TW202344559A - 用於熱收縮標籤的聚酯共聚物、包含其之組成物及包含其之產品 - Google Patents

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Abstract

在本揭示中,提供有一種收縮特性及去除性優異的聚酯共聚物。具體地,本揭示提供一種聚酯共聚物,其具有適合從容器上去除之範圍內的撕裂強度及不會使該容器變形之範圍內的收縮應力。

Description

用於熱收縮標籤的聚酯共聚物、包含其之組成物及包含其之產品
相關申請案的交叉引用
本申請案請求於2022年3月23日向韓國智慧財產局提申之韓國專利申請案號10-2022-0036015的權益,其揭示內容通過引用全部併入本文中。
本揭示有關於一種可用於熱收縮標籤且具有優異的收縮特性及去除性的聚酯共聚物,以及一種包含該聚酯共聚物之組成物。其還有關於一種包括該聚酯共聚物之產品。
發明背景
近年來,塑料包裝容器的使用迅速地增加,針對其等之國際環保法規不斷地加強。據此,業界對永續包裝更感興趣。此外,飲料容器上的標籤紙需按照廢棄物的回收方式去除。因此,需要開發一種易於從容器上去除且具有高收縮性的標籤用樹脂。
然而,廣泛用作熱收縮膜標籤材料的聚苯乙烯及定向聚苯乙烯(OPS)存在耐熱性及熱收縮特性不足的問題。據此,為了解決這些問題,用於熱收縮膜之聚酯基系樹脂的開發正積極進行中。
然而,由於目前還沒有同時具有收縮特性(如,收縮應力及收縮性)及標籤易於分離的樹脂,因此需要對其進行開發。
技術問題
在本揭示中,提供一種收縮特性及去除性優異的聚酯共聚物。具體地,本揭示提供一種聚酯共聚物,其具有適合從容器上去除之範圍內的撕裂強度及不會使該容器變形之範圍內的收縮應力。 技術解決方案
為了解決以上問題,提供了下列聚酯共聚物: 該聚酯共聚物具有一結構,其中係重複有衍生自二羧酸或其衍生物之酸部分與衍生自含有乙二醇之二醇的二醇部分, 其中該聚酯共聚物包括直鏈二元醇單體之殘基及環狀單體之殘基; 以下方程式1的A值為2.0或更大及6.5或更小,及 以下方程式2的物性因子值大於0且為42.5或更小。
[方程式1] A值 = (乙二醇除外的直鏈二元醇單體之殘基含量(莫耳%)) * 20 / ((環狀單體之殘基含量(莫耳%))*2-99) [方程式2] 物性因子 = (A值)*8.4 - 11.13 在方程式1中,該含量係以總殘基為100莫耳%計。
在下文中,將進行更詳細的描述。
在本揭示中,術語“殘基”是指衍生自當一特定化合物參與化學反應時,包含在該化學反應產物中之該特定化合物的部分或單元。具體地,二羧酸組分的“殘基”及二醇組分的“殘基”,各自意指衍生自通過酯化反應或聚縮合反應形成的聚酯共聚物中之二羧酸組分的部分或二醇組分的部分。 聚酯共聚物
根據本揭示之一個實施例的聚酯共聚物係通過聚合二羧酸或其衍生物與二醇製得,且具有一重複有衍生自二羧酸或其衍生物的酸部分與衍生自含有乙二醇之二醇的二醇部分的結構。在本揭示中,該酸部分及該二醇部分意指從二羧酸或其衍生物與二醇的聚合反應中除去氫、羥基或烷氧基後剩餘的殘基。該二羧酸或其衍生物及該二醇將於下文中更詳細地描述。例如,該二羧酸或其衍生物主要可為對苯二甲酸或其衍生物,該二醇包括乙二醇且可進一步包括其衍生物。
聚酯共聚物在機器方向上通常具有比垂直方向上更高的撕裂強度。但是,當用作容器上的標籤紙時,機器方向上的低撕裂強度有利於去除,因為其容易撕裂。此外,當用作容器上的標籤紙時,若聚酯共聚物的收縮應力過高,則可能發生諸如壓碎容器之變形。據此,本揭示的目的在於提供一種聚酯共聚物,其具有適合用作容器的標籤紙等等之範圍內之機器方向上的撕裂強度及收縮應力。
該聚酯共聚物可包括直鏈二元醇單體之殘基及環狀單體之殘基。
此外,該聚酯共聚物可具有以下方程式1的值為2.0或更大及6.5或更小,及以下方程式2的物性因子值大於0且為42.5或更小。
[方程式1] A值 = (乙二醇除外的直鏈二元醇單體之殘基含量(莫耳%)) * 20 / ((環狀單體之殘基含量(莫耳%))*2-99) [方程式2] 物性因子 = (A值)*8.4 - 11.13 在方程式1中,該含量係以總殘基為100莫耳%計。
該總殘基100莫耳%是指環狀單體之殘基含量與直鏈二元醇單體之殘基含量的總合。即,本揭示中的總殘基100莫耳%是指衍生自構成該聚酯共聚物的二羧酸或其衍生物之殘基含量與衍生自二醇組份之殘基含量的總合。此外,該二羧酸或其衍生物可為環狀或直鏈,及該二醇組份也可為環狀或直鏈。
具體地,方程式1的值可為2.0或更大、2.5或更大、3.0或更大、3.5或更大、或4.0或更大,及6.5或更小、6.0或更小、5.5或更小、5.0或更小、或4.5或更小。
此外,方程式2的物性因子值可大於0、大於5.0、大於10.0、大於15.0、或大於20.0,及為42.5或更小、42.0或更小、40.0或更小、35.0或更小、30.0 或更小、或25.0或更小。
方程式2的物性因子值表示該聚酯共聚物在機器方向上的撕裂強度。即,該樹脂的撕裂強度可僅用單體的組合比來估計,無需拉伸該樹脂及測量物性的步驟,且沒有先前技術將撕裂強度表示為單體的組合比。在實際產業中,樹脂是批量製造的,實務上不可能在製造過程期間於檢查物性後重新調整輸入單體的組合比。因此,僅用單體的組合比容易地確認要達到的物性因子是非常重要的。
當方程式1的A值小於2.0時,方程式2的物性因子值與機器方向(MD方向)上的撕裂強度有較大差異,可能存在物性因子無用的問題。此外,當方程式1的A值超過6.5時,撕裂強度超過42.5 N/mm,使得貼在容器上的標籤難以從該容器上撕下及去除。
方程式2的物性因子值表示機器方向上的撕裂強度,考慮到在本揭示中將該聚酯共聚物應用至容器的標籤時欲實現的易撕特性,該值可超過0且為42.5或更小。
在方程式1中,環狀單體之殘基可衍生自二羧酸或其衍生物,或乙二醇除外的二醇。該二羧酸或其衍生物及該乙二醇除外的二醇沒有限制,只要其等用於該聚酯共聚物且在分子結構中是具有脂族或芳族環結構的單體即可。例如,其等可為選自於由下列所組成之群組的至少一個:1,4-環己烷二甲醇、1,4-環己烷二甲酸、對苯二甲酸或其衍生物、再利用的1,4-環己烷二甲醇、再利用的1,4-環己烷二甲酸及再利用的對苯二甲酸或其衍生物。該對苯二甲酸或其衍生物可為選自於由下列所組成之群組的至少一個:對苯二甲酸、二甲基對苯二甲酸、羥乙基對苯二甲酸、再利用的對苯二甲酸、再利用的二甲基對苯二甲酸及再利用的羥乙基對苯二甲酸。此外,以總殘基為100莫耳%計,該環狀單體之殘基含量可為56.5莫耳%或更多及67.5莫耳%或更少。具體地,以總殘基為100莫耳%計,該環狀單體之殘基含量可為56.5莫耳%或更多、60.0莫耳%或更多、60.5莫耳%或更多、61.0莫耳%或更多、61.5莫耳%或更多、62.0莫耳%或更多、62.5莫耳%或更多、63.0莫耳%或更多、63.5莫耳%或更多、64.0莫耳%或更多、64.5莫耳%或更多、65.0莫耳%或更多、65.5莫耳%或更多、或66.0莫耳%或更多,及67.5莫耳%或更少、67.0莫耳%或更少、或66.5莫耳%或更少。
