JPH08309833A - 透明性を備えたポリエステル中空容器の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とポ
リエチレンナフタレンジカルボキシレート（ＰＥＮ）系
ポリマーとの混合物からなる中空容器に透明性を賦与す
ること。 【構成】 ＰＥＴと変性ＰＥＮとの夫々の固有粘度を所
定範囲に調整するか、または両者の融点差を５℃以内と
なし、混練に際し、熔融温度を２６０〜３４０℃とし
て、しかも滞留（混練）時間を１００〜２２０秒間とし
て射出成形し、中空成形体（プリフォーム）を造る方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、透明性を備えたポリエ
ステルブレンドの中空容器及びその製造方法に関する。
さらに詳しくは、ポリエチレンテレフタレートとポリエ
チレンナフタレンジカルボキシレート系ポリマーとの２
種の芳香族ポリエステルの混合物を射出成形機によって
均一に混合した後射出成形を経て、要すれば配向ブロー
処理を施して得られる透明性に優れたポリエステル中空
容器及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリエチレンテレフタレートは、その優
れた機械的性質、化学的性質から、食品や化粧品などの
容器として広く使用されるに到っている。

【０００３】ポリエステルの中でも、中空成形体つまり
ボトルとして一般に使用されている素材としてはポリエ
チレンテレフタレートがあげられ、ジュース、清涼飲料
用途等に使用されている。しかしながら、近年その素材
に要求される品質、つまりその内容物の充填方法が殺
菌、高温等で実施されることや内容物の保存期間の長期
化に対応するために、従来製品より耐熱性、ガスバリア
ー性、透明性等の優れた素材が望まれている。

【０００４】一方、ポリエチレンナフタレンジカルボキ
シレート（以下ポリエチレンナフタレートと略すことが
ある）は、ポリエチレンテレフタレートよりも耐熱性、
ガスバリアー性に優れた素材として知られており、ボト
ル用途やフイルム用途に適用することが検討されてい
る。例えば特開昭５２―４５４６６号公報にはポリエチ
レンテレフタレート単一物で、耐熱性、ガスバリアー性
に優れた中空容器としての性質を呈することが記述され
ている。

【０００５】ところでポリエチレンテレフタレートは透
明性のプラスチックであるが、前述の耐熱性、ガスバリ
ア性の点について更なる改善が望まれており、例えばポ
リエチレンテレフタレートにポリエチレンナフタレート
をブレンドすることにより、耐熱性、ガスバリア性に優
れた包装材料を得ることが特開昭５０―１２２５４９号
公報、特開平２―２７６８５５号公報及び特開平２―２
７４７５７号公報に示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
いずれの場合も、ポリエチレンテレフタレートとポリエ
チレンナフタレートとは両者の相溶性が劣るため、両者
を押出機等を使用して溶融混練を行う手段では、先ずブ
レンドによりペレットを造粒した後、更に次いで中空容
器用の予備成形体（プリフォームという）を射出成形す
る２度の可塑化工程により、ブレンドされたポリエステ
ル中空容器を製造するものである。

【０００７】一方、射出成形機でポリエチレンテレフタ
レートとポリエチレンナフタレートとをブレンドして成
形品を得る方法は、混練押出の工程を省略でき、またブ
レンド比率を簡便に変更することが可能であるという利
点を有つ。

【０００８】ところが、ポリエチレンテレフタレートと
ポリエチレンナフタレートとを射出成形機内で単にブレ
ンドするだけでは通常の成形サイクル（例えばＬ／Ｄ＝
２０程度の成形機で、成形サイクル３０秒間）程度の滞
留時間ではブレンド成形品は乳白色を呈し、透明性は得
られない。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
このような問題点を解決するために、鋭意検討したとこ
ろ、透明性を得るべく特定の固有粘度及び融点をもつよ
うに調製されたポリエチレンテレフタレートとポリエチ
レンナフタレートとを特定の射出成形条件においてブレ
ンド成形することにより、透明性を備えたポリエステル
中空容器を得ることを見出し、本発明に到達した。

【００１０】

【発明の目的】本発明の目的は、上記のような２種の芳
香族ポリエステルの混合に伴う不透明性の問題を解決し
ようとするものである。そして、本発明によれば、透明
性に優れたポリエステル中空容器とその製造方法を提供
するものである。

