(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ．第１アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ1Ｆ）と、第２アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ2Ｆ）、第１アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ1Ｔ）、および第２アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ2Ｔ）のうちの１つまたは複数と、を含むエステル交換フランベースポリエステル；および
ｂ．第２アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ2Ｔ）と、第１アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ1Ｔ）、第２アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ2Ｆ）、および第１アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ1Ｆ）のうちの１つまたは複数と、を含むエステル交換テレフタレートベースポリエステル；
を含む組成物であって、
前記第１アルキレン基（Ｒ1）および前記第２アルキレン基（Ｒ2）が独立して、Ｃ2〜Ｃ12脂肪族基から選択され、かつ
０．４０から１．００未満のＮＭＲブロック状化指数を有する、組成物。
【請求項２】
前記第１アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ1Ｆ）を含む、相当する非エステル交換フランベースポリエステル；または
前記第２アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ2Ｔ）を含む、相当する非エステル交換テレフタレートベースポリエステル；
のうちの少なくとも１つから、相互作用ポリマークロマトグラフィーによって測定される、１つまたは複数の溶離時間のシフトを示す、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記エステル交換フランベースポリエステルが、前記組成物の全重量に対して０．１〜９９．９重量％の範囲の量で存在する、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
第３アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ3Ｆ）と、第１アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ1Ｆ）、第２アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ2Ｆ）、第３アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ3Ｔ）、および第２アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ2Ｔ）のうちの１つまたは複数と、を含む他のエステル交換フランベースポリエステルをさらに含み、
前記第３アルキレン基（Ｒ3）が、Ｃ2〜Ｃ12脂肪族基から選択される、請求項１に記載
の組成物。
【請求項５】
第４アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ4Ｔ）と、第１アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ1Ｔ）、第２アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ2Ｔ）、第４アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ4Ｆ）、および第１アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ1Ｆ）のうちの１つまたは複数と、を含む他のエステル交換テレフタレートベースポリエステルをさらに含み、
前記第４アルキレン基（Ｒ4）が、Ｃ2〜Ｃ12脂肪族基からから選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項６】
Ｒ1はトリメチレン基であり、かつＲ2はエチレン基であり、したがって：
ｉ．前記第１アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ1Ｆ）がトリメチレンフランジカルボキシレート反復単位（３Ｆ）であり、
ｉｉ．前記第２アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ2Ｆ）がエチレンフランジカルボキシレート反復単位（２Ｆ）であり、
ｉｉｉ．前記第１アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ1Ｔ）がトリメチレンテレフタレート反復単位（３Ｔ）であり、
ｉｖ．前記第２アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ2Ｔ）がエチレンテレフタレート反復単位（２Ｔ））であり、
ｖ．前記エステル交換フランベースポリエステルがエステル交換ポリ（トリメチレンフランジカルボキシレート）（ｔ−ＰＴＦ）であり、
ｖｉ．前記エステル交換テレフタレートベースポリエステルがエステル交換ポリ（エチレンテレフタレート）（ｔ−ＰＥＴ）であり、かつ
ｖｉｉ．前記の相当する非エステル交換フランベースポリエステルがポリ（トリメチレンフランジカルボキシレート）（ＰＴＦ）である、請求項１に記載の組成物。
【請求項７】
有効量のエステル交換抑制剤またはエステル交換触媒をさらに含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項８】
シート、フィルムまたは成形物品の形状をとる、請求項１に記載の組成物を含む物品。
【請求項９】
酸素、二酸化炭素または水分のうちの少なくとも１つに対する実質的なガスバリアを提供する、請求項８に記載の物品。
【請求項１０】
飲料容器である、請求項８に記載の物品。
【請求項１１】
バリア層または構造層のうちの少なくとも１における、請求項１に記載の組成物を含む多層構造。
【請求項１２】
ハウジングによって定義される閉鎖容器内の化学物質を導入する出入口を備えたハウジングの形をとる、請求項１１に記載の多層構造。
【請求項１３】
ホース、パイプ、ダクト、チューブ、管材料または導管からなる群から選択される中空体の形をとる、請求項１１に記載の多層構造。
【請求項１４】
テレフタレートベースポリエステルを含む組成物の気体遮断性を向上させる方法であって：
ある溶融ブレンド温度および溶融ブレンド時間にて、ポリ（第１アルキレンフランジカルボキシレート）（ＰＲ1Ｆ）０．１〜９９．９重量％をポリ（第２アルキレンテレフタレート）（ＰＲ2Ｔ）０．１〜９９．９重量％と溶融ブレンドして、エステル交換ブレン
ド組成物が形成される工程であって、
前記溶融ブレンド時間が、
−０．４０から１．００未満のＮＭＲブロック状化指数；または
−０．４０から１．００未満のＮＭＲブロック状化指数および
−前記ポリ（第１アルキレンフランジカルボキシレート）または前記ポリ（第２アルキレンテレフタレート）のうちの少なくとも１つからの、１つまたは複数のＩＰＣ溶離時間のシフト；
によって決定される、所望の程度のエステル交換を有するのに、エステル交換ブレンド組成物に必要とされる最低時間であり、かつ
前記溶融ブレンド温度が、前記ポリ（第１アルキレンフランジカルボキシレート）および前記ポリ（第２アルキレンテレフタレート）の押出し加工温度の範囲にあり、
前記ポリ（第１アルキレンフランジカルボキシレート）（ＰＲ1Ｆ）が、２，５−フランジカルボン酸もしくはその誘導体と、Ｃ2〜Ｃ12脂肪族ジオールもしくはポリオールモノマーのうちの少なくとも１つとから誘導されるか、または２，５−フランジカルボン酸もしくはその誘導体と、Ｃ2〜Ｃ12脂肪族ジオールもしくはポリオールモノマーのうちの少なくとも１つと、多官能性芳香族酸もしくはヒドロキシル酸のうちの少なくとも１つとから誘導され、かつ
前記ポリ（第２アルキレンテレフタレート）が、テレフタル酸もしくはその誘導体と、Ｃ2〜Ｃ12脂肪族ジオールもしくはポリオールモノマーとから誘導されるか、またはテレフタル酸もしくはその誘導体と、Ｃ2〜Ｃ12脂肪族ジオールもしくはポリオールモノマーと、イソフタル酸もしくはその誘導体とから誘導される、工程を含む方法。
【請求項１５】
ポリ（第１アルキレンフランジカルボキシレート）（ＰＲ1Ｆ）０．１〜９９．９重量％をポリ（第２アルキレンテレフタレート）（ＰＲ2Ｔ）０．１〜９９．９重量％と溶融ブレンドする前記工程が、有効量のエステル交換抑制剤またはエステル交換触媒の存在下にて行われ、前記エステル交換がさらに制御され、それによってブロック状化指数が制御される、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１４年５月１日出願の米国特許仮出願第６１／９８７，０３１号明細書の利益を主張する。
【０００２】
本発明の開示内容は一般に、エステル交換されたフランベースのポリエステルおよびエステル交換されたテレフタレートを含む組成物、およびそれから製造される物品に関する。
【背景技術】
【０００３】
気体遮断性は、内容物を保護し、かつ所望の貯蔵寿命を提供するために、包装用途で使用されるポリマーの重要な必要条件の１つである。酸素透過の防止は、例えば、酸化および微生物の増殖を抑制し、水蒸気透過の防止は液体の含有量を維持する。ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリ（ビニルアルコール）（ＰｖＯＨ）、エチレンビニルアルコールポリマー（ＥｖＯＨ）、ポリ（アクリロニトリル）（ＰＡＮ）、ポリ（エチレンナフタレン）（ＰＥＮ）、アジピン酸とｍ−キシレンジアミン（ＭＸＤ６）から誘導されるポリアミドおよびポリ（塩化ビニリデン）（ＰＶｄＣ）などの多くのポリマーがこれらの用途に登場しており、遮断性を向上させるための添加剤を含み得る。しかしながら、これらのポリマーの大部分は様々な欠点を有する。例えば、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）および低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）は、かなりの水蒸気バリアを有するが、酸素バリアは乏しい。ＥｖＯＨは、低湿度レベルで良好な酸素バリアを示すが、高レベルの湿度では役に立たない。ＰＥＴは比較的高い引張り強さを有するが、低い気体遮断性によって制限される。ポリ（トリメチレンフランジカルボキシレート）（ＰＴＦ）などの高遮断性ポリマーとＰＥＴとのブレンドは、遮断性を向上させる可能性があると同時に樹脂コストを低減するための解決策であり、文献に報告されている。しかしながら、化学的不相溶性によって、相分離および不均一な物理的性質が生じ得る。
【０００４】
したがって、ポリ（アルキレンフランジカルボキシレート）をポリ（アルキレンテレフタレート）と溶融ブレンドすることによって形成される、エステル交換フランベースのポリエステルを含む新規な組成物であって、化学的相溶性を向上させ、かつ物理的ブレンドを超える固有の特性を提供する組成物が必要とされている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の実施形態において、
ａ．第１アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ１Ｆ）と、第２アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ２Ｆ）、第１アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ１Ｔ）、および第２アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ２Ｔ）のうちの１つまたは複数と、を含むエステル交換フランベースポリエステル；および
ｂ．第２アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ２Ｔ）と、第１アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ１Ｔ）、第２アルキレンフラン反復単位（Ｒ２Ｆ）、および第１アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ１Ｆ）のうちの１つまたは複数と、を含むエステル交換テレフタレートベースポリエステル；
を含む組成物であって、
第１アルキレン基（Ｒ１）および第２アルキレン基（Ｒ２）が独立して、Ｃ２〜Ｃ１２脂肪族基から選択され、かつ
その組成物が、０．００を超え１．００未満のＮＭＲブロック状化指数を有する、組成物が提供される。
【０００６】
第２実施形態において、この組成物は、
−第１アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ1Ｆ）を含む、相当する非エステル交換フランベースポリエステル、または
−第２アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ2Ｔ）を含む非エステル交換テレフタレートベースポリエステル、のうちの１つから、相互作用ポリマークロマトグラフィーによって測定される１回または複数の溶離時間のシフトを示す。
【０００７】
第３実施形態において、エステル交換フランベースポリエステルは、組成物の全重量に対して、範囲０．１〜９９．９重量％の量で存在する。
【０００８】
第４実施形態において、この組成物はさらに、第３アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ３Ｆ）と、第１アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ１Ｆ）、第２アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ２Ｆ）、第３アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ３Ｔ）、および第２アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ２Ｔ）のうちの少なくとも１つまたは複数と、を含む他のエステル交換フランベースポリエステルを含み、第３アルキレン基（Ｒ３）は、Ｃ２〜Ｃ１２脂肪族基から選択される。
【０００９】
組成物の第５実施形態において、この組成物はさらに、第４アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ４Ｔ）と、第１アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ１Ｔ）、第２アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ２Ｔ）、第４アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ４Ｆ）、および第１アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ１Ｆ）のうちの１つまたは複数と、を含む他のエステル交換テレフタレートベースポリエステルを含み、第４アルキレン基（Ｒ４）は、Ｃ２〜Ｃ１２脂肪族基から選択される。
【００１０】
組成物の第６実施形態において、Ｒ１はトリメチレン基であり、かつＲ２はエチレン基であり、したがって：
ｉ．第１アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ１Ｆ）はトリメチレンフランジカルボキシレート反復単位（３Ｆ）であり、
ｉｉ．第２アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ２Ｆ）はエチレンフランジカルボキシレート反復単位（２Ｆ）であり、
ｉｉｉ．第１アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ１Ｔ）はトリメチレンテレフタレート反復単位（３Ｔ）であり、
ｉｖ．第２アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ２Ｔ）はエチレンテレフタレート反復単位（２Ｔ）であり、
ｖ．エステル交換フランベースポリエステルはエステル交換ポリ（トリメチレンフランジカルボキシレート）（ｔ−ＰＴＦ）であり、
ｖｉ．エステル交換テレフタレートベースポリエステルはエステル交換ポリ（エチレンテレフタレート）（ｔ−ＰＥＴ）であり、かつ
ｖｉｉ．相当する非エステル交換フランベースポリエステルはポリ（トリメチレンフランジカルボキシレート）（ＰＴＦ）である。
【００１１】
第７実施形態において、この組成物はさらに、有効量のエステル交換抑制剤またはエステル交換触媒を含む。
【００１２】
第８実施形態において、この組成物を含む物品が提供され、その物品は、シート、フィルムまたは成形物品の形をとる。
【００１３】
第９実施形態において、この組成物は、酸素、二酸化炭素または水分の少なくとも１つに対する実質的なガスバリアを提供する。
【００１４】
第１０実施形態において、この物品は飲料容器である。
【００１５】
第１１実施形態において、この組成物は、多層構造のバリア層または構造層のうちの少なくとも１つの形をとる。
【００１６】
第１２実施形態において、多層構造は、ハウジングによって定義される閉鎖容器内の化学物質を導入する出入口を備えたハウジングの形をとる。
【００１７】
第１３実施形態において、多層構造は、ホース、パイプ、ダクト、チューブ、管材料または導管の形をとる。
【００１８】
第１４実施形態において、テレフタレートベースのポリエステルを含む組成物の気体遮断性を向上させる方法であって：
−溶融ブレンド温度および溶融ブレンド時間にて、ポリ（第１アルキレンフランジカルボキシレート）（ＰＲ１Ｆ）０．１〜９９．９重量％をポリ（第２アルキレンテレフタレート）（ＰＲ２Ｔ）０．１〜９９．９重量％と溶融ブレンドして、エステル交換ブレンド組成物が形成される工程であって、
溶融ブレンド時間が、
−１．００未満のＮＭＲブロック状化指数；または
−ポリ（第１アルキレンフランジカルボキシレート）またはポリ（第２アルキレンテレフタレート）のうちの少なくとも１つからの、１つまたは複数のＩＰＣ溶離時間のシフト；
のうちの少なくとも１つによって決定される、所望の量のエステル交換を有するために、エステル交換ブレンド組成物に必要とされる最低時間であり、かつ
溶融ブレンド温度が、ポリ（第１アルキレンフランジカルボキシレート）およびポリ（第２アルキレンテレフタレート）の押出し加工温度の範囲にあり、
ポリ（第１アルキレンフランジカルボキシレート）（ＰＲ１Ｆ）が、２，５−フランジカルボン酸またはその誘導体と、Ｃ２〜Ｃ１２脂肪族ジオールまたはポリオールモノマーのうちの少なくとも１つと、任意選択的に多官能性芳香族酸またはヒドロキシル酸のうちの少なくとも１つと、から誘導され、かつ
ポリ（第２アルキレンテレフタレート）が、テレフタル酸またはその誘導体、Ｃ２〜Ｃ１２脂肪族ジオールまたはポリオールモノマー、任意にイソフタル酸またはその誘導体から誘導される、工程を含む方法が提供される。
【００１９】
第１５実施形態において、ポリ（第１アルキレンフランジカルボキシレート）（ＰＲ１Ｆ）０．１〜９９．９重量％をポリ（第２アルキレンテレフタレート）（ＰＲ２Ｔ）０．１〜９９．９重量％と溶融ブレンドする工程が、有効量のエステル交換抑制剤またはエステル交換触媒の存在下にて行われ、さらにエステル交換が制御され、それによってブロック状化指数が制御される。
【００２０】
