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JP7775579B2 - Method for producing modified cycloolefin polymer - Google Patents
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JP7775579B2 - Method for producing modified cycloolefin polymer - Google Patents

Method for producing modified cycloolefin polymer

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Description

本発明は、変性シクロオレフィン共重合体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a modified cycloolefin copolymer.

ビニリデン基を導入した反応性シクロオレフィンポリマーを製造する方法として、シクロオレフィンポリマーを溶融し、回分式のガラス製反応容器中で330~380℃で加熱して熱分解する方法が知られている(特許文献1参照)。 A known method for producing reactive cycloolefin polymers with introduced vinylidene groups involves melting the cycloolefin polymer and heating it in a batch-type glass reactor at 330-380°C to cause thermal decomposition (see Patent Document 1).

特開2014-105280号公報JP 2014-105280 A

しかし特許文献1に記載の方法では着色の少ない変性シクロオレフィンポリマーを製造することが困難であるという課題があった。
本発明は着色の少ない変性シクロオレフィンポリマーを得ることが出来る製造方法を提供することを目的とする。
However, the method described in Patent Document 1 has the problem that it is difficult to produce a modified cycloolefin polymer that is little colored.
An object of the present invention is to provide a production method by which a modified cycloolefin polymer with little coloring can be obtained.

本発明者らは、上記の目的を達成するべく検討を行った結果、本発明に到達した。
即ち本発明は、炭素-炭素間二重結合を有する変性シクロオレフィンポリマーを製造する方法であり、シクロオレフィンポリマーを管状連続式反応器中で200~450℃に加熱する熱減成工程を含み、熱減成工程においてシクロオレフィンポリマーが管状連続式反応器内に滞留する時間が0.5~10時間である変性シクロオレフィンポリマーの製造方法である。
The present inventors have conducted research to achieve the above object and have arrived at the present invention.
That is, the present invention is a method for producing a modified cycloolefin polymer having a carbon-carbon double bond, which method comprises a thermal degradation step of heating a cycloolefin polymer to 200 to 450°C in a tubular continuous reactor, and the residence time of the cycloolefin polymer in the tubular continuous reactor in the thermal degradation step is 0.5 to 10 hours.

本発明の変性シクロオレフィンポリマーの製造方法は、着色の少ない変性シクロオレフィンポリマーを得ることが出来る。 The method for producing modified cycloolefin polymers of the present invention can produce modified cycloolefin polymers with little coloration.

本発明の変性シクロオレフィンポリマーの製造方法は、炭素-炭素間二重結合を有する変性シクロオレフィンポリマーを製造する方法であり、シクロオレフィンポリマーを管状連続式反応器中で200~450℃に加熱する熱減成工程を含み、熱減成工程においてシクロオレフィンポリマーが管状連続式反応器内に滞留する時間が0.5~10時間である変性シクロオレフィンポリマーの製造方法である。 The method for producing a modified cycloolefin polymer of the present invention is a method for producing a modified cycloolefin polymer having a carbon-carbon double bond, and includes a thermal degradation step in which the cycloolefin polymer is heated to 200 to 450°C in a tubular continuous reactor, and the residence time of the cycloolefin polymer in the tubular continuous reactor during the thermal degradation step is 0.5 to 10 hours.

<シクロオレフィンポリマー>
本発明におけるシクロオレフィンポリマーとしては、ノルボルネン骨格を有するシクロアルケンを公知の方法で開環メタセシス重合した後に重合体中の二重結合を完全に水素化(以下、水添という)して得られる飽和重合体であることが好ましい。
<Cycloolefin polymer>
The cycloolefin polymer in the present invention is preferably a saturated polymer obtained by ring-opening metathesis polymerization of a cycloalkene having a norbornene skeleton by a known method, followed by complete hydrogenation of the double bonds in the polymer (hereinafter referred to as hydrogenation).

ノルボルネン骨格を有するシクロアルケン[本発明においてシクロアルケンと記載することがある]としては、ノルボルネン骨格を有する炭素数7~25のモノシクロアルケン{ノルボルネン(ビシクロ[2.2.1]-2-ヘプテン)、トリシクロ[4.3.0.12,5]-3-デセン、8-エチル-テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]-3-ドデセン、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]-3-ドデセン、ペンタシクロ[6.5.1.13,6.02,7.09,13]-4-ペンタデセン、ペンタシクロ[7.4.0.12,5.19,12.08,13]-3-ペンタデセン、ペンタシクロ[8.4.0.12,5.19,12.08,13]-3-ヘキサデセン、ペンタシクロ[6.6.1.13,6.02,7.09,14]-4-ヘキサデセン、ヘキサシクロ[6.6.1.13,6.110,13.02,7.09,14]-4-ヘプタデセン、ヘプタシクロ[8.7.0.12,9.14,7.111,17.03,8.012,16]-5-エイコセン、ヘプタシクロ[8.7.0.13,6.110,17.112,15.02,7.011,16]-4-エイコセン、ヘプタシクロ[8.8.0.12,9.14,7.111,18.03,8.012,17]-5-ヘンエイコセン、オクタシクロ[8.8.0.12,9.14,7.111,18.113,16.03,8.012,17]-5-ドコセン、及びノナシクロ[10.9.1.14,7.113,20.115,18.02,10.03,8.012,21.014,19]-5-ペンタコセン等が挙げられる。 Examples of cycloalkenes having a norbornene skeleton [sometimes referred to as cycloalkenes in the present invention] include monocycloalkenes having a norbornene skeleton and 7 to 25 carbon atoms {norbornene (bicyclo[2.2.1]-2-heptene), tricyclo[4.3.0.1 2,5 ]-3-decene, 8-ethyl-tetracyclo[4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ]-3-dodecene, tetracyclo[4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ]-3-dodecene, pentacyclo[6.5.1.1 3,6 . 0 2,7 . 0 9,13 ]-4-pentadecene, pentacyclo[7.4.0.1 2,5 . 1 9,12 . 0 8,13 ]-3-pentadecene, pentacyclo[8.4.0.1 2,5 . 1 9,12 . 0 8,13 ]-3-hexadecene, pentacyclo[6.6.1.1 3,6 . 0 2,7 . 0 9,14 ]-4-hexadecene, hexacyclo[6.6.1.1 3,6 . 1 10,13 . 0 2,7 . 0 9,14 ]-4-heptadecene, heptacyclo[8.7.0.1 2,9 . 1 4,7 . 1 11,17 . 0 3,8 . 0 12,16 ]-5-eicosene, heptacyclo[8.7.0.1 3,6 . 1 10,17 . 1 12,15 . 0 2,7 . 0 11,16 ]-4-eicosene, heptacyclo[8.8.0.1 2,9 . 1 4,7 . 1 11,18 . 0 3,8 . 0 12,17 ]-5-heneicosene, octacyclo[8.8.0.1 2,9 . 1 4,7 . 1 11,18 . 1 13,16 . 0 3,8 . 0 12,17 ]-5-docosene, and nonacyclo[10.9.1.1 4,7 . 1 13,20 . 1 15,18 . 0 2,10 . 0 3,8 . 0 12,21 . 0 14,19 ]-5-pentacosene, and the like.

上記シクロアルケンのうち、好ましいのは、トリシクロ[4.3.0.12,5]-3-デセン、8-エチル-テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]-3-ドデセンである。 Of the above cycloalkenes, tricyclo[4.3.0.1 2,5 ]-3-decene and 8-ethyl-tetracyclo[4.4.0.1 2,5 . 1 7,10 ]-3-dodecene are preferred.

本発明の製造方法において、熱減成工程において管状連続式反応器で加熱されるシクロオレフィンポリマーは好ましくは1種のシクロアルケンを構成単量体とするシクロオレフィンポリマーである。 In the production method of the present invention, the cycloolefin polymer heated in the tubular continuous reactor in the thermal degradation step is preferably a cycloolefin polymer having one type of cycloalkene as a constituent monomer.

