JP2018517831A - ポリエステル−エーテルを含有する改善されたポリ(エステル)及びポリ(オレフィン)ブレンド - Google Patents

ポリエステル−エーテルを含有する改善されたポリ(エステル)及びポリ(オレフィン)ブレンド Download PDF

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Abstract

本開示は、新規のポリエステル−エーテル組成物、及びポリエステル樹脂中でのそれらの使用に関する。これらの新規のポリエステル−エーテル組成物から作製された容器は、充填された流体のための改善された酸素バリア保護を与え、一方で容器の良好な視覚的特性を維持する。

Description

ポリエステルは、それらの軽量さ、ガラスと比較して減少された破損率、及び潜在的により低いコストのため、ガラス及び金属梱包材料に取って代わっている。しかしながら、標準的なポリエステルに関する1つの大きな欠点が、その比較的高いガス透過性である。このことが、ビール、ワイン、茶、フルーツジュース、ケチャップ、チーズなどの炭酸清涼飲料及び酸素感受性飲料または食品の賞味期限を縮小する。有機酸素除去材料が、包装食品の賞味期限をより長くしたいという食品産業の目的に応じて、部分的に開発されている。これらの酸素除去材料は、包装の少なくとも一部に組み込まれ、製品を取り囲む封入された包装容積から、または包装内に漏入し得る酸素を除去し、それによって腐敗を抑制し、鮮度を延長させる。
好適な酸素除去材料は、侵入した酸素と反応することができる酸化可能な有機ポリマーを含む。酸化可能な有機ポリマーの一例は、ポリエーテルである。ポリエーテルは、包装材料の10重量パーセント未満の少量でポリエステル−エーテルコポリマーとして典型的に使用される。ポリエステル−エーテルは、マトリクスポリエステル相中で分散され、侵入する酸素とポリエーテルとの反応に触媒作用を及ぼす好適な酸素除去触媒と相互作用する。酸素除去触媒は、典型的に、例えばコバルトの有機または無機塩などの遷移金属化合物である。他の例は、マンガン、銅、クロム、亜鉛、鉄、及びニッケルを含む。
ポリエステル−エーテル及び酸素除去触媒を含むポリエステル容器は、良好な酸素バリア特性を示す。しかしながら、ポリエーテルはまた、安定性を欠く。ポリエーテル含有材料を物品及び容器に調製及び加工中に、アセトアルデヒド、テトラヒドロフラン、及び他のC〜C分子などの望ましくない分解産物が、様々な量で製造され得る。これらの副産物は、とりわけ製品中に望ましくない異味を引き起こし得る。この問題は、遷移金属酸素除去触媒の存在によって悪化される。酸素除去触媒はまた、ポリエーテル分解作用にも触媒作用を及ぼし得る。しかしながら、遷移金属系酸素除去触媒は、樹脂に色付けすることができ、樹脂中の望まない分解プロセスに触媒作用を及ぼし得る。そのため、金属系酸素除去触媒の量を最小限に抑えることがしばしば望ましい。
分解産物の量は、樹脂ブレントに安定剤を添加することによって順に低減され得る。これらの安定剤は、樹脂の生成中及び最終的な物品の加工中に生成されたラジカルを除去することによって分解産物の量を低減させると一般的に考えられる。しかしながら、そのような安定剤の使用は、それ相応に問題であると考えられる:安定剤は全てのラジカル反応を弱めると考えられる。酸素除去反応もまた遷移金属−触媒作用を及ぼされたラジカル機構に作用するため、そのような安定剤の存在が、また酸素バリア特性にも良くない影響を及ぼすと考えられる。言い換えると、安定剤の使用は、包装材料中の副産物を低減するが、酸素バリア特性を低下させる。そのため、安定剤の使用は、実際の用途において制限される。
低減された量のアセトアルデヒド、テトラヒドロフラン、及び他のC〜C分子などの分解産物を有するが、優れた酸素除去特性を提供するポリエーテル含有樹脂を提供する必要性が当該技術分野において存在する。
ガス透過性に対処する1つの方法は、脱酸素剤を包装構造体自体に組み込むことを含む。そのような配置において、酸素除去材料は、包装の少なくとも一部の構成要素となり、これらの材料は、製品を取り囲む封入された包装容積から、または包装内に漏入し得る酸素を除去し、それによって腐敗を抑制し、鮮度を延長させる。
好適な酸素除去材料は、ポリマーの骨格または側鎖のいずれかが酸素と反応する、酸化可能な有機ポリマーを含む。そのような酸素除去材料は、例えばコバルトなどの遷移金属の有機または無機塩などの、好適な触媒を典型的に用いる。
酸化可能な有機ポリマーの一例は、ポリエーテルである。ポリエーテルは、包装材料の10重量パーセント未満の少量でポリエステル−エーテルコポリマーとして典型的に使用される。典型的に、ポリエステル−エーテルは、ポリエステル相中に分散され、この相内で離散領域を形成する。
酸素バリア保護を提供するためのより経済的で市場性の高い解決策が、食品包装産業においてより必要とされる。工業的な実施策は、標準的なボトル等級樹脂に酸化触媒とともにコポリエステル−エーテルを添加することである。しかしながら、この手法では、不十分な酸素バリア保護という現実問題に直面する。
食品包装で使用される標準的なボトル等級ポリエステル樹脂組成物における主な欠点は、例えばコバルトなどの、約80ppmの典型的な遷移金属レベルは、必要な酸素バリア保護を提供しない。世界中で、95%以上のボトル生産者が、標準的なボトル等級ポリエステル樹脂配合物を使用しており、改善された酸素バリア保護の達成が、非常に所望されている。不十分な酸素バリア保護は、製品の品質及び消費者にとって異味の問題につながる。
例えば遷移金属系酸素除去触媒の、コバルトなどの遷移金属のレベルを上昇することによって大きな酸素バリア保護の改善を成すことが可能となり得る。しかしながら、遷移金属レベルの上昇は、食品及び飲料容器用の外観ならびに特性に影響を与え得る。例えば、コバルトのレベルが高いと通常の透明な容器に青色着色をかけ得る。そのため、問題は、食品及び飲料の容器の視覚的特性を落とすことなく、酸素バリア性能の改善をすることである。
遷移金属のレベル上昇のために開発された色は、例えばより高いコバルトレベルによって引き起こされた青色着色の場合は黄色染料というように、酸素バリア組成物中に着色剤染料を使用することによって遮蔽され得る。この手法の問題は、着色剤染料の存在及びレベルが、容器の酸素バリア保護をさらに低減し得ることである。遷移金属系酸素除去触媒及び着色剤染料のレベルが、ボトルの良好な視覚的特性とともに酸素バリア保護を改善するために適度にバランスが取れているという状態の組成物が必要とされる。本開示は、市場性の高い視覚的及び酸素バリア性能を与え、ボトル配合物中のバランスの取れたレベルを提供する。本開示において、着色剤染料レベルは、酸素バリア保護がさらに低下されないような方法で選択される。
本開示の一態様は、a)コポリエステル−エーテルと、b)組成物中の安定剤の重量に基づいて、≧15ppm〜≦20,000ppmの量の単量体、オリゴマー、または高分子ヒンダードアミン光安定剤(HALS)と、ここにおいて、コポリエステル−エーテルが、1つ以上のポリエステルセグメント及び1つ以上のポリエーテルセグメントを含み、1つ以上のポリエーテルセグメントが、コポリエステル−エーテルの約≧5〜約≦95重量%の量で存在し、HALSが、式(I)によって表されるか、または式(I)の化合物の混合物であり、
(I)、式中、各Rが、独立してC−Cアルキルを表し、Rが、H、C−Cアルキル、OH、O−C−Cアルキル、またはオリゴマーもしくは高分子HALSのさらなる一部を表し、Rが、単量体、オリゴマー、または高分子HALSのさらなる一部を表し、c)コポリエステル−エーテルを有する(相溶性のある)ように官能化されたポリオレフィンのバランスと、を含む、組成物に関する。
本開示の別の態様は、a)コポリエステル−エーテル、及びb)抗酸化剤を含む組成物に関し、コポリエステル−エーテルが、1つ以上のポリエステルセグメント及び1つ以上のポリエーテルセグメントを含み、1つ以上のポリエーテルセグメントが、コポリエステル−エーテルの約≧5〜約95重量%の量で存在する。
本開示の別の態様は、
a)≦75重量部以下のポリエステル及びポリオレフィンと、
b)≧25重量部以上のコポリエステル−エーテルと、
ここにおいて、コポリエステル−エーテルが、1つ以上のポリエステルセグメント及び1つ以上のポリエーテルセグメントを含み、1つ以上のポリエーテルセグメントが、コポリエステル−エーテルの約≧5〜約≦95重量%の量で存在し、
c)遷移金属系酸化触媒と、
d)総組成物中の安定剤の重量に基づいて、≧15ppm〜≦20,000ppm、好ましくは≦10,000ppmの量の単量体、オリゴマー、または高分子ヒンダードアミン光安定剤(HALS)と、ここにおいて、HALSが、式(I)によって表されるか、または式(I)の化合物の混合物であり、
(I),
式中、各Rが、独立してC−Cアルキルを表し、Rが、H、C−Cアルキル、OH、O−C−Cアルキル、またはオリゴマーもしくは高分子HALSのさらなる一部を表し、Rが、単量体、オリゴマー、または高分子HALSのさらなる一部を表し、
e)任意で、着色剤と、を含む、添加剤組成物に関する。
本開示の別の態様は、本明細書において記載されるような組成物を含むプリフォームを保管することを含む物品の酸素バリア特性を改善する方法に関し、保管時間は、酸素バリア特性における改善を観察するために十分である。
本発明の実施形態の提示である。 本発明の実施形態の提示である。
本開示の一態様は、a)コポリエステル−エーテルと、b)組成物中の安定剤の重量に基づいて、≧15ppm〜≦20,000ppmの量の単量体、オリゴマー、または高分子ヒンダードアミン光安定剤(HALS)とを含み、ここにおいて、コポリエステル−エーテルが、1つ以上のポリエステルセグメント及び1つ以上のポリエーテルセグメントを含み、1つ以上のポリエーテルセグメントが、コポリエステル−エーテルの約≧5〜約≦95重量%の量で存在し、HALSが、式(I)によって表されるか、または式(I)の化合物の混合物であり、
(I)、式中、各Rが、独立してC−Cアルキルを表し、Rが、H、C−Cアルキル、OH、O−C−Cアルキル、またはオリゴマーもしくは高分子HALSのさらなる一部を表し、Rが、単量体、オリゴマー、または高分子HALSのさらなる一部を表す組成物に関する。
本開示に好適なコポリエステルーエーテルは、1つ以上のポリエステルセグメント及び約≧200〜約≦5000g/モルの数平均分子量を有する1つ以上のポリエーテルセグメントを含む。いくつかの実施形態において、コポリエステルーエーテル中のポリエーテルは、約≧600〜約≦3500g/モル、及びより具体的には約≧800〜約≦3000g/モルの数平均分子量を有し得、つまりコポリエステルーエーテルは、約≧5〜約≦60重量%、特に約≧10〜約≦50重量%の量の1つ以上のポリエーテルセグメントを含有する。
