(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベタイン型界面活性剤を、水、炭素数１〜４の低級アルコール及び炭素数２〜４のグリコールのなかから選ばれる一つ又は二つ以上の溶媒で希釈して濃度５〜５０質量％の溶液とし、この溶液を強酸性カチオン交換樹脂と強アルカリ性アニオン交換樹脂とを前者／後者＝１／１．５〜１／２．５（容量比）となる割合で混合した混合樹脂を用いたイオン交換法に供し、ベタイン型界面活性剤に含まれるＣｌ、Ｎａ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ及びＳｉの各イオン濃度を１ｐｐｍ以下となるように精製処理することを特徴とするベタイン型界面活性剤の精製処理方法。
【請求項２】
前記混合樹脂の層に空間速度０．０１〜１０．０で通液して精製処理する請求項１記載のベタイン型界面活性剤の精製処理方法。
【請求項３】
溶媒が水、イソプロピルアルコール又はこれらの混合物である請求項１記載のベタイン型界面活性剤の精製処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベタイン型界面活性剤の精製処理方法に関する。ベタイン型界面活性剤を、インクジェットノズル、電子、半導体及び精密加工等の分野で支障なく使用するためには、かかるベタイン型界面活性剤に含まれる不純物としてのＣｌ、Ｎａ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ及びＳｉの各イオン濃度を１ｐｐｍ以下に低減する必要がある。本発明は、ベタイン型界面活性剤に含まれる不純物としてのＣｌ、Ｎａ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ及びＳｉの各イオン濃度を１ｐｐｍ（１ｍｇ／ｋｇ）以下に低減することができるベタイン型界面活性剤の精製処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、インクジェットノズル、電子、半導体及び精密加工等、様々な分野で、不純物としてのＣｌ、Ｎａ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ及びＳｉの各イオン濃度を低減した界面活性剤が使用されており、かかる界面活性剤を得るための精製処理方法も提案されている。例えば、アニオン型界面活性剤については、一般的な濃縮、晶析、抽出による方法の他に、逆浸透膜や限外濾過膜による方法（例えば特許文献１参照）、イオン交換膜を用いた電気透析による方法（例えば特許文献２参照）等が提案されている。
【０００３】
しかし、前記のような従来法によると、精製の対象がベタイン型界面活性剤である場合には、望まれるレベルにまで不純物としての各イオン濃度を低減したもの、より具体的にはベタイン型界面活性剤に含まれる不純物としてのＣｌ、Ｎａ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ及びＳｉの各イオン濃度を５ｐｐｍ以下にまで低減したものを得ることが難しいという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３１７６５４号公報
【特許文献２】特開昭６２−６３５５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、ベタイン型界面活性剤に含まれるＣｌ、Ｎａ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ及びＳｉの各イオン濃度を１ｐｐｍ以下にまで低減することができるベタイン型界面活性剤の精製処理方法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、前記の課題を解決するべく研究した結果、不純物として各種イオンを相応に高濃度で含有し、所定の溶媒で希釈したベタイン型界面活性剤を特定のカチオン交換樹脂とアニオン交換樹脂とを所定の割合で混合した混合樹脂を用いたイオン交換法に供して精製処理すると、ベタイン型界面活性剤に含まれる不純物としてのＣｌ、Ｎａ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ及びＳｉの各イオン濃度を１ｐｐｍ以下にまで低減することができることを見出した。
