(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0011】
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組成物はブロー成形用に好適なものであり、ブロー成形としては、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ダイレクトブロー成形法、もしくは射出成形でパリソンを形成し、これを延伸ブロー成形する延伸ブロー成形法が挙げられるが、中でもダイレクトブロー成形法に好適なものである。
【0012】
本発明のポリエステル樹脂組成物は、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2〜20モル%含有するポリエステル樹脂を主成分とするものである。
本発明におけるポリエステル樹脂は、1,4−シクロヘキサンジメタノールの共重合量が2〜20モル%であり、中でも2〜18モル%であることが好ましく、さらには3〜15モル%であることが好ましい。1,4−シクロヘキサンジメタノールを共重合することにより、ポリエステル樹脂の結晶化速度をブロー成形に適したものに調整することができ、ブロー成形時の結晶化による白化を防ぐことができる。
【0013】
1,4−シクロヘキサンジメタノールの共重合量が2モル%よりも少ない場合は、樹脂の結晶化速度が速いものとなるため、ブロー成形した際に、得られる成形品が結晶化して白化し、透明性に劣るものとなる。一方、1,4−シクロヘキサンジメタノールの共重合量が20モル%を超えると、樹脂が非晶性のものとなるため、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。
【0014】
ポリエステル樹脂中のグリコール成分は、60モル%以上がエチレングリコールであることが好ましく、中でも70モル%以上がエチレングリコールであることが好ましく、さらには80モル%以上がエチレングリコー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60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るため、1,4−シクロヘキサンジメタノールを含有することによる前記の効果に乏しいものとなる。
なお、エチレングリコールと1,4−シクロヘキサンジメタノールの合計量は、全グリコール成分の70モル%以上であることが好ましく、中でも80モル%以上であることが好ましい。
【0015】
また、エチレングリコールと1,4−シクロヘキサンジメタノール以外のグリコール成分としては、例えば、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、ジエチレングリコール、ダイマージオール、ビスフェノールA又はビスフェノールSのエチレンオキシド付加体等を用いることができる。
【0016】
一方、酸成分は、60モル%以上がテレフタル酸であることが好ましく、中でもテレフタル酸の割合は70モル%以上、さらには80モル%以上であることが好ましい。テレフタル酸の割合が60モル%未満であると、樹脂の結晶性が低下し、非晶性のものとなりやすい。
【0017】
テレフタル酸以外のジカルボン酸成分としては、フタル酸、無水フタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、アジピン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、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。
【0018】
本発明のポリエステル樹脂組成物は、上記したポリエステル樹脂を主成分とするものであり、後述するような各種添加剤を必要に応じて含有するものであるが、ポリエステル樹脂組成物中のポリエステル樹脂の含有量は、90質量%以上であることが好ましく、中でも95質量%以上であることが好ましい。
【0019】
そして、本発明のポリエステル樹脂組成物は、以下に詳述するような各種粘度とカルボキシル末端基濃度の特性値を同時に満足するものである。これらの特性値を満足するものを得るためには、後述するような添加剤を重合時に添加することが好ましく、さらには適切な条件で溶融重合と固相重合を行うことが重要となる。
【0020】
まず、本発明のポリエステル樹脂組成物は、極限粘度(IV)が、0.7〜1.4であることが必要であり、中でもダイレクトブロー成形用途に用いる際には、0.9〜1.4であることが好ましい。
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。
