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特表2025-500138コポリマーポリエステル樹脂及びその調製方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2025-01-09
(54)【発明の名称】コポリマーポリエステル樹脂及びその調製方法
(51)【国際特許分類】
   C08G 63/16 20060101AFI20241226BHJP
   C08L 67/02 20060101ALI20241226BHJP
   C08L 23/02 20250101ALI20241226BHJP
   C08L 77/00 20060101ALI20241226BHJP
   C08K 5/13 20060101ALI20241226BHJP
   C08K 5/51 20060101ALI20241226BHJP
   C08K 5/372 20060101ALI20241226BHJP
【FI】
C08G63/16
C08L67/02
C08L23/02
C08L77/00
C08K5/13
C08K5/51
C08K5/372
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024531468
(86)(22)【出願日】2022-12-21
(85)【翻訳文提出日】2024-07-10
(86)【国際出願番号】 KR2022020942
(87)【国際公開番号】W WO2023121283
(87)【国際公開日】2023-06-29
(31)【優先権主張番号】10-2021-0185099
(32)【優先日】2021-12-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】513193923
【氏名又は名称】エスケー ケミカルズ カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】オ,ヒュン-ウ
(72)【発明者】
【氏名】カン,ビョン-グック
(72)【発明者】
【氏名】ムーン,ジュン-メ
(72)【発明者】
【氏名】シム,ジンスク
(72)【発明者】
【氏名】リー,ユ ジン
(72)【発明者】
【氏名】リー,ジン-キュン
【テーマコード(参考)】
4J002
4J029
【Fターム(参考)】
4J002BB01X
4J002BB01Y
4J002CF05W
4J002CF05X
4J002CL00X
4J002CL00Y
4J002EJ006
4J002EV046
4J002EW026
4J002FD076
4J002FD097
4J002FD208
4J002GG00
4J002GK00
4J002GN00
4J002GT00
4J029AA03
4J029AB01
4J029AB04
4J029AB07
4J029AC02
4J029AD01
4J029AD10
4J029AE01
4J029AE03
4J029BA03
4J029BD03A
4J029BF16
4J029BF30
4J029CB06A
4J029HA01
4J029HB01
4J029JA011
4J029JA253
4J029JB122
4J029JB162
4J029JB193
4J029JF361
4J029KC02
4J029KD02
4J029KD07
4J029KE03
4J029KE08
4J029KE15
4J029KH08
(57)【要約】
本発明は、コポリマーポリエステル樹脂及びその調製方法に関する。特に、本発明の一実施形態によると、コポリマーポリエステル樹脂は、ジオール成分から誘導された繰り返し単位及びジカルボン酸又はその誘導体の成分から誘導された繰り返し単位を含み、ジオール成分に含まれる第1のジオール~第3のジオール又は第4のジオール~第6のジオールの量の調整により、透明性を悪化させることなく、衝撃強度及び固有粘度が適切な範囲内であるように制御され、したがって混和性が優れている。そのため、コポリマーポリエステル樹脂は、食品容器などの包装材料及び車両の内装材料など、高い衝撃強度及び高い耐熱性を必要とする種々の分野で利用されることにより、優れた特性を示し得る。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ジオール成分から誘導された繰り返し単位及びジカルボン酸又はその誘導体成分から誘導された繰り返し単位を含む共重合ポリエステル樹脂であって、
前記ジオール成分は、
(1)10モル%~26モル%の、イソソルビド(ISB)又はその誘導体を含む第1のジオールと、
(2)65モル%~80モル%の、シクロヘキサンジメタノール(CHDM)又はその誘導体を含む第2のジオールと、
(3)8モル%~25モル%の、前記第1のジオール及び前記第2のジオールと異なる第3のジオールと
を含み、及び
異なる組成を有する2種類の前記共重合ポリエステル樹脂を1:1の重量比でブレンドすることによって調製された6mmの厚さを有する試料は、ASTM D1003-97に従って測定される場合、5.0%未満のヘイズを有する、共重合ポリエステル樹脂。
【請求項2】
ジオール成分から誘導された繰り返し単位及びジカルボン酸又はその誘導体成分から誘導された繰り返し単位を含む共重合ポリエステル樹脂であって、
前記ジオール成分は、
(4)15モル%~25モル%の、2,2,4,4-テトラメチル-1,3-シクロブタンジオール(TMCBD)又はその誘導体を含む第4のジオールと、
(5)70モル%~80モル%の、シクロヘキサンジメタノール(CHDM)又はその誘導体を含む第5のジオールと、
(6)0モル%~10モル%の、前記第4のジオール及び前記第5のジオールと異なる第6のジオールと
を含み、及び
異なる組成を有する2種類の前記共重合ポリエステル樹脂を1:1の重量比でブレンドすることによって調製された6mmの厚さを有する試料は、ASTM D1003-97に従って測定される場合、5.0%未満のヘイズを有する、共重合ポリエステル樹脂。
【請求項3】
前記2種類の前記共重合ポリエステル樹脂は、1種類の、請求項1に記載の共重合ポリエステル樹脂及び1種類の、請求項2に記載の共重合ポリエステル樹脂である、請求項1又は2に記載の共重合ポリエステル樹脂。
【請求項4】
98℃~115℃のガラス転移温度(Tg)を有する、請求項1又は2に記載の共重合ポリエステル樹脂。
【請求項5】
前記共重合ポリエステル樹脂から調製された6.4mmの厚さを有する試料は、ASTM D256に従って測定される場合、700J/m以上の衝撃強度を有し、及び
前記共重合ポリエステル樹脂から調製された3.2mmの厚さを有する試料は、ASTM D256に従って測定される場合、800J/m以上の衝撃強度を有する、請求項1又は2に記載の共重合ポリエステル樹脂。
【請求項6】
0.64~0.78dl/gの固有粘度(IV)を有する、請求項1又は2に記載の共重合ポリエステル樹脂。
【請求項7】
前記第3のジオール又は前記第6のジオールは、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,4-プロパンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、2-エチル-2-ブチル-1,3-プロパンジオール、ネオペンチルグリコール及びその誘導体からなる群から選択される少なくとも1つを含む、請求項1又は2に記載の共重合ポリエステル樹脂。
【請求項8】
着色剤、結晶化剤、酸化安定剤及び分岐剤からなる群から選択される少なくとも1つの添加剤をさらに含む、請求項1又は2に記載の共重合ポリエステル樹脂。
【請求項9】
前記結晶化剤は、結晶核形成剤、UV吸収剤、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂及びポリアルキレン樹脂からなる群から選択される少なくとも1つであり、及び
前記結晶化剤は、前記共重合ポリエステル樹脂の総重量に基づいて0.1ppm~10ppmの量で用いられる、請求項8に記載の共重合ポリエステル樹脂。
【請求項10】
前記酸化安定剤は、ヒンダードフェノール系酸化安定剤、ホスファイト系酸化安定剤及びチオエーテル系酸化安定剤からなる群から選択される少なくとも1つを含み、及び
前記酸化安定剤は、前記共重合ポリエステル樹脂の総重量に基づいて50ppm~3,000ppmの量で用いられる、請求項8に記載の共重合ポリエステル樹脂。
【請求項11】
前記分岐剤は、トリメリト酸無水物、トリメチロールプロパン及びトリメリト酸からなる群から選択される少なくとも1つを含み、及び
前記分岐剤は、前記共重合ポリエステル樹脂の総重量に基づいて100ppm~2,500ppmの量で用いられる、請求項8に記載の共重合ポリエステル樹脂。
【請求項12】
請求項1又は2に記載の共重合ポリエステル樹脂を調製するプロセスであって、
(a)ジオール成分及びジカルボン酸又はその誘導体成分を含む組成物を調製することと、
(b)前記組成物をエステル化反応に供することと、
(c)前記エステル化反応の生成物を重縮合反応に供することと
を含み、工程(a)で導入される前記ジオール成分と前記ジカルボン酸又はその誘導体成分とのモル比(G/A)は、1.10~3.00である、プロセス。
【請求項13】
工程(b)後、水洗の工程は、前記重縮合反応の生成物を60℃~80℃の水に5分間~7時間にわたって浸漬することによってさらに実施される、請求項12に記載の共重合ポリエステル樹脂を調製するプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
技術分野
本発明は、共重合ポリエステル樹脂及びそれを調製するプロセスに関する。
【背景技術】
【0002】
背景技術
ポリエステル樹脂は、その優れた機械的性質及び透明性のため、繊維、フィルム、シート、食品容器などの包装材料及び自動車内装部品の材料として広く使用されている。特に、食品と直接接触する包装材料又は高温に曝される自動車内装部品などの材料は、高い耐熱性及び機械的性質を必要とするため、それを増大させる研究が進行中である。
【0003】
さらに、ポリエステル樹脂を調製するプロセス又はそれを原料として使用して製品を調製するプロセスでは、ポリエステル樹脂が別の樹脂に替えられる場合、樹脂間の混和性が低いと、原料が無駄になるか又は処理時間がさらに必要となり、経済効率が低いという問題が生じる。
【0004】
ポリエステル樹脂の耐熱性、機械的性質、混和性などを増大させるために、それは、他の樹脂とブレンドされるか、又は種々の添加剤が使用される。しかし、耐熱性、機械的性質及び混和性の増大には限度がある。耐熱性又は混和性を増大させることができる場合でも、透明性又は粘度のような性質が悪化する点で問題がある。したがって、透明性及び粘度を悪化させることなく、樹脂間の優れた混和性によって容易に代替可能である、耐熱性及び機械的性質を増大させることが可能なポリエステル樹脂を研究する必要がある。
【0005】
一例として、韓国特許出願公開第2019-0064304号は、イソフタル酸を含むジカルボン酸化合物及びシクロヘキシル系ビスフェノール化合物を含むジオール化合物を共重合することにより、増大した耐熱性を有するポリエステル樹脂を開示している。しかし、シクロヘキシル系ビスフェノール化合物が用いられる場合、結晶性が低下し、それは、ポリエステル樹脂の粘度特性及び衝撃強度などの機械的性質を悪化させる。
【0006】
[先行技術文献]
[特許文献]
(特許文献1)韓国特許出願公開第2019-0064304号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
発明の開示
技術的問題
したがって、本発明は、容易な代替性のための増大された混和性と共に、透明性及び粘度特性を悪化させずに耐熱性及び機械的性質を増大させることが可能な共重合ポリエステル樹脂及びそれを調製するプロセスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
課題の解決法
本発明の一実施形態による共重合ポリエステル樹脂は、ジオール成分から誘導された繰り返し単位及びジカルボン酸又はその誘導体成分から誘導された繰り返し単位を含み、ジオール成分は、(1)10モル%~26モル%の、イソソルビド(ISB)又はその誘導体を含む第1のジオールと、(2)65モル%~80モル%の、シクロヘキサンジメタノール(CHDM)又はその誘導体を含む第2のジオールと、(3)8モル%~25モル%の、第1のジオール及び第2のジオールと異なる第3のジオールとを含み、及び異なる組成を有する2種類の共重合ポリエステル樹脂を1:1の重量比でブレンドすることによって調製された6mmの厚さを有する試料は、ASTM D1003-97に従って測定される場合、5.0%未満のヘイズを有する。
【0009】
本発明の別の実施形態による共重合ポリエステル樹脂は、ジオール成分から誘導された繰り返し単位及びジカルボン酸又はその誘導体成分から誘導された繰り返し単位を含み、ジオール成分は、(4)15モル%~25モル%の、2,2,4,4-テトラメチル-1,3-シクロブタンジオール(TMCBD)又はその誘導体を含む第4のジオールと、(5)70モル%~80モル%の、シクロヘキサンジメタノール(CHDM)又はその誘導体を含む第5のジオールと、(6)0モル%~10モル%の、第4のジオール及び第5のジオールと異なる第6のジオールとを含み、及び異なる組成を有する2種類の共重合ポリエステル樹脂を1:1の重量比でブレンドすることによって調製された6mmの厚さを有する試料は、ASTM D1003-97に従って測定される場合、5.0%未満のヘイズを有する。
【0010】
