JPH11315196A - ポリエステル樹脂 - Google Patents
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Abstract
ヒド発生率を有するポリエステル樹脂を提供する。 【解決手段】 遊離基スカベンジャーとして作用する酸
化防止剤を添加された低ホルムアルデヒド含有量を有す
るポリエステル樹脂は、ホルムアルデヒド含有量が15
0ppb以下で、ホルムアルデヒド発生率も290℃の
温度で15ppb/分以下である。
Description
の残留量が少なく、生産時のホルムアルデヒド発生率も
低い、ポリエステル樹脂の製造方法、およびその製造さ
れたポリエステル樹脂とその樹脂を使用して製造する物
品に関する。
質、たとえばアセトアルデヒドなどは、樹脂を処理する
過程におけるブロー押出し工程やブロー注入工程等の際
に相当量発生する。製造された物質に含有される残留ホ
ルムアルデヒドの量は1000ppbを超える事もあ
り、またホルムアルデヒド発生率は、290℃で測った
場合、500ppb/分以上の場合もある。
すると、もちろん他の汚染物質が存在する場合も同様で
あるが、人間の器官感覚、特に味覚に悪影響を及ぼす。
したがって、食べ物や飲料と接触するような用途に使用
される樹脂は、可能な限り少ないホルムアルデヒド含有
量を有することが望ましい。また、食べ物や飲料とニ接
触しない製品であっても、なるべく低いホルムアルデヒ
ド含有量を有することがやはり望ましい。
ためには、原料となる樹脂が低いアルデヒド含有量を有
するだけでなく、製品の製造工程に加えられる熱によっ
て発生するアルデヒドの率も低い必要がある。従来、低
いAセトアルデヒド含有量と低いアセトアルデヒド発生
率を有するポリエステル樹脂を製造する方法が知られて
いる(EP−B−41035)。
その他の製造工程を経るために、ポリエステル樹脂は、
通常0.75dl/g以上の固有粘度を有する。この値
は、重縮合反応(ここでは普通樹脂の固有粘度は0.6
から0.7dl/gの範囲より高くはない)を経た樹脂
に対して、固体重縮合(SSP)を行うことによって得
ることができる。このSSP反応は以下のように行われ
る。すなわち、樹脂を結晶化した後、ペレット状の樹脂
を約180℃から230℃の温度に、目的のIV値を得
るのに必要な時間加熱する。
ス流の中で行われる。SSPを行うためのペレットを得
るために樹脂を押出し成形するが、これは通常空気中で
行われる。また、様々な製品を得るために樹脂を加工す
る工程も空気中で行われる。
ムアルデヒド含有量が低く、また製造過程におけるホル
ムアルデヒド発生率の低いポリエステル樹脂を提供する
ことである。低いホルムアルデヒド含有量(150pp
b以下)を有し、またホルムアルデヒド発生率も290
℃において15ppb/分と低い樹脂が、遊離基を除去
bキる(遊離基スカベンジャー)作用を有する酸化防止
剤を含むポリエステル樹脂の添加によって得られること
を発見した。
に、本発明は遊離基スカベンジャーとして作用する酸化
防止剤を含む芳香族ポリエステル樹脂であって、残留ホ
ルムアルデヒド含有量が150ppb以下であって、ホ
ルムアルデヒド発生率が290℃で15ppb/分以下
であることを特徴とするポリエステル樹脂を提供する。
ここで、上記のポリエステル樹脂は、固有粘度が0.7
dl/g以上であることを特徴とする。
5%のイソフタル酸量を有する、ポリエチレンテレフタ
レート(polyethylene terephthalate)、ポリブチレンテ
レフタレート(polybutylene terephthalate)、コポリエ
チレンテレフタレート(copolyethylene terephthalate)
からなるグループから選択されることを特徴とする。ま
た、上記のポリエステル樹脂は、0.2%以下のピロメ
リト酸二無水物が添加された最大15%のイソフタル酸
を有するコポリエチレンテレフタレートからなることを
特徴とする。さらに本発明は、上記の樹脂から製造され
ることを特徴とする製品に関する。
ることを特徴とする飲料容器やその他の容器のプリフォ
ームに関する。さらにまた、本発明は、遊離基スカベン
ジャーとして作用する酸化防止剤が溶解状態の樹脂に添
