JP2002363270A - ボトル用ポリエステル樹脂 - Google Patents
ボトル用ポリエステル樹脂Info
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- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
Abstract
ル樹脂を提供する 【解決手段】 環状エーテル骨格を有するジオールを5
〜60モル%、及びエチレングリコールを30〜95モ
ル%含むジオール成分と、芳香族ジカルボン酸を80〜
100モル%含むジカルボン酸成分とを重縮合して得ら
れるポリエステル樹脂であって、下記の(1)ないし
(3)の性状を有するボトル用ポリエステル樹脂。
(1)フェノールと1,1,2,2−テトラクロロエタ
ンとの重量比が6:4の混合溶媒を用いて25℃で測定
した極限粘度(IV)が0.4〜1.5(dl/g)の範
囲である。(2)測定温度が240℃、及び剪断速度が
100(1/s)で測定した際の溶融粘度が700〜5
000(Pa・s)の範囲である。(3)ポリエステル
樹脂の分子量分布が2.5〜12.0である。
Description
機械的性能に優れたボトル用ポリエステル樹脂及びそれ
を成形して得られるボトルに関するものである。
Tということがある。)等の飽和結晶性ポリエステル樹
脂は、機械強度、耐熱性、透明性、リサイクル性及びガ
スバリアー性に優れていることから、それを成形して得
られるボトルは清涼飲料、炭酸飲料、調味料、洗剤、化
粧品などの容器の素材として広く採用されている。
トルを製造するには一般的に、飽和ポリエステルを射出
成形してプリフォームを成形し、次いでこのプリフォー
ムを所定の金型に装填して延伸ブロー成形して口栓部と
胴部とを有するボトルを得ている。
にジュース類などの飲料用途に用いられるボトルは、内
容物の加熱殺菌に耐えることが可能な耐熱性が要求され
るため、通常ブロー成形時に熱処理(ヒートセット)し
て耐熱性を向上させている。
ボトルを加熱殺菌する場合には、現状で用いられている
ボトルの耐熱温度は、生産性を考慮すると90℃程度が
限界である。
よりガラス転移点(Tg)の高い樹脂をブレンドするこ
とにより耐熱性の向上を図る方法も検討された。例え
ば、ポリエチレンナフタレート(以下、PENというこ
とがある。)とPETとのブレンドが試みられている。
しかしながら、PETとPENとは、相溶性に劣り、単
に両者をブレンドしただけでは、得られるブレンド物は
白化し、得られた成形品は透明性において著しく劣ると
いう問題点があった。
はPETとPENを溶融混練し、エステル交換反応させ
ることにより、透明性を高めている。しかしながら、工
程が増えるため生産性の点で問題になっていた。
することなく、高い透明性を有すると共に優れた耐熱性
を有するポリエステル樹脂が望まれていた。
述の従来技術の問題点に鑑み、耐熱性、透明性、機械的
性能に優れたボトル用ポリエステル樹脂、およびそれを
成形して得られるボトルを提供することにある。
を達成するために鋭意検討の結果、環状エーテル骨格を
有するジオールを特定量共重合成分として使用して得ら
れるポリエステル樹脂が、ボトル用として優れた耐熱
性、透明性、機械的性能を有することを見い出し、本発
明に到達した。
有するジオールを5〜60モル%、及びエチレングリコ
ールを30〜95モル%(但し、前記モル%は環状エー
テル骨格を有するジオールとエチレングリコールの合計
量に基づく。以下、同じ。)含むジオール成分と、芳香
族ジカルボン酸及び/又はそのエステルを80〜100
モル%含むジカルボン酸成分とを重縮合して得られるポ
リエステル樹脂であって、下記の(1)ないし(3)の
性状を有するボトル用ポリエステル樹脂。 (1)フェノールと1,1,2,2−テトラクロロエタ
ンとの重量比が6:4の混合溶媒を用いて25℃で測定
した極限粘度(IV)が0.4〜1.5(dl/g)の範
囲である。 (2)測定温度が240℃、及び剪断速度が100(1
/s)で測定した際の溶融粘度が700〜5000(P
a・s)の範囲である(sは秒を示す。以下、同じ)。 (3)ポリエステル樹脂の分子量分布が2.5〜12.