本発明の製造方法に用いるシクロオレフィンポリマーの数平均分子量は、熱減成工程において管状連続式反応器で取り扱い可能な粘度に出来る等の観点から、800~200,000であることが好ましく、更に好ましくは1,000~100,000である。 The number average molecular weight of the cycloolefin polymer used in the production method of the present invention is preferably 800 to 200,000, and more preferably 1,000 to 100,000, from the viewpoint of being able to achieve a viscosity that can be handled in a tubular continuous reactor during the thermal degradation step.

本発明の製造方法に用いるシクロオレフィンポリマーとしては、市販品(例えば日本ゼオン株式会社製のゼオネックスシリーズ、及びゼオノアシリーズ等)を用いることができる。 Cycloolefin polymers used in the production method of the present invention may be commercially available products (e.g., the Zeonex series and Zeonor series manufactured by Zeon Corporation).

なお、シクロオレフィンポリマー、変性シクロオレフィンポリマーの数平均分子量は、以下の条件でゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により得られる。
装置:「HLC-8120」[東ソー(株)製]
カラム:「TSKgelGMHXL」[東ソー(株)製](2本)と「TSKgelMultiporeHXL-M」[東ソー(株)製](1本)とを連結して使用
試料溶液:0.3重量%のオルトジクロロベンゼン溶液
溶液注入量:100μL
流量:1ml/分
測定温度:135℃ 検出装置:屈折率検出器
基準物質:標準ポリスチレン(TSKstandardPOLYSTYRENE)
12点(分子量:500、1,050、2,800、5,970、9,100、18,100、37,900、96,400、190,000、355,000、1,090,000、2,890,000)[東ソー(株)製]
The number average molecular weight of the cycloolefin polymer and modified cycloolefin polymer can be obtained by gel permeation chromatography (GPC) under the following conditions.
Apparatus: "HLC-8120" [manufactured by Tosoh Corporation]
Column: Two "TSKgel GMHXL" columns (manufactured by Tosoh Corporation) and one "TSKgel Multipore HXL-M" column (manufactured by Tosoh Corporation) were connected together. Sample solution: 0.3% by weight of orthodichlorobenzene solution. Solution injection volume: 100 μL.
Flow rate: 1 ml/min Measurement temperature: 135°C Detector: Refractive index detector Reference material: Standard polystyrene (TSK standard POLYSTYRENE)
12 points (molecular weight: 500, 1,050, 2,800, 5,970, 9,100, 18,100, 37,900, 96,400, 190,000, 355,000, 1,090,000, 2,890,000) [manufactured by Tosoh Corporation]

<炭素-炭素間二重結合を有する変性シクロオレフィンポリマー>
本発明の製造方法は、炭素-炭素間二重結合を有する変性シクロオレフィンポリマーを製造する方法であり、後述する熱減成工程によってシクロオレフィンポリマー分子の結合が切断され、炭素-炭素間二重結合を生じる。すなわち、後述する熱減成工程を行うことによって、炭素-炭素間二重結合を有する変性シクロオレフィンポリマーを製造することができる。
なお、本発明において、加熱によって分子内の結合が切断される反応を熱減成という。
<Modified cycloolefin polymer having carbon-carbon double bonds>
The production method of the present invention is a method for producing a modified cycloolefin polymer having a carbon-carbon double bond, and the bonds of the cycloolefin polymer molecule are cleaved by the thermal degradation step described below, resulting in the generation of a carbon-carbon double bond. That is, by carrying out the thermal degradation step described below, a modified cycloolefin polymer having a carbon-carbon double bond can be produced.
In the present invention, a reaction in which intramolecular bonds are broken by heating is called thermal degradation.

本発明の製造方法で得られる変性シクロオレフィンポリマーは、変性シクロオレフィンポリマーを構成する炭素1000個当り、0.1~20個(好ましくは1~10、更に好ましくは2~7)の二重結合を有する変性シクロオレフィンポリマーであることが好ましい。
本発明の製造方法で得られる変性シクロオレフィンポリマーの二重結合がこの範囲であると、変性シクロオレフィンポリマーを種々のポリマーの改質および機能性ポリマーの製造原料として好ましく使用することができる。
上記二重結合の数は核磁気共鳴スペクトル法(NMR法)により測定することが出来る。
The modified cycloolefin polymer obtained by the production method of the present invention is preferably a modified cycloolefin polymer having 0.1 to 20 (preferably 1 to 10, more preferably 2 to 7) double bonds per 1000 carbon atoms constituting the modified cycloolefin polymer.
When the double bonds of the modified cycloolefin polymer obtained by the production method of the present invention are within this range, the modified cycloolefin polymer can be preferably used to modify various polymers and as a raw material for producing functional polymers.
The number of double bonds can be measured by nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR).

本発明の製造方法は、二重結合を有する変性シクロオレフィンポリマーを製造する方法であり、前記のシクロオレフィンポリマーを管状連続式反応器中で加熱する熱減成工程を含む。 The production method of the present invention is a method for producing a modified cycloolefin polymer having double bonds, and includes a thermal degradation step in which the cycloolefin polymer is heated in a tubular continuous reactor.

熱減成工程で用いる管状反応器は、原料であるシクロオレフィンポリマーを反応部に投入する原料投入口、原料を加熱して熱減成を行う反応部、及び投入口とは別の反応物排出口を備えた反応器であり、更に加熱装置と撹拌装置とを備えたものであることが好ましい。
なお、連続式反応器とは、反応器内に原料を入れた後は反応物排出口からの反応物の排出を逐次又は連続的に行いながら、管状連続式反応器の内部が空になることが無いように、原料を逐次又は連続的に原料投入口から反応器内に投入して反応を行う装置を意味する。
The tubular reactor used in the thermal degradation step is a reactor equipped with a raw material inlet through which the raw material cycloolefin polymer is introduced into the reaction section, a reaction section in which the raw material is heated to carry out thermal degradation, and a reactant outlet separate from the inlet, and is preferably further equipped with a heating device and a stirring device.
The continuous reactor means an apparatus in which the raw materials are introduced into the reactor, and then the reactants are successively or continuously discharged from a reactant outlet while the raw materials are successively or continuously introduced into the reactor from a raw material inlet so that the inside of the tubular continuous reactor does not become empty, thereby carrying out a reaction.

反応部は管状(筒状であっても良い)であればその形状は特に制限されず角筒であっても円筒であっても良く、均一に熱減成が進む等の観点から、円筒形であることが好ましい。また、熱減成が均一に進行する等の制御の容易さ等の観点から、円筒の長さと内径の比が内径の比(L/D)は150~1500が好ましく、200~1200であることが更に好ましい。
管状連続式反応器の投入口と排出口との位置は特に制限されないが、投入口から排出口に向けて反応部内を反応物が一方向に移動する様に配置されていることが好ましく、筒状反応部の一端部に投入口が配置され、円筒の別の一端部に排出口が配置されていることが更に好ましい。
The reaction section is not particularly limited in shape as long as it is tubular (or may be cylindrical), and may be a rectangular tube or a cylinder, with a cylindrical shape being preferred from the viewpoint of uniform progress of thermal degradation, etc. Furthermore, from the viewpoint of ease of control, such as uniform progress of thermal degradation, the ratio of the length to the inner diameter of the cylinder (L/D) is preferably 150 to 1500, more preferably 200 to 1200.
The positions of the inlet and outlet of the tubular continuous reactor are not particularly limited, but they are preferably arranged so that the reactants move in one direction within the reaction section from the inlet to the outlet, and it is more preferable that the inlet is arranged at one end of the cylindrical reaction section and the outlet is arranged at another end of the cylinder.

