(57)【要約】【課題】  水溶液中の非イオン性界面活性剤の濃度を、低コストで、かつ熟練を要さず簡単に測定することができる方法を提供する。【解決手段】  非イオン性界面活性剤の分離方法を、非イオン性界面活性剤が溶解している水溶液に、塩を飽和するまで溶解させる塩飽和工程と、塩濃度を大きくすることにより、該非イオン性界面活性剤の曇点を低下させ、該非イオン性界面活性剤を析出させると共に、残った水溶液の比重を、析出した該非イオン性界面活性剤の比重よりも大きくして、該非イオン性界面活性剤と該水溶液とを層分離させる層分離工程と、を有するように構成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非イオン性界面活性剤が溶解している水溶液に、塩を飽和するまで溶解させる塩飽和工程と、
塩濃度を大きくすることにより、該非イオン性界面活性剤の曇点を低下させ、該非イオン性界面活性剤を析出させると共に、残った水溶液の比重を、析出した該非イオン性界面活性剤の比重よりも大きくして、該非イオン性界面活性剤と該水溶液とを層分離させる層分離工程と、
を有することを特徴とする非イオン性界面活性剤の分離方法。
【請求項２】
前記水溶液は、さらに酸成分と金属塩とを含むめっき液である請求項１に記載の非イオン性界面活性剤の分離方法。
【請求項３】
前記水溶液に溶解した前記塩のアニオンは、前記金属塩の金属イオンと結合して金属化合物を生成しない請求項２に記載の非イオン性界面活性剤の分離方法。
【請求項４】
前記非イオン性界面活性剤は、ポリオキシエチレン系およびポリオキシプロピレン系の界面活性剤から選ばれる一種以上である請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の非イオン性界面活性剤の分離方法。
【請求項５】
前記水溶液の温度は、１０℃以上３０℃以下である請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の非イオン性界面活性剤の分離方法。
【請求項６】
前記層分離工程の後、さらに、層分離された前記非イオン性界面活性剤の量を測定し、前記水溶液中の該非イオン性界面活性剤の濃度を求める測定工程を有する請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の非イオン性界面活性剤の分離方法。
【請求項７】
前記層分離工程の後、さらに、層分離された前記非イオン性界面活性剤を回収する回収工程を有する請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の非イオン性界面活性剤の分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水溶液に溶解した非イオン性界面活性剤の定量方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
部材に耐食性や光沢を付与すべく、めっきにより部材の表面に金属皮膜が形成される。例えば、無電解めっきによると、樹脂などの非導電性材料からなる部材の表面に、導電性を有する金属皮膜を形成することができる。めっき液には、凹凸を有する部材の表面に平滑な金属皮膜を形成するためのレベリング剤として、非イオン性界面活性剤が配合される場合がある。
【０００３】
めっき液の非イオン性界面活性剤は、電解消耗や、めっき液の汲み出しにより、徐々に減少していく。非イオン性界面活性剤の濃度が小さいと、平滑な金属皮膜を形成することが難しくなる。このため、めっき液中の非イオン性界面活性剤の濃度管理が必要になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１０２２６７号公報
【特許文献２】特表２００２−５０２０３２号公報
【特許文献３】特開平８−２１９９７４号公報
【特許文献４】特開２００６−２２６７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１〜４に記載されているように、水溶液中の界面活性剤の定量分析法には、高速液体クロマトグラフを用いる方法、抽出した界面活性剤を着色して吸光性を測定する方法、表面圧を測定する方法、質量分析法を用いる方法など、種々の方法がある。しかし、いずれの方法においても、高価な分析装置が必要である。また、煩雑な操作を伴うため、分析には熟練が必要である。したがって、めっき液中の非イオン性界面活性剤の濃度を測定しようとすると、多大なコストがかかり、作業も容易ではない。
【０００６】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、水溶液中の非イオン性界面活性剤の濃度を、低コストで、かつ熟練を要さず簡単に測定することができる方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の非イオン性界面活性剤の分離方法は、非イオン性界面活性剤が溶解している水溶液に、塩を飽和するまで溶解させる塩飽和工程と、塩濃度を大きくすることにより、該非イオン性界面活性剤の曇点を低下させ、該非イオン性界面活性剤を析出させると共に、残った水溶液の比重を析出した該非イオン性界面活性剤の比重よりも大きくして、該非イオン性界面活性剤と該水溶液とを層分離させる層分離工程と、を有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の非イオン性界面活性剤の分離方法においては、非イオン性界面活性剤が溶解している水溶液に、塩を飽和するまで溶解させる。