本発明のさらに別の実施形態による共重合ポリエステル樹脂を調製するプロセスは、(a)ジオール成分及びジカルボン酸又はその誘導体成分を含む組成物を調製することと、(b)組成物をエステル化反応に供することと、(c)エステル化反応の生成物を重縮合反応に供することとを含み、工程(a)で導入されるジオール成分とジカルボン酸又はその誘導体成分とのモル比(G/A)は、1.10~3.00である。
【発明の効果】
【0011】
発明の有利な効果
本発明の一実施形態による共重合ポリエステル樹脂は、ジオール成分から誘導された繰り返し単位及びジカルボン酸又はその誘導体成分から誘導された繰り返し単位を含み、第1~第3のジオール又は第4~第6のジオールの含量が制御され、それにより透明性及び粘度特性を悪化させずに耐熱性及び機械的性質を増大させることが可能である。特に、樹脂間の混和性を増大させることが可能であり、優れた代替性をもたらす。
【0012】
具体的には、共重合ポリエステル樹脂が上記組成を満たすと同時に、異なる組成を有する2種類の共重合ポリエステル樹脂がブレンドされた混合樹脂は、5.0%未満のヘイズを有し、優れた混和性を有する。したがって、共重合ポリエステル樹脂が、共重合ポリエステル樹脂を調製するプロセス又はそれを原料として使用して製品を調製する射出成形などのプロセスで代替される場合、原料の無駄を最低限にでき、処理時間又は工程段階を削減できるため、それは、経済的である。
【0013】
さらに、本発明の一実施形態による共重合ポリエステル樹脂が、食品容器などの包装材料及び自動車内装部品など、高い衝撃強度及び高い耐熱性を必要とする製品に応用される場合、それは、安定性及び品質で優れているであろう。
【発明を実施するための形態】
【0014】
発明を実施するための最良の態様
以下では、本発明を詳細に説明する。本発明は、以下に与えられる開示に限定されないが、本発明の趣旨が変えられない限り、種々の形態で改変され得る。
【0015】
本明細書全体にわたり、部分がある要素を「含む」と言及される場合、具体的に断りがない限り、他の要素が排除されるのではなく、他の要素が含まれ得ることが理解される。
【0016】
本明細書で使用される成分の量、反応条件などに関連する全ての数及び表現は、特記されない限り、用語「約」によって修飾されていると理解されるものとする。
【0017】
本明細書では、要素が別の要素の「上」又は「下」に形成されると言及される場合、それは、ある要素が別の要素の直接「上」又は「下」に形成されるだけでなく、ある要素が間接的に別の要素の上又は下に、他の要素がそれらの間に挟まれた状態で形成されることも意味する。
【0018】
本明細書全体にわたり、第1、第2などの用語は、種々の成分を記載するために使用される。その成分は、その用語によって限定されるべきではない。その用語は、ある成分を別の成分から区別する目的でのみ使用される。
【0019】
共重合ポリエステル樹脂
本発明の一実施形態による共重合ポリエステル樹脂は、ジオール成分から誘導された繰り返し単位及びジカルボン酸又はその誘導体成分から誘導された繰り返し単位を含み、ジオール成分は、(1)10モル%~26モル%の、イソソルビド(ISB)又はその誘導体を含む第1のジオールと、(2)65モル%~80モル%の、シクロヘキサンジメタノール(CHDM)又はその誘導体を含む第2のジオールと、(3)8モル%~25モル%の、第1のジオール及び第2のジオールと異なる第3のジオールとを含み、及び異なる組成を有する2種類の共重合ポリエステル樹脂を1:1の重量比でブレンドすることによって調製された6mmの厚さを有する試料は、ASTM D1003-97に従って測定される場合、5.0%未満のヘイズを有する。
【0020】
本発明の別の実施形態による共重合ポリエステル樹脂は、ジオール成分から誘導された繰り返し単位及びジカルボン酸又はその誘導体成分から誘導された繰り返し単位を含み、ジオール成分は、(4)15モル%~25モル%の、2,2,4,4-テトラメチル-1,3-シクロブタンジオール(TMCBD)又はその誘導体を含む第4のジオールと、(5)70モル%~80モル%の、シクロヘキサンジメタノール(CHDM)又はその誘導体を含む第5のジオールと、(6)0モル%~10モル%の、第4のジオール及び第5のジオールと異なる第6のジオールとを含み、及び異なる組成を有する2種類の共重合ポリエステル樹脂を1:1の重量比でブレンドすることによって調製された6mmの厚さを有する試料は、ASTM D1003-97に従って測定される場合、5.0%未満のヘイズを有する。
【0021】
具体的には、共重合ポリエステル樹脂は、ジオール成分及びジカルボン酸又はその誘導体成分が共重合された樹脂であり、それは、ジオール成分から誘導された繰り返し単位及びジカルボン酸又はその誘導体成分から誘導された繰り返し単位を含む。
【0022】
本発明の実施形態によると、ジオール成分は、イソソルビド(ISB)又はその誘導体を含む第1のジオールをジオール成分の総モル数に基づいて10モル%~26モル%の量で含む。より具体的には、共重合ポリエステル樹脂は、共重合ポリエステル樹脂の全ジオール由来残基に対して10モル%~26モル%の、第1のジオールから誘導された残基を含む。
【0023】
例えば、共重合ポリエステル樹脂は、第1のジオールをジオール成分の総モル数に基づいて10モル%~25モル%、10モル%~23モル%、10モル%~20モル%、11モル%~25モル%、11モル%~23モル%、11モル%~20モル%、12モル%~25モル%、16モル%~25モル%、18モル%~25モル%又は20モル%~25モル%の量で含み得る。
【0024】
第1のジオールの含量が上記範囲を満たすため、耐熱性を悪化させずに機械的性質及び樹脂間の混和性を増大させることが可能である。具体的には、第1のジオールの含量が10モル%未満である場合、共重合ポリエステル樹脂のガラス転移温度が低下し得、それは、耐熱性を悪化させる。第1のジオールの含量が26モル%を超える場合、共重合ポリエステル樹脂の混和性が著しく減少し得、それは、代替性を悪化させる。
【0025】
さらに、ジオール成分は、シクロヘキサンジメタノール(CHDM)又はその誘導体を含む第2のジオールをジオール成分の総モル数に基づいて65モル%~80モル%の量で含む。具体的には、共重合ポリエステル樹脂は、共重合ポリエステル樹脂の全ジオール由来残基に対して65モル%~80モル%の、第2のジオールから誘導された残基を含む。
【0026】
例えば、共重合ポリエステル樹脂は、第2のジオールをジオール成分の総モル数に基づいて65モル%~78モル%、65モル%~77モル%又は70モル%~77モル%の量で含み得る。
【0027】
第2のジオールの含量が上記範囲を満たすため、結晶性を増大させ、それにより耐熱性を悪化させずに粘度特性及び衝撃強度などの機械的性質を増大させることが可能である。具体的には、第2のジオールの含量が65モル%未満である場合、粘度特性及び衝撃強度などの機械的性質が悪化し得、それは、共重合ポリエステル樹脂から調製された製品の耐久性、生産性及び寿命特性を悪化させる。第2のジオールの含量が80モル%を超える場合、結晶特性は、共重合ポリエステル樹脂の第1のジオールとの反応性のために増加し得、それは、透明性及び特に混和性を著しく悪化させる。
【0028】
ジオール成分は、第1のジオール及び第2のジオールと異なる第3のジオールを含む。
【0029】
第3のジオールは、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,4-プロパンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、2-エチル-2-ブチル-1,3-プロパンジオール、ネオペンチルグリコール及びその誘導体からなる群から選択される少なくとも1つであり得る。エチレングリコールは、透明性及び機械的性質を悪化させずに耐熱性及び混和性を増大させることができる点で好ましい場合があるが、それに限定されない。
【0030】
共重合ポリエステル樹脂は、第3のジオールをジオール成分の総モル数に基づいて8モル%~25モル%の量で含む。具体的には、共重合ポリエステル樹脂は、共重合ポリエステル樹脂の全ジオール由来残基に対して8モル%~25モル%の、第3のジオールから誘導された残基を含む。
【0031】
例えば、共重合ポリエステル樹脂は、第3のジオールをジオール成分の総モル数に基づいて8モル%~24モル%、8モル%~22モル%、8モル%~19モル%又は10モル%~25モル%の量で含み得る。
【0032】
本発明の別の実施形態によると、ジオール成分は、2,2,4,4-テトラメチル-1,3-シクロブタンジオール(TMCBD)又はその誘導体を含む第4のジオールをジオール成分の総モル数に基づいて15モル%~25モル%の量で含む。より具体的には、共重合ポリエステル樹脂は、共重合ポリエステル樹脂の全ジオール由来残基に対して15モル%~25モル%の、第4のジオールから誘導された残基を含む。
【0033】
例えば、共重合ポリエステル樹脂は、第4のジオールをジオール成分の総モル数に基づいて16モル%~24モル%、16モル%~22モル%、18モル%~21モル%又は17モル%~23モル%の量で含み得る。
【0034】
第4のジオールの含量が上記範囲を満たすため、耐熱性を悪化させずに機械的性質及び樹脂間の混和性を増大させることが可能である。具体的には、第4のジオールの含量が15モル%未満である場合、共重合ポリエステル樹脂のガラス転移温度が低くなり得、それは、耐熱性を悪化させる。第4のジオールの含量が25モル%を超える場合、共重合ポリエステル樹脂の混和性が著しく減少し得、それは、代替性を悪化させる。
【0035】
さらに、ジオール成分は、シクロヘキサンジメタノール(CHDM)又はその誘導体を含む第5のジオールをジオール成分の総モル数に基づいて70モル%~80モル%の量で含む。具体的には、共重合ポリエステル樹脂は、共重合ポリエステル樹脂の全ジオール由来残基に対して70モル%~80モル%の、第5のジオールから誘導された残基を含む。
【0036】
例えば、共重合ポリエステル樹脂は、第5のジオールをジオール成分の総モル数に基づいて70モル%~78モル%、70モル%~75モル%又は70モル%~72モル%の量で含み得る。
【0037】
第5のジオールの含量が上記範囲を満たすため、耐熱性を悪化させずに粘度特性及び衝撃強度などの機械的性質を増大させることが可能である。具体的には、第5のジオールの含量が70モル%未満である場合、粘度特性及び衝撃強度などの機械的性質が悪化し得、それは、共重合ポリエステル樹脂から調製された製品の耐久性、生産性及び寿命特性を悪化させる。第5のジオールの含量が80モル%を超える場合、結晶特性は、共重合ポリエステル樹脂の第4のジオールとの反応性のために増加し得、それは、透明性及び特に混和性を著しく悪化させる。
【0038】
ジオール成分は、第4のジオール及び第5のジオールと異なる第6のジオールを含む。
【0039】
第6のジオールは、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,4-プロパンジオール、1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,8-オクタンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、2-エチル-2-ブチル-1,3-プロパンジオール、ネオペンチルグリコール及びその誘導体からなる群から選択される少なくとも1つであり得る。エチレングリコールは、それが透明性及び機械的性質を悪化させずに耐熱性及び混和性を増大させることができる点で好ましい場合があるが、これに限定されない。
【0040】
共重合ポリエステル樹脂は、第6のジオールをジオール成分の総モル数に基づいて0モル%~10モル%の量で含む。具体的には、共重合ポリエステル樹脂は、共重合ポリエステル樹脂の全ジオール由来残基に対して0モル%~10モル%の、第6のジオールから誘導された残基を含む。
【0041】
例えば、共重合ポリエステル樹脂は、第6のジオールをジオール成分の総モル数に基づいて1モル%~10モル%、3モル%~10モル%、5モル%~10モル%又は8モル%~10モル%の量で含み得る。
【0042】
本発明の一実施形態によると、共重合ポリエステル樹脂中の第1~第3のジオール又は第4~第6のジオールの含量を調整することが重要である。
【0043】
具体的には、本発明で所望の物性を達成するために、より具体的には透明性及び粘度特性を悪化させずに耐熱性、機械的性質及び混和性を増大させるために、共重合ポリエステル樹脂中の第1~第3のジオール又は第4~第6のジオールの含量を調整することが非常に重要である。したがって、本発明の一実施形態によると、第1~第3のジオール又は第4~第6のジオールの含量が上記のそれぞれの範囲を満たすため、耐熱性、機械的性質及び混和性を透明性及び粘度特性と共に増大させることが可能である。
【0044】
特に、イソソルビドは、それがガラス転移温度を増加させることによって耐熱性を増大させることができる点で従来使用されている。イソソルビドが使用される場合、耐熱性を増大させることができる一方、透明性、色特性若しくは機械的性質の減少などの品質の悪化又は混和性の減少の問題があり、それは、代替性及び生産性を悪化させる。さらに、イソソルビドは、反応性が低いため、高粘度ポリエステル樹脂を形成することが困難である。そのため、本発明で所望の物性を達成するために、ジオール成分間の組成比を制御することが非常に重要である。
【0045】
