JPH06501283A - N↑4−アルキル化オキソピペラジニルトリアジンによるポリマーの熱酸化安定化 - Google Patents
N↑4−アルキル化オキソピペラジニルトリアジンによるポリマーの熱酸化安定化Info
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- JPH06501283A JPH06501283A JP3516966A JP51696691A JPH06501283A JP H06501283 A JPH06501283 A JP H06501283A JP 3516966 A JP3516966 A JP 3516966A JP 51696691 A JP51696691 A JP 51696691A JP H06501283 A JPH06501283 A JP H06501283A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〜4−アルキル化オキソピペラジニルトリアジンによるポリマーの熱酸化安定化
発明の背景
抗酸化剤(AO)は、通常周囲温度以上における大気酸素との反応による熱酸化
分解に対し、炭化水素ポリマーを保護するため用いられている。酸化は、ポリマ
ーの機械、美的、及び電気特性に望ましくない変化を引き起こす。ある種のポリ
マーは他のものよりも速く分解し、これはその構造によってきまる。ラウリルア
ルデヒドの熱酸化の抑制における多くのテトラメチルピペリジニルベンゾエート
誘導体の効果の順序は、Peter M、 Klemchuk and Mat
thew E。
GandeらのMakromol、 Che+++、 Makromol、Sy
mp、、28. 117−144 (1989年5月)における論文、”5ta
biliaztion Mechanisms of、 HinderedAm
ines“において測定され、そのデータが報告されている。安定剤によらない
酸素の取り込み速度は3.6mmol/hrであり、BHTにより1、9mmo
l/hrてあり、テトラメチルピペリジン−1−オキシルにより0、08+nm
ol/hrである。酸素取り込み速度は、テトラメチルピペリジニル部分に>N
−Hl>N−OH及び〉N−0基を含むテトラメチルピペリジニル化合物につい
ては同等に低く(すなわちく0.1mmol/hr) 、これはテトラメチルピ
ペリジニル部分を含みそして良好な光安定剤であることか公知である安定剤か良
好な熱酸化特性を有することを示している。
ピペリジニル誘導体は通常紫外線安定剤として考えられているにもかかわらず、
ピペリジニル誘導体により得られる良好な熱酸化安定化について、「最近、光の
作用に対する保護を与えるため抗酸化剤の使用に対する関心が高まっている」こ
とか言明された。これには多くの理由かあるが、主要な理由は異なる種類のポリ
マーの光転移のメカニズムの理解が進んだことにあると考えられる。これは、抗
酸化剤が作用するであろうフリーラジカル及び光化学的に活性な分子中間体生成
物の重要な役割を示している。実際の観点から、重要な動機は、主に抗酸化剤と
して作用する新規な有効性の高い光安定剤、特に立体障害アミンの開発であるこ
とが証明された。光安定化に対する抗酸化剤の使用における興味は、現在、ポリ
マーの熱安定剤の原則的な種類である事実と関連している。従って、その選択は
、ポリマー材料の複雑な保護の達成を可能にする。′5tabilizatio
n of Polymers Against the Effect of
Light byMeans of Antioxidants″by V、B
、 Ivanov and V、Ya、5hlyapintokh。
Polymer Degradation and 5tability 28
.0990) 249−273を参照のこと。
前記記載は、ヒンダードアミンか通常、AOではなく光安定剤として分類されて
いる(光分解に対しポリオレフィン及び他のポリマー材料の保護においてきわめ
て有効であるため)にもかかわらず、AO及びUV安定剤であるヒンダードアミ
ンに対する市場における強い要求を強調している。
ピペリジル化合物は有効な抗酸化剤であると言われているか、ポリオレフィン、
特にプロピレンのホモポリマー又はエチレンが少量存在するプロピレンとエチレ
ンのコポリマー(そのようなホモポリマー及びコポリマーを以後まとめてPPと
呼ぶ)において、第二の安定剤を用いずにその使用を保証するには(抗酸化剤と
して)十分有効ではない。ピペリジニルを安定剤として用いる場合、これは紫外
線に対し保護するための光安定剤として用いられ、実際の適用においてはリン酸
エステル、ヒンダードフェノールもしくは他の抗酸化剤と組み合わせてのみ用い
られる。
このことは、ヒンダードアミン光安定剤(l(ALS)として用いられるピペラ
ジン−2−オン含有化合物についても同様である。前記のことの証拠は、論文、
“Hindered Diazacycloalkanones asUltr
aviolet 5tabilizers and Antioxidants
