KR20230119715A - 리튬 및 알루미늄 원자를 포함하는 개선된 촉매 시스템을갖는 테트라메틸 사이클로부탄다이올 및 사이클로헥산다이메탄올을 포함하는 폴리에스터 조성물 - Google Patents
리튬 및 알루미늄 원자를 포함하는 개선된 촉매 시스템을갖는 테트라메틸 사이클로부탄다이올 및 사이클로헥산다이메탄올을 포함하는 폴리에스터 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 (1) (a) 다이카복실산 성분으로서, (i) 약 70 내지 약 100 몰%의 테레프탈산 또는 이의 에스터의 잔기; (ii) 약 0 내지 약 30 몰%의, 20개 이하의 탄소 원자를 갖는 방향족 및/또는 지방족 다이카복실산 잔기를 포함하는, 다이카복실산 성분, 및 (b) 글리콜 성분으로서, (i) 약 10 내지 약 50 몰%의 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올 잔기; (ii) 약 50 내지 약 90 몰%의 1,4-사이클로헥산다이메탄올의 잔기를 포함하는, 글리콜 성분을 포함하는 적어도 하나의 폴리에스터로서, 이때 다이카복실산 성분의 전체 몰%는 100 몰%이고, 다이올 성분의 전체 몰%는 100 몰%인, 폴리에스터; 및 (2) 리튬 원자 및 알루미늄 원자; 및 30 ppm 미만, 또는 20 ppm 미만, 또는 10 ppm 미만, 또는 5 ppm 미만, 또는 2 ppm 미만, 또는 0 내지 30 ppm 미만, 또는 0 내지 20 ppm 미만, 또는 0 내지 10 ppm, 또는 0 ppm의 주석 원자를 포함하는 촉매 시스템의 잔기를 포함하는 폴리에스터 조성물에 관한 것이다.
Description
본 발명은 테레프탈산 또는 이의 에스터, 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올(2,2,4,4-tetramethyl-1,3-cyclobutanediol; TMCD), 및 1,4-사이클로헥산다이메탄올(1,4-cyclohexanedimethanol; CHDM)의 잔기(residue)로부터 제조된 폴리에스터 조성물에 관한 것이다. 이러한 폴리에스터 조성물은 리튬 및 알루미늄을 함유하는 촉매 시스템에 의해 촉매될 수 있고, 우수한 TMCD 혼입, 개선된 색상 및 조성 범위에 걸쳐 원하는 고유 점도(inherent viscosity)를 달성하기 위한 반응성을 생성할 수 있다.
일반적으로 TMCD를 폴리에스터에 혼입하는 데 있어서 주석(Sn)계 촉매가 가장 효과적이다(Caldwell et al. CA 740050, 및 Kelsey et al., Macromolecules 2000, 33, 581). 그러나, 주석계 촉매는 일반적으로 EG(ethylene glycol)의 존재 하에 황색 내지 호박색의 코폴리에스터를 생성한다(예를 들어, Kelsey의 미국 특허 5,705,575; 및 Morris et al의 미국 특허 5,955,565 참조).
티타늄(Ti)계 촉매는 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올(TMCD)을 폴리에스터 내로 혼입하는 데 비효율적인 것으로 보고되어 있다(Caldwell et al. CA 740050, Kelsey et al., Macromolecules 2000, 33, 5810).
미국 특허 출원번호 2007/0142511은 TMCD 및 EG, 및 임의적으로, 특정 수준의 CHDM을 포함하는 글리콜 성분을 갖는 폴리에스터가 티타늄계 촉매로 제조될 수 있음을 개시한다. 이는 TMCD 혼입이 티타늄계 촉매에 추가하여 주석계 촉매를 사용하여 개선될 수 있다는 것을 나타낸다. 또한 특정 수준의 인 함유 화합물을 첨가하면 이러한 코폴리에스터의 색상이 개선될 수 있다는 것을 나타낸다. 상기 특허는 (i) 약 1 내지 약 90 몰%의 TMCD 잔기; 및 (ii) 약 99 내지 약 10 몰%의 EG 잔기를 포함하는 글리콜 성분의 광범위한 조성 범위를 개시한다. 그러나, 상대적으로 높은 수준의 EG가 존재할 때마다, 예를 들어 TMCD 및 EG만 있는 중합체의 경우 촉매 시스템은 상당한 양의 Sn을 필요로 했다.
사출 성형, 중공 성형, 압출, 열성형 필름 및 시트 응용 분야에 이상적으로 만드는 특성 조합을 가진 중합체 재료에 대한 상업적 필요성이 존재하며, 이러한 재료는 특정 노치 아이조드 충격 강도, 특정 고유 점도, 특정 유리 전이 온도(Tg), 특정 굴곡 모듈러스, 우수한 인장 강도, 우수한 투명도 및 우수한 색상 중 하나 이상, 둘 이상 또는 셋 이상의 조합을 포함하는 특성을 갖는다.
DMT, TMCD 및 CHDM이 적어도 하나의 리튬 촉매 및 적어도 하나의 알루미늄 촉매로 촉매화될 때 상당한 양의 TMCD가 중합체에 혼입될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 또한, 리튬 및 알루미늄 촉매의 조합을 포함하는 촉매 시스템이 우수한 노치 아이조드 충격 강도, 우수한 고유 점도, 우수한 유리 전이 온도(Tg), 우수한 굴곡 모듈러스, 우수한 인장 강도, 우수한 투명도, 우수한 색상, 우수한 식기세척성, 우수한 TMCD 혼입, 및 우수한/개선된 용융 및/또는 열적 안정성 중 하나 이상, 둘 이상 또는 셋 이상의 조합을 제공할 수 있음이 밝혀졌다.
특정 양태에서, 리튬 및 알루미늄의 촉매 조합은 우수한 TMCD 혼입 및 넓은 조성 범위에 걸쳐 원하는 고유 점도를 달성하기 위한 반응성을 갖는 코폴리에스터를 생성할 수 있으며, 이는 비제한적으로, 전체 100 몰%의 글리콜 성분 및 전체 100 몰%의 이산(diacid) 성분을 기준으로 (a) 다이카복실산 성분으로서, (i) 70 내지 100 몰%의 테레프탈산 및/또는 다이메틸 테레프탈레이트 잔기; 및 (ii) 약 0 내지 약 30 몰%의, 20개 이하의 탄소 원자를 갖는 방향족 및/또는 지방족 다이카복실산 잔기, 를 포함하는 다이카복실산 성분; 및 (b) 약 10 내지 약 50 몰%의 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올(TMCD) 잔기 및 약 50 내지 약 90 몰%의 1,4-사이클로헥산다이메탄올 잔기(CHDM)를 포함하는 글리콜 성분을 포함한다.
본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물을 제조하기 위해 주석 촉매 및/또는 티타늄 촉매의 사용을 필요로 하지 않는 촉매 시스템을 사용하는 경우 상기 특성을 가질 것이라는 것은 예측할 수 없다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터는 TMCD 잔기를 약 10 내지 약 45 몰%, 또는 약 10 내지 약 40 몰%, 또는 약 15 내지 약 45 몰%, 또는 약 15 내지 약 40 몰%, 또는 약 20 내지 약 40 몰%, 또는 약 10 내지 약 30 몰%, 또는 약 20 내지 약 30 몰%, 또는 약 25 내지 약 40 몰%, 또는 약 30 내지 약 40 몰%의 양으로 포함할 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터는 CHDM 잔기를 약 55 내지 약 90 몰%, 또는 약 55 내지 약 85 몰%, 또는 약 60 내지 약 90 몰%, 또는 약 60 내지 약 85 몰%, 또는 약 60 내지 약 80 몰%, 또는 약 70 내지 약 90 몰%, 또는 약 70 내지 약 80 몰%, 또는 약 60 내지 약 75 몰%, 또는 약 60 내지 약 70 몰%의 양으로 포함할 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터는 20 내지 45 몰% 양의 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올의 잔기 및 55 내지 80 몰% 양의 CHDM 잔기, 또는 20 내지 40 몰% 양의 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올의 잔기 및 60 내지 80 몰% 양의 CHDM 잔기, 또는 20 내지 35 몰% 양의 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올의 잔기 및 65 내지 80 몰% 양의 CHDM 잔기, 또는 25 내지 45 몰% 양의 TMCD 잔기 및 55 내지 75 몰% 양의 CHDM 잔기, 또는 25 내지 40 몰% 양의 TMCD 잔기 및 60 내지 75 몰% 양의 CHDM 잔기, 또는 25 내지 35 몰% 양의 TMCD 잔기 및 65 내지 75 몰% 양의 CHDM 잔기; 또는 30 내지 35 몰% 양의 TMCD 잔기 및 65 내지 70 몰% 양의 CHDM 잔기를 포함할 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터는 임의적으로 개질 글리콜(modifying glycol) 잔기를 포함할 수 있다.
본 발명의 양태에서, 폴리에스터는 3 내지 16개의 탄소 원자를 갖는 제2 개질 글리콜을 포함할 수 있다. 일부 다른 글리콜 잔기가 가공 중에 제자리에서 형성될 수 있음을 이해해야 한다.
하나의 양태에서, 글리콜 성분의 경우, 본 발명의 폴리에스터는 다이에틸렌 글리콜, 1,2-프로판다이올, 1,3-프로판다이올, 2-메틸-1,3-프로판다이올, 에틸렌 글리콜, 1,4-부탄다이올, 1,5-펜탄다이올, 1,6-헥산다이올, p-자일렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 아이소소바이드, 폴리테트라메틸렌 글리콜, 및 이들의 혼합물 중 적어도 하나로부터 선택된 적어도 하나의 개질 글리콜을 포함할 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터는 40 몰% 미만, 또는 30 몰% 미만, 또는 25 몰% 미만, 또는 20 몰% 미만, 또는 15 몰% 미만, 또는 10 몰% 미만, 또는 5 몰% 미만, 또는 2 몰% 미만의 개질 글리콜 잔기, 예를 들어, 에틸렌 글리콜 잔기를 포함할 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터는 에틸렌 글리콜 잔기를 포함할 수 있거나, 또는 에틸렌 글리콜 잔기를 포함하지 않을 수 있다.
하나의 양태에서, 폴리에스터 조성물은 헥산다이올, 및/또는 프로판다이올, 및/또는 부탄다이올을 포함하지 않을 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터의 이산 성분은 개질 방향족 및/또는 지방족 다이카복실산 에스터 잔기를 포함할 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터의 이산 성분은 다이메틸 테레프탈레이트 또는 테레프탈산의 잔기를 포함할 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은, 최종 폴리에스터 중 100 몰%에 해당하는 이산 잔기의 전체 몰 퍼센트를 기준으로, 30 몰% 미만, 또는 20 몰% 미만, 또는 10 몰% 미만, 또는 5 몰% 미만, 또는 0 내지 30 몰%, 또는 0 내지 20 몰%, 또는 0 내지 10 몰%, 또는 0 내지 5 몰%, 또는 0 내지 1 몰%, 또는 0.01 내지 10 몰%, 또는 0.1 내지 10 몰%, 또는 1 내지 10 몰%, 또는 5 내지 10 몰%, 또는 0 몰%의 CHDA를 포함할 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은, 최종 폴리에스터 중 100 몰%에 해당하는 이산 잔기의 전체 몰 퍼센트를 기준으로, 30 몰% 미만, 또는 20 몰% 미만, 또는 10 몰% 미만, 또는 5 몰% 미만, 또는 0 내지 30 몰%, 또는 0 내지 20 몰%, 또는 0 내지 10 몰%, 또는 0 내지 5 몰%, 또는 0 내지 1 몰%, 또는 0.01 내지 10 몰%, 또는 0.1 내지 10 몰%, 또는 1 내지 10 몰%, 또는 5 내지 10 몰%, 또는 0 몰%의 트랜스-CHDA를 포함할 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 조성물은
(1) (a) 다이카복실산 성분으로서,
(i) 약 70 내지 약 100 몰%의 테레프탈산 또는 이의 에스터의 잔기;
(ii) 약 0 내지 약 30 몰%의, 20개 이하의 탄소 원자를 갖는 방향족 및/또는 지방족 다이카복실산 잔기
를 포함하는, 다이카복실산 성분, 및
(b) 글리콜 성분으로서,
(i) 약 10 내지 약 50 몰%, 또는 약 15 내지 약 40 몰%의 TMCD 잔기;
(ii) 약 50 내지 약 90 몰%, 또는 약 60 내지 약 85 몰%의 CHDM 잔기
를 포함하는 글리콜 성분
을 포함하는 적어도 하나의 폴리에스터로서, 이때 다이카복실산 성분의 전체 몰%는 100 몰%이고, 다이올 성분의 전체 몰%는 100 몰%인, 폴리에스터; 및
(2) 리튬 원자 및 알루미늄 원자; 및 임의적으로 30 ppm 미만, 또는 20 ppm 미만, 또는 10 ppm 미만, 또는 5 ppm 미만, 또는 2 ppm 미만, 또는 0 내지 30 ppm 미만, 또는 0 내지 20 ppm 미만, 또는 0 내지 10 ppm, 또는 0 ppm의 티타늄 원자 및/또는 주석 원자를 포함하는 촉매 시스템의 잔기
를 포함할 수 있고,
이때, 고유 점도는 25℃에서 0.5 g/100 ml 농도의 60/40(중량/중량) 페놀/테트라클로로에탄에서 측정 시, 0.55 내지 0.75 dL/g이고; b* 값은 CIE(International Commission on Illumination; 국제 조명 위원회)의 L*a*b* 색상 시스템에 의해 측정 시, 10 미만, 또는 9 미만, 또는 8 미만, 또는 7 미만, 또는 6 미만, 또는 5 미만, 또는 1 내지 10, 또는 1 내지 9, 또는 1 내지 8, 또는 1 내지 7, 또는 1 내지 6, 또는 1 내지 5이고; L* 값은 75 내지 90이다.
하나의 양태에서, 본 발명의 모든 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물의 경우, 고유 점도는 25℃에서 0.5 g/100 ml 농도의 60/40(중량/중량) 페놀/테트라클로로에탄에서 측정 시, 0.35 내지 1.2 dL/g, 또는 0.35 내지 0.80 dL/g, 또는 0.35 내지 0.75 dL/g, 또는 0.50 내지 1.2 dL/g, 또는 0.50 내지 0.80 dL/g, 또는 0.50 내지 0.75 dL/g, 또는 0.50 내지 0.70 dL/g, 또는 0.50 내지 0.65 dL/g, 또는 0.50 내지 0.60 dL/g, 또는 0.55 내지 0.75 dL/g, 또는 0.55 내지 0.70 dL/g, 또는 0.60 내지 0.75 dL/g, 또는 0.60 내지 0.70 dL/g일 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물 85 내지 130℃, 또는 100 내지 130℃, 또는 100 내지 125℃, 또는 100 내지 120℃의 Tg를 가질 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은, TMCD:CHDM의 몰비가 1:9 내지 1:1, 또는 1:4 내지 1:1, 또는 또는 1:3 내지 1:1.5, 또는 1:3 내지 1:1, 또는 1:2 내지 1:1, 또는 1:1.5 내지 1:1이다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 50 몰% 초과의 시스-TMCD 및 50 몰% 미만의 트랜스-TMCD, 또는 70 몰% 초과의 시스-TMCD 및 30 몰% 미만의 트랜스-TMCD, 또는 75 몰% 초과의 시스-TMCD 및 25 몰% 미만의 트랜스-TMCD, 또는 80 몰% 초과의 시스-TMCD 및 20 몰% 미만의 트랜스-TMCD, 또는 90 몰% 초과의 시스-TMCD 및 10 몰% 미만의 트랜스-TMCD, 또는 95 몰% 초과의 시스-TMCD 및 5 몰% 미만의 트랜스-TMCD를 포함하는 혼합물인 TMCD 잔기를 포함할 수 있다.
하나의 양태에서, 최종 중합체 중 TMCD 혼입 또는 전환 정도는 55 몰% 초과; 또는 50 몰% 초과; 또는 45 몰% 초과; 또는 45 몰% 초과; 또는 40 몰% 초과; 또는 35 몰% 초과; 또는 30 몰% 초과; 또는 40 몰% 초과; 또는 35 몰% 초과; 또는 30 몰% 초과일 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 4,800 내지 16,000의 수 평균 분자량을 가질 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 적어도 하나의 분지화제의 잔기를 이산 또는 다이올 잔기의 전체 몰 퍼센트를 기준으로 0.01 내지 10 몰%, 또는 0.01 내지 5 몰%의 양으로 포함할 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 용융 점도가 290℃에서 회전식 용융 유량계에서 1 라디안(radian)/초로 측정 시 30,000 poise 미만, 또는 20,000 poise 미만, 또는 12,000 poise 미만, 또는 10,000 poise 미만, 또는 7,000 poise 미만, 또는 5,000 poise 미만, 또는 3,000 poise 미만일 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 23℃에서 1/8-인치 두께 막대에서 10-mil 노치를 사용하는 ASTM D256에 따른 노치 아이조드 충격 강도가 적어도 1 ft-lbs/in, 또는 적어도 2 ft-lbs/in, 또는 적어도 3 ft-lbs/in, 또는 7.5 ft-lbs/in, 또는 10 ft-lbs/in일 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 리튬 카보네이트, 리튬 아세테이트, 리튬 벤조에이트, 리튬 석시네이트, 리튬 아세틸아세토네이트, 리튬 메톡사이드, 리튬 옥살레이트, 리튬 나이트레이트, 리튬 에톡사이드, 리튬 하이드록사이드, 리튬 하이드라이드, 리튬 글리콕사이드, 알킬 리튬, 리튬 알루미늄 하이드라이드, 리튬 보로하이드라이드, 리튬 옥사이드 중 적어도 하나를 포함하는 적어도 하나의 리튬 공급원을 포함한다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 리튬 아세테이트, 리튬 아세틸아세토네이트, 리튬 하이드록사이드, 리튬 카보네이트, 리튬 옥살레이트, 및 리튬 나이트레이트 중 적어도 하나를 포함하는 적어도 하나의 리튬 공급원을 포함한다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 적어도 하나의 리튬 공급원을 포함하며, 이는 리튬 아세틸아세토네이트이다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은, 리튬 원자를, 제조된 최종 폴리에스터의 질량 대비, 5 내지 500 ppm, 또는 5 내지 450 ppm, 또는 5 내지 400 ppm, 또는 5 내지 350 ppm, 또는 5 내지 300 ppm, 또는 5 내지 250 ppm, 또는 5 내지 200 ppm, 또는 5 내지 150 ppm, 또는 5 내지 125 ppm, 또는 5 내지 100 ppm, 또는 5 내지 90 ppm, 또는 5 내지 85 ppm, 또는 5 내지 80 ppm, 또는 5 내지 75 ppm, 또는 5 내지 70 ppm, 또는 5 내지 65 ppm, 또는 5 내지 60 ppm, 또는 10 내지 500 ppm, 또는 10 내지 450 ppm, 또는 10 내지 400 ppm, 또는 10 내지 350 ppm, 또는 10 내지 300 ppm, 또는 10 내지 250 ppm, 또는 10 내지 200 ppm, 또는 10 내지 150 ppm, 또는 10 내지 125 ppm, 또는 10 내지 100 ppm, 또는 10 내지 90 ppm, 또는 10 내지 80 ppm, 또는 10 내지 75 ppm, 또는 10 내지 70 ppm, 또는 10 내지 65 ppm, 또는 10 내지 60 ppm, 또는 25 내지 500 ppm, 또는 25 내지 450 ppm, 또는 25 내지 400 ppm, 또는 25 내지 350 ppm, 또는 25 내지 300 ppm, 또는 25 내지 250 ppm, 또는 25 내지 200 ppm, 또는 25 내지 150 ppm, 또는 25 내지 125 ppm, 또는 25 내지 100 ppm, 또는 25 내지 90 ppm, 또는 25 내지 80 ppm, 또는 25 내지 75 ppm, 또는 25 내지 70 ppm, 또는 25 내지 65 ppm, 또는 25 내지 60 ppm, 또는 30 내지 500 ppm, 또는 30 내지 450 ppm, 또는 30 내지 400 ppm, 또는 30 내지 350 ppm, 또는 30 내지 300 ppm, 또는 30 내지 250 ppm, 또는 30 내지 200 ppm, 또는 30 내지 150 ppm, 또는 30 내지 100 ppm, 또는 30 내지 90 ppm, 또는 30 내지 80 ppm, 또는 30 내지 75 ppm, 또는 30 내지 70 ppm, 또는 30 내지 65 ppm, 또는 30 내지 60 ppm, 또는 40 내지 500 ppm, 또는 40 내지 450 ppm, 또는 40 내지 400 ppm, 또는 40 내지 350 ppm, 또는 40 내지 300 ppm, 또는 40 내지 250 ppm, 또는 40 내지 200 ppm, 또는 40 내지 150 ppm, 또는 40 내지 100 ppm, 또는 40 내지 90 ppm, 또는 40 내지 80 ppm, 또는 40 내지 75 ppm, 또는 40 내지 70 ppm, 또는 40 내지 65 ppm, 또는 40 내지 60 ppm, 또는 50 내지 500 ppm, 또는 50 내지 450 ppm, 또는 50 내지 400 ppm, 또는 50 내지 350 ppm, 또는 50 내지 300 ppm, 또는 50 내지 250 ppm, 또는 50 내지 200 ppm, 또는 50 내지 150 ppm, 또는 50 내지 100 ppm, 또는 50 내지 90 ppm, 또는 50 내지 80 ppm, 또는 50 내지 75 ppm, 또는 50 내지 70 ppm, 또는 50 내지 65 ppm, 또는 50 내지 60 ppm의 양으로 포함할 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물에 존재하는 리튬 원자의 양은, 일반적으로, 중합체의 전체 중량을 기준으로 제조된 최종 폴리에스터의 질량 대비, 적어도 5 ppm, 또는 적어도 8 ppm, 또는 적어도 10 ppm, 또는 적어도 15 ppm, 또는 적어도 20 ppm, 또는 적어도 25 ppm, 또는 적어도 30 ppm, 또는 적어도 35 ppm, 또는 적어도 40 ppm, 또는 적어도 45 ppm, 또는 적어도 50 ppm, 및 100 ppm 미만, 또는 90 ppm 미만, 또는 80 ppm 미만, 또는 75 ppm 미만, 또는 70 ppm 미만, 또는 65 ppm 미만, 또는 60 ppm 미만 범위일 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물에 존재하는 리튬 원자의 범위는, 일반적으로, 제조된 최종 폴리에스터의 질량 대비, 10 ppm 내지 100 ppm, 또는 20 ppm 내지 100 ppm, 또는 25 ppm 내지 100 ppm, 또는 30 ppm 내지 100 ppm, 또는 35 ppm 내지 100 ppm, 또는 40 ppm 내지 100 ppm, 또는 45 ppm 내지 100 ppm, 또는 50 ppm 내지 100 ppm, 또는 10 ppm 내지 75 ppm, 또는 15 ppm 내지 75 ppm, 또는 20 ppm 내지 75 ppm, 또는 25 ppm 내지 75 ppm, 또는 30 ppm 내지 75 ppm, 또는 35 ppm 내지 75 ppm, 또는 40 ppm 내지 75 ppm, 또는 45 ppm 내지 75 ppm, 또는 50 ppm 내지 75 ppm, 또는 10 ppm 내지 65 ppm, 또는 20 ppm 내지 65 ppm, 또는 30 ppm 내지 65 ppm, 또는 35 ppm 내지 65 ppm, 또는 40 ppm 내지 65 ppm, 또는 45 ppm 내지 65 ppm, 또는 50 ppm 내지 65 ppm 범위일 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 촉매적으로 활성인 적어도 하나의 알루미늄 공급원을 포함할 수 있다. 이러한 알루미늄 화합물은 적어도 하나의 유기 치환기를 갖는 알루미늄 화합물을 포함할 수 있다.