具体的には、第2のジオールの第1のジオールに対する組成比(第2のジオール(モル%)/第1のジオール(モル%))は、2.30~7.45、2.35~7.20、2.55~7.15、2.60~7.00、3.00~7.20、3.55~7.15、3.55~7.00又は3.50~6.00であり得る。第3のジオールの第2のジオールに対する組成比(第3のジオール(モル%)/第2のジオール(モル%))は、2.50~15.00、2.55~13.00、2.60~11.50、2.65~10.00、2.65~9.50、2.71~9.00、3.50~9.20又は6.25~9.00であり得る。第1のジオールの第3のジオールに対する組成比(第1のジオール(モル%)/第3のジオール(モル%))は、0.25~6.00、0.25~4.50、0.30~3.55、0.35~3.00、0.40~2.75、0.46~2.5、0.50~2.55又は0.85~2.50であり得る。
【0046】
第5のジオールの第4のジオールに対する組成比(第5のジオール(モル%)/第4のジオール(モル%))は、2.55~7.05、2.65~6.45、2.70~5.95、2.75~5.25、2.85~4.90、2.95~4.55、3.00~4.15、3.15~4.05、3.25~3.90又は3.30~3.65であり得る。第5のジオールの第6のジオールに対する組成比(第5のジオール(モル%)/第6のジオール(モル%))は、4.50~10.00、4.75~9.50、4.95~9.00、5.25~8.65、5.55~8.20、5.80~8.05、6.15~7.90、6.45~7.75又は6.85~7.45であり得る。第4のジオールの第6のジオールに対する組成比(第4のジオール(モル%)/第6のジオール(モル%))は、0.50~4.50、0.55~3.95、0.70~3.50、0.85~2.95、1.05~2.50、1.55~2.25又は1.75~2.05であり得る。
【0047】
第1~第3のジオール又は第4~第6のジオールの組成比が上記のそれぞれの範囲を満たすため、透明性及び粘度特性を悪化させずに耐熱性、機械的性質及び混和性をさらに増大させることが可能である。
【0048】
さらに、ジカルボン酸又はその誘導体成分は、共重合ポリエステル樹脂をジオール成分と共に構成する主要モノマーを指す。ジカルボン酸又はその誘導体成分は、好ましくは、耐熱性の増大の観点で芳香族ジカルボン酸又はその誘導体を含み得るが、これに限定されない。
【0049】
本明細書では、「ジカルボン酸又はその誘導体」は、ジカルボン酸及びジカルボン酸の誘導体からなる群から選択される少なくとも1つの化合物を指す。
【0050】
具体的には、「ジカルボン酸の誘導体」は、ジカルボン酸のアルキルエステル又はジカルボン酸の無水物を指し得る。例えば、アルキルエステルは、モノメチルエステル、モノエチルエステル、ジメチルエステル、ジエチルエステル及びジブチルエステルなど、1~4つの炭素原子を有するアルキルエステルを含み得るが、これらに限定されない。
【0051】
より具体的には、ジカルボン酸又はその誘導体は、テレフタル酸又はその誘導体であり得、それは、ジオールと反応してテレフタロイル部分を形成し得る化合物、例えばテレフタル酸、モノアルキルテレフタレート、ジメチルテレフタレートなどのジアルキルテレフタレート又は無水テレフタル酸などであり得る。
【0052】
本発明の一実施形態によると、ジカルボン酸又はその誘導体は、テレフタル酸又はその誘導体であり得る。
【0053】
具体的には、ジカルボン酸又はその誘導体は、テレフタル酸又はその誘導体のみから構成され得る。より具体的には、ジカルボン酸又はその誘導体は、テレフタル酸又はジメチルテレフタレートであり得る。
【0054】
ジカルボン酸がテレフタル酸である場合、それは、ISBの残留率を増加させ、衝撃強度などの機械的性質及び固有粘度特性を増大させることが可能である点で好ましい場合がある。さらに、ジカルボン酸誘導体がジメチルテレフタレートである場合、ISBの残留率は、テレフタル酸が使用される場合よりもわずかに低くなり得るが、それは、衝撃強度などの機械的性質及び固有粘度特性をさらに増大させることができる点で好ましい場合がある。
【0055】
例えば、共重合ポリエステル樹脂は、共重合ポリエステル樹脂の全酸由来残基に対して100モル%の、テレフタル酸から誘導された残基又はジメチルテレフタレートから誘導された残基を含み得る。
【0056】
本発明の別の実施形態によると、ジカルボン酸又はその誘導体は、テレフタル酸又はその誘導体を含むが、それは、テレフタル酸又はその誘導体と異なるジカルボン酸又はその誘導体をさらに含み得る。
【0057】
具体的には、ジカルボン酸又はその誘導体は、テレフタル酸又はその誘導体を含み得、それは、8~14個の炭素原子を有する芳香族ジカルボン酸又はその誘導体及び4~12個の炭素原子を有する脂肪族ジカルボン酸又はその誘導体からなる群から選択される少なくとも1つをさらに含み得る。
【0058】
8~14個の炭素原子を有する芳香族ジカルボン酸又はその誘導体は、例えば、イソフタル酸、ジメチルイソフタレート、フタル酸、ジメチルフタレート、無水フタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸などのナフタレンジカルボン酸、ジメチル-2,6-ナフタレンジカルボキシレートなどのジアルキルナフタレンジカルボキシレート及びジフェニルジカルボン酸からなる群から選択される少なくとも1つであり得るが、これらに限定されない。
【0059】
4~12個の炭素原子を有する脂肪族ジカルボン酸又はその誘導体は、直鎖、分岐鎖又は環式脂肪族ジカルボン酸又はその誘導体を含み得る。例えば、それらは、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸及び1,3-シクロヘキサンジカルボン酸などのシクロヘキサンジカルボン酸、ジメチル-1,4-シクロヘキサンジカルボキシレート及びジメチル-1,3-シクロヘキサンジカルボキシレートなどのシクロヘキサンジカルボキシレート、セバシン酸、コハク酸、イソデシルコハク酸、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、アジピン酸、グルタル酸並びにアゼライン酸からなる群から選択される少なくとも1つであり得るが、これらに限定されない。
【0060】
さらに、ジカルボン酸又はその誘導体は、テレフタル酸又はその誘導体を90モル%~99モル%の量で、及びそれと異なる8~14個の炭素原子を有する芳香族ジカルボン酸又はその誘導体及び4~12個の炭素原子を有する脂肪族ジカルボン酸又はその誘導体からなる群から選択される少なくとも1つを1モル%~10モル%の量で含み得る。
【0061】
例えば、共重合ポリエステル樹脂は、テレフタル酸から誘導された残基又はジメチルテレフタレートから誘導された残基を共重合ポリエステル樹脂の全酸由来残基に対して90モル%~99モル%、92モル%~98モル%、93モル%~97モル%又は94モル%~96モル%の量で、及びイソフタル酸から誘導された残基を1モル%~10モル%、2モル%~8モル%、3モル%~7モル%又は4モル%~6モル%の量で含み得る。
【0062】
本発明の一実施形態によると、異なる組成を有する2種類の共重合ポリエステル樹脂を1:1の重量比でブレンドすることによって調製された6mmの厚さを有する試料は、ASTM D1003-97に従って測定される場合、5.0%未満のヘイズを有する。
【0063】
具体的には、2種類の共重合ポリエステル樹脂は、第1のジオール~第3のジオールを含む2種類の共重合ポリエステル樹脂、第4のジオール~第6のジオールを含む2種類の共重合ポリエステル樹脂又は第1のジオール~第3のジオールを含む1種類の共重合ポリエステル樹脂及び第4のジオール~第6のジオールを含む1種類の共重合ポリエステル樹脂であり得る。
【0064】
一般に、種々の樹脂が、共重合ポリエステル樹脂を使用して製品を製造するプロセス、具体的には射出成形プロセスに使用される。そのため、樹脂間の混和性が低い場合、原料が無駄になるか又は処理時間がさらに必要とされ、経済効率が低いという問題が生じる。
【0065】
ジオール成分及びジカルボン酸成分の構成、特に本発明の一実施形態による共重合ポリエステル樹脂のそれぞれのジオール成分の含量が上記範囲を満たす場合、それらのそれぞれの含量が互いに異なる場合でも、それは、優れた混和性を有する。具体的には、2種の樹脂が互いにブレンドされる場合、樹脂間の混和性が低いと、それらが均質にブレンドされないため、ヘイズ値が増加する。しかし、本発明の一実施形態による共重合ポリエステル樹脂では、異なる組成を有する2種類の共重合ポリエステル樹脂を1:1の重量比でブレンドすることによって調製された6mmの厚さを有する試料は、ASTM D1003-97に従って測定される場合、5.0%未満のヘイズを有し、優れた混和性を示す。
【0066】
例えば、異なる組成を有する2種類の共重合ポリエステル樹脂を1:1の重量比でブレンドすることによって調製された6mmの厚さを有する試料のヘイズは、ASTM D1003-97に従って測定される場合、4.9%以下、4.5%以下、4.2%以下、4.1%以下、3.9%以下、3.8%以下、3.5%以下、3.1%以下、3.0%未満、2.8%以下、2.7%以下、2.5%以下、2.1%以下、1.8%以下、1.5%以下、0.9%以下、0.6%以下、0.4%以下又は0.3%以下であり得る。
【0067】
さらに、共重合ポリエステル樹脂は、98℃~115℃のガラス転移温度(Tg)を有し得る。例えば、共重合ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tg)は、99℃~115℃、100℃~115℃、100℃~114℃、101℃~114℃、103℃~115℃、99℃~110℃又は100℃~110℃であり得る。
【0068】
具体的には、ガラス転移温度は、共重合ポリエステル樹脂の温度を280℃に10℃/分で窒素下において上昇させ、温度を30℃に-300℃/分で低下させ、次いで温度を再び280℃に10℃/分で窒素下において上昇させることによって得られた第2の走査で第1の吸熱温度として測定された。
【0069】
共重合ポリエステル樹脂から調製された6.4mmの厚さを有する試料は、ASTM D256に従って測定される場合、700J/m以上の衝撃強度を有し得る。例えば、共重合ポリエステル樹脂から調製された6.4mmの厚さを有する試料は、ASTM D256に従って測定される場合、705J/m以上、710J/m以上、720J/m以上、725J/m以上、730J/m以上、735J/m以上、740J/m以上、755J/m以上又は760J/m以上の衝撃強度を有し得る。
【0070】
従来、共重合ポリエステル樹脂の耐熱性及び衝撃強度を増大させるための研究が続けられてきた。しかし、耐熱性及び耐加水分解性の増大には限度がある。耐熱性又は耐加水分解性を増大させることができるとしても、透明性及び機械的性質などの性質が悪化するという問題がある。そのため、耐熱性、耐加水分解性、透明性及び衝撃強度などの機械的性質をまとめて増大させることは、困難であった。
【0071】
特に、イソソルビドは、ガラス転移温度を増加させることにより、耐熱性を増大させることができる点で広く使用されているが、それは、透明性、色特性及び衝撃強度などの機械的性質を悪化させる。
【0072】
共重合ポリエステル樹脂は、それから調製された6.4mmの厚さを有する試料が、ASTM D256に従って測定される場合、700J/m以上の衝撃強度を有するため、耐衝撃性に非常に優れている。衝撃強度は、試料の厚さに関して、特に試料の厚さがより厚くなるにつれて敏感に変化する。従来の樹脂から調製された3.2mmの厚さを有する試料の、ASTM D256に従って測定された衝撃強度は、通常、310J/m以下であった。対照的に、共重合ポリエステル樹脂は、それから調製され、従来の樹脂の厚さより大きい厚さを有する試料が700J/m以上の衝撃強度を満たすため、衝撃強度に非常に優れている。本発明の一実施形態による共重合ポリエステル樹脂は、ジオール成分の組成及び組成比が特定の範囲内に調整され、固有粘度及びガラス転移温度などの性質も同様に制御されるため、優れた耐衝撃性を有する。
【0073】
さらに、共重合ポリエステル樹脂から調製された3.2mmの厚さを有する試料は、ASTM D256に従って測定される場合、800J/m以上の衝撃強度を有し得る。例えば、共重合ポリエステル樹脂から調製された3.2mmの厚さを有する試料は、ASTM D256に従って測定される場合、820J/m以上、850J/m以上、855J/m以上又は860J/m以上の衝撃強度を有し得る。
【0074】
共重合ポリエステル樹脂は、0.64~0.78dl/gの固有粘度(IV)を有し得る。例えば、共重合ポリエステル樹脂は、0.65dl/g~0.78dl/g、0.64dl/g~0.76dl/g、0.64dl/g~0.75dl/g、0.68dl/g~0.78dl/g、0.70dl/g~0.78dl/g、0.70dl/g~0.75dl/g、0.72dl/g~0.78dl/g又は0.74dl/g~0.78dl/gの固有粘度(IV)を有し得る。
【0075】
固有粘度が上記範囲を満たすため、衝撃強度などの機械的性質を増大させることが可能である。具体的には、樹脂の組成及び含量が同じである場合でも、機械的性質、特に衝撃強度特性が固有粘度に応じて変わり得る。そのため、透明性及び耐熱性のような性質を悪化させずに衝撃強度などの機械的性質を増大させるために、固有粘度を樹脂の組成及び含量と共に制御することが重要である。
【0076】
本発明の一実施形態によると、共重合ポリエステル樹脂は、着色剤、結晶化剤、酸化安定剤及び分岐剤からなる群から選択される少なくとも1つの添加剤をさらに含み得る。
【0077】
着色剤は、共重合ポリエステル樹脂の色特性を増大させるための添加剤である。酢酸コバルト及びプロピオン酸コバルトなどの通常使用される着色剤は、本発明の効果が損なわれない限り、着色剤として使用され得る。
