WO2022045298A1 - 炭化水素樹脂および炭化水素樹脂の製造方法 - Google Patents
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- WO2022045298A1 WO2022045298A1 PCT/JP2021/031547 JP2021031547W WO2022045298A1 WO 2022045298 A1 WO2022045298 A1 WO 2022045298A1 JP 2021031547 W JP2021031547 W JP 2021031547W WO 2022045298 A1 WO2022045298 A1 WO 2022045298A1
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F240/00—Copolymers of hydrocarbons and mineral oils, e.g. petroleum resins
Definitions
- the present invention relates to a hydrocarbon resin and a method for producing a hydrocarbon resin, and more particularly to a hydrocarbon resin having excellent odor after heating and heat-resistant hue stability and a method for producing the same.
- the hot melt adhesive solidifies in a short time, it is possible to efficiently bond various products, and since it does not require a solvent, it is highly safe to adhere to the human body. It is a hot-melting agent and is therefore used in various fields.
- thermoplastic polymer compound which is a base adhesive component and an adhesive resin for improving adhesive strength
- tackifying resin for example, a hydrocarbon resin such as a rosin-based resin, a terpene-based resin, a petroleum resin, and a hydrogenated petroleum resin is known.
- Patent Document 1 discloses a petroleum resin having a volatile organic compound component content of less than 100 wtppm.
- a hydrocarbon resin when used for a hot melt adhesive, generally, a raw material such as a hydrocarbon resin and a base polymer is mixed in a state of being heated to about 160 ° C. to obtain a hot melt adhesive.
- a method of producing an adhesive is used. Therefore, it has been required to improve the odor and heat-resistant hue stability of a hydrocarbon resin that can be used as a hot-melt adhesive for hot-melt adhesives after heating at about 160 ° C.
- the present invention has been made in view of such an actual situation, and an object of the present invention is to provide a hydrocarbon resin having excellent odor after heating and heat-resistant hue stability.
- a hydrocarbon resin having a total volatile component amount of 300 ⁇ g / g or less and a Gardner hue of less than 3 when heated at 160 ° C. for 30 minutes.
- the hydrocarbon resin of the present invention has a weight average molecular weight (Mw) of 500 to 6,500, a Z average molecular weight (Mz) of 700 to 19,500, and a ratio of the Z average molecular weight to the weight average molecular weight (Mz /). It is preferable that Mw) is 1.4 to 3.0 and the softening point is 30 ° C. or higher.
- Mw weight average molecular weight
- Mz Z average molecular weight
- Mz weight average molecular weight
- the hydrocarbon resin of the present invention preferably contains 0 to 1% by mass of an alicyclic diolefin monomer unit, and is a fat having 1,3-pentadiene monomer unit of 20 to 70% by mass and 4 to 6 carbon atoms. 10 to 50% by mass of cyclic monoolefin monomer unit, 5 to 30% by mass of acyclic monoolefin monomer unit having 4 to 8 carbon atoms, 0 to 1% by mass of alicyclic diolefin monomer unit, It is more preferable to contain 0 to 40% by mass of the aromatic monoolefin monomer unit.
- a polymerization step of obtaining a pre-treatment hydrocarbon resin by polymerizing a raw material for constituting the hydrocarbon resin, and a pre-treatment A stripping step of stripping a hydrocarbon resin at a temperature of 200 ° C. to 300 ° C. is included, and the stripping step is carried out by a thin film distillation method or a gas aeration amount per unit volume to be aerated in one minute.
- a method for producing a hydrocarbon resin which is carried out by a steam distillation method or a nitrogen stripping method under the condition of 1 / min or more.
- the method for producing a hydrocarbon resin of the present invention further includes a hydrogenation step of hydrogenating the untreated hydrocarbon resin before the stripping step.
- the hydrocarbon resin of the present invention has a total volatile component amount of 300 ⁇ g / g or less and a Gardner hue of less than 3 when heated at 160 ° C. for 30 minutes.
- the hydrocarbon resin of the present invention is not particularly limited, but is preferably a C5-based hydrocarbon resin or a C5 / C9-based hydrocarbon resin.
- the C5-based hydrocarbon resin refers to a hydrocarbon resin obtained by polymerizing a monomer composition containing at least one type of monomer contained in the C5 fraction obtained by thermally decomposing naphtha.
- Examples of the monomer contained in the C5 distillate include conjugated diene monomers having 4 to 5 carbon atoms such as 1,3-pentadiene, isoprene, and cyclopentadiene. Among them, in the present invention, there are examples. It is preferable that the monomer composition contains 1,3-pentadiene as the C5 distillate, that is, the hydrocarbon resin contains 1,3-pentadiene monomer units.
- the monomer contained in the C5 fraction and the monomer contained in the C9 fraction described later may be any monomer that can be contained as the C5 fraction or the C9 fraction when naphtha is thermally decomposed. ..
- the monomer contained in the C5 fraction is not limited to the monomer obtained by thermally decomposing naphtha as the C5 fraction, but is a single amount obtained by another synthesis method or the like. It may be a body.
- the C5 / C9-based hydrocarbon resin has at least one type of monomer contained in the C5 fraction obtained by thermally decomposing naphtha and at least one monomer contained in the C9 fraction obtained by thermally decomposing naphtha. It refers to a hydrocarbon resin obtained by polymerizing a monomer containing one type.
- Examples of the monomer contained in the C9 fraction include aromatic monoolefins having 8 to 10 carbon atoms such as styrene, ⁇ -methylstyrene, vinyltoluene, indene, and kumaron.
- the C5-based hydrocarbon resin or the C5 / C9-based hydrocarbon resin includes a 1,3-pentadiene monomer unit and an alicyclic monoolefin monomer unit having 4 to 6 carbon atoms.
- the content of 1,3-pentadiene monomer unit in the hydrocarbon resin of the present invention is not particularly limited, but is preferably in the range of 20% by mass to 70% by mass, and 25% by mass to 65% by mass. It is more preferably in the range of%, more preferably in the range of 30% by mass to 60% by mass, particularly preferably in the range of 32% by mass to 55% by mass, and 34% by mass to 50%. Most preferably, it is in the range of% by mass.
- the hydrocarbon resin of the present invention can be made more excellent in odor and heat-resistant hue stability after heating.
- the alicyclic monoolefin having 4 to 6 carbon atoms is a hydrocarbon compound having 4 to 6 carbon atoms having one ethylenically unsaturated bond and a non-aromatic ring structure in its molecular structure.
- Specific examples of the alicyclic monoolefin having 4 to 6 carbon atoms include cyclobutene, cyclopentene, cyclohexene, methylcyclobutene, and methylcyclopentene.
- the content of the alicyclic monoolefin monomer unit having 4 to 6 carbon atoms in the hydrocarbon resin of the present invention is not particularly limited, but is preferably in the range of 10% by mass to 50% by mass. It is more preferably in the range of 20% by mass to 45% by mass, and further preferably in the range of 25% by mass to 40% by mass.
- the hydrocarbon resin of the present invention is made superior in odor after heating and heat-resistant hue stability. Can be done.
- the alicyclic monoolefin having 4 to 6 carbon atoms can be used alone or in combination of two or more, and the ratio of each compound is arbitrary when two or more are used in combination.
- the content is preferably at least cyclopentene, and the proportion of cyclopentene in the alicyclic monoolefin having 4 to 6 carbon atoms is more preferably 50% by mass or more.
- the acyclic monoolefin having 4 to 8 carbon atoms is a chain hydrocarbon compound having one ethylenically unsaturated bond in its molecular structure and having no ring structure and having 4 to 8 carbon atoms.
- Specific examples of acyclic monoolefins having 4 to 8 carbon atoms include butenes such as 1-butene, 2-butene, and isobutylene (2-methylpropene); 1-pentene, 2-pentene, 2-methyl-1.
- -Pentenes such as butene, 3-methyl-1-butene, 2-methyl-2-butene; hexenes such as 1-hexene, 2-hexene, 2-methyl-1-pentene; 1-heptene, 2-heptene , 2-Methyl-1-hexene and other heptenes; 1-octene, 2-octene, 2-methyl-1-heptene, diisobutylene (2,4,4-trimethyl-1-pentene, 2,4,4- Octenes such as trimethyl-1-pentene); and the like.
- the content of the acyclic monoolefin monomer unit having 4 to 8 carbon atoms in the hydrocarbon resin of the present invention is not particularly limited, but is preferably in the range of 5% by mass to 30% by mass. It is more preferably in the range of 6% by mass to 25% by mass, further preferably in the range of 7% by mass to 20% by mass, and particularly preferably in the range of 7% by mass to 16% by mass. ..
- the hydrocarbon resin of the present invention is made superior in odor after heating and heat-resistant hue stability. Can be done.
- the acyclic monoolefin having 4 to 8 carbon atoms can be used alone or in combination of two or more, and the ratio of each compound in the case of using two or more in combination is arbitrary.
- the acyclic monoolefin having 4 to 8 carbon atoms preferably contains at least one selected from the group consisting of at least 2-methyl-2-butene, isobutylene and diisobutylene. It is more preferable that the ratio of the total amount of 2-methyl-2-butene, isobutylene and diisobutylene is 50% by mass or more.
- the hydrocarbon resin of the present invention may contain an alicyclic diolefin.
- the alicyclic diolefin is a hydrocarbon compound having two or more ethylenically unsaturated bonds and a non-aromatic ring structure in its molecular structure.
- Specific examples of the alicyclic diolefin include a multimer of cyclopentadiene such as cyclopentadiene and dicyclopentadiene, and a multimer of methylcyclopentadiene and methylcyclopentadiene.
- the content of the alicyclic diolefin monomer unit in the hydrocarbon resin of the present invention is not particularly limited, but is preferably in the range of 0% by mass to 1% by mass, and is preferably 0% by mass to 0% by mass. It is more preferably in the range of 7% by mass, further preferably in the range of 0% by mass to 0.4% by mass.
- the hydrocarbon resin of the present invention can be made more excellent in odor and heat-resistant hue stability after heating.
- the hydrocarbon resin of the present invention may contain an aromatic monoolefin.
- Aromatic monoolefins are aromatic compounds having one ethylenically unsaturated bond in their molecular structure. Specific examples of the aromatic monoolefin include styrene, ⁇ -methylstyrene, vinyltoluene, indene, kumaron and the like.
- the content of the aromatic monoolefin monomer unit in the hydrocarbon resin of the present invention is not particularly limited, but is preferably in the range of 0% by mass to 40% by mass, and is preferably 0% by mass to 35% by mass. It is preferably in the range of 0% by mass to 25% by mass, more preferably in the range of 0% by mass to 18% by mass, and further preferably in the range of 0% by mass to 18% by mass.
- the hydrocarbon resin of the present invention can be made more excellent in odor after heating and heat-resistant hue stability.
- the hydrocarbon resin of the present invention includes a 1,3-pentadiene monomer unit, an alicyclic monoolefin monomer unit having 4 to 6 carbon atoms, and an acyclic monoolefin unit having 4 to 8 carbon atoms. It may contain other monomer units other than the body unit, the alicyclic diolefin monomer unit, and the aromatic monoolefin monomer unit.
- the other monomer used to form such another monomer unit is not particularly limited as long as it is a compound having an addition-polymerizable property that can be additively copolymerized with 1,3-pentadiene or the like.
- examples of such other monomers include 1,3-butadiene, 1,2-butadiene, isoprene, 1,3-hexadiene, 1,4-pentadiene, and the like, which have 4 carbon atoms other than 1,3-pentadiene.
- Examples thereof include unsaturated hydrocarbons of up to 6; alicyclic monoolefins having 7 or more carbon atoms such as cycloheptene; acyclic monoolefins having carbon atoms other than 4 to 8 such as ethylene, propylene and nonene; and the like.
- the content of other monomer units in the hydrocarbon resin of the present invention is usually in the range of 0% by mass to 30% by mass, preferably in the range of 0% by mass to 25% by mass. , 0% by mass to 20% by mass, more preferably.
- the hydrocarbon resin of the present invention may be one in which at least a part of unsaturated bonds is hydrogenated. That is, the hydrocarbon resin of the present invention may be a hydride.
- the olefin hydrogenation ratio of the hydrocarbon resin of the present invention (the ratio of hydrogenated total non-aromatic carbon-carbon double bonds of the hydrocarbon resin before hydrogenation) is not particularly limited, but is preferably 4. It is most preferably ⁇ 95%, more preferably 5 to 90%, still more preferably 6 to 85%, even more preferably 7 to 80%, still more preferably 8 to 75%, particularly preferably 9 to 70%. Is 10 to 60%.
- the hydrocarbon resin of the present invention can be made more excellent in odor after heating and heat-resistant hue stability.
- the olefin hydrogenation ratio can be determined from the difference in the amount of non-aromatic carbon-carbon double bond contained in the hydrocarbon resin before hydrogenation and the hydrocarbon resin after hydrogenation.
- the amount of non-aromatic carbon-carbon double bond can be determined, for example, by 1 H-NMR spectrum measurement.
- the hydrocarbon resin of the present invention has a total volatile component amount of 300 ⁇ g / g or less when heated at 160 ° C. for 30 minutes. If the total amount of volatile components when heated at 160 ° C. for 30 minutes is too large, the hydrocarbon resin tends to be inferior in odor after heating and also inferior in heat-resistant hue stability.
