(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属粒子を用いるフィルタの評価方法であって、
媒質液中に金属粒子を含む試料液を評価対象のフィルタに通液してろ過液を得るフィルタ通液工程と、
イオン交換基を有する金属粒子捕捉材に前記ろ過液を通液する捕捉材通液工程と、
前記金属粒子捕捉材に捕捉された金属粒子を回収して溶解液を調製する回収工程と、
前記溶解液中の金属粒子の量をＩＣＰ−ＭＳによって検出する検出工程と、
前記検出した前記溶解液中の金属粒子の量と、前記金属粒子捕捉材に通液したろ過液の量とに基づき、前記フィルタに通液して得られたろ過液中の金属粒子の量を算出する算出工程と、
を含み、
前記試料液中の粒子数が１０〜１００００個／ｍＬであり、
前記算出されたろ過液中の金属粒子の量に基づき、前記フィルタを評価することを特徴とするフィルタの評価方法。
【請求項２】
請求項１に記載のフィルタの評価方法であって、
前記金属粒子が、金であることを特徴とするフィルタの評価方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のフィルタの評価方法であって、
前記金属粒子捕捉材が、多孔質であることを特徴とするフィルタの評価方法。
【請求項４】
請求項３に記載のフィルタの評価方法であって、
前記金属粒子捕捉材が、連続マクロポア構造、共連続構造、またはシリンダ構造を有する、フィルタ状またはモノリス状のイオン交換体であることを特徴とするフィルタの評価方法。
【請求項５】
請求項３または４に記載のフィルタの評価方法であって、
前記金属粒子捕捉材の孔の平均直径が、１０〜３００μｍの範囲であることを特徴とするフィルタの評価方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載のフィルタの評価方法であって、
前記金属粒子の粒子径が、５０ｎｍより小さいことを特徴とするフィルタの評価方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１つに記載のフィルタの評価方法であって、
前記イオン交換基が、アニオン交換基であることを特徴とするフィルタの評価方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１つに記載のフィルタの評価方法であって、
前記媒質液が、水、アルコール、またはそれらの混合物を含むことを特徴とするフィルタの評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属粒子を含む試料液を評価対象のフィルタによりろ過し、得られたろ過液中の金属粒子の量に基づきフィルタの除粒子性能を評価する、フィルタの評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス等の製造工程において利用される純水、超純水、アルコールや薬液等の液中の微粒子は、歩留まりを低下させる直接的な原因となるため厳しく管理されている。半導体デバイスの設計寸法が小さくなるに従って、問題となる微粒子のサイズも小さくなる。
【０００３】
ＩＴＲＳ（International Technology Roadmap for Semiconductors）２０１３によると、２０２４年にＤＲＡＭのハーフピッチ寸法は１１ｎｍと予想されている。よって、超純水等の液中の微粒子をより小さな粒径で管理することが求められる可能性がある。
【０００４】
液中の微粒子数を高度に維持管理するためには、精密ろ過膜（以下、ＭＦ膜）や限外ろ過膜（以下、ＵＦ膜）等のフィルタが利用されており、このフィルタの除粒子性能を評価する必要がある。
【０００５】
近年、粒子径３０ｎｍ以下のサイズの微粒子除去用のフィルタに対する除粒子性能評価方法として金属粒子を用いた手法がある（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００６】