熱減成工程で用いる管状連続式反応器は、更に加熱装置と撹拌装置とを備えたものであることが好ましい。 It is preferable that the tubular continuous reactor used in the thermal degradation process is further equipped with a heating device and a stirring device.

管状連続式反応器の加熱装置としては、反応部の外壁を加熱する装置であっても、反応内部で内容物を直接加熱する装置であっても良い。
反応部の外壁を加熱する装置としては、外壁の外に配置する電熱加熱装置、二重管にした外壁の内部に熱媒を通す加熱装置、及び反応部を加熱媒体中に浸漬して加熱する油浴加熱装置等があげられる。
二重管の内部に通す熱媒としては、200℃以上に加熱できるものであれば制限はなく、蒸気、公知の熱媒油、公知の溶融金属及び公知の溶融ソルト等を用いることができる。
熱媒油、金属及びソルトの加熱の方法は、電熱ヒーターで行うことが好ましく、±0.2℃以内の範囲で温度を制御することが好ましい。この範囲で温度を制御すると熱減成が均質に進行して好ましい。
反応内部で内容物を直接加熱する装置としては、反応部の内部に挿入し加熱用配管に前記の熱媒を通すことで加熱する装置等があげられる。
The heating device for the tubular continuous reactor may be a device that heats the outer wall of the reaction section, or a device that directly heats the contents inside the reaction section.
Examples of devices for heating the outer wall of the reaction section include an electric heating device placed outside the outer wall, a heating device in which a heat medium is passed through the inside of a double-pipe outer wall, and an oil bath heating device in which the reaction section is immersed in a heating medium for heating.
The heat transfer medium passed through the inside of the double pipe is not limited as long as it can be heated to 200°C or higher, and steam, known heat transfer oil, known molten metal, known molten salt, etc. can be used.
The heat transfer oil, metal, and salt are preferably heated using an electric heater, and the temperature is preferably controlled within a range of ±0.2° C. Controlling the temperature within this range is preferred because thermal degradation proceeds uniformly.
An example of a device that directly heats the contents inside the reactor is a device that is inserted into the reactor and heats by passing the above-mentioned heat medium through a heating pipe.

管状連続式反応器の撹拌装置としては、反応部の内容物を混合することができれば制限はなく、駆動部からの動力により撹拌羽根を回転させる機械撹拌装置、反応部の内部に配置された邪魔板等の隙間を内容物が通過することで混合を行う静止型撹拌装置、及び後述する不活性ガスを反応器内の被処理物の中に吹き込んで混合する吹き込み式撹拌装置であっても良く、なかでも熱減成が均一に進行する、及び色相の悪化が抑制できる等の理由から、静止型撹拌装置(更に好ましくはスタティックミキサー)及び吹き込み式撹拌装置であることが好ましい。 The agitator for a tubular continuous reactor is not limited as long as it is capable of mixing the contents of the reaction section. It may be a mechanical agitator that rotates agitator blades using power from a drive unit, a static agitator that mixes the contents by passing them through gaps in baffles or other devices placed inside the reaction section, or a blow-in agitator that mixes the contents by blowing an inert gas, described below, into the material to be treated inside the reactor. Of these, static agitators (more preferably static mixers) and blow-in agitators are preferred because they allow thermal degradation to proceed uniformly and prevent deterioration of color.

本発明の製造方法に用いる管状連続式反応器としては、公知の装置を用いることができ、押し出し機(機械撹拌装置とヒーターによる外壁加熱装置を備えた管状連続式反応器)及びスタティックミキサーを内部に配置した反応管等が好ましいものとしてあげられ、スタティックミキサーを内部に配置した二重管式反応管が更に好ましい。 The tubular continuous reactor used in the production method of the present invention can be any known device, with preferred examples including an extruder (a tubular continuous reactor equipped with a mechanical stirrer and an external wall heating device using a heater) and a reaction tube with a static mixer installed inside, and even more preferred is a double-tube reaction tube with a static mixer installed inside.

本発明の製造方法に用いる管状連続式反応器は、連続又は不連続に内径が変化する反応管を有することが好ましい。連続又は不連続に内径が変化する反応管としては、複数の内径の異なる部分を反応部として有していれば良く、内径の異なる反応管が投入口から排出口に向けた反応経路のどこかに直列に配置されていることが好ましい。内径の異なる反応管は、内径が徐々に変化する様に連結することで内径が連続的に変化するものであっても、内径が不連続に変化する様に連結されるものであっても良い。 The tubular continuous reactor used in the production method of the present invention preferably has a reaction tube whose inner diameter changes continuously or discontinuously. A reaction tube whose inner diameter changes continuously or discontinuously may have multiple sections with different inner diameters as reaction sections, and it is preferable that reaction tubes with different inner diameters are arranged in series somewhere along the reaction path from the inlet to the outlet. Reaction tubes with different inner diameters may be connected so that the inner diameter changes gradually, so that the inner diameter changes continuously, or may be connected so that the inner diameter changes discontinuously.

前記の2つの反応管のうち、原料投入口に近い方の反応管を前管と反応物排出口に近い方の反応管を最終管とした場合、前部管の内径(D1)と最終管の内径(De)との比(D1/De)は、0.2~0.8が好ましく、更に好ましくは0.3~0.7である。D1/Deが好ましい範囲であると、熱減成後の反応物の色相と臭気の悪化を抑えることができて好ましい。 When the reaction tube closest to the raw material inlet of the two reaction tubes is designated as the front tube and the reaction tube closest to the reactant outlet is designated as the final tube, the ratio (D1/De) of the inner diameter of the front tube (D1) to the inner diameter of the final tube (De) is preferably 0.2 to 0.8, more preferably 0.3 to 0.7. A ratio of D1/De within the preferred range is advantageous because it can prevent deterioration in the color and odor of the reaction product after thermal degradation.

前部管の長さ(L1)とD1との比(L1/D1)は、150~1500が好ましく、更に好ましくは200~1200である。L1/D1がこの範囲であると、熱減成後の反応物の色相と臭気の悪化を抑えることができて好ましい。
最終管の長さ(Le)とDeとの比(Le/De)は、200~800が好ましく、更に好ましくは250~700である。Le/Deがこの範囲であると、熱減成後の反応物の色相と臭気の悪化を抑えることができて好ましい。
The ratio (L1/D1) of the length (L1) of the front tube to D1 is preferably 150 to 1500, more preferably 200 to 1200. When L1/D1 is in this range, deterioration of the color and odor of the reaction product after thermal degradation can be suppressed, which is preferable.
The ratio (Le/De) of the final pipe length (Le) to De is preferably 200 to 800, more preferably 250 to 700. When Le/De is in this range, deterioration of the color and odor of the reaction product after thermal degradation can be suppressed, which is preferable.

Ll/DIとLe/Deとの比[(L1×De)/(Le×D1)]は、0.2~4.0が好ましく、更に好ましくは0.5~1.0である。(L1×De)/(Le×D1)この範囲であると、がこの範囲であると、熱減成後の反応物の色相と臭気の悪化を抑えることができて好ましい。
熱減成の均一性の観点から、前記の2つの反応管は、反応器の内径が急激に変化することが無いように、内径を徐々に変化させた連結部を介して結合していることが好ましい。なお、連結部の長さに制限はないが、短いことが好ましい。
The ratio of Ll/DI to Le/De [(Ll x De)/(Le x Dl)] is preferably 0.2 to 4.0, more preferably 0.5 to 1.0. When (Ll x De)/(Le x Dl) is in this range, deterioration of the color and odor of the reaction product after thermal degradation can be suppressed, which is preferable.
From the viewpoint of uniformity of thermal degradation, it is preferable that the two reaction tubes are connected via a connecting part whose inner diameter is gradually changed so that the inner diameter of the reactor does not change suddenly. There is no limitation on the length of the connecting part, but it is preferable that it is short.

