説明

ポリエステル組成物、それからなるポリエステル成形体及びポリエステル中空成形体の製造方法

【課題】成形時のアセトアルデヒドなどのアルデヒド類や環状3量体の生成が抑制され、透明性に優れかつ透明性の変動が少ないポリエステル組成物、及びポリエステル中空成形体の製造方法の提供。
【解決手段】Mg、Ca、Co、Mn化合物及びZn化合物より選ばれた少なくとも1種の金属化合物、P化合物及びSb化合物を配合した、少なくとも2種の、エチレンテレフタレ−トを主たる繰返し単位とするポリエステルを主成分として含むポリエステル組成物であって、前記ポリエステルの極限粘度の差が0.05〜0.25デシリットル/グラムの範囲であって、含有されるMg金属原子、Ca金属原子、Co金属原子、Mn金属原子及びZn金属原子からの少なくとも1種の金属原子とP原子とからなる1μm以上の析出物粒子数及び前記析出物粒子数の差が、それぞれ5000個/mm以下及び1000個/mm以下であることを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、飲料用ボトルをはじめとする中空成形体、シート状物、延伸フィルムなどの成形体や、紙、フィルムなどの基材の上にコートされた被覆物(以下、これらの用途を「成形体」と称することがある)などの素材として好適に用いられるポリエステル組成物、特に成形時のアセトアルデヒドなどのアルデヒド類や環状3量体の生成が抑制され、透明性に優れ且つ透明性の変動が少ない成形体を与えるポリエステル組成物及びそれらからなる透明性及び香味保持性に優れたポリエステル成形体に関するものである。また、本発明は、前記の特性を持つポリエステル中空成形体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
容器、特に、調味料、油、飲料、化粧品、洗剤などの容器の素材としては、充填内容物の種類及びその使用目的に応じて種々の樹脂が採用されている。これらのうちでポリエステル、特に、ポリエチレンテレフタレート(以下、PETと略称することがある)は化学的性質、機械的強度、耐熱性、透明性及びガスバリヤ−性に優れているので、特にジュ−ス、清涼飲料、炭酸飲料などの飲料充填用容器等の成形体の素材として最適である。
一般にこのような用途に使用されるPETは、主としてテレフタル酸、エチレングリコールを原料とし、重縮合触媒としてゲルマニウム化合物、アンチモン化合物、チタン化合物及びこれらの混合物などを用いて製造される。
【0003】
前記の触媒の中で、アンチモン触媒は価格が低いことから繊維やフィルム用のPETを製造する際の触媒として使用されている。しかし、ゲルマニウム化合物やチタン化合物を触媒として用いた場合に比べて、得られたPETの結晶化速度が速く、透明性の優れた中空成形体を得ることが非常に困難である。
【0004】
これらの問題点を解決するため、重縮合触媒としてゲルマニウム化合物やこれとチタン化合物の混合物が使用されているが、高価なゲルマニウム化合物を使用するとPETのコストが高くなるという欠点がある。
【0005】
このような問題点を解決する方法として、例えば、アンチモン化合物とリン化合物の使用量比を規定することにより透明性を改良される方法(例えば、特許文献1参照)が開示されている。しかしながら、この方法で得られたPETからの中空成形体の透明性や結晶化速度は安定しておらず、非常に変動が大きいために、その透明性は十分ではなく、また、耐熱用途の場合は、口栓部の寸法が不安定となってキャッピング不良品が発生するという問題がある。
【0006】
また、アンチモン化合物、燐酸及びスルホン酸化合物を用いて透明性に優れたポリエステルを製造する方法(例えば、特許文献2参照)やアンチモン化合物、Mg等の金属化合物及びリン化合物の使用量や使用量比、塩基性窒素化合物の配合量を規定したポリエステルが開示(例えば、特許文献3参照)されており、このポリエステルから透明性が改良された成形体が得られることを見出している。しかしながら、このようなポリエステルを用いても、時には透明性や香味性(フレ−バ−性)が非常に悪く、商品価値の低い中空成形体しか得られないという問題があることが判ってきた。
【0007】
近年、ポリエチレンテレフタレートを中心とするポリエステル製容器は、ミネラルウオータやウーロン茶等の低フレーバー飲料用の容器として使用されるようになってきた。このような飲料の場合は、一般にこれらの飲料を熱充填したりまたは充填後加熱して殺菌されるが、飲料容器のアセトアルデヒド含有量の低減がますます重要になって来ている。このような理由から、従来よりポリエステル中のアセトアルデヒド含有量を低減させるために種々の方策が採られてきた。これらの方策として、例えば、溶融重縮合したポリエステルを固相重合することによってAA含有量を低下させる方法(例えば、特許文献4参照)、融点がより低い共重合ポリエステルを使用して成形時のAA生成を低下させる方法(例えば、特許文献5参照)、ポリエステル樹脂100重量部に対して、メタキシリレン基含有ポリアミド樹脂0.05重量部以上、1重量部未満を添加したポリエステル組成物を用いる方法(例えば、特許文献6参照)や、熱可塑性ポリエステルに、末端アミノ基濃度をある範囲に規制した特定のポリアミドを含有させたポリエステル組成物からなるポリエステル製容器(例えば、特許文献7参照)、ポリエステルプレポリマーを水分率が2000ppm以上となるように調湿した後、結晶化及び固相重合する方法(例えば、特許文献8参照)、ポリエステル粒子を50〜200℃の熱水で処理した後、減圧下または不活性気体流通下、加熱処理する方法(例えば、特許文献9参照)、熱成形時における成形温度を可及的に低くする方法及び熱成形時におけるせん断応力を可及的に小さくする方法などが提案されている。しかしながら、これらの方法で得られるポリエステルを用いた成形体であっても、オリゴマー及びアセトアルデヒドを問題ない水準に低減できているとは言えず問題は未解決であり、解決が待たれている。
【特許文献1】特開平6−279579号公報
【特許文献2】特開平10−36495号公報
【特許文献3】特開2000−129102号公報
【特許文献4】特開昭53−73288号公報
【特許文献5】特開昭57−16024号公報
【特許文献6】特公平6−6662号公報
【特許文献7】特公平4−71425号公報
【特許文献8】特開平2−298512号公報
【特許文献9】特開平8−120062号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、上記従来の方法の有する問題点を解決し、透明性に優れかつ透明性の変動が少なく、成形時のアセトアルデヒドなどのアルデヒド類や環状3量体の生成が抑制された中空成形体、シート状物、延伸フィルムなどの成形体や基材上への被覆物などの素材として好適に用いられるポリエステル組成物、また、耐熱寸法安定性に優れた中空成形体などを成形時の加熱金型の汚れを抑制して高速成形により効率よく生産することができるポリエステル組成物及びそれらからなるポリエステル成形体並びに前記の特性を持つポリエステル成形体の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するため、本発明のポリエステル組成物は、Mg化合物、Ca化合物、Co化合物、Mn化合物及びZn化合物より選ばれた少なくとも1種の金属化合物、P化合物及びSb化合物を配合した、少なくとも2種の、エチレンテレフタレ−トを主たる繰返し単位とするポリエステルを主成分として含むポリエステル組成物であって、前記ポリエステルの極限粘度の差が0.05〜0.25デシリットル/グラムの範囲であって、各ポリエステル中に含有されるMg金属原子、Ca金属原子、Co金属原子、Mn金属原子及びZn金属原子からの少なくとも1種の金属原子とP原子とからなる1μm以上の析出物粒子数及び前記析出物粒子数の差が、それぞれ5000個/mm以下及び1000個/mm以下であることを特徴とする。
【0010】
本発明のポリエステル組成物は、押出機内での溶融時の流動性が改善されるためにより低温度での成形が可能であり、アセトアルデヒドなどのアルデヒド類の含有量の低減と透明性の改良が可能となる。また、同時に加熱延伸時の配向性も改善されるために、弾性率や抗張力などの機械的特性に優れ、さらに熱固定性にも優れた延伸成形体を与えることができ、特に耐熱性あるいは耐熱圧性に優れた延伸中空容器などとして有益に用いられる。
【0011】
本発明のポリエステル組成物を構成するポリエステルの極限粘度の差は、好ましくは0.06〜0.23デシリットル/グラム、さらに好ましくは0.07〜0.20デシリットル/グラム、特に好ましくは0.10〜0.18デシリットル/グラムである。前記の極限粘度差が0.05デシリットル/グラム未満の場合は、得られた成形体のアセトアルデヒドなどのアルデヒド含有量を低減できず香味保持性が改良できない。また、前記の極限粘度差が0.25デシリットル/グラムを超える場合は、得られた成形体に厚み斑や白化した流れ模様等が生じて透明性が悪くなり問題となる。ここで、本発明のポリエステル組成物が2種類以上のポリエステルからなる場合は、前記極限粘度の差とは、極限粘度に関して最大のポリエステルと最少のポリエステルとの極限粘度の差のことである。
【0012】
本発明で用いられる極限粘度の異なるポリエステルは、溶融重縮合反応工程、あるいは、これに続く固相重合反応工程で極限粘度の差が本発明の範囲内に入るように製造されたポリエステル、または、これらを極限粘度が低下しない条件下で水と接触処理させたポリエステルである。
【0013】
極限粘度の異なるポリエステルを得る他の製造方法としては、ポリエステルを水と高温度で加熱処理して加水分解する方法や押出機などで溶融処理する方法などがある。しかし、加水分解による方法は、固体状態で実施されるため、IV低下度の管理が非常に難しく、IV変動巾が狭いポリエステル粒子を得ることが困難であること、また、加水分解処理後の粒子は輸送時の衝撃などにより微細粉末を発生し易いことなどから、これらを用いた場合の成形体の透明性や結晶化速度の変動が非常に大きくなると言う問題が生じ、成形体の透明性やその変動が大となり問題である。また、溶融処理による方法は、処理時にアセトアルデヒドなどのアルデヒド類が増加するため、香味保持性に影響を与えたり、また着色するなどの問題がある。したがって、本発明のポリエステル組成物を構成する少なくとも2種のポリエステルとしては、水による加圧下熱処理等の方法によって加水分解させてIV低下させたポリエステルや溶融処理してIV低下させたポリエステルは含まない。
【0014】
また、各ポリエステル中に含有されるMg金属原子、Ca金属原子、Co金属原子、Mn金属原子及びZn金属原子からの少なくとも1種の金属原子とP原子とからなる1μm以上の析出物粒子数及び前記析出物粒子数の差は、好ましくは、それぞれ4000個/mm以下及び700個/mm以下、さらに好ましくは、それぞれ3000個/mm以下及び500個/mm以下、最も好ましくは、それぞれ1000個/mm以下及び300個/mm以下である。各ポリエステル中の前記の1μm以上の析出物粒子数が5000個/mmを超えると、得られたポリエステル組成物からの中空成形体、特に延伸中空成形体や延伸熱固定中空成形体の透明性が非常に悪くなる。また、用いる各ポリエステルの1μm以上の析出物粒子数の差が1000個/mmを超える場合は、予備成形体の結晶化速度が早く、またその変動が大きくなり、安定して透明性のよい中空成形体を得ることが困難となる。
