JP3665192B2 - ポリエステル樹脂組成物 - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する分野】
本発明はポリエステル樹脂組成物、該組成物を用いてなる成形品、包材、積層体および容器に関する。より詳細には、本発明は、ヒートシール性、過酸化水素に対する耐性、フレーバーバリヤー性、伸度や強度などの機械的特性に優れるポリエステル樹脂組成物およびそれよりなるフィルムなどに関するものであり、本発明のポリエステル樹脂組成物やフィルム等の成形品などは前記した特性を活かして、果汁飲料などの香気成分を含有する飲料容器の包材をはじめとして、種々の用途に有効に使用することができる。
【0002】
【従来の技術】
使用済みのプラスチック容器の処理が大きな社会問題となっており、かかる点からプラスチック容器に比べて焼却処理や再生処理が比較的簡単に行える紙容器に対する要望が高まっている。このことはジュース用容器などの飲料用容器の分野においても例外ではなく、例えばジュースなどの容器では樹脂フィルムで内面を被覆した紙容器が一般に広く用いられている。その場合に、紙容器の内面に被覆する樹脂フィルムとしては、オレフィン系樹脂が一般的に用いられているが、オレフィン系樹脂で内面を被覆した紙容器を果汁飲料のような香気成分を含有する飲料容器に使用すると、香りが失われたり味が変化するなどの問題が生ずることがある。
【0003】
そこで、オレフィン系樹脂に代えて、紙容器の内面に共重合単位を5〜20モル%程度含有する変性ポリエチレンテレフタレート層を有するポリエステル樹脂積層体を被覆することが提案されている(特開平3−133638号公報)。この場合には、ポリエステル樹脂が本来有するガスバリヤー性、フレーバーバリヤー性などの特性によって紙容器に充填された飲料などの香りや味はある程度良好に保たれる。しかし、上記した変性ポリエステル樹脂積層体からなる被覆層は、紙容器の製造工程において広く採用されている過酸化水素による殺菌処理を行うと、膨潤したり、該ポリエステル樹脂積層体被覆層中に気泡が生じたり、紙基材との間に剥離が生ずるなどのトラブルが生じ易く、それに伴って紙容器製造時の加工性、工程通過性などが著しく不良になるという欠点がある。しかも、膨潤したポリエステル樹脂積層体中に含まれる過酸化水素が紙容器に充填された内容物中に移行し、食品の品質や安全性の低下を招く恐れがあるなどの問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ポリエステル樹脂が本来有するガスバリヤー性やフレーバーバリヤー性などの特性を良好に保持しつつ、過酸化水素による殺菌処理を施したときにも、膨潤、気泡の発生、基材からの剥離などの問題が生じず、しかもヒートシール性に優れていて、紙などの基材に強固に且つ円滑に接着・積層させることができ、伸度などの機械的特性にも優れていて取り扱い性に優れるフィルムなどを得ることのできるポリエステル樹脂組成物を提供することである。
そして、本発明の目的は、上記したポリエステル樹脂組成物からなるフィルムなどの成形品や包材を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成すべく本発明者らが鋭意検討した結果、ナフタレンジカルボン酸を共重合させたポリエチレンテレフタレート系樹脂、チタン化合物、マンガン化合物および/またはコバルト化合物、オレフィン系重合体並びに相容化剤を特定の割合で含有し、且つ特定の要件を満足するようにしてそれらを溶融混合して得られるポリエステル樹脂組成物およびそれよりなるフィルム等の成形品などが、ポリエステル樹脂本来の良好なガスバリヤー性やフレーバーバリヤー性を有し、しかも過酸化水素による膨潤、気泡の発生、基材からの剥離などの欠点がほとんどなく、その上ヒートシール性、伸度などの機械的特性に優れていること、したがって該ポリエステル樹脂組成物またはそれよりなるフィルムを紙容器などの内面被覆材として用いると、果汁飲料やその他の食品に用いるのに適する包材や容器などが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0006】
すなわち本発明は、(i)(A)エチレングリコール単位を主体とするジオール単位およびテレフタル酸単位を主体とするジカルボン酸単位から主としてなり、かつナフタレンジカルボン酸単位を全構造単位の合計モル数に基づいて5〜40モル%含有するポリエステル樹脂;
(B)チタン化合物、マンガン化合物およびコバルト化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属化合物;
(C)オレフィン系重合体;並びに
(D)相容化剤;
を含有するポリエステル樹脂組成物であって;
(ii)ポリエステル樹脂100重量部に対して、金属化合物を金属原子換算で100〜1000ppm、オレフィン系重合体および相容化剤を下記の数式(1)および数式(2):
10≦X+Y≦100 (1)
1≦X/Y≦90 (2)
[式中、XおよびYはそれぞれポリエステル樹脂100重量部に対するオレフィン系重合体および相容化剤の含有量(重量部)を表す。]
を満足する割合で含有し;かつ
(iii)下記の数式(3):
E/F≦1 (3)
但し、E=η1(X+Y)/(η2X+η3Y)
F=100D2D3/D1(D3X+D2Y)
[式中、XおよびYは上記定義のとおりであり、η1、η2およびη3はポリエステル樹脂組成物を調製する際の溶融混合温度におけるポリエステル樹脂、オレフィン系重合体および相容化剤の溶融粘度(ポイズ)をそれぞれ表し、D1、D2およびD3はそれぞれポリエステル樹脂、ポリオレフィン系重合体および相容化剤の25℃における密度を表す。]
を満足するように溶融混合して得たものである;
ことを特徴とするポリエステル樹脂組成物である。
【0007】
そして、本発明は、上記のポリエステル樹脂組成物からなる成形品、特にフィルムであり、本発明のフィルムは食品に対して好ましく用いられる。
さらに、本発明は、上記のポリエステル樹脂組成物を用いてなる包材、上記のポリエステル樹脂組成物層および紙層を有する積層体、並びに上記のポリエステル樹脂組成物で内面を被覆した紙容器を包含する。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下に本発明について詳細に説明する。
本発明のポリエステル樹脂組成物の主要成分をなすポリエステル樹脂は、エチレングリコール単位を主体とするジオール単位およびテレフタル酸単位を主体とするジカルボン酸単位から主としてなり、かつナフタレンジカルボン酸単位を、ジオール単位とジカルボン酸単位の全構造単位の合計モル数に基づいて5〜40モル%含有する。ナフタレンジカルボン酸単位が5モル%に満たない場合にはポリエステル樹脂組成物のヒートシール性が不良になり、しかも過酸化水素による殺菌時の膨潤が大きくなる。一方、ポリエステル樹脂におけるナフタレンジカルボン酸単位の含有量が40モル%を越える場合にもヒートシール性が低下する。ヒートシール性を良好にし、過酸化水素による殺菌時の膨潤を抑制する観点から、ポリエステル樹脂におけるナフタレンジカルボン酸単位の含有量は7.5〜35モル%の範囲内であるのが好ましい。
【0009】
本発明におけるポリエステル樹脂は、ヒートシール性、ガスバリヤー性、フレーバーバリヤー性などの特性を損なわない範囲で上記した以外の構造単位を有していてもよい。そのような他の構造単位としては、例えばジエチレングリコール、1,4−ブタンジオール、ポリエチレングリコール(好ましくは分子量400〜30000)、1,4−シクロヘキサンジメタノールなどのジオールから誘導されるジオール単位;イソフタル酸、パラフェニレンジカルボン酸、スルホイソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、セバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸またはそれらのエステル形成性誘導体から誘導されるジカルボン酸単位を挙げることができ、ポリエステル樹脂は前記した他の構造単位の1種または2種以上を有することができる。一般に、ポリエステル樹脂中における上記した他の構造単位の割合は、ポリエステル樹脂の全構造単位の合計モル数に基づいて、約5モル%以下であるのが好ましい。
【0010】
また、本発明で用いるポリエステル樹脂の極限粘度(フェノール/テトラクロロエタンの等重量混合溶媒中30℃で測定)としては、フィルム成形性とフィルム強度の点から0.60〜1.50dl/gの範囲であるのが好ましい。
【0011】
本発明のポリエステル樹脂組成物は、第2の成分としてチタン化合物、マンガン化合物およびコバルト化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属化合物を含有する。チタン化合物としては、チタン酸テトライソプロピル、チタン酸テトラブチル、チタン酸テトラステアリル等のチタン酸エステルなどが挙げられ、マンガン化合物としては、ギ酸マンガン、酢酸マンガン、プロピオン酸マンガン等の脂肪酸のマンガン塩、塩化マンガン、臭化マンガン、沃化マンガン、フッ化マンガン等のマンガンのハロゲン化物、硫酸マンガン、硫化マンガン、酸化マンガン、水酸化マンガンなどが挙げられ、コバルト化合物としては、ギ酸コバルト、酢酸コバルト、プロピオン酸コバルト等の脂肪酸のコバルト塩、塩化コバルト、臭化コバルト、沃化コバルト、フッ化コバルト等のコバルトのハロゲン化物、硫酸コバルト、硫化コバルト、酸化コバルト、水酸化コバルトなどが挙げられる。これらのうちでも、過酸化水素による殺菌時のフィルムの膨潤をより効果的に抑制する観点から、酢酸マンガン、硫酸マンガン、チタン酸テトライソプロピル、酢酸コバルト、硫酸コバルトが好ましい。本発明のポリエステル樹脂組成物は、上記の金属化合物の1種のみを含有していても、2種以上を含有していてもよい。
【0012】
そして、上記の金属化合物の含有量は、ポリエステル樹脂100重量部に対して金属原子換算で100〜1000ppmの範囲内である。該含有量が100ppm未満の場合には、過酸化水素による殺菌時の膨潤が大きくなる傾向があり、1000ppmを越える場合には、ポリエステル樹脂組成物を溶融成形する際にポリエステル樹脂が分解し、フィルム強度が低下するなどの問題を生ずる。過酸化水素による殺菌時の膨潤を抑制し、溶融成形時のポリエステル樹脂の分解によるフィルム強度の低下を抑制する観点から、金属化合物の合計含有量はポリエステル樹脂100重量部に対して金属原子換算で150〜800ppmの範囲であるのが好ましい。
【0013】
また、本発明のポリエステル樹脂組成物は、第3の成分としてオレフィン系重合体を含有する。オレフィン系重合体としては、フィルムの強度および伸度、過酸化水素による殺菌時のフィルムの膨潤の抑制などの点からエチレン系重合体が好ましく用いられ、その例としては、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体などを挙げることができる。その中でも、高密度ポリエチレンがフィルム成形時の膜切れを抑制する点から、より好ましく用いられる。また、限定されるものではないが、本発明ではオレフィン系重合体として、そのメルトフローレイト(MFR)が約1〜3g/10分のものを使用するのがフィルム成形時のネックインを抑制する点から好ましい。
【0014】
そして、本発明のポリエステル樹脂組成物は、第4の成分として、相容化剤を含有する。相容化剤は、ポリエステル樹脂組成物中で、マトリックス相を形成するポリエステル樹脂中にオレフィン系重合体からなる分散相を微分散させ、且つポリエステル樹脂相とオレフィン系重合体相の界面接着性を向上させる目的で用いられる。相容化剤としては、ポリエステル樹脂に対して親和性を有する構造部分とオレフィン系重合体に対して親和性を有する構造部分を分子中に有する高分子物質が好ましく用いられ、例えば、ポリエステル樹脂に対して親和性を有する高分子部分とオレフィン系重合体に対して親和性を有する高分子部分を分子中に有するブロック共重合体やグラフト共重合体、ポリエステル樹脂中の末端水酸基および/または末端カルボキシル基と反応性の基を分子中に有し且つオレフィン系重合体との親和性の高い高分子物質が好ましく用いられる。
【0015】
その中でも、相容化剤としては、(イ)エチレン/(メタ)アクリル酸共重合体、(ロ)エチレン/(メタ)アクリル酸共重合体の金属イオン架橋構造体(イオノマー)、(ハ)カルボキシル基またはその誘導体基を有するスチレン/エチレン/ブタジエン共重合体ブロックとスチレン系重合体ブロックとからなるブロック共重合体、(ニ)カルボキシル基またはその誘導体基を有するオレフィン系重合体ブロックとスチレン系重合体ブロックとからなるブロック共重合体などの重合体が特に好ましく用いられ、本発明のポリエステル樹脂組成物はこれらの重合体相容化剤の1種または2種以上を含有することができる。
【0016】
相容化剤として挙げた上記(イ)のエチレン/(メタ)アクリル酸共重合体としては、エチレン/アクリル酸共重合体が好ましく、その場合にはアクリル酸の共重合量が4〜15重量%であるのが、ポリエステル樹脂組成物およびそれから得られる成形品などの機械的物性が良好になるのでより好ましい。アクリル酸の共重合量が4重量%未満であると、ポリエステル樹脂相およびオレフィン系重合体相の両方と十分な親和性を示さず、ポリエステル樹脂組成物およびそれから形成される成形品などの機械的物性などが低下したものとなり易い。一方、エチレン/アクリル酸共重合体におけるアクリル酸の共重合量が15重量%を越えると、ポリエステル樹脂組成物中にゲル状物が発生する場合がある。
【0017】
また、相容化剤として挙げた上記(ロ)のエチレン/(メタ)アクリル酸共重合体の金属イオン架橋構造体(イオノマー)としては、エチレン/メタクリル酸共重合体のナトリウムイオン架橋構造体または亜鉛イオン架橋構造体が好ましく用いられ、その場合には該イオノマー中のメタクリル酸の共重合量が5〜15重量%であるのが、ポリエステル樹脂組成物およびそれから得られる成形品などの機械的特性、ゲル状物の発生防止などの点から好ましい。
