JP2003504445A - 低い残留アルデヒド含有量のポリエステル組成物 - Google Patents
低い残留アルデヒド含有量のポリエステル組成物Info
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Abstract
Description
ビニルアルコール)、エチレン/ビニルアルコールコポリマー及び適する多価ア
ルコールからなる群から選択された第二ポリマーの混合物は、押出配合される場
合、PETを単独で同様に処理する場合よりも、更に低い残留アルデヒド含有量
を示す。本発明は、製造後、消費材料、とりわけ食品,飲料、そして最も特に水
を貯蔵するために使用されるボトル又は収納容器の製造に使用されるどの様なポ
リエステルにも関するものである。
水物を含むポリエステルは、低減されたアセトアルデヒド発生率を持つことを教
示している。
与える4−オキシベンジリデン末端封止剤を含むポリエステルを開示しているが
、しかし、アセトアルデヒドの放出に関しては記載されていない。しかしながら
、この様なポリエステルは食品及び飲料の包装用に適することが示されている。
り製造され得る。EP−A−0826713は、ビス(2,4−ジ第三ブチルフ
ェニル)ペンタエリトリトールホスフィットのようなホスフィットが重合中に存
在する場合、PETの重合中、更に低いレベルのアセトアルデヒドが生じること
を教示している。
6413号;第5340884号;第5648032号及び第5650469号
;及びWO−A−93/20147;WO−A−93/23474;WO−A−
98/07786及びWO−A−98/39388は、水の存在下で可逆的であ
り、多分、アルデヒドとのシッフ塩基反応を経由すると思われる、アセトアルデ
ヒド濃度を低減させる手段としてのポリアミドの使用を教示している。
ン/ビニルアルコールコポリマー樹脂とのブレンドからなる、優秀なバリアー特
性を有する二軸配向された収納容器を記載している。この言及は、改良されたガ
スバリアー特性に集中しており、アセトアルデヒド含有物のどの様な低減に関し
ても言及していない。
、ポリアミドコポリマーとブレンドされた、又はエチレン/ビニルアルコールコ
ポリマーとブレンドされたポリ(エチレンテレフタレート)からなる合成樹脂製
の二軸延伸された容器を記載している。この実施例は唯一つのEVOHポリマー
〔商標名(EVEL)エヴィルG110,クラレイ株式会社〕に限定されている。EV
OHポリマーが存在する場合、更に低いレベルのアセトアルデヒドを生じること
が教示されている。
.1重量%のレベルでさえも、得られたブレンドは、フィルム又はプラックに押
し出された場合、通常、灰色化効果(graying effect)と見られる許容できないヘ
イズを示す。このヘイズは目立ち、そしてアセトアルデヒドのレベルを低減させ
る目的のために使用され得るエチレン/ビニルアルコールコポリマーの量を厳し
く制限する。本発明は、許容できないヘイズを生じさせないが、しかし、加工中
に形成されるアセトアルデヒドのレベルを更に充分に低減させる、更に少ない量
(50〜750ppm)のエチレン/ビニルアルコールコポリマーを使用する点
で従来技術と区別される。
内に持つポリ(エチレンテレフタレート),ポリカーボネート又はPENポリエ
ステルを含む収納容器の製造方法を教示している。
使用することによる、或いはアミド化合物の添加による、低減されたアセトアル
デヒド濃度を持つポリエステルの製造方法を記載している。これらは、市販のポ
リアミド又は長鎖の脂肪族アミド化合物を包含する。
剤がポリオレフィン中で加熱される場合に生じるアセトアルデヒドのレベルを低
減させるための、ポリアミド又はアミド−ワックスの使用を教示している。
アセトアルデヒドが形成されるか又は含まれる、如何なるポリエステルにも有用
である。PETの熱加工は、PETの合成,予備成形体,パリソン若しくはボト
ル及び収納容器の製造中に使用される固体状態の重合(SSP),如何なる射出
成形,射出吹込成形若しくは延伸吹込成形、又はフィルムの延伸中の、或いはそ
のガラス転移温度以上で且つその分解温度以下で行われるPETの何れかの溶融
