JP2015522102A - Eg、chdm及びtmcdを含有するテレフタレート又はイソフタレートポリエステルの三元系ブレンド - Google Patents

Eg、chdm及びtmcdを含有するテレフタレート又はイソフタレートポリエステルの三元系ブレンド Download PDF

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Abstract

テレフタル酸又はイソフタル酸、エチレングリコール及び1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を含む少なくとも1種のポリエステル、及び、テレフタル酸又はイソフタル酸、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール及び1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を含む少なくとも1種のポリエステルを含む三元系ポリエステルブレンドを開示する。三元系ポリエステルブレンドは改善された透明性、靭性及び加工特性を有し、そして平坦品又は成形品の調製に有用である。3つの成分のうちの1つが、該成分がなければ2つの非混和性ポリエステルであるブレンドを相溶化させる三元系ブレンドは特に興味深い。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2012年7月9日に出願された米国仮特許出願第61/669,331号の出願日の利益を主張し、その全内容を参照により本明細書に取り込む。
発明の分野
本発明は、テレフタレート又はイソフタレート系ポリエステルの分野に関し、特に、エチレングリコール(EG)、1,4−シクロヘキサンジメタノール(CHDM)を含むテレフタレート又はイソフタレート系ポリエステルと、TMCD及びCHDMを含むテレフタレート又はイソフタレート系ポリエステルとのブレンドに関する。
発明の背景
様々な特性を持つ広い範囲のポリエステルが市販されている。また、ブレンド中に使用される特定の成分の特性を利用する新規材料を開発するためにポリエステルを一緒にブレンドすることが有利であることがある。一例は、押出成形加工のために粘度を低下させる、ラミネート化処理の密着性を高める、及び、熱変形温度を変更するなどの特性を改善するためにブレンドにPETGコポリエステル(テレフタル酸(TPA)、EG及びCHDMを含む)を使用することである。残念ながら、PETGコポリエステルは、一般に、PCTTコポリエステル(TPA、CHDM及びTMCDを含む)などの幾つかの他のコポリエステルと混和性でない。それらが一般的に非混和性でありかつ異なる屈折率を有するので、PETGとPCTTのブレンドは、典型的に、押出フィルム中で許容できないレベルの曇り度(ヘイズ)を示す。
このように、許容レベルの曇り度を示す、PETGとPCTTを含むポリエステルブレンドの技術の必要性がある。
本発明は、当該技術分野におけるこの必要性に取り組み、また、以下の説明及び添付の特許請求の範囲から明らかになるであろう他のことにも取り組む。
発明の要旨
端的には、本発明は三元系ポリエステルブレンドを提供する。
1つの実施形態において、ポリエステルブレンドは
(a)(i)テレフタル酸、イソフタル酸又はそれらの混合物の残基を少なくとも95モル%含む二酸成分、及び、
(ii)2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオールの残基を15〜45モル%及び1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を55〜85モル%含むジオール成分、
を含むポリエステル(PCTT)、
(b)(i)テレフタル酸、イソフタル酸又はそれらの混合物の残基を少なくとも95モル%含む二酸成分、及び、
(ii)1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を25〜55モル%及びエチレングリコールの残基を45〜75モル%含むジオール成分、
を含むポリエステル(PETG)、及び、
(c)(i)テレフタル酸、イソフタル酸又はそれらの混合物の残基を少なくとも95モル%含む二酸成分、及び、
(ii)1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を55〜85モル%及びエチレングリコールの残基を15〜45モル%含むジオール成分、
を含むポリエステル(PCTG)、
を含み、
ブレンドは0.010インチ厚さのフィルムで測定したときに、5%以下のヘイズ値を有する。
別の実施形態において、ブレンドはポリエステルPCTT、PETG及びPCTGを下記式(1a)又は(1b)を満たすのに十分な量で含む。
上式中、Xはポリエステルブレンド中のポリエステルPCTTの質量パーセントであり、YはポリエステルPETGの質量パーセントであり、そしてZはポリエステルPCTGの質量パーセントである。
さらに別の実施形態において、ポリエステルブレンドは、
(a)(i)テレフタル酸の残基を少なくとも95モル%含む二酸成分、及び、
(ii)2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオールの残基を15〜40モル%及び1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を60〜85モル%含むジオール成分、
を含むポリエステル(PCTT)、50〜80質量%、
(b)(i)テレフタル酸の残基を少なくとも95モル%を含む二酸成分、及び、
(ii)1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を25〜35モル%及びエチレングリコールの残基を65〜75モル%含むジオール成分、
を含むポリエステル(PETG)、5〜15質量%、及び、
(c)(i)テレフタル酸の残基を少なくとも95モル%含む二酸成分、及び、
(ii)1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を50〜85モル%及びエチレングリコールの残基を15〜50モル%含むジオール成分、
を含むポリエステル(PCTG)、15〜45質量%、
を含み、
質量%はブレンド中のポリエステルPCTT、PETG及びPCTGの合計量を基準としており、そして質量%の合計は100であり、
ブレンドは0.010インチ厚さのフィルムで測定したときに、1.5%以下のヘイズ値を有する。
さらに別の実施形態において、ポリエステルブレンドは
(a)(i)テレフタル酸、イソフタル酸又はそれらの混合物の残基を少なくとも95モル%含む二酸成分、及び、
(ii)2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオールの残基を15〜45モル%及び1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を55〜85モル%含むジオール成分、
を含むポリエステル(PCTT)、40〜90質量%、
(b)(i)テレフタル酸、イソフタル酸又はそれらの混合物の残基を少なくとも95モル%含む二酸成分、及び、
(ii)1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を25〜55モル%及びエチレングリコールの残基を45〜75モル%含むジオール成分、
を含むポリエステル(PETG)、1〜20質量%、及び、
(c)(i)テレフタル酸、イソフタル酸又はそれらの混合物の残基を少なくとも95モル%含む二酸成分、及び、
(ii)1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を55〜85モル%及びエチレングリコールの残基を15〜45モル%含むジオール成分、
を含むポリエステル(PCTG)、10〜50質量%、
を含み、
質量%はブレンド中のポリエステルPCTT、PETG及びPCTGの合計量を基準としており、そして質量%の合計は100である。
ポリエステルブレンドは3種のポリエステル成分を溶融ブレンドすることによって容易に調製することができる。本発明のブレンドは、例えば、フィルム、シート、繊維、チューブ、プリフォーム、容器、ボトル及び熱成形品などの様々な成形品の調製に有用である。これらの物品は当該技術分野で周知の方法によって調製でき、その方法としては、限定するわけではないが、押出成形、カレンダー加工、熱成形、ブロー成形、押出ブロー成形、射出成形、射出ブロー成形、射出延伸ブロー成形、圧縮成形、異形押出成形、キャスト押出成形、溶融紡糸、ドラフティング、テンタリング及び発泡が挙げられる。
図1は、以下の例1〜15からのブレンド中のPETG量に対するヘイズ値のグラフである。樹脂A及び樹脂Cの二元系ブレンド(高IVブレンド)であって、データポイントは正方形で表現されており、樹脂B及び樹脂Dの二元系ブレンド(低IVブレンド)であって、データポイントは菱形で表現されており、樹脂B及び樹脂D及び様々な量の樹脂Eの三元系ブレンドであって、データポイントは三角形で表現されている。 図2は下記の表2からの特定のデータの三元図であり、屈折率は点線で表現され、%ヘイズ値は実線により表現されている。