極限粘度はポリマーの分子量に関与する値であり、後述するような固相重合を行うことにより本発明の範囲のものを得ることができる。
【0021】
極限粘度が0.7未満の場合は、ブロー成形時にパリソンのドローダウンが大きくなり、成形自体が困難となる。中でもダイレクトブロー成形時にはパリソンのドローダウンが顕著となる。一方、極限粘度が1.4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。また、成形温度を高くすることによって、樹脂の熱分解が促進され、成形時に極限粘度の低下が生じるため、パリソンのドローダウンが大きくなり、成形が困難になったり、得られる成形品は厚みムラが生じたものとなる。さらに、このような成形品を得る際に生じた端材を再生材として再びブロー成形に供すると、ドローダウンが生じやすく、安定的な生産が困難となり、得られる成形品は厚みムラが生じたものとなる。
【0022】
そして、本発明のポリエステル樹脂組成物は、伸長粘度(ηe)とせん断粘度(b)の比(ηe/η)が4〜10であることとが必要であり、中でも4.5〜9であることが好ましい。なお、伸長粘度は、伸長変形、例えば棒状の試料を中心軸方向に引っ張るような変形を与えた時に発生する応力を伸長速度で割ることにより得られるものである。せん断粘度は、せん断変形を与えた時に生じるせん断応力をその時のせん断速度で割ったものである。
【0023】
本発明においては、上記したような極限粘度を特定の範囲のものとするだけではブロー成形に適した特性を有する樹脂組成物とすることはできず、伸長粘度(ηe)とせん断粘度(b)の比(ηe/η)を適切な範囲のものとすることで、特にダイレクトブローのようなドローダウンを生じやすい成形方法においても、ドローダウンが生じることなく、透明性に優れ、厚みムラのない品位の高い成形品を生産性よく得ることが可能となることを見出した。かつ、後述するようなカルボキシル末端基量を満足する場合には、熱安定性が顕著に向上し、再生材として使用した際にもドローダウン性に優れ、リサイクル性が良好となることを見出した。
【0024】
伸長粘度(ηe)とせん断粘度(η)の比(ηe/η)が4〜10であると、ポリエステル樹脂における分子鎖の絡み合いや、架橋密度が好適なものになると思われ、このため、ポリエステル樹脂組成物が自重により落下する際の速度や粘性が特にダイレクトブロー成形に適したものとすることが可能となる。
【0025】
伸長粘度(ηe)とせん断粘度(η)の比(ηe/η)が4未満であると、ブロー成形時にパリソンのドローダウンが大きくなり、成形が困難になったり、得られる成形品は厚みムラが生じたものとなる。一方、伸長粘度(ηe)とせん断粘度(b)の比(ηe/η)が10を超えると、ブロー成形時にポリエステル樹脂組成物が自重により落下する速度が遅くなり、成形温度を上げる必要があり、成形時の熱処理により樹脂組成物の熱分解が生じる。このため、得られる成形品の色調や透明性が悪化したり、パリソンのドローダウンが大きくなり、得られる成形品は厚みムラが生じたものとなる。また、リサイクル性にも劣るものとなる。
【0026】
なお、本発明における伸長粘度(ηe)とせん断粘度(η)の比(ηe/η)は以下のようにして測定するものである。
ポリエステル樹脂組成物を、フローテスター(島津製作所社製 CFT−500)を用いて、2種類のノズル(ノズルの直径×長さが、0.5×1mm、0.5×10mmのもの)でせん断粘度(η)を測定する。このとき、せん断速度100〜10000s
−1、測定温度300℃で測定を行う。そして、せん断速度500s
−1で測定されるせん断粘度(η)の値を用い、Cogswellによって提唱されている以下の式(1)により、伸長粘度(ηe)を算出する(Cogswell法)。
【0027】
【化1】
これらは、Baglay補正により求めることができる。
Cogswell法は、Cogswell,F.N.:Polym.Eng.Sci.12,64(1972)を参照のこと。
Baglay補正は、Baglay,E.B.:J Appl.Phys,28,624(1957)を参照のこと。
このようにして測定、算出した伸長粘度(ηe)とせん断粘度(η)の値を用い、両者の比(ηe/η)を算出するものである。
【0028】
伸長粘度(ηe)とせん断粘度(η)の比(ηe/η)を上記範囲のものとするには、後述するような添加剤をポリエステル樹脂の重合時に適量添加することが好ましく、さらには適切な条件で溶融重合と固相重合を行うことが必要である。つまり、ポリエステル樹脂中に分子鎖の絡み合いを生じさせ、適度な架橋構造を有する樹脂組成物とすることにより、上記の粘度特性を有するものとすることが可能となる。
【0029】