【０００７】
すなわち本発明は、ベタイン型界面活性剤を、水、炭素数１〜４の低級アルコール及び炭素数２〜４のグリコールのなかから選ばれる一つ又は二つ以上の溶媒で希釈して濃度５〜５０質量％の溶液とし、この溶液を強酸性カチオン交換樹脂と強アルカリ性アニオン交換樹脂とを前者／後者＝１／１．５〜１／２．５（容量比）となる割合で混合した混合樹脂を用いたイオン交換法に供し、ベタイン型界面活性剤に含まれるＣｌ、Ｎａ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ及びＳｉの各イオン濃度を１ｐｐｍ以下となるように精製処理することを特徴とするベタイン型界面活性剤の精製処理方法に係る。
【０００８】
先ず、本発明に係るベタイン型界面活性剤の精製処理方法（以下、単に本発明の精製処理方法という）について説明する。本発明の精製処理方法は、不純物として各種イオンを相応に高濃度で含有し、所定の溶媒で希釈したベタイン型界面活性剤を、強酸性カチオン交換樹脂と強アルカリ性アニオン交換樹脂とを所定の割合で混合した混合樹脂を用いたイオン交換法に供し、ベタイン型界面活性剤に含まれるＣｌ、Ｎａ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ及びＳｉの各イオン濃度を１ｐｐｍ以下となるよう精製処理する方法である。
【０００９】
本発明の精製処理方法に供するベタイン型界面活性剤としては、いずれも不純物として各種イオンを相応に高濃度で含有するそれ自体は公知のベタイン型界面活性剤が挙げられる。具体的な例としては、いずれも不純物として各種イオンを相応に高濃度で含有する、アルキルジメチルアミノ酢酸ベタイン、ヤシ油脂肪酸アミドプロピルベタイン、パーム核油脂肪酸アミドプロピルベタイン、ラウリン酸アミドプロピルベタイン、ステアリン酸アミドプロピルベタイン、イソステアリン酸アミドプロピルベタイン、ミリスチン酸アミドプロピルベタイン、オレイン酸アミドプロピルベタイン、アルキルヒドロキシスルホベタイン、ヒドロキシアルキルヒドロキシエチルサルコシン、２−アルキル−Ｎ−カルボキシメチル−Ｎ−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタイン等が挙げられる。市販品では、いずれも不純物として各種イオンを相応に高濃度で含有する、パイオニンＣシリーズ（竹本油脂社製の商品名）、アンヒトールシリーズ（花王社製の商品名）、ソフタゾリンシリーズ（川研ファインケミカル社製の商品名）、アンホレックスシリーズ（ミヨシ油脂社製の商品名）等が挙げられる。
【００１０】
本発明の精製処理方法に供するイオン交換樹脂は、強酸性カチオン交換樹脂と強アルカリ性アニオン交換樹脂との混合樹脂である。強酸性カチオン交換樹脂としては、いずれも市販されている商品名で、アンバーライトＩＲ−１２４、ＩＲ−１２０Ｂ、２００ＣＴ、デュオライトＣ２０Ｊ、Ｃ２０ＬＦ、Ｃ２６Ａ、Ｃ２５５ＬＦＨ、ＰＫ２０８、ＰＫ２２８（いずれも米国ダウ・ケミカル社製）、ダイヤイオンＳＫ−１１０、ＳＫ−１Ｂ（共に三菱化学社製）等のスルホン酸型強酸性カチオン交換樹脂が挙げられる。また強アルカリ性アニオン交換樹脂としては、いずれも市販されている商品名で、アンバーライトＩＲＡ−４００Ｊ、ＩＲＡ−４１０Ｊ、ＩＲＡ９００Ｊ、デュオライトＡ１１３ＬＦ、Ａ１１６、Ａ１６１ＪＣＬ（いずれも米国ダウ・ケミカル社製）ダイヤイオンＳＡ１２Ａ、ＳＡ２０Ａ、ＰＡ３０８、ＨＰＡ２５（いずれも三菱化学社製）等の４級アンモニウム塩型強アルカリ性アニオン交換樹脂が挙げられる。
