好ましくは１ｍｍ以上、より好ましくは５ｍｍ以上である。また、多孔質成形体の厚さは、例えば１０００ｍｍ以下であってよく、好ましくは１００ｍｍ以下である。
【００６６】
多孔質成形体は、混合粉末の焼結物であってよく、当該焼結物を膨潤させて膨潤体であってもよい。焼結物は、例えば、溶媒で膨潤させることができる。溶媒としては、例えば、水、有機溶媒等が挙げられる。本実施形態では、焼結物を膨潤させる極性溶媒は、有機溶媒であることが好ましく、ＰＧＭＥＡ（プロピレングリコール１−モノメチルエーテル２−アセタート）、ＰＧＭＥ（プロピレングリコールモノメチルエーテル）、シクロヘキサン、乳酸エチル等が特に好ましい。
【００６７】
本実施形態に係るフィルターは、上記多孔質成形体を含む。本実施形態に係るフィルターは、多孔質成形体から構成されたフィルターであってもよく、金属イオンを十分に除去し得る範囲で他の部材等を更に有していてもよい。
【００６８】
本実施形態に係るフィルターの形状は特に限定されず、例えば、円柱状、角柱状、板状、釣鐘状、球状、半球状、方体等であってよく、これらは中空であってもよい。
【００６９】
本実施形態において、乾燥ゲル粉末は、熱可塑性樹脂粉末より大きい粉末であってよい。具体的には、例えば、乾燥ゲル粉末の平均粒子径は、熱可塑性樹脂粉末の平均粒子径より大きくてよく、熱可塑樹脂粉末の平均粒子径の２倍以上であってもよい。
【００７０】
ここで、乾燥ゲル粉末のうち、多孔質成形体の表面（少なくとも一方面、好ましくは両面）における投影面積が、熱可塑性樹脂粉末の平均投影面積の１０倍以上である粉末を粉末Ｐ１とする。また、多孔質成形体を厚み方向に二分する断面における投影面積が、熱可塑性樹脂粉末の平均投影面積の１０倍以上である粉末を粉末Ｐ２とする。このとき、表面における粉末Ｐ１の単位面積当たりの含有数は、断面における粉末Ｐ２の単位面積当たりの含有数より少ないことが好ましい。この場合、熱可塑性樹脂粉末とのサイズ差が大きい乾燥ゲル粉末が、デプスフィルターの内部に多く、表面に少なくなっているといえる。このようなデプスフィルターでは、フィルター表面からイオン交換樹脂が脱落し難くなり、より清浄な溶液が得られやすくなる。
【００７１】
なお、上述の熱可塑性樹脂粉末の平均投影面積は、熱可塑性樹脂粉末の平均粒子径から算出される値を示す。具体的には、熱可塑性樹脂粉末の平均粒子径と同じ直径の円の面積を求め、これを熱可塑性樹脂粉末の平均投影面積とする。
【００７２】
また、多孔質成形体の表面及び多孔質成形体を厚み方向に二分する断面における、熱可塑性樹脂粉末の投影面積は、例えば、走査電子顕微鏡による観察画像から求めることができる。
【００７３】
ここで、前記多孔質成形体の表面及び前記多孔質成形体を厚み方向に二分する断面を、それぞれ走査電子顕微鏡で９５０μｍ×９５０μｍの視野範囲で観測し、それぞれの視野において、投影面積が大きい順に５つの乾燥ゲル粉末を選択したとき、表面における５つの乾燥ゲル粉末の平均投影面積は、断面における５つの乾燥ゲル粉末の平均投影面積より小さいことが好ましい。この場合、サイズが大きい乾燥ゲル粉末が、デプスフィルターの内部に多く、表面に少なくなっているといえる。このようなデプスフィルターでは、フィルター表面からイオン交換樹脂が脱落し難くなり、より清浄な溶液が得られやすくなる。
【００７４】
本実施形態に係るフィルターは、電気比抵抗値が１８ＭΩ・ｃｍ以上の水を、空間速度１２００ｈｒ−１で通液したとき、通液後の水の電気比抵抗値が１５ＭΩ・ｃｍ以上であることが好ましい。なお、通液前の水は、電気比抵抗値が１８ＭΩ・ｃｍ以上であればよく、理論限界値の約１８．２３ＭΩ・ｃｍであってもよい。また、通液後の水の電気比抵抗値の上限は特に限定されず、例えば、通液前の水の電気比抵抗値以下であってよい。このようなフィルターによれば、被処理液中の金属イオンをより顕著に除去でき、金属イオン含有量の一層低い溶液が得られやすくなる。