発明の詳細な説明
PETG及びPCTTのブレンドの混和性(及び得られるヘイズ)を、より低いインヘレント粘度を有する樹脂グレードを使用して約3.5倍向上させることができることが驚くべきことに発見された。PETG又はPCTTのいずれかとの二元系組み合わせで個別に混和性である(TPA、CHDM及びEGを含む)PCTGコポリエステルが特定の三元装填レベルでPCTTとPETGとの間の相溶剤として作用し、ヘイズを有意に低下させるなどの特性を改良することができることがさらに驚くべきことに発見された。
したがって、1つの態様において、本発明は、PCTT、PETG及びPCTGを含む三元系ポリエステルブレンドを提供する。「三元系」とは、ブレンドが3種以上のポリエステル成分を含有することを意味する。ブレンドは、5%以下、3%以下、1.5%以下、1%以下又は0.5%以下のヘイズ値などの低いヘイズ値を有することを少なくとも特徴とする。別の実施形態では、ブレンドのヘイズ値は、0〜5%、0〜4%、0〜3%、0〜2%、0〜1%又は0〜0.5%である。
1つの実施形態において、ポリエステルブレンドは
(a)(i)テレフタル酸、イソフタル酸又はそれらの混合物の残基を少なくとも95モル%含む二酸成分、及び、
(ii)2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオールの残基を15〜45モル%及び1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を55〜85モル%含むジオール成分、
を含むポリエステル(PCTT)、
(b)(i)テレフタル酸、イソフタル酸又はそれらの混合物の残基を少なくとも95モル%含む二酸成分、及び、
(ii)1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を25〜55モル%及びエチレングリコールの残基を45〜75モル%含むジオール成分、
を含むポリエステル(PETG)、及び、
(c)(i)テレフタル酸、イソフタル酸又はそれらの混合物の残基を少なくとも95モル%含む二酸成分、及び、
(ii)1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を55〜85モル%及びエチレングリコールの残基を15〜45モル%含むジオール成分、
を含むポリエステル(PCTG)、
を含み、
ブレンドは0.010インチ厚さのフィルムで測定したときに、5%以下のヘイズ値を有する。
別の実施形態において、ブレンドは0.010インチの厚さのフィルムで測定したときに、3%以下、1.5%以下、1%以下、又は、さらには0.5%以下のヘイズ値を有することができる。別の実施形態において、ブレンドは0.010インチの厚さのフィルムで測定したときに、0〜5%、0〜4%、0〜3%、0〜2%、0〜1.5%、0〜1%又は0〜0.5%のヘイズ値を有することができる。別の実施形態において、ブレンドは0.010インチの厚さのフィルムで測定したときに、0.5〜5%、0.5〜4%、0.5〜3%、0.5〜2%、0.5〜1.5%、0.5〜1%のヘイズ値を有することができる。別の実施形態において、ブレンドは0.010インチの厚さのフィルムで測定したときに、1〜5%、1〜4%、1〜3%、1〜2%のヘイズ値を有することができる。別の実施形態において、ブレンドは0.010インチの厚さのフィルムで測定したときに、1.5〜5%、1.5〜4%、1.5〜3%のヘイズ値を有することができる。別の実施形態において、ブレンドは0.010インチの厚さのフィルムで測定したときに、2〜5%、2〜4%、2〜3%のヘイズ値を有することができる。別の実施形態において、ブレンドは0.010インチの厚さのフィルムで測定したときに、2.5〜5%、2.5〜4%のヘイズ値を有することができる。別の実施形態において、ブレンドは0.010インチの厚さのフィルムで測定したときに、2.5〜5%、2.5〜4%のヘイズ値を有することができる。別の実施形態において、ブレンドは0.010インチの厚さのフィルムで測定したときに、3〜5%又は3〜4%のヘイズ値を有することができる。
別の実施形態において、ポリエステルPCTT、PETG及びPCTGはブレンド中に下記式(1a)又は(1b)を満たすのに十分な量で存在する。
上式中、Xはポリエステルブレンド中のポリエステルPCTTの質量パーセントであり、YはポリエステルPETGの質量パーセントであり、そしてZはポリエステルPCTGの質量パーセントである。
1つの実施形態において、式(1a)又は(1b)を満たすポリエステルブレンドは、一般に、1.5%以下のヘイズ値を有することができる。
さらに別の実施形態において、ポリエステルPCTT、PETG及びPCTGはブレンド中に式(2a)又は(2b)を満たすのに十分な量で存在している。
上式中、Xはポリエステルブレンド中のポリエステルPCTTの質量パーセントであり、YはポリエステルPETGの質量パーセントであり、そしてZはポリエステルPCTGの質量パーセントである。
別の実施形態において、式(2a)又は(2b)を満たすポリエステルブレンドは、一般に、1.0%以下のヘイズ値を有することができる。
さらに別の実施形態において、ポリエステルPCTT、PETG及びPCTGはブレンド中に式(3a)又は(3b)を満たすのに十分な量で存在している。
上式中、Xはポリエステルブレンド中のポリエステルPCTTの質量パーセントであり、YはポリエステルPETGの質量パーセントであり、そしてZはポリエステルPCTGの質量パーセントである。
別の実施形態において、式(3a)又は(3b)を満たすポリエステルブレンドは、一般に、0.5%以下のヘイズ値を有することができる。
式(1a)、(2a)及び(3a)は、一般に、より低いインヘレント粘度のポリエステル(0.67dL/g以下)について、より適しており、式(1b)、(2b)及び(3b)は、一般に、より高いインヘレント粘度のポリエステル(0.67dL/gを超える)について、より適している。
1つの特定の実施形態において、本発明のポリエステルブレンドは
(a)(i)テレフタル酸、イソフタル酸又はそれらの混合物の残基を少なくとも95モル%含む二酸成分、及び、
(ii)2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオールの残基を15〜45モル%及び1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を55〜85モル%含むジオール成分、
を含むポリエステル(PCTT)、40〜90質量%、
(b)(i)テレフタル酸、イソフタル酸又はそれらの混合物の残基を少なくとも95モル%含む二酸成分、及び、
(ii)1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を25〜55モル%及びエチレングリコールの残基を45〜75モル%含むジオール成分、
を含むポリエステル(PETG)、1〜20質量%、及び、
(c)(i)テレフタル酸、イソフタル酸又はそれらの混合物の残基を少なくとも95モル%含む二酸成分、及び、
(ii)1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を55〜85モル%及びエチレングリコールの残基を15〜45モル%含むジオール成分、
を含むポリエステル(PCTG)、10〜50質量%、
を含み、
質量%はブレンド中のポリエステルPCTT、PETG及びPCTGの合計量を基準としており、そして質量%の合計は100である。
ブレンドにおける個々のポリエステルPCTT、PETG及びPCTGの特定の量は、合計で100質量パーセントに等しいPCTT、PETG及びPCTGのそれぞれのパーセントの合計に基づいて、そしてヘイズを含む得られるブレンド中の所望の特定の特性に応じて、広範囲にわたって変化する。一般的な指針としては、例えば、ブレンドは、PCTT25〜90質量%、PETG5〜25質量%、及び、PCTG5〜50質量%を含むことができる。ブレンドは、また、例えば、PCTT40〜90質量%、PETG1〜20質量%、及び、PCTG10〜50質量%を含むことができる。他の例示的な量としてはPCTT40〜90質量%、PETG1〜20質量%、及び、PCTG15〜45質量%が挙げられる。さらに他の例示的な量としてはPCTT30〜85質量%、PETG5〜20質量%、及び、PCTG10〜50質量%が挙げられる。さらに他の例示的な量としてはPCTT50〜80質量%、PETG5〜15質量%、及び、PCTG15〜45質量%が挙げられる。これらのすべての例示の濃度はPCTT、PETG及びPCTGの合計量に基づき、その合計量は100質量%に等しい。PCTT、PETG及びPCTGの相対量は上記の式にしたがって、これらの一般的な範囲内で調節することができ、それにより、得られるフィルムに所望のヘイズレベルを得ることができる。
好ましい実施形態において、ブレンドは、ポリエステルPCTT50〜80質量%、ポリエステルPETG5〜15質量%、及び、ポリエステルPCTG15〜45質量%を含む。
