JP2009518514A - ポリ（トリメチレンテレフタレート）／ポリ（アルファ−ヒドロキシ酸）成形造形物品 - Google Patents

ポリ（トリメチレンテレフタレート）／ポリ（アルファ−ヒドロキシ酸）成形造形物品 Download PDF

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Abstract

本発明は、ポリ（トリメチレンテレフタレート）／ポリ（アルファ−ヒドロキシ酸）成形造形物品、同物品を製造するための方法およびその最終用途に関する。

Description

本発明は、ポリ（トリメチレンテレフタレート）／ポリ（アルファ−ヒドロキシ酸）成形造形物品、同物品を製造するための方法およびその最終用途に関する。
ポリ（トリメチレンテレフタレート）（「ＰＴＴ」）、および成形造形製品をはじめとする多くの用途においてのその使用が、文献に記載されている。ＰＴＴは、テレフタル酸またはそのエステルおよびトリメチレングリコール（１，３−プロパンジオールとしても公知である）（「ＰＤＯ」）から誘導されたポリエステルである。ＰＤＯは、トウモロコシなどの様々な糖源からなど、様々な化学的または生化学的経路によって調製されてもよく、従って再生可能な資源から調製されうる。改良された靭性、伸びおよび表面性質を有する新規なＰＴＴ物品が望ましい。さらに、テレフタル酸およびそのエステルは現在、石油ベースから調製されているので、製品の全性質を損なわずにＰＴＴ組成物の未加工物（再生可能な資源基盤）を増加させることが望ましい。
特開２００３−０４１４３５号公報には、ＰＴＴと事実上ポリ乳酸からなるポリエステル１〜１０重量％との混合物が記載されている。その混合物を用いて中空の、クリンプされたステープルファイバーを作製する。また、ポリ（乳酸）は、再生可能な資源から調製することができ、乳酸（２−ヒドロキシプロピオン酸）と、次に乳酸発酵によって炭水化物から調製されるその分子間エステルとから調製される。特開２００３−０４１４３５号公報は、ポリ乳酸を用いてより安定なクリンプを提供することに焦点が合わせられており、成形造形製品またはそれに対する改良については記載していない。
本発明は、ポリマー組成物の重量に基づいてポリ（トリメチレンテレフタレート）約２５〜約９８重量％と、ポリマー組成物の重量に基づいてポリ（アルファ−ヒドロキシ酸）約７５〜約２重量％とを含むポリマー組成物を含む成形造形物品に関する。
また、本発明は、（ａ）ポリマー組成物の重量に基づいてポリ（トリメチレンテレフタレート）約２５〜約９８重量％と、ポリマー組成物の重量に基づいてポリ（アルファ−ヒドロキシ酸）約７５〜約２重量％とを含むポリマー組成物を提供する工程と、（ｂ）ポリマー組成物から金型内で造形物品を形成する工程とを含む、成形造形物品を作製するための方法に関する。
好ましい実施態様において、ポリ（トリメチレンテレフタレート）がポリマー組成物の連続相を構成し、ポリ（アルファ−ヒドロキシ酸）がポリマー組成物の不連続相を構成する。
１つの好ましい実施態様において、造形物品を形成することは、ポリマー組成物を溶融射出成形することを含む。好ましくは溶融射出成形は、射出圧縮成形、反応射出成形、および押出圧縮成形からなる群から選択される。
１つの好ましい実施態様において、溶融射出成形は反応射出成形である。
別の好ましい実施態様において、造形物品を形成することは、ポリマー組成物をブロー成形することを含む。
さらに好ましい実施態様において、造形物品を形成することは、ポリマー組成物をスラッシ成形することを含む。
さらに別の好ましい実施態様において、造形物品を形成することは、ポリマー組成物を回転成形することを含む。
１つの好ましい実施態様において、ポリマー組成物は、ポリマー組成物の重量に基づいてポリ（トリメチレンテレフタレート）約４０〜約９８重量％と、ポリマー組成物の重量に基づいてポリ（アルファ−ヒドロキシ酸）約６０〜約２重量％とを含む。
別の好ましい実施態様において、ポリマー組成物は、ポリマー組成物の重量に基づいてポリ（トリメチレンテレフタレート）約５０〜約９８重量％と、ポリマー組成物の重量に基づいてポリ（アルファ−ヒドロキシ酸）約５０〜約２重量％とを含む。
