JP2010235818A - Method for producing vinylpyrrolidone-based polymer solution and method for producing vinylpyrrolidone-based polymer powder - Google Patents

Method for producing vinylpyrrolidone-based polymer solution and method for producing vinylpyrrolidone-based polymer powder Download PDF

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Kazuhiro Okamura
一弘 岡村
Shukichi Ukamura
修吉 宇賀村
Kazunari Yasumura
和成 安村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polyvinylpyrrolidone-based polymer with a lower amount of insoluble matter. <P>SOLUTION: The method for producing a vinylpyrrolidone-based polymer solution comprises polymerizing, in a solvent, a monomer containing N-vinyl-2-pyrrolidone having passed through a filter with 50 μm or less opening diameter. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、ビニルピロリドン系重合体溶液やビニルピロリドン系重合体粉体の製造方法、及び、これらの製造方法によって得られた重合体溶液や重合体粉体に関する。   The present invention relates to a method for producing a vinylpyrrolidone polymer solution and a vinylpyrrolidone polymer powder, and a polymer solution and a polymer powder obtained by these production methods.

ポリビニルピロリドンは、安全な機能性ポリマーとして、粉体または水溶液の形態で、化粧品、医農薬中間体、食品添加物、感光性電子材料、粘着付与剤などの用途に、あるいは種々の特殊工業用途に、幅広く用いられている。なかでも、ポリビニルピロリドン粉体は、中空糸膜を製造する際の原料液の粘度調整剤として、あるいは、中空糸膜の微細孔形成剤として広く用いられている。例えば、特許文献1〜4には、膜形成性重合体であるポリスルホンやポリエーテルスルホンと親水性重合体であるポリビニルピロリドンとを含有する原料液を紡糸口金から押し出して、水を主成分とする凝固浴中に浸漬、凝固させた後、巻き取ることにより、中空糸膜を製造する方法が開示されている。   Polyvinylpyrrolidone is a safe functional polymer, in the form of powder or aqueous solution, used for cosmetics, medical and agrochemical intermediates, food additives, photosensitive electronic materials, tackifiers, and various special industrial applications. Widely used. Among these, polyvinylpyrrolidone powder is widely used as a viscosity modifier for a raw material liquid in producing a hollow fiber membrane or as a micropore forming agent for a hollow fiber membrane. For example, in Patent Documents 1 to 4, a raw material liquid containing polysulfone or polyethersulfone as a film-forming polymer and polyvinylpyrrolidone as a hydrophilic polymer is extruded from a spinneret, and water is the main component. A method for producing a hollow fiber membrane by immersing and coagulating in a coagulation bath and then winding is disclosed.

しかし、従来のポリビニルピロリドン粉体には、例えば、ゲル化物や不純物などの不溶物が多量に含まれている。ポリビニルピロリドン粉体に不溶物が多量に含まれていると、例えば、中空糸膜の製造時に不良品が発生したり、得られた中空糸膜の濾別性能が低下したりする。現状では、それを回避するために、中空糸膜を製造する際には、原料液を濾過して不溶物を除去することが行われている。例えば、特許文献1には、紡糸口金から押し出す前に、原料液を濾過して、未溶解粒子を完全に除去することが教示されている(特に段落[0027]を参照)。しかしながら、このような方法では、不溶物の含有量が多い場合には、フィルターの交換頻度が高くなり、生産性が大幅に低下するという問題があった。また、ポリビニルピロリドン粉体のK値が高い場合には、原料液の粘性が高くなって濾過し難いという問題があった。   However, the conventional polyvinyl pyrrolidone powder contains a large amount of insoluble matter such as gelled products and impurities. When the polyvinyl pyrrolidone powder contains a large amount of insoluble matter, for example, defective products are produced during the production of the hollow fiber membrane, or the filtration performance of the obtained hollow fiber membrane is lowered. At present, in order to avoid this, when producing a hollow fiber membrane, the raw material liquid is filtered to remove insoluble matters. For example, Patent Document 1 teaches that the raw material liquid is filtered to completely remove undissolved particles before extrusion from the spinneret (see paragraph [0027] in particular). However, in such a method, when the content of insoluble matter is large, there is a problem that the frequency of replacement of the filter becomes high and the productivity is greatly reduced. Further, when the K value of the polyvinylpyrrolidone powder is high, there is a problem that the viscosity of the raw material liquid becomes high and it is difficult to filter.

上述した状況の下、本発明者等は、これまでに、N−ビニル−2−ピロリドンを重合してポリビニルピロリドン粉体組成物を製造するにあたり、所定の操作を行うことにより、具体的には、(1)重合前、重合中および/または重合後に、第2級アミンを用いて重合液のpHを調整することにより、(2)重合終了後に濾過操作を行い、加熱面密着型乾燥法、凍結乾燥法や減圧乾燥法といった手法で乾燥することにより、(3)低温使用可能な重合開始剤を用いた滴下重合により、内温を50℃以下に保ち、重合終了後、凍結乾燥法や減圧乾燥法といった手法で乾燥することにより、ならびに/あるいは、(4)重合前、重合中および/または重合後に、重合液に酸化防止剤を添加することにより、不溶物の含有量が少なく、および/または、熱安定性が高いポリビニルピロリドン粉体組成物を開示している(特許文献5)。   Under the circumstances described above, the present inventors have heretofore performed a predetermined operation in producing a polyvinylpyrrolidone powder composition by polymerizing N-vinyl-2-pyrrolidone. , (1) before, during and / or after polymerization, by adjusting the pH of the polymerization solution using a secondary amine, (2) performing filtration after completion of the polymerization, By drying by a technique such as freeze-drying or reduced-pressure drying, (3) by dropping polymerization using a polymerization initiator that can be used at low temperature, the internal temperature is kept at 50 ° C. or lower. And / or (4) by adding an antioxidant to the polymerization solution before, during and / or after the polymerization, to reduce the insoluble matter content, and / or Or Thermal stability discloses high polyvinylpyrrolidone powder composition (Patent Document 5).

特開平10−121324号公報JP-A-10-121324 特開2002−239348号公報JP 2002-239348 A 特開2003−245524号公報JP 2003-245524 A 特開2006−239576号公報JP 2006-239576 A 特開2008−202035号公報JP 2008-202035 A

そして今回、本発明者等は、上述のポリビニルピロリドン粉体組成物よりも、さらに一層不溶物含有量の少ないポリビニルピロリドン粉体組成物(ポリビニルピロリドン系重合体)を提供することを課題として掲げた。   And this time, the present inventors raised as an object to provide a polyvinylpyrrolidone powder composition (polyvinylpyrrolidone-based polymer) having a much lower insoluble content than the above-mentioned polyvinylpyrrolidone powder composition. .

本発明者等は、鋭意検討の結果、ポリビニルピロリドン系重合体を製造する原料となるN−ビニル−2−ピロリドンを濾過して、N−ビニル−2−ピロリドン中のゲル化物や固形の不純物などの不溶物を予め除去すれば、これを用いて得られる重合体溶液や重合体粉体中の不溶物量が、N−ビニル−2−ピロリドン中の不溶物除去量から予測されるよりも顕著に少なくなることを見出し、本発明を完成した。詳細には、N−ビニル−2−ピロリドン中の不溶物除去量の分だけ、重合体溶液や重合体粉体中の不溶物量が減少するのではなく、N−ビニル−2−ピロリドン中の不溶物除去量を大きく上回って重合体溶液や重合体粉体中の不溶物量を低減することができ、したがって、不溶物の少ない重合体溶液や重合体粉体を得るには、N−ビニル−2−ピロリドン中の不溶物を予め除去しておくことが非常に効果的であることを見出した。   As a result of intensive studies, the present inventors filtered N-vinyl-2-pyrrolidone that is a raw material for producing a polyvinylpyrrolidone-based polymer, and gelated products, solid impurities, etc. in N-vinyl-2-pyrrolidone If the insoluble matter is removed in advance, the amount of insoluble matter in the polymer solution or polymer powder obtained using the insoluble matter is significantly higher than expected from the amount of insoluble matter removed in N-vinyl-2-pyrrolidone. As a result, the present invention has been completed. Specifically, the amount of insoluble matter in the polymer solution or polymer powder is not reduced by the amount of insoluble matter removed in N-vinyl-2-pyrrolidone, but insoluble in N-vinyl-2-pyrrolidone. The amount of insoluble matter in the polymer solution and the polymer powder can be reduced greatly exceeding the amount of product removal. Therefore, in order to obtain a polymer solution and polymer powder with a small amount of insoluble matter, N-vinyl-2 -It has been found that it is very effective to remove insoluble matters in pyrrolidone in advance.

すなわち、本発明のビニルピロリドン系重合体溶液の製造方法は、孔径50μm以下のフィルターを通したN−ビニル−2−ピロリドンを含む単量体を、溶剤中で重合することを特徴とする。これにより、N−ビニル−2−ピロリドン中の不溶物が重合前に予めフィルターで除去されることとなる。その結果、上述のように、本発明によって得られる重合体溶液や重合体粉体中の不溶物量が顕著に少なくなったのは、濾過処理後のN−ビニル−2−ピロリドンを含む単量体を用いて重合することにより、その重合反応時、及びその後の乾燥・粉砕時に、この不溶物に起因して新たな不溶物が副生することが抑制されたためと推測される。   That is, the method for producing a vinylpyrrolidone polymer solution of the present invention is characterized by polymerizing a monomer containing N-vinyl-2-pyrrolidone through a filter having a pore size of 50 μm or less in a solvent. Thereby, the insoluble matter in N-vinyl-2-pyrrolidone is previously removed by a filter before polymerization. As a result, as described above, the amount of insoluble matter in the polymer solution and polymer powder obtained by the present invention was remarkably reduced because of the monomer containing N-vinyl-2-pyrrolidone after the filtration treatment. This is presumed to be because the insoluble matter was prevented from being formed as a by-product due to the insoluble matter during the polymerization reaction and the subsequent drying and pulverization.

本発明において、前記溶剤として、孔径50μm以下のフィルターを通した水を用いることが好ましい実施態様である。これにより、水中の不溶物(固形の不純物など)も予め除去されるため、重合反応時、及び乾燥・粉砕時に、この不溶物に起因して新たな不溶物が副生することが抑制されるものと推測される。   In the present invention, it is a preferred embodiment to use water that has passed through a filter having a pore size of 50 μm or less as the solvent. As a result, insoluble matters (solid impurities, etc.) in the water are also removed in advance, so that insoluble matters are prevented from being by-produced due to the insoluble matters during the polymerization reaction and during drying / pulverization. Presumed to be.

本発明は、また、重合後、反応液に有機酸を添加したり、および/または第2級アミンを添加することも好ましい実施態様である。   In the present invention, it is also a preferred embodiment that an organic acid is added to the reaction solution and / or a secondary amine is added after the polymerization.

