JP5345749B2 - スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステル - Google Patents

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Description

本発明は、コポリエーテルエステルに関する。さらに詳細には、本発明は、好都合な熱特性をもち、かつ生分解性であるスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルに関する。
埋立地に投入される一般廃棄物(municipal solid waste)の不適切な処理、また、一般廃棄物流に、プラスチックを含めた非分解性材料が加えられることが多くなっていることは、利用可能な埋立地の数が劇的に減少していること、また、一般廃棄物処理のコストが高くなっていることと結びついている。多くの場合、廃棄物流の再利用可能な成分をリサイクルすることが望ましいが、リサイクルの費用や、リサイクル物質に必要とされるインフラストラクチャーは、時として非常に高い。さらに、リサイクルの骨格には容易に適合しない製品も存在する。再利用不可能な固形廃棄物(solid waste)の堆肥化は、認識されており、固形廃棄物の体積を減らして、埋め立てるかつ/または廃棄物から有用な生成物を作り、田畑や庭園の肥沃度を向上させるための開発中の方法である。こうした堆肥の市場を制限するものの一つは、フィルムまたは繊維断片などの非分解性プラスチックによる明白な混入である。
使い捨て製品に有用であり、かつ、通常廃棄物の堆肥化方法に存在する条件下で、汚染の少ない形に分解される成分を提供することが望ましい。こうした条件は、70℃以下であり、平均55〜60℃の範囲である温度、相対湿度ほぼ100パーセントの湿潤状態、および週単位から月単位までの範囲の暴露期間を含み得る。堆肥化中に好気的/嫌気的に分解するだけでなく、土壌または埋立地中でも分解し続けることとなる使い捨て成分を提供することがさらに望ましい。これらは、水が存在する限り、低分子量断片に崩壊し続けることとなり、最終的には微生物によって、樹木のような天然の有機体のように、バイオガス、バイオマス、および浸出水に完全に生分解されることが可能である。
ポリエステルは、従来、生分解性の品物および最終用途について考慮されてきた。こうした生分解性ポリエステルは、3つの一般的なクラス、脂肪族ポリエステル;脂肪族−芳香族ポリエステル;およびスルホン化脂肪族−芳香族ポリエステルに属すると言える。
脂肪族ポリエステルには、ポリ(エチレンコハク酸)、ポリ(1,4−ブチレンアジピン酸)などの脂肪族ジカルボン酸から単独で誘導されるポリエステル、ならびにポリヒドロキシ酪酸、ポリラクチド、ポリカプロラクトン、ポリグリコリドなどのポリ(ヒドロキシアルカネート)が含まれる。クレンジニング(Clendinning)らの米国特許公報(特許文献1)は、生分解性ブレンドにおけるポリ(エチレンアジピン酸)などの生分解性脂肪族ポリエステルの使用を教示している。ケーシー(Casey)らの米国特許公報(特許文献2)は、ジグリコール酸および制約されない(unhindered)グリコールから誘導される生分解性樹脂を教示している。トキワ(Tokiwa)らの米国特許公報(特許文献3)は、ゲル化されたデンプンと生分解性の脂肪族ポリエステルの混合物である、生分解性プラスチック材料を開示している。ブキャナン(Buchanan)らの米国特許公報(特許文献4)、米国特許公報(特許文献5)、米国特許公報(特許文献6)、および米国特許公報(特許文献7)は、ある種のセルロース誘導体の、脂肪族ポリエステル、脂肪族−芳香族ポリエステル、およびそれらの組み合わせとの生分解性ブレンドを教示している。タジマ(Tajima)らの米国特許公報(特許文献8)は、高分子量の生分解性脂肪族ポリエステルを製造するための方法を開示している。タカ(Taka)らの米国特許公報(特許文献9)は、生分解性フィルムを開示しており、高橋(Takahashi)の米国特許公報(特許文献10)は、生分解性繊維を開示しており、イマイズミ(Imaizumi)の米国特許公報(特許文献11)は、上で述べた脂肪族ポリエステルから得られる生分解性の充填材入り組成物を開示している。イトウ(Itoh)らの米国特許公報(特許文献12)および米国特許公報(特許文献13)は、脂肪族ポリエステルを製造するための方法を教示している。ノダ(Noda)らの米国特許公報(特許文献14)および米国特許公報(特許文献15)は、ポリヒドロキシアルカノエートから生分解性微小繊維を製造するための方法を開示している。イマイズミ(Imaizumi)らの米国特許公報(特許文献16)は、分岐した脂肪族ポリエステル組成物を開示している。クロダ(Kuroda)らの米国特許公報(特許文献17)は、ポリラクトン樹脂、脂肪族ポリエステル樹脂、および脂肪族ポリイソシアネート化合物を含む生分解性組成物を教示している。スギモト(Sugimoto)の米国特許公報(特許文献18)は、ココナツの実の中果皮の乾燥粉末で充填された生分解性脂肪族ポリエステル組成物を教示している。
脂肪族−芳香族ポリエステルには、脂肪族ジカルボン酸と芳香族ジカルボン酸の混合物から誘導されるポリエステルが含まれる。サブレット(Sublett)らの米国特許公報(特許文献19)は、75〜95モルパーセントのテレフタル酸、5〜25モルパーセントのアジピン酸、55〜85モルパーセントの1,6−ヘキサンジオール、および約15〜45モルパーセントのエチレングリコールから誘導されるコポリエステルを含むホットメルト接着剤組成物を教示している。バックスバウム(Buxbaum)らの米国特許公報(特許文献20)は、1,4−ブタンジオールと、炭素原子が6から36個の8〜12モルパーセントの飽和ジカルボン酸、26〜32モルパーセントのテレフタル酸、および7.5から12モルパーセントのイソフタル酸とのコポリエステルを開示している。ホールベック(Horlbeck)らの米国特許公報(特許文献21)は、40〜85モルパーセントのテレフタル酸(任意選択で、この成分のうちの半分を、別のジカルボン酸、すなわちその炭素鎖内に2〜6個の炭素原子のアルカンジオールを有する60〜15モルパーセントのアジピン酸と置き換えることができる)を縮合することによってポリエステルを製造するための方法を教示している。サブレット(Sublett)の米国特許公報(特許文献22)は、40〜100モルパーセントのテレフタル酸および3〜12個の炭素原子を含有する0〜60モルパーセントの第2のジカルボン酸を含む100モルパーセントの二塩基酸成分と、40〜100モルパーセントの1,4−ブタンジオールおよび0〜60モルパーセントのジ(エチレングリコール)を含む100モルパーセントのグリコール成分から誘導されるコポリエステルを教示している。この特許に開示されているコポリエステルの代表例は、1,4−ブタンジオールと共に、50モルパーセントのグルタル酸および50モルパーセントのテレフタル酸から調製されるポリエステルである。
ブキャナン(Buchanan)らの米国特許公報(特許文献23)は、1,4−ブタンジオールおよび1,6−ヘキサンジオールからなる群から選択されるジオールと共に、グルタル酸およびアジピン酸からなる群から選択される40〜60モルパーセントの脂肪族ジカルボン酸、ならびに炭素原子が8から12個の60〜40モルパーセントの芳香族ジカルボン酸を含む生分解性脂肪族−芳香族コポリエステルを教示している。ゴードン(Gordon)らの米国特許公報(特許文献24)は、本質的に実質上非分解性の芳香族ポリエステルおよび水分解性の(hydrodegradable)シュウ酸サブユニットからなる水分解性のコポリエステルを開示している。ケマニ(Khemani)の米国特許公報(特許文献25)および米国特許公報(特許文献26)は、分岐剤(branching agent)を含む発泡可能な生分解性脂肪族−芳香族コポリエステルを教示している。ロルクス(Lorcks)らの米国特許公報(特許文献27)は、熱可塑性デンプンと、例えば脂肪族−芳香族ポリエステルとのブレンドからなる生分解性組成物を教示している。ブキャナン(Buchanan)らの米国特許公報(特許文献28)は、脂肪族−芳香族コポリエステルから調製される一軸または二軸配向フィルムを開示している。
ポリエーテルエステルには、ポリ(エチレングリコール)、ポリ(トリメチレンエーテルグリコール)、ポリ(テトラメチレンエーテル)グリコールなどのポリ(アルキレンエーテル)グリコールを組み込むポリエステルが含まれる。ポリエーテルエステル組成物は、当技術分野で知られている。例えば、米国特許公報(特許文献29)、米国特許公報(特許文献30)、米国特許公報(特許文献31)、米国特許公報(特許文献32)、米国特許公報(特許文献33)、米国特許公報(特許文献34)、米国特許公報(特許文献35)、米国特許公報(特許文献36)、米国特許公報(特許文献37)、米国特許公報(特許文献38)、米国特許公報(特許文献39)、米国特許公報(特許文献40)、米国特許公報(特許文献41)、米国特許公報(特許文献42)、米国特許公報(特許文献43)、および米国特許公報(特許文献44)を参照のこと。
脂肪族−芳香族ポリエーテルエステルには、ポリ(アルキレンエーテル)グリコールを組み込む脂肪族ジカルボン酸と芳香族ジカルボン酸の混合物から誘導されるポリエステルが含まれる。脂肪族芳香族ポリエーテルエステルは一般に、当技術分野で知られている。例えば、米国特許公報(特許文献45)、米国特許公報(特許文献46)、米国特許公報(特許文献47)、米国特許公報(特許文献48)、米国特許公報(特許文献49)、米国特許公報(特許文献50)、米国特許公報(特許文献51)、米国特許公報(特許文献52)、米国特許公報(特許文献53)、米国特許公報(特許文献54)、米国特許公報(特許文献55)、米国特許公報(特許文献56)、米国特許公報(特許文献57)、米国特許公報(特許文献58)、米国特許公報(特許文献59)、米国特許公報(特許文献60)、米国特許公報(特許文献61)、米国特許公報(特許文献62)、米国特許公報(特許文献63)、米国特許公報(特許文献64)、米国特許公報(特許文献65)、米国特許公報(特許文献66)を参照のこと。
ウィラード(Willard)の米国特許公報(特許文献67)は、例えば85モルパーセントのエチレングリコール、平均分子量が1005である15モルパーセントのポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、85モルパーセントのテレフタル酸、および15モルパーセントのセバシン酸(実施例1)を含有する、また、90モルパーセントのエチレングリコール、平均分子量が1005である10モルパーセントのポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、70モルパーセントのテレフタル酸、および30モルパーセントのセバシン酸を含有する脂肪族芳香族ポリエーテルエステルを例示している。
ヴィトジーペ(Witsiepe)の米国特許公報(特許文献68)は、82.4モルパーセントの1,4−ブタンジオール、17.6モルパーセントのポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、80モルパーセントのテレフタル酸、および20モルパーセントのアジピン酸を含有する脂肪族芳香族ポリエーテルエステル組成物を例示している。(実施例5、第1行、第13桁を参照のこと。)
ラーク(Lark)の米国特許公報(特許文献69)は、平均分子量が600である例えば44.4モルパーセントのポリエチレングリコール、44.4モルパーセントのネオペンチルグリコール、11.1モルパーセントの1,1,1−トリメチロールプロパントリオール、83モルパーセントのイソフタル酸、および17モルパーセントのアジピン酸からなる脂肪族芳香族ポリエーテルエステル組成物を例示している。(実施例1を参照のこと。)
バックスバウム(Buxbaum)らの米国特許公報(特許文献70)は、例えば55モルパーセントのエチレングリコール、40モルパーセントのジエチレングリコール、5モルパーセントのポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、90モルパーセントのテレフタル酸、および10モルパーセントのアゼライン酸を含有する脂肪族芳香族ポリエーテルエステル組成物を例示している。(実施例2を参照のこと。)
サブレット(Sublett)の米国特許公報(特許文献71)は、70モルパーセントの1,6−ヘキサンジオール、30モルパーセントのジエチレングリコール、90モルパーセントのテレフタル酸、および10モルパーセントのグルタル酸からなる樹脂の調製を例示している。タン(Tung)の米国特許公報(特許文献72)は、(i)88.7モルパーセントの1,4−ブタンジオール、平均分子量が1000である11.3モルパーセントのポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、86.8モルパーセントのテレフタル酸、および13.2モルパーセントのダイマー酸(実施例3);(ii)90.1モルパーセントの1,4−ブタンジオール、平均分子量が1000である9.9モルパーセントのポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、95.4モルパーセントのテレフタル酸、および4.6モルパーセントのダイマー酸(実施例4);ならびに(iii)98モルパーセントの1,4−ブタンジオール、平均分子量が1000である2モルパーセントのポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、99.5モルパーセントのテレフタル酸、および0.5モルパーセントのダイマー酸(実施例7)からなる脂肪族芳香族ポリエーテルエステル組成物を例示する。サブレット(Sublett)の米国特許公報(特許文献22)、トロッター(Trotter)らの米国特許公報(特許文献73)、およびコックス(Cox)らの米国特許公報(特許文献74)は、ジエチレングリコールを組み込む脂肪族−芳香族ポリエーテルエステルを例示している。
バービー(Barbee)らの米国特許公報(特許文献75)は、(i)96.3モルパーセントの1,4−ブタンジオール、3.7モルパーセントのポリプロピレンエーテルグリコール、69.4モルパーセントのテレフタル酸、30モルパーセントのアジピン酸、および0.6モルパーセントのトリメリト酸(実施例6);および(ii)96.3モルパーセントの1,4−ブタンジオール、3.7モルパーセントのポリプロピレンエーテルグリコール、69.4モルパーセントのテレフタル酸、30モルパーセントの1,12−ドデカン二酸、および0.6モルパーセントのトリメリト酸(実施例7)からなる脂肪族芳香族ポリエーテルエステル組成物を例示している。
ヒルバート(Hilbert)らの米国特許公報(特許文献76)は、例えば55モルパーセントの1,4−ブタンジオール、45モルパーセントのジエチレングリコール、70モルパーセントのテレフタル酸、および、結晶融解温度が108.6℃であると報告された30モルパーセントのグルタル酸(実施例2)を含有する脂肪族芳香族ポリエーテルエステルを例示している。
キンキリン(Kinkelin)らの米国特許公報(特許文献77)は、(i)48モルパーセントの1,4−ブタンジオール、46モルパーセントの1,6−ヘキサンジオール、平均分子量が600である6モルパーセントのポリエチレングリコール、70モルパーセントのテレフタル酸、融点が78℃であると報告されたおよび30モルパーセントのアジピン酸(実施例1);(ii)48モルパーセントの1,4−ブタンジオール、46モルパーセントの1,6−ヘキサンジオール、平均分子量が600である6モルパーセントのポリエチレングリコール、80モルパーセントのテレフタル酸、および融点が89℃であると報告された20モルパーセントのアジピン酸(実施例2);および(iii)44モルパーセントの1,4−ブタンジオール、50モルパーセントの1,6−ヘキサンジオール、平均分子量が600である6モルパーセントのポリエチレングリコール、70モルパーセントのテレフタル酸、および融点が79℃であると報告された30モルパーセントのアジピン酸(実施例3)を含有する脂肪族芳香族ポリエーテルエステル組成物を例示している。
ヴァルツェルハン(Warzelhan)らの米国特許公報(特許文献78)、米国特許公報(特許文献79)、米国特許公報(特許文献80)、および米国特許公報(特許文献81)は、脂肪族芳香族ポリエーテルエステル組成物を例示している。例えば、ヴァルツェルハン(Warzelhan)らの米国特許公報(特許文献80)は、(i)80モルパーセントの1,4−ブタンジオール、平均分子量が600である20モルパーセントのポリエチレングリコール、70モルパーセントのテレフタル酸、および融点が127.5℃であると報告された30モルパーセントのアジピン酸(実施例2);および(ii)75モルパーセントの1,4−ブタンジオール、平均分子量が600である25モルパーセントのポリエチレングリコール、69.8モルパーセントのテレフタル酸、および融点が111℃であると報告された30.2モルパーセントのアジピン酸(実施例4)を含有する脂肪族芳香族ポリエーテルエステル組成物を例示している。
スルホン化脂肪族−芳香族ポリエステルには、脂肪族ジカルボン酸と芳香族ジカルボン酸の混合物から誘導され、さらに5−スルホイソフタル酸の塩などのスルホン酸モノマーを組み込むポリエステルが含まれる。ハイルベルガー(Heilberger)の米国特許公報(特許文献82)は、0.1から10モルパーセントのスルホン酸芳香族モノマーを組み込む溶媒溶解性の線状スルホン化脂肪族−芳香族コポリエステルの水性分散液を教示している。ポップ(Popp)らの米国特許公報(特許文献83)は、0.1から10モルパーセントのキシリレンスルホン酸塩モノマーを含む、繊維形成スルホン化脂肪族−芳香族コポリエステルを開示している。キブラー(Kibler)らの米国特許公報(特許文献84)は、2から12.5モルパーセントのスルホモノマー(sulfomonomer)を組み込む線状の水に放散可能な(water−dissipatable)スルホン化脂肪族−芳香族コポリエステルを教示している。
シャーデ(Schade)の米国特許公報(特許文献85)は、1〜5モルパーセントのアルカリ金属−スルホ基を組み込む低分子量の水分散性ポリエステルを教示している。コテラ(Kotera)らの米国特許公報(特許文献86)は、金属スルホネート基を有する0.5から10モルパーセントの芳香族ジカルボン酸を組み込む結晶性および非結晶性のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエステルを開示している。タン(Tung)の米国特許公報(特許文献72)は、0.1〜5.0モルパーセントのイオン性金属スルホネート化合物を組み込むエラストマー系脂肪族−芳香族コポリエステル組成物を教示している。ポージー(Posey)らの米国特許公報(特許文献87)、米国特許公報(特許文献88)、および米国特許公報(特許文献89)は、アルカリ金属スルホネート基を含有する6〜15モルパーセントの少なくとも1種のスルホモノマーを組み込む水分散性脂肪族−芳香族コポリエステルを開示している。
ギャラガー(Gallagher)らの米国特許公報(特許文献90)は、アルカリまたはアルカリ金属スルホ基を含む部分からなる0.1から2.5モルパーセントのポリエステルと共に、残りの酸成分の少なくとも85モルパーセントがテレフタル酸である5から40モルパーセントのCからC12脂肪族二酸、および残りのグリコール成分が、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、および1,4−ブタンジオールからなる群から選択される1から30モルパーセントのジ(エチレングリコール)およびトリ(エチレングリコール)からなる、堆肥にできる脂肪族−芳香族コポリエステルを開示している。ギャラガー(Gallagher)らの米国特許公報(特許文献91)は、アルカリまたはアルカリ金属スルホ基を含む0.1から2.5モルパーセントの部分と共に、10〜40モルパーセントのヘキサヒドロテレフタル酸を組み込む生分解性スルホン化脂肪族−芳香族コポリエステルを教示している。ギャラガー(Gallagher)らの米国特許公報(特許文献92)は、最高20モルパーセントのジ(エチレングリコール)、0.1から15モルパーセントのアルカリ金属またはアルカリ土類金属スルホ基、アジピン酸やグルタル酸などの10から40モルパーセントの脂肪族二酸、エチレングリコール、および45から89.9モルパーセントのテレフタル酸を含むある種の脂肪族芳香族ポリエステルと、デンプンとのブレンドの、堆肥にできる生成物を開示している。さらに、ロメッサー(Romesser)らの米国特許公報(特許文献93)は、0.1から2.5モルパーセントの、4−スルホフタルラジカルのアルカリ金属またはアルカリ土類金属塩、さらに、ヒドロキシ酸から誘導された0から0.4モル分率のポリエステルを組み込む上で述べたスルホン化脂肪族−芳香族コポリエステル組成物のコポリエステルを教示している。ヴァルツェルハン(Warzelhan)らの米国特許公報(特許文献94)および米国特許公報(特許文献81)は、0から5モルパーセントのスルホネート化合物を含有可能なある種の生分解性脂肪族−芳香族コポリエステルを開示している。
スルホン酸ポリエーテルエステルには、ポリ(エチレングリコール)、ポリ(トリメチレングリコール)、ポリ(テトラメチレングリコール)などのポリ(アルキレンエーテル)グリコールと、5−スルホイソフタル酸の塩などのスルホン酸モノマーとの両方を含むポリエステル組成物が含まれる。スルホン酸ポリエーテルエステル組成物は、当技術分野で教示されている。例えば、米国特許公報(特許文献95)、米国特許公報(特許文献96)、米国特許公報(特許文献97)、米国特許公報(特許文献98)、米国特許公報(特許文献99)、米国特許公報(特許文献100)、米国特許公報(特許文献101)、米国特許公報(特許文献102)、米国特許公報(特許文献103)、米国特許公報(特許文献104)、米国特許公報(特許文献105)、米国特許公報(特許文献106)、および米国特許公報(特許文献107)、を参照のこと。
スルホン化脂肪族−芳香族ポリエーテルエステルには、ポリ(アルキレンエーテル)グリコール、スルホン酸モノマー、および脂肪族ジカルボン酸と芳香族ジカルボン酸の混合物を含むポリエステル組成物が含まれる。スルホン化脂肪族−芳香族ポリエーテルエステル組成物は、概して当技術分野で教示されている。例えば、米国特許公報(特許文献84)、米国特許公報(特許文献108)、米国特許公報(特許文献109)、米国特許公報(特許文献110)、米国特許公報(特許文献111)、米国特許公報(特許文献112)、米国特許公報(特許文献113)、米国特許公報(特許文献90)、米国特許公報(特許文献91)、米国特許公報(特許文献92)、米国特許公報(特許文献93)、米国特許公報(特許文献114)、米国特許公報(特許文献115)、米国特許公報(特許文献116)、米国特許公報(特許文献117)、および米国特許公報(特許文献118)を参照のこと。
コテラ(Kotera)らの米国特許公報(特許文献86)は、25モルパーセントのエチレングリコール、70モルパーセントの1,4−ブタンジオール、5モルパーセントのポリテトラメチレングリコール(MW=1000)、65モルパーセントのテレフタル酸、28モルパーセントのアジピン酸、および7モルパーセントのスルホイソフタル酸5−ナトリウムからなる脂肪族芳香族ポリエーテルエステル組成物を例示している。(表2、見出し(Entry)A−3を参照のこと。)前記樹脂は、融点が110℃であると報告された。
タン(Tung)の米国特許公報(特許文献72)は、(i)88.7モルパーセントの1,4−ブタンジオール、平均分子量が1000である11.3モルパーセントのポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、84.8モルパーセントのテレフタル酸、13.2モルパーセントのダイマー酸、および2モルパーセントのスルホイソフタル酸ジメチルナトリウム(実施例1);(ii)88.7モルパーセントの1,4−ブタンジオール、平均分子量が1000である11.3モルパーセントのポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、85.8モルパーセントのテレフタル酸、13.2モルパーセントのダイマー酸(すなわち、二量体化された不飽和脂肪酸)、および1モルパーセントのスルホイソフタル酸ジメチルナトリウム(実施例2);(iii)90.1モルパーセントの1,4−ブタンジオール、平均分子量が1000である9.9モルパーセントのポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、94.4モルパーセントのテレフタル酸、4.6モルパーセントのダイマー酸、および1モルパーセントのスルホイソフタル酸ジメチルナトリウム(実施例5);(iv)90.1モルパーセントの1,4−ブタンジオール、平均分子量が1000である9.9モルパーセントのポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、93.4モルパーセントのテレフタル酸、4.6モルパーセントのダイマー酸、および2モルパーセントのスルホイソフタル酸ジメチルナトリウム(実施例6);および(v)平均分子量が1000である98モルパーセントの1,4−ブタンジオール、2モルパーセントのポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、98.5モルパーセントのテレフタル酸、0.5モルパーセントのダイマー酸、および1モルパーセントのスルホイソフタル酸ジメチルナトリウム(実施例8)からなるスルホン化脂肪族芳香族ポリエーテルエステル組成物を例示している。
ヒルバート(Hilbert)らの米国特許公報(特許文献76)は、例えば59.2モルパーセントの1,4−ブタンジオール、40.8モルパーセントのジエチレングリコール、65モルパーセントのテレフタル酸、5モルパーセントの5−スルホイソフタル酸ナトリウム、および結晶融点が92℃であると報告されている30モルパーセントのグルタル酸(実施例1)を含有するスルホン化脂肪族芳香族ポリエーテルエステルを例示している。
ギャラガー(Gallagher)らの米国特許公報(特許文献90)は、(i)86モルパーセントのエチレングリコール、7モルパーセントのジエチレングリコール、7モルパーセントのポリエチレングリコール、81モルパーセントのテレフタル酸、17モルパーセントのグルタル酸、および2モルパーセントの5−スルホイソフタル酸ナトリウム(見出し(Entry)B1、表1B);(ii)88モルパーセントのエチレングリコール、6モルパーセントのジエチレングリコール、6モルパーセントのポリエチレングリコール、86モルパーセントのテレフタル酸、12モルパーセントのグルタル酸、および2モルパーセントの5−スルホイソフタル酸ナトリウム(見出しB2、表1B);および(iii)90モルパーセントのエチレングリコール、5モルパーセントのジエチレングリコール、5モルパーセントのポリエチレングリコール、88モルパーセントのテレフタル酸、10モルパーセントのグルタル酸、および2モルパーセントの5−スルホイソフタル酸ナトリウム(見出しB3、表1B)を含有するスルホン化脂肪族芳香族ポリエーテルエステルを例示している。
