KR20220166822A - 다층 열성형성 필름 및 시트로 제조된 고온 충전 가능 물품 - Google Patents

다층 열성형성 필름 및 시트로 제조된 고온 충전 가능 물품 Download PDF

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KR20220166822A
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이안 데이비드 피언리
마크 앨런 스트랜드
캐서린 어거스타 호프만
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이스트만 케미칼 컴파니
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Abstract

본 개시내용은 테레프탈산, 1,4-사이클로헥산디메탄올(CHDM), 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄디올(TMCD), 에틸렌 글리콜(EG), 및 디에틸렌 글리콜(DEG)의 잔기를 특정 이점 및 개선된 성능 특성을 갖는 특정 조성 범위로 포함하는 폴리에스테르 및 코폴리에스테르 조성물을 포함하는 다층 열성형성 필름 및 시트로 제조된 고온 충전 가능 물품(hot-fillable article)에 관한 것이다.

Description

다층 열성형성 필름 및 시트로 제조된 고온 충전 가능 물품
본 개시내용은 테레프탈산, 1,4-사이클로헥산디메탄올(CHDM), 2,2-디메틸프로판-1,3-디올(네오펜틸 글리콜 또는 NPG), 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄디올(TMCD), 에틸렌 글리콜(EG), 및 디에틸렌 글리콜(DEG)의 잔기를 특정 이점 및 개선된 성능 특성을 갖는 특정 조성 범위로 포함하는 폴리에스테르 및 코폴리에스테르 조성물을 포함하는 다층 열성형성 필름 및 시트로 제조된 고온 충전 가능 물품(hot-fillable article)에 관한 것이다.
재활용성 및 환경 문제로 인해 고온 충전 가능 용기에서 PVC 및 스티렌이 사용되지 않게 되었다. PET 또는 약간 개질된 PET는 재활용이 매우 중요한 응용 분야에서 선택되는 물질이 되었다. 그러나, 대부분의 고온 충전 식품 포장 응용 분야에서 PET는 요구 온도를 견딜 수 없기 때문에 적합하지 않다. 투명하고 질기고 고온 충전이 가능한 코폴리에스테르 열가소성 물질로 제조된 재활용 가능한 열성형 물품에 대한 상업적 요구가 있다.
본 출원인은 고온 충전 응용 분야에서 유용한 다층 물품을 개발하여 왔다. 일 실시양태에서, 다층 물품은 A/B/A 구조를 갖는다. A 층은 CHDM 및 TMCD와 같은 글리콜을 함유하는 고온 코폴리에스테르 수지이다. 일 실시양태에서, A 층은 상이한 코폴리에스테르 수지를 포함한다. 또 다른 실시양태에서, A 층은 동일한 코폴리에스테르를 포함한다. B 층은 PET 또는 약간 개질된 PET이다. 본 개시내용의 A 및 B 층은 공압출가능하다. 본 개시내용의 다층 구조물은 고온 충전 요건뿐만 아니라 필수 낙하 시험 파라미터를 통과한다. 이러한 다층 구조물은 또한 헤이즈 값이 낮아 시각적으로 투명하다. 일 실시양태에서, 본원에서 개시되는 다층 구조물은 또한 PET 재순환 스트림으로 재활용성에 대한 RIC-1 요건도 충족하는 투명하고 고온 충전 가능한 삼층 구조물이다. 일부 실시양태에서, A 및 B 층의 조합은 PET 재순환 스트림에서 구조물 및 물품의 재활용을 가능하게 한다. 추가적으로, 일 실시양태에서, 가공 동안, 열성형 공정에서 남은 에지 트림 및 기타 스크랩 물질은 전체 구조물에서 헤이즈를 야기하지 않고 B 층에서 재생 및 재사용될 수 있다. 현재의 규정과 소비자 선호도는 플라스틱 포장 재료를 고도로 개질된 코폴리에스테르에서 PET 재순환 스트림과 더 잘 호환될 수 있는 물질로 이동해 가고 있다.
캘리포니아 주는 90% PET를 초과하고 225℃ 내지 255℃의 결정 융점을 가져야만 하는 물질로서 수지 식별 코드(Resin Identification Code) - 1(PETE)를 정의하여 왔다. 전형적으로, 고도로 개질된 코폴리에스테르는 이러한 정의에 부합하지 않는다. 따라서, 고온 충전 응용 분야에 적합한 RIC-1 호환 물질을 개발할 필요가 있다. 이러한 응용 분야에서 성공적인 물질은 액체로 가득 차 있을 때 낙하 시험을 견딜 수 있을 만큼 충분한 인성을 가져야 한다. 종종, 낙하 충격 강도는 CHDM 또는 TMCD와 같은 특정 글리콜을 선택함으로써 얻을 수 있다. RIC-1의 캘리포니아 정의는 사용될 수 있는 CHDM, TMCD 또는 기타 다른 공단량체의 양을 크게 제한한다. 따라서, 이러한 응용 분야에서 전형적으로 사용되는 중합체는 10% 이하로 개질된 PET 제형이다. 이러한 물질은 RIC-1의 캘리포니아 정의에 부합한다.
RIC-1(수지 식별 코드 1, PET 유사 물질용)에는 모든 RIC-1 허용 물질이 적어도 90 중량% PET 이상이어야 한다고 명시되어 있다. 이는 EG와 함께 TPA 또는 DMT를 사용하는 것을 포함한다. RIC-1 물질은 또한 225℃ 내지 255℃의 결정 융점을 가져야 한다. 순수한 PET는 255℃에 근접한 융점을 갖는다. 고도로 개질된 코폴리에스테르는 일반적으로 90% PET 요건을 충족하지 않으며, 그들은 요구되는 범위의 결정 융점을 갖지 않는다. 따라서, RIC-1 요건을 모두 충족하고, 고온 충전 온도를 견딜 수 있으며, 고온 충전 응용 분야에 필요한 우수한 낙하 충격 강도 특성에 대한 인성을 제공하는 물질에 대한 충족되지 않은 상업적 요구가 있다.
본 출원인은 RIC-1 응용 분야에 적합하고 우수한 용융 강도 및 우수한 낙하 충격 특성을 제공하는 제형을 발견하였다. 본 개시내용은 투명하고, 질기고, 고온 충전 가능하며, PET 재활용 스트림에서 재활용될 수 있는 코폴리에스테르 열가소성 물질로 제조된 열성형 물품에 대한 오랫동안 느껴왔던 상업적인 요구를 다룬다.
투명하고 질기고 고온 충전이 가능하며 재활용 가능한 코폴리에스테르 열가소성 물질로 제조된 재활용 가능한 열성형 물품에 대한 상업적 요구가 있다.
재활용 가능한 것으로 간주되기 위해, 물품은 수명이 다했을 때 사용 가능한 중합체성 물질로 다시 변형될 수 있어야 한다. 현재, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET)는 기존의 잘 정립된 기계적 재활용 스트림과 함께 가장 큰 볼륨을 갖는 열가소성 수지이다.
소비자가 사용한 후의 PET를 재활용하는 것은 불투명하고, 착색되고 투명한 성분을 서로 분리하는 것은 물론 서로 다른 물질(예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, PVC, 등)로 제조된 용기를 분리하는 공정을 포함하는 복잡한 공정이다. 이러한 각각의 물질은 PET 스트림을 오염시키고 최종 분류 제품의 품질을 저하시킬 수 있기 때문에 적절하게 분리하는 것이 중요하다. 분리 후, 투명한 PET 병은 플레이크로 분쇄하고, 세정하고, 140℃ 내지 180℃의 온도에서 건조한다. 플레이크는 직접 사용(예를 들어, 스트래핑 및 섬유 압출)하거나 필름, 시트 또는 병 적용을 위한 펠릿으로 추가로 가공할 수 있다. 일부 응용 분야의 경우, 펠릿은 사용 전에 200℃ 내지 220℃ 사이의 온도에서 추가로 결정화되고 고상 중합될 수 있다. 이러한 공정의 잘 정립된 특성 때문에, 코폴리에스테르 기반 성형 물품 및 용기는 기존의 PET 재활용 스트림과 호환되는 것이 바람직하다.
본 개시내용은 투명할 뿐만 아니라 투명하고 질기며 고온 충전 가능하고, PET 스트림에서 재활용될 수도 있는 코폴리에스테르 열가소성 물질로 제조된 내구성 성형 물품에 대한 오랫동안 느껴왔던 상업적인 요구를 다룬다.
본 발명의 일 실시양태는
TMCD 개질된 PET를 포함하는 코폴리에스테르 조성물을 포함하는 적어도 하나의 층(A1); PET 또는 약간 개질된 PET를 포함하는 폴리에스테르 조성물을 포함하는 적어도 하나의 층(B); 및 선택적으로, TMCD 개질된 PET를 포함하는 코폴리에스테르 조성물을 포함하는 적어도 하나의 층(A2)
을 포함하는, 다층 필름 또는 시트를 포함하는 열성형성 물품이며; 이러한 물품은 투명하고, 고온 충전 가능하며, 재활용 가능하다(RIC-1).
본 개시내용의 일 실시양태에서, Thermal Analyst Instrument의 TA DSC 2920을 사용하여 20℃/분의 스캔 속도에서 측정하였을 때, 층(A1) 및 층(A2) 코폴리에스테르 조성물의 Tg는 약 100℃ 이상이며, 층(B) 폴리에스테르 조성물의 Tg는 약 73℃ 내지 약 83℃이다.
일부 실시양태에서, TMCD는 고온 충전 응용 분야에서 사용할 수 있는 코폴리에스테르 조성물의 Tg를 상승시킨다. 일부 실시양태에서, TMCD의 수준은 고온 충전 및 낙하 시험 성능에 필요한 온도 저항을 가능하게 하는 인성 및 내열성을 제공한다. 일 실시양태에서, 코폴리에스테르 조성물에서 TMCD의 수준은 10 내지 50 몰% 범위이다.
본 개시내용의 일 실시양태는 100℃ 초과의 Tg를 갖는 고(high) Tg 코폴리에스테르 조성물을 포함하는 적어도 하나의 층(A1); 100℃ 미만의 Tg를 갖는 저(lower) Tg 폴리에스테르 조성물을 포함하는 적어도 하나의 층(B); 및 선택적으로, 100℃ 초과의 Tg를 갖는 고 Tg 코폴리에스테르 조성물을 포함하는 적어도 하나의 층(A2)을 포함하는 다층 필름 또는 시트를 포함하는 열성형성 물품이며; 이러한 물품은 투명하며 고온 충전 가능하다.
본 개시내용의 일 실시양태는 TMCD 개질된 코폴리에스테르 조성물을 포함하는 적어도 하나의 층(A1); PET 또는 약간 개질된 PET를 포함하는 폴리에스테르 조성물을 포함하는 적어도 하나의 층(B); 및 선택적으로, TMCD 개질된 코폴리에스테르 조성물을 포함하는 적어도 하나의 층(A2)을 포함하는 다층 필름 또는 시트를 포함하는 열성형성 물품이며; 이러한 물품은 투명하며 고온 충전 가능하다.
본 개시내용의 일 실시양태에서, TMCD 개질된 PET를 포함하는 코폴리에스테르 조성물은: (a)(i) 약 70 내지 약 100 몰%의 테레프탈산 잔기; (ii) 약 0 내지 약 30 몰%의 20개 이하의 탄소 원자를 갖는 방향족 및/또는 지방족 디카복실산 잔기를 포함하는 디카복실산 성분; 및 (b)(i) 약 0 내지 약 40 몰%의 2,2-디메틸프로판-1,3-디올(네오펜틸 글리콜 또는 NPG) 잔기; (ii) 약 0 내지 약 100 몰%의 1,4-사이클로헥산디메탄올(CHDM) 잔기; (iii) 약 0.01 몰% 내지 약 50 몰%의 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄디올(TMCD) 잔기; (iv) 동일 반응계에서 형성되었는지의 여부에 관계없이, 약 0 내지 약 10 몰%의 디에틸렌 글리콜(DEG) 잔기를 포함하는 디올 성분으로서; 여기서, 글리콜 성분의 나머지는: (v) 에틸렌 글리콜의 잔기, 및 (vi) 선택적으로, 약 0 내지 약 10 몰%의 적어도 하나의 다른 개질성 글리콜의 잔기를 포함하는, 디올 성분을 포함하며, 여기서 디카복실산 성분의 총 몰%는 100 몰%이고, 글리콜 성분의 총 몰%는 100 몰%이다.
일 실시양태에서, TMCD 개질된 PET를 포함하는 코폴리에스테르 조성물은: (a)(i) 약 70 내지 약 100 몰%의 테레프탈산 잔기; (ii) 약 0 내지 약 30 몰%의 20개 이하의 탄소 원자를 갖는 방향족 및/또는 지방족 디카복실산 잔기를 포함하는 디카복실산 성분; 및 (b) (i) 약 0 내지 약 100 몰%의 에틸렌 글리콜(EG) 잔기; (ii) 약 0 내지 약 100 몰%의 1,4-사이클로헥산디메탄올(CHDM) 잔기; (iii) 약 0.01 내지 약 50 몰%의 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄디올(TMCD) 잔기; (iv) 약 0 내지 약 40 몰%의 2,2-디메틸프로판-1,3-디올(네오펜틸 글리콜 또는 NPG) 잔기; (v) 동일 반응계에서 형성되었는지의 여부에 관계없이, 약 0 내지 약 10 몰%의 디에틸렌 글리콜(DEG) 잔기를 포함하는 디올 성분으로서; 여기서, 글리콜 성분의 나머지는: (vi) 선택적으로, 약 0 내지 약 10 몰%의 적어도 하나의 다른 개질성 글리콜의 잔기를 포함하는, 디올 성분을 포함하며, 여기서 디카복실산 성분의 총 몰%는 100 몰%이고, 글리콜 성분의 총 몰%는 100 몰%이다.