本発明は、一例として例証されるが、添付の図面に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に従って、ポリ（トリメチレン−２，５−フランジカルボキシレート）を含む基材を含む例示的な物品の一部の断面図を概略的に例示する。
【図２】本発明に従って、２層を含む例示的な多層構造の一部の断面図を概略的に例示する。
【図３】本発明に従って、少なくとも３層を含む、例示的な多層構造の一部の断面図を概略的に例示する。
【図４】本発明に従って、少なくとも３層を含む、例示的な多層構造の一部の断面図を概略的に例示する。
【図５】エステル交換ポリ（トリメチレンフランジカルボキシレート）（ｔ−ＰＴＦ）およびエステル交換ポリ（エチレンテレフタレート）（ｔ−ＰＥＴ）を含むエステル交換ブレンド（ｔ−ブレンド）組成物の例示的なＮＭＲスペクトルを示す。
【図６】（ａ）破線−ポリ（トリメチレンフランジカルボキシレート）とポリ（エチレンテレフタレート）の溶液ブレンド；（ｂ）実線−ＮＭＲによって検出不可能なＢ値を有する、抑制剤１重量％の存在下でのポリ（トリメチレンフランジカルボキシレート）とポリ（エチレンテレフタレート）のエステル交換ブレンド組成物；および（ｃ）点線−Ｂ値０．１２を有する、抑制剤の非存在下でのポリ（トリメチレンフランジカルボキシレート）とポリ（エチレンテレフタレート）のエステル交換ブレンド組成物の、例示的な相互作用ポリマークロマトグラフィースペクトルを示す。
【図７】（ａ）三角−ＦＤＣＡ／ＰＤＯ／ＴＰＡ／ＥＧ組成のランダムコポリマー；（ｂ）円−ＰＴＦおよびＰＥＴ−ＣＨＤＭのエステル交換ブレンド組成物；および（ｃ）四角−組成物のＰＴＦ含有率の関数としてのＰＴＦおよびＰＥＴ−ＩＰＡエステル交換ブレンド組成物の酸素透過度を示す。
【図８】組成物のＰＴＦ含有率の関数としての、ＰＴＦおよびＰＥＴ−ＣＨＤＭのエステル交換ブレンド組成物の二酸化炭素透過度を示す。
【図９】エステル交換を受ける組成物の略図を示す。
【図１０】（ａ）ポリ（トリメチレンテレフタレート）（ＰＴＴ）；（ｂ）ポリ（トリメチレンフランジカルボキシレート）（ＰＴＦ）；（ｃ）ＩＰＡ（ＰＥＴ−２Ａ）を有するポリ（エチレンテレフタレート）；（ｄ）実施例１．２−ＰＴＦおよびＰＥＴ−ＩＰＡのエステル交換ブレンド組成物（ＰＴＦ／ＰＥＴ２５／７５）；（ｅ）比較例Ｂ．２−ＦＤＣＡ／ＰＤＯ／ＴＰＡ／ＥＧ２５／２５／７５／７５組成のランダムコポリマーの例示的なＣ１３  ＮＭＲスペクトルを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
値の範囲が本明細書において提供されている場合、特に指定がない限り、その範囲の終点を包含することが意図される。本明細書で使用される数値は、ＡＳＴＭ  Ｅ２９−０８セクション６に記載の有効数字についての化学における標準プロトコルに従って、提供される有効桁数の精度を有する。例えば、数字４０は、３５．０〜４４．９の範囲内に包含されるのに対して、数字４０．０は、３９．５０〜４０．４９の範囲内に包含される。値が、ある数字を「超える」またはある数字「未満」である場合には、その数字は、包含されことは意図されない。例えば、「１を超える」値は、特に指定がない限り、１に等しくない。
【００２３】
「生物学的に誘導された」という用語は、「バイオベース」または「生物由来」と区別なく使用され、限定されないが、植物、動物、海洋材料または森林などの再生可能資源から得られ、全体的に、または部分的に得られる、モノマーおよびポリマーなどの化学化合物を意味する。かかる化合物の「バイオベース含有率」は、かかる再生可能資源から得られた、またはそれに由来していると決定された化合物の炭素含有量のパーセンテージとして理解されるべきである。
【００２４】
「フランジカルボン酸」という用語は、フランジカルボン酸；２，５−フランジカルボン酸；２，４−フランジカルボン酸；３，４−フランジカルボン酸；および２，３−フランジカルボン酸と区別なく使用される。本明細書で使用される、２，５−フランジカルボン酸（ＦＤＣＡ）は、デヒドロ粘液酸としても知られ、以下に示す、酸化フラン誘導体である：
【化１】
0006687539.tif 000002
【００２５】
「フラン２，５−ジカルボン酸（ＦＤＣＡ）またはその機能的等価物」という用語は、フランジカルボン酸またはその誘導体の適切な異性体、例えば２，５−フランジカルボン酸；２，４−フランジカルボン酸；３，４−フランジカルボン酸；２，３−フランジカルボン酸またはその誘導体を意味する。
【００２６】
「ＰＴＦ」および「ポリ（トリメチレンフランジカルボキシレート）」という用語は区別なく使用され、ポリ（トリメチレン−２，５フランジカルボキシレート）、ポリ（トリメチレン−２，４フランジカルボキシレート）、ポリ（トリメチレン−２，３フランジカルボキシレート）、およびポリ（トリメチレン−３，４フランジカルボキシレート）を意味する。
【００２７】
本明細書で使用される「バリア」という用語は、気体遮断性を説明するために、「透過率」、または「透過度（ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ  ｒａｔｅ）」または「透過度（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｒａｔｅ）」」と区別なく使用され、材料の透過率または透過度が低いと、材料が高いバリアを有することを意味する。
【００２８】
多層構造に適用される「バリア」、「バリア層」および「バリア層」という用語は、流体（例えば、ガスまたは液体）に対するバリアとしての役割を果たす、構造または層の能力を意味する。
【００２９】
本明細書で使用される、気体遮断性の向上は、例えば、エステル交換ポリ（トリメチレンフランジカルボキシレート）（ｔ−ＰＴＦ）およびエステル交換ポリ（エチレンテレフタレート）（ｔ−ＰＥＴ）を含むエステル交換ブレンド組成物（ｔ−ブレンド）に対する、エステル交換ブレンド（ｔ−ブレンド）組成物と、非エステル交換ポリ（アルキレンテレフタレート）（ＰＡＴ）の気体遮断性の差の割合として計算され、気体遮断性の向上は、以下：
【数１】
0006687539.tif 000003
式中、Ｇｔ−ブレンドは、エステル交換ブレンド組成物に関する、測定気体（酸素、二酸化炭素または水分）遮断値であり、ＧＰＥＴは、非エステル交換ＰＥＴに関する、測定気体（酸素、二酸化炭素または水分）遮断値である）に示すように％値として計算することができる。
【００３０】
本明細書で使用される、酸素遮断性は、ＡＳＴＭ  Ｄ３９８５−０５に準拠して測定され；二酸化炭素遮断性は、ＡＳＴＭ  Ｆ２４７６−０５に準拠して測定され；および水分遮断性は、ＡＳＴＭ  Ｆ１２４９−０６に準拠して測定される。
【００３１】
本明細書で使用される、「ブロック状化指数」および「ＮＭＲブロック状化指数」は、「ブロック状化度」および「ブロック状化」という用語と区別なく使用される。第１反復単位および第２反復単位を含むコポリマーにおいて、「ブロックコポリマー」というフレーズにおける「ブロック」という用語は、複数の第１反復単位が、第２反復単位に隣接するよりもむしろ、互いに隣接している、コポリマー鎖のサブセクションを意味する。２つの反復単位の完全にランダムな組み合わせによって形成されるコポリマーにおいて、各反復単位の特定の長さのブロックが特定数生じている。ブロックの具体的な数およびその長さは、反復単位のモル比、反復単位の相対的反応性、および他の因子に応じて異なる。ブロックコポリマーは、ブロックの数およびサイズが、同様な全体的組成のランダムコポリマーに関して決定される統計学的に有意な量超える、コポリマーである。
【００３２】
ブロック状化指数Ｂは、引用文献（Ｄｅｖａｕｘ，Ｊ．；Ｇｏｄａｒｄ，Ｐ．；Ｍｅｒｃｉｅｒ，Ｊ．Ｐ．Ｊ．Ｐｏｌ．Ｓｃｉ．Ｐｏｌ．Ｐｈｙｓ．１９８２，２０，１８７５．）においてＤｅｖａｕｘによって定義されている。
【数２】
0006687539.tif 000004
式中、ＦＡｉＢｊは、いずれかの順序で互いに隣接する第１Ａｉ（Ａ１  ＆  Ａ２）反復単位と第２Ｂｊ（Ｂ１  ＆  Ｂ２）反復単位の総モル分率を表し、ＦＡｉは、「ｉ」タイプの反復単位のモル分率を表し、その和は、２タイプの反復単位によって支配される。
【００３３】
２つのポリマー成分の組成５０／５０モル％に関して、Ｆ１２＝Ｆ２１≒０．００であるため、Ｂは、完全なブロックコポリマーに対する値０．００をとり、Ｆ１２＝Ｆ２１≒０．２５であるため、ランダムコポリマーに対して１．００の値をとり、これらのどちらの場合にも、Ｆ１＝Ｆ２≒０．５０である。
【００３４】
２種類以上のポリマーのエステル交換ブレンドのブロック状化の平均程度またはブロック状化は、ＮＭＲを用いて決定することができる。
【００３５】
さらに、エステル交換の程度は、コポリマーの単一集合の間にあり、かつそれで終結する、部分的エステル交換ブレンド組成物と、化学的に均一なホモポリマー（例えば、ＡおよびＢ）との混合物から開始する、交換反応の進行度としてみなされる。エステル交換が進行するにしたがって、ＡおよびＢホモポリマー集合の濃度は、コポリマーの濃度が増加するにつれて減少する。クロマトグラフィー技術、相互作用ポリマークロマトグラフィー（ＩＰＣ）で実験的にこれを確認することができる。ＩＰＣにおいて、ポリマーの保持時間は、ポリマーの化学組成および微細構造によって支配されるが、モル質量には支配されない。したがって、エステル交換の程度が増加するにしたがって、ホモポリマーのピーク高さが低下する。１に近いＢ値を有する完全エステル交換ポリマー組成物では、エステル交換コポリマーを形成するホモポリマーの平均組成に相当する保持時間にて、単一ピークのみ確認される。このように、ＩＰＣによって、ポリマー成分のエステル交換の程度および不均一性が特徴づけられる。
【００３６】
エステル交換ブレンド組成物は、特有の熱力学的性質も示す。ポリマー鎖に沿ったブロック状構造のために、ブロックコポリマーは、ブロックを構成する異なるホモポリマーの特徴のいくつかを保持する。例えば、不混和性ブロックコポリマーは、異なるホモポリマー成分のガラス転移温度に近い２つのガラス転移温度（Ｔｇ）を有するのに対して、混和性ブロックコポリマーに関しては、１つのＴｇのみが確認される。２つのブロックが結晶質ポリマーを構成する、ブロックコポリマーに関しては、２つの別個の融解転移（Ｔｍ）が通常、確認される。ブロック状化が減少するにしたがって（つまり、Ｂが増加するにしたがって）、ＴｇおよびＴｍの値の収束が確認される。比較として、ランダム化された配列構造によって、結晶化する能力が破壊されるため、ランダムコポリマーは１つのＴｇのみを示し、融解転移を示さない。
【００３７】
「Ｂ値」という用語が本明細書において使用され、ブロック状化指数Ｂの値を意味する。
【００３８】
本明細書で使用される、「第１アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ１Ｆ）」という用語は、ポリマー鎖における反復単位を意味し、それらは反復単位に割り込むことなく互いに連結し、第１フランベースポリエステルホモポリマー、ポリ（第１アルキレンフランジカルボキシレート）を形成すると考えられる。さらに、本明細書で使用される、「フランベースポリエステル」および「ポリ（第１アルキレンフランジカルボキシレート）」という用語は、第１アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ１Ｆ）を含むホモポリマー、さらにコポリマーおよびターポリマーも含み、その第１アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ１Ｆ）は、主要な量で存在する。
【００３９】
同様に、「第２アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ２Ｔ）」という用語は、ポリマー鎖における反復単位を意味し、それらは反復単位に割り込むことなく互いに連結し、第２テレフタレートベースのポリエステルホモポリマー、ポリ（第２アルキレンテレフタレート）を形成すると考えられる。さらに、本明細書で使用される、「テレフタレートベースのポリエステル」および「ポリ（第２アルキレンテレフタレート）」という用語は、第２アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ２Ｔ）を含むホモポリマー、さらにコポリマーおよびターポリマーも含み、その第２アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ２Ｔ）は、主要な量で存在する。本明細書における考察は、２つのポリエステルの組み合わせに関するが、同じ考察を３つ以上のポリエステルに直接、適用することが可能である。
【００４０】
組成物
エステル交換フランベースポリエステルおよびエステル交換テレフタレートベースポリエステルを含むエステル交換ブレンド（ｔ−ブレンド）組成物であって、その組成物のＢ値が、０．００を超え、かつ１．００未満である、組成物が本明細書で開示される。
【００４１】
エステル交換フランベースポリエステルは、第１アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ１Ｆ）と、第２アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ２Ｆ）、第１アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ１Ｔ）、および第２アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ２Ｔ）のうちの１つまたは複数と、を含む。他の実施形態において、エステル交換フランベースポリエステルは、多数派の第１アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ１Ｆ）と、少数派の、第２アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ２Ｆ）、第１アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ１Ｔ）、および第２アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ２Ｔ）のうちの１つまたは複数と、を含む。さらに、エステル交換フランベースポリエステルにおいて、多数の第１アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ１Ｆ）は、互いに、かつ第２アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ２Ｆ）、第１アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ１Ｔ）、または第２アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ２Ｔ）のうちの少なくとも１つと隣接し得る。一実施形態において、エステル交換フランベースポリエステルは、ＮＭＲによって示されるように、ＦＲ１Ｆ三連子単位と、ＦＲ１Ｔ  ＆  ＴＲ１Ｆ、ＴＲ１Ｔ、ＦＲ２Ｆ、ＦＲ２Ｔ  ＆
ＴＲ２Ｆ、ＴＲ２Ｔ、Ｒ１ＦＲ１、Ｒ１ＦＲ２  ＆  Ｒ２ＦＲ１、Ｒ２ＦＲ２、Ｒ１ＴＲ１、Ｒ１ＴＲ２  ＆  Ｒ２ＴＲ１、およびＲ２ＴＲ２三連子単位のうちの１つまたは複数と、を含む。
【００４２】
エステル交換テレフタレートベースのポリエステルは、第２アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ２Ｔ）と、第１アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ１Ｔ）、第２アルキレンフラン反復単位（Ｒ２Ｆ）、および第１アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ１Ｆ）のうちの１つまたは複数と、を含む。エステル交換テレフタレートベースポリエステルは、多数派の第２アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ２Ｔ）と、第１アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ１Ｔ）、第２アルキレンフラン反復単位（Ｒ２Ｆ）、および第１アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ１Ｆ）のうちの１つまたは複数とを含む。さらに、エステル交換テレフタレートベースのポリエステルは、互いに、かつ第１アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ１Ｔ）、第２アルキレンフラン反復単位（Ｒ２Ｆ）、および第１アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ１Ｆ）のうちの少なくとも１つに隣接し得る、多数の第２アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ２Ｔ）を含む。一実施形態において、エステル交換フランベースポリエステルは、ＮＭＲによって示されるように、ＴＲ２Ｔ三連子単位と、Ｒ２Ｔ  ＆  ＴＲ２Ｆ、ＦＲ２Ｆ、ＴＲ１Ｔ、ＴＲ１Ｆ  ＆  ＦＲ１Ｔ、ＦＲ１Ｆ、Ｒ２ＴＲ２、Ｒ１ＴＲ２  ＆  Ｒ２ＴＲ１、Ｒ１ＴＲ１、Ｒ２ＦＲ２、Ｒ１ＦＲ２  ＆  Ｒ２ＦＲ１、およびＲ１ＦＲ１三連子単位のうちの１つまたは複数と、を含み得る。
【００４３】
例えば、１つのエステル交換反応の後、エステル交換フランベースポリエステルは、概略的に：
【化２】
0006687539.tif 000005
よって表され、Ｒ１Ｆ反復単位はＲ１ＦまたはＲ２Ｔに隣接し、Ｒ１ＦＲ１、ＦＲ１Ｆ、Ｒ１ＦＲ２（Ｒ２ＦＲ１に等しい）、ＦＲ２Ｔ、Ｒ２ＴＲ２、およびＴＲ２Ｔの三連子が得られることを示す。更なるエステル交換によって、更なる隣接が形成され、その統計的可能性および／または反応性に従って以下の三連子：Ｒ１ＦＲ１、Ｒ１ＦＲ２  ＆  Ｒ２ＦＲ１、Ｒ２ＦＲ２、Ｒ１ＴＲ１、Ｒ１ＴＲ２  ＆  Ｒ２ＴＲ１、Ｒ２ＴＲ２、ＦＲ２Ｆ、ＦＲ２Ｔ  ＆  ＴＲ２Ｆ、ＴＲ２Ｔ、ＦＲ１Ｆ、ＦＲ１Ｔ  ＆  ＴＲ１Ｆ、およびＴＲ１Ｔのうちの１つまたは複数が生じる。
【００４４】
図９は、エステル交換を受ける組成物の概略図を示す。
【００４５】
第１アルキレン基（Ｒ１）および第２アルキレン基（Ｒ２）は独立して、Ｃ２〜Ｃ１２脂肪族基から選択される。第１アルキレン基（Ｒ１）および第２アルキレン基は同じであるか、または異なり得る。したがって、一実施形態において、第１アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ１Ｆ）単位は、第２アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ２Ｆ）と化学的に異なる。また、他の実施形態において、第１アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ１Ｆ）単位は、第２アルキレンフランジカルボキシレート反復単位と化学的に同じである（Ｒ２Ｆ＝Ｒ１Ｆ）。
【００４６】
その組成物の一実施形態において、非エステル交換フランベースポリエステルおよび非エステル交換テレフタレートベースポリエステル中に存在するコモノマーのために、エステル交換フランベースポリエステルまたはエステル交換テレフタレートベースポリエステルのうちの少なくとも１つは、Ｒ１’Ｆ、Ｒ１Ｘ、Ｒ２’Ｔ、またはＲ２Ｙなどの更なるエステル反復単位を含む。Ｒ１’およびＲ２’は、Ｃ２〜Ｃ１２脂肪族基から選択されることができ、ＸおよびＹは、フランジカルボン酸およびテレフタル酸の他に二酸または多官能性酸であり得る。テレフタレートベースのポリエステルに通常使用されるコモノマーとしては、限定されないが、イソフタル酸（ＩＰＡ）およびシクロヘキサンジメタノール（ＣＨＤＭ）が挙げられる。
【００４７】
その組成物の一実施形態において、エステル交換フランベースポリエステルは、組成物の全重量に対して、範囲０．１〜９９．９重量％または５〜９０重量％または５〜５０重量％または５〜２５重量％または５〜１５重量％の量で存在する。
【００４８】
