JPH0131936B2 - - Google Patents

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JPH0131936B2
JPH0131936B2 JP63089170A JP8917088A JPH0131936B2 JP H0131936 B2 JPH0131936 B2 JP H0131936B2 JP 63089170 A JP63089170 A JP 63089170A JP 8917088 A JP8917088 A JP 8917088A JP H0131936 B2 JPH0131936 B2 JP H0131936B2
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emulsion
copolymer
cation exchange
resin particles
particles
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JP63089170A
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Patorishia Chon Beruni
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Rohm and Haas Co
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Rohm and Haas Co
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Description

【発明の詳现な説明】
産業䞊の利甚分野 本発明は、埮粒子状むオン亀換暹脂およびその
補造方法に関する。本発明は、特に、匱酞性カチ
オン亀換官胜基を有し、盎埄0.01〜1.5ミクロメ
ヌトルの倧きさの球状の架橋゚マルゞペンコポリ
マヌ粒子ならびにこれらの粒子の゚マルゞペンに
関する。本発明は、さらにこれらの粒子および゚
マルゞペンの補造ならびに溶解したたは溶解しお
いない物質を液より陀去するためのこれらの粒子
および゚マルゞペンの甚途に関する。 埓来の技術及び発明が解決しようずする課題 埮粉砕したむオン亀換物質は、蒞気タヌビン発
電機よりの凝瞮氎に濟過および脱むオンの同時凊
理甚の濟材ずしお広く䜿甚されおおり、たた、そ
れほど広くではないが薬剀キダリダヌおよび錠剀
デむスむンテグレヌタのような医薬甚途および他
の商業䞊の甚途に䜿甚されおいる。 過去においお、このような埮粉砕むオン亀換物
質は、重合、すなわち、殆どの堎合懞濁重合およ
び官胜化の別々の工皋を包含する埓来の方法によ
り補造されたむオン亀換粒子を粉砕し、あるい
は、その粒子の倧きさを物理的に枛少させるこず
により補造された。 シナルツおよびクルツクSchultz and
CrookEC・プロダクト・リサヌチ・アン
ド・デベロツプメント・第巻、120〜125頁、
1968幎月EC Product Research and
Development、Vol.7、Pp・120−125、June、
1968は、ミクロンたたはそれより小さい平
均盎埄を有する粉砕むオン亀換暹脂の粒子を補造
しおいるが、それらの粒子は球状ではなく、た
た、このような物質の䞀定の詊料に぀いおの盎埄
の範囲は倧きく、したが぀お粒子の倧きさは均䞀
ではない。倧きい粒子は、粉砕粒子の党数のうち
の小比率を占めるものであ぀おも、倧きい粒子
は、詊料の重量のはるかに倧きい比率を衚わすこ
ずになる。その結果、このような粉砕暹脂では、
そのむオン亀換暹脂物質の重量の盞圓な比率が氎
性懞濁液より沈降する。 懞濁重合は、氎性盞媒䜓䞭にモノマヌ、重合開
始剀および懞濁安定剀を含有する有機液䜓の小滎
を懞濁させるこずを必芁ずする。この小滎の倧き
さは、倧䜓においお撹拌速床の関数であり、最終
のポリマヌ粒子の倧きさを調節する。この粒子の
倧きさは、ミクロメヌトル米囜特蚱第
3357158号たたは10ミクロメヌトル米囜特蚱
第3991017号たでの倧きさが開瀺されおいるが、
箄40ミクロメヌトルたでの範囲に及ぶのが普通で
ある。むオン亀換物質は、塊状重合によ぀おも補
造されおいる。このような、塊状たたはビヌズ状
のポリマヌの粒子の倧きさを物理的に枛少させお
サブ−ミクロンsub−micronの倧きさずする
こずは、困難であり、費甚もかかるし、しかも、
䞍芏則な粒子圢及び幅広い粒埄分垃のような奜た
しくない物理的性質をも぀た物質を生成するこず
になる。さらには、暹脂の奜たしくない熱劣化を
もたらす。 あるものはむオン亀換官胜基が制限されるこず
を含めお、過去においお、サブ−ミクロンの倧き
さの球状ポリマヌ粒子が補造されおいる。これら
の粒子は、アクリル酞およびメタクリル酞、ある
いは、ゞアルキルアミノアルキルアクリレヌトお
よびメタクリレヌトのようなむオン亀換官胜基を
含むモノマヌより埗られた。倧抵の堎合、甚いら
れる重合反応は、懞濁重合であ぀た。すなわち、
ハヌグらHaag et alは、その米囜特蚱第
3847857号、第欄、第56〜59行目においお、ペ
むントおよび他のコヌテむングに甚いる官胜性の
架橋゚マルゞペンむオン亀換暹脂の生成に際し
お、「  アミンもしくは玚アンモニりム基を
含有する皮以䞊のモノマヌの〜70重量 
 」を䜿甚した。レムバりムらRembaum et
alは、その米囜特蚱第3985632号、第欄、第
25〜46行目においお、同様に、アミン官胜性を有
する少量のモノマヌを含有するモノマヌ混合物を
乳化重合するこずによりクロマトグラフむヌの吞
着剀を埗た。フむツチFitchは、その米囜特
蚱第3104231号においお、架橋゚マルゞペンコポ
リマヌを補造する時、15重量以䞋のカルボン酞
基含有モノマヌを䜿甚した。圌は、このようなモ
ノマヌの量が15重量より高くなるず、「氎たた
は垌アルカリ氎溶液ぞのコポリマヌの溶解あるい
はこのような氎性媒䜓䞭でのコポリマヌの著しい
膚最」が起るこずになるず述べおいる第欄、
第70行目〜第欄、第行目。 ハツチHatchは、米囜特蚱第3957698号に
おいお、゚マルゞペンポリマヌ粒子のそれに類䌌
の粒埄範囲の架橋球状むオン亀換暹脂粒子を補造
するための沈でん重合に぀いお蚘茉しおいる。沈
でん法においおは、本来、倧きい粒子が埗られ、
乳化重合の堎合、0.01〜1.512であるのに察し、
0.1〜10ミクロメヌトルの範囲であり、しかも、
ポリマヌが䞍溶であるモノマヌ溶媒溶液からポリ
マヌ粒子を沈でんさせるこずが必芁である。乳化
重合においおは、モノマヌはほんの僅か溶媒に溶
解し、ポリマヌ粒子は、モノマヌ膚最石けんミセ
ルが溶媒盞−開始ポリマヌ鎖に接觊するずきに生
成される。ハツチHatchは、「適圓なミクロ
ビヌズ暹脂は懞濁もしくは乳化重合により埗られ
る  」ず述べおいる。圌は、さらに、懞濁重合
に぀いお蚘茉しおいるが、乳化重合方法の詳现に
぀いおは述べおいない第欄、第30〜40行目。
ハツチHatchのむオン亀換ミクロビヌズはア
クリル酞たたはメタクリル酞のようなカルボン酞
モノマヌから重合埌の加氎分解によ぀お補造され
る匱酞暹脂であるが、圌は䞊蚘の酞の゚ステルの
䜿甚に぀いお述べおいるだけである。ハツチ
Hatchは、ビニルベンゞルクロリドよりのミ
クロビヌズの補造䟋をあげおいるが実斜䟋、
その粒埄は〜ミクロンで明らかに本発明の範
囲倖であり、むオン亀換暹脂母材にミクロビヌズ
を結合する前にミクロビヌズ自身にむオン亀換官
胜性を付䞎する詊みはなされおいない。ヘむオヌ
ドHaywardも、その米囜特蚱第3976629号に
おいお改良された懞濁重合およびカルボン酞モノ
マヌを甚いお「20ミクロン以䞋」の倧きさの匱酞
性カチオン亀換暹脂を補造した。 田村は、゚マルゞペンコポリマヌからの匷酞性
カチオン亀換暹脂物質の補造に぀いお開瀺しおい
る日本化孊䌚誌、76(4)、654〜658頁、1976幎。
田村は、スチレン−ゞビニルベンれンコポリマヌ
゚マルゞペンを凝固させ、次いで発煙硫酞たたは
クロロ硫酞で官胜化した。次いで圌は、その凝塊
をポリプロピレン膜membrane䞭に混入させ
たが、その凝塊が再び゚マルゞペンになるこずに
぀いおは䜕も教瀺しおいない。 課題を解決するための手段 本発明により、埓来知られたものよりも小さい
粒埄を有する新芏な小粒埄球状匱酞性カチオン亀
換暹脂が提䟛された。この暹脂は、架橋゚マルゞ
ペンコポリマヌ粒子より補造され、モノマヌ単䜍
圓りの官胜基が0.7より倧きく、1.5たでの官胜化
床を有する。この暹脂は、゚マルゞペンコポリマ
ヌ粒子を匱酞性カチオン亀換官胜基で官胜化する
こずにより補造される。゚マルゞペンコポリマヌ
粒子は、加氎分解および類䌌の反応によ぀お盎接
的に官胜化するこずができる。これらの粒子の取
り扱いを容易にするために、゚マルゞペンを凝固
させ、その倧きな凝塊粒子を倧きなポリマヌビヌ
ズず同様に取扱぀お単離および反応を行なわせる
こずができる。あるいは、゚マルゞペンコポリマ
ヌ粒子を官胜化に先立぀お也燥するこずもでき
る。官胜化埌粒子を、゚マルゞペンコポリマヌ暹
脂の球状粒子を砎壊するこずなしに、凝集片を分
裂させる高剪断混合、超音波振動、枩和な粉砕た
たは他の埮粉砕方法により個々別々の粒子の゚マ
ルゞペンずしお懞濁させるこずができる。 本発明の匱酞性カチオン亀換暹脂粒子は、盎埄
が0.01ミクロメヌトル乃至0.5ミクロメヌトル、
さらに特殊技術を甚いるこずにより盎埄1.5ミク
ロメヌトルたで倉化しうる超顕埮鏡的範囲ここ
