脂族－芳族聚酯及其製品的製作方法

2023-05-05 18:14:06

專利名稱：脂族－芳族聚酯及其製品的製作方法
背景投入填埋場的市政固體廢物的處理不恰當和市政固體廢物流中包括塑料在內的不可降解材料的日益增多正急劇減少可用的填埋場的數量並增加市政固體廢物的處理成本。儘管很多情況下需要再生廢物流中可重複使用的組分，但再生成本和再生材料所需的基礎設施有時卻高昂得令人不敢問津。此外，一些產品不易融合進再生體系中。不可再生固體廢物的堆肥處理是普遍認可並正在發展中的可減少填埋的固體廢物量和/或從廢物製成有用的產品以增加田地和花園肥力的方法。推廣這類堆肥的一個限制是非降解塑料如薄膜或纖維碎片造成的可見汙染。
因此，需要提供能用於一次性產品並在廢物堆肥處理的典型條件下可降解成汙染較少的形式的組分。這些條件可包括不高於70℃的溫度(平均在55-60℃的範圍內)、相對溼度高達100％的溼度條件以及從數星期到數月的暴露時間。還需要提供不僅在堆肥中可發生需氧/厭氧降解而且在土壤或填埋場中還可繼續降解的一次性組分。非常希望的是，在水的存在下，所述組分繼續分解成低分子量碎片，這些低分子量碎片可由微生物生物降解成沼氣、生物質和滲濾液，就像對天然有機材料如木頭的作用一樣。
生物可降解的膜是廣為人知的。例如，Wielicki在US 3,602,225中公開了包含增塑了的再生纖維素膜的阻隔膜的使用。Comerford等在US 3,952,347中公開了包含不生物可降解的基質(如聚乙烯醇)和約40-60％重量的生物可降解材料(如澱粉)的生物可降解膜。
生物可降解的聚酯是廣為人知的，並可分為三大類脂族聚酯、脂族-芳族聚酯和磺化脂族-芳族聚酯。
本文中用到的「脂族聚酯」為完全衍生自脂族二羧酸的聚酯，如聚(琥珀酸乙二醇酯)和聚(己二酸1，4-丁二醇酯)；以及聚(羥基鏈烷酸酯)，如聚羥基丁酸酯、聚交酯、聚己內酯和聚乙交酯。例如，Clendinning等在US 3,932,319中公開了生物可降解的脂族聚酯如聚(己二酸乙二醇酯)在生物可降解的共混物中的使用，Casey等在US 4,076,798中公開了衍生自二甘醇酸和未受阻二元醇的生物可降解的樹脂。
本文中用到的「脂族-芳族聚酯」包括衍生自脂族二羧酸和芳族二羧酸的混合物的聚酯。例如，Sublett等在US 4,419,507中公開了衍生自100％摩爾的二元酸組分(包含40-100％摩爾的對苯二甲酸和0-60％摩爾含3-12個碳原子的第二種二羧酸)和100％摩爾的二元醇組分(包含40-100％摩爾的1，4-丁二醇和0-60％摩爾的二甘醇)的共聚酯，其實例為由50％摩爾的戊二酸和50％摩爾的對苯二甲酸與1，4-丁二醇製備的聚酯。
脂族-芳族聚酯的膜和塗布底材的公開見例如Gallagher等的US5,171,308及Warzelhan等的US 6,114,042和US 6,201,034。Buchanan等在US 6,342,304中公開的脂族-芳族聚酯的實例包括(對苯二甲酸1，6-己二醇酯)-(戊二酸1，6-己二醇酯)共聚物(摩爾比50∶50)、(對苯二甲酸1，4-丁二醇酯)-(戊二酸1，4-丁二醇酯)共聚物(摩爾比40∶60)、(對苯二甲酸1，4-丁二醇酯)-(戊二酸1，4-丁二醇酯)共聚物(摩爾比60∶40)、(對苯二甲酸1，4-丁二醇酯)-(丁二酸1，4-丁二醇酯)共聚物(摩爾比30∶70)、(對苯二甲酸1，4-丁二醇酯)-(丁二酸1，4-丁二醇酯)共聚物(摩爾比15∶85)、(對苯二甲酸1，4-丁二醇酯)-(戊二酸1，4-丁二醇酯)(摩爾比45∶55)和(對苯二甲酸1，6-己二醇酯)-(戊二酸1，6-己二醇酯)-(二甘醇酸1，4-丁二醇酯)共聚物(摩爾比45∶50∶5)。
本文中用到的「磺化脂族-芳族聚酯」包括衍生自脂族二羧酸和芳族二羧酸並還含有磺化單體(如5-磺基間苯二甲酸的鹽)的混合物的聚酯。Heilberger在US 3,563,942中公開了溶劑可溶的線形磺化脂族-芳族共聚酯的水分散體，其中包括0.1-10％摩爾的磺化芳族單體。Popp等在US 3,634,541中公開了形成纖維的磺化脂族-芳族共聚酯，其中包括0.1-10％摩爾的亞二甲苯基磺化鹽單體。Kibler等在US 3,779,993中公開了包含2-12.5％摩爾磺基單體的線形磺化脂族-芳族共聚酯。Schade在US 4,104,262中公開了低分子量、可在水中分散的聚酯，其中包括1-5％摩爾的鹼金屬-磺酸鹽基團。
衍生自磺化脂族-芳族共聚酯的膜是廣為人知的，其公開見例如Gallagher等的US 5,171,308。其中也公開了填充澱粉的磺化脂族-芳族聚酯膜。US 5,171,308中也公開了用磺化脂族-芳族聚酯層壓的底材。
Warzelhan等在US 6,018,004、US 6,114,042和US 6,201,034中總的公開了某些磺化脂族-芳族共聚酯組合物及其在底材塗層、膜和泡沫中的用途，但其中未給出含本文所公開的1，3-丙二醇的組合物的例子和/或本發明的組合物的驚人地提高了的熱性能。
已知的生物可降解包裝材料通常包括共混物，本領域內的一些出版物表明單一的聚合物不能在包裝所用的較寬的溫度範圍內具有足夠的穩定性。例如，Khemani等在WO 02/16468 A1中公開了單一聚合物或共聚物用作包裝材料是不利的。
已知的生物可降解材料用於包裝中的實例包括National StarchCompany of Bridgewater，NJ的產品EcoFoam(它是羥丙基化的澱粉產品)和EnPac公司(為一DuPont-Con Agra Company)的產品EnviroFil。例如，Collinson在US 5,178,469中公開了纖維素膜或玻璃紙在用於盛裝含液體的固體的摺疊式生物可降解容器(如袋子)的牛皮紙上的使用。Tanner等在US 5,213,858中公開了生物可降解的紙板層壓結構，所述結構由紙板底材、可低溫擠出塗布、可熱封的生物可降解聚合物(如聚乙烯醇或澱粉)的外層和可熱封、不生物可降解的聚合物(如聚乙烯)的內層組成。所述底材可用來生產例如杯子、容器和食品包裝。Franke等在US 5,512,090中描述了一種可擠出的生物可降解包裝材料，其主要由澱粉和植物油、聚乙烯醇、甘油、蛋白質穀物粗粉、單硬脂酸甘油酯和任選的水組成。所述組合物據公開能生產低密度的發泡底材型產品。Redd等在US 6,106,753中公開了由80-90％的澱粉和20-10％重量的生物可降解聚合物組成的混合物得到的模製生物可降解製品。他們進一步公開了在所述製品上層壓生物可降解的膜。生物可降解的材料在包裝中的使用其公開也見例如US 3,137,592、US 4,673,438、US 4,863,655、US 5,035,930、US5,043,196、US 5,095,054、US 5,300,333和US 5,413,855。
儘管脂族-芳族共聚酯和磺化脂族-芳族共聚酯組合物及其在形成膜、塗層和層壓層中的用途以及其在例如快餐用一次性包裝中的使用已廣為人知，但仍需要提高這類共聚酯的性質。這類共聚酯及其使用的公開例如包括Gallagher等的US 5,171,308、US 5,171,309和US 5,219,646，Buchanan等在US 5,446,079和US 6,342,304中的公開，和Warzelhan等在US 5,936,045、US 6,018,004、US 6,046,248、US6,114,042、US 6,201,034、US 6,258,924和US 6,297,347中的公開。通常，基於乙二醇的磺化脂族-芳族共聚酯較那些基於1，4-丁二醇的磺化脂族-芳族共聚酯傾向於有更高的晶體熔點，但可能具有相當低的結晶度和結晶速率，特別是當它們含相對較大比例的脂族二羧酸組分時。另一方面，已知的基於1，4-丁二醇的磺化脂族-芳族共聚酯傾向於具有良好的結晶度和結晶速率，但晶體熔點較低，特別是當它們含較大量的脂族二羧酸組分時。此外，一些這類磺化脂族-芳族共聚酯不能為重要的最終用途如膜、塗層和層壓層提供足夠或最佳的溫度特性，如晶體熔點、結晶度和結晶速率。
本發明提供衍生自1，3-丙二醇的磺化脂族-芳族共聚酯。與一些已知的共聚酯相比，本文所公開的磺化脂族-芳族共聚酯具有提高了的熱性質。特別是，本文所公開的磺化脂族-芳族共聚酯提供高溫性質的理想平衡，這是已知的脂族-芳族共聚酯所未見公開的。
當為獲得聚酯中物理和/或熱性質的理想平衡而使用共混物時，如例如WO 02/16468 A1中的公開，本領域技術人員會理解聚合物共混物的使用必定使用來生產膜、塗層和層壓層的方法複雜化。本發明消除了使用共混物的需要並提供具有最佳熱和物理性質的磺化脂族-芳族共聚酯。但含本文所公開的磺化脂族-芳族共聚酯的共混物也在本發明的範圍之內。
發明概述本發明的一方面涉及某些磺化脂族-芳族共聚酯和生產所述磺化脂族-芳族共聚酯的方法。
所述磺化脂族-芳族共聚酯包含酸組分、二元醇組分和0-約5.0％摩爾的多官能團支化劑。所述酸組分包含佔100％摩爾總酸組分的約94.9-10.0％摩爾的芳族二羧酸組分、佔100％摩爾總酸組分的約5.0-80.0％摩爾的脂族二羧酸組分和約0.1-約5.0％摩爾的磺酸鹽組分。所述二元醇組分基本由佔100％摩爾總二元醇組分的100.0-90.0％摩爾作為第一種二元醇組分的1，3-丙二醇和佔100％摩爾總二元醇組分的0-5.0％摩爾的第二種二元醇組分組成。
所述磺化脂族-芳族共聚酯可含填料。與已知的磺化脂族-芳族共聚酯相比，本發明的磺化脂族-芳族共聚酯具有改進的高晶體熔點和高結晶度的平衡。在一些實施方案中，所述磺化脂族-芳族共聚酯是生物可降解的。
本發明的另一方面涉及由包含酸組分、二元醇組分和0-約5.0％摩爾的多官能團支化劑的磺化脂族-芳族共聚酯生產的成型製品及生產所述成型製品的方法。所述酸組分包含佔100％摩爾總酸組分的約94.9-10.0％摩爾的芳族二羧酸組分、佔100％摩爾總酸組分的約5.0-80.0％摩爾的脂族二羧酸組分和約0.1-約5.0％摩爾的磺酸鹽組分。所述二元醇組分基本由佔100％摩爾總二元醇組分的100.0-90.0％摩爾作為第一種二元醇組分的1，3-丙二醇和佔100％摩爾總二元醇組分的0-5.0％摩爾的第二種二元醇組分組成。在一些實施方案中，所述磺化脂族-芳族共聚酯含填料。
本發明的另一方面涉及由包含酸組分、二元醇組分和0-約5.0％摩爾的多官能團支化劑的磺化脂族-芳族共聚酯製得的膜。所述酸組分包含佔100％摩爾總酸組分的約94.9-10.0％摩爾的芳族二羧酸組分、佔100％摩爾總酸組分的約5.0-80.0％摩爾的脂族二羧酸組分和約0.1-約5.0％摩爾的磺酸鹽組分。所述二元醇組分基本由佔100％摩爾總二元醇組分的100.0-90.0％摩爾作為第一種二元醇組分的1，3-丙二醇和佔100％摩爾總二元醇組分的0-5.0％摩爾的第二種二元醇組分組成。所述磺化脂族-芳族共聚酯可含填料。在一些實施方案中，自所述磺化脂族-芳族共聚酯製得的膜是取向的。在一些實施方案中，含所述磺化脂族-芳族共聚酯的取向膜是單軸取向的。在一些實施方案中，含所述磺化脂族-芳族共聚酯的取向膜是雙軸取向的。
本發明的另一方面涉及層壓層和生產所述層壓層的方法。所述層壓材料包含層壓到底材上的膜，其包含某些磺化脂族-芳族共聚酯。所述磺化脂族-芳族共聚酯包含酸組分、二元醇組分和0-約5.0％摩爾的多官能團支化劑。所述酸組分包含佔100％摩爾總酸組分的約94.9-10.0％摩爾的芳族二羧酸組分、佔100％摩爾總酸組分的約5.0-80.0％摩爾的脂族二羧酸組分和約0.1-約5.0％摩爾的磺酸鹽組分。所述二元醇組分基本由佔100％摩爾總二元醇組分的100.0-90.0％摩爾作為第一種二元醇組分的1，3-丙二醇和佔100％摩爾總二元醇組分的0-5.0％摩爾的第二種二元醇組分組成。可層壓以所述磺化脂族-芳族共聚酯的底材的實例包括紙張、紙板、無機泡沫、有機泡沫和無機-有機泡沫。在一些實施方案中，所述磺化脂族-芳族共聚酯含填料。
本發明的另一方面涉及塗布到底材上的包含磺化脂族-芳族共聚酯的膜以及產生所述塗膜底材的方法。適合的塗覆以所述磺化脂族-芳族共聚酯的底材包括例如紙張、紙板、無機泡沫、有機泡沫和無機-有機泡沫。所述磺化脂族-芳族共聚酯包含酸組分、二元醇組分和0-約5.0％摩爾的多官能團支化劑。所述酸組分包含佔100％摩爾總酸組分的約94.9-10.0％摩爾的芳族二羧酸組分、佔100％摩爾總酸組分的約5.0-80.0％摩爾的脂族二羧酸組分和約0.1-約5.0％摩爾的磺酸鹽組分。所述二元醇組分基本由佔100％摩爾總二元醇組分的100.0-90.0％摩爾作為第一種二元醇組分的1，3-丙二醇和佔100％摩爾總二元醇組分的0-5.0％摩爾的第二種二元醇組分組成。所述磺化脂族-芳族共聚酯可含填料。
本發明的另一方面涉及包含某些磺化脂族-芳族共聚酯的包裝。優選的實施方案包括一次性的食品包裝如食品包裝紙(food wraps)。所述磺化脂族-芳族共聚酯包含酸組分、二元醇組分和0-約5.0％摩爾的多官能團支化劑。所述酸組分包含佔100％摩爾總酸組分的約94.9-10.0％摩爾的芳族二羧酸組分、佔100％摩爾總酸組分的約5.0-80.0％摩爾的脂族二羧酸組分和約0.1-約5.0％摩爾的磺酸鹽組分。所述二元醇組分基本由佔100％摩爾總二元醇組分的100.0-90.0％摩爾作為第一種二元醇組分的1，3-丙二醇和佔100％摩爾總二元醇組分的0-5.0％摩爾的第二種二元醇組分組成。所述磺化脂族-芳族共聚酯可含填料。
本發明的另一方面涉及層壓了磺化脂族-芳族共聚酯的底材。在優選的實施方案中，所述層壓底材被用於食品包裝或食物服務。層壓以所述磺化脂族-芳族共聚酯的底材包括例如紙張、紙板、無機泡沫、有機泡沫和無機-有機泡沫。所述磺化脂族-芳族共聚酯包含酸組分、二元醇組分和0-約5.0％摩爾的多官能團支化劑。所述酸組分包含佔100％摩爾總酸組分的約94.9-10.0％摩爾的芳族二羧酸組分、佔100％摩爾總酸組分的約5.0-80.0％摩爾的脂族二羧酸組分和約0.1-約5.0％摩爾的磺酸鹽組分。所述二元醇組分基本由佔100％摩爾總二元醇組分的100.0-90.0％摩爾作為第一種二元醇組分的1，3-丙二醇和佔100％摩爾總二元醇組分的0-5.0％摩爾的第二種二元醇組分組成。所述磺化脂族-芳族共聚酯可含填料。
本發明的另一方面涉及塗覆到底材上、包含磺化脂族-芳族共聚酯的膜在製作食品包裝或食物服務最終用途中的用途。底材的實例包括紙板、無機泡沫、有機泡沫和無機-有機泡沫。所述磺化脂族-芳族共聚酯包含酸組分、二元醇組分和0-約5.0％摩爾的多官能團支化劑。所述酸組分包含佔100％摩爾總酸組分的約94.9-10.0％摩爾的芳族二羧酸組分、佔100％摩爾總酸組分的約5.0-80.0％摩爾的脂族二羧酸組分和約0.1-約5.0％摩爾的磺酸鹽組分。所述二元醇組分基本由佔100％摩爾總二元醇組分的100.0-90.0％摩爾作為第一種二元醇組分的1，3-丙二醇和佔100％摩爾總二元醇組分的0-5.0％摩爾的第二種二元醇組分組成。所述磺化脂族-芳族共聚酯可含填料。
鑑於下面的公開和隨附的權利要求，本發明的這些及其他方面對本領域技術人員來說將是顯而易見的。
詳細描述本發明涉及某些磺化脂族-芳族共聚酯的組合物、成型製品(優選如膜、塗層和層壓層)和生產所述磺化脂族-芳族共聚酯的方法。本發明還涉及含所述磺化脂族-芳族共聚酯的食品包裝，特別是一次性的食品包裝如包裝紙、杯、碗和盤。在這類包裝中，所述磺化脂族-芳族共聚酯可為膜、底材(如紙張、紙板、無機泡沫、有機泡沫和無機-有機泡沫等底材)上的塗層或底材(如紙張、紙板、無機泡沫、有機泡沫和無機-有機泡沫等底材)上的層壓層形式。
所述磺化脂族-芳族共聚酯包含酸組分、二元醇組分和0-約5.0％摩爾的多官能團支化劑。所述酸組分包含佔100％摩爾總酸組分的約94.9-10.0％摩爾的芳族二羧酸組分、佔100％摩爾總酸組分的約5.0-80.0％摩爾的脂族二羧酸組分和約0.1-約5.0％摩爾的磺酸鹽組分。所述二元醇組分基本由佔100％摩爾總二元醇組分的100.0-90.0％摩爾作為第一種二元醇組分的1，3-丙二醇和佔100％摩爾總二元醇組分的0-5.0％摩爾的第二種二元醇組分組成。
本文中所述磺化脂族-芳族共聚酯其組分的百分數合計為總共200％摩爾。本領域技術人員應理解，所述200％摩爾包括100％摩爾的二元酸和磺酸鹽組分的組合；和100％摩爾的1，3-丙二醇、任選其他二元醇組分和任選多官能團支化劑的組合。本文中所列舉的百分數、重量和其他量的範圍包括所述範圍的端點以及所述範圍內的每一個中間點。因此，僅作為例子起見，範圍「0.1-5％摩爾的磺酸鹽組分」包括0.1、0.2、0.3、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9和1.0％摩爾以及其間的點，最高達並包括5％摩爾。
所述芳族二羧酸組分優選選自未取代和取代的芳族二羧酸及含8-20個碳的芳族二羧酸的低級烷基酯。二羧酸組分中符合要求的二酸部分的實例包括衍生自對苯二甲酸酯、間苯二甲酸酯、萘二甲酸酯和聯苯二甲酸酯的那些。符合要求的芳族二羧酸組分的具體實例包括對苯二甲酸、對苯二甲酸二甲酯、間苯二甲酸、間苯二甲酸二甲酯、2，6-萘二甲酸、2，6-萘二甲酸二甲酯、2，7-萘二甲酸、2，7-萘二甲酸二甲酯、3，4′-二苯醚二甲酸、3，4′-二苯醚二甲酸二甲酯、4，4′-二苯醚二甲酸、4，4′-二苯醚二甲酸二甲酯、3，4′-二苯硫醚二甲酸、3，4′-二苯硫醚二甲酸二甲酯、4，4′-二苯硫醚二甲酸、4，4′-二苯硫醚二甲酸二甲酯、3，4′-二苯碸二甲酸、3，4′-二苯碸二甲酸二甲酯、4，4′-二苯碸二甲酸、4，4′-二苯碸二甲酸二甲酯、3，4′-二苯甲酮二甲酸、3，4′-二苯甲酮二甲酸二甲酯、4，4′-二苯甲酮二甲酸、4，4′-二苯甲酮二甲酸二甲酯、1，4-萘二甲酸、1，4-萘二甲酸二甲酯、4，4′-亞甲基雙(苯甲酸)、4，4′-亞甲基雙(苯甲酸)二甲酯及衍生自它們的混合物。本文中關於化合物或其他組分的列舉用到的術語「衍生自它們的混合物」包括列舉中兩種或多種組分的任意組合，但不應認為是指列表中的組分必須與任何其他物質反應。優選所述芳族二羧酸組分衍生自對苯二甲酸、對苯二甲酸二甲酯、間苯二甲酸、間苯二甲酸二甲酯、2，6-萘二甲酸、2，6-萘二甲酸二甲酯及衍生自它們的混合物。任何已知的芳族二羧酸均可用。
為方便起見，本文中公開的磺化脂族-芳族共聚酯在本文中也稱作「共聚酯組合物」。優選所述共聚酯組合物包含佔總的二羧酸組分和磺酸鹽組分的85-20％摩爾之間的芳族二羧酸組分。更優選所述共聚酯組合物包含80-40％摩爾之間的芳族二羧酸組分。
所述脂族二羧酸組分優選選自未取代和取代的、線形和支化的脂族二羧酸及含2-36個碳原子的脂族二羧酸的低級烷基酯。符合要求的脂族二羧酸組分的具體實例包括草酸、草酸二甲酯、丙二酸、丙二酸二甲酯、琥珀酸、琥珀酸二甲酯、甲基琥珀酸、戊二酸、戊二酸二甲酯、2-甲基戊二酸、3-甲基戊二酸、己二酸、己二酸二甲酯、3-甲基己二酸、2，2，5，5-四甲基己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、壬二酸二甲酯、癸二酸、1，11-十一烷二甲酸、1，10-癸烷二甲酸、十一烷二酸、1，12-十二烷二甲酸、十六烷二酸、二十二烷二酸、二十四烷二酸、二聚酸及衍生自它們的混合物。優選所述脂族二羧酸組分選自琥珀酸、琥珀酸二甲酯、戊二酸、戊二酸二甲酯、己二酸、己二酸二甲酯及衍生自它們的混合物。任何已知的脂族二羧酸均可用。優選所述共聚酯組合物包含15-80％摩爾之間的脂族二羧酸組分。更優選所述共聚酯組合物包含20-60％摩爾之間的脂族二羧酸組分。