일 실시양태에서, TMCD 개질된 PET를 포함하는 코폴리에스테르 조성물은: (a)(i) 약 70 내지 약 100 몰%의 테레프탈산 잔기; (ii) 약 0 내지 약 30 몰%의 20개 이하의 탄소 원자를 갖는 방향족 및/또는 지방족 디카복실산 잔기를 포함하는 디카복실산 성분; 및 (b) (i) 약 0 내지 약 100 몰%의 에틸렌 글리콜(EG) 잔기; (ii) 약 0.01 내지 약 50 몰%의 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄디올(TMCD) 잔기; (iii) 동일 반응계에서 형성되었는지의 여부에 관계없이, 약 0 내지 약 10 몰%의 디에틸렌 글리콜(DEG) 잔기를 포함하는 디올 성분으로서; 여기서, 글리콜 성분의 나머지는: (iv) 선택적으로, 약 0 내지 약 10 몰%의 적어도 하나의 다른 개질성 글리콜의 잔기를 포함하는, 디올 성분을 포함하며, 여기서 디카복실산 성분의 총 몰%는 100 몰%이고, 글리콜 성분의 총 몰%는 100 몰%이다.
일 실시양태에서, TMCD 개질된 PET를 포함하는 코폴리에스테르 조성물은: (a)(i) 약 70 내지 약 100 몰%의 테레프탈산 잔기; (ii) 약 0 내지 약 30 몰%의 20개 이하의 탄소 원자를 갖는 방향족 및/또는 지방족 디카복실산 잔기를 포함하는 디카복실산 성분; 및 (b)(i) 약 0 내지 약 100 몰%의 에틸렌 글리콜(EG) 잔기; (ii) 약 0 내지 약 100 몰%의 1,4-사이클로헥산디메탄올(CHDM) 잔기; (iii) 약 0.01 내지 약 50 몰%의 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄디올(TMCD) 잔기; (iv) 동일 반응계에서 형성되었는지의 여부에 관계없이, 약 0 내지 약 10 몰%의 디에틸렌 글리콜(DEG) 잔기를 포함하는 디올 성분으로서; 여기서, 글리콜 성분의 나머지는: (v) 선택적으로, 약 0 내지 약 10 몰%의 적어도 하나의 다른 개질성 글리콜의 잔기를 포함하는, 디올 성분을 포함하며, 여기서 디카복실산 성분의 총 몰%는 100 몰%이고, 글리콜 성분의 총 몰%는 100 몰%이다.
일 실시양태에서, TMCD 개질된 PET를 포함하는 코폴리에스테르 조성물은: (a)(i) 약 70 내지 약 100 몰%의 테레프탈산 잔기; (ii) 약 0 내지 약 30 몰%의 20개 이하의 탄소 원자를 갖는 방향족 및/또는 지방족 디카복실산 잔기를 포함하는 디카복실산 성분; 및 (b) (i) 약 0 내지 약 100 몰%의 에틸렌 글리콜(EG) 잔기; (ii) 약 0 내지 약 50 몰%의 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄디올(TMCD) 잔기; (iii) 동일 반응계에서 형성되었는지의 여부에 관계없이, 약 0 내지 약 10 몰%의 디에틸렌 글리콜(DEG) 잔기를 포함하는 디올 성분으로서; 여기서, 글리콜 성분의 나머지는: (iv) 선택적으로, 약 0 내지 약 10 몰%의 적어도 하나의 다른 개질성 글리콜의 잔기를 포함하는, 디올 성분을 포함하며, 여기서 디카복실산 성분의 총 몰%는 100 몰%이고, 글리콜 성분의 총 몰%는 100 몰%이다.
일 실시양태에서, PET 또는 약간 개질된 PET를 포함하는 폴리에스테르 조성물은: (a)(i) 약 90 내지 약 100 몰%의 테레프탈산 잔기; (ii) 약 0 내지 약 10 몰%의 20개 이하의 탄소 원자를 갖는 방향족 및/또는 지방족 디카복실산 잔기를 포함하는 디카복실산 성분; 및 (b)(i) 약 90 내지 약 100 몰%의 에틸렌 글리콜(EG) 잔기; (ii) 약 0 내지 약 10 몰%의 1,4-사이클로헥산디메탄올(CHDM) 잔기; (ii) 약 0 내지 약 10 몰%의 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄디올(TMCD) 잔기; (iii) 동일 반응계에서 형성되었는지의 여부에 관계없이, 약 0 내지 약 10 몰%의 디에틸렌 글리콜(DEG) 잔기를 포함하는 디올 성분으로서; 여기서, 글리콜 성분의 나머지는: (iv) 선택적으로, 약 0 내지 약 10 몰%의 적어도 하나의 다른 개질성 글리콜의 잔기를 포함하는, 디올 성분을 포함하며, 여기서 디카복실산 성분의 총 몰%는 100 몰%이고, 글리콜 성분의 총 몰%는 100 몰%이다.
일 실시양태에서, 물품의 총 중량을 기준으로, 층 A1은 물품의 약 3% 내지 15%이고, 층 B는 물품의 약 70% 내지 약 94%이며, 층 A2는 물품의 약 3% 내지 약 15%이거나; 또는 물품의 총 중량을 기준으로, 층 A1은 물품의 약 5% 내지 10%이고, 층 B는 물품의 약 80% 내지 약 90%이며, 층 A2는 물품의 약 5% 내지 약 10%이다.
일 실시양태에서, 본 개시내용의 열성형성 물품은 질기고 우수한 낙하 시험 값을 갖는다.
일 실시양태에서, 고온 코폴리에스테르 수지(또는 고온 저항성을 갖는 코폴리에스테르 수지)는 고온 충전 적용을 가능하게 하는 데 필요한 열 안정성을 제공한다. 일부 실시양태에서, 열변형 온도(HDT: heat deflection temperature)는 코폴리에스테르 조성물이 고온에서 크리프(creep) 또는 뒤틀림을 시작하는 물품을 생성할 것인지의 지표이다. HDT는 ASTM D648을 사용하여 측정한다.
일 실시양태에서, 층 A1 또는 층 A2의 코폴리에스테르 조성물은 적어도 약 85℃ 또는 적어도 약 90℃의 저압 HDT를 갖거나, 층 A1 또는 층 A2의 코폴리에스테르 조성물은 적어도 75℃ 또는 80℃의 고압 HDT를 갖는다.
일 실시양태에서, 층 A1 및 층 A2는 다층 필름 또는 시트의 30% 이하이거나, 층 A1 및 층 A2는 다층 필름 또는 시트의 6% 내지 30%이다.
일 실시양태에서, 본 개시내용의 다층 필름 또는 시트는 투명하며, 약 3% 이하, 또는 2% 이하, 또는 1% 이하의 헤이즈 값을 갖는다.
일 실시양태에서, 본 개시내용의 열성형성 물품은 의도된 용도에 필요한 임의의 온도에서 고온 충전 가능하다. 일 실시양태에서, 본 개시내용의 열성형성 물품은 약 80℃ 내지 100℃의 온도 또는 약 85℃ 이하, 또는 약 90℃ 이하, 또는 약 95℃ 이하, 또는 약 100℃ 이하의 온도에서 고온 충전 가능하다.
일 실시양태에서, 본 개시내용의 열성형성 물품은 PET RIC-1 스트림에서 재활용 가능하다.
일 실시양태에서, 본 개시내용의 열성형성 물품은 재활용되거나 재사용될 수 있다. 일부 실시양태에서, 열성형 공정 동안 생성된 다층 에지 트림은 B 층에서 헤이즈를 생성하지 않고 B 층으로 다시 용융 처리될 수 있다.
일 실시양태에서, 본 개시내용의 열성형성 물품은 225℃ 내지 255℃의 용융 온도를 갖는다. 일 실시양태에서, 다층 A/B/A 필름 또는 시트는 225℃ 내지 255℃의 용융 온도를 갖는다. 일부 실시양태에서, A/B/A 구조물은 재활용 공정 동안 용융 및 혼합될 때 225℃ 내지 255℃의 용융 온도를 갖는다.
일 실시양태에서, 다층 필름 또는 시트는 공압출, 적층, 또는 취입 필름 공정에 의해 제조된다. 일부 실시양태에서, 다층 필름 또는 시트는 우수한 접착력을 갖는다. 일부 실시양태에서, 우수한 접착력은 다층 구조물이 열성형, 고온 충전 및 밀봉의 적용 공정 동안 또는 적용 조건에서 박리되지 않는다는 것을 의미한다.
본 개시내용의 일 실시양태는 TMCD 개질된 PET를 포함하는 코폴리에스테르 조성물을 포함하는 적어도 하나의 층(A1); PET 또는 약간 개질된 PET를 포함하는 폴리에스테르 조성물을 포함하는 적어도 하나의 층(B); 및 선택적으로, TMCD 개질된 PET를 포함하는 코폴리에스테르 조성물을 포함하는 적어도 하나의 층(A2)을 포함하는 열성형 물품이며; 이러한 물품은 투명하고, 고온 충전 가능하며, 재활용 가능하다(RIC-1).
일 실시양태에서, 열성형 또는 열성형성 물품은 A/B 또는 B/A 이중층 구조를 갖는다.
일 실시양태에서, 열성형 또는 열성형성 물품은 A/B/A 삼층 구조를 갖는다.
일 실시양태에서, 열성형 또는 열성형성 물품은 B/A/B 삼층 구조를 갖는다.
일 실시양태에서, 열성형 또는 열성형성 물품은 A/B/A/B/A 5층 구조를 갖는다.
일 실시양태에서, 열성형 또는 열성형성 물품은 임의의 구조적 조합에서 임의의 원하는 수의 층을 갖는다. 예를 들어, 일 실시양태에서, 열성형 또는 열성형성 물품은 (A1)/(B) 구조, (B)/(A1) 구조, (A1)/(B)/(A1) 구조, (A1)/(B)/(A2) 구조, (B)/(A1)/(B) 구조, (A1)/(B)/(A1)/(B)/(A1) 구조, (A1)/(B)/(A1)/(B)/(A2) 구조 또는 (A1)/(B)/(A2)/(B)/(A1) 구조를 갖는다.
본 개시내용의 일 실시양태는 선행 실시양태 중 어느 하나의 다층 필름 또는 시트를 포함하는 성형, 열성형 또는 형상화된 물품이다.
본 개시내용의 일 실시양태는 선행 실시양태 중 어느 하나의 열성형 또는 열성형성 필름 또는 시트를 포함하는 의료 포장재, 형태 충전 밀봉 포장재, 재사용 가능한 포장재, 안면 보호대, 의료 용품, 상업용 식품 서비스 제품, 주거용 식품 서비스 제품, 블렌더, 소비자 가전, 소비자 전자 디바이스, 자동차 부품, 화장품 포장재, 트레이, 용기, 식품 팬, 텀블러, 컵, 보관 상자, 병, 물병, 세탁기 부품, 냉장고 부품, 진공 청소기 부품, 또는 장난감이다.
본 개시내용의 일 실시양태는 선행 실시양태 중 어느 하나의 열성형 또는 열성형성 필름 또는 시트를 포함하는 제조 물품이다.
본 개시내용의 일 실시양태는 1) 다층 필름 또는 시트를 가열하는 단계; 2) 공기 압력, 진공 및/또는 물리적 압력을 가열 연화된(heat softened) 필름 또는 시트에 인가하는 단계; 3) 시트를 진공 또는 압력에 의해 몰드 형상에 일치시키는 단계; 및 4) 열성형 부품 또는 물품을 몰드로부터 제거하는 단계를 포함하는, 선행 실시양태 중 어느 하나의 열성형 필름 또는 시트를 제조하는 방법이다.
본 개시내용은 본 개시내용의 특정 실시양태에 대한 하기의 상세한 설명을 참조함으로써 보다 쉽게 이해될 수 있다. 본 개시내용의 목적(들)에 따라, 본 개시내용의 특정 실시양태는 발명의 내용 부분에 기술되어 있고 이하 본원에서 추가로 기술된다. 또한, 본 개시내용의 다른 실시양태가 본원에서 기술된다.
본 개시내용은 하기 속성을 갖는 열성형 물품을 생성할 수 있는 특정의 다층 필름 또는 시트에 관한 것으로, 이들 모두는 시장 요구에 점점 더 중요해지고 있다: (1) 물품은 고온 충전 가능하다; (2) 물품은 투명(낮은 헤이즈)하다; (3) 다층 물품은 225 내지 255℃의 용융 온도(Tm)를 가지며, 따라서 이들 물품은 재활용 목적을 위한 PET로 적합하며 수명이 다한 후에 현재 잘 확립되어 있는 PET 재활용 스트림으로 재활용될 수 있다; (4) 다층 물품은 재활용되거나 재사용된 물질을 함유할 수 있다.
