WO2024171881A1 - 化合物、組成物、成形体、及び製造方法 - Google Patents

化合物、組成物、成形体、及び製造方法 Download PDF

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美乃梨 藤沢
大樹 松田
竜也 宇多村
潤也 西内
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    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/10Homopolymers or copolymers of propene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/0008Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/0083Nucleating agents promoting the crystallisation of the polymer matrix

Definitions

  • the present invention relates to a compound, a composition, a molded body, and a manufacturing method.
  • Patent Document 1 discloses a method for modifying a crystalline plastic, which comprises adding dibenzylidene sorbitol to a polymer or copolymer of a crystalline plastic and then heating and forming the polymer or copolymer.
  • Patent Document 2 discloses a method for modifying polypropylene, which comprises blending 1,3,2,4-di(methylbenzylidene)sorbitol with crystalline polypropylene or a copolymer thereof and molding the mixture by heating.
  • Patent Document 3 discloses that a resin composition having transparency can be obtained by using 1,3:2,4-bis(O-methylbenzylidene)sorbitol.
  • US Pat. No. 5,399,633 discloses bis(3,4-dialkylbenzylidene) sorbitol acetals which are useful as nucleating agents and are particularly useful plastic additives for improving the optical properties of polymeric materials.
  • US Pat. No. 5,399,633 discloses nucleating or clarifying agents that exhibit one or more of improved transparency, yellowing resistance, and functionality.
  • an object of the present invention is to provide a novel compound suitable as a nucleating agent or a clarifying agent.
  • a molded article comprising a mixture of the compound according to [1] or [2] or the composition according to [3] or [4] and a polyolefin resin.
  • a method for producing a transparent molded article comprising mixing the compound according to [1] or [2] or the composition according to [3] or [4] with a polyolefin resin.
  • R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 2 to 5 carbon atoms.
  • benzaldehyde ( ⁇ ) having an alkyl group having 2 to 5 carbon atoms at the ortho position and a methyl group at the para position is reacted with the product,
  • the production method according to [7], wherein the content of the benzaldehyde ( ⁇ ) is 50 mass% or less with respect to the total amount of the benzaldehyde ( ⁇ ) and the benzaldehyde ( ⁇ ).
  • the present invention provides a novel compound suitable as a nucleating agent or clarifying agent.
  • One embodiment of the present invention relates to a compound represented by the following formula (I) (hereinafter also referred to as “compound (I)").
  • compound (I) is a compound represented by the following formula (I) (hereinafter also referred to as “compound (I)").
  • R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 2 to 5 carbon atoms.
  • R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 2 to 5 carbon atoms.
  • examples of the alkyl group having 2 to 5 carbon atoms include, but are not limited to, ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, i-butyl, t-butyl, sec-butyl, n-pentyl, i-pentyl, neopentyl, t-pentyl, sec-pentyl, and 1,2-dimethylpropyl.
  • R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 2 to 5 carbon atoms, and from the viewpoint of having a high 5% weight loss temperature, an alkyl group having 2 to 4 carbon atoms is more preferable. From the same viewpoint, R 1 and R 2 are not particularly limited, but are each independently preferably ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, or i-butyl, and more preferably n-propyl, i-propyl, n-butyl, or i-butyl.
  • the 5% weight loss temperature means a temperature at which the ratio of weight loss due to heating under an inert gas atmosphere is within 5% of the weight before heating.
  • nucleating agent One of the properties required for a nucleating agent or a clarifying agent (hereinafter, these are also collectively referred to simply as “nucleating agent, etc.”) is a high 5% weight loss temperature.
  • the 5% weight loss temperature of a compound used for a nucleating agent, etc. is high, the nucleating agent, etc. is less likely to evaporate and/or decompose even at high temperatures, and the generation of odors originating from the nucleating agent, etc. can be suppressed when a molded body is manufactured or when a molded body is processed at high temperatures.
  • the compound (I) is not particularly limited, but the 5% weight loss temperature is preferably 300°C or higher, more preferably 310°C or higher, and particularly preferably 315°C or higher.
  • the 5% weight loss temperature can be measured based on the method described in the examples below.
  • R 1 and R 2 are not particularly limited, but are each independently preferably n-propyl, i-propyl, n-butyl, or i-butyl, more preferably i-propyl or i-butyl, and particularly preferably compound (A) or compound (B).
  • R 1 and R 2 may be the same or different, and are preferably the same from the viewpoints of ease of production of compound (I) and performance as a nucleating agent, etc.
  • Compound (I) of the present embodiment is not particularly limited, and examples thereof include compounds represented by the following formulas (A), (B), (C), (D), and (E) (hereinafter also referred to as “compound (A)”, “compound (B)”, “compound (C)”, “compound (D)”, and “compound (E)”).
  • Compound (I) of this embodiment can be suitably used as a nucleating agent or a clarifying agent, although there are no particular limitations thereon.
  • stereoisomers e.g., enantiomers
  • the individual stereoisomers and mixtures thereof e.g., racemates
  • compound (I) is intended to be encompassed by compound (I).
  • composition containing compound (I).
  • the composition of this embodiment contains at least compound (I).
  • the composition of this embodiment may be composed of only compound (I), or may contain other components.
  • the composition of this embodiment includes an embodiment in which one or more compounds selected from compounds (A) to (E) are contained.
  • composition of this embodiment can be suitably used as a nucleating agent or a clarifying agent, although there are no particular limitations thereon. Furthermore, by using the composition of this embodiment as a nucleating agent or a clarifying agent, excellent optical properties can be imparted to the molded article described below.
  • composition of this embodiment is not particularly limited, but may be, for example, in powder, granules, or liquid form, and is preferably in a form that is excellent as a nucleating agent, etc.
  • other components contained in the composition typically include additives contained in nucleating agents, etc., and are not particularly limited, but examples include acid-based inorganic additive components, hydrotalcites, inorganic silicon compounds, other nucleating agents, etc.
  • the content of compound (I) relative to the total amount of the composition is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the application of the composition.
  • the content of compound (I) relative to the total amount of the composition is not particularly limited as long as the composition can exhibit its performance as a nucleating agent.
  • One embodiment of the present invention relates to a molded body obtained by mixing compound (I) and a polyolefin resin.
  • Another embodiment of the present invention relates to a molded body obtained by mixing a composition containing compound (I) and a polyolefin resin.
  • the molded body of this embodiment contains at least compound (I) and a polyolefin resin, and can be formed using a composition containing compound (I) as described above. Therefore, the molded body of this embodiment may contain a component derived from the composition of this embodiment.
  • the compound (I) of this embodiment is a soluble nucleating agent or the like, the compound (I) can be uniformly dissolved or dispersed in the polyolefin resin by heating, thereby imparting excellent optical properties to the molded article. Therefore, the molded article of this embodiment is preferably a molded article obtained by heating and mixing the compound (I) and the polyolefin resin and molding the mixture, and more preferably a molded article obtained by melt-kneading and molding the mixture.
  • the form of the molded article obtained by mixing the compound (I) and the polyolefin resin includes a molded article obtained by melt-kneading the compound (I) and the polyolefin resin, and a molded article obtained by molding the compound (I) and the polyolefin resin.
  • the molded article by mixing compound (I) with a polyolefin resin, the molded article can have excellent optical properties.
  • excellent optical properties include, but are not limited to, transparency, non-yellowing, and gloss.
  • compound (I) can be said to be a compound suitable for use as a nucleating agent, etc.
  • Compound (I) of this embodiment can impart transparency to a molded article mixed with a polyolefin resin. Transparency can be evaluated, for example, by the haze value.
  • the preferred haze value varies depending on the polyolefin resin used and its application, but for example, when polypropylene is used, a molded article with a haze value of 14% or less can be obtained by mixing with compound (I), and even a molded article with a haze value of 11% or less can be obtained.
  • the haze value can be measured based on the method described in the examples below.
  • the compound (I) of this embodiment can suppress yellowing of a molded body mixed with a polyolefin resin.
  • the yellowing of the molded body can be evaluated by the yellowing index (YI).
  • the yellowing index (YI) of the molded body is not particularly limited, but is preferably 3 or less. When the yellowing index (YI) of the molded body is more than 3, the yellowing index (YI) may be adjusted by a pigment such as a blue ink agent.
  • the yellowing index (YI) can be measured based on the method described in the examples below.
  • examples of polyolefin resins include, but are not limited to, polyethylene resins and polypropylene resins. Specific examples include high-density polyethylene, medium-density polyethylene, linear polyethylene, ethylene copolymers with an ethylene content of 50% by mass or more, propylene homopolymers, propylene copolymers with a propylene content of 50% by mass or more, butene homopolymers, butene copolymers with a butene content of 50% by mass or more, methylpentene homopolymers, methylpentene copolymers with a methylpentene content of 50% by mass or more, polybutadiene, etc.
  • Copolymers include, but are not limited to, random copolymers and block copolymers, etc., and the stereoregularity of polyolefin resins includes, but are not limited to, isotactic and syndiotactic, etc.
  • the polyolefin resin is not particularly limited from the viewpoint of increasing the transparency of the molded body, but is preferably polypropylene, more preferably a random copolymer of ethylene and polypropylene, and particularly preferably polypropylene with an ethylene content of 0.5% by mass or more and 5% by mass or less.
  • polypropylene more preferably a random copolymer of ethylene and polypropylene, and particularly preferably polypropylene with an ethylene content of 0.5% by mass or more and 5% by mass or less.
  • the polyolefin resin one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the molded body of this embodiment may further contain other components.
  • the other components contained in the molded body are not particularly limited, but may include, for example, phenol-based antioxidants, phosphorus-based antioxidants, sulfur-based antioxidants, antioxidants, fatty acid metal salts, ultraviolet absorbers, hindered amine compounds, flame retardants, flame retardant assistants, lubricants, fillers, hydrosaltites, antistatic agents, fluorescent brighteners, pigments, dyes, plasticizers, light stabilizers, colorants, and other nucleating agents.
  • One type of other component may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the content of compound (I) is preferably 0.005% by mass or more and 5% by mass or less, more preferably 0.01% by mass or more and 2.5% by mass or less, and particularly preferably 0.02% by mass or more and 1% by mass or less, based on the total amount of polyolefin-based resin.
  • the content of compound (I) within the above-mentioned range can provide transparency to the molded article.
  • the content of compound (I) in the molded article is more than 5% by mass based on the total amount of polyolefin-based resin, the molded article tends to have poor appearance.
  • the content of compound (I) in the molded article is less than 0.005% by mass based on the total amount of polyolefin-based resin, the fine crystals of compound (I) tend not to precipitate during the molding production, and the performance as a nucleating agent tends not to be exhibited.
  • the content of the nucleating agent is high, the nucleating agent does not dissolve and/or diffuse uniformly in the polyolefin resin, and fish eyes and the like occur, which tends to cause poor appearance of the molded product. Therefore, a nucleating agent capable of preventing poor appearance of the molded product even when the content of the nucleating agent is high is required.
  • the content of the compound (I) can be increased compared to the conventional product.
  • the reason is not intended to be particularly limited, the present inventors speculate as follows. That is, it is considered that the solubility of the compound (I) in the polyolefin resin increases and the compound (I) is easily dissolved and/or diffused uniformly in the polyolefin resin when R 1 and R 2 are alkyl groups having 2 to 5 carbon atoms in the formula (I).
  • R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 carbon atom in the formula (I)
  • the solubility of the compound (I) in the polyolefin resin tends not to increase.