【００１１】

【発明の構成】本発明は、（Ａ）ポリエチレンテレフタ
レートと（Ｂ）ポリエチレンナフタレンジカルボキシレ
ート系ポリマーとの２種の芳香族ポリエステル混和物で
あって、下記式（１）及び式（２）の少くとも一方を満
足する状態にある該混和物を、射出成形機を用いて熔融
樹脂温度２６０〜３４０℃及びシリンダー熔融樹脂滞留
時間１００〜２２０秒間の条件で混練及び射出成形せし
めることを特徴とする透明性を備えたポリエステル中空
容器の製造方法である。但し、

【００１２】

【数３】 ０．５３［η］_A −０．０３＜［η］_B ＜０．５３［η］_A ＋０．１６ …（１）

【００１３】

【数４】 −５＜Ｔ_mA−Ｔ_mB＜５ …（２） （ここに、［η］_A はポリエチレンテレフタレートの固
有粘度、［η］_B はポリエチレンナフタレンジカルボキ
シレート系ポリマーの固有粘度、Ｔ_mAはポリエチレンテ
レフタレートの融点、Ｔ_mBはポリエチレンナフタレンジ
カルボキシレート系ポリマーの融点をそれぞれ示す。） 本発明を説明する。

【００１４】本発明でいうポリエチレンテレフタレート
とは、エチレンテレフタレート単位を８５モル％以上、
好ましくはポリエチレンテレフタレートホモポリマーか
らなる実質的に線状のポリエステルから成るポリマーを
云う。エチレンテレフタレート単位に対し１５モル％以
下の割合で共重合させ得る成分としては、例えはジエチ
レングリコール、炭素数が１〜１０のエチレングリコー
ルを除くアルキレングリコール、シクロブタンジオー
ル、ヘキサヒドロ―Ｐ―キシレングリコール及びその機
能的誘導体等の２価アルコール類あるいはイソフタール
酸、Ｐ―ジフェニール―４，４′―ジカルボン酸、ヘキ
サヒドロテレフタール酸、１，５―ナフタレンジカルボ
ン酸、スルホイソフタール酸等の芳香族ジカルボン酸類
及びこれらのジカルボン酸の機能的誘導体等を挙げう
る。

【００１５】次に、本発明でいうポリエチレンナフタレ
ート系ポリマーとはその構成単位がエチレン―２，６―
ナフタレンジカルボキシレート単位からなる主成分に、
要すれば１５モル％以下の第三成分の二塩基酸、二価ア
ルコールを用いて、共重合化せしめ、その融点を所定の
温度に調製するものである。即ち、２，６―ナフタレン
ジカルボン酸又はその機能的誘導体とエチレングリコー
ル又はその機能的誘導体とを触媒の存在下で重縮合せし
めるに際し、１５モル％以下、好ましくは１０モル％以
下の第三成分として、例えばシュウ酸、アジピン酸、フ
タール酸、イソフタル酸、テレフタール酸、ナフタレン
―２，７―ジカルボン酸、コハク酸、ジフェニールエー
テルジカルボン酸等のジカルボン酸、又はその提供アル
キルエステル、Ｐ―オキシ安息香酸、Ｐ―オキシエトキ
シ安息香酸の如きオキシカルボン酸若しくはその提供ア
ルキルエステル、或いはプロピレングリコール、トリメ
チレングリコールの如き２価アルコール等の化合物を共
重合したポリマー又は安息香酸、ベンゾイル安息香酸、
ベンジルオキシ安息香酸、メトキシアルキレングリコー
ルなどの一官能性化合物によって、末端の水酸基、及び
／又はカルボキシル基を封鎖したポリマー或いは極少量
のグリセリンもしくはペンタエリスリトールの如き多官
能エステル形成化合物で変性された実質的に線状の共重
合ポリマーを挙げることができる。

【００１６】また、（Ａ）ポリエチレンテレフタレート
と（Ｂ）ポリエチレンナフタレート系ポリマーとの「混
合比」は特に限定しないが、重量比で（Ａ）／（Ｂ）が
９０／１０〜１０／９０が好ましく、３０／７０〜７０
／３０が特に好ましい。

