JP2005524738A - 水素化及び部分的水素化熱増粘化油 - Google Patents

水素化及び部分的水素化熱増粘化油 Download PDF

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Abstract

重合油(熱増粘化油)を水素化して、半結晶質ワックス類似材料を製造した。本発明の方法により、水素化され重合された油が生成し、それは、マイクロクリスタリンワックスおよびペトロラタム原材料を含む製造物において、それらのバイオ再生可能な代替物として使用することができる。本発明は、水素化された重合油を含む組成物、水素化された重合油から実質的になる組成物、および、水素化された重合油を調製する方法に関する。本発明はまた、水素化された吹込油を含む組成物、水素化された吹込油から実質的になる組成物、および、水素化された吹込油を調製する方法に関する。本発明はまた、水素化された共重合体油、または水素化された共重合体/植物油のブレンドを含む組成物、水素化された共重合体油、または水素化された共重合体/植物油のブレンドから実質的になる組成物、および、水素化された共重合体油、または水素化された共重合体/植物油のブレンドを調製する方法に関する。

Description

発明の背景
発明の分野
重合油(「熱増粘化油」)、吹込油(「重増粘化吹込油」)、植物ベースの共重合体油、および植物油/植物ベースの共重合体油ブレンドを水素化して、半結晶質ワックス類似材料を製造した。水素化された製造物は、マイクロクリスタリンワックスおよびペトロラタム原材料を含む製造物において、それらのバイオ再生可能な代替物として使用することができる。
背景技術
ペトロラタムおよびマイクロクリスタリンワックスは、個人用消費財から工業用潤滑油までの範囲に及ぶ多数の製品の構成成分である。ペトロラタムおよびマイクロクリスタリンワックスは、石油から誘導される。したがって、このような遍在する原材料の消耗品は、再生不可能である。ペトロラタムは、炭化水素の半固体混合物であり、中性、可塑性、無臭、かつ無味である。それらは、クリーム、ローション、調髪剤、化粧品、キャンドル、軟膏、潤滑油、および塗料などの製品の調合に用途を有する。典型的なペトロラタムは、100dmm超かつ275dmm未満のちょう度(cone penetration)を有する(ASTM D937)。ペトロラタムの溶融範囲は、約38℃〜約60℃である。マイクロクリスタリンワックスは、石油から誘導される線状、分岐、および環状炭化水素の固体混合物である。それは、パラフィン・ワックスの除去の後に、原油から誘導される重潤滑油フラクションから得られる。その特性は、その高い融点、高い粘性、低温での柔軟性、並びに、高い凝集力および粘着力を含めて、天然ワックスのそれらによく似ている。マイクロクリスタリン・ワックスは、通常、パラフィン・ワックスに比べて、分子量、粘性、および融点が高い。典型的には、マイクロクリスタリン・ワックスの融点は、54℃〜約102℃の範囲にある。それらは、3dmm超かつ100dmm未満の針入度(needle penetration)を有する(ASTM D1321)。粘性率は、100℃で5.75センチストークより大きい。
熱重合油(「重合油」)は、しばしば、熱増粘化油と称され、不飽和の油から調製される。一般に、亜麻仁油、紅花油および大豆油が、この方法の出発原料として使われる。さらに、魚油は一般に熱重合する。使用される油に応じて、所望の粘性率を有する製品が得られるまで、温度を約288℃〜約316℃に保持する。より大きい粘性の製品に到達するためには、より長い反応時間が使用される。重合油の粘性は、P〜Zの範囲にすることができる。反応の際、不飽和のトリグリセリドが反応して、ポリマーを形成する。重合が起こるにつれて、新たな炭素−炭素結合がトリグリセリド単位の間で形成される。
重合油は、不飽和のトリグリセリドと比較して、ペイント、塗料、およびインクの用途に対して若干改善された特性を有する。これらの特性には、改善されたレベリング、顔料濡れ性、および少ない黄変が含まれる。典型的な重合油には、依然として高い量の不飽和が含まれる。熱増粘化亜麻仁油のヨウ素価(「IV」)は、約115〜150の範囲にある。重合油は、室温で反応性のある粘性液体である。
吹込油は、重合油とは異なる。吹込亜麻仁油は、約110℃の温度に加熱しながら油を介して空気をバブリングすることにより、調製される。このプロセスの際、油が重合されかつ部分的に酸化される。
マレイン酸化油およびジシクロペンタジエン油などの植物ベースの共重合体油は、速い乾燥時間および耐水性により特徴づけられる。かかる共重合体油と植物油をブレンディングすると、同じ特徴的な特性を有し、かつ、より多様な化学的性質を提供するブレンド油が生成される。その性質と考えられる他の特性には、かかる共重合体油をペイントまたは塗料の調合物に導入した場合の乾燥した塗料の固有の硬度が含まれ得る。
発明の要約
本発明は、水素化された重合油、吹込油、共重合体油、共重合体/植物油ブレンド、並びに、ストレート植物油および脂肪酸エステルを含む組成物を提供する。かかる水素化油組成物は、ペトロラタムおよびマイクロクリスタリンワックスの特性に類似した特性を有する。すなわち、かかる水素化油組成物を、ペトロラタムおよび/またはマイクロクリスタリンワックスを含む調合物の代替物として使用できることが想像される。したがって、本明細書に記載したような水素化油を含む組成物は、また、これらに制限されないが、数多くの個人用、医療用、および工業用製品を包含する。本発明は、再生可能な供給源である、魚油、動物油、植物油、合成油、および遺伝子組み替えプラント油(plant oils)から誘導することができるので、本発明は、再生不可能な石油ソースから誘導されるペトロラタムおよびマイクロクリスタリンワックスにとって望ましい代替物である。
本発明は、水素化された重合油を含む組成物、水素化された重合油から実質的になる組成物、および、水素化された重合油を調製する方法に関する。
本発明は、水素化され重増粘化された吹込油を含む組成物、水素化され重増粘化された吹込油から実質的になる組成物、および、水素化され重増粘化された吹込油を調製する方法に関する。
さらに別の態様では、本発明は、水素化された共重合体油を含む組成物、水素化された共重合体油から実質的になる組成物、および、水素化された共重合体油を調製する方法に関する。
さらに別の態様では、本発明は、共重合体油と植物油の水素化されたブレンドを含む組成物、共重合体油と植物油の水素化されたブレンドから実質的になる組成物、および、共重合体油と植物油の水素化されたブレンドを調製する方法に関する。
発明の詳細な説明
第1の態様では、本発明は、水素化された重合油を含む組成物に関する。この態様では、水素化された重合油は、魚油、動物油、植物油、合成油および遺伝子組み替えプラント油、並びに、これらの誘導体および混合物からなる群から選択される油から誘導される。この油は植物油であることが好ましい。この植物油は、高エルカ酸の菜種油、大豆油、紅花油、カノーラ油、ひまし油、ひまわり油および亜麻仁油からなる群から選択されることがより好ましい。第1の態様の一実施形態では、水素化された重合油が約110未満のヨウ素価を有することが好ましい。ヨウ素価は、約70未満であることがより好ましく、それが約30未満であることが最も好ましい。水素化された重合油を含む組成物には、植物ベースのゼリーおよびワックスが含まれる。他の組成物には、クリーム、ローション、調髪剤、化粧品、キャンドル、軟膏、潤滑油、および塗料が含まれるが、これらに限定されるものではない。本発明のこの態様の好ましい実施形態は、水素化された重合油を含む組成物であり、この場合、その水素化された重合油が、組成物中のペトロラタムまたはマイクロクリスタリンワックス材料成分を置き換える、または、補充する。本実施形態では、ペトロラタムまたはマイクロクリスタリンワックスを含むいかなる製造物も、水素化された重合油を含むように再処方することができ、かかる水素化された重合油は、組成物中のペトロラタムまたはマイクロクリスタリンワックス成分の量を低減する、または、その必要性を完全になくす。かかる組成物がこのようにして再処方された場合、その組成物は、ペトロラタムまたはマイクロクリスタリンワックス材料の性質であると考えられるそれらの特性を保持し、しかし、その組成物は、これらの材料の量を低減して含み、または全く含まない。
