JP3605018B2 - Resin composition and method for producing the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂組成物およびその製造方法に関する。更に詳しくは、中空成形体の製造に好適に用いることのできる、ポリエステル樹脂組成物およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
ポリエチレンテレフタレートは、機械的特性および化学的特性が良好であり、透明性、ガスバリア性、フレーバー性および安全衛生性に優れることから、飲料等のボトル容器の素材として用いられている。
【0003】
ポリエチレンテレフタレート製のボトル容器は、予め射出成形により製造したプリフォームを、ブロー金型内で延伸ブロー成形して成形される。そして、例えば果汁飲料のボトル容器として用いる場合、充填は熱充填により行われることが必要であり、ボトル容器は、特にその口部において十分な耐熱性が要求される。この耐熱性を付与するために、プリフォームまたはボトルの状態で口部を熱処理して結晶化することが行われる。口部はキャプ密栓部分となるため高い寸法精度が要求される。そして、十分な寸法精度を得るためには、成形プリフォームの結晶性が極めて重要な因子である。
【0004】
さらに、良好な透明性を得る観点から、また食品の安全の観点から、ポリエチレンテレフタレートはゲルマニウム化合物を触媒として重縮合して製造したものを用いることが好ましい。しかし、ゲルマニウム化合物を触媒として製造されたポリエチレンテレフタレートは、そもそも結晶化温度が高く、結晶化は進みにくい。
【0005】
結晶化を促進する方法として、無機核剤を添加する方法、高級脂肪族化合物、ポリエーテル系化合物をブレンドまたは共重合する方法が従来技術として知られている。しかし、これらの従来技術では、透明性の低下、熱安定性の低下、分解成分の発生による内容物のフレーバー性の低下の問題と食品の安全上の問題が懸念され、ボトル容器の素材としては、不十分なものである。
【0006】
上記の従来技術には、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポレオレフィン系熱可塑性樹脂を添加剤として微量添加する方法が含まれるが、具体的な例として、特開平8−302168号公報、特開平9−183430号公報、特開平9−71639号公報、特開平9−151308号公報および特開平9−194697号公報がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
これらの方法は、ポリエチレンテレフタレートの結晶化を促進しながら透明なボトル容器を得ることができる点で優れた方法であるが、添加剤のポリオレフィン系熱可塑性樹脂とポリエチレンテレフタレートとの相溶性がそもそも低いため、微量の添加剤を均一に分散することが非常に難しい。このため、成形して得たプリフォームの口部を結晶化するときに、結晶性が大きくばらつき、生産安定性が低くなる場合が多い。
【0008】
本発明は、飲料用容器の材料として好適に用いることができるように、透明性、機械的強度、耐熱性およびフレーバー性に優れるとともに、口部の十分な寸法精度を確保しながら、結晶性のばらつきが少なく生産安定性に優れ,結晶性が促進されたボトル容器(以下、単にボトルということがある。)用のポリエステル樹脂組成物を得ることを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、
項1) ゲルマニウム化合物を触媒として重縮合反応することにより製造された極限粘度数0.70〜0.90のポリエチレンテレフタレート(A)に、ポリヘキサメチレンテレフタレート(B)を、ポリエチレンテレフタレート(A)に対して1〜100ppm配合してなる樹脂組成物、
項2) ゲルマニウム化合物を触媒として重縮合反応することにより製造された極限粘度数0.70〜0.90のポリエチレンテレフタレート(A)に、ポリヘキサメチレンテレフタレート(B)を、ポリエチレンテレフタレート(A)に対して1〜100ppmとなるように配合する、樹脂組成物の製造方法。
項3) ポリヘキサメチレンテレフタレート(B)が、ポリヘキサメチレンテレフタレート(B)を0.05〜2wt%の濃度で含有する水分散体をポリエチレンテレフタレート(A)のチップに付着させることにより配合される、項2記載の樹脂組成物の製造方法、
項4) 項3記載の製造方法により製造された樹脂組成物、
項5) ポリエチレンテレフタレート(A)が固相重合により製造され、ポリマーの構成成分としてジエチレングリコール成分を0.7〜2.0wt%含有するとともに,オリゴマーを0〜0.5wt%、アセトアルデヒドを0〜5ppm含有することを特徴とする、項1記載の樹脂組成物、
項6) 項1記載の樹脂組成物を射出成形して得られる成形品、
項7) 示差走査熱量計により測定される昇温(10℃/min昇温)時の結晶化温度Tciが140〜150℃である項6記載の成形品 および
項8) ポリヘキサメチレンテレフタレート(B)を配合しない場合の成形品よりTciが5〜15℃低い、項7記載の成形品
である。
【0010】
以下、本発明を詳細に説明する。
[ポリエチレンテレフタレート(A)]
本発明に用いられるポリエチレンテレフタレート(以下、PETと略記することがある。)は、テレフタル酸を主たるジカルボン酸成分とし、エチレングリコールを主たるジオール成分としてなるポリエステルである。
【0011】
ここで、主たるジカルボン酸成分とは、全ジカルボン酸成分あたり80モル%を超える成分をいう。従って、本発明におけるポリエチレンテレフタレート(A)はテレフタル酸以外のジカルボン酸成分を20モル%未満の範囲で含んでいてもよい。
【0012】
かかるテレフタル酸以外のジカルボン酸成分としては、例えばフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、4,4′−ジフェニルスルホンジカルボン酸、4,4′−ビフェニルジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−フェニレンジオキシジ酢酸およびこれらの構造異性体、マロン酸、コハク酸、アジピン酸等のジカルボン酸およびその誘導体、p−ヒドロキシ安息香酸、グリコール酸等のオキシ酸およびその誘導体を挙げることができる。
【0013】
また、主たるジオール成分とは、全ジオール成分あたり90モル%を超える成分をいう。従って、本発明におけるポリエチレンテレフタレート(A)はエチレングリコール以外のジオール成分を10モル%未満の範囲で含んでいてもよく、好ましくは高々5モル%、さらに好ましくは高々3モル%である。
【0014】
エチレングリコール以外のジオール成分としては、例えば1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ペンタメチレングリコール、ネオペンチルグリコール等の脂肪族グリコール、シクロヘキサンジメタノール等の脂環式グリコール、ビスフェノールA、ビスフェノールS等の芳香族ジヒドロキシ化合物誘導体を挙げることができる。
【0015】
ポリエチレンテレフタレート(A)は、テレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体とエチレングリコールとを主たる原料として製造されるが、前述の通り、他のジカルボン酸成分および/または他のグリコール成分を併せて原料として用いてもよい。テレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体とエチレングリコールとを含む原料は、エステル化触媒またはエステル交換触媒の存在下で、エステル化反応またはエステル交換反応され、ビス(β−ヒドロキシエチル)テレフタレートおよび/またはそのオリゴマーとされる。その後、重縮合触媒および安定剤の存在下で、高温、減圧下に溶融重縮合を行ってポリマーとされる。
