JPH02391B2 - - Google Patents
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- JPH02391B2 JPH02391B2 JP10364585A JP10364585A JPH02391B2 JP H02391 B2 JPH02391 B2 JP H02391B2 JP 10364585 A JP10364585 A JP 10364585A JP 10364585 A JP10364585 A JP 10364585A JP H02391 B2 JPH02391 B2 JP H02391B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rosin
- tall oil
- esterifying
- reaction
- pentaerythritol
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
技術分野
この発明はロジンのペンタエリトリトールエス
テルの新規な調製方法に関する。特に、この発明
の特徴は触媒としての微量のホスフイン酸
(H3PO2)の存在下で、ロジンとペンタエリトリ
トールとを反応させることによつて、ロジン/ペ
ンタエリトリトールエステルの生成のための反応
時間を短縮することにある。また、トール油ロジ
ンをエステル化すると、生成するロジン/ペンタ
エリトリトールの色特性も改善される。
従来技術の説明
ロジンは主に炭素数20(C20)の縮合環を有する
モノカルボン酸混合物である。このモノカルボン
酸は、種々の置換体を形成するレボピマル酸やア
ビエチン酸によつて代表される。この発明におい
て使用されるロジンはゴム質ロジン、ウツドロジ
ンおよびトール油ロジンである。
樹液や木の形成層からの液体部分に含まれる親
水成分は、自然分離したり転化したりすることに
よつて疎水性の固形成分となるが、一般に、この
ような方法によつて各種のゴム質、樹脂およびワ
ツクスが形成される。この方法におけるオレオ樹
脂中間体は、アメリカ合衆国南東部、フランス等
のサザン・イエロー・パイン(southern yellow
pine)の幹の切り口から流れ出るパインゴムに代
表されるものである。パインゴムは約80%の(ゴ
ム質)ロジンと約20%のテレピン油とを含有す
る。
オレオ樹脂からの樹脂化は、押出物からの油分
の自然蒸発もしくはダクト内での白太材および赤
味材における徐捕集によつて起る。伐採してチツ
プ化した後ヘキサンもしくは高沸点パラフインに
よつて抽出し、分留によつてウツドロジン、ウツ
ドテレピン油およびテレペン化合物を生成させる
ためには、マツ属の樹幹は有用である。クラフト
法、すなわち製紙における硫酸塩パルプ化法にお
いては、副産物としてクルードトール油およびク
ルードテレピン油の硫酸塩を生じるアルカリと共
に松を蒸解している。クルードトール油の分留に
よつてトール油ロジンおよび脂肪酸が生成され
る。
ゴム質ロジン、ウツドロジンおよびトール油ロ
ジンの化学変化は、この発明の方法においてはエ
ステル化である。ロジンのエステル化によつて得
られる生成物は有用な特性を有していることがわ
かつたため、多くのエステル化方法、特に多価ア
ルコールによるエステル化方法が開発された。米
国特許第2369125号、第2590910号および第
2572086号には、多価アルコールの存在下でロジ
ンをグリセロールおよびペンタエリトリトールを
エステル化する方法について開示されている。な
お、この場合、エステル化は通常ロジンの不均化
処理に先立つて行なわれる。
よく知られているように、トール油ロジンをペ
ンタエリトリトールでエステル化する場合の欠点
は、グリセロールによるエステル化の場合に比べ
て色変の面で問題があるということである。ガー
ドナー色数8のトール油ロジンを出発原料として
使用した場合、ペンタエリトリトールエステルの
色数は13ないし18であるのに対し、グリセロール
エステルの色数は8ないし9である。また、エス
テル生成に要する時間も長く、トール油ロジン/
グリセロールエステルの生成時間が10ないし12時
間であるのに対して、同一条件下でのトール油ロ
ジン/ペンタエリトリトールエステルの生成時間
は30ないし48時間もかかる。
米国特許第3780012号および第3780013号におい
ては、トール油ロジンを使用して形成したペンタ
エリトリトールエステルは、ゴム質ロジンやウツ
ドロジンを使用した場合に比べて著しく暗い色と
なることが示されている。米国特許第3780012号
では、エステル化に先立つて、ロジンをパラホル
ムアルデヒドで処理した後これを蒸留している。
米国特許第3780013号においては、エステル化時
にフエノールスルフイド化合物を添加している。
このような方法によつて得られた生成物の色は
U.S.D.AスケールのM(ガードナー色数で11ない
し12に相当する)である。また、この実施例にお
いては20%過剰量のペンタエリトリトールを使用
している。
米国特許第2729660号においては、エステル化
時に触媒として使用される強酸等が生成物の色を
暗くすることが示されている。この特許において
は、高級脂肪酸、ロジン酸もしくはそれらの混合
物のエステル化触媒として、亜燐酸の脂肪族エス
テルもしくは芳香族エステルを0.5%ないし5%
添加している。エステル化に際して、生成物の色
が暗くなるのを防止することに加えて、反応時間
の短縮の点も注目されている。この方法に固有の
欠点は、エステル化工程において、亜燐酸エステ
ル触媒を形成するために使用されるアルコールが
分解し、悪臭を発することである。
米国特許第4172070号においては、酸化カルシ
ウム等の従来のエステル化触媒に代えてアリルス
ルホン酸を使用することによつて、トール油ロジ
ンのペンタエリトリトールによるエステル化時間
を短縮し、対酸素安定性に優れるとともに色およ
び軟化点も改善されたロジンエステルを生成させ
る方法が開示されている。しかし、この方法は大
量のペンタエリトリトール(35%過剰量)を使用
するものであるため、酸価が著しく低下する。こ
の生成物のリングおよびボール軟化点は77℃ない
し86.5℃である。なお、市販のペンタエリトリト
