JP2013199637A - ポリエステル樹脂組成物からなるシート又はフィルム - Google Patents

ポリエステル樹脂組成物からなるシート又はフィルム Download PDF

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Abstract

【課題】良好な作業性で得られ、透明性が良好で、かつ、耐熱性及び耐ブリード性に優れる、ポリエステル樹脂組成物からなるシート又はフィルム、及びそれらの製造方法を提供すること。
【解決手段】ポリエステル樹脂及び下記式(I)で示されるポリエステル系可塑剤を含有してなるポリエステル樹脂組成物からなるシート又はフィルム。
O−CO−R−CO−〔(OR)O−CO−R−CO−〕OR (I)
(式中、Rは炭素数が1〜4のアルキル基、Rは炭素数が2〜4のアルキレン基、Rは炭素数が2〜6のアルキレン基であり、mは1〜6の数、nは1〜12の数を示し、但し、全てのRは同一でも異なっていてもよく、全てのRは同一でも異なっていてもよい)
【選択図】なし

Description

本発明は、ポリエステル樹脂組成物からなるシート又はフィルムに関する。さらに詳しくは、可塑剤として好適に用いられるエステル化合物とポリエステル樹脂とを含有するポリエステル樹脂組成物からなるシート又はフィルム、及びそれらの製造方法に関する。
生分解性樹脂は、土壌、海水中、あるいは動物の体内などに置かれた場合、自然界に生息する微生物の産出する酵素の働きによって、例えば、数週間で分解が始まり1年から数年の間に消滅する。従って、近年、環境意識の高まりから、その利用が注目されている。
例えば、特許文献1では、二価アルコールの繰り返し単位を有し、かつ末端を一塩基酸及び/又は一価アルコールで封止された、かつ酸価と水酸基価の合計が40以下であるポリエステル系可塑剤を用いると、ポリマーとの相溶性に優れることから、乳酸系ポリマーの透明性を維持したまま、耐水性及び柔軟性に優れる樹脂組成物が得られることが開示されている。
また、特許文献2では、キレート剤及び/又は酸性リン酸エステルで重合触媒を失活処理した乳酸系ポリエステルに、可塑剤を溶融混練することにより、柔軟性及び貯蔵安定性に優れる樹脂組成物が得られ、該組成物を成形して結晶化させることにより、耐熱性や耐溶剤性に優れる成形物が得られることが報告されている。
特許文献3では、ポリ乳酸樹脂、可塑剤、及び結晶核剤を含有するポリ乳酸樹脂組成物を溶融押出して得られた非晶質シートを、急冷して結晶核剤を固体化させ、次いで加熱して結晶化させることで、耐熱性及び印刷性に優れたポリ乳酸樹脂シートが得られている。
特開平7−118513号公報 特開平10−36651号公報 特開2009−62410号公報
従来技術に拠って、特定の可塑剤を配合して成分間の相溶性を高めたり、予め樹脂自身に処理を行って樹脂の熱分解が抑制されたりした樹脂組成物を調製し、それを結晶化させることで耐熱性に優れる成形物を得ることは可能である。しかしながら、その透明性が未だ十分ではない為、適用できる用途が限定されていた。
本発明の課題は、良好な作業性で得られ、透明性が良好で、かつ、耐熱性及び耐ブリード性に優れる、ポリエステル樹脂組成物からなるシート又はフィルム、及びそれらの製造方法を提供することにある。
本発明は、以下の〔1〕〜〔2〕に関する。
〔1〕 ポリエステル樹脂及び下記式(I)で示されるポリエステル系可塑剤を含有してなるポリエステル樹脂組成物からなるシート又はフィルム。
O−CO−R−CO−〔(OR)O−CO−R−CO−〕OR (I)
(式中、Rは炭素数が1〜4のアルキル基、Rは炭素数が2〜4のアルキレン基、Rは炭素数が2〜6のアルキレン基であり、mは1〜6の数、nは1〜12の数を示し、但し、全てのRは同一でも異なっていてもよく、全てのRは同一でも異なっていてもよい)
〔2〕 前記〔1〕記載のシート又はフィルムの製造方法であって、下記工程(1)〜(2)によって相対結晶化度80%以上に結晶化させたシート又はフィルムを得ることを特徴とする、シート又はフィルムの製造方法。
工程(1):ポリエステル樹脂と式(I)で表されるポリエステル系可塑剤を含有するポリエステル樹脂組成物を押出成形法によりダイから押出して得られたシート又はフィルムを、該ポリエステル樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)未満に冷却して相対結晶化度80%未満のシート又はフィルムを得る工程
工程(2):工程(1)で得られたシート又はフィルムを、ポリエステル樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)以上、ポリエステル樹脂組成物の融点(Tm)未満の温度に加熱して相対結晶化度80%以上の結晶化シート又はフィルムを得る工程
本発明のシート又はフィルムは、良好な作業性で得られ、透明性が良好で、かつ、耐熱性及び耐ブリード性に優れるという優れた効果を奏する。
本発明のシート又はフィルムは、ポリエステル樹脂とポリエステル系可塑剤を含有するポリエステル樹脂組成物からなるものであって、該可塑剤が特定の化合物であることに特徴を有する。
一般に、ポリエステル系可塑剤は、酸価や水酸基価が高いポリマー化合物が多い。かかる化合物がポリエステル樹脂に配合されると、該化合物の酸基(例えば、カルボキシル基)や水酸基により、ポリエステル樹脂が分解されたり、ブリードして自身も分解したりするため、得られた樹脂組成物を加温して成形すると成形体の透明性が低下しやすくなる。そこで、本発明では、前記式(I)で表される化合物を用いる。該化合物は、酸基や水酸基が少なく、かつ、化合物の末端が封止(capping)されていることから、ポリエステル樹脂との反応性が低いためにポリエステル樹脂の分解が抑制される。また、該化合物は、分子内の各セグメントが適度な極性を持った鎖状構造をしているためにポリエステル樹脂と適度な相互作用が得られ、ポリエステル樹脂との相溶性が向上して可塑性が向上するとともに得られる樹脂組成物の成形体が透明性に優れ、且つ可塑剤の耐ブリード性にも優れるものとなる。また、ポリアルキレングリコールのモノアルキルエーテルと二塩基酸とからなる二塩基酸エステルに比べ、極性基としてのエーテル基含有比率が低く、酸化安定性、および耐揮発性に優れ、押出成形時の押出機からの発煙も抑制されて作業性が良好になるとともに、成形体の耐熱性も向上する。
〔ポリエステル樹脂組成物〕
[ポリエステル樹脂]
ポリエステル樹脂としては、当該分野において公知のものであれば特に限定はないが、生分解性を有していることが好ましく、生分解性ポリエステル樹脂が好ましい。具体的には、ポリヒドロキシブチレート、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート/アジペート、ポリエチレンサクシネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリ乳酸樹脂、ポリリンゴ酸、ポリグリコール酸、ポリジオキサノン、ポリ(2−オキセタノン)等の脂肪族ポリエステル樹脂;ポリブチレンサクシネート/テレフタレート、ポリブチレンアジペート/テレフタレート、ポリテトラメチレンアジペート/テレフタレート等の脂肪族芳香族コポリエステル樹脂;デンプン、セルロース、キチン、キトサン、グルテン、ゼラチン、ゼイン、大豆タンパク、コラーゲン、ケラチン等の天然高分子と上記の脂肪族ポリエステル樹脂あるいは脂肪族芳香族コポリエステル樹脂との混合物等が挙げられる。これらのなかでも、加工性、経済性、入手性、及び物性に優れることから、ポリブチレンサクシネート及びポリ乳酸樹脂が好ましく、ポリ乳酸樹脂がより好ましい。なお、本明細書において「生分解性」とは、自然界において微生物によって低分子化合物に分解され得る性質のことであり、具体的には、JIS K6953(ISO14855)「制御された好気的コンポスト条件の好気的かつ究極的な生分解度及び崩壊度試験」に基づいた生分解性のことを意味する。
ポリ乳酸樹脂としては、市販されているポリ乳酸樹脂(例えば、三井化学社製:商品名 レイシアH−100、H−280、H−400、H−440等や、Nature Works社製:商品名 Nature Works PLA/NW3001D、NW4032D、トヨタ自動車社製:商品名 エコプラスチックU'z S−09、S−12、S−17等)の他、乳酸やラクチドから合成したポリ乳酸樹脂が挙げられる。強度や耐熱性の向上の観点から、光学純度90%以上のポリ乳酸樹脂が好ましく、例えば、比較的分子量が高く、また光学純度の高いNature Works社製ポリ乳酸樹脂(NW4032D等)が好ましい。
また、本発明において、ポリ乳酸樹脂として、ポリエステル樹脂組成物の強度と可撓性の両立、耐熱性及び透明性の向上の観点から、異なる異性体を主成分とする乳酸成分を用いて得られた2種類のポリ乳酸からなるステレオコンプレックスポリ乳酸を用いてもよい。
ステレオコンプレックスポリ乳酸を構成する一方のポリ乳酸〔以降、ポリ乳酸(A)と記載する〕は、L体90〜100モル%、D体を含むその他の成分0〜10モル%を含有する。他方のポリ乳酸〔以降、ポリ乳酸(B)と記載する〕は、D体90〜100モル%、L体を含むその他の成分0〜10モル%を含有する。なお、L体及びD体以外のその他の成分としては、2個以上のエステル結合を形成可能な官能基を持つジカルボン酸、多価アルコール、ヒドロキシカルボン酸、ラクトン等が挙げられ、また、未反応の前記官能基を分子内に2つ以上有するポリエステル、ポリエーテル、ポリカーボネート等であってもよい。
ステレオコンプレックスポリ乳酸における、ポリ乳酸(A)とポリ乳酸(B)の重量比〔ポリ乳酸(A)/ポリ乳酸(B)〕は、10/90〜90/10が好ましく、20/80〜80/20がより好ましく、40/60〜60/40がさらに好ましい。
また、本発明におけるポリ乳酸樹脂は、ポリ乳酸樹脂以外の生分解性ポリエステル樹脂やポリプロピレン等の非生分解性樹脂とポリ乳酸樹脂とのブレンドによるポリマーアロイとして含有されていてもよい。
なお、本発明においては、樹脂物性と経済性の観点から、乳酸成分とジカルボン酸成分とジオール成分からなるポリ乳酸樹脂(変性ポリ乳酸樹脂)以外のポリ乳酸樹脂が好ましい。
ポリエステル樹脂における、ポリ乳酸樹脂の含有量は、好ましくは80重量%以上、より好ましくは90重量%以上、さらに好ましくは実質的に100重量%である。
また、ポリエステル樹脂の含有量は、特に限定されないが、ポリエステル樹脂組成物中、50重量%以上が好ましく、60重量%以上がより好ましく、70重量%以上がさらに好ましい。
[可塑剤]
本発明におけるポリエステル系可塑剤としては、下記式(I):
O−CO−R−CO−〔(OR)O−CO−R−CO−〕OR (I)
(式中、Rは炭素数が1〜4のアルキル基、Rは炭素数が2〜4のアルキレン基、Rは炭素数が2〜6のアルキレン基であり、mは1〜6の数、nは1〜12の数を示し、但し、全てのRは同一でも異なっていてもよく、全てのRは同一でも異なっていてもよい)
で表される化合物が挙げられる。なお、本明細書において、式(I)における〔(ORO−CO−R−CO−〕を、式(I)における繰り返し単位とも言う。
式(I)におけるRは、炭素数が1〜4のアルキル基を示し、1分子中に2個存在して、分子の両末端に存在する。Rは炭素数が1〜4であれば、直鎖であっても分岐鎖であってもよい。アルキル基の炭素数としては、ポリエステル樹脂との相溶性を向上させ可塑化効果を発現させる観点から、1〜4が好ましく、1〜2がより好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、iso−ブチル基が挙げられ、なかでも、ポリエステル樹脂との相溶性を向上させ可塑化効果を発現させる観点から、メチル基及びエチル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
式(I)におけるRは、炭素数が2〜4のアルキレン基を示し、直鎖のアルキレン基が好適例として挙げられる。具体的には、エチレン基、1,3−プロピレン基、1,4−ブチレン基が挙げられ、なかでも、ポリエステル樹脂との相溶性を向上させ可塑化効果を発現させる観点から、エチレン基、1,3−プロピレン基が好ましく、エチレン基がより好ましく、可塑化効果を発現させる観点及び経済性の観点から、エチレン基、1,4−ブチレン基が好ましく、エチレン基がより好ましい。但し、全てのRは同一でも異なっていてもよい。
式(I)におけるRは、炭素数が2〜6のアルキレン基を示し、オキシアルキレン基として、繰り返し単位中に存在する。Rは炭素数が2〜6であれば、直鎖であっても分岐鎖であってもよい。アルキレン基の炭素数としては、ポリエステル樹脂との相溶性を向上させ可塑化効果を発現させる観点から、2〜6が好ましく、2〜3がより好ましい。具体的には、エチレン基、1,2−プロピレン基、1,3−プロピレン基、1,2−ブチレン基、1,3−ブチレン基、1,4−ブチレン基、2−メチル−1,3−プロピレン基、1,2−ペンチレン基、1,4−ペンチレン基、1,5−ペンチレン基、2,2−ジメチル−1,3−プロピレン基、1,2−ヘキシレン基、1,5−ヘキシレン基、1,6−ヘキシレン基、2,5−ヘキシレン基、3−メチル−1,5−ペンチレン基が挙げられ、なかでも、ポリエステル樹脂との相溶性を向上させ可塑化効果を発現させる観点から、エチレン基、1,2−プロピレン基、1,3−プロピレン基、1,4−ブチレン基が好ましい。但し、全てのRは同一でも異なっていてもよい。
