JP7834258B2 - ポリエステル樹脂成形体の製造方法、並びにマスターバッチおよびその製造方法 - Google Patents
ポリエステル樹脂成形体の製造方法、並びにマスターバッチおよびその製造方法Info
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Description
[1]: ポリエステル樹脂の鎖延長用のマスターバッチであって、
流動開始温度が180~240℃のポリエステル樹脂(A)と、
エポキシ基を有し、重量平均分子量が6,000~200,000の樹脂(B)と、
ポリエステル樹脂(A)と樹脂(B)の反応物である鎖延長ポリエステル樹脂(C)とを含有し、
前記マスターバッチの不揮発分100質量%中の樹脂(B)の含有率が35~60質量%であり、
前記マスターバッチの不揮発分100質量%中の鎖延長ポリエステル樹脂(C)の含有率が1.5~20質量%であり、
前記マスターバッチの不揮発分1グラムにおける樹脂(B)のエポキシ価が0.6~2.8mmol/gである鎖延長用のマスターバッチ。
[2]: 樹脂(B)は、(メタ)アクリレート系単量体およびスチレン系単量体を含むモノマーの共重合体であり、前記スチレン系単量体に由来する構造単位を60~75質量%含むことを特徴とする[1]に記載の鎖延長用のマスターバッチ。
[3]: ポリエステル樹脂(A)は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、グリコール変性ポリエチレンテレフタレート(PETG)、ポリエチレンテレフタレート・イソフタレート(I-PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、並びにシクロヘキサンジメタノール由来の構造単位、テレフタル酸由来の構造単位を含むポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート(PCT)から選択される少なくとも一種であることを特徴とする[1]または[2]記載の鎖延長用のマスターバッチ。
[4]: ポリエステル樹脂の鎖延長用のマスターバッチの製造方法であって、
流動開始温度が180~240℃のポリエステル樹脂(A)と、エポキシ基を有し、重量平均分子量が6,000~200,000の樹脂(B)とを混練して、ポリエステル樹脂(A)と、樹脂(B)と、ポリエステル樹脂(A)と樹脂(B)の反応物である鎖延長ポリエステル樹脂(C)とを含有するマスターバッチを得、
前記マスターバッチの不揮発分100質量%中の樹脂(B)の含有率を35~60質量%、
前記マスターバッチの不揮発分100質量%中の鎖延長ポリエステル樹脂(C)の含有率を1.5~20質量%とし、
前記マスターバッチの不揮発分1gにおける樹脂(B)のエポキシ価を0.6~2.8mmol/gとする鎖延長用のマスターバッチの製造方法。
[5]: 樹脂(B)の配合前のエポキシ価が1.2~3.5mmol/gであることを特徴とする[4]記載の鎖延長用のマスターバッチの製造方法。
[6]: 流動開始温度が180~240℃のポリエステル樹脂(A)、およびエポキシ基を有し、重量平均分子量が6,000~200,000の樹脂(B)を含む混合物を混練して、ポリエステル樹脂(A)と、樹脂(B)と、ポリエステル樹脂(A)と樹脂(B)の反応物である鎖延長ポリエステル樹脂(C)とを含有するポリエステル樹脂の鎖延長用のマスターバッチを得る工程と、
改質するためのポリエステル樹脂(D)に、少なくとも前記マスターバッチを添加して混合する混合工程と、
前記混合工程と同時、または混合工程後に成形する成形工程とを含み、
前記マスターバッチは
前記マスターバッチの不揮発分100質量%中の、樹脂(B)の含有率を35~60質量%、鎖延長ポリエステル樹脂(C)の含有率を1.5~20質量%とし、
前記マスターバッチの不揮発分1gにおける樹脂(B)のエポキシ価を0.6~2.8mmol/gとし、