これにより、非イオン性界面活性剤の曇点が低下する。非イオン性界面活性剤の曇点が水溶液の温度以下になると、非イオン性界面活性剤は水溶液に溶解できなくなり、析出する。例えば、塩を飽和させずに、水溶液の温度を上昇させるだけでも、非イオン性界面活性剤の曇点を低下させることはできる。しかし、曇点を低下させて非イオン性界面活性剤を析出させても、析出した非イオン性界面活性剤は水溶液中に分散するだけである。このため、非イオン性界面活性剤と水溶液とを分離することはできない。この点、本発明の非イオン性界面活性剤の分離方法によると、水溶液に塩を飽和するまで溶解させる。これにより、非イオン性界面活性剤が析出した後の水溶液の比重は、析出した非イオン性界面活性剤の比重よりも、大きくなる。したがって、水溶液は下方に沈み、非イオン性界面活性剤と水溶液とが、二層に分離される。
【０００９】
このように、本発明の非イオン性界面活性剤の分離方法によると、非イオン性界面活性剤が溶解している水溶液から、非イオン性界面活性剤を、簡単に層分離させることができる。したがって、層分離された非イオン性界面活性剤の量を測定すれば、水溶液中の非イオン性界面活性剤の濃度を、簡単に測定することができる。つまり、水溶液中の非イオン性界面活性剤の濃度を、煩雑な操作無しで低コストに、測定することができる。また、層分離された非イオン性界面活性剤を回収して、再利用することも可能である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によると、非イオン性界面活性剤が溶解している水溶液において、非イオン性界面活性剤と水溶液とを簡単に層分離させることができる。層分離された非イオン性界面活性剤の量を測定すれば、水溶液中の非イオン性界面活性剤の濃度を、低コストで、かつ熟練を要さず簡単に測定することができる。また、層分離された非イオン性界面活性剤を回収して、再利用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】非イオン性界面活性剤の含有量に対して、上層の液体の体積をプロットしたグラフである。
【図２】ＦＴ−ＩＲによる上層の液体の透過率スペクトルである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜非イオン性界面活性剤と水溶液との分離＞
本発明の非イオン性界面活性剤の分離方法は、塩飽和工程と、層分離工程と、を有する。以下、各工程について説明する。
【００１３】
［塩飽和工程］
本工程は、非イオン性界面活性剤が溶解している水溶液に、塩を飽和するまで溶解させる工程である。
【００１４】
非イオン性界面活性剤の種類は、特に限定されない。例えば、多価アルコールと脂肪酸とがエステル結合したエステル型の界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコールなどのエーテル型の界面活性剤などが挙げられる。なかでも、毒性が無い、化学変化しにくいなどの理由から、ポリオキシエチレン系およびポリオキシプロピレン系の界面活性剤から選ばれる一種以上が、好適である。また、加熱の必要がなく、室内などの通常の作業環境で、非イオン性界面活性剤を析出させるという観点から、塩濃度の上昇により曇点が３０℃以下に低下するものが好適である。
【００１５】
水溶液は、非イオン性界面活性剤のみを含んでいてもよく、非イオン性界面活性剤に加えて他の成分を含んでいてもよい。水溶液としては、例えば、水、非イオン性界面活性剤、酸成分、および金属塩を含むめっき液が挙げられる。めっき液の成分は、めっき対象の部材の材質や、形成する皮膜の種類等に応じて、適宜調製すればよい。例えば、酸成分としては、メタンスルホン酸、スルファミン酸などが挙げられる。また、金属塩としては、メタンスルホン酸ビスマス、スルファミン酸インジウムなどが挙げられる。
【００１６】
塩の種類は、特に限定されない。但し、水溶液が酸成分と金属塩とを含むめっき液の場合、水溶液中において、塩のアニオンが、金属塩を構成する金属イオンと結合して、金属化合物を生成しないようなものを選択することが望ましい。例えば、めっき液の酸成分がメタンスルホン酸である場合、塩化ナトリウム、フッ化カリウム、メタンスルホン酸ナトリウムなどが好適である。なかでも、酸成分と同じアニオンを持つ塩が好適である。例えば、酸成分がメタンスルホン酸の場合、メタンスルホン酸ナトリウム、メタンスルホン酸カリウムが好適である。
【００１７】
塩の溶解は、水溶液を撹拌しながら行うとよい。そして、塩が溶解できずに沈殿し始めたら、飽和状態に達したと判断することができる。勿論、塩の飽和濃度を予め求めておき、飽和するのに必要な量だけ塩を添加してもよい。塩濃度が上昇すると、非イオン性界面活性剤の曇点が低下する。例えば、曇点が３０℃以下に低下する非イオン性界面活性剤の場合には、室内などの通常の作業環境で、非イオン性界面活性剤を析出させることができる。水溶液の温度は、非イオン性界面活性剤の曇点に応じて決定すればよい。作業がしやすいという観点から、１０℃以上３０℃以下が好適である。
【００１８】
［層分離工程］