ールエステルの軟化点は95℃ないし105℃である。
発明の目的
この発明の目的は、ロジンのペンタエリトリト
ールエステルの新規な調製方法を提供することで
ある。
この発明の別の目的は、触媒を使用してロジ
ン/ペンタエリトリトール反応を促進させ、その
反応時間を短縮することである。
この発明の別の目的は、使用するペンタエリト
リトールの量を少なくし、製造コストを低下させ
るとともに軟化点を高く(好ましくは95℃ないし
105℃)することである。
この発明のさらに別の目的は、トール油ロジン
のグリセロールエステルの色と同等の色を有する
ペンタエリトリトールエステルの調製方法を提供
することである。
発明の概要
ホスフイン酸(次亜燐酸とも呼ばれる)を触媒
として使用すると、これは微量でも有効に作用し
てロジンとペンタエリトリトールの反応を促進す
ることがわかつた。特に、トール油ロジンを少な
くとも等量のペンタエリトリトールと反応させる
場合において、ロジン対する重量比で0.05%ない
し0.5%のホスフイン酸を添加し、約180℃ないし
約300℃の反応温度で反応させると、生成するト
ール油ロジンエステルのガードナー色数は原料ロ
ジンのガードナー色数より0ないし2増加するだ
けである。
実施例の説明
ホスフイン酸は強環元剤であり、淡色脂肪酸
(米国特許第3232968号)、ポリ(オキシアルキレ
ン)化合物を有するカルボン酸エステル(米国特
許第979673号および米国特許第3071604号)、グリ
コールのアクリル酸エステルおよびメタクリル酸
エステル(日本国特許第7311084号)もしくは淡
色アルキル樹脂(日本国特許第12997号)の調製
において酸化防止剤もしくは脱色剤として使用さ
れる。また、ホスフイン酸はトール油の処理剤と
しても使用される。この場合、トール油に含まれ
る不純物や色素(color bodies)は、このホスフ
イン酸によつて蒸溜不能な化合物に転換され、含
有されるロジン酸の脱カルボキシル化が促進され
る(米国特許第2441197号)。
現在使用されている新規なロジンのエステル化
工程においては、極く少量のホスフイン酸が唯一
のエステル化触媒として使用されている。
この発明の方法の対象となるゴム質ロジン、ウ
ツドロジンおよびトール油ロジンに対して、エス
テル化に先立つて、別の処理を加えてもよい。例
えば、分別抽出法において行なわれる蒸溜処理の
外に不均化、水素化、重合、もしくはこれらの処
理を組み合せた処理等を施すことができる。
一般に、ロジンのエステル化は、反応容器内に
ロジンを導入し、このロジンに対してその重量比
で最高18%過剰ペンタエリトリトールおよび0.01
%ないし0.5%のホスフイン酸を添加することに
よつて行なわれる。反応温度は約180℃ないし300
℃であるが、望ましい温度或は約250℃ないし280
℃である。また、反応時間は約25時間もしくはロ
ジンの酸価が約15以下になるまでである。触媒と
してのホスフイン酸の好ましい添加量は、ロジン
に対する重量比で約0.1%ないし約0.25%であり、
このホスフイン酸を0.5%以上添加しても効果は
ない。
エステル化反応は不活性雰囲気内で行なうとよ
い。これは、反応体の添加前に反応容器内の窒素
を排出し、反応中は窒素を導入することによつて
達成できる。色が淡いことはロジンエステルの特
徴であるが、その色は酸素ガスの影響を受けやす
いので、酸素との接触は極力避ける必要がある。
また、ホスフイン酸触媒の利点は、エステル化
反応中の退色効果が小さいことである。したがつ
て、ロジンエステルの色は原料として使用された
ロジンの色とあまり変らない。トール油ロジンが
エステル化される場合、この発明の方法において
使用される触媒が作用するため、生成するエステ
ルの色は暗くなるが、その程度を原料ロジンの色
に対するガードナー色数で表わせば、わずかに0
ないし2である。したがつて、ガードナー色数が
5のトール油ロジンを原料にした場合、生成する
エステルのガードナー色数は5ないし7であり、
ガードナー色数が10のトール油ロジンを使用すれ
ば生成するエステルのガードナー色数は10ないし
12である。
この発明の方法の好ましい実施例においては、
出発原料であるロジンを、反応容器内において、
不活性雰囲気に暴露した後、このロジンに対する
重量比で0.2%のホスフイン酸(活性ホスフイン
酸換算50%水溶液)および15%ないし18%の過剰
ペンタエリトリトールを添加する。混合物を275
℃まで加熱したら、窒素等の不活性ガスをゆつく
りと噴霧する。なお、この温度は総反応時間(18
時間ないし24時間)にわたつて保持される。反応
開始後約18時間ないし20時間が経過したら、不活
性ガスの噴霧から水蒸気の噴霧に切り換え、ロジ
ンに対する重量比で約0.053%の固体水酸化ナト
リウムを添加し、ホスフイン酸触媒を中和し、さ
らに生成した混合物を冷却する。(なお、水酸化
ナトリウムとしては、50%水溶液を使用してもよ
いが、その場合には水蒸気噴霧に先立つて添加す
る必要がある。)さらに好ましい実施例において
は、使用されるロジンはトール油ロジンであり、
冷却によつて、最終生成物の原料ロジンに対する
ガードナー色数変化は0ないし2であり、そのボ
ールおよびリング(Ball and Ring)軟化点約95
℃ないし約105℃である。
次に実施例によれば、この発明の方法によつて
調製されたロジン−ペンタエリトリトールエステ
ルは、予想外の色変化特性を示すことがわかる。
また、所要反応時間も短くて済むことがわかる。
なお、以下の実施例中、特に指定しない限り、比
率は重量比で示すものとする。
実施例 1
適当な反応容器内に、ガードナー色数10のトー
ル油ロジン100部、ペンタエリトリトール115部お
よび50%活性ホスフイン酸水溶液0.2部を投入す
る。こうして得られた混合物を250℃ないし260℃
に加熱し、20時間保持すると酸価13、リングおよ
びボール軟化点97℃およびガードナー色数11のエ
ステルが得られる。
実施例 2
ガードナー色数5のトール油ロジンを使用し、
他の条件は実施例1と同一にして反応させると、
酸価15、軟化点96℃、およびガードナー色数6+
のエステルが得られる。
実施例 3
ホスフイン酸を添加せずに、他の条件は実施例
1と同一にして反応させた場合、酸価12に達する