いくつかの実施形態において、ポリエーテルセグメントは、約≧15〜約≦45重量%の量でコポリエステルーエーテル中に存在する。
有利には、ポリエーテルセグメントは、ポリ(C−C−アルキレングリコール)セグメントである。C−C−アルキレングリコールは、直鎖または分岐脂肪族C−C−部分となり得る。いくつかの実施形態において、ポリエーテルセグメントは、直鎖または分岐ポリ(C−C−アルキレングリコール)セグメントである。
そのようなコポリエステルーエーテルの具体的な例は、ポリ(エチレングリコール)、直鎖または分岐ポリ(プロピレングリコール)、直鎖または分岐ポリ(ブチレングリコール)、直鎖または分岐ポリ(ペンチレングリコール)、直鎖または分岐ポリ(へキシレングリコール)、ならびに前述の実施例の調製中に使用された2つ以上のグリコールモノマーから獲得された混合ポリ(C−C−アルキレングリコール)を含む。有利には、ポリエーテルセグメントは、直鎖または分岐ポリ(プロピレングリコール)、または直鎖または分岐ポリ(ブチレングリコール)である。3つの水酸基(グリコール、及び直鎖または分岐脂肪族トリオール)を有する化合物もまた、使用され得る。
本開示に好適なコポリエステルーエーテルは、また1つ以上のポリエステルセグメントを含む。これらのセグメントのポリエステルの種類は、特に限定されず、明細書において記載されたいずれのポリエステルとなり得る。一実施形態において、コポリエステルーエーテルは、ポリエチレンテレフタレート(コ)ポリマーセグメントを含む。別の実施形態において、コポリエステルーエーテルは、ポリエチレンテレフタレート(コ)ポリマーセグメント、及び直鎖または分岐ポリ(ブチレングリコール)セグメントを含む。
ポリエーテル及びコポリエステル−エーテルを調製する方法は、当業者において既知である。例えば、コポリエステル−エーテルは、ジカルボン酸のジアルキルエステルとのエステル交換によって製造され得る。エステル交換プロセスにおいてジカルボン酸のジアルキルエステルは、参照によって本明細書に組み込まれる、WO2010/096459A2に記載されるように、亜鉛アセテートなどの存在下で1つ以上のグリコールとのエステル交換を受ける。コポリエステル−エーテル中の元素状亜鉛の好適な量は、コポリエステルーエーテル約35重量ppm以上〜約100重量ppm以下、例えば約40重量ppm以上〜約80重量ppm以下である。ポリ(アルキレンオキサイド)グリコールは、これらのエステル交換プロセスにおいてこれらのグリコールの一部に取って代わる。ポリ(アルキレンオキサイド)グリコールは、出発原料に添加され得、またはエステル交換後に添加され得る。いずれの場合においても、モノマー及びオリゴマー混合物は、昇温及び1つ雰囲気未満の圧力で動作する、一連の1つ以上の反応器で連続して製造され得る。代替的に、モノマー及びオリゴマー混合物は、1つ以上のバッチ反応器における酸性法を介して製造され得る。
次に、コポリエステルーエーテルモノマー及びオリゴマーの混合物は、ポリマーを製造するために溶融相重縮合を受ける。ポリマーは、高温で操作する一連の1つ以上の反応器で製造され得る。過剰なグリコール、水、及び他の反応生成物の除去に利用するために、重縮合反応器を、真空下で動かす。
重縮合反応のための触媒は、アンチモン、ゲルマニウム、スズ、チタニウム、及び/またはアルミニウムの化合物を含む。重縮合の反応条件は、(i)約≦290℃未満、またはコポリエステルーエーテルの融点よりも約10℃高温の温度、及び(ii)重合が進むにつれて減少する、約≦0.01バール未満の圧力である。コポリエステルーエーテルは、昇温及び1つの雰囲気未満の圧力で動作する、一連の1つ以上の反応器で連続して製造され得る。
代替的にこのコポリエステルーエーテルは、1つ以上のバッチ反応器で製造され得る。溶融相重合後の固有粘度は、約≧0.4dl/g〜約≦1.5dl/gの範囲内になり得る。抗酸化剤及び他の添加剤は、ポリエステル−エーテルセグメントの分解を制御するために重合前及び/または重合中に添加され得る。
代替的に、コポリエステルーエーテルは、ポリエステルを有するポリエーテルの反応押出によって製造され得る。上に記載されたコポリエステルーエーテルを調製する方法において、ポリエーテルは、ポリエステルに完全に反応はしないが、ポリエステルとポリエーテルの良混合ブレンドとして部分的に存在するということがあり得る。したがって、明細書及び実施形態を通して、1つ以上のポリエステルセグメント及び1つ以上のポリエーテルセグメントを含むコポリエステルーエーテルへの言及は、それぞれのコポリエステルーエーテル、それぞれのポリエステル及びポリエーテルのブレンド、それぞれのコポリエステルーエーテル、ならびにそれぞれのコポリエステルーエーテルとそれぞれのポリエステル及びポリエーテルのブレンドとの両方を含む混合物を指すこととして理解される。
いくつかの実施形態において、HALSは、上記の式(I)のR3が、例えばUvinul(登録商標)5050などの、高分子HALSのポリマー骨格を表し得る、高分子HALSとなり得る。他の実施形態において、上記の式(I)のR2は、オリゴマーまたは高分子HALSのさらなる一部を表すことができ、上記の式(I)のピペリジン環は、Uvinul(登録商標)5062などの、オリゴマーまたは高分子HALSのリピートユニットの一部である。いくつかの実施形態において、HALSは、Uvinul(登録商標)4092などの、上記の式(I)の化合物の混合物となり得る。他の好適なHALSは、これらに限定されることはないが、Uvinul(登録商標)4077、Uvinul(登録商標)4092、Nylostab(登録商標)、Tinuvin(登録商標)、Hostavin(登録商標)、及びNylostab(登録商標)S−EED(登録商標)を含む。
いくつかの実施形態において、HALSは、単量体HALS、またはそれらの混合物となり得る。他の実施形態において、HALSは、約≧200g/モル以上、約400g/モル〜約≦5000g/モル、または約≧400〜約≦4000g/モル、または特に約≧600〜約≦2500g/モルの分子量を有することができる。このようなHALSの実施例が、Uvinul(登録商標)4050である。
本開示のいくつかの実施形態において、HALSは、プリフォームで使用されたブレンド組成物のそれぞれの重量に対して、約≧15ppm〜約≦20,000ppm、または約≧20ppm〜約≦15,000ppm、または約≧100ppm〜約≦10,000ppmの量で使用され得る。
いくつかの実施形態において、組成物は、抗酸化剤をさらに含む。
抗酸化剤の好適な例は、これらに限定されることはないが、フェノール抗酸化剤、アミン抗酸化剤、硫黄系抗酸化剤、及び亜リン酸塩、ならびにそれらの混合物を含む。抗酸化剤の非限定的な実施例は、Plastics Additives,Pritchard,G.,Ed.Springer Netherlands:1998,Vol.1,pp95−107の「Antioxidants for poly(ethylene terephthalate)」という表題の公開された論文記事に記載されている。
いくつかの実施形態において、コポリエステルーエーテルは、総コポリエステルーエーテル重量に対して、最大約3000重量ppm、特に最大約2000重量ppm、より具体的には最大約1000重量ppmの量で抗酸化剤を含むことができる。このような抗酸化剤の非限定的な例は、ブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)、Ethanox(登録商標)330、Ethanox(登録商標)330G、IRGANOX1330、Hostanox(登録商標)PEP−Q、及びこれらの混合物を含む。
いくつかの実施形態において、抗酸化剤は、ヒンダードフェノール、硫黄系抗酸化剤、ヒンダードアミン光安定剤、及び亜リン酸塩からなる群から選択され得る。さらなる実施形態において、抗酸化剤は、ヒンダードフェノール、硫黄系抗酸化剤、及び亜リン酸塩からなる群から選択され得る。このような抗酸化剤の例は、これらに限定されることはないが、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−ベンゼン(CAS:1709−70−2)、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)−1,1−ビフェニル−4,4´−ジルビスフォスフォナイト(diylbisphosphonite)(CAS:38613−77−3)またはペンタエリスリトールテトラキス(3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオン酸(CAS:6683−19−8)、(5R)−[(1S)−1,2−ジヒドロキシエチル]−3,4−ジヒドロキシフラン−2(5H)−1(アスコルビン酸CAS:50−81−7)、α−トコフェロール(抗酸化剤化学物質からのビタミンE、CAS:59−02−9)である。
ある実施形態において、抗酸化剤は、ヒンダードフェノールである。さらなる実施形態において、抗酸化剤は、
である。
本開示の別の態様は、a)コポリエステル−エーテル、及びb)抗酸化剤を含む組成物に関し、コポリエステル−エーテルは、1つ以上のポリエステルセグメント及び1つ以上のポリエーテルセグメントを含み、1つ以上のポリエーテルセグメントは、コポリエステル−エーテルの約5〜約95重量%の量で存在する。
コポリエステル−エーテル及び抗酸化剤は、上に記載されるとおりである。
ある実施形態において、ポリエーテルセグメントは、直鎖または分岐ポリ(C−C−アルキレングリコール)セグメントである。
いくつかの実施形態において、ポリエーテルセグメントは、約≧200〜約≦5000g/モル、好ましくは約≧600〜約≦3500g/モルの数平均分子量を有する。
一実施形態において、ポリエーテルセグメントは、約≧15〜約≦45重量%の量でコポリエステル−エーテル中に存在する。別の実施形態において、コポリエステル−エーテルは、ポリエチレンテレフタレート(コ)ポリエステルセグメントを含む。
本開示の別の態様は、
a)≦75重量部以下のポリエステルと、
b)≧25重量部以上のコポリエステル−エーテルと、
ここにおいて、コポリエステル−エーテルが、1つ以上のポリエステルセグメント及び1つ以上のポリエーテルセグメントを含み、1つ以上のポリエーテルセグメントが、コポリエステル−エーテルの約≧5〜約≦95重量%の量で存在し、