在方程式1中,直鏈二元醇單體之殘基可衍生自二醇。該二醇沒有限制,只要其用於聚酯共聚物且分子結構為直鏈結構即可。例如,其可衍生自選自於由下列所組成之群組的至少一個:乙二醇、二乙二醇、新戊二醇、再利用的乙二醇、再利用的二乙二醇及再利用的新戊二醇。
在方程式1中,乙二醇除外的直鏈二元醇單體之殘基含量用作變量。在此情況下,以總殘基為100莫耳%計,方程式1中乙二醇除外的直鏈二元醇單體之殘基含量可為12.5莫耳%或更少。具體地,以總殘基為100莫耳%計,方程式1中乙二醇除外的直鏈二元醇單體之殘基含量可為2.5莫耳%或更多、3.0莫耳%或更多、3.5莫耳%或更多、4.0莫耳%或更多、4.5莫耳%或更多、5.0莫耳%或更多、5.5莫耳%或更多、或6.0莫耳%或更多,及12.5莫耳%或更少、10.0莫耳%或更少、8.0莫耳%或更少、7.5莫耳%或更少、7.0莫耳%或更少、或6.5莫耳%或更少。
除了以上方程式1外,本揭示之一個實施例的聚酯共聚物之二醇包括乙二醇。在不包括乙二醇的情況下,即使A值及物性因子滿足以上範圍,機器方向上的撕裂強度仍超過42.5 N/mm。因此,當作為標籤應用於容器時,很難撕裂標籤,不利於分離,或者收縮應力高,這可能與本揭示所要實現的低收縮應力標籤的特性不同。以總殘基為100莫耳%計,乙二醇單體的殘基可為27.5莫耳%至39.0莫耳%。
滿足方程式1及2的聚酯共聚物在90℃下可具有7.0 N/mm或更大及42.5 N/mm或更小之機器方向(MD方向)上的撕裂強度。具體地,在90℃下,該機器方向(MD方向)上的撕裂強度可為7.0 N/mm或更大、7.5 N/mm或更大、8.0 N/mm或更大、8.5 N/mm或更大、9.0 N/mm或更大、10.0 N/mm或更大、15.0 N/mm或更大、20.0 N/mm或更大、或25.0 N/mm或更大,及42.5 N/mm或更小、40.0 N/mm或更小、35.0 N /mm或更小、或30.0 N/mm或更小。
當該機器方向上的撕裂強度小於7.0 N/mm時,用作容器等的標籤紙時,可能有無法在所欲的方向上撕裂的問題,而當其超過42.5 N/mm時,用作標籤紙時,可能有去除的問題。
此外,滿足方程式1及2的聚酯共聚物在85℃下可具有12.0 MPa或更小的收縮應力。具體地,該聚酯共聚物在85℃下可具有3.1 Mpa或更大及12.0 Mpa或更小的收縮應力。具體地,在85℃下的收縮應力可為3.1 MPa或更大、3.4 MPa或更大、4.0 MPa或更大、4.5 MPa或更大、5.0 MPa或更大、5.5 MPa或更大、6.0 MPa或更大、或6.5 MPa或更大,及12.0 Mpa或更小、11.0 MPa或更小、10.0 MPa或更小、9.0 MPa或更小、8.5 MPa或更小、8.0 MPa或更小、或7.0 MPa或更小。
如果該收縮應力超過12.0 MPa,則用作容器標籤紙時有可能出現容器變形的問題,而如果其太小,則用作容器標籤紙時有可能出現不貼合容器的問題。
此外,滿足方程式1及2的聚酯共聚物可具有69.0℃或更高及74.8℃或更低的玻璃轉移溫度。當該玻璃化轉移溫度太低時,在加工製造成膜期間的熱處理中有發生斷裂的可能性,而當其太高時,可能無法達到標籤應用所需的足夠拉伸。 聚酯共聚物的製備
該聚酯共聚物可通過包括下列步驟製備:對二羧酸或其衍生物與二醇進行酯化反應或酯交換反應;及對該酯化或酯交換反應獲得的產物進行聚縮合反應。
在該酯化反應或酯交換反應中,可使用一催化劑。該催化劑可為鈉及鎂的甲基化物;Zn、Cd、Mn、Co、Ca、Ba等的乙酸鹽、硼酸鹽、脂肪酸或碳酸鹽;諸如鎂之金屬;或Pb、Zn、Sb、Ge等的氧化物。
該酯化或酯交換反應可以批次、半連續或連續之方式進行。各原料可分別添加,但較佳地以其中該二羧酸或其衍生物混合於該二醇中之漿料形式添加。
可在該酯化或酯交換反應前於漿料中,或在該反應完成後於產物中,添加聚縮合催化劑、穩定劑、著色劑、結晶劑、抗氧化劑、支化劑等等。
然而,上述添加物的投入時間不限於此,且上述添加物可在該聚酯共聚物的製備過程中的任何時間加入。作為該聚縮合催化劑,可適當地選擇及使用習用的鈦、鍺、銻、鋁、錫基系化合物中的至少一種。較佳的鈦基系催化劑的例子包括鈦酸四乙酯、鈦酸乙醯基三丙酯、鈦酸四丙酯、鈦酸四丁酯、鈦酸聚丁酯、鈦酸2-乙己酯、鈦酸辛二醇酯、鈦酸乳酸酯、鈦酸三乙醇胺、鈦酸乙醯丙酮酯、乙醯乙酸鈦酸乙酯(ethyl acetoacetic ester titanate)、鈦酸異硬脂酯、二氧化鈦、二氧化鈦/二氧化矽共聚物、二氧化鈦/二氧化鋯共聚物等等。此外,較佳的鍺基系催化劑的例子包括二氧化鍺及其共聚物。作為穩定劑,通常可使用磷基系化合物,如磷酸、磷酸三甲酯及磷酸三乙酯,且以磷原子計,其添加量相對於最終聚合物(聚酯共聚物)的重量可為10至200 ppm。當該穩定劑的含量小於10 ppm時,其可能不夠穩定且聚合物的顏色可能變黃。當含量大於200 ppm時,可能無法獲得具有高聚合度的聚合物。
再者,為改善聚合物的顏色而添加的著色劑的例子可包括習用的著色劑,如乙酸鈷、丙酸鈷等等。其添加量以鈷原子計相對於最終聚合物(聚酯共聚物)的重量可為10至200 ppm。若需要,可使用蒽醌基系化合物、紫環酮(perinone)基系化合物、偶氮基系化合物、次甲基基系化合物等等作為有機著色劑,及市售產品包括調色劑,如Polysynthren Blue RLS (Clarient製造)及Solvaperm Red BB (Clarient製造)。該有機著色劑相對於最終聚合物的重量之添加量可為0至50 ppm。當以超出上述範圍的含量使用該著色劑時,可能無法充分地覆蓋該聚酯共聚物的黃色或可能會降低物理特性。
該結晶劑的例子可包括結晶成核劑、紫外線吸收劑、聚烯烴基系樹脂、聚醯胺樹脂等等。該抗氧化劑的例子可包括受阻酚抗氧化劑、亞磷酸酯基系抗氧化劑、硫醚基系抗氧化劑及其等之混合物。
再者,該酯化反應可在200至300℃或230至280℃的溫度及0至10.0 kgf/cm 2(0至7355.6 mmHg)、0至5.0 kgf/cm 2(0至3677.8 mmHg)或0.1至3.0 kgf/cm 2(73.6至2206.7 mmHg)之壓力下進行。此外,該酯交換反應可在150至270℃或180至260℃的溫度及0至5.0 kgf/cm 2(0至3677.8 mmHg)或0.1至3.0 kgf/cm 2(73.6至2206.7 mmHg)的壓力下進行。括號外的壓力是指錶壓(以kgf/cm 2表示),括號內的壓力是指絕對壓力(以mmHg表示)。
當反應溫度及壓力超出以上範圍時,可能會降低該聚酯共聚物的物理特性。反應時間(平均滯留時間)通常為1至24小時或2至8小時,且可根據反應溫度、壓力及所用的二醇對二羧酸或其衍生物的莫耳比而變化。
