JPH1143129A - ポリエステル樹脂製ボトル - Google Patents
ポリエステル樹脂製ボトルInfo
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Abstract
の低いポリエチレンテレフタレートとポリエチレンナフ
タレートブレンドボトルを提供する。 【解決手段】 (A)ポリエチレンテレフタレートと、
(B)ポリエチレンナフタレートを、(A)と(B)の
合計に対するエチレンナフタレート成分比率5〜15モ
ル%で含み、ボトル胴部のヘーズが3%以下であり且つ
アセトアルデヒド含有量が20ppm以下であることを
特徴とするポリエステル樹脂製ボトル。
Description
延伸ブロー成形することによって得られるボトルに関す
る。より詳しくは、特定のポリエステル樹脂組成物から
なり、ボトルのヘーズが小さく、アセトアルデヒド含有
量が少ないポリエステル樹脂製ボトルに関する。
ー成形して得られる中空容器は、成形が容易であり、透
明性、機械的強度に優れており、ジュース、清涼飲料、
炭酸飲料などの飲料充填用容器として広く用いられてい
る。
の充填が行われることや、内容物の保存期間の長期化に
対応するため、従来より優れた耐熱性、ガスバリア性、
透明性等の品質が要求されている。
れた耐熱性、ガスバリア性を有する材料としてポリエチ
レンナフタレートが注目されている。しかし、ポリエチ
レンナフタレートはポリエチレンテレフタレートより価
格が高い。そこで、充填内容物に応じた品質を与えるの
に十分な最小量のエチレンナフタレート単位を有するよ
うな、ポリエチレンテレフタレートとのブレンドやエチ
レンナフタレートテレフタレートコポリマーが提案され
ている。例えば、RESEARCH DISCLOSURE,29410,714 〜71
9(1988)、RESEARCH DISCLOSURE,29484,807 〜814(198
8)、特開平3−43425号公報にそれらの材料が開示
されている。
テレフタレートとポリエチレンナフタレートは、両者の
相溶性が劣るため、通常それらのブレンド物は乳白色を
呈し、透明性に劣る。そのため、透明なブレンド物を得
るためには溶融混合を行いエステル交換反応を起こさ
せ、分子構造をランダム共重合体構造に近付ける必要が
あり、十分な透明性を得るためには樹脂の融点以上の温
度で長い反応時間が必要となる。特に、エチレンナフタ
レート単位がポリエチレンテレフタレートとポリエチレ
ンナフタレートの合計量に対して10モル%程度におい
ては、透明性を得るためにはエステル交換反応が相当程
度促進されることが必要であると考えられており、この
ことは例えば特開平9−52277号公報に記載されて
いる。
レートとポリエチレンナフタレートを溶融混合し、成形
して透明なブレンド物が得られる条件を検討したとこ
ろ、小規模の生産機においては生産速度を遅くし、樹脂
滞留時間を長く採れるので、透明なブレンド物が得られ
るが、近年開発されているアウトプット量が単位時間あ
たり300kgを越えるような高速ボトル生産設備にお
いては、反応時間が短いため透明な成形品は得られない
という結論を得た。又、混練押出機でポリエチレンテレ
フタレートとポリエチレンナフタレートを溶融混合する
従来からの方法においても、高速生産設備では反応時間
を長く採れないため、透明な成形品を得ることは困難で
あった。ここで、反応時間を長くしたり、反応を促進す
るために溶融樹脂温度を高温にすることは、樹脂の劣化
や熱分解物、特にアセトアルデヒドの生成等の問題を生
じるので、味や香りの保存性を重要視する飲料用ボトル
用途には好ましくない。
備え且つアセトアルデヒドの含有量の低いポリエチレン
テレフタレートとポリエチレンナフタレートブレンドボ
トルを提供することを課題とする。
対し鋭意検討を重ねた結果、特定量のエチレンナフタレ
ート単位を含有するところの、ポリエチレンテレフタレ
ートとポリエチレンナフタレートの混合物を所定の方法
で成形することにより、透明性が良好で且つアセトアル
デヒド含有量が少ないボトルが得られることを見出し、
本発明を完成した。