なお、本明細書において「重合後(重合反応後)」とは、重合反応が99%進んだ反応後期も含む。   In the present specification, “after polymerization (after polymerization reaction)” includes a late reaction stage in which the polymerization reaction has advanced by 99%.

本発明には、上記の製造方法によって得られたビニルピロリドン系重合体溶液を乾燥し、次いで粉砕することを特徴とするビニルピロリドン系重合体粉体の製造方法も包含される。   The present invention also includes a method for producing a vinylpyrrolidone polymer powder, characterized in that the vinylpyrrolidone polymer solution obtained by the above production method is dried and then pulverized.

また、本発明には、上記製造方法で得られたビニルピロリドン系重合体溶液、及び、ビニルピロリドン系重合体粉体が包含される。   Further, the present invention includes the vinylpyrrolidone polymer solution and vinylpyrrolidone polymer powder obtained by the above production method.

ここで、本発明のビニルピロリドン系重合体溶液は、不溶物含有量が9ppm(質量基準;以下同じ)以下であることが好ましい実施態様である。   Here, it is a preferred embodiment that the vinylpyrrolidone polymer solution of the present invention has an insoluble matter content of 9 ppm (mass basis; the same shall apply hereinafter) or less.

また、本発明のビニルピロリドン系重合体粉体は、K値が50以上120以下で、不溶物含有量が30ppm以下であることが好ましい実施態様である。   Further, the vinyl pyrrolidone polymer powder of the present invention is a preferred embodiment having a K value of 50 or more and 120 or less and an insoluble matter content of 30 ppm or less.

なお、ビニルピロリドン系重合体溶液やビニルピロリドン系重合体粉体中の不溶物含有量、及びビニルピロリドン系重合体粉体のK値の測定方法については後述する。   The insoluble matter content in the vinylpyrrolidone polymer solution and the vinylpyrrolidone polymer powder and the method for measuring the K value of the vinylpyrrolidone polymer powder will be described later.

本発明によれば、より不溶物の少ないビニルピロリドン系重合体溶液、及び、ビニルピロリドン系重合体粉体を提供することができた。   According to the present invention, it was possible to provide a vinylpyrrolidone polymer solution and a vinylpyrrolidone polymer powder with less insoluble matter.

(重合体溶液の製造方法)
本発明のビニルピロリドン系重合体溶液の製造方法は、孔径50μm以下のフィルターを通したN−ビニル−2−ピロリドン(以下、「精製NVP」と言う場合がある。)を含む単量体を、溶剤中で重合することを特徴とする。
(Method for producing polymer solution)
The method for producing a vinylpyrrolidone-based polymer solution of the present invention includes a monomer containing N-vinyl-2-pyrrolidone (hereinafter sometimes referred to as “purified NVP”) that has been passed through a filter having a pore size of 50 μm or less. It is characterized by polymerizing in a solvent.

本発明の製造方法によれば、孔径50μm以下のフィルターを通していない、未精製のN−ビニル−2−ピロリドンを用いて重合体溶液(及び、重合体粉体)を得た場合に比して、不溶物量が顕著に低減した重合体溶液(及び、重合体粉体)を得ることができる。   According to the production method of the present invention, as compared with the case where a polymer solution (and polymer powder) is obtained using unpurified N-vinyl-2-pyrrolidone that has not passed through a filter having a pore size of 50 μm or less, A polymer solution (and polymer powder) in which the amount of insoluble matter is significantly reduced can be obtained.

この原因については未だ明らかではないが、N−ビニル−2−ピロリドンを孔径50μm以下のフィルターを通して濾過することにより、N−ビニル−2−ピロリドン中に含まれる不溶物が除去されたため、この濾過処理後の精製NVPを重合反応に用いることにより、重合反応時(及び、その後の乾燥・粉砕時)に、N−ビニル−2−ピロリドン中の不溶物に起因して新たに他の不溶物が副生することを抑制できたためと推測される。   Although the cause of this is not yet clear, the insoluble matter contained in N-vinyl-2-pyrrolidone was removed by filtering N-vinyl-2-pyrrolidone through a filter having a pore size of 50 μm or less. By using the purified NVP later in the polymerization reaction, other insoluble matter is newly added to the insoluble matter in the N-vinyl-2-pyrrolidone during the polymerization reaction (and subsequent drying and pulverization). It is presumed that it was possible to suppress the production.

以下、本発明のビニルピロリドン系重合体溶液の製造方法について詳細に説明する。   Hereinafter, the method for producing the vinylpyrrolidone polymer solution of the present invention will be described in detail.

<N−ビニル−2−ピロリドンの濾過>
N−ビニル−2−ピロリドンを、孔径50μm以下のフィルター(以下、「NVP用フィルター」と称する場合がある)に通す方法としては、特に限定されず、従来公知の方法で行えばよい。
<Filtration of N-vinyl-2-pyrrolidone>
The method of passing N-vinyl-2-pyrrolidone through a filter having a pore size of 50 μm or less (hereinafter sometimes referred to as “NVP filter”) is not particularly limited, and may be performed by a conventionally known method.

本工程を行う際のN−ビニル−2−ピロリドンの液温は、特に限定されず、室温であって構わない。なお上限は、N−ビニル−2−ピロリドンが変質することがないように、60℃にしておくことが好ましく、50℃にしておくことがより好ましい。   The liquid temperature of N-vinyl-2-pyrrolidone when performing this step is not particularly limited, and may be room temperature. The upper limit is preferably 60 ° C. and more preferably 50 ° C. so that N-vinyl-2-pyrrolidone will not be altered.

本工程で用いるNVP用フィルターの材質は、N−ビニル−2−ピロリドンによる腐食、溶解、あるいは変質等が起こらないものであれば特に限定されず、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製や金属製のフィルターが挙げられる。   The material for the NVP filter used in this step is not particularly limited as long as it does not cause corrosion, dissolution, or alteration due to N-vinyl-2-pyrrolidone. For example, polytetrafluoroethylene (PTFE) or metal The filter made from is mentioned.

本発明では、孔径が50μm以下のNVP用フィルターを用いてN−ビニル−2−ピロリドンを濾過処理することによって、最終的に得られる重合体溶液(及び、これを用いて得られる重合体粉体)中の不溶物量を少なくするものであり、その孔径は30μm以下であることが好ましく、20μm以下であることがより好ましく、10μm以下であることがさらに好ましく、5μm以下であることがよりさらに好ましい。孔径の下限については特に制限されるものではないが、孔径が1μmのPTFE製フィルターが市販されており、入手のし易さの点から好ましい。   In the present invention, a polymer solution finally obtained by filtering N-vinyl-2-pyrrolidone using an NVP filter having a pore size of 50 μm or less (and a polymer powder obtained using the polymer solution) ), The pore size is preferably 30 μm or less, more preferably 20 μm or less, further preferably 10 μm or less, and even more preferably 5 μm or less. . The lower limit of the pore diameter is not particularly limited, but a PTFE filter having a pore diameter of 1 μm is commercially available, which is preferable from the viewpoint of availability.

本工程では、NVP用フィルターとして、材質及び孔径の異なる2種以上のフィルターを組み合わせて用いてもよい。   In this step, two or more types of filters having different materials and pore diameters may be used in combination as the NVP filter.

<単量体の重合>
精製NVPを含む単量体を重合する方法についても、特に限定されるものではなく、例えば、溶剤に単量体を添加した単量体溶液に、重合開始剤としてアゾ化合物および/または有機過酸化物を添加して重合を行う方法が挙げられる。また、重合開始剤の他に、必要に応じて、任意の連鎖移動剤、pH調整剤、緩衝剤などを添加してもよい。
<Polymer polymerization>
The method for polymerizing the monomer containing purified NVP is not particularly limited. For example, an azo compound and / or organic peroxide as a polymerization initiator in a monomer solution obtained by adding the monomer to a solvent. And a method of polymerizing by adding a product. Moreover, you may add arbitrary chain transfer agents, a pH adjuster, a buffering agent, etc. other than a polymerization initiator as needed.

≪単量体溶液中の単量体量≫
溶剤に対する単量体の添加量は、例えば、溶剤100質量部に対して、好ましくは5質量部以上、50質量部以下、より好ましくは10質量部以上、40質量部以下、さらに好ましくは15質量部以上、30質量部以下である。
≪Monomer amount in monomer solution≫
The amount of the monomer added to the solvent is, for example, preferably 5 parts by mass or more and 50 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or more and 40 parts by mass or less, and further preferably 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the solvent. Part to 30 parts by weight.

≪溶剤≫
本工程では、通常、溶剤として水媒体が用いられる。ここで、「水媒体」とは、水、または、水と低級アルコールとの混合溶媒を意味する。低級アルコールとしては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ジエチレングリコールなどが挙げられる。
≪Solvent≫
In this step, an aqueous medium is usually used as a solvent. Here, the “aqueous medium” means water or a mixed solvent of water and a lower alcohol. Examples of the lower alcohol include methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, diethylene glycol and the like.

≪水の濾過≫
本発明では、溶剤として天然由来の水(例えば、蒸留水やイオン交換水)を用いる場合には、かかる水も予め孔径50μm以下のフィルター(以下、「水用フィルター」と称する場合がある)を通しておくことが好ましい。天然由来の水には種々の不純物(不溶物)が含まれており、水用フィルターを通すことによって、水中に含まれる不溶物が除去されることとなる。そして、この濾過処理後の水(以下、「精製水」と称する場合がある)を重合反応の溶剤として用いることによって、不溶物量が顕著に低減した重合体溶液、及び重合体粉体を得ることができる。この原因についても詳細は明らかではないが、重合反応時(及び、その後の乾燥・粉砕時)に、水中に含まれる不溶物に起因して新たに他の不溶物が副生することが抑制されるためと推測される。
≪Water filtration≫
In the present invention, when naturally occurring water (for example, distilled water or ion exchange water) is used as a solvent, such water is also passed through a filter having a pore size of 50 μm or less (hereinafter sometimes referred to as “water filter”). It is preferable to keep it. Naturally derived water contains various impurities (insoluble matter), and the insoluble matter contained in the water is removed by passing through a water filter. Then, by using the water after filtration (hereinafter sometimes referred to as “purified water”) as a solvent for the polymerization reaction, a polymer solution and a polymer powder in which the amount of insoluble matter is remarkably reduced are obtained. Can do. The details of this cause are not clear, but during the polymerization reaction (and subsequent drying and pulverization), it is suppressed that other insoluble matter is newly produced as a by-product due to the insoluble matter contained in the water. It is presumed that.

水を水用フィルターに通す方法は特に限定されず、従来公知の方法で行えばよい。   The method of passing water through the water filter is not particularly limited, and may be performed by a conventionally known method.

本工程を行う際の水の液温は、特に限定されず、室温であって構わない。上限についても、用いるフィルターの耐熱温度を超えない範囲であれば特に制限されない。   The liquid temperature of the water at the time of performing this process is not specifically limited, It may be room temperature. The upper limit is not particularly limited as long as it does not exceed the heat resistance temperature of the filter to be used.