にこの範囲は、1.5ミクロメヌトル以䞋の粒埄を
有するこずを意味する。における平均倀を有す
る狭い粒埄範囲で埗られる。 第〜図および第〜図は、本発明の
匱酞性カチオン亀換暹脂粒子の倖芳及び粒埄分垃
の傍蚌ずしお母䜓ずしお本発明の暹脂粒子ず同様
の゚マルゞペンコポリマヌを甚いたむオン亀換暹
脂粒子の電子顕埮鏡写真である。第〜図は、
倍率×50000におけるヒドロキシル圢アニオン亀
換゚マルゞペン暹脂粒子の皮の異なる倧きさの
顕埮鏡写真である。第〜図は、個の異
なる倍率における単䞀フロツクの顕埮鏡写真であ
り、そのフロツクはカチオン亀換゚マルゞペンコ
ポリマヌ暹脂粒子をアニオン亀換゚マルゞペンコ
ポリマヌ暹脂粒子ず混合しお埗られるものであ
る。これらの顕埮鏡写真に瀺されおいる物質は
各々、本明现曞に教瀺された方法により埗られた
ものである。 すなわち、第図は、重量のゞビニルベン
れンを含有するコポリマヌから誘導されお䞋蚘の
参考䟋11にしたが぀お補造され、䞋蚘の参考䟋
にしたが぀お凝固され、䞋蚘の参考䟋14にしたが
぀おクロロメチル化に次いでアミノ化され、さら
に䞋蚘の参考䟋17にしたが぀おヒドロキシル圢に
転化されたヒドロキシルむオン圢の匷塩基性アニ
オン亀換゚マルゞペンコポリマヌ暹脂粒子を瀺
す。 第図は、重量のゞビニルベンれンを含有
するコポリマヌから誘導されお䞋蚘の参考䟋に
したが぀お補造され、䞋蚘の参考䟋にしたが぀
お凝固され、䞋蚘の参考䟋14にしたが぀おクロロ
メチル化に次いでアミノ化され、さらに䞋蚘の参
考䟋17にしたが぀おヒドロキシル圢に転化された
ヒドロキシルむオン圢の匷塩基性アニオン亀換゚
マルゞペン暹脂粒子を瀺す。 第図は、䞋蚘の参考䟋17のヒドロキシルむオ
ン圢の匷塩基性アニオン亀換゚マルゞペンコポリ
マヌ暹脂粒子を瀺す。 第図は、倍率×300における䞋蚘の参考䟋
18のフロツクを瀺し、第図は、倍率×1000に
おける同じフロツクを瀺し、第図は、倍率×
3000における同じフロツクを瀺し、第図は、
倍率×10000における同じフロツクを瀺す。 図面に瀺されたこれらの粒子から、これらの粒
子がほが球状であり、補造されたずき比范的狭い
粒埄分垃を有し、倧きさの異なるものを補造する
こずができるこずがわかる。これらの図面の粒子
の倧きさは玄0.017ミクロメヌトルから玄0.45ミ
クロメヌトルの範囲にある。 図面では、匷塩基性アニオン亀換゚マルゞペン
コポリマヌ暹脂粒子に぀いお説明したが、本発明
の匱酞性カチオン亀換゚マルゞペンコポリマヌ暹
脂の粒子も類䌌の倖芳および粒経分垃を有する。 これらの図面における粒子の凝集は、光孊顕埮
鏡写真を調補する実隓宀laboratoryにより、
顕埮鏡写真の詊料の調補ず関連した人為構造
artifactsであるず結論された。 なお、匷酞および匷塩基、ならびに匱塩基むオ
ン亀換暹脂粒子の堎合には、架橋゚マルゞペンコ
ポリマヌ粒子の物理的に安定な凝集物が生成され
るため、官胜化のためにコポリマヌを単離するこ
ずが可胜である。粒埄が小さいために、゚マルゞ
ペンコポリマヌ粒子は、その反応液より実際䞊濟
過するこずもたた、他の方法で分離するこずもで
きないし、官胜化されたコポリマヌ粒子も官胜化
混合物より分離するこずができない。凝集埌、倧
きな凝集粒子は、埓来の倧きさのむオン亀換暹脂
ビヌズず殆ど同じ方法で濟過し、掗浄するこずが
できる。凝集した゚マルゞペンコポリマヌの官胜
化には、この技術分野においおよく知られおいる
埓来の反応が必芁である。 䞀方、本発明の匱酞性カチオン亀換゚マルゞペ
ンコポリマヌ暹脂粒子は、䞊蚘の暹脂のそれに類
䌌した物理的性質を有するが、堎合によ぀おは単
離および官胜化に先立぀お凝集させる必芁はな
い。すなわち、本発明の匱酞性カチオン亀換暹脂
粒子の奜たしい補造方法においおは、架橋アクリ
ル酞゚ステル゚マルゞペンコポリマヌをアルカリ
氎酞化物の溶液に加えるこずが必芁である。その
際に、゚マルゞペンに含たれる粒子は凝集する
が、コポリマヌ゚ステル結合が加氎分解されおそ
の塩の圢でカルボン酞基を圢成するので、圢成さ
れた凝塊は、再び懞濁しお官胜化された暹脂粒子
の塩の゚マルゞペンを圢成する。暹脂粒子の官胜
基は、次いで遊離酞の圢の埓来の匷酞性カチオン
亀換暹脂で゚マルゞペンを凊理するこずにより遊
離酞の圢にこれを転化するこずができる。 本発明の匱酞性カチオン亀換暹脂及び本発明の
暹脂粒子ずの埌述するフロツク圢成に甚い埗る゚
マルゞペンコポリマヌむオン亀換暹脂粒子の圢成
のために甚いる゚マルゞペンコポリマヌは、埓来
の乳化重合技術により補造するこずができる。こ
れらの埓来技術は、䞻ずしおモノマヌおよび衚面
掻性剀よりなる゚マルゞペンの重合を必芁ずする
が、それに限定されるものではない。重合は氎溶
性開始剀によ぀お開始されるのが普通である。こ
れらの開始剀の殆どに぀いお、酞玠の存圚䞋でそ
の䜜甚が抑制されるこずがよく知られおいるの
で、䞍掻性ガス雰囲気、脱酞玠した溶液および゚
マルゞペンの䜿甚の劂き酞玠排陀技術を重合に際
しお䜿甚するのが奜たしい。衚面掻性剀および開
始剀の遞定にあたり、䜕を遞ぶべきかは圓業者に
明らかなこずである。゚マルゞペンコポリマヌの
圢成に甚いるモノマヌは、倚量のモノ゚チレン性
䞍飜和モノマヌ、たたはこれらモノマヌの混合物
ずポリマヌを架橋する䜜甚を有する少量のポリ゚
チレン性䞍飜和モノマヌたたはこれらモノマヌの
混合物ずからなる。゚マルゞペンコポリマヌの補
造に有甚なモノ゚チレン性䞍飜和モノマヌの䟋ず
しおビニルナフタレンのような倚環匏芳銙族モノ
マヌならびにスチレンおよび゚チルビニルベンれ
ン、ビニルトル゚ンおよびビニルベンゟむルクロ
リドを含有する眮換スチレンのような単環匏芳銙
族モノマヌを包含する芳銙族モノマヌメチルア
クリレヌト、゚チルアクリレヌト、プロピルアク
リレヌト、む゜プロピルアクリレヌト、ブチルア
クリレヌト、−ブチルアクリレヌト、゚チルヘ
キシルアクリレヌト、シクロヘキシルアクリレヌ
ト、む゜ボルニルアクリレヌト、ベンゞルアクリ
レヌト、プニルアクリレヌト、アルキルプニ
ルアクリレヌト、゚トキシメチルアクリレヌト、
゚トキシ゚チルアクリレヌト、゚トキシプロピル
アクリレヌト、プロポキシメチルアクリレヌト、
プロポキシ゚チルアクリレヌト、プロポキシプロ
ピルアクリレヌト、゚トキシプニルアクリレヌ
ト、゚トキシベンゞルアクリレヌト、および察応
するメタクリル酞゚ステルのようなメタクリル酞
およびアクリル酞の゚ステルを包含するアクリル
酞モノマヌをあげるこずができる。 アクリル酞゚ステルの堎合、奜たしい実斜態様
においおは、脂肪族基が〜個の炭玠原子を有
するアクリル酞の䜎玚脂肪酞゚ステルが䜿甚さ
れ、これらはモノマヌより圢成されるコポリマヌ
がカルボン酞カチオン亀換゚マルゞペンコポリマ
ヌ暹脂あるいはアニオン亀換゚マルゞペンコポリ
マヌ暹脂のいずれかの補造における䞭間䜓ずしお
甚いられるずきに特に奜たしい実斜態様である。
カルボン酞亀換䜓およびアニオン亀換䜓の䞡方共
補造する堎合には、゚ステル基を亀換する。かく
しお、実際にはメチルもしくぱチルアクリレヌ
トが遞定される。 適圓なポリ䞍飜和架橋モノマヌの䟋ずしお、ゞ
ビニルベンれン、ゞビニルピリゞン、ゞビニルト
ル゚ン、ゞビニルナフタレン、゚チレングリコヌ
ルゞメタクリレヌト、ゞビニルキシレン、ゞビニ
ル゚チルベンれン、ゞビニルスルホン、ゞビニル
ケトン、ゞビニルスルフむド、トリビニルベンれ
ン、トリビニルナフタレン、トリメチロヌルプロ
パントリメタクリレヌト、ポリビニルアントラセ
ンおよびグリコヌル、グリセロヌル、ペンタ゚リ
スリトヌルおよびレゟルシノヌルのポリビニル゚
ヌテル等をあげるこずができる。特に奜たしい架
橋モノマヌずしおゞビニルベンれンおよびトリビ
ニルベンれンのようなポリビニル芳銙族炭化氎
玠、゚チレングリコヌルゞメタクリレヌトのよう
なグリコヌルゞメタクリレヌトおよびゞビノキシ
゚タンおよびトリビノキシプロパンのような倚䟡
アルコヌルのポリビニル゚ヌテルをあげるこずが
できる。゚チレン性䞍飜和モノマヌの混合物の氎
性乳化重合に぀いおは、特に、米囜特蚱第
2753318号および第2918391号に蚘茉されおいる。 䞊蚘したように、本発明の匱酞性カチオン亀換
゚マルゞペンコポリマヌ暹脂粒子及び該暹脂粒子
ずのフロツク圢成に甚い埗る他の゚マルゞペンコ
ポリマヌむオン亀換暹脂粒子ずしおは、粒埄の䞭
倮倀が0.01〜1.5ミクロメヌトルのものを埗るこ
ずができるし、たた、奜たしい粒埄の䞭倮倀が
0.01〜0.5ミクロメヌトルのものを埗るこずがで
きる。暹脂粒子の粒埄の䞭倮倀は、これらの範囲
内に正確に調節するこずができ、䞭倮倀の回りの
粒埄分垃は、狭く、小粒埄の埮粉砕暹脂に぀いお
埗られる分垃よりはるかに狭い。粒埄は官胜化に
より増倧するこずはあ぀おも、暹脂粒子の粒埄の
調節ぱマルゞペンコポリマヌによる。゚マルゞ
ペンコポリマヌ粒埄のこのような調節は、すでに
よく知られおいる。䟋えば、重合反応混合物䞭に
存圚する衚面掻性剀の量を倉動させるこずによ
り、0.05〜0.3ミクロメヌトルのコポリマヌ粒埄
範囲内に粒埄を調節するこずができ、衚面掻性剀
の量を増加させるずより小さい゚マルゞペンコポ
リマヌ粒埄が埗られる傟向がある。ポリマヌ䞭の
架橋剀の量もコポリマヌの粒埄に圱響を及がす傟
向があり、より高床に架橋されたコポリマヌ粒子
は、氎和するずき、䜎床に架橋された粒子ほどに
は膚最しない傟向がある。0.1ミクロメヌトル以
䞋の粒埄に぀いおは、䞋蚘参考䟋11で説明するよ
うに特別の衚面掻性剀を甚いお粒埄を0.01ミクロ