” by J、T、Lai。
P、N、Son and E、Jennings、 Polymer 5tab
ilization andDegracfation 91−99. ACS
Symposium 5eries、American ChemicalS
ociety、 Washington、 D、C,(1985)に示されてい
る。アリシナの太陽のもとでエージングした0、1phrのHALS及びポリマ
ーピペラジンの組合せを含むPPのテープ(2X100ミル)は成功しなかった
。
前記文献に開示されたHALSのうち独特なものは、AO及び光安定化の両方を
与えるデカヒドロキノキサリンであった。そのAO活性に最も重要な特徴は(i
)縮合したビシクロジアザシクロアルカン環、(2)02位におけるジアルキル
置換基、及び(iii) N’位におけるアシル置換基のかわりのアルキル、で
あった。
我々は、ここで広範囲の合成樹脂材料に本質的に均一に分布した際に熱酸化分解
に対し保護を与えるモノマーN4−メチル化オキソピペラジニルトリアジンを与
える。さらに、これはUV光による分解に対する優れた安定剤であり、溶融加工
の間に適切な安定性を与える。公知のHALS安定剤はこの特性の組合せを与え
ない。
HALS、特に多置換ピペラジノン含有(”PSP”)HALSの従来の研究に
より、良好な気体消散安定化及びγ線に対する安定化を得る目的のためAOを放
出させるよう、ヒンダードフェノールAO又は他の二次安定剤と共に製造された
際に熱酸化安定化に対する寄与が避けられることがわかった。米国特許第4.7
97.438号は、抗酸化剤が存在しないPSP含有HALSのγ安定化活性を
教示している。米国特許第4゜929、653号は、抗酸化剤の存在下での気体
消散耐性を改良するPSP含有)IALsの能力を教示している。
最近の論文、”New Developments in Polymer 5
tabilization”。
by Motonobu Minagawa、Polymer Degrada
tion and 5tability 25(+989) 12+−141は
、当業者により観察された最新の評価を示している。最初に、これは安定剤の化
学反応が安定化に寄与するため、この反応か溶融した高粘度状態て又は非晶質固
体相内て進行することを示している。従って、添加剤はプラスチック内て反応す
るよう適切な易動性を有するへきである。これはたぶん、例外はあるか、市販の
安定剤の分子量(MW)がほとんど常に200〜2000の範囲内にあるからで
ある。しかしますます高まる厳しい適用条件においてポリマーからの安定剤の損
失を防ぐため、MWを高める傾向にある。
約400〜1000の低分子量HALSには、Tinuvin 144 (Ci
ba−Geigy)、5anal LS 2626 (Sankyo)、Mar
k LA−57、Mark LA−52及びMark LA−62(Adeka
Argus)、並びにSumisorb TM−061(Sumitomo
Chem)が含まれる。しかしそのような低分子量HALSは加工から最終使用
の間に損失又は分解を起こす。必要な高い保持のため、高分子量HALSか用い
られる。
約2000以上の高分子IHALsには、Tinuvin 622 LD、 C
himassorbll、9及びChimassorb 944 (Ciba−
Geigy) 、 Mark LA−63及びMark LA−68(Adek
a Argus)、5pinuvex A−36(Montedison)並び
にcyasOrbLIV−3346(American Cyanamid)が
含まれる。
しかし、すへてのHALSは酸と塩を形成する傾向にあり、この塩は耐候性に悪
影響を与え、従って、安定剤の特性を大きく低下させる。
さらに、この塩は、安定化される製品の成形もしくは押出に用いられる金型もし
くはダイの表面を汚染する。ピペリジニル含有HALSのアルカリ性度に伴うこ
の問題は、1つ以上のピペラジン−2−オン部分を含むHALSの使用により実
質的に打ち消される。特に望ましい安定性は、cit+a−ceigYより市販
入手可能なChimassorb 944及びChimassorb 119の
ような、トリアジンに結合したピペリノル部分により得られる。匹敵するもしく
はより良好な安定性は、Lai らの米国特許第4.480.092号及びLa
yerらの米国特許第4.629.752号に開示されている安定剤中のトリア
ジン環に遠位に結合したピペラジン−2−オン部分により得られる。
我々は、金型もしくはダイの表面を操作の間汚染させることなく、溶融しそして
低分子量HALS、特にMPIP−Tのみにより熱酸化安定化された製品の成形
もしくは押出方法を提供する。
上記のように、HALSは光安定性抗酸化剤として機能することによりポリマー
を保護する。その抗酸化活性は、ヒンダードアミンかアルキル及びペルオキシ基
の両方を捕捉することにより生長反応を停止する反応により説明される。しかし
オリゴマーHALSは、強制通風オーブン内で120℃に暴露した際の酸化に対