本発明の製造方法において、熱減成工程においてシクロオレフィンポリマーを管状連続式反応器中で加熱する温度は200~450℃であり、好ましくは250~400℃である。管状連続式反応器中でのシクロオレフィンポリマーの加熱温度が200℃未満であると熱減成が進行せず、450℃を超えると熱減成後の反応物の色相が悪化する。
なお、シクロオレフィンポリマーを200~450℃に加熱するとは、管状連続式反応器内でのシクロオレフィンポリマーの温度が200~450℃であることを意味する。
管状連続式反応器内でのシクロオレフィンポリマーの温度は、反応管の中に公知の温度計又は熱電対を挿入し、管状連続式反応器内のシクロオレフィンポリマーの温度を直接測定することで確認でき、この温度を確認しながら管状連続式反応器の加熱装置を制御することで、温度範囲を制御することができる。
In the production method of the present invention, the temperature at which the cycloolefin polymer is heated in the tubular continuous reactor in the thermal degradation step is 200 to 450° C., preferably 250 to 400° C. If the heating temperature of the cycloolefin polymer in the tubular continuous reactor is less than 200° C., the thermal degradation does not proceed, and if it exceeds 450° C., the color of the reaction product after thermal degradation deteriorates.
Here, heating the cycloolefin polymer to 200 to 450°C means that the temperature of the cycloolefin polymer in the tubular continuous reactor is 200 to 450°C.
The temperature of the cycloolefin polymer in the tubular continuous reactor can be confirmed by inserting a known thermometer or thermocouple into the reaction tube and directly measuring the temperature of the cycloolefin polymer in the tubular continuous reactor, and the temperature range can be controlled by controlling the heating device of the tubular continuous reactor while checking this temperature.

熱減成工程における管状連続式反応器での加熱温度は、上記の温度範囲(200~450℃)であれば一定の温度であっても良く、加熱温度を制御する複数の加熱装置を用いる等することで200~450℃の範囲で複数の異なる温度で加熱する部分を有していても良い。
異なる温度で加熱する部分を有する場合、熱減成の均一性の観点から、シクロオレフィンポリマーの温度が200~300℃(更に好ましくは250~300℃)である部分と、シクロオレフィンポリマーの温度が300~450℃(更に好ましくは370~420℃)である部分とを含むことが好ましく、200~300℃に加熱した後に300~450℃に加熱されることが更に好ましい。
The heating temperature in the tubular continuous reactor in the thermal degradation step may be a constant temperature within the above temperature range (200 to 450°C), or may have portions heated at multiple different temperatures within the range of 200 to 450°C by using multiple heating devices that control the heating temperature.
When there are portions heated at different temperatures, from the viewpoint of uniformity of thermal degradation, it is preferable that the polymer comprises a portion where the cycloolefin polymer temperature is 200 to 300°C (more preferably 250 to 300°C) and a portion where the cycloolefin polymer temperature is 300 to 450°C (more preferably 370 to 420°C), and it is more preferable that the polymer is heated to 200 to 300°C and then to 300 to 450°C.

熱減成工程におけるシクロオレフィンポリマーの管状連続式反応器内での滞留時間は0.5~10時間(好ましくは1~7時間)である。反応時間が0.5時間未満では均質なものが得られにくく、10時間を超えると得られた変性シクロオレフィンポリマーの臭気が増大し、色相も悪くなる。 The residence time of the cycloolefin polymer in the tubular continuous reactor during the thermal degradation process is 0.5 to 10 hours (preferably 1 to 7 hours). If the reaction time is less than 0.5 hours, it is difficult to obtain a homogeneous product, and if it exceeds 10 hours, the resulting modified cycloolefin polymer will have a strong odor and a poor color.

熱減成工程における管状連続式反応器内の圧力は0.1~200kg/cmが好ましく、更に好ましくは0.5~150kg/cmである。圧力がこの範囲であると熱減成後の反応物の色相と臭気の悪化が抑制でき好ましい。 The pressure inside the tubular continuous reactor in the thermal degradation step is preferably 0.1 to 200 kg/ cm² , more preferably 0.5 to 150 kg/ cm² . A pressure in this range is preferred because it can prevent deterioration in the color and odor of the reaction product after thermal degradation.

熱減成工程は管状連続式反応器内の酸素濃度が15~500ppmの条件下で行われることが好ましい。酸素濃度がこの範囲であると、熱減成後の反応物の色相と臭気の悪化が更に抑制できるだけでなく、末端二重結合の量が好ましい範囲となる。
管状連続式反応器内の酸素濃度は、熱減成開始前及び熱減成中に、反応器の酸素濃度を酸素濃度計により測定しながら、管状連続式反応器に不活性ガス等を通気して調整することができる。
The thermal degradation step is preferably carried out under conditions where the oxygen concentration in the tubular continuous reactor is 15 to 500 ppm. When the oxygen concentration is within this range, deterioration of the color and odor of the reaction product after thermal degradation can be further suppressed, and the amount of terminal double bonds falls within a preferred range.
The oxygen concentration in the tubular continuous reactor can be adjusted by passing an inert gas or the like through the tubular continuous reactor while measuring the oxygen concentration in the reactor with an oxygen concentration meter before the start of thermal degradation and during thermal degradation.

熱減成工程は、必要により不活性ガスを通気しながら行うことができる。不活性ガスとしてはアルゴン、窒素、炭酸ガス及び水蒸気があげられる。好ましくは窒素である。不活性ガスを通気する場合、5~1000L/分の流量で管状連続式反応器内に通気することが好ましい。 The thermal degradation step can be carried out while passing an inert gas through it, if necessary. Examples of inert gases include argon, nitrogen, carbon dioxide, and water vapor. Nitrogen is preferred. When passing an inert gas through it, it is preferably passed through the tubular continuous reactor at a flow rate of 5 to 1,000 L/min.

熱減成工程において管状連続式反応器内を流動するシクロオレフィンポリマーの流動線速度は0.5~100m/hrが好ましく、更に好ましくは1~80m/hrである。流動線速度がこの範囲であると、熱減成後の反応物の色相と臭気の悪化が抑制できて好ましい。
なお、使用する管状連続式反応器の内径及び長さにもよるが、熱減成工程において排出口から得られる変性シクロオレフィンポリマーの1時間当りの重量(すなわち、1時間あたりに反応器から排出される変性シクロオレフィンポリマーの重量)は、10~700kgが好ましく、更に好ましくは50~500kgである。この範囲であると熱減成後の反応物の色相と臭気の悪化が抑制できるだけでなく、生産性と両立ができ好ましい。
In the thermal degradation step, the linear flow velocity of the cycloolefin polymer flowing through the tubular continuous reactor is preferably 0.5 to 100 m/hr, more preferably 1 to 80 m/hr. When the linear flow velocity is within this range, deterioration of the color and odor of the reaction product after thermal degradation can be suppressed, which is preferable.
Although it depends on the inner diameter and length of the tubular continuous reactor used, the weight per hour of the modified cycloolefin polymer obtained from the outlet in the thermal degradation step (i.e., the weight of the modified cycloolefin polymer discharged from the reactor per hour) is preferably 10 to 700 kg, more preferably 50 to 500 kg. This range is preferable because it not only can suppress deterioration in the color and odor of the reaction product after thermal degradation, but also can achieve good productivity.

