JP2570779B2 - ポリエステル中空成形体 - Google Patents

ポリエステル中空成形体

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガスバリヤー性および透明性の優れたポリ
エステル中空成形体に関する。さらに詳しくは熱可塑性
ポリエステル樹脂、メタキシリレン基含有ポリアミド樹
脂および該両成分を結びつける相溶化剤を配合してなる
層を有することを特徴とするガスバリヤー性および透明
性の優れたポリエステル中空成形体に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
従来からポリエチレンテレフタレートを主体とする可
塑性ポリエステル樹脂は、その素材の優れた力学的性
質、ガスバリヤー性、耐薬品性、保香性、透明性、衛生
性、安全性などに着目されて各種の容器、フイルム、シ
ートなどに加工され、包装材料として広範に利用されて
いる。特に近年ブロー成形技術ことに二軸延伸吹込成形
技術の向上によりびんや缶といつた中空容器としての利
用も目覚ましいものがある。
しかしながらポリエチレンテレフタレートを主体とす
る熱可塑性ポリエステル樹脂からなる二軸配向した容器
とて、万全の性能を具備しているわけではなく、特に充
填する内容物が高度のガスバリヤー性を要求する食品、
医薬品等の容器としてはその酸素に対するガスバリヤー
性の不足から不適当であつた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来よりプラスチツク容器のガスバリヤー性を改良す
るためガスバリヤー性の優れた樹脂、例えばポリビニル
アルコール(特開昭54−114572号公報)、塩化ビニリデ
ン系樹脂(特開昭56−155759号公報)、エチレン・ビニ
ルアルコール樹脂(特開昭56−77143号公報)を積層ま
たはコートした容器が知られている。しかし、ポリエス
テル樹脂との相溶性、結合力、反応性の低いことより層
間接着性が弱く、容器として機械的強度が不足したり、
層間に透過ガスが滞留したりする欠点がある。更に耐水
性、ガスバリヤー性の耐久性に欠ける等の欠点も有して
いる。
またガスバリヤー性樹脂と熱可塑性樹脂とのブレンド
によつてガスバリヤー性の優れた容器を得ようとする試
みもなされ、ガスバリヤー性樹脂としてエチレン酢酸ビ
ニル共重合体けん化物、スチレン−アクリロニトリル共
重合体、等が知られているが、この場合でも耐水性に欠
けたり、延伸性を損つたり、パール調に失透し透明性に
欠けたり、ガスバリヤー性も不充分である等の欠点を有
しており、未だ満足すべき結果が得られていない。
また、熱可塑性ポリエステル樹脂にメタキシリレン基
含有ポリアミド樹脂をブレンドしガスバリヤー性を向上
させる試み(特開昭52−73966号公報)が行われている
が、貧相溶性のため透明性が損われ、また耐水性、延伸
性に欠けたり吸湿時にバリヤー特性が大幅に低下してし
まうという問題点を有しており、用途が限定されてい
る。
〔問題点を解決するための手段〕 本発明者らは上記問題点を解決すべく鋭意研究の結
果、熱可塑性ポリエステル樹脂がもつ優れた力学的性質
を何ら損わず、またブレンドしても透明性を損わずに酸
素に対するバリヤー性を向上させ、かつバリヤー性や透
明性が湿分の影響を受けない中空成形体が、メタキシリ
レン基含有ポリアミド樹脂および相溶化剤として特定の
コポリエステルアミドの添加により得られることを見出
し、本発明を完成するに到つた。
すなわち本発明は、単層または多層からなる中空成形
体において、少なくとも一層が主たる繰返し単位がエチ
レンテレフタレートである熱可塑性ポリエステル(A)
に、メタキシリレン基含有ポリアミド(B)および繰返
し単位にメタキシリレン基含有のジアミンと脂肪族ジカ
ルボン酸および/または芳香族ジカルボン酸とによつて
構成されるアミド成分とエチレンテレフタレート成分を