レフタレートと、(B)ポリエチレンナフタレートを、
(A)と(B)の合計に対するエチレンナフタレート成
分比率5〜15モル%で含み、ボトル胴部のヘーズが3
%以下であり且つアセトアルデヒド含有量が20ppm
以下であることを特徴とするポリエステル樹脂製ボトル
である。
は、そのポリエステル樹脂のエステル交換率が27%以
下であることを特徴とする。
レートは実質的に線状であり、テレフタル酸又はそのエ
ステル誘導体と、エチレングリコール又はそのエステル
誘導体とから導かれる単位を主成分とする。該ポリエチ
レンテレフタレートは、他のジカルボン酸及び/又は他
のジヒドロキシ化合物から導かれる単位を、10モル%
以下の量で含有してもよい。テレフタル酸以外の他のジ
カルボン酸類としては、フタル酸、イソフタル酸、ナフ
タレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェ
ノキシエタンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸、
アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、デカンジカル
ボン酸等の脂肪族カルボン酸、シクロヘキサンジカルボ
ン酸などの脂環族ジカルボン酸及びこれらのエステル誘
導体が挙げられる。
シ化合物としては、トリメチレングリコール、プロピレ
ングリコール、テトラメチレングリコール、ネオペンチ
ルグリコール、ヘキサメチレングリコール、ドデカメチ
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、テトラエチレングリコールなどの脂肪族グ
リコール、シクロヘキサンジメタノールなどの脂環族グ
リコール、ビスフェノール類、ハイドロキノン、2,2
−ビス(4−β−ヒドロキシエトキシフェニル)プロパ
ンなどの芳香族ジオール類、及びこれらのエステル誘導
体が挙げられる。 本発明で用いられるポリエチレンテ
レフタレートの、フェノールとテトラクロロエタンとの
体積比1:1の混合溶媒中において30℃で測定される
固有粘度[η]は好ましくは0.6〜1.2(dl/
g)、より好ましくは0.7〜0.9(dl/g)であ
る。
ートは、ナフタレンジカルボン酸とエチレングリコール
とから導かれるエチレンナフタレート単位を主成分とす
る。ナフタレンジカルボン酸としては、2,6−ナフタ
レンジカルボン酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、
2,5−ナフタレンジカルボン酸、1,4−ナフタレン
ジカルボン酸等があるが、特に2,6−ナフタレンジカ
ルボン酸が好ましい。又、このポリエチレンナフタレー
トは、エチレンナフタレート単位を85モル%以上、好
ましくは90モル%以上、より好ましくは92モル%以
上の量で含有している。さらに、ポリエチレンナフタレ
ートは、ナフタレンジカルボン酸以外の他のジカルボン
酸及び/又はエチレングリコール以外の他のジヒドロキ
シ化合物から導かれるエステル単位を15モル%以下の
量で含有してもよい。
酸、イソフタル酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェノ
キシエタンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、及び
これらのエステル誘導体が挙げられる。
チレングリコール、プロピレングリコール、テトラメチ
レングリコール、ネオペンチルグリコール、ヘキサメチ
レングリコール、ドデカメチレングリコール、ジエチレ
ングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレ
ングリコールなどの脂肪族グリコール、シクロヘキサン
ジメタノールなどの脂環族グリコール、ビスフェノール
類、ハイドロキノン、2,2−ビス(4−β−ヒドロキ
シエトキシフェニル)プロパンなどの芳香族ジオール
類、及びこれらのエステル誘導体が挙げられる。
ートとしては、上記テレフタル酸等の共重合成分から導