【００１１】
本発明の精製処理方法では、以上説明した強酸性カチオン交換樹脂や強アルカリ性アニオン交換樹脂と共に、いずれも市販されている商品名で、ダイヤイオンＷＫ１１（三菱化学社製）等の弱酸性カチオン交換樹脂、アンバーライトＩＲＡ６７、ＩＲＡ９８（共に米国ダウ・ケミカル社製）、ダイヤイオンＷＡ１０、ＷＡ２０、ＷＡ３０（いずれも三菱化学社製）等の弱アルカリ性カチオン交換樹脂、ダイヤイオンＣＲ１０、ＣＲ１１（共に三菱化学社製）等のキレート樹脂を併用することもできる。
【００１２】
本発明の精製処理方法では、強酸性カチオン交換樹脂と強アルカリ性アニオン交換樹脂とが予め混合された状態で市販されているイオン交換樹脂を用いることもできる。かかるイオン交換樹脂としては、いずれも市販されている商品名で、デュオライトＭＢ５１１３、ＵＰ６０００、ＵＰ７０００、アンバーライトＥＧ−２９０−ＨＧ、ＥＧ−４Ａ−ＨＧ、ＭＢ−１、ＭＢ−２、アンバージェットＥＳＰ−２、ＥＳＰ−１（いずれも米国ダウ・ケミカル社製）、ダイヤイオンＳＭＮＵＰ、ＳＭＴ１００Ｌ（共に三菱化学製）等が挙げられる。
【００１３】
本発明の精製処理方法では、ベタイン型界面活性剤を溶媒に溶解した溶液とし、この溶液をイオン交換法に供する。かかる溶媒としては、１）水、２）メタノール、エタノール、１−プロパノール、イソプロピルアルコール（２−プロパノール）、１−ブタノール、２−ブタノール、イソブタノール、ｔ−ブタノール等の炭素数１〜４の低級アルコール、３）エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、１，２−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール等の炭素数２〜４のグリコール、４）プロピレングリコールモノメチルエーテル、５）乳酸エチル、乳酸メチル、乳酸ブチル等の乳酸エステル等が挙げられる。本発明の精製処理方法では、水、炭素数１〜４の低級アルコール及び炭素数２〜４のグリコールのなかから選ばれる一つ又は二つ以上の溶媒が使用される。これらの溶媒は被精製ベタイン型界面活性剤の均一な溶液が得られる範囲内において、単独で使用することができ、また二種類以上を混合して使用することもできる。なかでも、水、イソプロピルアルコール又はこれらの混合物が好ましい。
【００１４】
精製処理方法では、溶媒に溶解したベタイン型界面活性剤の溶液の濃度は１〜７５質量％が挙げられるが、本発明の精製処理方法では、５〜５０質量％とする。
【００１５】
本発明の精製処理方法では、溶媒に溶解したベタイン型界面活性剤の溶液をイオン交換処理する具体的な方法として、バッチ法やカラム法が適用できるが、なかでもカラム法が好ましい。
【００１６】
精製処理方法として、強酸性カチオン交換樹脂と強アルカリ性アニオン交換樹脂との混合割合は、前者／後者＝１／１〜１／３（容量比）が挙げられるが、本発明の精製処理方法では、強酸性カチオン交換樹脂と強アルカリ性アニオン交換樹脂との混合割合は、前者／後者＝１／１．５〜１／２．５（容量比）とする。
【００１７】
本発明の精製処理方法では、溶媒に溶解したベタイン型界面活性剤の溶液を、強酸性カチオン交換樹脂と強アルカリ性アニオン交換樹脂との混合樹脂層に通液してイオン交換処理するのが好ましい。またこの際の空間速度（ＳＶ）は０．０１〜２０．０とするのが好ましく、０．０１〜１０．０とするのがより好ましい。
【００１８】
本発明の精製処理方法は、メンブレンフィルター等による精密濾過、電気透析又は限外濾過といった他の精製処理方法と組み合わせることもできる。
【００１９】