- the total amount of volatile components when heated at 160 ° C. for 30 minutes is not particularly limited, but is preferably 240 ⁇ g / g or less, and more preferably 210 ⁇ g / g or less.
- the lower limit of the total amount of volatile components when heated at 160 ° C. for 30 minutes is not particularly limited, but is usually 1 ⁇ g / g or more.
- a method for controlling the total amount of volatile components when heated at 160 ° C. for 30 minutes for example, in the method for producing a hydrocarbon resin, stripping treatment conditions for the untreated hydrocarbon resin and, if necessary, the method are performed.
- Examples thereof include a method of adjusting production conditions such as hydrogenation conditions, and a method of adjusting a monomer composition (particularly, the content of a monomer unit composed of a monomer having a high boiling point).
- the total amount of volatile components of the hydrocarbon resin when heated at 160 ° C. for 30 minutes can be obtained as an n-decane conversion value by a gas chromatograph (GC) method using a headspace method.
- GC gas chromatograph
- the hydrocarbon resin of the present invention has a Gardner hue of less than 3. If the Gardner hue is too large, the hydrocarbon resin tends to be inferior in heat resistant hue stability and also inferior in odor after heating.
- the Gardner hue is preferably 2.0 or less, more preferably less than 2.0. By setting the Gardner hue in the above range, the hydrocarbon resin of the present invention can be made more excellent in odor after heating and heat-resistant hue stability.
- the Gardner hue of a hydrocarbon resin can be determined by evaluating a 50% by mass toluene solution of the hydrocarbon resin according to JIS K 0071-2.
- the weight average molecular weight (Mw) of the hydrocarbon resin of the present invention is preferably in the range of 500 to 6,500, more preferably in the range of 1,000 to 5,000, and further preferably in the range of 1,500 to 4,500.
- the range of 1,800 to 4,000 is particularly preferable.
- the Z average molecular weight (Mz) of the hydrocarbon resin of the present invention is preferably in the range of 700 to 19,500, more preferably in the range of 1,500 to 16,000, and even more preferably in the range of 3,000 to 14,000. In particular, the range is 5,000 to 10,000.
- the ratio (Mz / Mw) of the Z average molecular weight to the weight average molecular weight of the hydrocarbon resin of the present invention is preferably in the range of 1.4 to 3.0, more preferably 1.8 to 3.0. The range, more preferably 2.2 to 3.0.
- a hydrocarbon resin can be used as a hot melt adhesive composition.
- the compatibility with the base polymer can be enhanced, whereby the adhesive performance can be enhanced.
- the weight average molecular weight (Mw), the Z average molecular weight (Mz), and the ratio of the Z average molecular weight to the weight average molecular weight (Mz / Mw) are such that the amount of the acyclic monoolefin having 4 to 8 carbon atoms is adjusted. It can be controlled by adjusting the production conditions such as adjusting the monomer composition and adjusting the amount of the polymerization catalyst in the method for producing the hydrocarbon resin.
- the weight average molecular weight (Mw), Z average molecular weight (Mz), and the ratio of Z average molecular weight to the weight average molecular weight (Mz / Mw) of the hydrocarbon resin can be obtained as polystyrene-equivalent values by measurement of high-speed liquid chromatography. ..
- the softening point of the hydrocarbon resin is not particularly limited, but is preferably 30 ° C. or higher, more preferably 50 ° C. to 125 ° C., still more preferably 60 ° C. to 115 ° C., and particularly preferably 80 ° C. ° C to 110 ° C.
- the softening point of the hydrocarbon resin can be controlled by adjusting the composition of each monomer or by adjusting the production conditions in the method for producing a hydrocarbon resin described later.
- the softening point of the hydrocarbon resin can be measured according to JIS K6863.
- the method for producing the hydrocarbon resin of the present invention is not particularly limited as long as the hydrocarbon resin of the present invention can be obtained.
- the method is not limited.
- a method of performing a stripping treatment for removing volatile components such as unreacted monomers can be used.
- a method for producing a hydrocarbon resin of the present invention there is a polymerization step of obtaining a pre-treated hydrocarbon resin by polymerizing a raw material for constituting the hydrocarbon resin, and a pre-treatment hydrocarbon resin.
- a stripping step of performing a stripping treatment at a temperature of 200 to 300 ° C. is included, and the stripping step is carried out by a thin film distillation method or a condition in which the gas aeration amount per unit volume to be aerated in 1 minute is 1 / min or more.
- the production method performed by the steam distillation method or the nitrogen stripping method in the above (hereinafter referred to as the production method of the present invention) is preferable. According to the production method of the present invention, a hydrocarbon resin having excellent odor after heating and heat-resistant hue stability can be obtained.
- the production method of the present invention includes a polymerization step of obtaining a pre-treated hydrocarbon resin by polymerizing a raw material for constituting a hydrocarbon resin.
- cationic polymerization is preferable, and cation polymerization using a Friedel-Crafts type cation polymerization catalyst is more preferable because a hydrocarbon resin having excellent odor after heating and heat-resistant hue stability can be obtained.
- the Friedel-Crafts type cationic polymerization catalyst is not particularly limited, and examples thereof include halides such as aluminum, iron, tantalum, zirconium, tin, beryllium, boron, antimony, gallium, bismuth, and molybdenum. Of these, aluminum halides such as aluminum chloride (AlCl 3 ) and aluminum bromide (AlBr 3 ) are preferable.
- the amount of the Friedel-Crafts type cationic polymerization catalyst used is preferably 0.05 to 10 parts by mass, more preferably 0.1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the monomer mixture used for the polymerization. ..
- a halogenated hydrocarbon may be used in combination with a Friedel-Crafts type cationic polymerization catalyst because the catalytic activity can be further enhanced. preferable.
- halogenated hydrocarbons include halogenated hydrocarbons in which a halogen atom is bonded to a tertiary carbon atom such as t-butyl chloride, t-butyl bromide, 2-chloro-2-methylbutane, and triphenylmethyl chloride; benzyl.
- Carbon-carbon unsaturated bonds such as chloride, benzyl bromide, (1-chloroethyl) benzene, allyl chloride, 3-chloro-1-propine, 3-chloro-1-butene, 3-chloro-1-butin, silica skin chloride
- Halogenated hydrocarbons in which a halogen atom is bonded to a carbon atom adjacent to the above Among these, t-butyl chloride and benzyl chloride are preferable from the viewpoint of excellent balance between catalytic activity and handleability.
- the halogenated hydrocarbon may be used alone or in combination of two or more.
- the amount of the halogenated hydrocarbon used is preferably in the range of 0.05 to 50, more preferably in the range of 0.1 to 10, in terms of the molar ratio with respect to the Friedel-Crafts type cationic polymerization catalyst.
- the order in which each component of the monomer mixture and the polymerization catalyst is added to the polymerization reactor is not particularly limited and may be added in any order, but from the viewpoint of satisfactorily controlling the polymerization reaction. Therefore, a method is preferable in which a monomer mixture and a part of the components of the polymerization catalyst are added to the polymerization reactor to start the polymerization reaction, and then the rest of the polymerization catalyst is added to the polymerization reactor.
- a Friedelcrafts-type cationic polymerization catalyst and an alicyclic monoolefin having 4 to 6 carbon atoms may be mixed. preferable.
- the amount of alicyclic monoolefin having 4 to 6 carbon atoms mixed with the Friedel-Crafts type cationic polymerization catalyst is "carbon" from the viewpoint of more appropriately preventing gel formation while ensuring sufficient catalytic activity.
- the mass ratio of the alicyclic monoolefin of the number 4 to 6: Friedel-Crafts type cationic polymerization catalyst is preferably in the range of 5: 1 to 120: 1, and more preferably 10: 1 to 100: 1. , More preferably in the range of 15: 1 to 80: 1.
- the order of feeding is not particularly limited, and Friedel is added to the alicyclic monoolefin having 4 to 6 carbon atoms.
- a Krafts-type cationic polymerization catalyst may be charged, or conversely, an alicyclic monoolefin having 4 to 6 carbon atoms may be charged into the Friedel-Crafts type cationic polymerization catalyst.
- Mixing is usually accompanied by exotherm, so suitable diluents can also be used. As the diluent, a volatile solvent described later can be used.
- a mixture of an addition-polymerizable component and a non-addition-polymerizable component such as a mixture of cyclopentane and cyclopentene derived from the C5 distillate, is added to the polymerization reaction system, and the addition-polymerizable component is a single amount. It can also be used as a component of the body mixture and the non-additionally polymerizable component as a solvent.
- a volatile solvent to the polymerization reaction system to carry out the polymerization reaction.
- the type of volatile solvent is not particularly limited as long as it does not inhibit the polymerization reaction, but saturated aliphatic hydrocarbons or aromatic hydrocarbons are preferable.
- saturated aliphatic hydrocarbons include n-pentane, n-hexane, 2-methylpentane, 3-methylpentane, n-heptane, 2-methylhexane, 3-methylhexane, 3-ethylpentane, and 2,2.
- -Dimethylpentane, 2,3-dimethylpentane, 2,4-dimethylpentane, 3,3-dimethylpentane, 2,2,3-trimethylbutane, 2,2,4-trimethylpentane, etc. having 5 to 10 carbon atoms.
- the aromatic hydrocarbon include aromatic hydrocarbons having 6 to 10 carbon atoms such as benzene, toluene and xylene.
- the volatile solvent may be used alone or in combination of two or more.
- the amount of the volatile solvent used is not particularly limited, but is preferably 10 to 1,000 parts by mass, and more preferably 50 to 500 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the monomer mixture used for the polymerization.
- the polymerization temperature at the time of carrying out the polymerization reaction is not particularly limited, but is preferably ⁇ 20 ° C. to 100 ° C., more preferably 10 ° C. to 70 ° C.
- the polymerization reaction time may be appropriately selected, but is usually 10 minutes to 12 hours, preferably 30 minutes to 6 hours.
- the polymerization reaction is stopped by adding a polymerization terminator such as methanol, an aqueous solution of sodium hydroxide, or an aqueous solution of ammonia to the polymerization reaction system to obtain a pretreatment hydrocarbon resin.
- a polymerization terminator such as methanol, an aqueous solution of sodium hydroxide, or an aqueous solution of ammonia to the polymerization reaction system to obtain a pretreatment hydrocarbon resin.
- a polymer solution containing the mixture can be obtained.
- a polymerization terminator may be added in the polymerization step to remove the solvent-insoluble catalyst residue generated when the polymerization catalyst is inactivated by filtration or the like.
- the volatile organic compound component can be removed by performing steam distillation or vacuum distillation on the polymer solution containing the untreated hydrocarbon resin under the condition of a temperature of less than 200 ° C. Further, by these methods, the untreated hydrocarbon resin in a solid state can also be obtained from the polymer solution containing the untreated hydrocarbon resin.
- the production method of the present invention further includes a hydrogenation step of hydrogenating the untreated hydrocarbon resin obtained in the polymerization step before the stripping step described later.
- a hydrogenation step before the stripping step the stripping treatment can be stably performed, and a hydrocarbon resin having excellent odor and heat-resistant hue stability after heating can be obtained.
- Hydrogenation of the pre-treatment hydrocarbon resin can be performed by contacting the pre-treatment hydrocarbon resin with hydrogen in the presence of a hydrogenation catalyst.
- the hydrogenation catalyst is not particularly limited, but a nickel catalyst is preferable.
- a catalyst containing a compound in which nickel as a metal is supported as a main component in a supported inorganic compound as a carrier is preferable.
- the supported inorganic compound as a carrier include silica, alumina, boria, silica-alumina, diatomaceous earth, white clay, clay, magnesia, magnesia-silica (silica-magnesium oxide), titania, zirconia and the like. Of these, magnesia-silica is preferable from the viewpoint of reactivity.
- the shape of the hydrogenation catalyst is not particularly limited, but from the viewpoint of reactivity, granular ones are preferable, and for example, various shapes such as pellets, spheres, and cylinders can be used, but reactivity is possible.
- the average diameter thereof is preferably 1 to 5 mm ⁇ , more preferably 1 to 4 mm ⁇ , still more preferably 1 to 3 mm ⁇ , and the average length thereof is preferably 1 to 10 mm, more preferably. Is 1 to 8 mm, more preferably 1 to 4 mm.
- the state of the pre-treatment hydrocarbon resin at the time of the hydrogenation reaction is not particularly limited, and may be in a state of being dissolved in an organic solvent, in a solid state, or in a molten state. good.
- the state of being dissolved in an organic solvent may be a state of a polymer solution containing a pretreatment hydrocarbon resin obtained in a polymerization step, or a state of a solid untreated hydrocarbon resin dissolved in an organic solvent. May be.
- the organic solvent for dissolving the pre-treatment hydrocarbon resin may be any as long as it is inactive with respect to the hydrogenation catalyst, and is not particularly limited, but a hydrocarbon solvent is preferably used from the viewpoint of solubility.
- the method of contacting the hydrocarbon resin with hydrogen in the presence of the hydrogenation catalyst is not particularly limited, but for example, it is necessary to allow the hydrogenation resin and the hydrogenation catalyst to coexist in a container of appropriate selection.
- Examples thereof include a batch treatment method in which the mixture is stirred accordingly and brought into contact with hydrogen, and a continuous treatment method in which the hydrocarbon resin is brought into contact with hydrogen while being circulated in a fixed bed reactor to which a hydrogenation catalyst is fixed.
