JP2015025097A - Polyester resin composition and direct blow molded article made of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポリエステル樹脂中に特定の化合物を含有するポリエステル樹脂組成物であって、色調、透明性に優れたダイレクトブロー成形品を生産性よく得ることができるポリエステル樹脂組成物に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a polyester resin composition containing a specific compound in a polyester resin, which can obtain a direct blow molded article excellent in color tone and transparency with high productivity.
ポリエチレンテレフタレート(PET)は、機械的特性、化学的安定性、透明性等に優れ、かつ、安価であり、各種のシート、フィルム、容器等として幅広く用いられており、特に昨今では、炭酸飲料、果汁飲料、液体調味料、食用油、酒、ワイン用等の中空容器(ボトル)用途の伸びが著しい。しかも、塩化ビニル樹脂製中空成形品におけるような残留モノマーや有害添加剤の心配が少なく、衛生性及び安全性が高い点から、従来の塩化ビニル樹脂などからなるボトルからの置き換えも進んでいる。 Polyethylene terephthalate (PET) is excellent in mechanical properties, chemical stability, transparency and the like, is inexpensive, and is widely used as various sheets, films, containers and the like. The growth in the use of hollow containers (bottles) for fruit juice drinks, liquid seasonings, edible oils, liquors, wines, etc. is remarkable. Moreover, since there is little concern about residual monomers and harmful additives in hollow molded articles made of vinyl chloride resin, and hygiene and safety are high, replacement from conventional bottles made of vinyl chloride resin and the like is also progressing.
一般に、プラスチック製のボトルなどを製造するにあたっては、成形の容易性、高生産性、成形機械や金型などの設備費が比較的安くてすむなどの点から、溶融可塑化した樹脂をダイオリフィスを通して押出して円筒状のパリソンを形成し、これを金型に挟んで内部に空気を吹き込むいわゆるダイレクトブロー成形法が採用されている。そして、このダイレクトブロー成形による場合は、成形を円滑に行うために、溶融状態で押出されたパリソンが吹き込み成形時にドローダウンするのを回避する必要があり、そのため、使用樹脂に高い溶融粘度が要求される。したがって、高い溶融粘度を有する樹脂として、塩化ビニル樹脂やポリオレフィン樹脂などがダイレクトブロー成形においては広く用いられている。 In general, when plastic bottles are manufactured, melt-plasticized resin is used as die orifices in terms of ease of molding, high productivity, and relatively low equipment costs such as molding machines and molds. A so-called direct blow molding method is employed in which a cylindrical parison is formed through extrusion, and air is blown into the mold by sandwiching the parison between the molds. In the case of this direct blow molding, it is necessary to avoid that the parison extruded in the molten state is drawn down during the blow molding in order to perform the molding smoothly. Therefore, a high melt viscosity is required for the resin used. Is done. Accordingly, vinyl chloride resins, polyolefin resins, and the like are widely used in direct blow molding as resins having a high melt viscosity.
ダイレクトブロー成形品においても塩化ビニル樹脂からポリエステル樹脂への置き換えが検討されているが、ポリエステル樹脂は、一般にダイレクトブロー成形に適する高い溶融粘度を有していない。このため、押出されたパリソンが吹き込み成形時にドローダウンし、吹き込み成形が行えないという問題があり、また、ブロー時に結晶化が起こりやすいため、成形が可能であっても白化が生じ、透明性が不十分になるという問題があった。 In direct blow molded products, replacement of vinyl chloride resin with polyester resin has been studied, but polyester resins generally do not have a high melt viscosity suitable for direct blow molding. For this reason, there is a problem that the extruded parison draws down during blow molding, and blow molding cannot be performed, and crystallization is likely to occur during blow, so whitening occurs even if molding is possible, and transparency is increased. There was a problem of becoming insufficient.
透明性を向上させるために、ポリエチレンテレフタレートに他のモノマー成分を共重合したポリエステル樹脂が提案されている。これにより結晶化は抑制できるが、それだけでは溶融粘度を上昇させることができない。そこで、3官能以上の多価カルボン酸/多価アルコールによる架橋の手段により高粘度化させ、ドローダウンの問題を解決する方法が提案されてきた(例えば特許文献1参照)。
しかしながら、このような架橋の手段により高粘度化させると、成形性は向上するものの、多価カルボン酸や多価アルコールの量が多い場合は、ゲル化しやすく、熱安定性に劣り、得られる成形品は色調や透明性に劣るという問題があった。
In order to improve transparency, a polyester resin obtained by copolymerizing polyethylene terephthalate with other monomer components has been proposed. This can suppress crystallization, but it cannot increase the melt viscosity by itself. Therefore, a method has been proposed in which the viscosity is increased by means of crosslinking with a trifunctional or higher polyvalent carboxylic acid / polyhydric alcohol to solve the drawdown problem (see, for example, Patent Document 1).
However, when the viscosity is increased by such a cross-linking means, the moldability is improved, but when the amount of polyvalent carboxylic acid or polyhydric alcohol is large, the gel is easily gelled, the heat stability is inferior, and the resulting molding is obtained. There was a problem that the product was inferior in color and transparency.
また、成形品の色調を抑えるために、ポリエステルにコバルト化合物を添加して黄味を抑えることが行なわれている。しかし、コバルト化合物は、ポリエステルの色相(b値)は改善できるものの、金属異物が析出したり、得られるポリエステルの溶融熱安定性を低下させるため、黄味の抑制が十分に行われないという問題があった。 Moreover, in order to suppress the color tone of a molded product, a cobalt compound is added to polyester to suppress yellowing. However, the cobalt compound can improve the hue (b value) of the polyester, but foreign matter is precipitated, and the melt heat stability of the resulting polyester is lowered, so that the yellowness is not sufficiently suppressed. was there.