精製処理方法として、以上説明したイオン交換処理により、ベタイン型界面活性剤に含まれるＣｌ、Ｎａ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ及びＳｉの各イオン濃度を５ｐｐｍ以下となるような精製処理が挙げられるが、本発明の精製処理方法は、これらの各イオン濃度を１ｐｐｍ以下となるように精製処理する。
【００２０】
本発明の精製処理方法では、Ｃｌのイオン濃度は電位差滴定法又はイオンクロマトグラフ法により、またＮａ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅの各イオン濃度は原子吸光分光測定法により、更にＳｉのイオン濃度はＩＣＰ発光分光測定法により測定して求めることができる。なお１ｐｐｍは１ｍｇ／ｋｇの濃度を示す。
【００２１】
次に、本発明に係る精製ベタイン型界面活性剤（以下、単に本発明の精製ベタイン型界面活性剤という）について説明する。本発明の精製ベタイン型界面活性剤は、以上説明した本発明の精製処理方法によって得られるものである。
【００２２】
精製ベタイン型界面活性剤として、ベタイン型界面活性剤に含まれるＣｌ、Ｎａ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ及びＳｉの各イオン濃度を５ｐｐｍ以下にまで低減したものが挙げられる。本発明の精製ベタイン型界面活性剤は、ベタイン型界面活性剤に含まれるＣｌ、Ｎａ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ及びＳｉの各イオン濃度を１ｐｐｍ以下にまで低減したものである。
【００２３】
本発明の精製ベタイン型界面活性剤は、インクジェット用インク、半導体製造プロセスの各工程で用いる洗浄液や表面処理液、ホトレジストプロセスの処理液、剥離液、現像液、洗浄液、及びコート剤、電池、コンデンサ及びキャパシター等の電解液や電極製造組成物、種々のコート剤、インクや塗料における顔料やカーボンブラックの分散剤、ナノテクノロジーにおけるカーボンナノチューブ、フラーレン及び金属ナノ粒子の分散剤、色素増感型太陽電池における酸化チタンの分散剤等、多くの分野において有用である。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明した本発明によると、不純物として各種イオンを相応に高濃度で含有するベタイン型界面活性剤からＣｌ、Ｎａ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ及びＳｉの各イオンを簡便な作業で効率よく除去して、これらの各イオン濃度を１ｐｐｍ以下にまで低減することができ、得られる精製ベタイン型界面活性剤は、インクジェットノズル、電子、半導体及び精密加工分野等で腐食や汚染等を引き起こすことなく使用することができる。
【実施例】
【００２５】
以下、本発明の構成及び効果をより具体的にするために実施例等を挙げるが、本発明がこれらの実施例に限定されるというものではない。尚、以下の実施例及び比較例において、部は質量部を、また％は質量％を意味する。
【００２６】
ベタイン型界面活性剤（Ｂ−１）の合成
攪拌機、冷却管、温度計を備えた反応容器に、イソプロピルアルコール１６３ｇ、テトラデシルジメチルアミン２４１．５ｇ（１モル）及びモノクロロ酢酸ナトリウム１２８．１ｇ（１．１モル）を仕込み、温度７５〜７９℃にて１６時間反応を行った。その後、反応液を濾過することにより、反応時に析出した塩を濾別し、濾液４９５．１ｇを得た。濾液から減圧蒸留法によりイソプロピルアルコールを留去し、ベタイン型界面活性剤（Ｂ−１）としてテトラデシルジメチルアミノ酢酸ベタイン２６１．６ｇ（０．９モル）を得た。
【００２７】
ベタイン型界面活性剤（Ｂ−２）の合成 テトラデシルジメチルアミンに代えてステアリン酸ジメチルアミノプロピルアミド（パルナーＳＤＰＡ（ミヨシ油脂社製の商品名））を用いたこと以外はベタイン型界面活性剤（Ｂ−１）の合成と同様に行ない、ベタイン型界面活性剤（Ｂ−２）としてステアリン酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタインを得た。