【００７５】
なお、本明細書中、水の電気比抵抗値は、堀場製作所製インライン比抵抗センサーＥＲＦ−００１−Ｃ−Ｔにより測定される値を示す。
【００７６】
このようなフィルターを得る方法は、特に限定されないが、例えば、上記多孔質成形体に洗浄液を流通させることで、上記多孔質成形体を洗浄する方法等が挙げられる。洗浄液としては、例えば、水、有機溶媒、酸性溶液、塩基性溶液又はこれらの混合液等を用いることができる。洗浄条件は特に限定されず、例えば、洗浄時の流速が１０ｍＬ／分〜１０Ｌ／分であってよく、洗浄時の空間速度が６〜６０００ｈｒ−１であってもよい。また、洗浄時の洗浄液の温度は、例えば１℃〜９９℃であってよい。
【００７７】
本実施形態において、多孔質成形体１００質量部をプロピレングリコール１−モノメチルエーテル２−アセタート（ＰＧＭＥＡ）５００質量部に、２３℃で１２時間浸漬したとき、浸漬液中の硫酸イオン量は、０．０３ｐｐｍ以下であることが好ましい。なお、浸漬前のＰＧＭＥＡ中の硫酸イオン量は、０．００３ｐｐｍ以下とする。また、浸漬液中の硫酸イオン量の下限は特に限定されず、例えば、検出限界以下であってよい。
【００７８】
なお、本明細書中、ＰＧＭＥＡ中の硫酸イオン量は、サーモフィッシャーサイエンティフィック株式会社製イオンクロマトグラフィー（ＤＩＯＮＥＸ  ＩＣＳ−２１００）により測定される値を示す。
【００７９】
このようなフィルターを得る方法は、特に限定されないが、例えば、イオン交換樹脂及び含窒素キレート樹脂を含有する乾燥ゲル粉末を用いる方法等が挙げられる。
【００８０】
＜金属イオンの除去方法＞
本実施形態に係る金属イオンの除去方法は、被処理液中の金属イオンを除去する方法であって、上述のフィルターに被処理液を通液する通液工程を備えている。
【００８１】
本実施形態に係る除去方法によれば、金属イオン（特に、Ｎａイオン、Ｆｅイオン、Ｋイオン、Ｃａイオン、Ｃｏイオン、Ｃｒイオン、Ｎｉイオン等）を効率良く除去することができ、金属イオン含有量の極めて少ない液体（例えば、各金属イオンの含有量がそれぞれ５００ｐｐｔ以下、更に好ましくは１５０ｐｐｔ以下、更に好ましくは１００ｐｐｔ以下の液体）を得ることができる。
【００８２】
本実施形態では、被処理液中の金属イオンの含有量は特に限定されない。例えば、被処理液中の金属イオンの含有量は、１ｐｐｂ以上であってよく、１００ｐｐｂ以上であってもよい。被処理液中の金属イオンの含有量の上限は特に限定されないが、例えば１００ｐｐｍ以下であってよく、１０００ｐｐｂ以下であってもよい。
【００８３】
被処理液は、水等の水系溶媒であってもよく、ＰＧＭＥＡ等の有機溶媒であってもよく、これらの混合液であってもよい。
【００８４】
被処理液を通液する際の条件は特に限定されず、例えば、空間速度（ＳＶ）は６〜２００ｈｒ−１であってよい。また、一次圧は、例えば２０〜３００ｋＰａであってよい。
【００８５】
被処理液は、有機化合物を更に含有していてよい。すなわち、本実施形態では、有機化合物が溶媒に溶解してなる溶液から、金属イオンを除去することもできる。また、本実施形態では、被処理液に添加物を加えてから、金属イオンを除去することもできる。
【００８６】
好適な一態様において、上記除去方法は、酸性基を有する化合物を含有する被処理液中の金属イオンを除去する方法であってよい。このとき、上記除去方法は、上記被処理液に強塩基を添加する添加工程と、強塩基が添加された被処理液を上記実施形態に係るフィルターに通液する通液工程と、を備えるものであってよい。
【００８７】
上記態様では、添加工程を経ることで、酸性基を有する化合物を含有する被処理液から、金属イオンをより顕著に除去することができる。
【００８８】