上記で開示される組成物は、上述のようにブロック状化指数Ｂによって特徴づけられる。一実施形態において、この組成物は、０．００を超え、かつ１．００未満、または０．００を超え、かつ０．５０未満、または０．００を超え、０．３５未満のブロック状化指数を有し得る。他の実施形態において、この組成物は、０．４０を超え、かつ１．００未満、または０．６を超え、かつ１．００未満、または０．８を超え、かつ１．００未満のブロック状化指数を有し得る。
【００４９】
上記で開示されるエステル交換ブレンド組成物は、以下で記述されるように、相互作用ポリマークロマトグラフィー（ＩＰＣ）によっても特徴付けられる。エステル交換ブレンド組成物は、非エステル交換ポリエステルと同じ組成の溶液ブレンドと異なる、ＩＰＣにおける溶離挙動を示す。本発明の開示内容の組成物は、
−第１アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ１Ｆ）を含む、相当する非エステル交換フランベースポリエステル、または
−第２アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ２Ｔ）を含む、相当する非エステル交換テレフタレートベースのポリエステル、
のうちの少なくとも１つから、相互作用ポリマークロマトグラフィーによって測定される、１つまたは複数の溶離時間のシフトを示す。
【００５０】
本発明の開示内容のエステル交換ブレンド組成物は、ＩＰＣにおける多峰性ピークまたは単一の広いピークと共に、範囲０．００〜０．６０のブロック状化指数を有し得る。この組成物は、ＩＰＣにおける多峰性ピークと共に、範囲０．００〜０．３５のブロック状化指数も有し得る。その代わりとして、この組成物は、ＩＰＣにおける単一の広い、または狭いピークと共に、範囲０．４０〜０．９９９のブロック状化指数を有し得る。
【００５１】
この組成物の一実施形態において、エステル交換フランベースポリエステルは、第１アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ１Ｆ）５０．１〜９９．９モル％または７５〜９９．９モル％または９０〜９９．９モル％と、第２アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ２Ｆ）、第１アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ１Ｔ）、および第２アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ２Ｔ）のうちの１つまたは複数の０．１〜４９．９モル％または０．１〜２５モル％または０．１〜１０モル％と、を含む。さらに、エステル交換テレフタレートベースのポリエステルは、第２アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ２Ｔ）５０．１〜９９．９モル％または７５〜９９．９モル％または９０〜９９．９モル％；第１アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ１Ｔ）０．１〜４９．９モル％または０．１〜２５モル％または０．１〜１０モル％；および第２アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ２Ｆ）、および第１アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ１Ｆ）０．１〜４９．９モル％；を含む。
【００５２】
さらに、エステル交換ブレンド（ｔ−ブレンド）組成物は、非エステル交換フランベースポリエステルおよび／または非エステル交換テレフタレートベースポリエステルも含み得る。本明細書で使用される、「非エステル交換フランベースポリエステル」という用語は、「ポリ（第１アルキレンフランジカルボキシレート）」を意味し、第１アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ１Ｆ）を含み、コポリマーおよびターポリマーも含み、第１アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ１Ｆ）は、主要量で存在する。本明細書で使用される、「非エステル交換テレフタレートベースポリエステル」という用語は、「ポリ（第２アルキレンテレフタレート）」を意味し、かつ第２アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ２Ｔ）を含み、コポリマーおよびターポリマーも含み、第２アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ２Ｔ）は、主要量で存在する。
【００５３】
本発明の開示内容のエステル交換ブレンド組成物は、更なるエステル交換フランベースポリエステルおよび／または更なるエステル交換テレフタレートベースポリエステルも含み得る。したがって、この組成物は、２種類以上のエステル交換フランベースポリエステルおよび／または２種類以上のエステル交換テレフタレートベースポリエステルを含み得る。
【００５４】
一実施形態において、本発明の開示内容の組成物は、２種類以上のフランベースポリエステルと、少なくとも１種類のテレフタレートベースポリエステルを含む。したがって、かかる組成物は、エステル交換ポリ（第１アルキレンフランジカルボキシレート）（ｔ−ＰＲ１Ｆ）、エステル交換ポリ（第２アルキレンテレフタレート）（ｔ−ＰＲ２Ｔ）および他のエステル交換フランベースポリエステル、例えばエステル交換ポリ（第３アルキレンフランジカルボキシレート）（ｔ−ＰＲ３Ｆ）を含む。エステル交換ポリ（第３アルキレンフランジカルボキシレート）は、第３アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ３Ｆ）と、第１アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ１Ｆ）、第２アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ２Ｆ）、第３アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ３Ｔ）、および第２アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ２Ｔ）のうちの１つまたは複数と、を含み、第１アルキレン基（Ｒ１）、第２アルキレン基（Ｒ２）、および第３アルキレン基（Ｒ３）は独立して、Ｃ２〜Ｃ１２脂肪族基から選択される。一実施形態において、エステル交換ポリ（第３アルキレンフランジカルボキシレート）は、第３アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ３Ｆ）を３３．５〜９９．９モル％または５０．１〜９９．９モル％または７５〜９９．９モル％または９０〜９９．９モル％、かつ第１アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ１Ｆ）、第２アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ２Ｆ）、第３アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ３Ｔ）、および第２アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ２Ｔ）のうちの１つまたは複数を０．１〜３３．４モル％または０．１〜２５モル％または０．１〜１０モル％含み得る。
【００５５】
他の実施形態において、本発明の開示内容の組成物は、少なくとも１種類のフランベースポリエステルおよび２種類以上のテレフタレートベースポリエステルを含む。かかる組成物は、エステル交換ポリ（第１アルキレンフランジカルボキシレート）（ｔ−ＰＲ１Ｆ）、エステル交換ポリ（第２アルキレンテレフタレート）（ｔ−ＰＲ２Ｔ）および他のエステル交換テレフタレートベースポリエステル、例えばエステル交換ポリ（第４アルキレンテレフタレート）（ｔ−ＰＲ４Ｔ）を含み得る。エステル交換ポリ（第４アルキレンテレフタレート）は、第４アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ４Ｔ）、第１アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ１Ｔ）、第２アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ２Ｔ）、第４アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ４Ｆ）、および第１アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ１Ｆ）のうちの１つまたは複数と、を含み、第１アルキレン基（Ｒ１）、第２アルキレン基（Ｒ２）、および第４アルキレン基（Ｒ４）は独立して、Ｃ２〜Ｃ１２脂肪族基から選択される。一実施形態において、エステル交換ポリ（第４アルキレンテレフタレート）は、第４アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ４Ｔ）を３３．５〜９９．９モル％または５０．１〜９９．９モル％または７５〜９９．９モル％または９０〜９９．９モル％、および第１アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ１Ｔ）、第２アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ２Ｔ）、第４アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ４Ｆ）、および第１アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ１Ｆ）のうちの少なくとも１つを０．１〜３３．４モル％または０．１〜２５モル％または０．１〜１０モル％含み得る。
【００５６】
この組成物の一実施形態において、Ｒ１はトリメチレン基であり、したがって：
ｉ．第１アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ１Ｆ）は、トリメチレンフランジカルボキシレート反復単位（３Ｆ）であり、
ｉｉ．第１アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ１Ｔ）は、トリメチレンテレフタレート反復単位（３Ｔ）であり、
ｉｉｉ．エステル交換フランベースポリエステルは、エステル交換ポリ（トリメチレンフランジカルボキシレート）（ｔ−ＰＴＦ）であり、かつ
ｉｖ．エステル交換テレフタレートベースポリエステルは、エステル交換ポリ（第２アルキレンテレフタレート）（ｔ−ＰＲ２Ｔ）であり、その第２アルキレン基（Ｒ２）は、Ｃ２〜Ｃ１２脂肪族基から選択される。
【００５７】
この組成物の一実施形態において、Ｒ２はエチレン基であり、したがって、
ｖｉｉｉ．第２アルキレンフランジカルボキシレート反復単位（Ｒ２Ｆ）は、エチレンフランジカルボキシレート反復単位（２Ｆ）であり、
ｉｘ．第２アルキレンテレフタレート反復単位（Ｒ２Ｔ）は、エチレンテレフタレート反復単位（２Ｔ）であり、
ｘ．エステル交換テレフタレートベースポリエステルは、エステル交換ポリ（エチレンテレフタレート）（ｔ−ＰＥＴ）であり、
ｘｉ．エステル交換フランベースポリエステルは、エステル交換ポリ（第１アルキレンフランジカルボキシレート）（ｔ−ＰＲ１Ｆ）であり、その第１アルキレン基（Ｒ１）は、Ｃ２〜Ｃ１２脂肪族基から選択される。
【００５８】
他の実施形態において、Ｒ１＝トリメチレン基であり、かつＲ２＝エチレン基である組成物であって：
ａ．トリメチレンフランジカルボキシレート反復単位（３Ｆ）と、エチレンフランジカルボキシレート反復単位（２Ｆ）およびトリメチレンテレフタレート反復単位（３Ｔ）およびエチレンテレフタレート反復単位（２Ｔ）のうちの少なくとも１つまたは複数と、を含むエステル交換ポリ（トリメチレンフランジカルボキシレート）（ｔ−ＰＴＦ）；
ｂ．エチレンテレフタレート反復単位（２Ｔ）と、トリメチレンテレフタレート反復単位（３Ｔ）、エチレンフランジカルボキシレート反復単位（２Ｆ）、およびトリメチレンフランジカルボキシレート反復単位（３Ｔ）のうちの少なくとも１つまたは複数と、を含むエステル交換ポリ（エチレンテレフタレート）（ｔ−ＰＥＴ）；
ｃ．任意に、ポリ（トリメチレンフランジカルボキシレート）（ＰＴＦ）およびポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）のうちの少なくとも１つまたは複数；
を含む組成物が提供される。
【００５９】
かかる組成物のＮＭＲスペクトルは、Ｆ３Ｆ、Ｆ３Ｔ、Ｔ３Ｔ、Ｆ２Ｆ、Ｆ２Ｔ、Ｔ２Ｔ、３Ｆ３、３Ｆ２、２Ｆ２、３Ｔ３、３Ｔ２、および２Ｔ２（３はトリメチレン基を表し、２はエチレン基を表し、Ｆはフランジカルボキシレート基を表し、かつＴはテレフタレート基を表す）のうちの少なくとも１つまたは複数によるピークを示し得る。
【００６０】
図１０は、使用されるＮＭＲ法に応じて０．１１または０．０５３のＢ値を有する、ＰＴＦ／ＰＥＴ重量比２５：７５で存在するＰＴＦとＰＥＴ−ＩＰＡのエステル交換ブレンド組成物の例示的なＣ１３  ＮＭＲスペクトルを示す。Ｂ値１を有する、ＦＤＣＡ／ＰＤＯ／ＴＰＡ／ＥＧ：２５／２５／７５／７５の組成を有するランダムコポリマーのＮＭＲスペクトルもまた、比較のために示される。ＰＴＦとＰＥＴエステル交換ブレンド組成物のＮＭＲスペクトルをランダムコポリマー、ポリ（トリメチレンテレフタレート）（ＰＴＴ）；ポリ（トリメチレンフランジカルボキシレート）（ＰＴＦ）およびＩＰＡを用いたポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ−２Ａ）と比較すると、エステル交換ブレンド組成物と、ランダムコポリマーとの違いが明確に分かる。
【００６１】
他の実施形態において、Ｒ１およびＲ２の両方がエチレン基である組成物であって：
ａ．多数派のエチレンフランジカルボキシレート反復単位（２Ｆ）と、少なくとも１種類のエチレンテレフタレート反復単位（２Ｔ）と、を含むエステル交換ポリ（エチレンフランジカルボキシレート）（ｔ−ＰＥＦ）；
ｂ．多数派のエチレンフランジカルボキシレート反復単位（２Ｔ）と、少なくとも１種類のエチレンフランジカルボキシレート反復単位（２Ｆ）と、を含むエステル交換ポリ（エチレンテレフタレート）（ｔ−ＰＥＴ）；
ｃ．任意に、ポリ（エチレンフランジカルボキシレート）（ＰＥＦ）およびポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）のうちの少なくとも１つまたは複数；
を含む組成物が提供される。
【００６２】
他の実施形態において、Ｒ１およびＲ２の両方がトリメチレン基である組成物であって：
ａ．多数派のトリメチレンフランジカルボキシレート反復単位（３Ｆ）と、少なくとも１種類のトリメチレンテレフタレート反復単位（３Ｔ）と、を含むエステル交換ポリ（トリメチレンフランジカルボキシレート）（ｔ−ＰＴＦ）；
ｂ．多数派のトリメチレンテレフタレート反復単位（３Ｔ）と、少なくとも１種類のトリメチレンフランジカルボキシレート反復単位（３Ｆ）と、を含むエステル交換ポリ（トリメチレンテレフタレート）（ｔ−ＰＴＴ）；
ｃ．任意に、ポリ（トリメチレンフランジカルボキシレート）（ＰＴＦ）およびポリ（トリメチレンテレフタレート）（ＰＴＴ）のうちの少なくとも１つまたは複数；
を含む組成物が提供される。
【００６３】
一実施形態において、この組成物は、有効量のエステル交換抑制剤またはエステル交換触媒も含み得る。エステル交換抑制剤またはエステル交換触媒の「有効量」という用語は、エステル交換の程度を制限する、または制御するために用いられる、エステル交換抑制剤またはエステル交換触媒のいずれかのその濃度の十分な量があることを意味する。限定さないが、有機リン化合物、例えば亜リン酸トリフェニル、リン酸トリフェニル、リン酸ジオクタデシル、リン酸ジフェニル、リン酸ジベンジル、リン酸デシルジフェニル、リン酸、リン酸エステル、リン酸二水素ナトリウム、亜鉛またはカルシウムのリン酸水素塩、およびシリカなどの適切なエステル交換抑制剤が使用され得る。エステル交換抑制剤は、組成物の全重量に対して０．００１〜２０重量％または０．００１〜１０重量％または０．００１〜５重量％の量で存在し得る。
【００６４】
限定されないが、チタンアルコキシド、オルガノチタネート、オルガノジルコネート、チタンをベースとする残留触媒、アンチモン、コバルトおよびマンガンなどの適切なエステル交換触媒を使用することができる。エステル交換触媒は、組成物の全重量に対して、範囲０．０００１〜１．００重量％または０．００１〜０．５重量％または０．００１〜０．０５重量％の量で存在し得る。
【００６５】
本明細書で開示される組成物は、任意にステル交換反応抑制剤またはエステル交換触媒の存在下にて、２つの異なるポリエステル、フランベースポリエステルおよびテレフタレートベースポリエステルの制御かつ制限されたエステル交換によって形成されるエステル交換ブレンド組成物に関する。
【００６６】
本発明の開示内容のエステル交換ブレンド（ｔ−ブレンド）組成物はさらに、例えば、加工助剤および改質剤、例えば酸化防止剤、可塑剤、紫外線吸収体、帯電防止剤、難燃剤、潤滑剤、着色剤、充填剤および熱安定剤などの当技術分野で通常用いられる添加剤を含み得る。
【００６７】
エステル交換ブレンド（ｔ−ブレンド）組成物の遮断性
本発明の開示内容のエステル交換ブレンド組成物は、酸素、二酸化炭素または水分のうちの少なくとも１つに対する実質的なガスバリアを提供する。さらに、エステル交換ブレンド組成物は、非エステル交換テレフタレートベースポリエステルと比較して、ガスバリアを向上させる。さらに、エステル交換ブレンド組成物によるガスバリアの向上は、エステル交換フランベースポリエステルの量の関数として指数関数的である。比較すると、エステル交換フランベースポリエステルと同じ反復単位を有するコポリマーは、フランベースポリエステルの含有量に一次従属する、酸素バスバリアの向上を示す。図７は、組成物中のＰＴＦ含有量の関数としての酸素透過度を示す。図７から分かるように、ＰＴＦとＰＥＴ−ＣＨＤＭのエステル交換ブレンド組成物の酸素透過度（円；範囲０．０１１〜０．０５６のＢ値）およびＰＴＦとＰＥＴ−ＩＰＡのエステル交換ブレンド組成物の酸素透過度（四角；範囲０．０３４〜０．１３のＢ値）は、ＦＤＣＡ／ＰＤＯ／ＴＰＡ／ＥＧのランダムコポリマーの酸素透過度（三角）よりも低い。
【００６８】
本明細書において上記で開示されるエステル交換ブレンド組成物によって提供される、酸素に関する向上率％は、２〜９９％または１０〜９８％または２５〜９６％の範囲である。本明細書において上記で開示されるエステル交換ブレンド組成物によって提供される、二酸化炭素に関する向上率％は、２〜９９％または１０〜９８％または２５〜９６％の範囲である。
【００６９】
同様なＰＴＦ組成を有する非エステル交換ブレンドと比べての、エステル交換ブレンド組成物によって提供される、酸素に対するバリアの向上率は、少なくとも５％または少なくとも１０％少なくとも２５％または少なくとも３５％である。同様なＰＴＦ組成を有する非エステル交換ブレンドと比べての、エステル交換ブレンド組成物によって提供される、二酸化炭素に対するバリアの向上率は、少なくとも５％または少なくとも１０％である。
【００７０】
一実施形態において、ある溶融ブレンド温度および溶融ブレンド時間にて、テレフタレートベースポリエステルを含む組成物の気体遮断性を向上させる方法であって、ポリ（第１アルキレンフランジカルボキシレート）（ＰＲ１Ｆ）０．１〜９９．９重量％をポリ（第２アルキレンテレフタレート）（ＰＲ２Ｔ）０．１〜９９．９重量％と溶融ブレンドして、エステル交換ブレンド組成物が形成される工程を含む方法が提供される。本明細書で使用される、溶融ブレンド時間は、エステル交換の所望の程度を有するのにエステル交換ブレンド組成物に必要とされる最小限の時間であり、溶融ブレンド温度は、ポリ（第１アルキレンフランジカルボキシレート）およびポリ（第２アルキレンテレフタレート）の押出し加工温度の範囲である。エステル交換の所望の程度は：