本発明は、上記の問題点を解決し、ダイレクトブロー成形時にドローダウンや結晶化による白化の問題が生じることなく、熱安定性にも優れており、色調、透明性に優れたダイレクトブロー成形品を生産性よく得ることができるポリエステル樹脂組成物を提供しようとするものであり、また、本発明の樹脂組成物からなるダイレクトブロー成形品を提供しようとするものである。 The present invention solves the above-mentioned problems, does not cause problems of whitening due to drawdown or crystallization during direct blow molding, has excellent thermal stability, and has excellent color tone and transparency. It is intended to provide a polyester resin composition that can be obtained with good productivity, and to provide a direct blow molded article comprising the resin composition of the present invention.
本発明者は、上記の課題を解決するために、鋭意検討した結果、本発明に到達した。すなわち、本発明は、次の(1)〜(2)を要旨とするものである。
(1)ポリエステルを構成する酸成分の80モル%以上がテレフタル酸であり、グリコール成分の2〜20モル%が1,4−シクロヘキサンジメタノール、80〜98モル%がエチレングリコールであるポリエステル樹脂中に、テトラキス〔メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタンを0.1〜1.0質量%含有し、かつゲルマニウム化合物をポリエステル樹脂の酸成分1モルに対し5×10−5モル〜3.0×10−4モル含有し、さらにアントラキノン系青色染料とアントラキノン系紫色染料の少なくとも一方を0.5〜5ppm含有する樹脂組成物であって、極限粘度(IV)が0.8〜1.5、スウェル比(SW)が1.2〜1.4であることを特徴とするポリエステル樹脂組成物。
(2)(1)に記載のポリエステル樹脂組成物からなるダイレクトブロー成形品。
The inventor of the present invention has arrived at the present invention as a result of intensive studies to solve the above problems. That is, the gist of the present invention is the following (1) to (2).
(1) In a polyester resin in which 80 mol% or more of the acid component constituting the polyester is terephthalic acid, 2 to 20 mol% of the glycol component is 1,4-cyclohexanedimethanol, and 80 to 98 mol% is ethylene glycol And 0.1 to 1.0% by mass of tetrakis [methylene-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane, and the germanium compound as the acid component 1 of the polyester resin. A resin composition containing 5 × 10 −5 mol to 3.0 × 10 −4 mol per mol, and further containing 0.5 to 5 ppm of at least one of an anthraquinone blue dye and an anthraquinone purple dye, A polyester resin composition having a viscosity (IV) of 0.8 to 1.5 and a swell ratio (SW) of 1.2 to 1.4 .
(2) A direct blow molded article comprising the polyester resin composition according to (1).
本発明のポリエステル樹脂組成物は、特定の組成からなるポリエステルを用い、かつ特定の化合物を含有しており、ダイレクトブロー成形用に適した極限粘度、スウェル比を有するものであるため、ダイレクトブロー成形時にドローダウンや結晶化による白化の問題が生じることなく、熱安定性にも優れており、色調、透明性に優れたダイレクトブロー成形品を生産性よく得ることができる。
そして、本発明のダイレクトブロー成形品は、本発明のポリエステル樹脂組成物から得られるものであるため、色調、透明性に優れており、種々の用途に用いることができる。
The polyester resin composition of the present invention uses a polyester having a specific composition, contains a specific compound, and has an intrinsic viscosity and a swell ratio suitable for direct blow molding. There are sometimes no problems of whitening due to drawdown or crystallization, and the thermal stability is excellent, and a direct blow molded product excellent in color tone and transparency can be obtained with high productivity.
And since the direct blow molded article of this invention is obtained from the polyester resin composition of this invention, it is excellent in color tone and transparency, and can be used for various uses.
以下、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おけるポリエステル樹脂は、ポリエステルを構成する酸成分の80モル%以上がテレフタル酸であり、グリコール成分の2〜20モル%が1,4−シクロヘキサンジメタノール、80〜98モル%がエチレングリコールであることが必要である。つまりテレフタル酸、エチレングリコールを主成分とし、1,4-シクロヘキサンジメタノールを共重合成分とするものである。1,4−シクロヘキサンジメタノールの割合は中でも3〜18モル%であることが好ましく、さらには4〜15モル%であることが好ましい。1,4−シクロヘキサンジメタノールを共重合することにより、ポリエステル樹脂の結晶化速度をダイレクトブロー成形に適したものに調整することができ、ダイレクトブロー成形時の結晶化による白化を防ぐことができる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
As for the polyester resin in the polyester resin composition of this invention, 80 mol% or more of the acid component which comprises polyester is a terephthalic acid, 2-20 mol% of a glycol component is 1, 4- cyclohexane dimethanol, 80-98 mol. % Must be ethylene glycol. That is, terephthalic acid and ethylene glycol are the main components and 1,4-cyclohexanedimethanol is the copolymer component. The proportion of 1,4-cyclohexanedimethanol is preferably 3 to 18 mol%, more preferably 4 to 15 mol%. By copolymerizing 1,4-cyclohexanedimethanol, the crystallization speed of the polyester resin can be adjusted to those suitable for direct blow molding, and whitening due to crystallization during direct blow molding can be prevented.
グリコール成分中の1,4−シクロヘキサンジメタノールの割合が2モル%未満であると、樹脂組成物の結晶化速度が速いものとなるため、ダイレクトブロー成形した際に、成形品が結晶化して白化し、透明性に劣るものとなる。一方、1,4−シクロヘキサンジメタノールの割合が20モル%を超えると、樹脂組成物が非晶性のものとなるため、高温での乾燥や固相重合が困難となりやすい、あるいは、高温乾燥時や固相重合工程においてブロッキングが起こりやすくなる。 When the proportion of 1,4-cyclohexanedimethanol in the glycol component is less than 2 mol%, the resin composition has a high crystallization rate. And becomes inferior in transparency. On the other hand, when the proportion of 1,4-cyclohexanedimethanol exceeds 20 mol%, the resin composition becomes amorphous, so that drying at a high temperature and solid phase polymerization are likely to be difficult, or during high temperature drying. In addition, blocking tends to occur in the solid phase polymerization process.