本発明のいかなる実施形態においても、ポリエステルPCTTのジオール成分は、TMCDの残基15〜45モル%及びCHDMの残基55〜85モル%、TMCDの残基15〜40モル%及びCHDMの残基60〜85モル%、TMCDの残基15〜30モル%及びCHDMの残基70〜85モル%、TMCDの残基20〜30モル%及びCHDMの残基70〜80モル%、又は、TMCDの残基30〜45モル%及びCHDMの残基55〜70モル%を含むことができる。
本発明のいかなる実施形態においても、ポリエステルPETGのジオール成分は、CHDMの残基25〜55モル%及びEGの残基45〜75モル%、CHDMの残基25〜35モル%及びEGの残基65〜75モル%、又は、CHDMの残基45〜55モル%及びEGの残基45〜55モル%を含むことができる。
本発明のいかなる実施形態においても、ポリエステルPCTGのジオール成分は、CHDMの残基50〜85モル%及びEGの残基15〜50モル%、CHDMの残基55〜85モル%及びEGの残基15〜45モル%、CHDMの残基60〜85モル%及びEGの残基15〜40モル%、又は、CHDMの残基55〜70モル%及びEGの残基30〜45モル%、を含むことができる。
本発明の特に好ましい実施形態において、三元系ポリエステルブレンドは
(a)(i)テレフタル酸の残基を少なくとも95モル%含む二酸成分、及び、
(ii)2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオールの残基を15〜40モル%及び1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を60〜85モル%含むジオール成分、
を含むポリエステル(PCTT)、50〜80質量%、
(b)(i)テレフタル酸の残基を少なくとも95モル%含む二酸成分、及び、
(ii)1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を25〜35モル%及びエチレングリコールの残基を65〜75モル%含むジオール成分、
を含むポリエステル(PETG)、5〜15質量%、及び、
(c)(i)テレフタル酸の残基を少なくとも95モル%含む二酸成分、及び、
(ii)1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を50〜85モル%及びエチレングリコールの残基を15〜50モル%含むジオール成分、
を含むポリエステル(PCTG)、15〜45質量%、
を含み、
質量%はブレンド中のポリエステルPCTT、PETG及びPCTGの合計量を基準としており、そして質量%の合計は100であり、そして
ブレンドは0.010インチ厚さのフィルムで測定したときに、1.5%以下のヘイズ値を有する。
本発明の別の好ましい実施形態において、ブレンドは1%以下のヘイズ値を有する。本発明のさらに別の好ましい実施形態において、ブレンドは0.5%以下のヘイズ値を有する。
本明細書に言及されるヘイズ値はBYKガードナーヘイズガードプラスを使用してASTM D1003方法A、イルミナントCに従って定量化される。ヘイズ値は、一般に、0.010インチ(0.254mm)の厚さのフィルムサンプルに対して測定される。
本発明のブレンド中のポリエステルPCTT、PETG及びPCTGはインヘレント粘度(IV)が0.45〜1.2dL/gであることができる。1つの実施形態において、ポリエステルPCTT、PETG及びPCTGはIVが0.55〜0.76dL/gである。1つの実施形態において、ポリエステルPCTT、PETG及びPCTGはIVが0.55〜0.68dL/gである。別の実施形態において、ポリエステルPCTT、PETG及びPCTGはIVが0.65〜0.78dL/gである。別の実施形態において、ポリエステルPCTT、PETG及びPCTGはIVが0.5〜0.8dL/gである。さらに別の実施形態において、ポリエステルPCTT、PETG及びPCTGはIVが0.55〜0.70dL/gである。
本発明に係るブレンドはIVが0.45〜1.2dL/gであることができる。
本明細書中で言及されるIVは60質量%のフェノール及び40質量%のテトラクロロエタンを含む溶媒100mL当たりにポリマー0.5グラムを使用して25℃で測定される。
本明細書中で使用されるときに、用語「ポリエステル」及び「コポリエステル」は互換的に使用される。用語「ポリエステル」は「コポリエステル」を包含することが意図され、1種以上の二官能カルボン酸(又は二酸)の1種以上の二官能ヒドロキシル化合物(又はジオール)との重縮合によって調製された合成ポリマーを意味すると理解される。典型的には、二官能カルボン酸はジカルボン酸であり、二官能ヒドロキシル化合物は、例えばグリコール及びジオールなどの二価アルコールである。
用語「残基」は、対応するモノマーが関与する重縮合反応によってポリマー中に組み込まれる任意の有機構造を意味する。用語「繰り返し単位」は、カルボニルオキシ基を介して結合したジカルボン酸残基(又は二酸成分)及びジオール残基(又はジオール成分)を有する有機構造を意味する。従って、ジカルボン酸残基はジカルボン酸モノマー若しくはその関連酸ハロゲン化物、エステル、塩、無水物又はそれらの混合物から誘導することができる。
一般に、本発明のブレンド中のポリエステルは、ジカルボン酸残基、ジオール残基、及び、場合により、枝分かれモノマー残基を含む。ポリエステルは二酸残基(100モル%)及びジオール残基(100モル%)を実質的に等しいモル比で含み、それらは、繰り返し単位の総モルが100モル%に等しくなるように、実質的に等しい割合で反応する。それゆえ、本明細書中で提供されるモル百分率は、二塩基酸残基の総モル又はジオール残基の総モルに基づいている。例えば、総二酸残基に基づき、イソフタル酸残基を20モル%含むポリエステルは、合計100モル%の二酸残基のうちイソフタル酸残基を20モル%含むポリエステルを意味する。別の例において、総ジオール残基に基づき、1,4−シクロヘキサンジメタノール残基を80モル%含むポリエステルは、合計100%のジオール残基のうち1,4−シクロヘキサンジメタノール残基を80モル%含むポリエステルを意味する。
本発明のブレンド中のポリエステルの二酸成分は、所望ならば、改質性ジカルボン酸の残基を最大で5モル%まで含むことができる。1つの実施形態において、改質性ジカルボン酸は、8〜16個の炭素原子を含む、テレフタル酸又はイソフタル酸以外の芳香族ジカルボン酸、8〜16個の炭素原子を含む脂環式ジカルボン酸、2〜16個の炭素原子を含む非環式ジカルボン酸、又は、それらの混合物を含むことができる。改質性ジカルボン酸の例としては、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、アジピン酸、シュウ酸、スベリン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ダイマー酸、ピメリン酸、ドデカン二酸、スルホイソフタル酸、2,6−デカヒドロナフタレンジカルボン酸、4,4’−オキシ安息香酸、3,3’−及び4,4’−スチルベンジカルボン酸、4,4’−ジベンジルジカルボン酸、1,4−、1,5−、2,3−、2,6−及び2,7−ナフタレンジカルボン酸及びそれらの組み合わせが挙げられる。シス及びトランス異性体が可能である場合には、純粋なシス又はトランス或いはシス及びトランス異性体の混合物を使用することができる。
本発明のブレンド中のポリエステルのジオール成分は、改質性ジオールの残基を最大で5モル%まで含むことができる。改質性ジオールの例としては、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、2,4−ジメチル−2−エチルヘキサン−1,3−ジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、ジエチレングリコール、2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール、2−エチル−2−イソブチル−1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、2,2,4−トリメチル−1,6−ヘキサンジオール、チオジエタノール、1,2−シクロヘキサンジメタノール、1,3−シクロヘキサンジメタノール、ポリエチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオール及びそれらの組み合わせが挙げられる。ジオール成分は、また、ジエチレングリコールなどの分解反応生成物を少量含有することができる。
本発明のポリエステル中のCHDM及びTMCD残基は、それらの純粋なシス又はトランス異性体から誘導され、或いは、それぞれのシス及びトランス異性体の混合物から誘導されうる。例えば、CHDM又はTMCD異性体の混合物は、独立して、シス/トランスモル比が60:40〜40:60であることができる。シス/トランスモル比の他の例としては、70:30〜30:70及び80:20〜20:80が挙げられる。
本発明のブレンド中のポリエステルは、また、独立して、枝分かれ剤(又は、より正確にはその残基)を含むことができる。例えば、ポリエステルは、それぞれ個別に、それぞれのポリエステルの総質量%に基づいて、0.01〜10質量%、又は、0.1〜1.0質量%の枝分かれ剤を含むことができる。慣用の枝分かれ剤としては、多官能酸、無水物、アルコール及びそれらの混合物が挙げられる。枝分かれ剤は3〜6個のヒドロキシル基を有するポリオール、3又は4個のカルボキシル基を有するポリカルボン酸、又は、合計で3〜6個のヒドロキシル基及びカルボキシル基を有するヒドロキシ酸が挙げられる。このような化合物の例としては、トリメリット酸又は無水物、トリメシン酸、ピロメリット酸無水物、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパンなどが挙げられる。
