專利名稱：具有降低的摩擦系數(shù)和改進(jìn)的透明度的聚酯和聚酯容器的制作方法
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求2001年3月30日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No.60/280,295的優(yōu)先權(quán)，其公開(kāi)內(nèi)容在此引入作為參考。
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域總的來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及聚酯和聚酯容器，特別涉及具有降低的摩擦系數(shù)和改進(jìn)的透明度的聚酯和聚酯容器。
先有技術(shù)的描述在輸送各種聚酯容器時(shí)，存在著由于容器表面接觸造成過(guò)多靜磨擦力而產(chǎn)生的問(wèn)題。該過(guò)量摩擦力會(huì)導(dǎo)致“生產(chǎn)線”或“灌裝線”的中斷，這在經(jīng)濟(jì)上是不希望的。問(wèn)題出現(xiàn)在聚酯聚合物被成型為預(yù)制品或經(jīng)拉伸吹制為各種類型的容器之后。這些容器有時(shí)被直接輸送到堆放站，然后運(yùn)到灌裝廠或被輸送到同一工廠中的標(biāo)簽貼和灌裝線上。在碳酸軟飲料(“CSD”)業(yè)中，由于拉伸吹塑件的輸送和灌裝線的高速度，這一問(wèn)題更為顯著。在聚酯容器行業(yè)的其它部門，當(dāng)所述容器在來(lái)自傳送過(guò)程的擁擠區(qū)的壓力下輸送的情況下也會(huì)遇到這一問(wèn)題。
在容器預(yù)制品的吹塑或注塑過(guò)程中，預(yù)制品被裝入能容納1000只以上預(yù)制品的大箱(gaylord箱)中。因?yàn)楦吣Σ料禂?shù)(“COF”)常見(jiàn)于聚酯表面之間，所述預(yù)制品則易于相互在頂端堆疊，從箱側(cè)看起來(lái)形成圓錐形。這種堆積造成裝入箱中的預(yù)制品數(shù)量減少且因此造成每個(gè)預(yù)制品的運(yùn)輸費(fèi)用更高。所述預(yù)制品表面間的強(qiáng)大摩擦力還會(huì)在將預(yù)制品向進(jìn)料軌道上裝載時(shí)引起進(jìn)料艙的阻塞。類似地，由于這一摩擦力在進(jìn)料軌道上也會(huì)發(fā)生阻塞。
直壁容器，如用于碳酸軟飲料(“CSD”)業(yè)中的兩升瓶具有非常光滑的表面，這使在相鄰的兩個(gè)瓶子間發(fā)生接觸的表面積最大化。因?yàn)榫埘ト萜魅鏟ET(PET的靜態(tài)COF＞1.0)所固有的高COF，所述容器在吹制后或在灌裝過(guò)程中的傳送線上相互牽絆而翻倒或干脆停止移動(dòng)。此類翻倒和停止顯然會(huì)在傳送或灌裝過(guò)程中引起人們所不希望的中斷。
在傳送過(guò)程中高COF阻止了多排傳送線上相鄰容器的移動(dòng)(翻轉(zhuǎn)或滑倒)。當(dāng)傳送線改變方向時(shí)，有時(shí)達(dá)90°之多，容器將相互牽絆，或是直立并使進(jìn)料停止或是翻倒并使傳送線停下來(lái)。在任一情況下，均需要有人全天候監(jiān)控這些問(wèn)題區(qū)域以保證傳送線運(yùn)行。因此，具有低靜態(tài)COF的容器在傳送過(guò)程中能夠藉其它容器而滑動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，這將使停車時(shí)間和對(duì)過(guò)程實(shí)施連續(xù)監(jiān)控的人員需要減至最少或完全消除。這些問(wèn)題都與聚酯的不能令人接受的COF有關(guān)。
現(xiàn)有技術(shù)涉及了降低聚酯COF的方法。一個(gè)方法涉及加入防粘連劑，如硅石，滑石，碳酸鈣，硬脂酸鈣和其它無(wú)機(jī)化合物。JP 9272191公開(kāi)了一種多層片材，其含有惰性顆粒(10-5000ppm，0.5-30微米尺寸)，包括硅石和滑石，用以改善該片材及其制品的滑爽性能，抗刮擦性能，切割性能和粘結(jié)性能。US 5,840,419公開(kāi)了多層聚烯烴薄膜，其采用交聯(lián)的聚硅氧烷，結(jié)合以無(wú)機(jī)防粘連劑，如滑石以降低COF，滑石的用量是500-5000ppm，顆粒尺寸為1-6微米。此二參考文獻(xiàn)均未公開(kāi)拉伸吹塑容器。US 6,323,271公開(kāi)了聚酯樹(shù)脂，其含有的硅石選自火成二氧化硅，膠態(tài)硅石和硅石珠粒，與使用相同樹(shù)脂而未用硅石的容器相比，這可用于制造降低了粘著性的容器。US 5,258,161公開(kāi)的聚烯烴薄膜含有0.05wt％-3wt％的用作防粘連劑的滑石。US5,908,890公開(kāi)的聚合物薄膜所包含的聚烯烴基體中含有低于約1wt％的浮石防粘連劑。