  • the solubility of compound (I) in polyolefin resin increases, but when a molded body is produced, fine crystals of compound (I) tend not to precipitate, and the compound (I) tends not to perform as a nucleating agent.
  • the content of compound (I) can also be determined from the charge ratio during preparation of the polyolefin resin composition described below, or by a conventionally known analytical method or analysis method for molded bodies.
  • the analytical method or analysis method is not particularly limited, but examples thereof include extraction methods such as Soxhlet extraction, ultrasonic extraction, and high-speed high-pressure extraction, or a method of analyzing a solution in which a nucleating agent or the like obtained by a dissolution/reprecipitation method or the like is dissolved using a high-performance liquid chromatograph (HPLC) or the like.
  • extraction methods such as Soxhlet extraction, ultrasonic extraction, and high-speed high-pressure extraction
  • HPLC high-performance liquid chromatograph
  • the total content of the polyolefin resin and the compound (I) is preferably 50% by mass or more and 100% by mass or less, more preferably 65% by mass or more and 100% by mass or less, and particularly preferably 70% by mass or more and 100% by mass or less, based on the total amount of the molded article, from the viewpoint of increasing the strength and flexibility of the molded article.
  • One embodiment of the present invention relates to a method for producing a transparent molded body, comprising mixing compound (I) or a composition containing the compound with a polyolefin resin.
  • the method for producing the molded body of this embodiment is not particularly limited as long as the molded body can be obtained, but it is preferable to produce the molded body by the following method.
  • mixing compound (I) (or a composition containing the compound) with a polyolefin resin may mean, for example, simply mixing compound (I) with a polyolefin resin in the process of preparing a polyolefin resin composition described later, or may mean mixing compound (I) with a polyolefin resin by melt kneading or the like in the melt kneading process described later.
  • a molded body having excellent optical properties can be produced, and a transparent molded body can be produced.
  • the transparency of the molded body can be evaluated by the method described above.
  • the method for producing a molded article of this embodiment may include a step of preparing a polyolefin resin composition containing compound (I) (or a composition containing the compound) and a polyolefin resin.
  • the polyolefin resin composition contains at least compound (I) and a polyolefin resin, and as described above, can also be prepared using a composition containing compound (I). Therefore, the polyolefin resin composition may contain a component derived from the composition of this embodiment.
  • the compound (I) (or a composition containing the compound) and polyolefin resin that can be used here are as described above.
  • other components contained in the molded article described above may be added to the polyolefin resin composition.
  • a predetermined amount of compound (I) (or a composition containing said compound) and polyolefin resin may be directly charged into the melt-kneader without a separate process for preparing the polyolefin resin composition.
  • the method for producing a molded article according to the present embodiment may include a step of melt-kneading a polyolefin resin composition.
  • Examples of the method for melt-kneading a polyolefin resin composition include a method of melt-kneading using a conventionally known melt-kneading device.
  • the melt-kneading temperature is not particularly limited, but is preferably 180° C. or more and 230° C. or less, and more preferably 190° C. or more and 210° C. or less.
  • the melt-kneading temperature is within the above-mentioned range, the raw materials can be sufficiently dissolved, and various problems that occur when the melt-kneading temperature is high, which will be described later, can be suppressed.
  • the melt-kneading temperature can be adjusted, for example, by using a temperature-adjustable melt-kneading device.
  • the compound (I) of this embodiment tends to be able to dissolve and/or diffuse uniformly in the polyolefin resin even at a low melt-kneading temperature (e.g., 200°C).
  • a low melt-kneading temperature e.g. 200°C.
  • R 1 and R 2 are alkyl groups having 2 to 5 carbon atoms, and it is considered that the solubility of the compound (I) in the polyolefin resin increases, and the compound (I) is easily dissolved and/or diffused uniformly in the polyolefin resin.
  • melt-kneading speed and the melt-kneading time are not particularly limited and can be selected appropriately.
  • the manufacturing method of the molded article of the present embodiment may include a step of molding the polyolefin resin composition.
  • a method of molding the polyolefin resin composition for example, a conventionally known molding method can be used.
  • the melt-kneaded polyolefin resin composition may be cooled and hardened.
  • the molding method is not particularly limited, but examples thereof include injection molding, extrusion blow molding, injection blow molding, stretch blow molding, compression molding, rotational molding, profile extrusion, plate extrusion, thermoforming, membrane extrusion, film molding, and stretch membrane extrusion.
  • fine crystals of compound (I) are precipitated, and compound (I) can exhibit sufficient performance as a nucleating agent.
  • One embodiment of the present invention relates to a method for producing a compound represented by formula (I).
  • the compound (I) of this embodiment can be produced, for example, by the production method described in JP-A-2009-534465.
  • the alkyl group having 2 to 5 carbon atoms located at the para position of benzaldehyde ( ⁇ ) is not particularly limited, but is preferably ethyl, n-propyl, i-propyl, n-butyl, or i-butyl.
  • conventionally known compounds can be used as benzaldehyde ( ⁇ ).
  • R 1 and R 2 in formula (I) correspond to an alkyl group having 2 to 5 carbon atoms located at the para position of benzaldehyde ( ⁇ ). That is, by using benzaldehyde ( ⁇ ) in which the alkyl group having 2 to 5 carbon atoms located at the para position is the desired R 1 or R 2 , a compound (I) having the desired R 1 and R 2 can be produced.
  • R 1 and R 2 when R 1 and R 2 are the same, it is sufficient to use a benzaldehyde ( ⁇ ) having a single alkyl group having 2 to 5 carbon atoms located at the para position, and when R 1 and R 2 are different, it can be produced by using two types of benzaldehyde ( ⁇ ) having different alkyl groups having 2 to 5 carbon atoms located at the para position.
  • benzaldehyde ( ⁇ ) having an alkyl group having 2 to 5 carbon atoms located at the ortho position and a methyl group located at the para position may be used to react with a polyol.
  • Benzaldehyde ( ⁇ ) may be a by-product produced in the production of benzaldehyde ( ⁇ ).
  • the content of benzaldehyde ( ⁇ ) relative to the total amount of benzaldehyde ( ⁇ ) and benzaldehyde ( ⁇ ) is not particularly limited from the viewpoint of the yield of compound (I), but is preferably 50 mass% or less, and more preferably 30 mass% or less.
  • a compound derived from benzaldehyde ( ⁇ ) when benzaldehyde ( ⁇ ) is further reacted, a compound derived from benzaldehyde ( ⁇ ) may be produced.
  • the compound derived from benzaldehyde ( ⁇ ) is not particularly limited, but may be, for example, a compound in which R 1 and/or R 2 are located at the ortho position and a methyl group is located at the para position in the formula (I).
  • the compound derived from benzaldehyde ( ⁇ ) may or may not be removed by a conventionally known purification method, but is preferably removed.
  • the polyol is not particularly limited, but examples thereof include sorbitol.
  • the polyol may be an optically active substance or a racemic substance.
  • the acid catalyst is not particularly limited, but examples include organic acid catalysts and inorganic acid catalysts, and an organic acid catalyst is preferable, and a sulfonic acid such as paratoluenesulfonic acid is more preferable.
  • the reaction between benzaldehyde ( ⁇ ) and polyol is preferably a dehydration condensation reaction.
  • the dehydration condensation reaction is preferably carried out in, for example, water and/or a polar organic solvent, although it is not particularly limited thereto.
  • the polar organic solvent is more preferably, but is not particularly limited thereto, an alcohol-based organic solvent such as methanol.
  • the washed powder was collected by filtration and washed with methanol. The powder was then stirred in heptane at 70°C, filtered, and washed with methanol. The isolated white powder was dried in a vacuum oven to obtain 32.1 g of compound (A).
  • the melting point of compound (A) was 215-216°C, and the 5% weight loss temperature was shown in Table 1. The purity was greater than 99% based on GC-MS (Shimadzu Corporation, GCMS-QP2010Ultra).
  • the washed powder was collected by filtration and washed with methanol. The powder was then stirred in heptane at 70°C, filtered, and washed with methanol. The isolated white powder was dried in a vacuum oven to obtain 13.1 g of compound (B). The melting point of compound (B) was 189-190°C, and the 5% weight loss temperature was shown in Table 1. The purity was greater than 99% based on GC-MS.
  • the washed powder was collected by filtration and washed with methanol. The powder was then stirred in heptane at 70°C, filtered, and washed with methanol. The isolated white powder was dried in a vacuum oven to obtain 26.6 g of compound (C).
  • the melting point of compound (C) was 239-240°C, and the 5% weight loss temperature was shown in Table 1. The purity was greater than 99% based on GC-MS.
  • the washed powder was collected by filtration and washed with methanol. The powder was then stirred in heptane at 70°C, filtered, and washed with methanol. The isolated white powder was dried in a vacuum oven to obtain 9.9 g of compound (D).
  • the melting point of compound (D) was 238-239°C, and the 5% weight loss temperature was shown in Table 1. The purity was greater than 99% based on GC-MS.
  • the washed powder was collected by filtration and washed with methanol. The powder was then stirred in heptane at 70°C, filtered, and washed with methanol. The isolated white powder was dried in a vacuum oven to obtain 10.8 g of compound (E).
  • the melting point of compound (E) was 232-233°C, and the purity was greater than approximately 99% based on GC-MS.
  • a polyolefin resin composition was prepared by adding 0.5 parts by mass of compound (A) (bis-1,3:2,4-(4'-isobutyl-2'-methylbenzylidene)sorbitol), 0.05 parts by mass of tetrakis[methylene-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate]methane (CAS number 6683198), 0.1 parts by mass of tetrakis(2,4-di-t-butylphenyl)phosphite (CAS number 31570044), and 0.08 parts by mass of calcium stearate (CAS number 1592230) to 100 parts by mass of a polypropylene random copolymer resin (Japan Polypropylene Corporation, Wintech PP WMG03).
  • a polyolefin resin composition (including polypropylene) was melt-kneaded at 200°C for 3 minutes at approximately 100 min -1 using a benchtop kneader (Xplore Instrument, MC15HT). The polyolefin resin composition at 200°C was then introduced into an injection molding machine to produce a molded body having a diameter of 30.0 mm and a thickness of 1.0 mm.
  • Example 7 A polyolefin resin composition was prepared by adding 0.8 parts by mass of compound (A) (bis-1,3:2,4-(4'-isobutyl-2'-methylbenzylidene)sorbitol), 0.05 parts by mass of tetrakis[methylene-3-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate]methane (CAS number 6683198), 0.1 parts by mass of tetrakis(2,4-di-t-butylphenyl)phosphite (CAS number 31570044), and 0.08 parts by mass of calcium stearate (CAS number 1592230) to 100 parts by mass of a polypropylene random copolymer resin (Japan Polypropylene Corporation, Wintech PP WMG03).
  • A bis-1,3:2,4-(4'-isobutyl-2'-methylbenzylidene)sorbitol
  • the polyolefin resin composition was melt-kneaded at 200°C for 3 minutes at about 100 min -1 using a benchtop kneader (Xplore Instrument, MC15HT). The polyolefin resin composition at 200°C was then introduced into an injection molding machine to produce a sheet-shaped product having a diameter of 30.0 mm and a thickness of 1.0 mm.
  • Example 8 A molded article was produced in the same manner as in Example 6, except that 0.5 parts by mass of compound (B) (bis-1,3:2,4-(4'-isopropyl-2'-methylbenzylidene)sorbitol) was used instead of compound (A).
  • Example 9 A molded article was produced in the same manner as in Example 7, except that 0.8 parts by mass of compound (B) (bis-1,3:2,4-(4'-isopropyl-2'-methylbenzylidene)sorbitol) was used instead of compound (A).
  • Example 10 A molded article was produced in the same manner as in Example 6, except that 0.5 parts by mass of compound (C) (bis-1,3:2,4-(4'-normal-propyl-2'-methylbenzylidene)sorbitol) was used instead of compound (A).
  • Example 11 A molded article was produced in the same manner as in Example 6, except that 0.5 parts by mass of compound (D) (bis-1,3:2,4-(4'-normal-butyl-2'-methylbenzylidene)sorbitol) was used instead of compound (A).
  • Example 12 A molded article was produced in the same manner as in Example 6, except that 0.5 parts by mass of compound (E) (bis-1,3:2,4-(4'-ethyl-2'-methylbenzylidene)sorbitol) was used instead of compound (A).
  • Measurement method for fisheyes (1) In a test piece of a molded body (diameter 30.0 mm), a cloudy part having a maximum length of 50 ⁇ m or more due to undispersed nucleating agent was observed as a fisheye (observed at 50x magnification using a digital microscope VHX-7100, KEYENCE Corporation). (2) When the number of fisheyes was small, the number of fisheyes per test piece was counted. When the number of fisheyes was large, the number of fisheyes per observation field was counted, and then the number of fisheyes was multiplied by the value of [test piece area/observation field area].

