JP2014118547A - ポリエステル樹脂組成物 - Google Patents
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Abstract
【課題】透明性、耐衝撃性、耐熱性に優れ、且つ成形加工性にも優れたポリエステル樹脂組成物を提供する。
【解決手段】環状アセタール骨格を有するジオール単位の割合が1〜60モル%であるポリエステル樹脂(A)と、全ジオール単位中の1、4−シクロヘキサンジメタノールに由来するジオール単位の割合が50〜100モル%であるポリエステル樹脂(B)と、チタン化合物からなるポリエステル樹脂組成物であって、ポリエステル樹脂(A)とポリエステル樹脂(B)の合計に対するポリエステル樹脂(B)の割合が1〜50重量%であるポリエステル樹脂組成物。
【選択図】なし
【解決手段】環状アセタール骨格を有するジオール単位の割合が1〜60モル%であるポリエステル樹脂(A)と、全ジオール単位中の1、4−シクロヘキサンジメタノールに由来するジオール単位の割合が50〜100モル%であるポリエステル樹脂(B)と、チタン化合物からなるポリエステル樹脂組成物であって、ポリエステル樹脂(A)とポリエステル樹脂(B)の合計に対するポリエステル樹脂(B)の割合が1〜50重量%であるポリエステル樹脂組成物。
【選択図】なし
Description
本発明は、透明性、耐衝撃性、耐熱性、成形加工性等に優れたポリエステル樹脂組成物に関する。
ポリエチレンテレフタレート(以下「PET」ということがある)は透明性、機械的性能、耐溶剤性、保香性、耐候性、リサイクル性等にバランスのとれた樹脂であり、ボトルやフィルムなどの用途に用いられている。しかしながらPETには結晶性が高いため、厚みのある成形体やシートを製造しようとすると、結晶化により白化し、透明性を損なってしまう、また、耐熱性に関してはPETのガラス転移温度は80℃程度であるため、レトルト処理を行う包材等高い耐熱性が要求される用途には利用できなかった。
このため、従来、低結晶性を必要とする用途には1,4−シクロヘキサンジメタノール変性PETやイソフタル酸変性PETといったポリエステル樹脂が用いられてきた。また、発泡体用途にはピロメリット酸変性PETやグリセリン変性PETが用いられている。更に、耐熱性の要求される分野に対しては、ポリエチレンナフタレートやポリアリレート等が用いられてきた。
しかし、1,4−シクロヘキサンジメタノール変性PETやイソフタル酸変性
PET、ピロメリット酸変性PETやグリセリン変性PETはそれぞれ結晶性は改善されるものの、耐熱性はほとんど改善されない。また、ポリエチレンナフタレートやポリアリレートも耐熱性は改善されるものの、結晶性はPETと同等である。このように従来、高耐熱性、低結晶性などが同時に要求される用途に適したポリエステル樹脂は知られていなかった。
PET、ピロメリット酸変性PETやグリセリン変性PETはそれぞれ結晶性は改善されるものの、耐熱性はほとんど改善されない。また、ポリエチレンナフタレートやポリアリレートも耐熱性は改善されるものの、結晶性はPETと同等である。このように従来、高耐熱性、低結晶性などが同時に要求される用途に適したポリエステル樹脂は知られていなかった。
一方、耐熱性ポリエステル樹脂として、PETを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〕ウンデカンで変性したポリエステル樹脂が開示されている(特許文献1および2参照)。しかし当該ポリエステル樹脂は、耐熱性、機械物性、透明性、溶融粘弾性、二次加工性に優れるものの、一般的に溶融粘度が高く、当該ポリエステル樹脂単独では、射出成形やシート成形等の成形加工性に適さない場合がある。また、難燃性樹脂組成物として、熱可塑性樹脂にスピロ環を有する樹脂や、リン含有化合物を添加する樹脂組成物が開示されている(特許文献3および4参照)。しかしながら当該樹脂組成物は、耐熱性は向上するものの、機械物性、特に耐衝撃性が低下する場合がある。また、環状アセタール骨格を有する構成単位を有するポリエステル樹脂にポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂をブレンドしたポリエステル樹脂組成物が開示されている(特許文献5、6参照)が、耐衝撃性は向上するものの、ブレンドした際に容易に混ざり合わない為、白濁し透明性を維持できないなどの問題があった。
本発明の目的は前記の如き状況に鑑み、透明性、耐衝撃性、耐熱性に優れ、且つ成形加工性にも優れたポリエステル樹脂組成物を提供することにある。更には、該ポリエステル樹脂を用いた射出成形体、シート、及びフィルムを提供することにある。
本発明者らは、鋭意検討した結果、環状アセタール骨格を有するジオール単位を含むポリエステル樹脂と、1、4−シクロヘキサンジメタノールに由来するジオール単位を含むポリエステル樹脂と、チタン化合物からなるポリエステル樹脂組成物において、透明性、耐衝撃性、耐熱性、成形加工性等に優れることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、ジカルボン酸単位とジオール単位とを含み、全ジオール単位中の環状アセタール骨格を有するジオール単位の割合が1〜60モル%であるポリエステル樹脂(A)と、ジカルボン酸単位とジオール単位とを含み、全ジオール単位中の1、4−シクロヘキサンジメタノールに由来するジオール単位の割合が50〜100モル%であるポリエステル樹脂(B)と、チタン化合物からなるポリエステル樹脂組成物であって、ポリエステル樹脂(A)とポリエステル樹脂(B)の合計に対するポリエステル樹脂(B)の割合は1〜50重量%であることを特徴とするポリエステル樹脂組成物である。
