[发明专利]氧清除间隔树脂粒料

说明书

优选权与交叉引用

本专利申请要求2005年5月5日提交的美国临时专利申请系列号60/677,829和2005年11月21日提交的美国临时专利申请系列号60/738,489的优先权的益处。

发明领域

本发明涉及包含至少两个并行结构的间隔区域的树脂粒料。

发明背景

许多工业品包含多种组分以经济地改善其性能。由热塑性和热固性材料制成的多组分物品通常用最终熔混挤出机制造，所述最终熔混挤出机将各种组分均匀混合为物品例如片材、薄膜、纤维、瓶或注塑部件，通常称为预成型件。所述物品，尤其是预成型件，通常进一步加工以制作另一种物品例如瓶、盘、罐或袋。

因为包装需求变得更加复杂，需要多组分以增加包装的功能性。对蒸气或特殊化合物例如氧的防渗是这些性能中更重要的一种。氧防渗透材料是昂贵的并且因此将它们在最终包装的成本减至最小是合乎需要的。

减小的氧传输速率可采用被动或主动防渗透技术实现。被动防渗透技术减小蒸气或液体进入包装的传输速率。相反，主动防渗透技术将与有关蒸气或液体反应的材料混入包装壁中并因此防止它们通过容器壁。

现行的包装将被动防渗透材料结合到容器壁的单独层中。这通过采用一个挤出机熔化主要成分并形成物品同时第二个挤出机熔化防渗透材料并在形成容器壁的物品单独层中注入防渗透材料达到。例如可通过引入聚酰胺层和聚酯层以制备多层容器以改善被动防渗透性能。或可不同于将聚酰胺置于单独层中，而将聚酯与聚酰胺均匀共混在容器壁中。

主动防渗透技术涉及容器壁中的组分与氧反应。这样的反应称作氧清除。美国专利5021515、5049624和5639815公开了采用能够清除氧的聚合物组合物的包装材料和方法；这样的组合物包括可氧化有机物组分，例如象己二酰间亚苯基二甲胺(通常称作MXD6)的聚酰胺和金属氧化促进剂(例如钴化合物)。

美国专利5529833描述了包含被促进剂(例如过渡金属催化剂和氯离子、乙酸根、硬脂酸根、棕榈酸根、2-乙基己酸根、新癸酸根或环烷酸根反离子)催化的烯属不饱和烃氧清除剂的其它有机组合物。通常的金属盐选自2-乙基己酸钴(II)和新癸酸钴(II)。

美国专利6406766、6558762、6346308、6365247和6083585号讲授使可氧化组分例如聚丁二烯低聚体官能化和使它反应为主聚合物基体例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的主链。这种组合物可作为容器壁的单独层加入到容器壁中或者构成整个壁。

元素或被还原金属清除剂是其它的主动防渗透技术。这些金属，通常在促进剂例如氯化钠存在下，不与氧反应直到暴露于引起反应的水分。金属清除剂的优点是含有基于金属的清除剂的粒料将不与氧反应，除非与水分(粒料外部的组分)接触。使用粒料组合物外部试剂引发反应使其成为可触发系统。这与先前讨论的有机系统相反，当各组分结合制备容器或粒料时所述有机系统为活性的。指出存在一些氧反应性化合物，其具有与氧的固有反应性并且也具有可促进和/或可触发反应性。

固相聚合有效增加分子量，如通过聚酯和聚酰胺两者的特性粘度测量的那样。在固相聚合过程中，粒料暴露的温度低于粒料变为液体的温度。这个温度暴露发生在驱动力例如惰性气体或真空存在下。聚合反应副产物自粒料除去因此促使聚合物分子量的平衡增加。因为聚酯和聚酰胺两者在制备期间制粒，美国专利5340884主张在其中一种或另一种粒料在其起初制备期间切割时混合它们。在其中一种或另一种切割为粒料时混合聚酯和聚酰胺省去随后的挤塑和切割步骤。然而，在第一个切割步骤混合聚酯和聚酰胺要求随后的聚酯-聚酰胺多组分粒料受到并经受得住如：结晶、固相聚合和干燥步骤的热加工步骤。这些热加工步骤可发生在40℃至稍微少于粒料变为液体的温度的温度下，例如比粒料变为液体的温度低1℃，或者更典型地由于商业原因，低5℃。

尽管美国专利5340884主张在第一个切割步骤组合聚酯和聚酰胺，其指出聚酰胺和聚酯在母料、浓缩物和预混物中的均匀分散的组合不能暴露于固相聚合条件而不破坏聚酰胺的分子量和引起显著的颜色变化。美国专利5340884通过采用待与聚酯共混的预混聚酰胺浓缩物将这减至最小。尽管预混的浓缩物可减少一些随后热加工的影响，但是它不是非常有效。聚酰胺-聚酯浓缩物遭受与单独的聚酯聚酰胺粒料一起干燥时相同的问题。

在有机清除系统的情况下，即在熔混聚合物时加入氧化促进剂，具有结合的问题。该系统对氧具反应性，并且任何随后的热处理，甚至是储存都必须在氧不存在下完成。