しかなり有効である(”Antioxidants’、Vo[,2,Encyc
lopedia of Polymer 5cience andEngine
ering、2版、John Wiley & 5ons参照)。我々が用いる
ピペラジノン含有HALSは、それ自身、二次安定剤を用いずに(従って「バー
ジンMPIP−T)と呼ぶ)、未置換N4一原子を育し、オリゴマーではなく、
そして1000以下の分子量を有する。MPIP−Tは易動度がとても低い。易
動度が低いので、この安定剤は、安定剤をヒンダードフェノールと混合した際に
遭遇する問題である金型の汚染を起こさない。典型的には安定剤が可溶であるエ
タノールによりこの安定剤は容易に抽出されない。そのような低い抽出性は、食
料品用の容器へのMPIP−T安定剤の使用を可能にする。このMPIP−Tは
また、工業上用いられているヒンダードフェノールよりもずっと毒性が低く、ピ
ペリジニルトリアジン含有HALSに匹敵するほど比較的無毒性である。
本明細書においてオキソピペラジニルトリアジンと呼ばれる化合物は、3つのピ
ペラジノン置換基を存し、その各々かアルキル置換N4原子を有し、そしてピペ
ラジノン環の3及び5位においてその各々が2個の置換基で置換されているもし
くはスピロ置換基で置換されている(多置換と呼ぶ)トリアジン環を含むもので
ある。ピペリジニルと呼ばれる化合物は、2及び/又は4位において二置換され
ているかもしくはスピロ置換基により置換されている少なくとも1個のピペリジ
ニル環を含むものである。このように置換された場合、そのような化合物は、ピ
ペラジノン又はピペリジンにかかわらず、多置換と呼ばれる。MPIP−Tと呼
ばれる化合物は、環の各C原子に置換基を有し、各置換基が多置換ピペラジノン
環を含むトリアジン環を1つのみ含むものである。
1つのトリアジン環を育する単分子バージンMPIP−Tは、ポリオレフィン、
特にPPにおいて、多くの多置換ピペリジル部分に結合したトリアジン環を有す
るオリゴマー安定剤よりも良好なAOであることがわかった。バージンPIP−
Tにおける顕著な関心は、二次安定剤の使用を伴う複雑な副作用を避けること、
及びコストを下げることである。
MPIP−TのPSP部分はアルキレンアミノ鎖によりトリアジン環に結合して
いる。゛092号特許に開示されている従来のオキソピペラジニルトリアジン(
PIF−T)において、鎖は未分鎖てあり、°752特許において、鎖は分岐鎖
である。MPIP−Tの構造の詳細を以下に示す。
我々は、以下に示すデータより明らかなように、我々が知っていたバージンMP
iPゴか光による分解に対し優れた安定化を与え(すなわち、優れた紫外線安定
化特性を有する)、そして二次安定剤を用いずに、0.2phr以下の濃度で用
いた際に優れたAOとして機能することがわかった。AOとして、バージンMP
IP−Tは、市場において優位を示す従来のヒンダードフェノールより有効であ
るのみならず、本質的にトリアジン環及び2個の多置換ピペリジン環からなる繰
り返し単位を存する化合物であるHALSオリゴマー安定剤Chimassor
b944よりも有効である。
安定化されたポリオレフィン中のバージンMPIP−Tの濃度はとても低いので
、MP[P−Tは、特にポリオレフィンの成形もしくは押出の間、製品の表面へ
移動せず、従って金型もしくはダイの表面でのMPIP−Tの汚染作用を最小に
する。そのような低濃度は、溶媒によるMP[P−Tの抽出を困難にし、従って
食料品用の容器の製造用のポリオレフィンにMPIP−Tを用いることを可能に
する。それは、そのような少量のMPIP−Tは、食品に抽出されてもMPIP
−Tのわずかな毒性を最小にするからである。
合成樹脂材料におけるAOとしてのその使用より得られたバージンMPIP−T
の予想外の特性は、PSP部分の存在及びアルキレンアミノ鎖によりトリアジン
環に遠位で結合している事実に起因している。
我々は、この構造が、ピペリジルトリアジンオリゴマーと比べ容易に区別できる
モノマーバージンMPIP−TのAO活性の原因であることを発見した。
合成樹脂(繊維又は他の成形品)における唯一の安定剤として用いた場合のMP
CP−Tの驚くべき前動性に加え、MPIP−Tはかなり持続する、すなわち熱
分解しない。Chimassorb 944と比較して本質的に同じ揮発温度を
有するにもかかわらずMPIP−Tは製品の製造の間揮発しない。また、製品を
PPより製造した場合、約120〜約145°Cの温度又はPPの加熱変形温度
(HDT)以下の温度である比較的高い温度において製品の有効寿命のlIfM
P[P−Tは揮発しない。
高温におけるこの移動抵抗性は、MPIP−Tを、布の洗浄機用の羽、皿洗浄機
尾の羽、自動車のフェンダ−の内インナー、自動車のフート下のインナー用の安
定剤にする。
さらに、MP[P−Tはポリマーと予想外に相溶性であり、本発明において用い
られる低濃度において、例えば多くのポリマー、特にPP、ポリエチレン(PE
)、及びそのコポリマーに実質的に溶解することにより単相として挙動し、この
溶解性はポリマーの分子量により影響を受ける。これは、極性UV安定剤かPP