本発明のブレンド中のポリエステルは市販されている。これらは、また、典型的な重縮合反応条件を用いて、適切なジカルボン酸、エステル、無水物又はその塩、及び、適切なジオール又はジオール混合物から容易に適切に調製することができる。連続、半連続、バッチモードの操作によって行われてよく、また、種々の反応器タイプを利用することができる。適当な反応器タイプの例としては、限定するわけではないが、攪拌槽、連続撹拌槽、スラリー、管状、ワイプドフィルム、流下薄膜又は押出反応器が挙げられる。経済的な理由のために、また、高温で反応器中に長く滞在させすぎると、ポリエステルは外観が悪化する可能性があるのでポリマーの優れた色相を生じさせるために、方法は、有利には連続プロセスとして操作することができる。
ジオールとジカルボン酸との反応は、従来のポリエステル重合条件を用いて、又は、溶融相、次いで、固相での重縮合技術を含む溶融相プロセスによって行うことができる。例えば、エステル交換反応により(すなわち、ジカルボン酸成分のエステル形態から)ポリエステルを製造する場合、反応プロセスは2つの工程を含むことができる。第一の工程において、ジオール成分及びジカルボン酸成分、例えば、ジメチルテレフタレートを高温で、典型的には、150℃〜250℃で、0.5〜8時間、0.0kPaゲージ〜414kPaゲージ(60ポンド/平方インチ、psig)の範囲の圧力で反応させる。その後、反応生成物をより高温及び減圧下に加熱し、ポリエステルを生成し、それとともにジオールを除去し、ジオールはこれらの条件で容易に揮発し、系から除去される。この第二の工程又は重縮合工程を、高真空下に、一般に230℃〜350℃の範囲にある温度で、0.1〜6時間、インヘレント粘度によって決定される所望の重合度を有するポリマーが得られるまで続ける。重縮合工程は、53kPa(400トル)〜0.013kPa(0.1トル)の範囲の減圧下で行うことができる。撹拌又は適切な条件は、反応混合物の適切な熱伝達及び表面更新を確保するために、両方の段階で使用される。両段階の反応速度は、例えば、アルコキシチタン化合物、アルカリ金属水酸化物及びアルコラート、有機カルボン酸の塩、アルキル錫化合物、金属酸化物などの適切な触媒により増加されうる。米国特許第5,290,631号明細書に記載のものと類似の3段階製造手順も、特に、酸及びエステルの混合モノマーフィードを用いる場合に、使用することができる。
エステル交換反応によるジオール成分及びジカルボン酸成分の反応が完了するのを確保するために、ジカルボン酸成分1モルに対してジオール成分1.05〜2.5モルを使用することが時に望ましい。しかしながら、当業者は、ジオール成分/ジカルボン酸成分の比率は、一般に、反応器の設計によって決定されることが理解されるであろう。
直接エステル化により(すなわち、ジカルボン酸成分の酸形態から)ポリエステルを調製する際に、ポリエステルは、ジカルボン酸又はジカルボン酸混合物をジオール成分又はジオール成分混合物及び、必要ならば、枝分かれモノマー成分と反応させることにより製造される。反応は、一般に、7kPaゲージ(1 psig)〜1379kPaゲージ (200 psig)、好ましくは689 kPa (100 psig)未満で行い、平均重合度が1.4〜10の低分子量ポリエステル製品を製造する。直接エステル化反応の間に使用される温度は、典型的には、180℃〜280℃又はより特定的には、220℃〜270℃の範囲にある。この低分子量ポリマーは、その後、重縮合反応により重合されうる。本発明に使用されるポリエステルの合成に使用されうる触媒材料の例としては、チタン、マンガン、亜鉛、コバルト、アンチモン、ガリウム、リチウム、カルシウム、ケイ素及びゲルマニウムが挙げられる。このような触媒系は、例えば、米国特許第3,907,754号、同第3,962,189号、同第4,010,145号、同第4,356,299号、同第5,017,680号、同第5,668,243号及び同第5,681 ,918号に記載されている。例えば、触媒はチタンを含み、又は、チタン及びマンガンを含むことができる。触媒金属の量は、典型的には、5〜100ppmの範囲にあることができる。別の例では、5〜35ppmのチタン濃度を用いて、良好な色、熱安定性及び電気特性を有するポリエステルを提供することができる。リン化合物は触媒金属と組み合わせて使用されてよい。典型的には、100ppmまでのリンを用いることができる。
上述したとおり、本発明のブレンド中のポリエステルはチタンをベースとする触媒を用いて調製されうる。PCTTポリエステルの場合には、TMCDの取り込みはチタンベースの触媒に加えて、スズをベースとする触媒を使用することによりさらに改良されうる。一般に、これらのポリエステルの色は重合の間に特定のレベルのリン含有化合物を添加することにより改良されうる。それゆえ、本発明の別の実施形態において、PCTTポリエステルはリン原子を含むことができる。
リン原子は1種以上のリン化合物としてPCTTポリエステルに添加されうる。例えば、リン原子は少なくとも1種のアルキルリン酸エステル、アリールリン酸エステル、混合アルキルアリールリン酸エステル、ジホスフィット、リン酸の塩、ホスフィンオキシド、混合アルキルアリールホスフィット、その反応生成物又は混合物としてPCTTポリエステルに添加されうる。リン酸エステルとしては、リン酸が完全にエステル化されているか、又は、部分的にエステル化されているエステルが挙げられる。PCTTポリエステルに添加されうる、アルキル、アルキルアリール及びアリールリン酸エステルの幾つかの例として、ジブチルフェニルホスフェート、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリブチルホスフェート及びトリクレジルホスフェートの混合物、イソセチルジフェニルホスフェート及び2−エチルヘキシルジフェニルホスフェートの混合物、トリ−2−エチルヘキシルホスフェート、トリオクチルホスフェート、MERPOL(登録商標)A、又は、それらの混合物が挙げられる。MERPOL(登録商標)AはStepan Chemical Co.から市販されているエトキシル化ホスフェートノニオン系界面活性剤である。MERPOL(登録商標)AのCAS登録番号は37208-27-8である。
本発明のポリエステルブレンドはヘイズなどの得られるブレンドの特性に悪影響を及ぼさない量で1種以上の添加剤をさらに含むことができる。添加剤の例としては、酸化防止剤、溶融強度増強剤、連鎖延長剤、難燃剤、充填剤、酸掃去剤、染料、着色剤、顔料、ブロッキング防止剤、流動促進剤、耐衝撃性改良剤、帯電防止剤、加工助剤、離型剤、可塑剤、スリップ剤、安定剤、ワックス、UV吸収剤、蛍光増白剤、潤滑剤、ピニング剤、発泡剤、成核剤、ガラスビーズ、金属球、セラミックビーズ、カーボンブラック、架橋ポリスチレン又はアクリルビーズなどが挙げられる。時にトナーと呼ばれる着色剤は、ポリエステルブレンドに所望の中性色相及び/又は明度を付与するために添加されうる。充填剤の代表的な例としては、炭酸カルシウム、タルク、クレー、マイカ、ゼオライト、ワラストナイト、カオリン、珪藻土、TiO2、NH4Cl、シリカ、酸化カルシウム、硫酸ナトリウム及びリン酸カルシウムが挙げられる。二酸化チタン及び他の顔料又は染料は、例えば、ブレンドから製造されるフィルムの白色度を制御し又は着色フィルムを製造するために含まれてよい。
本発明のブレンド中のポリエステルは少なくとも1種の連鎖延長剤を含むことができる。適切な連鎖延長剤としては、多官能(二官能を含む)イソシアネート、多官能エポキシド(例えば、エポキシ化ノボラックを含む)及びフェノキシ樹脂が挙げられる。特定の実施形態において、連鎖延長剤は重合プロセスの最後に又は重合プロセスの後に添加してよい。重合プロセス後に添加する場合、連鎖延長剤は、例えば、射出成形又は押出成形などの物品形成プロセス中に配合又は添加することによって取り込むことができる。使用される連鎖延長剤の量は、使用される特定のモノマー組成及び所望の物性に応じて変えることができる。一般に、このような量は、ブレンドの総質量に基づいて0.1〜10質量%を含む。
本発明のポリエステルブレンドは、また、非ポリエステルポリマー成分を含むことができる。このように、本発明の別の実施形態は、非ポリエステルポリマーを50質量%以下でさらに含む、上記のとおりのポリエステルブレンドを含む。非ポリエステルポリマーの代表例としては、ポリアミド、ポリエーテル、ポリオレフィン、ポリアクリレート及び置換ポリアクリレート、ゴム又はエラストマー、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリフェニルスルフィド、オキシド及びエーテル、ポリケトン、ポリイミド、ハロゲン化ポリマー、有機金属ポリマー、水溶性ポリマー、炭水化物、アイオノマー、スチレン系コポリマー、ポリエーテルイミド、ポリフェニルオキシド、ウレタン、環状オレフィン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアセタール、ポリ塩化ビニル、アルコール、アセテートなどが挙げられる。
