JP4430833B2 - ポリエステル組成物製ボトルおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスバリア性、機械的強度および外観が優れたポリエステル組成物製ボトルおよびその製造方法に関する。
【0002】
【発明の技術的背景】
従来ガスバリア性を有する樹脂としては、いわゆるPET(ポリエチレンテレフタレート)が知られている。ポリエチレンテレフタレートは機械的強度および透明性に優れ、かつ溶融成形性、延伸性といった成形加工性も良好であり、さらに軽量でもあるため、例えば清涼飲料用の容器、または調味料、洗剤、化粧品用の容器などの素材として広く利用されている。またポリエチレンテレフタレート製容器の需要は年々増大している。
【0003】
ところで炭酸入り清涼飲料、ビールなどのいわゆるスパークリング飲料の容器では、内部に高圧の炭酸ガスなどの内部充填ガスが充填されるため、この内部充填ガスの漏出を防止するため非常に高いガスバリア性を有していることが必要になる。しかしながらポリエチレンテレフタレートは必ずしも高いガスバリア性を有しているとはいえない。そこでこのような非常に高いガスバリア性の要求される用途においてポリエチレンテレフタレート製容器を使用するには、容器の肉厚を厚くするなどの方法によりガスバリア性を確保しなければならずコスト的に不利である。
【0004】
このような状況のもと、透明性、成形加工性などのポリエチレンテレフタレートの優れた特性を損なうことなく、薄肉で、高いガスバリア性を有するスパークリング飲料の容器として好適なポリエチレンテレフタレート製容器が求められており、種々のポリエチレンテレフタレート樹脂組成物からなるボトルが提案されている。
【0005】
例えば、特公平4−20774号公報には、ポリエチレンテレフタレートに共重合ポリエステルを混合した樹脂組成物を二軸延伸成形してなるボトルは、ガスバリア性、耐熱性、耐衝撃性、透明性などに優れていることが記載されている。しかしこの公報には上述した優れた特性のボトルを生産性を落とすことなくしかも経済的に成形することについては言及されていない。
【0006】
特許第2635170号公報には、ポリエチレンテレフタレートと共重合ポリエステルとからなるポリエステル樹脂組成物を特定の延伸指数で高延伸することにより、ガスバリア性が向上したボトルが得られることが記載されている。しかしこの公報に記載されたボトルは、成形機の種類によっては生産性を向上させにくい場合がある。また近年、ポリエステル(特にポリエチレンテレフタレート)製ボトルは小型化する傾向にあるため高延伸倍率でボトルを成形する場合、ボトル形成用プリフォームを小型化、厚肉化する必要がある。このような小型で厚肉のプリフォームを使用すると、例えばペタロイドボトルのように複雑な底部形状のボトルを成形しにくかったり、プリフォームを射出成形する際の冷却時間が長くなり成形サイクルが長くなったり、ブロー成形時の再加熱時間が長くなるためボトルの生産性が劣るという問題点がある。
【0007】
【発明の目的】
本発明は、上記のような従来技術における問題点に鑑みなされたものであって、ガスバリア性、機械的物性および外観に優れ、しかも生産性、経済性に優れたボトルを提供することを目的としている。
【0008】
【発明の概要】
本発明に係るポリエステル組成物製ボトルは、結晶性ポリエチレンテレフタレート(A)と非晶性ポリエステル(B)とが(A)5〜95重量部、(B)95〜5重量部の割合(但し、(A)と(B)との合計は100重量部)でブレンドされてなるポリエステル組成物から形成され、極限粘度が0.5〜1.5dl/gの範囲にあるプリフォームが、下記(i)ないし(iv)で示される要件を充たすように延伸されてなることを特徴としている;
(i) XB/xP≧3.5
(ii) YB/yP≧2.3
(iii)(XB/xP)/(YB/yP)≧1.3
(iv) 0.031≧wP・tP/SB≧0.010g/cm
(但し、xPはプリフォーム胴部の中心半径(mm)、XBはボトル胴部の中心半径(mm)、yPはプリフォームの延伸部の長さ(mm)、YBはボトルの延伸部の長さ(mm)、wPは口栓部を除くプリフォームの重量(g)、SBは口栓部を除くボトルの内表面積(cm2)、tPはプリフォーム胴部の厚さ(cm)である。)。
【0009】
本発明に係るポリエステル組成物製ボトルの製造方法は、ポリエチレンテレフタレート(A)と非晶性ポリエステル(B)とが(A)5〜95重量部、(B)95〜5重量部の割合(但し、(A)と(B)との合計は100重量部)でブレンドされてなるポリエステル組成物から形成され、極限粘度が0.5〜1.5dl/gの範囲にあるプリフォームを、上記(i)ないし(iv)で示される要件を充たすようにブロー成形してボトルとすることを特徴としている。
【0010】