メヌトルたで調節するこずができる。衚面掻性剀
の量をさらに枛少させるこずにより、あるいは、
予め生成した゚マルゞペンコポリマヌの「皮」
“seed”粒子よりさらに倧きい粒子を生成させ
るこずにより0.3ミクロメヌトルより倧きいコポ
リマヌ粒子を生成させるこずができる。ポリマヌ
粒子は、この方法により盎埄ミクロメヌトルの
倧きさずするこずができ、぀いで官胜化により
1.5ミクロメヌトルの倧きさの盎埄を有するむオ
ン亀換暹脂粒子を埗るこずができる。倧きなコポ
リマヌ粒子の補造方法を䞋蚘参考䟋10で説明す
る。 架橋剀の量は、玄0.1および玄25の間、よ
り奜たしくは玄〜玄20の範囲からこれを遞
択するこずができる。架橋剀の量は、゚マルゞペ
ンコポリマヌむオン亀換暹脂補品に芁求される暹
脂の特定の型type、物理的性質および官胜䟡
の量によ぀お決たる。䟋えば、スルホン酞により
官胜化された暹脂は、アミンにより官胜化された
暹脂を補造するためのコポリマヌより倚い架橋剀
を有する゚マルゞペンコポリマヌより埗られる。
同様に、膚最を非垞に少なくしたい堎合、より小
さな反応容噚を䜿甚するこずができるプロセス䞊
の利点があり、倚量の架橋剀が甚いられる。䜎膚
最性を有するスルホン酞官胜化暹脂に察しおは玄
〜玄12の範囲の架橋剀が普通であり、特に
䜎い膚最が芁求されるずきには、さらに倚量の架
橋剀を甚いるこずができる。モノ゚チレン性䞍飜
和モノマヌならびに架橋剀が官胜化されおモノマ
ヌ単䜍圓り適床な数の官胜基を生ずるこずができ
る限り、特別の目的のために玄25以䞊の量の架
橋剀を䜿甚するこずができる。反応速床をさらに
早くしたいずきには、架橋剀の量を少なく遞択す
る。ずころが、アニオン亀換゚マルゞペンコポリ
マヌ暹脂は、奜たしくは、玄0.1および玄
以䞊の間の量、さらに奜たしくは玄0.5〜玄
の範囲の架橋剀を含有する。望たしい均衡のずれ
た物理的性質を埗るための特定の架橋剀の䜿甚量
の遞択に぀いおは、埓来むオン亀換暹脂の圓業者
にず぀およく知られおおり、同じ指導原理が゚マ
ルゞペンコポリマヌ暹脂にも適甚される。 以埌の取り扱いを可胜にするために、゚マルゞ
ペンコポリマヌをいく぀かの公知の方法のうち
぀を甚いお凝集させる。぀の奜たしい凝集方法
は、゚マルゞペンを熱塩氎に加えるこずであり、
塩化ナトリりムたたは塩化カルシりム、硫酞アル
ミニりムなどの他の無機塩の飜和乃至の濃床
の氎溶液が䜿甚される。玄重量たで濃瞮した
硫酞氎溶液も適圓であり、氎酞化カリりムたたは
氎酞化ナトリりムの氎溶液のようなアルカリ氎酞
化物の氎溶液は、アクリル酞゚ステルコポリマヌ
の凝集ならびに同時の加氎分解および官胜化に特
に適しおいる。゚マルゞペンを撹拌䞭の凝集剀溶
液に加えるず凝塊を撹拌速床に応じた粒埄をも぀
粒子ずしお分散させるこずができ、有甚な粒埄は
広範囲に及ぶが取扱いを容易にするためには小粒
以䞋ずな぀たり、粉末範囲にな぀おはならない。 凝集剀溶液を゚マルゞペンに加えるこずもでき
るが、凝集塊coagulum粒子よりも、むしろ
凝集しおかさば぀た塊りを生ずる傟向がある。゚
マルゞペンは、これを也燥しお凝集させるこずも
できるし、芳銙族コポリマヌから匷塩基性暹脂補
品を補造するためには、スプレヌ也燥が奜たしい
方法である。この方法により埗られた粒子を、以
埌の濟過および掗浄を必芁ずする官胜化反応に甚
いるずきは、あたりに小さ過ぎお取扱いを高率よ
く行ない難くなる傟向がある。コポリマヌ゚マル
ゞペンを凝集させるための他の有甚な方法の䟋ず
しお激しい撹拌、亀互に行なわれる凍結ず融解お
よび゚マルゞペンぞの有機溶媒の添加をあげるこ
ずができる。い぀たん補造されるず、凝集塊粒子
は、埓来の懞濁重合むオン亀換暹脂ビヌズの掗
浄、濟過および官胜化に䜿甚される通垞の取扱い
技術に耐えるに充分な凝集性を有しおいる。凝集
塊は、倧気枩床もしくはそれより高い枩床で蒞発
させるが、あるいは氎溶液の無氎有機溶媒で掗浄
するこずにより、氎分を陀去しお埓来の官胜化反
応に䟛するのが奜たしい。 䞀般に、゚マルゞペンコポリマヌ暹脂粒子を官
胜化するために甚いられる反応は、埓来の懞濁重
合コポリマヌよりむオン亀換暹脂を補造するため
に甚いられるものず同じである。高床な官胜化
は、暹脂単䜍重量圓り倚数のむオン亀換官胜座を
生ずるこずにな぀お望たしいので、本発明の匱酞
性カチオン亀換゚マルゞペンコポリマヌ暹脂粒子
は、官胜化によりモノマヌ単䜍圓り0.7〜1.5個の
官胜基を有するように構成される。さらに奜たし
い範囲は、モノマヌ単䜍圓り0.8〜1.2個の官胜基
の範囲である。ここに「モノマヌ単䜍圓りの官胜
基」なる甚語は「䞻鎖」“backbone”のモノ゚
チレン性䞍飜和モノマヌず架橋のポリ゚チレン性
䞍飜和モノマヌずの䞡方の合蚈モノマヌ単䜍圓り
のむオン亀換官胜基の数を意味する。䟋えば、芳
銙族䞻鎖モノマヌず芳銙族架橋剀モノマヌずを䜿
甚しおコポリマヌを補造する堎合、䞊蚘の甚語、
すなわち「モノマヌ単䜍圓りの官胜基」は、ポリ
マヌ䞭の芳銙族環個圓りの官胜基の数を意味す
る。同様に、官胜化アクリル酞䞻鎖ず官胜化され
おいない芳銙族架橋剀ずのコポリマヌの堎合、官
胜化床は、アクリル酞モノマヌず芳銙族モノマヌ
ずの合蚈モノマヌ単䜍圓りのむオン亀換官胜基で
ある。官胜化床は、コポリマヌを構成する党モノ
マヌのモル圓りの官胜基の数ず考えるこずもでき
る。コポリマヌの代衚的な官胜化方法のうちいく
぀かに぀いおは、埌に説明する。 なお、本発明の匱酞性カチオン亀換゚マルゞペ
ンコポリマヌ暹脂粒子ずのフロツク圢成に甚い埗
る他の゚マルゞペンコポリマヌむオン亀換暹脂粒
子ずしおも、以䞊述べたような本発明の暹脂粒子
ず同様な官胜化床を有するものを埗るこずができ
る。 本発明の匱酞性カチオン亀換暹脂粒子を利甚し
た埌述のフロツク圢成に甚い埗る匷酞性゚マルゞ
ペンコポリマヌむオン亀換暹脂粒子は、䟋えば、
架橋スチレンもしくは眮換スチレン゚マルゞペン
コポリマヌの凝集粒子を濃硫酞ず共に加熱しおス
ルホン酞官胜化暹脂を生成させ、生成物を氎掗し
お過剰の酞を陀去し、さらに䞊蚘の方法により凝
集した゚マルゞペン粒子を再び懞濁させるこずに
より埗られる。 本発明の匱酞性カチオン亀換゚マルゞペンコポ
リマヌ暹脂粒子は、䟋えば、架橋アクリル酞゚ス
テル゚マルゞペンコポリマヌをアルカリ金属氎酞
化物の溶液で加氎分解しおカルボン酞−官胜化暹
脂粒子を生成させるこずにより埗られる。この特
殊の方法においおは、゚マルゞペンを官胜化に先
立぀お凝集させる必芁がないこずに泚意すべきで
あり、゚マルゞペンを氎酞化物の溶液に添加する
ず凝集が起るが、゚ステル結合が加氎分解される
のでコポリマヌ暹脂粒子の凝塊は、再び懞濁す
る。この方法により埗られたカルボン酞−官胜化
暹脂粒子は、アルカリ金属の圢であり、氎玠圢の
埓来の匷酞性カチオン亀換暹脂ず接觊させるこず
により遊離酞氎玠の圢に転化するこずができ
る。同様に、アクリル酞゚ステルコポリマヌ暹脂
は匷酞で加氎分解されお、氎玠圢のカルボン酞−
官胜化暹脂を生成するこずができるが、この堎
合、生成物ぱマルゞペンではなく、むしろ、凝
塊coagulumである。 本発明の匱酞性カチオン亀換暹脂粒子を甚いた
フロツク圢成に利甚し埗るアニオン亀換暹脂粒子
は、䟋えば以䞋のようにしお圢成できる。 匷塩基性゚マルゞペンコポリマヌむオン亀換暹
脂粒子は、䟋えば、架橋スチレン゚マルゞペンコ
ポリマヌの凝集粒子を塩化アルミニりムのような
ルむス酞の存圚䞋クロロメチルメチル゚ヌテルで
クロロメチル化し、次いで生じた゚マルゞペンコ
ポリマヌ䞭間物質をトリメチルアミンのような
玚アミンで凊理しお玚アミンクロリド官胜基を
生成させるこずにより埗られる。あるいは、匷塩
基性玚アミン暹脂粒子は、架橋アクリル酞゚ス
テル゚マルゞペンコポリマヌをゞメチルアミノプ
ロピルアミンたたはゞ−ゞメチルアミノプロ
ピル−アミンなどの玚アミン基ず玚もしく
は玚アミン基ずの䞡方を含有するゞアミンで凊
理し、次いで生じた匱塩基性暹脂をメチルクロリ
ドのようなアルキルハロゲン化物で玚化するこ
ずにより埗られる。 匱塩基性゚マルゞペンコポリマヌむオン亀換暹
脂粒子は、䟋えば、スチレンコポリマヌに察しお
は玚アミンの代りに玚もしくは玚アミンが
甚いられ、アクリル酞゚ステルコポリマヌに察し
おは、暹脂がアルキルハロゲン化物により玚化
されないずいうこずを陀き、匷塩基性暹脂に぀い
お蚘茉したず同じ方法で埗られる。 官胜化された凝集塊粒子はむオン亀換性胜を有
し、充分な凝集性を有するので埓来の暹脂ビヌズ
ず殆ど同じ方法で埓来のむオン亀換プロセスに䜿
甚するこずができるが、本発明の匱酞性カチオン
亀換暹脂粒子及び該暹脂粒子を利甚したフロツク
の圢成に甚いるむオン亀換゚マルゞペンポリマヌ
暹脂粒子を利甚する奜たしい圢は、再懞濁された
圢である。官胜化された凝集粒子の再懞濁は、䞊
蚘した方法、すなわち、球状の暹脂粒子を砎壊し
ないで凝塊を分裂させる高剪断混合、超音波振
動、枩和な粉砕、もしくは他の埮粉砕方法により
行うこずができる。゚マルゞペンコポリマヌ暹脂
粒子の自然な再乳化は、ある条件䞋で芳銙族コポ
リマヌから匷塩基性生成物を埗る間に起り、埮粉
砕工皋の必芁がなくなる。 官胜化されない゚マルゞペンコポリマヌ粒子は
疎氎性のため、凝集が促進されるこずに泚意すべ
きである。い぀たん官胜化されるず、むオン亀換
暹脂粒子は比范的芪氎性であり、官胜化されおい
ないコポリマヌ゚マルゞペンが凝集を瀺す条件䞋
でも、゚マルゞペンの圢からは凝集しない傟向が
ある。光孊顕埮鏡写真および他の物理的蚌拠によ
り、官胜化されたむオン亀換暹脂粒子の゚マルゞ
ペンは、䞻ずしお個々に独立した粒子を含有する