さらに別の好ましい実施態様において、ポリマー組成物は、ポリマー組成物の重量に基づいてポリ（トリメチレンテレフタレート）約６０〜約９８重量％と、ポリマー組成物の重量に基づいてポリ（アルファ−ヒドロキシ酸）約４０〜約２重量％とを含む。
さらに別の好ましい実施態様において、ポリマー組成物は、ポリマー組成物の重量に基づいてポリ（トリメチレンテレフタレート）約７５〜約９５重量％と、ポリマー組成物の重量に基づいてポリ（アルファ−ヒドロキシ酸）約２５〜約５重量％とを含む。
さらにもう１つの好ましい実施態様において、ポリマー組成物は、ポリマー組成物の重量に基づいてポリ（トリメチレンテレフタレート）約６０〜約９０重量％と、ポリマー組成物の重量に基づいてポリ（アルファ−ヒドロキシ酸）約４０〜約１０重量％とを含む。
好ましくは、ポリ（トリメチレンテレフタレート）は、再生可能な生物学的源を用いて発酵プロセスによって調製された１，３−プロパンジオールを用いて製造される。
好ましくはポリ（アルファ−ヒドロキシ酸）はポリ乳酸であり、より好ましくは生物由来（ｂｉｏ−ｄｅｒｉｖｅｄ）ポリ乳酸である。
１つの好ましい実施態様において、成形造形物品は、ポリマー組成物の重量に基づいて約５重量％〜約７０重量％の充填剤を含有する。好ましくは充填剤は、ガラス繊維などのガラスである。
別の好ましい実施態様において、請求項の成形造形物品は未充填である。
１つの好ましい実施態様において、成形造形物品は、１５０ミル以上〜２インチの厚さを有する平らに形成されたシートの形状である。
本発明の成形製品は、ＰＴＴだけで作製された製品と同様かまたはより良い性質を有した。これは、ポリ（アルファ−ヒドロキシ酸）ポリマーがＰＴＴよりもかなり低い物理的および機械的性質を有するので、予想外である。従って、ポリ（アルファ−ヒドロキシ酸）ポリマーを用いて、専門家は、最終製品の性質を著しく低下させずにエンジニアリングプラスチック成分中の未加工（ｇｒｅｅｎ）含有量（再生可能な資源のパーセンテージ）を増加させることができる。さらに、特定のＰＴＴ成形製品の物理的性質は、本発明によってポリ（アルファ−ヒドロキシ酸）を用いて増加されうる。
本明細書において言及された全ての刊行物、特許出願、特許、およびその他の参考文献は、それらの全体において参照によって組み込まれる。特に記載しない限り、本明細書中で用いられるすべての技術用語および科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解される同じ意味を有する。対立する場合、定義を含めて本明細書が統括する。
特に記載した場合を除き、登録商標は、大文字で示される。
本明細書の材料、方法、および実施例は例示にすぎず、特に記載した場合を除き、限定的であることを意図しない。本明細書に記載された方法および材料と同様なまたは同等の方法および材料を本発明の実施または試験において用いることができるが、適した方法および材料は本明細書に記載される。
別記しない限り、全てのパーセンテージ、部、比等は重量による。
量、濃度、または他の値またはパラメーターが範囲、好ましい範囲、または高い側の好ましい値および低い側の好ましい値のリストのいずれかとして与えられるとき、これは、範囲が別々に開示されているかどうかに関係なく、任意の範囲上限または好ましい値と任意の範囲下限または好ましい値との任意の対から形成されたすべての範囲を具体的に開示するものとして理解されなければならない。数値の範囲がここに記載される場合、別記しない限り、範囲は、それらの端点、および範囲内のすべての整数および分数を含めるものとする。範囲を規定する時に記載された特定の値に本発明の範囲を限定することを意図しない。
用語「約」は範囲の値または端点を記載する時に用いられるとき、開示は、参照される特定の値または端点を含めることが理解されるべきである。