本発明の組成物は、半固体またはワックス類似材料になり得る。組成物の状態は、IVで測定される水素化の程度に依存するだろう。その材料の硬さまたは柔らかさは、水素化のレベルの結果である場合がある。したがって、異なる粘稠度を有する材料を望む場合、この組成物を含む油を完全にまたは部分的に水素化して、所望の粘稠度を与えることができる。好ましい材料の硬さまたは柔らかさに応じて、組成物を含む油を、所望の程度まで水素化することができる。組成物の物理的特性を経験的に決定することができるが、本発明のあらゆる所与の実施形態に対して、油のIV値を使用して、水素化の程度を測定することができる。したがって、用語「水素化」は、部分的および完全な水素化の程度が変化したものを包含する。本明細書で主張する水素化油のIV値は、約110未満、より好ましくは約70未満、最も好ましくは約30未満に入ることになる。これらの範囲のヨウ素価は、本発明を含む油の所望の物理的性状の特徴である。本発明は、植物ベースの組成物を記載し、それは、ペトロラタムまたはマイクロクリスタリンワックスの特性に類似した、凝固点(Congeal Point)(ASTM D938)、滴下溶融粘度(Drop Melt Viscosity)(ASTM D127)、動粘性係数(Kinematic Viscosity)(ASTM D445)、針入度(Needle Penetration)(ASTM D1321)などの特性を有する。
別の好ましい実施形態では、本発明は、水素化された重合植物油を含む植物ベースのゼリーまたはワックスに関し、この場合、前記油が約110未満のヨウ素価を有する。ヨウ素価は、約70未満であることがより好ましく、約30未満であることが最も好ましい。本明細書に記載するような植物ベースのゼリーは、ワセリン(Vaseline)(登録商標)石油ゼリーなどの石油ベースのゼリーに相当するだろう。本実施形態では、この組成物は、約0°〜約100℃の温度で、ペトロラタムまたはマイクロクリスタリンワックスの特性に類似した、凝固点(ASTM D938)、滴下溶融粘度(ASTM D127)、動粘性係数(ASTM D445)、針入度(ASTM D1321)などの特性を有する、半固体またはワックス類似材料になり得る。
別の好ましい実施形態では、水素化された重合油を含む組成物は、1種もしくはそれ以上の植物油をさらに含む。この1種もしくはそれ以上の植物油は、高エルカ酸の菜種油、大豆油、紅花油、カノーラ油、ひまし油、ひまわり油、および亜麻仁油からなる一群の植物油から誘導される。水素化される重合油が亜麻仁油または大豆から誘導され、植物油がひまわり油、高エルカ酸の菜種油、または大豆油であることが好ましい。
別の好ましい実施形態では、水素化された重合油を含む組成物は、トリグリセロールの脂肪酸エステルをさらに含む。このトリグリセロールの脂肪酸エステルは、モノ、ジ、またはトリエステルでよい。この脂肪酸エステルは、ベヘン酸エステルであることがより好ましい。かかるエステル類を加えて、ワックス類似固体の微小な結晶化度を改質することができ、または、さもなくば所望の上記物理的特性を強化することができる。
別の好ましい実施形態では、水素化された重合油を含む組成物は、トリグリセロールの脂肪酸エステル、および、精製し、漂白され、かつ脱臭された(RBD)植物油をさらに含む。かかる組成物では、水素化された重合油、RBD植物油、および脂肪酸エステルは、それぞれ、最終生成物が所望の特性を有するようなある範囲の比で存在することが好ましい。かかる特性は、上記成分の相対的な比によって影響を受ける場合があり、組成物の上記最終用途に応じて変化させることができる。RBD油は、高エルカ酸の菜種油、大豆油、紅花油、カノーラ油、ひまし油、ひまわり油および亜麻仁油からなる植物油の群から選択されることが好ましい。最も好適な実施例では、水素化される重合油が大豆油から誘導され、RBD油が大豆油であり、脂肪酸エステルがベヘン酸エステルである。かかる組成物では、最も好ましいのが、水素化され重合された大豆油、RBD大豆油、およびベヘン酸エステルである。これらの実施形態のいずれかにおいて、水素化された重合油対RBD植物油対脂肪酸エステルの比を修正して、製造物の最終的な性質と調和した所望の製造物粘稠度を与えることができる。上記主要成分のいずれかのそれぞれの量を、組成物の約1%〜約98%から調節することができる。本明細書で例証されるように(実施例15)、一実施形態は、それぞれ約49:50:1の比で存在する、水素化され重合された大豆油、RBD大豆油およびベヘン酸エステルを含む。
別の好ましい実施形態では、水素化された重合油を含む組成物は、1種もしくはそれ以上の水素化された植物油をさらに含む。この1種もしくはそれ以上の水素化された植物油は、高エルカ酸の菜種油、大豆油、紅花油、カノーラ油、ひまし油、ひまわり油および亜麻仁油からなる一群の植物油から誘導される。水素化される植物油が、高エルカ酸の菜種油、大豆油またはひまし油から誘導され、水素化される重合油が、亜麻仁油から誘導されることが好ましい。
別のさらに好ましい実施形態では、上記1種もしくはそれ以上の水素化された植物油をブレンドして、第1の油性混合物を生成し、それを、次に水素化された重合油と混合する。第1の油性混合物は、第1の油性混合物対水素化された重合油が約1:1〜約1:100の比で、水素化された重合油と混合することができる。この比は、組成物の所望の最終用途に合うように、または、何らかの理由のための必要に応じて、しかるべく調節することができる。第1の油性混合物は、水素化された大豆油と水素化された高エルカ酸の菜種油のブレンドであり、この場合、水素化された大豆油対水素化された高エルカ酸の菜種油の比が約1:1であることが好ましい。この比は、結晶改質剤として有用であるブレンドを形成し、しかし、この比は、組成物の所望の最終用途に合うように、または、何らかの理由のための必要に応じて、しかるべく調節することができる。かかる第1の油性混合物は、上記比で任意の水素化された重合油に加えることができる。水素化される重合油を、亜麻仁油または大豆油から誘導することがより好ましい。水素化される重合油を、亜麻仁油から誘導することが最も好ましい。
別の好ましい実施形態では、水素化された重合油、および、1種もしくはそれ以上の水素化された植物油を含む組成物は、植物油をさらに含む。かかる植物油は、高エルカ酸の菜種油、大豆油、紅花油、カノーラ油、ひまし油、ひまわり油、および亜麻仁油からなる群から選択される。この植物油は、ひまわり油であることが好ましい。本実施形態では、水素化された重合油、1種もしくはそれ以上の水素化された植物油および植物油は、それぞれ、最終生成物が所望の特性を有するようなある範囲の比で存在することが好ましい。かかる特性は、上記成分の相対的な比によって影響を受ける場合があり、組成物の上記最終用途に応じて変化させることができる。本明細書で例証される一実施形態では(実施例14)、この組成物は、約2割合のひまわり油、1割合の水素化され重合された亜麻仁油、および、第1の油性混合物(上記)として1割合の1種もしくはそれ以上の水素化された植物油を含み、この場合、第1の油性混合物は、水素化された大豆油と水素化された高エルカ酸の菜種油の1:1のブレンドから実質的になる。この製造物は、石油ゼリーの物理的粘稠度に相当する物理的粘稠度を有する。本明細書で例証される別の実施形態では(実施例16)、この組成物は、約2割合のひまわり油、1割合の水素化され重合された亜麻仁油、および、1割合の部分的に水素化された大豆油を含む。この製造物は、石油ゼリーの物理的粘稠度に相当する物理的粘稠度を有する。