【００１７】製造方法は、上記の混合比に設定した
（Ａ）と（Ｂ）を、あらかじめ熱風乾燥機等で乾燥し、
好ましくは（Ａ）と（Ｂ）をそれぞれのペレットの水分
率を０．００４％以下にせしめた状態で混合し、そのペ
レット混合物を射出成形機等によって予備成形体を作成
する。

【００１８】予備成形体製造に関する条件として、樹脂
温度を射出成形機等のバレルやホットランナーを加熱さ
せることによって樹脂の温度を２６０〜３４０℃の範囲
になるように設定する。ここで樹脂温度とは射出成形機
等のノズル先端から射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。２６０〜３４０℃の
樹脂温度範囲では、ポリエチレンテレフタレートとポリ
エチレンナフタレート系ポリマーとの混合ペレットを射
出成形することが可能である。そして好ましくは２９０
〜３１０℃の温度範囲であり、さらに好ましくは２９５
〜３０５℃の温度範囲である。しかし、２６０℃未満の
温度では、射出成形機等のトルク負荷が大きく、成形は
困難となり、また３４０℃以上では、得られた成形品の
分子量低下が大きく、予備成形体製造後に行われる中空
成形体製造のための吹込成形が困難となる。

【００１９】また、滞留時間については、成形機内で樹
脂が溶融した状態での時間であり、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内で樹脂が溶融保
持される時間のことである。滞留時間は射出成形機等の
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、１００〜２２０秒
間の範囲に設定する。ここで滞留時間をｔとすれば、ｔ
は下記式（３）で与えられる。

【００２０】

【数５】ｔ＝Ｗ・ｓ／Ｐ ……（３） ここでＷ：射出成形機等のシリンダー及びホットランナ
ー内に溶融する樹脂の重量（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） 前述の式（１）あるいは式（２）のどちらか一方、或い
は両方を満たし、しかも樹脂温度を２６０〜３４０℃の
範囲に設定した条件下では、滞留時間を１００〜２２０
秒の範囲に設定することにより、ポリエチレンテレフタ
レートとポリエチレンナフタレート系ポリマーの混合ペ
レットを射出成形機等を用い、透明性の良好な予備成形
体を製造することができる。

【００２１】しかし、前述条件下でも、滞留時間を１０
０秒間未満とした場合は、予備成形体の透明性を得るこ
とが困難となる。一方、滞留時間を２２０秒間以上とし
た場合は、予備成形体の透明性は得られるが、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し、か
つ、長時間滞留により予備成形体の分子量低下などの物
性低下をきたし、予備成形体製造後に行われる中空成形
体製造のための吹込み成形が困難となる。

【００２２】次いで、中空成形体が例えばボトル等の場
合は、前述の予備成形体をブロー成形機等によって、吹
込み成形を行い、中空成形体を製造する方法が採用でき
る。また、ブレンドペレットから予備成形体を作成し連
続して吹込み金型内に吹込みを行って、中空成形体を製
造する方法も採用できる。

【００２３】

【実施例】以下実施例によって本発明を具体的に説明す
る。なお、ポリマー固有粘度の測定、ＳＤＣ測定、樹脂
温度の測定、滞留時間の測定及びヘーズ測定は以下の装
置や条件で実施した。

【００２４】１．固有粘度［η］ （１）ポリエチレンテレフタレートの［η］ オルソクロロフェノール溶媒中３５℃で、測定して得た
溶液粘度から求めた。 （２）ポリエチレンナフタレート系ポリマーの［η］ フェノールと１，１，２，２―テトラクロロエタンの
３：２混合溶媒中３５℃で測定して得た溶液粘度から求
めた。

【００２５】２．融点 米国デュポン社製９１０走査型熱量計（Differential S
canning Calorimeter）及び２１００熱分析器（thermal
Analyzer）で測定した。サンプル量は１０ｍｇ、昇温
速度は５℃／ｍｉｎで実施し、融点ピークから融点を求
めた。

【００２６】３．予備成形体の成形 射出成形機（名機製作所社製、Ｍ―１００ＤＭ型）によ
り、外形３０ｍｍ、長さ１５５ｍｍ、肉厚４．０ｍｍ、
重量５５ｇのプリフォームを、シリンダー及びホットラ
ンナー２５５〜３５０℃、成形サイクル３０〜１２０秒
間で変化させ、射出圧力３０ｋｇ／ｃｍ² 、金型温度１
５℃の条件で成形した。

