JP2015196758A - 石油樹脂の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】水素添加を行わなくとも、特に低臭気性に優れ、さらには、色調にも優れる石油樹脂を与えることができる石油樹脂の製造方法を提供すること。
【解決手段】ハロゲン化金属化合物を触媒として炭化水素単量体を重合して、炭化水素単量体が重合されてなる石油樹脂と、重合溶媒および未反応単量体の少なくとも一方を含む揮発性成分と、触媒残渣とを含む重合後混合物を得る第1の工程と、第1の工程で得られた重合後混合物に水を添加して、触媒残渣を沈殿させて、それを除去することにより、触媒残渣除去混合物を得る第2の工程と、第2の工程で得られた触媒残渣除去混合物に、吸着剤を接触させて、吸着剤処理混合物を得る第3の工程と、第3の工程で得られた吸着剤処理混合物を加熱することにより、吸着剤処理混合物から揮発性成分を揮発させた後、残った成分から石油樹脂を回収する第4の工程と、を有してなる石油樹脂の製造方法。
【選択図】なし
【解決手段】ハロゲン化金属化合物を触媒として炭化水素単量体を重合して、炭化水素単量体が重合されてなる石油樹脂と、重合溶媒および未反応単量体の少なくとも一方を含む揮発性成分と、触媒残渣とを含む重合後混合物を得る第1の工程と、第1の工程で得られた重合後混合物に水を添加して、触媒残渣を沈殿させて、それを除去することにより、触媒残渣除去混合物を得る第2の工程と、第2の工程で得られた触媒残渣除去混合物に、吸着剤を接触させて、吸着剤処理混合物を得る第3の工程と、第3の工程で得られた吸着剤処理混合物を加熱することにより、吸着剤処理混合物から揮発性成分を揮発させた後、残った成分から石油樹脂を回収する第4の工程と、を有してなる石油樹脂の製造方法。
【選択図】なし
Description
本発明は、石油樹脂の製造方法に関し、より詳しくは、水素添加を行わなくとも、特に低臭気性に優れ、さらには、色調にも優れる石油樹脂を与えることができる石油樹脂の製造方法に関する。
例えば、エチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体などの熱可塑性高分子化合物に、粘着付与剤を配合してなるホットメルト型の接着剤が、様々な分野で用いられている。
このようなホットメルト型の接着剤に含まれる粘着付与剤としては、たとえば、ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、石油樹脂、およびこれらの水素添加物などが用いられている。これらのなかでも、特に、工業生産に適しており、しかも品質安定性が高いという理由より、石油樹脂が好適に使用されている。石油樹脂は、通常、塩化アルミニウムなどのハロゲン化金属化合物を重合触媒として用い、石油精製における特定の留分を重合して製造される。
石油樹脂を含むホットメルト型の接着剤を、たとえば、使い捨て紙おむつ、衛生ナプキンなどの衛生用品などに使用する場合には、臭気が小さいことや、色調に優れることが要求される。
ところが、一般的な石油樹脂は、臭気を有し、また、暗色を呈するなど色調が良好でなく、しかも、ホットメルト接着のために加熱するとさらに色調が悪化するものであるため、衛生用品に使用するためのホットメルト型の接着剤を得るための粘着付与剤として使用するには不適当であった。そのため、石油樹脂を、衛生用品のホットメルト型接着剤として使用する際には、例えば、特許文献1に開示されるように、石油樹脂に水素添加を行い、水素添加石油樹脂とすることにより、臭気を低減させ、色調を向上させることが行われていた。しかしながら、このような水素添加石油樹脂を得るためには、水素添加工程が必要となることや、製造コストが上昇してしまうという問題があった。
そこで、水素添加を行なわなくても、低臭気性および色調に優れる石油樹脂を得る方法についての種々の検討が行われている。例えば、特許文献2には、石油樹脂に、ヒンダードフェノール系老化防止剤やヒンダードアミン系老化防止剤を添加することにより、色調が良好で、臭気が改善された石油樹脂が得られることが開示されている。
しかしながら、特許文献2に開示される技術を用いた場合であっても、未だ、臭気や色調の改良の程度が不十分な場合があり、さらになる改良が渇望されていた。