また、グリコール成分中のエチレングリコールの割合は80モル%から98モル%であり、中でもグリコール成分の85モル%から90モル%がエチレングリコールであることが好ましい。エチレングリコールの割合が80モル%未満であると、樹脂組成物の結晶性が低下し、非晶性のものとなりやすい。一方、エチレングリコールの割合が98モル%を超えると、1,4−シクロヘキサンジメタノールの共重合量が少なくなるため、結晶化速度を調整することが困難となり、ブロー成形時の結晶化による白化を防ぐ効果に乏しいものとなる。 The proportion of ethylene glycol in the glycol component is from 80 mol% to 98 mol%, and among them, 85 mol% to 90 mol% of the glycol component is preferably ethylene glycol. When the proportion of ethylene glycol is less than 80 mol%, the crystallinity of the resin composition is lowered and it tends to be amorphous. On the other hand, when the proportion of ethylene glycol exceeds 98 mol%, the amount of 1,4-cyclohexanedimethanol copolymerization decreases, making it difficult to adjust the crystallization speed, and whitening due to crystallization during blow molding is difficult. The effect to prevent is poor.
エチレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール以外のグリコール成分としては、例えば、ネオペンチルグリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサメチレンジオール、ジエチレングリコール、ダイマージオール、ビスフェノールA又はビスフェノールSのエチレンオキシド付加体等を用いることができる。 Examples of glycol components other than ethylene glycol and 1,4-cyclohexanedimethanol include neopentyl glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexamethylenediol, diethylene glycol, dimer diol, An ethylene oxide adduct of bisphenol A or bisphenol S can be used.
一方、ポリエステル樹脂の酸成分の80モル%以上がテレフタル酸であり、中でも酸成分の85モル%以上がテレフタル酸であることが好ましい。テレフタル酸以外の酸成分としては、例えばイソフタル酸、フタル酸、無水フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、セバシン酸、ダイマー酸等が挙げられ、これらを2種類以上併用してもよく、これらの酸のエステル形成性誘導体を使用してもよい。 On the other hand, 80 mol% or more of the acid component of the polyester resin is terephthalic acid, and among them, 85 mol% or more of the acid component is preferably terephthalic acid. Examples of the acid component other than terephthalic acid include isophthalic acid, phthalic acid, phthalic anhydride, naphthalenedicarboxylic acid, adipic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, sebacic acid, dimer acid, and the like. These acids may be used in combination, or ester-forming derivatives of these acids may be used.
酸成分のテレフタル酸の割合が80モル%未満であると、樹脂組成物の結晶性が低下し、非晶性のものとなりやすいため、好ましくない。 If the ratio of the terephthalic acid as the acid component is less than 80 mol%, the crystallinity of the resin composition is lowered and it is likely to become amorphous, which is not preferable.
そして、本発明の樹脂組成物は、上記のようなポリエステル樹脂中に、テトラキス〔メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタンを0.1〜1.0質量%含有するものであり、中でも0.2〜0.8質量%含有することが好ましい。
テトラキス〔メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタンは、ポリエステル樹脂の重合反応工程中に添加することが好ましい。重合反応工程中に添加することで、該化合物の一部がポリエステル樹脂中に共重合される。これにより、ポリエステル樹脂中に分子鎖の絡み合いが生じ、架橋に似た状態が生じるものと想定され、ポリエステル樹脂の溶融粘度が高くなるとともに、スウェル比(SW)が本発明で規定する範囲を満足するものとなる。
The resin composition of the present invention contains 0.1 to 1 tetrakis [methylene-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane in the polyester resin as described above. 0.0% by mass, and 0.2 to 0.8% by mass is particularly preferable.
Tetrakis [methylene-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane is preferably added during the polymerization reaction step of the polyester resin. By adding it during the polymerization reaction step, a part of the compound is copolymerized in the polyester resin. As a result, entanglement of molecular chains occurs in the polyester resin, and it is assumed that a state similar to cross-linking occurs, and the melt viscosity of the polyester resin increases and the swell ratio (SW) satisfies the range defined in the present invention. To be.
また、本発明の樹脂組成物中に、テトラキス〔メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタンを含有することによって、樹脂組成物の熱安定性が向上し、得られる成形体は、色調や透明性に優れたものとなる。 Further, by containing tetrakis [methylene-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane in the resin composition of the present invention, the thermal stability of the resin composition is improved. The resulting molded product is improved in color tone and transparency.
テトラキス〔メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタンの含有量が0.1質量%未満では、上記したような分子鎖の絡みが生じた樹脂組成物とならないため、樹脂組成物のスウェル比が低いものとなり、ダイレクトブロー成形時のパリソンのドローダウンを防ぐことができない。また、樹脂組成物の溶融粘度を高くすることも困難となる。さらに、樹脂組成物の熱安定性が向上せず、得られる成形体は耐熱性、色調や透明性に劣ったものとなる。 When the content of tetrakis [methylene-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane is less than 0.1% by mass, the resin composition in which the molecular chain is entangled as described above. Therefore, the swell ratio of the resin composition is low, and the parison draw-down during direct blow molding cannot be prevented. It also becomes difficult to increase the melt viscosity of the resin composition. Furthermore, the thermal stability of the resin composition is not improved, and the resulting molded product is inferior in heat resistance, color tone and transparency.
一方、含有量が1.0質量%を超えると、樹脂組成物のスウェル比が大きくなり、成形時に押出しダイ出口での樹脂組成物の膨張が大きくなりすぎ、得られる成形品は表面が荒れて光沢感が損なわれたものとなる。また、樹脂組成物の溶融粘度が高くなりすぎ、成形時に成形温度を上げる必要があり、得られる成形品の色調が悪くなる。さらに、熱安定性を向上させる効果は飽和し、コスト的に不利となる。 On the other hand, if the content exceeds 1.0% by mass, the swell ratio of the resin composition increases, the expansion of the resin composition at the exit of the extrusion die during molding becomes too large, and the surface of the resulting molded product becomes rough. The glossiness is impaired. Further, the melt viscosity of the resin composition becomes too high, and it is necessary to increase the molding temperature during molding, resulting in poor color tone of the molded product. Furthermore, the effect of improving the thermal stability is saturated and disadvantageous in terms of cost.