さらに、本発明のポリエステル樹脂組成物は、カルボキシル末端基濃度が20当量/t以下であることが必要であり、中でも19当量/t以下であることが好ましく、さらには18.5当量/t以下であることが好ましい。ポリエステル樹脂組成物のカルボキシル末端基濃度を20当量/t以下とすることによって、ブロー成形時の熱処理により樹脂の熱分解が生じることを抑えることができ、安定した成形が可能となる。また、リサイクル性にも優れたものとなる。
【0030】
カルボキシル末端基濃度が20当量/tを超える場合は、たとえ、樹脂組成物の極限粘度や、伸長粘度(ηe)とせん断粘度(η)の比(ηe/η)が上記したような範囲のものであったとしても、ブロー成形時の熱処理によって、樹脂の熱分解が生じやすくなる。樹脂の熱分解が生じると、成形時に樹脂の粘度が低下し、パリソンのドローダウンが生じ、得られる成形品は厚みムラが生じたものとなる。また、得られる成形品や成形時に発生する端材も樹脂の熱分解が生じたものとなっているため、このような端材を再生材として再びブロー成形に供すると、ブロー成形時にドローダウンが生じ、安定的な生産が困難となる。このため、得られる成形品は透明性に劣るとともに、厚みムラも生じたものとなる。
【0031】
さらに、本発明のポリエステル樹脂組成物は、環状3量体の含有量が0.6質量%以下であることが好ましく、中でも0.5質量%以下であることが好ましい。環状3量体の含有量が0.6質量%以下であるポリエステル樹脂組成物を成形に供することで、金型等の汚染の改善が認められる。環状3量体の含有量が、0.6質量%を超えると成形時に金型やノズルなどの装置類に付着し、汚染する。これらの汚染は、成形品の表面荒れや白化などの原因となるため、金型やノズルを頻繁に清掃する必要がある。
【0032】
なお、ポリエステル樹脂組成物のカルボキシル末端基濃度を20当量/t以下としたり、環状3量体の含有量を0.6質量%以下とするには、ポリエステル樹脂を得るための溶融重合反応後に、後述するような特定の条件で固相重合反応を行うことにより可能となる。
【0033】
そして、ポリエステル樹脂組成物の粘度特性を本発明で規定する上記範囲を満足するものとするためには、ポリエステル樹脂組成物中に、脂肪酸エステルやヒンダードフェノール系抗酸化剤が添加されていることが好ましい。樹脂組成物中のこれらの含有量は、0.01〜1.0質量%であることが好ましく、中でも0.05〜1.0質量%であることが好ましい。
【0034】
脂肪酸エステルの具体例としては、蜜ロウ(ミリシルパルミテートを主成分とする混合物)、ステアリン酸ステアリル、ベヘン酸ベヘニル、ベヘン酸ステアリル、グリセリンモノパルミテート、グリセリンモノステアレート、グリセリンジステアレート、グリセリントリステアレート、ペンタエリスリトールモノパルミテート、ペンタエリスリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールジステアレート、ペンタエリスリトールトリステアレート、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ジペンタエリスリトールヘキサステアレート等が挙げられる。中でも、グリセリンモノステアレート、ペンタエリスリトールテトラステアレート、ジペンタエリスリトールヘキサステアレートが好ましい。
【0035】
また、ヒンダードフェノール系抗酸化剤としては、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、n−オクタデシル−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、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、トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート、4,4’−ブチリデンビス−(3−メチル−6−t−ブチルフェノール)、トリエチレングリコール−ビス〔3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオネート〕、3,9−ビス{2−〔3−(3−t−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロピオニルオキシ〕−1,1’−ジメチルエチル}−2,4,8,10−テトラオキサスピロ〔5,5〕ウンデカン等が用いられるが、効果とコストの点で、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〕メタンが好ましい。
【0036】
