JP6821647B2 - ロジンエステルおよびエチレンポリマーを含有する組成物 - Google Patents

ロジンエステルおよびエチレンポリマーを含有する組成物 Download PDF

Info

Publication number
JP6821647B2
JP6821647B2 JP2018502041A JP2018502041A JP6821647B2 JP 6821647 B2 JP6821647 B2 JP 6821647B2 JP 2018502041 A JP2018502041 A JP 2018502041A JP 2018502041 A JP2018502041 A JP 2018502041A JP 6821647 B2 JP6821647 B2 JP 6821647B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rosin
acid
less
value
weight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018502041A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018514640A5 (ja
JP2018514640A (ja
Inventor
ランゲ,ヨス・ハー・エム
スカープマン,マルク・セー
ヒンク,ユスティナ・イェー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kraton Chemical LLC
Original Assignee
Arizona Chemical Co LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Arizona Chemical Co LLC filed Critical Arizona Chemical Co LLC
Publication of JP2018514640A publication Critical patent/JP2018514640A/ja
Publication of JP2018514640A5 publication Critical patent/JP2018514640A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6821647B2 publication Critical patent/JP6821647B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/08Copolymers of ethene
    • C08L23/0846Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons containing other atoms than carbon or hydrogen atoms
    • C08L23/0853Vinylacetate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/0008Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/005Stabilisers against oxidation, heat, light, ozone
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/08Copolymers of ethene
    • C08L23/0846Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons containing other atoms than carbon or hydrogen atoms
    • C08L23/0869Acids or derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L91/00Compositions of oils, fats or waxes; Compositions of derivatives thereof
    • C08L91/06Waxes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L93/00Compositions of natural resins; Compositions of derivatives thereof
    • C08L93/04Rosin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D193/00Coating compositions based on natural resins; Coating compositions based on derivatives thereof
    • C09D193/04Rosin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09FNATURAL RESINS; FRENCH POLISH; DRYING-OILS; OIL DRYING AGENTS, i.e. SICCATIVES; TURPENTINE
    • C09F1/00Obtaining purification, or chemical modification of natural resins, e.g. oleo-resins
    • C09F1/04Chemical modification, e.g. esterification
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J123/00Adhesives based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J123/02Adhesives based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Adhesives based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C09J123/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • C09J123/08Copolymers of ethene
    • C09J123/0846Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons containing other atoms than carbon or hydrogen atoms
    • C09J123/0853Vinylacetate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J123/00Adhesives based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J123/02Adhesives based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Adhesives based on derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C09J123/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • C09J123/08Copolymers of ethene
    • C09J123/0846Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons containing other atoms than carbon or hydrogen atoms
    • C09J123/0869Acids or derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J193/00Adhesives based on natural resins; Adhesives based on derivatives thereof
    • C09J193/04Rosin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)

