JP5396692B2 - ポリエステル樹脂組成物の製造法 - Google Patents
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Description
下記式(1)〜(2):
100≦a≦250 (1)
0.1≦a/b≦0.5 (2)
(上記式中、a、bは以下の通りである。
aは280℃、せん断速度100/sec条件下で測定したマスターバッチ(D)の溶融粘度(Pa・sec);bは前記条件で測定したポリエステル樹脂(E)の溶融粘度(Pa・sec)である)
を満たすことを特徴とするポリエステル樹脂組成物の製造法に関する。
本発明のポリエステル樹脂組成物はフィルム、シートおよび中空容器に使用することができ、Tダイ法、共押出法等で得られる無延伸あるいは低倍率の単層シート及び多層シート、それらを延伸したフィルムおよび低延伸倍率の深絞り容器、並びに成形後も無延伸の状態であるダイレクトブロー成形及び延伸ブロー成形により得られる胴部壁の厚みが0.1〜2mmである薄肉中空容器のような高い透明性が要求される包装用成形体の材料として用いることができる。
アジピン酸以外に使用できるジカルボン酸として、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、1,10−デカンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸等が例示できるが、これらに限定されるものではない。
また、ポリアミド樹脂(A)製造のための重縮合時に分子量調節剤として少量のモノアミン、モノカルボン酸を加えてもよい。
前記脂肪族ジオールとして、エチレングリコール、1,3−プロピレンジオール、1,4−ブタンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,6−ヘキサンジオール等およびこれらのエステル形成性誘導体が例示できる。ポリエステル樹脂(B)あるいは(E)には本発明の目的を損なわない範囲でブチルアルコール、ヘキシルアルコール、オクチルアルコール等のモノアルコール類や、トリメチロールプロパン、グリセリン、ペンタエリスリトール等の多価アルコール類を用いることもできる。
中でも、フタル酸、無水フタル酸、トリメリット酸および無水トリメリット酸が好ましく、無水フタル酸、トリメリット酸および無水トリメリット酸がより好ましく、無水フタル酸および無水トリメリット酸が更に好ましく、無水トリメリット酸が特に好ましい。
また、以下の関係式(1)〜(2)を満たす。
100≦a≦250 (1)
0.1≦a/b≦0.5 (2)
ここで、a、bは以下の通りである。
a:マスターバッチ(D)の溶融粘度(Pa・sec)
b:ポリエステル樹脂(E)の溶融粘度(Pa・sec)
a、bの測定条件:280℃、せん断速度100/sec
(1)式を満たすことでマスターバッチ(D)が適度な粘度を有するため、ポリエステル樹脂(E)と溶融混練する際に、更にポリアミド樹脂(A)の微分散化が可能となり、得られる成形体の透明性、機械的性能が良好となる。(1)式を満たすマスターバッチ(D)を得るためには、用いるポリアミド樹脂(A)、ポリエステル樹脂(B)の選択、乾燥条件、混練条件および多価カルボン酸化合物(C)との組成比を調整することが必要となる。また(2)式を満たすポリエステル樹脂(E)を用いることで、溶融混練時に更に好適な微分散化を可能とするだけでなく、混練の際の過度の発熱により樹脂の劣化や着色を低減することが可能となる。
例えば、500mLボトルにおいて23℃、60%RH条件での酸素透過率が0.035cc/ボトル・day・0.21atm以下、曇価が8%(厚さ300μm)以下、黄色度(YI)が12以下となる。
ポリアミド樹脂1gを精秤し、96%硫酸100mlに20〜30℃で攪拌溶解した。完全に溶解した後、速やかにキャノンフェンスケ型粘度計に溶液5ccを取り、25℃の恒温漕中で10分間放置後、落下速度(t)を測定した。また、96%硫酸そのものの落下速度(t0 )も同様に測定した。tおよびt0 から次式(イ)により相対粘度を算出した。
相対粘度=t/t0 (イ)