までに45時間を要し、最終ガードナー色数は18+
である。第1および第2の実施例と比較すればわ
かるように、この実施例における反応から実証さ
れることは、ホスフイン酸が触媒作用を有すると
いうことである。
実施例 4
適当な反応容器内に、ガードナー色数6のトー
ル油ロジン100部、ペンタエリトリトール12.3部
を投入し、かつホスフイン酸の代わりに、触媒と
して使用される100%活性水酸化カルシウム(米
国特許第3780013号に開示されている)を0.1重量
%投入する。こうして得られた混合物を270℃に
加熱し、24時間保持すると、酸価5、リングおよ
びボール軟化点102℃およびガードナー色数13の
エステルが得られる。第1および第2の実施例と
比較すればわかるように、この実施例によつて実
証されることは、ホスフイン酸の触媒効果は一般
的なエステル化触媒よりも優れているということ
である。
実施例 5
触媒を使用せずに、他の条件を実施例4と同一
にして反応させた場合、酸価10、軟化点99℃およ
びガードナー色数12のエステルが得られる。な
お、この場合、反応温度における所要保持時間は
24時間である。
実施例 6
適当なスケールのエステル化反応プラント内
に、ガードナー色数7+のトール油ロジン100部、
ペンタエリトリトール12.2部および50%活性ホス
フイン酸水溶液0.2部を投入する。この混合物を
280℃に加熱し、17.5時間保持すると、酸価8.9、
リングおよびボール軟化点96℃およびガードナー
色数8のエステルが得られる。
実施例 7
適当な反応容器内に、市販の部分水素添加ウツ
ドロジン(ガードナー色数5+)100部、ペンタ
エリトリトール12.3部および50%活性ホスフイン
酸水溶液0.2部を投入する。この混合物を270℃に
加熱し、その温度で17.5時間保持すると、酸価
14、リングおよびボール軟化点94℃およびガード
ナー色数6.5のエステルが得られる。
実施例 8
ガードナー色数4+の水素添加トール油ロジン
を使用し、他の条件は実施例7と同一にして反応
させた場合、酸価14、軟化点93℃およびガードナ
ー色数8+のエステルが得られる。なお、この場
合、反応温度における所要保持時間は17.5時間で
ある。
実施例 9
ガードナー色数4+の不均化トール油ロジンを
使用するとともに上限温度を250℃とし、他の条
件は実施例7と同一にして反応させた場合、酸価
12、軟化点90℃およびガードナー色数6.5のエス
テルが得られる。なお、この場合、反応温度にお
ける所要保持時間は39時間である。
実施例 10
適当な反応容器内に、ガードナー色数10のゴム
質ロジン100部、ペンタエリトリトール11.5部お
よび50%活性ホスフイン酸水溶液0.2部を投入す
る。この混合物を270℃に加熱して16時間保持す
ると、酸価12、リングおよびボール軟化点102.5
℃およびガードナー色数8−のエステルが得られ
る。
実施例 11
この発明の方法を使用すれば、不均化および蒸
溜したトール油ロジン試料からペンタエリトリト
ールエステルが得られる。一つのロジン試料は、
蒸溜後冷却前(試料が熱い状態)にホスフイン酸
触媒0.2%を添加し、これを冷却前177℃で30分間
撹拌したものである。なお、両試料のガードナー
色数は共に2−である。この結果を表に示す。
TECHNICAL FIELD This invention relates to a novel method for preparing pentaerythritol esters of rosin. In particular, the present invention is characterized by reducing the reaction time for the production of rosin/pentaerythritol ester by reacting rosin and pentaerythritol in the presence of trace amounts of phosphinic acid (H 3 PO 2 ) as a catalyst. The aim is to shorten the Esterification of tall oil rosin also improves the color properties of the resulting rosin/pentaerythritol. Description of the Prior Art Rosin is a monocarboxylic acid mixture having primarily 20 carbon atoms (C 20 ) fused rings. This monocarboxylic acid is typified by levopimaric acid and abietic acid, which form various substituents. The rosins used in this invention are gummy rosin, udon rosin and tall oil rosin. The hydrophilic component contained in the liquid part from tree sap and the cambium layer of the tree becomes a hydrophobic solid component through natural separation or conversion, and in general, various rubbers are A substance, resin and wax are formed. The oleoresin intermediate used in this method is made from southern yellow pine (southern yellow pine) grown in the southeastern United States, France, etc.