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Abstract

下記式(I)で表される化合物。 (式(I)中、R及びRは、それぞれ独立して、炭素原子数2~5のアルキル基である。)

Description

化合物、組成物、成形体、及び製造方法
 本発明は、化合物、組成物、成形体、及び製造方法に関する。
 ポリマー樹脂に優れた光学特性を与える添加剤として核剤が知られている。また、核剤として、ジベンジリデンソルビトール化合物が知られている。
 特許文献1には、結晶性プラスチックの重合体又は共重合体にジベンジリデンソルビトールを添加して加熱形成してなる結晶性のプラスチックの改質方法が開示されている。
 特許文献2には、結晶性ポリプロピレン又はその共重合体に1・3,2・4-ジ(メチルベンジリデン)ソルビトールを配合し、加熱成形することを特徴とするポリプロピレンの改質方法が開示されている。
 特許文献3には、1,3:2,4-ビス(O-メチルベンジリデン)ソルビトールを適用することで透明性を有する樹脂組成物を得ることができることが開示されている。
 特許文献4には、造核剤(nucleating agent)として有用であり、またポリマー材料の光学特性を改善するために特に有用なプラスチック添加剤である、ビス(3,4-ジアルキルベンジリデン)ソルビトールアセタールが開示されている。
 特許文献5には、1以上の改善された透明性、黄変性及び官能性を示す成核剤又は透明化剤が開示されている。
特開昭51-22740号公報 特公昭55-12460号公報 特開平7-286066号公報 特公平7-121947号公報 特表2009-534465号公報
 しかしながら、近年、核剤又は透明化剤に対し、種々の特性についてさらなる向上を求める声も多い。
 以上から、本発明は、核剤又は透明化剤に適した新規化合物を提供することを目的とする。
 本発明者らが鋭意検討した結果、核剤又は透明化剤に適した新規化合物を見出し、本発明を完成した。
 すなわち、本発明は以下のとおりである。
[1]
 下記式(I)で表される化合物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 
(式(I)中、R及びRは、それぞれ独立して、炭素原子数2~5のアルキル基である。)
[2]
 R及びRが、それぞれ独立して、エチル、n-プロピル、i-プロピル、n-ブチル、又はi-ブチルである、[1]に記載の化合物。
[3]
 [1]又は[2]に記載の化合物を含む組成物。
[4]
 核剤、又は、透明化剤として用いられる[3]に記載の組成物。
[5]
 [1]若しくは[2]に記載の化合物又は[3]若しくは[4]に記載の組成物と、ポリオレフィン系樹脂と、を混合した成形体。
[6]
 [1]若しくは[2]に記載の化合物又は[3]若しくは[4]に記載の組成物と、ポリオレフィン系樹脂と、を混合することを含む、透明な成形体の製造方法。
[7]
 酸触媒下で、パラ位に位置する炭素原子数2~5のアルキル基及びオルト位に位置するメチル基を有するベンズアルデヒド(α)と、ポリオールと、を反応させることを含む、下記式(I)で表される化合物の製造方法。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 
(式(I)中、R及びRは、それぞれ独立して、炭素原子数2~5のアルキル基である。)
[8]
 さらに、オルト位に位置する炭素原子数2~5のアルキル基及びパラ位に位置するメチル基を有するベンズアルデヒド(β)を反応させ、
 前記ベンズアルデヒド(α)と前記ベンズアルデヒド(β)との総量に対する、前記ベンズアルデヒド(β)の含有量が50質量%以下である、[7]に記載の製造方法。
 本発明によれば、核剤又は透明化剤に適した新規化合物を提供することができる。
 以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
<化合物>
 本発明の一実施形態は、下記式(I)で表される化合物(以下、「化合物(I)」ともいう。)に関する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 
(式(I)中、R及びRは、それぞれ独立して、炭素原子数2~5のアルキル基である。)
 式(I)中、R及びRは、それぞれ独立して、炭素原子数2~5のアルキル基である。本明細書において、炭素原子数2~5のアルキル基としては、特に限定されないが、例えば、エチル、n-プロピル、i-プロピル、n-ブチル、i-ブチル、t-ブチル、sec-ブチル、n-ペンチル、i-ペンチル、ネオペンチル、t-ペンチル、sec-ペンチル、及び1,2-ジメチルプロピル等が挙げられる。
 式(I)において、R及びRは、それぞれ独立して、炭素原子数2~5のアルキル基であり、高い5%重量減少温度を有する観点から、炭素原子数2~4のアルキル基がさらに好ましい。同様の観点から、R及びRは、特に限定されないが、それぞれ独立して、エチル、n-プロピル、i-プロピル、n-ブチル、又はi-ブチルであることが好ましく、n-プロピル、i-プロピル、n-ブチル、又はi-ブチルであることがより好ましい。なお、本明細書において、5%重量減少温度は、不活性ガス雰囲気下における加熱による重量減少の比率が加熱前の5%以内になる温度を意味する。
 核剤又は透明化剤(以下、これらを総じて単に「核剤等」ともいう。)に求められる性能の1つとして、5%重量減少温度が高いことが挙げられる。一般的に核剤等に用いられる化合物の5%重量減少温度が高いことで、高温下であっても核剤等が蒸散及び/又は分解しにくく、成形体を製造する際や、成形体を高温で加工する際に、核剤等に由来する臭気の発生を抑制できる。式(I)において、R及びRは、それぞれ独立して、炭素原子数2~5のアルキル基であることで、5%重量減少温度が高くなり、核剤等により適した化合物となる。その理由については、特に限定する趣旨ではないが、本発明者らは次のように推測している。すなわち、式(I)において、R及びRが、それぞれ独立して、炭素原子数1のアルキル基である場合、5%重量減少温度が低くなる傾向にある。また、式(I)において、R及びRが、それぞれ独立して、炭素原子数6以上のアルキル基である場合、5%重量減少温度が高くなる傾向にあるが、成形体を製造する際に化合物(I)の微細結晶が析出しない傾向にあり、核剤としての性能を発揮することができない傾向にある。
 また、核剤等の5%重量減少温度が300℃以上であることは、核剤等として一般的な性能であることから、化合物(I)は、特に限定されないが、5%重量減少温度が300℃以上であることが好ましく、310℃以上であることがより好ましく、315℃以上であることが特に好ましい。また、5%重量減少温度は、後述する実施例に記載の方法に基づいて測定することができる。
 式(I)において、低い溶融混練温度(例えば、200℃)において、ポリオレフィン系樹脂中に均一に溶解及び/又は拡散することができる観点で、R及びRは、特に限定されないが、それぞれ独立して、n-プロピル、i-プロピル、n-ブチル、又はi-ブチルであることが好ましく、i-プロピル、又はi-ブチルであることがより好ましく、化合物(A)又は化合物(B)であることが特に好ましい。
 式(I)において、R及びRは、同一であっても、異なっていてもよく、化合物(I)の製造の容易性、核剤等としての性能の観点で、同一であることが好ましい。
 本実施形態の化合物(I)としては、特に限定されないが、例えば、下記式(A)、式(B)、式(C)、式(D)、及び式(E)で表される化合物(以下、「化合物(A)」、「化合物(B)」、「化合物(C)」、「化合物(D)」、及び「化合物(E)」ともいう。)が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 
 本実施形態の化合物(I)は、特に限定されないが、核剤又は透明化剤として好適に用いることができる。
 本実施形態の化合物(I)に立体異性体(例えば、エナンチオマー)が存在する場合、個々の立体異性体及びこれらの混合物(例えば、ラセミ体)は、化合物(I)に包含されるものとする。
<組成物>
 本発明の一実施形態は、化合物(I)を含む組成物に関する。本実施形態の組成物は、少なくとも化合物(I)を含む。本実施形態の組成物は、化合物(I)のみで構成されていてもよく、他の成分を含んでいてもよい。本実施形態の組成物は、化合物(A)~化合物(E)から選択される1以上の化合物が含まれる態様を含む。
 本実施形態の組成物は、特に限定されないが、核剤又は透明化剤として好適に用いることができる。また、本実施形態の組成物を核剤又は透明化剤として用いることで、後述する成形体に、優れた光学特性を与えることができる。
 本実施形態の組成物は、特に限定されないが、例えば、粉末状、粒状、液状であってもよく、核剤等として優れた形状であることが好ましい。
 本実施形態において、組成物に含まれる他の成分としては、通常、核剤等に含まれる添加剤等が挙げられ、特に限定されないが、例えば、酸系無機添加剤成分、ハイドロタルサイト類、無機ケイ素化合物、他の核剤等が挙げられる。
 本実施形態の組成物において、化合物(I)の組成物の総量に対する含有量は、特に限定されず、組成物の用途に応じて適宜選択することができる。また、組成物を核剤として用いる場合、組成物が核剤としての性能を発揮できる範囲であれば、化合物(I)の組成物の総量に対する含有量は、特に限定されない。