本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、水素添加を行わなくとも、特に低臭気性に優れ、さらには、色調にも優れる石油樹脂を与えることができる石油樹脂の製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究した結果、ハロゲン化金属化合物を触媒として炭化水素単量体を重合した後、得られる混合物から特定の方法で触媒残渣を除去してから、その混合物に吸着剤を接触させ、その吸着剤を接触させた混合物から石油樹脂を回収すると、水素添加を行わなくとも、特に低臭気性に優れ、さらには、色調にも優れる石油樹脂を与えることができることを見出した。本発明は、この知見に基づいて、さらに検討を重ねることにより、完成するに至ったものである。
かくして、本発明によれば、ハロゲン化金属化合物を触媒として炭化水素単量体を重合して、炭化水素単量体が重合されてなる石油樹脂と、重合溶媒および未反応単量体の少なくとも一方を含む揮発性成分と、触媒残渣とを含む重合後混合物を得る第1の工程と、第1の工程で得られた重合後混合物に水を添加して、触媒残渣を沈殿させて、それを除去することにより、触媒残渣除去混合物を得る第2の工程と、第2の工程で得られた触媒残渣除去混合物に、吸着剤を接触させて、吸着剤処理混合物を得る第3の工程と、第3の工程で得られた吸着剤処理混合物を加熱することにより、吸着剤処理混合物から揮発性成分を揮発させた後、残った成分から石油樹脂を回収する第4の工程と、を有してなる石油樹脂の製造方法が提供される。
本発明によれば、水素添加を行わなくとも、特に低臭気性に優れ、さらには、色調にも優れる石油樹脂を製造することができる。
本発明の石油樹脂の製造方法における第1の工程は、ハロゲン化金属化合物を触媒として炭化水素単量体を重合して、炭化水素単量体が重合されてなる石油樹脂と、重合溶媒および未反応単量体の少なくとも一方を含む揮発性成分と、触媒残渣とを含む重合後混合物を得る工程である。
本発明で用いられる炭化水素単量体としては、不飽和炭化水素化合物を主体とするものであって、石油樹脂の製造に用いられるものであれば特に限定されないが、例えば、石油類の分解および/または改質によって得られる不飽和炭化水素化合物を含む留分であって、沸点範囲−20℃〜280℃の任意の留分を用いることができる。具体的には、脂肪族石油樹脂の原料としては分解油の沸点範囲−20℃〜280℃の留分を蒸留分離した沸点100℃以下のC5留分、沸点範囲140〜220℃のC9留分、C5留分とC9留分との混合物、C5留分および/またはC9留分と他の脂肪族系オレフィン、ジオレフィンなどを混合した留分を例示することができる。
C5留分に含まれる不飽和炭化水素化合物の例としては、1−ブテン、2−ブテン、1−ペンテン、2−ペンテン、メチルブテン、メチルペンテン、ヘキセンなどの鎖状モノオレフィン;シクロペンテン、メチルシクロペンテン、シクロヘキセンなどの環状モノオレフィン;1,3−ブタジエン、イソプレン、1,3−ペンタジエン、1,3−ヘキサジエンなどの鎖状共役ジエン;シクロペンタジエン、メチルシクロペンタジエンなどの環状共役ジエン:1,2−ブタジエン、1,4−ペンタジエンなどの非共役ジエン;などが挙げられる。また、C9留分に含まれる不飽和炭化水素化合物の例としては、スチレン、α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、ビニルトルエン、インデンなどの芳香族ビニル;ジシクロペンタジエンなどの環状不飽和炭化水素;などが挙げられる。
炭化水素単量体を重合するために用いるハロゲン化金属化合物は、炭化水素単量体を重合して目的の石油樹脂を得ることができるものであれば、特に限定されないが、良好な反応活性を有する点から、周期律表第III族に属する元素のハロゲン化物またはその錯体であることが好ましい。このようなハロゲン化金属化合物の具体例としては、三塩化アルミニウム(AlCl3)、三臭化アルミニウム(AlBr3)、三塩化ガリウム(GaCl3)、三弗化ホウ素ジエチルエーテル錯体(BF3・Et2O)などを挙げることができる。なかでも汎用性などの観点から、AlCl3またはBF3・Et2Oが好適に用いられる。
ハロゲン化金属化合物の使用量は、特に限定されないが、重合に使用する炭化水素単量体100重量部に対し、好ましくは0.05〜10重量部、より好ましくは0.1〜5重量部である。