前記混合工程は、ポリエステル樹脂(D)の流動開始温度以上であって、且つ前記マスターバッチの樹脂(B)のエポキシ基とポリエステル樹脂(A)およびポリエステル樹脂(D)の反応を進行させて溶融粘度を増加させる温度で溶融混練する工程を含む、ポリエステル樹脂成形体の製造方法。
[7]: 樹脂(B)の配合前のエポキシ価が1.2~3.5mmol/gであることを特徴とする[6]記載のポリエステル樹脂成形体の製造方法。
本実施形態に係るポリエステル樹脂成形体(以下、本成形体ともいう)は、改質対象のポリエステル樹脂(D)に、少なくとも後述する鎖延長用のマスターバッチ(以下、本マスターバッチともいう)を添加して溶融混練して成形したものである。なお、本成形体は、用途に応じて成形した任意の成形物であり、フィルム、シート、板、網状体、容器、筒状体、フィラメントなどの糸状体、不織布、織布などの繊維も含む。成形体の表面は平滑であっても凹凸や複雑な形状を有していてもよい。また、本マスターバッチは、鎖延長のための樹脂(B)を高濃度に分散させた樹脂組成物であって、規定の倍率で主剤であるポリエステル樹脂(D)と混合して、ポリエステル樹脂(D)を改質する役割を担う。
ポリエステル樹脂(D)は、改質する樹脂である。ポリエステル樹脂(D)は一種単独でも二種以上を混合して用いてもよい。ポリエステル樹脂(D)は非晶性であっても結晶性であってもよい。また、ポリエステル樹脂(D)は直鎖状でも分岐状でもよい。ポリエステル樹脂(D)の含有率は、組成物の不揮発分100質量%中、50質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましく、80質量%以上が更に好ましく90質量%以上であることが更に好ましい。ポリエステル樹脂(D)は、典型的には、ジオールおよびジカルボン酸に由来するポリエステル樹脂、ジオールおよびヒドロキシカルボン酸に由来するポリエステル樹脂、ジオール、ジカルボン酸およびヒドロキシカルボン酸に由来するポリエステル樹脂、あるいはこれらの混合物が例示できる。
また、成形体の透明性の観点からは、ポリエステル樹脂(D)はジオール成分に由来する構造単位100質量%中、脂肪族ジオール又は/かつ脂環式ジオールに由来する構造単位を80質量%以上含む樹脂が好ましい。
前記ヒドロキシカルボン酸としては、乳酸、ヒドロキシ酪酸、ポリカプロラクトンが例示できる。
本マスターバッチは、前述したように、ポリエステル樹脂(D)の鎖延長を促し、ポリエステル樹脂(D)を高分子量化する役割を担う鎖延長用のマスターバッチである。本マスターバッチは、流動開始温度が180~240℃のポリエステル樹脂(A)と、エポキシ基を有し、重量平均分子量が6,000~200,000の樹脂(B)と、ポリエステル樹脂(A)と樹脂(B)の反応物である鎖延長ポリエステル樹脂(C)とを含有する。各成分は、それぞれ独立に1種単独または2種以上を混合して用いることができる。
ポリエステル樹脂(A)は、流動開始温度が180℃以上、240℃以下のポリエステル樹脂である。好適なポリエステル樹脂(A)として、飽和ジカルボン酸と飽和二価アルコールとからなる熱可塑性樹脂が使用できる。飽和ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレン-1,4-又は2,6-ジカルボン酸、ジフェニルエーテル-4,4’-ジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸類、ジフェノキシエタンジエタンジカルボン酸類等の芳香族ジカルボン酸類、アジピン酸、セバチン酸、アゼライン酸、デカン-1.10-ジカルボン酸等の脂肪族ジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸等を使用できる。ポリエステル樹脂(D)との相溶性の観点から、多価カルボン酸100モル%中、テレフタル酸の含有率は70モル%以上が好ましく、80モル%以上がより好ましい。テレフタル酸が100モル%であってもよい。