のようなポリオレフィンの結晶質相より排除されることが公知であるため特に注
目すべきてあり、製品か形成される金型もしくはダイの表面に安定剤か容易に移
動する非晶質相において濃縮されていることが好ましい。
N原子に置換機を有するほとんどのHALSが遅延されたニトロオキシド形成を
与えることも注目すべきである。これはピペリジルアミンにおいて研究され、論
文、”Photo−degradation and Photo−stabi
lization in Organic Coatings Contain
ing a HlnderedAmine Light 5tabilizer
: Part Vl−ESRMeasurements ofNitroxid
e Kinetics and Mechanism of 5tabiliz
ation” 、byD、 R,Bauerら、Polymer Degrad
ation and 5tabjlity Vol、28. 115−129
(+990)に報告されている。転化は>N−H基が最も速い。また>N−CH
3も速く、その各々は他の置換基の転化よりほぼ一桁速い。これは、バージンM
P[P−TのAO活性に洞察を与える。
さらに、好ましいMPIP−Tは本質的に無色透明であるか、又はわずかに着色
した、結晶質もしくは非晶質固体、又は粘稠てない液体てあり、ポリマー基質に
容易に均一に分散し、そしてそれか溶解されるもしくは分散される基質に色を与
えないか又は無視できる程度の色を与える。特にPP中の濃度が0.2phr以
下である限り著しく可溶性であるその嵩張った構造のため、基質内に相溶化する
と、\lP[P−Tはゆっくり拡散する。さらに、ピペリジニルトリアジンと比
・\その比較的低いpHは、射出成形、ブロー成形、又は他の高温形成操作にお
いて金型もしくはダイの表面を汚染するMPIP−Tの傾向を打ち消す。これは
形成された製品の表面を損なうことを避けるのみならず、金型のキャビティーの
表面をきれいにするために成形機械の操作を中断することを避ける。
最も重要なことは、MIIP−Tの特性が、ポリオレフィン中0.2ρhr以下
の量で用いた場合にMPIP−Tかほとんど毒性がないため、装置の外被、衣服
(肌に接するものでさえ)の市川の繊維、ごみ箱のような容器、及び人の消費す
る食品及び飲料用の容器の安定化に用いることを可能にすることである。
発明の概要
0、2phr以下の量で、二次安定剤を用いず(バージン)、そしてヒンダード
フェノール抗酸化剤又はリン酸エステルを用いずに用いられる、3個のピペラジ
ノン置換基を有し、その各々がアルキル化N4原子を有するオキソピペラジニル
トリアジン(MP tP−T)が、溶融加工性と共に熱酸化安定性及びUV光に
よる分解に対する安定性を与えることか発見された。さらに、バージンMPIP
−Tは、(1)キャビティーの表面を汚染させずに、ダイもしくは金型の連続操
作、及び(11)熱可塑性合成樹脂内で同じ重量で用いた場合に、ヒンダードフ
ェノールAOにより得られるものと等しく、そしてオリゴマーピペリジニルトリ
アジン化合物により得られるものよりも優れたAO安定化を可能にする。
従って、本発明の一般的目的は、任意の形状の製品を製造するため合成樹脂材料
を熱成形する方法であって、製品の成形操作の間に形成ダイもしくは金型を汚染
されないようにし、そして同時に約0.1phr〜0.2phrの量の、成形さ
れる材料と相溶性であるバージンMPIP−Tにより熱酸化分解に対しポリオレ
フィンのような成形される材料を、安定化することを含む方法を提供することで
ある。この製品は、約160〜約225°Cの温度において、金車キャビティの
表面をほとんど汚染することなく少なくとも120時間の連続操作において、適
当な溶融加工性を有し成形される。
また、PP基質内に均一に分散した0、 2phr以下のMPIP−Tは、MP
[P−Tの濃度がとても低く、65°Cにおいて最初に2時間飽和させた後、4
9°Cにおいて240時間エタノールによるその押し出しを妨害せず、同時に成
形操作の間のみならずその後も、形成されたPP製品の有効寿命の間、熱酸化分
解に対しPPを安定化することか発見された。
さらに、0.2phr以下の濃度で存在するバージンMP[P−Tは、PPか前
記範囲の温度において食料品用の容器に成形する間、この容器の貯蔵の際に食品
へ容器からMPIP−Tか抽出されないで、PPの安定化を可能にすることか発
見された。
従って、本発明の一般的目的は、α−オレフィンのホモポリマー又はα−オレフ
ィンのコポリマーより形成され、このコポリマーにおいて前記α−オレフィン由
来の繰り返し単位は主要モル量存在し、このホモポリマーもしくはコポリマーに
は0.2phr以下のバージンMPIP−Tが分散している任意の形状の熱成形
された製品を提供することである。
本発明の特定の目的は、PP内に前記最少量のバージンMPIP−Tを均一に分
散させることにより熱酸化分解に対し安定化されている食料品用のPP容器を提
供すること、容器が貯蔵されている間、毒性量のMPIP−Tか抽出されること
