JP2003192797A - ポリエステル系中空成形体 - Google Patents
ポリエステル系中空成形体Info
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Abstract
性、耐衝撃性に優れたポリエステル系中空成形体を提供
すること。 【解決手段】 ジオール構成単位とジカルボン酸構成単
位とを有するポリエステル樹脂であって、前記ジオール
構成単位の10〜60モル%が環状アセタール骨格を有
するジオール単位であり、前記ジカルボン酸構成単位の
50〜100モル%が2,6−ナフタレンジカルボン酸
単位であるポリエステル樹脂を射出成形後、ブロー成形
して得られるポリエステル系中空成形体である。
Description
とジカルボン酸構成単位とを有するポリエステル樹脂を
射出成形後、ブロー成形して得られるポリエステル系中
空成形体に関し、詳しくは耐熱性、透明性及び耐衝撃性
に優れたポリエステル系中空成形体に関する。
ET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。
造の生産性を著しく低下させ、また、熱処理して成形さ
れたPETボトルを用いた場合であっても加熱殺菌の温
度は80〜85℃程度が限界である。
移点(Tg)の高い樹脂を用いて耐熱性の向上を図る方
法も検討されており、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)の使用が試みられ
ている。しかしながら、PENを熱処理なしで成形して
得られたボトルは、90℃での加熱殺菌が可能であるも
のの、95〜97℃といった高温殺菌処理を行うと、初
期の形状を保つことができない。また、PENからなる
ボトルはブロー成形すると延伸される部分、特に胴部の
結晶化が進んで透明性が低下するという問題点を有して
いる。更にはPENを用いて製造されたボトルは偏肉が
生じやすく、偏肉部で結晶化が進行し、耐衝撃性の低下
が起こるという問題点もあった。
2,6−デカリンジカルボン酸1〜10モル%共重合さ
せたPENからなる改善された中空成形体が開示されて
いる。しかしながら上記の共重合PENでは透明性、耐
衝撃性の改善はなされるものの、耐熱性の改善はなされ
ておらず、耐熱ボトルとして充分な性能を有するもので
はない。
く、耐熱性、透明性、耐衝撃性に優れたポリエステル系
中空成形体は未だ開発されていないのが現状である。
如き状況に鑑み、高温殺菌のできる耐熱性を有し、且つ
透明性、耐衝撃性に優れたポリエステル系中空成形体を
提供することにある。
した結果、ジオール成分に由来する構成単位とジカルボ
ン酸成分に由来する構成単位とからなるポリエステル樹
脂であって、前記ジオール構成単位の10〜60モル%
が環状アセタール骨格を有するジオール単位であり、ジ
カルボン酸構成単位の50〜100モル%が2,6−ナ
フタレンジカルボン酸単位であるポリエステル樹脂を射
出成形後、ブロー成形して得られるポリエステル系中空
成形体が、95〜97℃といった高温殺菌できる耐熱性
を有し、且つ透明性、耐衝撃性に優れたポリエステル系
中空成形体であることを見出し、本発明に到達した。
する。本発明のポリエステル樹脂は、ジオール構成単位
(ジオールに由来する構成単位)とジカルボン酸構成単
位(ジカルボン酸に由来する構成単位)とを有し、前記
ジオール構成単位の10〜60モル%が環状アセタール
骨格を有するジオール単位(環状アセタール骨格を有す
るジオールに由来する構成単位)であり、ジカルボン酸
構成単位の50〜100モル%が2,6−ナフタレンジ
カルボン酸単位(2,6−ナフタレンジカルボン酸に由
来する構成単位)であることを必須要件とする。該環状
アセタール骨格を有するジオールとしては、一般式
(1):
(1)と(2)において、R1及びR2はそれぞれ独立し
て、炭素数が1〜10の脂肪族基、炭素数が3〜10の
脂環式基、及び炭素数が6〜10の芳香族基からなる群
から選ばれる有機基、好ましくはメチレン基、エチレン
基、プロピレン基、ブチレン基又はこれらの構造異性
体、例えば、イソプロピレン基、イソブチレン基を表
す。R3は炭素数が1〜10の脂肪族基、炭素数が3〜
10の脂環式基、及び炭素数が6〜10の芳香族基から
なる群から選ばれる有機基、好ましくはメチル基、エチ
ル基、プロピル基、ブチル基、又はこれらの構造異性
体、例えばイソプロピル基、イソブチル基を表す。一般
式(1)及び(2)の化合物としては、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〕ウンデカン又
は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−ジオキサン等が特
に好ましい。
セタール骨格を有するジオール以外のジオールとして
は、特に制限はされないが、エチレングリコール、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、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