ハロゲン化金属化合物は、触媒としての活性を向上させる目的で、ハロゲン化炭化水素と併用して触媒として用いることもできる。この目的で使用されるハロゲン化炭化水素としては、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、または炭素−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が好適である。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を挙げることができる。また、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の具体例としては、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、ケイ皮クロライドが挙げられる。
ハロゲン化金属化合物とハロゲン化炭化水素とを併用する場合のハロゲン化炭化水素の使用量は、ハロゲン化金属化合物に対するモル比で、好ましくは0.05〜50、より好ましくは0.1〜10の範囲である。
ハロゲン化金属化合物を触媒として炭化水素単量体を重合するにあたり、炭化水素単量体とハロゲン化金属化合物とを混合する方法は特に限定されず、任意の方法とすればよい。例えば、ハロゲン化金属化合物が存在している反応器に、炭化水素単量体を一括に、または分割して、あるいは連続的に添加してもよいし、炭化水素単量体が存在している反応器に、ハロゲン化金属化合物を一括に、または分割して、あるいは連続的に添加してもよい。
炭化水素単量体の重合反応は、無溶媒下および溶媒存在下のいずれで行ってもよいが、重合反応をより良好に制御する観点からは、溶媒存在下で重合反応を行うことが好ましい。重合溶媒の種類は、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。重合溶媒として用いられる飽和脂肪族炭化水素としては、例えば、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が挙げられる。重合溶媒として用いられる芳香族炭化水素としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの炭素数6〜10の芳香族炭化水素が挙げられる。重合溶媒は1種を単独で使用してもよいし、2種以上の混合溶媒として用いてもよい。重合溶媒の使用量は、特に限定されないが、重合反応に用いる単量体混合物100重量部に対して、10〜1000重量部であることが好ましく、50〜500重量部であることがより好ましい。なお、一般的なC5留分やC9留分のように、不飽和炭化水素化合物と飽和炭化水素化合物との混合物を重合反応系に添加して、不飽和炭化水素化合物は単量体の成分として用い、飽和炭化水素化合物は重合溶媒の少なくとも一部として用いるようにしてもよい。
本発明の石油樹脂の製造方法における第1の工程で重合溶媒を用いた場合は、後述する第3の工程において、吸着剤処理混合物からの除去の対象となる揮発性成分として除去されることとなる。
重合反応を行う際の重合温度は、特に限定されないが、−20〜100℃の範囲内であることが好ましく、35〜85℃の範囲内であることが好ましい。重合温度が低すぎると重合活性が低下して生産性が劣る可能性があり、重合温度が高すぎると得られる石油樹脂の色調に劣るおそれがある。重合反応を行う際の圧力は、大気圧下でも加圧下でもよい。重合反応時間は、適宜選択できるが、通常10分間〜12時間、好ましくは30分間〜6時間の範囲で選択される。
以上のように、ハロゲン化金属化合物を触媒として炭化水素単量体を重合すると、炭化水素単量体が重合されてなる石油樹脂と、重合溶媒および未反応単量体の少なくとも一方を含む揮発性成分と、触媒残渣とを含む重合後混合物を得ることができる。
本発明の石油樹脂の製造方法における第2の工程は、第1の工程で得られた重合後混合物に水を添加して、触媒残渣を沈殿させて、それを除去することにより、触媒残渣除去混合物を得る工程である。
重合後混合物に添加する水は、純水であってもよいが、触媒残渣を効率よく沈殿させるために、例えばアンモニアや水酸化ナトリウムなどのアルカリ成分を溶解した水であることが好ましい。また、触媒残渣除去後の重合後混合物(触媒残渣除去混合物)に残存する触媒残渣をできるだけ少なくする目的で、メタノールなどのアルコールを水とともに添加してもよい。
