JP3816132B2 - 新規な結晶構造を有するトリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−第三ブチルフェニル)ブタン - Google Patents
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【発明の属する技術分野】
本発明は、新規な結晶構造のトリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−第三ブチルフェニル)ブタン(以下、「AO−30」と称する)に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
AO−30は、ポリオレフィン、ABS樹脂、スチレン−ブタジエン共重合体等の合成高分子材料の酸化防止剤として広く用いられている化合物である。また、特開昭58−57990号公報には感熱記録紙における保存性改良剤としての有用性が提案されている。この様に有用なAO−30は、例えば、特公昭39−4469号公報に記載されているように、2−第三ブチル−5−メチルフェノールとクロトンアルデヒドを反応させることによって製造されることが知られている。
【0003】
上記、特公昭39−4469号公報には、2−第三ブチル−5−メチルフェノールとクロトンアルデヒドをメタノール中、濃塩酸を触媒として反応させた後、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素溶媒から再結晶することにより製造できることが記載されている。しかしながら、このような方法で合成されたAO−30にはかなりの量の溶剤が含有されており、臭気および衛生上好ましくないばかりでなく、酸化防止剤として合成高分子材料に配合した場合には発泡の原因ともなるため、その使用には大きな制約を受けていた。また、感熱紙などに使用する場合においては有機溶剤の含有は地肌カブリと呼ばれる好ましくない現象を引き起こし使用が制限されていた。このような不利益を回避するためには、実質的に溶媒を含有しないAO−30が望まれていた。また、粉体としての流動性に乏しく輸送性、作業性、計量性の改善が望まれていた。
【0004】
上記のごとき芳香族炭化水素溶媒から再結晶した溶媒を含有するAO−30から溶媒を除去するためには、高温で長時間加熱する必要があるが、工程上煩雑であるばかりでなく製品に着色を与える欠点もあった。
【0005】
このため、特開昭56−40629号公報には、反応終了後の粗生成物を含水メタノールで洗浄し、次いで水洗を行なうことにより、AO−30を三水和物として得る方法が提案されている。この方法によれば、有機溶媒を含有することはなく、臭気あるいは衛生上の問題は解決できるものの、原料あるいは副生成物等の不純物の除去が十分には行なえないばかりでなく、結晶水として結合した水分が製品の約9重量%と極めて多量なため、この水が発泡原因となり、合成高分子材料に配合した場合の発泡性を改善することはできなかった。
【0006】
また、米国特許第4467119号公明細書には、反応終了後の粗生成物をトルエン等の芳香族炭化水素溶媒で再結晶し、次いで含水アルコールで処理することにより芳香族炭化水素溶媒の含有量の低減されたAO−30の製造方法が提案されている。しかしながら、この方法では芳香族炭化水素溶媒の除去が不十分であるばかりでなく、用いた含水アルコールがAO−30中に抱き込まれてしまうため、低沸点不純物を低減させる目的には適していなかった。また、流動性においても改善されなかった。
【0007】
また、特開平1−301634号公報には、アルコールと触媒としての酸を中和するための塩基性水溶液を添加することで急冷して非結晶性のAO−30とすることで、溶媒の含有がなく、水和水をも含有しないAO−30の製法が提案されている。しかし、この方法によれば、原料あるいは副生成物等の不純物の除去が十分には行なえないばかりでなく、粉体としての流動性が特に悪く、輸送性、作業性、計量性において実用的でなかった。
【0008】
従って、本発明の目的は、有機溶剤や水分を含まず、高融点で流動性に優れ、取り扱い性の良好な粉体であり、且つ、臭気や衛生上の問題のないAO−30を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、種々検討を重ねた結果、芳香族・脂肪族混合炭化水素溶媒(乾洗油:中國石油(台湾)製)から再結晶して得られるAO−30が、良好な流動性を示すことを見出した。
【0010】
さらに、この良好な流動性を示すAO−30について検討したところ、示差熱重量分析から、溶媒を抱き込むことなく、かつ、水和水を必要とせずに結晶化していることを見出した。また、上記AO−30は、融点201℃であり、公知の製法により得られるAO−30のなかで最も高い融点190℃より10℃以上も高い融点を示すことを見出した。さらに、上記AO−30が、Cu−Kαの波長のX線を用いた回折X線測定によって回折角2θ=18.04°に鋭い回折X線ピークを示す新規な結晶構造であることを見い出し、本発明に到達した。
【0011】