ジョージ(George)らの米国特許公報(特許文献119)は、例えば95モルパーセントのエチレングリコール、5モルパーセントのジエチレングリコール、69モルパーセントの2,6−ナフタレンジカルボン酸、18モルパーセントの5−スルホイソフタル酸ナトリウム、および13モルパーセントのセバシン酸(実施例6)をcontainするスルホン化脂肪族−芳香族ポリエーテルエステル組成物を例示している。
ヴァルツェルハン(Warzelhan)らの米国特許公報(特許文献80)および米国特許公報(特許文献81)は、(i)80モルパーセントの1,4−ブタンジオール、平均分子量が1500である20モルパーセントのポリエチレングリコール、68.7モルパーセントのテレフタル酸、29.4モルパーセントのアジピン酸、1.7モルパーセントの5−スルホイソフタル酸ナトリウム、および融点が107.8℃であると報告された0.2モルパーセントのピロメリト酸二無水物(実施例3);および(ii)54.6モルパーセントの1,4−ブタンジオール、46.4モルパーセントのジエチレングリコール、70.1モルパーセントのテレフタル酸、25.3モルパーセントのアジピン酸、および4.5モルパーセントの5−スルホイソフタル酸ナトリウム(実施例5)を含有するスルホン化脂肪族−芳香族ポリエーテルエステル組成物を例示している。
グルック(Grutke)らの(特許文献120)は、少なくとも1種の生分解性コポリエステルおよび0.01から15重量パーセントの疎水性に改変されたフィロケイ酸塩を含む生分解性の熱可塑性樹脂成形材料を開示している。
上で述べた材料の欠点は、これらが、フィルム、オーブンにも耐えられる(dual ovenable)食品トレイなどの多数の実質的な最終用途に必要とされる高温特性をもつスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステル組成物を提供しないことである。
米国特許第3,932,319号明細書 米国特許第4,076,798号明細書 米国特許第5,256,711号明細書 米国特許第5,292,783号明細書 米国特許第5,559,171号明細書 米国特許第5,580,911号明細書 米国特許第5,599,858号明細書 米国特許第5,300,572号明細書 米国特許第5,324,794号明細書 米国特許第5,349,028号明細書 米国特許第5,530,058号明細書 米国特許第5,391,700号明細書 米国特許第5,616,681号明細書 米国特許第5,653,930号明細書 米国特許第5,780,368号明細書 米国特許第5,714,569号明細書 米国特許第5,786,408号明細書 米国特許第6,083,621号明細書 米国特許第3,948,859号明細書 米国特許第4,166,895号明細書 米国特許第4,328,059号明細書 米国特許第4,419,507号明細書 米国特許第5,446,079号明細書 米国特許第5,594,076号明細書 米国特許第5,661,193号明細書 米国特許第6,020,393号明細書 米国特許第6,096,809号明細書 米国特許第6,342,304号明細書 米国特許第2,744,087号明細書 米国特許第3,243,413号明細書 米国特許第3,558,557号明細書 米国特許第3,880,976号明細書 米国特許第4,256,860号明細書 米国特許第4,349,469号明細書 米国特許第4,355,155号明細書 米国特許第4,840,984号明細書 米国特許第4,906,729号明細書 米国特許第4,937,314号明細書 米国特許第4,968,778号明細書 米国特許第4,970,275号明細書 米国特許第4,985,536号明細書 米国特許第5,128,185号明細書 米国特許第5,331,066号明細書 米国特許第6,046,302号明細書 米国特許第3,023,192号明細書 米国特許第3,261,812号明細書 米国特許第3,663,653号明細書 米国特許第3,701,755号明細書 米国特許第3,763,109号明細書 米国特許第3,766,146号明細書 米国特許第3,775,373号明細書 米国特許第3,775,374号明細書 米国特許第3,775,375号明細書 米国特許第3,784,520号明細書 米国特許第3,801,547号明細書 米国特許第4,003,882号明細書 米国特許第4,003,883号明細書 米国特許第4,136,715号明細書 米国特許第4,250,280号明細書 米国特許第4,262,114号明細書 米国特許第4,467,595号明細書 米国特許第4,670,498号明細書 米国特許第4,687,835号明細書 米国特許第4,929,714号明細書 米国特許第5,882,780号明細書 米国特許第5,958,567号明細書 米国特許第3,103,914号明細書 米国特許第3,651,014号明細書 米国特許第3,981,833号明細書 米国特許第4,156,774号明細書 米国特許第4,328,278号明細書 米国特許第4,390,687号明細書 米国特許第4,576,997号明細書 米国特許第4,966,959号明細書 米国特許第4,328,333号明細書 米国特許第4,598,142号明細書 米国特許第6,255,443号明細書 米国特許第5,936,045号明細書 米国特許第6,046,248号明細書 米国特許第6,258,924号明細書 米国特許第6,297,347号明細書 米国特許第3,563,942号明細書 米国特許第3,634,541号明細書 米国特許第3,779,993号明細書 米国特許第4,104,262号明細書 米国特許第4,340,519号明細書 米国特許第4,476,189号明細書 米国特許第4,525,419号明細書 米国特許第4,585,687号明細書 米国特許第5,171,308号明細書 米国特許第5,171,309号明細書 米国特許第5,219,646号明細書 米国特許第5,295,985号明細書 米国特許第6,018,004号明細書 米国特許第3,959,213号明細書 米国特許第4,022,740号明細書 米国特許第4,119,680号明細書 米国特許第4,217,441号明細書 米国特許第5,053,482号明細書 米国特許第5,097,004号明細書 米国特許第5,097,005号明細書 米国特許第5,354,616号明細書 米国特許第4,006,123号明細書 米国特許第4,604,446号明細書 米国特許第5,288,781号明細書 米国特許第5,290,631号明細書 米国特許第5,849,822号明細書 米国特許第4,251,652号明細書 米国特許第4,295,652号明細書 米国特許第4,315,882号明細書 米国特許第4,483,976号明細書 米国特許第4,600,743号明細書 米国特許第5,070,178号明細書 米国特許第5,407,981号明細書 米国特許第5,593,778号明細書 米国特許第5,709,940号明細書 米国特許第6,162,890号明細書 米国特許第6,242,560号明細書 米国特許第5,369,210号明細書 国際公開第01/19909 A1号パンフレット 米国特許第5,164,478号明細書 米国特許第3,684,766号明細書 国際公開第96/38282号パンフレット 国際公開第97/00284号パンフレット 米国特許第4,132,707号明細書 米国特許第4,145,466号明細書 米国特許第4,999,388号明細書 米国特許第5,000,991号明細書 米国特許第5,110,844号明細書 米国特許第5,128,383号明細書 米国特許第5,134,028号明細書 米国特許第5,922,782号明細書 米国特許第5,116,881号明細書 米国特許第4,626,183号明細書 米国特許第4,746,478号明細書 米国特許第5,000,844号明細書 米国特許第4,761,256号明細書 R.ストルベック(R.Storbeck)ら、「J.Appl.Polymer Science」、第59巻、1199〜1202ページ(1996年) C.アーウィン(C.Irwin)による「ブロー成形(Blow Molding)」高分子科学工学百科事典(Encyclopedia of Polymer Science And Engineering)、第2版、第2巻、ジョンワイリーアンドサンズ(John Wiley and Sons)、ニューヨーク(New York)、1985年、447〜478ページ カーク‐オスマー工業化学百科事典(Kirk−Othmer Encyclopedia of Chemical Technology)、第3版、第11巻、82〜145ページ(1980年)、ジョンワイリーアンドサンズ社(John Wiley and Sons,Inc.)、ニューヨーク州ニューヨーク(New York,N.Y.) 高分子科学工学百科事典(Encyclopedia of Polymer Science and Engineering)、第2版、第2巻、434〜446ページ(1985年)、ジョンワイリーアンドサンズ社(John Wiley and Sons,Inc.)、ニューヨーク州ニューヨーク(New York,N.Y.) 「Preparative Methods of Polymer Chemistry」、W.R.ソレンソン(W.R.Sorenson)およびT.W.キャンベル(T.W.Campbell)、1961年、35ページ
本発明は、好都合な熱特性をもつスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルを提供する。
本発明の一態様は、0.1から4.0モルパーセントの間のポリ(アルキレンエーテル)グリコールを組み込むスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステル、およびこれを製造するための方法を含む。本発明の別の態様では、スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルは、ジカルボン酸またはそのエステルの総モル数を基準にして80.0から20.0モルパーセントの芳香族ジカルボン酸またはそのエステル、ジカルボン酸またはそのエステルの総モル数を基準にして20.0から80.0モルパーセントの脂肪族ジカルボン酸またはそのエステル、0.1から10.0モルパーセントのスルホネート成分、ならびにエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、および1,4−ブタンジオールからなる群から選択される、グリコールの総モル数を基準にして99.9から91.0モルパーセントの第1のグリコール、グリコールの総モル数を基準にして0.1から4.0モルパーセントのポリ(アルキレンエーテル)グリコール、グリコールの総モル数を基準にして0から5.0モルパーセントの第2の(他の)グリコール、ならびに0から5.0モルパーセントの多官能性の分岐剤の重合生成物を含む。スルホネート成分と多官能性の分岐剤のそれぞれのモル百分率は、これらが二酸コモノマーである場合、ジカルボン酸またはエステルの総モル数に対するものであり、これらが、グリコール(すなわち、ジオール)コモノマーである場合、グリコールの総モル数に対するものである。モル百分率が、最終重合化合物中に存在するそれぞれの二酸残基およびグリコール残基構造の相対量を対象とすることをさらに理解するべきである。このように、また、本明細書の実施例に例示されている通り、本発明のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルを製造する重縮合反応に用いられる実際のコモノマーは、既に、1種または複数のグリコールなどと、それぞれの芳香族酸または脂肪族酸とのエステル化された縮合物であり得る。したがって、実際のモル百分率の算出は、得られたコポリエーテルエステル中に存在する各々のこうした残基の種類に対するそれぞれの寄与を考慮する必要がある。一実施形態では、本発明のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルは、生分解性である。
本発明のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルを製造するための方法の一実施形態は、芳香族ジカルボン酸またはそのエステル、脂肪族ジカルボン酸またはそのエステル、スルホネート成分、第1のグリコール、およびポリ(アルキレンエーテル)グリコールを反応させて、コポリエーテルエステルを製造する工程を含む。別の実施形態では、反応工程は、少なくとも1種の他の(第2の)グリコール成分および多官能性の分岐剤を反応させる工程をさらに含む。さらに別の実施形態では、この反応工程は、溶融物を重合することを含む(すなわち、溶融重合を含む)。
本発明はまた、本発明のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルおよび充填材を含む、充填材入りスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステル組成物、ならびにこれを製造する方法も含む。この充填材入り組成物の充填材含有量は、充填材入り組成物すべての重量に対して0.01から80重量パーセントである。充填材入り組成物の充填材が、無機充填材または粘土充填材を含むことが好ましい。一実施形態では、充填材入り組成物は、充填材入り組成物すべてに対して0.01から80重量パーセントの充填材および99.99から20重量パーセントのコポリエーテルエステルを含む。さらに別の実施形態では、充填材入り組成物は、生分解性である。
本発明の充填材入り組成物を製造する方法に関する一実施形態は、芳香族ジカルボン酸またはそのエステル、脂肪族ジカルボン酸またはそのエステル、スルホネート成分、第1のグリコール、およびポリ(アルキレンエーテル)グリコールを反応させて、本発明のコポリエーテルエステルを製造する工程、ならびにこの反応工程より前に、この反応工程と同時に、この反応工程の後に、あるいはこれらの組み合わせにおいて、充填材を加えて充填材入り組成物を製造する工程を含む。
本発明の他の態様は、本発明のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルから製造される造形品、およびこれを製造するための方法を含む。本発明のさらに他の態様は、本発明の充填材入りスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステル組成物から製造される造形品、およびこれを製造するための方法を含む。本発明の造形品は、好都合な熱特性をもつ。本発明の造形品には、例えば、フィルム、シート、繊維、メルトブローン容器、カトラリーなどの成形部品、発泡部品、基材へのポリマー溶融押出コーティング、基材へのポリマー溶液コーティングなどが含まれる。
本発明の造形品を製造するための一実施形態は、本発明のコポリエーテルエステルから造形品を形成する工程を含む。本発明の造形品を製造するための別の実施形態は、本発明の充填材入り組成物から造形品を形成する工程を含む。
本発明は、スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルおよびこれを製造する方法を含む。したがって、本発明は、
ジカルボン酸残基の総モル数を基準にして80.0から20.0モルパーセントの芳香族ジカルボン酸残基;
ジカルボン酸残基の総モル数を基準にして20.0から80.0モルパーセントの脂肪族ジカルボン酸残基;
0.1から10.0モルパーセントのスルホネート成分残基;
エチレングリコール残基、1,3−プロパンジオール残基、および1,4−ブタンジオール残基からなる群から選択される、グリコール残基の総モル数を基準にして99.9から91.0モルパーセントの単一のグリコール残基;
グリコール残基の総モル数を基準にして0.1から4.0モルパーセントのポリ(アルキレンエーテル)グリコール残基;
グリコール残基の総モル数を基準にして0から5.0モルパーセントの第2のグリコール残基;および
0から5.0モルパーセントの多官能性の分岐剤残基
を含むスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルを提供する。コポリエーテルエステルは、生分解性であることが好ましい。
芳香族ジカルボン酸またはそのエステルは、非置換型および置換型の芳香族ジカルボン酸、および炭素数が8から20である芳香族ジカルボン酸の低級アルキルエステルを含むものである。望ましい二酸部分の例には、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレート(naphthalate)、およびビベンゾアート(bibenzoate)から誘導されたものが含まれる。望ましい芳香族ジカルボン酸またはそのエステルの具体例としては、テレフタル酸、テレフタル酸ジメチル、イソフタル酸、イソフタル酸ジメチル、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ジメチル−2,6−ナフタレート、2,7−ナフタレンジカルボン酸、ジメチル−2,7−ナフタレート、3,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジメチル−3,4’ジフェニルエーテルジカルボン酸、4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸、ジメチル−4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸、3,4’−ジフェニルスルフィドジカルボン酸、ジメチル−3,4’−ジフェニルスルフィドジカルボン酸、4,4’−ジフェニルスルフィドジカルボン酸、ジメチル−4,4’−ジフェニルスルフィドジカルボン酸、3,4’−ジフェニルスルホンジカルボン酸、ジメチル−3,4’−ジフェニルスルホンジカルボン酸、4,4’−ジフェニルスルホンジカルボン酸、ジメチル−4,4’−ジフェニルスルホンジカルボン酸、3,4’−ベンゾフェノンジカルボン酸、ジメチル−3,4’−ベンゾフェノンジカルボン酸、4,4’−ベンゾフェノンジカルボン酸、ジメチル−4,4’−ベンゾフェノンジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、ジメチル−1,4−ナフタレート、4,4’−メチレンビス(安息香酸)、ジメチル−4,4’−メチレンビス(ベンゾアート)など、ならびにこれらから誘導される混合物が含まれる。芳香族ジカルボン酸またはそのエステルが、テレフタル酸、テレフタル酸ジメチル、イソフタル酸、イソフタル酸ジメチル、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ジメチル−2,6−ナフタレート、およびこれらから誘導される混合物から誘導されることが好ましい。これらは、限定的であるとみなされるべきではない。当技術分野で知られている本質的に任意の芳香族ジカルボン酸は、本発明内で有用性を見出すことができる。好ましくは、本発明のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルは、ジカルボン酸またはそのエステルの総モル数を基準にして80モルパーセントと50モルパーセントの間の芳香族ジカルボン酸またはそのエステルを含むべきである。
脂肪族ジカルボン酸またはそのエステルは、非置換型、置換型、線状、および分岐した脂肪族ジカルボン酸、ならびに炭素数が2から36の脂肪族ジカルボン酸の低級アルキルエステルを含むものである。望ましい脂肪族ジカルボン酸またはそのエステルの具体例には、シュウ酸、シュウ酸ジメチル、マロン酸、マロン酸ジメチル、コハク酸、コハク酸ジメチル、メチルコハク酸、グルタル酸、グルタル酸ジメチル、2−メチルグルタル酸、3−メチルグルタル酸、アジピン酸、アジピン酸ジメチル、3−メチルアジピン酸、2,2,5,5−テトラメチルヘキサン二酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、アゼライン酸ジメチル、セバシン酸、1,11−ウンデカンジカルボン酸、1,10−デカンジカルボン酸、ウンデカン二酸、1,12−ドデカンジカルボン酸、ヘキサデカン二酸、ドコサン二酸、テトラコサン二酸、ダイマー酸、など、ならびにこれらから誘導される混合物が含まれる。脂肪族ジカルボン酸またはそのエステルは、コハク酸、コハク酸ジメチル、グルタル酸、グルタル酸ジメチル、アジピン酸、アジピン酸ジメチル、およびこれらの混合物の群から選択されることが好ましい。これらは、限定的であるとみなされるべきではない。当技術分野で知られている本質的に任意の脂肪族ジカルボン酸は、本発明内で有用性を見出すことができる。好ましくは、本発明のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルは、ジカルボン酸またはそのエステルの総モル数を基準にして20モルパーセントと50モルパーセントの間の前記脂肪族ジカルボン酸またはそのエステルを含むべきである。
該脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルは、スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルであり、したがってスルホ基を含有する。得られるコポリエーテルエステル中の、スルホ基またはスルホ基含有成分とも呼ばれるスルホネート成分の量は、約0.1から10.0モルパーセントであるべきである。スルホ基は、脂肪族または芳香族のモノマーに導入されてもよいし、末端基として導入されてもよい。モノマーまたは末端基が、二酸である場合、百分率比は、得られるポリマー中の二酸誘導基または残基の総モルパーセントに基づく。同様に、スルホ基を含有するモノマーまたは末端基が、グリコールまたはジオールである場合、百分率比は、得られるポリマー中のグリコール誘導基または残基の総モルパーセントに基づく。スルホ基は、酸の形または金属塩(スルホネート)などのその誘導体であり得る。脂肪族スルホネートの例は、スルホコハク酸の金属塩である。末端基としての有用性が見出されるであろう芳香族スルホネート成分の具体例としては、3−スルホ安息香酸、4−スルホ安息香酸、5−スルホサリチル酸の金属塩が含まれる。好ましいものは、それによってスルホネート塩の基が芳香族ジカルボン酸に付着されるようなスルホネート成分である。前記芳香族の核は、ベンゼン、ナフタレン、ジフェニル、オキシジフェニル、スルホニルジフェニル、メチレンジフェニルなどであり得る。スルホネートモノマーは、スルホネート置換型フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸の残基であることが好ましい。スルホネート成分が、5−スルホイソフタル酸の金属塩または5−スルホイソフタル酸の低級アルキルエステルであることが最も好ましい。この金属塩は、一価または多価のアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、または他の金属イオンなどであり得る。アルカリ金属イオンは、例えば、ナトリウム、カリウム、またはリチウムであることが好ましい。しかし、マグネシウムなどのアルカリ土類金属も有用である。他の有用な金属イオンには、亜鉛、コバルト、または鉄などの遷移金属イオンが含まれる。多価の金属イオンは、本発明のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルの溶融粘度の増大が所望される場合に用いることができる。こうした溶融粘度の増進が有用であると分かっている最終用途の例は、溶融押出コーティング、メルトブローン容器またはフィルム、および発泡体である。わずか0.1モルパーセントのスルホ基は、生じるフィルムまたはコーティングの性質特性にかなり寄与する。スルホ基含有成分は、本発明のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステル内で0.1から4.0モルパーセントの組み込みレベルであることが好ましい。
本発明に使用される第1の最も多数を占めるグリコールには、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、または1,4−ブタンジオールが含まれる。好都合には、この部分は、揮発性および/または低沸点のために、エステル化または同等の反応によって、1種または複数のジカルボン酸成分を組み込むことができる。その結果として、また、本明細書で例示する通り、重縮合反応に用いられる1種または複数のモノマーは、エチレングリコール残基およびジカルボン酸残基が、部分的に単一のコモノマーに起因するようなエチレングリコール/ジカルボン酸エステルであり得る。
本明細書で使用されるポリ(アルキレンエーテル)グリコールは、分子量が約500から約4000の範囲であり得る。本発明に有用なポリ(アルキレンエーテル)グリコールの具体例としては、例えば、ポリ(エチレングリコール)、ポリ(1,3−プロピレングリコール)、ポリ(1,4−ブチレングリコール)、(ポリテトラヒドロフラン)、ポリ(ペントメチレングリコール)、ポリ(ヘキサメチレングリコール)、ポリ(ヘプサメチレングリコール)、ポリ(エチレングリコール)−ブロック−ポリ(プロピレングリコール)−ブロック−ポリ(エチレングリコール)、4,4’−イソプロピリデンジフェノールエトキシレート(ビスフェノールAエトキシレート)、4,4’−(1−フェニルエチリデン)ビスフェノールエトキシレート(ビスフェノールAPエトキシレート)、4,4’−エチリデンビスフェノールエトキシレート(ビスフェノールEエトキシレート)、ビス(4−ヒドロキシフェニル)メタンエトキシレート(ビスフェノールFエトキシレート)、4,4’−(1,3−フェニレンジイソプロピリデン)ビスフェノールエトキシレート(ビスフェノールMエトキシレート)、4,4’−(1,4−フェニレンジイソプロピリデン)ビスフェノールエトキシレート(ビスフェノールPエトキシレート)、4,4’スルホニルジフェノールエトキシレート(ビスフェノールSエトキシレート)、4,4’−シクロヘキシリデンビスフェノールエトキシレート(ビスフェノールZエトキシレート)など、ならびにこれらの混合物が含まれる。これらは、限定的であるとみなされるべきではない。当技術分野で知られている本質的に任意のポリ(アルキレンエーテル)グリコールは、本発明の方法に用途を見出すことができる。
本明細書で使用される他の(第2の任意選択の)グリコールは、炭素原子が2から36個である非置換型、置換型、直鎖、分岐、環状脂肪族の、脂肪族−芳香族の、または芳香族のジオールを含むものである。望ましい他のグリコールの具体例としては、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−ドデカンジオール、1,14−テトラデカンジオール、1,16−ヘキサデカンジオール、ダイマージオール、4,8−ビス(ヒドロキシメチル)−トリシクロ[5.2.1.0/2.6]デカン、1,4−シクロヘキサンジメタノール、イソソルビド、ジ(エチレングリコール)、トリ(エチレングリコール)など、ならびにこれらから誘導される混合物が含まれる。これらは、限定的であるとみなされるべきではない。当技術分野で知られている本質的に任意の他のグリコールは、本発明内で用途を見出すことができる。