本工程は、水溶液中の塩濃度を大きくすることにより、非イオン性界面活性剤の曇点を低下させ、非イオン性界面活性剤を析出させると共に、残った水溶液の比重を、析出した非イオン性界面活性剤の比重よりも大きくして、非イオン性界面活性剤と水溶液とを層分離させる工程である。
【００１９】
本工程においては、塩を飽和させた水溶液を、静置すればよい。静置時間は、数時間程度で充分である。塩濃度の上昇により、非イオン性界面活性剤の曇点が低下して、水溶液から析出する。また、静置することにより、塩の飽和により比重が大きくなった水溶液は下方に溜まり、析出した非イオン性界面活性剤は上方に溜まる。このようにして、非イオン性界面活性剤と水溶液とを、二層に分離することができる。
【００２０】
＜非イオン性界面活性剤の量の測定＞
本発明の非イオン性界面活性剤の分離方法は、層分離工程の後、さらに、層分離された非イオン性界面活性剤の量を測定し、水溶液中の非イオン性界面活性剤の濃度を求める測定工程を有してもよい。
【００２１】
測定工程においては、例えば、層分離された非イオン性界面活性剤の体積を測定し、測定された体積値および非イオン性界面活性剤の密度から、水溶液に含まれる非イオン性界面活性剤の質量、すなわち非イオン性界面活性剤の濃度を、求めることができる。なお、層分離された非イオン性界面活性剤には、水、塩などを含む水溶液の成分が含まれることがある。したがって、層分離された非イオン性界面活性剤の体積と、実際に含まれる非イオン性界面活性剤の質量と、の相関図を予め作成しておくことが望ましい。こうすることにより、層分離された非イオン性界面活性剤の体積を測定するだけで、水溶液中の非イオン性界面活性剤の濃度を、より正確に求めることができる。
【００２２】
＜非イオン性界面活性剤の回収＞
本発明の非イオン性界面活性剤の分離方法は、層分離工程の後、さらに、層分離された非イオン性界面活性剤を回収する回収工程を有してもよい。層分離工程の後、上述した測定工程を行う場合には、測定工程の後に回収工程を行えばよい。層分離された非イオン性界面活性剤を回収することにより、非イオン性界面活性剤を再利用することができる。
【００２３】
上述したように、層分離された非イオン性界面活性剤には、水、塩などを含む水溶液の成分が含まれることがある。したがって、回収する際、層分離された非イオン性界面活性剤を乾燥して、水などを揮発させるとよい。また、使用した塩の種類により水溶液成分の中和が必要であれば、アルカリ等を添加して中和させてから、乾燥すればよい。
【実施例】
【００２４】
次に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００２５】
＜実施例１＞
まず、水、非イオン性界面活性剤、メタンスルホン酸、およびメタンスルホン酸ビスマスを含むめっき液を、メスシリンダー（容量１００ｍｌ）に７５ｍｌ量り取った。めっき液に溶解されている非イオン性界面活性剤は、ポリオキシエチレン系界面活性剤とポリオキシプロピレン系界面活性剤との二種類である。非イオン性界面活性剤（ポリオキシエチレン系界面活性剤とポリオキシプロピレン系界面活性剤との混合物）の曇点は、約７０℃である。めっき液の温度は、約３０℃である。
【００２６】
次に、めっき液を撹拌しながら塩化ナトリウムを添加した。塩化ナトリウムは、沈殿が生じるまで添加した。その後、撹拌を止め、２時間静置した。すると、メスシリンダー中の液体は、上層と下層との二層に分離した。後出の図２に、フーリエ変換赤外分光法（ＦＴ−ＩＲ）による分析結果を示す通り、上層は非イオン性界面活性剤、下層はめっき液である。この状態で、上層の液体の体積を測定した。
【００２７】
この一連の実験を、非イオン性界面活性剤の濃度が異なる４種類のめっき液で行った。図１に、非イオン性界面活性剤の含有量に対して、上層の液体の体積をプロットした結果を示す。図１に示すように、上層の液体（非イオン性界面活性剤）の体積と、非イオン性界面活性剤の含有量と、の間には相関があることが確認された。
【００２８】
また、二種類の上層の液体（Ｎｏ．１：体積０．９ｍｌ、Ｎｏ．２：体積１．４ｍｌ）を回収し、各々、ＦＴ−ＩＲによる分析を行った。結果を図２に示す。図２に示すように、いずれの液体の透過率スペクトルも、使用した非イオン性界面活性剤のそれと同じであることが確認された。
【００２９】
＜実施例２＞
添加する塩を、メタンスルホン酸ナトリウムに変更した以外は、上記実施例１と同様にめっき液を層分離させた。測定された上層の液体の体積を、非イオン性界面活性剤の含有量に対してプロットした結果を、上記図１にまとめて示す。
【００３０】
図１に示すように、メタンスルホン酸ナトリウムを用いた場合においても、上層の液体（非イオン性界面活性剤）の体積と、非イオン性界面活性剤の含有量と、の間には相関があることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明の非イオン性界面活性剤の分離方法は、水溶液中の非イオン性界面活性剤の濃度を測定するのに有用である。特に、めっき液中の非イオン性界面活性剤の濃度を測定するのに有用である。
【図１】
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【図２】
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