JP6946393B2 - ポリマー材料 - Google Patents
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Description
本発明の好ましい実施形態の目的は、再加熱が向上して透明度及び/またはL*に対して低減した影響を有す、ポリエステルプリフォーム用の添加剤を提供することである。
(A)タングステン及び酸素の化合物(とりわけ酸化タングステン粒子)と追加の添加剤とを含むポリマー組成物(とりわけポリエステル組成物)であって、追加の添加剤はアセトアルデヒド捕捉剤と着色剤とより選択され、ポリマー組成物がアセトアルデヒド捕捉剤を含むとき、そのポリマー組成物は10ppm(質量百万分率)以上(好適には25ppm以上、好ましくは50ppm以上)のアセトアルデヒド捕捉剤を含み、かつ、ポリマー組成物が着色剤を含むとき、そのポリマー組成物は50ppm以上(好適には75ppm以上、好ましくは100ppm以上)の着色剤を含み、好ましくはその物品が容器のプリフォームである物品、または、
(B)0.3m以上の幅を有し、タングステン及び酸素の化合物(とりわけ酸化タングステン粒子)を含むポリマー組成物(とりわけポリエステル組成物、ポリカーボネート組成物またはポリオレフィン組成物)を備えるシート。
前記ポリマー組成物(とりわけ前記ポリエステル組成物)は、5〜150ppm、好適には12〜150ppm、好ましくは12〜100ppm、より好ましくは12〜50ppm、とりわけ20〜50ppmのタングステン及び酸素の前記化合物(好ましくは酸化タングステン粒子、とりわけ18.86〜20.64重量%の酸素を含む酸化タングステン)を含んでもよい。
前記物品(とりわけ前記プリフォーム)の80重量%以上、90重量%以上、95重量%以上、または99重量%以上は、好適には、前記ポリマー組成物(とりわけ前記ポリエステル組成物)で出来ている。前記物品(とりわけ前記プリフォーム)は、好ましくは、本質的に前記ポリエステル組成物からなる。
前記ポリマー組成物は、好ましくは、前記ポリエステル組成物である。前記ポリエステル組成物は、好ましくは、70重量%以上、80重量%以上、90重量%以上、95重量%以上、98重量%以上、または99重量%以上のポリエステルポリマーを含む。前記ポリエステル組成物は、99.99重量%未満または99.95重量%未満のポリエステルポリマーを含んでもよい。
前記酸化タングステン粒子は、好適には、50μm未満、好ましくは25μm未満、より好ましくは10μm未満、とりわけ5μm以下のd50を有する。いくつかの実施形態において、前記粒子は2μm未満のd50を有してもよい。前記粒子のd50は、0.1μm超または0.5μm超であってもよい。d50は、本明細書に記述されている通りに測定され得る。
S=(d90−d10)/d50
このとき、d90は、体積の90%が記載のd90よりも小さい直径を有する粒子から成る粒径を表し;d10は、体積の10%が記載のd10よりも小さい直径を有する粒子から成る粒径を表し;d50は、体積の50%が記載のd50値よりも大きい直径を有する粒子から成り、かつ体積の50%が記載のd50値よりも小さい直径を有する粒子から成る粒径を表す。
酸化タングステン粒子がポリマー組成物(例えば、ポリエステル組成物)の色に与える影響は、CIE L*a*b*スケールを使用して評価することができ、L*は暗から明へ、0〜100の範囲に及ぶ。色は、本明細書に記述されている通りに評価する事ができる。前記物品(とりわけ前記プリフォーム)は、好適には、65以上、好ましくは70以上、より好ましくは75以上のL*を有する。その物品は、好適には、2.0未満、好ましくは1.0未満、より好ましくは0.5未満のb*を有する。b*は、−1.0超、好ましくは−0.75超であってよい。b*は、−1.0〜1.0の範囲であってもよい。a*は、−1〜0の範囲内であってよい。
本発明において使用するために好適なアセトアルデヒド捕捉剤の他のグループは、アントラニルアミド、1,8−ジアミノナファレン(1,8−diaminonaphalene)、アラントイン、3,4−ジアミノ安息香酸、マロンアミド、サリチルアリニド、6−アミノ−1,3−ジメチルウラシル(DMU)、6−アミノイソシトシン、6−アミノウラシル、6−アミノ−1−メチルウラシル、α−トコフェロール、トリグリセリン、トリメチロールプロパン、ジペンタエリトリトール、トリペンタエリトリトール、D−マンニトール、D−ソルビトール、及びキシリトールを含む。前述のグループからは、アントラニルアミド、1,8−ジアミノナファレン、アラントイン、3,4−ジアミノ安息香酸、マロンアミド、サリチルアリニド、6−アミノ−1,3−ジメチルウラシル(DMU)、6−アミノイソシトシン、6−アミノウラシル、6−アミノ−1−メチルウラシルが好ましい。