【0016】
エステル化触媒は、テレフタル酸がエステル化反応の自己触媒となるため特に使用する必要はない。エステル交換触媒としては、マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属塩、チタン、亜鉛、マンガン等の金属化合物が好ましく使用されるが、透明性の観点からチタン、マンガン化合物が特に好ましい。これらの触媒の使用割合は、全重合原料に対する触媒の金属元素の重量として、通常5〜1000ppm、好ましくは10〜100ppmである。
【0017】
重縮合触媒としては、色調、透明性、食品の安全性を満足させる観点から二酸化ゲルマニウムを用いることが必要であり、添加量は全ジカルボン酸成分の重量に対するゲルマニウム元素の重量として、好ましくは20〜150ppm、更に好ましくは30〜100ppm、特に好ましくは30〜80ppmである。
【0018】
重合時に安定剤を添加してもよく、安定剤としては、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリフェニルホスフェート等のリン酸エステル、トリフェニルホスファイト、トリスドデシルホスファイト等の亜リン酸エステル、メチルアシッドホスフェート、ジブチルホスフェート、モノブチルホスフェート酸性リン酸エステル、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、ポリリン酸等のリン化合物が好ましい。
【0019】
安定剤の添加量は、全重合原料に対する安定剤中のリン元素の重量として、通常10〜1000ppm、好ましくは20〜500ppmである。
【0020】
触媒および安定剤の供給は、原料スラリー調製の時点またはエステル化反応もしくはエステル交換反応の任意の時点で行うことができる。重縮合反応工程の初期の時点で供給してもよい。
【0021】
エステル化反応またはエステル交換反応の反応温度は、通常240〜280℃であり、反応圧力は常圧〜0.3Mpaである。
【0022】
重縮合反応の反応温度は、通常250〜300℃であり、反応圧力は通常60〜0.1Kpaである。
【0023】
エステル化反応またはエステル交換反応および重縮合反応は、一段で行っても、複数段階に分けて行っても良い。
【0024】
このようにして、溶融重縮合により、極限粘度数が通常0.45〜0.70dl/gのポリマーが得られる。ポリマーは常法によりチップ化され、通常2.0〜5.5mm、好ましくは2.2〜4.0mmの平均粒径のチップとされる。
【0025】
上記溶融重合で得られたポリマーチップは、固相重合に供される。この際、ポリマーチップは、固相重合を行う温度より低い温度にて、予備結晶化を行うことが好ましい。
【0026】
予備結晶化の工程は、非晶状態のポリマーチップを、通常120〜200℃、好ましくは130〜180℃の温度で、チップの結晶化発熱による融着が起こらないように、常に流動状態下で、一段または二段以上で、少なくとも15分間以上処理して結晶化させる。
【0027】
次の固相重合の工程は、少なくとも一段からなり、通常190〜230℃、好ましくは195〜225℃の重合温度で、0.05〜5Kpaの真空下、もしくは常圧〜0.1Mpaの条件下で、窒素、アルゴン、二酸化炭素等の不活性ガス流通下で実施される。
【0028】
固相重合時間は、温度が高いほど短時間でよいが、通常1〜50時間、好ましくは5〜30時間、更に好ましくは10〜25時間である。
【0029】
固相重合により得られるポリマーの極限粘度数は、通常0.70〜0.90dl/gの範囲である。
【0030】
本発明において、ポリエチレンテレフタレート(A)を構成するジエチレングリコールの含有量は、ポリエチレンテレフタレートを構成する全ジオール成分あたり0.7〜2.0wt%、好ましくは1.0〜1.5wt%である。0.7wt%未満であると成形後のボトル胴部の透明性が低下し、2.0wt%を超えると耐熱性が低下し、結晶化促進の効果が小さくなる。
【0031】
上記の範囲内にジエチレングリコール含有量を調節するために、ジエチレングリコールを重合原料として使用してもよく、主原料として使用するエチレングリコールからジエチレングリコールが一部副生するため、反応条件と合わせて、その副生成量を調節してもよい。
【0032】
ボトル成形時の金型汚れを低減するために、オリゴマーの含有量をポリマーの全重量あたり0〜0.5wt%、さらには0〜0.4wt%以下とすることが好ましい。
【0033】
ボトル充填物の味や匂いの悪化を防ぐため、アセトアルデヒドの含有量をポリマーの全重量あたり0〜5ppm、さらには0〜2ppmとすることが好ましい。
【0034】
オリゴマーおよびアセトアルデヒドの低減は上記の固相重合により行われ、溶融重合後のポリマーの極限粘度数、固相重合時間および温度時間を調整することで上記の含有量を満たすようにすることができる。
【0035】
ポリエチレンテレフタレート(A)の末端カルボキシル基の濃度は、15〜25eq/トンであることが好ましい。この範囲であれば、比較的短時間の固相重合で、オリゴマーを十分に低減することができる。
【0036】
[ポリヘキサメチレンテレフタレート(B)]
ポリヘキサメチレンテレフタレート(B)は、テレフタル酸を主たるジカルボン酸成分とし、ヘキサメチレングリコールを主たるジオール成分とするポリエステルである。
【0037】
主たるジカルボン酸成分とは、全ジカルボン酸成分の80モル%以上、好ましくは90モル%以上の成分を意味する。また、主たるジオール成分とは、全ジオール成分の80モル%以上、好ましくは90モル%以上の成分を意味する。
【0038】
ポリヘキサメチレンテレフタレート(B)は、溶媒への溶解性を得るために、スルホン酸金属塩基を有するイソフタル酸成分(以下、IASと略記することがある。)を全ジカルボン酸成分あたり1〜10モル%、さらに3〜5モル%を共重合成分として含有することが好ましい。
【0039】
IASとしては、5−リチウムスルホイソフタル酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、5−カリウムスルホイソフタル酸を例示することができ、就中、5−ナトリウムスルホイソフタル酸が好ましい。
【0040】
これらは誘導体に由来してもよい。誘導体としては、例えばエステルを用いることができ、メチルエステル、エチルエステル、プロピルエステル、ブチルエステルを例示することができ、就中、メチルエステルが好ましい。
【0041】
ポリヘキサメチレンテレフタレート(B)は、結晶化促進の効果を妨げない範囲で、ジカルボン酸成分および/またはジオール成分が共重合成分で置換されていてもよい。これは、ジカルボン酸成分の好ましくは20モル%以下、さらに好ましくは10モル%以下の成分であり、ジオール成分の好ましくは20モル%以下、さらに好ましくは10モル%以下の成分である。
【0042】
共重合成分として使用可能なジカルボン酸成分としては、フタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、4,4′−ジフェニルスルホンジカルボン酸、4,4′−ビフェニルジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,3−フェニレンジオキシジ酢酸およびこれらの構造異性体、マロン酸、コハク酸、アジピン酸等のジカルボン酸およびその誘導体、p−ヒドロキシ安息香酸、グリコール酸等のオキシ酸およびその誘導体を例示することができる。
【0043】
共重合成分として使用可能なジオール成分としては、エチレングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ペンタメチレングリコール、ネオペンチルグリコール等の脂肪族グリコール、シクロヘキサンジメタノール等の脂環式グリコール、ビスフェノールA、ビスフェノールS等の芳香族ジヒドロキシ化合物誘導体を例示することができる。
【0044】