- a hydrocarbon resin having a target olefin hydrogenation ratio can be stably and efficiently obtained, and as a result, a hydrocarbon resin having excellent odor after heating and heat-resistant hue stability can be obtained. Therefore, it is preferable to adopt a method in which the untreated hydrocarbon resin is brought into direct contact with hydrogen in a solid state or in a molten state. It is more preferable to adopt a continuous treatment method in which the molten untreated hydrocarbon resin is circulated and brought into contact with hydrogen.
- the fixed bed reactor is not particularly limited, but a multi-tube heat exchange type hydrogenation reactor is preferably used from the viewpoint of reaction efficiency.
- the multi-tube heat exchange type hydrogenation reactor is equipped with a plurality of reaction tubes filled with hydrogenation catalysts, and while the outside of the reaction tubes is heated by a heat medium, the inside of the reaction tubes is subject to hydrogen gas and hydrogenation. It is an apparatus capable of continuously performing a hydrogenation reaction by circulating a polymer.
- JP-A-5-276269, JP-A-63-141638, JP-A-2-56238. Etc. which are disclosed in the above, can be used.
- the inner diameter of the reaction tube of the multi-tube heat exchange type hydrogenation reactor is preferably 6 to 100 mm, more preferably 10 to 70 mm, and the length of the reaction tube is preferably 0.1 to 10 m. It is preferably 0.3 to 7 m.
- the untreated hydrocarbon resin is preferably 150 to 350 ° C, more preferably 150 to 300 ° C, still more preferably 160 to 275 ° C, and particularly preferably 170 to 250 ° C. It is preferable to carry out the hydrogenation reaction in a molten state by heating to ° C.
- the melt viscosity of the untreated hydrocarbon resin is preferably in the range of 50 to 1500 mPa ⁇ s, more preferably in the range of 50 to 1000 mPa ⁇ s, and more preferably in the range of 75 to 800 mPa ⁇ s. Is more preferable, and the range of 100 to 600 mPa ⁇ s is particularly preferable.
- a thermocell type Brookfield viscometer was used, and the rotor No. It can be measured using 31.
- a method of preheating the pretreatment hydrocarbon resin to be introduced into the fixed bed reactor a method of preheating the fixed bed
- Examples of the method of heating in a reactor include a method of stably and efficiently obtaining a pre-treated hydrocarbon resin after hydrogenation having a target olefin hydrogenation ratio, and as a result, odor after heating and odor after heating. Since it is possible to obtain an excellent hydrocarbon resin with heat-resistant hue stability, it is desirable to adopt both of these heating methods.
- the hydrogen pressure at the time of the hydrogenation reaction is preferably in the range of 0.5 to 3.0 MPa, more preferably in the range of 0.8 to 2.5 MPa, and further preferably in the range of 1.0 to 1.0 MPa in terms of absolute pressure. It is in the range of 2.0 MPa.
- a post-hydrogenated hydrocarbon resin having a target olefin hydrogenation ratio can be stably and efficiently obtained, and as a result, heating is performed.
- An excellent hydrocarbon resin can be obtained due to the subsequent odor and heat-resistant hue stability.
- an antioxidant may be added to the untreated hydrocarbon resin after hydrogenation obtained in the hydrogenation step.
- the antioxidant is not particularly limited, but for example, pentaerythritol tetrakis [3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate], octadecyl-3- (3,5-di-t).
- Hindered phenolic compounds such as -butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, 2,6-di-t-butyl-p-cresol, di-t-butyl-4-methylphenol; dilaurylthiopropionate and the like.
- the antioxidant may be used alone or in combination of two or more.
- the amount of the antioxidant to be blended is not particularly limited, but is preferably 10 parts by mass or less, more preferably 0.05 to 5 parts by mass, in proportion to 100 parts by mass of the untreated hydrocarbon resin after hydrogenation. ..
- the production method of the present invention includes a stripping step of stripping the untreated hydrocarbon resin at a temperature of 200 ° C to 300 ° C.
- the stripping treatment is performed by a thin film distillation method, a steam distillation method or a nitrogen stripping method. Further, in the steam distillation method or the nitrogen stripping method, the stripping treatment is performed under the condition that the gas aeration amount per unit volume of aeration per minute is 1 / min or more.
- the gas aeration amount is the aeration amount of steam in the steam distillation method, and the aeration amount of nitrogen in the nitrogen stripping method.
- the gas aeration amount is 1 / min.
- the state of the pre-treatment hydrocarbon resin at the time of stripping treatment is not particularly limited, and may be a state of being dissolved in an organic solvent, or a state of melting a hydrocarbon resin which is a solid state at room temperature is melted. It may be in a state, but from the viewpoint of productivity, a state in which a hydrocarbon resin which is a solid state at room temperature is melted is preferable.
- a hydrogenation step is included before the stripping step, a specific stripping treatment is performed on the untreated hydrocarbon resin after hydrogenation in the stripping step.
- the pretreatment hydrocarbon resin is supplied to the thin film distillation apparatus, and the pretreatment hydrocarbon resin is vaporized under the conditions of a temperature of 200 ° C. to 300 ° C. to cause pretreatment carbonization.
- This is a method for removing volatile organic compound components from a hydrocarbon resin.
- the treatment temperature may be 200 ° C. to 300 ° C., and is not particularly limited, but 220 ° C. to 300 ° C. is preferable, 240 ° C. to 300 ° C. is more preferable, 255 ° C. to 300 ° C. is further preferable, and 265 ° C. to 300 ° C. is preferable. Especially preferable.
- the processing pressure is preferably 0.1 kPa to 15 kPa, more preferably 0.1 kPa to 12 kPa, and even more preferably 0.1 kPa to 10 kPa.
- the treatment time is preferably 5 minutes to 180 minutes, more preferably 15 minutes to 150 minutes, still more preferably 30 minutes to 120 minutes.
- the untreated hydrocarbon resin is supplied to the steam distillation apparatus, and the temperature is 200 ° C. to 300 ° C., and the gas aeration amount per unit volume is 1 / min or more. It is a method of removing a volatile organic compound component from a pre-treatment hydrocarbon resin by aerating steam through the pre-treatment hydrocarbon resin under conditions.
- the device used for the steam distillation method is not particularly limited as long as it is a generally used device, and for example, a flash drum, a wet wall tower, a diffusion tower, or the like can be used.
- the treatment temperature may be 200 ° C. to 300 ° C., and is not particularly limited, but 220 ° C. to 300 ° C. is preferable, 240 ° C. to 300 ° C. is more preferable, 255 ° C. to 300 ° C. is further preferable, and 265 ° C. to 300 ° C. is preferable. Especially preferable.
- the processing pressure is preferably 0.5 kPa to 100 kPa, more preferably 0.5 kPa to 75 kPa, and even more preferably 0.5 kPa to 50 kPa.
- the gas aeration amount may be 1 / min or more, and is not particularly limited, but is preferably 1 / min to 100 / min, more preferably 5 / min to 50 / min, and even more preferably 10 / min to 50 / min.
- the treatment time is preferably 1 minute to 180 minutes, more preferably 2 minutes to 120 minutes, still more preferably 5 minutes to 60 minutes.
- the untreated hydrocarbon resin is supplied to the nitrogen stripping device, and the temperature is 200 ° C. to 300 ° C., and the gas aeration amount per unit volume is 1 / min. Under the above conditions, it is a method of removing a volatile organic compound component from a pre-treatment hydrocarbon resin by aerating nitrogen through the pre-treatment hydrocarbon resin.
- the device used for the nitrogen stripping method is not particularly limited as long as it is a generally used device, and for example, a rotary evaporator, a flash drum, or the like can be used.
- the treatment temperature may be 200 ° C. to 300 ° C., and is not particularly limited, but 220 ° C. to 300 ° C. is preferable, 240 ° C. to 300 ° C. is more preferable, 255 ° C. to 300 ° C. is further preferable, and 265 ° C. to 300 ° C. is preferable. Especially preferable.
- the processing pressure is preferably 0.5 kPa to 100 kPa, more preferably 0.5 kPa to 75 kPa, and even more preferably 0.5 kPa to 50 kPa.
- the gas aeration amount may be 1 / min or more, and is not particularly limited, but is preferably 1 / min to 100 / min, and more preferably 5 / min to 50 / min.
- the treatment time is preferably 1 minute to 180 minutes, more preferably 2 minutes to 120 minutes, still more preferably 5 minutes to 60 minutes.
- the stripping step is carried out by a thin film distillation method, a steam distillation method or a nitrogen stripping method under the condition that the gas aeration amount per unit volume to be aerated in one minute is 1 / min or more.
- the method is not particularly limited, but it is preferably performed by a thin film distillation method or a steam distillation method under the condition that the gas aeration amount per unit volume to be aerated in 1 minute is 1 / min or more.
- the hydrocarbon resin of the present invention has excellent odor and heat-resistant hue stability after heating, and can be suitably used for various applications such as hot melt adhesives by taking advantage of these characteristics. can.
- its use is not particularly limited.
- the hydrocarbon resin of the present invention is excellent in odor and heat-resistant hue stability after heating at about 160 ° C.
- the hydrocarbon resin and the base polymer are used at about 160 ° C. in order to produce a hot melt adhesive. Even when mixed at a high temperature, the obtained hot melt adhesive has excellent odor and hue. Therefore, the hydrocarbon resin of the present invention can be particularly preferably used for hot melt adhesives.
- Total amount of volatile components of hydrocarbon resin when heated at 160 ° C for 30 minutes For 0.2 g of the hydrocarbon resin, the total amount of volatile components when heated at 160 ° C. for 30 minutes was measured as an n-decane equivalent value by a gas chromatograph (GC) method using a headspace method. The measurement conditions are shown below.
- GC gas chromatograph
- Hydrocarbon resin olefin hydrogenation rate For the hydrocarbon resin before hydrogenation and the hydrocarbon resin after hydrogenation, determine the amount of each olefin by 1 H-NMR spectrum measurement, and determine the olefin hydrogenation rate (%) based on the difference in the amount of olefin before and after hydrogenation. Calculated. In 1 H-NMR spectrum measurement, deuterated chloroform was used as a solvent, and JMN-AL series AL400 (manufactured by JEOL) was used as an NMR measuring device.
- Example 1 A mixture of 50.7 parts of cyclopentane and 35.3 parts of cyclopentene was charged into the polymerization reactor, the temperature was raised to 75 ° C., and then 1.3 parts of aluminum chloride was added to obtain a mixture M1. Subsequently, 1,3-pentadiene 48.2 parts, isobutylene 10.4 parts, diisobutylene 5.2 parts, C4-C6 unsaturated hydrocarbon 0.6 parts, dicyclopentadiene 0.3 parts, C4-C6 saturated hydrocarbons.
- the mixture M2 consisting of 12.1 parts of hydrogen and 1.0 part of toluene and 0.2 part of benzyl chloride were passed through different lines, respectively, and the temperature (75 ° C.) was maintained for 60 minutes, as described above.
- Polymerization was carried out while continuously adding to a polymerization reactor containing the obtained mixture M1.
- an aqueous sodium hydroxide solution was added to the polymerization reactor to terminate the polymerization reaction.
- a polymer solution containing a pre-treatment hydrocarbon resin, an unreacted monomer and the like was obtained.
- the polymer solution was transferred to a distillation pot and heated at 150 ° C.
- a pre-treatment hydrocarbon resin was obtained.
- the composition of the obtained untreated hydrocarbon resin was almost the same as the component ratio of the raw materials for constituting the hydrocarbon resin.
- the temperature of the untreated hydrocarbon resin is set to 240 ° C. together with hydrogen gas in a multi-tube heat exchange type hydrogenation reactor.
- a pre-treated hydrocarbon resin was obtained by carrying out a hydrogenation reaction by continuously introducing the material in a maintained state.
- the hydrogen pressure during the hydrogenation reaction was 1.5 MPa in absolute pressure, and the amount of hydrogen was 1.5 parts.
- the obtained untreated hydrocarbon resin after hydrogenation was supplied to a steam distillation apparatus (manufactured by Alpha Laval), and stripped for 15 minutes under the conditions of a temperature of 270 ° C., a steam aeration rate of 20 / min, and a pressure of 25 kPa.
- the treatment was carried out to obtain a hydrocarbon resin.
- the obtained hydrocarbon resin has a total volatile component amount, Gardner hue, weight average molecular weight (Mw), Z average molecular weight (Mz), and molecular weight when heated at 160 ° C. for 30 minutes according to the above method.
- Mz / Mw weight average molecular weight
- Mz Z average molecular weight
- Examples 2 to 4 are the same as in Example 1 except that the types and amounts of the components to be added to the polymerization reactor, the polymerization temperature, the hydrogenation conditions, and the stripping conditions are changed as shown in Table 1 below.
- the hydrocarbon resins of the above were obtained respectively.
- Styrene not described in Example 1 was mixed with 1,3-pentadiene and the like and subjected to polymerization.
