JPH02269761A - 熱成形ポリエステル容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は改善された耐熱容器、更に詳しくは成形性、低
温衝撃性に優れた熱成形ポリエステル容器に関する。

〈従来の技術及び問題点〉 ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）に代表される結
晶性ポリエステル樹脂は繊維を初めとしてシート、フィ
ルム用ポリマーとして広く使用されているが、その優れ
た耐薬品性及び低ガス透過性を生かして炭酸飲料、ジュ
ース、ビール等飲料用ボトル、化粧品容器１食品用トレ
ー等にも応用される様になってきた。中でもポリエステ
ル特に、ポリエチレンテレフタレートより成るシートを
熱成形して得られる成形体は食品２食料等の容器に広く
利用されている。

近年、熱成形時に、賦形工程と同時、又は引続いてポリ
エチレンテレフタレートが結晶化可能な温度条件の高温
金型を用い、結晶化度を高めることによって高温時の熱
安定性を改良した成形品が、食品用耐熱トレーとして使
用されるに至っている。

他成分を含まない未変性ポリエステルであっても前記方
法により結晶化度を上げる事は出来るが、加熱結晶化温
度を高くするか、もしくは処理時間を長くする必要があ
り極めて生産性が悪い。又金型表面に粘着し易い傾向が
あり、成形品の変形を誘起し、製品の品位を低下させる
。加えて該最終製品の衝撃強度が多（の用途に対して不
充分である。従って、成形性と衝撃強度を改善する為に
、ポリエチレンテレフタレートに核剤及び衝撃改善剤を
配合する方法が特開昭５９−６２６６０号などに例示さ
れている。

しかしながら、この様な方法では熱成形性及び衝撃強度
が充分とは言えず、高速で熱成形容器を生産し、製品を
金型から取りはずす時、結晶化が充分に進行せず離型不
良となる為、型くずれを起こし製品の品位を著しく低下
させたり、又、深絞りの金型を用いた場合、深絞り性が
悪い為金型付型性不良を引き起こすという問題点があっ
た。

本発明者等は、この様な従来の問題点を解決する為に鋭
意検討した結果、エーテル結合を有するジオール成分を
共重合させたポリエチレンテレフタレートに対し、核剤
成分としてポリオレフィンと脂肪酸から誘導されたアミ
ド及び／又は金属塩を配合することにより極めて優れた
熱成形性、耐衝撃強度を達成出来る事を見出し本発明に
至った。

（問題を解決する為の手段〉 即ち、本発明はポリエチレンテレフタレート共重合体を
構成する全ジオール成分に対し１．８モル〜２５モル％
の下式（１）で表わされるエーテル結合を存するジオー
ル ＨＯＲ＋　　　ＯＲｚ　　ＯＨ（１） 〔但し、Ｒ＋、Ｒｚ　は云ＣＨｔｆ、でありｎ＝１〜１
０である〕 を共重合成分として含有し、固有粘度が０．６〜１．１
であるポリエチレンテレフタレート共重合体１００重量
部に対して、炭素原子２〜６個を含有する七ツマ−より
誘導された繰り返し単位を有するポリオレフィン１．０
〜１５重量部及び炭素数７〜３３の脂肪酸から誘導され
た脂肪酸アミド及び／又は脂肪酸の金属塩を０．０１〜
２．０重量部配合してなる熱成形ポリエステル容器であ
る。

第１の構成要件であるポリエチレンテレフタレートは、
テレフタル酸またはそのアルキルエステルとエチレング
リコールとの重縮合によって得られるものであるが、さ
らに本発明においてはエーテル結合を有するジオールを
全ジオール成分に対して１．５〜２５モル％共重合成分
として含有することを特徴とする・ものである。ここで
、エーテル結合を有するジオール成分は全ジオール成分
に対して１．５モル％から２５モル％が望ましく、２．
０モル％から１５モル％が特に好ましい。ポリエチレン
テレフタレート分子鎖中のエーテル結合は、加熱により
非晶状態からのポリエチレンテレフタレートの結晶化を
助ける働きをすると考えられ、このことはエーテル結合
が増えることによりポリエチレンテレフタレートのガラ
ス転移点及び結晶化開始温度が低温側へ移行する事によ
り確認でき又、加熱結晶化した成形品の最終到達結晶化
度も低く抑えることができる。さらにエーテル結合を含
有するジオール成分を配合する事により、ポリエチレン
テレフタレートが構造的に柔軟な状態となる為、熱成形
時にシートが伸び易くなり深絞り成形も充分可能となり
、低温時の衝撃強度に優れる。