<成形体>
 本発明の一実施形態は、化合物(I)とポリオレフィン系樹脂とを混合した成形体に関する。また、本発明の一実施形態は、化合物(I)を含む組成物とポリオレフィン系樹脂とを混合した成形体に関する。本実施形態の成形体は、少なくとも化合物(I)とポリオレフィン系樹脂とを含み、上述のように、化合物(I)を含む組成物を用いて形成することもできる。このため、本実施形態の成形体には本実施形態の組成物に由来する成分が含まれていてもよい。
 本実施形態の化合物(I)が、溶解型の核剤等である場合、化合物(I)は、加熱によりポリオレフィン系樹脂中に均一に溶解又は分散することで、成形体に優れた光学特性を与えることができる。したがって、本実施形態の成形体は、化合物(I)とポリオレフィン系樹脂とを、加熱混合し、成形した成形体であることが好ましく、さらに、溶融混練し、成形した成形体であることが好ましい。すなわち、本実施形態において、化合物(I)とポリオレフィン系樹脂とを混合した成形体の態様には、化合物(I)とポリオレフィン系樹脂とを溶融混練した成形体、及び、化合物(I)とポリオレフィン系樹脂とを成形した成形体が含まれる。
 本実施形態において、化合物(I)とポリオレフィン系樹脂とを混合することで、成形体は優れた光学特性を有することができる。優れた光学特性としては、特に限定されないが、例えば、透明性、非黄変性、光沢性等が挙げられる。本実施形態の成形体において、透明性、非黄変性、光沢性から選択される1以上の特性を有する場合、化合物(I)は核剤等に適した化合物であると言える。
 本実施形態の化合物(I)は、ポリオレフィン系樹脂と混合した成形体に、透明性を与えることができる。透明性は、例えばHaze値で評価することができる。好ましいHaze値は、用いるポリオレフィン系樹脂やその用途によっても異なるが、例えば、ポリプロピレンを用いた場合、化合物(I)と混合することで、Haze値が14%以下の成形体を得ることができ、さらには、Haze値が11%以下の成形体を得ることができる。また、Haze値は、後述する実施例に記載の方法に基づいて測定することができる。
 本実施形態の化合物(I)は、ポリオレフィン系樹脂と混合した成形体の黄変を抑制することができる。成形体の黄変は、黄変度(YI)で評価することができる。成形体の黄変度(YI)は、特に限定されないが、3以下であることが好ましい。成形体の黄変度(YI)が3超である場合、ブルーインク剤等の顔料により、黄変度(YI)を調整してもよい。黄変度(YI)は、後述する実施例に記載の方法に基づいて測定することができる。
 本明細書において、ポリオレフィン系樹脂としては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレン系樹脂及びポリプロピレン系樹脂等が挙げられ、具体的には、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、直鎖状ポリエチレン、エチレン含有量が50質量%以上のエチレンコポリマー、プロピレンホモポリマー、プロピレン含有量が50質量%以上のプロピレンコポリマー、ブテンホモポリマー、ブテン含有量が50質量%以上のブテンコポリマー、メチルペンテンホモポリマー、メチルペンテン含有量が50質量%以上のメチルペンテンコポリマー、ポリブタジエン等が挙げられる。また、コポリマーとしては、特に限定されないが、例えば、ランダムコポリマー及びブロックコポノマー等が挙げられ、ポリオレフィン系樹脂の立体規則性としては、特に限定されないが、例えば、アイソタクチック及びシンジオタクチック等が挙げられる。
 本実施形態において、ポリオレフィン系樹脂としては、成形体の透明性を高める観点で、特に限定されないが、ポリプロピレンであることが好ましく、エチレンとポリプロピレンとのランダムコポリマーであることがより好ましく、エチレン含有量が0.5質量%以上5質量%以下のポリプロピレンであることが特に好ましい。ポリオレフィン系樹脂としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 本実施形態の成形体は、さらに他の成分を含んでいてもよい。成形体に含まれる他の成分としては、特に限定されないが、例えば、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、抗酸化剤、脂肪酸金属塩、紫外線吸収剤、ヒンダードアミン化合物、難燃剤、難燃助剤、滑剤、充填剤、ハイドロサルタイト類、帯電防止剤、蛍光増白剤、顔料、染料、可塑剤、光安定剤、着色剤、及び他の造核剤等が挙げられる。他の成分としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
 本実施形態の成形体において、化合物(I)の含有量は、ポリオレフィン系樹脂の総量に対して、0.005質量%以上5質量%以下であることが好ましく、0.01質量%以上2.5質量%以下であることがより好ましく、0.02質量%以上1質量%以下であることが特に好ましい。化合物(I)の含有量が上述した範囲内であることで、成形体に透明性を与えることができる。また、成形体において、化合物(I)の含有量が、ポリオレフィン系樹脂の総量に対して、5質量%超である場合、成形体の外観不良が発生する傾向にある。成形体において、化合物(I)の含有量が、ポリオレフィン系樹脂の総量に対して、0.005質量%未満である場合、成形を製造する際に化合物(I)の微細結晶が析出しない傾向にあり、核剤としての性能を発揮することができない傾向にある。
 一般的に、核剤等の含有量が多い場合、核剤等がポリオレフィン系樹脂中に均一に溶解及び/又は拡散せず、フィッシュアイ等が発生し、成形体の外観不良が発生する傾向にある。したがって、核剤等の含有量が多い場合にも、成形体の外観不良を防ぐことができる核剤等が求められている。本実施形態の化合物(I)は、ポリオレフィン系樹脂への溶解性及び/又は拡散性が高い傾向にあることから、従来品と比較して、化合物(I)の含有量を多くすることができる。その理由については、特に限定する趣旨ではないが、本発明者らは次のように推測している。すなわち、式(I)において、R及びRが炭素原子数2~5のアルキル基であることで、化合物(I)のポリオレフィン系樹脂への溶解度が増加し、ポリオレフィン系樹脂中へと容易に均一に溶解及び/又は拡散すると考えられる。また、式(I)において、R及びRが、それぞれ独立して、炭素原子数1のアルキル基である場合、化合物(I)のポリオレフィン系樹脂への溶解度が増加しない傾向にある。また、式(I)において、R及びRが、それぞれ独立して、炭素原子数6以上のアルキル基である場合、化合物(I)のポリオレフィン系樹脂への溶解度は増加するが、成形体を製造する際に化合物(I)の微細結晶が析出しない傾向にあり、核剤としての性能を発揮することができない傾向にある。また、化合物(I)の含有量は、後述するポリオレフィン系樹脂組成物の調製時の仕込み比より求めることもできるし、成形体の従来公知の分析方法・解析方法により求めることができる。分析方法・解析方法としては、特に限定されないが、例えば、ソックスレー抽出法、超音波抽出法、及び高速高圧抽出法等の抽出方法、又は、溶解/再沈殿法等によって得られた核剤等が溶解した溶液を高速液体クロマトグラフ(HPLC)等で分析・解析する方法が挙げられる。
 本実施形態の成形体において、ポリオレフィン系樹脂の含有量と化合物(I)の含有量の合計は、成形体の強度、柔軟性を高める観点で、成形体の総量に対して、50質量%以上100質量%以下であることが好ましく、65質量%以上100質量%以下であることがより好ましく、70質量%以上100質量%以下であることが特に好ましい。
<成形体の製造方法>
 本発明の一実施形態は、化合物(I)又は当該化合物を含む組成物と、ポリオレフィン系樹脂と、を混合することを含む、透明な成形体の製造方法に関する。本実施形態の成形体の製造方法としては、前記成形体が得られる方法であれば、特に限定されないが、次の方法により成形体を製造することが好ましい。また、本実施形態の成形体の製造方法において、化合物(I)(又は当該化合物を含む組成物)と、ポリオレフィン系樹脂と、を混合するとは、例えば、後述するポリオレフィン系樹脂組成物を調製する工程において単に化合物(I)と、ポリオレフィン系樹脂とを混合することを意味してもよく、後述する溶融混練の工程において化合物(I)と、ポリオレフィン系樹脂とを溶融混練等の混合することを意味してもよい。
 本実施形態の成形体の製造方法では、化合物(I)を混合することで、光学特性に優れた成形体を製造することができ、透明な成形体を製造することができる。また、成形体が透明であることは、上述した方法で評価することができる。
 (ポリオレフィン系樹脂組成物の調製)
 本実施形態の成形体の製造方法では、化合物(I)(又は当該化合物を含む組成物)と、ポリオレフィン系樹脂と、を含むポリオレフィン系樹脂組成物を調製する工程を含むことができる。ポリオレフィン系樹脂組成物は、少なくとも化合物(I)とポリオレフィン系樹脂とを含み、上述のように、化合物(I)を含む組成物を用いて調製することもできる。このため、ポリオレフィン系樹脂組成物には本実施形態の組成物に由来する成分が含まれていてもよい。ここで使用できる化合物(I)(又は当該化合物を含む組成物)、及びポリオレフィン系樹脂は、前述したとおりである。また、ポリオレフィン系樹脂組成物には、前述した成形体に含まれる他の成分を添加してもよい。