樹脂(B)は、エポキシ基を有し、Mwが6,000~200,000の樹脂である。樹脂(B)のMwは、本成形体の製造に主成分として用いるポリエステル樹脂(D)のMw、および本成形体の用途により適宜選定する。Mwが上記範囲にあることでポリエステル樹脂(D)との相溶性とマスターバッチ生産時の加工安定性を両立できる。Mwのより好適な範囲は7,000~180,000であり、更に好適な範囲は8,000~160,000である。樹脂(B)のMwを6,000~200,000とすることにより、ポリエステル樹脂(D)と溶融混練したときのマスターバッチとの相溶性を効果的に高められる。
式(1):SP値=√(Ev/v)=√(ΣΔei/ΣΔvi)
(式中、Ev:蒸発エネルギー(cal/mol)、v:モル体積(cm3/mol)、Δei:それぞれの原子又は原子団の蒸発エネルギー、Δvi:それぞれの原子又は原子団のモル体積)
鎖延長ポリエステル樹脂(C)は、ポリエステル樹脂(A)と樹脂(B)の反応物である。マスターバッチを製造する際に、ポリエステル樹脂(A)と樹脂(B)の混練条件を調整することにより、鎖延長ポリエステル樹脂(C)の含有率を調整できる。また、マスターバッチを製造する際に、ポリエステル樹脂(A)と樹脂(B)を予め反応させた鎖延長ポリエステル樹脂(C)の全部または一部を添加して、マスターバッチの不揮発分100質量%に対する鎖延長ポリエステル樹脂(C)の含有率を調整してもよい。
以下、本マスターバッチの製造方法の一例について説明するが、本マスターバッチの製造方法はこの方法に限定されるものではない。
(1)マスターバッチの不揮発分100質量%中の樹脂(B)の含有率を35~60質量%とする。
(2)マスターバッチの不揮発分100質量%中の鎖延長ポリエステル樹脂(C)の含有率を1.5~20質量%とする。
(3)マスターバッチの不揮発分1グラムにおける樹脂(B)のエポキシ価を0.6~2.8mmol/gとする。
なお、上記値は後述する実施例に記載の方法により求めた値とする。
ポリエステル樹脂成形体の製造方法は、改質するためのポリエステル樹脂(D)に、少なくともポリエステル樹脂(D)の鎖延長用のマスターバッチを添加して混合する混合工程と、この混合工程と同時または混合工程後に成形する成形工程とを含む。混合工程は、ポリエステル樹脂(D)の流動開始温度よりも0~30℃高い温度でマスターバッチが均質になるように混合する。溶融する温度で均質に混合することにより、ポリエステル樹脂(D)と樹脂(B)、並びにポリエステル樹脂(A)と樹脂(B)の反応が促進され、溶融粘度が上昇する。鎖延長ポリエステル樹脂(C)がエポキシ基を有する場合には、ポリエステル樹脂(D)と鎖延長ポリエステル樹脂(C)、並びにポリエステル樹脂(A)と鎖延長ポリエステル樹脂(C)も反応して高分子量化する。これらに伴い、溶融混練物の溶融粘度が上昇する。
Mwは、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により測定を行い、ポリメタクリル酸メチルを標準物質に用いた換算分子量として求めた。また、マスターバッチの不揮発分100質量%中のポリエステル樹脂(A)、樹脂(B)および鎖延長ポリエステル樹脂(C)の含有率は以下の方法により求めた。まず、ポリエステル樹脂(A)および樹脂(B)それぞれの分子量分布を、GPCを用いて測定した。続いて、マスターバッチ(不揮発分)の分子量分布を測定し、得られた微分分子量分布曲線の面積を100%とした。そして、この微分分子量分布曲線を100質量%(総質量)としたときの、マスターバッチにおけるポリエステル樹脂(A)、樹脂(B)、鎖延長ポリエステル樹脂(C)の面積との比率(存在比率)をそれぞれの質量%として求めた。なお、ポリエステル樹脂(A)および樹脂(B)よりも高分子量側に観測されたピークを鎖延長ポリエステル樹脂(C)とした。GPCは以下の条件で測定した。
・標準物質:ポリメタクリル酸メチル
・装置:ウォーターズ社製 LCシステム
・カラム:昭和電工株式会社製 HFIP-806M×2本