所述磺化脂族-芳族共聚酯含0.1-5％摩爾的磺酸鹽基團。雖然本發明旨在不受任何特定理論的束縛，我們還是認為磺酸鹽基團的存在能提高共聚酯的生物降解速率。例如，在一些實施方案中，本發明的共聚酯較已知的不含這類磺酸鹽基團的共聚酯其生物降解的速率快至少10％。磺酸鹽基團可以脂族或芳族單體引入或作為端基引入。示例性的脂族磺酸鹽組分包括磺基琥珀酸的金屬鹽。可用作端基的示例性的芳族磺酸鹽組分包括3-磺基苯甲酸、4-磺基苯甲酸和5-磺基水楊酸的金屬鹽。優選磺酸鹽基團連在芳族二羧酸上的磺酸鹽組分。芳族二羧酸中可存在的示例性的芳核包括苯、萘、聯苯、氧聯二苯基、磺醯基二苯基、亞甲基二苯基。優選所述磺酸鹽組分為磺酸鹽取代的鄰苯二甲酸、對苯二甲酸、間苯二甲酸或2，6-萘二甲酸的殘基。更優選所述磺酸鹽組分為5-磺基間苯二甲酸的金屬鹽或5-磺基間苯二甲酸的低級烷基酯。所述金屬鹽可選自單價或多價鹼金屬離子、鹼土金屬離子或其他金屬離子。優選的鹼金屬離子包括鈉、鉀和鋰。但也可使用鹼土金屬如鎂。其他有用的金屬離子包括過渡金屬離子如鋅、鈷或鐵。當例如需要增加磺化脂族-芳族共聚酯的粘度時，可使用多價金屬離子。這樣的熔體粘度增大可證明是有用的最終用途的實例包括熔融擠出塗層、熔體噴射容器或膜和泡沫。少至0.1％摩爾的磺酸鹽基團可明顯有助於所得膜或塗層的性能特徵。更優選含磺酸鹽基團的組分在磺化脂族-芳族共聚酯中的量為0.1-4.0％摩爾。
第二種二元醇組分優選選自含2-36個碳原子的未取代、取代、直鏈、支化的環脂族、脂族-芳族和芳族二醇。符合要求的其他二元醇組分的具體實例包括乙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、1，8-辛二醇、1，10-癸二醇、1，12-十二烷二醇、1，14-十四烷二醇、1，16-十六烷二醇、二聚二醇、4，8-雙(羥甲基)-三環[5.2.1.0/2.6]癸烷、1，4-環己烷二甲醇、異山梨醇、二甘醇、三甘醇、分子量在約500-約4000範圍內的聚(亞烷基醚)二醇(例如聚(乙二醇)、聚(1，3-丙二醇)、聚(1，4-丁二醇)、(聚四氫呋喃)、聚(1，5-戊二醇)、聚(1，6-己二醇)、聚(1，7-庚二醇)、乙二醇-丙二醇-乙二醇嵌段共聚物、4，4′-亞異丙基聯苯酚乙氧基化物(雙酚A乙氧基化物)、4，4′-(1-苯基亞乙基)雙酚乙氧基化物(雙酚AP乙氧基化物)、4，4′-亞乙基雙酚乙氧基化物(雙酚E乙氧基化物)、雙(4-羥苯基)甲烷乙氧基化物(雙酚F乙氧基化物)、4，4′-(1，3-亞苯基二亞異丙基)雙酚乙氧基化物(雙酚M乙氧基化物)、4，4′-(1，4-亞苯基二亞異丙基)雙酚乙氧基化物(雙酚P乙氧基化物)、4，4′-磺醯基二苯酚乙氧基化物(雙酚S乙氧基化物)、4，4′-亞環己基雙酚乙氧基化物(雙酚Z乙氧基化物)及衍生自它們的混合物。任何已知的二元醇均可用。
任選的多官能團支化劑包括任何具有三個或多個羧基官能團、羥基官能團或其混合的物質。符合要求的多官能團支化劑的具體實例包括1，2，4-苯三甲酸(偏苯三酸)、1，2，4-苯三甲酸三甲酯、1，2，4-苯三甲酸酐(偏苯三酸酐)、1，3，5-苯三甲酸、1，2，4，5-苯四甲酸(均苯四酸)、1，2，4，5-苯四甲酸二酐(均苯四酸酐)、3，3′，4，4′-二苯甲酮四甲酸二酐、1，4，5，8-萘四甲酸二酐、檸檬酸、四氫呋喃-2，3，4，5-四甲酸、1，3，5-環己烷三甲酸、季戊四醇、甘油、2-(羥甲基)-1，3-丙二醇、2，2-雙(羥甲基)丙酸及衍生自它們的混合物。任何含三個或多個羧基或羥基的多官能物質均可用作支化劑。當特定的最終用途需要更高的樹脂熔體粘度時，可能需要使用多官能團支化劑。這類最終用途的實例包括熔融擠出塗層、熔體噴射膜或容器以及泡沫。優選所述脂族-芳族共聚酯包含0-1.0％摩爾的多官能團支化劑。
為獲得期望的物理性質，所述磺化脂族-芳族共聚酯優選具有至少為0.15的特性粘度(IV)。更優選所述磺化脂族-芳族共聚酯的特性粘度為至少0.35dL/g，特性粘度在室溫下用0.5％(重量/體積)的共聚酯溶液測定，溶液的溶劑體系為50∶50(重量)的三氟乙酸∶二氯甲烷。這些特性粘度對一些應用是足夠的。許多其他應用如膜、瓶、片材和模塑樹脂需要更高的特性粘度。可調節聚合條件以獲得更高的特性粘度並能生產特性粘度為0.7、0.8、0.9、1.0、1.5或2.0dL/g及甚至更高的共聚酯。
正如本領域技術人員所認識的，磺化脂族-芳族共聚酯的IV是分子量的指示。一些聚合物的分子量通常不直接測量，而是用聚合物在溶液中的特性粘度或者熔體粘度作為分子量的指標。特性粘度是分子量的指示，用來對一類聚合物(如聚(對苯二甲酸乙二醇酯)、聚(對苯二甲酸丁二醇酯)等)中的樣品進行比較，在本文中用作分子量的指示。
本發明的磺化脂族-芳族共聚酯可通過常規縮聚法製備。產品組合物在某種程度上可基於所用的製備方法特別是共聚酯中二醇的量來改變。縮聚過程包括二醇單體與醯氯的反應。例如，芳族二羧酸組分的醯氯、脂族二羧酸組分的醯氯和磺酸鹽組分的醯氯可與1，3-丙二醇及第二種二元醇組分在溶劑(如甲苯)中以及鹼如吡啶(可中和製備時產生的鹽酸)的存在下化合。這樣的方法廣為人知，其公開見例如R.Storbeck等，J.Appl.Polymer Science，59卷，第1199-1202頁(1996)，其公開通過引用結合到本文中。也可使用其他熟知的使用醯氯的方法，例如界面聚合法，或者單體可簡單地加熱攪拌在一起。
當使用醯氯製備共聚酯時，產品聚合物中單體單元的比例與反應單體的比例大致相同。因此，裝入反應器中的單體比例與產品中期望的比例大致相同。可使用化學計量相等的二醇組分和二酸組分來獲得期望的高分子量聚合物。
優選所述磺化脂族-芳族共聚酯採用熔融聚合法製備。在熔融聚合法中，芳族二羧酸組分(如酸、酯或衍生自它們的混合物)、脂族二羧酸組分(如酸、酯或衍生自它們的混合物)、磺酸鹽組分、1，3-丙二醇、任選其他二元醇組分及任選多官能團支化劑在催化劑存在下於足夠高的溫度下化合，形成酯和二酯，然後形成低聚物，並最終形成聚合物。該聚合法的產物為熔融產物。通常，第二種二元醇組分和1，3-丙二醇是揮發性的，過量的部分將隨著聚合的進行從反應器中蒸餾出來。這種方法是本領域技術人員普遍熟知的。
熔融法條件特別是單體的用量取決於期望的聚合物組成。1，3-丙二醇、其他二元醇組分、芳族二羧酸組分、脂族二羧酸組分、磺酸鹽化合物和任選支化劑的量的選擇應使最終的聚合產物中含期望量的各種單體單元，最好是衍生自各個二醇和二酸組分的單體單元等摩爾量。由於一些單體(特別是一些第二種二元醇組分和1，3-丙二醇組分)具有揮發性，取決於以下變數如反應器是否密封(也就是處於壓力下)、聚合溫度的上升速率以及合成聚合物時所用蒸餾塔的效率，一些單體可在聚合反應開始時過量添加並隨著反應進行通過蒸餾除去。對於第二種二元醇組分和1，3-丙二醇組分尤其如此。
裝入特定反應器中的單體的量可由技術人員確定，但是一般在以下範圍內。通常需要加入過量的二酸、1，3-丙二醇組分和其他二元醇，並且需要在聚合反應進行中通過蒸餾或其他蒸發手段除去過量的二酸、1，3-丙二醇和其他二元醇。1，3-丙二醇優選以比最終聚合物中期望的結合水平高10-100％的量加入。更優選1，3-丙二醇以比最終聚合物中期望的結合水平高20-70％的量加入。第二種二元醇組分可以比最終聚合物中期望的結合水平高0-100％的量加入，具體的量部分取決於第二種二元醇組分的揮發性。
給出的單體用量範圍非常寬，這是因為單體在聚合期間的損失(取決於例如蒸餾塔和其他類型的回收和再生體系的效率)變化很大，所以其僅是一個近似值。優選的裝入反應器中的單體量可由技術人員確定以獲得特定期望的組合物。
在一種優選的聚合法中，單體經混合併在催化劑或催化劑混合物的存在下邊攪拌邊逐漸加熱至200-約300℃的溫度範圍內，優選220-295℃。具體的條件和催化劑部分取決於二酸是以真正的酸還是以二甲酯進行聚合。催化劑可在開始時與反應劑一起加入，和/或在加熱時分一次或多次加入混合物中。持續加熱和攪拌足夠長的時間至足夠的溫度，通常同時通過蒸餾除去過量的反應物，以獲得具有足夠高分子量以適於製備加工物品的熔融聚合物。
可用的催化劑包括Li、Ca、Mg、Mn、Zn、Pb、Sb、Sn、Ge和Ti的鹽，如乙酸鹽和氧化物，包括二元醇加合物和Ti的醇鹽。這樣的催化劑是廣為人知的，且催化劑或組合或催化劑的使用順序可由技術人員選擇。優選的催化劑和優選的條件可根據例如二酸單體是以游離二酸還是以二甲酯進行聚合和/或二元醇組分的化學組成而變。在反應進行過程中可更變所用的催化劑。已知的用於這類聚合中的任何催化劑體系均可用。
可根據具體用途和具體的一組性質來選擇聚合物的單體組成。本領域技術人員會理解觀察到的熱性質是由共聚酯組合物中所用各個組分的化學本性和含量決定的。具有適用於許多用途的特性粘度的磺化脂族-芳族共聚酯可通過上文公開的熔融縮合法製備。可用固態聚合獲得甚至更高的特性粘度(分子量)。
通過熔融聚合製備的共聚酯在擠出、冷卻和造粒後可基本是非晶的。通過加熱至高於其玻璃化轉變溫度的溫度並保持較長的時間，可將非晶材料變成半結晶材料。這樣可誘導結晶，使得產品可隨後被加熱到更高的溫度以提高分子量。如果需要，可在固態聚合前通過用聚酯的相對不良溶劑處理(通過降低Tg誘導結晶)使聚合物結晶。聚酯的溶劑誘導結晶是廣為人知的並在例如US 5,164,478和US3,684,766中有公開。
然後可讓半結晶聚合物經歷固態聚合，做法是將粒狀或粉狀聚合物放在惰性氣流(通常為氮氣)中或者1託的真空下，在升高的溫度但低於聚合物的熔化溫度下並保持較長的時間直至獲得期望的分子量。
磺化脂族-芳族共聚酯可與已知的添加劑一起使用或含已知的添加劑。優選所述添加劑為無毒、生物可降解和生物有益的。這樣的添加劑包括熱穩定劑如酚類抗氧劑、輔助的熱穩定劑如硫醚和磷酸鹽、UV吸收劑如二苯甲酮和苯並三唑衍生物、和UV穩定劑如位阻胺光穩定劑(HALS)。其他任選的添加劑包括增塑劑、加工助劑、流動促進添加劑、潤滑劑、顏料、阻燃劑、衝擊改性劑、增加結晶度的成核劑、防粘連劑如二氧化矽、鹼緩衝劑如醋酸鈉、醋酸鉀和四甲基氫氧化銨(例如US 3,779,993、US 4,340,519、US 5,171,308、US5,171,309和US 5,219,646及本文所引參考文獻中的公開)。可添加以改善加工和/或最終力學性質或減輕共聚酯所制膜、塗層或層壓層的嘎吱或沙沙聲的示例性增塑劑包括豆油、環氧化豆油、玉米油、蓖麻油、亞麻籽油、環氧化亞麻籽油、礦物油、烷基磷酸酯、以商品名「Tween」出售的增塑劑(包括Tween20增塑劑、Tween40增塑劑、Tween60增塑劑、Tween80增塑劑、Tween85增塑劑)、單月桂酸失水山梨醇酯、單油酸失水山梨醇酯、單棕櫚酸失水山梨醇酯、三油酸失水山梨醇酯、單硬脂酸失水山梨醇酯、檸檬酸酯(如檸檬酸三甲酯、檸檬酸三乙酯(Citroflex2，Morflex，Inc.Greensboro，NC生產)、檸檬酸三丁酯(Citroflex4，Morflex，Inc.Greensboro，NC生產)、檸檬酸三辛酯、檸檬酸乙醯三正丁酯(CitroflexA-4，Morflex，Inc.Greensboro，NC生產)、檸檬酸乙醯三乙酯(CitroflexA-2，Morflex，Inc.Greensboro，NC生產)、檸檬酸乙醯三正己酯(CitroflexA-6，Morflex，Inc.Greensboro，NC生產)和檸檬酸丁醯三正己酯(CitroflexB-6，Morflex，Inc.Greensboro，NC生產))、酒石酸酯(如酒石酸二甲酯、酒石酸二乙酯、酒石酸二丁酯和酒石酸二辛酯)、聚乙二醇、聚乙二醇衍生物、石蠟、單醯基碳水化合物(如6-O-sterylglucopyranoside)、單硬脂酸甘油酯、Myvaplex600(濃縮的單硬脂酸甘油酯)、Nyvaplex(濃縮的單硬脂酸甘油酯，它是自氫化豆油生產並經蒸餾、濃度至少為90％的單酸甘油酯，主要由硬脂酸酯構成)、Myvacet(改性油脂的乙醯化單酸甘油酯，經蒸餾)、Myvacet507(48.5-51.5％乙醯化)、Myvacet707(66.5-69.5％乙醯化)、Myvacet908(最小96％乙醯化)、Myverol(濃縮的單硬脂酸甘油酯)、Acrawax、N，N-亞乙基雙硬脂醯胺、N，N-亞乙基雙油醯胺、己二酸二辛酯、己二酸二異丁酯、二苯甲酸二甘醇酯、二苯甲酸二丙二醇酯、高分子型增塑劑(如聚(己二酸1，6-己二醇酯)、聚(己二酸乙二醇酯))、Rucoflex和其他相容的低分子量聚合物及衍生自它們的混合物。優選所述增塑劑為無毒和生物可降解的和/或生物衍生的。任何已知可用於聚合物中的添加劑均可用。
如果需要，共聚酯中可填充以無機、有機和/或粘土填料，如木粉、石膏、滑石粉、雲母、碳黑、矽灰石、蒙脫石礦物、白堊、硅藻土、沙子、砂礫、碎石、鋁礬土、石灰石、砂石、氣凝膠、幹凝膠、微球、多孔陶瓷球、二水合石膏、鋁酸鈣、碳酸鎂、陶瓷材料、火山灰材料、鋯化合物、硬矽鈣石(結晶矽酸鈣凝膠)、珍珠巖、蛭石、氫化或未氫化的水硬水泥顆粒、浮石、沸石、高嶺土、粘土填料(包括天然和合成粘土及處理和未處理過的粘土，如有機粘土和經用矽烷及硬脂酸表面處理過(以增強與共聚酯母體間的附著力)的粘土)、綠土粘土、矽酸鎂鋁、膨潤土粘土、鋰蒙脫石粘土、氧化矽、對苯二甲酸鈣、氧化鋁、二氧化鈦、氧化鐵、磷酸鈣、硫酸鋇、碳酸鈉、硫酸鎂、硫酸鋁、碳酸鎂、碳酸鋇、氧化鈣、氧化鎂、氫氧化鋁、硫酸鈣、硫酸鋇、氟化鋰、聚合物顆粒、金屬粉、漿粉、纖維素、澱粉、化學改性澱粉、熱塑性澱粉、木素粉、小麥、甲殼質、脫乙醯的甲殼質、角蛋白、谷蛋白、堅果殼粉、木粉、玉米芯粉、碳酸鈣、氫氧化鈣、玻璃珠、空心玻璃珠、海凝膠、軟木、種子、明膠、木粉、鋸屑、基於瓊脂的材料、增強劑(如玻璃纖維、天然纖維(如劍麻、大麻、棉、羊毛、木材、亞麻、馬尼拉麻、劍麻、薴麻、甘蔗渣)和纖維素纖維、碳纖維、石墨纖維、矽石纖維、陶瓷纖維、金屬纖維、不鏽鋼纖維、再生紙纖維(例如來自二次打漿操作))及衍生自它們的混合物。填料可增加膜、塗層或層壓層的楊氏模量，改善死褶性，提高剛性，同時降低成本，減少膜、塗層或層壓層在加工或使用過程中的結塊或自粘趨勢。填料的使用已發現能生產具有紙張的許多性質(如質地和手感)的塑料製品，如Miyazaki等在US 4,578,296中的公開。所述添加劑、填料或共混物可在聚合過程之前、聚合過程中的任何階段和/或後聚合過程中加入。任何已知的填料均可用。
適合的粘土填料的例子包括高嶺土、綠土粘土、矽酸鎂鋁、膨潤土粘土、蒙脫石粘土、鋰蒙脫石粘土及衍生自它們的混合物。所述粘土可用有機物如表面活性劑處理以使它們親有機質。適合的市售粘土填料的實例包括Gelwhite MAS 100，Southern Clay公司的商品，為白色的綠土粘土(矽酸鎂鋁)；Claytone2000，Southern Clay公司的商品，為親有機質的綠土粘土；Gelwhite L，Southern Clay公司的商品，為衍生自白色膨潤土粘土的蒙脫石粘土；Cloisite 30B，Southern Clay公司的商品，為含有雙(2-羥乙基)甲基牛油氯化季銨鹽的親有機質的天然蒙脫石粘土；Cloisite Na，Southern Clay公司的商品，為天然蒙脫石粘土；Garamite 1958，Southern Clay公司的商品，為礦物混合物；Laponite RDS，Southern Clay公司的商品，為含有無機多磷酸鹽塑解劑(peptiser)的合成層狀矽酸鹽；Laponite RD，SouthernClay公司的商品，為合成的膠質粘土；Nanomers，Nanocor公司的商品，為經增容劑處理的蒙脫石礦物；Nanomer 1.24TL，Nanocor公司的商品，為用胺基酸處理過表面的蒙脫石礦物；「P系列」Nanomers，Nanocor公司的商品，為表面改性的蒙脫石礦物；聚合物級(PG)蒙脫石PGW，Nanocor公司的商品，為高純度鋁矽酸鹽礦物(有時稱為頁矽酸鹽)；聚合物級(PG)蒙脫石PGA，Nanocor公司的商品，為高純度鋁矽酸鹽礦物(有時稱為頁矽酸鹽)；聚合物級(PG)蒙脫石PGV，Nanocor公司的商品，為高純度鋁矽酸鹽礦物(有時稱為頁矽酸鹽)；聚合物級(PG)蒙脫石PGN，Nanocor公司的商品，為高純度鋁矽酸鹽礦物(有時稱為頁矽酸鹽)；及衍生自它們的混合物。任何已知的粘土填料均可用。一些粘土填料可剝脫以提供納米複合物。層狀矽酸鹽粘土如綠土粘土、矽酸鎂鋁、膨潤土粘土、蒙脫石粘土、鋰蒙脫石粘土尤其如此。如上文所討論的，這樣的粘土可為天然或合成的、處理或未處理的。
填料的粒徑可在較廣的範圍內。本領域技術人員會理解填料粒徑可根據填充的共聚酯組合物的最終用途量身定製。通常優選填料的平均直徑小於約40微米，更優選小於約20微米。但其他填料粒徑也可用。所述填料可包括高達40目(美國標準)或更高目數的粒徑。也可使用不同粒徑的填料的混合物。例如，平均粒徑為約5微米和約0.7微米的碳酸鈣填料的混合物可在共聚酯基質中提供更好的空間填充。兩種或多種填料粒徑的使用可實現更好的顆粒壓實密度。兩種或多種填料粒徑範圍的選擇應使較大的顆粒之間的空間基本上被選定的較小粒徑的填料所佔據。通常，任何時候只要將任何給定的一組顆粒與另一組粒徑至少比第一組顆粒大或小約2倍的顆粒混用，顆粒壓實密度將增加。任何時候只要給定一組顆粒的粒徑為另一組顆粒的粒徑的約3-約10倍，二顆粒體系的顆粒壓實密度將達到最大限度。任選可使用三組或多組不同的顆粒來進一步增大顆粒壓實密度。優選的壓實密度取決於多個因素如熱塑性相和固體填料相內各種組分的類型和濃度；所用的成膜、塗覆或層壓方法；待製造的最終產品期望具有的力學、熱學和其他性能。Andersen等在US 5,527,387中公開了顆粒壓實技術。包含混合粒徑填料的填料濃縮物商品可從Shulman公司以商品名Papermatch買到。
所述填料可在聚合期間的任何階段或是聚合完成後加到共聚酯中。例如，所述填料可與共聚酯單體在聚合過程開始時一起加入。這優選適用於例如二氧化矽和二氧化鈦填料，以使填料在聚酯基質中充分分散。或者，所述填料可在聚合的中間階段例如當預縮合物進入聚合釜時加入。也或者，所述填料可在共聚酯離開聚合器後加入。例如，可將共聚酯熔融進料至任何充分混合的操作(例如靜態混合器或單螺杆或雙螺杆擠出機)中並與填料混合。
作為生產填充的磺化脂族-芳族共聚酯的又一選擇，共聚酯可與填料在隨後的後聚合過程中混合。一般這類過程包括熔融共聚酯與填料的充分混合，所述充分混合可由例如靜態混合器、Brabender混合器、單螺杆擠出機或雙螺杆擠出機提供。在典型的方法中，共聚酯經乾燥，然後乾燥的共聚酯再與填料混合。或者，共聚酯和填料可經兩個不同的進料器共進料。在擠出過程中，共聚酯和填料可被進至擠出機靠後的進料段。最好共聚酯和填料可進料至擠出機的兩個不同位置處。例如，共聚酯可加到擠出機靠後的進料段，而將填料進至擠出機前部靠近模頭板的地方(「側-進料」)。可設定擠出機溫度曲線，以使共聚酯在所用加工條件下熔融。螺杆的設計應使混合熔融共聚酯和填料時可向樹脂提供應力並繼而提供熱。這樣的熔融混合填料的過程見例如Dohrer等在US 6,359,050中的公開。或者，所述填料可在下文所述形成膜或塗層的過程中與共聚酯共混。