この場合に用いるエーテル結合を有するジオール成分と
しては、ジエチレングリコールのように下記式（１） ％式％（１） の置換基Ｒ＋、Ｒｚにアルキル基を持つものが好ましい
が、芳香族を持つものも使用する事が出来る。

エーテル結合を有するジオール成分の配合量が全ジオー
ル成分に対し、１．５モル％未満の場合、熱成形時のシ
ートの伸びが充分でない為に、深絞り容器の成形におい
ては付型性不良となり易い。

又、非晶状態からの加熱結晶化の速度が遅い為、熱成形
に高温が必要であり、更に、高速成形を行う場合には結
晶化が充分進行せず、金型付着を引き起こし易い。熟成
形によって止した製品は共重金成分が少ない為耐熱性に
は優れるが反面、固く低温時の衝撃強度に劣る。一方２
５モル％を超える場合には耐熱性が低下する為好ましく
ない。

本発明に用いられるポリエチレンテレフタレートは２０
℃に於て重量圧６０／４０のフェノール／テトラクロロ
エタン混合溶媒中で測定した固有粘度が０．６〜１．１
が必要であり、好ましくは０．８０〜１．０である。固
有粘度の低いポリエチレンテレフタレートの方が結晶化
速度の点からでは有利であるが、低温衝撃性が低下する
為、少なくとも０．６好ましくは０．８以上が必要であ
る。逆に固有粘度が１．１を超えるものは低温時の衝撃
強度に対して有利であるが、熱成形の際の結晶化速度が
遅くなり金型面への粘着を起こす為、成形サイクルを上
げる場合には不利である。

尚、本発明で使用するポリエチレンテレフタレートには
テレフタル酸以外の酸成分やエチレングリコール及びエ
ーテル結合を有するジオール以外のジオールを少量存在
してもよい、テレフタル酸以外のジカルボン酸残基とし
てはイソフタル酸フタル酸、２．６−ナフタレンジカル
ボン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、アジピン酸
、セバシン酸なとの残基があり、ｐ−オキシエトキシ安
息香酸などのオキシカルボン酸成分も使用できる。また
ジオール成分としてはブチレングリコール、ネオペンチ
ルグリコール、シクロヘキサンジメタツールなどがあげ
られる。

さらに、ポリエステル中に、カーボンブランク。

タルク、マイカ、二酸化チタン、炭酸カルシウム。

アルミナ、シリカ、ワラストナイト、カオリン等の無機
粒子を含有する事も出来る。しかしながら、本発明にお
いて、上記無機粒子は製品の低温時の衝撃強度低下を引
き起こす為、１０重量部以下、特に５重量部以下が好ま
しい。

本発明の第２の構成要件はポリエチレンテレフタレート
の結晶化度上昇に伴う耐衝撃性の低下を抑制する為のポ
リオレフィンである。一般にポリオレフィンはポリエチ
レンテレフタレートに比ベガラス転移点が低く衝撃に対
し抗力を有する。従ってポリオレフィンを配合すること
により結晶化度を上げたポリエチレンテレフタレートの
耐衝撃性を向上させる事ができる。本発明に用いられる
ポリオレフィンは炭素数２〜６個を含有する七ツマ−よ
り誘導された繰り返し単位を有するものであり、低密度
ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリブテン、ポリベンテン、ポリメチルペンテン等
が挙げられる。中でも低密度、ｉｉ　１７エチレン、線
状低密度ポリエチレン及びポリプロピレンが好ましい。

該ポリオレフィンの配合型はポリエチレンテレフタレー
ト１００重量部に対してｌ−１５重量部が必要であり、
２〜６重量部が好ましい。１重量部未満では結晶化度が
高くなったポリエチレンテレフタレートの衝撃強度を上
げる事は難しい。一方、１５重量部を超えると耐熱性の
低下が大きくなり、１８０℃を超える使用に充分耐える
ことが出来なくなり、電子レンジで食品を調理する際、
食品を入れる容器として使用した場合、容器が変形を起
こす事があり、通さない。

