JP2010508394A - ポリエーテルエステルエラストマー組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2006年10月31日出願の米国特許出願第11/590,456号の特典を請求するものである。この特許出願は、すべての目的のために本明細書の一部としてその全体が援用される。
(a)ポリトリメチレンエーテルグリコール(「PO3G」)、
(b)エチレングリコールおよび
(c)ジカルボン酸同等物
を供給し、反応させる工程によって調製される。
(a)(i)少なくとも約50質量%のPO3Gを含むポリマーエーテルグリコール成分、
(ii)テレフタル酸および/またはジメチルテレフタレート、
(iii)少なくとも約75モル%のエチレングリコールを含むモル過剰のジオール成分および
(iv)アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩およびそれらの混合物からなる群から選択された増核剤
を、約150℃〜約250℃の範囲内の温度で触媒の存在下で加熱しつつ水またはメタノール副生物を除去し、前縮合生成物を生成させる工程および
(b)約220℃〜約290℃の範囲内の温度で真空下で前記前縮合生成物を重合させつつ過剰のジオールを除去し、ポリトリメチレンエーテルテレフタレート軟セグメントおよびポリエチレンテレフタレート硬セグメントを有するポリエーテルエステルを生成させる工程
によって調製される。
(a)(i)少なくとも約50質量%のPO3Gを含むポリマーエーテルグリコール成分、
(ii)テレフタル酸および/またはジメチルテレフタレートおよび
(iii)少なくとも約75モル%のエチレングリコールを含むモル過剰のジオール成分
を、約150℃〜約250℃の範囲内の温度で触媒の存在下で加熱しつつ水および/またはメタノール副生物を除去し、前縮合生成物を生成させる工程
(b)アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩およびそれらの混合物からなる群から選択された増核剤を前記前縮合生成物に添加する工程および
(c)約220℃〜約290℃の範囲内の温度で真空下で前記前縮合生成物を重合させつつ過剰のジオールを除去し、ポリトリメチレンエーテルテレフタレート軟セグメントおよびポリエチレンテレフタレート硬セグメントを有するポリエーテルエステルを生成させる工程
によって調製される。
約10〜約90質量%、より好ましくは約20〜約80質量%、なおより好ましくは約30〜約70質量%のポリトリメチレンエーテルエステル軟セグメントと、
約10〜約90質量%、より好ましくは約20〜約80質量%、なおより好ましくは約30〜約70質量%のポリエチレンエステル硬セグメントとを含む。
本発明の目的のためのPO3Gは、反応単位の少なくとも50%がトリメチレンエーテル単位であるオリゴマーエーテルグリコールおよび/またはポリマーエーテルグリコールである。より好ましくは、約75%〜100%、なおより好ましくは約90%〜100%、更により好ましくは約99%〜100%の反復単位はトリメチレンエーテル単位である。
t=(−5730/0.693)ln(A/A0)
によって概略的に導き出すことが可能である。
式中、t=年代、5730年は放射性炭素の半減期である。AおよびA0は、それぞれサンプルと近代標準の14C比放射能である(Hsien,Y.,Soil Sci.Soc.Am J.,56,460,(1992年))。しかし、1950年以来の大気圏核実験および1850年以来の化石燃料の燃焼のゆえに、14Cは第2の地球化学的時間特性を獲得した。大気CO2ひいては生きた生物圏中の14C濃度は、1960年代半ばにおける核実験のピーク時におよそ倍増した。14C濃度は、それ以来、7〜10年の近似緩和「半減期」により約1.2×10−12の定常状態宇宙線(大気)ベースライン同位体比率(14C/12C)に徐々に戻ってきた(この後者の半減期は文字通り受け取ってはならない。それどころか、核時代の開始以来の大気14Cおよび生物圏14Cの変動を追跡するために詳しい大気核投入/減衰関数を用いなければならない)。最近の生物圏炭素の年次年代測定を裏付けるのは、この後者の生物圏14C時間特性である。