かれる、他の、すなわちエチレンナフタレート成分以外
の、エステル成分を含有するナフタレートコポリエステ
ルポリマーが好ましい。これは、そのようなコポリエス
テルポリマーはポリエチレンナフタレートホモポリマー
に比べ、ポリエチレンテレフタレートと融点がより近い
ため、ポリエチレンテレフタレートとの溶融混合がより
容易となるからである。他のエステル成分の含有量は、
15モル%以下、好ましくは10モル%以下、より好ま
しくは8モル%以下である。
ートの、フェノールとテトラクロロエタンとの体積比
1:1の混合溶媒中において30℃で測定される固有粘
度[η]は、好ましくは0.4〜1.0(dl/g)、
より好ましくは0.5〜0.8(dl/g)である。
レフタレートと(B)ポリエチレンナフタレートとの混
合比率は、(A)と(B)の合計量に対してエチレンナ
フタレート単位が5〜15モル%の範囲、好ましくは7
〜13モル%である。エチレンナフタレート単位が5モ
ル%より少ないとボトルの耐熱圧性が不十分である。
又、15モル%より多いとブレンド樹脂組成物の結晶化
特性が失われて本発明の混練ペレットを2次溶融成形す
る前の除湿乾燥時にペレット同志が融着するので好まし
くない。さらに、飲料用ボトルとして要求される耐熱圧
性を付与するためには、15モル%のエチレンナフタレ
ート単位が含まれていれば十分である。
であれば、本発明のポリエステルボトルの製造に際し、
同一形状のプリフォームを用い、且つ同一の延伸ブロー
成形条件が適用できるという利点がある。
は、(A)ポリエチレンテレフタレートと(B)ポリエ
チレンナフタレートを、例えばそれぞれのペレットで計
量したのち、混練押出機にて樹脂混合物の融点以上の温
度で溶融混合することにより行う。混練押出機は脱気
式、例えばベント付き2軸押出機等であることが望まし
い。溶融混合の温度は、樹脂混合物の融点以上、例えば
溶融樹脂温度で290〜330℃に設定する。押出条件
としては、押出量と押出機スクリュウ回転数の比率を
0.1〜1.4kg/hr・rpmの範囲で、好ましく
は0.4〜1.2kg/hr・rpmの範囲で混練押出
する。該比率が0.1より小さい場合は押出機の高い剪
断力によって、樹脂における発熱が大きくなり樹脂劣化
等が起きので好ましくない。さらに、押出量が低下する
ために量産性が損なわれる。一方、この比率が1.4よ
り大きい場合は、樹脂分散性が不均一であり透明性が悪
くなる。ここで分散性を上昇させるために押出量を減ら
して樹脂平均滞留時間を長くすると、量産性が低下する
等の問題が生じる。溶融樹脂組成物は、ペレット形状等
に成形する。
で2〜4時間空気中で加熱して、少なくとも表層を結晶
化した後、140〜160℃で3〜6時間除湿乾燥する
とペレット中の水分を50ppm以下とすることができ
る。
目的を損なわない範囲で、耐候安定剤、顔料や染料など
の各種配合剤を含有してもよい。
供給して溶融射出成形することによってプリフォームを
成形する。溶融樹脂温度は樹脂の融点+5〜40℃、好
ましくは+10〜20℃とする。溶融樹脂温度が樹脂の
融点+5℃より低い場合は、溶融粘度が高過ぎて射出成
形が困難である。一方、融点+40℃より高い場合は、
アセトアルデヒド等の熱分解物の生成がより多くなり、
飲料用ボトルとしての品質低下を来し得る。
つ溶融過程で生成するアセトアルデヒド等の熱分解物等
を減圧または真空吸引して系外に除去できるベント式が
好ましいが、通常の射出成形機でもよい。平均樹脂滞留
時間としては、例えばL/Dが20〜25程度の場合、
40〜240秒、好ましくは90〜180秒であれば透
明度が良好で且つアセトアルデヒド含有量が20ppm
以下のプリフォームを得ることができる。
形との2段階の適性な溶融混合条件を設定することによ
って成形されたプリフォームは、通常の延伸ブロー成形
方法を用いることによってボトルに成形することができ
る。延伸ブロー成形は、プリフォームが延伸適温であれ
ば、溶融温度から冷却する過程で行っても、または一旦
室温付近に冷却してから再加熱した後に行ってもよい。
テル製ボトルは、胴部のヘーズが3%以下であり、透明