일 양태에서, 본 개시내용의 다층 물품은 2개의 중요한 속성을 갖는 내구성이 있고 소비자 지향성인 제품 적용을 위한 코폴리에스테르계의 환경 친화적이고 지속 가능한 물품에 관한 것이다. 첫째, 본 개시내용의 물품은 질기고 고온 충전 가능하고 투명한 물품을 성형할 수 있는 능력이 있다. 둘째, 본 개시내용의 물품은 PET 재활용 스트림에서 호환 가능하다, 즉 이들은 단독중합체 PET 재활용에 사용되는 조건 하에 가공될 수 있다.
2017년, 캘리포니아 의회 법안 제906호 - 음료 용기: 폴리에틸렌 테레프탈레이트 - 가 법률로 서명되었으며, 이 법안은 "폴리에틸렌 테레프탈레이트"(PET)를 수지 코드 라벨링 목적으로 중합체의 화학적 조성 및 특정 범위 내의 용융 피크 온도에 대한 한계를 포함한 특정 조건을 충족하는 플라스틱으로 정의한다. 의회 법안 AB-906호는 공공 자원 코드(Public Resources Code)에 - 부분적으로: "폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)"는 하기의 두 조건을 모두 만족하는 테레프탈산 또는 디메틸 테레프탈레이트와 모노에틸렌 글리콜 사이의 반응으로부터 유도되는 플라스틱을 의미한다 - 고 해석되는 섹션 18013을 추가하였다:
a. 반응된 테레프탈산 또는 디메틸 테레프탈레이트 및 모노에틸렌 글리콜은 반응하여 중합체를 형성하는 단량체 질량의 90% 이상을 구성한다.
b. 플라스틱은, 분당 섭씨 10도(10℃/분)의 샘플의 가열 속도로 ASTM International(ASTM) D3418에 명시된 절차 10.1을 사용하여 제2 열 스캔 동안 측정하였을 때, 225℃ 내지 255℃의 용융 피크 온도를 나타낸다.
이와 같이, 코폴리에스테르, 및 AB-906에 요약된 두 가지 조건을 모두 충족하는 전술된 블렌드는 소위 "PET"로 허용될 수 있으며, 따라서 이러한 물질은 현재 사용되고 있는 PET 재활용 스트림과 호환될 수 있을 것이다. 본 개시내용에서 다층 물품의 융점은 이들을 이러한 정의 하에 PET로서 허용 가능하게 만들고, 따라서 현재 사용되고 있는 PET 재활용 스트림과 호환 가능하게 만든다.
따라서, 본 개시내용의 일 양태에서, "PET 재활용 스트림과 호환 가능하다(compatible with PET recycle streams)"는 것은 성형 부품의 제1 가열 DSC 스캔에서 225℃ 내지 255℃의 용융 온도를 나타내는 동시에, 또한 10 중량% 이하의 글리콜 및/또는 EG, TPA 또는 DMT 이외의 다른 산을 함유한다는 것으로 정의된다. 본 개시내용에서, PET 폴리에스테르 및 TMCD 개질된 코폴리에스테르의 특정 조합의 다층 물품은 (1) 낮은 헤이즈(투명); (2) 인성; (3) 고온 충전 가능성 및 (4) PET 재활용 스트림에서의 재활용 가능성을 갖는 열성형 물품을 생성할 수 있는 것으로 밝혀졌다.
본 개시내용의 일 실시양태에서, 본 개시내용의 다층 물품은 의회 법안(Assembly Bill)의 정의와 일치하는 용융 온도 및 중량 퍼센트 공단량체 함량 로딩을 가지며, 따라서 본 개시내용의 다층 물품은 표준 PET 재활용 공정으로 처리될 수 있을 것으로 예상된다.
본 개시내용의 이러한 다층 물품은 또한 재활용 가능하며, 이들은 PET 재활용 스트림으로 처리되어 결국에는 재활용 가능한 PET 플레이크의 성분으로서 재활용 공정을 이탈할 수 있다. 본 개시내용의 최적화된 PET 폴리에스테르 및 코폴리에스테르 다층 물품은 열성형 물품을 재활용될 수 있도록 만드는 융점을 갖는다.
일 실시양태에서, PET 폴리에스테르 조성물은 5 몰% 이하의 이소프탈산 및/또는 5 몰% 이하의 CHDM 또는 기타 다른 디올과 같은 미량의 변형을 가질 수 있다.
재활용 공정 동안, PET 플레이크의 건조는 재활용 공정을 통해 PET와 함께 잔류하는 잔류 수분을 제거하기 위해 필요하다. 전형적으로, PET는 200℃ 초과의 온도에서 건조한다. 이러한 온도에서, 일부 코폴리에스테르 수지는 연화되고 점성을 가지게 되어 종종 PET 플레이크로 이루어진 덩어리(clump)를 생성한다. 이러한 덩어리는 추가의 처리 공정 전에 제거되어야 한다. 이러한 덩어리는 공정에서 PET 플레이크의 수율을 감소시키고 추가의 처리 단계를 발생시킨다.
일부 실시양태에서, 용어 폴리에스테르는 코폴리에스테르를 포함하는 것으로 의도된다. 일부 실시양태에서, 용어 폴리에스테르는 본 개시내용의 B 층에서 사용되는 PET 및 약간 개질된 PET를 기술하는 데 사용된다. 일부 실시양태에서, 용어 코폴리에스테르는 본 개시내용의 A 층에서 사용되는 글리콜, 예를 들어 CHDM 및 TMCD를 함유하는 개질된 고온 수지를 기술한다.
본원에서 사용되는 용어 "폴리에스테르"는 "코폴리에스테르"를 포함하도록 의도되고, 하나 이상의 이작용성 카복실산 및/또는 다작용성 카복실산을 하나 이상의 이작용성 하이드록실 화합물 및/또는 또는 다작용성 하이드록실 화합물, 예를 들어 분지화제와 반응시킴으로써 제조되는 합성 중합체를 의미하는 것으로 이해된다. 전형적으로, 이작용성 카복실산은 디카복실산일 수 있으며, 이작용성 하이드록실 화합물은 2가 알코올, 예를 들어, 글리콜 및 디올일 수 있다. 본원에서 사용되는 용어 "글리콜"은 디올, 글리콜, 및/또는 다작용성 하이드록실 화합물, 예를 들어, 분지화제를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 대안적으로, 이작용성 카복실산은 하이드록시 카복실산, 예를 들어, p-하이드록시벤조산일 수 있으며, 이작용성 하이드록실 화합물은 2개의 하이드록실 치환기를 함유하는 방향족 핵, 예를 들어, 하이드로퀴논을 가질 수 있다. 본원에서 사용되는 용어 "잔기"는 상응하는 단량체로부터 중축합 및/또는 에스테르화 반응을 통해 중합체에 혼입되는 임의의 유기 구조를 의미한다. 본원에서 사용되는 용어 "반복 단위"는 디카복실산 잔기 및 에스테르기를 통해 결합되는 디올 잔기를 갖는 유기 구조를 의미한다. 따라서, 예를 들어, 디카복실산 잔기는 디카복실산 단량체 또는 그의 연관된 산 할라이드, 에스테르, 염, 무수물, 및/또는 이들의 혼합물로부터 유도될 수 있다. 또한, 본원에서 사용되는 용어 "이산(diacid)"은 다작용성 산, 예를 들어, 분지화제를 포함한다. 따라서, 본원에서 사용되는 용어 "디카복실산"은 폴리에스테르를 제조하기 위한 디올과의 반응 공정에서 유용한 디카복실산 및 디카복실산의 임의의 유도체, 예를 들어 그의 연관된 산 할라이드, 에스테르, 반-에스테르, 염, 반-염, 무수물, 혼합 무수물, 및 /또는 이들의 혼합물을 포함하도록 의도된다. 본원에서 사용되는 용어 "테레프탈산"은 폴리에스테르를 제조하기 위한 디올과의 반응 공정에서 유용한 테레프탈산 그 자체 및 그의 잔기뿐만 아니라 테레프탈산의 임의의 유도체, 예를 들어 그의 연관된 산 할라이드, 에스테르, 반-에스테르, 염, 반-염, 무수물, 혼합 무수물, 및 /또는 이들의 혼합물 또는 이들의 잔기를 포함하도록 의도된다.
본 개시내용에서 사용되는 폴리에스테르는 전형적으로는 실질적으로 동일한 비율로 반응하고 상응하는 잔기로서 폴리에스테르 중합체에 혼입되는 디카복실산 및 디올로부터 제조될 수 있다. 따라서, 본 개시내용의 폴리에스테르는 반복 단위의 총 몰수가 100 몰%가 되도록 실질적으로 동일한 몰 비율의 산 잔기(100 몰%) 및 디올(및/또는 다작용성 하이드록실 화합물) 잔기(100 몰%)를 함유할 수 있다. 따라서, 본 개시내용에서 제공되는 몰 백분율은 산 잔기의 총 몰수, 디올 잔기의 총 몰수, 또는 반복 단위의 총 몰수를 기준으로 할 수 있다. 예를 들어, 총 산 잔기를 기준으로 10 몰%의 이소프탈산을 함유하는 폴리에스테르는 폴리에스테르가 총 100 몰%의 산 잔기 중에 10 몰%의 이소프탈산 잔기를 함유하는 것을 의미한다. 따라서, 100 몰의 산 잔기마다 10 몰의 이소프탈산 잔기가 존재한다. 다른 예에서, 총 디올 잔기를 기준으로 25 몰%의 1,4-사이클로헥산디메탄올을 함유하는 폴리에스테르는 폴리에스테르가 총 100 몰%의 디올 잔기 중에 25 몰%의 1,4-사이클로헥산디메탄올 잔기를 함유하는 것을 의미한다. 따라서, 100 몰의 디올 잔기마다 25 몰의 1,4-사이클로헥산디메탄올 잔기가 존재한다.
특정 실시양태에서, 테레프탈산 또는 그의 에스테르, 예를 들어, 디메틸 테레프탈레이트 또는 테레프탈산 잔기 및 그의 에스테르의 혼합물은 본 개시내용에서 유용한 폴리에스테르를 형성하는데 사용되는 디카복실산 성분의 일부 또는 전부를 구성할 수 있다. 특정 실시양태에서, 테레프탈산 잔기는 본 개시내용에서 유용한 폴리에스테르를 형성하는데 사용되는 디카복실산 성분의 일부 또는 전부를 구성할 수 있다. 본 개시내용의 목적을 위해, 용어 "테레프탈산" 및 "디메틸 테레프탈레이트"는 본원에서 상호교환적으로 사용된다. 일 실시양태에서, 디메틸 테레프탈레이트는 본 개시내용에서 유용한 폴리에스테르를 제조하는데 사용되는 디카복실산 성분의 일부 또는 전부이다. 실시양태에서, 70 내지 100 몰%; 또는 80 내지 100 몰%; 또는 90 내지 100 몰%; 또는 99 내지 100 몰%; 또는 100 몰% 범위의 테레프탈산 및/또는 디메틸 테레프탈레이트 및/또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다.
테레프탈산 이외에, 본 개시내용에서 유용한 폴리에스테르의 디카복실산 성분은 30 몰% 이하, 20 몰% 이하, 10 몰% 이하, 5 몰% 이하, 또는 1 몰% 이하의 하나 이상의 개질성 방향족 디카복실산을 포함할 수 있다. 또 다른 실시양태는 0 몰%의 개질성 방향족 디카복실산을 함유한다. 따라서, 존재하는 경우, 하나 이상의 개질성 방향족 디카복실산의 양은, 예를 들어, 0.01 내지 10 몰%, 0.01 내지 5 몰% 및 0.01 내지 1 몰%를 포함하여 이들 선행 종점 값 중 임의의 범위일 수 있는 것으로 고려된다. 일 실시양태에서, 본 개시내용에서 사용될 수 있는 개질성 방향족 디카복실산은 20개 이하의 탄소 원자를 갖고 선형, 파라-배향, 또는 대칭일 수 있는 것들을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 본 개시내용에서 사용될 수 있는 개질성 방향족 디카복실산의 예는 이소프탈산, 4,4'-비페닐디카복실산, 1,4-, 1,5-, 2,6-, 2,7-나프탈렌디카복실산, 및 트랜스-4,4'-스틸벤디카복실산, 및 이들의 에스테르를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 일 실시양태에서, 개질성 방향족 디카복실산은 이소프탈산이다.
본 개시내용에서 유용한 폴리에스테르의 카복실산 성분은 10 몰% 이하, 예를 들어 5 몰% 이하 또는 1 몰% 이하의 2 내지 16개의 탄소 원자를 함유하는 하나 이상의 지방족 디카복실산, 예를 들어, 사이클로헥산디카복실산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산 및/또는 도데칸디오 디카복실산으로 추가로 개질될 수 있다. 특정 실시양태는 또한 0.01 내지 10 몰%, 예를 들어 0.1 내지 10 몰%, 1 또는 10 몰%, 5 내지 10 몰%의 하나 이상의 개질성 지방족 디카복실산을 포함할 수 있다. 또 다른 실시양태는 0 몰%의 개질성 지방족 디카복실산을 함유한다. 디카복실산 성분의 총 몰%는 100 몰%이다. 일 실시양태에서, 아디프산 및/또는 글루타르산은 폴리에스테르의 개질성 지방족 디카복실산 성분에 제공되며 본 개시내용에서 유용하다.