脂肪酸エステルやヒンダードフェノール系抗酸化剤は、ポリエステル樹脂の重合反応工程中に添加することで、該化合物の一部がポリエステル樹脂中に共重合され、ポリエステルの分子鎖中に組み込まれることで、分子鎖の絡み合いや、架橋構造が生じ、ポリエステル樹脂組成物の粘性を高くすることができる。さらに後述するような重合反応工程を経ることによって、伸長粘度(ηe)とせん断粘度(η)の比(ηe/η)を4〜10とすることが可能となる。
【0037】
ポリエステル樹脂組成物中の脂肪酸エステルやヒンダードフェノール系抗酸化剤の含有量が0.01質量%未満では、ポリエステル樹脂組成物の粘性を向上させる効果に乏しいものとなり、特に伸長粘度(ηe)とせん断粘度(η)の比(ηe/η)を4以上のものとすることが困難となる。一方、1.0質量%を超えると、粘性が高くなり、伸長粘度(ηe)とせん断粘度(η)の比(ηe/η)が10を超える場合が多くなる。
【0038】
本発明のポリエステル樹脂組成物は、上記のような特定の組成からなるポリエステル樹脂を用い、特定の粘度の特性値を満足するものであるため、耐衝撃性にも優れるものである。耐衝撃性に優れることを示す指標としては、シャルピー衝撃強度を3.8kJ/m
2以上のものとすることができる。
なお、シャルピー衝撃強度は、次のようにして測定するものである。ポリエステル樹脂組成物を日精樹脂社製NEX110型射出成形機に投入し、シリンダー温度270℃、金型表面温度15℃で、一般物性測定用試験片(ISO型)を作製する。そして、一般物性測定用試験片(ISO型)にV字型切込みを入れたものを試験サンプルとして用い、ISO 179−1に従って測定する。
【0039】
本発明のポリエステル樹脂組成物中には、上記のような添加剤の他、着色防止剤として、例えば、亜リン酸、リン酸、トリメ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、トリデシルフォスフェート、トリフェニルフォスフォート等のリン化合物を用いることができ、これらのリン化合物は単独で使用しても2種以上使用してもよい。
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が含有されていてもよい。
【0040】
また、本発明のポリエステル樹脂組成物中には、下記に示すような発泡剤が含有されていてもよく、発泡ブロー成形により、本発明のブロー成形品を発泡ブロー成形品としてもよい。
発泡剤としては、熱分解型の、例えば、アゾ、N−ニトロソ、複素環式窒素含有及びスルホニルヒドラジド基のような分解しうる基を含有する有機化合物、炭酸アンモニウムや炭酸水素ナトリウムなどの無機化合物を挙げることができる。その具体例としては、アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル、アゾシクロヘキシルニトリル、ジアゾアミノベンゼン、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、N,N’−ジメチル−N,N’−ジニトロソテレフタルアミド、ベンゼンスルホニルヒドラジド、4,4’−オキシ−ビス(ベンゼンスルホニル)ヒドラジド、ジフェニルスルホン−3,3’−ジスルホニルヒドラジド、4−トルエンスルホニルヒドラジド、4,4’−オキシ−ビス(ベンゼンスルホニル)セミカルバジド、4−トルエンスルホニルセミカルバジド、バリウムアゾジカルボキシレート、5−フェニルテトラゾール、トリヒドラジノトリアジン、4−トルエンスルフォニルアザイド、4,4’−ジフェニルジスルフォニルアザイドなどが挙げられる。
【0041】
発泡剤としては、ガス状フルオロカーボン、窒素、二酸化炭素、空気、ヘリウム、アルゴンなど常温で気体のものや、液状フルオロカーボン、ペンタンなどの常温で液体のものも使用できる。
【0042】
本発明のポリエステル樹脂組成物は、他の熱可塑性樹脂や他の共重合成分を含有するポリエステル樹脂と混合(ブレンド)して用いることもできる。そして、このように本発明のポリエステル樹脂組成物と他の樹脂とを混合した樹脂組成物を用いて得られる成形体は、耐衝撃性を向上させることができる場合がある。
【0043】
次に、本発明のポリエステル樹脂組成物の製造方法について説明する。本発明におけるポリエステル樹脂組成物は、エステル化反応、溶融重合反応及び固相重合反応工程を経て得られるものであることが好ましい。エステル化反応と溶融重合反応のみでは、ポリエステル樹脂組成物の極限粘度を高くすることが困難となる。得られたとしても、溶融重合反応の反応時間が長くなり、得られるポリエステル樹脂組成物は色調が悪いものとなる。固相重合反応における工程や条件を特定のものにすることによって、特有の粘性を有し、かつカルボキシル末端基濃度の低い本発明のポリエステル樹脂組成物を得ることができる。
【0044】
具体的には、例えば、次のような方法で製造することができる。