可對通過該酯化或酯交換反應所獲得的產物進行聚縮合反應之處理,以製備具有高聚合度的聚酯共聚物。大略而言,該聚縮合反應可在150至300℃、200至290℃、或260至290℃的溫度及400至0.01 mmHg、100至0.05 mmHg、或10至0.1 mmHg的減壓下進行。此處,該壓力指的是絕對壓力。400至0.01 mmHg的減壓是為了除去聚縮合反應的副產物,如二元醇及未反應的材料。因此,當壓力超出以上範圍時,副產物及未反應材料的去除可能會不夠。此外,當該聚縮合反應的溫度超出以上範圍時,可能會降低該聚酯共聚物的物理特性。該聚縮合反應可進行所需的時間直至達到所需的固有黏度,例如平均滯留時間為1至24小時。
為了減少殘留在該聚酯共聚物中未反應材料的含量,可在該酯化反應或酯交換反應結束時,或者在該聚縮合反應開始時,即樹脂的黏度不夠高的狀態下,故意維持真空反應一段長的時間,將該未反應的原料排至系統外。當樹脂的黏度高時,殘留在反應器中的原料很難流出系統。例如,使通過該酯化或酯交換反應所獲得的反應產物,於該聚縮合反應之前,先留在約400至1 mmHg或約200至3 mmHg之減壓下歷時約0.2至3小時,可有效去除該聚酯共聚物中殘留的未反應材料。在此,可將該產物的溫度控制在等於該酯化或酯交換反應的溫度,或該聚縮合反應的溫度,或在其等之間的溫度。
適合的是,該聚縮合反應後所獲得的聚合物的固有黏度為0.30至1.0 dl/g。當該固有黏度小於0.30 dl/g時,固相反應中的反應速率可能顯著地降低。當該固有黏度超過1.0 dl/g時,在熔融聚合反應期間熔融材料的黏度可能增加,因此聚合物變色的可能性可能因攪拌器與反應器之間的剪切應力而增加,產生諸如乙醛的副產物。
若需要,根據一個實施例的聚酯共聚物可通過在該聚縮合反應之後進一步進行一固相反應,以具有更高的聚合度。
具體地,將通過該聚縮合反應所獲得的聚合物排至反應器外進行造粒。該造粒可通過以下方法進行:股線切割法,其中將該聚合物擠成股線狀、在冷卻液中固化並用切割機切割;或水下切割法,其中將模孔浸入冷卻液中,將該聚合物直接擠到冷卻液中並用切割機切割。一般來說,在股線切割方法中,冷卻液的溫度應保持較低,以便股線良好地固化,如此就沒有切割上的問題。在水下切割法中,較佳地將冷卻液的溫度維持與該聚合物一致,以便將該聚合物製造成均一的形狀。然而,在結晶聚合物的情況下,可故意將冷卻液的溫度保持較高,以便在排出期間誘導結晶。
通過對粒化聚合物進行水洗,可以除去未反應原料中可溶於水的原料。粒徑越小,相對於粒子重量的表面積越大。因此,粒徑小是有利的。為了實現此目的,可將粒子製成具有約15 mg或更小的平均重量。例如,可將該粒化聚合物留在等於該聚合物的玻璃轉移溫度的溫度下,或在約50至100℃的溫度之水中歷時5分鐘至10小時,進行水洗。
對該粒化聚合物進行結晶步驟,以防止固相反應期間發生融合。該結晶步驟可在大氣、惰性氣體、水蒸氣或含水蒸氣的惰性氣體下或在溶液中進行,且可在110至210℃或120至210℃下進行。當溫度低時,粒子晶體形成的速率可能過慢。當溫度高時,粒子表面熔化的速率可能比晶體形成的速率快,使得粒子彼此黏附而導致融合。因為粒子的耐熱性會隨著粒子的結晶而增加,所以也可以將粒子的結晶分成幾個步驟並逐步升高溫度。
該固相反應可在諸如氮氣、二氧化碳、氬氣等等之惰性氣體環 下,或在400至0.01 mmHg之減壓下及180至220℃的溫度下進行,歷時平均1至150小時的滯留時間。通過進行該固相反應,可額外地增加分子量,且可除去在該熔融反應中不反應而僅殘留的原料以及反應過程中產生的環狀寡聚物、乙醛等等。
該固相反應可進行到該結晶聚合物的固有黏度達到0.65 dl/g或更高、0.70 dl/g或更高、0.75 dl/g或更高、或0.80 dl/g或更高,其中該固有黏度是將該聚合物以0.12重量%的濃度溶解在150℃的鄰氯苯酚中後,在35℃下測得。
在擠壓吹塑(EBM)過程中,需要剪切稀化特徵,其中該剪切稀化特徵會在模塑機之螺桿內的高剪切應力區中保持低黏度,而在形成具有低剪切應力的型坯區中表現出高黏度。這種剪切稀化特徵使由螺桿內部的剪切應力摩擦產生的熱最小化並降低型坯本身的溫度,從而防止在高於該模塑機中設定的模塑溫度的溫度下產生摩擦熱。
在具有較高剪切應力的多頭擠壓吹塑的情況下,多個型坯由一個螺桿製造,這導致較高的剪切應力,因為擠出量越大RPM越高。因此,需要更好的剪切稀化特徵。 二羧酸或其衍生物
在本揭示中使用的二羧酸組分是指與該二醇組分一起組成該聚酯共聚物的主要單體。本揭示的術語“二羧酸或其衍生物”是指至少一種選自於二羧酸及該二羧酸的衍生物之化合物。此外,術語“二羧酸的衍生物”是指二羧酸的烷基酯(C 1至C 4低級烷基酯,如單甲酯、單乙酯、二甲酯、二乙酯、二丁酯等等)或二羧酸酐。因此,例如,對苯二甲酸或其衍生物通常包括與二醇反應形成對苯二甲醯基部分的化合物,如對苯二甲酸;對苯二甲酸單烷基酯或二烷基酯;及對苯二甲酸酐。
具體地,本揭示之二羧酸組分的殘基可包括選自於由下列所組成之群組的一或多個:對苯二甲酸、二甲基對苯二甲酸、羥乙基對苯二甲酸及其衍生物。具體地,對苯二甲酸或其衍生物可為選自於由下列所組成之群組的至少一個:對苯二甲酸、二甲基對苯二甲酸、羥乙基對苯二甲酸、再利用的對苯二甲酸、再利用的二甲基對苯二甲酸及再利用的羥乙基對苯二甲酸。
此外,該聚酯共聚物可包括衍生自對苯二甲酸或其衍生物除外的共聚單體的酸部分。具體地,該共聚單體可為選自於由下列所組成之群組的至少一個:具有8至14個碳原子的芳族二羧酸或其衍生物,及具有4至12個碳原子的脂族二羧酸或其衍生物。該具有8至14個碳原子的芳族二羧酸或其衍生物的例子包括間苯二甲酸、萘二甲酸,如2,6-萘二甲酸、二苯基二甲酸、4,4'-茋二甲酸、2,5-呋喃二甲酸、2,5-噻吩二甲酸等等,但不限於此。該具有4至12個碳原子的脂族二羧酸或其衍生物的例子包括直鏈、支鏈或環狀脂族二羧酸組分,包括環己烷二甲酸,如1,4-環己烷二甲酸及1,3-環己烷二甲酸、鄰苯二甲酸、癸二酸、丁二酸、異癸基丁二酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、己二酸、戊二酸及壬二酸,但不限於此。具體地,該對苯二甲酸或其衍生物除外的共聚單體可為選自於由下列所組成之群組的至少一個:間苯二甲酸、2,6-萘二甲酸、己二酸、壬二酸、丁二酸及1,4-環己烷二甲酸。
該二羧酸或其衍生物可包括以總二羧酸或其衍生物為100莫耳%計數量超過70莫耳%的對苯二甲酸或其衍生物,及以總二羧酸或其衍生物為100莫耳%計數量為30莫耳%或更少之選自於由下列所組成之群組的至少一個:具有8至14個碳原子的芳族二羧酸或其衍生物,及具有4至12個碳原子的脂族二羧酸或其衍生物。 二醇組分