任意選択の多官能性の分岐剤には、3つ以上のカルボン酸基、ヒドロキシ基、またはこれらの混合物を含む任意の物質が含まれる。望ましい多官能性の分岐剤の具体例としては、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸、(トリメリト酸)、トリメチル−1,2,4−ベンゼントリカルボキシレート、1,2,4−ベンゼントリカルボン酸無水物、(無水トリメリト酸)、1,3,5−ベンゼントリカルボン酸、1,2,4,5−ベンゼンテトラカルボン酸、(ピロメリト酸)、1,2,4,5−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、(無水ピロメリト酸)、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、クエン酸、テトラヒドロフラン−2,3,4,5−テトラカルボン酸、1,3,5−シクロヘキサントリカルボン酸、ペンタエリスリトール、2−(ヒドロキシメチル)−1,3−プロパンジオール、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸など、ならびにこれら由来の混合物が含まれる。これらは、限定的であるとみなされるべきではない。3つ以上のカルボン酸またはヒドロキシル官能基を含む本質的に任意の多官能性の物質は、本発明内で用途を見出すことができる。特定の最終用途のためにより高い樹脂溶融粘度が所望される場合に、多官能性の分岐剤を含めることができる。前記最終用途の例には、溶融押出コーティング、メルトブローンフィルムまたは容器、発泡体などが含まれ得る。好ましくは、本発明のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルは、0から1.0モルパーセントの前記多官能性の分岐剤を含むこととなる。
本発明の他の態様は、本発明のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステル、および充填材を含む、充填材入りスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステル組成物である。この充填材入りスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステル組成物の充填材含有量は、充填材入り組成物の0.01から80重量パーセントであるべきである。充填材は、無機充填材、有機充填材、粘土充填材、およびそれらの組み合わせから選択することができる。
無機充填材には、例えば、例えば、セッコウ、カーボンブラック、チョーク、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、二酸化チタン、リン酸カルシウム、フッ化リチウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、タルク、酸化鉄、雲母、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、ガラスビーズ、中空ガラスビーズ、ガラス繊維など、ならびにこれらの混合物が含まれる。
無機充填材の粒径は、本発明の範囲内であり得る。当分野の技術者には分かるように、充填材の粒径は、充填材入りスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステル組成物の所望の用途に基づいて適合させることができる。無機充填材の平均直径は、約40ミクロンであることが一般に好ましい。無機充填材の平均直径が、約20ミクロン未満であることがより好ましい。しかし、これらは、限定的であるとみなされるべきではない。無機充填材は、40メッシュ(米国規格(U.S.Standard))までのあるいはそれ以上の範囲の粒径を含むことができる。好都合には、無機充填材粒径の混合物も利用することができる。例えば、平均粒径が約5ミクロンと約0.7ミクロンである炭酸カルシウム充填材の混合物は、スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルマトリックス内の充填材の空間充填をより向上させることができる。
本発明で使用される粘土充填材には、有機粘土や、スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルマトリックスとの付着を増進させるために、シランまたはステアリン酸で表面処理されている粘土など、天然の粘土と合成の粘土の両方、および未処理粘土と処理された粘土の両方が含まれる。使用できる具体的な粘土材料には、例えば、カオリン、スメクタイト粘土、ケイ酸マグネシウムアルミニウム、ベントナイト粘土、モンモリロナイト粘土、ヘクトライト粘土など、ならびにこれらの混合物が含まれる。これらの粘土は、界面活性剤などの有機材料で処理して有機親和性(organophilic)にすることができる。使用できる粘土充填材の具体的な市販品の例には、ゲルホワイト(Gelwhite)MAS 100、すなわち白色のスメクタイト粘土(ケイ酸マグネシウムアルミニウム)と特徴付けられる、サザンクレイカンパニー(Southern Clay Company)の市販品;クレイトーン(Claytone)2000、すなわち有機親和性スメクタイト粘土と特徴付けられる、サザンクレイカンパニー(Southern Clay Company)の市販品;ゲルホワイト(Gelwhite)L、すなわち白色のベントナイト粘土由来のモンモリロナイト粘土と特徴付けられる、サザンクレイカンパニー(Southern Clay Company)の市販品;クロイサイト(Cloisite)30B、すなわちビス(2−ヒドロキシエチル)メチル牛脂第四級塩化アンモニウム塩(bis(2−hydroxyethyl)methyl tallow quarternary ammonium chloride salt)を含む有機親和性の天然のモンモリロナイト粘土と特徴付けられる、サザンクレイカンパニー(Southern Clay Company)の市販品;クロイサイト(Cloisite)Na、すなわち天然のモンモリロナイト粘土と特徴付けられる、サザンクレイカンパニー(Southern Clay Company)の市販品;ガラマイト(Garamite)1958、すなわち、鉱物の混合物と特徴付けられる、サザンクレイカンパニー(Southern Clay Company)の市販品;ラポナイト(Laponite)RDS、すなわち無機ポリリン酸ペプタイザーを含む合成の層状ケイ酸塩と特徴付けられる、サザンクレイカンパニー(Southern Clay Company)の市販品;ラポナイト(Laponite)RD、すなわち合成のコロイド状粘土と特徴付けられる、サザンクレイカンパニー(Southern Clay Company)の市販品;相溶化剤(compatibilizing agent)で処理されているモンモリロナイト鉱物と特徴付けられる、ナノコアカンパニー(Nanocor Company)の市販品であるナノマー(Nanomer);ナノマー(Nanomer)1.24TL、アミノ酸で処理されたモンモリロナイト鉱物表面と特徴付けられる、ナノコアカンパニー(Nanocor Company)の市販品;表面が修飾されたモンモリロナイト鉱物と特徴付けられる、ナノコアカンパニー(Nanocor Company)の市販品である「Pシリーズ」ナノマー(Nanomer);ポリマーグレード(Polymer Grade)(PG)モンモリロナイトPGW、すなわち高純度のアルミノケイ酸塩鉱物と特徴付けられ、しばしばフィロケイ酸塩と呼ばれる、ナノコアカンパニー(Nanocor Company)の市販品;ポリマーグレード(Polymer Grade)(PG)モンモリロナイトPGA、すなわち高純度のアルミノケイ酸塩鉱物と特徴付けられ、しばしばフィロケイ酸塩と呼ばれる、ナノコアカンパニー(Nanocor Company)の市販品;ポリマーグレード(Polymer Grade)(PG)モンモリロナイトPGV、すなわち、高純度のアルミノケイ酸塩鉱物と特徴付けられ、しばしばフィロケイ酸塩と呼ばれる、ナノコアカンパニー(Nanocor Company)の市販品;ポリマーグレード(Polymer Grade)(PG)モンモリロナイトPGN、すなわち高純度のアルミノケイ酸塩鉱物と特徴付けられ、しばしばフィロケイ酸塩と呼ばれる、ナノコアカンパニー(Nanocor Company)の市販品など、ならびにこれらの混合物が含まれる。これらは、限定的であるとみなされるべきではない。当技術分野で知られている本質的に任意の粘土充填材は、本発明において有用性が見出されるであろう。
粘土充填材の粒径は、本発明の広範な範囲内であり得る。当分野の技術者には分かるように、充填材の粒径は、充填材入りスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステル組成物の所望の用途に基づいて最適化することができる。粘土充填材の平均直径が、約40ミクロン未満であることが一般に好ましい。粘土充填材の平均直径が、約20ミクロン未満であることがより好ましい。しかし、これらは、限定的であるとみなされるべきではない。粘土充填材は、40メッシュ(米国規格(U.S.Standard))までのあるいはそれ以上の範囲の粒径を含むことができる。好都合には、粘土充填材粒径の混合物も利用することができる。例えば、平均粒径が約5ミクロンと約0.7ミクロンである粘土充填材の混合物は、スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルマトリックス内の充填材の空間充填をより向上させることができる。
本発明の望ましい粘土充填材のいくつかは、ナノ複合材料を提供するための方法を介して剥離させることができる。これは、特に、スメクタイト粘土などの層状ケイ酸塩粘土、ケイ酸マグネシウムアルミニウム、ベントナイト粘土、モンモリロナイト粘土、ヘクトライト粘土などについて当てはまる。上で論じた通り、こうした粘土は、天然でも合成でもよく、処理されていてもいなくてもよい。これらは、限定的であるとみなされるべきではない。最終の充填材入りスルホン化脂肪族芳香族コポリエーテルエステル組成物における粘土粒径は、広範な範囲内であり得る。
所望の物理的性質を与えるために、本発明のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルは、少なくとも0.15以上の固有粘度(分子量の指標である)を有するべきである。スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルの固有粘度(IV)が、このスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルの0.5パーセント(重量/体積)溶液(トリフルオロ酢酸:ジクロロメタンの50:50(重量)溶媒系中)について室温で測定された場合に、少なくとも0.35dL/gと等しくなることがより望ましい。こうした固有粘度は、いくつかの適用例には十分であろう。フィルム、ボトル、シート、成形樹脂などの他の多くの適用例では、より高い固有粘度が望ましい。重合条件を調節して、少なくとも約0.5まで、望ましくは0.65dL/gより高い所望の固有粘度を得ることができる。スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルをさらに加工することによって、0.7、0.8、0.9、1.0、1.5、2.0dL/g、またこれよりもさらに高い固有粘度を実現することができる。
分子量は、通常直接には測定されない。その代わりに、溶液中のポリマーの固有粘度、または溶融粘度が、分子量の指標として使用される。固有粘度は、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(ブチレンテレフタレート)などのポリマーファミリー内での試料の比較のための分子量の指標であり、本明細書では分子量の指標として用いられる。
本発明のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルは、従来の重縮合技術によって調製することができる。組成物は、用いられる調製の方法によって、特に、ポリマー中に存在するジオールの量で、若干変わり得る。こうした方法は、ジオールモノマーと酸塩化物との反応を含む。例えば、これが製造されるときに塩酸を中和するピリジンなどの塩基の存在下で、芳香族ジカルボン酸成分の酸塩化物、脂肪族ジカルボン酸成分の酸塩化物、およびスルホネート成分の酸塩化物を、グリコール、ポリ(アルキレンエーテル)グリコール、および他のグリコール(トルエンなどの溶媒中)と合わせることができる。こうした手順は知られている。例えば、(非特許文献1)を参照のこと。界面重合法など、酸塩化物を使用する他のよく知られている変形形態も用いることができるし、モノマーをただ単に共に加熱しながら攪拌するだけでもよい。
スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルが、酸塩化物を用いて作られる場合、得られるスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステル中のモノマー単位の比は、反応するモノマーの比とほぼ同じである。したがって、反応器に装入されるモノマーの比は、生成物において所望される比とほぼ同じである。化学量論的に当量のジオール成分および二酸成分は一般に、高分子量のポリマーを得るために使用されることとなる。
本発明のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルが、溶融重合法を介して製造されることが好ましい。溶融重合法では、触媒の存在下で、芳香族ジカルボン酸(酸、エステル、またはそれらの混合物として)、脂肪族ジカルボン酸(酸、エステル、またはそれらの混合物として)、スルホネート成分、第1のグリコール、ポリ(アルキレンエーテル)グリコール、他のグリコール、および、存在する場合は、任意選択の多官能性の分岐剤を合わせて、モノマーが合わさってエステルおよびジエステル、その後オリゴマー、最後にポリマーを形成するのに十分に高い温度にする。重合方法の最終でのポリマー生成物は、溶融した生成物である。一般に、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、または1,4−ブタンジオール、および他のグリコールは、揮発性であり、重合の進行とともに反応器から蒸留する。こうした手順は、当分野の教示の範囲内であり、一般に知られている。
本発明の溶融方法条件、特に、使用されるモノマーの量は、所望されるスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルの組成に依存する。ポリ(アルキレンエーテル)グリコール、第1のグリコール、第2のグリコール、芳香族ジカルボン酸またはそのエステル、脂肪族ジカルボン酸またはそのエステル、スルホネート成分、および存在する場合、連鎖分岐剤の量は、スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステル生成物が、所望の量の種々のモノマー単位を含有する、望ましくはジオール成分と二酸成分からそれぞれ誘導されるモノマー単位が等モル量であるように選択されることが望ましい。モノマーのいくつか、特にグリコール成分のいくつかは、揮発性であるので、反応器が密閉される(すなわち、圧力下である)かどうかということのような可変性、重合の昇温速度(temperature ramp rate)、およびポリマーを合成するのに使用される蒸留カラムの効率に応じて、モノマーのいくつかは、重合反応の最初には過剰に含められ、反応の進行とともに蒸留によって除去される必要があるかもしれない。これは、グリコール成分に特に当てはまる。
ある特定の反応器に装入されるモノマーの厳密な量は、当業者によって容易に決定されるが、しばしば以下の範囲内となる。しばしば過剰量の二酸成分、第1のグリコール成分(エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、または1,4−ブタンジオール)、および他のグリコール成分を装入することが望ましく、過剰な二酸成分、第1のグリコール成分(エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、または1,4−ブタンジオール)、および他のグリコール成分は、蒸留、または蒸発の他の手段によって、重合反応の進行とともに除去されることが望ましい。第1のグリコールは、最終のポリマーにおける所望の組み込みレベルよりも10から100パーセント多いレベルで装入されることが望ましい。第1のグリコールが、最終のポリマーにおける所望の組み込みレベルよりも20から70パーセント多いレベルで装入されることがより好ましい。他のグリコールは、この他のグリコールの厳密な揮発性に応じて、最終産物における所望の組み込みレベルよりも0から100パーセント多いレベルで装入されることが望ましい。
蒸留カラム、ならびに他の種類の回収および再循環システムなどの効率に応じて、重合中のモノマーの損失の変動が幅広いので、モノマーについて示される範囲は、非常に広く、おおよその値に過ぎない。ある特定の組成物を得るためのある特定の反応器に装入されるモノマーの厳密な量は、当業者によって容易に決定される。
重合方法では、モノマーを合わせ、触媒または触媒混合物を混合しながら、230℃から約300℃、望ましくは250℃から295℃の範囲の温度に徐々に加熱した。厳密な条件および触媒は、二酸が、真の酸として重合するか、ジメチルエステルとして重合するかに応じて変わる。触媒は、反応物と共に最初に含めることが可能である、かつ/または加熱と共に、1回または複数回、混合物に加えることが可能である。使用される触媒は、反応の進行とともに改質される可能性がある。加熱および攪拌は、一般に過剰な反応物を蒸留によって除去しながら十分な時間、十分な温度で続けられ、加工製品を作るのに適した十分に分子量の大きい溶融されたポリマーをもたらす。
使用することができる触媒には、酢酸塩などの、Li、Ca、Mg、Mn、Zn、Pb、Sb、Sn、Ge、およびTiの塩、およびグリコール付加物およびTiアルコキシドを含めてオキシドが含まれる。これらは一般に、当技術分野で知られており、具体的な触媒または組み合わせまたは使用される触媒の順序は、当業者によって容易に選択することができる。好ましい触媒および好ましい条件は、例えば、二酸モノマーが、遊離の酸として重合するか、またはジメチルエステルとして重合するかに応じて、また、グリコール成分の厳密な化学的同一性に応じて異なる。
該スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルを製造するために選択されるモノマー組成物は、具体的な用途に対して、また、具体的な一連の性質に対して選択される。当分野の技術者であれば分かるように、認められる厳密な熱特性は、厳密な化学的同一性と、スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステル中で利用される各成分のレベルとの複雑な関数となるであろう。
多くの適用例のための十分な固有粘度を有するポリマーは、上記の溶融縮合方法によって作ることができる。さらに高い固有粘度(分子量)を得るために、固相重合を用いることもできる。
押出、冷却、およびペレット化の後の溶融重合によって作られた生成物は、本質的に非晶性であり得る。非晶性材料は、半晶質材料から、これを長時間ガラス転移温度よりも高い温度に加熱することによって作ることができる。これによって、結晶化が誘導され、この生成物は、その後、分子量を大きくするために、より高温に加熱することができる。
ポリマーはまた、結晶化を誘導する、ポリエステルのための比較的乏しい溶媒で処理することによって、固相重合より前に結晶化させることもできる。こうした溶媒は、ガラス転移温度(Tg)を低下させ、結晶化を可能にする。溶媒によって誘導される結晶化は、ポリエステルについて知られており、米国特許公報(特許文献121)および米国特許公報(特許文献122)に記載されている。
高温ではあるがそのポリマーの融解温度よりは低い温度で、不活性な気体、すなわち通常窒素のストリームに、あるいは1Torrの真空中に、長時間、ペレット化されたあるいは微粉砕されたポリマーを置くことによって、半結晶性ポリマーに、固相重合を施した。
本発明のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルは、当技術分野で知られている添加剤と共に使用できることを理解されたい。こうした添加剤には、熱安定剤、例えばフェノール系酸化防止剤、第2の熱安定剤、例えばチオエーテルおよびホスファイト、UV吸収剤、例えばベンゾフェノン誘導体およびベンゾトリアゾール誘導体、UV安定剤、例えばヒンダードアミン系光安定剤(HALS)などが含まれる得る。前記添加剤には、可塑剤、加工助剤、流動促進剤(flow enhancing additive)、潤滑剤、顔料、難燃剤、衝撃改質剤、結晶化度を高めるための成核剤、シリカなどのアンチブロッキング剤、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、および水酸化テトラメチルアンモニウムなどの塩基性緩衝液がさらに含まれ得る(例えば、米国特許公報(特許文献84)、米国特許公報(特許文献86)、米国特許公報(特許文献90)、米国特許公報(特許文献91)、および米国特許公報(特許文献92)、ならびにこれらの中に引用された参考文献などに教示される通りである)。さらに、本発明のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルは、無機、有機、および粘土充填材、例えば、木粉、セッコウ、珪灰石、モンモリロナイト鉱物、チョーク、カオリン、粘土、酸化ケイ素、テレフタル酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、リン酸カルシウム、フッ化リチウム、セルロース、デンプン、化学的に修飾されたデンプン、熱可塑性デンプン、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、ガラスなどの補強剤などで充填することができる。本発明のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルはまた、セルロースエーテル、熱可塑性デンプン、ポリ(ビニルアルコール)、ポリオレフィン、エチレンコポリマー、ポリエステル、脂肪族ポリエステル、ポリ(ラクチド)などのポリ(アルカノエート)、脂肪族−芳香族コポリエステル、他のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエステルなどの他のポリマーを伴うポリマーブレンドの成分としての用途も見出すことができる。添加剤、充填材、またはブレンド材料は、重合方法前に、重合方法中の任意の段階で、または後重合方法時に加えることができる。これらは、限定的であるとみなされるべきではない。当分野の本質的に任意の添加剤および充填材は、本発明のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルに用途を見出すことができる。
無機充填材が含まれる場合、この無機充填材は、ポリマーの重合中の任意の段階で、あるいは重合が完了した後に、本発明のポリマーに加えることができる。例えば、無機充填材は、重合方法の開始時に、スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルモノマーと共に加えることができる。これは、例えば、シリカおよび二酸化チタン充填材について好ましく、これらの無機充填材が、ポリエステルマトリックス内で十分に分散される。あるいは、無機充填材は、重合の中間段階で、例えば、予備縮合物(precondensate)が重合容器に移行するときに加えることができる。さらに他の代替形態としては、無機充填材は、スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルが、重合装置を出た後に加えることができる。例えば、スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルを、スタティックミキサーあるいは一軸または二軸押出機などの任意の強い混合工程に溶融供給し、無機充填材と混合することができる。
本発明の充填材入りスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステル組成物を製造するためのさらに他の方法としては、スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルを、その後の後重合方法中に、無機充填材と合わせることができる。通常、こうした方法は、溶融したスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルと無機充填材との強い混合を含むであろう。前記強い混合は、スタティックミキサー、ブラベンダー(Brabender)ミキサー、一軸押出機、二軸押出機などを介して提供することができる。典型的な方法では、スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルを、乾燥させる。次いで、乾燥させたスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルを、無機充填材と混合することができる。あるいは、スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルと無機充填材を、2つの異なる供給機を介して同時供給することができる。押出方法では、スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルおよび無機充填材は通常、押出機の裏側の供給部分に供給される。しかし、これらは、限定的であるとみなされるべきではない。スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルと無機充填材が、押出機の2つの異なる場所に供給されることが好都合である。例えば、スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルを、押出機の裏側の供給部分に加え、それに対して無機充填材を、ダイプレートの近くの、押出機の表側に供給(「副充填(side−stuffed)」)することができる。押出機の温度プロフィールを、スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルが、加工条件下で溶融するように設定する。軸の設計はまた、これが溶融したスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルと無機充填材とを混合する際に、樹脂に、ストレス、それに代わって熱を与えることとなるようになっている。