酸成分としてテレフタル酸あるいはそのエステル形成性誘導体、グリコール成分としてエチレングリコールを所定の割合でエステル化反応器に仕込み、加圧下、160〜280℃の温度でエステル化反応を行う。この後、反応生成物を重合反応器に移し、1,4−シクロヘキサンジメタノール、重縮合触媒、必要に応じて脂肪酸エステルやヒンダードフェノール系抗酸化剤、着色防止剤等の添加剤を添加し、通常1hPa以下の減圧下で240〜290℃、好ましくは250〜280℃の温度で溶融重合反応を行う。ここで得られる共重合ポリエステル(プレポリマー)の極限粘度は、0.5〜0.8の範囲であることが好ましい。
【0045】
重縮合触媒としては、一般的にPETに用いられる公知の化合物、例えば、ゲルマニウム、アンチモン、チタンおよびコバルト化合物などの1種以上を用いることができるが、好ましくはゲルマニウムまたはアンチモンの化合物を使用する。さらに、得られるポリエステル樹脂の透明性を非常に重視する場合においては、ゲルマニウム化合物を使用することが好ましい。ゲルマニウムまたはアンチモンの化合物としては、それらの酸化物、無機酸塩、有機酸塩、ハロゲン化物、硫化物などが例示される。これらの重縮合触媒は、生成するポリエステル樹脂の酸成分1モルに対し5×10
−5モル〜3.0×10
−4モルの範囲内、中でも6×10
−5モル〜2.0×10
−4モルの範囲内となるような量で用いることが好ましい。
【0046】
続いて、上記した溶融重合反応により得られたプレポリマーをダイス状、円柱状などの任意の形状のチップとし、該ポリエステルチップを結晶化装置に連続的に供給し、150〜180℃の温度で1〜3時間熱処理を行い、結晶化を行う。この後、乾燥機に供給し、180℃以下の温度で4〜10時間乾燥後、予備加熱機に送り、2〜5時間の範囲で下記固相重合温度まで加熱した後、固相重合機へ連続的に供給する。固相重合反応は、窒素ガスなどの不活性ガス下で行うのが好ましく、170〜230℃の範囲内の温度で行うのが好ましく、180〜220℃の範囲内の温度で行うのがより好ましい。また、重合時間は40時間〜70時間の範囲で、固相重合機内にて反応させることにより、目標の粘度特性とカルボキシル末端基量を有するポリエステル樹脂組成物を得ることができる。
【0047】
本発明のポリエステル樹脂組成物は、上記したように、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。
【0048】
次に、本発明のブロー成形品は、本発明のポリエステル樹脂組成物を用いて形成されたものである。本発明のブロー成形品は、汎用のダイレクトブロー成形機や延伸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、230〜280℃の範囲とするのが好ましい。
【0049】
そして、本発明のブロー成形品は、本発明の樹脂組成物のみを用いて形成された単層構造のブロー成形品であってもよいし、本発明の樹脂組成物を少なくとも一部に用いた多層構造のブロー成形品であってもよい。
【実施例】
【0050】
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。
なお、リサイクル性の評価において、得られたダイレクトブロー成形品及び延伸ブロー成形品の極限粘度は、成形品より切片を切り出してサンプルとし、前記と同様の方法で測定した。
(b)ポリエステル樹脂の組成
得られたポリエステル樹脂組成物を、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LA−400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、共重合成分の種類と含有量を求めた。
(c)伸長粘度(ηe)とせん断粘度(η)の比
前記と同様の方法で測定した。
【0051】
(d)カルボキシル末端基濃度
得られたポリエステル樹脂組成物0.1gをベンジルアルコール10mlに溶解し、この溶液にクロロホルム10mlを加えた後、1/10規定の水酸化カリウムベンジルアルコール溶液で滴定して求めた。
(e)環状3量体含有量
得られたポリエステル樹脂組成物100mgをヘキサフルオロイソプロパノールとクロロホルムとの容量比が1/20の混合溶媒に溶解させ、アセトニトリルを加え、抽出したのち、液体クロマトグラフィーを用いて以下の条件にて測定し、環状3量体の量を算出した。
カラム:WATERS マイクロボンダスフィア
充填剤:Si−C18 5μ 100A
検出器:WATERS 2996型 PDA検出器(光源波長 254nm)
測定時流速:1ml/分
移動相溶媒:アセトニトリル/水=7/3及びアセトニトリル
【0052】
(f)ダイレクトブロー成形性
得られたダイレクトブロー成形品(サンプル数100本)の胴部の厚さを測定し、最厚部と最薄部の厚さの差が0.30mmまでのものを合格とし、合格のサンプル数を示した。合格のサンプル数が90本以上であるものを○、90本未満であるものを×とした。