【0018】
また、相容化剤として挙げたカルボキシル基またはその誘導体基を有する(ハ)および(ニ)のブロック共重合体は、スチレン/エチレン/ブタジエン共重合体ブロックとスチレン系重合体ブロックとからなるブロック共重合体、またはオレフィン系重合体ブロックとスチレン系重合体ブロックとからなるブロック共重合体を、無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸イミドなどのカルボン酸またはその誘導体を用いて変性したものであり、そのうちでも無水マレイン酸で変性した前記ブロック共重合体が好ましく用いられる。その場合に、ブロック共重合体における無水マレイン酸による変性量は、ブロック共重合体の全重量に基づいて0.5〜3重量%であるのが、ポリエステル樹脂組成物およびそれから得られる成形品などの機械的物性、ゲル状物の発生防止などの点から好ましい。
【0019】
また、本発明で用いる上記したような重合体相容化剤は、メルトフローレイト(MFR)が約1〜3g/10分であるのがフィルム強度の点から好ましい。
【0020】
そして、本発明のポリエステル樹脂組成物は、上記したポリエステル樹脂、オレフィン系重合体および相容化剤を下記の数式(1)および数式(2)を満足する割合で含有することが必要である。
10≦X+Y≦100 (1)
1≦X/Y≦90 (2)
[式中、XおよびYはそれぞれポリエステル樹脂100重量部に対するオレフィン系重合体および相容化剤の含有量(重量部)を表す。]
【0021】
ポリエステル樹脂組成物におけるオレフィン系重合体および相容化剤の合計含有量(X+Y)が、ポリエステル樹脂100重量部に対して10重量部未満であって上記の数式(1)から外れる場合には、過酸化水素に晒された時にポリエステル樹脂組成物およびそれよりなるフィルム等の成形品などに過酸化水素が吸収されて、膨潤、気泡の発生、紙等の基材からの剥離などが生ずる。一方、ポリエステル樹脂組成物におけるオレフィン系重合体および相容化剤の合計含有量(X+Y)が、ポリエステル樹脂100重量部に対して100重量部を越えていてやはり上記の数式(1)から外れる場合には、ポリエステル樹脂組成物およびそれよりなるフィルム等の成形品などのガスバリヤー性、フレーバーバリヤー性が損なわれる。本発明のポリエステル樹脂組成物では、ポリエステル樹脂100重量部に対して、オレフィン系重合体および相容化剤の合計含有量が30〜70重量部であるのが、過酸化水素に対する耐性(以下「耐過酸化水素性」ということがある)を良好にして、膨潤、気泡の発生、基材からの剥離などを効果的に防止でき、且つガスバリヤー性およびフレーバーバリヤー性を一層良好なものにできる点からより好ましい。
【0022】
また、ポリエステル樹脂組成物におけるオレフィン系重合体と相容化剤の含有比率(X/Y)が上記の数式(2)から外れて1未満であると、ポリエステル樹脂組成物中における相容化剤の含有量が高くなり過ぎてゲル状物を発生する。一方、ポリエステル樹脂組成物中におけるオレフィン系重合体と相容化剤の比率(X/Y)が上記の数式(2)から外れて90よりも大きいと、ポリエステル樹脂組成物中における相容化剤の含有率が低くなり過ぎて、ポリエステル樹脂相とオレフィン系重合体相との間の相容化が達成されなくなり、ポリエステル樹脂組成物およびそれからなる成形品などの物性、例えば強度、伸度などの機械的特性が損なわれる。本発明のポリエステル樹脂組成物では前記の比率(X/Y)が1〜40の範囲であるのがより好ましい。
【0023】
さらに、本発明のポリエステル樹脂組成物は、上記した要件と共に、ポリエステル樹脂、オレフィン系重合体および相容化剤を下記数式(3):
E/F≦1 (3)
但し、E=η1(X+Y)/(η2X+η3Y)
F=100D2D3/D1(D3X+D2Y)
[式中、XおよびYは上記定義のとおりであり、η1、η2およびη3はポリエステル樹脂組成物を調製する際の溶融混合温度におけるポリエステル樹脂、オレフィン系重合体および相容化剤の溶融粘度(ポイズ)をそれぞれ表し、D1、D2およびD3はそれぞれポリエステル樹脂、ポリオレフィン系重合体および相容化剤の25℃における密度を表す。]
を満足するように溶融混合して得たものであることが必要である。そのためには、例えば、ポリエステル樹脂、オレフィン系重合体および相容化剤の混合量の調整、適合する密度を有する前記3つの成分(重合体)の選択、実際に採用される溶融混合温度において上記の数式(3)を満たし得る粘度を示す各成分の選択、ポリエステル樹脂組成物を形成するための溶融混合温度などを適当なものとすることが必要であり、前記した点を考慮しながら適当な重合体を選択し、適当な溶融混合条件を採用することによって、上記の数式(3)を満たす本発明のポリエステル樹脂組成物を得ることができる。
【0024】
上記したE/Fの値が1よりも大きくて数式(3)を満たしていないポリエステル樹脂組成物およびそれから得られるフィルム等の成形品などは、たとえポリエステル樹脂組成物が溶融混合により調製されたものであっても、フレーバーバリヤー性が低いものとなる。その理由は明確ではないが、E/Fの値が1よりも大きいとポリエステル樹脂組成物中でポリエステル樹脂がマトリックスを形成せず、オレフィン系重合体および/または相容化剤がマトリックスを形成することになってポリエステル樹脂が本来有しているフレーバーバリヤー性が発揮されないことによるものと推定される。上記したE/Fの値が小さいほど、ポリエステル樹脂組成物およびそれからなるフィルム等の成形品などのフレーバーバリヤー性は良好になるが、一方でE/Fの値があまりに小さ過ぎると、耐過酸化水素性が低下するなどの問題が生ずる傾向にあるので、E/Fの値は0.1〜1の範囲内であるのが好ましい。
【0025】
また、本発明のポリエステル樹脂組成物においては、上記した成分に加えて炭素数1〜15の脂肪族カルボン酸のアルカリ金属塩を含有させると、過酸化水素による殺菌時の膨潤をより効果的に抑制することができる。炭素数1〜15の脂肪族カルボン酸のアルカリ金属塩としては、ギ酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、プロピオン酸ナトリウム、プロピオン酸カリウム、酪酸ナトリウム、酪酸カリウム、吉草酸ナトリウム、吉草酸カリウム、カプロン酸ナトリウム、カプロン酸カリウム、カプリン酸ナトリウム、カプリン酸カリウム、ラウリン酸ナトリウム、ラウリン酸カリウム、ミスチリン酸ナトリウム、ミスチリン酸カリウム等が挙げられ、フィルム等の成形品の機械的強度の観点から、酢酸ナトリウム、酢酸カリウムが好ましい。炭素数1〜15の脂肪族カルボン酸のアルカリ金属塩の含有量としては、ポリエステル樹脂100重量部に対してアルカリ金属原子換算で100〜10000ppmの範囲内であるのが好ましく、1500〜8000ppmの範囲内であるのがより好ましい。
【0026】
本発明におけるポリエステル樹脂は、テレフタル酸またはその低級アルキルエステルからなるジカルボン酸成分と、エチレングリコールを主体とするジオール成分とからなるポリエステル樹脂形成用原料であって、ナフタレンジカルボン酸またはそのエステル形成性誘導体をポリエステル樹脂中のナフタレンジカルボン酸単位の共重合割合が上記した5〜40モル%になるような割合で含有するポリエステル樹脂形成用原料を用いて、エステル化反応またはエステル交換反応を行って低重合体を製造した後、この低重合体を溶融重縮合させてポリエステルを製造し、それをさらに所望により固相重合することによって製造することができる。
【0027】
限定されるものではないが、ポリエステル樹脂を得るための好ましい方法をより具体的に説明すると、上記した低重合体をエステル化反応によって製造する場合は、上記したポリエステル樹脂形成用原料を、常圧または絶対圧で3kg/cm2以下の加圧下に約230〜280℃の温度でエステル化反応させるとよい。その場合に、ジカルボン酸成分とジオール成分の使用割合は、1:1〜1:1.5のモル比とするのが好ましい。また、エステル交換反応によって低重合体を製造する場合は、上記したポリエステル樹脂形成用原料をエステル交換反応触媒の存在下、常圧またはその付近の圧力条件下に170〜220℃の温度でエステル交換反応させるとよい。その場合のジカルボン酸ジエステル成分:ジオール成分の使用割合は、1:1〜1:3のモル比とするのが好ましい。使用するエステル交換反応触媒としては、本発明のポリエステル樹脂組成物が含有する金属化合物として先に例示したチタン化合物、マンガン化合物およびコバルト化合物と同様のものが挙げられる。
【0028】
また、低重合体からポリエステルを得るための上記した溶融重縮合は、通常、二酸化ゲルマニウム、三酸化アンチモンなどの重縮合触媒の存在下に約260〜290℃の温度で行うことができる。その場合に、三酸化アンチモンを500〜3000ppmの範囲の量で用いてこの重縮合反応を行うと、過酸化水素で処理したときに気泡の発生のほとんどないポリエステルを得ることができるので好ましい。また、上記の溶融重縮合反応を、リン酸、亜リン酸、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリフェニルホスフェートなどのリン化合物をリン原子換算で50〜100ppm程度添加して行うと、得られるポリエステルの熱分解による着色や溶融成形時の分子量低下を防止したり、耐過酸化水素性を向上させることができるので好ましい。このような溶融重縮合によって通常、極限粘度0.50〜0.80dl/gのポリエステルが得られる。
【0029】
また、上記したエステル化反応、エステル交換反応、重縮合反応は、必要に応じて、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、トリエタノールアミン、トリエチルアミンなどのジエチレングリコール副生抑制剤を添加して行ってもよい。
【0030】
上記の溶融重縮合反応により得られたポリエステルは、一般にチップやペレットの形状にし、所望により190℃以下の温度で予備結晶化した後、固相重合に付すことができる。固相重合は、通常、減圧下または窒素ガスなどの不活性ガスの流通下にチップ(ペレット)同士が融着しないように流動させながら約190〜240℃に加熱して行われる。得られるポリエステル樹脂の機械的特性および溶融成形時の粘度などを考慮すると、最終的に得られるポリエステル樹脂の極限粘度(フェノール/テトラクロロエタン等重量混合溶媒中30℃で測定)が約0.60〜1.50dl/gの範囲になるようにして固相重合を行うのが好ましい。
そして、上記した一連の工程を行うことによって、本発明において好ましく用いられるポリエステル樹脂を得ることができる。
【0031】
また、オレフィン系重合体および相容化剤としては、ポリエステル樹脂と所定の温度で溶融混合した時に、上記した数式(3)を満足するポリエステル樹脂組成物が与えるものを、市販されているものなどの内から選んで使用するとよい。
【0032】
本発明のポリエステル樹脂組成物の調製法としては、得られるポリエステル樹脂組成物中でポリエステル樹脂相がマトリックスを形成し、そのマトリックス中にオレフィン系重合体相が相容化剤の相容化作用によって均一に且つ微細に分散しているようにするために、上記した数式(3)を満足するような条件下に上記した成分を溶融混合することが必要である。そして、そのための溶融混合方法としては、例えば、ポリエステル樹脂を重合槽中で製造した後に、その重合槽内にオレフィン系重合体および相容化剤を加えて溶融混合してもよいが、生産性や均一性などの点を考慮すると押出機などの混練装置を用いるのが好ましい。その際の溶融混練温度は、物性の良好なポリエステル樹脂組成物が得られる点から220〜300℃程度であるのが好ましく、240〜280℃の範囲であるのがより好ましい。ポリエステル樹脂組成物を調製する際の溶融混合温度が220℃未満であると、相容化剤中の官能基とポリエステル樹脂の末端水酸基やカルボキシル基などの反応が充分に行われなくなって、強度や伸度等の機械的物性に優れるポリエステル樹脂組成物や成形品などが得られにくくなり、一方、300℃を越える場合には、重合体の熱分解が著しくなって、やはりポリエステル樹脂組成物やそれからなる成形品などの強度や伸度等の機械的物性が低下し易くなる。
【0033】
また、上記した金属化合物の分散方法に特に制限はなく、金属化合物は、ポリエステル樹脂、オレフィン系重合体および相容化剤の溶融混練前、溶融混練中、溶融混合後の何れの時期に添加してもよいし、ポリエステル樹脂の製造中に金属化合物を添加して、ポリエステル樹脂と金属化合物との組成物を調製し、該組成物をオレフィン系重合体および相容化剤と溶融混合する方法の何れを採用してもよい。
【0034】
本発明のポリエステル樹脂組成物の形態は特に制限されないが、ペレットやチップなどの形態にしておくと各種の成形に便利に使用することができる。
【0035】
本発明のポリエステル樹脂組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で、その用途などに応じて従来公知の各種添加剤を含有してもよく、該添加剤の例としては、加水分解防止剤、着色剤、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、滑剤などを挙げることができる。ただし、本発明のポリエステル樹脂組成物を食品用紙容器の内面被覆材のような食品と直接接触して用いる場合は、安全性を十分考慮して添加剤の種類を選択する必要がある。
【0036】
本発明のポリエステル樹脂組成物は加熱溶融して、例えば、フィルム、シート、板状体、管状体、中空成形品、型成形品、積層体などの種々の成形品にすることができる。その際の成形法としては熱可塑性樹脂の成形に用いられる成形法のいずれもが使用でき、例えば押出成形法、流延成形法、押出ブロー成形法、射出成形法、射出ブロー成形法、カレンダー成形法、プレス成形法、各種の積層成形法などによって成形することができる。