加され、その後前記樹脂が不活性ガス雰囲気で固体重縮
合反応にさらされることを特徴とする、上記の樹脂を製
造する方法に関する。本発明において、上記の樹脂製造
方法は、芳香族テトラカルボン酸からなる二無水物(dia
nhydride)が前記樹脂に添加され、前記固体重縮合反応
が170℃から180℃の間の温度で行われることを特
徴としている。
エステル樹脂が無色であることを特徴とする。さらにま
た本発明は、上記のポリエステル樹脂およびポリエステ
ル樹脂から製造される物品であって、亜燐酸塩および/
または有機燐酸塩類とヒンダードフェノールからなるグ
ループから選択される酸化防止剤を含むことを特徴とす
る樹脂および樹脂から製造される物品に関する。本発明
によると、上記のポリエステル樹脂は前記酸化防止剤が
前記樹脂に対して重量の0.1から1%の量添加される
ことを特徴とする。
レード)されるとき、遊離基スカベンジャーとして作用
する酸化防止剤を添加するだけでなく、目的の樹脂を不
活性ガス雰囲気の中で加熱しなければならない。遊離基
スカベンジャーとして作用する酸化防止剤を添加された
ポリエステル樹脂の反応は、ホルムアルデヒドの発生に
ついてのみ特異であり、同様の条件でアセトアルデヒド
の含有量や発生率を制限することはできない。
脂製造工程のうち、エステル化もしくはエステル交換工
程において、またはそれに続く重縮合工程において、ポ
リエステル樹脂の溶解液に添加される。前記酸化防止剤
はまた、製品に成形される前に溶解された状態で押出し
成形機に入れられた樹脂に添加してもよいし、樹脂をS
SP工程にかける前に添加してもよい。
ス(窒素)雰囲気の中で行われ、例えば製品を製造する
場所に不活性ガス流を発生させることによって行われ
る。空気中で作業をすることも可能だが、その結果製造
される樹脂の品質は上記の条件の物に比べて劣る。使用
される酸化防止剤の量は、樹脂に対して重量の0.1〜
1%の範囲である。
生する色づきの問題も本発明によって防止することがで
きた。色づき(カラリング)問題は、特に酸化防止剤が
亜燐酸塩類である場合に、樹脂が180℃以上の温度で
SSP工程にさらされる際に発生した。本発明では、酸
化防止剤を添加した樹脂に、芳香族テトラカルボン酸の
二無水物を添加して、180℃以下の温度でSSP工程
を行うことによってこの問題が解決されることを発見し
た。好ましい化合物としては、ピロメリト酸二無水物が
あげられる。
のイソフタル酸を含有するコポリエチレンテレフタレー
ト(copolyethylene terephthalate)樹脂に対して、重
量の0.2%以下のピロメリト酸二無水物を添加するこ
とが特に適している。180℃以下の温度、例えば17
0℃と180℃の間の温度で処理を行った場合、重縮合
反応はまだ十分に活発である。その結果製造されるポリ
マーは無色である(ASTMD542−50によると、
測定されたイエローインデックスは4以下であった)。
ーとして作用しうる酸化防止剤が本発明の工程に使用さ
れる。このカテゴリーには化学式P(OR1)3で表す
亜燐酸塩が含まれる。ここで、基R1は相互に類似して
も異なってもよく、アルキル基かアリル基類に属する。
例としては、8以上の炭素原子を有するアルキル基であ
るイソオクチル、イソデシル、オクタデシルなど、もし
くはアリル基であるフェニルやフェニルが1以上のアル
キル基類に置換されたもの、例えばt.ブチルフェニ
ル、ジ−t.ブチルフェニル、n−ノニルフェニルなど
が挙げられる。
塩を利用することも可能である。ここで、R1は上記と
同じ意味である。具体的には燐酸トリアリールが望まし
い。また、二亜燐酸化合物、例えばジェネラルエレクト
リックスペシャリティケミカルズ社の販売する化合物で
ある「Ultranox626」や「Ultranox627」(商標名)が特
に適している。これは、これらの酸化防止剤によって安
定化された樹脂のイエローインデックスが低いためであ
る。
燐酸塩(triphenylphosphite)やトリオクタデシル亜燐酸
塩(trioctadecylphosphite)がある。使用されうる他の
酸化防止剤としては、フェノール類の酸化物、例えばヒ
ンダードフェノール性化合物がある。この化合物の具体
例としては、テトラキス(メチレン−3.5−ジ−t.