さらに本発明は、第一層と、前記第一層の少なくとも一方の面に設けられた第二層とを含んでなる積層体であって、前記第一層が、前記ポリエステル樹脂組成物を含んでなり、前記第二層が、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、及びポリメチルメタクリレート−スチレン樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1つを含むことを特徴とする積層体である。
さらに本発明は、第一層と、前記第一層の少なくとも一方の面に設けられた第二層とを含んでなる積層体であって、前記第一層が、前記ポリエステル樹脂組成物を含んでなり、前記第二層が、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、及びポリメチルメタクリレート−スチレン樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1つを含むことを特徴とする積層体である。
本発明のポリエステル樹脂組成物は、透明性、耐熱性、耐衝撃性に優れ、且つ成形加工性に優れており、耐熱透明シート等の有用な素材として用いることができ、本発明の工業的意義は大きい。
以下に本発明を詳細に説明する。
本発明のポリエステル樹脂組成物に用いられるポリエステル樹脂(A)は、全ジオール単位中に環状アセタール骨格を有するジオール単位を1〜60モル%含む。環状アセタール骨格を有するジオール単位は下記の一般式(1)または(2)で表される化合物に由来するジオール単位が好ましい。
R1、R2、及びR3はそれぞれ独立して、炭素数が1〜10の脂肪族炭化水素基、炭素数が3〜10の脂環式炭化水素基、及び炭素数が6〜10の芳香族炭化水素基からなる群から選ばれる炭化水素基を表す。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、または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−ジオキサンが特に好ましい。ポリエステル樹脂(A)における、全ジオール単位中の環状アセタール骨格を有するジオール単位の割合は、より好ましくは5〜60モル%であり、さらに好ましくは20〜50モル%である。
本発明のポリエステル樹脂組成物に用いられるポリエステル樹脂(A)は、全ジオール単位中に環状アセタール骨格を有するジオール単位を1〜60モル%含む。環状アセタール骨格を有するジオール単位は下記の一般式(1)または(2)で表される化合物に由来するジオール単位が好ましい。
また、環状アセタール骨格を有するジオール単位以外のジオール単位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ジオール類;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)等のビスフェノール類;上記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;及び上記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のジオール化合物に由来するジオール単位が例示できる。機械的性能、経済性等の面から、上記の中でもエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、1,4−ブタンジオールおよび1,4−シクロヘキサンジメタノールが好ましく、特にエチレングリコールが好ましい。例示したジオール単位は単独で使用する事もできるし、複数を併用する事もできる。ポリエステル樹脂(A)中の、環状アセタール骨格を有するジオール単位以外のジオール単位の合計に対する、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、1,4−ブタンジオールおよび1,4−シクロヘキサンジメタノールから選ばれる1種以上のジオールに由来するジオール単位の割合は、90モル%以上であることが好ましく、95モル%以上であることがより好ましく、100モル%であることがさらに好ましい。
また、ポリエステル樹脂(A)を構成するジカルボン酸単位としては、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;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、2,6−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に由来するジカルボン単位が例示できる。ポリエステル樹脂組成物の機械的性能、及び耐熱性の面から、上記の中でもテレフタル酸、イソフタル酸、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、2,6−ナフタレンジカルボン酸および2,7−ナフタレンジカルボン酸といった芳香族ジカルボン酸が好ましく、特にテレフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、およびイソフタル酸が好ましい。中でも、経済性の面からテレフタル酸がもっとも好ましい。例示したジカルボン酸は単独で使用することもできるし、複数を併用することもできる。ポリエステル樹脂(A)中の全ジカルボン酸単位に対する、テレフタル酸、イソフタル酸、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、2,6−ナフタレンジカルボン酸および2,7−ナフタレンジカルボン酸から選ばれる1種以上のジカルボン酸に由来するジカルボン酸単位の割合は90モル%以上であることが好ましく、95モル%以上であることがより好ましく、100モル%であることがさらに好ましい。