本發明的磺化脂族-芳族共聚酯可與其他聚合物材料共混，所述其他聚合物材料可為生物可降解或非生物可降解的、可為衍生自天然、衍生自天然並經改性的或合成的。可共混的生物可降解材料其實例包括磺化脂族-芳族共聚酯(如DuPont公司以商品名Biomax出售的那些)、脂族-芳族共聚酯(如Eastman Chemical公司以商品名EastarBio出售的那些、BASF公司以商品名Ecoflex出售的那些以及IreChemical公司以商品名Enpol出售的那些)、脂族聚酯(如聚(琥珀酸1，4-丁二醇酯)(Bionolle1001，來自Showa High Polymer Company)、聚(琥珀酸乙二醇酯)、(己二酸1，4-丁二醇)-(琥珀酸-1，4-丁二醇)共聚物(Bionolle3001，來自Showa High Polymer Company)和聚(己二酸1，4-丁二醇酯)(如Ire Chemical公司以商品名Enpol出售的、ShowaHigh Polymer公司以商品名Bionolle出售的、Mitsui Toatsu公司出售的、Nippon Shokubai公司出售的、Cheil Synthetics公司出售的、Eastman Chemical公司出售的以及Sunkyon Industries公司出售的)、聚(醯胺酯)(例如Bayer公司以商品名Bak出售的，這些材料被認為包括己二酸、1，4-丁二醇和6-氨基己酸組分)、聚碳酸酯(例如PACPolymers公司出售的聚(碳酸乙二醇酯))、聚(羥基鏈烷酸酯)(如聚(羥基丁酸酯)、聚(羥基戊酸酯))、羥基丁酸酯-羥基戊酸酯共聚物(例如Monsanto公司以商品名Biopol出售的)、丙交酯-乙交酯-己內酯共聚物(例如Mitsui Chemicals公司以牌號H100J、S100和T100出售的)、聚(己內酯)(例如Union Carbide公司以商品名Tone出售的以及Daicel Chemical公司和Solvay公司出售的)和聚(丙交酯)(例如CargillDow公司以商品名EcoPLA出售的以及Dianippon公司出售的)及衍生自它們的混合物。
可共混的不生物可降解的聚合物材料其實例包括聚乙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、線形低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、聚烯烴、乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸甲酯-丙烯酸縮水甘油酯共聚物、乙烯-丙烯酸正丁酯-丙烯酸縮水甘油酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物的金屬鹽、聚((甲基)丙烯酸酯)(如聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚(甲基丙烯酸乙酯))、乙烯-一氧化碳共聚物、聚(醋酸乙烯酯)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚(乙烯醇)、乙烯-乙烯醇共聚物、聚丙烯、聚丁烯、聚酯、聚(對苯二甲酸乙二醇酯)、聚(對苯二甲酸1，3-丙二醇酯)、聚(對苯二甲酸1，4-丁二醇酯)、PETG、乙烯-對苯二甲酸1，4-環己烷二甲醇酯共聚物、聚氯乙烯、PVDC、聚(偏二氯乙烯)、聚苯乙烯、間規立構聚苯乙烯、聚(4-羥基苯乙烯)、線形酚醛樹脂、聚(甲酚)、聚醯胺、尼龍、尼龍6、尼龍46、尼龍66、尼龍612、聚碳酸酯、聚(雙酚A碳酸酯)、聚硫化物、聚苯硫醚、聚醚、聚(2，6-二甲基苯醚)、聚碸和其共聚物及衍生自它們的混合物。
可共混的天然聚合物材料其實例包括澱粉、澱粉衍生物、改性澱粉、熱塑性澱粉、陽離子澱粉、陰離子澱粉、澱粉酯(如醋酸澱粉酯)、澱粉羥乙基醚、烷基澱粉、糊精、胺澱粉、磷酸酯澱粉、二醛澱粉、纖維素、纖維素衍生物、改性纖維素、纖維素酯(如乙酸纖維素、二乙酸纖維素、丙酸纖維素、丁酸纖維素、戊酸纖維素、三乙酸纖維素、三丙酸纖維素、三丁酸纖維素)和纖維素混合酯(如醋酸丙酸纖維素和醋酸丁酸纖維素)、纖維素醚(如甲基羥乙基纖維素、羥甲基乙基纖維素、羧甲基纖維素、甲基纖維素、乙基纖維素、羥乙基纖維素和羥乙基丙基纖維素)、多糖、海藻酸、海藻酸鹽、藻膠、瓊脂、阿拉伯樹膠、瓜爾膠、金合歡膠、角叉菜膠、角叉藻膠、達瓦樹膠、車前子膠、溫柏樹膠、羅望子膠、槐豆膠、刺梧桐樹膠、黃原膠、黃耆膠、蛋白質、衍生自玉米的Zein醇溶蛋白、骨膠原、其衍生物如明膠和動物膠、酪蛋白、向日葵蛋白、卵蛋白、大豆蛋白、植物明膠、谷蛋白及衍生自它們的混合物。熱塑性澱粉可按例如US5,362,777生產，其公開了以使澱粉少量結晶或不結晶、玻璃化轉變溫度低且含水量低的方式將天然或改性澱粉與高沸點增塑劑(如甘油或山梨糖醇)混合和加熱。任何已知的聚合物材料均可與本發明的磺化脂族-芳族共聚酯共混。
待與共聚酯共混的聚合物材料可在聚合期間的任何階段或是聚合完成後加到共聚酯中。例如，所述聚合物材料可與共聚酯單體在聚合過程開始時一起加入。或者，所述聚合物材料可在聚合的中間階段例如當預縮合物進入聚合釜時加入。也或者，所述聚合物材料可在共聚酯離開聚合器後加入。例如，可將共聚酯和聚合物材料熔融進料至任何充分混合的操作(例如靜態混合器或單螺杆或雙螺杆擠出機)中並與共聚酯混合。
在生產共聚酯和另外的聚合物材料的共混物的一種可選方法中，共聚酯可與聚合物材料在隨後的後聚合過程中混合。一般這類過程包括熔融共聚酯與聚合物材料的充分混合，所述充分混合可由例如上文中關於填料的加入部分所述的靜態混合器、Brabender混合器、單螺杆擠出機或雙螺杆擠出機提供。
本發明的磺化脂族-芳族共聚酯可用於形成多種成型製品。與由已知的磺化脂族-芳族共聚酯生產的成型製品相比，由本發明的磺化脂族-芳族共聚酯生產的成型製品具有提高了的熱性質。示例性的成型製品包括膜、片材、纖維、熔體噴射容器、模塑件如餐具、發泡件、底材上的聚合物熔融擠出塗層、底材上的聚合物溶液塗層。所述共聚酯基本可用於任何已知的形成成型製品的過程中。
本發明的一個優選實施方案涉及包含所述磺化脂族-芳族共聚酯的膜、生產所述膜的方法及由其衍生的製品。膜與片材的區別通常在於厚度，但就膜何時成為片材並沒有規定的工業標準。就本文中而言，膜厚度小於或等於0.25毫米(10密耳)，優選在約0.025毫米-0.15毫米(1密耳-6密耳)之間。但是，可形成厚度高達約0.50毫米(20密耳)的較厚的膜。聚合物膜有多種用途，例如用於包裝，特別是食品包裝、粘膠帶、絕緣體、電容器、照相顯影、x-射線顯影以及做例如層壓材料。對許多用途而言，膜的耐熱性是重要的。因此，需要更高的熔點、玻璃化轉變溫度和結晶度以提供更好的耐熱性和更穩定的電性能，同時又具有較快的生物降解速率。此外，對許多應用而言，還需要膜具有一定的阻隔性(例如防潮、隔氧和隔二氧化碳)、抗油性、拉伸強度和足夠高的斷裂伸長率。
本發明的磺化脂族-芳族共聚酯可形成膜，用於許多不同應用的任一種中，例如食品包裝、標籤、絕緣材料、水蒸氣阻隔層等。優選選擇可得到部分結晶聚合物的共聚酯的單體組合物，部分結晶的聚合物對於膜的形成是理想的，其中結晶度提供強度和彈性。剛生產出來時，聚酯通常為半結晶結構。與生產膜時所發生的一樣，再熱和/或拉伸聚合物時結晶度將增加。
可用已知的成膜方法從本發明的磺化脂族-芳族共聚酯制膜。例如，可用如US 4,372,311中公開的浸塗法、如US 4,427,614中公開的壓模法、如US 4,880,592中公開的熔融擠出法和如US 5,525,281中公開的熔體噴射法成膜。膜優選從磺化脂族-芳族共聚酯通過溶液流延或擠出形成。特別優選通過擠出形成呈連續長度的「無邊」產品，包括膜和片材。在擠出中，聚合物材料，無論是作為熔融聚合物或作為塑料粒料或顆粒提供，均被流化和均勻化。如果需要，可加入上文所述的添加劑，如熱或UV穩定劑、增塑劑、填料和/或可共混的聚合物材料。然後迫使這種含任選添加劑的聚合物通過適宜形狀的模頭以產生具有期望的橫截面形狀的膜。擠出力可通過活塞或柱塞(柱塞擠出)或通過旋轉螺杆(螺杆擠出)提供，活塞、柱塞或旋轉螺杆在圓筒內工作，材料在圓筒內被加熱和塑化，然後以連續流的形式通過模頭被擠出。已知的單螺杆、雙螺杆和多螺杆擠出機均可用。不同的模頭可用來生產不同的產品，例如吹塑膜(通過用於吹脹擠塑的吹塑頭形成)、片材和帶材(狹縫模頭)及空心和實心零部件(環形模頭)。以這種方式可生產不同寬度和厚度的膜。擠出後，聚合物膜被卷取到輥上、經冷卻並由設計以防止膜後續變形的適當裝置取下。
可通過向激冷輥上擠出一薄層聚合物，然後由張緊輥將膜牽伸至一定大小來製備膜。在擠出流延法中，聚合物熔體從擠出機被送經狹縫模頭(T型或「衣架」模頭)。模頭寬度可為10英尺，並通常在最後的成型段上有厚壁段以將由內壓造成的模唇變形減到最小。模口尺寸可在較寬的範圍內，但通常為0.015-0.030英寸。取決於卷取膜的輥速，新生的流延膜可被牽伸並顯著變薄。膜然後通過冷卻到晶體熔點或玻璃化轉變溫度之下而固化。冷卻可通過讓膜經過水浴或兩個或多個已裝芯並水冷的鍍鉻冷卻輥實現。然後傳送流延膜使之通過夾輥和縱斷器以修邊，然後再捲起。在流延膜中，可對條件加以量身定製以便縱向有相當高的取向度(特別是在高牽伸條件和卷繞速度下)，而橫向的取向度低得多。在一些實施方案中，取向膜在縱向的拉伸強度較相同組合物的未取向膜要高至少10％。與相同組合物的未取向膜相比，雙軸取向的膜在縱向和橫向的拉伸強度都可高至少10％。或者，可對條件加以量身定製以將取向量降到最低限度，從而提供縱向和橫向物理性質基本相同的膜。優選成品膜厚0.25毫米或更薄。
通常較流延膜更強、更韌、並且製備更迅速的吹塑膜是通過擠出膜管制備的。在生產吹塑膜時，熔融聚合物的熔融流通常從擠出機向上折轉並進入環形模頭。熔體流經模芯並通過環形模頭以膜管形式出現。當膜管離開模頭時，內壓由向模芯導入空氣而提供，內壓可將膜管吹脹至模頭直徑的約1.5-約2.5倍並同時牽伸膜使厚度減小。由於一端被模頭密封另一端被夾輥(或夾送輥)密封，故膜管中所含的空氣不會跑掉。需要保持基本均勻的氣壓，以確保膜泡厚度均勻。管膜可通過向膜上導入空氣而經內部和/或外部冷卻。可讓吹脹膜經過冷卻模芯(位於膜管內)實現更快的驟冷。例如，使用冷卻模芯的這樣一種方法在Bunga等的加拿大專利893,216中有公開。如果用來製造吹塑膜的聚合物是半結晶的，則隨著其冷卻到聚合物的軟化點之下，膜可能會變得渾濁。擠出物的牽伸不是必需的，但如果被牽伸了，優選牽伸比在2-40之間。牽伸比是模頭間隙與冷卻膜厚度和吹脹比的乘積之比。牽伸可由來自夾送輥的張力誘導。吹脹比是冷卻的膜泡的直徑與環形模頭的直徑之比。吹脹比可大到4-5，但更通常為2.5。牽伸誘導膜內的分子沿縱向(即擠出物的流動方向)取向，吹脹比誘導膜內的分子沿橫向或環向取向。經驟冷的膜管通過導向裝置向上運動進入一組夾送輥中，夾送輥將其壓平。得到的筒可隨後沿一側被切開，使膜寬較流延膜法所容易得到的膜寬更寬。接著可對切膜進行在線摺疊和表面處理。
吹塑膜可用更複雜的技術生產，如雙膜泡、帶式膜泡(tape bubble)或夾氣膜泡(trapped bubble)法。在雙膜泡法中，聚合物膜管首先被驟冷然後被重新加熱到高於聚酯的Tg而低於聚酯的晶體熔點(Tm)(如果聚酯是結晶的話)的溫度下並被吹脹而取向。雙膜泡技術的公開見例如Pahkle的US 3,456,044。
生產吹塑膜所用的條件可根據多個因素選擇，如聚合物的化學組成、所用添加劑(如增塑劑)的量和類型以及聚合物組合物的熱性質。但吹塑膜法具有一定的優勢，如相對易於改變膜寬和尺寸(單單改變膜管中的風量和螺杆速度即可)、末端效應的消除以及生產時提供膜中雙軸取向的能力。來自吹膜操作的典型的膜厚在約0.004-0.008英寸的範圍內，切開後的平膜寬度可為24英尺或更大。
要大量製備膜，可使用平板紙壓延機，片材壓延機是包含許多可加熱的平行圓柱輥的機器，平行圓柱輥反向旋轉，將聚合物鋪展開並拉伸到所需厚度。粗膜被送進壓延機間隙中。最後一級輥將膜壓平。如果希望膜具有壓花表面，則可由最後一級輥提供適當的壓花圖案，或者膜可被重新加熱，然後經過壓花機。在壓延機後是一個或多個冷卻鼓。最後，成品膜被捲起。
可用擠塑膜作為多種其他產品的起始物料。例如，可將擠塑膜切成小片材，用作再加工(如注塑)的進料。作為又一個例子，所述膜可按下文所述被層壓到底材上。作為再一個例子，所述膜可用已知的方法金屬化。來自吹膜操作的膜管可通過例如熱封變為袋子。擠出法可與多種後擠出操作組合使用以擴展通用性。示例性的後成型操作包括用本領域技術人員熟知的方法將圓形改為橢圓形、將膜吹成不同的尺寸、機械加工和衝孔以及雙軸拉伸。
膜可通過溶液流延法製備，該法比熔融擠出法能產生厚度更一致均勻的膜。溶液流延法包含將聚合物顆粒或粉末與任何需要的配混添加劑(formulant)如增塑劑或著色劑溶解在適合的溶劑中。將溶液過濾除去灰塵或大顆粒並從狹縫模頭中流延到移動帶(優選不鏽鋼)上並乾燥，在此過程中膜冷卻下來。擠出物的厚度為成品膜的五至十倍。然後用與擠塑膜相似的方式對膜加以整飾。本領域的一般技術人員能根據形成膜的聚合物的組成和所用的方法選擇適當的工藝參數。然後可按擠出流延膜部分的描述對溶液流延膜進行後處理。
也可生產多層膜，如雙層、三層和多層膜結構。多層膜的一個好處是可賦予膜特定的性質以滿足嚴苛的使用需要，同時可將更貴的組分用到外層中，使它們在那裡滿足更高的需要。多層膜結構可通過共擠出、吹膜、浸塗、溶液塗覆、刮塗、攪塗、氣刀塗覆、印刷、Dahlgren、凹版印刷、粉末塗布、噴塗或其他已知的方法形成。通常，多層膜通過擠出流延法產生。在示例性的方法中，樹脂材料以均勻的方式被加熱。熔融材料被送到共擠出模頭接套，在這裡，熔融材料被組合形成多層共擠出結構。層狀的聚合物材料被傳送經過向既定間隙(通常在約0.05英寸(0.13釐米)-0.012英寸(0.03釐米)的範圍內)開口的擠出模頭。所述材料然後通過通常保持在約15-55℃(60-130)的一級冷卻或壓延輥被拉伸到預期的厚度(gaugethickness)。典型的牽伸比在約5∶1-約40∶1的範圍內。多層可用作阻隔層、粘合層、防粘層或其他目的。如果需要，內層可填充而外層不填充，如US 4,842,741和US 6,309,736中的公開。生產方法是廣為人知的，例如US 3,748,962、US 4,522,203、US 4,734,324、US5,261,899和US 6,309,736中的公開。例如，El-Afandi等在US5,849,374、US 5,849,401和US 6,312,823中公開了可堆肥的多層膜，該膜具有聚交酯的芯層和由例如脂族聚酯組成的降粘的內和外層。附加層可含本發明的共聚酯和/或其他生物可降解或不生物可降解、衍生自天然、衍生自天然但經改性或是合成的材料。適合用作附加層的生物可降解、非生物可降解的合成材料其實例包括上文所公開的用於製備共混物的材料。
不管膜是怎樣形成的，其均可在形成後通過縱向和橫向拉伸實現雙軸取向。縱向拉伸可簡單地通過膜的輥平和卷取在形成膜時實現，這樣的操作將在卷取方向上拉伸膜，使一些纖維取向。儘管單軸取向能在縱向加強膜，但由於所有的纖維都在一個方向上取向，故膜在垂直於取向的方向上容易撕裂。優選拉伸方法在高出膜材料的玻璃化轉變溫度至少10℃並優選低於膜材料的Vicat軟化溫度(特別是低於Vicat軟化溫度至少10℃，一定程度上取決於拉伸率)的溫度下進行。
雙軸拉伸使纖維平行於膜平面取向，纖維在膜平面內為無規取向，例如與未取向的膜相比，這提供了優越的拉伸強度、撓性、韌性和收縮性。理想的是沿兩個彼此垂直的軸拉伸膜，這樣可增大拉伸方向上的拉伸強度和彈性模量。最理想的是各個方向上的拉伸量大致相等，從而當在任意方向上進行測試時膜內具有相似的性質。但某些應用如要求一定的收縮或一個方向上的拉伸強度較另一個方向要大時(如在標籤或膠帶和磁帶中)，可能希望膜的纖維單軸或不等取向。
雙軸取向可用任何已知的方法在市售裝置上獲得。優選拉幅裝置，其中材料邊加熱邊與縱向拉伸同時或在縱向拉伸後被橫向拉伸。適宜的裝置可從Bruckner Maschenenbau of West Germany買到，通過例如夾住待拉伸的片材的邊緣並在適宜的溫度和受控的速率下將片材的邊緣分開。膜可被送進一個溫度受控的箱子中，加熱到其玻璃化轉變溫度以上，並用拉幅鉤鉤住任一邊，同時拉幅鉤施加一個牽引張力(縱向拉伸)和一個寬展張力(橫向拉伸)。通常可採用3∶1-4∶1的拉伸比。或者，對於某些商業應用，優選雙軸拉伸方法在高產率下於多級輥拉伸裝置(如可從Brucker買到)中連續進行，其中擠出膜坯的拉伸在轉速不同並漸增的加熱輥之間的一系列步驟中進行。當採用拉伸溫度和拉伸速率的適宜組合時，單軸拉伸的拉伸比優選約4-約20，更優選約4-約10。拉伸比定義為拉伸膜與未拉伸膜的尺寸比。雙軸取向膜可在通常所說的張緊(tensilizing)方法中進一步受到縱向拉伸。
單軸取向可通過如上面所述的雙軸方法而僅在一個方向上拉伸膜獲得，或引導膜通過縱嚮導向器(MDO)(如可從Marshall andWilliams Company of Providence，Rhode Island等商家處買到)獲得。MDO裝置具有多個拉伸輥，其逐漸在縱向拉伸膜並使膜變薄。
取向可在吹膜操作中通過調節吹脹比(BUR)得以加強，吹脹比是膜泡直徑與模頭直徑之比。例如，袋子或包裝紙的生產通常優選BUR為1-5。但需要的BUR可根據縱向和橫向的期望性質而變。對於均衡膜，約3∶1的BUR通常是適宜的。如果希望得到一個方向上容易撕裂的「分裂」膜，則通常優選BUR為1∶1-約1.5∶1。
收縮性可通過將膜固定在拉伸位置上並在驟冷前加熱數分鐘得到控制。熱起到穩定取向膜的作用，膜然後可被迫僅在高於熱穩定溫度的溫度下收縮。此外，膜也可受到輥壓、壓光、塗覆、壓花、印花或任何其他已知的典型的整飾操作。
用本領域的任何方法進行膜製備的工藝條件和參數可由熟練技術人員根據給定的聚合物組成和預期的應用容易地確定。膜具有的性質，如收縮性、拉伸強度、斷裂伸長率、衝擊強度、介電強度和介電常數、拉伸模量、耐化學品性、熔點、熱變形溫度和死褶性，取決於若干因素，包括上文提到的那些，如聚合物的組成、形成聚合物的方法、形成膜的方法以及膜是否經過拉伸處理或雙軸取向。膜的性質可通過向聚合物組合物中加入某些添加劑和填料(如上文所列舉的著色劑、染料、UV和熱穩定劑、抗氧劑、增塑劑、潤滑劑、防粘連劑和滑爽劑)加以進一步的調節。或者，如上文所述，磺化脂族-芳族共聚酯可與一種或多種其他聚合物材料共混以改進某些特性。
如Moss在US 4,698,372中、Haffner等在US 6,045,900中和McCormack在WO 95/16562中所公開的，如果希望，可形成微孔性的膜，特別是填充膜。例如，拉伸填充膜可產生細孔。微孔膜可用作液體和顆粒物質的屏障，但允許空氣和水蒸汽通過。在另外的實施方案中，為提高表面的適印性(吸墨性)、粘著性或其他期望的性質，膜可通過已知的常規的後成型操作如電暈放電、化學處理或火焰處理加以處理。
磺化脂族-芳族共聚酯的膜可用於廣泛的領域中。例如，所述膜可用作個人衛生製品如一次性尿布、失禁褲、女性衛生護墊、衛生巾、月經棉條、放棉條的器具、嘔吐袋、嬰兒褲、個人用吸收性產品的組分。所述膜具有阻水性，可避免水滲過，具有韌性，可與身體相適應並在使用中隨身體運動而伸展。使用後，當適當丟棄時，髒物件將很快生物降解。
作為進一步的實例，所述膜可用作農業上的保護膜，如覆蓋膜、種子覆蓋物、含種子的農用墊(「種子帶」)、垃圾袋和草坪廢物袋。含磺化脂族-芳族共聚酯的膜其進一步的示例性用途包括膠帶底材、袋子、袋子封口(closure)、床單、瓶子、紙板箱、集塵袋、織物柔軟劑片、摺疊式旅行袋、工業袋、垃圾袋、垃圾箱襯裡、堆肥袋、標籤、掛籤、枕套、床襯墊、便盆襯裡、繃帶、盒子、手絹、小袋、抹布、防護服、手術衣、手術單布、手術海綿、臨時性圍牆、臨時性擋板、玩具和抹布。