粘土充填材は、ポリマーの重合中の任意の段階で、あるいは重合が完了した後に、本発明のポリマーに加えることができる。例えば、粘土充填材を、重合方法の開始時に、スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルモノマーと共に加えることができる。あるいは、粘土充填材を、重合の中間段階で、例えば、予備縮合物が重合容器に移行するときに加えることができる。さらに他の代替形態としては、粘土充填材は、スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルが重合装置を出た後に加えることができる。例えば、スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルを、スタティックミキサーに、あるいは押出機に溶融供給し、粘土充填材と混合することができる。
本発明の充填材入りスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステル組成物を製造するためのさらに他の方法としては、スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルを、その後の後重合方法中に、粘土充填材と合わせることができる。通常、こうした方法は、溶融したスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルと無機充填材との強い混合を含むであろう。前記強い混合は、スタティックミキサー、ブラベンダー(Brabender)ミキサー、一軸押出機、二軸押出機などを介して提供することができる。典型的な方法では、スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルを、乾燥させる。次いで、乾燥させたスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルを、粘土充填材と混合することができる。あるいは、スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルと粘土充填材を、2つの異なる供給機を介して同時供給することができる。押出方法では、スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルおよび粘土充填材は通常、押出機の裏側の供給部分に供給される。しかし、これらは、限定的であるとみなされるべきではない。スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルと粘土充填材が、押出機の2つの異なる場所に供給されることが好都合である。例えば、スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルを、押出機の裏側の供給部分に加え、それに対して粘土充填材を、ダイプレートの近くの、押出機の表側に供給(「副充填(side−stuffed)」)することができる。押出機の温度プロフィールを、スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルが、加工条件下で溶融するように設定する。軸の設計はまた、これが溶融されたスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルと粘土充填材とを混合する際に、樹脂に、ストレス、それに代わって、熱を与えることとなるようになっている。
本発明の他の態様としては、本発明のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルは、非常に様々な造形品内で有用であることが判明している。本発明のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルから製造される造形品は、好都合な熱特性をもつ。本発明の造形品には、フィルム、シート、繊維、メルトブローン容器、カトラリーなどの成形部品、発泡部品、基材へのポリマー溶融押出コーティング、基材へのポリマー溶液コーティングなどが含まれる。本発明のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルは、溶液であってもよいし、または溶融加工されてコーティング、フィルムなどを形成することもできる。コーティングは、基材を、本発明のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルのポリマー溶液でコートし、続いて乾燥させることによって、あるいは、本発明のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステル他の材料をと共に押出することによって、あるいは、あらかじめ形成された基質を、本発明のポリエステルで溶融コーティングすることによって製造することができる。これらは、限定的であるとみなされるべきではない。本発明のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルは、当技術分野で知られている本質的に任意の方法に有用性が見出されるであろう。本発明のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルから誘導される前記コーティングは、湿気、酸素、二酸化炭素などに対するバリアとして有用性が見出されるであろう。本発明のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルから誘導される前記コーティングはまた、接着剤として有用となる。本発明のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルのフィルムは、例えば溶液キャスト法または溶融キャスト法を含めた任意の知られている技術の方法によって製造することができる。
ポリマーフィルムは、例えば、特に食品の包装、接着テープ、絶縁体、コンデンサー、写真現像、X線現像、およびラミネートなどの様々な用途を有する。これらの用途の多くについては、フィルムの耐熱性が重要な因子である。したがって、生分解速度の速さに加えて、より優れた耐熱性およびより安定な電気特性を提供するために、より高い融点およびガラス転移温度が所望される。さらに、これらのフィルムが、引張強さに優れ、破断点伸びが高いことが所望される。
本発明のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルは、食品包装、ラベル、誘電体絶縁、水蒸気バリアなどの多くの異なる適用例のうちのいずれか1つで使用するためのフィルムに形成することができる。該スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルを形成するために使用されるモノマー組成物は、フィルムを形成するのに望ましい、部分的に結晶性の(結晶性によって強度および弾性が与えられる)ポリマーをもたらすように選択されることが好ましい。最初に製造されるとき、ポリエステルは一般に、構造が半晶質である。結晶化度は、フィルムを製造する際に行われるような、再加熱および/またはポリマーの延伸で増大する。
本発明の方法では、フィルムは、当技術分野で知られている任意の方法によって、コポリエーテルエステルから作られる。フィルムとシートの違いは、厚さであるが、フィルムがシートになる場合の所定の工業規格は存在しない。この発明の目的では、フィルムは、厚さが0.25mm(10ミル)以下、好ましくは約0.025mmと0.15mm(1ミルと6ミル)の間である。しかし、厚さが最高約0.50mm(20ミル)のより厚いフィルムも形成することができる。
本発明のフィルムは、溶液キャスト法か押出のどちらかによって形成されることが好ましい。無限の長さで出てくるフィルムおよびシートなどの「エンドレス」生成物の形成では、押出が特に好ましい。押出では、ポリマー材料は、溶融ポリマーとして提供される場合でも、プラスチックペレットまたは粒子として提供される場合でも、流体化され、均質化される。次いで、この混合物は、所望の断面のフィルム形状を作り出すために、適切に成形されたダイに押し込まれる。押出力は、ピストンまたはラム(ラム押出)によって、あるいは回転軸(軸押出)によって発揮することができる。ピストンまたはラムあるいは回転軸は、シリンダー内で作動し、そこでは材料が加熱されて可塑化され、次いでそこからダイを介して、連続的な流れで押し出される。一軸、二軸、および多軸押出機は、当技術分野で知られている通りに用いることができる。インフレートフィルム(インフレーション押出(blown extrusion)のためのブローヘッドによって形成される)、シートおよびストリップ(スロットダイ)、ならびに中空および中空でない切片(サーキュラーダイ)などの様々な生成物を製造するために、様々な種類のダイが用いられる。このように、幅および厚さの異なるフィルムを製造することができ、フィルムをコーティングとして使用する場合などのある種の場合では、これを、コートされる目的物に直接押出すことができる。例えば、ワイヤーおよびケーブルを、斜めのヘッドから押出されたポリマーフィルムで直接覆うことができる。他の実施例としては、板紙にポリマーを直接溶融押出することによって、ラミネート紙のコーティングを製造することができる。押出後、ポリマーフィルムを、ローラー上で取り上げ(take up)、冷却し、フィルムのその後のどんな変形も防ぐように設計された適切な装置によって剥がし取る。
当技術分野で知られている通りの押出機を用いて、冷却したロールに、薄い層のポリマーを押出し、その後さらにテンションロールによってフィルムを引き伸ばすことによって、フィルムを製造することができる。完成したフィルムは、厚さが0.25mm以下であることが好ましい。インフレートフィルムは、キャストフィルムよりも一般に強く、強靭であり、キャストフィルムよりも迅速に作成され、チューブを押出すことによって作られる。インフレートフィルムを製造する際には、溶融物流を、押出機から上向きに回し、環状のダイを介して送る。このチューブがダイを離れるとき、ダイの心棒を通して空気による内圧が導入される、それによって、チューブをダイ直径の約1.5から約2.5倍に広げ、同時にフィルムは引き伸ばされ、厚さは減少する。続いて、得られた袖状のものの片側を切り開き、キャストフィルム法を介して好都合に作られるであろうよりも幅が大きいフィルムを作る。押出コーティングでは、ポリマーが、最大限に接着するように基材に浸透するように、基材(紙、ホイル、生地、ポリマーフィルムなど)は、圧力ロールによって、押出されたポリマー溶融物と共に加圧される。
大量のフィルムを製造するために、圧延カレンダー(sheeting calender)が用いられる。未仕上げのフィルムを、カレンダー、すなわち逆方向に回転し、ポリマーを伸ばし、これを必要とされる厚さに延伸するいくつかの加熱可能な平行の円柱状のローラーを備える機械のギャップに供給する。最後のローラーは、このようにして製造されたフィルムを滑らかにする。フィルムの表面が織目加工である必要がある場合、最終のローラーは、適切なエンボス模様を与える。あるいは、フィルムを再加熱し、その後エンボスカレンダーを通過させることもできる。カレンダーの後に、1つまたは複数の冷却ドラムが続く。最後に、完成したフィルムを巻き取る。
あるいは、先に言及した通り、土台となる材料を、フィルムで直接コートすることができる。例えば、織布、紙、厚紙、金属、種々の建築材料などを、絶縁、腐食に対する防護、湿気または化学物質の作用に対する防護、気体および液体の不浸透性、または機械的強度増大の目的で、ポリエステルポリマーで直接コートすることができる。これを実現するためのある方法は、基材へのポリマー溶融物の溶融押出と呼ばれる。コーティングは、スプレッド−コーティング機械(spread−coating machine)を連続的に稼動させることによって、織物、ホイル、および他のシート材料に適用される。「ドクターナイフ(doctor knife)」などのコーティングナイフ(coating knife)は、土台となる材料への、コーティング材料(溶液、エマルジョン、あるいは水または有機媒質への分散の形)の均一な広がりを確実にし、これはローラーによって移動する。次いで、このコーティングを乾燥させる。あるいは、コーティングが、ポリマーフィルムの形成の土台となる材料に適用される場合、この方法は、ラミネーティングと呼ばれる。
複雑な形状の金属物品は、回転(whirl)焼結方法によって、ポリマーフィルムでコートすることもできる。この物品を、ポリマーの融点よりも高温で加熱し、ポリマー粒子が、空気の上昇流によって懸濁液中に保持されている粉末状ポリマーの流動床に導入することによって、焼結によって金属にコーティングが沈着する。
他の生成物の出発材料として、押出されたフィルムも使用することができる。例えば、このフィルムを、小さな断片に切断して、射出成形などの他の加工方法のための供給材料として使用することができる。
押出方法は、用途を広げるために、様々な押出後操作と組み合わせることができる。こうした形成後操作には、当分野の技術者に知られている通り、円形の楕円型への変形、フィルムの別の次元への引き伸ばし、機械加工および穿孔、二軸延伸などが含まれる。
本発明のポリマーフィルムは、押出中に、かつ/または水蒸気耐性などの向上した特性をもつラミネートまたは多層フィルムを形成するための仕上げ中に、他のポリマー材料と合わせることができる。特に、本発明のポリマーフィルムは、以下のうちの1つまたは複数と合わせることができる。例えば、ポリ(エチレンテレフタレート)(PET)、ポリアラミド、ポリエチレンスルフィド(PES)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリイミド(PI)、ポリエチレンイミン(PEI)、ポリ(エチレンナフタレート)(PEN)、ポリスルホン(PS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリ(環状オレフィン)、セルロース、およびシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート。他のポリマーも、本発明内で有用性を見出すことができる。多層またはラミネートフィルムは、当技術分野で知られている任意の方法で作ることができ、当技術分野で知られている通り、熱、接着剤、および/またはつなぎ層によって結び付けられた異なる5つ以上の層を有し得る。
フィルムは、溶融押出によって作られるよりもむらなく均一なゲージフィルムを製造する溶液キャスト法によって作ることもできる。溶液キャスト法は、ポリマー粒子、粉末などを、可塑剤や着色料などの、任意の所望の配合材料(formulant)を含む適切な溶媒に溶解することを含む。この溶液を濾過して不純物または大きな粒子を除去し、好ましくはステンレス鋼のスロットダイから移動ベルトに落とし、乾燥させ、フィルムを冷却する。押出物の厚さは、完成したフィルムの厚さの5から10倍である。その後、このフィルムを、押出されたフィルムと同じ方式で仕上げることができる。
当分野の技術者であれば、スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステル組成物、およびフィルム形成のために用いられる方法に基づく適切なプロセスパラメーターを特定できるであろう。
フィルムの成形方法にかかわらず、フィルムが、形成後に、機械方向と逆方向の両方に延伸することによって、二軸配向にされることが望ましい。機械方向の延伸は、フィルムを単に伸ばすおよび取り上げることによってフィルムを形成する際に起こる。これは、本質的にフィルムを取り上げる方向に延伸し、繊維のうちのあるものも配向される。これは、フィルムを機械方向に強めるが、すべての繊維が、一方向に配向されるので、これによってフィルムは、垂直の方向に容易に裂けるようになる。
したがって、二軸延伸フィルムが好ましい。二軸延伸は、繊維を、フィルムの平面と平行に配向するが、フィルムの平面内でランダムに配向された繊維を残す。これによって、例えば、無延伸(non−oriented)フィルムと比較すると、より優れた引張強さ、柔軟性、靭性、および収縮能(shrinkability)がもたらされる。フィルムを、互いに垂直方向の2軸に沿って延伸することが望ましい。これによって、延伸の方向の引張強さおよび弾性係数が増す。各方向の延伸の量が、おおよそ等しいことが最も望ましく、それによって、どんな方向から試験された場合も、フィルムの性質または挙動が同じになる。しかし、ラベルまたは接着剤および磁気テープのように、一定量の収縮、または別の方向に対してよりもある一方向のより強い強度が所望されるものなどのある種の適用例では、フィルムの繊維の不均質な配向、または一軸配向が必要となる。
二軸配向は、当技術分野で知られている任意の方法によって実現することができる。しかし、材料が、加熱の間に、機械方向の延伸と同時に、またはその後に、交軸方向に延伸される幅出しが好ましい。
収縮は、フィルムを延伸された位置で保持し、数秒間加熱した後に急冷することによって制御することができる。この熱によって、配向されたフィルムは安定化され、その後、熱安定化された温度よりも高温でのみ収縮させることが可能となる。
任意の所与のポリマー組成物および所望の適用例について、当技術分野の任意の方法によるフィルム作成のための、上の方法条件およびパラメーターは、当分野の技術者によって容易に決定される。
フィルムが示す性質は、ポリマー組成物、ポリマーを形成する方法、フィルムを形成する方法、およびフィルムが、延伸または二軸配向のどちらで処理されるかということを含めて、上に示したいくつかの因子に応じて変わることとなる。これらの因子は、収縮、引張強さ、破断点伸び、衝撃強度、絶縁耐力および誘電率、引張弾性率、耐薬品性、融点、熱変形温度などのフィルムの多くの性質に影響を与える。
フィルムの性質は、スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルに、上に列挙した通りの、着色料、染料、UVおよび熱安定剤、酸化防止剤、可塑剤、潤滑剤、アンチブロッキング剤、スリップ剤などのある種の添加剤および充填材を加えることによってさらに調節することができる。あるいは、本発明のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルは、ある種の特性を向上させるために、デンプンなどの1種または複数の他のポリマーとブレンドすることができる。
ポリマーシートは、例えば、看板(signage)、ガラス(glazing)、熱成形品、ディスプレイ、およびディスプレイ基板などの様々な用途をもつ。これらの用途の多くでは、シートの耐熱性が、重要な要素である。したがって、より優れた耐熱性やより大きな安定性を提供するために、より高い融点およびガラス転移温度が望まれる。さらに、これらのシートが、特に低温で、紫外線(UV)および引掻抵抗性、優れた引張強さ、高い光学的透明度、および優れた衝撃強度を有することが所望される。
様々なポリマー組成物が、上のすべての基準を満たす目的で使用されている。特に、低コストのシートを形成するために、ポリ(エチレンテレフタレート)(PET)が、長年使用されている。しかし、こうしたPETシートは、低温での衝撃強度が不十分であり、ガラス転移温度(Tg)が低く、結晶化の速度が速い。したがって、破損の危険のため、PETシートは、低温では使用することができず、また、これは、ポリマーが結晶化し、それによって光学的透明度が低下するので、高温でも使用することができない。
低温での衝撃強度が必要とされる、あるいは高い使用温度が必要とされる適用例に、ポリカーボネートシートを使用することができる。その際、ポリカーボネートシートは、Tgが高く、高温の適用例での使用が可能になるだけでなく、低い温度で高い衝撃強度を有する。しかし、ポリカーボネートは、溶媒耐性が不十分であるので、ある種の適用例における使用は制限され、また、ストレスによって誘導されるクラックが起こりやすい。ポリカーボネートシートはまた、ある種の適用例に必要とされるよりも大きな衝撃強度を提供するので、コストが無駄となり、使用の効率が悪い。
本発明のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルは、上の方法のうちの1つによって、あるいは、当技術分野で知られている他の任意の方法によって形成することができ、重合溶融物から直接シートに形成することができる。代替形態では、スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルは、溶融物から、容易に扱うことができる形状(ペレットなど)に形成することができ、その後、これを用いてシートを形成することができる。本発明のシートは、例えば、標識(sign)、ガラス(バス停シェルター、天窓(sky light)、またはレクリエーション用自動車などに)、ディスプレイ、自動車のライト、および熱成形品を形成するために使用することができる。
本発明の方法では、シートは、当技術分野で知られている任意の方法によって、コポリエーテルエステルから作られる。シートとフィルムの違いは厚さであるが、フィルムがシートになる場合の所定の工業規格は存在しない。この発明の目的では、シートは、厚さが約0.25mm(10ミル)超、好ましくは約0.25mmと25mmの間、より好ましくは約2mmから約15mm、さらに好ましくは約3mmから約10mmである。好ましい実施形態では、本発明のシートは、シートを強固にするのに十分な厚さをもち、一般に約0.50mm以上で存在する。しかし、25mm超のシート、および0.25mmよりも薄いシートも形成することができる。
シートは、押出、溶液キャスト法、または射出成形などの当技術分野で知られている任意の方法によって形成することができる。これらの方法の各々についてのパラメーターは、スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルの粘度特性およびシートの所望の厚さに応じて、当分野の技術者によって容易に決定することができる。
本発明のシートは、溶液キャスト法か押出のどちらかによって形成されることが好ましい。無限の長さで出てくるフィルムおよびシートなどの「エンドレス」生成物の形成では、押出が特に好ましい。例えば、溶融押出による結晶化可能なシートの形成を記載している(特許文献123)および(特許文献124)を参照のこと。
押出では、ポリマー材料は、溶融ポリマーとして提供される場合でも、またはプラスチックペレットまたは粒子として提供される場合でも、流体化され、均質化される。次いで、この混合物は、所望の断面のシート形状を作り出すために、適切に成形されたダイに押し込まれる。押出力は、ピストンまたはラム(ラム押出)によって、あるいは回転軸(軸押出)によって発揮することができる。ピストンまたはラムあるいは回転軸は、シリンダー内で作動し、そこでは材料が加熱されて可塑化され、次いでそこからダイを介して、連続的な流れで押し出される。一軸、二軸、および多軸押出機は、当技術分野で知られている通りに用いることができる。シートおよびストリップ(スロットダイ)、ならびに中空および中空でない切片(サーキュラーダイ)などの様々な生成物を製造するために、様々な種類のダイが用いられる。このように、幅および厚さの異なるシートを製造することができる。押出後、ポリマーシートを、ローラー上で取り上げ、冷却し、シートのその後のどんな変形も防ぐように設計された適切な装置によって剥がし取る。
当技術分野で知られている通りの押出機を用いて、冷却したロールに、薄い層のポリマーを押出し、その後さらに、テンションロールによってシートを引き伸ばす(>0.25mm)ことによって、シートを製造することができる。完成したシートは、厚さが0.25mm超であることが好ましい。
大量のシートを製造するために、圧延カレンダーが用いられる。未仕上げのシートを、カレンダー、すなわち逆方向に回転し、ポリマーを伸ばし、これを必要とされる厚さに延伸するいくつかの加熱可能な平行の円柱状のローラーを備える機械のギャップに供給する。最後のローラーは、このようにして製造されたシートを滑らかにする。シートの表面が織目加工である必要がある場合、最終のローラーは、適切なエンボス模様を与える。あるいは、シートを再加熱し、その後エンボスカレンダーを通過させることもできる。カレンダーの後に、1つまたは複数の冷却ドラムが続く。最後に、完成したシートを巻き取る。
上の押出方法は、用途を広げるために、様々な押出後操作と組み合わせることができる。こうした形成後操作には、当分野の技術者に知られている通り、円形の楕円型への変形、シートの別の次元への延伸、機械加工および穿孔、二軸延伸などが含まれる。
本発明のポリマーシートは、押出中に、かつ/または水蒸気耐性などの向上した特性をもつラミネートまたは多層シートを形成するための仕上げ中に、他のポリマー材料と合わせることができる。特に、本発明のポリマーシートは、以下のうちの1つまたは複数と合わせることができる。例えば、ポリ(エチレンテレフタレート)(PET)、ポリアラミド、ポリエチレンスルフィド(PES)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリイミド(PI)、ポリエチレンイミン(PEI)、ポリ(エチレンナフタレート)(PEN)、ポリスルホン(PS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリ(環状オレフィン)、セルロース、およびシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート。他のポリマーも、本発明内で有用性を見出すことができる。多層またはラミネートシートは、当技術分野で知られている任意の方法で作ることができ、当技術分野で知られている通り、熱、接着剤、および/またはつなぎ層によって結びつけられた異なる5つ以上の層を有し得る。
シートは、溶融押出によって作られるよりもむらなく均一なゲージシートを製造する溶液キャスト法によって作ることもできる。溶液キャスト法は、ポリマー粒子、粉末などを、可塑剤や着色料などの、任意の所望の配合材料(formulant)を含む適切な溶媒に溶解することを含む。この溶液を濾過して不純物または大きな粒子を除去し、好ましくはステンレス鋼のスロットダイから移動ベルトに落とし、乾燥させ、シートを冷却する。押出物の厚さは、完成したシートの厚さの5から10倍である。その後、このシートを、押出されたシートと同じ方式で仕上げることができる。
さらに、当技術分野で知られている任意の方法による射出成形によって、シートおよびディスクなどのシート様製品を形成することができる。
当分野の技術者であれば、ポリマー組成物、およびシート形成のために用いられる方法に基づく適切なプロセスパラメーターを特定できるであろう。
シートの成形方法にかかわらず、シートが、形成後に、機械方向と交軸方向の両方に延伸することによって、二軸配向にされることが望ましい。機械方向の延伸は、シートを単に伸ばすおよび取り上げることによってシートを形成する際に起こる。これは、本質的にシートを取り上げる方向に延伸し、繊維のうちのあるものも配向される。これは、シートを機械方向に強めるが、すべての繊維が、一方向に配向されるので、これによってシートは、垂直の方向に容易に裂けるようになる。
