JP6201502B2 - 透明性に優れた樹脂組成物及びその製造方法 - Google Patents

透明性に優れた樹脂組成物及びその製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、ガスバリア性及び透明性に優れた樹脂組成物及びその製造方法に関するものであり、より詳細には、ポリエステル樹脂とポリアミド樹脂に対して、これらの相溶性を向上させるポリエステルポリアミドブロックコポリマーを配合して成る、ガスバリア性及び透明性に優れた樹脂組成物及びその製造方法に関する。
ポリエチレンテレフタレート等の熱可塑性ポリエステル樹脂の延伸成形容器は、優れた透明性、表面光沢を有すると共に、ボトル、カップ等の容器に必要な耐衝撃性、剛性を有していることから、各種飲料、食品の容器として利用されている。
しかしながら、ポリエステル樹脂から成る延伸成形容器は、必ずしも満足するガスバリア性を有していないことから、高いガスバリア性が要求される包装容器とする場合には、アルミニウム箔やエチレンビニルアルコール共重合体等のガスバリア材と積層したり、或いは、珪素等の蒸着膜を形成し、ポリエステル樹脂から成る包装材料にガスバリア性を付与していた。しかしながら、ガスバリア材との積層はデラミネーションの問題や、積層のための工程数が多く、生産性に劣るという問題があると共に、金属箔との積層では透明性が確保されない。また蒸着膜の形成は、生産性や経済性に劣ると共に、機械的強度の点で未だ十分満足するものではない。
このような問題を解決するため、ポリエステル樹脂にガスバリア性に優れた特定のポリアミド樹脂をブレンドしてなるポリエステル樹脂組成物も提案されていたが、これらのブレンド物は光散乱してしまうサイズでの相分離構造を形成してしまうことから透明性に劣るという問題があった(特許文献1)。
ポリエステル樹脂と特定のポリアミド樹脂のブレンド物の透明性を改善したポリエステル樹脂組成物も知られており、メタキシリレンジアミンを70モル%以上含むジアミンとアジピン酸を70モル%以上含むジカルボン酸とから得られたポリアミド樹脂5〜50重量%と、芳香族ジカルボン酸を70モル%以上含むジカルボン酸と脂肪族ジオールを70モル%以上含むジオールとから得られたポリエステル樹脂95〜50重量%からなる混合物100重量部に対して、特定の多価カルボン酸化合物を0.01〜2重量部配合して溶融混練して得た透明性に優れたフィルム、シート及び薄肉中空容器用ポリエステル樹脂組成物が提案されている(特許文献2)。
特開平1−272660号公報 特開2000−302952号公報
上記特許文献2においては、特定の多価カルボン酸化合物を配合することにより、ポリエステル樹脂とポリアミド樹脂の相溶性を向上させて、その透明性を改善させている。
しかしながら、上記特許文献2における多価カルボン酸化合物とポリエステル樹脂又はポリアミド樹脂の反応を制御することは難しいことから、反応効率が低く、生産性に劣っていると共に、所期の樹脂組成物が得られた場合でもその透明性は十分満足のいくレベルのものではなかった。
従って、本発明の目的は、ポリエステル樹脂とガスバリア性に優れたポリアミド樹脂から成り、優れたガスバリア性及び透明性を有する樹脂組成物、及びかかる樹脂組成物を生産性よく製造する方法を提供することである。
本発明の他の目的は、ガスバリア性及び透明性に優れた二軸延伸ブロー成形容器を提供することである。
本発明によれば、ポリアミド樹脂(A)、ポリエステル樹脂(B)及び、ポリエステルポリアミドブロックコポリマー(C)を含有する樹脂組成物であって、前記ポリエステルポリアミドブロックコポリマーが、ポリアミド樹脂(A)の末端基を、末端基変換剤としてトリメリット酸又は無水トリメリット酸を用いてカルボキシル基に変換して成る末端基変換ポリアミド樹脂とポリエステル樹脂(B)を、鎖延長剤としてエポキシ変性スチレン・アクリル共重合体を用い、該鎖延長剤の存在下で反応して成ることを特徴とする樹脂組成物が提供される。
本発明の樹脂組成物においては、
前記樹脂組成物において、ポリエステル成分量(ポリエステル樹脂(B)とブロックコポリマー(C)中のポリエステル成分の合計量)とポリアミド成分量(ポリアミド樹脂(A)とブロックコポリマー(C)中のポリアミド成分の合計量)の配合割合(重量比)が、99.9:0.1〜50.0:50.0の範囲であること、
前記ポリエステル樹脂(B)が、エチレンテレフタレート単位を主体とするポリエステル樹脂であること、
前記ポリアミド樹脂(A)が、メタキシリレンアジパミドを主体とする芳香族ポリアミド樹脂であること、
が好適である。
本発明によればまた、上記樹脂組成物からなる層を含むプリフォームを二軸延伸ブロー成形して成ることを特徴とする二軸延伸ブロー成形容器が提供される。
本発明の二軸延伸ブロー成形容器においては、胴部のヘイズ(厚み約300μmにおける)が9%以下と透明性に優れている。
