JP2012082441A - Aqueous solution of vinylpyrrolidone-based polymer and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a simple and inexpensive means capable of suppressing the mixing of a gelled substance in powder-like PVP obtained by heating and drying an aqueous solution of PVP obtained by polymerizing a monomer such as N-vinylpyrrolidone or the like in an aqueous medium.SOLUTION: The method for manufacturing the aqueous solution of the vinylpyrrolidone-based polymer includes a step of polymerizing the monomer containing at least N-vinylpyrrolidone in the aqueous medium in the presence of hydrogen peroxide, a metal catalyst and ammonia, a step of adding a nonvolatile organic base in the aqueous solution containing the vinylpyrrolidone-based polymer obtained by the polymerization, and a step of removing the ammonia in the aqueous solution by distilling the nonvolatile organic base-added aqueous solution. The problem to be solved is achieved by the method.

Description

本発明は、ビニルピロリドン系重合体に関する。詳細には、本発明は、ビニルピロリドン系重合体が添加される製品の品質を向上させるための技術に関する。   The present invention relates to a vinylpyrrolidone polymer. Specifically, the present invention relates to a technique for improving the quality of a product to which a vinylpyrrolidone-based polymer is added.

ビニルピロリドン系重合体は、化粧品、医薬品、粘接着剤、塗料、分散剤、インキ、電子部品等の種々の製品の添加剤として、広く用いられている。ビニルピロリドン系重合体の添加により、これらの製品の生体適合性や安定性、親水性などが向上しうる。また、ビニルピロリドン系重合体の架橋体は、吸水性や保水性を示すことから、紙おむつなどを構成するための吸水性樹脂としても用いられている。   Vinylpyrrolidone polymers are widely used as additives for various products such as cosmetics, pharmaceuticals, adhesives, paints, dispersants, inks, electronic parts and the like. By adding a vinylpyrrolidone polymer, the biocompatibility, stability, hydrophilicity, etc. of these products can be improved. In addition, a crosslinked product of a vinylpyrrolidone polymer is used as a water-absorbing resin for constituting a paper diaper or the like because it exhibits water absorption and water retention.

ビニルピロリドン系重合体を製造する手法としては、例えば、N−ビニルピロリドンを含む単量体を、水性媒体中、過酸化水素および塩基の存在下で重合させる方法が知られている(例えば、特許文献1および2を参照)。かような手法は安全性が高く、さらに安価であることから、ビニルピロリドン系重合体の製法として、広く用いられている。   As a method for producing a vinylpyrrolidone-based polymer, for example, a method in which a monomer containing N-vinylpyrrolidone is polymerized in an aqueous medium in the presence of hydrogen peroxide and a base (for example, patents) is known. (Ref. 1 and 2). Such a method is widely used as a method for producing a vinylpyrrolidone polymer because it is highly safe and inexpensive.

また、上記の文献に記載の製法を改良するものとして、例えば、特許文献3に記載の技術が提案されている。特許文献3に記載の手法によれば、重合開始剤として銅のアンミン錯塩を採用することにより、低温でかつ短時間でビニルピロリドン系重合体が製造可能である。さらに、重合開始時の反応系にアンモニアを添加すると、さらに反応速度を増大させうる。   Further, for example, a technique described in Patent Document 3 has been proposed as an improvement of the manufacturing method described in the above-mentioned document. According to the technique described in Patent Document 3, a vinylpyrrolidone-based polymer can be produced at a low temperature and in a short time by employing a copper ammine complex salt as a polymerization initiator. Furthermore, the reaction rate can be further increased by adding ammonia to the reaction system at the start of polymerization.

独国特許第922378号明細書German Patent No. 922378 特開昭62−62804号明細書JP 62-62804 specification 特開2002−155108号公報(特に、請求項3)JP 2002-155108 A (particularly claim 3)

ところで、前記文献3の手法により得られるビニルピロリドン系重合体(以下、単に「PVP」とも称する)を含む水溶液(以下、単に「PVP水溶液」とも称する)は、種々の用途への適用を可能とする目的で、粉体化されるのが一般的である。粉体化には、通常、得られたPVP水溶液を加熱乾燥させるという手法が用いられる。水溶液を加熱乾燥させることにより、溶媒が揮発し、粉体状のPVPが得られる。   By the way, an aqueous solution (hereinafter also simply referred to as “PVP aqueous solution”) containing a vinylpyrrolidone-based polymer (hereinafter also simply referred to as “PVP”) obtained by the method of Reference 3 can be applied to various uses. For this purpose, it is generally pulverized. For the pulverization, a method of heating and drying the obtained PVP aqueous solution is usually used. By drying the aqueous solution by heating, the solvent is volatilized and powdery PVP is obtained.

しかしながら、粉体化工程において、前記文献3の手法により得られるPVP水溶液を加熱すると、得られる粉体中に、水に不溶性のゲル状物が混入する。かようなゲル状物が混入した粉体状のPVPを、そのまま種々の用途に適用することは、製品の品質を低下させる虞が高いため、好ましくない。一方、混入したゲル状物を粉体化後に除去することは困難であり、このゲル状物の混入により使用できなくなる虞も用途によっては生じうる。また、たとえゲル状物の除去が可能であったとしても、かような除去処理をさらに施すことは、製造工程における工数の増加や処理装置の設置に伴うコストの上昇を招くことから、やはり好ましくない。   However, when the PVP aqueous solution obtained by the technique described in Document 3 is heated in the pulverization step, a water-insoluble gel-like material is mixed in the obtained powder. It is not preferable to apply the powdery PVP mixed with such a gel-like material to various uses as it is because there is a high possibility of deteriorating the quality of the product. On the other hand, it is difficult to remove the mixed gel-like material after pulverization, and depending on the application, there is a possibility that the gel-like material cannot be used due to the mixing of the gel-like material. Further, even if the gel-like material can be removed, it is preferable to further perform such a removal treatment because it causes an increase in man-hours in the manufacturing process and an increase in cost due to the installation of the treatment apparatus. Absent.

そこで本発明は、水性媒体中でN−ビニルピロリドン等の単量体の重合により得られるPVP水溶液を加熱乾燥して得られる粉体状のPVP中へのゲル状物の混入を、簡便かつ安価な手法により抑制しうる手段を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides a simple and inexpensive mixture of gel-like substances into powdered PVP obtained by heating and drying a PVP aqueous solution obtained by polymerization of monomers such as N-vinylpyrrolidone in an aqueous medium. It aims at providing the means which can be suppressed by various methods.

本発明者らは、上記の課題を解決すべく、ゲル状物が粉体中へ混入する原因を、鋭意探索した。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors diligently searched for the cause of the gel-like material being mixed into the powder.

その結果、本発明者らは、重合反応の進行やPVP水溶液の貯蔵時間の経過に伴って生成するギ酸(HCOOH)が、粉体化工程における加熱処理によりゲル状物が生成する原因となっていることを見出した。また、ギ酸の存在によりゲル状物が生成するには、水溶液中にアンモニアが共存することが必要であることも見出した。   As a result, the present inventors have caused the formic acid (HCOOH) produced with the progress of the polymerization reaction and the storage time of the PVP aqueous solution to form a gel-like product by the heat treatment in the powdering process. I found out. In addition, it has also been found that ammonia is required to coexist in an aqueous solution in order to form a gel-like material in the presence of formic acid.

そこで本発明者らは、上記の知見に基づき、重合反応の進行やPVP水溶液の貯蔵時間の経過に伴うギ酸の生成を抑制することで、粉体化工程におけるゲル状物の生成を防止しうることを見出した。さらに、重合により得られたPVP水溶液中のアンモニアの含有量を低減させ、その後に粉体化処理を施すことによっても、ゲル状物の生成を防止しうることを見出し、本発明を完成させるに至った。   Therefore, the present inventors can prevent the formation of gel-like substances in the powdering step by suppressing the production of formic acid with the progress of the polymerization reaction and the storage time of the PVP aqueous solution based on the above findings. I found out. Furthermore, the present inventors have found that the formation of a gel-like product can be prevented by reducing the ammonia content in the aqueous PVP solution obtained by polymerization and then performing a pulverization treatment to complete the present invention. It came.

すなわち、本発明は、少なくともN−ビニルピロリドンを含む単量体を、水性媒体中、過酸化水素、金属触媒およびアンモニアの存在下で重合させる段階を有する、ビニルピロリドン系重合体水溶液の製造方法であって、前記重合させる段階の反応系に一重項酸素消光剤を存在させることを特徴とする、ビニルピロリドン系重合体水溶液の製造方法である。   That is, the present invention is a method for producing an aqueous vinylpyrrolidone-based polymer solution comprising a step of polymerizing a monomer containing at least N-vinylpyrrolidone in an aqueous medium in the presence of hydrogen peroxide, a metal catalyst and ammonia. A method for producing a vinylpyrrolidone-based polymer aqueous solution, wherein a singlet oxygen quencher is present in the reaction system in the polymerization step.

また本発明は、少なくともN−ビニルピロリドンを含む単量体を、水性媒体中、過酸化水素、金属触媒およびアンモニアの存在下で重合させる段階と、重合により得られるビニルピロリドン系重合体を含有する水溶液に不揮発性有機塩基を添加する段階と、不揮発性有機塩基が添加された前記水溶液を蒸留して、前記水溶液中のアンモニアを除去する段階と、を有する、ビニルピロリドン系重合体水溶液の製造方法である。   The present invention also includes a step of polymerizing a monomer containing at least N-vinylpyrrolidone in an aqueous medium in the presence of hydrogen peroxide, a metal catalyst and ammonia, and a vinylpyrrolidone polymer obtained by the polymerization. A method for producing an aqueous vinylpyrrolidone polymer solution, comprising: adding a nonvolatile organic base to an aqueous solution; and distilling the aqueous solution to which the nonvolatile organic base has been added to remove ammonia in the aqueous solution. It is.

さらに本発明は、ビニルピロリドン系重合体と、ギ酸と、アンモニアと、を含有するビニルピロリドン系重合体水溶液の貯蔵方法であって、前記水溶液中に一重項酸素消光剤を存在させることを特徴とする、ビニルピロリドン系重合体水溶液の貯蔵方法である。   Furthermore, the present invention is a method for storing an aqueous vinylpyrrolidone polymer solution containing a vinylpyrrolidone polymer, formic acid, and ammonia, wherein a singlet oxygen quencher is present in the aqueous solution. This is a method for storing an aqueous vinylpyrrolidone polymer solution.