【0037】
そのうちでも、本発明のポリエステル樹脂組成物はその良好なガスバリヤー性、フレーバーバリヤー性、ヒートシール性、耐過酸化水素性、機械的特性などを活かして、包装用フィルムやシート、ボトルやその他の形状の包装容器などとして特に有効に使用することができ、特に食品包装用のフィルム、シート容器などとして適している。本発明のポリエステル樹脂組成物からフィルムやシートを形成する場合は、その厚さは特に制限されず、用途などに応じて適宜設定できるが、一般に約0.005〜1mm程度の厚さにしておくのがよい。
【0038】
本発明のポリエステル樹脂組成物からフィルムまたはシートを形成する場合は、熱可塑性樹脂を用いる従来既知のフィルムまたはシートの製造法のいずれもが採用でき、例えばTダイによる押出成形法、環状ダイから押出された筒状体内に流体を導入しながら成形を行うインフレーション押出成形法、流延成形法、カレンダー成形法、プレス成形法などを挙げることができる。そのうちでも、フィルムを工業的に大量に製造するためには、成形が容易であること、製品ロスが少ないこと、製造コストが低いことなどの理由から、押出成形法が好ましく用いられ、特にインフレーション押出成形法が好ましく用いられる。そして、インフレーション押出成形法によってフィルムを製造する場合に、環状ダイから押出された筒状体内に導入する流体の圧力や量、押出されたフィルムの引き取り速度などを調節することによって、必要に応じて、延伸されたフィルムをインフレーション押出成形と同時に得ることができる。
【0039】
また、本発明のポリエステル樹脂組成物よりなるフィルムやシートは、他の基材と2層または3層以上の積層体の形態にしてもよく、その場合の他の基材としては、例えば、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン類、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、上記した以外のポリエステル、エチレン−ビニルアルコール共重合体などのような熱可塑性重合体、紙、布帛、金属箔などを挙げることができ、これらの基材の1種または2種以上を用いることができる。その場合に、積層体の製造法も特に制限されず、例えば、押出ラミネート法、ドライラミネート法、ウエットラミネート法、ホットメルトラミネート法などの従来既知の積層法を採用すればよい。
【0040】
特に、紙材上に本発明のポリエステル樹脂組成物よりなるフィルム層を積層してなる積層体は、果汁飲料やその他の飲料用の紙容器材料として有効に使用することができ、本発明のポリエステル樹脂組成物よりなるフィルム層を内面に有する紙容器は、過酸化水素で殺菌処理した場合にも、膨潤、ポリエステル樹脂組成物中での気泡の発生、紙基材とポリエステル樹脂組成物との間の剥離が生じず、しかも紙容器内に充填された飲料の香りや味を長期にわたって、安全に且つ良好に保つことができる。
【0041】
【実施例】
以下に本発明を実施例などにより具体的に説明するが、本発明はそれにより何ら限定されない。以下の例において、ポリエステル樹脂の固有粘度、各重合体の溶融粘度、並びにポリエステル樹脂組成物より得られたフィルムの過酸化水素による膨潤性、フレーバーバリヤー性、ヒートシール性および伸度は次のようにして測定または評価した。
【0042】
1.ポリエステル樹脂の固有粘度
フェノール/テトラクロロエタン等重量混合溶媒中、30℃でウベローデ粘度計(林製作所製「HRK−3型」)を用いて測定した。
【0043】
2.各重合体の溶融粘度
各重合体を280℃に加熱して溶融し、キャピログラフ(東洋精機製作所製「キャピログラフ1C型」)を用いて測定した。
【0044】
3.フィルムの過酸化水素による膨潤性
以下の実施例または比較例のポリエステル樹脂組成物を用いて、温度280℃、プレス圧力100Kg/cm2の条件下にプレス成形して厚さ100μmのフィルムを製造し、そのフィルムから縦×横=100mm×100mmの寸法の試験片を切り取り、それを35%過酸化水素中に90℃の温度に60秒間浸漬し、それを温度25℃の蒸留水400ml中に1時間浸漬して、蒸留水中に溶出した過酸化水素の濃度を試験紙を用いて測定して、過酸化水素による膨潤性の指標とした。
【0045】
4.フィルムのフレーバーバリヤー性
以下の実施例または比較例のポリエステル樹脂組成物を用いて、温度280℃、プレス圧力100Kg/cm2の条件下にプレス成形して厚さ500μmのフィルムを製造し、そのフィルムから縦×横=20mm×50mmの寸法の試験片を切り取り、それをオレンジジュース(愛媛みかん「POMストレートジュース」)50ml中に25℃の温度に12日間浸漬した後、オレンジジュースからフィルムを取り出し、オレンジジュース中に残存していたリモネン量を臭素化滴定法により定量してフレーバーバリヤー性の指標とした。
【0046】
5.フィルムのヒートシール性
以下の実施例または比較例のポリエステル樹脂組成物を用いて、温度280℃プレス圧力100Kg/cm2の条件下にプレス成形して厚さ100μmのフィルムを製造し、そのフィルムから縦×横=50mm×50mmの寸法の試験片を2枚切り取り、シール圧1.2Kg/cm2、シール時間1.4秒の条件下にヒートシール装置「YSS式ヒートシーラー」(安田精機製作所製)を用いてヒートシールを行い、ヒートシールが可能な下限温度を求めることによって、ヒートシール性の指標とした。
【0047】
6.フィルムの伸度
以下の実施例または比較例のポリエステル樹脂組成物を用いて、温度280℃、プレス圧力100Kg/cm2の条件下にプレス成形して厚さ100μmのフィルムを製造し、そのフィルムから縦×横=80mm×15mmの寸法の試験片を切り取り、ASTM D882に従ってその伸度を測定した。
【0048】
〈実施例1〉
(1)エチレングリコール62.3重量部、テレフタル酸ジメチルエステル44.3重量部および2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチルエステル55.7重量部からなるスラリー(ジオール成分:ジカルボン酸ジメチルエステルのモル比=2.25:1)を用いて、酢酸マンガン4水塩2000ppm(マンガン原子換算:448ppm)の存在下に、170℃の温度から220℃の温度にまで2時間30分かけて徐々に昇温してエステル交換反応を行って低重合体と酢酸マンガン4水塩からなる組成物を製造した。次に、触媒として三酸化アンチモン2000ppmを加えて絶対圧1トールの減圧下、280℃の温度で上記の低重合体を含む組成物を重縮合し、極限粘度0.75dl/gのポリエステル樹脂と酢酸マンガン4水塩からなる組成物を調製した。この組成物をノズルからストランド状に押出し、円柱状チップを製造した。
なお、このポリエステル樹脂の280℃における溶融粘度(η1)および25℃における密度(D1)は下記の表1に示すとおりであった。
【0049】
(2)上記(1)とは別に、二軸押出機(φ=30mm;日本製鋼所製「TEX30SS CRW−2V」)に高密度ポリエチレン(東ソー社製「ニポロンハード5700」;メルトフローレイト1g/10分)を45重量部、およびエチレン/アクリル酸共重合体(三菱化学製「ユカロンEAA A201K」;メルトフローレイト5g/10分;アクリル酸含量7.0wt%)を5重量部の割合で供給して、200℃で溶融混練してストランド状に押出した後切断して、両重合体よりなるブレンドチップを製造した。
なお、ここで用いた高密度ポリエチレンおよびエチレン/アクリル酸共重合体の280℃における溶融粘度(η2)、(η3)および25℃における密度(D2)、(D3)を測定したところ、下記の表1に示すとおりであった。
【0050】
(3)上記(2)で使用したのと同様の二軸押出機に、上記(1)で得られたチップを100重量部および上記(2)で得られたブレンドチップを50重量部の割合で供給して、280℃で溶融混練した後押出し、切断して、ナフタレンジカルボン酸単位の共重合されたポリエチレンテレフタレート樹脂、酢酸マンガン4水塩、高密度ポリエチレンおよびエチレン/アクリル酸共重合体を含むポリエステル樹脂組成物のチップを製造した。
(4)上記(3)で得られたチップを90℃で16時間加熱真空乾燥した後に、それを用いて、上記した各試験法に従って、280℃でプレス成形して厚さが100μmおよび500μmのフィルムをそれぞれ製造し、それを用いて上記した方法でフィルムの過酸化水素による膨潤性、フレーバーバリヤー性、ヒートシール性および伸度の測定または評価を行ったところ、下記の表1に示すとおりであった。
【0051】
〈実施例2〉
(1)エチレングリコール68.3重量部、テレフタル酸ジメチルエステル71.3重量部、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチルエステル29.8重量部および酢酸ナトリウム20000ppm(ナトリウム原子換算:5610ppm)からなるスラリー(ジオール成分:ジカルボン酸ジメチルエステルのモル比=2.25:1)を用いて、チタン酸テトライソプロピル3000ppm(チタン原子換算:506ppm)の存在下に、170℃の温度から220℃の温度にまで2時間30分かけて徐々に昇温してエステル交換反応を行って低重合体、チタン酸テトライソプロピルおよび酢酸ナトリウムからなる組成物を製造した。次に、絶対圧1トールの減圧下、280℃の温度で上記の低重合体を含む組成物を重縮合し、極限粘度0.68dl/gのポリエステル樹脂、チタン酸テトライソプロピルおよび酢酸ナトリウムからなる組成物を調製した。この組成物をノズルからストランド状に押し出し、円柱状チップを製造した。
なお、このポリエステル樹脂の280℃における溶融粘度(η1)および25℃における密度(D1)は下記の表1に示すとおりであった。
【0052】
(2)上記(1)とは別に実施例1の(2)で使用したのと同じ二軸押出機に、低密度ポリエチレン(三井石油化学工業社製「ミラソンF9673P」;メルトフローレイト1.1g/10分)を32重量部、および無水マレイン酸で変性したスチレン/エチレン/ブタジエン共重合体ブロックとスチレン重合体ブロックとからなるブロック共重合体(旭化成社製「タフテックM1913」;メルトフローレイト1g/10分)を8重量部の割合で供給して、200℃で溶融混練してストランド状に押し出し、切断して円柱状チップを製造した。
なお、ここで用いた低密度ポリエチレンおよびブロック共重合体の280℃における溶融粘度(η2)、(η3)および25℃における密度(D2)、(D3)を測定したところ、下記の表1に示すとおりであった。
【0053】
(3)上記(2)で使用したのと同様の二軸押出機に、上記(1)で得られたチップを100重量部および上記(2)で得られたブレンドチップを40重量部の割合で供給して、280℃で溶融混練した後押出し、切断して、ナフタレンジカルボン酸単位の共重合されたポリエチレンテレフタレート樹脂、チタン酸テトライソプロピル、酢酸ナトリウム、低密度ポリエチレンおよび無水マレイン酸で変性したスチレン/エチレン/ブタジエン共重合体ブロックとスチレン重合体ブロックとからなるブロック共重合体を含むポリエステル樹脂組成物のチップを製造した。
(4)上記(3)で得られたチップを90℃で16時間加熱乾燥した後に、それを用いて、上記した各試験法に従って、280℃でプレス成形して厚さが100μmおよび500μmのフィルムをそれぞれ製造し、それを用いて上記した方法でフィルムの過酸化水素による膨潤性、フレーバーバリヤー性、ヒートシール性および伸度の測定または評価を行ったところ、下記の表1に示すとおりであった。
【0054】
〈実施例3〉
(1)エチレングリコール62.9重量部、テレフタル酸ジメチルエステル35.0重量部、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチルエステル66.0重量部からなるスラリー(ジオール成分:ジカルボン酸ジメチルエステルのモル比=2.25:1)を用いて、酢酸コバルト1500ppm(コバルト原子換算:356ppm)の存在下に、170℃の温度から220℃の温度にまで2時間30分かけて徐々に昇温してエステル交換反応を行って低重合体、酢酸コバルトからなる組成物を製造した。次に、絶対圧1トールの減圧下、280℃の温度で上記の低重合体を重縮合し、極限粘度0.60dl/gのポリエステル樹脂、酢酸コバルトからなる組成物を調製した。この組成物をノズルからストランド状に押出し、円柱状チップを製造した。
なお、このポリエステル樹脂の280℃における溶融粘度(η1)および25℃における密度(D1)は下記の表1に示すとおりであった。
【0055】
(2)上記(1)とは別に実施例1の(2)で使用したのと同じ二軸押出機に、直鎖状低密度ポリエチレン(出光石油化学社製「出光ポリエチレン−L0134N」;メルトフローレイト1g/10分)を60重量部、およびエチレン/メタクリル酸共重合体の亜鉛イオン架橋構造体(三井・デュポンポリケミカル社製「ハイミラン1705」;メルトフローレイト5g/10分)を10重量部の割合で供給して、200℃で溶融混練してストランド状に押し出し、切断して円柱状チップを製造した。
なお、ここで用いた直鎖状低密度ポリエチレンおよびブロック共重合体の280℃における溶融粘度(η2)、(η3)および25℃における密度(D2)、(D3)を測定したところ、下記の表1に示すとおりであった。
【0056】
(3)上記(2)で使用したのと同様の二軸押出機に、上記(1)で得られたチップを100重量部および上記(2)で得られたブレンドチップを70重量部の割合で供給して、280℃で溶融混練した後押出し、切断して、ナフタレンジカルボン酸単位の共重合されたポリエチレンテレフタレート樹脂、酢酸コバルト、低密度ポリエチレンおよび無水マレイン酸で変性したスチレン/エチレン/ブタジエン共重合体ブロックとスチレン重合体ブロックよりなるブロック共重合体を含むポリエステル樹脂組成物のチップを製造した。