・移動相:トリフルオロ酢酸ナトリウム10mmol/L ヘキサフルオロイソプロパノール溶液
・流速:1.0ml/min
・検出:示差屈折率計
・カラム温度:30℃
JIS K 7236に準拠し、マスターバッチの不揮発分1gを測定溶媒(メチルエチルケトン(MEK):酢酸:テトラエチルアンモニウムブロマイド=100:100:14)50gに30分間撹拌後、自動滴定装置(商品名GT-100、三菱化学社製)を使用し、0.1mol/L過塩素酸-酢酸溶液を加えることによりマスターバッチの不揮発分1gあたりの樹脂(B)のエポキシ価[mmol/g]を測定した。鎖延長ポリエステル樹脂(C)は測定溶媒に溶解しないので、得られた測定値は樹脂(B)のエポキシ価となる。なお、測定溶媒は、樹脂(B)を溶解し、鎖延長ポリエステル樹脂(C)を溶解しない測定溶媒を用いればよい。求めた結果を表1、2に示す。
フローテスターを用いて、9.8MPaの圧力下でダイ穴径φ1mm、ダイ長さ1mmのキャピラリを通した時に、ポリエステル樹脂(A)および樹脂(B)それぞれの溶融粘度が4800Pa・s以下になる最小温度を測定した。流動開始温度は島津製作所社製「CFT-EXシリーズ」等を用いて測定できる。
溶媒にフェノール/1,1,2,2-テトラクロロエタン=1/1、測定機に柴山科学器械製作所社製の自動粘度測定装置「SS-600-L2」を用いてJIS K7367-5に従い測定した。
<ポリエステル樹脂(A)>
A-1:GN001(イーストマンケミカル社製、PET-G、エチレングリコール70mоl%、シクロヘキサンジメタノール30mоl%、テレフタル酸100mоl%、流動開始温度200℃)
A-2:DN011(イーストマンケミカル社製、PCT、エチレングリコール0mоl%、シクロヘキサンジメタノール100mоl%、テレフタル酸100mоl%、流動開始温度240℃)
A-3:PIFG30(ベルポリエステルプロダクツ社製、I-PET、エチレングリコール100mоl%、テレフタル酸70mоl%、イソフタル酸30mоl%、流動開始温度224℃)
A-4:300FP(ウィンテックポリマー社製、PBT、エチレングリコール0mоl%、1,4-ブタンジオール100mоl%、テレフタル酸100mоl%、流動開始温度224℃)
A-5:PIFG-10(ベルポリエステルプロダクツ社製、I-PET、エチレングリコール100mоl%、テレフタル酸90mоl%、イソフタル酸10mоl%、流動開始温度220℃)
A-6:合成例1(エチレングリコール84mоl%、シクロヘキサンジオール16mоl%、テレフタル酸100mоl%、流動開始温度228℃)
A’-7:MA2101(ユニチカ社製、PET、エチレングリコール100mоl%、テレフタル酸100mоl%、流動開始温度255℃)
A’-8:合成例2(エチレングリコール100mоl%、テレフタル酸100mоl%、流動開始温度140℃)
<樹脂(B)>
B-1:UG-4040(東亞合成社製、スチレン/グリシジルメタクリレート共重合体、Mw11000、エポキシ価2.1mmоl/g、流動開始温度63℃、スチレン(以下、St)系単量体由来の構造単位の比率70%、グリシジル(メタ)アクリレート(以下、GMA)系単量体由来の構造単位の比率30%、SP値9.6、ポリマー1分子あたりのエポキシ基数14)
B-2:UG-4070(東亞合成社製、スチレン/グリシジルメタクリレート共重合体、Mw9700、エポキシ価1.4mmоl/g、流動開始温度58℃、St系単量体由来の構造単位の比率75%、GMA系単量体由来の構造単位の比率25%、SP値9.5、ポリマー1分子あたりのエポキシ基数7)
B-3:ADR4468(BASF社製、スチレン/グリシジルメタクリレート共重合体、Mw7300、エポキシ価3.2mmоl/g、流動開始温度60℃、St系単量体由来の構造単位の比率55%、GMA系単量体由来の構造単位の比率45%、SP値9.9、ポリマー1分子あたりのエポキシ基数12)
