JP6985698B2 - Polyester resin and blow molded products - Google Patents
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Description
本発明は、ブロー成形に好適な特性値を有するポリエステル樹脂に関するものである。 The present invention relates to a polyester resin having characteristic values suitable for blow molding.
ポリエチレンテレフタレート(PET)は、機械的特性、化学的安定性、透明性等に優れ、かつ、安価であり、各種のシート、フィルム、容器等として幅広く用いられており、特に昨今では、炭酸飲料、果汁飲料、液体調味料、食用油、酒、ワイン用等の中空容器(ボトル)用途の伸びが著しい。しかも、塩化ビニル樹脂製中空成形品におけるような残留モノマーや有害添加剤の心配が少なく、衛生性及び安全性が高い点から、従来の塩化ビニル樹脂などからなるボトルからの置き換えも進んでいる。 Polyethylene terephthalate (PET) has excellent mechanical properties, chemical stability, transparency, etc., is inexpensive, and is widely used as various sheets, films, containers, etc. Especially in recent years, carbonated drinks, The growth of hollow container (bottle) applications such as fruit juice beverages, liquid seasonings, cooking oil, liquor, and wine is remarkable. Moreover, since there is less concern about residual monomers and harmful additives as in the case of hollow molded products made of vinyl chloride resin, and the hygiene and safety are high, the replacement of conventional bottles made of vinyl chloride resin or the like is progressing.
一般に、プラスチック製のボトルなどを製造するにあたっては、成形の容易性、高生産性、成形機械や金型などの設備費が比較的安くてすむなどの点から、溶融可塑化した樹脂をダイオリフィスを通して押出して円筒状のパリソンを形成し、これを金型に挟んで内部に空気を吹き込むいわゆるダイレクトブロー成形法が採用されている。そして、このダイレクトブロー成形による場合は、成形を円滑に行うために、溶融状態で押出されたパリソンが吹き込み成形時にドローダウンするのを回避する必要があり、そのため、使用樹脂に高い溶融粘度が要求される。したがって、高い溶融粘度を有する樹脂として、塩化ビニル樹脂やポリオレフィン樹脂などがダイレクトブロー成形においては広く用いられている。 Generally, when manufacturing plastic bottles, melt-plasticized resin is used as a die orifice because of its ease of molding, high productivity, and relatively low equipment costs for molding machines and dies. A so-called direct blow molding method is adopted in which a cylindrical parison is formed by extruding through a mold, sandwiched between molds, and air is blown into the inside. In the case of this direct blow molding, it is necessary to prevent the parison extruded in the molten state from drawing down during blow molding in order to carry out the molding smoothly, and therefore, a high melt viscosity is required for the resin used. Will be done. Therefore, as a resin having a high melt viscosity, vinyl chloride resin, polyolefin resin and the like are widely used in direct blow molding.
ダイレクトブロー成形品においても塩化ビニル樹脂からポリエステル樹脂への置き換えが検討されているが、ポリエステル樹脂は、一般にダイレクトブロー成形に適する高い溶融粘度を有していない。このため、押出されたパリソンが吹き込み成形時にドローダウンし、吹き込み成形が行えないという問題があり、また、ブロー時に結晶化が起こりやすいため、成形が可能であっても白化が生じ、透明性が不十分になるという問題があった。そこで、PETに共重合成分を導入することが検討され、例えば、テレフタル酸を主成分とするジカルボン酸成分において、共重合成分としてイソフタル酸を用いた共重合ポリエステル樹脂及びそれからなるボトルが提案されている(例えば特許文献1参照)。
また、テレフタル酸とエチレングリコールを主成分とするポリエステルにおいて、共重合成分として1,4−シクロヘキサンジメタノールを用いた共重合ポリエステル樹脂及びそれからなるボトルが提案されている(例えば特許文献2参照)。
Although replacement of vinyl chloride resin with polyester resin is being considered for direct blow molded products, polyester resin generally does not have a high melt viscosity suitable for direct blow molding. For this reason, there is a problem that the extruded parison draws down during blow molding and cannot be blown molded, and crystallization is likely to occur during blow molding, so that whitening occurs even if molding is possible, and transparency is improved. There was the problem of being inadequate. Therefore, it is considered to introduce a copolymerization component into PET, and for example, in the dicarboxylic acid component containing terephthalic acid as a main component, a copolymerized polyester resin using isophthalic acid as a copolymerization component and a bottle made of the copolymerized polyester resin have been proposed. (See, for example, Patent Document 1).
Further, in a polyester containing terephthalic acid and ethylene glycol as main components, a copolymerized polyester resin using 1,4-cyclohexanedimethanol as a copolymerization component and a bottle made of the same have been proposed (see, for example, Patent Document 2).
