JPH07503894A - 無機塩の分離方法 - Google Patents

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】 無機塩の分離方法 本発明は、ミセルを形成することができる有機塩または有機酸の水溶液から無機 塩を除去する方法、特に、塩含量が小さいかもしくは塩を全く含まないアニオン 、カチオンまたは両性界面活性剤を製造する方法に関する。

塩化ナトリウムまたは硫酸ナトリウムなどの無機塩は、アニオン、カチオンまた は両性界面活性剤ならびにノニオン界面活性剤を製造する際に副生物の形態で生 成する。これらの無機塩は、例えば、界面活性剤溶液に腐蝕を促進する潜在的能 力があることを厳密に避けなければならない場合、または塩が界面活性剤溶液の 粘性に影響を与える場合などの特定の用途において厄介な事態を引き起こすこと がある。

しかし、有機塩または有機酸から無機塩を除去することは困難である。実験室お よびパイロットプラント規模の量では、カラムクロマトグラフィーによる方法を 適用したり、有機溶媒を使用して沈殿させたりすることができる。しかし、いず れの方法もきわめて複雑であり、要求する結果が常に得られるとは限らない。

本発明が解決しようとする課題は、ミセルを形成することができる有機塩または 有機酸の溶液に無機塩およびミセル形成に許容されない他の不純物が含まれない ようにすることができる工業的実用性のある方法を提供することである。この課 題を解決するために、本発明は、上記種類の無機酸および有機塩または有機酸を 含む溶液を、ミセルを形成することができる有機塩または有機酸を保持液（ｒｅ ｔｅｎｔａｔｅ）中に残す一方で、無機塩を透過させるという限外濾過および逆 浸透の両者における知識を利用する。これは、ミセルを形成することができる有 機塩または有機酸の分子量が、使用する膜の分離限界（カットオフ：　ｃｕｔｏ ｆｆ）分子量よりも小さく、当業者が分離は不可能であると考えざるをえないよ うな場合に、驚（べきことである。

この驚くべき分離効果を科学的に説明することはできない。しかし、第２の膜形 成および／またはミセル形成が共同していることによると考えられる。

従って、本発明は、ミセルを形成することができる有機塩または有機酸の水溶液 から無機塩を除去する方法において、水溶液を限外濾過または逆浸透に付し、有 機塩または有機酸を保持液から回収することに関する。

本発明の方法は、広範な態様において、界面活性剤の濃度が臨界ミセル濃度を越 える界面活性剤溶液、即ち、界面活性剤固形分濃度が少なくとも１重量％、好ま しくは少な（とも１０重量％、更に好ましくは２０重量％である界面活性剤溶液 に適用することができる。界面活性剤固形分濃度の上限は、当業者により、方法 が伴う粘度に関する全ての問題を排除するように選択されることになる。その上 限は、４０重量％であったり、５０重量％であったりし、個々の場合においては ６０重量％ないし８０重量％となることもある。特に好ましい態様では、１０〜 ５０重量％、特に２０〜４０重量％の固形分濃度の溶液を処理する。

本発明の方法は、界面活性剤溶液から塩を実質的に除去するために適している。

また、塩を完全に除去する代りに、出発物質の塩含量より低い一定の残留塩含量 だけを形成することが望ましい場合もある。このような残留塩含量は、続いて界 面活性剤溶液を電解質により濃厚化して使用する場合、および確実に安定した処 方を得るために一定の残留塩含量を含む生成物が要求される場合に興味深い。

本発明の方法は、ミセルを形成することができる有機塩または有機酸、即ち、ア ニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤および／または両性界面活性剤に適する 。しかし、ノニオン界面活性剤にも適する。

本発明において、アニオン界面活性剤としてはまず第１にスルホン酸塩および硫 酸塩を挙げることができる。これらを製造すると、一般に、不純物として硫酸ナ トリウムが含まれるが、硫酸ナトリウムは不利な条件において針状の含水結晶と して晶出する。スルホン酸塩は、Ｃ９−＋３アルキルベンゼンスルホン酸塩、オ レフィンスルホン酸塩、即ちアルケンとヒドロキシアルカンスルホン酸塩との混 合物ならびに、例えば末端もしくは内部二重結合を有するＣｌ２−１！ｌモノオ レフインを気体状二酸化硫黄によりスルホン化し、続いてスルホン化生成物をア ルカリまたは酸により加水分解して得られるスルホン酸塩などを含む。例えば、 Ｃｌ２−１！１アルカンをスルホクロル化またはスルホ酸化し、続いて加水分解 または中和して得られるアルカンスルホン酸塩を処理することもできる。