本発明の第３の構成要件は、熱成形時のポリエチレンテ
レフタレートの結晶化速度を促進する効果のある脂肪酸
から誘導された脂肪酸アミド及び／又は脂肪酸の金属塩
である１本発明に用いられる脂肪酸アミドとしては、ス
テアリン酸アミドエチレンビスステアリルアミド、メチ
レンビスステアリルアミドなどが挙げられ、脂肪酸の金
属塩としてはステアリン酸ナトリウム、モンタン酸ナト
リウム、ステアリン酸カルシウムなどが挙げられる。該
脂肪酸アミド及び／又は脂肪酸の金属塩は、ポリエチレ
ンテレフタレート１００重量部に対して０．０１〜２．
０重量部が必要であり、０．１〜１．０重量部が好まし
い。０．０１重量部未満では充分な結晶化促進効果が得
られず、結晶化させる為の熱処理温度を高くしたり、処
理時間を長くしなければならない、一方配合量が２．０
重量部を超えて配合した場合には、熱成形時にプレート
アウトして金型を汚す恐れがある上、大きな結晶化促進
効果も見られない。

ところでポリエチレンテレフタレートは結晶化度を上げ
ることによって耐熱性ば向上するが、方固く脆くなると
いう性質がある為、冷凍保存。

搬送時等における衝撃強度低下防止には結晶化度を不必
要に高くする事は好ましくない、一般に製品の結晶化度
は１５〜３０％程度が適当とされている。製品の結晶化
度が１５％未満では熱成形品取出時金型に粘着する為、
充分な寸法安定性が得られない、一方、製品の結晶化度
が３０％を超えてくると、衝撃強度、特に低温時の衝撃
強度が低下してくる傾向があり、３５％を大巾に超える
場合には冷凍保存、ｍ遂時に衝撃を受けた場合容器が、
破損し不適当である。

−ａにポリエチレンテレフタレート成形品の結晶化度は
熱成形時のシート温度及び金型温度に依存するため、ポ
リエチレンテレフタレートに衝撃改善剤及び／又は結晶
化促進剤を配合させるという従来の方法では、結晶化開
始温度が、高く、更に結晶化速度が遅い為に、高温度の
シート予熱、金型が必要であり、製品の結晶化度が３０
％を超える事が多い。しかしながら、ポリエチレンテレ
フタレート分子鎖中にエーテル結合を導入する事により
非晶状態からの加熱結晶化が起きやすくなる為、低温度
のシート予熱、金型でも熱成形可能となる。その為、加
熱結晶化した成形品の最終到達結晶化度も低く抑えるこ
とができる。本発明におけるポリエステル容器は、約１
１０℃〜１７０℃で熱成形されるが、実際に製品として
電子レンジなどで１８０℃以上で加熱調理される時には
結晶化度が更に上昇し３５〜５５％程度になるので充分
な耐熱性を有していることは言うまでもない。

〈実施例） 以下実施例によって本発明を更に具体的に説明する。

ジオール成分として、エチレングリコール（ＥＧ）及び
ジエチレングリコール（ＤＥＣ）を下記表＝１に示す割
合で共重合させた、２０℃における重量比６０／４０の
フェノール／テトラクロロエタン混合溶媒中で測定した
固有粘度が、０．５〜１．２のポリエチレンテレフタレ
ート（ＰＥＴ）を水分率０．０１％以下になる様に乾燥
させ、表−１に示した組成のポリオレフィン（線状低密
度ポリエチレン）及び脂肪酸アミド（エチレンビスステ
アリルアミド（ＥＢＳ））をトライブレンドし９０ｍｍ
の単一スクリュウフィルム押出機によりシートを作製し
た。該シートは直接チルドキャスティングロール上に押
出され、急冷される。次いで該シートを予熱し柔かい状
態にし雌型を取り付けた熱成形機によって金型温度１５
０〜１６５℃で熱成形を行った。以下の実施例において
直径８０　ｍ　ｍ　ｘ深さ１００ｍｍの容器を作製し、
下記の事項について試験した。

１、　耐衝撃性：容器に水１００ｇを入れシールし、−
３０℃中で２４時間放置した後、コンクリートの床面に
容器の底部を下にして落下させ５０％破壊時の高さを測
定し、６０ｃｍ未満を×。