US 5,830,544公開(kāi)的聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)瓶，由于加入了濃度為10-100ppm的無(wú)定形態(tài)硅石而具有降低的粘著性。采用無(wú)定形態(tài)硅石以外的添加劑和改進(jìn)所述含抗粘結(jié)添加劑的瓶的透明度的方法尚未公開(kāi)。日本專利申請(qǐng)平成2-307117公開(kāi)了防粘連劑的濃度及其顆粒尺寸對(duì)膜性能如濁度和COF的最優(yōu)化方案。該參考文獻(xiàn)既未公開(kāi)容器如塑料瓶，也未公開(kāi)在加工前對(duì)防粘連劑進(jìn)行干燥。
日本專利申請(qǐng)平成4-180957公開(kāi)了單-和多-層片材和由含100-10,000ppm，顆粒尺寸＜10微米的滑石的PET形成的熱成型模塑制品。適合的熱成型容器包括具有良好透明度的發(fā)泡包裝物。諸如塑料瓶的容器，在加工前干燥防粘連劑的益處以及脂肪酸束縛劑(tether)的使用尚未公開(kāi)。
現(xiàn)有技術(shù)涉及一種聚酯薄膜，其中摻入了各種無(wú)機(jī)顆粒以改進(jìn)結(jié)晶度和滑爽性能。JP 7238211公開(kāi)了磁帶；JP 6065478公開(kāi)了磁帶、像片、包裝薄膜；JP 5104621公開(kāi)了熱成型片材；JP 4183718公開(kāi)了用于磁帶、照像軟片、電絕緣薄膜的基材薄膜，用于金紗的基層材料，和包裝材料；JP 4180957公開(kāi)了具有良好的滑爽性、堆垛性能和良好透明度的PET w/滑石(材料)。
參考的現(xiàn)有技術(shù)沒(méi)有公開(kāi)摩擦系數(shù)大大低于1.0的聚酯或聚酯容器，特別是含有滑石作為防粘連劑的聚酯或聚酯容器。因此，需要具有降低的COF的新型和改進(jìn)的聚酯和聚酯容器，特別是具有降低了COF的高透明度(低濁度)容器。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供具有降低的摩擦系數(shù)和可接受的透明度的聚酯和聚酯容器。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供具有降低的摩擦系數(shù)和提高的透明度的聚酯和聚酯容器。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供防粘連劑，其用于生產(chǎn)具有可接受的和提高的透明度的聚酯和聚酯容器。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于生產(chǎn)聚酯和聚酯容器的防粘連劑。
這些以及其它的目的是通過(guò)使用含水約20-約300ppm的干燥滑石或是經(jīng)脂肪酸束縛的滑石來(lái)降低聚酯和聚酯容器的摩擦系數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。使用這些滑石的結(jié)果是聚酯和聚酯容器的摩擦系數(shù)＜約1且透明度為濁度值＜約4％。這樣的聚酯和聚酯容器可用來(lái)包裝各種食品和飲料。
本發(fā)明其它的和進(jìn)一步的目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言是顯而易見(jiàn)的。
附圖簡(jiǎn)述

圖1曲線顯示滑石顆粒尺寸對(duì)COF的影響。
圖2曲線顯示滑石顆粒尺寸對(duì)濁度的影響。
圖3曲線顯示硫酸鋇顆粒尺寸對(duì)COF的影響。
圖4曲線顯示硫酸鋇顆粒尺寸對(duì)濁度的影響。
圖5曲線顯示二氧化硅顆粒尺寸對(duì)COF的影響。
圖6曲線顯示二氧化硅顆粒尺寸對(duì)濁度的影響。
圖7曲線對(duì)比了滑石，硫酸鋇和二氧化硅對(duì)COF的影響。
圖8曲線對(duì)比了滑石，硫酸鋇和二氧化硅對(duì)濁度的影響。
圖9曲線對(duì)比了干燥的和未干燥的滑石對(duì)COF的影響。
圖10曲線對(duì)比了干燥的和未干燥的滑石對(duì)濁度的影響。
發(fā)明詳述本文使用的術(shù)語(yǔ)“重量百分?jǐn)?shù)”及其縮寫形式“wt％”指的是基于加入了所有成份的最終形式的聚酯組合物總重量的重量百分?jǐn)?shù)。
本文使用的術(shù)語(yǔ)“容器”包括容器和用于制造容器的預(yù)制品。
在一個(gè)方面，本發(fā)明提供了具有降低的摩擦系數(shù)(“COF”)和可接受的透明度的聚酯和聚酯容器。降低的COF是這樣獲得的向聚酯中加入滑石-一種化學(xué)式為Mg3Si4O10(OH)2的水合硅酸鎂。所述滑石，或防粘連劑在不對(duì)聚酯或聚酯容器的透明度造成負(fù)面影響的情況下產(chǎn)生了可以降低所述聚酯COF的表面粗糙度。