【００２８】
実施例１
ベタイン型界面活性剤（Ｂ−１）３５ｇをイオン交換水１０５ｇに溶解し、濃度２５％水溶液の試料を調製した。強酸性カチオン交換樹脂として予め１Ｎ希塩酸を用いてＨ型に再生しておいたアンバーライト２００ＣＴ（米国ダウ・ケミカル社製の商品名）１７ｍｌと強アルカリ性アニオン交換樹脂として予め１Ｎテトラメチルアンモニウム塩水溶液を用いてＯＨ型に再生しておいたアンバーライトＩＲＡ−９００Ｊ（米国ダウ・ケミカル社製の商品名）３４ｍｌとを均一に混合した混合樹脂を、垂直にセットした内容量１００ｍｌのカラムに充填し、３００ｇのイオン交換水で十分に洗浄した後、２４時間静置した。試料の水溶液及びカラム内の水の温度を１５〜２５℃の範囲内で一定の温度に保温し、空間速度（ＳＶ）０．３で試料の水溶液をカラムに通して、Ｃｌ、Ｎａ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ及びＳｉのイオン濃度を低減した精製ベタイン型界面活性剤溶液を得た。
【００２９】
実施例２〜８、参考例９〜１１
実施例１と同様にして、表１に記載した条件で精製処理を行った。
【００３０】
比較例１
イオン交換樹脂として、予め１Ｎ希塩酸を用いてＨ型に再生しておいたアンバーライト２００ＣＴ（米国ダウ・ケミカル社製の商品名）１７ｍｌのみを用い、その他は実施例１と同様に精製処理を行った。
【００３１】
比較例２
イオン交換樹脂として、予め１Ｎテトラメチルアンモニウム塩水溶液を用いてＯＨ型に再生しておいたアンバーライトＩＲＡ−９００Ｊ（米国ダウ・ケミカル社製の商品名）３４ｍｌのみを用い、その他は実施例１と同様に精製処理を行った。
【００３２】
比較例３
イオン交換処理を行わなかった。
【００３３】
以上の各例の内容を表１にまとめて示した。また以上の各例で得た（精製）ベタイン型界面活性剤について、次のようにイオン濃度を測定し、結果を表２にまとめて示した。
【００３４】
（精製）ベタイン型界面活性剤に含まれるＣｌイオン濃度の測定
イオンクロマトグラフ計（ダイオネクス社（現サーモサイエンティフィック社）製の商品名ＤＩＯＮＥＸ ＤＸ３２０）を使用し、イオンクロマトグラフ法によって測定した。
【００３５】
（精製）ベタイン型界面活性剤に含まれるＮａ、Ｃａ、Ｍｇ及びＦｅイオン濃度の測定
フレーム原子吸光光度計（日立ハイテクノロジー社製の商品名Ｚ−２３１０）を使用し、フレーム原子化法による原子吸光分析法によって測定した。
【００３６】
（精製）ベタイン型界面活性剤に含まれるＳｉイオン濃度の測定
ＩＣＰ発光分光光度計（エスアイアイ・ナノテクノロジー社製の商品名ＳＰＳ３１００）を使用し、ＩＣＰ発光分析法によって測定した。
【００３７】
【表１】
0006448939.tif 000002
【００３８】
表１において、
ＳＶ：ベタイン型界面活性剤の水溶液を混合樹脂を充填したカラムに通液してイオン交換処理する際の空間速度
Ｂ−１：テトラデシルジメチルアミノ酢酸ベタイン
Ｂ−２：ステアリン酸アミドプロピルジメチルアミノ酢酸ベタイン
ＣＡ：アンバーライト２００ＣＴ（強酸性カチオン交換樹脂、米国ダウ・ケミカル社製の商品名）
ＡＮ：アンバーライトＩＲＡ−９００Ｊ（強アルカリ性アニオン交換樹脂、米国ダウ・ケミカル社製の商品名）
比較例３：精製処理していない例
【００３９】
【表２】
0006448939.tif 000003
【００４０】
表２において、
ｐｐｍ：ｍｇ／ｋｇの濃度で、（精製）ベタイン型界面活性剤の固形分に含まれる濃度
【００４１】
表１に対応する表２の結果からも明らかなように、本発明によれば、Ｃｌ、Ｎａ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ及びＳｉの各イオン濃度を１ｐｐｍ以下にまで低減した精製ベタイン型界面活性剤を得ることができる。