本揭示中使用的二醇組分是指與上述二羧酸組分一起構成該聚酯共聚物的主要單體。特別地,除了乙二醇,該二醇組分還可包括二乙二醇、新戊二醇或環己烷二甲醇作為共聚單體。再者,可使用再利用的乙二醇、再利用的二乙二醇、再利用的新戊二醇或再利用的環己烷二甲醇作為該二醇組分的單體。
該乙二醇是有助於改善該聚酯共聚物的透明度及衝擊強度的組分。較佳地,以總殘基為100莫耳%計,該乙二醇的殘基含量可為27.5莫耳%至39.0莫耳%。
該二乙二醇是有助於改善該聚酯共聚物的顏色的組分。較佳地,以總殘基為100莫耳%計,該二乙二醇的量可為2.5莫耳%至6.5莫耳%。
該環己烷二甲醇(如,1,2-環己烷二甲醇、1,3-環己烷二甲醇或1,4-環己烷二甲醇)是有助於改善待製備的聚酯共聚物的透明度及衝擊強度的組分。較佳地,以該聚酯共聚物的總二醇部分計,衍生自環己烷二甲醇的二醇部分的含量為6.5至16.5莫耳%。 包括聚酯共聚物的產品
根據本揭示的一個實施例,可提供一種包括該聚酯共聚物的產品。 含聚酯共聚物的摻合物組成物
根據本揭示的一個實施例,可提供一種聚酯共聚物摻合物組成物,其含有5至95重量%之該聚酯共聚物。
該摻合物組成物可包括多層結構。
此外,本揭示的一個實施例可提供一種包括該聚酯共聚物摻合物組成物的產品。 有益效果
本揭示的一個實施例之聚酯共聚物具有低收縮應力及優異的收縮特性,因此當應用於容器時不會引起該容器變形。
此外,本揭示的一個實施例之聚酯共聚物可具有在適當範圍內的撕裂強度,因此可容易地從容器上去除。 實施例之詳細說明
在下文中,提供較佳範例以幫助理解本發明。然而,提供以下範例僅為了更容易理解本發明,而本發明不限於此。 範例1 步驟1) 酯化反應
將TPA (對苯二甲酸,2300g)、EG (乙二醇,810g)、CHDM (1,4-環己烷二甲醇,650g)及DEG (二乙二醇,170g)放置於連接有管柱及能夠通過水冷卻的冷凝器之10L反應器中,並於其中加入TiO 2(0.1 g) 作為催化劑。
然後,於反應器中注入氮氣以形成加壓狀態,其中反應器的壓力比常壓高出1.0 kgf/cm 2。之後,將反應器的溫度在90分鐘內升高至220℃,在220℃下保持2小時,然後在2小時內升高至260℃。此後,在將反應器的溫度保持在260℃之同時,使酯化反應進行到反應器中的混合物變得肉眼觀察為透明的。在此過程中,副產物流過管柱及冷凝器。待酯化反應完成後,將加壓的反應器內的氮氣排放至外面,使反應器的壓力降至常壓,然後將反應器內的混合物轉移至可進行真空反應之7 L反應器中。 步驟2) 聚縮合反應
然後,在30分鐘內將7L反應器的壓力從常壓減至5托(絕對壓力:5 mmHg),且在1小時內將反應器的溫度升至280℃,以進行聚縮合反應,同時將反應器的壓力保持在1托(絕對壓力:1 mmHg)或更低。在聚縮合反應初期,攪拌速度設定得較高,但當攪拌力因聚縮合反應的進行反應物的黏度增加或反應物的溫度升高高於設定溫度而減弱時,可適當地調整攪拌速度。令該聚縮合反應一直進行到反應器中混合物(熔體)的固有黏度(IV)變為0.70 dl/g。當反應器中混合物的固有黏度達到所需位準時,將聚縮合混合物從反應器中排出並絞合。用冷卻液將其固化並造粒至具有約12至14 mg的平均重量,從而製得聚酯共聚物。 範例2 步驟1) 酯化反應
將TPA (對苯二甲酸,2300g)、EG (乙二醇,1000g)、CHDM (1,4-環己烷二甲醇,700g)及DEG (二乙二醇,172g)放置於連接有管柱及能夠通過水冷卻的冷凝器之10L反應器中,並於其中加入TiO 2(0.1 g)作為催化劑。
然後,於反應器中注入氮氣以形成加壓狀態,其中反應器的壓力比常壓高出1.0 kgf/cm 2。之後,將反應器的溫度在90分鐘內升高至220℃,在220℃下保持2小時,然後在2小時內升高至260℃。此後,在將反應器的溫度保持在260℃之同時,使酯化反應進行到反應器中的混合物變得肉眼觀察為透明的。在此過程中,副產物流過管柱及冷凝器。待酯化反應完成後,將加壓的反應器內的氮氣排放至外面,使反應器的壓力降至常壓,然後將反應器內的混合物轉移至可進行真空反應之7 L反應器中。 步驟2) 聚縮合反應
然後,在30分鐘內將7L反應器的壓力從常壓減至5托(絕對壓力:5 mmHg),且在1小時內將反應器的溫度升至280℃,以進行聚縮合反應,同時將反應器的壓力保持在1托(絕對壓力:1 mmHg)或更低。在聚縮合反應初期,攪拌速度設定得較高,但當攪拌力因聚縮合反應的進行反應物的黏度增加或反應物的溫度升高高於設定溫度而減弱時,可適當地調整攪拌速度。令該聚縮合反應一直進行到反應器中混合物(熔體)的固有黏度(IV)變為0.68 dl/g。當反應器中混合物的固有黏度達到所需位準時,將聚縮合混合物從反應器中排出並絞合。用冷卻液將其固化並造粒至具有約12至14 mg的平均重量,從而製得聚酯共聚物。 範例 3 步驟1) 酯化反應
將TPA (對苯二甲酸,2300g)、EG (乙二醇,805g)、CHDM (1,4-環己烷二甲醇,654g)及DEG (二乙二醇,190g)放置於連接有管柱及能夠通過水冷卻的冷凝器之10L反應器中,並於其中加入TiO 2(1.0 g)作為催化劑。
然後,於反應器中注入氮氣以形成加壓狀態,其中反應器的壓力比常壓高出1.0 kgf/cm 2。之後,將反應器的溫度在90分鐘內升高至220℃,在220℃下保持2小時,然後在2小時內升高至260℃。此後,在將反應器的溫度保持在260℃之同時,使酯化反應進行到反應器中的混合物變得肉眼觀察為透明的。在此過程中,副產物流過管柱及冷凝器。待酯化反應完成後,將加壓的反應器內的氮氣排放至外面,使反應器的壓力降至常壓,然後將反應器內的混合物轉移至可進行真空反應之7 L反應器中。 步驟2) 聚縮合反應
然後,在30分鐘內將7L反應器的壓力從常壓減至5托(絕對壓力:5 mmHg),且在1小時內將反應器的溫度升至280℃,以進行聚縮合反應,同時將反應器的壓力保持在1托(絕對壓力:1 mmHg)或更低。在聚縮合反應初期,攪拌速度設定得較高,但當攪拌力因聚縮合反應的進行反應物的黏度增加或反應物的溫度升高高於設定溫度而減弱時,可適當地調整攪拌速度。令該聚縮合反應一直進行到反應器中混合物(熔體)的固有黏度(IV)變為0.75 dl/g。當反應器中混合物的固有黏度達到所需位準時,將聚縮合混合物從反應器中排出並絞合。用冷卻液將其固化並造粒至具有約12至14 mg的平均重量,從而製得聚酯共聚物。 範例4 步驟1) 酯化反應
將TPA (對苯二甲酸,2400g)、EG (乙二醇,880g)、CHDM (1,4-環己烷二甲醇,360g)、CHDA (1,4-環己烷二甲酸,300g)及DEG (二乙二醇,170g)放置於連接有管柱及能夠通過水冷卻的冷凝器之10L反應器中,並於其中加入TiO 2(1.0 g)作為催化劑。