(g)ダイレクトブロー成形のリサイクル性
得られたダイレクトブロー成形品を粉砕機で粉砕した粉砕品50質量部、各例にて得られたポリエステル樹脂組成物50質量部をブレンドし、除湿乾燥機に投入し乾燥した後、実施例1と同様にしてダイレクトブロー成形を行い、成形品を得た。得られた成形品(サンプル数100本)につき、(f)と同様にして成形性を評価した。
【0053】
(h)ダイレクトブロー成形品のヘーズ
得られたダイレクトブロー成形品及び(g)で得られたダイレクトブロー成形品のそれぞれにおいて、サイズ:厚さ2mm×長さ5cm×幅5cmの試験片(100個)を切り出して試験片の濁度を日本電色工業社製の濁度計MODEL 1001DPで測定し(空気:ヘーズ0%)、n数100の平均値とした。この値が小さいほど透明性が良好であり、3%以下であれば透明性に優れていると判定した。なお、このとき、(f)の成形性の評価において合格となった成形品のみを用いた。
【0054】
(i)延伸ブロー成形性
得られた延伸ブロー成形品(サンプル数100本)の胴部の厚さを測定し、最厚部と最薄部の厚さの差が30μmまでのものを合格とし、合格のサンプル数を示した。合格のサンプル数が90本以上であるものを○、90本未満であるものを×とした。
(j)延伸ブロー成形のリサイクル性
得られた延伸ブロー成形品を粉砕機で粉砕した粉砕品50質量部、各例にて得られたポリエステル樹脂組成物50質量部をブレンドし、除湿乾燥機に投入し乾燥した後、実施例1と同様にして延伸ブロー成形を行い、成形品を得た。得られた成形品(サンプル数100本)につき、(i)と同様にして成形性を評価した。
【0055】
(k)延伸ブロー成形品のヘーズ
得られた延伸ブロー成形品及び(j)で得られた延伸ブロー成形品のそれぞれにおいて、サイズ:厚さ300μm×長さ5cm×幅5cmの試験片(100個)を切り出して試験片の濁度を日本電色工業社製の濁度計MODEL 1001DPで測定し(空気:ヘーズ0%)、n数100の平均値とした。この値が小さいほど透明性が良好であり、3%以下であれば透明性に優れていると判定した。なお、このとき、(i)の成形性の評価において合格となった成形品のみを用いた。
【0056】
実施例1
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59.4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3.8質量部、重合触媒として二酸化ゲルマニウム0.008質量部、酢酸コバルト0.004質量部、ヒンダードフェノール系抗酸化剤(ADEKA社製:アデカスタブAO−60)0.12質量部を、それぞれ加え、反応器を減圧にして60分後に最終圧力0.9hPa、温度280℃で4時間、溶融重合反応を行い、共重合ポリエステルのプレポリマーを得た。このプレポリマーの極限粘度は、0.66であった。
続いて、該プレポリマーを結晶化装置に連続的に供給し150℃で結晶化をさせた後、乾燥機に供給し160℃で8時間乾燥後、予備加熱機に送り190℃まで加熱した後、固相重合機へ供給し、窒素ガス下にて固相重合反応を190℃で50時間行い、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のシャルピー衝撃強度(前述の測定方法に従って測定した)は、4.0kJ/m
2であった。
【0057】
(1)得られたポリエステル樹脂組成物をチップ化し、乾燥させた後、ダイレクトブロー成形機(タハラ社製)を用い、押出温度260℃で樹脂を押出して円筒形パリソンを形成し、パリソンが軟化状態にあるうちに金型で挟み、底部形成を行い、これをブローしてボトルを成形した。このとき、パリソン径2cmで長さが25cmとなったところで底部形成を行い、ブロー成形して500ccの中空容器(ダイレクトブロー成形品)を得た。
(2)また、得られたポリエステル樹脂組成物をチップ化し、乾燥させた後、シリンダー各部およびノズル温度(押出温度)を260℃、スクリュー回転数100rpm、射出時間10秒、冷却時間10秒、金型温度15℃に設定した射出成型機(日精エーエスビー社製、ASB−50TH型)を用いてプリフォームを成形した。次いで、このプリフォームを100℃雰囲気下、ブロー圧力2MPaで延伸ブロー成形し、胴部の平均肉厚300μm、内径3.5cm、高さ15cmの円筒状のボトル(内容積150ccの中空容器;延伸ブロー成形品)を得た。
【0058】
実施例2〜4、9、比較例1、5〜6
1,4―シクロヘキサンジメタノールの共重合量や、ヒンダードフェノール系抗酸化剤の含有量が表1の値となるように組成を変更した以外は、実施例1と同様にして、共重合ポリエステルのプレポリマーを得た。そして得られたプレポリマーを用い、実施例1と同様にして固相重合反応を行い、ポリエステル樹脂組成物を得た。