本工程で用いる水用フィルターの材質は、水による腐食、溶解、あるいは変質等が起こらないものであれば特に限定されず、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製や金属製の他に、セルロースアセテート製、セルロースニトレート製、ポリエーテルスルフォン製、ポリプロピレン製、ナイロン製のフィルター等が挙げられる。   The material of the water filter used in this step is not particularly limited as long as it does not cause corrosion, dissolution, or alteration due to water. For example, in addition to polytetrafluoroethylene (PTFE) or metal, cellulose Examples include acetate, cellulose nitrate, polyethersulfone, polypropylene, and nylon filters.

本発明では、孔径が50μm以下の水用フィルターを用いて水を濾過処理することによって、最終的に得られる重合体液(及び、これを用いて得られる重合体粉体)中の不溶物量を少なくするものであり、その孔径は30μm以下であることが好ましく、20μm以下であることがより好ましく、10μm以下であることがさらに好ましく、5μm以下であることがよりさらに好ましい。孔径の下限については特に制限されるものではないが、孔径が0.2μmのポリアミド製フィルターや、孔径が0.45μmのセルロースアセテート製フィルターが市販されており、入手のし易さの点から好ましい。また、水用フィルターとして、水中のエンドトキシンを除去するために用いられるフィルターを用いてもよい。   In the present invention, the amount of insoluble matter in the finally obtained polymer liquid (and polymer powder obtained by using this) is reduced by filtering water using a water filter having a pore size of 50 μm or less. The pore diameter is preferably 30 μm or less, more preferably 20 μm or less, further preferably 10 μm or less, and even more preferably 5 μm or less. The lower limit of the pore diameter is not particularly limited, but a polyamide filter having a pore diameter of 0.2 μm and a cellulose acetate filter having a pore diameter of 0.45 μm are commercially available, which is preferable from the viewpoint of easy availability. . Moreover, you may use the filter used in order to remove the endotoxin in water as a filter for water.

本工程では、水用フィルターとして、材質及び孔径の異なる2種以上のフィルターを組み合わせて用いてもよい。   In this step, two or more filters having different materials and pore sizes may be used in combination as the water filter.

なお、本発明では、水を水用フィルターに通す前に、水中のスケールや菌等を目の粗いフィルターで予め濾過しておくことが実用上好ましい。   In the present invention, it is practically preferable to preliminarily filter scales and bacteria in water with a coarse filter before passing water through the water filter.

≪他の単量体≫
本発明では、単量体成分としてN−ビニル−2−ピロリドンのみを重合してもよいが、N−ビニル−2−ピロリドンと共に他の単量体を含む単量体成分を重合してもよい。かかる他の単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸、マレイン酸、アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、及びそれらの塩、(メタ)アクリル酸エステル、マレイン酸エステル、(メタ)アクリルアミド、N−ビニルアセトアミド、N−ビニルホルムアミド、N−ビニルイミダゾール、ビニルピリジン、アルキルビニルエーテル、アクリロニトリル、スチレン、酢酸ビニル、アリルアルコール、オレフィン類等の群から選択される1種または2種以上の単量体が挙げられる。なお、(メタ)アクリル酸エステルには、炭素数1〜20のアルキルエステル、ジメチルアミノメチルアルキルエステル、及びその四級塩、ヒドロキシアルキルエステル等が含まれる。これら他の単量体の含有率は、重合体を構成する構成単位全体に対して、0〜50モル%であることが好ましく、0〜20モル%であることがより好ましく、0〜10モル%であることがさらに好ましい。
≪Other monomers≫
In the present invention, only N-vinyl-2-pyrrolidone may be polymerized as a monomer component, but a monomer component containing another monomer together with N-vinyl-2-pyrrolidone may be polymerized. . Examples of such other monomers include (meth) acrylic acid, maleic acid, acrylamide-2-methylpropane sulfonic acid, vinyl sulfonic acid, allyl sulfonic acid, and salts thereof, (meth) acrylic acid ester, maleic acid. One selected from the group consisting of acid ester, (meth) acrylamide, N-vinylacetamide, N-vinylformamide, N-vinylimidazole, vinylpyridine, alkyl vinyl ether, acrylonitrile, styrene, vinyl acetate, allyl alcohol, olefins, etc. Or 2 or more types of monomers are mentioned. Note that (meth) acrylic acid esters include alkyl esters having 1 to 20 carbon atoms, dimethylaminomethylalkyl esters, quaternary salts thereof, hydroxyalkyl esters, and the like. The content of these other monomers is preferably from 0 to 50 mol%, more preferably from 0 to 20 mol%, more preferably from 0 to 10 mol, based on the entire structural unit constituting the polymer. % Is more preferable.

≪重合前のpH調整≫
重合反応を行う際には、重合前の単量体溶液にpH調整剤を添加して、単量体溶液のpHを調整してもよい。単量体(N−ビニル−2−ピロリドン)が加水分解されることを防ぐためである。
≪pH adjustment before polymerization≫
When performing the polymerization reaction, a pH adjuster may be added to the monomer solution before polymerization to adjust the pH of the monomer solution. This is to prevent the monomer (N-vinyl-2-pyrrolidone) from being hydrolyzed.

本工程で用いるpH調整剤としては、公知の化合物を使用することができ、例えば、第1級アミン、第2級アミン、第3級アミン等のアミン化合物;NaOH、KOH、Ca(OH)2等のアルカリ(土類)金属水酸化物;Na2CO3や炭酸グアニジン等の炭酸塩等が挙げられる。これらのpH調整剤は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらのpH調整剤のうち、第2級アミンが好ましい。 As the pH adjuster used in this step, a known compound can be used. For example, amine compounds such as primary amines, secondary amines, tertiary amines; NaOH, KOH, Ca (OH) 2 And alkali (earth) metal hydroxides such as Na 2 CO 3 and carbonates such as guanidine carbonate. These pH adjusters may be used alone or in combination of two or more. Of these pH adjusters, secondary amines are preferred.

重合前に単量体溶液のpHを調整する際には、単量体溶液にpH調整剤またはその水溶液を添加してpHを所定の値に調整する。この操作により、単量体溶液のpHは、好ましくは7以上、10以下、より好ましくは7以上、9以下に調整される。なお、pH調整剤の水溶液を単量体溶液に添加する場合には、用いる水は上記精製水であることが好ましい。   When adjusting the pH of the monomer solution before polymerization, a pH adjusting agent or an aqueous solution thereof is added to the monomer solution to adjust the pH to a predetermined value. By this operation, the pH of the monomer solution is preferably adjusted to 7 or more and 10 or less, more preferably 7 or more and 9 or less. In addition, when adding the aqueous solution of a pH adjuster to a monomer solution, it is preferable that the water to be used is the said purified water.

pHを調整するために使用可能な第2級アミンとしては、例えば、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、N−メチルエチルアミン、N−メチルプロピルアミン、N−メチルイソプロピルアミン、N−メチルブチルアミン、N−メチルイソブチルアミン、N−メチルシクロヘキシルアミン、N−エチルプロピルアミン、N−エチルイソプロピルアミン、N−エチルブチルアミン、N−エチルイソブチルアミン、N−エチルシクロヘキシルアミン、N−メチルビニルアミン、N−メチルアリルアミンなどの脂肪族第2級アミン;N−メチルエチレンジアミン、N−エチルエチレンジアミン、N,N’−ジメチルエチレンジアミン、N,N’−ジエチルエチレンジアミン、N−メチルトリメチレンジアミン、N−エチルトリメチレンジアミン、N,N’−ジメチルトリメチレンジアミン、N,N’−ジエチルトリメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、ジプロピレントリアミンなどの脂肪族ジアミンおよびトリアミン;N−メチルベンジルアミン、N−エチルベンジルアミン、N−メチルフェニチルアミン、N−エチルフェネチルアミンなどの芳香族アミン;N−メチルエタノールアミン、N−エチルエタノールアミン、N−プロピルエタノールアミン、N−イソプロピルエタノールアミン、N−ブチルエタノールアミン、N−イソブチルエタノールアミンなどのモノアルカノールアミン;ジエタノールアミン、ジプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、ジブタノールアミンなどのジアルカノールアミン;ピロリジン、ピペリジン、ピペラジン、N−メチルピペラジン、N−エチルピペラジン、モルホリン、チオモルホリンなどの環状アミン;などが挙げられる。これらの第2級アミンは、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの第2級アミンのうち、ジアルカノールアミンおよびジアルキルアミンが好ましく、ジアルカノールアミンがより好ましく、ジエタノールアミンが特に好ましい。   Secondary amines that can be used to adjust the pH include, for example, dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, diisopropylamine, N-methylethylamine, N-methylpropylamine, N-methylisopropylamine, N-methyl. Butylamine, N-methylisobutylamine, N-methylcyclohexylamine, N-ethylpropylamine, N-ethylisopropylamine, N-ethylbutylamine, N-ethylisobutylamine, N-ethylcyclohexylamine, N-methylvinylamine, N -Aliphatic secondary amines such as methylallylamine; N-methylethylenediamine, N-ethylethylenediamine, N, N'-dimethylethylenediamine, N, N'-diethylethylenediamine, N-methyltrimethylenediamine N-ethyltrimethylenediamine, N, N′-dimethyltrimethylenediamine, N, N′-diethyltrimethylenediamine, aliphatic diamines and triamines such as diethylenetriamine, dipropylenetriamine; N-methylbenzylamine, N-ethylbenzyl Aromatic amines such as amine, N-methylphenethylamine, N-ethylphenethylamine; N-methylethanolamine, N-ethylethanolamine, N-propylethanolamine, N-isopropylethanolamine, N-butylethanolamine, N -Monoalkanolamines such as isobutylethanolamine; dialkanolamines such as diethanolamine, dipropanolamine, diisopropanolamine, dibutanolamine; pyrrolidine, piperidine And the like; piperazine, N- methylpiperazine, N- ethylpiperazine, morpholine, cyclic amines, such as thiomorpholine. These secondary amines may be used alone or in combination of two or more. Of these secondary amines, dialkanolamines and dialkylamines are preferred, dialkanolamines are more preferred, and diethanolamines are particularly preferred.

pH調整剤の使用量は、単量体の使用量に応じて適宜調節すればよく、特に限定されるものではないが、例えば、単量体水溶液のpHが好ましくは7以上、10以下、より好ましくは7以上、9以下になるようにすればよい。具体的には、pH調整剤として第2級アミンを用いる場合には、その使用量は、単量体の使用量に対して好ましくは10ppm以上、10,000ppm以下、より好ましくは50ppm以上、5,000ppm以下である。   The use amount of the pH adjuster may be appropriately adjusted according to the use amount of the monomer, and is not particularly limited. For example, the pH of the aqueous monomer solution is preferably 7 or more and 10 or less. Preferably, it may be 7 or more and 9 or less. Specifically, when a secondary amine is used as a pH adjuster, the amount used is preferably 10 ppm or more and 10,000 ppm or less, more preferably 50 ppm or more, 5% relative to the amount of monomer used. 1,000 ppm or less.