테레프탈산의 에스테르 및 다른 개질성 디카복실산 또는 이들의 상응하는 에스테르 및/또는 염이 디카복실산 대신에 사용될 수 있다. 디카복실산 에스테르의 적합한 예는 디메틸, 디에틸, 디프로필, 디이소프로필, 디부틸, 및 디페닐 에스테르를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 일 실시양태에서, 에스테르는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 및 페닐 에스테르 중 적어도 하나로부터 선택된다.
일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 조성물의 디올 성분은 1,4-사이클로헥산디메탄올을 포함할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 조성물의 디올 성분은 1,4-사이클로헥산디메탄올 및 1,3-사이클로헥산디메탄올을 포함한다. 시스/트랜스 1,4-사이클로헥산디메탄올의 몰비는 50/50 내지 0/100, 예를 들어 40/60 내지 20/80의 범위 내에서 변할 수 있다.
일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르의 글리콜 성분은 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄디올을 포함할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 시스/트랜스 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄디올의 몰비는 각각의 순수한 형태 및 이들의 혼합물에서 다양할 수 있다. 특정 실시양태에서, 시스 및/또는 트랜스 2,2,4,4,-테트라메틸-1,3-사이클로부탄디올에 대한 몰 백분율은 50 몰% 초과 시스 및 50 몰% 미만 트랜스; 또는 55 몰% 초과 시스 및 45 몰% 미만 트랜스; 또는 50 내지 70 몰% 시스 및 50 내지 30 몰% 트랜스; 또는 60 내지 70 몰% 시스 및 30 내지 40 몰% 트랜스; 또는 70 몰% 초과 시스 및 30 몰% 미만 트랜스이며; 여기서 시스- 및 트랜스-2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄디올에 대한 총 몰 백분율은 100 몰%이다. 추가의 실시양태에서, 시스/트랜스 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄디올의 몰비는 50/50 내지 0/100, 예를 들어, 40/60 내지 20/80의 범위 내에서 변할 수 있다.
일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 조성물의 에틸렌 글리콜(EG), 테레프탈산(TPA), 또는 디메틸 테레프탈레이트(DMT) 이외의 글리콜 및 산으로부터의 총 공단량체 함량은 1 내지 10 중량%, 또는 5 내지 10 중량%, 또는 2 내지 10 중량%, 또는 3 내지 10 중량%, 또는 4 내지 10 중량%, 또는 6 내지 10 중량%, 또는 7 내지 10 중량%, 또는 8 내지 10 중량%, 또는 9 내지 10 중량%이다.
일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 조성물의 글리콜 성분은 100 몰%인 글리콜 성분의 총 몰%를 기준으로 0 내지 50 몰%의 네오펜틸 글리콜을 함유할 수 있다. 일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 조성물의 글리콜 성분은 100 몰%인 글리콜 성분의 총 몰%를 기준으로 0 내지 25 몰%의 네오펜틸 글리콜을 함유할 수 있다. 일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 조성물의 글리콜 성분은 100 몰%인 글리콜 성분의 총 몰%를 기준으로 0 내지 50 몰%의 네오펜틸 글리콜을 함유할 수 있다. 일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 조성물의 글리콜 성분은 100 몰%인 글리콜 성분의 총 몰%를 기준으로 5 내지 50 몰%의 네오펜틸 글리콜을 함유할 수 있다. 일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 조성물의 글리콜 성분은 100 몰%인 글리콜 성분의 총 몰%를 기준으로 10 내지 30 몰%의 네오펜틸 글리콜을 함유할 수 있다. 일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 조성물의 글리콜 성분은 100 몰%인 글리콜 성분의 총 몰%를 기준으로 10 내지 15 몰%의 네오펜틸 글리콜을 함유할 수 있다. 일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 조성물의 글리콜 성분은 100 몰%인 글리콜 성분의 총 몰%를 기준으로 15 내지 45 몰%의 네오펜틸 글리콜을 함유할 수 있다.
일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 조성물의 글리콜 성분은 100 몰%인 글리콜 성분의 총 몰%를 기준으로 0 내지 50 몰%, 또는 0 내지 40 몰%, 또는 0 내지 30 몰%, 또는 0 내지 20 몰%, 또는 0 내지 10 몰%, 또는 0.01 내지 50 몰%, 또는 0.01 내지 40 몰%, 또는 0.01 내지 30 몰%, 또는 0.01 내지 20 몰%, 또는 0.01 내지 15 몰%, 또는 0.01 내지 14 몰%, 또는 0.01 내지 13 몰%, 또는 0.01 내지 12 몰%, 또는 0.01 내지 11 몰%, 또는 0.01 내지 10 몰%, 또는 0.01 내지 9 몰%, 또는 0.01 내지 8 몰%, 또는 0.01 내지 7 몰%, 또는 0.01 내지 6 몰%, 또는 0.01 내지 5 몰%, 또는 0.1 내지 50 몰%, 또는 0.1 내지 40 몰%, 또는 0.1 내지 30 몰%, 또는 0.1 내지 20 몰%, 또는 0.1 내지 10 몰%, 또는 5 내지 50 몰%, 10 내지 50 몰%, 또는 20 내지 50 몰%, 또는 30 내지 50 몰%, 또는 40 내지 50 몰%, 또는 20 내지 40 몰%, 또는 30 내지 40 몰%, 또는 10 내지 40 몰%, 10 내지 30 몰%, 또는 10 내지 20 몰%, 또는 20 내지 30 몰%, 또는 2 내지 50 몰%, 또는 2 내지 40 몰%, 또는 2 내지 30 몰%, 또는 2 내지 20 몰%, 3 내지 15 몰%, 또는 3 내지 14 몰%, 또는 3 내지 13 몰%, 또는 3 내지 12 몰%, 또는 3 내지 11 몰%, 또는 3 내지 10 몰%, 또는 3 내지 9 몰%, 또는 3 내지 8 몰%, 또는 3 내지 7 몰%, 또는 2 내지 10 몰%, 또는 2 내지 9 몰%, 또는 2 내지 8 몰%, 또는 2 내지 7 몰%, 또는 2 내지 5 몰%, 또는 1 내지 7 몰%, 또는 1 내지 5 몰%, 또는 1 내지 3 몰%의 네오펜틸 글리콜 잔기를 함유할 수 있다.
일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 조성물의 글리콜 성분은 100 몰%인 글리콜 성분의 총 몰%를 기준으로 0 내지 100 몰% 또는 0 내지 50 몰%의 1,4-사이클로헥산디메탄올을 함유할 수 있다. 일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 조성물의 글리콜 성분은 100 몰%인 글리콜 성분의 총 몰%를 기준으로 0.01 내지 50 몰% 미만의 1,4-사이클로헥산디메탄올을 함유할 수 있다. 일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 조성물의 글리콜 성분은 100 몰%인 글리콜 성분의 총 몰%를 기준으로 0 내지 15 몰%의 1,4-사이클로헥산디메탄올을 함유할 수 있다. 일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 조성물의 글리콜 성분은 100 몰%인 글리콜 성분의 총 몰%를 기준으로 0.01 내지 15 몰% 미만의 1,4-사이클로헥산디메탄올을 함유할 수 있다. 일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 조성물의 글리콜 성분은 100 몰%인 글리콜 성분의 총 몰%를 기준으로 0.01 내지 5 몰%의 1,4-사이클로헥산디메탄올을 함유할 수 있다. 일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 조성물의 글리콜 성분은 100 몰%인 글리콜 성분의 총 몰%를 기준으로 0 내지 5 몰% 미만의 1,4-사이클로헥산디메탄올을 함유할 수 있다.
일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 조성물의 글리콜 성분은 100 몰%인 글리콜 성분의 총 몰%를 기준으로 0 내지 100 몰%, 또는 0 내지 50 몰%, 또는 0 내지 40 몰%, 또는 0 내지 30 몰%, 또는 0 내지 20 몰%, 또는 0 내지 10 몰%, 또는 0.01 내지 50 몰%, 또는 0.01 내지 40 몰%, 또는 0.01 내지 30 몰%, 또는 0.01 내지 20 몰%, 또는 0.01 내지 15 몰%, 또는 0.01 내지 14 몰%, 또는 0.01 내지 13 몰%, 또는 0.01 내지 12 몰%, 또는 0.01 내지 11 몰%, 또는 0.01 내지 10 몰%, 또는 0.01 내지 9 몰%, 또는 0.01 내지 8 몰%, 또는 0.01 내지 7 몰%, 또는 0.01 내지 6 몰%, 또는 0.01 내지 5 몰%, 또는 0.1 내지 50 몰%, 또는 0.1 내지 40 몰%, 또는 0.1 내지 30 몰%, 또는 0.1 내지 20 몰%, 또는 0.1 내지 10 몰%, 또는 5 내지 50 몰%, 10 내지 50 몰%, 또는 20 내지 50 몰%, 또는 30 내지 50 몰%, 또는 40 내지 50 몰%, 또는 20 내지 40 몰%, 또는 30 내지 40 몰%, 또는 10 내지 40 몰%, 10 내지 30 몰%, 또는 10 내지 20 몰%, 또는 20 내지 30 몰%, 또는 2 내지 50 몰%, 또는 2 내지 40 몰%, 또는 2 내지 30 몰%, 또는 2 내지 20 몰%, 3 내지 15 몰%, 또는 3 내지 14 몰%, 또는 3 내지 13 몰%, 또는 3 내지 12 몰%, 또는 3 내지 11 몰%, 또는 3 내지 10 몰%, 또는 3 내지 9 몰%, 또는 3 내지 8 몰%, 또는 3 내지 7 몰%, 또는 2 내지 10 몰%, 또는 2 내지 9 몰%, 또는 2 내지 8 몰%, 또는 2 내지 7 몰%, 또는 2 내지 5 몰%, 또는 1 내지 7 몰%, 또는 1 내지 5 몰%, 또는 1 내지 3 몰%의 1,4-사이클로헥산디메탄올 잔기를 함유할 수 있다.
일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 조성물의 글리콜 성분은 100 몰%인 글리콜 성분의 총 몰%를 기준으로 0 내지 50 몰%, 또는 0 내지 45 몰%, 또는 0 내지 40 몰%, 또는 0 내지 35 몰%, 또는 0 내지 30 몰%, 또는 0 내지 25 몰%, 또는 0 내지 20 몰%, 또는 0 내지 10 몰%, 또는 0.01 내지 50 몰%, 또는 0.01 내지 45 몰%, 또는 0.01 내지 40 몰%, 또는 0.01 내지 35 몰%, 또는 0.01 내지 30 몰%, 또는 0.01 내지 25 몰%, 또는 0.01 내지 20 몰%, 또는 0.01 내지 15 몰%, 또는 0.01 내지 14 몰%, 또는 0.01 내지 13 몰%, 또는 0.01 내지 12 몰%, 또는 0.01 내지 11 몰%, 또는 0.01 내지 10 몰%, 또는 0.01 내지 9 몰%, 또는 0.01 내지 8 몰%, 또는 0.01 내지 7 몰%, 또는 0.01 내지 6 몰%, 또는 0.01 내지 5 몰%, 또는 0.1 내지 35 몰%, 또는 0.1 내지 30 몰%, 또는 0.1 내지 25 몰%, 또는 0.1 내지 20 몰%, 또는 0.1 내지 10 몰%, 또는 10 내지 50 몰%, 또는 10 내지 45 몰%, 또는 10 내지 40 몰%, 또는 20 내지 50 몰%, 또는 20 내지 45 몰%, 또는 20 내지 40 몰%, 또는 25 내지 50 몰%, 또는 25 내지 45 몰%, 또는 25 내지 40 몰%, 또는 5 내지 35 몰%, 10 내지 35 몰%, 또는 20 내지 35 몰%, 또는 25 내지 35 몰%, 10 내지 30 몰%, 또는 10 내지 20 몰%, 또는 20 내지 30 몰%, 또는 2 내지 35 몰%, 또는 2 내지 25 몰%, 또는 2 내지 30 몰%, 또는 2 내지 20 몰%, 3 내지 15 몰%, 또는 3 내지 14 몰%, 또는 3 내지 13 몰%, 또는 3 내지 12 몰%, 또는 3 내지 11 몰%, 또는 3 내지 10 몰%, 또는 3 내지 9 몰%, 또는 3 내지 8 몰%, 또는 3 내지 7 몰%, 또는 2 내지 10 몰%, 또는 2 내지 9 몰%, 또는 2 내지 8 몰%, 또는 2 내지 7 몰%, 또는 2 내지 5 몰%, 또는 1 내지 7 몰%, 또는 1 내지 5 몰%, 또는 1 내지 3 몰%의 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄디올 잔기를 함유할 수 있다.
