JPH08239422A - 樹脂を水素処理して淡色化する方法 - Google Patents
樹脂を水素処理して淡色化する方法Info
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- JPH08239422A JPH08239422A JP8018699A JP1869996A JPH08239422A JP H08239422 A JPH08239422 A JP H08239422A JP 8018699 A JP8018699 A JP 8018699A JP 1869996 A JP1869996 A JP 1869996A JP H08239422 A JPH08239422 A JP H08239422A
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Abstract
製造された樹脂を提供する。 【解決手段】 炭素−炭素二重結合を有し、かつカラー
ボディーを含む炭化水素樹脂の色は、実質的に非晶質の
樹脂を、該樹脂の軟化点または炭素−炭素二重結合の含
量を実質的に変化させることなくカラーボディーの水素
化を促進する触媒の存在下に1〜20バール(14.5
〜290psi)の水素圧において、水素と接触させる
ことから本質的に成る方法によって淡色化される。触媒
がニッケル/酸化亜鉛であるときは、色減少についての
触媒活性は4.2重量%までの塩素負荷で本質的に未変
化のままである。
Description
方法及びこの方法によって製造された樹脂に関する。
方法は周知であり、そして一般に色において「無色」の
生成物を生じる。樹脂中に存在する脂肪族及び/または
芳香族不飽和は部分的にまたは完全に除去され、改善さ
れた酸化安定性、UV抵抗性及び色安定性を与える。し
かし、特に芳香族供給流れ(feedstreams)から誘導さ
れる樹脂の場合には、水素化は、樹脂の物理的性質をも
変え、これは樹脂を接着剤、コーキング材及びシーラン
ト、プラスチック及びゴム改質剤、並びに印刷インキの
ような製品中における用途のためにより望ましくないも
のにする。
を、カラーボディー及びカラーボディー前駆体の選択的
水素化によって改善する方法が提案されてきた。例えば
欧州特許出願617,053号は、樹脂中の炭素−炭素
二重結合の含量またはその物理的性質を変えることな
く、カラーボディーの水素化を促進する触媒の存在下に
炭化水素樹脂を水素処理する方法を記述する。300p
si〜1200psiの水素圧が使用され、そして好ま
しい触媒は亜クロム酸銅及び銅/亜鉛である。
の望ましい物理的性質を変えることなく減じるためのさ
らなる方法に対する必要性がいまだに存在する。
し、かつカラーボディーを含む実質的に非晶質の炭化水
素樹脂の色を淡くする本発明の方法は、250〜100
00の重量平均分子量を有する実質的に非晶質の炭化水
素樹脂を得ること、及び該樹脂の軟化点または炭素−炭
素二重結合の含量を実質的に変化させることなくカラー
ボディーの水素化を促進する触媒の存在下に1〜20バ
ール(14.5〜290psi)の水素圧において、該
樹脂を水素と接触させることから本質的に成る。
た樹脂に関する。
処理して、好ましくは無色(ガードナーカラー 1未
満)へと色を淡くする方法を提供する。色以外の通常測
定される性質は実質的に変化しない。Ni/Zn酸化物
触媒が水素処理法に使用されたときは、色を減じるため
の触媒の活性が、高い塩素負荷にもかかわらず本質的に
未変化のままである。これらのより淡くなった色の樹脂
を含む生成物は未処理の樹脂を含む生成物のそれと実質
的に同じ性質を示す一方、より好ましい視覚的外観を与
える。低い水素圧の使用は、本発明の方法の実施に関連
する装置及び操作コストを減じる。
る本発明の方法を、「水素処理」と呼ぶ。本方法は、樹
脂中に存在するカラーボディーが水素化され、かつ樹脂
中の炭素−炭素二重結合の含量が実質的に未変化のまま
であるので、選択的水素化法である。炭素−炭素二重結
合はエチレン性及び芳香族性二重結合の両方を含む。さ
らに、カラーボディー前駆体は本方法において水素化さ
れない。慣用の触媒水素化法においては、樹脂中のカラ
ーボディー、カラーボディー前駆体及び炭素−炭素二重
結合が水素化される。
脂、混合C−9/C−5樹脂、ビニル芳香族変性C−5
樹脂、ジシクロペンタジエン樹脂、芳香族変性ジシクロ
ペンタジエン樹脂、テルペン樹脂、テルペン−フェノー