【0015】
なお、本発明のポリエステル組成物を構成するポリエステルは実質的に同一組成であることが好ましい。ここで実質上同じとは、互いの組成物中の酸成分、グリコール成分とも、95モル%以上が同一であることをいい、97モル%以上が同一であることが好ましく、さらには98モル%以上が同一であることが好ましい。
【0016】
この場合において、各ポリエステルから得られる成形体の降温時の結晶化温度及びこれらの降温時の結晶化温度の差がそれぞれ200℃以下及び18℃未満、前記成形体を昇温結晶化した場合に生成する球晶数及びこれらの差が2×10〜90×10個/m2及び30×10個/m2未満であることができる。
【0017】
各ポリエステルから得られる成形体の降温時の結晶化温度及びこれらの降温時の結晶化温度の差は、好ましくは、それぞれ、190℃以下及び15℃未満、さらに好ましくは、それぞれ、180℃以下及び13℃未満、最も好ましくは、それぞれ175℃以下及び10℃未満、また前記成形体を昇温結晶化した場合に生成する球晶数及びこれらの球晶数の差は、好ましくは、それぞれ、2.5×10〜80×10個/m2及び25×10個/m2未満、さらに好ましくは、それぞれ、2.7×10〜75×10個/m2及び20×10個/m2未満、最も好ましくは、それぞれ、3.0×10〜70×10個/m2及び10×10個/m2未満である。各ポリエステルから得られる成形体の降温時の結晶化温度が200℃を超える場合は、射出成形により得られた予備成形体の透明性が悪く、また、これらの成形体の降温時の結晶化温度の差が18℃以上の場合は、得られた予備成形体の透明性は非常に悪くなり、またその変動も大となり問題である。また、前記成形体を昇温結晶化した場合に生成する球晶数が90×10個/m2を超える場合は、得られた延伸中空成形体に白化した流れ模様等が生じて透明性が悪くなり問題となる。昇温結晶化した場合に生成する球晶数が2×10個/m2未満のポリエステルを製造するには、アンチモン化合物をアンチモン原子として50ppm未満の使用量に制限することが必要であり、このような使用量では経済的な生産は不可能である。また、昇温結晶化した場合に生成する球晶数の差が30×10個/m2以上の場合は、予備成形体の加熱時の結晶性が非常に高くなり、延伸中空成形体の透明性が悪くなる。
【0018】
ここで、昇温結晶化した場合に生成する球晶数とは、後記した方法により測定した球晶数を意味する。
【0019】
また、この場合において、アセトアルデヒドの含有量が10ppm以下、環状3量体含有量が0.70重量%以下であることができる。
【0020】
また、この場合において、前記ポリエステル組成物が、エチレンテレフタレ−トを主たる繰返し単位とする下記のポリエステルAとポリエステルBとを主成分として含むことができる。
ポリエステルA:極限粘度IVが0.60〜0.80デシリットル/グラム、ジエチレングリコール成分が全グリコール成分の1.0〜5.0モル%、イソフタル酸成分が全酸成分の0〜3.0モル%、昇温時の結晶化温度が140〜180℃であるポリエステル。
ポリエステルB:極限粘度IVが0.73〜0.95デシリットル/グラム、ジエチレングリコール成分が全グリコール成分の1.0〜5.0モル%、イソフタル酸成分が全酸成分の0〜3.0モル%、昇温時の結晶化温度が140〜180℃であるポリエステル。
【0021】
本発明に係るポリエステルは、下記で説明する製造方法を適宜調節することによって得ることが出来る。特に、これらのポリエステルの降温時の結晶化温度や昇温時の結晶化温度は、溶融重縮合ポリマーのチップ化時の冷却水の水質、各ポリエステルやポリエステル組成物のファイン含有量およびその性状あるいはポリオレフィン樹脂などの樹脂の配合量などを適宜組み合わせて制御することが可能である。
【0022】
ここで、本発明を構成するポリエステルの昇温時の結晶化温度及び降温時の結晶化温度は、これらのポリエステルを290℃で射出成形した成形板(2mm厚み)について後記のDSC測定法によって求めた値である。
【0023】
また、この場合において、上記のポリエステル組成物を成形してポリエステル成形体とすることができる。
【0024】
また、この場合において、上記のポリエステル組成物からなる、本発明のポリエステル延伸中空成形体を溶出試験をした際のアンチモン原子の溶出量が2.0ppb以下であることができる。
【0025】
また、この場合において、前記のポリエステル組成物を基材上に溶融押出した被覆物であることができる。
【0026】
さらにまた、上記のポリエステル組成物を成形機内での溶融樹脂温度が260〜305℃、成形機内での溶融滞留時間が5〜300秒の条件で混練及び中空成形体の成形をすることが好ましい。
【発明の効果】
【0027】
本発明のポリエステル組成物は、流動特性が改良されるために成形時のアルデヒド発生量が少なく、かつ成形体とした際には耐圧性などの機械的特性に優れた成形体を与えることができる。また、本発明のポリエステル組成物は流動特性が改良されるので成形時の歪みが少なく、耐熱寸法安定性の優れた成形体、特に中空成形体を高速成形により効率よく生産することができる。また、本発明のポリエステル成形体は、非常に耐圧性や耐熱寸法安定性が良好であり、また、本発明のポリエステル中空成形体の製造方法は、金型を汚すことの少ない長時間連続成形性に優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0028】
以下、本発明のポリエステル組成物の実施の形態を具体的に説明する。
すなわち、本発明のポリエステル組成物を構成する少なくとも2種のポリエステルは、それぞれ、エチレンテレフタレート単位を90モル%以上含む線状ポリエステルであり、好ましくは93モル%以上、さらに好ましくは95モル%以上、特に好ましくは97モル%以上含む線状ポリエステルである。
【0029】
前記ポリエステルが共重合体であるとき、ポリエステルの共重合に使用されるジカルボン酸としては、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ジフェニールー4,4’−ジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、4,4′−ジフェニルスルホンジカルボン酸、1,3−フエニレンジオキシジ酢酸等の芳香族ジカルボン酸及びその機能的誘導体、p−オキシ安息香酸、オキシカプロン酸等のオキシ酸及びその機能的誘導体、アジピン酸、セバシン酸、コハク酸、グルタル酸、ダイマ−酸等の脂肪族ジカルボン酸及びその機能的誘導体、ヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸及びその機能的誘導体などが挙げられる。
【0030】
前記ポリエステルが共重合体であるとき、ポリエステルの共重合に使用されるグリコールとしては、ジエチレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、オクタメチレングリコール、デカメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコール等の脂肪族グリコール、1,2−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,1−シクロヘキサンジメチロール、1,4−シクロヘキサンジメチロール、2,5−ノルボルナンジメチロール等の脂環族グリコール、ビスフェノールA、ビスフェノールAのアルキレンオキサイド付加物等の芳香族グリコールなどが挙げられる。
【0031】
さらに、前記ポリエステル中に多官能化合物からなるその他の共重合成分を含むときは、その酸性分として、トリメリット酸、ピロメリット酸等を挙げることができ、グリコール成分としてグリセリン、ペンタエリスリトールを挙げることができる。以上の共重合成分の使量は、ポリエステルが実質的に線状を維持する程度でなければならない。また単官能化合物、例えば安息香酸、ナフトエ酸等を共重合させてもよい。
【0032】
本発明のポリエステル組成物を構成する少なくとも2種のポリエステルは、基本的には従来公知の溶融重縮合法あるいは溶融重縮合法―固相重合法によって製造することができる。溶融重縮合反応は1段階で行ってもよいし、また多段階に分けて行ってもよい。これらは回分式反応装置から構成されていてもよいし、また連続式反応装置から構成されていてもよい。また溶融重縮合工程と固相重合工程は連続的に運転してもよいし、分割して運転してもよい。以下に、好ましい連続式製造方法の一例について説明するが、これに限定されるものではない。即ち、テレフタル酸とエチレングリコール及び必要により他の共重合成分を直接反応させて水を留去しエステル化した後、重縮合触媒としてアンチモン化合物の存在下に減圧下に重縮合を行う直接エステル化法により製造される。次いで、極限粘度を増大させたり、また低フレーバー飲料用耐熱容器等のように低アセトアルデヒド含有量や低環状3量体含有量とする場合には、このようにして得られた溶融重縮合されたポリエステルは、引き続き固相重合される。
【0033】
まず、エステル化反応により低重合体を製造する場合には、テレフタル酸またはそのエステル誘導体1モルに対して1.02〜2.0モル、好ましくは1.03〜1.6モルのエチレングリコールが含まれたスラリーを調整し、これをエステル化反応工程に連続的に供給する。
【0034】
エステル化反応は、少なくとも2個のエステル化反応器を直列に連結した多段式装置を用いてエチレングリコールが還流する条件下で、反応によって生成した水またはアルコールを精留塔で系外に除去しながら実施する。第1段目のエステル化反応の温度は240〜270℃、好ましくは245〜265℃、圧力は0.2〜3kg/cm2G、好ましくは0.5〜2kg/cm2Gである。最終段目のエステル化反応の温度は通常250〜280℃好ましくは255〜275℃であり、圧力は通常0〜1.5kg/cm2G、好ましくは0〜1.3kg/cm2Gである。3段階以上で実施する場合には、中間段階のエステル化反応の反応条件は、上記第1段目の反応条件と最終段目の反応条件の間の条件である。これらのエステル化反応の反応率の上昇は、それぞれの段階で滑らかに分配されることが好ましい。最終的にはエステル化反応率は90%以上、好ましくは93%以上に達することが望ましい。これらのエステル化反応により分子量500〜5000程度の低次縮合物が得られる。
【0035】
上記エステル化反応は原料としてテレフタル酸を用いる場合は、テレフタル酸の酸としての触媒作用により無触媒でも反応させることができるが重縮合触媒の共存下に実施してもよい。
【0036】
