CN118339217A - 母料、预成型体、吹塑成型瓶、饮料制品、膜、预成型体的制造方法和吹塑成型瓶的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于,提供可实现在PET和PEF的混合成型中不会导致成型时间的长期化、实现成型的稳定化、进而得到的成型品的品质良好的母料、预成型体、吹塑成型瓶、膜、饮料制品、预成型体的制造方法、吹塑成型瓶的制造方法和膜的制造方法。本发明的母料含有具有来自对苯二甲酸的结构单元(A‑1)和来自脂肪族二醇的结构单元(A‑2)的聚酯树脂(A)以及具有来自2,5‑呋喃二甲酸的结构单元(B‑1)和来自1,2‑乙二醇的结构单元(B‑2)的聚酯树脂(B),按照(数学式1)求出的聚酯树脂(B)的含有率为45质量%~90重量%,按照(条件1)测定的特性粘度(IV值)为0.50dl/g~1.20dl/g。
Description
技术领域
本发明例如涉及含有聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(下文也称为PET树脂或PET)和聚呋喃二甲酸乙二醇酯树脂(下文也称为PEF树脂或PEF)的母料。还涉及使用该母料成型而成的预成型体、将该预成型体吹塑成型而成的瓶、饮料填充于该瓶中而成的饮料制品、使用该母料的膜、上述预成型体的制造方法和上述吹塑成型瓶的制造方法。
背景技术
以往,PET由于透明性、机械特性和阻气性优良而广泛用作碳酸饮料、果汁、水等的饮料用容器以及用于显示器用构件、食品包装构件、建材等的膜。进而,还期待PEF成为PET的替代聚酯。
例如,公开了用于通过拉伸吹塑成型法制造塑料容器的、含有PEF的预成型体(例如,参照专利文献1)。具体而言,记载了通过在制造预成型体时制成具有0.75dl/g~0.9dl/g的粘度和小于50ppm的含水量的预成型体而得到机械强度和阻隔性高的容器。另外,关于膜用途,公开了使用PEF的双轴拉伸膜(参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2018-510800号公报
专利文献2:日本特表2017-536427号公报
发明内容
发明所要解决的问题
PEF相较于PET而言耐热性和阻气性高,因此期待通过将PET和PEF混合来得到能够填充更容易氧化劣化的内容液、例如啤酒/果汁/茶饮料等内容液、或加温销售的各种饮料等内容液的容器。
但是,在耐热温度不同的PET和PEF的混合成型中,存在使不同树脂相容所需要的混炼时间增加的问题和成型工序的、特别是冷却时结晶化速度不同而导致成型品质下降的问题。这些问题成为导致成型时间的长期化、成型的不稳定化和成型品的品质下降的原因。
因此,本发明的目的在于,提供可实现在PET和PEF的混合成型中不会导致成型时间的长期化、实现成型的稳定化、进而得到的成型品的品质变得良好的母料、预成型体、吹塑成型瓶、膜、饮料制品、预成型体的制造方法、吹塑成型瓶和膜的制造方法。
用于解决问题的方法
本发明人们进行了深入研究,结果发现,在向主要材料即PET中混合作为添加材料的PEF时,通过将PEF作为添加剂在主要材料中以规定的高浓度进行母料化,能够在短时间内进行相容化和混炼,得到成型品质和生产适应性优良的混合的聚酯成型品,从而完成了本发明。即,本发明的母料的特征在于,含有具有来自对苯二甲酸的结构单元(A-1)和来自脂肪族二醇的结构单元(A-2)的聚酯树脂(A)以及具有来自2,5-呋喃二甲酸的结构单元(B-1)和来自1,2-乙二醇的结构单元(B-2)的聚酯树脂(B),按照(数学式1)求出的聚酯树脂(B)的含有率为45质量%~90重量%,按照(条件1)测定的特性粘度(IV值)为0.50dl/g~1.20dl/g。
(数学式1)聚酯树脂(B)的含有率(质量%)=聚酯树脂(B)的含量/(聚酯树脂(A)的含量+聚酯树脂(B)的含量)
(条件1)将母料0.25g溶解于苯酚/1,1,2,2-四氯乙烷=50/50(重量比)的混合溶剂50ml并使用乌氏粘度计在30℃下测定的哈金斯(Huggins)常数为0.32。
本发明的母料包括如下方式:用于耐压瓶、加温销售用瓶或耐热瓶的成型。
本发明的成型体的制造方法的特征在于:制作母料的工序,所述母料含有具有来自对苯二甲酸的结构单元(A-1)和来自脂肪族二醇的结构单元(A-2)的聚酯树脂(A)以及具有来自2,5-呋喃二甲酸的结构单元(B-1)和来自1,2-乙二醇的结构单元(B-2)的聚酯树脂(B),按照(数学式1)求出的聚酯树脂(B)的含有率为90质量%以下,按照(条件1)测定的特性粘度(IV值)为0.50dl/g~1.20dl/g;以及,通过另行熔融混炼该母料和上述聚酯树脂(A)而成型出成型体的工序。
(数学式1)聚酯树脂(B)的含有率(质量%)=聚酯树脂(B)的含量/(聚酯树脂(A)的含量+聚酯树脂(B)的含量)
(条件1)将母料0.25g溶解于苯酚/1,1,2,2-四氯乙烷=50/50(重量比)的混合溶剂50ml并使用乌氏粘度计在30℃下测定的哈金斯常数为0.32。
本发明的成型体的制造方法包括如下方式:上述母料为按照(数学式1)求出的聚酯树脂(B)的含有率为45质量%~90重量%的母料,成型出上述成型体的工序为将该母料和上述聚酯树脂(A)混合并成型出用于瓶的预成型体的工序。
本发明的吹塑成型瓶的制造方法的特征在于,具有对通过本发明的成型体的制造方法得到的预成型体进行吹塑成型而成型出瓶的工序。
本发明的预成型体为由树脂组合物形成的用于瓶的预成型体,所述树脂组合物含有具有来自对苯二甲酸的结构单元(A-1)和来自脂肪族二醇的结构单元(A-2)的聚酯树脂(A)以及具有来自2,5-呋喃二甲酸的结构单元(B-1)和来自1,2-乙二醇的结构单元(B-2)的聚酯树脂(B),按照(数学式1)求出的聚酯树脂(B)的含有率为5~25质量%,
所述预成型体的特征在于,
按照(条件2)测定的特性粘度(IV值)为0.65dl/g以上且1.00dl/g以下,
除了将光束缩小至7.0mm见方以外按照JIS K 7136:2000“塑料-透明材料的雾度的求得方法”测定的雾度值为0.1~8%。
(数学式1)聚酯树脂(B)的含有率(质量%)=聚酯树脂(B)的含量/(聚酯树脂(A)的含量+聚酯树脂(B)的含量)
(条件2)将从预成型体切出的样品0.25g溶解于苯酚/1,1,2,2-四氯乙烷=50/50(重量比)的混合溶剂50ml并使用乌氏粘度计在30℃下测定的哈金斯常数为0.32。
本发明的吹塑成型瓶为由树脂组合物形成的吹塑成型瓶,所述树脂组合物含有具有来自对苯二甲酸的结构单元(A-1)和来自脂肪族二醇的结构单元(A-2)的聚酯树脂(A)以及具有来自2,5-呋喃二甲酸的结构单元(B-1)和来自1,2-乙二醇的结构单元(B-2)的聚酯树脂(B),按照(数学式1)求出的聚酯树脂(B)的含有率为5~25质量%,
所述吹塑成型瓶的特征在于,
按照(条件3)测定的特性粘度(IV值)为0.65dl/g以上且1.00dl/g以下,
除了将光束缩小至7.0mm见方以外按照JIS K 7136:2000“塑料-透明材料的雾度的求得方法”测定的雾度值为0.1~20%。
(数学式1)聚酯树脂(B)的含有率(质量%)=聚酯树脂(B)的含量/(聚酯树脂(A)的含量+聚酯树脂(B)的含量)
(条件3)将从吹塑成型瓶切出的样品0.25g溶解于苯酚/1,1,2,2-四氯乙烷=50/50(重量比)的混合溶剂50ml并使用乌氏粘度计在30℃下测定的哈金斯常数为0.32。
本发明的吹塑成型瓶优选为用于填充含有碳酸的液体的耐压瓶。本发明的吹塑成型瓶的耐压性和耐热性优良,适合用于填充含有碳酸的液体。另外,回收利用性也良好。
本发明的吹塑成型瓶优选为加温销售用瓶的填充用瓶或用于在高温下填充的耐热瓶。本发明的吹塑成型瓶的耐热性和高阻气性优良,例如以60℃的热饮的状态销售时或例如以90℃的液温填充时的容器变形得到抑制,其结果是容器设计的自由度高,可以实现容器轻量化和CO2排放量减少。另外,回收利用性也良好。
本发明的饮料制品的特征在于,饮料填充于本发明的成型瓶中。
本发明的成型体的制造方法包括如下方式:上述成型体为膜。