水素化された重合油、および、1種もしくはそれ以上の水素化された植物油を含む組成物は、トリグリセロールの脂肪酸エステルをさらに含むことができる。水素化された植物油対前記脂肪酸エステルが、約1:1〜約100:1の比で、水素化された植物油を前記トリグリセロールの脂肪酸エステルとブレンドして、第1のブレンドを生成することができる。第1のブレンド中の油とエステルの比を、組成物の所望の最終用途に合うように、または、何らかの理由のための必要に応じて、しかるべく調節することができる。水素化され重合された油対前記第1のブレンドが約1:1〜約100:1の比で、第1のブレンドを水素化された重合油と混合し、組成物を生成することができる。本実施形態では、水素化された重合油、1種もしくはそれ以上の水素化された植物油、および脂肪酸エステルは、それぞれ、最終生成物が所望の特性を有するようなある範囲の比で存在する。かかる特性は、上記成分の相対的な比によって影響を受ける場合があり、組成物の上記最終用途に応じて変化させることができる。水素化される重合油が亜麻仁油または大豆油から誘導され、水素化される植物油が大豆油から誘導され、脂肪酸エステルがベヘン酸エステルであることが好ましい。本明細書で例証される一実施形態では(実施例12)、水素化された植物油/トリグリセロールの脂肪酸エステルと水素化され重合された油のブレンドは、水素化された大豆油、ベヘン酸エステル、および重合された亜麻仁油が約40:10:50の最終的な比を形成する。
全ての態様において、組成物は、フリーラジカル・スカベンジャまたは抗酸化剤をさらに含むことができる。前記フリーラジカル・スカベンジャまたは抗酸化剤がビタミンEであることが好ましい。
別の態様では、組成物は、1種もしくはそれ以上の水素化された重合植物油、水素化された大豆油および高エルカ酸の菜種油から実質的になる第1の油性混合物、1種もしくはそれ以上の植物油、並びにビタミンEを含むことができる。本明細書で例証される実施形態(実施例17)では、約1:1の比で水素化された大豆油と高エルカ酸の菜種油の第1の油性混合物を含む。
別の実施形態では、本発明は水素化された重合油から実質的になる組成物を記載する。本明細書に記載したような水素化された重合油は、約110未満のヨウ素価を有する。ヨウ素価は、約70未満であることが好ましく、約30未満が最も好ましい。
別の好ましい実施形態では、本発明は、約110未満のヨウ素価を有する水素化された重合植物油を含む植物ベースの塗料に関する。ヨウ素価は、約70未満であることがより好ましく、約30未満が最も好ましい。本明細書で記載される植物ベースの塗料は、パッケージング塗料その他類似物に有用だろう。かかる塗料にはポリウレタン塗料が含まれるが、これに限定されるものではない。
さらに別の態様では、本発明は、水素化された重合油組成物を調製する方法に関する。この方法は、重合油を水素化するステップを含む。水素化は、触媒の存在下、水素の蒸気圧の下で油を反応させるステップを含むことがより好ましい。別の好ましい態様では、水素化は、
a)重合油および触媒を含む反応容器を、水素で加圧する前に、水素でパージするステップと、
b)油および触媒を含む加圧容器を約150℃〜約400℃の温度に加熱するステップと、
c)加熱された容器に水素ガスを供給することにより、容器中の蒸気圧を調節するステップと、
d)ステップa〜cで製造された製造物を冷却し、ろ過するステップと、
を更に含む。
水素の蒸気圧は、約50psig〜約1000psigであることが好ましい。
触媒は、ニッケルベースの触媒、銅、亜クロム酸銅、白金およびパラジウムからなる群から選択されることが好ましい。
別の態様では、本発明は、製造物が、水素化された重合油を含み、約0℃〜約100℃の温度で半固体またはワックス類似材料である方法を記載する。かかる材料は、ヨウ素価が約110未満の水素化油を含む。ヨウ素価は、約70未満であることが好ましい。ヨウ素価は、約30未満であることがより好ましい。
別の実施形態では、本発明は、前記重合油を、魚油、動物油、植物油、合成油および遺伝子組み替えプラント油、並びに、これらの誘導体および混合物からなる群から選択される油から誘導する方法に関する。この油は、植物油であることが好ましい。この植物油は、大豆油、紅花油、カノーラ油、ひまし油、ひまわり油および亜麻仁油からなる群から選択されることがより好ましい。
別の態様では、本発明は、水素化された吹込油を含む組成物を記載する。本発明の本態様では、水素化された吹込油は、魚油、動物油、植物油、合成油および遺伝子組み替えプラント油、並びに、これらの誘導体および混合物からなる群から選択される油から誘導される。この油は、植物油であることが好ましい。この植物油は、高エルカ酸の菜種油、大豆油、紅花油、カノーラ油、ひまし油、ひまわり油および亜麻仁油からなる群から選択されることがより好ましい。第1の態様の一実施形態では、水素化された吹込油が、約150未満の水酸基価を有し、約110未満のヨウ素価を有することが好ましい。ヨウ素価は、約70未満であることがより好ましく、約30未満が最も好ましい。水素化された吹込油を含む組成物には、植物ベースのゼリーおよびワックスが含まれる。他の組成物には、クリーム、ローション、調髪剤、化粧品、キャンドル、軟膏、潤滑油および塗料が含まれるが、これに限定されるものではなく、ポリウレタン塗料を含むがこれに限定されない。本発明の本態様の好ましい実施形態は、水素化された吹込油を含む組成物であり、この場合、この組成物は、組成物中のペトロラタムまたはマイクロクリスタリンワックス材料成分を置き換える、または、補充する。本実施形態では、ペトロラタムまたはマイクロクリスタリンワックスを含むいかなる製造物も、水素化された吹込油を含むように再処方することができ、かかる水素化された吹込油は、組成物中のペトロラタムまたはマイクロクリスタリンワックス成分の量を低減する、または、その必要性を完全になくす。かかる組成物がこのようにして再処方された場合、その組成物は、ペトロラタムまたはマイクロクリスタリンワックス材料の性質であると考えられるそれらの特性を保持し、しかし、その組成物は、これらの材料の量を低減して含み、または全く含まない。
別の好ましい実施形態では、本発明は、水素化された吹込植物油を含む植物ベースのゼリーまたはワックスを対象とし、この場合、前記油が、約110未満のヨウ素価を有する。ヨウ素価は約70未満であることがより好ましく、約30未満が最も好ましい。本明細書に記載したような植物ベースのゼリーは、ワセリン(登録商標)石油ゼリーなどの石油ベースのゼリーに相当するだろう。本実施形態では、この組成物は、約0°〜約100℃の温度で、ペトロラタムまたはマイクロクリスタリンワックスの特性に類似した、凝固点(ASTM D938)、滴下溶融粘度(ASTM D127)、動粘性係数(ASTM D445)、針入度(ASTM D1321)などの特性を有する半固体またはワックス類似材料になり得る。
別の態様では、本発明は、水素化された吹込油から実質的になる組成物を記載する。
全ての態様において、水素化された吹込油が、魚油、動物油、植物油、合成油および遺伝子組み替えプラント油、並びに、これらの誘導体および混合物からなる群から選択される油から誘導されることが好ましい。この吹込油は、植物油から誘導されることがより好ましい。この植物油は、高エルカ酸の菜種油、大豆油、紅花油、カノーラ油、ひまし油、ひまわり油または亜麻仁油であることが最も好ましい。かかる水素化された吹込油が、約150未満の水酸基価を有することが好ましい。水素化された吹込油組成物が、約110未満のヨウ素価を有することが好ましい。ヨウ素価は、約70未満であることがより好ましく、約30未満が最も好ましい。水素化された吹込油から実質的になるこの組成物が、約0°〜約100℃の温度で、半固体またはワックス類似材料であることがより好ましい。本実施形態では、本発明は、ペトロラタムまたはマイクロクリスタリンワックスの特性に類似した、凝固点(ASTM D938)、滴下溶融粘度(ASTM D127)、動粘性係数(ASTM D445)、針入度(ASTM D1321)などの特性を有する組成物を記載する。