本発明のポリエステルブレンドは、当業者に周知の方法に従ってポリエステル成分を溶融ブレンド又は配合することによって調製することができる。本明細書中で使用するときに、用語「溶融」は単にポリマーを軟化することを含む。溶融ブレンド法は、ポリマーを溶融するのに十分な温度、典型的には、200℃〜300℃でポリマーをブレンドすることを含む。溶融ブレンド手順は、攪拌加熱容器、例えば、押出機、射出成形機、二ロールミル、プラネタリ押出機又は共混練機中で実施することができる。ブレンドは、冷却され、更なる使用のためにペレット化され、又は、溶融ブレンドは、押出成形、カレンダー加工、熱成形、ブロー成形、押出ブロー成形、射出成形、圧縮成形、キャスティング、ドラフティング、テンタリング又は発泡により、この溶融ブレンドからフィルム又はその他の成形品へと直接的に加工されることができる。例えば、典型的にはペレットの形態であるポリエステルPCTT、PETG及びPCTGは、タンブラー中で(任意の添加剤と共に)を混合し、その後、溶融配合用押出機のホッパーに入れてもよい。或いは、ペレットは、所望の質量比でペレットを計量するさまざまなフィーダーにより押出機のホッパーに添加されてよい。
溶融ブレンディングの間に加水分解又は他の分解を最小限とするために、ポリエステル成分は有利には、溶融ブレンディングされる前に、例えば、デシカントの存在下及び/又は70〜150℃などの高温で強制通風炉内で1〜12時間などの長時間乾燥されることができる。
溶融ブレンディングに加えて、ポリエステルブレンドは、また、溶液中でブレンディングすることにより調製されうる。溶液ブレンディング法は塩化メチレン又は塩化メチレンとヘキサフルオロイソプロパノールの70:30混合物などの適切な有機溶媒中に適切な量のポリエステルを溶解させ、溶液を混合し、そしてブレンドの沈降又は溶媒の蒸発により溶液からブレンド組成物を分離することを含む。溶液調製ブレンディング法はポリマー技術において一般に知られている。
別の態様において、本発明は本明細書中に示すポリエステルブレンドを含む成形品を提供する。本発明の成形品は本明細書中に記載されたとおりのポリエステルブレンドの様々な実施形態を包含するものと理解されるべきである。成形品は当該技術分野で知られている任意の方法により製造でき、その方法としては、押出成形、カレンダー加工、熱成形、ブロー成形、押出ブロー成形、射出延伸ブロー成形、射出成形、射出ブロー成形、圧縮成形、異形押出成形、キャスト押出成形、溶融紡糸、ドラフティング、テンタリング及び発泡が挙げられる。成形品は単一層を有することができ、又は、多層を含むことができる。多層物品は本発明のポリエステルブレンドが1層以上の層中に存在し、そして1種以上の異なるポリマー材料が別の層中に存在するようにして調製できる。本発明のポリエステルブレンドを含む成形品の幾つかの非制限的な例としては、フィルム、シート、繊維、管、プリフォーム、容器及びボトルが挙げられる。本発明のポリエステルブレンドを含む成形品の他の例としては、ラミネート、多層フィルム、多層シート、多成分繊維、異形材、熱成形品、ドレープ成形品及び真空成形品が挙げられる。例えば、成形品はフィルム、シート又は異形材などの押出成形品であることができる。別の例では、成形品は家電機器、電子機器、工具、自動車、医療デバイスなどの射出成形品又は射出成形部品であることができる。さらに別の例では、成形品は射出成形瓶、化粧用品、装飾パネル又は標識の構成部品であることができる。
本発明のポリエステルブレンドは当該技術分野で知られている任意の技術によりフィルムなどの成形品へと加工されうる。フィルムの形成は、例えば、米国特許第4,880,592号明細書に記載されるとおりの溶融押出、例えば、米国特許第4,427,614号明細書に記載されるとおりの圧縮成形、又は、任意の他の適切な方法により行うことができる。ポリエステルブレンドは当該技術分野で知られている任意の技術により単層又は多層フィルムに加工されうる。例えば、単層又は多層フィルムは周知のキャストフィルム、ブローフィルム及び基材上への押出成形を含む押出コーティング技術により製造されうる。代表的な基材としては、フィルム、シートならびに織布及び不織布が挙げられる。溶融キャスティング又はブロー成形により製造される単層又は多層フィルムは基材に対して熱的に結合され又は接着剤を用いてシールされることができる。
ポリエステルブレンドは従来のブローフィルム機器を用いてフィルムへと加工されうる。フィルム成形機器は当該技術分野で「ブローフィルム」機器と呼ばれるものであり、そしてバブルブローフィルム用の円形ダイヘッドを含み、それを通して、ブレンドを強制送付し、フィルム「バブル」へと加工することができる。バブルは最終的に崩壊し、フィルムとなる。
ポリエステルブレンドは、また、当業者に知られた任意の方法を用いてフィルム又はシートへと加工でき、その方法としては、限定するわけではないが、押出成形及びカレンダー加工が挙げられる。押出成形法において、典型的にはペレット形態であるポリエステルはタンブラーにおいて一緒に混合され、そしてその後、溶融配合のための押出機のホッパーに入れられる。あるいは、ペレットは様々なフィーダーにより押出機のホッパーに添加されることができ、それらのフィーダーは所望の質量比にペレットを計量する。押出機から出てきたときに、ポリエステルブレンドはフィルムに成形される。フィルムの形状はいかなる様式でも制限されない。例えば、それは平たんシートであっても又は管状であってもよい。得られたフィルムは、例えば、初期の寸法の2〜6倍に特定の方向で延伸されてよい。
得られたフィルムは、例えば、ロール延伸法、長ギャップ延伸、テンター延伸法及びチューブラー延伸法などの当該技術分野で知られている任意の方法によって延伸されてよい。これらの方法のいずれかを使用することで、それは、順次での二軸延伸、同時二軸延伸、一軸延伸又はそれらの組み合わせを行うことができる。機械方向及び横断方向の二軸延伸は同時に行うことも、又は、最初に1つの方向、その後、もう一方の方向で、異なる時点で延伸することにより行うこともできる。
1つの実施形態において、本発明のポリマーブレンドはカレンダーロール上でカレンダー加工フィルム又はシートを製造するのに有用である。ポリマーブレンドは、カレンダー加工ポリエステルフィルムの可撓性及び柔軟性を高め、ポリエステルの加工性を改善し、そしてカレンダーロールへのポリエステルの粘着を防止するのを助けるために1種以上の可塑剤を含んでもよい。カレンダー加工フィルム又はシートは、典型的には、2ミル(0.05mm)〜80ミル(2mm)の範囲の厚さを有することができる。
上述のように、本発明のポリエステルブレンドを使用して、射出成形、射出ブロー成形、押出ブロー成形及び射出延伸ブロー成形によって成形品を形成することができる。典型的な射出成形法は、加熱されたシリンダ内でポリエステルブレンドを軟化させ、それを高圧で溶融状態で閉成形型内に射出し、成形型を冷却して凝固を誘導し、そして成形型から成形プリフォームを吐出させる。続いて行う再加熱及び延伸ブロー成形によりプリフォームを容器又はボトルへと加工することができる。
本発明のポリエステルブレンドの優れた透明性及び低曇り度は、成形品形成プロセスからのスクラップポリマー又は「リグラインド」を実質的な量で取り込んだ透明な成形品の調製を可能にする。したがって、本発明の1つの実施形態は、いずれか1つの本発明のポリエステルブレンドを、例えば、成形品形成プロセスから回収されたスクラップ1〜50質量%とともに含む成形品を含む。用語「リグラインド」は、成形品形成プロセスから回収された、より小さい粒子に破砕されたスクラップポリマーを指す。
本明細書中で使用されるときに、文脈が明らかに別のことを示唆しない限り、不定冠詞「a」及び「an」は、1以上を意味する。同様に、文脈が明らかに別のことを示唆しない限り、名詞の単数形はその複数形を含み、その逆も当てはまる。
正確になるように試みられてきたが、本明細書に記載の数値及び範囲は近似値であると考えるべきである。これらの値及び範囲は、本発明により得ようとする所望の特性に応じて、また、測定技術に見られる標準偏差に起因する変動に応じて、記載の数値から変動することがある。さらに、本明細書に記載の範囲は記載された範囲内のすべての副次範囲及び値を包含するように意図されそして詳細に考えられる。例えば、50〜100の範囲は60〜90及び70〜80などの副次範囲を含む範囲内の全ての値を含むことが意図される。
本発明は、以下の実施例によりさらに例示されることができるが、これらの実施例は例示の目的のためにのみ含まれ、そして本発明の範囲を限定することが意図されないことを理解すべきである。他のことが示され又は文脈が異なるように示唆しないかぎり、すべての百分率は質量基準である。

種々の市販のポリエステル樹脂を下記の例1〜15において溶融ブレンディングした。これらの材料は表1に示す特性を有する。