重合後混合物に添加する水の量は、特に限定されず、たとえば、第1の工程で用いたハロゲン化金属化合物に対して当モル以上の範囲で添加され、好ましくは第1の工程で用いたハロゲン化金属化合物に対して大過剰に添加される。添加する水の温度も特に限定されず、例えば、20〜80℃の範囲から選択され、また、水の添加後の反応時間も特に限定されず、例えば、0.1〜2時間の範囲から選択される。
水の添加方法は、特に限定されず、一括に添加してもよいし、分割して添加してもよいし、連続的に添加してもよい。
以上のように、第1の工程で得られた重合後混合物に水を添加すると、触媒残渣が沈殿する。この触媒残渣を、例えば、ろ過や遠心分離などの常法にしたがって除去することにより、重合後混合物から触媒残渣が除去された触媒残渣除去混合物を得ることができる。
本発明の石油樹脂の製造方法における第3の工程は、第2の工程で得られた触媒残渣除去混合物に、吸着剤を接触させて、吸着剤処理混合物を得る工程である。
本発明において用いる吸着剤は特に限定されず、化学吸着剤であってもよいし、物理吸着剤であってもよい。用いられる化学吸着剤の例としては、塩基性炭酸亜鉛、酸化亜鉛、硫酸亜鉛、ラウリン酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、ミリスチン酸亜鉛
などの亜鉛系吸着剤、酸化ジルコニウム、水酸化ジルコニウム、リン酸ジルコニウムなどのジルコニウム系吸着剤、二酸化マンガンなどのマンガン系吸着剤、塩化コバルトなどのコバルト系吸着剤、塩化銅、酸化銅などの銅系吸着剤、ポリアミン化合物などのアミン系吸着剤などが挙げられる。また、用いられる物理吸着剤の例としては、ケイ酸アルミニウムナトリウムなどの含水アルミノケイ酸塩鉱物群で総称されるゼオライト系吸着剤、二酸化ケイ素、酸化マグネシウム、シリカゲル、シリカ・アルミナ、アルミニウムシリケート、活性アルミナ、酸性白土、活性白土、ドーソナイト類化合物、ハイドロタルサイト類化合物などが挙げられる。吸着剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。また、2種以上の吸着剤を併用する場合は、2種以上の化学吸着剤を併用してもよいし、2種以上の物理吸着剤を併用してもよいし、1種以上の化学吸着剤と1種以上の物理吸着剤とを併用してもよく、例えば、物理吸着剤に化学吸着剤を担持させてもよい。特に低臭気性に優れた石油樹脂を得る観点からは、これらの吸着剤のなかでも、化学吸着剤を用いることが好ましく、亜鉛系吸着剤を用いることがより好ましく、塩基性炭酸亜鉛を用いることが特に好ましい。
などの亜鉛系吸着剤、酸化ジルコニウム、水酸化ジルコニウム、リン酸ジルコニウムなどのジルコニウム系吸着剤、二酸化マンガンなどのマンガン系吸着剤、塩化コバルトなどのコバルト系吸着剤、塩化銅、酸化銅などの銅系吸着剤、ポリアミン化合物などのアミン系吸着剤などが挙げられる。また、用いられる物理吸着剤の例としては、ケイ酸アルミニウムナトリウムなどの含水アルミノケイ酸塩鉱物群で総称されるゼオライト系吸着剤、二酸化ケイ素、酸化マグネシウム、シリカゲル、シリカ・アルミナ、アルミニウムシリケート、活性アルミナ、酸性白土、活性白土、ドーソナイト類化合物、ハイドロタルサイト類化合物などが挙げられる。吸着剤は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。また、2種以上の吸着剤を併用する場合は、2種以上の化学吸着剤を併用してもよいし、2種以上の物理吸着剤を併用してもよいし、1種以上の化学吸着剤と1種以上の物理吸着剤とを併用してもよく、例えば、物理吸着剤に化学吸着剤を担持させてもよい。特に低臭気性に優れた石油樹脂を得る観点からは、これらの吸着剤のなかでも、化学吸着剤を用いることが好ましく、亜鉛系吸着剤を用いることがより好ましく、塩基性炭酸亜鉛を用いることが特に好ましい。
触媒残渣除去混合物に吸着剤に接触させる方法は、特に限定されない。例えば、適宜選択される容器に触媒残渣除去混合物と吸着剤とを共存させて、必要に応じて撹拌して、接触させるバッチ処理法や、予め充填塔中に吸着剤を充填しておき、これに触媒残渣除去混合物を流通して接触させる連続処理法が挙げられる。