B-4:ボンドファースト30C(住友化学社製、エチレン-グリシジルメタクリレート共重合体、Mw20000、エポキシ価1.4mmоl/g、流動開始温度61℃、St系単体由来の構造単位の比率0%、GMA系単量体由来の構造単位の比率25%、SP値8.6、ポリマー1分子あたりのエポキシ基数14)
B-5:合成例3(スチレン/メチルメタクリレート/グリシジルメタクリレート共重合体、Mw19、000、エポキシ価4.8mmоl/g、流動開始温度72℃、St系単量体由来の構造単位の比率60%、メチルメタクリレート由来の構造単位の比率5%、GMA系単量体由来の構造単位の比率35%、SP値9.3、ポリマー1分子あたりのエポキシ基数25)
B-6:合成例4(スチレン/メチルメタクリレート/グリシジルメタクリレート共重合体、Mw6,300、エポキシ価1.1mmоl/g、流動開始温度55℃、St系単量体由来の構造単位の比率85%、メチルメタクリレート由来の構造単位の比率5%、GMA系単量体由来の構造単位の比率10%、SP値9.1、ポリマー1分子あたりのエポキシ基数14)
B-7:合成例5(スチレン/メチルメタクリレート/グリシジルメタクリレート共重合体、Mw80,000、エポキシ価2.1mmоl/g、流動開始温度75℃、St系単量体由来の構造単位の比率70%、メチルメタクリレート由来の構造単位の比率5%、GMA系単量体由来の構造単位の比率25%、SP値9.2、ポリマー1分子あたりのエポキシ基数40)
B-8:合成例6(スチレン/メチルメタクリレート/グリシジルメタクリレート共重合体、Mw300,000、エポキシ価0.5mmоl/g、流動開始温度80℃、St系単量体由来の構造単位の比率69%、メチルメタクリレート由来の構造単位の比率26%、GMA系単量体由来の構造単位の比率5%、SP値9.1、ポリマー1分子あたりのエポキシ基数7)
B’-9:合成例7(スチレン/ブチルメタクリレート/グリシジルメタクリレート共重合体、Mw300,000、エポキシ価0.45mmоl/g、流動開始温度80℃、St系単量体由来の構造単位の比率69%、ブチルメタクリレート由来の構造単位の比率26%、GMA系単量体由来の構造単位の比率5%、SP値9.1、ポリマー1分子あたりのエポキシ基数7)
B’-10:HMV-15CA(日清紡ケミカル社製、カルボジイミド基を有する化合物、流動開始温度150℃)
テレフタル酸ジメチル100部、エチレングリコール51.8部、シクロヘキサンジメタノールグリコール12.1部、酢酸マグネシウム0.06部および三酸化アンチモン0.03部を、150℃、窒素雰囲気下で溶融した。その後、攪拌しながら230℃まで3時間かけて昇温し、メタノールを留出させ、エステル交換反応を終了した。エステル交換反応終了後、その反応物に、リン酸0.019部とリン酸二水素ナトリウム2水和物0.027部をエチレングリコール0.5部に溶解したエチレングリコール溶液(pH5.0)を添加した。そして、重合反応を最終到達温度285℃、真空度0.1Torrで行い、固有粘度0.54のポリエステル樹脂を得た。次いで、得られたポリエステル樹脂を160℃で5時間乾燥、結晶化させた。続いて、220℃、真空度0.3Torr、6時間の固相重合を行い、流動開始温度228℃のポリエステル樹脂(A-6)を得た。
テレフタル酸ジメチル100部、エチレングリコール55部、ネオペンチルグリコール16部、テトラブチルチタネート0.04部加え、170℃、窒素雰囲気化で溶融した。その後、270℃まで昇温後、系内をゆっくり減圧し、60分かけて500Paとした。そしてさらに130Pa以下で55分間重縮合反応を行い、ポリエステル樹脂(A’-8)を得た。ポリエステル樹脂(A’-8)の流動開始温度は140℃であった。
メチルエチルケトン44.9部を仕込み、窒素気流下で30分撹拌し、昇温した。別途、滴下ロートに、グリシジルメタクリレートを35部、芳香環含有単量体としてスチレンを60部、メチルメタクリレートを5部、チオール系連鎖移動剤としてチオグリコール酸2-エチルヘキシルを1.8部仕込み、滴下モノマー液とした。滴下モノマー液と2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)の10%メチルエチルケトン溶液18部を3時間かけて均一滴下し、還流下で重合反応を開始した。滴下終了後、還流を維持し5時間反応を継続した。その後、サンプリングを行い転化率が98%以上であることを確認した。冷却後、メチルエチルケトンで希釈し、不揮発分50%の樹脂溶液を製造した。