This is typified by the pine rubber that flows out from the cut end of the trunk of the pine tree. Pine gum contains about 80% (rubbery) rosin and about 20% turpentine. Resinization from oleo resin occurs by natural evaporation of oil from the extrudate or slow collection in white and red wood in ducts. The trunks of Pinus spp. are useful after being cut into chips, extracted with hexane or high-boiling paraffin, and then fractionated to produce turpentine, turpentine oil, and turpentine compounds. In the Kraft process, sulfate pulping in papermaking, pine is digested with alkali to produce crude tall oil and crude turpentine sulfates as by-products. Fractional distillation of crude tall oil produces tall oil rosin and fatty acids. The chemical transformation of gummy rosin, udon rosin and tall oil rosin is esterification in the method of this invention. Since the products obtained by esterification of rosin have been found to have useful properties, a number of esterification processes have been developed, particularly those with polyhydric alcohols. U.S. Patent Nos. 2,369,125, 2,590,910 and
No. 2572086 discloses a method for esterifying rosin with glycerol and pentaerythritol in the presence of a polyhydric alcohol. In this case, the esterification is usually carried out prior to the disproportionation treatment of the rosin. As is well known, the disadvantage of esterifying tall oil rosin with pentaerythritol is that there are problems with color change compared to esterification with glycerol. When tall oil rosin with a Gardner color number of 8 is used as a starting material, the color number of the pentaerythritol ester is 13 to 18, while the color number of the glycerol ester is 8 to 9. In addition, the time required for ester formation is long, and tall oil rosin/
The formation time of glycerol ester is 10 to 12 hours, whereas the formation time of tall oil rosin/pentaerythritol ester under the same conditions is 30 to 48 hours. In US Pat. Nos. 3,780,012 and 3,780,013, pentaerythritol esters formed using tall oil rosin are shown to be significantly darker in color than when using gummy rosin or downy rosin. In US Pat. No. 3,780,012, the rosin is treated with paraformaldehyde and then distilled prior to esterification.
In US Pat. No. 3,780,013, a phenol sulfide compound is added during esterification.
The color of the product obtained by such a method is
It is M on the USDA scale (equivalent to 11 or 12 on the Gardner scale). Also, a 20% excess amount of pentaerythritol is used in this example. In US Pat. No. 2,729,660 it is shown that strong acids, etc. used as catalysts during esterification darken the color of the product. In this patent, 0.5% to 5% of aliphatic or aromatic esters of phosphorous acid are used as esterification catalysts for higher fatty acids, rosin acids, or mixtures thereof.