−０．００を超え、かつ１．００未満のＮＭＲブロック状化指数；または
−ポリ（第１アルキレンフランジカルボキシレート）またはポリ（第２アルキレンテレフタレート）のうちの少なくとも１つからの１つまたは複数のＩＰＣ溶離時間のシフト；のうちの少なくとも１つによって決定することができる。
【００７１】
ポリ（第１アルキレンフランジカルボキシレート）が第１融解温度（Ｔｍ，１）によって特徴付けられ、かつポリ（第２アルキレンテレフタレート）が第２融解温度（Ｔｍ，２）によって特徴付けられる、一実施形態において、溶融ブレンド温度は、第１および第２融解温度よりも高い。
【００７２】
一実施形態において、ポリ（第１アルキレンフランジカルボキシレート）およびポリ（第２アルキレンテレフタレート）のそれぞれが、その融点を超える温度にかけられ、それによって第１ポリエステル溶融物および第２ポリエステル溶融物へとポリエステルが変換され、次いで、ある温度および期間にて第１ポリエステル溶融物と第２ポリエステル溶融物を溶融ブレンドして、上記で開示されるエステル交換ブレンド組成物が形成される。
【００７３】
他の実施形態において、ポリ（第１アルキレンフランジカルボキシレート）およびポリ（第２アルキレンテレフタレート）のそれぞれが最初に、ペレットなどの固形状態で混合されて、混合物が形成され、次いでその混合物を溶融ブレンド温度にさらし、それによって、その混合物が、ある温度および期間にて１つの溶融ブレンド組成物へと変換されて、上記で開示されるエステル交換ブレンド組成物が形成される。
【００７４】
一実施形態において、そのプロセスは、ポリ（第１アルキレンフランジカルボキシレート）およびポリ（第２アルキレンテレフタレート）を含む反応混合物に、有効量のエステル交換抑制剤またはエステル交換触媒を添加して、エステル交換の程度を制御し、したがってブロック状化指数を制御することも含み得る。
【００７５】
エステル交換ブレンド組成物のエステル交換の程度、したがってブロック状化指数は、溶融ブレンド時間、溶融ブレンド温度、ポリ（第１アルキレンフランジカルボキシレート）およびポリ（第２アルキレンテレフタレート）の末端基の化学的性質、さらに２種のポリエステルの相溶性のうちの少なくとも１つまたは複数を変化させることによって、例えば、ポリ（第１アルキレンフランジカルボキシレート）および／またはポリ（第２アルキレンテレフタレート）中に存在するコモノマーの化学的性質およびコモノマー含有量を変えることによって、制御することができる。例えば、以下の実施例に示すように、ポリ（エチレンテレフタレート）（ＰＥＴ）とポリ（トリメチレンフランジカルボキシレート）とのエステル交換ブレンドは、シクロヘキサンメタノール（ＣＨＤＭ）がコモノマーである場合のＰＥＴの場合と比較して、エステル交換率が高いために、ＰＥＴがコモノマーとしてイソフタル酸（ＩＰＡ）を有する場合にブロック状化指数が高くなることが判明した。
【００７６】
さらに、エステル交換の程度または量は、相互作用ポリマークロマトグラフィー（ＩＰＣ）を使用してモニターすることができ、エステル交換ブレンド組成物は、ポリ（第１アルキレンフランジカルボキシレート）またはポリ（第２アルキレンテレフタレート）のうちの少なくとも１つから、ＩＰＣによって測定される１つまたは複数の溶離時間のシフトを示す。
【００７７】
この反応混合物は、更なる第３、第４、またはそれ以上のポリエステルを含み得る。しかしながら、それぞれの更なるポリエステルは、エステル交換フランベースポリエステルおよびエステル交換テレフタレートベースポリエステルに更なる反復単位をもたらし、それは、所望の結晶性および機械的性質および熱的性質、および遮断性などの他の特性に影響を及ぼす。本発明の組成物のエステル交換フランベースポリエステルおよびエステル交換テレフタレートベースポリエステルにおける３つ以上のエステル反復単位として含ませるのに適した他のエステルとしては、限定されないが、アルキレンナフタレート；アルキレンイソフタレートなどの芳香族エステル反復単位、および１つまたは複数のエーテル基によって任意に置換されているＣ２〜Ｃ１０脂肪族エステル反復単位が挙げられる。
【００７８】
上記で開示される組成物および反応混合物は、所望のように、加工助剤のような添加剤、および改質剤、例えば可塑剤、充填剤、難燃剤、紫外線吸収剤、着色剤；色素；ナノ粒子；核剤；帯電防止剤；およびエステル交換プロセスを実質的に妨げない限り、ポリマーに価値を加えることが知られている他の添加剤を含み得る。
【００７９】
他の態様において、エステル交換ブレンド組成物を製造するプロセスであって：
ａ）ｉ．第１融解温度によって特徴づけられる第１フランベースポリエステルと、
ｉｉ．第１融解温度と異なる第２融解温度によって特徴づけられる第２テレフタレートベースポリエステルと、
を含む反応混合物を形成する工程；
ｂ）反応混合物中の各ポリエステルをその融点を超える温度にさらし、それによってそのポリエステルが第１ポリエステル溶融物と第２ポリエステル溶融物に変換される工程；および
ｃ）上記で開示されるように、エステル交換ブレンド組成物を形成する温度および継続時間にて、第１ポリエステル溶融物および第２ポリエステル溶融物を溶融ブレンドする工程であって、
その温度が、継続時間の間、第１および第２融解温度よりも高い、工程；
を含むプロセスが提供される。
【００８０】
このプロセスの一実施形態において、第１フランベースポリエステルは、反応混合物の全重量に対して０．１〜９９．９重量％または５〜９０重量％または５〜５０重量％または５〜２５重量％または５〜１５重量％の範囲の量で存在する。
【００８１】
一実施形態において、第１フランベースポリエステルは、Ｃ２〜Ｃ１２脂肪族ジオールおよび２，５−フランジカルボン酸またはその誘導体から誘導される反復単位を含むポリ（アルキレンフランジカルボキシレート）である。適切なＣ２〜Ｃ１２脂肪族ジオールの例としては、限定されないが、エチレングリコール、ジ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−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、および２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオールが挙げられる。
【００８２】
一実施形態において、脂肪族ジオールは、１，３プロパンジオールなどの生物学的に誘導されたＣ３ジオールである。
【００８３】
２，５−フランジカルボン酸の誘導体において、フラン環の３位および／または４位の水素は、所望の場合には、互いに独立して、Ｏ、Ｎ、ＳｉおよびＳからなる群から選択されるヘテロ原子１〜３個を任意に含有し、かつさらに−Ｃｌ、−Ｂｒ、−Ｆ、−Ｉ、−ＯＨ、−ＮＨ２および−ＳＨからなる群から選択される少なくとも１つのメンバーで任意に置換されている、−ＣＨ３、−Ｃ２Ｈ５、またはＣ３〜Ｃ２５直鎖、分岐状または環状アルカン基で置換され得る。２，５−フランジカルボン酸の誘導体は、酸部位の一方または両方の位置でのエステルまたはハロゲン化物の置換によって製造することもできる。
【００８４】
一実施形態において、第１フランベースポリエステルは、フランジカルボン酸と、ジオールまたはポリオールモノマーのうちの少なくとも１種類と、多官能性芳香族酸またはヒドロキシル酸のうちの少なくとも１種類と、から誘導されるコポリマー（ランダムまたはブロック）である。フランジカルボン酸と他の酸のモル比は、あらゆる範囲であることができ、例えば、いずれかの成分のモル比は、１：１００を超えるか、あるいはその代わりとして、１：１００〜１００〜１または１：９〜９：１または１：３〜３：１または１：１の範囲にあることができ、装入される酸の合計に対して１．２〜３当量を超える量でジオールが添加される。
【００８５】
コポリマーがそれから製造することができる重合モノマー構成において上記に挙げられる他に、含まれ得る他のジオールおよびポリオールモノマーの例としては、シクロヘキサンメタノール、ジエチレングリコール、１，４−ベンゼンジメタノール、ポリ（エチレングリコール）、ポリ（テトラヒドロフラン）、２，５−ジ（ヒドロキシメチル）テトラヒドロフラン、イソソルビド、イソマンニド、グリセロール、ペンタエリトリトール、ソルビトール、マンニトール、エリトリトール、およびトレイトールが挙げられる。
【００８６】
適切な多官能性酸の例としては、限定されないが、テレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、マレイン酸、コハク酸、１，３，５−ベンゼントリカルボン酸、および２，６ナフタレンジカルボン酸が挙げられる。
【００８７】
適切なヒドロキシ酸の例としては、限定されないが、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシ吉草酸、７−ヒドロキシヘプタン酸、８−ヒドロキシカプロン酸、９−ヒドロキシノナン酸、または乳酸；またはピバロラクトン、ε−カプロラクトンまたはＬ，Ｌ、Ｄ，ＤまたはＤ，Ｌラクチドから誘導されるヒドロキシ酸が挙げられる。
【００８８】
フランジカルボン酸と、ジオールまたはポリオールモノマーのうちの少なくとも１種類と、多官能性酸またはヒドロキシル酸のうちの少なくとも１種類とから誘導される例示的なコポリマーとしては、限定されないが、１，３−プロパンジオール、２，５−フランジカルボン酸およびテレフタル酸のコポリマー；１，３−プロパンジオール、２，５−フランジカルボン酸およびコハク酸のコポリマー；１，３−プロパンジオール、２，５−フランジカルボン酸のコポリマー；１，３−プロパンジオール、２，５−フランジカルボン酸およびアジピン酸のコポリマー；１，３−プロパンジオール、２，５−フランジカルボン酸およびセバシン酸のコポリマー；１，３−プロパンジオール、２，５−フランジカルボン酸およびイソソルビドのコポリマー；１，３−プロパンジオール、２，５−フランジカルボン酸およびイソマンニドのコポリマー；が挙げられる。
【００８９】
一実施形態において、第２テレフタレートベースポリエステルは、上記で開示される、Ｃ２〜Ｃ１２脂肪族ジオールおよびテレフタル酸および／またはその誘導体から誘導される単位を含むポリ（アルキレンフランジカルボキシレート）である。一実施形態において、第２テレフタレートベースポリエステルは、テレフタル酸と、ジオールまたはポリオールモノマーのうちの少なくとも１種類と、多官能性酸またはヒドロキシル酸のうちの少なくとも１種類とから誘導されるコポリマー（ランダムまたはブロック）である。
【００９０】
このプロセスの一実施形態において、第１フランベースポリエステルはＰＴＦである。このプロセスの代替の実施形態において、第２テレフタレートベースポリエステルはＰＥＴである。このプロセスの他の実施形態において、第１フランベースポリエステルはＰＴＴであり、かつ第２テレフタレートベースポリエステルはＰＥＴである。
【００９１】
このプロセスの一実施形態において、反応混合物は、ＰＴＦおよびＰＥＴから本質的になる。反応混合物中に更なるポリエステルを含ませることによって、所望の結晶性、および機械的性質および熱的性質、および遮断性などの他の特性が影響を受け得る。
【００９２】
このプロセスの更なる実施形態において、その反応混合物は、ＰＴＦ０．１〜５０重量％、およびＰＥＴ９９．９〜５０重量％を含む。
【００９３】
このプロセスの更なる実施形態において、その反応混合物は、ＰＴＦ１０〜３０重量％、およびＰＥＴ９０〜７０重量％を含む。
【００９４】
このプロセスの更なる実施形態において、第１フランベースポリエステルはＰＴＦであり、第２テレフタレートベースポリエステルはＰＥＴであり、かつ第１ポリエステルと第２ポリエステルの溶融ブレンドは、範囲２００〜３００℃または２５０〜２８０℃の温度で行われる。
【００９５】
物品および多層構造
本発明の開示内容のエステル交換ブレンド組成物は：
・一軸および二軸延伸フィルム、および他のポリマーと多層化されたフィルム；
・単層、多層ブロー成形物品（例えば、ボトル）
・単層、多層射出成形物品
・食品に使用される食品包装用ラップまたは収縮フィルム；
・ミルク、ヨーグルト、肉、飲料等用の容器として、熱形成食品包装または容器（単層および多層の両方）；
・限定されないが、ステンレス鋼、炭素鋼、アルミニウムなどの金属で構成される基材上に、押出しコーティングまたは粉体コーティング法を用いて得られるコーティングであって、結合剤、流れ調整剤、例えばシリカ、アルミナなどを含み得る、コーティング
・例えば、紙、プラスチック、アルミニウム、または金属フィルムなどの剛性または可撓性基材を有する多層ラミネート；
・焼結によって得られる部品の製造に使用される、発泡されたビーズまたは発泡性ビーズ；
・予備発泡物品を使用して形成される発泡ブロックを含む、発泡および半発泡製品；
・発泡シート、熱形成フォームシート、およびそれらから得られる、食品包装で使用される容器；および
・発泡ボトル；
の製造に適している。
【００９６】
図１は、本発明の様々な実施形態に従って、バリア層１１０を含む例示的な物品１００の一部の断面図を概略的に示す。バリア層１１０は、第１表面１０３および第２表面１０４を含み、第２表面１０４は外部環境と接触している。図１に示すように、バリア層１１０は、単層フィルムまたはシートである。バリア層１１０は、上記で開示される、エステル交換ブレンド組成物１０２を含む。エステル交換ブレンド組成物１０２は、エステル交換フランベースポリエステルおよびエステル交換テレフタレートベースポリエステルを含む。一実施形態において、エステル交換フランベースポリエステルはＰＴＦであり、かつエステル交換テレフタレートベースポリエステルはＰＥＴである。
【００９７】
図２は、本発明の一実施形態に従って、少なくとも２つの層を含む物品２００の一部の断面図を概略的に示す。図２に示す物品２００は、第１構造層２１１上に配置されたバリア層２１０を含み、バリア層２１０または第１構造層２１１のうちの少なくとも１つが、エステル交換フランベースポリエステルとエステル交換テレフタレートベースポリエステルを含む、上記で開示されるエステル交換ブレンド組成物を含む。
【００９８】
図３は、本発明の一実施形態に従って、少なくとも３つの層を含む多層構造３０１を含む例示的な物品３００の一部の断面図を概略的に示す。図３に示す多層構造３０１は、バリア層３１０、第１構造層３１１、およびバリア層３１０と第１構造層３１１との間に置かれた第１結合層３１２を含み、バリア層３１０または第１構造層３１１のうちの少なくとも１つは、エステル交換フランベースポリエステルおよびエステル交換テレフタレートベースポリエステルを含む、上記で開示される組成物を含む。
【００９９】
図４は、本発明の一実施形態に従って、少なくとも３つの層を含む多層構造４０１を含む例示的な物品４００の一部の断面図を概略的に示す。図４に示す多層構造４０１は、バリア層４１０が第１層４１１と第２構造層４２１の間に置かれるように、バリア層４１０、第１構造層４１１、および第２構造層４２１を含み、バリア層４１０、第１構造層２１１または第２構造層４２１のうちの少なくとも１つは、エステル交換フランベースポリエステルおよびエステル交換テレフタレートベースポリエステルを含む、上記で開示される組成物を含む。一実施形態において、多層構造４０１はさらに、バリア層４１０と第１構造層４１１の間に置かれる第１結合層（図示せず）と、バリア層４１０と第２構造層４２１の間に置かれる第２結合層（図示せず）と、を含み、バリア層４１０は、第１結合層と第２結合層の間に置かれる。
【０１００】
本発明の多層構造は、限定されないが、６層、７層、８層などの、例証されていない他の可能性のある層構造であって、少なくとも１つの層がバリア層であり、そのバリア層が、本明細書において上記で開示されるエステル交換ブレンド組成物を含む、層構造を含み得る。
【０１０１】
いずれかの適切な材料を第１構造層２１１、３１１、４１１および第２構造層４２１に使用することができる。第１層２１１、３１１、４１１および第２層４２１に使用される例示的な材料としては、限定されないが、本発明の開示内容のエステル交換ブレンド組成物、アラミド；ポリエチレンスルフィド（ＰＥＳ）；ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）；ポリイミド（ＰＩ）；ナイロン（Ｎｙｌｏｎ）などのポリアミド；ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）；ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）；ポリスルホン（ＰＳ）；ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）；ＨＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ＰＥ、ＰＰなどのポリオレフィン；ポリ（環状オレフィン）；およびポリ（シクロヘキシレンジメチレンテレフタレート）、ＥｖＯＨ、ＰＥＦ、ＰＴＦ、ＰＢＦなどのポリ（アルキレンフランジカルボキシレート）およびポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、およびポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などのポリ（アルキレンテレフタレート）が挙げられる。
【０１０２】
一実施形態において、図３に示す結合層３１２は、１種または複数種のオレフィンコポリマーを含む。その１種または複数種のオレフィンコポリマーとしては、限定されないが、プロピレンコポリマー、エチレンコポリマーおよびその混合物が挙げられる。
【０１０３】
「プロピレンコポリマー」とは、プロピレンおよび少なくとも１種類の更なるモノマーから誘導される反復単位を含むポリマーを意味する。適切なプロピレンベースのコポリマーとしては、限定されないが、エチレン、１−ブテン、１−ペンテン、３−メチル−１−ブテン、１−ヘキセンまたは４−メチル−１−ペンテンなどの、モノマーとしての他のα−オレフィンと、プロピレンとのコポリマーが挙げられる。他のコモノマーとしては、限定されないが、無水マレイン酸、アクリル酸、アクリレートおよびメタクリレートが挙げられる。コポリマーはランダムまたはブロックコポリマーのいずれかであることができる。
【０１０４】
「エチレンコポリマー」とは、エチレンおよび少なくとも１種類の更なるモノマーから誘導される反復単位を含むポリマーを意味する。
【０１０５】
多層構造の結合層に含まれる、その１種または複数種のエチレンコポリマーは、エチレンαオレフィン、エチレン酢酸ビニルコポリマー、エチレン無水マレイン酸コポリマー、エチレンアクリル酸（またはその酸の中和塩形態）コポリマー、エチレンメタクリル酸（またはその酸の中和塩形態）コポリマー、エチレングリシジル（メタ）アクリレートコポリマー、エチレンアルキル（メタ）アクリレートコポリマー、またはその２種類以上の組み合わせの中から選択され得る。「アルキル（メタ）アクリレート」とは、アルキルアクリレートおよび／またはアルキルメタクリレートを意味する。エチレンアルキル（メタ）アクリレートコポリマーは、エチレンコモノマーおよび少なくとも１つのアルキル（メタ）アクリレートコモノマーの共重合から誘導される熱可塑性エチレンコポリマーであり、そのアルキル基は、炭素原子１〜１０個、好ましくは１〜４個を含有する。さらに好ましくは、結合層に含まれるエチレンコポリマーは、エチレンα−オレフィン、エチレン酢酸ビニルコポリマー、エチレンメチル（メタ）アクリレートコポリマー、エチレンエチル（メタ）アクリレートコポリマー、エチレンブチル（メタ）アクリレートコポリマー、またはその２種類以上の組み合わせの中から選択される。
【０１０６】
結合層に使用されるエチレンコポリマーが、エチレンαオレフィンコポリマーである場合には、それは、エチレンおよび炭素原子３〜２０個のαオレフィンを含む。好ましいαオレフィンは、炭素原子４〜８個を含む。
【０１０７】