本発明の製造方法において、熱減成を促進する目的で触媒をシクロオレフィンポリマーに混合して熱減成工程を行ってもよい。
触媒としてはラジカル発生触媒[パーオキサイド化合物(ベンゾイルパーオキシド、ジ-tert-ブチルパーオキサイド、及びジクミルパーオキサイド等)、アゾニトリル化合物{2,2′-アゾビス(イソブチロニトリル)、2,2′-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)及び4,4′-アゾビス(4-シアノバレリアン酸)}、及びクラッキング触媒(シリカ-アルミナ、シリカ-マグネシア、及び活性白土等)]等があげられる。
触媒を使用する場合、シクロオレフィンポリマー100重量部に対し、0.1~20重量部の触媒を用いることが好ましく、更に好ましくは1~10重量部である。シクロオレフィンポリマーへの触媒の添加は、管状連続式反応器に入れる前に行っても良く、管状連続式反応器の途中で行っても良い。
In the production method of the present invention, the thermal degradation step may be carried out by mixing a catalyst with the cycloolefin polymer in order to promote the thermal degradation.
Examples of the catalyst include radical-generating catalysts [peroxide compounds (benzoyl peroxide, di-tert-butyl peroxide, dicumyl peroxide, etc.), azonitrile compounds {2,2'-azobis(isobutyronitrile), 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile), and 4,4'-azobis(4-cyanovaleric acid)}, and cracking catalysts (silica-alumina, silica-magnesia, activated clay, etc.)].
When a catalyst is used, it is preferable to use 0.1 to 20 parts by weight, more preferably 1 to 10 parts by weight, of the catalyst relative to 100 parts by weight of the cycloolefin polymer. The catalyst may be added to the cycloolefin polymer before it is placed in the tubular continuous reactor, or may be added midway through the tubular continuous reactor.

本発明の製造において、酸化防止剤を添加して熱減成工程を行っても良い。
フェノール系酸化防止剤としてはヒンダードフェノール系化合物が好ましい。ヒンダードフェノール系化合物としては単環式ヒンダードフェノール類[2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノール、2-tert-ブチル-4-メチルフェノール、6-tert-ブチル-2,4-メチルフェノール、2,6-ジ-tert-ブチルフェノール、2-tert-ブチル-4-エチルフェノール、2,6-ジ-tert-ブチル-4-エチルフェノール、n-オクタデシル-3-(4′-ヒドロキシ-3,5-ジ-tert-ブチルフェニル)プロピオネート、ジオクタデシル-4-ヒドロキシ-3,5-ジ-tert-ブチルベンジルフォスフォネート、ジエチル-4-ヒドロキシ-3,5-ジ-tert-ブチルベンジルフォスフォネート、及び6-(4-オキシ-3,5-ジ-tert-ブチル-アニリノ)2,4-ビス(n-オクチルチオ)-1,3,5-トリアジン等]、二環式ヒンダードフェノール類[4,4′-チオビス(6-tert-ブチル-3-メチルフェノール)、4,4′-ブチリデンビス(6-tert-ブチル-3-メチルフェノール)、4,4′-メチレンビス(6-tert-ブチルフェノール)、4,4′-ビス(2,6-ジ-tert-ブチルフェノール)、4,4′-チオビス(6-tert-ブチル-o-クレゾール)、2,2′-メチレンビス(4-メチル-6-tert-ブチルフェノール)、2,2′-チオビス(6-tert-ブチル-4-メチルフェノール)、及び1,6-ビス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-2-メチルフェニル)ブタン等]、及び多環式ヒンダードフェノール類[1,1,3-トリス(5-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-2-メチルフェニル)ブタン、2,4,6-トリス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)メシチレン、1,3,5-トリス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)メシチレン、1,3,5-トリス(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、及びテトラキス[β-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシメチル]メタン等]などがあげられる。
In the production of the present invention, a thermal degradation step may be carried out with the addition of an antioxidant.
The phenolic antioxidant is preferably a hindered phenolic compound. Examples of the hindered phenolic compound include monocyclic hindered phenols [2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol, 2-tert-butyl-4-methylphenol, 6-tert-butyl-2,4-methylphenol, 2,6-di-tert-butylphenol, 2-tert-butyl-4-ethylphenol, 2,6-di-tert-butyl-4-ethylphenol, n-octadecyl-3-(4'-hydroxy-3,5-di-tert-butylphenyl)propionate, dioctadecyl benzo ... diethyl-4-hydroxy-3,5-di-tert-butylbenzylphosphonate, diethyl-4-hydroxy-3,5-di-tert-butylbenzylphosphonate, and 6-(4-oxy-3,5-di-tert-butyl-anilino)2,4-bis(n-octylthio)-1,3,5-triazine, etc.], bicyclic hindered phenols [4,4'-thiobis(6-tert-butyl-3-methylphenol), 4,4'-butylidenebis(6-tert-butyl-3-methylphenol), 4,4'- methylenebis(6-tert-butylphenol), 4,4'-bis(2,6-di-tert-butylphenol), 4,4'-thiobis(6-tert-butyl-o-cresol), 2,2'-methylenebis(4-methyl-6-tert-butylphenol), 2,2'-thiobis(6-tert-butyl-4-methylphenol), and 1,6-bis(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxy-2-methylphenyl)butane, etc.], and polycyclic hindered phenols [1,1,3-tris(5- tert-butyl-4-hydroxy-2-methylphenyl)butane, 2,4,6-tris(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)mesitylene, 1,3,5-tris(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)mesitylene, 1,3,5-tris(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl)isocyanurate, and tetrakis[β-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionyloxymethyl]methane, etc.].

フェノール系酸化防止剤は、シクロオレフィンポリマー100重量部に対して0.2重量部以下の添加量で用いることが好ましく、0.1重量部以下の添加量で用いることが更に好ましく、酸化防止剤を用いないことが最も好ましい。
酸化防止剤は反応物の着色を防止する効果を有するが、酸化防止剤の量を減らすことで熱減成が進行し易くなり好ましく、熱減成により二重結合の量を好ましい範囲とするには酸化防止剤を用いないことが最も好ましい。
酸化防止剤を使用する場合、シクロオレフィンポリマーへの酸化防止剤の添加は、管状連続式反応器に入れる前に行っても良く、管状連続式反応器の途中で行っても良い。
The phenolic antioxidant is preferably used in an amount of 0.2 parts by weight or less, more preferably 0.1 parts by weight or less, per 100 parts by weight of the cycloolefin polymer, and most preferably no antioxidant is used.
The antioxidant has the effect of preventing the coloration of the reaction product, but reducing the amount of antioxidant is preferred because it facilitates the progress of thermal degradation. In order to keep the number of double bonds within the preferred range by thermal degradation, it is most preferred not to use an antioxidant.
When an antioxidant is used, the antioxidant may be added to the cycloolefin polymer before it is placed in the tubular continuous reactor, or may be added midway through the tubular continuous reactor.

本発明の製造方法において、原料のシクロオレフィンポリマーは直接に管状連続式反応器に投入して、管状連続式反応器の中で溶融と所定温度への加熱とを行っても良いが、熱減成工程の前にシクロオレフィンポリマーを溶融する溶融工程を有し、溶融したシクロオレフィンポリマーを管状連続式反応器に投入することが好ましい。 In the production method of the present invention, the raw material cycloolefin polymer may be directly charged into a tubular continuous reactor, where it is melted and heated to a predetermined temperature. However, it is preferable to include a melting step in which the cycloolefin polymer is melted before the thermal degradation step, and then charge the molten cycloolefin polymer into the tubular continuous reactor.

シクロオレフィンポリマーを溶融する溶融工程は、撹拌装置と加熱装置とが付属した公知の反応槽を用いてシクロオレフィンポリマーを融点以上に加熱溶融することで行うことができる。 The melting process for melting the cycloolefin polymer can be carried out by heating the cycloolefin polymer to above its melting point using a known reaction vessel equipped with a stirrer and a heater.