ポリエステル樹脂(A)を製造する方法は特に制限はなく、従来公知の方法を適用できる。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、固相重合法を挙げることができる。
本発明のポリエステル樹脂組成物に用いられる、ポリエステル樹脂(B)を構成する全ジオール単位中の、1,4−シクロヘキサンジメタノールに由来するジオール単位の割合は50〜100モル%である。また、1,4−シクロヘキサンジメタノールに由来するジオール単位以外のジオール単位は特に制限されるものではないが、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ジオール類;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)等のビスフェノール類;上記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;及び上記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のジオール化合物に由来するジオール単位が例示できる。本発明のポリエステル樹脂の機械的性能、経済性等の面からエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、1,4−ブタンジオールおよび1,4−シクロヘキサンジメタノールが好ましく、特にエチレングリコールが好ましい。例示したジオール単位は単独で使用する事もできるし、複数を併用する事もできる。ポリエステル樹脂(B)中の、1,4−シクロヘキサンジメタノールに由来するジオール単位以外のジオール単位の合計に対する、エチレングリコールおよび1,4−ブタンジオールから選ばれる1つ以上のジオールに由来するジオール単位の割合は、90モル%以上であることが好ましく、95モル%以上であることがより好ましく、100モル%であることがさらに好ましい。
また、ポリエステル樹脂(B)のジカルボン酸単位としては、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;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、2,6−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に由来するジカルボン単位が例示できる。本発明のポリエステル樹脂の機械的性能、及び耐熱性の面からテレフタル酸、イソフタル酸、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、2,6−ナフタレンジカルボン酸および2,7−ナフタレンジカルボン酸といった芳香族ジカルボン酸が好ましく、特にテレフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、およびイソフタル酸が好ましい。中でも、経済性の面からテレフタル酸がもっとも好ましい。例示したジカルボン酸は単独で使用することもできるし、複数を併用することもできる。ポリエステル樹脂(B)中の全ジカルボン酸単位に対する、テレフタル酸、イソフタル酸、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、2,6−ナフタレンジカルボン酸および2,7−ナフタレンジカルボン酸から選ばれる1つ以上のジカルボン酸に由来するジカルボン酸単位の割合は90モル%以上であることが好ましく、95モル%以上であることがより好ましく、100モル%であることがさらに好ましい。
前記、チタン化合物は特に制限されるものではないが、例えばテトラ−n−ブチルチタネート、テトラ−n−ブチルチタネートテトラマー、テトラ−t−ブチルチタネート、テトラ−n−プロピルチタネート、テトライソプロピルチタネート、テトラフェニルチタネート、テトラシクロヘキシルチタネート、テトラベンジルチタネート等のオルトチタン酸エステル、酢酸チタン、シュウ酸チタン、シュウ酸チタン酸カリウム、シュウ酸チタン酸ナトリウム、チタン酸カリウム、チタン酸ナトリウム、チタン酸−水酸化アルミニウム混合物、塩化チタン、塩化チタン―塩化アルミニウム混合物、臭化チタン、フッ化チタン、六フッ化チタン酸カリウム、六フッ化チタン酸マンガン、六フッ化チタン酸アンモニウム、チタンアセチルアセトナート等を挙げることが出来る。これらのうち、オルトチタン酸エステルが好ましく、中でもテトラ−n−ブチルチタネート、テトラ−n−ブチルチタネートテトラマー、テトラ−t−ブチルチタネート、テトラ−n−プロピルチタネート、およびテトライソプロピルチタネートが特に好ましい。これらは単独で用いることもできるし、複数のものを同時に用いることもできる。
本発明のポリエステル樹脂組成物中の、ポリエステル樹脂(A)とポリエステル樹脂(B)の合計量が占める割合は90重量%以上である。より好ましくは95重量%以上であり、さらに好ましくは98重量%以上である。
本発明のポリエステル樹脂組成物に含まれるチタン原子濃度は0.002〜200ppmであり、より好ましくは0.02〜20ppmであり、さらに好ましくは0.1〜15ppmである。チタン原子の濃度が上記範囲よりも大きいと、ポリエステル樹脂(B)との溶融混錬の際に著しい分子量低下が認められたりする場合がある。また、上記範囲より小さいとポリエステル樹脂(B)との溶融混錬時に混錬不足により十分な機械強度を得られない事があり好ましくない。
本発明のポリエステル樹脂組成物は上記のポリエステル樹脂(A)とポリエステル樹脂(B)とを混合もしくは混練することにより得られる。