包含本發明的磺化脂族-芳族共聚酯的膜其特別優選的用途是食品包裝，特別是快餐包裝。食品包裝用途的具體實例包括快餐包裝紙、拉伸卷纏膜、真空密封膜、食品袋、小吃袋、雜貨袋、杯子、託盤、紙板箱、盒子、瓶子、板條箱、食品包裝膜、泡罩包裝紙(blisterpack wapper)和貼體包裝。特別是所述膜適於用作包裝紙。包裝紙用來包裝肉、其他易腐爛的製品和特別是快餐製品如三明治、漢堡包、甜品。理想地，用作包裝紙的磺化脂族-芳族共聚酯的膜能提供物理性質的良好平衡，包括紙樣硬挺性和足夠的韌性以便在用來包裝食品時不會撕裂；良好的死褶性，以便被摺疊、纏繞或被變換成另外的期望形狀時，包裝紙能保持其形狀而不易於自發地展開或打開；耐油，當需要時；防潮同時不讓溼氣冷凝到其中所裝的食品上。包裝紙可通過例如壓花、卷邊或絎縫形成光滑表面或有紋理的表面。包裝紙可填充以例如無機顆粒、有機顆粒(如澱粉)或填料的組合。
所述膜可被進一步加工以生產其他想要的製品，如容器。所述膜可熱成形，如US 3,303,628、US 3,674,626和US 5,011,735中的公開。所述膜可通過真空貼體包裝技術用來包裝食品(如肉)，如US3,835,618、US 3,950,919、US Re 30,009和US 5,011,735中的公開。所述膜可如下文所述被層壓到底材上。
本發明另一優選的方面涉及磺化脂族-芳族共聚酯在底材上的塗層和其生產方法以及由此得到的製品。塗層可用本發明的共聚酯的聚合物溶液、分散體、乳膠和乳液通過輥塗、刷塗、噴塗、刷塗或澆塗塗布底材、然後乾燥；或共擠出共聚酯與其他材料、粉末塗布到預成型的底材上；或用所述共聚酯通過熔融/擠出塗覆預成型的底材產生。底材可被單面或雙面塗覆。塗覆了聚合物的底材具有多種用途，如用在包裝中，特別是食品包裝中以及用作一次性杯、盤、碗和餐具。對一些用途來說，塗層的耐熱性是一個重要的性質。因此需要更高的熔點、玻璃化轉變溫度和結晶度以提供更好的耐熱性，同時又提供快速的生物降解速率。此外，還希望塗層提供良好的溼氣、油脂、氧氣和二氧化碳阻隔性，並具有良好的拉伸強度和較高的斷裂伸長率。塗層可自聚合物用已知的方法製得。例如，薄塗層可通過浸塗形成，如US 4,372,311和US 4,503,098中的公開；通過擠出到底材上形成，如US 5,294,483、US 5,475,080、US 5,611,859、US 5,795,320、US 6,183,814和US 6,197,380中的公開；或通過刮塗、攪塗、氣刀塗覆、印刷、Dahlgren、凹版印刷、粉末塗布、噴塗或其他方法形成。所述塗層可為任何期望的厚度，但優選聚合物塗層為0.25毫米(10密耳)厚或更薄，更優選介於約0.025毫米和0.15毫米(1密耳和6密耳)之間。但可形成更厚的塗層，厚度最高達約0.50毫米(20密耳)或更大。
各種底材可直接覆以膜。但本發明共聚酯的塗層優選通過溶液、分散體、乳膠或乳液流延塗布、粉末塗布或擠出到預成型的底材上形成。
塗層在底材上的溶液流延較熔融擠出能產生厚度更一致均勻的塗層。溶液流延包含將聚合物顆粒(如細粒或粉)與任何期望的配混添加劑(如增塑劑、填料、可共混的聚合物材料或著色劑)溶解在適合的溶劑中。溶液經過濾除去塵土或大顆粒並從狹縫模頭澆注到移動的預成型底材上，乾燥並讓塗層冷卻。擠出物厚度為成品塗層厚度的五到十倍。所述塗層然後可像擠出的塗層一樣加以整飾。聚合物分散體和乳液可通過相同的方法塗覆到底材上。可通過連續式刷塗機將塗層施加到織物、無紡織物、箔片片材、紙張、紙板和其他片材上。塗布刀如「刮刀」確保塗料(以水或有機介質中的溶液、乳液或分散體的形式)均勻鋪展在隨輥移動的載體上。得到的塗層然後經過乾燥。或者，聚合物溶液、乳液或分散體可被噴塗、刷塗、輥塗或傾塗到底材上。例如，Potts在US 4,372,311和US 4,503,098中公開了用水不溶性物質的溶液塗布水溶性底材，US 3,378,424中公開了用水性聚合物乳液塗布纖維性底材的方法。
在粉末塗布法中，聚合物以細粒徑粉的形式被塗布到底材上。待塗布的底材可被加熱到聚合物的熔化溫度以上，底材被浸在藉助通過多孔板的氣流流化的粉末聚合物床中。流化床通常不被加熱。聚合物層粘附在熱的底材表面並熔融形成塗層。塗層厚度可在約0.005英寸-0.080英寸(0.13-2.00毫米)的範圍內。其他粉末塗布法包括噴塗(其中底材在塗布後才被加熱)和靜電塗覆。例如，紙板容器可用熱塑性聚合物粉進行靜電噴塗，如US 4,117,971、US 4,168,676、US4,180,844、US 4,211,339和US 4,283,189中的公開。所述容器然後被加熱，使聚合物粉熔融形成層壓的聚合物塗層。
複雜形狀的金屬製品也可通過旋轉燒結法被覆以聚合物膜。所述製品被加熱到聚合物的熔點之上，然後被引入粉末聚合物的流化床中，其中的聚合物顆粒在上升氣流的作用下保持懸浮，從而通過燒結在金屬上沉積上塗層。本發明的聚合物的塗層可通過噴射熔融的霧化聚合物施加到底材如紙板上，如例如US 5,078,313、US5,281,446和US 5,456,754中的公開。
磺化脂族-芳族共聚酯的塗層優選通過熔融或擠出塗覆法形成。對於「無邊」產品的形成，如呈連續長度的塗布紙和紙板，擠出是特別優選的。聚酯在紙板上的擠出塗覆是廣為人知的。例如，Kane在US3,924,013中公開了可在烤箱中使用的託盤的形成，所述託盤自先前層壓了聚酯的紙板用機械力形成。Chaffey等在US 4,836,400中公開了杯子的生產，所述杯子由雙面均已塗覆聚合物的紙坯形成。Beavers等在US 5,294,483中公開了某些聚酯在紙底材上的擠出塗覆。作為擠出塗覆的又一個實例，電線和電纜可用自斜頭擠出的聚合物膜直接鎧裝。
壓延法也可用來在底材上產生聚合物層壓層。壓延機通常由二、三、四或五個用來提供蒸汽加熱或水冷的空心輥組成。通常，待壓延的聚合物在例如螺條式攪拌機如密煉機中軟化。可混入其他組分如增塑劑。軟化了的聚合物組合物然後被送進輥裝置中並被擠壓成膜的形狀。如果需要，可在先前的層上再施加一層聚合物(雙層)形成厚截面。底材(如織物、無紡織物或紙張)被送過壓延機的最後兩個輥，以便樹脂膜被壓進底材中。層壓層的厚度由壓延機最後兩個輥間的間隙確定。表面可作成有光澤的、無光澤的或壓花的。層壓層然後被冷卻並纏繞在輥上。底材上可塗覆多個聚合物層，如雙層、三層和多層膜結構。底材上的多層塗覆提供了包括前述關於多層結構的那些好處。多層塗層的形成可採用如前述形成多層結構的方法實現。適用於形成含磺化脂族-芳族共聚酯的多層塗層的適合的生物可降解、不生物可降解和天然的聚合物材料見上文制膜部分所述。
可塗覆以一或多個含磺化脂族-芳族共聚酯和任選其他聚合物的層的適合的底材其實例包括由紙張、紙板、卡紙、纖維板、纖維素(如Cellophane)、澱粉、塑料、聚苯乙烯泡沫、玻璃、金屬(例如鋁或馬口鐵、金屬箔)、聚合物泡沫、有機泡沫、無機泡沫、無機-有機泡沫和聚合物膜組成的製品。優選生物可降解的底材，如紙張、紙板、卡紙、纖維素、澱粉和生物有益的底材如無機和無機-有機泡沫。
適於用作底材的聚合物膜可含本發明的磺化脂族-芳族共聚酯和/或其他生物可降解或不生物可降解的材料。所述材料可以是衍生自天然的、衍生自天然但經改性的或是合成的。這類材料的實例在上文中關於多層結構和膜的形成部分有公開。有機泡沫，如衍生自膨脹澱粉和穀物的那些，可被塗覆以共聚酯。這類材料的公開見例如US 3,137,592、US 4,673,438、US 4,863,655、US 5,035,930、US5,043,196、US 5,095,054、US 5,300,333、US 5,413,855、US 5,512,090和US 6,106,753。這類材料的具體實例包括National Starch Company ofBridgewater，NJ的產品EcoFoam和EnPac公司(為一DuPont-Con AgraCompany)的產品EnviroFil。特別優選的有機-無機泡沫是蜂窩狀、高度填充以無機物(例如碳酸鈣、粘土、水泥或石灰石)、含基於澱粉的粘合劑(如馬鈴薯澱粉、玉米澱粉、蠟質玉米澱粉、米澱粉、小麥澱粉、木薯澱粉)和少量纖維的那些，如Andersen等在US 6,030,673中的公開。這樣的泡沫可通過將各組分如石灰石、馬鈴薯澱粉、纖維和水混合在一起形成糊狀物來生產。底材通過在兩個加熱的模子間擠壓糊狀物形成。糊狀物中含的水變成蒸汽，使模內的壓力升高並形成發泡產品。用這樣的方法生產的產品可從EarthShell Packaging公司買到，包括9英寸的盤、12盎司的碗和鉸接蓋的三明治和色拉容器(「蛤殼」)。
為改善塗覆方法，底材可用已知的常規的後成型操作(如電暈放電)、化學處理(如打底劑)、火焰處理和粘合劑加以處理。底材層可用例如聚乙烯亞胺(如Adcote313聚乙烯亞胺)的水溶液或苯乙烯-丙烯酸膠乳打底或可火焰處理，如US 4,957,578和US 5,868,309中的公開。底材可用擠出或其他已知的方法被覆以粘合劑。任何已知適用於施加塗層的粘合劑均可用。可用的粘合劑的具體實例包括膠水、明膠、酪素、澱粉、纖維素酯、脂族聚酯、聚(鏈烷酸酯)、脂族-芳族聚酯、磺化脂族-芳族聚酯、聚醯胺酯、松香/聚己內酯三嵌段共聚物、松香/聚(己二酸乙二醇酯)三嵌段共聚物、松香/聚(琥珀酸乙二醇酯)三嵌段共聚物、聚(醋酸乙烯酯)、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-(1-丁烯)共聚物、乙烯-(1-戊烯)共聚物、聚苯乙烯、丙烯酸樹脂類、PhoplexN-1031(一種丙烯酸膠乳，來自RohmHaas公司)、聚氨酯類、AS 390(一種水性聚氨酯粘合劑，來自Adhesion Systems Inc.)和AS 316(一種粘合催化劑，來自Adhesion Systems Inc.)、Airflex421(一種水基醋酸乙烯酯粘合劑，配方中有交聯劑)、磺化聚酯型聚氨酯分散液(如Bayer公司以DispercollU-54、DispercollU-53和DispercollKA-8756出售的)、非磺化的聚氨酯分散液(如Reichold公司的Aquathane97949和Aquathane97959；Air Products公司的Flexthane620和Flexthane630；BASF公司的LuphenD DS 3418和LuphenD 200A；Zeneca Resins公司的Neorez9617和Neorez9437；Merquinsa公司的QuilasticDEP 170和Quilastic172；B.F.Goodrich公司的Sancure1601和Sancure815)、尿烷-苯乙烯聚合物分散液(如Air ProductsChemicals公司的Flexthane790和Flexthane791)、非離子聚酯型聚氨酯分散液(如Zeneca Resins公司的Neorez9249)、丙烯酸分散液(如Jager公司的JagotexKEA-5050和JagotexKEA-5040；B.F.Goodrich公司的Hycar26084、Hycar26091、Hycar26315、Hycar26447、Hycar26450和Hycar26373；RohmHaas公司的RhoplexAC-264、RhoplexHA-16、RhoplexB-60A、RhoplexAC-234、RhoplexE-358和RhoplexN-619)、矽烷化的陰離子丙烯酸酯-苯乙烯聚合物分散液(如BASF公司的AcronalS-710和Scott Bader Inc.的Texigel13-057)、陰離子丙烯酸酯-苯乙烯分散液(如BASF公司的Acronal296D、AcronalNX 4786、AcronalS-305D、AcronalS-400、AcronalS-610、AcronalS-702、AcronalS-714、AcronalS-728和AcronalS-760；B.F.Goodrich公司的CarbosetCR-760；RohmHaas公司的RhoplexP-376、RhoplexP-308和RhoplexNW-1715K；ReicholdChemicals公司的Synthemul40402和Synthemul40403；Scott BaderInc.的Texigel13-57、Texigel13-034和Texigel13-031；AirProductsChemicals公司的Vancryl954、Vancryl937和Vancryl989)、陰離子丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈分散液(如BASF公司的AcronalS 886S、AcronalS 504和AcronalDS 2285 X)、丙烯酸酯-丙烯腈分散液(如BASF公司的Acronal35D、Acronal81D、AcronalB 37D、AcronalDS 3390和AcronalV275)、氯乙烯-乙烯乳液(如Air Products and Chemicals Inc.的Vancryl600、Vancryl605、Vancryl610和Vancryl635)、乙烯基吡咯烷酮/苯乙烯共聚物乳液(如ISP Chemicals的Polectron430)、羧化和未羧化的醋酸乙烯酯-乙烯分散液(如Air Products and Chemicals Inc.的Airflex420、Airflex421、Airflex426、Airflex7200和AirflexA-7216；ICI的Dur-o-setE-150和Dur-o-setE-230)、醋酸乙烯酯均聚物分散液(如ICI的Resyn68-5799和Resyn25-2828)、聚氯乙烯乳液(如B.F.Goodrich公司的Vycar460×24、Vycar460×6和Vycar460×58)、聚偏氟乙烯(如Elf Atochem的Kynar32)、乙烯丙烯酸共聚物分散液(如Morton International的Adcote50T4990和Adcote50T4983)、聚醯胺分散液(如Union Camp公司的Micromid121RC、Micromid141L、Micromid142LTL、Micromid143LTL、Micromid144LTL、Micromid321RC和Micromid632HPL)、陰離子的羧化或未羧化丙烯腈-丁二烯-苯乙烯乳液和丙烯腈乳液(如B.F.Goodrich的Hycar1552、Hycar1562×107、Hycar1562×117和Hycar1572×64)、衍生自苯乙烯的樹脂分散液(如Hercules的Tacolyn5001和PiccotexLC-55WK)、衍生自脂族和/或芳族烴的樹脂分散液(如Exxon的Escorez9191、Escorez9241和Escorez9271)、苯乙烯-馬來酸酐(如AtoChem的SMA1440H和SMA1000)及衍生自它們的混合物。優選底材被塗覆以生物可降解的粘合劑層如膠水、明膠、酪素或澱粉。
粘合劑可在例如熔融過程中或用常規的溶液、乳液、分散體或其他塗覆方法施用。例如，US 4,343,858公開了通過共擠出聚酯罩面膜和丙烯酸、甲基丙烯酸或乙基丙烯酸的酯的中間層到紙板上形成的塗布紙板。US 4,455,184公開了向紙板底材上共擠出聚酯層和聚合物粘合劑層的方法；Fujita等在US 4,543,280中公開了粘合劑在向可在烤箱中使用的紙板上的擠出塗覆中的使用；Huffman等在US4,957,578中公開了在聚乙烯塗布紙板上擠出聚酯層。聚乙烯層可經電暈放電或火焰處理以提高粘合性。他們進一步公開了通過共擠出(在紙板上擠出聚乙烯層、在聚乙烯上擠出聚酯層並在聚乙烯層和聚酯層之間共擠出Bynel粘合劑的粘結層)直接形成所述結構。本領域的一般技術人員可根據聚合物的組成和用於形成塗層的方法及期望的應用確定適宜的工藝參數。
塗層具有的性質，如收縮性、拉伸強度、斷裂伸長率、衝擊強度、介電強度和介電常數、拉伸模量、耐化學品性、熔點和熱變形溫度，取決於多種因素，包括上文關於膜部分所討論的那些，如聚合物的組成、形成聚合物的方法、形成塗層的方法以及生產過程中塗層是否經取向。塗層的性質可通過向聚合物組合物中加入添加劑和/或填料來調節，如上面所列舉的著色劑、染料、UV和熱穩定劑、抗氧劑、增塑劑、潤滑劑、防粘連劑和滑爽劑。或者，如上文所述，磺化脂族-芳族共聚酯可與一種或多種其他聚合物材料共混以改進某些特性。
底材可在塗覆前或塗覆後形成物件。例如，容器可自平的塗布紙板通過壓製成形、真空成形或摺疊和粘合成最終的預期形狀而生產。塗布了的平紙板坯可通過施加熱和壓力形成託盤，如US 4,900,594中的公開。食品和飲料容器的真空成形在US 5,294,483中公開。可自塗布底材生產的製品包括例如餐具、花盆、郵箱、燈具、菸灰缸、遊戲板、食品容器、快餐容器、紙板箱、盒子、牛奶紙盒、果汁容器、飲料容器託架、冰淇淋紙盒、杯子、一次性酒杯、兩件套杯、單件摺疊杯、錐形杯、咖啡杯、有蓋杯、蓋子、吸管、杯蓋、法式薯條容器、快餐外帶盒、包裝、支撐盒、糖果盒、化妝品盒、盤子、碗、自動售貨盤、餅盤、託盤、烤盤、早餐盤、微波爐可用的餐盤、「電視」餐盤、蛋盒、裝肉的大淺盤、可用於容器如杯子或食品容器的一次性襯裡、基本呈球形的物體、瓶子、罐子、板條箱、碟子、小藥品瓶、內包裝如隔離物、襯裡、定位墊、角撐、護角、間隙墊、鉸接板、託盤、漏鬥、彈性墊料、和容器內包裝、貯存、發運、分配、招待或發放製品所用的其他物件。
防水聚合物塗布紙和紙板常用在食品包裝材料中和用作一次性容器。塗布聚合物和多層塗覆結構能賦予包裝隔氧、隔水蒸汽和隔味的作用以利於包裝內產品的保存。
包含本發明的磺化脂族-芳族共聚酯的塗層可用於廣泛的領域。例如，所述塗層可用作個人衛生用品如一次性尿布、失禁褲、女性衛生護墊、衛生巾、月經棉條、放棉條的器具、嘔吐袋、嬰兒褲、個人用吸收性產品的組分。包含所述磺化脂族-芳族共聚酯的塗層具有優良的阻水性，可避免水滲過，具有優良的韌性，容易適應身體並在使用中隨身體運動而伸展。使用後，當適當丟棄時，髒物件將很快生物降解。
作為進一步的實例，包含所述磺化脂族-芳族共聚酯的塗層可用作農業上的保護膜，如覆蓋膜、種子覆蓋物、含種子的農用墊(「種子帶」)、垃圾袋和草坪廢物袋。所述塗層的其他示例性用途包括膠帶底材、袋子、袋子封口、床單、瓶子、紙板箱、集塵袋、織物柔軟劑片材、摺疊式旅行袋、工業袋、垃圾袋、垃圾箱襯裡、堆肥袋、標籤、掛籤、枕套、床襯墊、便盆襯裡、繃帶、盒子、手絹、小袋、抹布、防護服、手術衣、手術單布、手術海綿、臨時性圍牆、臨時性擋板、玩具和抹布。
包含所述磺化脂族-芳族共聚酯的塗層其特別優選的用途是食品包裝，特別是快餐包裝。食品包裝用途的具體實例包括快餐包裝紙、拉伸卷纏膜、真空密封膜、食品袋、小吃袋、雜貨袋、杯子、託盤、紙板箱、盒子、瓶子、板條箱、食品包裝膜、泡罩包裝紙、貼體包裝、鉸接蓋的三明治和色拉容器(「蛤殼」)。所述塗層其他優選的終端用途是包裝紙。包裝紙可呈例如聚合物塗布紙的形式。包裝紙可用來包裝肉、其他易腐爛的製品和特別是快餐製品如三明治、漢堡包和甜品。理想地，用作包裝紙的本發明的塗層能提供性能的平衡，如上文關於膜部分所公開的。包裝紙可具有光滑的表面或有紋理的表面，並可填充以例如無機顆粒、有機顆粒(如澱粉)或有機和無機填料的組合。