(4)上記(3)で得られたチップを90℃で16時間加熱乾燥した後に、それを用いて、上記した各試験法に従って、280℃でプレス成形して厚さが100μmおよび500μmのフィルムをそれぞれ製造し、それを用いて上記した方法でフィルムの過酸化水素による膨潤性、フレーバーバリヤー性、ヒートシール性および伸度の測定または評価を行ったところ、下記の表1に示すとおりであった。
【0057】
〈実施例4〉
(1)エチレングリコール61.5重量部、テレフタル酸ジメチルエステル25.7重量部および2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチルエステル75.3重量部からなるスラリー(ジオール成分:ジカルボン酸ジメチルエステルのモル比=2.25:1)を用いて、酢酸マンガン4水塩500ppm(マンガン原子換算:112ppm)、酢酸コバルト4水塩500ppm(コバルト原子換算:119ppm)の存在下に、170℃の温度から220℃の温度にまで2時間30分かけて徐々に昇温してエステル交換反応を行って低重合体と酢酸マンガン4水塩、酢酸コバルト4水塩からなる組成物を製造した。次に、触媒として三酸化アンチモン2000ppmを加えて絶対圧1トールの減圧下、280℃の温度で上記の低重合体を重縮合し、極限粘度0.55dl/gのポリエステル樹脂と酢酸マンガン4水塩、酢酸コバルト4水塩からなる組成物を調製した。この組成物をノズルからストランド状に押し出し、円柱状チップを製造した。
なお、このポリエステル樹脂の280℃における溶融粘度(η1)および25℃における密度(D1)は下記の表1に示すとおりであった。
【0058】
(2)上記(1)とは別に、二軸押出機(φ=30mm;日本製鋼所製「TEX30SS CRW−2V」)に高密度ポリエチレン(東ソー社製「ニポロンハード5700」;メルトフローレイト1g/10分)を70重量部、およびエチレン/アクリル酸共重合体(三菱化学製「ユカロンEAA A201K」;メルトフローレイト5g/10分;アクリル酸含量7.0wt%)を15重量部の割合で供給して、200℃で溶融混練してストランド状に押出した後切断して、両重合体よりなるブレンドチップを製造した。
なお、ここで用いた高密度ポリエチレンおよびエチレン/アクリル酸共重合体の280℃における溶融粘度(η2)、(η3)および25℃における密度(D2)、(D3)を測定したところ、下記表1に示すとおりであった。
【0059】
(3)上記(2)で使用したのと同様の二軸押出機に、上記(1)で得られたチップを100重量部および上記(2)で得られたブレンドチップを85重量部の割合で供給して、280℃で溶融混練した後押出し、切断して、ナフタレンジカルボン酸単位の共重合されたポリエチレンテレフタレート樹脂、酢酸マンガン4水塩、酢酸コバルト4水塩、高密度ポリエチレンおよびエチレン/アクリル酸共重合体を含むポリエステル樹脂組成物のチップを製造した。
(4)上記(3)で得られたチップを90℃で16時間真空乾燥した後に、それを用いて、上記した各試験法に従って、280℃でプレス成形して厚さが100μmおよび500μmのフィルムをそれぞれ製造し、それを用いて上記した方法でフィルムの過酸化水素による膨潤性、フレーバーバリヤー性、ヒートシール性および伸度の測定または評価を行ったところ、下記の表1に示すとおりであった。
【0060】
〈比較例1〉
(1)エチレングリコール72.6重量部、テレフタル酸ジメチルエステル70.0重量部およびイソフタル酸ジメチルエステル30.0重量部からなるスラリー(ジオール成分:ジカルボン酸ジメチルエステルのモル比=2.25:1)を用いて、酢酸マンガン4水塩2000ppm(マンガン原子換算:448ppm)の存在下に、170℃の温度から220℃の温度にまで2時間30分かけて徐々に昇温してエステル交換反応を行って低重合体および酢酸マンガン4水塩からなる組成物を製造した。次に、触媒として三酸化アンチモン2000ppmを加えて絶対圧1トールの減圧下、280℃の温度で上記の低重合体を含む組成物を重縮合し、極限粘度0.68dl/gのポリエステル樹脂および酢酸マンガン4水塩からなる組成物を調製した。この重合体をノズルからストランド状に押し出し、円柱状チップを製造した。
なお、このポリエステル樹脂の280℃における溶融粘度(η1)および25℃における密度(D1)は下記の表2に示すとおりであった。
【0061】
(2)実施例1で使用したのと同じ二軸押出機に、実施例1の(2)で使用したのと同じ高密度ポリエチレンを45重量部、および実施例1の(2)で使用したのと同じエチレン/アクリル酸共重合体を5重量部の割合で供給して、200℃で溶融混練してストランド状に押し出し、切断して円柱状チップを製造した。
(3)実施例1で使用したのと同じ二軸押出機に、上記(1)で得られたチップを100重量部および上記(2)で得られたブレンドチップを50重量部の割合で供給し、280℃で溶融混練した後押出し、切断して、イソフタル酸単位の共重合されたポリエチレンテレフタレート樹脂、酢酸マンガン4水塩、高密度ポリエチレンおよびエチレン/アクリル酸共重合体を含むポリエステル樹脂組成物のチップを製造した。
(4)上記(2)で得られたチップを90℃で16時間加熱乾燥した後に、それを用いて、上記した各試験法に従って、280℃でプレス成形して厚さが100μmおよび500μmのフィルムをそれぞれ製造し、それを用いて上記した方法でフィルムの過酸化水素による膨潤性、フレーバーバリヤー性、ヒートシール性および伸度の測定または評価を行ったところ、下記の表2に示すとおりであった。
【0062】
〈比較例2〉
(1)エチレングリコール62.9重量部、テレフタル酸ジメチルエステル35.0重量部、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチルエステル66.0重量部からなるスラリー(ジオール成分:ジカルボン酸ジメチルエステルのモル比=2.25:1)を用いて、酢酸マンガン4水塩2000ppm(マンガン原子換算:448ppm)の存在下に、170℃の温度から220℃の温度にまで2時間30分かけて徐々に昇温してエステル交換反応を行って低重合体および酢酸マンガン4水塩からなる組成物を製造した。次に、触媒として三酸化アンチモン2000ppmを加えて絶対圧1トールの減圧下、280℃の温度で上記の低重合体を含む組成物を重縮合し、極限粘度0.59dl/gのポリエステル樹脂および酢酸マンガン4水塩からなる組成物を調製した。この重合体をノズルからストランド状に押し出し、円柱状チップを製造した。
なお、このポリエステル樹脂の280℃における溶融粘度(η1)および25℃における密度(D1)は下記の表1に示すとおりであった。
【0063】
(2)実施例1で使用したのと同じ二軸押出機に、低密度ポリエチレン(東ソー株式会社製「ペトロセン204」;メルトフローレイト7g/10分)を100重量部、および実施例1の(2)で使用したのと同じエチレン/アクリル酸共重合体を10重量部の割合で供給して、200℃で溶融混練してストランド状に押し出し、切断して円柱状チップを製造した。
(3)実施例1で使用したのと同じ二軸押出機に、上記(1)で得られたチップを100重量部および上記(2)で得られたブレンドチップを110重量部の割合で供給し、280℃で溶融混練した後押出し、切断して、ナフタレンジカルボン酸単位の共重合されたポリエチレンテレフタレート樹脂、酢酸マンガン4水塩、低密度ポリエチレンおよびエチレン/アクリル酸共重合体を含むポリエステル樹脂組成物のチップを製造した。
(4)上記(2)で得られたチップを90℃で16時間加熱乾燥した後に、それを用いて、上記した各試験法に従って、280℃でプレス成形して厚さが100μmおよび500μmのフィルムをそれぞれ製造し、それを用いて上記した方法でフィルムの過酸化水素による膨潤性、フレーバーバリヤー性、ヒートシール性および伸度の測定または評価を行ったところ、下記の表2に示すとおりであった。
【0064】
【表1】
【0065】
【表2】
【0066】
上記の表1および表2の結果から、チタン化合物、マンガン化合物およびコバルト化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種類の金属化合物をポリエステル樹脂100重量部に対して金属原子換算で100〜1000ppm含有し、かつナフタレンジカルボン酸単位が5〜40モル%共重合されたポリエチレンテレフタレート系樹脂、オレフィン系重合体ならびに相容化剤を上記の数式(1)および数式(2)を満足するように含有し、数式(3)を満足するように溶融混合して得られた実施例1〜4のポリエステル樹脂組成物から得られるフィルムは、耐過酸化水素性に優れていて、過酸化水素水中に浸漬しても膨潤(フィルム中への過酸化水素の取り込み)がなく、従って蒸留水中への過酸化水素の溶出がほとんどなく、安全性に優れていることがわかる。しかも、実施例1〜4のフィルムでは、オレンジジュースの香気成分の一種であるリモネンがフィルムに吸着または吸収されずにいつまでもオレンジジュース中に残存していて、オレンジジュースの香りが良好に保たれ、フレーバーバリヤー性が良好であること、適度なヒートシール温度を有し、取り扱い性およびヒートシール性に優れていることがわかる。
【0067】
それに対して、比較例1の結果から、ポリエステル樹脂の共重合成分としてナフタレンジカルボン酸ではなく、イソフタル酸を用いた場合には、過酸化水素の溶出量が大きく、安全性に劣っていることがわかる。
さらに、比較例2の結果から、上記した数式(1)におけるX+Yの値が100よりも大きく、また数式(3)におけるE/Fの値が1よりも大きくて本発明の範囲から外れる場合は、オレンジジュース中におけるリモネンの残存量が著しく低減しており、フレーバーバリヤー性に劣ることがわかる。
【0068】
〈実施例5〉
(1)実施例1の(4)で得られたポリエステル樹脂組成物のチップを用いて、温度280℃で溶融押出成形を行って厚さ20μmのフィルムを製造した。このフィルムを紙容器用の紙基材(厚さ200μm)に押出ラミネーションにより積層して積層体を製造した。この積層体を用いてポリエステル樹脂組成物フィルム層が内側になるようにして、常法に従って容器への成形(折り曲げおよびヒートシール;ヒートシール温度190℃)を行ってジュース用紙容器(内容量200ml)を製造した。
(2)上記(1)で得られた紙容器に75℃の35%過酸化水素水を充填し、30秒間放置して殺菌処理を行った後、紙容器から過酸化水素水を除去し、精製水で3回洗浄した(1回につき精製水200ml)。
(3)上記(2)で得られた紙容器内に予め殺菌処理を施しておいたオレンジジュースを充填し(180ml/1紙容器)、口を密封した。
(4)上記(3)で得られた紙容器入りのオレンジジュースを常温下に1カ月保存した後、開封して試飲したところ、香りおよび味ともに良好であった。
【0069】
【発明の効果】
本発明のポリエステル樹脂組成物およびそれよりなるフィルム等の成形品などの製品は、過酸化水素に対する耐性に優れており、過酸化水素で処理した場合に膨潤、気泡の発生、基材からの剥離などが生じない。そのため、本発明のポリエステル樹脂組成物やそれよりなるフィルム等の成形品などを食品に直接接触する包材、包装容器などに用いて過酸化水素で殺菌処理しても、殺菌処理後に過酸化水素が食品中に溶け出すなどの心配が無く、安全性に優れており、食品容器などの製品を製造する際の工程通過性や操作性などに優れている。
また、本発明のポリエステル樹脂組成物およびそれからなるフィルム等の成形品などの製品は、フレーバーバリヤー性やガスバリヤー性に優れているので、食品包材をはじめとして広範な分野で有効に使用することができる。
さらに、本発明のポリエステル樹脂組成物およびそれよりなるフィルム等の成形品などはヒートシール性、伸度や強度などの機械的特性に優れているので、取り扱い性、耐久性に優れている。
【発明の属する分野】
本発明はポリエステル樹脂組成物、該組成物を用いてなる成形品、包材、積層体および容器に関する。より詳細には、本発明は、ヒートシール性、過酸化水素に対する耐性、フレーバーバリヤー性、伸度や強度などの機械的特性に優れるポリエステル樹脂組成物およびそれよりなるフィルムなどに関するものであり、本発明のポリエステル樹脂組成物やフィルム等の成形品などは前記した特性を活かして、果汁飲料などの香気成分を含有する飲料容器の包材をはじめとして、種々の用途に有効に使用することができる。
【0002】
【従来の技術】
使用済みのプラスチック容器の処理が大きな社会問題となっており、かかる点からプラスチック容器に比べて焼却処理や再生処理が比較的簡単に行える紙容器に対する要望が高まっている。このことはジュース用容器などの飲料用容器の分野においても例外ではなく、例えばジュースなどの容器では樹脂フィルムで内面を被覆した紙容器が一般に広く用いられている。その場合に、紙容器の内面に被覆する樹脂フィルムとしては、オレフィン系樹脂が一般的に用いられているが、オレフィン系樹脂で内面を被覆した紙容器を果汁飲料のような香気成分を含有する飲料容器に使用すると、香りが失われたり味が変化するなどの問題が生ずることがある。
【0003】
そこで、オレフィン系樹脂に代えて、紙容器の内面に共重合単位を5〜20モル%程度含有する変性ポリエチレンテレフタレート層を有するポリエステル樹脂積層体を被覆することが提案されている(特開平3−133638号公報)。この場合には、ポリエステル樹脂が本来有するガスバリヤー性、フレーバーバリヤー性などの特性によって紙容器に充填された飲料などの香りや味はある程度良好に保たれる。しかし、上記した変性ポリエステル樹脂積層体からなる被覆層は、紙容器の製造工程において広く採用されている過酸化水素による殺菌処理を行うと、膨潤したり、該ポリエステル樹脂積層体被覆層中に気泡が生じたり、紙基材との間に剥離が生ずるなどのトラブルが生じ易く、それに伴って紙容器製造時の加工性、工程通過性などが著しく不良になるという欠点がある。しかも、膨潤したポリエステル樹脂積層体中に含まれる過酸化水素が紙容器に充填された内容物中に移行し、食品の品質や安全性の低下を招く恐れがあるなどの問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ポリエステル樹脂が本来有するガスバリヤー性やフレーバーバリヤー性などの特性を良好に保持しつつ、過酸化水素による殺菌処理を施したときにも、膨潤、気泡の発生、基材からの剥離などの問題が生じず、しかもヒートシール性に優れていて、紙などの基材に強固に且つ円滑に接着・積層させることができ、伸度などの機械的特性にも優れていて取り扱い性に優れるフィルムなどを得ることのできるポリエステル樹脂組成物を提供することである。