コール等のポリエーテル化合物類、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、ノルボルネンジメタノ
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式ジオール類、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)等ビスフェノール類及び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及び
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。これらの化合物の中では特にエチレン
グリコールが好ましい。
2,6−ナフタレンジカルボン酸以外のジカルボンとし
ては、特に制限はされないが、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等の脂肪族ジカルボン酸及びこれ
らのエステル化物、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、1,4−ナフタレンジ
カルボン酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、2,7
−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の芳香族ジカルボン酸が例示
できる。
酸、イソフタル酸、フタル酸、2−メチルテレフタル
酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、1,5−ナフタ
レンジカルボン酸、2,7−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の
芳香族ジカルボン酸及びこれらのエステル化物を使用す
ると耐熱性を向上することができ好適である。
るポリエステル樹脂は、環状アセタール骨格を有するジ
オール単位を10〜60モル%有することを必須とす
る。環状アセタール骨格を有するジオール単位を前記の
範囲とすることにより、ポリエステル樹脂のガラス転移
温度が上昇し、結晶性が低下する。さらに、ポリエステ
ル樹脂のガラス転移温度の上昇により、本発明のポリエ
ステル系中空成形体の耐熱性が向上し、また、ポリエス
テル樹脂の結晶性の低下により、本発明のポリエステル
系中空成形体は結晶化による透明性の低下及び耐衝撃性
の低下が抑制される。尚、ジオール構成単位中の環状ア
セタール骨格を有するジオール単位が10モル%以上の
場合には、本発明のポリエステル系中空成形体は充分な
耐熱性、透明性、耐衝撃性が得られ、60モル%以下の
場合に優れた耐衝撃性が得られる。
に用いるポリエステル樹脂は、ジカルボン酸構成単位中
に2,6−ナフタレンジカルボン酸単位を50〜100
モル%有する。この範囲とすることによって、充分な耐
熱性と機械特性が得られる。
好適なポリエステル樹脂は、ジオール構成単位中に、環
状アセタール骨格を有するジオール単位を10〜60モ
ル%、及びエチレングリコール単位を40〜90モル%
(前記モル%は、前記2種のジオールの合計量か、前記
2種と他のジオールの合計量を基準とする)含むジオー
ル構成単位と、ジカルボン酸構成単位中に、2,6−ナ
フタレンジカルボン酸単位50〜100モル%と2,6
−ナフタレンジカルボン酸以外の他の芳香族ジカルボン
酸単位0〜50モル%(前記モル%は、前記2種のジカ
ルボン酸の合計量か、前記2種と他のジカルボン酸の合
計量を基準とする)を含むジカルボン酸構成単位からな
るポリエステル樹脂である。上記構成をとることによ
り、本発明のポリエステル系中空成形体は耐熱性、透明
性、耐襲撃性、機械的性能に特に優れたものとなる。
る方法は特に制限はなく、従来公知の方法を適用するこ
とができる。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、又は溶液重合法等を挙げることができ
る。エステル交換触媒、エステル化触媒、エーテル化防
止剤、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。
度(フェノールと1,1,2,2−テトラクロロエタン
との質量比6:4の混合溶媒を用いた25℃での測定
値)は0.4〜1.5dl/gであることが好ましく、
より好ましくは0.5〜1.2dl/gである。極限粘
度が0.4dl/g以上である場合、機械強度が良好と
なり、1.5dl/g以下である場合には、成形性が良
好となる。
ガラス転移温度は、示差走査型熱量計で測定されるガラ
ス転移温度(Tgm:DSC曲線の転移前後における基
線の差の1/2だけ変化した温度)で120℃以上であ
ることが好ましく、より好ましくは130℃以上であ