然後,於反應器中注入氮氣以形成加壓狀態,其中反應器的壓力比常壓高出1.0 kgf/cm 2。之後,將反應器的溫度在90分鐘內升高至220℃,在220℃下保持2小時,然後在2小時內升高至260℃。此後,在將反應器的溫度保持在260℃之同時,使酯化反應進行到反應器中的混合物變得肉眼觀察為透明的。在此過程中,副產物流過管柱及冷凝器。待酯化反應完成後,將加壓的反應器內的氮氣排放至外面,使反應器的壓力降至常壓,然後將反應器內的混合物轉移至可進行真空反應之7 L反應器中。 步驟2) 聚縮合反應
然後,在30分鐘內將7L反應器的壓力從常壓減至5托(絕對壓力:5 mmHg),且在1小時內將反應器的溫度升至280℃,以進行聚縮合反應,同時將反應器的壓力保持在1托(絕對壓力:1 mmHg)或更低。在聚縮合反應初期,攪拌速度設定得較高,但當攪拌力因聚縮合反應的進行反應物的黏度增加或反應物的溫度升高高於設定溫度而減弱時,可適當地調整攪拌速度。令該聚縮合反應一直進行到反應器中混合物(熔體)的固有黏度(IV)變為0.75 dl/g。當反應器中混合物的固有黏度達到所需位準時,將聚縮合混合物從反應器中排出並絞合。用冷卻液將其固化並造粒至具有約12至14 mg的平均重量,從而製得聚酯共聚物。 範例5 步驟1) 酯化反應
將TPA (對苯二甲酸,2200g)、EG (乙二醇,760g)、CHDM (1,4-環己烷二甲醇,710g)及DEG (二乙二醇,200g)放置於連接有管柱及能夠通過水冷卻的冷凝器之10L反應器中,並於其中加入TiO 2(1.0 g)作為催化劑。
然後,於反應器中注入氮氣以形成加壓狀態,其中反應器的壓力比常壓高出1.0 kgf/cm 2。之後,將反應器的溫度在90分鐘內升高至220℃,在220℃下保持2小時,然後在2小時內升高至260℃。此後,在將反應器的溫度保持在260℃之同時,使酯化反應進行到反應器中的混合物變得肉眼觀察為透明的。在此過程中,副產物流過管柱及冷凝器。待酯化反應完成後,將加壓的反應器內的氮氣排放至外面,使反應器的壓力降至常壓,然後將反應器內的混合物轉移至可進行真空反應之7 L反應器中。 步驟2) 聚縮合反應
然後,在30分鐘內將7L反應器的壓力從常壓減至5托(絕對壓力:5 mmHg),且在1小時內將反應器的溫度升至280℃,以進行聚縮合反應,同時將反應器的壓力保持在1托(絕對壓力:1 mmHg)或更低。在聚縮合反應初期,攪拌速度設定得較高,但當攪拌力因聚縮合反應的進行反應物的黏度增加或反應物的溫度升高高於設定溫度而減弱時,可適當地調整攪拌速度。令該聚縮合反應一直進行到反應器中混合物(熔體)的固有黏度(IV)變為0.72 dl/g。當反應器中混合物的固有黏度達到所需位準時,將聚縮合混合物從反應器中排出並絞合。用冷卻液將其固化並造粒至具有約12至14 mg的平均重量,從而製得聚酯共聚物。 範例6 步驟1) 酯化反應
將TPA (對苯二甲酸,2220g)、EG (乙二醇,730g)、CHDM (1,4-環己烷二甲醇,750g)、NPG (新戊二醇,50g)及DEG (二乙二醇,150g)放置於連接有管柱及能夠通過水冷卻的冷凝器之10L反應器中,並於其中加入TiO 2(1.0 g)作為催化劑。
然後,於反應器中注入氮氣以形成加壓狀態,其中反應器的壓力比常壓高出1.0 kgf/cm 2。之後,將反應器的溫度在90分鐘內升高至220℃,在220℃下保持2小時,然後在2小時內升高至260℃。此後,在將反應器的溫度保持在260℃之同時,使酯化反應進行到反應器中的混合物變得肉眼觀察為透明的。在此過程中,副產物流過管柱及冷凝器。待酯化反應完成後,將加壓的反應器內的氮氣排放至外面,使反應器的壓力降至常壓,然後將反應器內的混合物轉移至可進行真空反應之7 L反應器中。 步驟2) 聚縮合反應
然後,在30分鐘內將7L反應器的壓力從常壓減至5托(絕對壓力:5 mmHg),且在1小時內將反應器的溫度升至280℃,以進行聚縮合反應,同時將反應器的壓力保持在1托(絕對壓力:1 mmHg)或更低。在聚縮合反應初期,攪拌速度設定得較高,但當攪拌力因聚縮合反應的進行反應物的黏度增加或反應物的溫度升高高於設定溫度而減弱時,可適當地調整攪拌速度。令該聚縮合反應一直進行到反應器中混合物(熔體)的固有黏度(IV)變為0.72 dl/g。當反應器中混合物的固有黏度達到所需位準時,將聚縮合混合物從反應器中排出並絞合。用冷卻液將其固化並造粒至具有約12至14 mg的平均重量,從而製得聚酯共聚物。 範例7 步驟1) 酯化反應
將TPA (對苯二甲酸,2260g)、EG (乙二醇,790g)、CHDM (1,4-環己烷二甲醇,670g)及DEG (二乙二醇,150g)放置於連接有管柱及能夠通過水冷卻的冷凝器之10L反應器中,並於其中加入TiO 2(1.0 g)作為催化劑。
然後,於反應器中注入氮氣以形成加壓狀態,其中反應器的壓力比常壓高出1.0 kgf/cm 2。之後,將反應器的溫度在90分鐘內升高至220℃,在220℃下保持2小時,然後在2小時內升高至260℃。此後,在將反應器的溫度保持在260℃之同時,使酯化反應進行到反應器中的混合物變得肉眼觀察為透明的。在此過程中,副產物流過管柱及冷凝器。待酯化反應完成後,將加壓的反應器內的氮氣排放至外面,使反應器的壓力降至常壓,然後將反應器內的混合物轉移至可進行真空反應之7 L反應器中。 步驟2) 聚縮合反應
然後,在30分鐘內將7L反應器的壓力從常壓減至5托(絕對壓力:5 mmHg),且在1小時內將反應器的溫度升至280℃,以進行聚縮合反應,同時將反應器的壓力保持在1托(絕對壓力:1 mmHg)或更低。在聚縮合反應初期,攪拌速度設定得較高,但當攪拌力因聚縮合反應的進行反應物的黏度增加或反應物的溫度升高高於設定溫度而減弱時,可適當地調整攪拌速度。令該聚縮合反應一直進行到反應器中混合物(熔體)的固有黏度(IV)變為0.70 dl/g。當反應器中混合物的固有黏度達到所需位準時,將聚縮合混合物從反應器中排出並絞合。用冷卻液將其固化並造粒至具有約12至14 mg的平均重量,從而製得聚酯共聚物。 範例8 步驟1) 酯化反應
將TPA (對苯二甲酸,2300g)、EG (乙二醇,870g)、CHDM (1,4-環己烷二甲醇,570g)及DEG (二乙二醇,140g)放置於連接有管柱及能夠通過水冷卻的冷凝器之10L反應器中,並於其中加入TiO 2(1.0 g)作為催化劑。
然後,於反應器中注入氮氣以形成加壓狀態,其中反應器的壓力比常壓高出1.0 kgf/cm 2。之後,將反應器的溫度在90分鐘內升高至220℃,在220℃下保持2小時,然後在2小時內升高至260℃。此後,在將反應器的溫度保持在260℃之同時,使酯化反應進行到反應器中的混合物變得肉眼觀察為透明的。在此過程中,副產物流過管柱及冷凝器。待酯化反應完成後,將加壓的反應器內的氮氣排放至外面,使反應器的壓力降至常壓,然後將反應器內的混合物轉移至可進行真空反應之7 L反應器中。 步驟2) 聚縮合反應