一般に、上記のような共重合ポリエステル樹脂を製造する際には、溶融重合工程や固相重合工程を経るが、反応工程において異物が生じる。これらの異物は、触媒や添加物に由来する反応缶内で生じる炭化物や、溶融重合中に発生するゲル状物及びポリエステル樹脂の劣化物である。しかしながら、これらの異物の発生を防ぐことは難しく、通常の製造方法で重合工程を行うと、得られるポリエステル樹脂中にはこのような異物がある程度生じていた。異物の数が多くなると、ブロー成形時のトラブルの原因になったり、得られるブロー成形品の品位が低下したり、また一見して外観に影響がない場合であっても、ブロー成形品の耐衝撃性が低下するという問題があった。 Generally, when the above-mentioned copolymerized polyester resin is produced, it goes through a melt polymerization step and a solid phase polymerization step, but foreign matter is generated in the reaction step. These foreign substances are carbides generated in the reaction can derived from catalysts and additives, gel-like substances generated during melt polymerization, and deteriorated polyester resins. However, it is difficult to prevent the generation of these foreign substances, and when the polymerization step is carried out by a normal production method, such foreign substances are generated to some extent in the obtained polyester resin. If the number of foreign substances increases, it may cause troubles during blow molding, the quality of the obtained blow molded product may deteriorate, or even if the appearance is not affected at first glance, the resistance of the blow molded product may be reduced. There was a problem that the impact resistance was reduced.
本発明は、上記の問題点を解決し、ブロー成形に好適に使用することができ、成形時の異物数が少なく、ブロー成形性が良好で、成形サイクルに優れており、耐衝撃性に優れたブロー成形品を得ることができるポリエステル樹脂を提供しようとするものである。 The present invention solves the above problems, can be suitably used for blow molding, has a small number of foreign substances during molding, has good blow moldability, is excellent in molding cycle, and is excellent in impact resistance. It is an attempt to provide a polyester resin capable of obtaining a blow-molded product.
本発明者等は、上記の課題を解決するために、鋭意検討した結果、ポリエステル樹脂を得る際の重合条件を特定のものとすることにより、異物数が少なく、かつ密度が特定数値以下であるポリエステル樹脂を得ることができることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、次の(1)〜(2)を要旨とするものである。
(1)エチレンテレフタレートを主たる繰り返し単位とし、全グリコール成分の合計量を100モル%とするときエチレングリコールを80〜97モル%、1,4−シクロヘキサンジメタノールを共重合成分として2〜15モル%含有し、かつ全酸成分の合計量を100モル%とするときテレフタル酸を85モル%以上含有するポリエステル樹脂であって、極限粘度が0.9〜1.4であり、280℃にて厚み20μmのシートを溶融押出して得られるシート中に存在する直径300μm以上の異物数が3個/m2以下であり、かつ樹脂の密度が1.370g/cm3以下であることを特徴とするポリエステル樹脂。
(2)(1)記載のポリエステル樹脂を用いてブロー成形することにより得られるブロー成形品。
As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have specified the polymerization conditions for obtaining the polyester resin, so that the number of foreign substances is small and the density is equal to or less than the specific numerical value. We have found that a polyester resin can be obtained, and have reached the present invention.
That is, the gist of the present invention is the following (1) to (2).
(1) When ethylene terephthalate is the main repeating unit and the total amount of all glycol components is 100 mol%, ethylene glycol is 80 to 97 mol% and 1,4-cyclohexanedimethanol is 2 to 15 mol% as a copolymerization component. A polyester resin containing 85 mol% or more of terephthalic acid when the total amount of all acid components is 100 mol%, having an ultimate viscosity of 0.9 to 1.4 and a thickness at 280 ° C. Polyester characterized in that the number of foreign substances having a diameter of 300 μm or more present in the sheet obtained by melt-extruding a 20 μm sheet is 3 pieces / m 2 or less, and the resin density is 1.370 g / cm 3 or less. resin.
(2) A blow-molded product obtained by blow-molding using the polyester resin according to (1) .
本発明のポリエステル樹脂は、特定の組成からなる共重合ポリエステル樹脂であり、特定の極限粘度、密度、異物数を満足するものであるため、ブロー成形に好適に使用することができる。つまり、成形時の異物数が少なく生産性が良好で、成形サイクルに優れており、かつブロー成形時にドローダウンの問題が生じることなく、熱安定性にも優れており、耐衝撃性に優れたブロー成形品を得ることができる。
そして、本発明のブロー成形品は、本発明のポリエステル樹脂を含むものであるため、透明性に優れた外観及び耐衝撃性を有しており、種々の用途に用いることができる。
Since the polyester resin of the present invention is a copolymerized polyester resin having a specific composition and satisfies a specific extreme viscosity, density, and number of foreign substances, it can be suitably used for blow molding. In other words, the number of foreign substances during molding is small, productivity is good, the molding cycle is excellent, there is no drawdown problem during blow molding, thermal stability is excellent, and impact resistance is excellent. A blow molded product can be obtained.
Since the blow-molded product of the present invention contains the polyester resin of the present invention, it has an excellent transparent appearance and impact resistance, and can be used for various purposes.
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のポリエステル樹脂(以下、本発明の樹脂と略することがある)は成形用に好適なものであり、中でも、ダイレクトブロー成形法に好適なものである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The polyester resin of the present invention (hereinafter, may be abbreviated as the resin of the present invention) is suitable for molding, and above all, is suitable for the direct blow molding method.