c)遷移金属系酸化触媒と、
d)総組成物中の安定剤の重量に基づいて、≧15ppm〜≦20,000ppm、好ましくは≦10000ppmの量の単量体、オリゴマー、または高分子ヒンダードアミン光安定剤(HALS)と、ここにおいて、HALSが、式(I)によって表されるか、または式(I)の化合物の混合物であり、
(I)、
式中、各Rが、独立してC−Cアルキルを表し、Rが、H、C−Cアルキル、OH、O−C−Cアルキル、またはオリゴマーもしくは高分子HALSのさらなる一部を表し、Rが、単量体、オリゴマー、または高分子HALSのさらなる一部を表し、
e)任意で、着色剤と、を含む、添加剤組成物に関する。
いくつかの実施形態において、添加剤組成物は、75重量部以下、≦70重量部以下、≦65重量部以下、≦60重量部以下のポリエステルを含む。他の実施形態において、添加剤組成物は、添加剤組成物の総重量に対して、約≧25〜約≦75重量%、約≧30〜約≦70重量%、約≧35〜約≦65重量%、約≧40〜約≦60重量%のポリエステル構成成分を含む。
いくつかの実施形態において、添加剤組成物は、≦25重量部以上、≦30重量部以上、≦35重量部以上、≦40重量部以上のコポリエステル−エーテルを含む。他の実施形態において、添加剤組成物は、添加剤組成物の総重量に対して、約≧25〜約≦75重量%、約≧30〜約≦70重量%、約≧35〜約≦65重量%、約≧40〜約≦60重量%のコポリエステル−エーテル構成成分を含む。
概して、本開示に好適なポリエステルは、プロセス、すなわち、これに限定することはないが(1)エステルプロセス、及び(2)酸性法によって調製され得る。エステルプロセスは、(ジメチルテレフタレートなどの)ジカルボン酸エステルを、エステル交換反応においてエチレングリコールまたは他のジオールと反応させるものである。エステル交換反応において使用する触媒は、既知であり、マンガン、亜鉛、コバルト、チタニウム、カルシウム、マグネシウム、またはリチウム化合物から選択され得る。反応が可逆性のため、原料をモノマーに完全に変換するためにアルコール(例えば、ジメチルテレフタレートが用いられるときはメタノール)を除去することが概して必要である。交換反応触媒の触媒活性は、エステル交換反応の最後に、例えばポリリン酸などの、リン化合物を導入することによって任意に隔離され得る。その後モノマーは、重縮合を受ける。この反応で用いられた触媒は、典型的にアンチモン、ゲルマニウム、アルミニウム、亜鉛、スズ、またはチタニウム化合物、もしくはこれらの混合物である。いくつかの実施形態において、チタニウム化合物を使用することが有利となり得る。
ポリエステルを作製するための第2の方法において、(テレフタル酸などの)酸は、直接エステル化によって(エチレングリコールなどの)ジオールと反応し、モノマー及び水を生成する。この反応はまた、エステルプロセスのように可逆性であり、そのため1つの完了のための反応を進めるには水を除去しなくてはならない。直接エステル化は、触媒を必要としない。モノマーは、その後エステルプロセスと同じようにポリエステルを形成するために重縮合を受け、用いられた触媒及び条件は、概してエステルプロセスのものと同様である。つまり、エステルプロセスにおいて2つのステップがあり、すなわち:(1)エステル交換、及び(2)重縮合である。酸性法においてもまた2つのステップがあり
すなわち:(1)直接エステル化、及び(2)重縮合である。
好適なポリエステルは、芳香族または脂肪族ポリエステルとなり得、より好ましくは芳香族ポリエステルから選択される。芳香族ポリエステルは、1つ以上のジオール(複数可)及び1つ以上の芳香族ジカルボン酸(複数可)に好ましくは由来する。芳香族ジカルボン酸は、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、1,4−、2,5−、2,6−、または2,7−ナフタレンジカルボン酸、及び4,4´−ジフェニルジカルボン酸(これらのうちテレフタル酸が好ましい)を含む。ジオールは、例えば、エチレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、及び1,6−ヘキサンジオールを含む、脂肪族及び環状脂肪族ジオール(複数可)から好ましくは選択され得る(これらのうち、脂肪族ジオール及び好ましくはエチレングリコールが好ましい)。好ましいポリエステルは、ポリエチレンテレフタレート(PET)及びポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート(本明細書においてポリエチレン−2,6−ナフタレートと称される)であり、特に好ましいものがPETである。
好適なポリエステルの例は、例えば少なくとも≧70モル%または少なくとも≧75モル%または少なくとも≧95モル%の、少なくとも≧65モル%の芳香族酸の芳香族二酸(好ましくはテレフタル酸)またはC1−C4ジアルキルエステル(好ましくはC1−C4ジアルキルテレフタレート)を含む二酸またはジエステル構成成分を、例えば少なくとも≧70モル%または少なくとも≧75モル%または少なくとも≧95モル%の、少なくとも≧65モル%のジオール(好ましくはエチレングリコール)を含むジオール構成成分との反応から製造されるものを含む。例示的なポリエステルは、二酸構成成分がテレフタル酸であり、ジオール構成成分がエチレングリコールであることを含み、それによってポリエチレンテレフタレート(PET)を形成する。全二酸構成成分のモルパーセントは、合計で100モル%となり、全ジオール構成成分のモルパーセントは、合計で100モル%となる。
ポリエステルは、エチレングリコール以外の1つ以上のジオール構成成分によって修飾され得る。この場合、ポリエステルは、コポリエステルである。記載されたポリエステルの好適なジオール構成成分は、1,4−シクロヘキサン−ジメタノール、1,2−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、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(2MPDO)1,6−ヘキサンジオール、1,2−シクロ−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、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、及び鎖に1つ以上の酸素原子を含有するジオール、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、またはこれらの混合物などから選択され得る。一般的に、これらのジオールは2〜18、好ましくは2〜8の炭素原子を含有する。環状脂肪族ジオールは、それらのシス−またはトランス−配置で、または両方の形状の混合物として用いられ得る。好適な修飾ジオール構成成分は、1,4−シクロヘキサンジメタノール、またはジエチレングリコール、もしくはこれらの混合物となり得る。
ポリエステルは、テレフタル酸以外の1つ以上の酸構成成分によって修飾され得る。この場合、ポリエステルは、コポリエステルである。線状ポリエステルの好適な酸構成成分(脂肪族、脂環式、または芳香族ジカルボン酸)は、例えば、イソフタル酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−シクロヘキサンジカルボン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、1,12−ドデカン二酸、2,6−ナフタレン−ジカルボン酸、ビベンゾイック酸、またはこれらの混合物などから選択され得る。ポリマー調製において、上記の酸構成成分の機能性酸誘導体を使用することが可能である。典型的な機能性酸誘導体は、ジカルボン酸またはその無水物のジメチル、ジエチル、またはジプロピルエステルを含む。
いくつかの実施形態において、ポリエステルは、テレフタル酸、及びイソフタル酸、及び/または5−スルホイソフタル酸の金属塩を組み合わせたエチレングリコールのコポリエステルである。他の実施形態において、イソフタル酸は、約≧0.05モル%〜約≦10モル%で存在し得、5−スルホイソフタル酸の金属塩は、コポリマーの約≧0.1モル%〜約≦3モル%で存在することができる。5−スルホイソフタル酸金属塩の金属は、参照によって本明細書に組み込まれる、米国特許出願第2013/0053593A1号に記載されるように、リチウム、ナトリウム、カリウム、亜鉛、マグネシウム、及びカルシウムとなり得る。
いくつかの実施形態において、ポリエステルは、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリエチレンテレフタレートのコポリマー、ポリエチレンナフタレートのコポリマー、ポリエチレンイソフタレートのコポリマー、またはこれらの混合物、例えば、ポリエステルは、ポリ(エチレンテレフタレート−コ−エチレンイソフタレート)、またはポリ(エチレンテレフタレート−コ−エチレン5−スルホイソフタレート)、またはポリ(エチレンテレフタレート−コ−エチレンイソフタレート−コ−エチレン5−スルホイソフタナルト(sulfoisophatnalte)金属塩)から選択され得る。
本開示において使用される「遷移金属」という用語は、IVB−VIII族、IB族、及びIIB族、または元素周期律表の4−12を占める金属元素一式のうちのいずれかを意味する。非限定的な例は、コバルト、マンガン、銅、クロム、亜鉛、鉄、ニッケル、及びこれらの組み合わせである。遷移金属は、可変の化学価数及び配位化合物を形成するための強力な傾向を有する。
本開示が遷移金属系酸化触媒をさらに含み得る場合、好適な酸化触媒は、周囲酸素によってコポリエステル−エーテルの酸化を活性化または促進するこれらの遷移金属触媒を含む。好適な遷移金属触媒の例は、コバルト、マンガン、銅、クロム、亜鉛、鉄、またはニッケルを含む化合物を含み得る。遷移金属触媒は、例えば押出中ポリマーマトリックスに組み込まれる可能性がある。遷移金属触媒は、ポリエステルの重合中添加され得、または好適なポリエステルに合成され得、それによって物品の調製中に添加され得るポリエステル系マスターバッチを形成する。コバルト化合物などの遷移金属化合物は、プリフォームまたはボトルへの溶融ブレンドの前にコポリエステル−エーテルを活性化させないように、例えば芯鞘型または隣り合わせの関係で、コポリエステル−エーテルから物理的に分離することができる。