表1において、「EG」はエチレングリコールを指し、「CHDM」は1,4−シクロヘキサンジメタノールを指し、「TMCD」は2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオールを指す。すべての樹脂製品は、テレフタル酸残基を100モル%含む。反応器中の分解反応はDEG(ジエチレングリコール)などの他のジオールを含む副生成物を生成することができ、次いで、ポリマー鎖中に取り込まれることがあるため、そしてプロセス制御装置の変動性のために、上に示したモル百分率は近似値(約±2%の範囲内)である。
ポリエステルのインヘレント粘度はASTM法D2857−95に一般的に記載されているとおり、25℃にて60/40(質量/質量)フェノール/テトラクロロエタン溶媒中で0.5g/100mlの濃度で決定した。
一般に、ポリマーブレンドの関係での用語「混和性」又は「混和」とは単相構造であるブレンドを指す。その場合に、示差走査熱量測定(DSC)による単一のガラス転移温度(Tg)は、典型的に観察されるであろう。この用語は、しかしながら、より広くここで使用されている。これは、複数のTgを有するが、「混和性」と考えられるのに十分に低いヘイズを有するフィルムを製造することができるブレンドを含む。そのため、フィルムのヘイズが低いほど、ブレンドは混和性が高い。
例1〜15
多成分ポリエステルブレンドの混和性を評価するために、下記の表2に記載される種々の樹脂の組み合わせを用いて0.010インチの厚さのフィルムを押出成形した。フィルムサンプルは、別々に個々の成分を乾燥し、その後、それらを押出機(2インチ非通気デイビス-スタンダード押出ライン、L/Dが30:1)で混合することによって作製した。押出条件は、約150ポンド/時の生産速度で、約520°F(271℃)の温度設定点で、直線形状品となることを含んだ。材料を、3ロールスタック構成に24インチコートハンガーを通して押出成形した。ロール温度は、応力を最小限に抑えながら、シートを冷却するように設定した。機械的な問題から、トップ冷却ロールを使用することが妨げられ、そのため、フィルムサンプルが両面で研磨される代わりにキャストされた。
フィルムサンプルは、その後、視覚的に評価されて、非混和性ポリマーブレンドの指標であるヘイズ(白っぽいキャスト又は色相)の存在を評価した。ヘイズはASTM D1003方法A、イルミナントCにより、BYKガードナーヘイズガードプラスを用いて定量化した。平均屈折率はメトリコンモデル2010プリズムカプラで633nmのレーザーを用いて測定した。ガラス転移温度(Tg)は、ASTM D3418に従って20℃/分の走査速度で、TAインスツルメンツ2950示差走査熱量計(DSC)を用いて決定した。読み取りは、熱履歴効果を除去するために、2回目のDSCスキャンから取った。例1〜15で押出成形したフィルムの特性を下記の表2に示す。
表2の結果は、図1に示すとおりのプロットによって、より容易に解釈することができる。図1の正方形のデータマーカーを有する実線は、両方とも比較的に「高い」インヘレント粘度を有するポリマーである樹脂A及び樹脂Cの二元系ブレンドがわずかに4%を下回る値から14%をわずかに超える範囲にある過度のヘイズ値により証明されるとおり、混和性ブレンドを形成しないことを示す。樹脂B及び樹脂Dの二元系ブレンドを表す菱形のデータマーカーを有する破線は、より低いインヘレント粘度のこれらの2つのポリマーが二元系ブレンドを形成し、この二元系ブレンドがより高いインヘレント粘度を有するその対応品よりも方向的には混和性であり、約1〜約4%ヘイズの範囲のヘイズ値を有することを示す。透明フィルムを使用する多くの産業用途はしばしば1%未満のヘイズ値を要求するので、樹脂B及び樹脂Dの二元系ブレンドは十分でない可能性がある。少なくともいくらかの量の樹脂Eを取り込むと、1%未満のヘイズ値を維持するという目標を達成するであろう。詳細には、三角形状のデータマーカーを有する点線で示すように、ほとんどの三元系ブレンドではヘイズ値が約0.2%〜0.5%であることが測定された。
データのデカルトプロット(図1)はより低いインヘレント粘度及び第三成分(樹脂E)の添加の両方でヘイズが改良(より低くなる)されるという利点を容易に示しているが、図2に示すとおりの表2のデータの三元系チャートは当業者にとって、より情報価値が高いであろう。このタイプのチャートは、種々の三元系ブレンドによるヘイズ及び屈折率変化の効果をより容易に示すであろう。
三成分混合物に関するアルゴリズムを使用した統計ソフトウェアは、また、下記のとおり、表2のデータからモデルを生成するために使用することができる。
ヘイズ=(0.00153506*樹脂B)+(0.88801*樹脂D)+(0.0564*樹脂E)−(0.00757437*樹脂B*樹脂D)−(0.00067856*樹脂B*樹脂E)−(0.015113*樹脂D*樹脂E)
モデルでは、ヘイズは%であり、樹脂の値は質量%である。上記のモデルは、約50wt%を超える樹脂Bの組成物及び約20wt%未満の樹脂Dの組成物に関して十分に正確である。
例16(予測)
例1〜15を繰り返すが、樹脂Bを樹脂Gで置き換える。樹脂D及びEと組み合わせると、化学的な非類似性が増すこと及びより高いインヘレント粘度の両方のために、樹脂Gは樹脂Bよりも方向的に低い混和性であることが予想される。しかしながら、三元系ダイアグラム上に、ヘイズが商業化のために十分低い領域は存在するはずである。
例17(予測)
例1〜15を繰り返すが、樹脂Bを樹脂Hで置き換える。樹脂D及びEと組み合わせると、化学的に非類似性が増すこと及びより高いインヘレント粘度の両方のために、樹脂Hは樹脂Bよりも方向的に低い混和性であることが予想される。しかしながら、三元系ダイアグラム上に、ヘイズが商業化のために十分低い領域は存在するはずである。
例18(予測)
例1〜15を繰り返すが、樹脂Bを樹脂Hで置き換え、樹脂Dを樹脂Iで置き換え、そして樹脂Eを樹脂Fで置き換える。樹脂F、H及びIを用いたポリマーブレンドに関する得られた三元系ダイアグラムにおける混和性領域は、化学的な類似性が相対的に増すために、樹脂D、E及びHを用いたポリマーブレンド(例17)に関する混和性領域よりも大きいことが期待される。しかしながら、樹脂D及びEに対して樹脂F及びIのインヘレント粘度が増加することは例18及び例17の間で期待される混和性領域の増加を妨げることが期待される。
例19(予測)
例18を繰り返すが、樹脂Eを樹脂Jで置き換える。これら2つの材料の間の唯一の違いは、樹脂Jが方向的に低いインヘレント粘度を有することであるから、例19における混和性領域は例18における混和性領域よりも大きいことが期待される。
例20(予測)
例1〜15を繰り返すが、押出機ゾーン温度を20°Fだけ増加させる。この作業は材料間の追加のエステル交換反応を方向的に促進し、それにより、混和性を高める(そしてヘイズを低減する)ことが期待される。
要約すると、2つのポリマーの二元系組み合わせが不混和性ブレンドを形成する場合に、二元系組み合わせ中に少なくとも部分的に混和性である第三の材料を他の2つの材料と別々に添加することは三元系チャート上で混和性が高められた少なくともいくらかの領域を有するブレンドを生成する傾向があるだろう。高められた混和性のこの領域は、1つ以上の下記の工程を行うことによって増加させることができる。
1)樹脂のインヘレント粘度を下げる。
2)1種以上の樹脂に対して樹脂の化学的性質を変化させ、材料を化学的により類似とする。
3)増加したレベルのエステル交換量を促進するために材料を溶融ブレンディングするときに、温度及び/又は滞留時間及び/又は触媒系などを増加する。
本発明は、その好ましい実施形態を特に参照して詳細に説明してきたが、変更及び修正が本発明の精神及び範囲内で行うことができることは理解されるであろう。
本発明は、その好ましい実施形態を特に参照して詳細に説明してきたが、変更及び修正が本発明の精神及び範囲内で行うことができることは理解されるであろう。
本開示は以下も包含する。
[1] (a)(i)テレフタル酸、イソフタル酸又はそれらの混合物の残基を少なくとも95モル%含む二酸成分、及び、
(ii)2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオールの残基を15〜45モル%及び1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を55〜85モル%含むジオール成分、
を含むポリエステル(PCTT)、
(b)(i)テレフタル酸、イソフタル酸又はそれらの混合物の残基を少なくとも95モル%含む二酸成分、及び、
(ii)1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を25〜55モル%及びエチレングリコールの残基を45〜75モル%含むジオール成分、
を含むポリエステル(PETG)、及び、
(c)(i)テレフタル酸、イソフタル酸又はそれらの混合物の残基を少なくとも95モル%含む二酸成分、及び、
(ii)1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を55〜85モル%及びエチレングリコールの残基を15〜45モル%含むジオール成分、
を含むポリエステル(PCTG)、
を含む、三元系ポリエステルブレンドであって、
前記ブレンドは0.010インチ厚さのフィルムで測定したときに、5%以下のヘイズ値を有する、三元系ポリエステルブレンド。
[2] 0.010インチ厚さのフィルムで測定したときに、1.5%以下のヘイズ値を有する、上記態様1記載のブレンド。