本発明のポリエステル樹脂は、特定の組成を満足する共重合ポリエステル樹脂である。本発明における共重合ポリエステル樹脂は、エチレンテレフタレートを主たる繰り返し単位とし、1,4−シクロヘキサンジメタノールを共重合成分として2〜15モル%含有するものである。
本発明のポリエステル樹脂の酸成分は、85モル%以上がテレフタル酸であることが好ましく、中でも95モル%以上がテレフタル酸であることが好ましい。テレフタル酸の割合が85モル%未満であると、得られるポリエステル樹脂の結晶性や耐熱性が劣るものとなりやすい。
The polyester resin of the present invention is a copolymerized polyester resin satisfying a specific composition. The copolymerized polyester resin in the present invention contains ethylene terephthalate as a main repeating unit and 1,4-cyclohexanedimethanol as a copolymerization component in an amount of 2 to 15 mol%.
The acid component of the polyester resin of the present invention preferably contains 85 mol% or more of terephthalic acid, and more preferably 95 mol% or more of terephthalic acid. When the proportion of terephthalic acid is less than 85 mol%, the crystallinity and heat resistance of the obtained polyester resin tend to be inferior.
共重合ポリエステル樹脂中に含まれるテレフタル酸以外の酸成分としては、フタル酸、イソフタル酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、無水フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、ダイマー酸等が挙げられ、これらを2種類以上併用してもよく、これらの酸のエステル形成性誘導体を使用してもよい。 Examples of the acid component other than terephthalic acid contained in the copolymerized polyester resin include phthalic acid, isophthalic acid, 5-sodium sulfoisophthalic acid, anhydrous phthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, adipic acid, sebacic acid, dimer acid and the like. , Two or more of these may be used in combination, or ester-forming derivatives of these acids may be used.
一方、グリコール成分は、エチレングリコールを主成分とし、共重合成分として1,4−シクロヘキサンジメタノールを含有する。
まず、共重合成分である1,4−シクロヘキサンジメタノールの含有量は、グリコール成分の2〜15モル%であり、中でも3〜8モル%であることが好ましい。
On the other hand, the glycol component contains ethylene glycol as a main component and 1,4-cyclohexanedimethanol as a copolymerization component.
First, the content of 1,4-cyclohexanedimethanol, which is a copolymerization component, is 2 to 15 mol% of the glycol component, and more preferably 3 to 8 mol%.
1,4−シクロヘキサンジメタノールの含有量が2モル%よりも少ない場合は、樹脂組成物の結晶化速度が速いものとなるため、得られるダイレクトブロー成形品は結晶化して白化する。一方、15モル%を超えると、非晶性のものとなり、高温での乾燥や固相重合が困難となる。あるいは、高温乾燥時や固相重合工程においてブロッキングが起こりやすくなるため好ましくない。 When the content of 1,4-cyclohexanedimethanol is less than 2 mol%, the crystallization rate of the resin composition is high, so that the obtained direct blow molded article is crystallized and whitened. On the other hand, if it exceeds 15 mol%, it becomes amorphous and it becomes difficult to dry it at a high temperature or solid-phase polymerization. Alternatively, it is not preferable because blocking is likely to occur during high temperature drying or in the solid phase polymerization step.
なお、主成分となるエチレングリコールの含有量は、グリコール成分の80〜97モル%であることが好ましく、中でも85〜95モル%であることが好ましい。エチレングリコールの含有量が80モル%未満であると、得られるポリエステル樹脂の結晶性や耐熱性が劣るものとなる。一方、98モル%を超えると、1,4−シクロヘキサンジメタノールの割合が少なくなり、結晶化速度を調整することが困難となり、ブロー成形時の結晶化による白化を防ぐ効果に乏しいものとなる。 The content of ethylene glycol as a main component is preferably 80 to 97 mol%, particularly preferably 85 to 95 mol% of the glycol component. When the content of ethylene glycol is less than 80 mol%, the crystallinity and heat resistance of the obtained polyester resin are inferior. On the other hand, if it exceeds 98 mol%, the proportion of 1,4-cyclohexanedimethanol becomes small, it becomes difficult to adjust the crystallization rate, and the effect of preventing whitening due to crystallization during blow molding is poor.
グリコール成分中の、エチレングリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノールの合計含有量は、全グリコール成分の90モル%以上であることが好ましく、中でも95モル%以上であることが好ましい。
これら3種類の成分以外のグリコール成分としては、例えば、ジエチレングリコール、2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサメチレンジオール、ダイマージオール、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物、ビスフェノールSのエチレンオキサイド付加物等を用いることができる。
The total content of ethylene glycol and 1,4-cyclohexanedimethanol in the glycol component is preferably 90 mol% or more, and more preferably 95 mol% or more of the total glycol component.
Glycol components other than these three types include, for example, diethylene glycol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, neopentyl glycol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, and 1 , 6-Hexamethylene diol, dimer diol, ethylene oxide adduct of bisphenol A, ethylene oxide adduct of bisphenol S and the like can be used.
本発明のポリエステル樹脂中には重合時の触媒を含んでいてもよく、また、その効果を損なわない範囲であれば、後述するような各種添加剤等を含んでいてもよい。ただし、ポリエステル樹脂中に異物が存在しないようにするためには、各種添加剤を含有していないほうが好ましい。 The polyester resin of the present invention may contain a catalyst at the time of polymerization, and may contain various additives and the like as described later as long as the effect is not impaired. However, in order to prevent foreign substances from being present in the polyester resin, it is preferable that the polyester resin does not contain various additives.