Description

本出願は、ロジンエステル誘導体、およびエチレンと重合する、1つ以上のエステル基を有する少なくとも1種の極性モノマーから誘導されたエチレンポリマーを含む組成物、ならびにその作製方法および使用に一般的に関する。
エチレンと重合する、1つ以上のエステル基を有する少なくとも1種の極性モノマーから誘導されたエチレンポリマー(例えば、酢酸ビニルもしくはモノカルボン酸の他のビニルエステルから誘導されたポリ(エチレン−co−酢酸ビニル)(EVA)のようなポリマー、またはエチレンとアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルから誘導されたエチレンn−ブチルアクリレート(EnBA)のようなコポリマー)は、広範囲な用途で使用される。例えば、EVAは、不織材料と併せて紙および包装において、接着テープにおいて、電気的および電子的結合において、一般的な木材組立てにおいて、道路標識および路面の標識用途において、ならびに他の工業用組立てにおいて使用するためのホットメルト接着剤に一般的に利用される。EnBAは、低い適用温度のホットメルト接着剤を含む、様々なホットメルト接着剤の用途に使用されている。EnBAは、EVAと比較して、比較的低いガラス転移温度Tを有する。EnBAベースのホットメルト接着剤は、接着が難しい基材に対してさえ高い接着性、より良い耐熱性、金属およびガラスに対して接着性の向上を提供でき、有益な低温使用特性を提供できる。比較的低分子量エチレンコポリマーの混合物を含むホットメルト接着剤はまた、約100℃から約150℃の温度で適用することができ、並外れた強靱性、良好な耐熱性および許容可能な塗着粘度と共に良好な結合強度を有するホットメルト接着剤としての有用性も見出している。例は、高い溶融流動指数値を有する比較的低分子量のEnBAコポリマー、またはEVAコポリマーとのブレンドのような、EnBAコポリマーから誘導されたブレンドであり、これらのコポリマーは、約100℃から約150℃の温度で適用でき、並外れた強靱性、良好な耐熱性および許容可能な塗着粘度と共に良好な結合強度を有するホットメルト接着剤をもたらすことができる。
多くの市販のホットメルト接着剤は、すべての成分の完全な溶融を確実にし、また満足できる塗着粘度を達成するために、177℃またはこれより高い温度を必要とする。高温は、火傷および残存する揮発物の吸入のような安全性リスクを増加させる。加えて、高温の使用はより多くのエネルギーを必要とする。150℃未満、好ましくは約140℃未満の、より好ましくは約135℃未満の、さらにより好ましくは約120℃から約100℃までの温度で適用され得る接着剤配合物が開発されている。典型的には、比較的高い溶融流動指数(多くの場合メルトインデックス(MI)とも呼ばれる)を有する、例えば、400グラム/10分もしくはこれより高いMI値を有する、または代わりに750グラム/10分もしくはこれより高いMI値を有する低分子量ポリマーまたはコポリマーが本明細書で適用される。このような低温適用ホットメルト接着剤に適用されているポリマーの例は、例えば、400グラム/10分もしくはこれより高いMI値を有する、または750グラム/10間分またはこれより高いMI値を有するEnBAコポリマー、もしくはEVAコポリマー、またはそのブレンドである。任意の特定の理論に拘束されることなく、このような低温適用ホットメルト接着剤において、強靱性、耐熱性および基材への特定の接着性のような接着特性の損失を阻止するために、粘着付与剤または比較的高い平均分子量および比較的高い軟化点を有するロジンエステルのような樹脂を適用することによって、熱応力耐性(HSR)のような許容可能な接着特性を得ることができると考えられている。粘着付与剤またはより高い平均分子量値(M、M特にグラム/モルとして表現されるMおよびMz+1のようなより高い指数の平均分子量)を有するロジンエステルのような樹脂は、これらの樹脂から誘導された低い適用温度のホットメルト接着剤の耐熱性性能のようなより良い接着特性に寄与することにより利点を提供する。低温適用ホットメルト接着剤はまた一般的に、低融点Fischer−Tropschワックスまたはパラフィンワックスのようなワックスも含有することになる。
一般的により高い分子量成分の混合は、結果として生じる、混合寄与率(ΔS)のあまり好ましくないエントロピーに起因し得る、あまり好ましくない混合自由エネルギー(ΔG)をもたらす可能性が大きくなることは、例えば、統計的機構を適用することにより推定することができる。混合自由エネルギーは、混合のエントロピー:ΔG=ΔH−T.ΔS、(式中、ΔHは混合のエンタルピーを表し、Tは絶対温度を表す)に関係している。ΔS項は、ロジンエステル分子およびポリマー分子のような異なる成分からの分子を混合することで0より大きくなるが、ΔSの値は一般的に、混合した成分の分子量の値が増加するにつれて低減する、すなわち、熱力学においてΔG=ΔH−T.ΔS方程式におけるT.ΔS項は、このような場合、比較的小さくなる。
より大きな分子実体を混合する場合、混合自由エネルギー(ΔG)に対する、この比較的小さな混合エントロピー(ΔS)の寄与率は、生成した混合物において、成分の相容性の程度を一般的に悪化させることになる。樹脂分子量が、樹脂−ポリマーの相容性について重大なM値より上に増加するという有害な影響が、例えば、その全体が参照により本明細書に組み込まれている、J.B.Class and S.G.Chu.「The viscoelastic properties of rubber−resin blends.II.The effect of resin molecular weight.」Journal of Applied Polymer Science 1985年、30巻、815−824頁において報告されている。
EVAなどのエチレンとアルカン酸ビニルモノマーベースのポリマー、またはEnBAなどのエチレンとアクリレートもしくはメタクリレートモノマーベースのポリマーにより例示されるエチレンコポリマーは一般的に、これらの化学構造内に芳香族環または芳香族部分を含有しない。異なる化学成分の混合における溶解度または相容性性能に関する、当業者に周知の有名なアフォリズムは、「似ているもの同士は溶け合う」である。本質的にこの「似ているもの同士は溶け合う」という表現は、混合自由エネルギーの熱力学的方程式(ΔG):ΔG=ΔH−T.ΔSにおける、混合エンタルピー(ΔH)の寄与率に関係している。したがって、ロジンエステルの芳香族性の程度は、好ましくは、低い芳香族含有量を有するポリマーと、または非芳香族ポリマー成分と混合する場合、ホットメルト接着剤の配合プロセスにおいて、低い正の混合エンタルピー(ΔH)値、またはさらにより好ましくは負の値のΔHに寄与するためにできるだけ低くすべきであることが正当化され得る。比較的低い程度のロジンエステル芳香族性は、こうして、より最適な、すなわち負の、混合自由エネルギー(ΔG)値に寄与することが予測され、これによって、結果として生じるホットメルト接着剤の相容性の程度にプラスの影響を与えることができる。芳香族性とは、芳香族環に結合している、芳香族炭素原子および芳香族水素原子の相対的な数と定義される。芳香族性は、核磁気共鳴(NMR)分光法を介して、例えば、芳香族環に結合している水素原子の相対的な数を測定することにより、または適切に選択された溶媒系を使用した曇点の測定により分析することができる。接着剤の性能に対する粘着付与剤の芳香族性の作用についてのより多くの情報は、その全体が本明細書に参照により組み込まれているO’Brien、E.P;Germinario、L.T.;Robe、G.R.;Williams、T.;Atkins、D.G.;Moroney、D.A.;Peters、M.A.Fundamentals of hot−melt pressure−sensitive adhesive tapes:the effect of tackifier aromaticity.J.Adhesion Sci.Technol.2007年、21巻、637−661頁において見出すことができる。
混合自由エネルギーへの、これらのエンタルピーおよびエントロピーの寄与率は、特に低い適用温度のホットメルト接着剤の相容性に関して重大な技術的問題となり得る。これは、ホットメルト接着剤のHSR性能を調節して工業的に適用可能な低い適用温度ホットメルト接着剤に対して必要とされるより高いレベルにするためには、このような低い適用温度ホットメルト接着剤に適用されている樹脂分子量を一般的により高いレベルまで増加させなければならないからである。このような工業的に適用可能な低い適用温度ホットメルト接着剤において、結果として生じる相容性は、不相容性の限界に容易に接近する、またはこれを上回ることが予想し得る。樹脂の分子量分布の影響に加えて、樹脂の軟化点ならびにホットメルト接着剤の粘度は、接着剤の熱応力耐性性能に関する関連因子と考えることができる。潜在的な構造体−特性関係は複雑であり、例えば、その全体が参照により本明細書に組み込まれている刊行物、Ambrosini著、Heat stress resistance of hot−melt adhesives、166−170頁、1993年9月、Tappi Journalに概説されているように、完全に理解されていない。
任意の特定の理論に拘束されることなく、ホットメルト接着剤粘度の増加は一般的に、ホットメルト接着剤中の化学成分の平均分子量の徐々の増加に関連すると考えられている。
多くの低い適用温度のホットメルト接着剤の用途においてそうであるように、相容性がすでに重大な閾値の付近にある場合、ホットメルト接着剤中の化学成分の分子量のこのような増加は不相容性を悪化させ、これによってホットメルト接着剤の接着性能の程度の低下につながる可能性があることが予想できる。
100℃およびこれより高い適用温度の適用範囲内のホットメルト接着剤の粘度安定性の程度が高いことが重要となり得る。高度の熱的粘度安定性は、ホットメルト接着剤の相容性の改善に寄与し、これによって、ホットメルト接着剤の有害な接着性能を阻止することができると予想できる。
多くの場合、例えば、ホットメルト接着剤配合物を使用した場合、エチレンと重合する、1つ以上のエステル基を有する少なくとも1種の極性モノマーから誘導されたエチレンポリマーは、100℃またはこれより高い高温で処理される。これらの用途において、ポリマーが高い処理温度で粘度安定性を示し、処理中および異なる処理作業の間にホットメルトタンク内で安定し、相容性のままであることが重要である。例えば、ホットメルト接着剤配合物の場合、高い処理温度での定温放置の際に接着剤の粘度が変化すると、時間の経過と共に基材に適用された接着剤の量に影響を与える可能性がある。この不整合性は、ホットメルト接着剤を使用して形成された接着性結合または接合部の品質を危険にさらす可能性がある。加えて、ホットメルト接着剤粘度の増加は、分子量の増加およびゲル化に関連し得る。ホットメルト接着剤配合物のゲル化は、ホットメルト接着剤の洗浄実行特性に負に影響し得る。これは、ホットメルト装置のノズル閉塞をもたらす可能性があり、またはこのような閉塞を悪化させる可能性があり、このような閉塞により、ホットメルト装置のダウンタイムが増加し得る。残念なことに、エステル基を含有する1つ以上の極性モノマーであって、エチレンと重合することができる、EVAまたはEnBAのような極性モノマーとのコポリマーであるエチレンコポリマーは、ホットメルト接着剤配合物の場合のように、高温において限定された粘度安定性を示す可能性がある。任意の特定の理論に拘束されることなく、エチレンと重合する、1つ以上のエステル基を有する少なくとも1種の極性モノマーから誘導されたエチレンポリマーは、ホットメルト接着剤配合物の場合のように熱的に不安定であり得ることが公知である。高温において、これらのホットメルト接着剤配合物は分解する可能性があり、この分解がコポリマーの架橋および粘度の増加をもたらし得る。ホットメルト接着剤配合物において、エチレンと重合する、1つ以上のエステル基を有する少なくとも1種の極性モノマーから誘導されたエチレンポリマー(例えば、エチレンと酢酸ビニルまたはアクリル酸n−ブチルから誘導されたコポリマー)の粘度を、高温ではあるが、100℃から150℃の範囲のような比較的低い適用温度で安定化させることによって、このような材料の処理は大きく改善され得る。
無水マレイン酸で強化されたロジンエステルをベースとする低い適用温度のホットメルト接着剤は公知である(その全体が本明細書に参照により組み込まれているHanerのEP1,522,566A2)。このようなDiels−AlderまたはEne反応で強化されたロジンエステルの生成は追加の反応ステップ、すなわち分子量およびカルボキシル基官能価を増加させるための、エステル化反応以前の、マレイン酸(または無水マレイン酸)またはフマル酸のようなジエノフィルと、ロジンの反応を必要とする。したがって、ロジンエステル化に追加のDiels−AlderまたはEne反応ステップを適用することは、主にエステル化に基づいた単純なロジンエステル生成プロセスと比較して、ロジンエステル生成プロセスに追加の複雑さおよびサイクル時間を付加し得る。本発明におけるロジンエステルは、このようなDiels−AlderまたはEne反応ステップがなく、必要とされるロジンエステル分子量分布および軟化点を達成する主要の化学反応型としてエステル化に基づくものである。ロジン、ポリオールおよび芳香族ジカルボン酸、いわゆるイソフタル酸またはテレフタル酸のような芳香族二塩基性酸をベースとするロジンエステルはまた、ホットメルト接着剤の用途に使用することができる。このようなロジンエステルは、その全体が本明細書に参照により組み込まれているJohnsonのUS5,120,781に記載されている。ロジン、ポリオールおよびイソフタル酸またはフタル酸のような芳香族ジカルボン酸をベースとするロジンエステルは、このような芳香族部分が組み込まれていない対応するロジンエステルよりも高い相対的芳香族含有量を有する。結果として生じるより高い芳香族相対含有量は、エチレン−酢酸ビニル(EVA)またはエチレンn−ブチルアクリレートコポリマー(EnBA)コポリマーの相容性を犠牲にして達成される。これは、これら2種のコポリマー構造体は芳香族性を欠いているからである。結果として、SYLVALITE(商標)RE 110LおよびSYLVALITE(商標)RE 105Lで例示されているようなこのようなロジンエステルの低温ホットメルト接着剤用途(依然としてEVAおよびEnBA相容性でなければならない)における熱応力性能の寄与率は、要求の厳しい工業用接着剤用途に対して不十分となり得る。ホットメルト接着剤において使用されることになるロジンエステルは、食品と接触する物質としての承認を有し得る。このような食品と接触する物質として認可済みのロジンエステルの生成に使用することができるモノマー成分は好ましくは、EU Plastics Regulation(食物との接触が意図されているプラスチック材料および物品に対する規制(EU)No.10/2011)に列挙されている。
上記に概説されている検討材料に基づき、低温適用のホットメルト接着剤に適用されるロジンエステル樹脂に対する明白な商業的なおよび工業的な必要性が依然として存在し、このロジンエステルは、性能の点から重要なホットメルト接着特性(例えば熱応力耐性、接着剤(コ)ポリマー相容性、熱的酸化安定性、色安定性、および粘度安定性、貯蔵寿命ならびに接着性)にプラスに寄与し、何よりも、食品と接触する物質に関する承認に関連する規制を含む規制上の要件と合致する。加えて、スクリード/押出し塗布した熱可塑性配合物中の充填剤のより高い充填量を可能にし得る、またはスプレー塗布した化合物に対して結合剤としての役目を果たすことができる、ならびにガラスビーズ、滑り止め処理した凝集物および道路への改善された接着性(混ぜ込みおよびドロップオン)を介して性能を実質的に増加させることができる路面標示ライン用の高品質熱可塑性化合物の結合剤として適用されるロジンエステル樹脂に対する商業的なおよび工業的な必要性が存在する。加えて、改善された性能特性を提供するタイヤ用添加剤として、例えば、トレッド増強添加剤としてまたは粘着付与添加剤として利用され得るロジンエステル樹脂に対する必要性がさらに存在する。タイヤ業界において、高い軟化点のロジンエステルのような粘着付与剤は、タイヤのトレッドおよび側壁のような部分が粘着付与剤により一緒に結合されるタイヤ形成プロセスの間に有用となり得る。タイヤおよび他のゴム組成物において、例えば、その全体が本明細書に参照により組み込まれている、「Physical Chemistry of Macromolecules:Macro to Nanoscales」:C.H.Chan、C.H.Chia、S.Thomas編.Apple Academic Press/CRC Press、Taylor & Francis group、2014年、17章、476−502頁に記載されているように、石油ベースの粘着付与剤を、ロジンエステルのような環境に優しい樹脂で置き換える必要性がある。
欧州特許出願公開第1522566号明細書 米国特許第5120781号明細書
J.B.Class and S.G.Chu.「The viscoelastic properties of rubber−resin blends.II.The effect of resin molecular weight.」Journal of Applied Polymer Science 1985年、30巻、815−824頁 O’Brien、E.P;Germinario、L.T.;Robe、G.R.;Williams、T.;Atkins、D.G.;Moroney、D.A.;Peters、M.A.Fundamentals of hot−melt pressure−sensitive adhesive tapes:the effect of tackifier aromaticity.J.Adhesion Sci.Technol.2007年、21巻、637−661頁 Ambrosini著、Heat stress resistance of hot−melt adhesives、166−170頁、1993年9月、Tappi Journal 「Physical Chemistry of Macromolecules:Macro to Nanoscales」:C.H.Chan、C.H.Chia、S.Thomas編.Apple Academic Press/CRC Press、Taylor & Francis group、2014年、17章、476−502頁
(発明の要旨)
ロジンエステルおよびエチレンと重合する、1つ以上のエステル基を有する少なくとも1種の極性モノマーから誘導されたエチレンポリマーおよびロジンエステルを含む組成物が本明細書に提供されている。エチレンと重合する、1つ以上のエステル基を有する少なくとも1種の極性モノマーから誘導された低分子量エチレンポリマーは、アルカン酸ビニルモノマーまたはアクリル酸エステルモノマーまたはメタクリル酸エステルモノマーとエチレンの重合から少なくとも部分的に誘導されたコポリマーを含む。アルカン酸ビニルモノマーの例として、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、およびラウリン酸ビニルおよびモノカルボン酸の他のビニルエステルが挙げられる。例えば、アルカン酸ビニルから誘導されたコポリマーは、酢酸ビニルとエチレンのコポリマーであることができる(すなわち、ポリ(エチレン−co−酢酸ビニル)、EVA)。エチレンとの、アクリル酸エステルモノマーまたはメタクリル酸エステルモノマーの例として、これらに限定されないが、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールもしくは他のアルコールとの、アクリル酸から誘導されたエステル、またはメタノール、エタノール、ブタノールもしくは他のアルコールとの、メタクリル酸エステルから誘導されたエステルが挙げられる。アクリル酸またはメタクリル酸から誘導されたモノマーの例として、これらに限定されないが、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、およびメタクリル酸エチルが挙げられる。ランダムおよびブロックコポリマー、ならびにこれらのブレンドを本発明の実施に使用することができる。エチレン−アクリル酸エステル−無水マレイン酸から誘導されたターポリマーもしくはエチレン−酢酸ビニル−無水マレイン酸から誘導されたターポリマーもしくはエチレンアクリル酸エステルターポリマーベースの、またはアクリル酸エステル、エチレンおよびメタクリル酸グリシジルを本発明の実施に使用することができる。例えば、400グラム/10分またはこれより高いMI値を有する、例えば、750グラム/10分またはこれ超のMI値を有する、または900グラム/10分またはこれより高いMI値を有する比較的低分子量のエチレンコポリマーの混合物を含むホットメルト接着剤はまた、約100℃から約150℃の温度で適用することができ、並外れた強靱性、良好な耐熱性および許容可能な塗着粘度と共に良好な結合強度を有するホットメルト接着剤としても有用性を見出されている。例えば、750グラム/10分またはこれ超の高いメルトインデックス値を有する低分子量エチレンポリマーの例として、EnBAおよびEVAコポリマーおよびこれらのブレンドが挙げられる。MI値は、190℃で2.16kgの重量の加圧により、特定の直径および長さのキャピラリを介して10分間以内に流れる溶融ポリマーの押出し速度をグラムで測定したものであり、ASTM D 1238に従い一般的に測定される。
一実施形態では、本発明の組成物は、低いヒドロキシル価(例えば、ヒドロキシル価7、6、5、4、3、2、1またはこれ未満)、低い酸価(例えば、酸価12、11、10、5またはこれ未満)、25またはこれ未満のPAN数(例えば、22、20、18、15またはこれ未満のPAN数)、またはこれらの組合せを有するロジンエステルを含む。別の実施形態では、ロジンエステルは、1,100と2,000グラム/モル(ダルトン)の間の数平均モル質量(M)(時には数平均分子量と呼ばれる)を有する。さらなる実施形態では、ロジンエステルは、1,700と4,000ダルトンの間の質量平均モル質量(M)(時には重量平均分子量と呼ばれる)を有する。またさらなる実施形態では、ロジンエステルは、2,500と12,000ダルトンの間の3次モーメントまたは3乗平均モル質量(M)を有する。別の実施形態では、ロジンエステルは、10未満のガードナー色(純粋)を有する。さらなる実施形態では、ロジンエステルは高い軟化点(例えば、100℃より高い軟化点、または105.3℃より高い軟化点、または110℃より高い軟化点、または115℃より高い軟化点、または120℃より高い軟化点)を有する。またさらなる実施形態では、ロジンエステルは、高いガラス転移温度(T)(例えば、50℃より高いT、または55℃より高いT、または60℃より高いT、または65℃より高いT、または70℃より高いT、または75℃より高いT、または80℃より高いT)を有する。またさらなる実施形態では、約100℃から約150℃の温度で適用することができるホットメルト接着剤を含有するロジンエステルは、高い熱応力耐性合格温度、Arizona Chemical Company、LLCから市販されている、または市販されてきたSYLVALITE(商標)RE 118、またはSYLVALITE(商標)RE 110L、またはSYLVALITE(商標)RE 105Lのようなロジンエステルの熱応力耐性合格温度と比較して、ほぼ同じ値に相当する、またはこれより高い熱応力耐性合格温度の値を有する。またさらなる実施形態では、約100℃から約150℃の温度で適用することができるホットメルト接着剤を含有する熱的に熟成したロジンエステルは、ある特定の温度、例えば、130℃もしくはこれより高い温度、または100℃もしくはこれより高い温度、または80℃もしくはこれより高い温度での、溶融したホットメルト接着剤試料を介した光透過度という観点から良好な相容性を有する。別の実施形態では、ロジンエステルは、ロジンを用いたDiels−Alder反応ステップまたはEne反応ステップが適用されていない、主にエステル化に基づく化学反応手順の結果である。別の実施形態では、ロジンエステルは、不均化触媒が使用されない化学反応手順の結果である。別の実施形態では、ロジンエステルは、比較的低量、例えば、すべての反応物の重量に対して0.2重量%未満、または0.15重量%未満、または0.10重量%未満、または0.05重量%未満、または0.02重量%未満、または0.01重量%未満の不均化触媒が使用された化学反応手順の結果である。別の実施形態では、ロジンエステルは、比較的低量、例えば、すべての反応物の重量に対して0.2重量%未満、または0.15重量%未満、または0.10重量%未満、または0.05重量%未満、または0.02重量%未満、または0.01重量%未満の硫黄を含有する不均化触媒が使用された化学反応手順の結果である。別の実施形態では、エステル化反応後、任意の硫黄含有抗酸化剤または硫黄含有添加剤の添加前の、揮散したロジンエステルは硫黄のppm含有量の第1の値を有し、適用されたロジン反応物は硫黄のppm含有量の第2の値を有し、硫黄のppm含有量の第1の値から硫黄のppm含有量の第2の値を引いた値は、例えば、200より低い、もしくは100より低い、または硫黄のppm含有量の第1の値は硫黄のppm含有量の第2の値と等しい、または硫黄のppm含有量の第1の値は硫黄のppm含有量の第2の値より低い、または硫黄のppm含有量の第1の値を硫黄のppm含有量の第2の値で割った値は0.92と等しいもしくはこれより低い、または硫黄のppm含有量の第1の値を硫黄のppm含有量の第2の値で割った値は0.82と等しいもしくはこれより低い、または硫黄のppm含有量の第1の値を硫黄のppm含有量の第2の値で割った値は0.77と等しいもしくはこれより低い、または硫黄のppm含有量の第1の値を硫黄のppm含有量の第2の値で割った値は0.75と等しいもしくはこれより低い、または硫黄のppm含有量の第1の値を硫黄のppm含有量の第2の値で割った値は0.73と等しいもしくはこれより低い、または硫黄のppm含有量の第1の値を硫黄のppm含有量の第2の値で割った値は0.70と等しいもしくはこれより低い、または硫黄のppm含有量の第1の値を硫黄のppm含有量の第2の値で割った値は0.65と等しいもしくはこれより低い。硫黄含有抗酸化剤のロジンエステルへの添加は、結果として生じるロジンエステル/抗酸化剤混合物の硫黄含有量を増加させることに注目すべきである。一般的な硫黄含有抗酸化剤の例は、Irganox(登録商標)565である。Irganox(登録商標)565は分子式C3356OSを有し、結果的に、約10.9%(w/w)の硫黄含有量を有する。これにより、Irganox(登録商標)565のような硫黄含有添加剤および抗酸化剤をロジンエステルバッチへ加えることにより、硫黄含有量を結果として増加させるという計算が可能となる。抗酸化剤は、多くの場合、これらの酸化安定性、色安定性を改善するため、または製品の貯蔵寿命を増加させるためにロジンエステルに加える。ガムロジンおよび水素化ガムロジンは、一般的に低いまたはごくわずかな硫黄含有量(例えば、10ppm未満の硫黄含有量)を有するのに対して、トール油ロジンは典型的に高い硫黄含有量を有することにもまた注目すべきである。低いまたはごくわずかなロジン硫黄値(例えば<10ppmであり、この値は適用されたAntek硫黄測定法の検出限界を示す)から出発して、エステル化反応後得た、揮散したロジンエステルの硫黄含有量の低減は、量的表現において少量またはごくわずかでなければならないことは当業者に明白である。本発明の好ましい条件下で、すなわち比較的少量の硫黄を含有する不均化触媒を使用することによって、または硫黄を含有しない不均化触媒を使用することによって、このようなガムロジンまたは水素化ガムロジンの場合、非常に低いまたはごくわずかなロジンエステル硫黄含有量は、適用されるロジン反応物の硫黄含有量の値と同様または等しい結果となる。エステル化反応後得た、揮散したロジンエステルにおける硫黄含有量の有意な低減は、トール油ロジンまたはある特定の重合したロジン(Dymerex(商標)のような)のような硫黄含有ロジンまたはロジン誘導体が、好ましくは硫黄を含有する不均化触媒の非存在下で使用される場合にのみ予想され得ることは当業者に明白である。
別の実施形態では、得られたロジンエステルは、パラジウム、ニッケルおよび白金のppm含有量の値の第1の合計を有し、ロジンは、パラジウム、ニッケルおよび白金のppm含有量の値の第2の合計を有し、パラジウム、ニッケルおよび白金のppm含有量の値の第1の合計は、パラジウム、ニッケルおよび白金のppm含有量の値の第2の合計より低いまたはこれと等しい。別の実施形態では、得られたロジンエステルは、ヨウ素のppm含有量の第1の値を有し、ロジンは、ヨウ素のppm含有量の第2の値を有し、ヨウ素のppm含有量の第1の値は、ヨウ素のppm含有量の第2の値より低いまたはこれと等しい。一実施形態では、ロジンエステルは、エノファイルもしくはジエノフィルが反応物の1つとして適用されていない化学反応手順の結果である。別の実施形態では、ロジンエステルは、アルファ、ベータ不飽和カルボン酸、またはこれらから誘導されたエステルが反応物の1つとして適用されていない化学反応手順の結果である。さらなる実施形態では、ロジンエステルは、フマル酸またはマレイン酸または無水マレイン酸またはシトラコン酸またはメサコン酸またはイタコン酸またはアクリル酸が、エステル化前にロジンとの反応物の1つとして適用されていない化学反応手順の結果である。またさらなる実施形態では、ロジンエステルは、無水マレイン酸で修飾されたチャイニーズガムロジンから誘導されたものではない。ジエノフィルは、Diels−Alder反応においてジエンと反応する基質である。エノファイルは、Ene反応においてアルケンと反応する基質である。無水マレイン酸のような反応性ジエノフィルはまた、Ene反応においてエノファイルとして反応することもできる。Diels−Alder反応、Ene反応、エノファイルおよびジエノフィルについてのより包括的な情報は、その全体が本明細書に参照により組み込まれている、M.B.Smith and J.March:「Advanced organic chemistry」、1103−1105頁およびp.1194−1215頁、6版、(2007年)John Wiley & Sons、New Jerseyにおいて見出すことができる。一実施形態では、ロジンエステルは、ホルムアルデヒドが反応物の1つとして適用されていない化学反応手順の結果である。別の実施形態では、ロジンエステルは、フェノールが反応物の1つとして適用されていない化学反応手順の結果である。さらなる実施形態では、ロジンエステルは、フェノール系で修飾されていないロジンエステルである。別の実施形態では、ロジンエステルは、イソフタル酸またはテレフタル酸またはフタル酸もしくはこれらから誘導されたエステルまたはフタル酸無水物のような芳香族ジカルボン酸が反応物の1つとして適用されていない化学反応手順の結果である。
ロジンエステルは、トール油ロジン、ガムロジン、ウッドロジン、またはこれらの組合せから誘導されたものであってよい。ある特定の実施形態では、ロジンエステルは、10またはこれ未満のガードナー色を有する。1種より多くのロジンエステルのブレンドを本発明の実施において使用することができる。1種以上のロジンエステルと、接着剤業界で粘着付与剤として公知の1種以上の他の樹脂とのブレンドを本発明の実施において使用することができる。このような粘着付与剤は、例えば、MehaffyらのUS6,117,945、およびLiuのUS8,921,464B2に記載されており、HanerらのEP1,522,566A2に記載されている。このような粘着付与剤として、これらに限定されないが、ロジン、ロジン誘導体、ロジンエステル、脂肪族炭化水素樹脂、芳香族炭化水素樹脂、テルペンフェノール系、芳香族で修飾された脂肪族炭化水素、およびスチレン、アルファ−メチルスチレン、ビニルトルエンから誘導された樹脂ならびにこのポリマー、コポリマーおよびターポリマーが挙げられる。別の実施形態では、ロジンエステルは、例えば、約170℃、または170℃より高い温度で、ロジンおよび少なくとも1種のカルボン酸部分を含有する他の任意選択の反応物を、アルコールと接触させるステップ、ならびに290−300℃の最大温度で、エステル化触媒の非存在下もしくは存在下で、および不均化触媒の非存在下で、またはすべての反応物の重量に対して0.05重量%の最大量の不均化触媒を用いてエステル化するステップを含む方法であって、このロジンエステルが、トール油ロジン(例えば、SYLVAROS(登録商標)85、SYLVAROS(登録商標)90、SYLVAROS(登録商標)HYRおよびSYLVAROS(登録商標)NCYを含むトール油ロジン、または部分的に水素化したトール油ロジン、または高度に水素化したトール油ロジン)、ガムロジン(例えばピヌス・エリオッティ(Pinus elliottii)、ピヌス・メルクシ(Pinus merkusii)、ピヌス・トロピカーナ(Pinus tropicana)、およびピヌス・マッソニアーナ(Pinus massoniana)を含むピヌス種、または部分的に水素化したガムロジン、もしくは高度に水素化したガムロジンを含む)、ウッドロジンもしくは部分的に水素化したウッドロジン、または高度に水素化したウッドロジン、またはこれらの組合せから誘導されたものであり、ロジンエステル合成開始前の最終反応物混合物が、ヒドロキシル官能価の全化学量論的量と比較して化学量論的過剰のカルボン酸官能価を含有する方法を含む方法で合成される。
ある特定の実施形態では、組成物は、EVAベースのホットメルト接着剤のようなホットメルト接着剤である。一実施形態では、ホットメルトは、エチレンと重合する、1つ以上のエステル基を有する少なくとも1種の極性モノマーから誘導されたエチレンポリマーを含む(例えば、エチレンと酢酸ビニルから誘導されたポリマーまたはエチレンとアクリル酸n−ブチルから誘導されたポリマー)。一実施形態では、エチレンポリマーは、ホットメルト接着剤組成物の約20重量%から約60重量%(またはホットメルト接着剤組成物の約30重量%から約40重量%)の量で存在してもよく、ロジンエステルは、ホットメルト接着剤組成物の約10重量%から約60重量%(またはホットメルト接着剤組成物の約30重量%から約40重量%)であることができる。ホットメルト接着剤は、追加の粘着付与剤、ワックス、安定剤(例えば、抗酸化剤)、および充填剤を含めた、1種以上の追加の成分をさらに含むことができる。一部の実施形態では、ホットメルト接着剤は、ワックスまたは1種より多くのワックスをさらに含む。ワックスの例は、Sasolwax(登録商標)C80およびSasolwax(登録商標)6805である。ある特定の実施形態では、組成物は、ホットメルト接着剤であり、750グラム/10分またはこれより高いMI値を有する、アルカン酸ビニルから誘導されたポリマーはEVAであり、例えば、約10重量%から約40重量%の酢酸ビニルから誘導されたEVA(または、EVAの重量に基づき、約17重量%から約34重量%の酢酸ビニル)である。ある特定の実施形態では、組成物はホットメルト接着剤であり、アルカン酸ビニルから誘導されたポリマーはEVAであり、例えば、EVAの重量に基づき、約10重量%から約40重量%の酢酸ビニル(または約17重量%から約34重量%の酢酸ビニル)から誘導されたEVAである。ある特定の実施形態では、組成物はホットメルト接着剤であり、エチレンとアクリレートから誘導されたポリマーはEnBAである。ある特定の実施形態では、組成物は、EVAとEnBAのポリマーブレンドを含有するホットメルト接着剤である。ある特定の実施形態では、このような低温適用ホットメルト接着剤に適用されるポリマーは、例えば、750グラム/10分もしくはこれより高いMI値を有するEnBAコポリマーまたは例えば、750グラム/10分もしくはこれより高いMI値を有するEVAコポリマー、またはこれらのブレンドである。組成物は、177℃の温度のような、100℃より高い温度のような高温での老化(熱老化)に対して改善された粘度安定性を示すことができる。例えば、一部の実施形態では、組成物は、177℃で96時間の定温放置の際に粘度において20%未満の変化を示す(例えば、粘度における15%未満の変化、または粘度における10%未満の変化)。組成物はまた、熱老化の際に改善された色安定性を示すことができ、これは、示差走査熱量測定(DSC)を使用して酸化安定性を測定することにより実証することができる。一部の実施形態では、組成物は、177℃で96時間定温放置後、14またはこれ未満のガードナー色(例えば、12もしくはこれ未満、10もしくはこれ未満、8もしくはこれ未満、または5もしくはこれ未満)を有する。組成物はまた、140℃、120℃または100℃のようなより低い老化温度での、8日間またはこれより長い間のような、長期の老化時間での定温放置の際に改善された粘度安定性を示すことができる。組成物はまた、110℃、130℃または150℃のような、177℃よりも低い老化温度での、4日またはこれより長い間の定温放置の際に改善された相容性を示すことができる。組成物はまた、177℃で、0時間、2時間、5時間、10時間、16時間、または48時間のような、4日間より短い期間の定温放置の際に改善された相容性を示すことができる。
ホットメルト接着剤を含む、ポリマー組成物を調製するための方法もまた提供される。ポリマー組成物を調製するための方法は、エチレンと重合する、1つ以上のエステル基を有する少なくとも1種の極性モノマーから誘導されたエチレンポリマーと、7、6、5またはこれ未満のヒドロキシル価を有する1つ以上のロジンエステルとを混合することを含むことができる。方法は、1つ以上の追加の成分を、1種以上の追加の相容性ポリマー、コポリマーもしくはターポリマー、グラフトポリマー、官能化ポリマー、グラフトコポリマー、グラフトターポリマー、官能化コポリマー、または官能化ターポリマーのような組成物とブレンドすることをさらに含むことができる。グラフトポリマーの例は、無水マレイン酸グラフトポリマーである。方法は、1種以上の追加の成分を、1種以上の追加の粘着付与剤もしくはロジンエステルもしくは1種より多くのロジンエステルの混合物のような樹脂、1種以上のワックス、安定剤(例えば、1種以上の抗酸化剤)、1種以上の可塑剤、1種以上の充填剤、1種以上のテンプレート剤、色素および染料、またはこれらの組合せのような組成物に加えることをさらに含むことができる。方法は、ロジンをエステル化して、7,6、5またはこれ未満のヒドロキシル価を有するロジンエステルを得ることをさらに含むことができ、このロジンエステルは次いでコポリマーと混合することができる。
高温性能と低温性能の優れた平衡化を有するホットメルト接着剤はまた、エチレン−アクリル酸2−エチルヘキシル(EEHA)コポリマーを使用して得ることもできることが報告されている。EEHAは、EVAおよびEnBAより低いガラス転移温度(T<−50℃)、高い融点温度(T>70℃.)、および低い両極性をそれぞれ有する(その全体が本明細書に参照により組み込まれているGongらのUS7,208,541B2)。EEHAは、本発明の実施において使用することができる。
本発明によるロジンエステル1を用いて調製されたホットメルト接着剤1の時間経過による濁度のグラフを図示する図である。 ロジンエステル2を用いて調製された比較用ホットメルト接着剤2の時間経過による濁度のグラフを図示する図である。 本発明によるロジンエステル3を用いて調製されたホットメルト接着剤5の時間経過による濁度のグラフを図示する図である。 ロジンエステル4を用いて調製された比較用ホットメルト接着剤6の時間経過による濁度のグラフを図示する図である。 本発明によるロジンエステル6を用いて調製されたホットメルト接着剤7の時間経過による濁度のグラフを図示する図である。 ロジンエステル7を用いて調製された比較用ホットメルト接着剤8の時間経過による濁度のグラフを図示する図である。 比較用ロジンエステル21(SYLVALITE(商標)RE 118)を用いて調製された比較用ホットメルト接着剤9の時間経過による濁度のグラフを図示する図である。 熱応力耐性試験における適用された段ボール寸法を示す図である。 熱応力耐性試験における接着された段ボール片を示す図である。より大きい段ボール片は、より小さい段ボール片を部分的に覆っている。 熱応力耐性試験中におけるBinder人工気候室内の接着された段ボール片および100gの重量の側面図を示す図である。
エチレンと重合する、1つ以上のエステル基を有する少なくとも1種の極性モノマーから誘導されたエチレンポリマーまたはこのようなポリマーの2種以上のブレンド、ならびにロジンエステルを含む組成物が本明細書に提供されている。好ましくは400グラム/10分またはより高いMI値を有する、例えば750グラム/10分またはより高いMI値を有する、または900グラム/10分またはより高いMI値を有する、エチレンと重合する、1つ以上のエステル基を有する少なくとも1種の極性モノマーから誘導されたエチレンポリマー、またはこのようなポリマーの2種以上のブレンド、ならびにロジンエステルを含む組成物もまた提供される。
本発明の極性モノマー中のエステル基は、酢酸ビニルにより例示されるようなアルカン酸ビニルの場合のように、そのアルコキシ部分を用いてモノマーのビニル部分に共有結合で連結することができ、またはアクリル酸n−ブチルにより例示されるようなアクリル酸エステルもしくはメタクリル酸エステルの場合のように、そのアシル炭素原子を用いてモノマーのビニル部分に連結することができる。
特定の特性(例えば、低いヒドロキシル価、低い酸価、比較的低いPAN数、またはこれらの組合せ)を有するロジンエステルを、エチレンと重合する、1つ以上のエステル基を有する少なくとも1種の極性モノマーから誘導されたエチレンポリマーを組み込むことによって、結果として得た組成物は、高温での老化(熱老化)に対して改善された粘度安定性を示すことができる。特定の特性(例えば、低いヒドロキシル価、低い酸価、比較的低いPAN数、ロジン反応物と比較して比較的低い硫黄含有量、比較的低い芳香族含有量、またはこれらの組合せ)を有するロジンエステルを、400グラム/10分もしくはこれより高いMI値を有する、例えば、750グラム/10分もしくはこれより高いMI値を有する、または、例えば、900グラム/10分もしくはこれより高いMI値を有する、エチレンと重合する、1つ以上のエステル基を有する少なくとも1種の極性モノマーから誘導されたエチレンポリマーに組み込むことによって、結果として得た組成物は、より高い温度、例えば100℃より高い温度でより高いレベルの相容性を示すことができ、結果として得た組成物は、100℃より高い温度のような高温での老化(熱老化)に対してより高いレベルの相容性を示すことができる。一部の実施形態では、ロジンエステルは、1つより多くの種類のロジンエステルを含む。一部の実施形態では、ロジンエステルは、接着剤業界において粘着付与剤として公知の他の樹脂とブレンドすることができる。
例えば、750グラム/10分またはこれより高いMI値を有する、エチレンとアルカン酸ビニルから誘導された低分子量コポリマーは、1つ以上のアルカン酸ビニルモノマーとエチレンとの重合から誘導されたポリマーを含む。例えば、750グラム/10分もしくはこれより高いMI値を有する、または例えば、900グラム/10分もしくはこれより高いMI値を有する、エチレンとアルカン酸ビニルから誘導されたコポリマーは、例えば、1つ以上のアルカン酸ビニルモノマーおよびエチレンを含むモノマー混合物のラジカル重合により得ることができる。言い換えると、例えば、750グラム/10分またはこれより高いMI値を有する、エチレンとアルカン酸ビニルから誘導されたコポリマーは、ポリ(エチレン−co−酢酸ビニル)、EVAの場合のように、1つ以上のアルカン酸ビニルモノマー(例えば、アルカン酸ビニルモノマー単位)とエチレンとの共重合(例えば、ラジカル重合)により得たモノマー単位を含有すると言うことができる。これらの実施形態では、400グラム/10分またはこれより高いMI値を有する、例えば、750グラム/10分もしくはこれより高いMI値を有する、または900グラム/10分もしくはこれより高いMI値を有する、エチレンと1種以上のアルカン酸ビニルから誘導されたコポリマーは、異なる量のアルカン酸ビニルおよびエチレンを含むモノマー混合物から誘導されることによって、特定の用途に対して適切な化学的特性および物理的特性を有するコポリマーを得ることができる。
アルカン酸ビニルモノマーは、アルキルカルボニルオキシ基またはホルミルオキシ基の酸素原子への単結合で共有結合しているビニル部分を構成する。アルキルカルボニルオキシ基は一般的にアルカノイルオキシ基とも呼ばれる。アルキルカルボニルオキシ基のアルキル部分は、本明細書で使用される場合、直鎖アルキル、アルケニル、またはアルキニル基、分枝鎖アルキル、アルケニル、もしくはアルキニル基、シクロアルキルもしくはシクロアルケニル(脂環式)基、アルキル置換シクロアルキルもしくはシクロアルケニル基、シクロアルキル置換アルキルもしくはアルケニル基、アリールアルキル基、またはシンナミル基を含む、飽和または不飽和の脂肪族基の基を指す。一部の実施形態では、アルキル基は、30個またはこれより少ない炭素原子をその骨格内に含む(例えば、直鎖に対してC1−C30、分枝鎖に対してC3−C30)。例えば、アルキル基は、20個もしくはこれより少ない炭素原子、12個もしくはこれより少ない炭素原子、8個もしくはこれより少ない炭素原子、または6個もしくはこれより少ない炭素原子をその骨格内に含むことができる。アルキル基の代表的なものは、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、エチルヘキシル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、ヘプタデシル、オクタデシルなどである。アルキルという用語は、非置換アルキルと置換アルキルの両方を含み、後者は、炭化水素骨格の1個以上の炭素上の水素を置き換えている、ハロゲン(FまたはCl)、ハロアルキル(例えば、−CFまたはCCl)のような1つ以上の置換基を有するアルキル基を指す。アルキル基はまた、エーテル部分のようにアルキル基の炭素骨格内に1個または2個の酸素原子を含むことができる。アリールアルキルとは、本明細書で使用される場合、アリール基(例えば、フェニル基またはベンジル基のような芳香族炭化水素から誘導される)で置換されているアルキル基を指す。シンナミル基とは、本明細書で使用される場合、3位にフェニル置換基が結合しているアリル基を指す。適切なアルカン酸ビニルモノマーとして、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、吉草酸ビニル、イソ吉草酸ビニル、カプロン酸ビニル、イソカプロン酸ビニル、ビニル2−エチルヘクサノエート、イソオクタン酸ビニル、ノナン酸ビニル、デカン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ピバル酸ビニル、パルミチン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、ケイヒ酸ビニルおよびベルサチン酸ビニルが挙げられる。一部の実施形態では、アルカン酸ビニルモノマーとして、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、およびこれらの組合せからなる群から選択されるモノマーが挙げられる。ある特定の実施形態では、アルカン酸ビニルモノマーとして酢酸ビニルが挙げられる。
一部の実施形態では、例えば、750グラム/10分もしくはこれより高いMI値、または例えば、900グラム/10分もしくはこれより高いMI値を有する、エチレンとアルカン酸ビニル(例えば、酢酸ビニル)から誘導された低分子量コポリマーは、ポリマーを形成するために重合されたすべてのモノマーの総重量に基づき、少なくとも約5重量%のアルカン酸ビニルモノマー(例えば、酢酸ビニル)(例えば、少なくとも7.5重量%、少なくとも9重量%、少なくとも10重量%、少なくとも11重量%、少なくとも12重量%、少なくとも13重量%、少なくとも14重量%、少なくとも15重量%、少なくとも16重量%、少なくとも17重量%、少なくとも18重量%、少なくとも19重量%、少なくとも20重量%、少なくとも21重量%、少なくとも22重量%、少なくとも23重量%、少なくとも24重量%、少なくとも25重量%、少なくとも26重量%、少なくとも27重量%、少なくとも28重量%、少なくとも29重量%、少なくとも30重量%、少なくとも31重量%、少なくとも32重量%、少なくとも33重量%、少なくとも34重量%、少なくとも35重量%、少なくとも37.5重量%、少なくとも40重量%、少なくとも45重量%、少なくとも50重量%、少なくとも55重量%、少なくとも60重量%、少なくとも65重量%、少なくとも70重量%、少なくとも75重量%、少なくとも80重量%、少なくとも85重量%、または少なくとも90重量%、最大95重量%まで)から誘導される。一部の実施形態では、例えば、750グラム/10分またはこれより高いMI値を有する、例えば、900グラム/10分またはこれより高いMI値を有する、エチレンとアルカン酸ビニルから誘導された低分子量ポリマーは、ポリマーを形成するために重合されたすべてのモノマーの総重量に基づき、約95重量%またはこれ未満のアルカン酸ビニルモノマー(例えば、酢酸ビニル)(例えば、90重量%もしくはこれ未満、85重量%もしくはこれ未満、80重量%もしくはこれ未満、75重量%もしくはこれ未満、70重量%もしくはこれ未満、65重量%もしくはこれ未満、60重量%もしくはこれ未満、55重量%もしくはこれ未満、50重量%もしくはこれ未満、45重量%もしくはこれ未満、40重量%もしくはこれ未満、37.5重量%もしくはこれ未満、35重量%もしくはこれ未満、34重量%もしくはこれ未満、33重量%もしくはこれ未満、32重量%もしくはこれ未満、31重量%もしくはこれ未満、30重量%もしくはこれ未満、29重量%もしくはこれ未満、28重量%もしくはこれ未満、27重量%もしくはこれ未満、26重量%もしくはこれ未満、25重量%もしくはこれ未満、24重量%もしくはこれ未満、23重量%もしくはこれ未満、22重量%もしくはこれ未満、21重量%もしくはこれ未満、20重量%もしくはこれ未満、19重量%もしくはこれ未満、18重量%もしくはこれ未満、17重量%もしくはこれ未満、16重量%もしくはこれ未満、15重量%もしくはこれ未満、14重量%もしくはこれ未満、13重量%もしくはこれ未満、12重量%もしくはこれ未満、11重量%もしくはこれ未満、10重量%もしくはこれ未満、9重量%もしくはこれ未満、または7.5重量%もしくはこれ未満、最低5重量%まで)から誘導される。
例えば、750グラム/10分またはこれより高いMI値を有する、例えば、900グラム/10分またはこれより高いMI値を有する、エチレンとアルカン酸ビニル(例えば酢酸ビニル)から誘導された低分子量コポリマーは、上記最小値のいずれかから上記最大値のいずれかまでの範囲の量のアルカン酸ビニル(例えば、酢酸ビニル)から誘導されたコポリマーであることができる。例えば、750グラム/10分またはこれより高いMI値を有する、例えば、900グラム/10分またはこれより高いMI値を有する、エチレンとアルカン酸ビニル(例えば、酢酸ビニル)から誘導されるポリマーは、ポリマーを形成するために重合されたすべてのモノマーの総重量に基づき、5重量%から95重量%未満のアルカン酸ビニルモノマー(例えば、酢酸ビニル)(例えば、5重量%から75重量%の、酢酸ビニルのようなアルカン酸ビニルモノマー、10重量%から40重量%の、酢酸ビニルのようなアルカン酸ビニルモノマー、または17重量%から34重量%の、酢酸ビニルのようなアルカン酸ビニルモノマー)から誘導されたコポリマーであることができる。
例えば、750グラム/10分またはこれより高いMI値を有する、例えば、900グラム/10分またはこれより高いMI値を有する、エチレンとアルカン酸ビニルモノマー(例えば、酢酸ビニル)から誘導された低分子量ターポリマーおよび1つ以上のエチレン性不飽和モノマーの場合、任意の適切なエチレン性不飽和モノマーをターポリマーに組み込むことによって、低温ホットメルト接着剤用途に対して所望の化学的特性および物理的特性を有するターポリマーを得ることができる。例として、例えば、750グラム/10分またはこれより高いMI値を有する、例えば、900グラム/10分またはこれより高いMI値を有するターポリマーに組み込むことができる適切な低分子量のエチレン性不飽和モノマーは、(メタ)アクリレートモノマー、ビニル芳香族モノマー(例えば、スチレン)、カルボン酸のビニルエステル、(メタ)アクリロニトリル、ハロゲン化ビニル、ビニルエーテル、(メタ)アクリルアミドおよび(メタ)アクリルアミド誘導体、エチレン性不飽和脂肪族モノマー(例えば、エチレン、ブチレン、ブタジエン)、およびこれらの組合せが挙げられる。本明細書で使用される場合、「(メタ)アクリレートモノマー」という用語は、アクリレート、メタクリレート、ジアクリレート、およびジメタクリレートモノマーを含む。同様に、「(メタ)アクリロニトリル」という用語は、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどを含み、「(メタ)アクリルアミド」という用語は、アクリルアミド、メタクリルアミドなどを含む。
適切な(メタ)アクリレートモノマーは、3から6個の炭素原子を有するα,β−モノエチレン性不飽和モノカルボン酸およびジカルボン酸と、1から20個の炭素原子を有するアルカノールのエステル(例えば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、またはイタコン酸と、C−C20、−C12、C−C、またはC−Cアルカノールのエステル)を含む。例示的な(メタ)アクリレートモノマーとして、これらに限定されないが、アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸n−ヘプチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸2−メチルヘプチル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸n−ノニル、(メタ)アクリル酸イソノニル、(メタ)アクリル酸n−デシル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸トリデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸グリシジル、クロトン酸アルキル、酢酸ビニル、マレイン酸ジ−n−ブチル、マレイン酸ジ−オクチル、(メタ)アクリル酸アセトアセトキシエチル、(メタ)アクリル酸アセトアセトキシプロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸アリル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エトキシエチル、(メタ)アクリル酸2−メトキシ、(メタ)アクリル酸2−(2−エトキシエトキシ)(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸2−プロピルヘプチル、(メタ)アクリル酸2−フェノキシエチル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸カプロラクトン、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸2,3−ジ(アセトアセトキシ)プロピル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシプロピル、メチルポリグリコール(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル(メタ)アクリレート、1,6ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4ブタンジオールジ(メタ)アクリレートおよびこれらの組合せが挙げられる。
適切なビニル芳香族化合物として、スチレン、α−およびp−メチルスチレン、α−ブチルスチレン、4−n−ブチルスチレン、4−n−デシルスチレン、ビニルトルエン、およびこれらの組合せが挙げられる。カルボン酸の適切なビニルエステルとして、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バーサチック酸ビニルエステル、およびこれらの組合せのような、20個までの炭素原子を含むカルボン酸ビニルエステルが挙げられる。適切なハロゲン化ビニルとして、塩化ビニルおよび塩化ビニリデンのような、塩素、フッ素または臭素で置換されているエチレン性不飽和化合物を挙げることができる。適切なビニルエーテルとして、例えば、ビニルメチルエーテルまたはビニルイソブチルエーテルのような、1から4個の炭素原子を含む、アルコールのビニルエーテルを挙げることができる。2から8個の炭素原子および1つまたは2つの二重結合を有する脂肪族炭化水素として、例えば、2から8個の炭素原子および1つのオレフィン性二重結合を有する、エチレンのような炭化水素、ならびに4から8個の炭素原子および2つのオレフィン性二重結合を有する、ブタジエン、イソプレン、およびクロロプレンのような炭化水素を挙げることができる。
一部の実施形態では、例えば、750グラム/10分またはこれより高いMI値を有する、例えば、900グラム/10分またはこれより高いMI値を有する、エチレンとアルカン酸ビニルから誘導された低分子量コポリマーは、酢酸ビニルから誘導されたコポリマーであることができる。ある特定の実施形態では、エチレンと酢酸ビニルから誘導されたコポリマーはポリ(エチレン−co−酢酸ビニル)(EVA)である。EVAはエチレンと酢酸ビニルから誘導されたコポリマーである。EVAは、ホットメルト接着剤中のコポリマーとして、道路標識および路面標識用途、生物医学的用途(例えば、制御放出型ドラッグデリバリーに対するマトリックスとして)、プラスチックフィルム中の添加剤として、および様々な消費者製品における発泡剤としての用途を含む様々な用途に広く使用されている。
任意選択で、好ましくは、750グラム/10分またはこれより高いMI値を有する低分子量EVAコポリマーは、ブタジエンのような適切なオレフィンモノマーでグラフトすることによって、特定の用途に対して必要とされる特定の化学的特性および物理的特性を有するコポリマーを得ることができる。例えば、これらの全体が本明細書に参照により組み込まれている、DiRossiの米国特許第3,959,410号およびAtwellらの米国特許第5,036,129号を参照されたい。
ある特定の実施形態では、例えば、750グラム/10分またはこれより高いMI値を有する、酢酸ビニルから誘導された低分子量ポリマーは、ポリマーを形成するために重合されたすべてのモノマーの総重量に基づき、9重量%から45重量%未満の酢酸ビニル、(例えば、17重量%から40重量%の酢酸ビニル、17重量%から34重量%の酢酸ビニル、または25重量%から30重量%の酢酸ビニル)から誘導されたEVAである。一実施形態では、例えば、750グラム/10分またはこれより高いMI値を有する、酢酸ビニルから誘導された低分子量ポリマーは、約28重量%の酢酸ビニルから誘導されたEVAである。エチレン酢酸ビニルコポリマーは、DuPont Chemical Co.、Wilmington、DEから、メルトインデックス800およびコポリマー中の酢酸ビニル含有量約28重量%を有する、Elvax(商標)(例えば、ELVAX(商標)205W)という商標名で入手可能である、または入手可能であった。他のエチレン酢酸ビニルコポリマーは、Exxon Chemical Co.からESCORENE(商標)(例えば、UL7505)という商標名またはArkemaからEVATANE(商標)という商標名、またはLyondellBasellからULTRATHENE(商標)という商標名で入手可能である、または入手可能であった。EVATANE(商標)28−800は、約30−32重量%の酢酸ビニル含有量を有し、約700−900グラム/10分のMI値を有する代表的な例である。
一部の実施形態では、例えば、750グラム/10分またはこれより高いMI値を有する、エチレンとアルカン酸ビニル(例えば、酢酸ビニル)から誘導された低分子量コポリマーは、ISO11357−3:2011に記載されている標準方法を使用して示差走査熱量測定(DSC)で測定した場合、25℃超の溶融温度(例えば、30℃超、35℃超、40℃超、45℃超、50℃超、55℃超、60℃超、65℃超、70℃超、75℃超、80℃超、85℃超、90℃超、または95℃超)を有する。750グラム/10分またはこれより高いMI値を有する、エチレンとアルカン酸ビニル(例えば、酢酸ビニル)から誘導されたコポリマーは、100℃未満の溶融温度(例えば、95℃未満、90℃未満、85℃未満、80℃未満、75℃未満、70℃未満、65℃未満、60℃未満、55℃未満、50℃未満、45℃未満、40℃未満、35℃未満、または30℃未満)を有することができる。
750グラム/10分またはこれより高いMI値を有する、エチレンとアルカン酸ビニル(例えば、酢酸ビニル)から誘導された低分子量コポリマーは、上記最小値のいずれかから上記最大値のいずれかまでの範囲の溶融温度を有することができる。例えば、アルカン酸ビニル(例えば、酢酸ビニル)から誘導されたポリマーは、ISO11357−3:2011に記載されている標準方法を使用して示差走査熱量測定(DSC)で測定した場合、25℃から100℃(例えば、25℃から90℃、35℃から85℃、または50℃から80℃)の溶融温度を有することができる。
例えば、400グラム/10分もしくはこれより高い、例えば750グラム/10分もしくはこれより高いMI値を有する、または例えば、900グラム/10分もしくはこれより高いMI値を有する、エチレンとアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルから誘導された低分子量ポリマーとして、1つ以上のアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルモノマーとエチレンとの重合から得られるものが挙げられる。例えば、750グラム/10分またはこれより高いMI値を有する、例えば、900グラム/10分またはこれより高いMI値を有する、エチレンとアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルから誘導されたコポリマーは、例えば、1つ以上のアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルモノマーおよびエチレンを含むモノマー混合物のラジカル重合により得ることができる。言い換えると、750グラム/10分またはこれより高いMI値を有する、例えば、900グラム/10分またはこれより高いMI値を有する、エチレンとアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルから誘導されたコポリマーは、エチレンn−ブチルアクリレートコポリマー、EnBAの場合にように、1つ以上のアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルモノマー(例えば、アクリル酸n−ブチルモノマー単位)とエチレンとの共重合(例えば、ラジカル重合)により得られるモノマー単位を含有すると言われ得る。
例示的アクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルモノマーとして、これらに限定されないが、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールもしくは他のアルコールとのアクリル酸エステル、またはメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールもしくは他のアルコールとのメタクリル酸エステルが挙げられる。アクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルから誘導されたモノマーの例として、これらに限定されないがアクリル酸n−ブチル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、およびメタクリル酸エチルが挙げられる。ランダムコポリマー、ブロックコポリマー、ターポリマーおよびグラフトポリマーならびにこれらのブレンドを、本発明の実施において使用することができる。ホモポリマーと、本発明のコポリマーまたはターポリマーの相容性ブレンドを本発明の実施において使用することができる。
一部の実施形態では、例えば、750グラム/10分またはこれより高いMI値を有する、例えば、900グラム/10分またはこれより高いMI値を有する、エチレンとアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステル(例えば、アクリル酸n−ブチル)から誘導された低分子量コポリマーは、ポリマーを形成するために重合されたすべてのモノマーの総重量に基づき、少なくとも5重量%のアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルモノマー(例えば、アクリル酸n−ブチル)(例えば、少なくとも7.5重量%、少なくとも9重量%、少なくとも10重量%、少なくとも11重量%、少なくとも12重量%、少なくとも13重量%、少なくとも14重量%、少なくとも15重量%、少なくとも16重量%、少なくとも17重量%、少なくとも18重量%、少なくとも19重量%、少なくとも20重量%、少なくとも21重量%、少なくとも22重量%、少なくとも23重量%、少なくとも24重量%、少なくとも25重量%、少なくとも26重量%量、少なくとも27重量%、少なくとも28重量%、少なくとも29重量%、少なくとも30重量%、少なくとも31重量%、少なくとも32重量%、少なくとも33重量%、少なくとも34重量%、少なくとも35重量%、少なくとも37.5重量%、少なくとも40重量%、少なくとも45重量%、少なくとも50重量%、少なくとも55重量%、少なくとも60重量%、少なくとも65重量%、少なくとも70重量%、少なくとも75重量%、少なくとも80重量%、少なくとも85重量%、または少なくとも90重量%、最大95重量%まで)から誘導される。一部の実施形態では、エチレンとアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルモノマー(例えば、アクリル酸n−ブチル)から誘導されたポリマーは、ポリマーを形成するために重合されたすべてのモノマーの総重量に基づき、95重量%もしくはこれ未満のアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルモノマー(例えば、アクリル酸n−ブチル)(例えば、90重量%もしくはこれ未満、85重量%もしくはこれ未満、80重量%もしくはこれ未満、75重量%もしくはこれ未満、70重量%もしくはこれ未満、65重量%もしくはこれ未満、60重量%もしくはこれ未満、55重量%もしくはこれ未満、50重量%もしくはこれ未満、45重量%もしくはこれ未満、40重量%もしくはこれ未満、37.5重量%もしくはこれ未満、35重量%もしくはこれ未満、34重量%もしくはこれ未満、33重量%もしくはこれ未満、32重量%もしくはこれ未満、31重量%もしくはこれ未満、30重量%もしくはこれ未満、29重量%もしくはこれ未満、28重量%もしくはこれ未満、27重量%もしくはこれ未満、26重量%もしくはこれ未満、25重量%もしくはこれ未満、24重量%もしくはこれ未満、23重量%もしくはこれ未満、22重量%もしくはこれ未満、21重量%もしくはこれ未満、20重量%もしくはこれ未満、19重量%もしくはこれ未満、18重量%もしくはこれ未満、17重量%もしくはこれ未満、16重量%もしくはこれ未満、15重量%もしくはこれ未満、14重量%もしくはこれ未満、13重量%もしくはこれ未満、12重量%もしくはこれ未満、11重量%もしくはこれ未満、10重量%もしくはこれ未満、9重量%もしくはこれ未満、または7.5重量%もしくはこれ未満、最低5重量%まで)から誘導される。
例えば、750グラム/10分またはこれより高いMI値を有する、例えば、900グラム/10分またはこれより高いMI値を有する、エチレンとアクリル酸エステルもしくはメタクリル酸エステルモノマー(例えば、アクリル酸n−ブチル)から誘導された低分子量コポリマーは、上記最小値のいずれかから上記最大値のいずれかまでの範囲のアクリル酸エステルもしくはメタクリル酸エステルモノマー(例えば、アクリルn−酸ブチル)の量から誘導されたコポリマーであることができる。例えば、750グラム/10分またはこれより高いMI値を有する、例えば、900グラム/10分またはより高いMI値を有する、エチレンとアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルモノマー(例えば、アクリル酸n−ブチル)から誘導されたコポリマーは、ポリマーを形成するために重合されたすべてのモノマーの総重量に基づき、5重量%から95重量%未満のアクリル酸エステルもしくはメタクリル酸エステルモノマー(例えば、アクリル酸n−ブチル)(例えば、5重量%から75重量%の、アクリル酸n−ブチルのようなアクリル酸エステルもしくはメタクリル酸エステルモノマー、10重量%から50重量%の、アクリル酸n−ブチルのようなアクリル酸エステルもしくはメタクリル酸エステルモノマー、または30重量%から45重量%の、アクリル酸n−ブチルのようなアクリル酸エステルもしくはメタクリル酸エステルモノマー)から誘導されたコポリマーであることができる。
一部の実施形態では、例えば、750グラム/10分またはこれより高いMI値を有する、例えば、900グラム/10分またはこれより高いMI値を有する、エチレンとアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルモノマーから誘導された低分子量コポリマーは、アクリルn−酸ブチルから誘導されたコポリマーであることができる。ある特定の実施形態では、例えば、750グラム/10分またはこれより高いMI値を有する、エチレンとアクリル酸エステルもしくはメタクリル酸エステルモノマーから誘導された低分子量コポリマーはエチレンn−ブチルアクリレート(EnBA)である。EnBAはエチレンとアクリル酸n−ブチルから誘導されたコポリマーである。例えば、750グラム/10分またはこれより高いMI値を有するEnBAコポリマーは、様々な消費者製品における低温適用のホットメルト接着剤中のコポリマーとしての用途を含む様々な用途で広く使用される。任意選択で、EnBAコポリマーは、適切なオレフィンモノマーでグラフトすることによって、特定の用途に対して必要とされる特定の化学的特性および物理的特性を有するターポリマーを得ることができる。
ある特定の実施形態では、例えば、750グラム/10分またはこれより高いMI値を有する、例えば、900グラム/10分またはこれより高いMI値を有する、エチレンとアクリル酸n−ブチルから誘導された低分子量コポリマーは、ポリマーを形成するために重合されたすべてのモノマーの総重量に基づき、5重量%から75重量%未満のアクリル酸n−ブチル、(例えば、10重量%から50重量%のアクリル酸n−ブチル、30重量%から45重量%、または33重量%から37重量%のアクリル酸n−ブチル)から誘導されたEnBAである。一実施形態では、750グラム/10分またはこれより高いMI値を有する、酢酸ビニルから誘導されたポリマーは、ポリマーを形成するために重合されたすべてのモノマーの総重量に基づき、約35重量%のアクリル酸n−ブチルから誘導されたEnBAである。比較的高いMI値を有するこのようなEnBAコポリマーは、Exxon Chemicalから、ENABLE(登録商標)(例えば、約35重量%のアクリル酸n−ブチルを含有し、約900のMIを有するENABLE(登録商標)33900)という商標名で入手可能であり、または入手可能であった。他のエチレンアクリル酸n−ブチルコポリマー商標名はLOTRYL(登録商標)およびENATHENE(登録商標)である。EnBAコポリマーの例は、LOTRYL(登録商標)35BA320(33−37重量%のアクリル酸n−ブチル含有量を有する、Arkema Inc.から市販のEnBAコポリマー)である。