本明細書中で用いられるとき、用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含める（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含める（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」またはそれらの他の何れかの変型は、非限定的な包含を扱うものとする。例えば、一連の要素を含む方法（ｐｒｏｃｅｓｓ、ｍｅｔｈｏｄ）、物品、または装置はそれらの要素だけに必ずしも制限されず、特に記載されていないかまたはかかる方法（ｐｒｏｃｅｓｓ、ｍｅｔｈｏｄ）、物品、または装置に固有の他の要素を含めてもよい。さらに、特に異なって記載しない限り、「または（ｏｒ）」は包括的な「または」を指し、限定的な「または」を指さない。例えば、条件ＡまたはＢは、以下の何れか１つによって満足させられる。Ａが真であり（または存在する）かつＢが偽である（または存在しない）、Ａが偽であり（または存在しない）かつＢが真である（または存在する）、ＡおよびＢの両方が真である（か、または存在する）。
「ａ」または「ａｎ」の使用は、本発明の要素および成分を記載するために使用される。これは、単に便宜上のために、および本発明の一般的な意味を提供するために使用される。この説明は、１つまたは少なくとも１つを含めるように読まれるべきであり、また、他の意味であることが明白でない限り、単数は複数を含める。
本発明は、ポリマー組成物、溶融ブレンドされた混合物、およびポリマー組成物を含む成形造形物品に関する。ポリマー組成物および溶融ブレンドされた混合物は、ポリ（トリメチレンテレフタレート）とアルファ−ヒドロキシ酸のポリマーとを含む。アルファ−ヒドロキシ酸のポリマーの量は少なくとも約２％、より好ましくは少なくとも約５％、より好ましくは少なくとも約１０％である。アルファ−ヒドロキシ酸のポリマーの量は約７５％まで、別の実施態様において約６０％まで、さらに別の実施態様において約５０％まで、さらに別の実施態様において５０％未満、もっとさらに別の実施態様において約４０％まで、さらに別の実施態様において約２５％までである。好ましくはポリ（トリメチレンテレフタレート）は約９８％まで、別の実施態様において好ましくは約９５％まで、さらに別の実施態様において好ましくは約９０％までの量において用いられる。それは好ましくは、少なくとも約２５％、別の実施態様において少なくとも約４０％、さらに別の実施態様において好ましくは少なくとも約５０％、さらに別の実施態様において５０％超、さらに別の実施態様において少なくとも約６０％、さらに別の１つの実施態様において少なくとも約７５％の量において用いられる。前述の量は重量パーセンテージであり、それぞれ、ポリマー組成物および溶融ブレンドされたポリエステル混合物の全重量に基づいている。充填剤およびその他の添加剤が用いられない場合、同じパーセンテージが成形造形物品に適用されうる。便宜上、本発明のポリマー組成物は「ＰＴＴ／ＰＡＨＡポリマー」と称されることもある。
好ましい実施態様において、ポリマー組成物は、ＰＴＴのポリマー連続相と、ポリマー組成物または成形製品の全体にわたって分散されたＰＡＨＡポリマーを含むポリマー不連続相とを含む。この定義は具体的には、ポリマー組成物／成形製品中に分散されている１つまたは複数の他のポリマー、および存在しているその他の添加剤および成分を含める。
ポリ（トリメチレンテレフタレート）またはＰＴＴは、少なくとも７０モル％のトリメチレンテレフタレート反復単位を含有するホモポリマーおよびコポリマーを包含することが意図される。好ましいポリ（トリメチレンテレフタレート）は、少なくとも８５モル％、より好ましくは少なくとも９０モル％、さらにより好ましくは少なくとも９５または少なくとも９８モル％、最も好ましくは約１００モル％のトリメチレンテレフタレート反復単位を含有する。
ポリ（トリメチレンテレフタレート）は概して、１，３−プロパンジオールおよびテレフタル酸／ジエステルと任意の少量の他のモノマーとの酸触媒重縮合によって製造される。
ＰＴＴがコポリマーであるとき、それは、他の単位を含有する反復単位を３０モル％まで、好ましくは１５モル％まで、より好ましくは１０モル％まで、さらにより好ましくは５モル％まで、最も好ましくは２モル％まで含有することができる。これらの反復単位は好ましくは、４〜１２個の炭素原子を有するジカルボン酸（例えばブタン二酸、ペンタン二酸、ヘキサン二酸、ドデカン二酸、および１，４−シクロ−ヘキサンジカルボン酸）、テレフタル酸以外の８〜１２個の炭素原子を有する芳香族ジカルボン酸（例えばイソフタル酸および２，６−ナフタレンジカルボン酸）、および１，３−プロパンジオール以外の２〜８個の炭素原子を有する直鎖、環状、および分岐状脂肪族ジオール（例えば、エタンジオール、１，２−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、３−メチル−１，５−ペンタンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、２−メチル−１，３−プロパンジオール、および１，４−シクロヘキサンジオール）を含有する。
