JP2013508502A - 高周波シーリング可能なポリマー及びその物品 - Google Patents
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Abstract
Description
100モル%のテレフタル酸、96.5モル%のエチレングリコール、及び3.5モル%のCHDMを有するコポリエステルを調製した。結果としてのポリマーのIVは0.72dL/gであり、そして最小結晶化ハーフタイム(t1/2 min)は65秒であった。コポリエステルは、破断エネルギー1.5 in−lbfのRF溶接部を形成した。
100モル%のテレフタル酸、95.5モル%のエチレングリコール、及び4.5モル%のCHDMを有するコポリエステルを調製した。結果としてのポリマーのIVは0.73dL/gであり、そして最小結晶化ハーフタイム(t1/2 min)は85秒であった。コポリエステルは、破断エネルギー2.3 in−lbfのRF溶接部を形成した。
100モル%のテレフタル酸、94モル%のエチレングリコール、及び6モル%のCHDMを有するコポリエステルを調製した。結果としてのポリマーのIVは0.71dL/gであり、そして最小結晶化ハーフタイム(t1/2 min)は163秒であった。コポリエステルは、破断エネルギー3.2 in−lbfのRF溶接部を形成した。
100モル%のテレフタル酸、92モル%のエチレングリコール、及び8モル%のCHDMを有するコポリエステルを調製した。結果としてのポリマーのIVは0.72dL/gであり、そして最小結晶化ハーフタイム(t1/2 min)は200秒であった。コポリエステルは、破断エネルギー4.6 in−lbfのRF溶接部を形成した。
100モル%のテレフタル酸、88モル%のエチレングリコール、及び12モル%のCHDMを有するコポリエステルを調製した。結果としてのポリマーのIVは0.68dL/gであり、そして最小結晶化ハーフタイム(t1/2 min)は517秒であった。コポリエステルは、破断エネルギー4.6 in−lbfのRF溶接部を形成した。
97モル%のテレフタル酸、3モル%のイソフタル酸、及び100モル%のエチレングリコールを有するコポリエステルを調製した。結果としてのポリマーのIVは0.71dL/gであり、そして最小結晶化ハーフタイム(t1/2 min)は約26秒であった。コポリエステルは、破断エネルギー1.3 in−lbfのRF溶接部を形成した。
89モル%のテレフタル酸、11モル%のイソフタル酸、及び100モル%のエチレングリコールを有するコポリエステルを調製した。結果としてのポリマーのIVは0.77L/gであり、そして最小結晶化ハーフタイム(t1/2 min)は115秒であった。コポリエステルは、破断エネルギー4.5 in−lbfのRF溶接部を形成した。
100モル%のテレフタル酸、69モル%のエチレングリコール、及び31モル%のCHDMを有するコポリエステルを調製した。結果としてのポリマーのIVは0.70L/gであった。最小結晶化ハーフタイム(t1/2 min)は、あまりにも長すぎて測定できなかった。コポリエステルは、破断エネルギー5.80 in−lbfのRF溶接部を形成した。
100モル%のテレフタル酸、80モル%のエチレングリコール、及び20モル%のCHDMを有するコポリエステルを調製した。ポリマーはさらに、ポリエステルの溶融強度を改善するための分岐剤として0.3重量%の無水トリメリット酸(TMA)を含有した。結果としてのポリマーのIVは0.68L/gであり、そして最小結晶化ハーフタイム(t1/2 min)は1644秒であった。コポリエステルは、破断エネルギー4.40 in−lbfのRF溶接部を形成した。分岐剤は、シーリング中の融合分子移動度を遅くすることがあるものの、依然として十分なシーリング強度を提供する。
31モル%のCHDMを有する5〜50重量%の透明非晶質PETGと、90重量%の半結晶性PETとを有する複数のブレンドを調製した。ポリエステルは、溶融処理前に乾燥させなければならず、さもなければ、高い含湿量に起因して深刻なIV劣化が発生することになる。半結晶性PETは通常300°Fで乾燥させるのに対して、非晶質PETGは典型的には150°で乾燥させる。2種の材料は、押し出し機のホッパー内に供給する前にそれぞれの乾燥温度で混合した。非晶質PETGのペレットは、これらがPETペレットとブレンドされるやいなや素早く凝集し、押し出し機への供給を阻む。