然後,在30分鐘內將7L反應器的壓力從常壓減至5托(絕對壓力:5 mmHg),且在1小時內將反應器的溫度升至280℃,以進行聚縮合反應,同時將反應器的壓力保持在1托(絕對壓力:1 mmHg)或更低。在聚縮合反應初期,攪拌速度設定得較高,但當攪拌力因聚縮合反應的進行反應物的黏度增加或反應物的溫度升高高於設定溫度而減弱時,可適當地調整攪拌速度。令該聚縮合反應一直進行到反應器中混合物(熔體)的固有黏度(IV)變為0.72 dl/g。當反應器中混合物的固有黏度達到所需位準時,將聚縮合混合物從反應器中排出並絞合。用冷卻液將其固化並造粒至具有約12至14 mg的平均重量,從而製得聚酯共聚物。 範例9 步驟1) 酯化反應
將TPA (對苯二甲酸,3000 g)、EG (乙二醇,1020 g)、CHDM (1,4-環己烷二甲醇,1000 g)及DEG (二乙二醇,230 g)放置於連接有管柱及能夠通過水冷卻的冷凝器之10L反應器中,並於其中加入TiO 2(1 g)作為催化劑。
然後,於反應器中注入氮氣以形成加壓狀態,其中反應器的壓力比常壓高出1.0 kgf/cm 2。之後,將反應器的溫度在90分鐘內升高至220℃,在220℃下保持2小時,然後在2小時內升高至260℃。此後,在將反應器的溫度保持在260℃之同時,使酯化反應進行到反應器中的混合物變得肉眼觀察為透明的。在此過程中,副產物流過管柱及冷凝器。待酯化反應完成後,將加壓的反應器內的氮氣排放至外面,使反應器的壓力降至常壓,然後將反應器內的混合物轉移至可進行真空反應之7 L反應器中。 步驟2) 聚縮合反應
然後,在30分鐘內將7L反應器的壓力從常壓減至5托(絕對壓力:5 mmHg),且在1小時內將反應器的溫度升至280℃,以進行聚縮合反應,同時將反應器的壓力保持在1托(絕對壓力:1 mmHg)或更低。在聚縮合反應初期,攪拌速度設定得較高,但當攪拌力因聚縮合反應的進行反應物的黏度增加或反應物的溫度升高高於設定溫度而減弱時,可適當地調整攪拌速度。令該聚縮合反應一直進行到反應器中混合物(熔體)的固有黏度(IV)變為0.73 dl/g。當反應器中混合物的固有黏度達到所需位準時,將聚縮合混合物從反應器中排出並絞合。用冷卻液將其固化並造粒至具有約12至14 mg的平均重量,從而製得聚酯共聚物。 比較例1 步驟1) 酯化反應
將TPA (對苯二甲酸,2500g)、EG (乙二醇,1000g)、CHDM (1,4-環己烷二甲醇,200g)及DEG (二乙二醇,40g)放置於連接有管柱及能夠通過水冷卻的冷凝器之10L反應器中,並於其中加入TiO 2(1 g)作為催化劑。
然後,於反應器中注入氮氣以形成加壓狀態,其中反應器的壓力比常壓高出1.0 kgf/cm 2。之後,將反應器的溫度在90分鐘內升高至220℃,在220℃下保持2小時,然後在2小時內升高至260℃。此後,在將反應器的溫度保持在260℃之同時,使酯化反應進行到反應器中的混合物變得肉眼觀察為透明的。在此過程中,副產物流過管柱及冷凝器。待酯化反應完成後,將加壓的反應器內的氮氣排放至外面,使反應器的壓力降至常壓,然後將反應器內的混合物轉移至可進行真空反應之7 L反應器中。 步驟2) 聚縮合反應
然後,在30分鐘內將7L反應器的壓力從常壓減至5托(絕對壓力:5 mmHg),且在1小時內將反應器的溫度升至280℃,以進行聚縮合反應,同時將反應器的壓力保持在1托(絕對壓力:1 mmHg)或更低。在聚縮合反應初期,攪拌速度設定得較高,但當攪拌力因聚縮合反應的進行反應物的黏度增加或反應物的溫度升高高於設定溫度而減弱時,可適當地調整攪拌速度。令該聚縮合反應一直進行到反應器中混合物(熔體)的固有黏度(IV)變為0.72 dl/g。當反應器中混合物的固有黏度達到所需位準時,將聚縮合混合物從反應器中排出並絞合。用冷卻液將其固化並造粒至具有約12至14 mg的平均重量,從而製得聚酯共聚物。 比較例2 步驟1) 酯化反應
將TPA (對苯二甲酸,2300g)、EG (乙二醇,860g)、CHDM (1,4-環己烷二甲醇,620g)及DEG (二乙二醇,80g)放置於連接有管柱及能夠通過水冷卻的冷凝器之10L反應器中,並於其中加入TiO 2(1.0 g)作為催化劑。
然後,於反應器中注入氮氣以形成加壓狀態,其中反應器的壓力比常壓高出1.0 kgf/cm 2。之後,將反應器的溫度在90分鐘內升高至220℃,在220℃下保持2小時,然後在2小時內升高至260℃。此後,在將反應器的溫度保持在260℃之同時,使酯化反應進行到反應器中的混合物變得肉眼觀察為透明的。在此過程中,副產物流過管柱及冷凝器。待酯化反應完成後,將加壓的反應器內的氮氣排放至外面,使反應器的壓力降至常壓,然後將反應器內的混合物轉移至可進行真空反應之7 L反應器中。 步驟2) 聚縮合反應
然後,在30分鐘內將7L反應器的壓力從常壓減至5托(絕對壓力:5 mmHg),且在1小時內將反應器的溫度升至280℃,以進行聚縮合反應,同時將反應器的壓力保持在1托(絕對壓力:1 mmHg)或更低。在聚縮合反應初期,攪拌速度設定得較高,但當攪拌力因聚縮合反應的進行反應物的黏度增加或反應物的溫度升高高於設定溫度而減弱時,可適當地調整攪拌速度。令該聚縮合反應一直進行到反應器中混合物(熔體)的固有黏度(IV)變為0.72 dl/g。當反應器中混合物的固有黏度達到所需位準時,將聚縮合混合物從反應器中排出並絞合。用冷卻液將其固化並造粒至具有約12至14 mg的平均重量,從而製得聚酯共聚物。 比較例3 步驟1) 酯化反應
將TPA (對苯二甲酸,2000 g)、EG (乙二醇,520 g)、CHDM (1,4-環己烷二甲醇,1230 g)及DEG (二乙二醇,130 g)放置於連接有管柱及能夠通過水冷卻的冷凝器之10L反應器中,並於其中加入TiO 2(1 g)作為催化劑。
然後,於反應器中注入氮氣以形成加壓狀態,其中反應器的壓力比常壓高出1.0 kgf/cm 2。之後,將反應器的溫度在90分鐘內升高至220℃,在220℃下保持2小時,然後在2小時內升高至260℃。此後,在將反應器的溫度保持在260℃之同時,使酯化反應進行到反應器中的混合物變得肉眼觀察為透明的。在此過程中,副產物流過管柱及冷凝器。待酯化反應完成後,將加壓的反應器內的氮氣排放至外面,使反應器的壓力降至常壓,然後將反應器內的混合物轉移至可進行真空反應之7 L反應器中。 步驟2) 聚縮合反應
然後,在30分鐘內將7L反應器的壓力從常壓減至5托(絕對壓力:5 mmHg),且在1小時內將反應器的溫度升至280℃,以進行聚縮合反應,同時將反應器的壓力保持在1托(絕對壓力:1 mmHg)或更低。在聚縮合反應初期,攪拌速度設定得較高,但當攪拌力因聚縮合反應的進行反應物的黏度增加或反應物的溫度升高高於設定溫度而減弱時,可適當地調整攪拌速度。令該聚縮合反應一直進行到反應器中混合物(熔體)的固有黏度(IV)變為0.74 dl/g。當反應器中混合物的固有黏度達到所需位準時,將聚縮合混合物從反應器中排出並絞合。用冷卻液將其固化並造粒至具有約12至14 mg的平均重量,從而製得聚酯共聚物。 比較例4 步驟1) 酯化反應