α−スルホ脂肪酸のエステル（エステルスルホン酸塩）、例えば水素化ココナツ 油、パーム核油または獣脂脂肪酸のα−スルホン化メチルエステルなどが、本発 明の方法に適する。脂肪酸分子中に８〜２０個の炭素原子を含む植物および／ま たは動物起源の脂肪酸のメチルエステルをα−スルホン化し、続いて水溶性モノ 塩に中和して得られるα−スルホ脂肪酸のエステルが、特に適する。これらのエ ステルの中で、炭素数が４以下のアルキル鎖をエステル基中に有するα−スルホ 脂肪酸アルキルエステル、例えばメチルエステル、エチルエステル、プロピルエ ステルおよびブチルエステルが重要である。

他の適当なアニオン界面活性剤は、α−スルホ脂肪酸アルキルエステルならびに これらα−スルホ脂肪酸二塩のエステル開裂（ｅｓｔｅｒ　ｃｌｅａｖａｇｅ） である。エステルスルホン酸塩と上記二重または二基の混合物も当然ながら使用 することができる。

他の重要な種類は、硫酸塩型のアニオン界面活性剤、特に天然または合成起源の 第１アルコールの硫酸モノエステルである。重要なアニオン界面活性剤は、例え ば、ココナツ油脂肪アルコール、獣脂脂肪アルコール、オレイルアルコール、ラ ウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコールもしくはステアリ ルアルコールまたはＣＩｌ＋−２０オキソアルコールならびに同じ鎖長を有する 第２アルコールなどから得られる脂肪アルコール硫酸塩などである。１〜６モル のエチレンオキシドによりエトキシル化された上記の種類のアルコールの硫酸モ ノエステルを、本発明に従って処理することもできる。硫酸エステル化された脂 肪酸モノグリセリドを使用することもできる。本発明の方法によって処理するこ とができる他のアニオン界面活性剤は、スルホコハク酸半エステル、スルホコハ ク酸ジエステル、アルキルエーテルリン酸塩、アルキルフェノールエーテルリン 酸塩、アルキルイセチオン酸塩、ヒドロキシアルカンとアミノアルカンスルホン 酸との縮合生成物および／またはアルキルジフェニルエーテルスルホン酸塩であ る。

アニオン界面活性剤の他の種類は、カルボキシメチル化エトキシラード、即ち、 エトキシル化アルコールとクロロ酢酸との反応生成物である。アミノ酸の誘導体 、即ちサルコサイド（ｓａｒｃｏｓｉｄｅ）種の界面活性剤を使用することもで きる。

本発明のｂ法をカチオン界面活性剤の精製に用いることもできる。最も重要なカ チオン界面活性剤は第４級窒素化合物であり、中でもテトラアルキルアンモニウ ム塩、Ｎ、Ｎ−ジアルキルイミダシリンおよびＮ−アルキルピリジニウム塩が特 に重要である。

本発明の方法を、例えば、長鎖アルキル基を少なくとも一つ有するトリアルキル アミンとクロロ酢酸との反応により得られるベタイン界面活性剤などの両性界面 活性剤の精製に用いることもできる。本方法を、両性界面活性剤として通常使用 されるスルホベタインの精製に使用することもできる。

」二記イオン性界面活性剤に加えて、ノニオン界面活性剤の精製を本発明の方法 により行うこともできる。典型的ノニオン界面活性剤は、長鎖アルコールとエチ レンオキシドまたはプロピレンオキシドとの反応生成物である。ノニオン界面活 性剤のもう一つの重要な種類は、アルキルポリグリコシドである。ノニオン界面 活性剤においては、製造プロセスで触媒として作用した無機不純物を除去しなけ ればならないという点にしばしば精製上の問題がある。この場合、最初に酸また は塩基化合物を加えて触媒を水溶性の形態に転化することが必要とされることが しばしばある。

最後に、特別な界面活性剤の精製を本発明の方法によって行うこともできる。

特別な界面活性剤とは、例えばアニオン界面活性剤またはノニオン界面活性剤の いずれかとして使用されるパーフロロ化界面活性剤などである。

上記界面活性剤は、一般に、少なくとも１００　ｇ１モル、特に１５０〜５００ ｇ１モルの分子量を有する。

本発明の一つの好ましい態様において、界面活性剤溶液は一般に水溶液であって 、５ｂａｒ〜８０ｂａｒの加圧下、０．０００１〜０．００１μｍの膜を用いて 逆浸透に付される。

