KR102268573B1 - 안정제를 함유하는 무수당 알코올의 저장용기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 안정제를 함유하는 무수당 알코올의 저장용기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용기 내부에 안정제가 흡착되어 있는 흡착제를 구비하는 무수당 알코올의 저장용기에 관한 것이다.
본 발명에 따른 안정제를 함유하는 무수당 알코올의 저장용기는 내부에 구비된 흡착제에 흡착된 안정제가 장기간 동안 무수당 알코올에 공급되므로 무수당 알코올의 분해에 의한 순도저하가 줄어들며, 흡착제에 의하여 불순물이 흡착되므로, 무수당 알코올의 장기보관, 장거리 운송, 초고순도 무수당 알코올의 보관 및 운송에 유용하다.

Description

안정제를 함유하는 무수당 알코올의 저장용기{Storage Container Including Stabilizer for Anhydrosugar Alcoho}

본 발명은 안정제를 함유하는 무수당 알코올의 저장용기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 용기 내부에 안정제가 흡착되어 있는 흡착제를 포함하는 다공성 흡착제 케이스가 구비된 무수당 알코올의 저장용기에 관한 것이다.

흡착제는 화학적 흡착제와 물리적 흡착제로 구분된다. 화학적 흡착제는 화학반응에 의하여 목표물질을 포집한 다음, 열 또는 다른 화학반응에 의하여 탈착하는 방식의 흡착제로, 목표물질에 따라 다른 흡착제를 사용해야 하므로 특정 물질 이외에는 흡착 및 탈착이 불가능하다. 또한 탈착 시 사용되는 에너지의 양도 상대적으로 커서 많은 비용이 들어가지만, 목표물질 이외의 물질은 거의 흡착하지 않으며, 흡착 효율도 높아 고순도가 요구되는 흡착공정에 많이 이용된다.

이에 반해 물리적 흡착제는 다공성을 가지는 물질을 이용하여 물질의 농도기울기에 따라 흡착과 탈착을 하는 물질로, 일반적으로 다공성을 가지는 활성탄, 제오라이트, 알루미나 등이 많이 이용된다. 이러한 물리적 흡착제는 다양한 물질을 흡착하게 되므로 목표물질의 종류와 양에 따라 적절한 물질을 사용해야 한다. 하지만 흡착과 탈착을 동시에 진행할 수 있으며, 적절한 다공성 물질을 사용한다면 높은 내구성을 얻을 수 있어, 물질교환이나, 가혹한 환경에서의 흡탈착 공정에 많이 이용된다.

당 알코올은 당에서 유래한 알코올로 대부분 H(HCHO)_n+1H의 구조를 가진다. 이러한 당 알코올은 탄소의 수에 따라 테트리톨, 헥시톨, 헵티톨 등으로 분류되고, 이중 탄소수가 6개인 헥시톨에는 소르비톨, 만니톨, 이디톨, 갈락티톨 등이 포함되며, 이중 소르비톨과 만니톨은 식음료 분야의 감미료 등으로 효용성이 매우 높다.

무수당 알코올은 당 알코올 분자 내부에서 1개 이상의 물 분자를 제거하는 탈수 반응을 통해 제조되며, 이중 결합, 에테르 결합, 고리형 결합 등과 같이 당 알코올과 전혀 다른 새로운 결합 구조를 갖는다. 예를 들어, 헥시톨에서 2개의 물 분자를 제거하면, 아이소바이드(isosorbide, 1,4-3,6-dianhydrosorbitol), 아이소만나이드 (isomannide, 1,4-3,6-dianhydromannitol), 아이소아이다이드 (isoidide, 1,4-3,6-dianhydroiditol) 등을 제조할 수 있다. 이러한 무수당 알코올은 심장 및 혈관치료제, 접착제, 구강청정제, 유화제, 고분자물질의 첨가제, 바이오플라스틱 등 응용분야가 매우 다양하여 많은 산업에서 응용이 기대되고 있다.

이러한 무수당 알코올 중 아이소소바이드는 다양한 산업에서 이용되고 있으며, 관련 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 아이소소바이드는 대부분 98.5%이상의 함량을 가지는 제품이 유통되고 있다. 하지만 이러한 아이소소바이드가 고도의 흡수성을 가지며, 화학적으로 그다지 안정하지 못한 물질이라는 것이 최근 연구에서 밝혀지고 있다.