本發明其他優選的方面涉及磺化脂族-芳族共聚酯在底材上的層壓層和其生產方法以及由此得到的製品。層壓層與塗層的區別在於在層壓中是將預製膜附到底材上。包含磺化脂族-芳族共聚酯的膜(按上文所述方法製備)可用已知的方法如熱成形、真空熱成形、真空層壓、壓力層壓、機械層壓、貼體包裝和粘合層壓被層壓到多種底材上。取決於層壓了聚酯的底材的預期用途，底材可被單面或雙面層壓。底材可在層壓前成形為最終用途的形狀，如盤、杯、碗、託盤狀，或可在仍待成形的過渡形狀如片材或膜時被層壓。膜可通過施加熱和/或壓力(如用加熱的粘結輥)加到底材上。層壓層粘結強度或剝離強度通常可通過高溫和/或高壓的使用而提高。可用的粘合劑包括熱熔粘合劑和溶劑型粘合劑。要改善層壓過程，膜和/或底材可用已知的常規的後成型操作如前述電暈放電、化學處理(如打底劑)、火焰處理加以處理。例如，US 4,147,836描述了使紙板經受電暈放電以改善聚對苯二甲酸乙二醇酯膜的層壓過程。例如，Quick等在US4,900,594中公開了電暈處理聚酯膜來促進用粘合劑在紙坯上的層壓；Schirmer在US 5,011,735中公開了使用電暈處理來幫助不同吹塑膜之間的粘合；US 5,679,201和US 6,071,577中公開了使用火焰處理來幫助聚合物層壓過程中的粘合；Sandstrom等在US 5,868,309中公開了使用由某些苯乙烯-丙烯酸材料組成的紙板底材打底劑來改善紙板底材與聚合物層壓層的粘合。
生產用作容器和紙板箱的聚合物塗布底材或層壓紙和紙板底材的方法是廣為人知的，其公開見例如US 3,863,832、US 3,866,816、US 4,337,116、US 4,456,164、US 4,698,246、US 4,701,360、US4,789,575、US 4,806,399、US 4,888,222和US 5,002,833。Kane在US3,924,013中公開了可在烤箱中使用的託盤的形成，所述託盤自先前層壓了聚酯的紙板用機械力形成。Schmidt在US 4,130,234中公開了紙杯的聚合物膜層壓。將膜層壓在無紡織物上公開於US 6,045,900和US 6,309,736。
可讓含磺化脂族-芳族共聚酯的膜經過加熱和壓力/夾輥以便層壓到平底材上。更通常而言，膜用自熱成型派生的方法層壓到底材上，其中，膜通過例如真空層壓、加壓層壓、氣動層壓或機械層壓法層壓到底材上。受熱時膜軟化並可被拉伸到任何形狀的底材上。將聚合物膜加到預成型底材上的方法是廣為人知的，例如US 2,590,221中的公開。在真空層壓中，膜可被夾住或簡單地固定在底材上，然後加熱直至變軟。然後施加真空，通常通過多孔底材或內部設計的通孔，使軟化的膜進入底材的輪廓中並層壓到底材上。然後使層壓層冷卻，冷卻過程中可保持或不保持真空。
對於需要深拉的底材形狀，如杯子、深碗、盒子和紙板箱，可使用助壓模塞。在這類底材形狀中，軟化的膜傾向於在到達底材形狀的底座或底部前顯著變薄，使得僅在底材形狀的底部留下薄而弱的層壓層。助壓模塞是任何類型的機械輔助機構，能向底材形狀中不然其處的層壓層會很薄的區域傳送更多的膜料。助壓模塞法可適應真空和加壓層壓方法。
膜在預成型底材上的真空層壓方法是廣為人知的，例如US4,611,456和US 4,862,671中的公開。例如，Knoell在US 3,932,105中公開了將膜真空層壓到摺疊紙板箱上的方法。真空層壓方法見例如Lee等在US 3,957,558中和Foster等在US 4,337,116中的公開。助壓模塞真空層壓方法見例如Wommelsdorf等在US 4,124,434中及Faller在US 4,200,481和US 4,257,530中的公開。加壓層壓是另一種有用的方法。在加壓層壓中，膜被夾住並加熱直到軟化，然後通過施加到與底材相對的膜側的氣壓被迫進入待層壓底材的輪廓中。可存在排氣孔以使殘存空氣逃逸出去，或在更通常的情況下，底材是多孔的，氣體可穿過底材簡單地逃逸出去。一旦被層壓的底材冷卻和膜固化，即可釋放氣壓。與真空層壓相比，加壓層壓傾向於加快生產周期、提高部件精度和更精確地控制尺寸。膜在預成型底材上的加壓層壓見例如US 3,657,044、US 4,862,671和US 4,092,201中的公開。
機械層壓包括任何不使用真空或氣壓的層壓法。在機械層壓中，膜被加熱，然後通過機械力施加到底材上。機械層壓可包括模子和壓力輥的使用。
本發明的適合的底材可包括由紙張、紙板、卡紙、纖維板、纖維素(如Cellophane纖維素)、澱粉、塑料、聚苯乙烯泡沫、玻璃、金屬(例如鋁或馬口鐵、金屬箔)、聚合物泡沫、有機泡沫、無機泡沫、無機-有機泡沫和聚合物膜組成的製品。優選生物可降解的底材，如紙張、紙板、卡紙、纖維素、澱粉和生物有益的底材如無機和無機-有機泡沫。
適合用作底材的聚合物膜可含本發明的磺化脂族-芳族共聚酯和/或其他生物可降解或不生物可降解的聚合物材料。所述材料可以是衍生自天然的、衍生自天然但經改性的或是合成的。
適合用作附加層的生物可降解、非生物可降解的合成材料其實例包括上文所公開的用於製備共混物的材料。
有機泡沫，如衍生自膨脹澱粉和穀物的那些，可用作層壓的底材。這類材料的公開見例如US 3,137,592、US 4,673,438、US4,863,655、US 5,035,930、US 5,043,196、US 5,095,054、US 5,300,333、US 5,413,855、US 5,512,090和US 6,106,753。適合的泡沫的具體實例包括EcoFoam泡沫(National Starch Company of Bridgewater，NJ的產品，為羥丙基化的澱粉產品)和EnviroFil泡沫(EnPac公司(為一Pont-Con Agra Company)的產品)。
特別優選的有機-無機泡沫是蜂窩狀、高度填充以無機物(例如碳酸鈣、粘土、水泥或石灰石)、含基於澱粉的粘合劑(如馬鈴薯澱粉、玉米澱粉、蠟質玉米澱粉、米澱粉、小麥澱粉、木薯澱粉)和少量纖維的那些，如Andersen等在US 6,030,673中的公開。自這類泡沫製得的產品包括9英寸的盤、12盎司的碗和鉸接蓋三明治和色拉容器(「蛤殼」)，其商品可從EarthShell Packaging公司買到。
底材可用已知的方法在層壓前成型為其最終形狀。例如，對於紙漿模塑底材，可用「精密模製」、「帶模乾燥(die-drying)」和「封閉乾燥(close-drying)」方法。所述方法包括將水性淤漿中的纖維漿通過覆有篩網的敞露口(screen-covered open-face)真空模模製成基本為成品的輪廓形狀，然後在由成對的熱模頭施加的強烈壓力下乾燥溼的預製坯。這樣的方法其公開見例如US 2,183,869、US 4,337,116和US4,456,164。精密模製紙漿製品可為密實、堅固和粗硬的，具有光滑、熱熨的表面修飾。通過這樣的方法生產的一次性紙盤已由Huhtamaki公司以商品名「Chinet」出售。
紙漿模塑底材可用通常所知的「自由乾燥」或「敞口乾燥」方法生產。自由乾燥方法包括將水性淤漿中的纖維漿通過覆有篩網的敞露口真空模模製成基本為最終形狀，然後在自由空間中乾燥溼的預製坯，如將其放在傳送帶上並使其慢慢通過加熱的乾燥爐。模製紙漿製品通常具有不緻密的密實度、有彈性的柔性度和不規則的纖維手感和外觀。紙漿模塑底材也可在自由乾燥方法中成型後通過「後壓」生嚴，如US 2,704,493中的公開，或用常規的方法生產，如US 3,185,370中的公開。
層壓底材可用已知的方法(如壓製成形或摺疊)轉變為最終的形狀。這樣的方法其公開見例如US 3,924,013、4,026,458、US 4,456,164和US 4,900,594。
如上面所公開的，可將粘合劑施用到膜、底材或膜和底材上以增強層壓層的粘結強度。膜在預成型底材上的粘合層壓是廣為人知的，例如Schmidt在US 4,130,234中、Dropsy在US 4,722,474中、Quick等在US 4,900,594中、Martini等在US 5,110,390中及Gardiner在US5,679,201和US 6,071,577中的公開。粘合劑可用常規的塗布技術或通過共擠出施加到膜上，或底材和/或膜可被塗覆以粘合劑。在施加磺化脂族-芳族共聚酯層壓層中適用的粘合劑的具體實例見上文的公開。
含本發明的磺化脂族-芳族共聚酯的層壓材料可用在廣泛的領域中。例如，所述層壓材料可用作個人衛生製品如一次性尿布、失禁褲、女性衛生護墊、衛生巾、月經棉條、放棉條的器具、嘔吐袋、嬰兒褲、個人用吸收性產品的組分。本發明的層壓材料具有優異的阻水性，可避免水滲過，具有優良的韌性，容易與身體相適應並在使用中隨身體運動而伸展。使用後，當適當丟棄時，髒物件將很快生物降解。作為其他實例，所述層壓材料可用作農業上的保護膜，如覆蓋膜、種子覆蓋物、含種子的農用墊(「種子帶」)、垃圾袋和草坪廢物袋、膠帶底材、袋子、袋子封口、床單、瓶子、紙板箱、集塵袋、織物柔軟劑片材、摺疊式旅行袋、工業袋、垃圾袋、垃圾箱襯裡、堆肥袋、標籤、掛籤、枕套、床襯墊、便盆襯裡、繃帶、盒子、手絹、小袋、抹布、防護服、手術衣、手術單布、手術海綿、臨時性圍牆、臨時性擋板、玩具和抹布。
包含本發明的磺化脂族-芳族共聚酯的層壓材料其特別優選的用途是食品包裝，特別是快餐包裝。快餐包裝用途的具體實例包括快餐包裝紙、拉伸卷纏膜、真空密封膜、食品袋、小吃袋、冷凍食品容器、酒杯或高腳杯、用於液體食品的熱封硬紙盒、一次性碟子、一次性容器、雜貨袋、杯子、託盤、紙板箱、盒子、瓶子、板條箱、食品包裝膜、泡罩包裝紙、貼體包裝、鉸接蓋三明治和色拉容器(「蛤殼」)。在用於熱飲的杯子中，優選具有聚酯層壓層，所述層壓層優選僅在內表面上不透水。另一方面，用於冷飲的杯子優選在杯子的內、外表面上均有聚酯塗層，以避免水冷凝在杯子的外表面上。對於熱封的硬紙盒，優選容器的內、外表面上均有聚酯塗層。
本發明的層壓材料其特別優選的終端用途是製作包裝紙。包裝紙可呈例如聚合物層壓紙的形式。包裝紙可用來包裝肉、其他易腐爛的製品和特別是快餐製品如三明治、漢堡包和甜品。理想地，包裝紙具有物理性質的良好平衡，包括紙樣硬挺性和足夠的韌性以便在用來包裝製品時不會撕裂；良好的死褶性，以便在摺疊、纏繞或變換成另外的期望形狀時，包裝紙能保持其形狀而不易於自發地展開或打開；耐油，當需要時；防潮同時不讓溼氣冷凝到例如三明治上。包裝紙可通過例如壓花、卷邊或絎縫形成光滑表面或有紋理的表面。包裝紙可填充以有機和/或無機填料。對於一些應用，優選包裝紙具有紙一樣的手感和外觀。
本發明的磺化脂族-芳族共聚酯可被成型為片材。本文中用到的術語「片材」其厚度大於約0.25毫米(10密耳)，優選介於約0.25毫米和25毫米之間，更優選為約2毫米-約15毫米，甚至更優選為約3毫米-約10毫米。在優選的實施方案中，含本發明的磺化脂族-芳族共聚酯的片材具有的厚度足以使片材呈剛性，剛性通常發生在0.50毫米或更大厚度。但是可形成厚度大於25毫米、小於0.25毫米的片材。聚合物片材具有多種用途，如用在標識、玻璃窗、熱成型製品、顯示器和顯示器底材中。對於許多用途，片材的耐熱性是一個重要的要素。因此，需要更高的熔點、玻璃化轉變溫度和結晶度以提供更好的耐熱性和更高的穩定性。此外，希望片材具有耐紫外線和劃痕性、良好的拉伸強度、高度的光學透明性和良好的衝擊強度，特別是在低溫下。
本發明的磺化脂族-芳族共聚酯可從聚合熔體直接形成片材。或者，所述共聚酯可從熔體形成易於加工的形狀(如粒料)，這樣的形狀然後可用來形成片材。片材可用來形成標識、玻璃窗(如公共汽車候車亭、天窗或休閒車中)、顯示器、車燈和例如熱成型製品中。
片材可用已知的方法如擠出、溶液流延或注塑法形成。本領域的一般技術人員可根據共聚酯的粘度特性和片材的期望厚度容易地確定這類方法的參數。在優選的實施方案中，含共聚酯的片材通過溶液流延或擠出形成。擠出對於「無邊」產品如呈連續長度的膜和片材的形成是特別優選的。例如，PCT申請WO 96/38282和WO 97/00284公開了通過熔融擠出形成可結晶的片材。
擠出方法在上文中關於膜的形成部分有公開；這類方法也可用在片材的形成中。擠出後，聚合物片材被卷取在輥上，經冷卻，再用設計以防止片材後續變形的裝置取下。使用已知的擠出機時，片材的生產可通過向激冷輥上擠出一薄層聚合物、然後由張緊輥進一步將片材牽伸至合適的尺寸(＞0.25毫米)而實現。優選成品片材厚度大於0.25毫米。在大量製備片材時，可採用片材壓延機。壓延機的使用在上文中關於膜的形成部分有公開。
擠出法可與多種後擠出操作組合使用以擴展通用性。示例性的後成型操作包括改變圓形為橢圓形、拉伸片材到不同的尺寸、機械加工和衝孔及雙軸拉伸。含本發明的磺化脂族-芳族共聚酯的聚合物片材可在擠出和/或整飾期間與其他聚合物材料合併以形成具有改進性能(如水蒸汽不滲透性能)的層壓材料或多層片材。多層或層壓片材可通過任何已知的方法生產，並可通過如已知的熱、粘合劑和/或粘結層將多至五個或更多個分離的層接在一起。
片材也可通過溶液流延生產，溶液流延較熔融擠出能產生厚度更一致均勻的片材。溶液流延包含將呈例如細粒或粉狀的聚合物材料與任何期望的配混添加劑(如增塑劑或著色劑)溶解在適合的溶劑中。溶液經過濾除去塵土或大顆粒並從狹縫模頭澆注到移動帶(優選不鏽鋼的)上，乾燥並在其上冷卻。擠出物厚度為成品片材厚度的五到十倍。所述片材然後可用整飾擠出片材所用的方法加以整飾。或者，片材或片材樣製品如碟子可用已知的方法通過注塑法形成。本領域的一般技術人員可根據聚合物的組成和形成片材所用的方法確定適宜的工藝參數。
不管片材是如何形成的，其均可受到雙軸取向，如上文中關於取向膜的形成部分所公開的。雙軸拉伸的片材優選用於需要均勻薄片材的某些用途中。
片材所具有的性質由多種因素決定，包括聚合物的組成、形成聚合物的方法、形成片材的方法以及片材是否經過拉伸或雙軸取向。受這類因素影響的性質包括收縮性、拉伸強度、斷裂伸長率、衝擊強度、介電強度和介電常數、拉伸模量、耐化學性、熔點和熱變形溫度。片材的性質可通過向聚合物組合物中加入某些添加劑和填料(如上面所列舉的著色劑、染料、UV和熱穩定劑、抗氧劑、增塑劑、潤滑劑、防粘連劑和滑爽劑)加以進一步的調節。或者，本發明的磺化脂族-芳族共聚酯可與一種或多種其他聚合物如澱粉共混以改進某些性能。可加入其他聚合物以改變如透氣性、光學透明性、強度和/或彈性等特性。
片材可通過任何已知的方法熱成型為任何期望的形狀，例如用於蓋子、天窗、異形溫室玻璃窗、顯示器和食品託盤。熱成型通過將片材加熱到足夠的溫度和足夠的時間以軟化共聚酯從而使片材能夠容易地模塑成期望的形狀而實現。在這點上，本領域的一般技術人員可根據聚酯片材的粘度和結晶特性確定最佳的熱成型參數。
本發明的磺化脂族-芳族共聚酯可用在塑料容器的生產中。塑料容器廣泛用於盛裝食品和飲料以及非食品物質。這樣的容器可用已知的方法如擠出、注塑、注坯吹塑、旋轉模塑、熱成型以及拉伸吹塑法生產。優選自本發明的磺化脂族-芳族共聚酯生產的容器通過拉伸吹塑法生產，這種方法通常用於生產聚(對苯二甲酸乙二醇酯)(PET)容器如瓶子。其中預成型的型坯(通常通過注塑法得到)從模中取出然後在單獨的步驟中受到拉伸吹塑的冷型坯法是特別有用的。也可使用已知的熱型坯法，其中熱型坯在相同的裝置中立即受到拉伸吹塑而不在注塑後完成冷卻以得到型坯。型坯的溫度根據聚合物的組成而定。通常，型坯溫度在約90℃-約160℃的範圍內是有用的。拉伸吹塑的溫度也取決於聚合物的組成，但約80℃-約150℃的模溫通常是有用的。
自本發明的共聚酯生產的容器可具有任何期望的形狀，包括有螺紋蓋、容積為約400毫升-約3升的細口瓶和廣口瓶，但也可形成更小或更大的容器。所述容器可用在標準的冷罐裝應用中。一些共聚酯組合物適於熱罐裝應用。所述容器適於盛裝食品和飲料以及其他固體和液體。所述容器通常是光亮透明的，但如果需要可通過添加著色劑和染料或通過引起聚合物結晶(導致不透明)被改變為有色或不透明的。
本發明的磺化脂族-芳族共聚酯也可形成纖維。本文中用到的術語「纖維」包括連續的單絲、未加捻或交纏的復絲、短纖維、細紗和無紡材料。這樣的纖維可用來形成不均的織物、針織物、織物卷材或任何其他含纖維的結構如輪胎帘布。聚酯纖維大量生產用於廣泛的應用中。特別是，聚酯纖維在紡織品特別是和天然纖維如棉和羊毛的組合使用中是理想的。衣服、地毯和其他製品可從所述纖維生產。此外，由於其彈性和強度，聚酯纖維在工業應用中的使用是理想的。特別是它們被用於生產如輪胎帘布和繩索等製品。
所述纖維可用已知的生產合成纖維用的常規方法來生產。通常，這樣的方法包括將聚合物紡或拉成絲，然後通過將許多絲繞在一起形成紗。所述纖維常根據待從纖維生產的最終產品通過機械和/或化學處理賦予期望的特性如強度、彈性、耐熱性、(織物的)手感。熔融紡絲對於生產聚酯纖維通常是優選的。
對於纖維的生產，優選選擇磺化脂族-芳族共聚酯的單體組合物產生部分結晶的聚合物。結晶性對於形成纖維以提供強度和彈性是需要的。剛開始生產出來時，聚酯其結構大多是無定形的。在優選的實施方案中，聚酯一經重新加熱和/或伸展即很容易結晶。
熔融紡絲包括加熱聚合物形成熔融液體或在加熱面上熔化聚合物。熔融聚合物被迫通過有多個細孔的噴絲頭。通過噴絲頭後一與空氣或非反應性氣流接觸，來自各個噴絲頭的聚合物即固化成絲。從噴絲頭出來後絲通過匯聚導紗鉤在下遊匯聚在一起，並可被一個輥或多個輥卷取。用該方法可形成各種尺寸和橫截面的絲，包括具有例如圓形、橢圓形、正方形、矩形、葉形或狗骨形截面的絲。
在纖維擠出和卷取後，纖維通常被拉伸，拉伸增大結晶度並使期望的性質(如沿縱軸的取向)最大化，從而增大彈性和強度。拉伸可用一系列輥(其中的一些輥通常被加熱)與卷取一起實現，或在纖維形成過程中作為單獨的階段實現。
根據期望的纖維尺寸，聚合物的紡絲速度可為約600-6000米/分鐘或更高。對於紡織品應用，希望纖維的每根絲為約0.1-約100旦尼爾。優選約0.5-20旦尼爾，更優選0.7-10旦尼爾。但對於工業應用，纖維的每根絲可為約0.5-100旦尼爾，優選約1.0-10.0旦尼爾，最優選3.0-5.0旦尼爾。給定應用中纖維需要具有的尺寸和強度可由本領域的一般技術人員容易地確定。
得到的絲狀材料可通過使用另外的加工設備得到進一步的加工，或可直接用於要求連續長絲紗的應用中。如果需要，絲狀材料可隨後通過已知的假捻變形條件或其他的已知方法從扁平長絲紗轉變為變形紗。特別是，增大纖維的表面積以提供更軟的手感和提高纖維的呼吸能力是可取的，從而在例如紡織品情形下提供更好的保溫和保水性。要增大纖維的表面積，可通過例如假捻法、空氣噴射、刀口捲曲、齒輪捲曲或填塞箱使纖維捲曲或加捻。或者，纖維可被切短，稱為短纖維，短纖維可加工成紗線。熟練技術人員可根據預期的應用和纖維的組成確定捲曲和加捻的最佳方法。
纖維形成後可通過任何已知的適宜方法整飾為期望的最終用途。在紡織品情形下，這可包括染色、上漿、或加入適宜的化學劑如抗靜電劑、阻燃劑、紫外光穩定劑、抗氧劑、顏料、染料、防汙劑和抗菌劑，以調節纖維的外觀和手感。對於工業應用，纖維可經處理以賦予另外的期望特性，例如強度、彈性或收縮性。
含本發明的磺化脂族-芳族共聚酯的連續絲纖維可或直接或變形後用於廣泛的應用中，如用於例如服裝和家居的裝飾。高韌性纖維可用在工業應用中如高強度纖維、油布、帆布、縫紉線和輪胎的橡膠補強和三角皮帶中。含本發明的磺化脂族-芳族共聚酯的短纖維可用來與天然纖維特別是棉和羊毛形成共混物。聚酯纖維是具有耐化學品性的纖維，通常能防黴和耐天然纖維所固有的其他問題。聚酯纖維進一步提供強度和抗磨損性並降低材料的成本。因此，其在紡織品和其他商業應用如服裝、家飾和地毯用織物中的使用是理想的。此外，本發明的磺化脂族-芳族共聚酯可與另外的合成或天然聚合物一起使用以形成不均勻的纖維，從而提供具有改進性質的纖維。不均勻的纖維和雙組分纖維可以任何適合的方式形成，如並列、皮-芯和母體設計。
本發明的磺化脂族-芳族共聚酯可形成為成型發泡製品。聚酯(如聚對苯二甲酸乙二醇酯)通常較其他聚合物具有更高的密度，因此需要能將聚酯材料發泡以減小模製件、膜、片材、食品託盤和熱成型件的重量。這樣的發泡製品較未發泡製品也能提供更好的保溫性能。
通常優選待發泡的聚酯具有足夠高的熔體粘度以將發泡形狀保持足夠長的時間以便聚酯固化形成最終的發泡製品。足夠的熔體粘度可通過提高所形成聚酯的特性粘度獲得，通常用後聚合方法，如前述固態聚合法。或者，可向聚酯中加入支化劑，如US 4,132,707、US 4,145,466、US 4,999,388、US 5,000,991、US 5,110,844、US 5,128,383和US 5,134,028中所述。這樣的支化聚酯還可另外經歷如前述的固態聚合，以進一步提高熔體粘度。所述聚酯也可含擴鏈劑如二酐或聚環氧化物，所述擴鏈劑通常在發泡過程中加入。
