【課題を解決するための手段】
【0018】
本発明の第1の態様によれば、酸化タングステン粒子を含むポリマー組成物、とりわけポリエステル組成物を含んでなる、容器又はシート用のプリフォームの形態をなす、物品が提供される。
【0019】
上記の物品は好適には、容器用のプリフォームである。
酸化タングステン粒子は、一般式WOx[式中、2.65≦x≦2.95等、2.2≦x≦2.999である]のものであってよい。酸化タングステン粒子は、一般式MxWyOz[式中、Mは、H、He、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類元素、Mg、Zr、Cr、Mn、Fe、Ru、Co、Rh、Ir、Ni、Pd、Pt、Cu、Ag、Au、Zn、Cd、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、B、F、P、S、Se、Br、Te、Ti、Nb、V、Mo、Ta、Re、Be、Hf、Os、Bi及びIから選択される1つ又は複数の元素であり;Wはタングステンであり;Oは酸素であり;0.001≦x/y≦0.1等の0.001≦x/y≦1及び2.65≦z/y≦2.95等の2.2≦z/y≦2.999である]のものであってよい。いくつかの実施形態において、酸化タングステン粒子が一般式MxWyOzのものである場合、z/yは2.72又は2.9である。2.9への言及は、2.90及び2.92の両方を網羅する。
【0020】
前記酸化タングステン粒子は好適には、式WO
2.72又はWO
2.9のものである。
そのような酸化タングステン粒子は、再加熱性能、L
*及び/又はb
*の観点から、市販の窒化チタン及び炭素ベースの再加熱剤よりも驚くほど有利であることが分かっている。1実施形態において、前記酸化タングステン粒子は式WO
2.90のものであってよく、別の実施形態において、前記酸化タングステン粒子は式WO
2.92のものであってよい。
【0021】
とりわけ好ましいのは、式WO
2.72の酸化タングステン粒子である。この材料は、次の具体例においてさらに記述する通り、プリフォームに組み込まれた際に、例外的な再加熱及び光学特性を有することが分かっている。
【0022】
前記酸化タングステン粒子は、好ましくは、少なくとも70wt%、少なくとも80wt%、少なくとも90wt%、少なくとも95wt%、少なくとも99wt%、又は、とりわけ約100wt%のWO
2.72を含む。
【0023】
本明細書における「ppm」への言及は、「重量で100万分の1」を指す。
前記ポリマー組成物(とりわけ前記ポリエステル組成物)は、5ppmから150ppm、好適には12から150ppm、好ましくは12から100ppm、より好ましくは12から50ppm、とりわけ20から50ppmの酸化タングステン粒子、とりわけWO
2.72を含み得る。
【0024】
前記酸化タングステンは、好ましくは、ポリマー組成物(とりわけ前記ポリエステル組成物)の全体に、及び/又は後述する通りのポリエステルポリマーの全体に、実質上均質的に分散している。
【0025】
前記物品(とりわけ前記プリフォーム)の少なくとも80wt%、少なくとも90wt%、少なくとも95wt%又は少なくとも99wt%は、好適には、前記ポリマー組成物(とりわけ前記ポリエステル組成物)でできている。前記物品(とりわけ前記プリフォーム)は、好ましくは、本質的に前記ポリエステル組成物からなる。
【0026】
前記物品(とりわけ前記プリフォーム)は、5から150ppm、好適には12から150ppm、好適には12から150ppm、好ましくは12から100ppm、より好ましくは12から50ppm、とりわけ20から50ppmの酸化タングステン粒子、とりわけWO
2.72を含み得る。
【0027】
前記プリフォームは、好適には、12gから1200gの範囲内、好ましくは15から40gの範囲内、より好ましくは18から40gの範囲内の重量を有する。前記プリフォームは、0.00009gから0.006gの酸化タングステン粒子、とりわけWO