本発明に係るポリエステル組成物製ボトルおよびその製造方法では、プリフォームおよびボトルは、3層以上の多層構造を有していてもよい。
本発明に係るポリエステル組成物製ボトルおよびその製造方法では、プリフォームのプリフォーム胴部の厚さが2.5〜6.0mmの範囲にあることが好ましく、ボトルの内容量が300〜3000mlの範囲にあることが好ましい。
【0011】
【発明の具体的説明】
以下、本発明に係るポリエステル組成物製ボトルおよびその製造方法について具体的に説明する。
本発明に係るポリエステル組成物製ボトルは、ポリエチレンテレフタレート(A)と非晶性ポリエステル(B)とがブレンドされてなるポリエステル組成物から形成されたプリフォームが延伸されたボトルである。
【0012】
まず、ポリエステル組成物の調製に用いられるポリエチレンテレフタレート(A)および非晶性ポリエステル(B)について説明する。
(A)ポリエチレンテレフタレート
本発明で用いられるポリエチレンテレフタレート(A)は、ジカルボン酸またはそのエステル誘導体から導かれるジカルボン酸単位と、ジオールまたはそのエステル誘導体から導かれるジオール単位とからなり、上記ジカルボン酸単位は、該単位の合計を100モル%としたとき、テレフタル酸単位を80モル%以上、好ましくは85〜100モル%の量で含有し、上記ジオール単位は、該単位の合計を100モル%としたとき、エチレングリコール単位を80モル%以上、好ましくは85〜100モル%の量で含有している。
【0013】
ポリエチレンテレフタレート(A)にはテレフタル酸単位以外の他のジカルボン酸単位が含まれていてもよく、このような他のジカルボン酸単位の例として具体的には、フタル酸(オルソフタル酸)、イソフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、2,7-ナフタレンジカルボン酸、2,5-ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、1,3-ビスカルボキシメトキシベンゼンなどの芳香族ジカルボン酸類;コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、デカンジカルボン酸などの脂肪族ジカルボン酸類;シクロへキサンジカルボン酸などの脂環族ジカルボン酸類などから誘導される繰り返し単位が挙げられる。
【0014】
これらの他のジカルボン酸単位は、ポリエチレンテレフタレート(A)中に2種以上含まれていてもよい。これら他のジカルボン酸単位としては、イソフタル酸単位が好ましい。
ポリエチレンテレフタレート(A)にはエチレングリコール単位以外の他のジオール単位が含まれていてもよく、このような他のジオール単位の例として具体的には、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラメチレングリコール、トリメチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキサメチレングリコール、ドデカメチレングリコールなどの脂肪族グリコール類;シクロヘキサンジメタノールなどの脂環族グリコール類;1,3-ビス(2-ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、1,2-ビス(2-ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、1,4-ビス(2-ヒドロキシエトキシ)ベンゼンなどの芳香族基を含むグリコール類;ビスフェノール類、ハイドロキノン、2,2-ビス(4-β-ヒドロキシエトキシフェニル)プロパンなどの芳香族ジオール類など誘導される繰り返し単位が挙げられる。
【0015】
これらのジオール単位は、ポリエチレンテレフタレート(A)中に2種以上含まれていてもよい。これら他のジオール単位としては、ジエチレングリコール単位、シクロヘキサンジメタノール単位などが好ましい。
ポリエチレンテレフタレート(A)は、本発明の目的を損なわない範囲であれば、3個以上のカルボキシル基を有する多官能カルボン酸、または3個以上のヒドロキシ基を有する多官能アルコールから導かれる繰り返し単位を含有していてもよく、例えばトリメシン酸、無水ピロメリット酸などの多官能カルボン酸類、グリセリン、1,1,1-トリメチロールエタン、1,1,1-トリメチロールプロパン、1,1,1-トリメチロールメタン、ペンタエリスリトールなどの多官能アルコール類から導かれる繰り返し単位を含有していてもよい。上記多官能カルボンから導かれる繰り返し単位は、例えば全ジカルボン酸単位を100モル部としたときに3モル部以下、好ましくは1モル部以下、より好ましくは0.5モル部以下の量で含有することができ、上記多官能アルコールから導かれる繰り返し単位は、全ジオール単位を100モル部としたときに3モル部以下、好ましくは1モル部以下、より好ましくは0.5モル部以下の量で含有することができる。