加速器質量分析法(AMS)によって14Cを測定することが可能であり、結果は、「現代炭素含有率」(fM)の単位で与えられる。fMは、それぞれシュウ酸標準HOxlおよびHOxllとして知られているNational Institute of Standards and Technology(NIST)標準参照物質(SRMs)4990Bおよび4990Cによって定義される。基本的定義は、14C/12C同位体比のHOxl(AD1950に関連した)の0.95倍に関する。これは、減衰に相関した産業革命前の木材にほぼ等しい。現在の生きた生物圏(植物材料)に関しては、fM≒1.1である。
(1)約0.200未満の220nmでの紫外線吸収、約0.075未満の250nmでの紫外線吸収および約0.075未満の275nmでの紫外線吸収、および/または
(2)約0.15未満のL*a*b*“b*”明度(ASTM D6290)および約0.075未満の270nmでの吸光度を有する組成、および/または
(3)約10ppm未満の過酸化物組成、および/または
(4)ガスクロマトグラフィによって測定されたとき、約400ppm未満、より好ましくは約300ppm未満、なおより好ましくは約150ppm未満の全有機不純物(1,3−プロパンジオール以外の有機化合物)の濃度。
HO−((CH2)3O)m−H (II)
HO−((CH2)3−O)mCH2CH=CH2 (III)
式中、mは、Mn(数平均分子量)が約200〜約5000の範囲内であるような範囲内である。式(III)の化合物は、アリル末端基(好ましくは、すべての不飽和両末端または末端基)が約0.003〜約0.03ミリ当量/gの範囲内で存在するような量で存在する。PO3G中の小数のアリル末端基は、例えば、繊維末端用途のために理想的に適合する組成物を調製できるようにエラストマーの分子量を過度に制約しない一方でエラストマーの分子量を制御するために有用である。
エチレングリコールを用いて硬セグメントを生成させるとき、硬セグメントは以下の構造を有する単位を含むとして表すことが可能である。
ジカルボン酸同等物は、芳香族、脂肪族または脂環式であることが可能である。この点で、「芳香族ジカルボン酸同等物」は、以下で述べるものなどのベンゼン環系中の炭素原子に各カルボキシル基が結合されているジカルボン酸同等物である。「脂肪族ジカルボン酸同等物」は、完全飽和炭素原子またはオレフィン二重結合の一部である炭素原子に各カルボキシル基が結合されているジカルボン酸同等物である。炭素原子が環の中にある場合、同等物は「脂環式」である。ジカルボン酸同等物は、置換基が重合反応を妨げないか、またはポリエーテルエステル製品の特性に悪影響を及ぼさない限り、あらゆる置換基または置換基の組み合わせを含有することが可能である。
本発明の組成物は増核剤を含む。本発明において用いるために好ましい増核剤は、例えば、スルフィネート、ホスフィネート、ホスフェート、スルフェート、スルホネート、ホスフェート、水酸化物、脂肪族カルボキシレートおよび芳香族カルボキシレートのアルカリ金属(族IA)塩またはアルカリ土類金属(族IIA)塩である。すなわち、塩は、アルカリ金属(リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウムまたはセシウム)カチオンまたはアルカリ土類金属(マグネシウム、カルシウム、ストロンチウムまたはバリウム)カチオンと好ましくはカルボキシレート、スルフィネート、ホスフィネート、スルフェート、スルホネート、ホスフェート、水酸化物、脂肪族カルボキシレートおよび芳香族カルボキシレートからなる群から選択されたアニオンとを含む。好ましい金属カチオンは、リチウム、ナトリウム、カリウムおよびカルシウムである。好ましいアニオンは、ホスフェート、スルフェート;、アセテートおよびプロピオネートなどの脂肪族カルボキシレートおよびベンゾエート酸、テレフタレート、イソフタレートおよびフタレートなどの芳香族カルボキシレートである。特に好ましい増核剤は燐酸三ナトリウムおよび酢酸ナトリウムである。
ポリエーテルエステルは、好ましくは、(a)PO3G、(b)エチレングリコールおよび(c)ジカルボン酸同等物を供給し、反応させることにより調製される。上で記載された他のグリコール、ジオールなども供給し反応させることが可能である。