を防ぎ、同時に熱酸化分解に対し基質を安定化することである。
好ましい実施態様の詳細な説明
熱酸化分解に対し安定化される合成樹脂材料は、ポリオレフィン(ホモもしくは
コポリマー)、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、プロピレン−エチレンコ
ポリマー、エチレンーブロピレンノエンコポリマー、エチレン−ビニルアセテー
トコポリマー等:ボリビニル芳香族のホモ及びコポリマー、例えばアクリロニト
リル−ブタジェン−スチレンコポリマー、スチレン−アクリロニトリルコポリマ
ー等、ポリハロゲン化ビニルのホモ及びコポリマー、例えばポリ塩化ビニル、塩
化ビニルと塩化ビニルデン、ブタジェンスチレンビニルエステルのコポリマー、
アクリル酸、アクリレート及びメタクリレートのホモ及びコポリマー、例えばポ
リアクリル酸、ポリアクリレートもしくはメタクリレート、ブタジェン等とのコ
ポリマー:縮合ホモ及びコポリマー、例えばポリアミド、エポキシ樹脂、ポリカ
ーボネート、フェノール−ホルムアルデヒド、ポリエステル、ワニス、ポリイミ
ド等;付加ポリマー及びコポリマー、例えばポリウレタン等:並びにブレンド及
びアロイ、例えばABS樹脂、PVC及びポリメタクリレートブレンドのブレン
ド、EPDMポリマー内のポリプロピレンのブレンドのようなポリオレフィンホ
モポリマー及びコポリマーのブレンド等を含む。
1つのトリアジン環を有する単分子多置換N4−アルキル化ピペラジノン−トリ
アジン(MP IP−T)化合物は下式より選ばれる構造によって表される環式
アミン由゛来の置換基を表し、ここてR1はC,−C2,アルキル、C6〜C2
゜シクロアルキル、C7〜C20アラアルキルもしくはアルクアリール、C,−
C,、アミノアルキル、又はC,〜C2゜アミノシクロアルキルを表し、R,、
R,、R,及びR6は独立にC1〜C24アルキルを表し、かつR2とR3、又
はR6とR6はピベランンー2−オン環の、C3及びCS原子を含むC5〜C1
□ンクロアルキルに環化可能てあり、R,及びR7は独立にC1〜C24アルキ
ル、及び環化可能な4〜7個の炭素原子を育するポリメチレンを表し、R1はH
,C,〜C,アルキル、及びフェニルを表し、R9はC1〜C,アルキルを表し
、
pは2〜約10の整数を表す)
で表される。
二次安定剤が存在せずに著しいAO安定化活性を示し、比較的毒性が低く、金型
もしくはダイのキャビティの表面を汚染する傾向かほんのわずかであるのは、限
られた種類のMPIP−T、特に約850〜2000の範囲の比較的低い分子量
を有する単分子物質であり、この特性はすべてN’−アルキル化ピペリジル−ト
リアジンHALSには欠いている。
PP中のOAとしてのMPIP−Tの特定の有効度は、改良された強度及び変色
耐性、並びにASTM D−3045−74に示された、負荷を加えないで加熱
エージングする方法により従来のオーブン内で熱に暴露することによりオーブン
エージングさせたPPブラック及び繊維のテストサンプルの柔軟性の保持により
証明される。互いに折り曲げた際又は張力を当初の50%に低下させた際の脆性
、又は強い変色により破損が決定される。
HALSの前動性はヒドロペルオキシドの分解の際に断言されるので、より塩基
性であるピペリジルHALSはより作動であると予想さrる。
それは、それが主に非晶質相において形成する弱酸性ヒドロペルオキシドと会合
しく”Antioxidant Mechanisms of Hindere
d AmineLight 5tabilizers”、by D、J、Car
lsson ら、Makromol、Chem。
5upp1. Vol、8.79−88 (1984)参照)、ヒドロペルオキ
シドをより有効に破壊する傾向があるからである。易動性が最も促進されるポリ
マーの非晶質ゾーンにおいてAO添加剤が濃縮されることは、”Photo−o
xidation of Po1ypropylene Films、 Vl、
Po5sible Uシー5tabilization Mechanism
a’ by D、J、CarLssonら、Jour、of Appl。
Polym、 Sci、、 Vol、 16.615−626 (1972)に
示されている。実際に起こると考えられることは、予想に反し、弱塩基性ピペラ
ジノンHALSがより有効に作用することである。PIF−Tの塩基性が低いは
と、このメカニズムはより速くバージンPIF−Tの酸化安定化効果に及ぶ。
オリゴマーピペリジニルトリアジン化合物の塩基性はPIF−Tの塩基性よりほ
ぼ40%高い。相対的塩基性は以下の通りである。
ピペリジニルベースHALSは、pK、=10.0の塩基性を有する。
ピペラジノンベースHALSは、pK、= 6.2の塩基性を育する。
ここで、pK、=pH−1og[>NH]/[>NHz ” ]特定のλIPI
P−Tは、PSPが下式で表される構造(【)を育する。
統計的に十分な数のPPブラック(各ブラックは5 cmx 5 CmX 20
ミルである)を用い、以下の各安定剤と共に125°C及び140°Cにおける