別の好ましい実施形態では、本発明は、水素化された吹込植物油を含む植物ベースの塗料を対象とし、この場合、前記油が、約110未満のヨウ素価を有する。ヨウ素価は、約70未満であることがより好ましく、約30未満が最も好ましい。本明細書で記載する植物ベースの塗料は、パッケージング塗料その他類似物に有用だろう。
別の態様では、本発明は、水素化された吹込油組成物を調製する方法を記載する。この方法は、吹込油を水素化するステップを含む。水素化は、触媒の存在下、水素の蒸気圧の下で、油を反応させるステップを含むことがより好ましい。別の好ましい態様では、水素化は、
a)吹込油および触媒を含む反応容器を、水素で加圧する前に、水素でパージするステップと、
b)油および触媒を含む加圧容器を約150℃〜約400℃の温度に加熱するステップと、
c)加熱された容器に水素ガスを供給することにより、容器中の蒸気圧を調節するステップと、
d)ステップa〜cで製造された製造物を冷却し、ろ過するステップと、
をさらに含む。
水素の蒸気圧は、約50psig〜約1000psigであることが好ましい。
触媒は、ニッケルベースの触媒、銅、亜クロム酸銅、白金、およびパラジウムからなる群から選択されることが好ましい。
別の態様では、本発明は、前記水素化された吹込油製造物が約150未満の水酸基価を有する方法を記載する。
水素化された吹込油製造物は、約110未満のヨウ素価を有することが好ましい。ヨウ素価は、約70未満であることがより好ましく、約30未満が最も好ましい。
一実施形態では、吹込油は、魚油、動物油、植物油、合成油および遺伝子組み替えプラント油、並びに、これらの誘導体および混合物からなる群から選択される油から誘導される。この吹込油は、植物油から誘導されることが好ましい。この植物油は、亜麻仁油または大豆油であることが最も好ましい。
別の態様では、本発明は、水素化された共重合体油を含む組成物を記載する。この態様の一実施形態では、水素化された共重合体油が、約110未満のヨウ素価を有することが好ましい。ヨウ素価は、約70未満であることがより好ましく、約30未満が最も好ましい。水素化された共重合体油を含む組成物には、植物ベースのゼリーおよびワックスが含まれる。他の組成物には、クリーム、ローション、調髪剤、化粧品、キャンドル、軟膏、潤滑油、および塗料が含まれるが、これに限定されるものではない。本発明の本態様の好ましい実施形態は、水素化された共重合体油を含む組成物であり、この場合、水素化された共重合体油は、組成物中のペトロラタムまたはマイクロクリスタリンワックス材料成分を置き換える、または、補充する。本実施形態では、ペトロラタムまたはマイクロクリスタリンワックスを含むいかなる製造物も、水素化された共重合体油を含むように再処方することができ、かかる水素化された共重合体油は、組成物中のペトロラタムまたはマイクロクリスタリンワックス成分の量を低減する、または、その必要性を完全になくす。かかる組成物がこのようにして再処方された場合、その組成物は、ペトロラタムまたはマイクロクリスタリンワックス材料の性質であると考えられるそれらの特性を保持し、しかし、その組成物は、これらの材料の量を低減して含み、または全く含まない。
別の好ましい実施形態では、本発明は、水素化された共重合体油を含む植物ベースのゼリーまたはワックスを対象とし、この場合、前記油は、約110未満のヨウ素価を有する。ヨウ素価は約70未満であることがより好ましく、約30未満が最も好ましい。本明細書に記載したような植物ベースのゼリーは、ワセリン(登録商標)石油ゼリーなどの石油ベースのゼリーに相当するだろう。本実施形態では、この組成物は、約0°〜約100℃の温度で、ペトロラタムまたはマイクロクリスタリンワックスの特性に類似した、凝固点(ASTM D938)、滴下溶融粘度(ASTM D127)、動粘性係数(ASTM D445)、針入度(ASTM D1321)などの特性を有する半固体またはワックス類似材料になり得る。
別の態様では、本発明は水素化された共重合体油から実質的になる組成物を記載する。
水素化された共重合体油は、約110未満のヨウ素価を有する。ヨウ素価は、約70未満であることがより好ましく、約30未満が最も好ましい。水素化に適切な共重合体油の例には、ジシクロペンタジエンおよび無水マレイン酸/ポリオール油が含まれるが、これに限定されるものではない。無水マレイン酸/ポリオール油などのヒドロキシル部分を有する共重合体油に関して、かかる油の水酸基価が約150未満であることが好ましい。水素化された共重合体油から実質的になる組成物は、約0°〜約100℃の温度で半結晶質ワックス類似材料であることがより好ましい。本実施形態では、本発明は、ペトロラタムまたはマイクロクリスタリンワックスの特性に類似した、凝固点(ASTM D938)、滴下溶融粘度(ASTM D127)、動粘性係数(ASTM D445)、針入度(ASTM D1321)などの特性を有する組成物を記載する。
別の好ましい実施形態では、本発明は、約110未満のヨウ素価を有する水素化された共重合体油を含む植物ベースの塗料に関する。ヨウ素価は、約70未満であることがより好ましく、約30未満が最も好ましい。本明細書で記載される植物ベースの塗料は、パッケージング塗料その他類似物に有用だろう。
また、本発明は、マイクロクリスタリンワックスまたはペトロラタム製造物に類似した特性を有する製造物を対象とし、この場合、この製造物は、次の任意の成分の任意の組合せを使用して処方される:1種もしくはそれ以上のストレート植物油、1種もしくはそれ以上の水素化された(部分的水素化を含む)植物油、1種もしくはそれ以上の水素化された(部分的水素化を含む)重合油、1種もしくはそれ以上の水素化された(部分的水素化を含む)吹込油、1種もしくはそれ以上の水素化された(部分的水素化を含む)共重合体油、トリグリセロールの脂肪酸エステル、および酸化防止剤。
別の態様では、本発明は、水素化された共重合体油組成物を調製する方法を記載する。この方法は、共重合体油を水素化するステップを含む。水素化は、触媒の存在下、水素の蒸気圧の下で、油を反応させるステップを含むことがより好ましい。別の好ましい態様では、水素化は、
a)共重合体油および触媒を含む反応容器を、水素で加圧する前に、水素でパージするステップと、
b)油および触媒を含む加圧容器を約150℃〜約400℃の温度に加熱するステップと、
c)加熱された容器に水素ガスを供給することにより、容器中の蒸気圧を調節するステップと、
d)ステップa〜cで製造された製造物を冷却し、ろ過するステップと、
をさらに含む。
水素の蒸気圧は、約50psig〜約1000psigであることが好ましい。
触媒は、ニッケルベースの触媒、銅、亜クロム酸銅、白金、およびパラジウムからなる群から選択されることが好ましい。
別の態様では、本発明は、前記水素化された共重合体油製造物は、約150未満の水酸基価を有する方法を記載する。
水素化された共重合体油製造物は、約110未満のヨウ素価を有することが好ましい。ヨウ素価は、約70未満であることがより好ましく、約30未満が最も好ましい。
別の態様では、本発明は、水素化された共重合体/植物油のブレンドを含む組成物を記載する。この植物油は、大豆油、紅花油、カノーラ油、ひまし油、ひまわり油、および亜麻仁油からなる群から選択されることが好ましい。第1の態様の一実施形態では、水素化された共重合体/植物油のブレンドは約110未満のヨウ素価を有することが好ましい。ヨウ素価は、約70未満であることがより好ましく、約30未満が最も好ましい。水素化された共重合体/植物油のブレンドを含む組成物には、植物ベースのゼリーおよびワックスが含まれる。他の組成物には、クリーム、ローション、調髪剤、化粧品、キャンドル、軟膏、潤滑油、および塗料が含まれるが、これに限定されるものではない。本発明の本態様の好ましい実施形態は、水素化された共重合体/植物油のブレンドを含む組成物であり、この場合、水素化された共重合体/植物油のブレンドは、組成物中のペトロラタムまたはマイクロクリスタリンワックス材料成分を置き換える、または、補充する。本実施形態では、ペトロラタムまたはマイクロクリスタリンワックスを含むいかなる製造物も、水素化された共重合体/植物油のブレンドを含むように再処方することができ、かかる水素化された共重合体/植物油のブレンドは、組成物中のペトロラタムまたはマイクロクリスタリンワックス成分の量を低減する、または、完全にその必要性をなくす。かかる組成物がこのようにして再処方された場合、その組成物は、ペトロラタムまたはマイクロクリスタリンワックス材料の性質であると考えられるそれらの特性を保持し、しかし、その組成物は、これらの材料の量を低減して含み、または全く含まない。