いくつかの実施形態において、遷移金属系酸化触媒は、これらに限定されることはないが、i)コバルト、マンガン、銅、クロム、亜鉛、鉄、及びニッケルからなる群から選択された少なくとも1種を含む金属、及びii)ネオデカン酸、オクタノエート、ステアリン酸、アセテート、ナフタレート、ラクテート、マレイン酸、アセチルアセトナート、リノール酸、オレイン酸、パルミテート、または2−エチルヘキサノエート、酸化物、炭酸塩、塩化物、二酸化物、水酸化物、硝酸塩、リン酸塩、硫酸塩、ケイ酸塩、またはこれらの混合物などの、カルボン酸の群から選択された少なくとも一種を含む対イオン、の遷移金属塩を含むことができる。
いくつかの実施形態において、遷移金属系酸化触媒は、コバルト化合物である。本開示の実施形態に関連した容器またはプリフォームにおいて、遷移金属系酸化触媒は、物品、プリフォーム、または容器を調製するためのブレンド組成物におけるコバルト金属の重量が、ブレンド組成物の総重量に対して、少なくとも約≧80重量PPM、少なくとも約≧85重量PPM、少なくとも約≧90重量PPM、少なくとも約≧95重量PPM、少なくとも約≧100重量PPMであるような量で存在するコバルト化合物であるということが有利となり得る。
いくつかの実施形態において、遷移金属系酸化触媒は、物品、プリフォーム、または容器を調製するためのブレンド組成物中のコバルト金属の重量が、約≧80〜約≦1000ppm、約≧80〜約≦800ppm、約≧80〜約≦600ppm、約≧90〜約≦500ppm、約≧90〜約≦400ppm、約≧90〜約≦300ppm、及びより具体的には約≧90〜約≦250ppm、または約≧100〜約≦200ppmとなるような量で存在するコバルト化合物である。
本開示のいくつかの実施形態において、遷移金属系酸化触媒は、添加剤組成物中のコバルト金属の重量が、添加剤組成物中のコバルトの重量に基づいて、約≧50〜約≦10,000ppm、約≧100〜約≦9,000ppm、約≧150〜約≦8,000ppm、より具体的には約≧200〜約≦6,000ppmとなるような量で存在するコバルト化合物であることが有利となり得る。
他の実施形態において、遷移金属系酸化触媒は、添加剤組成物中のコバルト金属の重量が、添加剤組成物中のコバルトの重量に基づいて、少なくとも約≧1,000ppm、少なくとも約≧1,100ppm、少なくとも約≧1,200ppm、少なくとも約≧1,300ppm、少なくとも約≧1,400ppm、少なくとも約≧1,500ppm、少なくとも約≧1,600ppm、少なくとも約≧1,700ppm、少なくとも約≧1,800ppm、少なくとも約≧1,900ppm、少なくとも約≧2,000ppm、より具体的には少なくとも約≧2,100ppm、となるような量で存在するコバルト化合物であることが有利となり得る。
本発明の実施形態において、遷移金属系酸化触媒は、コバルト塩、特にコバルトカルボン酸、及び特にコバルトC−C20カルボン酸となり得る。コバルト化合物は、容器への溶融ブレンドの前にコポリエステル−エーテルを活性化させないように、例えば芯鞘型または隣り合わせの関係で、コポリエステル−エーテルから物理的に分離することができる。
本明細書に使用される「着色剤」という用語は、波長300〜600nmにおいて物質の吸光度をマスキング、バランス調製、またはカウントすることを含む、物質への着色を行うことが可能な有機または無機化学化合物となり得る。例えば、酸化鉄、酸化チタン、プルシアンブルーなどの無機顔料、及びアリザリン着色剤、アゾ着色剤、金属フタロシアニン着色剤、鉄、マンガン、ホウ素、銅、コバルト、モリブデン、及び亜鉛の塩分などの微量栄養素などの有機着色剤などの着色剤を使用することが可能となり得る。着色剤が、良好な高熱及び化学安定性を有することが有利となり得る。
いくつかの実施形態において、着色剤は、工業用、商業用、及び開発用の顔料、染料、インク、塗料、ならびにこれらの組み合わせを含むことができる。他の実施形態において、着色剤は、合成化合物、天然化合物、生物由来化合物、及びこれらの組み合わせを含むことができる。いくつかの他の実施形態において、着色剤は、ヘテロ−芳香族化合物のクラスからの化学化合物を含むことができる。
いくつかの実施形態において、着色剤は、有機顔料または色染料を含むことができる。他の実施形態において、着色剤は、有機ポリマー水溶性染料を含む、染料のクラスから選ばれ得る。いくつかの他の実施形態において、着色剤は、黄色染料、赤色染料、青色染料、及びこれらの組み合わせとなり得る。ある実施形態において、着色剤は、可視スペクトルの黄色部分(約420〜430nm波長)において光吸収範囲を製造するように置換された、置換ヒドロキシキノリン−インデン−ジオン核を含むことができる。
着色剤の例は、これらに限定されることはないが、Solvaperm Blue B、Solvaperm Green G、Polysynthren Yellow GG、Polysynthren Violet G、Polysynthren Blue R、Solvaperm Yellow 2G、Solvaperm Orenge G、Solvaperm Red G、Solvaperm Red GG、Solvaperm Red Violet R、PV Fast Red E5B 02、PV Fast Blue A2R、PV Fast Blue B2G 01、PV Fast Green GNX、PV Fast Yellow HG、PV Fast Yellow HGR、PV Fast Yellow H3R、PV Red HG VP 2178、Polysynthren Brown R、Hostasol Yellow 3G、Hostasol Red GG、及びHostasol Red 5Bからなる群から選択された1つ以上の染料を含み得る。
着色剤の好適な例は、これらに限定されることはないが、polysynthrene Blue RLS(CAS番号23552−74−1)、Macrolex Red 5B(CAS番号81−39−0)、Solvaperm Yellow 2G(CAS番号7576−65−0)、及びこれらの混合物を含む。
ある実施形態において、着色剤は、黄色染料、赤色染料、及び青色染料からなる群から選択される。さらなる実施形態において、着色剤は、黄色染料である。別のさらなる実施形態において、黄色染料は、Solvaperm Yellow 2Gである。
ある実施形態において、着色剤は、最大≦500重量ppmの量で添加剤組成物中に存在する。さらなる実施形態において、着色剤は、最大≦400重量ppmの量で添加剤組成物中に存在する。いくつかの実施形態において、着色剤は、最大≦300重量ppmの量で添加剤組成物中に存在する。さらなる実施形態において、着色剤は、最大≦200重量ppmの量で添加剤組成物中に存在する。
いくつかの実施形態において、組成物は、抗酸化剤をさらに含む。抗酸化剤は、上に記載されたとおりである。
いくつかの実施形態において、ブレンド組成物は、上に記載されるように添加剤組成物、ベースポリエステル、及び任意で第2の着色剤を含む。
本明細書で使用される際、「ベースポリエステル」という用語は、総組成の主要な構成成分である、例えば総組成の50重量%を超えて、特に80重量%を超えて、及びより具体的には90重量%を超えて使用された、ポリエステル構成成分を称する。
ベースポリエステルは、上記の添加剤組成物において記載されるように、ポリエステルと同じまたは異なっていてもよい。第2の任意の着色剤は、第1の任意の着色剤と同じまたは異なっていてもよい。
他の実施形態において、着色剤は、最大≦25重量ppmの量でブレンド組成物中に存在する。さらなる実施形態において、着色剤は、最大≦20重量ppmの量で組成物中に存在する。いくつかの実施形態において、着色剤は、最大≦15重量ppm、好ましくは最大≦10重量ppmの量で組成物中に存在する。
いくつかの実施形態において、ブレンド組成物は、ブレンド組成物中の安定剤の重量に基づいて、ポリエステル及びベースポリエステルの≧80〜≦98.5重量部、コポリエステル−エーテルの≧0.5〜≦20重量部、≧15ppm〜≦20000、好ましくは≦10,000ppmの量の単量体、オリゴマー、または高分子HALSを含む。
ある実施形態において、遷移金属は、ブレンド組成物の総重量に対して、少なくとも約≧80重量ppm、少なくとも約≧85ppm、少なくとも約≧90ppm、少なくとも約≧95ppm、少なくとも約≧100ppmの量でブレンド組成物中に存在する。
他の実施形態において、コポリエステル−エーテルは、≧0.5〜≦15重量部、≧0.5〜≦10重量部、≧0.5〜≦5を含む、重量部、≧0.5〜≦20重量部の量でブレンド組成物中に存在する。好ましくは、組成物は、コポリエステル−エーテルの≧0.5〜≦10重量部を含む。
いくつかの実施形態において、1つ以上のポリエステルセグメントは、コポリエステル−エーテルの約≧5〜約≦60重量%の量で存在し得る。他の実施形態において、ポリエーテルセグメントは、全ての場合においてコポリエステル−エーテルに基づいて、約≧10〜約≦50重量%、より具体的には約≧15〜約≦50重量%、または特に約≧15〜約≦45重量%の量で存在し得る。
いくつかの実施形態において、本開示に好適なコポリエステル−エーテルは、1つ以上のポリエーテルセグメントの添加剤組成物中のベースポリエステル及びポリエステルセグメントの総量に対する重量比が、約≧0.2〜約≦15重量%、より具体的には約≧0.3〜約≦10重量%、または特に約≧0.4〜約≦5重量%、または約≧0.5〜約≦2.5重量%、または約≧0.5〜約≦2重量%となるような量の1つ以上のポリエーテルセグメントを含む。
コポリエステル−エーテルは、ブレンド組成物に対して約≧0.2〜約≦20重量%の量で好ましくは使用される。いくつかの実施形態において、コポリエステル−エーテルの量は、ブレンド組成物中のベースポリエステル及びポリエステルセグメントの総量に対するポリエーテルセグメントの量が、約≧0.3〜約≦10重量%、より具体的には約≧0.4〜約≦5重量%、または特に約≧0.5〜約≦2.5重量%、または約≧0.5〜約≦2重量%となるように、ブレンド組成物に対して約≧0.2〜約≦15重量%の範囲内で選択される。
いくつかの実施形態において、コポリエステル−エーテルは、約≧5〜約≦60重量%、特に約≧10〜約50重量%、より具体的には約≧15〜約≦50重量%、及びまた特に約≧15〜約≦45重量%の量の1つ以上のポリエーテルセグメントを含有し、コポリエステル−エーテルの量は、ブレンド組成物中のベースポリエステル及びポリエステルセグメントの総量に対するポリエーテルセグメントの量が、約≧0.3〜約≦10重量%、特に約≧0.4〜約≦5重量%、または約≧0.5〜約≦2.5重量%、または約≧0.5〜約≦2重量%となるように選択される。