本發明的磺化脂族-芳族共聚酯可通過多種方法發泡，包括在擠出或模塑操作期間向熔體中注入惰性氣體如氮氣或二氧化碳。或者，可使用惰性的烴氣如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷和戊烷或氟氯烴、氫氟氯烴、氫氟烴。另一種方法包括化學發泡劑與聚酯幹混、然後擠出或模塑共混物以提供發泡製品。在擠出或模塑操作期間，惰性氣體如氮氣從發泡劑中釋放出來並提供發泡作用。典型的發泡劑包括偶氮二甲醯胺、聯二脲(hydrazocarbonamide)、二亞硝基五亞甲基四胺、對-甲苯磺醯亞肼基二甲酸酯、5-苯基-3，6-二氫-1，3，4-氧雜-二嗪-2-酮、硼氫化鈉、碳酸氫鈉、5-苯基四唑和p，p』-氧基雙(苯磺醯肼)。另一種方法涉及將碳酸鈉或碳酸氫鈉與一份聚酯粒料共混、有機酸如檸檬酸與另一份聚酯粒料共混，然後通過在升高的溫度下擠出或模塑將兩類粒料共混。二氧化碳氣體從碳酸鈉和檸檬酸的相互作用中釋放出來以在聚合物熔體中提供需要的發泡作用。
希望所述可發泡的聚酯組合物中含成核劑以生成引發發泡的部位、影響發泡片材或物體的孔眼大小並加速發泡製品的固化。成核劑的實例包括醋酸鈉、滑石粉、二氧化鈦、聚烯烴材料如聚乙烯和聚丙烯。
聚合物發泡裝置和方法是廣為人知的，例如US 5,116,881、US5,134,028、US 4,626,183、US 5,128,383、US 4,746,478、US 5,110,844、US 5,000,844和US 4,761,256、Kirk-Othmer Encyclopedia of ChemicalTechnology第三版第11卷第82-145頁(1980)(John Wiley and Sons，Inc.，New York，N.Y.)和Encyclopedia of Polymer Science and Engineering第二版第2卷第434-446頁(1985)(John Wiley and Sons，Inc.，New York，N.Y.)中的公開。
如上文所公開的，所述可發泡的聚酯組合物可含多種添加劑和/或填料，並可與其他材料共混。對於生物可降解的泡沫，纖維素、纖維素衍生物如化學改性的纖維素、澱粉和澱粉衍生物如化學改性澱粉和熱塑性澱粉的添加是特別優選的。
實施例測試方法除非另有指出，否則本文所公開的實施例和對照實施例中均使用下述測試方法。
差示掃描量熱(DSC)在TA Instruments的2920型儀器上進行。樣品在氮氣氛中以20℃/分鐘的速率加熱至300℃，以20℃/分鐘的速率程序冷卻回室溫，然後以20℃/分鐘的速率重新加熱至300℃。下文提供的觀察到的樣品Tg和結晶熔融溫度(Tm)來自第二次加熱。
特性粘度(IV)的定義見「Preparative Methods of PolymerChemistry」，W.R.Sorenson and T.W.Campbell，1961，35頁。IV在室溫和0.5g/100mL的濃度下通過Goodyear R-103B法測定，溶劑體系為50∶50(重量)的三氟乙酸∶二氯甲烷。
實驗室相對粘度(LRV)為0.6g聚酯樣品溶於10mL含80ppm硫酸的六氟異丙醇(HFIP)製得的溶液其粘度與含硫酸的六氟異丙醇本身的粘度的比值，二者均在25℃下用毛細管粘度計測得。LRV可與IV數學相關。當利用到這種關係時，將提到「計算IV」這一術語。
生物降解按ISO 14855方法「測定塑料材料在受控堆肥條件下的最終需氧生物降解性和分解性——分析釋放的碳的方法」進行。該測試包括將由穩定、腐熟的堆肥(衍生自市政固體廢物的有機部分)組成的培養土和待測試的聚合物研磨粉注入蛭石底材上，在標準條件(控制在58℃+/-2℃的培養溫度)下堆肥。用一個聚合物樣品進行測試。用釋放的二氧化碳確定生物降解的程度。
在測試膜性質前，膜樣品先在72℃和50％的溼度下老化40小時。埃爾曼多夫撕裂強度(Elmendorf Tear)按ASTM 1922測定，Graves撕裂強度按ASTM D1004測定。斷裂拉伸強度、拉伸模量和斷裂伸長率按ASTM D882測定。
對照實施例CE 1向250毫升的玻璃燒瓶中加入如下反應混合物組分對苯二甲酸雙(2-羥乙酯)(63.56克)、乙二醇(18.62克)、間苯二甲酸二甲酯-3-磺酸鈉(2.96克)、己二酸二甲酯(43.55克)、1，2，4，5-苯四甲酸二酐(0.098克)和異丙氧基鈦(IV)(0.0582克)。反應混合物在緩慢的氮氣吹掃下攪拌加熱至180℃。達到180℃後，將反應混合物在攪拌和緩慢的氮氣吹掃下於0.4小時內加熱至200℃。所得反應混合物在輕微的氮氣吹掃下於200℃攪拌1.1小時。然後在攪拌和緩慢的氮氣吹掃下於1.3小時內將反應混合物加熱至255℃。反應混合物在輕微的氮氣吹掃下於255℃攪拌0.8小時。這個加熱周期中收集到13.55克無色餾出物。然後在255℃下攪拌反應混合物並分段達到完全真空。所得反應混合物在完全真空下(壓力小於100mtorr)攪拌1.7小時。然後用氮氣釋放真空並使反應物質冷卻至室溫。回收到另外14.44克餾出物並回收到90.8克固體產物。
按前述方法測定樣品的實驗室相對粘度(LRV)，得到LRV為27.80。經計算，該樣品的特性粘度為0.75dL/g。對樣品進行差示掃描量熱(DSC)分析，在第一和第二個熱循環內未觀察到熱轉變。
實施例1向250毫升的玻璃燒瓶中加入如下反應混合物組分間苯二甲酸酯-3-磺酸鈉(2.96克)、己二酸二甲酯(43.55克)、1，2，4，5-苯四甲酸二酐(0.098克)和異丙氧基鈦(IV)(0.0582克)。反應混合物在緩慢的氮氣吹掃下攪拌加熱至180℃。達到180℃後，將反應混合物在攪拌和緩慢的氮氣吹掃下於1.5小時內加熱至200℃。所得反應混合物在輕微的氮氣吹掃下於200℃攪拌1.0小時。然後在攪拌和緩慢的氮氣吹掃下將反應混合物於1.0小時內加熱至255℃。所得反應混合物在輕微的氮氣吹掃下於255℃攪拌0.5小時。這個加熱周期中收集到21.35克無色餾出物。然後在255℃下攪拌反應混合物並分段達到完全真空。所得反應混合物在完全真空下(壓力小於100mtorr)攪拌0.8小時。然後用氮氣釋放真空並使反應物質冷卻至室溫。回收到另外8.39克餾出物並回收到86.0克固體產物。
按前述方法測定樣品的LRV，得到LRV為33.66。經計算，該樣品的特性粘度為0.86dL/g。對樣品進行差示掃描量熱(DSC)分析，在138.5℃(16.0J/g)觀察到結晶Tm。
發現實施例1中製得的磺化脂族-芳族共聚酯具有高度的結晶性，而按常規如對照實施例CE 1中所示自乙二醇製得的對照性磺化脂族-芳族共聚酯或者是本質非晶的或者結晶速率很低以至是實際非晶的。
實施例2向1升的玻璃燒瓶中加入如下反應混合物組分對苯二甲酸二甲酯(239.10克)、1，3-丙二醇(247.33克)、間苯二甲酸二甲酯-3-磺酸鈉(5.55克)、琥珀酸二甲酯(182.68克)、四水合醋酸錳(II)(0.209克)和三氧化銻(III)(0.168克)。反應混合物在緩慢的氮氣吹掃下攪拌加熱至180℃。達到180℃後，將反應混合物在攪拌和緩慢的氮氣吹掃下於3.0小時內加熱至255℃。所得反應混合物在輕微的氮氣吹掃下於255℃攪拌1.6小時。這個加熱周期中收集到164.9克無色餾出物。然後在255℃下攪拌反應混合物並分段達到完全真空。所得反應混合物在完全真空下(壓力小於100mtorr)攪拌3.3小時。然後用氮氣釋放真空並使反應物質冷卻至室溫。回收到另外49.7克餾出物並回收到420.0克固體產物。
按前述方法測定樣品的LRV，得到LRV為10.51。經計算，該樣品的特性粘度為0.44dL/g。對樣品進行差示掃描量熱(DSC)分析，在140.5℃(25.0J/g)觀察到較寬的結晶Tm。也對樣品進行上文所定義的生物降解試驗。13天後，觀察到8.3％的生物降解。
實施例3向250毫升的玻璃燒瓶中加入如下反應混合物組分對苯二甲酸二甲酯(59.8克)、1，3-丙二醇(61.8克)、間苯二甲酸二甲酯-3-磺酸鈉(1.4克)、琥珀酸二甲酯(45.7克)、矽石(9.5克)、四水合醋酸錳(II)(0.052克)和三氧化銻(III)(0.042克)。反應混合物在緩慢的氮氣吹掃下攪拌加熱至180℃。
達到180℃後，將反應混合物在攪拌和緩慢的氮氣吹掃下於3.1小時內加熱至255℃。所得反應混合物在輕微的氮氣吹掃下於255℃攪拌1.3小時。這個加熱周期中收集到28.4克無色餾出物。然後在255℃下攪拌反應混合物並分段達到完全真空。所得反應混合物在完全真空下(壓力小於100mtorr)攪拌2.6小時。然後用氮氣釋放真空並使反應物質冷卻至室溫。回收到另外10.8克餾出物並回收到104.4克固體產物。
按前述方法測定樣品的LRV，計算得到特性粘度為0.46dL/g。對樣品進行差示掃描量熱(DSC)分析，在138.5℃(19.7J/g)觀察到較寬的結晶Tm。
對照實施例CE 2向250毫升的玻璃燒瓶中加入如下反應混合物組分對苯二甲酸雙(2-羥乙酯)(88.86克)、乙二醇(6.27克)、間苯二甲酸二甲酯-3-磺酸鈉(0.15克)、戊二酸二甲酯(24.03克)、四水合醋酸錳(II)(0.042克)和三氧化銻(III)(0.034克)。反應混合物在緩慢的氮氣吹掃下攪拌加熱至180℃。達到180℃後，將反應混合物在攪拌和緩慢的氮氣吹掃下於3.6小時內加熱至275℃。所得反應混合物在輕微的氮氣吹掃下於275℃攪拌1小時。這個加熱周期中收集到12.8克無色餾出物。然後在275℃下攪拌反應混合物並分段達到完全真空。所得反應混合物在完全真空下(壓力小於100mtorr)攪拌2.4小時。然後用氮氣釋放真空並使反應物質冷卻至室溫。回收到另外7.0克餾出物並回收到64.0克固體產物。
按前述方法測定樣品的LRV，得到LRV為32.7。經計算，該樣品的特性粘度為0.84dL/g。對樣品進行差示掃描量熱(DSC)分析，發現Tg的起始溫度為35.8℃、中點溫度為37.6℃、終點溫度為39.5℃。在185.1℃(16.8J/g)觀察到較寬的Tm。
對照實施例CE 3向250毫升的玻璃燒瓶中加入如下反應混合物組分對苯二甲酸二甲酯(67.87克)、1，4-丁二醇(58.58克)、間苯二甲酸二甲酯-3-磺酸鈉(0.148克)、戊二酸二甲酯(24.03克)、四水合醋酸錳(II)(0.042克)和三氧化銻(III)(0.034克)。反應混合物在緩慢的氮氣吹掃下攪拌加熱至180℃。達到180℃後，將反應混合物在攪拌和緩慢的氮氣吹掃下於2.7小時內加熱至255℃。所得反應混合物在輕微的氮氣吹掃下於255℃攪拌1.0小時。這個加熱周期中收集到35.4克無色餾出物。然後在255℃下攪拌反應混合物並分段達到完全真空。所得反應混合物在完全真空下(壓力小於100mtorr)攪拌3.7小時。然後用氮氣釋放真空並使反應物質冷卻至室溫。回收到另外1.1克餾出物並回收到91.0克固體產物。
按前述方法測定樣品的LRV，得到LRV為6.56。經計算，該樣品的特性粘度為0.36dL/g。對樣品進行差示掃描量熱(DSC)分析，在174.3℃(25.2J/g)觀察到結晶Tm。
實施例4向250毫升的玻璃燒瓶中加入如下反應混合物組分對苯二甲酸二甲酯(67.87克)、1，3-丙二醇(49.50克)、間苯二甲酸二甲酯-3-磺酸鈉(0.150克)、戊二酸二甲酯(24.00克)、四水合醋酸錳(II)(0.049克)和三氧化銻(III)(0.033克)。反應混合物在緩慢的氮氣吹掃下攪拌加熱至180℃。達到180℃後，將反應混合物在攪拌和緩慢的氮氣吹掃下於0.6小時內加熱至200℃。所得反應混合物在輕微的氮氣吹掃下於200℃攪拌1.2小時。然後在攪拌和輕微的氮氣吹掃下於1.2小時內將反應混合物加熱到255℃。所得反應混合物在輕微的氮氣吹掃下於255℃攪拌1.0小時。這個加熱周期中收集到23.9克無色餾出物。然後在255℃下攪拌反應混合物並分段達到完全真空。所得反應混合物在完全真空下(壓力小於100mtorr)攪拌3.3小時。然後用氮氣釋放真空並使反應物質冷卻至室溫。回收到另外7.9克餾出物並回收到82.7克固體產物。
按前述方法測定樣品的LRV，得到LRV為21.93。經計算，該樣品的特性粘度為0.64dL/g。對樣品進行差示掃描量熱(DSC)分析，在185.0℃(40.3J/g)觀察到結晶Tm。
實施例5向250毫升的玻璃燒瓶中加入如下反應混合物組分對苯二甲酸二甲酯(66.02克)、1，3-丙二醇(49.47克)、間苯二甲酸二甲酯-3-磺酸鈉(2.96克)、己二酸二甲酯(26.13克)、1，2，4-苯三甲酸酐(0.20克)和異丙氧基鈦(IV)(0.0582克)。反應混合物在緩慢的氮氣吹掃下攪拌加熱至180℃。達到180℃後，將反應混合物在攪拌和緩慢的氮氣吹掃下加熱至200℃。所得反應混合物在緩慢的氮氣吹掃下於200℃攪拌1小時。然後在攪拌和緩慢的氮氣吹掃下於0.80小時內將反應混合物加熱到255℃。所得反應混合物在輕微的氮氣吹掃下於255℃攪拌0.75小時。這個加熱周期中收集到21.18克無色餾出物。然後在255℃下攪拌反應混合物並分段達到完全真空。所得反應混合物在完全真空下(壓力小於100mtorr)攪拌3.5小時。然後用氮氣釋放真空並使反應物質冷卻至室溫。回收到另外4.6克餾出物並回收到90.3克固體產物。
按前述方法測定樣品的LRV，得到LRV為34.54。經計算，該樣品的特性粘度為0.87dL/g。對樣品進行差示掃描量熱(DSC)分析，在178.0℃(35.5J/g)觀察到結晶Tm。
對照實施例CE 4向250毫升的玻璃燒瓶中加入如下反應混合物組分對苯二甲酸雙(2-羥乙酯)(105.51克)、間苯二甲酸二甲酯-3-磺酸鈉(2.96克)、戊二酸二甲酯(12.01克)、四水合醋酸錳(II)(0.042克)和三氧化銻(III)(0.034克)。反應混合物在緩慢的氮氣吹掃下攪拌加熱至180℃。達到180℃後，將反應混合物在攪拌和緩慢的氮氣吹掃下於3.6小時內加熱至275℃。所得反應混合物在輕微的氮氣吹掃下於275℃攪拌1小時。這個加熱周期中收集到13.1克無色餾出物。然後在275℃下攪拌反應混合物並分段達到完全真空。所得反應混合物在完全真空下(壓力小於100mtorr)攪拌1.8小時。然後用氮氣釋放真空並使反應物質冷卻至室溫。回收到另外3.2克餾出物並回收到61.7克固體產物。
按前述方法測定樣品的特性粘度(IV)，得到IV為0.61dL/g。對樣品進行DSC分析，發現Tg的起始溫度為51.6℃、中點溫度為53.6℃、終點溫度為55.5℃。在210.8℃(26.5J/g)觀察到結晶Tm。
對照實施例CE 5向250毫升的玻璃燒瓶中加入如下反應混合物組分對苯二甲酸二甲酯(161.18克)、1，4-丁二醇(144.2克)、間苯二甲酸二甲酯-3-磺酸鈉(5.92克)、戊二酸二甲酯(24.02克)、四水合醋酸錳(II)(0.168克)和三氧化銻(III)(0.068克)。反應混合物在緩慢的氮氣吹掃下攪拌加熱至180℃。達到180℃後，將反應混合物在攪拌和緩慢的氮氣吹掃下於1.6小時內加熱至200℃。所得反應混合物在輕微的氮氣吹掃下於200℃攪拌1.0小時。然後在輕微的氮氣吹掃下於1.8小時內將反應混合物加熱到255℃。所得反應混合物在輕微的氮氣吹掃下於255℃攪拌0.2小時。這個加熱周期中收集到96.5克無色餾出物。然後在255℃下攪拌反應混合物並分段達到完全真空。所得反應混合物在完全真空下(壓力小於100mtorr)攪拌2.6小時。然後用氮氣釋放真空並使反應物質冷卻至室溫。回收到184.7克固體產物。
按前述方法測定樣品的LRV，得到LRV為2.64。經計算，該樣品的特性粘度為0.29dL/g。對樣品進行DSC分析，在178.0℃(29.7J/g)觀察到結晶Tm。
實施例6向250毫升的玻璃燒瓶中加入如下反應混合物組分對苯二甲酸二甲酯(80.59克)、1，3-丙二醇(49.47克)、間苯二甲酸二甲酯-3-磺酸鈉(2.96克)、戊二酸二甲酯(12.01克)、四水合醋酸錳(II)(0.042克)和三氧化銻(III)(0.034克)。反應混合物在緩慢的氮氣吹掃下攪拌加熱至180℃。達到180℃後，將反應混合物在攪拌和緩慢的氮氣吹掃下於4.25小時內加熱至255℃。所得反應混合物在輕微的氮氣吹掃下於255℃攪拌0.8小時。這個加熱周期中收集到27.4克無色餾出物。然後在255℃下攪拌反應混合物並分段達到完全真空。所得反應混合物在完全真空下(壓力小於100mtorr)攪拌3.0小時。然後用氮氣釋放真空並使反應物質冷卻至室溫。回收到另外9.1克餾出物並回收到70.0克固體產物。
按前述方法測定樣品的LRV，得到LRV為23.02。經計算，該樣品的特性粘度為0.66dL/g。對樣品進行DSC分析，發現Tg的起始溫度為23.5℃、中點溫度為27.8℃、終點溫度為31.6℃。在207.8℃(42.4J/g)觀察到結晶Tm。
實施例7-12按下表1中所列實施例和對照實施例中所述但以更大規模製得的聚合物在鬥式乾燥器中於60℃至-40℃的露點下乾燥8小時。將乾燥後的聚合物裝在單螺杆容積式進料器(K-tron Model No.7)的料鬥中，聚合物從料鬥中自由降落到28mm的Werner and Pfleider雙螺杆擠出機的入口處，擠出機有一個保持清潔用真空並與一個10英寸寬的膜模頭相連的真空孔，模頭間隙約為0.010英寸。進料鬥中和擠出機的進料喉處保持乾燥的氮氣吹掃。擠出機在150-RPM的螺杆速度下運行，採用的加熱曲線為對照實施例1中所用曲線。
擠出的聚合物膜被靜電固定在直徑12英寸、用冷水保持26℃溫度的光滑驟冷鼓上，並用標準的張緊輥收集在隔離紙上。驟冷鼓的轉速調節為5-15英尺/分鐘，以得到厚度為約8密耳-約1.5密耳的膜樣品。實施例7中製得的膜被切割成8英寸×16英寸的矩形並準確測量其尺寸。將矩形膜放在一個型號為625D、加熱到60℃的FisherScientific恆溫培養箱中，保持1小時。然後準確測量矩形膜以測定收縮性。將實施例7-12的膜作為快餐三明治包裝紙進行測試。
實施例13-18和對照實施例CE 7將下表2中所列實施例中得到的膜(厚度在約1.5密耳-8密耳之間)送經Marshall and Williams Company of Providence，Rhode Island的7200型縱向取向裝置(MDO)。將MDO裝置預熱到下表2中所列的溫度，並在該溫度下按下表2中所列對膜進行拉伸。例如，「拉伸3X」表示例如1米長的膜被拉伸到長度為3米。
表2
將實施例13-18中製得的單軸拉伸膜作為快餐三明治包裝紙進行測試。
實施例19-24將2英寸方形的表1所列膜(詳細情況如下表3所示)預熱到下表3中所列的溫度，保持4分鐘(要小心不要讓熱空氣直接撞擊到膜上以免局部過熱)，並在拉輻機T.M.Long Biaxial拉伸器上雙軸取向。拉伸器的拉伸比設定為3×3，拉伸速率為5英寸/秒(12.7釐米/秒)。
表3
將實施例19-24中製得的雙軸拉伸膜作為快餐三明治包裝紙進行測試。