前記の出発原料であるテレフタル酸またはエチレングリコールとしては、パラキシレンから誘導されるバージンのジメチルテレフタレート、テレフタル酸あるいはエチレンから誘導されるエチレングリコールは勿論のこと、使用済みPETボトルからメタノール分解やエチレングリコール分解などのケミカルリサイクル法により回収したジメチルテレフタレート、テレフタル酸、ビスヒドロキシエチルテレフタレートあるいはエチレングリコールなどの回収原料も、出発原料の少なくとも一部として利用することができる。前記回収原料の品質は、使用目的に応じた純度、品質に精製されていなければならないことは言うまでもない。
【0037】
次いで、得られた低次縮合物は多段階の液相縮重合工程に供給される。重縮合反応条件は、第1段階目の重縮合の反応温度は250〜290℃、好ましくは260〜280℃であり、圧力は500〜20Torr、好ましくは200〜30Torrで、最終段階の重縮合反応の温度は265〜300℃、好ましくは275〜295℃であり、圧力は10〜0.1Torr、好ましくは5〜0.5Torrである。3段階以上で実施する場合には、中間段階の重縮合反応の反応条件は、上記第1段目の反応条件と最終段目の反応条件の間の条件である。これらの重縮合反応工程の各々において到達される極限粘度の上昇の度合は滑らかに分配されることが好ましい。なお、重縮合反応には一段式重縮合装置を用いてもよい。
【0038】
本発明のポリエステル組成物を構成する少なくとも2種のポリエステルの製造に用いられるMg化合物、Ca化合物、Co化合物、Mn化合物、及びZn化合物は反応系に可溶な化合物であれば全て使用できる。
【0039】
Mg化合物としては、水素化マグネシウム、酸化マグネシウム、酢酸マグネシウムのような低級脂肪酸塩、マグネシウムメトキサイドのようなアルコキサイド等が挙げられる。
【0040】
Ca化合物としては、水素化カルシウム、水酸化カルシウム、酢酸カルシウムのような低級脂肪酸塩、カルシウムメトキサイドのようなアルコキサイド等が挙げられる。
【0041】
Co化合物としては、酢酸コバルトのような低級脂肪酸塩、ナフテン酸コバルト、安息香酸コバルト等の有機酸塩、塩化コバルト等の塩化物、コバルトアセチルアセトネ−ト等が挙げられる。
【0042】
Mn化合物としては、酢酸マンガン、安息香酸マンガン等の有機酸塩、塩化マンガン等の塩化物、マンガンメトキサイド等のアルコキサイド、マンガンアセチルアセトナ−ト等が挙げられる。
【0043】
Zn化合物としては、酢酸亜鉛、安息香酸亜鉛等の有機酸塩、塩化亜鉛等の塩化物、亜鉛メトキサイド等のアルコキサイド、亜鉛アセチルアセトナ−ト等が挙げられる。
【0044】
本発明で用いられるMg化合物、Ca化合物、Co化合物、Mn化合物及びZn化合物のポリエステルの製造工程への添加時期は、直接エステル化法で製造する場合にはエステル化率が50%以上の時点で添加するのが好ましい。エステル化率が50%未満の時点で添加すると、得られた中空成形体の透明性が非常に悪くなる。
【0045】
また、本発明で用いられるMg化合物、Ca化合物、Co化合物、Mn化合物、及びZn化合物は、最終的に得られるポリエステル1トンに含有される金属原子として0.1〜2.8モルの範囲の含有量となるように添加する。好ましくは0.15〜2.0モル、さらに好ましくは0.2〜1.0モルの範囲である。
【0046】
これらの金属化合物は、重合速度の促進効果やポリエステルの色調の改良効果などがあるが、前記の上限を超えると、かえって色調やアセトアルデヒド等の副生成物や、得られた中空成形体の透明性に悪影響を与える。
【0047】
本発明で使用されるP化合物としては、リン酸、亜リン酸、ホスホン酸及びそれらの誘導体等が挙げられる。具体例としてはリン酸、リン酸トリメチルエステル、リン酸トリエチルエステル、リン酸トリブチルエステル、リン酸トリフェニ−ルエステル、リン酸モノメチルエステル、リン酸ジメチルエステル、リン酸モノブチルエステル、リン酸ジブチルエステル、亜リン酸、亜リン酸トリメチルエステル、亜リン酸トリエチルエステル、亜リン酸トリブチルエステル、メチルホスホン酸、メチルホスホン酸ジメチルエステル、エチルホスホン酸ジメチルエステル、フェニ−ルホスホン酸ジメチルエステル、フェニ−ルホスホン酸ジエチルエステル、フェニ−ルホスホン酸ジフェニ−ルエステル、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸エチル、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸メチル、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸イソプロピル、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸フェニル、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸オクタデシル、3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジルホスホン酸等であり、これらは単独で使用してもよく、また2種以上を併用してもよい。
【0048】
本発明で用いられるP化合物は、ポリエステルの製造過程で少なくとも2回以上に分割して添加するのが好ましい。P化合物を2回以上に分割して添加することにより前記の金属原子とP原子からなる析出物粒子数を5000個/mm以下に低下さすことが可能となり、得られたポリエステル中空成形体の透明性の向上が可能となる。
【0049】
P化合物を分割して添加する方法は、ポリエステルの製造を回分式で実施する場合は添加時期をずらすことにより、また連続式で実施する場合は添加場所を変更することにより行うことができる。ポリエステルの製造を連続式で実施する場合は、反応缶の個数を増加して少なくとも2つの反応缶に別々に添加する方法、同じ反応缶で反応の進行順に少なくとも2カ所以上の添加位置を別々に設けて添加する方法、また反応缶と反応缶の連続部にラインミキシングする方法等種々の方法が採用される。
【0050】
P化合物の添加量の分割割合は、初回の添加量を全添加量の約50%以下にするのが好ましく、30%以下にするのが特に好ましい。
【0051】
P化合物の添加時期については、第1回目の添加時期は特に限定なく、第2回目以降の添加をMg化合物、Ca化合物、Co化合物、Mn化合物及びZn化合物の添加後に添加するのが好ましい。また第1回目のP化合物は、エステル化の終了前または反応途中に添加してもよいし、終了後に添加してもよいが、第2回目以降はエステル化の終了後に添加するのが好ましい。
【0052】
また、本発明で使用されるP化合物は、最終的に得られるポリエステル1トンに含有される金属原子とP原子とのモル比M/Pが0.1〜2の範囲になるように添加する。好ましくは0.2〜1.5、さらに好ましくは0.3〜1.3の範囲である。前記M/Pが0.1未満では得られた中空成形体の透明性が悪くなり、また前記M/Pが2を超えるとポリエステルの色相が悪くなる。
【0053】
本発明で使用されるSb化合物としては、三酸化アンチモン、酢酸アンチモン、酒石酸アンチモン、酒石酸アンチモンカリ、オキシ塩化アンチモン、アンチモングリコレ−ト、五酸化アンチモン、トリフェニルアンチモン等が挙げられる。
【0054】
また、Sb化合物は、最終的に得られるポリエステル1トンに含有されるSb原子として0.4〜2.9モルの含有量となるように添加する。好ましくは2.5モル以下、さらに好ましくは2.1モル以下である。ポリマー1トン当たり0.4モル未満では重縮合時間が非常に長くなり、経済的な生産性の面から問題である。また、2.9モルを超えると、得られた中空成形体の透明性が低下したり、色調が悪くなり問題となる。これらのSb化合物の添加は、ポリエステル製造の任意の段階で実施することができる。
【0055】
また、本発明のポリエステル組成物を構成する少なくとも2種のポリエステルには、所望により、さらに他の金属化合物、例えばチタン、ゲルマニウム、スズ、ジルコニウム、鉛などの化合物を含有させることができる。これらの金属化合物のポリエステルに対する含有量は、好ましくは0.1〜50ppmである。
【0056】
前記のようにして得られた溶融重縮合ポリエステルは、溶融重縮合終了後に細孔から下記の(1)〜(4)の少なくとも一つを、さらに好ましくは全てを満足する冷却水中に押出して水中でカットする方式、あるいは大気中に押出した後、直ちに前記と同一の水質の冷却水で冷却しながらカットする方式によって柱状、球状、角状、や板状の形態にチップ化されるのが好ましい。
Na≦1.0(ppm) (1)
Mg≦1.0(ppm) (2)
Si≦2.0(ppm) (3)
Ca≦1.0(ppm) (4)
【0057】
冷却水中のナトリウム含有量(Na)は、好ましくはNa≦0.5ppmであり、さらに好ましくはNa≦0.1ppmである。冷却水中のマグネシウム含有量(Mg)は、好ましくはMg≦0.5ppmであり、さらに好ましくはMg≦0.1ppmである。また、冷却水中の珪素の含有量(Si)は、好ましくはSi≦0.5ppmであり、さらに好ましくはSi≦0.3ppmである。さらに、冷却水中のカルシウム含有量(Ca)は、好ましくはCa≦0.5ppmであり、さらに好ましくはCa≦0.1ppmである。
【0058】
前記冷却水のナトリウムやマグネシウム、カルシウム、珪素を低減させるために、チップ冷却工程に工業用水が送られるまでの工程で少なくとも1ヶ所以上にナトリウムやマグネシウム、カルシウム、珪素を除去する装置を設置する。また、粒子状になった二酸化珪素やアルミノ珪酸塩等の粘土鉱物を除去するためにはフィルターを設置する。ナトリウムやマグネシウム、カルシウム、珪素を除去する装置としては、イオン交換装置、限外濾過装置や逆浸透膜装置などが挙げられる。
【0059】
前記の条件を外れる冷却水を用いて冷却しながらチップ化したポリエステルを固相重合すると、これらの冷却水中の不純物のために、このような条件下に得られたポリエステルの成形体中の異物が増加したり、またフレーバー性が悪くなって商品価値を低下さすという問題も発生する。
【0060】
本発明のポリエステル組成物を構成する少なくとも2種のポリエステルのチップの形状は、シリンダー型、角型、球状または扁平な板状等のいずれでもよい。その平均粒径は、通常1.0〜4.0mm、好ましくは1.0〜3.5mm、さらに好ましくは1.0〜3.0mmの範囲である。例えば、シリンダー型の場合は、長さは1.0〜4mm、径は1.0〜4mm程度であるのが実用的である。球状粒子の場合は、最大粒子径が平均粒子径の1.1〜2.0倍、最小粒子径が平均粒子径の0.7倍以上であるのが実用的である。また、チップの平均重量(W)は5〜40mg/個の範囲が実用的である。また、固相重合速度を向上させたり、アルデヒド類の含有量をより効果的に低減させたりすることが必要な場合は、チップの平均重量(W)は1〜5mg/個にすることも好ましい。
【0061】