用于本發(fā)明的滑石包含約62wt％的SiO2和約31％MgO，密度為約2.7克/厘米3(g/cc)，平均顆粒尺寸為約0.05-約5 0微米，優(yōu)選為約0.1-約20微米，最優(yōu)選為約0.2-約10微米。合用的滑石可從數(shù)個(gè)來(lái)源商購(gòu)，包括以Polar Talc 9107或9103(用或不用脂肪酸束縛)的商品名從Polar Minerals，Inc.，2005 Newpoint Place Parkway，Lawrenceville，GA 30043購(gòu)得。
在加入聚酯中以前，對(duì)滑石進(jìn)行干燥使含水量為約20-約300ppm，優(yōu)選為約50-約250ppm。采用“經(jīng)干燥的滑石”對(duì)本發(fā)明的這一方面而言是至關(guān)重要的，因?yàn)檫@樣生產(chǎn)的聚酯最大程度降低了COF并使對(duì)透明度和濁度的不利影響最小化?？梢杂贸Ｒ?guī)方法干燥滑石，如以技術(shù)人員公知的條件使用干燥器或烘箱。如果滑石未被干燥，則需要加入更多的滑石。如果滑石未被干燥，為降低特定量的摩擦力所得到的濁度將會(huì)增加。
本發(fā)明的聚酯中干燥滑石的濃度為約0.001-約0.1wt％。因?yàn)樵黾踊瘽舛葧?huì)使容器透明度降低，則優(yōu)選的濃度為約0.001-約0.05wt％，最優(yōu)選為約0.005-約0.025wt％。
根據(jù)本發(fā)明的這一方面制得的聚酯和聚酯容器的摩擦系數(shù)為約0.01-約1.0。
根據(jù)本發(fā)明的這一方面制得的聚酯和聚酯容器具有可接受透明度，其濁度值為約0.1-約4％，優(yōu)選為約0.1-約3％。
其它為人所熟知用于生產(chǎn)聚酯和聚酯容器的防粘連劑，具有與滑石相似的性能，例如無(wú)定形態(tài)硅石，硫酸鋇，硬脂酸鋅，磷酸鈣以及它們的混合物，當(dāng)干燥至含水約20-約300ppm時(shí)在本發(fā)明中作用相當(dāng)。
在另一個(gè)方面中，本發(fā)明提供了具有降低的摩擦系數(shù)(“COF”)和提高的透明度的聚酯和聚酯容器。聚酯和聚酯容器的透明度是通過(guò)用脂肪酸處理滑石以在滑石上加上束縛(tether)(束縛的滑石)來(lái)提高的。
用于本發(fā)明的脂肪酸能與聚酯相容并在制造聚酯和聚酯容器選用的聚合和/或加工條件下保持熱穩(wěn)定。優(yōu)選的脂肪酸選自支化的硬脂酸，C6-C20飽和和不飽和的、線型或支化的脂肪酸。最優(yōu)選的脂肪酸為亞油酸，軟脂酸，油酸，亞油酸和棕櫚油酸(palmolenic acid)。
用于制備束縛滑石的滑石是可商購(gòu)的“未干燥滑石”或按本文所描述制備的“干燥滑石”?；?jīng)技術(shù)人員所熟知的常規(guī)方法用脂肪酸束縛。此類經(jīng)脂肪酸束縛的滑石也可從數(shù)個(gè)來(lái)源商購(gòu)，包括PolarMinerals，InC.，2005 Newpoint Place Parkway，Lawrenceville，GA 30043。
雖然不受理論的限制，但人們相信脂肪酸使滑石與聚酯更為相容并通過(guò)聚合物取向而減少了空隙?？障妒怯捎诰埘ヅc滑石在介面處不相容而引起的。當(dāng)容器被拉伸時(shí)，如果聚酯與滑石顆粒不相容，則顆粒會(huì)脫出來(lái)而產(chǎn)生空隙。有機(jī)脂肪酸束縛劑將無(wú)機(jī)滑石顆粒和聚酯聯(lián)結(jié)起來(lái)。
本發(fā)明的聚酯中經(jīng)束縛的滑石的濃度為約0.001-約0.1wt％。因?yàn)橥ǔＰ枰^少的束縛滑石，所以優(yōu)選的濃度為約0.001-約0.04wt％，最優(yōu)選為約0.005-約0.020wt％。
根據(jù)本發(fā)明的這一方面制得的聚酯和聚酯容器的摩擦系數(shù)為約0.1-約1.0。
根據(jù)本發(fā)明的的這一方面制得的聚酯和聚酯容器具有提高的透明度，其濁度值為約0.1-約3％，優(yōu)選為約0.1-約2％。
經(jīng)束縛的滑石是在生產(chǎn)具有降低的摩擦系數(shù)和提高的透明度的聚酯和聚酯容器的生產(chǎn)過(guò)程中加入的。
所述滑石和經(jīng)束縛的滑石可以在聚合過(guò)程中加入聚酯中或者可以將其與聚酯在加工前預(yù)混以形成濃縮料。然后將該濃縮料與原始的聚酯相混合以獲得所需的滑石或束縛滑石的濃度。干燥滑石與束縛滑石(束縛滑石用干燥或未干燥滑石制得)的混合物是本發(fā)明的實(shí)施方案。