オーブンエージングの標準方法で得られた平均結果(破損の日数)を以下の表1
に示す。
表1
安定剤 安定剤のレベル 125°C(日) 140″C(日)Blankpp
O112
MP[P−T(1) 0.1 >212” 73Chimassorb 944
0.1 89 24Irganox 1010 0.1 137 591rg
anox 1076 0.1 56 12[rganox 3114 0.1
65 10Llrtranox 626 0. I 32 8Ethanox
398 0.1 25 6MPrP−T(1) 0.2 >212” 80Ch
imassorb 944 0.2 150 37rrganox 1010
0.2 >2121 108rr108rr 1076 0.2 83 15r
rganox 3114 0.2 139 19Urtranox 626 0
.2 32 10εthanox 398 0.2 20 +41このサンプル
は破損しなかった。
MPIP−T(11はヒンダードフェノールlrganox 1010はと良好
な安定性を与えなかったが、MPIP−T(11は明らかにChimassor
b 944よりも優れている。O,1,phrレベル、140°Cにおいて、M
PIP−Tは3倍良好であり、0、2phrレベルにおいて、MPIP−Tは2
.5倍有効である。
統計的に十分な数のPPディスク厚さ約2+nm及び直径5cmに成形した。
ブランクディスクはMP4P−T(11を含んでいなかった。ディスクからのM
PIP−T(11の抽出は、”Guidelines for liligra
tion 5tudies for FDAAcceptance of [n
direct Food Additives” by William C,
Bachtelに示されている方法によって最初49°Cで2時間、次いで65
°Cで240時間95%エタノール内で行われた。分析はHPLC(高速液体ク
ロマトグラフィー)により行われた。最初の2時間で抽出される材料の最終濃度
のほぼ50%が抽出される。240時間後抽出された材料の量は最初に存在した
総MPIP−T(11の約2%である。
10010O7における空気中(180cc/minの大気パージ)における熱
重量分析によるモノマーMPIP−T及びオリゴマーピペリジルトリアジンにつ
いての比較重責損失の研究は、0.1%の重量損失が206°CにおいてMP[
P−Tで測定されたことを示し、Chimassorb 944についての同じ
重量損失は238°Cで測定された。バージンMPIP−TがバージンChim
assorb 944よりも低い温度において重量損失を示す事実にも係わらず
、これがより有効なAOであることが証明された。
色保持:
0、2phrバ一ジンMPIP−Tを含むPPより形成されそして1%Napc
ostat 905M仕上剤でコートしたメリヤスポリプロピレン糸をガス消失
チャンバーに入れ窒素酸化物に暴露し、次いでオーブンに入れ、各々6時間で3
サイクル、±60℃の温度でニージングチストした。黄色度指数は10以下のま
まであり、白色度指数は40以上のままであり、これは、繊維が本質的に無色透
明であると考えられる値である。この指数は標準方法により測定された。
比較のため、0.2phrバ一ジンChimassorb 944を含む標準ポ
リプロピレンより形成されたメリヤス糸を同様にコートし、気体消失チャンバー
及びオーブン内で同じサイクルを行った。黄色度指数は12(すなわち10以上
)であり、白色度指数は32(すなわち40以下)てあった。この比較は、バー
ジンMPIP−TがバージンChitaassorb 944よりも良好な色の
保持を与える証拠を与える。
射出成形した製品による比較テスト。
射出成形される無色透明の第一のバッチを0.2ρhrのバージンMPrP−T
(11により安定化し、無色透明であるPPの第二のバッチを0、2phrのM
PIP−T(lン及び0.2phrのIrganox 1010により安定化す
る。有効なヒンジを有する一体成形蓋(重量約1オンス)を有するカセットボッ
クスを成形するため、ダイヤモンド磨き仕上げ金型キャビティを育する一鯉取金
車をArburg Model 220−90−3500射出成形機に入れる。
この機械は、同じ成形条件において各PPのバッチごとに120時間連続操作さ
れ、キャビティの表面を成形されたカセットホックスの表面と共に調べる。
第二のバッチよりも第一のPP粉末のバッチによるキャピテイの表面はずっとき
れいであり、成形されたカセットボックスの表面は滑らかである。さらに、第一
のバッチより製造されたボックスの色は良好であり、すなわち本質的に無色透明
であり、一方、第二のハツチからのボックスはわずかに色がついている。
結論は、バージンMPIP−Tを用いることが明らかに有利である。
ラットにおけるMPIP−Tの28日間繰り返し経口投与毒性試験。
MPIP−T(1)が毒性を有しないことは、ラントについて行う28日間の繰
り返し経口投与毒性試験の以下の結果により証明される。
5匹の雄及び5匹の雌のSD系ラットの群に4週間、MPIP−T(1)を0.