そして、本発明の目的は、上記したポリエステル樹脂組成物からなるフィルムなどの成形品や包材を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成すべく本発明者らが鋭意検討した結果、ナフタレンジカルボン酸を共重合させたポリエチレンテレフタレート系樹脂、チタン化合物、マンガン化合物および/またはコバルト化合物、オレフィン系重合体並びに相容化剤を特定の割合で含有し、且つ特定の要件を満足するようにしてそれらを溶融混合して得られるポリエステル樹脂組成物およびそれよりなるフィルム等の成形品などが、ポリエステル樹脂本来の良好なガスバリヤー性やフレーバーバリヤー性を有し、しかも過酸化水素による膨潤、気泡の発生、基材からの剥離などの欠点がほとんどなく、その上ヒートシール性、伸度などの機械的特性に優れていること、したがって該ポリエステル樹脂組成物またはそれよりなるフィルムを紙容器などの内面被覆材として用いると、果汁飲料やその他の食品に用いるのに適する包材や容器などが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0006】
すなわち本発明は、(i)(A)エチレングリコール単位を主体とするジオール単位およびテレフタル酸単位を主体とするジカルボン酸単位から主としてなり、かつナフタレンジカルボン酸単位を全構造単位の合計モル数に基づいて5〜40モル%含有するポリエステル樹脂;
(B)チタン化合物、マンガン化合物およびコバルト化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属化合物;
(C)オレフィン系重合体;並びに
(D)相容化剤;
を含有するポリエステル樹脂組成物であって;
(ii)ポリエステル樹脂100重量部に対して、金属化合物を金属原子換算で100〜1000ppm、オレフィン系重合体および相容化剤を下記の数式(1)および数式(2):
10≦X+Y≦100 (1)
1≦X/Y≦90 (2)
[式中、XおよびYはそれぞれポリエステル樹脂100重量部に対するオレフィン系重合体および相容化剤の含有量(重量部)を表す。]
を満足する割合で含有し;かつ
(iii)下記の数式(3):
E/F≦1 (3)
但し、E=η1(X+Y)/(η2X+η3Y)
F=100D2D3/D1(D3X+D2Y)
[式中、XおよびYは上記定義のとおりであり、η1、η2およびη3はポリエステル樹脂組成物を調製する際の溶融混合温度におけるポリエステル樹脂、オレフィン系重合体および相容化剤の溶融粘度(ポイズ)をそれぞれ表し、D1、D2およびD3はそれぞれポリエステル樹脂、ポリオレフィン系重合体および相容化剤の25℃における密度を表す。]
を満足するように溶融混合して得たものである;
ことを特徴とするポリエステル樹脂組成物である。
【0007】
そして、本発明は、上記のポリエステル樹脂組成物からなる成形品、特にフィルムであり、本発明のフィルムは食品に対して好ましく用いられる。
さらに、本発明は、上記のポリエステル樹脂組成物を用いてなる包材、上記のポリエステル樹脂組成物層および紙層を有する積層体、並びに上記のポリエステル樹脂組成物で内面を被覆した紙容器を包含する。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下に本発明について詳細に説明する。
本発明のポリエステル樹脂組成物の主要成分をなすポリエステル樹脂は、エチレングリコール単位を主体とするジオール単位およびテレフタル酸単位を主体とするジカルボン酸単位から主としてなり、かつナフタレンジカルボン酸単位を、ジオール単位とジカルボン酸単位の全構造単位の合計モル数に基づいて5〜40モル%含有する。ナフタレンジカルボン酸単位が5モル%に満たない場合にはポリエステル樹脂組成物のヒートシール性が不良になり、しかも過酸化水素による殺菌時の膨潤が大きくなる。一方、ポリエステル樹脂におけるナフタレンジカルボン酸単位の含有量が40モル%を越える場合にもヒートシール性が低下する。ヒートシール性を良好にし、過酸化水素による殺菌時の膨潤を抑制する観点から、ポリエステル樹脂におけるナフタレンジカルボン酸単位の含有量は7.5〜35モル%の範囲内であるのが好ましい。
【0009】
本発明におけるポリエステル樹脂は、ヒートシール性、ガスバリヤー性、フレーバーバリヤー性などの特性を損なわない範囲で上記した以外の構造単位を有していてもよい。そのような他の構造単位としては、例えばジエチレングリコール、1,4−ブタンジオール、ポリエチレングリコール(好ましくは分子量400〜30000)、1,4−シクロヘキサンジメタノールなどのジオールから誘導されるジオール単位;イソフタル酸、パラフェニレンジカルボン酸、スルホイソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、セバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸またはそれらのエステル形成性誘導体から誘導されるジカルボン酸単位を挙げることができ、ポリエステル樹脂は前記した他の構造単位の1種または2種以上を有することができる。一般に、ポリエステル樹脂中における上記した他の構造単位の割合は、ポリエステル樹脂の全構造単位の合計モル数に基づいて、約5モル%以下であるのが好ましい。
【0010】
また、本発明で用いるポリエステル樹脂の極限粘度(フェノール/テトラクロロエタンの等重量混合溶媒中30℃で測定)としては、フィルム成形性とフィルム強度の点から0.60〜1.50dl/gの範囲であるのが好ましい。
【0011】
本発明のポリエステル樹脂組成物は、第2の成分としてチタン化合物、マンガン化合物およびコバルト化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属化合物を含有する。チタン化合物としては、チタン酸テトライソプロピル、チタン酸テトラブチル、チタン酸テトラステアリル等のチタン酸エステルなどが挙げられ、マンガン化合物としては、ギ酸マンガン、酢酸マンガン、プロピオン酸マンガン等の脂肪酸のマンガン塩、塩化マンガン、臭化マンガン、沃化マンガン、フッ化マンガン等のマンガンのハロゲン化物、硫酸マンガン、硫化マンガン、酸化マンガン、水酸化マンガンなどが挙げられ、コバルト化合物としては、ギ酸コバルト、酢酸コバルト、プロピオン酸コバルト等の脂肪酸のコバルト塩、塩化コバルト、臭化コバルト、沃化コバルト、フッ化コバルト等のコバルトのハロゲン化物、硫酸コバルト、硫化コバルト、酸化コバルト、水酸化コバルトなどが挙げられる。これらのうちでも、過酸化水素による殺菌時のフィルムの膨潤をより効果的に抑制する観点から、酢酸マンガン、硫酸マンガン、チタン酸テトライソプロピル、酢酸コバルト、硫酸コバルトが好ましい。本発明のポリエステル樹脂組成物は、上記の金属化合物の1種のみを含有していても、2種以上を含有していてもよい。
【0012】
そして、上記の金属化合物の含有量は、ポリエステル樹脂100重量部に対して金属原子換算で100〜1000ppmの範囲内である。該含有量が100ppm未満の場合には、過酸化水素による殺菌時の膨潤が大きくなる傾向があり、1000ppmを越える場合には、ポリエステル樹脂組成物を溶融成形する際にポリエステル樹脂が分解し、フィルム強度が低下するなどの問題を生ずる。過酸化水素による殺菌時の膨潤を抑制し、溶融成形時のポリエステル樹脂の分解によるフィルム強度の低下を抑制する観点から、金属化合物の合計含有量はポリエステル樹脂100重量部に対して金属原子換算で150〜800ppmの範囲であるのが好ましい。
【0013】
また、本発明のポリエステル樹脂組成物は、第3の成分としてオレフィン系重合体を含有する。オレフィン系重合体としては、フィルムの強度および伸度、過酸化水素による殺菌時のフィルムの膨潤の抑制などの点からエチレン系重合体が好ましく用いられ、その例としては、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体などを挙げることができる。その中でも、高密度ポリエチレンがフィルム成形時の膜切れを抑制する点から、より好ましく用いられる。また、限定されるものではないが、本発明ではオレフィン系重合体として、そのメルトフローレイト(MFR)が約1〜3g/10分のものを使用するのがフィルム成形時のネックインを抑制する点から好ましい。
【0014】
そして、本発明のポリエステル樹脂組成物は、第4の成分として、相容化剤を含有する。相容化剤は、ポリエステル樹脂組成物中で、マトリックス相を形成するポリエステル樹脂中にオレフィン系重合体からなる分散相を微分散させ、且つポリエステル樹脂相とオレフィン系重合体相の界面接着性を向上させる目的で用いられる。相容化剤としては、ポリエステル樹脂に対して親和性を有する構造部分とオレフィン系重合体に対して親和性を有する構造部分を分子中に有する高分子物質が好ましく用いられ、例えば、ポリエステル樹脂に対して親和性を有する高分子部分とオレフィン系重合体に対して親和性を有する高分子部分を分子中に有するブロック共重合体やグラフト共重合体、ポリエステル樹脂中の末端水酸基および/または末端カルボキシル基と反応性の基を分子中に有し且つオレフィン系重合体との親和性の高い高分子物質が好ましく用いられる。
【0015】
その中でも、相容化剤としては、(イ)エチレン/(メタ)アクリル酸共重合体、(ロ)エチレン/(メタ)アクリル酸共重合体の金属イオン架橋構造体(イオノマー)、(ハ)カルボキシル基またはその誘導体基を有するスチレン/エチレン/ブタジエン共重合体ブロックとスチレン系重合体ブロックとからなるブロック共重合体、(ニ)カルボキシル基またはその誘導体基を有するオレフィン系重合体ブロックとスチレン系重合体ブロックとからなるブロック共重合体などの重合体が特に好ましく用いられ、本発明のポリエステル樹脂組成物はこれらの重合体相容化剤の1種または2種以上を含有することができる。
【0016】
相容化剤として挙げた上記(イ)のエチレン/(メタ)アクリル酸共重合体としては、エチレン/アクリル酸共重合体が好ましく、その場合にはアクリル酸の共重合量が4〜15重量%であるのが、ポリエステル樹脂組成物およびそれから得られる成形品などの機械的物性が良好になるのでより好ましい。アクリル酸の共重合量が4重量%未満であると、ポリエステル樹脂相およびオレフィン系重合体相の両方と十分な親和性を示さず、ポリエステル樹脂組成物およびそれから形成される成形品などの機械的物性などが低下したものとなり易い。一方、エチレン/アクリル酸共重合体におけるアクリル酸の共重合量が15重量%を越えると、ポリエステル樹脂組成物中にゲル状物が発生する場合がある。
【0017】
また、相容化剤として挙げた上記(ロ)のエチレン/(メタ)アクリル酸共重合体の金属イオン架橋構造体(イオノマー)としては、エチレン/メタクリル酸共重合体のナトリウムイオン架橋構造体または亜鉛イオン架橋構造体が好ましく用いられ、その場合には該イオノマー中のメタクリル酸の共重合量が5〜15重量%であるのが、ポリエステル樹脂組成物およびそれから得られる成形品などの機械的特性、ゲル状物の発生防止などの点から好ましい。
【0018】
また、相容化剤として挙げたカルボキシル基またはその誘導体基を有する(ハ)および(ニ)のブロック共重合体は、スチレン/エチレン/ブタジエン共重合体ブロックとスチレン系重合体ブロックとからなるブロック共重合体、またはオレフィン系重合体ブロックとスチレン系重合体ブロックとからなるブロック共重合体を、無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸イミドなどのカルボン酸またはその誘導体を用いて変性したものであり、そのうちでも無水マレイン酸で変性した前記ブロック共重合体が好ましく用いられる。その場合に、ブロック共重合体における無水マレイン酸による変性量は、ブロック共重合体の全重量に基づいて0.5〜3重量%であるのが、ポリエステル樹脂組成物およびそれから得られる成形品などの機械的物性、ゲル状物の発生防止などの点から好ましい。
【0019】
また、本発明で用いる上記したような重合体相容化剤は、メルトフローレイト(MFR)が約1〜3g/10分であるのがフィルム強度の点から好ましい。
【0020】
そして、本発明のポリエステル樹脂組成物は、上記したポリエステル樹脂、オレフィン系重合体および相容化剤を下記の数式(1)および数式(2)を満足する割合で含有することが必要である。
10≦X+Y≦100 (1)
1≦X/Y≦90 (2)
[式中、XおよびYはそれぞれポリエステル樹脂100重量部に対するオレフィン系重合体および相容化剤の含有量(重量部)を表す。]
【0021】
ポリエステル樹脂組成物におけるオレフィン系重合体および相容化剤の合計含有量(X+Y)が、ポリエステル樹脂100重量部に対して10重量部未満であって上記の数式(1)から外れる場合には、過酸化水素に晒された時にポリエステル樹脂組成物およびそれよりなるフィルム等の成形品などに過酸化水素が吸収されて、膨潤、気泡の発生、紙等の基材からの剥離などが生ずる。一方、ポリエステル樹脂組成物におけるオレフィン系重合体および相容化剤の合計含有量(X+Y)が、ポリエステル樹脂100重量部に対して100重量部を越えていてやはり上記の数式(1)から外れる場合には、ポリエステル樹脂組成物およびそれよりなるフィルム等の成形品などのガスバリヤー性、フレーバーバリヤー性が損なわれる。本発明のポリエステル樹脂組成物では、ポリエステル樹脂100重量部に対して、オレフィン系重合体および相容化剤の合計含有量が30〜70重量部であるのが、過酸化水素に対する耐性(以下「耐過酸化水素性」ということがある)を良好にして、膨潤、気泡の発生、基材からの剥離などを効果的に防止でき、且つガスバリヤー性およびフレーバーバリヤー性を一層良好なものにできる点からより好ましい。