さらに、得られたポリエステル樹脂組成物を用い、実施例1と同様にしてダイレクトブロー成形品、及び延伸ブロー成形品を得た。
なお、比較例6においては、ダイレクトブロー成形機及び延伸ブロー成形機における押出温度を290℃として行った。
【0059】
実施例5
1,4―シクロヘキサンジメタノールの共重合量が表1の値となるように変更した以外は、実施例1と同様にしてエステル化反応、溶融重合反応を行い、共重合ポリエステルのプレポリマーを得た。そして得られたプレポリマーを用い、乾燥機の乾燥条件を130℃、10時間、予備加熱機による加熱温度を180℃とした以外は実施例1と同様にして固相重合反応を行い、ポリエステル樹脂組成物を得た。
さらに、得られたポリエステル樹脂組成物を用い、実施例1と同様にしてダイレクトブロー成形品及び延伸ブロー成形品を得た。
【0060】
実施例6
1,4―シクロヘキサンジメタノールの共重合量が表1の値となるように変更した以外は、実施例1と同様にしてエステル化反応、溶融重合反応を行い、共重合ポリエステルのプレポリマーを得た。そして得られたプレポリマーを用い、乾燥機の乾燥条件を120℃、18時間、予備加熱機による加熱温度を175℃とした以外は実施例1と同様にして固相重合反応を行い、ポリエステル樹脂組成物を得た。
さらに、得られたポリエステル樹脂組成物を用い、実施例1と同様にしてダイレクトブロー成形品及び延伸ブロー成形品を得た。
【0061】
実施例7
実施例1と同様にしてエステル化反応、溶融重合反応を行い、共重合ポリエステルのプレポリマーを得た。そして得られたプレポリマーを用い、固相重合反応時間を40時間とした以外は実施例1と同様にして固相重合反応を行い、ポリエステル樹脂組成物を得た。
さらに、得られたポリエステル樹脂組成物を用い、実施例1と同様にしてダイレクトブロー成形品及び延伸ブロー成形品を得た。
【0062】
実施例8
ヒンダードフェノール系抗酸化剤の含有量が表1の値となるように組成を変更した以外は、実施例1と同様にしてエステル化反応、溶融重合反応を行い、共重合ポリエステルのプレポリマーを得た。そして得られたプレポリマーを用い、固相重合反応時間を60時間とした以外は実施例1と同様にして固相重合反応を行い、ポリエステル樹脂組成物を得た。
さらに、得られたポリエステル樹脂組成物を用い、実施例1と同様にしてダイレクトブロー成形品及び延伸ブロー成形品を得た。
【0063】
実施例10
実施例1と同様にしてエステル化反応、溶融重合反応を行い、共重合ポリエステルのプレポリマーを得た。そして得られたプレポリマーを用い、固相重合反応時間を15時間とした以外は実施例1と同様にして固相重合反応を行い、ポリエステル樹脂組成物を得た。
さらに、得られたポリエステル樹脂組成物を、実施例1と同様にしてダイレクトブロー成形及び延伸ブロー成形に供した。
【0064】
比較例2
1,4―シクロヘキサンジメタノールの共重合量が表1の値となるように組成を変更した以外は、実施例1と同様にして、共重合ポリエステルのプレポリマーを得た。得られたプレポリマーを実施例1と同様、結晶化装置に連続的に供給したが、固着したため結晶化を行うことができなかった。
そこでエステル化反応、溶融重合反応を行って得た共重合ポリエステルのプレポリマーに、固相重合を行わなかった以外は、実施例1と同様にしてポリエステル樹脂組成物を得た。
そして、得られたポリエステル樹脂組成物を、実施例1と同様にしてダイレクトブロー成形及び延伸ブロー成形に供した。
【0065】
比較例3
実施例1で得られた共重合ポリエステルのプレポリマーに固相重合反応を行わなかった以外は、実施例1と同様にしてポリエステル樹脂組成物を得た。
そして、得られたポリエステル樹脂組成物を、実施例1と同様にしてダイレクトブロー成形及び延伸ブロー成形に供した。
【0066】
比較例4
実施例1と同様にしてエステル化反応、溶融重合反応を行い、得られた共重合ポリエステルのプレポリマーを得た。そして得られたプレポリマーを用い、固相重合反応時間を80時間とした以外は実施例1と同様にして固相重合反応を行い、ポリエステル樹脂組成物を得た。
さらに、得られたポリエステル樹脂組成物を用い、ダイレクトブロー成形機、及び延伸ブロー成形における押出温度を290℃とした以外は、実施例1と同様にしてダイレクトブロー成形品及び延伸ブロー成形品を得た。
【0067】
比較例7
溶融重合反応時間を8時間とした以外は、実施例1と同様にしてエステル化反応、溶融重合反応を行い、得られた共重合ポリエステルのプレポリマーをポリエステル樹脂組成物とした(固相重合反応を行わなかった)。
そして、得られたポリエステル樹脂組成物を用い、実施例1と同様にしてダイレクトブロー成形品及び延伸ブロー成形品を得た。
