JPH04284833A - 無機塩含有カチオン性界面活性剤溶液の電気透析方法 - Google Patents

無機塩含有カチオン性界面活性剤溶液の電気透析方法

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JPH04284833A
JPH04284833A JP3049302A JP4930291A JPH04284833A JP H04284833 A JPH04284833 A JP H04284833A JP 3049302 A JP3049302 A JP 3049302A JP 4930291 A JP4930291 A JP 4930291A JP H04284833 A JPH04284833 A JP H04284833A
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JP
Japan
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membrane
electrodialysis
cationic surfactant
salt
exchange membrane
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Pending
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JP3049302A
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English (en)
Inventor
Takao Matsui
松井 多嘉夫
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/42Electrodialysis; Electro-osmosis ; Electro-ultrafiltration; Membrane capacitive deionization
    • B01D61/44Ion-selective electrodialysis

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Emulsifying, Dispersing, Foam-Producing Or Wetting Agents (AREA)

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カチオン性界
面活性剤溶液の電気透析方法に関する。カチオン性界面
活性剤は、各種の洗剤、染色助剤、帯電防止剤、或いは
リンス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ることから
、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51−9016
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、カチ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カチ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、カチオン性界面活性剤に対し、強い
耐久性を有するとともに、カチ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陰イオン交換膜とを用いた電気透
析によって、無機塩を含有するカチ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
無機塩分を含むカチ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カチ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。その間に親水性中性膜4及び陰イオン
交換膜5が交互に配置され、親水性中性膜4の陽極側に
脱塩室6が、陰極側に濃縮室7が形成される。脱塩液貯
槽8には無機塩含有カチ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
の陰イオンは陽極2の方向に電気泳動し、陰イオン交換
膜5を透過して濃縮室7に移動する。一方陽イオンは陰
極3の方向に電気泳動し、親水性中性膜4を透過して濃
縮室7に移動する。このとき、親水性中性膜には陽イオ
ン交換膜のような陽イオンの選択的透過性が無いため、
同時に濃縮室7から脱塩室6側への陰イオンの透過も同
時に起こる。従って通常の電気透析法に比べて電流効率
は低いのであるが、結果的には無機塩分を脱塩室6から
濃縮室7に移すことができるのである。
【0008】ここで、カチオン性界面活性剤の構成イオ
ンである有機塩基イオン、例えばテトラアルキルアンモ
ニウムイオンも陽イオンであるから無機陽イオンと同様
に脱塩室6から陰極3の方向に電気泳動して、親水性中
性膜を透過しようとするが、親水性中性膜はこの透過を
阻止し、無機イオンのみを選択的に透過する。また、親
水性中性膜はカチ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、無機塩分含有アニオン性界面活性剤から無機塩分
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】かかる親水性中性膜の保水量は、0.05
ml/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、1.0
ml/g乾燥樹脂以下である。保水量が0.05ml/
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が膜内に含み得る水の量を表し、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ろ紙などで除去し
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、10〜1000μ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1,000Hz
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
使用する陰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】
【0017】(C)電流効率
【0018】
【数3】
【0019】
【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。
【0020】有効膜面積40cm2 の上記親水性中性
膜及び陰イオン交換膜(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、カチ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50g/lセ
チルトリメチルアンモニウムクロリド混合溶液500m
lを用い、濃縮液として500mlの0.1M−NaC
l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70分間電気透析を行った。その結果、NaCl
の除去率は97.8%、セチルトリメチルアンモニウム
クロリドの回収率は99.8%、電流効率は37.0%
であった。膜の特性の変化は認められなかった。
【0021】
【実施例2】平均厚み0.150mm、膜の保水量0.
76ml/g乾燥樹脂、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
親水性中性膜と陰イオン交換膜との組み合わせ、及び1
4Vの一定電圧で60分間電気透析を行なう以外は、実
施例1と同じカチ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ナトリウムの除去試験
を行った。その結果、NaClの除去率は96.1%、
セチルトリメチルアンモニウムクロリドの回収率は98
.2%、電流効率は32.6%であった。膜の特性の変
化は認められなかった。
【0022】
【比較例】実施例1で用いた親水性中性膜の代わりに陽
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)を用いる以外は、実施例1と同じ混
合液、及び同じ条件からの塩化ナトリウムの除去試験を
行った。その結果、150分間運転したものの、NaC
lの除去率はわずか62%であった。なお、セチルトリ
メチルアンモニウムクロリドの回収率94.2%、電流
効率92.4%であり、運転終了後、陽イオン交換膜の
通電部には若干の膨潤が認められた。
【0023】
【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
、カチ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、しかもカチオン性界面活性剤を
高回収率で回収できるのである。また、電流効率は低い
ものの、脱塩に要する時間は従来の方法よりむしろ短く
なる。
【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  親水性中性膜 5  陰イオン交換膜 6  脱塩室 7  濃縮室 8  脱塩液貯槽 9  濃縮液貯槽

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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
    膜と陰イオン交換膜とを用いた電気透析によって、無機
    塩含有カチ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。
JP3049302A 1991-03-14 1991-03-14 無機塩含有カチオン性界面活性剤溶液の電気透析方法 Pending JPH04284833A (ja)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4930907A (ja) * 1972-07-19 1974-03-19

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4930907A (ja) * 1972-07-19 1974-03-19

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19951204