次に、1Lのビーカーにメタノール500部を仕込み、デイスパーを用いて1,000回転で撹拌したところに、樹脂溶液を1時間かけて滴下した。その後、直径150mmのブフナー漏斗で、定性濾紙(ADVANTEC社製、品名No.2)を用いて減圧吸引し、生成した白色沈殿物をろ過した。得られた白色沈殿物を真空乾燥機で50℃12時間乾燥し、樹脂B-5を得た。
グリシジルメタクリレートを10部、芳香環含有単量体としてスチレンを85部、メチルメタクリレートを5部用いた以外は、合成例3と同様の製造方法により樹脂B-6を得た。
グリシジルメタクリレートを25部、スチレンを70部、メチルメタクリレートを5部用いた以外は、合成例3と同様の方法により樹脂B-7を得た。
グリシジルメタクリレートを5部、スチレンを69部、メチルメタクリレートを26部‘用いた以外は合成例3と同様の方法により樹脂B-8を得た。
グリシジルメタクリレートを5部、スチレンを69部、ブチルメタクリレートを26部用いた以外は、合成例3と同様の方法により樹脂B-9を得た。
ポリエステル樹脂(A-1)を60部、樹脂(B-1)を40部量り取り、これを日本製鋼所社製の同方向回転2軸押出し機「TEX-54α3」(L/D=52.5、吐出量;350kg/hr、3ベント孔)に投入して混合した。そして、ベント孔から高真空下で吸引・脱気しながら200℃で押し出し、ペレタイザーでカットすることでマスターバッチ(1)を得た。
表1、2に示す材料と配合量(質量部)、押出温度にそれぞれ変更した以外は、マスターバッチ(1)と同様の方法で熱可塑性樹脂組成物をそれぞれ得た。
各マスターバッチの加工性について以下の評価基準で評価した。
+++:1時間マスターバッチを連続生産したときにストランド切れが発生しない。
++:1時間マスターバッチを連続生産したときにストランド切れの発生が1回以上、5回以下。
+:1時間マスターバッチを連続生産したときにストランド切れの発生が5回越え、10回以下。
NG:上記評価のいずれにも該当しない。または、マスターバッチが生産できない。
各マスターバッチ中の凝集物について、マスターバッチ/バージンPET=1/100の混合物をT-ダイ成形機にて幅12cm、厚み100μmのフィルムを1m作製し、100μm以上の凝集物をカウントした。評価基準は以下の通りとした。
+++:凝集物が50個未満。
++:凝集物が50~80個未満。
+:凝集物が80~100個。
NG:凝集物が101個以上。
評価に用いたポリエステル樹脂(D)を以下に示す。
D-1:再生ホモPET樹脂(IV:0.60dl/g)
D-2:再生PETG樹脂1(IV:0.55dl/g)
D-3:再生PETG樹脂2(IV:0.60dl/g)
D-4:再生I-PET樹脂1(IV:0.65dl/g)
D-5:再生I-PET樹脂2(IV:0.70dl/g)
D-6:再生PBT樹脂1(IV:0.50dl/g)
D-7:再生PBT樹脂2(IV:0.55dl/g)
D-8:再生PCT樹脂1(IV:0.55dl/g)
D-9:再生PCT樹脂2(IV:0.60dl/g)
D-10:PLA(IV:1.1dl/g)
D-11:PBS(IV:1.0dl/g)
[参考例1]
再生ホモPET樹脂(IV:0.60dl/g)100部を日本プラコン社製のスクリュー径40mmの単軸押出機(ダルメージスクリュー)にてスクリュー回転数90rpm、加工温度270℃、吐出20kg/hにて押出加工を行い、ポリエステル樹脂ペレットを作製した。
[参考例2]
再生ホモPET樹脂(IV:0.60dl/g)100部を日本製鋼所社製のスクリュー径30mm(L/D=53.5)の二軸押出機にてスクリュー回転数200rpm、加工温度270℃にて押出加工を行い、ポリエステル樹脂ペレットを作製した。