≪pH調整済み単量体溶液中の不溶物量≫
本発明の製造工程において、単量体水溶液にpH調整剤(特に第2級アミン)を添加して得られるpH調整済み単量体溶液は、不溶物含有量が0.3ppm以下であることが好ましい。
≪Insoluble matter amount in the pH adjusted monomer solution≫
In the production process of the present invention, the pH-adjusted monomer solution obtained by adding a pH adjuster (particularly a secondary amine) to the monomer aqueous solution may have an insoluble matter content of 0.3 ppm or less. preferable.

≪重合開始剤≫
単量体溶液(pH調整済み単量体溶液を含む;以下同じ)に添加する重合開始剤としては、アゾ化合物および/または有機過酸化物を用いることが好ましい。重合開始剤として過酸化水素を用いると、水素引き抜き能力が強いため、グラフト反応が進行しやすく、著しい分子量の増加が確認されることがあり、好ましくない。
≪Polymerization initiator≫
As the polymerization initiator to be added to the monomer solution (including the pH-adjusted monomer solution; hereinafter the same), it is preferable to use an azo compound and / or an organic peroxide. When hydrogen peroxide is used as a polymerization initiator, the hydrogen abstraction ability is strong, so that the graft reaction is likely to proceed, and a marked increase in molecular weight may be confirmed.

単量体溶液に重合開始剤を添加する際、予め単量体溶液に窒素ガスを吹き込んで、単量体溶液中の酸素濃度を好ましくは1ppm以下、より好ましくは0.5ppm以下に調整しておいてもよい。また、単量体溶液を予め好ましくは40℃以上、より好ましくは50℃以上、さらに好ましくは60℃以上、好ましくは100℃以下、より好ましくは90℃以下、さらに好ましくは80℃以下に加熱しておいてもよい。これにより、重合反応を速やかに進めることができる。   When adding a polymerization initiator to the monomer solution, nitrogen gas is previously blown into the monomer solution, and the oxygen concentration in the monomer solution is preferably adjusted to 1 ppm or less, more preferably 0.5 ppm or less. It may be left. In addition, the monomer solution is preferably heated to 40 ° C. or higher, more preferably 50 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher, preferably 100 ° C. or lower, more preferably 90 ° C. or lower, more preferably 80 ° C. or lower. You may keep it. Thereby, a polymerization reaction can be advanced rapidly.

重合開始剤として使用可能なアゾ化合物としては、例えば、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(イソ酪酸)ジメチル、4,4’−アゾビス(4−シアノ吉草酸)、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)二塩酸塩、2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]n水和物、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]二塩酸塩、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]二硫酸塩二水和物、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニトリル)などが挙げられる。これらのアゾ化合物は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。   Examples of the azo compound that can be used as a polymerization initiator include 2,2′-azobis (isobutyronitrile), 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile), 2,2′-azobis (2 , 4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis (isobutyric acid) dimethyl, 4,4′-azobis (4-cyano) Valeric acid), 2,2′-azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride, 2,2′-azobis [N- (2-carboxyethyl) -2-methylpropionamidine] n hydrate, 2, 2′-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride, 2,2′-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] disulfate dihydrate, 1,1'-azo Such as scan (cyclohexane-1-carbonitrile) and the like. These azo compounds may be used alone or in combination of two or more.

重合開始剤として使用可能な有機過酸化物としては、例えば、ベンゾイルペルオキシド、クメンヒドロペルオキシド、ジクミルペルオキシド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキサン、1,1’−ジ−t−ブチルペルオキシ−3,3,5−トリメチレンシクロヘキサン、1,3−ジ−(t−ブチルペルオキシ)−ジイソプロピルベンゼン、ジ−t−ブチルペルオキシド、t−ブチルヒドロペルオキシド、t−ブチルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルペルオキシピバレート、t−アミルペルオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−アミルヒドロペルオキシドなどが挙げられる。これらの有機過酸化物は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。   Examples of the organic peroxide that can be used as the polymerization initiator include benzoyl peroxide, cumene hydroperoxide, dicumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy) hexane, 1,1 ′. -Di-t-butylperoxy-3,3,5-trimethylenecyclohexane, 1,3-di- (t-butylperoxy) -diisopropylbenzene, di-t-butyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, t-butyl Examples include peroxy-2-ethylhexanoate, t-butylperoxypivalate, t-amylperoxy-2-ethylhexanoate, and t-amylhydroperoxide. These organic peroxides may be used alone or in combination of two or more.

また、重合反応の際には、上記の有機過酸化物と還元剤とを併用するレドックス系重合開始剤で重合を開始させてもよい。   Moreover, in the case of a polymerization reaction, you may start superposition | polymerization with the redox type polymerization initiator which uses together said organic peroxide and a reducing agent.

還元剤としては、例えば、モール塩に代表されるような、鉄(II)、スズ(II)、チタン(III)、クロム(II)、V(II)、Cu(II)などの低原子価状態にある金属の塩類;モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ヒドロキシルアミン、ヒドロキシルアミン塩酸塩、ヒドラジンなどのアミン化合物およびその塩;亜二チオン酸ナトリウム、ホルムアルデヒドナトリウムスルホキシレート、ヒドロキシメタンスルフィン酸ナトリウム二水和物などのほか、−SH、−SO2H、−NHNH2、−COCH(OH)−などの基を含む有機化合物およびその塩;亜硫酸ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、メタ二亜硫酸塩などのアルカリ金属亜硫酸塩や、次亜リン酸、次亜リン酸ナトリウム、ヒドロ亜硫酸ナトリウム、次亜硝酸ナトリウムなどの低級酸化物およびその塩;D−フルクトース、D−グルコースなどの転化糖;チオウレア、二酸化チオウレアなどのチオウレア化合物;L−アスコルビン酸(塩)、L−アスコルビン酸エステル、エリソルビン酸(塩)、エリソルビン酸エステル;などが挙げられる。 Examples of the reducing agent include low valences such as iron (II), tin (II), titanium (III), chromium (II), V (II), Cu (II), and the like represented by mole salts. Metal salts in the state; amine compounds such as monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, hydroxylamine, hydroxylamine hydrochloride, hydrazine and their salts; sodium dithionite, sodium formaldehyde sulfoxylate, hydroxymethanesulfinic acid In addition to sodium dihydrate, etc., organic compounds and salts thereof including groups such as —SH, —SO 2 H, —NHNH 2 , —COCH (OH) —; sodium sulfite, sodium bisulfite, metabisulfite, etc. Alkali metal sulfites, hypophosphorous acid, sodium hypophosphite, hydro Lower oxides such as sodium sulfate and sodium hyponitrite and salts thereof; invert sugars such as D-fructose and D-glucose; thiourea compounds such as thiourea and thiourea dioxide; L-ascorbic acid (salt), L-ascorbic acid ester Erythorbic acid (salt), erythorbic acid ester, and the like.

有機過酸化物と還元剤との組合せの具体例としては、例えば、ベンゾイルペルオキシドとアミンとの組合せ、クメンヒドロペルオキシドと鉄(II)、Cu(II)などの金属化合物との組合せが挙げられる。   Specific examples of the combination of the organic peroxide and the reducing agent include, for example, a combination of benzoyl peroxide and an amine, and a combination of cumene hydroperoxide and a metal compound such as iron (II) or Cu (II).

重合反応における重合開始剤の濃度は、単量体成分の使用量に応じて適宜調節すればよく、特に限定されるものではないが、例えば、単量体100質量部に対して、好ましくは0.001質量部以上、3質量部以下、より好ましくは0.005質量部以上、2質量部以下、さらに好ましくは0.01質量部以上、1質量部以下である。   The concentration of the polymerization initiator in the polymerization reaction may be appropriately adjusted according to the amount of the monomer component used, and is not particularly limited. For example, it is preferably 0 with respect to 100 parts by mass of the monomer. 0.001 part by mass or more and 3 parts by mass or less, more preferably 0.005 part by mass or more and 2 parts by mass or less, and further preferably 0.01 parts by mass or more and 1 part by mass or less.

≪重合温度≫
重合反応における反応温度は、反応原料などの条件に応じて適宜設定すればよいが、好ましくは40℃〜100℃、より好ましくは50℃〜95℃、さらに好ましくは60℃〜90℃である。
≪Polymerization temperature≫
The reaction temperature in the polymerization reaction may be appropriately set according to the conditions such as reaction raw materials, but is preferably 40 ° C to 100 ° C, more preferably 50 ° C to 95 ° C, and further preferably 60 ° C to 90 ° C.

≪重合中のpH調整≫
本発明では、重合反応を開始してから終了するまでの適当な段階で、反応液に第2級アミンまたはその水溶液を添加してpHを所定の値に調整してもよい。単量体(N−ビニル−2−ピロリドン)が加水分解されることを防ぐためである。また、第2級アミンを用いることにより、得られた重合体溶液を乾燥する際に、重合体の一部が不溶化することを抑制できるものと推測される。
≪pH adjustment during polymerization≫
In the present invention, a secondary amine or an aqueous solution thereof may be added to the reaction solution to adjust the pH to a predetermined value at an appropriate stage from the start to the end of the polymerization reaction. This is to prevent the monomer (N-vinyl-2-pyrrolidone) from being hydrolyzed. Moreover, it is estimated that by using a secondary amine, it is possible to suppress insolubilization of a part of the polymer when the obtained polymer solution is dried.

重合中に反応液のpHを調整するのに使用可能な第2級アミンとしては、単量体水溶液のpHを調整するのに使用可能な第2級アミンとして列挙した上記の第2級アミンが挙げられる。また、重合中に反応液のpHを調整するために添加する第2級アミンは、単量体水溶液のpHを調整するために添加する第2級アミンと同一であっても異なっていてもよい。   Secondary amines that can be used to adjust the pH of the reaction solution during polymerization include the secondary amines listed above as secondary amines that can be used to adjust the pH of the aqueous monomer solution. Can be mentioned. In addition, the secondary amine added to adjust the pH of the reaction solution during the polymerization may be the same as or different from the secondary amine added to adjust the pH of the aqueous monomer solution. .

pH調整剤の使用量は、単量体の使用量に応じて適宜調節すればよく、特に限定されるものではないが、例えば、反応液のpHが好ましくは7以上、10以下、より好ましくは7以上、9以下になるようにすればよい。具体的には、pH調整剤として第2級アミンを用いる場合には、その使用量は、単量体の使用量に対して、好ましくは10ppm以上、10,000ppm以下、より好ましくは50ppm以上、5,000ppm以下である。   The use amount of the pH adjuster may be appropriately adjusted according to the use amount of the monomer and is not particularly limited. For example, the pH of the reaction solution is preferably 7 or more and 10 or less, more preferably. What is necessary is just to make it 7 or more and 9 or less. Specifically, when a secondary amine is used as a pH adjuster, the amount used is preferably 10 ppm or more and 10,000 ppm or less, more preferably 50 ppm or more, based on the amount of monomer used. It is 5,000 ppm or less.