別の好ましい実施形態では、本発明は、水素化された共重合体/植物油のブレンドを含む、植物ベースのゼリーまたはワックスを対象とし、この場合、前記油のブレンドが、約110未満のヨウ素価を有する。ヨウ素価は、約70未満であることがより好ましく、約30未満が最も好ましい。本明細書に記載したような植物ベースのゼリーは、ワセリン(登録商標)石油ゼリーなどの石油ベースのゼリーに相当するだろう。本実施形態では、この組成物は、約0°〜約100℃の温度で、ペトロラタムまたはマイクロクリスタリンワックスの特性に類似した、凝固点(ASTM D938)、滴下溶融粘度(ASTM D127)、動粘性係数(ASTM D445)、針入度(ASTM D1321)などの特性を有する半固体またはワックス類似材料になり得る。
別の態様では、本発明は、水素化された共重合体/植物油のブレンドから実質的になる組成物を記載する。水素化された共重合体/植物油のブレンドから実質的になる組成物は、約0°〜約100℃の温度で、半結晶質ワックス類似材料であることがより好ましい。本明細書に記載したような水素化された共重合体/植物油のブレンドは、約110未満のヨウ素価を有する。ヨウ素価は、約70未満であることが好ましく、約30未満が最も好ましい。本実施形態では、本発明は、ペトロラタムまたはマイクロクリスタリンワックスの特性に類似した、凝固点(ASTM D938)、滴下溶融粘度(ASTM D127)、動粘性係数(ASTM D445)、針入度(ASTM D1321)などの特性を有する組成物を記載する。
植物油とブレンディングするのに適切な共重合体油の例は、ジシクロペンタジエンおよび無水マレイン酸/ポリオール油が含まれるが、これに限定されるものではない。共重合体油とブレンディングするのに適切な植物油には、任意の植物誘導油または遺伝子組み替えプラント油が含まれる。油のブレンド中の植物油は、大豆油、紅花油、カノーラ油、ひまし油、ひまわり油、または亜麻仁油であることが好ましい。油のブレンド中の植物油が亜麻仁油であり、共重合体油がジシクロペンタジエンまたは無水マレイン酸/ポリオール油であることがより好ましい。
別の好ましい実施形態では、本発明は、約110未満のヨウ素価を有する、水素化された共重合体/植物油のブレンドを含む植物ベースの塗料に関する。ヨウ素価は、約70未満であることがより好ましく、約30未満が最も好ましい。本明細書で記載される植物ベースの塗料は、パッケージング塗料その他類似物に有用だろう。
別の態様では、本発明は、水素化された共重合体/植物油組成物を調製する方法を記載する。この方法は、共重合体/植物油を水素化するステップを含む。水素化は、触媒の存在下、水素の蒸気圧の下で、油を反応させるステップを含むことがより好ましい。別の好ましい態様では、水素化は、
a)共重合体/植物油および触媒を含む反応容器を、水素で加圧する前に、水素でパージするステップと、
b)油および触媒を含む加圧容器を約150℃〜約400℃の温度に加熱するステップと、
c)加熱された容器に水素ガスを供給することにより、容器中の蒸気圧を調節するステップと、
d)ステップa〜cで製造された製造物を冷却し、ろ過するステップと、
をさらに含む
水素の蒸気圧は、約50psig〜約1000psigであることが好ましい。
触媒は、ニッケルベースの触媒、銅、亜クロム酸銅、白金、およびパラジウムよりなる群から選択されることが好ましい。
水素化された共重合体/植物油製造物は、約110未満のヨウ素価を有することが好ましい。ヨウ素価は、約70未満であることがより好ましく、約30未満が最も好ましい。
重合油、吹込油、共重合体油、および共重合体油/植物ブレンド油中の炭素−炭素二重結合の水素化が、凝固点を上げ、酸化安定性を改善し、反応性を低下させ、結晶化度を上げることが知見された。さらに、かかる水素化油組成物は、ペトロラタムおよびマイクロクリスタリンワックスに類似した特性を示すことが見出された。かかる油の部分的な水素化だけが行われる場合、化学的に反応性のある半固体またはワックス類似材料が製造される。部分的に水素化された油は、架橋された網状構造を形成することができる。ストレート植物油、水素化された植物油、油のブレンド、ポリグリセロール・エステル類、および水素化されたトリグリセリドなどのその他の材料を水素化油とブレンドして、物理的性質を所望通りにさらに改質することができる。
また、遊離のヒドロキシル部分を含む吹込油または共重合体油を水素化して、ペトロラタムおよびマイクロクリスタリンワックスに類似した、または、これに限定されないウレタン塗料を含めて、塗料に有用な製造物をもたらし得ることが知見された。かかる水素化油は、約150未満の水酸基価を有する。ヒドロキシル部分は、本発明のさらなる化学的改質にとって有用な部位になり得る。
高エルカ酸の菜種油(HEAR)は、一般に40〜50%のエルカ酸を含むタイプの菜種油である。
脂肪酸は、アルキル鎖に結合したカルボキシル酸からなる。このアルキル鎖は、飽和または不飽和の分岐、環状、または線状でよい。
用語「遺伝子組み替えプラント油」は、化学的、生物学的、または組み替え技術的プロセスによって遺伝子的に変更または操作された農作物源から誘導される油を指し、この場合、かかるプロセスの後、農作物源の遺伝形質が改変される。
次の実施例は、本明細書で記載された本発明の組成物の一部の特性を示す。ヨウ素価は、標準状態の下で、1グラムの脂肪によって吸収されたヨウ素のセンチグラム数である。それは、平均不飽和度の尺度である。水酸基価は、1グラムのサンプル材料中のヒドロキシ含有量に等価な水酸化カリウムのミリグラムとして定義される。
実施例
実施例1:ガードナー粘度P〜Sの熱増粘化亜麻仁油の水素化
アリンコ(Alinco)Q(ADM)を出発原料として使用した。アリンコQの原材料規格には、P〜Sのガードナー粘度(Gardener viscosity)、および130〜150のヨウ素価が含まれている。アリンコQ(600g)を、ニッケル触媒(G−53、スード・ケミー(Sud Chemie))3gと共に1Lステンレス鋼反応容器に加えた。容器を水素で5回パージし、次いで200psigまで加圧した。反応を230℃まで加熱した。230℃に到達した後に、反応容器を300psigまで加圧した。水素ガスを連続的に供給し、容器の圧力を300psigで16時間保持した。
実施例2:ガードナー粘度Xの熱増粘化亜麻仁油の水素化
アリンコX(ADM)を出発原料として使用した。アリンコXの原材料規格には、Xのガードナー粘度、および120〜130のヨウ素価が含まれている。アリンコX(600g)を、ニッケル触媒(G−53、スード・ケミー)3gと共に1Lステンレス鋼反応容器に加えた。容器を水素で5回パージし、次いで200psigまで加圧した。反応を230℃まで加熱した。230℃に到達した後に反応容器を300psigまで加圧した。水素ガスを連続的に供給し、容器の圧力を300psigで16時間保持した。次に反応を冷却させ、ろ過してニッケル触媒を取り除いた。最終生成物のIVは、10.5であった。
実施例3:ガードナー粘度Xの熱増粘化大豆油の水素化