エチレンアクリル酸メチルコポリマーは、低い適用温度のホットメルト接着剤に適用することができ、例えば、Exxon Chemical Co.からOPTEMA(登録商標)として入手可能である。
他の実施形態は、エチレンn−ブチルアクリレートコポリマー、エチレン酢酸ビニルコポリマーまたはこれらのブレンドを含むことになる。このようなブレンドの例は、LOTRYL(登録商標)35BA320およびEVATANE(登録商標)28−800を含むブレンドである。
本明細書に提供されている組成物はまたロジンエステルも含む。ロジンエステルは、ロジンのエステル化により形成することができる。コロフォニーまたはグリークピッチ(Pix graeca)とも呼ばれているロジンは、植物、典型的には、マツ(例えば、ピヌス・パルストリス(Pinus palustris)およびピヌス・カリバエア(Pinus caribaea)のような針葉樹の固体炭化水素分泌物である。ロジンは、ロジン酸の混合物を含むことができ、ロジンの正確な組成は部分的には植物種に応じて異なる。ロジン酸は、数および位置が異なる、二重結合を含有する3つの縮合した6炭素環の核を有するC20縮合環モノカルボン酸である。ロジン酸の例として、アビエチン酸、ネオアビエチン酸、デヒドロアビエチン酸、ジヒドロアビエチン酸、ピマール酸、レボピマール酸、サンダラコピマル酸、イソピマール酸、およびパルストリン酸が挙げられる。天然ロジンは典型的には、微量な様々な他の成分と組み合わせた、約7種または8種のロジン酸混合物からなる。これら微量の様々な他の成分は、通常中性または非けん化性と呼ばれる。
ロジンは市販されており、含油樹脂の蒸留により(ガムロジンは蒸留残留物)、マツの根の抽出により(ウッドロジン)またはトール油の分留により(トール油ロジン)、マツの木から得ることができる。トール油ロジンは典型的には、マルチ−カラム構成の粗製トール油の分別蒸留の過程で不完全な分留からの小さな割合(通常約1−4重量%)の残留トール油脂肪酸を含む。トール油ロジン中に存在するようなこれらの残留トール油脂肪酸、ならびに上記の微量の中性および非けん化性物質は、本発明のトール油ロジンの不可欠な部分と考えられる。一般的に、ロジンは、その全体において化学成分の複合混合物として工業的に使用されている。主要および微量の化学成分を含めた、異なるロジンの種類および供給源の化学組成についてのより包括的な情報は、その全体が本明細書に参照により組み込まれている、Naval Stores、(D.F.Zinkel、J.R.Russell編)、Production、Chemistry、Utilization、Pulp Chemicals Association、New York、1989に見出すことができる。
トール油ロジン、ガムロジンおよびウッドロジンおよびこれらの混合物を含む、任意の種類のロジンを使用して、本明細書に記載されているロジンエステルを調製することができる。ある特定の実施形態では、ロジンエステルはトール油ロジンから誘導される。市販のロジンの例として、Arizona Chemical Company、LLCから市販されている、または市販されてきたSYLVAROS(登録商標)85、SYLVAROS(登録商標)90、SYLVAROS(登録商標)HYRおよびSYLVAROS(登録商標)NCYのようなトール油ロジンが挙げられる。ガムロジンは、ピヌス・エリオッティ(Pinus elliottii)、ピヌス・メルクシ(Pinus merkusii)、ピヌス・トロピカーナ(Pinus tropicana)、およびピヌス・マッソニアーナ(Pinus massoniana)のような様々なピヌス種から生じることができる。
ロジンは、市販または天然の供給源から得られたまま、ロジンエステルの形成のための供給原料として使用することができる。代わりに、ロジンは、ロジンエステルの形成のための供給原料としてのその使用以前の1つ以上の精製ステップ(例えば、減圧下での蒸留、吸着剤での処理、抽出、および/または結晶化)の対象下におくことができる。所望する場合、1種以上の精製されたロジン酸(例えば、アビエチン酸、ネオアビエチン酸、ピマール酸、レボピマール酸、サンダラコピマル酸、イソピマール酸、パルストリン酸、デヒドロアビエチン酸、ジヒドロアビエチン酸、またはこれらの組合せ)をロジンの代わりに、ロジンエステルの形成のための供給原料として使用することができる。
ロジンエステルは、当技術分野で公知の様々な方法を使用してロジンと適切なアルコールから得ることができる。例えば、これら全体が参照により本明細書に組み込まれている、Douglasらの米国特許第5,504,152号、およびAndersonの米国特許第2,369,125号、Oswaldの米国特許第2,459,581号、およびHerveのUS2013/0197152A1を参照されたい。ロジンエステルを調製するための適切な方法は、得られるロジンエステルの所望の化学的特性および物理的特性を考慮して選択することができる。
一部の実施形態では、ロジンは、アルコール、ならびに芳香族単官能カルボン酸、芳香族多官能カルボン酸、脂肪族単官能カルボン酸、部分的に不飽和の直鎖または分枝の非コンジュゲート単官能カルボン酸、飽和した直鎖または分枝の単官能カルボン酸、脂肪族二官能カルボン酸、飽和した直鎖または分枝の二官能カルボン酸、部分的に不飽和の直鎖または分枝の非コンジュゲート二官能カルボン酸、脂肪族多官能カルボン酸、環状脂肪族の単官能カルボン酸、環状脂肪族の二官能カルボン酸、環状脂肪族の多官能カルボン酸、飽和した環状単官能カルボン酸、部分的に不飽和の環状の非コンジュゲート単官能カルボン酸、飽和した環状の二官能カルボン酸、部分的に不飽和の環状の非コンジュゲート二官能カルボン酸、飽和した環状の多官能カルボン酸、部分的に不飽和の非コンジュゲート環状の多官能カルボン酸、天然脂肪酸、合成脂肪酸、脂肪酸ダイマー、脂肪酸トリマー、水素化脂肪酸ダイマー、水素化脂肪酸トリマー、およびイソステアリン酸を含む脂肪酸誘導体、ならびにトリグリセリド植物油から誘導された脂肪酸、ならびにこれら組合せそのからなる群から選択される、すべての反応物の重量に対して0超から10重量%までの量のカルボン酸官能性有機化合物と反応させる。例えば、その全体が本明細書に参照により組み込まれている、Dallaviaの米国特許第2011/0034669を参照されたい。カルボン酸反応物の分子構造は、ヒドロキシル、アルキル、ベンジル、メトキシ、トリフルオロメチル、およびケト基のような1つ以上の追加の基を含有することができ、直鎖、分枝および環状の脂肪族、部分的に不飽和の、または芳香族化学部分の組合せを含有することができる。このような酸の例は、タルトロン酸である。1個以上の酸素または窒素原子を、組み込まれた酸素原子の場合のエーテル基のように、カルボン酸分子構造に組み込むことができる。芳香族単官能または多官能カルボン酸の分子構造は、1つ以上のフルオロもしくはクロロ芳香族環置換基または1つ以上のメチル、エチル、メトキシもしくはトリフルオロメチル基を含有することができる。飽和した脂肪族単官能カルボン酸の例は、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、バレリアン酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、およびセロチン酸である。一部の実施形態では、本発明の脂肪族単官能カルボン酸は、1個から11個の炭素原子を含有する。飽和した脂肪族二官能カルボン酸の例は、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、およびドデカン二酸である。環状脂肪族の二官能カルボン酸の例は、ピン酸、ロジンダイマー(一般的に重合ロジンとも呼ばれている、CAS 65997−05−9)、メルクス酸(ジヒドロアガシン酸)CAS No.41787−69−3)、1,2−シクロペンタンジカルボン酸、1,3−シクロペンタンジカルボン酸1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、および1,4−シクロヘキサンジカルボン酸である。1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸および1,4−シクロヘキサンジカルボン酸のような環状ジカルボン酸は、異なる立体異性体の形態で生じることができる。本発明は、エナンチオマーおよびジアステレオマーのような光学活性立体異性体を含む、これらすべての立体異性体およびこれらの混合物を含む。このような立体異性体の例は、cis異性体およびtrans異性体である。例えば、Eastmanにより市販されているような高純度の1,4−シクロヘキサンジカルボン酸は、cisとtrans異性体の混合物である。芳香族単官能のカルボン酸の例は、安息香酸である。飽和した環状脂肪族の単官能カルボン酸の例は、シクロプロパンカルボン酸、シクロペンタンカルボン酸およびシクロヘキサンカルボン酸である。不飽和の脂肪族直鎖または分枝の非コンジュゲート単官能カルボン酸の例は、リノール酸、アルファ−リノレン酸、エライジン酸、サピエン酸、アラキドン酸、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、およびオレイン酸である。パーム油、あまに油、ナタネ油、ヒマワリ種子油、オリーブ油、キリ油、ピーナッツ油、綿実油、パーム核油、およびヤシ油のようなトリグリセリド植物油から誘導された脂肪酸の例は、リノール酸、アルファ−リノレン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ミリスチン酸、およびオレイン酸である。天然脂肪酸の例は、トール油脂肪酸である。本発明の多官能カルボン酸という用語は、トリカルボン酸またはテトラカルボン酸を意味する。脂肪族化合物は、原子が一緒に連結して芳香族または芳香族複素環を形成していない有機の種類に属する任意の化学化合物である。脂肪族化合物として、アルカン、アルケン、およびアルキン、およびこれらから誘導された物質が挙げられる。環状脂肪族の化合物は、原子が一緒に連結して1つ以上の環構造を形成している脂肪族化合物であり、例えば、シクロアルカン、ビシクロアルカン、トリシクロアルカンおよびシクロアルケンビシクロアルケン、およびトリシクロアルケンが挙げられる。
一部の実施形態では、ロジンは、アルコール、ならびに芳香族単官能のカルボン酸、芳香族多官能カルボン酸、脂肪族単官能カルボン酸、不飽和の直鎖または分枝の単官能非アルファ−ベータ不飽和カルボン酸(すなわち、エノファイルもしくはジエノフィルとして反応することができるアルファ−ベータ不飽和モノカルボン酸を除く)、脂肪族二官能カルボン酸、不飽和の直鎖または分枝の非アルファ−ベータ不飽二官能カルボン酸(すなわち、ジエノフィルもしくはエノファイルとして反応できるアルファ−ベータ不飽和二官能カルボン酸を除く)、脂肪族多官能カルボン酸、環状脂肪族の単官能カルボン酸、環状脂肪族の二官能カルボン酸、環状脂肪族の多官能カルボン酸、天然脂肪酸、合成脂肪酸、トリグリセリド植物油から誘導された脂肪酸、およびこれらの組合せからなる群から選択される、すべての反応物の重量に対して0超から10重量%までの量のカルボン酸官能性有機化合物と反応させる。例えば、ロジンは、アルコール、およびすべての反応物の重量に対して2重量%から10重量%まで、例えば、2.5重量%もしくはこれ超、3.0重量%もしくはこれ超、3.5重量%もしくはこれ超、4.0重量%もしくはこれ超、4.5重量%もしくはこれ超、5.0重量%もしくはこれ超、5.5重量%もしくはこれ超、6.0重量%もしくはこれ超、6.5重量%もしくはこれ超、7.0重量%もしくはこれ超、7.5重量%もしくはこれ超、8.0重量%もしくはこれ超、8.5重量%もしくはこれ超、9.0重量%もしくはこれ超、または9.5重量%もしくはこれ超の量のカルボン酸官能性有機化合物と反応させる。
一部の実施形態では、ロジンは、アルコール、およびすべての反応物の重量に対して2と25重量%の間、例えば、2.5重量%もしくはこれ超、4.0重量%もしくはこれ超、6.0重量%もしくはこれ超、8.0重量%もしくはこれ超、10.0重量%もしくはこれ超、12.0重量%もしくはこれ超、14.0重量%もしくはこれ超、16.0重量%もしくはこれ超、18.0重量%もしくはこれ超、20.0重量%もしくはこれ超、22.0重量%もしくはこれ超、または24.0重量%もしくはこれ超の量の1つ以上のジカルボン酸官能性有機化合物と反応させる。例えば、ロジンは、アルコール、およびすべての反応物の重量に対して2重量%から10重量%までの量の、1つ以上のジカルボン酸官能性有機化合物と反応させる。
アルファ−ベータ不飽和の単官能カルボン酸の例は、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸および3,3−ジメチルアクリル酸である。
フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸およびマレイン酸のようなジエノフィルまたはエノファイルならびに約295℃またはこれ未満の反応温度、例えば、約200℃のおよその温度でジエノフィルまたはエノファイルへと熱的に異性化することができるイタコン酸のような不飽和の二官能カルボン酸は本発明の一部ではない。
任意の特定の理論に拘束されることなく、樹脂化学構造における分子剛性の増加、または分子可撓性の程度の低減は、ガラス転移温度(T)および軟化点の増加をもたらすことができ、これによって、粘度−温度関係に影響を与えることができ、ホットメルト接着剤配合物に適用された場合、熱応力性能の増加に寄与することができると考えられている。分子の分岐の増加および化学構造内への1つ以上の環状部分の組込みは一般的に分子可撓性の低減をもたらし、これによってTおよび軟化点の値の増加をもたらすことができる。ロジンエステル構造体内へのジカルボン酸部分またはポリカルボン酸部分の組込みは、得られるロジンエステル分子量に対して、モノカルボン酸部分の組込みよりも大きな正の影響を与えることになると予測することができる。
一部の実施形態では、1つ以上のカルボン酸官能性有機化合物は、ジエノフィルまたはエノファイルを表さない。
一部の実施形態では、ロジンエステルは、ジエノフィルまたはエノファイル強化ロジンから誘導されない。
一部の実施形態では、ロジンエステルは、ジエノフィルまたはエノファイルへと熱的に異性化することができる不飽和のカルボン酸官能性有機化合物から誘導された強化ロジンから誘導されない。
一部の実施形態では、ロジンエステルは、ロジン、多価アルコールおよびすべての反応物の重量に対して0超から10重量%までの1つ以上のカルボン酸官能性有機化合物から誘導され、この1つ以上のカルボン酸官能性有機化合物は、ジエノフィルも、エノファイルも、ジエノフィルまたはエノファイルへと熱的に異性化することができる不飽和カルボン酸官能性有機化合物も含まない。
一部の実施形態では、ロジンエステルは、ロジン、多価アルコールおよびすべての反応物の重量に対して0超から10重量%までの1つ以上のカルボン酸官能性有機化合物から誘導され、適用されるカルボン酸単官能の有機化合物の合計はすべての反応物の重量に対して1重量%未満である。
一部の実施形態では、ロジンエステルは、ロジン、多価アルコールおよびすべての反応物の重量に対して0超から10重量%までの1つ以上のカルボン酸官能性有機化合物から誘導され、このカルボン酸官能性有機化合物は1つ以上のジカルボン酸またはポリカルボン酸を表す。
一部の実施形態では、ロジンエステルは、ロジン、多価アルコールおよびすべての反応物の重量に対して0超から10重量%までの1つ以上のカルボン酸官能性有機化合物から誘導された、このカルボン酸官能性有機化合物は1つ以上のジカルボン酸を表す。
一部の実施形態では、ロジンエステルは、ロジン、多価アルコールおよびすべての反応物の重量に対して0超から10重量%までの1つ以上のカルボン酸官能性有機化合物から誘導され、この1つ以上のカルボン酸官能性有機化合物は、12または12未満、例えば、1から11の間、または1から10の間、または1から9の間、または1から8の間、または1から7の間、または1から6の間、または1から5の間、または1から4の間、または1から3の間、または2から6の間、または2から5の間、または2から4の間または2から3の間の回転可能な結合の平均数を有する。
例えば、一部の実施形態では、ロジンエステルは、ロジン、多価アルコールおよびすべての反応物の重量に対して0超から10重量%までの1つ以上のカルボン酸官能性有機化合物から誘導され、この1つ以上のカルボン酸官能性有機化合物は、6または6未満の回転可能な結合の平均数を有する。
1つのカルボン酸官能性有機化合物の場合、回転可能な結合の平均数は、官能性有機化合物の回転可能な結合の数と等しい。1つより多くのカルボン酸官能性有機化合物の場合、回転可能な結合の平均数は、個々のカルボン酸官能性有機化合物の回転可能な結合値、およびこれらの個々の重量分率寄与率から計算することができる。
一部の実施形態では、ロジンエステルは、ロジン、多価アルコールおよびすべての反応物の重量に対して0超から10重量%までの1つ以上のカルボン酸官能性有機化合物から誘導され、この1つ以上のカルボン酸官能性有機化合物は、1から12の回転可能な結合、例えば1、または2、または3、または4、または5、または6、または7、または8、または9、または10、または11、または12の回転可能な結合を有する。本明細書では、1つより多くのカルボン酸官能性有機化合物が適用される場合、回転可能な結合の数は、適用されるカルボン酸官能性有機化合物ごとに異なり得る。
例えば、ロジンエステルは、ロジン、多価アルコールおよびすべての反応物の重量に対して0超から10重量%までの1つ以上のカルボン酸官能性有機化合物から誘導され、この1つ以上のカルボン酸官能性有機化合物は、2から12の回転可能な結合、例えば2、または3、または4、または5、または6、または7、または8、または9、または10、または11、または12の回転可能な結合を有する。本明細書では、1つより多くのカルボン酸官能性有機化合物が適用される場合、回転可能な結合の数は、適用されるカルボン酸官能性有機化合物ごとに異なり得る。
一部の実施形態では、ロジンエステルは、ロジン、多価アルコールおよびすべての反応物の重量に対して0超から10重量%までの1つ以上のカルボン酸官能性有機化合物から誘導された、このカルボン酸官能性有機化合物は1つ以上のジカルボン酸を表し、このジカルボン酸分子式において、水素原子の数は炭素原子の数より多い、またはジカルボン酸の1つはシュウ酸を表す。
一部の実施形態では、ロジンエステルは、ロジン、多価アルコールおよびすべての反応物の重量に対して0超から10重量%までの1つ以上のカルボン酸官能性有機化合物から誘導され、このカルボン酸官能性有機化合物は1つ以上のジカルボン酸を表し、このジカルボン酸分子式において、水素原子の数は炭素原子の数より高い。
一部の実施形態では、ロジンエステルは、ロジン、多価アルコールおよびすべての反応物の重量に対して0超から10重量%までの1つ以上のカルボン酸官能性有機化合物から誘導され、このカルボン酸官能性有機化合物は1つ以上のジカルボン酸を表し、このジカルボン酸分子式において、炭素原子の数は2と22の間であり、またはこのジカルボン酸分子式において、炭素原子の数は40である。例えば、ジカルボン酸分子式において、炭素原子の数は、2、または3、または4、または5、または6、または7、または8、または9、または10、または11、または12、または13、または14、または15、または16、または17、または18、または19、または20、または21、または22、または40である。
一部の実施形態では、ロジンエステルは、ロジン、多価アルコールおよびすべての反応物の重量に対して2重量%超、または2と25重量%の間の1つ以上のジカルボン酸官能性有機化合物から誘導され、この1つ以上のジカルボン酸官能性有機化合物は、12または12未満の回転可能な結合の平均数を有する。
一部の実施形態では、ロジンエステルは、ロジン、多価アルコールおよびすべての反応物の重量に対して2重量%超、または2と25重量%の間の1つ以上のジカルボン酸官能性有機化合物から誘導され、この1つ以上のジカルボン酸官能性有機化合物は、6または6未満の回転可能な結合の平均数を有する。
一部の実施形態では、ロジンエステルは、ロジン、多価アルコールおよびすべての反応物の重量に対して2重量%超、または2と25重量%の間の1つ以上のジカルボン酸官能性有機化合物から誘導され、この1つ以上のジカルボン酸官能性有機化合物は、2から12の回転可能な結合を有する。
一部の実施形態では、ロジンエステルは、ロジン、多価アルコールおよびすべての反応物の重量に対して2重量%超、または2と25重量%の間の1つ以上のジカルボン酸官能性有機化合物から誘導され、この1つ以上のジカルボン酸官能性有機化合物は、2から9の回転可能な結合を有する。
一部の実施形態では、ロジンエステルは、ロジン、多価アルコールおよびすべての反応物の重量に対して2重量%超、または2と25重量%の間の1つ以上のジカルボン酸官能性有機化合物から誘導され、この1つ以上のジカルボン酸官能性有機化合物は、2から6の回転可能な結合を有する。
一部の実施形態では、ロジンエステルは、ロジン、多価アルコールおよびすべての反応物の重量に対して2重量%超、または2と25重量%の間の1つ以上のジカルボン酸官能性有機化合物から誘導され、このジカルボン酸分子式において、水素原子の数は炭素原子の数より多い。
多くのカルボン酸誘導体は石油ベースの供給原料から生成される。より多くの数のこのようなカルボン酸誘導体が、再生可能な供給原料という状況において比較的低コストで生成することもできるという進行中の傾向が存在する。一例は、石油ベースの供給原料から慣習的に生成されてきたコハク酸である。今日では、商業用コハク酸の量は、再生可能な材料から発酵プロセスにより生産されている。例えば、BioAmberは、大量の、商業用コハク酸の量を石油供給原料よりもむしろ発酵により生産する統合技術を開発した。2010年初期から、BioAmberは、グルコースの細菌性発酵によりコハク酸を生産してきた。このような材料は、時には環境に優しい素材、バイオベースの材料またはバイオ材料、例えば、バイオコハク酸およびバイオアジピン酸と呼ばれる。このようなバイオベースのカルボン酸誘導体は本発明の一部である。モノカルボン酸、ジカルボン酸およびポリカルボン酸のようなカルボン酸は無水物を形成することができる。一部のジカルボン酸およびポリカルボン酸は、ジヒドロ−2,5−フランジオンとも呼ばれているコハク酸無水物のような環状無水物をコハク酸から形成することができる。反応物としてのこのような無水物および環状無水物は本発明の一部である。
バイオベースのアルコールおよびバイオベースのポリオール、例えば、バイオペンタエリトリトールおよびグリセロールもまた本発明の一部である。
ロジンをエステル化するための方法は、ロジン、および少なくとも1つのカルボン酸部分(カルボキシル部分)を含有する他の任意選択の反応物をアルコールと接触させるステップ、ならびにロジンおよび少なくとも1種のカルボン酸部分を含有する他の任意選択の反応物ならびにアルコールを、ある期間の間およびロジンエステルを形成するのに適切な条件下で反応させるステップを含むことができる。例えば、ロジンは、ロジン、および少なくとも1つのカルボン酸部分を含有する他の反応物を、アルコールと熱的反応させることによってエステル化することができる。エステル化は、ロジンおよび少なくとも1種のカルボン酸部分を含有する他の任意選択の反応物を、アルコールと高温(例えば、220℃より高い温度)で接触させることを含むことができる。反応が進行するにつれて、エステル化中に形成される水蒸気を除去することによって、生成物の形成を好むように反応平衡をシフトさせ、これによって、完了に向けて反応を推し進めることができる。このような実施形態の一部において、方法は、溶融したロジンを、アルコールと、ロジンエステルを形成するのに適切なある期間接触させることを含むことができる。反応化学量論は本明細書で重要な概念である。例えば、多官能性アルコールペンタエリトリトールは、4つのヒドロキシル基を含有するのに対してロジン酸は1つのカルボキシル基を含有する。したがって、ペンタエリトリトールの完全なエステル化を達成するためにはペンタエリトリトール1モル当たりロジン4モルが必要とされる。化学量論的過剰のロジンとは、ペンタエリトリトール1モル当たりロジン4モル超が反応に適用されることを意味する。ペンタエリトリトールに対抗する化学量論的過剰のカルボン酸官能価とは、この観点から、ペンタエリトリトール1モル当たり全カルボン酸部分4モル超(これは、全カルボキシル基4モル超に対応する)が反応に適用されることを意味する。適用されるロジンおよびアルコールに加えて他の反応物(他の反応物は1つ超のカルボン酸部分を含有する。)を使用することによって、単にロジンとアルコールのエステル化反応に基づくロジンエステルと比較して、増加した分子量、または増加した平均分子量を有するロジンエステルをもたらすことができる。工業的に生産されたロジンエステルが単一の分子量の値よりもむしろ分子量の分布を一般的に有することは当業者には公知である。適用されるロジンおよびアルコールに加えて他の反応物(他の反応物は、ロジンダイマー、メルクス酸、アジピン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸またはセバシン酸のような1種超のカルボン酸部分を含有する。)を使用することによって、単にロジンとアルコールのエステル化反応に基づくロジンエステルと比較して、増加した分子量、または増加した平均分子量を有するロジンエステルをもたらすことができる。1種超のカルボン酸部分を含有するこのような他の反応物を使用することによって、増加した軟化点の値を有するロジンエステルをもたらすこともできる。化学的な分子構造体中の回転可能な結合の数と相関し得る分子可撓性の程度は、本明細書で重要な役割を果たすことができる。回転可能な結合の数とは、それら自体の周囲に自由回転を許容する結合の数である。回転可能な結合は、環内ではなく、非末端重原子に結合している任意の単結合と定義される。「重い」という用語は、本明細書で「非水素」を意味する。これらの高い回転性エネルギーバリアにより、アミドC−N結合はカウントから除外される。
例えば、脂肪酸ダイマーおよび脂肪酸トリマーは、再生可能な低コスト反応物として商業的関心が持たれている。しかし、これらは、これらの分子構造内に比較的多数の回転可能な結合を含有する。結果として、共反応物としての脂肪酸ダイマーおよび脂肪酸トリマーの使用は、ロジンエステル分子量の増加をもたらすことが予測されるが、単にロジンとアルコールのエステル化反応に基づくロジンエステルと比較して、軟化点の値がより低いロジンエステルをもたらす可能性もある。例えば、重合したロジン(ロジンダイマー)は、多環式構造体を有し、その分子構造において比較的に少ない数の回転可能な結合を有する。ロジンダイマーは、典型的にこれらの分子構造内に40個の炭素原子を含有し、その比較的高い程度の分子剛性の一因となっているいくつかの縮合環を含有する。ロジンダイマーの分子構造および分子式についてのより包括的な情報は、その全体が本明細書に参照により組み込まれている、R.Fujii、K.Arimoto、D.F.Zinkel、J.Am.Oil Chem.Soc.1987年、67巻、1144−1149頁に見出すことができる。ロジンダイマーまたは1,4−シクロヘキサンカルボン酸のようなより剛性の二官能または多官能カルボン酸の使用は、単にロジンとアルコールのエステル化反応に基づくロジンエステルと比較して、一般的に増加した分子量の値ならびに増加した軟化点を有するロジンエステルをもたらすことが予測される。重合ロジンまたは1,4−シクロヘキサンカルボン酸のようなより剛性の二官能または多官能カルボン酸は本発明の一部である。最適な範囲内の増加した分子量の値および増加した軟化点のこの組合せは、低温ホットメルト接着剤の用途において熱応力性能の改善に貢献することが予期される。1種より多くのカルボン酸部分を含有するこのような他の反応物の使用はまた、増加したガラス転移温度(T)値を有するロジンエステルをもたらすことができる。ロジンおよびアルコールが適用されるエステル化中の一部のロジンダイマーのインサイチュでの形成は、このようなインサイチュでのロジン二量体化またはインサイチュでのロジン重合のない、単にロジンとアルコールのエステル化反応に基づくロジンエステルと比較して、分子量が増加したロジンエステルをもたらすことができる。ロジンおよびアルコールが適用されるエステル化中の一部のロジンダイマーのインサイチュでの形成は、このようなインサイチュでのロジン二量体化またはインサイチュでのロジン重合のない、単にロジンとアルコールのエステル化反応に基づくロジンエステルと比較して、軟化点の値が増加したロジンエステルをもたらすことができる。ロジンおよびアルコールが適用されるエステル化中の一部のロジンダイマーのインサイチュでの形成は、このようなインサイチュでのロジン二量体化またはインサイチュでのロジン重合のない、単にロジンとアルコールのエステル化反応に基づくロジンエステルと比較して、T値が増加したロジンエステルをもたらすことができる。ロジンおよびアルコールが適用されるエステル化中のインサイチュでのロジン二量体化は、エステル化触媒の非存在下または存在下、高温で行うことができる。一部のインサイチュでのロジン二量体化またはインサイチュでのロジン重合は、不均化触媒がまったく適用されない場合、または比較的少量適用された場合好ましく行われる。インサイチュでのロジン二量体化またはインサイチュでのロジン重合はまた、反応の後のステージにおいてアルコールを加えることによって、ロジンエステル化反応前に実行することができる。エステルは、酸とアルコールの反応により得ることができる。エステルはまた、エステル交換反応、すなわち、アルコールとエステルとの反応、例えば、カルボン酸と、ペンタエリトリトール、工業用グレードペンタエリトリトールまたはグリセロールのようなより高い沸点のポリオールから誘導されたメチルエステルのような低級アルキルエステルのエステル交換により得ることができる。エステル交換反応中に遊離するメタノールのようなより低い沸点の、揮発性アルコールは反応中に除去することができ、これによって、生成物の形成を好むように反応平衡をシフトさせ、これによって、完了に向けてエステル交換反応を推し進めることができる。
ロジン酸および修飾されたカルボキシル基を有する他のモノカルボン酸、または1つ以上の修飾されたカルボキシル基を有するジカルボン酸もしくはポリカルボン酸に基づく反応物を、ロジン酸および他のモノカルボン酸、ジカルボン酸またはポリカルボン酸の代わりにそれぞれ使用することができる。例えば、記載されているような部分エステルおよび半エステルを、ジカルボン酸またはポリカルボン酸の代わりに使用することができる。例えば、アジピン酸ジメチルまたはアジピン酸モノメチルまたはアジピン酸ジエチルを、本発明におけるアジピン酸の代わりに適用することができ、これらは本発明の一部である。他の例としてまた、塩化アシルまたは酸塩化物とも呼ばれているチオエステルおよびカルボニルクロリドが挙げられ、これらは、ロジン酸、ジカルボン酸またはポリカルボン酸を置換することができる。一般的にこれらの構造的に関連した反応物は、求核性アシル置換機序を介して求核試薬(例えば、多価アルコールのヒドロキシル基)と反応することができるアシル基を含有する。
同様に、酸塩化物は、対応するカルボン酸の代わりの反応物として適用することができ、または対応するカルボン酸から誘導されたエステルの代わりに適用することができる。例えば、アジピン酸モノメチルエステルクロリドとも呼ばれているメチル塩化アジポイルは、アジピン酸もしくはアジピン酸ジメチルエステル、アジピン酸ジエチルエステル、アジピン酸モノメチルエステル、アジピン酸モノエチルエステルまたは塩化アジポイルの代わりに反応物として適用することができる。
ロジンおよび少なくとも1種のカルボン酸部分を含有する他の反応物の量と比較して、エステル化プロセスにおいて利用されるアルコールの量は、アルコールの性質および得られるロジンエステルの所望の化学的特性および物理的特性に応じて異なり得る。一部の実施形態では、ロジンおよび少なくとも1種のカルボン酸部分を含有する他の反応物は、低いヒドロキシル価を有するロジンエステルを生成するために過剰に提供される。例えば、アルコールは、ロジン、および少なくとも1種のカルボン酸部分を含有する他の反応物が存在する量と比較して、モル当量未満のヒドロキシ基が反応中に存在するような量で提供することができる。その全体が本明細書に参照により組み込まれているJohnsonのUS4,758,379は、ロジンのポリオールエステルを調製する方法について記載しており、この方法は化学量論的同等に過剰のロジンの存在下で、ポリオールを用いてロジンをエステル化することを含む。その全体が本明細書に参照により組み込まれているUS4,758,379では、ロジンとポリオールは、追加のカルボン酸反応物の添加なしにエステル化反応において反応する。その全体が本明細書に参照により組み込まれているUS5,830,992では、束縛されたフェニルホスホネートまたはジフェニルホスホネートの金属塩の存在下で、同等に過剰の割合のロジンを多価アルコールと共に加熱して、ロジンエステルを形成することを含む、ロジンエステルを調製するためのプロセスは記載されている。US5,830,992では、ロジンおよびポリオールは、追加のカルボン酸反応物の添加なしにエステル化反応において反応する。
モノアルコール、ジオール、および他のポリオールを含む任意の適切なアルコールを使用して、ロジンエステルを形成することができる。1種のアルコール、またはより多くのアルコールを含む混合物を、エステル化反応に適用することができる。ある場合には、1種以上のアルコールは1個の炭素原子から30個までの炭素原子を有する(例えば、2個から16個の炭素原子または3個から12個の炭素原子)。適切なアルコールの例として、グリセロール、工業用グレードのペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトールを含むペンタエリトリトール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール、トリエチレングリコール、ソルビトール、キシリトール、マンニトール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、アミルアルコール、2−エチルヘキサノール、ジグリセロール、トリペンタエリトリトール、C−C11分枝または非分枝のアルキルアルコール、およびC−C16分枝または非分枝のアリールアルキルアルコールが挙げられる。ある特定の実施形態では、アルコールは多価アルコールである。1種の多価アルコール、またはより多くの多価アルコールを含む混合物をエステル化反応に適用することができる。1種以上の多価アルコールは、平均2から10のヒドロキシル官能価(例えば、2から6、または2から5)を有することができる。1種以上の多価アルコールは、2から30個の炭素原子(例えば、2から16個の炭素原子)を有することができる。例えば、多価アルコールは、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリメチレングリコール、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール、4,4’−イソプロピリデンジシクロヘキサノール(CAS番号80−04−6)、1,4−シクロヘキサンジメタノール、4,8−ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン(CAS番号26896−48−0)、グリセロール、ジグリセロール、ポリグリセロールならびにポリグリセロール−2、ポリグリセロール−3およびポリグリセロール−4のようなポリグリセロール混合物、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、工業用グレードのペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトール、トリペンタエリトリトールを含むペンタエリトリトール、マンニトール、ソルビトール、キシリトール、ならびにこれらの組合せからなる群から選択することができる。一部の実施形態では、1種超のアルコールを使用して、ロジンエステルを形成する。ある特定の実施形態では、ペンタエリトリトール、およびグリセロール、ジグリセロール、ポリグリセロール、ジペンタエリトリトール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、トリメチロールプロパン、ならびにこれらの組合せからなる群から選択される1種以上の追加のアルコールを使用してロジンエステル形成する。高級ヒドロキシル基官能価を有するアルコールとロジンの反応は、単にロジンと低級ヒドロキシル基官能価を有するアルコールとのエステル化反応に基づくロジンエステルと比較して、増加した分子量を有するロジンエステルをもたらすことができる。例えば、ロジンエステルの分子量は、ジペンタエリトリトールを使用することにより、ペンタエリトリトールと比較して増加することが予想される。工業用ペンタエリトリトールは、例えば、Perstorpから市販されており、この大部分は、ペンタエリトリトールからなるが、いくらかのジペンタエリトリトールも含有し、少量のトリペンタエリトリトールを含有することができる。本発明において「ペンタエリトリトール」という用語は、工業用ペンタエリトリトール等級ならびにより高い純度または純粋なペンタエリトリトール等級を含む。
「ヒドロキシル価」またはヒドロキシル値という用語は当技術分野でよく認識されており、遊離ヒドロキシル基を含有する1グラムの化学物質のアセチル化に費やされる酢酸を中和するために必要とされる水酸化カリウムのミリグラム数と定義される。ヒドロキシル値は、典型的にはポリオールである、化学物質中の遊離ヒドロキシル基の含有量の測定であり、通常1グラムのポリオール/化学物質のヒドロキシル含有量と同等の水酸化カリウム(KOH)の質量単位をミリグラムで表現したものである(例えば、mg KOH/g)。ヒドロキシル値を測定するために使用される分析法は、慣習的に、ピリジン溶媒中で無水酢酸を用いて、物質の遊離ヒドロキシル基をアセチル化することを含む。反応の完了後、水を加え、残りの未反応の無水酢酸を酢酸に変換し、水酸化カリウムを用いて滴定により測定する。
当技術分野で公知のように、触媒、漂白剤、安定剤および/または抗酸化剤を、エステル化反応に加えることができる。適切な触媒、漂白剤、安定剤、および抗酸化剤は当技術分野で公知であり、例えば、全体の主題が本明細書に組み込まれている、米国特許第2,729,660号、第3,310,575号、第3,423,389号、第3,780,013号、第4,172,070号、第4,548,746号、第4,690,783号、第4,693,847号、第4,725,384号、第4,744,925号、第4,788,009号、第5,021,548号、および第5,049,652号に記載されている。完了に向けてエステル化反応を推し進めるために、蒸留および/または減圧の適用のような標準的方法を使用して、水を反応器から除去することができる。
エステル化反応後、未反応のロジンならびに他の揮発性成分は、例えば、水蒸気スパージング、窒素気体のような不活性ガスによるスパージング、ワイプ薄膜蒸発、短経路蒸発、および減圧蒸留により、得られたロジンエステル生成物から除去することができる。これは、任意の過剰のロジン酸を、ロジンエステル生成物から揮散させ、ロジンエステルの酸価を減少させる結果となる。エステル化後、得られたロジンエステルは残留する、低量の未反応ロジン酸および/またはアルコールを含み得る。低いヒドロキシル価および低い酸価を有することにより特徴付けることができるロジンエステルは、上述の揮発物の除去方法のうちの1つを行った後、低分子量種の比較的低い重量分率により特徴付けることができる。この特性により、ロジンエステルは、少ない移動および/または低い揮発性有機化合物(VOC)含有量が有益である用途に対して特に適切となり得る。例は、食品接触用途および低フォギングシステムである。加えて、低いヒドロキシル価を有し、低い酸価を有するこのようなロジンエステル中の比較的より少量の低分子量種は、より高い平均分子量の一因となり得るので、低温適用接着剤ホットメルト配合物において改善された熱応力耐性性能に寄与することができる。この理由は、低分子量種は、低い粘度を有すると予想されており、その結果応力が適用された際に、高い分子量成分よりも容易にまたは急速に変形すると予測されているからである。
本明細書に記載されている組成物への組込みに対して所望の化学的特性および物理的特性を有するロジンエステルを得るために、ロジンエステルの調製は、1つ以上の追加の処理ステップを任意選択でさらに含むことができる。前述のように、ロジン酸(例えば、アビエタジエン酸)は、これらの環系内にコンジュゲートした二重結合を含むことができる。これらのコンジュゲートした二重結合は、酸化的不安定さの原因となり得る。したがって、一部の実施形態では、エステル化されるべきロジンおよび/またはエステル化により形成されたロジンエステルは、ロジンまたはロジンエステルのPAN数を低減させるために処理することができる。ロジンまたはロジンエステルのPAN数は、ロジンまたはロジンエステルの総重量に基づき、ロジンまたはロジンエステル中に存在するアビエタジエン酸(特にパルストリン酸、アビエチン酸およびネオアビエチン酸)の重量パーセンテージを指す。「PAN数」という用語は、本明細書で使用される場合、ASTM D5974−00(2010)に記載されている方法に従い測定した、ロジンまたはロジンエステル中のパルストリン酸、アビエチン酸およびネオアビエチン酸部分の重量パーセンテージの合計を指す。ロジンまたはロジンエステルのPAN数を減少させる方法は当技術分野で公知であり、水素付加、脱水素、不均化、二量体化、および強化、特にDiels−Alder反応の強化を含む。ある特定の実施形態では、ロジンは、エステル化前にこれらの方法の1つ以上を使用して処理することによって、得られるロジンエステルの化学的特性および物理的特性を改善する。化学的に許容できる場合、このような方法はまた、エステル化と組み合わせておよび/またはエステル化後に実施することによって、以下により詳細に考察されているように、所望の化学的特性および物理的特性を有するロジンエステルを得ることができる。
ロジンまたはロジンエステルを強化して、得られるロジンエステルの化学的特性および物理的特性を改善することができることは当技術分野で公知である。一部の実施形態では、ロジンは、エステル化前に強化されることによって、得られるロジンエステルの化学的特性および物理的特性を改善する。ロジンの強化とは、ロジン中のアビエタジエン酸のコンジュゲートされた二重結合系を化学修飾して、まずは何よりも、出発ロジンより低いPAN数を有するロジンを得ることを含む。いくつかの適切な化学修飾および関連する化学的手法は、ロジンおよびロジンエステルのアビエタジエン酸含有量を低減し、これによって、これらのPAN数を低減させることが当技術分野で公知である。例えば、ロジンは、ロジン酸と、α,β−不飽和有機酸またはこのような酸の無水物またはエステルのようなジエノフィルまたはエノファイルとの、Diels−AlderまたはEne付加反応により強化することができる。適切なジエノフィルの例として、マレイン酸、フマル酸、アクリル酸、イタコン酸およびこれらの酸から誘導されたエステル、ならびに無水マレイン酸が挙げられる。フマル酸またはマレイン酸または無水物Diels−Alder化学反応で強化されたロジンエステルは、ロジンエステル化に加えて、一般的に生産サイクル時間を増加させることになる追加のDiels−AlderまたはEne反応強化ステップが必要となる。アクリル酸のようなアルファ,ベータ不飽和カルボン酸を用いた、またはマレイン酸もしくはその無水物、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸またはフマル酸のようなアルファ,ベータ不飽和ジカルボン酸を用いた、このようなDiels−Alder化学反応で強化されたまたはEne化学反応で修飾されたロジンは本発明の一部ではない。
ロジンは、メルクス酸(ジヒドロアガシン酸)(CAS No.41787−69−3)のようなジカルボン酸またはロジンダイマー(CAS65997−05−9)を含有することができる。ロジンダイマーはまた、重合ロジンとしても公知である。例えば、ピヌス・メルクシは、インドネシアおよびフィリピンの天然のマツである。ピヌス・メルクシから誘導されたロジンは、有意な量のメルクス酸を含有し得る。ピヌス・ラッテリ(Pinus latteri)は、カンボジアおよびベトナムの天然のマツである。ピヌス・ラッテリから誘導されたロジンはメルクス酸を一般的に含有する。ロジンダイマーは、加熱によりロジン内に形成することができることは公知である。Dymerex(商標)はEastmanから入手可能な重合ロジンの一例である。部分的に二量体化したロジンPoly−Pale(商標)は、Eastmanから入手可能な重合ロジンの別の例である。ILREZ(商標)は、Ildes Kimya Ltdから入手可能な重合ロジンの一例である。本発明のロジンは、メルクス酸とロジンダイマー(重合ロジン)含有量との合計が0から15重量%の範囲であるロジンを含む。本発明のロジンはまた、ロジン、メルクス酸から選択される1種または2種のジカルボン酸およびロジンダイマー(重合ロジン)のブレンドからなるロジンも含み、ここでは、メルクス酸とロジンダイマー(重合ロジン)含有量との合計が0から15重量%、例えば1重量%より高い、3重量%より高い、5重量%より高い、7重量%より高い、9重量%より高い、11重量%より高い、もしくは13重量%より高い、または、例えば、14重量%より低い、12重量%より低い、10重量%より低い、8重量%より低い、6重量%より低い、4重量%より低い、もしくは2重量%より低い範囲である。例えば、本発明のロジンは、トール油ロジンとDymerex(商標)のブレンドからなるロジンを含み、ここで、Dymerex(商標)含有量は0から15重量%の範囲である。
不均化の方法は当技術分野で公知であり、多くの場合、1種以上の不均化薬剤の存在下で、ロジンを加熱することを含むことができる。ロジンを不均化するのに適切な方法は、例えば、すべて本明細書に参照により組み込まれている、米国特許第3,423,389号、第4,302,371号、および第4,657,703号に記載されている。
ロジンの不均化は主に、パルストリン酸、アビエチン酸およびネオアビエチン酸(パン酸)およびレボピマール酸のようなアビエタジエン酸を、デヒドロアビエチン酸およびジヒドロアビエチン酸へと変換することが報告されている。加えて、芳香化と併せて、一部のロジン開環反応が生じることが公知であり、これによって、9,10−セコデヒドロアビエチン酸のようなロジン酸誘導体をもたらすことができる。この観点において、ロジン不均化は、比較的低いPAN数のロジンをもたらす有効な方法としての役目を果たすことができ、これによって、得られたロジンエステルは、ロジンエステルの酸化安定性および色安定性の増加に寄与することができる。デヒドロアビエチン酸も9,10−セコデヒドロアビエチン酸も芳香族環を含有するのに対して、形成されたジヒドロアビエチン酸は非芳香族である。脱水素は、Pd/C触媒上でのマツ含油樹脂の分子間の水素伝達反応(不均化)における主要反応であり、すなわち、アビエチン酸の水素交換中、アビエチン酸脱水素の速度は、アビエチン酸水素付加速度よりも速いことが報告されている。ロジンの不均化のより詳細については、J.C.Soutoら、Disproportionation of rosin on an industrial Pd/C catalyst:Reaction pathway and kinetic model discrimination、Bioresource Technology、2011年、102巻、3504−3511頁およびその中に引用されている参考文献を参照されたい。また、L.Wangら、Kinetic model for the catalytic disproportionation of pine oleoresin over Pd/Ccatalyst、Industrial Crops and Products、2013年、49巻、1−9頁およびその中に引用されている参考文献も参照されたい。両方の科学論文は、これらの全体が本明細書に組み込まれている。
これら報告されたデータに基づき、ロジンの触媒による不均化は、数ある中でも、デヒドロアビエチン酸形成および9,10−セコデヒドロアビエチン酸形成のような比較的多くの芳香族生成物の形成をもたらし、これによって、このような不均化触媒が使用されない、または比較的低量、例えば、すべての反応物の重量に対して0.2重量%未満、もしくは0.15重量%未満、もしくは0.10重量%未満、もしくは0.05重量%未満、もしくは0.02重量%未満、もしくは0.01重量%未満の不均化触媒が使用される熱的手順と比較して、より高レベルの芳香族ロジンエステル含有量をもたらすことが予測されると結論づけることができる。加えて、9,10−セコデヒドロアビエチン酸の形成は、分子可撓性の相対的な増加をもたらし、これによって、得られるロジンエステルの軟化点が低減することが予測され、この軟化点の低減は、熱応力耐性性能を犠牲にして成立し得る。
エチレンとアルカン酸ビニルモノマーベースのポリマーにより例示されるようなエチレンコポリマー、例えばEVA、またはエチレンとアクリレートまたはメタクリレートモノマーベースのポリマー、例えばEnBAは、一般的にこれらの化学構造に芳香族環または芳香族部分を含有しない。異なる化学成分の混合における溶解度または結果として生じる相容性性能に関する、当業者に周知の有名なアフォリズムは、「似ているもの同士は溶け合う」である。本質的にこの「似ているもの同士は溶け合う」という表現は、混合自由エネルギーの熱力学的方程式(ΔG):ΔG=ΔH−T.ΔS。における混合エンタルピー(ΔH)の寄与率に関係している。ここで、ΔSは、混合のエントロピーを表し、Tは絶対温度を表す。したがって、ロジンエステルの芳香族性の程度は、好ましくは、低い芳香族含有量を有するポリマーまたは非芳香族ポリマー成分と混合する場合、ホットメルト接着剤の配合プロセスにおいて、低い正の混合エンタルピー(ΔH)値、またはさらにより好ましくは、負のΔH値に寄与するよう、できるだけ低くあるべきであるということが正当化され得る。比較的低い程度のロジンエステル芳香族性は、こうして、より最適な、すなわち負の、混合自由エネルギー(ΔG)値に寄与することが予測され、これによって、結果として生じるホットメルト接着剤相容性の程度にプラスの影響を与えることになる。
木炭担持パラジウム(Pd/C)触媒は、ロジンの不均化において有効な触媒系として使用することができる。不均化触媒がロジンエステル生産中にインサイチュで適用される、現在の工業用ロジン不均化反応およびプロセスの多くの場合、不均化触媒は、例えば、Rosinox(登録商標)、Lowinox(登録商標)(TBM−6)およびノニルフェノールジスルフィド中に1個以上の硫黄原子を含有する。市販の不均化触媒Ethanox(登録商標)323の平均硫黄含有量は、約10%に達し、不均化触媒Lowinox(登録商標)(TBM−6)の平均硫黄含有量は約9%に達し、不均化触媒Vultac(登録商標)2の平均硫黄含有量は約23%に達し、不均化触媒Rosinox(登録商標)の平均硫黄含有量は約30−31%に達する。元素のヨウ素またはヨウ素を含有する不均化触媒がロジンの不均化に報告され、有効なロジン不均化を達成することができるが、腐食性である可能性があり、今日の工業用大規模ロジンエステル生産にはあまり一般的に使用されていないようにみえる。
上記に概説されているように、ロジンのPAN含有量が減少し、不均化触媒を必要としない、または比較的に低量の不均化触媒しか必要としないジンエステル合成手順は本発明の一部である。
硫黄を含有する不均化触媒、例えばRosinox(登録商標)の使用は、対応するロジンにおける本来の硫黄レベルと比較して、得られたロジンエステル中の硫黄含有量の増加をもたらすことが予測される。得られるロジンエステル硫黄含有量はまた、揮発物の揮散またはWFE処理後に評価することもできる。このような硫黄含有量の増加は、当業者により公知の分析法で測定することができる。硫黄含有量は、百万分率(ppm)で表現することができる。誘導結合されたプラズマ(ICP)分光分析を、微量レベルのヨウ素(I)、パラジウム(Pd)、ニッケル(Ni)および白金(Pt)の定量化に対して使用することができる.試料は、強酸中で分解することによって、水溶液中で金属を得ることができ、または有機溶媒(キシレン)中に溶解し、ICPプラズマに吸引する。得た試料のシグナルを、目的の金属または元素に対する市販のICP標準を用いて作成した標準曲線と比較することにより定量化を達成する。イットリウム(Y)を内部標準としてすべての試料および標準物質に加えることによって、試料と標準物質との間の粘度における任意の潜在的な差異を埋め合わせることができる。誘導結合されたプラズマ−質量分析法(ICP−MS)分析は、微量レベルのこのような金属およびハロゲン構成物質を測定する代替法を構成する。
ロジンエステル合成中にロジン不均化触媒により誘発させる不均化は、ロジン不均化触媒が適用されない類似の方法と比較して、比較的より高いロジンエステル芳香族含有量をもたらすことができる。加えて、ロジン不均化触媒により誘発された不均化はまた、一般的にある程度のロジン脱炭酸をもたらすことになり、この脱炭酸は、残りのロジン酸の量を犠牲にして成立し、よって、ロジンエステルの化学的収率に負の影響を与えることになる。この理由からも、比較的に低量の不均化触媒を使用すること、または、より好ましくは、不均化触媒を使用しないことが本発明との関連で好ましい。Dallaviaの米国特許第2011/0034669号は、ポリオールヒドロキシル基と比較して、化学量論的過剰のカルボン酸基を使用することにより、明色のロジンエステル樹脂を生成するプロセスについて記載している。明るいロジンエステル色は、不均化触媒の存在下、220−280℃の間の温度でポリオール/ロジンエステル化反応を実行することにより達成される。上記に概説されている理由により、本発明では、好ましくは、すべての反応物の総重量に基づき0.05重量%未満の量のような、比較的低量の不均化触媒が加えられる。より好ましくは、いずれの不均化触媒も適用されない。本発明では、好ましくは、290℃と300℃の間のポリオール/ロジンエステル化最大反応温度、例えば、約295℃のポリオール/ロジンエステル化最大反応温度のような、280℃より高いポリオール/ロジンエステル化最大反応温度が適用される。この特定の反応手順は典型的に、ロジン反応物の色が、ロジン反応物から得られるロジンエステルの色より一般的に高いことが報告されている米国特許第2011/0034669号の一般的な場合よりいくらか暗いロジンエステルをもたらす。本発明の主要な目標は、色調の低いロジンエステルを提供することではなく、高レベルの相容性と組み合わせて、高レベルの熱応力耐性性能を有する低い適用温度ホットメルト接着剤において有用なロジンエステル樹脂を提供することである。本発明では、ロジンエステル合成に適用される組み合わせた溶融反応物の色は、誘導されたロジンエステル樹脂の色と等しいまたはこれより低くてよい。ロジンエステル合成に適用される、組み合わせた溶融反応物の純粋ガードナー色値は、誘導されたロジンエステル樹脂の純粋ガードナー色値と等しいまたはこれより低くてよい。任意の特定の理論に拘束されることなく、本発明に適用されているような不均化触媒の非存在下で、適用される約295℃という高いポリオール/ロジンエステル化反応温度と組み合わせて、ポリオールヒドロキシル基と比較して化学量論的過剰のカルボン酸基を適用する別の予期せぬ利点は、比較的に低い酸価であり、ならびにエステル化反応後、揮発物の揮散ステップ前に生じる比較的低い酸価であることが観察された。有利なことには、反応後、揮発物の揮散ステップ前に生じた比較的低い酸価は、化学的計算に基づき予想されるものよりも少ない揮発物の揮散ですむことを意味する。これによりエネルギー費を節約することができ、ならびに生産サイクル時間の減少をもたらすことができる。
別の実施形態では、ロジンエステルは、いずれの不均化触媒も使用されなかった化学反応手順の結果である。別の実施形態では、ロジンエステルは、比較的低量、例えば、すべての反応物の重量に対して0.2重量%未満、または0.15重量%未満、または0.10重量%未満、または0.05重量%未満、または0.02重量%未満、または0.01重量%未満の不均化触媒が使用された化学反応手順の結果である。別の実施形態では、ロジンエステルは、比較的低量、例えば、すべての反応物の重量に対して0.2重量%未満、または0.15重量%未満、または0.10重量%未満、または0.05重量%未満、または0.02重量%未満、または0.01%重量%未満の硫黄を含有する不均化触媒が使用された化学反応手順の結果である。
別の実施形態では、エステル化反応後、任意の硫黄含有抗酸化剤または硫黄含有添加剤の添加前の、揮散したロジンエステルは硫黄のppm含有量の第1の値を有し、適用されたロジン反応物は硫黄のppm含有量の第2の値を有し、硫黄のppm含有量の第1の値から硫黄のppm含有量の第2の値を引いた値が、例えば、500より低い、もしくは200より低い、または硫黄のppm含有量の第1の値は硫黄のppm含有量の第2の値と等しい、または硫黄のppm含有量の第1の値は硫黄のppm含有量の第2の値より低い、または硫黄のppm含有量の第1の値を硫黄のppm含有量の第2の値で割った値は0.92と等しいもしくはこれより低い、または硫黄のppm含有量の第1の値を硫黄のppm含有量の第2の値で割った値は0.89と等しいもしくはこれより低い、または硫黄のppm含有量の第1の値を硫黄のppm含有量の第2の値で割った値は、0.86と等しいもしくはこれより低い、もしくは0.82より低い、もしくは0.77より低い、もしくは0.75より低い、もしくは0.73より低い、もしくは0.70より低い、もしくは0.65より低い。別の実施形態では、得られたロジンエステルは、パラジウム、ニッケルおよび白金ppm含有量の値の第1の合計を有し、ロジンは、パラジウム、ニッケルおよび白金ppm含有量の値の第2の合計を有し、パラジウム、ニッケルおよび白金ppm含有量の値の第1の合計は、パラジウム、ニッケルおよび白金ppm含有量の値の第2の合計より低いまたはこれと等しい。別の実施形態では、得られたロジンエステルは、ヨウ素のppm含有量の第1の値を有し、ロジンはヨウ素のppm含有量の第2の値を有し、ヨウ素のppm含有量の第1の値は、第2のヨウ素ppm含有量より低いまたはこれと等しい。
一部の実施形態では、エステル化反応ステップ中に、290℃と300℃の間の温度、または約295℃の温度のような高いエステル化最高温度と組み合わせて、いずれの不均化触媒も適用されないことによって、特に低い適用温度のホットメルト接着剤を含有するロジンエステルの相容性−熱応力耐性性能の改善に関して、得られるロジンエステルの化学的特性および物理的特性を改善する。
一部の実施形態では、エステル化反応ステップ中に、260℃と290℃の間の温度、または265℃と280℃の間の温度、または約270から275℃の温度のようないくらかより低いエステル化最高温度と組み合わせて、比較的少量、例えば、すべての反応物の重量に対して0.2重量%未満、または0.15重量%未満、または0.10重量%未満、または0.05重量%未満、または0.02重量%未満、または0.01重量%未満の不均化触媒が適用される。
様々な適切な不均化薬剤を使用することができる。本発明の一実施形態では、比較的低量、例えば、すべての反応物に基づく重量ベースで0.05%未満の不均化触媒が加えられる。より好ましくは、いずれの不均化触媒も適用されない。不均化薬剤の例として、2,2’チオビスフェノール、3,3’−チオビスフェノール、4,4’−チオビス(レゾルシノール)およびt,t’−チオビス(ピロガロール)、4,4’−15チオビス(6−t−ブチル−m−クレゾール)および4/4’−チオビス(6−t−ブチル−o−クレゾール)チオビスナフトール、2,2’−チオ−ビスフェノール、3,3’−チオ−ビスフェノールを含むチオビスナフトール;パラジウム、ニッケル、および白金を含む金属;ヨウ素またはヨウ素類(例えば、ヨウ化鉄);硫化物(例えば、硫化鉄);およびこれらの組合せが挙げられる。ある特定の実施形態では、ロジンは、フェノールスルフィドタイプの不均化薬剤を使用して不均化を起こす。フェノール硫化物タイプの不均化薬剤の例として、ポリ−t−ブチルフェノールジスルフィド(商標名ROSINOX(登録商標)でArkema、Inc.から市販されている)、4,4’チオビス(2−t−ブチル−5−メチルフェノール(商標名LOWINOX(登録商標)TBM−6でChemturaから市販されている)、ノニルフェノールジスルフィドオリゴマー(商標名ETHANOX(登録商標)TM323でAlbemarle Corp.から市販されているものなど)、およびアミルフェノールジスルフィドポリマー(商標名VULTAC(登録商標)2でSovereign Chemical Co.から市販されているものなど)が挙げられる。本発明と関連して上記に概説されている理由で、好ましくはいずれの不均化薬剤も使用しない、または単に微量の範囲で使用する。
所望する場合、ロジンエステルは、エステル化後に化学的に修飾することによって、低いヒドロキシル価を有するロジンエステルを得ることができる。このプロセスは、当技術分野で公知の合成法を使用して、エステル化後のロジンエステル中に残留するヒドロキシル部分を化学修飾することを含むことができる。例えば、ロジンエステルは、アシル化剤(例えば、カルボン酸またはその誘導体、例えば、酢酸から誘導された無水酢酸のような酸無水物など)と反応させることができる。このような酸無水物はまた、プロピオン酸、酪酸、バレリアン酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、またはアラキジン酸のような他のアルカン酸から誘導され得る。例えば、Ruckelの米国特許第4,380,513を参照されたい。ロジンエステル内に残留するヒドロキシル部分はまた、イソシアネートのような求電子剤と反応させて、対応するカルバミン酸塩誘導体を生成することもできる。イソシアネートの例は、メチルイソシアネート、エチルイソシアネート、プロピルイソシアネート、イソプロピルイソシアネート、ブチルイソシアネート、イソブチルイソシアネート、sec−ブチルイソシアネート、tert−ブチルイソシアネート、ペンチルイソシアネート、イソペンチルイソシアネート、ネオペンチルイソシアネート、ヘキシルイソシアネート、ヘプチルイソシアネート、オクチルイソシアネート、エチルヘキシルイソシアネート、ノニルイソシアネート、デシルイソシアネート、ウンデシルイソシアネート、ドデシルイソシアネート、トリデシルイソシアネート、テトラデシルイソシアネート、ペンタデシルイソシアネート、ヘキサデシルイソシアネート、ヘプタデシルイソシアネート、オクタデシルイソシアネートのようなアルキルイソシアネート、およびシクロヘキシルイソシアネートのようなシクロアルキルイソシアネート、ならびにフェニルイソシアネートおよびベンジルイソシアネートのような芳香族環を含有するイソシアネートである。例えば、Ruckelの米国特許第4,377,510号を参照されたい。残留するヒドロキシル部分と反応させるために使用することができる他の適切な求電子剤として、アルキル化剤(例えば、ジメチルスルフェートのようなメチル化剤)が挙げられる。
一部の実施形態では、ロジンまたはロジンエステルを水素化して、特定の用途に対して所望の化学的特性および物理的特性を有するロジンエステルを得る。水素付加は、還元反応であり、これは反応物に水素を加えることができる。ロジン酸部分の環構造内に存在するアルケンまたはジエン部分のようなアルケン部分またはジエン部分の水素付加により、1つ以上のオレフィンの結合を還元して、対応する飽和部分を、例えば、アルケン水素付加の場合、アルカンを生成することができ、またはジエン水素付加の場合、例えば、アルカンまたはアルケンの飽和レベルを増加させることができる。したがって、水素付加は、例えば、ロジンまたはロジンエステルのPAN数を低減させるために実施することができる。ロジンまたはロジンエステルを水素化する方法は当技術分野で公知である。水素付加反応は、不均一水素付加触媒などの触媒(例えば、炭素上に担持されたPd(Pd/C)のようなパラジウム触媒、PtOのような白金触媒、ラネーニッケル(Ra−Ni)のようなニッケル触媒、ロジウム触媒、またはルテニウム触媒)を使用して行うことができる。水素付加のための水素源は、水素(H)またはギ酸、イソプロパノールもしくはヒドラジンのような反応条件下で水素を生成することができる化合物であることができる。
市販の水素化ロジンの一例は、Eastman Chemical Companyから市販されているForal(商標)AX−Eである。Staybelite(商標)Resin−Eは、市販の部分的に水素化されたロジンの一例であり、これもまたEastman Chemical Companyから市販されている。HYDROGALは、市販の水素化したロジンの一例であり、これはDRT(Derives Resiniques et Terpeniques)から市販されている。
一部の実施形態では、ロジンまたはロジンエステルは部分的に二量体化され、または重合されて、エステル化後、本発明との関連で、分子量の増加、分子剛性の増加、ならびにT値および軟化点の増加のような、特定の用途に対して所望の化学的特性および物理的特性を有するロジンエステルが得られる。ロジン重合および二量体化反応は公知であり、例えば、これら全体が本明細書に参照により組み込まれている、Andersonの米国特許第2,369,125号、Mortonの米国特許第2,017,866号、およびRummelsburgの米国特許第2,108,928号のような特許出願に記載されている。このようなロジンおよびロジンエステル重合および二量体化反応は、硫酸のようなブレンステッド酸またはAlClのようなルイス酸で触媒することができる。市販の重合したロジンの例は、Eastman Chemical Companyから市販されているDymerex(商標)である。POLYGRALおよびDERTOPOLは、DRT(Derives Resiniques et Terpeniques)により市販されている市販の重合ロジンの例である。ロジンとアルコールが適用されているエステル化の間の一部のロジンダイマーのインサイチュでの形成は、分子量が増加し、Tおよび軟化点が増加したロジンエステルをもたらすことができ、よって本発明との関連で好ましいとされ得る。ロジンとアルコールが適用されているエステル化の間のインサイチュでのロジン二量体化はまた、触媒の非存在下、上昇させた温度である程度行うことができる。ある程度のロジン二量体化はまた、反応中の後のステージでアルコールを加えることによって、別の反応ステップとして、ロジンエステル化反応前に実現化することができる。
一部の実施形態では、不均化の程度を抑制するための不均化触媒の非存在下で、または低量の不均化触媒の存在下で必要とされる比較的に高レベルまでロジンエステル分子量を有効に蓄えるために、ロジンエステルは、二官能または多官能カルボン酸誘導体、またはこれらの組合せの存在下で作製し、エステル化反応は、比較的高温、例えば、295℃で行うことによって、ロジン二量体化触媒の非存在下または低量の二量体化触媒の存在下で行われるのが好ましい、同時発生的なインサイチュでのロジンまたはロジンエステルの二量体化をある程度可能にする。ロジンエステル合成中、これらの反応条件下でこれらの反応物へ適用される比較的高い温度は、不均化触媒を適用する必要なく、ロジンエステルPAN値の低減をもたらし、これによって、ロジンエステル酸化安定性および熱的色安定性を増加させ、また得られるロジンエステルの分子量を増加させることになり、これは、ロジンエステルが化学成分の1つである低温ホットメルト接着剤における熱応力耐性の必要レベルを達成するために重要である。295℃のような比較的高い反応温度はまた、ある程度の同時発生的なインサイチュでのポリオール二量体化および重合反応をもたらすことができ、これによって、生成するロジンエステルの分子量を増加させることもできる。
一部の実施形態では、ロジンエステルは、270−320℃、例えば290−300℃、または例えば、約295℃で作製される。
ロジンエステルは、ロジンから誘導されたメチルエステルの、例えば、ペンタエリトリトール、工業用グレードペンタエリトリトールまたはグリセロールなどのより高い沸点のポリオールとのエステル交換のようなエステル交換反応により得ることもできる。反応中に遊離した低沸点の、揮発性メタノールは、反応中に除去することができ、これによって、完了に向けてエステル交換反応を推し進めることができる。水素化ロジンの市販のメチルエステルの一例は、Eastman Chemical Companyにより市販されているForalyn(商標)5020−Fである。
本明細書に提供されている組成物に組み込まれたロジンエステルは、低いヒドロキシル価を有することができる。一部の実施形態では、ロジンエステルは、DIN53240−2(異なる溶媒テトラヒドロフランが適用された。)において提供されている改変されたバージョンの標準的方法を使用して測定した場合、6.0、5.5、5.0またはこれ未満(例えば、4.5またはこれ未満、4.0またはこれ未満、3.5またはこれ未満、3.0またはこれ未満、2.5またはこれ未満、2.0またはこれ未満、1.5またはこれ未満、または1.0またはこれ未満)のヒドロキシル価を有する。ヒドロキシル価は、ロジンエステル試料1グラム当たりのKOH(mg)で表現される。
本明細書に提供されている組成物に組み込まれたロジンエステルは、低い酸価を有することができる。一部の実施形態では、ロジンエステルは、ASTM D465−05(2010)に記載されている方法に従い測定した場合、15.0またはこれ未満(例えば、14.5もしくはこれ未満、14.0もしくはこれ未満、13.5もしくはこれ未満、13.0もしくはこれ未満、12.5もしくはこれ未満、12.0もしくはこれ未満、11.5もしくはこれ未満、11.0もしくはこれ未満、10.5もしくはこれ未満、10.0もしくはこれ未満、9.5もしくはこれ未満、9.0もしくはこれ未満、8.5もしくはこれ未満、8.0もしくはこれ未満、7.5もしくはこれ未満、7.0もしくはこれ未満、6.5もしくはこれ未満、6.0もしくはこれ未満、5.5もしくはこれ未満、5.0もしくはこれ未満、4.5もしくはこれ未満、4.0もしくはこれ未満、3.5もしくはこれ未満、3.0もしくはこれ未満、2.5もしくはこれ未満、2.0もしくはこれ未満、1.5もしくはこれ未満、または1.0もしくはこれ未満)の酸価を有する。酸価は、ロジンエステル試料1グラム当たりのKOH(mg)として表現される。
本明細書に提供されている組成物に組み込まれたロジンエステルは、低いヒドロキシル価および低い酸価を有することができる。一部の実施形態では、DIN53240−2(異なる溶媒テトラヒドロフランが適用された。)において提供されている改変されたバージョンの標準的方法を使用して測定した場合のロジンエステルのヒドロキシル価と、ASTM D465−05(2010)に記載されている方法に従い測定した場合のロジンエステルの酸価との合計は、15.0またはこれ未満(例えば、14.5もしくはこれ未満、14.0もしくはこれ未満、13.5もしくはこれ未満、13.0もしくはこれ未満、12.5もしくはこれ未満、12.0もしくはこれ未満、11.5もしくはこれ未満、11.0もしくはこれ未満、10.5もしくはこれ未満、10.0もしくはこれ未満、9.5もしくはこれ未満、9.0もしくはこれ未満、8.5もしくはこれ未満、8.0もしくはこれ未満、7.5もしくはこれ未満、7.0もしくはこれ未満、6.5もしくはこれ未満、6.0もしくはこれ未満、5.5もしくはこれ未満、5.0もしくはこれ未満、4.5もしくはこれ未満、4.0もしくはこれ未満、3.5もしくはこれ未満、3.0もしくはこれ未満、2.5もしくはこれ未満、または2.0もしくはこれ未満)である。