即ち、本発明は、Cu−Kαの波長のX線を用いた回折X線測定によって回折角2θ=18.04°に鋭い回折X線ピークを示す新規な結晶構造を有する1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−第三ブチルフェニル)ブタンの結晶を提供するものである。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の新規な結晶構造を有するAO−30〔トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−第三ブチルフェニル)ブタン〕について詳述する。
【0013】
本発明の新規な結晶構造を有するAO−30は、上述のように、Cu−Kαの波長のX線を用いた回折X線測定によって回折角2θ=18.04°に鋭い回折X線ピークを示す新規な結晶構造を有するAO−30(以下、「A晶」と称する)である。
【0014】
以下に本発明のA晶のAO−30の合成例および回折X線分析の結果などの結晶形が新規であるとする根拠となる分析結果を示す。ただし、上記A晶のAO−30の合成方法は該合成例により何ら制限されるものではない。
【0015】
〔合成例〕
2−第三ブチル−5−メチルフェノール492g(3モル)、濃塩酸175ml(2モル)をメタノール300mlに溶解し、還流撹拌下クロトンアルデヒド70g(1モル)を1時間で滴下した。還流下で1時間反応後、炭酸ナトリウム水溶液で中和して粗AO−30溶液とした。得られた粗AO−30溶液に乾洗油1500gを加え、115℃まで加熱して脱メタノール、脱水を30分で行う。冷却して沈澱をろ取し、乾洗油および水で洗浄して加熱減圧乾燥して融点201℃の白色粉末としてA晶のAO−30を462g(収率85%)得た。
【0016】
〔比較合成例〕
再結晶溶媒として乾洗油をトルエンに変えた以外は合成例と同様にして、融点185℃の白色粉末(以下、「B晶」と称する)446g(収率82%)を得た。
【0017】
上記A晶と上記B晶について 1H−NMRスペクトル、示差熱重量分析、赤外吸収(IR)スペクトル分析、およびCu−Kαの波長のX線を用いた回折X線分析を行なった。その結果、 1H−NMRスペクトルに相違点は認められなかった。また、上記A晶および上記B晶の重量減少およびIRスペクトルの顕著な違いを下記〔表1〕に示す。
【0018】
【表1】
【0019】
また、上記A晶および上記B晶の回折X線ピークをそれぞれ図1および図2のチャート〔横軸に回折角2θ(°)をとる〕に示し、またそれらの回折X線ピークの数値データを下記〔表2〕に示す。尚、下記〔表2〕には回折X線ピークについて、各々のスペクトルのピーク強度最大のものを100とした場合の各ピークの相対強度で示す。図1及び下記〔表2〕より、本発明のA晶のAO−30は、この回折X線測定によって回折角2θ=18.04°に鋭い回折X線ピークを示すことが明らかである。
【0020】
【表2】
【0021】
また、上記A晶および上記B晶の粉体としての相違点となる、流動性については安息角により評価した。その結果を下記〔表3〕に示す。
【0022】
【表3】
【0023】
本発明のA晶のAO−30は、通常AO−30が適用される有機材料の安定化のいずれの場合にも好適に用いることができる。
【0024】
本発明のA晶のAO−30が安定化に適用される上記有機材料としては、例えば、高密度、低密度または直鎖状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン−1、ポリ−3−メチルペンテン等のα−オレフィン重合体またはエチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−プロピレン共重合体等のポリオレフィン及びこれらの共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、塩化ゴム、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−エチレン共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン−酢酸ビニル三元共重合体、塩化ビニル−アクリル酸エステル共重合体、塩化ビニル−マレイン酸エステル共重合体、塩化ビニル−シクロヘキシルマレイミド共重合体、塩化ビニル−シクロヘキシルマレイミド共重合体等の含ハロゲン樹脂、石油樹脂、クマロン樹脂、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂、スチレン及び/又はα−メチルスチレンと他の単量体(例えば、無水マレイン酸、フェニルマレイミド、メタクリル酸メチル、ブタジエン、アクリロニトリル等)との共重合体(例えば、AS樹脂、ABS樹脂、MBS樹脂、耐熱ABS樹脂等)、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルホルマール、ポリビニルブチラール、ポリエチレンテレフタレート及びポリテトラメチレンテレフタレート等の直鎖ポリエステル、ポリフェニレンオキサイド、ポリカプロラクタム及びポリヘキサメチレンアジパミド等のポリアミド、ポリカーボネート、分岐ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェニレンサルファイド、ポリウレタン、繊維素系樹脂等の熱可塑性合成樹脂及びこれらのブレンド物あるいはフェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリカステル樹脂等の熱硬化性樹脂をあげることができる。更に、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、スチレン−ブタジエン共重合ゴム等のエラストマーであっても良い。