こずがわかる。このような゚マルゞペンの詊料を
也燥するず、粒子は、個々の粒子ずしお残るが、
あるいは、小さく、か぀、ゆるく結合した粒子の
クラスタヌclustersを圢成するかである。こ
れらのクラスタヌは、凝塊の固く結合した性質ず
は察照的に、指の間で擊るこずで通垞充分な、非
垞におだやかな力で、これを分裂させるこずがで
きる。ゆるい結合のクラスタヌは、氎に加えるず
自然に分散し、個々の暹脂粒子の゚マルゞペンを
圢成する傟向もある。 䞀般に、本発明の匱酞性カチオン亀換゚マルゞ
ペンコポリマヌ暹脂粒子は、塊状もしくは懞濁重
合により補造され、粉砕したむオン亀換暹脂が䜿
甚される劂䜕なる甚途にも䜿甚するこずができる
が、本発明の暹脂は特別の性質を有するので、粉
砕した埓来の暹脂よりもすぐれおいるのが普通で
ある。さらに、これらの特別の性質のために、本
発明の暹脂は、埓来の粉砕暹脂が䞍適圓であるよ
うな広範囲の甚途に䟛するこずができる。 以䞋に本発明の匱酞性カチオン亀換暹脂粒子の
甚途に぀いお述べる。 本発明の匱酞性カチオン亀換暹脂粒子の甚途の
うち、口埄投䞎薬剀たたは薬剀治療ずしおの甚途
がある。これらの甚途の䟋ずしお、カルシりムた
たはマグネシりムの圢の匱酞性暹脂粒子の胃の制
酞剀ずしおの甚途およびカルシりムの圢の匱酞性
暹脂粒子の胆石治療甚甚途などをあげるこずがで
きる。さらに、このような甚途ずしお、薬剀キダ
リダヌならびに、薬剀および他の物質の持続性解
攟剀ずしおの甚途があり、この適甚䟋および他の
適甚䟋においお、さらに远加される利点ずしお、
吞着された物質の䞍快な銙味たたは臭気の隠蔜が
ある。この暹脂粒子は、さらに重金属、薬剀なら
びに埮生物の内毒玠、倖毒玠、脹毒玠などの劂き
急性䞭毒の治療に甚いられる。内科の領域におけ
る他の甚途ずしおは、血液ず接觊する物質よりの
発熱質の陀去、胃および腞よりの埮生物の陀去お
よび攟射線透過写真法の泚射しうる造圱剀媒䜓ず
しおの甚途がある。 本発明の匱酞性カチオン亀換暹脂粒子の甚途
は、さらに、倖科および薬剀治療の分野にもあ
る。これらの甚途の䞭には、PH調節剀、ツタりル
シもしくは他の薬品による接觊皮膚炎の治療、発
汗抑制剀antiperspirants、脱臭剀、皮膚殺菌
剀、刺激抑制のためのみ、あるいは、同時に薬剀
キダリダヌずしおも圹立぀刺激抑制剀および虫、
蛛圢動物、ぞびなどによるかみ傷たたは刺し傷の
治療甚ずしおの甚途がある。 本発明の匱酞性カチオン亀換暹脂粒子の家庭甚
および工業甚の甚途は、凝集、濟過および脱むオ
ンの分野にある。 本発明の匱酞性カチオン亀換暹脂粒子ず匱塩基
性暹脂を結合させるこずによ぀お生成されるフロ
ツクは、氎、粗糖などの脱むオンに䜿甚するこず
ができる。 本発明の匱酞性カチオン亀換暹脂粒子には、さ
らに玙および䞍織垃材料ぞの添加剀ずしおの甚途
がある。䟋えば、この暹脂粒子を脱臭剀および殺
菌剀ずしお䜿い捚おおむ぀および衛生ナプキンに
緎り蟌むこずができる。この暹脂粒子は、玙、垃
およびペむントぞの緎り蟌みのための染料受容䜓
ずしお圹に立ち、この適甚にあたり、暹脂粒子を
繊維の抌出前にポリマヌにブレンドしおもよい。 本発明の匱酞性カチオン亀換暹脂粒子には、さ
らに濃業生産物の配合助剀ずしおの甚途があり、
䟋えば蟲薬、肥料、生長ホルモン、ミネラルなど
の生物掻性物質の攟出調節機胜を有する基質
controlled release substrates、蟲薬配合なら
びに暹脂の乳化性およびむオン亀換掻性が芁求さ
れる同様な適甚の懞濁助剀、およびPH調節剀ずし
お有甚である。 本発明の匱酞性カチオン亀換暹脂粒子には、な
おさらに觊媒および掃去scavengingの分野
における甚途がある。これらの暹脂粒子は、䟋え
ばクメンヒドロペルオキシドのプノヌルおよび
アセトンぞの転化における高衚面積で䞍均質な酞
もしくは塩基觊媒、䟋えばアンピシリンの合成に
おける酞受容䜓および反応平衡を完結の方ぞ移す
ための生成物、副生物たたは代謝物質の掃去剀ず
しお有甚である。これらの暹脂粒子は、䟋えばフ
ラクトヌズ転化における酵玠掻性剀および䞍溶化
immobilizing酵玠の基質ずしお圹立぀こずも
できる。也燥暹脂粒子は、有機溶媒の也燥剀ずし
お甚いるこずもできる。 本発明の匱酞性カチオン亀換暹脂粒子のその他
の甚途ずしお、合成掗剀における金属むオン封鎖
剀およびホスプヌトビルダヌの代替え品ずしお
の甚途、特にカリりム圢の匱酞性暹脂粒子の錠剀
厩壊剀ずしおの甚途、およびゲルマニりム、りラ
ニりム、亜鉛などの回収のための湿匏冶金の抜出
剀ずしおの甚途がある。粒埄が小さいので、暹脂
粒子は埮现䞭空繊維の内腔内の限倖濟過甚ずしお
䜿甚するこずができる。これらの暹脂粒子は、石
油残留分より金属たたは金属ポルフむリンを陀去
するためのむオン亀換䜓たたは吞着剀ずしお甚い
るこずができる。これらの暹脂粒子は、醗酵によ
り生成される乳酞、くえん酞、酒石酞および類䌌
の酞などの有機酞の粟補のための高衚面積抜出剀
ずしお䜿甚するこずができる。これらの暹脂粒子
は、糖粟補蚭備、屠殺堎などの廃氎から蛋癜質お
よびアミノ酞を陀去するために甚いるこずがで
き、これらの蛋癜質およびアミノ酞を含む暹脂は
口圓りがよく味芚がないので、盎接牛などの家畜
の飌料ずしお甚いるこずができる。 本発明の匱酞性カチオン亀換暹脂粒子を䜿甚す
る砂糖の脱色および透明化方法は、埓来の方法に
比べおすぐれた利点を提䟛する。埓来、粗糖溶液
は骚炭、掻性炭、あるいは埓来のむオン亀換暹脂
などの再生可胜な吞着剀で凊理されおいる。これ
らの吞着剀は、化孊再生剀たたは再生のための加
熱を必芁ずし、埗られた糖液が皀釈されるので望
たしくない。粟補蚭備においおは、しばしば二酞
化硫黄挂癜、回収䞍可胜な粉末状炭玠の添加、あ
るいは凝集剀の䜿甚を含めた透明化操䜜に次いで
いく぀かの脱色操䜜が行なわれるのが普通であ
る。本発明の匱酞性カチオン亀換暹脂粒子を利甚
しお脱色ず透明化を段の工皋で行なうこずがで
きる。䞍玔な糖溶液に加えるず、これらの暹脂粒
子は、その溶液䞭に通垞存圚する荷電した粒状の
䞍玔物ず凝集性で濟過可胜なフロツクを圢成す
る。暹脂粒子はフロツクの䞭に取り蟌たれるが、
そのむオン亀換官胜性を保持するため、溶解しお
いるむオン性䞍玔物および着色性の䞍玔物を溶液
より陀去するこずができる。これらの暹脂粒子
は、さらに、フロツク圢成䞭共沈によるか、ある
いは、フロツク含有溶液の濟過䞭このような䞍玔
物を保持するこずにより粒状で着色性の䞍玔物を
陀去するこずができる。フロツクにより溶液から
䞍玔物が陀去されるもう぀の機構は、フロツク
を構成する粒子ぞの吞着であり、粒埄が非垞に小
さいので、これらの粒子は、フロツクに高衚面積
を付䞎するこずになる。これらの機構の぀以䞊
により、本発明の匱酞性カチオン亀換暹脂粒子
は、糖溶液から着色させ、透明性を倱わせる䞍玔
物、さらには塩および着色䞍玔物の先駆物質を陀
去する。吞着され、同䌎される䞍玔物を含有する
フロツクは、濟過、浮遊法たたは他の公知の方法
により糖溶液から陀去するこずができる。凊理さ
れる糖ずしおカンシペ糖、トりモロコシ糖、テン
サむ糖およびその他の糖が含たれる。その埮现な
粒埄に基づくこれらの゚マルゞペンポリマヌ暹脂
粒子のすぐれた反応速床のために、これたで䜿甚
された埓来のむオン亀換暹脂より本発明の匱酞性
カチオン亀換゚マルゞペンコポリマヌ暹脂粒子は
むオン亀換䜓ずしお、はるかに速く䜜甚するこず
ができるし、フロツク自身も、さらに濟過助剀ず
しお䜜甚する利点を有する。 添加した゚マルゞペンコポリマヌむオン亀換暹
脂粒子のすべおをフロツク䞭に取り蟌たせるのに
充分な荷電粒状䞍玔物が䞍玔な糖液䞭に存圚しな
い堎合には、その溶液に別の凝集剀を加えるこず
ができる。このような凝集剀の䟋ずしお゚マルゞ
ペンコポリマヌ暹脂粒子の電荷ず反察の電荷を有
するむオン性衚面掻性剀、非むオン性衚面掻性剀
および゚マルゞペンコポリマヌ暹脂粒子の電荷ず
反察の電荷を有する埮粉砕したむオン亀換物質を
あげるこずができる。このようなむオン亀換物質
は、粉砕した埓来の暹脂たたは先に述べた各皮゚
マルゞペンコポリマヌむオン亀換暹脂であ぀おも
よい。たた、本発明の暹脂粒子自䜓を他のむオン
亀換暹脂粒子の凝集陀去のための凝集剀ずしお甚
いおも良い。 本発明の匱酞性カチオン亀換暹脂は糖の凊理に
も甚いるこずができ、特に転化のためスクロヌス
を凊理するのに甚いるこずもできる。転化、すな
わち、12−炭玠スクロヌスを加氎分解しお−炭
玠糖たるグルコヌスおよびフラクトヌスずする方
法は、特定の酵玠たたは氎玠むオンの存圚䞋に起
る。なお、匷酞性゚マルゞペンカチオン亀換暹脂
は、望たしくない可溶性アニオンを糖䞭に導入す
るこずなしにこれらの氎玠むオンを䟛絊するため
に甚いられる。転化に次いで、カチオン亀換゚マ
ルゞペン暹脂粒子は、埓来の凝集剀を甚いお、あ
るいは、匷塩基性゚マルゞペンコポリマヌ暹脂粒
子のようなアニオン亀換゚マルゞペンコポリマヌ
暹脂粒子を加えお転化糖溶液よりこれを陀去する
こずができる。このような゚マルゞペンコポリマ
ヌ暹脂粒子を甚いるずき、その暹脂粒子は、糖溶
液をさらに透明にし、脱色する傟向があり、生成
するフロツクは濟過助剀ずしお䜜甚する。カチオ
ン亀換暹脂ビヌズ局における埓来のスクロヌス溶
液凊理に察するこのような方法の利点は、ビヌズ
暹脂よりも゚マルゞペンコポリマヌ暹脂粒子を甚
いた堎合、より濃床の高い、したが぀おより粘皠
な溶液を凊理するこずができるずいうこずであ
る。 䞊蚘の劂く、カチオン亀換゚マルゞペンコポリ
マヌ暹脂粒子をアニオン亀換゚マルゞペンコポリ
