JPH04284831A

JPH04284831A - 無機塩含有アニオン性界面活性剤溶液の電気透析方法

Info

Publication number: JPH04284831A
Application number: JP3049300A
Authority: JP
Inventors: Takao Matsui; 松井　多嘉夫
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1991-03-14
Filing date: 1991-03-14
Publication date: 1992-10-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無機塩含有アニオン性
界面活性剤溶液の電気透析方法に関する。アニオン性界
面活性剤は、各種の洗剤、染色助剤、帯電防止剤、或い
はシャンプーなど多岐にわたって使用されているが、そ
の製造工程において塩化ナトリウムなどの無機塩が副生
物として生成することが多い。これらの無機塩類を除去
することは、界面活性剤の純度及び品質の向上のために
重要である。本発明は、これらの目的に用いる電気透析
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電気透析法は、種々のバリエーションは
あるものの、基本は陽イオン交換膜（選択的に陽イオン
を透過し、陰イオンの透過を阻止する膜）及び陰イオン
交換膜（選択的に陰イオンを透過し、陽イオンの透過を
阻止する膜）を交互に配列し、直流電流を流すことによ
り、陽イオン交換膜の陰極側に陽イオンを、陰イオン交
換膜の陽極側に陰イオンを排除し、従って陰極側の陽イ
オン交換膜と、陽極側の陰イオン交換膜で挟まれて形成
される室の電解質液から脱塩が実現される。この陽イオ
ン交換膜と陰イオン交換膜を交互に多数配列すると、こ
れらの膜によって挟まれた室が一つおきに脱塩される室
となり、一方その隣の室はイオンが集められ、濃縮が起
こる室となる。即ち、電気透析では、多数対の陽イオン
交換膜と陰イオン交換膜を交互に用い、脱塩室と濃縮室
が交互に形成される。上記脱塩室に例えば有機物と無機
塩を同時に含む溶液を供給すると脱塩が行われたことか
ら、減塩醤油の製造、ホエーの脱塩、医薬品やその原料
の精製のための脱塩をはじめ、広範囲に利用されている
。また、脱塩室に供給する溶液中の塩分は、濃厚な塩溶
液として濃縮室に回収できるため、海水の濃縮（製塩工
業）、廃液からの有用塩分の回収などにも利用される。また、特殊な電気透析方法として、特公昭５１−９０１
６号公報に報告されているように、中性膜と陽イオン交
換膜とを組み合わせた糖液の脱塩方法がある。これは、
陰イオン交換膜の代わりに中性膜を用いることで膜の有
機汚染を受けることなく糖液から脱塩できることに特徴
のある方法である。

【０００３】しかし、アニオン性界面活性剤溶液の精製
のための脱塩目的では前述の陽イオン交換膜と陰イオン
交換膜とを用いた電気透析法は利用されていない。この
方法は特開昭６０−１９３９５４号公報に提案されては
いるものの特に陰イオン交換膜が有機汚染を受けるため
透析サイクルの進行と共に膜性能が徐々に劣化し、汚染
が著しい場合には比較的短期間で膜が著しく膨潤したり
、あるいは破損するに至り、いずれの場合も実用が困難
であった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電気
透析による無機塩含有アニオン性界面活性剤溶液の脱塩
方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、中性膜とイ
オン交換膜とを組み合わせたＥＤ法について研究を重ね
た結果、保水量が０．０５ｍｌ／ｇ〜２．０ｍｌ／ｇの
親水性中性膜には、アニオン性界面活性剤に対し、強い
耐久性を有するとともに、アニオン性界面活性剤の透過
阻止性能に優れていることを見出し、本発明に至った。

【０００６】すなわち、本発明は、膜の保水量が０．０
５ｍｌ／ｇ乾燥樹脂以上、２．０ｍｌ／ｇ乾燥樹脂以下
である親水性中性膜と陽イオン交換膜とを用いた電気透
析によって、無機塩を含有するアニオン性界面活性剤溶
液から無機塩を除去する電気透析方法である。本発明は
無機塩分を含むアニオン性界面活性剤溶液から無機塩の
みを選択的に除去でき、且つ長期に亘って安定に運転す
ることが可能となるのである。