[実施例18]
再生ホモPET樹脂(IV:0.60dl/g)100部と、マスターバッチ(1)1.25部とをタンブリングしたものを日本プラコン社製のスクリュー径40mmの単軸押出機(ダルメージスクリュー)にてスクリュー回転数90rpm、加工温度270℃、吐出20kg/hにて押出加工を行い、ポリエステル樹脂ペレット(1)を作製した。
表3、4A、4Bに示す材料と配合量(質量部)にそれぞれ変更した以外は、実施例18と同様の方法でポリエステル樹脂ペレットをそれぞれ得た。
作製した各ポリエステル樹脂ペレットをフェノール/1,1,2,2-テトラクロロエタン=1/1溶液に溶解させ、柴山科学器械製作所社製の自動粘度測定装置「SS-600-L2」を用いてJIS K7367-5に従いポリエステル樹脂ペレットのIVを測定した。各実施例のIVをIVX、参考例1のIVをIV1とし、固有粘度の上昇分について以下の評価基準により評価を行った。
+++:(IVX/IV1)×100-100≧15
++:10≦(IVX/IV1)×100-100<15
+:5≦(IVX/IV1)×100-100<10
NG:(IVX/IV1)×100-100<5
作製した各ポリエステル樹脂ペレットを、射出成形機(東芝機械社製、IS-100F型)を用いて270℃で射出成形を行い、縦30mm×横40mm×高さ3mmの直方体のテストピースを作製した。その後、クラボウ社製の画像分光測色機AUカラーCOLOR7xを用い、D-65(10)標準光源にてテストピースのL値(明度)、a値、b値を測定し、JIS K7373に従い、YI値を算出し、黄色度を測定した。黄変性は以下の基準で評価した。
+++:0≦YI<5
++:5≦YI<10
+: 10≦YI<20
NG:20≦YI
黄色度(YI値)を評価したテストピースのヘイズを、JIS K7136に従い、ヘイズガードプラス(ガードナー社製)を用いて測定し、以下の基準で白濁度を評価した。
+++:ヘイズ≦10%
++:10<ヘイズ≦15%
+: 15<ヘイズ≦20%
NG:ヘイズ>20%
紡糸性を、Aikiリノテック社製の紡糸機を用いて、加工温度280℃で20m生産し、このときの糸切れの回数を評価した。評価基準は以下の通りとした。
++++:糸切れが1回も起きない。
+++:糸切れの回数が1~2回。
++:糸切れの回数が3~5回。
+:糸切れの回数が5~10回。
NG:糸切れの回数が11回以上。
マスターバッチをポリエステル樹脂(D)に添加して作製した膜厚100μmのフィルムの摩擦係数(μx)を測定した。また、マスターバッチを添加していないポリエステル樹脂(D)を用いて作製した膜厚100μmのフィルムの摩擦係数(μ1)を測定した。評価基準は以下の通りとした。
+++:μx/μ1×100≧90
++:80≦μx/μ1×100<90
+:70≦μx/μ1×100<80
NG:μx/μ1×100<70
再生ホモPET樹脂(IV:0.60dl/g)100部と、マスターバッチ(1)1.25部とをタンブリングしたものを日本製鋼所社製のスクリュー径30mm(L/D=53.5)の二軸押出機にてスクリュー回転数200rpm、加工温度270℃にて押出加工を行い、ポリエステル樹脂ペレットを作製した。
表5、6A、6Bに示す材料と配合量(質量部)にそれぞれ変更した以外は、実施例43と同様の方法でポリエステル樹脂ペレットをそれぞれ得た。
本成形体の製造方法によれば、成形加工性に優れ、汎用加工法により成形体の品質を高められるので、例えば、使用済みPETボトルや繊維をはじめとする使用済、もしくは生産工程で生じたプラスチック製品の再利用用途に好適である。また、本成形体は品質に優れるので、高機能樹脂材料として繊維、フィルム、シート、発泡体、容器、電子材料、建材、自動車部品、各種工業部品・製品など多岐にわたる用途に好適に適用できる。
Claims (7)
- ポリエステル樹脂の鎖延長用のマスターバッチであって、