また、本発明のポリエステル組成物を構成するポリエステルの平均重量(W)の比は、1.00〜1.30、好ましくは1.00〜1.28、さらに好ましくは1.00〜1.25、最も好ましくは1.00〜1.20である。平均重量の比が1.30を超えると、成形時のアルデヒド類の生成が多くなり、チップを製造するためには特殊なノズルを用いるなど設備費が高くなり好ましくなく、また、成形時に溶融しにくくなり低温成形が難しくなり問題となる。特に耐熱用中空延伸成形体用に用いる場合には、前記の比が1.00〜1.15の範囲を外れると、アセトアルデヒドなどのアルデヒド類の低減及び透明性の改良効果が悪くなり、さらにまた、前記のポリエステルAとポリエステルBの配合量斑が起こり易くなり、ポリエステル延伸中空成形体の透明性や厚み斑の原因となるので好ましくない。
【0062】
また、本発明のポリエステル組成物を構成するポリエステルのチップの結晶化度の差は15%以下、好ましくは10%以下、さらに好ましくは8%以下である。結晶化度の差が15%を超える場合は、ポリエステル間の溶融性の差が大きく流動性向上の効果が悪くなり、その結果、ポリエステル未延伸成形体や延伸中空成形体の透明性の改善やアセトアルデヒド含有量の低減の効果がなくなり、また、前記のポリエステルの配合量斑が起こり易くなり、ポリエステル未延伸成形体や延伸中空成形体の透明性やアセトアルデヒド含有量の変動の原因となるので好ましくない。ここで、本発明のポリエステル組成物が2種類以上のポリエステルからなる場合は、前記結晶化度の差とは、結晶化度に関して最大のポリエステルと最少のポリエステルとの結晶化度の差のことである。ここで、チップの結晶化度は、下記の方法により求めたチップの密度より計算により算出する。
【0063】
本発明のポリエステル組成物を構成するポリエステルから得られる成形体の昇温結晶化した場合に生成する球晶数を2×10〜90×10個/m2の範囲にする方法としては、下記の1)〜3)の条件を満足させ、
1)ポリエステル1トン中に含有されるMg原子、Ca原子、Co原子、Mn原子及びZn原子からの少なくとも一種の金属原子の含有量(M)を0.1〜2.8モルとする。
2)P化合物の添加方法を分割添加方法とする。
3)前記のMgなどの金属原子含有量(M)とP原子含有量(P)とのモル比M/Pが0.1〜2の範囲になるようする。
さらに、下記の方法のうちから少なくとも一つの方法を採用することによって達成することができる。最も好ましくは下記の全ての方法を採用することであることは言うまでも無い。
4)ポリエステル1トン中に含有されるSb原子の含有量を0.4〜2.9モルとする。
5)チップ化時の冷却水として、前記の(1)〜(4)の全てを満足する冷却水を用いる。
6)チップの結晶化度を65%以下にする。
7)ポリエステルのファイン含有量を0.1〜500ppmの範囲にする。
【0064】
ファイン含有量を前記の範囲にする方法としては、得られたポリエステルを振動式篩器で処理する方法、水洗する方法や風力分離器で処理する方法などが挙げられる。
【0065】
また、球晶数が前記の下限値より少ない場合には、得られたポリエステルチップに衝撃を与える方法、下記で説明するようにポリオレフィン樹脂、特にポリエチレン、ポリアミド樹脂、ポリオキシメチレン樹脂等を配合する方法などによっても請求項の範囲の球晶数のポリエステルを得ることができる。
【0066】
本発明のポリエステル組成物のアセトアルデヒド含有量は、10ppm以下、好ましくは5ppm以下、より好ましくは4ppm以下であることが望ましい。アセトアルデヒド含有量が10ppmを超える場合は、このポリエステル組成物からのポリエステル成形体の内容物の香味保持性の効果が悪くなる。また、これらの下限は製造上の問題から、0.1ppbであることが好ましい。
【0067】
本発明のポリエステル組成物の環状3量体の含有量は、0.70重量%以下、好ましくは0.60重量%以下、さらに好ましくは0.50重量%以下、特に好ましくは0.35重量%以下であることが好ましい。環状3量体含有量の下限値は、経済的な生産の面から0.20重量%以上、好ましくは0.22重量%以上、さらに好ましくは0.25重量%以上である。環状3量体の含有量が0.70重量%を超えて含有する場合には、射出成形機のベント部に昇華した環状3量体などの低分子物が頻繁に詰まり、安定生産ができなくなると言う問題が生じる。
また、本発明のポリエステル組成物から耐熱性の中空成形体等を成形する場合は、加熱金型内で熱処理を行うが、環状3量体の含有量が0.70重量%を超えて含有する場合には、加熱金型表面へのオリゴマ−付着が急激に増加し、得られた中空成形体等の透明性が非常に悪化する。
【0068】
また、本発明のポリエステル組成物は、エチレンテレフタレ−トを主たる繰返し単位とする下記のポリエステルAとポリエステルBとを主成分として含むことが好ましい。
【0069】
ポリエステルA:極限粘度IVが0.60〜0.80デシリットル/グラム、ジエチレングリコール成分が全グリコール成分の1.0〜5.0モル%、イソフタル酸成分が全酸成分の0〜3.0モル%、昇温時の結晶化温度が140〜180℃。
ポリエステルB:極限粘度IVが0.73〜0.95デシリットル/グラム、ジエチレングリコール成分が全グリコール成分の1.0〜5.0モル%、イソフタル酸成分が全酸成分の0〜3.0モル%、昇温時の結晶化温度が140〜180℃。
【0070】
またポリエステルAあるいはポリエステルBとしては、前記の特性範囲に入る各ポリエステルを少なくとも1種以上用いることが可能であり、また、例えばポリエステルAとしてはIVのみ異なる2種のポリエステルを用い、ポリエステルBとしては1種のポリエステルを用いて前記の構成比になるように混合したポリエステルを用いることも可能である。
【0071】
ポリエステルAの極限粘度IVは好ましくは0.62〜0.78デシリットル/グラム、さらに好ましくは0.65〜0.75デシリットル/グラム、アセトアルデヒド含有量は好ましくは8ppm以下、さらに好ましくは5ppm以下、また昇温時の結晶化温度は好ましくは143〜175℃、さらに好ましくは145〜170℃である。ポリエステルAの極限粘度IVが0.60デシリットル/グラム未満の場合は得られた成形体の透明性が悪くなり問題である。また0.80デシリットル/グラムを超えるとアセトアルデヒドの低減効果が低くなる。またポリエステルAの昇温時の結晶化温度が140℃未満の場合は成形体の透明性が悪くなり、また180℃を超える場合は口栓部の結晶化速度改良効果が悪くなり問題である。
【0072】
ポリエステルBの極限粘度IVBは好ましくは0.74〜0.90デシリットル/グラム、さらに好ましくは0.75〜0.85デシリットル/グラム、アセトアルデヒド含有量は好ましくは8ppm以下、さらに好ましくは5ppm以下、また昇温時の結晶化温度は好ましくは143〜175℃、さらに好ましくは145〜170℃である。ポリエステルBの極限粘度IVが0.73デシリットル/グラム未満の場合は得られた成形体の透明性が悪くなり問題である。また0.95デシリットル/グラムを超えると成形時の発熱が激しくなりアセトアルデヒドの低減効果が低くなる。またポリエステルBの昇温時の結晶化温度が140℃未満の場合は成形体の透明性が悪くなり、また180℃を超える場合は口栓部の結晶化速度改良効果が悪くなり問題である。
【0073】
また、本発明において用いるポリエステルに共重合されたジエチレングリコール(以下、DEGと略称することがある)含有量は、前記のポリエステルを構成する全グリコール成分に対して、好ましくは1.3〜4.5モル%、さらに好ましくは1.5〜4.0モル%、最も好ましくは1.8〜3.0モル%である。ジエチレングリコール量が5.0モル%を超える場合は、熱安定性が悪くなり、成形時に分子量低下が大きくなったり、またアセトアルデヒド含有量やホルムアルデヒド含有量の増加量が大となり好ましくない。またジエチレングリコ−ル含有量が1.0モル%未満の場合は、得られた成形体の透明性が悪くなる。
【0074】
また、本発明において用いるポリエステルに共重合されたイソフタル酸量は前記のポリエステルを構成する全酸成分に対して、好ましくは0〜2.0モル%、さらに好ましくは0〜1.5モル%、最も好ましくは0〜1.0モル%である。イソフタル酸量が3.0モル%を超える場合は、耐熱性や延伸特性が悪くなり問題となる。
【0075】
上記の特性を持つ本発明のポリエステル組成物を用いることにより、さらに低温度での成形が可能となり、アセトアルデヒドなどのアルデヒド含有量が少なく香味保持性に優れ、また透明性に優れかつ透明性の斑(例えば、成形体に生じた白化した流れ模様や部分的な白化物ないし霞状物を言う)の発生がない中空成形体を得ることができるのである。特にボトルなどの肉厚の延伸成形体の場合にこれらの効果が顕著となる。
【0076】
また、本発明のポリエステル組成物を用いて本発明で規制する条件で溶融成形して得た未延伸中空成形体を延伸して得た延伸中空成形体を下記の測定の項に記載した条件で溶出試験した際のアンチモン原子の溶出量は、好ましくは1.8ppb以下、さらに好ましくは1.5ppb以下、最も好ましくは1.0ppb以下に低減することが可能である。
【0077】
さらにまた、本発明のポリエステル組成物中には、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂からなる群から選ばれた少なくとも1種の樹脂を0.1ppb〜50000ppm含むことが好ましい。本発明において用いられる前記樹脂のポリエステルへの配合割合は、0.1ppb〜10000ppm、好ましくは0.3ppb〜1000ppm、より好ましくは0.5ppb〜100ppm、さらに好ましくは1.0ppb〜1ppm、特に好ましくは1.0ppb〜45ppbである。配合量が0.1ppb未満の場合は、結晶化速度が非常におそくなり、中空成形体の口栓部の結晶化が不十分となるため、サイクルタイムを短くすると口栓部の収縮量が規定値範囲内におさまらないためキャッピング不良となり問題である。また50000ppmを超える場合は、結晶化速度が早くなり、中空成形体の口栓部の結晶化が過大となり、このため口栓部の収縮量が規定値範囲内におさまらないためキャッピング不良となり内容物の漏れが生じたり、また中空成形体用予備成形体が白化し、このため正常な延伸が不可能となる。
【0078】
本発明のポリエステル組成物に配合されるポリオレフィン樹脂としては、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、またはα−オレフィン系樹脂が挙げられる。またこれらの樹脂は結晶性でも非晶性でもかまわない。
本発明における前記のポリオレフィン樹脂等を配合したポリエステル組成物の製造は、前記ポリエステルに前記ポリオレフィン樹脂等の樹脂を、その含有量が前記範囲となるように直接に添加し溶融混練する方法、または、マスターバッチとして添加し溶融混練する方法等の慣用の方法によるほか、前記樹脂を、前記ポリエステルの製造段階、例えば、溶融重縮合時、溶融重縮合直後、予備結晶化直後、固相重合時、固相重合直後等のいずれかの段階、または、製造段階を終えてから成形段階に到るまでの工程などで、粉粒体として直接に添加するか、あるいはは、前記ポリエステルのチップを流動条件下に前記樹脂製部材に接触させる等の方法で混入させる方法、または前記の接触処理後、溶融混練する方法等によることもできる。
【0079】