ポリエステル樹脂(A)とポリエステル樹脂(B)の配合割合は、物性や用途によって任意に変えることができるが、ポリエステル樹脂(A)とポリエステル樹脂(B)の合計に対するポリエステル樹脂(B)の割合が1〜50重量%になるように配合することが好ましく、より好ましくは5〜40重量%、特に好ましくは10重量〜30重量%になるよう配合することが望ましい。ポリエステル樹脂(B)の割合が50重量%を超えると、耐熱性の効果が不十分となる場合がある。また、1重量%未満となると耐衝撃性を十分に発揮できないことがある。
ポリエステル樹脂(A)とポリエステル樹脂(B)の配合割合は、物性や用途によって任意に変えることができるが、ポリエステル樹脂(A)とポリエステル樹脂(B)の合計に対するポリエステル樹脂(B)の割合が1〜50重量%になるように配合することが好ましく、より好ましくは5〜40重量%、特に好ましくは10重量〜30重量%になるよう配合することが望ましい。ポリエステル樹脂(B)の割合が50重量%を超えると、耐熱性の効果が不十分となる場合がある。また、1重量%未満となると耐衝撃性を十分に発揮できないことがある。
ポリエステル樹脂(A)とポリエステル樹脂(B)を混合する際には公知の装置を用いることができ、例えばタンブラー、高速ミキサー、ナウターミキサー、リボン型ブレンダー、ミキシングロール、ニーダー、インテンシブミキサー、単軸押出機、二軸押出機などの混合、混練装置を挙げることができる。また、ゲートミキサー、バタフライミキサー、万能ミキサー、ディゾルバー、スタティックミキサーなどの液体混合装置を用いることもできる。
本発明のポリエステル樹脂組成物には、光安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、可塑剤、増量剤、艶消し剤、乾燥調節剤、帯電防止剤、沈降防止剤、界面活性剤、流れ改良剤、乾燥油、ワックス類、フィラー、着色剤、補強剤、表面平滑剤、レベリング剤、硬化反応促進剤などの各種添加剤、成形助剤を添加することができる。また、ポリオレフィン、ポリエステル樹脂(A)及びポリエステル樹脂(B)以外のポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、アクリロニトリル樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリスチレン、ABS樹脂、ポリイミド、AS樹脂等の樹脂、オリゴマーを添加することもできる。
本発明のポリエステル樹脂組成物は射出成形体、押し出し成形体、シート、シート成形品、未延伸フィルム、延伸フィルム、インジェクションブローボトル、ダイレクトブローボトル、発泡体など種々の用途に用いることができる。
本発明の多層シートは、第一層と、前記第一層の少なくとも一方の面に第二層を積層成形することにより得られる。
前記第一層は、本発明のポリエステル樹脂組成物を含んでなる。前記第一層中の、ポリエステル樹脂組成物の割合は90重量%以上であることが好ましい。よりに好ましくは95重量%以上であり、さらに好ましくは100%である。
前記第一層は、本発明のポリエステル樹脂組成物を含んでなる。前記第一層中の、ポリエステル樹脂組成物の割合は90重量%以上であることが好ましい。よりに好ましくは95重量%以上であり、さらに好ましくは100%である。
前記第二層は、ポリエステル樹脂(X)、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリメチルメタクリレート−スチレン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂、塩化ビニル樹脂、脂環式ポリオレフィン樹脂から選ばれる少なくとも1つを含んでなる。
前記第二層は、上記の中でもポリエステル樹脂(X)、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂及びポリメチルメタクリレート−スチレン樹脂から選ばれる少なくとも1つを含むことが好ましい。
前記第二層中の、ポリエステル樹脂(X)、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂及びポリメチルメタクリレート−スチレン樹脂から選ばれる少なくとも1つの割合は、90重量%以上であることが好ましい。よりに好ましくは95重量%以上であり、さらに好ましくは100%である。
前記第二層中の、ポリエステル樹脂(X)、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂及びポリメチルメタクリレート−スチレン樹脂から選ばれる少なくとも1つの割合は、90重量%以上であることが好ましい。よりに好ましくは95重量%以上であり、さらに好ましくは100%である。
ポリエステル樹脂(X)としては、ポリエステル樹脂(A)、ポリエステル樹脂(B)、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、イソフタル酸変性ポリエチレンテレフタレート、1,4−シクロヘキサンジメタノール変性ポリエチレンテレフタレート、ポリアリレートが挙げられる。
前記、第二層中のポリエステル樹脂(A)、およびポリエステル樹脂(B)から選ばれる少なくとも1つの割合は、経済性の面から30重量%以下であることが好ましい。
本発明の多層シートの製造方法としては、共押出法、共押出ラミネート法、押出ラミネート法、ドライラミネート法等の公知の積層化技術を用いることができる。またこれらの積層化のために樹脂間に適した接着剤、あるいは接着性樹脂を用いても良い。