【0068】
実施例1〜10、比較例1〜7で得られたポリエステル樹脂組成物及び成形品の特性値、評価結果を表1に示す。
【0069】
【表1】
【0070】
表1から明らかなように、実施例1〜10で得られたポリエステル樹脂組成物は、1,4−シクロヘキサンジメタノール成分、極限粘度、伸長粘度(ηe)とせん断粘度(η)の比(ηe/η)、カルボキシル末端基量が本発明で規定する範囲内のものであったため、熱安定性に優れており、結晶化による白化の問題やドローダウンが生じることなく、操業性よくダイレクトブロー成形及び延伸ブロー成形を行うことができた。そして、得られたブロー成形品(容器)は厚みムラがなく、透明性に優れたものであった。さらには、リサイクル性にも優れ、一旦成形工程を経て端材となったものを用いても、操業性よくブロー成形を行うことができ、かつ得られたブロー成形品(容器)は厚みムラがなく、透明性に優れたものであった。
また、実施例10で得られたポリエステル樹脂組成物は、極限粘度が低かったため、ダイレクトブロー成形の際のドローダウンが大きくなり、ダイレクトブロー成形品を得ることができなかった。しかしながら、延伸ブロー成形は他の実施例と同様、操業性よく行うことができ、得られた成形品については厚みムラがなく、透明性に優れたものであった。また、リサイクル性にも優れていた。
【0071】
一方、比較例1で得られたポリエステル樹脂組成物は1,4―シクロヘキサンジメタノールの共重合量が少なかったため、ダイレクトブロー成形及び延伸ブロー成形した際に、成形品が結晶化して白化し、透明性に劣るものとなった。また、ポリエステル樹脂の結晶化速度が速くなりすぎたため、ダイレクトブロー成形性も悪化し、厚みムラの生じた成形品が多くなった。
比較例2では、1,4―シクロヘキサンジメタノールの共重合量が多かったため、固相重合時に融着が起こり、固相重合反応を行うことができなかった。そのため得られたポリエステル樹脂組成物は極限粘度の低いものとなり、また、伸長粘度(ηe)とせん断粘度(η)の比が大きいものとなり、ダイレクトブロー成形を行うことができなかった。また、カルボキシル末端基量が本発明で規定する範囲外となったため、延伸ブロー成形においてはポリマーの熱分解が生じ、成形性、特にリサイクル性に劣るものであった。
【0072】
比較例3で得られたポリエステル樹脂組成物は、固相重合反応を行わなかったため、極限粘度の低いものとなり、ダイレクトブロー成形を行うことができなかった。また、カルボキシル末端基量が本発明で規定する範囲外となったため、ポリマーの熱分解が生じ、成形性、特にリサイクル性に劣るものであった。
比較例4で得られたポリエステル樹脂組成物は、極限粘度が高すぎたため、成形温度を上げて(ダイレクトブロー成形、延伸ブロー成形ともに290℃とした)成形を行った。このため、成形時にポリエステル樹脂の熱分解が生じたため、得られた成形品のヘーズが悪く、成形性も悪化し、厚みムラの生じた成形品が多くなった。また、端材を再生材として再び成形に供した際にも、樹脂の熱分解が生じたため、得られた成形品は厚みムラが生じ、リサイクル性も低かった。延伸ブロー成形については、極限粘度が高すぎたため、延伸ブロー成形品を得ることができなかった。
【0073】
比較例5で得られたポリエステル樹脂組成物は、ヒンダードフェノール系抗酸化剤の含有量が少なかったため、伸長粘度(ηe)とせん断粘度(η)の比が4未満となった。このため、ダイレクトブロー成形時のパリソンのドローダウンが大きくなり、成形品は厚みムラの生じたものとなった。また、ヒンダードフェノール系抗酸化剤の含有量が少ないため、ポリエステル樹脂の熱安定性が悪く、ダイレクトブロー成形、延伸ブロー成形共にリサイクル性に劣るものとなった。
比較例6で得られたポリエステル樹脂組成物は、ヒンダードフェノール系抗酸化剤の含有量が多かったため、伸長粘度(ηe)とせん断粘度(η)の比が高すぎるものとなった。このため、成形温度を上げて(ダイレクトブロー成形、延伸ブロー成形ともに290℃とした)成形したため、成形時にポリエステル樹脂の熱分解が生じ、得られた成形品のヘーズが悪く、成形性も悪化し、厚みムラの生じた成形品が多くなった。また、端材を再生材として再びブロー成形に供した際にも、樹脂の熱分解が生じたため、得られた成形品は厚みムラが生じ、リサイクル性も劣るものであった。
【0074】
比較例7で得られたポリエステル樹脂組成物は、極限粘度の低いものとなり、ダイレクトブロー成形を行うことができなかった。また、カルボキシル末端基量が多すぎたため、延伸ブロー成形においては、ポリエステル樹脂組成物の熱安定性が悪く、成形時のパリソンのドローダウンが大きくなり、成形品は厚みムラの生じたものとなった。さらに、リサイクル性にも劣るものとなった。