≪有機酸の添加≫
本発明では、重合反応後、反応液に有機酸またはその水溶液を添加することが好ましい。この際、重合反応時の反応温度を維持して行うことが好ましい。これにより、単量体(N−ビニル−2−ピロリドン)を酸によって加水分解して、未反応の単量体量(すなわち、反応液中における単量体の残存量)を低減することができる。具体的には、最終的に得られるビニルピロリドン系重合体粉体中の単量体の残存量を、好ましくは10ppm以下、より好ましくは8ppm以下、さらに好ましくは6ppm以下とすることできる。
≪Addition of organic acid≫
In the present invention, it is preferable to add an organic acid or an aqueous solution thereof to the reaction solution after the polymerization reaction. At this time, it is preferable to carry out the reaction while maintaining the reaction temperature during the polymerization reaction. As a result, the monomer (N-vinyl-2-pyrrolidone) can be hydrolyzed with an acid to reduce the amount of unreacted monomer (that is, the residual amount of monomer in the reaction solution). . Specifically, the residual amount of the monomer in the finally obtained vinylpyrrolidone polymer powder can be preferably 10 ppm or less, more preferably 8 ppm or less, and even more preferably 6 ppm or less.

未反応の単量体量を低減するのに使用可能な有機酸としては、好ましくは、有機酸添加時の反応液温度より高い沸点(例えば100℃以上)を有する多価カルボン酸であり、具体的には、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、アスパラギン酸、クエン酸、グルタミン酸、フマル酸、リンゴ酸、マレイン酸、フタル酸、トリメリト酸、ピロメリト酸などが挙げられるが、より好ましくは多価カルボン酸であり、かつカルボキシル基の第1解離定数が3.0以下であり、かつカルシウム塩の20℃における水への溶解度が0.1質量%以上であるような有機酸、具体的には、例えば、マロン酸、エチルマロン酸、エチルメチルマロン酸、エチルプロピルマロン酸などが挙げられる。これらの有機酸は、単独で用いても2種以上を併用してもよい。これらの有機酸のうち、マロン酸が特に好適である。なお、本発明において、有機酸の水溶液を反応液に添加する場合には、上記濾過処理した精製水を用いることが好ましい。   The organic acid that can be used to reduce the amount of the unreacted monomer is preferably a polyvalent carboxylic acid having a boiling point (for example, 100 ° C. or higher) higher than the reaction liquid temperature when the organic acid is added. Specifically, for example, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, aspartic acid, citric acid, glutamic acid, fumaric acid, malic acid, maleic acid, phthalic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, and the like are more preferable. An organic acid that is a monovalent carboxylic acid, has a first dissociation constant of the carboxyl group of 3.0 or less, and has a calcium salt solubility in water at 20 ° C. of 0.1% by mass or more, specifically Examples thereof include malonic acid, ethyl malonic acid, ethyl methyl malonic acid, ethyl propyl malonic acid and the like. These organic acids may be used alone or in combination of two or more. Of these organic acids, malonic acid is particularly preferred. In addition, in this invention, when adding the aqueous solution of organic acid to a reaction liquid, it is preferable to use the purified water filtered.

ここで、上記のような条件を満足する有機酸を用いることが好ましいのは、主に、(1)効率よく単量体の加水分解を行うため、(2)塩酸等の無機酸を用いることによって、塩素などのハロゲンが混入することを避けるため、及び(3)ギ酸や酢酸等の低沸点有機酸を用いることによって、有機酸が添加・混合中に揮発することを防ぐためである。   Here, it is preferable to use an organic acid that satisfies the above conditions. (2) In order to efficiently hydrolyze the monomer, (2) Use an inorganic acid such as hydrochloric acid. This is for preventing halogens such as chlorine from being mixed, and (3) using low boiling point organic acids such as formic acid and acetic acid to prevent the organic acid from volatilizing during addition and mixing.

有機酸の使用量は、重合反応時の単量体の使用量に応じて適宜調節すればよく、特に限定されるものではないが、例えば、重合後の反応液のpHが好ましくは5以下、より好ましくは3以上、4以下になるようにすればよい。具体的には、有機酸の使用量は、単量体の使用量に対して、好ましくは100ppm以上、10,000ppm以下、より好ましくは500ppm以上、5,000ppm以下である。   The amount of organic acid used may be appropriately adjusted according to the amount of monomer used during the polymerization reaction, and is not particularly limited. For example, the pH of the reaction solution after polymerization is preferably 5 or less, More preferably, it may be 3 or more and 4 or less. Specifically, the use amount of the organic acid is preferably 100 ppm or more and 10,000 ppm or less, more preferably 500 ppm or more and 5,000 ppm or less with respect to the use amount of the monomer.

重合反応後、反応液に有機酸を添加するので、本発明のビニルピロリドン系重合体溶液、及びこれを用いて得られる重合体粉体は、上記のような使用量に準じた含有量で、有機酸を含有することになる。ただし、単量体水溶液のpHを調整するために、および/または、重合中に反応液のpHを調整するために、第2級アミン等のpH調整剤を添加した場合、有機酸は、このpH調整剤と塩を形成していることがある。この場合、本発明のビニルピロリドン系重合体溶液、及びこれを用いて得られる重合体粉体は、このpH調整剤と有機酸との塩を含有することになる。   Since an organic acid is added to the reaction solution after the polymerization reaction, the vinyl pyrrolidone polymer solution of the present invention and the polymer powder obtained using the same are in a content according to the amount used as described above. It will contain organic acids. However, in order to adjust the pH of the aqueous monomer solution and / or to adjust the pH of the reaction solution during the polymerization, when adding a pH adjusting agent such as a secondary amine, the organic acid is May form salt with pH adjuster. In this case, the vinylpyrrolidone polymer solution of the present invention and the polymer powder obtained using the same contain a salt of the pH adjuster and an organic acid.

≪重合後のpH調整≫
本発明では、重合後の反応液に第2級アミンまたはその水溶液を添加して、反応液のpHを所定の値に調整することが好ましい。これにより、反応液中の重合体の経時安定性を高めることができる。また、第2級アミンを用いることにより、中和時(第2級アミン添加時)に、重合体の一部が不溶化すること防ぎつつ、得られた重合体溶液を乾燥する際に、重合体の一部が不溶化することを抑制できるものと推測される。この際、重合反応時(あるいは、酸添加時)の反応温度を維持して行うことが好ましい。
≪pH adjustment after polymerization≫
In the present invention, it is preferable to add a secondary amine or an aqueous solution thereof to the reaction solution after polymerization to adjust the pH of the reaction solution to a predetermined value. Thereby, the temporal stability of the polymer in the reaction solution can be enhanced. In addition, when a secondary amine is used, the polymer solution is dried when the obtained polymer solution is dried while preventing a part of the polymer from being insolubilized during neutralization (when the secondary amine is added). It is presumed that a part of can be insolubilized. At this time, it is preferable to carry out the reaction while maintaining the reaction temperature during the polymerization reaction (or during the acid addition).

重合後に反応液のpHを調整するのに使用可能な第2級アミンとしては、重合前に単量体水溶液のpHを調整するのに使用可能な第2級アミンとして列挙した上記の第2級アミンが挙げられる。重合後に反応液のpHを調整するために添加する第2級アミンは、単量体水溶液のpHを調整するために添加する第2級アミンや、重合中に反応液のpHを調整するために添加する第2級アミンと同一であっても異なっていてもよい。   Secondary amines that can be used to adjust the pH of the reaction solution after polymerization include the secondary amines listed above as secondary amines that can be used to adjust the pH of the aqueous monomer solution before polymerization. Examples include amines. The secondary amine added to adjust the pH of the reaction solution after the polymerization is a secondary amine added to adjust the pH of the aqueous monomer solution, or to adjust the pH of the reaction solution during the polymerization. It may be the same as or different from the secondary amine to be added.

本工程での第2級アミンの使用量は、有機酸の使用量に応じて適宜調節すればよく、特に限定されるものではないが、例えば、反応液のpHが好ましくは4以上、7以下、より好ましくは5以上、7以下になるようにすればよい。具体的には、第2級アミンの使用量は、重合反応時の単量体の使用量に対して、好ましくは100ppm以上、10,000ppm以下、より好ましくは120ppm以上、5,000ppm以下である。   The amount of secondary amine used in this step may be appropriately adjusted according to the amount of organic acid used, and is not particularly limited. For example, the pH of the reaction solution is preferably 4 or more and 7 or less. More preferably, it may be 5 or more and 7 or less. Specifically, the use amount of the secondary amine is preferably 100 ppm or more and 10,000 ppm or less, more preferably 120 ppm or more and 5,000 ppm or less with respect to the use amount of the monomer during the polymerization reaction. .

未反応の単量体量を低減した後、反応液のpHを調整するために第2級アミンまたはその水溶液を添加した場合、反応液中の有機酸は、この第2級アミンと塩を形成していることがある。この場合、本発明のビニルピロリドン系重合体溶液、及びこれを用いて得られる重合体粉体は、この第2級アミンと有機酸との塩を含有することになる。   When secondary amine or its aqueous solution is added to adjust the pH of the reaction solution after reducing the amount of unreacted monomers, the organic acid in the reaction solution forms a salt with this secondary amine. Have In this case, the vinylpyrrolidone polymer solution of the present invention and the polymer powder obtained using the same contain a salt of the secondary amine and organic acid.

≪ビニルピロリドン系重合体溶液中の不溶物量≫
本発明の製造方法によって得られるビニルピロリドン系重合体溶液は、不溶物含有量が10ppm未満であることが好ましく、9ppm以下であることがより好ましい。
≪Insoluble amount in vinylpyrrolidone polymer solution≫
The vinylpyrrolidone-based polymer solution obtained by the production method of the present invention preferably has an insoluble matter content of less than 10 ppm, more preferably 9 ppm or less.

(重合体粉体の製造方法)
本発明では、上記製造方法によって得たビニルピロリドン系重合体溶液を乾燥し、次いで粉砕することにより、ビニルピロリドン系重合体粉体としてもよい。
(Production method of polymer powder)
In the present invention, the vinylpyrrolidone polymer solution obtained by the above production method may be dried and then pulverized to obtain a vinylpyrrolidone polymer powder.