【0022】
また、ポリエステル樹脂組成物におけるオレフィン系重合体と相容化剤の含有比率(X/Y)が上記の数式(2)から外れて1未満であると、ポリエステル樹脂組成物中における相容化剤の含有量が高くなり過ぎてゲル状物を発生する。一方、ポリエステル樹脂組成物中におけるオレフィン系重合体と相容化剤の比率(X/Y)が上記の数式(2)から外れて90よりも大きいと、ポリエステル樹脂組成物中における相容化剤の含有率が低くなり過ぎて、ポリエステル樹脂相とオレフィン系重合体相との間の相容化が達成されなくなり、ポリエステル樹脂組成物およびそれからなる成形品などの物性、例えば強度、伸度などの機械的特性が損なわれる。本発明のポリエステル樹脂組成物では前記の比率(X/Y)が1〜40の範囲であるのがより好ましい。
【0023】
さらに、本発明のポリエステル樹脂組成物は、上記した要件と共に、ポリエステル樹脂、オレフィン系重合体および相容化剤を下記数式(3):
E/F≦1 (3)
但し、E=η1(X+Y)/(η2X+η3Y)
F=100D2D3/D1(D3X+D2Y)
[式中、XおよびYは上記定義のとおりであり、η1、η2およびη3はポリエステル樹脂組成物を調製する際の溶融混合温度におけるポリエステル樹脂、オレフィン系重合体および相容化剤の溶融粘度(ポイズ)をそれぞれ表し、D1、D2およびD3はそれぞれポリエステル樹脂、ポリオレフィン系重合体および相容化剤の25℃における密度を表す。]
を満足するように溶融混合して得たものであることが必要である。そのためには、例えば、ポリエステル樹脂、オレフィン系重合体および相容化剤の混合量の調整、適合する密度を有する前記3つの成分(重合体)の選択、実際に採用される溶融混合温度において上記の数式(3)を満たし得る粘度を示す各成分の選択、ポリエステル樹脂組成物を形成するための溶融混合温度などを適当なものとすることが必要であり、前記した点を考慮しながら適当な重合体を選択し、適当な溶融混合条件を採用することによって、上記の数式(3)を満たす本発明のポリエステル樹脂組成物を得ることができる。
【0024】
上記したE/Fの値が1よりも大きくて数式(3)を満たしていないポリエステル樹脂組成物およびそれから得られるフィルム等の成形品などは、たとえポリエステル樹脂組成物が溶融混合により調製されたものであっても、フレーバーバリヤー性が低いものとなる。その理由は明確ではないが、E/Fの値が1よりも大きいとポリエステル樹脂組成物中でポリエステル樹脂がマトリックスを形成せず、オレフィン系重合体および/または相容化剤がマトリックスを形成することになってポリエステル樹脂が本来有しているフレーバーバリヤー性が発揮されないことによるものと推定される。上記したE/Fの値が小さいほど、ポリエステル樹脂組成物およびそれからなるフィルム等の成形品などのフレーバーバリヤー性は良好になるが、一方でE/Fの値があまりに小さ過ぎると、耐過酸化水素性が低下するなどの問題が生ずる傾向にあるので、E/Fの値は0.1〜1の範囲内であるのが好ましい。
【0025】
また、本発明のポリエステル樹脂組成物においては、上記した成分に加えて炭素数1〜15の脂肪族カルボン酸のアルカリ金属塩を含有させると、過酸化水素による殺菌時の膨潤をより効果的に抑制することができる。炭素数1〜15の脂肪族カルボン酸のアルカリ金属塩としては、ギ酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、プロピオン酸ナトリウム、プロピオン酸カリウム、酪酸ナトリウム、酪酸カリウム、吉草酸ナトリウム、吉草酸カリウム、カプロン酸ナトリウム、カプロン酸カリウム、カプリン酸ナトリウム、カプリン酸カリウム、ラウリン酸ナトリウム、ラウリン酸カリウム、ミスチリン酸ナトリウム、ミスチリン酸カリウム等が挙げられ、フィルム等の成形品の機械的強度の観点から、酢酸ナトリウム、酢酸カリウムが好ましい。炭素数1〜15の脂肪族カルボン酸のアルカリ金属塩の含有量としては、ポリエステル樹脂100重量部に対してアルカリ金属原子換算で100〜10000ppmの範囲内であるのが好ましく、1500〜8000ppmの範囲内であるのがより好ましい。
【0026】
本発明におけるポリエステル樹脂は、テレフタル酸またはその低級アルキルエステルからなるジカルボン酸成分と、エチレングリコールを主体とするジオール成分とからなるポリエステル樹脂形成用原料であって、ナフタレンジカルボン酸またはそのエステル形成性誘導体をポリエステル樹脂中のナフタレンジカルボン酸単位の共重合割合が上記した5〜40モル%になるような割合で含有するポリエステル樹脂形成用原料を用いて、エステル化反応またはエステル交換反応を行って低重合体を製造した後、この低重合体を溶融重縮合させてポリエステルを製造し、それをさらに所望により固相重合することによって製造することができる。
【0027】
限定されるものではないが、ポリエステル樹脂を得るための好ましい方法をより具体的に説明すると、上記した低重合体をエステル化反応によって製造する場合は、上記したポリエステル樹脂形成用原料を、常圧または絶対圧で3kg/cm2以下の加圧下に約230〜280℃の温度でエステル化反応させるとよい。その場合に、ジカルボン酸成分とジオール成分の使用割合は、1:1〜1:1.5のモル比とするのが好ましい。また、エステル交換反応によって低重合体を製造する場合は、上記したポリエステル樹脂形成用原料をエステル交換反応触媒の存在下、常圧またはその付近の圧力条件下に170〜220℃の温度でエステル交換反応させるとよい。その場合のジカルボン酸ジエステル成分:ジオール成分の使用割合は、1:1〜1:3のモル比とするのが好ましい。使用するエステル交換反応触媒としては、本発明のポリエステル樹脂組成物が含有する金属化合物として先に例示したチタン化合物、マンガン化合物およびコバルト化合物と同様のものが挙げられる。
【0028】
また、低重合体からポリエステルを得るための上記した溶融重縮合は、通常、二酸化ゲルマニウム、三酸化アンチモンなどの重縮合触媒の存在下に約260〜290℃の温度で行うことができる。その場合に、三酸化アンチモンを500〜3000ppmの範囲の量で用いてこの重縮合反応を行うと、過酸化水素で処理したときに気泡の発生のほとんどないポリエステルを得ることができるので好ましい。また、上記の溶融重縮合反応を、リン酸、亜リン酸、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリフェニルホスフェートなどのリン化合物をリン原子換算で50〜100ppm程度添加して行うと、得られるポリエステルの熱分解による着色や溶融成形時の分子量低下を防止したり、耐過酸化水素性を向上させることができるので好ましい。このような溶融重縮合によって通常、極限粘度0.50〜0.80dl/gのポリエステルが得られる。
【0029】
また、上記したエステル化反応、エステル交換反応、重縮合反応は、必要に応じて、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、トリエタノールアミン、トリエチルアミンなどのジエチレングリコール副生抑制剤を添加して行ってもよい。
【0030】
上記の溶融重縮合反応により得られたポリエステルは、一般にチップやペレットの形状にし、所望により190℃以下の温度で予備結晶化した後、固相重合に付すことができる。固相重合は、通常、減圧下または窒素ガスなどの不活性ガスの流通下にチップ(ペレット)同士が融着しないように流動させながら約190〜240℃に加熱して行われる。得られるポリエステル樹脂の機械的特性および溶融成形時の粘度などを考慮すると、最終的に得られるポリエステル樹脂の極限粘度(フェノール/テトラクロロエタン等重量混合溶媒中30℃で測定)が約0.60〜1.50dl/gの範囲になるようにして固相重合を行うのが好ましい。
そして、上記した一連の工程を行うことによって、本発明において好ましく用いられるポリエステル樹脂を得ることができる。
【0031】
また、オレフィン系重合体および相容化剤としては、ポリエステル樹脂と所定の温度で溶融混合した時に、上記した数式(3)を満足するポリエステル樹脂組成物が与えるものを、市販されているものなどの内から選んで使用するとよい。
【0032】
本発明のポリエステル樹脂組成物の調製法としては、得られるポリエステル樹脂組成物中でポリエステル樹脂相がマトリックスを形成し、そのマトリックス中にオレフィン系重合体相が相容化剤の相容化作用によって均一に且つ微細に分散しているようにするために、上記した数式(3)を満足するような条件下に上記した成分を溶融混合することが必要である。そして、そのための溶融混合方法としては、例えば、ポリエステル樹脂を重合槽中で製造した後に、その重合槽内にオレフィン系重合体および相容化剤を加えて溶融混合してもよいが、生産性や均一性などの点を考慮すると押出機などの混練装置を用いるのが好ましい。その際の溶融混練温度は、物性の良好なポリエステル樹脂組成物が得られる点から220〜300℃程度であるのが好ましく、240〜280℃の範囲であるのがより好ましい。ポリエステル樹脂組成物を調製する際の溶融混合温度が220℃未満であると、相容化剤中の官能基とポリエステル樹脂の末端水酸基やカルボキシル基などの反応が充分に行われなくなって、強度や伸度等の機械的物性に優れるポリエステル樹脂組成物や成形品などが得られにくくなり、一方、300℃を越える場合には、重合体の熱分解が著しくなって、やはりポリエステル樹脂組成物やそれからなる成形品などの強度や伸度等の機械的物性が低下し易くなる。
【0033】
また、上記した金属化合物の分散方法に特に制限はなく、金属化合物は、ポリエステル樹脂、オレフィン系重合体および相容化剤の溶融混練前、溶融混練中、溶融混合後の何れの時期に添加してもよいし、ポリエステル樹脂の製造中に金属化合物を添加して、ポリエステル樹脂と金属化合物との組成物を調製し、該組成物をオレフィン系重合体および相容化剤と溶融混合する方法の何れを採用してもよい。
【0034】
本発明のポリエステル樹脂組成物の形態は特に制限されないが、ペレットやチップなどの形態にしておくと各種の成形に便利に使用することができる。
【0035】
本発明のポリエステル樹脂組成物は、本発明の目的を損なわない範囲で、その用途などに応じて従来公知の各種添加剤を含有してもよく、該添加剤の例としては、加水分解防止剤、着色剤、難燃剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、滑剤などを挙げることができる。ただし、本発明のポリエステル樹脂組成物を食品用紙容器の内面被覆材のような食品と直接接触して用いる場合は、安全性を十分考慮して添加剤の種類を選択する必要がある。
【0036】
本発明のポリエステル樹脂組成物は加熱溶融して、例えば、フィルム、シート、板状体、管状体、中空成形品、型成形品、積層体などの種々の成形品にすることができる。その際の成形法としては熱可塑性樹脂の成形に用いられる成形法のいずれもが使用でき、例えば押出成形法、流延成形法、押出ブロー成形法、射出成形法、射出ブロー成形法、カレンダー成形法、プレス成形法、各種の積層成形法などによって成形することができる。
【0037】
そのうちでも、本発明のポリエステル樹脂組成物はその良好なガスバリヤー性、フレーバーバリヤー性、ヒートシール性、耐過酸化水素性、機械的特性などを活かして、包装用フィルムやシート、ボトルやその他の形状の包装容器などとして特に有効に使用することができ、特に食品包装用のフィルム、シート容器などとして適している。本発明のポリエステル樹脂組成物からフィルムやシートを形成する場合は、その厚さは特に制限されず、用途などに応じて適宜設定できるが、一般に約0.005〜1mm程度の厚さにしておくのがよい。
【0038】
本発明のポリエステル樹脂組成物からフィルムまたはシートを形成する場合は、熱可塑性樹脂を用いる従来既知のフィルムまたはシートの製造法のいずれもが採用でき、例えばTダイによる押出成形法、環状ダイから押出された筒状体内に流体を導入しながら成形を行うインフレーション押出成形法、流延成形法、カレンダー成形法、プレス成形法などを挙げることができる。そのうちでも、フィルムを工業的に大量に製造するためには、成形が容易であること、製品ロスが少ないこと、製造コストが低いことなどの理由から、押出成形法が好ましく用いられ、特にインフレーション押出成形法が好ましく用いられる。そして、インフレーション押出成形法によってフィルムを製造する場合に、環状ダイから押出された筒状体内に導入する流体の圧力や量、押出されたフィルムの引き取り速度などを調節することによって、必要に応じて、延伸されたフィルムをインフレーション押出成形と同時に得ることができる。
【0039】
また、本発明のポリエステル樹脂組成物よりなるフィルムやシートは、他の基材と2層または3層以上の積層体の形態にしてもよく、その場合の他の基材としては、例えば、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン類、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、上記した以外のポリエステル、エチレン−ビニルアルコール共重合体などのような熱可塑性重合体、紙、布帛、金属箔などを挙げることができ、これらの基材の1種または2種以上を用いることができる。その場合に、積層体の製造法も特に制限されず、例えば、押出ラミネート法、ドライラミネート法、ウエットラミネート法、ホットメルトラミネート法などの従来既知の積層法を採用すればよい。