次に、本発明のポリエステル樹脂組成物中には、ゲルマニウム化合物が、ポリエステル樹脂の酸成分1モルに対し5×10−5モル〜3.0×10−4モル含有されており、中でも6×10−5モル〜2.0×10−4モル含有されていることが好ましい。
ゲルマニウム化合物はポリエステル樹脂を得る際に重合触媒として使用されるものであり、ゲルマニウム化合物の含有量が5×10−5モル未満であると、目標の重合度のポリエステル樹脂が得られない、あるいは、重合反応において重合時間が長くなり、その結果、得られるポリエステル樹脂の色調が悪くなる。一方、3.0×10−4モルを超えても、重合触媒としての効果は飽和し、コスト的に不利となる。
Next, in the polyester resin composition of the present invention, the germanium compound is contained in an amount of 5 × 10 −5 mol to 3.0 × 10 −4 mol with respect to 1 mol of the acid component of the polyester resin. It is preferable that 10 < -5 > mol-2.0 * 10 < -4 > mol is contained.
The germanium compound is used as a polymerization catalyst when obtaining a polyester resin, and if the content of the germanium compound is less than 5 × 10 −5 mol, a polyester resin having a target degree of polymerization cannot be obtained, or In the polymerization reaction, the polymerization time becomes longer, and as a result, the color tone of the resulting polyester resin is deteriorated. On the other hand, even if it exceeds 3.0 × 10 −4 mol, the effect as a polymerization catalyst is saturated and disadvantageous in cost.
ゲルマニウム化合物としては、二酸化ゲルマニウム、四塩化ゲルマニウム、ゲルマニウムテトラエトキシド等が挙げられ、重合触媒活性、得られるポリエステル樹脂の物性及びコストの点から、二酸化ゲルマニウムが好ましい。 Examples of the germanium compound include germanium dioxide, germanium tetrachloride, germanium tetraethoxide, and the like, and germanium dioxide is preferred from the viewpoint of polymerization catalyst activity, physical properties of the resulting polyester resin, and cost.
さらに、本発明のポリエステル樹脂組成物は、さらにアントラキノン系青色染料とアントラキノン系紫色染料の少なくとも一方を0.5〜5ppm含有しており、中でも1〜3ppm含有していることが好ましい。アントラキノン系青色染料及び/またはアントラキノン系紫色染料を含有することによって、より色調に優れた樹脂組成物とすることができ、より色調に優れたダイレクトブロー成形品を得ることが可能となる。色調が優れていることを示す指標としては、ポリエステル樹脂組成物の色相(b値)が1.0以下であることが好ましく、中でも−0.1以下であることが好ましい。
アントラキノン系青色染料及び/またはアントラキノン系紫色染料の含有量が0.5ppm未満であると、ポリエステル樹脂組成物の色調改良効果が小さく、一方、5ppmを超えると、ポリエステルの透明性が悪くなるため、好ましくない。
Furthermore, the polyester resin composition of the present invention further contains 0.5 to 5 ppm of at least one of an anthraquinone blue dye and an anthraquinone purple dye, and preferably 1 to 3 ppm. By containing an anthraquinone blue dye and / or an anthraquinone purple dye, a resin composition having a better color tone can be obtained, and a direct blow molded product having a better color tone can be obtained. As an index indicating that the color tone is excellent, the hue (b value) of the polyester resin composition is preferably 1.0 or less, more preferably -0.1 or less.
When the content of the anthraquinone blue dye and / or anthraquinone purple dye is less than 0.5 ppm, the effect of improving the color tone of the polyester resin composition is small. On the other hand, when the content exceeds 5 ppm, the transparency of the polyester deteriorates. It is not preferable.
アントラキノン系青色染料としては、SOLVENT BLUE 11、SOLVENT BLUE 25、SOLVENT BLUE 35、SOLVENT BLUE 36、SOLVENT BLUE 45、SOLVENT BLUE 55、SOLVENT BLUE 63、SOLVENT BLUE 78、SOLVENT BLUE 83、SOLVENT BLUE 87、SOLVENT BLUE 94、SOLVENT BLUE 104等のカラーインデックス名のものが挙げられ、得られるポリエステルの色調や透明性の点で、SOLVENT BLUE 87が好ましい。 As an anthraquinone blue dye, SOLVENT BLUE 11, SOLVENT BLUE 25, SOLVENT BLUE 35, SOLVENT BLUE 36, SOLVENT BLUE 45, SOLVENT BLUE 55, SOLVENT BLUE 55, SOLVENT BLUE 63, SOLVENT BLUE 63, SOLVENT BLUE 63 , SOLVENT BLUE 104, and the like, and SOLVENT BLUE 87 is preferable in terms of the color tone and transparency of the resulting polyester.
アントラキノン系紫色染料としては、SOLVENT VIOLET 8、SOLVENT VIOLET 13、SOLVENT VIOLET 14、SOLVENT VIOLET 21、SOLVENT VIOLET 27、SOLVENT VIOLET 28、SOLVENT VIOLET 36等のカラーインデックス名のものが挙げられ、得られるポリエステルの色調や透明性の点で、SOLVENT VIOLET 13または、SOLVENT VIOLET 36が好ましい。 Anthraquinone-based purple dyes include SOLVENT VIOLET 8, SOLVENT VIOLET 13, SOLVENT VIOLET 14, SOLVENT VIOLET 21, SOLVENT VIOLET 27, SOLVENT VIOLET 28, SOLVENT VIOLET 28, SOLVENT VIOLET 28, SOLVENT VIOLET In view of transparency, SOLVENT VIOLET 13 or SOLVENT VIOLET 36 is preferable.