その１種または複数種のオレフィンホモポリマーおよび／またはコポリマーは、修飾コポリマーであることができ、コポリマーは有機官能基でグラフト化かつ／または有機官能基と共重合されていることを意味する。結合層に使用される修飾ポリマーは、酸、無水物および／またはエポキシド官能基で修飾され得る。モノ、ジ、またはポリカルボン酸であり得る、ポリマーの修飾に使用される酸および無水物の例は、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、マレイン酸モノエチルエステル、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、イタコン酸無水物、無水マレイン酸および置換無水マレイン酸、例えばジメチル無水マレイン酸またはシトロトン酸無水物、ナディック酸無水物、ナディックメチル無水物、およびテトラヒドロフタル酸無水物、またはその２種類以上の組み合わせであり、無水マレイン酸が好ましい。
【０１０８】
ポリマーの修飾に使用されるエポキシドの例は、炭素原子４〜１１個を含む不飽和エポキシド、例えばグリシジル（メタ）アクリレート、アリルグリシジルエーテル、ビニルグリシジルエーテルおよびグリシジルイタコネートであり、グリシジル（メタ）アクリレートが特に好ましい。エポキシド修飾エチレンコポリマーは好ましくは、エポキシド０．０５〜１５重量％を含有し、その重量％は修飾エチレンコポリマーの全重量に対するものである。好ましくは、エチレンコポリマーの修飾に使用されるエポキシドは、グリシジル（メタ）アクリレートである。そのエチレン／グリシジル（メタ）アクリレートコポリマーはさらに、炭素原子１〜６個を有するアルキル（メタ）アクリレートおよび炭素原子１〜８個を有するα−オレフィンの共重合単位を含有し得る。代表的なアルキル（メタ）アクリレートとしては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ヘキシル（メタ）アクリレート、またはその２種類以上の組み合わせが挙げられる。エチルアクリレートおよびブチルアクリレートが注目される。αオレフィンは、プロピレン、オクテン、ブテンおよびヘキサン、特にプロピレンの群から選択することができる。
【０１０９】
好ましくは、結合層に含まれる修飾エチレンコポリマーは、酸、無水物および／またはグリシジル（メタ）アクリレート官能基で修飾される。
【０１１０】
例示的なエチレンベースのコポリマーとしては、限定されないが、ポリエチレン−ｃｏビニルアセテート、ポリエチレン−ｃｏ−メチルアクリレート、ポリエチレン−ｃｏ−無水マレイン酸、ポリエチレン−ｃｏ−アクリレート（つまり、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート等）、ポリエチレン−ｃｏ−グリシジルアクリレート、ポリエチレン−ｃｏ−グリシジルメタクリレート、ポリエチレン−ｃｏ−ビニルアルコール、ポリエチレン−ｃｏ−アクリル酸；ポリエチレン−ｃｏ−アクリル酸ナトリウム塩、ポリエチレン−ｃｏ−メチルメタクリレート、ポリエチレン−ｃｏ−メタクリル酸、およびポリエチレン−ｃｏ−メタクリル酸ナトリウム塩が挙げられる。
【０１１１】
本発明に有用なコポリマーおよび修飾ポリマーは、Ｅ．Ｉ．ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ（ＤｕＰｏｎｔ）（Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，ＤＥ）からＥｌｖａｘ（登録商標）、Ｅｌｖａｌｏｙ（商標）ＡＣ、Ｂｙｎｅｌ（登録商標）の商標で市販されている。
【０１１２】
結合層を使用して、極性材料、例えばポリエステルおよびポリアミドを含む層の間の付着性を向上させることもできる。かかる結合層の例としては、限定されないが、ポリアクリレート、芳香族ポリエステル、脂肪族ポリエステル、脂肪族−芳香族コポリエステル、ポリアミド、ポリエステルアミド、ポリビニルアルコール、脂肪族ポリカーボネート、芳香族ポリカーボネート、ポリマレイン酸無水物またはグラフト化ポリマレイン酸無水物、ポリ酢酸ビニル、ポリ酢酸ビニル−ｃｏ−無水マレイン酸、ポリビニルアルコール−ｃｏ−ビニルアセテート、ポリアクリレート−ｃｏ−ビニルアセテート、ポリアクリレート−ｃｏビニルアルコール、ポリアクリレート−ｃｏ−無水マレイン酸、ポリビニルアルコール−ｃｏ−無水マレイン酸、ポリアクリル酸またはその酸の中和塩形態、ポリアクリル酸−ｃｏ−ビニルアルコール、ポリアクリル酸−ｃｏ−酢酸ビニル、ポリアクリル酸−ｃｏ−無水マレイン酸、または２種類以上の成分のブレンドが挙げられる。
【０１１３】
そのバリア層は、化学物質に対する透過バリアを提供するために、多層構造の総厚の０．５〜５０％または１〜２５％または１〜１０％または１〜５％の範囲の厚さを有する。
【０１１４】
一実施形態において、物品１００、２００、３００、４００は、フィルム、シート、コーティング、造形または成形物品、あるいは多層ラミネートにおける層、例えば収縮包装フィルムであることができる。本明細書におけるフィルムは、延伸していても、していなくてもよく、あるいは一軸または二軸延伸することができる。
【０１１５】
シートとフィルムの違いは厚さであるが、物品の厚さはその用途の必要性に応じて異なるため、フィルムとシートを区別する標準的な厚さを設定することは難しい。しかしながら、本明細書においてシートは、約０．２５ｍｍ（１０ミル）を超える厚さを有すると定義される。好ましくは、本明細書におけるシートの厚さは、約０．２５〜約２５ｍｍ、さらに好ましくは約２〜約１５ｍｍ、またさらに好ましくは約３〜約１０ｍｍである。好ましい実施形態において、本明細書のシートは、シートを剛性にするのに十分な厚さを有し、それは一般に約０．５０ｍｍ以上で生じる。しかしながら、２５ｍｍより厚く、０．２５ｍｍよりも薄いシートが形成され得る。それに対応して、本発明のポリマーから形成されるフィルムは、ほとんどすべての場合において、約０．２５ｍｍ未満の厚さを有する。
【０１１６】
他の実施形態において、物品は、造形品または成形品、例えば容器、容器と蓋、または容器と密閉部、例えば飲料容器などの容器のうちの１つまたは複数などであることができる。他の実施形態において、物品は飲料容器である。
【０１１７】
他の実施形態において、物品は、ミルク、ヨーグルト、肉、飲料等用の、食品用の熱形成単層または多層包装容器であることができる。
【０１１８】
一実施形態において、本明細書において上記で開示される多層構造は、ハウジングによって定義される閉鎖容器内の流体を導入する出入口を備えたハウジングの形をとり、多層構造は化学物質に対して透過バリアを提供する。
【０１１９】
一実施形態において、ハウジングは、ホース、パイプ、ダクト、チューブ、管材料または導管の形をとる。
【０１２０】
一実施形態において、ハウジングは、容器、容器と蓋、または容器と密閉部の形をとる。
【０１２１】
一実施形態において、流体は炭化水素燃料であり、多層構造は、燃料ラインまたは燃料容器の形をとる。
【０１２２】
一実施形態において、燃料は炭化水素燃料である。適切な炭化水素燃料としては、エタノール、メタノール、ブタノール、トルエン、キシレン、イソオクタン、ガソリン、灯油、液化石油、ディーゼルおよびバイオディーゼルが挙げられる。
【０１２３】
他の実施形態において、燃料は有機液体である。適切な有機液体としては、限定されないが、アセトン、アセトニトリル、ジクロロメタン、１，３−ブタジエン、カーボンジスルフィド、ジクロロメタン、ジエチルアミン、ジメチルホルムアミド、酢酸エチル、エチレンオキシド、ｎ−ヘキサン、メタノール、塩化メチル、ニトロベンゼン、テトラクロロエチレン、テトラヒドロフランおよびトルエンが挙げられる。
【０１２４】
他の実施形態において、流体はガスである。適切なガスとしては、限定されないが、酸素、二酸化炭素、水蒸気、窒素、メタン、塩素、硫化水素、冷媒が挙げられる。一実施形態において、そのガスは、酸素、二酸化炭素および水蒸気を含む。
【０１２５】
他の実施形態において、その流体は家庭用化学物質である。適切な家庭用化学物質としては、限定されないが、漂白剤、洗剤、柔軟剤、石鹸、化粧品（脱臭剤、シャンプー、コンディショナー、香料）、消毒剤、エアーフレッシュナー、殺虫剤、農薬、および除草剤が挙げられる。
【０１２６】
他の実施形態において、流体は、炭化水素燃料、有機液体、無機液体、ガスおよび家庭用化学物質のうちの少なくとも１つまたは複数の混合物である。
【０１２７】
一実施形態において、ハウジングによって定義される閉鎖容器内の化学物質を導入する出入口を備えたハウジングの形をとる、上記で開示される多層構造を含む流体を貯蔵または輸送する物品であって、多層構造が化学物質に対する透過バリアを提供する物品が提供される。この物品はさらに、出入口を閉じると、材料が外部環境から隔離されるような、出入口を閉じる手段を備える。物品は、燃料容器、蓋付きの燃料容器、密閉部付きの燃料容器のうちの少なくとも１つまたは複数を含み得る。
【０１２８】
本明細書で使用される「燃料容器」という用語は、自動車、オートバイ、船、飛行機、発電機、および他の工業および農業用機械に取り付けられた燃料容器、および燃料容器に燃料を供給するための携帯容器、かかる機械を駆動するために使用される燃料を貯蔵する容器も意味する。
【０１２９】
一実施形態において、この物品は燃料缶の形をとる。他の実施形態において、その物品は燃料バルブの形をとる。さらに他の実施形態において、その物品は燃料入口の形をとる。一実施形態において、その物品は給油口の形をとる。一実施形態において、その物品は燃料タンクの形をとる。他の実施形態において、その物品は燃料ラインの形をとる。
【０１３０】
ＰＴＦを含むポリマーを含む、上記で本明細書において開示される物品は、限定されないが、食品および薬品包装、医療器具、パーソナルケア製品、電子機器および半導体、ペンキおよび塗装、および化学物質の包装など、適切な用途に使用することができる。
【０１３１】
添加剤
上述のバリア層２１０、３１０、４１０；第１または第２構造層２１１、３１１、４１１、４２１；および結合層３１２；のうちの少なくとも１つまたは複数は、限定されないが、酸化防止剤、可塑剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、難燃剤、潤滑剤、着色剤、充填剤および熱安定剤などの１種または複数種の添加剤を含み得る。
【０１３２】
適切な酸化防止剤としては、限定されないが、２，５−ジ−ｔ−ブチルヒドロキノン、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、４，４’−チオビス−（６−ｔ−ブチルフェノール）、２，２’−メチレン−ビス−（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、オクタデシル−３−（３’，５’−ジ−ｔ−ブチル−４’−ヒドロキシフェニル）プロピオネート、４，４’−チオビス−（６−ｔ−ブチルフェノール）等が挙げられる。
【０１３３】
適切な紫外線吸収剤としては、限定されないが、エチレン−２−シアノ−３，３’−ジフェニルアクリレート、２−（２’−ヒドロキシ−５’−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−５’−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’−ｔ−ブチル−５’−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２，２’−ジヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン等が挙げられる。
【０１３４】
適切な可塑剤としては、限定されないが、フタル酸エステル、例えばジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジオクチルフタレート、ワックス、流動パラフィン、リン酸エステルが挙げられる。
【０１３５】
適切な帯電防止剤としては、限定されないが、ペンタエリトリトールモノステアレート、モノパルミチン酸ソルビタン、硫酸化ポリオレフィン、ポリエチレンオキシド、カーボンワックス等が挙げられる。
【０１３６】
適切な潤滑剤としては、限定されないが、エチレンビスステアロアミド、ブチルステアレート等が挙げられる。
【０１３７】
適切な着色剤としては、限定されないが、カーボンブラック、フタロシアニン、キナクリドン、インドリン、アゾ顔料、ベンガラ等が挙げられる。
【０１３８】
適切な充填剤としては、限定されないが、ガラス繊維、アスベスト、バラストナイト（ｂａｌｌａｓｔｏｎｉｔｅ）、ケイ酸カルシウム、タルク、モンモリロナイト等が挙げられる。
【０１３９】
本発明の開示内容のエステル交換ブレンド組成物は、遮断性の向上ならびに結晶化および融解温度の制御などの多くの利点を提供する。さらに、高いＢ値の特定の場合には、ヒートシールまたは熱溶接用途などの用途に有用な、エステル交換ブレンド組成物で構成される、十分に低い結晶質含有量を有する材料を製造するために、結晶化を制限することができる。
【０１４０】
本明細書で使用される、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「包含する（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「包含する（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｓ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語またはその他のいずれかの変形形態は、非排他的な包含を含むことが意図される。例えば、リストの要素を含む、プロセス、方法、物品、または装置は、それらの要素のみに必ずしも限定されず、明示されていない他の要素、またはかかるプロセス、方法、物品、または装置に固有の他の要素を含み得る。さらに、それと反対に明らかに指定されていない限り、「または（ｏｒ）」は、排他的なｏｒではなく、包含的なｏｒを意味する。例えば条件ＡまたはＢは、以下の：Ａは真であり（または存在し）かつＢは偽である（または存在しない）、Ａは偽であり（または存在しない）かつＢは真である（または存在する）、およびＡとＢのどちらも真である（または存在する）；のうちのいずれか１つによって満たされる。
【０１４１】
本明細書で使用される、「１つまたは複数（１種または複数種）」というフレーズは、非排他的な包含を含むことが意図される。例えば、Ａ、Ｂ、およびＣのうちの１つまたは複数は、以下の：Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢの組み合わせ、ＢとＣの組み合わせ、ＡとＣの組み合わせ、またはＡ，Ｂ、およびＣの組み合わせ；のうちのいずれか１つを意味する。
【０１４２】
「１つ（ａまたはａｎ）」もまた、本明細書に記載の要素を説明するために使用される。これは、単に便宜上、かつ本発明の範囲の一般的な意味を与えるために行われる。本明細書は、１つまたは少なくとも１つを包含するように解釈すべきであり、異なる意味であることが明らかにされていない限り、単数は複数も包含する。
【０１４３】
特に定義されていない限り、本明細書で使用されるすべての技術的および科学的用語は、本発明が属する分野の当業者によって一般に理解されるものと同じ意味を有する。本明細書に記載のものと類似の、または等しい方法および材料を、開示される組成物の実施形態の実施または試験において使用することができるが、適切な方法および材料を以下に記載する。特に記載がない限り、すべての特許公開、特許出願、特許、および本明細書に記載の他の参考文献はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。矛盾する場合、定義を含む本明細書がコントロールする。さらに、材料、方法、および例は、単に例証的なものであり、制限することを意図するものではない。
【０１４４】
上記の詳述において、具体的な実施形態を参照して、概念が開示されている。しかしながら、以下の特許請求の範囲に記載の本発明の開示内容の範囲から逸脱することなく、様々な修正および変更を加えることができることは、当業者は理解されよう。
【０１４５】
利益、他の利点、および問題に対する解決策は、特定の実施形態に関して上記で説明されている。しかしながら、利益、利点、問題に対する解決策、およびいずれかの利益、利点、または解決策を生じさせ得る、またはより顕著にする、特徴（１つまたは複数）は、いずれかの、またはすべての実施形態の重要な、必要とされる、または必須の特徴として解釈されるものではない。
【０１４６】
特定の特徴は、理解しやすいように、別々の実施形態の文脈内で本明細書において説明されており、１つの実施形態において組み合わせて提供もされ得ることを理解されたい。逆に、１つの実施形態の文脈で簡潔に記述される様々な特徴は、別々に、またはサブコンビネーションで提供もされ得る。さらに、範囲で示される値の言及は、その範囲内のそれぞれの値およびすべての値を含む。
【０１４７】
本明細書に開示される概念はさらに、以下の実施例で説明されるが、特許請求の範囲に記載の本発明の教示の範囲を制限しない。
【０１４８】
本明細書に記載の実施例は、エステル交換フランベースポリエステルに関する。エステル交換フランベースポリエステルを含む組成物およびそれから製造される物品がどのように形成されるかが、以下の考察で説明されている。
【実施例】
【０１４９】
試験法
サイズ排除クロマトグラフィーによる分子量
サイズ排除クロマトグラフィーシステム、Ａｌｌｉａｎｃｅ  ２６９５（商標）（Ｗａｔｅｒｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｍｉｌｆｏｒｄ，ＭＡ）は、Ｗａｔｅｒｓ  ２４１４（商標）示差屈折率検出器、多角度光散乱光度計ＤＡＷＮ  Ｈｅｌｅｏｓ  ＩＩ（Ｗｙａｔｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｓａｎｔａ  Ｂａｒｂａｒａ，ＣＡ）、およびＶｉｓｃｏＳｔａｒ  ＩＩ（商標）示差毛管粘度計検出器（Ｗｙａｔｔ）を備えた。データ収集およびデータ処理のソフトウェアはＷｙａｔｔ社のＡｓｔｒａ（登録商標）ｖｅｒｓｉｏｎ  ６．１であった。使用されたカラムは、２つあり；１つは排除限界２×１０７および理論段数８，０００／３０ｃｍを有するＳｈｏｄｅｘ  ＧＰＣ  ＨＦＩＰ−８０６Ｍ（商標）スチレン−ジビニルベンゼンカラム；もう１つは排除限界２×１０５および理論段数１０，０００／３０ｃｍを有するＳｈｏｄｅｘ  ＧＰＣ  ＨＦＩＰ−８０４Ｍ（商標）スチレン−ジビニルベンゼンカラムであった。
【０１５０】
穏やかに撹拌しながら室温にて４時間混合することによって、０．０１Ｍトリフルオロ酢酸ナトリウムを含有する１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロパノール（ＨＦＩＰ）に試験片を溶解し、続いて０．４５μｍ  ＰＴＦＥフィルターを通して濾過した。溶液の濃度は約２ｍｇ／ｍＬであった。
【０１５１】
クロマトグラフおよび関連する検出器は、移動相流量０．５ｍｌ／分と共に４０℃で温度制御した。注入容積は１００μｌであった。実施時間は８０分であった。上述の３つすべての検出器からのデータを組み込んで、データ処理を行った。光散乱検出器で８つの散乱角を用いた。カラム較正のための標準は、データ処理に含まれなかった。
【０１５２】
固有粘度
Ｖｉｓｃｏｔｅｋ（登録商標）Ｆｏｒｃｅｄ  Ｆｌｏｗ粘度計モデルＹ−５０１Ｃで検定標準としてＰＥＴＴ−３、ＤｕＰｏｎｔ（商標）Ｓｅｌａｒ（登録商標）ＰＴ−Ｘ２５０、ＤｕＰｏｎｔ（商標）Ｓｏｒｏｎａ（登録商標）２８６４を使用して、Ｇｏｏｄｙｅａｒ  Ｒ−１０３Ｂ  Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ  ＩＶ法を用いて、固有粘度（ＩＶ）を決定した。塩化メチレンが担体溶媒であり、塩化メチレン／トリフルオロ酢酸の５０／５０混合物がポリマー溶媒であった。試料を０．４％（ｗ／ｖ）で調製し、室温で一晩振盪した。
【０１５３】
示差走査熱量測定