【0040】
特に、紙材上に本発明のポリエステル樹脂組成物よりなるフィルム層を積層してなる積層体は、果汁飲料やその他の飲料用の紙容器材料として有効に使用することができ、本発明のポリエステル樹脂組成物よりなるフィルム層を内面に有する紙容器は、過酸化水素で殺菌処理した場合にも、膨潤、ポリエステル樹脂組成物中での気泡の発生、紙基材とポリエステル樹脂組成物との間の剥離が生じず、しかも紙容器内に充填された飲料の香りや味を長期にわたって、安全に且つ良好に保つことができる。
【0041】
【実施例】
以下に本発明を実施例などにより具体的に説明するが、本発明はそれにより何ら限定されない。以下の例において、ポリエステル樹脂の固有粘度、各重合体の溶融粘度、並びにポリエステル樹脂組成物より得られたフィルムの過酸化水素による膨潤性、フレーバーバリヤー性、ヒートシール性および伸度は次のようにして測定または評価した。
【0042】
1.ポリエステル樹脂の固有粘度
フェノール/テトラクロロエタン等重量混合溶媒中、30℃でウベローデ粘度計(林製作所製「HRK−3型」)を用いて測定した。
【0043】
2.各重合体の溶融粘度
各重合体を280℃に加熱して溶融し、キャピログラフ(東洋精機製作所製「キャピログラフ1C型」)を用いて測定した。
【0044】
3.フィルムの過酸化水素による膨潤性
以下の実施例または比較例のポリエステル樹脂組成物を用いて、温度280℃、プレス圧力100Kg/cm2の条件下にプレス成形して厚さ100μmのフィルムを製造し、そのフィルムから縦×横=100mm×100mmの寸法の試験片を切り取り、それを35%過酸化水素中に90℃の温度に60秒間浸漬し、それを温度25℃の蒸留水400ml中に1時間浸漬して、蒸留水中に溶出した過酸化水素の濃度を試験紙を用いて測定して、過酸化水素による膨潤性の指標とした。
【0045】
4.フィルムのフレーバーバリヤー性
以下の実施例または比較例のポリエステル樹脂組成物を用いて、温度280℃、プレス圧力100Kg/cm2の条件下にプレス成形して厚さ500μmのフィルムを製造し、そのフィルムから縦×横=20mm×50mmの寸法の試験片を切り取り、それをオレンジジュース(愛媛みかん「POMストレートジュース」)50ml中に25℃の温度に12日間浸漬した後、オレンジジュースからフィルムを取り出し、オレンジジュース中に残存していたリモネン量を臭素化滴定法により定量してフレーバーバリヤー性の指標とした。
【0046】
5.フィルムのヒートシール性
以下の実施例または比較例のポリエステル樹脂組成物を用いて、温度280℃プレス圧力100Kg/cm2の条件下にプレス成形して厚さ100μmのフィルムを製造し、そのフィルムから縦×横=50mm×50mmの寸法の試験片を2枚切り取り、シール圧1.2Kg/cm2、シール時間1.4秒の条件下にヒートシール装置「YSS式ヒートシーラー」(安田精機製作所製)を用いてヒートシールを行い、ヒートシールが可能な下限温度を求めることによって、ヒートシール性の指標とした。
【0047】
6.フィルムの伸度
以下の実施例または比較例のポリエステル樹脂組成物を用いて、温度280℃、プレス圧力100Kg/cm2の条件下にプレス成形して厚さ100μmのフィルムを製造し、そのフィルムから縦×横=80mm×15mmの寸法の試験片を切り取り、ASTM D882に従ってその伸度を測定した。
【0048】
〈実施例1〉
(1)エチレングリコール62.3重量部、テレフタル酸ジメチルエステル44.3重量部および2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチルエステル55.7重量部からなるスラリー(ジオール成分:ジカルボン酸ジメチルエステルのモル比=2.25:1)を用いて、酢酸マンガン4水塩2000ppm(マンガン原子換算:448ppm)の存在下に、170℃の温度から220℃の温度にまで2時間30分かけて徐々に昇温してエステル交換反応を行って低重合体と酢酸マンガン4水塩からなる組成物を製造した。次に、触媒として三酸化アンチモン2000ppmを加えて絶対圧1トールの減圧下、280℃の温度で上記の低重合体を含む組成物を重縮合し、極限粘度0.75dl/gのポリエステル樹脂と酢酸マンガン4水塩からなる組成物を調製した。この組成物をノズルからストランド状に押出し、円柱状チップを製造した。
なお、このポリエステル樹脂の280℃における溶融粘度(η1)および25℃における密度(D1)は下記の表1に示すとおりであった。
【0049】
(2)上記(1)とは別に、二軸押出機(φ=30mm;日本製鋼所製「TEX30SS CRW−2V」)に高密度ポリエチレン(東ソー社製「ニポロンハード5700」;メルトフローレイト1g/10分)を45重量部、およびエチレン/アクリル酸共重合体(三菱化学製「ユカロンEAA A201K」;メルトフローレイト5g/10分;アクリル酸含量7.0wt%)を5重量部の割合で供給して、200℃で溶融混練してストランド状に押出した後切断して、両重合体よりなるブレンドチップを製造した。
なお、ここで用いた高密度ポリエチレンおよびエチレン/アクリル酸共重合体の280℃における溶融粘度(η2)、(η3)および25℃における密度(D2)、(D3)を測定したところ、下記の表1に示すとおりであった。
【0050】
(3)上記(2)で使用したのと同様の二軸押出機に、上記(1)で得られたチップを100重量部および上記(2)で得られたブレンドチップを50重量部の割合で供給して、280℃で溶融混練した後押出し、切断して、ナフタレンジカルボン酸単位の共重合されたポリエチレンテレフタレート樹脂、酢酸マンガン4水塩、高密度ポリエチレンおよびエチレン/アクリル酸共重合体を含むポリエステル樹脂組成物のチップを製造した。
(4)上記(3)で得られたチップを90℃で16時間加熱真空乾燥した後に、それを用いて、上記した各試験法に従って、280℃でプレス成形して厚さが100μmおよび500μmのフィルムをそれぞれ製造し、それを用いて上記した方法でフィルムの過酸化水素による膨潤性、フレーバーバリヤー性、ヒートシール性および伸度の測定または評価を行ったところ、下記の表1に示すとおりであった。
【0051】
〈実施例2〉
(1)エチレングリコール68.3重量部、テレフタル酸ジメチルエステル71.3重量部、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチルエステル29.8重量部および酢酸ナトリウム20000ppm(ナトリウム原子換算:5610ppm)からなるスラリー(ジオール成分:ジカルボン酸ジメチルエステルのモル比=2.25:1)を用いて、チタン酸テトライソプロピル3000ppm(チタン原子換算:506ppm)の存在下に、170℃の温度から220℃の温度にまで2時間30分かけて徐々に昇温してエステル交換反応を行って低重合体、チタン酸テトライソプロピルおよび酢酸ナトリウムからなる組成物を製造した。次に、絶対圧1トールの減圧下、280℃の温度で上記の低重合体を含む組成物を重縮合し、極限粘度0.68dl/gのポリエステル樹脂、チタン酸テトライソプロピルおよび酢酸ナトリウムからなる組成物を調製した。この組成物をノズルからストランド状に押し出し、円柱状チップを製造した。
なお、このポリエステル樹脂の280℃における溶融粘度(η1)および25℃における密度(D1)は下記の表1に示すとおりであった。
【0052】
(2)上記(1)とは別に実施例1の(2)で使用したのと同じ二軸押出機に、低密度ポリエチレン(三井石油化学工業社製「ミラソンF9673P」;メルトフローレイト1.1g/10分)を32重量部、および無水マレイン酸で変性したスチレン/エチレン/ブタジエン共重合体ブロックとスチレン重合体ブロックとからなるブロック共重合体(旭化成社製「タフテックM1913」;メルトフローレイト1g/10分)を8重量部の割合で供給して、200℃で溶融混練してストランド状に押し出し、切断して円柱状チップを製造した。
なお、ここで用いた低密度ポリエチレンおよびブロック共重合体の280℃における溶融粘度(η2)、(η3)および25℃における密度(D2)、(D3)を測定したところ、下記の表1に示すとおりであった。
【0053】
(3)上記(2)で使用したのと同様の二軸押出機に、上記(1)で得られたチップを100重量部および上記(2)で得られたブレンドチップを40重量部の割合で供給して、280℃で溶融混練した後押出し、切断して、ナフタレンジカルボン酸単位の共重合されたポリエチレンテレフタレート樹脂、チタン酸テトライソプロピル、酢酸ナトリウム、低密度ポリエチレンおよび無水マレイン酸で変性したスチレン/エチレン/ブタジエン共重合体ブロックとスチレン重合体ブロックとからなるブロック共重合体を含むポリエステル樹脂組成物のチップを製造した。
(4)上記(3)で得られたチップを90℃で16時間加熱乾燥した後に、それを用いて、上記した各試験法に従って、280℃でプレス成形して厚さが100μmおよび500μmのフィルムをそれぞれ製造し、それを用いて上記した方法でフィルムの過酸化水素による膨潤性、フレーバーバリヤー性、ヒートシール性および伸度の測定または評価を行ったところ、下記の表1に示すとおりであった。
【0054】
〈実施例3〉
(1)エチレングリコール62.9重量部、テレフタル酸ジメチルエステル35.0重量部、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチルエステル66.0重量部からなるスラリー(ジオール成分:ジカルボン酸ジメチルエステルのモル比=2.25:1)を用いて、酢酸コバルト1500ppm(コバルト原子換算:356ppm)の存在下に、170℃の温度から220℃の温度にまで2時間30分かけて徐々に昇温してエステル交換反応を行って低重合体、酢酸コバルトからなる組成物を製造した。次に、絶対圧1トールの減圧下、280℃の温度で上記の低重合体を重縮合し、極限粘度0.60dl/gのポリエステル樹脂、酢酸コバルトからなる組成物を調製した。この組成物をノズルからストランド状に押出し、円柱状チップを製造した。
なお、このポリエステル樹脂の280℃における溶融粘度(η1)および25℃における密度(D1)は下記の表1に示すとおりであった。
【0055】
(2)上記(1)とは別に実施例1の(2)で使用したのと同じ二軸押出機に、直鎖状低密度ポリエチレン(出光石油化学社製「出光ポリエチレン−L0134N」;メルトフローレイト1g/10分)を60重量部、およびエチレン/メタクリル酸共重合体の亜鉛イオン架橋構造体(三井・デュポンポリケミカル社製「ハイミラン1705」;メルトフローレイト5g/10分)を10重量部の割合で供給して、200℃で溶融混練してストランド状に押し出し、切断して円柱状チップを製造した。
なお、ここで用いた直鎖状低密度ポリエチレンおよびブロック共重合体の280℃における溶融粘度(η2)、(η3)および25℃における密度(D2)、(D3)を測定したところ、下記の表1に示すとおりであった。
【0056】
(3)上記(2)で使用したのと同様の二軸押出機に、上記(1)で得られたチップを100重量部および上記(2)で得られたブレンドチップを70重量部の割合で供給して、280℃で溶融混練した後押出し、切断して、ナフタレンジカルボン酸単位の共重合されたポリエチレンテレフタレート樹脂、酢酸コバルト、低密度ポリエチレンおよび無水マレイン酸で変性したスチレン/エチレン/ブタジエン共重合体ブロックとスチレン重合体ブロックよりなるブロック共重合体を含むポリエステル樹脂組成物のチップを製造した。
(4)上記(3)で得られたチップを90℃で16時間加熱乾燥した後に、それを用いて、上記した各試験法に従って、280℃でプレス成形して厚さが100μmおよび500μmのフィルムをそれぞれ製造し、それを用いて上記した方法でフィルムの過酸化水素による膨潤性、フレーバーバリヤー性、ヒートシール性および伸度の測定または評価を行ったところ、下記の表1に示すとおりであった。
【0057】
〈実施例4〉
(1)エチレングリコール61.5重量部、テレフタル酸ジメチルエステル25.7重量部および2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチルエステル75.3重量部からなるスラリー(ジオール成分:ジカルボン酸ジメチルエステルのモル比=2.25:1)を用いて、酢酸マンガン4水塩500ppm(マンガン原子換算:112ppm)、酢酸コバルト4水塩500ppm(コバルト原子換算:119ppm)の存在下に、170℃の温度から220℃の温度にまで2時間30分かけて徐々に昇温してエステル交換反応を行って低重合体と酢酸マンガン4水塩、酢酸コバルト4水塩からなる組成物を製造した。次に、触媒として三酸化アンチモン2000ppmを加えて絶対圧1トールの減圧下、280℃の温度で上記の低重合体を重縮合し、極限粘度0.55dl/gのポリエステル樹脂と酢酸マンガン4水塩、酢酸コバルト4水塩からなる組成物を調製した。この組成物をノズルからストランド状に押し出し、円柱状チップを製造した。
なお、このポリエステル樹脂の280℃における溶融粘度(η1)および25℃における密度(D1)は下記の表1に示すとおりであった。
【0058】
(2)上記(1)とは別に、二軸押出機(φ=30mm;日本製鋼所製「TEX30SS CRW−2V」)に高密度ポリエチレン(東ソー社製「ニポロンハード5700」;メルトフローレイト1g/10分)を70重量部、およびエチレン/アクリル酸共重合体(三菱化学製「ユカロンEAA A201K」;メルトフローレイト5g/10分;アクリル酸含量7.0wt%)を15重量部の割合で供給して、200℃で溶融混練してストランド状に押出した後切断して、両重合体よりなるブレンドチップを製造した。
なお、ここで用いた高密度ポリエチレンおよびエチレン/アクリル酸共重合体の280℃における溶融粘度(η2)、(η3)および25℃における密度(D2)、(D3)を測定したところ、下記表1に示すとおりであった。
【0059】