特許文献１には、金属粒子を含む試料液を評価対象のフィルタに流通し、得られたろ過液を薬液に溶解した後、ＩＣＰ−ＭＳで分析してろ過液中の金属粒子の量を検出し、フィルタの阻止率を評価する方法が記載されている。
【０００７】
また、特許文献２には、金属粒子を含む測定液をフィルタに流通し、得られたろ過液を加熱濃縮し、得られた残渣物を薬液で溶解した後、ＩＣＰ−ＭＳで分析してろ過液中の金属粒子の量を検出し、フィルタの阻止率を評価する方法が記載されている。
【０００８】
これらのフィルタの除粒子性能の評価で使用される金属粒子は、通常は数ｎｇ／Ｌ〜μｇ／Ｌの濃度で用いられる。この濃度を粒子の個数に換算すると、１０９〜１０１２個／ｍＬである。しかし、フィルタを使用する実際の超純水製造装置では、フィルタ入口の微粒子の負荷量は極めて低く、１０〜１００００個／ｍＬ程度である。フィルタの除粒子性能の評価においてフィルタへ流通させる金属粒子の負荷量が実際の負荷量と異なると、求めたフィルタの除粒子性能も異なる可能性がある。そのため、実際の入口負荷量に近い条件でフィルタを評価することが求められる。
【０００９】
金属粒子を用いて実際と同程度の粒子数１０〜１００００個／ｍＬの負荷量で評価する場合、金属濃度は、金属粒子径１０ｎｍ換算で０．１〜１００ｐｇ／Ｌ、金属粒子径２０ｎｍ換算で１〜１０００ｐｇ／Ｌとなる。特許文献２において、得られたろ過液を加熱濃縮した後、得られた残渣物を薬液で溶解し、ＩＣＰ−ＭＳで測定する方法が提示されているが、ＩＣＰ−ＭＳの検出限界から０．１〜１００ｐｇ／Ｌの濃度のサンプル中の金属粒子を測定するためには、サンプルを多量に加熱濃縮しなければならない。また、その場合、金属粒子をすべて回収するのが難しいという問題があった。このように、極低濃度の金属粒子の測定が困難であるため、実際のフィルタの使用条件と同じ条件で評価することは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１３−０３１８３５号公報
【特許文献２】特開２０１３−０３３０２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、ろ過液中の金属粒子の濃度を極低濃度まで精度よく定量し、フィルタの除粒子性能を正確に評価することができるフィルタの評価方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、金属粒子を用いるフィルタの評価方法であって、媒質液中に金属粒子を含む試料液を評価対象のフィルタに通液してろ過液を得るフィルタ通液工程と、イオン交換基を有する金属粒子捕捉材に前記ろ過液を通液する捕捉材通液工程と、前記金属粒子捕捉材に捕捉された金属粒子を回収して溶解液を調製する回収工程と、前記溶解液中の金属粒子の量をＩＣＰ−ＭＳによって検出する検出工程と、前記検出した前記溶解液中の金属粒子の量と、前記金属粒子捕捉材に通液したろ過液の量とに基づき、前記フィルタに通液して得られたろ過液中の金属粒子の量を算出する算出工程と、を含み、前記試料液中の粒子数が１０〜１００００個／ｍＬであり、前記算出されたろ過液中の金属粒子の量に基づき、前記フィルタを評価するフィルタの評価方法である。
【００１３】
前記フィルタの評価方法において、前記金属粒子が、金であることが好ましい。
【００１４】
前記フィルタの評価方法において、前記金属粒子捕捉材が、多孔質であることが好ましい。
【００１５】
前記フィルタの評価方法において、前記金属粒子捕捉材が、連続マクロポア構造、共連続構造、またはシリンダ構造を有する、フィルタ状またはモノリス状のイオン交換体であることが好ましい。
【００１６】
前記フィルタの評価方法において、前記金属粒子捕捉材の孔の平均直径が、１０〜３００μｍの範囲であることが好ましい。