本発明によれば、簡便かつ安価な手法により、PVP水溶液を加熱乾燥により粉体化する際に、得られるPVP中へゲル状物が混入する問題が解決される。さらに本発明は、PVPが添加される製品の品質を向上させうる。   According to the present invention, when a PVP aqueous solution is pulverized by heating and drying by a simple and inexpensive method, the problem of mixing a gel-like substance into the obtained PVP is solved. Furthermore, the present invention can improve the quality of products to which PVP is added.

本発明の製造方法においては、N−ビニルピロリドン等の単量体を、水性媒体中、過酸化水素、金属触媒およびアンモニアの存在下で重合させる。これにより、ビニルピロリドン系重合体(PVP)を含有する水溶液(PVP水溶液)が得られる。   In the production method of the present invention, a monomer such as N-vinylpyrrolidone is polymerized in an aqueous medium in the presence of hydrogen peroxide, a metal catalyst and ammonia. Thereby, the aqueous solution (PVP aqueous solution) containing a vinylpyrrolidone type polymer (PVP) is obtained.

上述したように、上記の重合反応の進行時には、ギ酸が副生することが見出された。そして副生したギ酸は、PVP水溶液の粉体化工程において、アンモニアの共存下で加熱されると、ゲル状物の生成を促進する。本発明においては、このゲル状物の生成を効果的に抑制する方法を提供する。   As described above, it has been found that formic acid is by-produced during the progress of the polymerization reaction. The formic acid produced as a by-product promotes the formation of a gel-like material when heated in the presence of ammonia in the pulverization step of the PVP aqueous solution. In this invention, the method of suppressing the production | generation of this gel-like substance effectively is provided.

なお、ギ酸およびアンモニアを含むPVP水溶液の加熱によりゲル状物が生成するメカニズムは必ずしも明らかではないが、アンモニアがPVPのポリマー鎖に対してグラフト重合し、2本のポリマー鎖を架橋することで、水不溶性のゲル状物が生成するというメカニズムが推定されている。そしてギ酸は、このメカニズムの進行を促進させるための触媒として作用するものと考えられる。ただし、かようなメカニズムはあくまでも推測に過ぎず、別のメカニズムによりゲル状物が生成していたとしても、本発明の技術的範囲は何ら影響を受けることはない。   In addition, although the mechanism by which gel-like substances are generated by heating a PVP aqueous solution containing formic acid and ammonia is not always clear, ammonia is graft-polymerized to the polymer chain of PVP, and the two polymer chains are cross-linked. It has been estimated that a water-insoluble gel is formed. Formic acid is considered to act as a catalyst for promoting the progress of this mechanism. However, such a mechanism is merely speculation, and even if a gel-like material is generated by another mechanism, the technical scope of the present invention is not affected at all.

本発明の第1においては、単量体を重合してPVP水溶液を製造する際に、反応系に一重項酸素(以下、「Δ」とも称する)消光剤(以下、単に「消光剤」とも称する)を存在させる。すると、重合反応の進行時におけるギ酸の生成が抑制されうる。その結果、粉体化工程におけるゲル状物の生成が防止され、得られるPVPの品質の向上に寄与しうる。 In the first aspect of the present invention, when a PVP aqueous solution is produced by polymerizing monomers, a singlet oxygen (hereinafter also referred to as “ 1 Δ g ”) quencher (hereinafter simply referred to as “quenching agent”) is used in the reaction system. (Also called). Then, the formation of formic acid during the progress of the polymerization reaction can be suppressed. As a result, the formation of a gel-like material in the pulverization process is prevented, which can contribute to the improvement of the quality of the obtained PVP.

一重項酸素(Δ)とは、励起電子を有する活性酸素の1種であり、Δでは、π分子軌道にある2つの電子のスピンが逆向きとなっている。このΔは基底状態の酸素分子よりも高いエネルギを有することから、反応性が高い。Δは求電子特性を有し、電子供与性の大きい基質と特に反応しやすい。 Singlet oxygen ( 1 Δ g ) is a kind of active oxygen having excited electrons, and in 1 Δ g , the spins of two electrons in the π * molecular orbital are in opposite directions. The 1 delta g from that with an energy higher than the oxygen molecules in the ground state, is highly reactive. 1 delta g have electrophilic properties, particularly susceptible to react with the electron-donating large substrates.

重合反応中のギ酸の生成には、過酸化水素の分解により生成したΔが、電子供与性の大きい、N−ビニルピロリドンの二重結合に結合することで単量体の過酸化物が生成し、この過酸化物が分解してギ酸が生成するというメカニズムが推定される。従って、重合反応の反応系に消光剤が存在すると、過酸化水素の分解により生成したΔが当該消光剤により捕捉され、ギ酸の生成が防止されるものと考えられる。ただし、メカニズムにより本発明の技術的範囲が影響を受けないことは、上記と同様である。 The generation of formic acid in the polymerization reaction, 1 delta g generated by the decomposition of hydrogen peroxide, electron donating large, peroxide monomer by binding to the double bond of N- vinylpyrrolidone It is presumed that the mechanism is that this peroxide is decomposed to produce formic acid. Therefore, the quenching agent to the reaction system of the polymerization reaction is present, 1 delta g generated by the decomposition of hydrogen peroxide is trapped by the quencher, it is considered that the generation of formic acid is prevented. However, as described above, the technical scope of the present invention is not affected by the mechanism.

本発明の第2においては、重合段階で得られたPVP水溶液に不揮発性有機塩基を添加し、これを蒸留することで、PVP水溶液からアンモニアを除去する。上述した通り、粉体化工程におけるゲル状物の生成にはアンモニアの存在が必要であるため、本発明の第2によれば、粉体化工程におけるゲル状物の生成が防止され、得られるPVPの品質が向上しうる。   In the second aspect of the present invention, ammonia is removed from the PVP aqueous solution by adding a nonvolatile organic base to the PVP aqueous solution obtained in the polymerization stage and distilling it. As described above, since the presence of ammonia is necessary for the production of the gel-like material in the powdering step, the production of the gel-like material in the powdering step is prevented and obtained according to the second aspect of the present invention. The quality of PVP can be improved.

ここで、重合段階後のPVP水溶液からアンモニアを除去する手法として、当該PVP水溶液を単に蒸留し、アンモニアを揮発させるという手法が考えられる。重合反応終了後のPVP水溶液を単に蒸留すると、ある程度のアンモニアは揮発し、水溶液中のアンモニア濃度は低減されうる。しかしながら、塩基であるアンモニアが揮発するにつれて、水溶液のpHは低下し、水溶液は酸性化する。そして、アンモニアの揮発がさらに進行すると、水溶液のpHは酸性側(pH<7)へと移動する。酸性の水溶液中において、アンモニアは、もはや単体(NH)の形態としてではなく、プロトン(H)と結合したイオン(NH )の形態として存在する。このイオンの形態のアンモニアは、蒸留操作によっても揮発せず、水溶液中に残留する。その結果、粉体化工程におけるゲル状物の生成は充分に抑制されず、得られるPVPの品質はやはり低下してしまうという問題は残る。 Here, as a technique for removing ammonia from the PVP aqueous solution after the polymerization stage, a technique of simply distilling the PVP aqueous solution to volatilize the ammonia can be considered. If the PVP aqueous solution after the polymerization reaction is simply distilled, a certain amount of ammonia is volatilized, and the ammonia concentration in the aqueous solution can be reduced. However, as the base ammonia volatilizes, the pH of the aqueous solution decreases and the aqueous solution becomes acidic. As the volatilization of ammonia further proceeds, the pH of the aqueous solution moves to the acidic side (pH <7). In the acidic aqueous solution, ammonia no longer exists as a simple substance (NH 3 ) but as an ion (NH 4 + ) combined with a proton (H + ). This ionic form of ammonia does not volatilize by the distillation operation and remains in the aqueous solution. As a result, the formation of the gel-like material in the powdering process is not sufficiently suppressed, and the problem that the quality of the obtained PVP is still deteriorated remains.

本発明の第2によれば、かような問題が解決されうる。すなわち、不揮発性有機塩基の添加により、水溶液のpHを低下させることなく、PVP水溶液の蒸留によりアンモニアを除去することが可能になるのである。   According to the second aspect of the present invention, such a problem can be solved. That is, by adding a non-volatile organic base, ammonia can be removed by distillation of an aqueous PVP solution without lowering the pH of the aqueous solution.

このように、粉体化工程におけるゲル状物の生成の原因物質を除去するという点においては、本発明の第1と第2とは同様である。   As described above, the first and second aspects of the present invention are the same in that the causative substance for the formation of the gel-like material in the powdering step is removed.

続いて、本発明の第1について詳細に説明する。   Next, the first aspect of the present invention will be described in detail.

まず、N−ビニルピロリドン等の単量体を、水性媒体中、過酸化水素、金属触媒およびアンモニアの存在下で重合させる。これにより、PVP水溶液が得られる。   First, a monomer such as N-vinylpyrrolidone is polymerized in an aqueous medium in the presence of hydrogen peroxide, a metal catalyst and ammonia. Thereby, PVP aqueous solution is obtained.

この重合段階においては、まず、N−ビニルピロリドンを含む単量体、過酸化水素、金属触媒、およびアンモニアを準備する。その後、準備した各成分の所定量を、反応溶媒である水性媒体中に添加する。本発明の第1においては、重合段階の反応系に消光剤が存在する点に特徴を有する。消光剤の詳細については、後述する。   In this polymerization step, first, a monomer containing N-vinylpyrrolidone, hydrogen peroxide, a metal catalyst, and ammonia are prepared. Thereafter, a predetermined amount of each prepared component is added to an aqueous medium as a reaction solvent. The first aspect of the present invention is characterized in that a quencher is present in the reaction system in the polymerization stage. Details of the quencher will be described later.

