JP4561965B2 - 多層容器 - Google Patents
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Description
Sa<Sd<Sc (1)
(式中、Saは熱可塑性ポリエステル樹脂Aの溶解度指数、Scはポリアミド樹脂Cの溶解度指数、Sdはポリアミド樹脂Dの溶解度指数であり、各溶解度指数は、Small法により計算される。)
を満たすポリアミド樹脂Dを99.5/0.5〜80/20の重量比で含有する混合樹脂Bにより主として構成され、該多層容器から取出した混合樹脂Bの引張弾性率が、混合樹脂Bの代わりにポリアミド樹脂Cを中間層として用いた以外は同様に作成した多層容器から取出したポリアミド樹脂Cの引張弾性率より低いことを特徴とする多層容器を提供する。
Sa<Sd<Sc (1)
(式中、Saは熱可塑性ポリエステル樹脂Aの溶解度指数、Scはポリアミド樹脂Cの溶解度指数、Sdはポリアミド樹脂Dの溶解度指数であり、各溶解度指数は、Small法により計算される。)
を満たすポリアミド樹脂Dを99.5/0.5〜80/20の重量比で含有する混合樹脂Bを射出して該中間層の少なくとも1層を形成して多層パリソンを製造する工程を含むことを特徴とする多層容器の製造方法を提供する。
ポリアミド樹脂Cは、メタキシリレンジアミンを70モル%以上含むジアミン成分およびアジピン酸を70モル%以上含むジカルボン酸成分を重合して得られる。ジアミン成分中のメタキシリレンジアミンが70モル%以上であると、優れたガスバリア性が維持できる。ジカルボン酸成分中のアジピン酸が70モル%以上であると、ガスバリア性の低下や結晶性の低下を防止することができる。
また、ポリアミド樹脂Cは、製造時に分子量調節剤として使用される少量のモノアミン、モノカルボン酸を含んでいても良い。
溶融重縮合法としては、例えばメタキシリレンジアミンとアジピン酸からなるナイロン塩を水の存在下に、加圧下で昇温し、加えた水および縮合水を除きながら溶融状態で重合させる方法がある。また、メタキシリレンジアミンを溶融状態のアジピン酸に直接加えて、重縮合する方法によっても製造される。この場合、反応系を均一な液状状態に保つために、メタキシリレンジアミンをアジピン酸に連続的に加え、その間、反応温度が生成するオリゴアミドおよびポリアミドの融点よりも下回らないように反応系を昇温しつつ、重縮合が進められる。
Sa<Sd<Sc (1)
(式中、Saは熱可塑性ポリエステル樹脂Aの溶解度指数、Scはポリアミド樹脂Cの溶解度指数、Sdはポリアミド樹脂Dの溶解度指数である。)
溶解度指数はSmall法により計算される(日本接着協会誌、Vol.22、No.10、p.51(1986)参照)。
ポリアミド樹脂Dは、最内外層(ポリエステル樹脂A層)と中間層(ガスバリア層)の親和性を高めるためSdの値がSaとScの間にあることが重要である。Sdがこの範囲を超えると、最内層および最外層を構成するポリエステル樹脂Aと中間層を構成する混合樹脂Bの親和性が低くなり、層間の密着性が低下し層間剥離性防止に好ましくない。
このようなポリアミド樹脂Dは、Small法による計算から求めたポリエステル樹脂Aとポリアミド樹脂Cの溶解度指数から、上記式(1)を満たすようにポリマー中の骨格セグメントを設計することにより得ることができる。
ジエステル化合物は、炭素数8〜30の脂肪酸と炭素数2〜10のジオールから得られる。脂肪酸の炭素数が8以上、ジオールの炭素数が2以上であると白化防止効果が期待できる。また、脂肪酸の炭素数が30以下、ジオールの炭素数が10以下であると混合樹脂B中への均一分散が良好となる。脂肪酸は側鎖や二重結合があってもよいが、直鎖飽和脂肪酸が好ましい。
(1)ポリエチレンテレフタレートの固有粘度[η]:フェノール/テトラクロロエタン=6/4(重量比)の混合溶媒を使用。測定温度30℃。
(2)ポリアミドMXD6の相対粘度[ηrel]:樹脂1g/96%硫酸100ml、測定温度25℃。
(3)溶解度指数の算出:Small法により計算(日本接着協会誌、Vol.22、No.10、p.51(1986)参照。)。
(4)曇価:JIS K−7105、ASTM D1003に準じて、日本電色工業社製の曇価測定装置(型式:COH−300A)により測定した。
(5)層間剥離性:容器の落下試験により評価した。
落下試験方法:多層容器に水を満たしキャップをした後、24時間静置した多層容器を落下させ層間剥離の有無を目視で判定した。多層容器は底部が床に接触するように垂直落下させた。落下高さ75cm。50本落下させたときの層間剥離したボトルの本数で層間剥離性を評価。
(6)結晶化速度:コタキ製作所(株)製半結晶化時間測定器を用いて測定した。試料を280℃/3分間保持したのち、120℃の油浴での半結晶化時間を測定した。