ポリエステルチップの前記部材との接触時間は、通常、0.01秒〜数分程度の極短時間であるが、ポリエステルに前記樹脂を微量混入させることができる。
【0080】
また、本発明のポリエステル組成物には、アルデヒド化合物の捕獲材としてポリアミド、ポリエステルアミド、低分子量のアミノ基含有化合物、水酸基含有化合物を配合することができる。
【0081】
本発明のポリエステル組成物からのポリエステル成形体がミネラルウォーターなどの低フレーバー飲料用の容器として用いられる場合には、ポリエステル成形体のアセトアルデヒド含有量及びホルムアルデヒド含有量は、それぞれ、10ppm以下及び3ppm以下、好ましくは8ppm以下及び2ppm以下、さらに好ましくは7ppm以下及び1ppm以下であることが望ましい。
【0082】
前記のようなアセトアルデヒドなどのアルデヒド含有量が少ないポリエステル成形体は、例えば、前記のポリエステル組成物100重量部に、0.01〜5重量部、好ましくは0.05〜3重量部、さらに好ましくは1.0〜2重量部のポリアミドなどのアルデヒド化合物の捕獲材を配合したポリエステル組成物を用いることによって得ることができる。
【0083】
本発明のポリエステル組成物にアルデヒド化合物の捕獲材として配合するポリアミドとしては、脂肪族ポリアミド、部分芳香族ポリアミドから選ばれる少なくとも1種のポリアミドが挙げられる。
【0084】
脂肪族ポリアミドとしては、具体的には、ナイロン6、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン66、ナイロン69、ナイロン610、ナイロン6/66、ナイロン6/610等が例示される。
【0085】
本発明に係る部分芳香族ポリアミドの好ましい例としては、メタキシリレンジアミン、もしくはメタキシリレンジアミンと全量の30%以下のパラキシリレンジアミンを含む混合キシリレンジアミンと脂肪族ジカルボン酸とから誘導される構成単位を分子鎖中に少なくとも20モル%以上、さらに好ましくは30モル%以上、特に好ましくは40モル%以上含有するメタキシリレン基含有ポリアミドである。
【0086】
また、本発明に係る部分芳香族ポリアミドは、トリメリット酸、ピロメリット酸などの3塩基以上の多価カルボン酸から誘導される構成単位を実質的に線状である範囲内で含有していてもよい。
【0087】
これらポリアミドの例としては、ポリメタキシリレンアジパミド、ポリメタキシリレンセバカミド、ポリメタキシリレンスペラミド等のような単独重合体、及びメタキシリレンジアミン/アジピン酸/イソフタル酸共重合体、メタキシリレン/パラキシリレンアジパミド共重合体、メタキシリレン/パラキシリレンピペラミド共重合体、メタキシリレン/パラキシリレンアゼラミド共重合体、メタキシリレンジアミン/アジピン酸/イソフタル酸/ε−カプロラクタム共重合体、メタキシリレンジアミン/アジピン酸/イソフタル酸/ω―アミノカプロン酸共重合体等が挙げられる。
【0088】
また、本発明に係る部分芳香族ポリアミドの好ましいその他の例としては、脂肪族ジアミンとテレフタル酸またはイソフタル酸から選ばれた少なくとも1種の酸とから誘導される構成単位を分子鎖中に少なくとも20モル%以上、さらに好ましくは30モル%以上、特に好ましくは40モル%以上含有するポリアミドである。
【0089】
これらポリアミドの例としては、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド、ポリヘキサメチレンイソフタルアミド、ヘキサメチレンジアミン/テレフタル酸/イソフタル酸共重合体、ポリノナメチレンテレフタルアミド、ポリノナメチレンイソフタルアミド、ノナメチレンジアミン/テレフタル酸/イソフタル酸共重合体、ノナメチレンジアミン/テレフタル酸/アジピン酸共重合体等が挙げられる。
【0090】
また、ポリエステルアミドとしては、テレフタル酸、1,4−シクロヘキサンジメタノール及びポリエチレンイミンから製造されたポリエステルアミド、イソフタル酸、1,4−シクロヘキサンジメタノール及びヘキサメチレンジアミンから製造されたポリエステルアミド、テレフタル酸、アジピン酸、1,4−シクロヘキサンジメタノール及びヘキサメチレンジアミンから製造されたポリエステルアミド、テレフタル酸、1,4−シクロヘキサンジメタノール及びビス(p−アミノシクロヘキシル)メタンから製造されたポリエステルアミド及びこれらの混合物などが挙げられる。
【0091】
また、本発明に係るポリアミドやポリエステルアミドは、DSC(示差走査熱量計)で測定した二次転移点が50〜120℃であることが好ましい。二次転移点が50℃未満の場合は、乾燥工程やポリエステルとの押出し時に融着したり、また定量的に押出せなかったりするので好ましくない。また120℃を超える場合には、ポリエステル組成物を延伸する際に均一に延伸されないで厚み斑などが生じて好ましくない。
【0092】
また、低分子量アミノ基含有化合物としては、ステアリルアミンなどの脂肪族アミン化合物、1,8−ジアミノナフタレート、3,4−ジアミノ安息香酸、2−アミノベンズアミド、4,4´−ジアミノジフェニールメタンなどの芳香族アミン化合物、メラミン、ベンゾグアナミンなどのトリアジン化合物、アミノ酸等が挙げられる。
また、水酸基含有化合物としては、ポリビニールアルコール、エチレンビニールアルコールポリマー、糖アルコール、トリメチロールプロパンなどが挙げられる。
【0093】
これらのポリアミド化合物、低分子量アミノ基含有化合物、あるいは水酸基含有化合物は、単独で用いてもよいし、適当な割合で混合して用いてもよい。
【0094】
前記アルデヒド化合物の捕獲材の配合方法としては、結晶性改良を目的として配合される前記ポリオレフィン樹脂等の配合方法について前記に記載した種々の方法を用いることができる。
【0095】
本発明のポリエステル組成物は、減圧下の加熱乾燥または不活性気体下での加熱乾燥により水分率を約100ppm以下、好ましくは50ppm以下に低減後、一般的に用いられる射出成形法を用いて予備成形体を成形することができる。予備成形体製造に関する条件として、射出成形機や押出成形機等のバレル、ダイスやホットランナーなどを加熱させることなどによって溶融樹脂温度が260〜305℃、好ましくは262〜295℃、さらに好ましくは265〜285℃の範囲になるように設定することが重要である。ここで溶融樹脂温度とは射出成形機等のノズル先端やダイス出口から射出または押出された樹脂を例えば熱電対温度計等で直ちに測定した温度を指す。
【0096】
また、成形機内での溶融滞留時間は、押出成形の場合は押出機スクリュウの形状やL/D等の選定及び押出量などを任意に設定することによって、また、射出成形の場合は射出成形機のサイクル時間、計量ストローク(スクリューバック量)などを任意に設定することによって5〜300秒、好ましくは10〜200秒、さらに好ましくは20〜100秒の範囲に設定する。ここで、溶融滞留時間とは、成形機内で樹脂が溶融した状態での滞留時間であり、具体的には、成形機内のシリンダー内及びホットランナーやダイス内などで樹脂が溶融保持される時間のことである。
【0097】
射出成形の場合には、溶融滞留時間をtとすれば、tは下記式(5)で与えられる。
【0098】
t=W×S/P (5)
【0099】
ここで、W:射出成形機等のシリンダー及びホットランナー内における溶融樹脂の重量(g)
S:成形1サイクルの時間(秒)
P:成形1ショットの成形品重量(g)
【0100】
本発明においては、溶融樹脂温度を260〜305℃の範囲に制御し、溶融滞留時間を5〜300秒の範囲に設定することにより、少なくとも2種の、主としてエチレンテレフタレートを主繰返し単位とするポリエステルを主成分として含むポリエステル組成物から、アセトアルデヒドなどのアルデヒド含有量が少なく、香味保持性に優れ、また、透明性に優れ、かつ透明性の斑(例えば、成形体に生じた白化した流れ模様や部分的な白化物ないし霞状物を言う)の発生がない、さらに結晶化後の口栓部形状に問題がない中空成形体用予備成形体を得ることができる。特にボトルなどの肉厚延伸成形体の場合に、これらの効果が顕著となる。
【0101】
溶融樹脂温度が260℃未満の温度では、射出成形機のトルク負荷が大きく、成形は困難となり、得られた予備成形体は透明性が極端に悪くなる。また、305℃を超える温度では、熱分解が激しくなりアセトアルデヒドなどのアルデヒド含有量が多くなり問題である。溶融滞留時間が5秒未満の場合は、溶融不足のために予備成形体の透明性は悪くなり、また、300秒を超えると、予備成形体の透明性は非常に良くなるがアセトアルデヒドなどのアルデヒド類の含有量が多くなり、成形サイクルが長時間となり、予備成形体の生産性が低下する。
【0102】
ここではエチレンテレフタレートを主繰返し単位とするポリエステルを主成分として含むポリエステル組成物について説明したが、本発明のポリエステル組成物から予備成形体を製造する際の溶融樹脂温度が、構成するポリエステルの融点よりも10〜45℃、好ましくは10℃〜40℃、さらに好ましくは30℃高くなるように射出成形機等のバレルやホットランナーの設定温度などを制御することが必要である。
【0103】
ここで、ポリエステル予備成形体とは、溶融押出成形して得た溶融塊を圧縮成形して得たプリフォーム、あるいは射出成形により得られるプリフォームなどのことである。
【0104】
延伸中空成形体を製造するにあたっては、本発明のポリエステル組成物から成形したブリフォームを延伸ブロー成形してなるもので、従来PETのブロー成形で用いられている装置を用いることができる。具体的には例えば、射出成形または押出成形で一旦プリフォームを成形し、そのままあるいは口栓部、底部を加工後、それを再加熱し、ホットパリソン法あるいはコールドパリソン法などの二軸延伸ブロー成形法が適用される。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及びノズルの温度は通常260〜305℃の範囲である。延伸温度は通常70〜120℃、好ましくは90〜110℃で、延伸倍率は通常縦方向に1.5〜3.5倍、円周方向に2〜5倍の範囲で行えばよい。得られた中空成形体は、そのまま使用できるが、特に果汁飲料、ウーロン茶などのように熱充填を必要とする飲料の場合には一般的に、さらにブロー金型内で熱固定処理を行い、耐熱性を付与して使用される。熱固定は通常、圧空などによる緊張下、100〜200℃、好ましくは120〜180℃で、数秒〜数時間、好ましくは数秒〜数分間行われる。
【0105】
また、口栓部に耐熱性を付与するために、射出成形または押出成形により得られたプリフォームの口栓部を遠赤外線や近赤外線ヒーター設置オーブン内で結晶化させたり、あるいはボトル成形後に口栓部を前記のヒーターで結晶化させる。
【0106】
また、本発明のポリエステル組成物は、これを溶融押出し後に切断した溶融塊を圧縮成形して得たプリフォームを延伸ブロー成形する、所謂、圧縮成形法による延伸中空成形体の製造にも用いることができる。
【0107】
本発明のポリエステル組成物を用いて上記のようにして成形して得た熱固定延伸中空成形体は、下記の測定法の項に記載した条件で溶出試験を実施した際に、アンチモン原子の溶出量を2.0ppb以下、好ましくは1.5ppb以下、さらに好ましくは1.0ppb以下に低減することができる。