mはオキシアルキレン基の平均の繰り返し数を示し、1〜6の数である。mが大きくなると、式(I)で表される化合物のエーテル基価が上がり、酸化されて分解しやすくなる。ポリエステル樹脂との相溶性を向上させる観点及び得られる成形体の透明性を向上させる観点から、1〜6の数であり、1〜4の数が好ましく、1〜3の数がより好ましく、1〜2の数がさらに好ましい。
nは繰り返し単位の平均の繰り返し数(平均重合度)を示し、耐揮発性の観点から、好ましくは1以上、より好ましくは1.2以上、さらに好ましくは1.5以上、さらに好ましくは1.8以上、さらに好ましくは2以上である。また、可塑化効率の観点から、好ましくは12以下、より好ましくは10以下、さらに好ましくは8以下、さらに好ましくは7以下、さらに好ましくは6以下である。また、nは、耐揮発性とポリエステル樹脂との相溶性を向上させ可塑化効果及び可塑化効率を向上させる観点から、好ましくは1〜12であり、より好ましくは1〜8であり、さらに好ましくは1.2〜8であり、さらに好ましくは1.5〜7であり、さらに好ましくは1.8〜7である。なお、本明細書において、平均重合度は、後述の実施例に記載の方法に従って算出することができる。
式(I)で表される化合物の具体例としては、Rがメチル基、Rがエチレン基、Rがエチレン基であって、mが2、nが1.6のエステル、Rがメチル基、Rがエチレン基、Rがエチレン基であって、mが2、nが2.1のエステル、Rがメチル基、Rがエチレン基、Rがエチレン基であって、mが2、nが4.3のエステル、Rがメチル基、Rがエチレン基、Rが1,3−プロピレン基であって、mが1、nが4.4のエステル、Rがメチル基、Rがエチレン基、Rが1,2−プロピレン基であって、mが1、nが3.6のエステル、Rがエチル基、Rが1,4−ブチレン基、Rが1,3−プロピレン基であって、mが1、nが2のエステル、Rがブチル基、Rがエチレン基、Rがエチレン基であって、mが2、nが1.9のエステル、Rがブチル基、Rが1,3−プロピレン基、Rがエチレン基であって、mが3、nが1.5のエステル、Rがメチル基、Rが1,4−ブチレン基、Rが1,3−プロピレン基であって、mが1、nが4.4のエステル、Rがメチル基、Rがエチレン基、Rが1,4−ブチレン基であって、mが1、nが4.4のエステル、Rがメチル基、Rがエチレン基、Rが1,6−ヘキシレン基であって、mが1、nが3のエステル、Rがメチル基、Rがエチレン基、Rが1,2−プロピレン基であって、mが1、nが6.5のエステル、Rがメチル基、Rがエチレン基、Rが2−メチル−1,3−プロピレン基であって、mが1、nが3のエステル等が挙げられ、これらは1種単独で又は2種以上含有されていてもよい。これらのなかでも、Rが全てメチル基、Rがエチレン基又は1,4−ブチレン基、Rがエチレン基、1,3−プロピレン基、又は1,2−プロピレン基であって、mが1〜3の数、nが1〜8の数である化合物が好ましく、Rが全てメチル基、Rがエチレン基又は1,4−ブチレン基、Rがエチレン基、1,3−プロピレン基、又は1,2−プロピレン基であって、mが1〜2の数、nが1.8〜7の数である化合物がより好ましい。
式(I)で表される化合物は、前記構造を有するのであれば特に限定ないが、下記(1)〜(3)の原料を用いて得られるものが好ましい。
(1)炭素数が1〜4のアルキル基を有する一価アルコール
炭素数が1〜4のアルキル基を有する一価アルコールとしては、前記Rを含むアルコールであり、具体的には、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−1−プロパノール、1,1−ジメチル−1−エタノールが挙げられる。なかでも、ポリエステル樹脂との相溶性を向上させ可塑化効果を発現させる観点の他、エステル交換反応の効率を上げる観点から、メタノール、エタノール、1−プロパノール、1−ブタノールが好ましく、メタノール、エタノールがより好ましく、メタノールがさらにより好ましい。
(2)炭素数が2〜4のアルキレン基を有するジカルボン酸
炭素数が2〜4のアルキレン基を有するジカルボン酸としては、前記Rを含むジカルボン酸であり、具体的には、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、及びそれらの誘導体(例えば、コハク酸無水物、グルタル酸無水物、コハク酸ジメチル、コハク酸ジブチル、グルタル酸ジメチル、アジピン酸ジメチル)が挙げられる。なかでも、ポリエステル樹脂との相溶性を向上させ可塑化効果を発現させる観点から、コハク酸、グルタル酸、及びそれらの誘導体(例えば、コハク酸無水物、グルタル酸無水物、コハク酸ジメチル、コハク酸ジブチル、グルタル酸ジメチル)が好ましく、コハク酸及びその誘導体(例えば、コハク酸無水物、コハク酸ジメチル)がより好ましく、可塑化効果を発現させる観点及び経済性の観点から、コハク酸、アジピン酸及びそれらの誘導体(例えば、コハク酸無水物、コハク酸ジメチル、コハク酸ジブチル、アジピン酸ジメチル)が好ましく、コハク酸及びその誘導体(例えば、コハク酸無水物、コハク酸ジメチル、コハク酸ジブチル)がより好ましい。
(3)炭素数が2〜6のアルキレン基を有する二価アルコール
炭素数が2〜6のアルキレン基を有する二価アルコールとしては、前記Rを含む二価アルコールであり、具体的には、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、テトラエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,4−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、2,5−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオールが挙げられる。なかでも、ポリエステル樹脂との相溶性を向上させ可塑化効果を発現させる観点から、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、テトラエチレングリコール、1,4−ブタンジオールが好ましく、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオールがより好ましく、ジエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオールがさらに好ましい。
よって、前記(1)〜(3)としては、
(1)一価アルコールがメタノール、エタノール、1−プロパノール、及び1−ブタノールからなる群より選ばれる少なくとも1種であり、(2)ジカルボン酸がコハク酸、グルタル酸、及びそれらの誘導体からなる群より選ばれる少なくとも1種であり、(3)二価アルコールがジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、テトラエチレングリコール、及び1,4−ブタンジオールからなる群より選ばれる少なくとも1種である、ことが好ましく、
(1)一価アルコールがメタノール及びエタノールからなる群より選ばれる少なくとも1種であり、(2)ジカルボン酸がコハク酸、グルタル酸、及びそれらの誘導体からなる群より選ばれる少なくとも1種であり、(3)二価アルコールがジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、及び1,3−プロパンジオールからなる群より選ばれる少なくとも1種である、ことがより好ましく、
(1)一価アルコールがメタノールであり、(2)ジカルボン酸がコハク酸及びその誘導体からなる群より選ばれる少なくとも1種であり、(3)二価アルコールがジエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、及び1,3−プロパンジオールからなる群より選ばれる少なくとも1種である、ことがさらに好ましい。
前記(1)〜(3)を用いて式(I)で表される化合物を得る方法としては、特に限定はないが、例えば、以下の態様1及び態様2の方法が挙げられる。
態様1:(2)ジカルボン酸と(1)一価アルコールのエステル化反応を行ってジカルボン酸エステルを合成する工程(工程1)と、得られたジカルボン酸エステルと(3)二価アルコールをエステル化反応させる工程(工程2)を含む方法
態様2:(1)一価アルコール、(2)ジカルボン酸、及び(3)二価アルコールを一括反応させる工程を含む方法
これらのなかでも、平均重合度を調整する観点から、ポリエステル樹脂の加アルコール分解の生じ難い態様1の方法が好ましい。
態様1の方法について、以下に説明する。
態様1は、ジカルボン酸と一価アルコールとの反応物であるジカルボン酸エステルを二価アルコールとエステル交換反応させる方法であり、本明細書では、態様1の方法をエステル交換反応ともいう。
具体的には、先ず、態様1の工程1で、(2)ジカルボン酸と(1)一価アルコールのエステル化反応を行ってジカルボン酸エステルを合成する。エステル化方法としては、例えば、(2)ジカルボン酸と触媒の混合物に(1)一価アルコールを添加して攪拌し、生成する水や一価アルコールを系外に除く、脱水エステル化方法が挙げられる。具体的には、
1)ジカルボン酸の中に一価アルコールの蒸気を吹き込んでエステル化反応を行うと共に、生成する水と未反応の一価アルコールを共に除く方法、
2)過剰の一価アルコールを用いてエステル化反応を行うと共に、生成する水と一価アルコールを共沸させて除く方法、
3)エステル化反応を行うと共に、水又は、水、一価アルコール等と共沸をする溶剤(例えばトルエン)を加えて水とアルコールを除く方法
等が挙げられる。
触媒としては、硫酸、リン酸、メタンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸等の無機酸、又は有機酸が挙げられるが、なかでも、パラトルエンスルホン酸が好ましい。触媒の使用量はジカルボン酸100モルに対して、0.05〜10モルが好ましく、0.10〜3モルがより好ましい。
一価アルコールとジカルボン酸のモル比(一価アルコール/ジカルボン酸)は、反応率の向上と経済性の観点から、2/1〜20/1が好ましく、3/1〜12/1がより好ましい。なお、この場合「反応率」とは、ジカルボン酸を基準として、反応に供した原料が反応した割合を意味する。
反応温度は、用いる一価アルコールの種類にもよるが、反応率の向上と副反応抑制の観点から、50〜200℃が好ましく、80〜140℃がより好ましい。反応時間は、0.5〜15時間が好ましく、1.0〜5時間がより好ましい。なお、反応は減圧下で行ってもよく、反応圧力は好ましくは2.7〜101.3kPa、より好ましくは6.7〜101.3kPaである。
得られたジカルボン酸エステルは、2個の分子末端に対するアルキルエステル化率が、好ましくは90%以上、より好ましくは95%以上、さらに好ましくは98%以上である。なお、本明細書において、アルキルエステル化率は、後述の実施例に記載の方法に従って算出することができる。
かくして得られたジカルボン酸エステルを工程2に供する。なお、本発明において、ジカルボン酸エステルは、前記のようにして得られた反応物を用いてもよいが、市販品を用いてもよく、市販品を工程2に供してもよい。好適な市販品としては、コハク酸ジメチル(和光純薬工業社製)、アジピン酸ジメチル(和光純薬工業社製)が挙げられる。
態様1の工程2では、ジカルボン酸エステルの(3)二価アルコールによるエステル交換反応を行う。
具体的には、例えば、ジカルボン酸エステルと触媒の混合物に(3)二価アルコールを連続的に添加して、生成する一価アルコールを系外に除くエステル交換反応、又は、(3)二価アルコールと触媒の混合物にジカルボン酸エステルを連続的に添加して、生成する一価アルコールを系外に除くエステル交換反応が挙げられる。いずれにおいても、生成した一価アルコールを留去することにより平衡をずらして、反応を進行させることができる。また、触媒は段階的に添加してもよく、例えば、ジカルボン酸エステルに二価アルコールを投入、あるいは、二価アルコールにジカルボン酸エステルを投入する際に存在させ、かつ、生成する一価アルコールを系外に除く段階でさらに添加することができる。なお、エステル交換反応に用いるジカルボン酸エステルは前述のエステル化反応で得られた反応混合物又は市販品をそのまま使用することもできるし、蒸留単離した後、使用することもできる。
触媒としては、前述の硫酸、リン酸、メタンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸等の無機酸、又は有機酸の他、テトライソプロポキシチタン、テトラブトキシチタンなどの有機金属化合物、ナトリウムメトキシドなどのアルカリアルコキシド等が挙げられる。なかでも、パラトルエンスルホン酸、テトライソプロポキシチタン、テトラブトキシチタン、ナトリウムメトキシドが好ましい。触媒の使用量は、例えば、パラトルエンスルホン酸、ナトリウムメトキシドでは、ジカルボン酸エステル100モルに対して、0.05〜10モルが好ましく、0.10〜5モルがより好ましく、テトライソプロポキシチタン、テトラブトキシチタンでは0.0001〜0.1モルが好ましく、0.0005〜0.05モルがより好ましい。なお、ここでいう触媒の使用量とは、工程2で用いた触媒の総使用量を言う。
