JP6871240B2 - ポリエステル組成物およびそれから製造された携帯用電子機器構成要素 - Google Patents
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Description
本出願は、2015年9月9日出願の、米国仮特許出願第62/216107号および2015年11月23日出願の、欧州特許出願第15195867.5号に対する優先権を主張するものであり、これらの出願のそれぞれの全内容は、あらゆる目的のために参照により本明細書に援用される。
− 用語「ハロゲン」は、特に明記しない限り、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素を含み;
− 形容詞「芳香族」は、4n+2(ここで、nは、0または任意の正の整数である)に等しい数のπ電子を有する任意の単核もしくは多核環基(または部分)を意味し;芳香族基(または部分)は、アリールおよびアリーレン基(または部分)部分であり得る。
本明細書で興味のあるポリエステル組成物は、少なくとも1種の半芳香族の半結晶性ポリエステルポリマーを含む。半結晶性ポリマーは、ガラス転移温度ならびに溶融温度を有する。半結晶性ポリエステルは、ホモポリマーまたはコポリマー(ランダム、交互もしくはブロック)であり得る。本明細書で用いるところでは、「半芳香族ポリエステル」ポリマーは、少なくとも1つのエステル基(−C(O)O−)と、少なくとも1つのアルキレン基と少なくとも1つのアリーレン基とを有する少なくとも50モル%の繰り返し単位(Rpe)を含むポリマーであって、アリーレン基が、少なくとも2個の炭素を共有する少なくとも2つの縮合ベンゼン環を含有するポリマーを意味する。いくつかの実施形態においては、半芳香族ポリエステルは、少なくとも60モル%、少なくとも70モル%、少なくとも80モル%、少なくとも90モル%、少なくとも95モル%、または少なくとも99モル%の繰り返し単位(Rpe)を有する。当業者は、明確に開示された範囲内の追加の繰り返し単位(Rpe濃度範囲が考えられ、本開示の範囲内であることを認めるであろう。
(式中、Arは、少なくとも2個の炭素を共有する少なくとも2つの縮合ベンゼン環を含有するアリーレン基であり;R1は、各場合に、ハロゲン、アルキ、アルケニル、アリール、アリール、エーテル、チオエーテル、エステル、アミド、イミド、アルカリもしくはアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリもしくはアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミン、第四級アンモニウム、およびそれらの任意の組み合わせからなる群から独立して選択され;nは、1〜20の整数であり;iは、各場合に、0〜2の範囲の独立して選択される整数である)の1つで表すことができる。本明細書で用いるところでは、「独立して選択される」は、相当する単位が同じもしくは異なるものであり得るし、互いに独立して選択されることを意味する。
(式中、R2は、各場合に、ハロゲン、アルキル、過ハロゲン化アルキル、アルケニル、過ハロゲン化アルキニル、アリール、過ハロゲン化アリール、エーテル、チオエーテル、エステル、アミド、イミド、アルカリもしくはアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリもしくはアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミン、第四級アンモニウム、およびそれらの任意の組み合わせからなる群から独立して選択され;そしてjは、各場合に、0〜3からの独立して選択される整数である)で表されるナフタレートである。いくつかの実施形態においては、Arは、次式:
で表すことができる。望ましい単位Arの例としては、2,6−ナフタレート;2,7−ナフタレート;1,4−ナフタレート;2,3−ナフタレート;1,8−ナフタレート;1,2−ナフタレート;およびそれらの誘導体が挙げられるが、それらに限定されない。
と、−(CR1 i)n−の相当するジオール:HO−(CR1 i)n−OHとの重縮合によってから形成することができる。
(ここで、
は、DSCによって得られる観測融解熱であり、
は、100%結晶化度を有する半結晶性ポリエステルの融解熱である)の通り求めることができる。DSCは、約20°/分のランプ速度を用いて、室温から約300℃まで試料を加熱することによってポリマーの試料に関して行うことができる。