適当な割合で有するコポリエステルアミド(C)を配合
した組成のものであることを特徴とするポリエステル中
空成形体である。
本発明の(A)成分である熱可塑性ポリエステルと
は、酸成分としてテレフタル酸、イソフタル酸、ジフエ
ニルエーテル4,4′−ジカルボン酸、ナフタレン1,4−ま
たは2,6−ジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、デ
カン1,10−ジカルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、
グリコール成分としてエイレングリコール、プロピレン
グリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリ
コール、ジエチレングリコール、シクロヘキサンジメタ
ノール、2,2′−ビス(4−ヒドロキシフエニル)プロ
パン、2,2′−ビス(4−ヒドロキシエトキシフエニ
ル)プロパンまたはオキシ酸としてp−オキシ安息香
酸、p−ヒドロエトキシ安息香酸等より得られ、本発明
においては酸成分の80モル%以上、好ましくは90モル%
以上がテレフタル酸であり、グリコール成分の80モル%
以上、好ましくは90モル%以上がエチレングリコールで
あるエチレンテレフタレートを主たる繰返し単位とする
ポリエステルが好ましい。
本発明の熱可塑性ポリエステルの固有粘度は0.55以上
の値であり、更に好ましくは0.65〜1.4である。固有粘
度が0.55未満では、容器の前駆成形体であるパリソンを
透明な非晶質状態で得ることが困難であるほか得られる
容器の機械的強度も不充分である。
また、本発明に使用される(B)成分であるメタキシ
リレン基含有ポリアミドは、メタキシリレンジアミンも
しくはメタキシリレンジアミンと全量の30%以下のパラ
キシリレンジアミンを含む混合キシリレンジアミンと炭
素数が4〜10個のα,ω−脂肪族ジカルボン酸とから生
成された構成単位を分子鎖中に少なくとも70モル%含有
した重合体が挙げられる。
これらの重合体の例としてはポリメタキシリレンジア
ジパミド、ポリメタキシリレンセバカミド、ポリメタキ
シリレンスペラミド等のような単独重合体、およびメタ
キシリレン/パラキシリレンアジパミド共重合体、メタ
キシリレン/パラキシリレンピメラミド共重合体、メタ
キシリレン/パラキシリレンアゼラミド共重合体等のよ
うな共重合体、ならびにこれらの単独重合体または共重
合体の成分とヘキサメチレンジアミンのような脂肪族ジ
アミン、ピペラジンのような脂環式ジアミン、パラ−ビ
ス(2−アミノエチル)ベンゼンのような芳香族ジアミ
ン、テレフタル酸のような芳香族ジカルボン酸、ε−カ
プロラクタムのようなラクタム、γ−アミノヘプタン酸
のようなω−アミノカルボン酸、パラ−アミノメチル安
息香酸のような芳香族アミノカルボン酸等とを共重合し
た共重合体等が挙げられる。上記の共重合体においてパ
ラキシリレンジアミンは全キシリレンジアミンに対して
30%以下であり、またキシリレンジアミンと脂肪族ジカ
ルボン酸とから生成された構成単位は分子鎖中において
少なくとも70モル%以上である。
メタキシリレン基含有ポリアミド(以下MXD6樹脂と略
記)自体本来は非晶状態では脆いため、相対粘度が通常
1.5以上であることが必要であり、好ましくは2.0〜4.0
である。
本発明における(C)成分のコポリエステルアミド
は、熱可塑性ポリエステルと相溶し、さらにMXD6樹脂と
も相溶するものでMXD6樹脂を極めて微細に分散させるこ
とができる。また該ポリエステル樹脂組成物から得られ
る成形品の透明性を著しく向上させるものである。具体
的にはポリマー分子中のエステル成分とアミド成分はラ
ンダムおよび適当なブロツク鎖を構成して存在してい
る。そしてエステル成分とアミド成分の組成比は、前者
の5モル%〜95モル%、後者の95モル%〜5モル%で好
ましくは前者の50モル%〜95モル%、後者の50モル%〜