Added. In addition to preventing the color of the product from becoming dark during esterification, attention has also been paid to shortening the reaction time. An inherent disadvantage of this method is that during the esterification step, the alcohol used to form the phosphite catalyst decomposes and produces a foul odor. U.S. Pat. No. 4,172,070 shortens the esterification time of tall oil rosin with pentaerythritol and improves its oxygen stability by using allylsulfonic acid in place of conventional esterification catalysts such as calcium oxide. A method for producing rosin esters of superior quality and improved color and softening point is disclosed. However, since this method uses a large amount of pentaerythritol (35% excess), the acid value is significantly reduced. The ring and ball softening point of this product is 77°C to 86.5°C. Note that the softening point of commercially available pentaerythritol ester is 95°C to 105°C. OBJECT OF THE INVENTION The object of this invention is to provide a new method for the preparation of pentaerythritol ester of rosin. Another object of this invention is to use a catalyst to accelerate the rosin/pentaerythritol reaction and shorten the reaction time. Another object of the invention is to reduce the amount of pentaerythritol used, lower manufacturing costs and increase the softening point (preferably 95°C or lower).
105℃). Yet another object of this invention is to provide a method for preparing pentaerythritol esters having a color comparable to that of glycerol esters of tall oil rosin. SUMMARY OF THE INVENTION It has been found that when phosphinic acid (also called hypophosphorous acid) is used as a catalyst, it works effectively even in trace amounts to promote the reaction between rosin and pentaerythritol. In particular, when tall oil rosin is reacted with at least an equal amount of pentaerythritol, adding 0.05% to 0.5% phosphinic acid by weight to rosin and reacting at a reaction temperature of about 180° C. to about 300° C. The Gardner color number of the tall oil rosin ester produced is only 0 to 2 higher than the Gardner color number of the raw material rosin. DESCRIPTION OF EXAMPLES Phosphinic acid is a strong cyclic agent and is used in light-colored fatty acids (U.S. Pat. No. 3,232,968), carboxylic acid esters with poly(oxyalkylene) compounds (U.S. Pat. No. 979,673 and U.S. Pat. No. 3,071,604), and glycols. as an antioxidant or decolorizer in the preparation of acrylic and methacrylic esters (Japanese Patent No. 7311084) or light-colored alkyl resins (Japanese Patent No. 12997). Phosphinic acid is also used as a treatment agent for tall oil. In this case, the impurities and color bodies contained in tall oil are converted into non-distillable compounds by the phosphinic acid, and the decarboxylation of the rosin acids contained therein is promoted (US Pat. No. 2,441,197). ). In the novel rosin esterification process currently in use, a very small amount of phosphinic acid is used as the sole esterification catalyst. The rubbery rosin, oil rosin, and tall oil rosin that are the targets of the method of this invention may be subjected to another treatment prior to esterification. For example, in addition to the distillation treatment performed in the fractional extraction method, disproportionation, hydrogenation, polymerization, or a combination of these treatments can be performed. Generally, esterification of rosin involves the introduction of rosin into a reaction vessel, up to 18% excess pentaerythritol and 0.01% excess pentaerythritol by weight relative to the rosin.
% to 0.5% of phosphinic acid. The reaction temperature is about 180℃ to 300℃
℃, but the desired temperature is about 250℃ to 280℃
It is ℃. The reaction time is about 25 hours or until the acid value of the rosin becomes about 15 or less. The preferred amount of phosphinic acid added as a catalyst is about 0.1% to about 0.25% by weight relative to the rosin;
Addition of 0.5% or more of this phosphinic acid has no effect. The esterification reaction is preferably carried out in an inert atmosphere. This can be accomplished by venting the nitrogen in the reaction vessel before adding the reactants and introducing nitrogen during the reaction. A characteristic of rosin ester is that it is pale in color, but its color is easily affected by oxygen gas, so it is necessary to avoid contact with oxygen as much as possible. Also, the advantage of phosphinic acid catalysts is that the discoloration effect during the esterification reaction is small. Therefore, the color of the rosin ester does not differ much from the color of the rosin used as a raw material. When tall oil rosin is esterified, the color of the resulting ester becomes darker due to the action of the catalyst used in the method of this invention, but the extent of this darkening is only slightly to 0
or 2. Therefore, when tall oil rosin with a Gardner color number of 5 is used as a raw material, the Gardner color number of the produced ester is 5 to 7,
If tall oil rosin with a Gardner color number of 10 is used, the Gardner color number of the ester produced will be 10 or more.
It is 12. In a preferred embodiment of the method of this invention,
Rosin, which is a starting material, is placed in a reaction vessel,
After exposure to an inert atmosphere, 0.2% phosphinic acid (50% aqueous solution in terms of active phosphinic acid) and 15% to 18% excess pentaerythritol are added by weight to the rosin. 275 mixture
After heating to ℃, slowly spray with an inert gas such as nitrogen. Note that this temperature is the total reaction time (18
hours to 24 hours). After about 18 to 20 hours have elapsed from the start of the reaction, the inert gas atomization is switched to the steam atomization, and solid sodium hydroxide is added in an amount of about 0.053% by weight based on the rosin to neutralize the phosphinic acid catalyst. The resulting mixture is further cooled. (Note that a 50% aqueous solution of sodium hydroxide may be used, but in that case it must be added prior to steam atomization.) In a more preferred embodiment, the rosin used is tall oil. Rosin,
Upon cooling, the Gardner color number change of the final product relative to the raw rosin is 0 to 2, and its Ball and Ring softening point is approximately 95.