本發(fā)明的聚酯可以采用技術(shù)人員熟知的方法制得。合用的聚酯可以通過(guò)常規(guī)方式以這樣的反應(yīng)制備含2-40個(gè)碳原子的二元羧酸與多元醇如含2-約20個(gè)碳原子的二元醇(酚)反應(yīng)。制備聚酯的方法，包括生產(chǎn)條件，催化劑，螯合劑，猝滅劑和添加劑均是技術(shù)人員已知的。聚酯材料的制備以及將聚酯與其它聚合物材料相結(jié)合的方法提供在下列書籍中W.R.Sorenson和T.W.Campbell的《高分子化學(xué)制備方法》(Interscience Publishers，New York 1968及后序版本)和《高分子科學(xué)與工程百科全書第二版》，H.F.Mark等人著，(JohnWiley&Sons，New York 1985)，特別是第12卷的1-290頁(yè)(聚酯通論)以及描述樹(shù)脂生產(chǎn)工藝的第259-274頁(yè)。
用于制備所述聚酯的二元羧酸是含有2-20個(gè)碳原子的烷基二元羧酸或含有8-16個(gè)碳原子的芳基或烷基取代的芳基二元羧酸。另外，含有4-20個(gè)碳原子的烷基二元羧酸二酯或含有10-20個(gè)碳原子的烷基取代的芳基二元羧酸二酯可替代二元羧酸使用。優(yōu)選含有2-8個(gè)碳原子的多元醇或二醇，最優(yōu)選乙二醇。含有4-12個(gè)碳原子的二醇的醚可用來(lái)替代二醇。
對(duì)苯二酸酯聚酯由對(duì)苯二甲酸二甲酯或?qū)Ρ蕉姿崤c乙二醇制備或者由對(duì)苯二甲酸二甲酯或?qū)Ρ蕉姿崤c1，4-環(huán)己二醇制備。合用的二元羧酸包括對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、辛二酸、癸二酸、馬來(lái)酸和富馬酸，所有這些都是熟知的二元羧酸，或使用它們的混合物來(lái)生產(chǎn)共聚多酯。除乙二醇和1，4-環(huán)己二醇之外，合用的二醇包括丙二醇、1，3-丙二醇、丙三醇、1，2-丁二醇、1，4-丁二醇、季戊四醇、新戊二醇，相似的二元醇及它們的混合物。這些化合物和采用這些化合物制備聚酯和共聚酯的方法在本領(lǐng)域內(nèi)是熟知的。
聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(和其它的聚酯如其它的對(duì)苯二甲酸酯，間苯二甲酸酯和對(duì)苯二甲酸酯—間苯二甲酸酯的混合聚酯)的常規(guī)生產(chǎn)包括使對(duì)苯二甲酸或?qū)Ρ蕉姿岫柞ヅc乙二醇在約200℃-約250℃的溫度下反應(yīng)以形成單體和水(或甲醇)。因?yàn)榉磻?yīng)是可逆的，所以要連續(xù)地除去水(或甲醇)來(lái)驅(qū)動(dòng)反應(yīng)以產(chǎn)生單體。接下來(lái)，單體經(jīng)縮聚反應(yīng)形成聚合物。在對(duì)苯二甲酸或?qū)Ρ蕉姿岫柞ヅc乙二醇的反應(yīng)過(guò)程中，僅管存在催化劑有利于提高反應(yīng)速率但這并不是必須的。通常，在縮聚反應(yīng)過(guò)程中，優(yōu)選使用催化劑，例如銻化合物或其它本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的催化劑。在制備瓶預(yù)制品和由該預(yù)制品生產(chǎn)塑料瓶時(shí)，希望所生產(chǎn)的是最潔凈、最透明的聚合物。通常，使用的添加劑越少，所生產(chǎn)的聚合物就越透明。相反，有時(shí)需要制造著色的塑料瓶，這意味著瓶預(yù)制品也可能是著色的。因此，各種顏料，染料，填料和其它本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的物質(zhì)可以加入聚合物，通常是在共聚反應(yīng)過(guò)程當(dāng)中或接近該反應(yīng)結(jié)束時(shí)加入。所用的具體添加劑和在反應(yīng)過(guò)程中加入的時(shí)間點(diǎn)為本領(lǐng)域內(nèi)已知的，不構(gòu)成本發(fā)明的一部分。任何常規(guī)體系均可采用并且本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠在各種添加劑的添加體系中為所希望的結(jié)果做出最佳選擇。
本發(fā)明的聚酯容器可以采用熟知的制造聚酯容器的方法來(lái)制得。這樣的方法包括注射拉抻吹塑和擠出吹塑。優(yōu)選地，此類容器是采用技術(shù)人員熟知的常規(guī)吹塑成型法制得的瓶。
在另一方面，本發(fā)明提供了可用于生產(chǎn)聚酯和聚酯容器的防粘連劑，其形式是被干燥至含水約20-300ppm的滑石。所述滑石可以經(jīng)任何常規(guī)方法處理以除去水分，但優(yōu)選在常規(guī)烘箱中干燥。在生產(chǎn)過(guò)程中將滑石加入聚酯中以制造出具有降低的摩擦系數(shù)和可接受的透明度的聚酯和聚酯容器。