本明細書に提供されている組成物に組み込まれたロジンエステルは、低いPAN数を有することができる。一部の実施形態では、ロジンエステルは、ASTM D5974−00(2010)に記載されている方法に従い測定した場合、25.0またはこれ未満(例えば、23もしくはこれ未満、22もしくはこれ未満、21.5もしくはこれ未満、20.0もしくはこれ未満、19.5もしくはこれ未満、19.0もしくはこれ未満、18.5もしくはこれ未満、18.0もしくはこれ未満、17.5もしくはこれ未満、17.0もしくはこれ未満、16.5もしくはこれ未満、16.0もしくはこれ未満、15.5もしくはこれ未満、15.0もしくはこれ未満、14.5もしくはこれ未満、14.0もしくはこれ未満、13.5もしくはこれ未満、13.0もしくはこれ未満、12.5もしくはこれ未満、12.0もしくはこれ未満、11.5もしくはこれ未満、または11.0もしくはこれ未満、または10.0もしくはこれ未満、9.5もしくはこれ未満、9.0もしくはこれ未満、8.5もしくはこれ未満、8.0もしくはこれ未満、7.5もしくはこれ未満、7.0もしくはこれ未満、6.5もしくはこれ未満、6.0もしくはこれ未満、5.5もしくはこれ未満、5.0もしくはこれ未満、4.5もしくはこれ未満、4.0もしくはこれ未満、3.5もしくはこれ未満、3.0もしくはこれ未満、2.5もしくはこれ未満、2.0もしくはこれ未満、1.5もしくはこれ未満、または1.0もしくはこれ未満)のPAN数を有することができる。一部の実施形態では、ロジンエステルは、ASTM D5974−00(2010)に記載されている方法に従い測定した場合、25までまたは22.0と8.0の間(例えば、21.0と8.0の間、20.0と8.0の間、19.5と8.0の間、19.0と8.0の間、18.5と8.0の間、18.0と8.0の間、17.5と8.0の間、17.0と8.0の間、16.5と8.0の間、16.0と8.0の間、15.5と8.0の間、15.0と8.0の間、14.5と8.0の間、14.0と8.0の間、13.5と8.0の間、13.0と8.0の間、12.5と8.0の間、12.0と8.0の間、11.5と8.0の間、11.0と8.0の間、10.5と8.0の間、10.0と8.0の間、9.5と8.0の間、9と8.0の間、または8.5と8.0の間)のPAN数を有することができる。ある特定の実施形態では、ロジンエステルは、ロジンエステルの重量に基づき、60重量%またはこれ未満(例えば、55重量%もしくはこれ未満、50重量%もしくはこれ未満、または45重量%もしくはこれ未満、または40重量%もしくはこれ未満、または35重量%もしくはこれ未満、または30重量%もしくはこれ未満、または25重量%もしくはこれ未満、または20重量%もしくはこれ未満)のエステル化デヒドロアビエチン酸およびエステル化ジヒドロアビエチン酸を含む。本明細書でジヒドロアビエチン酸という用語は、ジヒドロアビエチン酸異性体の全体を指す。本明細書に提供されている組成物に組み込まれたロジンエステルは、低いヒドロキシル価(例えば、7,6、もしくは5またはこれ未満のヒドロキシル価)を有することができる。これらの場合、ロジンエステルのヒドロキシル価は、ロジンエステルの酸価および/またはロジンエステルのPAN数に関係なく低いことが可能である。したがって、ロジンエステルの酸価およびロジンエステルのPAN数は、上で定義されたように独立して低くてもよいし、またはこれより高くてもよい。一部の実施形態では、本明細書に提供されている組成物に組み込まれたロジンエステルは、10またはこれ未満の低いヒドロキシル価(例えば、7、6、5またはこれ未満のヒドロキシル価)および15またはこれ未満の酸価(例えば、10、9、8またはこれ未満の酸価、または5またはこれ未満の酸価)を有することができる。一部の実施形態では、本明細書に提供されている組成物に組み込まれたロジンエステルは、10またはこれ未満の低いヒドロキシル価(例えば、7、6、5またはこれ未満のヒドロキシル価)を有することができ、ロジンエステルのヒドロキシル価とロジンエステルの酸価の合計は、18またはこれ未満(例えば、15またはこれ未満、10もしくはこれ未満、7もしくはこれ未満、または5もしくはこれ未満)であることができる。
一部の実施形態では、本明細書に提供されている組成物に組み込まれたロジンエステルは、7またはこれ未満の低いヒドロキシル価(例えば、6または5またはこれ未満のヒドロキシル価)を、15もしくはこれ未満の低い酸価(例えば、10またはこれ未満の酸価)と組み合わせて有する。一部の実施形態では、組成物は、10またはこれ未満の低いヒドロキシル価(例えば、7、6、5またはこれ未満のヒドロキシル価)を、25またはこれ未満のPAN数(例えば、22.0と8.0の間のPAN数)と組み合わせて有するロジンエステルを含む。ある特定の実施形態では、組成物は、10またはこれ未満の低いヒドロキシル価(例えば,7、6、5またはこれ未満のヒドロキシル価)、12またはこれ未満の低い酸価(例えば、10またはこれ未満の酸価)、および25またはこれ未満のPAN数(例えば、23.0と8.0の間のPAN数、または15.0と10.0の間のPAN数)を有するロジンエステルを含む。一部の実施形態では、本明細書に提供されている組成物に組み込まれたロジンエステルのヒドロキシル価と酸価の合計は、15、12、10またはこれ未満(例えば、7またはこれ未満、または5またはこれ未満)であることができる。
一実施形態では、ロジンエステルは、ロジンエステルの総重量に基づき、70重量%までのエステル化デヒドロアビエチン酸およびエステル化ジヒドロアビエチン酸(例えば、65重量%までのエステル化デヒドロアビエチン酸およびエステル化ジヒドロアビエチン酸、60重量%までのエステル化デヒドロアビエチン酸およびエステル化ジヒドロアビエチン酸、50重量%までのエステル化デヒドロアビエチン酸およびエステル化ジヒドロアビエチン酸、45重量%までのエステル化デヒドロアビエチン酸およびエステル化ジヒドロアビエチン酸、40重量%までのエステル化デヒドロアビエチン酸およびエステル化ジヒドロアビエチン酸、35重量%までのエステル化デヒドロアビエチン酸およびエステル化ジヒドロアビエチン酸、または30重量%までのエステル化デヒドロアビエチン酸およびエステル化ジヒドロアビエチン酸)を含むことができる。
本発明の一実施形態では、ロジンエステルは、ロジンエステルの総重量に基づき、0から40重量%までのエステル化デヒドロアビエチン酸、またはロジンエステルの総重量に基づき、35重量%まで、または30重量%まで、または25重量%まで、または20重量%まで、または15重量%まで、または10重量%までのエステル化デヒドロアビエチン酸を含むことができる。
別の実施形態では、本発明の組成物は、ロジンエステルの重量に基づき、45重量%もしくはこれ未満、または40%、または39%、または38%、または37%、または36%、または35%、または34%、または33%、または32%、または31%、または30%、または29%、または28%、または27%、または26%、または25%、または24%、または23%、または22%、または21%、または20%もしくはこれ未満(または1から45%、または5から40%または10から35%)の量のエステル化デヒドロアビエチン酸を含むロジンエステルを含み、このロジンエステルは、7または8と25の間、または8.5と25の間、または9と25の間、または9.5と25の間、または10と25の間のPAN数を有する。
別の実施形態では、本発明は、本明細書で列挙された量のエステル化デヒドロアビエチン酸を含むロジンエステルに関し、このロジンエステルは本明細書で列挙されたPAN数を有し、エステル化デヒドロアビエチン酸の量とPAN数の比(すなわち、エステル化デヒドロアビエチン酸の量をPAN数で割ったもの)は、5.0未満、4.9、4.8、4.7、4.6、4.5、4.4、4.3、4.2、4.1、4.0、3.9、3.8、3.7、3.6、3.5、3.4、3.3、3.2、3.1、3.0、2.9、2.8、2.7、2.6、2.5、2.4、2.3、2.2、2.1、2.0またはこれ未満であり、またはエステル化デヒドロアビエチン酸とPAN数の比は、0.1から5.0、もしくは0.2から4.9、もしくは0.3から4.8、もしくは0.4から4.7、もしくは0.5から4.6、もしくは0.6から4.5、もしくは0.7から4.4、もしくは0.8から4.3、もしくは0.9から4.2、もしくは1.0から4.1、もしくは1.1から4.0、もしくは1.2から3.9、もしく1.3から3.8、もしくは1.4から3.7、もしくは1.5から3.6、もしくは1.6から3.5、もしくは1.7から3.4、もしくは1.8から3.3、もしくは1.9から3.2、もしくは2.0から3.1、もしくは2.1から3.0などの範囲であってよい。
一実施形態では、ロジンエステルは、ロジンエステルの重量に基づき、0超から10重量%まで、または9重量%まで、または8重量%まで、または7重量%まで、または6重量%まで、または5重量%までのテトラヒドロアビエト酸含有量を含み得る。
別の実施形態では、本明細書に提供されている組成物に組み込まれたロジンエステルは、低い純粋ガードナー色を有することができる。一部の実施形態では、ロジンエステルは、ASTM D1544−04(2010)に記載されている方法に従い測定した場合、10.0またはこれ未満(例えば、9.5もしくはこれ未満、9.0もしくはこれ未満、8.5もしくはこれ未満、8.0もしくはこれ未満、7.5もしくはこれ未満、7.0もしくはこれ未満、または6.5もしくはこれ未満、6.0もしくはこれ未満、5.5もしくはこれ未満、5.0もしくはこれ未満、4.5またはこれ未満、4.0またはこれ未満、3.5またはこれ未満、3.0またはこれ未満、2.5またはこれ未満、2.0またはこれ未満、または1.5もしくはこれ未満、1.0もしくはこれ未満)の純粋ガードナー色を有する。
ある特定の実施形態では、ロジンエステルは、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリメチレングリコール、グリセロール、ジグリセロール、ポリグリセロール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトール、マンニトール、およびこれらの組合せそのからなる群から選択される多価アルコールのような多価アルコールから誘導される。
他の実施形態では、ロジンエステルは、ASTM D5296−05に記載されているようにゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を使用して測定した場合、少なくとも1700g/モルの重量平均分子量(M)(例えば、少なくとも1800g/モル、少なくとも1900g/モル、少なくとも2000g/モル、少なくとも2100g/モル、少なくとも2200g/モル、少なくとも2300g/モル、少なくとも2400g/モル、少なくとも2500g/モル、少なくとも2600g/モル、少なくとも2700g/モル、少なくとも2800g/モル、少なくとも2900g/モル、少なくとも3000g/モル、少なくとも3100g/モル、少なくとも3200g/モル、少なくとも3300g/モル、少なくとも3400g/モル、少なくとも3500g/モル、少なくとも3600g/モル、少なくとも3700g/モル、少なくとも3800g/モル、少なくとも3900g/モル)を有することができる。ロジンエステルは、4000g/モルまたはこれ未満の重量平均分子量(例えば、3900g/モルまたはこれ未満、3800g/モルまたはこれ未満、3700g/モルまたはこれ未満、3600g/モルまたはこれ未満、3500g/モルまたはこれ未満、3400g/モルまたはこれ未満、3300g/モルまたはこれ未満、3200g/モルまたはこれ未満、3100g/モルまたはこれ未満、3000g/モルまたはこれ未満、2900g/モルまたはこれ未満、2800g/モルまたはこれ未満、2700g/モルまたはこれ未満、2600g/モルまたはこれ未満、2500g/モルまたはこれ未満、2400g/モルまたはこれ未満、2300g/モルまたはこれ未満、2200g/モルまたはこれ未満、2100g/モルまたはこれ未満、2000g/モルまたはこれ未満、1900g/モルまたはこれ未満、1800g/モルまたはこれ未満)を有することができる。
さらなる実施形態では、ロジンエステルは、上記最小値のいずれかから上記最大値のいずれかまでの範囲の重量平均分子量を有することができる。例えば、ロジンエステルは、1700g/モルから4000g/モルの重量平均分子量(例えば、2000g/モルから3500g/モル、または2100g/モルから3300g/モル)を有することができる。
さらなる追加の実施形態では、ロジンエステルは、ASTM D5296−05に記載されているようにゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を使用して測定した場合、少なくとも2500g/モルの3次モーメントまたは三乗平均分子量(M)(例えば、少なくとも2600g/モル、少なくとも3000g/モル、少なくとも3400g/モル、少なくとも3800g/モル、少なくとも4200g/モル、少なくとも4600g/モル、少なくとも5000g/モル、少なくとも5400g/モル、少なくとも5800g/モル、少なくとも6200g/モル、少なくとも6600g/モル、少なくとも7000g/モル、少なくとも7400g/モル、少なくとも7800g/モル、少なくとも8200g/モル、少なくとも8600g/モル、少なくとも9000g/モル、少なくとも9400g/モル、少なくとも9800g/モル、少なくとも10200g/モル、少なくとも10600g/モル、少なくとも11000g/モル、少なくとも11400g/モル、少なくとも11800g/モル)を有することができる。ロジンエステルは、12000g/モルまたはこれ未満の3次モーメントまたは三乗平均分子量(M)(例えば、11800g/モルまたはこれ未満、11400g/モルまたはこれ未満、11000g/モルまたはこれ未満、10600g/モルまたはこれ未満、10200g/モルまたはこれ未満、9800g/モルまたはこれ未満、9400g/モルまたはこれ未満、9000g/モルまたはこれ未満、8600g/モルまたはこれ未満、8200g/モルまたはこれ未満、7800g/モルまたはこれ未満、7400g/モルまたはこれ未満、7000g/モルまたはこれ未満、6600g/モルまたはこれ未満、6200g/モルまたはこれ未満、5800g/モルまたはこれ未満、5400g/モルまたはこれ未満、5000g/モルまたはこれ未満、4600g/モルまたはこれ未満、4200g/モルまたはこれ未満、3800g/モルまたはこれ未満、3400g/モルまたはこれ未満、3000g/モルまたはこれ未満、2600g/モルまたはこれ未満)を有することができる。
別の実施形態では、ロジンエステルは、上記最小値のいずれかから上記最大値のいずれかまでの範囲の3次モーメントまたは三乗分子量(M)を有することができる。例えば、ロジンエステルは、2500g/モルから12000g/モルの重量平均分子量(例えば、3000g/モルから8000g/モル、または3500g/モルから7000g/モル)を有することができる。
一実施形態では、ロジンエステルは、ASTM D5296−05に記載されているようにゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を使用して測定した場合、少なくとも11000g/モルの数平均分子量(M)(例えば、少なくとも1150g/モル、少なくとも1200g/モル、少なくとも1250g/モル、少なくとも1300g/モル、少なくとも1350g/モル、少なくとも1400g/モル、少なくとも1450g/モル、少なくとも1500g/モル、少なくとも1500g/モル、少なくとも1600g/モル、少なくとも1600g/モル、少なくとも1650g/モル、少なくとも1700g/モル、少なくとも1750g/モル、少なくとも1800g/モル、少なくとも1850g/モル、少なくとも1900g/モル、少なくとも1950g/モル)を有することができる。ロジンエステルは、2000g/モルまたはこれ未満の数平均分子量(例えば、1950g/モルまたはこれ未満、1900g/モルまたはこれ未満、1850g/モルまたはこれ未満、1800g/モルまたはこれ未満、1750g/モルまたはこれ未満、1700g/モルまたはこれ未満、1650g/モルまたはこれ未満、1600g/モルまたはこれ未満、1550g/モルまたはこれ未満、1500g/モルまたはこれ未満、1450g/モルまたはこれ未満、1400g/モルまたはこれ未満、1350g/モルまたはこれ未満、1300g/モルまたはこれ未満、1250g/モルまたはこれ未満、1200g/モルまたはこれ未満、1150g/モルまたはこれ未満)を有することができる。
別の実施形態では、ロジンエステルは、上記最小値のいずれかから上記最大値のいずれかまでの範囲の数平均分子量(M)を有することができる。例えば、ロジンエステルは、1100g/モルから2000g/モルの数平均分子量(M)(例えば、1400g/モルから1800g/モル、または1450g/モルから1700g/モル)を有することができる。
ロジンエステルは、組成物の所望の特性に応じて、組成物中に異なる量で存在することができる。一部の実施形態では、ロジンエステルは、組成物の少なくとも5重量%(例えば、組成物の少なくとも10重量%、組成物の少なくとも15重量%、組成物の少なくとも20重量%、組成物の少なくとも25重量%、組成物の少なくとも30重量%、組成物の少なくとも35重量%、組成物の少なくとも40重量%、組成物の少なくとも45重量%、組成物の少なくとも50重量%、または組成物の少なくとも55重量%)を構成する。一部の実施形態では、ロジンエステルは、組成物の60重量%またはこれ未満(例えば、55重量%もしくはこれ未満、50重量%もしくはこれ未満、45重量%もしくはこれ未満、40重量%もしくはこれ未満、35重量%もしくはこれ未満、30重量%もしくはこれ未満、25重量%もしくはこれ未満、20重量%もしくはこれ未満、15重量%もしくはこれ未満、または10重量%もしくはこれ未満)を構成する。ロジンエステルは、上記最小値のいずれかから上記最大値のいずれかまでの範囲の量で組成物中に存在することができる。
一部の実施形態では、ロジンエステルは、1つより多くの種類のロジンエステルを含む。例えば、ロジンエステルは、同じ種類のロジンおよび2種の異なるアルコールから誘導された2種のロジンエステルと1種のジカルボン酸の混合物(例えば、トール油ロジンとアジピン酸のペンタエリトリトールエステルおよびトール油ロジンとアジピン酸のグリセロールエステル)、同じアルコールおよび2種の異なる種類のロジンから誘導された2種のロジンエステルと2種のジカルボン酸の混合物(例えば、トール油ロジンとアジピン酸のペンタエリトリトールエステルおよびガムロジンと1,4−シクロヘキサンジカルボン酸のペンタエリトリトールエステル)、または2種の異なるアルコールおよび2種の異なる種類のロジンから誘導された2種のロジンエステルと1種のジカルボン酸の混合物(例えば、トール油ロジンとコハク酸のペンタエリトリトールエステルおよびガムロジンとコハク酸のグリセロールエステル)を含むことができる。
ある場合には、組成物は、接着剤配合物(例えば、ホットメルト接着剤配合物)、インク配合物、コーティング配合物、ゴム配合物、シーラント配合物、アスファルト配合物もしくは道路標識ビチューメンベースの配合物、または路面標識配合物(例えば、熱可塑性道路標識配合物)であることができる。ロジンエステル樹脂は、組成物の重量に基づき、組成物中に1から40重量%の量(例えば、2から35重量%、5から30重量%7から25重量%、または10から20重量%)で存在し得る。
一部の実施形態では、本発明は、ゴムポリマー(例えば、スチレンならびにイソプレンおよびブタジエンのうちの1つ以上から誘導されたコポリマー)、充填剤、および本明細書に記載されているロジンエステル樹脂を含むタイヤトレッド組成物を含み得る。ゴムポリマーは、ゴム配合物の所望の最終用途に応じて、任意の適切なゴムポリマーまたはゴムポリマーの組合せ(天然ゴムおよびその様々な未加工および再生された形態ならびに様々な合成ゴムポリマー、ならびにこれらの任意の組合せを含む。)であることができる。代表的な合成ゴムポリマーは、ブタジエンならびにそのホモログおよび誘導体の単独重合生成物、例えば、メチルブタジエン、ジメチルブタジエンおよびペンタジエン、ならびにブタジエンまたはそのホモログもしくは誘導体と、他の不飽和モノマーとから形成されたもののようなコポリマーである。後者の中には、アセチレン、例えば、ビニルアセチレン;オレフィン、例えば、イソブチレン(イソプレンと共重合してブチルゴムを形成する);ビニル化合物、例えば、アクリル酸、アクリロニトリル(ブタジエンと重合してNBRを形成する)、メタクリル酸およびスチレン(後者の化合物は、ブタジエンと重合化してSBRを形成する)、ならびにビニルエステルおよび様々な不飽和アルデヒド、ケトンおよびエーテル、例えば、アクロレイン、メチルイソプロペニルケトンおよびビニルエチルエーテルがある。合成ゴムの具体例として、ネオプレン(ポリクロロプレン)、ポリブタジエン(cis−1,4−ポリブタジエンを含む)、ポリイソプレン(cis−1,4−ポリイソプレンを含む)、ブチルゴム、クロロブチルゴムまたはブロモブチルゴムのようなハロブチルゴム、スチレン/イソプレン/ブタジエンゴム、1,3−ブタジエンもしくはイソプレンと、スチレン、アクリロニトリルおよびメタクリル酸メチルのようなモノマーのコポリマー、ならびにエチレン/プロピレン/ジエンモノマー(EPDM)、特に、エチレン/プロピレン/ジシクロペンタジエンターポリマーとしても公知のエチレン/プロピレンターポリマーが挙げられる。使用することができるゴムの追加の例として、アルコキシ−シリル末端官能化した溶液重合ポリマー(SBR、PBR、IBRおよびSIBR)、ケイ素−カップリングしたおよびスズ−カップリングした星状枝分れポリマーが挙げられる。ゴムのいずれも末端修飾されていてもよいことを理解されたい。このような末端修飾された基は、例えば、カルボキシル基、アミノ基、ヒドロキシル基、アルコキシル基またはシラノール基(−SiOH)であってよい。一方、ゴムは、ゴム鎖の内側に修飾基を含有してもよい。このような修飾基は、例えばエポキシ基またはケトン基であってよい。これらのゴムのいずれも、単一形態または任意にブレンドされた形態のいずれかで使用することができる。ある特定の実施形態では、ゴム配合物は、1つ以上のジエンゴムまたは非ジエンポリマーを含むことができる。任意選択で、配合物は、所望する場合、任意の適切な添加剤および充填剤をさらに含むことができる。したがって、タイヤゴム組成物において、ゴム配合物と共に一般的に使用されている、加硫剤、加硫促進剤、抗酸化剤、可塑剤、カップリング剤、強化剤、粘稠剤、着色剤、柔軟剤、充填剤などを含めた様々な添加剤をブレンドすることが可能である。
ロジンエステル樹脂は、100重量部のゴムポリマーに基づき、1から80重量部(例えば、2から75重量部、5から70重量部、35から75重量部、または55から75重量部)の量でタイヤトレッド組成物中に存在し得る。
ある特定の実施形態では、組成物はホットメルト接着剤である。これらの実施形態では、ロジンエステルは、従来のホットメルト接着剤配合物において粘着付与剤成分のすべてまたは一部分として機能することができる。エチレンとアルカン酸ビニル(例えば、酢酸ビニル)から誘導されたコポリマーまたはエチレンとアクリル酸エステルもしくはメタクリル酸エステル(例えば、アクリル酸n−ブチル)から誘導されたコポリマー、ロジンエステルおよび1種以上の追加の成分は、特定の用途に対して必要とされる特徴を有するホットメルト接着剤を得るのに有効な量で存在することができる。例えば、エチレンとアルカン酸ビニル(例えば、酢酸ビニル)から誘導されたコポリマーまたはエチレンとアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステル(例えば、アクリル酸n−ブチル)から誘導されたコポリマーは、ホットメルト接着剤組成物の10重量%から70重量%(例えば、ホットメルト接着剤組成物の20重量%から60重量%のホットメルト接着剤組成物、25重量%から50重量%、またはホットメルト接着剤組成物の30重量%から40重量%)であることができる。ロジンエステルは、ホットメルト接着剤組成物の1重量%から60重量%(例えば、ホットメルト接着剤組成物の10重量%または25重量%から45重量%、またはホットメルト接着剤組成物の30重量%から40重量%)であることができる。
ホットメルト接着剤は、追加の粘着付与剤、ワックス、安定剤(例えば、抗酸化剤およびUV安定剤)、可塑剤(例えば、ベンゾエートおよびフタレートなど)、パラフィン系油、ナフテン油、植物油などおよびこれらの混合物のような油、核剤、光学的光沢剤、顔料、染料、グリッター、殺生物剤、難燃剤、帯電防止剤、スリップ剤、抗遮断剤、滑沢剤、強磁性粒子、吸湿性水分保持剤、導電性粒子、テンプレート剤、および充填剤を含めた、1種以上の追加の成分をさらに含むことができる。一部の実施形態では、ホットメルト接着剤は、1種のワックスまたは1種より多くのワックスをさらに含む。LiuのUS8,921,464B2は、ホットメルト接着剤に適用することができるワックス成分について記載している。このようなワックスは、石油ベースのワックス、合成ワックスならびに植物および動物ワックスのような天然ワックスを含む。ワックスとして、これらに限定されないが、パラフィンベースのワックス、微結晶性ワックス、高密度低分子量ワックス、低精製ワックス、シャープな融点を導き出す高精製ワックス、ならびに低融点Fischer−Tropschワックスを含む合成Fischer−Tropschワックスおよび酸化Fischer−Tropschワックスが挙げられる。ワックスの例は、Sasolwax(登録商標C80およびSasolwax(登録商標)6805である。例示的な合成ワックスとして、これらに限定されないが、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、ならびにヒドロキシステアラミドワックスのような官能化ワックス、および脂肪酸アミドワックスが挙げられる。ワックスは、組成物の総重量に対して5重量%から60重量%のホットメルト接着剤組成物(例えば、20重量%から30重量%のホットメルト接着剤組成物)であることができる。充填剤は、コスト削減、嵩まし、粘着強度の改善および特性の改変のために使用することができる。充填剤の例は、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、タルク、シリカ、カーボンブラック、粘土である。テンプレート剤は、これら全体が本明細書に参照により組み込まれている、LiuらのUS8,921,464B2に記載されている。
ホットメルト接着剤に含めることができる追加の粘着付与剤または樹脂の例は、任意の相容性樹脂またはこれらの混合物である。例として、テルペンフェノール系、水素化テルペンフェノール系のようなアルキルフェノール系、スチレンおよび置換スチレンベース樹脂、C9樹脂、C5/C9脂肪族および/または芳香族樹脂のような芳香族炭化水素樹脂、ならびにスチレン化テルペンベース樹脂、脂肪族および環状脂肪族炭化水素樹脂およびポリテルペン樹脂、修飾テルペン、水素化テルペン、芳香族修飾された環状脂肪族炭化水素樹脂、ポリシクロペンタジエン樹脂、水素化ポリシクロペンタジエン樹脂、芳香族修飾された水素化ポリシクロペンタジエン樹脂、ロジン、水素化ロジン、ならびに以下のモノマーのうちの1種以上を含有する組成物のカチオン重合から得た樹脂:C5ジオレフィン、C5オレフィン、C6オレフィン、C9ビニル芳香族の環式および非環式テルペン、任意選択でビニル芳香族を有する、ジシクロペンタジエンの熱重合、ならびにシクロペンタジエンおよび/またはメチルシクロペンタジエンのダイマーまたはオリゴマーの熱重合により得た樹脂、ならびに同様の化学構造を有する樹脂。
一実施形態では、比較的少量のアルキルフェノール粘着付与剤を、接着剤の高温性能を改善するために、組成物に加えることができる。
一部の実施形態では、組成物はホットメルト接着剤であり、エチレンとアルカン酸ビニルから誘導されたコポリマーは酢酸ビニルから誘導されたコポリマーである。ある特定の実施形態では、エチレンと酢酸ビニルから誘導されたコポリマーはEVAである。ある特定の実施形態では、EVAは、EVAを形成するために、重合されたモノマーのすべての総重量に基づき、10重量%から40重量%の酢酸ビニル(例えば、17重量%から34重量%の酢酸ビニル)から誘導することができる。
一部の実施形態では、エチレンと酢酸ビニルから誘導されたコポリマーはEVAであり、400グラム/10分もしくはこれより高いMI値を有し、または750グラム/10分もしくはこれより高いMI値を有し、または900グラム/10分もしくはこれより高いMI値を有する。
一部の実施形態では、エチレンとアクリル酸ブチルから誘導されたコポリマーは、EnBAであり、400グラム/10分もしくはこれより高いMI値を有し、または750グラム/10分もしくはこれより高いMI値を有し、または900グラム/10分もしくはこれより高いMI値を有する。
ある特定の実施形態では、組成物は熱可塑性道路標識配合物である。熱可塑性道路標識配合物は、熱可塑性道路標識配合物の総重量に基づき、5重量%から25重量%のロジンエステル(例えば、熱可塑性道路標識配合物の10重量%から20重量%)を含むことができる。熱可塑性道路標識配合物は、エチレンと酢酸ビニルのようなアルカン酸ビニルから誘導されたコポリマー(例えば、10%重量までの、エチレンと酢酸ビニルのようなアルカン酸ビニルから誘導されたコポリマー、5重量%までの、エチレンと酢酸ビニルのようなアルカン酸ビニルから誘導されたコポリマー、または0.1重量%から1.5重量%の、EVAのような、エチレンと酢酸ビニルのようなアルカン酸ビニルから誘導されたコポリマー)、顔料(例えば、1重量%から10重量%の二酸化チタン)、およびガラスビーズ(例えば、30重量%から40重量%)、および充填剤(例えば、100重量%までの、組成物の残りを埋め合わせることができる炭酸カルシウム)をさらに含むことができる。熱可塑性道路標識配合物は、油(例えば、1重量%から5重量%のパーセントの鉱油)、ワックス(例えば、1重量%から5重量%のパーセントのパラフィンベースワックスまたは合成Fischer−Tropschワックス)、安定剤(例えば、0.1重量%から0.5重量%のステアリン酸)、ならびに任意選択で、エチレンとアルカン酸ビニルから誘導されたコポリマー以外のポリマー、コポリマー、ターポリマーおよびグラフトポリマーならびに/または本明細書中に記載されているようなロジンエステルブレンド以外の結合剤をさらに含むことができる。
上で論じたように、エチレンと酢酸ビニルのようなアルカン酸ビニルから誘導されたコポリマーに、またはエチレンとアクリル酸n−ブチルのようなアクリル酸エステルもしくはメタクリル酸エステルモノマーから誘導された低分子量コポリマーと共に、特定の特性(例えば、低いヒドロキシル価、低い酸価、比較的低いPAN数、またはこれらの組合せ)を有するロジンエステルを組み込むことによって、組成物は、高温、例えば、100℃およびこれより高い温度で老化(熱老化)した際に改善された粘度安定性および相容性を示すことができる。熱老化の際の本明細書に提供されている組成物の粘度安定性は、ASTM D4499−07およびこの変法に記載されている方法に従い測定することができる。熱安定性に対するASTM D4499−07標準試験法は、EVAコポリマーをベースとする接着剤の、粘度安定性を含む熱安定性を試験するのによく適合していることがラウンドロビン試験により示されている。本明細書に提供されている組成物の熱老化の際の粘度安定性は、ASTM D4499−07およびこの変法に記載されている方法に従い測定することができる。
一部の実施形態では、組成物は、以下に記載されている修正ASTM D4499−07法を使用して分析した際に、177℃で96時間定温放置すると20%未満の粘度変化(例えば、18%未満の粘度変化、16%未満の粘度変化、14%未満の粘度変化、12%未満の粘度変化、10%未満の粘度変化、8%未満の粘度変化、6%未満の粘度変化、4%未満の粘度変化、または2%未満の粘度変化)を示している。ある特定の場合、組成物は、例えば、ホットメルト接着剤中にEVATHANE(登録商標)28−800とLOTRYL(登録商標)35BA320のコポリマーブレンドを適用し、パラレルプレートレオメーター(Anton Paar−Physica MCR101、PP25)を使用して測定した場合、145℃で約1.7Pa・sの初期粘度を示し、または組成物は、ホットメルト接着剤中のコポリマーとしてEVATHANE(登録商標)28−800を使用して、145℃で約1.5Pa・sの初期粘度を示している。
特定の特性(例えば、低いヒドロキシル価、低い酸価、比較的低いPAN数、またはこれらの組合せ)を有するロジンエステルを、酢酸ビニルのようなアルカン酸ビニルから誘導された低分子量ポリマーに、またはエチレンとアクリル酸n−ブチルのようなアクリル酸エステルもしくはメタクリル酸エステルモノマーから誘導されたコポリマーと共に組み込むことによって、組成物は、熱老化の際に改善された色安定性を示すことができる。
さらなる実施形態では、本発明の組成物はまた改善された熱的色安定性を示すことができ、時間が経過するとあまり変色を示さないことによって長期にわたる貯蔵寿命を示すことができる。熱的色安定性および貯蔵寿命は、ラジカル形成の傾向に関連している。ラジカル形成の速度は、酸化安定性の程度に関係することがJ. Minnにより報告されている。酸化安定性は、その全体が本明細書に組み込まれている、J.Minn、「Determination of oxidative stability of rosin products by high pressure differential scanning calorimetry」、Thermochimica Acta 1985年、91巻、87−94頁により公開された手順に従い測定することができる。示差走査熱量測定(DSC)を使用して、例えば、ロジンエステルなどの材料の熱的酸化的な性能を予測し、これらの酸化安定性の点から材料をランク付けおよび分類することができる。酸化誘導時間(OIT)は、DSCにおいて実施されている標準化された試験である。等温条件での溶融と、分解の開始との間の時間を測定する。試料は一般的に窒素雰囲気下で加熱する。次いで、酸素を試料セルに導入し、DSCトレースにおける吸熱プロセスの開始または高さにより観察されるような分解の開始前の時間の長さ、または分解の最大レベルまでの時間を測定する。
一部の実施形態では、組成物は、ASTM D1544−04(2010)に記載されている方法に従い測定した場合、177℃で96時間定温放置後、14.0またはこれ未満のガードナー色(例えば、13.0もしくはこれ未満、12.5もしくはこれ未満、12.0もしくはこれ未満、11.5もしくはこれ未満、11.0もしくはこれ未満、10.5もしくはこれ未満、10.0もしくはこれ未満、9.5もしくはこれ未満、9.0もしくはこれ未満、8.5もしくはこれ未満、8.0もしくはこれ未満、7.5もしくはこれ未満、7.0もしくはこれ未満、6.5もしくはこれ未満、6.0もしくはこれ未満、5.5もしくはこれ未満、5.0もしくはこれ未満、4.5もしくはこれ未満、または4.0もしくはこれ未満)を有する。
組成物は、任意選択で低い硫黄含有量を有することができる。硫黄含有量は、ASTM D5453−05に記載されている標準的方法を使用して、ANTEK(登録商標)9000硫黄分析器で測定することができる。一部の実施形態では、組成物は、700ppm未満の硫黄(例えば、650ppm未満の硫黄、600ppm未満の硫黄、550ppm未満の硫黄、500ppm未満の硫黄、450ppm未満の硫黄、400ppm未満の硫黄、350ppm未満の硫黄、300ppm未満の硫黄、250ppm未満の硫黄、200ppm未満の硫黄、150ppm未満、100ppm未満の硫黄、50ppm未満の硫黄、20ppm未満の硫黄または10ppm未満の硫黄)を含む。
ロジンエステルは、任意選択で低い硫黄含有量を有することができる。一部の実施形態では、ロジンエステルは、1000ppm未満の硫黄(例えば、900ppm未満の硫黄、800ppm未満の硫黄、700ppm未満の硫黄、600ppm未満の硫黄、500ppm未満の硫黄、400ppm未満の硫黄、300ppm未満の硫黄、200ppm未満の硫黄、100ppm未満の硫黄、50ppm未満の硫黄、20ppm未満の硫黄、または10ppm未満の硫黄)を含む。一部の実施形態では、ロジンエステルの硫黄含有量は、ロジンエステル中の硫黄の量を低減するための活性炭のような吸着剤でロジンエステルを処理することによって減少させることができる。
上で論じたように、特定の特性(例えば、低いヒドロキシル価、低い酸価、比較的低いPAN数、ある特定の分子量分布、比較的低い芳香族含有量、またはこれらの組合せ)を有するロジンエステルを、エチレンと酢酸ビニルのようなアルカン酸ビニルから誘導された低分子量コポリマーに、またはエチレンとアクリル酸n−ブチルのようなアクリル酸エステルもしくはメタクリル酸エステルモノマーから誘導された低分子量コポリマーと共に組み込むことによって、組成物は高温での老化(熱老化)に対してより良い相容性を示すことができる。熱老化の際の本明細書に提供されている組成物の相容性は、本明細書に記載されている方法に従い測定することができる。
不相容性に関連する現象は、混合自由エネルギー(ΔG)値が0より大きい場合、生じる可能性がより高い。熱力学は、相分離が生じる場合、予測することができるが、その時間枠もしくは開始を予測することはできない。拡散速度などの動力学的因子は、その中で重要な役割を果たすことができる。不相容性に関連する現象は、相分離の形態、例えば、ブレンドした材料から誘導された成分のうちの1種からなる、またはブレンドした材料から誘導された成分のうちの1種を豊富に含む小さな液滴の形成で表すことができる。相分離した材料のこれらの小さな液滴は、時間が経過すると増殖し、集合し、および最終的には、別の材料の層を生じる可能性がある。相分離は、混合の際の内因性の不相容性の結果であり得るが、時間が経過すると熱的分解現象により悪化し得る。
曇点温度の測定のような、不相容性または相分離現象を評価するいくつかの方法が公知である。本明細書では、ホットメルト接着剤配合物をゆっくりと冷却し、曇点温度を測定する。代わりに、温度範囲の全域でホットメルト接着剤配合物試料を介した光透過率を測定することもできる。より低い光透過は、より高い程度の不相容性を有するより濁った溶液に対する指標となり得る。
一実施形態では、本発明は、177℃で10時間の熱老化後、80℃から180℃の温度範囲内で、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、もしくは95%を上回る比濁光透過パーセンテージを有するように、または177℃で10時間の熱老化後、もしくは177℃で16時間の熱老化後、120℃の温度で60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、もしくは95%を上回る比濁光透過パーセンテージを有するように、本明細書中に記述されているようなM値、M値、またはM値、および濁度光透過を有するロジンエステルを含む。本実施形態では、ロジンエステルは、2500と12000の間の、もしくは3000と8000の間の、もしくは4000と7500の間のM値;または1700と4000の間の、もしくは2000と3500の間の、もしくは2100と3300の間のM値;または1100と2000の間の、もしくは1400と1800の間の、もしくは1450と1700の間のM値を有し得る。
一実施形態では、本発明は、組成物が80℃から180℃の温度範囲内で、ロジンエステルとしてのSYLVALITE(商標)RE118ベースの同様の組成物より高い初期比濁光透過パーセンテージ、例えば、85%を上回る、または88%を上回る、または90%を上回る、または92%を上回る、または95%を上回る、または97%を上回る比濁光透過パーセンテージを有するロジンエステルを含む。
光学顕微鏡法は、時間および/または温度の関数としての、相分離現象、すなわち樹脂液滴の形成を目視によりチェックするのに好適であり得る。追加の顕微鏡法加熱ステージ構成を適用して、高温での相分離現象を測定することができる。他の微細な技術を適用して、相容性を評価することもできる。
動的機械分析(DMA)レオロジーの比較を適用して、接着剤配合物における不相容性を評価することができる。例えば、tanδピーク(「損失弾性率と貯蔵弾性率との比」)をこの目的に対して使用することができる。あまり相容性がないと、より低いtanδピーク値をもたらす可能性があり、またはDMAレオグラムにおいて平坦なtanδピークをもたらす可能性がある。
本発明の接着剤組成物は、均質なブレンドが得られるまで、約120℃より上の温度で、溶融物中で成分をブレンドすることにより調製することができる。様々なブレンド方法が公知であり、均質なブレンドを生成する任意の方法を適用させることができる。
Henkel(National Starch and Chemical Company)のINSTANT−LOK(登録商標)製品ラインは、ホットメルト接着剤を含有する一部の低温EVAを含む。Henkel(National Starch and Chemical Company)のCOOL LOK(登録商標)ブランドは、ホットメルト接着剤を含有する一部の低い適用温度EVAおよびホットメルト接着剤を含有する低い適用温度EnBAを含む。
本明細書に提供されている組成物は、接着剤(例えば、低温適用ホットメルト接着剤を含む、ホットメルト接着剤)、インク、コーティング、ゴム、シーラント、アスファルト、および熱可塑性道路標識および路面標識としての用途を含む、様々な用途に使用することができる。一部の実施形態では、組成物は、例えば、製品の組立てにおいて、ならびに紙および包装と併せて(例えば、組立ておよび/または包装の間に波形のファイバーボードボックスおよび板紙カートンの表面を接着するため、自己接着性ラベルを調製するため、ラベルを包装に適用するため、または製本のような他の用途において、ならびに厚紙ケース、トレイおよびカートンを密閉するため)、不織材料と併せて(例えば、使い捨ておむつの構築中に不織布材料をバックシートに接着するため)、接着テープにおいて、衣服において(例えば、履物の組立てにおいて、または多層および専門のハンドバッグの組立てにおいて)、電気的および電子的結合(例えば、電子デバイスのパーツまたは導線を貼るため)、一般的な木材組立てにおいて(例えば、家具の組立てにおいて、またはドアおよび木工製品の組立てにおいて)、ならびに他の工業用組立てにおいて(例えば、電化製品の組立てにおいて)使用されるホットメルト接着剤である。
ホットメルト接着剤を含むポリマー組成物を調製するための方法もまた提供される。ポリマー組成物を調製するための方法は、エチレンとアルカン酸ビニルから誘導された低分子量コポリマー(例えば、酢酸ビニルから誘導されたコポリマー)、またはエチレンとアクリル酸n−ブチルのようなアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルモノマーから誘導された低分子量コポリマーを、6または5またはこれ未満のヒドロキシル価および15またはこれ未満の酸価(例えば、10もしくはこれ未満、または5もしくはこれ未満)を有する本明細書中に記載されているようなロジンエステルと混合することを含むことができる。ポリマー組成物を調製するための方法はまた、アルカン酸ビニル(例えば、酢酸ビニルから誘導されたポリマー)から誘導された低分子量ポリマー、またはエチレンとアクリル酸n−ブチルのようなアクリル酸エステルエステルまたはメタクリル酸エステルモノマーから誘導された低分子量コポリマーを、本明細書中に記載されているようなロジンエステルと混合することを含むことができ、このロジンエステルのヒドロキシル価は、6、5またはこれ未満であり、ヒドロキシル価と酸価の合計は18またはこれ未満(例えば、15もしくはこれ未満、10もしくはこれ未満、7もしくはこれ未満、または5もしくはこれ未満)である。ポリマー組成物を調製するための方法はまた、アルカン酸ビニルから誘導された低分子量ポリマー(例えば,酢酸ビニルから誘導されたポリマー)、またはエチレンとアクリル酸n−ブチルのようなアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルモノマーから誘導されたコポリマーを、本明細書中に記載されているようなロジンエステルと混合することを含むことができ、このロジンエステルのヒドロキシル価と酸価の合計は10またはこれ未満(例えば、7もしくはこれ未満、または5もしくはこれ未満である)。方法は、1種以上の追加の成分を組成物に加えることをさらに含むことができ、追加の粘着付与剤、樹脂、ワックス、安定剤(例えば、抗酸化UV安定剤)、可塑剤(例えば、ベンゾエート、フタレート)、パラフィン油、核剤、光学的光沢剤、顔料、染料、グリッター、殺生物剤、難燃剤、帯電防止剤、スリップ剤、抗遮断剤、滑沢剤、充填剤、またはこれらの組合せのような、成分の種類から選択されるいくつかの材料を使用することができる。方法は、所望の特性(例えば、6または5またはこれ未満のヒドロキシル価、15またはこれ未満の酸価など)を有するロジンエステルを得るためにロジンをエステル化することをさらに含むことができ、次いでこれをポリマーと混合することができる。
本明細書で示されているように、熱応力とは、応力を加えられた結合が失敗する温度であると定義される。ホットメルト接着剤の熱応力耐性または耐熱性を測定する1つより多くの方法が公知である。熱応力耐性を試験するための方法は、その全体が本明細書に参照により組み込まれている、EllisおよびStolbovaの米国特許第8,076,407B2号に記載されている。代替の熱応力の測定方法はLiuのUS8,921,464B2に記載されている。熱応力耐性を測定する別の代替法はパッケージ専門家会議(Institute of Packaging Professionals(IoPP))により記載されている。例えば、これら全体が本明細書に参照により組み込まれている、M.J.Ambrosini、「Heat stress resistance of hot−melt adhesives」、166−170頁、1993年9月、Tappi Journal、およびIoPP Adhesion Committee、IoPP Technical Journal X(1):7−9頁、Winter(1992年)、およびthe Institute of Packaging Professionals:「Suggested test method for determining the heat stress resistance of hot−melt adhesives、T−3006」を参照されたい。このような熱応力試験の結果は、例えば、5つの反復するケースにおいて、4つの試料が合格に対して1つが不合格であるなど、試験した試料の大部分が合格する最も高い温度として一般的に報告される。熱応力耐性試験再現性の結果は本明細書で上記に引用されたM.J.Ambrosiniの論文で報告され、これらの熱応力耐性試験で得られた合格温度の値に対して標準偏差(標準誤差)値、約2.5℃という推定値をもたらして。新規の熱応力耐性試験法の変形が本発明の一部として本明細書に組み込まれており、この方法は、得られた合格温度の値に対して2.5℃未満の標準誤差値を有する。ホットメルト接着剤組成物の一部として配合された、本明細書に提供された組成物中に組み込まれたロジンエステルは、Diels−Alderで強化されたロジンエステル誘導体SYLVALITE(商標)RE118をベースとする類似のホットメルト接着剤配合物において得られるような性能と同様のまたはこれより高い耐熱性性能をもたらすことができる。SYLVALITE(商標)RE118ベースの組成物と比較して同様のホットメルト接着剤耐熱性性能とは、試験した試料の大部分が上記の試験方法1つ、またはこのような試験方法に基づく試験の修正版に合格する最も高い温度が、4℃より多く外れない、言い換えると、この値は、SYLVALITE(商標)RE118ベースのホットメルト接着剤組成物の値より4℃以下高く、SYLVALITE(商標)RE118ベースのホットメルト接着剤組成物の値より4℃以下低い、例えば、値は、3℃以下高い、2℃高い、1℃高いことを意味し、これは同じ合格温度を示す、または値は、SYLVALITE(商標)RE118より1℃以下低い、2℃低い、または3℃以下低い。
ホットメルト接着剤組成物の一部として配合された、本明細書に提供されている組成物に組み込まれたロジンエステルは、ロジンエステルSYLVALITE(商標)RE110Lをベースとする類似のホットメルト接着剤配合物において得られるような性能と同様のまたはよりこれ高い耐熱性性能をもたらすことができる。同様の耐熱性性能とは、値が、SYLVALITE(商標)RE110Lベースのホットメルト接着剤組成物の値より4℃以下高く、値が、SYLVALITE(商標)RE110Lベースのホットメルト接着剤組成物の値より4℃以下低い、例えば、値は、3℃以下高い、2℃高い、1℃高いことを意味し、これは同じ合格温度を示し、または値は、SYLVALITE(商標)RE110Lより1℃以下低い、2℃低い、または3℃以下低い。
ホットメルト接着剤組成物の一部として配合された、本明細書に提供されている組成物に組み込まれたロジンエステルは、ロジンエステルSYLVALITE(商標)RE105Lをベースとする類似のホットメルト接着剤配合物において得られるような性能と同様のまたはこれより高い耐熱性性能をもたらすことができる。同様の耐熱性性能とは、値が、SYLVALITE(商標)RE105Lベースのホットメルト接着剤組成物の値より4℃以下高く、値が、SYLVALITE(商標)RE105Lベースのホットメルト接着剤組成物の値より4℃以下低い、例えば、値は、3℃以下高い、2℃高い、1℃高いことを意味し、これは同じ合格温度を示し、または値は、SYLVALITE(商標)RE105Lより1℃以下低い、2℃低い、または3℃以下低い。
例示的な道路標識配合物は、(a)標準的な混合器に、16部のロジンエステル、2.8部の油(例えば、Statoilから入手の鉱油のような鉱油)、1部のワックス(例えば、Honeywellから入手のAC6 PE−ワックスのようなポリエチレンワックス)、エチレンと酢酸ビニルのようなアルカン酸ビニルから誘導された、1部のコポリマー(例えば、DuPontから入手のElvax 22Wのようなポリ(エチレン−co−酢酸ビニル))、0.2部の脂肪酸(例えば、ステアリン酸)、5.3部の顔料(例えば、Kronosから入手の二酸化チタンのような二酸化チタン)、42.4部の充填剤(例えば、炭酸カルシウム)、および37.1部の反射性充填剤(例えば、Swarcoから入手のガラスビーズのようなガラスビーズ)を充填すること、ならびに(b)加熱(例えば、180℃で)し、低速でブレンドして、気泡が溶融物に導入されるのを回避することによって、調製することができる。
例示的タイヤ配合物は、以下のプロセスにより調製することができる。第1ステップでは、ゴムSBRおよびBRをラボスケールのBrabender型内部混合器(HThermo Scientific Mixer製のaake Rheomix OS&Polylab OS)に導入し、70℃および80rpmで加熱する。0.5分後、50.5phrのシリカ、および6.7phrのオルガノシランをゴムに加える。混合物を80RPMで1分間混合し、さらに50.5phrのシリカ、本発明のロジン樹脂(1.3phr)、3.7−4.6phrの鉱油(TDAE)、抗酸化剤(Vulkanox 4020 2.5phr)、ワックス0.9phr(Antilux 654)、酸化亜鉛3.2phr、および2.5phrのステアリン酸を混合物に加える。混合物を80RPMで1分間混合し、12.6phrのカーボンブラックおよび6.3phrの鉱油(TDAE)を混合物に加える。混合物をさらに1.5分間混合して、混合物を150℃の温度に到達させる。次いでラムを上昇させて、クリーニングさせ、次いで低下させる。温度が160℃に到達したら、混合物を混合器から出し、室温で冷却させることによって、第1の非生産的ゴム混合物(ステージ1ゴム)を得る。第2のステップでは、ステージ1ゴムを混合器に戻し、80RPMに設定する。2分後、ラムを上昇させ、低下させる。温度160℃に到達したら、混合物を混合器から出し、室温で冷却させて、第2の非生産的ゴム混合物(ステージ2ゴム)を得る。第3のステップでは、ステージ2ゴムを混合器に戻し、ローターを50RPMに設定する。6.2phrの加硫パッケージ(Rhenogran CBS−80 2phr、Rhenogran DPG−80 2phr、およびRhenogran IS 60−75 2.2phr)を混合物に加える。温度105℃に到達したら、混合物を混合器から出し、室温で冷却させて、最終的な生産的混合物を得る(最終ステージ)。最終的な生産的混合物を160℃で15分間硬化する。
非限定的例証として、本発明の開示のある特定の実施形態の実施例が以下に含まれている。
一般的方法
別段に明記されていない限り以下の方法を使用して、すべての材料を特徴付けした。参照によりそれの全体で本明細書に組み込む「Determination of Hydroxyl Value − Part 2: Method with Catalyst」という題名のDIN 53240−2の修正方法(異なる溶媒テトラヒドロフランを適用した)に従って、ヒドロキシル価を測定した。ロジンエステル(テトラヒドロフラン中に溶解させた)を4−ジメチルアミノピリジンの存在下で無水酢酸と反応させた。残留の無水酢酸を加水分解し、結果として得られた混合物を、水酸化カリウム(0.5M)のアルコール溶液を用いて滴定した。参照によりそれの全体で本明細書に組み込む「Standard Test Methods for Acid Number of Naval Stores Products Including Tall Oil and Other Related Products」という題名のASTM D465−05(2010)に記載されている方法に従って、酸価を測定した。参照によりそれの全体で本明細書に組み込む「Standard Test Methods for Softening Point of Resins Derived from Naval Stores by Ring−and−Ball Apparatus」という題名のASTM E28−99(2009)に記載されている方法に従って、軟化点を測定した。参照によりそれの全体で本明細書に組み込む「Standard Test Methods for Fatty and Rosin Acids in Tall Oil Fractionation Products by Capillary Gas Chromatography」という題名のASTM D5974−00(2010)に記載されている方法に従って、PAN数およびデヒドロアビエチン酸含有量を測定した。具体的には、試料(1.00g)およびエタノール中の10mLの2N水酸化カリウム(KOH)を高圧マイクロ波反応容器に添加した。反応容器を密閉し、Perkin Elmer MULTIWAVE(商標)3000マイクロ波システムの回転子に入れた。試料をマイクロ波中にて30分間150℃でケン化した。マイクロ波補助ケン化の完了で、反応混合物を分液漏斗に移し、希釈塩酸を添加することで、pH値を4未満に低減した。これは、反応混合物中のロジン石鹸をロジン酸に変換した。結果として得られたロジン酸を、エチルエーテル抽出を経て単離した。エーテル溶媒の除去で、ロジン酸を誘導体化し、ASTM D5974−00(2010)に従ってガスクロマトグラフを使用して分析した。参照によりそれの全体で本明細書に組み込む「Standard Test Method for Color of Transparent Liquids (Gardner Color Scale)」という題名のASTM D1544−04(2010)に特定されている通りにガードナー色スケールに従って、すべての材料のガードナー色を測定した。Dr Lange LICO(登録商標)200比色計を使用して、ガードナー色を無希釈で測定した。分子量分布およびロジンエステルの誘導M値、M値およびM値を、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)の手段によって測定した:装置記載:Viscotek TDA305トリプル検出器アレイが備えられているViscotek GPC−Maxを適用した。カラムセット記載:PL−ゲルGuardカラム(3μm、50×7.5mm、Cat番号PL1110−1320)および3×PL−ゲルMixed E(3μm、300×7.5mm、Cat番号PL110−6300)を適用した。テトラヒドロフラン(Biosolve AR−グレード、0.02%−0.03%の2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール(BHT)で安定化、Cat番号20630502)を溶出液として適用した。適用流量は1.0ml/minであった。適用温度は40℃であった。試料調製記載:試料約30mgを正確に秤量し、溶出液10.0ml中に溶解させ、トルエン10.0μlを流量マーカーとして添加した。適用された注入体積は100μlであった。較正記載:162Da−51.000Daの範囲における8種のポリスチレン標準物質に対して変換較正を適用した。ロジンエステルのガラス転移点(T)値を、示差走査熱量測定(DSC)の手段によって測定した:装置記載:ULSP 130浸漬プローブ冷却器が備えられているMettler Toledo DSC 821。カップ記載:貫通蓋が付いた40μlアルミニウムカップ。適用されたガスおよび流量:N、65ml/min。温度プログラム記載(基本温度プログラム;加熱速度および冷却速度は標準であったが、実際の最小温度および最大温度はオンデマンドで修正することができる)。
第1のセグメント25℃a160℃(20℃/min)
第2のセグメント160℃a−60℃(−10℃/min)
第3のセグメント−60℃a160℃(10℃/min)
試料摂取量:およそ10mg。加工記載:ガラス転移点(T)を第3のセグメントにおいて測定する(すなわち、第2の加熱曲線)。
参照によりそれの全体で本明細書に組み込む「Standard Test Method for Oxidation Induction Time of Lubricating Greases by Pressure Differential Scanning Calorimetry」という題名のASTM D5483−05(2010)において特定されている標準的方法に従って、酸化誘発時間を測定した。別段に特定されていない限り、酸化誘発時間は、130℃で酸素550psi(3.79MPa)を使用して測定した。分で表現されているピーク発生時間およびピーク最大時間は、試料の酸化安定性の尺度である。別段に特定されていない限り、試料は、ロジンの適用量に基づいて0.08%(w/w)のIrganox(登録商標)565抗酸化剤を含有していた。
試料分析を下記の手順に従って実施した:セルを110℃に加熱し、試料2mgから3mgをアルミニウムDSCパンに入れた。セル温度が一旦平衡化すると、試料パンをセル内に置き、セルを閉じ、酸素を用いて20秒間パージした。その後、DSCセルを次の40−45秒かけて550psiに加圧し、酸素バルブを閉じ、データ獲得を直ちに開始した。等圧/等温条件を360分間または発熱酸化が観察されるまで続けた。
ロジンエステルの調製
[実施例1]
トール油ロジン(600g、181mg KOH/gロジンの酸価を有する)を4つ口フラスコ(1L)に投入し、窒素雰囲気下で200℃に加熱した。ロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。ペンタエリトリトール(71.884g)、アジピン酸(99%の純度、Acros Organics)(27.0g)およびIrganox(登録商標)1425(カルシウム−ビス(((3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル)メチル)−エチルホスホネート、BASFから市販されている))(1.5g)を添加し、反応混合物を190℃におよび引き続いて295℃に、30℃/hの加熱速度で加熱した。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。295℃で12時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を2時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて200℃に冷却した。Irganox(登録商標)565(0.48g)を、結果として得られた混合物中に添加およびブレンドした。生成物を排出した。得られたロジンエステル1は、115.1℃の軟化点、4.9mg KOH/gロジンエステルの酸価、0.14mg KOH/gロジンエステルのヒドロキシル価、3543g/molのM値、2157g/molのM値、1433g/molのM値、66.9℃のT、11.8%のPAN値および5.2ガードナーの色(無希釈)を呈した。ロジンエステル1中のエステル化デヒドロアビエチン酸のパーセンテージは、ロジンエステル加水分解後、得られたロジン酸の全重量に基づいて重量により35.4であった。
[実施例2] (比較用)
より大きい量のペンタエリトリトール(88.358g)を使用したことを除いて、実施例1の手順を反復した。得られたロジンエステル2は、113.3℃の軟化点、1.6mg KOH/gロジンエステルの酸価、13.7mg KOH/gロジンエステルのヒドロキシル価、3593g/molのM値、2157g/molのM値、1433g/molのM値、12.0%のPAN値および7.2ガードナーの色(無希釈)を呈した。
[実施例3]
トール油ロジンSYLVAROS(商標)90(酸価175mg KOH/gロジン、硫黄含有量839ppm、Arizona Chemicalから市販されている)(600g)を4つ口フラスコ(1L)に投入し、窒素雰囲気下で200℃に加熱した。ロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。ペンタエリトリトール(74.439g)、アジピン酸(36.0g)およびIrganox(登録商標)1425(1.5g)を添加し、引き続いて、反応混合物を295℃に加熱した(30℃/時間の加熱速度)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。295℃で12時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を1時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて200℃に冷却した。Irganox(登録商標)565(0.48g)を、結果として得られた混合物中に添加およびブレンドした。生成物を排出した。得られたロジンエステル3は、104.3℃の軟化点、5.2mg KOH/gロジンエステルの酸価、0.7mg KOH/gロジンエステルのヒドロキシル価、5660g/molのM値、2892g/molのM値、1612g/molのM値、56.1℃のT、10.9%のPAN値および8.0ガードナーの色(無希釈)を呈した。ロジンエステル3中のエステル化デヒドロアビエチン酸のパーセンテージは、ロジンエステル加水分解後、得られたロジン酸の全重量に基づいて重量により31.6であった。Irganox(登録商標)565抗酸化剤添加後のロジンエステル3の硫黄含有量を測定したところ、665ppmに達した。
[実施例4] (比較用)
より大きい量のペンタエリトリトール(90.473g)を使用したことを除いて、実施例3の手順を反復した。得られたロジンエステル4は、106.4℃の軟化点、0.9mg KOH/gロジンエステルの酸価、16.9mg KOH/gロジンエステルのヒドロキシル価、5131g/molのM値、2705g/molのM値、1556g/molのM値、59.6℃のT、10.3%のPAN値および10.1ガードナーの色(無希釈)を呈した。
[実施例5] (比較用)
トール油ロジンSYLVAROS(商標)90(14.03g、酸価175mg KOH/gロジン)を、実施例4で得られたロジンエステル4(86.01g)の一部に添加した。得られたロジンエステル5は、25.3mg KOH/gロジンエステルの酸価、16.4mg KOH/gロジンエステルのヒドロキシル価、50.6℃のTおよび15.2%のPAN値を呈した。
[実施例6]
トール油ロジンSYLVAROS(商標)90(300g、酸価175mg KOH/gロジン、硫黄含有量839ppm)を4つ口フラスコ(0.5L)に投入し、窒素雰囲気下で190℃に加熱した。ロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。ペンタエリトリトール(37.219g)、セバシン酸(99%の純度、Sigma−Aldrichから市販されている)(24.911g)、ROSINOX(登録商標)(ポリ−tert−ブチルフェノールジスルフィド;Arkema Inc.から市販されている)(0.3g)およびIrganox(登録商標)1425(0.75g)を添加し、引き続いて、反応混合物を275℃に加熱した(30℃/時間の加熱速度)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。275℃で8時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を2時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて200℃に冷却した。Irganox(登録商標)565を、結果として得られた混合物に添加しなかった。生成物を排出した。得られたロジンエステル6は、95.7℃の軟化点、6.61mg KOH/gロジンエステルの酸価、2.24mg KOH/gロジンエステルのヒドロキシル価、5817g/molのM値、2889g/molのM値、1457g/molのM値、805ppmの硫黄含有量および5.1ガードナーの色(無希釈)を呈した。
[実施例7] (比較用)
より大きい量のペンタエリトリトール(43.767g)を使用したことを除いて、実施例6の手順を反復した。生成物を排出した。得られたロジンエステル7は、95.9℃の軟化点、2.3mg KOH/gロジンエステルの酸価、16.5mg KOH/gロジンエステルのヒドロキシル価、4678g/molのM値、2577g/molのM値、1497g/molのM値および5.3ガードナーの色(無希釈)を呈した。
[実施例8]
ピヌス・マッソニアーナ(Pinus Massoniana)ガムロジン(600.1g、170mg KOH/gロジンの酸価、82.6℃の軟化点、<10ppmの硫黄含有量および6.8ガードナーの色(無希釈)を有する)を4つ口フラスコ(1L)に投入し、窒素雰囲気下で190℃に加熱した。ガムロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。ペンタエリトリトール(67.01g)、アジピン酸(24.01g)およびIrganox(登録商標)1425(1.504g)を添加し、引き続いて、反応混合物を295℃に加熱した(30℃/時間の加熱速度)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。295℃で12時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を2時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて200℃に冷却した。Irganox(登録商標)565(0.4836g)を、結果として得られた混合物中に添加およびブレンドした。結果として得られた生成物を排出した。得られたロジンエステル8(512.4g)は、122.7℃の軟化点、2.3mg KOH/gロジンエステルの酸価、0.4mg KOH/gロジンエステルのヒドロキシル価、3445g/molのM値、2075g/molのM値、1388g/molのM値、80.8℃のT、113ppmの硫黄含有量、15.7%のPAN値および5.5ガードナーの色(無希釈)を呈した。ロジンエステル8中のエステル化デヒドロアビエチン酸のパーセンテージは、ロジンエステル加水分解後、得られたロジン酸の全重量に基づいて重量により26.9であった。
[実施例9]
トール油ロジンSYLVAROS(商標)90(1200g、酸価175mg KOH/gロジン)を4つ口フラスコ(2L)に投入し、窒素雰囲気下で195℃に加熱した。ロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。ペンタエリトリトール(155.285g)、アジピン酸(72.0g)およびIrganox(登録商標)1425(3.0g)を添加し、引き続いて、反応混合物を295℃に加熱した(加熱速度:180℃から200℃、10℃/時間;200℃から240℃、25℃/時間;240℃から270℃、20℃/時間;270℃から285℃、10℃/時間;285℃から295℃、5℃/時間)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。295℃で10時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を1時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて200℃に冷却した。生成物を排出した。得られたロジンエステル9は、102.2℃の軟化点、4.5mg KOH/gロジンエステルの酸価、1.33mg KOH/gロジンエステルのヒドロキシル価、5393g/molのM値、2758g/molのM値、1452g/molのM値、60.2℃のT、11.8%のPAN値および8.0ガードナーの色(無希釈)を呈した。ロジンエステル9中のエステル化デヒドロアビエチン酸のパーセンテージは、ロジンエステル加水分解後、得られたロジン酸の全重量に基づいて重量により30.1であった。
[実施例10]
より大きい量のペンタエリトリトール(158.08g)およびアジピン酸(36.34g)を使用したことを除いて、実施例9の手順を反復した。得られたロジンエステル10は、103.0℃の軟化点、4.1mg KOH/gロジンエステルの酸価、1.9mg KOH/gロジンエステルのヒドロキシル価、6233g/molのM値l、3014g/molのM値、1508g/molのM値、11.8%のPAN値および8.0ガードナーの色(無希釈)を呈した。ロジンエステル10中のエステル化デヒドロアビエチン酸のパーセンテージは、ロジンエステル加水分解後、得られたロジン酸の全重量に基づいて重量により30.5であった。
[実施例11]
トール油ロジンSYLVAROS(商標)90(1200g、酸価175mg KOH/gロジン、硫黄含有量839ppm)を4つ口フラスコ(2L)に投入し、窒素雰囲気下で190℃に加熱した。ロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。ペンタエリトリトール(156.684g)、アジピン酸(75.004g)およびIrganox(登録商標)1425(3.003g)を添加し、引き続いて、反応混合物を295℃に加熱した(加熱速度:180℃から200℃、10℃/時間;200℃から240℃、25℃/時間;240℃から270℃、20℃/時間;270℃から285℃、10℃/時間;285℃から295℃、5℃/時間)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。295℃で10時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を1時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて220℃に冷却した。Irganox(登録商標)565(0.9631g)を、結果として得られた混合物中に添加およびブレンドした。結果として得られた生成物を排出した。得られたロジンエステル11(1194g)は、106.5℃の軟化点、2.4mg KOH/gロジンエステルの酸価、1.2mg KOH/gロジンエステルのヒドロキシル価、6077g/molのM値、2961g/molのM値、1586g/molのM値、61.3℃のT、11.9%のPAN値および8.0ガードナーの色(無希釈)を呈した。ロジンエステル11中のエステル化デヒドロアビエチン酸のパーセンテージは、ロジンエステル加水分解後、得られたロジン酸の全重量に基づいて重量により31.0であった。Irganox(登録商標)565抗酸化剤添加後のロジンエステル11の硫黄含有量を測定したところ、638ppmに達した。