標準アルミニウム皿に試料５〜１０ｍｇをロードし、装置内にロードした。加熱速度３℃／分および窒素雰囲気中で６０秒毎に０．５℃の変調で、−５０℃から３００℃まで、温度変調（Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ）ＤＳＣが実施された。ガラス転移温度Ｔｇは、逆シグナルにおけるガラス転移に伴うベースラインシフト前および後に引かれた接線の間の半分の高さとして決定された。熱シグナル全体を使用して、冷結晶化発熱（Ｔｃｃ，ΔＨｃｃ）および融解吸熱（Ｔｍ，ΔＨｍ）のピーク温度およびエンタルピーを決定した。冷結晶化および融解のエンタルピー（それぞれΔＨｃｃおよびΔＨｍ）を決定するために、曲線とベースラインの間（発熱曲線の下と吸熱曲線の上）の領域を積分し、Ｊ／ｇを得るために試料全体に対して正規化する。
【０１５４】
元素分析
濃硫酸（９８．０％）４ｍＬと濃硝酸（６９％）１０ｍＬで開始して、正確に計量された試料のアリコート（約１ｇ）をマイクロ波分解した（ＣＥＭ  Ｓｔａｒ  ２）。温度２５０℃に到達するようにマイクロ波をプログラミングし、１０分間維持した。それぞれ１分間隔にて、試料が無色になるまで、濃硝酸１ｍＬをブランク木炭に添加した。次いで、分解された試料を脱イオン水で最終体積１００ｍＬにした。
【０１５５】
次いで、４０種の元素に関して、調製されたこの試料をＰｅｒｋｉｎ  Ｅｌｍｅｒ  Ｏｐｔｉｍａ  ５３００  ＩＣＰ−ＯＥＳ  Ｒａｄｉａｌ  Ｖｉｅｗで分析した。３つの特注分析標準が、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  Ｖｅｎｔｕｒｅｓから商業的に入手された。３つの標準を濃硝酸および脱イオン水で希釈して、以下のレベル：１０、１、０．１およびブランクｐｐｍにて標準を生成した。検定標準および希釈試料を分析し、スペクトル強度を電子的に決定した。
【０１５６】
検定標準曲線は、検定標準溶液の強度を用いて回帰分析によって作成された。試料について測定された元素濃度は、較正曲線に対して、各試料の３つの読み取り値からの強度を適用することによって決定された。次いで、元素濃度を元の試料に戻って計算し、試料中の各元素の量（μｇ／ｇ）を定量化した。
【０１５７】
相互作用ポリマークロマトグラフィー（ＩＰＣ）
ＩＰＣを用いて、ポリエステルブレンド中のエステル交換の程度または量をモニターし、さらにＷａｔｅｒｓ  ＰＤＡ  ＵＶ／Ｖｉｓ分光計モデル２９９６およびＡｇｉｌｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（ＵＳ）製のＥｖａｐｏｒａｔｉｖｅ光散乱検出器ＥＬＳＤ１０００と共に、Ｗａｔｅｒｓ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｍｉｌｆｏｒｄ，ＭＡ）製のＡｌｌｉａｎｃｅ  ２６９０（商標）クロマトグラフィーシステムを使用して、ポリエステルブレンドの化学組成不均一性および微細構造を特徴付けた。Ｈ２Ｏ−１，１，１，３，３，３−ヘキサフルオロ−２−プロパノール（ＨＦＩＰ）直線勾配（ＨＦＩＰ  ２０〜１００％）移動相を有する、ＮｏｖａＰａｋ（商標）Ｃ１８シリカベース４．６×１５０ｍｍ  ＨＰＬＣカラム（Ｗａｔｅｒｓ）を使用した。３５℃、流量０．５ｍＬ／分にて、種々の波長で抽出されたＵＶスペクトルを用いて、注入容積１０μＬでクロマトグラフィーを行った。ＩＰＣ分析用にカスタマイズされたＷａｔｅｒｓ  Ｅｍｐｏｗｅｒ  Ｖｅｒｓｉｏｎ  ３ソフトウェアを使用して、データを収集し、解析した。
【０１５８】
穏やかに撹拌しながら室温で少なくとも４時間、純粋なＨＦＩＰに溶解することによって、試料を調製した。すべての初期試料濃度は１ｍｇ／ｍＬ付近に選択された。クロマトグラフシステムに注入する前に、すべての試料溶液を０．４５μｍ  ＰＴＦＥ膜フィルターで濾過した。保持時間の日毎の変動のために、関連するホモポリマー溶液は、ブレンドされた試料と共に実施された。
【０１５９】
ＩＰＣによるエステル交換の決定
ＩＰＣ法によって、エステル交換の程度を決定した。このアプローチによって、その分子サイズよりもポリマー鎖の極性（化学）によって複合ポリマーが分離され、そのため、このアプローチはサイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）と相補関係となる。ポリマーおよび／またはコポリマーブレンドに適用された場合には、ＩＰＣによって、化学組成および微細構造、例えばブロック状化の程度によって巨大分子が分離される。したがって、Ｙ．Ｂｒｕｎ，Ｐ．Ｆｏｓｔｅｒ，Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓ  ｂｙ  ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ  ｐｏｌｙｍｅｒ  ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ：ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ｂｙ  ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，Ｊ．Ｓｅｐ．Ｓｃｉ．２０１０，ｖ．３３，ｐｐ．３５０１−３５１に示されるように、コポリマー鎖は、相当するホモポリマー鎖間で溶離し、その保持は常に、ブロック状化の程度を増加する。例えば、交互コポリマーより後であるが、同じ（５０／５０）組成を有するブロックコポリマーの前に、統計的Ａ／Ｂ（５０／５０）コポリマーが溶離する。コポリマー試料が、種々の化学組成を有する鎖を含有する場合、ＩＰＣでこの組成によってそれらが分画され、このようにコポリマーの化学組成分布が明らかとなる。同様に、鎖の微細構造（ブロック状化）による化学的不均一性の推定もまた、ＩＰＣ実験から得られる。
【０１６０】
ＩＰＣ法を発展させて、ポリマー鎖の化学によって芳香族ベースのポリエステルとフランベースポリエステルのブレンドを分離し、ポリマー鎖のエステル交換の程度を推定することができる。交換反応を行わないポリマーブレンドの極端な事例では、得られたＩＰＣトレースは、元のホモポリマーに相当する２つのピークを形成する。完全なエステル交換の他の極端な事例では、ランダムコポリマーに相当する単一の狭いピークが、２つのホモポリマーピークの間の位置で溶離するだろう。このピーク交叉点の保持時間は、コポリマーの組成およびそのブロック状化の程度に依存し、それは、ブロック状化指数（Ｂ）−数字によって定量化することができた（以下の説明を参照のこと）。部分的エステル交換のすべての中間の事例では、ＩＰＣクロマトグラムは、広い多峰性曲線によって説明され、異なる程度のエステル交換の分率を表す。
【０１６１】
ブロック状化指数（Ｂ値）の決定のためのＮＭＲ分析
ｔ−ＰＥＴおよびｔ−ＰＴＦ（ｔ−ＰＥＴ／ｔ−ＰＴＦ）を含むエステル交換ブレンド（ｔ−ブレンド）：
ＮＭＲデータ収集：２つの方法：Ａ１）Ｈ−Ｃクリオプローブを備えたＢｒｕｋｅｒ  ５００ＭＨｚ  ＮＭＲ上で１２０℃にて１，１，２，２−テトラクロロエタン−ｄ２中のポリマー通常１５〜２０ｍｇ（ランダムポリマーの場合には５０ｍｇ）の試料で１３Ｃ  ＮＭＲスペクトルを得た。インバースゲートデカップリング法と共に、パルス４５または９０度およびサイクル遅延５秒、および収集時間０．６４秒を用いて、１３Ｃ  ＮＭＲスペクトルが得られた。パルス４５度を有する９０度データの繰り返しによって、本質的に同一のスペクトルが示され、同様な炭素のＴ１が、予想通り非常に似ていることを表す。１３Ｃデータの代替の好ましい方法は、Ａ２）クロム（ＩＩＩ）アセチルアセトネート（Ｃｒ（ＡｃＡｃ）３）０．０２５Ｍまたは好ましくは０．０５Ｍを含有する１，１，２，２−テトラクロロエタン−ｄ２０．５ｍｌに試料３０〜３５ｍｇを溶解し、Ｃ１３  ＮＭＲスペクトルは、インバースゲートデカップリング法、収集時間１秒、リサイクル遅延５秒、パルス９０度および総収集時間約１２〜２０時間を用いて、１２０Ｃで（好ましくは、５ｍｍ  ＨＣ  ５００ＭＨｚ  Ｂｒｕｋｅｒクリオプローブ上で）得られる。５１２ｋへのゼロフィリングおよびラインの広がり０．５または１ｈｚおよび自動ベースライン補正を用いて、スペクトルを処理した。Ｃｒ（ＡｃＡｃ）３を用いたスペクトルは、７４．２ｐｐｍでのｔｃｅ−ｄ２ピークを用いて参照された。更なる直線オフセットベースライン補正は、小さなピークを有する領域を正確にディコンボリューション（ｄｅｃｏｎｖｏｌｕｔｅ）するのに重要である。記載されているものを除いては、データ収集法Ａを用いて、すべての試料を実施した。
【０１６２】
ＮＭＲ分析：上述のように、ブロック状化指数Ｂは、前引用所中でＤｅｖａｕｘによって定義されている（Ｄｅｖａｕｘ，Ｊ．；Ｇｏｄａｒｄ，Ｐ．；Ｍｅｒｃｉｅｒ，Ｊ．Ｐ．Ｊ．Ｐｏｌ．Ｓｃｉ．Ｐｏｌ．Ｐｈｙｓ．１９８２，２０，１８７５．）。
【数３】
0006687539.tif 000006
式中、ＦＡｉＢｊは、いずれかの順序で互いに隣接する第１Ａｉ（Ａ１  ＆  Ａ２）反復単位と第２Ｂｊ（Ｂ１  ＆  Ｂ２）反復単位の総モル分率を表し、ＦＡｉは、「ｉ」タイプの反復単位のモル分率を表し、その和は、２タイプの反復単位によって支配される。
【０１６３】
この等式はいくつかの方法で実行することができる：
１）Ｂ＝ＦＡ１Ｂ２＊（１／ＦＡ１＋１／ＦＡ２）、
２）Ｂ＝ＦＡ２Ｂ１＊（１／ＦＡ１＋１／ＦＡ２）、
または
３）ＦＡ１Ｂ２とＦＡ２Ｂ１の平均を使用することができる。
ＦＡ１＝ＦＡ１Ｂ１＋ＦＡ１Ｂ２
ＦＡ２＝ＦＡ２Ｂ１＋ＦＡ２Ｂ２
【０１６４】
これらの分率ＦＡ１およびＦＡ２は一般に、実験で使用される２種類のホモポリマーの重量分率から計算される。
【０１６５】
ＦＢ２Ａ１は、４つすべての分率の積分値の和：Ａ１Ｂ１＋Ａ１Ｂ２＋Ａ２Ｂ１＋Ａ２
Ｂ２によって割られるＢ２Ａ１ピークの積分値に等しい。ＦＢ１Ａ２も同様である。
【０１６６】
これらの異なる積分値に対するピーク割り当ておよびソースは以下に記述する。すべてのピークがクロム（ＩＩＩ）アセチルアセトネート（Ｃｒ（ａｃａｃ）３）でわずかにシフトし、あるいは温度の小さなシフトがあることに留意されたい。ホモポリマーの分析から得られる値を引くことによって、分析の一部ではない、小さな重複ピークに関してピークが補正される。例えば、ＰＴＴホモポリマー中のジプロピレングリコールからの非常に小さなピークは、約６３．２ｐｐｍでの２Ｆシグナルから引かれなければならない。
【０１６７】
１３Ｃ  ＮＭＲによって、図５に示される、エステル交換ブレンドＰＥＴ／ＰＴＦに固有のいくつかのピーク（矢印）が明らかになり、エステル交換が示される。図５の実施例において、Ｃｒ（ａｃａｃ）３は使用されなかったことに留意のこと。図５の各ピーク（より古い方法によって参照され、かつＣｒ（ａｃａｃ）３を使用しなかった）の位置に約０．１〜０．２ｐｐｍを加えて、以下のピーク割り当てに一致させるべきである。これらのピークは、本来ＰＴＦからのフランおよび３Ｇ（トリメチレングリコール基）モノマーが、ＰＥＴからのＴＰＡおよび２Ｇモノマー単位の次に化学的に位置付けられることを意味する。
この場合には、
Ａ１＝２Ｇ；Ｂ１＝Ｔ；Ａ２＝３Ｇ；Ｂ２＝Ｆ
式中、ＦＡ１は、２ＧＴまたは２Ｔのモル分率であり、ＦＡ２は、３ＧＦまたは３Ｆのモル分率である。上記のように、ＦＡ１Ｂ２またはＦＡ２Ｂ１のいずれか、またはその平均を用いて、Ｂを計算することができる。エステル交換から生じるピーク面積は、曲線ディコンボリューションまたは積分のいずれかによって決定される。ピーク面積を決定するために使用される正確なＮＭＲピークおよび方法は、そのデータに最も良く一致するように選択され、以下の方法に記載のように計算が行われた。Ｂ値が約０．１２を超える場合には、方法１が一般に好ましく、Ｂ値が０．１２未満である場合には、方法２が一般に好ましい。
【０１６８】
ＮＭＲ法Ｍ１およびＭ２は、０．０５ＭＣｒ（ＡｃＡｃ）３の存在下にて見出されたピーク位置を意味する。Ｃｒ（ＡｃＡｃ）３の使用は、本発明者らの好ましいデータ収集法、Ａ２である。
【０１６９】
Ｃ１３  ＮＭＲ分析方法１（Ｍ１）：約０．１２を超えるＢ値の大部分の場合には、ピークの積分値は、ディコンボリューション（場合によっては、低レベルにて、より大きな２つのピークのおよそ平均値に等しい最小ピークの「固定された」線幅を有する）によって決定される。
Ａ１Ｂ１：約６３．２ｐｐｍでの、Ｔの次の２ＧのＣＨ２に対するピーク２Ｔ
Ａ１Ｂ２：約６３．０２〜６３．１ｐｐｍでの、Ｆの次の２ＧのＣＨ２に対するピーク２Ｆ
Ａ２Ｂ２：３Ｆは最初に、２８〜２９ｐｐｍでのピークｘ、ｙ、ｚからの三連子＝ｚ＋ｙ／２から二連子に変換され：２８．６６ｐｐｍ  ｘ：Ｔ３Ｔ，２８．５７ｐｐｍ  ｙ：Ｆ３ＴおよびＴ３Ｆ，２８．４７ｐｐｍ  ｚ：Ｆ３Ｆ、次いで２を掛けて、約６２ｐｐｍでの炭素２個を表すピークから、２８〜２９ｐｐｍでの炭素１個を表すピークへの変化が説明される。
Ａ２Ｂ１：３Ｔは最初に、２８〜２９ｐｐｍでのピークｘ、ｙ、ｚから、三連子＝ｘ＋ｙ／２からの二連子へと変換され；２８．６６ｐｐｍ  ｘ：Ｔ３Ｔ，２８．５７ｐｐｍ  ｙ：Ｆ３ＴおよびＴ３Ｆ，２８．４７ｐｐｍ  ｚ：Ｆ３Ｆ、次いで、２を掛けて、約６２ｐｐｍでの炭素２個を表すピークから、２８〜２９ｐｐｍでの炭素１個を表すピークへの変化が説明される。
【０１７０】
Ｂ値を約０．１２超えると、２Ｆおよび３Ｔのディコンボリューションがどちらに関しても上手く行くように思われるため、その平均が使用される。
【０１７１】
Ｃ１３  ＮＭＲ分析法２（Ｍ２）：非常に低レベルのエステル交換にて、２Ｆは、６３ｐｐｍ領域において容易に測定することができず、そのため、ＯＣＨ２の１つからのＦ３Ｔピーク（６２．４７〜６２．６１ｐｐｍ領域）のみが使用される。非常に低いＢ値にて、Ｔ３Ｔ三連子が存在しない場合、６２．４７〜６２．６１ｐｐｍでのピークを積分して、それを使用してＡ２Ｂ１  ３Ｔを決定することができ、次いで、約６２．４７ｐｐｍ未満の６２領域の残りの領域を用いて、Ａ２Ｂ２、３Ｆを表すことができる。この積分は、ごく小さな高度に重複したピークを正確に決定するのに、ディコンボリューションよりも優れている。低レベルでは、６２ｐｐｍでの総領域は炭素２個であることから、ノイズに対するシグナルがより良いこともまた好ましい。
【０１７２】
Ｃ１３分析法（Ｍ３）：Ｂ値は約０．１の範囲にある場合、Ｂ値は、約６３．０２〜６３．１ｐｐｍでの２Ｆおよび６２．４７〜６２．６１ｐｐｍでの３Ｔの平均から決定することもできる（Ｍ３）。２Ｆは、６３．０２ｐｐｍでのディコンボリューションまたは積分によって測定することができる。２Ｆおよび３Ｔ値が一致しない場合には、Ｔ３Ｔ三連子が２８ｐｐｍ領域で確認されない限り、３Ｔのみの積分が６２ｐｐｍ領域において好ましい（方法２）。
【０１７３】
Ｃ１３  ＮＭＲ分析法４（Ｍ４）：２ＦＡ１Ｂ２を決定するための代替の可能性のある領域は、そのスペクトルの１１８ｐｐｍ領域である。これは、本明細書に示す実施例では使用されなかった。これを使用する場合、総領域が積分炭素（ｉｎｔｅｇｒａｌ  ｃａｒｂｏｎｓ）を表し、Ｔ１の違いによる損失が考慮されることに注意すべきである。
【０１７４】
ｔ−ＰＥＴおよびｔ−ＰＴＦ（ｔ−ＰＥＴ／ｔ−ＰＥＦ）を含むエステル交換ブレンド（ｔ−ブレンド）：
ＮＭＲデータ収集：方法Ａ３をすべてのＰＥＴ／ＰＥＦ試料に用いた。データ収集法Ａ３：７００ＭＨｚ  ＮＭＲを用いて、１２０Ｃの１，１，２，２−テトラクロロエタン−ｄ２  ０．６ｍｌ中の試料９ｍｇで、収集時間１０秒、パルス９０度、およびリサイクル遅延３０秒を用いて、かつ１６のトランジェント（ｔｒａｎｓｉｅｎｔ）を平均して、Ｈ１  ＮＭＲスペクトルを収集した。スペクトルは、５．９２８ｐｐｍでの残留ｔｃｅ−ｄ２プロトンピークに対して参照された。
【０１７５】
ＮＭＲデータ分析：４．５６〜４．７０ｐｐｍの領域におけるＨ１  ＮＭＲスペクトル中のＣＨ２  ＮＭＲシグナル４つの領域を用いて、Ｂ値を決定した：４．６６０〜４．６６４ｐｐｍのＴ２Ｔ；約４．６４１および４．６３６ｐｐｍのＦ２Ｔ、Ｔ２Ｆ；約４．６０６〜４．６１２ｐｐｍのＦ２Ｆ。これらの４ピークの領域はディコンボリューションによって決定された。次いで、Ｄｅｖｅａｕｘの方法に従って、Ｂ値を計算し、中央Ｆ２ＴピークおよびＴ２Ｆピークの平均が用いられた。
【０１７６】
ｔ−ＰＴＴおよびｔ−ＰＴＦ（ｔ−ＰＴＴ／ｔ−ＰＴＦ）を含むエステル交換ブレンド（ｔ−ブレンド）：
ＮＭＲデータ収集：ＰＴＦ／ＰＥＴ試料、Ａ２について記述されるように、データを収集した。Ｃｒ（ＡｃＡｃ）３を用いたスペクトルは、７４．２ｐｐｍのｔｃｅ−ｄ２ピークを用いて参照された。
【０１７７】
ＭＲデータ分析：５１２ｋデータポイントに対するゼロフィリング、ラインの広がり０．５または１ｈｚおよびベースライン補正を用いて、スペクトルを処理した。更なる直線オフセットベースライン補正が、ディコンボリューションに使用された。スペクトルをディコンボリューションして、２８〜２９ｐｐｍ領域に示される各ＣＨ２ピーク（３Ｇ単位の中央ＣＨ２）の積分値を決定した。Ｔ３Ｔ：２８．６６ｐｐｍ；Ｆ３ＴおよびＴ３Ｆ２８．５７ｐｐｍ，Ｆ３Ｆ２８．４７ｐｐｍ。必要な場合には、最小ピークの幅を、それより大きな２つのピークのおよそ平均に固定した。計算は、Ｄｅｖｅａｕｘ，Ｂ＝（（ＦＦ３Ｔ＋Ｆ３ＴＦ）／２）＊（１／ＦＰＴＦ＋１／ＦＰＴＴ）に従った。
【０１７８】
図１０は、１２０Ｃにてポリマー約１５〜５０ｍｇ／ｔｃｅ−ｄ２  ０．５ｍｌを使用して、Ｂｒｕｋｅｒ  ５００ＭＨｚ  ＮＭＲで得られたＣ１３  ＮＭＲスペクトルを示す。ｔｃｅ−ｄ２ピークは、７４．２ｐｐｍと参照された。この図面の試料はＣｒ（ＡｃＡｃ）３を含有しないため、ｐｐｍでのＣ１３  ＮＭＲピーク位置は、Ｃ１３  ＮＭＲ分析法Ｍ１およびＭ２で前述された位置からわずかにシフトする。Ｃｒ（ＡｃＡｃ）が存在することによって、ＮＭＲピーク位置のわずかなシフトが生じる。
【０１７９】
ＮＭＲによる末端基（ＤＰＧ、ＣＨＤＭ、ＩＰＡ）の分析
ＮＭＲデータ収集：５００または７００ＭＨｚ  ＮＭＲを用いて、１２０Ｃの１，１，２，２−テトラクロロエタン−ｄ２（ｔｃｅ−ｄ２）０．６ｍｌ中の試料２０〜２５ｍｇで、収集時間４．６８秒、パルス９０度、およびリサイクル遅延３０秒を用いて、かつ１６のトランジェントを平均して、Ｈ１  ＮＭＲスペクトルを収集した。残留ｔｃｅ−ｄ２プロトンピークが、５．９２８ｐｐｍでの参照として用いられた。
【０１８０】
ＮＭＲ分析／計算法：当技術分野において標準であるように、試料を積分し、モル％を計算した。用いられたマイナーなピークは、４．０４ｐｐｍ（ｓ）メチルエステル末端基；３．９２ｐｐｍ（ｔ）
【化３】
0006687539.tif 000007
末端基；３．８４２ｐｐｍ（ｔ）ＤＥＧ
【化４】
0006687539.tif 000008
；３．７７ｐｐｍ（ｔ）
【化５】
0006687539.tif 000009
；３．５８ｐｐｍ（ｔ）ＤＰＧ；４．１８，４．２９ｐｐｍ  ＣＨＤＭ；ＩＰＡ（ｓ）８．６５ｐｐｍを含む。
【０１８１】
気体遮断試験
ＡＳＴＭ法Ｄ３９８５−０５（酸素）およびＦ２４７６−０５（二酸化炭素）に従ってＭＯＣＯＮ装置を使用して、酸素（Ｏ２）、二酸化炭素（ＣＯ２）および水蒸気遮断性について、製造された試料（フィルム）を試験した。結果をｇ−ｍｍ／ｍ２−日で示す。試験条件の詳細は以下に示す：
・酸素試験：
・試験装置：ＭＯＣＯＮ  ＯＸ−ＴＲＡＮ（登録商標）２／６１（フィルム）
・温度：２３℃
・浸透体：相対湿度５０％
・二酸化炭素試験：
・試験装置：ＭＯＣＯＮ  ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ（登録商標）Ｃ４／４１（フィルム）
・温度：２３℃
・浸透体：二酸化炭素１００％，２３℃
【０１８２】
材料
ＩＶ０．６７ｄＬ／ｇ、Ｍｎ＝２０．７ｋＤａ、およびＤＰＩ  １．５５およびより高い分子量を有するポリ（トリメチレン−２，５−フランジカルボキシレート）（ＰＴＦ−１）、ＰＴＦ−２を以下の方法に従って合成した。
【０１８３】
ＩＶ約０．６４５ｄＬ／ｇを有するポリ（エチレン−２，５−フランジカルボキシレート）（ＰＥＦ）を以下の方法に従って合成した。
【０１８４】