単量体は、少なくともN−ビニルピロリドンを含む。この単量体は重合段階においてラジカル重合し、ビニルピロリドン系重合体となる。なお、本願において「N−ビニルピロリドン」とは、N−ビニル−2−ピロリドンを意味する。単量体は、必要に応じて、N−ビニルピロリドンと共重合可能なその他の単量体を含んでもよい。従って、本願において「ビニルピロリドン系重合体(PVP)」とは、N−ビニル−2−ピロリドンの単重合体に加えて、N−ビニル−2−ピロリドンとその他の単量体との共重合体をも含む概念である。   The monomer contains at least N-vinylpyrrolidone. This monomer undergoes radical polymerization in the polymerization stage to become a vinylpyrrolidone polymer. In the present application, “N-vinylpyrrolidone” means N-vinyl-2-pyrrolidone. The monomer may contain other monomer copolymerizable with N-vinylpyrrolidone, if necessary. Therefore, in the present application, “vinyl pyrrolidone polymer (PVP)” means a copolymer of N-vinyl-2-pyrrolidone and other monomers in addition to a homopolymer of N-vinyl-2-pyrrolidone. It is a concept that also includes

N−ビニルピロリドンと共重合可能な単量体としては、例えば、1)(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル等の(メタ)アクリル酸エステル類;2)(メタ)アクリルアミドおよびその誘導体(例えば、N−モノメチル(メタ)アクリルアミド、N−モノエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミドなど);3)(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール等の塩基性不飽和単量体並びにその塩および第4級化物;4)ビニルホルムアミド、ビニルアセトアミド、ビニルオキサゾリドン等のビニルアミド類;5)(メタ)アクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸等のカルボキシル基含有不飽和単量体およびその塩;6)無水マレイン酸、無水イタコン酸等の不飽和無水物類;7)酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のビニルエステル類;8)ビニルエチレンカーボネートおよびその誘導体;9)スチレンおよび薗誘導体;10)(メタ)アクリル酸−2−スルホン酸エチルおよびその誘導体;11)ビニルスルホン酸およびその誘導体;12)メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類;13)エチレン、プロピレン、オクテン、ブタジエン等のオレフィン類;などが挙げられる。なかでも、N−ビニルピロリドンとの共重合性に優れるという観点からは、1)〜8)が好ましく用いられうる。なお、これらの単量体は、1種のみが単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されてもよい。   Examples of monomers copolymerizable with N-vinylpyrrolidone include 1) methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, (meth) (Meth) acrylic acid esters such as hydroxyethyl acrylate; 2) (meth) acrylamide and derivatives thereof (for example, N-monomethyl (meth) acrylamide, N-monoethyl (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth)) Acrylamide, etc.); 3) Basic unsaturated monomers such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminoethyl (meth) acrylamide, vinylpyridine, vinylimidazole, and salts and quaternized products thereof; 4) Vinylformamide , Vinyl acetamide, vinyl oxazolidone, etc. 5) Carboxyl group-containing unsaturated monomers such as (meth) acrylic acid, itaconic acid, maleic acid and fumaric acid and salts thereof; 6) Unsaturated anhydrides such as maleic anhydride and itaconic anhydride; 7) Vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl propionate; 8) Vinyl ethylene carbonate and its derivatives; 9) Styrene and cocoon derivatives; 10) Ethyl (meth) acrylate-2-sulfonate and its derivatives; 11) Vinyl Sulfonic acid and derivatives thereof; 12) vinyl ethers such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, and butyl vinyl ether; 13) olefins such as ethylene, propylene, octene, and butadiene; Among these, 1) to 8) can be preferably used from the viewpoint of excellent copolymerizability with N-vinylpyrrolidone. In addition, only 1 type of these monomers may be used independently, and 2 or more types may be used together.

単量体として、N−ビニルピロリドンに加えてその他の単量体を用いる場合、N−ビニルピロリドンの配合量は、特に制限されない。ただし、本発明の効果を充分に発揮させるという観点から、N−ビニルピロリドンの配合量は、用いられる単量体の全量に対して、好ましくは60質量%以上、より好ましくは80質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上である。   When other monomers are used as the monomer in addition to N-vinylpyrrolidone, the amount of N-vinylpyrrolidone is not particularly limited. However, from the viewpoint of sufficiently exerting the effects of the present invention, the blending amount of N-vinylpyrrolidone is preferably 60% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, based on the total amount of monomers used. More preferably, it is 90 mass% or more.

過酸化水素は、「H」の化学式で表される化合物である。この過酸化水素は、重合段階において、ラジカル重合の開始に必要なラジカルを生成させるための重合開始剤として機能する。また、上述したように、過酸化水素は、一重項酸素(Δ)の生成を介して、ギ酸の副生にも関与していると考えられる。 Hydrogen peroxide is a compound represented by the chemical formula “H 2 O 2 ”. This hydrogen peroxide functions as a polymerization initiator for generating radicals necessary for initiation of radical polymerization in the polymerization stage. As described above, hydrogen peroxide, via the generation of singlet oxygen (1 Δ g), believed to be involved in by-production of formic acid.

過酸化水素は、常温にて気体状の単体の形態で反応系に添加されてもよく、水溶液(過酸化水素水)の形態で添加されてもよい。   Hydrogen peroxide may be added to the reaction system in the form of a simple gas at room temperature, or may be added in the form of an aqueous solution (hydrogen peroxide solution).

金属触媒は、重合段階において、単量体の重合を促進させる機能を有する。金属触媒の具体的な形態は特に制限されず、従来公知の知見が適宜参照されうる。金属触媒の一例としては、遷移金属塩が挙げられる。具体的には、銅、鉄、コバルト、ニッケル等の遷移金属のカルボン酸塩や塩化物、錯塩などが挙げられる。また、錯塩としては、アンミン錯塩、アコ錯塩などが挙げられる。触媒活性に優れるという観点から、金属触媒として好ましくは、銅のアンミン錯塩が用いられる。銅のアンミン錯塩としては、例えば、ジアンミン銅塩([Cu(NHSO・HO、[Cu(NH]Clなど)、テトラアンミン銅塩([Cu(NH]SO・HO、[Cu(NH]Clなど)などが挙げられる。これらの金属触媒は、1種のみが単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されてもよい。 The metal catalyst has a function of promoting the polymerization of the monomer in the polymerization stage. The specific form of the metal catalyst is not particularly limited, and conventionally known knowledge can be referred to as appropriate. An example of the metal catalyst is a transition metal salt. Specific examples include carboxylates, chlorides, complex salts of transition metals such as copper, iron, cobalt, and nickel. Examples of complex salts include ammine complex salts and aco complex salts. From the viewpoint of excellent catalytic activity, an ammine complex salt of copper is preferably used as the metal catalyst. Examples of copper ammine complex salts include diammine copper salts ([Cu (NH 3 ) 2 ] 2 SO 4 .H 2 O, [Cu (NH 3 ) 2 ] Cl, etc.), tetraammine copper salts ([Cu (NH 3 ) 4 ] SO 4 .H 2 O, [Cu (NH 3 ) 4 ] Cl 2, etc.). As for these metal catalysts, only 1 type may be used independently and 2 or more types may be used together.

アンモニアは重合反応の反応系において、助触媒として機能する。すなわち、アンモニアが反応系に含まれると、アンモニアが含まれない場合と比較して、重合反応の進行がより一層促進されうる。   Ammonia functions as a promoter in the reaction system of the polymerization reaction. That is, when ammonia is included in the reaction system, the progress of the polymerization reaction can be further promoted as compared with the case where ammonia is not included.

アンモニアは、常温にて気体状の単体の形態で反応系に添加されてもよく、水溶液(アンモニア水)の形態で添加されてもよい。   Ammonia may be added to the reaction system in the form of a gaseous simple substance at room temperature, or may be added in the form of an aqueous solution (ammonia water).

PVPの製造に用いる単量体などの各成分は、従来公知の知見を適宜参照しつつ、製造するPVPの所望の形態に応じて選択されうる。   Each component such as a monomer used for the production of PVP can be selected according to the desired form of the PVP to be produced, referring to conventionally known knowledge as appropriate.

反応溶媒である水性媒体は、水を主成分として含む。水性媒体は、場合によっては、水に溶解しうる水以外の溶媒をさらに含んでもよい。従って、本発明の製造方法により製造される「PVP水溶液」には、水のみを溶媒として含む溶液のみならず、重合反応に用いられうるその他の溶媒を含む溶液もまた、包含されうる。   The aqueous medium that is a reaction solvent contains water as a main component. In some cases, the aqueous medium may further contain a solvent other than water that can be dissolved in water. Therefore, the “PVP aqueous solution” produced by the production method of the present invention can include not only a solution containing only water as a solvent, but also a solution containing another solvent that can be used in the polymerization reaction.

水性媒体に含まれうる水以外の溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール、ジエチレングリコール等のアルコール類が挙げられる。なかでも、イソプロパノールおよび/またはn−ブタノールを含む水性媒体を用いると、共沸効果によって反応温度である水の沸点が低下し、副反応の進行が抑制されうるため、好ましい。なお、これらのその他の溶媒は、1種のみが単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されてもよい。   Examples of the solvent other than water that can be contained in the aqueous medium include alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, n-butanol, and diethylene glycol. Among these, the use of an aqueous medium containing isopropanol and / or n-butanol is preferable because the boiling point of water, which is the reaction temperature, is lowered due to the azeotropic effect, and the progress of side reactions can be suppressed. In addition, as for these other solvents, only 1 type may be used independently and 2 or more types may be used together.

重合反応に用いられる各成分の配合量は、特に制限されず、適宜調節されうる。一例を挙げると、単量体が水性媒体100質量部に対して20〜60質量部程度、過酸化水素が単量体の全量に対して0.6〜4.0質量部(過酸化水素の単体換算)程度、金属触媒が単量体の全量に対して200質量ppb(金属原子換算)程度、アンモニアが単量体の全量に対して50〜4000質量ppm(アンモニアの単体換算)程度である。場合によっては、各成分の配合量がこれらの範囲を外れても、勿論よい。   The amount of each component used in the polymerization reaction is not particularly limited and can be adjusted as appropriate. For example, the monomer is about 20 to 60 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the aqueous medium, and the hydrogen peroxide is 0.6 to 4.0 parts by mass with respect to the total amount of the monomer (of hydrogen peroxide). (Single conversion), the metal catalyst is about 200 mass ppb (metal atom conversion) with respect to the total amount of the monomer, and the ammonia is about 50 to 4000 mass ppm (a single conversion of ammonia) with respect to the total amount of the monomer. . In some cases, it is a matter of course that the blending amount of each component is out of these ranges.