0である。に関する発明である。
ル骨格を有するジオールを5〜60モル%含むジオール
とエチレングリコールを30〜95モル%含むジオール
成分と、芳香族ジカルボン酸及び/又はそのエステルを
80〜100モル%含むジカルボン酸成分とを重縮合し
て得られたポリエステル樹脂である。
るジオール類として下記の構造式(I)に示す、3,9
−ビス(1,1−ジメチル−2−ヒドロキシエチル)
2,4,8,10−テトラオキサスピロ〔5.5〕ウン
デカン(以下、SPGと記すことがある)、及び下記の構
造式(II)に示す、5−メチロール−5−エチル−2−
(1,1−ジメチル−2−ヒドロキシエチル)−1,3
−ジオキサン(以下、DOGと記すことがある)等が挙げ
られるがこれらに限定されるものではない。ジオールと
して上記のものを使用することにより、本発明のポリエ
ステル樹脂は、更に高い耐熱性と機械的性能を兼ね備え
るという特徴が得られる。
%を超えない範囲で、前記構造式(I)及び(II)で表
されるジオール、並びにエチレングリコール以外の他の
ジオールを使用することがきる。これらの他のジオール
として特に制限はされないが、例えばトリメチレングリ
コール、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、ジエチレングリコ
ール、トリエチレングリコール、プロピレングリコー
ル、ネオペンチルグリコール等の脂肪族ジオール類、ポ
リエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポ
リブチレングリコール等のポリアルキレングリコール
類、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリ
スリトール等の3価以上の多価アルコール類、1,3−
シクロヘキサンジメタノール、1,4−シクロヘキサン
ジメタノール、1,2−デカヒドロナフタレンジメタノ
ール、1,3−デカヒドロナフタレンジメタノール、
1,4−デカヒドロナフタレンジメタノール、1,5−
デカヒドロナフタレンジメタノール、1,6−デカヒド
ロナフタレンジメタノール、2,7−デカヒドロナフタ
レンジメタノール、テトラリンジメタノール、ノルボル
ナンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール、ペ
ンタシクロドデカンジメタノール等の脂環族ジオール
類、4,4’−(1−メチルエチリデン)ビスフェノー
ル、メチレンビスフェノール(ビスフェノールF)、
4,4’−シクロヘキシリデンビスフェノール(ビスフ
ェノールZ)、4,4’−スルホニルビスフェノール
(ビスフェノールS)等のビスフェノール類のアルキレ
ンオキシド付加物、ヒドロキノン、レゾルシン、4,
4’―ジヒドロキシビフェニル、4,4’―ジヒドロキ
シジフェニルエーテル、4,4’―ジヒドロキシジフェ
ニルベンゾフェノン等の芳香族ジヒドロキシ化合物のア
ルキレンオキシド付加物等が例示できる。
酸及び/又はそのエステルについては、ジカルボン酸成
分として、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、2
−メチルテレフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ビフ
ェニルジカルボン酸、テトラリンジカルボン酸等が例示
でき、そのエステルとしてジメチルエステル、ジエチル
エステル、ジイソプロピルエステル、ジブチルエステ
ル、ジイソヘキシルエステル等が例示できるがこれらに
限定されるものではない。尚、芳香族ジカルボン酸のエ
ステルとして、具体的にテレフタル酸ジメチル、テレフ
タル酸ジエチル、テレフタル酸ジジプロピル、テレフタ
ル酸ジイソプロピル、テレフタル酸ジブチル、テレフタ
ル酸ジシクロヘキシル等が例示される
族ジカルボン酸及び/又はそのエステル以外のジカルボ
ン酸を全ジカルボン酸成分中の20モル%を超えない範
囲で使用できる。使用可能な他のジカルボン酸として
は、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、
スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカ
ルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、デカリンジカ
ルボン酸、ノルボルナンジカルボン酸、トリシクロデカ
ンジカルボン酸、ペンタシクロドデカンジカルボン酸、
イソホロンジカルボン酸、3,9−ビス(2−カルボキ
シエチル)2,4,8,10−テトラオキサスピロ
〔5.5〕ウンデカン、トリカルバリル酸及びそれらの
エステル化物等が例示できるがこれらに限定されるもの
ではない。
熱量計で測定されるポリエステル樹脂のガラス転移温度
が90℃以上、好ましくは95℃以上、かつ降温時結晶
化発熱ピークの熱量が5J/g以下、好ましくは0J/
