JP2018532840A - ポリマー材料 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
エステルがペンタエリトリトールのC12からC22、好ましくはC14からC20、特にC17からC19の炭素鎖長を有するカルボン酸との反応から誘導されるまたは誘導可能であるペンタエリトリトールトリまたはテトラエステル。好ましいカルボン酸は、C18オレイン酸でありC18イソステアリン酸は特に好ましい。
(式中それぞれのR20は、独立にC11からC21置換されていてもよい、好ましくは非置換の、直鎖または分岐、飽和または不飽和アルキル基を表し、かつR21は、部分R20COO−またはヒドロキシ基を含む)。好ましくは、R21は、部分R20CO−を含む。好ましくは、それぞれのR20は、同一の基を表す。R20は、炭素および水素原子のみを含み得る。R20は、−CH=CH−部分、例えば1つ以下のこうした部分を含み得る。R20は、適切にはC13からC19の炭素鎖長、好ましくはC17炭素鎖長を有する。R20は好ましくは、−CH=CH−部分を含んでもよい脂肪族、非置換の炭化水素部分からなる。R20COO−は、オレイン酸残基または好ましくはイソステアリン酸残基を含み得る。
エステルがアルコキシル化ペンタエリトリトールのC12からC22、好ましくはC14からC20の炭素鎖長を有するカルボン酸との反応から誘導されるまたは誘導可能であるアルコキシル化ペンタエリトリトールトリまたはテトラエステル。アルコキシル化ペンタエリトリトールは、次の構造を有し得る
エステルがジペンタエリトリトールのC5からC18、好ましくはC8からC18、特にC8からC10の炭素鎖長を有するカルボン酸との反応から誘導されるジペンタエリトリトールペンタまたはヘキサエステル。
エステルがアルコキシル化ジペンタエリトリトールのC5からC16、好ましくはC8からC14の炭素鎖長を有するカルボン酸との反応から誘導されるまたは誘導可能であるアルコキシル化ジペンタエリトリトールペンタまたはヘキサエステル。アルコキシル化ペンタエリトリトールは次の構造を有し得る
エステルがトリメチロールプロパンのC8からC22、好ましくはC10からC20、より好ましくはC12からC18の炭素鎖長を有するカルボン酸との反応から誘導されるまたは誘導可能であるトリメチロールプロパントリエステル。
エステルがアルコキシル化トリメチロールプロパンのC8からC22、好ましくはC10からC20、より好ましくはC12からC18の炭素鎖長を有するカルボン酸との反応から誘導されるまたは誘導可能であるアルコキシル化トリメチロールプロパントリエステル。アルコキシル化トリメチロールプロパンは次の構造を有し得る
一般式
下記に略述されている典型的な構造を有する、主構造の主鎖において2から22個、より好ましくは2から10個の炭素原子を含有する脂肪族のジカルボン酸種
アジピン酸およびアルキルジオール(alky diol)から誘導されたヒドロキシル末端ポリエステル可塑剤の脂肪酸ジエステル、水素化ヒマシ油からのアセチル化モノグリセリド、およびエトキシ化脂肪酸ジエステル、例えば式
R1−C(=O)−[O−CH2−CHR2]N−O−(O=)C−R3
のもの(式中R1およびR3は、C8からC22の直鎖または分岐の炭化水素鎖であり、
R2は、HまたはCH3であり、かつ
N=3から20である)。
30〜80wt%の1種または複数のビヒクル、
5〜60wt%の1種または複数の着色剤、
3〜25wt%のCBC
を含んでいてよい。
40〜70wt%の1種または複数のビヒクル、
20〜50wt%の1種または複数の着色剤、
3〜20wt%のCBC
を含んでいてよい。
30〜80wt%(好ましくは40〜70wt%)の上記群Aに記載のようなペンタエリトリトールテトラエステル、および特にペンタエリトリトールテトライソステアラート、
5〜60wt%(好ましくは20〜50wt%)の1種または複数の着色剤、
2〜25wt%(好ましくは3〜20wt%)のCBC
を含んでいてよい。
(a)ビヒクルを選択するステップ、
(b)添加剤(例えば着色剤)を選択するステップ、
(c)カルボニルビス(1−カプロラクタム)(CBC)を選択するステップ、ならびに
(d)ビヒクル、添加剤およびCBCを接触させるステップ
を含む方法が提供される。
(i)ポリマー材料を選択するステップ、
(ii)ポリマー材料を前記添加剤、カルボニルビス(1−カプロラクタム)(CBC)およびビヒクルと接触させるステップ、ならびに
(iii)前記ポリマー材料を溶融加工するステップ
を含む方法が提供される。
(a)ポリマー材料を押出成形するための押出機、
(b)第1の態様に従って記載されたような液状製剤を含有する容器、
(c)容器から取り出された液状製剤を、例えば押出機内または下流の、ポリマー材料へ注入するために動作可能なように容器に接続された注入手段、
(d)液状製剤およびポリマー材料を混合するための混合手段
を含むアセンブリが提供される。
PET繊維試料の固有粘度を、30℃(0.5wt/vの濃度、溶媒60/40フェノール/テトラクロロエタン)でASTM D4603を用いて決定した。
20℃および250mm/分の伸張速度(ASTM D885)でInstron 3365を用いて繊維試料のテナシティを決定した。
ダイヘッド圧値を取得するためにプローブをメルトポンプの後および紡糸口金の上流でポリマー溶融物に挿入した。
これは、試験2について記載された通りに決定した。
400gのカーボンブラック(Monarch 430)を、高せん断下でCRODAMOL PTISとして販売されている503gのペンタエリトリトールテトライソステアラート、95gのSolplus K240(超分散剤)、1gのIrganox 1010(酸化防止剤)および1gのDoverphos(酸化防止剤)と混合してから70%充填された0.8ビーズを用いて必要な粒径に達するまで粉砕した。繊維において良好な分散系を達成するため、製剤の貯蔵寿命を増加するためおよび沈殿を防ぐために5μm未満の粒径が製剤に必要であった。
粉末形態(50μm未満の粒子)のCBCを、周囲温度(21℃)で高せん断混合によって実施例1のカーボンブラック製剤中にブレンドした。様々な量のCBCを、表1に詳述するように組み込んだ。
出願人が以前より使用している添加剤、無水ピロメリト酸(PMDA)を、CBCの代わりに、実施例1のブラック製剤とブレンドした。組成物は、100gの実施例1の製剤および5gのPMDAを含んだ。
図1に示す、繊維試料の調製のための装置は、PET樹脂を押出機内へ供給するためのホッパー1を含む。液状添加剤製剤を、注入装置3を用いて位置2において溶融PETへ注入する。ダイヘッド圧は、位置3において評価してよい。混合物は、紡糸ヘッド4によって繊維に紡糸される。
470gのCBCを、高せん断下で450gのPTISおよび80gのSolplus K240(超分散剤)と混合してから70%充填された0.8ビーズを用いて必要な粒径に達するまで粉砕した。例えば製剤の貯蔵寿命を増加するためおよび沈殿を防ぐために30μm未満の粒径が後述の製剤に必要であった。
部分配向(POY)ポリエチレンテレフタラート(PET)、128dtex/72f、繊維を、285℃および4.5kg/時でBarmag Promix ACダイナミックメルトミキサー(dynamic melt mixer)および72孔スピンパックを装着した30mm押出機(24/1のL/D比率)によって170℃で4時間乾燥させたPET(Invista 5540)の試料を溶融押出成形することによって生成した。押し出された繊維を、WINGS−POY 1500/10巻取機(巻取スピード3,050m/分)を用いて紡糸口金から引き出した。
Claims (36)
- ポリマー材料への添加のための液状製剤であって、ビヒクル、添加剤(例えば着色剤)およびカルボニルビス(1−カプロラクタム)(本明細書においてCBCと呼ばれる)を含む前記液状製剤。
- 前記ビヒクルが、少なくとも285℃の引火点、85wt%より大きい重量保持率%、および750〜1250g/molの範囲の数平均分子量を有する、請求項1に記載の製剤。
- 前記ビヒクルが、STPにおいて液状であり、(760mmHgの大気圧において)300℃より大きくかつ1150℃未満の沸点および0℃未満の融点を有する、請求項1または請求項2に記載の製剤。
- 前記ビヒクルが、部分−OCOR50(式中R50は、少なくとも5個の炭素原子、かつ24個より少ない炭素原子を有する炭素原子鎖を含む)を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の製剤。