ジカルボン酸エステルと二価アルコールのモル比(ジカルボン酸エステル/二価アルコール)は、本発明におけるエステル化合物の分子量を制御する観点から、1.1/1〜10/1が好ましく、1.2/1〜4/1がより好ましく、1.3/1〜3/1がさらに好ましい。
反応温度は、反応率の向上と副反応抑制の観点から、50〜250℃が好ましく、60〜150℃がより好ましい。この場合、「反応率」とは、二価アルコールを基準として、反応に供した原料が反応した割合を意味する。反応時間は、0.1〜10時間が好ましく、1〜10時間がより好ましい。なお、反応は減圧下で行ってもよく、反応圧力は好ましくは0.7〜101.3kPa、より好ましくは2.0〜101.3kPaである。
態様2の方法について、以下に説明する。
態様2の方法は、(1)一価アルコール、(2)ジカルボン酸、及び(3)二価アルコールを、必要により、触媒の存在下で一括反応させる方法であり、本明細書では、態様2の方法を一括添加反応ともいう。
原料は、一括又は分割して供給することができるが、一価アルコールは分割又は連続的に反応器内に導入してもよい。
触媒としては、硫酸、リン酸、メタンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸等の無機酸、又は有機酸が挙げられ、なかでも、パラトルエンスルホン酸が好ましい。触媒の使用量はジカルボン酸100モルに対して、0.05〜10モルが好ましく、0.10〜5モルがより好ましい。
ジカルボン酸と、一価アルコール、二価アルコールのモル比(ジカルボン酸/一価アルコール/二価アルコール)は、本発明におけるエステル化合物の分子量を制御する観点から、1.1/1.1/1〜10/100/1が好ましく、1.2/3/1〜3/30/1がより好ましく、1.3/5/1〜3/20/1がさらに好ましい。
また、本発明におけるエステル化合物の分子量を制御する観点から、ジカルボン酸と二価アルコールのモル比(ジカルボン酸/二価アルコール)は、1.2/1〜3/1が好ましい。
反応温度は、用いるアルコールの種類にもよるが、50〜200℃が好ましく、反応時間は0.5〜15時間が好ましい。反応は減圧下で行ってもよく、6.7〜101.3kPa圧力下が好ましい。また、温度70〜140℃、常圧下(101.3kPa)で3〜5時間反応させて、生成する水と一価アルコールを除いた後に、温度70〜120℃、圧力0.7〜26.7kPaで0.5〜3時間熟成してもよい。
また、本発明においては、態様3として、前記(2)ジカルボン酸と(3)二価アルコールのエステル化反応(脱水エステル化反応)を行ってジカルボン酸エステルを合成後に、得られたジカルボン酸エステルに、さらに(1)一価アルコールをエステル化反応(脱水エステル化反応)させてもよい。
なお、得られた反応物は、公知の方法に従って、未反応原料や副生物を留去してもよい。
かくして、式(I)で表される化合物が得られる。
式(I)で表される化合物は、耐ブリード性とシート、フィルムの耐久性の観点から、酸価が好ましくは1.00mgKOH/g以下、より好ましくは0.90mgKOH/g以下であり、好ましくは0.05mgKOH/g以上、より好ましくは0.1mgKOH/g以上である。また、耐ブリード性の観点から、水酸基価が好ましくは10.0mgKOH/g以下、より好ましくは8.0mgKOH/g以下、さらに好ましくは5.0mgKOH/g以下であり、好ましくは0.1mgKOH/g以上、より好ましくは0.2mgKOH/g以上である。なお、本明細書において、可塑剤の酸価及び水酸基価は、後述の実施例に記載の方法に従って測定することができる。
式(I)で表される化合物のケン化価は、ポリエステル樹脂との相溶性を向上し、ポリエステル樹脂組成物からの揮発性有機化合物の発生を抑制する観点から、500mgKOH/g以上が好ましく、600mgKOH/g以上がより好ましく、800mgKOH/g以下が好ましく、750mgKOH/g以下がより好ましい。また、500〜800mgKOH/gが好ましく、600〜750mgKOH/gがより好ましい。なお、本明細書において、可塑剤のケン化価は、後述の実施例に記載の方法に従って測定することができる。
式(I)で表される化合物の数平均分子量は、耐揮発性と可塑化効率を向上させる観点から、好ましくは500以上、より好ましくは600以上、さらに好ましくは700以上であり、好ましくは1500以下、より好ましくは1400以下、さらに好ましくは1300以下、さらに好ましくは1200以下である。また、好ましくは500〜1500、より好ましくは500〜1400、さらに好ましくは500〜1300、さらに好ましくは500〜1200、さらに好ましくは600〜1200、よりさらに好ましくは700〜1200である。数平均分子量が500以上であると、ポリエステル樹脂組成物の耐揮発性が良好となり、該樹脂組成物からの可塑剤の揮発が抑制されるため、経時での該樹脂組成物の成形体の曲げ弾性率、耐熱性、耐ブリード性などの物性低下が少なくなる。なお、本明細書において、可塑剤の数平均分子量は、後述の実施例に記載の方法に従って算出することができる。
式(I)で表される化合物としては、酸価が1.00mgKOH/g以下、水酸基価が10.0mgKOH/g以下、数平均分子量が500〜1500であることが好ましく、酸価が0.90mgKOH/g以下、水酸基価が8.0mgKOH/g以下、数平均分子量が500〜1400であることがより好ましく、酸価が0.90mgKOH/g以下、水酸基価が8.0mgKOH/g以下、数平均分子量が600〜1200であることがさらに好ましい。
また、式(I)で表される化合物は、ポリエステル樹脂との相溶性を向上させ可塑化効果を発現させる観点及び可塑化効率を向上させる観点から、2個の分子末端に対するアルキルエステル化率(末端アルキルエステル化率)が、好ましくは85%以上、より好ましくは90%以上である。なお、本明細書において、可塑剤の末端アルキルエステル化率は、後述の実施例に記載の方法に従って算出することができる。
式(I)で表される化合物のエーテル基価は、ポリエステル樹脂との相溶性を向上し、ポリエステル樹脂組成物からの揮発性有機化合物の発生を抑制する観点から、好ましくは1mmol/g以上であり、好ましくは8mmol/g以下、より好ましくは6mmol/g以下、さらに好ましくは5mmol/g以下である。また、0〜8mmol/gが好ましく、0〜6mmol/gがより好ましく、1〜6mmol/gがさらに好ましく、1〜5mmol/gがさらに好ましい。なお、本明細書において、可塑剤のエーテル基価は、後述の実施例に記載の方法に従って算出することができる。
式(I)で表される化合物は、ポリエステル樹脂との相溶性の観点から、SP(Solubility Parameter、溶解性パラメータ)値が、好ましくは10.0以上、より好ましくは10.1以上、さらに好ましくは10.2以上であり、好ましくは12.0以下、より好ましくは11.5以下、さらに好ましくは11.2以下である。また、好ましくは10.0〜12.0、より好ましくは10.1〜11.5、さらに好ましくは10.2〜11.2である。なお、本明細書において、SP値とは、凝集エネルギーをΔE、分子容をVとするとき、下記の式:
SP値=(ΔE/V)1/2 (cal1/2cm−3/2
で定義される量を意味し、例えば、後述の実施例に記載のように、原崎勇次著、”コーティングの基礎科学”、p48、槙書店(1988)に記載されているFedorsの方法を用いて算出することができる。
本発明においては、本発明の効果を損なわない範囲で、前記式(I)で表される化合物以外の他の可塑剤を併用することができる。他の可塑剤としては特に限定はないが、分子内に2個以上のエステル基を有するエステル化合物であって、該エステル化合物を構成するアルコール成分の少なくとも1種が水酸基1個当たり炭素数2〜3のアルキレンオキサイドを平均0.5〜5モル付加したアルコールであるエステル化合物が好ましく、具体的には、特開2008−174718号公報及び特開2008−115372号公報に記載の可塑剤等が挙げられる。式(I)で表される化合物の含有量は、組成物に含有される全可塑剤成分中、耐熱性及び成形作業性の観点から、50重量%以上が好ましく、80重量%以上がより好ましく、90重量%以上がさらに好ましく、実質的に100重量%がさらに好ましい。
また、式(I)で表される化合物の含有量は、可塑化効果にも優れながらも、揮発性有機化合物の発生が抑制されていることから、ポリエステル樹脂100重量部に対して、好ましくは1重量部以上、より好ましくは5重量部以上であり、好ましくは50重量部以下、より好ましくは30重量部以下である。また、1〜50重量部が好ましく、5〜30重量部がより好ましい。
可塑剤の含有量、すなわち、他の可塑剤と式(I)で表される化合物との総含有量としては、ポリエステル樹脂組成物からなる成形体の耐熱性、透明性、成形性を向上させる観点から、ポリエステル樹脂100重量部に対して、好ましくは1重量部以上、より好ましくは5重量部以上であり、好ましくは50重量部以下、より好ましくは30重量部以下である。また、好ましくは1〜50重量部、より好ましくは5〜30重量部である。
本発明におけるポリエステル樹脂組成物は、前記ポリエステル樹脂及び式(I)で表される化合物以外に、さらに、結晶核剤、加水分解抑制剤を含有することが好ましい。
[結晶核剤]
結晶核剤としては、無機系結晶核剤、有機系結晶核剤が挙げられる。無機系結晶核剤としては、天然又は合成珪酸塩化合物、酸化チタン、硫酸バリウム、リン酸三カルシウム、炭酸カルシウム、リン酸ソーダ等の金属塩やカオリナイト、ハロイサイト、タルク、スメクタイト、バーミキュライト、マイカ等が挙げられる。有機系結晶核剤としては、カルボン酸アミドやフェニルホスホン酸の金属塩が挙げられ、透明性向上の観点から、カルボン酸アミドが好ましい。カルボン酸アミドとしては、エチレンビス脂肪酸アミド、アルキレンビス脂肪酸アミド、アルキレンビスヒドロキシ脂肪酸アミドが挙げられる。エチレンビス脂肪酸アミドとしては、エチレンビスステアリン酸アミドやエチレンビスオレイン酸アミドが例示され、アルキレンビス脂肪酸アミドとしては、プロピレンビス脂肪酸アミド、ブチレンビス脂肪酸アミドが例示される。また、アルキレンビスヒドロキシ脂肪酸アミドとしては、炭素数1〜6のアルキレン基を有するアルキレンビスヒドロキシステアリン酸アミドが好ましく、エチレンビス12-ヒドロキシステアリン酸アミドがより好ましい。
結晶核剤の含有量は、ポリエステル樹脂組成物やポリエステル樹脂組成物からなる成形体の透明性向上の観点から、ポリエステル樹脂100重量部に対して、好ましくは0.1重量部以上であり、好ましくは1.0重量部以下、より好ましくは0.5重量部以下である。また、0.1〜1.0重量部が好ましく、0.1〜0.5重量部がより好ましい。
[加水分解抑制剤]
加水分解抑制剤としては、ポリカルボジイミド化合物やモノカルボジイミド化合物等のカルボジイミド化合物が挙げられ、ポリエステル樹脂組成物の耐久性、耐衝撃性を向上させる観点からポリカルボジイミド化合物が好ましく、ポリエステル樹脂組成物の耐久性、成形性(流動性)を向上させる観点から、モノカルボジイミド化合物が好ましい。また、ポリエステル樹脂組成物からなる成形体の耐久性、耐衝撃性、成形性をより向上させる観点から、モノカルボジイミドとポリカルボジイミドを併用することが好ましい。
ポリカルボジイミド化合物としては、ポリ(4,4’−ジフェニルメタンカルボジイミド)、ポリ(4,4’−ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド)、ポリ(1,3,5−トリイソプロピルベンゼン)ポリカルボジイミド、ポリ(1,3,5−トリイソプロピルベンゼン及び1,3−ジイソプロピルベンゼン)ポリカルボジイミド等が挙げられ、モノカルボジイミド化合物としては、N,N’−ジ−2,6−ジイソプロピルフェニルカルボジイミド等が挙げられる。
前記カルボジイミド化合物は、ポリエステル樹脂組成物からなる成形体の耐久性、耐衝撃性及び成形性を満たすために、単独で又は2種以上組み合わせて用いてもよい。また、ポリ(4,4’−ジシクロヘキシルメタンカルボジイミド)はカルボジライトLA−1(日清紡ケミカル社製)を、ポリ(1,3,5−トリイソプロピルベンゼン)ポリカルボジイミド及びポリ(1,3,5−トリイソプロピルベンゼン及び1,3−ジイソプロピルベンゼン)ポリカルボジイミドは、スタバクゾールP及びスタバクゾールP−100(Rhein Chemie社製)を、N,N’−ジ−2,6−ジイソプロピルフェニルカルボジイミドはスタバクゾールI(Rhein Chemie社製)をそれぞれ購入して使用することができる。