本発明によれば更に、ポリアミド樹脂に末端基変換剤を配合して溶融混練し、末端基変換ポリアミド樹脂を調製する第一溶融押出工程、該第一溶融押出工程で得られた末端基変換ポリアミド樹脂に、ポリエステル樹脂及び鎖延長剤を配合して溶融混練し、前駆樹脂組成物を調製する第二溶融押出工程、第二溶融押出工程で得られた前駆樹脂組成物をポリエステル樹脂及び/又はポリアミド樹脂に配合して溶融混練し、樹脂組成物を調製する第三溶融押出工程から成ることを特徴とするポリエステル樹脂組成物の製造方法が提供される。
本発明のポリエステル樹脂組成物の製造方法においては、鎖延長剤が、前記ポリエステル樹脂及び末端基変換ポリアミド樹脂の合計量に対して、500〜5000ppmの量で配合されることが好適である。
従来よりポリエステルとポリアミドをブロックコポリマーとすることにより相溶性が向上されることは知られているが、本発明においては、かかるブロックコポリマーに用いるポリアミド樹脂を末端変換剤を用いて末端アミノ基を末端カルボキシル基に変換した末端基変換ポリアミド樹脂とし、この末端基変換ポリアミド樹脂をポリエステル樹脂と共に、鎖延長剤を用いることにより、従来のポリエステルポリアミドブロックコポリマーに比してより相溶化効果の高いブロックポリマーを効率的に製造することが可能になった。
しかも得られるポリエステルポリアミドブロックコポリマーは、ポリエステルとポリアミドの相溶性を顕著に向上せしめることから、樹脂組成物においてポリアミドが微細な分散相として形成されており、特に優れた透明性を有している。
すなわち、本発明の樹脂組成物は、含有されるポリエステルポリアミドブロックコポリマーの効果によって、ポリアミドが有する優れたガスバリア性を有すると共に、透明性にも顕著に優れている。しかも、このポリエステルポリアミドブロックコポリマーはポリエステルとポリアミドの相溶性を高め、ポリアミドを微細な分散相とするとともに、ポリエステルとポリアミドの相界面に配置し、界面における屈折率差を傾斜的にすることにより、相構造に起因する光散乱が抑制され、ポリエステル樹脂とポリアミド樹脂のブレンド物に配合した場合に優れた透明性を保持することが可能になる。
また本発明の樹脂組成物においては、マスターバッチとして配合されるポリエステルポリアミドブロックコポリマーを調製するに際して、ポリエステル樹脂と、末端変換剤を用いて末端基をカルボキシル基に変換してなる末端基変換ポリアミド樹脂を、溶融混練する際に鎖延長剤を配合することにより、ポリエステル樹脂及び末端基変換ポリアミド樹脂のカルボキシル基への鎖延長反応により、上述した特性を有するポリエステルポリアミドブロックコポリマーを効率よく調製することが可能になる。
このことは後述する実施例の結果からも明らかである。すなわち本発明の樹脂組成物からなる二軸延伸ブローボトルの胴部のヘイズは9.0%以下と優れた透明性が得られており、優れた相溶性が得られている(実施例1〜6)。
これに対して、実施例と同様にポリエステル樹脂としてポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリアミド樹脂としてポリメタキシレンアジパミド(MXD6)を用いているが、末端基をカルボキシル基に変換してないMXD6とPETを単純にドライブレンドしてなる樹脂組成物においては、二軸延伸ブローボトル胴部のヘイズが10.0%と非常に高く、透明性に劣っている(比較例2)。またポリアミド樹脂として末端基変換MXD6を用いているが、鎖延長剤を用いることなく、PETとドライブレンドして成る樹脂組成物(比較例1)においては、二軸延伸ブローボトルの胴部のヘイズが9.2%と、本発明の樹脂組成物に比して劣っていることが明らかである。
(ポリエステル樹脂)
ポリエステルポリアミドブロックコポリマーを構成するポリエステル樹脂としては、ジカルボン酸成分が、ジカルボン酸成分の50%以上、特に80%以上がテレフタル酸であり、且つジオール成分として、ジオール成分の50%以上、特に80%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単位を主体とするエチレンテレフタレート系ポリエステル樹脂を好適に用いることができる。かかるエチレンテレフタレート系ポリエステル樹脂は、ポリエステル樹脂の中でも機械的性質や熱的性質及び成形加工性をバランス良く満たしている。
テレフタル酸以外のカルボン酸成分を含有することも勿論でき、テレフタル酸以外のカルボン酸成分としては、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、p−β−オキシエトキシ安息香酸、ビフェニル−4,4’−ジカルボン酸、ジフェノキシエタン−4,4’−ジカルボン酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、アジピン酸、セバシン酸等を挙げることができる。