ポリ（トリメチレンテレフタレート）は、少量の他のコモノマーを含有することができ、このようなコモノマーは通常、性質に著しい悪影響を与えないように選択される。このような他のコモノマーには、例えば、約０．２〜５モル％の範囲のレベルの、５−ナトリウム−スルホイソフタレートがある。非常に少量の三官能性コモノマー、例えばトリメリト酸を粘度制御のために混入することができる。
特定の好ましいポリ（トリメチレンテレフタレート）は、ポリマーを製造するために用いられた１，３−プロパンジオールが、再生可能な生物学的源を用いて発酵プロセスによって調製された１，３−プロパンジオールを含む（好ましくは実質的に含む）ポリ（トリメチレンテレフタレート）である。再生可能な供給源からの出発原料の具体的な実施例として、トウモロコシ供給原料などの生物学的および再生可能な資源から製造された供給原料を利用する、１，３−プロパンジオール（ＰＤＯ）に対する生化学的経路が記載されている。例えば、グリセロールを１，３−プロパンジオールに変換することができる菌種は、種Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ、Ｃｉｔｒｏｂａｃｔｅｒ、Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ、およびＬａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓに見出される。その技術は、米国特許第５６３３３６２号明細書、米国特許第５６８６２７６号明細書および米国特許第５８２１０９２号明細書など、いくつかの公開文献に開示されている。米国特許第５８２１０９２号明細書には、とりわけ、組換え生物体を用いるグリセロールからの１，３−プロパンジオールの生物学的製造のための方法が開示されている。その方法は、１，２−プロパンジオールに対する特異性を有する、異種ｐｄｕジオール脱水酵素遺伝子で形質転換された大腸菌を導入する。形質転換大腸菌が炭素源としてグリセロールの存在下で成長させられ、１，３−プロパンジオールが培養培地から単離される。細菌および酵母の両方がグルコース（例えば、トウモロコシ糖）または他の炭水化物をグリセロールに変換することができるので、これらの公開文献に開示された方法は、１，３−プロパンジオールモノマーの迅速な、安価で環境的に信頼できる供給源を提供する。
上に記載および参照された方法によって製造されるような生物由来１，３−プロパンジオールは、プラントによって混入された大気の二酸化炭素からの炭素を含有し、それは１，３−プロパンジオールの製造のための供給原料を分解する。このようにして、本発明の場合において使用するために好ましい生物由来１，３−プロパンジオールは、再生可能な炭素だけを含有し、化石燃料系または石油系の炭素を含有しない。従って、生物由来１，３−プロパンジオールを利用するそれに基づいたポリ（トリメチレンテレフタレート）は、組成物中で用いられる１，３−プロパンジオールが、減少している化石燃料を消耗しないので環境への影響が少なくなり、分解したとき、プラントによる使用のために大気へ炭素を再び放出する。
好ましくは、反応体としてまたは反応体の成分として用いられる１，３−プロパンジオールは、ガスクロマトグラフ分析によって定量したとき、約９９重量％より大きい、より好ましくは約９９．９重量％より大きい純度を有する。特に好ましいのは、米国特許第７０３８０９２号明細書、米国特許出願公開第２００４−０２６０１２５Ａ１号明細書、米国特許出願公開第２００４−０２２５１６１Ａ１号明細書および米国特許出願公開第２００５−００６９９９７Ａ１号明細書に開示されたような精製１，３−プロパンジオールである。
精製１，３−プロパンジオールは好ましくは、以下の特性を有する。