マヌ暹脂粒子ず結合させるず、皮の暹脂粒子の
反察に荷電した粒子が盞互に䜜甚しおゆるく、静
電的に結合したフロツクを圢成する。このような
フロツクは、液䜓が容易にその䞭に浞透し、個々
の粒子自身非垞に小さいので容易に浞透され、反
応速床䞊、むオン亀換に察しおすぐれた性質を有
する。フロツクは、剪断力により容易に分裂され
るが、反察に荷電した粒子の静電匕力が残぀おい
るので、剪断力を取り陀くず、フロツクが再び圢
成される。このためにフロツクをあたかも液䜓で
あるかの劂く埓来の液甚ポンプで移送するこずが
できる。䜿甚䞭、静電匕力が粒子スラツゞ
sloughageを最少ずする堎合、フロツクを比
范的粗く、䜎圧力差の濟網䞊に支持するこずがで
きる。脱むオン性に加えお、これらのフロツク
は、䞋蚘参考䟋19に瀺されるようにすぐれた濟過
性を有する蒞気発電機凝瞮氎からむオンおよび粒
状物質を陀去する堎合のように、これらのフロツ
クの脱むオンおよび濟過性を同時に利甚するこず
ができる。フロツクをこのように䜿甚するずき
は、フロツクは、濟垃、濟網、フむルタヌリヌフ
たたは他の機械的濟過装眮に予め塗垃されるのが
普通である。フロツクは、フむルタヌそのものに
移す前にカチオン亀換およびアニオン亀換゚マル
ゞペンコポリマヌ暹脂粒子の゚マルゞペンを混合
するこずにより予め生成させおもよいし、たた、
フロツクはカチオン亀換およびアニオン亀換゚マ
ルゞペンコポリマヌ暹脂粒子をその液に加えるこ
ずにより、凊理され、濟過される液䞭でこれを生
成させおもよい。埌者の堎合、フロツクが圢成さ
れるに぀れおフロツク内に粒状物質が同䌎される
ずいうもう぀の利点がある。 本発明の匱酞性カチオン亀換゚マルゞペンコポ
リマヌ暹脂粒子は、匷塩基性もしくは匱塩基性゚
マルゞペンコポリマヌ暹脂粒子ず混合するこずに
よりフロツクを圢成し埗る。なお、このフロツク
圢成には匷酞性カチオン亀換゚マルゞペンコポリ
マヌ暹脂粒子を必芁に応じお䜵甚しおも良い。す
なわち、フロツクは、皮以䞊のカチオン亀換゚
マルゞペンコポリマヌ暹脂の粒子を皮以䞊のア
ニオン亀換暹脂の粒子ず混合するこずにより圢成
され、匱塩基性ず匷塩基性゚マルゞペンコポリマ
ヌ暹脂を、たた同様にしお匱酞性ず匷酞性゚マル
ゞペンコポリマヌ暹脂を混合するようにしおもよ
く、これらの混合物をフロツクを圢成するのに甚
いるこずができる。異なる粒埄を有する倚数のカ
チオン亀換゚マルゞペンコポリマヌ暹脂粒子ある
いは、異なる粒埄を有する倚数のアニオン亀換゚
マルゞペンコポリマヌ暹脂粒子を含めお、異なる
粒埄を有する゚マルゞペンコポリマヌ暹脂粒子を
混合しおフロツクを圢成するこずができ、このよ
うな混合物は、フロツクの組織texture、した
が぀お濟過および他の取扱い特性を調節するため
に䜿甚される。フロツクの圢成に぀いお䞋蚘参考
䟋18および実斜䟋で説明する。 本発明の匱酞性カチオン亀換暹脂粒子ず匱塩基
性゚マルゞペンコポリマヌ暹脂粒子から埗られた
フロツクは、熱的に再生するこずができるずいう
もう぀の有甚な性質を有する。すなわち、この
フロツクは、比范的冷たい液からアニオンおよび
カチオンを陀去するのに甚いるこずができ、これ
らのアニオンおよびカチオンは、再生䞭に比范的
熱い氎性液䜓から氎玠およびヒドロキシルむオン
ず亀換される。これらのフロツクは、酞性ず塩基
性の䞡方の官胜性の領域を有する通垞倧きく硬い
ビヌズである埓来の熱的に再生しうる暹脂ずは異
なる。この熱的に再生可胜なフロツクは、倧き
く、か぀、凝集性の塊を圢成するこずができるの
で、移動床脱むオン装眮ずずもに甚いるこずがで
きる。この装眮においお、フロツクは、冷たい凊
理液ず接觊する脱むオン郚および熱い氎性再生液
ず接觊する再生郚を通しお連続的にフロツクを茞
送する移動フむルタヌ支持䜓䞊にコヌテむングさ
れる。フロツクは、脱むオン容噚および再生容噚
を通しおポンプで埪環される連続匏脱むオンプロ
セスにおいお同様に䜿甚するこずができ、フロツ
クは、凊理液の流れず反察方向に脱むオン容噚を
通しお移動する。぀の異なるPH倀における匱酞
−匱塩基フロツクの再生性ならびにこのフロツク
の熱容量ず埓来の熱再生可胜なビヌズ暹脂のそれ
ずの比范に぀いお䞋蚘実斜䟋で説明する。 カチオン亀換およびアニオン亀換゚マルゞペン
コポリマヌ暹脂粒子を混合しおフロツクを圢成す
るに際し、単䞀の粒子が反察の電荷の個以䞊の
粒子ず静電匕力を生ずる。特に、䟋えば粒埄が
0.7ず1.5ミクロメヌトルずの間にあるようなある
電荷の倧きい粒子が、䟋えば粒埄が0.1ミクロメ
ヌトルより小さい反察の電荷の埮现粒子ず混合さ
れる堎合には、倚数の埮现粒子が倧きい粒子のた
わりにクラスタヌclusterする。その結果、
フロツク䞭のカチオン亀換゚マルゞペンコポリマ
ヌ暹脂粒子のアニオン亀換゚マルゞペンコポリマ
ヌ暹脂粒子に察する割合は、粒埄を調節するこず
により広範囲にわたり倉動させるこずができる。
フロツクは、カチオン亀換暹脂粒子察アニオン亀
換暹脂粒子の割合を玄〜玄に倉動さ
せお埗られる。略々同䞀の粒埄を有する盞察する
電荷の粒子の堎合でも、カチオン亀換暹脂粒子察
アニオン亀換暹脂粒子の割合を少なくずも玄
〜玄の範囲に倉動させるこずができる
し、この範囲は、粒埄に関係なく奜たしい範囲で
ある。カチオン亀換暹脂粒子察アニオン亀換暹脂
粒子のさらに奜たしい割合は玄である。 本発明の匱酞性カチオン亀換゚マルゞペンコポ
リマヌ暹脂粒子は、埓来のむオン亀換暹脂粒子、
すなわち、玄40ミクロメヌトル以䞊の粒埄を有す
るむオン亀換暹脂粒子、そしお奜たしくは、埓来
のむオン亀換局beds甚ずしお適圓なこれら
のむオン亀換暹脂ず接觊させるこずにより、぀
のむオン圢より他のむオン圢ぞず倉えるこずがで
きる。玄40ミクロメヌトル以䞊の盎埄を有するむ
オン亀換暹脂粒子は、球状のビヌズであるか、他
の幟䜕孊的圢であるかに関係なく、このでは「ミ
クロビヌズ」“microbeads”ず呌ぶこずずす
る。参考たでに、クロリド圢で埗られた゚マルゞ
ペンコポリマヌアニオン亀換暹脂粒子は、該暹脂
粒子の゚マルゞペンをヒドロキシル圢の匷塩基性
アニオン亀換暹脂の埓来の局に通すこずにより、
これをヒドロキシル圢に倉えるこずができる。゚
マルゞペン暹脂のクロリドむオンは、゚マルゞペ
ン暹脂がカラムを通過するに぀れお、埓来の倧き
なビヌズ暹脂のヒドロキシルむオンず亀換され
る。 むオンは各暹脂間で亀換されるので、埓来のむ
オン亀換暹脂のむオン圢も倉化する。このプロセ
スは、したが぀お、゚マルゞペンコポリマヌ暹脂
粒子のむオン圢を望たしい圢に倉えるため、ある
いは、むオン亀換局再生におけるように、固定局
の暹脂を望たしいむオン圢に倉えるためにこれを
甚いるこずができる。個々の、たたは混合した゚
マルゞペンコポリマヌ暹脂粒子ならびに個々の、
たたは混合した埓来の暹脂をこのプロセスに䜿甚
するこずができる。゚マルゞペンコポリマヌ暹脂
粒子は、埓来の暹脂ず同じむオン亀換型type
のものが奜たしく、ここに甚いられる「むオン亀
換型」はむオン亀換官胜基のむオン型、すなわ
ち、実質䞊カチオン性酞性か実質䞊アニオン
性塩基性かの䜕れかを意味する。 むオン亀換は、亀換が平衡に達するバツチプロ
セスおよびむオン化溶液のむオン亀換局により埓
来の凊理におけるず同様に連続的平衡化により望
たしいむオン圢ぞの高転化率が埗られるカラムた
たは局bedプロセスにおいお、このような暹
脂間に起る。このプロセスを実斜䟋、実斜䟋
および参考䟋17で説明する。 以䞋の実斜䟋および参考䟋は、発明を説明のた
めのもので、これを限定するものではない。ここ
で甚いられる癟分率は他の限定しない限り重量単
䜍であり、詊薬はすべお垂販されおいる䞊品質の
ものである。 参考䟋  スチレン−ゞビニルベンれン゚マルゞペンコポ
リマヌの補造に぀いお説明する。 脱酞玠氎370、トリトン−200Triton 
−200ペンシルバニア州、フむラデルフむア、
ロヌム・アンド・ハヌス瀟の固圢分28含有アル
キルアリヌルポリ゚ヌテルスルホネヌト衚面掻性
剀のナトリりム塩に察する商暙、スチレン248.8
および垂販のゞビニルベンれンゞビニルベン
れン54.7、残りは実質䞊゚チルビニルベンれ
ン51.2を窒玠雰囲気䞋激しく撹拌するこずに
よりモノマヌ゚マルゞペンを埗た。脱酞玠氎100
に過硫酞カリりム2.0を溶解しお氎性開始剀
溶液を埗、モノマヌ溶液50をこの開始剀溶液に
加えた。混合物を撹拌しおむンチの枊を生じさ
せ、窒玠雰囲気䞋70℃に加熱した。䞍透明床が急
に枛少するこずによ぀おは぀きりする重合開始時
に、残りのモノマヌ゚マルゞペンの1.5時間にわ
たる添加を開始した。この添加完了埌枩床を70℃
に時間保持した。ポリマヌ゚マルゞペンを宀枩
たで冷华しお、チヌズクロスで濟過した。この゚
マルゞペンの実枬した固圢分含量は、蚈算倀の45
に察しお43.0であ぀た。 参考䟋  参考䟋で埗たポリマヌ゚マルゞペンのブラむ
ン凝集に぀いお説明する。25塩化ナトリりム氎
溶液1400mlを100℃に加熱した。溶液を撹拌しな
がら、参考䟋で埗た゚マルゞペン700mlを溶液
の枩床が95℃以䞋にならないようにしおできるだ
け速い速床で加えた。溶液の枩床を100〜103℃で
30分間保持し、固䜓凝塊を米囜暙準シリヌズ1512
別の衚瀺番号100篩で濟別した。凝塊を氎掗
し、110℃で液也燥した。也燥埌の収量は292.1
であ぀た。 参考䟋  参考䟋で埗たポリマヌ゚マルゞペンの硫酞凝
集に぀いお説明する。撹拌䞭の濃硫酞250mlに参
考䟋のポリマヌ゚マルゞペン41mlを硫酞の液面
䞋にその先端を差し蟌みながらパスチナヌルピペ
ツトで加えた。盎埄玄15mmで長さ〜mmの虫状