酸性基を有する化合物は、低分子化合物であっても高分子化合物であってもよい。酸性基としては、例えば、フェノール性水酸基、カルボキシル基、スルホン基、硝酸基等が挙げられ、これらのうち、添加工程による効果がより顕著に奏される観点から、フェノール性水酸基が好ましい。
【００８９】
酸性基を有する化合物は、例えば、フェノール樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂及びこれらの樹脂の原料である単量体からなる群より選択される少なくとも一種を含んでいてよい。また、添加工程による効果がより顕著に奏される観点から、酸性基を有する化合物は、フェノール樹脂を含むことが好ましい。
【００９０】
添加工程で用いられる強塩基は特に限定されない。強塩基としては、例えば、水酸化ナトリウム等の金属水酸化物、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド等の水酸化テトラアルキルアンモニウム等が挙げられる。
【００９１】
処理液中の酸性基に対する強塩基の当量比は、好ましくは１．０×１０−９以上であり、より好ましくは１．０×１０−８以上である。また、上記当量比は、好ましくは１．０×１０−４以下であり、より好ましくは１．０×１０−５以下である。これにより、通液工程で金属イオンがより顕著に除去される。
【００９２】
本実施形態において、被処理液は、他のフィルターを通過したものであってもよい。すなわち、通液工程は、被処理液を第一のフィルターに通液する第一の通液工程と、第一の通液工程を経た被処理液を第二のフィルターに通液する第二の通液工程と、を備えるものであってよい。このとき、第二のフィルターとして上述のフィルターが用いられ、第一のフィルターは特に限定されない。
【００９３】
好適な一態様において、上記第一のフィルターは、イオン交換樹脂を含む乾燥ゲル粉末と熱可塑性樹脂粉末とを含有する混合粉末の焼結物又はその膨潤体である多孔質成形体を含むものであってもよい。
【００９４】
本態様の第一のフィルターとしては、上記実施形態に係るフィルターと同様のフィルターが例示できる。但し、第一のフィルターは、電気比抵抗値が１８ＭΩ・ｃｍ以上の水を、空間速度１２００ｈｒ−１で通液したとき、通液後の水の電気比抵抗値が１５ＭΩ・ｃｍ以上である必要はない。
【００９５】
本態様においては、第二のフィルター（すなわち、上記実施形態に係るフィルター）が、乾燥ゲル粉末としてスルホン酸基を有するイオン交換樹脂と含窒素キレート樹脂とを含有するものであることが好ましい。また、第一のフィルターおけるイオン交換樹脂が、アミノリン酸基、イミノジ酢酸基及び三級アミノ基からなる群より選択される少なくとも一種の基を含むことが好ましい。このような第一のフィルター及び第二のフィルターの組み合わせによれば、被処理液中に複数の金属イオンが含有していた場合（例えば、鉄イオン及びナトリウムイオン）であっても、各金属イオンを顕著に低減することができる。
【００９６】
＜金属イオン除去装置＞
本実施形態に係る金属イオン除去装置は、上記実施形態に係るフィルターを含む除去部を備えている。
【００９７】
図１は、金属イオン除去装置の好適な一形態を説明するための図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面を示す図である。図１に示す金属イオン除去装置１００は、上記実施形態に係るフィルター１１を含む除去部１０と、被処理液２１を貯留する第一のタンク２０と、金属イオン除去後の液体３１を貯留する第二のタンク３０と、を備えている。また、除去部１０は、フィルター１１によって内部が第一の領域１２と第二の領域１３とに区分されている。
【００９８】
