KR102553365B1 - N-비닐피롤리돈 올리고머의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 N-비닐피롤리돈(N-vinylpyrrolidone) 올리고머의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 a) 증류수 및 산 화합물을 혼합하여 혼합액을 제조하는 단계; b) 상기 혼합액에 N-비닐피롤리돈을 첨가하여 N-비닐피롤리돈 용액을 제조하는 단계; 및 c) 상기 N-비닐피롤리돈 용액에 용매를 첨가하고 반응시켜 N-비닐피롤리돈 올리고머를 수득하는 단계를 포함하는 N-비닐피롤리돈 올리고머의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 잉크의 필기선을 균일하게 하고, 내건조성, 보습성 및 윤활성을 향상시키는 등 잉크의 성능 개선을 위해 사용될 수 있는 N-비닐피롤리돈 올리고머의 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 잉크의 필기선을 균일하게 하고, 내건조성, 보습성 및 윤활성을 향상시키는 등 잉크의 성능 개선을 위해 사용될 수 있는 N-비닐피롤리돈 올리고머의 제조방법을 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 N-비닐피롤리돈(N-vinylpyrrolidone) 올리고머의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 a) 증류수 및 산 화합물을 혼합하여 혼합액을 제조하는 단계; b) 상기 혼합액에 N-비닐피롤리돈을 첨가하여 N-비닐피롤리돈 용액을 제조하는 단계; 및 c) 상기 N-비닐피롤리돈 용액에 용매를 첨가하고 반응시켜 N-비닐피롤리돈 올리고머를 수득하는 단계를 포함하는 N-비닐피롤리돈 올리고머의 제조방법에 관한 것이다.
N-비닐피롤리돈(N-Vinylpyrrolidone; NVP)은 단일 중합체 및 공중합체의 제조에 사용되며, 이들 중합체는 화장품, 플라스틱, 잉크, 코팅제, 도료 등에 널리 사용되고 있다.
한편 N-비닐피롤리돈 올리고머는 단량체와 중합체의 중간적인 특성을 가지며, 수성 중성 잉크의 필기선을 균일하게 하고, 내건조성, 보습성 및 윤활성을 향상시키는 등 잉크의 성능 개선을 위해 사용될 수 있다.
이와 관련하여 한국공개특허 제10-2007-0112706호는 보존 안정성이 우수한 비닐피롤리돈 중합체의 제조방법을 개시하고 있다.
그러나 상기 방법은 비닐피롤리돈 중합체의 제조방법에 관한 것으로서, 비닐피롤리돈 올리고머의 제조방법에 대해서는 구체적으로 개시하고 있지 않다.
따라서 내건조성, 보습성 및 윤활성을 향상시키는 등 잉크의 성능 개선을 향상시킬 수 있는 새로운 N-비닐피롤리돈 올리고머의 제조방법이 요구된다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 따라 안출된 것으로서, 잉크의 필기선을 균일하게 하고, 내건조성, 보습성 및 윤활성을 향상시키는 등 잉크의 성능 개선을 위해 사용될 수 있는 N-비닐피롤리돈 올리고머의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 a) 증류수 및 산 화합물을 혼합하여 혼합액을 제조하는 단계;
b) 상기 혼합액에 N-비닐피롤리돈을 첨가하여 N-비닐피롤리돈 용액을 제조하는 단계; 및
c) 상기 N-비닐피롤리돈 용액에 용매를 첨가하고 반응시켜 N-비닐피롤리돈 올리고머를 수득하는 단계를 포함하는 N-비닐피롤리돈 올리고머의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 a) 단계는 산 화합물의 농도가 0.05~0.5M 인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 b) 단계는 N-비닐피롤리돈 및 혼합액의 부피비가 100:5~30 인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 c) 단계는 N-비닐피롤리돈 및 용매의 부피비가 100:100~500 인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 제조방법으로 제조되는 N-비닐피롤리돈 올리고머에 있어서, 상기 N-비닐피롤리돈 올리고머의 중량평균분자량은 400~600g/mol 인 것을 특징으로 하는 N-비닐피롤리돈 올리고머를 제공한다.
본 발명은 잉크의 필기선을 균일하게 하고, 내건조성, 보습성 및 윤활성을 향상시키는 등 잉크의 성능 개선을 위해 사용될 수 있는 N-비닐피롤리돈 올리고머의 제조방법을 제공할 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 예시하고 상세한 설명에 이를 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은 a) 증류수 및 산 화합물을 혼합하여 혼합액을 제조하는 단계;
b) 상기 혼합액에 N-비닐피롤리돈을 첨가하여 N-비닐피롤리돈 용액을 제조하는 단계; 및
c) 상기 N-비닐피롤리돈 용액에 용매를 첨가하고 반응시켜 N-비닐피롤리돈 올리고머를 수득하는 단계를 포함하는 N-비닐피롤리돈 올리고머의 제조방법에 관한 것이다.