したがって、均一なシーティングが所望されるある種の用途では、二軸延伸シートが好ましい。二軸延伸は、繊維を、シートの平面と平行に配向するが、フィルムの平面内でランダムに配向された繊維を残す。これによって、例えば、無延伸シートと比較すると、より優れた引張強さ、柔軟性、靭性、および収縮能がもたらされる。シートを、互いに垂直方向の2軸に沿って延伸することが望ましい。これによって、延伸の方向の引張強さおよび弾性係数が増す。各方向の延伸の量が、おおよそ等しいことが最も望ましく、それによって、どんな方向から試験された場合も、シートの性質または挙動が同じになる。
二軸配向は、当技術分野で知られている任意の方法によって実現することができる。しかし、材料が、加熱の間に、機械方向の延伸と同時に、またはその後に、交軸方向に延伸される幅出し(tentering)が好ましい。
収縮は、シートを延伸された位置で保持し、数秒間加熱した後に急冷することによって制御することができる。この熱によって、配向されたシートは安定化され、その後、熱安定化された温度よりも高温でのみ収縮させることが可能となる。
任意の所与のポリマー組成物および所望の適用例について、当技術分野の任意の方法によるシート作成のための、上の方法条件およびパラメーターは、当分野の技術者によって容易に決定される。
シートが示す性質は、ポリマー組成物、ポリマーを形成する方法、シートを形成する方法、およびシートが、延伸または二軸配向のどちらで処理されるかということを含めて、上に示したいくつかの因子に応じて変わることとなる。これらの因子は、収縮、引張強さ、破断点伸び、衝撃強度、絶縁耐力および誘電率、引張弾性率、耐薬品性、融点、熱変形温度などのシートの多くの性質に影響を与える。
シートの性質は、ポリマー組成物に、上に列挙した通りの、着色料、染料、UVおよび熱安定剤、酸化防止剤、可塑剤、潤滑剤、アンチブロッキング剤、スリップ剤などのある種の添加剤および充填材を加えることによってさらに調節することができる。あるいは、本発明のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルは、ある種の特性を向上させるために、デンプンなどの1種または複数の他のポリマーとブレンドすることができる。例えば透気度、光学的透明度、強度および/または弾性のような特性を変化させるために、他のポリマーを加えることもできる。
上で述べた通りの本発明のシートは、任意の知られている方法によって、カバー、天窓(skylight)、成形された温室のガラス、ディスプレイ、食品トレイなどの任意の望ましい形状に熱成形することができる。熱成形は、スルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルを柔らかくするのに十分な時間、十分な温度にシートを加熱して、シートが所望の形状に容易に成形できるようにすることによって行われる。その際、当分野の技術者であれば、そのポリエステルシートの粘度および結晶化特性に応じて、最適な熱成形パラメーターを容易に決定することができる。
本発明のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルはまた、プラスチック容器としての有用性を見出すことができる。プラスチック容器は、飲食物に、また、非食品材料にも広く使用される。ポリ(エチレンテレフタレート)(PET)は、その外観(光学的透明度)、ブロー成形の容易さ、化学物質および熱安定性、およびその価格のため、これらの容器の多くを作るのに用いられる。PETは一般に、ブロー成形方法によって、概して延伸ブロー成形によって、ボトルに加工される。
延伸ブロー成形では、PETは、厚い壁の予備形成されたパリソン(「予備成形品」)への射出成形によって、最初に成形され、これは通常、トップにねじ山の付いた開口がある、チューブの形状である。このパリソンを冷却し、次いで、その後のステップで後に使用することもできるし、またはこの方法を、1つの機械内で、ちょうど延伸ブロー成形温度に冷却しながら実施することもできる。延伸ブロー成形ステップでは、パリソンを、型内で成形するのに十分な高温に、ただし結晶化または溶融する程熱くしないように(すなわち、ガラス転移温度Tgのすぐ上に)加熱する。(例えば心棒を使用して)軸方向に機械的に素早く延伸することによって、パリソンを広げて型に詰め、同時に、加熱されたパリソンに加圧された空気を送り込み、これを放射状に広げる。PETは通常、ブロー成形のために、少量のコモノマー、通常1,4−シクロヘキサンジメタノールまたはイソフタル酸(これは、成功裡のブロー成形のための温度ウィンドウ(window)の幅を約9℃に増大させる)を用いて改変される。温度ウィンドウがより広い必要があり、またストレスによって誘導される結晶化の速度を低下させる必要があるので、コモノマーは、不可欠である。同時に、コモノマーは、ガラス転移温度を低下させ、PETの結晶化度を低下させるという望ましくない効果ももつ可能性がある。PETの延伸ブロー成形、およびブロー成形方法は、一般に、当技術分野でよく知られている。概説は、例えば(非特許文献2)のように、広く入手することができる。
本明細書で述べる容器は、押出、射出成形、射出ブロー成形、回転成形、シートの熱成形、および延伸ブロー成形などの当技術分野で知られている任意の方法によって作ることができる。
本発明では、容器を成形するための好ましい方法は、延伸ブロー成形であり、これは一般に、ボトルなどのポリ(エチレンテレフタレート)(PET)容器の製造に使用される。この場合、コールドパリソン法のうちのいずれかを使用することができ、この方法では、予備形成されたパリソン(一般に射出成形によって作られる)が、型から取り出され、次いで別のステップで、延伸ブロー成形にかけられる。当技術分野で知られているホットパリソン法も使用することができ、この方法では、ホットパリソンが、パリソンを作るための射出成形の後、完全に冷却せずに同じ装置内で直ちに延伸ブロー成形にかけられる。パリソンの温度は、使用されるポリマーの厳密な組成に応じて変わることとなる。一般に、約90℃から約160℃までの範囲のパリソン温度が、有用であると判明している。延伸ブロー成形温度も、使用される厳密な材料組成に応じて変わることとなるが、約80℃から約150℃までの成形温度が一般に有用であると判明している。
本発明の容器は、所望されるどんな形状も可能であり、特に、ねじ山の付いたトップを有し、体積が約400mLから約3リットルである細口ボトルおよび広口ボトルが含まれるが、より小さい容器やより大きい容器も形成することができる。
これらの容器は、標準的なコールド充填用途に用いることができる。本発明のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルおよび充填材入り組成物のいくつかについては、ホット充填適用が使用される可能性もある。
本発明の容器は、飲食物、ならびに他の固形物および液体に適している。これらの容器は、通常透き通っており透明であるが、所望される場合、着色料または染料を加えることによって、あるいは、ポリマーを結晶化させて不透明性をもたらすことによって、改変し、透明ではなく色を付けるあるいは不透明にすることもできる。
本発明のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルは、繊維の形で用途を見出すことができる。ポリエステル繊維は、様々な適用例で使用するために、大量に製造される。とりわけ、こうした繊維は、特に綿やウールなどの天然繊維と組み合わせて、織物で使用することが望ましい。衣類、敷物、および他の品物を、こうした繊維から作ることができる。さらに、ポリエステル繊維は、その弾性および強度のために、工業応用分野で使用することが望ましい。具体的には、これらは、タイヤコードおよびロープなどの製品を作るために使用される。
用語「繊維」は、本明細書では、連続したモノフィラメント、撚り合わせていない(non−twisted)あるいは撚り合わせた(entangled)マルチフィラメント糸、ステープル糸、紡績糸、および不織材料を含むものである。こうした繊維を使用して、不均一な布(uneven fabric)、編物(knitted fabric)、織物(fabric web)、またはタイヤコードなどの他の任意の繊維含有構造物を形成することができる。
ナイロン、アクリル樹脂、ポリエステルなどの合成繊維は、ポリマーをフィラメントに紡績および延伸することによって作られ、その後たくさんのフィラメントを合わせて巻き取ることによって糸に形成する。こうした繊維はしばしば、繊維から作られる所望の最終産物に基づいて、当技術分野で知られている通りの、強度、弾性、耐熱性、手触り(生地の感触)などの望ましい特性を与えるために力学的かつ/または化学的に処理される。
本発明のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルのモノマー組成物は、部分的に結晶性のポリマーをもたらすように選択されることが好ましい。結晶性は、繊維の形成にとって望ましく、強度および弾性を与える。最初に製造されるとき、ポリエステルは、構造がほぼ非晶質である。好ましい実施形態では、ポリエステルポリマーは、再加熱および/またはポリマーの延伸で、直ちに結晶化する。
本発明の方法では、繊維は、当技術分野で知られている任意の方法によって、ポリマーから作られる。しかし一般に、ポリエステル繊維については溶融紡糸法が好ましい。
溶融紡糸法は通常、ポリ(エチレンテレフタレート)などのポリエステルに使用され、ポリマーを加熱して溶融した液体を形成すること、あるいは加熱面に対するポリマーを溶融することを含む。この溶融されたポリマーを、複数の細かい穴の開いた紡糸口金に押し込む。紡糸口金を通した後、空気または非反応性の気体流と接触させると、各紡糸口金からのポリマー溶液は、凝固してフィラメントになる。これらのフィラメントを、収束ガイド(convergence guide)によって、紡糸口金の下流で集め、1つのローラーまたは複数のローラーによって回収(take up)することができる。この方法によって、例えば、断面が円形、楕円形、正方形、長方形、浅裂のある(lobed)、またはドッグボーン型(dog−boned)であるフィラメントを含めて、様々なサイズおよび断面のフィラメントが形成できるようになる。
押出および回収(uptake)の後、繊維は通常引き伸ばされ、それによって、結晶化が増進され、また、長軸に沿う配向などの望ましい性質が最大限になり、それにより弾性および強度が増す。引き伸ばしは、当技術分野で知られている通りの一連のローラー(それらのうちのあるものは一般に加熱される)を用いることによる回収(takeup)と組み合わせて行うこともできるし、繊維形成の方法における別のステージで行うこともできる。
ポリマーは、所望の繊維サイズに応じて、約600から6000メートル/分またはそれ以上の速さで紡績することができる。織物用途では、約0.1から約100デニール/フィラメントの繊維が所望される。デニールは、約0.5から20であることが好ましく、0.7から10であることがより好ましい。しかし、工業応用分野では、繊維は、約0.5から100デニール/フィラメント、好ましくは約1.0から10.0、最も好ましくは3.0から5.0デニール/フィラメントであるべきである。所与のどんな適用例についても、繊維の必要とされるサイズおよび強度は、当分野の技術者によって容易に決定することができる。
得られるフィラメント材料は、さらなる加工装置を使用することによるさらなる加工に適用できる。あるいは、これを、連続したフィラメント織編用糸(filament textile yarn)を必要とする応用分野に直接使用することもできる。所望される場合、その後、フィラメント材料を、知られている仮撚り加工(false twist testuring)条件または当技術分野でで知られている他の方法を介して、フラットヤーンからテクスチャード加工糸に転換することもできる。特に、例えば織物の場合、より柔らかな感触をもたらすために、また、繊維の呼吸する能力を高めることによって、より優れた断熱性および保水性をもたらすために、繊維の表面積を増大させることが望ましい。したがって、繊維を、例えば、仮撚り法、エアジェット、エッジ(edge)捲縮、ギア(gear)捲縮、または経糸ボックス(stuffer box)によって、捲縮または撚り合わせることができる。あるいは、繊維を、ステープルと呼ばれるより短い長さに切断し、これを糸に加工することもできる。当分野の技術者であれば、所望の適用例および繊維の組成に基づいて、捲縮または撚り合わせの最適な方法を決定することができる。
形成後、繊維を、所望の最終用途に適した任意の方法によって仕上げる。織物の場合、これには、染色、サイジング、あるいは、繊維の見た目および手触りを調節するのに適した帯電防止剤、難燃剤、UV光安定剤、酸化防止剤、顔料、染料、防汚剤(stain resistant)、抗菌剤などの化学薬品の添加が含まれ得る。工業応用分野では、例えば強度、弾性、または収縮などのさらなる所望の特性を与えるために、繊維を処理することができる。
本発明の連続したフィラメント繊維は、例えばアパレルおよびホームファニシングのための織布などの様々な適用分野で使用するために製造または加工されたものとして使用することができる。高テナシティの繊維は、例えば高強度の生地、防水布、帆布、縫い糸、ならびにタイヤおよびV−ベルトのためのゴム補強材などの工業応用分野に使用することができる。
本発明のステープル繊維を使用して、天然繊維、特に綿およびウールとのブレンドを形成することができる。特に、ポリエステルは、一般にカビ、白カビ、および天然繊維に固有の他の問題に対して強い、化学的に耐性のある繊維である。ポリエステル繊維は、強度および磨耗耐性をさらに提供し、また、材料のコストを下げる。したがって、これは、アパレル用の生地、ホームファニシング、およびカーペットにおける使用など、織物および他の商業応用分野における使用に理想的である。
さらに、不均一(heterogeneous)繊維を形成するために、本発明のコポリエーテルエステルを、合成または天然のポリマーと共に使用することができ、それによって、性質が向上された繊維が提供される。不均一な繊維は、当技術分野で知られている通りの、サイドバイサイド(side−by−side)、シースコア(sheath−core)、およびマトリックスデザインなど、任意の適切な方式で形成することができる。
本発明のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルはまた、成形され、発泡された物に形成される場合に、有用性が見出されるであろう。フィルム、カップ、食品トレイ、装飾用リボン、家具の部品などの低密度製品を提供するために、熱可塑性ポリマー材料を、発泡させる。例えば、ペンタンなどの低沸点炭化水素を含有するポリスチレンビーズは、コーヒー、紅茶、ホットチョコレートなどのホットドリンク用の、軽量の発泡されたカップに形成される。ポリプロピレンを、窒素または二酸化炭素ガスなど、発泡剤の存在下で押出し、装飾用フィルムおよび包装用のリボンを提供することができる。また、ポリプロピレンは、発泡剤の存在下で射出成形して、テーブルの脚などの軽量家具部品を形成する、また、軽量椅子を形成することができる。
ポリ(エチレンテレフタレート)などのポリエステルは一般に、他のポリマーよりもかなり密度が高い(例えば、1.3g/cc)。したがって、成形部品、フィルム、シート、食品トレイ、熱成形部品などの重量を減じるために、ポリエステル材料を発泡できることが望ましいであろう。こうした発泡させた物品はまた、発泡させていない物品よりも絶縁性が向上されている。
発泡させるポリエステルが、望ましくは高い溶融粘度を有するべきであることが、一般に当技術分野で判明している。これは、ポリエステルを、発泡させた最終品を形成するために凝固させるのに十分に長く、形成される発泡形状を保持するのに十分な溶融粘度を有するために、望ましい。これは、固相重合法などの後重合方法を介して、製造されるポリエステルの固有粘度を高めることによって実現することができる。あるいは、該ポリエステルは、米国特許公報(特許文献125)、米国特許公報(特許文献126)、米国特許公報(特許文献127)、米国特許公報(特許文献128)、米国特許公報(特許文献129)、米国特許公報(特許文献130)、および米国特許公報(特許文献131)に記載されたような分岐剤を組み込むことができる。こうした分岐ポリエステルは、溶融粘度をさらに高めるために、上で述べたように、さらに固相重合にかけることができる。ポリエステル主鎖へのスルホネート置換基の組み込みは、ポリエステルのみかけの溶融粘度を高め、十分な発泡可能なポリエステルをもたらすことも判明している。より最近、こうしたスルホン酸ポリエステルを、二価の陽イオンと反応させて、溶融粘度をさらに大きく高め、より望ましい発泡可能なポリエステルをもたらすことができることが示唆されている(例えば米国特許公報(特許文献132)を参照のこと)。
本発明のコポリエーテルエステルは、非常に様々な方法によって容易に発泡させることができる。これらの方法には、押出または成形操作中の溶融物への、窒素または二酸化炭素などの不活性な気体の注入が含まれる。あるいは、メタン、エタン、プロパン、ブタン、およびペンタン、またはクロロフルオロカーボン、ハイドロクロロフルオロカーボン、ハイドロフルオロカーボンなどの不活性な炭化水素ガスも使用することができる。別の方法は、ポリエステルと化学的な発泡剤をドライブレンドし、その後この組成物を押出または成形して、発泡させた物品を提供することを含む。押出または成形操作の間、窒素などの不活性な気体が、発泡剤から放出され、発泡作用をもたらす。典型的な発泡剤には、アゾジカーボンアミド、ヒドラゾカーボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、ヒドラゾジカルボン酸p−トルエンスルホニル、5−フェニル−3,6−ジヒドロ−1,3,4−オキサ−ジアジン−2−オン、水素化ホウ素ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、5−フェニルテトラゾール、p,p’−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)などが含まれる。さらに別の方法は、炭酸ナトリウムまたは炭酸水素ナトリウムを、ポリエステルペレットの一部とブレンドすること、クエン酸などの有機酸を、ポリエステルペレットの別の部分とブレンドすること、続いて、2つのタイプのペレットを、高温での押出または成形を介してブレンドすることを含む。ポリマー溶融物における所望の発泡作用を提供するために、二酸化炭素ガスは、炭酸ナトリウムとクエン酸の相互作用によって放出される。
発泡可能なポリエステル組成物は、発泡開始の部位を作り、発泡させたシートまたは物品のセルサイズに影響を与え、発泡させた物品の凝固を早めるために、成核剤(nucleation agent)を組み込むことが望ましい。前記成核剤の例には、酢酸ナトリウム、タルク、二酸化チタン、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン材料などが含まれ得る。
ポリマーの発泡装置および方法は一般に、当技術分野で知られている。例えば、米国特許公報(特許文献133)、米国特許公報(特許文献131)、米国特許公報(特許文献134)、米国特許公報(特許文献130)、米国特許公報(特許文献135)、米国特許公報(特許文献129)、米国特許公報(特許文献136)、および米国特許公報(特許文献137)を参照のこと。発泡技術に関するさらなる概説は、(非特許文献3)および(非特許文献4)に出ている。
上で述べた通り、発泡可能なポリエステル組成物は、非常に様々な添加剤、充填材を含むことができし、他の材料とブレンドすることもできる。生分解性の発泡体については、セルロース、化学的に修飾されたセルロースなどのセルロース誘導体、デンプン、ならびに化学的に修飾されたデンプンおよび熱可塑性デンプンなどのデンプン誘導体の添加が、特に好ましい。
(実施例および比較例)
(試験方法)
TAインストゥルメント社製型番号2920の機械(TA Instruments Model Number 2920 machine)で、示差走査熱量測定(DSC)を実施した。試料を、窒素雰囲気中で、20℃/分の速度で300℃に加熱し、20℃/分の速度でプログラムされた冷却を行って室温に戻し、次いで、20℃/分の速度で300℃に再加熱した。下に述べた、試料の認められたガラス転移温度(Tg)および結晶融解温度(Tm)は、第2の加熱によるものであった。
固有粘度(IV)は、(非特許文献5)で定義されている通りである。IVは、グッドイヤー(Goodyear)R−103B法によって、トリフルオロ酢酸:ジクロロメタンの50:50(重量パーセント)の酸性の溶媒系の濃度0.5g/100mLで、室温で求められた。
実験室相対粘度(Laboratory Relative Viscosity)(LRV)は、0.6グラムのポリエステル試料を、80ppm硫酸を含有する10mLのヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)に溶解した溶液の粘度の、硫酸含有ヘキサフルオロイソプロパノールそれ自体の粘度(どちらも毛細管粘度計で25℃で測定された)に対する比であった。LRVは、数値的にIVに関係がある可能性がある。この関係を利用する場合、用語「算出されたIV」と記述した。
ISO 14855の方法:「Determination of the ultimate aerobic biodegradability and disintegration of plastic materials under controlled compositing conditions − Method by Analysis of evolved carbon」に従って、生分解を実施した。この試験は、試験されるポリマーを粉砕した粉末と共に、一般廃棄物の有機分画から得られた、安定化された熟成した堆肥からなる接種物を、バーミキュライトマトリックス上に接種(inject)すること、58℃±2℃に制御されるインキュベーション温度で、標準的な条件下で堆肥化させることを含んでいた。この試験は、1種のポリマー試料を用いて実施した。発生した二酸化炭素は、生分解の程度を求めるために使用された。
(比較例1)
1.0リットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル)(508.48グラム)、グルタル酸ジメチル(83.00グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(15.19グラム)、トリメリト酸トリス(2−ヒドロキシエチル)(2.23グラム)、酢酸ナトリウム(0.76グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.2363グラム)、および三酸化アンチモン(III)(0.1902グラム)を加えた。この反応混合物を攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら0.5時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で200℃で1時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら0.5時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら275℃で1時間攪拌した。この加熱サイクル中に、77.2グラムの無色の留出物を収集した。次いで、反応混合物を、275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で3.4時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物(reaction mass)を室温まで冷却させた。さらなる54.6グラムの留出物を回収し、403.7グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの固有粘度について測定し、固有粘度(IV)は0.58dL/gであることが判明した。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。ガラス転移温度(Tg)は、開始温度が47.6℃、中点温度が50.4℃、終了温度が53.1℃であると判明した。結晶融解温度(Tm)は、214.9℃で認められた(28.0J/g)。
この試料を、上で述べた通りの生分解試験にかけた。堆肥化の26.3日後、試料の7.5重量パーセントが生分解されていることが判明した。
(比較例2)
1.0リットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル)(635.60グラム)、グルタル酸ジメチル(2.05グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(15.19グラム)、トリメリト酸トリス(2−ヒドロキシエチル)(2.23グラム)、ポリエチレングリコール(平均分子量=1450、42.38グラム)、酢酸ナトリウム(0.76グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.2363グラム)、および三酸化アンチモン(III)(0.1902グラム)を加えた。この反応混合物を攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら0.5時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で200℃で1.1時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら0.8時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら275℃で1.0時間攪拌した。この加熱サイクル中に、82.4グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で2.3時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる62.6グラムの留出物を回収し、423.6グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの固有粘度(IV)について測定し、IVは、0.61dL/gであることが判明した。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。結晶融解温度(Tm)は、247.6℃で認められた(37.3J/g)。
この試料を、上で述べた通りの生分解試験にかけた。堆肥化の26.3日後、試料の9.8重量パーセントが生分解されていることが判明した。
(実施例1)