 なお、ポリオレフィン系樹脂組成物を溶融混練する際には、別途ポリオレフィン系樹脂組成物を調製する工程を設けることなく、直接所定の量の化合物(I)(又は当該化合物を含む組成物)及びポリオレフィン系樹脂を溶融混練機に投入してもよい。
 (ポリオレフィン系樹脂組成物の溶融混練)
 本実施形態の成形体の製造方法では、ポリオレフィン系樹脂組成物を溶融混練する工程を含むことができる。ポリオレフィン系樹脂組成物を溶融混練する方法としては、例えば、従来公知の溶融混練装置を用いて溶融混練する方法が挙げられる。
 本実施形態において、溶融混練温度は、特に限定されないが、例えば、180℃以上230℃以下であることが好ましく、190℃以上210℃以下であることがより好ましい。溶融混練温度が上述した範囲内であることで、原料を十分に溶解させることができ、また、後述する溶融混練温度が高い場合に発生する種々の問題を抑制することができる。溶融混練温度は、例えば、温度調整可能な溶融混練装置を使用することで調整することができる。
 一般的に溶融混練温度が高いと、成形体の劣化、成形体の黄変化、核剤等の熱分解による臭気の発生等の問題が生じる傾向にある。一方、溶融混練温度が低いと核剤等がポリオレフィン系樹脂中に均一に溶解及び/又は拡散せず、フィッシュアイ等が発生し、成形体の外観不良が発生する傾向にある。したがって、低い溶融混練温度において、良好なポリオレフィン系樹脂への溶解性及び/又は拡散性を有する核剤等が求められている。本実施形態の化合物(I)は、低い溶融混練温度(例えば、200℃)である場合でも、ポリオレフィン系樹脂中に均一に溶解及び/又は拡散することができる傾向にある。その理由については、特に限定する趣旨ではないが、本発明者らは次のように推測している。すなわち、式(I)において、R及びRが炭素原子数2~5のアルキル基であることで、化合物(I)のポリオレフィン系樹脂への溶解度が増加し、ポリオレフィン系樹脂中へと容易に均一に溶解及び/又は拡散すると考えられる。また、式(I)において、R及びRが、それぞれ独立して、炭素原子数1のアルキル基である場合、化合物(I)のポリオレフィン系樹脂への溶解度が増加しない傾向にある。また、式(I)において、R及びRが、それぞれ独立して、炭素原子数6以上のアルキル基である場合、化合物(I)のポリオレフィン系樹脂への溶解度は増加するが、成形体を製造する際に化合物(I)の微細結晶が析出しない傾向にある。また、ポリオレフィン系樹脂中に均一に溶解及び/又は拡散することができる傾向にあることは、フィッシュアイの発生により評価することができ、フィッシュアイは、後述する実施例に記載の方法に基づいて測定することができる。
 本実施形態において、溶融混練の速度及び溶融混練の時間は、特に限定されず、適宜選択することができる。
 (ポリオレフィン系樹脂組成物の成形)
 本実施形態の成形体の製造方法では、ポリオレフィン系樹脂組成物を成形する工程を含むことができる。ポリオレフィン系樹脂組成物を成形する方法としては、例えば、従来公知の成形方法を使用することができる。また、成形する工程においては、溶融混練されたポリオレフィン系樹脂組成物を冷却して、硬化してもよい。成形方法としては、特に限定されないが、例えば、射出成形、押し出しブロー成形、射出ブロー成形、延伸ブロー成形、圧縮成形、回転成形、異形押出し、板押出し、熱成形、膜押出し、フィルム成形、及び延伸膜押出し等が挙げられる。
 また、溶融混練されたポリオレフィン系樹脂組成物を冷却する際に、化合物(I)の微細結晶が析出することで、化合物(I)は核剤として十分な性能を発揮することができる。
<化合物の製造方法>
 本発明の一実施形態は、前記式(I)で表される化合物の製造方法に関する。本実施形態の化合物(I)の製造方法では、酸触媒下で、パラ位に位置する炭素原子数2~5のアルキル基及びオルト位に位置するメチル基を有するベンズアルデヒド(α)と、ポリオールと、を反応させることが好ましい。
 本実施形態の化合物(I)の製造方法は、例えば、特表2009-534465号公報に記載の製造方法により製造することができる。
 本実施形態の化合物(I)の製造方法において、ベンズアルデヒド(α)のパラ位に位置する炭素原子数2~5のアルキル基としては、特に限定されないが、エチル、n-プロピル、i-プロピル、n-ブチル、又はi-ブチルであることが好ましい。また、ベンズアルデヒド(α)としては、従来公知の化合物を使用することができる。
 式(I)におけるR及びRは、ベンズアルデヒド(α)のパラ位に位置する炭素原子2~5のアルキル基に対応する。すなわち、パラ位に位置する炭素原子数2~5のアルキル基が所望のR又はRであるベンズアルデヒド(α)を使用することで、所望のR及びRを有する化合物(I)を製造することができる。また、前記式(I)において、R及びRが同一である場合、パラ位に位置する炭素原子数2~5のアルキル基が単一のベンズアルデヒド(α)を用いればよく、R及びRが異なる場合、パラ位に位置する炭素原子数2~5のアルキル基が異なる2種類のベンズアルデヒド(α)を使用することで製造することができる。
 本実施形態の化合物(I)の製造方法において、さらに、オルト位に位置する炭素原子数2~5のアルキル基及びパラ位に位置するメチル基を有するベンズアルデヒド(β)を用いてポリオールと反応させてもよい。ベンズアルデヒド(β)はベンズアルデヒド(α)の製造において副生したベンズアルデヒドであってもよい。また、ベンズアルデヒド(α)とベンズアルデヒド(β)との総量に対する、ベンズアルデヒド(β)の含有量は、化合物(I)の収率の観点から、特に限定されないが、50質量%以下であることが好ましく、30質量%以下であることがより好ましい。
 本実施形態の化合物(I)の製造方法において、さらにベンズアルデヒド(β)を反応させた場合、ベンズアルデヒド(β)に由来する化合物が製造されてもよい。ベンズアルデヒド(β)に由来する化合物としては、特に限定されないが、例えば、前記式(I)において、R及び/又はRが、オルト位に位置し、メチル基がパラ位に位置する化合物等が挙げられる。ベンズアルデヒド(β)に由来する化合物は、従来公知の精製方法により除去してもよく、除去しなくてもよいが、除去することが好ましい。
 本実施形態の化合物(I)の製造方法において、ポリオールとしては、特に限定されないが、例えば、ソルビトール等が挙げられる。また、ポリオールとしては、光学活性体を用いてもよく、ラセミ体を用いてもよい。
 本実施形態の化合物(I)の製造方法において、酸触媒としては、特に限定されないが、例えば、有機酸触媒及び無機酸触媒等が挙げられ、有機酸触媒であることが好ましく、パラトルエンスルホン酸等のスルホン酸であることがより好ましい。
 本実施形態の化合物(I)の製造方法において、ベンズアルデヒド(α)とポリオールとの反応は、脱水縮合反応であることが好ましい。脱水縮合反応は、特に限定されないが、例えば、水又は/及び極性有機溶媒中で行われることが好ましい。極性有機溶媒としては、特に限定されないが、メタノール等のアルコール系有機溶媒がより好ましい。
 以下、本実施の形態を実施例及び比較例によってさらに具体的に説明するが、本実施の形態はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、本実施の形態に用いられる測定方法は以下のとおりである。
[融点]
 示差走査熱量計(株式会社島津製作所、DSC-60A Plus)を用い、室温から10℃/分で昇温したときの化合物の発熱ピーク温度を測定し、融点(℃)とした。
<化合物の製造及びその評価>
(実施例1)
 化合物(A)(ビス-1,3:2,4-(4’-イソブチル-2’-メチルベンジリデン)ソルビトール)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 
 撹拌機と窒素入口を備えた、500mLの反応容器に、4-イソブチル-2-メチルベンズアルデヒド30.5g(2-イソブチル-4-メチルベンズアルデヒドを約14%含む)、D-ソルビトール20.4g、パラトルエンスルホン酸一水和物27.5g、メタノール110.0g及び精製水60.0gを準備した。30℃で24時間攪拌し、得られた固体は、濾過により集められ、精製水を用いて洗浄された。洗浄された白色粉末に水酸化カリウム水溶液を加えpH>7とし、60℃で1時間洗浄した。洗浄された粉末は濾過により集められ、メタノールにより洗浄された。次いで粉末は70℃のヘプタン中で攪拌され、濾過され、メタノールで洗浄された。単離された白色粉末は真空オーブンで乾燥され、化合物(A)を32.1g得た。化合物(A)の融点は215~216℃であり、5%重量減少温度を表1に示した。純度はGC-MS(株式会社島津製作所、GCMS-QP2010Ultra)に基づいて約99%超えであった。
H NMR(400 MHz, DMSO-d, ppm): 0.85 (d, 6H, Bu), 0.85 (d, 6H, Bu), 1.78-1.87 (m, 2H, Bu), 2.33 (s, 3H, Me), 2.35 (s, 3H, Me), 2.40 (d, 4H, Bu), 3.34-3.40 (m, 1H, sugar H), 3.52-3.57 (m, 1H, sugar H), 3.65-3.71 (m, 1H, sugar H), 3.81-3.84 (m, 1H, sugar H), 3.90 (s, 1H, sugar H), 4.06-4.20 (m, 3H, sugar H), 4.33 (t, 1H, -CHOH), 4.66 (d, 1H, -CHOH), 5.69 (s, 2H, acetal), 6.95-6.98 (m, 4H, aromatic H), 7.38-7.41 (m, 2H, aromatic H).