触媒残渣除去混合物と吸着剤とをバッチ処理法で接触させる場合の吸着剤の使用量は、特に限定されないが、触媒残渣除去混合物に含まれる石油樹脂100重量部に対して、通常0.01〜5.0重量部であり、好ましくは0.03〜3.0重量部であり、より好ましくは0.05〜2.0重量部である。
触媒残渣除去混合物と吸着剤と接触させる際の温度は、特に限定されないが、通常10〜70℃の範囲で選択され、また、処理時間も、特に限定されないが、通常0.1〜2時間の範囲で選択される。
触媒残渣除去混合物と吸着剤とをバッチ処理法で接触させた場合、必要に応じて、ろ過などにより触媒残渣除去混合物から吸着剤を除去することができる。また、吸着剤が残存していても石油樹脂の使用に問題がない場合には、触媒残渣除去混合物から吸着剤を除去せずに次の工程に供してもよい。
以上のように、第2の工程で得られた石油樹脂と重合溶媒および未反応単量体の少なくとも一方を含む揮発性成分とを含む触媒残渣除去混合物に、吸着剤を接触させると、吸着剤処理混合物が得られる。本発明の石油樹脂の製造方法では、揮発性成分を揮発させて除去する前の触媒残渣除去混合物に、吸着剤を接触させることが必要であり、このようにすることで、水素添加を行わなくとも、特に低臭気性に優れ、さらには、色調にも優れる石油樹脂を与えることができる。吸着剤の接触を、触媒残渣を除去する前の重合後混合物に対してのみ行うと、触媒残渣が吸着剤に悪影響をおよぼし、得られる石油樹脂の低臭気性や色調が十分に改良されないおそれがある。また、吸着剤の接触を、触媒残渣除去混合物に対して行わずに、揮発性成分を揮発させて除去した後に行っても、得られる石油樹脂の低臭気性や色調が十分に改良されないおそれがある。
本発明の石油樹脂の製造方法における第4の工程は、吸着剤処理混合物から揮発性成分を揮発させた後、残った成分から石油樹脂を回収する工程である。
吸着剤処理混合物から、揮発性成分である重合溶媒や未反応単量体を揮発させる方法は、特に限定されず、常法に従えばよい。たとえば、窒素などの不活性ガスを吹き込みながら加熱する方法や、水蒸気蒸留法を挙げることができる。揮発性成分を揮発させるための温度は、揮発性成分の沸点などに応じて決定すればよく、特に限定されないが、通常40〜300℃の範囲で選択される。吸着剤処理混合物から揮発性成分を除去すると、残った成分は、通常、石油樹脂のみとなるので、その成分を冷却することにより、固体状の石油樹脂を得ることができる。
以上のような本発明の石油樹脂の製造方法で得られる石油樹脂は、必要に応じて、水素添加反応や酸変性反応などの後反応に供してもよい。但し、本発明の石油樹脂の製造方法で得られる石油樹脂は、水素添加反応に付さずとも、低臭気性と色調に優れるものであるので、製造工程を簡素化し、石油樹脂の製造コストを小さくする観点からは、水素添加反応に付していない非水添石油樹脂として使用に供することが好ましい。
本発明の石油樹脂の製造方法では、非水添石油樹脂の状態であっても色調に優れる石油樹脂を得ることが可能であり、例えば、50重量%トルエン溶液のガードナー色数が、3.0以下である石油樹脂を得ることが可能であり、2.5以下である石油樹脂を得ることも可能である。
本発明の石油樹脂の製造方法で得られる石油樹脂の重量平均分子量(Mw)は、特に限定されないが、通常1000〜10000であり、好ましくは1500〜7000であり、より好ましくは1800〜5500である。また、平均分子量(Mz)も、特に限定されないが、通常2000〜20000であり、好ましくは2500〜15000であり、より好ましくは3000〜10000である。重量平均分子量に対するZ平均分子量の比(Mz/Mw)も、特に限定されないが、通常1.2〜4.0であり、好ましくは1.4〜3.5であり、より好ましくは1.5〜3.0である。なお、石油樹脂の重量平均分子量(Mw)およびZ平均分子量(Mz)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。
本発明の石油樹脂の製造方法で得られる石油樹脂の軟化点は、特に限定されないが、60〜140℃であることが好ましく、70〜130℃であることがより好ましく、80〜120℃であることがさらに好ましい。