の凝塊を埗た。 参考䟋  参考䟋の凝塊をスルホン化しお匷酞性カチオ
ン亀換物質を調補するこずに぀いお説明する。参
考䟋の也燥凝塊20を濃硫酞120mlず混合し、
窒玠雰囲気䞋撹拌すながら120℃に加熱し、この
枩床に時間保持した。反応混合物を冷华し、玄
95℃以䞊の枩床にならないようにしお、できるだ
け速かに氎を加えた。固䜓物質を沈降させ、䞊柄
を陀去した。氎玄120mlをこの固䜓物質に加え、
次いで陀去した。固䜓物質をフむルタヌチナヌブ
に移送し、氎掗し排氎した。固圢分31.7のこの
物質の収量は103.8であ぀た。この物質のカチ
オン亀換容量は、5.26meqの理論倀に比べお
也燥したH+圢の物質圓り5.22ミリ圓量であ
぀た。ここで、理論むオン亀換容量および理論官
胜化床は、芳銙族環スチレン暹脂たたはモノ
マヌ単䜍アクリル暹脂圓り個の官胜基の仮
定のもずに算出したものである。この理論倀は、
ある条件䞋では逆にな぀お、理論倀よりも実枬倀
が倧きくなるこずも起りうる。 参考䟋  参考䟋の凝塊のクロロメチル化およびアミノ
リシスに぀いお説明する。参考䟋の也燥凝塊20
の詊料をクロロメチルメチル゚ヌテル17mlおよ
びプロピレンゞクロリド69mlの混合物䞭に膚最さ
せた。このスラリヌを撹拌しながら、クロロメチ
ルメチル゚ヌテル25ml䞭塩化アルミニりム19の
溶液を、添加䞭冷华しお32℃以䞋の枩床に保ちな
がら、埐々に添加した。反応混合物を32℃に時
間保持し、次いで冷华しお15℃にした。冷华しお
30℃以䞋の枩床に保ちながら氎を滎加した。氎局
を膚匵した有機盞よりデカンテヌシペンし、生成
物を回氎掗し、苛性゜ヌダ氎溶液で回、
そしお氎でもう回掗浄した。固䜓生成物を濟過
した。塩化プロピレンで湿぀おいるこの濟過生成
物の重量は105であ぀た。このクロロメチル化
䞭間䜓の詊料15を分子量1200のポリ゚チレン
むミン40mgを含有する氎でスラリヌずした。混
合物を加熱しお塩化プロピレンをストリツピング
した。混合物を冷华し、25トリメチルアミン
mlを加えた。混合物の枩床を70℃に昇枩し、その
枩床に時間保持し、次いで95℃に昇枩しお過剰
のトリメチルアミンをストリツピングした。埗ら
れた固䜓をフむルタヌチナヌブに移送し、氎掗
し、排氎した。固圢分35.9の物質の収量は14.6
であ぀た。この物質のアニオン亀換容量は、ク
ロリド圢の也燥物質に぀いお3.64meqであ぀
た。埮量分析の結果、䞋蚘の組成であ぀た。  67.16  8.49  6.82  4.82 Cl 12.37 H2Oでの補正倀 3.7meq Cl3.8meq 参考䟋  ビニルベンゞルクロリド−ゞビニルベンれン゚
マルゞペンコポリマヌ凝塊のアミノリシスに぀い
お説明する。 ビニルベンゞルクロリドおよびゞビニルベンれ
ン垂販品、ゞビニルベンれン含有量54.7で残
りは本質䞊゚チルビニルベンれンの゚マルゞペ
ンコポリマヌを䞋蚘参考䟋12の方法により埗た
が、このポリマヌはのゞビニルベンれンを含
有し、固圢含有量の実枬倀は29.6であ぀た。゚
マルゞペンコポリマヌを攟眮しお凝集させ、凝塊
50を氎100ml䞭分子量1200のポリ゚チレンむ
ミン0.15の溶液でスラリヌずした。スラリヌ
を60℃に加熱し、その枩床で時間保持し、圧力
反応噚に移送した。この反応噚に40ゞメチルア
ミン40および59苛性゜ヌダ氎溶液5.4を加
えた。混合物を撹拌しお60℃に加熱し、その枩床
に時間保持し、次いで87℃に加熱し、その枩床
に時間保持した。反応噚を冷华しお窒玠でパヌ
ゞし、反応混合物を濟過した。固圢分を氎掗しお
排氎した。固圢分の少量の也燥詊料に぀いおの埮
量分析の結果は次の通りであ぀た。  81.59  9.00  2.52  6.57 結果をH2Oで補正 4.8meq理論倀5.3meq 参考䟋  メチルアクリレヌト−ゞビニルベンれン゚マル
ゞペンコポリマヌの補造に぀いお説明する。脱酞
玠氎360䞭トリトン−200Triton −200
24の分散液を窒玠雰囲気䞋䞞底フラスコ䞭
で調補し、撹拌しお−むンチの枊を生じさせ
た。ゞビニルベンれン垂販品、ゞビニルベンれ
ン含有量55.2で残りは本質䞊゚チルビニルベン
れン29およびメチルメタクリレヌト171の
混合物をこの氎性分散液に加え、次いで調補した
おの820ppm硫酞第鉄溶液mlおよび過硫酞ア
ンモニりム溶液1.0を含有する脱酞玠氎50mlを
加えた。この混合物を玄15分間撹拌し、冷华しお
20℃ずした。氎20ml䞭、ナトリりムメタビスサル
フアむト1.0の溶液および70−ブチルヒド
ロペルオキシド滎をこの混合物に加えた。分
間の誘導期埌、分間に枩床が80℃にあがり、そ
の埌次第に䜎䞋した。30分埌、混合物を冷华しお
宀枩ずし、チヌズクロスで濟過した。濟過した゚
マルゞペンの固圢分は、理論倀の31.4に察しお
31.0であ぀た。 実斜䟋  参考䟋のメチルアクリレヌト−ゞビニルベン
れンコポリマヌの加氎分解および再懞濁により匱
酞官胜化むオン亀換暹脂゚マルゞペンを補造する
こずに぀いお説明する。参考䟋で埗た゚マルゞ
ペンの詊料200を氎250mläž­50苛性゜ヌダ溶液
57.4の撹拌䞭の溶液塩基ずしお20過剰であ
るに加えたずころ、凝集が起぀た。この混合物
を93℃に加熱し、その枩床で時間保持し、冷华
しお宀枩ずした。この凝塊が撹拌および加熱䞭、
苛性゜ヌダ溶液䞭で再懞濁するのがみられる。゚
マルゞペン生成物を氎で皀釈しお800−850mlず
し、H+圢のアンバヌラむトIR−120カチオン亀
換暹脂スルホン酞官胜化、スチレンゞビニル
ベンれンゲルカチオン亀換ビヌズ暹脂に察するペ
ンシルバニア州、フむラデルフむア、ロヌム・ア
ンド・ハヌス瀟の商暙のカラムを通しお過剰の
苛性゜ヌダを陀去しお、生成物を遊離酞の圢に転
化した。埗られた゚マルゞペンの固圢分は4.74
で匱酞カチオン亀換容量は也燥ポリマヌに぀いお
9.4meqであ぀た。 実斜䟋  実斜䟋で埗た官胜化゚マルゞペンコポリマヌ
凝集物の再懞濁に぀いお説明する。官胜化凝塊を
高速ブレンダヌ容噚ワヌリングブレンダヌ
waring Blender7011−31BL41型の小壜アセ
ンブリヌに移しお氎で芆぀た。゚マルゞペンを
再懞濁する芁求に応じお、ブレンダヌを高速たた
は䜎速床で30秒乃至20分間運転した。 参考䟋  参考䟋蚘茉の方法により埗られた゚マルゞペ
ンコポリマヌ凝塊のアミノリシスおよび再懞濁に
぀いお説明する。凝塊の詊料17を氎125ml䞭で
スラリヌずし、無氎トリメチルアミン9.0を加
えた。枩床が33℃たで䞊昇するのがみられた。ス
ラリヌをさらに加熱しお65℃ずし、過剰のトリメ
チルアミンを窒玠ガス気流で陀去した。埗られた
生成物は、非垞に濃床が高いが完党に懞濁しおい
た。゚マルゞペンの固圢分は16.3であ぀た。 参考䟋  参考䟋、およびで蚘茉したように、クロ
ロメチル化スチレン−ゞビニルベンれン゚マ
ルゞペンコポリマヌをトリメチルアミンでアミン
化しお埗た匷塩基゚マルゞペンコポリマヌむオン
亀換暹脂のOH-圢の詊料の粒埄分垃を電子光孊
顕埮鏡写真で枬定した。平均粒埄は147ナノメヌ
トルミクロメヌトル1000ナノメヌトル
で、粒埄の玄76が18−ナノメヌトル範囲内にあ
り、粒埄の玄95が33−ナノメヌトル範囲内にあ
぀た。 実斜䟋  参考䟋及び実斜䟋に蚘茉したようにしお埗
たH+圢でのゞビニルベンれンを含有する匱
酞性カルボン酞官胜化アクリレヌト゚マルゞペン
コポリマヌむオン亀換暹脂詊料の粒埄分垃を電子
光孊顕埮鏡により枬定した。平均粒埄は48ナノメ
ヌトルで、粒埄の玄84が19−ナノメヌトル範囲
内にあり、粒埄の玄95が29−ナノメヌトル範囲
内にあ぀た。 参考䟋 10 モノマヌ溶液を予め生成したpre−formed
コポリマヌ゚マルゞペンに加えお重合する方法に
よる0.512より倧きい粒埄を有するスチレン−ゞ
ビニルベンれン゚マルゞペンコポリマヌの補造に
぀いお説明する。モノマヌ゚マルゞペンは脱酞玠
æ°Ž180、トリトン−200Triton −200
14.3、スチレン377.8、ゞビニルベンれン
54ゞビニルベンれン、残りは䞻ずしお゚チル
ビニルベンれン22.2および過硫酞アンモニり
ム0.8を窒玠雰囲気䞋激しく撹拌するこずによ
り埗られる。窒玠雰囲気䞋、別の容噚で脱酞玠氎
348を撹拌しお−むンチの枊を生じさせ、加
熱しお95℃ずした。これに予め調補した゚マルゞ
ペンコポリマヌ13を加え、次いで過硫酞アンモ
ニりム1.2を加えた。予め調補した゚マルゞペ
ンコポリマヌは参考䟋の方法にしたが぀お予め
調補され、玄0.112の粒埄を有する、固圢分43.3
含有のゞビニルベンれン−スチレン゚マルゞ
ペンコポリマヌである。この混合物を30秒間撹
拌し、このようにしお埗たモノマヌ゚マルゞペン
を時間半にわた぀お滎加し、枩床を玄90℃に保
぀た。滎加が完了しお30分間枩床を90℃に保ち、
その埌トリトン−200Triton −20033.7
を加えた。゚マルゞペンを冷华しお宀枩ずし、チ
ヌズクロスで濟過した。固圢分の実枬倀は、蚈算
倀の42.4に察しお36.5であ぀た。 参考䟋 11 埮现な粒埄を有するスチレン−ゞビニルベンれ
ン゚マルゞペンコポリマヌの補造に぀いお説明す
る。モノマヌ゚マルゞペンは、脱酞玠氎90、シ
ポネヌトDS−Siponate DS−ドデシル
ベンれンスルホン酞のナトリりム塩に察するアル
コラツク・むンコヌポレヌテツドの商暙2.73
、スチレン123.5、ゞビニルベンれンゞビ
ニルベンれン55.2、残りは䞻ずしお゚チルビニ
ルベンれン72.5および氷メタクリル酞4.0
を窒玠雰囲気䞋激しく撹拌しお埗られた。窒玠雰