【0108】
また、本発明のポリエステル組成物は、多層中空成形体を構成する少なくとも一層のポリエステル組成物としても用いることができる。
【0109】
また、本発明のポリエステル組成物の別の用途は、ラミネート金属板の片面あるいは両面にラミネートするフィルムである。用いられる金属板としては、ブリキ、ティンフリースチール、アルミニウム等が挙げられる。
ラミネート法としては、従来公知の方法が適用でき、特に限定されないが、有機溶剤フリーが達成でき、残留溶剤による食料品の味や臭いに対する悪影響が回避できるサーマルラミネート法で行うことが好ましい。なかでも、金属板の通電加工によるサーマルラミネート法が特に推奨される。また、両面ラミネートの場合は、同時にラミネートしてもよいし、逐次でラミネートしてもよい。
なお、接着剤を用いてフィルムを金属板にラミネートできることはいうまでもない。
また、金属容器は、前記ラミネート金属板を用いて成形することによって得られる。前記金属容器の成形方法は特に限定されるものではない。また、金属容器の形状も特に限定されるものではないが、絞り成型、絞りしごき成型、ストレッチドロー成型等の成型加工により製缶されるいわゆる2ピース缶への適用が好ましいが、例えばレトルト食品やコーヒー飲料等の食料品を充填するのに好適な天地蓋を巻締めて内容物を充填する、いわゆる3ピース缶へも適用可能である。
【0110】
本発明のポリエステル組成物には、必要に応じて公知の紫外線吸収剤、酸化防止剤、酸素捕獲剤、外部より添加する滑剤や反応中に内部析出させた滑剤、離型剤、核剤、安定剤、帯電防止剤、青み付け剤、染料、顔料などの各種の添加剤を配合してもよい。
【0111】
また、本発明のポリエステル組成物をフィルム用途に使用する場合には、滑り性、巻き性、耐ブロッキング性などのハンドリング性を改善するために、ポリエステル中に炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、リン酸リチウム、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム等の無機粒子、蓚酸カルシウムやカルシウム、バリウム、亜鉛、マンガン、マグネシウム等のテレフタル酸塩等の有機塩粒子やジビニルベンゼン、スチレン、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸またはメタクリル酸のビニル系モノマーの単独または共重合体等の架橋高分子粒子などの不活性粒子を含有させることが出来る。
【実施例】
【0112】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが本発明はこの実施例に限定されるものではない。
なお、主な特性値の測定法を以下に説明する。
【0113】
(1)ポリエステルの極限粘度(IV)
1,1,2,2−テトラクロルエタン/フェノ−ル(2:3重量比)混合溶媒中30℃での溶液粘度から求めた。ポリエステル組成物のIVは構成するポリエステルのIVから計算した加重平均値とした。
【0114】
(2)ポリエステルのジエチレングリコ−ル含有量(以下[DEG含有量」という)
メタノ−ルにより分解し、ガスクロマトグラフィ−によりDEG量を定量し、全グリコ−ル成分に対する割合(モル%)で表した。
【0115】
(3)ポリエステルの環状三量体の含有量(以下「CT含有量」という)
冷凍粉砕した試料300mgをヘキサフルオロイソプロパノ−ル/クロロフォルム混合液(容量比=2/3)3mLに溶解し、さらにクロロフォルム30mLを加えて希釈する。これにメタノ−ル15mLを加えてポリマーを沈殿させた後、濾過する。濾液を蒸発乾固し、ジメチルフォルムアミド10mLで定容とし、高速液体クロマトグラフ法により環状三量体を定量した。
【0116】
(5)ポリエステルのアセトアルデヒド含有量(以下「AA含有量」という)
試料/蒸留水=1グラム/2ccを窒素置換したガラスアンプルに入れた上部を溶封し、160℃で2時間抽出処理を行い、冷却後抽出液中のアセトアルデヒドを高感度ガスクロマトグラフィ−で測定し、濃度をppmで表示した。チップの場合はそのままで、また中空成形体は口栓部から約2mmの大きさに採取した試料を用いる。また、中空成形体のアセトアルデヒド含有量の変動値は、10本について測定しその最大値と最小値の差を求めた。
【0117】
(6)ファインの含有量の測定
樹脂約0.5kgを、JIS−Z8801による呼び寸法5.6mmの金網をはった篩(A)と呼び寸法1.7mmの金網をはった篩(直径20cm)(B)を2段に組合せた篩の上に乗せ、テラオカ社製揺動型篩い振トウ機SNF−7で1800rpmで1分間篩った。この操作を繰返し、樹脂を合計20kg篩った。ただし、ファイン含有量が少ない場合には、試料の量を適宜変更する。
前記の篩(B)の下にふるい落とされたファインは、0.1%のカチオン系界面活性剤水溶液で洗浄し、次いでイオン交換水で洗浄し岩城硝子社製G1ガラスフィルターで濾過して集めた。これらをガラスフィルターごと乾燥器内で100℃で2時間乾燥後、冷却して秤量した。再度、イオン交換水で洗浄、乾燥の同一操作を繰返し、恒量になったことを確認し、この重量からガラスフィルターの重量を引き、ファイン重量を求めた。ファイン含有量は、ファイン重量/篩いにかけた全樹脂重量、である。
【0118】
(7)析出物粒子数
樹脂20mgを2枚のカバ−グラスにはさみ、280℃で溶融プレスして冷却後、位相差顕微鏡を用いて観察し、画像解析処理装置ル−ゼックスIID(日本レギュレ−タ−社製)で画像内の粒子の最大長が1μm以上の析出物をカウントする。析出物粒子数は1mm2の面積当たりに換算する。
【0119】
また、該ポリエステル樹脂10gをp−クロルフェノ−ル/テトラクロロエタン(重量比3/1)100mlに120℃で溶解させる。この溶液を0.1μのメンブランフィルタ−で濾過し、クロロフォルム及びアセトンで洗浄後、走査型電子顕微鏡(日立製作所社製)で析出物を確認し、X線マイクロアナライザー(堀場製作所社製)によりこれらの析出物が全て前記の金属原子とP原子とからの析出物であることを判断する。
【0120】
(8)チップ冷却水中あるいは水処理水のナトリウム含有量、マグネシウム含有量、カルシウム含有量及び珪素含有量
チップ冷却水などを採取し、岩城硝子社製1G1ガラスフィルターで濾過後、濾液を島津製作所社製誘導結合プラズマ発光分析装置で測定した。
【0121】
(9)成形体の昇温時の結晶化温度(Tc1)及び降温時の結晶化温度(Tc2)
セイコ−電子工業社製の示差熱分析計(DSC)、RDC−220で測定。下記(12)の成形板の2mm厚みのプレ−トの中央部からの試料10mgを使用。プリフォームの場合は胴部からサンプルを採取した。
昇温速度20度C/分で昇温し、290℃で3分間保持したのち、290℃から240℃までを10℃/分で降温し、さらに240℃から130℃までを7℃/分で降温した。昇温時に観察される結晶化ピ−クの頂点温度を昇温時結晶化温度(Tc1)、降温時に観察される結晶化ピ−クの頂点温度を降温時結晶化温度(Tc2)とする。
【0122】
(10)ヘイズ(霞度%)及びヘイズ斑(%)
下記(12)の段付成形板の5mmプレート(図1のD部)より試料を切り取り、日本電色社製ヘイズメーター、modelNDH2000で測定した。
また、10回連続して成形した成形体のヘイズを測定し、ヘイズ斑は下記により求めた。
ヘイズ斑(%)=ヘイズの最大値(%)― ヘイズの最小値(%)
【0123】
(11)成形体の昇温結晶化時の球晶数
下記(12)の段付き成形板から3mm厚みのプレート部より8mm×10mmの大きさの試験片を切り出し、測定試料とした。成形板には、成形加工時の流動に由来する分子配向が存在するが、配向状態は成形板の部位によりまちまちである。そこで、偏光面を直交させた2枚の偏光板の間に成形板を挟み込み、偏光板表面に垂直な方向から可視光を照射した際の、成形板を透過する光の強度分布を観察することによって配向状態を確認した。上記寸法内に分子配向の不均一(配向度や配向方向のゆらぎなど)を含むことのない部位より試験片を切り出した。その際にあらかじめ光学異方性の方位を確認し、切り出す試験片の方位との関係を以下のようにする。光学異方性の方位は、偏光顕微鏡と鋭敏色検板を用い、「新高分子実験学6 高分子の構造(2)」(共立出版社)に記載の方法で決定した。屈折率の小さい軸(光の速度が速い軸)の方向と、試験片の長軸が平行になるように切り出した。試験片を切り出す際に導入される配向乱れや切断面の凹凸は測定結果に著しく影響を与える。そこで、切断面の凹凸や配向の乱れた部位をカッターを用いて削除し、平坦な面を得た。また、試験片の密度や分子配向の度合いも結果に影響を及ぼす。密度及び複屈折の値は、それぞれ1.3345〜1.3355g/cm及び1.30×10−4〜1.50×10−4でなければならない。密度は、試験片採取部位の近傍よりサンプリングした樹脂を試料として、水系密度勾配管を用いて測定した。複屈折は、偏光顕微鏡(ニコン社製ECLIPSE E600 POL)を用いて、ベレックコンペンセーター法で測定した。測定値は試験片の中央部で得られた値を採用した。上記のように作製した試験片を、マック・サイエンス社製の熱機械分析(TMA)、タイプTMA 4000Sで熱処理した。0.2gの一定圧縮荷重、Ar雰囲気下で、室温から210℃まで27℃/minの速度で昇温し、210℃で180秒間保持後、室温まで47℃/minの速度で降温させ、下記の方法により球晶数を測定する。
【0124】
ライカ社製ミクロトームRM2065を用いて、試験片の端部より厚さ2μmの切片を作製する。この切片をニコン社製偏光顕微鏡 ECLIPSE E600POLを用いて観察する。観察はハロゲンランプ光を光源とし、干渉フィルター等による単色化は行わない。偏光子と検光子の光軸を直交させたいわゆるクロスニコルの状態に光学系を調整し、さらに、530nmの鋭敏色検板を光路に挿入する。像は、偏光顕微鏡に接続したカラーCCDカメラ(日立製作所社製 HV-C205)で観察し、イメージキャプチャーボードを介してマッキントッシュコンピューターに静止画像として保存する。
【0125】
以上のような光学系で切片を観察すると、多数の球晶が観察される。530nm鋭敏色検板を光路に挿入して観察した場合、球晶はその内部での光学異方性の方位を反映した対象性を示す。具体的には、球晶はその中心を対称にして4分割されたように観察される。そして、鋭敏色検板の屈折率の低い軸(挿入方向と平行)に対して平行方向及び垂直方向にそれぞれ異なる色を呈する。この色は、検板により生じるレターデーションが試料によって増加した場合の干渉色及び、その逆に減少した場合に相当する干渉色であり、挿入した検板の光学軸の方位と球晶内部の光学異方性の方位の関係によって決まる。
【0126】