[3] (a)ポリエステルPCTT、40〜90質量%、
(b)ポリエステルPETG、1〜20質量%、及び、
(c)ポリエステルPCTG、15〜45質量%
を含み、
質量%はブレンド中のポリエステルPCTT、PETG及びPCTGの合計量を基準としており、そして質量%の合計は100である、上記態様1記載のブレンド。
[4] (a)ポリエステルPCTTのジオール成分は2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオールの残基を15〜30モル%及び1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を70〜85モル%含み、
(b)ポリエステルPETGのジオール成分は1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を25〜35モル%及びエチレングリコールの残基を65〜75モル%含み、
(c)ポリエステルPCTGのジオール成分は1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を55〜70モル%及びエチレングリコールの残基を30〜45モル%含む、上記態様1記載のブレンド。
[5] (a)ポリエステルPCTTのジオール成分は2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオールの残基を30〜45モル%及び1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を55〜70モル%含み、
(b)ポリエステルPETGのジオール成分は1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を45〜55モル%及びエチレングリコールの残基を45〜55モル%含み、
(c)ポリエステルPCTGのジオール成分は1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を60〜85モル%及びエチレングリコールの残基を15〜40モル%含む、上記態様1記載のブレンド。
[6] ポリエステルPCTT、PETG及びPCTGはインヘレント粘度が0.45〜1.2dL/gである、上記態様1記載のブレンド。
[7] ポリエステルPCTT、PETG及びPCTGはインヘレント粘度が0.55〜0.76dL/gである、上記態様1記載のブレンド。
[8] ポリエステルPCTT、PETG及びPCTGはインヘレント粘度が0.65〜0.78dL/gである、上記態様1記載のブレンド。
[9] インヘレント粘度が0.45〜1.2dL/gである、上記態様1記載のブレンド。
[10] ポリエステルPCTT、PETG及びPCTGは式(1a)又は(1b)を満たすのに十分な量で存在し、
上式中、Xはポリエステルブレンド中のポリエステルPCTTの質量パーセントであり、YはポリエステルPETGの質量パーセントであり、そしてZはポリエステルPCTGの質量パーセントである、上記態様1記載のブレンド。
[11] ポリエステルPCTT、PETG及びPCTGは式(2a)又は(2b)を満たすのに十分な量で存在し、
上式中、Xはポリエステルブレンド中のポリエステルPCTTの質量パーセントであり、YはポリエステルPETGの質量パーセントであり、そしてZはポリエステルPCTGの質量パーセントである、上記態様1記載のブレンド。
[12] ポリエステルPCTT、PETG及びPCTGは式(3a)又は(3b)を満たすのに十分な量で存在し、
上式中、Xはポリエステルブレンド中のポリエステルPCTTの質量パーセントであり、YはポリエステルPETGの質量パーセントであり、そしてZはポリエステルPCTGの質量パーセントである、上記態様1記載のブレンド。
[13] 上記態様1記載のポリエステルブレンドを含む成形品。
[14] フィルム、シート、繊維、管、プリフォーム、容器又はボトルである、上記態様13記載の成形品。
[15] ラミネート、多層フィルム、多層シート又は多成分繊維である、上記態様13記載の成形品。
[16] (a)(i)テレフタル酸の残基を少なくとも95モル%含む二酸成分、及び、
(ii)2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオールの残基を15〜40モル%及び1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を60〜85モル%含むジオール成分、
を含むポリエステル(PCTT)、50〜80質量%、
(b)(i)テレフタル酸の残基を少なくとも95モル%を含む二酸成分、及び、
(ii)1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を25〜35モル%及びエチレングリコールの残基を65〜75モル%含むジオール成分、
を含むポリエステル(PETG)、5〜15質量%、及び、
(c)(i)テレフタル酸の残基を少なくとも95モル%含む二酸成分、及び、
(ii)1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を50〜85モル%及びエチレングリコールの残基を15〜50モル%含むジオール成分、
を含むポリエステル(PCTG)、15〜45質量%、
を含む、三元系ポリエステルブレンドであって、
質量%はブレンド中のポリエステルPCTT、PETG及びPCTGの合計量を基準としており、そして質量%の合計は100であり、
ブレンドは0.010インチ厚さのフィルムで測定したときに、1.5%以下のヘイズ値を有する、三元系ポリエステルブレンド。
[17] ポリエステルPCTTのジオール成分は2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオールの残基を20〜30モル%及び1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を70〜80モル%含む、上記態様16記載のブレンド。
[18] ポリエステルPCTGのジオール成分は1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を60〜85モル%及びエチレングリコールの残基を15〜40モル%含む、上記態様16記載のブレンド。
[19] (a)(i)テレフタル酸、イソフタル酸又はそれらの混合物の残基を少なくとも95モル%含む二酸成分、及び、
(ii)2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオールの残基を15〜45モル%及び1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を55〜85モル%含むジオール成分、
を含むポリエステル(PCTT)、40〜90質量%、
(b)(i)テレフタル酸、イソフタル酸又はそれらの混合物の残基を少なくとも95モル%含む二酸成分、及び、
(ii)1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を25〜55モル%及びエチレングリコールの残基を45〜75モル%含むジオール成分、
を含むポリエステル(PETG)、1〜20質量%、及び、
(c)(i)テレフタル酸、イソフタル酸又はそれらの混合物の残基を少なくとも95モル%含む二酸成分、及び、
(ii)1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を55〜85モル%及びエチレングリコールの残基を15〜45モル%含むジオール成分、
を含むポリエステル(PCTG)、10〜50質量%、
を含む三元系ブレンドであって、
質量%はブレンド中のポリエステルPCTT、PETG及びPCTGの合計量を基準としており、そして質量%の合計は100である、三元系ブレンド。
[20] (a)ポリエステルPCTT、50〜80質量%、
(b)ポリエステルPETG、5〜15質量%、及び、
(c)ポリエステルPCTG、15〜45質量%
を含み、
質量%はブレンド中のポリエステルPCTT、PETG及びPCTGの合計量を基準としており、そして質量%の合計は100である、上記態様19記載の三元系ブレンド。

Claims (20)

  1. (a)(i)テレフタル酸、イソフタル酸又はそれらの混合物の残基を少なくとも95モル%含む二酸成分、及び、
    (ii)2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオールの残基を15〜45モル%及び1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を55〜85モル%含むジオール成分、
    を含むポリエステル(PCTT)、
    (b)(i)テレフタル酸、イソフタル酸又はそれらの混合物の残基を少なくとも95モル%含む二酸成分、及び、
    (ii)1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を25〜55モル%及びエチレングリコールの残基を45〜75モル%含むジオール成分、
    を含むポリエステル(PETG)、及び、