加水分解抑制剤の含有量は、ポリエステル樹脂組成物からなる成形体の透明性、成形性を向上させる観点から、ポリエステル樹脂100重量部に対して、好ましくは0.05重量部以上、より好ましくは0.10重量部以上であり、好ましくは3重量部以下、より好ましくは2重量部以下である。また、0.05〜3重量部が好ましく、0.10〜2重量部がより好ましい。
本発明におけるポリエステル樹脂組成物は、前記以外の他の成分として、充填剤(無機充填剤、有機充填剤)、難燃剤、酸化防止剤、炭化水素系ワックス類やアニオン型界面活性剤である滑剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、防曇剤、光安定剤、顔料、防カビ剤、抗菌剤、発泡剤等を、本発明の効果を損なわない範囲で含有することができる。また同様に、本発明の効果を阻害しない範囲内で他の高分子材料や他の樹脂組成物を添加することも可能である。
本発明におけるポリエステル樹脂組成物は、ポリエステル樹脂及び式(I)で表される化合物を含有するものであれば特に限定なく調製することができ、例えば、ポリエステル樹脂及び式(I)で表される化合物、さらに必要により各種添加剤を含有する原料を、密閉式ニーダー、1軸もしくは2軸の押出機、オープンロール型混練機等の公知の混練機を用いて溶融混練して調製することができる。原料は、予めヘンシェルミキサー、スーパーミキサー等を用いて均一に混合した後に、溶融混練に供することも可能である。なお、ポリエステル樹脂組成物を調製する際にポリエステル樹脂の可塑性を促進させるため、超臨界ガスを存在させて溶融混合させてもよい。
溶融混練温度は、ポリエステル樹脂組成物の成形性及び劣化防止を向上する観点から、好ましくは170℃以上、より好ましくは175℃以上、さらに好ましくは180℃以上であり、好ましくは240℃以下、より好ましくは220℃以下、さらに好ましくは210℃以下である。また、好ましくは170〜240℃、より好ましくは175〜220℃、さらに好ましくは180〜210℃である。溶融混練時間は、溶融混練温度、混練機の種類によって一概には決定できないが、15〜900秒間が好ましい。
得られた溶融混練物のガラス転移温度(Tg)は、式(I)で表される化合物が可塑剤として効果的に働くことから、好ましくは30℃以上、より好ましくは35℃以上であり、好ましくは60℃以下、より好ましくは55℃以下である。また、好ましくは30〜60℃、より好ましくは30〜55℃、さらに好ましくは35〜55℃である。
溶融混練物の冷結晶化温度(Tc)は、式(I)で表される化合物が可塑剤として効果的に働くことから、好ましくは50℃以上、より好ましくは60℃以上であり、好ましくは110℃以下、より好ましくは100℃以下、さらに好ましくは90℃以下である。また、好ましくは50〜110℃、より好ましくは50〜100℃、さらに好ましくは60〜90℃である。
溶融混練物の融点(Tm)は、成形体の耐熱性や加工性の観点から、好ましくは130℃以上、より好ましくは140℃以上、さらに好ましくは150℃以上であり、好ましくは210℃以下、より好ましくは200℃以下、さらに好ましくは180℃以下である。また、好ましくは130〜210℃、より好ましくは140〜200℃、さらに好ましくは150〜180℃である。なお、本明細書において、ポリエステル樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)、冷結晶化温度(Tc)、融点(Tm)は、後述の実施例に記載の方法に従って、測定することができる。
かくして得られた溶融混練物は、延伸性、熱成形性等の二次加工性に優れることから、ポリエステル樹脂組成物からなる一次加工品(一次成形体ともいう)に成形される。一次加工品としては、シートやフィルムが挙げられる。なお、本明細書において「シート」とは厚さが0.1mm以上の平板状のものをいい、「フィルム」とは厚み0.1mm未満の平板状のものをいう。
一次加工品は、前記ポリエステル樹脂組成物を押出成形やプレス成形することによって調製することができる。
押出成形は、加熱した押出機に充填された前記ポリエステル樹脂組成物を溶融させた後にTダイから押出すことにより、シート状又はフィルム状の成形品を得ることができる。この成形品を直ぐに冷却ロールに接触させてポリエステル樹脂組成物のTg未満に冷却することで、非晶状態又は半結晶状態にし、その後、冷却ロールから引き離し、それらを巻き取りロールにて巻き取り、本発明における一次加工品を得ることができる。なお、押出機に充填する際に、本発明におけるポリエステル樹脂組成物を構成する原料、例えば、ポリエステル樹脂及び式(I)で表される化合物、さらに必要により各種添加剤を含有する原料を充填して溶融混練後、押出し成形してもよい。なお、本明細書において、非晶状態及び半結晶状態とは、後述の試験例1の方法により求めた相対結晶化度が60%未満となる場合を非晶状態、相対結晶化度が60%以上、80%未満となる場合を半結晶状態とする。よって、非晶状態又は半結晶状態の成形体とは、相対結晶化度が80%未満の成形体を意味する。
押出機の温度は、ポリエステル樹脂組成物を均一に混合し、且つポリエステル樹脂の劣化を防止する観点から、好ましくは170℃以上、より好ましくは175℃以上、さらに好ましくは180℃以上であり、好ましくは240℃以下、より好ましくは220℃以下、さらに好ましくは210℃以下である。また、170〜240℃が好ましく、175〜220℃がより好ましく、180〜210℃がさらに好ましい。また冷却ロールの温度は、非晶状態又は半結晶状態の一次加工品を得る観点からポリエステル樹脂組成物のTg未満に設定することが好ましく、具体的には、40℃未満が好ましく、30℃以下がより好ましく、20℃以下がさらに好ましい。なお、本発明において、押出機の温度とは押出機のバレル設定温度を意味する。
また、冷却ロールに接する時間としては、非晶状態又は半結晶状態の成形体を得る観点から、0.1〜50秒が好ましく、0.5〜10秒がより好ましく、0.8〜5秒がさらに好ましい。また押出速度は、非晶状態又は半結晶状態の成形体を得る観点から、1〜100m/分が好ましく、5〜80m/分がより好ましく、10〜50m/分がさらに好ましい。
プレス成形で一次加工品、例えば、シート状の一次加工品を成形する場合は、シート形状を有する枠で本発明におけるポリエステル樹脂組成物を囲みプレス成形して調製することができる。
プレス成形の温度と圧力としては、好ましくは170〜240℃の温度、5〜30MPaの圧力の条件下、より好ましくは175〜220℃の温度、10〜25MPaの圧力の条件下、さらに好ましくは180〜210℃の温度、10〜20MPaの圧力の条件下でプレスすることが好ましい。プレス時間は、プレスの温度と圧力によって一概には決定することができないが、1〜10分が好ましく、1〜7分がより好ましく、1〜5分がさらに好ましい。
また前記条件でプレスした後直ぐに、好ましくは0〜40℃の温度、5〜30MPaの圧力の条件下、より好ましくは10〜30℃の温度、10〜25MPaの圧力の条件下、さらに好ましくは10〜20℃の温度、10〜20MPaの圧力の条件下でプレスして冷却することが好ましい。この温度条件によるプレスにより、本発明におけるポリエステル樹脂組成物をそのTg未満に冷却して、非晶状態又は半結晶状態を維持することができる。プレス時間は、プレスの温度と圧力によって一概には決定することができないが、1〜10分が好ましく、1〜7分がより好ましく、1〜5分がさらに好ましい。
非晶状態又は半結晶状態のシート状の一次加工品を調製する場合、その厚さは均一な成形体(二次加工品)を得る観点から、好ましくは0.1mm以上、より好ましくは0.15mm以上であり、好ましくは1.5mm以下、より好ましくは1.4mm以下、さらに好ましくは1.2mm以下である。また、0.1〜1.5mmが好ましく、0.1〜1.4mmがより好ましく、0.15〜1.2mmがさらに好ましい。
非晶状態又は半結晶状態のフィルム状の一次加工品を調製する場合、その厚さは均一な成形体(二次加工品)を得る観点から、好ましくは0.01mm以上、より好ましくは0.02mm以上、さらに好ましくは0.03mm以上であり、好ましくは0.1mm未満以下、より好ましくは0.09mm以下、さらに好ましくは0.08mm以下である。また、0.01mm以上0.1mm未満が好ましく、0.02〜0.09mmがより好ましく、0.03〜0.08mmがさらに好ましい。
かくして得られた一次加工品をさらに加工処理することにより二次加工品(二次成形体ともいう)が得られる。前記非晶状態又は半結晶状態の一次加工品は、結晶化等の二次加工に供しても、式(I)で表される化合物がポリエステル樹脂を可塑化する効果が高く、かつポリエステル樹脂との親和性も高いことから、結晶核剤や加水分解抑制剤等の添加剤が配合されている場合にでも、耐ブリード性に優れるものである。
本発明においては、前記一次加工品をそのまま、ポリエステル樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)以上、融点(Tm)未満の温度に加熱することで結晶性の高い二次加工品を得ることができる。具体的には、好ましくは60℃以上、より好ましくは70℃以上、好ましくは120℃以下、より好ましくは110℃以下の温度下で、また、好ましくは60〜120℃、より好ましくは70〜110℃の温度下で維持することにより結晶化を行って、例えば、後述の試験例1の方法により求めた相対結晶化度が好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上となる結晶化シート又は結晶化フィルムとすることができる。なお、得られた結晶化シート又は結晶化フィルムの厚みは、結晶化の際の加熱によってシート又はフィルム自体が膨張又は収縮することが少ないことから、非晶状態又は半結晶状態のシート状の一次加工品、あるいは、非晶状態又は半結晶状態のフィルム状の一次加工品と同程度の厚みを有することが好ましい。
本発明はまた、本発明のシート又はフィルムの製造方法を提供する。
製造方法としては、前記ポリエステル樹脂と式(I)で表される化合物を含有するポリエステル樹脂組成物を成形する工程を含む方法であれば特に限定はなく、得られる成形品の種類に応じて、適宜、工程を追加することができる。
以下に、相対結晶化度が80%以上の結晶化シート又は結晶化フィルムの製造方法を例に挙げて説明する。
具体的には、以下の工程(1)及び(2)を含む態様が挙げられる。
工程(1) ポリエステル樹脂と式(I)で表される化合物を含有するポリエステル樹脂組成物を押出成形法によりダイから押出してシート又はフィルムを調製後、ポリエステル樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)未満に冷却して相対結晶化度80%未満のシート又はフィルムを得る工程
工程(2) 工程(1)で得られたシート又はフィルムを、ポリエステル樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)以上、ポリエステル樹脂組成物の融点(Tm)未満の温度に加熱して相対結晶化度80%以上の結晶化シート又は結晶化フィルムを得る工程
工程(1)は、相対結晶化度80%未満のシート又はフィルムを得る工程である。具体的には、ポリエステル樹脂と式(I)で表される化合物を含有するポリエステル樹脂組成物を、好ましくは170℃以上、より好ましくは175℃以上、さらに好ましくは180℃以上であり、好ましくは240℃以下、より好ましくは220℃以下、さらに好ましくは210℃以下で、また、好ましくは170〜240℃、より好ましくは175〜220℃、さらに好ましくは180〜210℃で溶融混練した後、好ましくは170℃以上、より好ましくは175℃以上、さらに好ましくは180℃以上であり、好ましくは240℃以下、より好ましくは220℃以下、さらに好ましくは210℃以下で、また、好ましくは170〜240℃、より好ましくは175〜220℃、さらに好ましくは180〜210℃に加熱した押出機にてダイから押出し、次いで、好ましくは40℃未満、より好ましくは30℃以下、さらに好ましくは20℃以下に設定した冷却ロールに、好ましくは0.1〜50秒、より好ましくは0.5〜10秒、さらに好ましくは0.8〜5秒接触させて冷却することにより、相対結晶化度80%未満のシート又はフィルムを調製することができる。また、用いる押出機の種類によっては、押出機内にポリエステル樹脂組成物の原料を充填し、そのまま溶融混練し、次いで押出し成形してもよい。
工程(2)では、相対結晶化度80%未満のシート又はフィルムを結晶化させる工程である。例えば、前記シート又はフィルムをそのまま、ポリエステル樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)以上、融点(Tm)未満の温度に加熱すればよく、好ましくは60℃以上、より好ましくは70℃以上であり、好ましくは120℃以下、より好ましくは110℃以下で、また、好ましくは60〜120℃、より好ましくは70〜110℃の温度下で維持することにより結晶化を行うことができる。維持する時間は、好ましくは5〜60秒、より好ましくは7〜45秒、さらに好ましくは10〜30秒である。