CCDカメラを用いて、試料上で105μm×79μmの領域を撮影し、コンピューターの記録デバイス(ハードディスクや光磁気ディスクなど)に保存する。この画像より、マッキントッシュコンピューター上で画像処理ソフトウエアUltimage/ Pro(イメージアンドメジャーメント社)を用いて以下の手順で球晶の数を計測する。上述したように、球晶は2種類の色を呈している。この一方の色のみが残るようにThresholdレベルを設定し2値化を行う。この操作により、一方の色を持つ部分のみが計測対象となる。さらに、Primary MorphologyメニューのErosionを Number of integrations=1で実行する。この操作により、本来異なる球晶に属する領域であるにもかかわらず連結しているような部分は分離される。この操作を実行した後に、Particleメニューを実行し、Detected particlesの値を読む。このとき、4ピクセル以下の面積のparticleは計測しない。一つの球晶あたり、particleは2つ計測されるので、先ほど読んだDetected particlesの値を2で割った値を球晶の数とする。
【0127】
(12)段付成形板の成形
減圧乾燥機を用いて140℃、0.1mmHg以下で16時間程度減圧乾燥したポリエステルを名機製作所社製射出成形機M−150C−DM型射出成形機により図1、図2に示すようにゲート部(G)を有する、2mm〜11mm(A部の厚み=2mm、B部の厚み=3mm、C部の厚み=4mm、D部の厚み=5mm、E部の厚み=10mm、F部の厚み=11mm)の厚さの段付成形板を射出成形した。
【0128】
ヤマト科学社製真空乾燥器DP61型を用いてあらかじめ減圧乾燥したポリエステルを用い、成形中に吸湿を防止するために、成形材料ホッパー内は乾燥不活性ガス(窒素ガス)パージを行った。M−150C−DM射出成形機による可塑化条件としては、フィードスクリュウ回転数=70%、スクリュウ回転数=120rpm、背圧0.5MPa、シリンダー温度はホッパー直下から順に45℃、250℃、以降ノズルを含め290℃に設定した。射出条件は射出速度及び保圧速度は20%、また、成形品重量が146±0.2gになるように射出圧力及び保圧を調整し、その際、保圧は射出圧力に対して0.5MPa低く調整した。
射出時間、保圧時間はそれぞれ上限を10秒、7秒、冷却時間は50秒に設定し、成形品取出時間も含めた全体のサイクルタイムは概ね75秒程度である。
金型には常時、水温10℃の冷却水を導入し温調するが、成形安定時の金型表面温度は22℃前後である。
成形品特性評価用のテストプレートは、成形材料導入し樹脂置換を行った後、成形開始から10ショット目以降の安定した成形品の中から任意に選ぶものとした。
【0129】
なお、成形温度とは、前記のノズルを含めバレルの設定温度を言う。
2mm厚みのプレート(図1のA部)は昇温時の結晶化温度(Tc1)、降温時の結晶化温度(Tc2)測定、5mmプレート(図1のD部)はヘイズ測定に使用する。
【0130】
成形板のヘイズ及びヘイズ斑の測定には、290℃のシリンダー温度の箇所を280℃として得た成形板を用いた。
【0131】
(13)予備成形体及び中空成形体の成形
(12)と同様に、ヤマト科学社製真空乾燥器DP61型を用いてあらかじめ減圧乾燥したポリエステルを用い、成形中に吸湿を防止するために、成形材料ホッパー内は乾燥不活性ガス(窒素ガス)パージを行った。各機製作所社製M−150C―DM射出成形機により、樹脂温度が280℃になるようにシリンダー及びホットランナーの温度を設定し、成形サイクル50秒、射出圧力1.8〜2.3kg/cm、背圧0.5Mp、スクリュー回転数120rpm、フィードスクリュー回転数84rpmとして、予備成形体(外径29.4mm、長さ145.5mm、肉厚約3.7mm、重量60g)を成形した。樹脂の溶融滞留時間は約110秒であった。成形安定時の金型の表面温度は22℃前後である。
【0132】
これらの予備成形体の口栓部を自家製の赤外線ヒ−タ−によって180秒間熱処理した後、型ピンを挿入して口栓部の加熱結晶化処理を行った。次にこの予備成形体をCORPOPLAST社製のLB−01E成形機で二軸延伸ブローし、引き続き約150℃に設定した金型内で約5秒間熱固定し、容量が1500ccの容器を成形した。延伸温度は100℃にコントロールした。
【0133】
また、イソフタル酸を共重合したポリエステル4、ポリエステル5、ポリエステル7を用いた実施例2及び比較例5では、予備成形体の口栓部は結晶化処理をせず、また延伸後の熱固定も行わなかった。
なお、溶融樹脂温度は、射出成形機のノズル先端から射出される溶融した樹脂に熱電対温度計を接触させて測定した。
【0134】
(14)中空成形体用予備成形体の口栓部形状及び寸法
(13)で結晶化させた予備成形体口栓部の形状及び寸法を目視観察し、下記のように評価した。
◎:極めて安定した寸法精度が得られた。
○:安定した寸法精度が得られた。
×:結晶化不十分、形状不良、または、過度に結晶化、寸法不良。
【0135】
(15)中空成形体の外観
前記(13)の成形開始10本目から20本の中空成形体を目視で観察し、下記のように評価した。
◎:透明で外観問題なし
△:中空成形体に白化した流れ模様や白化物が少しあり
×:中空成形体に白化した流れ模様や白化物あり
【0136】
(16)アンチモン原子の溶出量(ppb)
(13)で得たポリエステル延伸中空成形体の胴部から切り出した切片を表面積1cmあたり2mlの浴比となるよう、95℃の熱水中に60分間浸積し、そのとき水中に抽出されたアンチモンを、水中への溶出アンチモン原子濃度としてフレームレス原子吸光法(測定波長:217.6nm)により測定した。
【0137】
(ポリエステル1(Pes1))
エステル化装置としては、撹拌装置、分縮器、原料仕込口及び生成物取り出し口を設けた第1エステル化反応装置、反応缶内を2つの槽に分割し各反応槽に撹拌装置を付し、分縮器、原料仕込口及び生成物取り出し口を設けた第2エステル化反応装置よりなる3段の完全混合槽型の連続エステル化反応装置を用いた。その第1エステル化反応装置内の反応生成物が存在する系へ、TPAに対するEGのモル比1.8に調整したTPAのEGスラリ−を連続的に供給し、常圧にて平均滞留時間4時間、温度255℃で反応させた。
【0138】
この反応生成物を連続的に系外に取り出して第2エステル化反応装置の第1槽目に供給し、第2槽目より連続的に取り出した。第1槽目から第2槽目への移送はオーバーフロー方式を採用した。
【0139】
第1槽目の入口側の供給口より生成ポリエステル樹脂1トン当たりMg原子として0.82モル(生成ポリエステル樹脂に対して約20ppm)となるような量の酢酸マグネシウム4水和物のEG溶液及び第1槽目の中間位置の供給口より生成ポリエステル樹脂1トン当たりP原子として0.16モル(約5ppm)となるような量のリン酸のEG溶液、第2槽目の供給口より生成ポリエステル樹脂1トン当たりP原子として0.46モル(約14ppm)となるような量のリン酸のEG溶液を連続的に添加し、常圧にて各槽の平均滞留時間2.5時間、温度260℃で反応させた。なお、第1エステル化反応装置の反応生成物のエステル化率は75%であった。
【0140】
次いで、第2エステル化反応装置からエステル化反応生成物を連続的に取り出し、撹拌装置、分縮器、原料仕込口及び生成物取り出し口を設けた2段の連続重縮合反応装置に連続的に供給した。エステル化反応物の輸送配管に接続された重縮合触媒供給配管より、生成ポリエステル1トン当たりSb原子として1.24モル(約150ppm)となるような量の三酸化アンチモンのEG溶液をエステル化反応生成物に供給し、前記の連続重縮合反応装置で約270℃、減圧下に重縮合を行った。得られたPETのIVは0.53であった。
【0141】
なお、チップ化時の冷却水としては、ナトリウム含有量が0.1ppm、カルシウム含有量が約0.1ppm、マグネシウム含有量が約0.05ppm、珪素含有量が約0.7ppmのイオン交換水を用いた。
【0142】
この樹脂をファイン除去後、引き続き窒素雰囲気下、約155℃で結晶化し、さらに窒素雰囲気下で約200℃に予熱後、連続固相重合反応器に送り窒素雰囲気下約208℃で固相重合した。固相重合後篩分工程及びファイン除去工程で連続的に処理しファインを除去した。
【0143】
得られたPETのIVは0.72、DEG含量は2.7モル%、AA含量は3.6ppm、環状3量体含量は0.35重量%であった。また、析出物粒子数は200個/mmと少なく、ほとんど全ての析出粒子はMg原子とP原子からなることを確認した。
得られたPETの特性を表1に示す。
【0144】
(ポリエステル2(Pes2)、ポリエステル3(Pes3))
重縮合触媒添加量、固相重合時間を変更する以外はポリエステル1と同様にして反応させてポリエステル2、ポリエステル3を得た。得られたPETの特性を表1に示す。
【0145】
(ポリエステル4(Pes4))
共重合成分としてイソフタル酸を用いる以外はポリエステル1と同様にして反応させてポリエステル4を得た。得られたPETの特性を表1に示す。
【0146】
(ポリエステル5(Pes5))
共重合成分としてイソフタル酸を用いる以外はポリエステル2と同様にして反応させてポリエステル5を得た。得られたPETの特性を表1に示す。
【0147】
(ポリエステル6(Pes6))
実施例1と同一の装置を使用し、その第1エステル化反応装置内の反応生成物が存在する系へ、TPAに対するEGのモル比1.7に調整したTPAのEGスラリ−を連続的に供給した。同時にTPAのEGスラリ−供給口とは別の供給口より酢酸マグネシウム4水和物のEG溶液を生成ポリエステル1トン当たりMg原子として4.0モル(生成ポリエステルに対して約97ppm)、これとは別の供給口よりリン酸のEG溶液を生成ポリエステル1トン当たりP原子として1.00モル(生成ポリエステルに対して約31ppm)となるように連続的に供給し、常圧にて平均滞留時間4時間、温度255℃で反応させた。
【0148】
エステル化反応物の輸送配管に接続された重縮合触媒供給配管より、生成ポリエステル1トン当たりSb原子として1.25モル(約153ppm)となるような量の三酸化アンチモンのEG溶液をエステル化反応生成物に供給し、前記の連続重縮合反応装置で約270℃、減圧下に重縮合を行った。得られたPETのIVは0.53であった。なお、チップ化時冷却水としてナトリウム含有量が約9.3ppm、カルシウム含有量が約10.5ppm、マグネシウム含有量が約5.9ppm、珪素含有量が12.2ppmの水を用いた。
【0149】
これを実施例1と同一固相重合設備を用いて同一条件で固相重合し、IVが0.72、DEG含量が2.7モル%、AA含量が3.5ppm、環状3量体含量が0.35重量%のPETを得た。
析出物粒子数は7000個/mmと多く、また、これらの析出物は99%以上がMg原子とP原子からなることを確認した。
得られたPETの特性を表1に示す。
【0150】
(ポリエステル7(Pes7))
共重合成分としてイソフタル酸を用いる以外はポリエステル6と同様にして反応させてポリエステル7を得た。得られたPETの特性を表1に示す。
【0151】
(ポリエステル8(Pes8))
Sb触媒添加量及び固相重合時間を変更する以外はポリエステル1と同様にして反応させてポリエステル8を得た。得られたPETの特性を表1に示す。
【0152】