在另一方面，本發(fā)明提供了可用于生產(chǎn)聚酯和聚酯容器的防粘連劑，其形式是干燥的滑石，該滑石已經(jīng)脂肪酸處理生成為束縛滑石。
合用于本發(fā)明的聚酯在本領(lǐng)域內(nèi)是熟知的并通常由這樣的重復(fù)單元形成，所述重復(fù)單元包括對(duì)苯二甲酸，對(duì)苯二甲酸二甲酯，間苯二甲酸，間苯二甲酸二甲酯，二甲基-2，6-萘二甲酸酯，2，6-萘二甲酸，乙二醇，二甘醇，1，4-環(huán)己烷-二甲醇，1，4-二丁醇及它們的混合物。
聚酯中的二元羧酸組分可任選地用最多約15摩爾百分比的一種或多種不同的二元羧酸改性。這些另外的二元羧酸包括優(yōu)選含有8-14個(gè)碳原子的芳族二元羧酸，優(yōu)選含有4-12個(gè)碳原子的脂肪族二元羧酸，或優(yōu)選含有8-12個(gè)碳原子的環(huán)狀脂肪族二元羧酸。與對(duì)苯二甲酸一同使用的二元羧酸的例子是鄰苯二甲酸，間苯二甲酸，2，6-萘二甲酸，環(huán)己烷二甲酸，環(huán)己烷二乙酸，二苯基-4，4’-二甲酸，丁二酸，戊二酸，己二醇，壬二酸，癸二酸，和它們的混合物等等。
另外，所述的二元醇組分任選可以用至多約15個(gè)摩爾百分?jǐn)?shù)的一種或多種不是乙二醇的不同二元醇來(lái)改性。這些另外的二元醇包括優(yōu)選含有6-20個(gè)碳原子的環(huán)狀脂肪族二醇或優(yōu)選含有3-20個(gè)碳原子的脂肪族二醇。這些二醇的例子包括二甘醇、三甘醇，1，4-環(huán)己烷二甲醇，1，3-丙二醇，1，4-丁二醇，1，5-戊二醇，1，6-己二醇，3-甲基-2，4-戊二醇，2-甲基-1，4-戊二醇，2，2，4-三甲基1，3-戊二醇，2-乙基-1，3-己二醇，2，2-二乙基-1，3-丙二醇，1，3-己二醇，1，4-二(羥基乙氧基)-苯，2，2-雙-(4-羥基環(huán)己基)-丙烷，2，4-二羥基-1，1，3，3-四甲基-環(huán)丁烷，2，2-雙-(3-羥基乙氧基苯基)-丙烷，2，2-雙-(4-羥基丙氧基苯基)-丙烷，和它們的混合物等等?？梢杂缮鲜龆贾械膬煞N或多種來(lái)制備聚酯。
本發(fā)明優(yōu)選的聚酯為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)，聚萘二甲酸乙二醇酯(“PEN”)，聚間苯二甲酸乙二醇酯(“PIT”)，和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇-丁二醇酯，PET是最優(yōu)選的，最優(yōu)選聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(“PET”)。
聚酯也可以含有少量的三官能度或四官能度共聚單體，如1，2，4-苯三酸酐，三羥甲基丙烷，苯均四酸二酐，季戊四醇和其它在本領(lǐng)域內(nèi)公知可形成聚酯的多元酸或多元醇。
還有，雖然沒(méi)有要求，但常用于聚酯中的其它添加劑也可以加入到所述聚酯中。這樣的添加劑包括但不限于著色劑，有機(jī)調(diào)色劑，顏料，碳黑，玻璃纖維，填料，抗沖改性劑，抗氧化劑，穩(wěn)定劑，阻燃劑，再加熱助劑，乙醛還原性化合物，氧清除劑，防滲透增強(qiáng)助劑等等。
本發(fā)明將通過(guò)以下優(yōu)選實(shí)施方案的實(shí)施例得到進(jìn)一步說(shuō)明，但是應(yīng)該理解的是包含這些實(shí)施例僅是為了說(shuō)明的目的而并非意在限制本發(fā)明的范圍，除非另有說(shuō)明。
實(shí)施例1-51
將防粘連劑Ba2SO4，滑石和SiO2在0.0125-0.10wt％的濃度下以20納米-7微米的顆粒尺寸加入到PET CB-12中(CB-12是對(duì)苯二甲酸，間苯二甲酸和乙二醇的共聚物，可從Eastman Chemical Company以ESTAPAKCSC Resin的商品名商購(gòu))。將未干燥的防粘連劑加入到所述PET中，摻入的形式是以下兩種方法制得的濃縮料(1)在雙螺桿擠出機(jī)中熔融共混成1.0wt％的濃縮料(“SC/MB”)和(2)在PET制備中就地制成1.0wt％的濃縮料(“MBC/MB”)。這兩種方法以PET瓶的形式，通過(guò)在一臺(tái)八模腔的Husky注塑機(jī)上注塑粒料/粒料共混物制成2升預(yù)制品來(lái)評(píng)估。得到的預(yù)制品在一臺(tái)SIDEL 2/3拉伸吹塑機(jī)上拉伸吹塑成2升的瓶。分析這些瓶的濁度水平(用ASTM D-1003測(cè)定側(cè)壁濁度)并將兩個(gè)瓶相互垂直并接觸地放置，轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)瓶并測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)第二個(gè)瓶所需的扭矩來(lái)分析其摩擦系數(shù)。用式μ＝(Torque/R)/F2來(lái)計(jì)算摩擦系數(shù)，其中Torque是扭矩感應(yīng)裝置的讀數(shù)，R是瓶的半徑，F(xiàn)2是實(shí)際載荷或在接觸點(diǎn)上瓶所承受的力。結(jié)果示于表1，2和3以及圖1-8。圖1-圖6的曲線對(duì)比了樣品的濁度，COF，濃度和顆粒尺寸。參考這些表格與附圖，數(shù)據(jù)的對(duì)比表明根據(jù)本發(fā)明制造的聚酯和聚酯容器具有降低的摩擦系數(shù)和可接受的透明度。