- R50が、少なくとも5個の−CH2−部分、かつ24個未満の−CH2−部分を含む、請求項4に記載の製剤。
- 前記ビヒクルにおける部分−OCOR50の全てのR50基における炭素原子の数の和が、少なくとも15、好ましくは少なくとも70であり、かつ部分−OCOR50の全てのR50基における−CH2−部分の数の和が、少なくとも15、好ましくは少なくとも64である、請求項4または請求項5に記載の製剤。
- 前記ビヒクルが、少なくとも3個のエステル部分を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の製剤。
- 前記ビヒクルが、以下の通り定義される群(A)から(I)から選択される、請求項1〜7のいずれか一項に記載の製剤:
群A−エステルが、ペンタエリトリトールのC12からC22の炭素鎖長を有するカルボン酸との反応から誘導されるまたは誘導可能である、ペンタエリトリトールトリまたはテトラエステル、
群B−エステルが、アルコキシル化ペンタエリトリトールのC12からC22の炭素鎖長を有するカルボン酸との反応から誘導されるまたは誘導可能である、アルコキシル化ペンタエリトリトールトリまたはテトラエステル、
群C−エステルが、ジペンタエリトリトールのC5からC18の炭素鎖長を有するカルボン酸との反応から誘導される、ジペンタエリトリトールペンタまたはヘキサエステル、
群D−エステルが、アルコキシル化ジペンタエリトリトールのC5からC16の炭素鎖長を有するカルボン酸との反応から誘導されるまたは誘導可能である、アルコキシル化ジペンタエリトリトールペンタまたはヘキサエステル、
群E−エステルが、トリメチロールプロパンのC8からC22の炭素鎖長を有するカルボン酸との反応から誘導されるまたは誘導可能である、トリメチロールプロパントリエステル、
群F−エステルが、アルコキシル化トリメチロールプロパンのC8からC22の炭素鎖長を有するカルボン酸との反応から誘導されるまたは誘導可能である、アルコキシル化トリメチロールプロパントリエステル、
群G−一般式
(式中R9、R10およびR11は、独立に水素原子、エステル基または置換されていてもよい、好ましくは非置換の、アルキル基を表す)、
群H−主構造の主鎖において2から22個の炭素原子を含有する脂肪族ジカルボン酸種、
群I−アジピン酸およびアルキルジオールから誘導されたヒドロキシル末端ポリエステル可塑剤の脂肪酸ジエステル、水素化ヒマシ油からのアセチル化モノグリセリド、およびエトキシ化脂肪酸ジエステル。 - 前記ビヒクルが、群Aから選択される、請求項8に記載の製剤。
- R21が、部分R20CO−を含む、請求項10に記載の製剤。
- 前記ビヒクルが、ペンタエリトリトールテトラエステルである、請求項1〜11のいずれか一項に記載の製剤。
- 前記ビヒクルが、ペンタエリトリトールテトライソステアラートである、請求項1〜12のいずれか一項に記載の製剤。
- 前記添加剤が、着色剤を含む、請求項1〜13のいずれか一項に記載の製剤。
- 前記液状製剤が、少なくとも2wt%のCBCを含む、請求項1〜14のいずれか一項に記載の製剤。
- 前記液状製剤が、25wt%未満のCBCを含む、請求項1〜15のいずれか一項に記載の製剤。
- 前記液状製剤が、
30〜80wt%の1種または複数のビヒクル、
5〜60wt%の1種または複数の着色剤、
3〜25wt%のCBC
を含む、請求項1〜16のいずれか一項に記載の製剤。 - 前記液状製剤が、
40〜70wt%の1種または複数のビヒクル、
20〜50wt%の1種または複数の着色剤、
3〜20wt%のCBC
を含む、請求項1〜17のいずれか一項に記載の製剤。 - 前記液状製剤が、
30〜80wt%(好ましくは40〜70wt%)のペンタエリトリトールテトラエステル、好ましくはペンタエリトリトールテトライソステアラート、
5〜60wt%(好ましくは20〜50wt%)の1種または複数の着色剤、
2〜25wt%(好ましくは3〜20wt%)のCBC