【0016】
またポリエチレンテレフタレート(A)は、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどのポリグリコール類から導かれる繰り返し単位を含有してもよい。
ポリエチレンテレフタレート(A)は、実質上線状であり、このことは該ポリエチレンテレフタレート(A)が、o-クロロフェノールに溶解することによって確認される。
【0017】
ポリエチレンテレフタレート(A)は、25℃、o-クロロフェノール中で測定される極限粘度が、0.5〜1.0dl/g、好ましくは0.6〜0.95dl/gであることが望ましい。
またポリエチレンテレフタレート(A)は示差走査型熱量計(DSC、昇温速度10℃/分)で融点が観測され、その融点は、通常210〜265℃、好ましくは220〜260℃であり、ガラス転移温度(Tg)は、通常50〜120℃、好ましくは60〜100℃である。
【0018】
このようなポリエチレンテレフタレート(A)は、従来公知の方法、例えばテレフタル酸またはそのエステル誘導体と、エチレングリコールまたはそのエステル誘導体とを原料とし、エステル化またはエステル交換反応、液相重縮合反応、次いで必要に応じ固相重合反応させることにより製造することができる。
(B)非晶性ポリエステル
本発明で用いられる非晶性ポリエステル(B)は、ジカルボン酸またはそのエステル誘導体から誘導されるジカルボン酸単位と、ジオールまたはそのエステル誘導体から誘導されるジオール単位とから形成され、パーキンエルマーのVII型の示差熱測定装置にて10℃/分で昇温した際に融点が観測されないポリエステルである。
【0019】
非晶性ポリエステル(B)を形成するジカルボン酸単位の例として具体的には、テレフタル酸、フタル酸(オルソフタル酸)、イソフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、2,7-ナフタレンジカルボン酸、2,5-ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、1,3-ビスカルボキシメトキシベンゼンなどの芳香族ジカルボン酸類、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、デカンジカルボン酸などの脂肪族ジカルボン酸類;シクロへキサンジカルボン酸などの脂環族ジカルボン酸類などから導かれる繰り返し単位が挙げられる。
【0020】
これらのジカルボン酸単位は、非晶性ポリエステル(B)中に2種以上含まれていてもよい。
非晶性ポリエステル(B)を形成するジオール単位の例として具体的には、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラメチレングリコール、トリメチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ペンタンジオール、ネオペンチルグリコール、ヘキサメチレングリコール、ドデカメチレングリコールなどの脂肪族グリコール類;シクロヘキサンジメタノールなどの脂環族グリコール類;1,3-ビス(2-ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、1,2-ビス(2-ヒドロキシエトキシ)ベンゼン、1,4-ビス(2-ヒドロキシエトキシ)ベンゼンなどの芳香族基を含むグリコール類;ビスフェノール類、ハイドロキノン、2,2-ビス(4-β-ヒドロキシエトキシフェニル)プロパンなどの芳香族ジオール類などから導かれる繰り返し単位が挙げられる。
【0021】
これらのジオール単位は、非晶性ポリエステル(B)中に2種以上含まれていてもよい。
非晶性ポリエステル(B)は、全ジカルボン酸単位の合計を100モル%としたとき、イソフタル酸単位を20〜100モル%、好ましくは50〜98モル%、より好ましくは60〜95モル%の量で含有していることが望ましく、特にイソフタル酸単位を20〜100モル%、好ましくは50〜98モル%、より好ましくは60〜95モル%の量で含有し、テレフタル酸単位を0〜80モル%、好ましくは2〜50モル%、より好ましくは5〜40モル%の量で含有していることが望ましい。
【0022】
また非晶性ポリエステル(B)は、全ジオール単位の合計を100モル%としたとき、エチレングリコール単位を50〜100モル%、好ましくは60〜99.9モル%、より好ましくは70〜98モル%の量で含有していることが望ましく、特にエチレングリコール単位を50〜100モル%、好ましくは60〜99.9モル%、より好ましくは70〜98モル%の量で含有し、1,3-ビス(2-ヒドロキシエトキシ)ベンゼン単位を0〜50モル%、好ましくは0.1〜40モル%、より好ましくは2〜30モル%の量で含有していることが望ましい。