本発明の増核剤入りポリエーテルエステルは、例えば、繊維、フィルムおよび他の造形品を製造する際に有用である。
この比較例は、45質量%のポリエチレンテレフタレート硬セグメントと5質量%ポリブチレンテレフタレート硬セグメントおよび50質量%のポリトリメチレンエーテルテレフタレート軟セグメントを有するポリエーテルエステルの合成を記載している。
この実施例は、比較例1において調製されたポリエーテルエステルと同じ化学量論量によるポリエーテルエステルの調製を例示しているが、この場合、燐酸三ナトリウム増核剤を含む。
この比較例は、55質量%のポリエチレンテレフタレート硬セグメントおよび45質量%のポリトリメチレンエーテルテレフタレート軟セグメントを有するポリエーテルエステルの合成を記載している。
この実施例は、比較例2において調製されたポリエーテルエステルと同じ化学量論量によるポリエーテルエステルの調製を例示しているが、燐酸三ナトリウム増核剤を含む。
用いた燐酸三ナトリウムの量が0.26g(最終ポリマーを基準にして1700ppmのナトリウムに対応する)であったことを除き、ポリエーテルエステルを実施例2に記載されたように調製した。
実施例2の燐酸三ナトリウムの代わりに0.41gの酢酸ナトリウム(最終ポリマーを基準にして1700ppmのナトリウムに対応する)を用いたことを除き、ポリエーテルエステルを実施例2に記載されたように調製した。
この実施例は、増核剤として燐酸三ナトリウムの存在下での50質量%のポリエチレンテレフタレート硬セグメントおよび50質量%のポリトリメチレンエーテルテレフタレート軟セグメントを有するポリエーテルエステルの合成を記載している。
この実施例は、実施例5の増核剤入りポリエーテルエステルからのフィルムの調製を実証している。
この実施例は、燐酸三ナトリウム増核剤の存在下での28質量%のポリエチレンテレフタレート硬セグメントおよび72質量%のポリトリメチレンエーテルテレフタレート軟セグメントを有するポリエーテルエステルの合成を記載している。
紡糸手順:サンドフィルター紡糸パックおよび三孔紡糸口金(直径0.3mmおよび毛細管深さ孔0.56mm)を通して実施例7のポリマーを押し出し、257〜259℃で維持した。紡糸口金から出るフィラメントストリームを21℃の空気で冷却し、束に収束させた。ヤーンのための紡糸条件を表4に記載している。
Claims (20)
- (i)ポリトリメチレンエーテルエステル軟セグメントとポリエチレンエステル硬セグメントとに基づくポリエーテルエステルエラストマーと、(ii)アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩およびそれらの混合物からなる群から選択された増核剤とを含むポリエーテルエステルエラストマー組成物。
- ポリエーテルエステルエラストマーの質量を基準にして約10〜約90質量%のポリトリメチレンエーテルエステル軟セグメントと、約10〜約90質量%のポリエチレンエステル硬セグメントとを含む請求項1に記載のポリエーテルエステルエラストマー組成物。
- 増核剤がポリエチレンエステル硬セグメントの質量を基準にして約0.005〜約2質量%のレベルで存在する請求項1に記載のポリエーテルエステルエラストマー組成物。
- 増核剤が、リチウム、ナトリウム、カリウムおよびカルシウムからなる群から選択された金属カチオンと、ホスフェート、スルフェートおよびカルボキシレートからなる群から選択されたアニオンとを含む請求項1に記載のポリエーテルエステルエラストマー組成物。
- 増核剤が燐酸三ナトリウムおよび/または酢酸ナトリウムを含む請求項4に記載のポリエーテルエステルエラストマー組成物。
- ポリトリメチレンエーテルエステル軟セグメントがポリマーエーテルグリコールとジカルボン酸同等物とのエステル結合を経由した反応生成物であり、前記軟セグメントを生成させるために用いられる前記ポリマーエーテルグリコールの少なくとも約50質量%がポリトリメチレンエーテルグリコールである請求項1に記載のポリエーテルエステルエラストマー組成物。