대한민국 등록특허 0591225호에서는 무수당 알코올을 합성하여 정제하는 방법에 관하여 기재하고 있다. 이 발명에서는 무수당 알코올을 지방족 알코올에 용해하여 정제한 다음, 결정화하여 분리하는 방법에 관하여 기재하고 있으며 260이상에서 열처리 하는 방법에 관하여 기재하고 있지만, 운송이나 장기 보관에 따른 변성을 방지하는 것에 관해서는 기재하지 않고 있다.

아이소소바이드는 운반시 산화과정 등에 의하여 변성이 일어나는데 이에 따라 아소소바이드는 푸란 또는 포름산과 같은 물질로 분해되면서 무수당 알코올의 순도를 떨어트리게 된다. 따라서 이러한 변성을 방지하기 위하여 다양한 방법이 연구되고 있다.

일반적으로 아이소소바이드의 변성은 고온에서 이루어지므로 저온에서 보관하는 경우 상당기간 변성을 방지할 수 있다. 하지만 저온을 유지하기 위하여 많은 에너지가 소모되므로 저장기간이 길어질수록 경제성이 떨어진다는 단점을 가진다.

아이소소바이드의 변성을 방지하는 다른 방법은 안정제를 이용하는 것이다. 아이소소바이드의 산화, 또는 탈수반응을 방지하기 위하여 환원제, 항산화제, 산소스케빈져 등의 산화방지제 또는 탈수제를 사용하고 있다. 하지만 이러한 안정제는 시간에 따라 소모되므로 장기 보관 시에는 무수당 알코올의 변성을 막을 수 없으며, 변성된 안정제에 의하여 순도가 저하되는 문제점을 가지고 있다.

이에, 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위하여 예의 노력한 결과, 용기 내부에 안정제가 흡착되어 있는 흡착제를 포함하는 다공성 흡착제 케이스를 구비하는 저장용기를 개발하고, 이를 이용하여 무수당 알코올을 저장한 결과 무수당 알코올이 오랜 시간 동안 변성 없이 보관 가능하다는 것을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 목적은 무수당 알코올의 저장용기를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 저장용기 내부에 안정제가 흡착되어 있는 흡착제를 포함하는 다공성 흡착제 케이스가 설치되어 있는 무수당 알코올의 저장용기를 제공한다

본 발명에 따른 안정제를 함유하는 무수당 알코올의 저장용기는 내부에 구비된 흡착제에 흡착된 안정제가 장기간 동안 무수당 알코올에 공급되므로 무수당 알코올의 변성을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 흡착제에 무수당 알코올의 제품 속에 함유되어 있는 불순물이 흡착제거되므로, 무수당 알코올의 장기보관, 장거리 운송, 초고순도 무수당 알코올의 보관 및 운송에 유용하다.

도 1은 본 발명에 의한 무수당 알코올의 저장용기를 조시한 것이다.
도 2는 본 발명에 의한 흡착제 케이스의 구조를 도시한 것이다..

다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법은 본 기술 분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.

본 발명에서는, 용기 내부에 안정제가 흡착되어 있는 활성탄을 장착하여, 무수당 알코올의 장기 보관을 수행하였다. 그 결과, 안정제가 흡착되어 있는 활성탄에서 장기간에 걸쳐 안정제가 공급되어 무수당 알코올의 변성이 방지되고, 아울러 상기 활성탄에 불순물이 흡착제거되어 무수당 알코올의 순도도 증가하는 것을 확인하였다.

따라서, 본 발명은 일 관점에서, 안정제가 흡착되어 있는 흡착제를 포함하는 다공성 흡착제 케이스가 저장용기 내부에 설치되어 있는 무수당 알코올의 저장용기에 관한 것이다.

본 발명에 있어서, 상기 흡착제는 흡착제 케이스에 설치되기 전에 안정제를 흡착시켜 사용한다. 상기 흡착제는 안정제가 흡착 가능한 다공성 물질이면 제한 없이 사용가능 하지만, 바람직하게는 활성탄, 제오라이트, 알루미나, 실리카겔, 보크사이트 또는 마그네시아, 더욱 바람직하게는 활성탄을 사용할 수 있다. 또한 보관용기내의 흡착제는 시간이 지날수록 안정제가 탈착되지만, 무수당 알코올에 존재하는 불순물이나, 보관 시 발생하는 분해산물을 흡착제거하여 무수당 알코올의 순도를 높이는 역할도 한다.