【0078】
具体的には、着色剤は、酢酸コバルト、プロピオン酸コバルト、アントラキノン系化合物、ペリノン系化合物、アゾ系化合物及びメチン系化合物であり得る。ClariantのPolysynthren Blue RLS又はClariantのSolvaperm Red BBなどの市販のトナーが使用され得る。
【0079】
さらに、共重合ポリエステル樹脂は、着色剤を共重合ポリエステル樹脂の総重量に基づいて0.1ppm~30ppmの量で含み得る。例えば、着色剤は、共重合ポリエステル樹脂の総重量に基づいて0.2ppm~30ppm、0.5ppm~25ppm、0.6ppm~23ppm又は0.8ppm~20ppmの量で用いられ得る。着色剤の含量が上記範囲を満たすため、共重合ポリエステル樹脂の色特性は、その機械的性質を悪化させずに十分に増大し得る。
【0080】
結晶化剤は、結晶核形成剤、UV吸収剤、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂及びポリアルキレン樹脂からなる群から選択される少なくとも1つを含み得る。
【0081】
さらに、共重合ポリエステル樹脂は、結晶化剤を共重合ポリエステル樹脂の総重量に基づいて0.1ppm~10ppmの量で含み得る。例えば、結晶化剤は、共重合ポリエステル樹脂の総重量に基づいて0.2ppm~8ppm、0.5ppm~6ppm、1ppm~10ppm、2ppm~8ppm、3ppm~6ppm又は4ppm~6ppmの量で用いられ得る。
【0082】
酸化安定剤は、ヒンダードフェノール系酸化安定剤、ホスファイト系酸化安定剤及びチオエーテル系酸化安定剤からなる群から選択される少なくとも1つを含み得る。
【0083】
さらに、共重合ポリエステル樹脂は、酸化安定剤を共重合ポリエステル樹脂の総重量に基づいて50ppm~3,000ppmの量で含み得る。例えば、酸化安定剤は、共重合ポリエステル樹脂の総重量に基づいて50ppm~2,700ppm、60ppm~2,400ppm、80ppm~2,200ppm、100ppm~2,000ppm、300ppm~2,000ppm、500ppm~1,900ppm又は750ppm~1,800ppmの量で用いられ得る。酸化安定剤の含量が上記範囲を満たすため、混和性をさらに増大させることが可能である。
【0084】
酸化安定剤の含量が上記範囲を満たすため、その後のプロセスで起こり得る固有粘度の減少を効果的に防ぎ、衝撃強度などの物性の減少も同様に防ぐことが可能である。具体的には、酸化安定剤の含量が50ppm未満である場合、色特性は、加工などのその後のプロセスで悪化し得る。それが3,000ppmを超える場合、重合反応性が低下し得、それにより粘度特性を悪化させる。
【0085】
分岐剤は、トリメリト酸無水物、トリメチロールプロパン及びトリメリト酸からなる群から選択される少なくとも1つを含み得る。
【0086】
さらに、共重合ポリエステル樹脂は、分岐剤を共重合ポリエステル樹脂の総重量に基づいて100ppm~2,500ppmの量で含み得る。例えば、分岐剤は、共重合ポリエステル樹脂の総重量に基づいて100ppm~2,000ppm、110ppm~1,800ppm、115ppm~1,500ppm、120ppm~1,200ppm又は130ppm~1,000ppmの量で用いられ得る。分岐剤の含量が上記範囲を満たすため、固有粘度は、特定の範囲内により効果的に制御され得る。
【0087】
共重合ポリエステル混合樹脂
本発明の別の実施形態による共重合ポリエステル混合樹脂は、第1の共重合ポリエステル樹脂及び第2の共重合ポリエステル樹脂を含み、そのそれぞれは、ジオール成分から誘導された繰り返し単位及びジカルボン酸又はその誘導体成分から誘導された繰り返し単位を含み、ジオール成分は、(1)10モル%~26モル%の、イソソルビド(ISB)又はその誘導体を含む第1のジオールと、(2)65モル%~80モル%の、シクロヘキサンジメタノール(CHDM)又はその誘導体を含む第2のジオールと、(3)8モル%~25モル%の、第1のジオール及び第2のジオールと異なる第3のジオールとを含み、第1の共重合ポリエステル樹脂と第2の共重合ポリエステル樹脂とを1:1の重量比でブレンドすることによって調製された6mmの厚さを有する試料は、ASTM D1003-97に従って測定される場合、5.0%未満のヘイズを有する。
【0088】
本発明のさらに別の実施形態による共重合ポリエステル混合樹脂は、第3の共重合ポリエステル樹脂及び第4の共重合ポリエステル樹脂を含み、そのそれぞれは、ジオール成分から誘導された繰り返し単位及びジカルボン酸又はその誘導体成分から誘導された繰り返し単位を含み、ジオール成分は、(4)15モル%~25モル%の、2,2,4,4-テトラメチル-1,3-シクロブタンジオール(TMCBD)又はその誘導体を含む第4のジオールと、(5)70モル%~80モル%の、シクロヘキサンジメタノール(CHDM)又はその誘導体を含む第5のジオールと、(6)0モル%~10モル%の、第4のジオール及び第5のジオールと異なる第6のジオールとを含み、第3の共重合ポリエステル樹脂と第4の共重合ポリエステル樹脂とを1:1の重量比でブレンドすることによって調製された6mmの厚さを有する試料は、ASTM D1003-97に従って測定される場合、5.0%未満のヘイズを有する。
【0089】
共重合ポリエステル混合樹脂は、第1の共重合ポリエステル樹脂及び第2の共重合ポリエステル樹脂又は第3の共重合ポリエステル樹脂及び第4の共重合ポリエステル樹脂を含み得る。さらに、共重合ポリエステル混合樹脂は、第1の共重合ポリエステル樹脂及び第3の共重合ポリエステル樹脂を含み得る。第1~第4の共重合ポリエステル樹脂は、それぞれ上述の共重合ポリエステル樹脂のものと実質的に同じ組成物及び特性を有する。
【0090】
具体的には、第1の共重合ポリエステル樹脂は、第2の共重合ポリエステル樹脂の組成比と異なる組成比を有し得る。より具体的には、第1の共重合ポリエステル樹脂の各ジオール成分の含量は、第2の共重合ポリエステル樹脂の各ジオール成分の含量と異なり得る。第1の共重合ポリエステル樹脂の各ジカルボン酸又はその誘導体成分の含量は、第2の共重合ポリエステル樹脂の各ジカルボン酸又はその誘導体成分の含量と異なり得る。
【0091】
さらに、第3の共重合ポリエステル樹脂は、第4の共重合ポリエステル樹脂の組成比と異なる組成比を有し得る。より具体的には、第3の共重合ポリエステル樹脂の各ジオール成分の含量は、第4の共重合ポリエステル樹脂の各ジオール成分の含量と異なり得る。第3の共重合ポリエステル樹脂の各ジカルボン酸又はその誘導体成分の含量は、第4の共重合ポリエステル樹脂の各ジカルボン酸又はその誘導体成分の含量と異なり得る。
【0092】
本発明のさらに別の実施形態による共重合ポリエステル混合樹脂は、第1~第3のジオールを含む第1の共重合ポリエステル樹脂及び第4~第6のジオールを含む第3の共重合ポリエステル樹脂を含み、第1の共重合ポリエステル樹脂と第3の共重合ポリエステル樹脂とを1:1の重量比でブレンドすることによって調製された6mmの厚さを有する試料は、ASTM D1003-97に従って測定される場合、5.0%未満のヘイズを有する。
【0093】
具体的には、第1の共重合ポリエステル樹脂及び第2の共重合ポリエステル樹脂、第3の共重合ポリエステル樹脂及び第4の共重合ポリエステル樹脂又は第1の共重合ポリエステル樹脂及び第3の共重合ポリエステル樹脂を1:1の重量比でブレンドすることによって調製された6mmの厚さを有する試料は、ASTM D1003-97に従って測定される場合、5.0%未満のヘイズを有する。
【0094】
例えば、第1の共重合ポリエステル樹脂及び第2の共重合ポリエステル樹脂、第3の共重合ポリエステル樹脂及び第4の共重合ポリエステル樹脂又は第1の共重合ポリエステル樹脂及び第3の共重合ポリエステル樹脂を1:1の重量比でブレンドすることによって調製された6mmの厚さを有する試料のヘイズは、ASTM D1003-97に従って測定される場合、4.9%以下、4.5%以下、4.3%以下、4.2%以下、4.1%以下、4.0%以下、3.9%以下、3.8%以下、3.5%以下、3.1%以下、3.0%未満、2.8%以下、2.7%以下、2.5%以下、2.1%以下、1.8%以下、1.5%以下、0.9%以下、0.6%以下、0.4%以下又は0.3%以下であり得る。
【0095】
本発明のさらに別の実施形態による共重合ポリエステル混合樹脂は、2種類の共重合ポリエステル樹脂を含むため、それは、所望の物性を有するように容易に調整することができ、それらを1:1の重量比でブレンドすることによって調製された6mmの厚さを有する試料は、ASTM D1003-97に従って測定される場合、5.0%未満のヘイズを有し、優れた混和性を示す。
【0096】
さらに、共重合ポリエステル混合樹脂は、ジオール成分から誘導された繰り返し単位及びジカルボン酸又はその誘導体成分から誘導された繰り返し単位を含む共重合ポリエステル樹脂をさらに含み得、ジオール成分は、(1)10モル%~26モル%の、イソソルビド(ISB)又はその誘導体を含む第1のジオールと、(2)65モル%~80モル%の、シクロヘキサンジメタノール(CHDM)又はその誘導体を含む第2のジオールと、(3)8モル%~25モル%の、第1のジオール及び第2のジオールと異なる第3のジオールとを含む。
【0097】
さらに、共重合ポリエステル混合樹脂は、ジオール成分から誘導された繰り返し単位及びジカルボン酸又はその誘導体成分から誘導された繰り返し単位を含む共重合ポリエステル樹脂をさらに含み得、ジオール成分は、(4)15モル%~25モル%の、2,2,4,4-テトラメチル-1,3-シクロブタンジオール(TMCBD)又はその誘導体を含む第4のジオールと、(5)70モル%~80モル%の、シクロヘキサンジメタノール(CHDM)又はその誘導体を含む第5のジオールと、(6)0モル%~10モル%の、第4のジオール及び第5のジオールと異なる第6のジオールとを含む。
【0098】
具体的には、本発明の別の実施形態による共重合ポリエステル混合樹脂は、3種類以上の共重合ポリエステル混合樹脂を含み得る。
【0099】
共重合ポリエステル樹脂を調製するプロセス
本発明のさらに別の実施形態による共重合ポリエステル樹脂を調製するプロセスは、(a)ジオール成分及びジカルボン酸又はその誘導体成分を含む組成物を調製することと、(b)組成物をエステル化反応に供することと、(c)エステル化反応の生成物を重縮合反応に供することとを含み、工程(a)で導入されるジオール成分とジカルボン酸又はその誘導体成分とのモル比(G/A)は、1.10~3.00である。
【0100】
共重合ポリエステル樹脂を調製するプロセスに従って調製された共重合ポリエステル樹脂は、上述の共重合ポリエステル樹脂のものと実質的に同じ組成及び特性を有する。
【0101】
さらに、組成及びプロセス条件は、共重合ポリエステル樹脂を調製するプロセスに従って最終的に調製された共重合ポリエステル樹脂が上述の透明性、耐熱性、耐加水分解性及び機械的性質などの性質を満たすように調整され得る。
【0102】
第1に、ジオール成分及びジカルボン酸又はその誘導体成分を含む組成物が調製される(工程(a))。
【0103】
ジオール成分及びジカルボン酸又はその誘導体成分に関する詳細は、上述の通りである。
【0104】
工程(a)に導入されるジオール成分のジカルボン酸又はその誘導体成分に対するモル比(G/A)は、1.10~3.00である。例えば、工程(a)に導入されるジオール成分のジカルボン酸又はその誘導体成分に対するモル比(G/A)は、1.15~2.85、1.15~2.65、1.18~2.63、1.10~2.50、1.18~2.63、1.18~2.50、1.10~2.20、1.15~2.00、1.18~1.55、1.20~1.45、1.18~1.40、1.20~1.40、1.25~1.40又は1.30~1.40であり得る。
【0105】
ジオール成分とジカルボン酸又はその誘導体成分とのモル比(G/A)が上記範囲を満たすため、透明性の悪化なしに生産性が増大し得、耐熱性及び衝撃強度などの機械的性質がまとめて増大し得る。
【0106】
さらに、工程(a)に導入される第1のジオールのジカルボン酸又はその誘導体成分に対するモル比(I/T)は、0.17~0.80、0.17~0.65、0.18~0.60、0.18~0.50、0.18~0.45、0.18~0.42、0.18~0.40、0.19~0.42、0.19~0.40、0.25~0.40又は0.25~0.40であり得る。
【0107】
工程(a)に導入される第2のジオールのジカルボン酸又はその誘導体成分に対するモル比(C/T)は、0.65~0.85、0.65~0.82、0.66~0.80、0.67~0.77、0.67~0.75、0.72~0.77、0.67~0.85又は0.67~0.80であり得る。
【0108】
工程(a)に導入される第3のジオールのジカルボン酸又はその誘導体成分に対するモル比(E/T)は、0.18~1.50、0.19~1.35、0.20~1.25、0.21~1.23、0.18~1.10、0.20~0.95、0.20~0.50、0.21~0.35、0.21~0.33又は0.21~0.32であり得る。
【0109】
工程(a)に導入される第1~第3のジオールのジカルボン酸又はその誘導体成分に対するモル比が上記範囲内に調整されるため、耐熱性、機械的性質及び混和性を透明性及び粘度特性と共に増大させることが可能である。
【0110】
さらに、着色剤、結晶化剤、酸化安定剤及び分岐剤からなる群から選択される少なくとも1つの添加剤が組成物にさらに加えられ得る。添加剤に関する詳細は、上述の通りである。
【0111】