また、上記したように、本発明のポリエステル樹脂組成物は透明性に優れるものであるが、透明性に優れることを示す指標として、ヘーズ値が5.0以下であることが好ましく、中でも3.8以下であることが好ましく、さらには3.0以下であることが好ましい。 In addition, as described above, the polyester resin composition of the present invention is excellent in transparency, but as an index indicating excellent transparency, the haze value is preferably 5.0 or less. It is preferably 8 or less, and more preferably 3.0 or less.
そして、本発明のポリエステル樹脂組成物は、極限粘度(IV)が、0.8〜1.5であることが必要であり、中でも1.0〜1.3であることが好ましい。なお、極限粘度(IV)は、フェノールと四塩化エタンとの等質量混合物を溶媒として、温度20℃で測定するものである。 And the polyester resin composition of this invention needs that intrinsic viscosity (IV) is 0.8-1.5, and it is preferable that it is 1.0-1.3 especially. The intrinsic viscosity (IV) is measured at a temperature of 20 ° C. using a mixture of equal mass of phenol and ethane tetrachloride as a solvent.
極限粘度が0.8未満の場合は、樹脂組成物の粘度が低いため、ダイレクトブロー成形時にパリソンのドローダウンが大きくなり、成形が困難になる。一方、極限粘度が1.5を超える場合は、成形温度を上げる必要があり、得られる成形品の色調や透明性が悪くなる。また、スウェル比が大きくなる傾向があるため好ましくない。 When the intrinsic viscosity is less than 0.8, since the viscosity of the resin composition is low, the drawdown of the parison becomes large during direct blow molding, and molding becomes difficult. On the other hand, when the intrinsic viscosity exceeds 1.5, it is necessary to raise the molding temperature, and the color tone and transparency of the obtained molded product are deteriorated. Moreover, it is not preferable because the swell ratio tends to increase.
本発明のポリエステル樹脂組成物は、スウェル比(SW)が1.2〜1.4であることが必要であり、中でも1.22〜1.35であることが好ましい。本発明におけるスウェル比(SW)とは、ダイスウェル(押出しダイ出口での溶融樹脂の流動状態を示すもの)の大きさを意味し、この値が大きいほど押出しダイ出口での膨張が大きいことを意味する。この値が小さければ押出しダイ出口での膨張が小さいことを意味する。 The polyester resin composition of the present invention needs to have a swell ratio (SW) of 1.2 to 1.4, and preferably 1.22 to 1.35. The swell ratio (SW) in the present invention means the size of the die swell (indicating the flow state of the molten resin at the extrusion die outlet), and the larger the value, the larger the expansion at the extrusion die outlet. means. If this value is small, it means that the expansion at the exit of the extrusion die is small.
前記したように、スウェル比を本発明の範囲内のものとするには、テトラキス〔メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタンを0.1〜1.0質量%含有していることが重要である。つまり、極限粘度が上記範囲内であることだけでは達成できず、樹脂組成物中に分子鎖の絡み合いが生じ、架橋に似た状態が生じることにより、上記範囲内のスウェル比とすることができる。 As mentioned above, tetrakis [methylene-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane is used in order to make the swell ratio within the scope of the present invention. It is important to contain 1.0% by mass. That is, it cannot be achieved only that the intrinsic viscosity is within the above range, but entanglement of molecular chains occurs in the resin composition, and a state similar to crosslinking occurs, so that the swell ratio within the above range can be obtained. .
なお、本発明におけるスウェル比(SW)の測定は、ポリエステル樹脂組成物をダイレクトブロー成形機を用いて、押出温度260℃で、押出しする際の溶融樹脂の吐出部を写真撮影し、ダイ内径とダイより押出される溶融樹脂ストランドの最大径を測定し、下記式で算出するものである。
スウェル比(SW)=溶融樹脂ストランドの最大径/ダイ内径
In addition, the measurement of the swell ratio (SW) in the present invention is performed by taking a photograph of the discharge portion of the molten resin when the polyester resin composition is extruded at an extrusion temperature of 260 ° C. using a direct blow molding machine. The maximum diameter of the molten resin strand extruded from the die is measured and calculated by the following formula.
Swell ratio (SW) = maximum diameter of molten resin strand / die inner diameter
スウェル比が1.2未満の場合は、ダイレクトブロー成形において、押出しダイ出口での膨張が小さくなるため、成形性が悪くなり、得られる成形品は厚さ斑が生じ、品位の低下したものとなる。一方、スウェル比が1.4を超える場合は、押出しダイ出口での膨張が大きくなるため、押出し機出口において樹脂組成物と金属(金型)との擦れが生じ、得られる成形品は表面が荒れて光沢感や透明性に劣るものとなる。 When the swell ratio is less than 1.2, the expansion at the exit of the extrusion die is reduced in direct blow molding, so that the moldability is deteriorated, and the resulting molded product has thickness unevenness, resulting in reduced quality. Become. On the other hand, if the swell ratio exceeds 1.4, the expansion at the exit of the extrusion die increases, so that the resin composition and the metal (mold) are rubbed at the exit of the extruder, and the resulting molded product has a surface. It becomes rough and inferior in gloss and transparency.
また、本発明のポリエステル樹脂組成物は、さらなる色調改良やポリエステルの熱安定化の目的で、リン化合物を含有していてもよい。コストや得られるポリエステル樹脂組成物の色調の点から、中でもリン化合物としてはリン酸、あるいはリン酸エステルが好ましい。 Moreover, the polyester resin composition of this invention may contain the phosphorus compound for the purpose of the further color tone improvement and the thermal stabilization of polyester. From the viewpoint of cost and the color tone of the resulting polyester resin composition, phosphoric acid or phosphoric acid ester is preferable as the phosphorus compound.