第一のタンク２０と除去部１０とは、第一のラインＬ１によって連結されており、第一のタンク２０中の被処理液２１は、第一のラインＬ１を通って、除去部１０の第一の領域１２に送液される。第一の領域１２に送られた被処理液２１は、フィルター１１を通過して第二の領域１３に移動し、このとき被処理液２１中の金属イオンがフィルター１１により除去される。第二のタンク３０と除去部１０とは、第二のラインＬ２によって連結されており、フィルター１１を通過した被処理液（液体３１）は、第二の領域１３から第二のラインＬ２を通って、第二のタンク３０に送液される。
【００９９】
図３は、金属イオン除去装置の好適な他の一形態を説明するための図である。図３に示す金属イオン除去装置２００は、第一のフィルター５１を含む第一の除去部５０と、第二のフィルター６１を含む第二の除去部６０と、被処理液７１を貯留する第一のタンク７０と、第一のフィルター５１を通過した中間液８１を貯留する第二のタンク８０と、第二のフィルター６１を通過して金属イオンが除去された液体９１を貯留する第三のタンク９０と、を備えている。第二のフィルター６１は、上記実施形態に係るフィルターである。
【０１００】
第一のタンク７０と第一の除去部５０とは、第一のラインＬ１１によって連結されており、第一のタンク７０中の被処理液７１は、第一のラインＬ１１を通って第一の除去部５０に送液される。第一の除去部５０に送液された被処理液７１は第一のフィルター５１に通液される。第一の除去部５０は第二のラインＬ１２によって第二のタンク８０と連結されており、第一のフィルター５１を通過した中間液８１が、第二のラインＬ１２を通って第二のタンク８０に送液される。
【０１０１】
第二のタンク８０と第二の除去部６０とは、第三のラインＬ１３によって連結されており、第二のタンク８０中の中間液８１は、第三のラインＬ１３を通って第二の除去部６０に送液される。第二の除去部６０に送液された中間液８１は第二のフィルター６１に通液される。第二の除去部６０は第四のラインＬ１４によって第三のタンク９０と連結されており、第二のフィルター６１を通過して金属イオンが除去された液体９１が、第四のラインＬ１４を通って第三のタンク９０に送液される。
【０１０２】
本実施形態に係る第一のフィルター５１は、含窒素キレート樹脂を含む乾燥ゲル粉末と熱可塑性樹脂粉末とを含有する混合粉末の焼結物又はその膨潤体である多孔質成形体を含むフィルターである。このとき、第二のフィルター６１は、上述のフィルターである。
【０１０３】
本実施形態では、第一のフィルター５１は、電気比抵抗値が１８ＭΩ・ｃｍ以上の水を、空間速度１２００ｈｒ−１で通液したとき、通液後の水の電気比抵抗値が１５ＭΩ・ｃｍ未満であってもよい。
【０１０４】
本態様においては、第二のフィルター６１（すなわち、上記実施形態に係るフィルター）が、乾燥ゲル粉末としてスルホン酸基を有するイオン交換樹脂と含窒素キレート樹脂とを含有するものであることが好ましい。また、第一のフィルター５１におけるイオン交換樹脂がアミノリン酸基、イミノジ酢酸基及び三級アミノ基からなる群より選択される少なくとも一種の基を有することが好ましい。このような第一のフィルター５１及び第二のフィルター６１の組み合わせによれば、被処理液中に複数の金属イオンが含有していた場合（例えば、鉄イオン及びナトリウムイオン）であっても、各金属イオンを顕著に低減することができる。
【０１０５】
以上、好適な実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではない。
【実施例】
【０１０６】
以下、実施例により、更に具体的に説明するが、本開示は実施例に限定されるものではない。
【０１０７】
（実施例１）
＜乾燥ゲル粉末Ａ−１＞
スルホン酸基を有する強酸性陽イオン交換樹脂粒子（２５質量部）及びアミノリン酸基を有するキレート樹脂粒子（５質量部）を混合し、１１０℃のオーブン（アドバンテック社（東京都文京区）製ＤＲＭ６２０ＤＢ）中で３６時間以上乾燥して、平均粒子径が４４０μｍの乾燥ゲル粉末を得た。次いで、この乾燥ゲル粉末を粉砕して、平均粒子径ｄ２が９０μｍの乾燥ゲル粉末Ａ−１を調製した。