を含む、請求項1〜18のいずれか一項に記載の製剤。 - 前記液状製剤において、CBCの重量で割った着色剤の総重量の比率が、少なくとも2、および、好ましくは、10未満であり、かつ/あるいはCBCの重量で割った1種または複数のビヒクルの総重量の比率が、少なくとも2および、好ましくは、10未満である、請求項1〜19のいずれか一項に記載の製剤。
- 前記液状製剤において、前記CBCが、1μm以上の中央粒径を有する粒子を含み、かつ/または前記中央粒径が200μm以下である、請求項1〜20のいずれか一項に記載の製剤。
- 液状製剤を調製する方法であって、
(a)ビヒクルを選択するステップ、
(b)添加剤を選択するステップ、
(c)カルボニルビス(1−カプロラクタム)(CBC)を選択するステップ、ならびに
(d)ビヒクル、添加剤およびCBCを接触させるステップ
を含む方法。 - 前記液状製剤が、請求項1から21のいずれか一項に記載の液状製剤のいずれかの特徴を有する、請求項22に記載の方法。
- 添加剤(例えば着色剤)をポリマー材料に導入する方法であって、
(i)ポリマー材料を選択するステップ、
(ii)前記ポリマー材料を前記添加剤、カルボニルビス(1−カプロラクタム)(CBC)およびビヒクルと接触させるステップ、ならびに
(iii)前記ポリマー材料を溶融加工するステップ
を含む方法。 - 前記方法が請求項1から21のいずれか一項に記載の液状製剤の選択を含む、請求項24に記載の方法。
- 前記ポリマー材料が、ポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレン、ポリカプロラクトン、ポリカーボネート、アクリル樹脂およびアラミドから選択される、請求項24または請求項25に記載の方法。
- 前記ポリマー材料が、0.62から1dl/gの範囲のIVを有する紡糸可能なポリエステルである、請求項24から26のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法が、液状製剤を使用しかつ少なくとも0.5%、好ましくは少なくとも1.5%のレットダウン比(LDR)で前記ポリマー材料を前記液状製剤と接触させるステップを含む、請求項24から27のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法が、100部のポリマー材料当り0.6部未満のCBCを導入するステップ、および/または100部のポリマー材料当り少なくとも0.08部のCBCを導入するステップを含む、請求項24から28のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法において、前記液状製剤が、前記ポリマー材料が溶融状態のときに前記ポリマー材料へ添加される、請求項24から29のいずれか一項に記載の方法。
- 液状製剤およびポリマー材料の接点の下流に、繊維を画定するために前記ポリマー材料を紡糸するための紡糸デバイスがある、請求項24から30のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法のステップ(iii)における溶融加工後の前記ポリマー材料のIVで割った前記方法のステップ(i)において選択されたIVの比率が、少なくとも0.80dL/gでありかつ1.20dL/g未満である、請求項24から31のいずれか一項に記載の方法。
- 添加剤(例えば着色剤)を組み込んでいるポリマー材料を含む生成物であって、カルボニルビス(1−カプロラクタム)(CBC)を含む前記生成物。
- 前記生成物が、繊維、特にポリエステル繊維である、請求項33に記載の生成物。
- 繊維を生成する方法であって、添加剤およびカルボニルビス(1−カプロラクタム)(CBC)をポリマー材料へ導入するステップならびに繊維を生成するために前記添加剤およびCBCを含む前記ポリマー材料を紡糸するステップを含む方法。
- (a)ポリマー材料を押出成形するための押出機、
(b)請求項1から21のいずれか一項に記載の液状製剤を含有する容器、
(c)前記容器から取り出された液状製剤を前記ポリマー材料へ注入するために動作可能なように前記容器に接続された注入手段、
(d)液状製剤およびポリマー材料を混合するための混合手段
を含むアセンブリ。
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