前記物品がシートである際、そのポリマー組成物は、酸化タングステン粒子及びポリカーボネート、ポリオレフィン、またはポリエステルを含んでもよい。その酸化タングステン粒子は、上述した通りであってよい。
前記物品は、10個以上、好ましくは20個以上、より好ましくは50個以上のそれらの物品を備える集合の一部であってもよく、好ましくは、その集合中の全ての物品は実質的に同一である。この集合は、輸送用に物品を中に包装する事ができる輸送貯蔵容器を備えてもよい。前記物品が容器のプリフォームの際、10個以上、好ましくは20個以上のそれらのプリフォームがその輸送貯蔵容器内に配置されてもよく、好適には、その輸送貯蔵容器内の全てのプリフォームは実質的に同じ寸法を有する。前記物品がシートの際には、その集合は積み重ねられた5個以上のシート(好ましくは、10個以上のシート)を備えてもよく、好適には、それらのシートは面と面とが接触を持ち、好適には、これらのシートは実質的に同じ寸法を有する。本発明は、本明細書で言及されるこれらのプリフォームまたはシートの集合を運搬するモータ付き輸送手段にまで及ぶ。
(i)第1の態様に記載の物品を選択する工程、
(ii)該物品を加熱して、それをブロー成形に供し、それによって包装容器を作製する工程、またはそれを熱成形に供して熱成形物品を作製する工程を備える熱成形シートとから選択される物品などの、第2の態様に記載の完成物品を作製する方法が提供される。
方法は、好適には、500〜1500nmの範囲内の波長を好適には有する赤外線ヒータを使用して加熱する工程を備える。方法は、好ましくは、物品(とりわけプリフォーム)を、組成物中に含まれるポリマー(例えばポリエステル)のガラス転移温度超で加熱する工程を備える。プリフォームの場合において、方法は、プリフォームを鋳型内に位置付ける工程と、圧縮ガス(例えば空気)がその鋳型の開口端を通るのを可能にする工程とを含んでもよい。
第4の態様によれば、容器用のプリフォームまたは第1の態様に記載のシートから選択される物品を作製する方法が提供される。その方法は、タングステン及び酸素の化合物(とりわけ、酸化タングステン粒子)と追加の添加剤とを含むポリマー組成物(とりわけ、ポリエステル組成物)を熱的に処理する工程を備える。前記追加の添加剤はアセトアルデヒド捕捉剤と着色剤とから選択され、前記ポリマー組成物はアセトアルデヒド捕捉剤を含み、そのポリマー組成物は10ppm以上(好適には25ppm以上、好ましくは50ppm以上)の前記アセトアルデヒド捕捉剤を含み、かつ、ポリマー組成物が着色剤を含む際、そのポリマー組成物は50ppm以上(好適には75ppm以上、好ましくは100ppm以上)の着色剤を含む。
方法は、好ましくは、プリフォームを画定するために酸化タングステン粒子を含むポリエステル組成物を射出成形する工程を備える包装容器用のプリフォームを作製するためのものである。
(i)前記ポリマー組成物は追加の添加剤を含み、この追加の添加剤はアセトアルデヒド捕捉剤と着色剤とから選択され、前記ポリマー組成物がアセトアルデヒド捕捉剤を含む際、そのポリマー組成物は10ppm以上(好適には25ppm以上、好ましくは50ppm以上)のそのアセトアルデヒド捕捉剤を含み、前記ポリマー組成物が着色剤を含む際には、そのポリマー組成物は50ppm以上(好適には75ppm以上、好ましくは100ppm以上)のその着色剤を含み、及び、酸化タングステン粒子、または、
(ii)前記ポリマー組成物は0.3m以上の幅を有するシートの形態である。
再加熱の向上は、前記酸化タングステン粒子の含有によって、その酸化タングステンの非存在下における同じポリマー及び/またはポリマー組成物と比較して、再加熱速度の増加、より少ない再加熱エネルギー(再加熱効率の増加)、またはその両方がもたらされることを意味し得る。
好ましくは、1kg以上、好適には10kg以上のそのポリマー組成物が提供される。10000kg以下のそのポリマー組成物が、提供され得る。