本发明的膜为由树脂组合物形成的膜,所述树脂组合物含有具有来自对苯二甲酸的结构单元(A-1)和来自脂肪族二醇的结构单元(A-2)的聚酯树脂(A)以及具有来自2,5-呋喃二甲酸的结构单元(B-1)和来自1,2-乙二醇的结构单元(B-2)的聚酯树脂(B),按照(数学式1)求出的聚酯树脂(B)的含有率为1~90质量%,
所述膜的特征在于,
按照(条件4)测定的特性粘度(IV值)为0.50dl/g以上且1.00dl/g以下,
除了将光束缩小至7.0mm见方以外按照JIS K 7136:2000“塑料-透明材料的雾度的求得方法”测定的雾度值为0.01~6.0%。
(数学式1)聚酯树脂(B)的含有率(质量%)=聚酯树脂(B)的含量/(聚酯树脂(A)的含量+聚酯树脂(B)的含量)
(条件4)将膜0.25g溶解于苯酚/1,1,2,2-四氯乙烷=50/50(重量比)的混合溶剂50ml并使用乌氏粘度计在30℃下测定的哈金斯常数为0.32。
发明效果
根据本发明,可以提供可实现在PET和PEF的混合成型中不会导致成型时间的长期化、实现成型的稳定化、进而得到的成型品的品质良好的母料、预成型体、吹塑成型瓶、膜、饮料制品、预成型体的制造方法、吹塑成型瓶的制造方法和膜的制造方法。得到的成型品的成型品质高,具有高的生产适应性。
附图说明
图1为对预成型体的雾度测定方法进行说明的概略图。
具体实施方式
参照附图说明本发明的实施方式,但是不限定于这些记载来解释本发明。只要发挥本发明的效果,则实施方式可以进行各种变形。
[母料]
本实施方式的母料含有具有来自对苯二甲酸的结构单元(A-1)和来自脂肪族二醇的结构单元(A-2)的聚酯树脂(A)以及具有来自2,5-呋喃二甲酸的结构单元(B-1)和来自1,2-乙二醇的结构单元(B-2)的聚酯树脂(B),按照(数学式1)求出的聚酯树脂(B)的含有率为90质量%以下。
(数学式1)聚酯树脂(B)的含有率(质量%)=聚酯树脂(B)的含量/(聚酯树脂(A)的含量+聚酯树脂(B)的含量)
本说明书中,“来自……的结构单元”是指来自该单体(monomer)且被引入作为聚合物的聚酯中的结构单元。以下将“来自……的结构单元”简称为“单元”或“结构单元”,例如,有时将“来自二醇的结构单元”称为“二醇单元”或“二醇结构单元”、将“来自对苯二甲酸的结构单元”称为“对苯二甲酸单元”或“对苯二甲酸结构单元”、将“来自2,5-呋喃二甲酸的结构单元”称为“2,5-呋喃二甲酸单元”或“2,5-呋喃二甲酸结构单元”、将“来自1,2-乙二醇的结构单元”称为“1,2-乙二醇单元”或“1,2-乙二醇结构单元”。
本说明书中,“主要结构单元”是指在该“结构单元”中占最多的比例的结构单元,通常为占该结构单元中的50摩尔%以上、优选70摩尔%以上、更优选80摩尔%以上、进一步优选90~100摩尔%的结构单元。
(聚酯树脂)
聚酯树脂具有二羧酸单元和二醇单元时,聚酯树脂(A)优选以对苯二甲酸单元作为构成聚酯的全部二羧酸单元的主要结构单元、以脂肪族二醇单元作为构成聚酯的全部二醇单元的主要结构单元。更优选以乙二醇单元作为构成聚酯的全部二醇单元的主要结构单元。另外,聚酯树脂(B)优选以2,5-呋喃二甲酸单元作为构成聚酯的全部二羧酸单元的主要结构单元、以1,2-乙二醇单元作为构成聚酯的全部二醇单元的主要结构单元。
聚酯树脂(A)包括其为PET树脂的方式。另外,聚酯树脂(B)包括其为PEF树脂的方式。接着,对聚酯树脂(A)和聚酯树脂(B)进行更具体地说明。
(聚酯树脂(A))
<二羧酸结构单元>
聚酯树脂(A)含有来自对苯二甲酸的结构单元(A-1)作为二羧酸结构单元。通过含有来自对苯二甲酸的结构单元(A-1),玻璃化转变温度提高、耐热性变得良好、进而阻气性也变得良好。聚酯树脂(A)优选以来自对苯二甲酸的结构单元(A-1)作为主要二羧酸单元。即,优选来自对苯二甲酸的结构单元(A-1)在全部二羧酸结构单元100摩尔%中通常含有50摩尔%以上、优选70摩尔%以上、更优选80摩尔%以上、进一步优选90~100摩尔%。
作为二羧酸单元,可具有除对苯二甲酸单元以外的二羧酸(也称为“除对苯二甲酸以外的二羧酸”)结构单元。除对苯二甲酸以外的二羧酸可列举脂肪族二羧酸、除对苯二甲酸以外的芳香族二羧酸。作为脂肪族二羧酸,可列举草酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、二聚酸、十二烷二酸等链状脂肪族二羧酸;1,6-环己烷二羧酸等环状脂肪族二羧酸。作为除对苯二甲酸以外的芳香族二羧酸,可列举间苯二甲酸、萘二羧酸、联苯二羧酸等。
作为二羧酸结构单元,含有除对苯二甲酸以外的二羧酸结构单元时,所含的除对苯二甲酸以外的二羧酸结构单元可以仅为一种,也可以以任意的组合和比率含有两种以上。关于聚酯树脂(A)含有除对苯二甲酸以外的二羧酸结构单元时的含量,从容易充分得到含有对苯二甲酸结构单元所带来的上述效果的观点出发,优选为少。另外,另一方面,从柔软性等优良的观点出发,优选为多。因此,含有除对苯二甲酸以外的二羧酸结构单元时,优选其含量在全部二羧酸结构单元100摩尔%中通常为10摩尔%以上、优选20摩尔%以上、进一步优选30摩尔%以上,其上限通常为50摩尔%。
<二醇结构单元>
在本实施方式中,作为二醇结构单元,含有来自脂肪族二醇的结构单元(A-2)。通过含有来自脂肪族二醇的结构单元(A-2),使用聚酯制造的瓶的耐热性和阻气性提高。另外,作为二醇结构单元,可以含有除脂肪族二醇以外的二醇(以下也称为“除脂肪族二醇以外的二醇”)作为结构单元,作为除脂肪族二醇以外的二醇,可列举芳香族二醇。作为脂肪族二醇,可列举2,2’-氧基二乙醇、2,2’-(亚乙基二氧基)二乙醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,4-环己二醇、1,4-环己烷二甲醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、异山梨醇等。另外,作为芳香族二醇,可列举例如苯二甲醇、4,4’-二羟基联苯、2,2-双(4’-羟基苯基)丙烷、2,2-双(4’-β-羟基乙氧基苯基)丙烷、双(4-羟基苯基)砜、双(4-β-羟基乙氧基苯基)砜等。聚酯树脂(A)含有脂肪族二醇的二醇结构单元时,除脂肪族二醇以外的二醇可以仅为一种,也可以以任意的组合和比率含有两种以上。
聚酯树脂(A)优选以来自乙二醇的结构单元(A-2)作为主要二醇结构单元。即,从提高耐热性和阻气性的观点出发,优选在聚酯树脂(A)所含的全部二醇结构单元100摩尔%中通常含有50摩尔%以上、优选70摩尔%以上、更优选80摩尔%以上、进一步优选90摩尔%以上、特别优选100摩尔%的乙二醇结构单元。
(聚酯树脂(B))
<二羧酸结构单元>
聚酯树脂(B)含有来自2,5-呋喃二甲酸的结构单元(B-1)作为二羧酸结构单元。通过含有来自2,5-呋喃二甲酸的结构单元(B-1),玻璃化转变温度提高,耐热性变得良好,进而阻气性也变得良好。聚酯树脂(B)优选以来自2,5-呋喃二甲酸的结构单元(B-1)作为主要二羧酸单元。即,优选在全部二羧酸结构单元100摩尔%中通常含有50摩尔%以上、优选70摩尔%以上、更优选80摩尔%以上、进一步优选90~100摩尔%的来自2,5-呋喃二甲酸的结构单元。
作为二羧酸单元,可具有除2,5-呋喃二甲酸单元以外的二羧酸(也称为“除2,5-呋喃二甲酸以外的二羧酸”)结构单元。除2,5-呋喃二甲酸以外的二羧酸可列举脂肪族二羧酸、芳香族二羧酸。作为脂肪族二羧酸,可列举草酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、癸二酸、二聚酸、十二烷二酸等链状脂肪族二羧酸;1,6-环己烷二羧酸等环状脂肪族二羧酸。作为芳香族二羧酸,可列举对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二羧酸、联苯二羧酸等。这些二羧酸中,从柔软性优良的观点出发,优选脂肪族二羧酸,更优选链状脂肪族二羧酸。
作为二羧酸结构单元,含有除2,5-呋喃二甲酸以外的二羧酸结构单元时,所含的除2,5-呋喃二甲酸以外的二羧酸结构单元可以仅为一种,也可以以任意的组合和比率含有两种以上。关于聚酯树脂(B)含有除2,5-呋喃二甲酸以外的二羧酸结构单元时的含量,从容易充分得到含有2,5-呋喃二甲酸结构单元所带来的上述效果的观点出发,优选为少。另外,另一方面,从柔软性等优良的观点出发,优选为多。因此,含有除2,5-呋喃二甲酸以外的二羧酸结构单元时,优选其含量在全部二羧酸结构单元100摩尔%中通常为10摩尔%以上、优选为20摩尔%以上、进一步优选为30摩尔%以上,其上限通常为50摩尔%。