1.0リットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル)(508.48グラム)、グルタル酸ジメチル(82.14グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(15.19グラム)、トリメリト酸トリス(2−ヒドロキシエチル)(2.23グラム)、ポリエチレングリコール(平均分子量=1450、42.38グラム)、酢酸ナトリウム(0.76グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.2363グラム)、および三酸化アンチモン(III)(0.1902グラム)を加えた。この反応混合物を攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら0.2時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で200℃で1時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら1.3時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら275℃で1.2時間攪拌した。この加熱サイクル中に67.0グラムの無色の留出物を収集した。次いで、反応混合物を、275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で3.2時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる68.2グラムの留出物を回収し、400.0グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは25.62であることが判明した。この試料は、固有粘度が0.71dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。ガラス転移温度(Tg)は、開始温度が37.6℃、中点温度が38.9℃、終了温度が39.7℃であると判明した。広い(broad)結晶融解温度(Tm)は、206.6℃で認められた(20.6J/g)。
この試料を、上で述べた通りの生分解試験にかけた。堆肥化の26.5日後、試料の22.7重量パーセントが生分解されていることが判明した。
(実施例2)
250ミリリットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル)(99.15グラム)、グルタル酸ジメチル(16.02グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(2.96グラム)、ポリエチレングリコール(平均分子量=1000)(8.14グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.042グラム)、および三酸化アンチモン(III)(0.034グラム)を加えた。この反応混合物を攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら0.4時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で200℃で1.1時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら1.6時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら275℃で1.2時間攪拌した。この加熱サイクル中に9.67グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で4時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる7.12グラムの留出物を回収し、100.54グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは26.32であることが判明した。この試料は、固有粘度が0.72dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。広い結晶融解温度(Tm)は、169.0℃で認められた(14.1J/g)。
(実施例3)
250ミリリットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル)(99.15グラム)、グルタル酸ジメチル(16.02グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(2.96グラム)、ポリ(エチレングリコール)(平均分子量=2000)(8.14グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.042グラム)、および三酸化アンチモン(III)(0.034グラム)を加えた。この反応混合物を攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら0.3時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で200℃で1.1時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、1.3時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら275℃で1.0時間攪拌した。この加熱サイクル中に7.60グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で1.8時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる12.08グラムの留出物を回収し、80.89グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは34.54であることが判明した。この試料は、固有粘度が0.87dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。広い結晶融解温度(Tm)は、190.0℃で認められた(19.7J/g)。
(実施例4)
250ミリリットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル)(99.15グラム)、グルタル酸ジメチル(16.02グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(2.96グラム)、ポリ(エチレングリコール)−ブロック−ポリ(プロピレングリコール)−ブロック−ポリ(エチレングリコール)(10重量パーセントのポリ(エチレングリコール)含有、CAS # 9003−11−6、平均分子量=1100)(8.14グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.042グラム)、および三酸化アンチモン(III)(0.034グラム)を加えた。この反応混合物を、攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、0.3時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で200℃で1.0時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、1.3時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で275℃で1.0時間攪拌した。この加熱サイクル中に23.88グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で4.2時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる2.87グラムの留出物を回収し、81.78グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは17.25であることが判明した。この試料は、固有粘度が0.56dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。広い結晶融解温度(Tm)は、207.1℃で認められた(27.0J/g)。
(実施例5)
250ミリリットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル)(99.15グラム)、グルタル酸ジメチル(16.02グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(2.96グラム)、ポリ(エチレングリコール)−ブロック−ポリ(プロピレングリコール)−ブロック−ポリ(エチレングリコール)(10重量パーセントのポリ(エチレングリコール)含有、CAS # 9003−11−6、平均分子量=2000)(8.14グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.042グラム)、および三酸化アンチモン(III)(0.034グラム)を加えた。この反応混合物を攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、1.0時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で200℃で1.0時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら0.5時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら275℃で1.0時間攪拌した。この加熱サイクル中に10.93グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で2.3時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる8.31グラムの留出物を回収し、87.70グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは26.27であることが判明した。この試料は、固有粘度が0.72dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。広い結晶融解温度(Tm)は、185.6℃で認められた(6.5J/g)。
(実施例6)
1.0リットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル)(508.48グラム)、グルタル酸ジメチル(82.14グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(15.19グラム)、トリメリト酸トリス(2−ヒドロキシエチル)(2.23グラム)、ポリエチレングリコール(平均分子量=1450、42.38グラム)、酢酸ナトリウム(0.76グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.2363グラム)、三酸化アンチモン(III)(0.1902グラム)、およびフジシリカ(Fuji Silica)310 P(27.88グラム)を加えた。この反応混合物を攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、1.1時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で、200℃で1時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、1.5時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら275℃で1時間攪拌した。この加熱サイクル中に68.40グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で3.2時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる56.7グラムの留出物を回収し、482.9グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは12.85であることが判明した。この試料は、固有粘度が0.48dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。ガラス転移温度(Tg)は、開始温度が105.6℃、中点温度が106.4℃、終了温度が107.2℃であると判明した。結晶融解温度(Tm)は、203.9℃で認められた(21.2J/g)。
この試料を、上で述べた通りの生分解試験にかけた。堆肥化の26.5日後、試料の13.1重量パーセントが生分解されていることが判明した。
(実施例7)
1.0リットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル)(508.48グラム)、グルタル酸ジメチル(82.14グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(15.19グラム)、トリメリト酸トリス(2−ヒドロキシエチル)(2.23グラム)、ポリエチレングリコール(平均分子量=1450、42.38グラム)、酢酸ナトリウム(0.76グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.2363グラム)、三酸化アンチモン(III)(0.1902グラム)、およびカオリン(27.88グラム)を加えた。この反応混合物を攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、0.3時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で、200℃で0.9時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、2.0時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら275℃で0.8時間攪拌した。この加熱サイクル中に、81.7グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で、2.4時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる54.6グラムの留出物を回収し、473.3グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは23.26であることが判明した。この試料は、固有粘度が0.67dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。ガラス転移温度(Tg)は、開始温度が41.1℃、中点温度が45.3℃、終了温度が48.9℃であると判明した。結晶融解温度(Tm)は、203.5℃で認められた(22.9J/g)。
この試料を、上で述べた通りの生分解試験にかけた。堆肥化の26.5日後、試料の22.1重量パーセントが生分解されていることが判明した。
(実施例8)
1.0リットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル) (508.48グラム)、グルタル酸ジメチル(82.14グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(15.19グラム)、トリメリト酸トリス(2−ヒドロキシエチル)(2.23グラム)、ポリエチレングリコール(平均分子量=1450、42.38グラム)、酢酸ナトリウム(0.76グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.2363グラム)、三酸化アンチモン(III)(0.1902グラム)、およびクロイサイト(Cloisite)30B(27.88グラム、サザンクレイ社(Southern Clay,Inc.)によって供給される、第四級アンモニウム牛脂誘導体(ビス(2−ヒドロキシエチル)−メチル−牛脂塩化アンモニウム)でコートされた天然のモンモリロナイト粘土)を加えた。この反応混合物を、攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、1.1時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で、200℃で1時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、1.2時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら275℃で1時間攪拌した。この加熱サイクル中に、83.2グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で2.8時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる51.4グラムの留出物を回収し、454.3グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは24.42であることが判明した。この試料は、固有粘度が0.69dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。ガラス転移温度(Tg)は、開始温度が35.3℃、中点温度が35.5℃、終了温度が35.9℃であると判明した。結晶融解温度(Tm)は、188.3℃で認められた(20.9J/g)。
この試料を、上で述べた通りの生分解試験にかけた。堆肥化の26.5日後、試料の24.2重量パーセントが生分解されていることが判明した。
(実施例9)
1.0リットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル)(508.48グラム)、グルタル酸ジメチル(82.14グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(15.19グラム)、トリメリト酸トリス(2−ヒドロキシエチル)(2.23グラム)、ポリエチレングリコール(平均分子量=1450、42.38グラム)、酢酸ナトリウム(0.76グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.2363グラム)、三酸化アンチモン(III)(0.1902グラム)、およびクロイサイト(Cloisite)Na(27.88グラム、天然のモンモリロナイト粘土である、サザンクレイ(Southern Clay)製品)を加えた。この反応混合物を、攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、0.8時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で、200℃で0.9時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、0.7時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら275℃で0.9時間攪拌した。この加熱サイクル中に、91.8グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で2.3時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる56.6グラムの留出物を回収し、445.1グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは24.39であることが判明した。この試料は、固有粘度が0.69dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。第1の加熱サイクル内で、ガラス転移温度(Tg)は、開始温度が46.0℃、中点温度が50.6℃、終了温度が53.2℃であると判明した。このガラス転移温度は、DSC実験の第2の加熱サイクルでは認められなかった。DSC実験の第2の加熱サイクル中、結晶融解温度(Tm)は、209.8℃で認められた(25.4J/g)。
この試料を、上で述べた通りの生分解試験にかけた。堆肥化の26.5日後、試料の22.7重量パーセントが生分解されていることが判明した。
(実施例10)
1.0リットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル)(508.48グラム)、グルタル酸ジメチル(82.14グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(15.19グラム)、トリメリト酸トリス(2−ヒドロキシエチル)(2.23グラム)、ポリエチレングリコール(平均分子量=1450、42.38グラム)、酢酸ナトリウム(0.76グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.2363グラム)、三酸化アンチモン(III)(0.1902グラム)、およびクレイトーン(Claytone)2000(27.88グラム、サザンクレイ社(Southern Clay,Inc.)、有機親和性スメクタイト粘土である製品)を加えた。この反応混合物を、攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、0.6時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で、200℃で0.9時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、1.5時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら275℃で1.1時間攪拌した。この加熱サイクル中に、62.6グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で1.3時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる53.7グラムの留出物を回収し、509.2グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは28.59であることが判明した。この試料は、固有粘度が0.76dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。ガラス転移温度(Tg)は、開始温度が26.0℃、中点温度が28.2℃、終了温度が30.1℃であると判明した。結晶融解温度(Tm)は、181.2℃で認められた(18.9J/g)。
この試料を、上で述べた通りの生分解試験にかけた。堆肥化の26.5日後、試料の26.5重量パーセントが生分解されていることが判明した。
(実施例11)
1.0リットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル)(508.48グラム)、グルタル酸ジメチル(82.14グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(15.19グラム)、トリメリト酸トリス(2−ヒドロキシエチル)(2.23グラム)、ポリエチレングリコール(平均分子量=1450、42.38グラム)、酢酸ナトリウム(0.76グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.2363グラム)、三酸化アンチモン(III)(0.1902グラム)、およびガラマイト(Garamite)1958(27.88グラム、サザンクレイ社(Southern Clay,Inc.)、鉱物の混合物である製品)を加えた。この反応混合物を、攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、1.0時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で、200℃で1.0時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、0.67時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら275℃で1.0時間攪拌した。この加熱サイクル中に、88.5グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で2.3時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる56.7グラムの留出物を回収し、436.6グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは24.97であることが判明した。この試料は、固有粘度が0.70dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。結晶融解温度(Tm)は、208.6℃で認められた(22.3J/g)。
この試料を、上で述べた通りの生分解試験にかけた。堆肥化の22.9日後、試料の13.6重量パーセントが生分解されていることが判明した。
(実施例12)
1.0リットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル)(508.48グラム)、グルタル酸ジメチル(82.14グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(15.19グラム)、トリメリト酸トリス(2−ヒドロキシエチル)(2.23グラム)、ポリエチレングリコール(平均分子量=1450、42.38グラム)、酢酸ナトリウム(0.76グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.2363グラム)、三酸化アンチモン(III)(0.1902グラム)、およびラポナイト(Laponite)RD(27.88グラム、サザンクレイ社(Southern Clay,Inc.)、合成のコロイド状粘土である製品)を加えた。この反応混合物を攪拌し、緩徐な窒素パージ下で、180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、0.4時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で、200℃で0.8時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、0.9時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら275℃で1.3時間攪拌した。この加熱サイクル中に、112.4グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で2.8時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる36.1グラムの留出物を回収し、425.0グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは21.35であることが判明した。この試料は、固有粘度が0.63dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。結晶融解温度(Tm)は、217.5℃で認められた(27.2J/g).