その後、組成物は、エステル化反応に供される(工程(b))。
【0112】
エステル化反応は、常圧より0.1kg/cm~3.0kg/cmだけ高い圧力及び245℃~275℃の温度で2~12時間にわたって実施され得る。
【0113】
圧力は、常圧より0.1kg/cm~3.0kg/cm、0.2kg/cm~2.5kg/cm、0.3kg/cm~2.2kg/cm、0.5kg/cm~2.0kg/cm又は1.0kg/cm~2.0kg/cmだけ高くてもよい。
【0114】
さらに、エステル化反応は、248℃~275℃、250℃~275℃、250℃~272℃、255℃~270℃又は260℃~268℃の温度で2時間~11時間、2時間~10時間、2.5時間~9時間、2.5時間~6時間又は2.5時間~4時間にわたって実施され得る。
【0115】
より具体的には、エステル化反応は、組成物を含む反応器に窒素を注入して、圧力を常圧より0.1kg/cm~3.0kg/cmだけ高く設定する工程(b-1)と、反応器の温度を室温から210℃~230℃に60分~120分かけて上昇させ、次いでその状態を1時間~3時間にわたって維持する工程(b-2)と、温度を245℃から275℃に1時間~3時間かけて上昇させ、次いで組成物をエステル化反応に供する工程(b-3)とで実施され得る。
【0116】
工程(b-2)は、反応器の温度を室温から210℃から230℃又は215℃から225℃に70分~110分又は80分~100分かけて上昇させ、次いでその状態を1時間~3時間又は1.5時間~2.5時間にわたって維持する工程であり得る。
【0117】
エステル化反応の完了と同時に、加圧状態の反応器の圧力が常圧に下げられ、次いで重縮合反応が実施され得る。
【0118】
その後、エステル化反応の生成物が重縮合反応に供される。
【0119】
重縮合反応は、0.01mmHg~600mmHgの圧力及び260℃~290℃の温度で1時間~10時間にわたって実施され得る。例えば、重縮合反応は、0.01mmHg~450mmHg、0.01mmHg~300mmHg、0.01mmHg~200mmHg、0.05mmHg~100mmHg、0.1mmHg~50mmHg、0.2mmHg~10mmHg、0.2mmHg~3mmHg、0.3mmHg~1.5mmHg又は0.5mmHg~1.2mmHgの圧力及び263℃~290℃、265℃~285℃、268℃~285℃、270℃~285℃又は275℃~285℃の温度で1時間~8時間又は2時間~6時間にわたって実施され得る。
【0120】
具体的には、重縮合反応は、エステル化反応の生成物の圧力を4.0mmHgから6.0mmHgに20~40分かけて減少させる工程(c-1)と、温度を260℃から290℃に0.5時間~2時間かけて上昇させて、次いで0.01mmHg~400mmHgの圧力を維持しながら重縮合反応を実施する工程(c-2)とで実施され得る。
【0121】
工程(c-1)は、エステル化反応の生成物の圧力を4.0mmHgから6.0mmHg又は4.5mmHgから5.5mmHgに20~40分又は25~35分かけて減少させる工程であり得る。
【0122】
さらに、工程(c-2)では、温度は、263℃から290℃、265℃から285℃、268℃から285℃、270℃から285℃又は275℃から285℃に0.5時間~2時間又は0.7時間~1.2時間かけて上昇され得る。
【0123】
重縮合反応の始めに、撹拌速度は、高く設定され得る。重縮合反応が進むにつれて、反応物の粘度の増加のために撹拌力が弱まる場合又は反応物の温度が設定温度よりも上昇する場合、それに応じて撹拌速度が適切に調整され得る。
【0124】
重縮合反応は、重縮合反応物の固有粘度(IV)が0.65dl/g~0.78dl/g、0.64dl/g~0.76dl/g、0.64dl/g~0.75dl/g、0.68dl/g~0.78dl/g、0.70dl/g~0.78dl/g、0.70dl/g~0.75dl/g、0.72dl/g~0.78dl/g又は0.74dl/g~0.78dl/gになるまで実施され得る。
【0125】
さらに、触媒及び/又は安定剤がエステル化反応及び重縮合反応でさらに加えられ得る。
【0126】
例えば、エステル化反応の触媒は、ナトリウム及びマグネシウムのメチラート、Zn、Cd、Mn、Co、Ca及びBaの酢酸塩、ホウ酸塩、脂肪酸塩及び炭酸塩、金属Mg並びにPb、Zn、Sb及びGeの酸化物であり得る。
【0127】
さらに、重縮合反応の触媒は、例えば、チタン系触媒、例えばチタン酸テトラエチル、アセチルトリプロピルチタネート、チタン酸テトラプロピル、チタン酸テトラブチル、チタン酸ポリブチル、チタン酸2-エチルヘキシル、オクチレングリコールチタネート、ラクテートチタネート、トリエタノールアミンチタネート、アセチルアセトネートチタネート、エチルアセト酢酸エステルチタネート、チタン酸イソステアリル、二酸化チタン、二酸化チタン/二酸化ケイ素コポリマー、二酸化チタン/二酸化ジルコニウムコポリマー、ゲルマニウム系触媒、例えば二酸化ゲルマニウム及びそれを使用するコポリマー又はスズ系触媒、例えばモノブチルスズオキシド、ジブチルスズオキシド及びモノブチルヒドロキシスズオキシドであり得る。
【0128】
さらに、安定剤は、リン酸、リン酸トリメチルなどのリン系化合物であり得、リン酸トリエチルが使用され得るが、これに限定されない。
【0129】
安定剤は、共重合ポリエステル樹脂の総重量に基づいて10ppm~500ppmの量で用いられ得る。例えば、安定剤は、共重合ポリエステル樹脂の総重量に基づいて50ppm~400ppm、70ppm~350ppm又は100ppm~300ppmの量で用いられ得る。
【0130】
さらに、工程(b)後、重縮合反応の生成物を60℃~80℃の水に5分間~7時間にわたって浸漬することにより、水洗の工程がさらに実施され得る。例えば、工程(b)後、それは、重縮合反応の生成物を60℃~80℃又は65℃~75℃の水に10分間~7時間、30分~7時間、1時間~6.5時間、2時間~6時間、3時間~5.5時間又は4時間~5.5時間にわたって浸漬することによって実施され得る。上記条件下での水洗の工程がさらに実施されるため、共重合ポリエステル樹脂の混和性がさらに増大され得る。
【0131】
本発明の一実施形態による共重合ポリエステル樹脂を調製するプロセスによって調製された共重合ポリエステル樹脂中のイソソルビド(ISB)の残留率(%)は、40%以上であり得る。例えば、共重合ポリエステル樹脂中のイソソルビド(ISB)の残留率(%)は、以下の式Aによって計算され得、40%以上、42%以上、45%以上、50%以上、55%以上又は58%以上であり得る。
[式A]
ISB(%)の残留率=(共重合ポリエステル樹脂のジオール成分の100モル%の全残基のうち、ISB由来残基のモル%/共重合ポリエステル樹脂の調製中に加えられたISBのジカルボン酸又はその誘導体成分に対するモル比)×100
【0132】
イソソルビドの残留率は、導入されたイソソルビドの含量に対する、重縮合プロセスによって調製された最終的な共重合ポリエステル樹脂中に含有されるイソソルビドの含量を表す。本発明の一実施形態による共重合ポリエステル樹脂を調製するプロセスによって調製された共重合ポリエステル樹脂中のイソソルビドの残留率が上記範囲内に制御されるため、耐熱性及び耐加水分解性は、透明性及び機械的性質を悪化させずにさらに増大し得る。
【0133】
発明の態様
以下では、以下の実施例を参照して本発明をより詳細に説明する。しかし、これらの実施例は、本発明を説明するために述べられ、本発明の範囲は、それに限定されない。
【実施例
【0134】
[実施例]
共重合ポリエステル樹脂の調製
実施例1
(a)組成物の調製
カラム及び水により冷却するためのコンデンサーを備えた10リットル反応器に2,608.6g(15.7モル)のテレフタル酸(TPA)、435.9g(3.0モル)のイソソルビド(ISB)、1,516.4g(10.5モル)のシクロヘキサンジメタノール(CHDM)及び311.7g(5.0モル)のエチレングリコール(EG)を入れた。ここで、G/A(総ジオール/総二酸、ジオール成分のジカルボン酸又はその誘導体成分に対するモル比)は、1.18であった。
【0135】
その後、12.8gの触媒としてのGeO、5.1gの安定剤としてのリン酸、0.020gの青色トナー(製品名:Polysynthren Blue RLS、製造者:Clarient)、0.004gの赤色トナー(製品名:Solvaperm Red BB、製造者:Clarient)及び0.4gの分岐剤としてのトリメリト酸無水物をそれに加え、続いて撹拌して組成物を調製した。
【0136】
(b)エステル化反応
その後、組成物を含む反応器に窒素を注入して、反応器内の圧力を常圧より1.0kgf/cmだけ高くした(絶対圧:1,495.6mmHg)。次いで、反応器の温度を室温から220℃に90分かけて上昇させ、220℃に2時間にわたって維持し、次いで温度を再び260℃に2時間かけて上昇させた。その後、エステル化反応を、組成物が透明になるまで、反応器内の組成物を目視観察しながら260℃の温度で3時間にわたって実施した。エステル化反応の完了と同時に、加圧された反応器内の窒素を外部に排出して、反応器内の圧力を常圧に低下させ、次いで反応器内のエステル化反応の生成物を、真空下での反応が可能な7リットル反応器に移した。
【0137】
(c)重縮合反応
その後、エステル化反応の生成物を含む反応器の圧力を常圧から5.0トル(絶対圧:5mmHg)に30分かけて減少させた。同時に、反応器の温度を280℃に1時間かけて上昇させ、重縮合反応を、反応器の圧力を1.0トル(絶対圧:1.0mmHg)以下に維持しながら実施した。ここで、撹拌速度を重縮合反応の開始時に高く設定した。重縮合反応が進むにつれて、反応物の粘度の増加のために撹拌力が弱まる場合又は反応物の温度が設定温度を超えて上昇した場合、それに応じて撹拌速度を適切に調整した。反応器内の混合物(メルト)の固有粘度(IV)が0.75dl/gに達するまで重縮合反応を実施した。次いで、混合物を反応器の外部に排出して、ストランドを形成した。その後、それらを冷却液体により凝固させ、次いで約12mg~14mgの平均重量を有するように顆粒状にして、水洗のために70℃の水に5時間にわたって浸漬して、共重合ポリエステル樹脂を調製した。
【0138】
そのように調製された共重合ポリエステル樹脂では、テレフタル酸由来残基は、全酸由来残基に対して100モル%であり、イソソルビド由来残基は、全ジオール由来残基に対して11モル%であり、シクロヘキサンジメタノール由来残基は、65モル%であり、エチレングリコール由来残基は、24モル%であった。
【0139】
実施例2
(a)組成物の調製
カラム及び水により冷却するためのコンデンサーを備えた10リットル反応器に2,047.2g(12.3モル)のテレフタル酸(TPA)、450.1g(3.1モル)のイソソルビド(ISB)、1,281.5g(8.9モル)のシクロヘキサンジメタノール(CHDM)及び174.6g(2.8モル)のエチレングリコール(EG)を入れた。ここで、G/A(総ジオール/総二酸、ジオール成分のジカルボン酸又はその誘導体成分に対するモル比)は、1.20であった。
【0140】
その後、10.2gの触媒としてのGeO及び4.1gの安定剤としてのリン酸をそれに加え、続いて撹拌して組成物を調製した。
【0141】
(b)エステル化反応
その後、組成物を含む反応器に窒素を注入して、反応器内の圧力を常圧より0.5kgf/cmだけ高くした(絶対圧:1,127.8mmHg)。次いで、反応器の温度を室温から220℃に90分かけて上昇させ、220℃に2時間にわたって維持し、次いで温度を再び265℃に2時間かけて上昇させた。その後、エステル化反応を、組成物が透明になるまで、反応器内の組成物を目視観察しながら265℃の温度で3時間実施した。エステル化反応の完了と同時に、加圧された反応器内の窒素を外部に排出して、反応器内の圧力を常圧に低下させ、次いで反応器内のエステル化反応の生成物を、真空下での反応が可能な7リットル反応器に移した。
【0142】
(c)重縮合反応
その後、エステル化反応の生成物を含む反応器の圧力を常圧から5.0トル(絶対圧:5mmHg)に30分かけて減少させた。同時に、反応器の温度を275℃に1時間かけて上昇させ、反応器の圧力を0.7トル(絶対圧:0.7mmHg)以下に維持しながら重縮合反応を実施した。ここで、撹拌速度を重縮合反応の開始時に高く設定した。重縮合反応が進むにつれて、反応物の粘度の増加のために撹拌力が弱まる場合又は反応物の温度が設定温度を超えて上昇した場合、それに応じて撹拌速度を適切に調整した。反応器内の混合物(メルト)の固有粘度(IV)が0.65dl/gに達するまで重縮合反応を実施した。次いで、混合物を反応器の外部に排出してストランドを形成し、それを冷却液体によって凝固させ、次いで約12mg~14mgの平均重量を有するように顆粒状にして、共重合ポリエステル樹脂を調製した。
【0143】
そのように調製された共重合ポリエステル樹脂では、テレフタル酸由来残基は、全酸由来残基に対して100モル%であり、イソソルビド由来残基は、全ジオール由来残基に対して12モル%であり、シクロヘキサンジメタノール由来残基は、70モル%であり、エチレングリコール由来残基は、18モル%であった。
【0144】
実施例3
(a)組成物の調製
カラム及び水により冷却するためのコンデンサーを備えた10リットル反応器に2,417.4g(14.6モル)のテレフタル酸(TPA)、382.7g(2.6モル)のイソソルビド(ISB)、1,664.6g(11.6モル)のシクロヘキサンジメタノール(CHDM)及び294.5g(4.8モル)のエチレングリコール(EG)を入れた。ここで、G/A(総ジオール/総二酸、ジオール成分のジカルボン酸又はその誘導体成分に対するモル比)は、1.30であった。