本発明の多層シートの各層の厚みは、用途、層を形成する樹脂の種類、層の数等に応じて決められるが、通常は10μm〜10mmである。また、多層シートの総厚みは用途により異なり、例えば、食品向けシートでは0.1〜1mm、建材、商品ディスプレイ用等の厚物シートでは1〜40mmの厚みで使用される。
以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、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。
本実施例及び比較例で使用した原料を以下に示す。
<ポリエステル樹脂(B)>
(B−1)1,4−シクロヘキサンジメタノール共重合ポリエステル(EASTMAN CHEMICAL社製、商品名:EASTAR BR203)。ジオール成分の共重合比率:1,4−シクロヘキサンジメタノール(100mol%)
(B−2)1,4−シクロヘキサンジメタノール変性PET(EASTMAN CHEMICAL社製、商品名:EASTAR DN011)。ジオール成分の共重合比率:1,4−シクロヘキサンジメタノール(61mol%)/エチレングリコール(37mol%)/ジエチレングリコール(2mol%)
(B−3)1,4−シクロヘキサンジメタノール変性PET(EASTMAN CHEMICAL社製、商品名:EASTAR GN071)。ジオール成分の共重合比率:1,4−シクロヘキサンジメタノール(31mol%)/エチレングリコール(63mol%)/ジエチレングリコール(6mol%)
<コア層原料>
(5)ポリエチレンテレフタレート(PET):日本ユニペット(株)製、
商品名:UNIPET RT523C、RT553C
<ポリエステル樹脂(B)>
(B−1)1,4−シクロヘキサンジメタノール共重合ポリエステル(EASTMAN CHEMICAL社製、商品名:EASTAR BR203)。ジオール成分の共重合比率:1,4−シクロヘキサンジメタノール(100mol%)
(B−2)1,4−シクロヘキサンジメタノール変性PET(EASTMAN CHEMICAL社製、商品名:EASTAR DN011)。ジオール成分の共重合比率:1,4−シクロヘキサンジメタノール(61mol%)/エチレングリコール(37mol%)/ジエチレングリコール(2mol%)
(B−3)1,4−シクロヘキサンジメタノール変性PET(EASTMAN CHEMICAL社製、商品名:EASTAR GN071)。ジオール成分の共重合比率:1,4−シクロヘキサンジメタノール(31mol%)/エチレングリコール(63mol%)/ジエチレングリコール(6mol%)
<コア層原料>
(5)ポリエチレンテレフタレート(PET):日本ユニペット(株)製、
商品名:UNIPET RT523C、RT553C
以下の表中に記載された略称と化合物名の対応関係を下記に示す。
・PTA:テレフタル酸
・SPG:3,9−ビス(1,1−ジメチル−2−ヒドロキシエテチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ〔5.5〕ウンデカン
・EG:エチレングリコール
・GeO2:二酸化ゲルマニウム
・TBT:テトラ−n−ブチルチタネート
・AcOK:酢酸カリウム
・TEP:リン酸トリエチル
・DMT:テレフタル酸ジメチル
・PTA:テレフタル酸
・SPG:3,9−ビス(1,1−ジメチル−2−ヒドロキシエテチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ〔5.5〕ウンデカン
・EG:エチレングリコール
・GeO2:二酸化ゲルマニウム
・TBT:テトラ−n−ブチルチタネート
・AcOK:酢酸カリウム
・TEP:リン酸トリエチル
・DMT:テレフタル酸ジメチル
<ポリエステル樹脂(A)の製造>
充填塔式精留塔、分縮器、全縮器、コールドトラップ、攪拌機、過熱装置、窒素導入管を備えた150リットルのポリエステル樹脂製造装置に表1に記載量のテレフタル酸とエチレングリコールを仕込み、常法にてエステル化反応を行った。得られたエステルに表1に記載量の解重合用エチレングリコールと、二酸化ゲルマニウムを加え、225℃、窒素気流下で解重合を行なった。生成する水を留去しつつ3時間反応を行った後、215℃、13.3kPaでエチレングリコールを留去した。得られたエステルに表1に記載量のテトラ−n−ブチルチタネート、酢酸カリウム、リン酸トリエチル、SPGを添加し、225℃13.3kPaで3時間反応を行った。得られたエステルを昇温、減圧し、最終的に270℃、高真空化(300Pa以下)で重縮合反応を行い、所定の溶融粘度となったところで反応を終了しポリエステル樹脂(A)を得た。
充填塔式精留塔、分縮器、全縮器、コールドトラップ、攪拌機、過熱装置、窒素導入管を備えた150リットルのポリエステル樹脂製造装置に表1に記載量のテレフタル酸とエチレングリコールを仕込み、常法にてエステル化反応を行った。得られたエステルに表1に記載量の解重合用エチレングリコールと、二酸化ゲルマニウムを加え、225℃、窒素気流下で解重合を行なった。生成する水を留去しつつ3時間反応を行った後、215℃、13.3kPaでエチレングリコールを留去した。得られたエステルに表1に記載量のテトラ−n−ブチルチタネート、酢酸カリウム、リン酸トリエチル、SPGを添加し、225℃13.3kPaで3時間反応を行った。得られたエステルを昇温、減圧し、最終的に270℃、高真空化(300Pa以下)で重縮合反応を行い、所定の溶融粘度となったところで反応を終了しポリエステル樹脂(A)を得た。
ポリエステル樹脂(A)の評価方法は以下の通りである。
(1)環状アセタール骨格を有するジオール単位の割合