本ポリエステル組成物は任意選択的に、非晶質ポリカーボネートポリマーを含むことができる。非晶質ポリマーは、ガラス転移温度を有するが、溶融温度を欠いている。非晶質ポリカーボネートポリマーは、ホモポリマーまたはコポリマー(ランダム、交互もしくはブロック)であり得る。いくつかの実施形態においては、非晶質ポリカーボネートポリマーは芳香族ポリカーボネートポリマーである。本明細書で用いるところでは、「芳香族ポリカーボネートポリマー」は、繰り返し単位の少なくとも50モル%が繰り返し単位(Rpc)であり、少なくとも1つのアリーレンモノマーと少なくとも1つのカーボネートモノマー(−O−C(=O)−O−)とを含有する任意のポリマーを意味する。いくつかの実施形態においては、非晶質ポリカーボネートポリマーは、少なくとも約60モル%、少なくとも約80モル%、少なくとも約90モル%、少なくとも約95モル%、または少なくとも約99モル%の繰り返し単位(Rpc)を有することができる。当業者は、明確に開示された範囲内の追加範囲の繰り返し単位(Rpc)濃度が考えられ、本開示の範囲内であることを認めるであろう。
(式中、R3は、各場合に、ハロゲン、C1〜C20アルキル、C5〜C15シクロアルキル、C1〜C20アルケニル、アルキニル、C1〜C20アリール、C1〜C20アルキルアリール、C1〜C20アラルキル、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリもしくはアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリもしくはアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミン、第四級アンモニウムおよびそれらの任意の組み合わせからなる群から独立して選択され;Ar’は、芳香族単核もしくは多核基であり;kは、各場合に、0〜4の範囲の独立して選択される整数である)の1つで表すことができる。
(式中、R4は、各場合に、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリもしくはアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリもしくはアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミン、第四級アンモニウムおよびそれらの任意の組み合わせからなる群から独立して選択され;T’’’は、C1〜C20アルキル、C5〜C15シクロアルキル、C1〜C20アリール、C1〜C20アルキルアリール、C1〜C20アラルキル、C1〜C20アルケニル、およびハロゲンから選択され;Lは、各場合に、0〜4の範囲の独立して選択される整数である)の1つで表すことができる。
(式中、R5は、各場合に、ハロゲン、アルキル、過ハロゲン化アルキル、アルケニル、過ハロゲン化アルキニル、アリール、過ハロゲン化アリール、エーテル、チオエーテル、エステル、アミド、イミド、アルカリもしくはアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリもしくはアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミン、第四級アンモニウム、およびそれらの任意の組み合わせからなる群から独立して選択され;n’は、1〜20の整数であり;mは、各場合に、0〜2の範囲の独立して選択される整数である)で表すことができる。いくつかのそのような実施形態においては、各R4は独立して、メチル、エチル、n−プロピル;イソプロピル、またはブチル(n−、イソ、secもしくはtert)を含むが、それらに限定されないC1〜C20アルキルであり得る。いくつかの実施形態においては、n’は1であり得るし、各mは2であり得る。いくつかのそのような実施形態においては、各R4はメチル基であり得る。
(式中、R6は、各場合に、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリもしくはアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリもしくはアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミン、第四級アンモニウムおよびそれらの任意の組み合わせからなる群から独立して選択され;pは、各場合に、1〜4の範囲の独立して選択される整数である)で表すことができる。いくつかの実施形態においては、各pは0に等しい。いくつかの実施形態においては、非晶質ポリエステル−カーボネートは、繰り返し単位(Rpc *)とは別個の、およびそれに加えて繰り返し単位(Rpc **)をさらに含むことができる。1つのそのような実施形態においては、非晶質ポリエステル−カーボネートは、次式:
でそれぞれ表される繰り返し単位(Rpc*)および(Rpc**)を有することができる。
本ポリエステル組成物は、少なくとも1種の非晶質ポリエステルポリマーを含むことができる。非晶質ポリエステルポリマーは、ホモポリマーまたはコポリマー(ランダム、交互もしくはブロック)であり得る。いくつかの実施形態においては、非晶質ポリエステルはコポリエステルであり得る。本明細書で用いるところでは、コポリエステルは、少なくとも50モル%の総合濃度で少なくとも2つの、別個の繰り返し単位(Rpe1)および(Rpe2)を有するポリマーであって、各繰り返し単位(Rpe1)および(Rpe2)が、少なくとも1つのエステル基(−C(O)O−)と、1〜20個の炭素原子を有する少なくとも1つの脂環式基とを含むポリマーを意味する。いくつかの実施形態においては、非晶質コポリエステル中の繰り返し単位(Rpe1)とR(pe2)との総合濃度は、少なくとも約60モル%、少なくとも約70モル%、少なくとも約80モル%、少なくとも約90モル%、少なくとも約95モル%、または少なくとも約99モル%であり得る。当業者は、明確に開示された範囲内の繰り返し単位(Rpe1)および(Rpe2)の追加の総合濃度が考えられ、本開示の範囲内であることを認めるであろう。
(式中、R7、R8、およびR9は、各場合に、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリもしくはアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリもしくはアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミン、第四級アンモニウムおよびそれらの任意の組み合わせからなる群から独立して選択され;sは、0〜4の範囲の整数であり;qおよびrは、各場合に、0〜2の範囲の独立して選択される整数であり;m’およびm’’は、0〜20の範囲の独立して選択される整数である)で表すことができる。
で表すことができる。いくつかの実施形態においては、基−(CR7 q)m’−もしくは−(CR8 r)m’’−(または両方)は、それぞれの式−Cm’H2m’−および−Cm’’H2m’’−(0に等しい各qおよび各r)で表すことができる。いくつかのそのような実施形態においては、−C,’’H2m’−(または−Cm’’H2m’’−)は、C2〜C8アルキレン基、線状C2〜C8アルキレン基、または線状C2〜C4アルキレン基であり得る。望ましい−Cm’H2m’−(または−Cm’’H2m’’−)基は、メチル基;エチル基;n−プロピル基;イソプロピル基;またはブチル基(n−、イソ、secもしくはtert)を含むことができるが、それらに限定されない。いくつかの実施形態においては、m’は0であり得るし、m’’はゼロであり得るし、またはm’およびm’’はセロであり得る。いくつかのそのような実施形態においては、sはゼロであり得る。
(式中、R9、R10、R11、R12、R13およびR14は、各場合に、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、エーテル、チオエーテル、カルボン酸、エステル、アミド、イミド、アルカリもしくはアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリもしくはアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミン、第四級アンモニウムおよびそれらの任意の組み合わせからなる群から独立して選択され;t’’は、0〜6の整数であり;u’’は、0〜10の整数であり;t、t’、uおよびu’は、各場合に、0〜2の範囲の独立して選択される整数であり;x、x’、yおよびy’は0〜20の範囲の独立して選択される整数である)の1つで表すことができる。いくつかの実施形態においては、−Mb−−および−Mc−−は独立して、次式:
の1つで表すことができる。いくつかの実施形態においては、基−(CR9 t)x−、−(CR10 t’)x’−−、−(CR12 t)y−、および−(CR13 t’)y’−−のいずれか、いくつかまたはすべては独立して、式CzH2z(ここで、zは、それぞれ、x、x’、yおよびy’である)で表すことができる。いくつかのそのような実施形態においては、−CzHz−は、C2〜C8アルキレン基、線状C2〜C8アルキレン基、または線状C2〜C4アルキレン基であり得る。望ましいCzH2z基は、メチル基;エチル基;n−プロピル基;イソプロピル基;またはブチル基(n−、イソ、secもしくはtert)を含むことができるが、それらに限定されない。いくつかの実施形態においては、−(CR12 t)y−、および−(CR13 t’)y’−−は、両方ともCH2基であり得る。いくつかのそのような実施形態においては、u’’は0であり得る。いくつかの実施形態においては、tおよびt’は両方とも0であり得る。いくつかのそのような実施形態においては、t’’は4であり得るし、R11は、各場合に、(CH3)基であり得る(例えば式(XVIII)は2,2,4,4,−テトラメチルシクロブチル基を表すことができる)。