【0145】
その後、12.3gの触媒としてのGeO、4.9gの安定剤としてのリン酸、0.019gの青色トナー(製品名:Polysynthren Blue RLS、製造者:Clarient)及び0.004gの着色剤としての赤色トナー(製品名:Solvaperm Red BB、製造者:Clarient)及び3.85gのヒンダードフェノール性酸化安定剤(製品名:Irganox 1076、製造者:BASF)をそれに加え、続いて撹拌して組成物を調製した。
【0146】
(b)エステル化反応
エステル化反応は、実施例1の工程(b)と同じ方法で実施した。
【0147】
(c)重縮合反応
共重合ポリエステル樹脂を、反応器の温度を270℃に1時間かけて上昇させ、反応器内の圧力を0.5トル(絶対圧:0.5mmHg)以下に維持し、混合物(メルト)の固有粘度(IV)が0.78dl/gに達するまで重縮合反応を実施した以外、実施例2の工程(c)と同じ方法で調製した。
【0148】
そのように調製された共重合ポリエステル樹脂では、テレフタル酸由来残基は、全酸由来残基に対して100モル%であり、イソソルビド由来残基は、全ジオール由来残基に対して11モル%であり、シクロヘキサンジメタノール由来残基は、77モル%であり、エチレングリコール由来残基は、12モル%であった。
【0149】
実施例4
(a)組成物の調製
カラム及び水により冷却するためのコンデンサーを備えた10リットル反応器に2,400.8g(14.5モル)のテレフタル酸(TPA)、675.7g(4.6モル)のイソソルビド(ISB)、1,502.9g(10.4モル)のシクロヘキサンジメタノール(CHDM)及び186.8g(3.0モル)のエチレングリコール(EG)を入れた。ここで、G/A(総ジオール/総二酸、ジオール成分のジカルボン酸又はその誘導体成分に対するモル比)は、1.30であった。
【0150】
その後、12.3gの触媒としてのGeO、4.9gの安定剤としてのリン酸並びに0.019gの青色トナー(製品名:Polysynthren Blue RLS、製造者:Clarient)及び0.004gの着色剤としての赤色トナー(製品名:Solvaperm Red BB、製造者:Clarient)をそれに加え、続いて撹拌して組成物を調製した。
【0151】
(b)エステル化反応
エステル化反応は、実施例1の工程(b)と同じ方法で実施した。
【0152】
(c)重縮合反応
共重合ポリエステル樹脂を、反応器の温度を270℃に1時間かけて上昇させ、反応器内の圧力を0.2トル(絶対圧:0.2mmHg)以下で維持し、混合物(メルト)の固有粘度(IV)が0.70dl/gに達するまで重縮合反応を実施した以外、実施例2の工程(c)と同じ方法で調製した。
【0153】
そのように調製された共重合ポリエステル樹脂では、テレフタル酸由来残基は、全酸由来残基に対して100モル%であり、イソソルビド由来残基は、全ジオール由来残基に対して20モル%であり、シクロヘキサンジメタノール由来残基は、70モル%であり、エチレングリコール由来残基は、10モル%であった。
【0154】
実施例5
(a)組成物の調製
カラム及び水により冷却するためのコンデンサーを備えた10リットル反応器に2,618.1g(15.8モル)のテレフタル酸(TPA)、967.1g(6.6モル)のイソソルビド(ISB)、1,521.9g(10.6モル)のシクロヘキサンジメタノール(CHDM)及び303.0g(4.9モル)のエチレングリコール(EG)を入れた。ここで、G/A(総ジオール/総二酸、ジオール成分のジカルボン酸又はその誘導体成分に対するモル比)は、1.40であった。
【0155】
その後、13.4gの触媒としてのGeO、5.4gの安定剤としてのリン酸、0.02gの結晶化剤としてのポリエチレン樹脂及び6.30gのヒンダードフェノール性酸化安定剤(製品名:Irganox 1076、製造者:BASF)をそれに加え、続いて撹拌して組成物を調製した。
【0156】
(b)エステル化反応
その後、組成物を含む反応器に窒素を注入して、反応器内の圧力を常圧より1.5kgf/cmだけ高くした(絶対圧:1,863.4mmHg)。次いで、反応器の温度を室温から220℃に90分かけて上昇させ、220℃に2時間にわたって維持し、次いで温度を再び270℃に2時間かけて上昇させた。その後、エステル化反応を、組成物が透明になるまで、反応器内の組成物を目視観察しながら270℃の温度で3時間実施した。エステル化反応の完了と同時に、加圧された反応器内の窒素を外部に排出して、反応器内の圧力を常圧に低下させ、次いで反応器内のエステル化反応の生成物を、真空下での反応が可能な7リットル反応器に移した。
【0157】
(c)重縮合反応
共重合ポリエステル樹脂を、反応器の温度を275℃に1時間かけて上昇させ、反応器内の圧力を0.9トル(絶対圧:0.9mmHg)以下で維持し、混合物(メルト)の固有粘度(IV)が0.64dl/gに達するまで重縮合反応を実施した以外、実施例2の工程(c)と同じ方法で調製した。
【0158】
そのように調製された共重合ポリエステル樹脂では、テレフタル酸由来残基は、全酸由来残基に対して100モル%であり、イソソルビド由来残基は、全ジオール由来残基に対して25モル%であり、シクロヘキサンジメタノール由来残基は、65モル%であり、エチレングリコール由来残基は、10モル%であった。
【0159】
実施例6
(a)組成物の調製
カラム及び水により冷却するためのコンデンサーを備えた10リットル反応器に2,541.1g(15.3モル)のテレフタル酸(TPA)、894.0g(6.1モル)のイソソルビド(ISB)、1,636.2g(11.4モル)のシクロヘキサンジメタノール(CHDM)及び197.2g(3.2モル)のエチレングリコール(EG)を入れた。ここで、G/A(総ジオール/総二酸、ジオール成分のジカルボン酸又はその誘導体成分に対するモル比)は、1.35であった。
【0160】
その後、13.1gの触媒としてのGeO、5.3gの安定剤としてのリン酸及び7.38gのヒンダードフェノール性酸化安定剤(製品名:Irganox 1076、製造者:BASF)をそれに加え、続いて撹拌して組成物を調製した。
【0161】
(b)エステル化反応
その後、窒素を、組成物を含む反応器に注入して、反応器内の圧力を常圧より1.0kgf/cmだけ高くした(絶対圧:1,495.6mmHg)。次いで、反応器の温度を室温から220℃に90分かけて上昇させ、220℃で2時間維持して、次いで温度を再び265℃に2時間かけて上昇させた。その後、エステル化反応を、組成物が透明になるまで、反応器内の組成物を目視観察しながら265℃の温度で3時間実施した。エステル化反応の完了と同時に、加圧された反応器内の窒素を外部に排出して、反応器内の圧力を常圧に低下させ、次いで反応器内のエステル化反応の生成物を、真空下での反応が可能な7リットル反応器に移した。
【0162】
(c)重縮合反応
共重合ポリエステル樹脂を、反応器の温度を280℃に1時間かけて上昇させ、反応器内の圧力を0.3トル(絶対圧:0.3mmHg)以下に維持し、混合物(メルト)の固有粘度(IV)が0.74dl/gに達するまで重縮合反応を実施した以外、実施例2の工程(c)と同じ方法で調製した。
【0163】
そのように調製された共重合ポリエステル樹脂では、テレフタル酸由来残基は、全酸由来残基に対して100モル%であり、イソソルビド由来残基は、全ジオール由来残基に対して20モル%であり、シクロヘキサンジメタノール由来残基は、72モル%であり、エチレングリコール由来残基は、8モル%であった。
【0164】
実施例7
(a)組成物の調製
カラム及び水により冷却するためのコンデンサーを備えた10リットル反応器に2,294.8g(11.8モル)のジメチルテレフタレート(DMT)、1,036.2g(7.1モル)のイソソルビド(ISB)、1,141.4g(7.9モル)のシクロヘキサンジメタノール(CHDM)及び902.0g(14.5モル)のエチレングリコール(EG)を入れた。ここで、G/A(総ジオール/総二酸、ジオール成分のジカルボン酸又はその誘導体成分に対するモル比)は2.50であった。
【0165】
その後、10.1gの触媒としてのGeO及び4.0gの安定剤としてのリン酸をそれに加え、続いて撹拌して組成物を調製した。
【0166】
(b)エステル化反応
その後、窒素を、組成物を含む反応器に注入して、反応器内の圧力を常圧より0.1kgf/cmだけ高くした(絶対圧:833.6mmHg)。次いで、反応器の温度を室温から220℃に90分かけて上昇させ、220℃で2時間維持して、次いで温度を再び265℃に2時間かけて上昇させた。その後、エステル化反応を、組成物が透明になるまで、反応器内の組成物を目視観察しながら265℃の温度で3時間実施した。エステル化反応の完了と同時に、加圧された反応器内の窒素を外部に排出して、反応器内の圧力を常圧に低下させ、次いで反応器内のエステル化反応の生成物を、真空下での反応が可能な7リットル反応器に移した。
【0167】
(c)重縮合反応
共重合ポリエステル樹脂を、反応器の温度を280℃に1時間かけて上昇させ、反応器内の圧力を0.2トル(絶対圧:0.2mmHg)以下で維持し、混合物(メルト)の固有粘度(IV)が0.64dl/gに達するまで重縮合反応を実施した以外、実施例2の工程(c)と同じ方法で調製した。
【0168】
そのように調製された共重合ポリエステル樹脂では、ジメチルテレフタレート由来残基は、全酸由来残基に対して100モル%であり、イソソルビド由来残基は、全ジオール由来残基に対して25モル%であり、シクロヘキサンジメタノール由来残基は、65モル%であり、エチレングリコール由来残基は、10モル%であった。
【0169】
実施例8
(a)組成物の調製
カラム及び水により冷却するためのコンデンサーを備えた10リットル反応器に1,865.4g(11.2モル)のテレフタル酸(TPA)、98.2g(0.6モル)イソフタル酸(IPA)、725.3g(5.0モル)のイソソルビド(ISB)、1,141.4g(7.9モル)のシクロヘキサンジメタノール(CHDM)及び153.9g(2.5モル)のエチレングリコール(EG)を入れた。ここで、G/A(総ジオール/総二酸、ジオール成分のジカルボン酸又はその誘導体成分に対するモル比)は、1.30であった。
【0170】
その後、10.1gの触媒としてのGeO及び4.0gの安定剤としてのリン酸をそれに加え、続いて撹拌して組成物を調製した。
【0171】
(b)エステル化反応
その後、窒素を、組成物を含む反応器に注入して、反応器内の圧力を常圧より1.5kgf/cmだけ高くした(絶対圧:1,863.4mmHg)。次いで、反応器の温度を室温から220℃に90分かけて上昇させ、220℃で2時間維持して、次いで温度を再び270℃に2時間かけて上昇させた。その後、エステル化反応を、組成物が透明になるまで、反応器内の組成物を目視観察しながら270℃の温度で3時間実施した。エステル化反応の完了と同時に、加圧された反応器内の窒素を外部に排出して、反応器内の圧力を常圧に低下させ、次いで反応器内のエステル化反応の生成物を、真空下での反応が可能な7リットル反応器に移した。
【0172】
(c)重縮合反応
共重合ポリエステル樹脂を、反応器の温度を275℃に1時間かけて上昇させ、反応器内の圧力を0.3トル(絶対圧:0.3mmHg)以下で維持し、混合物(メルト)の固有粘度(IV)が0.64dl/gに達するまで重縮合反応を実施した以外、実施例2の工程(c)と同じ方法で調製した。
【0173】
そのように調製された共重合ポリエステル樹脂では、テレフタル酸由来及びイソフタル酸由来残基は、全酸由来残基に対して100モル%であり、イソソルビド由来残基は、全ジオール由来残基に対して25モル%であり、シクロヘキサンジメタノール由来残基は、65モル%であり、エチレングリコール由来残基は、10モル%であった。
【0174】
実施例9
(a)組成物の調製
カラム及び水により冷却するためのコンデンサーを備えた10リットル反応器に2,182.6g(13.1モル)のテレフタル酸(TPA)、537.5g(3.7モル)の2,2,4,4-テトラメチル-1,3-シクロブタンジオール(TMCBD)、1,366.3g(9.5モル)のシクロヘキサンジメタノール(CHDM)及び243.2g(3.9モル)のエチレングリコール(EG)を入れた。ここで、G/A(総ジオール/総二酸、ジオール成分のジカルボン酸又はその誘導体成分に対するモル比)は、1.30であった。
【0175】
その後、1.5gの触媒としてのジブチルスズオキシド及び4.5gの安定剤としてのリン酸をそれに加え、続いて撹拌して組成物を調製した。
【0176】
(b)エステル化反応
その後、組成物を含む反応器に窒素を注入して、反応器内の圧力を常圧より1.0kgf/cmだけ高くした(絶対圧:1,495.6mmHg)。次いで、反応器の温度を室温から220℃に90分かけて上昇させ、220℃に2時間にわたって維持し、次いで温度を再び268℃に2時間かけて上昇させた。その後、エステル化反応を、組成物が透明になるまで、反応器内の組成物を目視観察しながら268℃の温度で3時間にわたって実施した。エステル化反応の完了と同時に、加圧された反応器内の窒素を外部に排出して、反応器内の圧力を常圧に低下させ、次いで反応器内のエステル化反応の生成物を、真空下での反応が可能な7リットル反応器に移した。
【0177】
(c)重縮合反応
共重合ポリエステル樹脂を、反応器の温度を280℃に1時間かけて上昇させ、反応器内の圧力を0.2トル(絶対圧:0.2mmHg)以下に維持し、混合物(メルト)の固有粘度(IV)が0.70dl/gに達するまで重縮合反応を実施した以外、実施例2の工程(c)と同じ方法で調製した。
【0178】