ガードナー粘度Xの熱増粘化大豆油(ADM)を出発原料として使用した。X−増粘化された大豆油(600g)を、ニッケル触媒(G−53、スード・ケミー)6gと共に1Lステンレス鋼反応容器に加えた。容器を水素で5回パージし、次いで200psigまで加圧した。反応を230℃まで加熱した。230℃に到達した後に、反応容器を300psigまで加圧した。水素ガスを連続的に供給し、容器の圧力を300psigで16時間保持した。次に反応を冷却させ、ろ過してニッケル触媒を取り除いた。
実施例4:ガードナー粘度Yの熱増粘化亜麻仁油の水素化
アリンコY(ADM)を出発原料として使用した。アリンコYの原材料規格には、Yのガードナー粘度および120〜130のヨウ素価が含まれている。アリンコY(600g)を、ニッケル触媒(G−53、スード・ケミー)6gと共に1Lステンレス鋼反応容器に加えた。容器を水素で5回パージし、次いで200psigまで加圧した。反応を230℃まで加熱した。230℃に到達した後に、反応容器を300psigまで加圧した。水素ガスを連続的に供給し、容器の圧力を300psigで16時間保持した。次に反応を冷却させ、ろ過してニッケル触媒を取り除いた。
実施例5:ガードナー粘度Zの熱増粘化亜麻仁油の水素化
OKO M 2−1/2(ADM)を出発原料として使用した。OKO M 2−1/2の原材料規格には、Zのガードナー粘度、および115〜130のヨウ素価が含まれている。OKO M 2−1/2(600g)を、ニッケル触媒(G−53、スード・ケミー)6gと共に1Lステンレス鋼反応容器に加えた。容器を水素で5回パージし、次いで、200psigまで加圧した。反応を230℃まで加熱した。230℃に到達した後に、反応容器を300psigまで加圧した。水素ガスを連続的に供給し、容器の圧力を300psigで16時間保持した。次に反応を冷却させ、ろ過してニッケル触媒を取り除いた。最終生成物のIVは、15.5であった。
実施例6:ガードナー粘度Zの熱増粘化亜麻仁油の水素化
OKO M−37(ADM)を出発原料として使用した。OKO M−37の原材料規格には、Zのガードナー粘度、および115〜130のヨウ素価が含まれている。OKO M−37(600g)を、ニッケル触媒(G−53、スード・ケミー)6gと共に1Lステンレス鋼反応容器に加えた。容器を水素で5回パージし、次いで200psigまで加圧した。反応を230℃まで加熱した。230℃に到達した後に、反応容器を300psigまで加圧した。水素ガスを連続的に供給し、容器の圧力を300psigで16時間保持した。次に反応を冷却させ、ろ過してニッケル触媒を取り除いた。
Figure 2005524738
実施例7:結晶化促進剤としてのベヘン酸のポリグリセロール・エステル
トリグリセロール(ソルベー(Solvay))、ベヘン酸メチル(プロクタ&ギャンブル(Proctor & Gamble))、および炭酸カリウムを、機械攪拌器、バレットスタイル(barret style)受け器、コンデンサ、および窒素パージを備えた250mL丸底フラスコに加えた。反応は、メタノールを除去しながら165℃で6時間行った。得られた材料は、融点〜80℃の硬い固体ワックス質材料であった。この材料を、前の実施例に記載した水素増粘化された(hydro−bodied)油に加えて、最終材料の結晶化度、物理的性質、および融点を改変することができた。
実施例8:水素増粘化された油用の結晶化促進剤としての水素化大豆(Hydro Soy)/HEAR油
完全に水素化された大豆油とHEAR油(50g)のブレンドを、実施例5の水素増粘化された油(OKO M2−1/2)(50g)に加えた。この構成成分は完全に混合でき、液体状態でブレンドされた。得られた材料は、実施例4の水素増粘化された油と比較して、より高い融点および増大した硬さを有していた。水素化された大豆/HEAR油を、前の実施例に記載した水素増粘化された油に加えて、最終材料の結晶化度、物理的性質、および融点を改変することができた。
凝固点(ASTM D938) 120°F
滴下溶融点(ASTM D127) 138°F
動粘性係数@210°F(ASTM D445) 37cst
針入度@77°F(ASTM D1321) 25dmm
実施例9:ガードナー粘度Zの熱増粘化亜麻仁油の部分的な水素化
OKO M 2−1/2(ADM)を出発原料として使用した。OKO M 2−1/2の原材料規格には、Zのガードナー粘度、および115〜130のヨウ素価が含まれている。OKO M 2−1/2(600g)を、ニッケル触媒(G−53、スード・ケミー)3gと共に1Lステンレス鋼反応容器に加えた。容器を水素で5回パージし、次いで、200psigまで加圧した。反応を230℃まで加熱した。230℃に到達した後に、反応容器を300psigまで加圧した。水素ガスを連続的に供給し、容器の圧力を300psigで保持した。4時間の間1時間毎にサンプルを採った。次に反応を冷却させ、ろ過してニッケル触媒を取り除いた。最終生成物(4時間)のIVは、57.8であった。表2のIV結果を参照のこと。
実施例10:ガードナー粘度Xの熱増粘化亜麻仁油の部分的な水素化
アリンコX(ADM)を出発原料として使用した。アリンコXの原材料規格には、Xのガードナー粘度および120〜130のヨウ素価が含まれている。アリンコX(600g)を、ニッケル触媒(G−53、スード・ケミー)3gと共に1Lステンレス鋼反応容器に加えた。容器を水素で5回パージし、次いで200psigまで加圧した。反応を230℃まで加熱した。230℃に到達した後に、反応容器を300psigまで加圧した。水素ガスを連続的に供給し、容器の圧力を300psigで保持した。4時間の間1時間毎にサンプルを採った。次に反応を冷却させ、ろ過してニッケル触媒を取り除いた。最終生成物(4時間)のIVは、40.2であった。表2のIV結果を参照のこと。
Figure 2005524738
実施例11:水素増粘化された油用の結晶化促進剤としての水素化大豆油(Hydro Soy Oil)
2 IVの完全に水素化された大豆油(50g)のブレンドを、実施例5の水素増粘化された油(OKO M2−1/2)(50g)に加えた。この構成成分は完全に混合でき、液体状態でブレンドされた。得られた材料は、実施例5からの水素増粘化された油と比較してより高い融点、および増大した硬さを有していた。水素化された大豆油を、前の実施例に記載した水素増粘化された油に加えて、最終材料の結晶化度、物理的性質、および融点を改変することができた。
凝固点(ASTM D938) 124°F
滴下溶融点(ASTM D127) 126°F
動粘性係数@210°F(ASTM D445) 38.5cst
針入度@77°F(ASTM D1321) 41dmm
実施例12:水素増粘化された油用の結晶化促進剤としての水素化大豆油およびトリグリセロールのベヘン酸エステル
2 IVの完全に水素化された大豆油(36g)およびトリグリセロールのベヘン酸エステル(4g)のブレンドを、実施例5からの水素増粘化された油(OKO M2−1/2)(40g)に加えた。この構成成分は完全に混合でき、液体状態でブレンドされた。得られた材料は、実施例4の水素増粘化された油と比較して、より高い融点、および増大した硬さを有していた。水素化された大豆油を、前の実施例に記載した水素増粘化された油に加えて、最終材料の結晶化度、物理的性質、および融点を改変することができた。
凝固点(ASTM D938) 130°F
滴下溶融点(ASTM D127) 133°F
動粘性係数@210°F(ASTM D445) 40.7cst
針入度@77°F(ASTM D1321) 45dmm
実施例13:水素増粘化された油の脱臭
熱増粘化油中には、残留遊離脂肪酸が存在する。これらの遊離脂肪酸は、残留臭気を引き起こす水素化の副生物と一緒に、水素増粘化された油から脱臭によって取り除くことができる。脱臭は、植物油の精製で使用されるプロセスである(Y.H.フイ(Hui)編集、ベイリーの工業用油脂生成物(Bailey’s Industrial Oil and Fat Products)、第5版、第2巻、p537〜540)。水素化OKO(Hydro OKO) M 2−1/2を、230℃で30分間約1トールの真空下で脱臭した。その蒸留に対する蒸気消費率は、油に関し水約5%であった。