本発明のポリエステル樹脂中に添加してもよい各種添加剤としては、着色防止剤として、例えば、リン酸、亜リン酸、トリメチルフォスファイト、トリエチルフォスファイト、トリフェニルフォスファイト、トリデシルフォスファイト、トリメチルフォスフェート、トリエチルフォスフェート、トリフェニルフォスフェート、トリデシルフォスフェート等のリン化合物を挙げることができる。これらのリン化合物は単独で使用しても2種以上使用しても良い。リン化合物の使用量は1.0質量%以下とすることが好ましい。
また、ポリエステル樹脂の熱分解による着色を抑制するために酢酸コバルト等のコバルト化合物、酢酸マンガン等のマンガン化合物、アントラキノン系染料化合物、銅フタロシアニン系化合物等の添加剤やフェノール系酸化防止剤、ホスフェート系酸化防止剤、チオエーテル系酸化防止剤などの酸化防止剤を用いることができ、これらは単独で使用しても2種類以上を併用してもよい。
Various additives that may be added to the polyester resin of the present invention include, for example, phosphoric acid, fluoric acid, trimethylphosphite, triethylphosphine, triphenylphosphine, tridecylphosphine, as anticoloring agents. Phosphorus compounds such as trimethyl phosphate, triethyl phosphate, triphenylphosphine, and tridecyl phosphate can be mentioned. These phosphorus compounds may be used alone or in combination of two or more. The amount of the phosphorus compound used is preferably 1.0% by mass or less.
Further, in order to suppress coloring due to thermal decomposition of polyester resin, additives such as cobalt compounds such as cobalt acetate, manganese compounds such as manganese acetate, anthraquinone dye compounds, copper phthalocyanine compounds, phenolic antioxidants, and phosphate compounds are used. Antioxidants such as antioxidants and thioether-based antioxidants can be used, and these may be used alone or in combination of two or more.
次に、本発明のポリエステル樹脂の特性値について説明する。
まず、ポリエステル樹脂の極限粘度は、0.90〜1.40である。なお、極限粘度(IV)は、フェノールと四塩化エタンとの等質量混合物を溶媒として、温度20℃で測定するものである。
極限粘度が0.90未満の場合は、ブロー成形時のドローダウンが大きくなり、成形が困難になる。一方、極限粘度が1.40を超える場合は、成形温度を上げる必要があり、得られる成形品の色調や透明性が悪くなる。
Next, the characteristic values of the polyester resin of the present invention will be described.
First, the ultimate viscosity of the polyester resin is 0.99 to 1.40. The ultimate viscosity (IV) is measured at a temperature of 20 ° C. using an equal mass mixture of phenol and ethane tetrachloride as a solvent.
If the ultimate viscosity is less than 0.90, the drawdown during blow molding becomes large and molding becomes difficult. On the other hand, when the ultimate viscosity exceeds 1.40, it is necessary to raise the molding temperature, and the color tone and transparency of the obtained molded product deteriorate.
本発明のポリエステル樹脂は、異物数が少ないことを特徴とするものである。本発明でいう異物とは、触媒や添加物に由来する反応缶内で生じる炭化物や、溶融重合中に発生するゲル状物やポリエステル樹脂の劣化物をいう。
ポリエステル樹脂中の異物数は、具体的には、本発明のポリエステル樹脂を280℃で溶融押出しし、厚み20μmのシートを作製し、シート中に存在する直径300μm以上の異物数をカウントするものである。このとき、OCS社製ME20/2800V3、CR9、FSA200を用いて、シートの作製と直径300μm以上の異物の検出を行なうものである。
The polyester resin of the present invention is characterized by having a small number of foreign substances. The foreign substance referred to in the present invention refers to a carbide generated in a reaction can derived from a catalyst or an additive, a gel-like substance generated during melt polymerization, or a deteriorated substance of a polyester resin.
Specifically, the number of foreign substances in the polyester resin is obtained by melt-extruding the polyester resin of the present invention at 280 ° C. to prepare a sheet having a thickness of 20 μm, and counting the number of foreign substances having a diameter of 300 μm or more existing in the sheet. be. At this time, ME20 / 2800V3, CR9, and FSA200 manufactured by OCS are used to prepare a sheet and detect a foreign substance having a diameter of 300 μm or more.
異物の直径とは、円相当径(画像などに描画されている図形の面積に相当する、真円の直径)をいうものである。
そして、本発明のポリエステル樹脂は、シート中に存在する直径300μm以上の異物数が3個/m2以下であり、中でも2.5個/m2以下であることが好ましい。
上記異物数以下であることで、異物数が少なく成形性が良好となり、耐衝撃性に優れる成形体を得ることができる。一方、上記異物数を超えると、成形時に異物により成形性が劣るものとなり、得られる成形品は外観の品位が悪くなったり、一見外観は悪くない場合であっても耐衝撃性に劣るものとなる。
The diameter of the foreign substance means the diameter equivalent to a circle (the diameter of a perfect circle corresponding to the area of a figure drawn on an image or the like).
In the polyester resin of the present invention, the number of foreign substances having a diameter of 300 μm or more present in the sheet is 3 / m 2 or less, and more preferably 2.5 / m 2 or less.