【００１７】
前記フィルタの評価方法において、前記金属粒子の粒子径が、５０ｎｍより小さいことが好ましい。
【００１８】
前記フィルタの評価方法において、前記イオン交換基が、アニオン交換基であることが好ましい。
【００１９】
前記フィルタの評価方法において、前記媒質液が、水、アルコール、またはそれらの混合物を含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ろ過液中の金属粒子の濃度を極低濃度まで精度よく定量し、フィルタの除粒子性能を正確に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係るフィルタの評価方法の一例を示す概略図である。
【図２】本発明の実施形態に係るフィルタの評価方法の他の例を示す概略図である。
【図３】本発明の実施形態に係るフィルタの評価方法の他の例を示す概略図である。
【図４】本発明の実施形態に係るフィルタの評価方法の他の例を示す概略図である。
【図５】参考例１におけるフィルタの評価方法を示す概略図である。
【図６】実施例２におけるフィルタの評価方法を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。
【００２３】
本発明の実施形態に係るフィルタの評価方法は、媒質液中に金属粒子を含む試料液を評価対象のフィルタに通液してろ過液を得るフィルタ通液工程と、イオン交換基を有する金属粒子捕捉材にろ過液を通液する捕捉材通液工程と、金属粒子捕捉材に捕捉された金属粒子を回収して溶解液を調製する回収工程と、溶解液中の金属粒子の量をＩＣＰ−ＭＳによって検出する検出工程と、検出した溶解液中の金属粒子の量と、金属粒子捕捉材に通液したろ過液の量とに基づき、フィルタに通液して得られたろ過液中の金属粒子の量を算出する算出工程と、を含み、算出されたろ過液中の金属粒子の量に基づき、フィルタを評価する方法である。
【００２４】
本実施形態に係るフィルタの評価方法では、フィルタの前後の試料液の金属濃度をＩＣＰ−ＭＳで測定することでフィルタの除粒子性能（阻止率）を評価する方法において、評価対象のフィルタを通過した後、または通過する前後の試料液中の金属粒子濃度を測定するために、イオン交換基を有する金属粒子捕捉材を用いる。
【００２５】
本発明者らは、金属粒子を捕捉することができるイオン交換基を有する金属粒子捕捉材に試料液を通液することで、試料液中の金属粒子を捕捉、濃縮できること、さらに金属粒子捕捉材に捕捉された金属粒子を金属粒子捕捉材から回収することで、極低濃度まで定量できることを新たに見出し、本発明に至った。
【００２６】
本実施形態に係るフィルタの評価方法によれば、ろ過液中の金属粒子の濃度を極低濃度まで精度よく定量し、フィルタの除粒子性能を正確に評価することができる。また、超純水製造装置等の実機運転と近い条件、すなわち実際のフィルタの使用条件と同程度の条件でフィルタの除粒子性能を評価することができる。
【００２７】
本実施形態に係るフィルタの評価方法の一例の概略を図１に示す。
【００２８】
本実施形態に係るフィルタの評価方法ではまず、例えば、試料液調製部である試料液貯槽１０において媒質液に金属粒子を添加して分散させて、媒質液中に金属粒子を含む試料液を調製する（試料液調製工程）。試料液貯槽１０の試料液をポンプ１６にて配管２０を通して評価対象のフィルタ１２に通液してろ過液を得る（フィルタ通液工程）。フィルタ１２でろ過されたろ過液を、イオン交換基を有する金属粒子捕捉材が充填された金属粒子捕捉カラム１４に通液する（捕捉材通液工程）。フィルタ１２でろ過されたろ過液は、全量が金属粒子捕捉材に流され、ろ過液中の金属粒子が金属粒子捕捉材に捕捉される。金属粒子捕捉カラム１４を透過した透過液はそのまま排出される。金属粒子捕捉材に捕捉された金属粒子を回収して溶解液を調製する（回収工程）。溶解液中の金属粒子の量をＩＣＰ−ＭＳによる定量分析により検出し（検出工程）、検出した溶解液中の金属粒子の量と、金属粒子捕捉材に通液したろ過液の量とに基づき、フィルタ１２に通液して得られたろ過液中の金属粒子の量を算出する（算出工程）。算出されたろ過液中の金属粒子の量に基づき、フィルタ１２の除粒子性能を評価する。