ポリエステル樹脂中の環状アセタール骨格を有するジオール単位の割合は、ポリエスエル樹脂20mgを1gの重クロロホルムに溶解し、1H−NMR測定、ピーク面積比から算出した。測定装置は日本電子(株)製JNM−AL400を用い、400MHzで測定した。
(2)ガラス転移温度
ポリエステル樹脂のガラス転移温度は島津製作所製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/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。
(3)分子量(数平均分子量Mn、重量平均分子量Mw、分子量分布Mw/Mn)
ポリエステル樹脂2mgを20gのクロロホルムに溶解し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定し、標準ポリスチレンで検量したものをMn、Mw/Mnとした。GPCは東ソー株式会社製TOSOH 8020に東ソー株式会社製カラムGMHHR−Lを2本、TSK G5000HRを1本接続し、カラム温度40℃で測定した。溶離液はクロロホルムを1.0ml/minの流速で流し、UV検出器で測定した。
(4)溶融粘度
測定装置は東洋精機製 Capirograph 1C(キャピログラフ)を用い、温度:240℃、予熱時間:1min、ノズル径:1mm、ノズル長:10mm、剪断速度:100(1/sec)で測定を行った。
(5)チタン原子の濃度
ポリエステル樹脂(A)中のチタン原子の濃度は、蛍光X線分析装置(ZSX Primus:(株)リガク製)にて測定した。
て測定した。
(1)環状アセタール骨格を有するジオール単位の割合
ポリエステル樹脂中の環状アセタール骨格を有するジオール単位の割合は、ポリエスエル樹脂20mgを1gの重クロロホルムに溶解し、1H−NMR測定、ピーク面積比から算出した。測定装置は日本電子(株)製JNM−AL400を用い、400MHzで測定した。
(2)ガラス転移温度
ポリエステル樹脂のガラス転移温度は島津製作所製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/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。
(3)分子量(数平均分子量Mn、重量平均分子量Mw、分子量分布Mw/Mn)
ポリエステル樹脂2mgを20gのクロロホルムに溶解し、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定し、標準ポリスチレンで検量したものをMn、Mw/Mnとした。GPCは東ソー株式会社製TOSOH 8020に東ソー株式会社製カラムGMHHR−Lを2本、TSK G5000HRを1本接続し、カラム温度40℃で測定した。溶離液はクロロホルムを1.0ml/minの流速で流し、UV検出器で測定した。
(4)溶融粘度
測定装置は東洋精機製 Capirograph 1C(キャピログラフ)を用い、温度:240℃、予熱時間:1min、ノズル径:1mm、ノズル長:10mm、剪断速度:100(1/sec)で測定を行った。
(5)チタン原子の濃度
ポリエステル樹脂(A)中のチタン原子の濃度は、蛍光X線分析装置(ZSX Primus:(株)リガク製)にて測定した。
て測定した。
〔評価方法〕次に本実施例及び比較例中の多層シートの評価方法は以下の通りである。
(1)ガラス転移温度
多層シートのスキン層よりサンプリングし、ガラス転移温度を測定した。ポリエステル樹脂のガラス転移温度は島津製作所製DSC/TA−60ATを使用し、試料約4mg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。
(2)曇価
350μm厚のフィルムを使用し、JIS K7105、ASTM D1003に準じて行った。測定装置は、日本電色工業社製の曇価測定装置(型式:COH−300A)を使用した。
(3)耐衝撃性
厚み350μm厚のフィルムを使用し、測定装置は東測精密工業社製フィルムインパクト試験機IFT−60を用い、23℃、50%RH環境下において試料クランプ径Φ50mm、ハンマー持ち上げ角度90℃で衝撃穴あけ強度を測定した。
(1)ガラス転移温度
多層シートのスキン層よりサンプリングし、ガラス転移温度を測定した。ポリエステル樹脂のガラス転移温度は島津製作所製DSC/TA−60ATを使用し、試料約4mg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。
(2)曇価
350μm厚のフィルムを使用し、JIS K7105、ASTM D1003に準じて行った。測定装置は、日本電色工業社製の曇価測定装置(型式:COH−300A)を使用した。
(3)耐衝撃性
厚み350μm厚のフィルムを使用し、測定装置は東測精密工業社製フィルムインパクト試験機IFT−60を用い、23℃、50%RH環境下において試料クランプ径Φ50mm、ハンマー持ち上げ角度90℃で衝撃穴あけ強度を測定した。
<実施例1>
ポリエステル樹脂(A)を80重量%、ポリエステル樹脂(B−1)を20重量%の割合でドライブレンドし、表2に示す組成になるよう調整したものを、二軸押出機(東芝機械株式会社製TEM37BS)によりシリンダー温度200〜240℃、ダイ温度240℃、スクリュー回転数100rpmの条件で溶融混練を行い、ペレット状のポリエステル樹脂組成物(C−1)を得た。
ポリエステル樹脂組成物(C−1)を単軸押出機によりTダイ法にてシリンダー温度220〜250℃、Tダイ温度250℃、スクリュー回転数50rpmの条件で350μm厚のフィルムを作製した。