[実施例12]
トール油ロジンSYLVAROS(商標)90(1200.2g、酸価175mg KOH/gロジン、硫黄含有量839ppm)を4つ口フラスコ(2L)に投入し、窒素雰囲気下で190℃に加熱した。ロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。ペンタエリトリトール(154.424g)、アジピン酸(75.613g)およびIrganox(登録商標)1425(3.003g)を添加し、引き続いて、反応混合物を295℃に加熱した(加熱速度:180℃から200℃、10℃/時間;200℃から240℃、25℃/時間;240℃から270℃、20℃/時間;270℃から285℃、10℃/時間;285℃から295℃、5℃/時間)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。295℃で10時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を1時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて220℃に冷却した。Irganox(登録商標)565(0.9639g)を、結果として得られた混合物中に添加およびブレンドした。結果として得られた生成物を排出した。得られたロジンエステル12(1182g)は、107.1℃の軟化点、3.0mg KOH/gロジンエステルの酸価、1.7mg KOH/gロジンエステルのヒドロキシル価、5789g/molのM値、2921g/molのM値、1569g/molのM値、61.8℃のT、11.8%のPAN値および8.0ガードナーの色(無希釈)を呈した。ロジンエステル12中のエステル化デヒドロアビエチン酸のパーセンテージは、ロジンエステル加水分解後、得られたロジン酸の全重量に基づいて重量により30.4であった。Irganox(登録商標)565抗酸化剤添加後のロジンエステル12の硫黄含有量を測定したところ、638ppmに達した。
[実施例13]
トール油ロジンSYLVAROS(商標)90(600g、酸価175mg KOH/gロジン)を4つ口フラスコ(1L)に投入し、窒素雰囲気下で190℃に加熱した。ロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。ペンタエリトリトール(70.388g)、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸(99%の純度、CAS番号1076−97−7、Sigma−Aldrichから市販されている)(33.0g)およびIrganox(登録商標)1425(1.5g)を添加し、引き続いて、反応混合物を295℃に加熱した(30℃/時間の加熱速度)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。295℃で12時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を2時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて200℃に冷却した。生成物を排出した。得られたロジンエステル13は、117.0℃の軟化点、4.9mg KOH/gロジンエステルの酸価、0.0mg KOH/gロジンエステルのヒドロキシル価、5638g/molのM値、2802g/molのM値、1520g/molのM値、11.5%のPAN値および7.7ガードナーの色(無希釈)を呈した。ロジンエステル13中のエステル化デヒドロアビエチン酸のパーセンテージは、ロジンエステル加水分解後、得られたロジン酸の全重量に基づいて重量により31.4であった。
[実施例14]
トール油ロジンSYLVAROS(商標)HYR(酸価179mg KOH/gロジン、硫黄含有量547ppm)、Arizona Chemicalから市販されている)(660.2g)を4つ口フラスコ(1L)に投入し、窒素雰囲気下で190℃に加熱した。ロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。ペンタエリトリトール(75.462g)、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸(99%の純度、CAS番号1076−97−7、Sigma−Aldrichから市販されている)(26.408g)およびIrganox(登録商標)1425(1.654g)を添加し、引き続いて、反応混合物を295℃に加熱した(30℃/時間の加熱速度)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。295℃で12時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を2時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて220℃に冷却した。Irganox(登録商標)565(0.334g)を、結果として得られた混合物中に添加およびブレンドした。結果として得られた生成物を排出した。得られたロジンエステル14(583.7g)は、126℃の軟化点、2.9mg KOH/gロジンエステルの酸価、0.3mg KOH/gロジンエステルのヒドロキシル価、4307g/molのM値、2376g/molのM値、1491g/molのM値、11.4%のPAN値および6.6ガードナーの色(無希釈)を呈した。Irganox(登録商標)565抗酸化剤添加後のロジンエステル14の硫黄含有量を測定したところ、455ppmに達した。
[実施例15]
トール油ロジンSYLVAROS(登録商標)90(600g、175mg KOH/gロジンの酸価を有する)を4つ口フラスコ(1L)に投入し、窒素雰囲気下で190℃に加熱した。ロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。ペンタエリトリトール(65.644g)、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸(99%の純度、CAS番号1076−97−7、Sigma−Aldrichから市販されている)(21.0g)およびIrganox(登録商標)1425(1.5g)を添加し、引き続いて、反応混合物を295℃に加熱した(30℃/時間の加熱速度)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。295℃で12時間後、残留のロジン酸および他の揮発分は2時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて200℃に冷却した。生成物を排出した。得られたロジンエステル15は、114.3℃の軟化点、4.5mg KOH/gロジンエステルの酸価、0.1mg KOH/gロジンエステルのヒドロキシル価、3876g/molのM値、2250g/molのM値、1406g/molのM値、9.8%のPAN値および7.8ガードナー(無希釈)の色を呈した。ロジンエステル15中のエステル化デヒドロアビエチン酸のパーセンテージは、ロジンエステル加水分解後、得られたロジン酸の全重量に基づいて重量により31.6であった。
[実施例16]
トール油ロジンSYLVAROS(登録商標)90(600g、酸価175mg KOH/gロジン、硫黄含有量839ppm)を4つ口フラスコ(1L)に投入し、窒素雰囲気下で190℃に加熱した。ロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。ペンタエリトリトール(74.501g)、アジピン酸(30g)およびIrganox(登録商標)1425(1.5g)を添加し、引き続いて、反応混合物を295℃に加熱した(30℃/時間の加熱速度)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。295℃で12時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を2時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて200℃に冷却した。Irganox(登録商標)565(0.48g)を、結果として得られた混合物中に添加およびブレンドした。生成物を排出した。得られたロジンエステル16は、107.8℃の軟化点、2.6mg KOH/gロジンエステルの酸価、1.0mg KOH/gロジンエステルのヒドロキシル価、5494g/molのM値、2787g/molのM値、1504g/molのM値、11.5%のPAN値および8.0ガードナーの色(無希釈)を呈した。ロジンエステル16中のエステル化デヒドロアビエチン酸のパーセンテージは、ロジンエステル加水分解後、得られたロジン酸の全重量に基づいて重量により30.4であった。Irganox(登録商標)565抗酸化剤添加後のロジンエステル16の硫黄含有量を測定したところ、603ppmに達した。
[実施例17]
トール油ロジン(661.9g、181mg KOH/gロジンの酸価および硫黄含有量382ppmを有する)を4つ口フラスコ(1L)に投入し、窒素雰囲気下で190℃に加熱した。ロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。ペンタエリトリトール(76.174g)、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸(99%の純度、CAS番号1076−97−7、Sigma−Aldrichから市販されている。)(26.477g)およびIrganox(登録商標)1425(1.656g)を添加し、引き続いて、反応混合物を295℃に加熱した(30℃/時間の加熱速度)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。295℃で12時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を2時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて200℃に冷却した。生成物を排出した。得られたロジンエステル17(590g)は、124.4℃の軟化点、2.2mg KOH/gロジンエステルの酸価、0.95mg KOH/gロジンエステルのヒドロキシル価、3607g/molのM値、2213g/molのM値、1503g/molのM値および4.9ガードナーの色(無希釈)を呈した。Irganox(登録商標)565抗酸化剤添加後のロジンエステル17の硫黄含有量を測定したところ、364ppmに達した。
[実施例18]
トール油ロジンSYLVAROS(登録商標)90(600g、酸価175mg KOH/gロジン)を4つ口フラスコ(1L)に投入し、窒素雰囲気下で190℃に加熱した。ロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。ペンタエリトリトール(76.292g)、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸(99%の純度、CAS番号1076−97−7、Sigma−Aldrichから市販されている。)(39.0g)およびIrganox(登録商標)1425(1.5g)を添加し、引き続いて、反応混合物を295℃に加熱した(30℃/時間の加熱速度)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。295℃で12時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を2時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて200℃に冷却した。生成物を排出した。得られたロジンエステル18は、115.7℃の軟化点、4.6mg KOH/gロジンエステルの酸価、0.2mg KOH/gロジンエステルのヒドロキシル価、6631g/molのM値、3141g/molのM値、1672g/molのM値、63.9℃のTおよび7.8ガードナーの色(無希釈)を呈した。
[実施例19]
トール油ロジンSYLVAROS(商標)90(600g、酸価175mg KOH/gロジン、硫黄含有量839ppm)を4つ口フラスコ(1L)に投入し、窒素雰囲気下で190℃に加熱した。ロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。ペンタエリトリトール(80.029g)、アジピン酸(48.0g)、Lowinox(商標)TBM−6(0.6g)およびIrganox(登録商標)1425(1.5g)を添加し、引き続いて、反応混合物を270℃に加熱した(30℃/時間の加熱速度)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。270℃で12時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を2時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて200℃に冷却した。Irganox(登録商標)565(0.48g)を、結果として得られた混合物中に添加およびブレンドした。生成物を排出した。得られたロジンエステル19は、101.0℃の軟化点、6.1mg KOH/gロジンエステルの酸価、2.0mg KOH/gロジンエステルのヒドロキシル価、7265g/molのM値、3295g/molのM値、1638g/molのM値、49.7℃のTおよび4.7ガードナーの色(無希釈)を呈した。Irganox(登録商標)565抗酸化剤添加後のロジンエステル19の硫黄含有量を測定したところ、783ppmに達した。
[実施例20]
トール油ロジン(634g、181mg KOH/gロジンの酸価、硫黄含有量382ppmを有する)を4つ口フラスコ(1L)に投入し、窒素雰囲気下で190℃に加熱した。ロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。ペンタエリトリトール(74.752g)、アジピン酸(25.362g)およびIrganox(登録商標)1425(1.592g)を添加し、引き続いて、反応混合物を295℃に加熱した(30℃/時間の加熱速度)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。295℃で12時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を2時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて220℃に冷却した。Irganox(登録商標)565(0.5126g)を、結果として得られた混合物中に添加およびブレンドした。結果として得られた生成物を排出した。得られたロジンエステル20(566g)は、117.5℃の軟化点、1.6mg KOH/gロジンエステルの酸価、0.1mg KOH/gロジンエステルのヒドロキシル価、3558g/molのM値、2118g/molのM値、1426g/molのM値、68.6℃のT、13.6%のPAN値および5.1ガードナーの色(無希釈)を呈した。Irganox(登録商標)565抗酸化剤添加後のロジンエステル20の硫黄含有量を測定したところ、392ppmに達した。
[実施例21] (比較用):SYLVALITE(商標)RE 118の合成
トール油ロジンSYLVAROS(商標)90(1400g、酸価175mg KOH/gロジン)を4つ口フラスコ(2L)に投入し、窒素雰囲気下で205℃に加熱した。ロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。フマル酸(49.0g)およびLowinox(商標)TBM−6(1.4g)を添加し、反応混合物を205℃で1時間の間保持した。ペンタエリトリトール(177.4g)を添加し、引き続いて、反応混合物を250℃に(20℃/時間の加熱速度)および引き続いて270℃に(10℃/時間の加熱速度)加熱した。270℃で2時間後、Irganox(登録商標)1425(3.5g)を添加した。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。270℃で12時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を2時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて200℃に冷却した。Irganox(登録商標)565(1.12g)を、結果として得られた混合物中に添加およびブレンドした。結果として得られた生成物を排出した。得られたロジンエステル21は、113.6℃の軟化点、6.7mg KOH/gロジンエステルの酸価、13.3mg KOH/gロジンエステルのヒドロキシル価、5498g/molのM値、2629g/molのM値、1397g/molのM値、12.8%のPAN値および6.1ガードナーの色(無希釈)を呈した。
[実施例22]
エリオッティ(Elliotti)ガムロジン(600.4g、164mg KOH/gロジンの酸価、129.9℃の軟化点、<10ppmの硫黄含有量および6.9ガードナーの色(無希釈)を有する)を4つ口フラスコ(1L)に投入し、窒素雰囲気下で196℃に加熱した。ガムロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。ペンタエリトリトール(65.00g)、アジピン酸(24.02g)およびIrganox(登録商標)1425(1.500g)を添加し、引き続いて、反応混合物を295℃に加熱した(30℃/時間の加熱速度)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。295℃で12時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を2時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて200℃に冷却した。Irganox(登録商標)565(0.4800g)を、結果として得られた混合物中に添加およびブレンドした。結果として得られた生成物を排出した。得られたロジンエステル22(519.5g)は、129.9℃の軟化点、6.9ガードナーの色(無希釈)、3.7mg KOH/gロジンエステルの酸価、0.3mg KOH/gロジンエステルのヒドロキシル価、7764g/molのM値、3334g/molのM値、1552g/molのM値、83.4℃のTおよび15.3%のPAN値を呈した。Irganox(登録商標)565抗酸化剤添加後のロジンエステル22の硫黄含有量を測定したところ、109ppmに達した。
[実施例23]
トロピカーナ(Tropicana)ガムロジンガム(600.7g、166mg KOH/gロジンの酸価、131℃の軟化点、<10ppmの硫黄含有量および7.1ガードナーの色(無希釈)を有する)を4つ口フラスコ(1L)に投入し、窒素雰囲気下で199℃に加熱した。ガムロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。ペンタエリトリトール(68.533g)、アジピン酸(30.044g)およびIrganox(登録商標)1425(1.5002g)を添加し、引き続いて、反応混合物を295℃に加熱した(30℃/時間の加熱速度)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。295℃で12時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を2時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて200℃に冷却した。Irganox(登録商標)565(0.4800g)を、結果として得られた混合物中に添加およびブレンドした。結果として得られた生成物を排出した。得られたロジンエステル23(524.9g)は、130.1℃の軟化点、7.1ガードナーの色(無希釈)、3.3mg KOH/gロジンエステルの酸価、0.5mg KOH/gロジンエステルのヒドロキシル価、8218g/molのM値、3473g/molのM値、1598g/molのM値および16.5%のPAN値を呈した。Irganox(登録商標)565抗酸化剤添加後のロジンエステル23の硫黄含有量を測定したところ、105ppmに達した。
[実施例24]
トール油ロジンSYLVAROS(商標)90(1200.5g、酸価174mg KOH/gロジン、硫黄含有量712ppm)を4つ口フラスコ(2L)に投入し、窒素雰囲気下で197℃に加熱した。ロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。ペンタエリトリトール(159.4346g)、アジピン酸(80.432g)およびIrganox(登録商標)1425(3.0043g)を添加し、引き続いて、反応混合物を295℃に加熱した(加熱速度:180℃から200℃、10℃/時間;200℃から240℃、25℃/時間;240℃から270℃、20℃/時間;270℃から285℃、10℃/時間;285℃から295℃、5℃/時間)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。295℃で10時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を1時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて220℃に冷却した。Irganox(登録商標)565(0.9616g)を、結果として得られた混合物中に添加およびブレンドした。結果として得られた生成物を排出した。得られたロジンエステル24(1196.1g)は、107.5℃の軟化点、1.8mg KOH/gロジンエステルの酸価、3.3mg KOH/gロジンエステルのヒドロキシル価、6393g/molのM値、3073g/molのM値、1638g/molのM値、62.0℃のT、11.5%のPAN値および8.2ガードナーの色(無希釈)を呈した。Irganox(登録商標)565抗酸化剤添加後のロジンエステル24の硫黄含有量を測定したところ、560ppmに達した。
[実施例25]
2つのバッチのトール油ロジンを適用した。トール油ロジンSYLVAROS(商標)90(420.0g、酸価175mg KOH/gロジン、硫黄含有量839ppm)および別のトール油ロジン(180.0g、酸価174mg KOH/gロジン、硫黄含有量481ppm)を引き続いて4つ口フラスコ(1L)に投入し、窒素雰囲気下で180℃に加熱した。ロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。ペンタエリトリトール(56.4406g)、トリメチロールプロパン(15.0251g、Acros Organicsから市販されている)、ジペンタエリトリトール(7.1219g、Perstorpから市販されている)、アジピン酸ジメチル(42.00g、Sigma−Aldrichから市販されている)およびIrganox(登録商標)1425(1.5048g)を添加し、引き続いて、反応混合物を295℃に加熱した(30℃/時間の加熱速度)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。295℃で12時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を2時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて220℃に冷却した。Irganox(登録商標)565(0.483g)を、結果として得られた混合物中に添加およびブレンドした。生成物を排出した。得られたロジンエステル25(560g)は、107.5℃の軟化点、2.3mg KOH/gロジンエステルの酸価、0.5mg KOH/gロジンエステルのヒドロキシル価、5308g/molのM値、2674g/molのM値、1510g/molのM値、11.6%のPAN値、61.9℃のTおよび8.0ガードナーの色(無希釈)を呈した。Irganox(登録商標)565抗酸化剤添加後のロジンエステル25の硫黄含有量を測定したところ、545ppmに達した。
[実施例26]
トール油ロジンSYLVAROS(商標)90(480.0g、酸価175mg KOH/gロジン、硫黄含有量839ppm)およびSYLVAROS(商標)HYR(120.0g、酸価181mg KOH/gロジン、硫黄含有量547ppm)を引き続いて4つ口フラスコ(1L)に投入し窒素雰囲気下で187℃に加熱した。ロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。ペンタエリトリトール(68.203g、工業用グレード、Perstorpから市販されている)、グリセロール(6.30g、Acros Organicsから市販されている)、3−メチルアジピン酸(18.002g、Sigma−Aldrichから市販されている)、コハク酸(15.015g、Sigma−Aldrichから市販されている)およびIrganox(登録商標)1425(1.5034g)を添加し、引き続いて、反応混合物を295℃に加熱した(30℃/時間の加熱速度)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。295℃で12時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を2時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて220℃に冷却した。Irganox(登録商標)565(0.4807g)を、結果として得られた混合物中に添加およびブレンドした。生成物を排出した。得られたロジンエステル26(551.0g)は、110.9℃の軟化点、1.5mg KOH/gロジンエステルの酸価、0.7mg KOH/gロジンエステルのヒドロキシル価、4027g/molのM値、2305g/molのM値、1451g/molのM値、12.6%のPAN値、65.7℃のTおよび7.9ガードナーの色(無希釈)を呈した。Irganox(登録商標)565抗酸化剤添加後のロジンエステル26の硫黄含有量を測定したところ、562ppmに達した。
[実施例27]
トール油ロジンSYLVAROS(商標)90(1200.1g、酸価175mg KOH/gロジン)を4つ口フラスコ(2L)に投入し、200℃に窒素雰囲気下で加熱した。ロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。アジピン酸(72.013g)およびIrganox(登録商標)1425(3.0041g)の混合物を添加した。反応混合物を200℃に再加熱した。ペンタエリトリトール(37.0174g)を添加し、温度を200℃で30分間保持した。別量のペンタエリトリトール(37.0091g)を添加し、温度を185℃で30分間保持した。別量のペンタエリトリトール(37.0082g)を添加し、温度を180℃で30分間保持した。別量のペンタエリトリトール(37.0056g)を添加し、温度を180℃で30分間保持した。その後、反応混合物を295℃に加熱した(加熱速度:180℃から200℃、10℃/時間;200℃から240℃、25℃/時間;240℃から270℃、20℃/時間;270℃から285℃、10℃/時間;285℃から295℃、5℃/時間)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。295℃で10時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を1時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて220℃に冷却した。Irganox(登録商標)565(0.9631g)を、結果として得られた混合物中に添加およびブレンドした。結果として得られた生成物を排出した。得られたロジンエステル27(1153.7g)は、108.0℃の軟化点、4.3mg KOH/gロジンエステルの酸価、0.4mg KOH/gロジンエステルのヒドロキシル価、5192g/molのM値、2688g/molのM値、1482g/molのM値、63.4℃のT、12.0%のPAN値および7.6ガードナーの色(無希釈)を呈した。
[実施例28]
トール油ロジンSYLVAROS(商標)90(800.7g、酸価175mg KOH/gロジン、硫黄含有量839ppm)および別のトールロジン(400.2g、酸価181mg KOH/gロジン、硫黄含有量382ppm)を順次に4つ口フラスコ(2L)に投入し、窒素雰囲気下で183℃に加熱した。ロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。ペンタエリトリトール(149.579g)、アジピン酸(72.053g)およびIrganox(登録商標)1425(3.0043g)を添加し、引き続いて、反応混合物を295℃に加熱した(加熱速度:180℃から200℃、10℃/時間;200℃から245℃、25℃/時間;245℃から295℃、10℃/時間)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。295℃で10時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を1時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて220℃に冷却した。Irganox(登録商標)565(0.9621g)を、結果として得られた混合物中に添加およびブレンドした。結果として得られた生成物を排出した。得られたロジンエステル28(1151.4g)は、110.5℃の軟化点、3.7mg KOH/gロジンエステルの酸価、1.5mg KOH/gロジンエステルのヒドロキシル価、7024g/molのM値、2754g/molのM値、1503g/molのM値、65.5℃のT、12.4%のPAN値および7.3ガードナーの色(無希釈)を呈した。Irganox(登録商標)565抗酸化剤添加前のロジンエステル28の硫黄含有量を測定したところ、393ppmに達した。Irganox(登録商標)565抗酸化剤添加後のロジンエステル28の硫黄含有量も測定したところ、489ppmに達した。ロジンエステル28は、130℃で測定された場合の14分の酸化的誘導時間ピーク開始値および19分の酸化的誘導時間ピーク開始値を呈した。ロジンエステル28中のエステル化デヒドロアビエチン酸のパーセンテージは、ロジンエステル加水分解後、得られたロジン酸の全重量に基づいて重量により32.8であった。
[実施例29]
トール油ロジンSYLVAROS(商標)90(800.2g、酸価175mg KOH/gロジン、硫黄含有量839ppm)および別のトールロジン(400.15g、酸価181mg KOH/gロジン、硫黄含有量382ppm)を順次に4つ口フラスコ(2L)に投入し、窒素雰囲気下で191℃に加熱した。ロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。ペンタエリトリトール(143.916g)、アジピン酸(60.024g)およびIrganox(登録商標)1425(3.0035g)を添加し、引き続いて、反応混合物を295℃に加熱した(加熱速度:180℃から200℃、10℃/時間;200℃から245℃、25℃/時間;245℃から295℃、10℃/時間)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。295℃で10時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を1時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて220℃に冷却した。Irganox(登録商標)565(0.9623g)を、結果として得られた混合物中に添加およびブレンドした。結果として得られた生成物を排出した。得られたロジンエステル29(1143.0g)は、110.6℃の軟化点、3.7mg KOH/gロジンエステルの酸価、1.2mg KOH/gロジンエステルのヒドロキシル価、4130g/molのM値、2325g/molのM値、1431g/molのM値、65.2℃のT、12.9%のPAN値および6.7ガードナーの色(無希釈)を呈した。Irganox(登録商標)565抗酸化剤添加前のロジンエステル29の硫黄含有量を測定したところ、423ppmに達した。Irganox(登録商標)565抗酸化剤添加後のロジンエステル29の硫黄含有量も測定したところ、509ppmに達した。ロジンエステル29中のエステル化デヒドロアビエチン酸のパーセンテージは、ロジンエステル加水分解後、得られたロジン酸の全重量に基づいて重量により31.8であった。
[実施例30]
トール油ロジンSYLVAROS(商標)90(900g、酸価174mg KOH/gロジン、硫黄含有量712ppm)および別のトールロジン(300g、酸価181mg KOH/gロジン、硫黄含有量382ppm)を引き続いて4つ口フラスコ(2L)に投入し、窒素雰囲気下で190℃に加熱した。ロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。ペンタエリトリトール(148.7g)、アジピン酸(72.0g)およびIrganox(登録商標)1425(3.0g)を添加し、引き続いて、反応混合物を295℃に加熱した(加熱速度:180℃から200℃、10℃/時間;200℃から240℃、25℃/時間;240℃から270℃、20℃/時間;270℃から285℃、10℃/時間;285℃から295℃、5℃/時間)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。295℃で10時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を2時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて200℃に冷却した。Irganox(登録商標)565(0.960g)を、結果として得られた混合物中に添加およびブレンドした。生成物を排出した。得られたロジンエステル30は、109.0℃の軟化点、4.7mg KOH/gロジンエステルの酸価、6384g/molのM値、2767g/molのM値、1491g/molのM値および6.8ガードナーの色(無希釈)を呈した。ロジンエステル30は、130℃で測定された場合の17分の酸化的誘導時間ピーク開始値および21分の酸化的誘導時間ピーク開始値を呈した。Irganox(登録商標)565抗酸化剤添加後のロジンエステル30の硫黄含有量を測定したところ、546ppmに達した。
[実施例31]
トール油ロジンSYLVAROS(商標)90(1200g、酸価176mg KOH/gロジン、硫黄含有量700ppm)を4つ口フラスコ(2L)に投入し、窒素雰囲気下で190℃に加熱した。ロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。ペンタエリトリトール(144.315g)、アジピン酸(48.0g)、Dymerex(商標)(72.0g)およびIrganox(登録商標)1425(3.0g)を添加し、引き続いて、反応混合物を295℃に加熱した(加熱速度:180℃から200℃、10℃/時間;200℃から245℃、25℃/時間;245℃から295℃、10℃/時間)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。295℃で10時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を2時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて200℃に冷却した。Irganox(登録商標)565(0.960g)を、結果として得られた混合物中に添加およびブレンドした。生成物を排出した。得られたロジンエステル31は、109.4℃の軟化点、4019g/molのM値、2283g/molのM値および1362g/molのM値を呈した。ロジンエステル31は、130℃で測定された場合の24分の酸化的誘導時間ピーク開始値および28分の酸化的誘導時間ピーク開始値を呈した。Irganox(登録商標)565抗酸化剤添加前のロジンエステル31の硫黄含有量を測定したところ、506ppmに達した。Irganox(登録商標)565抗酸化剤添加後のロジンエステル31の硫黄含有量も測定したところ、612ppmに達した。
[実施例32]
トール油ロジンSYLVAROS(商標)90(1200g、酸価174mg KOH/gロジン、硫黄含有量712ppm)を4つ口フラスコ(2L)に投入し、窒素雰囲気下で190℃に加熱した。ロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。ペンタエリトリトール(147.299g)、アジピン酸(48.0g)、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸(99%の純度、CAS番号1076−97−7、Sigma−Aldrichから市販されている)(27.6g)およびIrganox(登録商標)1425(3.0g)を添加し、引き続いて、反応混合物を295℃に加熱した(加熱速度:180℃から200℃、10℃/時間;200℃から240℃、25℃/時間;240℃から270℃、20℃/時間;270℃から285℃、10℃/時間;285℃から295℃、5℃/時間)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。295℃で10時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を2時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて200℃に冷却した。Irganox(登録商標)565(0.960g)を、結果として得られた混合物中に添加およびブレンドした。生成物を排出した。得られたロジンエステル32は、110.6℃の軟化点、3261g/molのM値、1541g/molのM値および7.3ガードナーの色(無希釈)を呈した。ロジンエステル32は、130℃で測定された場合の15分の酸化的誘導時間ピーク開始値および18分の酸化的誘導時間ピーク開始値を呈した。Irganox(登録商標)565抗酸化剤添加後のロジンエステル32の硫黄含有量を測定したところ、592ppmに達した。
[実施例33]
トール油ロジンSYLVAROS(商標)90(1000g、酸価176mg KOH/gロジン、硫黄含有量700ppm)および別のトール油ロジン(200g、酸価181mg KOH/gロジン、硫黄含有量382ppm)を引き続いて4つ口フラスコ(2L)に投入し、窒素雰囲気下で190℃に加熱した。ロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。ペンタエリトリトール(149.832g)、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸(99%の純度、CAS番号1076−97−7、Sigma−Aldrichから市販されている)(14.4g)、アジピン酸(60.0g)およびIrganox(登録商標)1425(3.0g)を添加し、引き続いて、反応混合物を295℃に加熱した(加熱速度:180℃から200℃、10℃/時間;200℃から245℃、25℃/時間;245℃から295℃、10℃/時間)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。295℃で10時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を2時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて200℃に冷却した。Irganox(登録商標)565(0.960g)を、結果として得られた混合物中に添加およびブレンドした。生成物を排出した。得られたロジンエステル33は、5851g/molのM値、2886g/molのM値および1526g/molのM値を呈した。ロジンエステル33は、130℃で測定された場合の19分の酸化的誘導時間ピーク開始値および23分の酸化的誘導時間ピーク開始値を呈した。Irganox(登録商標)565抗酸化剤添加後のロジンエステル33の硫黄含有量を測定したところ、546ppmに達した。
[実施例34]
トール油ロジンSYLVAROS(商標)90(900.14g、酸価174mg KOH/gロジン、硫黄含有量712ppm)およびマッソニアーナ(Massoniana)ガムロジン(300.44g、酸価168.7mg KOH/gロジン、硫黄含有量<10ppm)を順次に4つ口フラスコ(2L)に投入し、窒素雰囲気下で181℃に加熱した。ロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。ペンタエリトリトール(141.185g)、アジピン酸(60.031g)およびIrganox(登録商標)1425(3.0055g)を添加し、引き続いて、反応混合物を295℃に加熱した(加熱速度:180℃から200℃、10℃/時間;200℃から245℃、25℃/時間;245℃から295℃、10℃/時間)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。295℃で10時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を1時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて220℃に冷却した。Irganox(登録商標)565(0.9623g)を、結果として得られた混合物中に添加およびブレンドした。結果として得られた生成物を排出した。得られたロジンエステル34(1143.7g)は、111.0℃の軟化点、4.0mg KOH/gロジンエステルの酸価、0.7mg KOH/gロジンエステルのヒドロキシル価、4529g/molのM値、2427g/molのM値、1433g/molのM値、66.1℃のT、12.7%のPAN値および7.1ガードナーの色(無希釈)を呈した。Irganox(登録商標)565抗酸化剤添加前のロジンエステル34の硫黄含有量を測定したところ、396ppmに達した。Irganox(登録商標)565抗酸化剤添加後のロジンエステル34の硫黄含有量も測定したところ、488ppmに達した。ロジンエステル34中のエステル化デヒドロアビエチン酸のパーセンテージは、ロジンエステル加水分解後、得られたロジン酸の全重量に基づいて重量により29.0であった。
[実施例35]
トール油ロジンSYLVAROS(商標)90(450g、酸価175mg KOH/gロジン)およびDymerex(商標)(150g、酸価144mg KOH/g Dymerex(商標)、Eastmanから市販されている)を引き続いて4つ口フラスコ(1L)に投入し、200℃に窒素雰囲気下で加熱した。ロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。ペンタエリトリトール(54.801g)およびIrganox(登録商標)1425(1.5g)を添加し、引き続いて、反応混合物を295℃に加熱した(加熱速度:30℃/時間)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。295℃で10時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を2時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて200℃に冷却した。Irganox(登録商標)565(0.480g)を、結果として得られた混合物中に添加およびブレンドした。生成物を排出した。得られたロジンエステル35は、126.8℃の軟化点を呈した。
[実施例36]
トール油ロジンSYLVAROS(商標)90(1200g、酸価175mg KOH/gロジン、硫黄含有量839ppm)を4つ口フラスコ(2L)に投入し、窒素雰囲気下で195℃に加熱した。ロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。ペンタエリトリトール(148.222g)、アジピン酸(72.0g)およびIrganox(登録商標)1425(3.0g)を添加し、引き続いて、反応混合物を295℃に加熱した(加熱速度:180℃から200℃、10℃/時間;200℃から240℃、25℃/時間;240℃から270℃、20℃/時間;270℃から285℃、10℃/時間;285℃から295℃、5℃/時間)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。295℃で10時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を2時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて200℃に冷却した。Irganox(登録商標)565(0.960g)を、結果として得られた混合物中に添加およびブレンドした。生成物を排出した。得られたロジンエステル36は、104.9℃の軟化点、5.0mg KOH/gロジンエステルの酸価、5236g/molのM値、2715g/molのM値、1473g/molのM値、62.2℃のT値および7.8ガードナーの色(無希釈)を呈した。Irganox(登録商標)565抗酸化剤添加後のロジンエステル36の硫黄含有量を測定したところ、715ppmに達した。ロジンエステル36中のエステル化デヒドロアビエチン酸のパーセンテージは、ロジンエステル加水分解後、得られたロジン酸の全重量に基づいて重量により28.6であった。
[実施例37]
トール油ロジンSYLVAROS(商標)90(1200.3g、酸価174mg KOH/gロジン、硫黄含有量692ppm)を4つ口フラスコ(2L)に投入し、窒素雰囲気下で180℃に加熱した。ロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。ペンタエリトリトール(142.28g)、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸(99%の純度、CAS番号1076−97−7、Sigma−Aldrichから市販されている。)(72.02g)およびIrganox(登録商標)1425(3.01g)を添加し、引き続いて、反応混合物を295℃に加熱した(加熱速度:180℃から200℃、10℃/時間;200℃から245℃、25℃/時間;245℃から295℃、10℃/時間)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。295℃で10時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を1時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて220℃に冷却した。Irganox(登録商標)565(0.9603g)を、結果として得られた混合物中に添加およびブレンドした。結果として得られた生成物を排出した。得られたロジンエステル37(1115.0g)は、115.9℃の軟化点、6.7mg KOH/gロジンエステルの酸価、0.1mg KOH/gロジンエステルのヒドロキシル価、5482g/molのM値、2777g/molのM値、1451g/molのM値、70℃のTおよび6.8ガードナーの色(無希釈)を呈した。Irganox(登録商標)565抗酸化剤添加前のロジンエステル37の硫黄含有量を測定したところ、492ppmに達した。Irganox(登録商標)565抗酸化剤添加後のロジンエステル37の硫黄含有量も測定したところ、598ppmに達した。
[実施例38]
トール油ロジンSYLVAROS(商標)90(1200g、酸価174mg KOH/gロジン、硫黄含有量692ppm)を4つ口フラスコ(2L)に投入し、窒素雰囲気下で195℃に加熱した。ロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。Dymerex(商標)(120g、酸価144mg KOH/g Dymerex(商標)、硫黄含有量787ppm、Eastmanから市販されている)、ペンタエリトリトール(146.61g)、Irganox(登録商標)1425(3.0g)およびアジピン酸(48.0g)を添加し、引き続いて、反応混合物を295℃に加熱した(加熱速度:180℃から200℃、10℃/時間;200℃から245℃、25℃/時間;245℃から295℃、10℃/時間)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。295℃で10時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を2時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて200℃に冷却した。Irganox(登録商標)565(0.96g)を、結果として得られた混合物中に添加およびブレンドした。生成物を排出した。得られたロジンエステル38は、112.3℃の軟化点、68.1℃のTおよび4.6mg KOH/gロジンエステルの酸価を呈した。
Irganox(登録商標)565抗酸化剤添加前のロジンエステル38の硫黄含有量を測定したところ、511ppmに達した。Irganox(登録商標)565抗酸化剤添加後のロジンエステル38の硫黄含有量も測定したところ、602ppmに達した。
[実施例39]
トール油ロジンSYLVAROS(商標)90(1200.7g、酸価174mg KOH/gロジン、硫黄含有量692ppm)を4つ口フラスコ(2L)に投入し、窒素雰囲気下で180℃に加熱した。ロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。ペンタエリトリトール(146.78g)、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸(99%の純度、CAS番号1076−97−7、Sigma−Aldrichから市販されている。)(55.22g)、アジピン酸(24.01g)およびIrganox(登録商標)1425(3.01g)を添加し、引き続いて、反応混合物を295℃に加熱した(加熱速度:180℃から200℃、10℃/時間;200℃から245℃、25℃/時間;245℃から295℃、10℃/時間)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。295℃で10時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を1時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて220℃に冷却した。Irganox(登録商標)565(0.9609g)を、結果として得られた混合物中に添加およびブレンドした。結果として得られた生成物を排出した。得られたロジンエステル39(1148.8g)は、113.6℃の軟化点、6.9mg KOH/gロジンエステルの酸価、0.1mg KOH/gロジンエステルのヒドロキシル価、6518g/molのM値、3067g/molのM値、1523g/molのM値、66.6℃のTおよび6.9ガードナーの色(無希釈)を呈した。Irganox(登録商標)565抗酸化剤添加前のロジンエステル39の硫黄含有量を測定したところ、478ppmに達した。Irganox(登録商標)565抗酸化剤添加後のロジンエステル39の硫黄含有量も測定したところ、576ppmに達した。
[実施例40]
水素化ガムロジンFORAL(商標)AX−E(300.42g、酸価164mg KOH/gロジン、硫黄含有量<10ppm、Eastman Chemical Companyで市販されている)を4つ口フラスコ(0.5L)に投入し、窒素雰囲気下で180℃に加熱した。ロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。ペンタエリトリトール(23.9834g,)、4,8−ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、異性体の混合物(CAS番号26896−48−0、Sigma−Aldrichから市販されている)(9.982g)、ポリグリセロール−4(5.720g、Solvay Chemicals International S.A.から市販されている)、ジペンタエリトリトール(4.2629g、Perstorpから市販されている)、アジピン酸ジメチル(20.999g、Sigma−Aldrichから市販されている)およびIrganox(登録商標)1425(0.7584g)を添加し、引き続いて、反応混合物を295℃に加熱した(加熱速度:180℃から200℃、10℃/時間;200℃から245℃、25℃/時間;245℃から295℃、10℃/時間)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。295℃で10時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を1時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて220℃に冷却した。NoIrganox(登録商標)565を添加した。結果として得られた生成物を排出した。得られたロジンエステル40(259.06g)は、113.2℃の軟化点、4.7mg KOH/gロジンエステルの酸価および6.6ガードナーの色(無希釈)を呈した。
[実施例41]
トール油ロジンSYLVAROS(商標)90(1200g、酸価174mg KOH/gロジン、硫黄含有量692ppm)を4つ口フラスコ(2L)に投入し、窒素雰囲気下で195℃に加熱した。ロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。Dymerex(商標)(144g、酸価144mg KOH/g Dymerex(商標)、硫黄含有量787ppm、Eastmanから市販されている)、ペンタエリトリトール(148.71g)、Irganox(登録商標)1425(3.0g)およびアジピン酸(48.0g)を添加し、引き続いて、反応混合物を295℃に加熱した(加熱速度:180℃から200℃、10℃/時間;200℃から245℃、25℃/時間;245℃から295℃、10℃/時間)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。295℃で10時間後、300gの試料を採取し、残留のロジン酸および他の揮発分を2時間の(残留している含有物の)窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて200℃に冷却した。Irganox(登録商標)565(0.76g)を、結果として得られた混合物中に添加およびブレンドした。生成物を排出した。得られたロジンエステル41は、114.3℃の軟化点、69.7℃のTおよび3.8mg KOH/gロジンエステルの酸価を呈した。
[実施例42]
実施例41で採取した300gのロジンエステル試料をロジンエステル42と名付ける。ロジンエステル42は、101.7℃の軟化点、56.3℃のTおよび14.6mg KOH/gロジンエステルの酸価を呈した。
[実施例43]
トール油ロジン(1200.1g、酸価179mg KOH/gロジン、硫黄含有量573ppm)を4つ口フラスコ(2L)に投入し、窒素雰囲気下で180℃に加熱した。ロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。ペンタエリトリトール(150.51g)、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸(99%の純度、CAS番号1076−97−7、Sigma−Aldrichから市販されている。)(27.60g)、アジピン酸(48.01g)およびIrganox(登録商標)1425(3.00g)を添加し、引き続いて、反応混合物を295℃に加熱した(加熱速度:180℃から200℃、10℃/時間;200℃から245℃、25℃/時間;245℃から295℃、10℃/時間)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。295℃で10時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を1時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて220℃に冷却した。Irganox(登録商標)565(0.9636g)を、結果として得られた混合物中に添加およびブレンドした。結果として得られた生成物を排出した。得られたロジンエステル43(1141.6g)は、113.5℃の軟化点、5.1mg KOH/gロジンエステルの酸価、0.5mg KOH/gロジンエステルのヒドロキシル価、6969g/molのM値、3140g/molのM値、1596g/molのM値、67.8℃のTおよび7.1ガードナーの色(無希釈)を呈した。Irganox(登録商標)565抗酸化剤添加前のロジンエステル43の硫黄含有量を測定したところ、414ppmに達した。Irganox(登録商標)565抗酸化剤添加後のロジンエステル43の硫黄含有量も測定したところ、513ppmに達した。
[実施例44]
トール油ロジンSYLVAROS(商標)90(1200.2g、酸価175mg KOH/gロジン)を4つ口フラスコ(2L)に投入し、窒素雰囲気下で190℃に加熱した。ロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。ペンタエリトリトール(153.6337g)、アジピン酸(84.013g)およびIrganox(登録商標)1425(3.0069g)を添加し、引き続いて、反応混合物を295℃に加熱した(加熱速度:180℃から200℃、10℃/時間;200℃から240℃、25℃/時間;240℃から270℃、20℃/時間;270℃から285℃、10℃/時間;285℃から295℃、5℃/時間)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。295℃で10時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を1時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて220℃に冷却した。Irganox(登録商標)565(0.9635g)を、結果として得られた混合物中に添加およびブレンドした。結果として得られた生成物を排出した。得られたロジンエステル44(1180.6g)は、108.8℃の軟化点、4.3mg KOH/gロジンエステルの酸価、0.2mg KOH/gロジンエステルのヒドロキシル価、6143g/molのM値、2993g/molのM値、1539g/molのM値、60.6℃のT、13.5%のPAN値および7.3ガードナーの色(無希釈)を呈した。
[実施例45]
トール油ロジンSYLVAROS(商標)90(1200.3g、酸価174mg KOH/gロジン、硫黄含有量692ppm)を4つ口フラスコ(2L)に投入し、窒素雰囲気下で180℃に加熱した。ロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。ペンタエリトリトール工業用グレード(150.42g、Perstorpで市販されている、典型的なOH値;1615mg KOH/g、典型的なペンタエリトリトール含有量;90%、典型的なジペンタエリトリトール含有量;7.5%、Perstorp製品カタログから取られたデータ)、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸(99%の純度、CAS番号1076−97−7、Sigma−Aldrichから市販されている)(55.227g)、アジピン酸(24.07g)およびIrganox(登録商標)1425(3.018g)を添加し、引き続いて、反応混合物を295℃に加熱した(加熱速度:180℃から200℃、10℃/時間;200℃から245℃、25℃/時間;245℃から295℃、10℃/時間)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。295℃で10時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を1時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて220℃に冷却した。Irganox(登録商標)565(0.9623g)を、結果として得られた混合物中に添加およびブレンドした。結果として得られた生成物を排出した。得られたロジンエステル45(1132.5g)は、114.7℃の軟化点、5.9mg KOH/gロジンエステルの酸価、0.1mg KOH/gロジンエステルのヒドロキシル価、7412g/molのM値、3282g/molのM値、1594g/molのM値、66.8℃のTおよび7.2ガードナーの色(無希釈)を呈した。Irganox(登録商標)565抗酸化剤添加前のロジンエステル45の硫黄含有量を測定したところ、460ppmに達した。Irganox(登録商標)565抗酸化剤添加後のロジンエステル45の硫黄含有量も測定したところ、562ppmに達した。
[実施例46]
トール油ロジンSYLVAROS(商標)90(1200.1g、酸価174mg KOH/gロジン、硫黄含有量692ppm)を4つ口フラスコ(2L)に投入し、窒素雰囲気下で180℃に加熱した。ロジンを完全に溶解した後、結果として得られた溶液を機械的に撹拌した。ペンタエリトリトール(144.63g)、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸(99%の純度、CAS番号1076−97−7、Sigma−Aldrichから市販されている。)(78.01g)およびIrganox(登録商標)1425(3.01g)を添加し、引き続いて、反応混合物を295℃に加熱した(加熱速度:180℃から200℃、10℃/時間;200℃から245℃、25℃/時間;245℃から295℃、10℃/時間)。形成された水をエステル化反応中に蒸気として逃した。295℃で10時間後、残留のロジン酸および他の揮発分を1時間の窒素スパージング中に揮散させ、反応混合物を引き続いて220℃に冷却した。Irganox(登録商標)565(0.9615g)を、結果として得られた混合物中に添加およびブレンドした。結果として得られた生成物を排出した。得られたロジンエステル46(1145.1g)は、115.3℃の軟化点、7.6mg KOH/gロジンエステルの酸価、0.2mg KOH/gロジンエステルのヒドロキシル価、6556g/molのM値、3030g/molのM値、1495g/molのM値、69℃のT値および6.9ガードナーの色(無希釈)を呈した。Irganox(登録商標)565抗酸化剤添加前のロジンエステル46の硫黄含有量を測定したところ、495ppmに達した。Irganox(登録商標)565抗酸化剤添加後のロジンエステル46の硫黄含有量も測定したところ、584ppmに達した。
ホットメルト接着剤配合物HMA1型およびHMA2型の調製
それぞれ実施例1、2、3、4、5、6、7および21で合成された通りのロジンエステルを使用して、ホットメルト接着剤配合物を調製した。それぞれ表1および表2で提供されている通りのデータに従って重量パーセンテージにより構成成分をブレンドすることによって、2種の異なる型のホットメルト接着剤組成物、HMA1型およびHMA2型を調製した。HMA1型の7種の異なるホットメルト接着剤配合物(ホットメルト1、ホットメルト2、ホットメルト5、ホットメルト6、ホットメルト7、ホットメルト8およびホットメルト9)およびHMA2型の2種の異なるホットメルト接着剤配合物(ホットメルト3およびホットメルト4)を調製した。BASFから市販されているIRGANOX(登録商標)1010(ペンタエリトリトールテトラキス(3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート)を適用した。Arkemaから市販されているEVATANE(登録商標)28−800を適用した。Sasol Waxから市販されているSasolwax(登録商標)6805を適用した。Arkema、Inc.から市販されているLOTRYL(登録商標)35BA320を適用した。
Figure 0006821647
Figure 0006821647
ホットメルト接着剤配合物HMA1型およびHMA2型の粘度測定。
2種のHMA1型および2種のHMA2型のホットメルト配合物の粘度をプレート−プレート・レオメトリーにて145℃で測定した。すべての報告粘度を145℃の一定温度で平行プレート・レオメーターを使用して測定した(AntonPaar−Physica MCR101、プレート−プレート直径は25mmで、1mmの間隙があった)。剪断速度を1s−1から50s−1へおよび逆に1s−1へ直線的に変動させた。結果として得られた安定粘度を50s−1から1s−1の剪断速度で記録した。1試料につき3つの独立した粘度測定を行った。1ホットメルト配合物につき得られた粘度結果の算術平均を算出した。結果をそれぞれ表3および表4において報告する。平均の標準誤差(SEM)は、集団平均の試料平均概算値の標準偏差を表す。3の平方根によって割られた集団標準偏差(試料標準偏差)の試料概算値によって、SEMを概算した。
参照によりそれの全体で組み込む「Standard Test Method for Heat Stability of Hot−Melt Adhesives」という題名のASTM D4499−07に記載されている試験方法から適応された熱安定性試験を使用して、2種のHMA2型ホットメルト接着剤配合物ホットメルト3およびホットメルト4の粘度安定性を測定した。適応された円筒状ガラスジャー寸法(38mmの内側直径、65mmの内部高さ、および31mmの直径の開口、44mmの外径、70mmの外部高さ、3mmのガラス厚、50mLの含有量、Thermo Fisher Scientificの一部であるFisher Scientificから市販されている)を使用して、ASTM D4499−07に記載されている試験方法を行ったが、この寸法は、より小さい量のホットメルト接着剤(30g)を使用して試験が行われるのを可能にした。エージング温度は177℃であった。試料を96時間の間老化させた。熱的粘度安定性結果を表4において報告する。
Figure 0006821647
Figure 0006821647
Figure 0006821647
ホットメルト接着剤配合物HMA1型の相容性の測定
比濁法装置を使用することによって、HMA1型の7種のホットメルト接着剤配合物(ホットメルト1、ホットメルト2、ホットメルト5、ホットメルト6、ホットメルト7、ホットメルト8およびホットメルト9)の相容性を測定した。参照によりそれの全体で組み込む「Standard Test Method for Heat Stability of Hot−Melt Adhesives」という題名のASTM D4499−07に記載されている試験方法から適応された熱安定性試験に従って、ホットメルト接着剤試料を老化させた。適応された円筒状ガラスジャー寸法(38mmの内側直径、65mmの内部高さ、および31mmの直径の開口、44mmの外径、70mmの外部高さ、3mmのガラス厚、50mLの含有量、Thermo Fisher Scientificの一部であるFisher Scientificから市販されている)を使用して、ASTM D4499−07に記載されている試験方法を行ったが、この寸法は、試験が、より小さい量のホットメルト接着剤(45g)を使用して行われることを可能にした。エージング温度は177℃であった。試料を10時間の間老化させた(ホットメルト1、2、5および6の場合)もしくは試料を16時間の間老化させた(ホットメルト7およびホットメルト8の場合)、または試料を10時間の間、ならびに16時間老化させた(ホットメルト9の場合)。結果として得られた老化ホットメルト接着剤材料を初期の(すなわち、老化されていない)ホットメルト接着剤試料に対する濁度比較のために使用した。Novomatics GmbH、GermanyからのCHEMOTRONIC HighVisc Automatic Turbidimetry分析器装置を適用した。
200mmの高さ、21.25mmの外径、18.75mmの内径および53mLの合計体積を有する試験管(Verrerie Soufflee Mecanique S.A.から市販されている)に、各ホットメルト接着剤試料(30g)を入れた。試料をCHEMOTRONIC機器によって180℃に加熱し、引き続いて80℃に冷却した。表6は、適用された装置設定を示す。
Figure 0006821647
CHEMOTRONIC装置の濁度検出システムは、光透過に基づく。原則として、濁度は、液体中の懸濁粒子による吸収によって検出され、曇点におよび定性的には非相溶性度に関係し得る。溶融ホットメルト接着剤試料を介する光透過度対温度を80℃から180℃の温度範囲にわたって測定した。結果として得られた関係をグラフ表示として表す(図1−7を参照されたい)。光透過は%透過光として示し、温度は℃として提供する。より低い光透過パーセンテージは、より高い濁度と関連しており、それによって、所与の温度値でまたは所与の温度範囲にわたって、測定されたホットメルト接着剤試料のより高い曇点温度およびより低い相溶度の指標として役立った。本発明のロジンエステルは、より高いホットメルト接着剤光透過パーセンテージに至ることは明らかであり、それによって、結果として得られたホットメルト接着剤は、相対的により相容性と考えられ得る。
ホットメルト接着剤配合物の熱応力耐性試験の測定
熱応力試験方法記載
熱応力または熱応力耐性は、応力結合が失敗する温度であると定義される。EllisへのUS 8,076,407 B2に記載されている通りの方法と一部の相似点を有する以下のプロトコールによって、切断熱応力を測定した。本明細書において、耐熱性を測定するために、切断力下で昇温に耐えるためのホットメルトの能力を使用する。詳細な記載セクションにおいて上文で言及されているInstitute of Packaging Professionals (IoPP)によって公表されている関連の熱応力方法記載も参照される。
1.試料調製
A)チューブに接着剤ホットメルト配合物を充填し、オーブンにて177℃で30分間予備加熱し、次いで、予備加熱された接着剤ホットメルトガンに直ちに移入した。適用されたホットメルトガン設定:チューブ温度:177℃。ノズル温度:190℃。ノズルサイズ:0.8mm。圧力:2.5バール。