分岐剤、例えばTMAはポリエステルの溶融強度を改善した。加熱炉内のシートのサギング及びウェビングを低減又は最小化することによって、分岐ポリマーの熱成形窓を増大させることができる。例8及び9の例を使用してこのコンセプトを実証した。シート寸法は13インチ×21.5インチ×0.020インチであった。炉の温度を550°Fで一定に保ち、そしてシート温度を赤外線パイロメーターによってモニタリングした。シートが炉内で費やす時間によってシート温度を制御した。多キャビティを有するモールドを使用することによって、各材料の熱成形窓を確立した。下位シート温度は、その部分の良好な細部をまだ提供した最も低いシート温度を記す。上位シート温度は、その部分のウェビングの兆候を示さなかった最も高いシート温度である。熱成形窓は、シートが良好な熱成形部分を生成する温度の範囲を記す。これは、上位シート温度と下位シート温度との差を求めることにより計算される。それぞれの材料に対応する熱成形窓を下記表1に示す。
本発明の或る態様は、RFシーリングだけではなくヒートシーリングにも使用するように意図されている。下記表2に示された3種の試料を使用して、ヒートシール性の改善を例証した。例5及び8のポリエステル、及び例5のポリエステルと、100モル%のテレフタル酸、63モル%のエチレングリコール、及び37モル%のジエチレングリコールを有する、IVが0.72dL/gの別のポリマーとの50/50重量%ブレンドとからフィルムを調製した。Thellarヒートシーラーを使用した。シーリング条件は40psiの圧力、1/2平方インチのシーリング面積、3秒の滞留時間、24ミルのシール厚であった。シーリング温度は200°F〜300°Fであった。シーリング性は、シールを破壊するために200gの力が必要とされるシーリング温度であるヒートシーリング初期温度(HSIT)を使用することによって割り出した。HSITが、許容し得るシーリングサイクル及びシーリング温度範囲に達することができない場合には、その材料はヒートシーリング可能ではない。ポリエステル組成物のHSITが低ければ低いほど、そのポリエステル組成物は通常、エネルギーがより少なく、サイクル時間がより短く、そして半結晶性ポリマーの結晶化度がより低いことに起因して、ヒートシーリングにとってより良好な材料である。3種の試料のHSIT結果を下記表2に示す。
押し出し及び熱成形中に生成されたRFシーリング可能なポリエステルシートのリグラインド又はスクラップを回収して再使用することが望ましい。25パーセントのPCR(post-consumer recycle)含有率が持続可能性のための商業的な最小目標である。「PCR含有率」という用語は、ポリエチレンテレフタレート(PET)含有率を意味する。適合性の基準は、結果として得られたブレンドの溶融温度が閾値約235℃を上回ることである。押し出しシートは、単層又は多層構造中に25重量%を上回るポストコンシューマーリサイクル(PCR)含量を組み込んでいてよい。驚くべきことに、例3〜5のポリエステルを、プロセス又は性能を攪乱することなしに、50%を上回るレベルでPETリサイクル流中に導入することができる。PCR流中に添加してよい本発明のコポリエステルの量を、下記表3に示す。
Claims (18)
- (A)(1) 約70モル%を上回るテレフタル酸と;
(2) イソフタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、コハク酸、ナフタレンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、及びこれらの混合物から成る群より選択された約0〜30モル%の改質用酸とを
含む酸残基部分、並びに
(B)(1) 約75〜約95モル%のエチレングリコールと;
(2) 1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、2,2,4,4−テトラメチルシクロブタン−1,3−ジオール、イソソルビド、及びこれらの混合物から成る群より選択された約5〜約25モル%の改質用ジオールとを