일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 조성물의 글리콜 성분은 100 몰%인 글리콜 성분의 총 몰%를 기준으로 0 내지 45 몰%의 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄디올을 함유할 수 있다. 일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 조성물의 글리콜 성분은 100 몰%인 글리콜 성분의 총 몰%를 기준으로 0.01 내지 45 몰% 미만의 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄디올을 함유할 수 있다. 일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 조성물의 글리콜 성분은 100 몰%인 글리콜 성분의 총 몰%를 기준으로 0 내지 40 몰%의 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄디올을 함유할 수 있다. 일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 조성물의 글리콜 성분은 100 몰%인 글리콜 성분의 총 몰%를 기준으로 0.01 내지 40 몰% 미만의 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄디올을 함유할 수 있다. 일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 조성물의 글리콜 성분은 100 몰%인 글리콜 성분의 총 몰%를 기준으로 0 내지 35 몰%의 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄디올을 함유할 수 있다. 일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 조성물의 글리콜 성분은 100 몰%인 글리콜 성분의 총 몰%를 기준으로 0.01 내지 35 몰% 미만의 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄디올을 함유할 수 있다. 일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 조성물의 글리콜 성분은 100 몰%인 글리콜 성분의 총 몰%를 기준으로 0 내지 30 몰%의 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄디올을 함유할 수 있다. 일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 조성물의 글리콜 성분은 100 몰%인 글리콜 성분의 총 몰%를 기준으로 0.01 내지 30 몰% 미만의 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄디올을 함유할 수 있다. 일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 조성물의 글리콜 성분은 100 몰%인 글리콜 성분의 총 몰%를 기준으로 0.01 내지 25 몰%의 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄디올을 함유할 수 있다. 일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 조성물의 글리콜 성분은 100 몰%인 글리콜 성분의 총 몰%를 기준으로 0 내지 25 몰% 미만의 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄디올을 함유할 수 있다. 일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 조성물의 글리콜 성분은 100 몰%인 글리콜 성분의 총 몰%를 기준으로 10 내지 50 몰%의 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄디올을 함유할 수 있다. 일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 조성물의 글리콜 성분은 100 몰%인 글리콜 성분의 총 몰%를 기준으로 10 내지 45 몰%의 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄디올을 함유할 수 있다. 일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 조성물의 글리콜 성분은 100 몰%인 글리콜 성분의 총 몰%를 기준으로 10 내지 40 몰%의 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄디올을 함유할 수 있다. 일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 조성물의 글리콜 성분은 100 몰%인 글리콜 성분의 총 몰%를 기준으로 20 내지 50 몰%의 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄디올을 함유할 수 있다. 일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 조성물의 글리콜 성분은 100 몰%인 글리콜 성분의 총 몰%를 기준으로 20 내지 45 몰%의 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄디올을 함유할 수 있다. 일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 조성물의 글리콜 성분은 100 몰%인 글리콜 성분의 총 몰%를 기준으로 20 내지 40 몰%의 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄디올을 함유할 수 있다.
일부 다른 글리콜 잔기는 가공 동안 동일 반응계에서 형성될 수 있음을 이해해야 한다. 예를 들어, 일 실시양태에서, 디에틸렌 글리콜 잔기의 총량은, 가공 동안 동일 반응계에서 형성되었는지 또는 의도적으로 첨가되었는지, 또는 둘 다인지의 여부에 관계없이, 100 몰%인 글리콜 성분의 총 몰%를 기준으로, 임의의 양, 예를 들어, 1 내지 15 몰%, 또는 1 내지 10 몰%, 또는 1 내지 8 몰%, 또는 1 내지 7 몰%, 또는 1 내지 6 몰%, 또는 1 내지 5 몰%, 또는 1 내지 2 몰%, 또는 1 내지 12 몰%, 또는 2 내지 12 몰%, 또는 2 내지 11 몰%, 또는 2 내지 10 몰%, 또는 2 내지 9 몰%, 또는 3 내지 12 몰%, 또는 3 내지 11 몰%, 또는 3 내지 10 몰%, 또는 3 내지 9 몰%, 또는 4 내지 12 몰%, 또는 4 내지 11 몰%, 또는 4 내지 10 몰%, 또는 4 내지 9 몰%, 또는 5 내지 12 몰%, 또는 5 내지 11 몰%, 또는 5 내지 10 몰%, 또는 5 내지 9 몰%의 양으로 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 중에 존재할 수 있다.
일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 중에 존재하는 디에틸렌 글리콜(DEG) 잔기의 총량은, 가공 동안 동일 반응계에서 형성되었는지 또는 의도적으로 첨가되었는지 또는 둘 다인지의 여부에 관계없이, 100 몰%인 글리콜 성분의 총 몰%를 기준으로, 5 몰% 이하, 또는 4 몰% 이하, 또는 3.5 몰% 이하, 또는 3.0 몰% 이하, 또는 2.5 몰% 이하, 또는 2.0 몰% 이하, 또는 1.5 몰% 이하, 또는 1.0 몰% 이하, 또는 1 내지 4 몰%, 또는 1 내지 3 몰%, 또는 1 내지 2 몰%의 디에틸렌 글리콜 잔기, 또는 2 내지 8 몰%, 또는 2 내지 7 몰%, 또는 2 내지 6 몰%, 또는 2 내지 5 몰%, 또는 3 내지 8 몰%, 또는 3 내지 7 몰%, 또는 3 내지 6 몰%, 또는 3 내지 5 몰%일 수 있거나, 또는 일부 실시양태에서는 의도적으로 첨가된 디에틸렌 글리콜 잔기가 없다. 특정 실시양태에서, 코폴리에스테르는 첨가된 개질성 글리콜을 함유하지 않는다. 특정 실시양태에서, 코폴리에스테르 중의 디에틸렌 글리콜 잔기는 5 몰% 이하일 수 있다. 동일 반응계에서 형성되는 임의의 낮은 수준의 DEG는 EG, TPA 또는 DMT 이외의 글리콜 및 산으로부터의 총 공단량체 함량에 포함되지 않는다는 점에 유의해야 한다.
모든 실시양태의 경우, 글리콜 성분의 나머지는 100 몰%인 글리콜 성분의 총 몰%를 기준으로 에틸렌 글리콜 잔기를 임의의 양으로 포함할 수 있다. 일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르는, 100 몰%인 글리콜 성분의 총 몰%를 기준으로, 50 몰% 이상, 또는 55 몰% 이상, 또는 60 몰% 이상, 또는 65 몰% 이상, 또는 70 몰% 이상, 또는 75 몰% 이상, 또는 80 몰% 이상, 또는 85 몰% 이상, 또는 90 몰% 이상, 또는 95 몰% 이상, 또는 98 몰% 이상 또는 50 내지 90 몰%, 또는 55 내지 90 몰%, 또는 50 내지 80 몰%, 또는 55 내지 80 몰%, 또는 60 내지 80 몰%, 또는 50 내지 75 몰%, 또는 55 내지 75 몰%, 또는 60 내지 75 몰%, 또는 65 내지 75 몰%의 에틸렌 글리콜 잔기를 함유할 수 있다.
일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 조성물의 글리콜 성분은 10 몰% 이하, 또는 9 몰% 이하, 또는 8 몰% 이하, 또는 7 몰% 이하, 또는 6 몰% 이하, 또는 5 몰% 이하, 또는 4 몰% 이하, 또는 3 몰% 이하, 또는 2 몰% 이하, 또는 1 몰% 이하, 또는 그 미만의 하나 이상의 다른 개질성 글리콜(다른 개질성 글리콜은 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 1,4-사이클로헥산디메탄올, 또는 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄디올이 아닌 글리콜로서 정의됨)을 함유할 수 있다. 특정 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르는 35 몰% 이하의 하나 이상의 다른 개질성 글리콜; 30 몰% 이하의 하나 이상의 다른 개질성 글리콜; 25 몰% 이하의 하나 이상의 다른 개질성 글리콜; 20 몰% 이하의 하나 이상의 다른 개질성 글리콜; 15 몰% 이하의 하나 이상의 다른 개질성 글리콜; 10 몰% 이하의 하나 이상의 다른 개질성 글리콜을 함유할 수 있다. 특정 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르는 5 몰% 이하의 하나 이상의 다른 개질성 글리콜을 함유할 수 있다. 특정 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르는 3 몰% 이하의 하나 이상의 다른 개질성 글리콜을 함유할 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르는 0 몰%의 다른 개질성 글리콜을 함유할 수 있다. 그러나, 일부 다른 글리콜 잔기는 동일 반응계에서 형성되어 동일 반응계에서 형성된 잔기도 또한 본 개시내용의 실시양태인 것으로 고려된다.
실시양태에서, 사용되는 경우, 본원에서 정의되는 바와 같은 코폴리에스테르에서 사용하기 위한 다른 개질성 글리콜은 2 내지 16개의 탄소 원자를 함유한다. 다른 개질성 글리콜의 예는 1,2-프로판디올, 1,3-프로판디올, 이소소르바이드, 1,4-부탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, p-크실렌 글리콜, 및 이들의 혼합물을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 일 실시양태에서, 이소소르바이드는 다른 개질성 글리콜이다. 일 실시양태에서, 폴리테트라메틸렌 글리콜은 다른 개질성 글리콜이다. 또 다른 실시양태에서, 다른 개질성 글리콜은 1,3-프로판디올 및 1,4-부탄디올 중 적어도 하나를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 일 실시양태에서, 1,3-프로판디올 및/또는 1,4-부탄디올은 배제될 수 있다. 1,4- 또는 1,3-부탄디올이 사용되는 경우, 일 실시양태에서 4 몰% 초과 또는 5 몰% 초과로 제공될 수 있다. 일 실시양태에서, 적어도 하나의 다른 개질성 글리콜은 5 내지 35 몰%의 양으로 존재하는 1,4-부탄디올이다.
일부 실시양태에서, 본 개시내용에 따른 폴리에스테르 및 코폴리에스테르 조성물은, 디올 또는 이산 잔기의 총 몰 백분율을 기준으로, 0 내지 10 몰%, 예를 들어, 0.01 내지 5 몰%, 0.01 내지 1 몰%, 0.05 내지 5 몰%, 0.05 내지 1 몰%, 또는 0.1 내지 0.7 몰%의, 각각 3개 이상의 카복실 치환기, 하이드록실 치환기, 또는 이들의 조합을 갖는, 본원에서는 또한 분지화제로도 지칭되는 분지화 단량체의 하나 이상의 잔기를 포함할 수 있다. 특정 실시양태에서, 분지화 단량체 또는 분지화제는 폴리에스테르 또는 코폴리에스테르의 중합 전 및/또는 중합 도중 및/또는 중합 후에 첨가될 수 있다. 따라서, 일부 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 폴리에스테르(들) 및 코폴리에스테르는 선형 또는 분지형일 수 있다.
분지형 단량체의 예는 다작용성 산 또는 다작용성 알코올, 예를 들어 트리멜리트산, 트리멜리트산 무수물, 피로멜리트산 이무수물, 트리메틸올프로판, 글리세롤, 펜타에리트리톨, 시트르산, 타르타르산, 3-하이드록시글루타르산 등을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 일 실시양태에서, 분지화 단량체 잔기는 트리멜리트산 무수물, 피로멜리트산 이무수물, 글리세롤, 소르비톨, 1,2,6-헥산트리올, 펜타에리트리톨, 트리메틸올에탄, 및/또는 트리메식산 중 적어도 하나로부터 선택되는 하나 이상의 잔기를 0.01 내지 0.7 몰% 포함할 수 있다. 분지형 단량체는 폴리에스테르 반응 혼합물에 첨가되거나, 또는, 예를 들어, 분지화 단량체에 관한 개시내용이 본원에서 참고로 포함된 미국 특허 제5,654,347호 및 제5,696,176호에 기술되어 있는 바와 같이 농축물의 형태로 폴리에스테르와 블렌딩될 수 있다.
본 개시내용에서 유용한 폴리에스테르 및 코폴리에스테르는 적어도 하나의 사슬 연장제를 포함할 수 있다. 적합한 사슬 연장제는 다작용성(이작용성을 포함하지만, 이에 제한되지 않음) 이소시아네이트, 예를 들어, 에폭실화 노볼락을 포함하는 다작용성 에폭사이드, 및 페녹시 수지를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 특정 실시양태에서, 사슬 연장제는 중합 공정의 마지막에 또는 중합 공정 후에 첨가될 수 있다. 중합 공정 후에 첨가되는 경우, 사슬 연장제는 배합에 의해 또는 사출 성형 또는 압출과 같은 전환 공정 동안 첨가에 의해 혼입될 수 있다.
사용된 사슬 연장제의 양은 사용된 특정 단량체 조성 및 원하는 물리적 특성에 따라 달라질 수 있지만, 일반적으로는 폴리에스테르의 총 중량을 기준으로 약 0.1 중량 퍼센트 내지 약 10 중량 퍼센트, 예를 들어 약 0.1 중량 퍼센트 내지 약 5 중량 퍼센트이다.