加工中の熱暴露をも包含する。
)を提供し、従って、前記PET収納容器中のボトル詰めされた水又は他のボト
ル詰めされた飲料の改良された味又は風味を提供する。アセトアルデヒド量の低
減は、この観点において非常に有利である。アセトアルデヒドは、PETのよう
なポリエステルの分解生成物として知られている。アセトアルデヒドは、PET
製ボトル中に貯蔵されたボトル詰めされた水の望ましくない味又は風味を与える
。PET製ボトルの壁面からその中に貯蔵された水又は他の飲料内に浸出するア
セトアルデヒドのレベルを低減させることは、業界の長らく求められている目的
であった。ポリ(エチレンテレフタレート)PETが加工される場合、アセトア
ルデヒドの形成を最小とするために、予備成形体用の押出機,射出成形機及びボ
トル形成装置に対する多数の工学的又は設計変更が行われた。PETが予備成形
体又はボトルに加工される場合、厳しい熱的又は機械的損傷を少なくさせるため
に、PET組成物自体に対する変性が行われ、その融点又はその溶融粘度を更に
低下させた。
式I: E−(OH)n (I) 〔式中、 nは2ないし4000を表わし、そして Eは脂肪族、脂環式、芳香族又は単,二若しくは多糖類部分を表わす〕で表わ
される多価アルコールからなる群から選択された、安定化させるために有効な量
の第二ポリマー からなるポリエステル組成物であって、前記ポリエステルの溶融加工中のアルデ
ヒド汚染物質の形成に対して安定化されたポリエステル組成物に関するものであ
る。
マーである場合、成分(b) の量が安定化された組成物の0.005重量%ないし
0.075重量%、好ましくは0.01重量%ないし0.05重量%、最も好ま
しくは0.02重量%ないし0.05重量%である組成物が興味深い。
化された組成物の0.01重量%ないし5重量%、好ましくは0.01重量%な
いし0.02重量%、最も好ましくは0.03重量%ないし1重量%である組成
物が興味深い。
ルボン酸、4個ないし12個の炭素原子を有する脂肪族ジカルボン酸、8個ない
し12個の炭素原子を有する脂環式ジカルボン酸、並びにこれらの混合物からな
る群から選択されたジカルボン酸繰り返し単位を有する。
、ナフタレンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、シクロヘキサン二酢
酸、ジフェニル−4,4’−ジカルボン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸
、セバシン酸又はこれらの混合物である。
ある。
H(式中、Rは、2個ないし18個の炭素原子を有する脂肪族、脂環式又は芳香
族部分を表わす)から誘導される。
エチレングリコール、トリエチレングリコール、プロパン−1,3−ジオール、
ブタン−1,4−ジオール、ペンタン−1,5−ジオール、ヘキサン−1,6−
ジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、3−メチルペンタン−2,4
−ジオール、2−メチルペンタン−1,4−ジオール、2,2−ジエチルプロパ
ン−1,3−ジオール、1,4−ジ(ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、2,2−
ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン、2,4−ジヒドロキシ−1,
1,3,3−テトラメチルシクロブタン、2,2−ビス(3−ヒドロキシエトキ
シフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシプロポキシフェニル)エ
タン又はこれらの混合物である。
ET又はポリ(エチレン2,6−ナフタレン−2,6−ジカルボキシレート)で
あり、最も好ましくは、ポリ(エチレンテレフタレート)である。
ルのブレンドでも有り得ることも又、予想される。
得ることが考えられる。更に、その後、成分(a) のポリエステルと混合されて前
記の安定化された組成物を得る、ポリエステルキャリアー樹脂中の成分(b) とし
て記載されたポリマー濃厚物を製造することが可能である。
合、エチレン対ビニルアルコールのモル比は99:1ないし1:99である。と