【0023】
さらに非晶ポリエステル(B)は、本発明の目的を損なわない範囲であれば、3個以上のカルボキシル基を有する多官能カルボン酸、または3個以上のヒドロキシ基を有する多官能アルコールから導かれる繰り返し単位を含有していてもよく、例えばトリメシン酸、無水ピロメリット酸などの多官能カルボン酸類;グリセリン、1,1,1-トリメチロールエタン、1,1,1-トリメチロールプロパン、1,1,1-トリメチロールメタン、ペンタエリスリトールなどの多官能アルコール類から導かれる繰り返し単位を含有していてもよい。上記多官能カルボンから導かれる繰り返し単位は、例えば全ジカルボン酸単位を100モル部としたときに3モル部以下、好ましくは1モル部以下、より好ましくは0.5モル部以下の量で含有することができ、上記多官能アルコールから導かれる繰り返し単位は、全ジオール単位を100モル部としたときに3モル部以下、好ましくは1モル部以下、より好ましくは0.5モル部以下の量で含有することができる。
【0024】
また非晶ポリエステル(B)は、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどのポリグリコール類から導かれる繰り返し単位を有していてもよい。
非晶性ポリエステル(B)は、実質上線状であり、このことは該非晶性ポリエステル(B)が、o-クロロフェノールに溶解することによって確認される。
【0025】
非晶性ポリエステル(B)は、25℃、o-クロロフェノール中で測定される極限粘度が、0.5〜1.0dl/g、好ましくは0.6〜0.95dl/gであることが望ましい。
このような非晶性ポリエステル(B)は、従来公知の方法、例えばジカルボン酸またはそのエステル誘導体と、ジオールまたはそのエステル誘導体とを原料とし、エステル化またはエステル交換反応、液相重縮合反応、次いで必要に応じ固相重合反応させることにより製造することができる。
【0026】
ポリエステル組成物
本発明で用いられるポリエステル組成物は、上記ポリエチレンテレフタレート(A)と上記非晶性ポリエステル(B)とからなり、(A)と(B)との合計を100重量%としたとき、ポリエチレンテレフタレート(A)を5〜95重量部、好ましくは50〜95重量部、より好ましくは70〜95重量部の量で、上記非晶性ポリエステル(B)を、95〜5重量%、好ましくは50〜5重量%、より好ましくは30〜5重量部の量でブレンドして得られる。
【0027】
ポリエチレンテレフタレート(A)および非晶性ポリエステル(B)の配合量を上記のような範囲内の量にすることによって、ポリエチレンテレフタレート(B)が有する透明性および機械的物性を損なうことなくガスバリア性を向上させたポリエステル組成物が得られる。
ポリエステル組成物を製造するには、ポリエチレンテレフタレート(A)と非晶性ポリエステル(B)とを、例えばヘンシェルミキサー、Vブレンダー、リボンブレンダー、タンブラーブレンダーなどで混合する方法、さらには混合後一軸押出機、二軸押出機、ニーダー、バンバリーミキサーなどで溶融混合し、ペレット化あるいは粉砕する方法を採用することができる。また上記溶融混合品を必要に応じて、結晶化してもよい。さらにポリエチレンテレフタレート(A)と非晶性ポリエステル(B)を二軸押出機などで溶融混合した後に必要に応じて結晶化した組成物に、ポリエチレンテレフタレート(A)を混合してもよい。
【0028】
本発明で用いられるポリエステル組成物には、耐熱安定剤、耐候安定剤、帯電防止剤、滑剤、離型剤、顔料分散剤、顔料または染料など、通常、ポリエステルに添加して用いられる各種配合剤を、本発明の目的を損なわない範囲で添加することができる。
ポリエステル組成物製ボトル
本発明に係るポリエステル組成物製ボトルは、上記ポリエステル組成物から形成されたプリフォームが延伸されてなるボトルである。
【0029】
まず本発明に係るポリエステル組成物製ボトルおよび該ボトルの製造に用いられるプリフォームを図1に基づいて説明する。図1は、本発明に係るポリエステル組成物製ボトルおよび該ボトルの製造に用いられるプリフォームの一例を示す概略断面図であり、ポリエステル組成物製ボトルおよびプリフォームは重ねて描いており、またボトルの断面図の半分は省略している。
【0030】
図中1はポリエステル組成物製ボトルの一例を示しており、このポリエステル組成物製ボトル1は、口栓部2、ボトル上肩部3、ボトル胴部4、ボトル下肩部5およびボトル底部6とからなっている。
図中11は、上記ポリエステル組成物製ボトル1を製造する際に用いられるプリフォームの一例を示しており、このプリフォーム11は、口栓部2、プリフォーム胴部14およびプリフォーム底部16とからなっている。
【0031】
図中8はサポートリングであり、9は延伸部の一端を示す仮想直線であり、10はポリエステル組成物製ボトル1およびプリフォーム11の中心線を示す。