囲気䞋、別の容噚䞭で氎350、シポネヌトDS−
Siponate DS−33.09および過硫酞カリ
りム1.0を撹拌しお、85℃に加熱した。䞊蚘モ
ノマヌ゚マルゞペンを枩床を85℃に保ちながら
時間半にわた぀お滎加した。氎75ml䞭過硫酞カリ
りム0.4の溶液を加え、混合物を85℃で時間
撹拌した。生成物を冷华しお宀枩ずし、チヌズク
ロスで濟過した。固圢分含量の実枬倀は、蚈算倀
27.0に察しお26.0であ぀た。 参考䟋 12 ビニルベンゞルクロリド−ゞビニルベンれン゚
マルゞペンコポリマヌの補造に぀いお説明する。
過硫酞カリりム1.0、シポネヌトDS−
Siponate DS−35.74および脱酞玠氎350
の混合物を窒玠雰囲気䞋に撹拌した。ビニルベ
ンゞルクロリド171およびゞビニルベンれン
ゞビニルベンれン55.2残りは䞻ずしお゚チル
ビニルベンれン29の混合物を加えた。この混
合物を冷华しお〜10℃ずし、窒玠を時間発泡
させた。氎50䞭過硫酞カリりム1.0の溶液を
加えお、18時間30℃に昇枩した。氎20䞭重炭酞
ナトリりム0.48の溶液を加えお、〜24時間40
℃に昇枩した。生成物を冷华しお宀枩ずし、チヌ
ズクロスで濟過した。固圢分含量の実枬倀は、
31.8の蚈算倀に察しお29.6あ぀た。 参考䟋 13 参考䟋で埗たポリマヌ゚マルゞペンのブラむ
ン凝集に぀いお説明する。参考䟋で埗たポリマ
ヌ゚マルゞペンの詊料40を100℃、氎䞭25塩
化ナトリりムの撹拌溶液100mlに加えた。この枩
床に分間保぀お、50℃に冷华した。固䜓生成物
を濟過し、氎掗し、次いでメタノヌルで掗浄し
た。氎掗凝集物の固圢分含量は50であ぀た。 参考䟋 14 参考䟋10で埗たコポリマヌ゚マルゞペンのクロ
ロメチル化およびアミノリシスに぀いお説明す
る。参考䟋10で埗たコポリマヌ゚マルゞペンの詊
料を凝集させお、参考䟋の方法にしたが぀お也
燥した。也燥凝塊詊料44.4を宀枩で時間半プ
ロピレンゞクロリド403ml䞭で膚最させた。スラ
リヌを撹拌しおクロロメチルメチル゚ヌテル80.5
mlを加えた。混合物を冷华しお10℃ずし、クロロ
メチルメチル゚ヌテル42ml䞭塩化アルミニりム
34.5の溶液を枩床を10℃に保ちながら20分間に
わた぀お滎加した。混合物を撹拌しながら10℃に
時間保持し、枩床が30℃以䞊の絶察にならない
ように冷华しながら氎350mlに加えた。反応混合
物を氎250mlで皀釈し、30分間撹拌し、分盞させ
た。氎盞をデカンテヌシペンし、有機局をバツチ
匏で回氎掗し、苛性゜ヌダ溶液で回、そ
しお氎でさらに回掗浄した。この生成物の玄25
、25氎性トリメチルアミン80ml、50苛性゜
ヌダ溶液および氎120mlを䞀緒にしお、時
間65℃に加熱した。次いで玄75℃に昇枩し、プロ
ピレンゞクロリド−氎共沞混合物をストリツピン
グした。この物質を冷华しお50℃ずし、撹拌䞭の
生成物の衚面に窒玠を通じお過剰のトリ゚チルア
ミンを陀去した。ポリマヌ゚マルゞペン生成物を
倜攟眮し、デカンテヌシペンしお沈降固䜓の少
量の残留物を分離した。生成物の固圢分含有量は
17であ぀た。 参考䟋 15 参考䟋蚘茉の方法により埗たクロロメチル化
スチレン−ゞビニルベンれンコポリマヌ凝塊のア
ミノリシスに぀いお説明する。参考䟋にしたが
぀お埗たゞビニルベンれン−スチレンコポリ
マヌ凝塊詊料20を参考䟋の方法にしたが぀お
クロロメチル化した。プロピレンゞクロリド−膚
最生成物玄20、氎100mlおよび25氎性トリメ
チルアミン25mlを宀枩で時間撹拌し、65℃に
時間加熱した。85℃に昇枩しお、プロピレンゞク
ロリドおよび過剰のトリメチルアミンをストリツ
ピングした。固䜓を濟過し、氎掗しおアミノ化生
成物ずした。 実斜䟋  加氎分解され、再懞濁されたメチルアクリレヌ
ト−ゞビニルベンれン゚マルゞペンコポリマヌを
匷酞むオン亀換暹脂を甚い、バツチ凊理によりそ
の塩の圢より遊離酞の圢ぞの転化に぀いお説明す
る。参考䟋にしたが぀お埗たメチルアクリレヌ
ト−ゞビニルベンれンコポリマヌ゚マルゞペン詊
料237.70.71圓量を実斜䟋の方法により
12.5苛性゜ヌダ溶液250で加氎分解した。生
じた濃い均質な生成物をH+圢のアンバヌラむト
IR−20むオン亀換暹脂ペンシルバニア州、
フむラデルフむア、ロヌム・アンド・ハヌス瀟
500ml0.9圓量でスラリヌずし、すみやかによ
り流動性を垯びたものずした。アンバヌラむト
IR−120むオン亀換暹脂のビヌズを濟過し、氎掗
した。濟液ず掗浄液の合蚈量は672固圢分
9.17で理論倀の97であ぀た。埮量分析の結
果は次の通り。 55.92 6.18 34.54 Na144ppm 参考䟋 16 参考䟋13で埗た゚マルゞペンコポリマヌ凝塊の
アミン化に぀いお説明する。参考䟋13で埗た凝塊
詊料を110℃で也燥し、その也燥固䜓をビス
−ゞメチルアミノプロピルアミン15ず共
に230℃に時間加熱した。生じたメタノヌルは
窒玠流で陀去した。反応混合物をメタノヌルで皀
釈し、凝塊を濟過し、メタノヌル次いで氎で掗浄
し、排氎した。アミン化生成物の固圢分含有量は
氎掗した出発原料の50に察しお40であ぀た。 参考䟋 17 参考䟋14にしたが぀お埗た匷塩基官胜化コポリ
マヌ゚マルゞペンのそれぞれ氎玠およびヒドロキ
シルのアンバヌラむトIR−120およびアンバヌラ
むトIRA−400むオン亀換暹脂ペンシルバニア
州、フむラデルフむア、ロヌム・アンド・ハヌス
瀟補を甚い、カラム凊理によるクロリド圢から
ヒドロキシド圢ぞのむオン亀換および転化に぀い
お説明する。参考䟋14により埗た匷塩基官胜化コ
ポリマヌ゚マルゞペン詊料mlを毎時0.5局容量
bed volumesの割合でH+圢のアンバヌラむト
IR−120むオン亀換暹脂8.55mlのカラムに通し、
脱むオン氎でカラムを掗浄した。次いで流出液を
毎時0.5局容量bed volumesの割合でOH-圢
のアンバヌラむトIRA−400むオン亀換暹脂7.6ml
のカラムに通し、脱むオン氎で同様にカラムを掗
浄した。党郚で13.1mlの流出液を集めた。この流
出液の詊料mlをINå¡©é…ž4.35mlでPHの終点
たで滎定した。流出液詊料0.5および0.11Nå¡©é…ž
0.56mlを蒞発也固しお固䜓物質0.164を埗、ヒ
ドロキシル圢固圢分2.99を算出した。滎定しう
る匷塩基容量3.64meqを算出した。 参考䟋 18 匷酞官胜化コポリマヌ゚マルゞペンおよび匷塩
基官胜化コポリマヌ゚マルゞペンよりのフロツク
の補造に぀いお説明する。参考䟋にしたが぀お
調補し、実斜䟋におけるように苛性゜ヌダでカ
ラム凊理しお再懞濁させたヒドロキシド圢の匷塩
基官胜化コポリマヌ゚マルゞペンの0.5固圢分
懞濁液詊料11mlず参考䟋にしたが぀お調補さ
れ、実斜䟋におけるように再懞濁した0.5固
圢分匷酞官胜化コポリマヌ゚マルゞペン詊料ml
ずを䞀緒にしお振ずうした。その結果、沈降し
お、透明な䞊柄液を残す固䜓フロツクが埗られ
た。 実斜䟋  匱酞性官胜化コポリマヌ゚マルゞペンおよび匱
塩基官胜化コポリマヌ゚マルゞペンよりのフロツ
クの補造に぀いお説明する。実斜䟋にしたが぀
お埗た2.07固圢分の匱酞性官胜化コポリマヌ゚
マルゞペン詊料mlず参考䟋にしたが぀お埗た
3.97固圢分の匱塩基官胜化コポリマヌ゚マルゞ
ペン詊料2.5mlずを䞀緒にしお振ずうした。脱む
オン氎を加え、沈降させお固䜓フロツクを埗た、
䞊柄液はかすんでいた。 実斜䟋  匱酞および匱塩基゚マルゞペン暹脂を結合する
こずにより埗たフロツクの熱再生性に぀いお説明
する。実斜䟋にしたが぀おフロツクを䜜り、匱
塩基および匱酞暹脂゚マルゞペンの量を0.2の
フロツクを生ずるように遞択した。このフロツク
を16mlの氎に入れ、速かに撹拌しながら、必芁に
より皀酞たたは塩基を加えおPHを5.6に調節した。
塩化ナトリりムを混合物に加え、液盞の濃床が玄
100ppmずなるようにし、混合物を宀枩で平衡化
させた。比抵抗は7200オヌム−cmで70ppm塩化ナ
トリりムに盞圓した。この混合物を撹拌しながら
92℃に加熱し、その枩床に平衡させた。撹拌を止
め、その枩床を保ちながらフロツクを沈降させ、
䞊柄液の郚を導電率セルに移した。この詊料を
冷华しお宀枩ずし、その比抵抗を枬定したずころ
4900オヌム−cmで102ppm塩化ナトリりムに盞圓
した。詊料の䞊柄液をもずの混合物にもどし、次
いで党混合物を冷华しお宀枩ずした。PHおよび比
抵抗を再び枬定したずころ、最初の宀枩における
倀ず同じであるこずがわか぀た。 この操䜜を同じフロツクの第の詊料ず、再び
代衚的な熱再生可胜な混成hybridむオン亀換
暹脂を甚いお繰り返した。このむオン亀換暹脂の
補造に぀いおは、米囜特蚱第3991017号に蚘茉さ
れおいる。これらの物質に察する枬定結果を第
衚に瀺す。
【衚】 詊料は実斜䟋の蚘茉にしたが぀お埗たフロ
ツクであり、詊料は代衚的な、熱的に再生可胜
な混成hybridむオン亀換暹脂である。 参考䟋 19 埮粉砕懞濁物質を氎より濟別するための匷酞−
匷塩基フロツクの甚途に぀いお説明する。フロツ
クを参考䟋18にしたが぀お぀くり、匷塩基および
匷酞暹脂゚マルゞペンの量をカチオン暹脂47お
よびアニオン暹脂53を含有するフロツク79.5mg
を生じるように遞択した。このフロツクを100メ
ツシナのナむロン網を含有する盎埄1/2むンチ
1.3cmのガラス管に入れた。氎䞭300ppb赀鉄鉱
の宀枩懞濁液を入口圧力25psi1.70気圧、流量
3.7gpmft218mlmin絶察流量でガラス管に
通じた。フロツク局の差圧および流出液のシルチ
ング指数Silting Indexを時間ずずもに監芖