본 개시내용에서 유용한 폴리에스테르 및 코폴리에스테르 조성물은, 달리 언급되지 않는 한, 본원에서 기술되는 고유 점도 범위 중 적어도 하나 및 본원에서 기술되는 폴리에스테르 조성물에 대한 단량체 범위 중 적어도 하나를 가질 수 있는 것으로 고려된다. 또한, 본 개시내용에서 유용한 폴리에스테르 조성물은, 달리 언급되지 않는 한, 본원에서 기술되는 Tg 범위 중 적어도 하나 및 본원에서 기술되는 폴리에스테르 조성물에 대한 단량체 범위 중 적어도 하나를 가질 수 있는 것으로 고려된다. 또한, 본 개시내용에서 유용한 폴리에스테르 조성물은, 달리 언급되지 않는 한, 본원에서 기술되는 고유 점도 범위 중 적어도 하나, 본원에서 기술되는 Tg 범위 중 적어도 하나, 및 본원에서 기술되는 폴리에스테르 또는 코폴리에스테르 조성물에 대한 단량체 범위 중 적어도 하나를 가질 수 있는 것으로 고려된다.
본 개시내용의 실시양태의 경우, 본 개시내용에서 유용한 폴리에스테르 및 코폴리에스테르 조성물은 25℃에서 60/40(wt/wt) 페놀/테트라클로로에탄 중 0.25 g/50 ml의 농도에서 측정하였을 때 하기 고유 점도 중 적어도 하나를 나타낼 수 있다: 0.50 내지 1.2 dL/g; 0.50 내지 1.0 dL/g; 0.50 내지 0.90 dL/g; 0.50 내지 0.80 dL/g; 0.55 내지 0.80 dL/g; 0.60 내지 0.80 dL/g; 0.65 내지 0.80 dL/g; 0.70 내지 0.80 dL/g; 0.50 내지 0.75 dL/g; 0.55 내지 0.75 dL/g; 또는 0.60 내지 0.75 dL/g.
폴리에스테르 및 코폴리에스테르 조성물의 유리 전이 온도(Tg)는 Thermal Analyst Instrument의 TA DSC 2920을 사용하여 20℃/분의 스캔 속도에서 측정한다. 유리 전이 온도의 값은 제2 가열 동안 측정한다.
특정 실시양태에서, 본 개시내용의 A 층의 필름 또는 시트는 폴리에스테르가 적어도 90℃ 또는 적어도 100℃; 90 내지 115℃; 또는 100 내지 120℃; 또는 90 내지 100℃의 Tg를 갖는 코폴리에스테르 조성물을 포함한다. 특정 실시양태에서, 이러한 Tg 범위는 중합 동안 첨가되는 적어도 하나의 가소제와 함께 또는 가소제 없이 충족될 수 있다.
특정 실시양태에서, 본 개시내용의 B 층의 필름 또는 시트는 폴리에스테르가 65 내지 85℃; 또는 73 내지 83℃; 또는 70 내지 80℃; 또는 75 내지 85℃의 Tg를 갖는 폴리에스테르 조성물을 포함한다. 특정 실시양태에서, 이러한 Tg 범위는 중합 동안 첨가되는 적어도 하나의 가소제와 함께 또는 가소제 없이 충족될 수 있다.
본 개시내용의 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 코폴리에스테르 조성물을 포함하는 필름 및/또는 시트는 하기 특성 모두의 고유한 조합을 가질 수 있다: 특정 인성, 특정 고유 점도, 특정 유리 전이 온도(Tg), 특정 열변형 온도(HDT), 특정 융점, 특정 용융 점도 및 우수한 색상.
일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 특정 폴리에스테르 및 코폴리에스테르 조성물은 시각적으로 투명할 수 있다. 용어 "시각적으로 투명한(visually clear)"은 본원에서는 육안으로 검사하였을 때 흐림(cloudiness), 탁함(haziness) 및/또는 탁함(muddiness)이 인지할 수 있는 정도로 부재하는 것으로 정의된다. 일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 특정 코폴리에스테르 조성물은 우수한 색상 또는 낮은 헤이즈 값을 갖는다.
본 개시내용에서 유용한 폴리에스테르 및 코폴리에스테르 조성물은 문헌에 공지된 방법, 예를 들어 균일 용액 방법, 용융물에서의 에스테르 교환 방법, 및 2상 계면 방법에 의해 제조될 수 있다. 적합한 방법은 100℃ 내지 315℃의 온도에서 폴리에스테르를 형성하기에 충분한 시간 동안 0.1 내지 760 mmHg의 압력에서 하나 이상의 디카복실산을 하나 이상의 디올과 반응시키는 단계를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 폴리에스테르를 제조하는 방법에 대한 미국 특허 제3,772,405호를 참조하며, 이러한 방법에 관한 개시내용은 본원에서 참고로 포함된다.
본원에서 참고로 포함되는 미국 특허 제2,720,507호에 보다 상세하게 기술되어 있는 바와 같이, 폴리에스테르 및 코폴리에스테르는 일반적으로는 불활성 분위기에서 축합 과정 동안 약 225℃ 내지 310℃의 온도 이하로 점진적으로 증가되는 승온에서 촉매의 존재 하에 디카복실산 또는 디카복실산 에스테르를 디올과 축합시키고, 축합 과정 후반부 동안 축합을 저압에서 수행함으로써 제조될 수 있다.
일부 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 특정 폴리에스테르 및 코폴리에스테르 조성물의 제조 공정 동안, 중합체를 착색시키는 특정 제제가 토너 또는 염료를 포함하는 용융물에 첨가될 수 있다. 일 실시양태에서, 블루잉 토너(bluing toner)가 생성되는 폴리에스테르 중합체 용융상 생성물의 b*를 감소시키기 위해 용융물에 첨가된다. 이러한 블루잉제는 청색 무기 및 유기 토너(들) 및/또는 염료를 포함한다. 또한, 적색 토너(들) 및/또는 염료를 사용하여 a* 색상(a* color)을 조정할 수도 있다. 유기 토너(들), 예를 들어, 그의 전문이 본원에서 참고로 포함되는 미국 특허 제5,372,864호 및 제5,384,377호에 기술된 토너(들)와 같은 청색 및 적색 유기 토너(들)가 사용될 수 있다. 유기 토너(들)는 프리믹스 조성물로서 공급될 수 있다. 프리믹스 조성물은 적색 및 청색 화합물의 순수한 블렌드일 수 있거나, 또는 조성물은 폴리에스테르의 원료 물질 중의 하나, 예를 들어, 에틸렌 글리콜에 미리 용해되거나 슬러리화될 수 있다.
첨가되는 토너 성분의 총량은 베이스 폴리에스테르 또는 코폴리에스테르에 고유한 황색 색상의 양 및 토너의 효능에 따라 달라질 수 있다. 일 실시양태에서, 약 15 ppm 이하의 조합된 유기 토너 성분의 농도 및 약 0.5 ppm의 최소 농도가 사용될 수 있다. 일 실시양태에서, 블루잉 첨가제의 총량은 0.5 내지 10 ppm 범위일 수 있다. 일 실시양태에서, 토너(들)는 에스테르화 구역 또는 중축합 구역에 첨가될 수 있다. 바람직하게는, 토너(들)는 에스테르화 구역에 또는 중축합 구역의 초기 단계, 예를 들어 예비중합 반응기에 첨가된다.
본 개시내용에서 유용한 폴리에스테르 및 코폴리에스테르 조성물은, 달리 언급되지 않는 한, 본원에서 기술되는 고유 점도 범위 중 적어도 하나 및 본원에서 기술되는 폴리에스테르 또는 코폴리에스테르 조성물에 대한 단량체 범위 중 적어도 하나를 가질 수 있는 것으로 고려된다. 또한, 본 개시내용에서 유용한 폴리에스테르 및 코폴리에스테르 조성물은, 달리 언급되지 않는 한, 본원에서 기술되는 Tg 범위 중 적어도 하나 및 본원에서 기술되는 폴리에스테르 및 코폴리에스테르 조성물에 대한 단량체 범위 중 적어도 하나를 가질 수 있는 것으로 고려된다. 또한, 본 개시내용에서 유용한 폴리에스테르 및 코폴리에스테르 조성물은, 달리 언급되지 않는 한, 본원에서 기술되는 고유 점도 범위 중 적어도 하나, 본원에서 기술되는 Tg 범위 중 적어도 하나, 및 본원에서 기술되는 폴리에스테르 및 코폴리에스테르 조성물에 대한 단량체 범위 중 적어도 하나를 가질 수 있는 것으로 고려된다.
본 개시내용의 실시양태의 경우, 본 개시내용에서 유용한 폴리에스테르 및 코폴리에스테르 조성물은 25℃에서 60/40(wt/wt) 페놀/테트라클로로에탄 중 0.25 g/50 ml의 농도에서 측정하였을 때 하기 고유 점도 중 적어도 하나를 나타낼 수 있다: 0.50 내지 1.2 dL/g; 0.50 내지 1.0 dL/g; 0.50 내지 0.90 dL/g; 0.50 내지 0.80 dL/g; 0.55 내지 1.2 dL/g; 0.55 내지 1.0 dL/g; 0.55 내지 0.90 dL/g; 0.55 내지 0.80 dL/g; 0.58 내지 1.2 dL/g; 0.58 내지 1.0 dL/g; 0.58 내지 0.90 dL/g; 0.58 내지 0.80 dL/g; 0.60 내지 0.90 dL/g; 0.60 내지 0.80 dL/g; 0.65 내지 0.90 dL/g; 0.60 내지 0.80 dL/g; 0.70 내지 0.80 dL/g; 0.50 내지 0.75 dL/g; 0.55 내지 0.75 dL/g; 0.58 내지 0.75 dL/g; 0.60 내지 0.75 dL/g; 0.60 내지 0.70 dL/g; 0.58 내지 0.70 dL/g; 또는 0.55 내지 0.70 dL/g.
일 실시양태에서, 본 개시내용의 조성물은 플라스틱, 필름, 섬유, 및 시트로서 유용하다. 본 개시내용의 조성물은 열성형 물품 및 부품, 압출 취입 성형 또는 형상화된 물품, 성형 또는 형상화된 부품으로서 또는 고체 플라스틱 물체로서 유용하다. 일 실시양태에서, 본 개시내용의 조성물은 열성형 물품 및 부품, 압출 취입 성형 부품 또는 성형 물품으로서 유용하다. 이러한 조성물은 투명하거나 질기거나 단단한 플라스틱이 요구되는 임의의 응용 분야에서 사용하기에 적합하다. 이러한 부품 및 물품의 예로는 용기, 항아리, 화장품 포장재, 뚜껑, 장식용 뚜껑, 개인 위생 용품 포장재, 잉크 펜 배럴, 일회용 주사기, 병, 병 뚜껑, 자동차 내장 부품, 자동차 장식재, 장난감, 장난감 부품, 열전도성 플라스틱, 의료 기기, 치과용 기기, 식품 용기, 선적용 컨테이너, 포장재, 가구 부품, 다중벽 필름, 다층 필름, 절연 부품, 절연 물품, 절연 용기, 보관 상자, 푸드 프로세서, 블렌더 및 믹서 용기, 물병, 세탁기 부품, 냉장고 부품, 진공 청소기 부품, 열전도성 플라스틱, 헬스케어 용품, 상업용 식품 서비스 제품, 상자 의료 포장재 등을 포함한다.
본 개시내용은 또한 본원에서 기술되는 폴리에스테르 및 코폴리에스테르 조성물을 함유하는 필름(들) 및/또는 시트(들)를 포함하는 제조 물품에 관한 것이다. 실시양태에서, 본 개시내용의 필름 및/또는 시트는 의도된 용도에 필요한 임의의 두께일 수 있다.
본 개시내용은 또한 본원에서 기술되는 필름(들) 및/또는 시트(들)에 관한 것이다. 폴리에스테르 및 코폴리에스테르 조성물을 필름(들) 및/또는 시트(들)로 성형하는 방법은 당업계에 공지된 임의의 방법을 포함한다. 본 개시내용의 필름(들) 및/또는 시트(들)의 예는 압출 필름(들) 및/또는 시트(들), 캘린더링 필름(들) 및/또는 시트(들), 압축 성형 필름(들) 및/또는 시트(들)을 포함하지만 이에 제한되지 않으며, 필름 및/또는 시트를 제조하는 방법은 압출, 캘린더링, 및 압축 성형을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
본 개시내용은 또한 본원에서 기술되는 성형되거나 또는 형상화된 물품에 관한 것이다. 폴리에스테르 및 코폴리에스테르 조성물을 성형되거나 또는 형상화된 물품으로 성형하는 방법은 당업계에 공지된 임의의 방법을 포함한다. 본 개시내용의 성형되거나 또는 형상화된 물품의 예는 열성형 또는 열성형성 물품, 압출 성형 물품, 및 압출 취입 성형 물품을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 성형 물품의 제조 방법은 열성형, 압출, 및 압출 취입 성형을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 본 개시내용의 공정은 당업계에 공지된 임의의 열성형 공정을 포함할 수 있다. 본 개시내용의 공정은 당업계에 공지된 임의의 취입 성형 공정, 예를 들어 압출 취입 성형, 및 압출 연신 취입 성형을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
본 개시내용은 당업계에 공지된 임의의 압출 취입 성형 제조 방법을 포함한다. 이에 제한되는 것은 아니지만, 압출 취입 성형 제조 방법에 대한 전형적인 설명은 하기 단계를 포함한다: 1) 조성물을 압출기에서 용융시키는 단계; 2) 용융 조성물을 다이를 통해 압출하여 용융 중합체의 튜브(즉, 패리슨(parison))를 형성하는 단계; 3) 원하는 완성된 형상을 갖는 몰드를 패리슨 주위에 클램핑하는 단계; 4) 공기를 패리슨에 불어넣어 압출물을 연신시키고 팽창시켜 몰드를 충진시키는 단계; 5) 성형 물품을 냉각하는 단계; 6) 몰드의 물품을 토출하는 단계; 및 7) 과잉 플라스틱(통상적으로는 플래시(flash)로 지칭됨)을 물품으로부터 제거하는 단계.