かくして得られた本発明のシート又はフィルムは、相対結晶化度が好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上と結晶性の高いものであり、かつ、透明性が良好で、耐熱性及び耐ブリード性に優れることから、各種用途、なかでも、日用品、化粧品、家電製品などのクリアケースや紙箱の透明窓等の包装容器やクリアホルダーやIDカードケース等の文具類に好適に用いることができる。
本発明は、下記のいずれかに関し得る;
<1>
ポリエステル樹脂及び下記式(I)で示されるポリエステル系可塑剤を含有してなるポリエステル樹脂組成物からなるシート又はフィルム。
O−CO−R−CO−〔(OR)O−CO−R−CO−〕OR (I)
(式中、Rは炭素数が1〜4のアルキル基、Rは炭素数が2〜4のアルキレン基、Rは炭素数が2〜6のアルキレン基であり、mは1〜6の数、nは1〜12の数を示し、但し、全てのRは同一でも異なっていてもよく、全てのRは同一でも異なっていてもよい)
<2>
ポリエステル樹脂がポリ乳酸樹脂を含む、<1>記載のシート又はフィルム。
<3>
ポリエステル樹脂における、ポリ乳酸樹脂の含有量は、好ましくは80重量%以上、より好ましくは90重量%以上、さらに好ましくは実質的に100重量%である、<2>記載のシート又はフィルム。
<4>
ポリエステル樹脂の含有量は、ポリエステル樹脂組成物中、50重量%以上が好ましく、60重量%以上がより好ましく、70重量%以上がさらに好ましい、<1>〜<3>いずれか記載のシート又はフィルム。
<5>
式(I)におけるRは、炭素数が1〜4、好ましくは1〜2のアルキル基を示し、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、及びiso−ブチル基からなる群より選ばれ、メチル基及びエチル基が好ましく、メチル基がより好ましい、<1>〜<4>いずれか記載のシート又はフィルム。
<6>
式(I)におけるRは、炭素数が2〜4のアルキレン基を示し、エチレン基、1,3−プロピレン基、及び1,4−ブチレン基からなる群より選ばれる1種以上であり、エチレン基、1,3−プロピレン基あるいはエチレン基、1,4−ブチレン基が好ましく、エチレン基がより好ましい、<1>〜<5>いずれか記載のシート又はフィルム。
<7>
式(I)におけるRは、炭素数が2〜6、好ましくは2〜3のアルキレン基を示し、エチレン基、1,2−プロピレン基、1,3−プロピレン基、1,2−ブチレン基、1,3−ブチレン基、1,4−ブチレン基、2−メチル−1,3−プロピレン基、1,2−ペンチレン基、1,4−ペンチレン基、1,5−ペンチレン基、2,2−ジメチル−1,3−プロピレン基、1,2−ヘキシレン基、1,5−ヘキシレン基、1,6−ヘキシレン基、2,5−ヘキシレン基、及び3−メチル−1,5−ペンチレン基からなる群より選ばれる1種以上であり、エチレン基、1,2−プロピレン基、1,3−プロピレン基、1,4−ブチレン基が好ましい、<1>〜<6>いずれか記載のシート又はフィルム。
<8>
式(I)におけるmは1〜6の数であり、1〜4の数が好ましく、1〜3の数がより好ましく、1〜2の数がさらに好ましい、<1>〜<7>いずれか記載のシート又はフィルム。
<9>
式(I)におけるnは好ましくは1以上、より好ましくは1.2以上、さらに好ましくは1.5以上、さらに好ましくは1.8以上、さらに好ましくは2以上であり、好ましくは12以下、より好ましくは10以下、さらに好ましくは8以下、さらに好ましくは7以下、さらに好ましくは6以下である、<1>〜<8>いずれか記載のシート又はフィルム。
<10>
式(I)で表される化合物が、Rがメチル基、Rがエチレン基、Rがエチレン基であって、mが2、nが1.6のエステル、Rがメチル基、Rがエチレン基、Rがエチレン基であって、mが2、nが2.1のエステル、Rがメチル基、Rがエチレン基、Rがエチレン基であって、mが2、nが4.3のエステル、Rがメチル基、Rがエチレン基、Rが1,3−プロピレン基であって、mが1、nが4.4のエステル、Rがメチル基、Rがエチレン基、Rが1,2−プロピレン基であって、mが1、nが3.6のエステル、Rがエチル基、Rが1,4−ブチレン基、Rが1,3−プロピレン基であって、mが1、nが2のエステル、Rがブチル基、Rがエチレン基、Rがエチレン基であって、mが2、nが1.9のエステル、Rがブチル基、Rが1,3−プロピレン基、Rがエチレン基であって、mが3、nが1.5のエステル、Rがメチル基、Rが1,4−ブチレン基、Rが1,3−プロピレン基であって、mが1、nが4.4のエステル、Rがメチル基、Rがエチレン基、Rが1,4−ブチレン基であって、mが1、nが4.4のエステル、Rがメチル基、Rがエチレン基、Rが1,6−ヘキシレン基であって、mが1、nが3のエステル、Rがメチル基、Rがエチレン基、Rが1,2−プロピレン基であって、mが1、nが6.5のエステル、Rがメチル基、Rがエチレン基、Rが2−メチル−1,3−プロピレン基であって、mが1、nが3のエステルが好ましく、Rが全てメチル基、Rがエチレン基又は1,4−ブチレン基、Rがエチレン基、1,3−プロピレン基、又は1,2−プロピレン基であって、mが1〜3の数、nが1〜8の数である化合物がより好ましく、Rが全てメチル基、Rがエチレン基又は1,4−ブチレン基、Rがエチレン基、1,3−プロピレン基、又は1,2−プロピレン基であって、mが1〜2の数、nが1.8〜7の数である化合物がさらに好ましい、<1>〜<9>いずれか記載のシート又はフィルム。
<11>
式(I)で表される化合物が、下記(1)〜(3)の原料を用いて得られるものが好ましい、<1>〜<10>いずれか記載のシート又はフィルム。
(1)炭素数が1〜4のアルキル基を有する一価アルコール
(2)炭素数が2〜4のアルキレン基を有するジカルボン酸
(3)炭素数が2〜6のアルキレン基を有する二価アルコール
<12>
(1)炭素数が1〜4のアルキル基を有する一価アルコールが、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−1−プロパノール、及び1,1−ジメチル−1−エタノールからなる群より選ばれる1種以上であり、メタノール、エタノール、1−プロパノール、1−ブタノールが好ましく、メタノール、エタノールがより好ましく、メタノールがさらにより好ましい、<11>記載のシート又はフィルム。
<13>
(2)炭素数が2〜4のアルキレン基を有するジカルボン酸が、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、及びそれらの誘導体(例えば、コハク酸無水物、グルタル酸無水物、コハク酸ジメチル、コハク酸ジブチル、グルタル酸ジメチル、アジピン酸ジメチル)からなる群より選ばれる1種以上であり、コハク酸、グルタル酸、及びそれらの誘導体(例えば、コハク酸無水物、グルタル酸無水物、コハク酸ジメチル、コハク酸ジブチル、グルタル酸ジメチル)が好ましく、コハク酸及びその誘導体(例えば、コハク酸無水物、コハク酸ジメチル)がより好ましく、あるいは、コハク酸、アジピン酸及びそれらの誘導体(例えば、コハク酸無水物、コハク酸ジメチル、コハク酸ジブチル、アジピン酸ジメチル)が好ましく、コハク酸及びその誘導体(例えば、コハク酸無水物、コハク酸ジメチル、コハク酸ジブチル)がより好ましい、<11>又は<12>記載のシート又はフィルム。
<14>
(3)炭素数が2〜6のアルキレン基を有する二価アルコールが、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、テトラエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、1,2−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,4−ペンタンジオール、1,5−ペンタンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、2,5−ヘキサンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2,5−ヘキサンジオール、及び3−メチル−1,5−ペンタンジオールからなる群より選ばれる1種以上であり、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、テトラエチレングリコール、1,4−ブタンジオールが好ましく、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオールがより好ましく、ジエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオールがさらに好ましい、<11>〜<13>いずれか記載のシート又はフィルム。
<15>
(1)一価アルコールがメタノール、エタノール、1−プロパノール、及び1−ブタノールからなる群より選ばれる少なくとも1種であり、(2)ジカルボン酸がコハク酸、グルタル酸、及びそれらの誘導体からなる群より選ばれる少なくとも1種であり、(3)二価アルコールがジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、テトラエチレングリコール、及び1,4−ブタンジオールからなる群より選ばれる少なくとも1種である、ことが好ましく、
(1)一価アルコールがメタノール及びエタノールからなる群より選ばれる少なくとも1種であり、(2)ジカルボン酸がコハク酸、グルタル酸、及びそれらの誘導体からなる群より選ばれる少なくとも1種であり、(3)二価アルコールがジエチレングリコール、トリエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、及び1,3−プロパンジオールからなる群より選ばれる少なくとも1種である、ことがより好ましく、
(1)一価アルコールがメタノールであり、(2)ジカルボン酸がコハク酸及びその誘導体からなる群より選ばれる少なくとも1種であり、(3)二価アルコールがジエチレングリコール、1,2−プロパンジオール、及び1,3−プロパンジオールからなる群より選ばれる少なくとも1種である、ことがさらに好ましい、<11>記載のシート又はフィルム。
<16>
式(I)で表される化合物が、以下の態様1又は態様2の方法により得られる、<11>〜<15>いずれか記載のシート又はフィルム。
態様1:(2)ジカルボン酸と(1)一価アルコールのエステル化反応を行ってジカルボン酸エステルを合成する工程(工程1)と、得られたジカルボン酸エステルと(3)二価アルコールをエステル化反応させる工程(工程2)を含む方法
態様2:(1)一価アルコール、(2)ジカルボン酸、及び(3)二価アルコールを一括反応させる工程を含む方法
<17>
式(I)で表される化合物は、酸価が好ましくは1.00mgKOH/g以下、より好ましくは0.90mgKOH/g以下であり、好ましくは0.05mgKOH/g以上、より好ましくは0.1mgKOH/g以上である、<1>〜<16>いずれか記載のシート又はフィルム。
<18>
式(I)で表される化合物は、水酸基価が好ましくは10.0mgKOH/g以下、より好ましくは8.0mgKOH/g以下、さらに好ましくは5.0mgKOH/g以下であり、好ましくは0.1mgKOH/g以上、より好ましくは0.2mgKOH/g以上である、<1>〜<17>いずれか記載のシート又はフィルム。
<19>
式(I)で表される化合物のケン化価は、500mgKOH/g以上が好ましく、600mgKOH/g以上がより好ましく、800mgKOH/g以下が好ましく、750mgKOH/g以下がより好ましい、<1>〜<18>いずれか記載のシート又はフィルム。
<20>
式(I)で表される化合物の数平均分子量は、好ましくは500以上、より好ましくは600以上、さらに好ましくは700以上であり、好ましくは1500以下、より好ましくは1400以下、さらに好ましくは1300以下、さらに好ましくは1200以下である、<1>〜<19>いずれか記載のシート又はフィルム。
<21>
式(I)で表される化合物は、酸価が1.00mgKOH/g以下、水酸基価が10.0mgKOH/g以下、数平均分子量が500〜1500であることが好ましく、酸価が0.90mgKOH/g以下、水酸基価が8.0mgKOH/g以下、数平均分子量が500〜1400であることがより好ましく、酸価が0.90mgKOH/g以下、水酸基価が8.0mgKOH/g以下、数平均分子量が600〜1200であることがさらに好ましい、<1>〜<20>いずれか記載のシート又はフィルム。
<22>
式(I)で表される化合物は末端アルキルエステル化率が、好ましくは85%以上、より好ましくは90%以上である、<1>〜<21>いずれか記載のシート又はフィルム。
<23>
式(I)で表される化合物のエーテル基価は、好ましくは1mmol/g以上であり、好ましくは8mmol/g以下、より好ましくは6mmol/g以下、さらに好ましくは5mmol/g以下である、<1>〜<22>いずれか記載のシート又はフィルム。
<24>