알루미늄 화합물의 적합한 예시는 적어도 하나의 알루미늄의 카복실산 염, 예컨대 알루미늄 아세테이트(가용화된 경우), 알루미늄 벤조에이트, 알루미늄 설페이트, 알루미늄 락테이트, 알루미늄 라우레이트, 알루미늄 스테아레이트, 알루미늄 알콜레이트, 알루미늄 에틸레이트, 알루미늄 아이소프로필레이트(또한 알루미늄 아이소프로폭사이드로도 공지됨), 알루미늄 트라이-n-부티레이트, 알루미늄 트라이-tert-부티레이트, 모노-sec-부톡시알루미늄 다이아이소프로필레이트, 및 알루미늄 알콜레이트의 알콕시 기가 부분적으로 또는 모두 알킬 아세토아세테이트 또는 아세틸아세톤과 같은 킬레이트화로 치환된 알루미늄 킬레이트, 예컨대 에틸 아세토아세테이트 알루미늄 다이아이소프로필레이트, 알루미늄 트리스(에틸 아세토아세테이트), 알킬 아세토아세테이트, 알루미늄 다이아이소프로필레이트, 알루미늄 모노아세틸아세테이트 비스(에틸 아세토아세테이트), 알루미늄 트리스(아세틸 아세테이트), 또는 알루미늄 아세틸아세토네이트를 포함할 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 알루미늄 하이드록사이드, 알루미늄 아세틸아세토네이트, 알루미늄 아세테이트, 알루미늄 아이소프로폭사이드 또는 알루미늄 설페이트를 포함할 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 알루미늄 아세틸아세토네이트 및 알루미늄 아이소프로폭사이드로부터 선택되는 적어도 하나의 알루미늄 공급원을 포함할 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 알루미늄 아세틸아세토네이트를 포함할 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은, 알루미늄 원자를, 제조된 최종 폴리에스터의 질량 대비, 5 내지 500 ppm, 또는 5 내지 450 ppm, 또는 5 내지 400 ppm, 또는 5 내지 350 ppm, 또는 5 내지 300 ppm, 또는 5 내지 250 ppm, 또는 5 내지 200 ppm, 또는 5 내지 150 ppm, 또는 5 내지 125 ppm, 또는 5 내지 100 ppm, 또는 5 내지 90 ppm, 또는 5 내지 85 ppm, 또는 5 내지 80 ppm, 또는 5 내지 75 ppm, 또는 5 내지 70 ppm, 또는 5 내지 65 ppm, 또는 5 내지 60 ppm, 또는 10 내지 500 ppm, 또는 10 내지 450 ppm, 또는 10 내지 400 ppm, 또는 10 내지 350 ppm, 또는 10 내지 300 ppm, 또는 10 내지 250 ppm, 또는 10 내지 200 ppm, 또는 10 내지 150 ppm, 또는 10 내지 125 ppm, 또는 10 내지 100 ppm, 또는 10 내지 90 ppm, 또는 10 내지 80 ppm, 또는 10 내지 75 ppm, 또는 10 내지 70 ppm, 또는 10 내지 65 ppm, 또는 10 내지 60 ppm, 또는 25 내지 500 ppm, 또는 25 내지 450 ppm, 또는 25 내지 400 ppm, 또는 25 내지 350 ppm, 또는 25 내지 300 ppm, 또는 25 내지 250 ppm, 또는 25 내지 200 ppm, 또는 25 내지 150 ppm, 또는 25 내지 125 ppm, 또는 25 내지 100 ppm, 또는 25 내지 90 ppm, 또는 25 내지 80 ppm, 또는 25 내지 75 ppm, 또는 25 내지 70 ppm, 또는 25 내지 65 ppm, 또는 25 내지 60 ppm, 또는 30 내지 500 ppm, 또는 30 내지 450 ppm, 또는 30 내지 400 ppm, 또는 30 내지 350 ppm, 또는 30 내지 300 ppm, 또는 30 내지 250 ppm, 또는 30 내지 200 ppm, 또는 30 내지 150 ppm, 또는 30 내지 100 ppm, 또는 30 내지 90 ppm, 또는 30 내지 80 ppm, 또는 30 내지 75 ppm, 또는 30 내지 70 ppm, 또는 30 내지 65 ppm, 또는 30 내지 60 ppm, 또는 40 내지 500 ppm, 또는 40 내지 450 ppm, 또는 40 내지 400 ppm, 또는 40 내지 350 ppm, 또는 40 내지 300 ppm, 또는 40 내지 250 ppm, 또는 40 내지 200 ppm, 또는 40 내지 150 ppm, 또는 40 내지 100 ppm, 또는 40 내지 90 ppm, 또는 40 내지 80 ppm, 또는 40 내지 75 ppm, 또는 40 내지 70 ppm, 또는 40 내지 65 ppm, 또는 40 내지 60 ppm, 또는 50 내지 500 ppm, 또는 50 내지 450 ppm, 또는 50 내지 400 ppm, 또는 50 내지 350 ppm, 또는 50 내지 300 ppm, 또는 50 내지 250 ppm, 또는 50 내지 200 ppm, 또는 50 내지 150 ppm, 또는 50 내지 100 ppm, 또는 50 내지 90 ppm, 또는 50 내지 80 ppm, 또는 50 내지 75 ppm, 또는 50 내지 70 ppm, 또는 50 내지 65 ppm, 또는 50 내지 60 ppm의 양으로 포함할 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물에 존재하는 알루미늄 원자의 양은, 일반적으로, 제조된 최종 폴리에스터의 질량 대비, 적어도 5 ppm, 또는 적어도 8 ppm, 또는 적어도 10 ppm, 또는 적어도 15 ppm, 또는 적어도 20 ppm, 또는 적어도 25 ppm, 또는 적어도 30 ppm, 또는 적어도 35 ppm, 또는 적어도 40 ppm, 또는 적어도 45 ppm, 또는 적어도 50 ppm, 및 100 ppm 미만, 또는 90 ppm 미만, 또는 80 ppm 미만, 또는 75 ppm 미만, 또는 70 ppm 미만, 또는 65 ppm 미만, 또는 60 ppm 미만 범위일 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물에 존재하는 알루미늄 원자의 양은, 일반적으로, 제조된 최종 폴리에스터의 질량 대비, 10 ppm 내지 100 ppm, 또는 20 ppm 내지 100 ppm, 또는 25 ppm 내지 100 ppm, 또는 30 ppm 내지 100 ppm, 또는 35 ppm 내지 100 ppm, 또는 40 ppm 내지 100 ppm, 또는 45 ppm 내지 100 ppm, 또는 50 ppm 내지 100 ppm, 또는 10 ppm 내지 75 ppm, 또는 15 ppm 내지 75 ppm, 또는 20 ppm 내지 75 ppm, 또는 25 ppm 내지 75 ppm, 또는 30 ppm 내지 75 ppm, 또는 35 ppm 내지 75 ppm, 또는 40 ppm 내지 75 ppm, 또는 45 ppm 내지 75 ppm, 또는 50 ppm 내지 75 ppm, 또는 10 ppm 내지 65 ppm, 또는 20 ppm 내지 65 ppm, 또는 30 ppm 내지 65 ppm, 또는 35 ppm 내지 65 ppm, 또는 40 ppm 내지 65 ppm, 또는 45 ppm 내지 65 ppm, 또는 50 ppm 내지 65 ppm 범위일 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은, 제조된 최종 폴리에스터의 질량 대비, 리튬 원자 대 알루미늄 원자(ppm)의 비율이 1:5 내지 5:1, 1:4 내지 4:1, 또는 1:3 내지 3:1, 또는 1:2 내지 2:1, 또는 1-1.25:1이다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 조성물에 존재하는 전체 촉매 금속 원자가, 제조된 최종 폴리에스터의 질량 대비, 10 내지 1000 ppm, 또는 10 내지 800 ppm, 또는 10 내지 600 ppm, 또는 10 내지 500 ppm, 또는 10 내지 450 ppm, 또는 10 내지 400 ppm, 또는 10 내지 300 ppm, 또는 10 내지 250 ppm, 또는 10 내지 200 ppm, 또는 10 내지 150 ppm, 또는 50 내지 1000 ppm, 또는 50 내지 800 ppm, 또는 50 내지 600 ppm, 또는 50 내지 500 ppm, 또는 50 내지 450 ppm, 또는 50 내지 400 ppm, 또는 50 내지 300 ppm, 또는 50 내지 250 ppm, 또는 50 내지 200 ppm, 또는 50 내지 150 ppm, 또는 100 내지 1000 ppm, 또는 100 내지 800 ppm, 또는 100 내지 600 ppm, 또는 100 내지 500 ppm, 또는 100 내지 400 ppm, 또는 100 내지 300 ppm, 또는 100 내지 250 ppm, 또는 100 내지 200 ppm, 또는 100 내지 150 ppm, 또는 80 내지 150 ppm, 또는 200 내지 1000 ppm, 또는 200 내지 800 ppm, 또는 200 내지 600 ppm, 또는 200 내지 500 ppm, 또는 200 내지 400 ppm, 또는 300 내지 1000 ppm, 또는 300 내지 800 ppm, 또는 300 내지 600 ppm, 또는 300 내지 500 ppm, 또는 300 내지 400 ppm, 또는 400 내지 1000 ppm, 또는 400 내지 800 ppm, 또는 400 내지 600 ppm, 또는 500 내지 1000 ppm, 또는 500 내지 800 ppm, 또는 500 내지 700 ppm, 또는 500 ppm 미만, 또는 400 ppm 미만, 또는 300 ppm 미만, 또는 250 ppm 미만, 또는 225 ppm 미만, 또는 200 ppm 미만, 또는 150 ppm 미만, 또는 130 ppm 미만, 또는 120 ppm 미만 범위일 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 30 ppm 미만, 또는 20 ppm 미만, 또는 10 ppm 미만, 또는 5 ppm 미만, 또는 2 ppm 미만, 또는 0 내지 30 ppm, 또는 0 내지 20 ppm, 또는 0 내지 10 ppm, 또는 0 ppm의 임의의 티타늄 원자 및/또는 주석 원자를 포함할 수 있다.
특정 양태에서, 본 발명에 유용한 촉매 조합은 주석을 포함하지 않고/않거나 티타늄을 포함하지 않는다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 30 ppm 미만, 또는 20 ppm 미만, 또는 10 ppm 미만, 또는 5 ppm 미만, 또는 2 ppm 미만, 또는 0 내지 30 ppm, 또는 0 내지 20 ppm, 또는 0 내지 10 ppm, 또는 0 ppm의 망간 원자를 포함할 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 30 ppm 미만, 또는 20 ppm 미만, 또는 10 ppm 미만, 또는 5 ppm 미만, 또는 2 ppm 미만, 또는 0 내지 30 ppm, 또는 0 내지 20 ppm, 또는 0 내지 10 ppm, 또는 0 ppm의 아연 원자를 포함할 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 30 ppm 미만, 또는 20 ppm 미만, 또는 10 ppm 미만, 또는 5 ppm 미만, 또는 2 ppm 미만, 또는 0 내지 30 ppm, 또는 0 내지 20 ppm, 또는 0 내지 10 ppm, 또는 0 ppm의 임의의 티타늄 원자, 주석 원자, 및/또는 망간 원자를 포함할 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 10 ppm 미만, 또는 5 ppm 미만, 또는 2 ppm 미만, 또는 0 ppm의 티타늄 원자, 주석 원자, 및/또는 아연 원자를 포함할 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 30 ppm 미만, 또는 20 ppm 미만, 또는 10 ppm 미만, 또는 5 ppm 미만, 또는 2 ppm 미만, 또는 0 내지 30 ppm, 또는 0 내지 20 ppm, 또는 0 내지 10 ppm, 또는 0 ppm의 임의의 티타늄 원자, 주석 원자, 망간 원자 및/또는 아연 원자를 포함할 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은, b* 값이 CIE의 L*a*b* 색상 시스템에 의해 측정 시, -10 내지 20 미만, 또는 -10 내지 10 미만, 또는 1 내지 20 미만, 또는 5 내지 20 미만, 또는 8 내지 20 미만, 또는 -3 내지 10, 또는 -5 내지 5, 또는 -5 내지 4, 또는 -5 내지 3, 또는 1 내지 10, 또는 1 내지 9, 또는 1 내지 8, 1 내지 7, 또는 1 내지 6, 또는 1 내지 5, 또는 20 미만, 또는 15 미만, 또는 10 미만, 또는 8 미만, 또는 7 미만, 또는 6 미만, 또는 5 미만, 또는 4 미만, 또는 3 미만일 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은, L* 값이 CIE의 L*a*b* 색상 시스템에 의해 측정 시, 50 내지 99, 또는 50 내지 90, 또는 60 내지 99, 또는 60 내지 90, 또는 60 내지 85, 또는 60 내지 80, 또는 65 내지 99, 또는 65 내지 90, 또는 65 내지 85, 또는 65 내지 80, 또는 65 내지 75, 또는 70 내지 90, 또는 70 내지 99, 또는 70 내지 90, 또는 70 내지 85, 또는 75 내지 85, 또는 70 내지 80, 또는 75 내지 95, 또는 75 내지 90, 또는 75 내지 85, 또는 80 내지 90일 수 있다.
하나의 양태에서, b* 및/또는 L* 및/또는 a*값은 토너의 존재 및/또는 부재 하에 수득될 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 0.01 내지 300, 또는 0.01 내지 250, 또는 0.01 내지 200, 또는 0.01 내지 150, 또는 0.01 내지 130, 또는 0.01 내지 120, 또는 0.10 내지 300, 또는 0.10 내지 250, 또는 0.10 내지 200, 또는 0.10 내지 150, 또는 0.10 내지 130, 또는 0.10 내지 120, 또는 0.20 내지 300, 또는 0.20 내지 250, 또는 0.20 내지 200, 또는 0.20 내지 150, 또는 0.20 내지 130, 또는 0.20 내지 120, 또는 0.15 내지 300, 또는 0.15 내지 250, 또는 0.15 내지 200, 또는 0.15 내지 150, 또는 0.15 내지 130, 또는 0.15 내지 120의 중합도를 갖는 폴리에스터를 포함할 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 조성물은, 기타 폴리에스터(예컨대 재생 PET를 비롯한 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)), 폴리(사이클로헥실렌) 테레프탈레이트(예를 들어, PCT), 개질 PET 또는 1,4-사이클로헥산다이메탄올 CHDM로 개질된 PET(예를 들어, PETG), 폴리(에터이미드), 폴리페닐렌 산화물, 폴리(페닐렌 옥사이드)/폴리스티렌 블렌드, 폴리스티렌 수지, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리페닐렌 설파이드/설폰, 폴리(에스터-카보네이트), 폴리카보네이트, 폴리설폰; 폴리설폰 에터, 및 폴리(에터-케톤) 중 적어도 하나로부터 선택된 적어도 하나의 중합체와 블렌딩된 적어도 하나의 본 발명의 폴리에스터를 포함할 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 조성물은 재생 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(rPET)와의 블렌드인 본 발명의 폴리에스터를 포함할 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 조성물은 적어도 하나의 폴리카보네이트를 포함할 수 있거나, 또는 폴리카보네이트를 포함하지 않거나, 또는 카보네이트 기를 포함하지 않을 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는폴리에스터 조성물은 가교제를 포함하지 않을 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 적어도 하나의 인 화합물의 잔기를 포함할 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 인산, 아인산, 포스폰산, 포스핀산, 아포스폰산(phosphonous acid), 및/또는 이들의 다양한 에스터 및/또는 염의 잔기를 포함할 수 있다. 이러한 에스터는 알킬, 분지형 알킬, 치환된 알킬, 이작용성 알킬, 알킬 에터, 아릴, 및 치환된 아릴일 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 치환된 또는 비치환된 알킬 포스페이트 에스터, 치환된 또는 비치환된 아릴 포스페이트 에스터, 치환된 또는 비치환된 혼합 알킬 아릴 포스페이트 에스터, 다이포스파이트, 인산의 염, 포스핀 산화물, 및 혼합 아릴 알킬 포스파이트, 이들의 반응 생성물, 및/또는 이들의 혼합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 치환된 또는 비치환된 알킬 포스페이트 에스터, 치환된 또는 비치환된 아릴 포스페이트 에스터, 혼합 치환된 또는 비치환된 알킬 아릴 포스페이트 에스터, 이들의 반응 생성물, 및 이들의 혼합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 인 화합물을 포함하지 않을 수 있다.
하나의 양태에서, 임의의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물의 제조 공정이 본원에 제공되며, 상기 제조 공정은
(I) 0 psig 내지 100 psig 범위로부터 선택된 적어도 하나의 압력 하에 150℃ 내지 300℃로부터 선택된 적어도 하나의 온도에서 혼합물을 가열하는 단계로서, 상기 혼합물이
(a) 다이카복실산 성분으로서,
(i) 70 내지 100 몰%의 테레프탈산 잔기;
(ii) 0 내지 30 몰%의, 20개 이하의 탄소 원자를 갖는 방향족 다이카복실산 잔기; 및
(iii) 0 내지 10 몰%의, 최대 16개의 탄소 원자를 갖는 지방족 다이카복실산 잔기
를 포함하는, 다이카복실산 성분, 및
(b) 글리콜 성분으로서,
(i) 10 내지 50 몰%의 TMCD 잔기; 및
(ii) 50 내지 90 몰%의 CHDM 잔기
를 포함하는, 글리콜 성분
를 포함하고, 이때, 단계 (I)에서 첨가되는 글리콜 성분/다이카복실산 성분의 몰비가 1.0-1.5/1.0인, 단계; 및
(II) 단계 (I)의 생성물을 230℃ 내지 320℃의 온도에서 1 내지 6시간 동안 단계 (I)의 최종 압력 내지 0.02 torr 절대압 범위로부터 선택된 적어도 하나의 압력 하에서 가열하는 단계
를 포함하고,
이때, 단계 (I) 또는 (II)의 혼합물은, 각각, 가열되는 경우, 적어도 하나의 알루미늄 화합물 및 하나의 리튬 화합물로부터 선택된 적어도 하나의 촉매의 존재 하에 가열되고;
단계 (II) 후 최종 생성물은 리튬 원자 및 알루미늄 원자를 포함하고;
최종 폴리에스터 중 다이카복실산 성분의 전체 몰%는 100 몰%이고,
최종 폴리에스터 중 글리콜 성분의 전체 몰%는 100 몰%이고;
최종 폴리에스터의 고유 점도는 25℃에서 0.25 g/50 ml 농도의 60/40(중량/중량) 페놀/테트라클로로에탄에서 측정 시 0.35 내지 1.2 dL/g이고;
최종 폴리에스터는 85℃ 내지 200℃의 Tg를 갖는다.
하나의 양태에서, 리튬 촉매 공급원이 단계 (I)에서 첨가되고 상기 알루미늄 촉매 공급원이 단계 (II)에서 제공되는 공정이 제공된다.
하나의 양태에서, 본 발명에 유용한 폴리에스터의 제조 공정은 배취식 또는 연속 공정을 포함할 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명에 유용한 폴리에스터의 제조 공정은 연속 공정을 포함한다.
하나의 양태에서, 본 발명은 폴리에스터의 제조 공정에 관한 것이며, 상기 공정은
(I) 0 psig 내지 100 psig 범위로부터 선택된 적어도 하나의 압력 하에 150℃ 내지 300℃로부터 선택된 적어도 하나의 온도에서 혼합물을 가열하는 단계로서, 상기 혼합물이
(a) 다이카복실산 성분으로서,
(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 다이카복실산 잔기
를 포함하는, 다이카복실산 성분; 및
(b) 글리콜 성분으로서,
(i) 약 10 내지 약 50 몰% TMCD 잔기; 및
(ii) 약 50 내지 약 90 몰%의 CHDM의 잔기
를 포함하는, 글리콜 성분
을 포함하고, 이때, 단계 (I)에서 첨가된 글리콜 성분/다이카복실산 성분의 몰비는 1.01-3.0/1.0이고, TMCD는 약 10 내지 50 몰%의 양으로 첨가되어, 약 10 내지 50 몰%의 TMCD 잔기를 갖는 최종 중합체에 도달하고;
이때, 단계 (I)의 혼합물이 (i) 리튬 및 알루미늄을 포함하는 적어도 2가지 촉매; 및 (ii) 임의적으로, 적어도 하나의 인 화합물의 존재 하에 가열되는, 단계; 및
(II) 단계 (I)의 생성물을 230℃ 내지 320℃의 온도에서 1 내지 6시간 동안 단계 (I)의 최종 압력 내지 0.02 torr 절대압 범위로부터 선택된 적어도 하나의 압력 하에서 가열하여 최종 폴리에스터를 형성하는 단계,
를 포함하고,
이때, 최종 폴리에스터 중 다이카복실산 성분의 전체 몰%는 100 몰%이고; 최종 폴리에스터 중 글리콜 성분의 전체 몰%는 100 몰%이고;
이때, 최종 폴리에스터의 고유 점도는 25℃에서 0.25 g/50 ml 농도의 60/40(중량/중량) 페놀/테트라클로로에탄에서 측정 시 0.50 내지 0.80 dL/g이고, 폴리에스터에 대한 L* 색상값은 CIE의 L*a*b* 색상 시스템에 의해 측정 시, 75 초과이다.