度に優れるという特徴を有する。本発明における、「ヘ
ーズ」とは、ASTM D 1003に従い測定した値
をいい、詳細については後述する。
セトアルデヒド含有量が20ppm以下であるという特
徴を有する。従って、ボトルに充填された飲料等の成分
のアセトアルデヒドによる変質の問題が無く、味や香り
の保存性に優れる。本発明におけるアセトアルデヒド含
有量とは、所定量のボトル細断片から蒸留水で抽出して
ガスクロマトグラフ法で定量して求めた量をいい、詳細
については後述する。
エチレンテレフタレートとポリエチレンナフタレートと
のエステル相互交換を意味し、その測定方法については
後述する。本発明のボトルにおけるポリエステル樹脂組
成物のエステル交換率は27%以下、好ましくは25%
以下である。このエステル交換率は、従来透明になるた
めに必要であると考えられていた値よりも低い交換率で
あるが、該樹脂組成物は優れた透明度を呈する。エステ
ル交換率が27%を越える樹脂組成物であっても透明な
ボトルとなり得るが、高いエステル交換率を達成するた
めには溶融温度がより高く又は溶融時間がより長くなる
ため、量産性、樹脂劣化等の問題が生じ得る。
エチレンナフタレートのブレンドによっては、上記の特
性を有する樹脂組成物は得ることができなかった。特
に、それを構成する樹脂組成物のエステル交換率が27
%以下であっても透明性を備えていることは、本発明の
ポリエステル製ボトルの技術的特徴の1つである。
製ボトルをさらに具体的に説明する。
ボトルヘーズ、耐熱圧性、アセトアルデヒド量は以下に
示す方法により測定した。 (1)固有粘度 フェノール、1,1,2,2−テトラクロロエタンの体
積比1:1混合溶液100ccに0.5gのポリエステ
ル樹脂を溶かして、30℃にて、ウベローデ粘度計を用
いて測定した。 (2)エステル交換率 FT−NMR(日本電子製)を用いて、トリフルオロ酢
酸とクロロホルムの体積比1:1混合溶液にボトル樹脂
試料を適当量溶解し、テトラメチルシランを標品として
混合し、プロトンNMRスペクトルを測定し、ナフタレ
ート−エチレン−テレフタレート結合、ナフタレート−
エチレン−ナフタレート結合、テレフタレート−エチレ
ン−テレフタレート結合の各結合に由来するプロトン特
性吸収スペクトルの積分値を求め各結合の存在比率を求
める。その各結合比率から下記に示す式によりエステル
交換率を算出した。
ンプリングし、日本電色工業社製Σ80色差計を用い
て、ASTM D 1003に準拠し、測定した。 (4)耐熱圧性 ボトルに5℃、2.5ガスボリュームの炭酸水を満たし
てキャップを締め、66℃の温水シャワーを22分間か
け、シャワー前後のボトルの満注容量変化率を求めて評
価した。ここで、ガスボリュームとは、溶解させた炭酸
ガスの20℃、1気圧下における体積の、水の体積に対
する倍率である。満注容量変化率は下式より求めた。
mlの蒸留水で160℃、2時間抽出後、エタノール約
1mlを加え、ガスクロマトグラフにてアセトアルデヒ
ド量を測定した。分析条件は以下の通りである。
度0.83(dl/g))とポリエチレンナフタレート
としてエチレン−2,6−ナフタレンジカルボキシレー
ト単位92モル%とエチレンテレフタレート単位8モル
%からなるコポリマー(固有粘度0.62(dl/
g))の各ペレットを、表1に示す所定の割合で、日本
製鋼所社製無乾燥式2軸押出機TEX−65α(L/D
=42、3ベント)に定重量供給して、押出量と押出機
スクリュウ回転数の比率を1.0kg/hr・rpmと
して溶融押出を行い、エチレン−2,6−ナフタレート
単位が7.6〜13.8モル%の樹脂ペレットを得た。
溶融樹脂温度は300℃、溶融樹脂滞留時間は1.5分
であった。
0A(L/D=25)を用いて、最大肉厚4.0mm、重
量31gのプリフォームへと成形した。溶融樹脂温度は
実施例1、2が270℃、実施例3が290℃、溶融樹
脂滞留時間は実施例1〜3とも3.5分であった。
プラスト社製ブロー成形機LB01Eで延伸ブロー成形
し、容量500mlのボトルを得た。
3.7モル%となるように配合したことを除き、実施例
1、2と同様の方法で容量500mlのボトルを得た。