℃ to about 105℃. The examples now show that rosin-pentaerythritol esters prepared by the method of the present invention exhibit unexpected color change properties.
Furthermore, it can be seen that the required reaction time is also short.
In the following examples, unless otherwise specified, ratios are expressed by weight. Example 1 Into a suitable reaction vessel are charged 100 parts of Gardner color number 10 tall oil rosin, 115 parts of pentaerythritol, and 0.2 parts of 50% active phosphinic acid aqueous solution. The mixture thus obtained was heated to 250℃ to 260℃.
When heated to and held for 20 hours, an ester with an acid value of 13, a ring and ball softening point of 97°C, and a Gardner color number of 11 is obtained. Example 2 Using tall oil rosin with Gardner color number 5,
When the other conditions are the same as in Example 1 and the reaction is carried out,
Acid value 15, softening point 96℃, and Gardner color number 6+
of ester is obtained. Example 3 When the reaction was carried out under the same conditions as Example 1 without adding phosphinic acid, it took 45 hours to reach an acid value of 12, and the final Gardner color number was 18+.
It is. As can be seen by comparing the first and second examples, the reaction in this example demonstrates that phosphinic acid has catalytic activity. Example 4 Into a suitable reaction vessel, 100 parts of tall oil rosin with a Gardner color number of 6 and 12.3 parts of pentaerythritol were charged, and in place of phosphinic acid, 100% active calcium hydroxide (U.S. Pat. No. 3780013) is added in an amount of 0.1% by weight. The mixture thus obtained is heated to 270°C and held for 24 hours, yielding an ester with an acid number of 5, a ring and ball softening point of 102°C and a Gardner color number of 13. As can be seen by comparing the first and second examples, this example demonstrates that the catalytic effect of phosphinic acid is superior to common esterification catalysts. Example 5 When the reaction is carried out without using a catalyst and under the same conditions as in Example 4, an ester having an acid value of 10, a softening point of 99°C and a Gardner color number of 12 is obtained. In this case, the required holding time at the reaction temperature is
It is 24 hours. Example 6 In an esterification reaction plant of suitable scale, 100 parts of Gardner color number 7+ tall oil rosin,
Charge 12.2 parts of pentaerythritol and 0.2 parts of 50% active phosphinic acid aqueous solution. this mixture
When heated to 280℃ and held for 17.5 hours, the acid value is 8.9,
An ester with a ring and ball softening point of 96° C. and a Gardner color number of 8 is obtained. Example 7 Into a suitable reaction vessel are charged 100 parts of a commercially available partially hydrogenated uddrodine (Gardner color number 5+), 12.3 parts of pentaerythritol and 0.2 parts of a 50% active phosphinic acid aqueous solution. When this mixture is heated to 270°C and held at that temperature for 17.5 hours, the acid value
14, an ester with a ring and ball softening point of 94°C and a Gardner color number of 6.5 is obtained. Example 8 When a hydrogenated tall oil rosin with a Gardner color number of 4+ was used and the other conditions were the same as in Example 7, an ester with an acid value of 14, a softening point of 93°C, and a Gardner color number of 8+ was obtained. It will be done. In this case, the required holding time at the reaction temperature is 17.5 hours. Example 9 When a disproportionated tall oil rosin with a Gardner color number of 4+ was used and the upper temperature limit was 250°C, and the other conditions were the same as in Example 7, the acid value was
12, an ester with a softening point of 90°C and a Gardner color number of 6.5 is obtained. In this case, the required holding time at the reaction temperature is 39 hours. Example 10 Into a suitable reaction vessel are charged 100 parts of gummy rosin of Gardner color number 10, 11.5 parts of pentaerythritol, and 0.2 parts of 50% active phosphinic acid aqueous solution. When this mixture is heated to 270°C and held for 16 hours, it has an acid number of 12 and a ring and ball softening point of 102.5.
C. and a Gardner color number of 8 is obtained. Example 11 Using the method of this invention, pentaerythritol esters are obtained from disproportionated and distilled tall oil rosin samples. One rosin sample is
After distillation and before cooling (while the sample was hot), 0.2% of phosphinic acid catalyst was added, and this was stirred at 177°C for 30 minutes before cooling. Note that the Gardner color number of both samples is 2-. The results are shown in the table.