    (c)(i)テレフタル酸、イソフタル酸又はそれらの混合物の残基を少なくとも95モル%含む二酸成分、及び、
    (ii)1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を55〜85モル%及びエチレングリコールの残基を15〜45モル%含むジオール成分、
    を含むポリエステル(PCTG)、
    を含む、三元系ポリエステルブレンドであって、
    前記ブレンドは0.010インチ厚さのフィルムで測定したときに、5%以下のヘイズ値を有する、三元系ポリエステルブレンド。
  2. 0.010インチ厚さのフィルムで測定したときに、1.5%以下のヘイズ値を有する、請求項1記載のブレンド。
  3. (a)ポリエステルPCTT、40〜90質量%、
    (b)ポリエステルPETG、1〜20質量%、及び、
    (c)ポリエステルPCTG、15〜45質量%
    を含み、
    質量%はブレンド中のポリエステルPCTT、PETG及びPCTGの合計量を基準としており、そして質量%の合計は100である、請求項1記載のブレンド。
  4. (a)ポリエステルPCTTのジオール成分は2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオールの残基を15〜30モル%及び1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を70〜85モル%含み、
    (b)ポリエステルPETGのジオール成分は1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を25〜35モル%及びエチレングリコールの残基を65〜75モル%含み、
    (c)ポリエステルPCTGのジオール成分は1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を55〜70モル%及びエチレングリコールの残基を30〜45モル%含む、請求項1記載のブレンド。
  5. (a)ポリエステルPCTTのジオール成分は2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオールの残基を30〜45モル%及び1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を55〜70モル%含み、
    (b)ポリエステルPETGのジオール成分は1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を45〜55モル%及びエチレングリコールの残基を45〜55モル%含み、
    (c)ポリエステルPCTGのジオール成分は1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を60〜85モル%及びエチレングリコールの残基を15〜40モル%含む、請求項1記載のブレンド。
  6. ポリエステルPCTT、PETG及びPCTGはインヘレント粘度が0.45〜1.2dL/gである、請求項1記載のブレンド。
  7. ポリエステルPCTT、PETG及びPCTGはインヘレント粘度が0.55〜0.76dL/gである、請求項1記載のブレンド。
  8. ポリエステルPCTT、PETG及びPCTGはインヘレント粘度が0.65〜0.78dL/gである、請求項1記載のブレンド。
  9. インヘレント粘度が0.45〜1.2dL/gである、請求項1記載のブレンド。
  10. ポリエステルPCTT、PETG及びPCTGは式(1a)又は(1b)を満たすのに十分な量で存在し、
    上式中、Xはポリエステルブレンド中のポリエステルPCTTの質量パーセントであり、YはポリエステルPETGの質量パーセントであり、そしてZはポリエステルPCTGの質量パーセントである、請求項1記載のブレンド。
  11. ポリエステルPCTT、PETG及びPCTGは式(2a)又は(2b)を満たすのに十分な量で存在し、
    上式中、Xはポリエステルブレンド中のポリエステルPCTTの質量パーセントであり、YはポリエステルPETGの質量パーセントであり、そしてZはポリエステルPCTGの質量パーセントである、請求項1記載のブレンド。
  12. ポリエステルPCTT、PETG及びPCTGは式(3a)又は(3b)を満たすのに十分な量で存在し、
    上式中、Xはポリエステルブレンド中のポリエステルPCTTの質量パーセントであり、YはポリエステルPETGの質量パーセントであり、そしてZはポリエステルPCTGの質量パーセントである、請求項1記載のブレンド。
  13. 請求項1記載のポリエステルブレンドを含む成形品。
  14. フィルム、シート、繊維、管、プリフォーム、容器又はボトルである、請求項13記載の成形品。
  15. ラミネート、多層フィルム、多層シート又は多成分繊維である、請求項13記載の成形品。
  16. (a)(i)テレフタル酸の残基を少なくとも95モル%含む二酸成分、及び、
    (ii)2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオールの残基を15〜40モル%及び1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を60〜85モル%含むジオール成分、
    を含むポリエステル(PCTT)、50〜80質量%、
    (b)(i)テレフタル酸の残基を少なくとも95モル%を含む二酸成分、及び、
    (ii)1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を25〜35モル%及びエチレングリコールの残基を65〜75モル%含むジオール成分、
    を含むポリエステル(PETG)、5〜15質量%、及び、
    (c)(i)テレフタル酸の残基を少なくとも95モル%含む二酸成分、及び、
    (ii)1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を50〜85モル%及びエチレングリコールの残基を15〜50モル%含むジオール成分、
    を含むポリエステル(PCTG)、15〜45質量%、
    を含む、三元系ポリエステルブレンドであって、
    質量%はブレンド中のポリエステルPCTT、PETG及びPCTGの合計量を基準としており、そして質量%の合計は100であり、
    ブレンドは0.010インチ厚さのフィルムで測定したときに、1.5%以下のヘイズ値を有する、三元系ポリエステルブレンド。
  17. ポリエステルPCTTのジオール成分は2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオールの残基を20〜30モル%及び1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を70〜80モル%含む、請求項16記載のブレンド。
  18. ポリエステルPCTGのジオール成分は1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を60〜85モル%及びエチレングリコールの残基を15〜40モル%含む、請求項16記載のブレンド。
  19. (a)(i)テレフタル酸、イソフタル酸又はそれらの混合物の残基を少なくとも95モル%含む二酸成分、及び、
    (ii)2,2,4,4−テトラメチル−1,3−シクロブタンジオールの残基を15〜45モル%及び1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を55〜85モル%含むジオール成分、
    を含むポリエステル(PCTT)、40〜90質量%、
    (b)(i)テレフタル酸、イソフタル酸又はそれらの混合物の残基を少なくとも95モル%含む二酸成分、及び、
    (ii)1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を25〜55モル%及びエチレングリコールの残基を45〜75モル%含むジオール成分、
    を含むポリエステル(PETG)、1〜20質量%、及び、
    (c)(i)テレフタル酸、イソフタル酸又はそれらの混合物の残基を少なくとも95モル%含む二酸成分、及び、
    (ii)1,4−シクロヘキサンジメタノールの残基を55〜85モル%及びエチレングリコールの残基を15〜45モル%含むジオール成分、
    を含むポリエステル(PCTG)、10〜50質量%、
    を含む三元系ブレンドであって、
    質量%はブレンド中のポリエステルPCTT、PETG及びPCTGの合計量を基準としており、そして質量%の合計は100である、三元系ブレンド。
  20. (a)ポリエステルPCTT、50〜80質量%、
    (b)ポリエステルPETG、5〜15質量%、及び、
    (c)ポリエステルPCTG、15〜45質量%
    を含み、
    質量%はブレンド中のポリエステルPCTT、PETG及びPCTGの合計量を基準としており、そして質量%の合計は100である、請求項19記載の三元系ブレンド。
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