式(I)で表される化合物は、SP(Solubility Parameter、溶解性パラメータ)値が、好ましくは10.0以上、より好ましくは10.1以上、さらに好ましくは10.2以上であり、好ましくは12.0以下、より好ましくは11.5以下、さらに好ましくは11.2以下である、<1>〜<23>いずれか記載のシート又はフィルム。
<25>
式(I)で表される化合物の含有量は、ポリエステル樹脂100重量部に対して、好ましくは1重量部以上、より好ましくは5重量部以上であり、好ましくは50重量部以下、より好ましくは30重量部以下である、<1>〜<24>いずれか記載のシート又はフィルム。
<26>
ポリエステル樹脂組成物が、さらに、結晶核剤を含有する、<1>〜<25>いずれか記載のシート又はフィルム。
<27>
結晶核剤は、無機系結晶核剤、有機系結晶核剤が好ましく、有機系結晶核剤がより好ましく、カルボン酸アミド及びフェニルホスホン酸の金属塩がさらに好ましく、カルボン酸アミドがさらに好ましく、エチレンビス脂肪酸アミド、アルキレンビス脂肪酸アミド、アルキレンビスヒドロキシ脂肪酸アミドがさらに好ましく、炭素数1〜6のアルキレン基を有するアルキレンビスヒドロキシステアリン酸アミドがさらに好ましく、エチレンビス12-ヒドロキシステアリン酸アミドがさらに好ましい、<26>記載のシート又はフィルム。
<28>
結晶核剤の含有量は、ポリエステル樹脂100重量部に対して、好ましくは0.1重量部以上であり、好ましくは1.0重量部以下、より好ましくは0.5重量部以下である、<26>又は<27>記載のシート又はフィルム。
<29>
ポリエステル樹脂組成物が、さらに、加水分解抑制剤を含有する、<1>〜<28>いずれか記載のシート又はフィルム。
<30>
加水分解抑制剤は、ポリカルボジイミド化合物及びモノカルボジイミド化合物が好ましい、<29>記載のシート又はフィルム。
<31>
加水分解抑制剤の含有量は、ポリエステル樹脂100重量部に対して、好ましくは0.05重量部以上、より好ましくは0.10重量部以上であり、好ましくは3重量部以下、より好ましくは2重量部以下である、<29>又は<30>記載のシート又はフィルム。
<32>
ポリエステル樹脂組成物が、ポリエステル樹脂及び式(I)で表される化合物、さらに必要により各種添加剤を含有する原料を溶融混練して調製されてなる、<1>〜<31>いずれか記載のシート又はフィルム。
<33>
溶融混練温度は、好ましくは170℃以上、より好ましくは175℃以上、さらに好ましくは180℃以上であり、好ましくは240℃以下、より好ましくは220℃以下、さらに好ましくは210℃以下である、<32>記載のシート又はフィルム。
<34>
得られた溶融混練物のガラス転移温度(Tg)は、好ましくは30℃以上、より好ましくは35℃以上であり、好ましくは60℃以下、より好ましくは55℃以下である、<32>又は<33>記載のシート又はフィルム。
<35>
得られた溶融混練物の冷結晶化温度(Tc)は、好ましくは50℃以上、より好ましくは60℃以上であり、好ましくは110℃以下、より好ましくは100℃以下、さらに好ましくは90℃以下である、<32>〜<34>いずれか記載のシート又はフィルム。
<36>
得られた溶融混練物の融点(Tm)は、好ましくは130℃以上、より好ましくは140℃以上、さらに好ましくは150℃以上であり、好ましくは210℃以下、より好ましくは200℃以下、さらに好ましくは180℃以下である、<32>〜<35>いずれか記載のシート又はフィルム。
<37>
ポリエステル樹脂組成物がシート及びフィルムから選ばれる一次加工品に成形されてなる、<1>〜<36>いずれか記載のシート又はフィルム。
<38>
一次加工品は、ポリエステル樹脂組成物を押出成形又はプレス成形することによって調製されてなる、<37>記載のシート又はフィルム。
<39>
一次加工品が、ポリエステル樹脂組成物を押出機に充填後、Tダイから押出し、冷却ロールに接触させてポリエステル樹脂組成物のTg未満に冷却することで、非晶状態又は半結晶状態にされてなる、<37>又は<38>記載のシート又はフィルム。
<40>
押出機の温度は、好ましくは170℃以上、より好ましくは175℃以上、さらに好ましくは180℃以上であり、好ましくは240℃以下、より好ましくは220℃以下、さらに好ましくは210℃以下である、<39>記載のシート又はフィルム。
<41>
冷却ロールの温度は、40℃未満が好ましく、30℃以下がより好ましく、20℃以下がさらに好ましい、<39>又は<40>記載のシート又はフィルム。
<42>
一次加工品が、シート形状を有する枠でポリエステル樹脂組成物を囲みプレス成形してなる、<37>又は<38>記載のシート又はフィルム。
<43>
プレス成形の温度と圧力としては、好ましくは170〜240℃の温度、5〜30MPaの圧力の条件下、より好ましくは175〜220℃の温度、10〜25MPaの圧力の条件下、さらに好ましくは180〜210℃の温度、10〜20MPaの圧力の条件下である、<42>記載のシート又はフィルム。
<44>
さらに、好ましくは0〜40℃の温度、5〜30MPaの圧力の条件下、より好ましくは10〜30℃の温度、10〜25MPaの圧力の条件下、さらに好ましくは10〜20℃の温度、10〜20MPaの圧力の条件下でプレスして、非晶状態又は半結晶状態にされてなる、<43>記載のシート又はフィルム。
<45>
非晶状態又は半結晶状態のシート状の一次加工品の厚さは、好ましくは0.1mm以上、より好ましくは0.15mm以上であり、好ましくは1.5mm以下、より好ましくは1.4mm以下、さらに好ましくは1.2mm以下である、<39>又は<44>記載のシート又はフィルム。
<46>
非晶状態又は半結晶状態のフィルム状の一次加工品の厚さは、好ましくは0.01mm以上、より好ましくは0.02mm以上、さらに好ましくは0.03mm以上であり、好ましくは0.1mm未満以下、より好ましくは0.09mm以下、さらに好ましくは0.08mm以下である、<39>又は<44>記載のシート又はフィルム。
<47>
一次加工品をさらに加工処理することにより二次加工品に成形されてなる、<37>〜<46>いずれか記載のシート又はフィルム。
<48>
一次加工品をそのまま、ポリエステル樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)以上、融点(Tm)未満の温度に加熱することで結晶性の高い二次加工品に成形されてなる、<47>記載のシート又はフィルム。
<49>
加熱温度が、好ましくは60℃以上、より好ましくは70℃以上、好ましくは120℃以下、より好ましくは110℃以下である、<48>記載のシート又はフィルム。
<50>
相対結晶化度が好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上の結晶化シート又は結晶化フィルムである、<48>又は<49>記載のシート又はフィルム。
<51>
以下の工程(1)及び(2)を含む、相対結晶化度が80%以上の結晶化シート又は結晶化フィルムの製造方法。
工程(1) ポリエステル樹脂と式(I)で表される化合物を含有するポリエステル樹脂組成物を押出成形法によりダイから押出してシート又はフィルムを調製後、ポリエステル樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)未満に冷却して相対結晶化度80%未満のシート又はフィルムを得る工程
工程(2) 工程(1)で得られたシート又はフィルムを、ポリエステル樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)以上、ポリエステル樹脂組成物の融点(Tm)未満の温度に加熱して相対結晶化度80%以上の結晶化シート又は結晶化フィルムを得る工程
<52>
工程(1)が、ポリエステル樹脂と式(I)で表される化合物を含有するポリエステル樹脂組成物を、好ましくは170℃以上、より好ましくは175℃以上、さらに好ましくは180℃以上であり、好ましくは240℃以下、より好ましくは220℃以下、さらに好ましくは210℃以下で溶融混練した後、好ましくは170℃以上、より好ましくは175℃以上、さらに好ましくは180℃以上であり、好ましくは240℃以下、より好ましくは220℃以下、さらに好ましくは210℃以下に加熱した押出機にてダイから押出し、次いで、好ましくは40℃未満、より好ましくは30℃以下、さらに好ましくは20℃以下に設定した冷却ロールに、好ましくは0.1〜50秒、より好ましくは0.5〜10秒、さらに好ましくは0.8〜5秒接触させて冷却する、<51>記載の製造方法。
<53>
工程(2)が、工程(1)で得られたシート又はフィルムをそのまま、好ましくは60℃以上、より好ましくは70℃以上であり、好ましくは120℃以下、より好ましくは110℃以下で、好ましくは5〜60秒、より好ましくは7〜45秒、さらに好ましくは10〜30秒維持する、<51>又は<52>記載の製造方法。
<54>
日用品、化粧品、家電製品などのクリアケースや紙箱の透明窓等の包装容器やクリアホルダーやIDカードケース等の文具類に好適な、<1>〜<50>いずれか記載のシート又はフィルム。
<55>
(1)日用品、化粧品、及び家電製品から選ばれる製品のためのクリアケース、ならびに紙箱の透明窓、からなる群より選ばれる包装容器、又は(2)クリアホルダー及びIDカードケースから選ばれる文具類を製造するための、<1>〜<50>、<54>いずれか記載のシート又はフィルムの使用。
以下、実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。なお、例中の部は、特記しない限り重量部である。また、「常圧」とは101.3kPaを、「常温」とは15〜25℃を示す。
〔ポリ乳酸樹脂の重量平均分子量(Mw)〕
重量平均分子量(Mw)は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により、下記の測定条件で測定する。
<測定条件>
カラム:GMHHR−H+GMHHR−H
カラム温度:40℃
検出器:RI
溶離液:クロロホルム
流速:1.0mL/min
サンプル濃度:1mg/mL
注入量:0.1mL
換算標準:ポリスチレン
〔ポリ乳酸の光学純度〕
光学純度は、「ポリオレフィン等合成樹脂製食品容器包装等に関する自主基準 第3版改訂版 2004年6月追補 第3部 衛生試験法 P12−13」記載のD体含有量の測定方法に従って、下記の測定条件で測定する。具体的には、精秤したポリ乳酸に水酸化ナトリウム/メタノールを加え、65℃に設定した水浴振とう器にセットして、樹脂分が均一溶液になるまで加水分解を行い、さらに加水分解が完了したアルカリ溶液に希塩酸を加え中和し、その分解溶液を純水にて定容した後、一定容量をメスフラスコに分液して高速液体クロマトグラフィー(HPLC)移動相溶液により希釈し、pHが3〜7の範囲になるように調整してメスフラスコに定容、メンブランフィルター(0.45μm)によりろ過し、この調整溶液をHPLCにてD−乳酸、L−乳酸を定量することによってポリ乳酸の光学純度を求める。
<HPLC測定条件>
カラム :光学分割カラム
スミキラルOA6100(46mmφ×150mm、5μm)、住化分析センター社製
プレカラム:光学分割カラム
スミキラルQA6100(4mmφ×10mm、5μm)、住化分析センター社製
カラム温度:25℃
移動相 :2.5%メタノール含有1.5mM硫酸銅水溶液
移動相流量:1.0mL/分
検出器 :紫外線検出器(UV254nm)
注入量 :20μL
〔ポリ乳酸樹脂及びポリエステル樹脂組成物の融点〕
ポリ乳酸樹脂の融点は、JIS−K7121に基づく示差走査熱量測定(DSC、パーキンエルマー社製、ダイアモンドDSC)の昇温法による結晶融解吸熱ピーク温度より求められる。融点の測定は、昇温速度10℃/分で20℃から250℃まで昇温して行う。
〔ポリエステル系可塑剤の酸価、水酸基価、及びケン化価〕
酸価:滴定溶媒としてトルエン/エタノール=2/1(体積比)を用いる他は、JIS K 0070の試験法に従って分析を行う。
水酸基価:アセチル化試薬として無水酢酸/ピリジン=1/4(体積比)を用い、添加量を3mLとする他は、JIS K 0070の試験法に従って分析を行う。
ケン化価:水浴の温度を95℃に、加熱時間を1時間にする他は、JIS K 0070の試験法に従って分析を行う。
〔ポリエステル系可塑剤の分子量、末端アルキルエステル化率、及びエーテル基価〕
分子量:本明細書においてポリエステル系可塑剤の分子量とは数平均分子量を意味し、酸価、水酸基価、及びケン化価から次式により算出する。
平均分子量 M=(M+M−M×2)×n+M−(M−17.01)×2+(M−17.01)×p+(M−17.01)×q+1.01×(2−p−q)
q=水酸基価×M÷56110
2−p−q=酸価×M÷56110
平均重合度 n=ケン化価×M÷(2×56110)−1
末端アルキルエステル化率:分子末端のアルキルエステル化率(末端アルキルエステル化率)は以下の式より算出することができ、分子末端のアルキルエステル化率は数値が大きいほうが、遊離のカルボキシル基や水酸基が少なく、分子末端が十分にアルキルエステル化されていることを示す。