5モル%である。エステル成分はその50モル%以上、好
ましくは90モル%以上がエチレンテレフタレートであ
り、セバシン酸、アジピン酸、ドデカンジオン酸等の脂
肪族ジカルボン酸と炭素数2〜12好ましくは2〜4のア
ルキレングリコールで構成されるエステル結合を一成分
とする重合体が挙げられる。アミド成分は、メタキシリ
レンジアミンもしくはメタキシリレンジアミンと全量30
%以下のパラキシリレンジアミンを含む混合キシリレン
ジアミンと炭素数が4〜10個のα,ω−脂肪族ジカルボ
ン酸例えばアジピン酸、セバシン酸、デカン1,10−ジカ
ルボン酸等とから生成された構成単位を分子鎖中に少な
くとも70モル%以上、好ましくは90モル%以上含有した
重合体が挙げられる。
このコポリエステルアミドの固有粘度は0.2以上が好
ましくさらに0.4〜1.4が望ましい。このようにコポリエ
ステルアミドの固有粘度を0.4〜1.4に保持する一つの手
法としてコポリエステルアミドを210℃、減圧下で固相
重合することが有効である。
本発明における(A)成分中、(B)成分および
(C)成分の配合量は(C)成分の種類によつて異なる
が(A)成分100重量部に対して(B)成分が1〜100重
量部、好ましくは5〜60重量部であり(B)成分と
(C)成分との混合比は95:5〜0:100特に50:50〜0:100
が好ましい。
本発明で用いる樹脂組成物にはまた必要に応じて酸化
防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、透明着色剤等の添
加剤を配合することができる。
次に前記(A)〜(C)成分を混合する方法として
は、特に限定されるものではなく、任意の方法で行われ
る。たとえばそれぞれの成分を押出機、ロールミル、バ
ンバリーミキサー等で機械的に混練することによつて得
られる。
本発明のガスバリヤー性中空成形体を得る方法として
は所望濃度の前記(A)〜(C)成分をドライブレンド
し直接中空体成形機で成形する方法や、各成分を押出機
中で溶融混練して混合組成物ペレツトを作り該ペレツト
を中空成形機で成形する方法等が例示される。
中空成形機による成形に関しては、従来のポリエステ
ル樹脂の中空成形と何等変ることなく行うことができ
る。例えば一般にダイレクトブローと呼ばれる押出吹込
成形やインジエクシヨンブローと呼ばれる成形で、パリ
ソンを射出成形後充分に冷却しないうちに圧縮気体によ
り吹込成形する方法や、さらに二軸延伸ブロー成形と呼
ばれる成形で射出成形または押出成形により有底開口の
パリソンを作製後、延伸ブロー装置でパリソンを延伸適
温、例えば70〜150℃に調温し延伸ロツドによる軸方向
の延伸と圧縮気体による周方向の延伸を同時または逐次
に行つて吹込成形する方法等が使用できる。
〔作用〕
本発明中空成形体において(C)コポリエステルアミ
ド重合体は(A)熱可塑性ポリエステルおよび(B)メ
タキシリレン基含有ポリアミドと相溶性を有しているこ
とから透明性が損われず、かつ酸素ガス遮断性を著しく
向上させることができる。また積層する必要がなく、熱
可塑性ポリエステルのもつ優れた力学的性質を有する容
器を得ることができる。
〔実施例〕
以下、実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明す
るが、本発明はこれにより限定されるものではない。
なお、本発明で測定した主な特性の測定法を以下に示
す。ただし酸素透過量はボトル状態で、その他の項目は
ボトルの主要胴部より切り出した試験片を用いて行つ
た。
(1)ポリエステル樹脂およびコポリエステルアミドの
固有粘度〔η〕;フエノール/テトラクロロエタン=6/
4(重量比)混合溶媒を用いて30℃で測定した。
(2)MXD6樹脂のηrel;樹脂1gを96重量%硫酸100mlに
溶解、25℃で測定した相対粘度。
(3)透明度およびヘイズ;東京電色社製ヘイズメータ