（１）２２０ｎｍにおいて紫外線吸収が約０．２００未満、２５０ｎｍにおいて約０．０７５未満、２７５ｎｍにおいて約０．０７５未満、および／または
（２）約０．１５未満のＬ＊ａ＊ｂ＊”ｂ＊”色値（ＡＳＴＭＤ６２９０）、および２７０ｎｍにおいて約０．０７５未満の吸光度を有する組成物、および／または
（３）約１０ｐｐｍ未満の過酸化物組成物、および／または
（４）全有機不純物（１，３−プロパンジオール以外の有機化合物）の濃度が、ガスクロマトグラフィによって測定したとき、約４００ｐｐｍ未満、より好ましくは約３００ｐｐｍ未満、さらにより好ましくは約１５０ｐｐｍ未満である。
本発明のポリ（トリメチレンテレフタレート）の固有粘度は少なくとも約０．５ｄＬ／ｇ、好ましくは少なくとも約０．７ｄＬ／ｇ、より好ましくは少なくとも約０．８ｄＬ／ｇ、より好ましくは少なくとも約０．９ｄＬ／ｇ、最も好ましくは少なくとも約１ｄＬ／ｇである。本発明のポリエステル組成物の固有粘度は好ましくは約２．５ｄＬ／ｇまで、より好ましくは約２ｄＬ／ｇまで、さらにより好ましくは約１．５ｄＬ／ｇまで、最も好ましくは約１．２ｄＬ／ｇまでである。
ポリ（トリメチレンテレフタレート）およびポリ（トリメチレンテレフタレート）を製造するための好ましい製造技術は、米国特許第５０１５７８９号明細書、米国特許第５２７６２０１号明細書、米国特許第５２８４９７９号明細書、米国特許第５３３４７７８号明細書、米国特許第５３６４９８４号明細書、米国特許第５３６４９８７号明細書、米国特許第５３９１２６３号明細書、米国特許第５４３４２３９号明細書、米国特許第５５１０４５４号明細書、米国特許第５５０４１２２号明細書、米国特許第５５３２３３３号明細書、米国特許第５５３２４０４号明細書、米国特許第５５４０８６８号明細書、米国特許第５６３３０１８号明細書、米国特許第５６３３３６２号明細書、米国特許第５６７７４１５号明細書、米国特許第５６８６２７６号明細書、米国特許第５７１０３１５号明細書、米国特許第５７１４２６２号明細書、米国特許第５７３０９１３号明細書、米国特許第５７６３１０４号明細書、米国特許第５７７４０７４号明細書、米国特許第５７８６４４３号明細書、米国特許第５８１１４９６号明細書、米国特許第５８２１０９２号明細書、米国特許第５８３０９８２号明細書、米国特許第５８４０９５７号明細書、米国特許第５８５６４２３号明細書、米国特許第５９６２７４５号明細書、米国特許第５９９０２６５号明細書、米国特許第６２３２５１１号明細書、米国特許第６２３５９４８号明細書、米国特許第６２４５８４４号明細書、米国特許第６２５５４４２号明細書、米国特許第６２７７２８９号明細書、米国特許第６２８１３２５号明細書、米国特許第６２９７４０８号明細書、米国特許第６３１２８０５号明細書、米国特許第６３２５９４５号明細書、米国特許第６３３１２６４号明細書、米国特許第６３３５４２１号明細書、米国特許第６３５０８９５号明細書、米国特許第６３５３０６２号明細書、米国特許第６４３７１９３号明細書、米国特許第６５３８０７６号明細書、米国特許第６８４１５０５号明細書および米国特許第６８８７９５３号明細書（その内容の全てを参照によって本願明細書に組み込む）に記載されている。
本発明のポリエステルとして有用なポリ（トリメチレンテレフタレート）は、商標ＳＯＲＯＮＡとしてＥ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅから、および商標ＣＯＲＴＥＲＲＡとしてＳｈｅｌｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｈｏｕｓｔｏｎ，Ｔｅｘａｓから市販されている。
本発明の実施において用いられた重合アルファ−ヒドロキシ酸（「ＰＡＨＡ」）には、乳酸のポリマー（その立体特異性ダイマーＬ（−）ラクチドのポリマーなど）、グリコール酸（そのダイマーグリコリドなど）、および２−ヒドロキシ酪酸などがある。また、用語「重合アルファ−ヒドロキシ酸」には、ＰＬＡとε−カプロラクトン（２−オキセパノン）および／またはγ−カプロラクトン（５−エチル−２−オキソラノン）のコポリマーなどのＰＬＡのコポリマーが含まれる。