本発明の石油樹脂の製造方法で得られる石油樹脂には、必要に応じて、老化防止剤、紫外線吸収剤、ワックスなどの各種添加剤を添加してもよい。
本発明の石油樹脂の製造方法で得られる石油樹脂の用途は、特に限定されず、粘着付与剤、バインダー樹脂、相溶化剤、粘接着剤改質剤、路面区画線表示材料改質剤、道路舗装材料改質剤、ゴム成型物改質剤、インキ改質剤、塗料改質剤、プラスチック改質剤などの従来の石油樹脂の用途に特に制限なく適用することができる。但し、本発明の石油樹脂の製造方法で得られる石油樹脂は、特に低臭気性と色調に優れるものであることから、粘着付与剤としての使用が好適であり、使い捨て紙おむつ、衛生ナプキンなどの衛生用品に用いる接着剤の粘着付与剤としての使用が特に好適である。
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。なお、以下において、「部」および「%」は、特に断りのない限り重量基準である。また、試験および評価は、以下の記載に従って行った。
〔軟化点〕
JIS K 6863に従い測定した。
JIS K 6863に従い測定した。
〔分子量〕
ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー分析により、標準ポリスチレン換算値として求めた。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。
ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィー分析により、標準ポリスチレン換算値として求めた。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。
〔溶液色相〕
製造直後の石油樹脂の50%トルエン溶液を調製し、この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。
製造直後の石油樹脂の50%トルエン溶液を調製し、この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。
〔200℃3時間加熱後の溶液色相〕
製造直後の石油樹脂を、200℃のオーブン中に3時間静置し、その後放冷した後に、その50%トルエン溶液を調製し、この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。
製造直後の石油樹脂を、200℃のオーブン中に3時間静置し、その後放冷した後に、その50%トルエン溶液を調製し、この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。
〔加熱後の臭気〕
石油樹脂の加熱後の臭気を、臭気対策研究協会発行の臭気の嗅覚測定法における6段階臭気強度表示法に従った官能試験により評価した。具体的には、まず、石油樹脂0.2gを20mlの耐熱性容器に入れて、蓋をして密閉した。そして、この石油樹脂の入った耐熱性容器を、オーブンに入れて、温度140℃、2時間の条件で加熱し、加熱後の臭気の確認を行った。この臭気の確認は、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。また、臭気を嗅ぐサンプルの順番は、無作為とし、下記の指標に基づいて、0.5刻みの数値(すなわち、たとえば、無臭であれば「0」、無臭とやっと認知できる臭いの中間であれば「0.5」)で判定を行った。
0:無臭
1:やっと認知できる臭い(検知閾値濃度)
2:何のにおいであるか判る弱い臭い(認知閾値濃度)
3:楽に感知できるにおい
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。官能試験の値が小さいものほど、低臭気性に優れる。
石油樹脂の加熱後の臭気を、臭気対策研究協会発行の臭気の嗅覚測定法における6段階臭気強度表示法に従った官能試験により評価した。具体的には、まず、石油樹脂0.2gを20mlの耐熱性容器に入れて、蓋をして密閉した。そして、この石油樹脂の入った耐熱性容器を、オーブンに入れて、温度140℃、2時間の条件で加熱し、加熱後の臭気の確認を行った。この臭気の確認は、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。また、臭気を嗅ぐサンプルの順番は、無作為とし、下記の指標に基づいて、0.5刻みの数値(すなわち、たとえば、無臭であれば「0」、無臭とやっと認知できる臭いの中間であれば「0.5」)で判定を行った。