図中xPはプリフォーム11の中心半径であり、プリフォーム底部16と仮想直線9の中間の位置における、中心線10からプリフォーム胴部14の肉厚の中心までの長さである。
【0032】
図中XBはポリエステル組成物製ボトル1の中心半径であり、ボトル底部6と仮想直線9の中間の位置における、中心線10からボトル胴部4の肉厚の中心までの長さである。
図中yPはプリフォーム11の延伸部(ボトルに成形する際に延伸される部分)の長さであり、仮想直線9からプリフォーム底部16の肉厚の中心までの中心線10に沿った長さである。
【0033】
図中YBはボトル1の延伸部(ボトルに成形した際に延伸された部分)の長さであり、仮想直線9からボトル底部6の肉厚の中心までの中心線10に沿った長さである。
またポリエステル組成物製ボトル1の内容積は、口栓部2の内容積を除いたポリエステル組成物製ボトル1の内容積であり、具体的には仮想直線9から下の内容積を意味する。
【0034】
ポリエステル組成物製ボトル1の内表面積(SB)は、口栓部2の内表面積を除いたポリエステル組成物製ボトル1の内表面積であり、具体的には仮想直線9から下の内表面積を意味する。ポリエステル組成物製ボトル1の内表面積(口栓部の内表面積を除く。)(SB)は、ポリエステル組成物製ボトル1を分割し、三次元測定機で内表面形状を検出して微小部分に分割し、この微小部分の面積を積算する微小分割法によって測定することができる。なおポリエステル組成物製ボトル1が簡単な形状を有している場合には、ポリエステル組成物製ボトル1の胴部を円筒と仮定し、ポリエステル組成物製ボトル1の下部および上部をそれぞれ半球として仮定し、近似値として内表面積を求めることもできる。
【0035】
またポリエステル組成物製ボトル1の内容積は、水などの液体を入れることにより容易に測定できる。
本発明に係るポリエステル組成物製ボトルおよびこのボトルを形成するためのプリフォームは、上記ポリエステル組成物から形成されている。このポリエステル組成物製ボトルおよびプリフォームは単層でもよく、上記ポリエステル組成物を中間層とする3層以上の多層構造を有する多層ボトルおよび多層プリフォームであってもよい。なお、本明細書において中間層とは、ポリエステル組成物製ボトルまたはプリフォームの壁部の内壁面を構成する最内層と、ポリエステル組成物製ボトルまたはプリフォームの壁部の外壁面を構成する最外層との間に挟まれた層を意味する。
【0036】
多層構造を有するポリエステル組成物製ボトルまたは多層プリフォームの、外層、内層を形成する樹脂としては、上記ポリエチレンテレフタレート(A)、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンイソフタレートなどが好ましい。
本発明に係るポリエステル組成物製ボトルの内容量は、通常300〜3000mlの範囲にあり、300〜1500mlの範囲にあることが好ましい。
【0037】
またポリエステル組成物製ボトルのボトル胴部の肉厚は、通常0.2〜0.6mmの範囲にあり、0.25〜0.55mmの範囲にあることが好ましい。
本発明に係るポリエステル組成物製ボトルを形成するためのプリフォームのプリフォーム胴部の厚みは、通常2.5〜6mmの範囲にあり、2.7〜5.5mmの範囲にあることが好ましく、特に2.7〜5.2mmの範囲にあることが好ましい。
【0038】
プリフォームが3層以上の多層構造を有する多層プリフォームである場合、この多層プリフォームの全肉厚に対する中間層の厚みの割合は、成形工程上可能であれば1〜99%の範囲で取ることができる。
またプリフォームの25℃、o-クロロフェノール中で測定される極限粘度(IV)は、通常0.5〜1.5dl/gの範囲にあり、0.7〜1.2dl/gの範囲にあることが好ましく、特に0.75〜1.0dl/gの範囲にあることが好ましい。
【0039】
プリフォームの極限粘度は、成形されたプリフォームの任意の部分から採取し試料を用いて測定される。具体的には、試料1.5gを採取し、試料/o-クロロフェノール=0.08g/mlとなるようにo-クロロフェノールを添加し、オートクレーブにて160℃で溶解する。得られた溶液を冷却後溶液の極限粘度(IV)をアトランティック型粘度計を用いて25℃にて測定する。
【0040】
プリフォームの厚みが上記範囲内にあると、ポリエステル組成物製ボトルの賦型性が良好であり、ブロー成形時に金型形状通りのボトルが成形し易くなり、ボトル下肩部に白化が発生し難くなる傾向がある。またプリフォームの厚みが上記範囲内にあると、充分な延伸倍率がとれるため得られるポリエステル組成物製ボトルはガスバリア性やクリープ特性が優れる傾向がある。さらにプリフォームの厚みが上記範囲内にあると、射出成形サイクルが長くなることがなくプリフォームの生産性に優れ、ブロー成形時の再加熱時間が長くなることがなく、ボトル生産性にも優れる。