本発明の実施において用いられた好ましいポリ（乳酸）（ＰＬＡ）は、好ましくは１３０〜２００℃の融点を有する、Ｌ（−）ラクチドから触媒的に調製された１００％の生物由来ポリマーである。本発明の実施において用いられたＰＬＡの固有粘度は好ましくは少なくとも約０．７ｄＬ／ｇ、より好ましくは少なくとも約０．９ｄＬ／ｇ、好ましくは約２．０ｄＬ／ｇまで、より好ましくは約１．６ｄＬ／ｇまでである。
本発明を実施するために適したＰＬＡは、Ｃａｒｇｉｌｌ，Ｉｎｃ．，Ｍｉｎｅｔｏｎｋａ，ＭＮ（ＰＬＡポリマー４０４０Ｄなど）およびその他の供給元から入手可能である。
ＰＴＴ／ＰＡＨＡポリマー組成物は、物理的ブレンドおよび溶融ブレンドなど、どんな公知の技術によって調製されてもよい。好ましくはＰＴＴとＰＡＨＡとを溶融ブレンドおよび配合する。好ましくはＰＴＴとＰＡＨＡとを混合し、ブレンドを形成するために十分な温度に加熱し、冷却したとき、ブレンドをペレットなどの造形物品に形成する。ＰＴＴとＰＡＨＡとを多くの異なった方法でブレンドに形成することができる。例えば、それらを（ａ）同時に加熱および混合する、（ｂ）加熱する前に別個の機器内で予混合する、または（ｃ）加熱し、次いで混合することができる。例として、ポリマーブレンドをトランスファーライン射出によって製造することができる。混合、加熱および形成は、押出機、バンバリーミキサ等のその目的のために設計された通常の装置によって行なわれてもよい。温度は、各成分の融点より高いが最低分解温度より低いのがよく、したがって、ＰＡＴ／ＰＡＨＡポリマーのいずれかの特定の組成物のために調節されなければならない。温度は典型的に、本発明の特定のＰＴＴとＰＡＨＡとに応じて、約１８０℃〜約２６０℃の範囲、好ましくは少なくとも約２３０℃およびより好ましくは約２５０℃までである。
成形造形物品は、ＰＴＴ／ＰＡＨＡポリマー組成物中にブレンドされたガラス（例えば、ガラス繊維）などの強化繊維材料を含有することができる。ガラスがＰＴＴ／ＰＡＨＡポリマーに含有される場合、乾燥ガラスを所望の比率において押出機に供給する。ポリマー組成物の重量に基づいたガラスの量は、ポリマー組成物の全て重量によって約５％〜約７０％、好ましくは約１５％〜約６０％、より好ましくは約２０％〜約５０％、最も好ましくは約３０％〜約４５％である。
所期の最終用途の適用に応じて、ポリエステル樹脂は、少量の他の熱可塑性樹脂または熱可塑性樹脂に通常に添加される公知の添加剤、例えば、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤、補助難燃剤などの安定剤、染料、および顔料などの着色剤、潤滑剤、可塑剤、核剤および無機充填剤を含有してもよい。もちろん、これらの添加剤は、本発明によって達成された利点に悪影響を与える量において使用されるべきでない。
ナイロン６またはナイロン６−６などのポリアミドを約０．５〜約１５重量％の少量で添加して本発明の組成物に対して性質（例えば強度）および加工性を改良することができる。
添加されてもよい無機充填剤は粉状または板状無機充填剤であってもよく、それらの必要とされる役目に応じて選択されうる。粉状充填剤には、カーボンブラック、黒鉛、ケイ酸塩、例えばシリカ、石英粉末、ガラスビーズ、ミルドガラス繊維、ガラス粉末、ケイ酸カルシウム、ケイ酸アルミニウム、カオリン、タルク、粘土、ケイソウ土およびウォラストナイト、金属酸化物、例えば酸化鉄、二酸化チタン、酸化亜鉛、三酸化アンチモンおよびアルミナ、金属硫酸塩、金属炭酸塩、例えば炭酸カルシウムおよび炭酸マグネシウム、ならびに炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素および様々な金属粉末が挙げられる。
米国特許第６２４５８４４号明細書に記載されたように好ましい核剤、核剤としてテレフタル酸一ナトリウム、ジカルボン酸一ナトリウムナフタレンおよびイソフタル酸一ナトリウムからなる群から選択されたジカルボン酸の一ナトリウム塩を好ましくは０．００５〜２重量％添加することができる。
例えば、通常の装置を用いてポリマー組成物を成形造形物品に製造することができる。本発明のポリマー組成物は、ＰＴＴ自体の物理的性質の新規な変化をもたらす。
「成形造形物品」とは、
（ａ）（反応を有するかまたは有さない）溶融射出成形方法（例えば、キャビティ内の射出圧縮成形、反応射出成形、および押出圧縮成形）によって金型内に形成された、
（ｂ）ブロー成形方法によって形成された、