実施例14
水素化され増粘化された亜麻仁油(水素化されたOKO M 2−1/2(ADM))、NuSunひまわり油(ADM)、および水素化大豆/水素化高エルカ酸の菜種(HEAR)油の50/50混合物を次の量でブレンドした。
50g NuSun油
25g 水素化されたOKO M 2−1/2
25g 50/50水素化大豆/水素化HEAR
上記材料は、60℃以上の液体状態で混合した。混合物が60℃に到達したとき、次にそれを5℃の冷蔵庫の中に置き、冷却を終えた。最終材料は、石油ゼリーに類似した粘稠度を有する不透明材料であった。
実施例15
水素化され増粘化された大豆油(水素化されX−増粘化された大豆油(ADM))、RBD大豆油(ADM)、およびトリグリセロールのベヘン酸エステルを次の量でブレンドした。
50g RBD大豆油
49g 水素化され増粘化された大豆油(X−増粘化された大豆油)
lg トリグリセロールのベヘン酸エステル
上記材料は、60℃以上の液体状態で混合した。混合物が60℃に到達したとき、次にそれを5℃の冷蔵庫の中に置き、冷却を終えた。最終材料は、石油ゼリーに類似した粘稠度を有する灰色がかった白色の不透明な半固体であった。
実施例16
水素化され増粘化された亜麻仁油(水素化されたOKO M 2−1/2(ADM))、NuSunひまわり油(ADM)、および部分的に水素化された大豆油を次の量でブレンドした。
50g NuSun油
25g 水素化されたOKO M 2−1/2
25g 部分的に水素化された大豆油(42 IV)
上記材料は、60℃以上の液体状態で混合した。混合物が60℃に到達したとき、次にそれを5℃の冷蔵庫の中に置き、冷却を終えた。最終材料は、石油ゼリーに類似した粘稠度を有する灰色がかった白色で不透明な粘性液体であった。
実施例17
水素化され増粘化された亜麻仁油(水素化されたOKO M 2−1/2(ADM))、水素化され増粘化された大豆油(水素化されX−増粘化された大豆油(ADM))、NuSunひまわり油(ADM)、水素化大豆/水素化高エルカ酸の菜種油(HEAR)の50/50混合物、およびビタミンE(ADM)を次の量でブレンドした。
40g 水素化されたOKO M 2−1/2
25g NuSun油
24g 水素化されX−増粘化された大豆油
10g 50/50水素化大豆/水素化HEAR
1g ビタミンE、100%d−アルファ・トコフェロール
上記材料は、60℃以上の液体状態で混合した。混合物が60℃に到達したとき、次にそれを5℃の冷蔵庫の中に置き、冷却を終えた。最終材料は、石油ゼリーに類似した粘稠度を有する灰色がかった白色の不透明な半固体であった。
実施例18:重増粘化された吹込亜麻仁油の水素化
重増粘化された吹込亜麻仁油(ADM)を出発原料として使用した。吹込亜麻仁油(600g)を、ニッケル触媒(G−53、スード・ケミー)6gと共に1Lステンレス鋼反応容器に加えた。容器を水素で5回パージし、次いで200psigまで加圧した。次に反応を230℃まで加熱した。230℃に到達した後、反応容器を300psigまで加圧した。水素ガスを連続的に供給し、容器の圧力を300psigで6時間保持した。次に反応を冷却させ、ろ過してニッケル触媒を取り除いた。最終材料は、水酸基価77.5、IV値18.1の不透明な黄色の固体であった。
実施例19:吹込大豆油の水素化
吹込大豆油(カーギル(Cargill)680の吹込大豆油)を出発原料として使用した。吹込大豆油(600g)を、ニッケル触媒(G−53、スード・ケミー)6gと共に1Lステンレス鋼反応容器に加えた。容器を水素で5回パージし、次いで200psigまで加圧した。次に反応を230℃に加熱した。230℃に到達した後、反応容器を300psigまで加圧した。水素ガスを連続的に供給し、容器の圧力を300psigで6時間保持した。次に反応を冷却させ、ろ過してニッケル触媒を取り除いた。最終材料は、水酸基価93の不透明な黄色の固体であった。
実施例20:ML−189(ジシクロペンタジエン−亜麻仁油共重合体)の水素化
ADMにより製造されたML−189(600g)を、ニッケル触媒(G−53、スード・ケミー)3gと共に1Lステンレス鋼反応容器に加えた。容器を水素で5回パージし、次いで200psigまで加圧した。反応を230℃まで加熱した。230℃に到達した後、反応容器を300psigまで加圧した。水素ガスを連続的に供給し、容器の圧力を300psigで8時間保持した。水素化の後、オレフィン成分に関係づけられるおおよそ5.2ppmの信号が、NMRスペクトルに存在しなかった。水素化された材料は、融点44.7℃(メトラー(Mettler)滴点)の室温で硬いワックス類似の固体であった。
実施例21:トップリン(Toplin)X−Z(亜麻仁油共重合体)の水素化
ADMにより製造されたトップリンX−Z(600g)を、ニッケル触媒(G−53、スード・ケミー)3gと共に1Lステンレス鋼反応容器に加えた。容器を水素で5回パージし、次いで200psigまで加圧した。反応を230℃まで加熱した。230℃に到達した後、反応容器を300psigまで加圧した。水素ガスを連続的に供給し、容器の圧力を300psigで8時間保持した。水素化された材料は、融点49.9℃(メトラー滴点)の室温で硬いワックス類似の固体であった。水素化の後、オレフィン成分に関係づけられる5.2ppmの信号が、NMRスペクトルに存在しなかった。
実施例22:トップリンX−Z(亜麻仁油共重合体)の部分的な水素化
ADMにより製造されたトップリンX−Z(600g)を、ニッケル触媒(G−53、スード・ケミー)3gと共に1Lステンレス鋼反応容器に加えた。容器を水素で5回パージし、次いで200psigまで加圧した。反応を230℃まで加熱した。230℃に到達した後、反応容器を300psigまで加圧した。水素ガスを連続的に供給し、容器の圧力を300psigで2時間保持した。水素化された材料は、軟かい半固体材料であった。水素化の後、NMR分析は、オレフィン成分に関係づけられる5.2ppmの信号が、50%だけ低減されたことを示した。
実施例23:水素化された熱増粘化油と水素化されたHEAR油のブレンド。
水素化され増粘化された亜麻仁油(OKO M2.5、ADM)100gを融解し、融解した水素化されたHEAR(高エルカ酸の菜種油)油100gと混合させた。次に混合物を室温まで冷却させた。室温で、混合物は、白い、硬い、ロウのような固体であった。ピーク融点はおおよそ58℃であった。
実施例24:水素化された熱増粘化油と水素化されたひまし油のブレンド。
水素化され増粘化された亜麻仁油(OKO M2.5、ADM)100gを融解し、融解した水素化されたひまし油100g(スード・ケミー)と混合させた。次に混合物を室温まで冷却させた。室温で、混合物は、白い、硬い、ロウのような固体であった。メトラー滴点は、85.8℃であった。ピーク融点はおおよそ80℃であった。
ここに本発明を完全に記載したので、条件、調合物および他のパラメータの広くかつ等価な範囲内で、本発明の範囲または本発明のあらゆる実施形態に影響を及ぼすことなく、本発明を実施できることが当業者に理解されよう。本明細書で引用された全ての特許、特許出願および刊行物は、引用により全体として本明細書に組み込まれたものとする。

Claims (56)

  1. 水素化された重合油を含む組成物。
  2. 前記水素化された重合油は、約110未満のヨウ素価を有する、請求項1に記載の組成物。
  3. 前記水素化された重合油は約70未満のヨウ素価を有する、請求項1に記載の組成物。
  4. 前記水素化された重合油は約30未満のヨウ素価を有する、請求項1に記載の組成物。
  5. 前記水素化された重合油は、魚油、動物油、植物油、合成油および遺伝子組み替えプラント油並びにこれらの誘導体および混合物からなる群から選択される油から誘導される、請求項2に記載の組成物。
  6. 前記水素化された重合油は、植物油から誘導される、請求項2に記載の組成物。