この試料を、上で述べた通りの生分解試験にかけた。堆肥化の22.9日後、試料の10.0重量パーセントが生分解されていることが判明した。
(実施例13)
1.0リットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル)(508.48グラム)、グルタル酸ジメチル(82.14グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(15.19グラム)、トリメリト酸トリス(2−ヒドロキシエチル)(2.23グラム)、ポリエチレングリコール(平均分子量=1450、42.38グラム)、酢酸ナトリウム(0.76グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.2363グラム)、三酸化アンチモン(III)(0.1902グラム)、およびラポナイト(Laponite)RDS(27.88グラム、サザンクレイ社(Southern Clay,Inc.)、無機ポリリン酸ペプタイザーを含む合成の層状ケイ酸塩である製品)を加えた。この反応混合物を攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、0.2時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で、200℃で1.1時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、0.8時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら1.0時間275℃で攪拌した。この加熱サイクル中に、111.3グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で2.9時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる38.9グラムの留出物を回収し、450.6グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは22.40であることが判明した。この試料は、固有粘度が0.65dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。結晶融解温度(Tm)は、216.3℃で認められた(26.5J/g)。
この試料を、上で述べた通りの生分解試験にかけた。堆肥化の22.9日後、試料の10.1重量パーセントが生分解されていることが判明した。
(実施例14)
1.0リットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル)(508.48グラム)、グルタル酸ジメチル(82.14グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(15.19グラム)、トリメリト酸トリス(2−ヒドロキシエチル)(2.23グラム)、ポリエチレングリコール(平均分子量=1450、42.38グラム)、酢酸ナトリウム(0.76グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.2363グラム)、三酸化アンチモン(III)(0.1902グラム)、およびゲルホワイト(Gelwhite)L(27.88グラム。サザンクレイ社(Southern Clay,Inc.)、白色のベントナイト由来のモンモリロナイト粘土である製品)を加えた。この反応混合物を攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、0.8時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で、200℃で1.1時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、1.7時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら275℃で1.0時間攪拌した。この加熱サイクル中に、57.1グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で3.4時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる63.5グラムの留出物を回収し、522.0グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの固有粘度(IV)について測定し、固有粘度が0.58dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。結晶融解温度(Tm)は、181.6℃で認められた(17.2J/g)。
この試料を、上で述べた通りの生分解試験にかけた。堆肥化の22.9日後、試料の16.4重量パーセントが生分解されていることが判明した。
(実施例15)
1.0リットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル)(508.48グラム)、グルタル酸ジメチル(82.14グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(15.19グラム)、トリメリト酸トリス(2−ヒドロキシエチル)(2.23グラム)、ポリエチレングリコール(平均分子量=1450、42.38グラム)、酢酸ナトリウム(0.76グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.2363グラム)、三酸化アンチモン(III)(0.1902グラム)、およびゲルホワイト(Gelwhite)MAS 100(27.88グラム、サザンクレイ社(Southern Clay,Inc.)、白色のスメクタイト粘土(ケイ酸マグネシウムアルミニウム)である製品)を加えた。この反応混合物を、攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、0.3時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で、200℃で1.1時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、0.7時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら275℃で1.1時間攪拌した。この加熱サイクル中に、87.5グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で、1.8時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる27.3グラムの留出物を回収し、524.3グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは32.87であることが判明した。この試料は、固有粘度が0.84dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。ガラス転移温度(Tg)は、開始温度が26.0℃、中点温度が28.2℃、終了温度が30.1℃であると判明した。結晶融解温度(Tm)は、171.1℃で認められた(1.2J/g)。
この試料を、上で述べた通りの生分解試験にかけた。堆肥化の22.9日後、試料の12.2重量パーセントが生分解されていることが判明した。
(実施例16)
1.0リットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル)(508.48グラム)、グルタル酸ジメチル(82.14グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(15.19グラム)、トリメリト酸トリス(2−ヒドロキシエチル)(2.23グラム)、ポリエチレングリコール(平均分子量=1450、42.38グラム)、酢酸ナトリウム(0.76グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.2363グラム)、三酸化アンチモン(III)(0.1902グラム)、およびタルク(27.88グラム)を加えた。この反応混合物を、攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、0.2時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で、200℃で0.9時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、0.7時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら275℃で1.0時間攪拌した。この加熱サイクル中に、91.0グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で、3.2時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる49.6グラムの留出物を回収し、442.8グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは25.72であることが判明した。この試料は、固有粘度が0.71dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。結晶融解温度(Tm)は、207.0℃で認められた(19.2J/g)。
この試料を、上で述べた通りの生分解試験にかけた。堆肥化の23.6日後、試料の26.6重量パーセントが生分解されていることが判明した。
(実施例17)
1.0リットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル)(508.48グラム)、グルタル酸ジメチル(82.14グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(15.19グラム)、トリメリト酸トリス(2−ヒドロキシエチル)(2.23グラム)、ポリエチレングリコール(平均分子量=1450、42.38グラム)、酢酸ナトリウム(0.76グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.2363グラム)、三酸化アンチモン(III)(0.1902グラム)、および雲母(27.88グラム)を加えた。この反応混合物を攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、0.5時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で、200℃で1.1時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、0.8時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら275℃で1.2時間攪拌した。この加熱サイクル中に、91.0グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で、2.4時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる53.1グラムの留出物を回収し、446.1グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは24.07であることが判明した。この試料は、固有粘度が0.68dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。ガラス転移温度(Tg)は、開始温度が37.4℃、中点温度が38.1℃、終了温度が38.3℃であると判明した。結晶融解温度(Tm)は、207.2℃で認められた(19.9J/g)。
この試料を、上で述べた通りの生分解試験にかけた。堆肥化の23.6日後、試料の18.0重量パーセントが生分解されていることが判明した。
(実施例18)
1.0リットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル)(508.48グラム)、グルタル酸ジメチル(82.14グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(15.19グラム)、トリメリト酸トリス(2−ヒドロキシエチル)(2.23グラム)、ポリエチレングリコール(平均分子量=1450、42.38グラム)、酢酸ナトリウム(0.76グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.2363グラム)、三酸化アンチモン(III)(0.1902グラム)、およびエチレングリコール中の炭酸カルシウムの50重量パーセントスラリー(55.76グラム)を加えた。この反応混合物を攪拌し、緩徐な窒素パージ下で、180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、0.2時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で、200℃で0.9時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、0.8時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら275℃で1.8時間攪拌した。この加熱サイクル中に、100.6グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で、2.4時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる60.8グラムの留出物を回収し、455.0グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは25.13であることが判明した。この試料は、固有粘度が0.70dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。結晶融解温度(Tm)は、209.1℃で認められた(23.4J/g)。
この試料を、上で述べた通りの生分解試験にかけた。堆肥化の23.6日後、試料の18.3重量パーセントが生分解されていることが判明した。
(実施例19)
1.0リットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル)(508.48グラム)、グルタル酸ジメチル(82.14グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(15.19グラム)、トリメリト酸トリス(2−ヒドロキシエチル)(2.23グラム)、ポリエチレングリコール(平均分子量=1450、66.46グラム)、酢酸ナトリウム(0.76グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.2363グラム)、三酸化アンチモン(III)(0.1902グラム)、およびエチレングリコール中の炭酸カルシウムの50重量パーセントスラリー(58.31グラム)を加えた。この反応混合物を、攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、0.6時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で、200℃で0.8時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、0.8時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら275℃で1.3時間攪拌した。この加熱サイクル中に、95.9グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で2.8時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる64.7グラムの留出物を回収し、484.1グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは19.97であることが判明した。この試料は、固有粘度が0.61dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。結晶融解温度(Tm)は、206.9℃で認められた(22.3J/g)。
この試料を、上で述べた通りの生分解試験にかけた。堆肥化の23.6日後、試料の17.4重量パーセントが生分解されていることが判明した。
(実施例20)
1.0リットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル)(406.78グラム)、グルタル酸ジメチル(65.71グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(12.15グラム)、トリメリト酸トリス(2−ヒドロキシエチル)(1.78グラム)、ポリエチレングリコール(平均分子量=1450、74.27グラム)、酢酸ナトリウム(0.61グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.1890グラム)、三酸化アンチモン(III)(0.1522グラム)、およびエチレングリコール中の炭酸カルシウムの50重量パーセントスラリー(48.86グラム)を加えた。この反応混合物を、攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、0.3時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で、200℃で1.0時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、0.8時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら275℃で1.1時間攪拌した。この加熱サイクル中に、77.5グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で2.8時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる56.2グラムの留出物を回収し、425.0グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは30.98であることが判明した。この試料は、固有粘度が0.81dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。結晶融解温度(Tm)は、204.9℃で認められた(21.6J/g)。
この試料を、上で述べた通りの生分解試験にかけた。堆肥化の23.6日後、試料の9.6重量パーセントが生分解されていることが判明した。
(実施例21)
1.0リットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル)(508.48グラム)、グルタル酸ジメチル(82.14グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(15.19グラム)、トリメリト酸トリス(2−ヒドロキシエチル)(2.23グラム)、ポリエチレングリコール(平均分子量=1450、42.38グラム)、酢酸ナトリウム(0.76グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.2363グラム)、三酸化アンチモン(III)(0.1902グラム)、および水酸化カルシウム(2.66グラム)を加えた。この反応混合物を、攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、0.2時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で、200℃で1.3時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、1.3時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら275℃で1.3時間攪拌した。この加熱サイクル中に、70.0グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で、2.7時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる60.5グラムの留出物を回収し、404.7グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは23.36であることが判明した。この試料は、固有粘度が0.67dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。結晶融解温度(Tm)は、206.5℃で認められた(22.9J/g)。
この試料を、上で述べた通りの生分解試験にかけた。堆肥化の22.9日後、試料の17.6重量パーセントが生分解されていることが判明した。
(実施例22)
1.0リットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル)(475.89グラム)、グルタル酸ジメチル(102.67グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(15.19グラム)、トリメリト酸トリス(2−ヒドロキシエチル)(2.21グラム)、ポリエチレングリコール(平均分子量=1450、42.16グラム)、酢酸ナトリウム(0.75グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.2351グラム)、および三酸化アンチモン(III)(0.1893グラム)を加えた。この反応混合物を、攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、0.2時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で、200℃で1時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、1.3時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら275℃で1時間攪拌した。この加熱サイクル中に、72.5グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で3.3時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる56.4グラムの留出物を回収し、413.7グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは24.35であることが判明した。この試料は、固有粘度が0.69dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。ガラス転移温度(Tg)は、開始温度が31.1℃、中点温度が32.7℃、終了温度が34.2℃であると判明した。広い結晶融解温度(Tm)は、196.0℃で認められた(17.7J/g)。
この試料を、上で述べた通りの生分解試験にかけた。堆肥化の26.5日後、試料の26.4重量パーセントが生分解されていることが判明した。
(実施例23)
1.0リットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル)(380.71グラム)、グルタル酸ジメチル(82.14グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(12.16グラム)、トリメリト酸トリス(2−ヒドロキシエチル)(1.77グラム)、ポリエチレングリコール(平均分子量=1450、33.73グラム)、酢酸ナトリウム(0.60グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.1881グラム)、三酸化アンチモン(III)(0.1514グラム)、およびエチレングリコール中の炭酸カルシウムの50重量パーセントスラリー(210.81グラム)を加えた。この反応混合物を、攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、0.2時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で、200℃で1時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、1.6時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら275℃で1時間攪拌した。この加熱サイクル中に、138.4グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で2.1時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる60.3グラムの留出物を回収し、446.3グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは23.09であることが判明した。この試料は、固有粘度が0.66dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。ガラス転移温度(Tg)は、開始温度が99.3℃、中点温度が101.5℃、終了温度が103.7℃であると判明した。結晶融解温度(Tm)は、182.3℃で認められた(13.7J/g)。
この試料を、上で述べた通りの生分解試験にかけた。堆肥化の26.5日後、試料の21.2重量パーセントが生分解されていることが判明した。
(実施例24)
1.0リットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル)(443.27グラム)、グルタル酸ジメチル(123.20グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(15.19グラム)、トリメリト酸トリス(2−ヒドロキシエチル)(1.52グラム)、ポリエチレングリコール(平均分子量=1450、41.94グラム)、酢酸ナトリウム(0.75グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.2339グラム)、および三酸化アンチモン(III)(0.1883グラム)を加えた。この反応混合物を攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、0.2時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で、200℃で1時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、1.2時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら275℃で1時間攪拌した。この加熱サイクル中に、71.8グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で4.1時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる55.7グラムの留出物を回収し、445.6グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは19.91であることが判明した。この試料は、固有粘度が0.61dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。ガラス転移温度(Tg)は、開始温度が27.2℃、中点温度が28.2℃、終了温度が28.3℃であると判明した。広い結晶融解温度(Tm)は、187.5℃で認められた(16.1J/g)。
この試料を、上で述べた通りの生分解試験にかけた。堆肥化の26.5日後、試料の29.9重量パーセントが生分解されていることが判明した。
(実施例25)
1.0リットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル)(310.29グラム)、グルタル酸ジメチル(86.24グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(10.63グラム)、トリメリト酸トリス(2−ヒドロキシエチル)(1.06グラム)、ポリエチレングリコール(平均分子量=1450、29.36グラム)、酢酸ナトリウム(0.53グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.1637グラム)、三酸化アンチモン(III)(0.1318グラム)、およびエチレングリコール中の炭酸カルシウムの50重量パーセントスラリー(38.63グラム)を加えた。この反応混合物を、攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、0.4時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で、200℃で1.0時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、0.6時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら275℃で1.0時間攪拌した。この加熱サイクル中に、60.4グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で2.8時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる41.9グラムの留出物を回収し、308.9グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは43.99であることが判明した。この試料は、固有粘度が1.04dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。広い結晶融解温度(Tm)は、184.4℃で認められた(17.3J/g)。
この試料を、上で述べた通りの生分解試験にかけた。堆肥化の31日後、試料の10.8重量パーセントが生分解されていることが判明した。
(実施例26)
1.0リットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル)(310.29グラム)、グルタル酸ジメチル(86.24グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(10.63グラム)、トリメリト酸トリス(2−ヒドロキシエチル)(1.06グラム)、ポリエチレングリコール(平均分子量=1450、29.36グラム)、酢酸ナトリウム(0.53グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.1637グラム)、三酸化アンチモン(III)(0.1318グラム)、およびエチレングリコール中の炭酸カルシウムの50重量パーセントスラリー(81.55グラム)を加えた。この反応混合物を、攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、0.3時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で、200℃で0.9時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、0.9時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら275℃で1.3時間攪拌した。この加熱サイクル中に、74.3グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で2.2時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる47.0グラムの留出物を回収し、351.0グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは38.48であることが判明した。この試料は、固有粘度が0.94dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。第1の加熱サイクル中、ガラス転移温度(Tg)は、開始温度が64.7℃、中点温度が71.0℃、終了温度が77.4℃であると判明した。このガラス転移温度は、DSC実験の第2の加熱サイクル内では認められなかった。DSC実験の第2の加熱サイクル内では、広い結晶融解温度(Tm)は、177.5℃で認められた(16.2J/g)。
この試料を、上で述べた通りの生分解試験にかけた。堆肥化の31日後、試料の9.6重量パーセントが生分解されていることが判明した。
(実施例27)
1.0リットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル)(310.29グラム)、グルタル酸ジメチル(86.24グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(10.63グラム)、トリメリト酸トリス(2−ヒドロキシエチル)(1.06グラム)、ポリエチレングリコール(平均分子量=1450、29.36グラム)、酢酸ナトリウム(0.53グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.1637グラム)、三酸化アンチモン(III)(0.1318グラム)、およびエチレングリコール中の炭酸カルシウムの50重量パーセントスラリー(183.48グラム)を加えた。この反応混合物を、攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、0.2時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で、200℃で0.9時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、0.9時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら275℃で1.4時間攪拌した。この加熱サイクル中に、118.3グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で1.3時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる50.3グラムの留出物を回収し、404.5グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは23.80であることが判明した。この試料は、固有粘度が0.68dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。広い結晶融解温度(Tm)は、167.0℃で認められた(11.0J/g)。
この試料を、上で述べた通りの生分解試験にかけた。堆肥化の31日後、試料の14.8重量パーセントが生分解されていることが判明した。
(比較例3)
1.0リットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル)(443.27グラム)、DBE二塩基酸エステル(20:60:20モルパーセントのコハク酸ジメチル:グルタル酸ジメチル:アジピン酸ジメチル)(123.20グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(15.19グラム)、トリメリト酸トリス(2−ヒドロキシエチル)(0.20グラム)、酢酸ナトリウム(0.75グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.2339グラム)、およびタイザー(TYZOR)(登録商標)PC−42 有機チタン酸塩(organic titanate)(チタン6.3重量パーセント。50重量パーセントの水、38.5重量パーセントの有機チタン酸塩複合体、および11.5重量パーセントの無機リン化合物からなる本願特許出願人の製品)(0.1248グラム)を加えた。この反応混合物を攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、0.2時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で、200℃で1.1時間攪拌した。次いでこの反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、0.8時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら275℃で1.1時間攪拌した。この加熱サイクル中に、77.3グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で2.5時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる47.6グラムの留出物を回収し、415.2グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは19.64であることが判明した。この試料は、固有粘度(IV)が0.60dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。広い結晶融解温度(Tm)は、186.9℃で認められた(8.9J/g)。
この試料を、上で述べた通りの生分解試験にかけた。堆肥化の26.3日後、試料の13.0重量パーセントが生分解されていることが判明した。
(実施例28)