When the number of foreign substances is less than or equal to the above, the number of foreign substances is small and the moldability is good, and a molded product having excellent impact resistance can be obtained. On the other hand, if the number of foreign substances exceeds the above, the moldability becomes inferior due to the foreign substances at the time of molding, and the obtained molded product has poor appearance quality or is inferior in impact resistance even if the appearance is not bad at first glance. Become.
さらに、本発明のポリエステル樹脂は、密度が1.370以下であり、中でも1.365以下であることが好ましい。本発明における密度の測定方法は以下のとおりである。
島津製作所社製AUX220、SMK−401を用いて、5回測定した後に得られた数値の最大値と最小値を除いた3点の平均値から求めるものである。
ポリエステル樹脂中の異物数を上記の個数以下にし、かつ密度を1.370以下にすることにより、重量を一定とした場合に得られる成形品が肉厚なものとなることもあり、耐衝撃性に優れた成形品を得ることができる。
Further, the polyester resin of the present invention has a density of 1.370 or less, and more preferably 1.365 or less. The method for measuring the density in the present invention is as follows.
It is obtained from the average value of three points excluding the maximum and minimum values obtained after five measurements using AUX220 and SMK-401 manufactured by Shimadzu Corporation.
By reducing the number of foreign substances in the polyester resin to the above number or less and the density to 1.370 or less, the molded product obtained when the weight is constant may be thick and impact resistant. It is possible to obtain an excellent molded product.
そして、上記特徴を有する本発明の樹脂を得るためには、後述するような製造方法により共重合ポリエステル樹脂を得ることが好ましい。 Then, in order to obtain the resin of the present invention having the above-mentioned characteristics, it is preferable to obtain a copolymerized polyester resin by a production method as described later.
本発明のポリエステル樹脂の製造方法について説明する。まず、共重合ポリエステル樹脂を構成する酸成分とグリコール成分を仕込んで、エステル化反応を行なうが、特に限定はなく、公知の技術を用いることができる。 The method for producing the polyester resin of the present invention will be described. First, an acid component and a glycol component constituting the copolymerized polyester resin are charged to carry out an esterification reaction, but the esterification reaction is carried out without particular limitation, and a known technique can be used.
次に溶融重合は、1hPa以下の減圧下で240〜290℃、好ましくは250〜280℃の温度で4〜8時間行うことが好ましい。ここで、常圧から1hPa以下の減圧下にするまでに要する時間を75〜120分とし、その間の溶融重合温度を240〜270℃とすることが重要である。1hPa以下の減圧下にするまでに要する時間を75〜120分とし、その間の温度を240〜270℃として溶融重合することで、上記したような本発明で規定する異物数及び密度を満足する樹脂を得ることができる。
常圧から1hPa以下の減圧下にするまでに要する時間が75分未満であったり、この間の溶融重合温度が270℃を超える場合は、減圧速度が速くなるため、重合缶内の内容物の泡立ちが激しくなるため、重合缶内の炭化物等の異物を捕集したり、ゲル状物が生じることにより、直径300μm以上の異物数が増加する。また、得られるポリエステル樹脂の密度が高くなる。
一方、常圧から1hPa以下の減圧下にするまでに要する時間が120分を超えたり、この間の溶融重合温度が240℃未満の場合は、トータルの溶融重合反応時間が長くなるため、得られるポリエステル樹脂が劣化する。
Next, the melt polymerization is preferably carried out at a temperature of 240 to 290 ° C., preferably 250 to 280 ° C. under a reduced pressure of 1 hPa or less for 4 to 8 hours. Here, it is important that the time required from the normal pressure to the reduced pressure of 1 hPa or less is 75 to 120 minutes, and the melt polymerization temperature during that period is 240 to 270 ° C. A resin that satisfies the number and density of foreign substances specified in the present invention as described above by melt-polymerizing with the time required for reducing the pressure to 1 hPa or less to 75 to 120 minutes and the temperature during that period to 240 to 270 ° C. Can be obtained.
If the time required to reduce the pressure from normal pressure to 1 hPa or less is less than 75 minutes, or if the melt polymerization temperature during this period exceeds 270 ° C, the depressurization rate becomes faster and the contents in the polymerization can are foamed. The number of foreign substances having a diameter of 300 μm or more increases due to the collection of foreign substances such as carbides in the polymerization can and the formation of gel-like substances. In addition, the density of the obtained polyester resin becomes high.
On the other hand, if the time required from normal pressure to a reduced pressure of 1 hPa or less exceeds 120 minutes, or if the melt polymerization temperature during this period is less than 240 ° C., the total melt polymerization reaction time becomes long, so that the polyester obtained can be obtained. The resin deteriorates.
上記のような溶融重合反応を行なうことにより、プレポリマーを得た後、固相重合を行なうことが好ましい。溶融重合反応により得られるプレポリマーの極限粘度は、0.55〜0.70であることが好ましい。 It is preferable to carry out solid-phase polymerization after obtaining a prepolymer by carrying out the melt polymerization reaction as described above. The ultimate viscosity of the prepolymer obtained by the melt polymerization reaction is preferably 0.55 to 0.70.