일 실시양태에서, 본 개시내용의 성형 물품 및 부품은 의도된 최종 용도 적용에 필요한 임의의 두께일 수 있다. 일 실시양태에서, 본 개시내용의 성형 물품 및 부품의 두께는 약 3 mil 초과이다. 일 실시양태에서, 본 개시내용의 성형 물품 및 부품의 두께는 약 4 mil 초과이다. 일 실시양태에서, 본 개시내용의 성형 물품 및 부품의 두께는 약 5 mil 초과이다. 일 실시양태에서, 본 개시내용의 성형 물품 및 부품의 두께는 약 1 mil 초과이다. 일 실시양태에서, 성형 물품 및 부품의 두께는 약 3 mil 내지 약 25 mil이다. 일 실시양태에서, 성형 물품 및 부품의 두께는 약 5 mil 내지 약 20 mil이다.
실시양태에서, 폴리에스테르 또는 코폴리에스테르 조성물은 또한 전체 조성물의 0.01 내지 25 중량%의 통상적인 첨가제, 예를 들어 착색제, 토너(들), 염료, 이형제, 난연제, 가소제, 유리 버블, 핵 형성제, 이에 제한되는 것은 아니지만 UV 안정화제, 열 안정화제, 및/또는 이들의 반응 생성물을 포함하는 안정화제, 충진제, 및 충격 개질제를 함유할 수도 있다. 상업적으로 입수 가능한 충격 개질제의 예로는 에틸렌/프로필렌 삼원공중합체, 작용화된 폴리올레핀, 예를 들어 메틸 아크릴레이트 및/또는 글리시딜 메타크릴레이트를 함유하는 작용화된 폴리올레핀, 스티렌계 블록 공중합체성 충격 개질제, 및 다양한 아크릴릭 코어/쉘 유형 충격 개질제를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 이러한 첨가제의 잔기도 또한 폴리에스테르 조성물의 일부로서 고려된다.
일 양태에서, 본 개시내용은 본 개시내용에서 유용한 폴리에스테르 및 코폴리에스테르 조성물을 포함하는 본 개시내용의 필름(들) 및 시트(들) 및 열성형 또는 성형 물품(들)에 관한 것이다. 폴리에스테르 및 코폴리에스테르 조성물을 필름(들) 및/또는 시트(들)로 성형하는 방법은 당업계에 잘 알려져 있다. 본 개시내용에서 유용한 필름(들) 및/또는 시트(들)의 예는 압출 필름(들) 및/또는 시트(들), 압축 성형 필름(들), 캘린더링 필름(들) 및/또는 또는 시트(들), 용액 캐스트 필름(들) 및/또는 시트(들)를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 일 양태에서, 본 개시내용의 필름 및 시트를 제조하는 데 유용한 필름 및/또는 시트를 제조하는 방법은 압출, 압축 성형, 캘린더링, 및 용액 캐스팅을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 폴리에스테르 및 코폴리에스테르 조성물은 폴리에스테르 및 코폴리에스테르로부터 필름을 제조하기 위한 당업계에 공지된 임의의 방법, 예를 들어 용액 캐스팅, 압출, 압축 성형, 또는 캘린더링을 사용하여 필름으로 제조한다.
일 실시양태에서, 본 개시내용에서 유용한 폴리에스테르는 폴리에스테르로부터 필름을 제조하기 위한 당업계에 공지된 임의의 방법, 예를 들어 용액 캐스팅, 압출, 압축 성형, 또는 캘린더링을 사용하여 필름으로 제조한다.
본 개시내용의 일 실시양태에서, 폴리에스테르 및 코폴리에스테르 조성물은 전형적으로 반응기 등급 조성물로 지칭되는 것에서 폴리에스테르 및 코폴리에스테르를 제조하기 위한 공지된 방법에 의해 단량체를 반응시킴으로써 형성될 수 있다.
열성형되거나 성형된 물품은 또한 본원에서 개시되는 임의의 폴리에스테르 또는 코폴리에스테르 조성물로부터 제조될 수 있다.
특정 실시양태에서, 본 개시내용은 용기, 플라스틱 병, 고온 충전 용기, 및/또는 산업용 물품 또는 기타 적용 물품과 같은 열성형 물품을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
본 개시내용의 일 양태에서, 개시된 폴리에스테르 및 코폴리에스테르 조성물은 열성형 및/또는 열성형성 필름(들) 또는 시트(들)로서 유용하다. 본 개시내용은 또한 본 개시내용의 열성형 필름(들) 및/또는 시트(들)를 포함하는 제조 물품에 관한 것이다. 일 실시양태에서, 본 개시내용의 폴리에스테르 조성물은 형상화되거나 성형된 물품으로 용이하게 성형되는 필름 및 시트로서 유용하다. 일 실시양태에서, 본 개시내용의 필름(들) 및/또는 시트(들)는 열성형에 의해 성형 물품 또는 부품으로 가공될 수 있다. 본 개시내용의 폴리에스테르 및 코폴리에스테르 조성물은 다양한 성형 및 압출 용도에 사용될 수 있다.
본 개시내용의 일 양태는 열성형 방법을 사용하여 성형되거나 형상화된 부품 및 물품을 제조하는 방법이다. 당업자에게 공지된 임의의 열성형 기술 또는 공정을 사용하여 본 개시내용의 성형되거나 형상화된 물품을 제조할 수 있다.
일 실시양태에서, 열성형 공정은 예를 들어 본원에서 참고로 포함되는 문헌[참조: "열성형 기술(Technology of Thermoforming)"; Throne, James; Hanser Publishers; 1996; pp. 16-29]에 교시되어 있는 바와 같이 여러 가지 방식으로 수행될 수 있다. 일부 실시양태에서, 이는, 가스 또는 공기 압력을 연화된 시트에 적용하고, 이어서 시트를 버블과 같이 연신 및 인발한 다음, 웅성 몰드(male mold)를 내측에서 버블 내로 유입시키는 열성형 공정이다. 그런 다음, 진공을 적용하여 부품을 추가로 인발하여 웅성 몰드 표면과 일치시킨다. 이러한 열성형 공정에서, 이축 연신/배향은 연화된 시트에 가스 또는 공기 압력이 적용될 때 주로 한 단계로 수행된다. 이어서, 진공을 사용하여 성형 단계를 완결하고, 웅성 몰드를 물리적 특성과 외관 특성의 균형을 잘 이루도록 시트에 방향을 고정시킨다. 다른 실시양태에서, 이러한 공정은, 진공 또는 물리적 플러그를 가열 연화된 시트에 적용하여 시트를 거의 최종 부품 크기로 연신하고 인발하고, 이어서 내측에 양의 공기 압력을 적용하거나 외측으로부터 추가의 외부 진공을 적용하여 인발하고 시트를 외부 자성 몰드(female mold)에 일치시키고, 방향을 중합체에 고정시켜 시트를 물품으로 성형하는 네거티브 열성형 공정이다.
다른 실시양태에서, 열성형은 본 개시내용의 폴리에스테르 조성물의 필름 또는 시트를 그를 변형시키기에 충분한 온도로 가열하고, 이어서 가열된 필름 또는 시트를 진공 보조, 공기 압력 보조 및 매칭 몰드(matched mold) 보조와 같은 수단을 이용하여 몰드의 윤곽에 일치하도록 만드는 공정이다. 다른 실시양태에서, 가열된 필름 또는 시트를 몰드 내에 배치하고, 예를 들어, 공기 압력의 적용, 진공의 적용, 플러그 보조 또는 매칭 몰드의 적용에 의해 몰드의 윤곽에 일치하도록 강제한다. 일부 실시양태에서, 열성형은 얇은 벽 물품을 생성한다.
일 실시양태에서, 열성형 공정은 포지티브 몰드를 가열된 필름 또는 시트 내로 가압함으로써 필름 또는 시트를 원하는 형상으로 성형한다. 이러한 실시양태에서, 열성형은 진공-설비 표면 또는 테이블 사이에 지지된 물품의 포지티브 몰드를 갖는 것을 포함한다. 이러한 실시양태에서, 외부 가열원, 예를 들어 열풍 송풍기, 히트 램프 또는 다른 복사 가열원으로부터의 열은 필름 또는 시트로 진행한다. 이러한 실시양태에서, 필름 또는 시트는 연화점까지 가열한다. 이러한 실시양태에서, 이어서, 테이블 위와 아래에 그리고 몰드 주위에 진공을 적용하고, 가열 연화된 필름 또는 시트를 테이블을 향해 인발하고, 따라서 연화된 필름 또는 시트를 몰드 표면과 접촉하도록 배치한다. 이러한 실시양태에서, 진공은 연화된 필름 또는 시트를 몰드 표면의 윤곽과 긴밀하게 접촉하고 그에 일치하도록 인발한다. 이와 같이, 이어서 필름 또는 시트는 몰드의 모양을 갖추게 된다. 이러한 실시양태에서, 필름 또는 시트를 냉각한 후, 이를 경화하고, 생성되는 물품 또는 부품을 몰드로부터 제거할 수 있다.
일 실시양태에서, 열성형 공정은: 본 개시내용의 폴리에스테르 조성물로부터 필름 또는 시트를 형성하는 단계; 필름 또는 시트를 연화될 때까지 가열하고 이를 몰드 위에 위치시키는 단계; 예열된 필름 또는 시트를 가열된 몰드 표면 상에 인발하는 단계; 필름 또는 시트를 냉각하는 단계; 및 이어서 성형 물품 또는 부품을 몰드 캐비티로부터 제거하거나, 또는 선택적으로, 필름 또는 시트를 부분적으로 결정화하기에 충분한 시간 동안 필름 또는 시트를 가열된 몰드에 대해 접촉 상태로 유지함으로써 형성된 필름 또는 시트를 열경화하는 단계를 포함한다.
일 실시양태에서, 열성형 공정은: 본 개시내용의 폴리에스테르 조성물로부터 필름 또는 시트를 형성하는 단계; 필름 또는 시트를 폴리에스테르의 Tg 이상의 온도로 가열하는 단계; 가열 연화된 필름 또는 시트에 가스, 진공 및/또는 물리적 압력을 적용하고 필름 또는 시트를 거의 최종 부품 크기로 연신하는 단계; 시트를 진공 또는 압력을 사용하여 몰드 형상에 일치시키는 단계; 필름 또는 시트를 폴리에스테르의 Tg 미만의 온도로 냉각하는 단계; 및 이어서 열성형 물품 또는 부품을 몰드로부터 제거하는 단계를 포함한다.
열성형 공정에 사용되는 필름 및 시트는 당업자에게 공지된 임의의 통상적인 방법에 의해 제조될 수 있다. 일 실시양태에서, 시트 또는 필름은 압출에 의해 형성된다. 일 실시양태에서, 시트 또는 필름은 캘린더링에 의해 형성된다. 일 실시양태에서, 열성형 공정 동안 필름 또는 시트는 폴리에스테르의 Tg 이상의 온도로 가열한다. 일 실시양태에서, 이러한 온도는 폴리에스테르의 Tg보다 약 10 내지 약 60℃ 높다. 일 실시양태에서, 더 짧은 성형 시간을 달성하기 위해 필름 또는 시트를 열성형 몰드 위에 위치시키기 전에 가열하는 것이 필요하다. 일 실시양태에서, 시트는 그의 Tg 초과의 온도 및 몰드 캐비티 위에 위치하는 동안 시트가 과도하게 처지는 지점 미만의 온도로 가열하여야 한다. 일 실시양태에서, 성형 필름 또는 시트를 몰드로부터 제거하기 전에, 이는 폴리에스테르의 Tg 미만의 온도로 냉각할 수 있다. 일 실시양태에서, 열성형 방법은 진공 보조, 공기 보조, 기계적 플러그 보조 또는 매칭 몰드를 포함할 수 있다. 일부 실시양태에서, 몰드는 필름 또는 시트의 Tg 이상의 온도로 가열한다. 최적 몰드 온도의 선택은 열성형 장비의 유형, 성형되는 물품의 구성 및 벽 두께 및 기타 요인에 따라 달라진다.
일 실시양태에서, 열경화성 부품은 공지된 제거 수단에 의해 몰드 캐비티로부터 제거될 수 있다. 예를 들어, 일 실시양태에서, 역류(blowback)를 사용하며, 이는 압축 공기를 도입함으로써 몰드와 형성된 필름 또는 시트 사이에 확립된 진공을 파괴(breaking)하는 것을 포함한다. 일부 실시양태에서, 성형 물품 또는 부품은 후속적으로 트리밍하고 스크랩은 분쇄하여 재활용한다.