B)それぞれ内ライナー(170g/m)、C溝(Wellenstoff/「波形表面」、100g/m)、中央ライナー(170g/m)、B溝(Wellenstoff/「波形表面」、100g/m)および外部ライナー(115g/m)からなる波型段ボールを適用した。適用された接着剤配合物につき、最も長い端部に平行に走る溝ひだを有する2つの段ボール片を5セット使用した。より小さい片(80×50mm)上に接着剤を適用し、より大きい片(140×50mm、短い端部から2cmオフセットされている穿孔を有する)を、より小さい片の上に試験中に適用した(図8および図9を参照されたい)。内ライナー段ボール側面は、この試験において一緒に結合されている。接着剤が適用されている側面上の短い端部から2cmオフセットされているより小さい片上に、鉛筆で線を引いた。
C)40mmの段ボール端部(図9における点線)からオフセットを有する段ボール表面上にホットメルトガンから、接着剤を適用した。3mmの接着剤ビーズ幅を40mm線に沿って生成した。操作者に向けられている該孔を有する上部に、より大きい段ボール片を直ちに適用した。100gの重量を該結合部に乗せ、1分間保持した。すべての試験試料に、この手順を反復した。気候条件付けされた部屋(平均コンディショニング温度23℃+/−1℃(22℃から24℃)、温度について23℃+/−2℃(21℃から25℃)の合計許容変動および相対湿度について50+/−5%(45%から55%)の合計許容変動を有する)および熱応力耐性試験を実行する前に少なくとも24時間の間50+/−2%(48%から52%)の平均相対湿度の中で、試料を条件付けした。
2.熱応力耐性試験方法手順
人工気候室(Binder GmbH、Tuttlingen、Germany)を適用した。2つの接着された段ボール片のより短い段ボール部分(図9を参照されたい)を、片側上でクランプおよび反対側でステープルを使用することによってラックに結合した(図10を参照されたい)。この行為を、1回の試験実行において試験されるべきすべての試料について行った。付着試料を有するラックを上下逆さまにし、人工気候室に慎重に入れた。100gの重量を、より大きい片の該孔に慎重に挿入した。人工気候室ドアを閉じた。人工気候室を最大設定点温度(38℃)まで加熱させ、次いで温度を10分間一定にしておいた。初期10分後のオーブン温度を1℃/3分ずつ上昇させ、10分間など一定にしておき、すなわち、あらゆる加熱ステップは、10分続いた第1のステップ以外13分続いた。試験は、すべての試料が失敗するまで継続した。各配合物の80%の試料(5つのうち4つ)が試験をまた合格した最も高い温度を、熱応力耐性合格温度結果として報告する。
ホットメルト接着剤配合物の熱応力合格温度結果
表7において概説されている通りの組成物を有する、HMA3型のホットメルト接着剤配合物を作製した。
ホットメルト接着剤組成物1−8の熱応力合格温度を上に記載されている方法に従って測定した。試験結果を表8に図示する。
SYLVALITE(商標)RE 118、SYLVALITE(商標)RE 110LおよびSYLVALITE(商標)RE 105Lを比較のために表8に含む。
HMA3型の各接着剤配合物の5つの試料を1回の実行において試験し、上記で説明されている通りの熱応力耐性合格温度結果を出した。13回の実行を行ったホットメルト配合物番号9、4回の実行を行ったホットメルト配合物番号1および2、ならびに2回の実行を行ったホットメルト配合物番号8を除いて、1接着剤配合物につき3回の実行を行った。1ホットメルト配合物につき、得られた熱応力耐性合格温度結果の算術平均を算出し、表8の右段において標準誤差と一緒に、配合物の熱応力耐性合格温度として報告する。
Figure 0006821647
Figure 0006821647
本明細書において引用されているすべての文献ならびにDINおよびASTMの手順を、それらの全体で参照により組み込む。
この発明の多くの修正および変動は、当業者に明らかである通り、それの趣旨および範囲から逸脱することなくされ得る。添付の請求項の組成物および方法は、請求項の一部の態様の例示として意図される、本明細書に記載されている特定の組成物および方法による範囲に限定されない。機能的に同等である任意の組成物および方法は、請求項の範囲内に入ると意図される。本明細書に示されているおよび記載されているものに加えて該組成物および方法の様々な修正は、添付の請求項の範囲内に入ると意図される。さらに、本明細書において開示されているある特定の代表的な組成物および方法ステップだけが詳細に記載されている一方で、該組成物および方法ステップの他の組合せも、たとえ詳細に挙げられていなくても添付の請求項の範囲内に入ると意図される。したがって、ステップ、要素、構成成分または構成物の組合せは、本明細書にまたは下記に明白に記述され得るが、しかしながら、ステップ、要素、構成成分および構成物の他の組合せは、たとえ明白に明記されていなくても含まれる。
本明細書において引用されているすべての文献を、それらの全体で参照により組み込む。
さらなる修正物、同等物および変動物が可能であることは、本明細書における例証的な実施形態の概説で当業者に明らかであり得る。実施例におけるすべての部およびパーセンテージは、本明細書の残部におけるすべての部およびパーセンテージと同様に、別段に特定されていない限り重量による。さらに、特別なセットの特性、測定単位、条件、物理的状態またはパーセンテージを表すものなど、本明細書または請求項において挙げられている数の任意の範囲は、こうした範囲内に入る任意の数を、そのように挙げられている任意の範囲内の数の任意のサブセットを含めて、参照によりまたはそうでない方法で本明細書において明確に文字通り組み込むと意図される。例えば、下限Rおよび上限Rを有する数値範囲が開示されている場合は常に、該範囲内に入る任意の数Rは具体的に開示されている。特に、範囲内の以下の数Rが具体的に開示されている:R=R+k(R−R)、ここでkは、1%の増分を有する1%から100%を範囲とする変数であり、例えば、kは1%、2%、3%、4%、5%…50%、51%、52%…95%、96%、97%、98%、99%または100%である。さらに、上記で算出されている通りのRの任意の2つの値によって表される任意の数値範囲も具体的に開示されている。本明細書に示されているおよび記載されているものに加えて、本発明の任意の修正は、前述の説明および添付の図から当業者に明らかになろう。こうした修正は、添付の請求項の範囲内に入ると意図される。本明細書において引用されているすべての公報を参照によりそれらの全体で組み込む。
「含む(compring)」という用語およびその変形は、本明細書で使用される場合、「含む(including)」という用語およびその変形と同義的に使用されており、オープンな非限定的用語である。「含む(compring)」および「含む(including)」という用語は、各種実施形態を記載するために本明細書において使用されてきているが、「本質的に〜から構成される」および「からなる」という用語は、本発明のより特定の態様を提供するために「含む(compring)」および「含む(including)」の代わりに使用することができ、その上開示されている。注記されている場合以外、本明細書および請求項において使用されている幾何学、寸法、その他全数値は均等論の適用を請求項の範囲に限定しようとするものではないが、最低限でも少なくとも報告する有効数字を踏まえて通常の丸め方を適用することにより解釈されるべきである。
別段に定義されていない限り、本明細書において使用されているすべての技術用語および科学用語は、本開示発明が属する当分野の技術者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書において引用されている刊行物およびそれらが引用されている資料を参照により具体的に組み込む。
(追加の開示)
以下に列挙された本開示の側面が、非制限的な実施例として提供される:
(1)(a)エチレンと重合する、1つ以上のエステル基を有する少なくとも1種の極性モノマーから誘導されたエチレンポリマーから誘導されたポリマー、ならびに
(b)あるヒドロキシル価およびあるM 値およびある硫黄含有量を有するロジンエステルであって、
ロジンエステルが、7またはこれ未満のヒドロキシル価を有し、
ロジンエステルが、2500と12000の間のM 値を有し、
エステル化反応後、任意の硫黄含有抗酸化剤または硫黄含有添加剤の添加前に得られた、揮散したロジンエステルが硫黄のppm含有量の第1の値を有し、ロジンが硫黄のppm含有量の第2の値を有し、硫黄のppm含有量の第1の値から硫黄のppm含有量の第2の値を引いた値が200より低いロジンエステル
を含む、組成物。
(2)硫黄のppm含有量の第1の値から硫黄のppm含有量の第2の値を引いた値が100より低い、(1)に記載の組成物。
(3)硫黄のppm含有量の第1の値が、硫黄のppm含有量の第2の値と等しいまたはこれより低い、(1)または(2)に記載の組成物。
(4)硫黄のppm含有量の第1の値を硫黄のppm含有量の第2の値で割った値が、0.92と等しいまたはこれより低い、(1)から(3)のいずれかに記載の組成物。
(5)硫黄のppm含有量の第1の値を硫黄のppm含有量の第2の値で割った値が、0.82と等しいまたはこれより低い、(1)から(4)のいずれかに記載の組成物。
(6)硫黄のppm含有量の第1の値を硫黄のppm含有量の第2の値で割った値が、0.75と等しいまたはこれより低い、(1)から(5)のいずれかに記載の組成物。
(7)ロジンエステル合成開始前の最終反応物混合物が、ヒドロキシル官能価の全化学量論的量と比較して化学量論的に過剰のカルボン酸官能価を含有する、(1)から(6)のいずれかに記載の組成物。
(8)得られたロジンエステルが、パラジウム、ニッケルおよび白金のppm含有量の値の第1の合計を有し、ロジンが、パラジウム、ニッケルおよび白金のppm含有量の値の第2の合計を有し、パラジウム、ニッケルおよび白金のppm含有量の値の第1の合計が、パラジウム、ニッケルおよび白金のppm含有量の値の第2の合計より低いまたはこれと等しい、(1)から(7)のいずれかに記載の組成物。
(9)得られたロジンエステルが、ヨウ素のppm含有量の第1の値を有し、ロジンが、ヨウ素のppm含有量の第2の値を有し、ヨウ素のppm含有量の第1の値が、ヨウ素のppm含有量の第2の値より低いまたはこれと等しい、(1)から(8)のいずれかに記載の組成物。
(10)ロジンエステルが、5またはこれ未満のヒドロキシル価を有する、(1)から(9)のいずれかに記載の組成物。
(11)ロジンエステルが、3またはこれ未満のヒドロキシル価を有する、(1)から(10)のいずれかに記載の組成物。
(12)ロジンエステルが、15またはこれ未満の酸価を有する、(1)から(11)のいずれかに記載の組成物。
(13)ロジンエステルが、10またはこれ未満の酸価を有する、(1)から(12)のいずれかに記載の組成物。
(14)ロジンエステルが、5またはこれ未満の酸価を有する、(1)から(13)のいずれかに記載の組成物。
(15)ヒドロキシル価と酸価の合計が、18またはこれ未満である、(1)から(14)のいずれかに記載の組成物。
(16)ヒドロキシル価と酸価の合計が、12またはこれ未満である、(1)から(15)のいずれかに記載の組成物。
(17)ヒドロキシル価と酸価の合計が、8またはこれ未満である、(1)から(16)のいずれかに記載の組成物。
(18)ロジンエステルが、25またはこれ未満のPAN数を有する、(1)から(17)のいずれかに記載の組成物。
(19)ロジンエステルが、8と22の間のPAN数を有する、(1)から(18)のいずれかに記載の組成物。
(20)ロジンエステルが、8と20の間のPAN数を有する、(1)から(19)のいずれかに記載の組成物。
(21)ロジンエステルが、トール油ロジン、ガムロジン、ウッドロジンまたはこれらの組合せから誘導される、(1)から(20)のいずれかに記載の組成物。
(22)ロジンエステルが、トール油ロジンから誘導される、(1)から(21)のいずれかに記載の組成物。
(23)ロジンエステルが、ガムロジンから誘導される、(1)から(22)のいずれかに記載の組成物。
(24)ロジンエステルが、10またはこれ未満のガードナー色を有する、(1)から(23)のいずれかに記載の組成物。
(25)ロジンエステルが、6またはこれ未満のガードナー色を有する、(1)から(24)のいずれかに記載の組成物。
(26)ロジンエステルが、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリメチレングリコール、4,4’−イソプロピリデンジシクロヘキサノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール、4,8−ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.0 2,6 ]デカン、グリセロール、ジグリセロール、ポリグリセロール、ポリグリセロール−2、ポリグリセロール−3、ポリグリセロール−4、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトール、トリペンタエリトリトール、マンニトール、ソルビトール、キシリトールおよびこれらの組合せを含む、2から30個の炭素原子を有し、2から10の平均ヒドロキシル官能価を有する多価アルコールから誘導される、(1)から(25)のいずれかに記載の組成物。
(27)ロジンエステルが、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリメチレングリコール、グリセロール、ジグリセロール、ポリグリセロール、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトール、トリペンタエリトリトール、マンニトールおよびこれらの組合せを含む多価アルコールから誘導される、(1)から(26)のいずれかに記載の組成物。
(28)ロジンエステルが、グリセロール、ジグリセロール、ポリグリセロール、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトール、トリペンタエリトリトールおよびこれらの組合せを含む多価アルコールから誘導される、(1)から(27)のいずれかに記載の組成物。
(29)ロジンエステルが、ペンタエリトリトールから誘導される、(1)から(28)のいずれかに記載の組成物。
(30)ロジンエステルが、アルコール、ロジンおよびすべての反応物の重量に対して0超から10重量%までの1種以上のカルボン酸官能性有機化合物から誘導される、(1)から(29)のいずれかに記載の組成物。
(31)ロジンエステルが、アルコール、ロジンおよびすべての反応物の重量に対して0超から10重量%までの1種以上のカルボン酸官能性有機化合物から誘導され、ロジンエステルがジエノフィルまたはエノファイルで強化されたロジンから誘導されず、ロジンエステルが、ジエノフィルまたはエノファイルへと熱的に異性化することができる不飽和カルボン酸官能性有機化合物から誘導される強化ロジンから誘導されず、すべての反応物の重量に対して0超から10重量%までの1種以上のカルボン酸官能性有機化合物が、ジエノフィルも、エノファイルも、ジエノフィルもしくはエノファイルへと熱的に異性化する不飽和カルボン酸官能性有機化合物も含まない、(1)から(30)のいずれかに記載の組成物。
(32)ロジンエステルが、アルコール、ロジンおよびすべての反応物の重量に対して0超から10重量%までの1種以上のカルボン酸官能性有機化合物から誘導され、1種以上のカルボン酸官能性有機化合物が、12または12未満の回転可能な結合の平均数を有する、(1)から(31)のいずれかに記載の組成物。
(33)ロジンエステルが、アルコール、ロジンおよびすべての反応物の重量に対して0超から10重量%までの1種以上のカルボン酸官能性有機化合物から誘導され、1種以上の適用されるカルボン酸単官能性有機化合物の合計が、すべての反応物の重量に対して1重量%未満である、(1)から(32)のいずれかに記載の組成物。
(34)ロジンエステルが、アルコール、ロジンおよびすべての反応物の重量に対して2.5から10重量%の1種以上のカルボン酸官能性有機化合物から誘導される、(1)から(33)のいずれかに記載の組成物。
(35)ロジンエステルが、アルコール、ロジンおよびすべての反応物の重量に対して3から10重量%の1種以上のカルボン酸官能性有機化合物から誘導される、(1)から(34)のいずれかに記載の組成物。
(36)ロジンエステルが、アルコール、ロジンおよびすべての反応物の重量に対して3.5から10重量%の1種以上のカルボン酸官能性有機化合物から誘導される、(1)から(35)のいずれかに記載の組成物。
(37)ロジンエステルが、アルコール、ロジンおよびすべての反応物の重量に対して4から10重量%の1種以上のカルボン酸官能性有機化合物から誘導される、(1)から(36)のいずれかに記載の組成物。
(38)ロジンエステルが、アルコール、ロジンおよびすべての反応物の重量に対して4.5から10重量%の1種以上のカルボン酸官能性有機化合物から誘導される、(1)から(37)のいずれかに記載の組成物。
(39)ロジンエステルが、アルコール、ロジンおよびすべての反応物の重量に対して5から10重量%の1種以上のカルボン酸官能性有機化合物から誘導される、(1)から(38)のいずれかに記載の組成物。
(40)ロジンエステルが、アルコール、ロジンおよびすべての反応物の重量に対して0超から10重量%までの1種以上のカルボン酸官能性有機化合物から誘導され、適用されるカルボン酸官能性有機化合物の1種がジカルボン酸またはポリカルボン酸である、(1)から(39)のいずれかに記載の組成物。
(41)ロジンエステルが、アルコール、ロジンおよびすべての反応物の重量に対して0超から10重量%までの1種以上のジカルボン酸官能性有機化合物から誘導される、(1)から(40)のいずれかに記載の組成物。
(42)ロジンエステルが、アルコール、ロジンおよびすべての反応物の重量に対して0超から10重量%までの1種以上のジカルボン酸から誘導され、このジカルボン酸分子式において、水素原子の数が炭素原子の数よりも多く、またはジカルボン酸の1種がシュウ酸を表す、(1)から(41)のいずれかに記載の組成物。
(43)ロジンエステルが、アルコール、ロジンおよびすべての反応物の重量に対して0超から10重量%までの1種以上の脂肪族ジカルボン酸または環状脂肪族のジカルボン酸から誘導される、(1)から(42)のいずれかに記載の組成物。
(44)ロジンエステルが、アルコール、ロジンおよびすべての反応物の重量に対して0超から10重量%までの1種以上の脂肪族ジカルボン酸または環状脂肪族ジカルボン酸から誘導され、このジカルボン酸分子式において炭素原子の数が2と22の間にあり、またはこのジカルボン酸分子式において炭素原子の数が40である、(1)から(43)のいずれかに記載の組成物。
(45)ロジンエステルが、アルコール、ロジンおよびすべての反応物の重量に対して0超から10重量%までのマロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、ヘキサデカン二酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、3−メチルアジピン酸、重合ロジン、ロジンダイマー、メルクス酸またはこれらの酸の組合せから誘導される、(1)から(44)のいずれかに記載の組成物。
(46)ロジンエステルが、アルコール、ロジンおよびすべての反応物の重量に対して0超から10重量%までのマロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、ヘキサデカン二酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸またはこれらの酸の組合せから誘導される、(1)から(45)のいずれかに記載の組成物。
(47)ロジンエステルが、アルコール、ロジンおよびすべての反応物の重量に対して0超から10重量%までのコハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、または1,4−シクロヘキサンジカルボン酸またはこれらの酸の組合せから誘導される、(1)から(46)のいずれかに記載の組成物。
(48)ロジンエステルが、アルコール、ロジンおよびすべての反応物の重量に対して0超(または少なくとも2、もしくは2.5もしくは3もしくは4から10重量%まで)のアジピン酸または1,4−シクロヘキサンジカルボン酸またはこれらの酸の組合せから誘導される、(1)から(47)のいずれかに記載の組成物。
(49)ロジンエステルが、アルコール、ロジンおよびすべての反応物の重量に対して0超から10重量%までのアジピン酸から誘導される、(1)から(48)のいずれかに記載の組成物。
(50)ロジンエステルが、アルコール、ロジンおよびすべての反応物の重量に対して2.5と8重量%の間のアジピン酸から誘導される、(1)から(49)のいずれかに記載の組成物。
(51)ロジンエステルが、アルコール、ロジンおよびすべての反応物の重量に対して3.5と7重量%の間のアジピン酸から誘導される、(1)から(50)のいずれかに記載の組成物。
(52)ロジンエステルのM 値が、2500と12000g/モルの間である、(1)から(51)のいずれかに記載の組成物。
(53)ロジンエステルのM 値が、3000と8000g/モルの間である、(1)から(52)のいずれかに記載の組成物。
(54)ロジンエステルのM 値が、4000と7500g/モルの間である、(1)から(53)のいずれかに記載の組成物。
(55)ロジンエステルのM 値が、1700と4000g/モルの間である、(1)から(54)のいずれかに記載の組成物。
(56)ロジンエステルのM 値が、2000と3500g/モルの間である、(1)から(55)のいずれかに記載の組成物。
(57)ロジンエステルのM 値が、2100と3300g/モルの間である、(1)から(56)のいずれかに記載の組成物。
(58)ロジンエステルのM 値が、1100と2000g/モルの間である、(1)から(57)のいずれかに記載の組成物。
(59)ロジンエステルのM 値が、1400と1800g/モルの間である、(1)から(58)のいずれかに記載の組成物。
(60)ロジンエステルのM 値が、1450と1700g/モルの間である、(1)から(59)のいずれかに記載の組成物。
(61)ロジンエステルが、フマル酸またはマレイン酸またはシトラコン酸またはメサコン酸またはイタコン酸または無水マレイン酸またはアクリル酸で強化されたロジンに基づくものではない、(1)から(60)のいずれかに記載の組成物。
(62)ロジンエステルが、適用される反応物の1種として、芳香族二酸またはフェノールまたはホルムアルデヒドに基づくものではない、(1)から(61)のいずれかに記載の組成物。
(63)ロジンエステルから得られたロジン加水分解物が、ロジンエステルの重量に基づき、10重量%未満のテトラヒドロアビエト酸含有量を有する、(1)から(62)のいずれかに記載の組成物。
(64)ロジンエステルから得られたロジン加水分解物が、ロジンエステルの重量に基づき、5重量%未満のテトラヒドロアビエト酸含有量を有する、(1)から(63)のいずれかに記載の組成物。
(65)ロジンエステルから得られたロジン加水分解物が、ロジンエステルの重量に基づき、40重量%未満のデヒドロアビエチン酸含有量を有する、(1)から(64)のいずれかに記載の組成物。
(66)ロジンエステルから得られたロジン加水分解物が、ロジンエステルの重量に基づき、30重量%未満のデヒドロアビエチン酸含有量を有する、(1)から(65)のいずれかに記載の組成物。
(67)ロジンエステルが、100℃より高い軟化点を有する、(1)から(66)のいずれかに記載の組成物。
(68)ロジンエステルが、100℃より高く、116℃より低い軟化点を有する、(1)から(67)のいずれかに記載の組成物。
(69)ロジンエステルが、105.3℃より高く、113℃より低い軟化点を有する、(1)から(68)のいずれかに記載の組成物。
(70)ロジンエステルが、105.3℃より高く、110℃より低い軟化点を有する、(1)から(69)のいずれかに記載の組成物。
(71)極性モノマーが、アルカン酸ビニルモノマー、アクリル酸エステルモノマー、メタクリル酸エステルモノマー、またはこれらの混合物を含む、(1)から(70)のいずれかに記載の組成物。
(72)エチレンと重合する1つ以上のエステル基を有する少なくとも1種の極性モノマーから誘導されたエチレンポリマーから誘導されたポリマーが、400グラム/10分またはこれより高いメルトインデックス値を有する、(1)から(71)のいずれかに記載の組成物。
(73)エチレンと重合する1つ以上のエステル基を有する少なくとも1種の極性モノマーから誘導されたエチレンポリマーから誘導されたポリマーが、750グラム/10分またはこれより高いメルトインデックス値を有する、(1)から(72)のいずれかに記載の組成物。
(74)エチレンと重合する1つ以上のエステル基を有する少なくとも1種の極性モノマーから誘導されたエチレンポリマーから誘導されたポリマーが、900グラム/10分またはこれより高いメルトインデックス値を有する、(1)から(73)のいずれかに記載の組成物。
(75)アルカン酸ビニルモノマーが、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ラウリン酸ビニルおよびこれらの組合せからなる群から選択されるモノマーを含む、(1)から(74)のいずれかに記載の組成物。
(76)アクリル酸エステルモノマーが、アクリル酸エステルと、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールまたは他のアルコールとの反応から誘導され、メタクリル酸エステルモノマーが、メタクリル酸エステルと、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールまたは他のアルコールとの反応から誘導される、(1)から(75)のいずれかに記載の組成物。
(77)アクリル酸エステルモノマーが、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、2−エチルヘキシルアクリレートまたはこれらの混合物を含み、メタクリル酸エステルモノマーが、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、またはこれらの混合物を含む、(1)から(76)のいずれかに記載の組成物。
(78)アクリル酸エステルモノマーがアクリル酸n−ブチルである、(1)から(77)のいずれかに記載の組成物。
(79)ポリマーが、ポリマーを形成するために重合されたすべてのモノマーの総重量に基づき、5重量%から75重量%の酢酸ビニルから誘導されたコポリマーである、(1)から(78)のいずれかに記載の組成物。
(80)ポリマーが、ポリマーを形成するために重合されたすべてのモノマーの総重量に基づき、10重量%から40重量%の酢酸ビニルから誘導されたコポリマーである、(1)から(79)のいずれかに記載の組成物。
(81)ポリマーが、ポリマーを形成するために重合されたすべてのモノマーの総重量に基づき、17重量%から34重量%の酢酸ビニルから誘導されたコポリマーである、(1)から(80)のいずれかに記載の組成物。
(82)ポリマーがポリ(エチレン−co−酢酸ビニル)である、(1)から(81)のいずれかに記載の組成物。
(83)ポリマーが、ポリマーを形成するために重合されたすべてのモノマーの総重量に基づき、5重量%から75重量%のアクリル酸n−ブチルから誘導されたコポリマーである、(1)から(82)のいずれかに記載の組成物。
(84)ポリマーが、ポリマーを形成するために重合されたすべてのモノマーの総重量に基づき、10重量%から50重量%のアクリル酸n−ブチルから誘導されたコポリマーである、(1)から(83)のいずれかに記載の組成物。
(85)ポリマーが、ポリマーを形成するために重合されたすべてのモノマーの総重量に基づき、30重量%から45重量%のアクリル酸n−ブチルから誘導されたコポリマーである、(1)から(84)のいずれかに記載の組成物。
(86)ポリマーが、エチレンn−ブチルアクリレートである、(1)から(85)のいずれかに記載の組成物。
(87)適用されるポリマーが、エチレンn−ブチルアクリレートおよびポリ(エチレン−co−酢酸ビニル)である、(1)から(86)のいずれかに記載の組成物。
(88)適用されるポリマーが、エチレンn−ブチルアクリレートおよびポリ(エチレン−co−酢酸ビニル)であり、ポリマーの少なくとも1種が少なくとも約750グラム/10分のメルトインデックスを有する、(1)から(87)のいずれかに記載の組成物。
(89)適用されるポリマーが、エチレンn−ブチルアクリレートおよびポリ(エチレン−co−酢酸ビニル)であり、ポリマーの少なくとも1種が、少なくとも約900グラム/10分のメルトインデックスを有する、(1)から(88)のいずれかに記載の組成物。
(90)1種以上のワックスをさらに含む、(1)から(89)のいずれかに記載の組成物。
(91)1種以上の抗酸化剤をさらに含む、(1)から(90)のいずれかに記載の組成物。
(92)ロジンエステル合成に適用される、組み合わされた溶融反応物の純粋ガードナー色値が、合成したロジンエステルの純粋ガードナー色値より低い、(1)から(91)のいずれかに記載の組成物。
(93)ホットメルト接着剤耐熱性合格温度が、SYLVALITE(商標)RE 118ベースの組成物と比較して、4℃の幅で異ならない、(1)から(92)のいずれかに記載の組成物。
(94)ホットメルト接着剤耐熱性合格温度が、SYLVALITE(商標)RE 118ベースの組成物と比較して、2℃の幅で異ならない、(1)から(93)のいずれかに記載の組成物。
(95)ホットメルト接着剤耐熱性合格温度が、SYLVALITE(商標)RE 118ベースの組成物と比較して高い、(1)から(94)のいずれかに記載の組成物。
(96)ホットメルト接着剤耐熱性合格温度が、SYLVALITE(商標)RE 110Lベースの組成物と比較して、4℃の幅で異ならない、(1)から(95)のいずれかに記載の組成物。
(97)ホットメルト接着剤耐熱性合格温度が、SYLVALITE(商標)RE 110Lベースの組成物と比較して高い、(1)から(96)のいずれかに記載の組成物。
(98)ホットメルト接着剤耐熱性合格温度が、SYLVALITE(商標)RE 105Lベースの組成物と比較して高い、(1)から(97)のいずれかに記載の組成物。
(99)適用されるロジン重量に基づき0.08%のIrganox(商標)565抗酸化剤を含むロジンエステルが、130℃で測定した場合、10分より大きい酸化的誘導時間ピーク開始値を有し、ロジンエステルが、不均化触媒を適用することなく、および反応物としてのジエノフィルもエノファイルもなしに生成されている、(1)から(98)のいずれかに記載の組成物。
(100)適用されるロジン重量に基づき0.08%のIrganox(商標)565抗酸化剤を含むロジンエステルが、130℃で測定した場合、15分より大きい酸化的誘導時間ピーク最大値を有し、ロジンエステルが、不均化触媒を適用することなく、および反応物としてのジエノフィルもエノファイルもなしに生成されている、(1)から(99)のいずれかに記載の組成物。
(101)ロジンエステル合成に適用される化学的反応物が、食物との接触が意図されているプラスチック材料および物品に対する規制(EU)No.10/2011に列挙されている、(1)から(100)のいずれかに記載の組成物。
(102)ロジンエステルが、800ppm未満の硫黄を含む、(1)から(101)のいずれかに記載の組成物。
(103)ロジンエステルが、600ppm未満の硫黄を含む、(1)から(102)のいずれかに記載の組成物。
(104)ロジンエステルが、400ppm未満の硫黄を含む、(1)から(103)のいずれかに記載の組成物。
(105)ロジンエステルが、100ppm未満の硫黄を含む、(1)から(104)のいずれかに記載の組成物。
(106)(a)適用されるポリマーがエチレンn−ブチルアクリレートおよび/またはポリ(エチレン−co−酢酸ビニル)である、ポリマーまたはポリマーブレンド、ならびに
(b)トール油ロジンから誘導されたロジンエステルであって、ロジンエステルが7またはこれ未満のヒドロキシル価を有し、ロジンエステルが2500と12000g/モルの間のM 値を有し、エステル化反応後、任意の硫黄含有抗酸化剤または硫黄含有添加剤の添加前に得られた、揮散したロジンエステルが硫黄のppm含有量の第1の値を有し、ロジンが硫黄のppm含有量の第2の値を有し、硫黄のppm含有量の第1の値が硫黄のppm含有量の第2の値より低い、ロジンエステル
を含む、組成物。
(107)ロジンエステルが、8と20の間のPAN数を有する、(106)に記載の組成物。
(108)ロジンエステルが、10と15の間のPAN数を有する、(106)または(107)に記載の組成物。
(109)ロジンエステルが、5またはこれ未満のヒドロキシル価を有する、(106)から(108)のいずれか一項に記載の組成物。
(110)ロジンエステルが、3またはこれ未満のヒドロキシル価を有する、(106)から(109)のいずれか一項に記載の組成物。
(111)ロジンエステルが、1つ超の種類のロジンエステルを含む、(106)から(110)のいずれか一項に記載の組成物。
(112)(a)ホットメルト接着剤の総重量に基づき、20重量%から60重量%のポリ(エチレン−co−酢酸ビニル)またはエチレンn−ブチルアクリレートコポリマー、および
(b)ホットメルト接着剤の総重量に基づき、20重量%から50重量%のトール油ロジンから誘導されたロジンエステルであって、
ロジンエステルが、5またはこれ未満のヒドロキシル価を有し、ロジンエステルが、2500と12000の間のM 値を有し、エステル化反応後、任意の硫黄含有抗酸化剤または硫黄含有添加剤の添加前に得られた、揮散したロジンエステルが硫黄のppm含有量の第1の値を有し、ロジンが硫黄のppm含有量の第2の値を有し、硫黄のppm含有量の第1の値が硫黄のppm含有量の第2の値より低い、ロジンエステル、
を含む、ホットメルト接着剤。
(113)ロジンエステルが、8と22の間のPAN数を有する、(112)に記載の接着剤。
(114)ロジンエステルが、10と15の間のPAN数を有する、(112)または(113)のいずれかに記載の接着剤。
(115)ロジンエステルが、5またはこれ未満のヒドロキシル価を有する、(112)から(104)のいずれかに記載の接着剤。
(116)ロジンエステルが、3またはこれ未満のヒドロキシル価を有する、(112)から(115)に記載の接着剤。
(117)(a)ホットメルト接着剤の総重量に基づき、20重量%から60重量%のポリ(エチレン−co−酢酸ビニル)およびエチレンn−ブチルアクリレートコポリマーブレンド、ならびに
(b)ホットメルト接着剤の総重量に基づき、20重量%から50重量%のトール油ロジンから誘導されたロジンエステルであって、
ロジンエステルが、5またはそれ未満のヒドロキシル価を有し、ロジンエステルが、2500と12000の間のM 値を有し、エステル化反応後、任意の硫黄含有抗酸化剤または硫黄含有添加剤の添加前に得られた、揮散したロジンエステルが硫黄のppm含有量の第1の値を有し、ロジンが硫黄のppm含有量の第2の値を有し、硫黄のppm含有量の第1の値が硫黄のppm含有量の第2の値より低い、ロジンエステル
を含む、ホットメルト接着剤。
(118)ロジンエステルが、8と20の間のPAN数を有する、(117)に記載の接着剤。
(119)ロジンエステルが、10と15の間のPAN数を有する、(117)または(118)のいずれかに記載の接着剤。
(120)ロジンエステルが、5またはこれ未満のヒドロキシル価を有する、(117)から(119)のいずれかに記載の接着剤。
(121)ロジンエステルが、3またはこれ未満のヒドロキシル価を有する、(117)から(120)のいずれかに記載の接着剤。
(122)(a)熱可塑性道路標識配合物の総重量に基づき、10重量%までのエチレンポリマーであって、エチレンと重合する1つ以上のエステル基を有する少なくとも1種の極性モノマーから誘導されたエチレンポリマー、および
(b)熱可塑性道路標識配合物の総重量に基づき、5重量%から25重量%のトール油ロジンから誘導されたロジンエステルであって、ロジンエステルが、5またはこれ未満のヒドロキシル価を有し、ロジンエステルが、2500と12000の間のM 値を有し、エステル化反応後、任意の硫黄含有抗酸化剤または硫黄含有添加剤の添加前に得られた、揮散したロジンエステルが硫黄のppm含有量の第1の値を有し、ロジンが硫黄のppm含有量の第2の値を有し、硫黄のppm含有量の第1の値が硫黄のppm含有量の第2の値より低い、ロジンエステル
を含む、熱可塑性道路標識配合物。
(123)ロジンエステルが、8と20の間のPAN数を有する、(122)に記載の配合物。
(124)ロジンエステルが、10と15の間のPAN数を有する、(122)または(123)のいずれかに記載の配合物。
(125)ロジンエステルが、5またはこれ未満のヒドロキシル価を有する、(122)から(124)のいずれかに記載の配合物。
(126)ロジンエステルが、3またはこれ未満のヒドロキシル価を有する、(122)から(125)のいずれかに記載の配合物。
(127)ホットメルト接着剤を調製するための方法であって、エチレンと重合する1つ以上のエステル基を有する少なくとも1種の極性モノマーから誘導されたエチレンポリマー、およびロジンエステルであって、ロジンエステルが、5またはこれ未満のヒドロキシル価を有し、ロジンエステルが、2500と12000の間のM 値を有し、エステル化反応後、任意の硫黄含有抗酸化剤または硫黄含有添加剤の添加前に得られた、揮散したロジンエステルが硫黄のppm含有量の第1の値を有し、ロジンが硫黄のppm含有量の第2の値を有し、硫黄のppm含有量の第1の値が硫黄のppm含有量の第2の値より低い、ロジンエステル、を混合するステップを含む、方法。
(128)ロジンエステルが、8と20の間のPAN数を有する、(127)に記載の方法。
(129)ロジンエステルが、10と15の間のPAN数を有する、(127)または(128)のいずれかに記載の方法。
(130)ロジンエステルが、5またはこれ未満のヒドロキシル価を有する、(127)から(129)のいずれかに記載の方法。
(131)ロジンエステルが、3またはこれ未満のヒドロキシル価を有する、(127)から(130)のいずれかに記載の方法。
(132)ロジンエステルが、1つ超の種類のロジンエステルを含む、(127)から(131)のいずれかに記載の方法。
(133)(a)エチレンと重合する1つ以上のエステル基を有する少なくとも1種の極性モノマーから誘導されたエチレンポリマー、および
(b)ロジンから誘導されたロジンエステルであって、ロジンエステルが5またはこれ未満のヒドロキシル価を有し、ロジンエステルが、2500と12000の間のM 値を有し、エステル化反応後、任意の硫黄含有抗酸化剤または硫黄含有添加剤の添加前に得られた、揮散したロジンエステルが硫黄のppm含有量の第1の値を有し、ロジンが硫黄のppm含有量の第2の値を有し、硫黄のppm含有量の第1の値が硫黄のppm含有量の第2の値より低い、ロジンエステル
を含む、組成物。
(134)ロジンエステルが、8と20の間のPAN数を有する、(133)に記載の組成物。
(135)ロジンエステルが、10と15の間のPAN数を有する、(133)または(134)のいずれかに記載の組成物。
(136)ロジンエステルが、5またはこれ未満のヒドロキシル価を有する、(133)から(135)のいずれかに記載の組成物。
(137)ロジンエステルが、3またはこれ未満のヒドロキシル価を有する、(133)から(136)のいずれかに記載の組成物。
(138)ロジンエステルが、1つ超の種類のロジンエステルを含み、ロジンエステルの少なくとも1種が、トール油ロジンから誘導される、(133)から(137)のいずれかに記載の組成物。
(139)あるヒドロキシル価およびあるM 値を有するロジンエステルであって、
ロジンエステルが、9またはこれ未満のヒドロキシル価を有し、
ロジンエステルが、2500と12000g/モルの間のM 値を有し、
エステル化反応後、任意の硫黄含有抗酸化剤または硫黄含有添加剤の添加前に得られた、揮散したロジンエステルが硫黄のppm含有量の第1の値を有し、ロジンが硫黄のppm含有量の第2の値を有し、硫黄のppm含有量の第1の値が硫黄のppm含有量の第2の値より低く、ロジンエステル合成開始前の最終反応物混合物が、ヒドロキシル官能価の全化学量論的量と比較して化学量論的に過剰のカルボン酸官能価を含有するロジンエステル
を含む、組成物。
(140)ロジンエステルが、5またはこれ未満のヒドロキシル価を有する、(139)に記載の組成物。
(141)ロジンエステルが、3またはこれ未満のヒドロキシル価を有する、(139)または(140)に記載の組成物。
(142)ロジンエステルが、15またはこれ未満の酸価を有する、(139)から(141)のいずれかに記載の組成物。
(143)ロジンエステルが、10またはこれ未満の酸価を有する、(139)から(142)のいずれかに記載の組成物。
(144)ロジンエステルが、5またはこれ未満の酸価を有する、(139)から(143)のいずれかに記載の組成物。
(145)ヒドロキシル価と酸価の合計が、18またはこれ未満である、(139)から(144)のいずれかに記載の組成物。
(146)ヒドロキシル価と酸価の合計が、12またはこれ未満である、(139)から(145)のいずれかに記載の組成物。
(147)ヒドロキシル価と酸価の合計が、8またはこれ未満である、(139)から(146)のいずれかに記載の組成物。
(148)ロジンエステルが、22またはこれ未満のPAN数を有する、(139)から(147)のいずれかに記載の組成物。
(149)ロジンエステルが、8と20の間のPAN数を有する、(139)から(148)のいずれかに記載の組成物。
(150)ロジンエステルが、10と15の間のPAN数を有する、(139)から(149)のいずれかに記載の組成物。
(151)ロジンエステルのM 値が、2500と12000g/モルの間にある、(139)から(150)のいずれかに記載の組成物。
(152)ロジンエステルのM 値が、3000と8000g/モルの間にある、(139)から(151)のいずれかに記載の組成物。
(153)ロジンエステルのM 値が、4000と7500g/モルの間にある、(139)から(152)のいずれかに記載の組成物。
(154)ロジンエステルのM 値が、1700と4000g/モルの間にある、(139)から(153)のいずれかに記載の組成物。
(155)ロジンエステルのM 値が、2000と3500g/モルの間にある、(139)から(154)のいずれかに記載の組成物。
(156)ロジンエステルのM 値が、2100と3300g/モルの間にある、(139)から(155)のいずれかに記載の組成物。
(157)ロジンエステルのM 値が、1200と2000g/モルの間にある、(139)から(156)のいずれかに記載の組成物。
(158)ロジンエステルのM 値が、1400と1800g/モルの間にある、(139)から(157)のいずれかに記載の組成物。
(159)ロジンエステルのM 値が、1450と1700g/モルの間にある、(139)から(158)のいずれかに記載の組成物。
(160)ロジンエステルが、800ppm未満の硫黄を含む、(139)から(159)のいずれかに記載の組成物。
(161)ロジンエステルが、600ppm未満の硫黄を含む、(139)から(160)のいずれかに記載の組成物。
(162)ロジンエステルが、400ppm未満の硫黄を含む、(139)から(161)のいずれかに記載の組成物。
(163)ロジンエステルが、100ppm未満の硫黄を含む、(139)から(162)のいずれかに記載の組成物。
(164)ヒドロキシル価およびM 値および硫黄含有量を有するロジンエステル組成物であって、
ロジンエステルが、7またはこれ未満のヒドロキシル価を有し、
ロジンエステルが、2500と12000g/モルの間のMz値を有し、
エステル化反応後、任意の硫黄含有抗酸化剤または硫黄含有添加剤の添加前に得られた、揮散したロジンエステルが硫黄のppm含有量の第1の値を有し、ロジンが硫黄のppm含有量の第2の値を有し、硫黄のppm含有量の第1の値から硫黄のppm含有量の第2の値を引いた値が200より低い、ロジンエステル組成物。
(165)硫黄のppm含有量の第1の値から硫黄のppm含有量の第2の値を引いた値が100より低い、(164)に記載の組成物。
(166)硫黄のppm含有量の第1の値が硫黄のppm含有量の第2の値より低い、(164)または(165)に記載の組成物。
(167)硫黄のppm含有量の第1の値を硫黄のppm含有量の第2の値で割った値が、0.92と等しいまたはこれより低い、(164)から(166)のいずれか一項に記載の組成物。
(168)硫黄のppm含有量の第1の値を硫黄のppm含有量の第2の値で割った値が、0.82と等しいまたはこれより低い、(164)から(167)のいずれか一項に記載の組成物。
(169)硫黄のppm含有量の第1の値を硫黄のppm含有量の第2の値で割った値が、0.75と等しいまたはこれより低い、(164)から(168)のいずれか一項に記載の組成物。
(170)反応開始前の最終反応物混合物が、ヒドロキシル官能価の全化学量論的量と比較して化学量論的に過剰のカルボン酸官能価を含有する、(164)から(169)のいずれか一項に記載の組成物。
(171)得られたロジンエステルが、パラジウム、ニッケルおよび白金のppm含有量の値の第1の合計を有し、ロジンが、パラジウム、ニッケルおよび白金のppm含有量の値の第2の合計を有し、パラジウム、ニッケルおよび白金のppm含有量の値の第1の合計が、パラジウム、ニッケルおよび白金のppm含有量の値の第2の合計より低いまたはこれと等しい、(164)から(170)のいずれか一項に記載の組成物。
(172)得られたロジンエステルが、ヨウ素のppm含有量の第1の値を有し、ロジンが、ヨウ素のppm含有量の第2の値を有し、ヨウ素のppm含有量の第1の値がヨウ素のppm含有量の第2の値より低いまたはこれと等しい、(164)から(171)のいずれか一項に記載の組成物。
(173)ロジンエステルが、アルコール、ロジンおよびすべての反応物の重量に対して0超から10重量%までの1種以上のカルボン酸官能性有機化合物から生成される、(164)から(172)のいずれか一項に記載の組成物。
(174)ロジンエステル合成に適用される、組み合わされた溶融反応物の純粋ガードナー色値が、合成したロジンエステルの純粋ガードナー色値より低い、(164)から(173)のいずれか一項に記載の組成物。
(175)ロジンエステルが、5またはこれ未満のヒドロキシル価を有する、(164)から(174)のいずれか一項に記載の組成物。
(176)ロジンエステルが、3またはこれ未満のヒドロキシル価を有する、(164)から(175)のいずれか一項に記載の組成物。
(177)ロジンエステルが、15またはこれ未満の酸価を有する、(164)から(176)のいずれか一項に記載の組成物。
(178)ロジンエステルが、10またはこれ未満の酸価を有する、(164)から(177)のいずれか一項に記載の組成物。
(179)ロジンエステルが、8と20の間のPAN数を有する、(164)から(178)のいずれかに記載の組成物。
(180)ロジンエステルが、10と15の間のPAN数を有する、(164)から(179)のいずれかに記載の組成物。
(181)ロジンエステルが、800ppm未満の硫黄を含む、(164)から(180)のいずれかに記載の組成物。
(182)ロジンエステルが、600ppm未満の硫黄を含む、(164)から(181)のいずれかに記載の組成物。
(183)ロジンエステルが、400ppm未満の硫黄を含む、(164)から(182)のいずれかに記載の組成物。
(184)ロジンエステルが、100ppm未満の硫黄を含む、(164)から(183)のいずれかに記載の組成物。
(185)ロジンエステルが、50ppm未満の硫黄を含む、(164)から(184)のいずれかに記載の組成物。
(186)ロジンエステルが、20ppm未満の硫黄を含む、(164)から(185)のいずれかに記載の組成物。
(187)ロジンエステルが、ガムロジンから誘導される、(164)から(186)のいずれかに記載の組成物。
(188)ロジンエステルが、水素化ガムロジンから誘導される、(164)から(187)のいずれかに記載の組成物。
(189)ロジンエステルを作製する方法であって、
少なくとも170℃の温度で、ロジンおよび少なくとも1種のカルボン酸部分を含有する他の任意選択の反応物を、アルコールと接触させるステップ、ならびに290−300℃の最大温度で、エステル化触媒の非存在下もしくは存在下で、および不均化触媒の非存在下で、またはすべての反応物の重量に対して0.05%の最大量の不均化触媒を用いてエステル化するステップ
を含む、方法。
(190)ロジンエステルが、トール油ロジン、ガムロジン、ウッドロジンまたはこれらの組合せから誘導される、(189)に記載の方法。
(191)ロジンエステルが、SYLVAROS(登録商標)85、SYLVAROS(登録商標)90、SYLVAROS(登録商標)HYRおよびSYLVAROS(登録商標)NCYを含むトール油ロジンから誘導される、(189)または(190)のいずれかに記載の方法。
(192)ロジンエステルが、ピヌス・エリオッティ(Pinus elliottii)、ピヌス・メルクシ(Pinus merkusii)、ピヌス・トロピカーナ(Pinus tropicana)、およびピヌス・マッソニアーナ(Pinus massoniana)を含むピヌス種(Pinus)を含むガムロジンから誘導される、(189)から(191)のいずれかに記載の方法。
(193)ロジンエステルが、水素化ガムロジンから誘導される、(189)から(192)のいずれかに記載の方法。
(194)ロジンエステル合成開始前の最終反応物混合物が、ヒドロキシル官能価の全化学量論的量と比較して化学量論的に過剰のカルボン酸官能価を含有する、(189)から(193)のいずれか一項に記載の方法。
(195)エステル化が、エステル化触媒としてのIrganox(登録商標)1425の存在下で行われる、(189)から(194)のいずれか一項に記載の方法。
(196)少なくとも1種のカルボン酸部分が、少なくとも1種の脂肪族ジカルボン酸または少なくとも1種の環状脂肪族のジカルボン酸を含む、(189)から(195)のいずれか一項に記載の方法。
(197)アルコールを有する少なくとも1種のカルボン酸部分が、少なくともペンタエリトリトールを有するアジピン酸、または少なくともペンタエリトリトールを有する1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、または少なくともペンタエリトリトールを有する重合ロジンを含む、(189)から(196)のいずれか一項に記載の方法。
(198)少なくとも1種のカルボン酸部分が、少なくともペンタエリトリトールを有するアジピン酸、または少なくともペンタエリトリトールを有する1,4−シクロヘキサンジカルボン酸を含む、(189)から(197)のいずれか一項に記載の方法。
(199)エステル化デヒドロアビエチン酸を、ロジンエステルの重量に基づき、40重量%またはこれ未満の量で含むロジンエステル組成物であって、
ロジンエステルが8と25の間のPAN数を有する、ロジンエステル組成物。
(200)ロジンエステルが、8.5と25の間のPAN数を有する、(199)に記載の組成物。
(201)ロジンエステルが、9と25の間のPAN数を有する、(199)または(200)のいずれかに記載の組成物。
(202)ロジンエステルが、9.5と25の間のPAN数を有する、(199)から(201)のいずれかに記載の組成物。
(203)ロジンエステルが、10と25の間のPAN数を有する、(199)から(202)のいずれかに記載の組成物。
(204)ロジンエステルから得られたロジン加水分解物が、ロジンエステルの重量に基づき、35重量%未満のデヒドロアビエチン酸含有量を有する、(199)から(203)のいずれかに記載の組成物。
(205)ロジンエステルから得られたロジン加水分解物が、ロジンエステルの重量に基づき、30重量%未満のデヒドロアビエチン酸含有量を有する、(199)から(204)のいずれかに記載の組成物。
(206)ロジンエステルから得られたロジン加水分解物が、ロジンエステルの重量に基づき、25重量%未満のデヒドロアビエチン酸含有量を有する、(199)から(205)のいずれかに記載の組成物。
(207)適用されるロジンがトール油ロジンである、(199)から(206)のいずれかに記載の組成物。
(208)あるM 値およびある濁度光透過を有するロジンエステル組成物であって、
ロジンエステルが、2500と12000g/モルの間のM 値を有し、
ロジンエステル組成物が、177℃で10時間の熱老化後、80℃から180℃の温度範囲内で75%を上回る比濁光透過パーセンテージを有する、組成物。
(209)ロジンエステルのM 値が、3000と8000g/モルの間にある、(208)に記載の組成物。
(210)ロジンエステルのM 値が、4000と7500g/モルの間にある、(208)または(209)のいずれかに記載の組成物。
(211)ロジンエステルのM 値が、1700と4000g/モルの間にある、(208)から(210)のいずれかに記載の組成物。
(212)ロジンエステルのM 値が、2000と3500g/モルの間にある、(208)から(211)のいずれかに記載の組成物。
(213)ロジンエステルのM 値が、2100と3300g/モルの間にある、(208)から(212)のいずれかに記載の組成物。
(214)ロジンエステルのM 値が、1100と2000g/モルの間にある、(208)から(213)のいずれかに記載の組成物。
(215)ロジンエステルのM 値が、1400と1800g/モルの間にある、(208)から(214)のいずれかに記載の組成物。
(216)ロジンエステルのM 値が、1450と1700g/モルの間にある、(208)から(215)のいずれかに記載の組成物。
(217)177℃で10時間の熱老化後、比濁光透過パーセンテージが、80℃から180℃の温度範囲内で90%を上回る、(208)から(216)のいずれかに記載の組成物。
(218)177℃で10時間の熱老化後、または177℃で16時間の熱老化後、比濁光透過率パーセンテージが、120℃の温度で75%を上回る、(208)から(217)のいずれかに記載の組成物。
(219)エステル化デヒドロアビエチン酸を含む、ロジンエステル組成物であって、
ロジンエステルが、あるPAN数を有し、エステル化デヒドロアビエチン酸の量の、PAN数に対する比が5未満である、ロジンエステル組成物。
(220)エステル化デヒドロアビエチン酸の量の、PAN数に対する比が4未満である、(219)に記載の組成物。
(221)エステル化デヒドロアビエチン酸の量の、PAN数に対する比が3未満である、(219)または(220)のいずれか一項に記載の組成物。
(222)ロジンエステルが、8と25の間のPAN数を有する、(219)から(221)のいずれか一項に記載の組成物。
(223)ロジンエステルが、9と25の間のPAN数を有する、(219)から(222)のいずれかに記載の組成物。
(224)ロジンエステルが、9.5と25の間のPAN数を有する、(219)から(223)のいずれかに記載の組成物。
(225)ロジンエステルが、10と25の間のPAN数を有する、(219)から(224)のいずれかに記載の組成物。
(226)ロジンエステルから得られたロジン加水分解物が、ロジンエステルの重量に基づき、40重量%未満のデヒドロアビエチン酸含有量を有する、(219)から(225)のいずれかに記載の組成物。
(227)ロジンエステルから得られたロジン加水分解物が、ロジンエステルの重量に基づき、35重量%未満のデヒドロアビエチン酸含有量を有する、(219)から(226)のいずれかに記載の組成物。
(228)ロジンエステルから得られたロジン加水分解物が、ロジンエステルの重量に基づき、30重量%未満のデヒドロアビエチン酸含有量を有する、(219)から(227)のいずれかに記載の組成物。
(229)ロジンエステルが、トール油ロジン、ガムロジン、ウッドロジンまたはこれらの組合せから誘導される、(1)から(228)に記載の組成物または方法。
(230)ロジンエステルが、水素化トール油ロジン、水素化ガムロジン、水素化ウッドロジンまたはこれらの組合せから誘導される、(229)に記載の組成物または方法。
(231)ロジンエステルが、水素化ガムロジン、または水素化ガムロジンの組合せから誘導される、(229)または(230)に記載の組成物または方法。
(232)(139)から(188)および(199)から(231)に記載のロジンエステルを含む、接着剤組成物。
(233)ロジンエステルを含む組成物であって、
組成物の耐熱性合格温度が、SYLVALITE(商標)RE 118ロジンエステルベースの組成物と比較して、4℃の幅で異ならず、
ロジン反応物が、エステル化前の、Diels−Alder反応またはEne反応によって反応されておらず、
ロジンエステルが、10またはこれ未満の酸価を有し、
ロジンエステルが、9またはこれ未満のヒドロキシル価を有し、
ロジンエステルが、アルコール、ロジンおよびすべての反応物の重量に対して2重量%超の1種以上のジカルボン酸官能性有機化合物から誘導され、
ジカルボン酸分子式において、水素原子の数が炭素原子の数より多い、組成物。
(234)SYLVALITE(商標)RE 110Lロジンエステルベースの組成物と比較して、より高い耐熱性合格温度を有する、(233)に記載の組成物。
(235)SYLVALITE(商標)RE 118ロジンエステルベースの組成物と比較して、より高い耐熱性合格温度を有する、(233)または(234)に記載の組成物。
(236)ロジンエステルが、アルコール、ロジンおよびすべての反応物の重量に対して2と25重量%の間の1種以上のジカルボン酸官能性有機化合物から誘導される、(233)から(235)のいずれかに記載の組成物。
(237)ロジンエステルが、アルコール、ロジンおよびすべての反応物の重量に対して2と25重量%の間の1種以上のジカルボン酸官能性有機化合物から誘導され、1種以上のジカルボン酸官能性有機化合物が、12または12未満の回転可能な結合の平均数を有する、(233)から(236)のいずれかに記載の組成物。
(238)ロジンエステルが、アルコール、ロジンおよびすべての反応物の重量に対して2と25重量%の間の1種以上のジカルボン酸官能性有機化合物から誘導され、1種以上のジカルボン酸官能性有機化合物が、2から12の回転可能な結合を有する、(233)から(237)のいずれかに記載の組成物。
(239)ロジンエステルが、すべての反応物の重量に対して2と10重量%の間の1種以上のジカルボン酸官能性有機化合物から誘導される、(233)から(238)のいずれかに記載の組成物。
(240)ロジン反応物が、エステル化前に、ホルムアルデヒドおよびフェノールと反応していない、(233)から(239)のいずれかに記載の組成物。
(241)ロジンエステルが、2500と12000の間のM 値を有する、(233)から(240)のいずれかに記載の組成物。
(242)ロジンエステル合成開始前の最終反応物混合物が、ヒドロキシル官能価の全化学量論的量と比較して化学量論的に過剰のカルボン酸官能価を含有する、(233)から(241)のいずれかに記載の組成物。
(243)ロジンエステルが、106℃より高い軟化点を有する、(233)から(242)のいずれかに記載の組成物。
(244)ロジンエステル合成に適用される、組み合わされた溶融反応物の純粋ガードナー色値が、合成したロジンエステルの純粋ガードナー色値より低い、(233)から(243)のいずれかに記載の組成物。
(245)エステル化反応後、任意の硫黄含有抗酸化剤または硫黄含有添加剤の添加前に得られた、揮散したロジンエステルが硫黄のppm含有量の第1の値を有し、ロジンが硫黄のppm含有量の第2の値を有し、硫黄のppm含有量の第1の値が硫黄のppm含有量の第2の値と等しいまたはより低い、(233)から(244)のいずれかに記載の組成物。
(246)ジカルボン酸が、コハク酸、アジピン酸、3−メチルアジピン酸、セバシン酸、重合ロジン、ロジンダイマー、メルクス酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸および1,4−シクロヘキサンジカルボン酸から選択される、(233)から(245)のいずれかに記載の組成物。
(247)ジカルボン酸が、アジピン酸、3−メチルアジピン酸、重合ロジン、ロジンダイマーおよび1,4−シクロヘキサンジカルボン酸から選択される、(233)から(246)のいずれかに記載の組成物。
(248)ロジンエステルが、トール油ロジンから誘導される、(233)から(247)のいずれかに記載の組成物。
(249)ロジンエステルが、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリメチレングリコール、4,4’−イソプロピリデンジシクロヘキサノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール、4,8−ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.0 2,6 ]デカン、グリセロール、ジグリセロール、ポリグリセロール、ポリグリセロール−2、ポリグリセロール−3、ポリグリセロール−4、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトール、トリペンタエリトリトール、マンニトール、ソルビトール、キシリトールおよびこれらの組合せを含む、2から30個の炭素原子を有し、2から10の平均ヒドロキシル官能価を有する多価アルコールから誘導される、(233)から(248)のいずれかに記載の組成物。
(250)ロジンエステルが、ペンタエリトリトールから誘導される、(233)から(249)のいずれかに記載の組成物。
(251)ポリマーをさらに含む、(233)から(250)のいずれかに記載の組成物。
(252)ワックスをさらに含む、(233)から(251)のいずれかに記載の組成物。
(253)熱可塑性道路標識配合物、タイヤ配合物または接着剤配合物である、(233)から(252)のいずれかに記載の組成物。
(254)ホットメルト接着剤配合物である、(233)から(253)のいずれかに記載の組成物。
(255)ロジンエステルを含む組成物であって、
ロジンエステル合成開始前の最終反応物混合物が、ヒドロキシル官能価の全化学量論的量と比較して化学量論的に過剰のカルボン酸官能価を含有し、
ロジン反応物が、エステル化前に、Diels−Alder反応またはEne反応により強化されておらず、
ロジンエステルが10またはこれ未満の酸価を有し、
ロジンエステルが9またはこれ未満のヒドロキシル価を有し、
ロジンエステルが、アルコール、ロジンおよびすべての反応物の重量に対して2重量%超の1種以上のジカルボン酸官能性有機化合物から誘導され、
ジカルボン酸分子式において、水素原子の数が炭素原子の数より多い、組成物。
(256)ロジンエステルが、すべての反応物の重量に対して2と25重量%の間の1種以上のジカルボン酸官能性有機化合物から誘導される、(255)に記載の組成物。
(257)
ロジンエステルが、アルコール、ロジンおよびすべての反応物の重量に対して2と25重量%の間の1種以上のジカルボン酸官能性有機化合物から誘導され、1種以上のジカルボン酸官能性有機化合物が、12または12未満の回転可能な結合の平均数を有する、(255)または(256)に記載の組成物。
(258)ロジンエステルが、アルコール、ロジンおよびすべての反応物の重量に対して2と25重量%の間の1種以上のジカルボン酸官能性有機化合物から誘導され、1種以上のジカルボン酸官能性有機化合物が、2から12の回転可能な結合を有する、(255)から(257)のいずれかに記載の組成物。
(259)ロジンエステルが、すべての反応物の重量に対して2と10重量%の間の1種以上のジカルボン酸官能性有機化合物から誘導される、(255)から(258)のいずれかに記載の組成物。
(260)ロジンエステルが、106℃より高い軟化点を有する、(255)から(259)のいずれかに記載の組成物。
(261)ロジンエステル合成に適用される、組み合わされた溶融反応物の純粋ガードナー色値が、合成したロジンエステルの純粋ガードナー色値より低い、(255)から(260)のいずれかに記載の組成物。
(262)ロジン反応物が、エステル化前にホルムアルデヒドおよびフェノールとの反応により強化されていない、(255)から(261)のいずれかに記載の組成物。
(263)ロジンエステルが、2500と12000g/モルの間のM 値を有する、(255)から(262)のいずれかに記載の組成物。
(264)エステル化反応後、任意の硫黄含有抗酸化剤または硫黄含有添加剤の添加前に得られた、揮散したロジンエステルが硫黄のppm含有量の第1の値を有し、ロジンが硫黄のppm含有量の第2の値を有し、硫黄のppm含有量の第1の値が硫黄のppm含有量の第2の値と等しいまたはこれより低い、(255)から(263)のいずれかに記載の組成物。
(265)ジカルボン酸が、コハク酸、アジピン酸、3−メチルアジピン酸、セバシン酸、重合ロジン、ロジンダイマー、メルクス酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸および1,4−シクロヘキサンジカルボン酸から選択される、(255)から(264)のいずれかに記載の組成物。
(266)ジカルボン酸が、アジピン酸、3−メチルアジピン酸、重合ロジン、ロジンダイマーおよび1,4−シクロヘキサンジカルボン酸から選択される、(255)から(265)のいずれかに記載の組成物。
(267)ロジンエステルが、トール油ロジンから誘導される、(255)から(266)のいずれかに記載の組成物。
(268)ロジンエステルが、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリメチレングリコール、4,4’−イソプロピリデンジシクロヘキサノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール、4,8−ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.0 2,6 ]デカン、グリセロール、ジグリセロール、ポリグリセロール、ポリグリセロール−2、ポリグリセロール−3、ポリグリセロール−4、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトール、トリペンタエリトリトール、マンニトール、ソルビトール、キシリトールおよびこれらの組合せを含む、2から30個の炭素原子を有し、2から10の平均ヒドロキシル官能価を有する多価アルコールから誘導される、(255)から(267)のいずれかに記載の組成物。
(269)ロジンエステルが、ペンタエリトリトールから誘導される、(255)から(268)のいずれかに記載の組成物。
(270)ポリマーをさらに含む、(255)から(269)のいずれかに記載の組成物。
(271)ワックスをさらに含む、(255)から(270)のいずれかに記載の組成物。
(272)熱可塑性道路標識配合物、タイヤ配合物または接着剤配合物である、(255)から(271)のいずれかに記載の組成物。
(273)ホットメルト接着剤配合物である、(255)から(272)のいずれかに記載の組成物。
(274)あるM 値およびある酸価を有するロジンエステルを含む、ある濁度光透過を有する組成物であって、
ロジンエステルが、2500と12000g/モルの間のM 値を有し、
ロジンエステルが、10またはこれ未満の酸価を有し、
ロジンエステルが、9またはこれ未満のヒドロキシル価を有し、
ロジンエステルが、アルコール、ロジンおよびすべての反応物の重量に対して2重量%超の1種以上のジカルボン酸官能性有機化合物から誘導され、
ジカルボン酸分子式において、水素原子の数が炭素原子の数より多く、
組成物が、80℃から180℃の温度範囲内で、ロジンエステルとしてのSYLVALITE(商標)RE 118に基づく同様の組成物より高い初期比濁光透過パーセンテージを有する、組成物。
(275)177℃で10時間の熱老化後、80℃から180℃の温度範囲内で、ロジンエステルとしてのSYLVALITE(商標)RE 118に基づく同様の組成物より高い比濁光透過パーセンテージを有する、(274)に記載の組成物。
(276)177℃で16時間の熱老化後、80℃から180℃の温度範囲内で、ロジンエステルとしてのSYLVALITE(商標)RE 118に基づく同様の組成物より高い比濁光透過パーセンテージを有する、(274)または(275)に記載の組成物。
(277)ロジンエステルが、すべての反応物の重量に対して2と25重量%の間の1種以上のジカルボン酸官能性有機化合物から誘導される、(274)から(276)のいずれかに記載の組成物。
(278)ロジンエステルが、アルコール、ロジンおよびすべての反応物の重量に対して2と25重量%の間の1種以上のジカルボン酸官能性有機化合物から誘導され、1種以上のジカルボン酸官能性有機化合物が、12または12未満の回転可能な結合の平均数を有する、(274)から(277)のいずれかに記載の組成物。
(279)ロジンエステルが、アルコール、ロジンおよびすべての反応物の重量に対して2と25重量%の間の1種以上のジカルボン酸官能性有機化合物から誘導され、1種以上のジカルボン酸官能性有機化合物が、2から12の回転可能な結合を有する、(274)から(278)のいずれかに記載の組成物。
(280)ロジンエステルが、すべての反応物の重量に対して2と10重量%の間の1種以上のジカルボン酸官能性有機化合物から誘導される、(274)から(279)のいずれかに記載の組成物。
(281)ロジンエステルが、106℃より高い軟化点を有する、(274)から(280)のいずれかに記載の組成物。
(282)ジカルボン酸が、コハク酸、アジピン酸、3−メチルアジピン酸、セバシン酸、重合ロジン、ロジンダイマー、メルクス酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸および1,4−シクロヘキサンジカルボン酸から選択される、(274)から(281)のいずれかに記載の組成物。
(283)ジカルボン酸が、アジピン酸、3−メチルアジピン酸、重合ロジン、ロジンダイマーおよび1,4−シクロヘキサンジカルボン酸から選択される、(274)から(282)のいずれかに記載の組成物。
(284)ロジンエステルが、トール油ロジンから誘導される、(274)から(283)のいずれかに記載の組成物。
(285)ロジンエステルが、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、トリメチレングリコール、4,4’−イソプロピリデンジシクロヘキサノール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール、4,8−ビス(ヒドロキシメチル)トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、グリセロール、ジグリセロール、ポリグリセロール、ポリグリセロール−2、ポリグリセロール−3、ポリグリセロール−4、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリトリトール、ジペンタエリトリトール、トリペンタエリトリトール、マンニトール、ソルビトール、キシリトールおよびこれらの組合せを含む、2から30個の炭素原子を有し、2から10の平均ヒドロキシル官能価を有する多価アルコールから誘導される、(274)から(284)のいずれかに記載の組成物。
(286)ロジンエステルが、ペンタエリトリトールから誘導される、(274)から(285)のいずれかに記載の組成物。
(287)ポリマーをさらに含む、(274)から(286)のいずれかに記載の組成物。
(288)ワックスをさらに含む、(274)から(287)のいずれかに記載の組成物。
(289)熱可塑性道路標識配合物、タイヤ配合物または接着剤配合物である、(274)から(288)のいずれかに記載の組成物。
(290)ホットメルト接着剤配合物である、(274)から(289)のいずれかに記載の組成物。