本発明の製造方法は、熱減成工程の後に脱オリゴマー工程を有することが好ましい。
脱オリゴマー工程は、熱減成により副生する揮発性の成分を除去する工程であり、熱減成した反応物を圧力が0.013~1.3kPa、温度が300~450℃の条件に置き、揮発分を留去することで行うことができる。脱オリゴマー工程は、管状連続式反応器から排出した反応物を撹拌装置と加熱装置とが付属した排気可能な公知の密閉型反応槽で行っても良く、熱減成工程を行う管状連続式反応器の後に、脱オリゴマー工程を行う管状連続式反応器を結合し、その内部を前記の減圧度に排気することで行うこともできる。
The production method of the present invention preferably includes a de-oligomerization step after the thermal degradation step.
The de-oligomerization step is a step of removing volatile components produced as by-products by thermal degradation, and can be carried out by subjecting the thermally degraded reaction product to conditions of a pressure of 0.013 to 1.3 kPa and a temperature of 300 to 450°C and distilling off the volatile components. The de-oligomerization step may be carried out in a known evacuable closed reaction vessel equipped with a stirrer and a heater, in which the reaction product discharged from the tubular continuous reactor is de-oligomerized. Alternatively, the de-oligomerization step may be carried out by connecting a tubular continuous reactor for carrying out the de-oligomerization step to a tubular continuous reactor for carrying out the thermal degradation step and evacuating the inside of the vessel to the aforementioned reduced pressure.

脱オリゴマー工程は、数平均分子量が1000以下の成分が、変性シクロオレフィンポリマーを含む被処理物の重量に基づいて10重量%以下になるまで行うことが好ましく、更に好ましくは1重量%以下になるまで行うことである。この範囲であると変性シクロオレフィンポリマーの機械的強度が良好となり好ましい。 The de-oligomerization step is preferably carried out until the content of components having a number average molecular weight of 1,000 or less is 10% by weight or less, based on the weight of the treated material containing the modified cycloolefin polymer, and more preferably until it is 1% by weight or less. This range is preferred as it results in good mechanical strength for the modified cycloolefin polymer.

脱オリゴマー工程における被処理物に含まれる数平均分子量が1000以下である成分の重量はGPCを測定することにより算出することができる。なお、反応物の色相等の観点から、脱オリゴマー工程は0.1~20時間が好ましく、更に好ましくは1~10時間である。 The weight of components with a number average molecular weight of 1,000 or less contained in the product treated in the de-oligomerization step can be calculated by measuring with GPC. From the standpoint of the hue of the reaction product, the de-oligomerization step is preferably carried out for 0.1 to 20 hours, and more preferably for 1 to 10 hours.

本発明の製造方法で得られる変性シクロオレフィンポリマーは、公知の方法で粉末又はペレットに成型することができる。 The modified cycloolefin polymer obtained by the production method of the present invention can be molded into powder or pellets using known methods.

本発明の製造方法で得られる変性シクロオレフィンポリマーは、1,000~100,000の数平均分子量を有することが好ましい。 The modified cycloolefin polymer obtained by the production method of the present invention preferably has a number average molecular weight of 1,000 to 100,000.

JIS K0071-2に準拠して測定されるガードナー式数は8以下であることが好ましい。 The Gardner number measured in accordance with JIS K0071-2 is preferably 8 or less.

本発明の製造方法で得られる変性シクロオレフィンポリマーが有する二重結合は、反応性を有し、種々のポリマーの改質および機能性ポリマーの製造原料として好ましく使用することができる。 The double bonds in the modified cycloolefin polymer obtained by the production method of the present invention are reactive and can be used favorably to modify various polymers and as raw materials for producing functional polymers.

以下、実施例により本発明を更に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。なお、以下において、実施例1、2、6は、それぞれ参考例1、2、3である。 The present invention will be further explained below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In the following, Examples 1, 2, and 6 correspond to Reference Examples 1, 2, and 3, respectively.

<実施例1>
内部にスタティックミキサーを配置した前部管(内径:49.5mm、長さ:10m)と、内部にスタティックミキサーを配置した後部管(内径:97.1mm、長さ:50m)とを直列に結合した管状連続式反応器を用い、前部管を250±1℃に、後部管を390±1℃にそれぞれ温度制御したソルトバスに浸漬して加熱した。0.5L/minの流量で反応器内への窒素の導入しながらシクロオレフィンポリマー(日本ゼオン社製、商品名「ZEONOR1060R」、トリシクロ[4.3.0.12,5]-3-デセン重合体の水添物、密度(ASTMD792 ):1.01g/cm、ガラス転移温度(JIS K-7121):100℃、数平均分子量:105,000)のペレットを連続的に投入口から投入し、管状連続式反応器内での滞留時間が2.7時間となるようにシクロオレフィンポリマーの投入速度を調整しながら熱減成工程を行った。反応器内に設置した温度計によって測定した熱減成工程における前部管内でのシクロオレフィンポリマーの温度は250℃であり、後部管内でのシクロオレフィンポリマーの温度は390℃であり、酸素濃度計を用いて測定した反応器内の酸素濃度は500ppmであった。
管状連続式反応器の排出口から熱減成物が排出されてから5時間の間、前記の熱減成工程を行った。熱減成物が排出された始めた直後と排出が終了する直前とを避けて採取した分析用試料(4時間目の熱減成物)を用いて分析した炭素1000個当たりの二重結合数は3.1個であり、数平均分子量は11,000であり、ガードナー色数は4であった。
Example 1
A continuous tubular reactor was used, in which a front tube (inner diameter: 49.5 mm, length: 10 m) equipped with a static mixer inside and a rear tube (inner diameter: 97.1 mm, length: 50 m) equipped with a static mixer inside were connected in series. The front tube and the rear tube were immersed in temperature-controlled salt baths at 250±1°C and 390±1°C, respectively, and heated. While introducing nitrogen into the reactor at a flow rate of 0.5 L/min, pellets of a cycloolefin polymer (manufactured by Zeon Corporation, trade name "ZEONOR1060R", hydrogenated tricyclo[4.3.0.1 2,5 ]-3-decene polymer, density (ASTM D792): 1.01 g/cm 3 , glass transition temperature (JIS K-7121): 100°C, number average molecular weight: 105,000) were continuously charged from the inlet, and a thermal degradation step was carried out while adjusting the charging rate of the cycloolefin polymer so that the residence time in the tubular continuous reactor was 2.7 hours. The temperature of the cycloolefin polymer in the front tube during the thermal degradation step, measured with a thermometer installed in the reactor, was 250°C, the temperature of the cycloolefin polymer in the rear tube was 390°C, and the oxygen concentration in the reactor, measured with an oxygen concentration meter, was 500 ppm.
The thermal degradation process was continued for 5 hours after the thermal degradation product was discharged from the outlet of the tubular continuous reactor. The analysis of the thermal degradation product (after 4 hours) was conducted by taking an analytical sample, not just after the start of the discharge of the thermal degradation product and just before the end of the discharge, and found to have a double bond count of 3.1 per 1,000 carbon atoms, a number average molecular weight of 11,000, and a Gardner color index of 4.

<実施例2>
実施例1と同じ管状連続式反応器を用い、前部管と後部管の両方を200±1℃のソルトバスに浸漬して加熱し、管状連続式反応器内での滞留時間が10時間となるようにしたこと、反応器内への窒素の流量を10L/minとしたこと以外は実施例1と同様の条件でシクロオレフィンポリマーを管状連続式反応器に連続的に投入して熱減成を行った。
反応器内に設置した温度計によって測定した熱減成工程における前部管内でのシクロオレフィンポリマーの温度は200℃であり、後部管内でのシクロオレフィンポリマーの温度は200℃であり、酸素濃度計を用いて測定した反応器内の酸素濃度は50ppmであった。
管状連続式反応器の排出口から熱減成物が排出されてから5時間の間、前記の熱減成工程を行い、熱減成物が排出された始めた直後と排出が終了する直前とを避けて採取した分析用試料(4時間目の熱減成物)の炭素1000個当たりの二重結合数は0.01個であり、数平均分子量100,000であり、ガードナー色数は1であった。
Example 2
The same tubular continuous reactor as in Example 1 was used, and both the front tube and the rear tube were immersed in a salt bath at 200±1°C and heated so that the residence time in the tubular continuous reactor was 10 hours, and the flow rate of nitrogen into the reactor was 10 L/min. Except for this, the cycloolefin polymer was continuously fed into the tubular continuous reactor under the same conditions as in Example 1 to carry out thermal degradation.
The temperature of the cycloolefin polymer in the front pipe during the thermal degradation process, measured by a thermometer installed in the reactor, was 200°C, the temperature of the cycloolefin polymer in the rear pipe was 200°C, and the oxygen concentration in the reactor, measured by an oxygen concentration meter, was 50 ppm.
The thermal degradation process was carried out for 5 hours after the thermal degradation product was discharged from the outlet of the tubular continuous reactor. An analytical sample (thermal degradation product after 4 hours) was collected at a time other than immediately after the start and end of the discharge of the thermal degradation product. The number of double bonds per 1,000 carbon atoms was 0.01, the number average molecular weight was 100,000, and the Gardner color index was 1.