次に、本発明のポリエステル樹脂組成物の製造方法について説明する。本発明におけるポリエステル樹脂組成物は、エステル化反応、溶融重合反応及び固相重合反応工程を経て得られるものであることが好ましい。エステル化反応と溶融重合反応のみでは、目標の極限粘度のポリエステル樹脂組成物を得ることが困難となる。得られたとしても、溶融重合反応の反応時間が長くなり、得られるポリエステル樹脂組成物は色調が悪いものとなる。 Next, the manufacturing method of the polyester resin composition of this invention is demonstrated. The polyester resin composition in the present invention is preferably obtained through an esterification reaction, a melt polymerization reaction, and a solid phase polymerization reaction step. It is difficult to obtain a polyester resin composition having a target intrinsic viscosity only by the esterification reaction and the melt polymerization reaction. Even if it is obtained, the reaction time of the melt polymerization reaction becomes long, and the resulting polyester resin composition has a poor color tone.
具体的には、例えば、次のような方法で製造することができる。
酸成分としてテレフタル酸あるいはそのエステル形成性誘導体、グリコール成分としてエチレングリコールを所定の割合でエステル化反応器に仕込み、加圧下、160〜280℃の温度でエステル化反応を行った後、反応生成物を重合反応器に移し、1,4−シクロヘキサンジメタノール、重合触媒としてのゲルマニウム化合物、アントラキノン系青色染料及び/またはアントラキノン系紫色染料、テトラキス〔メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタンを添加し、通常1hPa以下の減圧下で240〜290℃、好ましくは250〜280℃の温度で溶融重合反応を行う。ここで得られる共重合ポリエステル(プレポリマー)の極限粘度は、0.5〜0.8の範囲であることが好ましい。
Specifically, for example, it can be produced by the following method.
Terephthalic acid or its ester-forming derivative as an acid component, ethylene glycol as a glycol component in a predetermined ratio are charged into an esterification reactor, and subjected to an esterification reaction at a temperature of 160 to 280 ° C. under pressure. To a polymerization reactor, 1,4-cyclohexanedimethanol, germanium compound as a polymerization catalyst, anthraquinone blue dye and / or anthraquinone purple dye, tetrakis [methylene-3- (3,5-di-t-butyl -4-Hydroxyphenyl) propionate] methane is added, and a melt polymerization reaction is usually carried out at a temperature of 240 to 290 ° C., preferably 250 to 280 ° C. under a reduced pressure of 1 hPa or less. The intrinsic viscosity of the copolymerized polyester (prepolymer) obtained here is preferably in the range of 0.5 to 0.8.
続いて、溶融重合反応で得られたプレポリマーを用いて固相重合反応を行うことにより、目標の極限粘度のポリエステル樹脂組成物を得る。固相重合は、あらかじめ、プレポリマーを乾燥、結晶化させた後、通常、減圧下あるいは窒素などの不活性ガス流通下にて、ポリエステル樹脂の融点よりも20〜30℃低い温度で3時間〜70時間、反応器内にて反応させることにより行う。 Subsequently, a polyester resin composition having a target intrinsic viscosity is obtained by performing a solid phase polymerization reaction using the prepolymer obtained by the melt polymerization reaction. In the solid phase polymerization, after prepolymer is dried and crystallized in advance, usually under reduced pressure or under an inert gas such as nitrogen, the temperature is 20 to 30 ° C. lower than the melting point of the polyester resin for 3 hours to The reaction is carried out in the reactor for 70 hours.
なお、本発明のポリエステル樹脂組成物は、上記したように、特にダイレクトブロー成形に適したものであるが、射出成形や延伸法を採用しても、色調、透明性に優れた成形品(射出成形体、シート、フィルム等)を得ることができる。 As described above, the polyester resin composition of the present invention is particularly suitable for direct blow molding, but even if an injection molding or stretching method is adopted, it is a molded product excellent in color tone and transparency (injection). Molded bodies, sheets, films, etc.) can be obtained.
次に、本発明のダイレクトブロー成形品は、本発明のポリエステル樹脂組成物からなるものである。本発明のダイレクトブロー成形品は、汎用のダイレクトブロー成形機を用いて製造することが可能であり、成形機のシリンダー各部及びノズルの温度は、240〜290℃の範囲とするのが好ましい。 Next, the direct blow molded article of the present invention is composed of the polyester resin composition of the present invention. The direct blow molded article of the present invention can be manufactured using a general-purpose direct blow molding machine, and the temperature of each part of the cylinder and the nozzle of the molding machine is preferably in the range of 240 to 290 ° C.
次に、実施例を用いて本発明を具体的に説明する。なお、実施例中の各種の特性値等の測定、評価方法は次の通りである。
(a)極限粘度
前記と同様の方法で測定した。
(b)共重合成分の共重合量、テトラキス〔メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタンの含有量
得られた樹脂組成物を、重水素化ヘキサフルオロイソプロパノールと重水素化クロロホルムとの容量比が1/20の混合溶媒に溶解させ、日本電子社製LA−400型NMR装置にて1H−NMRを測定し、得られたチャートの各成分のプロトンのピークの積分強度から、共重合量と含有量を求めた。
(c)ゲルマニウム化合物及びアンチモン化合物の含有量
得られた樹脂組成物を、リガク社製蛍光X線分析装置3270を用いて測定した。
(d)スウェル比
前記と同様の方法で測定した。
(e)成形性
得られた成形品(サンプル数20個)の胴部の厚さを測定し、最厚部と最薄部の厚さの差が0.10mmまでのものを合格とし、合格のサンプル数が18個以上である場合は○、合格のサンプル数が17個以下である場合は×とした。なお、最厚部と最薄部の厚さの差が0.10mmを満足していても、成形容器に結晶化が起こり、容器に白化が見られたものや容器表面が荒れたものの場合は、不合格とした。
(f)色調
得られた成形品から切り出してサンプル片(20個)を作成し、日本電色工業社製の色差計ND−Σ80型を用いて、サンプル片の色調を測定した。色調の判定はハンターのLab表色計で行い、b値を測定し、n数20の平均値とした。なお、b値が1.0以下を色調良好であると判定した。
(g)ヘーズ
得られた成形品から切り出してサンプル片(20個)を作成し、濁度を日本電色工業社製の濁度計 MODEL 1001DPで測定し(空気:ヘーズ0%)、n数20の平均値とした。この値が小さいほど透明性が良好であり、5%以下であれば透明性に優れていると判定した。
Next, the present invention will be specifically described using examples. The measurement and evaluation methods for various characteristic values in the examples are as follows.