Claims (19)

  1. (a)エチレンと重合する、1つ以上のエステル基を有する少なくとも1種の極性モノマーから誘導されたエチレンポリマーから誘導されたポリマー、ならびに
    (b)7またはこれ未満のヒドロキシル価、2500と12000の間のM値および800ppm未満の硫黄を有するロジンエステルであって、
    前記ロジンエステルが、ロジンをエステル化すること、および揮発物を揮散させることにより得られる、組成物。
  2. ロジンエステルが、パラジウム、ニッケルおよび白金のppm含有量の値の第1の合計(A1)およびヨウ素のppm含有量の第1の値(B1)を有し、ロジンが、パラジウム、ニッケルおよび白金のppm含有量の値の第2の合計(A2)およびヨウ素のppm含有量の第2の値(B2)を有し、A1が、A2より低いまたはこれと等しく;およびB1が、B2より低いまたはこれと等しい、請求項1に記載の組成物。
  3. ロジンエステルが、15またはこれ未満の酸価を有する、請求項1または2に記載の組成物。
  4. ヒドロキシル価と酸価の合計が、18またはこれ未満である、請求項1から3のいずれか一項に記載の組成物。
  5. ロジンエステルが、25またはこれ未満のPAN数を有する、請求項1から4のいずれか一項に記載の組成物。
  6. ロジンエステルが、10またはこれ未満のガードナー色を有する、請求項1から5のいずれか一項に記載の組成物。
  7. ロジンエステルが、多価アルコールから誘導される、請求項1から6のいずれか一項に記載の組成物。
  8. ロジンエステルが、アルコール、ロジンおよびすべての反応物の重量に対して0超から10重量%までの1種以上のカルボン酸官能性有機化合物から誘導され、1種以上のカルボン酸官能性有機化合物が、12または12未満の回転可能な結合の平均数を有する、請求項1から7のいずれか一項に記載の組成物。
  9. 1種以上のカルボン酸官能性有機化合物がジカルボン酸またはポリカルボン酸を含む、請求項8に記載の組成物。
  10. ロジンエステルが、1700から4000g/モルのM値、および1100から2000g/モルのM値を有する、請求項1から9のいずれか一項に記載の組成物。
  11. ロジンエステルが、100℃より高い軟化点を有する、請求項1から10のいずれか一項に記載の組成物。
  12. 極性モノマーが、アルカン酸ビニルモノマー、アクリル酸エステルモノマー、メタクリル酸エステルモノマー、またはこれらの混合物を含む、請求項1から11のいずれか一項に記載の組成物。
  13. 1種以上のワックスをさらに含む、請求項1から12のいずれか一項に記載の組成物。
  14. 1種以上の抗酸化剤をさらに含む、請求項1から13のいずれか一項に記載の組成物。
  15. 適用されるロジンがトール油ロジンである、請求項1から14のいずれか一項に記載の組成物。
  16. 177℃で10時間の熱老化後、80℃から180℃の温度範囲内で75%を上回る比濁光透過パーセンテージを有する、請求項1から15のいずれか一項に記載の組成物。
  17. ロジンエステルが、
    アルコール、ロジンの重量に対して0から15重量%のロジンダイマーを含むロジン、およびすべての反応物の重量に対してから10重量%の1種以上のジカルボン酸官能性有機化合物から得られ、
    1種以上のジカルボン酸官能性有機化合物が、2から12の回転可能な結合を有する、請求項1から16のいずれか一項に記載の組成物。
  18. 熱可塑性道路標識配合物、タイヤ配合物または接着剤配合物である、請求項1から17のいずれか一項に記載の組成物。
  19. ホットメルト接着剤配合物である、請求項1から18のいずれか一項に記載の組成物。
JP2018502041A 2015-03-26 2016-03-24 ロジンエステルおよびエチレンポリマーを含有する組成物 Active JP6821647B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201562138697P 2015-03-26 2015-03-26
US62/138,697 2015-03-26
PCT/US2016/024056 WO2016154456A1 (en) 2015-03-26 2016-03-24 Compositions containing rosin ester and ethylene polymers