<実施例3>
実施例1と同じ管状連続式反応器を用い、前部管と後部管の両方を450±1℃のソルトバスに浸漬して加熱し、管状連続式反応器内での滞留時間が0.5時間となるようにしたこと、反応器内への窒素の流量を20L/minと したこと以外は実施例1と同様の条件でシクロオレフィンポリマーを管状連続式反応器に連続的に投入して熱減成を行った。
反応器内に設置した温度計によって測定した熱減成工程における前部管内でのシクロオレフィンポリマーの温度は450℃であり、後部管内でのシクロオレフィンポリマーの温度は450℃であり、酸素濃度計を用いて測定した反応器内の酸素濃度は50ppmであった。
管状連続式反応器の排出口から熱減成物が排出されてから2時間の間、前記の熱減成工程を行い、熱減成物が排出された始めた直後と排出が終了する直前とを避けて採取した分析用試料(1時間目の熱減成物)の炭素1000個当たりの二重結合数は15個、数平均分子量2,000、ガードナー色数は8であった。
Example 3
The same tubular continuous reactor as in Example 1 was used, and thermal degradation was carried out by continuously feeding a cycloolefin polymer into the tubular continuous reactor under the same conditions as in Example 1, except that both the front tube and the rear tube were immersed in a salt bath at 450±1°C and heated so that the residence time in the tubular continuous reactor was 0.5 hours, and the flow rate of nitrogen into the reactor was 20 L/min.
The temperature of the cycloolefin polymer in the front pipe during the thermal degradation process, measured by a thermometer installed in the reactor, was 450°C, the temperature of the cycloolefin polymer in the rear pipe was 450°C, and the oxygen concentration in the reactor, measured by an oxygen concentration meter, was 50 ppm.
The thermal degradation process was carried out for two hours after the thermal degradation product was discharged from the outlet of the tubular continuous reactor. An analytical sample (thermal degradation product after one hour) was collected at a time other than immediately after the start of discharge of the thermal degradation product and immediately before the end of discharge. The sample had 15 double bonds per 1,000 carbon atoms, a number average molecular weight of 2,000, and a Gardner color index of 8.

<実施例4>
実施例1と同じ管状連続式反応器を用い、シクロオレフィンポリマー(日本ゼオン社製、商品名「ZEONOR1020R」、トリシクロ[4.3.0.12,5]-3-デセン重合体の水添物、密度(ASTMD792 ):1.01g/cm、ガラス転移温度(JIS K-7121):102℃、数平均分子量:33,000を用いたこと以外は実施例1と同様の条件でシクロオレフィンポリマーを管状連続式反応器に連続的に投入して熱減成を行った。
反応器内に設置した温度計によって測定した熱減成工程における前部管内でのシクロオレフィンポリマーの温度は250℃であり、後部管内でのシクロオレフィンポリマーの温度は390℃であり、酸素濃度計を用いて測定した反応器内の酸素濃度は500ppmであった。
管状連続式反応器の排出口から熱減成物が排出されてから5時間の間、前記の熱減成工程を行った。熱減成物が排出された始めた直後と排出が終了する直前とを避けて採取した分析用試料(4時間目の熱減成物)を用いて分析した炭素1000個当たりの二重結合数は3.4個であり、数平均分子量は4,000であり、ガードナー色数は4であった。
Example 4
The same tubular continuous reactor as in Example 1 was used, and thermal degradation was carried out by continuously feeding a cycloolefin polymer into the tubular continuous reactor under the same conditions as in Example 1 , except that a cycloolefin polymer (manufactured by Zeon Corporation, trade name "ZEONOR1020R", a hydrogenated tricyclo[ 4.3.0.12,5 ]-3-decene polymer, density (ASTM D792): 1.01 g/cm3, glass transition temperature (JIS K-7121): 102°C, number average molecular weight: 33,000) was used.
The temperature of the cycloolefin polymer in the front pipe during the thermal degradation process, measured by a thermometer installed in the reactor, was 250°C, the temperature of the cycloolefin polymer in the rear pipe was 390°C, and the oxygen concentration in the reactor, measured by an oxygen concentration meter, was 500 ppm.
The thermal degradation process was continued for 5 hours after the thermal degradation product was discharged from the outlet of the tubular continuous reactor. The analysis of the thermal degradation product after 4 hours (taken at two times, not just after the start and end of the discharge of the thermal degradation product) revealed that the number of double bonds per 1,000 carbon atoms was 3.4, the number average molecular weight was 4,000, and the Gardner color index was 4.

<実施例5>
実施例1と同じ管状連続式反応器を用い、シクロオレフィンポリマー(日本ゼオン社製、商品名「ZEONOR480R」、8-エチル-テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]-3-ドデセン重合体の水添物、密度(ASTMD792 ):1.01g/cm3、ガラス転移温度(JIS K-7121):138℃、数平均分子量:30,000を用いたこと以外は実施例1と同様の条件でシクロオレフィンポリマーを管状連続式反応器に連続的に投入して熱減成を行った。
反応器内に設置した温度計によって測定した熱減成工程における前部管内でのシクロオレフィンポリマーの温度は250℃であり、後部管内でのシクロオレフィンポリマーの温度は390℃であり、酸素濃度計を用いて測定した反応器内の酸素濃度は500ppmであった。
管状連続式反応器の排出口から熱減成物が排出されてから5時間の間、前記の熱減成工程を行った。熱減成物が排出された始めた直後と排出が終了する直前とを避けて採取した分析用試料(4時間目の熱減成物)を用いて分析した炭素1000個当たりの二重結合数は3.3個であり、数平均分子量は3,800であり、ガードナー色数は4であった。
Example 5
The same tubular continuous reactor as in Example 1 was used, and thermal degradation was carried out by continuously feeding a cycloolefin polymer into the tubular continuous reactor under the same conditions as in Example 1 , except that a cycloolefin polymer (manufactured by Zeon Corporation, trade name "ZEONOR480R", a hydrogenated product of 8-ethyl-tetracyclo[ 4.4.0.12,5.17,10 ]-3-dodecene polymer, density (ASTM D792): 1.01 g/cm3, glass transition temperature (JIS K-7121): 138°C, number average molecular weight: 30,000) was used.
The temperature of the cycloolefin polymer in the front pipe during the thermal degradation process, measured by a thermometer installed in the reactor, was 250°C, the temperature of the cycloolefin polymer in the rear pipe was 390°C, and the oxygen concentration in the reactor, measured by an oxygen concentration meter, was 500 ppm.
The thermal degradation process was continued for 5 hours after the thermal degradation product was discharged from the outlet of the tubular continuous reactor. The analysis of the thermal degradation product (after 4 hours) was conducted by taking an analytical sample, not just after the start of the discharge of the thermal degradation product and just before the end of the discharge, and found to have a double bond count of 3.3 per 1,000 carbon atoms, a number average molecular weight of 3,800, and a Gardner color index of 4.