いくつかの実施形態において、ブレンド組成物中のベースポリエステル及びポリエステルセグメントの総量に対するポリエーテルセグメントの量が、約≧0.2〜約≦15重量%、または約≧0.3〜約≦10重量%、特に約≧0.4〜約≦5重量%、または約≧0.5〜約≦2.5重量%、または約≧0.5〜約≦2重量%となるように、コポリエステル−エーテル中のポリエーテルセグメントは、約≧200〜約≦5000g/モル、特に約≧600〜約≦3500g/モルの数平均分子量を有することができ、コポリエステル−エーテルは、約≧5〜約≦60重量%、特に約≧10〜約≦50重量%の量の1つ以上のポリエーテルセグメントを含有し、コポリエステル−エーテルの量は、添加剤組成物に対して、約≧15〜約≦45重量%、の範囲内で選択される。
いくつかの実施形態において、ブレンド組成物中のベースポリエステル及びポリエステルセグメントの総量に対するポリエーテルセグメントの量が、約≧0.3〜約≦10重量%、特に約≧0.4〜約≦5重量%、または約≧0.5〜約≦2.5重量%、または約≧0.5〜約≦2重量%となるように、コポリエステル−エーテル中のポリエーテルセグメントは、約≧200〜約≦5000g/モル、特に約≧600〜約≦3500g/モルの数平均分子量を有する直鎖または分岐ポリ(プロピレングリコール)または直鎖または分岐ポリ(ブチレングリコール)から選択され、コポリエステル−エーテルは、添加剤組成物に対して約≧5〜約≦60重量%、または約≧10〜約≦50重量%、特に約≧20〜約≦45重量%の量の1つ以上のポリエーテルセグメントを含有し、コポリエステル−エーテルの量は、ブレンド組成物に対して約≧0.2〜約≦15重量%の範囲内で選択される。
本開示の別の態様は、好適な保管条件下、つまり保管時間が、酸素バリア特性における改善を観察するために十分である、上に記載されるような組成物を含むプリフォームを保管することを含む物品の酸素バリア特性を改善する方法に関する。
一実施形態において、保管時間は、少なくとも一日である。他の実施形態において、保管は少なくとも2日間、少なくとも3日間、少なくとも4日間、少なくとも5日間、少なくとも6日間、または少なくとも7日間である。
ある実施形態において、「保管条件」という用語は、材料が使用前に保管されている間露出される条件を意味する。例えば、使用された保管条件は、周囲温度、圧力、及び相対湿度を含むことができる。保管条件の他の非制限の例は、周囲温度よりも冷えるように制御されたまたは制御されていない空間気候、加圧または減圧された環境、乾燥または湿潤周囲、及びこれらの組み合わせを含み得る。ある実施形態において、保管条件は、換気されたまたは換気されていない空間、室内、屋外、及びこれらの組み合わせを含み得る。また保管のために酸素欠乏雰囲気を提供することにより不活性環境を得ることが可能となり得る。本開示のある実施例において、使用される保管条件は、室内、温度20〜25℃、周囲圧力、及び相対湿度70〜95%である。
開示のいくつかの態様における実施形態は、染料、顔料、充填剤、分岐剤、再加熱剤、アンチブロッキング剤、帯電防止剤、殺生物剤、発泡剤、カップリング剤、消泡剤、難燃剤、熱安定剤、耐衝撃性改質剤、結晶化助剤、潤滑剤、可塑剤、加工助剤、緩衝剤、及びスリップ剤からなる群から選択された添加剤をさらに含み得る。このような添加剤の代表的な例は、当業者にとって既知である。
いくつかの実施形態において、イオン相溶化剤が、存在または使用され得る。好適なイオン相溶化剤は、例えば、参照によって本明細書に組み込まれる、WO2011/031929A2、page5、において開示されたイオンモノマーユニットを使用することによって調製されたコポリエステルであり得る。
本開示のマスターバッチの実施形態において、コポリエステル−エーテルのマスターバッチは、遷移金属系酸化触媒(「ソルトアンドペッパー」混合物)を含む別のマスターバッチと混合または梱包され得る。いくつかの実施形態において、遷移金属系酸化触媒を含む別のマスターバッチは、ポリエステルをさらに含むことができる。
いくつかの実施形態において、ポリエステルは、ASTM D3418−97に従って判定された、約≧240℃〜約≦250℃、特に約≧242℃〜約≦250℃、及びとりわけ約≧245℃〜約≦250℃の融点を有するポリエチレンテレフタレートまたはそのコポリマーである。
いくつかの実施形態において、本開示の物品を調製することに使用されたポリエステルは、下記の試験手順セクションにおいて記載された方法に従って測定された、約≧0.6dl/g〜約≦1.1dl/g、特に約≧0.65dl/g〜約≦0.95dl/gの固有粘度を有する。
さらに、ポリエステルとコポリエステル−エーテルとの間の、ASTM D3418−97に従って判定された融点の差は、約20℃未満である。いくつかの実施形態において、融点の差は、約15℃未満、より具体的には約12℃未満、または約10℃未満である。他の実施形態において、ポリエステルのASTM D3418−97に従って判定された融点は、約≧240℃〜約≦250℃であり、コポリエステル−エーテルの融点は、約≧225℃〜約≦250℃、特に約≧230℃〜約≦250℃、とりわけ約≧232℃〜約≦250℃、または約≧240℃〜約≦250℃である。コポリエステル−エーテル及びポリエステルの融点は、出発材料または最終組成物において判定され得る。
コポリエステル−エーテルの融点は、当業者にとって既知であるように、ポリマー組成物の様々な特徴またはパラメータを調整することによって簡便に制御され得る。例えば、当業者は、融点を調整するためにポリエーテルセグメントの分子量、及び/またはポリエステルセグメントのポリエーテルセグメントに対する重量比を好適に選択することを選び得る。また融点を調整するために異なるタイプのポリエステルを選択することも可能である。例えば、芳香族ポリエステルは、脂肪族ポリエステルよりも高い融点を有することが知られる。そのため、当業者は、コポリエステル−エーテルの融点を確実に調整するために好適なポリエステルを選択または混合することができる。他のオプションは、ポリエーテルのタイプを好適に選択することを含む。例えば、鎖の長さ及び側鎖の有無は、コポリエステル−エーテルの融点に影響を及ぼす。さらなる可能性が、添加剤の添加である。別の可能性が、形成される物品に適した熱遷移に有利となり得る溶融範囲を提供するために、様々なコポリエステル−エーテルを組み合わせるまたは混合することによって得られた分子量分布である。
開示された組成物、マスターバッチ、及び方法は、製造業者の物品を調製するために使用される。好適な物品は、これらに限定されることはないが、膜、シート、チューブ、パイプ、繊維、容器プリフォーム、剛性容器などのブロー成形品、熱成形品、可撓性バッグなど、及びこれらの組み合わせを含む。典型的な剛性または半剛性物品は、プラスチック、紙、または段ボールカートン、またはジュース、ミルク、ソフトドリンク、ビール、及びスープ容器、熱成型トレイまたはカップから形成され得る。加えて、このような物品の壁は、材料の多数の層を含むことができる。
「含む(comprising)」という用語は、「含む(including)」と同様に「なる(consisting)」を包含し、例えば、組成物がXを「含む(comprising)」は、独占的にXからなり得るか、または何か追加の、例えばX+Yを含み得る。
以下の実施例は、本開示及びその使用のための可能性を実証する。本開示は、本開示の趣旨または範囲から逸脱することなく、他のまたは異なる実施形態が可能であり、そのいくつかの詳細は、様々な外観における修正が可能である。したがって、実施例は、事実上例示的であり、非限定的であるとみなされるものである。
試験手順
数平均分子量:
ポリオールの数平均分子量は、ポリオールの水酸基価のための滴定方法によって判定される。類似のASTM方法は、参照によって本明細書に組み込まれる、ASTM E222A及びASTM E222Bである。
ポリオールの試料を、100mLビーカーに添加し、15mLの乾燥テトラヒドロフラン及び試料を、マグネチックスターラーを使用して溶解する。250mLの無水アセトニトリル中の10mLのp−トルエンスルホニルイソシアネートをその後溶液に添加する。溶液をその後1mLの水を添加した後に5分間かき混ぜる。その後溶液をテトラヒドロフランとともに60mLまで希釈し、自動滴定装置を使用して、0.1N水酸化テトラブチルアンモニウム(TBAOH)とともに滴定する。(TBAOH滴定剤:1000mLイソプロパノール中100mLの1M TBAOH/MeOH。カリウム双フタル酸塩または安息香酸標準を標準化する。電極が再校正される度に、再標準化する。)
ポリオールの水酸基価を、以下のように計算する:
ここにおいて、
V1=第1の当量点における滴定剤容量(低pH)
V2=第2の当量点における滴定剤容量(高pH)
N=TBAOHの正常性
OH#は、mgKOH/gグリコールの単位である。
ポリオールの数分子量を、その後以下のように計算する:
ここにおいて、分子値112200を、このように計算する:
56.1(g/モルKOH M.Wt)×2(モルOH/モルグリコール)×1000(mg/g)
固有粘度:
固有粘度(IV)の判定を、ジクロロ酢酸中の0.01g/mLポリマー溶液で判定する。IV値を、グラム当たりデシリットル(dl/g)の測定単位で典型的に報告する。1デシリットルは、100mlまたは100cmである。
個体の重合材料の溶解の前に、チップを液圧プレスで押圧する(圧力:115℃で400kNを約1分、タイプ:PW40(登録商標)Weber、Remshalden−Grunbach、Germany)。不定形チップまたは押圧されたチップのいずれかの480〜500mgポリマーを、化学天秤(Mettler AT400(登録商標))上で計量し、0.0100g/mLの最終ポリマー濃度に達する量となるように、(Metrohm製Dosimat(登録商標)665または776を介して)ジクロロ酢酸が添加される。
ポリマーを、2.0時間の間、55℃で(内部温度)、撹拌して(磁気撹拌子、サーモスタット65℃の設定点、Variomag Thermomodul 40ST(登録商標))溶解する。ポリマーの溶解が完了後、溶液を10〜15分間、20℃までアルミニウムブロック内で冷却する(サーモスタット15℃の設定点、Variomag Thermomodul 40ST(登録商標))。