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JP2018514640A JP2018514640A (ja) 2018-06-07
JP2018514640A5 JP2018514640A5 (ja) 2019-05-09
JP6821647B2 true JP6821647B2 (ja) 2021-01-27

Family

ID=55806756

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018502041A Active JP6821647B2 (ja) 2015-03-26 2016-03-24 ロジンエステルおよびエチレンポリマーを含有する組成物

Country Status (6)

Country Link
US (3) US10344164B2 (ja)
EP (1) EP3274414A1 (ja)
JP (1) JP6821647B2 (ja)
KR (1) KR102464692B1 (ja)
CN (1) CN107980051A (ja)
WO (1) WO2016154456A1 (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6996077B2 (ja) * 2015-12-28 2022-01-17 荒川化学工業株式会社 粘着付与樹脂、粘・接着剤、ホットメルト接着剤
WO2018058005A1 (en) * 2016-09-23 2018-03-29 Kraton Chemical, Llc Oligoesters compositions and methods of making and using same
FR3058152B1 (fr) * 2016-10-28 2018-11-16 Bostik Sa Composition auto-adhesive pour le collage de substrats de basse energie de surface
JP6930103B2 (ja) * 2016-12-27 2021-09-01 荒川化学工業株式会社 粘着付与樹脂エマルジョン、水系粘・接着剤組成物
JP6850182B2 (ja) * 2017-04-07 2021-03-31 綜研化学株式会社 粘着剤組成物および粘着シート
CN108384492B (zh) * 2018-04-03 2019-12-13 稻兴科技(深圳)有限公司 一种pvc木纹薄膜粘结胶制备方法
LU100966B1 (en) * 2018-09-28 2020-03-30 Apollo Tyres Global R & D Bv Rubber composition for tyre rim cushion
CN110143990A (zh) * 2019-05-31 2019-08-20 广西大学 一种催化酯化-分离耦合制备食品级松香木糖酯的方法
US11634562B2 (en) * 2019-09-20 2023-04-25 Kraton Corporation Tire composition and method for making thereof
CN112266651B (zh) * 2020-10-23 2022-11-18 四川上愚生物科技有限公司 丙烯基苯酚类化合物在制备浅色生漆中的应用、浅色生漆及其制备方法
CN112852038B (zh) * 2021-01-07 2022-09-02 浙江万里新材料科技有限公司 交联聚乙烯泡棉材料及其制备方法

Family Cites Families (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2017866A (en) 1930-05-03 1935-10-22 Columbia Naval Stores Company Process for improving rosin
US2108928A (en) 1936-02-08 1938-02-22 Hercules Powder Co Ltd Method for the polymerization of rosin
US2369125A (en) 1941-06-28 1945-02-13 Hercules Powder Co Ltd Rosin esters and method of producing
US2459581A (en) 1944-12-20 1949-01-18 Hercules Powder Co Ltd Resinous mixed esters containing a pentaerythritol
US2729660A (en) 1953-01-21 1956-01-03 Gen Mills Inc Phosphite esters as esterification catalysts
NL125300C (ja) 1961-04-14
US3423389A (en) 1967-10-05 1969-01-21 Arizona Chem Rosin compounds of improved color and stability
US3780013A (en) 1972-12-18 1973-12-18 Arizona Chem Preparation of color improved tall oil rosin pentaerythritol esters
US3959410A (en) 1974-08-12 1976-05-25 The Goodyear Tire & Rubber Company Butadiene grafted ethylene-vinyl acetate hot melt adhesive
US4172070A (en) 1978-03-27 1979-10-23 Arizona Chemical Company Oxygen-stable rosin-primary polyhydric aliphatic alcohol esters and a method for preparing the same utilizing arylsulfonic acid catalysis
JPS559605A (en) 1978-06-23 1980-01-23 Arakawa Chem Ind Co Ltd Preparation of rosin ester having high softening point and improved stability
US4377510A (en) 1981-11-30 1983-03-22 Arizona Chemical Company Urethane-modified rosin ester and process for preparing the same
US4380513A (en) 1981-11-30 1983-04-19 Arizona Chemical Company Inert rosin esters and process for preparing the same
US4548746A (en) 1984-05-14 1985-10-22 Westvaco Corporation Rosin pentaerythritol ester preparation improvement
US4650607A (en) 1985-05-09 1987-03-17 Westvaco Corporation Method for rosin esterification
US4657703A (en) 1986-06-30 1987-04-14 Hercules Incorporated Method of improving the color of tall oil rosin esters
US4690783A (en) 1986-08-29 1987-09-01 Union Camp Corporation Method of preparing rosin ester from polyol with phosphorous acid catalyst
US4758379A (en) 1986-11-14 1988-07-19 Union Camp Corporation Process of preparing polyol esters of rosin with excess rosin
US4788009A (en) 1986-11-14 1988-11-29 Union Camp Corporation Method of preparing rosin esters of improved thermal stability with inorganic salt of phosphorous or hypophosphorous acid
US4693847A (en) 1986-11-14 1987-09-15 Union Camp Corporation Method of preparing hot-melt stable rosin ester with organic ester of hypophosphorous acid catalyst
US4725384A (en) 1986-11-17 1988-02-16 Westvaco Corporation Method for rosin esterification in the presence of phosphinic acid and phenol sulfide and subsequent neutralization with a magnesium salt
US5021548A (en) 1990-01-22 1991-06-04 Hercules Incorporated Sodium hydroxymethane sulfonate to improve the color stability of rosin resins
US5036129A (en) 1990-04-17 1991-07-30 Great Lakes Chemical Corporation Flame retardant hot melt adhesive compositions
US5049652A (en) 1990-11-30 1991-09-17 Hercules Incorporated Use of a mixed catalyst system to improve the viscosity stability of rosin resins
US5120781A (en) 1991-05-07 1992-06-09 Union Camp Corporation Acid-modified polyhydric alcohol rosin ester tackifiers and hot melt adhesive compositions containing those tackifiers
JPH07247468A (ja) 1994-03-09 1995-09-26 Daicel Chem Ind Ltd ホットメルト接着剤組成物
JPH07268311A (ja) 1994-04-01 1995-10-17 Rika Hercules Kk ホットメルト型接着剤組成物
US5504152A (en) 1995-01-10 1996-04-02 Arizona Chemical Company Esterification of rosin
US5830992A (en) 1996-12-12 1998-11-03 Union Camp Corporation Light color, color stable rosin esters and methods for preparing same
FI112247B (fi) * 1997-04-18 2003-11-14 Arizona Chemical Oy Alhaisen hajutason omaavan mäntyöljyhartsiesterin valmistaminen
US6117945A (en) 1998-02-04 2000-09-12 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Low application temperature hot melt adhesive
US6562888B1 (en) 1998-07-27 2003-05-13 Arizona Chemical Company Light-colored rosin esters and adhesive compositions
JP2003502459A (ja) * 1999-06-11 2003-01-21 イーストマン・ケミカル・レジンズ・インコーポレーテッド ポリオール、ポリウレタン系および、それをベースにしたポリウレタン反応性ホットメルト接着剤
JP4546702B2 (ja) 2003-01-09 2010-09-15 新田ゼラチン株式会社 ホットメルト接着剤組成物
US7208541B2 (en) 2003-08-22 2007-04-24 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Hot melt adhesive
US7166662B2 (en) 2003-10-07 2007-01-23 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Hot melt adhesive composition
US20110034669A1 (en) 2006-02-02 2011-02-10 Dallavia Anthony J Rosin Ester with Low Color and Process for Preparing Same
US8076407B2 (en) 2008-02-08 2011-12-13 Henkel Ag & Co. Kgaa Hot melt adhesive
JP5598743B2 (ja) * 2009-01-27 2014-10-01 荒川化学工業株式会社 粘着付与剤、粘・接着剤組成物、アクリル系粘・接着剤組成物およびアクリル系活性エネルギー線硬化型粘・接着剤組成物
JP5545290B2 (ja) * 2009-03-13 2014-07-09 荒川化学工業株式会社 樹脂用改質剤、接着剤組成物および熱可塑性樹脂組成物
FR2965267B1 (fr) 2010-09-27 2013-11-15 Cray Valley Sa Resines polyesters a base d'acides gras de longueur en huile courte, dispersions aqueuses et revetements lies
BR112013012129A8 (pt) 2010-11-19 2018-02-06 Henkel Corp Composições de adesivos e seus usos
CN103492953A (zh) * 2011-03-29 2014-01-01 夏普株式会社 调色剂及其制造方法
KR20140022059A (ko) * 2011-04-11 2014-02-21 아리조나 케미칼 캄파니, 엘엘씨 부직물용 로진 에스테르
US8989540B2 (en) * 2011-04-15 2015-03-24 Kotura, Inc. Device with multiple light sensors receiving light signals from a waveguide
JPWO2013133407A1 (ja) * 2012-03-08 2015-07-30 荒川化学工業株式会社 ホットメルト接着剤組成物

Also Published As

Publication number Publication date
KR102464692B1 (ko) 2022-11-09
US10344164B2 (en) 2019-07-09
KR20170137785A (ko) 2017-12-13
EP3274414A1 (en) 2018-01-31
JP2018514640A (ja) 2018-06-07
US20190322869A1 (en) 2019-10-24
US20210206976A1 (en) 2021-07-08
US11634584B2 (en) 2023-04-25
WO2016154456A1 (en) 2016-09-29
US10954389B2 (en) 2021-03-23
CN107980051A (zh) 2018-05-01
US20180105693A1 (en) 2018-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6821647B2 (ja) ロジンエステルおよびエチレンポリマーを含有する組成物
JP6789812B2 (ja) ロジンエステル及びその組成物
JP6942723B2 (ja) オリゴエステル及びその組成物
US10336922B2 (en) Compositions containing ethylene polymers
JP6718372B2 (ja) ロジンエステル及びその組成物
CN109863200B (zh) 低聚酯组合物及其制备和使用方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171128

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190322

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190322

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200323

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200331

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200629

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20201208

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210106

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6821647

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250