(実施例2)
 化合物(B)(ビス-1,3:2,4-(4’-イソプロピル-2’-メチルベンジリデン)ソルビトール)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 
 撹拌機と窒素入口を備えた、500mLの反応容器に、4-イソプロピル-2-メチルベンズアルデヒド24.4g(2-イソプロピル-4-メチルベンズアルデヒドを約7%含む)、D-ソルビトール13.7g、パラトルエンスルホン酸一水和物22.1g、メタノール80.3g及び精製水45.0gを準備した。30℃で24時間攪拌し、得られた固体は、濾過により集められ、精製水を用いて洗浄された。洗浄された白色粉末に水酸化カリウム水溶液を加えpH>7とし、60℃で1時間洗浄した。洗浄された粉末は濾過により集められ、メタノールにより洗浄された。次いで粉末は70℃のヘプタン中で攪拌され、濾過され、メタノールで洗浄された。単離された白色粉末は真空オーブンで乾燥され、化合物(B)を13.1g得た。化合物(B)の融点は189~190℃であり、5%重量減少温度を表1に示した。純度はGC-MSに基づいて約99%超えであった。
 H NMR(400 MHz, DMSO-d, ppm): 1.18 (s, 6H, Pr), 1.20 (s, 6H, Pr), 2.36 (s, 3H, Me), 2.38 (s, 3H, Me), 2.79-2.90 (m, 2H, Pr), 3.35-3.40 (m, 1H, sugar H), 3.53-3.57 (m, 1H, sugar H), 3.67-3.70 (m, 1H, sugar H), 3.81-3.84 (m, 1H, sugar H), 3.91 (s, 1H, sugar H), 4.09-4.19 (m, 3H, sugar H), 4.32 (t, 1H, -CHOH), 4.65 (d, 1H, -CHOH), 5.70 (s, 2H, acetal), 7.04-7.06 (m, 4H, aromatic H), 7.39-7.42 (m, 2H, aromatic H).
(実施例3)
 化合物(C)(ビス-1,3:2,4-(4’-ノルマルプロピル-2’-メチルベンジリデン)ソルビトール)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 
 撹拌機と窒素入口を備えた、500mLの反応容器に、4-ノルマルプロピル-2-メチルベンズアルデヒド24.2g(2-ノルマルプロピル-4-メチルベンズアルデヒドを約26%含む)、D-ソルビトール15.1g、パラトルエンスルホン酸一水和物19.8g、メタノール80.1g及び精製水45.5gを準備した。30℃で24時間攪拌し、得られた固体は、濾過により集められ、精製水を用いて洗浄された。洗浄された白色粉末に水酸化カリウム水溶液を加えpH>7とし、60℃で1時間洗浄した。洗浄された粉末は濾過により集められ、メタノールにより洗浄された。次いで粉末は70℃のヘプタン中で攪拌され、濾過され、メタノールで洗浄された。単離された白色粉末は真空オーブンで乾燥され、化合物(C)を26.6g得た。化合物(C)の融点は239~240℃であり、5%重量減少温度を表1に示した。純度はGC-MSに基づいて約99%超えであった。
 H NMR(400 MHz, Acetone-d, ppm): 0.94 (t, 6H, Pr), 1.59-1.68 (m, 4H, Pr), 2.43 (s, 3H, Me), 2.44 (s, 3H, Me), 2.56 (t, 4H, Pr), 3.43-4.28 (br, 10H, sugar H, -CHOH, -CHOH), 5.77 (s, 1H, acetal), 5.79 (s, 1H, acetal), 7.01-7.04 (m, 4H, aromatic H), 7.48-7.53 (m, 2H, aromatic H).
(実施例4)
 化合物(D)(ビス-1,3:2,4-(4’-ノルマルブチル-2’-メチルベンジリデン)ソルビトール)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 
 撹拌機と窒素入口を備えた、500mLの反応容器に、4-ノルマルブチル-2-メチルベンズアルデヒド21.3g(2-ノルマルブチル-4-メチルベンズアルデヒドを約31%含む)、D-ソルビトール10.0g、パラトルエンスルホン酸一水和物16.3g、メタノール72.3g及び精製水37.2gを準備した。40℃で24時間攪拌し、得られた固体は、濾過により集められ、精製水を用いて洗浄された。洗浄された白色粉末に水酸化カリウム水溶液を加えpH>7とし、60℃で1時間洗浄した。洗浄された粉末は濾過により集められ、メタノールにより洗浄された。次いで粉末は70℃のヘプタン中で攪拌され、濾過され、メタノールで洗浄された。単離された白色粉末は真空オーブンで乾燥され、化合物(D)を9.9g得た。化合物(D)の融点は238~239℃であり、5%重量減少温度を表1に示した。純度はGC-MSに基づいて約99%超えであった。
 H NMR(400 MHz, Acetone-d, ppm): 092 (t, 6H, Bu), 1.30-1.40 (m, 4H, Bu), 1.55-1.62 (m, 4H, Bu), 2.41 (s, 3H, Me), 2.42 (s, 3H, Me), 2.57 (t, 4H, Bu), 3.41-4.26 (br, 10H, sugar H, -CHOH, -CHOH), 5.75 (s, 1H, acetal), 5.77 (s, 1H, acetal), 7.00-7.02 (m, 4H, aromatic H), 7.46-7.51 (m, 2H, aromatic H).
(実施例5)
 化合物(E)(ビス-1,3:2,4-(4’-エチル-2’-メチルベンジリデン)ソルビトール)の合成
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 
 撹拌機と窒素入口を備えた、500mLの反応容器に、4-エチル-2-メチルベンズアルデヒド24.9g(2-エチル-4-メチルベンズアルデヒドを約31%含む)、D-ソルビトール15.1g、パラトルエンスルホン酸一水和物26.2g、メタノール100.0g及び精製水50.0gを準備した。30℃で24時間攪拌し、得られた固体は、濾過により集められ、精製水を用いて洗浄された。洗浄された白色粉末に水酸化カリウム水溶液を加えpH>7とし、60℃で1時間洗浄した。洗浄された粉末は濾過により集められ、メタノールにより洗浄された。次いで粉末は70℃のヘプタン中で攪拌され、濾過され、メタノールで洗浄された。単離された白色粉末は真空オーブンで乾燥され、化合物(E)を10.8g得た。化合物(E)の融点232~233℃であり、純度はGC-MSに基づいて約99%超えであった。
 H NMR(400 MHz, DMSO-d, ppm): 1.17 (t, 6H, Et), 2.35 (s, 3H, Me), 2.37 (s, 3H, Me), 2.53-2.59 (m, 4H, Et), 3.34-3.40 (m, 1H, sugar H), 3.52-3.57 (m, 1H, sugar H), 3.64-3.70 (m, 1H, sugar H), 3.81-3.84 (m, 1H, sugar H), 3.91 (s, 1H, sugar H), 4.10-4.19 (m, 3H, sugar H), 4.35 (t, 1H, -CHOH), 4.68 (d, 1H, -CHOH), 5.70 (s, 2H, acetal), 7.01-7.03 (m, 4H, aromatic H), 7.37-7.43 (m, 2H, aromatic H).
(比較例1)
 ビス-1,3:2,4-(4’-メチルベンジリデン)ソルビトール(CAS番号81541120、以下、「化合物(X)」ともいう。)の5%重量減少温度を測定した。その結果を表1に示した。
(比較例2)
 ビス-1,3:2,4-(3’,4’-ジメチルベンジリデン)ソルビトール(CAS番号135861562、以下、「化合物(Y)」ともいう。)の5%重量減少温度を測定した。その結果を表1に示した。
(比較例A-1~A-2)
 以下の化合物(A-1)及び(A-2)の5%重量減少温度を各々測定した。その結果を表1に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 
[5%重量減少温度の測定]
 示差熱・熱重量同時測定装置(株式会社島津製作所、DTG-60A)を用い、窒素雰囲気下、室温から10℃/分で昇温してそれぞれの化合物の重量減少を示す温度を測定した。その結果を下記表に示した。表からわかるように、実施例の化合物の5%重量減少温度は315℃以上であり、熱安定性に優れていることがわかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
                  