ポリエステル樹脂0.5gを精秤し、フェノール/1,1,2,2−テトラクロロエタン(=6/4重量比)混合溶媒100mlに120℃で攪拌溶解し、濃度0.5g/dlの溶液を得た。冷却後、当該原液を同溶媒にて希釈し、1/2希釈溶液(濃度0.25g/dl)および1/5希釈溶液(濃度0.1g/dl)を得た。その後、25℃での各溶液の落下時間:tcおよび溶媒の落下時間toを自動粘度測定装置((株)柴山科学器械製作所製SS−600−L1)にて測定し、比粘度ηspと濃度Cの比:ηsp/Cの濃度をゼロに外捜することで固有粘度を求めた。
比粘度ηsp=(tc/to)−1
固有粘度[η]=limC→0(ηsp/C)
水分率の測定は、三菱化学(株)製カールフィッシャー微量水分測定装置(CA−05型)および気化装置(VA−05型)を用い、融点温度で30分の気化条件で水分量を定量し、水分率を求めた。
JIS K−7105に準じた。測定装置は、日本電色工業社製の曇価測定装置(型式:COH−300A)を使用した。
JIS K−7105に準じた。測定装置は、日本電色工業社製の曇価測定装置(型式:COH−300A)を使用した。
ASTM D3985に準じた。測定装置は、モダンコントロールズ社製のもの(型式:OX−TRAN2/21)を使用した。測定条件は、温度23℃、相対湿度はボトル外側50%、ボトル内側100%である。
測定装置は、(株)東洋精機製のキャピログラフD−1を使用し、ダイ:1mmφ×10mm長さ、せん断速度100/sec、測定温度280℃条件で測定した。
ウルトラミクロトーム(Boeckeler Instruments製CR−X Power Tome XL)を用いて、ボトル(パリソン)胴部からMD(縦)方向に垂直に厚み約0.1μmの観察用超薄片を切り出した。ポリアミドを塩化ルテニウム蒸気にて染色した後、銅メッシュ上で電子顕微鏡観察した。
観察条件
電子顕微鏡:日立製、表面観察型電子顕微鏡S4800
加速電圧:30kV
電流:10mA
測定倍率:25,000倍
測定モード:TEM
染色されたポリアミドの濃淡により、分散状態を観察し平均分散粒子径を求めた。
下記ポリエステル樹脂(B)、ポリアミド樹脂(A)および多価カルボン酸化合物(C)をタンブラーにて混合し、二軸押出機(スクリュー径:20mmφ、L/D:25)を用いて押出温度280℃、押出速度15kg/hの条件、かつ押出機シリンダー内を真空ポンプで減圧しながら溶融混練し、押出されたストランドをペレタイズしてペレットを得た。
ポリエステル樹脂(B):ポリエチレンテレフタレート樹脂(日本ユニペット(株)製、商品名:UNIPET、グレード:RT553C、固有粘度0.84dl/g、溶融粘度500Pa・sec、水分110ppm)79.8重量部
ポリアミド樹脂(A):ポリアミドMXD6(三菱ガス化学(株)製MXナイロン、 グレード:S6007、相対粘度2.65、溶融粘度500Pa・sec、水分300ppm) 20重量部
多価カルボン酸化合物(C):無水トリメリット酸(三菱ガス化学(株)製、以後TMAnと略す)0.2重量部
得られたペレットを150℃、6時間の条件で真空乾燥して、ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物のマスターバッチ(D)ペレットを得た。マスターバッチ(D)の溶融粘度は130Pa・sec、水分130ppmであり、このマスターバッチ(D)ペレット25重量%と、ポリエステル樹脂(E)としてポリエチレンテレフタレート樹脂(日本ユニペット(株)製、商品名:UNIPET、グレード:RT553C、固有粘度0.84dl/g、溶融粘度500Pa・sec、水分90ppm)75重量%をタンブラーでドライブレンドし、混合物を射出成形装置((株)名機製作所製、M200PDM−MJ)により射出成形して長さ96mm、肉厚4.0mm、外形直径22.5mm、重量27gのパリソンを得た。射出成形は樹脂温度280℃、金型温度15℃、スクリュー回転数150rpm条件で実施した。
得られたパリソンの胴部の電子顕微鏡による観察を行い、断面積約19平方μm中のポリアミド樹脂(A)の分散粒子径を計測した。結果、平均分散粒子径は0.18μmであった。
得られたパリソンを、ブロー成形装置((株)フロンティア製EFB1000ET)により、二軸延伸ブロー成形して、高さ223mm、胴径65mm、容量500mL、平均厚み約300μmの二軸延伸ブローボトルを得た。得られたボトルは胴部のHaze5.5%/300μm、YI8.7であり、酸素透過率は0.020cc/ボトル・day・0.21atmであり、着色も少なく、良好な透明性、ガスバリア性能であった。結果を表1に示す。