<二醇结构单元>
在本实施方式中,作为二醇结构单元,含有来自1,2-乙二醇的结构单元(B-2)。通过含有来自1,2-乙二醇的结构单元(B-2),使用聚酯制造的瓶的耐热性和阻气性提高。另外,作为二醇结构单元,可以含有除1,2-乙二醇以外的二醇(以下也称为“除1,2-乙二醇以外的二醇”)作为结构单元,作为除1,2-乙二醇以外的二醇,可列举除1,2-乙二醇以外的脂肪族二醇、芳香族二醇。作为除1,2-乙二醇以外的脂肪族二醇,可列举2,2’-氧基二乙醇、2,2’-(亚乙基二氧基)二乙醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,4-环己二醇、1,4-环己烷二甲醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、异山梨醇等。另外,作为芳香族二醇,可列举例如苯二甲醇、4,4’-二羟基联苯、2,2-双(4’-羟基苯基)丙烷、2,2-双(4’-β-羟基乙氧基苯基)丙烷、双(4-羟基苯基)砜、双(4-β-羟基乙氧基苯基)砜等。聚酯树脂(B)含有除1,2-乙二醇以外的二醇结构单元时的除1,2-乙二醇以外的二醇可以仅为一种,也可以以任意的组合和比率含有两种以上。
聚酯树脂(B)优选以来自1,2-乙二醇的结构单元(B-2)作为主要二醇结构单元。即,从提高耐热性和阻气性的观点出发,优选在聚酯树脂(B)所含的全部二醇结构单元100摩尔%中通常含有50摩尔%以上、优选70摩尔%以上、更优选80摩尔%以上、进一步优选90摩尔%以上、特别优选100摩尔%的1,2-乙二醇结构单元。
(聚酯树脂(A)的其它共聚成分和聚酯树脂(B)的其它共聚成分)
聚酯树脂(A)和聚酯树脂(B)可以含有来自除二羧酸和二醇以外的其它共聚成分的结构单元。作为其它共聚成分,可列举含有三官能以上的官能团的化合物。
作为具有三官能以上的官能团的化合物,可列举三官能以上的多元醇、三官能以上的多元羧酸(或者其酸酐、酰氯或低级烷基酯)、三官能以上的羟基羧酸(或者其酸酐、酰氯或低级烷基酯)、三官能以上的胺类等。
作为三官能以上的多元醇,可列举甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇等。这些可以单独使用一种,也可以以任意的组合和比率使用两种以上。
作为三官能以上的多元羧酸或其酸酐,可列举均苯三酸、丙烷三甲酸、偏苯三酸酐、均苯四酸酐、二苯甲酮四甲酸酐、环戊烷四甲酸酐等。这些可以单独使用一种,也可以以任意的组合和比率使用两种以上。
作为三官能以上的羟基羧酸,可列举苹果酸、羟基戊二酸、羟基甲基戊二酸、酒石酸、柠檬酸、羟基间苯二甲酸、羟基对苯二甲酸等。这些可以单独使用一种,也可以以任意的组合和比率使用两种以上。
从容易提高应变固化性的观点出发,聚酯树脂(A)或聚酯树脂(B)含有来自具有三官能以上的官能团的化合物的结构单元时的含量优选为多,另一方面,从本实施方式的聚酯的交联适度地进行,容易稳定地抽出线料,成型性、机械物性等容易变得良好的观点出发,上述含量优选为少。因此,其含量相对于构成聚酯的全部结构单元的合计100摩尔%优选通常为5摩尔%以下、特别为4摩尔%以下、尤其为3摩尔%以下,最优选不具有其它共聚成分的二元系聚酯。
<扩链剂>
制造聚酯树脂(A)或聚酯树脂(B)时,可以使用碳酸酯化合物、二异氰酸酯化合物、二唑啉、硅酸酯等扩链剂。例如,通过使用相对于聚酯的全部结构单元100摩尔%优选为20摩尔%以下、更优选为10摩尔%以下的碳酸二苯酯等碳酸酯化合物,也可以得到聚酯碳酸酯。
这种情况下,作为碳酸酯化合物,具体而言,可列举碳酸二苯酯、碳酸二甲苯酯、碳酸双(氯苯基)酯、碳酸间甲苯酯、碳酸二萘酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丁酯、碳酸亚乙酯、碳酸二戊酯、碳酸二环己酯等。此外,也可以使用由酚类、醇类之类的羟基化合物衍生的、由同种或异种的羟基化合物构成的碳酸酯化合物。
另外,作为二异氰酸酯化合物,具体而言,可列举2,4-甲苯二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯与2,6-甲苯二异氰酸酯的混合物、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、氢化苯二亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯等公知的二异氰酸酯等。
作为硅酸酯,具体而言,可列举四甲氧基硅烷、二甲氧基二苯基硅烷、二甲氧基二甲基硅烷、二苯基二羟基硅烷等。这些均可以单独使用一种,也可以以任意的组合和比率使用两种以上。
<封端剂>
另外,在本实施方式中,可以利用碳二亚胺、环氧化合物、单官能性的醇或羧酸等将聚酯的末端基团封闭。在使用封端剂的情况下,其含量相对于聚酯的全部结构单元100摩尔%优选设为20摩尔%以下,更优选设为10摩尔%以下。
这种情况下,作为封端剂的碳二亚胺化合物,可列举分子中具有1个以上碳二亚胺基的化合物(包括聚碳二亚胺化合物)。具体而言,作为单碳二亚胺化合物,可列举二环己基碳二亚胺、二异丙基碳二亚胺、二甲基碳二亚胺、二异丁基碳二亚胺、二辛基碳二亚胺、叔丁基异丙基碳二亚胺、二苯基碳二亚胺、二叔丁基碳二亚胺、二-β-萘基碳二亚胺、N,N’-二-2,6-二异丙基苯基碳二亚胺等。这些均可以单独使用一种,也可以以任意的组合和比率使用两种以上。需要说明的是,在制造本实施方式的聚酯时,与后述的本实施方式的聚酯组合物同样,可以在不损害其特性的范围内使用各种添加剂、例如热稳定剂、抗氧化剂、防水解剂、结晶成核剂、阻燃剂、抗静电剂、脱模剂、紫外线吸收剂等。
(聚酯树脂(A)的原料和聚酯树脂(B)的原料)
制造聚酯树脂(A)和聚酯树脂(B)时使用的原料可以使用来自石油的原料,也可以使用来自生物质的原料。从环境保护的观点考虑,优选使用来自生物质的原料,更优选以来自生物质的原料作为主要结构单元。作为来自生物质的原料,可列举2,5-呋喃二甲酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、癸二酸等二羧酸成分、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,2-乙二醇等二醇成分等。
(聚酯树脂(A)的物性)
聚酯树脂(A)的通过以下方法测定的特性粘度优选为0.60dl/g以上且1.30dl/g以下。另外,其玻璃化转变温度优选为50℃以上且150℃以下。将聚酯0.25g溶解于苯酚/1,1,2,2-四氯乙烷=50/50(重量比)的混合溶剂50ml并使用乌氏粘度计在30℃下测定的哈金斯常数为0.32。
<特性粘度>
聚酯树脂(A)的特性粘度特别优选为0.70dl/g以上、尤其优选为0.75dl/g以上、最优选为0.80dl/g以上。另外,优选为1.50dl/g以下、更优选为1.30dl/g以下。即,聚酯树脂(A)的特性粘度优选为0.70dl/g以上且1.50dl/g以下。通过将特性粘度设为这样的范围,适合于瓶、膜的成型。
<玻璃化转变温度(Tg)>
聚酯树脂(A)的玻璃化转变温度优选为50℃以上且150℃以下。玻璃化转变温度更优选为60℃以上。另外,另一方面,更优选为130℃以下。通过使聚酯的玻璃化转变温度处于上述范围内,即使瓶的内容物为碳酸水等发泡性物质,也不易发生由瓶内外的压力差引起的变形,另外即使在高温环境下保存瓶也不易变形。玻璃化转变温度可以使用差示扫描量热测定装置基于JIS K7121-1987的方法来测定。具体而言,将聚酯从25℃升温到熔点+30~60℃后降温到25℃,再次升温到熔点+30~60℃。在此,升温速度和降温速度设为10℃/分钟。将该第二次升温中的中间点玻璃化转变温度作为玻璃化转变温度。
(聚酯树脂(B)的物性)
聚酯树脂(B)的特性粘度优选为0.70dl/g以上且1.50dl/g以下。另外,其玻璃化转变温度优选为50℃以上且150℃以下。