하나의 양태에서, 본 발명에 유용한 폴리에스터는 열안정화제의 존재와 관계없이 적어도 하나의 포스페이트 에스터를 포함할 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명에 유용한 폴리에스터는 분지화제를 포함하지 않거나, 또는 대안적으로, 적어도 하나의 분지화제가 폴리에스터의 중합 이전에 또는 중합 동안 첨가된다.
하나의 양태에서, 본 발명에 유용한 폴리에스터는 첨가되는 방법 또는 순서에 관계없이 적어도 하나의 분지화제를 포함한다.
하나의 양태에서, 본 발명에 유용한 특정 폴리에스터는 무정형 또는 반결정질일 수 있다. 하나의 양태에서, 본 발명에 유용한 특정 폴리에스터는 상대적으로 낮은 결정화도를 가질 수 있다. 따라서, 본 발명에 유용한 특정 폴리에스터는 실질적으로 무정형 모폴로지를 가질 수 있으며, 이는 폴리에스터가 실질적으로 정렬되지 않은 중합체 영역을 포함함을 의미한다.
본 발명에 유용한 적어도 하나의 인 화합물은 알킬 포스페이트 에스터, 아릴 포스페이트 에스터, 혼합 알킬 아릴 포스페이트 에스터, 이들의 반응 생성물, 및 이들의 혼합물 중 적어도 하나로부터 선택된다.
하나의 양태에서, 본 발명에 유용한 적어도 하나의 인 화합물은 적어도 하나의 아릴 포스페이트 에스터를 포함할 수도 있다.
하나의 양태에서, 본 발명에 유용한 적어도 하나의 인 화합물은 적어도 하나의 비치환된 아릴 포스페이트 에스터를 포함할 수도 있다.
하나의 양태에서, 본 발명에 유용한 적어도 하나의 인 화합물은 벤질 기로 치환되지 않은 적어도 하나의 아릴 포스페이트 에스터를 포함할 수도 있다.
하나의 양태에서, 본 발명에 유용한 적어도 하나의 인 화합물은 적어도 하나의 트라이아릴 포스페이트 에스터를 포함할 수도 있다.
하나의 양태에서, 본 발명에 유용한 적어도 하나의 인 화합물은 벤질 기로 치환되지 않은 적어도 하나의 트라이아릴 포스페이트 에스터를 포함할 수도 있다.
하나의 양태에서, 본 발명에 유용한 적어도 하나의 인 화합물은 적어도 하나의 알킬 포스페이트 에스터를 포함할 수도 있다.
하나의 양태에서, 본 발명에 유용한 적어도 하나의 인 화합물은 트라이페닐 포스페이트 및/또는 Merpol A를 포함할 수도 있다. 하나의 실시양태에서, 본 발명의 임의의 폴리에스터 조성물은 트라이페닐 포스페이트를 포함할 수 있다.
하나의 양태에서, 임의의 폴리에스터 조성물 및/또는 폴리에스터를 제조하기 위한 본원에 기재된 임의의 공정은 적어도 하나의 혼합 알킬 아릴 포스파이트, 예를 들어, 비스(2,4-다이쿠밀페닐)펜타에리스리톨 다이포스파이트(Doverphos S-9228(Dover Chemicals, CAS# 154862-43-8)로도 공지됨)를 포함할 수 있다.
하나의 양태에서, 임의의 폴리에스터 조성물 및/또는 폴리에스터를 제조하기 위한 본원에 기재된 임의의 공정은 적어도 하나의 포스핀 옥사이드를 포함할 수 있다.
하나의 양태에서, 임의의 폴리에스터 조성물 및/또는 폴리에스터를 제조하기 위한 본원에 기재된 임의의 공정은 적어도 하나의 인산의 염, 예를 들어, KH2PO4 및 Zn3(PO4)2를 포함할 수 있다.
본 발명의 하나의 양태에서, 본 발명에 유용하고 본원에 기재되거나 또는 당업자에게 공지된 폴리에스터의 임의의 제조 공정을 사용하여 본 발명의 임의의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물을 제조할 수 있다.
본 발명의 하나의 양태에서, 본원에 기재된 임의의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 또한 이들을 제조하는 데 사용되는 공정에 관계없이 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.
하나의 양태에서, 본 발명의 임의의 공정의 단계 (I)에서 사용되는 압력은 0 psig 내지 75 psig에서 선택된 적어도 하나의 압력으로 구성된다. 하나의 실시양태에서, 본 발명의 임의의 공정의 단계 (I)에서 사용되는 압력은 0 psig 내지 50 psig에서 선택된 적어도 하나의 압력으로 구성된다.
하나의 양태에서, 본 발명의 임의의 공정의 단계 (II)에서 사용되는 압력은 20 torr 절대압 내지 0.02 torr 절대압에서 선택된 적어도 하나의 압력으로 구성되고; 하나의 실시양태에서, 본 발명의 임의의 공정의 단계 (II)에서 사용되는 압력은 10 torr 절대압 내지 0.02 torr 절대압에서 선택된 적어도 하나의 압력으로 구성되고; 하나의 실시양태에서, 본 발명의 임의의 공정의 단계 (II)에서 사용되는 압력은 5 torr 절대압 내지 0.02 torr 절대압에서 선택된 적어도 하나의 압력으로 구성되고; 하나의 실시양태에서, 본 발명의 임의의 공정의 단계 (II)에서 사용되는 압력은 3 torr 절대압 내지 0.02 torr 절대압에서 선택된 적어도 하나의 압력으로 구성되고; 하나의 실시양태에서, 본 발명의 임의의 공정의 단계 (II)에서 사용되는 압력은 20 torr 절대압 내지 0.1 torr 절대압에서 선택된 적어도 하나의 압력으로 구성되고; 하나의 실시양태에서, 본 발명의 임의의 공정의 단계 (II)에서 사용되는 압력은 10 torr 절대압 내지 0.1 torr 절대압에서 선택된 적어도 하나의 압력으로 구성되고; 하나의 실시양태에서, 본 발명의 임의의 공정의 단계 (II)에서 사용되는 압력은 5 torr 절대압 내지 0.1 torr 절대압에서 선택된 적어도 하나의 압력으로 구성되고; 하나의 실시양태에서, 본 발명의 임의의 공정의 단계 (II)에서 사용되는 압력은 3 torr 절대압 내지 0.1 torr 절대압에서 선택된 적어도 하나의 압력으로 구성된다.
하나의 양태에서, 본 발명의 임의의 공정의 단계 (I)에서 첨가되는 글리콜 성분/다이카복실산 성분의 몰비는 1.0-3.0/1.0이고; 하나의 양태에서, 본 발명의 임의의 공정의 단계 (I)에서 첨가되는 글리콜 성분/다이카복실산 성분의 몰비는 1.0-2.5/1.0이고; 하나의 양태에서, 본 발명의 임의의 공정의 단계 (I)에서 첨가되는 글리콜 성분/다이카복실산 성분의 몰비는 1.0-2.0/1.0이고; 하나의 양태에서, 본 발명의 임의의 공정의 단계 (I)에서 첨가되는 글리콜 성분/다이카복실산 성분의 몰비는 1.0-1.75/1.0이고; 하나의 양태에서, 본 발명의 임의의 공정의 단계 (I)에서 첨가되는 글리콜 성분/다이카복실산 성분의 몰비는 1.0-1.5/1.0이다.
하나의 양태에서, 본 발명의 임의의 공정의 단계 (I)에서 첨가되는 글리콜 성분/다이카복실산 성분의 몰비는 1.01-3.0/1.0이고; 하나의 양태에서, 본 발명의 임의의 공정의 단계 (I)에서 첨가되는 글리콜 성분/다이카복실산 성분의 몰비는 1.01-2.5/1.0이고; 하나의 양태에서, 본 발명의 임의의 공정의 단계 (I)에서 첨가되는 글리콜 성분/다이카복실산 성분의 몰비는 1.01-2.0/1.0이고; 하나의 양태에서, 본 발명의 임의의 공정의 단계 (I)에서 첨가되는 글리콜 성분/다이카복실산 성분의 몰비는 1.01-1.75/1.0이고; 하나의 양태에서, 본 발명의 임의의 공정의 단계 (I)에서 첨가되는 글리콜 성분/다이카복실산 성분의 몰비는 1.01-1.5/1.0이다.
본 발명에 유용한 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물을 제조하는 임의의 공정 실시양태에서, 단계 (II)의 가열 시간은 1 내지 5시간일 수 있다. 본 발명에 유용한 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물을 제조하는 임의의 공정 실시양태에서, 단계 (II)의 가열 시간은 1 내지 4시간일 수 있다. 본 발명에 유용한 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물을 제조하는 임의의 공정 실시양태에서, 단계 (II)의 가열 시간은 1 내지 3시간일 수 있다. 본 발명에 유용한 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물을 제조하는 임의의 공정 실시양태에서, 단계 (II)의 가열 시간은 1.5 내지 3시간일 수 있다. 본 발명에 유용한 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물을 제조하는 임의의 공정 실시양태에서, 단계 (II)의 가열 시간은 1 내지 2시간일 수 있다.
최종 폴리에스터에 존재하는 알루미늄 원자 및 리튬 원자의 중량은, 예를 들어, 임의의 전술한 중량 비율의 최종 폴리에스터에서 측정될 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명에 유용한 본 발명의 특정 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 300℃에서 1 내지 5시간, 또는 또는 1 내지 4시간, 또는 2 내지 3시간, 또는 2.5시간 동안 가열될 때, 유용한 열적 안정성이 0.20 dL/g 이하의 고유 점도 손실, 또는 0.15 dL/g 이하의 고유 점도 손실, 또는 0.12 dL/g 이하의 고유 점도 손실, 또는 0.10 dL/g 이하의 고유 점도 손실을 나타낼 수 있으며, 이때, 고유 점도는 25℃에서 0.5 g/100 ml 농도의 60/40(중량/중량) 페놀/테트라클로로에탄에서 측정된다.
특정 양태에서, 본 발명의 최종 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 메틸 기를 5.0 몰% 이하, 또는 4.5 몰% 이하, 또는 4 몰% 이하, 또는 3 몰% 이하, 또는 2.5 몰% 이하, 또는 2.0 몰% 이하, 또는 1.5 몰% 이하, 또는 1.0 몰% 이하, 또는 0.50 몰% 이하의 양으로 포함할 수 있다.
하나의 양태에서, 본 발명의 폴리에스터 조성물은 비-코팅 조성물, 비-접착제 조성물, 열가소성 폴리에스터 조성물, 제조 물품, 성형 물품, 열가소성 성형 물품, 성형품, 압출품, 사출 성형품, 취입 성형품, 필름 및/또는 시트(예를 들어, 캘린더링, 캐스트, 또는 압출), 열성형 필름 또는 시트, 용기, 및/또는 병(예를 들어, 젖병 또는 스포츠용 물병 또는 물병)에 유용할 수 있다.
하나의 양태에서, 폴리에스터 조성물은 사출 성형품, 압출품, 캐스트 압출품, 프로파일 압출품, 용융 방사품, 열성형품, 압출 성형품, 사출 취입 성형품, 사출 연신 취입 성형품, 압출 취입 성형품 및 압출 연신 취입 성형품을 포함하지만 이에 제한되지 않는 압출품 및/또는 성형품을 포함하지만 이에 제한되지 않는 성형 물품에 유용하다. 이러한 물품은 필름, 병, 용기, 음료병, 의료 부품, 시트 및/또는 섬유를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
하나의 양태에서, 본 발명에 유용한 폴리에스터 조성물은 압출 필름 및/또는 시트, 압축 성형 필름 및/또는 시트, 용액 캐스팅 필름 및/또는 시트을 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 유형의 필름 및/또는 시트에서 사용될 수 있다. 필름 및/또는 시트를 제조하는 방법은 압출, 압축 성형 및 용액 캐스팅을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
하나의 양태에서, 본 발명은 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물을 포함하는 열성형 필름 및/또는 시트에 관한 것이다.
하나의 양태에서, 본 발명은 본 발명의 열성형 필름 및/또는 시트를 혼입하는 제조 물품에 관한 것이다.
하나의 양태에서, 본 발명에 유용하고 본원에 기재되거나 또는 당업자에게 공지된 폴리에스터의 임의의 제조 공정을 사용하여 본 발명의 임의의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물을 제조할 수 있다.
하나의 양태에서, 본원에 기재된 임의의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 또한 이들을 제조하는 데 사용되는 공정 및 이로부터 제조되는 임의의 제품에 관계없이 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.
하나의 양태에서, 본 발명은 본 발명의 임의의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물을 포함하는 제조 물품, 예를 들어, 성형 물품에 관한 것이다.
하나의 양태에서, 본 발명은 본 발명의 임의의 폴리에스터 또는 폴리에스터 조성물을 포함하는 제조 물품, 예를 들어, 성형 물품에 관한 것이다.
본 발명의 특정 실시양태에 대한 하기 상세한 설명 및 실시예를 참조하여 본 발명은 더 쉽게 이해될 수 있다. 본 발명의 목적에 따라, 본 발명의 특정 실시양태는 발명의 요약에 기재되며 하기에 추가로 기재된다. 또한, 본 발명의 다른 실시양태가 본원에 기재된다.
테레프탈산, 이의 에스터, 및/또는 이들의 혼합물, TMCD 및 CHDM 잔기로부터 형성되며, 추가로 특정 촉매 및 안정화제, 이들의 반응 생성물, 및 이들의 혼합물을 포함하는 본 발명의 특정 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 우수한 노치 아이조드 충격 강도, 우수한 고유 점도, 우수한 유리 전이 온도(Tg), 우수한 굴곡 모듈러스, 우수한 인장 강도, 우수한 투명도, 우수한 색상, 우수한 식기세척성, 우수한 TMCD 혼입, 우수한 TMCD 수율, 및 우수한/개선된 용융 및/또는 열적 안정성 중 하나 이상, 둘 이상, 또는 셋 이상의 조합을 가질 수 있는 것으로 여겨진다.
하나의 실시양태에서, 넓은 조성 범위에 걸쳐 TMCD 및 CHDM 잔기를 포함하는 코폴리에스터는 적어도 하나의 리튬 촉매 및 적어도 하나의 알루미늄 촉매로 제조될 수 있다.
본 발명은 (본원에서 논의된) 개선된 특성을 제공하는 특정 촉매 유형에 의해 촉매된, 테레프탈산 또는 이의 에스터, TMCD 및 적어도 하나의 개질 글리콜 기반의 폴리에스터에 관한 것이다. 특정 실시양태에서, 적어도 하나의 티타늄 촉매 및 적어도 하나의 아연 촉매를 사용하면 우수한 TMCD 혼입, 개선된 색상, 및 본원에 기재된 조성 범위에 걸쳐 원하는 고유 점도(inherent viscosity; IV)를 달성하기 위한 반응성을 생성할 수 있다.
리튬이 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물 및/또는 폴리에스터 제조 공정에 첨가되는 경우, 리튬 화합물의 형태로 폴리에스터 제조 공정에 첨가된다. 본 발명의 폴리에스터 및/또는 본 발명의 폴리에스터 조성물 및/또는 본 발명의 공정에 첨가되는 리튬 화합물의 양은 최종 폴리에스터에 존재하는 리튬 원자의 형태로, 예를 들어, ppm으로 측정된 중량으로 측정될 수 있다.
알루미늄이 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물 및/또는 폴리에스터 제조 공정에 첨가되는 경우, 알루미늄 화합물의 형태로 폴리에스터 제조 공정에 첨가된다. 본 발명의 폴리에스터 및/또는 본 발명의 폴리에스터 조성물 및/또는 본 발명의 공정에 첨가되는 알루미늄 화합물의 양은 최종 폴리에스터에 존재하는 알루미늄 원자의 형태로, 예를 들어, ppm으로 측정된 중량으로 측정될 수 있다.
인이 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물 및/또는 폴리에스터 제조 공정에 첨가되는 경우, 인 화합물의 형태로 폴리에스터 제조 공정에 첨가된다. 하나의 실시양태에서, 상기 인 화합물은 적어도 하나의 포스페이트 에스터를 포함할 수 있다. 본 발명의 폴리에스터 및/또는 본 발명의 폴리에스터 조성물 및/또는 본 발명의 공정에 첨가되는 인 화합물[예를 들어, 포스페이트 에스터]의 양은 최종 폴리에스터에 존재하는 인 원자의 형태로, 예를 들어, ppm으로 측정된 중량으로 측정될 수 있다.
본원에 사용된 용어 "폴리에스터"는 "코폴리에스터"를 포함하는 것으로 의도되며, 하나 이상의 이작용성 카복실산 및/또는 다작용성 카복실산과 하나 이상의 이작용성 하이드록실 화합물 및/또는 다작용성 하이드록실 화합물, 예를 들어, 분지화제의 반응에 의해 제조된 합성 중합체를 의미하는 것으로 이해된다. 일반적으로, 이작용성 카복실 산은 다이카복실산일 수 있고, 이작용성 하이드록실 화합물은 2가 알코올, 예를 들어, 글리콜 및 다이올일 수 있다. 본원에 사용된 용어 "글리콜"은 다이올, 글리콜, 및/또는 다작용성 하이드록실 화합물, 예를 들어, 분지화제를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 대안적으로, 이작용성 카복실산은 하이드록시 카복실산, 예를 들어, p-하이드록시벤조산일 수 있고, 이작용성 하이드록실 화합물은 2개의 하이드록실 치환기를 보유한 방향족 핵, 예를 들어, 하이드로퀴논일 수 있다. 본원에 사용된 용어 "잔기"는 상응하는 단량체로부터의 중축합 및/또는 에스터화 반응을 통해 중합체에 혼입된 임의의 유기 구조를 의미한다. 본원에서 사용된 용어 "반복 단위"는 카보닐옥시 기를 통해 결합된 다이카복실산 잔기와 다이올 잔기를 갖는 유기 구조를 의미한다. 따라서, 예를 들어, 다이카복실산 잔기는 다이카복실산 단량체 또는 이와 관련된 산 할라이드, 에스터, 염, 무수물, 및/또는 이들의 혼합물로부터 유도될 수 있다. 게다가, 본원에 사용된, 용어 "이산"은 다작용성 산, 예를 들어, 분지화제를 포함한다. 그러므로, 본원에 사용된 용어 "다이카복실산"은 다이카복실산, 및 폴리에스터를 제조하기 위한 다이올과 반응 공정에서 유용한 이와 관련된 산 할라이드, 에스터, 반에스터, 염, 반염, 무수물, 혼합 무수물, 및/또는 이들의 혼합물을 비롯한 다이카복실산의 임의의 유도체를 포함하는 것으로 의도된다. 본원에 사용된, 용어 "테레프탈산"은 테레프탈산 그 자체와 이의 잔기 뿐만 아니라, 이와 관련된 산 할라이드, 에스터, 반에스터, 염, 반염, 무수물, 혼합 무수물, 및/또는 이들의 혼합물 또는 폴리에스터를 제조하기 위한 다이올과 반응 공정에서 유용한 이의 잔기를 비롯한 테레프탈산의 임의의 유도체를 포함하는 것으로 의도된다.
본 발명에 사용되는 폴리에스터는 전형적으로 실질적으로 동일한 비율로 반응하고 상응하는 잔기로서 폴리에스터 중합체에 혼입되는 다이카복실산 및 다이올로부터 제조될 수 있다. 그러므로, 본 발명의 폴리에스터는 반복 단위의 전체 몰이 100 몰%이 되도록 실질적으로 동일한 몰분율의 산 잔기(100 몰%) 및 다이올(및/또는 다작용성 하이드록실 화합물) 잔기(100 몰%)를 포함할 수 있다. 따라서, 본 개시내용에서 제공된 몰 백분율은 산 잔기의 전체 몰, 다이올 잔기의 전체 몰, 또는 반복 단위의 전체 몰을 기준으로 할 수 있다. 예를 들어, 전체 산 잔기를 기준으로 10 몰% 아이소프탈산을 포함하는 폴리에스터는 전체 100 몰%의 산 잔기 중 10 몰% 아이소프탈산 잔기를 포함하는 폴리에스터를 의미한다. 따라서, 100 몰의 산 잔기당 10 몰의 아이소프탈산 잔기가 존재한다. 또 다른 예에서, 전체 다이올 잔기를 기준으로 25 몰%의 TMCD를 포함하는 폴리에스터는 전체 100 몰% 다이올 잔기 중 25 몰%의 TMCD 잔기를 포함한다는 것을 의미한다. 따라서, 100 몰당 25 몰의 TMCD 잔기가 존재한다.
특정 실시양태에서, 본 발명 적어도 하나의 폴리에스터를 포함하는 폴리에스터 조성물을 포함하며, 이는 (a) 다이카복실산 성분으로서, (i) 70 내지 100 몰%의 테레프탈산 및/또는 다이메틸 테레프탈레이트 잔기; 및 (ii) 약 0 내지 약 30 몰%의, 20개 이하의 탄소 원자를 갖는 방향족 및/또는 지방족 다이카복실산 잔기, 를 포함하는 다이카복실산 성분; 및 (b) 약 10 내지 약 50 몰%의 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올(TMCD) 잔기 및 약 50 내지 약 90 몰%의 CHDM를 포함하는 글리콜 성분을 포함한다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 TMCD 잔기를 약 10 내지 약 45 몰%, 또는 약 10 내지 약 40 몰%, 또는 약 15 내지 약 45 몰%, 또는 약 15 내지 약 40 몰%, 또는 약 20 내지 약 40 몰%, 또는 약 10 내지 약 30 몰%, 또는 약 20 내지 약 30 몰%, 또는 약 25 내지 약 40 몰%, 또는 약 30 내지 약 40 몰%의 양으로 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 CHDM 잔기를 약 55 내지 약 90 몰%, 또는 약 55 내지 약 85 몰%, 또는 약 60 내지 약 90 몰%, 또는 약 60 내지 약 85 몰%, 또는 약 60 내지 약 80 몰%, 또는 약 70 내지 약 90 몰%, 또는 약 70 내지 약 80 몰%, 또는 약 60 내지 약 75 몰%, 또는 약 60 내지 약 70 몰%, 또는 20 내지 40 몰%의 양으로 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 20 내지 45 몰% 양의 TMCD 잔기 및 55 내지 80 몰% 양의 CHDM 잔기, 또는 20 내지 40 몰% 양의 TMCD 잔기 및 60 내지 80 몰% 양의 CHDM 잔기, 또는 20 내지 35 몰% 양의 TMCD 잔기 및 65 내지 80 몰% 양의 CHDM 잔기, 또는 25 내지 45 몰% 양의 TMCD 잔기 및 55 내지 75 몰% 양의 CHDM 잔기, 또는 25 내지 40 몰% 양의 TMCD 잔기 및 60 내지 75 몰% 양의 CHDM 잔기, 또는 25 내지 35 몰% 양의 TMCD 잔기 및 65 내지 75 몰% 양의 CHDM 잔기; 또는 30 내지 35 몰% 양의 TMCD 잔기 및 65 내지 70 몰% 양의 CHDM 잔기를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 최종 중합체 중 TMCD 혼입 또는 전환 정도는 55 몰% 초과; 또는 50 몰% 초과; 또는 45 몰% 초과; 또는 45 몰% 초과; 또는 40 몰% 초과; 또는 35 몰% 초과; 또는 30 몰% 초과; 또는 40 몰% 초과; 또는 35 몰% 초과; 또는 30 몰% 초과일 수 있다.