2.72を含み得る。
【0028】
前記ポリマー組成物は、好ましくは、前記ポリエステル組成物である。前記ポリエステル組成物は、好ましくは、少なくとも70wt%、少なくとも80wt%、少なくとも90wt%、少なくとも95wt%、少なくとも98wt%又は少なくとも99wt%のポリエステルポリマーを含む。前記ポリエステル組成物は、99.99wt%未満又は99.95wt%未満のポリエステルポリマーを含み得る。
【0029】
好適なポリエステルポリマーの例は、PET、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリ(1,4−シクロ−ヘキシレンジメチレン)テレフタレート(PCT)、ポリ(エチレン−co−1,4−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート)(PETG)、コポリ(1,4−シクロヘキシレンジメチレン/エチレンテレフタレート)(PCTG)、ポリ(1,4−シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート−co−イソフタレート)(P
CTA)、ポリ(エチレンテレフタレート−co−イソフタレート)(PETA)及びそれらの混和物又はそれらのコポリマーの1つ又は複数を含む。好適なポリエステルの例は、米国特許第4,359,570号明細書において記述されているものを含み、本願明細書にその全体を援用する。
【0030】
用語ポリエステルは、ポリエーテルエステル、ポリエステルアミド及びポリエーテルエステルアミドを含むがこれらに限定されないポリエステル誘導体を含むことも意図している。したがって、簡単にするために、本明細書及び請求項の全体を通して、用語ポリエステル、ポリエーテルエステル、ポリエステルアミド及びポリエーテルエステルアミドは交換可能に使用され得、典型的には、ポリエステルと称される。
【0031】
好ましくは、前記ポリエステルポリマーは、PET、PEN及びコポリマー又はそれらの混合物を含み、好ましくは本質的にそれらからになる。前記ポリエステルポリマーは、好ましくはポリエチレンテレフタレート(PET)を含み、より好ましくは本質的にそれからになる。
【0032】
好適には、ポリアルキレンテレフタレートポリマー又はポリアルキレンナフタレートポリマーは、ポリマー中のユニットの総モルに基づき、少なくとも60モル%の量のポリアルキレンテレフタレートユニット又はポリアルキレンナフタレートユニットを有するポリマーをそれぞれ意味する。故に、ポリマーは、完成したポリマー中の原料のモル%によって測定した際に、少なくとも85モル%、又は少なくとも90モル%、又は少なくとも92モル%、又は少なくとも96モル%の量のエチレンテレフタレート又はナフタレートユニットを含有し得る。故に、ポリエチレンテレフタレートポリマーは、エチレンテレフタレートユニット及びアルキレングリコール又はアリールグリコールに由来する他のユニットと、脂肪族又はアリールジカルボン酸とのコポリエステルからなってよい。
【0033】
ポリエチレンテレフタレートは、少なくとも60モル%、又は少なくとも70モル%、又は少なくとも85モル%、又は少なくとも90モル%、及び多くの用途で少なくとも95モル%のテレフタル酸又はC1〜C4ジアルキルテレフタレートを含む2酸又はジエステル成分を、少なくとも60モル%、又は少なくとも70モル%、又は少なくとも85モル%、又は少なくとも90モル%、及び多くの用途で少なくとも95モル%のエチレングリコールを含むジオール成分と反応させることによって製造され得る。2酸成分はテレフタル酸であり、かつジオール成分はエチレングリコールであることが好ましい。すべての2酸成分(複数可)についてのモル百分率は合計で100モル%となり、すべてのジオール成分(複数可)についてのモル百分率は合計で100モル%となる。
【0034】
本明細書において使用される場合、「d
50粒径」はメジアン径であり、ここで、体積の50%は記載されているd