上記のテレフタル酸またはそのエステル形成性誘導体とヘキサメチレングリコールとを含む原料を、エステル化触媒またはエステル交換触媒の存在下で、エステル化反応またはエステル交換反応させて、ヘキサメチレンテレフタレートのモノマー(1量体)〜オリゴマー(低重合度の重合体)を得、その後、重縮合触媒および必要に応じて安定剤の存在下に、高温で減圧下に溶融重縮合を行うことにより、ポリヘキサメチレンテレフタレートを得ることができる。
【0045】
この際、エステル化触媒は、テレフタル酸がエステル化反応の自己触媒となるため特に使用する必要はない。エステル交換触媒としては、マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属塩、チタン、亜鉛、マンガン等の金属化合物が好ましく使用されるが、反応性および透明性の観点からチタン化合物が特に好ましい。
【0046】
重縮合触媒としては、例えば、ゲルマニウム化合物、アンチモン化合物、チタン化合物、コバルト化合物、錫化合物を用いることができるが、反応性の面からチタン化合物が好ましい。添加量は、全ジカルボン酸成分の重量に対するチタン元素の重量として、好ましくは20〜80ppm、更に好ましくは30〜50ppmである。
【0047】
触媒および安定剤の供給は、原料スラリー調製の時点またはエステル化反応もしくはエステル交換反応の任意の時点で行うことができる。重縮合反応工程の初期の時点で供給してもよい。
【0048】
エステル化反応またはエステル交換反応の反応温度は、通常210〜220℃であり、反応圧力は常圧〜0.3Mpaである。
【0049】
また、重縮合反応の反応温度は、通常240〜270℃であり、反応圧力は通常60〜0.1Kpaである。
【0050】
エステル化反応またはエステル交換反応および重縮合反応は、一段で行っても、二段以上の複数段階に分けて行っても良い。
【0051】
このようにして溶融重縮合により、極限粘度数が通常0.30〜0.70dl/gのポリマーが得られる。ポリマーは常法によりチップ化される。
【0052】
[配合方法]
ポリヘキサメチレンテレフタレート(B)は、ポリエチレンテレフタレート(A)に対して1〜100ppm、好ましくは1〜50ppm、更に好ましくは5〜50ppmの割合で配合される。1ppm未満では結晶性の向上効果がなく、100ppmを超えるとチップの乾燥時にチップ同士の融着が発生したり、成形時にチップの落下不良が発生したりして成形の安定性が阻害され、さらに得られるボトル容器の透明性が低下する。
【0053】
ポリヘキサメチレンテレフタレート(B)は、ポリヘキサメチレンテレフタレート(B)を0.05〜2wt%の濃度で含有する水分散体をポリエチレンテレフタレート(A)のチップに付着させることにより配合するのが好ましい。
【0054】
ポリヘキサメチレンテレフタレート(B)を、水分散体の状態で配合せず、例えば、粉体ブレンドで配合すると、不均一な配合となり、結晶化の促進効果を安定して得ることが困難であり好ましくない。
【0055】
水分散体のポリヘキサメチレンテレフタレート(B)の濃度は、通常0.05〜2wt%であるが、好ましくは0.1〜1wt%、さらに好ましくは0.2〜0.5wt%である。0.05wt%未満であると適正量をポリエチレンテレフタレートのチップに付着させることが困難であり、また処理後の乾燥で極限粘度数が大きく低下して好ましくない。2wt%を超えると溶液をポリエチレンテレフタレートのチップに均一に付着させることが困難であり好ましくない。
【0056】
ポリヘキサメチレンテレフタレート(B)を水分散体とする方法として、ポリヘキサメチレンテレフタレート(B)を溶解可能な有機溶媒で溶解し、水で置換する方法が好ましい。ポリヘキサメチレンテレフタレート(B)の濃度は、置換に用いる水の量を調整して行ってもよく、一旦高濃度の水分散体を得て、水を追加して適宜希釈することによって行ってもよい。
【0057】
ポリヘキサメチレンテレフタレート(B)の水分散体を、ポリエチレンテレフタレート(A)のチップに付着させる方法としては、例えばスプレー法、ディップ法を適用することができる。
【0058】
ポリヘキサメチレンテレフタレート(B)の配合は、ポリエチレンテレフタレート(A)の溶融重合終了の時点から成形体を成形する時点までの間、例えば、溶融重合後にチップ状にカットする時点、固相重合後の時点、成形の乾燥前の時点に行うことができる。ポリエチレンテレフタレート(A)の熱による劣化を抑制する観点から、固相重合後の時点が好ましい。
【0059】
ポリヘキサメチレンテレフタレート(B)の配合に、水分散体を用いた場合、水分散体の付着処理から成形までの間に、乾燥して水分を除去することが好ましいが、ベント付成形であれば特に乾燥の必要はない。
【0060】
[成形品]
本発明の成形品は、好ましくは示差走査熱量計により測定される昇温時(10℃/min昇温)の結晶化温度Tciが140〜150℃である成型品である。さらに好ましくは、ポリヘキサメチレンテレフタレート(B)を配合しない場合の成形品(例えばポリエチレンテレフタレート(A)の成形品)よりTciが5〜15℃低い成形品である。
【0061】
Tciが140℃未満であると、成形して得られたプリフォームの胴部をブロー成形のために加熱する際に、結晶化による白化が生じやすくなり、肩部や胴部が白化して透明性を損なうことがあり、耐熱性を付与するため加熱が困難となり、耐熱性が不足することになり好ましくない。Tciが150℃を超えると、口部を目的の結晶化度まで加熱結晶化するために、長時間の加熱が必要となり生産性が低下するとともに、口部結晶化設備を大型にせざるを得ないことになる。上記Tciの条件を満足することにより、成形品の結晶性、透明性およびボトルへの耐熱性付与を全て同時に満足することができる。
【0062】
[成形品の製造方法]
本発明の樹脂組成物は、一般的に使用される溶融成形法を採用してボトルに成形することができる。具体的には、例えば、射出成形または押出成形で一旦パリソンを成形し、そのまま、または口部および底部を加工後、再加熱し、ホットパリソン法、コールドパリソン法等の延伸ブロー成形法を適用する。
【0063】
この場合の成形温度(具体的には、成形機のシリンダー各部およびノズルの温度)は、例えば260〜315℃、好ましくは275℃〜295℃である。延伸温度は、ポリエチレンテレフタレートのガラス転位温度以上であり、通常70〜130℃である。延伸倍率は、通常、縦方向に1〜4倍、円周方向に1〜5倍の範囲である。
【0064】
得られたボトルは、そのままでも使用できるが、特に果汁飲料、ウーロン茶等のように熱充填を必要とする場合には、一般に加熱したブロー金型内で熱固定し更に耐熱性を付与して使用される。
【0065】
熱固定は、通常、圧空等による緊張下、金型温度を100〜200℃で数秒間〜数分間行われる。また、最終形状より大きいボトルを成形し、加熱により収縮させることにより胴部の結晶化を行い、その後最終形状の金型内でブロー成形して、製品のボトルを得る方法を用いてもよい。
【0066】
【実施例】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
「部」は重量部を意味する。
【0067】
(1)極限粘度数
極限粘度数(以下、IVと略記することがある。)は、チップまたはプリフォームのボトル口部(口栓部と同義である。)天面に相当する部分から切り出した試料を一定量計量し、o−クロロフェノールに0.012g/mlの濃度に溶解し、25℃にて測定した。
【0068】
(2)昇温時の結晶化温度
昇温時の結晶化温度(以下、Tciと略記することがある。)は、プリフォームのボトル口部天面に相当する部分から切り出した試料について、示差走査熱量計(DuPont製DSC MODEL2200)を用いて、10℃/min昇温条件にて測定される昇温時の結晶化温度Tci(結晶化ピークのトップ温度)を測定した。
【0069】
(3)ヘーズ