<実施例6>
実施例1で得られた熱減成物をそのまま樹脂改質剤として用い、以下の条件でシクロオレフィンポリマーとの混合を行った。
まず、実施例1で用いたシクロオレフィンポリマー(日本ゼオン社製、商品名「ZEONOR1060R」90部及び実施例1で得られた熱減成物を280℃、滞留時間30秒の条件で二軸押し出し機によって混練し、ペレット化した。
得られたペレットをシリンダー温度280℃、射出圧力800kg/cm、射出速度200mm/s、金型温度80℃の条件に設定し、射出成型機(商品名「PS40E5ASE」、日精樹脂工業(株))を用いて100×100×2mmの成形片を作製し、成形片表面の平滑性を評価した。平滑性の評価はキーエンス製「デジタルマイクロスコープVHX-600」で表面粗さを測定し評価した。
得られた試験片の表面粗さを測定したところ0.65μmであった。
なお、実施例1で用いたシクロオレフィンポリマー(日本ゼオン社製、商品名「ZEONOR1060R」だけを同様の条件で射出成形した場合の表面粗さは1.3μmであった。
Example 6
The thermal degradation product obtained in Example 1 was used as it was as a resin modifier and mixed with a cycloolefin polymer under the following conditions.
First, 90 parts of the cycloolefin polymer used in Example 1 (manufactured by Zeon Corporation, trade name "ZEONOR1060R") and the thermal degradation product obtained in Example 1 were kneaded in a twin-screw extruder at 280°C for a residence time of 30 seconds, and then pelletized.
The obtained pellets were used to prepare molded pieces of 100 x 100 x 2 mm using an injection molding machine (product name "PS40E5ASE", Nissei Plastic Industrial Co., Ltd.) under conditions of a cylinder temperature of 280°C, an injection pressure of 800 kg/cm2, an injection speed of 200 mm/s, and a mold temperature of 80°C. The smoothness of the molded piece surface was evaluated by measuring the surface roughness using a Keyence "Digital Microscope VHX-600."
The surface roughness of the obtained test piece was measured and found to be 0.65 μm.
When only the cycloolefin polymer used in Example 1 (manufactured by Zeon Corporation, trade name "ZEONOR1060R") was injection molded under the same conditions, the surface roughness was 1.3 μm.

<比較例1>
Journal of Polymer Science : Polymer Chemistry Edition, 21, 703(1983)に記載されたものと同様の耐熱ガラス製熱分解装置の回分式反応器にシクロオレフィンポリマー(日本ゼオン社製、商品名「ZEONOR1060R」、密度(ASTMD792 ):1.01g/cm、ガラス転移温度(JIS K-7121):100℃)のペレット5gを仕込み、系内を窒素置換後、内部を0.27kPaに減圧して、200℃に加熱してシクロオレフィンポリマーを溶融した。その後、390℃に設定されたメタルバスに反応器を沈めて加熱した。
反応器内を2mmHg程度の減圧状態に保ったまま、溶融したシクロオレフィンポリマー中に窒素ガスをバブリングしながら8時間加熱した。
その後、反応器を室温まで冷却してから系内を常圧にし、内容物を熱キシレンに溶解して取り出した。得られた熱キシレン溶液をメタノールに滴下することで得られた沈殿物を回収し、比較用変性シクロオレフィンポリマーを得た。得られた比較用変性シクロオレフィンポリマーは炭素1000個当たりの二重結合数は1.9個、数平均分子量11,000、ガードナー色数は14であった。
<Comparative Example 1>
5 g of pellets of cycloolefin polymer (manufactured by Zeon Corporation, trade name "ZEONOR1060R", density (ASTM D792): 1.01 g/cm 3 , glass transition temperature (JIS K-7121): 100°C) were charged into a batch reactor of a heat-resistant glass pyrolysis apparatus similar to that described in Journal of Polymer Science: Polymer Chemistry Edition, 21, 703 (1983), and after replacing the atmosphere in the system with nitrogen, the internal pressure was reduced to 0.27 kPa and the system was heated to 200°C to melt the cycloolefin polymer. Thereafter, the reactor was submerged in a metal bath set to 390°C and heated.
While the inside of the reactor was kept under reduced pressure of about 2 mmHg, the molten cycloolefin polymer was heated for 8 hours while bubbling nitrogen gas into it.
The reactor was then cooled to room temperature, the pressure in the system was returned to normal, and the contents were dissolved in hot xylene and removed. The resulting hot xylene solution was added dropwise to methanol to obtain a precipitate, which was then recovered to obtain a comparative modified cycloolefin polymer. The comparative modified cycloolefin polymer had a double bond count of 1.9 per 1,000 carbon atoms, a number average molecular weight of 11,000, and a Gardner color score of 14.

本発明の製造方法で得られる実施例の変性シクロオレフィンポリマーは、管状連続式反応器を用いない比較例1の製造方法で得られる変性シクロオレフィンポリマーよりも着色の少ない変性シクロオレフィンポリマーが得られた。
さらに、実施例6で本発明の熱減成物を用いた樹脂組成物は、成形片の表面粗さが小さいことから本発明の熱減成物を用いた樹脂改質剤がシクロオレフィンポリマーに対する優れた表面平滑性付与剤として機能していることがわかる。
The modified cycloolefin polymers of the Examples obtained by the production method of the present invention were less colored than the modified cycloolefin polymer obtained by the production method of Comparative Example 1, which did not use a tubular continuous reactor.
Furthermore, in Example 6, the resin composition using the thermally degraded product of the present invention had small surface roughness of the molded piece, which shows that the resin modifier using the thermally degraded product of the present invention functions as an excellent agent for imparting surface smoothness to cycloolefin polymers.

本発明の変性シクロオレフィンポリマーの製造方法で得られる変性シクロオレフィンポリマーは着色が少なく、樹脂改質剤等に好ましくもちいることができる。 The modified cycloolefin polymer obtained by the modified cycloolefin polymer production method of the present invention has little coloration and can be preferably used as a resin modifier, etc.

Claims (3)

炭素-炭素間二重結合を有し、数平均分子量が1,000~4,000である変性シクロオレフィンポリマーを製造する方法であり、シクロオレフィンポリマーを管状連続式反応器中で内部のシクロオレフィンポリマーの温度が200~450℃であるように加熱する熱減成工程を含み、熱減成工程においてシクロオレフィンポリマーが管状連続式反応器内に滞留する時間が0.5~10時間である変性シクロオレフィンポリマーの製造方法。 The method for producing a modified cycloolefin polymer has a carbon-carbon double bond and a number average molecular weight of 1,000 to 4,000 , and includes a thermal degradation step of heating the cycloolefin polymer in a tubular continuous reactor so that the temperature of the cycloolefin polymer inside is 200 to 450°C, and the residence time of the cycloolefin polymer in the tubular continuous reactor in the thermal degradation step is 0.5 to 10 hours. 熱減成工程で用いる管状連続式反応器が、連続又は不連続に内径が変化する反応管を有する請求項1に記載の変性シクロオレフィンポリマーの製造方法。 The method for producing a modified cycloolefin polymer according to claim 1, wherein the tubular continuous reactor used in the thermal degradation step has a reaction tube whose inner diameter changes continuously or discontinuously. 管状連続式反応器において、内部のシクロオレフィンポリマーの温度が200~300℃である部分と、内部のシクロオレフィンポリマーの温度が300~450℃である部分とを含む請求項1又は2に記載の変性シクロオレフィンポリマーの製造方法。 The method for producing a modified cycloolefin polymer according to claim 1 or 2, wherein the tubular continuous reactor includes a portion where the internal cycloolefin polymer temperature is 200 to 300°C and a portion where the internal cycloolefin polymer temperature is 300 to 450°C.
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