【0041】
本発明に係るポリエステル組成物製ボトルは、下記(i)ないし(iv)で示す要件を充たしている。
(i)XB/xP(横延伸倍率)は、XB/xP≧3.5、
好ましくは5.5≧XB/xP≧3.5、
より好ましくは5.0≧XB/xP≧3.5である。
(ii)YB/yP(縦延伸倍率)は、YB/yP≧2.3、
好ましくは4.5≧YB/yP≧2.3、
より好ましくは4.0≧YB/yP≧2.4である。
(iii)(XB/xP)/(YB/yP)は、(XB/xP)/(YB/yP)≧1.3、
好ましくは3.0≧(XB/xP)/(YB/yP)≧1.3、
より好ましくは2.5≧(XB/xP)/(YB/yP)≧1.3である。
(iv)wP・tP/SBは、0.031≧wP・tP/SB≧0.010g/cm、
好ましくは0.031≧wP・tP/SB≧0.015g/cm、
より好ましくは0.030≧wP・tP/SB≧0.017g/cmである。
(但し、xPはプリフォーム胴部の中心半径(mm)、XBはボトル胴部の中心半径(mm)、yPはプリフォームの延伸部の長さ(mm)、YBはボトルの延伸部の長さ(mm)、wPは口栓部を除くプリフォームの重量(g)、SBは口栓部を除くボトルの内表面積(cm2)、tPはプリフォーム胴部の厚さ(cm)である。)。
【0042】
上記XB/xPはボトルの横延伸倍率を示し、(i)の要件を充たすと、ポリエステル組成物製ボトルは、保存時のクリープ特性が良好であり、かつ生産性に優れる。
上記YB/yPはボトルの縦延伸倍率を示し、(ii)の要件を充たすと、ポリエステル組成物製ボトルは、ボトル胴部の延伸が充分でありガスバリア性に優れ、かつ生産性に優れる。
【0043】
上記(XB/xP)/(YB/yP)はボトルの横延伸倍率と縦延伸倍率との比を示し、(iii)の要件を充たすと、ポリエステル組成物製ボトルはクリープ特性に優れる。
上記wP・tP/SBはボトルの生産性、ガスバリア性および外観の指標であり、(iv)の要件を充たすと、ポリエステル組成物製ボトルは生産性に優れ、かつガスバリア性に優れる。またボトル底部が成形が充分にでき、底部の白化が発生することがない。
【0044】
本発明に係るポリエステル組成物製ボトルは上記ポリエステル樹脂組成物からなり、かつ上記(i)ないし(iv)で示す要件を充たしているのでガスバリア性、クリープ特性が良好であり、透明性などの外観に優れている。また、プリフォームの射出成形サイクルやブロー成形時の再加熱時間が長くなることがなくボトルの生産性に優れ、ボトル胴部の肉厚を薄くすることができるので経済性にも優れている。
【0045】
ボトルの製造方法
次に本発明に係るポリエステル組成物製ボトルの製造方法について説明する。
まず上記ポリエステル樹脂組成物から上述したようなプリフォームを製造する。該プリフォームは、従来公知の方法、例えば押出成形または射出成形により製造することができる。プリフォームが多層プリフォームである場合は、多層成形用射出成形機を用ることにより製造することができる。
【0046】
プリフォーム成形時の樹脂の加熱温度は、使用する樹脂により異なるが、例えば270〜320℃、好ましくは270〜310℃である。得られたプリフォームは必要に応じてブロー成形する前にプリフォームの口栓部を加熱することにより結晶化してもよい。
上述したような本発明に係るポリエステル組成物製ボトルは、上記のプリフォームを延伸適性温度まで加熱し、次いで該プリフォームを所望形状の金型中に保持した後空気を吹き込み、金型に着装することにより製造することができる。
【0047】
より具体的には、前記プリフォームを近赤外線ヒーターなどを用いて延伸適正温度まで加熱し、ブロー成形する。ブロー成形時の加熱温度は、通常80〜130℃、特に90〜120℃であることが好ましい。ブロー金型温度は通常20〜170℃、特に20〜160℃であることが好ましい。また、必要に応じ一旦必要なボトル容量よりも大型のボトルを成形し、加熱オーブンにて該ボトルを収縮させ、収縮したボトルを再びブロー成形してボトル成形する、いわゆる2段ブロー成形法を採用することもできる。
【0048】
ブロー成形は、上記(i)ないし(iv)で示す要件を充たすように行われる。
本発明ではブロー成形時の延伸倍率を制御することによって上記(i)〜(iv)で示す要件を充たすようにしてもよく、またプリフォームの形状、肉厚、重量を制御することによっても上記(i)〜(iv)で示す要件を充たすようにすることができる。
【0049】
このような本発明に係るポリエステル組成物製ボトルの製造方法によると、クリープ特性などの機械的物性、ガスバリア性および透明性などの外観に優れたポリエステル組成物ボトルが得られ、かつこのような優れた特性のボトルを生産性よく経済的に製造することができる。
【0050】
【発明の効果】