【００２９】
媒質液は、例えば、水、アルコール、またはそれらの混合物である。媒質液は、評価するフィルタの使用用途や条件等に合わせるのがよい。例えば、フィルタで超純水をろ過する場合は、媒質液も超純水とし、アルコールをろ過する場合は、媒質液もアルコールとするのが好ましい。
【００３０】
試料液貯槽１０には、超音波照射装置等の分散手段や撹拌手段を設けてもよい。超音波の照射等によって金属粒子が媒質液中に確実に分散される。超音波照射装置としては、各種液体等の混合用のものを適宜採用することができる。
【００３１】
金属粒子としては、金粒子、銀粒子、白金粒子、パラジウム粒子等が挙げられ、粒径、入手のしやすさ等の点から金粒子であることが好ましい。
【００３２】
金属粒子の粒子径は、超純水の現在の管理基準である５０ｎｍよりも小さいことが好ましく、３０ｎｍ以下であることがより好ましい。評価に用いる金属粒子は、市販のものを使用することができる。市販されている金属粒子の粒子径は、電子顕微鏡または透過型電子顕微鏡による観察、動的光散乱法（ＤＬＳ）等により測定され、販売されている。
【００３３】
ポンプ１６は、できるだけ発塵のないものであればよく、特に限定されない。例えば、シリンジポンプ等の脈動が少なく、一定量を送ることができるものが好ましい。
【００３４】
なお、圧力計１８等の圧力測定手段を配管２０のポンプ１６の吐出側とフィルタ１２の入口との間に設置して、フィルタ１２に供給される試料液の圧力を計測し、フィルタ１２における圧損等を確認してもよい。
【００３５】
評価対象のフィルタ１２は特に限定されないが、極微小の微粒子まで除去することができる精密ろ過膜（ＭＦ膜）や限外ろ過膜（ＵＦ膜）等のろ過膜が好ましい。
【００３６】
金属粒子捕捉カラム１４に充填される金属粒子捕捉材は、イオン交換基を有するものである。イオン交換基を有する金属粒子捕捉材は、特に限定されないが、多孔質のものが好ましく、連続マクロポア構造、共連続構造、またはシリンダ構造を有する、フィルタ状またはモノリス状のイオン交換体であることが好ましい。例えば、複数の貫通孔が開いているシリンダ構造を有する多孔材にイオン交換基を有するフィルタ状イオン交換体や、連続マクロポア構造や共連続構造を有するモノリス状イオン交換体が好ましい。モノリス状イオン交換は交換容量が大きく、吸着帯が短いことから容積が小さくて済むため、より好ましい。また、金属粒子捕捉材の孔の平均直径は１０〜３００μｍの範囲であることが好ましい。金属粒子捕捉材はイオン交換基の作用により金属粒子を捕捉するため、金属粒子捕捉材の孔径よりも小さい金属粒子を捕捉することができるが、金属粒子捕捉材の孔径が１０μｍより小さすぎると通液時の圧力損失が大きくなり、金属粒子捕捉材の孔径が３００μｍより大きすぎると、金属粒子が捕捉されずに流出する可能性がある。金属粒子捕捉材の孔の平均直径は、水銀圧入法や電子顕微鏡による観察等により測定される。
【００３７】
金属粒子捕捉材が有するイオン交換基としては、アニオン交換基、カチオン交換基、キレート基等が挙げられ、用いる金属粒子の表面電荷によって選択すればよい。表面電荷が負の場合にはアニオン交換基を有する金属粒子捕捉材を用いるのが好ましく、逆に表面電荷が正の場合には、カチオン交換基を有する金属粒子捕捉材を用いるのが好ましい。
【００３８】