ポリエステル樹脂(A)を80重量%、ポリエステル樹脂(B−1)を20重量%の割合でドライブレンドし、表2に示す組成になるよう調整したものを、二軸押出機(東芝機械株式会社製TEM37BS)によりシリンダー温度200〜240℃、ダイ温度240℃、スクリュー回転数100rpmの条件で溶融混練を行い、ペレット状のポリエステル樹脂組成物(C−1)を得た。
ポリエステル樹脂組成物(C−1)を単軸押出機によりTダイ法にてシリンダー温度220〜250℃、Tダイ温度250℃、スクリュー回転数50rpmの条件で350μm厚のフィルムを作製した。
<実施例2>
ポリエステル樹脂(A)を80重量%、ポリエステル樹脂(B−2)を20重量%の割合でドライブレンドし、表2に示す組成になるよう調整した以外は実施例1と同様にしてフィルムを作製した。
ポリエステル樹脂(A)を80重量%、ポリエステル樹脂(B−2)を20重量%の割合でドライブレンドし、表2に示す組成になるよう調整した以外は実施例1と同様にしてフィルムを作製した。
<実施例3>
ポリエステル樹脂(A)を60重量%、ポリエステル樹脂(B−2)を40重量%の割合でドライブレンドし、表2に示す組成になるよう調整した以外は実施例1と同様にしてフィルムを作製した。
ポリエステル樹脂(A)を60重量%、ポリエステル樹脂(B−2)を40重量%の割合でドライブレンドし、表2に示す組成になるよう調整した以外は実施例1と同様にしてフィルムを作製した。
<実施例4>
スキン層原料として、ポリエステル樹脂(A)を80重量%、ポリエステル樹脂(B−2)を20重量%の割合でドライブレンドし、表3に示す組成になるよう調整した。コア層原料として、UNIPET RT523Cを60重量%、RT553Cを40重量%になるようドライブレンドし表3に示す組成になるよう調整した。コア層原料を65mm押出機を用いてシリンダー温度260℃〜280℃で押出し、一方、スキン層原料は30mm押出機を用いてシリンダー温度280℃で押出し、マルチマニホールドタイプのダイを用いてダイス温度を265℃にて2種3層の多層シート(多層シート厚み:0.35mm、スキン層厚み:0.035mm)を製造した。
スキン層原料として、ポリエステル樹脂(A)を80重量%、ポリエステル樹脂(B−2)を20重量%の割合でドライブレンドし、表3に示す組成になるよう調整した。コア層原料として、UNIPET RT523Cを60重量%、RT553Cを40重量%になるようドライブレンドし表3に示す組成になるよう調整した。コア層原料を65mm押出機を用いてシリンダー温度260℃〜280℃で押出し、一方、スキン層原料は30mm押出機を用いてシリンダー温度280℃で押出し、マルチマニホールドタイプのダイを用いてダイス温度を265℃にて2種3層の多層シート(多層シート厚み:0.35mm、スキン層厚み:0.035mm)を製造した。
<比較例1>
ポリエステル樹脂(A)(表4参照)を用いた以外は、実施例1と同様にしてフィルムを作製した。
ポリエステル樹脂(A)(表4参照)を用いた以外は、実施例1と同様にしてフィルムを作製した。
<比較例2>
ポリエステル樹脂(A)を80重量%、ポリエステル樹脂(B−3)を20重量%の割合でドライブレンドし、表4に示す組成になるよう調整した以外は実施例1と同様にしてフィルムを作製した。
ポリエステル樹脂(A)を80重量%、ポリエステル樹脂(B−3)を20重量%の割合でドライブレンドし、表4に示す組成になるよう調整した以外は実施例1と同様にしてフィルムを作製した。
<比較例3>
表5に記載の原料モノマーの所定量を仕込み、0.03モルの酢酸マンガン四水和物の存在下、窒素雰囲気下で200℃まで昇温してエステル交換反応を行った。水、メタノールの流出が理論量に対して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、最終的に270℃、0.01kPa以下で重合を行った。適度な溶融粘度なった時点で反応を終了し、ポリエステル樹脂(D)を得た。
ポリエステル樹脂(D)を80重量%、ポリエステル樹脂(B−2)を20重量%の割合でドライブレンドし、表4に示す組成になるよう調整した以外は実施例1と同様にしてフィルムを作製した。
表5に記載の原料モノマーの所定量を仕込み、0.03モルの酢酸マンガン四水和物の存在下、窒素雰囲気下で200℃まで昇温してエステル交換反応を行った。水、メタノールの流出が理論量に対して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、最終的に270℃、0.01kPa以下で重合を行った。適度な溶融粘度なった時点で反応を終了し、ポリエステル樹脂(D)を得た。
ポリエステル樹脂(D)を80重量%、ポリエステル樹脂(B−2)を20重量%の割合でドライブレンドし、表4に示す組成になるよう調整した以外は実施例1と同様にしてフィルムを作製した。
<比較例4>
ポリエステル樹脂(A)を40重量%、ポリエステル樹脂(B−2)を60重量%の割合でドライブレンドし、表4に示す組成になるよう調整した以外は実施例1と同様にしてフィルムを作製した。
ポリエステル樹脂(A)を40重量%、ポリエステル樹脂(B−2)を60重量%の割合でドライブレンドし、表4に示す組成になるよう調整した以外は実施例1と同様にしてフィルムを作製した。
<比較例5>
ポリエステル樹脂(A)を20重量%、ポリエステル樹脂(B−2)を80重量%の割合でドライブレンドし、表4に示す組成になるよう調整した以外は実施例1と同様にしてフィルムを作製した。
ポリエステル樹脂(A)を20重量%、ポリエステル樹脂(B−2)を80重量%の割合でドライブレンドし、表4に示す組成になるよう調整した以外は実施例1と同様にしてフィルムを作製した。
<比較例6>
ポリエチレンテレフタレート樹脂(表6参照)を単軸押出機によりTダイ法にてシリンダー温度260〜280℃、Tダイ温度275℃、スクリュー回転数50rpmの条件で350μm厚のフィルムを作製した。