50値よりも大きい粒子で構成され、体積の50%は記載されているd
50値よりも小さい粒子で構成される。本明細書において使用される場合、メジアン粒径はd
50粒径と同じである。
【0035】
前記酸化タングステン粒子は、好適には、50μm未満、好ましくは25μm未満、より好ましくは10μm未満、とりわけ5μm以下のd
50を有する。いくつかの実施形態において、前記粒子は、2μm未満、1μm未満、0.1μm未満、又は0.05μm未満のd
50を有し得る。前記粒子のd
50は、0.001μm超又は0.010μm超であってよい。d
50は、本明細書において記述されている通りに測定され得る。
【0036】
5wt%未満、3wt%未満又は1wt%未満の前記酸化タングステン粒子は、本明細書において記述されている通りに測定された100μmを超える粒径を有する。好ましくは、少なくとも99wt%、より好ましくは約100wt%の前記酸化タングステン粒子
は、20μm未満、好ましくは10μm未満、より好ましくは5μm未満のサイズを有する。
【0037】
粒径分布は、「スパン(S)」によって表現することができ、ここで、Sは、下記の方程式:
S=(d
90−d
10)/d
50
[式中、d
90は、体積の90%が記載されているd
90よりも小さい直径を有する粒子で構成される粒径を表し;d
10は、体積の10%が記載されているd
10よりも小さい直径を有する粒子で構成される粒径を表し;d
50は、体積の50%が記載されているd
50値よりも大きい直径を有する粒子で構成され、かつ体積の50%が記載されているd
50値よりも小さい直径を有する粒子で構成される粒径を表す]
によって算出される。
【0038】
スパン(S)が例えば0〜10、又は0〜5、又は0.01〜2である酸化タングステン粒子の粒径分布が好適であることがある。
ポリマー、例えばポリエステル組成物の色に対する酸化タングステン粒子の影響は、CIE L
*a
*b
*スケール[ここで、L
*は0から100の範囲であり、暗から明へ測定する]を使用して評価することができる。色は、本明細書において記述されている通りに評価され得る。前記物品(とりわけ前記プリフォーム)は、好適には、少なくとも55、好ましくは少なくとも63、より好ましくは少なくとも70のL
*を有する。該物品は、好適には、2.0未満、好ましくは1.0未満、より好ましくは0.5未満のb
*を有する。b
*は、−0.28超であってよい。a
*は、−1から0の範囲内であってよい。
【0039】
前記物品(とりわけ前記プリフォーム)は、少なくとも10ppm、少なくとも15ppm又は少なくとも20ppm(好適には100ppm未満又は50ppm未満)の酸化タングステンを含んでよく、L
*は、少なくとも70又は少なくとも75又は少なくとも77であってよく、85又は82未満であってよい。
【0040】
前記ポリマー、例えばポリエステル組成物(及びその結果として物品(とりわけ前記プリフォーム))は、好適には、再加熱特性が改良されており、高速でかつ/又はより少ない再加熱エネルギーの印加で再加熱することができるため、再加熱効率が増大されている場合がある。有利には、再加熱特性における改良は、適切な光学特性、例えばL
*を維持しながら実現することができる。
【0041】
最適な実施形態において、前記物品(とりわけ前記プリフォーム)はポリエステル組成物を含んでなり(好適には、概ねポリエステル組成物からなり)、ポリエステル組成物は、98wt%を超える(とりわけ99wt%を超える)ポリエステルポリマー及び5〜150ppm(とりわけ20〜50ppm)の酸化タングステン粒子を含み、ここで、ポリエステルポリマーは好適には概ねPETからなり、酸化タングステン粒子は好適には概ねWO