개질 글리콜이 나머지 몰 퍼센트를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 40 몰% 미만, 또는 30 몰% 미만, 또는 25 몰% 미만, 또는 20 몰% 미만, 또는 15 몰% 미만, 또는 10 몰% 미만의 개질 글리콜 잔기, 예를 들어, 에틸렌 글리콜 잔기를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 다이에틸렌 글리콜, 1,2-프로판다이올, 1,3-프로판다이올, 2-메틸-1,3-프로판다이올, 에틸렌 글리콜, 1,4-부탄다이올, 1,5-펜탄다이올, 1,6-헥산다이올, p-자일렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 아이소소바이드, 폴리테트라메틸렌 글리콜, 및 이들의 혼합물로부터 선택되는 적어도 하나의 개질 글리콜을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 에틸렌 글리콜의 잔기를 포함할 수 있거나, 또는 에틸렌 글리콜의 잔기를 포함하지 않을 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 30 몰% 미만, 또는 25 몰% 미만, 또는 20 몰% 미만, 또는 15 몰% 미만, 또는 10 몰% 미만, 또는 5 몰% 미만, 또는 2 몰% 미만, 또는 0 몰%의 네오펜틸 글리콜 잔기를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 테레프탈산은 출발 물질로서 사용될 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 다이메틸 테레프탈레이트는 출발 물질로서 사용될 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 테레프탈산 및 다이메틸 테레프탈레이트의 혼합물이 출발 물질 및/또는 중간 물질로서 사용될 수 있다.
특정 실시양태에서, 테레프탈산 또는 이의 에스터, 예를 들어, 다이메틸 테레프탈레이트, 또는 테레프탈산 잔기 및 이의 에스터의 혼합물은 본 발명에 유용한 폴리에스터를 형성하기 위해 사용되는 다이카복실산 성분의 일부 또는 전체를 구성할 수 있다. 특정 실시양태에서, 테레프탈산 잔기는 본 발명에 유용한 폴리에스터를 형성하기 위해 사용되는 다이카복실산 성분의 일부 또는 전체를 구성할 수 있다. 특정 실시양태에서, 더 높은 충격 강도 폴리에스터를 생성하기 위해 더 많은 양의 테레프탈산이 사용될 수 있다. 본 개시의 목적을 위해, 용어 "테레프탈산" 및 "다이메틸 테레프탈레이트"는 본원에서 상호교환적으로 사용된다. 하나의 실시양태에서, 다이메틸 테레프탈레이트는 본 발명의 폴리에스터를 제조하기 위해 사용되는 다이카복실산 성분의 일부 또는 전체이다. 특정 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 다이메틸 테레프탈레이트 및/또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다.
테레프탈산 이외에도, 본 발명의 폴리에스터의 다이카복실산 성분은 30 몰% 미만, 또는 20 몰% 미만, 또는 10 몰% 미만, 또는 5 몰% 미만, 또는 0 내지 30 몰%, 또는 0 내지 20 몰%, 또는 0 내지 10 몰%, 또는 0 내지 5 몰%, 또는 0 내지 1 몰%, 또는 0.01 내지 10 몰%, 또는 0.1 내지 10 몰%, 또는 1 내지 10 몰%, 또는 0.01 내지 5 몰%, 또는 0.1 내지 5 몰%, 또는 1 내지 5 몰%, 또는 0.01 내지 1 몰%, 또는 0.1 내지 1 몰%, 또는 5 내지 10 몰%, 또는 0 몰%의 하나 이상의 개질 방향족 다이카복실산을 포함할 수 있다. 또 다른 실시양태는 0 몰%의 개질 방향족 다이카복실산을 포함한다. 따라서, 존재하는 경우, 하나 이상의 개질 방향족 다이카복실산의 양은, 예를 들어, 0.01 내지 10 몰%, 0.01 내지 5 몰% 및 0.01 내지 1 몰%를 포함하는 임의의 전술한 종점 값의 범위일 수 있는 것으로 고려된다. 한 실시양태에서, 본 발명에 사용될 수 있는 개질 방향족 다이카복실산은 20개 이하의 탄소 원자를 갖고, 선형, 파라-배향 또는 대칭일 수 있는 것을 포함하지만 이에 제한되지 않는다. 본 발명에 사용될 수 있는 개질 방향족 다이카복실산의 예는 아이소프탈산, 4,4'-바이페닐다이카복실산, 1,4-, 1,5-, 2,6-, 2,7-나프탈렌다이카복실산, 및 트랜스-4,4'-스틸벤다이카복실산, 및 이의 에스터를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 하나의 실시양태에서, 개질 방향족 다이카복실산은 아이소프탈산이다.
본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물의 카복실산 성분은 30 몰% 미만, 또는 20 몰% 미만, 또는 10 몰% 미만, 또는 5 몰% 미만, 또는 0 내지 30 몰%, 또는 0 내지 20 몰%, 또는 0 내지 10 몰%, 또는 0 내지 5 몰%, 또는 0 내지 1 몰%, 또는 0.01 내지 10 몰%, 또는 0.1 내지 10 몰%, 또는 1 내지 10 몰%, 또는 0.01 내지 5 몰%, 또는 0.1 내지 5 몰%, 또는 1 내지 5 몰%, 또는 0.01 내지 1 몰%, 또는 0.1 내지 1 몰%, 또는 5 내지 10 몰%, 또는 0 몰%의 2-16개의 탄소 원자를 포함하는 하나 이상의 지방족 다이카복실산, 예를 들어, 사이클로헥산다이카복실산, 말론산, 석신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산 및 도데칸다이오산 다이카복실산으로 추가로 개질될 수 있다. 특정 실시양태는 또한 0.01 내지 10 몰%, 예컨대 0.1 내지 10 몰%, 또는 1 내지 10 몰%, 또는 5 내지 10 몰%의 하나 이상의 개질 지방족 다이카복실산을 포함할 수 있다. 또 다른 실시양태는 0 몰%의 개질 지방족 다이카복실산을 포함한다. 다이카복실산 성분의 전체 몰%는 100 몰%이다. 하나의 실시양태에서, 아디프산 및/또는 글루타르산이 본 발명의 개질 지방족 다이카복실산 성분에 제공된다.
테레프탈산 및 다른 개질 다이카복실산의 에스터, 또는 이들에 상응하는 에스터 및/또는 염이 다이카복실산을 대신해 사용될 수 있다. 다이카복실산 에스터의 적합한 예는 다이메틸, 다이에틸, 다이프로필, 다이아이소프로필, 다이부틸, 및 다이페닐 에스터를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 하나의 실시양태에서, 상기 에스터는 메틸, 에틸, 프로필, 아이소프로필, 및 페닐 에스터 중 적어도 하나로부터 선택된다. 하나의 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물의 이산 성분은 다이메틸 테레프탈레이트의 잔기를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 이산 성분은 최종 폴리에스터 중 100 몰%에 해당하는 이산 잔기의 전체 몰 퍼센트를 기준으로, 0 내지 30 몰%, 또는 0 내지 20 몰%, 또는 0 내지 10 몰%의, 1,4-사이클로헥산다이카복실산(CHDA)을 포함하지만 이에 제한되지 않는 지방족 이산 잔기를 포함한다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은, 최종 폴리에스터 중 100 몰%에 해당하는 이산 잔기의 전체 몰 퍼센트를 기준으로, 30 몰% 미만, 또는 20 몰% 미만, 또는 10 몰% 미만, 또는 5 몰% 미만, 또는 0 내지 30 몰%, 또는 0 내지 20 몰%, 또는 0 내지 10 몰%, 또는 0 내지 5 몰%, 또는 0 내지 1 몰%, 또는 0.01 내지 10 몰%, 또는 0.1 내지 10 몰%, 또는 1 내지 10 몰%, 또는 5 내지 10 몰%, 또는 0 몰%의 CHDA를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은, 최종 폴리에스터 중 100 몰%에 해당하는 이산 잔기의 전체 몰 퍼센트를 기준으로, 30 몰% 미만, 또는 20 몰% 미만, 또는 10 몰% 미만, 또는 5 몰% 미만, 또는 0 내지 30 몰%, 또는 0 내지 20 몰%, 또는 0 내지 10 몰%, 또는 0 내지 5 몰%, 또는 0 내지 1 몰%, 또는 0.01 내지 10 몰%, 또는 0.1 내지 10 몰%, 또는 1 내지 10 몰%, 또는 5 내지 10 몰%, 또는 0 몰%의 트랜스-CHDA를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물에서, TMCD:CHDM의 몰비는 1:9 내지 1:1, 또는 1:4 내지 1:1, 또는 또는 1:3 내지 1:1.5, 또는 1:3 내지 1:1, 또는 1:2 내지 1:1, 또는 1:1.5 내지 1:1이다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터 조성물은 4,800 내지 16,000의 수 평균 분자량을 가질 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은
(1) (a) 다이카복실산 성분으로서,
(i) 약 70 내지 약 100 몰%의 테레프탈산 또는 이의 에스터의 잔기;
(ii) 약 0 내지 약 30 몰%의, 20개 이하의 탄소 원자를 갖는 방향족 및/또는 지방족 다이카복실산 잔기
를 포함하는, 다이카복실산 성분, 및
(b) 글리콜 성분으로서,
(i) 약 15 내지 약 40 몰%의 TMCD 잔기;
(ii) 약 60 내지 약 85 몰%의 CHDM의 잔기
를 포함하는, 글리콜 성분
을 포함하는 적어도 하나의 폴리에스터로서, 이때 다이카복실산 성분의 전체 몰%는 100 몰%이고, 다이올 성분의 전체 몰%는 100 몰%인, 폴리에스터; 및
(2)리튬 원자 및 알루미늄 원자; 및 임의적으로 30 ppm 미만, 또는 20 ppm 미만, 또는 10 ppm 미만, 또는 5 ppm 미만, 또는 2 ppm 미만, 또는 0 내지 30 ppm 미만, 또는 0 내지 20 ppm 미만, 또는 0 내지 10 ppm, 또는 0 ppm의 임의의 티타늄 원자 및/또는 주석 원자를 포함하는 촉매 시스템의 잔기
를 포함할 수 있고,
이때, 고유 점도는 25℃에서 0.5 g/100 ml 농도의 60/40(중량/중량) 페놀/테트라클로로에탄에서 측정 시, 0.50 내지 0.75 dL/g이고; b* 값은 CIE의 L*a*b* 색상 시스템에 의해 측정 시, 10 미만, 또는 9 미만, 또는 8 미만, 또는 7 미만, 또는 6 미만, 또는 5 미만, 또는 1 내지 10, 또는 1 내지 9, 또는 1 내지 8, 또는 1 내지 7, 또는 1 내지 6, 또는 1 내지 5이고; L* 값은 75 내지 90이다.
원하는 폴리에스터에 대해, 시스/트랜스TMCD의 몰비는 각각의 순수한 형태 및 이들의 조합에 따라 달라질 수 있다. 특정 실시양태에서, 시스 및/또는 트랜스-2,2,4,4,-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올 잔기에 대한 몰 퍼센트는 50 몰% 초과의 시스-TMCD 및 50 몰% 미만의 트랜스-TMCD; 또는 55 몰% 초과의 시스-TMCD 및 45 몰% 미만의 트랜스-TMCD; 또는 50 내지 70 몰% 초과의 시스-TMCD 및 50 내지 30 몰% 미만의 트랜스-TMCD; 또는 60 내지 70 몰% 초과의 시스-TMCD 및 30 내지 40 몰% 미만의 트랜스-TMCD 또는 70 몰% 초과의 시스-TMCD 및 30 몰% 미만의 트랜스-TMCD; 또는 75 몰% 초과의 시스-TMCD 및 25 몰% 미만의 트랜스-TMCD; 또는 80 몰% 초과의 시스-TMCD 및 20 몰% 미만의 트랜스-TMCD; 또는 90 몰% 초과의 시스-TMCD 및 10 몰% 미만의 트랜스-TMCD; 또는 95 몰% 초과의 시스-TMCD 및 5 몰% 미만의 트랜스-TMCD이고; 이때, 시스- 및 트랜스-TMCD의 전체 몰%는 100 몰%에 해당한다. 추가의 실시양태에서, 시스/트랜스 TMCD의 몰비는 50/50 내지 0/100, 예를 들어, 40/60 내지 20/80의 범위 내에서 달라질 수 있다.
일부 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 각각 다이올 또는 이산 잔기의 전체 몰 퍼센트 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, 3개 이상의 카복실 치환기, 하이드록실 치환기, 또는 이들의 조합을 갖는 분지화 단량체(본원에서 또한 분지화제로서 지칭)의 하나 이상의 잔기를 포함할 수 있다. 특정 실시양태에서, 분지화 단량체 또는 분지화제는 폴리에스터의 중합 이전 및/또는 동안 및/또는 이후에 첨가될 수 있다. 따라서, 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터는 선형 또는 분지형일 수 있다.
분지화 단량체의 예는 다작용성 산 또는 다작용성 알코올, 예컨대 트라이멜리트산, 트라이멜리트산 무수물, 파이로멜리트산 이무수물, 트라이메틸올프로판, 글리세롤, 펜타에리트리톨, 시트르산, 타르타르산, 3-하이드록시글루타르산 등을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 하나의 실시양태에서, 분지화 단량체 잔기는 0.1 내지 0.7 몰%의, 트라이멜리트산 무수물, 파이로멜리트산 이무수물, 글리세롤, 소르비톨, 1,2,6-헥산트라이올, 펜타에리트리톨, 트라이메틸올에탄, 및/또는 트라이메스산 중 적어도 하나로부터 선택된 하나 이상의 잔기를 포함할 수 있다. 분지화 단량체는 폴리에스터 반응 혼합물에 첨가되거나, 또는 예를 들어, 미국 특허 5,654,347 및 5,696,176(분지화 단량체에 관한 상기 개시내용은 본원에 참고로 포함됨)에 기재된 바와 같이 농축물의 형태로 폴리에스터와 블렌딩될 수 있다.
본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 적어도 하나의 사슬 연장제를 포함할 수 있다. 적합한 사슬 연장제는 다작용성(비제한적으로, 이작용성 포함) 아이소시아네이트, 다작용성 에폭사이드, 예를 들어 에폭실화 노보락, 및 페녹시 수지를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 특정 실시양태에서, 사슬 연장제는 중합 공정의 마지막에 또는 중합 공정 이후에 첨가될 수 있다. 중합 공정 이후에 첨가되는 경우, 사슬 연장제는 컴파운딩에 의해 또는 사출 성형 또는 압출과 같은 변환 공정 동안 첨가에 의해 혼입될 수 있다. 사용되는 사슬 연장제의 양은 사용되는 특정 단량체 조성 및 원하는 물리적 특성에 따라 달라질 수 있지만, 일반적으로 폴리에스터의 전체 중량 기준으로 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량%, 예컨대 약 0.1 내지 약 5 중량%이다.
하나의 실시양태에서, 적어도 하나의 인 화합물이 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물과 함께 포함될 수 있다.
하나의 실시양태에서, 인 화합물은 유기 화합물, 예를 들어, 할로겐화 또는 비-할로겐화 유기 치환기를 포함하는 인 산 에스터일 수 있다. 특정 실시양태에서, 인 화합물은 광범위한 인 화합물, 예를 들어, 포스핀, 포스파이트, 포스피나이트(phosphinite), 포스포나이트(phosphonite), 포스피네이트(phosphinate), 포스포네이트(phosphonate), 포스핀 산화물, 및 포스페이트를 포함할 수 있다.
본 발명에 유용할 수 있는 인 화합물의 예는 트라이부틸 포스페이트, 트라이에틸 포스페이트, 트라이-부톡시에틸 포스페이트, t-부틸페닐 다이페닐 포스페이트, 2-에틸헥실 다이페닐 포스페이트, 에틸 다이메틸 포스페이트, 아이소데실 다이페닐 포스페이트, 트라이라우릴 포스페이트, 트라이페닐 포스페이트, 트라이크레실 포스페이트, 트라이자일레닐 포스페이트, t-부틸페닐 다이페닐포스페이트, 레조르시놀 비스(다이페닐 포스페이트), 트라이벤질 포스페이트, 페닐 에틸 포스페이트, 트라이메틸 싸이오노포스페이트, 페닐 에틸 싸이오노포스페이트, 다이메틸 메틸포스포네이트, 다이에틸 메틸포스포네이트, 다이에틸 펜틸포스포네이트, 다이라우릴 메틸포스포네이트, 다이페닐 메틸포스포네이트, 다이벤질 메틸포스포네이트, 다이페닐 크레실포스포네이트, 다이메틸 크레실포스포네이트, 다이메틸 메틸싸이오노포스포네이트, 페닐 다이페닐포스피네이트, 벤질 다이페닐포스피네이트, 메틸 다이페닐포스피네이트, 트라이메틸 포스핀 옥사이드, 트라이페닐 포스핀 옥사이드, 트라이벤질 포스핀 옥사이드, 4-메틸 다이페닐 포스핀 옥사이드, 트라이에틸 포스파이트, 트라이부틸 포스파이트, 트라이라우릴 포스파이트, 트라이페닐 포스파이트, 트라이벤질 포스파이트, 페닐 다이에틸 포스파이트, 페닐 다이메틸 포스파이트, 벤질 다이메틸 포스파이트, 다이메틸 메틸포스포나이트, 다이에틸 펜틸포스포나이트, 다이페닐 메틸포스포나이트, 다이벤질 메틸포스포나이트, 다이메틸 크레실포스포나이트, 메틸 다이메틸포스피나이트, 메틸 다이에틸 포스피나이트, 페닐 다이페닐포스피나이트, 메틸 다이페닐포스피나이트, 벤질 다이페닐포스피나이트, 트라이페닐 포스핀, 트라이벤질 포스핀, 및 메틸 다이페닐 포스핀을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 트라이페닐 포스핀 옥사이드는 본 발명의 폴리에스터를 제조하는 공정에서 및/또는 본 발명의 폴리에스터 조성물에서 열안정화제로서 제외된다.
하나의 실시양태에서, 본 발명에 유용한 인 화합물은 이전에 기재된 임의의 인계 산일 수 있으며, 이때, (산소 또는 인 원자에 결합된) 산 화합물의 하나 이상의 수소 원자는 알킬, 분지형 알킬, 치환된 알킬, 알킬 에터, 치환된 알킬 에터, 알킬-아릴, 알킬-치환된 아릴, 아릴, 치환된 아릴, 및 이들의 혼합물로 대체된다. 또 다른 실시양태에서, 본 발명에 유용한 인 화합물은 화합물의 산소 원자에 결합된 수소 원자 중 적어도 하나가 금속 이온 또는 암모늄 이온으로 대체된 전술한 화합물을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
에스터는 알킬, 분지형 알킬, 치환된 알킬, 알킬 에터, 아릴, 및/또는 치환된 아릴 기를 포함할 수 있다. 에스터는 또한 적어도 하나의 알킬 기 및 적어도 하나의 아릴 기를 가질 수 있다. 특정 인 화합물에 존재하는 에스터 기의 개수는 0에서 사용되는 인 화합물에 존재하는 하이드록실 기의 개수를 기준으로 허용되는 최대값까지 달라질 수 있다. 예를 들어, 알킬 포스페이트 에스터는 모노-, 다이-, 및 트라이 알킬 포스페이트 에스터 중 하나 이상을 포함할 수 있고; 아릴 포스페이트 에스터는 모노-, 다이-, 및 트라이 아릴 포스페이트 에스터 중 하나 이상을 포함하고; 알킬 포스페이트 에스터 및/또는 아릴 포스페이트 에스터는 또한 적어도 하나의 알킬 및 하나의 아릴 기를 갖는 혼합 알킬 아릴 포스페이트 에스터를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
하나의 실시양태에서, 본 발명에 유용한 인 화합물은 인산, 아인산, 포스핀산, 포스폰산, 또는 아포스폰산의 알킬, 아릴 또는 혼합 알킬 아릴 에스터 또는 부분 에스터를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 알킬 또는 아릴 기는 하나 이상의 치환기를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명에 유용한 인 화합물은 치환된 또는 비치환된 알킬 포스페이트 에스터, 치환된 또는 비치환된 아릴 포스페이트 에스터, 치환된 또는 비치환된 혼합 알킬 아릴 포스페이트 에스터, 다이포스파이트, 인산의 염, 포스핀 산화물, 및 혼합 아릴 알킬 포스파이트, 이들의 반응 생성물, 및 이들의 혼합물 중 적어도 하나로부터 선택된 적어도 하나의 인 화합물을 포함한다. 포스페이트 에스터는 인산이 완전히 에스터화되거나 또는 부분적으로만 에스터화된 에스터를 포함한다.
하나의 실시양태에서, 예를 들어, 본 발명에 유용한 인 화합물은 적어도 하나의 포스페이트 에스터를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명에 유용한 인 화합물은 치환된 또는 비치환된 알킬 포스페이트 에스터, 치환된 또는 비치환된 아릴 포스페이트 에스터, 치환된 또는 비치환된 혼합 알킬 아릴 포스페이트 에스터, 이들의 반응 생성물, 및 이들의 혼합물 중 적어도 하나로부터 선택된 적어도 하나의 인 화합물을 포함한다. 포스페이트 에스터는 인산이 완전히 에스터화되거나 또는 부분적으로만 에스터화된 에스터를 포함한다.