ビニルピロリドン系重合体溶液を乾燥する方法としては、従来公知の方法を採用すればよく、特に限定されるものではないが、例えば、スプレードライヤー乾燥法、ドラムドライヤー乾燥法などが挙げられる。乾燥の温度や時間などの条件は、乾燥すべきビニルピロリドン系重合体溶液の量に応じて適宜調節すればよく、特に限定されるものではないが、例えば、好ましくは100℃以上、160℃以下、より好ましくは100℃以上、150℃以下の温度で、好ましくは1時間以内、より好ましくは30分以内、さらに好ましくは10分以内で乾燥すればよい。   The method for drying the vinylpyrrolidone polymer solution may be a conventionally known method, and is not particularly limited. Examples thereof include a spray dryer drying method and a drum dryer drying method. Conditions such as drying temperature and time may be appropriately adjusted according to the amount of the vinylpyrrolidone polymer solution to be dried, and are not particularly limited. For example, preferably 100 ° C. or higher and 160 ° C. or lower. More preferably, drying may be performed at a temperature of 100 ° C. or higher and 150 ° C. or lower, preferably within 1 hour, more preferably within 30 minutes, and even more preferably within 10 minutes.

乾燥したビニルピロリドン重合体を粉砕する方法としては、従来公知の方法を採用すればよく、特に限定されるものではないが、例えば、ピンミル、ハンマーミルなどで乾式粗粉砕する方法;ジェットミル、ローラミル、ボールミル、ミクロンミルなどで乾式微粉砕する方法;などが挙げられる。粉砕の条件は、特に限定されるものではなく、粉体の用途などに応じて所望の粒度が得られるように適宜設定すればよい。   The method for pulverizing the dried vinylpyrrolidone polymer may be a conventionally known method, and is not particularly limited. For example, a dry coarse pulverization method using a pin mill, a hammer mill or the like; a jet mill, a roller mill And dry fine pulverization using a ball mill, micron mill, etc. The pulverization conditions are not particularly limited, and may be set as appropriate so as to obtain a desired particle size according to the use of the powder.

ここで、ビニルピロリドン系重合体粉体は、例えば、粒状、顆粒状、球状、塊状、鱗片状、無定形などの形状であってもよい。また、ビニルピロリドン系重合体粉体の大きさは、粉体の用途などに応じて適宜調節すればよく、特に限定されるものではないが、作業性、溶解性などの点で、平均粒子径は、好ましくは10μm以上、3,000μm以下、より好ましくは50μm以上、1,000μm以下、さらに好ましくは80μm以上、800μm以下である。ここで、「平均粒子径」とは、下記で説明する方法で測定された数値である。   Here, the vinylpyrrolidone-based polymer powder may be in the form of, for example, granules, granules, spheres, lumps, scales, and amorphous. In addition, the size of the vinylpyrrolidone polymer powder may be appropriately adjusted according to the use of the powder, and is not particularly limited. However, the average particle size is not limited in terms of workability and solubility. Is preferably 10 μm or more and 3,000 μm or less, more preferably 50 μm or more and 1,000 μm or less, and further preferably 80 μm or more and 800 μm or less. Here, the “average particle diameter” is a numerical value measured by the method described below.

最終的に得られる本発明のビニルピロリドン系重合体粉体における第2級アミンまたはその塩の含有量は、好ましくは500ppm以上、10,000ppm以下、より好ましくは800ppm以上、6,000ppm以下、さらに好ましくは1,000ppm以上、4,000ppm以下である。なお、第2級アミンまたはその塩の含有量は、ビニルピロリドン系重合体粉体を水溶液にし、イオンクロマトグラフィー装置(例えば、ICS−2000、日本ダイオネクス(株)製;カラムは、Ion Pac AS−15を使用)を用いて、この水溶液中に存在する第2級アミンまたはその塩の含有量を測定し、ビニルピロリドン系重合体粉体の含有量に対する第2級アミンまたはその塩の相対的な含有量を算出することにより求められる。   The content of the secondary amine or salt thereof in the finally obtained vinylpyrrolidone polymer powder of the present invention is preferably 500 ppm or more and 10,000 ppm or less, more preferably 800 ppm or more and 6,000 ppm or less, Preferably it is 1,000 ppm or more and 4,000 ppm or less. The content of the secondary amine or a salt thereof is such that the vinyl pyrrolidone polymer powder is made into an aqueous solution and an ion chromatography apparatus (for example, ICS-2000, manufactured by Nippon Dionex Co., Ltd .; the column is Ion Pac AS- 15) is used to measure the content of the secondary amine or salt thereof present in the aqueous solution, and the relative content of the secondary amine or salt thereof to the vinylpyrrolidone polymer powder content is measured. It is calculated | required by calculating content.

<ビニルピロリドン系重合体粉体中の不溶物量>
本発明の製造方法によって得られるビニルピロリドン系重合体粉体は、不溶物含有量が30ppm以下であることが好ましい。
<Amount of insoluble matter in vinylpyrrolidone polymer powder>
The vinylpyrrolidone polymer powder obtained by the production method of the present invention preferably has an insoluble matter content of 30 ppm or less.

不溶物の含有量が30ppm以下であれば、本発明のビニルピロリドン重合体粉体を用いて、中空糸膜やメンブランフィルターを工業的規模で製造するために、ビニルピロリドン重合体粉体が溶解する原料液を濾過する際、フィルターの交換頻度を抑えることができることから、生産性を向上することができる。また、ビニルピロリドン系重合体粉体のK値が高くなって原料液の粘性が上がり、原料液を濾過することに長時間を要することとなった場合でも、原料液の濾過操作自体を省くことで対処することができ、高い生産性を維持することができる。   If the insoluble matter content is 30 ppm or less, the vinylpyrrolidone polymer powder dissolves in order to produce hollow fiber membranes and membrane filters on an industrial scale using the vinylpyrrolidone polymer powder of the present invention. When the raw material liquid is filtered, the replacement frequency of the filter can be suppressed, so that productivity can be improved. Also, even when the K value of the vinylpyrrolidone polymer powder is increased and the viscosity of the raw material liquid is increased, and it takes a long time to filter the raw material liquid, the filtration operation of the raw material liquid itself is omitted. Can maintain high productivity.

本発明の製造方法によって得られるビニルピロリドン系重合体粉体は、K値が好ましくは50以上、より好ましくは60以上、好ましくは120以下、より好ましくは100以下、さらに好ましくは95以下である。   The vinyl pyrrolidone polymer powder obtained by the production method of the present invention has a K value of preferably 50 or more, more preferably 60 or more, preferably 120 or less, more preferably 100 or less, and still more preferably 95 or less.

(用途)
本発明の製造方法によって得られるビニルピロリドン系重合体溶液、及び重合体粉体は、例えば、化粧品、医農薬中間体、食品添加物、感光性電子材料、粘着付与剤などの用途に、あるいは、種々の特殊工業用途(例えば、中空糸膜やメンブランフィルターの製造)に用いることができる。特に、不溶物の含有量が少ないことから、中空糸膜やメンブランフィルターの製造に好適である。
(Use)
The vinylpyrrolidone polymer solution and polymer powder obtained by the production method of the present invention are used for, for example, cosmetics, medical and agrochemical intermediates, food additives, photosensitive electronic materials, tackifiers, etc. It can be used for various special industrial applications (for example, production of hollow fiber membranes and membrane filters). In particular, since the content of insoluble matter is small, it is suitable for the production of hollow fiber membranes and membrane filters.

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例により制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。なお下記実施例および比較例において「部」、「%」とあるのは、それぞれ質量部、質量%を意味する。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited by the following examples, but may be appropriately modified within a range that can meet the purpose described above and below. It is also possible to implement, and they are all included in the technical scope of the present invention. In the following examples and comparative examples, “parts” and “%” mean parts by mass and mass%, respectively.

まず、不溶物の含有量、重合体粉体のK値、pH、固形分量、残存N−ビニル−2−ピロリドン量、平均粒子径の測定方法について説明する。
(1)不溶物の含有量測定
(不溶物が除去されたイオン交換水の調製)
イオン交換水を孔径0.45μmのフィルター(ADVANTEC製、混合セルロースエステル系、直径90mm)で濾過して、不溶物が除去されたイオン交換水5,000gを採取する。
First, a method for measuring the content of insoluble matter, the K value of polymer powder, the pH, the solid content, the amount of residual N-vinyl-2-pyrrolidone, and the average particle size will be described.
(1) Content measurement of insoluble matter (preparation of ion-exchanged water from which insoluble matter has been removed)
Ion exchange water is filtered through a filter having a pore diameter of 0.45 μm (manufactured by ADVANTEC, mixed cellulose ester system, diameter 90 mm), and 5,000 g of ion exchange water from which insoluble matter has been removed is collected.

(吸引濾過器の準備)
孔径1.2μmのポリテトラフルオロエチレン製フィルター(Sartorius製、直径50mm)の質量を0.0001gまで正確に秤量した後(Wg)、吸引濾過器にセットする。次いで、イソプロパノール50gを濾過し、さらに不溶物が除去されたイオン交換水50gを濾過して、フィルターを親水化する。
(Preparation of suction filter)
The weight of a polytetrafluoroethylene filter (Sartorius, diameter 50 mm) having a pore diameter of 1.2 μm is accurately weighed to 0.0001 g (W 1 g), and then set on a suction filter. Next, 50 g of isopropanol is filtered, and 50 g of ion-exchanged water from which insoluble matter has been removed is filtered to make the filter hydrophilic.

(測定試料の準備)
<pH調整済み単量体溶液>
ビニルピロリドン系重合体溶液の製造過程で得られた、pH調整済み単量体溶液を測定試料とする。
(Preparation of measurement sample)
<PH adjusted monomer solution>
A monomer solution with a pH adjusted obtained in the process of producing a vinylpyrrolidone polymer solution is used as a measurement sample.

<ビニルピロリドン系重合体溶液>
本発明の製造方法で得られたビニルピロリドン系重合体溶液に、不溶物が除去されたイオン交換水を加えて、ビニルピロリドン系重合体濃度を2%に調整したものを測定試料とする。
<Vinyl pyrrolidone polymer solution>
A measurement sample is prepared by adding ion-exchanged water from which insolubles have been removed to the vinylpyrrolidone polymer solution obtained by the production method of the present invention to adjust the vinylpyrrolidone polymer concentration to 2%.

<ビニルピロリドン系重合体粉体>
容量5Lのビーカーに、不溶物が除去されたイオン交換水4,900gを入れた後、撹拌羽根で撹拌しながら、ビニルピロリドン系重合体粉体100gを添加して、25℃下、60分間かけて溶解する。この操作により、2%ビニルピロリドン系重合体粉体水溶液5,000gを得て、測定試料とする。
<Vinyl pyrrolidone polymer powder>
Add 4,900 g of ion-exchanged water from which insoluble materials have been removed to a 5 L beaker, add 100 g of vinylpyrrolidone polymer powder while stirring with a stirring blade, and take 60 minutes at 25 ° C. Dissolve. By this operation, 5,000 g of a 2% vinylpyrrolidone polymer powder aqueous solution is obtained and used as a measurement sample.