ジオール成分としては、ジオール成分の50%以上、特に80%以上がエチレングリコールであることが、機械的性質や熱的性質から好ましく、エチレングリコール以外のジオール成分としては、1,4−ブタンジオール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,6−へキシレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、グリセロール、トリメチロールプロパン等を挙げることができる。
また上記ジカルボン酸成分及びジオール成分には、三官能以上の多塩基酸及び多価アルコールを含んでいてもよく、例えば、トリメリット酸、ピロメリット酸、ヘミメリット酸,1,1,2,2−エタンテトラカルボン酸、1,1,2−エタントリカルボン酸、1,3,5−ペンタントリカルボン酸、1,2,3,4−シクロペンタンテトラカルボン酸、ビフェニル−3,4,3’,4’−テトラカルボン酸等の多塩基酸や、ペンタエリスリトール、グリセロール、トリメチロールプロパン、1,2,6−ヘキサントリオール、ソルビトール、1,1,4,4−テトラキス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン等の多価アルコールを挙げることができる。
本発明においては、ポリエチレンテレフタレート、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、シクロヘキサンジメタノール、1,4−ブタンジオール等を共重合成分とするエチレンテレフタレート系ポリエステル樹脂を好適に用いることができる。
ポリエステル樹脂は、1:1(重量比)のフェノール/テトラクロロエタン混合溶媒を用い、25℃の温度で測定した固有粘度が0.70〜0.90dL/gの範囲にあることが好適である。
(ポリアミド樹脂)
ポリエステルポリアミドブロックコポリマーを構成するポリアミド樹脂としては、ジカルボン酸成分とジアミン成分とから誘導された脂肪族、脂環族、半芳香族、芳香族ポリアミドを好適に使用することができる。
ジカルボン酸成分としては、例えばコハク酸、アジピン酸、セバチン酸、デカンジカルボン酸、ウンデカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸等の炭素数4乃至15の脂肪族ジカルボン酸やテレフタル酸やイソフタル酸等の芳香族ジカルボン酸が挙げられる。
また、ジアミン成分としては、 1,6−ジアミノヘキサン、1,8−ジアミノオクタン、1,10−ジアミノデカン、1,12−ジアミノドデカン等の炭素数4〜25とくに6〜18の直鎖状又は分岐鎖状アルキレンジアミンや、ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、4,4′−ジアミノ−3,3′−ジメチルジシクロヘキシルメタン、特にビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、1,3−ビス(アミノシクロヘキシル)メタン、1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン等の脂環族ジアミン、m−キシリレンジアミン及び/又はp−キシリレンジアミン等の芳香脂肪族ジアミンが挙げられる。
これらのポリアミド樹脂の中でも、m−キシリレンジアミン及び/又はp−キシリレンジアミンを主成分とするジアミン成分と、脂肪族ジカルボン酸及び/又は芳香族ジカルボン酸とから得られるキシリレン基含有ポリアミド樹脂は、他のポリアミドに比してガスバリア性に優れていることから、特に好適に用いることができる。
具体的には、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、ポリメタキシリレンスベラミド、ポリパラキシリレンピメラミド、ポリメタキシリレンアゼラミド等の単独重合体、及びメタキシリレン/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/パラキシリレンセバカミド共重合体、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共重合体、或いは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如き脂肪族ジアミン、ピペラジンの如き脂環式ジアミン、パラ−ビス(2アミノエチル)ベンゼンの如き芳香族ジアミン、テレフタル酸の如き芳香族ジカルボン酸、ε−カプロラクタムの如きラクタム、7−アミノヘプタン酸の如きω−アミノカルボン酸、パラ−アミノメチル安息香酸の如き芳香族アミノカルボン酸等を共重合した共重合体を挙げることができる。