<特性粘度>
聚酯树脂(B)的特性粘度特别优选为0.70dl/g以上、尤其优选为0.80dl/g以上、最优选为1.00dl/g以上。另外,优选为1.50dl/g以下、更优选为1.30dl/g以下。即,聚酯树脂(B)的特性粘度优选为0.70dl/g以上且1.50dl/g以下。通过将特性粘度设为这样的范围,可以成为拉伸成型性和耐蠕变性均优良的聚酯。通过使特性粘度处于上述范围内,容易得到应变固化性优良、厚度不均小、耐蠕变性和抗冲击良好的成型品。另外,厚度不均少、实现薄膜均匀化,由此,通过使用聚酯树脂(B)可实现瓶的轻量化,能够减轻环境负担。进而,在成型时,不施加高压也容易挤出。
通过使特性粘度高而容易表现聚酯的应变固化性的理由推测如下。应变固化是指树脂的粘度依赖于拉伸速度而相较于线性粘度大幅上升的现象。通常,在拉伸工艺中,应力集中在厚度薄的部位而变形进行,厚度不均容易扩大。但是,具有应变固化性的聚合物即使被拉伸,变薄的部位的粘度也变高,因此,厚度容易变得均匀,适于拉伸成型工艺。
<玻璃化转变温度(Tg)>
聚酯树脂(B)的玻璃化转变温度优选为50℃以上且150℃以下。玻璃化转变温度更优选为60℃以上。另外,另一方面,更优选为130℃以下。通过使聚酯的玻璃化转变温度处于上述范围内,即使瓶的内容物为碳酸水等发泡性物质,也不易发生由瓶内外的压力差引起的变形,另外即使在高温环境下保存瓶也不易变形。
作为本实施方式的聚酯的制造方法,可以采用关于聚酯树脂的制造的公知方法。另外,此时的反应条件可以设定以往采用的合适条件,没有特别限制。
具体而言,可以使用以2,5-呋喃二甲酸为必需成分的二羧酸成分和优选含有1,2-乙二醇的脂肪族二醇成分、根据需要使用的其它共聚成分等进行酯化反应或酯交换反应工序,接着进行缩聚反应工序而制造。需要说明的是,包括酯化反应或酯交换反应工序以及缩聚反应工序在内,也称为聚酯制造工序。反应时,可以根据需要使用上述的扩链剂、封端剂。另外,从提高特性粘度的观点出发,优选在进行聚酯制造工序的缩聚反应工序后再进行固相聚合工序。
(瓶成型用的母料中的聚酯树脂(A)与聚酯树脂(B)的配合比例)
本实施方式的母料的、按照(数学式1)求出的聚酯树脂(B)的含有率为90质量%以下。也考虑了在不使用母料的情况下将聚酯树脂(A)和聚酯树脂(B)混合成型,使混合成型品中的聚酯树脂(B)的含有率达到期望的含有率的方式。但是,将作为聚酯树脂(A)的例如PET树脂100%成型为预成型体时,以与考虑了生产率和品质确保的循环时间(下文也称为基准循环时间)相同的时间将聚酯树脂(A)和聚酯树脂(B)混合成型时,聚酯树脂(A)与聚酯树脂(B)的相容化变得不充分,预成型体的外观发生白化。为了抑制预成型体的白化而与基准循环时间相比延长循环时间时,预成型体的生产率会下降。为了解决这样的问题,将母料和聚酯树脂(A)混合成型,使混合成型品中的聚酯树脂(B)的含有率达到期望的含有率。但是,本实施方式的母料中按照(数学式1)求出的聚酯树脂(B)的含有率超过90质量%时,以基准循环时间混合成型而得的预成型体的外观确认到白化,得不到充分的透明性。通过将按照(数学式1)求出的聚酯树脂(B)的含有率设为90质量%以下,可以缩短循环时间。进而,通过设为70质量%以下,可以以PET树脂100%的成型条件和循环时间得到聚酯树脂(A)与聚酯树脂(B)充分相容化的成型品。
对于实施方式的母料而言,按照(数学式1)求出的聚酯树脂(B)的含有率优选为45质量%以上。可以兼顾成型品的高生产率和高品质。按照(数学式1)求出的聚酯树脂(B)的含有率低于45质量%时,虽然以与PET树脂100%的成型条件相同的循环时间可以得到聚酯树脂(A)与聚酯树脂(B)充分相容化的成型品,但是将母料和聚酯树脂(A)混合成型时,需要降低聚酯树脂(A)的配合率、提高母料的配合率,必须准备更多的母料,另外库存管理的负担增加。其结果是,存在预成型体的生产效率下降的情况。
在成型出膜时,也与预成型体时同样,通过使用母料,聚酯树脂(A)与聚酯树脂(B)的相容化进行,可以抑制膜的白化。母料中的聚酯树脂(B)的含有率优选为45~90重量%、进一步优选为45~80重量%、更优选为45~70重量%。通过设为上述范围,如果低于上述,则母料中的聚酯(B)的含有率低,存在难以提高膜中的聚酯(B)的含有率、无法实现期望的物性的情况。如果超过上述,则存在得不到充分的透明性的情况。
对于本实施方式的母料而言,按照(条件1)测定的特性粘度(IV值)优选为0.50dl/g以上且1.20dl/g以下。
(条件1)将母料0.25g溶解于苯酚/1,1,2,2-四氯乙烷=50/50(重量比)的混合溶剂50ml并使用乌氏粘度计在30℃下测定的哈金斯常数为0.32。按照(条件1)测定的特性粘度(IV值)小于0.50dl/g时,存在成型体的机械物性变得不充分的情况。另一方面,特性粘度(IV值)超过1.20dl/g时,存在成型变得困难的情况。
本实施方式的母料包括用于耐压瓶、加温销售用瓶或耐热瓶的成型的方式。在PET树脂中混合PEF树脂而得到的容器可期待机械强度和阻隔性高,用于耐压瓶、加温销售用瓶或耐热瓶。但是,相容性不充分则外观发生白化,因此作为透明性良好的容器,优选抑制白化。使用本实施方式的母料在PET树脂中混合PEF树脂而得到的容器可以以与PET树脂同样的成型时间得到透明性。
本实施方式的母料可以在满足按照(数学式1)求出的聚酯树脂(B)的含有率为90质量%以下、不影响相容性的范围内含有除聚酯树脂(A)和聚酯树脂(B)以外的热塑性树脂。其中,从确保吹塑成型瓶中的聚酯树脂(B)的含量的观点出发,相对于母料的总质量,聚酯树脂(A)与聚酯树脂(B)的合计质量为50%以上、优选为80%以上、进一步优选为100%。
<母料中所含的除聚酯树脂(A)和聚酯树脂(B)以外的热塑性树脂>
作为母料中所含的除聚酯树脂(A)和聚酯树脂(B)以外的热塑性树脂(下文也称为其它热塑性树脂1),可列举除聚酯树脂(A)和聚酯树脂(B)以外的聚酯(下文也称为其它聚酯1)、交联性热塑性树脂、丙烯酸类、聚碳酸酯等。这些中,从应变固化性等优良的观点出发,优选为其它聚酯1和交联性热塑性树脂中的至少任一者。其它热塑性树脂1可以仅使用一种,也可以以任意的组合和比率使用两种以上。
<其它聚酯1>
其它聚酯1为具有来自二醇的结构单元和来自二羧酸的结构单元的聚酯,并且为除聚酯树脂(A)和聚酯树脂(B)以外的聚酯。作为构成其它聚酯所具有的二羧酸单元的二羧酸,可列举例如邻苯二甲酸、间苯二甲酸、琥珀酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、辛基琥珀酸、环己烷二甲酸、萘二甲酸、富马酸、马来酸、衣康酸、十亚甲基羧酸、这些的酸酐和低级烷基酯等。
另一方面,作为构成其它聚酯1所具有的二醇单元的二醇,可列举例如1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、二乙二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、二丙二醇、三乙二醇、四乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、新戊二醇(2,2-二甲基丙烷-1,3-二醇)、1,2-己二醇、2,5-己二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、3-甲基-1,3-戊二醇、2-乙基-1,3-己二醇、聚四亚甲基二醇等链状二醇;1,4-环己二醇、1,4-环己烷二甲醇、2,2-双(4-羟基环己基)丙烷、2,2-双(4-羟基环己基)丙烷的环氧烷加成物等环状二醇等脂肪族二醇等。
<交联性热塑性树脂>
也可以通过组合使用具有能够与母料中所含的羧基、羟基反应的官能团的交联性热塑性树脂来提高应变固化性。作为能够与羧基、羟基反应的官能团,可列举环氧基、唑啉基、羧基、碳二亚胺基等。这些官能团优选位于热塑性树脂的侧链。通过使这些官能团位于侧链,从而形成支链结构,对拉伸成型时的分子伸展的缓和变慢,应变固化性提高。
需要说明的是,母料中所含的除聚酯树脂(A)和聚酯树脂(B)以外的热塑性树脂可以不包含在母料中,而是在将母料和聚酯树脂(A)混合并成型出预成型体时添加并一起混合。