本発明に係るポリエステル組成物製ボトルは、クリープ特性などの機械的物性、ガスバリア性および透明性などの外観に優れているので、特にスパークリング炭酸飲料用のボトルに好適である。
また本発明に係るポリエステル組成物製ボトルの製造方法は、このような優れた特性のボトルを生産性よく経済的に製造することができる。
【0051】
【実施例】
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
なお下記実施例においては、以下の樹脂を使用した。
ポリエチレンテレフタレート:o-クロロフェノール中25℃で測定した極限粘度(IV)が0.85dl/gのポリエチレンテレフタレート。
【0052】
非晶性ポリエステル:ジカルボン酸単位100モル%に対してイソフタル酸単位を90モル%、テレフタル酸単位を10モル%の割合で含有し、ジオール単位100モル%に対してエチレングリコール成分単位を85モル%、1,3-ビス(2-ヒドロキシエトキシ)ベンゼン単位を15モル%の割合で含有し、さらにジカルボン酸単位100モル部に対して、トリメチロールプロパン単位を0.3モル部含有する共重合ポリエステル。この共重合ポリエステルは、o-クロロフェノール中25℃で測定した極限粘度(IV)が0.85dl/gであり、パーキンエルマーのVII型の示差熱測定装置にて10℃/分で昇温した際に融点が観測されなかった。
【0053】
また下記実施例においては、各種物性は以下のように測定した。
ボトル物性
(ボトルの炭酸ガスバリア性)
ボトル内にボトル容積の4倍の体積の炭酸ガスが溶解した炭酸水を封入し、密栓する(このときのボトル内圧は23℃で5kg/cm2程度)。これを23±1℃の雰囲気に保管し、保管開始からボトル内圧が17.5%低下するまでの期間(シェルライフ)を炭酸ガスバリア性の指標とした。
(クリープ特性)
ボトルを30℃、RH90%の雰囲気下に24時間保存後、ボトル内にボトル容積の4倍の体積の炭酸ガスが溶解した炭酸水を封入し密栓した。このボトルについて仮想直線9とボトル底部との中間部におけるボトルの直径を測定した。次にこのボトルを38℃、RH90%の雰囲気下に24時間保存後、同様にボトル直径を測定し、各ボトルで保存前後の直径の伸び率を比較した。
(ボトル外観)
成形したボトルの外観を目視検査し、下記の基準で評価を実施した。
○:ボトル胴部、ボトル底部共に充分賦型されており、ボトル胴部、ボトル下肩部およびボトル底部共に白化の発生がない
△1:ボトル胴部、ボトル下肩部およびボトル底部共に充分賦型されているが、ボトル下肩部に白化が発生した
△2:ボトル胴部、ボトル下肩部およびボトル底部共に白化が発生していないものの、ボトル下肩部の賦型が充分でなかった。
△3:ボトル胴部の延伸が充分でなく、ボトル胴部に流れ模様が形成された。
×:ボトル下肩部の賦型が充分でなく、また、ボトル下肩部に白化が発生した。
【0054】
【実施例1〜3、比較例1、2】
ポリエチレンテレフタレートおよび共重合ポリエステルを表1に示す割合で混合してポリエステル組成物を調製し、得られたポリエステル組成物に対して150ppmのステアリン酸マグネシウムを配合して、名機製作所(株)製成形機 M−70Bで成形し、ボトル形成用のプリフォームを製造した。この時の成形温度は270℃であった。また得られたプリフォームの口栓部の重量は5gであった。
【0055】
次に上記プリフォームをCORPOPLAST社製 LB-01成形機で二軸延伸成形してボトルを得た。この時の延伸温度は110℃であった。
得られたボトルの内容積(口栓部の内容積を除く)は500mlであり、内表面積(口栓部の内表面を除く)は420cm2であった。得られたボトルについて各種物性を測定した結果を表1に示す。
【0056】
【表1】
【0057】
【実施例4〜6、比較例3】
ポリエチレンテレフタレート 50重量部および共重合ポリエステル 50重量部を混合してマスターバッチを調製し、次いで該マスターバッチとポリエチレンテレフタレートとを種々の割合で混合して、ポリエチレンテレフタレートと共重合ポリエステルとが表2に示す割合で含まれるポリエステル組成物を調製した。
【0058】
このようにして得られたポリエステル組成物を名機製作所(株)製成形機 M−70Bで成形し、ボトル形成用のプリフォームを製造した。この時の成形温度は270℃であった。また得られたプリフォームの口栓部の重量は5gであった。
次に上記プリフォームをCORPOPLAST社製 LB-01成形機で二軸延伸成形してボトルを得た。この時の延伸温度は100〜110℃であった。
【0059】
得られたボトルの内容積(口栓部の内容積を除く)は500mlであり、内表面積(口栓部の内表面を除く)は400cm2であった。得られたボトルについて各種物性を測定した結果を表2に示す。
【0060】
【表2】
【0061】
【比較例4】