ポリエステル樹脂(E)としてポリエチレンテレフタレート樹脂(日本ユニペット(株)製、商品名:UNIPET、グレード:RT580CA(固有粘度1.17dl/g、溶融粘度650Pa・sec、水分150ppm))を用いた以外は、実施例1と同様の条件でパリソン、延伸ブローボトルを得た。パリソン胴部でのポリアミド樹脂(A)の平均分散粒子径は0.15μmであり、得られたボトルは胴部のHaze5.2%/300μm、YI8.4であり、酸素透過率は0.019cc/ボトル・day・0.21atmであった。得られたボトルは着色も少なく、良好な透明性、ガスバリア性能であった。結果を表1に示す。
ポリアミド樹脂(A)としてポリアミドMXD6(三菱ガス化学(株)製MXナイロン、グレード:6000、相対粘度2.10、溶融粘度200Pa・sec、水分400ppm)を用いた以外は、実施例1と同様の条件でパリソン、延伸ブローボトルを得た。パリソン胴部でのポリアミド樹脂(A)の平均分散粒子径は0.19μmであり、得られたボトルは胴部のHaze6.6%/300μm、YI9.3であり、酸素透過率は0.020cc/ボトル・day・0.21atmであった。得られたボトルは着色も少なく、良好な透明性、ガスバリア性能であった。結果を表1に示す。
ポリエステル樹脂(B)および(E)としてポリエチレンテレフタレート樹脂(日本ユニペット(株)製、商品名:UNIPET、グレード:RT580CA(固有粘度1.17dl/g、溶融粘度650Pa・sec、水分150ppm))を用いた以外は、実施例1と同様の条件でパリソン、延伸ブローボトルを得た。パリソン胴部でのポリアミド樹脂(A)の平均分散粒子径は0.13μmであり、得られたボトルは胴部のHaze4.8%/300μm、YI8.6であり、酸素透過率は0.019cc/ボトル・day・0.21atmであった。得られたボトルは着色も少なく、良好な透明性、ガスバリア性能であった。結果を表1に示す。
ポリエステル樹脂(B)としてポリエチレンテレフタレート樹脂(日本ユニペット(株)製、商品名:UNIPET、グレード:RT580CA(固有粘度1.17dl/g、溶融粘度650Pa・sec、水分150ppm))を用いた以外は、実施例1と同様の条件でパリソン、延伸ブローボトルを得た。パリソン胴部でのポリアミド樹脂(A)の平均分散粒子径は0.19μmであり、得られたボトルは胴部のHaze5.3%/300μm、YI9.5であり、酸素透過率は0.020cc/ボトル・day・0.21atmであった。得られたボトルは着色も少なく、良好な透明性、ガスバリア性能であった。結果を表1に示す。
ポリアミド樹脂(A)としてポリアミドMXD6(三菱ガス化学(株)製MXナイロン、グレード:S6121、相対粘度3.48、溶融粘度1400Pa・sec、水分200ppm)を用いた以外は、実施例1と同様の条件でパリソン、延伸ブローボトルを得た。パリソン胴部でのポリアミド樹脂(A)の平均分散粒子径は0.26μmであり、得られたボトルは胴部のHaze7.8%/300μm、YI9.8であり、酸素透過率は0.021cc/ボトル・day・0.21atmであった。得られたボトルは着色も少なく、良好な透明性、ガスバリア性能であった。結果を表1に示す。
ポリエステル樹脂(B)としてポリエチレンテレフタレート樹脂(日本ユニペット(株)製、商品名:UNIPET、グレード:RT523C(固有粘度0.72dl/g、溶融粘度200Pa・sec、水分150ppm))を用いた以外は、実施例1と同様の条件でパリソン、延伸ブローボトルを得た。パリソン胴部でのポリアミド樹脂(A)の平均分散粒子径は0.28μmであり、得られたボトルは胴部のHaze6.8%/300μm、YI9.7であり、酸素透過率は0.021cc/ボトル・day・0.21atmであった。得られたボトルは着色も少なく、良好な透明性、ガスバリア性能であった。結果を表1に示す。
マスターバッチ(D)の組成比をポリアミド樹脂(A)/ポリエステル樹脂(B)/多価カルボン酸化合物(C)=30/69.7/0.3重量%とし、マスターバッチ(D)16.7重量%とポリエステル樹脂(E)83.3重量%の組成比とした以外は、実施例1と同様の条件でパリソン、延伸ブローボトルを得た。パリソン胴部でのポリアミド樹脂(A)の平均分散粒子径は0.24μmであり、得られたボトルは胴部のHaze6.2%/300μm、YI9.2であり、酸素透過率は0.020cc/ボトル・day・0.21atmであった。得られたボトルは着色も少なく、良好な透明性、ガスバリア性能であった。結果を表1に示す。