金属粒子捕捉材への通液量は、金属粒子捕捉材の体積に対する１時間あたりの通液量が何倍であるかを示す空間速度（ＳＶ）が１０〜４０００／ｈの範囲であることが好ましく、１００〜１０００／ｈの範囲であることがより好ましい。ＳＶ１０／ｈ未満の場合、金属粒子捕捉材に捕捉される粒子数を得るために長期間の通液が必要となってしまう場合がある。また、ＳＶ４０００／ｈより大きいＳＶで通液すると、吸着帯が長くなってしまい金属粒子を確実に捕捉できず、金属粒子捕捉材の後段から金属粒子が漏れてしまう場合がある。評価するフィルタへの通液量が多い場合には、ラインを分岐させ、測定対象液の一部を捕捉材に通液するのがよい。
【００３９】
本実施形態に係るフィルタの評価方法において用いられる金属粒子捕捉材として好ましいモノリス状イオン交換体について、詳細に説明する。モノリス状イオン交換体は、連続マクロポア構造または共連続構造を有する多孔質イオン交換体である。モノリス状イオン交換体のイオン交換基は、アニオン交換基、カチオン交換基の２種類であり、上記の通り、除去対象により使い分ければよい。モノリス状イオン交換体の構造は、イオン交換基にはよらず、以下の２タイプが知られている（以下、Ａタイプ、Ｂタイプと記す。）。
【００４０】
Ａタイプのモノリス状イオン交換体は、気泡状のマクロポア同士が重なり合い、重なる部分が水湿潤状態で、例えば平均直径１０〜３００μｍの範囲、好ましくは３０〜３００μｍの範囲、より好ましくは３０〜２００μｍの範囲、さらに好ましくは４０〜１００μｍの範囲の開口（メソポア）となる連続マクロポア構造体である。
【００４１】
水湿潤状態での開口の平均直径が３０μｍ未満であると、通液時の圧力損失が大きくなる場合がある。水湿潤状態で開口の平均直径が３００μｍより大きいと、被処理水（ここでは上記ろ過液）との接触が不十分となり、処理性能が低下してしまう場合がある。
【００４２】
水湿潤状態のモノリス状イオン交換体の開口の平均直径は、乾燥状態のモノリス状イオン交換体の平均直径に、膨潤率を乗じて算出される値である。乾燥状態のモノリス状イオン交換体の開口の平均直径は、水銀圧入法により測定される。ここで、水銀圧入法は、水銀の表面張力が大きいことを利用して細孔に水銀を侵入させるために圧力を加え、圧力と圧入された水銀量とから比表面積や細孔分布を求める方法である。
【００４３】
乾燥状態のモノリス状イオン交換体の膨潤率は、例えば１．４〜１．９の範囲である。
【００４４】
モノリス状イオン交換体の全細孔容積は、例えば０．５〜５ｍＬ／ｇの範囲、好ましくは０．８〜４ｍＬ／ｇの範囲である。モノリス状イオン交換体の全細孔容積が０．５ｍＬ／ｇ未満であると、通液時の圧力損失が大きくなり、単位断面積当りの透過流体量が小さくなり、処理能力が低下してしまう場合がある。モノリス状イオン交換体の全細孔容積が５ｍＬ／ｇを超えると、機械的強度が低下して、特に高流速で通液した際にモノリス状イオン交換体が変形してしまう場合がある。
【００４５】
モノリス状イオン交換体に通液させた際の圧力損失は、これを１ｍ充填したカラムに通水線速度（ＬＶ）１ｍ／ｈで通液した際の圧力損失で示すと、例えば０．００１〜０．１ＭＰａ／ｍ・ＬＶの範囲、好ましくは０．００５〜０．０５ＭＰａ／ｍ・ＬＶの範囲である。
【００４６】
Ｂタイプのモノリス状イオン交換体は、イオン交換基が導入された全構成単位中、架橋構造単位を例えば０．３〜５．０モル％含有する芳香族ビニルポリマを含んでなる、平均太さが水湿潤状態で例えば１〜６０μｍの範囲、好ましくは３〜５８μｍの範囲の三次元的に連続した骨格と、その骨格間に平均直径が水湿潤状態で例えば１０〜３００μｍの範囲、好ましくは１０〜２４０μｍの範囲、より好ましくは１５〜２００μｍの範囲、さらに好ましくは２０〜１７０μｍの範囲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る。
【００４７】
共連続構造体は、連続する骨格相と連続する空孔相とが絡み合って、それぞれが共に３次元的に連続する構造である。骨格が太いため機械的強度が高い。イオン交換基がこの共連続構造体中にほぼ均一に分布している。
【００４８】