2.72からなる。ポリエステル組成物中の材料のバランスは、他の添加剤、例えばトナー、アセトアルデヒドスカベンジャー、加工助剤、結晶化助剤、衝撃改質剤、表面平滑剤、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤及び触媒不活性化剤でできていてよい。加えて、ポリエステル相溶性ビヒクル及び酸化タングステン粒子を含む分散液をポリエステルポリマーに添加して、プリフォームのポリエステル組成物を調製する場合、前記ポリエステル組成物は残留ビヒクルも含み得る。
【0042】
前記物品がシートである場合、ポリマー組成物は、酸化タングステン粒子及びポリカーボネート、ポリオレフィン又はポリエステルからなるものであってよい。酸化タングステン粒子は、上述した通りであってよい。
【0043】
本発明の第2の態様によれば、酸化タングステン粒子を含むポリマー組成物(とりわけポリエステル組成物)を含む包装容器又は熱成形物品が提供される。
ポリマー(例えばポリエステル)組成物及び酸化タングステン粒子は、第1の態様により記述されている通りであってよい。包装容器又は熱成形物品は、第1の態様の物品から、かつ/又は第3の態様によって記述されている通りに作製され得る。
【0044】
本発明が包装容器に関するものである場合、好適には、前記包装容器は、好適にはボトル、例えば炭酸飲料及びアルコール飲料の少なくとも一方を入れるために好適なもの等の飲料ボトルである。ボトルは、水を含有するのに好適に実質上透き通ったボトルであってよい。
【0045】
本発明の第3の態様によれば、
(i)第1の態様に記載の物品を選択する工程と、
(ii)該物品を加熱し、それをブロー成形に供し、それによって包装容器を作製する工程、又はそれを熱成形に供して熱成形物品を形成する工程と
を備える、包装容器及び熱成形シートから選択される物品を作製する方法が提供される。
【0046】
方法は、好適には、500nmから1500nmの範囲内の波長を好適には有する赤外線ヒータを使用して加熱する工程を含む。方法は、好ましくは、物品(とりわけプリフォーム)を、組成物中に含まれるポリマー(例えばポリエステル)のガラス転移温度を上回って加熱する工程を含む。プリフォームの事例において、方法は、プリフォームを鋳型内に位置付ける工程と、加圧ガス(例えば空気)が該鋳型の開口端を通過するのを可能にする工程とを含み得る。
【0047】
前記包装容器は、100mlから1500mlの範囲内の体積を画定し得る。
第4の態様によれば、物品を画定するために、酸化タングステン粒子を含むポリマー組成物(とりわけポリエステル組成物)を熱処理する工程を含む、容器又はシート用のプリフォームから選択される物品を作製するための方法が提供される。
【0048】
ポリエステル組成物及び/又は酸化タングステン粒子は、第1の態様によって記述されている通りであってよい。
方法は、好ましくは、プリフォームを画定するために、酸化タングステン粒子を含むポリエステル組成物を射出成形する工程を含む、包装容器用のプリフォームを作製するためのものである。
【0049】
方法は、溶融又は固体バルクポリエステル、及び液体、溶融又は固体ポリエステル濃縮組成物を、酸化タングステン粒子を含む濃縮組成物であるプリフォームを製造するための機械に送給して、ポリエステルプリフォームの重量に基づき、約5ppmから約150ppmの酸化タングステン粒子を有するプリフォームを取得する工程からなってよい。
【0050】
代替として、プリフォームは、ポリエステルポリマー中に分散されている酸化タングステン粒子を含む、例えばペレット又は顆粒形態のポリエステル組成物を選択し、該ポリエステル組成物を射出成形することによって作製することができる。
【0051】
第5の態様によれば、ポリマー組成物(とりわけポリエステルポリマー)及び/又はポリマー組成物(とりわけポリエステル組成物)を含むプリフォームもしくはシートの再加熱特徴を改良するための酸化タングステン粒子の使用が提供される。
【0052】
再加熱の改良は、前記酸化タングステン粒子の包含が、前記酸化タングステンの非存在下における同じポリマー及び/又はポリマー組成物と比較して、再加熱速度の増大、もし
くはより少ない再加熱エネルギーで(再加熱効率の増大)又はその両方につながることを意味する場合がある。