溶融重合の際の重合触媒は特に限定はなく、一般的に用いられるアンチモン系、ゲルマニウム系、チタン系、アルミニウム系触媒を用いることができる。得られる成形品の透明性の観点からゲルマニウム化合物が好ましい。
ゲルマニウム化合物としては、二酸化ゲルマニウム、四塩化ゲルマニウム、ゲルマニウムテトラエトキシド等が挙げられ、重合触媒活性、得られるポリエステル樹脂の物性及びコストの点から、二酸化ゲルマニウムが好ましい。
The polymerization catalyst in the case of melt polymerization is not particularly limited, and generally used antimony-based, germanium-based, titanium-based, and aluminum-based catalysts can be used. A germanium compound is preferable from the viewpoint of transparency of the obtained molded product.
Examples of the germanium compound include germanium dioxide, germanium tetrachloride, germanium tetraethoxydo and the like, and germanium dioxide is preferable from the viewpoint of polymerization catalytic activity, physical properties of the obtained polyester resin and cost.
続いて、溶融重合反応で得られたプレポリマーを用いて固相重合反応を行うことにより、目標の極限粘度のポリエステル樹脂を得る。固相重合は、あらかじめ、プレポリマーを乾燥、結晶化させた後、通常、減圧下あるいは窒素などの不活性ガス流通下にて、ポリエステル樹脂の融点よりも20〜30℃低い温度で3時間〜50時間、反応器内にて反応させることにより行う。 Subsequently, a solid phase polymerization reaction is carried out using the prepolymer obtained by the melt polymerization reaction to obtain a polyester resin having a target maximum viscosity. In solid phase polymerization, after the prepolymer is dried and crystallized in advance, it is usually carried out under reduced pressure or under the flow of an inert gas such as nitrogen at a temperature 20 to 30 ° C. lower than the melting point of the polyester resin for 3 hours. It is carried out by reacting in the reactor for 50 hours.
上記のようにして得られたポリエステル樹脂中に、他の樹脂や添加剤を添加する際には、成形加工前にペレット状、粒状又は粉末状等の固体状態で混合(ドライブレンド)し、溶融混練する方法が好ましい。もしくは、成形加工時にポリエステル樹脂を単軸又は二軸の押出機で溶融混練している途中から他の樹脂や添加剤を添加し、温度250〜300℃の範囲で練り込む方法で行う。 When other resins or additives are added to the polyester resin obtained as described above, they are mixed (dry blended) in a solid state such as pellets, granules or powders before molding and melted. The kneading method is preferable. Alternatively, the polyester resin is melt-kneaded with a single-screw or twin-screw extruder during the molding process, and another resin or additive is added and kneaded in a temperature range of 250 to 300 ° C.
本発明のポリエステル樹脂は、特にダイレクトブロー成形に適したものであるが、射出成形や延伸法を採用しても、色調、透明性に優れた成形品(射出成形体、シート、フィルム等)を得ることができる。 The polyester resin of the present invention is particularly suitable for direct blow molding, but even if an injection molding or stretching method is adopted, a molded product (injection molded body, sheet, film, etc.) having excellent color tone and transparency can be produced. Obtainable.
次に、本発明のダイレクトブロー成形品は、本発明のポリエステル樹脂からなるものである。本発明のダイレクトブロー成形品は、汎用のダイレクトブロー成形機を用いて製造することが可能であり、成形機のシリンダー各部及びノズルの温度は、240〜290℃の範囲とするのが好ましい。 Next, the direct blow molded article of the present invention is made of the polyester resin of the present invention. The direct blow molded product of the present invention can be manufactured using a general-purpose direct blow molding machine, and the temperature of each cylinder portion and nozzle of the molding machine is preferably in the range of 240 to 290 ° C.
次に、実施例を用いて本発明を具体的に説明する。なお、実施例中の各種の特性値等の測定、評価方法は次の通りである。
(a)極限粘度
前記と同様の方法で測定した。
(b)共重合成分の共重合量
得られたポリエステル樹脂を、重水素化ヘキサフルオロイソプロパノールと重水素化クロロホルムとの容量比が1/20の混合溶媒に溶解させ、日本電子社製JNM−ECZ−400R型NMR装置にて1H−NMRを測定し、得られたチャートの各成分のプロトンのピークの積分強度から、共重合量を求めた。
(c)異物数
得られたポリエステル樹脂を、OCS社製ME20/2800V3、CR9、FSA200を用いて、280℃にて厚み20μmのシートを溶融押出し、得られるシート中に存在する直径(円相当径)300μm以上の異物を検出した。
(d)密度
得られたポリエステル樹脂を、島津製作所社製AUX220、SMK−401を用いて、5回測定した後に得られた数値の最大値と最小値を除いた3点の平均値から求めた。
(e)成形性
得られた成形品(サンプル数100本)を目視にて観察し、異物を含有している成形品の個数で以下のように3段階で評価した。
1本以内・・・○
2〜4本・・・△
5本以上・・・×
(f)耐衝撃性
得られた成形品(サンプル数100本)に水400mlを充填し、150cm高さから落下させた際に割れが生じた成形品の個数で以下のように3段階で評価した。
1本以内・・・○
2〜4本・・・△
5本以上・・・×
Next, the present invention will be specifically described with reference to Examples. The measurement and evaluation methods for various characteristic values in the examples are as follows.