gであるポリエステル樹脂である。上記の性状のポリエ
ステル樹脂を使用することにより、実用上有効な耐熱
性、透明性に優れたボトルが製造できる。
に特に制限はなく、従来公知の方法を適用することが出
来る。例えばエステル交換法、直接エステル化法等の溶
融重合法または溶液重合法を挙げることが出来る。エス
テル交換触媒、エステル化触媒、エーテル化防止剤、ま
た重合に用いる重合触媒、熱安定剤、光安定剤等の各種
安定剤、重合調整剤等も従来既知のものを用いることが
出来る。エステル交換触媒として、マンガン、コバル
ト、亜鉛、チタン、カルシウム等の化合物、またエステ
ル化触媒として、マンガン、コバルト、亜鉛、チタン、
カルシウム等の化合物、またエーテル化防止剤としてア
ミン化合物等が例示される。
モン、スズ、チタン等の化合物が例示される。また熱安
定剤としてリン酸、亜リン酸、フェニルホスホン酸等の
各種リン化合物を加えることも有効である。その他光安
定剤、帯電防止剤、滑剤、酸化防止剤、離型剤等を加え
ても良い。
特に限定されず、エステル化反応若しくはエステル交換
反応終了後に添加しても良い。またその際、直接エステ
ル化法において、スラリー性改善のために水を加えても
良い。
性状は、以下の方法より測定する。 (1)極限粘度(IV) 混合溶媒(質量比:フェノール/1,1,2,2−テト
ラクロロエタン=6/4)を用いて25℃恒温下、ウベ
ローデ粘度計を用いて測定した。 (2)溶融粘度 測定装置は東洋精機製、型式:キャピログラフ 1Cを
用い、 測定温度240℃、予熱時間1分、ノズル径1
mm、ノズル長10mm、剪断速度100(1/s)で
測定した。
ラフィー(GPC)装置(型式:ショーデックス−1
1)を用い、溶媒は2mmol%/Lトリフルオロ酢酸
ナトリウム含有ヘキサフルオロイソプロパノールを用
い、試料濃度は約0.05重量%とした。尚、検出器は
RI(Refractive Index Detector)を用い、ポリメ
チルメタクリレート標準により検量した。 (4)ガラス転移温度、降温時結晶化発熱ピーク ポリマーのガラス転移温度(Tg)は、(株)島津製作
所製、型式:DSC/TA−50WSを使用し、試料約
10mgをアルミニウム製非密封容器に入れ、窒素ガス
(30ml/分)気流中昇温速度20℃/分で測定し
た。その際、ベースラインに不連続的部分が現れる領域
の中点(比熱が半分に変化したところ)の温度をTgと
した。また降温時結晶化発熱ピーク(以下「ΔHc」と
いう)とは、上記Tgを測定後280℃で1分間保持し
た後、10℃/分の降温速度で降温した際に現れる発熱
ピークの面積から求めた値である。
0.4〜1.5(dl/g)、好ましくは0.5〜1.
0(dl/g)、更に好ましくは0.6〜0.8(dl
/g)の範囲である。極限粘度が上記0.4(dl/
g)以上で成形品の強度特性に優れ、上記1.5(dl
/g)以下の場合に成形性に優れる。
定温度240(℃)、剪断速度100(1/s)の条件
下で測定した際に700〜5000(Pa・s)の範囲
である。溶融粘度が上記の場合において成形性に優れ
る。
〜12.0が望ましい。分子量分布が上記の場合におい
て成形性に優れる。ここで、分子量分布とは、数平均分
子量(Mn)に対する重量平均分子量(Mw)の割合
(Mw/Mn)をいう。分子量分布を2.5〜12.0
とするには、SPGの組成比、及びそれの添加時期、分
子量、重合温度、添加剤を選ぶことにより調節すること
が出来る。
する。但し本発明はこれらの実施例により限定するもの
ではない。
樹脂をそれぞれ原料としてボトルを作製し、耐熱試験、
落下試験を行った。試験結果を表1、2に示す。尚、表
2の比較例1で用いた樹脂は、日本ユニペット(株)
製、商品名:RT543(IV:0.75)である。 (1)ボトル成形 (株)名機製作所製、射出成形機(型式:M200)を
使用し、重量30gのプリフォームを成形した。次に、
クルップ コーポプラスト社(ドイツ)製、ブロー成形
機(型式:LB−01)を使用し、ブロー成形により容
積330mLのボトル(耐圧仕様、ペタロイド底型)を
成形した。ブロー成形性の評価基準は以下の通りであ
る。 良好:問題なし 不良:周方向に厚さムラがある
の高さからボトルの底を下にして、それぞれ15本のサ
ンプルを自由落下(垂直落下)させた。評価基準は以下
の通りである。良好:変化なし。 不良:割れもしくは
漏れがある。 (3)熱水充填試験 85℃(±1℃)の熱水をボトルに充填後、12時間放
置し、高さ、容積の保持率により耐熱性を評価した。評
価はそれぞれ5本のサンプルについて行った。評価基準
は以下の通りである。 高さ保持率:99%以上のものを良好、99%未満のも
のを不良とした。 容量保持率:98.5%以上のものを良好、98.5%
未満のものを不良とした。
(又はDMTとNDCMの合計量)100モルに対し酢
酸マンガン四水和物0.03モル、窒素雰囲気下で20