하나의 실시양태에서, 예를 들어, 본 발명에 유용한 인 화합물은 적어도 하나의 포스페이트 에스터를 포함할 수 있다.
또 다른 실시양태에서, 본 발명에 유용한 포스페이트 에스터는 알킬 포스페이트 에스터, 아릴 포스페이트 에스터, 혼합 알킬 아릴 포스페이트 에스터, 및/또는 이들의 혼합물을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
특정 실시양태에서, 본 발명에 유용한 포스페이트 에스터는 포스페이트 에스터 상의 기가 알킬, 알콕시-알킬, 페닐, 또는 치환된 페닐 기를 포함하는 에스터이다. 이러한 포스페이트 에스터는 본원에서 일반적으로 알킬 및/또는 아릴 포스페이트 에스터로서 지칭된다. 특정 바람직한 실시양태는 트라이알킬 포스페이트, 트라이아릴 포스페이트, 알킬 다이아릴 포스페이트, 다이알킬 아릴 포스페이트, 및 이러한 포스페이트의 혼합물을 포함하며, 이때, 알킬 기는 바람직하게는 2 내지 12개의 탄소 원자를 포함하는 기이고, 아릴 기는 바람직하게는 페닐이다.
대표적인 알킬 및 분지형 알킬 기는 바람직하게는 에틸, 프로필, 아이소프로필, 부틸, 헥실, 사이클로헥실, 2-에틸헥실, 옥틸, 데실 및 도데실을 포함하지만, 이에 제한되지 않는 1-12개의 탄소 원자를 포함하는 기이다. 치환된 알킬 기는 카복실산 기 및 이의 에스터, 하이드록실 기, 아미노 기, 케토 기, 등 중 적어도 하나를 포함하는 알킬 기를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
대표적인 알킬-아릴 및 치환된 알킬-아릴 기는 알킬 부분이 1-12개의 탄소 원자를 포함하고, 아릴 기가 페닐 또는 치환된 페닐인 기이며, 이때, 알킬, 분지형 알킬, 아릴, 하이드록실, 등과 같은 기는 페닐 고리의 임의의 탄소 위치에 수소로 치환된다. 바람직한 아릴 기는 페닐 또는 치환된 페닐을 포함하며, 이때, 알킬, 분지형 알킬, 아릴, 하이드록실 등과 같은 기는 페닐 고리 상의 임의의 위치에서 수소로 치환된다.
하나의 실시양태에서, 본 발명에 유용한 포스페이트 에스터는 다이부틸페닐 포스페이트, 트라이페닐 포스페이트, 트라이크레실 포스페이트, 트라이부틸 포스페이트, 트라이-2-에틸헥실 포스페이트, 트라이옥틸 포스페이트, 및/또는 이들의 혼합물, 특히 트라이부틸 포스페이트와 트라이크레실 포스페이트의 혼합물, 및 아이소세틸 다이페닐 포스페이트와 2-에틸헥실 다이페닐 포스페이트의 혼합물을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
하나의 실시양태에서, 본 발명에 유용한 적어도 하나의 인 화합물은 적어도 하나의 아릴 포스페이트 에스터를 포함한다.
하나의 실시양태에서, 본 발명에 유용한 적어도 하나의 인 화합물은 적어도 하나의 비치환된 아릴 포스페이트 에스터를 포함한다.
하나의 실시양태에서, 본 발명에 유용한 적어도 하나의 인 화합물은 벤질 기로 치환되지 않은 적어도 하나의 아릴 포스페이트 에스터를 포함한다.
하나의 실시양태에서, 본 발명에 유용한 임의의 인 화합물은 적어도 하나의 알킬 포스페이트 에스터를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 열안정화제 및/또는 색안정화제로서 본 발명에 유용한 포스페이트 에스터는 트라이알킬 포스페이트, 트라이아릴 포스페이트, 알킬 다이아릴 포스페이트, 및 혼합 알킬 아릴 포스페이트 중 적어도 하나를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
하나의 실시양태에서, 열안정화제 및/또는 색안정화제로서 본 발명에 유용한 포스페이트 에스터는 트라이아릴 포스페이트, 알킬 다이아릴 포스페이트, 및 혼합 알킬 아릴 포스페이트 중 적어도 하나를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
하나의 실시양태에서, 본 발명에서 열안정화제 및/또는 색안정화제로서 유용한 포스페이트 에스터는 트라이아릴 포스페이트 및 혼합 알킬 아릴 포스페이트 중 적어도 하나를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
하나의 실시양태에서, 본 발명에 유용한 적어도 하나의 인 화합물은 트라이아릴 포스페이트, 예를 들어, 트라이페닐 포스페이트를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 하나의 실시양태에서, 적어도 하나의 열안정화제는 Merpol A를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 하나의 실시양태에서, 본 발명에 유용한 적어도 하나의 열안정화제는 트라이페닐 포스페이트 및 Merpol A 중 적어도 하나를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. Merpol A는 Stepan Chemical Co 및/또는 E.I. duPont de Nemours & Co로부터 상업적으로 입수 가능한 포스페이트 에스터이다. Merpol A의 CAS 등록 번호는 CAS 등록 번호 #37208-27-8로 여겨진다.
하나의 실시양태에서, 본 발명에 유용한 임의의 인 화합물은 벤질 기로 치환되지 않은 적어도 하나의 트라이아릴 포스페이트 에스터를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터 조성물 및/또는 공정은 2-에틸헥실 다이페닐 포스페이트를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 임의의 폴리에스터 조성물 및/또는 폴리에스터를 제조하기 위한 본원에 기재된 임의의 공정은 적어도 하나의 혼합 알킬 아릴 포스파이트, 예를 들어, 비스(2,4-다이쿠밀페닐)펜타에리스리톨 다이포스파이트(Doverphos S-9228(Dover Chemicals, CAS# 15486243-8)로도 공지됨)를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 임의의 폴리에스터 조성물 및/또는 폴리에스터를 제조하기 위한 본원에 기재된 임의의 공정은 적어도 하나의 포스핀 옥사이드를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 임의의 폴리에스터 조성물 및/또는 폴리에스터를 제조하기 위한 본원에 기재된 임의의 공정은 적어도 하나의 인산의 염, 예를 들어, KH2PO4 및 Zn3(PO4)2를 포함할 수 있다.
용어 "열안정화제"는 이들의 반응 생성물을 포함하도록 의도된다. 본 발명의 열안정화제와 관련하여 사용되는 용어 "반응 생성물"은 열안정화제와 폴리에스터의 제조에 사용되는 임의의 단량체 사이의 중축합 또는 에스터화 반응의 임의의 생성물, 뿐만 아니라 촉매와 임의의 다른 유형의 첨가제 사이의 중축합 또는 에스터화 반응의 생성물을 지칭한다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 본 발명에 유용한 인 화합물은 열안정화제로서 작용할 수 있다. 본 발명의 하나의 실시양태에서, 본 발명에 유용한 인 화합물은 열안정화제로서 작용할 수 없지만 색안정화제로서 작용할 수 있다. 본 발명의 하나의 실시양태에서, 본 발명에 유용한 인 화합물은 열안정화제 및 색안정화제 둘 모두로서 작용할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 중합 동안 첨가되는 본 발명의 포스페이트 에스터의 양은 최종 폴리에스터 중 인 원자의 형태로서 측정 시 폴리에스터 조성물의 전체 중량 기준으로 10 내지 200 ppm으로부터 선택된다. 본 발명의 실시양태에서, 인은 최종 폴리에스터에서 인 원자의 형태로 측정 시 폴리에스터 조성물의 전체 중량 기준으로 10 내지 100, 또는 10 내지 80, 또는 10 내지 60, 또는 10 내지 55, 또는 15 내지 55, 또는 18 내지 52, 또는 20 내지 50 ppm의 양으로 존재할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 촉매 시스템은 적어도 하나의 리튬 화합물을 포함한다. 하나의 실시양태에서, 리튬 화합물은 에스터화 반응 또는 중축합 반응 또는 두 반응 모두에서 사용될 수 있다. 하나의 실시양태에서, 촉매 시스템은 에스터화 반응에 사용되는 적어도 하나의 리튬 화합물을 포함한다. 하나의 실시양태에서, 촉매 시스템은 중축합 반응에 사용되는 적어도 하나의 리튬 화합물을 포함한다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터 조성물은, 리튬 원자를, 제조된 최종 폴리에스터의 질량 대비, 5 내지 500 ppm, 또는 5 내지 450 ppm, 또는 5 내지 400 ppm, 또는 5 내지 350 ppm, 또는 5 내지 300 ppm, 또는 5 내지 250 ppm, 또는 5 내지 200 ppm, 또는 5 내지 150 ppm, 또는 5 내지 125 ppm, 또는 5 내지 100 ppm, 또는 5 내지 90 ppm, 또는 5 내지 85 ppm, 또는 5 내지 80 ppm, 또는 5 내지 75 ppm, 또는 5 내지 70 ppm, 또는 5 내지 65 ppm, 또는 5 내지 60 ppm, 또는 10 내지 500 ppm, 또는 10 내지 450 ppm, 또는 10 내지 400 ppm, 또는 10 내지 350 ppm, 또는 10 내지 300 ppm, 또는 10 내지 250 ppm, 또는 10 내지 200 ppm, 또는 10 내지 150 ppm, 또는 10 내지 125 ppm, 또는 10 내지 100 ppm, 또는 10 내지 90 ppm, 또는 10 내지 80 ppm, 또는 10 내지 75 ppm, 또는 10 내지 70 ppm, 또는 10 내지 65 ppm, 또는 10 내지 60 ppm, 또는 25 내지 500 ppm, 또는 25 내지 450 ppm, 또는 25 내지 400 ppm, 또는 25 내지 350 ppm, 또는 25 내지 300 ppm, 또는 25 내지 250 ppm, 또는 25 내지 200 ppm, 또는 25 내지 150 ppm, 또는 25 내지 125 ppm, 또는 25 내지 100 ppm, 또는 25 내지 90 ppm, 또는 25 내지 80 ppm, 또는 25 내지 75 ppm, 또는 25 내지 70 ppm, 또는 25 내지 65 ppm, 또는 25 내지 60 ppm, 또는 30 내지 500 ppm, 또는 30 내지 450 ppm, 또는 30 내지 400 ppm, 또는 30 내지 350 ppm, 또는 30 내지 300 ppm, 또는 30 내지 250 ppm, 또는 30 내지 200 ppm, 또는 30 내지 150 ppm, 또는 30 내지 100 ppm, 또는 30 내지 90 ppm, 또는 30 내지 80 ppm, 또는 30 내지 75 ppm, 또는 30 내지 70 ppm, 또는 30 내지 65 ppm, 또는 30 내지 60 ppm, 또는 40 내지 500 ppm, 또는 40 내지 450 ppm, 또는 40 내지 400 ppm, 또는 40 내지 350 ppm, 또는 40 내지 300 ppm, 또는 40 내지 250 ppm, 또는 40 내지 200 ppm, 또는 40 내지 150 ppm, 또는 40 내지 100 ppm, 또는 40 내지 90 ppm, 또는 40 내지 80 ppm, 또는 40 내지 75 ppm, 또는 40 내지 70 ppm, 또는 40 내지 65 ppm, 또는 40 내지 60 ppm, 또는 50 내지 500 ppm, 또는 50 내지 450 ppm, 또는 50 내지 400 ppm, 또는 50 내지 350 ppm, 또는 50 내지 300 ppm, 또는 50 내지 250 ppm, 또는 50 내지 200 ppm, 또는 50 내지 150 ppm, 또는 50 내지 100 ppm, 또는 50 내지 90 ppm, 또는 50 내지 80 ppm, 또는 50 내지 75 ppm, 또는 50 내지 70 ppm, 또는 50 내지 65 ppm, 또는 50 내지 60 ppm의 양으로 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터에 존재하는 리튬 원자의 양은, 일반적으로, 중합체의 전체 중량을 기준으로, 적어도 5 ppm, 또는 적어도 8 ppm, 또는 적어도 10 ppm, 또는 적어도 15 ppm, 또는 적어도 20 ppm, 또는 적어도 25 ppm, 또는 적어도 30 ppm, 또는 적어도 35 ppm, 또는 적어도 40 ppm, 또는 적어도 45 ppm, 또는 적어도 50 ppm, 및 100 ppm 미만, 또는 90 ppm 미만, 또는 80 ppm 미만, 또는 75 ppm 미만, 또는 70 ppm 미만, 또는 65 ppm 미만, 또는 60 ppm 미만 범위일 수 있다.
하나의 실시양태에서, 리튬 원자의 중량 범위는, 코폴리에스터의 전체 중량을 기준으로, 10 ppm 내지 100 ppm, 또는 20 ppm 내지 100 ppm, 또는 25 ppm 내지 100 ppm, 또는 30 ppm 내지 100 ppm, 또는 35 ppm 내지 100 ppm, 또는 40 ppm 내지 100 ppm, 또는 45 ppm 내지 100 ppm, 또는 50 ppm 내지 100 ppm, 또는 10 ppm 내지 75 ppm, 또는 15 ppm 내지 75 ppm, 또는 20 ppm 내지 75 ppm, 또는 25 ppm 내지 75 ppm, 또는 30 ppm 내지 75 ppm, 또는 35 ppm 내지 75 ppm, 또는 40 ppm 내지 75 ppm, 또는 45 ppm 내지 75 ppm, 또는 50 ppm 내지 75 ppm, 또는 10 ppm 내지 65 ppm, 또는 20 ppm 내지 65 ppm, 또는 30 ppm 내지 65 ppm, 또는 35 ppm 내지 65 ppm, 또는 40 ppm 내지 65 ppm, 또는 45 ppm 내지 65 ppm, 또는 from 50 ppm 내지 65 ppm일 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터 조성물은, 알루미늄 원자를, 제조된 최종 폴리에스터의 질량 대비, 5 내지 500 ppm, 또는 5 내지 450 ppm, 또는 5 내지 400 ppm, 또는 5 내지 350 ppm, 또는 5 내지 300 ppm, 또는 5 내지 250 ppm, 또는 5 내지 200 ppm, 또는 5 내지 150 ppm, 또는 5 내지 125 ppm, 또는 5 내지 100 ppm, 또는 5 내지 90 ppm, 또는 5 내지 85 ppm, 또는 5 내지 80 ppm, 또는 5 내지 75 ppm, 또는 5 내지 70 ppm, 또는 5 내지 65 ppm, 또는 5 내지 60 ppm, 또는 10 내지 500 ppm, 또는 10 내지 450 ppm, 또는 10 내지 400 ppm, 또는 10 내지 350 ppm, 또는 10 내지 300 ppm, 또는 10 내지 250 ppm, 또는 10 내지 200 ppm, 또는 10 내지 150 ppm, 또는 10 내지 125 ppm, 또는 10 내지 100 ppm, 또는 10 내지 90 ppm, 또는 10 내지 80 ppm, 또는 10 내지 75 ppm, 또는 10 내지 70 ppm, 또는 10 내지 65 ppm, 또는 10 내지 60 ppm, 또는 25 내지 500 ppm, 또는 25 내지 450 ppm, 또는 25 내지 400 ppm, 또는 25 내지 350 ppm, 또는 25 내지 300 ppm, 또는 25 내지 250 ppm, 또는 25 내지 200 ppm, 또는 25 내지 150 ppm, 또는 25 내지 125 ppm, 또는 25 내지 100 ppm, 또는 25 내지 90 ppm, 또는 25 내지 80 ppm, 또는 25 내지 75 ppm, 또는 25 내지 70 ppm, 또는 25 내지 65 ppm, 또는 25 내지 60 ppm, 또는 30 내지 500 ppm, 또는 30 내지 450 ppm, 또는 30 내지 400 ppm, 또는 30 내지 350 ppm, 또는 30 내지 300 ppm, 또는 30 내지 250 ppm, 또는 30 내지 200 ppm, 또는 30 내지 150 ppm, 또는 30 내지 100 ppm, 또는 30 내지 90 ppm, 또는 30 내지 80 ppm, 또는 30 내지 75 ppm, 또는 30 내지 70 ppm, 또는 30 내지 65 ppm, 또는 30 내지 60 ppm, 또는 40 내지 500 ppm, 또는 40 내지 450 ppm, 또는 40 내지 400 ppm, 또는 40 내지 350 ppm, 또는 40 내지 300 ppm, 또는 40 내지 250 ppm, 또는 40 내지 200 ppm, 또는 40 내지 150 ppm, 또는 40 내지 100 ppm, 또는 40 내지 90 ppm, 또는 40 내지 80 ppm, 또는 40 내지 75 ppm, 또는 40 내지 70 ppm, 또는 40 내지 65 ppm, 또는 40 내지 60 ppm, 또는 50 내지 500 ppm, 또는 50 내지 450 ppm, 또는 50 내지 400 ppm, 또는 50 내지 350 ppm, 또는 50 내지 300 ppm, 또는 50 내지 250 ppm, 또는 50 내지 200 ppm, 또는 50 내지 150 ppm, 또는 50 내지 100 ppm, 또는 50 내지 90 ppm, 또는 50 내지 80 ppm, 또는 50 내지 75 ppm, 또는 50 내지 70 ppm, 또는 50 내지 65 ppm, 또는 50 내지 60 ppm의 양으로 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터에 존재하는 알루미늄 원자의 양은, 일반적으로, 중합체의 전체 중량을 기준으로, 적어도 5 ppm, 또는 적어도 8 ppm, 또는 적어도 10 ppm, 또는 적어도 15 ppm, 또는 적어도 20 ppm, 또는 적어도 25 ppm, 또는 적어도 30 ppm, 또는 적어도 35 ppm, 또는 적어도 40 ppm, 또는 적어도 45 ppm, 또는 적어도 50 ppm, 및 100 ppm 미만, 또는 90 ppm 미만, 또는 80 ppm 미만, 또는 75 ppm 미만, 또는 70 ppm 미만, 또는 65 ppm 미만, 또는 60 ppm 미만 범위일 수 있다.
하나의 실시양태에서, 알루미늄 원자의 양은, 제조된 최종 폴리에스터의 질량 대비, 중량으로 10 ppm 내지 100 ppm, 또는 20 ppm 내지 100 ppm, 또는 25 ppm 내지 100 ppm, 또는 30 ppm 내지 100 ppm, 또는 35 ppm 내지 100 ppm, 또는 40 ppm 내지 100 ppm, 또는 45 ppm 내지 100 ppm, 또는 50 ppm 내지 100 ppm, 또는 10 ppm 내지 75 ppm, 또는 15 ppm 내지 75 ppm, 또는 20 ppm 내지 75 ppm, 또는 25 ppm 내지 75 ppm, 또는 30 ppm 내지 75 ppm, 또는 35 ppm 내지 75 ppm, 또는 40 ppm 내지 75 ppm, 또는 45 ppm 내지 75 ppm, 또는 50 ppm 내지 75 ppm, 또는 10 ppm 내지 65 ppm, 또는 20 ppm 내지 65 ppm, 또는 30 ppm 내지 65 ppm, 또는 35 ppm 내지 65 ppm, 또는 40 ppm 내지 65 ppm, 또는 45 ppm 내지 65 ppm, 또는 50 ppm 내지 65 ppm일 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터 조성물은, 제조된 최종 폴리에스터의 질량 대비, 리튬 원자 대 알루미늄 원자(ppm)의 비율이 1:5 내지 5:1, 1:4 내지 4:1, 또는 1:3 내지 3:1, 또는 1:2 내지 2:1, 또는 1-1.25:1이다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터 조성물은 조성물에 존재하는 전체 촉매 금속 원자가, 제조된 최종 폴리에스터의 질량 대비, 10 내지 1000 ppm, 또는 10 내지 800 ppm, 또는 10 내지 600 ppm, 또는 10 내지 500 ppm, 또는 10 내지 450 ppm, 또는 10 내지 400 ppm, 또는 10 내지 300 ppm, 또는 10 내지 250 ppm, 또는 10 내지 200 ppm, 또는 10 내지 150 ppm, 또는 50 내지 1000 ppm, 또는 50 내지 800 ppm, 또는 50 내지 600 ppm, 또는 50 내지 500 ppm, 또는 50 내지 450 ppm, 또는 50 내지 400 ppm, 또는 50 내지 300 ppm, 또는 50 내지 250 ppm, 또는 50 내지 200 ppm, 또는 50 내지 150 ppm, 또는 100 내지 1000 ppm, 또는 100 내지 800 ppm, 또는 100 내지 600 ppm, 또는 100 내지 500 ppm, 또는 100 내지 400 ppm, 또는 100 내지 300 ppm, 또는 100 내지 250 ppm, 또는 100 내지 200 ppm, 또는 100 내지 150 ppm, 또는 80 내지 150 ppm, 또는 200 내지 1000 ppm, 또는 200 내지 800 ppm, 또는 200 내지 600 ppm, 또는 200 내지 500 ppm, 또는 200 내지 400 ppm, 또는 300 내지 1000 ppm, 또는 300 내지 800 ppm, 또는 300 내지 600 ppm, 또는 300 내지 500 ppm, 또는 300 내지 400 ppm, 또는 400 내지 1000 ppm, 또는 400 내지 800 ppm, 또는 400 내지 600 ppm, 또는 500 내지 1000 ppm, 또는 500 내지 800 ppm, 또는 500 내지 700 ppm, 또는 500 ppm 미만, 또는 400 ppm 미만, 또는 300 ppm 미만, 또는 250 ppm 미만, 또는 225 ppm 미만, 또는 200 ppm 미만, 또는 150 ppm 미만 범위일 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터 조성물은, 제조된 최종 폴리에스터의 질량 대비, 리튬 원자 대 알루미늄 원자(ppm)의 비율이 1:5 내지 5:1, 1:4 내지 4:1, 또는 1:3 내지 3:1, 또는 1:2 내지 2:1이다.