100、及びI00’Omg/kg/daYのレベルで餌により投与した。5匹
の雄及び5匹の雌の他の群には0又は100OB/kg/dayで4週間投与し
、次いで回復の程度を調べるため2週間観察した。rkg」はラットの体重を意
味する。体重、臨床兆候、死亡率、餌及び水消費並びに特定の臓器重量を試験の
間調べた。
4週間の間、血液学及び臨床化学調査のため、試験動物から唾液サンプルを採取
した。投与4週間後、試験動物をすへて殺し、解剖した。回復を調へるための群
について、この動物から血液学及び臨床化学調査のための血液サンプルを6週間
の間採取した。6週間後、回復群の動物をすへて殺し、解剖した。すべての動物
について病理調査を行った。
回復群を含む対照及び高投与動物からの肝臓、腎臓、心臓、膵臓、肺、副腎、精
巣及び卵巣を組織病理学的に調べた。その後、低及び中投与動物からの肝臓、膵
臓、副腎、及び肺について調へた。さらに、特定の動物について脂肪にオイルレ
ットO染色を行った。
餌からMPIP−T(1)を4週間投与したSD系ラットは雄雌共に1000m
g/kg/dayにおいて毒性の兆候を示した。最も顕著な影響は、肝臓機能不
全(肝臓酵素レベル増加及び胆管上皮肥厚)並びに膵臓及び肺における空胞のあ
るマクロファージを含む。さらに、100mg/kg/day投与した雌はコレ
ステロールレベルがわずかに低下した。100mg/kg/daY投与した雄及
びlomg/kg/daY投与した雄雌には影響はなかった。この影響のあるも
のは回復期間後、一部消散を示した。
結果をまとめると、以下のよってあった。
ていた(痩せて、猫背となり、目が濁り、毛が立つ)。回復動物の一部において
この兆候は5〜6週間持続した。雌には顕著な臨床兆候は見られなかった。
K14週間後、雄雌の馬投与量群は体重において著しい低下を示した。この差は
回復期間後も明らかであるか、いくらか回復した。
級皇!:高投与量の雄は4週間投与後及び2週間回復後に餌消費の低下を示した
。雌には群の間の差はなかった。
水消費:雌の間には差はなかった。
血液学:4週間投与後及び2週間回復後の雄雌の両方の高投与量群に赤血球パラ
メーターに変化が見られた。
臨床化学=44週間投与後雄雌の高投与量群はAST、ALT、及び総ビリルビ
ンの増加、並びにトリグリセリド及びコレステロールの低下を示した。中投与量
群の雌もコレステロールの低下を示した。高投与量の雄はグルコース、総蛋白及
びクレアチンレベルの低下を示し、高投与量の雌はカリウムの増加を示した。
回復期間後、AST及びALTの増加はいまだ雄雌共に明らかであり、雄におい
て低下したトリグリセリド及びクレアチン、及び雌において増加したカリウムも
明らかであった。
組織重量:雄は4週間後、群の間に顕著な差はなかった。
高投与量の雌においてのみ、肝臓、肺及び膵臓重量か4週間後に増加した。この
増加は回復期間後も明らかであった。
病理学二群の間に差はなかった。
組織病理学:高投与量雄及び雌において、胆管上皮膚のわずかな肥厚、及び拡大
した、泡もしくは空胞化したマクロファージによる膵臓及び肺の浸潤が見られた
。高投与量の雌のみに副腎の束状帯のわずかな肥厚が見られた。2週間の回復期
間後、これらはすへて回復が見られた。
Chimassorb 944による長期経ロ給餌試験ユ化学的に同じ生成物に
よる13週間のラット給餌試験の間、高投与量において、リンパ細網システム及
び肝臓の影−が見られ、6.3〜6、9[IIg/kg/dayては顕著な影響
レベル(NOEL)はなかった。
90日ノ試験の間、0 、100 、500.2000、及びto、ooopp
Ill(7)Chimassorb 944 FLを含む餌をラットに与えた。
他のラットの群は投与後5週間の回復期間を有していた。主要な影響は、血液障
害(10,000ppm +:おける貧血、並びl:2000ppm及びIO,
000ppm l:おける白血球中の白血球増加症)、肝臓機能不全(2000
及び10.000p9m>、及び腸間膜リンパ節(2000及び10.0001
)l)DI)、膵臓、肝臓及び卵巣(+0. OoOppm)の組織の破壊(慢
性壊死炎症)であった。この影響は5週間回復期間後に10. OOOppm群
でいくらか持続した。すべての影響についてのN0ELは、6.7(雄)及び7
.0(雌) mg/kg 1’あツタ。主要な影響についてのN0ELは、33
mg/kg(雄)及び35mg/kg(雌)でアッタ。
6か月の試験の間、ラーtト1:0,5.3o及び200mg/kg/dayの
投与を行った。主要な影響は、血液障害(貧血及び白血球増加、zoomg/k
g) 、肝臓機能不全(200mg/kg)及び 腸間膜リンパ節(30及び2
00mg/kg)及び他の器官(卵巣、副腎皮質及び膵臓、200mg/kg)
の組織の炎症もしくは破壊(慢性壊死炎症)であった。N0ELは雄及び雌につ
いてそれぞれ5.04rng/kg及び5.37mg/kgであった。
2世代の生殖についての試験を行った。大人のラットに、交配前及び交配後に2
週間、0 %100 、500 、2000及び10.000ppm (7)
レベルで投与した。10. OOOppmのレベルは大人に毒性を与え、体重及
び餌消費を低下させ、膵臓及び肝臓における変化が起こった。交配能及び受胎に
は影響は見られなかった。2000及び10.000ppm群において、子損失
(pup 1oss)パラメーターは増加し、子重量は低下した。
これは明らかに発育の遅れ(羽拡げ、毛の生長、開目及び門歯の発生の遅れ)を
引き起こす。
前記より、MIPrP−T (1)とChimassorb 944を直接比較