(7)引張弾性率:ASTM D882に準じて、東洋精機(株)製STOROGRAPH V1−Cを用いて多層容器から取出した中間層の引張弾性率を測定した。
試験片 100mm×10mm。試験速度 50mm/min。
(8)多層容器の酸素透過率:23℃、多層容器内部の相対湿度100%、外部の相対湿度50%の雰囲気下にてASTM D3985に準じて測定した。測定は、モダンコントロールズ社製、OX-TRAN 10/50Aを使用した。
3層パリソン形状:全長95mm、外径22mm、肉厚4.2mm。なお、3層パリソンの製造には、名機製作所(株)製の射出成形機(型式:M200、4個取り)を使用した。
3層パリソン成形条件
スキン側射出シリンダー温度:280℃
コア側射出シリンダー温度 :260℃
金型内樹脂流路温度 :280℃
金型冷却水温度 :15℃
パリソン中の混合樹脂Bの割合:8重量%
多層容器形状:全長223mm、外径65mm、内容積500ml、ポリエステル樹脂A層/混合樹脂B層/ポリエステル樹脂A層=0.28mm/0.056mm/0.10mm、底部形状はシャンパンタイプ。なお、2軸延伸ブロー成形はブロー成形機(クルップ コーポプラスト(KRUPP CORPOPLAST)社製、型式:LB−01)を使用した。
2軸延伸ブロー成形条件
パリソン加熱温度:100℃
ブロー圧力 :2.7MPa
下記の材料を使用し、3層構成の多層容器を成形した。
最内層および最外層
ポリエステル樹脂A:固有粘度が0.75のポリエチレンテレフタレート(日本ユニペット製 RT543C)。溶解度指数は11.1。
中間層
混合樹脂B:ポリアミド樹脂Cとポリアミド樹脂Dの90/10(重量比)ドライブレンド
ポリアミド樹脂C:相対粘度が2.70のポリアミドMXD6(三菱ガス化学製 MXナイロン S6007)を使用した。溶解度指数は13.0、100℃における半結晶化時間は200秒である。
ポリアミド樹脂D:N−6(宇部興産製 1015B)を使用した。溶解度指数は12.6、100℃における半結晶化時間は6秒である。
得られた3層容器について層間剥離性を評価した。また、容器の中間層を取り出し引張弾性率を測定した。結果を表1に示す。
ポリアミド樹脂Cとポリアミド樹脂Dを95/5重量比で混合した以外は実施例1と同様に3層構成の多層容器を成形した。評価結果を表1に示す。
ポリアミド樹脂Cとポリアミド樹脂Dを99/1重量比で混合した以外は実施例1と同様に3層構成の多層容器を成形した。評価結果を表1に示す。
ポリアミド樹脂Dは使用せず、中間層をポリアミド樹脂C単独で使用した以外は実施例1と同様に3層構成の多層容器を成形した。評価結果を表2に示す。
ポリアミド樹脂Cとポリアミド樹脂Dを70/30重量比で混合した以外は実施例1と同様に3層構成の多層容器を成形した。評価結果を表2に示す。
ポリアミド樹脂Cとポリアミド樹脂Dの混合時に白化防止剤としてモンタン酸ナトリウム塩(商品名ホスタモントNaV101、クラリアントジャパン(株)製)をポリアミド樹脂の合計量100重量部に対して0.2重量部添加し、また、容器の形状を下記のように変更した以外は実施例1と同様にして3層構成の多層容器を成形した。
多層容器形状:全長170mm、容積330ml、首径25mm、胴径66mm、ポリエステル樹脂A層/混合樹脂B層/ポリエステル樹脂A層=0.33mm/0.066mm/0.12mm、底部形状はシャンパンタイプ。
得られた3層容器の層間剥離性の評価結果、および、水を330ml充填した3層容器を40℃/80%RH下で6ヶ月間保存した後、容器の低延伸倍率部分(延伸倍率1〜1.5倍)より取り出した中間層の曇価を測定した結果を表3に示す。
白化防止剤をエチレンビスステアリルアミド(商品名アルフローH−50T、日本油脂(株)製)に変更した以外は実施例4と同様にして3層構成の多層容器を成形した。
実施例4と同様にして得た評価結果を表3に示す。
ポリアミド樹脂Dは使用せず、中間層をポリアミド樹脂C単独で使用した以外は実施例4と同様にして3層構成の多層容器を成形した。実施例4と同様にして得た評価結果を表3に示す。
Claims (12)
- ポリエステル樹脂Aと混合樹脂Bを射出して得られた多層パリソンを更に2軸延伸ブロー成形することにより得られる、最外層、最内層および最外層と最内層との間に位置する少なくとも1層の中間層からなる多層容器であって、該最外層および最内層がポリエステル樹脂Aにより構成され、該中間層の少なくとも1層が混合樹脂Bにより構成され、ポリエステル樹脂Aが、テレフタル酸を80モル%以上含むジカルボン酸成分およびエチレングリコールを80モル%以上含むジオール成分を重合して得た熱可塑性ポリエステル樹脂であり、混合樹脂Bが、メタキシリレンジアミンを70モル%以上含むジアミン成分およびアジピン酸を70モル%以上含むジカルボン酸成分を重合して得たポリアミド樹脂Cと80〜120℃での定温結晶化における半結晶化時間がポリアミド樹脂Cの1/5以下であり、かつ下記式(1):