(ポリエステル9(Pes9))
Sb触媒添加量を変更する以外はポリエステル1と同様にして溶融重縮合させてプレポリマーを得た。
得られたプレポリマーをファイン除去後、回転式減圧固相重合装置に投入し、回転しながら減圧下において70〜160℃で結晶化後、210℃で固相重合した。固相重合後、篩分工程でファイン等の除去処理を実施した。得られたPETの特性を表1に示す。
【0153】
【表1】

【0154】
(ポリエステル10(Pes10))
酢酸マグネシウム4水和物のEG溶液の替わりに酢酸コバルト4水和物のEG溶液を用いる以外はポリエステル1と同様にして反応させてポリエステル8を得た。得られたPETの特性を表2に示す。
【0155】
(ポリエステル11(Pes11))
酢酸マグネシウム4水和物のEG溶液の替わりに酢酸コバルト4水和物のEG溶液を用いる以外はポリエステル2と同様にして反応させてポリエステル11を得た。得られたPETの特性を表2に示す。
【0156】
(ポリエステル12(Pes12))
酢酸マグネシウム4水和物のEG溶液の替わりに酢酸マンガン4水和物のEG溶液を用いる以外はポリエステル1と同様にして反応させてポリエステル12を得た。得られたPETの特性を表2に示す。
【0157】
(ポリエステル13(Pes13))
酢酸マグネシウム4水和物のEG溶液の替わりに酢酸マンガン4水和物のEG溶液を用いる以外はポリエステル2と同様にして反応させてポリエステル13を得た。得られたPETの特性を表2に示す。
【0158】
(ポリエステル14(Pes14))
共重合成分としてイソフタル酸を配合させ、三酸化アンチモン添加量を増加し、重縮合時間を短縮させること以外はポリエステル6のプレポリマーと同様にして反応させてポリエステル14のプレポリマーを得た。
このプレポリマーを固相重合時間を短縮する以外はポリエステル6と同様にして固相重合させてポリエステル14を得た。得られたPETの特性を表2に示す。
【0159】
(ポリエステル15(Pes15))
三酸化アンチモン添加量を増加させる以外はポリエステル6と同様にして反応させてポリエステル15を得た。
得られたPETの特性を表2に示す。
【0160】
【表2】

【0161】
(ポリアミド1)
東洋紡績社製の東洋紡ナイロンMXD6樹脂(T600)を用いた。
【0162】
(実施例1)
上記のポリエステル1とポリエステル2のペレットを7:3の割合でブレンドして得たポリエステル組成物を(12)の方法により280℃で成形した段付成形板及び(13)の方法により射出成形して得た予備成形体及び中空成形容器による評価を実施した。結果を表2に示す。
成形板のヘイズ及びヘイズ斑は、各々10.6%及び1.4%と問題ない値であり、予備成形体口栓部の結晶化後の形状及び寸法は問題なく、延伸中空成形体のAA含有量及びAA含有量の変動値は、それぞれ9.9ppm及び0.5ppmと少なくまた中空成形容器の外観は問題なかった。
また、(16)の方法により求めたアンチモン原子の溶出量は0.50ppbであった。
【0163】
(比較例1)
表3に示すように比較例1のポリエステル3について評価を実施した。
実施例と比較すると明らかに、成形板のヘイズ値及びヘイズ斑が高く、予備成形体口栓部の結晶化後の形状及び寸法は形状不良であり、中空成形体の外観も少し白化筋が発生し悪かった。結果を表3に示す。
【0164】
(比較例2)
表3に示すように比較例2のポリエステル8について評価を実施した。
実施例と比較すると明らかに、成形板のヘイズ値及びヘイズ斑が高く、予備成形体口栓部の結晶化後の形状及び寸法は形状不良であり、中空成形体の外観も非常に悪かった。結果を表3に示す。
また、(13)に記載の予備成形体の成形方法において、溶融樹脂温度を約295℃とする以外は同様にして得た延伸中空成形体について、(16)の方法により求めたアンチモン原子の溶出量は2.20ppbであった。
【0165】
(比較例3)
表3に示すように比較例3のポリエステル組成物について実施例1と同様にして評価を実施した。
実施例と比較すると明らかに、成形板のヘイズ値及びヘイズ斑は大きく、また予備成形体口栓部の結晶化後の形状及び寸法は結晶化不十分で形状不良であり、延伸成形体の外観も悪かった。結果を表3に示す。
【0166】
(比較例4)
表3に示すように比較例4のポリエステル組成物について実施例1と同様にして評価を実施した。
実施例と比較すると明らかに、成形板のヘイズ値及びヘイズ斑は大きく、また予備成形体口栓部の結晶化後の形状及び寸法は結晶化不十分で形状不良であり、延伸成形体の外観も非常に悪かった。結果を表3に示す。
【0167】
(実施例2)
表3に示すように実施例2のポリエステル組成物について(12)の方法及び(13)の方法で評価を実施した。
結果を表3に示す。評価した全ての特性は実施例1と同様に良好であった。
【0168】
(比較例5)
表3に示すように比較例5のポリエステル組成物について実施例1と同様にして評価を実施した。
実施例1と比較すると明らかに、成形板のヘイズ値及びヘイズ斑は大きく、また延伸成形体の外観も非常に悪かった。結果を表3に示す。
【0169】
(実施例3、4)
表3に示すように実施例3、4のポリエステル組成物について(12)の方法及び(13)の方法で評価を実施した。
結果を表3に示す。評価した全ての特性は実施例1と同様に良好であった。
【0170】
(比較例6)
表3に示すように比較例6のポリエステル組成物について実施例1と同様にして評価を実施した。
実施例と比較すると明らかに、成形板のヘイズ値及びヘイズ斑は大きく、また延伸成形体の外観も非常に悪かった。結果を表3に示す。
【0171】
(実施例5)
上記のポリエステル1、70重量部、ポリエステル2、30重量部及びポリアミド1、1重量部をブレンドした実施例3のポリエステル組成物について実施例1と同様にして評価を実施した。結果を表3に示す。延伸中空成形体のAA含有量は6.8ppmと少なく、外観は良好であり、その他の特性も問題なかった。
【0172】
【表3】

【0173】
以上、本発明のポリエステル組成物、それからなるポリエステル成形体及びポリエステル中空成形体の製造方法について、複数の実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、各実施例に記載した構成を適宜組み合わせる等、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【0174】
本発明のポリエステル組成物は、流動特性が改良されるために成形時のアルデヒド発生量が少なく、かつ成形体とした際には耐圧性などの機械的特性に優れた成形体を与えることができ、アンチモン化合物からなる群より選ばれる1種以上をポリエステル重合触媒として用いて重合されたポリエステルからなる、安価なポリエステル組成物を提供する。また、本発明のポリエステル成形体及びポリエステル中空成形体の製造方法は、このような特性を持つポリエステル組成物を用いるので、流動特性が改良され、成形時の歪みが少なく、耐熱寸法安定性の優れた成形体、特に成形体を高速成形により効率よく生産することができ、なおかつ、非常に耐圧性や耐熱寸法安定性が良好な成形体を与え、また金型を汚すことの少ない長時間連続成形性が求められる用途に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【0175】
【図1】段付き成形板の平面図
【図2】段付き成形板の側面図

【特許請求の範囲】
【請求項1】
Mg化合物、Ca化合物、Co化合物、Mn化合物及びZn化合物より選ばれた少なくとも1種の金属化合物、P化合物及びSb化合物を配合した、少なくとも2種の、エチレンテレフタレ−トを主たる繰返し単位とするポリエステルを主成分として含むポリエステル組成物であって、前記ポリエステルの極限粘度の差が0.05〜0.25デシリットル/グラムの範囲であって、各ポリエステル中に含有されるMg金属原子、Ca金属原子、Co金属原子、Mn金属原子及びZn金属原子からの少なくとも1種の金属原子とP原子とからなる1μm以上の析出物粒子数及び前記析出物粒子数の差が、それぞれ5000個/mm以下及び1000個/mm以下であることを特徴とするポリエステル組成物。
【請求項2】
各ポリエステルから得られる成形体の降温時の結晶化温度及びこれらの降温時の結晶化温度の差がそれぞれ200℃以下及び18℃未満、前記成形体を昇温結晶化した場合に生成する球晶数及びこれらの差が2×10〜90×10個/m2及び30×10個/m2未満であることを特徴とする請求項1に記載のポリエステル組成物。
【請求項3】
アセトアルデヒドの含有量が10ppm以下、環状3量体含有量が、0.70重量%以下であることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載のポリエステル組成物。
【請求項4】
前記ポリエステル組成物が、エチレンテレフタレ−トを主たる繰返し単位とする下記のポリエステルAとポリエステルBとを主成分として含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のポリエステル組成物。
ポリエステルA:極限粘度IVが0.60〜0.80デシリットル/グラム、ジエチレングリコール成分が全グリコール成分の1.0〜5.0モル%、イソフタル酸成分が全酸成分の0〜3.0モル%、昇温時の結晶化温度が140〜180℃であるポリエステル。
ポリエステルB:極限粘度IVが0.73〜0.95デシリットル/グラム、ジエチレングリコール成分が全グリコール成分の1.0〜5.0モル%、イソフタル酸成分が全酸成分の0〜3.0モル%、昇温時の結晶化温度が140〜180℃であるポリエステル。
【請求項5】
請求項1〜4のいずれかに記載のポリエステル組成物を成形してなることを特徴とするポリエステル成形体。
【請求項6】
請求項1〜4のいずれかに記載のポリエステル組成物からなり、溶出試験をした際のアンチモン原子の溶出量が2.0ppb以下であることを特徴とするポリエステル延伸中空成形体。
【請求項7】
請求項5に記載のポリエステル成形体が、ポリエステル組成物を基材上に溶融押出した被覆物であることを特徴とするポリエステル成形体。
【請求項8】
請求項1〜4のいずれかに記載のポリエステル組成物を成形機内での溶融樹脂温度が260〜305℃、成形機内での溶融滞留時間が5〜300秒の条件で混練及び成形することを特徴とするポリエステル中空成形体の製造方法。



【図1】
image rotate

【図2】
image rotate


【公開番号】特開2007−138155(P2007−138155A)
【公開日】平成19年6月7日(2007.6.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−285039(P2006−285039)
【出願日】平成18年10月19日(2006.10.19)
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.マッキントッシュ
【出願人】(000003160)東洋紡績株式会社 (3,622)
【Fターム(参考)】