重合段階における反応条件は、特に制限されない。反応温度は、好ましくは55〜100℃程度である。かような範囲内の温度で重合反応を進行させると、残存モノマー量が低減されうるため好ましい。なお、反応温度は、K熱電対などの温度センサを用いて測定されうる。また、反応圧力も特に制限されず、減圧下、常圧下、加圧下のいずれの圧力条件下において重合反応を行ってもよい。さらに、重合反応が充分に進行しうるのであれば、反応時間も特に制限されない。   The reaction conditions in the polymerization stage are not particularly limited. The reaction temperature is preferably about 55 to 100 ° C. It is preferable to proceed the polymerization reaction at such a temperature because the amount of residual monomer can be reduced. The reaction temperature can be measured using a temperature sensor such as a K thermocouple. Further, the reaction pressure is not particularly limited, and the polymerization reaction may be carried out under any pressure condition under reduced pressure, normal pressure, or increased pressure. Furthermore, the reaction time is not particularly limited as long as the polymerization reaction can proceed sufficiently.

本発明の第1においては、重合段階の反応系に、一重項酸素(Δ)消光剤(以下、単に「消光剤」とも称する)を存在させる。反応系に消光剤が存在すると、上述したメカニズムにより、Δによるギ酸の生成が抑制されうる。なお、本願において「消光剤」とは、Δとの相互作用によりΔを失活させうる物質を意味する。消光剤の具体例としては、例えば、メチオニン、α−トコフェロール、1,4−ジアゾビシクロ[2,2,2]オクタン(DABCO)、アジ化ナトリウム、β−カロチン、ヒスチジン、トリプトファン、スーパーオキシドジスムターゼ(SOD)、およびビリルビンなどが挙げられる。これらの消光剤は、1種のみが単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されてもよい。 In the first invention, the reaction system of the polymerization step, singlet oxygen (1 delta g) quencher (hereinafter, simply referred to as "quencher") be present. When quenching agent to the reaction system is present, by a mechanism described above, the generation of formic acid by 1 delta g can be suppressed. Note that the "quencher" as used herein means a substance capable of inactivating the 1 delta g by interaction with 1 delta g. Specific examples of the quencher include, for example, methionine, α-tocopherol, 1,4-diazobicyclo [2,2,2] octane (DABCO), sodium azide, β-carotene, histidine, tryptophan, superoxide dismutase ( SOD), bilirubin and the like. These quenchers may be used alone or in combination of two or more.

消光剤の存在形態についても、特に制限はなく、重合反応の開始時点から終了時点までの任意の時点において、反応系に消光剤が存在していれば、本発明の効果は得られる。従って、重合反応の開始前に反応混合物中に消光剤を予め添加しておく形態のみならず、ある程度重合反応が進行した後に消光剤の添加を開始する形態もまた、採用されうる。さらに、重合反応中に消光剤を逐次添加する形態が採用されてもよい。ただし、本発明の効果を充分に発揮させるという観点からは、重合反応の開始時点から終了時点までのいずれの時点においても、反応系に消光剤が存在することが好ましい。   The presence form of the quencher is not particularly limited, and the effect of the present invention can be obtained if the quencher is present in the reaction system at an arbitrary time from the start point to the end point of the polymerization reaction. Therefore, not only a form in which a quencher is added in advance to the reaction mixture before the start of the polymerization reaction, but also a form in which addition of the quencher is started after the polymerization reaction has progressed to some extent can be employed. Furthermore, the form which adds a quencher sequentially during a polymerization reaction may be employ | adopted. However, from the viewpoint of sufficiently exerting the effects of the present invention, it is preferable that a quencher is present in the reaction system at any point from the start point to the end point of the polymerization reaction.

消光剤の存在量も特に制限されないが、過酸化水素の分解により生成するΔを効率的に失活させるという観点から、反応系における消光剤の存在量は、単量体の全量100質量部に対して、好ましくは0.5〜2.0質量部、より好ましくは0.8〜1.2質量部である。消光剤の存在量が少なすぎると、Δを充分に失活させることができず、ギ酸の生成が充分に抑制されない虞がある。一方、消光剤の存在量が多すぎると、重合時間(重合の開始から終了までに要する時間)が延びたり、場合によっては反応が停止する場合がある。その結果、最終的な製造コストが高騰してしまう虞がある。 Abundance of quencher is not particularly limited, the 1 delta g produced by the decomposition of hydrogen peroxide from the viewpoint of efficiently deactivated, the abundance of quencher in the reaction system, the total amount 100 mass of the monomers Preferably it is 0.5-2.0 mass parts with respect to a part, More preferably, it is 0.8-1.2 mass part. When the presence of the quencher is too small, it is impossible to sufficiently inactivate 1 delta g, there is a possibility that the generation of formic acid is not sufficiently suppressed. On the other hand, if the amount of the quencher present is too large, the polymerization time (the time required from the start to the end of the polymerization) may be extended or the reaction may be stopped in some cases. As a result, the final manufacturing cost may increase.

本発明の製造方法においては、必要に応じて、重合反応の反応系にその他の添加剤を添加してもよい。その他の添加剤としては、例えば、pH調節剤、連鎖移動剤、緩衝剤などが挙げられる。これらのその他の添加剤は1種のみが単独で反応系に添加されてもよいし、2種以上が併せて反応系に添加されてもよい。また、これらの添加剤の反応系への添加量は特に制限されず、従来公知の知見が適宜参照されうる。   In the production method of the present invention, if necessary, other additives may be added to the reaction system of the polymerization reaction. Examples of other additives include a pH adjuster, a chain transfer agent, and a buffer agent. Only one of these other additives may be added to the reaction system alone, or two or more may be added to the reaction system in combination. Further, the amount of these additives added to the reaction system is not particularly limited, and conventionally known knowledge can be appropriately referred to.

本発明の第1によれば、上述した手法により、製造されるPVP水溶液におけるギ酸の含有量が低減されうるが、重合段階後に、得られたPVP水溶液に対してさらなる処理を施して、ギ酸の含有量をさらに低減させてもよい。ギ酸の含有量をさらに低減させることで、粉体化工程におけるゲル状物の生成がより確実に防止されうる。かような処理としては、例えば、蒸留精製処理などが挙げられる。また、上述したように、PVP水溶液中におけるアンモニアの含有量を低減させることによっても、粉体化工程におけるゲル状物の生成を抑制可能である。従って、本発明の第1において、重合段階後に、得られたPVP水溶液におけるアンモニアの含有量を低減させるための処理を、得られたPVP水溶液に対して施してもよい。かような処理としては、例えば、蒸留精製処理などが挙げられる。アンモニアの含有量を低減させるための処理として、好ましくは、後述する本発明の第2の手法が用いられる。   According to the first aspect of the present invention, the content of formic acid in the produced PVP aqueous solution can be reduced by the above-described method. However, after the polymerization step, the obtained PVP aqueous solution is further treated to form formic acid. The content may be further reduced. By further reducing the formic acid content, the formation of a gel-like material in the powdering step can be more reliably prevented. Examples of such treatment include distillation purification treatment. In addition, as described above, it is possible to suppress the formation of a gel-like material in the powdering step by reducing the ammonia content in the aqueous PVP solution. Therefore, in the first of the present invention, after the polymerization step, a treatment for reducing the content of ammonia in the obtained PVP aqueous solution may be performed on the obtained PVP aqueous solution. Examples of such treatment include distillation purification treatment. As the treatment for reducing the ammonia content, the second method of the present invention described later is preferably used.

本発明の第1の製造方法によれば、ギ酸の含有量が従来よりも低減されたPVP水溶液が製造されうる。すなわち、本発明は、ギ酸の含有量が低減されたPVP水溶液をも提供する。この際、本発明により提供されるPVP水溶液におけるギ酸の含有量は、ビニルピロリドン系重合体の全量に対して好ましくは2000質量ppm以下であり、より好ましくは1700質量ppm以下であり、さらに好ましくは1500質量ppm以下であり、特に好ましくは1100質量ppm以下である。上述したように、ギ酸はゲル状物の発生原因となる不純物であることから、得られるPVP水溶液におけるギ酸の含有量は少ないほど好ましい。しかしながら、ギ酸の含有量がある程度低減されればゲル状物の発生は防止されうる。これに対し、ギ酸の含有量の下限値については特に制限されることはないが、ギ酸量をあまり低減させようとすると、多量の一重項酸素消光剤の添加が必要となり、製造コストが高騰してしまうばかりか、重合時に重合が停止してしまう虞がある。従って、得られるPVP水溶液におけるギ酸の含有量は、ビニルピロリドン系重合体の全量に対して好ましくは100質量ppm以上であり、より好ましくは300質量ppm以上、さらに好ましくは900質量ppm以上である。ただし、本発明の第1の製造方法の技術的範囲が、かような量のギ酸を含有するPVP水溶液を製造する形態のみに制限されるわけではない。場合によっては、この範囲を外れる量のギ酸を含有するPVP水溶液が製造されてもよい。また、本発明のPVP水溶液の技術的範囲が、本発明の第1の製造方法により製造される形態のみに制限されるわけではなく、場合によっては、他の製造方法により製造されたものであってもよい。なお、製造されたPVP水溶液におけるギ酸の含有量としては、後述する実施例に記載の手法により測定される値を採用するものとする。   According to the first production method of the present invention, an aqueous PVP solution in which the content of formic acid is reduced as compared with the prior art can be produced. That is, the present invention also provides a PVP aqueous solution with a reduced formic acid content. At this time, the content of formic acid in the aqueous PVP solution provided by the present invention is preferably 2000 ppm by mass or less, more preferably 1700 ppm by mass or less, and still more preferably based on the total amount of the vinylpyrrolidone polymer. It is 1500 mass ppm or less, and particularly preferably 1100 mass ppm or less. As described above, formic acid is an impurity that causes generation of a gel-like material, and therefore the smaller the formic acid content in the resulting PVP aqueous solution, the better. However, if the formic acid content is reduced to some extent, the formation of gel-like substances can be prevented. On the other hand, the lower limit of the content of formic acid is not particularly limited, but if the amount of formic acid is to be reduced too much, a large amount of singlet oxygen quencher must be added, resulting in a high manufacturing cost. In addition, the polymerization may be stopped during the polymerization. Therefore, the content of formic acid in the obtained PVP aqueous solution is preferably 100 mass ppm or more, more preferably 300 mass ppm or more, and still more preferably 900 mass ppm or more with respect to the total amount of the vinylpyrrolidone polymer. However, the technical scope of the first production method of the present invention is not limited only to the form of producing an aqueous PVP solution containing such an amount of formic acid. In some cases, an aqueous PVP solution containing an amount of formic acid outside this range may be produced. Further, the technical scope of the PVP aqueous solution of the present invention is not limited only to the form manufactured by the first manufacturing method of the present invention, and in some cases, it was manufactured by another manufacturing method. May be. In addition, as content of formic acid in manufactured PVP aqueous solution, the value measured by the method as described in the Example mentioned later shall be employ | adopted.