粘度測定を、Schott AVS500(登録商標)装置のSchott製マイクロUbbelohode粘度計(タイプ53820/II、φ:0.70mm)で実行する。浴温を、25.00±0.05℃(Schott Thermostat CK101(登録商標))で維持する。第1にマイクロUbbelohode粘度計を純粋ジクロロ酢酸で4回パージし、その後純粋ジクロロ酢酸を2分間平衡化させる。純粋溶剤のフロー時間を3回測定する。溶剤を抜き取り、粘度計をポリマー溶液で4回パージする。測定前、ポリマー溶液を2分間平衡化し、その後この溶液のフロー時間を3回測定する。
相対粘度(RV)は、溶液のフロー時間を純粋溶剤のフロー時間で除算することによって判定される。RVは、等式:
IV(dl/g)=([RV−1]×0.691)+0.063を使用してIVに変換する。
プリフォーム中で検出された熱分解生成物の判定:
チップ及びプリフォーム中で検出された分解生成物を、Headspace−GCMSを介して測定する。1gの粉末試料(粒子径<1.0mm)の測定のために、内部標準として2μLのヘキサフルオイソプロパノール(HFIP)を20gのバイアルに添加して、その後150℃で1時間インキュベートする。1μLのバイアルのヘッドスペースを、分離のためにカラム(RTX−5、クロスボンド5%ジフェニル/95%ジメチルポリシロキサン、60m、0.25mm内径)に注入する。主な熱分解生成物を検出し、質量分析計を介して分析する。
以下の設定を使用する:
ガスクロマトグラフ(GC)、Finnigan Focus GC(Thermo Electron Corporation)
●SSLインレット
○モード:スプリット
○インレットT−230℃
○スプリットフロー−63mL・分−1
○スプリット比−70
●キャリア
○定流量
●ランプ 40℃(8分保持)〜300℃(3分保持)
●T 15℃・分−1上昇
質量分析計(MS)、Finnigan Focus DSQ(Thermo Electron Corporation)
●MSトランスファーライン−T−250℃
●イオン源T−200℃
●検出器利得:1.5・10(乗算器電圧1445V)
●スキャン:10〜250(質量範囲)
以下の熱分解生成物が、粉末試料のヘッドスペースで検出された:
ボディ−アセトアルデヒド
ボディ−ギ酸プロピルエステル、プロパノール、プロピオンアルデヒド
ボディ−テトラヒドロフラン
上記C−〜C−ボディの個々の値を、報告値を示すためにまとめる。熱分解生成物の標準的な偏差は、全測定値に関して約4%である。
熱挙動:
溶融温度(T)を、ASTM D3418−97に従って測定する。約10mgの試料を、ポリマーチップの様々な部分から切り取り、アルミ鍋に封入する。10℃/分のスキャンレートを、窒素雰囲気下のNetsch DSC204計器ユニットにおいて使用する。試料を−30℃〜300℃に加熱し、5分間保持し、第2の加熱サイクル前に10℃/分のスキャンレートで−30℃まで冷却する。融点(Tm)は、溶融ピーク温度として判定し、第1と同様の第2の加熱サイクル上で測定する。
ヘイズ及び色:
チップ及びプリフォームまたはボトルの壁の色を、Hunter Lab ColorQuest II計器で測定する。D65発光体を、CIE 1964 10°標準観測器とともに使用する。結果を、CIELABカラースケールを使用して報告する、ここにおいてLは、明るさの基準(Lの100=白、L0.0=黒)であり、aは、赤色度(+)または緑色度(−)の基準であり、bは、黄色度(+)または青色度(−)である。
ボトルの壁のヘイズを、同様の計器(Hunter Lab ColorQuest II計器)で測定する。D65発光体を、CIE 1964 10°標準観測器とともに使用する。ヘイズは、CIE Y合計透過に対するCIE Y拡散透過率のパーセントとして定義される。特に明記しない限り、%ヘイズは、約0.25mmの厚さを有する延伸ブロー成形ボトルの側壁上で測定される。
元素状金属含有量:
基本ポリマー試料の元素状金属含有量を、Spektro製Atom Scan 16 ICP Emission Spectrographで測定する。250mgのコポリエステル−エーテルを、2.5mLの硫酸(95〜97%)及び1.5mLの硝酸(65%)を添加することによってマイクロ波抽出を介して溶解する。溶液を冷却し、その後1mLの過酸化水素を添加して反応を完了し、溶液を、蒸留水を使用する25mLフラスコに移す。上澄み液を分析する。分析下の試料からの原子発光と既知の元素状イオン濃度の溶液のものとの比較を、ポリマー試料中に保持された要素の実験値を計算するために使用する。
酸素侵入測定−非侵襲的な酸素判定(NIOD):
ボトルなどの封入された包装への酸素透過、または透過率を判定するために利用可能ないくつかの方法がある。この場合、封入された包装に対する蛍光消光法に基づく、非侵襲的な酸素測定システム(例えば、OxySense(登録商標)及びPreSens Precision Sensing)を用いる。それらは、酸素センサスポット(例えば、ガス透過性疎水性ポリマーに固定化された金属有機蛍光染料である、OxyDot(登録商標))、及び酸素センサスポット(例えば、OxyDot(登録商標))の蛍光寿命特徴を測定するために、青色LED及び光検出器の両方を含有する光ファイバーリーダーペンアセンブリを有する光学システムからなる。
酸素測定技術は、酸素センサスポット(例えば、OxyDot(登録商標))の金属有機蛍光染料の青色領域における吸光、及びスペクトルの赤色領域内の蛍光に基づく。酸素の存在は、染料からの蛍光を抑え、かつその寿命を低減する。蛍光発光強度及び寿命のこれらの変化は、酸素分圧に関連し、それゆえ、それらは、対応する酸素濃度を判定するために校正され得る。
ボトルなどの包装内の酸素レベルを、パッケージ内部に酸素センサスポット(例えば、OxyDot(登録商標))を取り付けることによって、測定することができる。その後、酸素センサスポットに、光ファイバーリーダーペンアセンブリのLEDからのパルスブルーライトで照明する。入射青色ライトを、第1にドットによって吸収し、その後赤色蛍光ライトを照射する。赤色ライトは、光検出器によって検出し、蛍光寿命の特徴を測定する。異なる寿命特徴は、包装内の異なるレベルの酸素を示す。
周囲条件(23℃)でのPETボトルを有する実験方法:
PreSens非侵襲及び非破壊酸素侵入測定装備(Fibox3−微量計、光ファイバーケーブル、及び微量酸素センサスポット)を、室温(23℃)でボトルの酸素透過性を判定するために使用する。典型的な寿命試験では、微量酸素センサスポットを、まず500mlの透明なPETボトルの内部の側壁に取り付ける。ボトル内部の水の酸素レベルを50ppbより下で安定させる窒素循環グローブボックス内部で、ボトルに、最大およそ20mlのヘッドスペースまでAgNO3を含有している脱イオン水及び脱酸素水を充填する。これらのボトルを調節キャビネット(Binder23℃、50%相対湿度)内で保管し、酸素侵入を、PreSens酸素侵入測定装備を使用して時間の関数で監視する。
与えられた測定時間で、各ボトルに対する微量酸素スポットの出力から取られた約10の読み取り値から、平均値をまず獲得する。調合されたカップ及びボトルの壁を通る酸素侵入の全体的な平均値を得るために、5つのボトル全てに関して繰り返す。
酸素測定を、所定の日数、例えば、0日目(開始)、1、2、3、7、14、21、28、42、56、などで行う。平均酸素侵入を判定し、以下のようにppbで報告する:
0日目を含む
プリフォーム及びボトルプロセス:
特に明記しない限り、本開示のバリアコポリエステル−エーテルを、窒素雰囲気下110〜120℃で約24時間乾燥させ、遷移金属触媒を含有する乾燥ベース樹脂とブレンドし、溶解し、プリフォームに押出する。500mLボトル被検査物に対する各プリフォームは、例えば約28グラムの樹脂を用いる。プリフォームをその後、約85〜120℃まで加熱し、およそ8の平面延伸比で500mL輪郭ボトルに延伸ブローする。延伸比は、径方向への延伸に長さ(軸)方向への延伸をかける。そのためプリフォームをボトルにブローする場合、軸方向に約2倍延伸し、フープ方向に最大約4倍延伸し、最大8(2×4)の平面延伸比を与える。ボトルサイズは固定されるため、異なる延伸比を得るために、異なるプリフォームサイズを使用することができる。ボトルの側壁の厚さは、>0.25mmである。これらのボトルを通る酸素透過または侵入を測定する。より良好な粉砕性のため、熱分解生成物が基本プリフォーム中で検出される。
実施例中で使用された材料:
精製されたテレフタル酸(PTA、Chemical Abstract Registry CAS番号107−21−0)を、本開示の実施例において使用する。モノエチレングリコール、EGまたはMEG(CAS番号100−21−1)を、本開示の実施例において使用する。EGの生成物仕様は、重量につき最低99.9%の純度である。
本開示の実施例において使用される、チタニウム触媒、TI−Catalyst C94は、Sachtleben Chemie GmbH(ドイツ)によって製造される。触媒中のチタニウム含有量は、44重量%である。
商用等級のINVISTA、 Terathane(登録商標)1400 Poly(テトラメチレンエーテル)GlycolまたはPTMEG1400が、本開示の実施例において使用される。Terathane(登録商標)1400は、200〜350ppmBHT(CAS番号128−37−0)で安定化された、1400g/モルの数平均分子量を有する。
SI Groupによって製造されるような、市販の抗酸化剤、Ethanox(登録商標)330(CAS番号1709−70−2)が、本開示の実施例において使用される。Ethanox(登録商標)330の典型的な商業用純度は、99重量%を超える。
本開示の実施例において使用される、工業用ヒンダードアミン光安定剤HALS、Uvinul(登録商標)4050(CAS番号124172−53−8)は、BASFによって製造される。Uvinul(登録商標)4050、すなわち、N,N´−ビスフォルミル−N,N´−ビス−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)−ヘキサメチレンジアミンは、450g/gモルの分子量を有する立体ヒンダード単量体アミンである。
本開示の実施例において使用される、ステアリン酸コバルト(CAS番号1002−88−6)は、「Manobond CS95」という製品名の下、OM Groupによって製造及び供給される。Manobond CS95中のコバルト含有量は、9.3〜9.8重量%であり、Manobond CS95の溶融点は、80〜95℃の範囲内である。