- t-butyl chloride was subjected to polymerization in place of benzyl chloride. Then, the obtained hydrocarbon resin was tested and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
- Example 5 A pre-treatment hydrocarbon resin after hydrogenation was obtained in the same manner as in Example 1. Next, the obtained untreated hydrocarbon resin after hydrogenation was supplied to a thin film distillation apparatus (manufactured by Hitachi Plant Technologies, Ltd.), stripped for 70 minutes under the conditions of a temperature of 270 ° C. and a pressure of 3 kPa to carry out a hydrocarbon treatment. Obtained resin. Then, the obtained hydrocarbon resin was tested and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
- Example 6 A pre-treatment hydrocarbon resin after hydrogenation was obtained in the same manner as in Example 1. Next, the obtained untreated hydrocarbon resin after hydrogenation was supplied to a thin film distillation apparatus, and stripping treatment was performed for 60 minutes under the conditions of a temperature of 290 ° C. and a pressure of 3 kPa to obtain a hydrocarbon resin. Then, the obtained hydrocarbon resin was tested and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
- Example 1 An untreated hydrocarbon resin was obtained in the same manner as in Example 1. Next, the obtained untreated hydrocarbon resin was supplied to a steam distillation apparatus and subjected to stripping treatment for 15 minutes under the conditions of a temperature of 270 ° C., a steam aeration rate of 20 / min, and a pressure of 25 kPa to obtain a hydrocarbon resin. Then, the obtained hydrocarbon resin was tested and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
- the polymer solution was transferred to a distillation pot, and a stripping operation was performed by heating at 150 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere to remove the polymerization solvent and unreacted monomers, and then the hydrocarbon before treatment. Obtained resin.
- a hydrocarbon resin was obtained in the same manner as in Example 1 except that the untreated hydrocarbon resin obtained above was used. Then, the obtained hydrocarbon resin was tested and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
- Comparative Examples 3 to 6 are the same as in Example 1 except that the types and amounts of the components to be added to the polymerization reactor, the polymerization temperature, the hydrogenation conditions, and the stripping conditions are changed as shown in Table 2 below.
- the hydrocarbon resins of the above were obtained respectively. Boron trifluoride was used for polymerization instead of aluminum chloride. Further, cyclopentadiene, styrene, vinyltoluene, indene, ⁇ -methylstyrene, ⁇ -methylstyrene, and C9 saturated hydrocarbons not described in Example 1 were mixed with dicyclopentadiene and the like and subjected to polymerization. Then, the obtained hydrocarbon resin was tested and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
- a hydrocarbon resin having a total volatile component amount of 300 ⁇ g / g or less and a Gardner hue of less than 3 when heated at 160 ° C. for 30 minutes is excellent in odor and heat-resistant hue stability after heating. (Examples 1 to 6).
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Abstract
160℃、30分の条件で加熱した際における全揮発成分量が300μg/g以下であり、ガードナー色相が3未満である炭化水素樹脂を提供する。また、該炭化水素樹脂の製造方法であって、重合工程、および、特定のストリッピング工程を含む炭化水素樹脂の製造方法を提供する。
Description
本発明は、炭化水素樹脂および炭化水素樹脂の製造方法に関し、さらに詳しくは、加熱後の臭気および耐熱色相安定性に優れた炭化水素樹脂およびその製造方法に関する。
ホットメルト粘接着剤は、短時間で固化することから、種々の製品を効率的に接着させることが可能であり、しかも、溶剤を必要としないことから、人体への安全性が高い粘接着剤であり、そのため、様々な分野で用いられている。
ホットメルト粘接着剤としては、ベース粘着剤成分である熱可塑性高分子化合物と粘着強度を向上させる粘着付与樹脂とを配合してなるものが広く知られている。粘着付与樹脂としては、例えばロジン系樹脂、テルペン系樹脂、石油樹脂、水素添加石油樹脂などの炭化水素樹脂が公知である。
たとえば、特許文献1には、揮発性有機化合物成分の含有量が100wtppm未満である石油樹脂が開示されている。
ところで、炭化水素樹脂をホットメルト粘接着剤用途に用いる場合には、一般的に、炭化水素樹脂およびベースポリマー等の原料を、160℃程度に加熱した状態で混合することにより、ホットメルト粘接着剤を製造する方法が用いられる。そのため、ホットメルト粘接着剤用途に用いることができる炭化水素樹脂について、160℃程度で加熱した後の臭気および耐熱色相安定性の改善が求められていた。
本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、その目的は、加熱後の臭気および耐熱色相安定性に優れた炭化水素樹脂を提供することにある。
本発明者らは、上記目的を達成すべく検討を行ったところ、特定条件で加熱した際における全揮発成分量、およびガードナー色相が特定の範囲である炭化水素樹脂が、加熱後の臭気および耐熱色相安定性に優れることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明によれば、160℃、30分の条件で加熱した際における全揮発成分量が300μg/g以下であり、ガードナー色相が3未満である炭化水素樹脂が提供される。
本発明の炭化水素樹脂は、重量平均分子量(Mw)が500~6,500であり、Z平均分子量(Mz)が700~19,500であり、重量平均分子量に対するZ平均分子量の比(Mz/Mw)が1.4~3.0であり、軟化点が30℃以上であることが好ましい。
本発明の炭化水素樹脂は、不飽和結合の少なくとも一部が水素化されてなることが好ましい。
本発明の炭化水素樹脂は、C5系炭化水素樹脂又はC5/C9系炭化水素樹脂であることが好ましい。
本発明の炭化水素樹脂は、脂環式ジオレフィン単量体単位0~1質量%を含むことが好ましく、1,3-ペンタジエン単量体単位20~70質量%、炭素数4~6の脂環式モノオレフィン単量体単位10~50質量%、炭素数4~8の非環式モノオレフィン単量体単位5~30質量%、脂環式ジオレフィン単量体単位0~1質量%、及び芳香族モノオレフィン単量体単位0~40質量%を含むことがより好ましい。
本発明の炭化水素樹脂は、不飽和結合の少なくとも一部が水素化されてなることが好ましい。
本発明の炭化水素樹脂は、C5系炭化水素樹脂又はC5/C9系炭化水素樹脂であることが好ましい。
本発明の炭化水素樹脂は、脂環式ジオレフィン単量体単位0~1質量%を含むことが好ましく、1,3-ペンタジエン単量体単位20~70質量%、炭素数4~6の脂環式モノオレフィン単量体単位10~50質量%、炭素数4~8の非環式モノオレフィン単量体単位5~30質量%、脂環式ジオレフィン単量体単位0~1質量%、及び芳香族モノオレフィン単量体単位0~40質量%を含むことがより好ましい。
また、本発明によれば、上記の炭化水素樹脂の製造方法であって、炭化水素樹脂を構成するための原料を重合することにより、処理前炭化水素樹脂を得る重合工程、および、前記処理前炭化水素樹脂に対して、温度200℃~300℃にてストリッピング処理を行うストリッピング工程を含み、前記ストリッピング工程を、薄膜蒸留法、もしくは、1分間に通気する単位体積あたりのガス通気量が1/min以上の条件下での水蒸気蒸留法または窒素ストリッピング法により行う炭化水素樹脂の製造方法が提供される。
本発明の炭化水素樹脂の製造方法は、前記ストリッピング工程の前に、前記処理前炭化水素樹脂を水素化する水素化工程をさらに備えることが好ましい。
本発明の炭化水素樹脂の製造方法において、前記ストリッピング処理を255℃~300℃にて行うことが好ましい。
本発明の炭化水素樹脂の製造方法は、前記ストリッピング工程の前に、前記処理前炭化水素樹脂を水素化する水素化工程をさらに備えることが好ましい。
本発明の炭化水素樹脂の製造方法において、前記ストリッピング処理を255℃~300℃にて行うことが好ましい。
本発明によれば、加熱後の臭気および耐熱色相安定性に優れた炭化水素樹脂を提供することができる。
<炭化水素樹脂>
本発明の炭化水素樹脂は、160℃、30分の条件で加熱した際における全揮発成分量が300μg/g以下であり、ガードナー色相が3未満である。
本発明の炭化水素樹脂は、160℃、30分の条件で加熱した際における全揮発成分量が300μg/g以下であり、ガードナー色相が3未満である。
本発明の炭化水素樹脂としては、特に限定されないが、C5系炭化水素樹脂またはC5/C9系炭化水素樹脂であることが好ましい。
C5系炭化水素樹脂は、ナフサを熱分解して得られるC5留分に含まれる単量体の少なくとも1種類を含む単量体組成物を重合して得られる炭化水素樹脂をいうものである。
C5留分に含まれる単量体としては、例えば、1,3-ペンタジエン、イソプレン、シクロペンタジエンなどの炭素数4~5の共役ジエン単量体を挙げることができ、なかでも本発明においては、単量体組成物がC5留分として1,3-ペンタジエンを含むものであること、すなわち、炭化水素樹脂が1,3-ペンタジエン単量体単位を含むものであることが好ましい。
なお、C5留分に含まれる単量体および後述するC9留分に含まれる単量体は、ナフサを熱分解した際にC5留分またはC9留分として含まれ得る単量体であればよい。例えば、上記C5留分に含まれる単量体としては、ナフサを熱分解してC5留分として得られた単量体に限定されるものではなく、他の合成方法等により得られた単量体であってもよい。
C5/C9系炭化水素樹脂は、ナフサを熱分解して得られるC5留分に含まれる単量体の少なくとも1種類およびナフサを熱分解して得られるC9留分に含まれる単量体の少なくとも1種類を含む単量体を重合して得られる炭化水素樹脂をいうものである。