また、本発明のPVP水溶液は、重合開始剤として無機化合物である過酸化水素を採用していることから、理論的には有機系重合開始剤を含有しないはずである。ただし、場合によっては不純物としての混入も考えられるため、得られたPVP水溶液は、有機系重合開始剤および/またはその分解物を実質的に含有しないことが好ましい。なお、「実質的に含有しない」とは、PVP水溶液製造用の重合開始剤として有機系重合開始剤を用いた場合におけるPVP水溶液へのこれらの開始剤およびその分解物の混入の程度未満の混入は許容されうることを意味する。従って、本発明の製造方法によってPVP水溶液を製造した後に、得られたPVP水溶液に故意に有機系重合開始剤またはその分解物を添加したとしても、故意の添加前のPVP水溶液は、有機系重合開始剤および/またはその分解物を実質的に含有しない限り、本発明の技術的範囲に包含されうる。
なお、「有機系重合開始剤」として具体的には、アゾ化合物および有機過酸化物が挙げられる。アゾ化合物の例としては、例えば、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)2塩酸塩、アゾビス−2−メチルプロピオンアミジン塩酸塩、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、ジメチル−2,2’−アゾビス−2−メチルプロピオネート、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−2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパンジヒドロクロリドなどが例示される。また、有機過酸化物の例としては、例えば、ベンゾイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド、クメンハイドロパーオキシド、t−ブチルハイドロパーオキシド、イソブチリルハイドロパーオキシド、ジ−t−ブチルハイドロパーオキシド、シクロヘキサノンパーオキシド、ジクミルパーオキシド、t−ブチルクミルパーオキシド、ジ−t−ヘキシルパーオキシド、t−ブチルパーオキシピバレート、ジベンゾイルパーオキシドなどが挙げられる。ただし、有機系重合開始剤が、上記に列挙した化合物のみに制限されることはない。
Moreover, since the PVP aqueous solution of the present invention employs hydrogen peroxide, which is an inorganic compound, as a polymerization initiator, it should theoretically contain no organic polymerization initiator. However, since contamination as an impurity may be considered in some cases, it is preferable that the obtained PVP aqueous solution does not substantially contain an organic polymerization initiator and / or a decomposition product thereof. In addition, “substantially not containing” means mixing less than the extent of mixing these initiators and their decomposition products into the PVP aqueous solution when an organic polymerization initiator is used as the polymerization initiator for producing the PVP aqueous solution. Means acceptable. Therefore, even if an organic polymerization initiator or a decomposition product thereof is intentionally added to the obtained PVP aqueous solution after the PVP aqueous solution is produced by the production method of the present invention, the PVP aqueous solution before the intentional addition is not subjected to the organic polymerization. So long as it does not substantially contain an initiator and / or a decomposition product thereof, it can be included in the technical scope of the present invention.
Specific examples of the “organic polymerization initiator” include azo compounds and organic peroxides. Examples of the azo compound include 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride, azobis-2-methylpropionamidine hydrochloride, 2,2′-azobisisobutyronitrile, and dimethyl-2. 2,2′-azobis-2-methylpropionate, 2,2′-azobis-2-methylbutyronitrile, 2,2′-azobis-2,4-dimethylvaleronitrile, 2,2′-azobis-2 -(2-imidazolin-2-yl) propanedihydrochloride and the like are exemplified. Examples of organic peroxides include benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, cumene hydroperoxide, t-butyl hydroperoxide, isobutyryl hydroperoxide, di-t-butyl hydroperoxide, and cyclohexanone. Peroxide, dicumyl peroxide, t-butyl cumyl peroxide, di-t-hexyl peroxide, t-butyl peroxypivalate, dibenzoyl peroxide and the like can be mentioned. However, the organic polymerization initiator is not limited to the compounds listed above.

また、「有機系重合開始剤の分解物」として、アゾ化合物の分解物は一般的には、下記の化学式に示す構造を有する:   In addition, as an “decomposition product of an organic polymerization initiator”, a decomposition product of an azo compound generally has a structure represented by the following chemical formula:

Figure 2012082441
Figure 2012082441

式中、R1、R2およびR3は、それぞれ独立して、ニトリル基、アルキル基、エステル基、アリール基、アミノ基、イミノ基、アミド基、アルコキシル基、アミジノ基、イミダゾール環を表す。   In the formula, R1, R2 and R3 each independently represent a nitrile group, an alkyl group, an ester group, an aryl group, an amino group, an imino group, an amide group, an alkoxyl group, an amidino group or an imidazole ring.

また、有機過酸化物の分解物は一般的には、R1−OH、R1−O−R2、R1−H、R1−C(=O)−OHといった構造を有する。ここで、R1およびR2は、上記と同様の定義である。ただし、有機系重合開始剤の分解物が、上記に列挙した化合物のみに制限されることはない。   Moreover, the decomposition product of the organic peroxide generally has a structure such as R1-OH, R1-O-R2, R1-H, R1-C (= O) -OH. Here, R1 and R2 have the same definition as described above. However, the decomposition product of the organic polymerization initiator is not limited to the compounds listed above.

続いて、本発明の第2について詳細に説明する。   Next, the second aspect of the present invention will be described in detail.

本発明の第2においては、重合段階終了後に、得られたPVP水溶液に不揮発性有機塩基を添加し、これを蒸留する。これにより、上述したメカニズムによりPVP水溶液からアンモニアが除去され、アンモニアの含有量が低減されたPVP水溶液が得られる。その結果、粉体化工程におけるゲル状物の生成が防止され、得られるPVPの品質が向上しうる。   In the second of the present invention, after completion of the polymerization step, a non-volatile organic base is added to the obtained aqueous PVP solution and distilled. Thereby, ammonia is removed from the PVP aqueous solution by the mechanism described above, and a PVP aqueous solution in which the ammonia content is reduced is obtained. As a result, the formation of a gel-like material in the pulverization process can be prevented, and the quality of the obtained PVP can be improved.

まず、N−ビニルピロリドン等の単量体を、水性媒体中、過酸化水素、金属触媒およびアンモニアの存在下で重合させる。これにより、PVP水溶液が得られる。N−ビニルピロリドンの重合段階に関しては、反応系に消光剤を存在させる点を除き、本発明の第1と同様である。従って、ここでは詳細な説明を省略する。   First, a monomer such as N-vinylpyrrolidone is polymerized in an aqueous medium in the presence of hydrogen peroxide, a metal catalyst and ammonia. Thereby, PVP aqueous solution is obtained. The polymerization stage of N-vinylpyrrolidone is the same as in the first aspect of the present invention except that a quencher is present in the reaction system. Therefore, detailed description is omitted here.

本発明の第2においては、重合により得られるPVP水溶液に不揮発性有機塩基を添加する。塩基が添加されたPVP水溶液は、後述する蒸留段階において、蒸留される。   In the second aspect of the present invention, a nonvolatile organic base is added to an aqueous PVP solution obtained by polymerization. The PVP aqueous solution to which the base has been added is distilled in the distillation step described later.

本願において「不揮発性有機塩基」とは、水性媒体中において、水性媒体の沸点にまで加熱された場合に実質的に揮発しない有機塩基を意味する。不揮発性有機塩基の具体例としては、例えば、第4級アンモニウム塩やグアニジン塩などが挙げられる。さらに、第4級アンモニウム塩としては、例えば、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウム、テトラブチルアンモニウムなどのハロゲン化物(例えば、臭化物、フッ化物、塩化物、ヨウ化物)が挙げられ、グアニジン塩としては、例えば、炭酸グアニジンなどが挙げられる。これらの不揮発性有機塩基は、1種のみが単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されてもよい。   In the present application, the “nonvolatile organic base” means an organic base that does not substantially volatilize in an aqueous medium when heated to the boiling point of the aqueous medium. Specific examples of the non-volatile organic base include quaternary ammonium salts and guanidine salts. Furthermore, examples of the quaternary ammonium salt include halides (eg, bromide, fluoride, chloride, iodide) such as tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetrapropylammonium and tetrabutylammonium, and guanidine salts. Examples thereof include guanidine carbonate. These non-volatile organic bases may be used alone or in combination of two or more.

不揮発性有機塩基は、そのままの形態でPVP水溶液中に添加されてもよく、適当な溶媒に溶解した溶液の形態でPVP水溶液中に添加されてもよい。溶液の形態で添加する場合、当該溶液の溶媒としては、本発明の第1の重合段階において水性媒体として用いられうる溶媒が同様に用いられうる。   The nonvolatile organic base may be added to the PVP aqueous solution as it is, or may be added to the PVP aqueous solution in the form of a solution dissolved in an appropriate solvent. When added in the form of a solution, a solvent that can be used as an aqueous medium in the first polymerization step of the present invention can be used as the solvent of the solution.

不揮発性有機塩基の添加量は特に制限されず、PVP水溶液におけるアンモニアの含有量や後述する蒸留段階の蒸留条件などを考慮して、適宜調節されうる。この際、不揮発性有機塩基の添加にあたっては、PVP水溶液のpHが8以上となるように添加するとよい。塩基添加後のPVP水溶液のpHが低すぎると、後述する蒸留段階においてアンモニアが充分に除去されない虞がある。一方、PVP水溶液のpHが8以上であれば、それ以上塩基を添加しても効果の向上は特に見られず、製造コストが高騰する虞がある。   The addition amount of the non-volatile organic base is not particularly limited, and can be appropriately adjusted in consideration of the ammonia content in the aqueous PVP solution and the distillation conditions in the distillation stage described later. At this time, the non-volatile organic base is preferably added so that the pH of the aqueous PVP solution is 8 or more. If the pH of the aqueous PVP solution after the addition of the base is too low, ammonia may not be sufficiently removed in the distillation stage described later. On the other hand, if the pH of the aqueous PVP solution is 8 or more, even if a base is further added, the effect is not particularly improved, and the production cost may increase.

続いて、不揮発性有機塩基が添加されたPVP水溶液を蒸留する。これにより、PVP水溶液中のアンモニアが揮発し、PVP水溶液におけるアンモニアの含有量が低減されうる。   Subsequently, the PVP aqueous solution to which the nonvolatile organic base is added is distilled. Thereby, ammonia in PVP aqueous solution volatilizes and the content of ammonia in PVP aqueous solution can be reduced.