本開示の実施例において使用される、ステアリン酸ナトリウム(CAS番号68424−38−4)は、「Ligastar NA R/D」の製品商号下で、Peter Greven GmbH & Co.KG,Germanyによって供給される。Ligastar NA R/Dのナトリウム含有量は、約6重量%である。
本開示の実施例において使用される、ステアリン酸マグネシウム(CAS番号557−04−0)は、「Ligastar MG700」の製品商号下で、Peter Greven GmbH & Co.KG,Germanyによって供給される。Ligastar MG 700のマグネシウム含有量は、約4.4重量%である。
本開示の実施例において使用される、Solvent Yellow114の色指数を有するSolvaperm Yellow 2G(CAS番号7576−65−0)は、Clariant Chemicalsの商標登録製品である。本開示の実施例において使用される、INVISTA Polymer and Resins製品ブランド、Polyclear(登録商標)PET1101は、0.83±0.02dL/g(ジクロロ酢酸中1%の溶液として測定された)の名目上固有粘度(IV)を有する、商業等級コポリマー包装樹脂であり、イソフタル酸(IPA)を含有する。この等級は、炭酸清涼飲料水(CSD)ボトル、包装、及び他の射出/延伸−ブロー成形用途において、典型的に使用される。
実施例1−コポリエステル−エーテル(COPE)調製
ベース樹脂、コポリエステル−エーテル(COPE)を、連続重合プロセスを使用して調製する:少量のモル過剰のグリコールにおけるテレフタル酸(PTA)及びモノエチレングリコール(EG)の直接エステル化(約1.10:1 EG:PTAモル比)を、250〜260℃で主エステル化反応器において、チタニウム触媒C94の存在下で通常圧力下で実行する。最終コポリエステル−エーテルポリマー重量に基づいて、約35重量%で、Terathane(登録商標)PTMEG1400を、エステル化後に追加し、混合物を約1時間撹拌する。Uvinul(登録商標)4050を、エステル化反応混合物に、後で重縮合開始の少し前に添加する。
重縮合ステップ中、減圧下のグリコールの除去を、255〜260℃の範囲の最終重縮合温度で始める。最終重縮合圧は、約1ミリバールである。過剰なグリコールを、所望の重合度を達成するまで、増加された温度及び低減された圧力下で、反応混合物から抽出する。所望のポリマー溶融を、脱イオン水の入った冷却槽内で反応器抽出ポンプを通して流す。ポリマーストランドを水中で冷却した後、Pell−tecのペレタイザでペレット化する。
最終コポリエステル−エーテルポリマー組成物の固有粘度は、0.600〜0.850dl/gの範囲内である。一実施形態において、1000kgのCOPE生成物を、表1に列記されるような下記構成成分量を使用して調製する。
実施例2−ステアリン酸コバルトマスターバッチ(Co−MB)調製
本明細書で使用される、PTA系ポリマーは、製品名「XPURE(登録商標)Polyester7090」でINVISTA Resins and Fibersの商業用ポリエチレンテレフタレート(PET)ポリエステル製品である。XPURE(登録商標)Polyester7090を、実施例1で記載された類似の直接エステル化方法に従って調製する。PETポリマー樹脂を、50ppm(最大)残留水分含有量を得るために、150〜160℃真空下で4〜6時間、乾燥空気(<−30℃露点)で乾燥させる。
ステアリン酸コバルト、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸マグネシウム、及びSolvaperm Yellow 2Gを、溶融押出ステップ中に直接添加する。使用された溶融押出機は、例えば、Leistritz Micro 27 36Dモデル溶融押出機などの、27mm押出スクリュー径、及びスクリュー長の直径に対する比(L:D)が36:1の供回り式である。ポリマー加工率は、約8kg/時間である。段階的な動作温度は、室温での水(T)、230℃(T)、254℃(T)、256℃(T)、253℃(T−T)、255℃(T−T)、及び260℃(T−T)である。所望の溶融材料を、脱イオン水とともに冷却水槽に押し出す。冷却されたポリマーストランドを、約2mm径及び約3mm長の典型的な円筒状の顆粒に、Pell−tecのペレタイザでペレット化する。
最終ステアリン酸コバルトマスターバッチ(Co−MB)組成物中のコバルト及び/または染料のいずれかは、ステアリン酸コバルト及び/またはSolvaperm Yellow 2Gの量をそれぞれ調節することによって変更され得た。
最終Co−MBポリマー組成物の固有粘度は、0.45dl/gを超える。一実施形態において、1000kgのCo−MB生成物を、表2に列記されるような下記構成成分量を使用して調製する。
実施例3−COPE及びCo−MBの混合
実施例1の方法に従って調製された、白色または灰白色のCOPEの「ソルト」ペレットを、実施例2の方法に従って調製された、暗色のCo−MBの「ペッパー」ペレットと混合させ、「ソルトアンドペッパー」混合物と称される2チップ構成成分混合物を形成する。2つを混合する前に、COPE及びCo−MBペレットの両方を、残留水分を除去するために、約85℃の真空下で約8時間乾燥させる。ソルトアンドペッパー混合物は、達成されるべき最終コバルト及び染料レベルによって、追加の染料、着色剤、及び/またはコバルト化合物と混合され得る。
実施例1〜3を介して調製された、混合組成物は、食品及び飲料容器の酸素バリア保護として効果的なこの活性配合物の触媒部である、コバルトの異なるレベルを生み出すために任意に変更され得る。しかしながら、コバルトレベルの上昇は、そのような用途において青色の着色を増加させ得る。これは、実施例1〜3に従って、酸素バリア配合組成物においてSolvaperm Yellow 2Gなどの着色剤染料を使用することによって遮蔽され得る。これらの2つの構成成分、コバルト及び染料のレベルは、プラスチックの明るさまたは暗さの値(L*値)、赤または緑の色合い(a*値)、及び青または黄(b*値)を生成する標準的な色度計を使用して、容器の視覚的特性に抗して測定される。以下の実施例は、これらの様々な効果を示す。
実施例4(a〜c)−酸素侵入のコバルトレベルの効果
ベース「Polyclear(登録商標)PET1101」樹脂を、実施例1〜3に従って調製されたCOPE及びCo−MBの「ソルトアンドペッパー」組成物に、達成される最終コバルト及び染料レベルによって追加される染料、着色剤、及び/またはコバルト化合物とともに混合する。Co−MB部の量を、最終組成物中のコバルトレベルを上昇させるために変化させる。表3は、0日目(試験開始)に充填された延伸ブロー成形ボトルに関して、28日後及び56日後の酸素侵入レベルを測定したものを表す。
最終組成物に対して使用された、ベース樹脂(PET1101)、COPE及びCo−MB重量部が、実施例4(a、b、c)において示される。実施例4(a、b、c)に従って、各最終組成物を、プリフォームに射出成形し、500mL、28gのボトsルにさらに延伸ブロー成形する。実施例4(a)及び4(b)の組成物から作製されたプリフォームは、ボトルへの延伸ブローの前に2日間保管される。実施例4(c)に関しては、プリフォームの保管時間は、ボトルへの延伸ブロー前に1日間である。参照実施例4(a)において、参照組成物を、約72ppmのコバルトレベルを含有するように調製する。
データは、実施例4(b)及び4(c)のように、72ppmより上、特に90ppmより上にコバルトレベルを上昇させることが、これらの組成物の改善された酸素バリア特性に対して効果的であることを示す。
実施例5−改善された酸素バリア特性を有する組成物
全ての組成物においてコバルトレベルの上昇が、酸素バリア性能を改善し得る。しかしながら、コバルトレベルを上昇させることは、またボトル内の最終組成物の視覚的特性に影響を及ぼし得る、特にL及びb値が減少する一方でa値が上昇する。したがって、着色剤染料を添加することによってaの上昇及びbの減少を相殺する必要があり得る。
組成物を、実施例1〜3に記載された方法に従って調製し、それらは、コバルト含有量が60〜200ppm、Solvaperm Yellow 2G染料レベルが、1〜6ppm、及び使用前保管期間が1〜14日間と様々である。実施例1の方法に従って調製された、最終ポリマー樹脂中のCOPEの部分は、約2.9重量%を目標にする。実施例1の方法に従って調製されたCOPE組成物中のTerathane(登録商標)1400は、約35重量%レベルである。実施例2の方法に従って調製された出発Co−MB組成物は、Solvaperm Yellow 2G染料の約60ppmを含有する。
改善された酸素バリア保護に加えて市場性の高い視覚的特性を有するボトル配合物を判定することが所望され得る。コバルトのレベルを上昇させることで、ボトル中に青色を生み出し、これを黄色染料で相殺すると、灰色がかかり得るか、またはそうでなければ黄色/灰色効果を生み出し得る。
実施例6−保管時間の効果
ボトルの酸素バリア性能についてプリフォーム及びボトルの保管時間の依存関係を、これらの実施例で研究する。プリフォームを、ボトル被検査物に延伸ブロー成形する前に数日保管し、その後酸素侵入測定のために使用する。これと同様に、ボトルを速やかにプリフォームからブローし、酸素侵入測定の前に数日間保管する。
プリフォーム及びボトルに対して0、1、2、及び7日間の保管時間で経時的にボトルへの酸素侵入を測定し、一方で90〜150ppmの範囲で組成物中のコバルト含有量を変化させ、染料レベルを約3.0ppmで維持する。
図1及び2は、本開示の様々な実施形態を表し、ここにおいて約117ppmの測定されたコバルトレベルは、実施例1〜3を介して調製された組成物において約3.0ppmの染料レベルで維持される。図1において、ボトルの充填から56日後、測定された酸素侵入(ppb)がY軸上に描画され、保管されたプリフォーム(円形記号)及びボトル(四角記号)に対する保管時間がX軸上に描画される。
図2において、ボトルの充填から84日後、測定された酸素侵入(ppb)がY軸上に描画され、保管されたプリフォーム(円形記号)及びボトル(四角記号)に対する保管時間がX軸上に描画される。
表4は、56日後及び84日後に測定された、ボトルへの酸素侵入(ppb)及び0、1、2、及び7日間のプリフォーム及びボトルの保管時間に関して表す。組成物中のコバルト含有量は、90〜150ppmの範囲で変化し、約3.0ppmの染料レベルは、維持される。
実施例6(a)に関して0日目に測定された視覚的特性は、L=86.4、a=−0.66、b=4.19、及びヘイズ=3.8である。