C9留分に含まれる単量体としては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン、インデン、クマロンなどの炭素数8~10の芳香族モノオレフィンを挙げることができる。
このようなC5系炭化水素樹脂またはC5/C9系炭化水素樹脂としては、より具体的には、1,3-ペンタジエン単量体単位、炭素数4~6の脂環式モノオレフィン単量体単位、及び炭素数4~8の非環式モノオレフィン単量体単位を少なくとも含み、さらに必要に応じて脂環式ジオレフィン単量体単位、及び芳香族モノオレフィン単量体単位を含む炭化水素樹脂が好ましい。
本発明の炭化水素樹脂中における、1,3-ペンタジエン単量体単位の含有量は、特に限定されないが、20質量%~70質量%の範囲内であることが好ましく、25質量%~65質量%の範囲内であることがより好ましく、30質量%~60質量%の範囲内であることがさらに好ましく、32質量%~55質量%の範囲内であることが特に好ましく、34質量%~50質量%の範囲内であることが最も好ましい。1,3-ペンタジエン単量体単位の含有量を上記範囲とすることにより、本発明の炭化水素樹脂を、加熱後の臭気および耐熱色相安定性により優れたものとすることができる。
炭素数4~6の脂環式モノオレフィンは、その分子構造中にエチレン性不飽和結合を1つと非芳香族性の環構造とを有する炭素数が4~6の炭化水素化合物である。炭素数4~6の脂環式モノオレフィンの具体例としては、シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、メチルシクロブテン、メチルシクロペンテンなどが挙げられる。
本発明の炭化水素樹脂中における、炭素数4~6の脂環式モノオレフィン単量体単位の含有量は、特に限定されないが、10質量%~50質量%の範囲内であることが好ましく、20質量%~45質量%の範囲内であることがより好ましく、25質量%~40質量%の範囲内であることがさらに好ましい。炭素数4~6の脂環式モノオレフィン単量体単位の含有量を上記範囲とすることにより、本発明の炭化水素樹脂を、加熱後の臭気および耐熱色相安定性により優れたものとすることができる。
なお、炭素数4~6の脂環式モノオレフィンは、1種単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができ、2種以上を組み合わせて用いる場合における、各化合物の割合は任意の割合でよく、特に限定されないが、少なくともシクロペンテンが含まれることが好ましく、炭素数4~6の脂環式モノオレフィン中における、シクロペンテンの占める割合が50質量%以上であることがより好ましい。
炭素数4~8の非環式モノオレフィンは、その分子構造中にエチレン性不飽和結合1つを有し、環構造を有さない炭素数が4~8の鎖状炭化水素化合物である。炭素数4~8の非環式モノオレフィンの具体例としては、1-ブテン、2-ブテン、イソブチレン(2-メチルプロペン)などのブテン類;1-ペンテン、2-ペンテン、2-メチル-1-ブテン、3-メチル-1-ブテン、2-メチル-2-ブテンなどのペンテン類;1-ヘキセン、2-ヘキセン、2-メチル-1-ペンテンなどのヘキセン類;1-ヘプテン、2-ヘプテン、2-メチル-1-ヘキセンなどのヘプテン類;1-オクテン、2-オクテン、2-メチル-1-ヘプテン、ジイソブチレン(2,4,4-トリメチル-1-ペンテン、2,4,4-トリメチル-1-ペンテン)などのオクテン類;などが挙げられる。
本発明の炭化水素樹脂中における、炭素数4~8の非環式モノオレフィン単量体単位の含有量は、特に限定されないが、5質量%~30質量%の範囲内であることが好ましく、6質量%~25質量%の範囲内であることがより好ましく、7量%~20質量%の範囲内であることがさらに好ましく、7質量%~16質量%の範囲内であることが特に好ましい。炭素数4~8の非環式モノオレフィン単量体単位の含有量を上記範囲とすることにより、本発明の炭化水素樹脂を、加熱後の臭気および耐熱色相安定性により優れたものとすることができる。
なお、炭素数4~8の非環式モノオレフィンは、1種単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができ、2種以上を組み合わせて用いる場合における、各化合物の割合は任意の割合でよく、特に限定されないが、少なくとも2-メチル-2-ブテン、イソブチレンおよびジイソブチレンからなる群から選択される少なくとも一種が含まれることが好ましく、炭素数4~8の非環式モノオレフィン中に2-メチル-2-ブテン、イソブチレンおよびジイソブチレンの合計量が占める割合が50質量%以上であることがより好ましい。
また、本発明の炭化水素樹脂は、脂環式ジオレフィンを含むものであってもよい。脂環式ジオレフィンは、その分子構造中に、2つ以上のエチレン性不飽和結合と非芳香族性の環構造とを有する炭化水素化合物である。脂環式ジオレフィンの具体例としては、シクロペンタジエン、ジシクロペンタジエンなどのシクロペンタジエンの多量体、メチルシクロペンタジエン、メチルシクロペンタジエンの多量体などが挙げられる。
本発明の炭化水素樹脂中における、脂環式ジオレフィン単量体単位の含有量は、特に限定されないが、0質量%~1質量%の範囲内であることが好ましく、0質量%~0.7質量%の範囲内であることがより好ましく、0質量%~0.4質量%の範囲内であることがさらに好ましい。脂環式ジオレフィン単量体単位の含有量を上記範囲とすることにより、本発明の炭化水素樹脂を、加熱後の臭気および耐熱色相安定性により優れたものとすることができる。
さらに、本発明の炭化水素樹脂は、芳香族モノオレフィンを含むものであってもよい。芳香族モノオレフィンは、その分子構造中にエチレン性不飽和結合1つを有する芳香族化合物である。芳香族モノオレフィンの具体例としては、スチレン、α-メチルスチレン、ビニルトルエン、インデン、クマロンなどが挙げられる。
本発明の炭化水素樹脂中における、芳香族モノオレフィン単量体単位の含有量は、特に限定されないが、0質量%~40質量%の範囲内であることが好ましく、0質量%~35質量%の範囲内であることが好ましく、0質量%~25質量%の範囲内であることがより好ましく、0質量%~18質量%の範囲内であることがさらに好ましい。芳香族モノオレフィン単量体単位の含有量を上記範囲とすることにより、本発明の炭化水素樹脂を、加熱後の臭気および耐熱色相安定性により優れたものとすることができる。
また、本発明の炭化水素樹脂としては、1,3-ペンタジエン単量体単位、炭素数4~6の脂環式モノオレフィン単量体単位、炭素数4~8の非環式モノオレフィン単量体単位、脂環式ジオレフィン単量体単位、および芳香族モノオレフィン単量体単位以外の、その他の単量体単位を含んでいてもよい。
このようなその他の単量体単位を構成するために用いられるその他の単量体は、1,3-ペンタジエンなどと付加共重合され得る付加重合性を有する化合物であれば、特に限定されない。このようなその他の単量体としては、たとえば、1,3-ブタジエン、1,2-ブタジエン、イソプレン、1,3-ヘキサジエン、1,4-ペンタジエンなどの1,3-ペンタジエン以外の炭素数4~6の不飽和炭化水素;シクロヘプテンなどの炭素数7以上の脂環式モノオレフィン;エチレン、プロピレン、ノネンなどの炭素数4~8以外の非環式モノオレフィン;等が挙げられる。
本発明の炭化水素樹脂中における、その他の単量体単位の含有量は、通常、0質量%~30質量%の範囲内であり、0質量%~25質量%の範囲内であることが好ましく、0質量%~20質量%の範囲内であることがより好ましい。
本発明の炭化水素樹脂は、不飽和結合の少なくとも一部が水素化されてなるものであってもよい。すなわち、本発明の炭化水素樹脂は、水素化物であってもよい。
本発明の炭化水素樹脂のオレフィン水添率(水素化前の炭化水素樹脂の全非芳香族性炭素-炭素二重結合のうち水素化されたものの割合)は、特に限定されないが、好ましくは4~95%、より好ましくは5~90%、さらに好ましくは6~85%、さらにより好ましくは7~80%、ことさらに好ましくは8~75%、特に好ましくは9~70%であり、最も好ましくは10~60%である。オレフィン水添率を上記範囲とすることにより、本発明の炭化水素樹脂を、加熱後の臭気および耐熱色相安定性により優れたものとすることができる。
オレフィン水添率は、水素化前の炭化水素樹脂および水素化後の炭化水素樹脂に含まれる非芳香族性炭素-炭素二重結合量の差から求めることができる。ここで、非芳香族性炭素-炭素二重結合量は、たとえば、1H-NMRスペクトル測定により求めることができる。
本発明の炭化水素樹脂は、160℃、30分の条件で加熱した際における全揮発成分量が300μg/g以下である。160℃、30分の条件で加熱した際における全揮発成分量が大きすぎると、炭化水素樹脂は、加熱後の臭気に劣るものとなり、さらに、耐熱色相安定性にも劣る傾向がある。160℃、30分の条件で加熱した際における全揮発成分量は、特に限定されないが、好ましくは240μg/g以下であり、より好ましくは210μg/g以下である。160℃、30分の条件で加熱した際における全揮発成分量の下限値は、特に限定されないが、通常、1μg/g以上である。160℃、30分の条件で加熱した際における全揮発成分量を上記範囲とすることにより、本発明の炭化水素樹脂を、加熱後の臭気および耐熱色相安定性により優れたものとすることができる。
160℃、30分の条件で加熱した際における全揮発成分量を制御する方法としては、たとえば、炭化水素樹脂の製造方法において、処理前炭化水素樹脂に対するストリッピング処理条件や、必要に応じて行われる水素化の条件等の製造条件を調整する方法や、単量体組成(特に、沸点の高い単量体からなる単量体単位の含有量)を調整する方法などが挙げられる。
160℃、30分の条件で加熱した際における炭化水素樹脂の全揮発成分量は、ヘッドスペース法を用いたガスクロマトグラフ(GC)法により、n-デカン換算値として求めることができる。
また、本発明の炭化水素樹脂は、ガードナー色相が3未満である。ガードナー色相が大きすぎると、炭化水素樹脂は、耐熱色相安定性に劣るものとなり、さらに、加熱後の臭気にも劣る傾向がある。ガードナー色相は、好ましくは2.0以下であり、より好ましくは2.0未満である。ガードナー色相を上記範囲とすることにより、本発明の炭化水素樹脂を、加熱後の臭気および耐熱色相安定性により優れたものとすることができる。
炭化水素樹脂のガードナー色相は、当該炭化水素樹脂の50質量%トルエン溶液について、JIS K 0071-2に従い評価することによって求めることができる。
また、本発明の炭化水素樹脂の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは500~6,500の範囲、より好ましくは1,000~5,000の範囲、さらに好ましくは1,500~4,500の範囲、特に好ましくは1,800~4,000の範囲である。
また、本発明の炭化水素樹脂のZ平均分子量(Mz)は、好ましくは700~19,500の範囲、より好ましくは1,500~16,000の範囲、さらに好ましくは3,000~14,000の範囲、特に好ましくは5,000~10,000の範囲である。
また、本発明の炭化水素樹脂の重量平均分子量に対するZ平均分子量の比(Mz/Mw)は、好ましくは1.4~3.0の範囲であり、より好ましくは1.8~3.0の範囲、さらに好ましくは2.2~3.0の範囲である。
重量平均分子量(Mw)、Z平均分子量(Mz)および重量平均分子量に対するZ平均分子量の比(Mz/Mw)を上記範囲とすることにより、たとえば、炭化水素樹脂をホットメルト粘接着剤組成物用途に用いる場合に、ベースポリマーとの相溶性を高めることができ、これにより、粘着性能を高めることができる。重量平均分子量(Mw)、Z平均分子量(Mz)および重量平均分子量に対するZ平均分子量の比(Mz/Mw)は、炭素数4~8の非環式モノオレフィンの量を調整するなどの、各単量体組成を調整することや、炭化水素樹脂の製造方法において、重合触媒の量を調整するなど、製造条件を調整することで、制御することができる。
炭化水素樹脂の重量平均分子量(Mw)、Z平均分子量(Mz)および重量平均分子量に対するZ平均分子量の比(Mz/Mw)は、高速液体クロマトグラフィの測定による、ポリスチレン換算の値として求めることができる。
また、炭化水素樹脂の軟化点は、特に限定されないが、好ましくは30℃以上であり、より好ましくは50℃~125℃、さらに好ましくは60℃~115℃の範囲内であり、特に好ましくは80℃~110℃である。軟化点を上記範囲とすることにより、たとえば、炭化水素樹脂をホットメルト粘接着剤組成物用途に用いる場合に、ベースポリマーとの相溶性を高めることができ、これにより、粘着性能を高めることができる。炭化水素樹脂の軟化点は、各単量体組成を調整することや、後述する炭化水素樹脂の製造方法において、製造条件を調整することで、制御することができる。炭化水素樹脂の軟化点は、JIS K 6863に従い測定することができる。
<炭化水素樹脂の製造方法>
本発明の炭化水素樹脂を製造する方法としては、本発明の炭化水素樹脂を得ることができるものである限りにおいて特に限定されず、たとえば、炭化水素樹脂を構成するための原料を重合した後、未反応単量体等の揮発成分を除去するストリッピング処理を行う方法を用いることができる。
本発明の炭化水素樹脂を製造する方法としては、本発明の炭化水素樹脂を得ることができるものである限りにおいて特に限定されず、たとえば、炭化水素樹脂を構成するための原料を重合した後、未反応単量体等の揮発成分を除去するストリッピング処理を行う方法を用いることができる。
本発明の炭化水素樹脂を製造する方法としては、炭化水素樹脂を構成するための原料を重合することにより、処理前炭化水素樹脂を得る重合工程、および、前記処理前炭化水素樹脂に対して、温度200~300℃にてストリッピング処理を行うストリッピング工程を含み、前記ストリッピング工程を、薄膜蒸留法、もしくは、1分間に通気する単位体積あたりのガス通気量が1/min以上の条件下での蒸気蒸留法または窒素ストリッピング法により行う製造方法(以下、本発明の製造方法という)が好ましい。本発明の製造方法によれば、加熱後の臭気および耐熱色相安定性により優れた炭化水素樹脂を得ることができる。
本発明の製造方法は、炭化水素樹脂を構成するための原料を重合することにより、処理前炭化水素樹脂を得る重合工程を含む。