蒸留段階における蒸留条件(例えば、温度、圧力、時間など)は特に制限されず、PVP水溶液の蒸留精製についての従来公知の知見が適宜参照されうる。   Distillation conditions (eg, temperature, pressure, time, etc.) in the distillation stage are not particularly limited, and conventionally known knowledge about distillation purification of an aqueous PVP solution can be appropriately referred to.

本発明の第2によれば、上述した手法により、アンモニアの含有量が低減されたPVP水溶液が得られるが、蒸留段階後に、得られたPVP水溶液に対してさらなる処理を施して、アンモニアの含有量をさらに低減させてもよい。アンモニアの含有量をさらに低減させることで、粉体化工程におけるゲル状物の生成がより確実に防止されうる。   According to the second aspect of the present invention, an aqueous PVP solution having a reduced ammonia content is obtained by the above-described method. After the distillation step, the obtained aqueous PVP solution is further treated to contain ammonia. The amount may be further reduced. By further reducing the ammonia content, the formation of a gel-like material in the powdering process can be more reliably prevented.

本発明の第2の製造方法によれば、アンモニアの含有量が従来よりも低減されたPVP水溶液が製造されうる。よって、本発明の第2の製造方法により製造されるPVP水溶液におけるアンモニアの含有量は、ビニルピロリドン系重合体の全量に対して好ましくは800質量ppm以下であり、より好ましくは600質量ppm以下である。ただし、本発明の第2の技術的範囲が、かような量のアンモニアを含有するPVP水溶液を製造する形態のみに制限されるわけではなく、場合によっては、この範囲を外れる量のアンモニアを含有するPVP水溶液が製造されてもよい。なお、製造されたPVP水溶液におけるアンモニアの含有量としては、後述する実施例に記載の手法により測定される値を採用するものとする。   According to the second production method of the present invention, an aqueous PVP solution in which the ammonia content is reduced as compared with the prior art can be produced. Therefore, the ammonia content in the aqueous PVP solution produced by the second production method of the present invention is preferably 800 ppm by mass or less, more preferably 600 ppm by mass or less, based on the total amount of the vinylpyrrolidone polymer. is there. However, the second technical scope of the present invention is not limited only to the form of producing an aqueous PVP solution containing such an amount of ammonia, and in some cases, it contains an amount of ammonia outside this range. An aqueous PVP solution may be produced. In addition, as content of ammonia in manufactured PVP aqueous solution, the value measured by the method as described in the Example mentioned later shall be employ | adopted.

本発明の第1と第2とを組み合わせて用いることも可能である。例えば、N−ビニルピロリドン等の単量体の重合段階において、反応系に一重項酸素消光剤を存在させて、ギ酸の含有量が低減されたPVP水溶液を製造する(本発明の第1)。そして、得られたPVP水溶液に不揮発性有機塩基を添加し、蒸留して、アンモニアを除去する(本発明の第2)。これにより、ギ酸およびアンモニアの双方の含有量が低減されたPVP水溶液が製造されうる。   It is also possible to use the first and second of the present invention in combination. For example, in the polymerization stage of a monomer such as N-vinylpyrrolidone, a singlet oxygen quencher is present in the reaction system to produce an aqueous PVP solution with a reduced formic acid content (first of the present invention). Then, a nonvolatile organic base is added to the obtained PVP aqueous solution and distilled to remove ammonia (second invention). Thereby, the PVP aqueous solution with which content of both formic acid and ammonia was reduced can be manufactured.

以上、本発明の第1および第2として、PVP水溶液の製造方法について説明したが、本願は、本発明の第3として、本発明の第1の特徴である一重項酸素消光剤の添加を利用した、PVP水溶液の貯蔵方法をも提供する。   As mentioned above, although the manufacturing method of PVP aqueous solution was demonstrated as 1st and 2nd of this invention, this application utilizes addition of the singlet oxygen quencher which is the 1st characteristic of this invention as 3rd of this invention. A method for storing an aqueous PVP solution is also provided.

上述したように、重合段階においては、Δの生成を介して、ゲル状物生成の原因物質であるギ酸が生成する。このギ酸の生成は、重合段階終了後にPVP水溶液を貯蔵する際にも、わずかながら進行する。本発明の第3は、この貯蔵段階におけるギ酸の生成を抑制することで、ゲル状物の生成を防止する。 As described above, in the polymerization stage, through the generation of 1 delta g, formic acid is causative agent of gels resulting product. This production of formic acid proceeds slightly even when the PVP aqueous solution is stored after the polymerization stage. The third aspect of the present invention prevents the formation of gel-like substances by suppressing the formation of formic acid in this storage stage.

すなわち、本発明の第3は、ビニルピロリドン系重合体と、ギ酸と、アンモニアと、を含有するビニルピロリドン系重合体水溶液の貯蔵方法であって、前記水溶液中に一重項酸素消光剤を存在させることを特徴とする、ビニルピロリドン系重合体水溶液の貯蔵方法である。   That is, the third aspect of the present invention is a method for storing an aqueous vinylpyrrolidone polymer solution containing a vinylpyrrolidone polymer, formic acid, and ammonia, wherein a singlet oxygen quencher is present in the aqueous solution. This is a method for storing a vinylpyrrolidone polymer aqueous solution.

本発明の第3の貯蔵方法に用いられるPVP水溶液は、ビニルピロリドン系重合体と、ギ酸と、アンモニアと、を含有する。このPVP水溶液の具体的な形態は特に制限されないが、好ましくは、上記の本発明の第1または第2の製造方法の重合段階において得られたPVP水溶液が用いられる。かようなPVP水溶液の具体的な形態については、上述した通りであるため、ここでは詳細な説明を省略する。   The PVP aqueous solution used in the third storage method of the present invention contains a vinyl pyrrolidone polymer, formic acid, and ammonia. The specific form of the PVP aqueous solution is not particularly limited, but preferably, the PVP aqueous solution obtained in the polymerization step of the first or second production method of the present invention is used. Since the specific form of such an aqueous PVP solution is as described above, detailed description thereof is omitted here.

本発明の第3においては、消光剤の存在下で、PVP水溶液を貯蔵する。これにより、本発明の第1と同様のメカニズムによりギ酸の生成が抑制され、PVP水溶液の貯蔵段階における水溶液中でのギ酸の含有量の増加が防止される。その結果、粉体化工程におけるゲル状物の生成が防止され、得られるPVPの品質が向上しうる。   In the third aspect of the present invention, the PVP aqueous solution is stored in the presence of a quencher. Thereby, the production | generation of formic acid is suppressed by the mechanism similar to the 1st of this invention, and the increase in content of formic acid in the aqueous solution in the storage stage of PVP aqueous solution is prevented. As a result, the formation of a gel-like material in the pulverization process can be prevented, and the quality of the obtained PVP can be improved.

本貯蔵方法において用いられる消光剤の具体的な形態についても、本発明の第1において記載した通りであるため、ここでは詳細な説明を省略する。   Since the specific form of the quencher used in the present storage method is also as described in the first aspect of the present invention, detailed description is omitted here.

消光剤の存在形態についても、特に制限はなく、貯蔵の開始時点から終了時点までの任意の時点において、反応系に消光剤が存在していれば、本発明の効果は得られる。従って、重合段階の終了直後にPVP水溶液中に消光剤を予め添加しておく形態のみならず、ある程度貯蔵時間が経過した後に消光剤の添加を開始する形態もまた、採用されうる。さらに、貯蔵中に消光剤を逐次添加する形態が採用されてもよい。ただし、本発明の効果を充分に発揮させるという観点からは、貯蔵の開始時点(重合段階の終了時点)から貯蔵の終了時点(例えば、後述する噴霧乾燥に供される時点)までのいずれの時点においても、PVP水溶液中に消光剤が存在することが好ましい。   There is no particular limitation on the form of the quencher, and the effect of the present invention can be obtained if the quencher is present in the reaction system at any time from the start to the end of storage. Accordingly, not only a form in which a quencher is added in advance to the PVP aqueous solution immediately after the polymerization stage is completed, but also a form in which addition of the quencher is started after a certain storage time has elapsed. Furthermore, the form which adds a quencher sequentially during storage may be employ | adopted. However, from the viewpoint of sufficiently exerting the effects of the present invention, any time point from the start point of storage (end point of the polymerization stage) to the end point of storage (for example, the time point used for spray drying described later) Also, it is preferable that a quencher is present in the PVP aqueous solution.

消光剤の存在量も特に制限されないが、過酸化水素の分解により生成するΔを効率的に失活させるという観点から、PVP水溶液における消光剤の存在量は、PVP水溶液中の不揮発分(固形分)100質量部に対して、好ましくは0.1〜5.0質量部、より好ましくは0.3〜2.0質量部、さらに好ましくは0.5〜1.5質量部である。消光剤の存在量が少なすぎると、Δを充分に失活させることができず、ギ酸の生成が充分に抑制されない虞がある。一方、一方、消光剤の存在量が多すぎてもギ酸の生成抑制効果の観点からは特に問題はないが、製造コストの高騰を招く虞がある。 It is not particularly limited abundance quencher, from the viewpoint of deactivating the 1 delta g to produce efficiently by decomposition of hydrogen peroxide, the abundance of quencher in aqueous PVP solution had a nonvolatile content in the aqueous PVP solution ( The solid content is preferably 0.1 to 5.0 parts by mass, more preferably 0.3 to 2.0 parts by mass, and still more preferably 0.5 to 1.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass. When the presence of the quencher is too small, it is impossible to sufficiently inactivate 1 delta g, there is a possibility that the generation of formic acid is not sufficiently suppressed. On the other hand, even if the amount of the quencher present is too large, there is no particular problem from the viewpoint of the effect of inhibiting the formation of formic acid, but there is a possibility that the manufacturing cost will increase.

本発明の第3の貯蔵方法は、本発明の第1および/または第2の製造方法と組み合わされてもよい。   The third storage method of the present invention may be combined with the first and / or second manufacturing method of the present invention.

例えば、本発明の第3の貯蔵方法を用いてPVP水溶液を貯蔵することが前提の場合には、本発明の第1の製造方法によりPVP水溶液を製造し、そのまま本発明の第3の貯蔵方法によりPVP水溶液を貯蔵すると、簡便である。なお、かような形態を採用する場合には、貯蔵期間を考慮して、本発明の第1の製造方法の重合段階において反応系に存在させる消光剤の量を調節することが好ましい。   For example, when it is assumed that the PVP aqueous solution is stored using the third storage method of the present invention, the PVP aqueous solution is manufactured by the first manufacturing method of the present invention, and the third storage method of the present invention is used as it is. It is convenient to store the PVP aqueous solution by. In the case of adopting such a form, it is preferable to adjust the amount of the quencher present in the reaction system in the polymerization stage of the first production method of the present invention in consideration of the storage period.