<成形体の製造>
(実施例6)
 ポリプロピレンランダムコポリマー樹脂(日本ポリプロ株式会社、ウィンテックPP WMG03)100質量部に対し、化合物(A)(ビス-1,3:2,4-(4’-イソブチル-2’-メチルベンジリデン)ソルビトール)0.5質量部、テトラキス[メチレン-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]メタン(CAS番号6683198)0.05質量部、テトラキス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスファイト(CAS番号31570044)0.1質量部及びステアリン酸カルシウム(CAS番号1592230)0.08質量部を加え、ポリオレフィン系樹脂組成物を調製した。卓上混練機(Xplore Instrument社、MC15HT)により、ポリオレフィン系樹脂組成物(ポリプロピレンを含む)を、200℃、3分間、約100min-1で溶融混練した。次いで、200℃のポリオレフィン系樹脂組成物を射出成型機に導入し、直径30.0mm、厚み1.0mmの成形体を製造した。
(実施例7)
 ポリプロピレンランダムコポリマー樹脂(日本ポリプロ株式会社、ウィンテックPP WMG03)100質量部に対し、化合物(A)(ビス-1,3:2,4-(4’-イソブチル-2’-メチルベンジリデン)ソルビトール)0.8質量部、テトラキス[メチレン-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]メタン(CAS番号6683198)0.05質量部、テトラキス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスファイト(CAS番号31570044)0.1質量部及びステアリン酸カルシウム0.08(CAS番号1592230)質量部を加え、ポリオレフィン系樹脂組成物を調製した。卓上混練機(Xplore Instrument社、MC15HT)により、ポリオレフィン系樹脂組成物を、200℃、3分間、約100min-1で溶融混練した。次いで200℃のポリオレフィン系樹脂組成物を、射出成型機に導入し、直径30.0mm、厚み1.0mmのシートの成形体を製造した。
(実施例8)
 化合物(A)に代えて、化合物(B)(ビス-1,3:2,4-(4’-イソプロピル-2’-メチルベンジリデン)ソルビトール)0.5質量部を使用した以外は、実施例6と同様の方法により成形体を製造した。
(実施例9)
 化合物(A)に代えて、化合物(B)(ビス-1,3:2,4-(4’-イソプロピル-2’-メチルベンジリデン)ソルビトール)0.8質量部を使用した以外は、実施例7と同様の方法により成形体を製造した。
(実施例10)
 化合物(A)に代えて、化合物(C)(ビス-1,3:2,4-(4’-ノルマルプロピル-2’-メチルベンジリデン)ソルビトール)0.5質量部を使用した以外は、実施例6と同様の方法により成形体を製造した。
(実施例11)
 化合物(A)に代えて、化合物(D)(ビス-1,3:2,4-(4’-ノルマルブチル-2’-メチルベンジリデン)ソルビトール)0.5質量部を使用した以外は、実施例6と同様の方法により成形体を製造した。
(実施例12)
 化合物(A)に代えて、化合物(E)(ビス-1,3:2,4-(4’-エチル-2’-メチルベンジリデン)ソルビトール)0.5質量部を使用した以外は、実施例6と同様の方法により成形体を製造した。
(比較例3)
 化合物(A)を使用しなかったこと以外は、実施例6と同様の方法により成形体を製造した。
(比較例4)
 化合物(A)に代えて、化合物(X)(ビス-1,3:2,4-(4’-メチルベンジリデン)ソルビトール)0.2質量部を使用した以外は、実施例6と同様の方法により成形体を製造した。
(比較例5)
 化合物(A)に代えて、化合物(Y)(ビス-1,3:2,4-(3’,4’-ジメチルベンジリデン)ソルビトール)0.2質量部を使用した以外は、実施例6と同様の方法により成形体を製造した。
(比較例A-2-1)
 化合物(A)に代えて、上述の化合物(A-2)0.5質量部を使用した以外は、実施例6と同様の方法により成形体を製造した。
(比較例A-2-2)
 化合物(A)に代えて、上述の化合物(A-2)0.8質量部を使用した以外は、実施例6と同様の方法により成形体を製造した。
(比較例A-2-1)
 化合物(A)に代えて、上述の化合物(A-2)0.5質量部を使用した以外は、実施例6と同様の方法により成形体を製造した。
(比較例A-2-2)
 化合物(A)に代えて、上述の化合物(A-2)0.8質量部を使用した以外は、実施例6と同様の方法により成形体を製造した。
(比較例B-1-1)
 化合物(A)に代えて、下記化合物(B-1)0.5質量部を使用した以外は、実施例6と同様の方法により成形体を製造した。
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
                  