ポリ（トリメチレンテレフタレート）（ＰＴＴ）、ＤＰＧ含有率約１重量％と共にＩＶ約０．９３および酸末端基濃度約７ミリ当量／ｋｇを有するＳｏｒｏｎａ（登録商標）Ｋ１１８４をＤｕｐｏｎｔ社から入手した。処理前に、すべての材料を真空下にて１２０℃で一晩乾燥させた。
【０１８５】
Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈから、ＮａＨ２ＰＯ４を入手した。
【０１８６】
２種類のポリ（エチレンテレフタレート）コポリマー樹脂；ＰＥＴ−１およびＰＥＴ−２を使用した。
【０１８７】
シクロヘキサンメタノール（ＣＨＤＭ）コモノマー約１．６〜１．５モル％を含有するＰＥＴ−１は、ＩＶ約０．８ｄＬ／ｇを有した。２つのグレードのＰＥＴ−１を使用した：ＰＥＴ−１Ａは、Ｐｌａｓｔｉｃ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｉｎｃ．によって一般的な金型を使用して、標準条件下にて１２オンスのボトルへと予め吹込み成形されている樹脂の形状をとり、続いて、６ｍｍスクリーンおよび６歯ローターを備え、かつ１８０００ｒｐｍで操作されるＲｅｔｓｃｈ  ＺＭ２００ミルを使用して細断された。ＰＥＴ−１Ｂは、ＰＴＩから入手された樹脂ペレットの形状であった。
【０１８８】
イソフタル酸（ＩＰＡ）コモノマー約１．１〜１．４モル％を含有するＰＥＴ−２は、ＩＶ約０．８ｄＬ／ｇを有した。２つのグレードのＰＥＴ−２を使用した：ＰＥＴ−２Ａは、Ｄｕｐｏｎｔ社から入手したペレットの形状をとった。ＰＥＴ−２Ｂは、Ａｕｒｉｇａ  Ｐｏｌｙｍｅｒ，Ｉｎｃ．から入手されたペレットの形状をとった。
【０１８９】
表１は、使用された様々なＰＥＴグレードのＨ１  ＮＭＲ末端基分析を示す。表２には、ＩＣＰによって決定された、様々なグレードのＰＥＴ中に存在する不純物をまとめ、表３には、以下で使用される様々なＰＥＴグレードの酸末端基分析をまとめる。
【０１９０】
【表１】
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【０１９１】
【表２】
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【０１９２】
【表３】
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【０１９３】
ポリトリメチレン−２，５−フランジカルボキシレート（ＰＴＦ−１）の合成
【化６】
0006687539.tif 000013
オーバーヘッドスターラーおよび蒸留凝縮器を備えた、予め乾燥させた５００ｍＬ三つ口ケトル反応器に、２，５−フランジメチルエステル（１４７．３ｇ，０．８モル）、およびｂｉｏＰＤＯ（商標）（１０９．５ｇ，１．４４モル）を装入した。温度２３℃に維持されたフラスコに窒素パージを適用した。５０ｒｐｍで撹拌を開始して、スラリーを形成した。撹拌しながら、合計３サイクルの間、フラスコを０．１３ＭＰａまで排気し、次いでＮ２で再加圧した。最初の排気および再加圧後、チタン（ＩＶ）イソプロポキシド（９３ｍｇ）を添加した。
【０１９４】
排気および再加圧の３サイクル後、１６０℃に設定された、予熱された液体金属浴内にフラスコを沈めた。液体金属浴内にそれを置いた後２０分間、フラスコの内容物を撹拌し、固体成分の融解が起こった。次に、撹拌速度を１８０ｒｐｍまで上げ、液体金属浴設定ポイントを１６０℃に上げた。約２０分後、浴はその温度に到達し、その後、金属浴設定ポイントを１８０℃に上げた。約２０分後、浴はその温度に到達した。次いで、フラスコを１８０ｒｐｍで撹拌しながら、さらに４５〜６０分間１８０℃に維持し、反応で形成されたメタノールの大部分を蒸留除去した。１８０℃での維持期間に続いて、金属浴設定ポイントを２１０℃に上げた。約２０分後、浴はその温度に到達した。次いで、フラスコを１８０ｒｐｍで撹拌しながら、さらに４５〜６０分間２１０℃に維持し、その後、窒素パージを停止し、更なる装入物のチタン（ＩＶ）イソプロポキシド（９３ｍｇ）を添加し、撹拌を続けながら１０秒毎に約１３３０Ｐａ刻みで段階的に増量しながら、真空を徐々に適用した。約６０分後に、真空が６５００〜８０００Ｐａに達した。撹拌速度を５０〜１８０ｒｐｍに維持し、金属浴設定ポイントを２５０℃に上げた。約２０分後、浴はその温度に達し、その条件を約３時間維持した。一定間隔をあけて、撹拌速度を１８０ｒｐｍに上げ、次いで撹拌機を停止した。撹拌機を再始動し、再始動して約５秒後の適用されたトルクを測定した。７５Ｎ／ｃｍ以上のトルクが確認されたら、撹拌を停止し、液体金属浴からフラスコを除去することによって反応を止めた。オーバーヘッドスターラーを反応容器の底から持ち上げ、ケトルを除去し、窒素ガスストリーム下でデカントすることによって、生成されたポリマーを回収した。Ｗｉｌｅｙミルを使用して、回収されたポリマーを切断してペレットを形成し、それを液体窒素で冷却した。このように製造されたポリマーペレットを真空および弱い窒素ストリーム下にて１１５℃で２４時間乾燥させた。Ｔｇは約５８℃（ＤＳＣ，５℃／分，第２加熱）であり、Ｔｍは約１７６℃（ＤＳＣ，５℃／分，第２加熱）であった。１Ｈ−ＮＭＲ（ＴＣＥ−ｄ）δ：７．０５（ｓ，２Ｈ），４．４０（ｍ，４Ｈ），２．１５（ｍ，２Ｈ）．Ｍｎ（ＳＥＣ）約２０．７ｋＤａ，ＰＤＩ：１．５５  ＩＶ約０．６７ｄＬ／ｇ．
【０１９５】
高分子量ポリトリメチレン−２，５−フランジカルボキシレート（ＰＴＦ−２）の合成
工程１：ｂｉｏＰＤＯ（商標）とＦＤＭＥの重縮合によるＰＴＦプレポリマーの製造
撹拌棒および凝縮器を備えた１０ポンドのステンレス鋼撹拌オートクレーブ（Ｄｅｌａｗａｒｅ  ｖａｌｌｅｙ  ｓｔｅｅｌ  １９５５，容器番号：ＸＳ１９６３）に、２，５−フランジメチルエステル（２５５７ｇ）、１，３−プロパンジオール（１９０２ｇ）、チタン（ＩＶ）ブトキシド（２ｇ）、Ｄｏｖｅｒｎｏｘ−１０（５．４ｇ）を装入した。窒素パージを適用し、３０ｒｐｍにて撹拌を開始してスラリーが形成された。撹拌しながら、窒素５０ｐｓｉに加圧し、続いて排気する３サイクルに、オートクレーブをかけた。次いで、不活性雰囲気を維持するために、弱い窒素パージ（約０．５Ｌ／分）を確立した。オートクレーブを設定ポイント２４０℃に加熱し、メタノールの発生が、バッチ温度約１８５℃にて開始した。メタノールの蒸留は１２０分間続き、その間、バッチ温度は１８５℃から２３８℃へと上昇した。その温度が２３８℃に達した時に、チタン（ＩＶ）イソプロポキシド（２ｇ）の第２装入物を添加した。この時点で、真空傾斜を開始し、６０分間に圧力が７６０トルから３００トルへと下がり（カラムを通したポンピング）、３００トルから０．０５トルへと下がった（トラップを通したポンピング）。０．０５トルの時には、混合物は真空下に置かれ、５時間撹拌され、その後に窒素を使用して、容器を７６０トルへと加圧した。
【０１９６】
形成されたポリマーは、容器の底の出口バルブを通して溶融物を、急冷水浴内へとポンプ注入することによって回収された。エアジェットを備えたペレタイザーに、このように形成されたストランドを通し、ポリマーを乾燥させて水分を含まないようにし、ポリマーストランドを切断して長さ約１／４インチ、直径約１／８インチのチップを形成した。収量は約２７２４ｇ（約５ポンド）であった。Ｔｇは約５８℃（ＤＳＣ，５℃／分，第２加熱）であり、Ｔｍは約１７６℃（ＤＳＣ，５℃／分，第２加熱）であった。１Ｈ−ＮＭＲ（ＴＣＥ−ｄ）δ：７．０５（ｓ，２Ｈ），４．４０（ｍ，４Ｈ），２．１５（ｍ，２Ｈ）．Ｍｎ（ＳＥＣ）約１０３００Ｄ，ＰＤＩ  １．９７．ＩＶ約０．５５ｄＬ／ｇ．
【０１９７】
工程２：工程１のＰＴＦプレポリマーの固相重合による高分子量ＰＴＦポリマーの製造
ＰＴＦプレポリマー（上述の）の分子量を増加するために、加熱窒素流動床を使用して、固相重合を行った。オーブンに材料を入れ、続いて窒素パージ下にてペレットを１２０℃に２４０分間加熱することによって、急冷かつペレット化されたＰＴＦプレポリマーを最初に結晶化した。この時点で、オーブン温度を約１６８℃に上げ、ペレットを窒素パージ条件下に置き、合計９６時間の間、分子量を増加した。オーブンの電源を切り、ペレットを冷却した。得られたペレットは、ＩＶ測定値約０．９９ｄＬ／ｇを有した。
【０１９８】
ポリ（エチレン−２，５−フランジカルボキシレート）（ＰＥＦ）の合成
【化７】
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オーバーヘッドスターラーおよび蒸留凝縮器を備えた、予め乾燥させた５００ｍＬ三つ口ケトル反応器に、２，５−フランジメチルエステル（３００ｇ，１．６３モル）、およびエチレングリコール（２０２．４ｇ，３．２６モル）を装入した。窒素パージをフラスコに適用し、温度２３℃に維持した。５０ｒｐｍにて撹拌を開始してスラリーが形成された。撹拌しながら、フラスコを合計３サイクルの間、排気し、次いでＮ２ガスで再加圧した。最初の排気および再加圧後、チタン（ＩＶ）イソプロポキシド（１７６ｍｇ）を添加した。
【０１９９】
排気および再加圧の３サイクル後、１６０℃に設定された、予熱された液体金属浴内にフラスコを沈めた。液体金属浴内にそれを置いた後２０分間、フラスコの内容物を撹拌し、固体成分の融解が起こった。次に、撹拌速度を１８０ｒｐｍまで上げ、液体金属浴設定ポイントを１８０℃に上げた。約２０分後、浴はその温度に到達した。次いで、フラスコを１８０ｒｐｍで撹拌しながら、さらに４５〜６０分間１８０℃に維持し、反応で形成されたメタノールの大部分を蒸留除去した。１８０℃での維持期間に続いて、金属浴設定ポイントを２１０℃に上げた。約２０分後、浴はその温度に到達した。次いで、フラスコを１８０ｒｐｍで撹拌しながら、さらに４５〜６０分間２１０℃に維持し、その後、窒素パージを停止し、チタン（ＩＶ）イソプロポキシド（１７６ｍｇ）をさらに添加し、撹拌を続けながら、真空傾斜コントローラを使用して、１０秒毎に段階的に増量しながら真空を徐々に適用した。約３０分後に、コントローラを完全真空に設定し、次いで１００ミリトルで横ばいになった。次いで、撹拌速度を１８０ｒｐｍに維持し、金属浴設定ポイントを２５０℃に上げた。約２０分後、浴は温度に達し、その条件を約３時間維持した。
【０２００】
トルクが増加するにしたがって、撹拌速度を徐々に下げた。９０Ｎ／ｃｍを超えるトルクが確認された時に、前の設定速度の半分に、撹拌速度を下げた。９０Ｎ／ｃｍを超えるトルク読み取り値が達成されると共に撹拌速度が５０ｒｐｍになるまで、これを続け、この時点で反応を停止した。真空は窒素で置き換えられ、撹拌を止め、金属浴を下げた。まだ熱い間に、反応器の底部を攪拌機から取り外し、下げた。ポリマーを攪拌機から取り除き、次いで熱いポリマーを反応器からデカントし、Ｔｅｆｌｏｎ被覆金属シート上に置き、冷却し、硬化させた。Ｗｉｌｅｙミルを使用して、回収されたポリマーを断片（１インチ×１インチ）に切断し、次いで、切断してペレットを形成し、それを液体窒素で冷却した。製造されたポリマーペレットを真空下および弱い窒素ストリーム下にて１４５℃で２４時間乾燥させた。ペレットをふるいにかけて微粉を除去し、次いで固体は、窒素下にて２００℃でＩＶ約０．６４５ｄＬ／ｇへと段階的にされた。
【０２０１】
フィルムの製造
ペレットまたは押出しストランドまたは溶融物を細かく切断し、窒素フローと共に真空下にて、１００℃の真空オーブン内で最低６時間、乾燥させた。乾燥させた後、プレスされるポリマーの融点を約２０℃超える温度に、Ｐａｓａｄｅｎａ  ＰＨＩＰ−２１５Ｃ加熱プレスを設定した。所望の温度に達したら、ＣＳ  Ｈｙｄｅ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｌａｋｅ  Ｖｉｌｌａ，ＩＬ）から入手した幅１０１．６ｃｍ（４０インチ）のロールから切断された厚さ０．０２５ｃｍ（０．０１０インチ）のＰＴＦＥでコートされた耐引裂き性かつ防しわ性のガラス繊維布の剥離層で覆われた、予熱された２枚の１／８インチ金属プレートの間に乾燥試料約１ｇを置いた。
【０２０２】
次いで、試料の上面との接触が行われるまで、上部プレスプラテンを下げた。温度が平衡に達して約３分後、試料への圧力をゆっくりと、３０〜６０秒間にわたって５，０００ポンド（約１５６ＰＳＩ）に増加した。次いで、その圧力で試料を３０秒間放置し、その後、試料を迅速にプレスから取り出し、氷上でフラットに急冷した。
【０２０３】
実施例１：溶融ブレンドによる、ＰＴＦおよびＰＥＴ−ＩＰＡ含有コポリマー（ＰＥＴ−２）からの、エステル交換ブレンド組成物（ｔ−ブレンド）の製造
１００ＲＰＭでの窒素パージ下にて、ＤＳＭミクロ配合機でブレンド製造した。ＤＳＭシステムは、ＰＣ制御された１５立方センチメートル（ｃｃ）、共回転、かみ合い（セルフワイピング）、２先端、円錐二軸スクリュー機であり、再循環ループ、排出バルブ、窒素パージシステム、および３つの異なる加熱域を有する。３つすべての加熱域の設定ポイント温度は各ケースで同じであった。溶融温度は、設定ポイント温度とされる。所定の混合時間の後、排出バルブを開け、非加熱水（温度約２０℃）中で急冷した後に、直径約１／８インチの押出しストランドを回収した。
【０２０４】
窒素下にて、ＰＴＦ−１または２およびＰＥＴ−１Ａまたは１Ｂ（合計装入１８ｇ）をＤＳＭミクロ配合機に装入し、速度１００ＲＰＭで合計混合時間５〜７分間撹拌した。乾燥したＰＴＦおよびＰＥＴ樹脂を計量し、配合機に装入する前に、アルミニウム皿で合わせた。実験条件を表４にまとめる。このブレンドと同じ条件下で処理することによって、対照試料を製造した。
【０２０５】
【表４】
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【０２０６】
表５には、ポリ（トリメチレンフランジカルボキシレート）（ＰＴＦ）とＰＥＴ−２ＡおよびＢをベースとするポリ（エチレンテレフタレート）とのブレンドに関して、変調ＤＳＣから得られた熱的性質、ＮＭＲから計算されたＢ値、およびＩＰＣから得られた溶離時間を示す。エステル交換ポリエステルのＩＰＣクロマトグラムは、単一の溶離ピークを表し、これらの材料が混和性ブレンドであるだけでなく、エステル交換コポリマーであることも示している。この単一ピーク溶離挙動は、組成物中に残存するＰＥＴまたはＰＴＦホモポリマー鎖の集合（ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ）がほとんど、ないし全くないことを示している。逆に、エステル交換反をほとんど、または全くしていない、ブレンドされたポリマーは、それぞれがポリマーの化学的性質および濃度に相関して位置および強度を有する、２つの別々のピークを溶離する。ＩＰＣ保持時間欄の括弧で囲まれた数字は、高評価のホモポリエステルの溶離頂点を示す。Ｂ値は、処理温度が高いほど増加し、これは、主鎖におけるＦＤＣＡ、ＰＤＯ、ＥＧおよびＴＰＡ基のランダム化の増加を意味する。一般に、単一のＴｇが、変調ＤＳＣから７０〜８９℃の範囲で確認される。実施例１．４では、２つのＴｇが確認され、混合は不完全であるが、これらは、完全に相分離されたシステムのその理論値から優位にシフトしていたことを示す。
【０２０７】
【表５】
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【０２０８】
実施例２：高いＢ値および低いＢ値を有するエステル交換ブレンド組成物（ｔ−ブレンド）を得るための、抑制剤を使用したエステル交換の制御
処理前に、すべての材料を真空下にて１２０℃で一晩乾燥させた。ラムを通じて送達される窒素ブランケットを使用して２７５℃に予熱されたタイプ６バッチミキサーヘッドを備えたＢｒａｂｅｎｄｅｒ  Ｐｌａｓｔｉ−Ｃｏｒｄｅｒ（登録商標）Ｌａｂ−Ｓｔａｔｉｏｎにおいてブレンドを調製した。オーバトルクを防ぐ速度で、予め計量されたＰＥＴ−２Ｂをミキサー内に供給し、トルクが安定するまで（約３分）混合し、予め計量されたＰＴＦ−２（ＩＶ約１）を添加し、ブレンドを７５ＲＰＭで１０分間混合した。ミキサー総装入物は５０ｇであった。ブレードの回転を逆回転し、ミキサーの開口部から溶融物をすくい上げることによって、試料を回収した。ｂｒａｂｅｎｄｅｒは、実施例１で使用されたＤＳＭミクロ配合機よりも良い混合を提供すると期待される。溶融ブレンドの実験条件を表６にまとめる。
【０２０９】
【表６】
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【０２１０】
実施例２．１〜２．３のエステル交換ブレンド組成物の分子量を表７に報告する。ＰＴＦ（Ｔｍは約１７６℃であった）の融点をはるかに超える溶融ブレンド温度（約２９０℃）での熱的分解および加水分解のために、分子量の減少が、ＰＴＦ濃度２５および７５％で確認される。
【０２１１】
【表７】
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【０２１２】
変調ＤＳＣからの熱的性質、ＮＭＲから計算されたＢ値およびＩＰＣから得られる溶離時間を表８にまとめる。実施例２．１〜２．３で確認されるＢ値は、０．３〜０．７５の範囲であり、実施例１．１〜１．４と比較して、これらの実施例で用いられる、溶融加工温度が高く、せん断が高く、かつ時間が長いために実施例１で確認されるＢ値よりも著しく高く、これはポリマー鎖の更なるランダム化を示す。ランダム性（ｒａｎｄｏｍｎｅｓｓ）のこの程度は、ＰＴＦ濃度が増加するにしたがって増加する。実施例１．１〜１．４によって示されるように、実施例２．１〜２．３は、ＩＰＣにおいて確認される、唯一の溶離時間も示す。さらに、実施例２．１〜２．３は１つのＴｇのみを示し、それはＰＴＦ濃度に依存すると思われ；ＰＴＦ含有率が１０重量％から７５重量％にそれぞれ増加するにしたがって、７４．４℃から５８．３℃に低下する。冷結晶化温度もまた、ＰＴＦ１０％から２５％の間で増加を示したが、大きさの減少と共に、融解温度が抑えられる。ＰＴＦ７５％に関して、結晶化または融解は、確認されない。
【０２１３】
当技術分野で通常使用される、リンベースの抑制剤の添加は、エステル交換を排除するのではなく、エステル交換の制限には非常に有効である。実施例２．４〜２．６を実施例２．１〜２．３と同じ組成および処理温度にて抑制剤を用いて繰り返した。Ｂ値は、ＰＴＦ１０、２５および７５％（実施例２．１、２．３、および２．３）に関して、０．３１、０．４０、および０．７５から、それぞれ０．０１〜０．０３（実施例２．４、２．５、２．６）へと減少することが判明し、これらの組成物は非常に塊状であることを示している。さらに、ＰＴＦ１０および２５％に関する実施例２．４および２．５は、ＩＰＣにおいて２つの溶離ピークを示し、その出発ホモポリマーと同様な特性を有する、その鎖の一部が溶離していることを意味する。しかしながら、すべての溶融加工コポリマーにおいて、溶離ピークは、そのホモポリマー成分に対して頂点保持時間およびピーク強度においてシフトしていることが見出されている。これは、統計学的に、溶融加工ブレンドにおける元のホモポリマーのすべての集合が、非常に低い、または決定不可能なＮＭＲ  Ｂ値の材料においてでさえ、エステル交換によって影響を受けていることを指摘している。これはさらに、比較例Ａにおいて実証される。
【０２１４】
ガラス転移温度は、ＰＴＦ濃度に強く依存するが、（実施例２．１対２．２対２．３または２．４対２．５対２．６）は、非常によく混合されたこれらの組成物のＢ値（実施例２．１対２．４、２．２対２．５または２．３対２．６）に依存していないと思われる。最小限にエステル交換されたブレンド組成物（実施例２．４〜２．６）に対して、高度にエステル交換されたブレンド組成物（実施例２．１〜２．３）の結晶化および融解挙動、は顕著に異なる。低いＢ値（０．１未満）にて、塊状エステル交換ＰＴＦは、ＰＴＦのすべての重量分率（実施例２．４〜２．９）にて結晶化および融解を示す。Ｂ値およびＴｍが減少するにしたがって、Ｔｃｃが増加すると思われる。Ｂ値が高いほど（０．１を超える）、多くランダム化されたエステル交換ＰＴＦ（実施例２．１〜２．３）が結晶化の失敗を示し、より高いＴｃｃおよびより低いＴｍによって明らかになり、これらの転移のエンタルピーの減少を示す。
【０２１５】