また、本発明の第3の貯蔵方法を本発明の第2の製造方法と組み合わせるには、本発明の第3による貯蔵の開始前、貯蔵中、または貯蔵後のいずれかの時点において、PVP水溶液中に不揮発性塩基を添加し、さらに所望の時点においてこの水溶液を蒸留して、アンモニアを除去すればよい(本発明の第2)。   In order to combine the third storage method of the present invention with the second production method of the present invention, an aqueous PVP solution at any time before the start of storage, during storage, or after storage according to the third of the present invention. A non-volatile base is added therein, and the aqueous solution is distilled at a desired point in time to remove ammonia (second aspect of the present invention).

製造されたPVP水溶液は、加熱乾燥により、粉体化される。粉体化により、粉体状のPVPが製造される。粉体状のPVPは、後述する種々の用途の添加剤として利用されうる。   The produced PVP aqueous solution is pulverized by heat drying. Powdered PVP is produced by pulverization. The powdery PVP can be used as an additive for various applications described later.

上述したように、PVP水溶液を加熱乾燥して粉体化する際にギ酸およびアンモニアが共存すると、PVP鎖の架橋によりゲル状物が生成し、得られる粉体中に混入する。これに対し、上記の本発明の製造方法により製造されたPVP水溶液においては、ギ酸および/またはアンモニアの含有量が低減されている。従って、本発明によれば、粉体化工程におけるゲル状物の生成が防止される。   As described above, when formic acid and ammonia coexist when the PVP aqueous solution is heated and dried to form powder, a gel-like product is generated by cross-linking of the PVP chains and mixed into the obtained powder. On the other hand, in the PVP aqueous solution produced by the production method of the present invention described above, the content of formic acid and / or ammonia is reduced. Therefore, according to this invention, the production | generation of the gel-like substance in a powdering process is prevented.

加熱乾燥の具体的な手法は特に制限されず、重合体溶液の粉体化の分野において従来公知の知見が適宜参照されうる。加熱乾燥手段の一例としては、噴霧乾燥法が挙げられる。ただし、場合によってはその他の手段によりPVP水溶液を粉体化しても、勿論よい。その他の加熱乾燥手段としては、例えば、噴霧乾燥法、ドラムドライヤー乾燥法、流動床乾燥法、ベルト乾燥法などが挙げられる。   The specific method of heat drying is not particularly limited, and conventionally known knowledge can be appropriately referred to in the field of pulverization of the polymer solution. An example of the heat drying means is a spray drying method. However, in some cases, the PVP aqueous solution may be powdered by other means. Examples of other heat drying means include a spray drying method, a drum dryer drying method, a fluidized bed drying method, and a belt drying method.

また、加熱乾燥する際の温度条件は、通常は100〜200℃程度であり、好ましくは100〜150℃である。ただし、この範囲を外れる温度条件下で加熱乾燥が行われても、勿論よい。   Moreover, the temperature conditions at the time of heat-drying are about 100-200 degreeC normally, Preferably it is 100-150 degreeC. However, it goes without saying that heat drying may be performed under temperature conditions outside this range.

粉体化により得られる粉体状のPVPの平均粒子径は、特に制限されず、添加剤として添加される所望の用途に応じて、適宜設定されうる。   The average particle diameter of the powdery PVP obtained by pulverization is not particularly limited, and can be appropriately set according to a desired application to be added as an additive.

必要であれば、加熱乾燥による粉体化工程で得られた粉体状のPVPに対して、さらに粉砕処理または造粒処理を施して、PVPの粒子径を制御してもよい。   If necessary, the particle size of the PVP may be controlled by subjecting the powdery PVP obtained in the powdering step by heat drying to further pulverization or granulation.

粉体化工程により得られた粉体状のPVPの用途としては、特に制限されないが、例えば、化粧品、医薬品(医農薬中間体を含む)、分散剤、食品、感光性電子材料、粘着付与剤の添加剤、濾過膜(例えば、中空濾過膜)製造時の添加剤などのほか、特開平11−71414号公報に記載されているような従来公知の用途にもまた、利用されうる。   The use of the powdery PVP obtained by the pulverization process is not particularly limited. For example, cosmetics, pharmaceuticals (including intermediates for medicines and agricultural chemicals), dispersants, foods, photosensitive electronic materials, and tackifiers. In addition to these additives, additives used in the production of filtration membranes (for example, hollow filtration membranes), and the like, they can also be used in conventionally known applications as described in JP-A-11-71414.

以下、実施例および比較例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明の技術的範囲が下記の形態のみに制限されるわけではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail using an Example and a comparative example, the technical scope of this invention is not necessarily restrict | limited only to the following form.

実施例1
金属触媒である硫酸銅(0.00023質量部)、水(350質量部)および一重項酸素消光剤であるメチオニン(4.5質量部)を反応容器に仕込み、80℃まで昇温した。次いで、80℃を維持しながら、単量体であるN−ビニルピロリドン(450質量部)、25%アンモニア水(3.6質量部)、30%過酸化水素水(16.5質量部)および水(74.9質量部)を、各々それぞれ180分間かけて滴下した。滴下終了後、30%過酸化水素水(2.7質量部)を3回に均等に分けて1.5時間間隔で添加し、3回目の添加後、さらに80℃で1時間維持して、ポリビニルピロリドン水溶液を得た。得られたポリビニルピロリドン水溶液の物性を測定したところ、濃度が50質量%、K値が28であった。さらに、得られたポリビニルピロリドン水溶液における、ポリビニルピロリドンの全量に対するギ酸およびアンモニアの含有量を測定した。測定結果を下記の表1に示す。なお、ギ酸およびアンモニアの含有量の測定は以下の手法により行った。
Example 1
Copper sulfate (0.00023 parts by mass) as a metal catalyst, water (350 parts by mass) and methionine (4.5 parts by mass) as a singlet oxygen quencher were charged into a reaction vessel, and the temperature was raised to 80 ° C. Next, while maintaining 80 ° C., monomers N-vinylpyrrolidone (450 parts by mass), 25% aqueous ammonia (3.6 parts by mass), 30% aqueous hydrogen peroxide (16.5 parts by mass) and Water (74.9 parts by mass) was added dropwise over 180 minutes. After completion of the dropwise addition, 30% hydrogen peroxide solution (2.7 parts by mass) was added equally in 3 portions at 1.5 hour intervals, and after the third addition, maintained at 80 ° C. for 1 hour, A polyvinylpyrrolidone aqueous solution was obtained. When the physical properties of the obtained aqueous polyvinylpyrrolidone solution were measured, the concentration was 50% by mass and the K value was 28. Furthermore, the content of formic acid and ammonia with respect to the total amount of polyvinylpyrrolidone in the obtained aqueous solution of polyvinylpyrrolidone was measured. The measurement results are shown in Table 1 below. The contents of formic acid and ammonia were measured by the following method.

<ギ酸含有量の測定方法>
得られたポリビニルピロリドン水溶液中のギ酸量をイオンクロマトグラフ(日本ダイオネクス株式会社製、「イオンクロマトグラフシステムDX−500」、ギ酸分析用カラム:ICE−AS1、溶離液:0.5mM−オクタンスルホン酸、流量:1.0mL/min)を用いて定量し、別途算出した水溶液中のポリビニルピロリドンの全量に対する質量ppmとしてギ酸含有量を算出した。
<Method for measuring formic acid content>
The amount of formic acid in the aqueous polyvinylpyrrolidone solution obtained was ion chromatograph (Nippon Dionex Co., Ltd., “ion chromatograph system DX-500”, formic acid analysis column: ICE-AS1, eluent: 0.5 mM octanesulfonic acid. , Flow rate: 1.0 mL / min), and the formic acid content was calculated as mass ppm relative to the total amount of polyvinylpyrrolidone in the aqueous solution calculated separately.

<アンモニア含有量の測定方法>
得られたポリビニルピロリドン水溶液中のアンモニア量をイオンクロマトグラフ(日本ダイオネクス株式会社製、「イオンクロマトグラフシステムDX−500」、アンモニア分析用カラム:IonpacCS3、溶離液:25mM−HCl/0.1mM−ジアミノプロピオン酸・一塩酸塩、流量:1.0mL/min)を用いて定量し、別途算出した水溶液中のポリビニルピロリドンの全量に対する質量ppmとしてアンモニア含有量を算出した。
<Measurement method of ammonia content>
The amount of ammonia in the aqueous polyvinylpyrrolidone solution obtained was ion chromatograph (Nippon Dionex Co., Ltd., “ion chromatograph system DX-500”, ammonia analysis column: IonpacCS3, eluent: 25 mM HCl / 0.1 mM diamino. Ammonia content was calculated as mass ppm with respect to the total amount of polyvinylpyrrolidone in the aqueous solution calculated separately using propionic acid / monohydrochloride, flow rate: 1.0 mL / min.

得られたポリビニルピロリドン水溶液10gを、オーブン(エスペック株式会社製、「PH−100」)を用いて150℃にて1時間加熱し、5gのポリビニルピロリドン乾燥物を得た。得られたポリビニルピロリドン乾燥物を用い、以下の性能評価を行った。   10 g of the obtained aqueous polyvinylpyrrolidone solution was heated at 150 ° C. for 1 hour using an oven (“PH-100” manufactured by ESPEC Corporation) to obtain 5 g of a dried polyvinylpyrrolidone product. The following performance evaluation was performed using the obtained dried polyvinylpyrrolidone.

得られたポリビニルピロリドン乾燥物5gを、さらに150℃で2時間加熱した後、45gの水を添加して10質量%水溶液を調製した。この水溶液におけるゲル状物の存在を目視にて観察した。観察結果を下記の表1に示す。   5 g of the obtained dried polyvinylpyrrolidone was further heated at 150 ° C. for 2 hours, and then 45 g of water was added to prepare a 10 mass% aqueous solution. The presence of the gel-like substance in this aqueous solution was visually observed. The observation results are shown in Table 1 below.