ボトル胴部より50mm×50mmの大きさに切り出した試料(330μm厚み)について、日本電色工業製Color and color difference meter MODEL1001DPにて測定した。
【0070】
(4)アセトアルデヒド含有量
アセトアルデヒド(以下、AAと略記することがある。)含有量は、サンプルを凍結粉砕しバイアル瓶に仕込み、150℃×60分保持し、日立製ヘッドスペースガスクロマトグラフィーにて測定した。
【0071】
(5)オリゴマー量
オリゴマー(以下、Cy−3と略記することがある。)含有量は、サンプルを一定量計量し、ヘキサフロロイソプロパノールに溶解し、クロロホルムで一定濃度に希釈した試料にて、ゲルパミッションクロマトグラフィー(ウォーターズ484)にて定量した。
【0072】
(6)樹脂組成物のポリヘキサメチレンテレフタレート(B)濃度
ポリヘキサメチレンテレフタレート(B)が樹脂組成物に占める重量割合を算出した。具体的には、実際に配合されたポリヘキサメチレンテレフタレート(B)の重量を樹脂組成物の重量で割った値である。実際に配当されたポリヘキサメチレンテレフタレート(B)の重量は、配合前の重量と配合後の重量を測定して両者の差をとることにより算出した。
【0073】
(7)ゲルマニウム元素含有量
蛍光X線(理学電気3270E)にて定量した。
【0074】
(8)ジエチレングリコール含有量
ジエチレングリコール(以下、DEGと略記することがある。)含有量は、サンプルをヒドラジンにて分解し、ガスコロマトグラフィーにて測定した。
【0075】
(9)ポリヘキサメチレンテレフタレート(B)の製造と水分散体の製造
ジメチルテレフタレート100部、5−ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチルエステル5部およびヘキサメチレングリコール63部に、テトラ−t−ブトキシチタン0.027部を触媒として用い、副生するメタノールを系外に留去させかつ220℃まで加熱昇温しながらエステル交換反応させ、次いで、反応生成物を高温高真空下で重縮合反応させて、極限粘度数0.60のポリヘキサメチレンテレフタレート(B)を得て、チップ状にした。得られたチップ状のポリヘキサメチレンテレフタレート(B)を、テトラヒドロフランにて溶解し、その後、水に置換し、ポリヘキサメチレンテレフタレート(B)濃度が0.3wt%の水分散体を得た。
【0076】
[実施例1]
テレフタル酸40部とエチレングリコール22部とからなるスラリーを重縮合槽に供給して、常圧下、275℃、4時間の条件で、エステル化反応を行い、副生する水を系外に流出し、エステル化反応率97%まで反応せしめることにより、重合度5〜10のオリゴマーとし、これにトリメチルリン酸のエチレングリコール溶液(リン濃度(リン元素が溶液に占める重量割合)5.5wt%)0.017部と二酸化ゲルマニウムのエチレングリコール溶液(二酸化ゲルマニウム濃度1wt%)0.38部とを加えて、2000Paの減圧下で1時間、引き続き133Paの減圧下、277℃で2時間重縮合を行った。
【0077】
生成したポリマーを、重縮合槽の底部に冷却水槽に直結させて設けた抜き出し口からストランド状に抜き出して水冷した後、チップ状にカットしてポリマーチップとした。
【0078】
得られたポリマーチップを攪拌流動式結晶化機で結晶化させた後、窒素流通下140℃で3時間乾燥させ、続いて充填塔式固相重合塔に移し、窒素流通下215℃で22時間固相重合して、チップ状のポリエチレンテレフタレート(A)を製造した。
【0079】
得られたチップ状のポリエチレンテレフタレート(A)に、ポリヘキサメチレンテレフタレート(B)の水分散体(濃度0.3wt%)を一定量スプレ−した後、140℃で3時間乾燥させて、ポリヘキサメチレンテレフタレート(B)の濃度が20ppmのポリエチレンテレフタレートの樹脂組成物のチップを得た。結果を表1に示す。
【0080】
得られた樹脂組成物のチップを、真空乾燥機にて160℃で5時間乾燥させた後、射出成形機(名機製作所社製M−100DM)にて、シリンダー温度275℃、スクリュー回転数160rpm、1次圧時間3.0秒、金型温度10℃、サイクル30秒で、外径約28mm、内径約19mm、長さ136mm、重量約56gの円筒状のプリフォームを射出成形した。得られたプリフォームについて、極限粘度数、結晶化温度(Tci)およびアセトアルデヒド含有量を測定した。結果を表2に示した。
【0081】
さらに、ポリエステルの結晶性について、その安定性および均一性を確認するために、異なるプリフォーム(n=5)で結晶化温度(Tci)を測定し、バラツキを評価した。結果を表2に示す。
【0082】
引き続いて、口栓部結晶化装置(赤外線ヒーター)にて、160℃、1分間の条件でプリフォームのボトル口部相当部分のみを結晶化させた後、プリフォームの表面温度約110℃に赤外線ヒーターで予熱し、ブロー圧力5〜40kg/cm2、金型温度150℃に設定したブロー成形機にて延伸ブロー成形し、胴部平均肉厚330μm、内容積約1.5リットルのボトルを成形した。得られたボトルについてヘーズを測定した。結果を表2に示す。
【0083】
さらに、ボトルの成形安定性を確認するため、10本のボトルで外観不良を確認した。
【0084】
【表1】
【0085】
【表2】
【0086】
[実施例2〜5]
ポリヘキサメチレンテレフタレート(B)の水分散体の濃度およびポリエチレンテレフタレート(A)への配合量を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして、樹脂組成物のチップを得た。得られた樹脂組成物のチップをプリフォームに射出成形し、更にボトルをブロー成形した。得られたプリフォームおよびボトルについて評価した。結果を表2に示す。
【0087】
[比較例1]
ポリヘキサメチレンテレフタレート(B)を配合しないで、実施例1と同様に実施した。結果を表1および表2に示す。
【0088】
[比較例2]
ポリヘキサメチレンテレフタレート(B)の配合量を変更する以外は、実施例1と同様に実施した。結果を表1および表2に示す。
【0089】
[比較例3]
チップ状のポリヘキサメチレンテレフタレート(B)を粉砕し、100Meshの篩を通過し、かつ200Meshの篩上に残る粉体とし、ポリエチレンテレフタレート(A)に対して30ppmの割合で、チップ状のポリエチレンテレフタレート(A)にブレンドし、実施例1と同様に成形して評価した。結果を表1および表2に示す。
【0090】
【発明の効果】
本発明によれば、透明性、機械的強度、耐熱性およびフレーバー性に優れるとともに、口部の十分な寸法精度を確保しながら、結晶性のばらつきが少なく生産安定性に優れ,結晶性が促進されたボトル容器用のポリエステル樹脂組成物を提供することができる。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a resin composition and a method for producing the same. More specifically, it relates to a polyester resin composition and a method for producing the same, which can be suitably used for producing a hollow molded article.
[0002]
[Prior art]
Polyethylene terephthalate is used as a material for bottle containers for beverages and the like because it has good mechanical properties and chemical properties, and is excellent in transparency, gas barrier properties, flavor properties and safety and health.