圖7顯示對(duì)于給定濃度的防粘連劑，得到的COF非常相似。瓶側(cè)壁濁度的對(duì)比示于圖8中。結(jié)果顯示采用滑石制得的容器與采用SiO2和BaSO4制得的容器相比，透明度稍高。
表1PET/滑石混合物的摩擦系數(shù)瓶COF制備 顆粒 側(cè)壁實(shí)施例聚合物方法 尺寸(μ) wt％ Ave Stdev濁度序號(hào)1 CB-12SC./MB0.2 0.0125 0.6330.0631.622 CB-12SC./MB0.2 0.0250.4870.0423.223 CB-12SC./MB0.2 0.05 0.4150.0597.014 CB-12SC./MB0.2 0.1 0.3720.02912.545 CB-12SC./MB7 0.0125 0.8270.0741.846 CB-12SC./MB7 0.0250.4250.0294.087 CB-12SC./MB7 0.05 0.4110.0687.258 CB-12SC./MB7 0.1 0.3600.03613.969 CB-12MBC/MB7 0.0125 0.9530.2002.7110CB-12MBC/MB7 0.0250.5750.0184.5811CB-12MBC/MB7 0.05 0.5160.0708.4312CB-12MBC/MB7 0.1 0.4850.05314.22
表2PET/BaSO4混合物的摩擦系數(shù)制備 顆粒 wt％ COF ％濁度實(shí)施例 聚合物方法 尺寸(μ) BaSO4(4組的平均值) (測(cè)量值)13 CB-12- 0 1.443 1.07CB-12/PP14 PET SC/MB- 0 1.617 0.715 CB-12SC/MB＜1 0.01251.136 4.5316 CB-12SC/MB＜1 0.025 0.649 8.8517 CB-12SC/MB＜1 0.05 0.397 14.518 CB-12SC/MB＜1 0.1 0.345 33.3519 CB-12SC/MB3 0.01250.731 2.820 CB-12SC/MB3 0.025 0.413 5.8321 CB-12SC/MB3 0.05 0.270 9.1622 CB-12SC/MB3 0.1 0.247 14.5423 CB-12SC/MB1 0.01250.996 4.2224 CB-12SC/MB1 0.025 0.467 9.7625 CB-12SC/MB1 0.05 0.328 16.1226 CB-12SC/MB1 0.1 0.320 30.5627 CB-12MBC/MB ＜1 0.01251.076 3.6728 CB-12MBC/MB ＜1 0.025 0.840 7.9529 CB-12MBC/MB ＜1 0.05 0.355 14.6430 CB-12MBC/MB ＜1 0.1 0.282 25.0831 CB-12MBC/MB 3 0.01250.714 4.1732 CB-12MBC/MB 3 0.025 0.294 6.8933 CB-12MBC/MB 3 0.05 0.224 12.5734 CB-12MBC/MB 3 0.1 0.189 24.0835 CB-12MBC/MB 1 0.01250.973 4.8936 CB-12MBC/MB 1 0.025 0.479 9.4237 CB-12MBC/MB 1 0.05 0.282 14.0538 CB-12MBC/MB 1 0.1 0.268 25.06