りわけ好ましいものは、エチレン対ビニルアルコールのモル比が50:50ない
し20:80のエチレン/ビニルアルコールコポリマーである。
コポリマーであってよい。
又は糖アルコール、とりわけセルロース又は澱粉である。
ストリン又はシクロデキストリン)、麦芽糖(及びその誘導体)、マルチトール
、マルトペンタオース水和物、マルトヘプタオース、マルトテトラオース、マル
ツロース一水和物、D,L−グルコース、デキストロース、スクロース、D−マ
ンニトール、トリメチロールプロパン、トリエチロールプロパン、グリセロール
、ソルビトール又はペンタエリトリトールである。
る方法であって、安定化させるために有効な量の成分(b) を前記ポリエステル内
に混入することを含む方法に関するものである。
形成を阻止するための安定剤としての成分(b) の使用である。
み合わされたビニルアルコール類が、市場の要求を満たすために有用な結果を与
えることを示している。ポリ(ビニルアルコール)ホモポリマーは、ポリ(エチ
レンテレフタレート)中のアセトアルデヒド含有量を幾分か低減させるけれども
、ポリ(ビニルアルコール−エチレン)コポリマーは、ポリ(エチレンテレフタ
レート)中のアセトアルデヒドを非常に良好に低減させる。
ても、本発明の範囲を限定すると解釈されるべきではない。
その後、延伸吹込がボトルを成形する場合にPETが経験する熱履歴を近似させ
るために、押出配合される。アセトアルデヒドの形成を低減させるために添加さ
れる添加剤の効率は、熱脱着GC−MSを使用する定量分析により評価される。
安定化されていないPETが各々の日に押し出されて、アセトアルデヒド形成を
測定するための対照ポリマーを与える。
系で確認される約30ppmの水分レベルまで予備乾燥される。ライシュトリッ
ツ(Leistritz) 18mm又は27mm共回転,非かみ合い二軸スクリュー押出機
は、下記のように構成されている:設定温度=スロート(220〜230℃),
ゾーン及びダイ(270℃),実際の押出物の溶融温度は275〜280℃,ス
クリューは100〜110ppm,ホッパーフィーダーは10〜15ppmであ
る。
よるL* ,a* ,b* は、DCI分光光度計を使用して、PETペレットについ
て測定される。
装の技術と科学(Packaging Technology and Science),9,175(1996)
;エス.ヨン リー(S. Yong Lee) ,SPE ANTEC 1997,第857〜861頁
;及びエム.ドン(M. Dong) 他,ジャーナル オブ クロマトグラフィック サ
イエンス(J. Chromatographic Science),18,242(1980)、から採用
された熱脱着GC−MS法を使用して定量的に決定される。共通実験を以下のよ
うに行う。
されたPETペレット(極低温で粉砕された)を秤量することにより、デュプリ
ケートで分析する。この試料バイアルを、テクマー(Tekmar)モデル5000静的
ヘッドスペース分析機中で120℃で1時間加熱する。ヘッドスペースガス(5
cc)をその後、加熱された移送ラインを経由して、アセトアルデヒドのSIR
検出用のフィソンズ(Fisons)MD−800GC−MSシステムまで移送する。こ
のアセトアルデヒドを、その29m/e及び44m/eのフラグメントを観察す
ることにより検出する。GC−MSの全イオン電流(TIC)も又、4〜8分の
滞留時間領域で観察される。これにより、試料中のアセトアルデヒドの存在は、
3種の異なる検出器により確認される。PETに対する公知のアセトアルデヒド
値を使用することにより、公知のPET樹脂に対するピーク面積と実験PET樹
脂ブレンドに対するピーク面積との比率が比較され、そして実験ブレンド中のア
セトアルデヒド量を得ることができる。
leartuf)7207〕を、対照PETとして使用する。以下に掲げられたの幾つか
の添加剤は、安定化されていないPETが押出配合された場合に見出されるアセ
トアルデヒド量(AA)に対して、該量の充分な減少を示す。アセトアルデヒド
の減少%は、対照中のアセトアルデヒド量に比較して更に少ない量である。対照