そのように調製された共重合ポリエステル樹脂では、テレフタル酸由来残基は、全酸由来残基に対して100モル%であり、2,2,4,4-テトラメチル-1,3-シクロブタンジオール由来残基は、全ジオール由来残基に対して20モル%であり、シクロヘキサンジメタノール由来残基は、70モル%であり、エチレングリコール由来残基は、10モル%であった。
【0179】
比較例1
(a)組成物の調製
カラム及び水により冷却するためのコンデンサーを備えた10リットル反応器に2,821.8g(17.0モル)のテレフタル酸(TPA)、397.1g(2.7モル)のイソソルビド(ISB)、1,514.1g(10.5モル)のシクロヘキサンジメタノール(CHDM)及び496.9g(8.0モル)のエチレングリコール(EG)を入れた。ここで、G/A(総ジオール/総二酸、ジオール成分のジカルボン酸又はその誘導体成分に対するモル比)は、1.25であった。
【0180】
その後、13.4gの触媒としてのGeO、5.4gの安定剤としてのリン酸並びに0.021gの青色トナー(製品名:Polysynthren Blue RLS、製造者:Clarient)及び0.004gの着色剤としての赤色トナー(製品名:Solvaperm Red BB、製造者:Clarient)をそれに加え、続いて撹拌して組成物を調製した。
【0181】
(b)エステル化反応
その後、窒素を、組成物を含む反応器に注入して、反応器内の圧力を常圧より2.0kgf/cmだけ高くした(絶対圧:2,231.2mmHg)。次いで、反応器の温度を室温から220℃に90分かけて上昇させ、220℃で2時間維持して、次いで温度を再び255℃に2時間かけて上昇させた。その後、エステル化反応を、組成物が透明になるまで、反応器内の組成物を目視観察しながら255℃の温度で3時間実施した。エステル化反応の完了と同時に、加圧された反応器内の窒素を外部に排出して、反応器内の圧力を常圧に低下させ、次いで反応器内のエステル化反応の生成物を、真空下での反応が可能な7リットル反応器に移した。
【0182】
(c)重縮合反応
その後、エステル化反応の生成物を含む反応器の圧力を常圧から5.0トル(絶対圧:5mmHg)に30分かけて低下させた。同時に、反応器の温度を272℃に1時間かけて上昇させ、重縮合反応を、反応器の圧力を1.2トル(絶対圧:1.2mmHg)以下で維持しながら実施した。ここで、撹拌速度を重縮合反応の開始時に高く設定した。重縮合反応が進むにつれて、反応物の粘度の増加により撹拌力が弱まった場合又は反応物の温度が設定温度を超えて上昇した場合、それに応じて撹拌速度を適切に調整した。反応器内の混合物(メルト)の固有粘度(IV)が0.70dl/gに達するまで重縮合反応を実施した。次いで、混合物を反応器の外部に排出して、ストランドを形成し、次いでそれを冷却液体により凝固させ、約12mg~14mgの平均重量を有するように顆粒状にして、共重合ポリエステル樹脂を調製した。
【0183】
そのように調製された共重合ポリエステル樹脂では、テレフタル酸由来残基は、全酸由来残基に対して100モル%であり、イソソルビド由来残基は、全ジオール由来残基に対して7モル%であり、シクロヘキサンジメタノール由来残基は、60モル%であり、エチレングリコール由来残基は、33モル%であった。
【0184】
比較例2
(a)組成物の調製
カラム及び水により冷却するためのコンデンサーを備えた10リットル反応器に2,511.6g(15.1モル)のテレフタル酸(TPA)、309.3g(2.1モル)のイソソルビド(ISB)、1,617.2g(11.2モル)のシクロヘキサンジメタノール(CHDM)及び298.1g(4.8モル)のエチレングリコール(EG)を入れた。ここで、G/A(総ジオール/総二酸、ジオール成分のジカルボン酸又はその誘導体成分に対するモル比)は、1.20であった。
【0185】
その後、12.5gの触媒としてのGeO、5.0gの安定剤としてのリン酸及び3.9gのヒンダードフェノール性酸化安定剤(製品名:Irganox 1076、製造者:BASF)をそれに加え、続いて撹拌して組成物を調製した。
【0186】
(b)エステル化反応
その後、窒素を、組成物を含む反応器に注入して、反応器内の圧力を常圧より2.0kgf/cmだけ高くした(絶対圧:2,231.2mmHg)。次いで、反応器の温度を室温から220℃に90分かけて上昇させ、220℃で2時間維持して、次いで温度を再び262℃に2時間かけて上昇させた。その後、エステル化反応を、組成物が透明になるまで、反応器内の組成物を目視観察しながら262℃の温度で3時間実施した。エステル化反応の完了と同時に、加圧された反応器内の窒素を外部に排出して、反応器内の圧力を常圧に低下させ、次いで反応器内のエステル化反応の生成物を、真空下での反応が可能な7リットル反応器に移した。
【0187】
(c)重縮合反応
共重合ポリエステル樹脂を、反応器の温度を280℃に1時間かけて上昇させ、反応器内の圧力を1.0トル(絶対圧:1.0mmHg)以下で維持し、混合物(メルト)の固有粘度(IV)が0.72dl/gに達するまで重縮合反応を実施した以外、比較例1の工程(c)と同じ方法で調製した。
【0188】
そのように調製された共重合ポリエステル樹脂では、テレフタル酸由来残基は、全酸由来残基に対して100モル%であり、イソソルビド由来残基は、全ジオール由来残基に対して8モル%であり、シクロヘキサンジメタノール由来残基は、72モル%であり、エチレングリコール由来残基は、20モル%であった。
【0189】
比較例3
(a)組成物の調製
カラム及び水により冷却するためのコンデンサーを備えた10リットル反応器に2,198.6g(13.2モル)のテレフタル酸(TPA)、251.4g(1.7モル)のイソソルビド(ISB)、1,631.9g(11.3モル)のシクロヘキサンジメタノール(CHDM)及び134.9g(2.2モル)のエチレングリコール(EG)を入れた。ここで、G/A(総ジオール/総二酸、ジオール成分のジカルボン酸又はその誘導体成分に対するモル比)は、1.15であった。
【0190】
その後、11.2gの触媒としてのGeO、4.5gの安定剤としてのリン酸及び1.05gの分岐剤としてのトリメリト酸無水物をそれに加え、続いて撹拌して組成物を調製した。
【0191】
(b)エステル化反応
エステル化反応は、実施例1の工程(b)と同じ方法で実施した。
【0192】
(c)重縮合反応
共重合ポリエステル樹脂を、反応器の温度を282℃に1時間かけて上昇させ、反応器内の圧力を0.5トル(絶対圧:0.5mmHg)以下に維持し、混合物(メルト)の固有粘度(IV)が0.65dl/gに達するまで重縮合反応を実施した以外、比較例1の工程(c)と同じ方法で調製した。
【0193】
そのように調製された共重合ポリエステル樹脂では、テレフタル酸由来残基は、全酸由来残基に対して100モル%であり、イソソルビド由来残基は、全ジオール由来残基に対して5モル%であり、シクロヘキサンジメタノール由来残基は、83モル%であり、エチレングリコール由来残基は、12モル%であった。
【0194】
比較例4
(a)組成物の調製
カラム及び水により冷却するためのコンデンサーを備えた10リットル反応器に2,452.7g(14.8モル)のテレフタル酸(TPA)、690.3g(4.7モル)のイソソルビド(ISB)、1,316.1g(9.1モル)のシクロヘキサンジメタノール(CHDM)及び331.1g(5.3モル)のエチレングリコール(EG)を入れた。ここで、G/A(総ジオール/総二酸、ジオール成分のジカルボン酸又はその誘導体成分に対するモル比)は、1.30であった。
【0195】
その後、12.0gの触媒としてのGeO、4.8gの安定剤としてのリン酸、0.019gの青色トナー(製品名:Polysynthren Blue RLS、製造者:Clarient)及び0.004gの着色剤としての赤色トナー(製品名:Solvaperm Red BB、製造者:Clarient)及び5.63gのヒンダードフェノール性酸化安定剤(製品名:Irganox 1076、製造者:BASF)をそれに加え、続いて撹拌して組成物を調製した。
【0196】
(b)エステル化反応
その後、組成物を含む反応器に窒素を注入して、反応器内の圧力を常圧より2.0kgf/cmだけ高くした(絶対圧:2,231.2mmHg)。次いで、反応器の温度を室温から220℃に90分かけて上昇させ、220℃に2時間にわたって維持し、次いで温度を再び258℃に2時間かけて上昇させた。その後、エステル化反応を、組成物が透明になるまで、反応器内の組成物を目視観察しながら258℃の温度で3時間にわたって実施した。エステル化反応の完了と同時に、加圧された反応器内の窒素を外部に排出して、反応器内の圧力を常圧に低下させ、次いで反応器内のエステル化反応の生成物を、真空下での反応が可能な7リットル反応器に移した。
【0197】
(c)重縮合反応
共重合ポリエステル樹脂を、反応器の温度を270℃に1時間かけて上昇させ、反応器内の圧力を0.7トル(絶対圧:0.7mmHg)以下に維持し、混合物(メルト)の固有粘度(IV)が0.62dl/gに達するまで重縮合反応を実施した以外、比較例1の工程(c)と同じ方法で調製した。
【0198】
そのように調製された共重合ポリエステル樹脂では、テレフタル酸由来残基は、全酸由来残基に対して100モル%であり、イソソルビド由来残基は、全ジオール由来残基に対して15モル%であり、シクロヘキサンジメタノール由来残基は、60モル%であり、エチレングリコール由来残基は、25モル%であった。
【0199】
比較例5
(a)組成物の調製
カラム及び水により冷却するためのコンデンサーを備えた10リットル反応器に2,222.5g(13.4モル)のテレフタル酸(TPA)、508.2g(3.5モル)のイソソルビド(ISB)、1,689.4g(11.7モル)のシクロヘキサンジメタノール(CHDM)及び36.3g(0.6モル)のエチレングリコール(EG)を入れた。ここで、G/A(総ジオール/総二酸、ジオール成分のジカルボン酸又はその誘導体成分に対するモル比)は、1.18であった。
【0200】
その後、11.7gの触媒としてのGeO、4.7gの安定剤としてのリン酸並びに0.018gの青色トナー(製品名:Polysynthren Blue RLS、製造者:Clarient)及び0.004gの着色剤としての赤色トナー(製品名:Solvaperm Red BB、製造者:Clarient)をそれに加え、続いて撹拌して組成物を調製した。
【0201】
(b)エステル化反応
エステル化反応を実施例6の工程(b)と同じ方法で実施した。
【0202】
(c)重縮合反応
共重合ポリエステル樹脂を、反応器の温度を285℃に1時間かけて上昇させ、反応器内の圧力を0.4トル(絶対圧:0.4mmHg)以下で維持し、混合物(メルト)の固有粘度(IV)が0.61dl/gに達するまで重縮合反応を実施した以外、比較例1の工程(c)と同じ方法で調製した。
【0203】
そのように調製された共重合ポリエステル樹脂では、テレフタル酸由来残基は、全酸由来残基に対して100モル%であり、イソソルビド由来残基は、全ジオール由来残基に対して13モル%であり、シクロヘキサンジメタノール由来残基は、85モル%であり、エチレングリコール由来残基は、2モル%であった。
【0204】
比較例6
(a)組成物の調製
カラム及び水により冷却するためのコンデンサーを備えた10リットル反応器に2,628.0g(15.8モル)のテレフタル酸(TPA)、1,155.7g(7.9モル)のイソソルビド(ISB)、1,245.6g(8.7モル)のシクロヘキサンジメタノール(CHDM)及び298.0g(4.8モル)のエチレングリコール(EG)を入れた。ここで、G/A(総ジオール/総二酸、ジオール成分のジカルボン酸又はその誘導体成分に対するモル比)は、1.35であった。
【0205】
その後、13.1gの触媒としてのGeO、5.3gの安定剤としてのリン酸及び7.38gのヒンダードフェノール性酸化安定剤(製品名:Irganox 1076、製造者:BASF)をそれに加え、続いて撹拌して組成物を調製した。
【0206】
(b)エステル化反応
その後、窒素を、組成物を含む反応器に注入して、反応器内の圧力を常圧より2.0kgf/cmだけ高くした(絶対圧:2,231.2mmHg)。次いで、反応器の温度を室温から220℃に90分かけて上昇させ、220℃で2時間維持して、次いで温度を再び270℃に2時間かけて上昇させた。その後、エステル化反応を、組成物が透明になるまで、反応器内の組成物を目視観察しながら270℃の温度で3時間実施した。エステル化反応の完了と同時に、加圧された反応器内の窒素を外部に排出して、反応器内の圧力を常圧に低下させ、次いで反応器内のエステル化反応の生成物を、真空下での反応が可能な7リットル反応器に移した。
【0207】
(c)重縮合反応
共重合ポリエステル樹脂を、反応器の温度を278℃に1時間かけて上昇させ、反応器内の圧力を0.2トル(絶対圧:0.2mmHg)以下で維持し、混合物(メルト)の固有粘度(IV)が0.64dl/gに達するまで重縮合反応を実施した以外、比較例1の工程(c)と同じ方法で調製した。
【0208】
そのように調製された共重合ポリエステル樹脂では、テレフタル酸由来残基は、全酸由来残基に対して100モル%であり、イソソルビド由来残基は、全ジオール由来残基に対して28モル%であり、シクロヘキサンジメタノール由来残基は、53モル%であり、エチレングリコール由来残基は、19モル%である。
【0209】
比較例7
(a)組成物の調製