実施例2
硫酸銅(0.00023質量部)および水(350質量部)を反応容器に仕込み、80℃まで昇温した。次いで、80℃を維持しながら、N−ビニルピロリドン(450質量部)、25%アンモニア水(3.6質量部)、30%過酸化水素水(16.5質量部)および水(74.9質量部)を、各々それぞれ180分間かけて滴下した。滴下終了後、30%過酸化水素水(2.7質量部)を3回に均等に分けて1.5時間間隔で添加し、3回目の添加後、さらに80℃で1時間維持して、ポリビニルピロリドン水溶液を得た。得られたポリビニルピロリドン水溶液の物性を測定したところ、濃度が50質量%、K値が28、pH4.3であった。得られたポリビニルピロリドン水溶液のpHを、不揮発性塩基である炭酸グアニジンの添加によりpHが8以上になるまで調整した後、蒸留によりアンモニアを除去した。上記の実施例1と同様の手法により、得られたポリビニルピロリドン水溶液における、ポリビニルピロリドンの全量に対するギ酸およびアンモニアの含有量を測定した。測定結果を下記の表1に示す。
Example 2
Copper sulfate (0.00023 parts by mass) and water (350 parts by mass) were charged into a reaction vessel, and the temperature was raised to 80 ° C. Next, while maintaining 80 ° C., N-vinylpyrrolidone (450 parts by mass), 25% aqueous ammonia (3.6 parts by mass), 30% hydrogen peroxide (16.5 parts by mass) and water (74.9) Parts by mass) were added dropwise over 180 minutes. After completion of the dropwise addition, 30% hydrogen peroxide solution (2.7 parts by mass) was added equally in 3 portions at 1.5 hour intervals, and after the third addition, maintained at 80 ° C. for 1 hour, A polyvinylpyrrolidone aqueous solution was obtained. When the physical properties of the obtained aqueous polyvinylpyrrolidone solution were measured, the concentration was 50% by mass, the K value was 28, and the pH was 4.3. The pH of the obtained aqueous polyvinylpyrrolidone solution was adjusted by adding guanidine carbonate, which is a non-volatile base, to pH 8 or higher, and then ammonia was removed by distillation. By the same method as in Example 1, the contents of formic acid and ammonia with respect to the total amount of polyvinylpyrrolidone in the obtained aqueous solution of polyvinylpyrrolidone were measured. The measurement results are shown in Table 1 below.

アンモニア除去後のポリビニルピロリドン水溶液を用い、上記の実施例1と同様の手法により、ポリビニルピロロドン乾燥物を得て、再溶解性を評価した。観察結果を下記の表1に示す。   Using the polyvinyl pyrrolidone aqueous solution after removing ammonia, a polyvinyl pyrrolodon dried product was obtained in the same manner as in Example 1 above, and re-solubility was evaluated. The observation results are shown in Table 1 below.

実施例3
硫酸銅(0.00023質量部)、水(350質量部)およびメチオニン(4.5質量部)を反応容器に仕込み、80℃まで昇温した。次いで、80℃を維持しながら、N−ビニルピロリドン(450質量部)、25%アンモニア水(3.6質量部)、30%過酸化水素水(16.5質量部)および水(74.9質量部)を、各々それぞれ180分間かけて滴下した。滴下終了後、30%過酸化水素水(2.7質量部)を3回に均等に分けて1.5時間間隔で添加し、3回目の添加後、さらに80℃で1時間維持して、ポリビニルピロリドン水溶液を得た。得られたポリビニルピロリドン水溶液の物性を測定したところ、濃度が50質量%、K値が28、pH4.3であった。得られたポリビニルピロリドン水溶液のpHを、炭酸グアニジンの添加によりpHが8以上になるまで調整した後、蒸留によりアンモニアを除去した。上記の実施例1と同様の手法により、得られたポリビニルピロリドン水溶液における、ポリビニルピロリドンの全量に対するギ酸およびアンモニアの含有量を測定した。測定結果を下記の表1に示す。
Example 3
Copper sulfate (0.00023 parts by mass), water (350 parts by mass) and methionine (4.5 parts by mass) were charged into a reaction vessel, and the temperature was raised to 80 ° C. Next, while maintaining 80 ° C., N-vinylpyrrolidone (450 parts by mass), 25% aqueous ammonia (3.6 parts by mass), 30% hydrogen peroxide (16.5 parts by mass) and water (74.9) Parts by mass) were added dropwise over 180 minutes. After completion of the dropwise addition, 30% hydrogen peroxide solution (2.7 parts by mass) was added equally in 3 portions at 1.5 hour intervals, and after the third addition, maintained at 80 ° C. for 1 hour, A polyvinylpyrrolidone aqueous solution was obtained. When the physical properties of the obtained aqueous polyvinylpyrrolidone solution were measured, the concentration was 50% by mass, the K value was 28, and the pH was 4.3. The pH of the aqueous polyvinylpyrrolidone solution obtained was adjusted until the pH reached 8 or more by adding guanidine carbonate, and then ammonia was removed by distillation. By the same method as in Example 1, the contents of formic acid and ammonia with respect to the total amount of polyvinylpyrrolidone in the obtained aqueous solution of polyvinylpyrrolidone were measured. The measurement results are shown in Table 1 below.

アンモニア除去後のポリビニルピロリドン水溶液を用い、上記の実施例1と同様の手法により、ポリビニルピロロドン乾燥物を得て、再溶解性を評価した。観察結果を下記の表1に示す。   Using the polyvinyl pyrrolidone aqueous solution after removing ammonia, a polyvinyl pyrrolodon dried product was obtained in the same manner as in Example 1 above, and re-solubility was evaluated. The observation results are shown in Table 1 below.

比較例
硫酸銅(0.00023質量部)および水(350質量部)を反応容器に仕込み、80℃まで昇温した。次いで、80℃を維持しながら、N−ビニルピロリドン(450質量部)、25%アンモニア水(3.6質量部)、30%過酸化水素水(16.5質量部)および水(74.9質量部)を、各々それぞれ180分間かけて滴下した。滴下終了後、30%過酸化水素水(2.7質量部)を3回に均等に分けて1.5時間間隔で添加し、3回目の添加後、さらに80℃で1時間維持して、ポリビニルピロリドン水溶液を得た。得られたポリビニルピロリドン水溶液の物性を測定したところ、濃度が50質量%、K値が28であった。上記の実施例1と同様の手法により、得られたポリビニルピロリドン水溶液における、ポリビニルピロリドンの全量に対するギ酸およびアンモニアの含有量を測定した。測定結果を下記の表1に示す。
Comparative Example Copper sulfate (0.00023 parts by mass) and water (350 parts by mass) were charged into a reaction vessel and heated to 80 ° C. Next, while maintaining 80 ° C., N-vinylpyrrolidone (450 parts by mass), 25% aqueous ammonia (3.6 parts by mass), 30% hydrogen peroxide (16.5 parts by mass) and water (74.9) Parts by mass) were added dropwise over 180 minutes. After completion of the dropwise addition, 30% hydrogen peroxide solution (2.7 parts by mass) was added equally in 3 portions at 1.5 hour intervals, and after the third addition, maintained at 80 ° C. for 1 hour, A polyvinylpyrrolidone aqueous solution was obtained. When the physical properties of the obtained aqueous polyvinylpyrrolidone solution were measured, the concentration was 50% by mass and the K value was 28. By the same method as in Example 1, the contents of formic acid and ammonia with respect to the total amount of polyvinylpyrrolidone in the obtained aqueous solution of polyvinylpyrrolidone were measured. The measurement results are shown in Table 1 below.

得られたポリビニルピロリドン水溶液を用い、上記の実施例1と同様の手法により、ポリビニルピロロドン乾燥物を得て、再溶解性を評価した。観察結果を下記の表1に示す。   Using the obtained polyvinyl pyrrolidone aqueous solution, a dried polyvinyl pyrrolodon was obtained by the same method as in Example 1 above, and the re-solubility was evaluated. The observation results are shown in Table 1 below.

Figure 2012082441
Figure 2012082441

表1に示す結果から、PVP水溶液製造時の反応系に一重項酸素消光剤を存在させることにより、重合時のギ酸の発生が抑制されることが示唆される。また、重合後のPVP水溶液に不揮発性塩基を添加して蒸留することにより、PVP水溶液中のアンモニアが効率的に除去されることが示唆される。そしてこれらのギ酸および/またはアンモニア含有量の低減によって、PVP水溶液の乾燥時のゲル状物の発生が有効に防止されることが示される。   From the results shown in Table 1, it is suggested that the presence of a singlet oxygen quencher in the reaction system during the production of the PVP aqueous solution suppresses the generation of formic acid during polymerization. Moreover, it is suggested that the ammonia in PVP aqueous solution is efficiently removed by adding and distilling a non-volatile base to PVP aqueous solution after superposition | polymerization. And it is shown that generation | occurrence | production of the gel-like substance at the time of drying of PVP aqueous solution is prevented effectively by reduction of these formic acid and / or ammonia content.

よって本発明によれば、PVP水溶液の加熱乾燥により得られるPVP乾燥物へのゲル状物の混入が、簡便かつ安価な手法により抑制されうる。   Therefore, according to this invention, mixing of the gel-like substance to the PVP dry matter obtained by heat drying of PVP aqueous solution can be suppressed by a simple and cheap method.

Claims (2)

少なくともN−ビニルピロリドンを含む単量体を、水性媒体中、過酸化水素、金属触媒およびアンモニアの存在下で重合させる段階と、
重合により得られるビニルピロリドン系重合体を含有する水溶液に不揮発性有機塩基を添加する段階と、
不揮発性有機塩基が添加された前記水溶液を蒸留して、前記水溶液中のアンモニアを除去する段階と、
を有する、ビニルピロリドン系重合体水溶液の製造方法。
Polymerizing a monomer comprising at least N-vinylpyrrolidone in an aqueous medium in the presence of hydrogen peroxide, a metal catalyst and ammonia;
Adding a non-volatile organic base to an aqueous solution containing a vinylpyrrolidone-based polymer obtained by polymerization;
Distilling the aqueous solution to which the non-volatile organic base has been added to remove ammonia in the aqueous solution;
A method for producing a vinylpyrrolidone-based polymer aqueous solution.
前記不揮発性有機塩基が、第4級アンモニウム塩および/またはグアニジン塩である、請求項2に記載の製造方法。   The production method according to claim 2, wherein the nonvolatile organic base is a quaternary ammonium salt and / or a guanidine salt.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016069440A (en) * 2014-09-29 2016-05-09 株式会社日本触媒 Process and apparatus for producing n-vinyl lactam-based polymer
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