0℃迄昇温してエステル交換反応を行った。メタノール
の留出量が理論量に対して90%以上に達した後、仕込
みのDMT(又はDMTとNDCMの合計量)100モ
ルに対し、酸化アンチモン(III)0.01モルとトリフ
ェニルホスフェート(TPP)0.06モルを加え、昇
温と減圧を徐々に行い、最終的に280℃、0.1kP
a以下で重合を行った。適度な溶融粘度になった時点で
反応を終了し、ポリエステルを得た。なお、表1、2
中、DMTはテレフタル酸ジメチルエステル、NDCM
は2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチルエステル、
EGはエチレングリコールを示す。
透明性、耐熱性に優れ、それを成形して得たボトルは、
食品容器包装材などに広く用いることができ、本発明の
工業的意義はきわめて大きい。
Claims (5)
- 【請求項1】 環状エーテル骨格を有するジオールを5
〜60モル%、及びエチレングリコールを30〜95モ
ル%(但し、前記モル%は環状エーテル骨格を有するジ
オールとエチレングリコールの合計量に基づく)含むジ
オール成分と、芳香族ジカルボン酸及び/又はそのエス
テルを80〜100モル%含むジカルボン酸成分とを重
縮合して得られるポリエステル樹脂であって、下記の
(1)ないし(3)の性状を有するボトル用ポリエステ
ル樹脂。 (1)フェノールと1,1,2,2−テトラクロロエタ
ンとの重量比が6:4の混合溶媒を用いて25℃で測定
した極限粘度(IV)が0.4〜1.5(dl/g)の範
囲である。 (2)測定温度が240℃、及び剪断速度が100(1
/s)で測定した際の溶融粘度が700〜5000(P
a・s)の範囲である。 (3)ポリエステル樹脂の分子量分布が2.5〜12.
0である。 - 【請求項2】 環状エーテル骨格を有するジオール成分
が下記一般式(I)及び/又は(II)で表される請求項1
記載のボトル用ポリエステル樹脂。 【化1】 【化2】 - 【請求項3】 芳香族ジカルボン酸がテレフタル酸であ
る請求項1又は2記載のボトル用ポリエステル樹脂。 - 【請求項4】 示差走査型熱量計で測定されるポリエス
テル樹脂のガラス転移温度が90℃以上、かつ降温時結
晶化発熱ピークの熱量が5J/g以下である請求項1な
いし3のいずれかに記載のボトル用ポリエステル樹脂。 - 【請求項5】 請求項1ないし4のいずれかに記載のボ
トル用ポリエステル樹脂を成形して得られたボトル。
Priority Applications (1)
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JP2001169779A JP4937466B2 (ja) | 2001-06-05 | 2001-06-05 | ポリエステル樹脂ボトル |
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Publications (2)
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JP4937466B2 JP4937466B2 (ja) | 2012-05-23 |
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Cited By (4)
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JPWO2005100440A1 (ja) * | 2004-04-12 | 2008-03-06 | 東洋紡績株式会社 | ポリエステル樹脂およびそれからなるポリエステル成形体並びにポリエステル成形体の製造方法 |
JP2009120765A (ja) * | 2007-11-16 | 2009-06-04 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | ポリエステル樹脂の製造方法 |
JP2018199764A (ja) * | 2017-05-26 | 2018-12-20 | 三菱瓦斯化学株式会社 | ポリエステル樹脂、成形品およびポリエステル樹脂の製造方法 |
-
2001
- 2001-06-05 JP JP2001169779A patent/JP4937466B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JP5119464B2 (ja) * | 2004-04-12 | 2013-01-16 | 東洋紡株式会社 | ポリエステル未延伸成形体の製造方法 |
JP2006077070A (ja) * | 2004-09-08 | 2006-03-23 | Mitsubishi Gas Chem Co Inc | 熱間充填用ポリエステル樹脂構造体 |
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