カラム及び水により冷却するためのコンデンサーを備えた10リットル反応器に2,439.6g(14.7モル)のテレフタル酸(TPA)、1,287.4g(8.8モル)のイソソルビド(ISB)、1,418.1g(9.8モル)のシクロヘキサンジメタノール(CHDM)及び45.5g(0.7モル)のエチレングリコール(EG)を入れた。ここで、G/A(総ジオール/総二酸、ジオール成分のジカルボン酸又はその誘導体成分に対するモル比)は、1.32であった。
【0210】
その後、12.8gの触媒としてのGeO、5.1gの安定剤としてのリン酸及び0.63gの結晶化剤としてのポリエチレン樹脂をそれに加え、続いて撹拌して組成物を調製した。
【0211】
(b)エステル化反応
その後、窒素を、組成物を含む反応器に注入して、反応器内の圧力を常圧より1.5kgf/cmだけ高くした(絶対圧:1,863.4mmHg)。次いで、反応器の温度を室温から220℃に90分かけて上昇させ、220℃で2時間維持して、次いで温度を再び268℃に2時間かけて上昇させた。その後、エステル化反応を、組成物が透明になるまで、反応器内の組成物を目視観察しながら263℃の温度で3時間実施した。エステル化反応の完了と同時に、加圧された反応器内の窒素を外部に排出して、反応器内の圧力を常圧に低下させ、次いで反応器内のエステル化反応の生成物を、真空下での反応が可能な7リットル反応器に移した。
【0212】
(c)重縮合反応
共重合ポリエステル樹脂を、反応器の温度を275℃に1時間かけて上昇させ、反応器内の圧力を0.3トル(絶対圧:0.3mmHg)以下で維持し、混合物(メルト)の固有粘度(IV)が0.55dl/gに達するまで重縮合反応を実施した以外、比較例1の工程(c)と同じ方法で調製した。
【0213】
そのように調製された共重合ポリエステル樹脂では、テレフタル酸由来残基は、全酸由来残基に対して100モル%であり、イソソルビド由来残基は、全ジオール由来残基に対して32モル%であり、シクロヘキサンジメタノール由来残基は、65モル%であり、エチレングリコール由来残基は、3モル%であった。
【0214】
比較例8
(a)組成物の調製
カラム及び水により冷却するためのコンデンサーを備えた10リットル反応器に2,670.7g(16.1モル)のテレフタル酸(TPA)、587.2g(4.0モル)のイソソルビド(ISB)、1,791.3g(12.4モル)のシクロヘキサンジメタノール(CHDM)及び326.4g(5.3モル)のエチレングリコール(EG)を入れた。ここで、G/A(総ジオール/総二酸、ジオール成分のジカルボン酸又はその誘導体成分に対するモル比)は0.68であった。
【0215】
その後、13.4gの触媒としてのGeO、5.4gの安定剤としてのリン酸及び0.63gの分岐剤としてのトリメリト酸無水物をそれに加え、続いて撹拌して組成物を調製した。
【0216】
(b)エステル化反応
その後、窒素を、組成物を含む反応器に注入して、反応器内の圧力を常圧より1.5kgf/cmだけ高くした(絶対圧:1,863.4mmHg)。次いで、反応器の温度を室温から220℃に90分かけて上昇させ、220℃で2時間維持して、次いで温度を再び263℃に2時間かけて上昇させた。その後、エステル化反応を、組成物が透明になるまで、反応器内の組成物を目視観察しながら263℃の温度で3時間実施した。エステル化反応の完了と同時に、加圧された反応器内の窒素を外部に排出して、反応器内の圧力を常圧に低下させ、次いで反応器内のエステル化反応の生成物を、真空下での反応が可能な7リットル反応器に移した。
【0217】
(c)重縮合反応
共重合ポリエステル樹脂を、反応器の温度を270℃に1時間かけて上昇させ、反応器内の圧力を0.5トル(絶対圧:0.5mmHg)以下で維持し、混合物(メルト)の固有粘度(IV)が0.81dl/gに達するまで重縮合反応を実施した以外、比較例1の工程(c)と同じ方法で調製した。
【0218】
そのように調製された共重合ポリエステル樹脂では、テレフタル酸由来残基は、全酸由来残基に対して100モル%であり、イソソルビド由来残基は、全ジオール由来残基に対して9モル%であり、シクロヘキサンジメタノール由来残基は、75モル%であり、エチレングリコール由来残基は、16モル%であった。
【0219】
比較例9
(a)組成物の調製
カラム及び水により冷却するためのコンデンサーを備えた10リットル反応器に2,444.6g(13.2モル)のテレフタル酸(TPA)、817.0g(5.6モル)のイソソルビド(ISB)、1,268.0g(8.8モル)のシクロヘキサンジメタノール(CHDM)及び248.4g(4.0モル)のエチレングリコール(EG)を入れた。ここで、G/A(総ジオール/総二酸、ジオール成分のジカルボン酸又はその誘導体成分に対するモル比)は0.42であった。
【0220】
その後、12.2gの触媒としてのGeO及び4.9gの安定剤としてのリン酸をそれに加え、続いて撹拌して組成物を調製した。
【0221】
(b)エステル化反応
エステル化反応を実施例6の工程(b)と同じ方法で実施した。
【0222】
(c)重縮合反応
共重合ポリエステル樹脂を、反応器の温度を268℃に1時間かけて上昇させ、反応器内の圧力を0.2トル(絶対圧:0.2mmHg)以下で維持し、混合物(メルト)の固有粘度(IV)が0.62dl/gに達するまで重縮合反応を実施した以外、比較例1の工程(c)と同じ方法で調製した。
【0223】
そのように調製された共重合ポリエステル樹脂では、テレフタル酸由来残基は、全酸由来残基に対して100モル%であり、イソソルビド由来残基は、全ジオール由来残基に対して22モル%であり、シクロヘキサンジメタノール由来残基は、58モル%であり、エチレングリコール由来残基は、20モル%であった。
【0224】
比較例10
(a)組成物の調製
カラム及び水により冷却するためのコンデンサーを備えた10リットル反応器に2,253.8g(13.6モル)のテレフタル酸(TPA)、297.3g(2.0モル)のイソソルビド(ISB)、1,814.0g(12.6モル)のシクロヘキサンジメタノール(CHDM)及び52.3g(0.8モル)のエチレングリコール(EG)を入れた。ここで、G/A(総ジオール/総二酸、ジオール成分のジカルボン酸又はその誘導体成分に対するモル比)は0.38であった。
【0225】
その後、11.8gの触媒としてのGeO及び4.7gの安定剤としてのリン酸をそれに加え、続いて撹拌して組成物を調製した。
【0226】
(b)エステル化反応
その後、窒素を、組成物を含む反応器に注入して、反応器内の圧力を常圧より1.0kgf/cmだけ高くした(絶対圧:1,495.6mmHg)。次いで、反応器の温度を室温から220℃に90分かけて上昇させ、220℃で2時間維持して、次いで温度を再び270℃に2時間かけて上昇させた。その後、エステル化反応を、組成物が透明になるまで、反応器内の組成物を目視観察しながら270℃の温度で3時間実施した。エステル化反応の完了と同時に、加圧された反応器内の窒素を外部に排出して、反応器内の圧力を常圧に低下させ、次いで反応器内のエステル化反応の生成物を、真空下での反応が可能な7リットル反応器に移した。
【0227】
(c)重縮合反応
共重合ポリエステル樹脂を、反応器の温度を285℃に1時間かけて上昇させ、反応器内の圧力を0.4トル(絶対圧:0.4mmHg)以下で維持し、混合物(メルト)の固有粘度(IV)が0.65dl/gに達するまで重縮合反応を実施した以外、比較例1の工程(c)と同じ方法で調製した。
【0228】
そのように調製された共重合ポリエステル樹脂では、テレフタル酸由来残基は、全酸由来残基に対して100モル%であり、イソソルビド由来残基は、全ジオール由来残基に対して8モル%であり、シクロヘキサンジメタノール由来残基は、90モル%であり、エチレングリコール由来残基は、2モル%であった。
【0229】
[試験実施例]
試験実施例1:共重合ポリエステル樹脂の組成
実施例1~9及び比較例1~10の共重合ポリエステル樹脂をそれぞれCDCl溶媒に3mg/mlの濃度で溶解させた。次いで、共重合ポリエステル樹脂の組成(モル%)を、核磁気共鳴機器(JEOL、600MHz FT-NMR)を25℃で使用して得られた1H-NMRスペクトルによって測定した。
【0230】
さらに、シクロヘキサンジメタノールのイソソルビドに対する組成比(C(モル%)/I(モル%))、シクロヘキサンジメタノールの2,2,4,4-テトラメチル-1,3-シクロブタンジオールに対する組成比(C(モル%)/T(モル%))、シクロヘキサンジメタノールのエチレングリコールに対する組成比(C(モル%)/E(モル%))、イソソルビドのエチレングリコールに対する組成比(I(モル%)/E(モル%))及び2,2,4,4-テトラメチル-1,3-シクロブタンジオールのエチレングリコールに対する組成比(T(モル%)/E(モル%))を、上記で特定された各ジオール成分の組成(モル%)から計算した。
【0231】
試験実施例2:ISBの残留率
実施例1~9及び比較例1~10の共重合ポリエステル樹脂をそれぞれ以下の式AによってISBの残留率(%)に関して計算した。
[式A]
ISBの残留率(%)=(共重合ポリエステル樹脂のジオール成分の全残基の100モル%のうち、ISB由来残基のモル%/共重合ポリエステル樹脂の調製中に加えられたISBのジカルボン酸又はその誘導体成分に対するモル比)×100
【0232】
試験実施例3:ガラス転移温度
実施例1~9及び比較例1~10の共重合ポリエステル樹脂を、Mettler ToledoのDSC1装置を使用してガラス転移温度(TG)に関してそれぞれ計算した。
【0233】
具体的には、ガラス転移温度を、共重合ポリエステル樹脂の温度を280℃に10℃/分で窒素下において上昇させ、温度を30℃に-300℃/分で低下させ、次いで温度を再び280℃に10℃/分で窒素下において上昇させることによって得られた第2の走査における第1の吸熱温度として測定した。
【0234】
試験実施例4:衝撃強度
実施例1~9及び比較例1~10の共重合ポリエステル樹脂をASTM D256に従って衝撃強度(J/m)に関してそれぞれ測定した。
【0235】
具体的には、共重合ポリエステル樹脂を250℃で射出成形して試料(幅:63.3mm、長さ:12.5mm、厚さ:3.2mm又は幅:63.3mm、長さ:12.5mm、厚さ:6.4mm)を調製し、ISO 2818に従ってノッチメーターを使用して、試料の中央部分に2.3mmのノッチを形成した。
【0236】
その後、試料の一端を固定し、もう一方の端部をハンマーにより切込み方向に衝撃を加え、衝撃強度機器(製品名:NO.258 PC-S IMPACT TESTER、製造者:安田精機製作所、ハンマー能力:3.2mmの厚さを有する試料では2.75J又は6.4mmの厚さを有する試料では5.5J)を使用して衝撃強度を測定した。ここで、それを10回測定し、平均値を計算した。
【0237】
試験実施例5:固有粘度
実施例1~9及び比較例1~10の共重合ポリエステル樹脂を100℃のオルトクロロフェノール(OCP)に0.12%の濃度でそれぞれ溶解させ、固有粘度(IV、dl/g)を35℃のサーモスタット中でウベローデ粘度計によって測定した。
【0238】
試験実施例6:ヘイズ
実施例1~9及び比較例1~10の共重合ポリエステル樹脂を、以下の表3~5に示される通り1:1の重量比でブレンドして、6mmの厚さを有する試料を調製した。その後、試料のヘイズ(%)を、ASTM D1003-97に従ってミノルタ株式会社のCM-3600A装置を使用して測定した。
◎:0%~3.0%未満のヘイズ値
○:3.0%~5.0%未満のヘイズ値
×:5.0%超のヘイズ値
【0239】
【表1】
【0240】
【表2】
【0241】
【表3】
【0242】
【表4】
【0243】
【表5】
【0244】
上記表1~5に示される通り、実施例1~9の共重合ポリエステル樹脂は、比較例1~10の樹脂と比べてISBの残留率、ガラス転移温度、衝撃強度、固有粘度及びヘイズ特性の全てで優れていた。
【0245】
具体的には、実施例1~9の共重合ポリエステル樹脂では、ISBの残留率が高く、耐熱性及び透明性が悪化せず、衝撃強度及び固有粘度が特定の範囲内にそれぞれ制御されており、それにより樹脂間の混和性が優れていた。したがって、実施例1~9の共重合ポリエステル樹脂では、プロセスにおける樹脂間の優れた混和性により原料の廃棄を最低限にでき、それらが、種々の分野、特に食品容器などの包装材料及び自動車内装部品など、高い衝撃強度及び高い耐熱性を必要とする製品に応用される場合、それらは、安定性及び品質で優れているであろう。
【0246】
対照的に、比較例1~10の樹脂は、ガラス転移温度が低く、低い耐熱性、劣った衝撃強度又は固有粘度特性、特に樹脂間の劣った混和性をもたらす。
【0247】
具体的には、表3に示される通り、実施例1~9の共重合ポリエステル樹脂は、互いにブレンドすることによって調製された試料で測定されたヘイズ値が全て5.0%未満であったため、樹脂間の非常に優れた混和性を有した。
【0248】
対照的に、表4に示される通り、比較例1~10の樹脂は、互いにブレンドすることによって調製された試料で測定されたヘイズ値のほとんどが5.0%を超えたため、劣った混和性を有した。いくつかの場合にヘイズ値が5.0%未満であった場合、耐熱性又は衝撃強度特性が良好ではなかった。
【0249】
さらに、表5に示される通り、優れた混和性を有する実施例1~9の共重合ポリエステル樹脂とブレンドすることによって調製された試料で測定されたヘイズ値のほとんどは、5.0%を超え、劣った混和性をもたらした。いくつかの場合にヘイズ値が5.0%未満であった場合、耐熱性又は衝撃強度特性が良好でなかった。
【0250】
したがって、比較例1~9の樹脂は、製造プロセスで低い経済効率を有した。それらが、食品容器などの包装材料及び自動車内装部品など、高い衝撃強度及び高い耐熱性を必要とする製品に応用される場合、それらは、安定性及び品質で劣っているであろう。
【国際調査報告】