ル系樹脂、混合C−9/C−4樹脂、及びクマロン・イ
ンデン樹脂のような広い種類の炭化水素樹脂の色を淡く
するために使用できる。本明細書中において使用する用
語「樹脂」は熱的にかまたは酸性触媒(例えばフリーデ
ル−クラフツ触媒)の存在下のいずれかで不飽和モノマ
ーを重合することによって製造される低分子量の合成ポ
リマーを示す。これらのポリマーは250〜1000
0、好ましくは400〜6000、そして最も好ましく
は400〜2000の重量平均分子量(Mw)を有す
る。記号「C−5」及び「C−9」は樹脂の原料モノマ
ーが優勢にそれぞれ4〜6及び8〜10個の炭素原子を
有する炭化水素であることを示す。上記の樹脂の全ては
処理前に典型的に黄色またはこはく色を有する。特別の
軟化点を有する樹脂を得るために水素化前に樹脂状出発
物質がストリッピングされる既知の水素化法と異なり、
処理される樹脂の軟化点は重要ではない。
ーボディーのみが水素化されるように触媒の作用におい
て十分に選択的である水素化触媒である。カラーボディ
ーは高度に共役した、ポリ不飽和の有機化合物であっ
て、インドール及びキノリンのように酸素、硫黄及び窒
素のような極性原子を含むこともできる。樹脂中の炭素
−炭素二重結合は実質的に水素化されない。したがっ
て、例えば軟化点、曇り点、分子量、及び熱安定性のよ
うな通常測定される樹脂の物理的特性も影響されない。
さらに、カラーボディー前駆体は実質的に水素化されな
い。カラーボディー前駆体は、老化後に発色する無色の
物質と定義される。
VIII族、VIB族、IB族及びIIB族の金属並びにその酸
化物から選択できる。これらの金属または酸化物は単独
で、または組み合わせて使用できる。これらの金属また
はその酸化物は直接的に使用するか、またはシリカ、ア
ルミナ、または炭素のような適切な支持体上に保持させ
ることができる。ニッケル、ニッケル/亜鉛、及びパラ
ジウムが好ましい。シリカ担体上のニッケル/亜鉛酸化
物が最も好ましい。特別の触媒の選択性は異なった処理
状態下では異なることができることに注意すべきであ
る。
ッピングしそして次に再溶解する工程、または水素処理
後に樹脂を特別の軟化点にストリッピングする工程のよ
うな追加の処理工程が使用し得る。しかし、本発明の利
点の一つはそれらが必要でないことである。ストリッピ
ング及び水蒸気吹き込み(sparging)による、水素処理
された樹脂の単離、または樹脂を造るために使用される
モノマーの重合からの触媒残留物の中和のような標準的
な手順も含まれ得る。有機ホスフィットのようなクエン
チング剤(quenching agents)及びオレフィン系希釈剤
のような反応性希釈剤は要求されない。反応性希釈剤は
水素または樹脂と反応する希釈剤として定義される。そ
のような希釈剤は米国特許第5,171,793号に記述
されている。
力、反応時間及び触媒の量は処理される樹脂のタイプ、
望まれる最終の色及び例えばいくつかの触媒が非常に高
価でそして大量に使用することが商業的に実行できない
というような方法の経済性、のような種々の要因に依存
する。好ましくは、水素圧は1〜20バール(14.5
〜290psi)、さらに好ましくは1〜15バール
(14,5〜218psi)、そして最も好ましくは1
〜10バール(14.5〜145psi)の範囲であ
る。温度は好ましくは100〜300℃の範囲であり、
さらに好ましくは150〜300℃、そして最も好まし
くは200〜300℃である。処理時間は典型的には1
〜10時間である。使用される触媒の量は樹脂の重量基
準で好ましくは0.01〜50%の範囲であり、さらに
好ましくは0.5〜40%、そして最も好ましくは1〜
35%である。一般に、もし触媒の重量%が低ければよ
り高い反応温度またはより長い反応時間が要求される。
れるとき、本発明の水素処理法は樹脂が中和されそして
重合触媒の残部が除去された後にオリジナルの重合溶媒
中で実施できる。その溶媒は処理後に回収でき、そして
本方法中で再循環できる。本方法はまた再溶解された樹
脂の芳香族若しくは脂肪族溶媒の溶液中で実施すること
ができ、または樹脂は溶融状態(純粋)において処理で
きる。本方法はバッチまたは連続方法であることができ
る。バッチ反応において、触媒は数度再循環できる。
有触媒の存在下にモノマーを重合することによって製造
されるとき、水素化触媒の失活を防止するために供給原
料は水素化前に一般に脱塩素されていた。本発明の方法