實施例25-29按實施例4中所述但以更大規模製得的聚合物在鬥式乾燥器中於100℃至-40℃的露點下乾燥8小時。將乾燥後的聚合物與0.10％重量(按聚合物重量計算)的Irganox-1010受阻酚抗氧劑(來自Ciba公司)粉0末共混。將共混聚合物裝在單螺杆容積式進料器(K-tron Model No.7)的料鬥中，聚合物從料鬥中自由降落到28mm的Werner and Pfleider雙螺杆擠出機的入口處，擠出機有一個保持清潔用真空並與一個10英寸寬的膜模頭相連的真空孔，模頭間隙約為0.010英寸。進料鬥中和擠出機的進料喉處保持乾燥的氮氣吹掃。擠出機在150RPM的螺杆速度下運行，採用的加熱曲線為1區(℃) 2區(℃) 3區(℃) 4區(℃) 5區(℃) 模頭(℃)160 195 205 205 205 210將來自Morflex，Inc.的增塑劑乙醯檸檬酸三正丁酯用Accurate進料器以下表4中所列比率的組合物注入2區得到各組合物。表4中所示的增塑劑含量是按整個組合物的重量計算的。
表4
擠出的聚合物膜被靜電固定在直徑12英寸、用冷水保持26℃溫度的光滑驟冷鼓上，並用標準的張緊輥收集在隔離紙上。驟冷鼓的轉速調節為5-15英尺/分鐘，以得到厚度為約8密耳-約1.5密耳的膜樣品。將膜作為快餐三明治包裝紙進行測試。
實施例30-34按實施例5中所述但以更大規模製得的聚合物在鬥式乾燥器中於100℃至-40℃的露點下乾燥8小時。將該物料與0.10％重量(按聚合物重量計算)的Irganox-1010受阻酚抗氧劑(來自Ciba公司)粉末共混。將共混物料裝在單螺杆容積式進料器(K-tron Model No.7)的料鬥中，物料從料鬥中自由降落到28mm的Werner and Pfleider雙螺杆擠出機的入口處，擠出機有一個保持清潔用真空並與一個10英寸寬的膜模頭相連的真空孔，模頭間隙約為0.010英寸。進料鬥中和擠出機的進料喉處保持乾燥的氮氣吹掃。擠出機在150RPM的螺杆速度下運行，採用的加熱曲線為1區(℃) 2區(℃) 3區(℃) 4區(℃) 5區(℃) 模頭(℃)160 195 205 205 205 210將增塑劑(乙醯檸檬酸三正丁酯，來自Morflex，Inc.)按上文所述注入並按實施例25-29所述加以處理。將膜作為快餐三明治包裝紙進行測試。
實施例35-40按如下所述製備下表5中所列組合物。按上面實施例2中所述但以更大規模製得的聚合物在60℃的大型盤式乾燥器中用熱幹空氣循環乾燥過夜至含水量低於0.04％。玉米澱粉(來自CPC International，Inc.的玉米產品3005)和米澱粉(Sigma Chemicals目錄號S7260)在90℃和低於1mmHg真空的大型盤式真空爐中乾燥至含水量低於1％，並保存在密封容器內待用。聚己二酸乙二醇酯(RucoflexS-101-55，標稱分子量2000，來自Ruco Polymer Corporation)不經預處理直接使用。
聚合物和澱粉通過在塑膠袋中人工翻滾物料實現共混。幹澱粉從乾燥器中被加到溫的聚合物中，仍溫的混合物被送進擠出機中。當用了Rucoflex聚己二酸乙二醇酯時，聚己二酸乙二醇酯被熔融，液體通過計量泵被注入擠出機的第二加熱區中。
表5
將共混物裝入Ktron雙螺杆進料器(型號T-35，帶190 6300控制器)的進料鬥(帶氮氣吹掃)中並計量送入Werner and Pfleider ZSK30mm雙螺杆擠出機中。該擠出機的L/D為30/1，有一個真空孔和一個緩和的混合螺杆。擠出機料筒用電加熱，溫度從擠出機進料端的130℃到出料端的160℃不等。擠出機在150RPM下運行，真空孔連接到清潔用真空系統上並允許隨方法條件上下波動。用單孔模頭(直徑1/8英寸)出料。所產生的線材在6英尺長的水槽中驟冷，用氣刀脫水並用Conair刀具(型號304)切成粒料。各個組合物的操作條件列於表6中。
表6
實施例41-46按如下所述製備下表5中所列組合物。按上面實施例3中所述但以更大規模製得的聚合物在60℃的大型盤式乾燥器中用熱幹空氣循環乾燥過夜至含水量低於0.04％。玉米澱粉(來自CPC International，Inc.的玉米產品3005)和米澱粉(Sigma Chemicals目錄號S7260)在90℃和低於1mmHg真空的大型盤式真空爐中乾燥至含水量低於1％，並保存在密封容器內待用。來自Ruco Polymer公司的RucoflexS-101-55聚己二酸乙二醇酯不經預處理直接使用，被熔融後，液體通過計量泵被注入擠出機的第二加熱區中。
聚合物和澱粉通過在塑膠袋中人工翻滾物料實現共混。幹澱粉從乾燥器中被加到溫的聚合物中，仍溫的混合物被送進擠出機中。將共混物裝入Ktron雙螺杆進料器(型號T-35，帶190 6300控制器)的進料鬥(帶氮氣吹掃)中並計量送入Werner and Pfleider ZSK 30mm雙螺杆擠出機中。該擠出機的L/D為30/1，有一個真空孔和一個緩和的混合螺杆。擠出機料筒用電加熱，溫度從擠出機進料端的130℃到出料端的160℃不等。擠出機在150RPM下運行，真空孔連接到清潔用真空系統上並允許隨方法條件上下波動。用單孔模頭(直1/8英寸)出料。所產生的線材在6英尺長的水槽中驟冷，用氣刀脫水並用Conair刀具(型號304)切成粒料。各個組合物的具體操作條件列於上表6中。
實施例47-58上面實施例35-46中製得的聚合物-澱粉共混物在鬥式乾燥器中於80℃至-40℃的露點下乾燥8小時，然後裝入單螺杆容積式進料器(K-tron Model No.7)的料鬥中，共混物從料鬥中自由降落到28mm的Werner and Pfleider雙螺杆擠出機的入口處，擠出機有一個保持清潔用真空並與一個10英寸寬的膜模頭相連的真空孔，模頭間隙約為0.010英寸。進料鬥中和擠出機的進料喉處保持乾燥的氮氣吹掃。擠出機在150RPM的螺杆速度下運行，採用的加熱曲線為1區(C) 2區(C) 3區(C) 4區(C) 5區(C) 模頭熔融(℃)(℃)145 170 190 190 190 195 200擠出的聚合物膜被靜電固定在直徑12英寸、用冷水保持26℃溫度的光滑驟冷鼓上，並用標準的張緊輥收集在隔離紙上。驟冷鼓的轉速調節為5-15英尺/分鐘，以得到厚度為約8密耳-約1.5密耳的膜樣品。
表7
將膜作為快餐三明治包裝紙進行測試。
實施例59-65按如下所述製備下表8中所列組合物。按上面實施例5中所述但以更大規模製得的聚合物在60℃的大型盤式乾燥器中用熱幹空氣循環乾燥過夜至含水量低於0.04％。滑石粉(來自Luzenac，位於Englewood，Colorado，粒徑為3.8微米)、二氧化鈦(Kerr-McGeeChemicals，LLC供應，位於Oklahoma City，Oklahoma，牌號Tronox470，粒徑0.17微米)和碳酸鈣(來自ECCA Calcium Products，Inc.，ofSylacauga，AL，牌號ECC Supercoat(T)，平均粒徑1微米)在90℃和低於1mmHg真空的大型盤式真空爐中乾燥至含水量低於1％，並保存在密封容器內待用。
聚合物和無機填料通過在塑膠袋中人工翻滾物料實現共混。乾燥的無機填料從乾燥器中被加到溫的聚合物中，仍溫的混合物被送進擠出機中。
表8
將共混物裝入Ktron雙螺杆進料器(型號T-35，帶190 6300控制器)的進料鬥(帶氮氣吹掃)中並計量送入Werner and Pfleider ZSK30mm雙螺杆擠出機中。該擠出機的L/D為30/1，有一個真空孔和一個堅硬的混合螺杆。擠出機料筒用電加熱，溫度從擠出機進料端的175℃到出料端的215℃不等。擠出機在150RPM下運行，真空孔連接到清潔用真空系統上並允許隨方法條件上下波動。用單孔模頭(直徑1/8英寸)出料。所產生的線材在6英尺長的水槽中驟冷，用氣刀脫水並用Conair刀具(型號304)切成粒料。各個組合物的操作條件列於下表9中。
表9
實施例66-72按上面實施例1中所述但以更大規模製得的聚合物在60℃的大型盤式乾燥器中用熱幹空氣循環乾燥過夜至含水量低於0.04％。滑石粉(來自Luzenac，位於Englewood，Colorado，粒徑為3.8微米)、Tronox470二氧化鈦(Kerr-McGee Chemicals，LLC供應，位於Oklahoma City，Oklahoma，粒徑0.17微米)和碳酸鈣(來自ECCA Calcium Products，Inc.，of Sylacauga，AL，牌號ECC Supercoat(T)，平均粒徑1微米)在90℃和低於1mmHg真空的大型盤式真空爐中乾燥至含水量低於1％，並保存在密封容器內待用。
聚合物和無機填料通過在塑膠袋中人工翻滾物料實現共混。乾燥的無機填料從乾燥器中被加到溫的聚合物中，仍溫的混合物被送進擠出機中，製得上表8中所列的最終組合物。
將共混物裝入Ktron雙螺杆進料器(型號T-35，帶190 6300控制器)的進料鬥(帶氮氣吹掃)中並計量送入Werner and Pfleider ZSK30mm雙螺杆擠出機中。該擠出機的L/D為30/1，有一個真空孔和一個堅硬的混合螺杆。擠出機料筒用電加熱，溫度從擠出機進料端的170℃到出料端的205℃不等。擠出機在150RPM下運行，真空孔連接到清潔用真空系統上並允許隨方法條件上下波動。用單孔模頭(直徑1/8英寸)出料。所產生的線材在6英尺長的水槽中驟冷，用氣刀脫水並用Conair刀具(型號304)切成粒料。各個組合物的操作條件列於上表9中。
實施例73-80上面實施例59-66(製備實施例59-66)中所製得的聚合物-無機填料共混物和按實施例5中所述但以更大規模製得的聚合物在鬥式乾燥器中於60℃至-40℃的露點下乾燥8小時。將該物料裝入單螺杆容積式進料器(K-tron Model No.7)的料鬥中，物料從料鬥中自由降落到28mm的Werner and Pfleider雙螺杆擠出機的入口處，擠出機有一個保持清潔用真空並與一個10英寸寬的膜模頭相連的真空孔，模頭間隙約為0.010英寸。實施例76由50％重量的實施例62和50％重量的實施例5的翻滾共混物組成。進料鬥中和擠出機的進料喉處保持乾燥的氮氣吹掃。擠出機在150RPM的螺杆速度下運行，採用的加熱曲線為1區(℃) 2區(℃) 3區(℃) 4區(℃) 5區(℃) 模頭熔融(℃)(℃)175 195 210 210 210 215 210擠出的聚合物膜被靜電固定在直徑12英寸、用冷水保持26℃溫度的光滑驟冷鼓上，並用標準的張緊輥收集在隔離紙上。驟冷鼓的轉速調節為5-15英尺/分鐘，以得到厚度為約8密耳-約1.5密耳的膜樣品。
表10
將膜作為快餐三明治包裝進行測試。
實施例81-86上面實施例67-72中所製得的聚合物-無機填料共混物和按實施例1中所述但以更大規模製得的聚合物在鬥式乾燥器中於60℃至-40℃的露點下乾燥8小時。將該物料裝入單螺杆容積式進料器(K-tronModel No.7)的料鬥中，物料從料鬥中自由降落到28mm的Werner andPfleider雙螺杆擠出機的入口處，擠出機有一個保持清潔用真空並與一個10英寸寬的膜模頭相連的真空孔，模頭間隙約為0.010英寸。實施例83由50％重量的實施例69和50％重量的實施例1的翻滾共混物組成。進料鬥中和擠出機的進料喉處保持乾燥的氮氣吹掃。擠出機在150RPM的螺杆速度下運行，採用的加熱曲線為1區(℃ 2區(℃) 3區(℃) 4區(℃) 5區(℃) 模頭熔融C) (℃)(℃)130 150 160 160 160 170 160擠出的聚合物膜被靜電固定在直徑12英寸、用冷水保持26℃溫度的光滑驟冷鼓上，並用標準的張緊輥收集在隔離紙上。驟冷鼓的轉速調節為5-15英尺/分鐘，以得到厚度為約8密耳-約1.5密耳的膜樣品。
實施例87-90按下表11中所列實施例中所述但以更大規模製得的聚合物在除溼空氣乾燥器中於60℃乾燥過夜。將乾燥後的聚合物送到由直徑1.25英寸的Killion擠出機和15∶1齒輪減速器組成的實驗室規模的吹膜生產線上。擠出機加熱區的溫度設置為下表11中所列溫度附近。螺杆為Maddock混合螺杆，L/D為24∶1。混合螺杆的壓縮比為3.5∶1。螺杆速度為25-30RPM。採用直徑1.21英寸的模頭和25密耳的模頭間隙。風環為Killion單唇、No.2型。吹制條件可用吹脹比(BUR)來表徵，吹脹比是膜泡直徑與模頭直徑之比，給出環向或橫向(TD)拉伸的指示，或用牽伸比(DDR)來表徵，牽伸比是軸向或縱向(MD)拉伸的指示。拉伸的程度越大，膜中取向的程度越大。
表11
將管膜切開並作為快餐三明治包裝進行測試。
實施例91-93雙層膜在10英寸的雙層流線形共擠模頭(SCD)(BramptonEngineering製造的吹膜模頭)上生產。模頭的層結構如下從模頭的外層到內層為A/B。兩臺3英寸的David標準擠出機為A和B層進料。該生產流水線進一步使用Brampton Engineering旋轉風環用於聚合物冷卻。層A含按實施例4中所述但以更大規模製得的聚合物。層B含按實施例3中所述但以更大規模製得的聚合物。兩種聚合物均在除溼乾燥器中於60℃乾燥。適當地適當地進行操作，以提供下表12中所列的膜層比(就總的膜結構而言)。膜的厚度為約2.25密耳(0.00225英寸)。
表12
膜的加工條件在下表13中給出。
表13
上面製備的多層膜用Battenfeld Gloucester Engineering Co.，Inc.製造的在線制袋機(位於擠出生產線下遊)變成袋子。
將切膜用作快餐三明治包裝紙進行測試。
實施例94-96雙層膜在10英寸的雙層流線形共擠模頭(SCD)(BramptonEngineering製造的吹膜模頭)上生產。模頭的層結構如下從模頭的外層到內層為A/B。兩臺3英寸的David標準擠出機為A和B層進料。該生產流水線進一步使用Brampton Engineering旋轉風環用於聚合物冷卻。層A含按實施例5中所述但以更大規模製得的聚合物。層B含按實施例1中所述但以更大規模製得的聚合物。兩種聚合物均在除溼乾燥器中於60℃乾燥。適當地進行操作，以提供下表14中所述的膜層比(就總的膜結構而言)。膜的厚度為約2.25密耳(0.00225英寸)。膜的加工條件在下表15中給出。
表14
表15
上面製備的多層膜用Battenfeld Gloucester Engineering Co.，Inc.製造的在線制袋機(位於擠出生產線下遊)變成袋子。將切膜用作快餐三明治包裝紙進行測試。
實施例97-99雙層膜在10英寸的雙層流線形共擠模頭(SCD)(BramptonEngineering製造的吹膜模頭)上生產。模頭的層結構如下從模頭的外層到內層為A/B。兩臺3英寸的David標準擠出機為A和B層進料。該生產流水線進一步使用Brampton Engineering旋轉風環用於聚合物冷卻。層A含按實施例37中所述製備的填充了澱粉的聚合物。層B含來自Eastman Chemical公司、如上所述的Eastar生物聚合物。兩種聚合物均在除溼乾燥器中於60℃乾燥。適當地進行操作，以提供下表16中所述的膜層比(就總的膜結構而言)。膜的厚度為約2.25密耳(0.00225英寸)。膜的加工條件在下表17中給出。
表16
表17
上面製備的多層膜用Battenfeld Gloucester Engineering Co.，Inc.製造的在線制袋機(位於擠出生產線下遊)變成袋子。將切膜用作快餐三明治包裝紙進行測試。
實施例100-147和對照實施例CE 8-CE 10按下表18中所列實施例和對照實施例中所述但以更大規模製得的聚合物樹脂在露點為-40℃的乾燥劑空氣乾燥器中於60℃的溫度下乾燥過夜。將幹粒料送進2.5英寸、料筒長徑比為28∶1的工業擠出機中，使聚酯樹脂被擠出塗覆到紙板坯上。擠出機的五個區保持在下表18中所列的溫度範圍內。擠出機中使用有八個壓縮螺槽、四個計量螺槽、兩個螺槽混料段和六個計量螺槽的單螺紋螺杆。螺杆速度保持在180rpm。熔融的聚酯樹脂被送經三個24×24網篩。聚合物被送經成型段為0.75英寸、模口為36英寸×0.02英寸的中心進料模頭。擠出進料速度恆定在460磅/小時。產生的擠出物經過一個5英寸的氣隙進入塗膠壓力輥和冷卻輥形成的輥隙中。同時，下表18中所述的紙板坯(32英寸寬)被送進輥隙中，輥與膜接觸。施加100磅/線性英寸的輥隙壓力。在擠出試驗中，直徑24英寸的鏡面精加工冷卻輥保持在19℃的溫度下。從與壓力輥和冷卻輥形成的輥隙成180度的點處從冷卻輥上取下塗布紙板。冷卻輥以300英尺/分鐘的線速度運行。在這個塗布速度下，獲得厚度為1.25密耳的聚酯樹脂。聚酯樹脂的厚度可通過改變操作條件而改變。
表18
將實施例100-115中的樹脂用作快餐三明治的包裝紙進行測試，也通過常規方法成型和熱封為信封、袋子的形狀，包括用於例如廢品、垃圾、樹葉、暈機和雜貨。
實施例116-131中的樹脂通過常規方法成型為杯子、杯類製品(glasses)、碗、託盤、液體容器和紙板箱的形狀，包括用於例如牛奶、果汁、水、白酒、乳酪、奶油和蘇打水。實施例132-147中的樹脂通過常規方法成型為託盤、盒子、有蓋三明治容器、有蓋色拉容器、鉸接蓋三明治容器和鉸接蓋色拉容器的形狀。
實施例148按如下所述製備擠出塗布的層壓紙。將按上面實施例4中所述但以更大規模生產的聚合物樹脂在60℃下乾燥過夜。然後將樹脂裝入1英寸(2.5釐米)擠出機(Echlin Manufacturing Company，序列號0717)(膜模頭寬18英寸，模頭間隙0.007英寸)入口上方的料鬥中。將18英寸寬的無紡織物以47-106英尺/分鐘的速度連續地引導通過Bertek Inc.，of St.Albans，Vt生產的擠出塗布機。待塗布的紙(寬11英寸、定量18磅的紙坯)被送到該底布上，然後引導組合體通過電暈處理(Intercon製造)，穿過兩個直徑4英寸、加熱到150-260的輥之間的S形翹曲，進到直徑12英寸(30釐米)、溫度100-200、塗布了聚四氟乙烯、經糙面精整的冷卻輥上，包住該12英寸直徑輥圓周的約300度，同時通過模頭擠出樹脂，給料速度以獲得期望厚度的塗層為宜，位置在冷卻輥和夾輥之間儘可能靠近冷卻輥(約0.25-0.50英寸)處。擠出機中的聚合物溫度為410，模頭中的聚合物溫度為420。聚合物的溫度可調節以將流動的不均勻性減到最小。0.5密耳厚的膜被加到紙上。
將該層壓紙用作快餐三明治包裝紙進行測試。
將上述層壓紙片材(8英寸×8英寸的正方形)放在旋轉堆肥機中，其中含約0.5平方立方碼(cubic yard squared)由市政固體廢物(從中除去玻璃、罐頭和大量的輕塑料和紙張)和下水道汙泥以約2∶1的比例組成的混合物。堆肥機一周轉一次，對溫度和含水量實施監控。
實施例149按如下所述製備擠出塗布的層壓紙。將類似上面實施例5中所述但以更大規模生產的樹脂在60℃下乾燥過夜。然後將樹脂裝入1英寸(2.5釐米)擠出機(Echlin Manufacturing Company，序列號0717)(膜模頭寬18英寸，模頭間隙0.007英寸)入口上方的料鬥中。將18英寸寬的無紡織物以47-106英尺/分鐘的速度連續地引導通過Bertek Inc.，of St.Albans，Vt生產的擠出塗布機。待塗布的紙(寬11英寸、定量18磅的紙坯)被送到該底布上，然後引導組合體通過電暈處理(Intercon製造)，穿過兩個直徑4英寸、加熱到150-260的輥之間的S形翹曲，進到直徑12英寸(30釐米)、溫度100-200、塗布了聚四氟乙烯、經糙面精整的冷卻輥上，包住該12英寸直徑輥圓周的約300度，同時通過模頭擠出樹脂，給料速度以獲得期望厚度的塗層為宜，位置在冷卻輥和夾輥之間儘可能靠近冷卻輥(約0.25-0.50英寸)處。擠出機中的聚合物溫度為405，模頭中的聚合物溫度為415。聚合物的溫度可調節以將流動的不均勻性減到最小。0.5密耳厚的膜被加到紙上。將該層壓紙用作快餐三明治包裝紙進行測試。
將上述層壓紙片材(8英寸×8英寸的正方形)放在旋轉堆肥機中，其中含約0.5平方立方碼由市政固體廢物(從中除去玻璃、罐頭和大量的輕塑料和紙張)和下水道汙泥以約2∶1的比例組成的混合物。堆肥機一周轉一次，對溫度和含水量實施監控。測定降解速率。