ポリアミド樹脂(A)/ポリエステル樹脂(B)/多価カルボン酸化合物(C)=5/94.95/0.05重量%の組成比でドライブレンドし、実施例1と同様の条件でパリソン、延伸ブローボトルを得た。得られたパリソン胴部でのポリアミド樹脂(A)の平均分散粒子径は0.40μmであり、得られたボトルは胴部のHaze13.4%/300μm、YI13.9であり、酸素透過率は0.020cc/ボトル・day・0.21atmであった。結果を表2に示す。
ポリエステル樹脂(E)としてポリエチレンテレフタレート樹脂(日本ユニペット(株)製、商品名:UNIPET、グレード:RT523C(固有粘度0.72dl/g、溶融粘度200Pa・sec、水分150ppm))を用いた以外は、実施例1と同様の条件でパリソン、延伸ブローボトルを得た。パリソン胴部でのポリアミド樹脂(A)の平均分散粒子径は0.39μmであり、得られたボトルは胴部のHaze13.0%/300μm、YI10.8であり、酸素透過率は0.020cc/ボトル・day・0.21atmであった。結果を表2に示す。
ポリエステル樹脂(B)および(E)としてポリエチレンテレフタレート樹脂(日本ユニペット(株)製、商品名:UNIPET、グレード:RT523C(固有粘度0.72dl/g、溶融粘度200Pa・sec、水分150ppm))を用いた以外は、実施例1と同様の条件でパリソン、延伸ブローボトルを得た。パリソン胴部でのポリアミド樹脂(A)の平均分散粒子径は0.44μmであり、得られたボトルは胴部のHaze13.8%/300μm、YI11.2であり、酸素透過率は0.020cc/ボトル・day・0.21atmであった。結果を表2に示す。
ポリアミド樹脂(A)としてポリアミドMXD6(三菱ガス化学(株)製MXナイロン、グレード:6000、相対粘度2.10、溶融粘度200Pa・sec、水分400ppm)を用い、ポリエステル樹脂(B)および(E)としてポリエチレンテレフタレート樹脂(日本ユニペット(株)製、商品名:UNIPET、グレード:RT523C(固有粘度0.72dl/g、溶融粘度200Pa・sec、水分150ppm))を用いた以外は、実施例1と同様の条件でパリソン、延伸ブローボトルを得た。パリソン胴部でのポリアミド樹脂(A)の平均分散粒子径は0.53μmであり、得られたボトルは胴部のHaze14.7%/300μm、YI13.2であり、酸素透過率は0.020cc/ボトル・day・0.21atmであった。結果を表2に示す。
マスターバッチ(D)の組成比をポリアミド樹脂(A)/ポリエステル樹脂(B)/多価カルボン酸化合物(C)=50/49.5/0.5重量%とし、マスターバッチ(D)10重量%とポリエステル樹脂(E)90重量%の組成比とした以外は、実施例1と同様の条件でパリソン、延伸ブローボトルを得た。パリソン胴部でのポリアミド樹脂(A)の平均分散粒子径は0.42μmであり、得られたボトルは胴部のHaze12.6%/300μm、YI12.4であり、酸素透過率は0.022cc/ボトル・day・0.21atmであった。結果を表2に示す。
マスターバッチ(D)の組成比をポリアミド樹脂(A)/ポリエステル樹脂(B)/多価カルボン酸化合物(C)=80/19.2/0.8重量%とし、マスターバッチ(D)6.25重量%とポリエステル樹脂(E)93.75重量%の組成比とした以外は、実施例1と同様の条件でパリソン、延伸ブローボトルを得た。パリソン胴部でのポリアミド樹脂(A)の平均分散粒子径は0.39μmであり、得られたボトルは胴部のHaze13.1%/300μm、YI13.5であり、酸素透過率は0.021cc/ボトル・day・0.21atmであった。結果を表2に示す。
Claims (12)