본 발명에 유용한 리튬-함유 화합물은 리튬 카보네이트, 리튬 아세테이트, 리튬 벤조에이트, 리튬 석시네이트, 리튬 아세틸아세토네이트, 리튬 메톡사이드, 리튬 옥살레이트, 리튬 나이트레이트, 리튬 에톡사이드, 리튬 하이드록사이드, 리튬 하이드라이드, 리튬 글리콕사이드, 알킬 리튬, 리튬 알루미늄 하이드라이드, 리튬 보로하이드라이드, 리튬 옥사이드 중 적어도 하나를 포함하지만, 이에 제한되지 않는 리튬을 포함하는 임의의 화합물을 포함한다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터 조성물은 리튬 아세테이트, 리튬 아세틸아세토네이트, 리튬 하이드록사이드, 리튬 카보네이트, 리튬 옥살레이트, 및 리튬 나이트레이트 중 적어도 하나를 포함하는 적어도 하나의 리튬 공급원을 포함한다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터 조성물은 적어도 하나의 리튬 공급원을 포함하며, 이는 리튬 아세틸아세토네이트이다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터에 존재하는 리튬 원자의 양은 일반적으로 제조된 최종 폴리에스터의 질량 대비 적어도 5 ppm, 또는 적어도 8 ppm, 또는 적어도 10 ppm, 또는 적어도 15 ppm, 또는 적어도 20 ppm, 또는 적어도 25 ppm, 또는 적어도 30 ppm, 또는 적어도 35 ppm, 또는 적어도 40 ppm, 또는 적어도 45 ppm, 또는 적어도 50 ppm, 및 100 ppm 미만, 또는 90 ppm 미만, 또는 80 ppm 미만, 또는 75 ppm 미만, 또는 70 ppm 미만, 또는 65 ppm 미만, 또는 60 ppm 미만, 또는 55 ppm 미만 범위일 수 있다.
하나의 실시양태에서, 리튬 원자의 중량 범위는 제조된 최종 폴리에스터의 질량 대비 10 ppm 내지 100 ppm, 또는 20 ppm 내지 100 ppm, 또는 25 ppm 내지 100 ppm, 또는 30 ppm 내지 100 ppm, 또는 35 ppm 내지 100 ppm, 또는 40 ppm 내지 100 ppm, 또는 45 ppm 내지 100 ppm, 또는 50 ppm 내지 100 ppm, 또는 10 ppm 내지 75 ppm, 또는 15 ppm 내지 75 ppm, 또는 20 ppm 내지 75 ppm, 또는 25 ppm 내지 75 ppm, 또는 30 ppm 내지 75 ppm, 또는 35 ppm 내지 75 ppm, 또는 40 ppm 내지 75 ppm, 또는 45 ppm 내지 75 ppm, 또는 50 ppm 내지 75 ppm, 또는 10 ppm 내지 65 ppm, 또는 20 ppm 내지 65 ppm, 또는 30 ppm 내지 65 ppm, 또는 35 ppm 내지 65 ppm, 또는 40 ppm 내지 65 ppm, 또는 45 ppm 내지 65 ppm, 10 ppm 내지 50 ppm, 또는 20 ppm 내지 50 ppm, 또는 30 ppm 내지 50 ppm, 또는 35 ppm 내지 50 ppm, 또는 40 ppm 내지 50 ppm, 10 ppm 내지 40 ppm, 또는 20 ppm 내지 40 ppm, 또는 30 ppm 내지 40 ppm, 또는 10 ppm 내지 35 ppm, 또는 20 ppm 내지 35 ppm, 또는 30 ppm 내지 35 ppm, 또는 10 ppm 내지 30 ppm, 또는 20 ppm 내지 30 ppm일 수 있다.
하나의 실시양태에서, 촉매 혼합물은 적어도 하나의 알루미늄 화합물을 포함한다. 하나의 실시양태에서, 알루미늄 화합물은 에스터화 반응 또는 중축합 반응 또는 두 반응 모두에서 사용될 수 있다. 하나의 실시양태에서, 촉매 시스템은 에스터화 반응에 사용되는 적어도 하나의 알루미늄 화합물을 포함한다. 하나의 실시양태에서, 촉매 혼합물은 중축합 반응에 사용되는 적어도 하나의 알루미늄 화합물을 포함한다.
하나의 실시양태에서, 폴리에스터 조성물은 촉매적으로 활성인 적어도 하나의 알루미늄 공급원을 포함할 수 있다. 이러한 알루미늄 화합물은 적어도 하나의 유기 치환기를 갖는 알루미늄 화합물을 포함할 수 있다.
알루미늄 화합물의 적합한 예시는 적어도 하나의 알루미늄의 카복실산 염, 예컨대 알루미늄 아세테이트(가용화된 경우), 알루미늄 벤조에이트, 알루미늄 설페이트, 알루미늄 락테이트, 알루미늄 라우레이트, 알루미늄 스테아레이트, 알루미늄 알콜레이트, 알루미늄 에틸레이트, 알루미늄 아이소프로필레이트(또한 알루미늄 아이소프로폭사이드로도 공지됨), 알루미늄 트라이-n-부티레이트, 알루미늄 트라이-tert-부티레이트, 모노-sec-부톡시알루미늄 다이아이소프로필레이트, 및 알루미늄 알콜레이트의 알콕시 기가 부분적으로 또는 모두 알킬 아세토아세테이트 또는 아세틸아세톤과 같은 킬레이트화로 치환된 알루미늄 킬레이트, 예컨대 에틸 아세토아세테이트 알루미늄 다이아이소프로필레이트, 알루미늄 트리스(에틸 아세토아세테이트), 알킬 아세토아세테이트, 알루미늄 다이아이소프로필레이트, 알루미늄 모노아세틸아세테이트 비스(에틸 아세토아세테이트), 알루미늄 트리스(아세틸 아세테이트), 또는 알루미늄 아세틸아세토네이트를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터 조성물은 알루미늄 하이드록사이드, 알루미늄 아세틸아세토네이트, 알루미늄 아세테이트, 알루미늄 아이소프로폭사이드 또는 알루미늄 설페이트를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터 조성물은 알루미늄 아세틸아세토네이트 및 알루미늄 아이소프로폭사이드로부터 선택되는 적어도 하나의 알루미늄 공급원을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터 조성물은 알루미늄 아세틸아세토네이트로부터 선택되는 적어도 하나의 알루미늄 공급원을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터에 존재하는 알루미늄 원자의 양은 일반적으로 제조된 최종 폴리에스터의 질량 대비 적어도 5 ppm, 또는 적어도 8 ppm, 또는 적어도 10 ppm, 또는 적어도 15 ppm, 또는 적어도 20 ppm, 또는 적어도 25 ppm, 또는 적어도 30 ppm, 또는 적어도 35 ppm, 또는 적어도 40 ppm, 또는 적어도 45 ppm, 또는 적어도 50 ppm, 및 100 ppm 미만, 또는 90 ppm 미만, 또는 80 ppm 미만, 또는 75 ppm 미만, 또는 70 ppm 미만, 또는 65 ppm 미만, 또는 60 ppm 미만, 또는 55 ppm 미만 범위일 수 있다.
하나의 실시양태에서, 알루미늄 원자의 중량 범위는 제조된 최종 폴리에스터의 질량 대비 10 ppm 내지 100 ppm, 또는 20 ppm 내지 100 ppm, 또는 25 ppm 내지 100 ppm, 또는 30 ppm 내지 100 ppm, 또는 35 ppm 내지 100 ppm, 또는 40 ppm 내지 100 ppm, 또는 45 ppm 내지 100 ppm, 또는 50 ppm 내지 100 ppm, 또는 10 ppm 내지 75 ppm, 또는 15 ppm 내지 75 ppm, 또는 20 ppm 내지 75 ppm, 또는 25 ppm 내지 75 ppm, 또는 30 ppm 내지 75 ppm, 또는 35 ppm 내지 75 ppm, 또는 40 ppm 내지 75 ppm, 또는 45 ppm 내지 75 ppm, 또는 50 ppm 내지 75 ppm, 또는 10 ppm 내지 65 ppm, 또는 20 ppm 내지 65 ppm, 또는 30 ppm 내지 65 ppm, 또는 35 ppm 내지 65 ppm, 또는 40 ppm 내지 65 ppm, 또는 45 ppm 내지 65 ppm, 10 ppm 내지 50 ppm, 또는 20 ppm 내지 50 ppm, 또는 30 ppm 내지 50 ppm, 또는 35 ppm 내지 50 ppm, 또는 40 ppm 내지 50 ppm, 10 ppm 내지 40 ppm, 또는 20 ppm 내지 40 ppm, 또는 30 ppm 내지 40 ppm, 또는 10 ppm 내지 35 ppm, 또는 20 ppm 내지 35 ppm, 또는 30 ppm 내지 35 ppm, 또는 10 ppm 내지 30 ppm, 또는 20 ppm 내지 30 ppm일 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명에 유용한 폴리에스터를 제조하기 위해 본 발명의 공정에 사용되는 적합한 촉매는 적어도 하나의 리튬 화합물 및 하나의 알루미늄 화합물을 포함한다. 특정 실시양태에서, 적어도 하나의 리튬 화합물 및 적어도 하나의 알루미늄 화합물과 조합하여 다른 촉매가 본 발명에 가능하게는 사용될 수 있다. 다른 촉매는 갈륨, 아연, 안티모니, 코발트, 마그네슘, 게르마늄계 촉매를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 30 ppm 미만, 또는 20 ppm 미만, 또는 10 ppm 미만, 또는 5 ppm 미만, 또는 2 ppm 미만, 또는 0 내지 30 ppm, 또는 0 내지 20 ppm, 또는 0 내지 10 ppm, 또는 0 ppm, 또는 30 ppm 미만, 또는 20 ppm 미만, 또는 10 ppm 미만, 또는 5 ppm 미만, 또는 2 ppm 미만, 또는 0 내지 30 ppm, 또는 0 내지 20 ppm, 또는 0 내지 10 ppm, 또는 0 ppm의 임의의 티타늄 원자 및/또는 주석 원자를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터 조성물은 30 ppm 미만, 또는 20 ppm 미만, 또는 10 ppm 미만, 또는 5 ppm 미만, 또는 2 ppm 미만, 또는 0 내지 30 ppm, 또는 0 내지 20 ppm, 또는 0 내지 10 ppm, 또는 0 ppm의 임의의 망간 원자를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터 조성물은 30 ppm 미만, 또는 20 ppm 미만, 또는 10 ppm 미만, 또는 5 ppm 미만, 또는 2 ppm 미만, 또는 0 내지 30 ppm, 또는 0 내지 20 ppm, 또는 0 내지 10 ppm, 또는 0 ppm의 아연 원자를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터 조성물은 30 ppm 미만, 또는 20 ppm 미만, 또는 10 ppm 미만, 또는 5 ppm 미만, 또는 2 ppm 미만, 또는 0 내지 30 ppm, 또는 0 내지 20 ppm, 또는 0 내지 10 ppm, 또는 0 ppm의 임의의 티타늄 원자, 주석 원자, 및/또는 망간 원자를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터 조성물은 30 ppm 미만, 또는 20 ppm 미만, 또는 10 ppm 미만, 또는 5 ppm 미만, 또는 2 ppm 미만, 또는 0 내지 30 ppm, 또는 0 내지 20 ppm, 또는 0 내지 10 ppm, 또는 0 ppm의 임의의 티타늄 원자, 주석 원자, 및/또는 아연 원자를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터 조성물은 30 ppm 미만, 또는 20 ppm 미만, 또는 10 ppm 미만, 또는 5 ppm 미만, 또는 2 ppm 미만, 또는 0 내지 30 ppm, 또는 0 내지 20 ppm, 또는 0 내지 10 ppm, 또는 0 ppm의 임의의 티타늄 원자, 주석 원자, 망간 원자 및/또는 아연 원자를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시양태에서, 폴리에스터의 Tg는 85 내지 130℃, 또는 100 내지 130℃, 또는 100 내지 125℃, 또는 100 내지 120℃ 범위 중 하나로부터 선택될 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터 조성물은 0.01 내지 300, 또는 0.01 내지 250, 또는 0.01 내지 200, 또는 0.01 내지 150, 또는 0.01 내지 130, 또는 0.01 내지 120, 또는 0.10 내지 300, 또는 0.10 내지 250, 또는 0.10 내지 200, 또는 0.10 내지 150, 또는 0.10 내지 130, 또는 0.10 내지 120, 또는 0.20 내지 300, 또는 0.20 내지 250, 또는 0.20 내지 200, 또는 0.20 내지 150, 또는 0.20 내지 130, 또는 0.20 내지 120, 또는 0.15 내지 300, 또는 0.15 내지 250, 또는 0.15 내지 200, 또는 0.15 내지 150, 또는 0.15 내지 130, 또는 0.15 내지 120의 중합도를 갖는 폴리에스터를 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 모든 폴리에스터 조성물의 경우, 고유 점도는 25℃에서 0.5 g/100 ml 농도의 60/40(중량/중량) 페놀/테트라클로로에탄에서 측정 시, 0.35 내지 1.2 dL/g, 또는 0.35 내지 0.80 dL/g, 또는 0.35 내지 0.75 dL/g, 또는 0.50 내지 1.2 dL/g, 또는 0.50 내지 0.80 dL/g, 또는 0.50 내지 0.75 dL/g, 또는 0.50 내지 0.70 dL/g, 또는 0.50 내지 0.65 dL/g, 또는 0.50 내지 0.60 dL/g, 또는 0.55 내지 0.75 dL/g, 또는 0.55 내지 0.70 dL/g, 또는 0.60 내지 0.75 dL/g, 또는 0.60 내지 0.70 dL/g일 수 있다.
본 발명에 유용한 조성물은 달리 언급되지 않는 한 본원에 기재된 고유 점도 범위 중 적어도 하나 및 본원에 기재된 조성물에 대한 단량체 범위 중 적어도 하나를 보유할 수 있는 것으로 고려된다. 또한 본 발명에 유용한 조성물은 달리 언급되지 않는 한 본원에 기재된 Tg 범위 중 적어도 하나 및 본원에 기재된 조성물에 대한 단량체 범위 중 적어도 하나를 보유할 수 있는 것으로 고려된다. 또한 본 발명에 유용한 조성물은 달리 언급되지 않는 한 본원에 기재된 고유 점도 범위 중 적어도 하나, 본원에 기재된 Tg 범위 중 적어도 하나, 및 본원에 기재된 조성물에 대한 단량체 범위 중 적어도 하나를 보유할 수 있는 것으로 고려된다.
본 발명에 유용한 폴리에스터 조성물의 폴리에스터 부분은, 예를 들어 균질 용액에서의 공정, 용융물에서의 에스터교환 공정 및 2상 계면 공정과 같은 문헌에 공지된 공정에 의해 제조될 수 있다. 적합한 방법은 100℃ 내지 315℃의 온도 및 0.1 내지 760 mm Hg의 압력에서 하나 이상의 다이카복실산과 하나 이상의 글리콜을 폴리에스터를 형성하기에 충분한 시간 동안 반응시키는 단계를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 폴리에스터의 생산 방법에 대한 미국 특허 3,772,405를 참조하며, 이러한 방법에 대한 상기 개시내용은 본원에 참조로 포함된다.
일반적인 폴리에스터는, 본원에 기재된 바와 같이, 리튬 촉매 및 알루미늄(및 임의적으로, 다른 촉매)의 존재 하에, 다이카복실산 또는 다이카복실산 에스터를 글리콜과 불활성 분위기 및 축합 과정 동안 점진적으로 증가한 최대 약 225℃ 내지 310℃의 상승된 온도에서 축합시키고, 축합의 후반부 동안 낮은 압력에서 축합을 수행함으로써 제조될 수 있으며, 이는 미국 특허 2,720,507(본원에 참조로 포함됨)에 더욱 상세히 기재되어 있다.
또 다른 실시양태에서, 본 발명은 본 발명의 코폴리에스터의 제조 공정에 관한 것이다. 하나의 실시양태에서, 상기 공정은 테레프탈산, TMCD 및 에틸렌 글리콜을 포함하는 코폴리에스터에 관한 것이다. 실시양태에서, 상기 공정은
(A) 하나 이상의 리튬 촉매 및 하나 이상의 알루미늄 촉매의 존재 하에 본 발명의 폴리에스터에 유용한 단량체를 포함하는 혼합물을, 초기 폴리에스터를 생성하기에 충분한 시간 동안 150 내지 300℃의 온도에서 가열하는 단계;
(B) 상기 (A)단계의 생성물을 230 내지 320℃의 온도에서 1 내지 6시간 동안 가열하여 중축합하는 단계; 및
(C) 임의의 반응하지 않은 글리콜을 제거하는 단계
를 포함한다.
에스터화 단계 (A)의 반응 시간은 선택된 온도, 압력 및 글리콜 대 다이카복실산의 공급물 몰비에 따라 달라진다.
하나의 실시양태에서, 단계 (A)는 50 중량% 이상의 TMCD이 반응할 때까지 수행될 수 있다. 단계 (A)는 0 psig 내지 100 psig 범위의 압력 하에서 수행될 수 있거나, 수행되지 않을 수 있다. 본 발명에 유용한 임의의 촉매와 관련하여 사용되는 용어 "반응 생성물"은 촉매와 폴리에스터의 제조에 사용되는 임의의 단량체와의 중축합 또는 에스터화 반응의 임의의 생성물, 뿐만 아니라 촉매와 임의의 다른 유형의 첨가제 사이의 중축합 또는 에스터화 반응의 생성물을 지칭한다.
특정 실시양태에서, 단계 (B) 및 단계 (C)는 동시에 수행될 수 있다. 이러한 단계는 반응 혼합물을 0.002 psig 내지 대기압 미만 범위의 압력 하에 두거나, 또는 혼합물 위에 뜨거운 질소 가스를 불어넣는 것과 같은 당업계에 공지된 방법에 의해 수행될 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명은 폴리에스터의 제조 공정에 관한 것이며, 상기 공정은
(I) 0 psig 내지 100 psig 범위로부터 선택된 적어도 하나의 압력 하에 150℃ 내지 300℃로부터 선택된 적어도 하나의 온도에서 혼합물을 가열하는 단계로서, 상기 혼합물이
(a) 다이카복실산 성분으로서,
(i) 약 90 내지 약 100 몰%의 다이메틸 테레프탈레이트 잔기;
(ii) 약 0 내지 약 10 몰%의, 20개 이하의 탄소 원자를 갖는 방향족 및/또는 지방족 다이카복실산 잔기
를 포함하는, 다이카복실산 성분; 및
(b) 글리콜 성분으로서,
(i) 약 10 내지 약 50 몰% TMCD 잔기; 및
(ii) 약 50 내지 약 90 몰%의 CHDM의 잔기
를 포함하는, 글리콜 성분
을 포함하고, 이때, 단계 (I)에서 첨가된 글리콜 성분/다이카복실산 성분의 몰비는 1.01-3.0/1.0이고, TMCD는 약 10 내지 50 몰%의 양으로 첨가되어, 약 10 내지 50 몰%의 TMCD 잔기를 갖는 최종 중합체에 도달하고;
이때, 단계 (I)의 혼합물이 (i) Li 및 Al을 포함하는 적어도 2가지 촉매; 및 (ii) 임의적으로, 적어도 하나의 인 화합물의 존재 하에 가열되는, 단계; 및
(II) 단계 (I)의 생성물을 230℃ 내지 320℃의 온도에서 1 내지 6시간 동안 단계 (I)의 최종 압력 내지 0.02 torr 절대압 범위로부터 선택된 적어도 하나의 압력 하에서 가열하여 최종 폴리에스터를 형성하는 단계,
를 포함하고,
이때, 최종 폴리에스터 중 다이카복실산 성분의 전체 몰%는 100 몰%이고; 최종 폴리에스터 중 글리콜 성분의 전체 몰%는 100 몰%이고;
이때, 최종 폴리에스터의 고유 점도는 25℃에서 0.25 g/50 ml 농도의 60/40(중량/중량) 페놀/테트라클로로에탄에서 측정 시 0.50 내지 0.80 dL/g이고, 폴리에스터에 대한 L* 색상값은 CIE의 L*a*b* 색상 시스템에 의해 측정 시, 75 이상, 또는 75 초과인 단계
를 포함한다.
하나의 실시양태에서, 본 발명에 유용한 폴리에스터는 열적 안정화제의 존재와 관계 없이 적어도 하나의 포스페이트 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 공정에서, 적어도 하나의 인 화합물, 예를 들어, 적어도 하나의 포스페이트 에스터는 단계 (I), 단계 (II) 및/또는 단계 (I) 및 (II) 및/또는 단계 (I) 및/또는 (II) 이후에 첨가될 수 있다. 특정 실시양태에서, 적어도 하나의 인 화합물은 오직 단계 (I) 또는 오직 단계 (II)에만 첨가될 수 있다.
본 발명의 실시양태에서, 적어도 하나의 인 화합물, 이들의 반응 생성물, 및 이들의 혼합물은 에스터화, 중축합, 또는 둘 다 동안 첨가될 수 있고/있거나, 중합 후에 첨가될 수 있다. 하나의 실시양태에서, 본 발명의 임의의 공정에 유용한 인 화합물이 에스터화 동안 첨가될 수 있다. 하나의 실시양태에서, 인 화합물이 에스터화 및 중축합 둘 다 이후에 첨가되는 경우, 최종 폴리에스터의 전체 중량 기준으로 0 내지 2 중량 % 양으로 첨가된다. 하나의 실시양태에서, 인 화합물이 에스터화 및 중축합 둘 다 이후에 첨가되는 경우, 최종 폴리에스터의 전체 중량 기준으로 0.01 내지 2 중량 % 양으로 첨가된다. 하나의 실시양태에서, 인 화합물은 적어도 하나의 포스페이트 에스터를 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 인 화합물은 에스터화 단계 동안 첨가되는 적어도 하나의 인 화합물을 포함할 수 있다. 하나의 실시양태에서, 인 화합물은, 예를 들어, 에스터화 단계 동안 첨가되는 적어도 하나의 포스페이트 에스터를 포함할 수 있다.