將TPA (對苯二甲酸,2000 g)、EG (乙二醇,830 g)、CHDM (1,4-環己烷二甲醇,300 g)及DEG (二乙二醇,150 g)放置於連接有管柱及能夠通過水冷卻的冷凝器之10L反應器中,並於其中加入TiO 2(1 g)作為催化劑。
然後,於反應器中注入氮氣以形成加壓狀態,其中反應器的壓力比常壓高出1.0 kgf/cm 2。之後,將反應器的溫度在90分鐘內升高至220℃,在220℃下保持2小時,然後在2小時內升高至260℃。此後,在將反應器的溫度保持在260℃之同時,使酯化反應進行到反應器中的混合物變得肉眼觀察為透明的。在此過程中,副產物流過管柱及冷凝器。待酯化反應完成後,將加壓的反應器內的氮氣排放至外面,使反應器的壓力降至常壓,然後將反應器內的混合物轉移至可進行真空反應之7 L反應器中。 步驟2) 聚縮合反應
然後,在30分鐘內將7L反應器的壓力從常壓減至5托(絕對壓力:5 mmHg),且在1小時內將反應器的溫度升至280℃,以進行聚縮合反應,同時將反應器的壓力保持在1托(絕對壓力:1 mmHg)或更低。在聚縮合反應初期,攪拌速度設定得較高,但當攪拌力因聚縮合反應的進行反應物的黏度增加或反應物的溫度升高高於設定溫度而減弱時,可適當地調整攪拌速度。令該聚縮合反應一直進行到反應器中混合物(熔體)的固有黏度(IV)變為0.75 dl/g。當反應器中混合物的固有黏度達到所需位準時,將聚縮合混合物從反應器中排出並絞合。用冷卻液將其固化並造粒至具有約12至14 mg的平均重量,從而製得聚酯共聚物。 比較例5
使用市售的定向聚苯乙烯作為比較例6。 比較例6 步驟1) 酯化反應
將TPA (對苯二甲酸,2400g)、EG (乙二醇,980g)、CHDM (1,4-環己烷二甲醇,290g)、NPG (新戊二醇,160g)及DEG (二乙二醇,150g)放置於連接有管柱及能夠通過水冷卻的冷凝器之10L反應器中,並於其中加入TiO 2(1.0 g)作為催化劑。
然後,於反應器中注入氮氣以形成加壓狀態,其中反應器的壓力比常壓高出1.0 kgf/cm 2。之後,將反應器的溫度在90分鐘內升高至220℃,在220℃下保持2小時,然後在2小時內升高至260℃。此後,在將反應器的溫度保持在260℃之同時,使酯化反應進行到反應器中的混合物變得肉眼觀察為透明的。在此過程中,副產物流過管柱及冷凝器。待酯化反應完成後,將加壓的反應器內的氮氣排放至外面,使反應器的壓力降至常壓,然後將反應器內的混合物轉移至可進行真空反應之7 L反應器中。 步驟2) 聚縮合反應
然後,在30分鐘內將7L反應器的壓力從常壓減至5托(絕對壓力:5 mmHg),且在1小時內將反應器的溫度升至280℃,以進行聚縮合反應,同時將反應器的壓力保持在1托(絕對壓力:1 mmHg)或更低。在聚縮合反應初期,攪拌速度設定得較高,但當攪拌力因聚縮合反應的進行反應物的黏度增加或反應物的溫度升高高於設定溫度而減弱時,可適當地調整攪拌速度。令該聚縮合反應一直進行到反應器中混合物(熔體)的固有黏度(IV)變為0.70 dl/g。當反應器中混合物的固有黏度達到所需位準時,將聚縮合混合物從反應器中排出並絞合。用冷卻液將其固化並造粒至具有約12至14 mg的平均重量,從而製得聚酯共聚物。 比較例7 步驟1) 酯化反應
將TPA (對苯二甲酸,2500g)、EG (乙二醇,1010g)、CHDM (1,4-環己烷二甲醇,170g)、NPG (新戊二醇,260g)及DEG (二乙二醇,90g)放置於連接有管柱及能夠通過水冷卻的冷凝器之10L反應器中,並於其中加入TiO 2(1.0 g)作為催化劑。
然後,於反應器中注入氮氣以形成加壓狀態,其中反應器的壓力比常壓高出1.0 kgf/cm 2。之後,將反應器的溫度在90分鐘內升高至220℃,在220℃下保持2小時,然後在2小時內升高至260℃。此後,在將反應器的溫度保持在260℃之同時,使酯化反應進行到反應器中的混合物變得肉眼觀察為透明的。在此過程中,副產物流過管柱及冷凝器。待酯化反應完成後,將加壓的反應器內的氮氣排放至外面,使反應器的壓力降至常壓,然後將反應器內的混合物轉移至可進行真空反應之7 L反應器中。 步驟2) 聚縮合反應
然後,在30分鐘內將7L反應器的壓力從常壓減至5托(絕對壓力:5 mmHg),且在1小時內將反應器的溫度升至280℃,以進行聚縮合反應,同時將反應器的壓力保持在1托(絕對壓力:1 mmHg)或更低。在聚縮合反應初期,攪拌速度設定得較高,但當攪拌力因聚縮合反應的進行反應物的黏度增加或反應物的溫度升高高於設定溫度而減弱時,可適當地調整攪拌速度。令該聚縮合反應一直進行到反應器中混合物(熔體)的固有黏度(IV)變為0.70 dl/g。當反應器中混合物的固有黏度達到所需位準時,將聚縮合混合物從反應器中排出並絞合。用冷卻液將其固化並造粒至具有約12至14 mg的平均重量,從而製得聚酯共聚物。
通過以下方法測量範例1至10及比較例1至9的聚酯共聚物的物理特性並示於下表中。 殘基組成 ( 用於測定直鏈二元醇單體的殘基與環狀單體的殘基之莫耳比的方法)
在將樣品以3 mg/mL的濃度溶解在CDCl 3溶劑中之後,透過使用核磁共振裝置(JEOL,600MHz FT-NMR)於25℃下獲得的1H-NMR,確定該聚酯共聚物中二元醇單體及環狀單體的殘基組成(莫耳%)。此外,通過光譜的定量分析確認TMA的殘基,其中使用氣相層析法(Agilent Technologies,7890B),在250℃下測量乙醇與TMA通過乙醇分解反應產生的苯-1,2,4-三乙基羧酸酯的含量。此外,確定以羧酸及二醇部分的總莫耳數計的含量(莫耳%)。 固有黏度(IV)
將聚酯共聚物以0.12%的濃度在150℃下溶解於鄰氯苯酚(OCP,鄰氯苯酚)中後,使用烏氏黏度計測量在35℃恆溫浴中的固有黏度。具體地,測量溶劑通過黏度計的特定內部部分之間所用的時間(流出時間;t 0)及溶液通過黏度計所用的時間(t)。隨後,將t 0及t代入方程式1計算比黏度,並將計算出的比黏度代入方程式2計算固有黏度。 [方程式1] [方程式2] 玻璃轉移溫度(Tg)
在25℃至150℃的範圍內以10K/min加熱樹脂樣品的同時,測量製得的聚酯共聚物的玻璃轉移溫度。 收縮應力
製得的聚酯共聚物的收縮應力係通過以85℃的熱空氣引發在垂直方向上的收縮,固定薄膜的兩端,並在30℃下測量垂直方向(TD方向)的最終收縮應力(單位:mPa)獲得。 機器方向上的撕裂強度
製得的聚酯共聚物的撕裂強度之獲得,係根據ASTM D1922將製備的聚酯共聚物擠成厚度為200至400μm的片材,於88℃的溫度下、在垂直於機器方向的方向上以600 mm/min將其拉伸500%,將用Leading Instruments的TGT-01撕裂測試儀在800g重量下測得的測量值(k/gf)除以測得的薄膜厚度(mm),從而排除薄膜厚度的影響因子。 【表1】