[0003]
The polyethylene terephthalate bottle container is formed by stretch-blow molding a preform previously manufactured by injection molding in a blow mold. For example, when used as a bottle container for fruit juice beverages, the filling needs to be performed by hot filling, and the bottle container is required to have sufficient heat resistance, particularly at the mouth. In order to impart this heat resistance, crystallization is performed by heat-treating the mouth in a preform or bottle state. Since the mouth is a cap sealing portion, high dimensional accuracy is required. In order to obtain sufficient dimensional accuracy, the crystallinity of the molded preform is a very important factor.
[0004]
Further, from the viewpoint of obtaining good transparency and from the viewpoint of food safety, it is preferable to use polyethylene terephthalate produced by polycondensation using a germanium compound as a catalyst. However, polyethylene terephthalate produced using a germanium compound as a catalyst has a high crystallization temperature in the first place, and crystallization hardly proceeds.
[0005]
As a method for promoting crystallization, a method of adding an inorganic nucleating agent, a method of blending or copolymerizing a higher aliphatic compound and a polyether compound are known as conventional techniques. However, in these conventional techniques, there is a concern about a problem of a decrease in transparency, a decrease in thermal stability, a problem of a decrease in flavor of contents due to generation of decomposition components, and a problem of food safety. Is inadequate.
[0006]
The above prior art includes a method in which a small amount of a polyolefin-based thermoplastic resin such as polypropylene or polyethylene is added as an additive. Specific examples include JP-A-8-302168 and JP-A-9-183430. JP-A-9-71639, JP-A-9-151308 and JP-A-9-194697.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
These methods are excellent in that a transparent bottle container can be obtained while promoting crystallization of polyethylene terephthalate, but the compatibility between the polyolefin-based thermoplastic resin and polyethylene terephthalate as additives is originally low. Therefore, it is very difficult to uniformly disperse a small amount of additives. For this reason, when crystallizing the mouth part of the preform obtained by molding, the crystallinity greatly varies and the production stability often decreases.
[0008]
The present invention has excellent transparency, mechanical strength, heat resistance and flavor as well as crystallinity while ensuring sufficient dimensional accuracy of the mouth so that it can be suitably used as a material for beverage containers. An object of the present invention is to obtain a polyester resin composition for a bottle container (hereinafter, sometimes simply referred to as a bottle) with little variation, excellent production stability, and enhanced crystallinity.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
That is, the present invention
Item 1) Polyethylene methylene terephthalate (B) is converted into polyethylene terephthalate (A), polyethylene terephthalate (B) is converted into polyethylene terephthalate (A) having an intrinsic viscosity of 0.70 to 0.90, which is produced by performing a polycondensation reaction using a germanium compound as a catalyst. A resin composition blended with 1 to 100 ppm,
Item 2) Polyethylene methylene terephthalate (B) is converted into polyethylene terephthalate (A), polyhexamethylene terephthalate (B) is converted into polyethylene terephthalate (A), and polyethylene terephthalate (B) having an intrinsic viscosity of 0.70 to 0.90 produced by a polycondensation reaction using a germanium compound as a catalyst A method for producing a resin composition, which is blended so as to be 1 to 100 ppm with respect to the resin composition.
Item 3) Polyhexamethylene terephthalate (B) is compounded by attaching an aqueous dispersion containing polyhexamethylene terephthalate (B) at a concentration of 0.05 to 2 wt% to a polyethylene terephthalate (A) chip. , A method for producing a resin composition according to item 2,
Item 4) A resin composition produced by the production method according to Item 3,
Item 5) Polyethylene terephthalate (A) is produced by solid phase polymerization, contains 0.7 to 2.0% by weight of a diethylene glycol component as a component of the polymer, 0 to 0.5% by weight of an oligomer, and 0 to 5 ppm of acetaldehyde. The resin composition according to item 1, characterized by containing
Item 6) A molded article obtained by injection molding the resin composition according to Item 1,
Item 7) The molded article according to Item 6, wherein the crystallization temperature Tci at a temperature rise (10 ° C / min temperature rise) measured by a differential scanning calorimeter is 140 to 150 ° C, and
Item 8) The molded article according to Item 7, wherein the Tci is lower by 5 to 15 ° C than the molded article in which the polyhexamethylene terephthalate (B) is not blended.
It is.
[0010]
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
[Polyethylene terephthalate (A)]
Polyethylene terephthalate (hereinafter sometimes abbreviated as PET) used in the present invention is a polyester containing terephthalic acid as a main dicarboxylic acid component and ethylene glycol as a main diol component.
[0011]
Here, the main dicarboxylic acid component refers to a component exceeding 80 mol% based on all dicarboxylic acid components. Therefore, the polyethylene terephthalate (A) in the present invention may contain a dicarboxylic acid component other than terephthalic acid in a range of less than 20 mol%.
[0012]
Examples of the dicarboxylic acid component other than terephthalic acid include phthalic acid, isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, 4,4'-diphenylsulfonedicarboxylic acid, 4,4'-biphenyldicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, , 3-phenylenedioxydiacetic acid and structural isomers thereof, dicarboxylic acids such as malonic acid, succinic acid, adipic acid and derivatives thereof, and oxyacids such as p-hydroxybenzoic acid and glycolic acid and derivatives thereof. it can.
[0013]
In addition, the main diol component refers to a component exceeding 90 mol% based on all diol components. Therefore, the polyethylene terephthalate (A) in the present invention may contain a diol component other than ethylene glycol in a range of less than 10 mol%, preferably at most 5 mol%, more preferably at most 3 mol%.
[0014]
Examples of the diol component other than ethylene glycol include aliphatic glycols such as 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, pentamethylene glycol, neopentyl glycol, and fats such as cyclohexanedimethanol. Aromatic dihydroxy compound derivatives such as cyclic glycol, bisphenol A and bisphenol S can be mentioned.
[0015]
Polyethylene terephthalate (A) is produced using terephthalic acid or an ester-forming derivative thereof and ethylene glycol as main raw materials. As described above, other dicarboxylic acid components and / or other glycol components are used as raw materials. You may. A raw material containing terephthalic acid or an ester-forming derivative thereof and ethylene glycol is subjected to an esterification reaction or a transesterification reaction in the presence of an esterification catalyst or a transesterification catalyst, and bis (β-hydroxyethyl) terephthalate and / or Oligomer. Thereafter, in the presence of a polycondensation catalyst and a stabilizer, melt polycondensation is performed at a high temperature under reduced pressure to obtain a polymer.
[0016]
The esterification catalyst does not need to be particularly used because terephthalic acid serves as an autocatalyst for the esterification reaction. As the transesterification catalyst, alkaline earth metal salts such as magnesium and calcium, and metal compounds such as titanium, zinc and manganese are preferably used, and titanium and manganese compounds are particularly preferable from the viewpoint of transparency. The usage ratio of these catalysts is usually 5 to 1000 ppm, preferably 10 to 100 ppm, as the weight of the metal element of the catalyst with respect to all the polymerization raw materials.
[0017]
As the polycondensation catalyst, it is necessary to use germanium dioxide from the viewpoint of satisfying the color tone, transparency, and food safety, and the amount of the addition is preferably 20 to 20% by weight of the germanium element with respect to the weight of all dicarboxylic acid components. It is 150 ppm, more preferably 30 to 100 ppm, particularly preferably 30 to 80 ppm.