  7. 前記植物油は、高エルカ酸の菜種油、大豆油、紅花油、カノーラ油、ひまし油、ひまわり油および亜麻仁油からなる群から選択される、請求項6に記載の組成物。
  8. 1種もしくはそれ以上の植物油をさらに含む、請求項7に記載の組成物。
  9. 前記水素化された重合油は亜麻仁油または大豆油から誘導され、前記植物油がひまわり油、高エルカ酸の菜種油または大豆油である、請求項8に記載の組成物。
  10. トリグリセロールの脂肪酸エステルをさらに含む、請求項7に記載の組成物。
  11. 前記トリグリセロールの脂肪酸エステルは、トリグリセロールのベヘン酸エステルである、請求項10に記載の組成物。
  12. 1種もしくはそれ以上の水素化植物油をさらに含む、請求項7に記載の組成物。
  13. 前記1種もしくはそれ以上の水素化された植物油は高エルカ酸の菜種油、大豆油またはひまし油から誘導され、前記水素化された重合油は亜麻仁油から誘導される、請求項12に記載の組成物。
  14. トリグリセロールの脂肪酸エステルをさらに含む、請求項12に記載の組成物。
  15. 前記1種もしくはそれ以上の水素化された植物油は大豆油であり、前記トリグリセロールの脂肪酸エステルはトリグリセロールのベヘン酸エステルであり、前記水素化された大豆油は前記トリグリセロールのベヘン酸エステルとブレンドされて第1のブレンドを生成し、前記第1のブレンドは前記水素化された重合油と混合されて前記組成物を生成する、請求項14に記載の組成物。
  16. 前記水素化された重合油は、亜麻仁油から誘導される、請求項15に記載の組成物。
  17. トリグリセロールの脂肪酸エステルをさらに含む、請求項8に記載の組成物。
  18. 前記植物油は大豆油であり、前記トリグリセロールの脂肪酸エステルはベヘン酸エステルであり、前記水素化され重合されたものが大豆油である、請求項17に記載の組成物。
  19. 前記1種もしくはそれ以上の水素化された植物油はブレンドされて第1の油性混合物を生成し、前記第1の油性混合物は前記水素化された重合油と混合されて前記組成物を生成する、請求項12に記載の組成物。
  20. 前記第1の油性混合物は、第1の油性混合物対水素化された重合油が約1:1〜約1:100の比で、前記水素化された重合油と混合される、請求項19に記載の組成物。
  21. 前記第1の油性混合物は、ひまし油、高エルカ酸の菜種油および大豆油からなる群から誘導される水素化された植物油のブレンドであり、前記水素化された重合油は、亜麻仁油または大豆油から誘導される、請求項20に記載の組成物。
  22. 前記第1の油性混合物は、水素化された大豆油と水素化された高エルカ酸の菜種油から実質的になり、前記水素化された重合油は、亜麻仁油から誘導される、請求項21に記載の組成物。
  23. 高エルカ酸の菜種油、大豆油、紅花油、カノーラ油、ひまし油、ひまわり油および亜麻仁油からなる群から選択される植物油をさらに含む、請求項22に記載の組成物。
  24. 前記植物油は、ひまわり油である、請求項23に記載の組成物。
  25. 酸化防止剤をさらに含み、前記酸化防止剤はビタミンEである、請求項24に記載の組成物。
  26. 1種もしくはそれ以上の植物油をさらに含む、請求項14に記載の組成物。
  27. 追加の水素化された重合油をさらに含む、請求項25に記載の組成物。
  28. 前記水素化された重合油、前記第1の油性混合物および前記植物油は、それぞれ約1:1:2の比で存在する、請求項23に記載の組成物。
  29. 水素化された吹込油を含む組成物。
  30. 前記水素化された吹込油は、約110未満のヨウ素価を有する、請求項29に記載の組成物。
  31. 前記ヨウ素価は、約70未満である、請求項29に記載の組成物。
  32. 前記ヨウ素価は、約30未満である、請求項29に記載の組成物。
  33. 前記水素化された吹込油は、魚油、動物油、植物油、合成油および遺伝子組み替えプラント油並びにこれらの誘導体および混合物からなる群から選択される油から誘導される、請求項30に記載の組成物。
  34. 前記水素化された吹込油は、植物油から誘導される、請求項33に記載の組成物。
  35. 前記植物油は、高エルカ酸の菜種油、大豆油、紅花油、カノーラ油、ひまし油、ひまわり油および亜麻仁油からなる群選択される、請求項34に記載の組成物。
  36. 前記植物油は、亜麻仁油または大豆油である、請求項35に記載の組成物。
  37. 水素化された共重合体油を含む組成物。
  38. 前記水素化された共重合体油は、約110未満のヨウ素価を有する、請求項37に記載の組成物。
  39. 前記水素化された共重合体油は、約70未満のヨウ素価を有する、請求項37に記載の組成物。
  40. 前記水素化された共重合体油は、約30未満のヨウ素価を有する、請求項37に記載の組成物。
  41. 前記水素化された共重合体油は、水素化されたジシクロペンタジエンまたは水素化された無水マレイン酸/ポリオール油である、請求項39に記載の組成物。
  42. 水素化された共重合体/植物油のブレンドを含む組成物。
  43. 前記水素化された共重合体/植物油のブレンドは約110未満のヨウ素価を有する、請求項42に記載の組成物。
  44. 前記水素化された共重合体/植物油のブレンドは、約70未満のヨウ素価を有する、請求項42に記載の組成物。
  45. 前記水素化された共重合体/植物油のブレンドは、約30未満のヨウ素価を有する、請求項42に記載の組成物。
  46. 前記水素化された共重合体/植物油のブレンドは、水素化されたジシクロペンタジエンおよび水素化された無水マレイン酸/ポリオール油からなる群から選択される共重合体油、並びに大豆油、紅花油、カノーラ油、ひまし油、ひまわり油および亜麻仁油からなる群から選択される植物油から誘導される、請求項44に記載の組成物。
  47. 前記水素化された共重合体/植物油のブレンドは、共重合体油と植物油のブレンドから誘導される、請求項46に記載の組成物。
  48. 前記水素化された共重合体油は、ジシクロペンタジエンと亜麻仁油のブレンドから誘導される、請求項47に記載の組成物。
  49. 油を水素化するステップを含む水素化油組成物を調製する方法であって、前記油は、
    a)魚油、動物油、植物油、合成油および遺伝子組み替えプラント油からなる油の群から誘導される重合油と、
    b)魚油、動物油、植物油、合成油および遺伝子組み替えプラント油からなる油の群から誘導される吹込油と、
    c)ジシクロペンタジエンおよび無水マレイン酸/ポリオイル油からなる油の群から誘導される共重合体油と、
    d)共重合体/植物油のブレンドと、
    からなる群から選択され、
    水素化油が製造される、方法。
  50. 前記水素化ステップは、触媒の存在下、水素の蒸気圧の下で、前記油を反応させるステップを含む、請求項49に記載の方法。
  51. 前記蒸気圧は約50psig〜約1000psigである、請求項50に記載の方法。
  52. a)前記油および触媒を含む反応容器を、水素で加圧する前に、水素でパージするステップと、
    b)前記油および触媒を含む前記加圧容器を約150℃〜約400℃の温度に加熱するステップと、
    c)前記加熱された容器に水素ガスを供給することにより、前記容器中の前記蒸気圧を調節するステップと、
    d)ステップa〜cで製造された製造物を冷却し、ろ過するステップと、
    をさらに含む、請求項50に記載の方法。
  53. 前記触媒は、ニッケルベースの触媒、銅、亜クロム酸銅、白金およびパラジウムからなる群から選択される、請求項50または52に記載の方法。
  54. 前記組成物は約110未満のヨウ素価を有する、請求項50または52に記載の方法。
  55. 前記組成物は、約70未満のヨウ素価を有する、請求項50または52に記載の方法。
  56. 前記組成物は、約30未満のヨウ素価を有する、請求項50または52に記載の方法。
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