本明細書で興味のあるポリエステル組成物は、少なくとも1種の衝撃改質剤を含む。一般に、衝撃改質剤は、望ましい引張降伏および破断点伸びなどの、有用な特性をポリエステル組成物に付与するために選択することができる。いくつかの実施形態においては、0℃よりも低いガラス遷移温度(「g」)のゴムのような低弾性率官能化ポリオレフィン衝撃改質剤が望ましい。0℃未満のTgを有する官能化ポリオレフィン衝撃改質剤は、それらの両方ともが参照により本明細書に援用される、1994年3月3日出願の、そして「Polyphthalamide Blends」という表題の、Desioらに付与された米国特許第5,436,294号明細書、および1993年9月16日出願の、そして「Stabilized Polyamide Fiber」という表題の、Reichmannに付与された米国特許第5,447,980号明細書に開示されているものを含むが、それらに限定されない。その上、望ましい衝撃改質剤は、ポリオレフィン、好ましくは官能化ポリオレフィン、ならびにとりわけスチレンエチレンブチレンスチレン(「SEBS」)およびエチレンプロピレンジエンモノマー(M−クラス)ゴム(「EPDM」)を含むが、それらに限定されない官能化エチレンコポリマーを含有するエラストマーを含むが、それらに限定されない。
いくつかの実施形態においては、本ポリエステル組成物は任意選択的に、1種以上の添加剤を含むことができる。添加剤は、紫外(「UV」)線安定剤、熱安定剤、酸化防止剤、顔料、加工助剤(例えばメルト安定剤)、滑剤、難燃剤(ハロゲン含有もしくはハロゲンを含まない)、ならびに/またはカーボンブラックおよびカーボンナノフィブリルを含むが、それらに限定されない導電性添加剤を含むことができるが、それらに限定されない。
本明細書に記載されるポリエステル組成物は望ましくは、携帯用電子機器中の携帯用電子機器構成要素へ組み入れることができる。本明細書で用いるところでは、「携帯用電子機器」は、便利に運び、様々な場所で用いることができることを意図される電子機器を意味する。携帯用電子機器は、携帯電話、携帯端末(「PDA」)、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、ウェアラブルコンピューティング機器(例えば、スマートウォッチおよびスマートメガネ)、カメラ、ポータブルオーディオプレイヤー、ポータブルラジオ、全地球測位システム受信機、およびポータブルゲーム機を含むことができるが、それらに限定されない。明確にするために、「機器構成要素」への言及は、特に明記しない限り、「携帯用電子機器構成要素」への言及を含む。
この実施例1は、PEN/非晶質ポリエステル組成物の機械的性能を実証する。特に、この実施例1は、本開示のポリエステル組成物の引張特性および衝撃性能を実証する。
この実施例2は、ポリマー組成物の化学的性能を実証する。特に、この実施例2は、ポリマー組成物の白色度、色安定性、耐化学薬品性、および耐陽極酸化性を実証する。
Claims (13)
- ポリエステル組成物の総重量に対して、20重量%〜90重量%の、式(I)で表される半芳香族の、半結晶性ポリエステルポリマー
(式中、
− Arは、少なくとも2個の炭素を共有する少なくとも2つの縮合ベンゼン環を含有するアリーレン基を含み;
− R1は、各場合に、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アリール、アルカリまたはアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリまたはアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミン、第四級アンモニウム、およびそれらの任意の組み合わせからなる群から独立して選択され;
− nは、1〜20の整数であり;
− iは、各場合に、2である)
と、
ポリエステル組成物の総重量に対して、1重量%〜40重量%の、エチレンとアクリルエステルとグリシジルメタクリレートとのターポリマーを含む反応性衝撃改質剤と