含むジオール残基部分
を含むリアクターグレードのコポリエステルであって、
当該コポリエステルは、最小結晶化ハーフタイム(t1/2 min)によって規定される結晶化度が少なくとも1.5〜30分であり、構成部分(A)のモルパーセンテージの和は100モルパーセントの酸残基部分を基準としており、そして構成部分(B)のモルパーセンテージの和は100モルパーセントのジオール残基部分を基準としている、
リアクターグレードのコポリエステル。 - 前記酸残基部分が、約80モル%を上回るテレフタル酸である、請求項1に記載のコポリエステル。
- 前記酸残基部分が、約90モル%を上回るテレフタル酸である、請求項1に記載のコポリエステル。
- 前記ジオール残基部分が、約6〜約20モル%の改質用ジオールを含む、請求項1から3のいずれか1項に記載のコポリエステル。
- 前記ジオール残基部分が、約6〜約12モル%の改質用ジオールを含む、請求項1から4のいずれか1項に記載のコポリエステル。
- 前記改質用ジオール残基が1,4−シクロヘキサンジメタノールである、請求項4又は5に記載のコポリエステル。
- さらに分岐剤を含む、請求項1から6のいずれか1項に記載のコポリエステル。
- (A)(1) 約70モル%を上回るテレフタル酸と;
(2) イソフタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、コハク酸、ナフタレンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、及びこれらの混合物から成る群より選択された約0〜30モル%の改質用酸とを
含む酸残基部分、並びに
(B)(1) 約75〜約96モル%のエチレングリコールと;
(2) 1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、2,2,4,4−テトラメチルシクロブタン−1,3−ジオール、イソソルビド、及びこれらの混合物から成る群より選択された約5〜約25モル%の改質用ジオールとを
含むジオール残基部分
を含む、リアクターグレードのコポリエステルを含むフィルムであって、
当該組成物は、最小結晶化ハーフタイム(t1/2 min)によって規定される結晶化度が少なくとも1.5〜30分であり、構成部分(A)のモルパーセンテージの和は100モルパーセントの酸残基部分を基準としており、そして構成部分(B)のモルパーセンテージの和は100モルパーセントのジオール残基部分を基準としており、そして
該フィルムはRF溶接可能又はヒートシーリング可能である、
リアクターグレードのコポリエステルを含むフィルム。 - フィルム厚が1〜100ミルである、請求項8に記載のフィルム。
- フィルム厚が5〜30ミルである、請求項9に記載のフィルム。
- 前記フィルムが単層構造である、請求項8から10のいずれか1項に記載のフィルム。
- 前記フィルムが多層構造である、請求項8から10のいずれか1項に記載のフィルム。
- 請求項8に記載のフィルムを熱成形することによって第1及び第2のエッジを有する形状にすること、前記第1及び第2のエッジをオーバラップ位置に置き、そして前記第1エッジと第2エッジとを、該オーバラップしたエッジにRFシーリングエネルギー又はヒートシーリングを施すことによってシーリングし合わせることを含む、
製品の製造方法。 - (A)25〜99.9重量パーセントの請求項1に記載のコポリエステルと、
(B)0.1〜75重量パーセントのポストコンシューマーリサイクルストリームと
を含む、コポリエステルブレンド。 - 請求項14に記載のブレンドを含むフィルム。
- 多層構造を有する請求項15に記載のフィルム。
- 請求項14に記載のブレンドを含む製品。
- 請求項17に記載のコポリエステルブレンドであって、
(A)25〜75重量パーセントの請求項1に記載のコポリエステルと、
(B)25〜75重量パーセントのポストコンシューマーリサイクルとを含み、
当該ブレンドは、最小結晶化ハーフタイム(t1/2 min)によって規定される結晶化度が少なくとも1.5〜30分である、
コポリエステルブレンド。
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