(A) Extreme viscosity The measurement was carried out in the same manner as described above.
(B) Copolymerization amount of copolymerization component The obtained polyester resin was dissolved in a mixed solvent having a volume ratio of deuterated hexafluoroisopropanol and deuterated chloroform of 1/20, and JNM-ECZ manufactured by JEOL Ltd. 1H-NMR was measured with a −400R type NMR apparatus, and the amount of copolymerization was determined from the integrated intensity of the proton peaks of each component in the obtained chart.
(C) Number of foreign substances The obtained polyester resin is melt-extruded at 280 ° C. using ME20 / 2800V3, CR9, and FSA200 manufactured by OCS to melt and extrude a sheet having a thickness of 20 μm, and the diameter (equivalent to a circle) existing in the obtained sheet. ) A foreign substance of 300 μm or more was detected.
(D) Density The obtained polyester resin was obtained from the average value of three points excluding the maximum and minimum values obtained after five measurements using AUX220 and SMK-401 manufactured by Shimadzu Corporation. ..
(E) Moldability The obtained molded product (100 samples) was visually observed and evaluated by the number of molded products containing foreign matter in the following three stages.
Within 1 ... ○
2 to 4 ... △
5 or more ... ×
(F) Impact resistance The obtained molded product (100 samples) was filled with 400 ml of water, and the number of molded products that cracked when dropped from a height of 150 cm was evaluated in the following three stages. did.
Within 1 ... ○
2 to 4 ... △
5 or more ... ×
実施例1
〔ポリエステル樹脂〕
エステル化反応器に、テレフタル酸(TPA)とエチレングリコール(EG)のスラリー(TPA/EGモル比=1/1.6)を供給し、温度250℃、圧力50hPaの条件で反応させ、エステル化反応率95%の反応生成物(数平均重合度:5)を得た。
TPAとEGの反応生成物60.3質量部を重合反応器に仕込み、続いて、1,4−シクロヘキサンジメタノール3.9質量部、重合触媒として二酸化ゲルマニウム0.008質量部、トリエチルフォスフェート0.016質量部、酢酸コバルト0.004質量部を、それぞれ加え、反応器を120分間かけて270℃で最終圧力0.9hPaまで減圧した後、温度280℃で5時間、溶融重合反応を行い、極限粘度0.66のポリエステル樹脂を得た。
次に、このプレポリマーを150℃で5時間予備乾燥した後、窒素気流中で210℃、30時間固相重合し、ポリエステル樹脂を得た。
〔ブロー成形体〕
得られたポリエステル樹脂を用い、乾燥させた後、ダイレクトブロー成形機を用いて、押出温度260℃、パリソン径3cmで長さが25cmとなったところで成形し、500mlの中空容器(ダイレクトブロー成形品)を得た。
Example 1
[Polyester resin]
A slurry of terephthalic acid (TPA) and ethylene glycol (EG) (TPA / EG molar ratio = 1 / 1.6) is supplied to the esterification reactor and reacted under the conditions of a temperature of 250 ° C. and a pressure of 50 hPa for esterification. A reaction product (number average degree of polymerization: 5) having a reaction rate of 95% was obtained.
60.3 parts by mass of the reaction product of TPA and EG was charged into the polymerization reactor, followed by 3.9 parts by mass of 1,4-cyclohexanedimethanol, 0.008 parts by mass of germanium dioxide as a polymerization catalyst, and triethyl phosphate 0. .016 parts by mass and 0.004 parts by mass of cobalt acetate were added, and the reactor was depressurized to a final pressure of 0.9 hPa at 270 ° C. over 120 minutes, and then a melt polymerization reaction was carried out at a temperature of 280 ° C. for 5 hours. A polyester resin having an ultimate viscosity of 0.66 was obtained.
Next, this prepolymer was pre-dried at 150 ° C. for 5 hours and then solid-phase polymerized at 210 ° C. for 30 hours in a nitrogen stream to obtain a polyester resin.
[Blow molded article]
The obtained polyester resin is used, dried, and then molded using a direct blow molding machine at an extrusion temperature of 260 ° C., a parison diameter of 3 cm and a length of 25 cm, and a 500 ml hollow container (direct blow molded product). ) Was obtained.
実施例2〜3、比較例1〜3
1,4−シクロヘキサンジメタノールの共重合量を表1に示すように変更し、また、溶融重合時の1hPa以下の圧力に到達するまでの時間とそのときの溶融重合温度、トータルの溶融重合時間を表1に示すように変更した以外は、実施例1と同様にして、ポリエステル樹脂を得た。
得られたポリエステル樹脂を用い、実施例1と同様にしてダイレクトブロー成形品を作製した。
Examples 2-3, Comparative Examples 1-3
The copolymerization amount of 1,4-cyclohexanedimethanol was changed as shown in Table 1, and the time until the pressure reached 1 hPa or less at the time of melt polymerization, the melt polymerization temperature at that time, and the total melt polymerization time. Was changed as shown in Table 1, and a polyester resin was obtained in the same manner as in Example 1.
Using the obtained polyester resin, a direct blow molded product was produced in the same manner as in Example 1.