（ｃ）スラッシ成形によって形成された、または
（ｄ）回転成形によって形成された
物品を意味する。
ファイバー（モノフィラメント、連続フィラメントおよびステープルなど）およびフィルムなどの押出物品は「成形造形物品」の定義から明確に除外される。
成形造形物品には、自動車および多くの他の適用において用いられる部品、ならびに約１５０ミル以上〜約２インチの厚さを有する平らに形成されたシート材料など、あらゆるタイプの造形製品を含める。
以下の実施例は、本発明を説明する目的のために示され、限定的であることを意図しない。全ての部、パーセンテージ等は、別途指示しない限り重量による。
材料
使用されたＰＴＴは、１．０２ｄｌ／ｇの固有粘度を有するＳＯＲＯＮＡブライトポリ（トリメチレンテレフタレート）（Ｅ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）であった。
使用されたＰＬＡは、Ｃａｒｇｉｌｌ，Ｉｎｃ．，Ｍｉｎｅｔｏｎｋａ，ＭＮ製のＰＬＡポリマー４０４０Ｄポリ（乳酸）であった。
ガラス繊維＃３５６３が使用され、Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ Ｐｌａｔｅ Ｇｌａｓｓ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ ＰＡから入手可能である。
試験方法１ 固有粘度の測定
ポリ（トリメチレンテレフタレート）およびＰＡＨＡの固有粘度（ＩＶ）は、ＡＳＴＭＤ５２２５−９２に基づく自動化方法に従って１９℃において０．４グラム／ｄＬ濃度において５０／５０重量％トリフルオロ酢酸／塩化メチレンに溶解されたポリマーについて、Ｖｉｓｃｏｔｅｋ Ｆｏｒｃｅｄ Ｆｌｏｗ Ｖｉｓｃｏｍｅｔｅｒ Ｙ９００ （Ｖｉｓｃｏｔｅｋ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴＸ）で測定された粘度を用いて定量された。ＰＴＴによって測定されたＩＶ値は、ＡＳＴＭＤ４６０３−９６に従って６０／４０重量％のフェノール／１，１，２，２−テトラクロロエタン中で手動で測定されたＩＶ値に相関された。米国特許第５８４０９５７号明細書も参照のこと。
試験方法２ 物理的性質の測定
成形物の物理的性質は、Ｉｎｓｔｒｏｎ Ｃｏｒｐ．引張試験機のモデル番号１１２５（Ｉｎｓｔｒｏｎ Ｃｏｒｐ．，Ｎｏｒｗｏｏｄ，ＭＡ）を用いて試験バーを用いて測定された。
引張性質はＡＳＴＭ Ｄ−６３８によって測定され、曲げ性質はＡＳＴＭ ７９０によって測定された。
実施例１〜３および比較例Ａ−射出成形
全て重量によってＰＴＴ／ＰＬＡポリマー組成物５％（実施例１）、１０％（実施例２）、および２０％（実施例３）を含有するポリマー組成物（ポリマー組成物の残余はＰＴＴであった）を用いて、ＰＴＴとＰＬＡとの混合物を調製し、配合および押出し、ペレット化し、引張バーに成形した。比較例ＡはＰＬＡが添加されていないＰＴＴであり、対照標準として用いられ、従ってブレンディングを省いた。性質は表１および２に記載される。
ＰＴＴのペレットを、最低１６時間１２０℃の真空炉内で４０マイクログラム未満／ｇポリマーの湿分に乾燥させた。ＰＬＡのペレットを、最低１６時間８０℃の真空炉内で４０マイクログラム未満／ｇポリマーの湿分に乾燥させた。各ポリマーの乾燥されたペレットを炉から取り出し、室温に維持された窒素ブランケットを有する供給ホッパー中に所望の重量比において急速に落とした。
ペレットを１００ｇ／分において２８ｍｍ押出機（Ｗａｒｎｅｒ−Ｆｌｙｔｅｒ二軸スクリュータイプ２ＳＫ−２８−Ｗ８Ｄ１２Ｖ、ｍｏｄｅｌ＃１８０−１６５、Ｒａｍｓｅｙ ＮＪ）に供給した。押出機を約２３０℃の温度において運転した。押出混合ポリマーを押出し、ペレットに切断した。
次に、ペレットを一軸スクリュー押出機内で２００〜２６０℃において再溶融し、射出成形方法を用いて金型内に押出した。得られた試験バーを室温の空気中で冷却し、次いで金型から取り出した。
表１ 引張バーの性質、幅0.506インチ(12.9mm)、厚さ0.123〜0.126インチ(3.12〜3.20mm)。全てのデータセルは、５つの試験された試料についての平均を示す。
Figure 2009518514