その方法は、ジカルボン酸ジエステルをジオールとエステル交換させて、またはジカルボン酸をジオールで直接エステル化して、ポリエステルモノマーまたはポリエステルオリゴマーのうちの1個以上を取得するエステル化工程と、
そのポリエステルモノマー及びポリエステルオリゴマーの1個以上を、重縮合触媒の存在下で重縮合反応により反応させて、好適には約0.50〜1.1dL/gのlt.V.を有するポリエステルポリマーを生成する重縮合工程と、
溶融ポリエステルポリマーが粒子となるように固体化される粒子化工程と、
固体ポリマーが好適には約0.55〜1.2dL/gのlt.V.に重合される、任意の固体状態化工程と、
酸化タングステン粒子を添加及び分散させて、そのポリエステルポリマー中に酸化タングステンの分散物を提供する粒子添加工程とを備え、その粒子添加工程は前述の工程の何れかの前、最中または後に実施される、方法である。
lt.Vは、特許文献4の23頁8行目から24頁15行目において記述されている通りに測定することができ、上述の内容を本願明細書に援用する。
前記ジカルボン酸は、テレフタル酸を含んでもよい。前記ジカルボン酸ジエステルは、ジメチルテレフタレートを含んでもよい。前記ジオールは、エチレングリコールを含んでもよい。代替的に、前記ジカルボン酸は、ナフタレンジカルボン酸を含んでもよい。
タングステン及び酸素の化合物(とりわけ酸化タングステン粒子)は、任意の上述の態様によって記述されている通りであってよい。
(i)第8の態様による担体をタングステン及び酸素の化合物(とりわけ酸化タングステン粒子)に接触させて、混合物を形成する工程と、
(ii)前記酸化タングステン粒子の集合体を分解するようにその混合物を処理し、それによって前記液体製剤を生成する工程と、を備える。
ここで、本発明の具体的な実施形態を、例として添付の図を参照して記述する。
WO−A:酸化タングステン(酸素含有率20.70%)
WO−B:酸化タングステン(酸素含有率20.64%)
WO−C:酸化タングステン(酸素含有率19.71%)
WO−D:酸化タングステン(酸素含有率10.32%)
タングステン材料(W):酸素含有率500ppm未満
WO−E:酸化タングステン(酸素含有率18.86%)。
C93:再加熱添加剤を含まないポリエステルコントロール材料
U1:0.5μm≦のD50と2μmの最大粒径とを有する、ポリトレードによって販売される活性炭再加熱添加剤。
担体媒体中に再加熱添加剤を含む液体分散物は、射出成型機のスロートで製剤され、乾燥C93ポリマーに添加された。その後、1ショットあたり2個のプリフォームを作製する160トンのHUSKY射出成形機を使用して、ポリマーからプリフォームが作製された。この射出成形は、285℃で行われた。各プリフォームは、およそ35グラムの重量であり、ネジ込頭部口金(screw top base)を伴った長さおよそ105mm、側壁の厚さ3.7mmの円筒状であった。プリフォームは、花弁状口金(petaloid base)付きの1リットルボトルにブロー成形されてもよい。
試験されるすべてのプリフォームが同じ開始温度であることを確実にするために、すべてのサンプル/バッチ用のプリフォームは同じ場所に貯蔵し、24時間以上コンディショニングする。
実施例3−再加熱対有効充填量の比較
プリフォーム再加熱温度対有効充填量は、異なる化学量論の様々な酸化タングステンと、市販の窒化チタン材料及び活性炭(U1)材料とについて評価された。その結果は、図1に示される。
様々な材料についてのプリフォーム光透過対有効充填量が評価された。その結果は図2に示される。
実施例3及び実施例4に記述されるように評価される要因に加えて、再加熱添加剤がポリマーのa*とb*との色に不利に作用しないことも望ましい。また、添加剤がa*に本来通りまたはわずかに正の作用(つまり赤色)を付与し、b*にわずかに負の作用(つまり青色)を付与することが望ましくてもよい。このような属性は、能動的調色特性を施すであろう。
再加熱添加剤がベースポリマーに対して有する効果に関係する指標は、その再加熱添加剤がどのようにホストポリマーのL*対再加熱有効性を作用してきたのかを評価することである。有効性値(L*への影響に対する、添加剤のポリマー再加熱への作用を比較する)は表1に引用される。