速やかにプリフォームからブローされ、充填されたボトルが、保管時間にかかわらず酸素バリアを提供せず、全ての被検査物が、56日後1000ppbより高い酸素侵入を示し(図1の四角記号)、84日後1500ppbより高い酸素侵入を示したこと(図2の四角記号)は、驚くべきことである。驚くべきことにまた予想外に、保管されたプリフォームをブローしたボトルに対して測定された酸素侵入(図1及び図2の円形記号)は、全ての保管時間でボトルに対して測定されたものより低い。ボトルに延伸ブローする前のプリフォームの少なくとも1日の保管時間が、酸素バリア特性の改善を観察するために十分であり得る。
実施例7−ボトルに関して改善された酸素バリア特性及び視覚的特性
COPE及びCoMB組成物を使用して、及び実施例1〜3の方法に従って混合して調整されたプリフォームは、約90〜150ppmのコバルト及び約2.5〜3.0ppmの染料レベルを含有する。プリフォームを、最低7日間保管する。プリフォームを、ボトル被検査物に延伸ブローし、酸素侵入性能を、経時的に測定する。ボトル被検査物の視覚的特性もまた、L、a、b、及びヘイズに関して評価される。
ここで注目すべきは、特定の保管用途に依存して、十分な酸素バリア保護が設計され得るということである。
実施例8−コポリエステル−エーテルを含む、組成物中の添加剤
表5は、様々なHALSタイプ及びレベルを含む、実施例1の方法に従って調製された、組成物を表す。
Uvinul(登録商標)4050(N,N´−ビスフォルミル−N,N´−ビス−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジニル)−ヘキサメチレンジアミン、CAS:124172−53−8
Uvinul(登録商標)5050(立体ヒンダードアミン、オリゴマー)、CAS:152261−33−1
Uvinul(登録商標)5062(立体ヒンダードアミン、オリゴマー)、CAS:65447−77−0
表6は、様々なタイプ及びレベルの添加剤を含む、実施例1の方法に従って調製された組成物を表す。
Hostavin(登録商標)Aro8(2−ヒドロキシ−4−n−オクチルオキシベンゾフェノン)、CAS:1843−05−6
Tinuvin(登録商標)234(2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4,6−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノール、CAS:70321−86−7
Tinuvin(登録商標)1577(2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−[(ヘキシル)オキシ]−フェノール、CAS:147315−50−2
Uvinul(登録商標)3030(2−プロペン酸、2−シアノ−3,3−ジフェニル−,2,2−ビス[[(2−シアノ−1−オキソ−3,3−ジフェニル−2−プロペニル)オキシ]メチル]−1,3−プロパンジイルエステル)、CAS:178671−58−4
Hostanox(登録商標)PEP−Q(ジホスホナイト抗酸化剤)、CAS:119345−01−6
Ethanox(登録商標)330(1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン、CAS:1709−70−2
表7及び8は、様々なタイプ及びレベルの添加剤を含む、実施例1の方法に従って調製された組成物を表す。

Claims (30)

  1. 組成物であって、a)コポリエステル−エーテルと、b)前記組成物中の安定剤の重量に基づいて、≧15ppm〜≦20,000ppmの単量体、オリゴマー、または高分子ヒンダードアミン光安定剤(HALS)と、を含み、前記コポリエステル−エーテルが、1つ以上のポリエステルセグメント及び1つ以上のポリエーテルセグメントを含み、前記1つ以上のポリエーテルセグメントが、前記コポリエステル−エーテルの約≧5〜約95重量%の量で存在し、前記HALSが、式(I)によって表されるか、または式(I)の化合物の混合物であり、
    (I)、式中、各Rが、独立してC−Cアルキルを表し、Rが、H、C−Cアルキル、OH、O−C−Cアルキル、またはオリゴマーもしくは高分子HALSのさらなる一部を表し、Rが、単量体、オリゴマー、または高分子HALSのさらなる一部を表す、組成物。
  2. 前記ポリエーテルセグメントが、直鎖または分岐ポリ(C−C−アルキレングリコール)セグメントである、請求項1に記載の組成物。
  3. 前記ポリエーテルセグメントが、約≧200〜約≦5000g/モル、好ましくは約≧600〜約≦3500g/モルの数平均分子量を有する、請求項1または2に記載の組成物。
  4. 前記ポリエステルセグメントが、約≧15〜約≦45重量%の量で前記コポリエステル−エーテル中に存在する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の組成物。
  5. 前記コポリエステル−エーテルが、ポリエチレンテレフタレート(コ)ポリエステルセグメントを含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の組成物。
  6. 前記HALSが、単量体HALS、またはその混合物である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の組成物。
  7. 前記HALSが、≧400g/モル以上の分子量を有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の組成物。
  8. 抗酸化剤をさらに含む、請求項1〜7のいずれか1項に記載の組成物。
  9. 前記抗酸化剤が、ヒンダードフェノール、硫黄系抗酸化剤、及び亜リン酸塩からなる群から選択される、請求項8に記載の組成物。
  10. 前記抗酸化剤が、最大約≦3000ppmの量で前記組成物中に存在する、請求項8または9に記載の組成物。
  11. 前記抗酸化剤が、ヒンダードフェノールである、請求項9または10に記載の組成物。
  12. 前記抗酸化剤が、
    である請求項8〜11のいずれか1項に記載の組成物。
  13. a)コポリエステル−エーテルと、及びb)抗酸化剤と、を含む組成物であって、前記コポリエステル−エーテルが、1つ以上のポリエステルセグメント及び1つ以上のポリエーテルセグメントを含み、前記1つ以上のポリエーテルセグメントが、前記コポリエステル−エーテルの約≧5〜約≦95重量%の量で存在する、組成物。
  14. 前記ポリエーテルセグメントが、直鎖または分岐ポリ(C−C−アルキレングリコール)セグメントである、請求項13に記載の組成物。
  15. 前記ポリエーテルセグメントが、約≧200〜約≦5000g/モル、好ましくは約≧600〜約≦3500g/モルの数平均分子量を有する、請求項13または14に記載の組成物。
  16. 前記ポリエーテルセグメントが、約≧15〜約≦45重量%の量で前記コポリエステル−エーテル中に存在する、請求項13〜15のいずれか1項に記載の組成物。
  17. 前記コポリエステル−エーテルが、ポリエチレンテレフタレート(コ)ポリエステルセグメントを含む、請求項13〜16のいずれか1項に記載の組成物。
  18. 添加剤組成物であって、
    a)≦75重量部以下のポリエステルと、
    b)≧25重量部以上のコポリエステル−エーテルであって、
    前記コポリエステル−エーテルが、1つ以上のポリエステルセグメント及び1つ以上のポリエーテルセグメントを含み、前記1つ以上のポリエーテルセグメントが、前記コポリエステル−エーテルの約≧5〜約≦95重量%の量で存在する、コポリエステル−エーテルと、
    c)遷移金属系酸化触媒と、
    d)前記総組成物中の安定剤の重量に基づいて、≧15ppm〜20,000ppmの量の単量体、オリゴマー、または高分子ヒンダードアミン光安定剤(HALS)であって、前記HALSが、式(I)によって表されるか、または式(I)の化合物の混合物であり、
    (I)、
    式中、各Rが、独立してC−Cアルキルを表し、Rが、H、C−Cアルキル、OH、O−C−Cアルキル、またはオリゴマーもしくは高分子HALSのさらなる一部を表し、Rが、単量体、オリゴマー、または高分子HALSのさらなる一部を表す、単量体、オリゴマー、または高分子ヒンダードアミン光安定剤(HALS)と、
    e)任意で、着色剤と、を含む、添加剤組成物。
  19. 前記遷移金属が、コバルト、マンガン、銅、クロム、亜鉛、鉄、及びニッケルからなる群から選択される、請求項18に記載の添加剤組成物。
  20. 前記遷移金属が、コバルトである、請求項19に記載の添加剤組成物。
  21. 抗酸化剤をさらに含む、請求項18〜20のいずれか1項に記載の添加剤組成物。
  22. 前記着色剤が、黄色染料、赤色染料、及び青色染料からなる群から選択される、請求項18〜21のいずれか1項に記載の添加剤組成物。
  23. 前記着色剤が、黄色染料である、請求項22に記載の添加剤組成物。
  24. 前記遷移金属が、少なくとも約≧1,000ppmで前記組成物中に存在する、請求項18〜23のいずれか1項に記載の添加剤組成物。
  25. 前記着色剤が、最大≦500ppmの量で前記組成物中に存在する、請求項18〜24に記載の添加剤組成物。
  26. 請求項18〜23のいずれか1項に記載の添加剤組成物と、ベースポリエステルと、任意で第2の着色剤と、を含む、ブレンド組成物。
  27. ≧80〜≦98.5重量部の前記第1及び前記第2のベースポリエステルと、≧0.5〜≦20重量部の前記コポリエステル−エーテルと、前記ブレンド組成物中の安定剤の重量に基づいて、≧15ppm〜≦20,000ppmの量の前記単量体、オリゴマーまたは高分子HALSと、を含む、請求項26に記載のブレンド組成物。
  28. 前記遷移金属が、少なくとも≧80ppmの量で前記組成物中に存在する、請求項27に記載のブレンド組成物。
  29. 前記着色剤が、最大≦10ppmの量で前記組成物中に存在する、請求項27または28に記載のブレンド組成物。
  30. 請求項18〜29のいずれか1項における前記組成物を含むプリフォームを保管することを含む物品の酸素バリア特性を改善する方法であって、前記保管時間が、酸素バリア特性における改善を観察するために十分である、方法。
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