【０１０８】
＜熱可塑性樹脂粉末Ａ−１＞
熱可塑性樹脂粉末として、セラニーズ社製（ドイツ、オーバーハウゼン）製、商品名「ＧＵＲ  ２１２６」（超高分子量ポリエチレン粉末、重量平均分子量：約４．５×１０６ｇ／ｍｏｌ、平均粒子径ｄ１：３２μｍ）を用いた。すなわちｄ２は、ｄ１の２倍以上である。
【０１０９】
＜フィルターＡ−１の作製＞
乾燥ゲル粉末Ａ−１（３０質量部）と熱可塑性樹脂粉末Ａ−１（７０質量部）とを混合し、型に充填後、１６０℃のオーブン中で１０分加熱して、外径約６０ｍｍ、内径約２８ｍｍ、長さ約５０ｍｍの中空円筒状のフィルターを作製した。作製したフィルターは、開口部の一方を塞ぎ、フィルターの外側から内側に被処理液が流通するようにした。作製したフィルターを洗浄液で７２時間以上かけて処理して、フィルターＡ−１を得た。
【０１１０】
得られたフィルターＡ−１に、電気比抵抗値が１８ＭΩ・ｃｍの水を、空間速度１２００ｈｒ−１で通液したところ、通液後の水の電気比抵抗値は１８ＭΩ・ｃｍであった。また、得られたフィルターＡ−１を、室温（２３℃）で１２時間、５倍量（質量比）のＰＧＭＥＡに浸漬し、浸漬液中の硫酸イオンの含有量を測定したところ、０．００３ｐｐｍ未満であった。
【０１１１】
また、得られたフィルターＡ−１について、表面及び断面における乾燥ゲル粉末を観測した。具体的には、フィルターＡ−１を液体窒素で凍結させ、厚さ方向に二分するようにナイフで切断し、測定用の試料を作製した。フィルターＡ−１の外側表面、内側表面及び断面について、それぞれ走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて表面観察を行った（倍率：１００倍）。また、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＥＤＸ）で硫黄分布を分析することによって、イオン交換樹脂の位置を求め、乾燥ゲル粉末を特定した。次に、任意に選択した９５０μｍ×９５０μｍの視野範囲において、乾燥ゲル粉末を大きい順に５つ選んだ（なお、視野範囲から見切れている粒子は除いた）。選択した５つの粉末の投影面積を測定し、その平均値を求めた。結果を表１に示す。表１に示されるように、両表面（外側表面と内側表面）それぞれの平均値は断面の平均値よりも小さい（２／３以下である）。
【０１１２】
図４（ａ）は、フィルターＡ−１の外側表面のＳＥＭ観察画像及びＥＤＸ分析結果を示し、図４（ｂ）は、フィルターＡ−１の内側表面のＳＥＭ観察画像及びＥＤＸ分析結果を示し、図４（ｃ）は、フィルターＡ−１の断面のＳＥＭ観察画像及びＥＤＸ分析結果を示す。
【０１１３】
【表１】
2019209224.tif 000003
【０１１４】
実施例１において、熱可塑性樹脂粉末の平均粒子径は３２μｍであるため、熱可塑性樹脂粉末の平均投影面積は８０３μｍ２と見做すことができる。フィルターＡ−１の外側表面、内側表面及び断面のＳＥＭ観察画像から、熱可塑性樹脂粉末の平均投影面積の１０倍以上（８０３０μｍ２以上）の乾燥ゲル粉末の含有数を求めたところ、外側表面及び内側表面における含有数は、いずれも断面における含有数より少ないことが確認された。
【０１１５】
（比較例１）
＜乾燥ゲル粉末Ｂ−１＞
スルホン酸基を有する強酸性陽イオン交換樹脂粒子を、１１０℃のオーブン（アドバンテック社（東京都文京区）製ＤＲＭ６２０ＤＢ）中で３６時間以上乾燥して、平均粒子径が４４０μｍの乾燥ゲル粉末を得た。次いで、この乾燥ゲル粉末を粉砕して、平均粒子径ｄ２が９０μｍの乾燥ゲル粉末Ｂ−１を調製した。
【０１１６】
＜フィルターＢ−１の作製＞