本発明においては、ポリアミド樹脂の末端アミノ基濃度は10〜100eq/10gの範囲にあることが、カルボキシル基への変換効率や、ガスバリア性や機械的強度等の点から望ましい。尚、用いるポリアミド樹脂は、98%硫酸中、1.0g/dlの濃度及び20℃の温度で測定した相対粘度(ηrel)が1.3乃至4.2、特に1.5乃至3.8の範囲内にあることが望ましい。
(末端基変換剤)
本発明において、ポリアミド樹脂の末端アミノ基をカルボキシル基に変換するために使用される末端基変換剤としては、具体的には、トリメリット酸、無水トリメリット酸を挙げることができる。
末端基変換剤は、末端基変換後のポリアミド樹脂の末端カルボキシル基濃度が10〜1000eq/10gの範囲となるように、ポリアミド樹脂に配合することが好ましく、具体的には末端アミノ基濃度が上記範囲にあるポリアミド樹脂において、ポリアミド樹脂100重量部に対して、0.01〜1.0重量部の量で配合することが好ましい。
(鎖延長剤)
本発明に用いる鎖延長剤は、ポリエステル樹脂及び末端基変換ポリアミド樹脂のカルボキシル基と反応性を有する官能基を有する鎖延長剤であれば、従来公知のものを使用することができる。
鎖延長剤の、カルボキシル基と鎖延長を伴う反応性を有する官能基としては、エポキシ基、カルボジイミド基、イソシアネート基等を挙げることができる。
鎖延長剤として使用できるエポキシ基含有化合物としては、メタクリル酸グリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンポリグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル等のグリシジルエーテル化合物、グリシジルメタクリレート、グリセリンジメタクリレート、2−ヒドロキシ−3−アクリロイロキシプロピルメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレート、ポリテトラメチレングリコールジメタクリレート、ポリテトラメチレングリコールジアクリレート、ポリ(エチレングリコール−テトラメチレングリコール)ジメタクリレート、ポリ(エチレングリコール−テトラメチレングリコール)ジアクリレート、ポリ(プロピレングリコール−テトラメチレングリコール)ジメタクリレート、ポリ(プロピレングリコール−テトラメチレングリコール)ジアクリレート、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールジアクリレート等のグリシジルエステル等を挙げることができる。
またカルボジイミド含有化合物としては、ジフェニルカルボジイミド、ジ−シクロヘキシルカルボジイミド、ジ−2,6−ジメチルフェニルカルボジイミド、ジオクチルデシルカルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミド、N,N′−ジ−p−アミノフェニルカルボジイミド、N,N′−ジオクチルデシルカルボジイミド、N,N′−ジ−2,6−ジメチルフェニルカルボジイミド、N,N′−ジ−2,6−ジイソプロピルフェニルカルボジイミド、2,6,2′,6′−テトライソプロピルジフェニルカルボジイミド、N,N′−ジ−p−ヒドロキシフェニルカルボジイミド、N,N′−ジ−シクロへキシルカルボジイミド、N,N′ベンジルカルボジイミド、N,N′−ジ−p−エチルフェニルカルボジイミド、N,N′−ジ−o―イソプロピルフェニルカルボジイミド、N,N′−ジ−2,6―ジエチルフェニルカルボジイミド、N,N′−ジ−2―エチル−6−イソプロピルフェニルカルボジイミド、N,N′−ジ−2―イソブチル−6−イソプロピルフェニルカルボジイミド、N,N′−ジ−2,4,6―トリメチルフェニルカルボジイミド、N,N′−ジ−2―イソブチル−6−イソプロピルフェニルカルボジイミド等を挙げることができる。
イソシアネート基含有化合物としては、炭素数(NCO基中の炭素を除く、以下同様)6〜20の芳香族ジイソシアネート、炭素数2〜18の脂肪族ジイソシアネート、炭素数4〜15の脂環式ジイソシアネート、炭素数8〜15の芳香脂肪族ジイソシアネート、これらのジイソシアネートの変性体及びこれらの2種以上の混合物が使用できる。イソシアネート基含有化合物の具体例としては、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)、ナフチレンジイソシアネート、エチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、リジントリイソシアネート等を挙げることができる。
また上記の鎖延長剤以外にも、オキサゾリン化合物、フェニルカーボネート系またはフェニルエステル系化合物、ラクタム化合物、芳香族テトラカルボン酸無水物等を挙げることができる。