る。ガラス転移温度が120℃より高い場合には、本発
明のポリエステル系中空成形体は95〜97℃といった
高温殺菌に耐えうる耐熱性が得られる。
示差走査型熱量計で測定される降温時の結晶化発熱ピー
クが4J/g以下であることが好ましく、より好ましく
は2J/g以下である。結晶化発熱ピークが4J/g以
下である場合には、本発明のポリエステル系中空成形体
の結晶性が低くなり、結晶化による白化や、耐衝撃性の
低下を効果的に抑制できる。
既知の方法で製造できる。例えば、上記ポリエステル樹
脂を射出成形して透明なプリフォームを成形し、次いで
該プリフォームを所定の金型に入れ、ポリエステル樹脂
のガラス転移温度より10〜70℃高い温度でブロー成
形して中空成形体を製造することができる。
ン化物、ナイロンMXD6、ポリアクリロニトリル、ポ
リメタクリロニトリル、ポリビニリデンクロライド等の
ガスバリアー性樹脂や、ポリエチレンテレフタレート、
イソフタル酸変性ポリエチレンテレフタレート、ポリエ
チレンナフタレート等のポリエステル樹脂を共射出成形
して、積層化されたプリフォームを用いることで、多層
中空成形体とすることもできる。
時には酸化安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、帯電防止
剤、活剤、顔料、染料、繊維状もしくは板状無機強化剤
などの各種添加剤を添加しても良い。また、上記ガスバ
リアー性樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹
脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリオレフィン樹
脂、各種エラストマーなどの樹脂を適宜添加しても良
い。
性は、中空成形体の胴部分の厚み300μm部の曇価が
ASTM D1003に基づき測定される値で3%以下
であることが好ましい。上記の値が3%以下の場合、内
容物の視認性が良好となる。
の耐熱性は、97℃の熱水を充填後、12時間放置した
時の高さ保持率が99%以上であり、容量保持率が9
8.5%以上である。該耐熱性を有する場合、95〜9
7℃といった高温殺菌処理を行うことが可能となる。
好な耐熱性、透明性、耐衝撃性を有しており、清涼飲
料、炭酸飲料、食料品、調味料、洗剤、化粧品、医薬品
などのボトル、煮沸消毒を必要とする哺乳瓶、玩具、リ
サイクル用ボトル等の用途に好適に用いることができ
る。
説明するが、本発明はこれらの実施例によりその範囲を
限定されるものではない。
造例、比較製造例で得られたポリエステル樹脂の評価方
法は以下の通りである。 (1)ガラス転移温度 ポリエステル樹脂のガラス転移温度(Tgm)は(株)
島津製作所製、示差走査型熱量計(DSC/TA−50
WS)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/min)気流中、
昇温速度20℃/minで測定し、DSC曲線の転移前
後における基線の差の1/2だけ変化した温度をガラス
転移温度とした。
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測定し
た。
ノールと1,1,2,2−テトラクロロエタンの混合溶
媒(質量比=6:4)120gに加熱溶解し、濾過後、
25℃まで冷却して調製した。装置は(株)柴山科学機
械製作所製、毛細管粘度計自動測定装置(SS−300
−L1)を用い、温度25℃で測定を行った。
下記実施例1〜6及び比較例1〜3で得られたポリエス
テル系中空成形体の評価方法は以下の通りである。 (1)熱水充填試験 97℃(±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。
して測定試料とした。48時間調湿後、23℃、相対湿
度50%の雰囲気下で測定した。測定は、日本電色工業
社製の曇価測定装置(型式:COH−300A)を使用
して、ASTMD1003に準じて行った。
5mの高さから中空成形体の底を下にして、それぞれ1
5本のサンプルを自由落下(垂直落下)させた。目視で
外観変化のないものを良好、割れもしくは漏れのあるも
のを不良とし、良好であったものの個数で評価した。
向に10mm毎に厚みを11点測定し、その標準偏差
(厚みむら)で成形性を評価した。
ステル樹脂の合成) 第1表に原料モノマーとして記載するジカルボン酸成分
とジオール成分がモル比1:2になるようにエチレング
リコールを加え、更にジカルボン酸成分100モルに対
し酢酸マンガン四水和物0.03モルを添加して、窒素
雰囲気下で200℃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、ジカルボン酸成分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0.06モルを加え、昇温と減圧を徐々に行い、エチ
レングリコールを留出させながら、最終的に280℃、