(不溶物量の測定)
測定試料を吸引濾過する。吸引濾過を開始してから4時間で濾過を終了して、残液量を測定し、濾過された液量を求める(Wg)。不溶物が除去されたイオン交換水50gを3回濾過して、フィルターを水洗する。吸引濾過器からフィルターを取り出し、減圧乾燥機を用いて、減圧度−0.09MPa、温度70℃で90分間乾燥させる。乾燥後、デシケーターに入れて10分間冷却した後、質量を測定する(Wg)。不溶物の含有量は、次式に従って算出する。
≪pH調整済み単量体溶液中の不溶物の含有量≫
不溶物の含有量(ppm/対N−ビニル−2−ピロリドン)=
[(Wg−Wg)/N−ビニル−2−ピロリドン投入量] ×1,000,000
≪ビニルピロリドン系重合体溶液中の不溶物の含有量≫
不溶物の含有量(ppm/対ビニルピロリドン系重合体)=
[(Wg−Wg)/(Wg×0.02)]×1,000,000
≪ビニルピロリドン系重合体粉体中の不溶物の含有量≫
不溶物の含有量(ppm/対ビニルピロリドン系重合体粉体)=
[(Wg−Wg)/(Wg×0.02)]×1,000,000
(Measurement of insoluble matter)
The measurement sample is suction filtered. After 4 hours from the start of suction filtration, the filtration is terminated, the residual liquid amount is measured, and the filtered liquid amount is obtained (W 3 g). 50 g of ion-exchanged water from which insoluble matter has been removed is filtered three times, and the filter is washed with water. The filter is taken out from the suction filter and dried using a vacuum dryer at a reduced pressure of -0.09 MPa and a temperature of 70 ° C for 90 minutes. After drying, the mixture is placed in a desiccator and cooled for 10 minutes, and then the mass is measured (W 2 g). The insoluble content is calculated according to the following formula.
≪Content of insoluble matter in the pH adjusted monomer solution≫
Content of insoluble matter (ppm / N-vinyl-2-pyrrolidone) =
[(W 2 g-W 1 g) / N-vinyl-2-pyrrolidone input amount] × 1,000,000
≪Content of insoluble matter in vinylpyrrolidone polymer solution≫
Insoluble content (ppm / vinyl pyrrolidone polymer) =
[(W 2 g−W 1 g) / (W 3 g × 0.02)] × 1,000,000
≪Insoluble content in vinylpyrrolidone polymer powder≫
Content of insoluble matter (ppm / vinyl pyrrolidone polymer powder) =
[(W 2 g−W 1 g) / (W 3 g × 0.02)] × 1,000,000

(2)重合体粉体のK値の測定方法
K値は、ビニルピロリドン系重合体粉体の1%水溶液について、25℃で毛細管粘度計により相対粘度を測定し、下記のフィケンチャーの粘度式:
(2) Method for measuring K value of polymer powder K value is measured with a capillary viscometer at 25 ° C. for a 1% aqueous solution of vinylpyrrolidone polymer powder, and the viscosity formula of the following Fikencher:

[式中、ηrelは相対粘度、cは水溶液の濃度(g/100mL)、すなわち水溶液100mL中に含有されるビニルピロリドン系重合体粉体のg数、kはK値に関係する変数を表す]
に代入して、得られたkの値を1,000倍した数値である(以下、このようにK値を求める方法を「フィケンチャー法」ということがある。)。K値が大きいほど、分子量が高いことを表す。
[ Where η rel is the relative viscosity, c is the concentration of the aqueous solution (g / 100 mL), that is, the number of grams of vinylpyrrolidone polymer powder contained in 100 mL of the aqueous solution, and k 0 is a variable related to the K value. To express]
Is a numerical value obtained by multiplying the value of k 0 obtained by 1,000 (hereinafter, a method for obtaining the K value in this way may be referred to as “Fikencher method”). The larger the K value, the higher the molecular weight.

(3)重合体粉体のpHの測定方法
重合体粉体のpHは、ビニルピロリドン系重合体粉体の5%水溶液を調製し、25℃下、pHメーター(株式会社堀場製作所製、D−51)を用いて測定する。
(3) Method for measuring pH of polymer powder The pH of the polymer powder was prepared by preparing a 5% aqueous solution of vinylpyrrolidone polymer powder at 25 ° C. under a pH meter (D- 51).

(4)重合体粉体の固形分量の測定方法
予め質量を測定したアルミカップに、重合体粉体2gを素早く採取し、0.1mgの単位まで精秤する。次いで、150±5℃に調節された熱風乾燥器中にアルミカップごと収納し、1時間乾燥した後、アルミカップを乾燥器から取出し、直ちに蓋をしてデシケーター中で60分間冷却する。冷却後、0.1mgの単位まで精秤する。固形分量は、次式にしたがって算出する。なお、固形分量は、3点測定し、その平均値をとる。
固形分量(%)=(W×100)/S
[式中、Wは乾燥後の重合体粉体質量(g)、Sは重合体粉体採取量(g)]
(4) Method for measuring solid content of polymer powder 2 g of polymer powder is quickly collected in an aluminum cup whose mass has been measured in advance, and precisely weighed to a unit of 0.1 mg. Next, the aluminum cup is housed in a hot air drier adjusted to 150 ± 5 ° C. and dried for 1 hour, and then the aluminum cup is taken out of the drier, immediately covered and cooled in a desiccator for 60 minutes. After cooling, weigh accurately to the nearest 0.1 mg. The solid content is calculated according to the following formula. The solid content is measured at three points and the average value is taken.
Solid content (%) = (W × 100) / S
[Wherein, W is the mass of polymer powder after drying (g), S is the amount of polymer powder collected (g)]

(5)重合体粉体の残存N−ビニル−2−ピロリドン量の測定方法
N−ビニル−2−ピロリドンの残存量は、ビニルピロリドン系重合体粉体の5%水溶液を調製し、液体クロマトグラフィーを用いて、吸収波長を235nmとして、当該水溶液中に残存するN−ビニル−2−ピロリドン量を測定し、ビニルピロリドン系重合体粉体の含有量に対するN−ビニル−2−ピロリドンの相対的な残存量を算出することにより求める。
(5) Method for Measuring Residual N-Vinyl-2-Pyrrolidone Amount of Polymer Powder The residual amount of N-vinyl-2-pyrrolidone was prepared by preparing a 5% aqueous solution of vinylpyrrolidone polymer powder and performing liquid chromatography. The amount of N-vinyl-2-pyrrolidone remaining in the aqueous solution was measured at an absorption wavelength of 235 nm, and the relative content of N-vinyl-2-pyrrolidone relative to the content of the vinylpyrrolidone polymer powder was measured. Obtained by calculating the remaining amount.

(6)重合体粉体の平均粒子径の測定方法
ビニルピロリドン重合体粉体を酢酸エチルに分散させる。次いで、レーザー回折式粒度分布測定装置SALD−3000(株式会社島津製作所製)を用いて、得られた分散液の粒度分布を測定する。得られた粒度分布データのメディアン径を平均粒子径とする。
(6) Measuring method of average particle diameter of polymer powder Vinylpyrrolidone polymer powder is dispersed in ethyl acetate. Next, the particle size distribution of the obtained dispersion is measured using a laser diffraction particle size distribution analyzer SALD-3000 (manufactured by Shimadzu Corporation). The median diameter of the obtained particle size distribution data is defined as the average particle diameter.

(実施例1)
<N−ビニル−2−ピロリドンの濾過>
N−ビニル−2−ピロリドンを、孔径1.0μmのポリテトラフルオロエチレン製フィルター(チッソフィルター社製、PF−010−W−G04)で濾過(流速1400kg/hr)して、精製NVPを得た。
Example 1
<Filtration of N-vinyl-2-pyrrolidone>
N-vinyl-2-pyrrolidone was filtered (flow rate: 1400 kg / hr) through a polytetrafluoroethylene filter (manufactured by Chisso Filter, PF-010-W-G04) having a pore size of 1.0 μm to obtain purified NVP. .

<水の濾過>
イオン交換水を、孔径0.45μmのセルロースアセテート製フィルター(アドバンテック東洋株式会社製、A045A−047A)で濾過(流速10000kg/hr)し、精製水を得た。
<Water filtration>
The ion-exchanged water was filtered (flow rate 10,000 kg / hr) with a cellulose acetate filter (Advantech Toyo Co., Ltd., A045A-047A) having a pore size of 0.45 μm to obtain purified water.

<pH調整済み単量体溶液の調製>
撹拌機、温度計、還流管、及びガス吹き込み管を備えた、温水循環ジャケット付きの12Lの反応器に、精製水5589部、及び精製NVP1409部を仕込んだ。次いで、pH調製剤として、精製水を使用して調製した10%ジエタノールアミン水溶液2.11部を添加して、pH調整済み単量体溶液を調製した(pH8.5)。
<Preparation of pH adjusted monomer solution>
5589 parts of purified water and 1409 parts of purified NVP were charged into a 12 L reactor equipped with a warm water circulation jacket equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux pipe, and a gas blowing pipe. Next, 2.11 parts of a 10% diethanolamine aqueous solution prepared using purified water was added as a pH adjusting agent to prepare a pH adjusted monomer solution (pH 8.5).

<重合体溶液の調製>
≪重合開始剤の添加≫
この単量体水溶液を撹拌しながら、1L/minの流速で窒素ガスを導入して、pH調整済み単量体溶液中の溶存酸素を除去した(酸素濃度;0.2ppm以下)後、撹拌しながら、反応器の内温が70℃になるように加熱した。この反応器に、重合開始剤として、9.23%濃度に調製したV−59(和光純薬工業社製、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル))のイソプロピルアルコール溶液21.325部を添加して重合反応を開始した。重合開始剤溶液を添加した後、約1時間で、ジャケット温水温度を90℃に調節した。
<Preparation of polymer solution>
≪Addition of polymerization initiator≫
While stirring this monomer aqueous solution, nitrogen gas was introduced at a flow rate of 1 L / min to remove dissolved oxygen in the pH-adjusted monomer solution (oxygen concentration: 0.2 ppm or less), and then stirred. However, the reactor was heated so that the internal temperature of the reactor became 70 ° C. In this reactor, as a polymerization initiator, an isopropyl alcohol solution of V-59 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile)) prepared at a concentration of 9.23% was used. 325 parts were added to initiate the polymerization reaction. After adding the polymerization initiator solution, the jacket warm water temperature was adjusted to 90 ° C. in about 1 hour.

≪有機酸の添加≫
重合開始剤溶液を添加してから約3時間反応を継続し、重合率が99.8%(残存N−ビニル−2−ピロリドン量が0.2%)に到達した後、精製水を使用して調製した5.6%マロン酸水溶液22.7部を添加し、反応液をpH3.8に調整し、90℃で90分間内温を維持した。
≪Addition of organic acid≫
The reaction is continued for about 3 hours after the addition of the polymerization initiator solution. After the polymerization rate reaches 99.8% (the amount of residual N-vinyl-2-pyrrolidone is 0.2%), purified water is used. Then, 22.7 parts of the 5.6% aqueous malonic acid solution prepared above was added, the reaction solution was adjusted to pH 3.8, and the internal temperature was maintained at 90 ° C. for 90 minutes.