の顕著な利点は、Ni/Zn酸化物触媒が使用されると
き、約4.2%までの塩素負荷にもかかわらず、色を減
少させる触媒活性が実質的に未変化のままであることで
ある。水素化法において使用されるものと同じ水素化温
度及び高水素圧においては、この触媒は、これらの高い
塩素負荷によって被毒し、その活性を失うだろう。
樹脂の色が好ましくはガードナー3未満、さらに好まし
くはガードナー1未満に淡色化される。芳香族樹脂の色
はガードナー5以下、好ましくはガードナー3以下、そ
して最も好ましくはガードナー1未満に淡くされる。混
合芳香族/脂肪族樹脂は好ましくはガードナー3、さら
に好ましくはガードナー1未満に淡色化される。
ルエンまたは Ciba-Geigy, Hawthorne, NY, U.S.A から
入手できるヒンダードフェノールIRGANOX(登録
商標)1010のような抗酸化剤が熱及び色安定性を改
善するために一般に添加される。IRGANOX(登録
商標)1010はテトラキス[メチレン(3,5−ジ−
tert−ブチル−4−ヒドロキシヒドロシンナメー
ト)]メタンである。抗酸化剤は一般に樹脂の全重量基
準で0.05〜1.0重量%の量で使用される。
樹脂は、ホットメルト接着剤及びホットメルト感圧性接
着剤用の粘着付与剤のような、炭化水素樹脂及び水素化
炭化水素樹脂の全ての既知の用途において使用できる。
これらの接着剤は例えば女性用品(feminine care)及
び使い捨ておむつのような不織製品に、並びに包装テー
プ及び路面標識用組成物中に使用できる。本発明の方法
によって製造された淡い着色の樹脂は、これらの接着剤
組成物中において、スチレン−イソプレン−スチレン、
スチレン−ブタジエン−スチレン、スチレン/エチレン
−ブチレン/スチレン、エチレン/ブチレン/アクリレ
ート、及びエチレン/メタクリレートポリマー、並びに
スチレン/ブタジエンゴム及び天然ゴムのような広い種
類のポリマーと共に使用できる。
を、Mettler Instrumentation B.V., Tiel(オランダ)
から入手できるFP800中央プロセッサー及びFP滴
下セルから成るメトラーFP800サーモシステム上
で、修正されたASTM D3461−76法を使用し
て決定した。使用した試料カップは4.5mmの開口を
有する修正されたタイプME 18732である。予期
される軟化点よひ低いほぼ15℃の出発温度が選択さ
れ、3℃/分の加熱速度が使用された。
リン雲り点であり、修正されたASTM D611−8
2(1987)の手順を使用して決定される。メチルシ
クロヘキサンで、標準的な試験手順において使用される
ヘプタンを置換する。この手順は樹脂/アニリン/メチ
ルシクロヘキサンを1/2/1(5g/10mL/5m
L)の比で使用し、3成分の加熱された透明なブレンド
を完全な濁りがちょうど起こるまで冷却することによっ
て曇り点が決定される。樹脂の不飽和部分、特に芳香族
性不飽和の水素化はMMAPの増加を生ずるだろう。本
発明の方法において、水素処理前の樹脂のMMAPと水
素処理後のMMAPとの間の相違は5℃以下、好ましく
は3℃以下、そして最も好ましくは2℃以下であり、こ
れは樹脂中の炭素−炭素二重結合の含量が本質的に変化
しないことを示している。
重量%の樹脂が試薬級のトルエンと室温で溶解するまで
混合される。樹脂溶液の色は、Dr. Lange, Nederland
B.V.,Kesteren(オランダ)から入手できるLICO−
200光度計上で標準法ISO 4630(またAST
M D 1544−80)に従って決定される。色値は
1〜18の範囲であり、18が最も暗い。ガードナー
1未満の色は無色の溶液を示す。
の部及び百分率は重量による。
を記述する。
C−9炭化水素樹脂を脂肪族溶媒中に溶解し(35重量
%樹脂)そして固定したバスケット、撹拌オートクレー
ブの中に置いた。Hercules A120炭化水素
樹脂はHercules BV, Middelburg(オランダ)から入手
できる。樹脂供給原料は典型的に、スチレン、アルファ
−メチルスチレン、ビニルトルエン類、インデン及びア
ルキル−置換インデンを反応性化合物として含み、そし
てBF3 触媒を使用して重合される。SiO2担体上の
ペレット化したNi/ZnO水素化触媒を水素下に25
0℃で活性化し、そして窒素パージによって発生した水
を除去した。次に、活性化触媒(350g)を反応温度
において2850gの樹脂溶液に加えた。触媒は