[0018]
A stabilizer may be added at the time of polymerization.Examples of the stabilizer include phosphoric esters such as trimethyl phosphate, triethyl phosphate and triphenyl phosphate, phosphites such as triphenyl phosphite and trisdodecyl phosphite, and methyl acid phosphate. Phosphorus compounds such as dibutyl phosphate, monobutyl phosphate acidic phosphate, phosphoric acid, phosphorous acid, hypophosphorous acid, and polyphosphoric acid are preferred.
[0019]
The amount of the stabilizer to be added is generally 10 to 1000 ppm, preferably 20 to 500 ppm, as the weight of the phosphorus element in the stabilizer with respect to all the polymerization raw materials.
[0020]
The supply of the catalyst and the stabilizer can be performed at the time of preparing the raw material slurry or at any time of the esterification reaction or the transesterification reaction. It may be supplied at an early stage of the polycondensation reaction step.
[0021]
The reaction temperature of the esterification reaction or transesterification reaction is usually from 240 to 280 ° C, and the reaction pressure is from normal pressure to 0.3 Mpa.
[0022]
The reaction temperature of the polycondensation reaction is usually from 250 to 300 ° C, and the reaction pressure is usually from 60 to 0.1 Kpa.
[0023]
The esterification reaction, transesterification reaction and polycondensation reaction may be performed in one stage or may be performed in a plurality of stages.
[0024]
In this way, a polymer having an intrinsic viscosity of usually 0.45 to 0.70 dl / g is obtained by melt polycondensation. The polymer is formed into chips by a conventional method, and is usually formed into chips having an average particle diameter of 2.0 to 5.5 mm, preferably 2.2 to 4.0 mm.
[0025]
The polymer chip obtained by the above melt polymerization is subjected to solid phase polymerization. At this time, it is preferable that the polymer chip is preliminarily crystallized at a temperature lower than the temperature at which the solid-phase polymerization is performed.
[0026]
In the pre-crystallization step, the amorphous polymer chips are usually kept at a temperature of 120 to 200 ° C., preferably 130 to 180 ° C., always under a fluidized state so that fusion due to heat generated by crystallization of the chips does not occur. Crystallization in one or more stages for at least 15 minutes or more.
[0027]
The following solid-state polymerization step comprises at least one step, usually at a polymerization temperature of 190 to 230 ° C., preferably 195 to 225 ° C., under a vacuum of 0.05 to 5 Kpa, or under a normal pressure to 0.1 Mpa. And is carried out under a flow of an inert gas such as nitrogen, argon, carbon dioxide or the like.
[0028]
The solid phase polymerization time may be shorter as the temperature is higher, but is usually 1 to 50 hours, preferably 5 to 30 hours, more preferably 10 to 25 hours.
[0029]
The limiting viscosity number of the polymer obtained by solid-state polymerization is usually in the range of 0.70 to 0.90 dl / g.
[0030]
In the present invention, the content of diethylene glycol constituting polyethylene terephthalate (A) is 0.7 to 2.0 wt%, preferably 1.0 to 1.5 wt%, based on all diol components constituting polyethylene terephthalate. If it is less than 0.7 wt%, the transparency of the bottle body after molding is reduced, and if it is more than 2.0 wt%, the heat resistance is reduced and the effect of promoting crystallization is reduced.
[0031]
In order to adjust the content of diethylene glycol within the above range, diethylene glycol may be used as a raw material for polymerization.Because ethylene glycol used as a main raw material partially produces diethylene glycol as a by-product, The amount of production may be adjusted.
[0032]
In order to reduce mold contamination during bottle molding, the content of the oligomer is preferably 0 to 0.5 wt%, more preferably 0 to 0.4 wt% or less based on the total weight of the polymer.
[0033]
In order to prevent deterioration of taste and smell of the bottle filling, the content of acetaldehyde is preferably 0 to 5 ppm, more preferably 0 to 2 ppm, based on the total weight of the polymer.
[0034]
The oligomer and acetaldehyde are reduced by the above-mentioned solid-phase polymerization, and the above-mentioned contents can be satisfied by adjusting the intrinsic viscosity number, the solid-phase polymerization time, and the temperature time of the polymer after the melt polymerization.
[0035]
The concentration of the terminal carboxyl group of the polyethylene terephthalate (A) is preferably 15 to 25 eq / ton. Within this range, oligomers can be sufficiently reduced by relatively short-time solid-phase polymerization.
[0036]
[Polyhexamethylene terephthalate (B)]
Polyhexamethylene terephthalate (B) is a polyester containing terephthalic acid as a main dicarboxylic acid component and hexamethylene glycol as a main diol component.
[0037]
The main dicarboxylic acid component means a component of 80 mol% or more, preferably 90 mol% or more of all dicarboxylic acid components. Further, the main diol component means a component of 80 mol% or more, preferably 90 mol% or more of all diol components.
[0038]
In order to obtain solubility in a solvent, polyhexamethylene terephthalate (B) contains 1 to 10 mol of an isophthalic acid component having a sulfonic acid metal base (hereinafter may be abbreviated as IAS) per total dicarboxylic acid component. %, More preferably 3 to 5 mol%, as a copolymerization component.
[0039]
Examples of IAS include 5-lithium sulfoisophthalic acid, 5-sodium sulfoisophthalic acid, and 5-potassium sulfoisophthalic acid, with 5-sodium sulfoisophthalic acid being preferred.
[0040]
These may be derived from derivatives. As the derivative, for example, an ester can be used, and examples thereof include a methyl ester, an ethyl ester, a propyl ester, and a butyl ester, and among them, a methyl ester is preferable.
[0041]
In the polyhexamethylene terephthalate (B), a dicarboxylic acid component and / or a diol component may be substituted with a copolymer component as long as the effect of promoting crystallization is not hindered. This is a component of preferably 20 mol% or less, more preferably 10 mol% or less of the dicarboxylic acid component, and preferably 20 mol% or less, more preferably 10 mol% or less of the diol component.
[0042]
Examples of the dicarboxylic acid component usable as the copolymerization component include phthalic acid, isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, 4,4'-diphenylsulfonedicarboxylic acid, 4,4'-biphenyldicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, Examples thereof include 1,3-phenylenedioxydiacetic acid and structural isomers thereof, dicarboxylic acids such as malonic acid, succinic acid, and adipic acid and derivatives thereof, and oxyacids such as p-hydroxybenzoic acid and glycolic acid and derivatives thereof. be able to.
[0043]
Examples of the diol component usable as the copolymerization component include aliphatic glycols such as ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, pentamethylene glycol and neopentyl glycol, and cyclohexane. Examples include alicyclic glycols such as dimethanol, and aromatic dihydroxy compound derivatives such as bisphenol A and bisphenol S.
[0044]
The raw material containing the above terephthalic acid or its ester-forming derivative and hexamethylene glycol is subjected to an esterification reaction or a transesterification reaction in the presence of an esterification catalyst or a transesterification catalyst to give a hexamethylene terephthalate monomer (1 ) To an oligomer (a polymer having a low degree of polymerization), and then melt polycondensation at a high temperature under reduced pressure in the presence of a polycondensation catalyst and, if necessary, a stabilizer to convert polyhexamethylene terephthalate. Obtainable.
[0045]
At this time, the esterification catalyst does not need to be particularly used because terephthalic acid serves as an autocatalyst for the esterification reaction. As the transesterification catalyst, alkaline earth metal salts such as magnesium and calcium, and metal compounds such as titanium, zinc and manganese are preferably used, and titanium compounds are particularly preferable from the viewpoint of reactivity and transparency.