重合工程において、炭化水素樹脂を構成するための原料を重合する方法としては、カチオン重合、熱重合等の公知の方法を用いることができる。なかでも、加熱後の臭気および耐熱色相安定性により優れた炭化水素樹脂を得ることができることから、カチオン重合が好ましく、フリーデルクラフツ型のカチオン重合触媒を用いたカチオン重合がより好ましい。
フリーデルクラフツ型のカチオン重合触媒としては、特に限定されないが、アルミニウム、鉄、タンタル、ジルコニウム、スズ、ベリリウム、ホウ素、アンチモン、ガリウム、ビスマス、モリブデンなどのハロゲン化物を挙げることができるが、これらのなかでも、塩化アルミニウム(AlCl3)や臭化アルミニウム(AlBr3)などのハロゲン化アルミニウムが好適である。フリーデルクラフツ型のカチオン重合触媒の使用量は、重合に使用する単量体混合物100質量部に対し、好ましくは、0.05~10質量部、より好ましくは0.1~5質量部である。
また、不飽和炭化水素を含む単量体混合物の重合に際しては、触媒活性をより高めることができるという点より、フリーデルクラフツ型のカチオン重合触媒に加えて、ハロゲン化炭化水素を併用することが好ましい。
ハロゲン化炭化水素の具体例としては、t-ブチルクロライド、t-ブチルブロマイド、2-クロロ-2-メチルブタン、トリフェニルメチルクロライドなどの3級炭素原子にハロゲン原子が結合したハロゲン化炭化水素;ベンジルクロライド、ベンジルブロマイド、(1-クロロエチル)ベンゼン、アリルクロライド、3-クロロ-1-プロピン、3-クロロ-1-ブテン、3-クロロ-1-ブチン、ケイ皮クロライドなどの炭素-炭素不飽和結合に隣接する炭素原子にハロゲン原子が結合したハロゲン化炭化水素;などが挙げられる。これらのなかでも、触媒活性と取り扱い性とのバランスに優れるという観点より、t-ブチルクロライド、ベンジルクロライドが好ましい。ハロゲン化炭化水素は、1種単独で用いてもよいし、あるいは2種以上を組み合わせて用いてもよい。ハロゲン化炭化水素の使用量は、フリーデルクラフツ型のカチオン重合触媒に対するモル比で、好ましくは0.05~50の範囲、より好ましくは0.1~10の範囲である。
重合反応を行うに当たり、単量体混合物や重合触媒のそれぞれの成分を重合反応器に添加する順序は特に限定されず、任意の順で添加すればよいが、重合反応を良好に制御するという観点から、単量体混合物と重合触媒の成分の一部とを重合反応器に添加して、重合反応を開始した後に、重合触媒の残部を重合反応器に添加する方法が好ましい。
また、炭化水素樹脂を得るために用いる単量体として、炭素数4~6の脂環式モノオレフィンを使用する場合には、ゲルの生成を防止し、これにより、炭化水素樹脂のガードナー色相を低減し、耐熱色相安定性をより一層向上させるという観点から、重合反応に際しては、まず、フリーデルクラフツ型のカチオン重合触媒と、炭素数4~6の脂環式モノオレフィンとを混合することが好ましい。
フリーデルクラフツ型のカチオン重合触媒と混合する炭素数4~6の脂環式モノオレフィンの量は、触媒活性を十分なものとしながら、ゲルの生成をより適切に防止するという観点より、「炭素数4~6の脂環式モノオレフィン:フリーデルクラフツ型のカチオン重合触媒」の質量比で、5:1~120:1の範囲とすることが好ましく、より好ましくは10:1~100:1、さらに好ましくは15:1~80:1の範囲である。
フリーデルクラフツ型のカチオン重合触媒と、炭素数4~6の脂環式モノオレフィンとを混合するに際し、投入順序は特に制限されず、炭素数4~6の脂環式モノオレフィン中にフリーデルクラフツ型のカチオン重合触媒を投入してもよいし、逆に、フリーデルクラフツ型のカチオン重合触媒中に炭素数4~6の脂環式モノオレフィンを投入してもよい。混合は通常、発熱をともなうので、適当な希釈剤を用いることもできる。希釈剤としては後述する揮発性溶媒を用いることができる。なお、たとえば、C5留分に由来するシクロペンタンとシクロペンテンとの混合物のような、付加重合性成分と非付加重合性成分との混合物を重合反応系に添加して、付加重合性成分は単量体混合物の成分として用い、非付加重合性成分は溶媒として用いるようにすることもできる。
重合反応をより良好に制御する観点からは、重合反応系に揮発性溶媒を添加して、重合反応を行うことが好ましい。揮発性溶媒の種類は、重合反応を阻害しないものであれば特に制限はないが、飽和脂肪族炭化水素または芳香族炭化水素が好適である。飽和脂肪族炭化水素としては、たとえば、n-ペンタン、n-ヘキサン、2-メチルペンタン、3-メチルペンタン、n-ヘプタン、2-メチルヘキサン、3-メチルヘキサン、3-エチルペンタン、2,2-ジメチルペンタン、2,3-ジメチルペンタン、2,4-ジメチルペンタン、3,3-ジメチルペンタン、2,2,3-トリメチルブタン、2,2,4-トリメチルペンタンなどの炭素数5~10の鎖状飽和脂肪族炭化水素;シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタンなどの炭素数5~10の環状飽和脂肪族炭化水素;などが挙げられる。芳香族炭化水素としては、たとえば、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの炭素数6~10の芳香族炭化水素;などが挙げられる。揮発性溶媒は、1種単独で用いてもよいし、あるいは2種以上を組み合わせて用いてもよい。揮発性溶媒の使用量は、特に限定されないが、重合に使用する単量体混合物100質量部に対して、好ましくは10~1,000質量部、より好ましくは50~500質量部である。
重合反応を行う際の重合温度は、特に限定されないが、好ましくは-20℃~100℃、より好ましくは10℃~70℃である。また、重合反応時間は、適宜選択すればよいが、通常10分~12時間、好ましくは30分~6時間である。
重合反応は、所望の重合転化率が得られた時点で、メタノール、水酸化ナトリウム水溶液、アンモニア水溶液などの重合停止剤を重合反応系に添加することにより停止することにより、処理前炭化水素樹脂を含む重合体溶液を得ることができる。
重合後には、重合工程において重合停止剤を添加して、重合触媒を不活性化した際に生成する、溶媒に不溶な触媒残渣を、濾過などにより除去してもよい。
重合後には、処理前炭化水素樹脂を含む重合体溶液から、溶媒、未反応の単量体、低分子量のオリゴマー成分等の揮発性有機化合物成分を、除去することが好ましい。たとえば、処理前炭化水素樹脂を含む重合体溶液に対して、温度200℃未満の条件下で水蒸気蒸留や減圧蒸留を行うことで、揮発性有機化合物成分を除去することができる。また、これらの方法により、処理前炭化水素樹脂を含む重合体溶液から、固体の状態の処理前炭化水素樹脂を得ることもできる。
本発明の製造方法は、後述するストリッピング工程の前に、重合工程で得られた処理前炭化水素樹脂を水素化する水素化工程をさらに備えることが好ましい。ストリッピング工程の前に、水素化工程を備えることにより、ストリッピング処理を安定的に行うことができ、加熱後の臭気および耐熱色相安定性により優れた炭化水素樹脂を得ることができる。
処理前炭化水素樹脂の水素化は、水素化触媒の存在下において、処理前炭化水素樹脂を水素と接触させることにより行うことができる。
水素化触媒としては、特に限定されないが、ニッケル触媒が好ましい。特に、反応性が高いという観点より、担体としての担持無機化合物に、金属としてのニッケルを担持してなる化合物を主成分として含む触媒が好ましい。担体としての担持無機化合物の具体例としては、シリカ、アルミナ、ボリア、シリカ-アルミナ、珪藻土、白土、粘土、マグネシア、マグネシア-シリカ(シリカ-酸化マグネシウム)、チタニア、ジルコニアなどが挙げられ、これらのなかでも、反応性の観点より、マグネシア-シリカが好ましい。
水素化触媒の形状としては、特に限定されないが、反応性の観点より、粒状のものが好ましく、たとえば、ペレット状、球状、円柱状等の種々の形状のものを用いることができるが、反応性をより高めるという観点より、その平均直径は、好ましくは1~5mmφ、より好ましくは1~4mmφ、さらに好ましくは1~3mmφであり、また、その平均長さは、好ましくは1~10mm、より好ましくは1~8mm、さらに好ましくは、1~4mmである。
水素化反応時の処理前炭化水素樹脂の状態は、特に限定されず、有機溶媒に溶解させた状態であってもよいし、固体の状態であってもよいし、溶融した状態であってもよい。有機溶媒に溶解させた状態とは、重合工程で得られた処理前炭化水素樹脂を含む重合体溶液の状態であってもよいし、固体の処理前炭化水素樹脂を有機溶媒に溶解させた状態であってもよい。処理前炭化水素樹脂を溶解させるための有機溶媒としては、水素化触媒に対して不活性なものであればよく、特に限定されないが、溶解性の観点より、炭化水素系溶媒が好ましく用いられる。
炭化水素樹脂を、水素化触媒の存在下に、水素と接触させる方法は、特に限定されないが、たとえば、適宜選択される容器に、炭化水素樹脂と、水素化触媒とを共存させて、必要に応じて撹拌して、水素と接触させるバッチ処理法や、水素化触媒を固定した固定床反応器に、炭化水素樹脂を流通させながら、水素と接触させる連続処理法が挙げられる。
水素化工程においては、安定的かつ効率的に目標のオレフィン水添率を有する炭化水素樹脂を得ることができ、結果として、加熱後の臭気および耐熱色相安定性により優れた炭化水素樹脂を得ることができることから、処理前炭化水素樹脂を、固体の状態あるいは溶融させた状態で、水素に直接接触させる方法を採用することが好ましく、水素化触媒を固定した固定床反応器に、固体の状態あるいは溶融させた状態の処理前炭化水素樹脂を流通させながら、水素と接触させる連続処理法を採用することがより好ましい。
固定床反応器としては、特に限定されないが、反応効率の観点から、多管式熱交換型水素添加反応装置が好適に用いられる。多管式熱交換型水素添加反応装置は、水素化触媒を充填した複数の反応管を備え、反応管の外側を熱媒により加熱させながら、反応管内を水素ガス、および水素化の対象となる重合体を流通させることにより、連続して水素添加反応を行わせることができる装置であり、たとえば、特開平5-276269号公報、特開昭63-141638号公報、特開平2-56238号公報などに開示されているものなどを用いることができる。また、多管式熱交換型水素添加反応装置の反応管の内径は、好ましくは6~100mm、より好ましくは10~70mmであり、反応管の長さは、好ましくは0.1~10m、より好ましくは0.3~7mである。
固定床反応器を用いて水素化を行う場合には、処理前炭化水素樹脂を好ましくは150~350℃、より好ましくは150~300℃、さらに好ましくは160~275℃、特に好ましくは170~250℃に加熱し、溶融した状態にて、水素化反応を行うことが好ましい。この場合における処理前炭化水素樹脂の溶融粘度は、50~1500mPa・sの範囲であることが好ましく、50~1000mPa・sの範囲であることがより好ましく、75~800mPa・sの範囲であることがさらに好ましく、100~600mPa・sの範囲であることが特に好ましい。処理前炭化水素樹脂の溶融粘度は、サーモセル型ブルックフィールド粘度計を使用し、ローターNo.31を使用して測定できる。
固定床反応器を用いて水素化を行う場合に、処理前炭化水素樹脂の温度を調節する方法としては、固定床反応器に導入する処理前炭化水素樹脂を予め加熱しておく方法、固定床反応器内において加熱する方法が挙げられるが、目標とするオレフィン水添率を有する水素化後の処理前炭化水素樹脂を安定的かつ効率的に得ることができ、結果として、加熱後の臭気および耐熱色相安定性により優れた炭化水素樹脂を得ることができることから、これらの両方の加熱方法を採用することが望ましい。
また、水素化反応時における水素圧は、絶対圧力で、0.5~3.0MPaの範囲であることが好ましく、より好ましくは0.8~2.5MPaの範囲、さらに好ましくは1.0~2.0MPaの範囲である。水素化反応時における水素圧が上記範囲内であることにより、目標とするオレフィン水添率を有する水素化後の処理前炭化水素樹脂を安定的かつ効率的に得ることができ、結果として、加熱後の臭気および耐熱色相安定性により優れた炭化水素樹脂を得ることができる。
水素化工程で得られた、水素化後の処理前炭化水素樹脂に対して、必要に応じて、酸化防止剤を配合してもよい。酸化防止剤としては、特に限定されないが、たとえば、ペンタエリスリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、オクタデシル-3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート、2,6-ジ-t-ブチル-p-クレゾール、ジ-t-ブチル-4-メチルフェノールなどのヒンダードフェノール系化合物;ジラウリルチオプロピオネートなどのチオジカルボキシレートエステル類;トリス(ノニルフェニル)ホスファイトなどの亜燐酸塩類;などが挙げられる。酸化防止剤は、1種単独で用いてもよいし、あるいは2種以上を組み合わせて用いてもよい。酸化防止剤の配合量は、特に限定されないが、水素化後の処理前炭化水素樹脂100質量部に対する割合で、好ましくは10質量部以下であり、より好ましくは0.05~5質量部である。
本発明の製造方法は、処理前炭化水素樹脂に対して、温度200℃~300℃にてストリッピング処理を行うストリッピング工程を含む。
本発明の製造方法においては、温度200℃~300℃にてストリッピング処理を行うことにより、比較的沸点の高い未反応単量体等の揮発性有機化合物成分を、処理前炭化水素樹脂から安定的に十分に除去することができ、結果として、加熱後の臭気および耐熱色相安定性に優れた炭化水素樹脂を得ることができる。
本発明の製造方法において、ストリッピング処理は、薄膜蒸留法、水蒸気蒸留法または窒素ストリッピング法により行う。また、水蒸気蒸留法または窒素ストリッピング法においては、1分間に通気する単位体積あたりのガス通気量が1/min以上の条件下でストリッピング処理を行う。
ここで、ガス通気量とは、水蒸気蒸留法においては、水蒸気の通気量であり、窒素ストリッピング法においては、窒素の通気量である。たとえば、1分間に、ストリッピング処理の対象物1Lあたり、1L/minのガスが通気した場合、ガス通気量は1/minである。