末端アルキルエステル化率(%)=(p÷2)×100
ただし、M:ニ塩基酸エステルの分子量
:二価アルコールの分子量
:一価アルコールの分子量
p:一分子中の末端アルキルエステル基の数
q:一分子中の末端水酸基の数
エーテル基価:以下の式より、エステル化合物、可塑剤1g中のエーテル基のミリモル(mmol)数であるエーテル基価を算出する。
エーテル基価(mmol/g)=(m−1)×n×1000÷M
ただし、m:オキシアルキレン基の平均の繰り返し数(m−1は二価アルコール一分子中のエーテル基の数を表す)
〔ポリエステル系可塑剤のSP値の計算〕
本明細書において、ポリエステル系可塑剤のSP(Solubility Parameter、溶解性パラメータ)値は、凝集エネルギーをΔE、分子容をVとするとき、下記の式で定義される量を意味するものとする。
SP値=(ΔE/V)1/2 (cal1/2cm−3/2
本発明では、原崎勇次著,”コーティングの基礎科学”,p48,槙書店(1988)に記載されているFedorsの方法を用いて算出する。
〔ポリエステル樹脂組成物のガラス転移点及び冷結晶化温度〕
JIS K 7121に従い、前記非晶状態のシートの一部を切り取り7.5mg精秤し、アルミパンに封入後、DSC装置(パーキンエルマー社製ダイアモンドDSC)を用い、25℃から200℃まで15℃/minで昇温させ、ガラス転移温度(℃)及び冷結晶化温度(℃)を測定する。
ポリエステル系可塑剤の製造例1
4ツ口フラスコ(攪拌機、温度計、滴下漏斗、蒸留管、窒素吹き込み管付き)にジエチレングリコール363g(3.42モル)及び触媒として28重量%ナトリウムメトキシド含有メタノール溶液6.6g(ナトリウムメトキシド0.034モル)を入れ、常圧、120℃で0.5時間攪拌しながらメタノールを留去した。その後、コハク酸ジメチル(和光純薬工業社製)1000g(6.84モル)を3時間かけて滴下し、常圧、120℃で、反応により生じるメタノールを留去した。次に、75℃に冷却し、圧力を1.5時間かけて常圧から6.7kPaまで徐々に下げてメタノールを留去した後、常圧にもどし、さらに、触媒として28重量%ナトリウムメトキシド含有メタノール溶液5.8g(ナトリウムメトキシド0.030モル)を添加して、100℃で、圧力を2時間かけて常圧から2.9kPaまで徐々に下げてメタノールを留出させた。その後、80℃に冷却してキョーワード600S(協和化学工業社製)18gを添加し、圧力4.0kPa、80℃で1時間攪拌した後、減圧ろ過を行った。ろ液を圧力0.3kPaで、温度を1時間かけて70℃から190℃に上げて残存コハク酸ジメチルを留去し、常温黄色の液体を得た。なお、触媒の使用量は、ジカルボン酸エステル100モルに対して0.94モルであった。
ポリエステル系可塑剤の製造例2
4ツ口フラスコ(攪拌機、温度計、滴下漏斗、蒸留管、窒素吹き込み管付き)にジエチレングリコール581g(5.47モル)及び触媒として28重量%ナトリウムメトキシド含有メタノール溶液9.1g(ナトリウムメトキシド0.047モル)を入れ、常圧、120℃で0.5時間攪拌しながらメタノールを留去した。その後、コハク酸ジメチル(和光純薬工業社製)1200g(8.21モル)を2時間かけて滴下し、常圧、120℃で、反応により生じるメタノールを留去した。次に、75℃に冷却し、圧力を1.5時間かけて常圧から6.7kPaまで徐々に下げてメタノールを留去した後、常圧にもどし、さらに、触媒として28重量%ナトリウムメトキシド含有メタノール溶液9.8g(ナトリウムメトキシド0.051モル)を添加して、100℃で、圧力を2時間かけて常圧から2.9kPaまで徐々に下げてメタノールを留出させた。その後、80℃に冷却してキョーワード600S(協和化学工業社製)28gを添加し、圧力4.0kPa、80℃で1時間攪拌した後、減圧ろ過を行った。ろ液を圧力0.3kPaで、温度を2.5時間かけて70℃から170℃に上げて残存コハク酸ジメチルを留去し、常温黄色の液体を得た。なお、触媒の使用量は、ジカルボン酸エステル100モルに対して1.2モルであった。
ポリエステル系可塑剤の製造例3
4ツ口フラスコ(攪拌機、温度計、滴下漏斗、蒸留管、窒素吹き込み管付き)に1,3−プロパンジオール521g(6.84モル)及び触媒として28重量%ナトリウムメトキシド含有メタノール溶液5.9g(ナトリウムメトキシド0.031モル)を入れ、常圧、120℃で0.5時間攪拌しながらメタノールを留去した。その後、コハク酸ジメチル(和光純薬工業社製)1500g(10.26モル)を1時間かけて滴下し、常圧、120℃で、反応により生じるメタノールを留去した。次に、60℃に冷却し、28重量%ナトリウムメトキシド含有メタノール溶液5.6g(ナトリウムメトキシド0.029モル)を入れ、2時間かけて120℃に昇温した後、圧力を1時間かけて常圧から3.7kPaまで徐々に下げてメタノールを留去した。その後、80℃に冷却してキョーワード600S(協和化学工業社製)18gを添加し、圧力4.0kPa、80℃で1時間攪拌した後、減圧ろ過を行った。ろ液を圧力0.1kPaで、温度を2.5時間かけて85℃から194℃に上げて残存コハク酸ジメチルを留去し、常温黄色の液体を得た。なお、触媒の使用量は、ジカルボン酸エステル100モルに対して0.58モルであった。
ポリエステル系可塑剤の製造例4
4ツ口フラスコ(攪拌機、温度計、滴下漏斗、蒸留管、窒素吹き込み管付き)に1,2−プロパンジオール764g(10.0モル)及び触媒として28重量%ナトリウムメトキシド含有メタノール溶液14.0g(ナトリウムメトキシド0.073モル)を入れ、常圧、120℃で0.5時間攪拌しながらメタノールを留去した。その後、コハク酸ジメチル(和光純薬工業社製)2200g(15.05モル)を2.5時間かけて滴下し、常圧、120℃で、反応により生じるメタノールを留去した。次に、75℃に冷却し、圧力を0.5時間かけて常圧から6.7kPaまで徐々に下げてメタノールを留去した後、常圧にもどし、さらに、触媒として28重量%ナトリウムメトキシド含有メタノール溶液6.4g(ナトリウムメトキシド0.033モル)を添加して、110℃で、圧力を1時間かけて常圧から5.3kPaまで徐々に下げてメタノールを留出させた。75℃に冷却して常圧にもどした後、再び、触媒として28重量%ナトリウムメトキシド含有メタノール溶液8.4g(ナトリウムメトキシド0.044モル)を添加して、110℃で、圧力を2時間かけて常圧から1.6kPaまで徐々に下げてメタノールを留出させた。その後、80℃に冷却してキョーワード600S(協和化学工業社製)47gを添加し、圧力4.0kPa、80℃で1時間攪拌した後、減圧ろ過を行った。ろ液を圧力0.4kPaで、温度を1時間かけて115℃から200℃に上げて、残存コハク酸ジメチルを留去し、常温黄色の液体を得た。なお、触媒の使用量は、ジカルボン酸エステル100モルに対して1.82モルであった。
ポリエステル系可塑剤の製造例5
4ツ口フラスコ(攪拌機、温度計、滴下漏斗、蒸留管、窒素吹き込み管付き)に1,2−プロパンジオール955g(12.6モル)及び触媒として28重量%ナトリウムメトキシド含有メタノール溶液15.4g(ナトリウムメトキシド0.080モル)を入れ、常圧、120℃で0.5時間攪拌しながらメタノールを留去した。その後、コハク酸ジメチル(和光純薬工業社製)2567g(17.56モル)を2時間かけて滴下し、常圧、120℃で、反応により生じるメタノールを留去した。次に、75℃に冷却し、圧力を0.5時間かけて常圧から6.7kPaまで徐々に下げてメタノールを留去した後、常圧にもどし、さらに、触媒として28重量%ナトリウムメトキシド含有メタノール溶液8.1g(ナトリウムメトキシド0.042モル)を添加して、110℃で、圧力を1時間かけて常圧から5.3kPaまで徐々に下げてメタノールを留出させた。75℃に冷却して常圧にもどした後、再び、触媒として28重量%ナトリウムメトキシド含有メタノール溶液10.8g(ナトリウムメトキシド0.056モル)を添加して、110℃で、圧力を4時間かけて常圧から1.6kPaまで徐々に下げてメタノールを留出させた。その後、80℃に冷却してキョーワード600S(協和化学工業社製)47gを添加し、圧力4.0kPa、80℃で1時間攪拌した後、減圧ろ過を行った。ろ液を圧力0.8kPaで、温度を3時間かけて102℃から200℃に上げて、残存コハク酸ジメチルを留去し、常温黄色の液体を得た。なお、触媒の使用量は、ジカルボン酸エステル100モルに対して1.71モルであった。
ポリエステル系可塑剤の製造例6
4ツ口フラスコ(攪拌機、温度計、蒸留管、窒素吹き込み管付き)にジエチレングリコール369g(3.47モル)及び触媒として28重量%ナトリウムメトキシド含有メタノール溶液5.6g(ナトリウムメトキシド0.029モル)を入れ、圧力3.6kPa、84℃で0.5時間攪拌しながらメタノールを留去した。その後、圧力2.7kPa、79℃で製造例10と同様にして得られたコハク酸ジブチル1600g(6.95モル)を2.5時間かけて滴下し、反応により生じる1−ブタノールを留去した。次に、常圧にもどした後、28重量%ナトリウムメトキシド含有メタノール溶液2.1g(ナトリウムメトキシド0.011モル)を添加し、1.5時間かけて85℃、2.1kPaの状態から146℃、1.1kPaの状態まで、徐々に昇温、減圧して、反応により生じる1−ブタノールを留出させた。その後、80℃に冷却してキョーワード600S(協和化学工業社製)11gを添加し、圧力4.0kPa、80℃で1時間攪拌した後、減圧ろ過を行い、常温黄色の液体を得た。なお、触媒の使用量は、ジカルボン酸エステル100モルに対して0.58モルであった。
ポリエステル系可塑剤の製造例7
4ツ口フラスコ(攪拌機、温度計、滴下漏斗、蒸留管、窒素吹き込み管付き)にジエチレングリコール999g(9.41モル)及び触媒として28重量%ナトリウムメトキシド含有メタノール溶液23.6g(ナトリウムメトキシド0.122モル)を入れ、常圧(101.3kPa)、120℃で0.5時間攪拌しながらメタノールを留去した。その後、コハク酸ジメチル(和光純薬工業社製)4125g(28.2モル)を3時間かけて滴下し、常圧、120℃で、反応により生じるメタノールを留去した。次に、75℃に冷却し、圧力を2時間かけて常圧から6.7kPaまで徐々に下げてメタノールを留去した後、常圧にもどし、さらに、触媒として28重量%ナトリウムメトキシド含有メタノール溶液4.4g(ナトリウムメトキシド0.023モル)を添加して、100℃で、圧力を2時間かけて常圧から2.9kPaまで徐々に下げてメタノールを留出させた。その後、80℃に冷却してキョーワード600S(協和化学工業社製)41gを添加し、圧力4.0kPa、80℃で1時間攪拌した後、減圧ろ過を行った。ろ液を圧力0.3kPaで、温度を4時間かけて70℃から190℃に上げ、残存コハク酸ジメチルを留去し、常温黄色の液体を得た。なお、触媒の使用量は、ジカルボン酸エステル100モルに対して0.51モルであった。
ポリエステル系可塑剤の製造例8
4ツ口フラスコ(攪拌機、温度計、滴下漏斗、蒸留管、窒素吹き込み管付き)にネオペンチルグリコール263.5g(2.53モル)、アジピン酸ビス(2−エチルヘキシル)1500g(4.05モル)、及び触媒として28重量%ナトリウムメトキシド含有メタノール溶液5.6g(ナトリウムメトキシド0.029モル)を入れ、圧力3.7kPa、120℃で1.5時間反応させながら、反応により生じる2−エチルヘキサノールを留去させた。次に、75℃に冷却後、常圧にもどし、さらに、触媒として28重量%ナトリウムメトキシド含有メタノール溶液3.0g(ナトリウムメトキシド0.016モル)を添加し、圧力0.4kPaで、温度を1時間かけて92℃から160℃に上げて、2−エチルヘキサノールを留出させた。その後、80℃に冷却してキョーワード600S(協和化学工業社製)19gを添加し、圧力4.0kPa、80℃で1時間攪拌した後、減圧ろ過を行った。ろ液を圧力0.3kPaで、温度を2時間かけて166℃から214℃に上げて残存アジピン酸ビス(2−エチルヘキシル)504gを留去し、常温黄色の液体を得た。なお、触媒の使用量は、ジカルボン酸エステル100モルに対して1.11モルであった。
ポリエステル系可塑剤の製造例9