流動開始温度が180~240℃のポリエステル樹脂(A)と、
エポキシ基を有し、重量平均分子量が6,000~200,000の樹脂(B)と、
ポリエステル樹脂(A)と樹脂(B)の反応物である鎖延長ポリエステル樹脂(C)とを含有し、
前記マスターバッチの不揮発分100質量%中の樹脂(B)の含有率が35~60質量%であり、
前記マスターバッチの不揮発分100質量%中の鎖延長ポリエステル樹脂(C)の含有率が1.5~20質量%であり、
前記マスターバッチの不揮発分1グラムにおける樹脂(B)のエポキシ価が0.6~2.8mmol/gである鎖延長用のマスターバッチ。 - 樹脂(B)は、(メタ)アクリレート系単量体およびスチレン系単量体を含むモノマーの共重合体であり、前記スチレン系単量体に由来する構造単位を60~75質量%含むことを特徴とする請求項1に記載の鎖延長用のマスターバッチ。
- ポリエステル樹脂(A)は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、グリコール変性ポリエチレンテレフタレート(PETG)、ポリエチレンテレフタレート・イソフタレート(I-PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、並びにシクロヘキサンジメタノール由来の構造単位およびテレフタル酸由来の構造単位を含むポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート(PCT)から選択される少なくとも一種であることを特徴とする請求項1または2記載の鎖延長用のマスターバッチ。
- ポリエステル樹脂の鎖延長用のマスターバッチの製造方法であって、
流動開始温度が180~240℃のポリエステル樹脂(A)と、エポキシ基を有し、重量平均分子量が6,000~200,000の樹脂(B)とを混練して、ポリエステル樹脂(A)と、樹脂(B)と、ポリエステル樹脂(A)と樹脂(B)の反応物である鎖延長ポリエステル樹脂(C)とを含有するマスターバッチを得、
前記マスターバッチの不揮発分100質量%中の樹脂(B)の含有率を35~60質量%、
前記マスターバッチの不揮発分100質量%中の鎖延長ポリエステル樹脂(C)の含有率を1.5~20質量%とし、
前記マスターバッチの不揮発分1gにおける樹脂(B)のエポキシ価を0.6~2.8mmol/gとする鎖延長用のマスターバッチの製造方法。 - 樹脂(B)の配合前のエポキシ価が1.2~3.5mmol/gであることを特徴とする請求項4記載の鎖延長用のマスターバッチの製造方法。
- 流動開始温度が180~240℃のポリエステル樹脂(A)、およびエポキシ基を有し、重量平均分子量が6,000~200,000の樹脂(B)を含む混合物を混練して、ポリエステル樹脂(A)と、樹脂(B)と、ポリエステル樹脂(A)と樹脂(B)の反応物である鎖延長ポリエステル樹脂(C)とを含有するポリエステル樹脂の鎖延長用のマスターバッチを得る工程と、
改質するためのポリエステル樹脂(D)に、少なくとも前記マスターバッチを添加して混合する混合工程と、
前記混合工程と同時、または混合工程後に成形する成形工程とを含み、
前記マスターバッチは
前記マスターバッチの不揮発分100質量%中の、樹脂(B)の含有率を35~60質量%、鎖延長ポリエステル樹脂(C)の含有率を1.5~20質量%とし、
前記マスターバッチの不揮発分1gにおける樹脂(B)のエポキシ価を0.6~2.8mmol/gとし、
前記混合工程は、ポリエステル樹脂(D)の流動開始温度以上であって、且つ前記マスターバッチの樹脂(B)のエポキシ基とポリエステル樹脂(A)およびポリエステル樹脂(D)の反応を進行させて溶融粘度を増加させる温度で溶融混練する工程を含む、ポリエステル樹脂成形体の製造方法。 - 樹脂(B)の配合前のエポキシ価が1.2~3.5mmol/gであることを特徴とする請求項6記載のポリエステル樹脂成形体の製造方法。
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