【表】
0.2%の触媒を予め含有するロジンから調製さ
れたエステルは、一般に、後に触媒を添加して調
製したエステルよりも、色の面で劣つている。
0.3%の触媒を後に添加した場合でも、その生成
物はより暗いものである。
実施例7,8,9,10,11は、トール油ロジン
以外のロジンおよび前処理を施したロジンのエス
テル化に対するホスフイン酸の触媒活性を証明す
るものである。
以上、いろいろな実施例に基づいてこの発明を
説明したが、この発明は上記実施例によつて制限
されるものではなく、当業者が様々に変更して実
施することができるものである。Table: Esters prepared from rosin pre-containing 0.2% catalyst are generally inferior in color to esters prepared with subsequent addition of catalyst.
Even if 0.3% catalyst is added later, the product is darker. Examples 7, 8, 9, 10, and 11 demonstrate the catalytic activity of phosphinic acid for the esterification of rosins other than tall oil rosins and pretreated rosins. Although the present invention has been described above based on various embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented with various modifications by those skilled in the art.
Claims (1)
るロジンのエステル化方法において、エステル化
反応がロジンとペンタエリトリトールとをホスフ
イン酸触媒の存在下で加熱することによつて行な
われることを特徴とするロジンのエステル化方
法。 2 前記ホスフイン酸が0.01%ないし0.5%含有
され、前記反応が不活性雰囲気内で行なわれると
ともに、その反応温度および反応時間がそれぞれ
180℃ないし300℃および18時間ないし20時間であ
り、かつ反応終了後水蒸気噴霧がされるとともに
ホスフイン酸を中和しうる量の水酸化ナトリウム
が添加されることを特徴とする特許請求の範囲第
1項に記載のロジンのエステル化方法。 3 前記ロジンが250℃ないし280℃において15%
ないし18%過剰量ペンタエリトリトールによつて
エステル化されることを特徴とする特許請求の範
囲第1項に記載のロジンのエステル化方法。 4 前記ロジンがトール油ロジン、ゴム質ロジン
もしくはウツドロジンであることを特徴とする特
許請求の範囲第1項、第2項もしくは第3項のい
ずれか1項の記載のロジンのエステル化方法。 5 前記ロジンが不均化ロジン、水素添加ロジン
もしくは重合ロジンであることを特徴とする特許
請求の範囲第4項に記載のロジンのエステル化方
法。 6 前記トール油ロジンエステルのガードナー色
数がトール油ロジンのガードナー色数より0ない
し2大きく、かつそのエステルのボールおよびリ
ング軟化点が95℃ないし105℃であることを特徴
とする特許請求の範囲第4項に記載のロジンのエ
ステル化方法。 7 ペンタエリトリトールによるロジンのエステ
ル化方法において、エステル化反応がロジンに対
する重量比で0.01%ないし0.5%リホスフイン酸
の存在下で不活性雰囲気内で進行され、その反応
温度および反応時間がそれぞれ約180℃ないし約
300℃および最高20時間であり、かつホスフイン
酸が水酸化ナトリウムで中和されることを特徴と
するロジンのエステル化方法。 8 前記ロジンが0.1%ないし0.25%のホスフイ
ン酸の存在下において15%ないし18%過剰量ペン
タエリトリトールによつてエステル化され、かつ
前記反応が不活性ガスの噴霧下で進行されること
を特徴とする特許請求の範囲第7項に記載のロジ
ンのエステル化方法。 9 前記エステル化反応が250℃ないし280℃にお
いて、進行されることを特徴とする特許請求の範
囲第7項に記載のロジンのエステル化方法。 10 前記不活性雰囲気を構成するガスが窒素ガ
スであることを特徴とする特許請求の範囲第7項
に記載のロジンのエステル化方法。 11 前記ロジンがトール油ロジン、ゴム質ロジ
ンもしくはウツドロジンであることを特徴とする
特許請求の範囲第7項、第8項もしくは第9項に
記載のロジンのエステル化方法。 12 前記ロジンが不均化ロジン、水素添加ロジ
ンもしくは重合ロジンであることを特徴とする特
許請求の範囲第10項に記載のロジンのエステル
化方法。 13 前記トール油ロジンエステルのガードナー
色数がトール油ロジンのガードナー色数より0な
いし2大きく、かつそのエステルのボールおよび
リング軟化点が95℃ないし105℃であることを特
徴とする特許請求の範囲第11項に記載のロジン
のエステル化方法。 14 トール油ロジンのエステル化方法であつ
て、180℃ないし300℃の温度域において、前記ト
ール油ロジンに対する重量比で0.01%ないし0.5
%のホスフイン酸の存在下で、前記トール油ロジ
ンがそのロジンの等価重量に対する重量比で最高
18%過剰量ペンタエリトリトールと反応され、生
成するトール油ロジン/ペンタエリトリトールエ
ステルのガードナー色数が前記トール油ロジンの
ガードナー色数より0ないし2大きく、かつその
エステルのボールおよびリング軟化点が95℃ない
し105℃であることを特徴とするトール油ロジン
のエステル化方法。 15 存在するホスフイン酸が0.1%ないし0.25
%であり、前記反応が不活性ガスの噴霧下で進行
されることを特徴とする特許請求の範囲第14項
に記載のトール油ロジンのエステル化方法。 16 前記反応温度が250℃ないし280℃であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第14項に記載の
トール油ロジンのエステル化方法。[Claims] 1. A method for esterifying rosin with at least an equal amount of pentaerythritol, characterized in that the esterification reaction is carried out by heating the rosin and pentaerythritol in the presence of a phosphinic acid catalyst. A method for esterifying rosin. 2. The phosphinic acid is contained in an amount of 0.01% to 0.5%, the reaction is carried out in an inert atmosphere, and the reaction temperature and reaction time are respectively controlled.