乾燥ゲル粉末Ｂ−１（５０質量部）と熱可塑性樹脂粉末Ａ−１（５０質量部）とを混合し、型に充填後、１６０℃のオーブン中で１０分加熱して、外径約６０ｍｍ、内径約２８ｍｍ、長さ約２５０ｍｍの中空円筒状のフィルターを作製した。作製したフィルターは、開口部の一方を塞ぎ、フィルターの外側から内側に被処理液が流通するようにした。作製したフィルターを洗浄液で４８時間以上かけて処理して、フィルターＢ−１を得た。
【０１１７】
得られたフィルターＢ−１に、電気比抵抗値が１８ＭΩ・ｃｍの水を、空間速度１２００ｈｒ−１で通液したところ、通液後の水の電気比抵抗値は１７．６ＭΩ・ｃｍであった。また、得られたフィルターＢ−１を、室温（２３℃）で１２時間ＰＧＭＥＡに浸漬し、浸漬液中の硫酸イオンの含有量を測定したところ、０．６４ｐｐｍであった。
【０１１８】
［流通試験１（フェノール樹脂含有溶液の流通試験）］
上記実施例１及び比較例１で得られたフィルターに、フェノール樹脂（旭有機材料株式会社製ＳＰ１００６Ｎ）を５質量％含むＰＧＭＥＡ溶液を、１次側圧力５０ｋＰａ、流量１００ｍｌ／分の条件で通液させた。通液前後の溶液中の鉄イオンの含有量を測定した。結果を表２に示す。
【０１１９】
（実施例２）
＜乾燥ゲル粉末Ａ−２＞
アミノリン酸基を有するキレート樹脂粒子を、１１０℃のオーブン（アドバンテック社（東京都文京区）製ＤＲＭ６２０ＤＢ）中で３６時間以上乾燥して、平均粒子径が４４０μｍの乾燥ゲル粉末を得た。次いで、この乾燥ゲル粉末を粉砕して、平均粒子径ｄ２が９０μｍの乾燥ゲル粉末Ａ−２を調製した。
【０１２０】
＜第一のフィルターの作製＞
乾燥ゲル粉末Ａ−２（４０質量部）と熱可塑性樹脂粉末Ａ−１（６０質量部）とを混合し、型に充填後、１６０℃のオーブン中で１０分加熱して、径約４７ｍｍ、厚さ約５ｍｍの円盤状のフィルターを作製した。作製したフィルターは、フィルターの上側から下側に被処理液が流通するようにした。作製したフィルターを洗浄液での処理を行うことなく、第一のフィルターを得た。
【０１２１】
得られた第一のフィルターに、電気比抵抗値が１８ＭΩ・ｃｍの水を、空間速度１２００ｈｒ−１で通液したところ、通液後の水の電気比抵抗値は０．４ＭΩ・ｃｍであった。
【０１２２】
＜第二のフィルターの作製＞
フィルターＡ−１と同様にして、第二のフィルターを得た。
【０１２３】
得られた第二のフィルターに、電気比抵抗値が１８ＭΩ・ｃｍの水を、空間速度１２００ｈｒ−１で通液したところ、通液後の水の電気比抵抗値は１８ＭΩ・ｃｍであった。また、得られた第二のフィルターを、室温（２３℃）で１２時間ＰＧＭＥＡに浸漬し、浸漬液中の硫酸イオンの含有量を測定したところ、０．００３ｐｐｍ未満であった。
【０１２４】
＜金属イオン除去装置の作製＞
被処理液が第一のフィルター及び第二のフィルターにこの順に通液するように、各フィルターを連結して金属イオン除去装置を作製した。
【０１２５】
［流通試験２（フェノール樹脂含有溶液の流通試験）］
上記実施例２で得られた金属イオン除去装置に、フェノール樹脂（旭有機材料株式会社製ＳＰ１００６Ｎ）を５質量％含むＰＧＭＥＡ溶液を供給し、第一のフィルター及び第二のフィルターにＰＧＭＥＡ溶液を通液させた。通液前後の溶液中の鉄イオンの含有量を測定した。結果を表２に示す。
【０１２６】
【表２】
2019209224.tif 000004
【符号の説明】
【０１２７】
１０…除去部、１１…フィルター、２０…第一のタンク、３０…第二のタンク、１００…金属イオン除去装置、５０…第一の除去部、５１…第一のフィルター、６０…第二の除去部、６１…第二のフィルター、７０…第一のタンク、８０…第二のタンク、９０…第三のタンク、２００…金属イオン除去装置。
【図１】
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【図２】
2019209224.tif 000006
【図３】
2019209224.tif 000007
【図４】
2019209224.tif 000008