實施例150將按實施例2中所述但以更大規模製得的聚合物和聚交酯(來自Cargill Dow Company)在鬥式乾燥器中於60℃至-40℃的露點下乾燥過夜。在重210克/平方米、前進速度150米/分鐘的三層紙板上以1∶3的重量比共擠出實施例2的聚合物和聚交酯。實施例10的聚合物其熔融溫度為170℃，聚交酯的熔融溫度為240℃。得到的塗布紙板其聚合物塗層的總重量為19.4克/平方米，其中含75％重量的聚交酯(形成外層)和25％重量的實施例2的聚合物(形成附著在紙板上的內層)。
上面製備的紙板通過常規方法成型為杯子、杯類製品、碗、託盤、液體容器和紙板箱的形狀，包括用於例如牛奶、果汁、水、白酒、乳酪、奶油和蘇打水。
實施例151-156製備壓光層壓紙將按下表19中所列實施例中所述生產的膜覆蓋在隔離紙上並與待塗布的類似尺寸的紙片材接觸形成組合體，然後壓迫組合體通過加熱並拋光的金屬面輥和未加熱的彈性(絲)輥間的輥隙，線速度為5碼/分鐘，溫度為200，壓力為10噸。層壓了聚合物的各種紙底材其詳細情況在下表19中給出。
表19
將上述層壓紙片材(8英寸×8英寸的正方形)放在旋轉堆肥機中，其中含約0.5平方立方碼由市政固體廢物(從中除去玻璃、罐頭和大量的輕塑料和紙張)和下水道汙泥以約2∶1的比例組成的混合物。堆肥機一周轉一次，對溫度和含水量實施監控。測定降解速率。
實施例157自紙板和經電暈處理的聚酯膜的組合用兩種水性丙烯酸粘合劑製劑的組合生產得到層壓坯。紙板基料為經漂白的白色紙板，通常稱為固體漂白硫酸鹽(SBS)紙板的類型，這種紙板是眾所周知的食品包裝材料的基料。所用紙板是未加塗層的牛奶盒坯件，厚度為0.0235英寸，重282磅/3000平方英尺。膜按上面的實施例11中所述製備，並通過常規方法對其一面加以電暈放電處理以提高粘結性。層壓過程在常規的溼粘結層壓機上進行，層壓機上有施膠站，用來向紙板和膜施加粘合劑。粘合劑由110線凹版輥施膠裝置施加到紙板上，施膠裝置向每1000平方英尺的紙板輸送約3磅的溼粘合劑。施加到紙板上的粘合劑由200磅來自RohmHaas公司的RhoplexN-1031丙烯酸類膠乳和1.5盎司來自Diamond Shamrock Chemical公司的Foamaster NXZ消泡劑(預先分散在等體積的水中)組成。粘合劑施加到聚酯膜經電暈處理的一面上。施加到聚酯膜上的粘合劑由375磅來自RohmHaas公司的RhoplexN-1031丙烯酸膠乳、11.5磅Cymel325三聚氰胺-甲醛交聯劑、11.5磅異丙醇、23磅水和3盎司來自Diamond Shamrock Chemical公司的Foamaster NXZ消泡劑(預先分散在等體積的水中)組成。
同時通過各自的施膠站對紙板和膜開展層壓方法，然後將紙板和膜均導入層壓輥隙中，在這裡，兩個施了膠的表面結合在一起，粘合劑在兩個表面上仍保持潮溼。層壓機以300-500英尺/分鐘的速度運行。經層壓的坯件從層壓輥隙進入空氣溫度為400的熱風爐中。層壓坯在爐中的停留時間為約5秒。然後讓層壓坯經過冷卻輥並重繞形成成品紙卷。
上面製得的層壓坯通過常規方法成型為杯子、杯類製品、碗、託盤、液體容器和紙板箱的形狀，包括用於例如牛奶、果汁、水、白酒、乳酪、奶油和蘇打。
實施例158-205這些實施例說明本發明的膜在預成型底材上的層壓。操作在LabForm Inc.的成型機(帶一個10×10英寸的壓板)上進行。預成型底材往復運動到壓板上。將膜展開並用紅外型加熱器通過「黑箱加熱」預熱下表20中所列的一段時間。然後將經過預熱的膜放在預成型底材上方並下拉到預成型底材上。實施例158-165採用真空層壓，其通過預成型底材抽真空使真空拉著膜覆蓋在預成型底材的輪廓上。實施例166-172採用助壓模塞真空層壓，其中，除了上述真空外，還用模塞來幫助從與預成型底材相對的一側推動預熱膜從而幫助減輕膜進入深拉預成型底材中時變薄的程度。實施例173-179採用加壓層壓，該方法向與預成型底材相對的預熱膜側施加氣壓，迫使膜覆蓋到預成型底材的輪廓上。層壓過程通常需要5-100秒鐘，其間，層壓底材上多餘的膜被修剪掉，層壓底材被彈射出並冷卻。
實施例158-205中層壓的預成型底材如下9英寸的模製「紙漿盤」，通過常規方法製備；成型的冷凍正餐紙板「託盤」，通過常規方法製備；成型的紙板咖啡「杯」，高3.5英寸，通過常規方法製備；成型的紙板「碗」，高3英寸、直徑4英寸，通過常規方法製備；9英寸的「泡沫盤」，通過從EarthShell公司獲得的商品盤(庫藏碼PL9V00001)上小心地剝去阻隔膜得到；12盎司的「泡沫碗」，通過從EarthShell公司獲得的商品碗(庫藏碼BL12V00001)上小心地剝去阻隔膜得到；帶雙耳柄(double-tap)封合機構的鉸接蓋色拉和三明治「泡沫容器」，通過從EarthShell公司獲得的商品容器(庫藏碼CLS00001)上小心地剝去阻隔膜得到。
表20
權利要求
1.一種磺化脂族-芳族共聚酯，所述共聚酯包含酸組分、二元醇組分和0-約5.0％摩爾的多官能團支化劑；其中所述酸組分包含a.佔100％摩爾總酸組分的約94.9-10.0％摩爾的芳族二羧酸組分，b.佔100％摩爾總酸組分的約5.0-80.0％摩爾的脂族二羧酸組分，c.約0.1-約5.0％摩爾的磺酸鹽組分；且其中所述二元醇組分基本由以下組分組成a.佔100％摩爾總二元醇組分的100.0-90.0％摩爾作為第一種二元醇組分的1，3-丙二醇，和b.佔100％摩爾總二元醇組分的0-5.0％摩爾的第二種二元醇組分。
2.權利要求1的磺化脂族-芳族共聚酯，所述共聚酯在室溫下用0.5％的共聚酯溶液測得的特性粘度至少為0.15，所述溶液的溶劑體系為50∶50的三氟乙酸∶二氯甲烷。
3.權利要求2的磺化脂族-芳族共聚酯，其中所述特性粘度為至少0.35dL/g。
4.權利要求1的磺化脂族-芳族共聚酯，其中所述第二種二元醇組分選自乙二醇、1，3-丙二醇、1，6-己二醇、1，8-辛二醇、1，10-癸二醇、1，12-十二烷二醇、1，14-十四烷二醇、1，16-十六烷二醇、二聚二醇、4，8-雙(羥甲基)-三環[5.2.1.0/2.6]癸烷、1，4-環己烷二甲醇、異山梨醇、二甘醇、三甘醇、分子量在約500-約4000範圍內的聚(亞烷基醚)二醇及衍生自它們的混合物。
5.權利要求1的磺化脂族-芳族共聚酯，其中所述磺酸鹽組分選自5-磺基間苯二甲酸的金屬鹽和5-磺基間苯二甲酸二甲酯的金屬鹽。
6.權利要求1的磺化脂族-芳族共聚酯，其中所述芳族二羧酸組分選自對苯二甲酸、對苯二甲酸二甲酯、對苯二甲酸雙(2-羥乙酯)、對苯二甲酸雙(3-羥丙酯)、對苯二甲酸雙(4-羥丁酯)、間苯二甲酸、間苯二甲酸二甲酯、間苯二甲酸雙(2-羥乙酯)、間苯二甲酸雙(3-羥丙酯)、間苯二甲酸雙(4-羥丁酯)、2，6-萘二甲酸、2，6-萘二甲酸二甲酯、2，7-萘二甲酸、2，7-萘二甲酸二甲酯、3，4′-二苯醚二甲酸、3，4′-二苯醚二甲酸二甲酯、4，4′-二苯醚二甲酸、4，4′-二苯醚二甲酸二甲酯、3，4′-二苯硫醚二甲酸、3，4′-二苯硫醚二甲酸二甲酯、4，4′-二苯硫醚二甲酸、4，4′-二苯硫醚二甲酸二甲酯、3，4′-二苯碸二甲酸、3，4′-二苯碸二甲酸二甲酯、4，4′-二苯碸二甲酸、4，4′-二苯碸二甲酸二甲酯、3，4′-二苯甲酮二甲酸、3，4′-二苯甲酮二甲酸二甲酯、4，4′-二苯甲酮二甲酸、4，4′-二苯甲酮二甲酸二甲酯、1，4-萘二甲酸、1，4-萘二甲酸二甲酯、4，4′-亞甲基雙(苯甲酸)、4，4′-亞甲基雙(苯甲酸)二甲酯及衍生自它們的混合物。
7.權利要求1的磺化脂族-芳族共聚酯，其中所述酸組分包含約85-約20％摩爾的所述芳族二羧酸組分。
8.權利要求1的磺化脂族-芳族共聚酯，其中所述酸組分包含約80-約20％摩爾的所述芳族二羧酸組分。
9.權利要求1的磺化脂族-芳族共聚酯，其中所述脂族二羧酸組分選自草酸、草酸二甲酯、丙二酸、丙二酸二甲酯、琥珀酸、琥珀酸二甲酯、甲基琥珀酸、戊二酸、戊二酸二甲酯、戊二酸雙(2-羥乙酯)、戊二酸雙(3-羥丙酯)、戊二酸雙(4-羥丁酯)、2-甲基戊二酸、3-甲基戊二酸、己二酸、己二酸二甲酯、己二酸雙(2-羥乙酯)、己二酸雙(3-羥丙酯)、己二酸雙(4-羥丁酯)、3-甲基己二酸、2，2，5，5-四甲基己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、壬二酸二甲酯、癸二酸、1，11-十一烷二甲酸、1，10-癸烷二甲酸、十一烷二酸、1，12-十二烷二甲酸、十六烷二酸、二十二烷二酸、二十四烷二酸、二聚酸及衍生自它們的混合物。
10.權利要求1的磺化脂族-芳族共聚酯，其中所述脂族二羧酸組分選自琥珀酸、琥珀酸二甲酯、戊二酸、戊二酸二甲酯、戊二酸雙(2-羥乙酯)、戊二酸雙(3-羥丙酯)、戊二酸雙(4-羥丁酯)、己二酸、己二酸二甲酯、己二酸雙(2-羥乙酯)、己二酸雙(3-羥丙酯)、己二酸雙(4-羥丁酯)及衍生自它們的混合物。
11.權利要求1的磺化脂族-芳族共聚酯，其中所述酸組分包含約15-約80％摩爾的所述脂族二羧酸組分。
12.權利要求1的磺化脂族-芳族共聚酯，其中所述酸組分包含約20-約60％摩爾的所述脂族二羧酸組分。
13.權利要求1的磺化脂族-芳族共聚酯，其中所述支化劑選自1，2，4-苯三甲酸、1，2，4-苯三甲酸三甲酯、1，2，4-苯三甲酸三(2-羥乙酯)、1，2，4-苯三甲酸三(3-羥丙酯)、1，2，4-苯三甲酸三(4-羥丁酯)、1，2，4-苯三甲酸酐、1，3，5-苯三甲酸、1，2，4，5-苯四甲酸、1，2，4，5-苯四甲酸二酐、3，3′，4，4′-二苯甲酮四甲酸二酐、1，4，5，8-萘四甲酸二酐、檸檬酸、四氫呋喃-2，3，4，5-四甲酸、1，3，5-環己烷三甲酸、季戊四醇、甘油、2-(羥甲基)-1，3-丙二醇、2，2-雙(羥甲基)丙酸及衍生自它們的混合物。
14.權利要求1的磺化脂族-芳族共聚酯，其中所述共聚酯包含0-約1.0％摩爾的所述支化劑。
15.權利要求1的磺化脂族-芳族共聚酯，所述共聚酯的特性粘度為至少約0.65dL/g。
16.權利要求1的磺化脂族-芳族共聚酯，所述共聚酯還包含填料。
17.權利要求16的磺化脂族-芳族共聚酯，其中所述填料包含第一組具有第一種平均粒徑的顆粒和第二組具有第二種平均粒徑的顆粒，其中所述第二種平均粒徑至少為所述第一種平均粒徑的約2倍。
18.權利要求16的磺化脂族-芳族共聚酯，其中所述填料基本由平均粒徑小於約40微米的顆粒組成。
19.權利要求16的磺化脂族-芳族共聚酯，其中所述填料基本由平均粒徑小於約20微米的顆粒組成。
20.一種共混物，所述共混物包含權利要求1的磺化脂族-芳族共聚酯和至少一種其他聚合物。
21.權利要求20的共混物，其中所述其他聚合物是生物可降解的。
22.權利要求21的共混物，其中所述生物可降解的聚合物選自聚(羥基鏈烷酸酯)、聚碳酸酯、聚己內酯、脂族聚酯、脂族-芳族共聚酯、脂族-芳族共聚醚酯、脂族-芳族共聚醯胺酯、磺化脂族-芳族共聚酯、磺化脂族-芳族共聚醚酯、磺化脂族-芳族共聚醯胺酯及衍生自它們的混合物。
23.權利要求20的共混物，其中所述其他聚合物是非生物可降解的。
24.權利要求20的共混物，其中所述其他聚合物是天然聚合物。
25.權利要求24的共混物，其中所述天然聚合物為澱粉。
26.一種成型製品，所述成型製品由權利要求1的磺化脂族-芳族共聚酯形成。
27.權利要求26的成型製品，所述成型製品選自膜、片材、纖維、熔體噴射容器、模塑部件和發泡件。
28.一種膜，所述膜包含權利要求1的磺化脂族-芳族共聚酯。
29.權利要求28的膜，所述膜的厚度為約0.025毫米-約0.15毫米。
30.權利要求29的取向膜。
31.權利要求30的膜，其中所述膜是雙軸取向的。
32.權利要求30的膜，其中所述膜是單軸取向的。
33.一種多層膜，所述多層膜包含含有權利要求1的磺化脂族-芳族共聚酯的層。
34.一種製品，所述製品包含底材和所述底材上的塗層，所述塗層包含權利要求1的脂族-芳族共聚酯。
35.權利要求34的製品，其中所述塗層厚度為約0.2-約15密耳。
36.權利要求34的製品，其中所述塗層厚度為約0.5-約2密耳。
37.權利要求34的製品，其中所述底材選自織物、無紡織物、箔片、紙張、紙板和金屬。
38.一種製品，所述製品包含其上層壓有權利要求1的磺化脂族-芳族共聚酯的底材。
39.權利要求38的製品，其中所述底材選自紙張、紙板、卡紙、纖維板、纖維素、澱粉、塑料、聚苯乙烯泡沫、玻璃、金屬、聚合物泡沫、有機泡沫、無機泡沫、有機-無機泡沫和聚合物膜。
40.一種包裝，所述包裝包含權利要求39的製品。
41.一種包裝紙，所述包裝紙包含權利要求1的磺化脂族-芳族共聚酯。
42.一種片材，所述片材包含權利要求1的磺化脂族-芳族共聚酯。
43.權利要求42的片材，所述片材厚度為至少約0.50毫米。
44.一種纖維，所述纖維包含權利要求1的磺化脂族-芳族共聚酯。
45.權利要求44的纖維，所述纖維的纖度為約0.1-約100旦尼爾。
46.權利要求45的纖維，所述纖維的纖度為約0.5-約20旦尼爾。
47.一種纖維，所述纖維包含權利要求1的磺化脂族-芳族共聚酯和至少一種其他聚合物。
48.權利要求47的纖維，其中所述纖維包含所述磺化脂族-芳族共聚酯和一種或多種天然纖維的共混物。
49.權利要求47的纖維，其中所述纖維是非均相纖維。
50.一種發泡製品，所述發泡製品包含權利要求1的磺化脂族-芳族共聚酯。
51.一種發泡製品，所述發泡製品包含權利要求16的磺化脂族-芳族共聚酯。
52.一種成型製品，所述成型製品由權利要求1的磺化脂族-芳族共聚酯形成。
53.一種成型製品，所述成型製品由權利要求16的磺化脂族-芳族共聚酯形成。
54.權利要求52的成型製品，所述成型製品選自膜、片材、纖維、熔體噴射容器、模塑部件和發泡件。
55.一種膜，所述膜包含權利要求16的磺化脂族-芳族共聚酯。
56.權利要求55的膜，所述膜厚度為約0.025毫米-約0.15毫米。
57.權利要求55的取向膜。
58.一種多層膜，所述多層膜包含含有權利要求16的磺化脂族-芳族共聚酯的層。
59.一種製品，所述製品包含底材和所述底材上的塗層，所述塗層包含權利要求16的磺化脂族-芳族共聚酯。
60.一種製品，所述製品包含其上層壓有權利要求16的磺化脂族-芳族共聚酯的底材。
61.一種包裝紙，所述包裝紙包含權利要求16的磺化脂族-芳族共聚酯。
62.一種片材，所述片材包含權利要求16的磺化脂族-芳族共聚酯。
63.一種發泡製品，所述發泡製品包含權利要求20的磺化脂族-芳族共聚酯。
64.一種成型製品，所述成型製品由權利要求20的磺化脂族-芳族共聚酯形成。
65.權利要求64的成型製品，所述成型製品選自膜、片材、纖維、熔體噴射容器、模塑部件和發泡件。
66.一種膜，所述膜包含權利要求20的磺化脂族-芳族共聚酯。
67.權利要求66的膜，所述膜厚度為約0.025毫米-約0.15毫米。
68.權利要求66的取向膜。
69.一種多層膜，所述多層膜包含含有權利要求20的磺化脂族-芳族共聚酯的層。
70.一種製品，所述製品包含底材和所述底材上的塗層，所述塗層包含權利要求20的磺化脂族-芳族共聚酯。
71.一種製品，所述製品包含其上層壓有權利要求20的磺化脂族-芳族共聚酯的底材。
72.一種包裝紙，所述包裝紙包含權利要求20的磺化脂族-芳族共聚酯。
73.一種片材，所述片材包含權利要求20的磺化脂族-芳族共聚酯。
74.一種發泡製品，所述發泡製品包含權利要求20的磺化脂族-芳族共聚酯。
75.一種成型製品，所述成型製品由權利要求20的磺化脂族-芳族共聚酯形成。
76.權利要求75的成型製品，所述成型製品選自膜、片材、纖維、熔體噴射容器、模塑部件和發泡件。
77.一種發泡製品，所述發泡製品包含權利要求24的磺化脂族-芳族共聚酯。
78.一種成型製品，所述成型製品由權利要求24的磺化脂族-芳族共聚酯形成。
79.權利要求78的成型製品，所述成型製品選自膜、片材、纖維、熔體噴射容器、模塑部件和發泡件。
80.一種膜，所述膜包含權利要求24的磺化脂族-芳族共聚酯。
81.權利要求80的膜，所述膜厚度為約0.025毫米-約0.15毫米。
82.權利要求80的取向膜。
83.一種多層膜，所述多層膜包含含有權利要求24的磺化脂族-芳族共聚酯的層。
84.一種製品，所述製品包含底材和所述底材上的塗層，所述塗層包含權利要求24的磺化脂族-芳族共聚酯。
85.一種製品，所述製品包含其上層壓有權利要求24的磺化脂族-芳族共聚酯的底材。
86.一種包裝紙，所述包裝紙包含權利要求24的磺化脂族-芳族共聚酯。
87.一種片材，所述片材包含權利要求24的磺化脂族-芳族共聚酯。
88.一種生產包裝的方法，所述方法包括提供底材；將所述底材形成期望的包裝形式；提供磺化脂族-芳族共聚酯，所述共聚酯包含酸組分、二元醇組分和0-約5.0％摩爾的多官能團支化劑；其中所述酸組分包含a.佔100％摩爾總酸組分的約94.9-10.0％摩爾的芳族二羧酸組分，b.佔100％摩爾總酸組分的約5.0-80.0％摩爾的脂族二羧酸組分，c.佔100％摩爾總酸組分的約0.1-約5.0％摩爾的磺酸鹽組分；且其中所述二元醇組分基本由以下組分組成a.佔100％摩爾總二元醇組分的100.0-90.0％摩爾作為第一種二元醇組分的1，3-丙二醇，和b.佔100％摩爾總二元醇組分的0-5.0％摩爾的第二種二元醇組分；及在所述底材上層壓或塗覆所述磺化脂族-芳族共聚酯以形成所述包裝。
89.權利要求88的方法，其中所述底材包含選自紙張、紙板、無機泡沫、有機泡沫和無機-有機泡沫的材料。
90.權利要求88的方法，其中所述包裝形式選自包裝紙、拉伸卷纏膜、袋子、杯子、託盤、紙板箱、盒子、瓶子、板條箱、包裝膜、泡罩包裝紙、貼體包裝和鉸接容器。
91.一種生產磺化脂族-芳族共聚酯的方法，所述方法包括提供反應混合物，所述混合物包含芳族二羧酸組分、脂族二羧酸組分、磺酸鹽組分、基本由1，3-丙二醇組成的第一種二元醇組分、任選的第二種二元醇組分及任選的多官能團支化劑；和使所述芳族二羧酸組分、所述脂族二羧酸組分、所述磺酸鹽組分、所述第一種二元醇組分、所述第二種二元醇組分及所述多官能團支化劑聚合形成包含酸組分和二元醇組分的磺化脂族-芳族共聚酯，其中，所述酸組分包含a.佔100％摩爾總酸組分的約94.9-10.0％摩爾的芳族二羧酸組分，b.佔100％摩爾總酸組分的約5.0-80.0％摩爾的脂族二羧酸組分，和c.約0.1-約5.0％摩爾的磺酸鹽組分，且其中所述二元醇組分包含佔100％摩爾總二元醇組分的100.0-約90.0％摩爾作為第一種二元醇組分的1，3-丙二醇。
92.權利要求91的方法，所述方法包括提供所述第二種二元醇組分，提供的第二種二元醇組分的量使所述聚酯的二元醇組分包含最高達5.0％摩爾的所述第二種二元醇組分，基於所述第一種二元醇組分和所述第二種二元醇組分的總量計算。
93.權利要求91的方法，所述方法包括提供所述多官能團支化劑，提供的支化劑的量使所述聚酯包含最高達5.0％摩爾的所述多官能團支化劑，基於所述第一種二元醇組分、所述第二種二元醇組分和所述多官能團支化劑的總量計算。
全文摘要
提供了熱性質提高的磺化脂族－芳族聚酯組合物和由所述磺化脂族－芳族聚酯組合物得到的製品如膜、塗層和層壓層。所述膜中的一些是生物可降解的。由所述磺化脂族－芳族共聚酯製得的膜可用來生產成型製品，如片材、熱成型容器和例如膜和其他底材的塗層。所述磺化脂族－芳族共聚酯自芳族二羧酸、脂族二羧酸、某些二元醇和含鹼金屬或鹼土金屬磺酸鹽基團的組分(如5－磺基間苯二甲酸衍生物的金屬鹽)的混合物生產。
文檔編號C08G63/02GK1934160SQ200580009436
公開日2007年3月21日 申請日期2005年1月28日 優先權日2004年1月30日
發明者R·A·海斯 申請人:納幕爾杜邦公司