【００２７】４．中空成形体の成形 前述の予備成形体をシンシナティ ミラクロン（Cincin
nati Milacron ）社製ＲＨＢ―Ｌにより、赤外線のヒー
ター出力を５０％、加熱時間１１０秒間として、吹込成
形により１５００ｍｌのボトルを成形した。

【００２８】５．樹脂温度の測定 前述の射出成形機のノズル先端から射出される溶融した
樹脂を熱電対温度計によって測定した。

【００２９】６．滞留時間 前述の射出成形機中に溶融している重量と、１ショット
分の成形品重量及び成形サイクル時間から式（３）を用
いて求めた。

【００３０】７．透明性の測定 成形ボトルの胴部（肉厚約０．４ｍｍ）を５ｃｍ×５ｃ
ｍの正方形にサンプリングし、日本電色工業社製ＭＯＤ
ＥＬ１０１ＤＰヘーズメータでヘーズを測定した。

【００３１】［実施例１〜３及び比較例１〜５］表１に
示す様なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とエチ
レンテレフタレート成分で変性したポリエチレンナフタ
レート（ＰＥＮ）系ポリマーとのブレンドで、ブレンド
比が７：３一定とし、式（１）と式（２）のどちらか一
方或いは両方が満足する条件下で樹脂温度を３００℃、
滞留時間を１７０秒間とした成形条件を実施例１〜３と
し、それに対し、同じ樹脂温度、滞留時間で式（１）と
式（２）が満足しない条件を比較例１とし、また、式
（１）と式（２）の両方を満足し、２６０〜３４０℃の
温度範囲、または１００〜２２０秒間の滞留時間範囲の
いずれかが外れた条件を比較例２〜５とし、ボトル胴部
のヘーズ特性を比較した。

【００３２】

【表１】

【００３３】表１から判るように、実施例１はヘーズが
最も低く、透明性は最良である。実施例２および３もヘ
ーズは５％以下で透明性は良好である。それに対し、比
較例１はヘーズが９％となり透明性は劣り、比較例２は
射出成形機のトルク上昇が激しく成形不能であった。ま
た比較例３は成形品の分子量低下をきたし、グロー成形
が困難で、中空成形体を得ることができなかった。比較
例４は、ヘーズが１０％となり透明性が劣った。さらに
比較例５はブロー成形が困難で底部偏肉の著しい中空成
形体となり、しかも射出成形のサイクルが長くなり、生
産性に劣るものと考えられた。

【００３４】この様に、例えば実施例１〜３に示すよう
な諸条件のもとでポリエチレンテレフタレートとポリエ
チレンナフタレート系ポリマーとのペレット混合物を射
出成形機で混合・混練させることにより得られる予備成
形体の吹込成形によるポリエステル中空容器は透明性に
優れるものとなることが判った。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （Ａ）ポリエチレンテレフタレートと
   （Ｂ）ポリエチレンナフタレンジカルボキシレート系ポ
   リマーとの２種の芳香族ポリエステル混和物であって、
   下記式（１）及び式（２）の少くとも一方を満足する状
   態にある該混和物を、射出成形機を用いて熔融樹脂温度
   ２６０〜３４０℃及びシリンダー熔融樹脂滞留時間１０
   ０〜２２０秒間の条件で混練及び射出成形せしめること
   を特徴とする透明性を備えたポリエステル中空容器の製
   造方法。 【数１】 ０．５３［η］_A −０．０３＜［η］_B ＜０．５３［η］_A ＋０．１６ …（１） 【数２】 −５＜Ｔ_mA−Ｔ_mB＜５ …（２） （ここに、［η］_A はポリエチレンテレフタレートの固
   有粘度、［η］_B はポリエチレンナフタレンジカルボキ
   シレート系ポリマーの固有粘度、Ｔ_mAはポリエチレンテ
   レフタレートの融点（℃）、Ｔ_mBはポリエチレンナフタ
   レンジカルボキシレート系ポリマーの融点をそれぞれ示
   す。）
2. 【請求項２】 ポリエチレンテレフタレート９０〜１０
   重量部とポリエチレンナフタレンジカルボキシレート系
   ポリマー１０〜９０重量部とよりなる中空成形体であっ
   て、胴部のヘーズが５％以下である透明性を備えたポリ
   エステル中空容器。