【0025】
また、本発明のA晶のAO−30は、有機溶剤を含まない粉末として得られるので感熱記録材料のような溶剤の存在が製品の機能を損なうようなAO−30の用途においても有用である。
【0026】
本発明のA晶のAO−30は、単独でも安定化効果を示すが、必要に応じて他の汎用の酸化防止剤、安定剤等の添加剤等を併用することが好ましい。該添加剤としては、例えば、他のフェノール系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、チオエーテル系酸化防止剤、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン化合物等があげられる。
【0027】
上記の他のフェノール系酸化防止剤としては、例えば、2,6−ジ第三ブチル−p−クレゾール、2,6−ジフェニル−4−オクタデシロキシフェノール、ステアリル(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)−プロピオネート、ジステアリル(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ホスホネート、チオジエチレングリコールビス〔(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、1,6−ヘキサメチレンビス〔(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕、1,6−ヘキサメチレンビス〔(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸アミド〕、4,4’−チオビス(6−第三ブチル−m−クレゾール) 、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−第三ブチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−エチル−6−第三ブチルフェノール)、ビス〔3,3−ビス(4−ヒドロキシ−3−第三ブチルフェニル)ブチリックアシッド〕グリコールエステル、4,4’−ブチリデンビス(6−第三ブチル−m−クレゾール)、2,2’−エチリデンビス(4,6−ジ第三ブチルフェノール)、2,2’−エチリデンビス(4−第二ブチル−6−第三ブチルフェノール) 、ビス〔2−第三ブチル−4−メチル−6−(2−ヒドロキシ−3−第三ブチル−5−メチルベンジル)フェニル〕テレフタレート、1,3,5−トリス(2,6−ジメチル−3−ヒドロキシ−4−第三ブチルベンジル)イソシアヌレート、1,3,5−トリス(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドルキシベンジル)イソシアヌレート、1,3,5−トリス(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−2,4,6−トリメチルベンゼン、1,3,5−トリス〔(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシエチル〕イソシアヌレート、テトラキス〔メチレン−3−(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタン、2−第三ブチル−4−メチル−6−(2−アクリロイルオキシ−3−第三ブチル−5−メチルベンジル) フェノール、3,9−ビス〔1,1−ジメチル−2−{(3−第三ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ}エチル〕−2,4,8,10−テトラオキサスピロ〔5. 5〕ウンデカン、トリエチレングリコールビス〔(3−第三ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネート〕等があげられる。
【0028】
また、上記硫黄系酸化防止剤としては、例えば、チオジプロピオン酸ジラウリル、ジミリスチル、ジステアリル等のジアルキルチオジプロピオネート類及びペンタエリスリトールテトラ(β−ドデシルメルカプトプロピオネート)等のポリオールのβ−アルキルメルカプトプロピオン酸エステル類があげられる。
【0029】
上記リン系酸化防止剤としては、例えば、トリスノニルフェニルホスファイト、トリス(2,4−ジ第三ブチルフェニル)ホスファイト、トリス〔2−第三ブチル−4−(3−第三ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニルチオ)−5−メチルフェニル〕ホスファイト、トリデシルホスファイト、オクチルジフェニルホスファイト、ジ(デシル)モノフェニルホスファイト、ジ(トリデシル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ジステアリルペンタエリスリトールジホスファイト、ジ (ノニルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4−ジ第三ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,6−ジ第三ブチル−4−メチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、ビス(2,4,6−トリ第三ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジホスファイト、テトラ(トリデシル)イソプロピリデンジフェノールジホスファイト、テトラ(トリデシル)−4,4’−n−ブチリデンビス(2−第三ブチル−5−メチルフェノール) ジホスファイト、ヘキサ(トリデシル)−1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−第三ブチルフェニル)ブタントリホスファイト、テトラキス(2,4−ジ第三ブチルフェニル)ビフェニレンジホスホナイト、9,10−ジハイドロ−9−オキサ−10−ホスファフェナンスレン−10−オキサイド、トリス(2−〔(2,4,8,10−テトラキス第三ブチルジベンゾ〔d,f〕〔1,3,2〕ジオキサホスフェピン−6−イル)オキシ〕エチル)アミン等があげられる。
【0030】
上記紫外線吸収剤としては、例えば、2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−オクトキシベンゾフェノン、5,5’−メチレンビス(2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン)等の2−ヒドロキシベンゾフェノン化合物;2−(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ第三ブチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジ第三ブチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3−第三ブチル−5−メチルフェニル)−5−クロロベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3−第三ブチル−5−カルボオクトキシエチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−5−第三オクチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2−ヒドロキシ−3,5−ジクミルフェニル)ベンゾトリアゾール、2,2’−メチレンビス(4−第三オクチル−6−ベンゾトリアゾリルフェノール)等の2−ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾール化合物;2,4−ジフェニル−6−(2−ヒドロキシ−4−メトキシフェニル)−s−トリアジン、2,4−ビス(2,4−ジメチルフェニル)−6−(2−ヒドロキシ−4−オクトキシフェニル)−s−トリアジン等のトリアジン化合物;フェニルサリシレート、レゾルシンモノベンゾエート、2,4−ジ第三ブチルフェニル−3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート、ヘキサデシル−3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシベンゾエート等のベンゾエート化合物;2−エチル−2’−エトキシオキザニリド、2−エトキシ−4’−ドデシルオキザニリド等の置換オキザニリド化合物;エチル−α−シアノ−β,β−ジフェニルアクリレート、メチル−α−シアノ−β−メチル−β−(p−メトキシフェニル)アクリレート等のシアノアクリレート化合物があげられる。
【0031】
上記ヒンダードアミン化合物としては、例えば、2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルベンゾエート、N−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ドデシルコハク酸イミド、1−〔(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシエチル〕−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル−(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)−2−ブチル−2−(3,5−ジ第三ブチル−4−ヒドロキシベンジル)マロネート、N,N’−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ヘキサメチレンジアミン、テトラ(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ブタンテトラカルボキシレート、テトラ(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)ブタンテトラカルボキシレート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)・ジ(トリデシル)ブタンテトラカルボキシレート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)・ジ(トリデシル)ブタンテトラカルボキシレート、3,9−ビス〔1,1−ジメチル−2−{トリス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジルオキシカルボニルオキシ)ブチルカルボニルオキシ}エチル〕−2,4,8,10−テトラオキサスピロ〔5.5〕ウンデカン、3,9−ビス〔1,1−ジメチル−2−{トリス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルオキシカルボニルオキシ)ブチルカルボニルオキシ}エチル〕−2,4,8,10−テトラオキサスピロ〔5.5〕ウンデカン、1,5,8,12−テトラキス〔4,6−ビス{N−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ブチルアミノ}−1,3,5−トリアジン−2−イル〕−1,5,8,12−テトラアザドデカン、1−(2−ヒドロキシエチル)−2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジノール/コハク酸ジメチル縮合物、2−第三オクチルアミノ−4,6−ジクロロ−s−トリアジン/N,N’−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ヘキサメチレンジアミン縮合物、N,N’−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ヘキサメチレンジアミン/ジブロモエタン縮合物等があげられる。
【0032】
本発明のA晶のAO−30は、その他、造核剤、可塑剤、滑剤、顔料、充填剤、難燃剤、帯電防止剤、重金属不活性化剤等と併用されてもよい。
【0033】
〔参考例〕
溶媒を含有しない本発明のA晶のAO−30の感熱紙における効果を評価した。以下に配合および評価の結果を示す。尚、以下において「%」とは「重量%」を示す。
【0034】
参考例1
3−(N,N−ジブチルアミノ)−6−メチル−7−アニリノフルオラン20gおよび10%ポリビニルアルコール水溶液100gをボールミルで充分に磨砕して分散液Aとした。
【0035】
ビスフェノールA20gを10%ポリビニルアルコール水溶液100gとともにボールミル中で充分に磨砕して分散液Bを得た。
【0036】
1,2−ビス(3,4−ジメチルフェニル)エタン20gを10%ポリビニルアルコール水溶液100gとともにボールミルで充分に磨砕して分散液Cを得た。
【0037】
保存性改良剤(下記〔表4〕参照)20gを10%ポリビニルアルコール水溶液100gとともにボールミル中で充分に磨砕して分散液Dを得た。
【0038】
上記分散液A、B、CおよびDを1:2:2:1の重量比で混合し、混合液200gに対し炭酸カルシウム50gを添加し、充分に分散させて塗液とし、この塗液を50g/m2の基紙上に厚さ32μmで塗布し、乾燥して感熱記録材料を得た。
【0039】
得られた感熱記録材料を用い、感熱印字装置(TH−PMD:株式会社大倉電機製)を用いてパルス幅1.0msecで印字した記録像(発色部)および地肌部の濃度(初期濃度)を、マクベス濃度計(マクベス社製RD−933型)により測定した。
【0040】
この発色させた感熱記録材料を60℃、乾燥の条件下で24時間保存し、発色部および地肌部の濃度を測定し、耐熱保存安定性を評価した。
【0041】
また、この発色させた感熱記録材料をカーボンアークフェードメーター中に入れ、6時間照射した後の発色部および地肌部の濃度を測定し、耐光保存安定性を評価した。
【0042】
さらに、この発色させた感熱記録材料にジオクチルフタレートをスタンプした後、40℃、乾燥の条件下で24時間保存した後の発色部および地肌部の濃度を測定し、耐油保存安定性を評価した。
【0043】
それらの結果を下記〔表4〕に示す。
【0044】
【表4】
【0045】
本発明のA晶のAO−30は、前述の通り、回折X線より新規の結晶形を持つことは明らかである。このA晶のAO−30は、流動性において優れるばかりでなく、溶剤を実質的に含まない結晶粉末として得られることから、合成樹脂などへ適用した場合には発泡の問題なく、使用できることも明らかである。また、上記〔表4〕の結果より、感熱紙に適用した場合においては地肌カブリが大幅に低減されており、保存性改良剤としての有用性のみが顕著に認められることも明らかである。
【0046】
【発明の効果】
本発明のA晶のAO−30は、有機溶媒や水分を含まず、高融点で流動性に優れ、取り扱い性に良好な粉体であり、且つ、臭気や衛生上の問題のないものである。また、本発明のA晶のAO−30は、樹脂の加工時における発泡のない酸化防止剤として有用であり、更に、感熱紙の地肌カブリを小さくする優れた保存性改良剤として有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、AO−30(A晶)のX線回折チャートである。
【図2】図2は、AO−30(B晶)のX線回折チャートである。
Claims (1)
- Cu−Kαの波長のX線を用いた回折X線測定によって回折角2θ=18.04°に鋭い回折X線ピークを示す新規な結晶構造を有する1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−第三ブチルフェニル)ブタンの結晶。
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