일부 실시양태에서, 핵형성제의 첨가는 열성형 동안 더 빠른 결정화를 제공하며, 따라서 더 빠른 성형을 제공한다. 일 실시양태에서, 미세 입자 크기의 무기 또는 유기 물질과 같은 핵형성제가 사용될 수 있다. 예를 들어, 일 실시양태에서, 적합한 핵형성제는 활석, 이산화티타늄, 탄산칼슘, 및 비혼화성 또는 가교결합된 중합체를 포함한다. 일 실시양태에서, 핵형성제는 물품의 중량을 기준으로 약 0.01% 내지 약 20%의 다양한 양으로 사용된다. 일 실시양태에서, 다른 통상적인 첨가제, 예를 들어 안료, 염료, 가소제, 균열 방지제 및 안정화제가 필요에 따라 열성형을 위해 사용될 수 있다. 일부 실시양태에서, 균열 방지제는 충격 강도를 개선하고, 핵형성제는 더 빠른 결정화를 제공한다. 일부 실시양태에서, 결정화는 고온 안정성을 달성하기 위해 필요하다.
본 개시내용의 조성물은 열성형 물품 또는 성형 또는 형상화된 플라스틱 부품으로서 또는 고체 플라스틱 물체로서 유용하다. 본 개시내용의 조성물은 열성형 부품 또는 물품으로서 유용하다. 이러한 조성물은 투명하고 질긴 플라스틱이 요구되는 임의의 응용 분야에서 사용하기에 적합하다.
본 발명의 열성형 또는 열성형성 조성물은 필름, 성형 물품, 성형 부품, 형상화된 물품, 형상화된 부품 및 시트를 형성하는 데 유용하다. 열성형 또는 열성형성 조성물을 필름, 성형 물품, 성형 부품, 형상화된 물품, 형상화된 부품 및 시트로 제조하는 방법은 당업계에 공지된 임의의 방법에 따를 수 있다. 성형 물품의 예로는 안면 가리개 및 마스크, 의료 포장재, 의료 용품, 상업용 식품 서비스 제품, 예를 들어 트레이, 용기, 식품 팬, 텀블러, 보관 상자, 병, 가정용 도구, 물병, 세탁기 부품, 냉장고 부품, 진공 청소기 부품, 및 장난감을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
본 개시내용은 추가로 본원에 기재된 폴리에스테르 조성물을 함유하는 필름(들) 및/또는 시트(들)를 포함하는 제조 물품에 관한 것이다. 실시양태에서, 본 개시내용의 필름 및/또는 시트는 의도된 용도에 필요한 임의의 두께일 수 있다.
본 개시내용은 또한 본원에서 기술되는 필름(들) 및/또는 시트(들)에 관한 것이다. 폴리에스테르 조성물을 필름(들) 및/또는 시트(들)로 성형하는 방법은 당업계에 공지된 임의의 방법을 포함한다. 본 개시내용의 필름(들) 및/또는 시트(들)의 예는 압출 필름(들) 및/또는 시트(들), 캘린더링 필름(들) 및/또는 시트(들), 압축 성형 필름(들) 및/또는 시트(들), 용액 캐스트 필름(들) 및/또는 시트(들)을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 필름 및/또는 시트를 제조하는 방법은 압출, 캘린더링, 압축 성형, 및 용액 캐스팅을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
본 개시내용은 또한 본원에서 기술되는 성형되거나 또는 형상화된 물품에 관한 것이다. 폴리에스테르 조성물을 성형되거나 또는 형상화된 물품으로 성형하는 방법은 당업계에 공지된 임의의 방법을 포함한다. 본 개시내용의 성형되거나 또는 형상화된 물품의 예는 열성형 또는 열성형성 물품, 압출 성형 물품, 및 압출 취입 성형 물품을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 성형 물품의 제조 방법은 열성형, 압출, 및 압출 취입 성형을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 본 개시내용의 공정은 당업계에 공지된 임의의 열성형 공정을 포함할 수 있다. 본 개시내용의 공정은 당업계에 공지된 임의의 취입 성형 공정, 예를 들어 압출 취입 성형, 및 압출 연신 취입 성형을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
본 개시내용은 당업계에 공지된 임의의 압출 취입 성형 제조 방법을 포함한다. 이에 제한되는 것은 아니지만, 압출 취입 성형 제조 방법에 대한 전형적인 설명은 하기 단계를 포함한다: 1) 조성물을 압출기에서 용융시키는 단계; 2) 용융 조성물을 다이를 통해 압출하여 용융 중합체의 튜브(즉, 패리슨)를 형성하는 단계; 3) 원하는 완성된 형상을 갖는 몰드를 패리슨 주위에 클램핑하는 단계; 4) 공기를 패리슨에 불어넣어 압출물을 연신시키고 팽창시켜 몰드를 충진시키는 단계; 5) 성형 물품을 냉각하는 단계; 6) 몰드의 물품을 토출하는 단계; 및 7) 과잉 플라스틱(통상적으로는 플래시로 지칭됨)을 물품으로부터 제거하는 단계.

Claims (18)

  1. 다층 필름 또는 시트를 포함하는 열성형성 물품(thermoformable article)으로서,
    TMCD 개질된 PET를 포함하는 코폴리에스테르 조성물을 포함하는 적어도 하나의 층(A1);
    PET 또는 약간 개질된 PET를 포함하는 폴리에스테르 조성물을 포함하는 적어도 하나의 층(B); 및
    선택적으로, TMCD 개질된 PET를 포함하는 코폴리에스테르 조성물을 포함하는 적어도 하나의 층(A2)
    을 포함하며;
    투명하고, 고온 충전 가능하며(hot-fillable), 재활용 가능한(RIC-1),
    열성형성 물품.
  2. 제1항에 있어서,
    Thermal Analyst Instrument의 TA DSC 2920을 사용하여 20℃/분의 스캔 속도에서 측정하였을 때, 층(A1) 및 층(A2) 코폴리에스테르 조성물의 Tg는 약 100℃ 이상이며, 층(B) 폴리에스테르 조성물의 Tg는 약 73℃ 내지 약 83℃인, 열성형성 물품.
  3. 다층 필름 또는 시트를 포함하는 열성형 물품(thermoformed article)으로서,
    100℃ 초과의 Tg를 갖는 고(high) Tg 코폴리에스테르 조성물을 포함하는 적어도 하나의 층(A1);
    100℃ 미만의 Tg를 갖는 저(lower) Tg 폴리에스테르 조성물을 포함하는 적어도 하나의 층(B); 및
    선택적으로, 100℃ 초과의 Tg를 갖는 고 Tg 코폴리에스테르 조성물을 포함하는 적어도 하나의 층(A2)
    을 포함하며;
    투명하고, 고온 충전 가능하며, 재활용 가능한(RIC-1),
    열성형 물품.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    적어도 하나의 층(A1), 및 선택적으로, 적어도 하나의 층(A2), 및 적어도 하나의 층(B)의 코폴리에스테르 조성물은
    (a) (i) 약 70 내지 약 100 몰%의 테레프탈산 잔기;
    (ii) 약 0 내지 약 30 몰%의 20개 이하의 탄소 원자를 갖는 방향족 및/또는 지방족 디카복실산 잔기
    를 포함하는 디카복실산 성분; 및
    (b) (i) 약 0 내지 약 100 몰%의 에틸렌 글리콜(EG) 잔기;
    (ii) 약 0 내지 약 100 몰%의 1,4-사이클로헥산디메탄올(CHDM) 잔기;
    (iii) 약 0 내지 약 50 몰%의 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄디올(TMCD) 잔기;
    (iv) 약 0 내지 약 40 몰%의 2,2-디메틸프로판-1,3-디올(네오펜틸 글리콜 또는 NPG) 잔기;
    (v) 동일 반응계에서 형성되었는지의 여부에 관계없이, 약 0 내지 약 10 몰%의 디에틸렌 글리콜(DEG) 잔기
    를 포함하는 디올 성분으로서; 여기서, 글리콜 성분의 나머지는
    (vi) 선택적으로, 약 0 내지 약 10 몰%의 적어도 하나의 다른 개질성 글리콜의 잔기
    를 포함하는, 디올 성분
    을 포함하며; 여기서, 디카복실산 성분의 총 몰%는 100 몰%이고, 글리콜 성분의 총 몰%는 100 몰%인, 열성형성 물품.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 PET 또는 약간 개질된 PET를 포함하는 적어도 하나의 층(B) 폴리에스테르 조성물은
    (a) (i) 약 90 내지 약 100 몰%의 테레프탈산 잔기;
    (ii) 약 0 내지 약 10 몰%의 20개 이하의 탄소 원자를 갖는 방향족 및/또는 지방족 디카복실산 잔기
    를 포함하는 디카복실산 성분; 및
    (b) (i) 약 90 내지 약 100 몰%의 에틸렌 글리콜(EG) 잔기;
    (ii) 약 0 내지 약 10 몰%의 1,4-사이클로헥산디메탄올(CHDM) 잔기;
    (ii) 약 0 내지 약 10 몰%의 2,2-디메틸프로판-1,3-디올(네오펜틸 글리콜 또는 NPG) 잔기;
    (iii) 약 0 내지 약 10 몰%의 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄디올(TMCD) 잔기;
    (iv) 동일 반응계에서 형성되었는지의 여부에 관계없이, 약 0 내지 약 10 몰%의 디에틸렌 글리콜(DEG) 잔기
    를 포함하는 디올 성분으로서; 여기서, 상기 글리콜 성분의 나머지는
    (v) 선택적으로, 약 0 내지 약 10 몰%의 적어도 하나의 다른 개질성 글리콜의 잔기
    를 포함하는, 디올 성분
    을 포함하며; 여기서, 디카복실산 성분의 총 몰%는 100 몰%이고, 글리콜 성분의 총 몰%는 100 몰%인, 열성형성 물품.
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    물품의 총 중량을 기준으로, 층(A1)은 물품의 약 3% 내지 30%이고, 층(B)는 물품의 약 70% 내지 약 97%이며, 선택적으로, 층(A2)는 물품의 약 0% 내지 약 15%이거나; 또는
    물품의 총 중량을 기준으로, 층(A1)은 물품의 약 5% 내지 20%이고, 층(B)는 물품의 약 80% 내지 약 95%이며, 선택적으로, 층(A2)는 물품의 약 0% 내지 약 10%인, 열성형성 물품.
  7. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 다층 필름 또는 시트는 투명하거나 약 3% 이하, 또는 2% 이하, 또는 1% 이하의 헤이즈 값을 갖는, 열성형성 물품.
  8. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 물품은 약 80℃ 내지 100℃의 온도에서 고온 충전 가능하거나, 또는 약 85℃ 이하, 또는 약 90℃ 이하, 또는 약 95℃ 이하, 또는 약 100℃ 이하의 온도에서 고온 충전 가능한, 열성형성 물품.
  9. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 물품은 225℃ 내지 255℃의 용융 온도를 갖고, PET RIC-1 스트림에서 재활용 가능한, 열성형성 물품.
  10. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 물품은 재사용 가능한, 열성형성 물품.
  11. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 물품은 225℃ 내지 255℃의 용융 온도를 갖는, 열성형성 물품.
  12. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 다층 필름 또는 시트는 3 mil 초과, 또는 5 mil 초과, 또는 3 mil 내지 25 mil, 또는 5 mil 내지 20 mil의 두께를 갖는, 열성형성 물품.
  13. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 다층 필름 또는 시트는 공압출, 적층, 또는 취입 필름 공정에 의해 제조되는, 열성형성 물품.
  14. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 물품은 (A1)/(B) 구조, (B)/(A1) 구조, (A1)/(B)/(A1) 구조, (A1)/(B)/(A2) 구조, (B)/(A1)/(B) 구조, (A1)/(B)/(A1)/(B)/(A1) 구조, (A1)/(B)/(A1)/(B)/(A2) 구조 또는 (A1)/(B)/(A2)/(B)/(A1) 구조를 갖는, 열성형 물품.
  15. 제1항 또는 제3항의 다층 열성형 물품을 포함하는 의료 포장재, 형태 충전 밀봉 포장재, 재사용 가능한 포장재, 안면 보호대, 의료 용품, 상업용 식품 서비스 제품, 주거용 식품 서비스 제품, 블렌더, 소비자 가전, 소비자 전자 디바이스, 자동차 부품, 화장품 포장재, 트레이, 용기, 식품 팬, 텀블러, 컵, 보관 상자, 병, 물병, 세탁기 부품, 냉장고 부품, 진공 청소기 부품, 또는 장난감.
  16. 1) 다층 필름 또는 시트를 가열하는 단계;
    2) 가열 연화된(heat softened) 다층 필름 또는 시트에 가스, 진공 및/또는 물리적 압력을 적용하는 단계;
    3) 상기 다층 필름 또는 시트를 진공 또는 압력에 의해 몰드 형상에 일치시키는 단계;
    4) 상기 열성형 부품 또는 물품을 몰드로부터 제거하는 단계
    를 포함하는, 제1항 또는 제3항의 다층 열성형 물품의 제조 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 다층 필름 또는 시트는 공압출 또는 적층에 의해 형성되는, 방법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 필름 또는 시트의 고유 점도는 25℃에서 60/40(wt/wt) 페놀/테트라클로로에탄 중 0.25 g/50 ml의 농도에서 측정하였을 때 약 0.50 내지 약 1.20 dL/g인, 다층 필름 또는 시트.
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