0:無臭
1:やっと認知できる臭い(検知閾値濃度)
2:何のにおいであるか判る弱い臭い(認知閾値濃度)
3:楽に感知できるにおい
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。官能試験の値が小さいものほど、低臭気性に優れる。
〔実施例1〕
シクロペンテン15.4部、シクロペンタン46.3部、および三塩化アルミニウム1.2部を反応容器に仕込んだ後、下記の表1に示す組成を有する炭化水素混合物107.4部を、60分間かけて連続的に添加し、70℃で重合を行なった。炭化水素混合物の添加終了後、反応液に28%アンモニア水溶液とメタノールとの重量比1:1混合液を4部添加して、生成した沈殿物をろ過により分離した。そして、ろ液に吸着剤として塩基性炭酸亜鉛(和光純薬工業社製)1.00部(石油樹脂の収率を勘案すると、石油樹脂100部に対して1.20部)を添加したのち、窒素を吹き込みつつ加熱することで、揮発性成分(重合溶媒と未反応の単量体)を揮発させ、さらに、240℃からは飽和水蒸気を吹き込むことにより、残存する揮発性成分を揮発させて除去した。揮発した成分の留出液中にほとんど油層が存在しなくなったことを確認したのち、飽和水蒸気の吹き込みを停止して、溶融物を取り出した。この溶融物を放冷することにより、収率83%で淡黄色樹脂状の石油樹脂が得られた。得られた石油樹脂は、軟化点が93℃、重量平均分子量(Mw)が2200、Z平均分子量(Mz)が3700、Mz/Mwが1.68であった。また、得られた石油樹脂について、溶液色相、200℃3時間加熱後の溶液色相、および加熱後の臭気を評価したところ、溶液色相のガードナー数は2.5、200℃3時間加熱後の溶液色相は5.0、加熱後の臭気の官能試験評価値は1.8であった。なお、石油樹脂の製造時に添加した吸着剤の添加時期、種類および量と、溶液色相、200℃3時間加熱後の溶液色相、および加熱後の臭気の評価結果については、表2にまとめて示す。
シクロペンテン15.4部、シクロペンタン46.3部、および三塩化アルミニウム1.2部を反応容器に仕込んだ後、下記の表1に示す組成を有する炭化水素混合物107.4部を、60分間かけて連続的に添加し、70℃で重合を行なった。炭化水素混合物の添加終了後、反応液に28%アンモニア水溶液とメタノールとの重量比1:1混合液を4部添加して、生成した沈殿物をろ過により分離した。そして、ろ液に吸着剤として塩基性炭酸亜鉛(和光純薬工業社製)1.00部(石油樹脂の収率を勘案すると、石油樹脂100部に対して1.20部)を添加したのち、窒素を吹き込みつつ加熱することで、揮発性成分(重合溶媒と未反応の単量体)を揮発させ、さらに、240℃からは飽和水蒸気を吹き込むことにより、残存する揮発性成分を揮発させて除去した。揮発した成分の留出液中にほとんど油層が存在しなくなったことを確認したのち、飽和水蒸気の吹き込みを停止して、溶融物を取り出した。この溶融物を放冷することにより、収率83%で淡黄色樹脂状の石油樹脂が得られた。得られた石油樹脂は、軟化点が93℃、重量平均分子量(Mw)が2200、Z平均分子量(Mz)が3700、Mz/Mwが1.68であった。また、得られた石油樹脂について、溶液色相、200℃3時間加熱後の溶液色相、および加熱後の臭気を評価したところ、溶液色相のガードナー数は2.5、200℃3時間加熱後の溶液色相は5.0、加熱後の臭気の官能試験評価値は1.8であった。なお、石油樹脂の製造時に添加した吸着剤の添加時期、種類および量と、溶液色相、200℃3時間加熱後の溶液色相、および加熱後の臭気の評価結果については、表2にまとめて示す。
〔実施例2〜5〕
ろ液に添加する吸着剤の種類および量(石油樹脂の収率を勘案した、石油樹脂100部に対する量)を表2に示す通りに変更したこと以外は、実施例1と同様にして、石油樹脂を得て、その評価を行った。溶液色相、200℃3時間加熱後の溶液色相、および加熱後の臭気の評価結果については、表2にまとめて示す。なお、表2における「ジルコニウム系吸着剤」は、東亜合成社製の「ケスモンNS−80E」であり、「ゼオライト系吸着剤」は、共立製薬社製のポリアミン化合物配合ゼオライトである。