(3)上記(2)で使用したのと同様の二軸押出機に、上記(1)で得られたチップを100重量部および上記(2)で得られたブレンドチップを85重量部の割合で供給して、280℃で溶融混練した後押出し、切断して、ナフタレンジカルボン酸単位の共重合されたポリエチレンテレフタレート樹脂、酢酸マンガン4水塩、酢酸コバルト4水塩、高密度ポリエチレンおよびエチレン/アクリル酸共重合体を含むポリエステル樹脂組成物のチップを製造した。
(4)上記(3)で得られたチップを90℃で16時間真空乾燥した後に、それを用いて、上記した各試験法に従って、280℃でプレス成形して厚さが100μmおよび500μmのフィルムをそれぞれ製造し、それを用いて上記した方法でフィルムの過酸化水素による膨潤性、フレーバーバリヤー性、ヒートシール性および伸度の測定または評価を行ったところ、下記の表1に示すとおりであった。
【0060】
〈比較例1〉
(1)エチレングリコール72.6重量部、テレフタル酸ジメチルエステル70.0重量部およびイソフタル酸ジメチルエステル30.0重量部からなるスラリー(ジオール成分:ジカルボン酸ジメチルエステルのモル比=2.25:1)を用いて、酢酸マンガン4水塩2000ppm(マンガン原子換算:448ppm)の存在下に、170℃の温度から220℃の温度にまで2時間30分かけて徐々に昇温してエステル交換反応を行って低重合体および酢酸マンガン4水塩からなる組成物を製造した。次に、触媒として三酸化アンチモン2000ppmを加えて絶対圧1トールの減圧下、280℃の温度で上記の低重合体を含む組成物を重縮合し、極限粘度0.68dl/gのポリエステル樹脂および酢酸マンガン4水塩からなる組成物を調製した。この重合体をノズルからストランド状に押し出し、円柱状チップを製造した。
なお、このポリエステル樹脂の280℃における溶融粘度(η1)および25℃における密度(D1)は下記の表2に示すとおりであった。
【0061】
(2)実施例1で使用したのと同じ二軸押出機に、実施例1の(2)で使用したのと同じ高密度ポリエチレンを45重量部、および実施例1の(2)で使用したのと同じエチレン/アクリル酸共重合体を5重量部の割合で供給して、200℃で溶融混練してストランド状に押し出し、切断して円柱状チップを製造した。
(3)実施例1で使用したのと同じ二軸押出機に、上記(1)で得られたチップを100重量部および上記(2)で得られたブレンドチップを50重量部の割合で供給し、280℃で溶融混練した後押出し、切断して、イソフタル酸単位の共重合されたポリエチレンテレフタレート樹脂、酢酸マンガン4水塩、高密度ポリエチレンおよびエチレン/アクリル酸共重合体を含むポリエステル樹脂組成物のチップを製造した。
(4)上記(2)で得られたチップを90℃で16時間加熱乾燥した後に、それを用いて、上記した各試験法に従って、280℃でプレス成形して厚さが100μmおよび500μmのフィルムをそれぞれ製造し、それを用いて上記した方法でフィルムの過酸化水素による膨潤性、フレーバーバリヤー性、ヒートシール性および伸度の測定または評価を行ったところ、下記の表2に示すとおりであった。
【0062】
〈比較例2〉
(1)エチレングリコール62.9重量部、テレフタル酸ジメチルエステル35.0重量部、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジメチルエステル66.0重量部からなるスラリー(ジオール成分:ジカルボン酸ジメチルエステルのモル比=2.25:1)を用いて、酢酸マンガン4水塩2000ppm(マンガン原子換算:448ppm)の存在下に、170℃の温度から220℃の温度にまで2時間30分かけて徐々に昇温してエステル交換反応を行って低重合体および酢酸マンガン4水塩からなる組成物を製造した。次に、触媒として三酸化アンチモン2000ppmを加えて絶対圧1トールの減圧下、280℃の温度で上記の低重合体を含む組成物を重縮合し、極限粘度0.59dl/gのポリエステル樹脂および酢酸マンガン4水塩からなる組成物を調製した。この重合体をノズルからストランド状に押し出し、円柱状チップを製造した。
なお、このポリエステル樹脂の280℃における溶融粘度(η1)および25℃における密度(D1)は下記の表1に示すとおりであった。
【0063】
(2)実施例1で使用したのと同じ二軸押出機に、低密度ポリエチレン(東ソー株式会社製「ペトロセン204」;メルトフローレイト7g/10分)を100重量部、および実施例1の(2)で使用したのと同じエチレン/アクリル酸共重合体を10重量部の割合で供給して、200℃で溶融混練してストランド状に押し出し、切断して円柱状チップを製造した。
(3)実施例1で使用したのと同じ二軸押出機に、上記(1)で得られたチップを100重量部および上記(2)で得られたブレンドチップを110重量部の割合で供給し、280℃で溶融混練した後押出し、切断して、ナフタレンジカルボン酸単位の共重合されたポリエチレンテレフタレート樹脂、酢酸マンガン4水塩、低密度ポリエチレンおよびエチレン/アクリル酸共重合体を含むポリエステル樹脂組成物のチップを製造した。
(4)上記(2)で得られたチップを90℃で16時間加熱乾燥した後に、それを用いて、上記した各試験法に従って、280℃でプレス成形して厚さが100μmおよび500μmのフィルムをそれぞれ製造し、それを用いて上記した方法でフィルムの過酸化水素による膨潤性、フレーバーバリヤー性、ヒートシール性および伸度の測定または評価を行ったところ、下記の表2に示すとおりであった。
【0064】
【表1】
【0065】
【表2】
【0066】
上記の表1および表2の結果から、チタン化合物、マンガン化合物およびコバルト化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種類の金属化合物をポリエステル樹脂100重量部に対して金属原子換算で100〜1000ppm含有し、かつナフタレンジカルボン酸単位が5〜40モル%共重合されたポリエチレンテレフタレート系樹脂、オレフィン系重合体ならびに相容化剤を上記の数式(1)および数式(2)を満足するように含有し、数式(3)を満足するように溶融混合して得られた実施例1〜4のポリエステル樹脂組成物から得られるフィルムは、耐過酸化水素性に優れていて、過酸化水素水中に浸漬しても膨潤(フィルム中への過酸化水素の取り込み)がなく、従って蒸留水中への過酸化水素の溶出がほとんどなく、安全性に優れていることがわかる。しかも、実施例1〜4のフィルムでは、オレンジジュースの香気成分の一種であるリモネンがフィルムに吸着または吸収されずにいつまでもオレンジジュース中に残存していて、オレンジジュースの香りが良好に保たれ、フレーバーバリヤー性が良好であること、適度なヒートシール温度を有し、取り扱い性およびヒートシール性に優れていることがわかる。
【0067】
それに対して、比較例1の結果から、ポリエステル樹脂の共重合成分としてナフタレンジカルボン酸ではなく、イソフタル酸を用いた場合には、過酸化水素の溶出量が大きく、安全性に劣っていることがわかる。
さらに、比較例2の結果から、上記した数式(1)におけるX+Yの値が100よりも大きく、また数式(3)におけるE/Fの値が1よりも大きくて本発明の範囲から外れる場合は、オレンジジュース中におけるリモネンの残存量が著しく低減しており、フレーバーバリヤー性に劣ることがわかる。
【0068】
〈実施例5〉
(1)実施例1の(4)で得られたポリエステル樹脂組成物のチップを用いて、温度280℃で溶融押出成形を行って厚さ20μmのフィルムを製造した。このフィルムを紙容器用の紙基材(厚さ200μm)に押出ラミネーションにより積層して積層体を製造した。この積層体を用いてポリエステル樹脂組成物フィルム層が内側になるようにして、常法に従って容器への成形(折り曲げおよびヒートシール;ヒートシール温度190℃)を行ってジュース用紙容器(内容量200ml)を製造した。
(2)上記(1)で得られた紙容器に75℃の35%過酸化水素水を充填し、30秒間放置して殺菌処理を行った後、紙容器から過酸化水素水を除去し、精製水で3回洗浄した(1回につき精製水200ml)。
(3)上記(2)で得られた紙容器内に予め殺菌処理を施しておいたオレンジジュースを充填し(180ml/1紙容器)、口を密封した。
(4)上記(3)で得られた紙容器入りのオレンジジュースを常温下に1カ月保存した後、開封して試飲したところ、香りおよび味ともに良好であった。
【0069】
【発明の効果】
本発明のポリエステル樹脂組成物およびそれよりなるフィルム等の成形品などの製品は、過酸化水素に対する耐性に優れており、過酸化水素で処理した場合に膨潤、気泡の発生、基材からの剥離などが生じない。そのため、本発明のポリエステル樹脂組成物やそれよりなるフィルム等の成形品などを食品に直接接触する包材、包装容器などに用いて過酸化水素で殺菌処理しても、殺菌処理後に過酸化水素が食品中に溶け出すなどの心配が無く、安全性に優れており、食品容器などの製品を製造する際の工程通過性や操作性などに優れている。
また、本発明のポリエステル樹脂組成物およびそれからなるフィルム等の成形品などの製品は、フレーバーバリヤー性やガスバリヤー性に優れているので、食品包材をはじめとして広範な分野で有効に使用することができる。
さらに、本発明のポリエステル樹脂組成物およびそれよりなるフィルム等の成形品などはヒートシール性、伸度や強度などの機械的特性に優れているので、取り扱い性、耐久性に優れている。
Claims (10)
- (i)(A)エチレングリコール単位を主体とするジオール単位およびテレフタル酸単位を主体とするジカルボン酸単位から主としてなり、かつナフタレンジカルボン酸単位を全構造単位の合計モル数に基づいて5〜40モル%含有するポリエステル樹脂;
(B)チタン化合物、マンガン化合物およびコバルト化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属化合物;
(C)オレフィン系重合体;並びに
(D)相容化剤;
を含有するポリエステル樹脂組成物であって;
(ii)ポリエステル樹脂100重量部に対して、金属化合物を金属原子換算で100〜1000ppm、オレフィン系重合体および相容化剤を下記の数式(1)および数式(2):
10≦X+Y≦100 (1)
1≦X/Y≦90 (2)
[式中、XおよびYはそれぞれポリエステル樹脂100重量部に対するオレフィン系重合体および相容化剤の含有量(重量部)を表す。]
を満足する割合で含有し;かつ
(iii)下記の数式(3):
E/F≦1 (3)
但し、E=η1(X+Y)/(η2X+η3Y)
F=100D2D3/D1(D3X+D2Y)
[式中、XおよびYは上記定義のとおりであり、η1、η2およびη3はポリエステル樹脂組成物を調製する際の溶融混合温度におけるポリエステル樹脂、オレフィン系重合体および相容化剤の溶融混合温度における溶融粘度(ポイズ)を表し、D1、D2およびD3はそれぞれポリエステル樹脂、ポリオレフィン系重合体および相容化剤の25℃における密度を表す。]
を満足するように溶融混合して得たものである;
ことを特徴とするポリエステル樹脂組成物。 - (i)(A)エチレングリコール単位を主体とするジオール単位およびテレフタル酸単位を主体とするジカルボン酸単位から主としてなり、かつナフタレンジカルボン酸単位を全構造単位の合計モル数に基づいて5〜40モル%含有するポリエステル樹脂;
(B)チタン化合物、マンガン化合物およびコバルト化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の金属化合物;
(C)オレフィン系重合体;
(D)相容化剤;並びに
(E)炭素数1〜15の脂肪族カルボン酸のアルカリ金属塩;
を含有するポリエステル樹脂組成物であって;
(ii)ポリエステル樹脂100重量部に対して、金属化合物を金属原子換算で100〜1000ppm、炭素数1〜15の脂肪族カルボン酸のアルカリ金属塩をアルカリ金属塩換算で100〜10000ppm、オレフィン系重合体および相容化剤を下記の数式(1)および数式(2):
10≦X+Y≦100 (1)
1≦X/Y≦90 (2)
[式中、XおよびYはそれぞれポリエステル樹脂100重量部に対するオレフィン系重合体および相容化剤の含有量(重量部)を表す。]
を満足する割合で含有し;かつ
(iii)下記の数式(3):
E/F≦1 (3)
但し、E=η1(X+Y)/(η2X+η3Y)
F=100D2D3/D1(D3X+D2Y)
[式中、XおよびYは上記定義のとおりであり、η1、η2およびη3はポリエステル樹脂組成物を調製する際の溶融混合温度におけるポリエステル樹脂、オレフィン系重合体および相容化剤の溶融粘度(ポイズ)をそれぞれ表し、D1、D2およびD3はそれぞれポリエステル樹脂、ポリオレフィン系重合体および相容化剤の25℃における密度を表す。]
を満足するように溶融混合して得たものである;
ことを特徴とするポリエステル樹脂組成物。 - 相容化剤が、エチレン(メタ)アクリル酸共重合樹脂;エチレン/(メタ)アクリル酸共重合体の金属イオン架橋構造体;カルボキシル基またはその誘導体基を有するスチレン/エチレン/ブタジエン共重合体ブロックとスチレン系重合体ブロックとからなるブロック共重合体;およびカルボキシル基またはその誘導体基を有するオレフィン系重合体ブロックとスチレン系重合体ブロックとからなるブロック共重合体から選ばれる1種または2種以上の重合体である請求項1または請求項2のポリエステル樹脂組成物。
- 請求項1〜3のいずれか1項のポリエステル樹脂組成物からなる成形品。
- フィルムである請求項4の成形品。
- 食品用である請求項5のフィルム。
- 請求項1〜3のいずれか1項のポリエステル樹脂組成物を用いてなる包材。
- 食品用である請求項7の包材。
- 請求項1〜3のいずれか1項のポリエステル樹脂組成物層および紙層を有する積層体。
- 請求項1〜3のいずれか1項のポリエステル樹脂組成物で内面を被覆した紙容器。
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