본 발명의 임의의 공정의 에스터화 단계 (I)의 반응 시간은 선택된 온도, 압력 및 글리콜 대 다이카복실산의 공급물 몰비에 따라 달라진다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 임의의 공정의 단계 (II)에서 사용되는 압력은 20 torr 절대압 내지 0.02 torr 절대압에서 선택된 적어도 하나의 압력으로 구성되고; 하나의 실시양태에서, 본 발명의 임의의 공정의 단계 (II)에서 사용되는 압력은 10 torr 절대압 내지 0.02 torr 절대압에서 선택된 적어도 하나의 압력으로 구성되고; 하나의 실시양태에서, 본 발명의 임의의 공정의 단계 (II)에서 사용되는 압력은 5 torr 절대압 내지 0.02 torr 절대압에서 선택된 적어도 하나의 압력으로 구성되고; 하나의 실시양태에서, 본 발명의 임의의 공정의 단계 (II)에서 사용되는 압력은 3 torr 절대압 내지 0.02 torr 절대압에서 선택된 적어도 하나의 압력으로 구성되고; 하나의 실시양태에서, 본 발명의 임의의 공정의 단계 (II)에서 사용되는 압력은 20 torr 절대압 내지 0.1 torr 절대압에서 선택된 적어도 하나의 압력으로 구성되고; 하나의 실시양태에서, 본 발명의 임의의 공정의 단계 (II)에서 사용되는 압력은 10 torr 절대압 내지 0.1 torr 절대압에서 선택된 적어도 하나의 압력으로 구성되고; 하나의 실시양태에서, 본 발명의 임의의 공정의 단계 (II)에서 사용되는 압력은 5 torr 절대압 내지 0.1 torr 절대압에서 선택된 적어도 하나의 압력으로 구성되고; 하나의 실시양태에서, 본 발명의 임의의 공정의 단계 (II)에서 사용되는 압력은 3 torr 절대압 내지 0.1 torr 절대압에서 선택된 적어도 하나의 압력으로 구성된다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 공정의 단계 (I)에서 첨가되는 글리콜 성분/다이카복실산 성분의 몰비는 1.0-2.0/1.0이고; 하나의 실시양태에서, 본 발명의 공정의 단계 (I)에서 첨가되는 글리콜 성분/다이카복실산 성분의 몰비는 1.01-2.0/1.0이고; 하나의 실시양태에서, 본 발명의 공정의 단계 (I)에서 첨가되는 글리콜 성분/다이카복실산 성분의 몰비는 1.01-1.75/1.0이고; 하나의 실시양태에서, 본 발명의 공정의 단계 (I)에서 첨가되는 글리콜 성분/다이카복실산 성분의 몰비는 1.01-1.7/1.0이고; 하나의 실시양태에서, 본 발명의 공정의 단계 (I)에서 첨가되는 글리콜 성분/다이카복실산 성분의 몰비는 1.01-1.5/1.0이고; 하나의 실시양태에서, 본 발명의 공정의 단계 (I)에서 첨가되는 글리콜 성분/다이카복실산 성분의 몰비는 1.01-1.2/1.0이다.
폴리에스터 제조 공정에 대한 본 발명의 실시양태에서, 단계 (II)의 가열 시간은 1 내지 5시간 또는 1 내지 4시간 또는 1 내지 3시간 또는 1.5 내지 3시간 또는 1 내지 2 시간일 수 있다. 하나의 실시양태에서, 단계 (II)의 가열 시간은 1.5 내지 3시간일 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명에 유용한 본 발명의 폴리에스터, 폴리에스터 조성물 및/또는 공정은 리튬 원자, 알루미늄 원자, 및 임의적으로, 인 원자를 포함할 수 있다.
본 발명은 추가로 상기 기재된 공정에 의해 제조된 폴리에스터에 관한 것이다.
본 발명의 실시양태에서, 중합체를 착색시키는 특정 제제가 용융물에 첨가될 수 있다. 하나의 실시양태에서, 청분 토너(bluing toner)가 생성된 폴리에스터 중합체 용융 상 생성물의 b*를 감소시키기 위해서 용융물에 첨가된다. 이러한 청분 제제는 청색 무기 및 유기 토너를 포함한다. 또한, a* 색상을 조정하기 위해서 적색 토너가 사용될 수 있다. 유기 토너, 예를 들어, 청색 및 적색 유기 토너, 예컨대 미국 특허 5,372,864 및 5,384,377(본원에 참조로 포함됨)에 기재된 토너가 사용될 수 있다. 유기 토너는 예비혼합 조성물로서 공급될 수 있다. 예비혼합 조성물은 적색 및 청색 화합물의 순수한 블렌드일 수 있거나, 또는 조성물이 폴리에스터의 단량체 종의 하나, 예를 들어 에틸렌 글리콜 중에 용해되거나 슬러리화될 수 있다.
추가되는 토너 성분의 총량은 기본 에스터의 고유 황색의 양과 토너의 효능에 따라 달라질 수 있다. 하나의 실시양태에서, 조합된 유기 토너 성분의 약 15 ppm 이하의 농도 및 약 0.5 ppm의 최소 농도가 사용된다. 하나의 실시양태에서, 청분 첨가제 총량은 0.5 내지 10 ppm 범위일 수 있다. 실시양태에서, 토너는 에스터화 구역에, 또는 중축합 구역에 첨가될 수 있다. 바람직하게는, 토너는 에스터화 구역에 또는 중축합 구역의 초기 단계, 예컨대 예비 중합 반응기에 첨가될 수 있다.
본 발명은 추가로 중합체 블렌드에 관한 것이다. 상기 블렌드는, 100 몰%에 해당하는 중합체 블렌드의 전체 중량을 기준으로,
(a) 5 내지 95 중량%의 상기 기재된 폴리에스터 중 적어도 하나; 및
(b) 5 내지 95 중량%의 중합체 성분 중 적어도 하나를 포함한다.
중합체 성분의 적합한 예는, 나일론; 본원이 기재된 것과는 상이한 폴리에스터, 예컨대 PET; 폴리아미드 예컨대 DuPont의 ZYTEL®; 폴리스티렌; 폴리스티렌 공중합체; 스티렌 아크릴로나이트릴 공중합체; 아크릴로나이트릴 부타다이엔 스티렌 공중합체; 폴리(메틸메타크릴레이트); 아크릴 공중합체; 폴리(에터-이미드) 예컨대 General Electric의 ULTEM®(폴리(에터-이미드)); 폴리페닐렌 산화물 예컨대 폴리(2,6-다이메틸페닐렌 옥사이드) 또는 폴리(페닐렌 옥사이드)/폴리스티렌 블렌드 예컨대 General Electric의 NORYL 1000®(폴리(2,6-다이메틸페닐렌 옥사이드)와 폴리스티렌 수지의 블렌드); 폴리페닐렌 설파이드; 폴리페닐렌 설파이드/설폰; 폴리(에스터-카보네이트); 폴리카보네이트 예컨대 General Electric의 LEXAN®(폴리카보네이트); 폴리설폰; 폴리설폰 에터; 및 방향족 다이하이드록시 화합물의 폴리(에터-케톤); 또는 임의의 전술한 중합체의 혼합물을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 블렌드는 용융 블렌딩 또는 용액 블렌딩과 같은 당업계에 공지된 종래의 처리 기법에 의해 제조될 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 최종 폴리에스터 조성물은 재생 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(rPET)와 블렌딩될 수 있다.
실시양태에서, 폴리에스터 조성물 및 중합체 블렌드 조성물은 또한 0.01 내지 25 중량%의 전체 조성물 공통 첨가제 예컨대 착색제, 토너, 염료, 금형 이형제, 난연제, 가소제, 핵형성제, 안정화제, 예컨대 비제한적으로 UV 안정화제, 본원에 기재된 인 화합물이 아닌 열안정화제, 및/또는 이들의 반응 생성물, 충전제, 및 충격 개질제를 포함할 수 있다. 상업적으로 입수가능한 충격 개질제의 예는 에틸렌/프로필렌 삼원 중합체, 작용기화된 폴리올레핀 예컨대 메틸 아크릴레이트 및/또는 글리시딜 메타크릴레이트를 포함하는 폴리올레핀, 스티렌계 블록 공중합체 충격 개질제, 및 다양한 아크릴 코어/쉘 유형 충격 개질제를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 이러한 첨가제의 잔기는 또한 폴리에스터 조성물의 일부로서 고려된다.
강화 재료가 본 발명의 조성물에 첨가될 수 있다. 강화 재료는 탄소 필라멘트, 실리케이트, 운모, 점토, 활석, 이산화티타늄, 규회석, 유리 박편, 유리 비드 및 섬유, 중합체 섬유 및 이들의 조합을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 하나의 실시양태에서, 강화 재료는 유리, 예컨대 섬유상 유리 필라멘트, 유리와 활석, 유리와 운모, 및 유리와 중합체 섬유의 혼합물을 포함한다.
하나의 실시양태에서, 폴리에스터 조성물은 사출 성형품, 압출품, 캐스트 압출품, 프로파일 압출품, 용융 방사품, 열성형품, 압출 성형품, 사출 취입 성형품, 사출 연신 취입 성형품, 압출 취입 성형품 및 압출 연신 취입 성형품을 포함하지만 이에 제한되지 않는 압출품 및/또는 성형품을 포함하지만 이에 제한되지 않는 성형 물품에 유용하다. 이러한 물품은 필름, 병, 용기, 음료병, 의료 부품, 시트 및/또는 섬유를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
하나의 실시양태에서, 본 발명은 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물을 포함하는 열성형 필름 및/또는 시트에 관한 것이다.
하나의 실시양태에서, 본 발명은 본 발명의 열성형 필름 및/또는 시트를 혼입하는 제조 물품에 관한 것이다.
하나의 실시양태에서, 본 발명은 본 발명의 폴리에스터 조성물 및/또는 중합체 블렌드를 포함하는 필름 및/또는 시트에 관한 것이다. 폴리에스터 및/또는 블렌드를 필름 및/또는 시트로 형성하는 방법은 당업계에 잘 알려져 있다. 본 발명의 필름 및/또는 시트의 예는 압출 필름 및/또는 시트, 압축 성형 필름 및/또는 시트, 용액 캐스팅 필름 및/또는 시트를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 필름 및/또는 시트를 제조하는 방법은 압출, 압축 성형 및 용액 캐스팅을 포함하지만 이에 제한되지 않는다.
본 발명에 유용한 필름 및/또는 시트로부터 제조되는 잠재적인 물품의 예는 열성형 시트, 그래픽 아트 필름, 옥외 간판, 탄도 유리, 채광창, 코팅, 코팅된 물품, 도장된 물품, 신발 보강재, 라미네이트, 라미네이트 물품, 의료 포장재, 일반 포장재 및/또는 다중벽 필름 또는 시트를 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.
하나의 실시양태에서, 본 발명은 본 발명의 폴리에스터 조성물 및/또는 중합체 블렌드를 포함하는 사출 성형품에 관한 것이다. 사출 성형품은 사출 연신 취입 성형 병, 선글라스 프레임, 렌즈, 스포츠용 물병, 음료병, 식품 용기, 의료 장치 및 커넥터, 의료 하우징, 전자 하우징, 케이블 컴포넌트, 방음 물품, 화장품 용기, 웨어러블 전자제품, 장난감, 프로모션 상품, 가전 부품, 자동차 내장 부품, 및 소비자 가정용 물품을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명에 유용한 폴리에스터의 제조 공정은 배취식 또는 연속 공정을 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명에 유용한 폴리에스터의 제조 공정은 연속 공정을 포함한다.
하나의 실시양태에서, 본 발명에 유용하고 본원에 기재되거나 또는 당업자에게 공지된 폴리에스터의 임의의 제조 공정을 사용하여 본 발명의 임의의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물을 제조할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본원에 기재된 임의의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 또한 이들을 제조하는 데 사용되는 공정 및 이로부터 제조되는 임의의 제품에 관계없이 본 발명의 범위 내에 있는 것으로 간주된다.
하나의 실시양태에서, 본 발명은 본 발명의 임의의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물을 포함하는 제조 물품, 예를 들어, 성형 물품에 관한 것이다.
본 발명에 유용한 특정 폴리에스터가 나타내는 170℃에서의 긴 결정화 반감기(예를 들어, 5분 초과)로 인해, 사출 성형품, 사출 취입 성형품, 사출 연신 취입 성형품, 압출 필름, 압출 시트, 압출 취입 성형품, 압출 연신 취입 성형품, 및 섬유를 비롯한 물품을 생산하는 것이 가능할 수 있다. 열성형성 시트는 본 발명에 의해 제공되는 제조품의 예이다. 본 발명의 폴리에스터는 무정형 또는 반결정질일 수 있다. 하나의 실시양태에서, 본 발명에 유용한 특정 폴리에스터는 상대적으로 낮은 결정화도를 가질 수 있다. 따라서, 본 발명에 유용한 특정 폴리에스터는 실질적으로 무정형 모폴로지를 가질 수 있으며, 이는 폴리에스터가 실질적으로 정렬되지 않은 중합체 영역을 포함함을 의미한다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 특정 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 시각적으로 투명할 수 있다. "시각적으로 투명"이라는 용어는 본원에서 육안으로 검사할 때 백탁(cloudiness), 흐릿함(haziness) 및/또는 혼탁(muddiness)을 감지할 수 있을 정도로 없는 것으로 정의된다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 본 발명의 폴리에스터 조성물은, [하나의 실시양태에서, 토너의 존재 하에 및/또는 부재 하에], Hunter Associates Lab Inc.(Reston, VA)에서 제조한 Hunter Lab Ultrascan Spectra Colorimeter를 사용하여 측정할 수 있는 색상 값 L*, a* 및 b*를 가질 수 있다. 색상 결정은 폴리에스터의 펠릿 또는 플라크 또는 이들로부터 사출 성형 또는 압출된 기타 품목에서 측정된 값의 평균이다. 이는 CIE(국제 조명 위원회, 번역)의 L*a*b* 색상 시스템에 의해 결정되며, 이때, L*는 밝기 좌표를 나타내고 a*는 적색/녹색 좌표를 나타내고 b*는 황색/청색 좌표를 나타낸다.
특정 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물에 대한 b* 값은 CIE의 L*a*b* 색상 시스템에 의해 측정 시, -10 내지 20 미만, 또는 -10 내지 10 미만, 또는 1 내지 20 미만, 또는 5 내지 20 미만, 또는 8 내지 20 미만, 또는 -3 내지 10, 또는 -5 내지 5, 또는 -5 내지 4, 또는 -5 내지 3, 또는 1 내지 10, 또는 1 내지 9, 또는 1 내지 8, 1 내지 7, 또는 1 내지 6, 또는 1 내지 5, 또는 20 미만, 또는 15 미만, 또는 10 미만, 또는 8 미만, 또는 7 미만, 또는 6 미만, 또는 5 미만, 또는 4 미만, 또는 3 미만일 수 있다.
특정 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물에 대한 L* 값은 CIE의 L*a*b* 색상 시스템에 의해 측정 시, 50 내지 99, 또는 50 내지 90, 또는 60 내지 99, 또는 60 내지 90, 또는 60 내지 85, 또는 60 내지 80, 또는 65 내지 99, 또는 65 내지 90, 또는 65 내지 85, 또는 65 내지 80, 또는 65 내지 75, 또는 70 내지 90, 또는 70 내지 99, 또는 70 내지 90, 또는 70 내지 85, 또는 75 내지 85, 또는 70 내지 80, 또는 75 내지 95, 또는 75 내지 90, 또는 75 내지 90일 수 있다.
하나의 실시양태에서, 이러한 값은 토너의 존재 및/또는 부재 하에 수득될 수 있다. ASTM D256에 기재된 노치 아이조드 충격 강도는 인성(toughness)을 측정하는 일반적인 방법이다. 하나의 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 23℃에서 1/8-인치 두께 막대에서 10-mil 노치를 사용하는 ASTM D256에 따라 노치 아이조드 충격 강도가 적어도 1 ft-lbs/in, 또는 적어도 2 ft-lbs/in, 또는 적어도 3 ft-lbs/in, 또는 7.5 ft-lbs/in, 또는 10 ft-lbs/in일 수 있다.
노치 아이조드 충격 강도는 본원에서 23℃에서 3.2 mm(1/8-인치) 두께 막대에서 10-mil 노치를 사용하는 ASTM D256에 따라 측정된다. 하나의 실시양태에서, 본 발명의 특정 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 23℃에서 3.2 mm(1/8-인치) 두께 막대에서 10-mil 노치를 사용하는 ASTM D256에 따라 측정된 노치 아이조드 충격 강도가 적어도 25 J/m(0.47 ft-lb/in)를 나타낼 수 있다. 하나의 실시양태에서, 본 발명의 특정 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 23℃에서 3.2 mm(1/8-인치) 두께 막대에서 10-mil 노치를 사용하는 ASTM D256에 따라 측정된 노치 아이조드 충격 강도가 약 25 J/m(0.47 ft-lb/in) 내지 약 75 J/m(1.41ft-lb/in)를 나타낼 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 본 발명의 특정 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 23℃에서 3.2 mm(1/8-인치) 두께 막대에서 10-mil 노치를 사용하는 ASTM D256에 따라 측정된 노치 아이조드 충격 강도가 약 50 J/m(0.94 ft-lb/in) 내지 약 75 J/m(1.41ft-lb/in)를 나타낼 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 특정 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 23℃에서 1.2 g/ml 초과의 밀도 중 적어도 하나를 나타낼 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명에 유용한 본 발명의 특정 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 300℃에서 1 내지 5시간, 또는 또는 1 내지 4시간, 또는 1 내지 3시간, 또는 2 내지 3시간, 또는 2.5시간 동안 가열될 때, 유용한 열적 안정성이 0.20 dL/g 이하의 고유 점도 손실, 또는 0.15 dL/g 이하의 고유 점도 손실, 또는 0.12 dL/g 이하의 고유 점도 손실, 또는 0.10 dL/g 이하의 고유 점도 손실을 나타낼 수 있으며, 이때, 고유 점도는 25℃에서 0.5 g/100 ml 농도의 60/40(중량/중량) 페놀/테트라클로로에탄에서 측정된다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 특정 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 ASTM D790에 의해 정의된 굴곡 모듈러스가 23℃에서 2000 MPa(290,000 psi) 이상을 나타낼 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 본 발명에 유용한 특정 폴리에스터는 ASTM D638에 의해 정의된 인장 강도가 23℃에서 약 2000 MPa(290,000 psi) 내지 약 2551 MPa(370,000 psi)를 나타낼 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 본 발명에 유용한 특정 폴리에스터는 ASTM D790에 의해 정의된 굴곡 모듈러스가 23℃에서 약 2000 MPa(290,000 psi) 내지 약 2413 MPA(350,000 psi)를 나타낼 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 특정 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 ASTM D790에 의해 정의된 굴곡 모듈러스가 23℃에서 2000 MPa(290,000 psi) 이상을 나타낼 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 본 발명의 특정 폴리에스터는 ASTM D638에 의해 정의된 인장 강도가 23℃에서 약 2000 MPa(290,000 psi) 내지 약 2551 MPa(370,000 psi)를 나타낼 수 있다. 또 다른 실시양태에서, 본 발명의 특정 폴리에스터는 ASTM D790에 의해 정의된 굴곡 모듈러스가 23℃에서 약 2000 MPa(290,000 psi) 내지 약 2413 MPA(350,000 psi)를 나타낼 수 있다.
본 발명의 특정 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은, TA 2100(Thermal Analyst Instrument)에 의해 20℃/분의 스캔 속도로 측정 시, Tg가 약 85 내지 약 130℃; ASTM D790에 의해 정의된 굴곡 모듈러스가 23℃에서 2000 MPa(290,000 psi) 이상; 및 23℃에서 1/8-인치 두께 막대를 사용하는 10-mil 노치를 사용하여 ASTM D256에 따라 측정된 노치 아이조드 충격 강도가 25 J/m(0.47 ft-lb/in) 이상인 특성 중 적어도 하나를 보유할 수 있다.
특정 실시양태에서, 본 발명의 최종 폴리에스터 및/또는 폴리에스터 조성물은 메틸 기를 5.0 몰% 이하, 또는 4.5 몰% 이하, 또는 4 몰% 이하, 또는 3 몰% 이하, 또는 2.5 몰% 이하, 또는 2.0 몰% 이하, 또는 1.5 몰% 이하, 또는 1.0 몰% 이하, 또는 0.50 몰% 이하의 양으로 포함할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명의 폴리에스터 조성물은 비-코팅 조성물, 비-접착제 조성물, 열가소성 폴리에스터 조성물, 제조 물품, 성형 물품, 열가소성 성형 물품, 성형품, 압출품, 사출 성형품, 취입 성형품, 필름 및/또는 시트(예를 들어, 캘린더링, 캐스트, 또는 압출), 열성형 필름 또는 시트, 용기 또는 병(예를 들어, 젖병 또는 스포츠용 물병 또는 물병)에 유용할 수 있다.
하나의 실시양태에서, 본 발명은 본원에 기재된 임의의 조성물을 포함하는, 내부에 내장된 장식 재료를 갖는 전형적으로 시트 재료 형태의 열가소성 물품을 포함한다.
하나의 실시양태에서, 본 발명에 따른 폴리에스터는 가전 부품에 사용될 수 있다. 본원에 사용된 "가전 부품"은 가전과 함께 사용되는 단단한 부품을 의미한다. 하나의 실시양태에서, 가전 부품은 가전으로부터 부분적으로 또는 전체적으로 분리가능하다. 또 다른 실시양태에서, 가전 부품은 일반적으로 중합체로부터 제조된 부품이다. 하나의 실시양태에서, 가전 부품은 시각적으로 투명하다.
하나의 실시양태에서, 본 발명에 따른 폴리에스터는 사출 성형, 사출 취입 성형, 사출 연신 취입 성형, 취입 성형, 또는 재가열 취입 성형된 것을 비롯한 병 및 용기에 사용될 수 있다. 이러한 방법으로 제조된 물품은 이중벽 텀블러, 물병, 스포츠용 물병, 대형 물통, 및 젖병을 포함한다.
하기 실시예는 본 발명의 폴리에스터가 어떻게 제조되고 평가될 수 있는지를 추가로 예시하며, 본 발명을 순수하게 예시하기 위한 것이고, 본 발명의 범위를 제한하려는 의도는 아니다. 달리 지시되지 않는 한, 부는 중량부이며, 온도는 ℃로 나타나거나, 또는 실온이고, 압력은 대기압 또는 대기압 근처이다.
실시예
하기 실시예는, 일반적으로, 본 발명의 코폴리에스터의 제조 방법 및 다양한 코폴리에스터 특성, 예컨대 색상 및 고유 점도(IV)에 특정 촉매의 사용이 미치는 영향을 예시한다.
측정 방법
폴리에스터의 고유 점도는 25℃에서 0.5g/100ml 농도의 60/40(중량/중량) 페놀/테트라클로로에탄에서 측정되었고, dL/g로 보고된다.