水湿潤状態での体積当たりのイオン交換容量は、例えば０．３〜１．０ｍｇ当量／ｍＬの範囲である。
【００４９】
共連続構造体の空孔の水湿潤状態での平均直径は、水銀圧入法で測定した乾燥状態のモノリス状イオン交換体の空孔の平均直径に、膨潤率を乗じて算出される値である。
【００５０】
乾燥状態のモノリス状イオン交換体の膨潤率は、例えば１．４〜１．９の範囲である。
【００５１】
連続構造体の骨格の水湿潤状態での平均太さは、乾燥状態のモノリス状イオン交換体のＳＥＭ観察を少なくとも３回行い、得られた画像中の骨格の太さを測定し、その平均値に、膨潤率を乗じて算出される値である。
【００５２】
連続構造体の骨格は、例えば棒状であり円形断面形状であるが、楕円断面形状等、異径断面のものが含まれていてもよい。
【００５３】
モノリス状イオン交換体の全細孔容積は、例えば０．５〜５ｍＬ／ｇの範囲である。モノリス状イオン交換体の全細孔容積が０．５ｍＬ／ｇ未満であると、通液時の圧力損失が大きくなり、単位断面積当りの透過流体量が小さくなり、処理水量が低下してしまう場合がある。モノリス状イオン交換体の全細孔容積が５ｍＬ／ｇを超えると、体積当たりの交換容量が低下し、処理性能が低下する場合がある。また、機械的強度が低下して、特に高流速で通液した際にモノリス状イオン交換体が大きく変形してしまう場合がある。
【００５４】
モノリス状イオン交換体の全細孔容積は、乾燥状態でも、水湿潤状態でも、ほぼ同じである。
【００５５】
モノリス状イオン交換体に通液させた際の圧力損失は、これを１ｍ充填したカラムに通水線速度（ＬＶ）１ｍ／ｈで通液した際の圧力損失で示すと、例えば０．００１〜０．５ＭＰａ／ｍ・ＬＶの範囲、好ましくは０．００５〜０．１ＭＰａ／ｍ・ＬＶの範囲である。
【００５６】
金属粒子捕捉材に捕捉された金属粒子を回収して溶解液を調製する方法としては特に限定されないが、例えば、剥離液により金属粒子捕捉材から金属粒子を剥離する方法、金属粒子捕捉材を灰化した後に溶液で金属粒子を回収する方法、熱水等により金属粒子をイオン交換基ごとイオン交換体から外して回収する方法等が挙げられる。
【００５７】
剥離液により金属粒子捕捉材から金属粒子を剥離する方法を用いる場合、例えば、剥離液により金属粒子捕捉材から金属粒子を剥離した後、剥離液に溶液を添加して金属粒子を溶解することにより溶解液を調製し、溶解液についてＩＣＰ−ＭＳ測定を行う。捕捉された金属粒子を剥離液にて剥離する場合は、金属粒子捕捉材を剥離液に接触させたまま超音波を照射することが好ましい。金属粒子捕捉材から金属粒子を剥離するために使用する剥離液は、ベンゼンスルホン酸、サリチル酸、リグニンスルホン酸等が好ましい。剥離液により回収された金属粒子は溶液により溶解される。金属粒子を溶解させる溶液は、特に限定はない。金属粒子として金粒子を用いた場合には、硝酸と塩酸の混合溶液（濃硝酸に濃塩酸を混合したいわゆる王水等）が好ましいが、塩酸に代えて塩化物を用いる硝酸と塩化物の混合液を用いてもよい。王水を用いる場合、王水濃度が例えば１０重量％程度となるように、剥離液に王水を添加すればよい。
【００５８】
金属粒子捕捉材を灰化した後に溶液で金属粒子を回収する方法を用いる場合、例えば、金属粒子捕捉材を加熱して灰化した後、灰化したものに溶液を添加し超音波照射等により金属粒子を溶解し、さらに超純水を添加することにより溶解液を調製し、溶解液についてＩＣＰ−ＭＳ測定を行う。金属粒子捕捉材を灰化した後、溶液で金属粒子を回収する場合、灰化方法は特に限定されないが、金属粒子捕捉材を乾燥させた後、例えばるつぼ等の容器に入れ５００℃以上の炉の中で灰化させることが好ましい。このとき、金属粒子捕捉材を入れた容器にはフタをかぶせる等により密閉することが好ましい。灰化後の容器に回収するための溶液を入れ、例えば超音波を照射することで、容器にある金属粒子を効率良く回収することができる。金属粒子を溶解させる溶液は、特に限定はない。金属粒子として金粒子を用いた場合には、硝酸と塩酸の混合溶液（濃硝酸に濃塩酸を混合したいわゆる王水等）が好ましいが、塩酸に代えて塩化物を用いる硝酸と塩化物の混合液を用いてもよい。王水を用いる場合、王水濃度が例えば１０重量％程度となるように、灰化したものに王水を添加し、さらに超純水を添加すればよい。