上記実施例4〜6、比較例3で調製したものと同様のマスターバッチ10重量%とポリエチレンテレフタレート 90重量%とを混合して得られたポリエステル組成物を、名機製作所(株)製成形機 M−70Bで成形し、ボトル形成用プリフォームを製造した。この時の成形温度は270℃であった。また得られたプリフォームの口栓部の重量は5gであった。
【0062】
次に上記プリフォームをCORPOPLAST社製 LB−01成形機で二軸延伸成形してボトルを得た。この時の延伸温度は115℃であった。
得られたボトルの内容積(口栓部の内容積を除く)は500mlであり、内表面積(口栓部の内表面を除く)は400cm2であった。得られたボトルについて各種物性を測定した結果を表3に示す。
【0063】
【比較例5】
上記実施例4〜6、比較例3で調製したものと同様のマスターバッチ10重量%と、ポリエチレンテレフタレート 90重量%とを混合して得られたポリエステル組成物を、名機製作所(株)製成形機 M−70Bで成形し、ボトル形成用プリフォームを製造した。この時の成形温度は270℃であった。得られたプリフォームの口栓部の重量は5gであった。
【0064】
次に上記プリフォームをCORPOPLAST社製 LB−01成形機で二軸延伸成形してボトルを得た。この時の延伸温度は100℃であった。
得られたボトルの内容積(口栓部の内容積を除く)は650mlであり、内表面積(口栓部の内表面を除く)は600cm2であった。得られたボトルについて各種物性を測定した結果を表3に示す。
【0065】
【表3】
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るポリエステル組成物製ボトルおよび該ボトルを製造しうるプリフォームの一例を示す概略断面図である。
1 … ボトル
2 … 口栓部
4 … ボトル胴部
11 … プリフォーム
14 … プリフォーム胴部
16 … プリフォーム底部
Claims (8)
- ポリエチレンテレフタレート(A)と非晶性ポリエステル(B)とが(A)5〜95重量部、(B)95〜5重量部の割合(但し、(A)と(B)との合計は100重量部)でブレンドされてなるポリエステル組成物から形成され、極限粘度が0.5〜1.5dl/gの範囲にあるプリフォームが、下記(i)ないし(iv)で示される要件を充たすように延伸されてなることを特徴とするポリエステル組成物製ボトル;
(i) XB/xP≧3.5
(ii) YB/yP≧2.3
(iii)(XB/xP)/(YB/yP)≧1.3
(iv) 0.031≧wP・tP/SB≧0.010g/cm
(但し、xPはプリフォーム胴部の中心半径(mm)、XBはボトル胴部の中心半径(mm)、yPはプリフォームの延伸部の長さ(mm)、YBはボトルの延伸部の長さ(mm)、wPは口栓部を除くプリフォームの重量(g)、SBは口栓部を除くボトルの内表面積(cm2)、tPはプリフォーム胴部の厚さ(cm)である。)。 - 上記プリフォームおよびボトルが3層以上の多層構造を有する請求項1に記載のポリエステル組成物製ボトル。
- 上記プリフォームのプリフォーム胴部の厚さが2.5〜6.0mmの範囲にある請求項1または2に記載のポリエステル組成物製ボトル。
- 上記ボトルの内容量が300〜3000mlの範囲にある請求項1ないし3のいずれか1項に記載のポリエステル組成物製ボトル。
- ポリエチレンテレフタレート(A)と非晶性ポリエステル(B)とが(A)5〜95重量部、(B)95〜5重量部の割合(但し、(A)と(B)との合計は100重量部)でブレンドされてなるポリエステル組成物から形成され、極限粘度が0.5〜1.5dl/gの範囲にあるプリフォームを、下記(i)ないし(iv)で示される要件を充たすようにブロー成形してボトルとすることを特徴とするポリエステル組成物製ボトルの製造方法;
(i) XB/xP≧3.5
(ii) YB/yP≧2.3
(iii)(XB/xP)/(YB/yP)≧1.3
(iv) 0.031≧wP・tP/SB≧0.010g/cm
(但し、xPはプリフォーム胴部の中心半径(mm)、XBはボトル胴部の中心半径(mm)、yPはプリフォームの延伸部の長さ(mm)、YBはボトルの延伸部の長さ(mm)、wPは口栓部を除くプリフォームの重量(g)、SBは口栓部を除くボトルの内表面積(cm2)、tPはプリフォーム胴部の厚さ(cm)である。)。 - 上記プリフォームおよびボトルが3層以上の多層構造を有する請求項5に記載のポリエステル組成物製ボトルの製造方法。
- 上記プリフォームのプリフォーム胴部の厚さが2.5〜6.0mmの範囲にある請求項5または6に記載のポリエステル組成物製ボトルの製造方法。
- 上記ボトルの内容量が、300〜3000mlの範囲にある請求項5ないし7のいずれか1項に記載のポリエステル組成物製ボトルの製造方法。
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