表3PET/SiO2混合物的摩擦系數(shù)瓶COF％濁度SiO2制備 wt％顆粒尺寸 (ASTMD-實(shí)施例 聚合物 方法 (μ) SiO2Ave Stdev1003)39 CB-121 無(wú) - 0 1.443 0.0611.0740 CB-12 SC/MB 0.02 0.0125 1.536 0.1911.3441 CB-12 SC/MB 0.02 0.025 1.348 0.1481.5542 CB-12 SC/MB 0.02 0.051.090 0.0922.1543 CB-12 SC/MB 0.02 0.1 0.932 0.1435.9444 CB-12 SC/MB 5 0.0125 0.760 0.2605.2845 CB-12 SC/MB 5 0.025 0.362 0.0799.9546 CB-12 SC/MB 5 0.050.324 0.05820.3147 CB-12 SC/MB 5 0.1 0.278 0.02233.5348 CB-12 MBC/MB 5 0.0125 0.674 0.0884.349 CB-12 MBC/MB 5 0.025 0.317 0.0808.3450 CB-12 MBC/MB 5 0.050.293 0.05712.351 CB-12 MBC/MB 5 0.1 0.278 0.02320.72實(shí)施例52-63將Polar talc 9107(7微米)干燥至含水約為250ppm，然后以1.0wt％的濃度將其加入PET反應(yīng)混合物中。得到的濃縮料用來(lái)制備描述于實(shí)施例1中的混合物。得到的COF和濁度(采用ASTM D-1003測(cè)量)分別在瓶上和瓶側(cè)壁上測(cè)定。摩擦系數(shù)是這樣測(cè)量的將兩個(gè)瓶相互垂直接觸放置，轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)瓶并測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)第二個(gè)瓶所需的扭矩。摩擦系數(shù)通過(guò)式μ＝(Torque/R)/F2計(jì)算，其中Torque是扭矩感應(yīng)裝置的讀數(shù)，R是瓶的半徑，F(xiàn)2是實(shí)際載荷或在接觸點(diǎn)上瓶所承受的力。結(jié)果示于表4(COF是4次測(cè)試的平均值，％濁度是3次測(cè)試的平均值)。當(dāng)與用“未干燥”的滑石制得的瓶(實(shí)施例61，62和63)作對(duì)比時(shí)，結(jié)果在圖9中以曲線的形式表明，以相似的濃度、當(dāng)采用“干燥的”滑石時(shí)瓶側(cè)壁COF獲得顯著改進(jìn)。圖10顯示以相似的濃度，當(dāng)采用“干燥的”滑石時(shí)，％濁度獲得顯著改進(jìn)。
表4實(shí)施例wt％滑石滑石，干燥的或未干燥的COF ％濁度520 對(duì)照樣品 1.281.04530.01干燥的0.352.23540.015 燥的 0.253.55550.02干燥的0.263.23560.025 干燥的0.224.73570.03干燥的0.224.95580(重復(fù)) 對(duì)照樣品 1.190.96590.01(重復(fù)) 干燥的0.272.21600 對(duì)照樣品 1.443 1.070610.0125 未干燥的 0.827 1.62620.025 未干燥的 0.425 3.22630.05未干燥的 0.411 7.01在附圖和說(shuō)明書中，公開(kāi)了本發(fā)明的典型的優(yōu)選實(shí)施方案，僅管使用了特定的術(shù)語(yǔ)，但只是以總體的和描述性的意義而進(jìn)行使用，并非為了限制的目的，本發(fā)明的范圍在下面的權(quán)利要求書中闡明。顯然，根據(jù)以上的教導(dǎo)，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行改良和變化是可能的。因此，應(yīng)當(dāng)理解為本發(fā)明可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)實(shí)施，并非要依照具體的描述。
權(quán)利要求
1.具有降低的摩擦系數(shù)和可接受的透明度的聚酯，其包含的聚酯含有約0.001-約0.1wt％的干燥的滑石，其中所述的干燥的滑石含有約20-約300ppm的水。
2.權(quán)利要求1的聚酯，其中的聚酯含有約0.001-約0.05wt％的干燥的滑石。
3.權(quán)利要求1的聚酯，其中的干燥的滑石的平均顆粒尺寸為約0.05-約50微米。
4.權(quán)利要求1的聚酯，其中的干燥的滑石含有約50-約250ppm的水。
5.權(quán)利要求1的聚酯，其具有約0.01-約1.0的摩擦系數(shù)。
6.權(quán)利要求1的聚酯，其中的聚酯含有約0.001-約0.02wt％的干燥的滑石。
7.權(quán)利要求6的聚酯，其具有濁度值為約0.1-約4％的透明度。
8.權(quán)利要求1的聚酯，其中的聚酯選自聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，聚萘二甲酸乙二醇酯，聚間苯二甲酸乙二醇酯和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇-丁二醇酯。