ストリッピング処理を行う際の、処理前炭化水素樹脂の状態としては、特に限定されず、有機溶媒に溶解させた状態であってもよいし、常温で固体の状態である炭化水素樹脂を溶融した状態であってもよいが、生産性の観点から、常温で固体の状態である炭化水素樹脂を溶融した状態が好ましい。なお、ストリッピング工程の前に水素化工程を含む場合、ストリッピング工程においては、水素化後の処理前炭化水素樹脂に対して、特定のストリッピング処理を行う。
本発明の製造方法において、薄膜蒸留法は、処理前炭化水素樹脂を薄膜蒸留装置に供給し、温度200℃~300℃の条件下で処理前炭化水素樹脂を薄膜蒸発させることにより、処理前炭化水素樹脂から揮発性有機化合物成分を除去する方法である。
薄膜蒸留法に用いる装置としては、たとえば、攪拌式薄膜蒸留器、遠心薄膜蒸留器を用いることができる。処理温度は200℃~300℃であればよく、特に限定されないが、220℃~300℃が好ましく、240℃~300℃がより好ましく、255℃~300℃がさらに好ましく、265℃~300℃が特に好ましい。また、処理圧力は、0.1kPa~15kPaが好ましく、0.1kPa~12kPaがより好ましく、0.1kPa~10kPaがさらに好ましい。処理時間は、5分間~180分間が好ましく、15分間~150分間がより好ましく、30分間~120分間がさらに好ましい。薄膜蒸留法における処理条件を上記の範囲内とすることにより、加熱後の臭気および耐熱色相安定性により優れた炭化水素樹脂を得ることができる。
本発明の製造方法において、水蒸気蒸留法は、処理前炭化水素樹脂を水蒸気蒸留装置に供給し、温度200℃~300℃、1分間に通気する単位体積あたりのガス通気量が1/min以上の条件下で、処理前炭化水素樹脂に水蒸気を通気させることにより、処理前炭化水素樹脂から揮発性有機化合物成分を除去する方法である。
水蒸気蒸留法に用いる装置としては、一般に用いられる装置であれば、特に限定されず、たとえば、フラッシュドラム、濡れ壁塔、放散塔などを用いることができる。処理温度は200℃~300℃であればよく、特に限定されないが、220℃~300℃が好ましく、240℃~300℃がより好ましく、255℃~300℃がさらに好ましく、265℃~300℃が特に好ましい。また、処理圧力は、0.5kPa~100kPaが好ましく、0.5kPa~75kPaがより好ましく、0.5kPa~50kPaがさらに好ましい。ガス通気量は1/min以上であればよく、特に限定されないが、1/min~100/minが好ましく、5/min~50/minがより好ましく、10/min~50/minがさらに好ましい。処理時間は、1分間~180分間が好ましく、2分間~120分間がより好ましく、5分間~60分間がさらに好ましい。水蒸気蒸留法における処理条件を上記の範囲内とすることにより、加熱後の臭気および耐熱色相安定性により優れた炭化水素樹脂を得ることができる。
本発明の製造方法において、窒素ストリッピング法は、処理前炭化水素樹脂を窒素ストリッピング装置に供給し、温度200℃~300℃、1分間に通気する単位体積あたりのガス通気量が1/min以上の条件下で、処理前炭化水素樹脂に窒素を通気させることにより、処理前炭化水素樹脂から揮発性有機化合物成分を除去する方法である。
窒素ストリッピング法に用いる装置としては、一般に用いられる装置であれば、特に限定されず、例えば、ロータリーエバポレーター、フラッシュドラムなどを用いることができる。処理温度は200℃~300℃であればよく、特に限定されないが、220℃~300℃が好ましく、240℃~300℃がより好ましく、255℃~300℃がさらに好ましく、265℃~300℃が特に好ましい。また、処理圧力は、0.5kPa~100kPaが好ましく、0.5kPa~75kPaがより好ましく、0.5kPa~50kPaがさらに好ましい。ガス通気量は1/min以上であればよく、特に限定されないが、1/min~100/minが好ましく、5/min~50/minがより好ましい。処理時間は、1分間~180分間が好ましく、2分間~120分間がより好ましく、5分間~60分間がさらに好ましい。窒素ストリッピング法における処理条件を上記の範囲内とすることにより、加熱後の臭気および耐熱色相安定性により優れた炭化水素樹脂を得ることができる。
本発明の製造方法において、ストリッピング工程は、薄膜蒸留法、もしくは、1分間に通気する単位体積あたりのガス通気量が1/min以上の条件下での水蒸気蒸留法または窒素ストリッピング法により行えばよく、特に限定されないが、薄膜蒸留法または1分間に通気する単位体積あたりのガス通気量が1/min以上の条件下での水蒸気蒸留法により行うことが好ましい。
本発明の炭化水素樹脂は、加熱後の臭気および耐熱色相安定性に優れたものであり、このような特性を活かし、たとえば、ホットメルト粘接着剤用途など種々の用途に好適に用いることができる。ただし、その用途は、特に限定されるものではない。
本発明の炭化水素樹脂は、160℃程度で加熱した後の臭気および耐熱色相安定性に優れているため、ホットメルト粘接着剤を製造するために、炭化水素樹脂およびベースポリマーを160℃程度の高温で混合した場合であっても、得られるホットメルト粘接着剤は臭気および色相に優れたものとなる。そのため、本発明の炭化水素樹脂は、ホットメルト粘接着剤用途に特に好適に用いることができる。
以下に、実施例および比較例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。なお、「部」および「%」は、特に断りのない限り質量基準である。
各種の測定については、以下の方法に従って行った。
各種の測定については、以下の方法に従って行った。
〔160℃、30分の条件で加熱した際における炭化水素樹脂の全揮発成分量〕
炭化水素樹脂0.2gについて、ヘッドスペース法を用いたガスクロマトグラフ(GC)法により、n-デカン換算値として、160℃、30分の条件で加熱した際における全揮発成分量を測定した。測定条件を以下に示す。
[測定条件]
分析機器:GC-2010(株式会社島津製作所製)、TurboMatrix HS 40(Perkin Elmer社製)
カラム:DB-1701(長さ30m、内径0.32mm、膜厚1.00μm)
注入量:2.4ml
キャリアガス:窒素
線速度:35cm/sec
ヘッドスペース温度:160℃、30分
気化室温度:200℃
カラム温度:35℃で5分保持後、10℃/分で昇温し240℃で5分保持
検出器温度:285℃
炭化水素樹脂0.2gについて、ヘッドスペース法を用いたガスクロマトグラフ(GC)法により、n-デカン換算値として、160℃、30分の条件で加熱した際における全揮発成分量を測定した。測定条件を以下に示す。
[測定条件]
分析機器:GC-2010(株式会社島津製作所製)、TurboMatrix HS 40(Perkin Elmer社製)
カラム:DB-1701(長さ30m、内径0.32mm、膜厚1.00μm)
注入量:2.4ml
キャリアガス:窒素
線速度:35cm/sec
ヘッドスペース温度:160℃、30分
気化室温度:200℃
カラム温度:35℃で5分保持後、10℃/分で昇温し240℃で5分保持
検出器温度:285℃
〔炭化水素樹脂のガードナー色相〕
炭化水素樹脂について、50質量%トルエン溶液を調製し、当該溶液のガードナー色数をJIS K 0071-2に従い測定した。値が小さいものほど、色相に優れる。
炭化水素樹脂について、50質量%トルエン溶液を調製し、当該溶液のガードナー色数をJIS K 0071-2に従い測定した。値が小さいものほど、色相に優れる。
〔炭化水素樹脂の重量平均分子量(Mw)、Z平均分子量(Mz)および分子量分布(Mz/Mw)〕
炭化水素樹脂について、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー分析し、標準ポリスチレン換算値の重量平均分子量(Mw)およびZ平均分子量(Mz)を求め、分子量分布はMz/Mwの比で示した。なお、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー分析は、測定装置として、東ソー社製「HLC-8320GPC」を使用し、カラムは東ソー社製「TSKgel SuperMultiporeHZ」を3本連結したものを用い、テトラヒドロフランを溶媒として、40℃、1.0mL/minの流量で測定した。
炭化水素樹脂について、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー分析し、標準ポリスチレン換算値の重量平均分子量(Mw)およびZ平均分子量(Mz)を求め、分子量分布はMz/Mwの比で示した。なお、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー分析は、測定装置として、東ソー社製「HLC-8320GPC」を使用し、カラムは東ソー社製「TSKgel SuperMultiporeHZ」を3本連結したものを用い、テトラヒドロフランを溶媒として、40℃、1.0mL/minの流量で測定した。
〔炭化水素樹脂の軟化点〕
炭化水素樹脂について、JIS K 6863に従い測定した。
炭化水素樹脂について、JIS K 6863に従い測定した。
〔炭化水素樹脂のオレフィン水添率〕
水素化前の炭化水素樹脂および水素化後の炭化水素樹脂について、1H-NMRスペクトル測定により各々のオレフィン量を求め、水素化前後のオレフィン量の差に基づいてオレフィン水添率(%)を算出した。なお、1H-NMRスペクトル測定においては、溶媒に重クロロホルムを用い、NMR測定装置としてJMN-AL seriesAL400(JEOL社製)を用いた。
水素化前の炭化水素樹脂および水素化後の炭化水素樹脂について、1H-NMRスペクトル測定により各々のオレフィン量を求め、水素化前後のオレフィン量の差に基づいてオレフィン水添率(%)を算出した。なお、1H-NMRスペクトル測定においては、溶媒に重クロロホルムを用い、NMR測定装置としてJMN-AL seriesAL400(JEOL社製)を用いた。
〔炭化水素樹脂の耐熱色相安定性〕
炭化水素樹脂をオーブン中に入れ、200℃、3時間加熱し、得られた加熱後の炭化水素樹脂について、炭化水素樹脂のガードナー色相の測定方法と同様にして、50質量%トルエン溶液の状態として、ガードナー色数を測定した。値が小さいものほど、耐熱色相安定性に優れる。
炭化水素樹脂をオーブン中に入れ、200℃、3時間加熱し、得られた加熱後の炭化水素樹脂について、炭化水素樹脂のガードナー色相の測定方法と同様にして、50質量%トルエン溶液の状態として、ガードナー色数を測定した。値が小さいものほど、耐熱色相安定性に優れる。
〔炭化水素樹脂の加熱後の臭気〕
炭化水素樹脂についての官能試験を、臭気対策研究協会発行の臭気の嗅覚測定法における臭気強度表示法に従って行った。具体的には、まず、1粒の大きさを約10mm×5mm×5mmとした炭化水素樹脂10gを120mLの耐熱性容器に入れて、アルミ箔でフタをした。そして、この炭化水素樹脂の入った耐熱性容器を、オーブンに入れて、温度160℃、30分間の条件で加熱し、加熱後の臭気の確認を行った。臭気の確認は、石油樹脂の臭気に慣れていない(すなわち、普段の生活において、石油樹脂の臭気に触れることのない)6人のパネルにより行った。本試験においては、嗅覚疲労を防ぐため、6人のパネルを3人ずつの2班に分けて、1班ずつ臭気を嗅ぐという方法を採用した。また、臭気を嗅ぐサンプルの順番は、無作為とした。
0:無臭
1:やっと認知できる臭い(検知閾値濃度)
2:何の臭いであるか判る弱い臭い(認知閾値濃度)
3:楽に感知できる臭い
4:強い臭い
5:強烈な臭い
なお、官能試験の結果は、6人のパネルの判定値のうち、最大値と最小値をそれぞれ除き、残りの4人の判定値を平均することにより求めた。官能試験の値は、小さいほうが好ましい。
炭化水素樹脂についての官能試験を、臭気対策研究協会発行の臭気の嗅覚測定法における臭気強度表示法に従って行った。具体的には、まず、1粒の大きさを約10mm×5mm×5mmとした炭化水素樹脂10gを120mLの耐熱性容器に入れて、アルミ箔でフタをした。そして、この炭化水素樹脂の入った耐熱性容器を、オーブンに入れて、温度160℃、30分間の条件で加熱し、加熱後の臭気の確認を行った。臭気の確認は、石油樹脂の臭気に慣れていない(すなわち、普段の生活において、石油樹脂の臭気に触れることのない)6人のパネルにより行った。本試験においては、嗅覚疲労を防ぐため、6人のパネルを3人ずつの2班に分けて、1班ずつ臭気を嗅ぐという方法を採用した。また、臭気を嗅ぐサンプルの順番は、無作為とした。
0:無臭
1:やっと認知できる臭い(検知閾値濃度)
2:何の臭いであるか判る弱い臭い(認知閾値濃度)
3:楽に感知できる臭い
4:強い臭い
5:強烈な臭い
なお、官能試験の結果は、6人のパネルの判定値のうち、最大値と最小値をそれぞれ除き、残りの4人の判定値を平均することにより求めた。官能試験の値は、小さいほうが好ましい。
〔実施例1〕
重合反応器にシクロペンタン50.7部およびシクロペンテン35.3部の混合物を重合反応器に仕込み、75℃に昇温した後、塩化アルミニウム1.3部を添加し、混合物M1を得た。引き続き、1,3-ペンタジエン48.2部、イソブチレン10.4部、ジイソブチレン5.2部、C4-C6不飽和炭化水素0.6部、ジシクロペンタジエン0.3部、C4-C6飽和炭化水素12.1部およびトルエン1.0部からなる混合物M2と、ベンジルクロライド0.2部とを、それぞれ、別のラインを通して、60分間に亘り温度(75℃)を維持して、上記にて得られた混合物M1を含む重合反応器に連続的に添加しながら重合を行った。その後、水酸化ナトリウム水溶液を重合反応器に添加して、重合反応を停止した。重合停止により生成した沈殿物をろ過により除去することで、処理前炭化水素樹脂および未反応単量体等を含む重合体溶液を得た。次いで、重合体溶液を蒸留釜に移し、窒素雰囲気下で、150℃にて、1時間加熱することでストリッピング操作を行い、重合溶媒および未反応単量体を除去することにより、固形状の処理前炭化水素樹脂を得た。得られた処理前炭化水素樹脂の組成は、炭化水素樹脂を構成するための原料の成分割合とほぼ同じであった。