(比較例B-1-1)
 化合物(A)に代えて、上述の化合物(B-1)0.8質量部を使用した以外は、実施例6と同様の方法により成形体を製造した。
(比較例B-2-1)
 化合物(A)に代えて、下記化合物(B-2)0.5質量部を使用した以外は、実施例6と同様の方法により成形体を製造した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
                  
(比較例B-2-2)
 化合物(A)に代えて、上述の化合物(B-2)0.8質量部を使用した以外は、実施例6と同様の方法により成形体を製造した。
<成形体の評価>
[黄変度(YI)の測定]
 得られた成形体の黄変度(YI)を、ヘーズメーター(日本電色工業株式会社、COH7700)を用いて測定した。その結果を下記表に示した。なお、黄変度(YI)が小さいほど、光学特性に優れている。表からわかるように、実施例の成形体は、YI値が3以下であり、黄変が抑制されていることがわかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
                  
[Haze値の測定]
 得られた成形体のHaze値をヘーズメーター(日本電色工業株式会社、COH7700)を用いて測定した。その結果を下記表に示した。なお、Haze値(%)が小さいほど、光学特性に優れている。表からわかるように、実施例の成形体のHaze値は11%以下であり、透明性に優れていることがわかった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
                  
[フィッシュアイの測定]
 得られた成形体のフィッシュアイの数を次の方法にしたがって測定した。その結果を下記表に示した。実施例の成形体において外観不良が生じなかったことがわかった。また、化合物の添加量が0.5質量部から0.8質量部に増加した場合にも、外観不良が生じなかった。
 フィッシュアイの測定方法
 (1)成形体の試験片(直径30.0mm)において、最大長さが50μm以上の、核剤の未分散に起因する白濁した部分をフィッシュアイとし、観測した(KEYENCE社、デジタルマイクロスコープVHX-7100、50倍率で観測)。
(2)フィッシュアイの数が少ない場合、試験片1枚のフィッシュアイの数を数え上げた。フィッシュアイの数が多い場合、観測視野当たりのフィッシュアイの数を数え上げた後、フィッシュアイの数に[試験片の面積/観測視野面積]の値を乗じた。
(3)作製した試験片3枚を用いて、(2)の操作を行い、試験片1枚当たりのフィッシュアイの数の平均値を求めた。(4)試験片1枚当たりのフィッシュアイの数が10個以下であるとき、成形体において外観不良が発生しておらず、化合物(I)が、ポリオレフィン系樹脂中に均一に溶解及び/又は拡散したと評価した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
 
 2023年2月17日に出願された日本国特許出願2023-023452号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
 また、明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
 
                  

Claims (8)

  1.  下記式(I)で表される化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     
    (式(I)中、R及びRは、それぞれ独立して、炭素原子数2~5のアルキル基である。)
  2.  R及びRが、それぞれ独立して、エチル、n-プロピル、i-プロピル、n-ブチル、又はi-ブチルである、請求項1に記載の化合物。
  3.  請求項1又は2に記載の化合物を含む組成物。
  4.  核剤、又は、透明化剤として用いられる請求項3に記載の組成物。
  5.  請求項1若しくは請求項2に記載の化合物又は請求項3に記載の組成物と、ポリオレフィン系樹脂と、を混合した成形体。
  6.  請求項1若しくは請求項2に記載の化合物又は請求項3に記載の組成物と、ポリオレフィン系樹脂と、を混合することを含む、透明な成形体の製造方法。
  7.  酸触媒下で、パラ位に位置する炭素原子数2~5のアルキル基及びオルト位に位置するメチル基を有するベンズアルデヒド(α)と、ポリオールと、を反応させることを含む、下記式(I)で表される化合物の製造方法。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     
    (式(I)中、R及びRは、それぞれ独立して、炭素原子数2~5のアルキル基である。)
  8.  さらに、オルト位に位置する炭素原子数2~5のアルキル基及びパラ位に位置するメチル基を有するベンズアルデヒド(β)を反応させ、
     前記ベンズアルデヒド(α)と前記ベンズアルデヒド(β)との総量に対する、前記ベンズアルデヒド(β)の含有量が50質量%以下である、請求項7に記載の製造方法。
     
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