    乙二醇的殘基 二乙二醇的殘基 新戊二醇的殘基 乙二醇除外的直鏈二元醇單體之殘基
單位 莫耳% 莫耳% 莫耳% 莫耳%
範例1 29.5 4.0 0 4.0
範例2 30.5 4.3 0 4.3
範例3 30.0 6.0 0 6.0
範例4 32.8 4.8 0 4.8
範例5 28.0 6.5 0 6.5
範例6 27.5 5.0 1.0 6.0
範例7 30.5 4.8 0 4.8
範例8 33.5 4.3 0 4.3
範例9 38.7 4.6 0 4.6
比較例1 45.9 0.65 0 0.65
比較例2 16.3 3.8 0 3.8
比較例3 36.0 9.0 0 9.0
比較例4 39.0 4.5 0 4.5
比較例5 0 0 0 0
比較例6 36.5 4.5 3.0 7.5
比較例7 37.5 2.5 7.0 9.5
【表2】
    對苯二甲酸的殘基 1,4-環己烷二甲醇的殘基 1,4-環己烷二甲酸的殘基 環狀單體
單位 莫耳% 莫耳% 莫耳% 莫耳%
範例1 50.0 16.5 0 66.5
範例2 50.0 15.3 0 65.3
範例3 50.0 14.0 0 64.0
範例4 50.0 7.5 5.0 62.5
範例5 50.0 15.5 0 65.5
範例6 50.0 16.5 0 66.5
範例7 50.0 14.8 0 64.8
範例8 50.0 12.3 0 62.3
範例9 50.0 6.8 0 56.8
比較例1 50.0 3.5 0 53.5
比較例2 50.0 30.0 0 80.0
比較例3 50.0 5.0 0 55.0
比較例4 50.0 6.5 0 56.5
比較例5 0 0 0 0
比較例6 50.0 6.0 0 56.0
比較例7 50.0 3.0 0 53.0
【表3】
    A值 * 物性因子 ** MD撕裂強度 @ 90℃ 收縮應力 @ 85℃ 玻璃轉移溫度
單位 - - N/mm MPa
範例1 2.4 8.6 8.5 6.0 74.8
範例2 2.7 11.7 15.4 5.8 71.0
範例3 4.1 23.6 27.0 3.4 70.0
範例4 3.7 19.9 19.5 5.6 72.1
範例5 4.1 23.0 23.7 4.7 69.0
範例6 3.5 18.5 19.0 4.5 71.0
範例7 3.1 15.2 20.0 7.0 70.0
範例8 3.3 17.1 15.0 6.5 69.5
範例9 6.3 41.8 42.0 11.0 70.0
比較例1 1.6 2.5 7.0 2.0 78.0
比較例2 1.2 -0.7 4.2 8.0 77.5
比較例3 16.4 126.3 100.0 3.0 70.0
比較例4 6.4 42.9 53 12.5 73.0
比較例5 0 -11.1 6.2 3.5 72.0
比較例6 11.5 85.8 90.0 3.0 68.0
比較例7 27.1 216.9 240.0 3.0 68.0
* A值=(乙二醇除外的直鏈二元醇單體之殘基)* 20 / ((環狀單體之殘基)*2 - 99) **物性因子=(A值)*8.4 - 11.13
參考表3中的比較例2至3及5至7,當A值不滿足2.0或更大及6.5或更小的範圍時,物性因子值與MD方向上的撕裂強度之間存在差異,或MD方向上的撕裂強度過大,超過42.5 N/mm。
在比較例1的情況下,不滿足A值範圍,但滿足物性因子值範圍。然而,測得的撕裂強度值與物性因子不同,且測得的收縮應力太低,只有2 MPa。
在比較例4的情況下,其中物性因子值略超過42.5,實際測得的撕裂強度超過42.5 N/mm,且收縮應力也超過12 MPa。
因此,確定了當聚酯共聚物滿足2.0至6.5的A值及物性因子超過0且為42.5或更小時,能夠在無需拉伸樹脂及測量物理特性的步驟之情況下估計撕裂強度。此外,確定了滿足A值範圍及物性因子之聚酯共聚物具有適當的撕裂強度及收縮應力,可用作包裝容器中的薄膜。
(無)

Claims (14)

  1. 一種聚酯共聚物,其具有一結構,其中係重複有衍生自二羧酸或其衍生物之酸部分與衍生自含有乙二醇之二醇的二醇部分, 其中該聚酯共聚物包含直鏈二元醇單體之殘基及環狀單體之殘基; 以下方程式1的A值為2.0或更大及6.5或更小,及 以下方程式2的物性因子值大於0且為42.5或更小: [方程式1] A值 = (乙二醇除外的直鏈二元醇單體之殘基含量(莫耳%)) * 20 / ((環狀單體之殘基含量(莫耳%))*2-99) [方程式2] 物性因子 = (A值)*8.4 - 11.13 在方程式1中,該含量係以總殘基為100莫耳%計。
  2. 如請求項1之聚酯共聚物, 其中該環狀單體之殘基係衍生自選自於由下列所組成之群組的至少一個:1,4-環己烷二甲醇、1,4-環己烷二甲酸、對苯二甲酸或其衍生物、再利用的1,4-環己烷二甲醇、再利用的1,4-環己烷二甲酸及再利用的對苯二甲酸或其衍生物。
  3. 如請求項1之聚酯共聚物, 其中該直鏈二元醇單體之殘基可衍生自選自於由下列所組成之群組的至少一個:乙二醇、二乙二醇、新戊二醇、再利用的乙二醇、再利用的二乙二醇及再利用的新戊二醇。
  4. 如請求項1之聚酯共聚物, 其中以總殘基為100莫耳%計,方程式1中該乙二醇除外的直鏈二元醇單體之殘基含量為12.5莫耳%或更少。
  5. 如請求項1之聚酯共聚物, 其中以總殘基為100莫耳%計,方程式1中該環狀單體之殘基含量為56.5莫耳%或更多及67.5莫耳%或更少。
  6. 如請求項1之聚酯共聚物, 其中該聚酯共聚物在90℃下具有7.0 N/mm或更大及42.5 N/mm或更小之機器方向上的撕裂強度。
  7. 如請求項1之聚酯共聚物, 其中該聚酯共聚物在85℃下具有12.0 MPa或更小的收縮應力。
  8. 如請求項7之聚酯共聚物, 其中該聚酯共聚物在85℃下具有8.5 MPa或更小的收縮應力。
  9. 如請求項1之聚酯共聚物, 其中方程式1的該值為3.0或更大及6.5或更小。
  10. 如請求項1之聚酯共聚物, 其中方程式2的該值大於5.0且為42.5或更小。
  11. 如請求項2之聚酯共聚物, 其中該對苯二甲酸或其衍生物係選自於由下列所組成之群組的至少一個:對苯二甲酸、二甲基對苯二甲酸、羥乙基對苯二甲酸、再利用的對苯二甲酸、再利用的二甲基對苯二甲酸及再利用的羥乙基對苯二甲酸。
  12. 一種產品,其包含如請求項1至11中任一項之聚酯共聚物。
  13. 一種聚酯共聚物摻合物組成物,其含有5至95重量%之如請求項1至11中任一項之聚酯共聚物。
  14. 一種產品,其包含如請求項13之聚酯共聚物摻合物組成物。
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