表１は、キャスト試料の破断点歪が、ＰＬＡを添加することによって実質的に増加し、ＰＬＡ含有量をを増加させることによって増加することを示す。また、最大応力は、ＰＬＡ含有量を増加させることによってわずかに増加した。
特に、インストロン試験バーなどの成形された形状の本発明の組成物は、魅力的な光沢を提供する真珠光沢を示した。この魅力的な光沢は、ＰＬＡ濃度が増加した時に増加した。
実施例４〜６および比較例Ｂ〜Ｆ
ガラス充填成形製品を実施例１〜３および比較例Ａのポリマー組成物を用いて作製した。ガラス繊維の量を表２に示されるように変えた。結果を以下に示す。
表２ ガラス繊維含有成形製品、インストロンデータ
Figure 2009518514
（ａ）ＰＴＴの重量に基づいたガラス繊維の％。ガラス繊維はＰｉｔｔｓｂｕｒｇｈ Ｐｌａｔｅ Ｇｌａｓｓ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ ＰＡ）から入手可能な＃３５６３である。
表２は、配合時にガラス充填組成物のブレンドが十分に行なわれたことを示す。驚くべきことに試料は同等の物理的性質を有した。これは、ＰＬＡがＰＴＴよりもかなり低い物理的および機械的性質を有するので、予想外である。ＰＬＡを用いて、専門家は、最終製品の性質を著しく低下させずにエンジニアリングプラスチック成分中の未加工含有量（再生可能な資源のパーセンテージ）を増加させることができる。
本発明の実施態様の前述の開示は、実例および説明の目的のために示された。完全であるかまたは開示された正確な形に本発明を限定することは意図されない。ここに記載された実施態様の多くの変形および改良は開示を考慮に入れて当業者には明白であろう。

Claims (11)

  1. ポリマー組成物の重量に基づいてポリ（トリメチレンテレフタレート）約２５〜約９８重量％と、ポリマー組成物の重量に基づいてポリ（アルファ−ヒドロキシ酸）約７５〜約２重量％とを含むポリマー組成物を含む成形造形物品。
  2. （ａ）前記ポリ（トリメチレンテレフタレート）が前記ポリマー組成物の連続相を構成し、前記ポリ（アルファ−ヒドロキシ酸）が前記ポリマー組成物の不連続相を構成し、（ｂ）前記ポリマー組成物が、前記ポリマー組成物の重量に基づいてポリ（トリメチレンテレフタレート）少なくとも５０重量％〜約９８重量％と、前記ポリマー組成物の重量に基づいて前記ポリ（アルファ−ヒドロキシ酸）５０重量％未満〜約２重量％までとを含む、請求項１に記載の成形造形物品。
  3. 前記ポリ（アルファ−ヒドロキシ酸）がポリ乳酸である、請求項１に記載の成形造形物品。
  4. 前記ポリ（アルファ−ヒドロキシ酸）がポリ乳酸である、請求項２に記載の成形造形物品。
  5. 前記ポリ乳酸が生物由来ポリマーである、請求項３に記載の成形造形物品。
  6. 前記ポリ（トリメチレンテレフタレート）が、再生可能な生物学的源を用いて発酵プロセスによって調製された１，３−プロパンジオールを用いて製造される、請求項１に記載の成形造形物品。
  7. 前記ポリ（トリメチレンテレフタレート）が、再生可能な生物学的源を用いて発酵プロセスによって調製された１，３−プロパンジオールを用いて製造される、請求項３に記載の成形造形物品。
  8. 前記ポリ（トリメチレンテレフタレート）が、再生可能な生物学的源を用いて発酵プロセスによって調製された１，３−プロパンジオールを用いて製造される、請求項４に記載の成形造形物品。
  9. 前記ポリマー組成物の重量に基づいて約５重量％〜約７０重量％の充填剤を含有する、請求項１に記載の成形造形物品。
  10. （ａ）前記ポリマー組成物の重量に基づいてポリ（トリメチレンテレフタレート）約２５〜約９８重量％と、前記ポリマー組成物の重量に基づいてポリ（アルファ−ヒドロキシ酸）約７５〜約２重量％とを含むポリマー組成物を提供する工程と、
    （Ｂ）前記ポリマー組成物から金型内で造形物品を形成する工程とを含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の成形造形物品を作製するための方法。
  11. 前記造形物品を形成することが、前記ポリマー組成物を溶融射出成形することを含む、請求項１０に記載の方法。
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