本発明のもう一つの好ましい態様において、水溶液を、ｌ　ｂａｒ〜２０ｂａｒ の加圧下、０．００１〜００１μｍの孔直径を有する膜による限外濾過に付すこ ともできる。

使用する膜物質は、本発明の方法においてあまり重要な要素ではなく、従って当 業者により任意に選択されてもよい。酢酸セルロース、フン素化ポリマー、ポリ スルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリレートまたは二酸化ジルコニウム の膜を使用することができる。酸化アルミニウムの膜または炭素膜も適する。

実施例 以下の組成： ＮａＣ１６，６％ グリコール酸　１．９３％ クロロ酢酸ナトリウム　０．３７％ 遊離アミン　０．１７％ ＷＡＳ（洗浄活性物質）　２９．８　％を有する両性界面活性剤（クロロ酢酸ナ トリウムとココナツ油アルキルジメチルアミンとの反応生成物）の約３０％水溶 液１０ｋｇを、水で１＝１の割合で希釈し、膜分離分析に付した。この溶液を、 ポンプ送りして１０ｂａｒの加圧下、カットオフが５０００のポリスルホン膜に 通した。

浸透液（ｐｅｒｍｅａｔｅ）を排出することにより保持液を濃厚化して、容量を １０１とした（初期流量７０１．　ｔａ、−２ｈ−＋）。

続いて、透析（ｄｉａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）を開始した、即ち、保持液を一定 の容量として、浸透液を排出しながら同量の水を加えた。

透析の必要は、浸透液の導電率を測定して決定した、即ち、所望の塩含量に達し たときに透析を終了した。

この実施例の場合は、水１２１を導入した後、透析を終了した。

ＷＡＳ含量を増大させるため、浸透液の排出のみによって必要な濃度を達成する こともできる。

この実施例では、ＷＡＳ含量を増大させずに、以下の組成の生成物が得られた。

ＮａＣ１０，２５％ グリコール酸　０．０７％ クロロ酢酸ナトリウム　０．０２％ 遊離アミン　０．０７％ ＷＡＳ（洗浄活性物質）２９．９　％ 閑勲膿査報告 フロントページの続き （７２）発明者　ヤコブス、ヨヘン ドイツ連邦共和国　デー−５６００ヴッペルタール、テッシエンズートベルク　 ５０番（７２）発明者　ベーラ−、アンシュガールドイツ連邦共和国　デー−４ ２５０ポットロブ、シークフリートシュトラアセ　８０番

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．ミセルを形成することができる有機塩または有機酸の水溶液から無機塩を除 去する方法において、水溶液を限外濾過または逆浸透に付し、有機塩または有機 酸を保持液から回収することを特徴とする方法。
2. ２．水溶液の固形分濃度を、１〜８０重量％、好ましくは１０〜５０重量％、更 に好ましくは２０〜４０重量％に調整することができる請求の範囲１記載の方法 。
3. ３．限外濾過または逆浸透に付随して、水による透析を、保持液中に予め設定し た残留塩含量が達成されるまで行う請求の範囲１または２記載の方法。
4. ４．ミセルを形成することができる有機塩または有機酸として、アニオン界面活 性剤、カチオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤および／または両性界面活性剤 を使用する請求の範囲１〜３のいずれかに記載の方法。
5. ５．少なくとも１００ｇ／モル、好ましくは１５０〜５００ｇ／モルの分子量を 有するアニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤または両 性界面活性剤を使用する請求の範囲１〜４のいずれかに記載の方法。
6. ６．溶液を、５ｂａｒ〜８０ｂａｒの加圧下、０．０００１〜０．００１μｍの 膜を用いる逆浸透に付する請求の範囲１〜４のいずれかに記載の方法。
7. ７．水溶液を、１ｂａｒ〜２０ｂａｒの加圧下、０．００１〜０．０１μｍの孔 直径を有する膜による限外濾過に付する請求の範囲１〜４のいずれかに記載の方 法。
8. ８．酢酸セルロース、フッ素化ポリマー、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン 、ポリアクリレートの膜または二酸化ジルコニウム、酸化アルミニウムもしくは 炭素の膜を使用する請求の範囲１〜７のいずれかに記載の方法。