できないことは明らかである。しかし、各々のN0ELが30mg/kg/da
y未満であり、8 mg/kg/day以上のレベルで摂取する条件において安
定剤を用いられないことは明らかである。優れた熱酸化安定性は0.2phr以
下のMPIP−Tで得られ、MPIP−Tは抽出困難であるためVIPIF−T
が安全に使用できると結論される。
我々の発明において示されそして解決される問題を説明し、そして熱酸化安定化
ポリマーを製造するため及び金型のキャビティの表面を汚染しないで製品を熱成
形するため、並びにそのようなポリマーより熱成形された製品の最良の態様を説
明したが、以下の請求の範囲により示される以外は特に限定するものではない。
補正書の翻訳文提出書
(特許法第184条の8)
平成5年3月10日
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.α−オレフィンのホモポリマー、又はα−オレフィンのコポリマーであって コポリマー中に前記α−オレフィン由来の繰り返し単位が主要モル量存在するコ ポリマーの基質を熱酸化文化に対し安定化する方法であって、3つのピペラジノ ン置換基を有し、その各々がN4−アルキル化原子を有す、二次安定剤を含まな い0.2phr以下の単分子オキソピペラジニルトリアジン(MPIP−T)を 前記基質内に分散させ、そして前記基質100重量部あたり同じ量で各安定剤を 用いて、前記基質をN1−アルキル化原子を有するオリゴマーピペリジニルトリ アジン化合物により安定化した場合より有効に、かつ前記基質をヒンダードフェ ノールにより安定化した場合に匹敵する同様の効果で前記基質の有効寿命の間、 熱酸化分解に対し前記基質を安定化することを含む方法。 2.前記α−オレフィンがプロピレン、又はプロピレン由来の繰り返し単位が主 要モル量存在するプロピレンのコポリマーであり、前記MPIP−Tの範囲が約 0.1phr〜0.2phrである、請求項1記載の方法。 3.任意の形状のポリオレフィン製品を熱成形する方法であって、3つのピペラ ジノン置換基を有し、その各々がN4−アルキル化原子を有す、二次安定剤を含 まない0.2phr以下の単分子オキソピペラジニルトリアジン(MPIP−T )を前記ポリオレフィン内に分散させ、約180〜約250℃の温度において熱 酸化分解に対し熱成形される前記ポリオレフィンを安定化し、そして同時に少な くとも120時間、成形の連続操作の間成形ダイもしくは金型のキャビティ表面 が汚染されることを防ぎ多様な製品を成形することを含む方法。 4.前記ポリオレフィンがポリプロピレン、又はプロピレン由来の繰り返し単位 が主要モル量存在するプロピレンのコポリマーであり、前記MPIP−Tの範囲 が約0.1phr〜0.2phrである、請求項3記載の方法。 5.3つのピペラジノン置換基を有し、その各々がN4−アルキル化原子を有す 、二次安定剤を含まない0.2phr以下の単分子オキソピペラジニルトリアジ ン(MPIP−T)と組み合わした、α−オレフィンのホモポリマー、又はコポ リマー中に前記α−オレフィン由来の繰り返し単位が主要モル量存在するα−オ レフィンのコポリマーより形成された、任意の形状の熱成形された製品であって 、前記MPIP−Tが下式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (上式中、PSPは ▲数式、化学式、表等があります▼▲数式、化学式、表等があります▼より選ば れる構造によって表される環式アミン由来の置換基を表し、ここでR1はC1〜 C24アルキル、C5〜C20シクロアルキル、C1〜C20アラアルキルもし くはアルクアリール、C1〜C24アミノアルキル、又はC5〜C20アミノシ クロアルキルを表し、R2、R3、R4及びR5は独立にC1〜C24アルキル を表し、かつR2とR3、又はR4とR5はピペラジン−2−オン環の、C3及 びC5原子を含むC5〜C12シクロアルキルに環化可能であり、R6及びR7 は独立にC1〜C24アルキル、及び環化可能な4〜7個の炭素原子を有するポ リメチレンを表し、R8はH、C1〜C6アルキル、及びフェニルを表し、R9 はC1〜C3アルキルを表し、 pは2〜約10の整数を表す) で表される製品。 6.前記ポリオレフィンがポリプロピレン、又はプロピレン由来の操り返し単位 が主要モル量存在するプロピレンのコポリマーであり、前記NPIP−Tの範囲 が約0.1phr〜0.2phrである、請求項5記載の製品。 7.R2、R3、R4及びR5が独立にC1〜C6アルキルを表し、R2とR3 がペンタメチレンであり、そしてR4とR5がペンタメチレンである、請求項6 記載の製品。 8.R2、R3、R4及びR5が各々メチルであり、C1〜C6アルキルを表し 、R2とR3がペンタメチレンであり、そしてR4とR5がペンタメチレンであ り、R1がC1〜C18アルキル及びC6〜C20シクロアルキルより選ばれる 、請求項6記載の製品。 9.酸素含有大気中で熱に暴露された安定化ポリプロピレン製品の改良された強 度及び変色耐性を与える方法であって、ヒンダードフェノール抗酸化剤もしくは リン酸エステルを実質的に含まない前記ポリプロピレンに、3つのピペラジノン 置換基を有し、その各々がN4−アルキル化原子を有す、二次安定剤を含まない 単分子オキソピペラジニルトリアジン(MPIP−T)を有効量、0.2phr 以下混入させることを含む方法。 10.前記PIP−Tの有効量が約0.1phr〜約0.2phrである、請求 項9記載の方法。
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