超純水
水中の異物一般を指す。透明管内を流れる水にレーザー等を照射し続け、もし異物があれば散乱光が生じるため、回数から濃度を、強度から粒径を知ることができる。下記の生菌も微粒子に含まれる。ギガクラスの記憶素子などの製造では、1リットル中に1個未満が基準の例もあるほか、局方の注射用水を製造する場合も厳しく管理されている。測定技術の進歩により粒径毎の定量が可能さらには容易となり、電気抵抗率と並ぶ主要な指標となっている。
前工程のイオン交換樹脂に由来するナトリウムが最も検出されやすく、測定も容易で標準的な指標となっている。汚染としてはアルカリ土類金属や塩化物イオンが警戒されるが、通常はナトリウムより低濃度なので代替される。元素比率は汚染源推測に有用で、定期的に微量測定も行われる。
今日の一般的な製法では、まず純水を製造し、これを原料とする(一次純水と呼ばれる)。
一次純水は、加熱後に逆浸透膜を通したり、真空タンクなどの脱気装置や高純度の窒素ガスで曝気する脱酸素工程を経て、溶存酸素を0.1mg/L程度まで低減する。これは、要求水準に応えるためと同時に、好気性菌が大部分を占める生菌の増殖を抑える目的がある。
次いで熱交換器による冷却を行い、紫外線やオゾンにより、微量の有機物を酸化分解する。ここでは低分子の有機酸や炭酸水素イオンが生成するため、比抵抗率は一時的に低下する。 ちなみに熱交換器は構造上汚染源となり易いため前段に置かれるが、必然的に温度コントロールの難易度は増す。
これを、高度に精製洗浄された混床イオン交換樹脂(ポリッシャー(polisherより)、デミナー(demineralより)と呼ばれる)を通し、イオン化された有機物を除去する。この時点で比抵抗率は回復する。
最後に中空糸膜の限外ろ過膜を通し、紫外線で低分子化しきれなかった有機物や微粒子・生菌を捕捉する。逆浸透膜を使用しないのは、必要な圧力を与えるための高性能ポンプが汚染源となるためである。
超純水と呼ばれる場合、水質は極めて高いレベルにあることを意味する。ただし、その明確な定義や国家・国際規格などの統一的な基準はなく、使用目的に基づく需要者の要求水準を達成することが必要となる。このため、同じ『超純水』でもグレードはまちまちとなっている。 製造費用は他の用水と比較し高額になる傾向がある。研究開発のような最先端の分野はもちろん、製造現場を含め要求水準は年々高度化し続けている。
言葉としては1950年には既に登場していたものの、その純度は現在のそれに遠く及ばなかった。特に非電解質(生菌を含む有機質、コロイド、ケイ酸など)は除去・測定ともに困難であったが、産業技術高度化に伴う『より不純物の少ない水を』との要求は強まり続け、これに応えるための不純物除去技術も高度化し続けた。すなわち、超純水の歴史はそのまま不純物の除去・管理技術の歴史でもある。
超純水の用途は当初より多様であり1966年の文献には、電子工業、貫流ボイラの復水処理、原子力発電、合成繊維工業、有機無機薬品工業、製薬工業、写真工業などが挙げられている。