The reaction time is 180°C to 300°C and 18 to 20 hours, and after the reaction is completed, steam is sprayed and sodium hydroxide is added in an amount capable of neutralizing the phosphinic acid. The method for esterifying rosin according to item 1. 3 The rosin is 15% at 250℃ to 280℃
The method for esterifying rosin according to claim 1, wherein the esterification is carried out using pentaerythritol in an excess of 18% to 18%. 4. The method for esterifying rosin according to any one of claims 1, 2, and 3, wherein the rosin is tall oil rosin, rubbery rosin, or oil rosin. 5. The method for esterifying rosin according to claim 4, wherein the rosin is a disproportionated rosin, a hydrogenated rosin, or a polymerized rosin. 6. Claims characterized in that the Gardner color number of the tall oil rosin ester is 0 to 2 larger than the Gardner color number of the tall oil rosin, and the ball and ring softening points of the ester are 95°C to 105°C. The method for esterifying rosin according to item 4. 7. In the method for esterifying rosin with pentaerythritol, the esterification reaction is carried out in an inert atmosphere in the presence of 0.01% to 0.5% liphosphinic acid in weight ratio to rosin, and the reaction temperature and reaction time are each about 180°C. or about
A process for esterifying rosin at 300°C and for a maximum of 20 hours, characterized in that the phosphinic acid is neutralized with sodium hydroxide. 8. The rosin is esterified with a 15% to 18% excess of pentaerythritol in the presence of 0.1% to 0.25% phosphinic acid, and the reaction is carried out under atomization of an inert gas. A method for esterifying rosin according to claim 7. 9. The rosin esterification method according to claim 7, wherein the esterification reaction is carried out at 250°C to 280°C. 10. The rosin esterification method according to claim 7, wherein the gas constituting the inert atmosphere is nitrogen gas. 11. The method for esterifying rosin according to claim 7, 8, or 9, wherein the rosin is tall oil rosin, rubbery rosin, or downy rosin. 12. The rosin esterification method according to claim 10, wherein the rosin is a disproportionated rosin, a hydrogenated rosin, or a polymerized rosin. 13 Claims characterized in that the Gardner color number of the tall oil rosin ester is 0 to 2 larger than the Gardner color number of the tall oil rosin, and the ball and ring softening points of the ester are 95°C to 105°C. The method for esterifying rosin according to item 11. 14 A method for esterifying tall oil rosin, in a temperature range of 180°C to 300°C, in a weight ratio of 0.01% to 0.5 to the tall oil rosin.
% of phosphinic acid, the tall oil rosin has the highest weight ratio to the equivalent weight of the rosin.
The Gardner color number of the tall oil rosin/pentaerythritol ester produced by reacting with 18% excess amount of pentaerythritol is 0 to 2 larger than the Gardner color number of the tall oil rosin, and the ball and ring softening points of the ester are 95°C. A method for esterifying tall oil rosin, characterized in that the temperature is between 105°C and 105°C. 15 Phosphinic acid present between 0.1% and 0.25%
%, and the reaction proceeds under spraying of an inert gas. 15. The method for esterifying tall oil rosin according to claim 14. 16. The method for esterifying tall oil rosin according to claim 14, wherein the reaction temperature is 250°C to 280°C.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US61013184A | 1984-05-14 | 1984-05-14 | |
| US610131 | 1984-05-14 | ||
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60255868A JPS60255868A (en) | 1985-12-17 |
| JPH02391B2 true JPH02391B2 (en) | 1990-01-08 |
Family
ID=24443800
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10364585A Granted JPS60255868A (en) | 1984-05-14 | 1985-05-14 | Esterification for rosin |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60255868A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4650607A (en) * | 1985-05-09 | 1987-03-17 | Westvaco Corporation | Method for rosin esterification |
| WO2015064536A1 (en) * | 2013-10-29 | 2015-05-07 | 荒川化学工業株式会社 | Method for manufacturing light-colored refined tall oil rosin and tall oil rosin ester, and light-colored refined tall oil rosin and tall oil rosin ester obtained via said method |
-
1985
- 1985-05-14 JP JP10364585A patent/JPS60255868A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60255868A (en) | 1985-12-17 |
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