상기 a) 단계는 증류수 및 산 화합물을 혼합하여 혼합액을 제조하는 단계로서, 상기 혼합액은 N-비닐피롤리돈 올리고머를 제조하기 위한 촉매로 사용될 수 있다.
상기 산 화합물은 황산, 아세트산, 시트르산, 락트산, 말론산 등이 사용될 수 있다.
상기 산 화합물의 농도는 0.05~0.5M 인 것이 바람직하며, 상기 농도가 상기 수치범위를 만족하는 경우 올리고머의 분자량이 증가하고, 잉크의 내건조성, 보습성 및 윤활성이 극대화될 수 있다.
본 발명은 산 화합물로서 황산 및 아세트산이 동시에 사용할 수 있으며, 이때 상기 황산 혼합액 및 아세트산 혼합액의 부피비는 100:60~150 인 것이 바람직하다. 상기 부피비가 상기 수치범위를 만족하는 경우 올리고머의 분자량이 증가하고, 잉크의 내건조성, 보습성 및 윤활성이 극대화될 수 있다.
또한 본 발명은 산 화합물로서 황산, 아세트산 및 시트르산이 동시에 사용할 수 있으며, 이때 상기 황산 혼합액, 아세트산 혼합액 및 시트르산 혼합액의 부피비는 100:80~120:10~30 인 것이 바람직하다. 상기 부피비가 상기 수치범위를 만족하는 경우 올리고머의 분자량이 증가하고, 잉크의 내건조성, 보습성 및 윤활성이 극대화될 수 있다.
상기 b) 단계는 상기 혼합액에 N-비닐피롤리돈을 첨가하여 N-비닐피롤리돈 용액을 제조하는 단계로서, 상기 N-비닐피롤리돈 및 혼합액의 부피비는 100:5~30 인 것이 바람직하다.
상기 부피비가 상기 수치범위를 만족하는 경우 올리고머의 분자량이 증가하고, 잉크의 내건조성, 보습성 및 윤활성이 극대화될 수 있다.
상기 c) 단계는 상기 N-비닐피롤리돈 용액에 용매를 첨가하고 반응시켜 N-비닐피롤리돈 올리고머를 수득하는 단계로서, 용매로는 THF, 벤젠, 에탄올, 메탄올, 이소프로필알코올, 메틸렌클로라이드 등이 사용될 수 있다.
이때 상기 N-비닐피롤리돈 및 용매의 부피비는 100:100~500 인 것이 바람직하며, 상기 부피비가 상기 수치범위를 만족하는 경우 올리고머의 분자량이 증가하고, 잉크의 내건조성, 보습성 및 윤활성이 극대화될 수 있다.
본 발명은 용매로서 THF 및 벤젠이 동시에 사용할 수 있으며, 이때 상기 THF 및 벤젠의 부피비는 60~80:20~40 인 것이 바람직하다. 상기 부피비가 상기 수치범위를 만족하는 경우 올리고머의 분자량이 증가하고, 잉크의 내건조성, 보습성 및 윤활성이 극대화될 수 있다.
상기 c) 단계는 30~80℃에서 1~10시간 반응을 수행하는 것이 바람직하며, 반응온도 및 반응시간이 상기 수치범위를 만족하는 경우 올리고머의 분자량이 증가하고, 잉크의 내건조성, 보습성 및 윤활성이 극대화될 수 있다.
상기 제조된 반응물을 NaOH 등의 염기성 화합물로 중화하여 pH를 7~9로 조절한 후, 추출하고 건조하여 N-비닐피롤리돈 올리고머를 수득할 수 있다.
또한 본 발명은 상기 제조방법으로 제조되는 N-비닐피롤리돈 올리고머에 관한 것이다.
상기 N-비닐피롤리돈 올리고머의 중량평균분자량은 400~600g/mol 인 것이 바람직하고, 상기 분자량이 상기 수치범위를 만족하는 경우 잉크의 필기선을 균일하게 하고, 내건조성, 보습성 및 윤활성을 향상시키는 등 잉크의 성능 개선을 위해 사용될 수 있다.
이하 실시예 및 비교예를 통해 본 발명을 상세히 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 실시를 위하여 예시된 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
증류수 및 황산을 혼합하여 0.1M의 황산 혼합액을 제조하였다.
상기 황산 혼합액에 N-비닐피롤리돈을 첨가하여 N-비닐피롤리돈 용액을 제조하였다. 이때 N-비닐피롤리돈 및 황산 혼합액의 부피비는 100:10 이었다.
상기 N-비닐피롤리돈 용액에 THF를 첨가하고 50℃에서 4시간 반응시킨 후, 0.1N NaOH로 중화한 다음 건조하여 N-비닐피롤리돈 올리고머를 수득하였다. 이때 N-비닐피롤리돈 및 THF의 부피비는 100:300 이었다.