PETに対する3回の全イオン電流(TIC)データー操作は、σ=0.35の
標準偏差を有している。この結果を、表1に要約する。
コールを有する3種のエチレン/ビニルアルコールコポリマーは、1回の押出配
合操作後のPET中のアセトアルデヒドのレベルを低減させるために、一般的に
有効であることが判る。この結果を、表2に要約する。
f)Dはエチレン/ビニルアルコールコポリマー(エチレン32%)を表わす。
g)Eはエチレン/ビニルアルコールコポリマー(エチレン27%)を表わす。
を決定する。
astman) 社製の商標名イーストパック(Eastpak) 9921W〕を、対照ポリ(エ
チレンテレフタレート)として使用する。約54gのボトル予備成形体(プレフ
ォーム)を、商業規模のプレフォーム成形機で成形する(5000プレフォーム
/時;Tmax 290℃)。アセトアルデヒドは、実施例1に記載されたプレフォ
ームから得られた粉砕されたポリマー粉末について測定する。以下に掲げられた
複数の添加剤を含む粉末は、安定化されていないポリ(エチレンテレフタレート
)がプレフォームに射出成形される場合に認められるアセトアルデヒド(AA)
量に対して、該AA量の充分な減少を示す。AAの減少%は、対照試料について
観察されたAA量に比較して減少した量である。この結果を表3に要約する。
h)添加剤Eはマスターバッチとして添加され、そしてポリ(エチレンテレフタ
レート)予備成形体中の最終的な0.5%レベルに減少される。
ヒドレベルの実質的な減少を示す。
ンを含むエチレン/ビニルアルコールコポリマーとの配合ブレンドを製造するた
めに使用する。安定化されていない市販のPET〔シェル(Shell) 社製の商標名
クリアタフ(Cleartuf)7201〕及び配合PETブレンドの両方を、ダイ温度2
88℃で、ボーイ50M射出成形機(BOY 50M Injection Molder)を使用して、2
×2×60mmプラックに射出成形する。プラックは、対照としての、如何なる
安定剤も含まないPET、及び存在する0.10%の添加剤Eを含むPETに対
して得られる。ヘイズを測定するために、BYK−ガードナーヘイズメーター(B
YK-Gardner Haze meter)を使用する。プラックのヘイズ値〔カッドループル値(q
uadruple values)〕を得、そして平均化し、そして前記プラックの視覚観察結果
も又、以下の表4に示すように記録する。
.05重量%のEを含むプラックは、ほとんど認識し得ない青みがかった色合い
を持ち、透明である。0.10重量%のEを含むプラックは、許容できない濁っ
た外観を有する。この場合使用されたペレットはワックス様に感じ、そして前記
プラックを得るために、射出プロセスで調節が必要である(スクリュー速度を増
加させ、そして圧力を低減する)。これらのデータは、特開昭62−25795
9号公報に記載された0.1%エチレン/ビニルアルコールコポリマーレベルは
、アセトアルデヒドのレベルを低減するけれども、安定化されたPET組成物の
許容できないレベルのヘイズを与えることを示している。
leartuf)7201〕を対照PETとして使用した。以下に掲げられた複数の添加
剤は、安定化されていないPETが押出配合される場合に認められるアセトアル
デヒド(AA)量に対して、該AA量の大きな減少を示す。AAの減少%は、対
照試料についてのAA量に比較して減少した量である。対照PETに対する3回
の全イオン電流(TIC)データー操作は、σ=0.35の標準偏差を有してい
る。この結果を表5に要約する。
作の後のPET中のアセトアルデヒドのレベルを低減させるために澱粉は一般的
に有効であることが認められる。この結果を表6に要約する。
Claims (15)
- 【請求項1】 (a) ポリエステル、並びに (b) ポリ(ビニルアルコール)、エチレン/ビニルアルコールコポリマー及び次
式I: E−(OH)n (I) 〔式中、 nは2ないし4000を表わし、そして Eは脂肪族、脂環式、芳香族又は単,二若しくは多糖類部分を表わす〕で表わ
される多価アルコールからなる群から選択された、安定化させるために有効な量
の第二ポリマー からなるポリエステル組成物であって、前記ポリエステルの溶融加工中のアルデ