(A) Intrinsic viscosity It was measured by the same method as described above.
(B) Copolymerization component copolymerization content, tetrakis [methylene-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane content The resulting resin composition was deuterated. Hexafluoroisopropanol and deuterated chloroform were dissolved in a mixed solvent having a volume ratio of 1/20, and 1H-NMR was measured with a LA-400 NMR apparatus manufactured by JEOL Ltd. From the integrated intensity of the proton peak, the copolymerization amount and content were determined.
(C) Content of Germanium Compound and Antimony Compound The obtained resin composition was measured using a fluorescent X-ray analyzer 3270 manufactured by Rigaku Corporation.
(D) Swell ratio It measured by the method similar to the above.
(E) Formability The thickness of the body part of the obtained molded product (20 samples) is measured, and the thickness difference between the thickest part and the thinnest part is up to 0.10 mm. In the case where the number of samples is 18 or more, it was evaluated as “◯”, and in the case where the number of accepted samples was 17 or less, it was evaluated as “x”. Even if the difference between the thickness of the thickest part and the thinnest part is 0.10 mm, crystallization occurs in the molded container, and the container is whitened or the container surface is rough. , Rejected.
(F) Color tone Sample pieces (20 pieces) were cut out from the obtained molded product, and the color tone of the sample pieces was measured using a color difference meter ND-Σ80 type manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. The color tone was determined with a Hunter Lab colorimeter, the b value was measured, and the average value of n number 20 was obtained. A b value of 1.0 or less was determined to be good color tone.
(G) Haze Cut out from the obtained molded product to prepare sample pieces (20 pieces), turbidity was measured with a turbidimeter MODEL 1001DP manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. (air: haze 0%), n number An average value of 20 was used. The smaller this value is, the better the transparency is, and if it is 5% or less, it is judged that the transparency is excellent.
実施例1
TPAとEGの反応生成物60.3質量部を重合反応器に仕込み、続いて、1,4−シクロヘキサンジメタノール3.9質量部、重合触媒として二酸化ゲルマニウム0.008質量部、アントラキノン系紫色染料として、SOLVENT VIOLET 13(有本化学工業社製FS Violet 1805)1.8×10−4質量部、テトラキス〔メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタン(チバスペシャリティーズ社製イルガノックス−1010)0.12質量部を、それぞれ加え、反応器を減圧にして60分後に最終圧力0.9hPa、温度280℃で4時間、溶融重合反応を行い、共重合ポリエステルのプレポリマーを得た。
このプレポリマーの極限粘度は、0.72であった。このプレポリマーを150℃で5時間予備乾燥した後、窒素気流中で210℃、15時間固相重合し、ポリエステル樹脂組成物を得た。
このポリエステル樹脂組成物を用い、乾燥させた後、ダイレクトブロー成形機を用いて、押出温度260℃、パリソン径3cmで長さが25cmとなったところで成形し、500ccの中空容器を得た。
Example 1
60.3 parts by mass of a reaction product of TPA and EG was charged into a polymerization reactor, followed by 3.9 parts by mass of 1,4-cyclohexanedimethanol, 0.008 parts by mass of germanium dioxide as a polymerization catalyst, and anthraquinone purple dye SOLVENT VIOLET 13 (FS Violet 1805 manufactured by Arimoto Chemical Industry Co., Ltd.) 1.8 × 10 −4 parts by mass, tetrakis [methylene-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] 0.12 parts by mass of methane (Irganox-1010 manufactured by Ciba Specialties Co., Ltd.) was added respectively, and the reactor was decompressed, and after 60 minutes, a final polymerization pressure of 0.9 hPa and a temperature of 280 ° C. were performed for 4 hours, and a melt polymerization reaction was performed. A prepolymer of copolyester was obtained.
This prepolymer had an intrinsic viscosity of 0.72. This prepolymer was pre-dried at 150 ° C. for 5 hours, and then solid-phase polymerized in a nitrogen stream at 210 ° C. for 15 hours to obtain a polyester resin composition.
After drying using this polyester resin composition, it was molded using a direct blow molding machine when the extrusion temperature was 260 ° C., the parison diameter was 3 cm, and the length was 25 cm to obtain a 500 cc hollow container.
実施例2〜12、比較例1〜5、比較例8〜9
1,4−シクロヘキサンジメタノールの共重合量、テトラキス〔メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタンの含有量、ゲルマニウム化合物、アントラキノン系染料の種類及び含有量が表1の値となるように組成を変更し、実施例1と同様にして、ポリエステル樹脂組成物を得た。
なお、表1中のSOLVENT VIOLET 36は、アントラキノン系紫色染料であり、有本化学工業社製のFS Violet 1803である。また、表1中のSOLVENT BLUE 104は、アントラキノン系青色染料であり、有本化学工業社製のFS Blue 1547である。
そして、得られた樹脂組成物を用い、実施例1と同様にしてダイレクトブロー成形品を得た。
Examples 2-12, Comparative Examples 1-5, Comparative Examples 8-9
Copolymerization amount of 1,4-cyclohexanedimethanol, tetrakis [methylene-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane content, germanium compound, anthraquinone dye type and The composition was changed so that the content was the value shown in Table 1, and a polyester resin composition was obtained in the same manner as in Example 1.
In addition, SOLVENT VIOLET 36 in Table 1 is an anthraquinone purple dye, and is FS Violet 1803 manufactured by Arimoto Chemical Industry. SOLVENT BLUE 104 in Table 1 is an anthraquinone blue dye, and is FS Blue 1547 manufactured by Arimoto Chemical Industry.
And the direct blow molding goods were obtained like Example 1 using the obtained resin composition.
比較例6
固相重合反応時間を変更し、極限粘度が表1の値となるようにした以外は、実施例1と同様にしてポリエステル樹脂組成物を得た。
そして、得られた樹脂組成物を用い、実施例1と同様にしてダイレクトブロー成形品を得た。
Comparative Example 6
A polyester resin composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the solid phase polymerization reaction time was changed and the intrinsic viscosity was the value shown in Table 1.