処理温度を下げ、かつ混合時間を減らすことによって、実施例２．７〜２．９によって実証されるように、エステル交換はさらに制限され得る。これらのプロセス温度での抑制剤の添加によって、二相性Ｔｇ挙動により示される、不十分な混合のブレンドが形成される。ＮＭＲにおけるエステル交換ピークは、許容可能な、シグナル対ノイズ比を超えて確認されず、ＩＰＣから溶離する２つのピークが確認される。構成成分ポリマーピークの溶離時間は、そのホモポリマー類似体（以下に括弧内で溶離時間を示す）からシフトし、ＮＭＲによって定量化できない、わずかな一部のエステル交換が起こったことを示しており、さらに、この技術の感受性が実証されている。
【０２１６】
【表８】
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【０２１７】
実施例３：熱的曝露に関する、時間を介したエステル交換の制御
処理前に、すべての材料を真空下にて１２０℃で一晩乾燥させた。実施例２と同じ手法で、Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ  ＰｌａｓｔｉＣｏｒｄｅｒ（登録商標）Ｌａｂ−Ｓｔａｔｉｏｎでブレンドを調製した。表９に指定する混合時間で試料を回収し、表に溶融ブレンド条件をまとめる。
【０２１８】
【表９】
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【０２１９】
得られたエステル交換ブレンドＢ値は、実施例１に記載の方法においてＮＭＲから計算され、エステル交換から生じるピーク面積は、曲線ディコンボリューションまたは積分のいずれかによって決定される。当てはめ（Ｆｉｔｔｉｎｇ）法は、データにベストフィットを提供するように、方法１または方法２のいずれかから選択された。方法１は、Ｂ値が約０．１２を超える場合に用いられる。
【０２２０】
表１０は、変調ＤＳＣから得られるデータ、ＮＭＲから計算されるブロック状化指数（Ｂ値）、および様々な混合時間１〜２５分で得られるエステル交換ブレンドのＩＰＣから得られる溶離時間をまとめる。
【０２２１】
【表１０】
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【０２２２】
実施例３．１によって表１０に示すように、エステル交換は最初に、非常に急速に起こり、混合してわずか１分後にＢ値が約０．０１２に達する。実施例３．１〜３．７から、熱的曝露の増加にしたがってＢ値は、対数的に増加し、Ｂ値約０．５を有する曝露時間の約１５分後に遅くなり始めることが示されている。最初の３分で、実施例３．１および３．２において２つの溶離が確認され、そのピーク最大はその元の位置からシフトし、実施例３．３のように曝露の５分によって、エステル交換ブレンド組成物は１つの溶離ピークのみを示す。実施例３．２〜３．７に関して、混合して１分後のＴｇは、実施例３．１によって示されるように二相性であるが、３分後には、Ｂ値に依存しない単一のＴｇのみが確認される。
【０２２３】
これらのエステル交換ブレンド組成物の結晶化および融解挙動は、特にブロック状化の影響を受けやすい。０．４５以上のＢ値では、冷結晶化は、変調ＤＳＣのタイムスケールで完全に抑制される。Ｔｃｃはこれの前に直線的に増加し、ランダム化に伴ってエンタルピーが減少する。相当するＴｍは、Ｂ値の増加と共に直線的に減少する。
【０２２４】
抑制と、処理条件の制御との組み合わせを用いて、融点範囲約２００〜２４０℃を有するエステル交換の制御レベルが得られる、あるいは、結晶化が抑制されて、非晶質の低速結晶化（ｓｌｏｗ  ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚｉｎｇ）コポリマーが生じる、組成物を得ることができることが実施例２および３から分かる。前者の場合は、低い融解温度が望ましい用途で有用であると考えられるが、後者の場合には、ヒートシールまたは熱溶接用途などの遅い結晶化が好ましい状況に理想的であると考えられる。触媒組成物の変形形態と組み合わせられる処理条件の制御に加えて、触媒濃度、末端基濃度および／または末端基組成を用いて、所望のレベルのエステル交換を生じさせることもできる。
【０２２５】
実施例４：再処理によるエステル交換の増加
Ｌ／ｄ比２４：１を有するＰＲＩＳＭ二軸同時回転押出機で、エステル交換ＰＴＦ／ＰＥＴブレンドを製造した。わずかに窒素パージしながら、真空オーブン内で１２０℃にて一晩、ＰＴＦ−２およびＰＥＴ−２Ｂを乾燥させた。乾燥ポリマーを所望のブレンド比に予め計量し、押出機に供給する前にドライブレンドした。スクリュー回転数１５０ｒｐｍで、バレルに真空をかけて、溶融物を目標速度５．６ポンド／時にて押し出した。押出されたストランドを水浴中で急冷し、ペレタイザーを通して供給した。溶融温度は、押出し溶融物に熱電対を差し込むことによって測定した。ペレットをエアオーブン内で１３０℃にて６時間結晶化し、１２０℃で一晩、再び乾燥させて、試料４．１および４．２を製造した。結晶化されたブレンドペレットを同じ方法で再び押出し、エステル交換を増加し、試料４．３および４．４を製造し、試料をまた、同じ条件を用いてペレット化および結晶化した。元のブレンドおよび再処理されたブレンドの押出しの詳細を表１１に説明する。対照例４．Ｃ１および４．Ｃ２と同じ方法で、ＰＥＴ−２Ｂ対照を処理した。
【０２２６】
【表１１】
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【０２２７】
実施例４から、溶融物で生成されたコポリマーのランダム化の程度に対する熱的曝露の役割が実証された。熱的曝露時間の増加は、コポリマーのその後の融解曝露によっても達成することができる。この実施例において、ランダム化の増加は、再処理によって実証される。これは、滞留時間が限られる押出し成形などの加工条件において有利であるだろう。表１２は、変調ＤＳＣから得られるデータ、ＮＭＲから計算されるＢ値、およびＩＰＣから得られる溶離時間をまとめる。
【０２２８】
【表１２】
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【０２２９】
表１２の実施例４．１および４．２から、第１処理工程後、非常に低いＢ値（０．０１２〜０．００７）が、２つの溶離時間と共に確認され、それは、その元のホモポリマーからシフトしていることが分かる。実施例２においてと同様に、実施例４．１および４．２もまた、Ｂ値がＰＴＦ濃度に依存することを示す。実施例４．３および４．４によって示されるように、再処理すると、Ｂ値は、ＰＴＦ１０％および２０％の場合にそれぞれ、０．０２８および０．０１５と２倍になり、単一の溶離がＩＰＣで確認され、更なる融解曝露後のエステル交換ブレンド集合の増加が裏付けられる。２０％ＰＴＦ組成物については、二相性Ｔｇは単一Ｔｇへと一体化し、混合の向上が示唆される。
【０２３０】
比較例Ａ：溶液ブレンドによる完全に非エステル交換のＰＥＴ／ＰＴＦブレンド組成物の製造
対照実施例ＰＴＦ−２およびＰＥＴ−２Ｂの溶液ブレンドを、エステル交換がゼロの実証として製造した。純粋なＨＦＩＰ中でＰＴＦ−２およびＰＥＴ−２Ｂのストック溶液を１ｍｇ／ｍＬで調製した。溶液ブレンドの最終組成が、重量ベースで２５：７５（ＰＴＦ−２：ＰＥＴ−２Ｂ）となるように、ＰＥＴ−２Ｂ溶液にＰＴＦ−２溶液を容積計量添加することによって、ブレンドされた溶液が調製された。図６の正規化ＩＰＣクロマトグラム（２４０ｎｍでの抽出ＵＶ吸光度）によって、非常に低い、または決定不可能なＮＭＲ  Ｂ値を有する、ブレンドの確認可能な組成の変化が実証されている。抑制剤を含ませることを除いては、同様な条件下で製造された、抑制エステル交換ブレンド組成物（図６，点線）および未抑制エステル交換ブレンド組成物（図６，実線）が、同じ組成の溶液ブレンド（図６，破線）の溶離と比較される。未抑制エステル交換ブレンド組成物の溶離挙動は、著しく異なり；ただ１つのピークが確認され、頂点保持時間は、そのホモポリマー成分の組成平均である。溶離時間およびピーク形状の小さいが、一貫した変化が、抑制コポリマーにおいて確認される。エステル交換ピークに対するホモポリマー豊富なピークの保持時間のシフトは、抑制エステル交換ブレンド組成物の組成の違いを示す。溶液ブレンドに対して、約２９．２分でのＰＴＦ豊富なピークが溶融ブレンド中に減少し、約２９．８分での谷が増加し、これは組成の不均一性が増加したことを示す。ＰＥＴ−２ホモポリマーは、第２の後発溶離ピークを示し、それはＩＰＡコモノマーに関連すると考えられる。保持時間を表８に示す。
【０２３１】
比較例Ｂ：統計学的にランダムなＰＴＦ／ＰＥＴコポリマーの合成
１，３−プロパンジオール、１，２−エタンジオール、ＦＤＭＥ、およびＤＭＴからなる統計学的にランダムコポリマーを以下に説明するように合成した。４種のモノマーを含む共重合は、２つのインライン工程を含む：
（１）エステル交換：ゆっくりとした窒素パージを用いてエステル交換触媒（Ｔｙｚｏｒ（登録商標）ＴＰＴ）の存在下にて高温２００℃にて、溶融物で反応が行われる。エステル交換によって、メタノールが縮合され、２００℃で２時間行われた。
（２）縮合工程：反応温度がさらに、高められ（Ｔ＝２５０℃）、真空傾斜が３０分間にわたってかけられた。ポリマーの形成および分子量の増加を引き起こす、過剰量のグリコールが蒸留される。縮合段階の時間は３時間であった。最終真空レベルは３００ミリトル未満であった。
【０２３２】
三つ口丸底フラスコを使用して、共重合に一般的な小規模（ポリマー約５０ｇ）実験室実験セットアップが行われた。窒素入口／出口、高トルクミキサー、および蒸留凝縮器にフラスコを連結した。ゆっくりとした窒素パージ下にて、表１に示すように、反応物および触媒（ポリマーに対して２００ｐｐｍ）を反応容器内に装入した。続いて、フラスコを密閉し、高温スズ／ビスマス液体金属浴を使用して加熱して、エステル交換経路を介してメタノールの初期縮合を開始した。メタノール蒸留が完了したら、温度を最終セットポイントに調節し、窒素パージを止め、真空傾斜を２５０℃で３時間開始した。３００ミリトル未満の一般的な真空レベルに３時間後に達した。凝縮器および窒素入口／出口を除去し、かつ反応容器を注意深く開くことによって、ポリマーを回収した。
【０２３３】
この合成的にランダムなコポリマーは、溶融物で製造されたブロック状コポリマーと比べて著しく異なる特性を示す。ＰＴＦ２６重量％および４９重量％にて、結晶化は抑制され、９重量％にて、２つのＴｍ値が１２５および２１２℃で確認され、同様なＰＴＦ濃度に関して、最も高い値は、Ｂ値約０．３（実施例２．１）の溶融エステル交換コポリマーよりも２０℃低く、非常にブロック状のコポリマー（Ｂ＝０．０１６，実施例２．４）よりも約３５℃低い。ランダムコポリマーに対して理論から予想されるように、Ｂ値は約１であるとＮＭＲによって確認された。コポリマーのＩＰＣ溶離によって、その構成ホモポリマーの平均に等しい頂点保持時間で溶離する、ただ１つの狭いピークが見出された。狭いピークは、最小限の組成不均一性を示す。
【０２３４】
【表１３】
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【０２３５】
実施例５：溶融ブレンドによるＰＴＦおよびＰＥＴ−ＣＨＤＭ含有コポリマー（ＰＥＴ−１）からのエステル交換ブレンド組成物（ｔブレンド）の製造
ＰＥＴのＩＰＡ含有組成物に加えて、ＣＨＤＭ含有ＰＥＴ組成物の溶融エステル交換が研究された。実施例１と同じ手順を用いて、ＤＳＭミクロ配合機を使用してブレンドを調製した；溶融ブレンドの実験条件を表１４に示す。
【０２３６】
【表１４】
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【０２３７】
熱的性質、Ｂ値およびＩＰＣからの溶離時間を表１５にまとめる。同様な処理条件およびＰＴＦ濃度での組成物に対するＢ値は、低ＰＴＦ組成物での実施例１におけるそのＩＰＡ含有相当物よりもわずかに低いと思われ、エステル交換は、ＣＨＤＭが存在する場合にわずかに減少することが示唆される。その元のホモポリマーからシフトしたピーク最大を有する２つの溶離ピークの存在も、これを支持する。使用されたＰＥＴ−１Ａグレードは、購入した状態のままのＰＥＴ−１Ｂ樹脂ペレットを使用して製造されたブレンドに対して、エステル交換の低減作用も有すると思われる、この特定の材料の製造方法によって付与されるらしい著しい量の不純物を有した（表２に示す）。
【０２３８】
【表１５】
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【０２３９】
実施例６：溶融ブレンドによるＣＨＤＭを含有するＰＴＦおよびＰＥＴ（ＰＥＴ−１Ｂ）からの高度にエステル交換されたブレンド組成物（ｔ−ブレンド）の製造
実施例２と同じ手順を用いて、Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ  Ｐｌａｓｔｉ−Ｃｏｒｄｅｒ（登録商標）Ｌａｂ−Ｓｔａｔｉｏｎにおいてブレンドを製造した。総装入量は５０ｇであった。溶融加工条件を表１６に示す。
【０２４０】
【表１６】
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【０２４１】
これらのコポリマーの分子量を表１７に示す。ＰＴＦ分率が増加するにしたがって、分子量が減少する。
【０２４２】
【表１７】
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【０２４３】
Ｂ値、熱的性質、およびＩＰＣ溶離時間を表１８にまとめる。実施例５で説明するように、低ＰＴＦ濃度（１０重量％）にて、ＩＰＡ含有ＰＥＴグレードは、同様な条件でより容易にわずかにエステル交換すると思われる（実施例２．１，ＣＨＤＭ含有ＰＥＴグレードでは、Ｂ＝０．３１対０．２１）。しかしながら、これはＰＴＦ２５および７５％の事例ではなく、そのＢ値が、高いＢ値で使用される分析の誤差内にある。
【０２４４】
実施例２で使用されるＩＰＡ含有グレードを用いた場合と同様に、実施例６．１〜６．３は、表１８に示されるように、ＣＨＤＭを有するＰＥＴグレードに関して、Ｂ値はＰＴＦ濃度にも高度に依存し、ただ１つの溶離ピークが、これらの高度にエステル交換されたコポリマーについて確認されることを示す。ＴｇはＰＴＦ濃度に対して変化し、ＴｃｃはＰＴＦ７５％で抑制される。ＴｍはＰＴＴ１０〜２５％から低下し、Ｔｃｃは約３０℃増加し、ＰＴＦ２５％に関して、ＤＳＣの時間尺度で極度に低いエンタルピー（約０．２Ｊ／ｇ）を有した。ポリマーにおけるモノマーのランダム化は、結晶をより難しくし、結晶化により多くのエネルギー（より高い温度）を必要とする。その結晶はまた、融解に必要なエネルギーが少なく、そのため結晶は安定性が低い。
【０２４５】
【表１８】
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【０２４６】
実施例７：溶融ブレンドによるＰＥＴ−２Ｂを含有するＰＥＦおよびＰＥＴからのＰＥＦ／ＰＥＴエステル交換ブレンド組成物（ｔ−ブレンド）の製造
ＰＥＴ／ＰＴＦ組成物に加えて、他のフランベースのエステル交換コポリマーを製造することができる。ＰＥＦとＰＥＴ−２Ｂのエステル交換ブレンドは、表１９に示す混合条件を用いて、実施例２と同じ方法で製造された。対照ＰＥＦは入手した状態のままで測定された。
【０２４７】
【表１９】
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【０２４８】
これらの組成物の熱的性質、Ｂ値およびＩＰＣ溶離時間を表２０に示す。これらの組成物は、Ｂ値に対して同様なフランベース成分依存性を示すが、ＰＥＦ／ＰＥＴコポリマーは、ＰＴＦ／ＰＥＴに対して確認されるよりも高いＢ値を生じる（ＰＥＦ２５％での０．６対ＰＴＦ２５％での０．４，実施例２．２）。７５％にて、Ｂ値は、分析の誤差内にある。これらのポリマーに関して、単一のＩＰＣ溶離ピークが確認される。２つのＴｇがＰＥＦ２５％にて確認される。融解温度は、この組成物において約２０℃抑制される。ＰＥＦ７５％にて、単一のＴｇが確認され、融解または結晶化は明らかではない。
【０２４９】
【表２０】
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【０２５０】
実施例８：溶融ブレンドによるＰＴＦおよびＰＴＴからのＰＴＴ／ＰＴＦエステル交換ブレンド組成物（ｔ−ブレンド）の製造
実施例２および４と同じ方法で、かつＰＴＴのＴｍが低いため、２５５℃に下げた温度設定ポイントを用いて、ＰＴＴおよびＰＴＦ−２のエステル交換ブレンドを製造した。溶融ブレンドの詳細を表２１に示す。
【０２５１】
【表２１】
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【０２５２】
これらの組成物の熱的性質、Ｂ値およびＩＰＣ溶離時間を表２２に示す。ＰＴＴ含有組成物においてエステル交換が非常に有利であることは明らかである。極度にランダム化されたＢ値が確認される（０．９７および０．９）。これは、２つの成分間の増加した混和性、または潜在的末端基もしくは触媒エステル交換促進作用によって促進され得る。単一のＴｇおよびＩＰＣ溶離ピークが確認される。ＰＴＦ２５％にて、融解温度は、ほぼ４０℃抑えられ、融解エンタルピーは半減される。
【０２５３】
【表２２】
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【０２５４】
エステル交換ポリマーｔＰＴＦ／ｔＰＥＴと、ＰＴＦおよびＰＥＴのランダムコポリマーを含むエステル交換ブレンド組成物（ｔ−ブレンド）のフィルム遮断性の測定
酸素および二酸化炭素に対する透過について、対照実施例Ａ．１〜Ａ．３からのＰＴＦ／ＰＥＴ−１ブレンドおよび実施例１．１  ＆  １．２からのエステル交換ポリマーｔＰＴＦ／ｔ−ＰＥＴを含むエステル交換ブレンド組成物を分析した。図６Ａおよび６Ｂは、それぞれＰＴＦ／ＰＥＴ−１ブレンドにおける、かつエステル交換ポリマーｔ−ＰＴＦ／ｔ−ＰＥＴを含むエステル交換ブレンド組成物における、ＰＴＦ含有率の関数として透過係数を示す。酸素および二酸化炭素に対する透過の結果を表５にまとめる。
【０２５５】
【表２３】
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【０２５６】
【表２４】
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【０２５７】
表２３および２４は、すべてのエステル交換ブレンドにおいてＰＴＦの添加によって遮断性が向上すること示す。さらに、この向上は、上記で示すように、かつ図７および図８に示すように、ＰＴＦ含有率に依存する。
【０２５８】
【表２５】
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【０２５９】
さらに表２５から、ランダムコポリマー（Ｂ．３〜Ｂ．１）におけるＦＤＣＡ／ＰＤＯ、つまりＰＴＦ含有率を１０％から５０％に増加することによって、バリアの向上（１４５．３９から８９．１９ｃｃ−ｍｉｌ／ｍ２−日へと）が示されたことが分かる。しかしながら意外なことに、バリアの向上は、相当するエステル交換ブレンドから達成されるものよりも低く、例えば、ＰＴＦ１０重量％を有する実施例２．１の酸素透過度（約１１６ｃｃ−ｍｉｌ／ｍ２−日）と比較例Ｂ．３の酸素透過度（１４５．３９ｃｃ−ｍｉｌ／ｍ２−日）を比較するか、またはＰＴＦ５０重量％を有する実施例５．２の酸素透過度（４７．８ｃｃ−ｍｉｌ／ｍ２−日）と比較例Ｂ．１の酸素透過度（８９．１９ｃｃ−ｍｉｌ／ｍ２−日）を比較する。
【０２６０】
【表２６】
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【０２６１】
表２６は、抑制剤を使用して、または使用することなく形成されたエステル交換ブレンドが、初期のＰＥＴと比較して酸素に対するバリアの向上を提供することを示す。この結果は、高いＢ値と低いＢ値の両方で予想外の指数関数的なバリアの向上を示し、それは、ＦＤＣＡ／ＴＰＡ／ＰＤＯ／ＥＧランダムコポリマーで得られる、酸素ガスバリアの直線的な向上よりもより良い。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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