重合反応器にシクロペンタン50.7部およびシクロペンテン35.3部の混合物を重合反応器に仕込み、75℃に昇温した後、塩化アルミニウム1.3部を添加し、混合物M1を得た。引き続き、1,3-ペンタジエン48.2部、イソブチレン10.4部、ジイソブチレン5.2部、C4-C6不飽和炭化水素0.6部、ジシクロペンタジエン0.3部、C4-C6飽和炭化水素12.1部およびトルエン1.0部からなる混合物M2と、ベンジルクロライド0.2部とを、それぞれ、別のラインを通して、60分間に亘り温度(75℃)を維持して、上記にて得られた混合物M1を含む重合反応器に連続的に添加しながら重合を行った。その後、水酸化ナトリウム水溶液を重合反応器に添加して、重合反応を停止した。重合停止により生成した沈殿物をろ過により除去することで、処理前炭化水素樹脂および未反応単量体等を含む重合体溶液を得た。次いで、重合体溶液を蒸留釜に移し、窒素雰囲気下で、150℃にて、1時間加熱することでストリッピング操作を行い、重合溶媒および未反応単量体を除去することにより、固形状の処理前炭化水素樹脂を得た。得られた処理前炭化水素樹脂の組成は、炭化水素樹脂を構成するための原料の成分割合とほぼ同じであった。
そして、上記にて得られた処理前炭化水素樹脂を温度240℃に加熱した状態として、多管式熱交換型水素添加反応装置に、水素ガスとともに、処理前炭化水素樹脂の温度を240℃に保った状態のまま連続的に導入することにより、水素化反応を行うことで、処理前炭化水素樹脂を得た。なお、水素化反応時の水素圧は、絶対圧力で1.5MPaとし、水素量は、1.5部とした。
次いで、得られた水素化後の処理前炭化水素樹脂を水蒸気蒸留装置(アルファ・ラバル社製)に供給し、温度270℃、水蒸気通気量20/min、圧力25kPaの条件で、15分間ストリッピング処理を行い、炭化水素樹脂を得た。そして、得られた炭化水素樹脂について、上記方法にしたがって、160℃、30分の条件で加熱した際における全揮発成分量、ガードナー色相、重量平均分子量(Mw)、Z平均分子量(Mz)、分子量分布(Mz/Mw)、軟化点、オレフィン水添率、耐熱色相安定性、および加熱後の臭気の各試験・評価を行った。結果を表1に示す。
〔実施例2~4〕
重合反応器に添加する成分の種類および量、重合温度、水素化条件ならびにストリッピング条件を下記表1に示すとおりにそれぞれ変更したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例2~4の炭化水素樹脂をそれぞれ得た。なお、実施例1に記載のないスチレンは、1,3-ペンタジエン等と共に混合し、重合に供した。また、t-ブチルクロライドは、ベンジルクロライドに代えて重合に供した。そして、得られた炭化水素樹脂について、実施例1と同様に各試験・評価を行った。結果を表1に示す。
重合反応器に添加する成分の種類および量、重合温度、水素化条件ならびにストリッピング条件を下記表1に示すとおりにそれぞれ変更したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例2~4の炭化水素樹脂をそれぞれ得た。なお、実施例1に記載のないスチレンは、1,3-ペンタジエン等と共に混合し、重合に供した。また、t-ブチルクロライドは、ベンジルクロライドに代えて重合に供した。そして、得られた炭化水素樹脂について、実施例1と同様に各試験・評価を行った。結果を表1に示す。
〔実施例5〕
実施例1と同様にして、水素化後の処理前炭化水素樹脂を得た。次いで、得られた水素化後の処理前炭化水素樹脂を、薄膜蒸留装置(日立プラントテクノロジー社製)に供給し、温度270℃、圧力3kPaの条件で、70分間ストリッピング処理を行い、炭化水素樹脂を得た。そして、得られた炭化水素樹脂について、実施例1と同様に各試験・評価を行った。結果を表1に示す。
実施例1と同様にして、水素化後の処理前炭化水素樹脂を得た。次いで、得られた水素化後の処理前炭化水素樹脂を、薄膜蒸留装置(日立プラントテクノロジー社製)に供給し、温度270℃、圧力3kPaの条件で、70分間ストリッピング処理を行い、炭化水素樹脂を得た。そして、得られた炭化水素樹脂について、実施例1と同様に各試験・評価を行った。結果を表1に示す。
〔実施例6〕
実施例1と同様にして、水素化後の処理前炭化水素樹脂を得た。次いで、得られた水素化後の処理前炭化水素樹脂を薄膜蒸留装置に供給し、温度290℃、圧力3kPaの条件で、60分間ストリッピング処理を行い、炭化水素樹脂を得た。そして、得られた炭化水素樹脂について、実施例1と同様に各試験・評価を行った。結果を表1に示す。
実施例1と同様にして、水素化後の処理前炭化水素樹脂を得た。次いで、得られた水素化後の処理前炭化水素樹脂を薄膜蒸留装置に供給し、温度290℃、圧力3kPaの条件で、60分間ストリッピング処理を行い、炭化水素樹脂を得た。そして、得られた炭化水素樹脂について、実施例1と同様に各試験・評価を行った。結果を表1に示す。
〔比較例1〕
実施例1と同様にして、処理前炭化水素樹脂を得た。次いで、得られた処理前炭化水素樹脂を水蒸気蒸留装置に供給し、温度270℃、水蒸気通気量20/min、圧力25kPaの条件で、15分間ストリッピング処理を行い、炭化水素樹脂を得た。そして、得られた炭化水素樹脂について、実施例1と同様に各試験・評価を行った。結果を表2に示す。
実施例1と同様にして、処理前炭化水素樹脂を得た。次いで、得られた処理前炭化水素樹脂を水蒸気蒸留装置に供給し、温度270℃、水蒸気通気量20/min、圧力25kPaの条件で、15分間ストリッピング処理を行い、炭化水素樹脂を得た。そして、得られた炭化水素樹脂について、実施例1と同様に各試験・評価を行った。結果を表2に示す。
〔比較例2〕
キシレン14部を、窒素で置換した攪拌機付きの重合反応槽に供給し、260℃の温度になるまで加熱した。この重合反応槽に、1,3-ペンタジエン45.9部、シクロペンテン31.1部、C4-C6不飽和炭化水素2.0部、ジシクロペンタジエン0.1部およびシクロペンタジエン0.1部からなる混合物を3時間で均等に分割添加し、重合反応系が260℃の温度に保持されるように撹拌しながら共重合反応を行った。その後、引き続き260℃の温度を保持しながら共重合反応を115分間行うことで、処理前炭化水素樹脂および未反応単量体等を含む重合体溶液を得た。次いで、重合体溶液を蒸留釜に移し、窒素雰囲気下で、150℃にて、1時間加熱することでストリッピング操作を行い、重合溶媒および未反応単量体を除去した後、処理前炭化水素樹脂を得た。
キシレン14部を、窒素で置換した攪拌機付きの重合反応槽に供給し、260℃の温度になるまで加熱した。この重合反応槽に、1,3-ペンタジエン45.9部、シクロペンテン31.1部、C4-C6不飽和炭化水素2.0部、ジシクロペンタジエン0.1部およびシクロペンタジエン0.1部からなる混合物を3時間で均等に分割添加し、重合反応系が260℃の温度に保持されるように撹拌しながら共重合反応を行った。その後、引き続き260℃の温度を保持しながら共重合反応を115分間行うことで、処理前炭化水素樹脂および未反応単量体等を含む重合体溶液を得た。次いで、重合体溶液を蒸留釜に移し、窒素雰囲気下で、150℃にて、1時間加熱することでストリッピング操作を行い、重合溶媒および未反応単量体を除去した後、処理前炭化水素樹脂を得た。
上記にて得られた処理前炭化水素樹脂を用いた以外は、実施例1と同様にして、炭化水素樹脂を得た。そして、得られた炭化水素樹脂について、実施例1と同様に各試験・評価を行った。結果を表2に示す。
〔比較例3~6〕
重合反応器に添加する成分の種類および量、重合温度、水素化条件ならびにストリッピング条件を下記表2に示すとおりにそれぞれ変更したこと以外は、実施例1と同様にして、比較例3~6の炭化水素樹脂をそれぞれ得た。なお、三フッ化ホウ素は、塩化アルミニウムに代えて重合に供した。また、実施例1に記載のないシクロペンタジエン、スチレン、ビニルトルエン、インデン、α-メチルスチレン、β-メチルスチレン、C9飽和炭化水素は、ジシクロペンタジエン等と共に混合し、重合に供した。そして、得られた炭化水素樹脂について、実施例1と同様に各試験・評価を行った。結果を表2に示す。
重合反応器に添加する成分の種類および量、重合温度、水素化条件ならびにストリッピング条件を下記表2に示すとおりにそれぞれ変更したこと以外は、実施例1と同様にして、比較例3~6の炭化水素樹脂をそれぞれ得た。なお、三フッ化ホウ素は、塩化アルミニウムに代えて重合に供した。また、実施例1に記載のないシクロペンタジエン、スチレン、ビニルトルエン、インデン、α-メチルスチレン、β-メチルスチレン、C9飽和炭化水素は、ジシクロペンタジエン等と共に混合し、重合に供した。そして、得られた炭化水素樹脂について、実施例1と同様に各試験・評価を行った。結果を表2に示す。
160℃、30分の条件で加熱した際における全揮発成分量が300μg/g以下であり、ガードナー色相が3未満である炭化水素樹脂は、加熱後の臭気および耐熱色相安定性に優れるものであった(実施例1~6)。
一方、160℃、30分の条件で加熱した際における全揮発成分量が300μg/g超であり、かつ、ガードナー色相が3以上である場合には、加熱後の臭気および耐熱色相安定性に劣るものであった(比較例1)。また、160℃、30分の条件で加熱した際における全揮発成分量が300μg/g超である場合や、ガードナー色相が3以上である場合には、加熱後の臭気に劣るものであった(比較例2~6)。
Claims (9)
- 160℃、30分の条件で加熱した際における全揮発成分量が300μg/g以下であり、ガードナー色相が3未満である炭化水素樹脂。
- 重量平均分子量(Mw)が500~6,500であり、Z平均分子量(Mz)が700~19,500であり、重量平均分子量に対するZ平均分子量の比(Mz/Mw)が1.4~3.0であり、軟化点が30℃以上である請求項1に記載の炭化水素樹脂。
- 不飽和結合の少なくとも一部が水素化されてなる請求項1または2に記載の炭化水素樹脂。
- C5系炭化水素樹脂又はC5/C9系炭化水素樹脂である請求項1~3のいずれかに記載の炭化水素樹脂。
- 脂環式ジオレフィン単量体単位0~1質量%を含む請求項1~4のいずれかに記載の炭化水素樹脂。
- 1,3-ペンタジエン単量体単位20~70質量%、
炭素数4~6の脂環式モノオレフィン単量体単位10~50質量%、
炭素数4~8の非環式モノオレフィン単量体単位5~30質量%、
脂環式ジオレフィン単量体単位0~1質量%、及び
芳香族モノオレフィン単量体単位0~40質量%を含む請求項1~5のいずれかに記載の炭化水素樹脂。 - 請求項1~6のいずれかに記載の炭化水素樹脂の製造方法であって、
炭化水素樹脂を構成するための原料を重合することにより、処理前炭化水素樹脂を得る重合工程、および、
前記処理前炭化水素樹脂に対して、温度200℃~300℃にてストリッピング処理を行うストリッピング工程を含み、
前記ストリッピング工程を、薄膜蒸留法、もしくは、1分間に通気する単位体積あたりのガス通気量が1/min以上の条件下での水蒸気蒸留法または窒素ストリッピング法により行う炭化水素樹脂の製造方法。 - 前記ストリッピング工程の前に、
前記処理前炭化水素樹脂を水素化する水素化工程をさらに備える請求項7に記載の炭化水素樹脂の製造方法。 - 前記ストリッピング処理を255℃~300℃にて行う請求項7または8に記載の炭化水素樹脂の製造方法。
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JP2014198806A (ja) * | 2013-03-31 | 2014-10-23 | 日本ゼオン株式会社 | 炭化水素樹脂およびホットメルト粘接着剤組成物 |
WO2017057500A1 (ja) * | 2015-09-29 | 2017-04-06 | 日本ゼオン株式会社 | 変性炭化水素樹脂及びその製造方法、並びにホットメルト粘接着剤組成物 |
WO2017171025A1 (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 日本ゼオン株式会社 | 変性炭化水素樹脂およびホットメルト粘接着剤組成物 |
WO2018180462A1 (ja) * | 2017-03-30 | 2018-10-04 | 日本ゼオン株式会社 | 変性炭化水素樹脂 |
JP2019065127A (ja) * | 2017-09-29 | 2019-04-25 | 日本ゼオン株式会社 | 炭化水素樹脂の水素化方法 |
JP2019065128A (ja) * | 2017-09-29 | 2019-04-25 | 日本ゼオン株式会社 | 炭化水素樹脂の水素化方法 |
WO2019172434A1 (ja) * | 2018-03-08 | 2019-09-12 | 出光興産株式会社 | 石油樹脂及び水素添加石油樹脂、並びに水素添加石油樹脂の製造方法 |
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Patent Citations (7)
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WO2017057500A1 (ja) * | 2015-09-29 | 2017-04-06 | 日本ゼオン株式会社 | 変性炭化水素樹脂及びその製造方法、並びにホットメルト粘接着剤組成物 |
WO2017171025A1 (ja) * | 2016-03-31 | 2017-10-05 | 日本ゼオン株式会社 | 変性炭化水素樹脂およびホットメルト粘接着剤組成物 |
WO2018180462A1 (ja) * | 2017-03-30 | 2018-10-04 | 日本ゼオン株式会社 | 変性炭化水素樹脂 |
JP2019065127A (ja) * | 2017-09-29 | 2019-04-25 | 日本ゼオン株式会社 | 炭化水素樹脂の水素化方法 |
JP2019065128A (ja) * | 2017-09-29 | 2019-04-25 | 日本ゼオン株式会社 | 炭化水素樹脂の水素化方法 |
WO2019172434A1 (ja) * | 2018-03-08 | 2019-09-12 | 出光興産株式会社 | 石油樹脂及び水素添加石油樹脂、並びに水素添加石油樹脂の製造方法 |
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