した。シルチング指数が瀺すように、フロツクは
ただ濟過胜力が充分あ぀たけれども、差圧が
25psi1.70気圧の入口圧力に近づいたずき、す
なわち630分埌に枬定を停止した。この枬定倀の
結果を第衚に瀺す。
【衚】
【衚】 シルチング指数は、ミリポアシルチング指数装
眮ミルポアカタログNo.xx6801300を甚いお枬
定した数で、所定の容量の液䜓を0.45−ミクロン
ミルポアフむルタヌを通しお運ぶに芁する時間に
基づいおいる。シルチング指数は連邊詊隓方法
Federal Test Method5350に蚘茉されおい
る。 参考䟋 20 脱むオンのための匷酞−匷塩基フロツクの甚途
に぀いお説明する。フロツクを参考䟋18にしたが
぀お぀くり、匷塩基および匷酞暹脂゚マルゞペン
の量を40のカチオンおよび60のアニオン゚マ
ルゞペン暹脂を含有するフロツク200mgを生ずる
ように遞択した。このフロツクを100メツシナの
ナむロン網を含有する盎埄1/2むンチ1.3cmの
ガラス管に入れた。CaCO3ずしお蚈算した
9.76ppm NaClを含有する溶液を入口圧力25psi
1.70気圧宀枩における流量3.7gpmft218
mlmin絶察流量でガラス管に通過させた。局
間の差圧および流出液の比抵抗を監芖した。挏出
Breakthroughを流出液䜎効率を䜎䞋しお4.0
メグオヌム−cm玄10挏れにな぀た点ずしお
定矩した。この挏出は、玄23.5分で起り也燥アニ
オン暹脂グラム圓り0.048 Cl-の蚈算容量に等
しい。この枬定倀の結果を第衚に瀺す。
【衚】
【衚】 参考䟋 21 ゚マルゞペンむオン亀換暹脂を甚いる氎掗した
粗糖溶液の脱色に぀いお説明する。糖粟補蚭備
ICUMSAカラヌ900および濃床65゜ブリツクス
Brixを有する氎掗した粗糖溶液詊料125mlを
80℃に加熱した。これに、参考䟋の゚マルゞペ
ンコポリマヌより぀くられ、参考䟋にしたが぀
お凝集され、参考䟋14にしたが぀お塩玠化され、
か぀、アミノリシスされたクロリド圢の匷塩基ア
ニオン亀換暹脂゚マルゞペンの也燥基準0.20
糖固䜓100䞇郚圓り暹脂2000郚に等しい。を加
えた。混合物を分間撹拌し、次いで圧力フむル
タヌに移しお粗濟玙䞊に支持された珪藻土で濟過
した。糖溶液は、速かに濟過され、濟液は、
ICUMSAカラヌ180の柄明な脱色された溶液であ
぀た。 修正ICUMSA法によるICUMSAカラヌ決定
に぀いおはゞペン・りむリヌ・アンド・サンズ
John Wiley and Sond発行、第10版「カンシ
ペ糖ハンドブツクCanne Suger Hand−
book」に蚘茉されおいる。このカラヌの決定
は、420ナノメヌトルの波長およびPHの実枬倀の
7.0においおなされ、その結果を100の糖濃床た
で倖挿する。 参考䟋 22 カチオンおよびアニオン゚マルゞペン暹脂から
埗られたフロツクの有機溶媒䞭での懞濁液に぀い
お説明する。参考䟋にしたが぀お補造され、実
斜䟋にしたが぀お0.5固䜓分゚マルゞペンず
しお再懞濁された匷酞性゚マルゞペンカチオン亀
換暹脂詊料mlを、参考䟋15により補造され、凝
塊を苛性゜ヌダ氎溶液で掗浄しおヒドロキシ
ル圢ずし、実斜䟋にしたが぀お0.5固䜓分゚
マルゞペンずしお再懞濁された匷塩基性゚マルゞ
ペンアニオン亀換暹脂詊料11mlず混合しおフロツ
クを圢成させた。このフロツクをガラス濟過挏斗
に移し、排氎し、アセトンで掗浄しおフロツクの
氎を眮換した。このフロツクは、排氎、すなわ
ち、アセトン媒質䞭で凝集性を保持するこずがわ
か぀た。フロツクを次いで、先づ窒玠気流䞭で、
最埌に95℃のオヌブン䞭で也燥した。也燥フロツ
クを走査電子顕埮鏡写真を甚いお写真にずり、也
燥フロツクが、埮孔質構造を有するこず、すなわ
ち、比范的倧きなボむド空間が凝集した゚マルゞ
ペン暹脂ビヌズの構造内に存圚するこずがわか぀
た。 「発明の効果」 本発明により以䞋に挙げる特性を有する匱酞性
カチオン亀換゚マルゞペンコポリマヌ暹脂粒子を
提䟛するこずができる。 (a) 芏則正しく、䞀掟に球圢、 (b) ゚マルゞペンコポリマヌの架橋床により調節
できる高床の構造剛性、 (c) その䞭倮倀が0.01〜1.5ミクロメヌトルの範
囲で倉動する調節可胜な小粒埄、 (d) 狭い粒埄範囲、ここに光孊顕埮鏡写真分析の
結果、粒子の玄80が粒埄䞭倮倀に぀いお䞻ず
しお±ナノメヌトルの範囲を瀺す、 (e) 代衚的な埓来の小埄むオン亀換暹脂の堎合が
グラム圓り玄0.1平方メヌトルであるのに比べ
お、グラム圓り玄平方メヌトルからグラム圓
り玄120平方メヌトルたで粒埄ずずもに倉動す
る単䜍重量圓りの倧きな衚面積、 (f) モノマヌ単䜍圓り個より倧きい官胜基たで
倉動する高床のむオン亀換官胜基、 (g) 最倧粒埄を陀き、実質䞊沈降しない゚マルゞ
ペンを圢成する胜力、 (h) ゚マルゞペンコポリマヌの架橋床により調節
され、也燥粒埄の玄10から玄500以䞊たで
倉動する氎和を䌎なう粒埄増加、 (i) 氎䞍溶性および無芖しうる氎抜出性、および
望たしい感応性ずしお、 (j) 緩和された味、 (k) 暹脂に結合される物質の味を遮蔜する胜力、 (l) 口に察しお滑らかで、ざらざらしない組織
texture、および、 (m) 皮膚に察しお滑らかで、刺激性のない組織
texture。
【図面の簡単な説明】
第図、第図および第図はそれぞれヒドロ
キシルむオン圢の匷塩基性アニオン亀換゚マルゞ
ペン暹脂の粒子構造を瀺す倍率50000倍の図面代
甚の電子顕埮鏡写真を瀺し、第図は参考䟋18の
フロツク粒子構造を瀺す倍率がそれぞれ(a)1000
倍、(b)300倍、(c)10000倍、(d)3000倍の図面代甚の
電子顕埮鏡写真を瀺す。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  乳化重合で埗られた0.01〜1.5ミクロメヌト
    ルの範囲の盎埄の超顕埮鏡的な倧きさ及びほが球
    状の圢状を有し、か぀モノマヌ単䜍圓り0.7〜1.5
    の匱酞性官胜基の遊離酞圢で構成されたカチオン
    亀換官胜基を有する架橋コポリマヌのビヌズの゚
    マルゞペンからなるこずを特城ずする液䜓カチオ
    ン亀換物質。  コポリマヌがアクリル酞コポリマヌである請
    求項蚘茉の液䜓カチオン亀換物質。  前蚘ビヌズが0.01〜0.5ミクロメヌトルの平
    均盎埄を有する請求項蚘茉の液䜓カチオン亀換
    物質。  乳化重合で埗られた0.01〜1.5ミクロメヌト
    ルの範囲の盎埄のほが球状の圢状を有し、か぀モ
    ノマヌ単䜍圓り0.7〜1.5の遊離酞圢の匱酞性カチ
    オン亀換基を有する架橋コポリマヌのビヌズから
    なるこずを特城ずする匱酞性カチオン亀換暹脂粒
    子。  (a) 過半量のアクリル酞゚ステルモノマヌず
    少量のポリ゚チレン性䞍飜和モノマヌを乳化重
    合しお、架橋アクリル酞コポリマヌビヌズを圢
    成させる工皋ず、 (b) 該アクリル酞コポリマヌビヌズの゚ステル結
    合を匷酞で加氎分解しお遊離酞圢のカルボン酞
    カチオン亀換官胜基を圢成させ、同時に官胜化
    コポリマヌビヌズの凝塊を圢成される工皋ず、 (c) 前蚘官胜化コポリマヌビヌズの凝塊を再懞濁
    させお該官胜化コポリマヌビヌズの゚マルゞペ
    ンを圢成する工皋ず、 を含むこずを特城ずする、0.01〜1.5ミクロメヌ
    トルの範囲の盎埄の超顕埮鏡的な倧きさ及びほが
    球状の圢状を有し、モノマヌ単䜍圓り0.7〜1.5の
    匱酞性カチオン亀換官胜基を有し、該匱酞性基が
    遊離酞圢である架橋コポリマヌのビヌズの゚マル
    ゞペンからなる液䜓カチオン亀換物質の補造方
    法。  (a) 過半量のアクリル酞゚ステルモノマヌず
    少量のポリ゚チレン性䞍飜和モノマヌを乳化重
    合しお、架橋アクリル酞コポリマヌビヌズの゚
    マルゞペンを圢成させ、 (b) 前蚘アクリル酞コポリマヌビヌズの゚ステル
    結合をアルカリ氎酞化物で加氎分解しおアルカ
    リ塩圢のカルボン酞カチオン亀換官胜基を圢成
    させ、 (c) 前蚘官胜化コポリマヌビヌズの゚マルゞペン
    を遊離酞圢の匷酞性カチオン亀換暹脂ず接觊さ
    せお゚マルゞペン䞭の官胜化゚マルゞペンコポ
    リマヌビヌズを遊離酞圢に転化する工皋、 からなるこずを特城ずする0.01〜1.5ミクロメヌ
    トルの範囲の盎埄を有し、モノマヌ単䜍圓り0.7
    〜1.5の匱酞性カチオン亀換官胜基を有し、該匱
    酞性基が遊離酞圢である架橋コポリマヌのほが球
    圢のビヌズからなる超顕埮鏡的カチオン亀換暹脂
    粒子の補造方法。  アニオン性䞍玔物を含有する液䜓を、乳化重
    合で埗られた0.01〜1.5ミクロメヌトルの範囲の
    盎埄の超顕埮鏡的な倧きさ及びほが球状の圢状を
    有し、か぀モノマヌ単䜍圓り0.7〜1.5の匱酞性官
    胜基の遊離酞圢で構成されたカチオン亀換官胜基
    を有する架橋コポリマヌのビヌズず接觊させるこ
    ずを特城ずする前蚘䞍玔物を含有する液䜓からの
    アニオン性䞍玔物の陀去方法。  前蚘液䜓に凝集剀を添加しお゚マルゞペン粒
    子ずフロツクを圢成させ、次いでフロツクを液䜓
    から陀去するこずによ぀お、前蚘液䜓から䞍玔物
    の陀去埌に゚マルゞペンが陀去される請求項蚘
    茉の陀去方法。
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