水素処理を、265℃において10×105 パスカル
(Pa)(10バールまたは145psi)水素圧で
2.5時間実施した。
ング技術で単離し、続いて210℃において水蒸気吹き
込みした。
脂として測定したガードナーカラー(G)0.3;メト
ラードロップ軟化点(MDSP)125.1℃、及び混
合メチルアニリン曇り点(MMAP)4℃を有した。未
処理のC−9樹脂はガードナーカラー 5.4、MDS
P 128.1℃、及びMMAP 2℃を有した。
−9炭化水素樹脂の水素処理を記述する。
iddelburg(オランダ)から入手できるHercule
s(登録商標)A120炭化水素樹脂であった。樹脂
は、70%の樹脂及び30%のオリゴマー性油及び再循
環未反応樹脂油を含む重合溶媒中に溶解したままであっ
た。低沸騰画分は部分的蒸留によってすでに除去されて
いた。
ット化Ni/ZnO触媒を使用した。反応前に触媒を水
素下に250℃で活性化し、そして発生した水を窒素パ
ージによって除去した。触媒は
た。活性化した触媒(350g)を反応温度において2
500gの樹脂溶液に加えた。水素処理を、265℃に
おいて10×105 Pa(10バール、145psi)
水素圧で8時間実施した。
グ技術で単離し、続いて210℃において水蒸気吹き込
みした。
脂として測定したガードナーカラー0.8及びMMAP
3℃を有した。未処理のC−9樹脂はガードナーカラ
ー5.4及びMMAP 2℃を有した。
したままの芳香族−変性C−5炭化水素樹脂の水素処理
を記述する。
lburg(オランダ)から入手できるHercotac
(登録商標)205炭化水素樹脂であった。樹脂は、実
施例1に記述したC−9樹脂油及びピペリレンコンセン
トレートから製造した。ピペリレンコンセントレートの
主成分はペンテン類;(ジ−)シクロペンタジエン類;
トランス−ペンタジエン−1,3;シクロペンテン;シ
ス−ペンタジエン−1,3及びアルカンであった。
マー性油及び再循環未反応樹脂油/ピペリレンコンセン
トレートを含む、重合に使用した溶媒中に溶解してい
た。重合物の低沸騰画分は部分的蒸留によってすでに除
去されていた。
担体上のペレット化Ni/ZnOであった。反応前に触
媒を水素下に250℃で活性化し、そして発生した水を
窒素パージによって除去した。触媒は
た。活性化した触媒(350g)を反応温度において2
000gの樹脂溶液に加えた。水素処理を、265℃に
おいて10×105 Pa(10バール、145psi)
水素圧で8時間実施した。
ング技術で単離し、続いて210℃において水蒸気吹き
込みした。
して測定したガードナーカラー2.1及びMMAP 4
4℃を有した。未処理のC−5樹脂はガードナーカラー
7.0及びMMAP 39℃を有した。
の影響を記述する。
化Ni/ZnOであり、
触媒の同じバッチ(100g)を6つの連続水素処理試
験に使用した。それぞれの試験において、脂肪族希釈剤
1500g中に416mg/kgの塩素を含むHerc
ules(登録商標)A101炭化水素樹脂の溶液15
00gを、固定床の攪拌オートクレーブ内で265℃に
おいて10×105 Pa(10バール、145psi)
水素圧を使用して3〜5時間水素処理した。Hercu
les(登録商標)A101はHercules BV, Middelbur
g(オランダ)から入手できるC−9芳香族樹脂であ
る。それぞれの試験中、脱色活性をσEカラー減少から
計算した。触媒による塩素取込みを樹脂中の塩素減少か
ら計算した。結果を表1に示す。
荷にもかかわらず、カラー減少k(σE)についての活
性は実際に未変化のままであることを示す。
たままのC−5炭化水素樹脂の水素処理を記述する。
(オランダ)から入手できるHercules(登録商
標)C 炭化水素樹脂であった。樹脂を、AlCl3 触
媒を使用してピペリレンコンセントレートから製造し
た。ピペリレンコンセントレートの主成分はペンテン
類;(ジ−)シクロペンタジエン類;トランス−ペンタ
ジエン−1,3;シクロペンテン;シス−ペンタジエン
−1,3−及びアルカンであった。樹脂は、70%の樹
脂及び30%のオリゴマー性油及び再循環未反応ピペリ
レンコンセントレートを含む重合溶媒中に溶解してい
た。低沸騰画分は部分的蒸留によってすでに除去されて
いた。
iO2 担体上のペレット化Ni/ZnOであった。反応
前に触媒を水素下に250℃で活性化し、そして発生し
た水を窒素パージによって除去した。触媒(350g)