- 軟セグメントを生成させるために用いられるポリマーエーテルグリコールの約95〜100質量%がポリトリメチレンエーテルグリコールである請求項1に記載のポリエーテルエステルエラストマー組成物。
- ポリトリメチレンエーテルグリコールが、反復単位の少なくとも50%がトリメチレンエーテル単位であるオリゴマーおよび/またはポリマーエーテルグリコールである請求項6に記載のポリエーテルエステルエラストマー組成物。
- ポリトリメチレンエーテルグリコールが、反復単位の約99〜100%がトリメチレンエーテル単位であるオリゴマーおよび/またはポリマーエーテルグリコールである請求項8に記載のポリエーテルエステルエラストマー組成物。
- ポリトリメチレンエーテルグリコールが、少なくとも50モル%の1,3−プロパンジオールを含むモノマーの酸触媒重縮合によって製造される請求項6に記載のポリエーテルエステルエラストマー。
- 1,3−プロパンジオールが、再生可能な生物源を用いる発酵法から誘導される請求項10に記載のポリエーテルエステルエラストマー。
- ポリトリメチレンエーテルグリコールが約250〜約5000の数平均分子量を有する請求項6に記載のポリエーテルエステルエラストマー組成物。
- ポリエチレンエステル硬セグメントが、ジオールとジカルボン酸同等物とのエステル結合を経由した反応生成物であり、前記硬セグメントを生成させるために用いられる前記ジオールの約50モル%超がエチレングリコールである請求項1に記載のポリエーテルエステルエラストマー組成物。
- ジカルボン酸同等物が、テレフタル酸、ジメチルテレフタレートおよびそれらの混合物からなる群から選択される請求項1に記載のポリエーテルエステルエラストマー組成物。
- 少なくとも約0.6dl/gから約2.4dl/gまでの固有粘度を有する請求項1に記載のポリエーテルエステルエラストマー組成物。
- 増核剤の存在下で
(a)少なくとも約50質量%のポリトリメチレンエーテルグリコールを含むポリマーエーテルグリコール成分、
(b)少なくとも50モル%のエチレングリコールを含むジオール成分および
(c)ジカルボン酸同等物
を供給し、反応させる工程によって製造される請求項1に記載のポリエーテルエステルエラストマー組成物。 - (a)(i)少なくとも約50質量%のポリトリメチレンエーテルグリコールを含むポリマーエーテルグリコール成分、
(ii)テレフタル酸および/またはジメチルテレフタレート、
(iii)少なくとも約75モル%のエチレングリコールを含むモル過剰のジオール成分および
(iv)増核剤
を、約150℃〜約250℃の範囲内の温度で触媒の存在下で加熱しつつ水またはメタノール副生物を除去し、前縮合生成物を生成させる工程および
(b)約220℃〜約290℃の範囲内の温度で真空下で前記前縮合生成物を重合させつつ過剰のジオール成分を除去し、ポリトリメチレンエーテルテレフタレート軟セグメントおよびポリエチレンテレフタレート硬セグメントを有するポリエーテルエステルを生成させる工程
によって製造される請求項16に記載のポリエーテルエステルエラストマー組成物。 - (a)(i)少なくとも約50質量%のポリトリメチレンエーテルグリコールを含むポリマーエーテルグリコール成分、
(ii)テレフタル酸および/またはジメチルテレフタレートおよび
(iii)少なくとも約75モル%のエチレングリコールを含むモル過剰のジオール成分
を約150℃〜約250℃の範囲内の温度で触媒の存在下で加熱しつつ水および/またはメタノール副生物を除去し、前縮合生成物を生成させる工程、
(b)前記前縮合生成物に増核剤を添加する工程および
(c)約220℃〜約290℃の範囲内の温度で真空下で前記前縮合生成物を重合させつつ過剰のジオールを除去し、ポリトリメチレンエーテルテレフタレート軟セグメントおよびポリエチレンテレフタレート硬セグメントを有するポリエーテルエステルを生成させる工程
によって製造される請求項16に記載のポリエーテルエステルエラストマー。 - 請求項1に記載のポリエーテルエステルエラストマー組成物から製造された繊維。
- 請求項1に記載のポリエーテルエラストマー組成物から製造される軟質フィルム。
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