1.0リットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル)(443.27グラム)、DBE二塩基酸エステル(20:60:20モルパーセントのコハク酸ジメチル:グルタル酸ジメチル:アジピン酸ジメチル)(123.20グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(15.19グラム)、トリメリト酸トリス(2−ヒドロキシエチル)(0.20グラム)、ポリ(エチレングリコール)(平均分子量は1500)(41.94グラム)、酢酸ナトリウム(0.75グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.2339グラム)、およびタイザー(TYZOR)(登録商標)PC−42 有機チタン酸塩(チタン6.3重量パーセント。50重量パーセントの水、38.5重量パーセントの有機チタン酸塩複合体、および11.5重量パーセントの無機リン化合物からなる本願特許出願人の製品)(0.1248グラム)を加えた。この反応混合物を攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、0.3時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で、200℃で1.0時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、0.8時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら275℃で1.0時間攪拌した。この加熱サイクル中に、70.8グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で2.9時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる49.3グラムの留出物を回収し、470.5グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは21.79であることが判明した。この試料は、固有粘度(IV)が0.64dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。広い結晶融解温度(Tm)は、182.5℃で認められた(17.9J/g)。
この試料を、上で述べた通りの生分解試験にかけた。堆肥化の26.3日後、試料の31.6重量パーセントが生分解されていることが判明した。
(実施例29)
1.0リットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル)(443.27グラム)、DBE二塩基酸エステル(20:60:20モルパーセントのコハク酸ジメチル:グルタル酸ジメチル:アジピン酸ジメチル)(123.20グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(15.19グラム)、トリメリト酸トリス(2−ヒドロキシエチル)(0.20グラム)、ポリ(エチレングリコール)(平均分子量は3400)(41.94グラム)、酢酸ナトリウム(0.75グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.2339グラム)、およびタイザー(TYZOR)(登録商標)PC−42 有機チタン酸塩(チタン6.3重量パーセント。50重量パーセントの水、38.5重量パーセントの有機チタン酸塩複合体、および11.5重量パーセントの無機リン化合物からなる本願特許出願人の製品)(0.1248グラム)を加えた。この反応混合物を攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、0.2時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で、200℃で1.0時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、0.9時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら275℃で1.0時間攪拌した。この加熱サイクル中に、67.3グラムの無色の 留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で3.2時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる50.9グラムの留出物を回収し、466.1グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは27.16であることが判明した。この試料は、固有粘度(IV)が0.74dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。広い結晶融解温度(Tm)は、178.0℃で認められた(14.9J/g)。
この試料を、上で述べた通りの生分解試験にかけた。堆肥化の26.3日後、試料の36.7重量パーセントが生分解されていることが判明した。
(実施例30)
1.0リットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル)(443.27グラム)、アジピン酸ジメチル(134.0グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(15.19グラム)、トリメリト酸トリス(2−ヒドロキシエチル)(0.20グラム)、ポリ(エチレングリコール)(1500の平均分子量)(41.94グラム)、酢酸ナトリウム(0.75グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.2339グラム)、およびタイザー(TYZOR)(登録商標)PC−42 有機チタン酸塩(チタン6.3重量パーセント。50重量パーセントの水、38.5重量パーセントの有機チタン酸塩複合体、および11.5重量パーセントの無機リン化合物からなる本願特許出願人の製品)(0.1248グラム)を加えた。この反応混合物を攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、0.3時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で、200℃で0.6時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、0.8時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら275℃で1.0時間攪拌した。この加熱サイクル中に、96.2グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で3.3時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる37.5グラムの留出物を回収し、448.9グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは14.85であることが判明した。この試料は、固有粘度(IV)が0.51dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。広い結晶融解温度(Tm)は、193.2℃で認められた(23.1J/g)。
この試料を、上で述べた通りの生分解試験にかけた。堆肥化の26.3日後、試料の28.0重量パーセントが生分解されていることが判明した。
(実施例31)
250ミリリットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル)(114.03グラム)、DBA二塩基酸(コハク酸:グルタル酸:アジピン酸の20:60:20モルパーセントの混合物)(25.43グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(0.19グラム)、ポリ(エチレングリコール)(平均分子量は1500)(10.60グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.0591グラム)、酸化アンチモン(III)(0.0476グラム)、およびエチレングリコール中の炭酸カルシウムの50重量パーセントスラリー(29.42グラム)を加えた。この反応混合物を、攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、0.5時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で、200℃で1.3時間攪拌した。この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、1.7時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら275℃で0.9時間攪拌した。この加熱サイクル中に、21.8グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で2.8時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる13.8グラムの留出物を回収し、125.4グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは17.92であることが判明した。この試料は、固有粘度(IV)が0.57dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。広い結晶融解温度(Tm)は、178.9℃で認められた(14.8J/g)。
(実施例32)
1.0リットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル)(287.48グラム)、グルタル酸ジメチル(100.62グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(10.63グラム)、トリメリト酸トリス(2−ヒドロキシエチル)(1.06グラム)、ポリエチレングリコール(平均分子量=1450、28.44グラム)、酢酸ナトリウム(0.53グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.1637グラム)、三酸化アンチモン(III)(0.1318グラム)、およびエチレングリコール中の炭酸カルシウムの50重量パーセントスラリー(177.73グラム)を加えた。この反応混合物を攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、0.3時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で、200℃で1時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、1.2時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら275℃で1.4時間攪拌した。この加熱サイクル中に、101.9グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で1.5時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる54.7グラムの留出物を回収し、412.0グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは31.44であることが判明した。この試料は、固有粘度が0.82dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。広い結晶融解温度(Tm)は、155.5℃で認められた(13.4J/g)。
この試料を、上で述べた通りの生分解試験にかけた。堆肥化の31日後、試料の14.6重量パーセントが生分解されていることが判明した。
(実施例33)
1.0リットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル)(378.09グラム)、グルタル酸ジメチル(164.27グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(15.19グラム)、トリメリト酸トリス(2−ヒドロキシエチル)(0.67グラム)、エチレングリコール(70.03グラム)、ポリエチレングリコール(平均分子量=1450、41.94グラム)、酢酸ナトリウム(0.75グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.2339グラム)、および三酸化アンチモン(III)(0.1883グラム)を加えた。この反応混合物を、攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、0.3時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で、200℃で0.9時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、1.8時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら275℃で1.0時間攪拌した。この加熱サイクル中に、104.5グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で5.6時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる74.8グラムの留出物を回収し、454.0グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは21.82であることが判明した。この試料は、固有粘度が0.64dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。広い結晶融解温度(Tm)は、157.6℃で認められた(0.3J/g)。
(実施例34)
1.0リットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル)(264.66グラム)、グルタル酸ジメチル(114.99グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(10.63グラム)、トリメリト酸トリス(2−ヒドロキシエチル)(1.06グラム)、ポリエチレングリコール(平均分子量=1450、28.17グラム)、酢酸ナトリウム(0.53グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.1637グラム)、三酸化アンチモン(III)(0.1318グラム)、およびエチレングリコール中の炭酸カルシウムの50重量パーセントスラリー(176.08グラム)を加えた。この反応混合物を攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、0.4時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で、200℃で0.9時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、0.8時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら275℃で1.1時間攪拌した。この加熱サイクル中に、105.6グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で1.5時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる51.5グラムの留出物を回収し、384.7グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは27.73であることが判明した。この試料は、固有粘度が0.75dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。第1の加熱サイクル内で、ガラス転移温度(Tg)は、開始温度が42.8℃、中点温度が45.7℃、終了温度が48.5℃であると判明した。このTgは、DSC実験の第2の加熱サイクル中には認められなかった。第2の加熱サイクル内では、広い結晶融解温度(Tm)は、151.8℃で認められた(1.8J/g)。
この試料を、上で述べた通りの生分解試験にかけた。堆肥化の31日後、試料の19.5重量パーセントが生分解されていることが判明した。
(実施例35)
1.0リットルガラスフラスコに、テレフタル酸ビス(2−ヒドロキシエチル)(219.03グラム)、グルタル酸ジメチル(143.74グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(10.63グラム)、トリメリト酸トリス(2−ヒドロキシエチル)(1.06グラム)、ポリエチレングリコール(平均分子量=1450、27.64グラム)、酢酸ナトリウム(0.53グラム)、酢酸マンガン(II)四水和物(0.1637グラム)、三酸化アンチモン(III)(0.1318グラム)、およびエチレングリコール中の炭酸カルシウムの50重量パーセントスラリー(172.78グラム)を加えた。この反応混合物を、攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、0.6時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で、200℃で1.0時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、0.8時間かけて275℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら275℃で1.4時間攪拌した。この加熱サイクル中に、90.1グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、275℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で1.9時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる48.9グラムの留出物を回収し、384.7グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは37.71であることが判明した。この試料は、固有粘度が0.93dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。第1の加熱サイクル内では、ガラス転移温度(Tg)は、開始温度が46.6℃、中点温度が48.7℃、終了温度が50.9℃であると判明した。このTgは、DSC実験の第2の加熱サイクル中には認められなかった。第2の加熱サイクル内では、狭い(small)結晶融解温度(Tm)は、138.5℃で認められた(0.1J/g)。
この試料を、上で述べた通りの生分解試験にかけた。堆肥化の31日後、試料の28.3重量パーセントが生分解されていることが判明した。
(実施例36)
250ミリリットルガラスフラスコに、テレフタル酸ジメチル(66.02グラム)、DBE二塩基酸エステル(20:60:20モルパーセントのコハク酸ジメチル:グルタル酸ジメチル:アジピン酸ジメチル)(24.03グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(2.96グラム)、1,3−プロパンジオール(60.88グラム)、ポリ(テトラメチレングリコール)(平均分子量は2000)(5.00グラム)、およびチタン(IV)イソプロポキシド(0.058グラム)を加えた。この反応混合物を攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、0.5時間かけて190℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら190℃で1.0時間攪拌した。次いでこの反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、0.4時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で、200℃で1.0時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、1.9時間かけて255℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら255℃で0.4時間攪拌した。この加熱サイクル中に、28.5グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、255℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で、2.8時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる17.7グラムの留出物を回収し、95.9グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは30.23であることが判明した。この試料は、固有粘度(IV)が0.79dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。結晶融解温度(Tm)は、167.6℃で認められた(29.9J/g)。
(実施例37)
250ミリリットルガラスフラスコに、テレフタル酸ジメチル(47.58グラム)、DBE二塩基酸エステル(20:60:20モルパーセントのコハク酸ジメチル:グルタル酸ジメチル:アジピン酸ジメチル)(40.04グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(1.48グラム)、1,3−プロパンジオール(60.88グラム)、ポリ(テトラメチレングリコール)(平均分子量は2000)(20.08グラム)、カオリン(12.04グラム)、およびチタン(IV)イソプロポキシド(0.062グラム)を加えた。この反応混合物を攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、0.4時間かけて190℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら190℃で1.0時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、0.4時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で、200℃で0.9時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、2.0時間かけて255℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら255℃で0.6時間攪拌した。この加熱サイクル中に、34.1グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、255℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で1.5時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる1.4グラムの留出物を回収し、85.5グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは3.99であることが判明した。この試料は、固有粘度(IV)が0.32dL/gであると算出された。
(実施例38)
250ミリリットルガラスフラスコに、テレフタル酸ジメチル(66.70グラム)、アジピン酸ジメチル(25.61グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(2.52グラム)、1,2,4,5−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物(ピロメリト酸二無水物、PMDA)(0.22グラム)、1,4−ブタンジオール(72.10グラム)、ポリ(エチレングリコール)(平均分子量は1500)(15.00グラム)、およびチタン(IV)イソプロポキシド(0.062グラム)を加えた。この反応混合物を攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、0.4時間かけて190℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら190℃で1.0時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、0.6時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で、200℃で1.0時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、1.6時間かけて255℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら、255℃で0.9時間攪拌した。この加熱サイクル中に、44.0グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、255℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で2.0時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる2.8グラムの留出物を回収し、113.4グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは45.69であることが判明した。この試料は、固有粘度(IV)が1.07dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。結晶融解温度(Tm)は、167.8℃で認められた(20.9J/g)。
(実施例39)
250ミリリットルガラスフラスコに、テレフタル酸ジメチル(66.02グラム)、DBE二塩基酸エステル(20:60:20モルパーセントのコハク酸ジメチル:グルタル酸ジメチル:アジピン酸ジメチル)(24.03グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(3.40グラム)、1,4−ブタンジオール(72.10グラム)、ポリ(テトラメチレングリコール)(平均分子量は2000)(2.08グラム)、およびチタン(IV)イソプロポキシド(0.062グラム)を加えた。この反応混合物を攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、0.3時間かけて190℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら190℃で1.0時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、0.4時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で、200℃で1.1時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、1.8時間かけて255℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら255℃で0.5時間攪拌した。49.9グラムの無色の留出物を、この加熱サイクル中に収集した。次いで、この反応混合物を、255℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で、3.1時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる0.4グラムの留出物を回収し、99.9グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは9.50であることが判明した。この試料は、固有粘度(IV)が0.42dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。結晶融解温度(Tm)は、171.9℃で認められた(27.6J/g)。
(実施例40)
250ミリリットルガラスフラスコに、テレフタル酸ジメチル(47.58グラム)、DBE二塩基酸エステル(20:60:20モルパーセントのコハク酸ジメチル:グルタル酸ジメチル:アジピン酸ジメチル)(40.04グラム)、5−スルホイソフタル酸ジメチル、ナトリウム塩(1.48グラム)、1,4−ブタンジオール(72.10グラム)、ポリ(テトラメチレングリコール)(平均分子量は2000)(20.08グラム)、シリカ(12.04グラム)、およびチタン(IV)イソプロポキシド(0.062グラム)を加えた。この反応混合物を、攪拌し、緩徐な窒素パージ下で180℃に加熱した。180℃に達した後、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、0.3時間かけて190℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら190℃で1.0時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、緩徐な窒素パージ下で攪拌しながら、0.1時間かけて200℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽い窒素パージ下で、200℃で1.1時間攪拌した。次いで、この反応混合物を、軽い窒素パージ下で攪拌しながら、0.6時間かけて255℃に加熱した。得られた反応混合物を、軽く窒素パージしながら255℃で0.5時間攪拌した。この加熱サイクル中に、37.9グラムの無色の留出物を収集した。次いで、この反応混合物を、255℃で攪拌しながら完全真空にした。得られた反応混合物を、完全真空中(100mtorr未満の圧力)で3.6時間攪拌した。次いで、真空を窒素を用いて解除し、反応物を室温まで冷却させた。さらなる13.6グラムの留出物を回収し、120.1グラムの固体生成物を回収した。
この試料を、上で述べた通りの実験室相対粘度(LRV)について測定し、LRVは13.98であることが判明した。この試料は、固有粘度(IV)が0.50dL/gであると算出された。
この試料を、示差走査熱量測定(DSC)分析にかけた。結晶融解温度(Tm)は、115.9℃で認められた(12.1J/g)。
以下に、本発明の好ましい態様を示す。
[1] ジカルボン酸残基の総モル数を基準にして80.0から20.0モルパーセントの芳香族ジカルボン酸残基;
ジカルボン酸残基の総モル数を基準にして20.0から80.0モルパーセントの脂肪族ジカルボン酸残基;
0.1から10.0モルパーセントのスルホネート成分残基;
エチレングリコール残基、1,3−プロパンジオール残基、および1,4−ブタンジオール残基からなる群から選択される、グリコール残基の総モル数を基準にして99.9から91.0モルパーセントの第1のグリコール残基;
グリコール残基の総モル数を基準にして0.1から4.0モルパーセントのポリ(アルキレンエーテル)グリコール残基;
グリコール残基の総モル数を基準にして0から5.0モルパーセントの第2のグリコール残基;および
0から5.0モルパーセントの多官能性の分岐剤残基
を含むことを特徴とするスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステル。
[2] 生分解性であることを特徴とする[1]に記載のコポリエーテルエステル。
[3] [1]に記載のコポリエーテルエステルおよび充填材を含むスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステル充填材入り組成物であって、前記充填材が前記充填材入り組成物の0.01から80重量パーセントであることを特徴とする充填材入り組成物。
[4] 前記充填材が、無機充填材を含むことを特徴とする[3]に記載の充填材入り組成物。
[5] 前記充填材が、粘土充填材を含むことを特徴とする[3]に記載の充填材入り組成物。
[6] 生分解性であることを特徴とする[3]に記載の充填材入り組成物。
[7] [1]に記載のコポリエーテルエステルから形成される造形品。
[8] フィルム、シート、繊維、メルトブローン容器、成形部品、発泡部品、ポリマー溶融押出コーティング、またはポリマー溶液コーティングである[7]に記載の造形品。
[9] 生分解性である[7]に記載の造形品。
[10] [3]に記載の充填材入り組成物から形成される造形品。
[11] 前記充填材が、無機充填材を含むことを特徴とする[10]に記載の造形品。
[12] フィルム、シート、繊維、メルトブローン容器、成形部品、発泡部品、ポリマー溶融押出コーティング、またはポリマー溶液コーティングであることを特徴とする[11]に記載の造形品。
[13] 生分解性である[11]に記載の造形品。
[14] 前記充填材が、粘土充填材を含むことを特徴とする[10]に記載の造形品。
[15] フィルム、シート、繊維、メルトブローン容器、成形部品、発泡部品、ポリマー溶融押出コーティング、またはポリマー溶液コーティングである[14]に記載の造形品。
[16] 生分解性である[14]に記載の造形品。
[17] [1]記載のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルの製造方法であって、芳香族ジカルボン酸またはそのエステル、脂肪族ジカルボン酸またはそのエステル、スルホネート成分、第1のグリコール、およびポリ(アルキレンエーテル)グリコールを反応させて、前記コポリエーテルエステルを製造する工程を含むことを特徴とする方法。
[18] 前記反応が、少なくとも1種の第2のグリコールおよび多官能性の分岐剤を反応させる工程をさらに含むことを特徴とする[17]に記載の方法。
[19] 前記反応工程が、溶融重合を含むことを特徴とする[17]に記載の方法。
[20] [3]に記載のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステル充填材入り組成物の製造方法であって、
芳香族ジカルボン酸またはそのエステル、脂肪族ジカルボン酸またはそのエステル、スルホネート成分、第1のグリコール、およびポリ(アルキレンエーテル)グリコールを反応させて前記コポリエーテルエステルを製造する工程、および
前記反応工程より前に、前記反応工程と同時に、前記反応工程の後に、あるいはこれらの組み合わせにおいて、前記充填材を加えて前記充填材入り組成物を製造する工程
を含むことを特徴とする方法。
[21] 前記反応工程が、少なくとも1種の第2のグリコールおよび多官能性の分岐剤を反応させる工程をさらに含むことを特徴とする[20]に記載の方法。
[22] 前記充填材が、無機充填材を含むことを特徴とする[20]に記載の方法。
[23] 前記充填材が、粘土充填材を含むことを特徴とする[20]に記載の方法。
[24]前記コポリエーテルエステルから造形品を形成する工程を含むことを特徴とする[7]に記載の造形品の製造方法。
[25] 前記造形品が、フィルム、シート、繊維、メルトブローン容器、成形部品、発泡部品、ポリマー溶融押出コーティング、またはポリマー溶液コーティングであることを特徴とする[24]に記載の方法。
[26] 前記充填材入り組成物から造形品を形成する工程を含むことを特徴とする[10]に記載の造形品の製造方法。
[27] 前記充填材が、無機充填材を含むことを特徴とする[26]に記載の方法。
[28] 前記充填材が、粘土充填材を含むことを特徴とする[26]に記載の方法。
[29] 前記造形品が、フィルム、シート、繊維、メルトブローン容器、成形部品、発泡部品、ポリマー溶融押出コーティング、またはポリマー溶液コーティングであることを特徴とする[26]に記載の方法。

Claims (11)

  1. コポリエーテルエステルおよび充填材を含むスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステル充填材入り組成物であって、
    前記充填材が前記充填材入り組成物の0.01から80重量パーセントであり、
    前記コポリエーテルエステルが、
    ジカルボン酸残基の総モル数を基準にして80.0から20.0モルパーセントの芳香族ジカルボン酸残基;
    ジカルボン酸残基の総モル数を基準にして20.0から80.0モルパーセントの脂肪族ジカルボン酸残基;
    0.1から10.0モルパーセントのスルホネート成分残基、ここで、スルホネート成分残基のパーセントは、スルホネート成分が二酸コモノマーである場合にはジカルボン酸またはそのエステルの総モル数に基づき、スルホネート成分がグリコールコモノマーである場合にはグリコールの総モル数に基づく
    エチレングリコール残基、1,3−プロパンジオール残基、および1,4−ブタンジオール残基からなる群から選択される、グリコール残基の総モル数を基準にして99.9から91.0モルパーセントの第1のグリコール残基;
    グリコール残基の総モル数を基準にして0.1から4.0モルパーセントのポリ(アルキレンエーテル)グリコール残基;
    グリコール残基の総モル数を基準にして0から5.0モルパーセントの第2のグリコール残基;および
    0から5.0モルパーセントの多官能性の分岐剤残基、ここで、分岐剤残基のパーセントは、分岐剤がカルボン酸基を含む物質である場合にはジカルボン酸またはそのエステルの総モル数に基づき、分岐剤がヒドロキシ基を含む物質である場合にはグリコールの総モル数に基づく;
    を含むスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステルであり
    203.5℃以上217.5℃以下の結晶融解温度を有することを特徴とする前記充填材入り組成物
  2. 前記充填剤が、無機充填材を含むことを特徴とする請求項に記載の充填剤入り組成物。
  3. 前記充填剤が、粘土充填材を含むことを特徴とする請求項に記載の充填剤入り組成物。
  4. 生分解性であることを特徴とする請求項のいずれか1項に記載の充填剤入り組成物。
  5. 請求項に記載の充填材入り組成物から形成される造形品。
  6. 前記充填材が、無機充填材を含むことを特徴とする請求項に記載の造形品。
  7. フィルム、シート、繊維、メルトブローン容器、成形部品、発泡部品、ポリマー溶融押出コーティング、またはポリマー溶液コーティングであることを特徴とする請求項に記載の造形品。
  8. 前記充填材が、粘土充填材を含むことを特徴とする請求項に記載の造形品。
  9. フィルム、シート、繊維、メルトブローン容器、成形部品、発泡部品、ポリマー溶融押出コーティング、またはポリマー溶液コーティングであることを特徴とする請求項に記載の造形品。
  10. 生分解性であることを特徴とする請求項のいずれか1項に記載の造形品。
  11. 請求項1に記載のスルホン化脂肪族−芳香族コポリエーテルエステル充填材入り組成物の製造方法であって、芳香族ジカルボン酸またはそのエステル、脂肪族ジカルボン酸またはそのエステル、スルホネート成分、第1のグリコール、ポリ(アルキレンエーテル)グリコール、および任意選択的に少なくとも1種の第2のグリコールまたは多官能性の分岐剤または両方を接触させて、前記コポリエーテルエステルを製造する工程を含み、接触工程が溶融重合を含み、および接触工程より前に、接触工程と同時に、接触工程の後に、あるいはこれらの組み合わせにおいて、請求項1に記載の充填材を加える工程を含むことを特徴とする方法。
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