조성물의 글리콜 함량 및 시스/트랜스 비는 양성자 핵 자기 공명(NMR) 분광법에 의해 결정되었다. 모든 NMR 스펙트럼은 JEOL Eclipse Plus 600 MHz 핵 자기 공명 분광계에서, 중합체의 경우 클로로폼-트라이플루오로아세트산(70-30 부피/부피) 또는, 올리고머 샘플의 경우, 락(lock)을 위해 중수소화 클로로폼이 첨가된 60/40(중량/중량) 페놀/테트라클로로에탄을 사용하여 기록되었다. 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올 공명에 대한 피크 지정은 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올의 모노- 및 다이벤조에이트 에스터 모델과 비교하여 이루어졌다. 상기 모델 화합물은 중합체 및 올리고머에서 발견되는 공명 위치에 근접한다.
본원에 기록된 색상값은 ASTM D 6290-98 및 ASTM E308-99에 따라 측정된 CIELAB L*, a*, 및 b* 값이며, Hunter Lab Ultrascan XE 분광광도계(Hunter Associates Lab Inc.(Reston, VA))로부터 (1) D65 광원, (2) 10도 관찰자, (3) 반사각이 포함된 반사 모드, (4) 넓은 영역 보기, (5) 1" 포트 크기를 매개변수로 측정한 값을 사용한다. 달리 언급되지 않는 한, 측정은 1 mm 체를 통과하도록 분쇄된 중합체 과립에서 수행되었다.
하기 실시예에서 알루미늄(Al) 및 리튬(Li)의 양은 금속의 백만분율(ppm)로 보고되며 x-선 형광(xrf)에 의해 PANanalytical Axios Advanced 파장 분산형 x-선 형광 분광계를 사용하여 측정되었다. 인의 양은 유사하게 원소 인(ppm)으로 보고되고 동일한 기기를 사용하여 xrf로 측정되었다. 하기 실시예에서 "측정된 P" 열에 보고된 값은 위에서 설명한 대로 인을 측정하여 얻은 것이다.
달리 명시되지 않는 한, 하기 실시예에서 사용된 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올의 시스/트랜스 비율은 대략 50/50이었으며, 45/55 내지 55/45 범위일 수 있다.
실시예 1-17 - 실시예 1-17의 코폴리에스터 제조
표 1에 나타낸 바와 같은 실시예 1-17의 코폴리에스터의 제조 공정은 100 몰%의 다이메틸 테레프탈레이트 잔기, 35 몰%의 TMCD 잔기, 및 65 몰%의 CHDM 잔기의 표적 조성을 갖는 실시예 5의 코폴리에스터의 제조에 의해 예시된다. 77.7g의 다이메틸 테레프탈레이트, 37.5 g의 CHDM, 25.9 g의 TMCD, 0.077 g의 리튬 아세틸아세토네이트, 및 0.060 g의 알루미늄 아세틸아세토네이트의 혼합물을 질소 유입구, 금속 교반기, 및 짧은 증류 컬럼이 장착된 500-mL 플라스크에 넣었다. 플라스크를 이미 220℃로 가열된 Wood의 금속 수조에 넣었다. 교반 속도를 175 RPM으로 설정하고 이를 15분 동안 유지하였다. 플라스크의 내용물을 교반하면서 5분에 걸쳐 230℃로 가열하고, 그 시간에 걸쳐 225℃로 올렸다. 이어서 내용물을 45분에 걸쳐 천천히 245℃로 올렸다. 내용물을 245℃로 유지하였고, 압력을 3분에 걸쳐 250 torr로 감소시켰다. 온도를 다시 15분에 걸쳐 265℃로 올렸다. 이어서 압력을 8분에 걸쳐 3.5 torr로 더욱 감소시켰다. 마지막으로, 교반 속도가 50 RPM으로 서서히 감소하고 압력이 20분에 걸쳐 1 torr로 떨어지는 동안 온도를 277℃로 증가시켰다. 반응을 상기 최종 온도, 압력 및 교반 속도에서 35분 동안 유지하였다. 고유 점도가 0.64 dl/g이며, 육안으로 투명한 고 용융 점도 중합체를 수득하였다. NMR 분석은 중합체가 32.98 몰%의 TMCD 잔기로 구성되었음을 보여주었다.
| TMCD; CHDM; 100 몰% DMT; Li AcAc(ppm) 및 Al 아이소프로폭사이드(ppm)를 포함하는 코폴리에스터 | |||||||||
| 실시예 | TMCD 몰% | 시스-TMCD 몰% | CHDM 몰% | a* | b* | L* | IV-고유 | Li | Al |
| 1 | 45 | 34 | -13.8 | 33.83 | 76.55 | 0.65 | 250 | 200 | |
| 2 | 45 | 34 | -14.73 | 38.03 | 79.89 | 0.67 | 250 | 200 | |
| 3 | 32.88 | 67.12 | -0.9 | 2.85 | 81.36 | 0.63 | 60 | 52 | |
| 4 | 32.86 | 67.14 | -0.82 | 3.32 | 79.11 | 0.64 | 34 | 53 | |
| 5 | 32.98 | 67.02 | -1.69 | 4.66 | 80.9 | 0.63 | 60 | 56 | |
| 6 | 32.93 | 67.07 | -0.96 | 2.99 | 81.31 | 0.67 | 57 | 56 | |
| 7 | 32.88 | 59.77 | 67.12 | -0.90 | 2.85 | 81.36 | 0.628 | 59.7 | 52.4 |
| 8 | 32.86 | 60.74 | 67.14 | -0.82 | 3.32 | 79.11 | 0.64 | 54.9 | 53.4 |
| 9 | 32.98 | 60.18 | 67.02 | -1.69 | 4.66 | 80.90 | 0.632 | 60.3 | 55.6 |
| 10 | 32.93 | 60.31 | 67.-7 | -0.96 | 2.99 | 81.31 | 0.666 | 57.1 | 55.8 |
| 11 | 32.5 | 67.5 | 34 | N/A | 2.7 | 78.7 | 0.64 | 57 | 60 |
초기 실험에 따르면, 리튬과 알류미늄이 폴리에스터에 상당한 TMCD를 혼입하여 높은 고유 점도를 생성할 수 있음이 밝혀졌다(실시예 1, 2). 전체 촉매 충전량을 감소시키면 현저한 색상 개선이 관찰된 반면, TMCD 혼입 및 점도 구축은 여전히 매우 우수하였다(실시예 3-6). 또한, 이러한 결과는 또한 글리콜 전하의 몰비를 통해 조작될 수 있는 우수한 범위의 TMCD 혼입을 입증하였다.
표 2에 나타낸 바와 같이 주석 및 인 촉매 패키지를 사용하여 일련의 비교 중합체를 제조하였다. 리튬 및 알류미늄과 비교했을 때 유사한 고유 점도 및 TMCD 전환이 관찰되었지만, 인은 리튬 및 알류미늄에서 관찰된 색상 값에 근접하게 낮추기 위해 필요한 것으로 여겨진다는 점을 유의해야 한다.
|
TMCD; CHDM; 100 몰% DMT; Sn(ppm)및 인(P)(ppm)을 포함하는 코폴리에스터
[Sn 공급원: 부틸틴 트리스(2-에틸헥사노에이트)] |
|||||||||
| 실시예 | TMCD 몰% | 시스-TMCD 몰% | CHDM 몰% | a* | b* | L* | IV-고유 | Sn | P |
| 12 | 34.0 | 55/45 | 66.0 | N/A | 1.6 | 80.4 | 0.69 | 159 | 0 |
| 13 | 33.15 | 57.64/42.36 | 66.85 | -0.97 | 3.41 | 84.64 | 0.67 | 111.3 | 6.3 |
| 14 | 33.89 | 56.47/43.53 | 66.11 | -1.07 | 3.54 | 83.41 | 0.672 | 116.2 | 6.6 |
| 15 | 32.95 | 55.99/44.01 | 67.05 | -1.07 | 3.08 | 82.39 | 0.646 | 108 | 7.3 |
| 16 | 34.02 | 56.77 | 65.98 | -0.90 | 3.11 | 82.26 | 0.622 | 90.50 | 6.3 |
| 17 | 34.27 | 57.13 | 65.73 | -1.12 | 4.09 | 81.34 | 0.672 | 107.50 | 8.0 |
Li/Al 촉매 시스템이 표 2에 나타낸 바와 같이 유사한 우수한 고유 점도 및 유사한 우수한 색상(인이 필요 없음)을 얻는 데 있어서, 주석 촉매 시스템의 사용과 유리하게 비교된다는 것은 예측할 수 없는 것이다.
본 개시내용은 바람직한 실시예를 특히 참조하여 상세하게 설명되었지만, 본 개시내용의 사상 및 범위 내에서 변형 및 수정이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다.
Claims (21)
- (1) (a) 다이카복실산 성분으로서,
(i) 약 70 내지 약 100 몰%의 테레프탈산 또는 이의 에스터의 잔기;
(ii) 약 0 내지 약 30 몰%의, 20개 이하의 탄소 원자를 갖는 방향족 및/또는 지방족 다이카복실산 잔기
를 포함하는, 다이카복실산 성분, 및
(b) 글리콜 성분으로서,
(i) 약 10 내지 약 50 몰%의 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올 잔기;
(ii) 약 50 내지 약 90 몰%의 1,4-사이클로헥산다이메탄올의 잔기
를 포함하는, 글리콜 성분
을 포함하는 적어도 하나의 폴리에스터로서, 이때 다이카복실산 성분의 전체 몰%는 100 몰%이고, 다이올 성분의 전체 몰%는 100 몰%인, 폴리에스터; 및
(2) 리튬 원자, 알루미늄 원자, 및 30 ppm 미만, 또는 20 ppm 미만, 또는 10 ppm 미만, 또는 5 ppm 미만, 또는 2 ppm 미만, 또는 0 내지 30 ppm 미만, 또는 0 내지 20 ppm 미만, 또는 0 내지 10 ppm, 또는 0 ppm의 주석 원자를 포함하는 촉매 시스템의 잔기를 포함하는 폴리에스터 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 폴리에스터가 다이에틸렌 글리콜, 1,2-프로판다이올, 1,3-프로판다이올, 2-메틸-1,3-프로판다이올, 1,4-사이클로헥산다이메탄올, 에틸렌 글리콜, 1,4-부탄다이올, 1,5-펜탄다이올, 1,6-헥산다이올, p-자일렌 글리콜, 네오펜틸 글리콜, 아이소소바이드, 폴리테트라메틸렌 글리콜, 및 이들의 혼합물을 중 적어도 하나를 포함하는 개질 글리콜(modifying glycol)을 포함하는, 폴리에스터 조성물. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 폴리에스터가 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올의 잔기를 약 10 내지 약 45 몰%, 또는 약 15 내지 약 45 몰%, 또는 약 10 내지 약 40 몰%, 또는 약 20 내지 약 40 몰%, 또는 약 10 내지 약 30 몰%, 또는 약 20 내지 약 30 몰%, 또는 약 25 내지 약 40 몰%, 또는 약 30 내지 약 40 몰%의 양으로 포함하는, 폴리에스터 조성물. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 폴리에스터가 1,4-사이클로헥산다이메탄올 잔기를 약 55 내지 약 90 몰%, 또는 약 55 내지 약 85 몰%, 또는 약 60 내지 약 90 몰%, 또는 약 60 내지 약 80 몰%, 또는 약 70 내지 약 90 몰%, 또는 약 70 내지 약 80 몰%, 또는 약 60 내지 약 75 몰%, 또는 약 60 내지 약 70 몰%, 또는 20 내지 40 몰%의 양으로 포함하는, 폴리에스터 조성물. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 폴리에스터의 이산 성분이 방향족 및/또는 지방족 다이카복실산 에스터 잔기를 포함하는, 폴리에스터 조성물. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 폴리에스터의 고유 점도가, 25℃에서 0.5 g/100 ml 농도의 60/40(중량/중량) 페놀/테트라클로로에탄에서 측정 시, 0.35 내지 1.2 dL/g, 또는 0.35 내지 0.80 dL/g, 또는 0.35 내지 0.75 dL/g, 또는 0.50 내지 1.2 dL/g, 또는 0.50 내지 0.80 dL/g, 또는 0.50 내지 0.75 dL/g, 또는 0.50 내지 0.70 dL/g, 또는 0.50 내지 0.65 dL/g, 또는 0.50 내지 0.60 dL/g, 또는 0.55 내지 0.75 dL/g, 또는 0.55 내지 0.70 dL/g, 또는 0.60 내지 0.75 dL/g, 또는 0.60 내지 0.70 dL/g인, 폴리에스터 조성물. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
30 ppm 미만, 또는 20 ppm 미만, 또는 10 ppm 미만, 또는 5 ppm 미만, 또는 2 ppm 미만, 또는 0 내지 30 ppm, 또는 0 내지 20 ppm, 또는 0 내지 10 ppm, 또는 0 ppm의 티타늄 원자를 포함하는 폴리에스터 조성물. - 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
30 ppm 미만, 또는 20 ppm 미만, 또는 10 ppm 미만, 또는 5 ppm 미만, 또는 2 ppm 미만, 또는 0 내지 30 ppm, 또는 0 내지 20 ppm, 또는 0 내지 10 ppm, 또는 0 ppm의 망간 원자를 포함하는 폴리에스터 조성물. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
30 ppm 미만, 또는 20 ppm 미만, 또는 10 ppm 미만, 또는 5 ppm 미만, 또는 2 ppm 미만, 또는 0 내지 30 ppm, 또는 0 내지 20 ppm, 또는 0 내지 10 ppm, 또는 0 ppm의 아연 원자를 포함하는 폴리에스터 조성물. - 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
30 ppm 미만, 또는 20 ppm 미만, 또는 10 ppm 미만, 또는 5 ppm 미만, 또는 2 ppm 미만, 또는 0 내지 30 ppm, 또는 0 내지 20 ppm, 또는 0 내지 10 ppm, 또는 0 ppm의 게르마늄 원자를 포함하는 폴리에스터 조성물. - 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
리튬 원자가, 제조된 최종 폴리에스터의 질량 대비, 10 ppm 내지 100 ppm, 또는 20 ppm 내지 100 ppm, 또는 25 ppm 내지 100 ppm, 또는 30 ppm 내지 100 ppm, 또는 35 ppm 내지 100 ppm, 또는 40 ppm 내지 100 ppm, 또는 45 ppm 내지 100 ppm, 또는 50 ppm 내지 100 ppm, 또는 10 ppm 내지 75 ppm, 또는 15 ppm 내지 75 ppm, 또는 20 ppm 내지 75 ppm, 또는 25 ppm 내지 75 ppm, 또는 30 ppm 내지 75 ppm, 또는 35 ppm 내지 75 ppm, 또는 40 ppm 내지 75 ppm, 또는 45 ppm 내지 75 ppm, 또는 50 ppm 내지 75 ppm, 또는 10 ppm 내지 65 ppm, 또는 20 ppm 내지 65 ppm, 또는 30 ppm 내지 65 ppm, 또는 35 ppm 내지 65 ppm, 또는 40 ppm 내지 65 ppm, 또는 45 ppm 내지 65 ppm의 양으로 존재하는, 폴리에스터 조성물. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
알루미늄 원자가, 제조된 최종 폴리에스터의 질량 대비, 10 ppm 내지 100 ppm, 또는 20 ppm 내지 100 ppm, 또는 25 ppm 내지 100 ppm, 또는 30 ppm 내지 100 ppm, 또는 35 ppm 내지 100 ppm, 또는 40 ppm 내지 100 ppm, 또는 45 ppm 내지 100 ppm, 또는 50 ppm 내지 100 ppm, 또는 10 ppm 내지 75 ppm, 또는 15 ppm 내지 75 ppm, 또는 20 ppm 내지 75 ppm, 또는 25 ppm 내지 75 ppm, 또는 30 ppm 내지 75 ppm, 또는 35 ppm 내지 75 ppm, 또는 40 ppm 내지 75 ppm, 또는 45 ppm 내지 75 ppm, 또는 50 ppm 내지 75 ppm, 또는 10 ppm 내지 65 ppm, 또는 20 ppm 내지 65 ppm, 또는 30 ppm 내지 65 ppm, 또는 35 ppm 내지 65 ppm, 또는 40 ppm 내지 65 ppm, 또는 45 ppm 내지 65 ppm의 양으로 존재하는, 폴리에스터 조성물. - 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
제조된 최종 폴리에스터의 질량 대비, 리튬 원자 대 알루미늄 원자(ppm)의 비율이 1:5 내지 5:1, 또는 1:4 내지 4:1, 또는 1:3 내지 3:1, 또는 1:2 내지 2:1인, 폴리에스터 조성물. - 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
조성물에 존재하는 전체 촉매 금속 원자가, 제조된 최종 폴리에스터의 질량 대비, 10 내지 500 ppm, 또는 10 내지 450 ppm, 또는 10 내지 400 ppm, 또는 10 내지 300 ppm, 또는 10 내지 250 ppm, 또는 10 내지 200 ppm, 또는 10 내지 150 ppm, 또는 50 내지 1000 ppm, 또는 50 내지 800 ppm, 또는 50 내지 600 ppm, 또는 50 내지 500 ppm, 또는 50 내지 450 ppm, 또는 50 내지 400 ppm, 또는 50 내지 300 ppm, 또는 50 내지 250 ppm, 또는 50 내지 200 ppm, 또는 50 내지 150 ppm, 또는 100 내지 1000 ppm, 또는 100 내지 800 ppm, 또는 100 내지 600 ppm, 또는 100 내지 500 ppm, 또는 100 내지 400 ppm, 또는 100 내지 300 ppm, 또는 100 내지 250 ppm, 또는 100 내지 200 ppm, 또는 100 내지 150 ppm, 또는 80 내지 150 ppm, 또는 200 내지 1000 ppm, 또는 200 내지 800 ppm, 또는 200 내지 600 ppm, 또는 200 내지 500 ppm, 또는 200 내지 400 ppm, 또는 300 내지 1000 ppm, 또는 300 내지 800 ppm, 또는 300 내지 600 ppm, 또는 300 내지 500 ppm, 또는 300 내지 400 ppm, 또는 400 내지 1000 ppm, 또는 400 내지 800 ppm, 또는 400 내지 600 ppm, 또는 500 내지 1000 ppm, 또는 500 내지 800 ppm, 또는 500 내지 700 ppm 미만, 또는 500 ppm 미만, 또는 400 ppm 미만, 또는 300 ppm 미만, 또는 250 ppm 미만, 또는 225 ppm 미만, 또는 200 ppm 미만, 또는 150 ppm 미만, 또는 130 ppm 미만, 또는 120 ppm 범위인, 폴리에스터 조성물. - 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 리튬 공급원이 리튬 카보네이트, 리튬 아세테이트, 리튬 벤조에이트, 리튬 석시네이트, 리튬 아세틸아세토네이트, 리튬 메톡사이드, 리튬 옥살레이트, 리튬 나이트레이트, 리튬 에톡사이드, 리튬 하이드록사이드, 리튬 하이드라이드, 리튬 글리콕사이드, 또는 알킬 리튬, 리튬 알루미늄 하이드라이드, 리튬 보로하이드라이드, 리튬 옥사이드로부터 선택되거나; 또는 적어도 하나의 리튬 공급원이 리튬 아세틸아세토네이트인, 폴리에스터 조성물. - 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 알루미늄 공급원이 알루미늄 아세테이트, 알루미늄 벤조에이트, 알루미늄 설페이트, 알루미늄 락테이트, 알루미늄 라우레이트, 알루미늄 스테아레이트, 알루미늄 알콜레이트, 알루미늄 에틸레이트, 알루미늄 아이소프로폭사이드, 알루미늄 트라이-n-부티레이트, 알루미늄 트라이-tert-부티레이트, 모노-sec-부톡시알루미늄 다이아이소프로필레이트, 및 알루미늄 킬레이트, 에틸 아세토아세테이트 알루미늄 다이아이소프로필레이트, 알루미늄 트리스(에틸 아세토아세테이트), 알킬 아세토아세테이트, 알루미늄 다이아이소프로필레이트, 알루미늄 모노아세틸아세테이트 비스(에틸 아세토아세테이트), 알루미늄 트리스(아세틸 아세테이트), 및 알루미늄 아세틸아세토네이트로부터 선택되거나; 또는 적어도 하나의 알루미늄 공급원이 알루미늄 하이드록사이드, 알루미늄 아세틸아세토네이트, 알루미늄 아세테이트, 알루미늄 아이소프로폭사이드 및 알루미늄 설페이트로부터 선택되거나; 또는 적어도 하나의 알루미늄 공급원이 알루미늄 아세틸아세토네이트 및 알루미늄 아이소프로폭사이드로부터 선택되는, 폴리에스터 조성물. - 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올 잔기가, 50 몰% 초과의 시스-2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올 및 50 몰% 미만의 트랜스-2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올; 또는 70 몰% 초과의 시스-2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올 및 30 몰% 미만의 트랜스-2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올; 또는 75 몰% 초과의 시스-2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올 및 25 몰% 미만의 트랜스-2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올; 또는 80 몰% 초과의 시스-2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올 및 20 몰% 미만의 트랜스-2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올; 또는 85 몰% 초과의 시스-2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올 및 15 몰% 미만의 트랜스-2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올; 또는 90 몰% 초과의 시스-2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올 및 10 몰% 미만의 트랜스-2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올; 또는 95 몰% 초과의 시스-2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올 및 5 몰% 미만의 트랜스-2,2,4,4-테트라메틸-1,3-사이클로부탄다이올을 포함하는 혼합물인, 폴리에스터 조성물. - 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
제1항의 폴리에스터와는 상이한 폴리에스터, 폴리(에터이미드), 폴리페닐렌 산화물, 폴리(페닐렌 옥사이드)/폴리스티렌 블렌드, 폴리스티렌 수지, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리페닐렌 설파이드/설폰, 폴리(에스터-카보네이트), 폴리카보네이트, 폴리설폰; 폴리설폰 에터, 및 폴리(에터-케톤) 중 적어도 하나로부터 선택된 적어도 하나의 중합체와의 블렌드를 포함하거나; 또는 상기 폴리에스터 조성물이 상기 폴리에스터와 재생 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(rPET)의 블렌드를 포함하는, 폴리에스터 조성물. - 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 인 화합물의 잔기를 포함하는 폴리에스터 조성물. - 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항의 폴리에스터 또는 폴리에스터 조성물의 제조 방법으로서, 이때 최종 중합체 중 TMCD 혼입 또는 전환 정도가 55 몰% 초과, 또는 50 몰% 초과, 또는 45 몰% 초과, 또는 40 몰% 초과, 또는 35 몰% 초과, 또는 30 몰% 초과인, 제조 방법.
- 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 폴리에스터 조성물로 제조된 물품.
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