0.1kPa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、ポリエステル樹脂を得た。結
果を第1表に示す。
ジメチル *2 DMT ; テレフタル酸ジメチル *3 SPG ; 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 *4 EG ; エチレングリコール *5 DOG ; 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
リエステル樹脂を原料として、(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。実施例6で
は、単層ダイスを用いて、中空成形体厚み約0.8mm
の単層中空成形体を製造した。実施例6ではナイロンM
XD6をコア層原料に、製造例1のポリエステル樹脂を
スキン層原料として共射出法により多層のプリフォーム
を成形し、このプリフォームをブロー成形して多層中空
成形体を製造した。評価結果を第2表に示す。
耐熱性、透明性及び耐衝撃性に優れ、耐熱食品容器など
に広く用いることができ、本発明の工業的意義は大き
い。
Claims (6)
- 【請求項1】 ジオール構成単位とジカルボン酸構成単
位とを有するポリエステル樹脂であって、前記ジオール
構成単位の10〜60モル%が環状アセタール骨格を有
するジオール単位であり、前記ジカルボン酸構成単位の
50〜100モル%が2,6−ナフタレンジカルボン酸
単位であるポリエステル樹脂を射出成形後、ブロー成形
して得られるポリエステル系中空成形体。 - 【請求項2】 環状アセタール骨格を有するジオールが
一般式(1): 【化1】 (式中、R1及びR2はそれぞれ独立して、炭素数が1〜
10の脂肪族基、炭素数が3〜10の脂環式基、及び炭
素数が6〜10の芳香族基からなる群から選ばれる有機
基を表す。)又は一般式(2): 【化2】 (式中、R1は前記と同様であり、R3は炭素数が1〜1
0の脂肪族基、炭素数が3〜10の脂環式基、及び炭素
数が6〜10の芳香族基からなる群から選ばれる有機基
を表す。)で表される請求項1に記載のポリエステル系
中空成形体。 - 【請求項3】 環状アセタール骨格を有するジオールが
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、又は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−
ジオキサンである請求項2に記載のポリエステル系中空
成形体。 - 【請求項4】 前記ジオール構成単位が環状アセタール
骨格を有するジオール単位10〜60モル%とエチレン
グリコール単位40〜90モル%を含み、かつ前記ジカ
ルボン酸構成単位が2,6−ナフタレンジカルボン酸単
位50〜100モル%と2,6−ナフタレンジカルボン
酸以外の他の芳香族ジカルボン酸単位0〜50モル%を
含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の
ポリエステル系中空成形体。 - 【請求項5】 前記ポリエステル樹脂が、下記の(1)
〜(3)に記載する物性を有することを特徴とする請求
項1〜4のいずれかに記載のポリエステル系中空成形
体。 (1)極限粘度(フェノールと1,1,2,2−テトラ
クロロエタンとの質量比が6:4の混合溶媒を用いた2
5℃での測定値)が0.4〜1.5dl/gである。 (2)示差走査型熱量計で測定されるガラス転移温度が
120℃以上である。 (3)示差走査型熱量計で測定される降温時の結晶化発
熱ピークが4J/g以下である。 - 【請求項6】 前記ポリエステル系中空成形体が、下記
の(1)及び(2)に記載する物性を有することを特徴
とする請求項1〜5のいずれかに記載のポリエステル系
中空成形体。 (1)97℃の熱水を充填後、12時間放置した時の高
さ保持率が99%以上であり、容量保持率が98.5%
以上である。 (2)中空成形体の胴部分であって厚み300μm部の
曇価が3%以下である。
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Cited By (3)
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-
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- 2001-12-25 JP JP2001391959A patent/JP3952144B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JP5374159B2 (ja) * | 2006-12-20 | 2013-12-25 | 三菱瓦斯化学株式会社 | プレフィルドシリンジ |
Also Published As
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