を反応温度において2000gの樹脂溶液に加えた。水
素処理を、265℃において10×105Pa(10バ
ール、145psi)水素圧で6時間実施した。
ング技術で単離し、続いて210℃において水蒸気吹き
込みした。
して測定したガードナーカラー1.3及びMMAP 9
9℃を有した。未処理のC−5樹脂はガードナーカラー
6.3及びMMAP 94℃を有した。
樹脂の水素処理を記述する。
水素樹脂脂を脂肪族溶媒(35重量%樹脂)に溶解し、
そして触媒の塩素による失活を防止する慣用の方法で脱
塩素した。Hercotac(登録商標)205は実施
例1において記述したC−9樹脂油及び実施例3におい
て記述したピペリレンコンセントレートからAlCl3
触媒を使用して製造される芳香族−変性C−5炭化水素
樹脂である。この樹脂はHercules BV, Middelburg(オ
ランダ)から入手できる。水素処理用に使用した触媒
は、Engelhard, Rome(イタリア)から入手できる炭素
上−パラジウム押出物であった。触媒(100g)を反
応温度において2850gの樹脂溶液に加えた。水素処
理を、265℃において10×105 Pa(10バー
ル、145psi)水素圧で4時間実施した。
ング技術で単離し、続いて210℃において水蒸気吹き
込みした。
して測定したガードナーカラー4.0及びMMAP 3
7℃を有した。未処理のC−5樹脂はガードナーカラー
6.6及びMMAP 33℃を有した。
Claims (15)
- 【請求項1】 炭素−炭素二重結合を有し、かつカラー
ボディーを含む実質的に非晶質の炭化水素樹脂の色を淡
くする方法であって、 約250〜約10000の重量平均分子量を有する実質
的に非晶質の炭化水素樹脂を得ること、及び該樹脂の軟
化点または炭素−炭素二重結合の含量を実質的に変化さ
せることなくカラーボディーの水素化を促進する触媒の
存在下に1〜20バール(14.5〜290psi)の
水素圧において、該樹脂を水素と接触させることから本
質的に成る、前記の方法。 - 【請求項2】 水素圧が1〜15バール(14.5〜2
18psi)である、請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 水素圧が1〜10バール(14.5〜1
45psi)である、請求項1または2記載の方法。 - 【請求項4】 触媒が、ニッケル/亜鉛、ニッケル、パ
ラジウム、及びこれらの酸化物より成る群の少なくとも
1種から選択される、請求項1〜3のいずれかに記載の
方法。 - 【請求項5】 触媒がニッケル/酸化亜鉛である、請求
項1〜4のいずれかに記載の方法。 - 【請求項6】 触媒がシリカ支持体上にある、請求項5
に記載の方法。 - 【請求項7】 色を減少させるための触媒活性が、4,
2重量%までの塩素負荷において、本質的に未変化のま
まである、請求項5または6に記載の方法。 - 【請求項8】 樹脂が脂肪族炭化水素樹脂であり、そし
て接触工程後のガードナーカラーが3未満である、請求
項1に記載の方法。 - 【請求項9】 樹脂が芳香族炭化水素樹脂であり、そし
て接触工程後のガードナーカラーが5以下である、請求
項1に記載の方法。 - 【請求項10】 実質的に非晶質の炭化水素樹脂がカラ
ーボディー前駆体を含み、カラーボディー前駆体が接触
工程の間に水素化されない、請求項1〜9のいずれかに
記載の方法。 - 【請求項11】 樹脂がC−5炭化水素樹脂、C−9炭
化水素樹脂、混合C−5/C−9炭化水素樹脂、ビニル
芳香族変性C−5炭化水素樹脂、ジシクロペンタジエン
樹脂、芳香族変性ジシクロペンタジエン樹脂、テルペン
樹脂、テルペン−フェノール系樹脂、混合C−9/C−
4樹脂、及びクマロン・インデン樹脂より成る群から選
択される、請求項1〜10のいずれかに記載の方法。 - 【請求項12】 樹脂が溶媒中でのモノマーの重合によ
って製造され、そして接触工程が重合に使用する溶媒中
に樹脂が溶解する間に起こる、請求項1〜11のいずれ
かに記載の方法。 - 【請求項13】 重合溶媒が接触工程の後に回収され、
そしてそれが方法に再循環される、請求項12に記載の
方法。 - 【請求項14】 接触工程が、樹脂が溶融状態(純粋)
にある間に起こる、請求項1〜13のいずれかに記載の
方法。 - 【請求項15】 請求項1〜14のいずれかに記載の方
法によって製造された樹脂。
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