ろ液に添加する吸着剤の種類および量(石油樹脂の収率を勘案した、石油樹脂100部に対する量)を表2に示す通りに変更したこと以外は、実施例1と同様にして、石油樹脂を得て、その評価を行った。溶液色相、200℃3時間加熱後の溶液色相、および加熱後の臭気の評価結果については、表2にまとめて示す。なお、表2における「ジルコニウム系吸着剤」は、東亜合成社製の「ケスモンNS−80E」であり、「ゼオライト系吸着剤」は、共立製薬社製のポリアミン化合物配合ゼオライトである。
〔比較例1〕
ろ液に吸着剤を添加しなかったこと以外は、実施例1と同様にして、石油樹脂を得て、その評価を行った。溶液色相、200℃3時間加熱後の溶液色相、および200℃3時間加熱後の臭気の評価結果については、表2にまとめて示す。
ろ液に吸着剤を添加しなかったこと以外は、実施例1と同様にして、石油樹脂を得て、その評価を行った。溶液色相、200℃3時間加熱後の溶液色相、および200℃3時間加熱後の臭気の評価結果については、表2にまとめて示す。
〔比較例2〕
沈殿物を分離した後のろ液には吸着剤を添加せずに、飽和水蒸気の吹き込み停止直後の石油樹脂の溶融物100部に対して、塩基性炭酸亜鉛(和光純薬工業社製)0.12部およびジルコニウム系吸着剤(東亜合成社製「ケスモンNS−80E」)0.12部を添加し、5分間撹拌してから、溶融物の放冷を行ったこと以外は、実施例1と同様にして、石油樹脂を得て、その評価を行った。溶液色相、200℃3時間加熱後の溶液色相、および200℃3時間加熱後の臭気の評価結果については、表2にまとめて示す。
沈殿物を分離した後のろ液には吸着剤を添加せずに、飽和水蒸気の吹き込み停止直後の石油樹脂の溶融物100部に対して、塩基性炭酸亜鉛(和光純薬工業社製)0.12部およびジルコニウム系吸着剤(東亜合成社製「ケスモンNS−80E」)0.12部を添加し、5分間撹拌してから、溶融物の放冷を行ったこと以外は、実施例1と同様にして、石油樹脂を得て、その評価を行った。溶液色相、200℃3時間加熱後の溶液色相、および200℃3時間加熱後の臭気の評価結果については、表2にまとめて示す。
〔比較例3〕
飽和水蒸気の吹き込み停止直後の石油樹脂に添加する吸着剤の種類および量を表2に示す通りに変更したこと以外は、比較例2と同様にして、石油樹脂を得て、その評価を行った。溶液色相、200℃3時間加熱後の溶液色相、および加熱後の臭気の評価結果については、表2にまとめて示す。
飽和水蒸気の吹き込み停止直後の石油樹脂に添加する吸着剤の種類および量を表2に示す通りに変更したこと以外は、比較例2と同様にして、石油樹脂を得て、その評価を行った。溶液色相、200℃3時間加熱後の溶液色相、および加熱後の臭気の評価結果については、表2にまとめて示す。
表2から判るように、本発明の石油樹脂の製造方法(実施例1〜5)によって得られる石油樹脂は、製造直後および加熱後に関わらず色調に優れ、低臭気性にも優れる。一方、吸着剤を全く使用せずに得られた石油樹脂(比較例1)や揮発性成分を揮発させた後の石油樹脂に吸着剤を添加させて得られた石油樹脂(比較例2、3)は、本発明の石油樹脂の製造方法で得られる石油樹脂よりも、色調および低臭気性が劣るものであった。
Claims (1)
- ハロゲン化金属化合物を触媒として炭化水素単量体を重合して、炭化水素単量体が重合されてなる石油樹脂と、重合溶媒および未反応単量体の少なくとも一方を含む揮発性成分と、触媒残渣とを含む重合後混合物を得る第1の工程と、
第1の工程で得られた重合後混合物に水を添加して、触媒残渣を沈殿させて、それを除去することにより、触媒残渣除去混合物を得る第2の工程と、
第2の工程で得られた触媒残渣除去混合物に、吸着剤を接触させて、吸着剤処理混合物を得る第3の工程と、
第3の工程で得られた吸着剤処理混合物を加熱することにより、吸着剤処理混合物から揮発性成分を揮発させた後、残った成分から石油樹脂を回収する第4の工程と、
を有してなる石油樹脂の製造方法。
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JP2014074943A JP2015196758A (ja) | 2014-03-31 | 2014-03-31 | 石油樹脂の製造方法 |
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