比較例4
エステル化反応器に、テレフタル酸(TPA)とエチレングリコール(EG)のスラリー(TPA/EGモル比=1/1.6)を供給し、温度250℃、圧力50hPaの条件で反応させ、エステル化反応率95%の反応生成物(数平均重合度:5)を得た。
TPAとEGの反応生成物60.3質量部を重合反応器に仕込み、続いて、1,4−シクロヘキサンジメタノール3.9質量部、重合触媒として二酸化ゲルマニウム0.008質量部、添加剤としてテトラキス〔メチレン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート〕メタン(チバスペシャリティーズ社製イルガノックス−1010)0.12質量部を、それぞれ加え、反応器を60分間かけて260℃で最終圧力0.9hPaまで減圧した後、温度280℃で4時間、溶融重合反応を行い、極限粘度は、0.72の共重合ポリエステル樹脂組成物を得た。
得られたポリエステル樹脂組成物を用い、実施例1と同様にして固相重合を行った後にダイレクトブロー成形品を作製した。
Comparative Example 4
A slurry of terephthalic acid (TPA) and ethylene glycol (EG) (TPA / EG molar ratio = 1 / 1.6) is supplied to the esterification reactor and reacted under the conditions of a temperature of 250 ° C. and a pressure of 50 hPa for esterification. A reaction product (number average degree of polymerization: 5) having a reaction rate of 95% was obtained.
60.3 parts by mass of the reaction product of TPA and EG was charged into the polymerization reactor, followed by 3.9 parts by mass of 1,4-cyclohexanedimethanol, 0.008 parts by mass of germanium dioxide as a polymerization catalyst, and tetrakis as an additive. [Methylene-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] 0.12 parts by mass of methane (Irganox-1010 manufactured by Ciba Specialties) was added, and the reactor was added for 60 minutes. After reducing the pressure to a final pressure of 0.9 hPa at 260 ° C., a melt polymerization reaction was carried out at a temperature of 280 ° C. for 4 hours to obtain a copolymerized polyester resin composition having an ultimate viscosity of 0.72.
Using the obtained polyester resin composition, a direct blow molded product was produced after performing solid phase polymerization in the same manner as in Example 1.
実施例1〜3及び比較例1〜4で得られたポリエステル樹脂及び成形品の特性値及び成形性の評価結果を表1に示す。 Table 1 shows the characteristic values and the evaluation results of the moldability of the polyester resin and the molded product obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 4.
表1から明らかなように、実施例1〜3で得られたポリエステル樹脂は、異物数、密度が本発明の範囲を満足するものであったため、成形性が良好で、耐衝撃性に優れる容器を得ることができた。 As is clear from Table 1, the polyester resins obtained in Examples 1 to 3 satisfy the range of the present invention in the number of foreign substances and the density, so that the container has good moldability and excellent impact resistance. I was able to get.
一方、比較例1では、溶融重合時の1hPa以下の圧力に到達するまでの間の溶融重合温度が高過ぎたため、得られたポリエステル樹脂は、異物数が多く、密度が高かった。このため、ブロー成形性が悪く、得られた成形品は耐衝撃性に劣るものであった。
比較例2では、溶融重合時の1hPa以下の圧力に到達するまでの間の時間が長く、また溶融重合温度が高過ぎたため、得られたポリエステル樹脂は、異物数が多く、密度が高く、また劣化も生じていた。このため、ブロー成形性が悪く、得られた成形品は耐衝撃性に劣るものであった。
比較例3では、溶融重合時の1hPa以下の圧力に到達するまでの間の時間が長く、また溶融重合温度が低すぎたため、トータルの溶融時間が長くなり、得られたポリエステル樹脂は、異物が多く、劣化が生じていた。このため、ブロー成形性が悪く、得られた成形品は耐衝撃性に劣るものであった。
比較例4では、溶融重合時の1hPa以下の圧力に到達するまでの間の時間が短く、また、ポリエステル樹脂中に酸化防止剤を含有していたため、得られたポリエステル樹脂組成物は、異物数が多く、密度が高いものとなった。このため、ブロー成形性が悪く、得られた成形品は耐衝撃性に劣るものであった。
On the other hand, in Comparative Example 1, the melt polymerization temperature until the pressure reached 1 hPa or less at the time of melt polymerization was too high, so that the obtained polyester resin had a large number of foreign substances and a high density. Therefore, the blow moldability was poor, and the obtained molded product was inferior in impact resistance.
In Comparative Example 2, the time required to reach the pressure of 1 hPa or less at the time of melt polymerization was long, and the melt polymerization temperature was too high, so that the obtained polyester resin had a large number of foreign substances, a high density, and was also high. Deterioration also occurred. Therefore, the blow moldability was poor, and the obtained molded product was inferior in impact resistance.
In Comparative Example 3, it took a long time to reach the pressure of 1 hPa or less at the time of melt polymerization, and the melt polymerization temperature was too low, so that the total melt time became long, and the obtained polyester resin contained foreign matter. There was a lot of deterioration. Therefore, the blow moldability was poor, and the obtained molded product was inferior in impact resistance.
In Comparative Example 4, the time required to reach the pressure of 1 hPa or less at the time of melt polymerization was short, and the polyester resin contained an antioxidant, so that the obtained polyester resin composition had the number of foreign substances. The density was high. Therefore, the blow moldability was poor, and the obtained molded product was inferior in impact resistance.
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