本発明においては、衛生性に優れた鎖延長剤を使用することが特に望ましいことから、上記鎖延長剤の中でも特に、少なくとも1種のエポキシ官能性(メタ)アクリルモノマーと、少なくとも1種の非官能性(メタ)アクリルモノマー及び/又はスチレンモノマーとから生成したエポキシ変性スチレン・(メタ)アクリルコポリマー、或いはカルボジイミド化合物を好適に用いることができる。
上記エポキシ変性スチレン・(メタ)アクリルコポリマーに使用する、エポキシ官能性(メタ)アクリルモノマーの例としては、アクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルの両方が挙げることができ、これらのモノマーの具体例には、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル等の1,2−エポキシ基を含有するモノマーが含まれる。
また非官能性(メタ)アクリル酸モノマーとしては、(メタ)アクリル酸エステルが挙げられ、具体的には、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸i−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸s−ブチル、(メタ)アクリル酸i−ブチル、(メタ)アクリル酸t−ブチル、(メタ)アクリル酸n−アミル、(メタ)アクリル酸i−アミル、(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸n−ヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸n−デシル、(メタ)アクリル酸メチルシクロヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロペンチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル等が挙げることができる。
非官能性スチレンモノマーとしては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、p−メチルスチレン、t−ブチルスチレン、o−クロロスチレン、ビニルピリジン、及びこれらの化学種の混合物を挙げることができる。
本発明においては、上記エポキシ変性スチレン・(メタ)アクリルコポリマーとして、重量平均エポキシ官能基数(Mw/エポキシ当量)が4以上、特に4〜15の範囲にあるものを好適に使用できる。また重量平均分子量が4000乃至15000の範囲にあり、エポキシ当量が200乃至450g/molの範囲にあることが望ましい。
このような鎖延長剤としては、これに限定されないが、Joncryl ADR4370S,4368F/S,4368C/CS,4300(BASF社製)等を挙げることができる。
また好適なカルボジイミド化合物としては、N,N′−ジ−2,6−ジイソプロピルフェニルカルボジイミド、2,6,2′,6′−テトライソプロピルジフェニルカルボジイミドが好ましく、具体的には、カルボジライト(日清紡社製)等を挙げることができる。
(樹脂組成物)
本発明の樹脂組成物においては、前述したポリエステルポリアミドブロックコポリマーをマスターバッチとして、マトリックスとなるポリエステル樹脂及び/又はドメインとなるポリアミド樹脂を配合することにより成っている。
マトリックスとなるポリエステル樹脂としては、ポリエステルポリアミドブロックコポリマーの調製に使用したポリエステル樹脂と同様のポリエステル樹脂を使用することが重要である。
同様に、ドメインとなるポリアミド樹脂としては、ポリエステルポリアミドブロックコポリマーの調製に使用したポリアミド樹脂と同様のポリアミド樹脂であることが重要である。
樹脂組成物に対するポリエステルポリアミドブロックコポリマーの配合量は、樹脂組成物当たり0.001乃至40重量%、特に0.1乃至30重量%の量で配合されていることが望ましい。
また本発明のポリエステル樹脂組成物には、本発明のポリエステル樹脂組成物の透明性やガスバリア性等の特性を損なわない範囲で、紫外線吸収剤、離型剤、滑剤、核剤、相溶化剤等の公知の樹脂用添加剤を公知の処方で配合することもできる。
(樹脂組成物の調製)
本発明の樹脂組成物は、ポリアミド樹脂に末端基変換剤を配合して溶融混練し、末端基変換ポリアミド樹脂を調製する第一溶融押出工程、該第一溶融押出工程で得られた末端基変換ポリアミド樹脂に、ポリエステル樹脂及び鎖延長剤を配合して溶融混練し、前駆樹脂組成物(ポリエステルポリアミドブロックコポリマー含有樹脂組成物)を調製する第二溶融押出工程、第二溶融押出工程で得られた前駆樹脂組成物をポリエステル樹脂及び/又はポリアミド樹脂に配合して溶融混練し、樹脂組成物を調製する第三溶融押出工程を経ることにより製造することができる。