リエチレンナフタレートの各ペレットを、混合物のエチ
レン−2,6−ナフタレート単位が7.6モル%となる
ように均一に混合し、除湿乾燥後、溶融混合を行うこと
なく直接、住友重機械工業製SH150Aに供給し、最
大肉厚4.0mm、重量31gのプリフォームを得た。溶
融樹脂滞留時間は、比較例2が3.8分、比較例3が1
0.7分、比較例4が13.0分であり、溶融樹脂温度
は総て280℃であった。これらのプリフォームを、ク
ルップコーポプラスト社製ブロー成形機LB01Eで延
伸ブロー成形し、容量500mlのボトルを得た。
アルデヒド量、ヘーズ、及び耐熱圧性の評価結果を表1
に示す。実施例1〜3は、いずれもエステル交換率が1
1〜24%と低いにもかかわらず、ヘーズが0.6〜
0.7%と透明性に優れる。又、アセトアルデヒド量も
少なく、満注容量変化も2.9〜3.1%と低く、飲料
用ボトルとしても好適である。一方、比較例1は、エチ
レンナフタレート単位が低いため、満注容量変化が6.
5%と大きく、耐熱圧性に劣る。比較例2〜4はいずれ
も溶融混合を行うことなく直接射出成形して得たプリフ
ォームからブロー成形したボトルである。比較例2は透
明性が不良であり、溶融が不足していたものと考えられ
る。比較例3、4では溶融樹脂滞留時間を比較例2より
長くしたため、透明性は向上したものの、アセトアルデ
ヒド量が多くなり、飲料用ボトルには不適切である。
かるように、本発明のボトルの樹脂は、低いエステル交
換率でも透明であるという特徴を有する。
ルは透明性、耐熱圧性に優れ、且つアセトアルデヒド量
が低く、飲料用などの容器として好ましく使用すること
ができる。また、そのポリエステル樹脂組成物のエステ
ル交換率が低いにもかかわらず、透明性に優れる。
Claims (2)
- 【請求項1】(A)ポリエチレンテレフタレートと、
(B)ポリエチレンナフタレートを、(A)と(B)の
合計に対するエチレンナフタレート成分比率5〜15モ
ル%で含み、ボトル胴部のヘーズが3%以下であり且つ
アセトアルデヒド含有量が20ppm以下であることを
特徴とするポリエステル樹脂製ボトル。 - 【請求項2】ポリエステル樹脂のエステル交換率が27
%以下であることを特徴とする請求項1記載のポリエス
テル樹脂製ボトル。
Priority Applications (9)
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---|---|---|---|
JP21129897A JP4140991B2 (ja) | 1997-07-22 | 1997-07-22 | ポリエステル樹脂製ボトル |
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KR1019997001832A KR20010029470A (ko) | 1997-07-04 | 1998-07-06 | 폴리에스테르 수지 조성물 및 그로부터 제조된 병 |
EP98929843A EP0926197A4 (en) | 1997-07-04 | 1998-07-06 | POLYESTER RESIN COMPOSITION AND BOTTLE MADE THEREOF |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006315697A (ja) * | 2005-05-11 | 2006-11-24 | Hokkai Can Co Ltd | 炭酸飲料用プラスチックボトル |
-
1997
- 1997-07-22 JP JP21129897A patent/JP4140991B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2006315697A (ja) * | 2005-05-11 | 2006-11-24 | Hokkai Can Co Ltd | 炭酸飲料用プラスチックボトル |
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