<母料中所含的添加剂>
制造母料时,可以在不损害其特性的范围内,使用各种添加剂、例如热稳定剂、抗氧化剂、防水解剂、结晶成核剂、阻燃剂、抗静电剂、脱模剂、紫外线吸收剂等。
这些添加剂可以在聚酯的聚合反应前添加到反应装置中,也可以在从聚合反应开始到聚合反应结束之前添加到输送装置等中,还可以在聚合反应结束后、产物的抽出前添加。另外,也可以添加到抽出后的产物中。
另外,在制造母料时,除了上述各种添加剂以外,还可以添加抗冲击性改性剂、结晶成核剂、强化剂、增量剂、上蓝剂等进行成型。使用添加剂等的情况下,可以单独使用一种,也可以以任意的组合和比率使用两种以上。
需要说明的是,添加剂、抗冲击性改性剂、结晶成核剂、强化剂、增量剂、上蓝剂等可以不包含在母料中,而是在将母料和聚酯树脂(A)混合并成型出预成型体时添加并一起混合。
<抗冲击性改性剂>
考虑到之后成型出预成型体,母料可以含有抗冲击性改性剂。通过含有抗冲击性改性剂,可以使预成型体的机械物性良好。含有抗冲击性改性剂时的含量以预成型体的质量为基准优选为0.01重量%以上且10重量%以下。作为抗冲击性改性剂,可列举丁二烯系橡胶、丙烯酸系橡胶、有机硅-丙烯酸系复合橡胶等。其中,优选使用这些中的核壳型抗冲击性改性剂、例如メタブレン(三菱化学公司制造)、カネエース(钟化公司制造)等。
制造母料时,可以使用填料。填料可以为无机系,也可以为有机系。填料的含量可以以预成型体为基准在可充分得到填料的添加效果且维持预成型体的拉伸伸长率、抗冲击性的范围内选择。作为无机系填料,可列举无水二氧化硅、云母、滑石、氧化钛、碳酸钙、硅藻土、水铝英石、膨润土、钛酸钾、沸石、海泡石、蒙皂石、高岭土、高岭石、玻璃、石灰石、炭、硅灰石、烧成珍珠岩、硅酸钙、硅酸钠等硅酸盐、氧化铝、碳酸镁、氢氧化钙等氢氧化物、碳酸铁、氧化锌、氧化铁、磷酸铝、硫酸钡等盐类等。
在含有无机系填料的预成型体的情况下,预成型体中的含量通常为1重量%以上、优选为3重量%以上、进一步优选为5重量%以上。另外,通常为80重量%以下、优选为70重量%以下、进一步优选为60重量%以下。
作为有机系填料,可列举生淀粉、加工淀粉、纸浆、甲壳质/壳聚糖质、椰子壳粉、竹粉末、树皮粉末、洋麻/稻草等的粉末等。另外,还可列举将纸浆等纤维解纤到纳米级别的纳米纤维纤维素等。
在含有有机系填料的预成型体的情况下,预成型体中的含量通常为0.1重量%以上、优选为1重量%以上。另外,通常为70重量%以下、优选为50重量%以下。
作为结晶成核剂,可列举玻璃纤维、碳纤维、钛晶须、云母、滑石、氮化硼、CaCO3、TiO2、二氧化硅、层状硅酸盐、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡等,优选滑石、氮化硼、二氧化硅、层状硅酸盐、聚乙烯蜡、聚丙烯蜡,其中优选滑石。
需要说明的是,为了改善预成型体的刚性而添加的无机填料、作为热稳定剂添加的有机稳定剂等也有可能有助于促进结晶。另外,在聚酯的制造过程或成型加工过程中混入的无机物或有机物的异物等也可能成为结晶成核剂。因此,本说明书中所称的结晶成核剂是指有助于促进结晶的、在常温下为固体的粒子。
结晶成核剂的粒径优选小。结晶成核剂的粒径优选为5μm以下、更优选为3μm以下、进一步优选为1μm以下、最优选为0.5μm以下。需要说明的是,结晶成核剂的粒径的下限通常为0.1μm。
在预成型体的制造中使用结晶成核剂的情况下,其量以预成型体的质量为基准优选为0.001重量%以上、更优选为0.01重量%以上、进一步优选为0.1重量%以上。另外,结晶成核剂的量的上限以预成型体的质量为基准优选为30重量%、更优选为10重量%、进一步优选为5重量%、特别优选为1重量%。通过将结晶成核剂的量设为上述范围,具有如下倾向:容易表现出结晶促进效果,另外,也可以得到预成型体的机械物性和柔软性等。
<上蓝剂>
母料可以还含有上蓝剂。通过加入上蓝剂,在成型出瓶时,容易将b*控制为2以下。
[母料的制造方法]
本实施方式的母料的制造可以采用公知的方法。例如,可以通过将各原料用单螺杆或双螺杆挤出机、班伯里混合机等进行熔融混炼并粒料化来制造。
<组成的确认方法>
母料的组成可以通过现有公知的方法来确认。例如可以如下确认:利用HPLC(高效液相色谱)将组合物分离为构成成分后,利用NMR(核磁共振光谱法)、在甲醇分解后利用GC/MS(气相色谱质谱联用法)等方法对各成分进行分析。
[预成型体]
本实施方式的预成型体为由树脂组合物形成的用于瓶的预成型体,所述树脂组合物含有具有来自对苯二甲酸的结构单元(A-1)和来自脂肪族二醇的结构单元(A-2)的聚酯树脂(A)以及具有来自2,5-呋喃二甲酸的结构单元(B-1)和来自1,2-乙二醇的结构单元(B-2)的聚酯树脂(B),按照(数学式1)求出的聚酯树脂(B)的含有率为5~25质量%,按照(条件2)测定的特性粘度(IV值)为0.65dl/g以上且1.00dl/g以下,除了将光束缩小至7.0mm见方以外按照JIS K 7136:2000“塑料-透明材料的雾度的求得方法”测定的雾度值为0.1~8.0%。按照(数学式1)求出的聚酯树脂(B)的含有率优选为5~15质量%,更优选为5~10质量%。按照(条件2)测定的特性粘度(IV值)优选为0.65dl/g以上且0.95dl/g以下,更优选为0.70dl/g以上且0.90dl/g以下。雾度值优选为0.1~6.0%,更优选为0.1~3.0%。
(数学式1)聚酯树脂(B)的含有率(质量%)=聚酯树脂(B)的含量/(聚酯树脂(A)的含量+聚酯树脂(B)的含量)
(条件2)将从预成型体切出的样品0.25g溶解于苯酚/1,1,2,2-四氯乙烷=50/50(重量比)的混合溶剂50ml并使用乌氏粘度计在30℃下测定的哈金斯常数为0.32。
在此,本实施方式的成型体的制造方法包括如下方式:上述母料为按照(数学式1)求出的聚酯树脂(B)的含有率为45质量%~90重量%的母料,成型出上述成型体的工序包括将该母料和上述聚酯树脂(A)混合并成型出用于瓶的预成型体的工序。
即,将本实施方式的母料和聚酯树脂(A)、根据需要使用的其它添加剂在注射成型时直接熔融混炼后以熔融状态注射到模具中,冷却,取出,由此形成预成型体。在本实施方式中,将作为母料的已将聚酯树脂(A)和聚酯树脂(B)混合后的粒料以及聚酯树脂(A)的粒料作为成型用原料,因此,即使在使用具备双螺杆的注射成型机等注射成型时直接熔融混炼而成型出预成型体,预成型体中的聚酯树脂(A)和聚酯树脂(B)也充分地进行了相容化。该挤出工序的树脂温度没有特别限定,从成型性和抑制热劣化的观点出发,优选通常为210~290℃、尤其为230~270℃的范围。熔融混炼中,例如具备双螺杆的注射成型机的情况下,成型出预成型体时的双螺杆间的通过时间为120秒以上且300秒以下,因此本实施方式的预成型体的制造方法能够以与PET制预成型体同样的循环时间相容化,成型出白化得到抑制的预成型体。
[吹塑成型瓶]
本实施方式的吹塑成型瓶为由树脂组合物形成的吹塑成型瓶,所述树脂组合物含有具有来自对苯二甲酸的结构单元(A-1)和来自脂肪族二醇的结构单元(A-2)的聚酯树脂(A)以及具有来自2,5-呋喃二甲酸的结构单元(B-1)和来自1,2-乙二醇的结构单元(B-2)的聚酯树脂(B),按照(数学式1)求出的聚酯树脂(B)的含有率为5~25质量%,按照(条件3)测定的特性粘度(IV值)为0.65dl/g以上且1.00dl/g以下,除了将光束缩小至7.0mm见方以外按照JIS K 7136:2000“塑料-透明材料的雾度的求得方法”测定的雾度值为0.1~20%。按照(数学式1)求出的聚酯树脂(B)的含有率优选为5~15质量%,更优选为5~10质量%。按照(条件3)测定的特性粘度(IV值)优选为0.65dl/g以上且0.95dl/g以下,更优选为0.70dl/g以上且0.90dl/g以下。雾度值优选为0.1~10.0%,更优选为0.1~5.0%。
(数学式1)聚酯树脂(B)的含有率(质量%)=聚酯树脂(B)的含量/(聚酯树脂(A)的含量+聚酯树脂(B)的含量)
(条件3)将从吹塑成型瓶切出的样品0.25g溶解于苯酚/1,1,2,2-四氯乙烷=50/50(重量比)的混合溶剂50ml并使用乌氏粘度计在30℃下测定的哈金斯常数为0.32。
在此,本实施方式的吹塑成型瓶的制造方法具有如下工序:将通过本实施方式的成型体的制造方法得到的预成型体吹塑成型而成型出瓶。
即,在吹塑成型工序中,将预成型体投入到用加热器加热至规定温度的期望形状的模具中,然后,吹入高压空气,安装到模具上,由此成型出瓶。预成型体的加热温度优选为90℃~150℃、更优选为100℃~140℃、特别优选为110~130℃。通过在上述范围内将预成型体加热,吹入高压空气,由此能够在吹塑成型中使瓶的厚度均匀。
本实施方式的吹塑成型瓶优选为用于填充含有碳酸的液体的耐压瓶。本实施方式的吹塑成型瓶的耐压性和耐热性优良,适合用于填充含有碳酸的液体。
本实施方式的吹塑成型瓶优选为用于填充热饮的瓶或用于在高温下填充的加温销售用瓶或耐热瓶。本实施方式的吹塑成型瓶的耐热性和高阻气性优良,加热销售时的容器变形得到抑制,其结果是容器设计的自由度高,可以实现容器轻量化和CO2排放量减少。另外,回收利用性也提高。
本实施方式的饮料制品的特征在于,饮料填充于本实施方式的成型瓶中。
吹塑成型瓶可以根据所使用的模具形状而制成各种形状。吹塑成型瓶的形状没有特别限定,如果用于饮料,则只要为可以保持饮料的形状即可。特别是通过以均匀且充分厚的壁厚成型为适当的形状,适合于啤酒、香槟等碳酸饮料等含有碳酸的液体、茶、咖啡等热饮。
在将这些液体填充到瓶中的情况下,通常,用树脂盖等密封瓶口部,成为瓶内部的压力(内压)比瓶外部高的状态。因此,为了在该内压高的状态下以直立状态进行装箱、运输、商店中的陈列等,瓶底部优选设定为抑制由内压引起的变形的耐压形状。瓶底部或身部的变形通常伴随有蠕变(由持续性应力引起的不可逆的变形)现象,因此适于这些瓶的壁厚、形状具有共通性。因此,以下,有时将用于填充含有碳酸的液体或热饮等的瓶称为“耐热压瓶”。即,本实施方式的吹塑成型瓶适合于耐热压瓶。
耐热压瓶的底部的耐压形状例如可以使用花瓣(petaloid)状、朝向容器内侧的圆顶形状的所谓香槟底形状、在底面的中央部施加有凹凸形状的形状等。如果平均壁厚较厚,则不易发生由内压引起的瓶的变形、破裂。具体而言,虽然也取决于内压,但瓶身部的平均壁厚优选为0.20mm以上、更优选为0.25mm以上、进一步优选为0.30mm以上较佳。另外,另一方面,从瓶的成型性的观点出发,平均壁厚优选为0.70mm以下。
本实施方式的吹塑成型瓶的壁厚不均少,能够均匀薄膜化,由此可以得到轻量的耐热压瓶。具体而言,瓶的重量/内容量优选为10g/L以上、更优选为20g/L以上、进一步优选为30g/L以上、特别优选为50g/L以上,另外,另一方面,优选为200g/L以下、更优选为150g/L以下、特别优选为120g/L以下。
另外,本实施方式的吹塑成型瓶成为阻气性优良的均匀薄壁的瓶,因此,特别适合于用于填充碳酸饮料等含有碳酸的液体的耐压瓶。另外,本实施方式的吹塑成型瓶填充了含有碳酸的液体时的耐蠕变性和抗冲击性优良。具体而言,优选作为用于填充含有1~10GV的二氧化碳的液体的瓶,更优选作为用于填充含有1~5GV的二氧化碳的液体的瓶,进一步优选作为用于填充含有1~3GV的二氧化碳的液体的瓶,特别优选作为用于填充含有1~2GV的二氧化碳的液体的瓶。
本实施方式的吹塑成型瓶的阻氧性优良。适合于葡萄酒瓶等酒精饮料。特别地,阻气性优于以往的酒精饮料用PET瓶,因此即使不使用多层成型、涂覆等其它阻气性提高手段也能够延长保质期。本实施方式的吹塑成型瓶的树脂组合物的玻璃化转变温度为50℃以上时,不易发生由瓶内外的压力差导致的变形,因此适合于用于填充碳酸饮料等发泡性物质的瓶。另外,由于即使在高温环境下保存也不易变形,因此适合于在高温下进行填充的耐压瓶、热饮等进行加温销售的加温销售用瓶。
在本实施方式中,可以得到尽管具有与PET瓶同等的预成型体成型的循环时间、但抑制了白化的预成型体,进而,将其吹塑成型而成的瓶的白化也得到抑制。
[膜]
本实施方式的膜为由树脂组合物形成的膜,所述树脂组合物含有具有来自对苯二甲酸的结构单元(A-1)和来自脂肪族二醇的结构单元(A-2)的聚酯树脂(A)以及具有来自2,5-呋喃二甲酸的结构单元(B-1)和来自1,2-乙二醇的结构单元(B-2)的聚酯树脂(B),按照(数学式1)求出的聚酯树脂(B)的含有率为1~90质量%,按照(条件4)测定的特性粘度(IV值)为0.50dl/g以上且1.00dl/g以下,除了将光束缩小至7.0mm见方以外按照JIS K 7136:2000“塑料-透明材料的雾度的求得方法”测定的雾度值为0.01~6.0%。需要说明的是,本实施方式中,“膜”包括通常被称为“片”的物品。
(数学式1)聚酯树脂(B)的含有率(质量%)=聚酯树脂(B)的含量/(聚酯树脂(A)的含量+聚酯树脂(B)的含量)
(条件4)将从膜切出的样品0.25g溶解于苯酚/1,1,2,2-四氯乙烷=50/50(重量比)的混合溶剂50ml并使用乌氏粘度计在30℃下测定的哈金斯常数为0.32。
膜中的聚酯树脂(B)的含有率优选为1~90质量%、更优选为20~90质量%、最优选为40~90质量%。通过设为上述范围,可以得到透明性高、进而阻气性和表面硬度高的膜。
膜的雾度值优选为0.01~6.0%、进一步优选为0.01~4.5%、最优选为0.01~1.5%。通过设为这些范围,能够适合在光学用途等要求高透明性的用途中使用。
在此,本实施方式的膜的制造方法具有将本实施方式的母料和聚酯树脂(A)混合并成型出膜的工序。即,将本实施方式的母料和聚酯树脂(A)、根据需要使用的其它添加剂在注射成型时直接熔融混炼后以熔融状态注射到模具中并冷却,由此形成膜。在本实施方式中,将作为母料的已将聚酯树脂(A)和聚酯树脂(B)混合后的粒料以及聚酯树脂(A)的粒料作为成型用原料,因此,即使使用具备双螺杆的注射成型机等在成型时直接熔融混炼而成型出膜,膜中的聚酯树脂(A)和聚酯树脂(B)也充分地进行了相容化。该挤出工序的树脂温度没有特别限定,从成型性和抑制热劣化的观点出发,优选通常为200~300℃、尤其为240~280℃的范围。
本实施方式的膜也可以通过进行双轴拉伸而制成机械物性优良的双轴拉伸膜。
关于制造双轴拉伸膜的方法,可以使用现有公知的方法。可列举如下方法。
将使用母料和其它原料从模头挤出的熔融膜用冷却辊进行冷却固化,得到未拉伸膜。这种情况下,为了提高膜的平面性,需要提高膜与旋转冷却鼓的密合性,优选采用静电施加密合法和/或液体涂布密合法。接着,将得到的未拉伸膜沿双轴方向进行拉伸。这种情况下,首先,将上述未拉伸膜沿一个方向用辊或拉幅机方式的拉伸机进行拉伸。拉伸温度通常为80~140℃、优选为85~120℃,拉伸倍率通常为2.5~7倍、优选为3.0~6倍。接着,与第一阶段的拉伸方向正交的拉伸温度通常为70~170℃,拉伸倍率通常为3.0~7倍、优选为3.5~6倍。然后,接着在160~240℃的温度下在张紧下或30%以内的松弛下进行热处理,得到双轴取向膜。拉伸中,也可以采用以两个阶段以上进行一个方向的拉伸的方法。这种情况下,优选最终使两个方向的拉伸倍率分别为上述范围的方式进行。
另外,在双轴拉伸膜的制造中也可以采用同时双轴拉伸法。同时双轴拉伸法是将上述未拉伸膜在通常以70~120℃、优选以80~110℃进行温度控制的状态下在两个方向同时进行拉伸的方法。拉伸倍率以面积倍率计优选为4~50倍、更优选为7~35倍、进一步优选为10~25倍。然后,接着在160~240℃的温度下在张紧下或30%以内的松弛下进行热处理,得到拉伸取向膜。关于采用上述拉伸方式的同时双轴拉伸装置,可以采用螺杆方式、缩放方式、线性驱动方式等以往公知的拉伸方式。
在上述双轴拉伸膜的拉伸工序中对膜表面实施底涂层处理、硬涂层处理的所谓涂布拉伸法(在线涂布)的情况下,可以在单轴拉伸后的膜上涂布底涂层或硬涂层形成用涂布液。在通过涂布拉伸法在膜上设置底涂层、硬涂层的情况下,可以在拉伸的同时进行涂布,并且可以根据拉伸倍率使涂布层的厚度变薄,能够制造适合作为双轴拉伸膜的膜。
实施例
以下列举实施例进一步详细地说明本发明,但是本发明只要未超出其主旨则不受以下实施例限定。
以下的实施例和比较例中的评价方法如下所述。
(1)聚酯的特性粘度
精确称量测定对象样品0.25g,加入苯酚/1,1,2,2-四氯乙烷=50/50(重量比)的混合溶剂50ml,溶解,对于所得溶液,使用乌氏粘度管在30℃下测定。哈金斯常数为0.32。