すなわち、上記第一溶融押出工程において、ポリアミド樹脂と末端基変換剤を溶融混練して反応させることにより、ポリアミド樹脂の末端アミノ基を末端基変換剤でカルボキシル基に変換して成る末端基変換ポリアミド樹脂を調製する。上記反応に際しては、押出機で230〜280℃の温度で、1〜60分間混練することが好適である。
次いで第二の溶融押出工程において、ポリエステル樹脂、末端基変換ポリアミド樹脂及び鎖延長剤を溶融混練して反応させることにより、ポリエステルポリアミドブロックコポリマーを調製する。尚、ポリエステル樹脂、末端基変換ポリアミド樹脂及び鎖延長剤は同時に溶融混練してもよいし、ポリエステル樹脂又は末端基変換ポリアミド樹脂の何れか一方に鎖延長剤を先に配合して溶融混練した後、ポリエステル樹脂又は末端基変換ポリアミド樹脂の残余の一方を配合して更に溶融混練してもよい。上記反応に際しては、押出機で270〜300℃の温度で、1〜10分間混練することが好適である。
また前述した通り、ポリエステル樹脂と末端基変換ポリアミド樹脂の配合割合(重量比)は、99.9:0.1〜50:50、特に95:5〜70:30の範囲にあることが好ましい。上記範囲よりもポリアミド樹脂の量が多い場合には、上記範囲になる場合に比して透明性が劣るおそれがあり、その一方上記範囲よりもポリアミド樹脂の量が少ない場合にはガスバリア性の向上を望むことが難しくなる。
また鎖延長剤は、ポリエステル樹脂及びポリアミド樹脂の合計量に対して、100〜10000ppm、特に500〜5000ppmの量で配合することが好適である。上記範囲よりも鎖延長剤の量が多い場合には、ゲル化が生じやすく、ハンドリング性に劣り、一方上記範囲よりも鎖延長剤の量が少ない場合には、ポリエステルポリアミドブロックコポリマーが効率よく生成することが難しくなるおそれがある。
本発明のポリエステル樹脂組成物は、上記ポリエステルポリアミドブロックコポリマーをマトリックスたるポリエステル樹脂及び/又はポリアミド樹脂に配合することにより調製することができる。ポリエステル樹脂及び/又はポリアミド樹脂とポリエステルポリアミドブロックコポリマーのブレンドは、ドライブレンド、メルトブレンド何れでであってもよいが、前述した通り、第三の溶融押出工程で、押出機で溶融混練することが特に望ましい。
(包装体)
本発明の樹脂組成物は、優れたガスバリア性及び透明性を有していると共に、優れた機械的強度や成形性を有しており、フィルム、シート、カップ、トレイ、ボトル等の種々の形態にそれ自体公知の方法により成形することができる。
また本発明の樹脂組成物は、ガスバリア性に優れているので単層で用いることが望ましいが、勿論これに限定されず、本発明の樹脂組成物を中間層として、ポリエステル樹脂等の他の熱可塑性樹脂を内外層とした公知の多層構造体として用いることもできる。
本発明においては、特に本発明の樹脂組成物からなるプリフォームを二軸延伸ブロー成形してなるボトルを好適に製造することができる。
すなわち、それ自体公知の押出成形法や射出成形法により本発明の樹脂組成物からプリフォームを成形し、このプリフォームを二軸延伸ブロー成形することによって得られたボトルは、優れたガスバリア性を有すると共に、その胴部においてヘイズが、9.0%以下と優れた透明性を発現することができる。
1.材料
実施例にて使用した材料を示す。
(1)ポリエステル樹脂
ポリエチレンテレフタレート(BK6180 日本ユニペット(株)製)、イソフタル酸共重合比率=1.5mol%共重合PET(IV=0.83)を150℃4時間の乾燥処理を行った上使用した。
(2)ポリアミド樹脂
ポリメタキシリレンジアジパミド(T620、東洋紡製)を防湿包装開封直後のものを使用した。
(3)鎖延長剤
UVA−3068PET(BASF社製)を使用した。これはJONCRYL ADR4368C(BASF社製:エポキシ変性スチレン−(メタ)アクリルコポリマー)を30%(重量部)ポリエチレンテレフタレート樹脂に混合させたマスターバッチペレットである。
(4)末端基変換剤
トリメリット酸無水物(TMA)(東京化成工業(株)製)を使用した。
2.プリフォームの成形
(1)末端基変換樹脂の調製
末端基変換樹脂はバレル設定温度を280℃とした造粒設備付帯二軸押出機(TEM−35B:東芝機械(株))を用いて、ポリアミド樹脂に末端基変換剤を配合して溶融混練し、ペレタイズすることで第一溶融押出工程にて調製した。その後、120℃で4時間真空下にて加熱し、結晶化及び乾燥処理を行った。
(2)ポリエステルポリアミドブロックコポリマー含有樹脂組成物(BC)の調製
・BC1,BC2の調製
前記第一溶融押出工程で得られた末端基変換樹脂に、ポリエステル樹脂及び鎖延長剤を配合し、バレル設定温度を280℃とした造粒設備付帯二軸押出機(TEM−35B:東芝機械(株))を用いて溶融混練し、ポリエステルポリアミドブロックコポリマー含有樹脂組成物を第二溶融押出工程にて調製した。
・BC3の調製
ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、末端基変換剤及び鎖延長剤を配合し、バレル設定温度を280℃とした造粒設備付帯二軸押出機(TEM−35B:東芝機械(株))を用いて溶融混練し、ポリエステルポリアミドブロックコポリマー含有樹脂組成物を第一溶融押出工程のみで調製した。その後、120℃で4時間真空下にて加熱し、結晶化及び乾燥処理を行った。
(3)プリフォームの成形
・単層プリフォームの成形
上記ポリエステルポリアミドブロックコポリマー含有樹脂組成物を、乾燥処理済みのポリエステル樹脂と所定の混合比にてドライブレンドしたものを、射出成形機(NN75JS:(株)新潟鐵工所)のホッパーへ供給し、バレル設定温度を280℃、サイクルタイム30秒にて射出成形して、重量24g、口径28mm容器用の単層プリフォームを成形した。
・多層プリフォームの成形
内外層PET用射出機(a)、中間層樹脂用射出機(b)の2台の射出機を備えた共射出成形機を用い、射出機(a)には乾燥処理済みのポリエステル樹脂を、射出機(b)には上記ポリエステルポリアミドブロックコポリマー含有樹脂組成物を供給し、バレル設定
及びホットランナー温度を280℃、サイクルタイム30秒にて、内外層がポリエステル層、それらの間が樹脂組成物層となる2種3層(a/b/a)の口径28mm容器用多層プリフォームを同時射出成形により成形した。成形した多層プリフォームの重量は24g、樹脂組成物含有量は総重量の6wt%とした。
3.二軸延伸ブロー容器の成形
プリフォームの胴部を、外側より赤外線ヒーターにて所定の表面温度に加熱した後、二軸延伸ブローして、おおよその延伸倍率が縦3倍、横3倍、面積9倍となる容量500mlの延伸ブローボトルを成形した。金型温度は60℃で設定した。また、ブローエアには、室温(20℃)の圧縮空気を使用した。尚、この時のプリフォームの加熱温度、即ち延伸温度を95℃に設定した。
4.胴部ヘイズ
成形した延伸ブローボトルの胴部パネル中央部を切り出し、カラーコンピュータ(SM−4:スガ試験器(株))を用いて測定した。測定値は、任意の3点の平均値をとった。
(実施例1)
ポリアミド樹脂100重量部に対し、末端基変換剤を0.3重量部配合した末端基変換樹脂1を第一溶融押出工程で調製し、さらに末端基変換樹脂1を30部、ポリエステル樹脂を70部に、鎖延長剤(UVA−3068PET)をエポキシ基含有スチレン−アクリル系共重合体として0.3重量部となるように配合してポリエステルポリアミドブロックコポリマー含有樹脂組成物(BC1)を第二溶融押出工程で調製した。さらに、BC1:ポリエステル樹脂=1:5(重量比)になるようにドライブレンドして射出成形機ホッパーに供給し、単層プリフォームを成形した。この単層プリフォームを構成する樹脂組成物を樹脂組成物1と呼称する。さらに、このプリフォームを用いて二軸延伸ブロー容器を成形した。このボトルの胴部を切り出し、ヘイズ測定を行った。表1に実施工程と結果を示す。
(実施例2)
実施例1と同じ条件で調製したポリエステルポリアミドブロックコポリマー含有樹脂組成物(BC1)を、共射出成形機の中間層樹脂用射出機(b)に供給して多層プリフォームを成形した。この多層プリフォームの中間層を構成する樹脂組成物を樹脂組成物2と呼称する。さらに、このプリフォームを用いて二軸延伸ブロー容器を成形した。このボトルの胴部を切り出し、ヘイズ測定を行った。尚、ヘイズ測定を行った胴部中央部の全層厚みは約300μm、中間層の厚みは約30μmであった。表1に実施工程と結果を示す。
(実施例3)
ポリアミド樹脂100重量部に対し、末端基変換剤を0.9重量部配合した末端基変換樹脂2を第一溶融押出工程で調製し、さらに末端基変換樹脂2を30重量部、ポリエステル樹脂を70重量部に、鎖延長剤(UVA−3068PET)をエポキシ基含有スチレン−アクリル系共重合体として0.3重量部となるように配合してポリエステルポリアミドブロックコポリマー含有樹脂組成物(BC2)を第二溶融押出工程で調製した。さらに、BC2:ポリエステル樹脂=1:5(重量比)になるようにドライブレンドして射出成形機ホッパーに供給し、単層プリフォームを成形した。この単層プリフォームを構成する樹脂組成物を樹脂組成物3と呼称する。さらに、このプリフォームを用いて二軸延伸ブロー容器を成形した。このボトルの胴部を切り出し、ヘイズ測定を行った。表1に実施工程と結果を示す。
(実施例4)
実施例3と同じ条件で調製したポリエステルポリアミドブロックコポリマー含有樹脂組成物(BC2)を、共射出成形機の中間層樹脂用射出機(b)に供給して多層プリフォームを成形した。この多層プリフォームの中間層を構成する樹脂組成物を樹脂組成物4と呼称する。さらに、このプリフォームを用いて二軸延伸ブロー容器を成形した。このボトルの胴部を切り出し、ヘイズ測定を行った。尚、ヘイズ測定を行った胴部中央部の全層厚みは約300μm、中間層の厚みは約30μmであった。表1に実施工程と結果を示す。