ポリエチレンテレフタレート樹脂(表6参照)を単軸押出機によりTダイ法にてシリンダー温度260〜280℃、Tダイ温度275℃、スクリュー回転数50rpmの条件で350μm厚のフィルムを作製した。
<比較例7>
ポリエステル樹脂(A)を80重量%、ポリエチレンテレフタレート樹脂を20重量%の割合でドライブレンドし、表6に示す組成になるよう調整したものを、二軸押出機(東芝機械株式会社製TEM37BS)によりシリンダー温度200〜240℃、ダイ温度240℃、スクリュー回転数100rpmの条件で溶融混練を行い、ペレット状のポリエステル樹脂組成物を得た。
該ポリエステル樹脂組成物を単軸押出機によりTダイ法にてシリンダー温度260〜280℃、Tダイ温度275℃、スクリュー回転数50rpmの条件で350μm厚のフィルムを作製した。
ポリエステル樹脂(A)を80重量%、ポリエチレンテレフタレート樹脂を20重量%の割合でドライブレンドし、表6に示す組成になるよう調整したものを、二軸押出機(東芝機械株式会社製TEM37BS)によりシリンダー温度200〜240℃、ダイ温度240℃、スクリュー回転数100rpmの条件で溶融混練を行い、ペレット状のポリエステル樹脂組成物を得た。
該ポリエステル樹脂組成物を単軸押出機によりTダイ法にてシリンダー温度260〜280℃、Tダイ温度275℃、スクリュー回転数50rpmの条件で350μm厚のフィルムを作製した。
<比較例8>
スキン層原料として、ポリエステル樹脂(A)用いた。コア層原料として、UNIPET RT523Cを60重量%、RT553Cを40重量%になるようドライブレンドし表3に示す組成になるよう調整した。コア層原料を65mm押出機を用いてシリンダー温度260℃〜280℃で押出し、一方、スキン層原料は30mm押出機を用いてシリンダー温度280℃で押出し、マルチマニホールドタイプのダイを用いてダイス温度を265℃にて2種3層の多層シート(多層シート厚み:0.35mm、スキン層厚み:0.035mm)を製造した。
スキン層原料として、ポリエステル樹脂(A)用いた。コア層原料として、UNIPET RT523Cを60重量%、RT553Cを40重量%になるようドライブレンドし表3に示す組成になるよう調整した。コア層原料を65mm押出機を用いてシリンダー温度260℃〜280℃で押出し、一方、スキン層原料は30mm押出機を用いてシリンダー温度280℃で押出し、マルチマニホールドタイプのダイを用いてダイス温度を265℃にて2種3層の多層シート(多層シート厚み:0.35mm、スキン層厚み:0.035mm)を製造した。
Claims (8)
- ジカルボン酸単位とジオール単位とを含み、全ジオール単位中の環状アセタール骨格を有するジオール単位の割合が1〜60モル%であるポリエステル樹脂(A)と、ジカルボン酸単位とジオール単位とを含み、全ジオール単位中の1、4−シクロヘキサンジメタノールに由来するジオール単位の割合が50〜100モル%であるポリエステル樹脂(B)と、チタン化合物からなるポリエステル樹脂組成物であって、ポリエステル樹脂(A)とポリエステル樹脂(B)の合計に対するポリエステル樹脂(B)の割合は1〜50重量%であることを特徴とするポリエステル樹脂組成物。
- 前記、一般式(1)または一般式(2)で表されるジオールが、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、または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樹脂組成物。
- ポリエステル樹脂(A)中の、環状アセタール骨格を有するジオール単位以外のジオール単位が、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、1,4−ブタンジオールおよび1,4−シクロヘキサンジメタノールから選ばれる1種以上のジオールに由来するジオール単位を含む、請求項1〜3のいずれかに記載のポリエステル樹脂組成物。
- ポリエステル樹脂(A)が、テレフタル酸、イソフタル酸、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、2,6−ナフタレンジカルボン酸および2,7−ナフタレンジカルボン酸から選ばれる1種以上のジカルボン酸に由来するジカルボン酸単位を含む、請求項1〜4のいずれかに記載のポリエステル樹脂組成物。
- ポリエステル樹脂(B)が、テレフタル酸、イソフタル酸、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、2,6−ナフタレンジカルボン酸および2,7−ナフタレンジカルボン酸から選ばれる1種以上のジカルボン酸に由来するジカルボン酸単位を含む、請求項1〜5のいずれかに記載のポリエステル樹脂組成物。
- ポリエステル樹脂(B)中の、1、4−シクロヘキサンジメタノールに由来するジオール単位以外のジオール単位が、エチレングリコール、1,4ブタンジオールから選ばれる1種以上のジオールに由来するジオール単位を含む、請求項1〜6のいずれかに記載のポリエステル樹脂組成物。
- 第一層と、前記第一層の少なくとも一方の面に設けられた第二層とを含んでなる積層体であって、
前記第一層が、請求項3〜7のいずれかに記載のポリエステル樹脂組成物を含んでなり、前記第二層が、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、及びポリメチルメタクリレート−スチレン樹脂からなる群から選ばれる少なくとも1種を含んでなることを特徴とする、積層体。
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