9.權(quán)利要求1的聚酯，其中的聚酯是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。
10.具有降低的摩擦系數(shù)和可接受的透明度的聚酯容器，其包含的聚酯含有約0.001-約0.1wt％的干燥的滑石，其中干燥的滑石含有約20-約300ppm的水。
11.權(quán)利要求10的聚酯容器，其中的聚酯含有約0.001-約0.05wt％的干燥的滑石。
12.權(quán)利要求10的聚酯容器，其中的干燥的滑石的平均顆粒尺寸為約0.05-約50微米。
13.權(quán)利要求10的聚酯容器，其中干燥的滑石含有約50-約250ppm的水。
14.權(quán)利要求10的聚酯容器，其摩擦系數(shù)為約0.01-約1.0。
15.權(quán)利要求10的聚酯容器，其中的聚酯含有約0.001-約0.02wt％的干燥的滑石。
16.權(quán)利要求15的聚酯容器，其具有濁度值為約0.1-約4％的透明度。
17.權(quán)利要求10的聚酯容器，其中的聚酯選自聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，聚萘二甲酸乙二醇酯，聚間苯二甲酸乙二醇酯和聚對(duì)苯二甲酸乙二醇-丁二醇酯。
18.權(quán)利要求10的聚酯容器，其中的聚酯是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。
19.具有降低的摩擦系數(shù)和提高的透明度的聚酯，其包含的聚酯含有約0.001-約0.1wt％的束縛滑石。
20.權(quán)利要求19的聚酯，其中的聚酯含有約0.001-約0.05wt％的束縛滑石。
21.權(quán)利要求19的聚酯，其中的束縛滑石的平均顆粒尺寸為約0.05-約50微米。
22.權(quán)利要求19的聚酯，其摩擦系數(shù)為約0.01-約1.0。
23.權(quán)利要求19的聚酯，其具有濁度值為約0.1-約3％的透明度。
24.權(quán)利要求19的聚酯，其中在所述束縛滑石中的滑石包括一種干燥的滑石，其中的干燥滑石含有約20-約300ppm的水。
25.權(quán)利要求24的聚酯，其中的干燥的滑石含有約50-約250ppm的水。
26.具有降低的摩擦系數(shù)和提高的透明度的聚酯容器，其包含的聚酯含有約0.001-約0.1wt％的束縛滑石。
27.權(quán)利要求26的聚酯容器，其中的聚酯包含少于約0.05wt％的滑石。
28.權(quán)利要求26的聚酯容器，其中的束縛滑石的平均顆粒尺寸為約0.05-約50微米。
29.權(quán)利要求26的聚酯容器，其摩擦系數(shù)為約0.01-約1.0。
30.權(quán)利要求26的聚酯容器，其具有濁度值為約0.1-約3％的透明度。
31.權(quán)利要求26的聚酯容器，其中在所述束縛滑石中的滑石包括一種干燥的滑石，其中的干燥滑石含有約20-約300ppm的水。
32.權(quán)利要求31的聚酯容器，其中的干燥滑石含有約50-約250ppm的水。
33.用于生產(chǎn)聚酯和聚酯容器的防粘連劑，其包含的干燥的滑石含有約20-約300ppm的水。
34.權(quán)利要求33的防粘連劑，其中的干燥的滑石含有約50-約250ppm的水。
35.用于生產(chǎn)聚酯和聚酯容器的防粘連劑，其包含的干燥的滑石經(jīng)脂肪酸處理而生成了一種束縛的干燥滑石，其中的干燥的滑石含有約20-約300ppm的水。
36.權(quán)利要求35的防粘連劑，其中的干燥的滑石含有約50-約250ppm的水。
37.聚酯和聚酯容器生產(chǎn)用的包含干燥的防粘連劑的防粘連劑，其中所述的防粘連劑含有約20-約300ppm的水。
38.權(quán)利要求37的防粘連劑，其選自無(wú)定形態(tài)的硅石，硫酸鋇，硬脂酸鋅，磷酸鈣和它們的混合物。
39.權(quán)利要求37的防粘連劑，其中的干燥的滑石含有約50-約250ppm的水。
40.權(quán)利要求37的防粘連劑，其中的干燥的防粘連劑是硫酸鋇。
全文摘要
生產(chǎn)具有降低的摩擦系數(shù)和改進(jìn)的透明度的聚酯和聚酯容器，采用的防粘連劑包含一種含水約20－約300ppm的干燥的滑石或一種脂肪酸束縛的滑石。使用這些滑石的結(jié)果是聚酯和聚酯容器的摩擦系數(shù)低于約1.0并具有濁度值小于約4％的透明度。
文檔編號(hào)B65D65/02GK1511175SQ02807793
公開(kāi)日2004年7月7日 申請(qǐng)日期2002年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月30日
發(fā)明者S·L·斯塔福德, S L 斯塔福德, R·R·賴特, 賴特, L·T·格爾米納里奧, 格爾米納里奧, E·E·小夏普, 小夏普 申請(qǐng)人:伊斯曼化學(xué)公司