[실시예 2]
0.02M의 황산 혼합액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 N-비닐피롤리돈 올리고머를 수득하였다.
[실시예 3]
0.8M의 황산 혼합액을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 N-비닐피롤리돈 올리고머를 수득하였다.
[실시예 4]
N-비닐피롤리돈 및 황산 혼합액의 부피비가 100:2 인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 N-비닐피롤리돈 올리고머를 수득하였다.
[실시예 5]
N-비닐피롤리돈 및 황산 혼합액의 부피비가 100:35 인 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 N-비닐피롤리돈 올리고머를 수득하였다.
[실시예 6]
증류수 및 황산을 혼합하여 0.1M의 황산 혼합액을 제조하였다.
증류수 및 아세트산을 혼합하여 0.1M의 아세트산 혼합액을 제조하였다.
상기 황산 혼합액, 아세트산 혼합액 및 N-비닐피롤리돈을 교반하여 N-비닐피롤리돈 용액을 제조하였다. 이때 N-비닐피롤리돈, 황산 혼합액 및 아세트산 혼합액의 부피비는 100:5:5 이었다.
상기 N-비닐피롤리돈 용액에 THF를 첨가하고 50℃에서 4시간 반응시킨 후, NaOH로 중화한 다음 건조하여 N-비닐피롤리돈 올리고머를 수득하였다. 이때 N-비닐피롤리돈 및 THF의 부피비는 100:300 이었다.
[비교예 1]
벤젠 5㎖, 벤조일 페록사이드(BPO) 1당량 및 N-비닐피롤리돈 1㎖을 혼합한 후, 80℃에서 2시간 반응시킨 다음 건조하여 N-비닐피롤리돈 올리고머를 수득하였다.
실시예 및 비교예로부터 제조된 N-비닐피롤리돈 올리고머의 중량평균분자량 및 다분산지수(polydispersity index; PI)를 아래 표에 나타내었다.
실시예 | 비교예 | ||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 1 | |
PI | 0.33 | 0.27 | 0.22 | 0.26 | 0.24 | 0.46 | 0.19 |
Mw (g/mol) |
493 | 410 | 407 | 428 | 430 | 576 | 210 |
상기 표에서 알 수 있듯이, 실시예 1 내지 6은 다분산지수가 높고 중량평균분자량이 400~600g/mol 인 것을 확인할 수 있다. 특히 실시예 6은 상기 특성이 가장 우수함을 알 수 있다.
반면 비교예 1은 실시예에 비해 상기 특성이 열등함을 확인할 수 있다.
Claims (5)
- a) 증류수 및 산 화합물을 혼합하여 혼합액을 제조하는 단계;
b) 상기 혼합액에 N-비닐피롤리돈을 첨가하여 N-비닐피롤리돈 용액을 제조하는 단계; 및
c) 상기 N-비닐피롤리돈 용액에 용매를 첨가하고 반응시켜 N-비닐피롤리돈 올리고머를 수득하는 단계를 포함하는 N-비닐피롤리돈 올리고머의 제조방법에 있어서,
상기 산 화합물은 황산, 아세트산, 시트르산, 락트산 및 말론산로부터 하나 이상 사용되고,
상기 용매는 THF, 벤젠, 에탄올, 메탄올, 이소프로필알코올 및 메틸렌클로라이드로부터 하나 이상 사용되며,
상기 c) 단계는 30~80℃에서 1~10시간 반응을 수행하며,
상기 N-비닐피롤리돈 올리고머의 중량평균분자량은 400~600g/mol 인 것을 특징으로 하는 N-비닐피롤리돈 올리고머의 제조방법.
- 제1항에 있어서,
상기 a) 단계는
산 화합물의 농도가 0.05~0.5M 인 것을 특징으로 하는 N-비닐피롤리돈 올리고머의 제조방법.
- 제2항에 있어서,
상기 b) 단계는
상기 N-비닐피롤리돈 및 혼합액의 부피비가 100:5~30 인 것을 특징으로 하는 N-비닐피롤리돈 올리고머의 제조방법.
- 제3항에 있어서,
상기 c) 단계는
상기 N-비닐피롤리돈 및 용매의 부피비가 100:100~500 인 것을 특징으로 하는 N-비닐피롤리돈 올리고머의 제조방법.
- 제1항의 제조방법으로 제조되는 N-비닐피롤리돈 올리고머에 있어서,
상기 N-비닐피롤리돈 올리고머의 중량평균분자량은 400~600g/mol 인 것을 특징으로 하는 N-비닐피롤리돈 올리고머.
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---|---|---|---|---|
JP4171029B2 (ja) | 2006-05-22 | 2008-10-22 | 第一工業製薬株式会社 | ビニルピロリドン重合体の製造方法 |
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2021
- 2021-03-12 KR KR1020210032569A patent/KR102553365B1/ko active IP Right Grant
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