≪重合後のpH調整≫
次いで、精製水を使用して調製した6.38%ジエタノールアミン水溶液27.61部を添加して、反応液をpH6.5に調整し、90℃で30分間内温を維持して、20%のビニルピロリドン系重合体溶液(N−ビニル−2−ピロリドンのホモポリマー水溶液)を得た。
≪pH adjustment after polymerization≫
Subsequently, 27.61 parts of a 6.38% diethanolamine aqueous solution prepared using purified water was added to adjust the reaction solution to pH 6.5, and the internal temperature was maintained at 90 ° C. for 30 minutes. A vinylpyrrolidone-based polymer solution (N-vinyl-2-pyrrolidone homopolymer aqueous solution) was obtained.

<乾燥・粉砕>
得られたビニルピロリドン系重合体溶液をドラムドライヤーに投入し、ドラム表面温度140℃、ドラム回転数1.5rpmの運転条件で乾燥した後、得られた乾燥物を粗砕機に投入して粗砕し、次いで、粉砕機(ホソカワミクロン株式会社製、ヴィクトリーミル/VP−1)を用いて粉砕して、K値が88.0、pHが6.0、固形分が97.0%、残存N−ビニル−2−ピロリドン量が6ppm、平均粒子径が300μmのビニルピロリドン系重合体粉体を得た。
<Drying and grinding>
The obtained vinylpyrrolidone-based polymer solution is put into a drum dryer and dried under the operating conditions of a drum surface temperature of 140 ° C. and a drum rotation speed of 1.5 rpm, and then the obtained dried product is put into a crusher and coarsely crushed. And then pulverized using a pulverizer (Victor Mill / VP-1 manufactured by Hosokawa Micron Corporation) to obtain a K value of 88.0, a pH of 6.0, a solid content of 97.0%, and a residual N- A vinylpyrrolidone polymer powder having an amount of vinyl-2-pyrrolidone of 6 ppm and an average particle size of 300 μm was obtained.

<評価>
得られたpH調整済み単量体溶液、ビニルピロリドン系重合体溶液、及びビニルピロリドン系重合体粉体中の、不溶物含有量を測定した。その結果を表1に示した。
<Evaluation>
The insoluble matter content in the obtained pH-adjusted monomer solution, vinylpyrrolidone polymer solution, and vinylpyrrolidone polymer powder was measured. The results are shown in Table 1.

(実施例2〜10)
実施例1と同様にして、pH調整済み単量体溶液、ビニルピロリドン系重合体溶液、及びビニルピロリドン系重合体粉体を得、これらの不溶物含有量を測定した。その結果を表1に示した。
(Examples 2 to 10)
In the same manner as in Example 1, a pH-adjusted monomer solution, a vinyl pyrrolidone polymer solution, and a vinyl pyrrolidone polymer powder were obtained, and the contents of these insolubles were measured. The results are shown in Table 1.

(比較例1)
実施例1における精製NVPと精製水とに換えて、フィルターで濾過処理しないN−ビニル−2−ピロリドンとイオン交換水とを用いた以外は実施例1と同様にして、pH調整済み単量体溶液、及びビニルピロリドン系重合体溶液を調製し、K値が88.1、pHが6.1、固形分が97.0%、残存N−ビニル−2−ピロリドン量が7ppm、平均粒子径が300μmのビニルピロリドン系重合体粉体を得た。
(Comparative Example 1)
A pH-adjusted monomer in the same manner as in Example 1 except that N-vinyl-2-pyrrolidone and ion-exchanged water not filtered with a filter were used instead of purified NVP and purified water in Example 1. Solution, and a vinylpyrrolidone polymer solution having a K value of 88.1, a pH of 6.1, a solid content of 97.0%, a residual N-vinyl-2-pyrrolidone amount of 7 ppm, and an average particle size of A 300 μm vinylpyrrolidone polymer powder was obtained.

<評価>
得られたpH調整済み単量体溶液、ビニルピロリドン系重合体溶液、及びビニルピロリドン系重合体粉体中の、不溶物含有量を測定した。その結果を表2に示した。
(比較例2〜10)
比較例1と同様にして、pH調整済み単量体溶液、ビニルピロリドン系重合体溶液、及びビニルピロリドン系重合体粉体を得、これらの不溶物含有量を測定した。その結果を表2に示した。
<Evaluation>
The insoluble matter content in the obtained pH-adjusted monomer solution, vinylpyrrolidone polymer solution, and vinylpyrrolidone polymer powder was measured. The results are shown in Table 2.
(Comparative Examples 2 to 10)
In the same manner as in Comparative Example 1, a pH-adjusted monomer solution, a vinylpyrrolidone-based polymer solution, and a vinylpyrrolidone-based polymer powder were obtained, and the content of these insoluble matters was measured. The results are shown in Table 2.

表1及び表2の結果から、精製NVPと精製水を用いて単量体溶液、重合体溶液、及び重合体粉体を調製した場合(実施例)、これらを用いなかった場合(比較例)に比して、単量体溶液では不溶物除去量の差が僅か0.69であるにも関わらず、重合体溶液、及び重合体粉体となるに従って、その差が10.3、及び29.7と大きくなることが分かる。すなわち、単量体溶液の段階で不溶物を除去しておけば、重合体溶液、及び重合体粉体中の不溶物を顕著に低減できることが分かった。   From the results of Tables 1 and 2, when a monomer solution, a polymer solution, and a polymer powder were prepared using purified NVP and purified water (Example), when these were not used (Comparative Example) In contrast, the difference in insoluble matter removal amount in the monomer solution is only 0.69, but the difference becomes 10.3 and 29 as the polymer solution and the polymer powder become. It turns out that it becomes large with .7. That is, it was found that the insoluble matter in the polymer solution and the polymer powder can be significantly reduced by removing the insoluble matter at the monomer solution stage.

また、本発明の製造方法によれば、得られる重合体溶液、及び重合体粉体中の不溶物量のばらつきを低く抑えられることから、品質の安定した重合体液体及び重合体粉体を提供できることが分かった。   In addition, according to the production method of the present invention, the dispersion of the amount of insoluble matter in the obtained polymer solution and polymer powder can be kept low, so that a polymer liquid and polymer powder with stable quality can be provided. I understood.

また、単量体溶液は、重合体粉体の溶液よりも粘性が低いため、濾過操作を容易に行うことができる。このため、不溶物量の少ない高K値の重合体粉体の生産性を大幅に上げることができる。   Further, since the monomer solution has a lower viscosity than the polymer powder solution, the filtration operation can be easily performed. For this reason, the productivity of polymer powder having a high K value with a small amount of insoluble matter can be significantly increased.

本発明のビニルピロリドン系重合体溶液、及び重合体粉体は、それ自体を原料または添加剤として、例えば、化粧品、医農薬中間体、食品添加物、感光性電子材料、粘着付与剤などの用途に、あるいは、種々の特殊工業用途(例えば、中空糸膜やメンブランフィルターの製造)に、幅広い分野で用いることができる。   The vinylpyrrolidone-based polymer solution and polymer powder of the present invention are used as raw materials or additives, for example, cosmetics, pharmaceutical and agrochemical intermediates, food additives, photosensitive electronic materials, tackifiers and the like. Alternatively, it can be used in various fields for various special industrial applications (for example, production of hollow fiber membranes and membrane filters).

Claims (12)

孔径50μm以下のフィルターを通したN−ビニル−2−ピロリドンを含む単量体を、溶剤中で重合することを特徴とするビニルピロリドン系重合体溶液の製造方法。   A method for producing a vinylpyrrolidone-based polymer solution, wherein a monomer containing N-vinyl-2-pyrrolidone that has been passed through a filter having a pore size of 50 μm or less is polymerized in a solvent. 前記溶剤として、孔径50μm以下のフィルターを通した水を用いる請求項1に記載のビニルピロリドン系重合体溶液の製造方法。   The method for producing a vinylpyrrolidone polymer solution according to claim 1, wherein water that is passed through a filter having a pore size of 50 μm or less is used as the solvent. 重合後、反応液に有機酸を添加する請求項1または2に記載のビニルピロリドン系重合体溶液の製造方法。   The method for producing a vinylpyrrolidone polymer solution according to claim 1 or 2, wherein an organic acid is added to the reaction solution after the polymerization. 重合後、反応液に第2級アミンを添加する請求項1から3のいずれか一項に記載のビニルピロリドン系重合体溶液の製造方法。   The method for producing a vinylpyrrolidone polymer solution according to any one of claims 1 to 3, wherein a secondary amine is added to the reaction solution after the polymerization. 請求項1から4のいずれか一項に記載の製造方法によって得られたビニルピロリドン系重合体溶液を乾燥し、次いで粉砕することを特徴とするビニルピロリドン系重合体粉体の製造方法。   A method for producing a vinylpyrrolidone polymer powder, characterized in that the vinylpyrrolidone polymer solution obtained by the production method according to any one of claims 1 to 4 is dried and then pulverized. 孔径50μm以下のフィルターを通したN−ビニル−2−ピロリドンを含む単量体を、溶剤中で重合して得られたことを特徴とするビニルピロリドン系重合体溶液。   A vinylpyrrolidone-based polymer solution obtained by polymerizing a monomer containing N-vinyl-2-pyrrolidone in a solvent through a filter having a pore size of 50 μm or less. 前記溶剤として、孔径50μm以下のフィルターを通した水を用いた請求項6に記載のビニルピロリドン系重合体溶液。   The vinylpyrrolidone polymer solution according to claim 6, wherein water having passed through a filter having a pore size of 50 μm or less is used as the solvent. 重合後、反応液に有機酸を添加して得られた請求項6または7に記載のビニルピロリドン系重合体溶液。   The vinylpyrrolidone-based polymer solution according to claim 6 or 7 obtained by adding an organic acid to the reaction solution after polymerization. 重合後、反応液に第2級アミンを添加して得られた請求項6から8のいずれか一項に記載のビニルピロリドン系重合体溶液。   The vinylpyrrolidone polymer solution according to any one of claims 6 to 8, obtained by adding a secondary amine to the reaction solution after polymerization. 不溶物含有量が9ppm以下である請求項6から9のいずれか一項に記載のビニルピロリドン系重合体溶液。   The vinylpyrrolidone polymer solution according to any one of claims 6 to 9, wherein the insoluble matter content is 9 ppm or less. 請求項6から10のいずれか一項に記載のビニルピロリドン系重合体溶液を乾燥し、次いで粉砕して得られたことを特徴とするビニルピロリドン系重合体粉体。   A vinylpyrrolidone polymer powder obtained by drying and then pulverizing the vinylpyrrolidone polymer solution according to any one of claims 6 to 10. K値が50以上120以下で、不溶物含有量が30ppm以下である請求項11に記載のビニルピロリドン系重合体粉体。   The vinyl pyrrolidone-based polymer powder according to claim 11, having a K value of 50 or more and 120 or less and an insoluble content of 30 ppm or less.
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