(2)聚酯的玻璃化转变温度
玻璃化转变温度使用差示扫描量热测定装置“DSC7000x”(株式会社日立高新技术制造),基于JIS K7121-1987的方法进行测定。具体而言,将聚酯从25℃升温到280℃后,降温到25℃,再升温到260℃。在此,升温速度和降温速度设为10℃/分钟。将该第二次升温中的中间点玻璃化转变温度作为玻璃化转变温度。
(3)聚酯的熔点
将利用与玻璃化转变温度的测定同样的装置和条件测定的第二次升温中的熔化峰的顶点作为熔点。
(4)阻气性(透氧度)
使用透氧率测定装置(MODERNCONTROL公司制的OX-TRAN2/21),测定吹塑成型瓶的透氧度。关于透氧度,在23℃、90%RH的条件下从测定开始起调节12小时,将从测定开始起经过72小时后的值作为透氧度。关于阻氧性,将通用PET瓶(后述的参考例E1中得到的通用PET100%瓶)的透氧度设为1,进行相对评价。具体而言,将参考例E1的透氧度除以作为比较对象的样品的透氧度,以倍率进行评价。计算出的倍率超过1时,则阻氧性良好。
(5)雾度值(haze)
使用雾度计“NDH7000SPII”(日本电色公司制),使用7.0mm见方的积分球掩模缩小光束,除此以外按照JIS K 7136:2000“塑料-透明材料的雾度的求得方法”来测定。对于预成型体,将距离底部4cm的身部作为测定位置,对于吹塑成型瓶,将距离底部3cm的身部作为测定位置,测定4次,将平均值作为雾度值。另外,如图1所示那样,将预成型体沿着纵向切成两半,以预成型体的外表面对着积分球侧且光束照射预成型体的宽度方向中心的方式设置,由此实施预成型体的测定。
(6)瓶的b*值
瓶的着色程度以JIS K 7105-1981“塑料的光学特性试验方法”中的色差即着色度b*值为指标。将b*值为2.0以下者称为无色。b*值更优选为1.7以下。b*值可以按照数学式5求出。需要说明的是,数学式5中,X、Y或Z为三刺激值。另外,本发明中的b*值与目视的相关性大体如表1所示。
[数学式5]
b*=200[(Y/Y0)1/3-(Z/Z0)1/3]
[母料的制造]
(实施例A1)
使用KZW15(株式会社テクノベル公司制)对作为聚酯树脂(B)的聚呋喃二甲酸乙二醇酯(三菱化学公司制、IV=1.12dl/g、玻璃化转变温度83℃)和作为聚酯树脂(A)的聚对苯二甲酸乙二醇酯(三菱化学印度尼西亚公司制、BK2180、IV=0.83dl/g、玻璃化转变温度74℃)进行混炼,制作母料。具体而言进行下述操作。以按照(数学式1)求出的聚酯树脂(B)的含有率为50质量%的方式称量聚呋喃二甲酸乙二醇酯的粒料和聚对苯二甲酸乙二醇酯的粒料,搅拌均匀,由此得到用于制作母料的粒料混合物。将得到的粒料混合物投入料斗,以下述条件进行混炼,由2.5mmφ的线料模头得到熔融树脂。将得到的熔融树脂直接浸渍于23℃的水槽中,冷却,由此形成线料状,引入到造粒机中而得到聚呋喃二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯的母料。
(数学式1)聚酯树脂(B)的含有率(质量%)=聚酯树脂(B)的含量/(聚酯树脂(A)的含量+聚酯树脂(B)的含量)
(熔融混炼条件)
粒料供给量:2.0kg/小时
料筒温度 C1:200℃、C2~C8:280℃
头部温度:280℃
模头温度:280℃
螺杆转速:250rpm
(实施例A2)
以按照(数学式1)求出的聚酯树脂(B)的含有率为60质量%的方式称量聚呋喃二甲酸乙二醇酯的粒料和聚对苯二甲酸乙二醇酯的粒料,除此以外与实施例A1同样地得到母料。
(实施例A3)
以按照(数学式1)求出的聚酯树脂(B)的含有率为70质量%的方式称量聚呋喃二甲酸乙二醇酯的粒料和聚对苯二甲酸乙二醇酯的粒料,除此以外与实施例A1同样地得到母料。
[瓶用预成型体的制造]
[实施例B1]
将实施例A1的母料和作为聚酯树脂(A)的聚对苯二甲酸乙二醇酯(三菱化学印度尼西亚公司制、BK2180、IV=0.83dl/g、玻璃化转变温度74℃)作为预成型体用原料,制造瓶用预成型体。具体而言,进行下述操作。以按照(数学式1)求出的聚酯树脂(B)的含有率为10质量%的方式称量实施例A1的母料的粒料和聚对苯二甲酸乙二醇酯的粒料,搅拌均匀,由此得到用于制作瓶用预成型体的粒料混合物。将得到的粒料混合物投入料斗,以下述条件进行注射成型,得到瓶用预成型体。容量为22.7ml、重量为20g、身部平均壁厚为2.9mm。
(注射成型条件)
CHUAN LIH FA公司制“CLF180”
熔融温度:300℃
注射压力:290bar
循环时间:22秒
冷却时间:5秒
[实施例B2]
使用实施例A2的母料,除此以外与实施例B1同样地得到瓶用预成型体。容量、重量、身部平均壁厚与实施例B1相同。
[实施例B3]
使用实施例A3的母料,除此以外与实施例B1同样地得到瓶用预成型体。容量、重量、身部平均壁厚与实施例B1相同。
[比较例B1]
将聚酯树脂(B)的聚呋喃二甲酸乙二醇酯(三菱化学公司制、IV=1.12dl/g、玻璃化转变温度83℃)和作为聚酯树脂(A)的聚对苯二甲酸乙二醇酯(三菱化学印度尼西亚公司制、BK2180、IV=0.83dl/g、玻璃化转变温度74℃)作为预成型体原料,不使用母料,制造瓶用预成型体。具体而言,进行下述操作。以按照(数学式1)求出的聚酯树脂(B)的含有率为10质量%的方式称量聚呋喃二甲酸乙二醇酯的粒料和聚对苯二甲酸乙二醇酯的粒料,搅拌均匀,由此得到用于制作瓶用预成型体的粒料混合物。将得到的粒料混合物投入料斗,以下述条件进行注射成型,得到瓶用预成型体。容量为22.7ml、重量为20g、身部平均壁厚为2.9mm。
(注射成型条件)
CHUAN LIH FA公司制“CLF180”
熔融温度:300℃
注射压力:290bar
循环时间:22秒
冷却时间:5秒
[参考例C1]通用PET100%瓶的预成型体的制造
将市售的聚酯(三菱化学株式会社制造的聚对苯二甲酸乙二醇酯 商品名“ノバペックス BK2180”、IV=0.83dl/g、玻璃化转变温度74℃)作为预成型体用原料,制造瓶用预成型体。容量为22.7ml、重量为20g、身部平均壁厚为2.9mm。
(注射成型条件)
CHUAN LIH FA公司制“CLF180”
熔融温度:300℃
注射压力:290bar
循环时间:22秒
冷却时间:5秒
[吹塑成型瓶的制造]
[实施例D1~D3、比较例D1、参考例E1]
对于实施例B1~B3的预成型体,使用吹塑成型机(フロンティア公司制FRB-1)进行吹塑成型,由此得到实施例D1~D3的吹塑成型瓶。另外,同样地对比较例B1的预成型体进行吹塑成型,由此得到比较例D1的吹塑成型瓶。另外,同样地对参考例C1的预成型体进行吹塑成型,由此得到参考例E1的吹塑成型瓶。吹塑成型瓶为容量280ml、重量20g、身部平均壁厚0.26mm的加温销售用瓶,吹塑成型时的成品率为100%。
将得到的评价结果示于表2。
根据表2中所汇总的结果,可明确以下事项。实施例D1~D3与参考例E1相比,阻气性高。另外,实施例D1~D3相对于将循环时间设为22秒的时间相同的比较例D1,雾度值和b*低,外观为良好。因此,经过了母料的实施例D1~D3的循环时间与参考例E1同等,即,可以确保与PET瓶同等的生产率,并且可以成型出外观良好的瓶。
比较实施例B1~B3与实施例D1~D3可知,通过分别经过吹塑成型而雾度值和b*变大。因此可知,为了得到外观良好的瓶,需要制造外观良好的预成型体。
(实施例F1)
使用小型混炼机(Xplore Instruments公司制 Xplore系列MC15),从料斗供给聚呋喃二甲酸乙二醇酯(三菱化学公司制、IV=1.12dl/g、玻璃化转变温度83℃)7.5g和聚对苯二甲酸乙二醇酯(三菱化学公司制、GM700Z、IV=0.84dl/g、玻璃化转变温度74℃)7.5g作为原料,在转速100rpm、240℃、氮气气氛下混炼5分钟后,从吹扫孔回收混炼后的树脂,由此得到聚酯母料的线料。回收树脂时,通过置于23℃的纯水中进行急冷来抑制结晶化。得到的母料的线料的特性粘度(IV值)为0.76dl/g。接着,将得到的母料3g和与用于制作母料的制品同样的聚对苯二甲酸乙二醇酯12g通过与上述相同的操作进行混炼,得到聚酯组合物(聚呋喃二甲酸乙二醇酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯=10/90重量%)的线料。