And the direct blow molding goods were obtained like Example 1 using the obtained resin composition.
比較例7
重合触媒としてアンチモン化合物を用い、三酸化アンチモンを0.018質量部投入した以外は、実施例1と同様にしてポリエステル樹脂組成物を得た。
そして、得られた樹脂組成物を用い、実施例1と同様にしてダイレクトブロー成形品を得た。
Comparative Example 7
A polyester resin composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that an antimony compound was used as a polymerization catalyst and 0.018 parts by mass of antimony trioxide was added.
And the direct blow molding goods were obtained like Example 1 using the obtained resin composition.
実施例1〜12及び比較例1〜9で得られたポリエステル樹脂組成物の組成、極限粘度、スウェル比の値、成形性の評価及び成形品の色調、ヘーズの値を表1に示す。 Table 1 shows the composition of the polyester resin compositions obtained in Examples 1 to 12 and Comparative Examples 1 to 9, the intrinsic viscosity, the swell ratio value, the moldability evaluation, the color tone of the molded product, and the haze value.
表1から明らかなように、実施例1〜12で得られたポリエステル樹脂組成物は、極限粘度、スウェル比の値が本発明で規定する範囲内のものであり、熱安定性に優れていたため、結晶化による白化の問題が生じることなく、操業性よくダイレクトブロー成形を行うことができた。そして、得られたダイレクトブロー成形品(容器)は成形性の評価が高く、着色がなく色調に優れ、かつ透明性も良好なものであった。 As is clear from Table 1, the polyester resin compositions obtained in Examples 1 to 12 had values of intrinsic viscosity and swell ratio within the ranges specified in the present invention, and were excellent in thermal stability. The direct blow molding could be performed with good operability without causing the problem of whitening due to crystallization. The obtained direct blow molded article (container) had a high evaluation of moldability, was not colored, had excellent color tone, and had good transparency.
一方、比較例1で得られたポリエステル樹脂組成物は1,4-シクロヘキサンジメタノールの共重合量が少なかったため、ダイレクトブロー成形した際に、成形品が結晶化して白化し、透明性に劣るものとなった。比較例2では、1,4-シクロヘキサンジメタノールの共重合量が多かったため、固相重合時に融着が起こり、ポリエステルを得ることができなかった。比較例3で得られたポリエステル樹脂組成物は、テトラキス〔メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタンの含有量が少なかったため、共重合ポリエステルの熱安定性が悪くなり、成形品は色調に劣るものとなった。また、スウェル比が低いものとなり、成形時のパリソンのドローダウンが大きかったため、成形品は最厚部と最薄部との差が大きいものとなり、成形性に劣るものとなった。比較例4で得られたポリエステル樹脂組成物は、テトラキス〔メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタンの含有量が多かったため、スウェル比が大きくなり、成形時に押出しダイ出口での樹脂組成物の膨張が大きくなりすぎ、得られた成形品は表面が荒れて透明性が損なわれたものとなった。比較例5で得られたポリエステル樹脂組成物は、ゲルマニウム化合物の含有量が少なかったため、極限粘度の低いものとなり、ダイレクトブロー成形ができなかった。比較例6で得られたポリエステル樹脂組成物は、固相重合反応時間を長くしたため、極限粘度、スウェル比とも高すぎるものとなった。このため、ダイレクトブロー成形時に成形温度を高くする必要があり、また、成形時に樹脂組成物の膨張が大きくなりすぎ、得られた成形品は色調が悪く、表面が荒れて透明性に劣るものとなった。比較例7で得られたポリエステル樹脂組成物は、重合触媒としてアンチモン化合物を使用したため、成形品の透明性が劣るものであった。比較例8で得られたポリエステル樹脂組成物は、アントラキノン系染料の添加量が少なかったため、色調が悪いものとなった。比較例9で得られたポリエステル樹脂組成物は、アントラキノン系染料の添加量が多かったため、透明性が悪かった。
On the other hand, since the polyester resin composition obtained in Comparative Example 1 had a small amount of 1,4-cyclohexanedimethanol, the molded product was crystallized and whitened when direct blow molding was performed, and the transparency was poor. It became. In Comparative Example 2, since the copolymerization amount of 1,4-cyclohexanedimethanol was large, fusion occurred during solid phase polymerization, and polyester could not be obtained. Since the polyester resin composition obtained in Comparative Example 3 had a low content of tetrakis [methylene-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane, Stability deteriorated and the molded product was inferior in color tone. Moreover, since the swell ratio was low and the drawdown of the parison during molding was large, the molded product had a large difference between the thickest part and the thinnest part, resulting in poor moldability. Since the polyester resin composition obtained in Comparative Example 4 contained a large amount of tetrakis [methylene-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane, the swell ratio increased. The expansion of the resin composition at the exit of the extrusion die during molding was too large, and the resulting molded product was rough and the transparency was impaired. The polyester resin composition obtained in Comparative Example 5 had a low intrinsic viscosity because the content of the germanium compound was small, and direct blow molding was not possible. Since the polyester resin composition obtained in Comparative Example 6 had a longer solid phase polymerization reaction time, both the intrinsic viscosity and the swell ratio were too high. For this reason, it is necessary to increase the molding temperature at the time of direct blow molding, and the expansion of the resin composition becomes too large at the time of molding, and the obtained molded product has a poor color tone, the surface is rough, and the transparency is inferior. became. Since the polyester resin composition obtained in Comparative Example 7 used an antimony compound as a polymerization catalyst, the molded article was inferior in transparency. The polyester resin composition obtained in Comparative Example 8 had a poor color tone due to the small amount of anthraquinone dye added. The polyester resin composition obtained in Comparative Example 9 had poor transparency because of the large amount of anthraquinone dye added.
Claims (2)
A direct blow molded article comprising the polyester resin composition according to claim 1.
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