【０００７】以下、本発明を図面を参照して説明する。図１は、本発明の無機塩含有アニオン性界面活性剤溶液
から無機塩分を除去する方法を実施する電気透析装置の
１例を示すものである。図中の符号１は、電気透析槽で
ある。電気透析槽１の両側にはそれぞれ陽極２及び陰極
３が設けられる。その間に陽イオン交換膜４及び親水性
中性膜５が交互に配置され、陽イオン交換膜４の陽極側
に脱塩室６が、また陽イオン交換膜の陰極側に濃縮室７
が形成される。脱塩液貯槽８には無機塩含有アニオン界
面活性剤溶液が供給され、ポンプによって脱塩室６に循
環される。また、濃縮液貯槽９には、電気透析運転前に
は水または希薄な塩化ナトリウム水溶液などが供給され
、濃縮室７にポンプで循環される。電極２及び３に直流
電流を通すと、脱塩室６の陽イオンは陰極３方向に電気
泳動し、陽イオン交換膜４を透過して濃縮室７に移動す
る。一方、無機の陰イオンは陽極２の方向に電気泳動し
、親水性中性膜５を透過して濃縮室７に移動する。この
とき、親水性中性膜５には陰イオン交換膜のような陰イ
オンの選択的透過性が無いため、濃縮室７から脱塩室６
側への陽イオンの透過も同時に起きるのである。従って
通常の電気透析法に比べると電流効率は低いが、結果的
には無機塩を脱塩室６から濃縮室７に移すことができる
。

【０００８】ここで、アニオン性界面活性剤の構成イオ
ンである有機酸イオン、例えばアルキルスルホン酸イオ
ンも陰イオンであるから無機の陰イオンと同様に脱塩室
６から陽極２の方向に電気泳動して、親水性中性膜５を
透過しようとするが、親水性中性膜５はこの透過を阻止
し、無機イオンのみを選択的に透過する。さらに親水性
中性膜５はアニオン性界面活性剤による有機汚染を受け
にくいために長期間安定に運転できるのである。かくし
て、無機塩含有アニオン界面活性剤溶液から無機塩を選
択的に且つ安定に除去できる。

【０００９】本発明で用いられる親水性中性膜は、その
材質は限定するものではなく、またその製造方法を問う
ところではない。例えば分子中にアルコール性の水酸基
、アミド基、エーテル基、アミノ基などの親水性の官能
基を有するものであればよく、ポリビニルアルコール、
セルロース、ポリアクリルアミドなどの架橋重合体が任
意に利用できる。また、この膜において０．５ｍｅｑ／
ｇ乾燥樹脂以下ならばイオン交換基が存在しても差し支
えない。この範囲では膜は殆ど中性膜として作用する。

【００１０】本発明で用いる親水性中性膜の保水量は、
０．０５ｍｌ／ｇ乾燥樹脂以上、２．０ｍｌ／ｇ乾燥樹
脂以下であり、好ましくは０．１ｍｌ／ｇ乾燥樹脂以上
、１．０ｍｌ／ｇ乾燥樹脂以下である。保水量が０．０
５ｍｌ／ｇ乾燥樹脂以下では親水性中性膜の抵抗が高す
ぎるために無機イオンが透過できず、また保水量が２．
０ｍｌ／ｇ乾燥樹脂以上では親水性中性膜の強度が著し
く低下して極めて取扱いにくく実用的でない。ここで保
水量とは、乾燥した膜１ｇが膜内に含み有る水の量を表
し、４５℃の温度で２０時間真空乾燥したときの膜の乾
燥重量をＷ０　（ｇ）、その膜を室温で２４時間以上純
水に浸して充分に湿潤させた後に膜の表面水を濾紙など
で除去した時の重量をＷ１　（ｇ）とすると、（Ｗ１　
−Ｗ０　）／Ｗ０　で求められる。

【００１１】さらに膜の厚みは、１０〜１，０００μが
好ましく、さらに好ましくは２０〜５００μの範囲であ
る。また、０．５Ｍ−ＮａＣｌ水溶液中で１，０００Ｈ
ｚの交流を印加したときの電気抵抗は０．４〜４０Ωｃ
ｍ２　が好ましく、さらに好ましくは１〜２０Ωｃｍ２
　の範囲である。さらに、親水性中性膜は非多孔性であ
ることが好ましい。

【００１２】本発明に用いる親水性中性膜は、上記のよ
うな性能を有するならば均質膜、不均質膜、非対称膜の
いずれでも良い。また、該親水性中性膜の機械的強度を
改善するために織布や不織布、あるいは多孔性フィルム
で補強する場合も、補強材を含まない親水性中性膜部の
保水量は前記範囲内であることが重要である。本発明で
使用する陽イオン交換膜は特に限定するものでなく、既
に製塩工業や各種の脱塩の為の電気透析に利用されてい
るものが利用できる。