ヒド汚染物質の形成に対して安定化されたポリエステル組成物。 - 【請求項2】 前記成分(b) がポリ(ビニルアルコール)又はエチレン/ビ
ニルアルコールコポリマーである場合、前記成分(b) の量が安定化された組成物
の0.005重量%ないし0.075重量%である請求項1記載の組成物。 - 【請求項3】 前記成分(b) が式Iで表わされる多価アルコールである場合
、前記成分(b) の量が安定化された組成物の0.01重量%ないし5重量%であ
る請求項1記載の組成物。 - 【請求項4】 前記成分(a) のポリエステルが、8個ないし14個の炭素原
子を有する芳香族ジカルボン酸、4個ないし12個の炭素原子を有する脂肪族ジ
カルボン酸、8個ないし12個の炭素原子を有する脂環式ジカルボン酸、並びに
これらの混合物からなる群から選択されたジカルボン酸繰り返し単位を有する請
求項1記載の組成物。 - 【請求項5】 前記ジカルボン酸が、テレフタル酸、イソフタル酸、o−フ
タル酸、ナフタレンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸、シクロヘキサ
ン二酢酸、ジフェニル−4,4’−ジカルボン酸、コハク酸、グルタル酸、アジ
ピン酸、セバシン酸又はこれらの混合物である請求項4記載の組成物。 - 【請求項6】 前記ジカルボン酸がテレフタル酸又は2,6−ナフタレンジ
カルボン酸である請求項4記載の組成物。 - 【請求項7】 前記成分(a) のポリエステルのジオール部分が一般式HO−
R−OH(式中、Rは、2個ないし18個の炭素原子を有する脂肪族、脂環式又
は芳香族部分を表わす)から誘導される請求項1記載の組成物。 - 【請求項8】 前記ジオールが、エチレングリコール、ジエチレングリコー
ル、トリエチレングリコール、プロパン−1,3−ジオール、ブタン−1,4−
ジオール、ペンタン−1,5−ジオール、ヘキサン−1,6−ジオール、1,4
−シクロヘキサンジメタノール、3−メチルペンタン−2,4−ジオール、2−
メチルペンタン−1,4−ジオール、2,2−ジエチルプロパン−1,3−ジオ
ール、1,4−ジ(ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、2,2−ビス(4−ヒドロ
キシシクロヘキシル)プロパン、2,4−ジヒドロキシ−1,1,3,3−テト
ラメチルシクロブタン、2,2−ビス(3−ヒドロキシエトキシフェニル)プロ
パン、2,2−ビス(4−ヒドロキシプロポキシフェニル)エタン又はこれらの
混合物である請求項7記載の組成物。 - 【請求項9】 前記ジオールがエチレングリコールである請求項7記載の組
成物。 - 【請求項10】 前記成分(a) のポリエステルがポリ(エチレンテレフタレ
ート)PET又はポリ(エチレン2,6−ナフタレン−2,6−ジカルボキシレ
ート)である請求項1記載の組成物。 - 【請求項11】 前記エチレン/ビニルアルコールコポリマー中のエチレン
対ビニルアルコールのモル比が99:1ないし1:99である請求項1記載の組
成物。 - 【請求項12】 式Iで表わされる前記多価アルコールが澱粉、セルロース
、糖又は糖アルコールである請求項1記載の組成物。 - 【請求項13】 式Iで表わされる前記多価アルコールが、分解された澱粉
(デキストリン又はシクロデキストリン)、麦芽糖、マルチトール、マルトペン
タオース水和物、マルトヘプタオース、マルトテトラオース、マルツロース一水
和物、D,L−グルコース、デキストロース、スクロース、D−マンニトール、
トリメチロールプロパン、トリエチロールプロパン、グリセロール、ソルビトー
ル又はペンタエリトリトールである請求項1記載の組成物。 - 【請求項14】 ポリエステルの溶融加工中のアルデヒド汚染物質の形成を
阻止する方法であって、安定化させるために有効な量の請求項1記載の成分(b)
を前記ポリエステル内に混入することを含む方法。 - 【請求項15】 ポリエステルの溶融加工中のアルデヒド汚染物質の形成を
阻止するための安定剤としての、請求項1で定義された成分(b) の使用。
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