ーMODEL TC−H IIIを使用し、JIS−K6714に準じ次式よ
り算出した。
透明度=T2/T1×100(%) T1:入射光量 T2:全光線透過量 T3:装置による散乱光量 T4:装置とサンプルによる散乱光量 (4)酸素透過量;米国MODERN CONTROLS社製酸素透過
量測定器OX−TRAM100により、1000ccボトル1本当りの
透過量として20℃で測定した。
(5)引張特性;幅10mmのたんざく状試片を用いて東洋
ボールドウイン社製テンシロンにより、チヤツク間50m
m、引張速度50mm/minの条件下で、降伏強度、破断強伸
度を測定した。(23℃) 実施例 1〜12、比較例 1〜4 コポリエステルアミド重合体(C)の合成例(1)。
〔η〕=0.6のポリエチレンテレフタレート50重量部と
ηrel=2.2のポリメタキシリレンアジパミド50重量部に
触媒としてp−トルエンスルホン酸を0〜1.0重量部を
混合し、窒素雰囲気下で280℃〜320℃、好ましくは300
℃〜320℃の30mmφ二軸押出機で溶融混練し、押出し冷
却後ペレツト化することによつて試料を得た。この試料
はギ酸溶液を用いてそのポリアミド成分のみを抽出した
場合、ギ酸溶液可溶成分中にも赤外吸収スペクトル(I
R)の1635cm-1のアミド結合に基づく特性吸収の他の172
0cm-1にアステル結合に帰属する特性吸収を確認した。
またギ酸溶液不溶成分中にもIRの1720cm-1のエステル結
合に基づく特性吸収の他に1635cm-1にアミド結合に帰属
される特性吸収を確認した。またこの試料は核磁気共鳴
スペクトルよりアジピン酸とエチレングリコールとのエ
ステル が生成していることを確認した。この試料はエステルア
ミド交換反応により適当なエチレンテレフタレート成分
とメタキシリレンアジパミド成分のセグメントを有する
ブロツクコポリマーを含有していると考えられる。得ら
れた試料の固有粘度は0.48であつた。
コポリエステルアミド重合体(C)の合成例(2)。
〔η〕=0.6のポリエチレンテレフタレート70重量部と
ηrel=2.2のポリメタキシリレンアジパミド30重量部に
触媒としてp−トルエンスルホン酸を0〜1.0重量部を
m−クレゾール溶液500重量部に窒素気流下180℃で溶解
させた。混合物を180℃で5時間撹拌し、得られたポリ
マー溶液をメタノール中にそそぎポリマーの分離、精製
を行つた。この試料はギ酸溶液を用いてそのポリアミド
成分のみを抽出した場合、ギ酸溶液可溶成分中にも赤外
吸収スペクトル(IR)の1635cm-1のアミド結合に基づく
特性吸収の他に1720cm-1にエステル結合に帰属される特
性吸収を確認した。またギ酸溶液不溶成分中にもIRの17
20cm-1のエステル結合に基づく特性吸収の他に1635cm-1
にアミド結合に帰属される特性吸収を確認した。さらに
このギ酸溶液可溶成分およびギ酸溶液不溶成分ともにDS
Cから得られてくる結晶の融点は単一であつた。またこ
の試料は、核磁気共鳴スペクトルよりアジピン酸とエチ
レングリコールとのエステルも が生成していることを確認した。この試料はエステルア
ミド交換反応により適当なエチレンテレフタレートを成
分とメタキシリレンアジパミド成分のセグメントを有す
るブロツクコポリマーであると考えられる。得られた試
料の固有粘度は0.42であつた。
コポリエステルアミド重合体(C)の合成例(3)。
合成例(1)で合成されたコポリエステルアミド重合
体を微粉細したものを210℃、0.5mmHg下で1〜5時間、
好ましくは4〜5時間固相重合した。この試料の固有粘
度は0.65であつた。
コポリエステルアミド重合体(C)の合成例(4)。
合成例(2)で合成されたコポリエステルアミド重合
体を微粉細としたものを210℃、0.5mmHg下で1〜5時
間、好ましくは4〜5時間固相重合した。この試料の固
有粘度は0.62であつた。
次に(A)成分であるポリエステルとして〔η〕=0.