[0046]
As the polycondensation catalyst, for example, a germanium compound, an antimony compound, a titanium compound, a cobalt compound, and a tin compound can be used, but a titanium compound is preferable in terms of reactivity. The amount of addition is preferably 20 to 80 ppm, more preferably 30 to 50 ppm, as the weight of titanium element with respect to the weight of all dicarboxylic acid components.
[0047]
The supply of the catalyst and the stabilizer can be performed at the time of preparing the raw material slurry or at any time of the esterification reaction or the transesterification reaction. It may be supplied at an early stage of the polycondensation reaction step.
[0048]
The reaction temperature of the esterification reaction or transesterification reaction is usually from 210 to 220 ° C, and the reaction pressure is from normal pressure to 0.3 Mpa.
[0049]
The reaction temperature of the polycondensation reaction is usually from 240 to 270 ° C, and the reaction pressure is usually from 60 to 0.1 Kpa.
[0050]
The esterification reaction, transesterification reaction, and polycondensation reaction may be performed in one stage, or may be performed in two or more stages.
[0051]
In this way, a polymer having an intrinsic viscosity of usually 0.30 to 0.70 dl / g is obtained by melt polycondensation. The polymer is formed into chips by a conventional method.
[0052]
[Formulation method]
The polyhexamethylene terephthalate (B) is blended at a ratio of 1 to 100 ppm, preferably 1 to 50 ppm, more preferably 5 to 50 ppm, based on the polyethylene terephthalate (A). If it is less than 1 ppm, there is no effect of improving the crystallinity, and if it exceeds 100 ppm, fusion of the chips occurs when the chips are dried, or a drop of the chips occurs during molding, which hinders the stability of the molding. The transparency of the resulting bottle container is reduced.
[0053]
The polyhexamethylene terephthalate (B) is preferably blended by attaching an aqueous dispersion containing the polyhexamethylene terephthalate (B) at a concentration of 0.05 to 2 wt% to a polyethylene terephthalate (A) chip.
[0054]
If the polyhexamethylene terephthalate (B) is not blended in the form of an aqueous dispersion, but is blended, for example, with a powder blend, the blend becomes non-uniform and it is difficult to stably obtain the effect of promoting crystallization. Absent.
[0055]
The concentration of the polyhexamethylene terephthalate (B) in the aqueous dispersion is usually 0.05 to 2% by weight, preferably 0.1 to 1% by weight, more preferably 0.2 to 0.5% by weight. If the content is less than 0.05 wt%, it is difficult to attach an appropriate amount to the polyethylene terephthalate chip, and the intrinsic viscosity is greatly reduced by drying after the treatment, which is not preferable. If it exceeds 2 wt%, it is difficult to uniformly attach the solution to the polyethylene terephthalate chip, which is not preferable.
[0056]
As a method for converting polyhexamethylene terephthalate (B) into an aqueous dispersion, a method in which polyhexamethylene terephthalate (B) is dissolved in an organic solvent capable of dissolving and replaced with water is preferable. The concentration of polyhexamethylene terephthalate (B) may be adjusted by adjusting the amount of water used for substitution, or may be adjusted by obtaining a high-concentration aqueous dispersion once, adding water and diluting as appropriate. Good.
[0057]
As a method of attaching the aqueous dispersion of polyhexamethylene terephthalate (B) to the chip of polyethylene terephthalate (A), for example, a spray method or a dipping method can be applied.
[0058]
The mixing of the polyhexamethylene terephthalate (B) is performed during the period from the end of the melt polymerization of the polyethylene terephthalate (A) to the point of molding the molded body, for example, at the time of cutting into chips after the melt polymerization, or at the time of solid-phase polymerization. This can be done at a point in time, before drying of the molding. From the viewpoint of suppressing deterioration of the polyethylene terephthalate (A) due to heat, a point after the solid phase polymerization is preferable.
[0059]
When an aqueous dispersion is used for blending the polyhexamethylene terephthalate (B), it is preferable to dry and remove water during the period from the adhesion treatment of the aqueous dispersion to the molding, but if the molding is performed with a vent, There is no particular need for drying.
[0060]
[Molding]
The molded article of the present invention is preferably a molded article having a crystallization temperature Tci of 140 to 150 ° C. at the time of temperature rise (10 ° C./min temperature rise) measured by a differential scanning calorimeter. More preferably, it is a molded product having a Tci lower by 5 to 15 ° C than a molded product in which polyhexamethylene terephthalate (B) is not blended (for example, a molded product of polyethylene terephthalate (A)).
[0061]
When Tci is less than 140 ° C., when the body of the preform obtained by molding is heated for blow molding, whitening due to crystallization easily occurs, and the shoulder and the body are whitened and transparent. In some cases, the heat resistance may be impaired, and heat resistance may be imparted, so that heating becomes difficult, resulting in insufficient heat resistance, which is not preferable. When Tci exceeds 150 ° C., the mouth portion is heated and crystallized to a desired degree of crystallinity, so that long-time heating is required and productivity is reduced, and the mouth crystallization equipment must be enlarged. Will be. By satisfying the above condition of Tci, the crystallinity and transparency of the molded article and the heat resistance imparted to the bottle can all be satisfied at the same time.
[0062]
[Production method of molded article]
The resin composition of the present invention can be molded into a bottle by employing a commonly used melt molding method. Specifically, for example, a parison is once formed by injection molding or extrusion molding, and is heated as it is or after processing the mouth and bottom, and a stretch blow molding method such as a hot parison method or a cold parison method is applied. .
[0063]
In this case, the molding temperature (specifically, the temperature of each part of the cylinder and the nozzle of the molding machine) is, for example, 260 to 315 ° C, preferably 275 to 295 ° C. The stretching temperature is equal to or higher than the glass transition temperature of polyethylene terephthalate, and is usually 70 to 130 ° C. The stretching ratio is usually in the range of 1 to 4 times in the longitudinal direction and 1 to 5 times in the circumferential direction.
[0064]
The obtained bottle can be used as it is, but when heat filling is required, such as fruit juice drinks, oolong tea, etc., it is generally heat-fixed in a heated blow mold and further used with heat resistance. Is done.
[0065]
The heat setting is usually performed at a mold temperature of 100 to 200 ° C. for several seconds to several minutes under tension by compressed air or the like. Alternatively, a method may be used in which a bottle larger than the final shape is formed, and the body is crystallized by being shrunk by heating, followed by blow molding in a mold having the final shape to obtain a bottle of the product.
[0066]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
"Parts" means parts by weight.
[0067]
(1) Intrinsic viscosity
The limiting viscosity number (hereinafter sometimes abbreviated as IV) is obtained by measuring a fixed amount of a sample cut out from a portion corresponding to the top surface of a bottle or a tip of a preform (synonymous with a plug). , O-chlorophenol at a concentration of 0.012 g / ml, and measured at 25 ° C.
[0068]
(2) Crystallization temperature at elevated temperature
The crystallization temperature at the time of raising the temperature (hereinafter, may be abbreviated as Tci) is measured by a differential scanning calorimeter (DSC Model 2200 manufactured by DuPont) for a sample cut from a portion corresponding to the top surface of the bottle opening of the preform. The crystallization temperature Tci (temperature at the top of the crystallization peak) at the time of temperature rise measured at a temperature rise rate of 10 ° C./min was measured.