ポリマーが大きく向上した有効性性能を有することの重要な利点は、図5のグラフによって説明される。この有効性は、ポリマー生産に対しての柔軟性をもたらす。例えば、図5に言及すると、本実施例は6ppmのU1の充填量と、そのプリフォーム再加熱及びL*への影響とを強調する。この充填量は、炭素系再加熱技術における再加熱製造物範囲の最大と考えられる。チャートは、TiNを取り込んでいる類似のL*のプリフォームが、大幅に向上した再加熱性能を与えることを指し示す。WO−C材料を含有して、再び類似のL*から製造されるプリフォームは、スーパー再加熱ポリマーとみなすことのできるものを製造するだろう。代替的に、ポリマー生産者は、6ppmのU1を含有する製造物と類似の再加熱挙動を伴うがはるかに高いL*を有する、WO−Cを取り込んだ製造物を製造する選択肢を有する。
WO−Cの3個の異なる分散物が作製され、以下のように評価された:
分散物A:ハミルトンビーチ(Hamilton Beach)分散機を使用して、92.5gの担体中に7.5gの酸化タングステンを5分間分散させることによって準備されるWO−C、
分散物B:「最適な」粉砕を使用することによって準備されるWO−C。これは、0.7〜1mmのセリウムビーズを含有する250mlのアイガーテレンス横型ビーズミル(Eiger Terence horizontal bead mill)に添加されたスラリーを形成するために、200gの担体に200gの酸化タングステンを混合させた。その混合物は、再循環によって1時間粉砕された。
図7は、分散物B(より小さい平均粒径と、より狭い粒径分布とを有する)がより良い有効性を伴ってプリフォームを製造することと、その利点として、目標の再加熱範囲を達成するために要求される材料が少ないということと、より良い光透過を伴うことで、同様の再加熱挙動が達成され得ることと、より安価な製造物が顧客に提供され得ることとを強調する。
Claims (9)
- 酸化タングステン粒子と追加の添加剤とを含むポリマー組成物を含む物品であって、
前記追加の添加剤はアセトアルデヒド捕捉剤と着色剤とからなる群から選択され、
前記ポリマー組成物がアセトアルデヒド捕捉剤を含むとき、前記ポリマー組成物は10ppm以上の前記アセトアルデヒド捕捉剤を含み、
前記ポリマー組成物が着色剤を含むとき、前記ポリマー組成物は50ppm以上の前記着色剤を含み、
前記物品が容器のプリフォームである、物品において、
前記酸化タングステン粒子は18.86〜20.64重量%の酸素を含み、
前記酸化タングステン粒子は少なくとも99重量%にてタングステン部分及び酸素部分を含み、
前記プリフォームの少なくとも99重量%は前記ポリマー組成物からなり、前記ポリマー組成物は少なくとも99重量%のポリエステルポリマーを含み、
前記プリフォームは少なくとも65のL*を有し、L*はシーラブ(CIELAB)システムによって表され、分光光度計によって測定される透明度であり、
前記酸化タングステン粒子は25μm未満のd50を有し、
0〜5体積%未満の前記酸化タングステン粒子は100μm超の粒径を有し、75体積%超の前記酸化タングステン粒子は0.40μm超の粒径を有する、物品。 - 前記酸化タングステン粒子は19.4〜19.9重量%の酸素を含む、請求項1に記載の物品。
- 前記物品は前記酸化タングステン粒子を12〜100ppmにて含む、請求項1又は2に記載の物品。
- 前記プリフォームは、12g〜1200gの範囲内の重量を有し、0.00009g〜0.006gの前記酸化タングステン粒子を含む、請求項1〜3の何れか一項に記載の物品。
- 前記酸化タングステン粒子のd50は、10μm未満であり、かつ、0.5μm超である、請求項1〜4の何れか一項に記載の物品。
- 前記物品は10ppm以上、かつ、100ppm未満の酸化タングステン粒子を含み、L*は70以上である、請求項1又は2の何れか一項に記載の物品。
- 前記物品は20〜50ppmの酸化タングステン粒子とを含み、前記ポリエステルポリマーは本質的にPETからなり、前記酸化タングステン粒子は19.4〜19.9重量%の酸素を含む、請求項1〜6の何れか一項に記載の物品。
- ポリマー組成物中の前記追加の添加剤は、10〜1000ppmのアセトアルデヒド捕捉剤である、請求項1〜7の何れか一項に記載の物品。
- 包装容器を作製する方法であって、
(i)請求項1〜8の何れか一項に記載の物品を選択する工程と、
(ii)前記物品を加熱してブロー成形に供し、それによって包装容器を作製する工程とを備え、50個以上の前記包装容器を作製する工程を備える、方法。
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