(実施例5)
ポリアミド樹脂30重量部、ポリエステル樹脂70重量部、末端基変換剤0.3重量部、鎖延長剤(UVA−3068PET)をエポキシ基含有スチレン−アクリル系共重合体として0.3重量部となるように配合して、ポリエステルポリアミドブロックコポリマー含有樹脂組成物(BC3)を第一溶融押出工程のみで調製した。さらに、BC3:ポリエステル樹脂=1:5(重量比)になるようにドライブレンドして射出成形機ホッパーに供給し、単層プリフォームを成形した。この単層プリフォームを構成する樹脂組成物を樹脂組成物5と呼称する。さらに、このプリフォームを用いて二軸延伸ブロー容器を成形した。
このボトルの胴部を切り出し、ヘイズ測定を行った。表1に実施工程と結果を示す。
(実施例6)
実施例5と同じ条件で調製したポリエステルポリアミドブロックコポリマー含有樹脂組成物(BC3)を、共射出成形機の中間層樹脂用射出機(b)に供給して多層プリフォームを成形した。この多層プリフォームの中間層を構成する樹脂組成物を樹脂組成物6と呼称する。さらに、このプリフォームを用いて二軸延伸ブロー容器を成形した。このボトルの胴部を切り出し、ヘイズ測定を行った。尚、ヘイズ測定を行った胴部中央部の全層厚みは約300μm、中間層の厚みは約30μmであった。表1に実施工程と結果を示す。
(比較例1)
ポリアミド樹脂100重量部に末端基変換剤を0.3重量部配合した末端基変換樹脂1を第一溶融押出工程で調製し、さらに末端基変換樹脂樹1:ポリエステル樹脂=5:95(重量比)になるようにドライブレンドして射出成形機ホッパーに供給し、単層プリフォームを成形した。この単層プリフォームを構成する樹脂組成物を樹脂組成物7と呼称する。さらに、このプリフォームを用いて二軸延伸ブロー容器を成形した。このボトルの胴部を切り出し、ヘイズ測定を行った。表1に実施工程と結果を示す。
(比較例2)
ポリアミド樹脂:ポリエステル樹脂=5:95(重量比)になるようにドライブレンドして射出成形機ホッパーに供給し、単層プリフォームを成形した。この単層プリフォームを構成する樹脂組成物を樹脂組成物8と呼称する。さらに、このプリフォームを用いて二軸延伸ブロー容器を作成した。このボトルの胴部を切り出し、ヘイズ測定を行った。表1に実施工程と結果を示す。
Figure 0006201502
本発明の樹脂組成物は優れたガスバリア性及び透明性を有していると共に、優れた機械的特性や成形性を有しており、飲料用のボトルに好適に使用することができる。

Claims (8)

  1. ポリアミド樹脂(A)、ポリエステル樹脂(B)及び、ポリエステルポリアミドブロックコポリマー(C)を含有する樹脂組成物であって、前記ポリエステルポリアミドブロックコポリマーが、ポリアミド樹脂(A)の末端基を、末端基変換剤としてトリメリット酸又は無水トリメリット酸を用いてカルボキシル基に変換して成る末端基変換ポリアミド樹脂とポリエステル樹脂(B)を、鎖延長剤としてエポキシ変性スチレン・アクリル共重合体を用い、該鎖延長剤の存在下で反応して成ることを特徴とする樹脂組成物。
  2. 前記樹脂組成物において、ポリエステル成分量(ポリエステル樹脂(B)とブロックコポリマー(C)中のポリエステル成分の合計量)とポリアミド成分量(ポリアミド樹脂(A)とブロックコポリマー(C)中のポリアミド成分の合計量)の配合割合(重量比)が、99.9:0.1〜50.0:50.0の範囲である請求項1記載の樹脂組成物。
  3. 前記ポリエステル樹脂(B)が、エチレンテレフタレート単位を主体とするポリエステル樹脂である請求項1又は2記載の樹脂組成物。
  4. 前記ポリアミド樹脂(A)が、メタキシリレンアジパミドを主体とする芳香族ポリアミド樹脂である請求項1〜の何れかに記載の樹脂組成物。
  5. 請求項1〜の何れかに記載の樹脂組成物からなる層を含むプリフォームを二軸延伸ブロー成形して成ることを特徴とする二軸延伸ブロー成形容器。
  6. 胴部のヘイズ(厚み約300μmにおける)が9%以下である請求項記載の二軸延伸ブロー成形容器。
  7. ポリアミド樹脂に末端基変換剤を配合して溶融混練し、末端基変換ポリアミド樹脂を調製する第一溶融押出工程、該第一溶融押出工程で得られた末端基変換ポリアミド樹脂に、ポリエステル樹脂及び鎖延長剤を配合して溶融混練し、前駆樹脂組成物を調製する第二溶融押出工程、第二溶融押出工程で得られた前駆樹脂組成物をポリエステル樹脂及び/又はポリアミド樹脂に配合して溶融混練し、樹脂組成物を調製する第三溶融押出工程から成ることを特徴とする樹脂組成物の製造方法。
  8. 前記鎖延長剤が、前記ポリエステル樹脂及び末端基変換ポリアミド樹脂の合計量に対して、100〜10000ppmの量で配合される請求項記載の樹脂組成物の製造方法。
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