【００５９】
すなわち、金を溶解するのは、濃硝酸（ＨＮＯ３）と濃塩酸（ＨＣｌ）が反応して生ずるＮＯＣｌと、Ｃｌ２である。よって、王水に限らず、ＮＯ３とＣｌを生ずる組み合わせでも可能であり、例えば濃ＨＮＯ３＋ＮａＣｌ／ＮＨ４Ｃｌや、ＮａＮＯ３＋濃ＨＣｌなどを利用してもよい。
【００６０】
このような溶液を金属粒子の回収に用いることによって、金属粒子が溶解し、略均質な溶解液となる。そして、このように金属粒子が溶解された溶解液についてＩＣＰ−ＭＳによって金属粒子の濃度を定量分析する。金属粒子捕捉材へ通液したろ過液の総量を、例えば、フィルタ１２の出口に設置した流量計や、ポンプ１６の流量等から測定する。測定された金属粒子の濃度と金属粒子捕捉材へ通液したろ過液の総量から、フィルタ１２の出口での金属粒子の量を算出することができる。さらに、既知の入口濃度（入口の量）と算出された出口濃度（出口の量）から、フィルタの除粒子性能を評価することができる。
【００６１】
フィルタにおける処理において、金属粒子とフィルタとの吸着作用がろ過性能に影響を及ぼす。すなわち、試料液に混合されている金属粒子について吸着能力があれば、金属粒子の除去性能は高くなる。しかし、試料液中の金属粒子は、標準粒子であって、実際に除去対象とする粒子ではない。従って、フィルタの除粒子性能の評価を行うのであれば、吸着作用のほとんどない場合のろ過性能を評価することが好ましい。そこで、金属粒子について保護配位子等によりその表面状態を調整し、フィルタにおける吸着作用のほとんどない状態でのろ過性能を評価することが好ましい。
【００６２】
ＩＣＰ−ＭＳ分析を行うためのＩＣＰ−ＭＳは、市販のものを利用することができ、特別な手法を用いなくても定量分析を行うことが可能である。複数の濃度の標準試料を用い、カウント値（ＣＰＳ）と金属粒子濃度の検量線を作成しておき、実際の測定の際に得られたカウント値を濃度に換算すればよい。
【００６３】
図２に、本実施形態に係るフィルタの評価方法の他の例を示す。図２に示す方法は、図１に示す方法とほぼ同様である。図２に示す方法では、試料液貯槽１０とフィルタ１２の入口との間の配管２０にバルブ２４を介して配管２６を接続して分岐させ、試料液（入口液）の一部を金属粒子捕捉材が充填された金属粒子捕捉カラム２２に通液する。試料液（入口液）の一部を金属粒子捕捉材に通液することにより、試料液（入口液）中の金属粒子濃度も測定することができる。金属粒子捕捉材からの金属粒子の回収方法、測定方法は、図１の方法と同様である。
【００６４】
図３に、本実施形態に係るフィルタの評価方法の他の例を示す。図３に示す方法は、図２に示す方法とほぼ同様である。図３に示す方法では、フィルタ１２の出口からの配管２０にバルブ３０を介して配管３２を接続して分岐させ、分岐点の下流側にバルブ３３を設け、フィルタ１２からのろ過液（出口液）の一部を金属粒子捕捉材が充填された金属粒子捕捉カラム２８に通液する。ろ過液（出口液）の一部を金属粒子捕捉材に通液することにより、ろ過液（出口液）中の金属粒子濃度を測定する。フィルタ１２のろ過液量が多い場合には、その全量を金属粒子捕捉材に通液することが困難であることから、図３に示す方法をとって評価することができる。金属粒子捕捉材からの金属粒子の回収方法、測定方法は、図１，２の方法と同様である。
【００６５】