- ジアミン構成単位の70モル%以上がメタキシリレンジアミンに由来し、かつジカルボン酸構成単位の70モル%以上がアジピン酸に由来するポリアミド樹脂(A)10〜40重量%、ジカルボン酸構成単位の70モル%以上が芳香族ジカルボン酸に由来し、かつジオール構成単位の70モル%以上が脂肪族ジオールに由来するポリエステル樹脂(B)59〜89.95重量%、ならびに芳香族3価カルボン酸、脂環族3価カルボン酸および前記カルボン酸の酸無水物からなる群から選択される少なくとも1種の多価カルボン酸化合物(C)0.05〜1重量%(重量%の合計は100重量%である)をあらかじめ溶融混練したマスターバッチ(D)を得た後に、該マスターバッチ(D)と、ジカルボン酸構成単位の70モル%以上が芳香族ジカルボン酸に由来し、かつジオール構成単位の70モル%以上が脂肪族ジオールに由来するポリエステル樹脂(E)を溶融混練することにより、ポリアミド樹脂(A)2〜30重量%、ポリエステル樹脂(B)および(E)が合計で69.5〜97.99重量%、ならびに多価カルボン酸化合物(C)0.01〜0.5重量%(重量%の合計は100重量%である)からなるポリエステル樹脂組成物を製造する方法であって、
下記式(1)〜(2):
100≦a≦250 (1)
0.1≦a/b≦0.5 (2)
(上記式中、a、bは以下の通りである。
aは280℃、せん断速度100/sec条件下で測定したマスターバッチ(D)の溶融粘度(Pa・sec);bは前記条件で測定したポリエステル樹脂(E)の溶融粘度(Pa・sec)である)
を満たすことを特徴とするポリエステル樹脂組成物の製造法。 - ポリアミド樹脂(A)が、ジアミンとジカルボン酸とから得られた相対粘度が1.83〜2.28の溶融重合ポリアミド樹脂を更に固相重合することにより得た、相対粘度が2.30〜4.20の固相重合ポリアミド樹脂である請求項1記載のポリエステル樹脂組成物の製造法。
- ポリアミド樹脂(A)の280℃、せん断速度100/sec条件での溶融粘度が100〜2000Pa・secである請求項1または2に記載のポリエステル樹脂組成物の製造法。
- ポリアミド樹脂(A)の溶融粘度/ポリエステル樹脂(B)の溶融粘度が、0.3〜1.2である請求項1〜3のいずれかに記載のポリエステル樹脂組成物の製造法。
- ポリアミド樹脂(A)がポリメタキシリレンアジパミドである請求項1〜4のいずれかに記載のポリエステル樹脂組成物の製造法。
- ポリエステル樹脂(B)の固有粘度(フェノール/1,1,2,2−テトラクロロエタン=60/40重量比混合溶媒中、25℃で測定した値)が、0.5〜2.0dl/gである請求項1〜5のいずれかに記載のポリエステル樹脂組成物の製造法。
- ポリエステル樹脂(E)の固有粘度(フェノール/1,1,2,2−テトラクロロエタン=60/40重量比混合溶媒中、25℃で測定した値)が、0.5〜2.0dl/gである請求項1〜6のいずれかに記載のポリエステル樹脂組成物の製造法。
- ポリエステル樹脂(B)がポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート−イソフタレート共重合樹脂、ポリエチレン−1,4−シクロヘキサンジメチレン−テレフタレート共重合樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂およびポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート樹脂から選ばれる1種以上である請求項1〜7のいずれかに記載のポリエステル樹脂組成物の製造法。
- ポリエステル樹脂(E)がポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート−イソフタレート共重合樹脂、ポリエチレン−1,4−シクロヘキサンジメチレン−テレフタレート共重合樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂およびポリエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレート樹脂から選ばれる1種以上である請求項1〜8のいずれかに記載のポリエステル樹脂組成物の製造法。
- 多価カルボン酸化合物(C)が、トリメリット酸および無水トリメリット酸から選ばれる1種以上である請求項1〜9のいずれかに記載のポリエステル樹脂組成物の製造法。
- 請求項1〜10のいずれかに記載の製造法で得られるポリエステル樹脂組成物。
- 請求項11に記載のポリエステル樹脂組成物を成形して得られる成形体。
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