【0053】
第6の態様によれば、酸化タングステン粒子を含むポリマー組成物(とりわけポリエステル組成物)が提供される。
ポリマー及び/又はポリエステル組成物は、第1の態様によって記述されている通りであってよい。
【0054】
第7の態様によれば、
ジカルボン酸ジエステルをジオールでエステル交換するか、又はジカルボン酸をジオールで直接エステル化して、ポリエステルモノマー又はポリエステルオリゴマーの1つ又は複数を取得することを含む、エステル化工程と、
該ポリエステルモノマー又はポリエステルオリゴマーの1つ又は複数を、重縮合反応において重縮合触媒の存在下で反応させて、好適には約0.50dL/gから約1.1dL/gのIt.V.を有するポリエステルポリマーを生成することを含む、重縮合工程と、
溶融ポリエステルポリマーが凝固して粒子となる粒子化工程と、
固体ポリマーが、好適には約0.55〜約1.2dL/gのIt.V.に重合される任意選択の固相化工程と、
酸化タングステン粒子を添加及び分散させて、該ポリエステルポリマー中の酸化タングステンの分散物を提供することを含み、前述の工程のいずれかの前、最中又は後に発生する粒子添加工程と
を含む、第6の態様によるポリエステル組成物を作製する方法が提供される。
【0055】
It.Vは、(特許文献4)、23頁8行目から24頁15行目において記述されている通りに測定することができ、上述の内容を本願明細書に援用する。
工程は、固相化工程に続いて、得られた固体ポリマーを融解させ押し出して、その中に酸化タングステン粒子が分散されているプリフォームを取得することを含む形成工程をさらに含み得る。粒子添加工程は、固相化工程の最中又は後、かつ形成工程の前に発生し得る。粒子添加工程は、形成工程の前又は最中に、熱可塑性濃縮物の重量に対して約100ppmから約5,000ppmの量の酸化タングステン粒子を含む熱可塑性濃縮物として、酸化タングステン粒子を添加する工程からなってよい。酸化タングステン粒子の粒径は、前記プリフォームについて上述した通りであってよい。
【0056】
粒子添加工程は、重縮合工程の前もしくは最中;又は粒子化工程の前もしくは最中;又は固相化工程の前もしくは最中;又は形成工程の前もしくは最中に行われてよい。
前記ジカルボン酸は、テレフタル酸からなってよい。前記ジカルボン酸ジエステルは、ジメチルテレフタレートからなってよい。前記ジオールは、エチレングリコールからなってよい。代替として、前記ジカルボン酸は、ナフタレンジカルボン酸からなってよい。
【0057】
熱可塑性濃縮物は、熱可塑性濃縮物の重量に基づき、約0.01wt.%から約35wt.%の範囲の量の酸化タングステン粒子;及び熱可塑性濃縮物の重量に基づき、少なくとも65wt.%の量の熱可塑性ポリマー(好適にはポリエステル)からなってよい。
【0058】
1つの好適な実施形態において、酸化タングステン粒子は、方法において使用されるモノマーの1つ中に分散していてよい。この事例において好適には、酸化タングステン粒子は、エステル化反応において反応するテレフタル酸中に分散している。
【0059】
第8の態様によれば、ポリマー(例えばポリエステル)と相溶性である担体と該担体中に分散している酸化タングステン粒子とを含む液体配合物が提供される。
酸化タングステン粒子は、前述の態様により記述されている通りであってよい。
【0060】
前記担体は液体であってよく、植物もしくは鉱油またはグリコールであってよい。特に好ましいグリコールは、とりわけ酸化タングステンの粒子がPET重合において使用される材料に添加されるならば、エチレングリコールである。酸化タングステンは、担体中で粉砕されて、好適には、任意の集塊を一次粒子に分解することができる。
【0061】
本明細書において記述されている任意の実施形態又は発明の任意の特色を、本明細書において記述されている任意の他の発明と、変更すべきところは変更して組み合わせてよい。
【0062】
ここで、本発明の具体的な実施形態を、例として添付の図を参照して記述する。