６０〜８０　ｃｍをΔ、８０ｃｍ以上をＯとした。

２、　離型性：成形体を金型より離型させた時の形状の
くずれ状態にて評価する。金型通りの形状で円滑に成形
体が取り出せた場合０２寸法が０〜２ｍｍ伸びた形状で
取り出された場合を△。

２ｍｍ以上伸びた形状で取り出された場合を×とした。

３、　耐熱性：成形品を１８０℃のオーフ゛ンＧこ６０
分間放置、全く変形のないものをＯ１容器（貝１１３μ
のふくれや底部のへこみが２ｍｍ以内の場合を△、　　
２ｍｍ以上の場合を×とした。但し、良女子な外観を有
する成形品が得られたもののみ３甲イ市（実施例１〜３
） 本発明組成は低い金型温度において優れたハイサイクル
性を示し得られた成形品は衝撃強度に優れていることが
判る。

（比較例１．２） 一方、ポリエチレンテレフタレートのジエチレングリコ
ールの量が１．５モル％未満の場合には金型離型性、及
び低温時の衝撃強度に劣る事が判る。

一方、ジエチレングリコールの配合量が２５モル％を超
える場合には耐熱性が低下する為１８０℃以上での使用
に耐えない。

（比較例３．４） ポリエチレンテレフタレートの固有粘度が０．６未満の
場合、結晶化は素速く進行し離型性に優れるけれども衝
撃改善剤としてのポリオレフィンを配合しても衝撃強度
に劣り好ましくない。一方固有粘度がＬｌよりも大きい
場合には結晶化の進行が遅い為に金型からの離型が悪（
なる０本発明においてポリエチレンテレフタレートの固
有粘度は０．７〜１．　Ｏのものが好ましい事が判る。

（比較例５．６） −Ｉ’ＩＱにポリオレフィンの配合量を増やす事により
、熱成形時の金型離型は改良されるが、反面、耐熱性が
低下する傾向があり、ポリオレフィンを２０重〒部以上
含むものは、１８０℃以上の使用には不適である。

（比較例７．８） 脂肪酸から誘導された脂肪酸アミドで代表的なエチレン
ビスステアリルアミドは０．Ｏ１重量部未満配合したの
では充分な結晶化促進効果が得られない。一方配合量が
２．０重層部を超えて配合した場合には熱成形時にプレ
ートアウトするため適当でない。

（考察〕 ポリエチレンテレフタレート中のジエチレングリコール
の量が１．５モル％未満の場合には熱成形時にシートが
伸びにくく何型不良となり易く、又、製品の結晶化度が
高い為脆く低温時の衝撃強度に劣る。ポリエチレンテレ
フタレートにジエチレングリコールを適当な割合で共重
合したものは、熱成形時のシートの伸びもよく、結晶化
速度が速い為、非常に良好な熱成形性を示す、又、成形
品の結晶化度も低く抑えられているので低温時の衝撃強
度に優れたものが得られる。

〈発明の効果〉 本発明における熱成形ポリエステル容器はジオール成分
に特定量のエーテル基を導入することにより、高い結晶
化速度による短い成形サイクル、適度に抑制された結晶
化度による改善された低温衝撃強度、１８０℃以上の高
温使用時に高められた結晶化度による優れた耐熱性が得
られ、さらにポリエチレンテレフタレートの構造が柔軟
な状態となる為、低温・時の衝撃強度及び深絞り成形性
に優れるという橿めて秀でた特性を備えており電子レン
ジで調理を行う場合に用いる耐熱食品用容器等に最適で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリエチレンテレフタレート共重合体を構成する
   全ジオール成分に対し、１．８モル〜２５モル％の下式
   〔 I 〕で表わされるエーテル結合を有するジオール ＨＯ−Ｒ＿１−Ｏ−Ｒ＿２−ＯＨ〔 I 〕 〔但し、Ｒ＿１、Ｒ＿２は▲数式、化学式、表等があり
   ます▼でありｎ ＝１〜１０である〕 を共重合成分として含有し、固有粘度が０．６〜１．１
   であるポリエチレンテレフタレート共重合体１００重量
   部に対して、炭素原子２〜６個を含有するモノマーより
   誘導された繰り返し単位を有するポリオレフィン１．０
   〜１５重量％及び炭素数７〜３３の脂肪酸から誘導され
   た脂肪酸アミド及び／又は脂肪酸の金属塩を０．０１〜
   ２．０重量部配合してなる熱成形ポリエステル容器。