본 발명에 있어서, 상기 흡착제 케이스는 구멍이 형성된 플라스틱, 섬유 또는 다공성 맴브레인으로 제작되는 것을 특징으로 할 수 있다. 흡착제 케이스는 내부의 흡착제에 흡착된 안정제를 외부의 무수당 알코올로 방출공급하되, 흡착제를 방출할 수 없는 크기의 기공을 가지는 다공성 물질이라면 제한 없이 사용할 수 있다. 이때 다공성 물질은 제한 없이 사용가능 하지만, 바람직하게는 다공성 플라스틱, 섬유 또는 다공성의 맴브레인을 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 안정제는 붕소 화합물, 나트륨 화합물, 칼륨 화합물, 인 화합물, 질소 화합물, 황 화합물, 방향족 화합물, 1개 이상의 알코올 관능기를 함유하는 화합물 및 이들의 혼합물로 구성된 군에 선택되는 것을 특징으로 할 수 있다. 안정제는 활성탄에 흡착되어 있으며 시간에 따라 탈착되어 무수당 알코올에 공급된다. 이때 사용되는 안정제는 붕소 화합물, 나트륨 화합물, 칼륨 화합물, 인 화합물, 질소 화합물, 황 화합물, 방향족 화합물, 1개 이상의 알코올 관능기를 함유하는 화합물 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것이 바람직하며, 특히 상기 화합물을 포함하는 환원제, 항산화제, 산소 스캐빈저, 광 안정화제, 항-산제, 금속-비활성화제 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것이 더욱 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 흡착제 케이스는 저장용기의 뚜껑에 결합되는 것을 특징으로 할 수 있다. 안정제의 추가 공급을 위하여 흡착제를 교체하는 경우 흡착제 케이스가 저장용기의 바닥에 부착되어 있으면 탈착에 어려움이 있으므로, 흡착제 케이스를 저장용기의 뚜껑에 부착하여 뚜껑을 여는 것으로 흡착제 케이스의 분리가 가능하도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 흡착제는 불순물을 흡착하는 것을 특징으로 할 수 있다. 흡착제는 안정제를 흡착하고 있지만 시간이 지날수록 안정제는 서서히 탈착되고, 제품에 함유되어 있던 불순물과 시간이 지남에 따라 생성되는 소량의 불순물은 흡착제에 흡착되어 무수당 알코올의 순도를 향상시킬 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 무수당 알코올은 용매에 녹아 있는 용액 상태인 것을 특징으로 할 수 있다. 이때 사용되는 용매의 종류는 무수당 알코올을 최종적으로 이용하는 수요자의 요구에 맞게 선택될 수 있으며 바람직하게는 물일 수 있다. 예를 들어, 폴리머의 제조를 위해 무수당 알코올을 이용할 경우, 물을 용매로 사용한 무수당 알코올 수용액을 본 발명에 따른 저장 용기에 보관할 수 있다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

100 : 저장용기 뚜껑
110 : 저장용기
200 : 흡착제 케이스
210 : 안정제가 흡착된 흡착제

Claims (9)

1. 무수당 알코올의 변성 방지 및 불순물의 흡착제거를 위한 무수당 알코올의 저장용기로, 상기 저장용기의 내부에 안정제가 무수당 알코올의 존재하는 불순물의 흡착능을 가지는 흡착제에 흡착되어 있는 형태로 포함하는 다공성 흡착제 케이스가 설치되고, 상기 안정제는 나트륨 화합물, 칼륨 화합물, 질소 화합물, 황 화합물, 방향족 화합물, 1개 이상의 알코올 관능기를 함유하는 화합물 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되며, 상기 흡착제는 활성탄, 제오라이트, 알루미나, 실리카겔, 보크사이트 또는 마그네시아인 것을 특징으로 하는 무수당 알코올의 저장용기.
   
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 다공성 흡착제 케이스는 구멍이 형성된 플라스틱, 섬유 또는 다공성 맴브레인으로 제작되는 것을 특징으로 하는 무수당 알코올의 저장용기.
   
4. 삭제
5. 제1항에 있어서, 상기 안정제는 나트륨 화합물, 칼륨 화합물, 질소 화합물, 황 화합물, 방향족 화합물 또는 1개 이상의 알코올 관능기를 함유하는 화합물을 포함하는 환원제, 항산화제, 산소 스캐빈저, 광 안정화제, 항-산제, 금속-비활성화제 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 무수당 알코올의 저장용기.
   
6. 제1항에 있어서, 상기 흡착제 케이스는 저장용기의 뚜껑에 결합되는 것을 특징으로 하는 무수당 알코올의 저장용기.
   
7. 삭제
8. 제1항에 있어서, 상기 무수당 알코올은 용매에 녹아 있는 용액 상태인 것을 특징으로 하는 무수당 알코올의 저장용기.
   
9. 제8항에 있어서, 상기 용매는 물인 것을 특징으로 하는 무수당 알코올의 저장용기.

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