【００１３】

【実施例】以下、実施例および比較例によって本発明を
詳細に説明する。なお、界面活性剤の回収率、ＮａＣｌ
の除去率、電流効率は、下記数１、２及び３により求め
た。（Ａ）界面活性剤の回収率

【００１４】

【数１】

【００１５】（Ｂ）ＮａＣｌ除去率

【００１６】

【数２】（Ｃ）電流効率

【００１７】

【数３】

【００１８】

【実施例１】平均厚み０．０７５ｍｍのポリビニルアル
コールフィルム（重合度１，５００、ケン化度９０％）
を１７０℃で５分間熱処理した後、１Ｍ−ＮａＯＨ水溶
液に３０℃で６時間浸漬した。得られた親水性中性膜の
保水量は０．５１ｍｌ／ｇ乾燥樹脂、０．５Ｍ−ＮａＣ
ｌ水溶液中での電気抵抗は６．８Ωｃｍ２　であった。

【００１９】有効膜面積４０ｃｍ２　の上記親水性中性
膜及び陽イオン交換膜（旭化成工業（株）製、商品名：
アシプレックスＫ−１０１）を交互に１０枚づつ用いて
、脱塩室数１０、濃縮室数９の、図１に示す如き電気透
析槽を構成し、アニオン性界面活性剤と塩化ナトリウム
の混合溶液からの塩化ナトリウムの除去試験を行った。混合溶液として、０．５Ｍ−ＮａＣｌ及び７０ｇ／ｌラ
ウリル硫酸ナトリウム混合溶液５００ｍｌを用い、濃縮
液として５００ｍｌの０．１Ｍ−ＮａＣｌを用いた。ま
た陽極室及び陰極室には０．５Ｎ−硫酸ナトリウム水溶
液を循環することとし、１４Ｖの一定電圧で３０分間電
気透析を行った。その結果、ＮａＣｌの除去率は９６．
６％、ラウリル硫酸ナトリウムの回収率は９９．４％、
電流効率は５２．６％であった。膜の特性の変化は認め
られなかった。

【００２０】

【実施例２】平均厚み０．１５０ｍｍ、膜の保水量０．
７６ｍｌ／ｇ乾燥樹脂、また０．５Ｍ−ＮａＣｌ水溶液
中での電気抵抗４．２Ωｃｍ２　であるセルロースから
なる親水性中性膜と陽イオン交換膜との組み合わせ、及
び１４Ｖの一定電圧で２４分間電気透析を行なう以外は
、実施例１と同じアニオン性界面活性剤と塩化ナトリウ
ムの混合溶液及び同じ条件からの塩化アトリウムの除去
試験を行った。その結果、ＮａＣｌの除去率は９４．２
％、ラウリル硫酸ナトリウムの回収率は９６．５％、電
流効率は４５．８％であった。膜の特性の変化は認めら
れなかった。

【００２１】

【比較例】実施例１で用いた親水性中性膜の変わりに陰
イオン交換膜（旭化成工業（株）製、商品名：アシプレ
ックスＡ−２０１）を用い、１４Ｖの一定電圧で７４分
間電気透析を行なう以外は、実施例１と同じ脱塩液及び
条件でアニオン性界面活性剤と塩化ナトリウムの混合溶
液からの塩化ナトリウムの除去試験を行った。その結果
、ＮａＣｌの除去率９３．６％、ラウリル硫酸ナトリウ
ムの回収率９６．５％、電流効率９５．０％であった。なお、運転終了後、陰イオン交換膜の通電部には細かい
亀裂が多数発生していた。

【００２２】

【発明の効果】本発明の電気透析方法は、陰イオン交換
膜と陽イオン交換膜とを用いた従来の方法に比較すると
、アニオン性界面活性剤によって膜が汚染されないため
長時間安定に運転でき、しかもアニオン界面活性剤を高
回収率で回収できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する電気透析装置の１例を示す説
明図である。

【符号の説明】

１　　電気透析槽２　　陽極３　　陰極４　　陽イオン交換膜５　　親水性中性膜６　　脱塩室７　　濃縮室８　　脱塩液貯槽９　　濃縮液貯槽

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　膜の保水量が０．０５ｍｌ／ｇ乾燥樹
脂以上、２．０ｍｌ／ｇ乾燥樹脂以下である親水性中性
膜と陽イオン交換膜とを用いた電気透析によって、無機
塩含有アニオン性界面活性剤溶液から無機塩を除去する
ことを特徴とする電気透析方法。