図４に、本実施形態に係るフィルタの評価方法の他の例を示す。図４に示す方法は、試料液を調製する工程を、評価ライン上で実施する方法である。図４に示す方法では、例えば、金属粒子含有液を貯留する金属粒子含有液貯槽３４を、ポンプ３６を介して配管３８によりメインの配管２０に接続し、金属粒子含有液をポンプ３６によりメインの配管２０に注入する。注入する金属粒子含有液は、予め濃度調整しておくことが好ましい。金属粒子の注入濃度と希釈濃度とからフィルタ１２入口の金属粒子濃度を算出することができる。金属粒子捕捉材からの金属粒子の回収方法、測定方法は、図１，２，３の方法と同様である。
【実施例】
【００６６】
以下、実施例を挙げ、本発明をより具体的に詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００６７】
＜参考例１＞
図５に示す方法で評価を実施した。図５に示すように、あらかじめ金属粒子濃度を調製した金属粒子含有液を試料液貯槽１０からポンプ１６にて配管２０を通して、金属粒子捕捉材が充填された金属粒子捕捉カラム１４へ通液した。
【００６８】
具体的には、超純水に金ナノ粒子（ＢＢＩ社製、粒子径１０ｎｍ）を表１に示す濃度となるように添加して試料液とし、その全量を金属粒子捕捉材に５．２ｍＬ／ｍｉｎで９６０ｍＬ通液した。
【００６９】
金属粒子捕捉カラム１４は、φ１０ｍｍ×１２ｍｍのＰＦＡ（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）カラムに、金属粒子捕捉材としてモノリス状イオン交換体（ＩＩＩ型、Ｂ、アニオンイオン交換体、孔の平均直径（水湿潤状態）：１１５μｍ）を３ｍＬ充填したものを使用した。通液後、モノリス状イオン交換体をカラムから取り出し、るつぼに入れて８００℃、１０時間加熱して灰化させた後、王水を２ｍＬ添加した後、超音波を１０分間照射した。超純水で２０ｍＬにメスアップした後、ＩＣＰ−ＭＳ（アジレントテクノロジー製、７５００ｃｓ）で金濃度を測定した。結果を表１に示す。なお、モノリス状イオン交換体の孔の平均直径（水湿潤状態）は、電子顕微鏡（日立ハイテク社製）により測定した。
【００７０】
【表１】
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【００７１】
＜実施例２＞
図６に示す方法で評価を実施した。流速３００ｍｌ／ｍｉｎで配管２０に通水している超純水に、金濃度を５．２μｇ／Ｌに調製した金ナノ粒子（ＢＢＩ社製、粒子径２０ｎｍ）含有水を、金属粒子含有液貯槽３４からポンプ３６により配管３８を通して０．０２ｍｌ／ｍｉｎで添加して試料液とした。ライン上で調製された試料液の一部を配管２０に接続された配管３２を通して金属粒子捕捉材が充填された金属粒子捕捉カラム２８に２２ｍＬ／ｍｉｎで２１２Ｌ通水した。金属粒子捕捉カラム２８への分岐点の下流側に流量計４０およびバルブ４２を設けた。金属粒子捕捉カラム２８および金属粒子捕捉材は、参考例１と同じものを用い、参考例１と同様の方法で金濃度を測定した。結果を表２に示す。
【００７２】
【表２】
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【００７３】
このように、金属粒子捕捉材に試料液を通液することで、試料液中の金属粒子を捕捉、濃縮できること、さらに金属粒子捕捉材に捕捉された金属粒子を金属粒子捕捉材から回収することで、極低濃度まで定量できることがわかった。本方法により、ろ過液中の金属粒子の濃度を極低濃度まで精度よく定量し、フィルタの除粒子性能を正確に評価することができる。
【符号の説明】
【００７４】
１０  試料液貯槽、１２  フィルタ、１４，２２，２８  金属粒子捕捉カラム、１６，３６  ポンプ、１８  圧力計、２０，２６，３２，３８  配管、２４，３０，３３，４２  バルブ、３４  金属粒子含有液貯槽、４０  流量計。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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