4ツ口フラスコ(攪拌機、温度計、ディーンスタルク装置、窒素吹き込み管付き)に2−エチルヘキサノール(関東化学社製)2515g(19.3モル)、コハク酸(和光純薬工業社製)877g(7.43モル)、及びパラトルエンスルホン酸一水和物(和光純薬工業社製)14.1g(0.0742モル)を入れ、圧力16kPa、80℃の状態から圧力12kPa、90℃の状態まで、7時間かけて反応を行い、水を留出させた。その後、キョーワード500SH(協和化学工業社製)32gを添加し、圧力4.0kPa、80℃で1時間攪拌した後、減圧ろ過を行った。ろ液を4ツ口フラスコ(攪拌機、温度計、蒸留管、窒素吹き込み管付き)に仕込み、圧力0.7kPa、95℃の状態から圧力0.5kPa、185℃の状態にして残存2−エチルヘキサノールを留去した後、再び、キョーワード500SHを16g添加し、圧力4.0kPa、80℃で1時間攪拌した後、減圧ろ過を行って、コハク酸ビス(2−エチルヘキシル)を得た。次に、4ツ口フラスコ(攪拌機、温度計、滴下漏斗、蒸留管、窒素吹き込み管付き)に、このコハク酸ビス(2−エチルヘキシル)467g(1.36モル)、ジエチレングリコール250g(2.36モル)、及び触媒として28重量%ナトリウムメトキシド含有メタノール溶液2.2g(ナトリウムメトキシド0.011モル)を入れ、110℃で、圧力を45分間かけて2.7kPaから0.9kPaに徐々に下げて、反応により生じる2−エチルヘキサノールを留去した。80℃まで冷却した後、再び、コハク酸ビス(2−エチルヘキシル)1953g(5.70モル)、28重量%ナトリウムメトキシド含有メタノール溶液5.0g(ナトリウムメトキシド0.026モル)を添加し、5.5時間かけて110℃、0.8kPaの状態から158℃、0.4kPaの状態まで、昇温しながら圧力を徐々に下げて、反応により生じる2−エチルヘキサノールを留去した。その後、80℃に冷却してキョーワード600S(協和化学工業社製)10.5gを添加し、圧力4.0kPa、80℃で1時間拌した後、減圧ろ過を行った。ろ液を4.5時間かけて178℃、0.3kPaの状態から220℃、0.1kPaの状態まで、昇温しながら圧力を徐々に下げて、残存コハク酸ビス(2−エチルヘキシル)を留去し、常温黄色の液体を得た。なお、触媒の使用量は、ジカルボン酸エステル100モルに対して0.53モルであった。
ポリエステル系可塑剤の製造例10
4ツ口フラスコ(攪拌機、温度計、滴下漏斗、蒸留管、窒素吹き込み管付き)に1,3−プロパンジオール763.6g(10.04モル)及び触媒として28重量%ナトリウムメトキシド含有メタノール溶液17.5g(ナトリウムメトキシド0.091モル)を入れ、常圧、120℃で0.5時間攪拌しながらメタノールを留去した。その後、アジピン酸ジメチル(和光純薬工業社製)2622g(15.05モル)を1時間かけて滴下し、常圧、120℃で、反応により生じるメタノールを留去した。次に、70℃に冷却し、28重量%ナトリウムメトキシド含有メタノール溶液6.2g(ナトリウムメトキシド0.032モル)を入れ、圧力5.2kPa、100℃で1時間かけてメタノールを留去した。再び、70℃に冷却し、28重量%ナトリウムメトキシド含有メタノール溶液5.2g(ナトリウムメトキシド0.027モル)を入れ、圧力1.6kPa、100℃で1時間かけてメタノールを留去した。その後、80℃に冷却してキョーワード600S(協和化学工業社製)67gを添加し、圧力4.0kPa、80℃で1時間攪拌した後、減圧ろ過を行った。ろ液を圧力0.4kPaで、温度を1時間かけて135℃から200℃に上げて残存アジピン酸ジメチルを留去し、常温黄色の液体を得た。なお、触媒の使用量は、ジカルボン酸エステル100モルに対して1.0モルであった。
ポリエステル系可塑剤の製造例11
4ツ口フラスコ(攪拌機、温度計、滴下漏斗、蒸留管、窒素吹き込み管付き)に1,4−ブタンジオール308g(3.42モル)、及び触媒として28重量%ナトリウムメトキシド含有メタノール溶液6.6g(ナトリウムメトキシド0.034モル)を入れ、常圧、120℃で0.5時間攪拌しながらメタノールを留去した。その後、コハク酸ジメチル(和光純薬工業社製)750g(5.13モル)を1時間かけて滴下し、常圧、120℃で、反応により生じるメタノールを留去した。次に、75℃に冷却し、圧力を1時間かけて常圧から6.7kPaまで徐々に下げてメタノールを留去した後、常圧にもどし、さらに、触媒として28重量%ナトリウムメトキシド含有メタノール溶液1.7g(ナトリウムメトキシド0.009モル)を添加して、100℃で、圧力を1時間かけて常圧から2.9kPaまで徐々に下げてメタノールを留出させた。70℃に冷却後、再び28重量%ナトリウムメトキシド含有メタノール溶液1.7g(ナトリウムメトキシド0.009モル)を添加して、100℃で、圧力を1時間かけて常圧から2.9kPaまで徐々に下げてメタノールを留出させた。その後、キョーワード600S(協和化学工業社製)23gを添加し、圧力4.0kPa、90℃で1時間攪拌した後、減圧ろ過を行った。ろ液を圧力0.4kPaで、温度を1時間かけて85℃から180℃に上げて残存コハク酸ジメチルを留去し、常温黄色の固体を得た。なお、触媒の使用量は、ジカルボン酸エステル100モルに対して1.0モルであった。
得られたエステル系可塑剤の酸価、水酸基価、及びケン化価を測定し、前記式に基づき数平均分子量、末端アルキルエステル化率、平均重合度(n)、及びエーテル基価を算出した。また、SP値についても前記方法に従って算出した。結果を表1〜2に示す。
Figure 2013199637
Figure 2013199637
実施例1〜11及び比較例1〜4
ポリエステル樹脂組成物として、表3、4に示す組成物原料を、2軸押出機(池貝鉄工社製、PCM−45)にて、回転数100r/min、溶融混練温度190℃で溶融混練し、ストランドカットを行い、ポリ乳酸樹脂組成物のペレットを得た。得られたペレットは、70℃減圧下で1日乾燥し、水分量を500ppm以下とした。
このペレットをTダイ2軸押出機(日本製鋼所社製 TEX44αII)にて、回転数120r/min、溶融混練温度200℃で溶融混練し、厚さ0.3mmのシート状組成物をTダイから押出し、表面温度20℃に制御した冷却ロールに2秒間接触させ、相対結晶化度80%未満の非晶シートを得た(厚さ0.3mm)。次いで、表面温度80℃に制御したアニーリングロールに20秒間接触させ、相対結晶化度80%以上の結晶化シートを得た(厚さ0.3mm)。なお比較例4については結晶化速度が遅くほとんど結晶化が進行しないため、アニーリングロールに粘着が生じたが、サンプリングを行い同様の評価を行った。
なお、表3、4における原料は以下の通りである。
<ポリエステル樹脂>
NW4032D:ポリ乳酸樹脂、ネイチャーワークスLLC社製、ポリ−L−乳酸、NatureWorks 4032D、光学純度98.5%、融点160℃、重量平均分子量141000、残存モノマー1200ppm
PET:ポリエチレンテレフタレート、TSUNAMI GS2、イーストマンケミカル社製、ガラス転移温度81℃
<可塑剤>
製造例1〜11:表1〜2に記載のポリエステル系可塑剤
DAIFATTY−101:アジピン酸と、ジエチレングリコールモノメチルエーテル/ベンジルアルコール=1/1混合ジエステル、大八化学工業社製、
チラバゾールVR−01:ポリグリセリンとオレイン酸とのエステル、太陽化学社製
<結晶核剤>
スリパックスH:エチレンビス12−ヒドロキシステアリン酸アミド、日本化成社製
<加水分解抑制剤>
カルボジライトLA−1:ポリカルボジイミド、日清紡ケミカル社製
得られた成形体の特性を、下記の試験例1〜4の方法に従って評価した。また、成形時の発煙性について試験例5の方法に従って評価した。結果を表3、4に示す。
試験例1<結晶性の評価>
成形後のシートについて7.5mg精秤し、アルミパンに封入後、DSC装置(パーキンエルマー社製ダイアモンドDSC)を用い、1stRUNとして、昇温速度20℃/分で20℃から200℃まで昇温し、200℃で5分間保持した後、降温速度−20℃/分で200℃から20℃まで降温し、20℃で1分間保持した後、さらに2ndRUNとして、昇温速度20℃/分で20℃から200℃まで昇温した。1stRUNに観測されるポリ乳酸樹脂の冷結晶化エンタルピーの絶対値ΔHcc、2ndRUNに観測される結晶融解エンタルピーΔHmを求め、得られた値から、下記式により相対結晶化度(%)を求めた。
相対結晶化度(%)={(ΔHm−ΔHcc)/ΔHm}×100
試験例2<透明性>
成形後のシートについて、JIS−K7105規定の積分球式光線透過率測定装置(ヘイズメーター)を用い、ヘイズ値を測定した。数字の小さい方が透明性が良好であることを示す。
試験例3<耐熱性>
成形後のシートについて7.0〜8.0mg精秤し、エスアイアイ・ナノテクノロジー社製の熱分析装置EXTRA TG・DTA 7200を用い、空気気流(200mL/分)下、昇温速度40℃/分で40℃から210℃まで昇温し、210℃で30分間保持したときの重量減少率(%)を測定し、耐熱性の尺度とした。重量減少率(%)は小さい方が耐熱性に優れていることを示す。
試験例4<耐ブリード性>
成形後のシート(縦100mm×横100mm)について、70℃の恒温室に1週間放置し、その表面における可塑剤のブリードの有無を肉眼で観察し、目視及び手触り感によりブリード性を以下の3段階で評価した。
3:ブリードが認められない
2:わずかにブリードが認められる
1:明らかにブリードが認められる
試験例5<耐発煙性>
押出成形機からの発煙性の有無を観察し、その程度によって3段階で評価した。数字が小さい方が、発煙が少なく、作業性が良好で、可塑剤量の損失も少ないことを示す。
3:発煙が認められない
2:わずかに発煙が認められる
1:明らかに発煙が認められる
Figure 2013199637
Figure 2013199637
表3、4の結果から明らかなように、式(I)で示される可塑剤がポリ乳酸樹脂及びポリエチレンテレフタレートとの相溶性に優れ、可塑化効果も高いものであるため、本発明のシートは、優れた透明性を示し、耐ブリード性も良好であり、結晶化した場合には高い結晶化度を示すものであった。また、前記可塑剤自身の耐熱性も高いことから、押出成形時の発煙も抑制されて、作業性が良好であり、その成形体であるシートの耐熱性も優れたものであった。一方、比較例4で用いた可塑剤は樹脂との相溶性が悪いため、非晶状態でも透明性は悪く、結晶化後の結晶化度は低いものであった。また、比較例1及び2で用いた可塑剤は樹脂との相溶性が不十分で、保存中にブリードが見られた。比較例3では、透明性、耐ブリード性は良好であり、結晶化した場合には結晶化度も高いものであったが、可塑剤の耐熱性が不十分であるため、押出成形時に発煙が生じた他、得られたシートの耐熱性が劣るものであった。
本発明のシート又はフィルムは、透明性に優れ、かつ、耐熱性及び耐ブリード性に優れることから、食品、農業、工業等の様々な用途に好適に使用することができる。

Claims (11)

  1. ポリエステル樹脂及び下記式(I)で示されるポリエステル系可塑剤を含有してなるポリエステル樹脂組成物からなるシート又はフィルム。
    O−CO−R−CO−〔(OR)O−CO−R−CO−〕OR (I)
    (式中、Rは炭素数が1〜4のアルキル基、Rは炭素数が2〜4のアルキレン基、Rは炭素数が2〜6のアルキレン基であり、mは1〜6の数、nは1〜12の数を示し、但し、全てのRは同一でも異なっていてもよく、全てのRは同一でも異なっていてもよい)
  2. ポリエステル系可塑剤の酸価が1.00mgKOH/g以下、水酸基価が10.0mgKOH/g以下、数平均分子量が500〜1500である、請求項1記載のシート又はフィルム。
  3. ポリエステル系可塑剤のFedoros法による溶解度パラメータが10.0〜12.0である、請求項1又は2記載のシート又はフィルム。
  4. ポリエステル系可塑剤が下記(1)〜(3)を用いて得られる、請求項1〜3いずれか記載のシート又はフィルム。
    (1)炭素数が1〜4のアルキル基を有する一価アルコール
    (2)炭素数が2〜4のアルキレン基を有するジカルボン酸
    (3)炭素数が2〜6のアルキレン基を有する二価アルコール
  5. ポリエステル樹脂がポリ乳酸樹脂である請求項1〜4いずれか記載のシート又はフィルム。
  6. 請求項1〜5いずれか記載のシート又はフィルムの製造方法であって、下記工程(1)〜(2)によって相対結晶化度80%以上に結晶化させたシート又はフィルムを得ることを特徴とする、シート又はフィルムの製造方法。
    工程(1):ポリエステル樹脂と式(I)で表されるポリエステル系可塑剤を含有するポリエステル樹脂組成物を押出成形法によりダイから押出して得られたシート又はフィルムを、該ポリエステル樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)未満に冷却して相対結晶化度80%未満のシート又はフィルムを得る工程
    工程(2):工程(1)で得られたシート又はフィルムを、ポリエステル樹脂組成物のガラス転移温度(Tg)以上、ポリエステル樹脂組成物の融点(Tm)未満の温度に加熱して相対結晶化度80%以上の結晶化シート又はフィルムを得る工程
  7. さらに、有機系結晶核剤を含んでなる、請求項1〜5いずれか記載のシート又はフィルム。
  8. 有機系結晶核剤がカルボン酸アミドである請求項7記載のシート又はフィルム。
  9. カルボン酸アミドが炭素数1〜6のアルキレン基を有するアルキレンビスヒドロキシステアリン酸アミドである請求項8記載のシート又はフィルム。
  10. 式(I)におけるRがエチレン基である、請求項1〜5、7〜9いずれか記載のシート又はフィルム。
  11. 式(I)におけるnが2以上である、請求項1〜5、7〜10いずれか記載のシート又はフィルム。
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