(实施例F2)
将制作母料的树脂配合量设为聚呋喃二甲酸乙二醇酯13.5g、聚对苯二甲酸乙二醇酯1.5g,将制作聚酯组合物的树脂配合量设为母料1.67g、聚对苯二甲酸乙二醇酯13.33g,除此以外与实施例F1同样地得到聚酯组合物(聚呋喃二甲酸乙二醇酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯=10/90重量%)的线料。需要说明的是,得到的母料的线料的特性粘度(IV值)为0.82dl/g。
(比较例F1)
将聚呋喃二甲酸乙二醇酯(三菱化学公司制、IV=1.12dl/g、玻璃化转变温度83℃)1.5g和聚对苯二甲酸乙二醇酯(三菱化学公司制、GM700Z、IV=0.84dl/g、玻璃化转变温度74℃)13.5g作为原料,从料斗供给,在转速100rpm、240℃、氮气气氛下混炼5分钟后,从吹扫孔回收混炼后的树脂,得到聚酯组合物的线料(聚呋喃二甲酸乙二醇酯/聚对苯二甲酸乙二醇酯=10/90重量%)。
(实施例G1)
在150mm×150mm的聚酰亚胺膜(宇部兴产株式会社制 ユーピレックスS厚度0.05mm)上放置经表面脱模处理的金属框(SUS304 外径110mm 内径70mm 厚度0.2mm),量取实施例F1中得到的聚酯组合物2.0g至该金属框的内侧,在其上进一步放置150mm×150mm的相同聚酰亚胺膜。以在两张铁板(160mm×160mm 厚度3mm)之间夹持被该聚酰亚胺膜夹着的母料的状态用热压机(株式会社井元制作所制 IMC-180C型)进行热压,由此得到70mm×70mm×厚度0.2mm的热压膜。热压温度设为280℃,热压时间设为预热1分钟、加压1分钟。得到的膜的雾度为1.33%,良好。得到的膜的特性粘度(IV值)为0.62dl/g。
(实施例G2)
使用实施例F2中得到的聚酯组合物,除此以外与实施例G1同样地得到热压膜。得到的膜的雾度为4.30%,比实施例G1差但是比未使用母料的比较例G1良好。得到的膜的特性粘度(IV值)为0.68dl/g。
(比较例G1)
使用比较例F1中得到的聚酯组合物,除此以外与实施例G1同样得到热压膜。得到的膜的雾度为7.27%,透明性不充分。得到的膜的特性粘度(IV值)为0.64dl/g。
Claims (12)
1.一种母料,其特征在于,含有具有来自对苯二甲酸的结构单元(A-1)和来自脂肪族二醇的结构单元(A-2)的聚酯树脂(A)以及具有来自2,5-呋喃二甲酸的结构单元(B-1)和来自1,2-乙二醇的结构单元(B-2)的聚酯树脂(B),
按照(数学式1)求出的聚酯树脂(B)的含有率为45质量%~90重量%,
按照(条件1)测定的特性粘度(IV值)为0.50dl/g~1.20dl/g,
(数学式1)聚酯树脂(B)的含有率(质量%)=聚酯树脂(B)的含量/(聚酯树脂(A)的含量+聚酯树脂(B)的含量)
(条件1)将母料0.25g溶解于苯酚/1,1,2,2-四氯乙烷=50/50(重量比)的混合溶剂50ml并使用乌氏粘度计在30℃下测定的哈金斯常数为0.32。
2.根据权利要求1所述的母料,其特征在于,其用于耐压瓶、加温销售用瓶或耐热瓶的成型。
3.一种成型体的制造方法,其特征在于,
制作母料的工序,所述母料含有具有来自对苯二甲酸的结构单元(A-1)和来自脂肪族二醇的结构单元(A-2)的聚酯树脂(A)以及具有来自2,5-呋喃二甲酸的结构单元(B-1)和来自1,2-乙二醇的结构单元(B-2)的聚酯树脂(B),按照(数学式1)求出的聚酯树脂(B)的含有率为90质量%以下,按照(条件1)测定的特性粘度(IV值)为0.50dl/g~1.20dl/g;以及,
通过另行熔融混炼该母料和所述聚酯树脂(A)而成型出成型体的工序,
(数学式1)聚酯树脂(B)的含有率(质量%)=聚酯树脂(B)的含量/(聚酯树脂(A)的含量+聚酯树脂(B)的含量)
(条件1)将母料0.25g溶解于苯酚/1,1,2,2-四氯乙烷=50/50(重量比)的混合溶剂50ml并使用乌氏粘度计在30℃下测定的哈金斯常数为0.32。
4.根据权利要求3所述的成型体的制造方法,其特征在于,
所述母料为按照(数学式1)求出的聚酯树脂(B)的含有率为45质量%~90重量%的母料,
成型出所述成型体的工序为将该母料和所述聚酯树脂(A)混合并成型出用于瓶的预成型体的工序。
5.一种吹塑成型瓶的制造方法,其特征在于,具有对权利要求4所述的预成型体进行吹塑成型而成型出瓶的工序。
6.一种预成型体,其为由树脂组合物形成的用于瓶的预成型体,所述树脂组合物含有具有来自对苯二甲酸的结构单元(A-1)和来自脂肪族二醇的结构单元(A-2)的聚酯树脂(A)以及具有来自2,5-呋喃二甲酸的结构单元(B-1)和来自1,2-乙二醇的结构单元(B-2)的聚酯树脂(B),按照(数学式1)求出的聚酯树脂(B)的含有率为5~25质量%,
所述预成型体的特征在于,
按照(条件2)测定的特性粘度(IV值)为0.65dl/g以上且1.00dl/g以下,
除了将光束缩小至7.0mm见方以外按照JIS K 7136:2000“塑料-透明材料的雾度的求得方法”测定的雾度值为0.1~8%,
(数学式1)聚酯树脂(B)的含有率(质量%)=聚酯树脂(B)的含量/(聚酯树脂(A)的含量+聚酯树脂(B)的含量)
(条件2)将从预成型体切出的样品0.25g溶解于苯酚/1,1,2,2-四氯乙烷=50/50(重量比)的混合溶剂50ml并使用乌氏粘度计在30℃下测定的哈金斯常数为0.32。
7.一种吹塑成型瓶,其为由树脂组合物形成的吹塑成型瓶,所述树脂组合物含有具有来自对苯二甲酸的结构单元(A-1)和来自脂肪族二醇的结构单元(A-2)的聚酯树脂(A)以及具有来自2,5-呋喃二甲酸的结构单元(B-1)和来自1,2-乙二醇的结构单元(B-2)的聚酯树脂(B),按照(数学式1)求出的聚酯树脂(B)的含有率为5~25质量%,
所述吹塑成型瓶的特征在于,
按照(条件3)测定的特性粘度(IV值)为0.65dl/g以上且1.00dl/g以下,
除了将光束缩小至7.0mm见方以外按照JIS K 7136:2000“塑料-透明材料的雾度的求得方法”测定的雾度值为0.1~20%,
(数学式1)聚酯树脂(B)的含有率(质量%)=聚酯树脂(B)的含量/(聚酯树脂(A)的含量+聚酯树脂(B)的含量)
(条件3)将从吹塑成型瓶切出的样品0.25g溶解于苯酚/1,1,2,2-四氯乙烷=50/50(重量比)的混合溶剂50ml并使用乌氏粘度计在30℃下测定的哈金斯常数为0.32。
8.根据权利要求7所述的吹塑成型瓶,其特征在于,其为用于填充含有碳酸的液体的耐压瓶。
9.根据权利要求7所述的吹塑成型瓶,其特征在于,其为加温销售用瓶的填充用瓶或用于在高温下填充的耐热瓶。
10.一种饮料制品,其特征在于,饮料填充于权利要求7~9中任一项所述的吹塑成型瓶中。
11.根据权利要求3所述的成型体的制造方法,其特征在于,所述成型体为膜。
12.一种膜,其为由树脂组合物形成的膜,所述树脂组合物含有具有来自对苯二甲酸的结构单元(A-1)和来自脂肪族二醇的结构单元(A-2)的聚酯树脂(A)以及具有来自2,5-呋喃二甲酸的结构单元(B-1)和来自1,2-乙二醇的结构单元(B-2)的聚酯树脂(B),按照(数学式1)求出的聚酯树脂(B)的含有率为1~90质量%,
所述膜的特征在于,
按照(条件4)测定的特性粘度(IV值)为0.50dl/g以上且1.00dl/g以下,
除了将光束缩小至7.0mm见方以外按照JIS K 7136:2000“塑料-透明材料的雾度的求得方法”测定的雾度值为0.01~6.0%,
(数学式1)聚酯树脂(B)的含有率(质量%)=聚酯树脂(B)的含量/(聚酯树脂(A)的含量+聚酯树脂(B)的含量)
(条件4)将膜0.25g溶解于苯酚/1,1,2,2-四氯乙烷=50/50(重量比)的混合溶剂50ml并使用乌氏粘度计在30℃下测定的哈金斯常数为0.32。
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