[0069]
(3) Haze
A sample (330 μm thickness) cut out from the bottle body to a size of 50 mm × 50 mm was measured with a Nippon Denshoku Industries Color and color difference meter MODEL1001DP.
[0070]
(4) Acetaldehyde content
The content of acetaldehyde (hereinafter may be abbreviated as AA) was measured by freeze-crushing a sample, charging the sample in a vial bottle, keeping at 150 ° C. for 60 minutes, and using headspace gas chromatography manufactured by Hitachi.
[0071]
(5) Amount of oligomer
The oligomer (hereinafter sometimes abbreviated as Cy-3) content is determined by gel-permeation chromatography (gel permeation chromatography) on a sample obtained by weighing a fixed amount of a sample, dissolving the sample in hexafluoroisopropanol, and diluting the sample with chloroform to a certain concentration. Waters 484).
[0072]
(6) Polyhexamethylene terephthalate (B) concentration of resin composition
The weight ratio of polyhexamethylene terephthalate (B) to the resin composition was calculated. Specifically, it is a value obtained by dividing the weight of the actually blended polyhexamethylene terephthalate (B) by the weight of the resin composition. The weight of the actually distributed polyhexamethylene terephthalate (B) was calculated by measuring the weight before blending and the weight after blending and taking the difference between the two.
[0073]
(7) Germanium element content
It was quantified by fluorescent X-ray (Rigaku Denki 3270E).
[0074]
(8) Diethylene glycol content
The content of diethylene glycol (hereinafter sometimes abbreviated as DEG) was determined by decomposing a sample with hydrazine and measuring the content of the sample by gas colromatography.
[0075]
(9) Production of polyhexamethylene terephthalate (B) and production of aqueous dispersion
With 100 parts of dimethyl terephthalate, 5 parts of 5-sodium sulfoisophthalic acid dimethyl ester and 63 parts of hexamethylene glycol, 0.027 part of tetra-t-butoxytitanium is used as a catalyst, and methanol as a by-product is distilled out of the system; The transesterification reaction was carried out while heating to 220 ° C., and then the reaction product was subjected to a polycondensation reaction under high temperature and high vacuum to obtain polyhexamethylene terephthalate (B) having an intrinsic viscosity of 0.60. I made it. The obtained chip-shaped polyhexamethylene terephthalate (B) was dissolved in tetrahydrofuran, and then replaced with water to obtain an aqueous dispersion having a polyhexamethylene terephthalate (B) concentration of 0.3% by weight.
[0076]
[Example 1]
A slurry composed of 40 parts of terephthalic acid and 22 parts of ethylene glycol is supplied to a polycondensation tank, and an esterification reaction is performed at 275 ° C. for 4 hours under normal pressure, and water as a by-product flows out of the system. The reaction was carried out to an esterification reaction rate of 97% to form an oligomer having a degree of polymerization of 5 to 10, which was added to an ethylene glycol solution of trimethylphosphoric acid (phosphorus concentration (weight ratio of phosphorus element in the solution) of 5.5 wt%). .017 parts and 0.38 part of an ethylene glycol solution of germanium dioxide (concentration of 1 wt% of germanium dioxide) were added, and polycondensation was performed at 277 ° C. for 2 hours under a reduced pressure of 2000 Pa for 1 hour and then at a reduced pressure of 133 Pa. .
[0077]
The produced polymer was drawn out in a strand shape from a draw-out opening provided directly at the bottom of the polycondensation bath directly connected to the cooling water bath, cooled with water, and then cut into chips to obtain polymer chips.
[0078]
After the obtained polymer chips were crystallized by a stirring fluidized crystallizer, they were dried at 140 ° C. for 3 hours under a nitrogen flow, then transferred to a packed column type solid-state polymerization tower, and heated at 215 ° C. for 22 hours under a nitrogen flow. Solid-state polymerization produced a chip-like polyethylene terephthalate (A).
[0079]
After spraying a predetermined amount of an aqueous dispersion of polyhexamethylene terephthalate (B) (concentration: 0.3 wt%) on the obtained chip-shaped polyethylene terephthalate (A), the mixture was dried at 140 ° C. for 3 hours, and then dried. Chips of a resin composition of polyethylene terephthalate having a methylene terephthalate (B) concentration of 20 ppm were obtained. Table 1 shows the results.
[0080]
The obtained resin composition chips were dried at 160 ° C. for 5 hours with a vacuum dryer, and then, at an injection molding machine (M-100DM manufactured by Meiki Seisakusho Co., Ltd.), the cylinder temperature was 275 ° C., and the screw rotation number was 160 rpm. A cylindrical preform having an outer diameter of about 28 mm, an inner diameter of about 19 mm, a length of 136 mm, and a weight of about 56 g was injection-molded at a primary pressure time of 3.0 seconds, a mold temperature of 10 ° C, and a cycle of 30 seconds. About the obtained preform, intrinsic viscosity number, crystallization temperature (Tci), and acetaldehyde content were measured. The results are shown in Table 2.
[0081]
Furthermore, in order to confirm the stability and uniformity of the crystallinity of the polyester, the crystallization temperature (Tci) was measured with different preforms (n = 5), and the dispersion was evaluated. Table 2 shows the results.
[0082]
Subsequently, only the part corresponding to the mouth of the bottle of the preform was crystallized at 160 ° C. for one minute by a plug crystallization apparatus (infrared heater), and then the surface temperature of the preform was increased to about 110 ° C. by infrared rays. Preheated by heater, blow pressure 5-40kg / cm 2 Then, stretch blow molding was performed using a blow molding machine set at a mold temperature of 150 ° C. to form a bottle having an average body thickness of 330 μm and an internal volume of about 1.5 liters. The haze of the obtained bottle was measured. Table 2 shows the results.
[0083]
Furthermore, in order to confirm the molding stability of the bottles, appearance defects were confirmed for ten bottles.
[0084]
[Table 1]
[0085]
[Table 2]
[0086]
[Examples 2 to 5]
A resin composition chip was obtained in the same manner as in Example 1, except that the concentration of the aqueous dispersion of polyhexamethylene terephthalate (B) and the amount of polyhexamethylene terephthalate (A) were changed as shown in Table 1. Was. The obtained resin composition chip was injection molded into a preform, and the bottle was blow molded. The obtained preform and bottle were evaluated. Table 2 shows the results.
[0087]
[Comparative Example 1]
The same operation as in Example 1 was carried out without blending polyhexamethylene terephthalate (B). The results are shown in Tables 1 and 2.
[0088]
[Comparative Example 2]
The procedure was performed in the same manner as in Example 1 except that the amount of polyhexamethylene terephthalate (B) was changed. The results are shown in Tables 1 and 2.
[0089]
[Comparative Example 3]
The chip-like polyhexamethylene terephthalate (B) is pulverized, passed through a 100-Mesh sieve, and turned into powder remaining on the 200-Mesh sieve. (A), and molded and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Tables 1 and 2.
[0090]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being excellent in transparency, mechanical strength, heat resistance, and flavor, while ensuring sufficient dimensional accuracy of the mouth, there is little variation in crystallinity, excellent production stability, and promotion of crystallinity. The present invention can provide a finished polyester resin composition for a bottle container.
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