80のポリエチレンテレフタレート(PETと略称)を使用
し、(B)成分であるMXD6樹脂としてηrel=2.2のポリ
メタキシリレンアジパミドを使用し、各成分に前記
(C)コポリエステルアミド重合体を、表1,2に示す割
合でそれぞれ混練してペレツトを得、得られたペレツト
を用いて名機製作所製M−100型射出成形機でそれぞれ
外径25mm、長さ130mm、肉厚4mmの有底パリソンを成形し
た。このパリソンを自転用駆動装置のついたパリソン嵌
合部にパリソン開口端を嵌装し、遠赤外ヒーターを有す
るオーブン中で回転させながらパリソンの表面温度が11
0℃になるまで加熱した。このあとパリソンを吹込金型
内に移送し延伸ロツドの移動速度22cm/秒、圧縮気体圧2
0kg/cm2の条件下で吹込成形し、全長265mm、胴部の外径
80mm、内容積1000mlのビールびん形状の中空容器を得
た。これらの容器の性能を表1,2に示す。
表1より明らかなように本発明中空成形体は透明性が
著しく向上し、しかもスバリヤー性も改善されているこ
とが判る。なおヘイズの値は15を境にして、外観上ボト
ルの透明感が大きく異なつてくる。
表2より明らかなように本発明中空成形体は吸湿時に
おけるガスバリヤー性と透明性の大幅な低下が改善され
ていることが判る。
〔発明の効果〕
以上かかる構成よりなる本発明中空成形体は、実施例
でもその効果が実証されているように、透明性、ガスバ
リヤー性、機械的特性が優れていると共に、湿(水)分
の影響をほとんど受けない容器として非常に耐久性に富
むものである。

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】単層または多層からなる中空成形体におい
    て、少なくとも一層が主たる繰返し単位がエチレンテレ
    フタレートである熱可塑性ポリエステル(A)と、メタ
    キシリレン基含有ポリアミド(B)と、繰返し単位にメ
    タキシリレン基含有のジアミンと脂肪酸ジカルボン酸お
    よび/または芳香族ジカルボン酸とによつて構成される
    アミド成分およびエチレンテレフタレート成分を有する
    コポリエステルアミド重合体(C)とを含有することを
    特徴とするポリエステル中空成形体。
  2. 【請求項2】熱可塑性ポリエステル(A)がポリエチレ
    ンテレフタレートである特許請求の範囲第1項に記載の
    ポリエステル中空成形体。
  3. 【請求項3】メタキシリレン基含有ポリアミド(B)が
    ポリメタキシリレンアジパミド、ポリメタキシリレンセ
    バカミドおよびポリメタキシリレンスベラミドの少なく
    とも一種である特許請求の範囲第1項に記載のポリエス
    テル中空成形体。
  4. 【請求項4】(A)成分100重量部に対して(B)成分
    が1〜100重量部であり、(B)成分と(C)成分との
    混合比は95:5〜0:100である特許請求の範囲第1項に記
    載のポリエステル中空成形体。
  5. 【請求項5】(A)成分100重量部に対して(C)成分
    が1〜100重量部である特許請求の範囲第1項に記載の
    ポリエステル中空成形体。
  6. 【請求項6】(C)成分であるコポリエステルアミド重
    合体が固相重合反応によつて合成されたものである特許
    請求の範囲第1項に記載のポリエステル中空成形体。
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