を含むポリエステル組成物を含有する携帯用電子機器構成要素。 - ポリエステル組成物が、非晶質ポリカーボネートポリマーを含み、非晶質ポリカーボネートポリマーが、次の式(VI)または式(VII):
(式中、
− R3は、各場合に、水素、ハロゲン、C1〜C20アルキル、C5〜C15シクロアルキル、C 2 〜C20アルケニル、アルキニル、C 6 〜C20アリール、C 7 〜C20アルキルアリール、C 7 〜C20アラルキル、カルボン酸、アルカリまたはアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリまたはアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミン、第四級アンモニウムおよびそれらの任意の組み合わせからなる群から独立して選択され;
− Ar’は、芳香族単核もしくは多核基であり;
− kは、各場合に、0〜4の範囲の独立して選択される整数である)
で表される繰り返し単位(Rpc)を含む、請求項3に記載の携帯用電子機器構成要素。 - 非晶質ポリカーボネートポリマー濃度が、ポリエステル組成物の総重量に対して、1重量%〜50重量%である、請求項4〜6のいずれか一項に記載の携帯用電子機器構成要素。
- ポリエステル組成物が、非晶質ポリエステルを含み、非晶質ポリエステルが、繰り返し単位
(Rpe1)および(Rpe2)を含み;
ここで:
− 繰り返し単位(Rpe1)は、式−[−Ma−Mb−]−で表され
− 繰り返し単位(Rpe2)は、式−[−Ma−Mc−]−で表され
− −Ma−は、次式(XIV):
(式中、
− R7、R8、およびR9は、各場合に、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、カルボン酸、アルカリまたはアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリまたはアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミン、第四級アンモニウムおよびそれらの任意の組み合わせからなる群から独立して選択され;
− sは、0〜4の範囲の整数であり;
− qおよびrは、各場合に、2であり、
− m’およびm’’は、0〜20の範囲の独立して選択される整数である)
で表され
− −Mb−および−Mc−は、次式:
(式中、
− R9、R10、R11、R12、R13およびR14は、各場合に、水素、ハロゲン、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、カルボン酸、アルカリまたはアルカリ土類金属スルホネート、アルキルスルホネート、アルカリまたはアルカリ土類金属ホスホネート、アルキルホスホネート、アミン、第四級アンモニウムおよびそれらの任意の組み合わせからなる群から独立して選択され;
− t’’は、0〜6の整数であり;
− u’’は、0〜10の整数であり;
− t、t’、uおよびu’は、各場合に、2であり、
− x、x’、yおよびy’は、0〜20の範囲の独立して選択される整数である)
からなる群から独立して選択される、請求項3〜7のいずれか一項に記載の携帯用電子機器構成要素。 - 非晶質ポリエステル濃度が、ポリエステル組成物の総重量に対して、1重量%〜50重量%である、請求項8に記載の携帯用電子機器構成要素。
- 衝撃改質剤が、5重量%〜30重量%の濃度を有する、請求項1〜9のいずれか一項に記載の携帯用電子機器構成要素。
- ポリエステル組成物が、ASTM D256標準に従って0.125インチ厚さの検体に関して測定されるように、少なくとも700J/mのノッチ付きアイゾット耐衝撃性を含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載の携帯用電子機器構成要素。
- ポリエステル組成物が、0.6%〜0.99%の平均成形収縮および0.86〜1の収縮の異方性を有する、請求項1〜11のいずれか一項に記載の携帯用電子機器構成要素。
- 請求項1〜12のいずれか一項に記載の携帯用電子機器構成要素を含む携帯用電子機器であって、携帯用電子機器が、携帯電話、携帯端末、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、ウェアラブルコンピューティング機器、スマートウォッチ、スマートメガネ、カメラ、ポータブルオーディオプレイヤー、ポータブルラジオ、全地球測位システム受信機、およびポータブルゲーム機からなる群から選択される機器。
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