Sa<Sd<Sc (1)
(式中、Saは熱可塑性ポリエステル樹脂Aの溶解度指数、Scはポリアミド樹脂Cの溶解度指数、Sdはポリアミド樹脂Dの溶解度指数であり、各溶解度指数は、Small法により計算される。)
を満たすポリアミド樹脂Dを99.5/0.5〜80/20の重量比で含有し、かつ該多層容器から取出した混合樹脂Bの引張弾性率が、混合樹脂Bの代わりにポリアミド樹脂Cを中間層として用いた以外は同様に作成した多層容器から取出したポリアミド樹脂Cの引張弾性率より低いことを特徴とする多層容器。 - 前記ポリアミド樹脂Cが、メタキシリレンジアミンを70モル%以上含むジアミン成分およびアジピン酸を70モル%以上含むジカルボン酸成分とを溶融重縮合して得られたポリアミド樹脂を、更に固相重合することにより得られた固相重合ポリアミド樹脂であることを特徴とする請求項1記載の多層容器。
- 前記ポリアミド樹脂Dの溶解度指数Sdが11〜13であることを特徴とする請求項1または2記載の多層容器。
- 前記ポリアミド樹脂Dが脂肪族ポリアミドであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の多層容器。
- 前記ポリアミド樹脂Dがナイロン6であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の多層容器。
- 前記混合樹脂Bが、さらに、白化防止剤をポリアミド樹脂Cおよびポリアミド樹脂Dの合計量100重量部に対して0.005〜1.0重量部含有することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の多層容器。
- 多層容器総重量に対する前記混合樹脂Bの重量比が1〜20重量%であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の多層容器。
- スキン側射出シリンダーおよびコア側射出シリンダーを有する射出成形機を用いて、最外層、最内層および該最外層と該最内層との間に位置する少なくとも1層の中間層からなる多層容器を製造する方法であって、該スキン側射出シリンダーから、テレフタル酸を80モル%以上含むジカルボン酸成分およびエチレングリコールを80モル%以上含むジオール成分を重合して得た熱可塑性ポリエステル樹脂Aを射出して該最内層および該最外層を形成し、該コア側射出シリンダーから、メタキシリレンジアミンを70モル%以上含むジアミン成分およびアジピン酸を70モル%以上含むジカルボン酸成分を重合して得たポリアミド樹脂Cと80〜120℃での定温結晶化における半結晶化時間がポリアミド樹脂Cの1/5以下であり、かつ下記式(1):
Sa<Sd<Sc (1)
(式中、Saは熱可塑性ポリエステル樹脂Aの溶解度指数、Scはポリアミド樹脂Cの溶解度指数、Sdはポリアミド樹脂Dの溶解度指数であり、各溶解度指数は、Small法により計算される。)
を満たすポリアミド樹脂Dを99.5/0.5〜80/20の重量比で含有する混合樹脂Bを射出して該中間層の少なくとも1層を形成して多層パリソンを製造する工程を含むことを特徴とする多層容器の製造方法。 - スキン側射出シリンダーから熱可塑性ポリエステル樹脂Aを射出し、コア側射出シリンダーから混合樹脂Bをスキン側射出シリンダーから熱可塑性ポリエステル樹脂Aを同時に射出し、次にスキン側射出シリンダーから熱可塑性ポリエステル樹脂Aを射出して金型キャビティーを満たすことにより3層構造のパリソンを製造することを特徴とする請求項8記載の多層容器の製造方法。
- スキン側射出シリンダーから熱可塑性ポリエステル樹脂Aを射出し、コア側射出シリンダーから混合樹脂Bを射出し、次にスキン側射出シリンダーから熱可塑性ポリエステル樹脂Aを射出して金型キャビティーを満たすことにより5層構造のパリソンを製造することを特徴とする請求項8記載の多層容器の製造方法。
- 前記パリソンの表面を80〜120℃に加熱した後にブロー成形する工程を含むことを特徴とする請求項8〜10のいずれかに記載の多層容器の製造方法。
- 前記パリソンの口部を結晶化させ、表面を80〜120℃に加熱した後に90〜150℃の金型内でブロー成形する工程を含むことを特徴とする請求項8〜10のいずれかに記載の多層容器の製造方法。
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