ブチル−4−ヒドロキシイドロ−シンナマート)によっ
て構成される、チバ−ガイギー社の「Irganox1010」
(商標名)がある。
樹脂は、例えばテレフタル酸のような芳香族ジカルボン
酸と、例えばエチレングリコール、1,4−ブタンジオ
ール、1,4シクロヘキサンジメチオールといった2−
12炭素原子を有するジオールとの重縮合による生成物
からなる。所望の樹脂は、テレフタル酸から誘導された
構成物のうちモルの15%以下がイソフタル酸かジカル
ボン酸ナフタレンから誘導された構成物と代替されるテ
レフタル酸共重合体や、ポリエチレンテレフタレート
や、ポリブチレンテレフタレートからなる。
アルデヒド発生率も低い樹脂は、0.4dl/g以上の
固有粘度を有する。固相で再加工(リグレード)するこ
とにより0.7dl/g以上の固有粘度を得た樹脂は、
例えば食べ物を載せるためのトレイやその他の低ホルム
アルデヒド含有量・低ホルムアルデヒド発生率を有する
ことを必要とする用途に使用する発泡材料や、フィルム
や、炭酸飲料の容器などを製造するのに特に適してい
る。本発明の範囲を限定するものではない本発明の実施
例を以下に記載する。
マトグラフィ)を用い、検出剤としてはジニトロフェニ
ルヒドラジン(DNPH)を使用した。フィルタディス
クを具備したガスフラッシングのためのフラスコに入れ
られたサンプルは、10ml/分の窒素流のなかで、1
50℃の温度で6時間脱着される。このようにして除去
されたカルボニル類を含む化合物はDNDH(スペルコ
社の販売する製品名、catナンバー2−1026)で
コーティングされた高純度シリカに付着し、ここでヒド
ラゾン誘導体に変換される。
水を有するカートリッジによって溶離され、以下の工程
によってHPLCにより分析される。 流量: 1ml/分 注入量: 20ml 検波: UV、360nm コラム特性: C18 4.6mm×250mm I.
D. 固有粘度は、重量60/40のフェノール/テトラクロ
ロエタン混合液100mlにポリマー0.5gを溶かし
た25℃の溶解液を利用して測定される。
るTPA共重合体とアンチモン触媒(Sbトリアセテー
ト)を利用してテレフタル酸から得られるポリエチレン
テレフタレート(TPA)である。事前に乾燥された樹
脂は、スクリュー押出し機(Haake)の中で酸化防
止剤およびピロメリト無水物(使用時)を添加すること
によって得られる。ポリマーの初期粘度は0.579d
l/gであり、最終粘度は0.572から0.579d
l/gの範囲である(表参照)。
ジャケットと高温窒素流で加熱され、196℃(例1,
2,3)および171℃(例4)の一定の温度にチップ
を維持することのできる、5.5−1ベンチ反応器の中
で固体重縮合される。重縮合工程が終わった時点で、ポ
リマーは0.746から0.790dl/gの範囲の固
有粘度を有する(表参照)。これらのポリマーは、14
0℃で乾燥された後、300℃の温度に設定した吸入プ
レス(Arburg)の機械を使用して、窒素−空気雰
囲気の中で、ダンベル試料を製造するのに使用される。
この結果は、表1に要約して記載される。
剤を添加したポリマーを使用して、またドライヤーとプ
リフォームの押出し成形の間のミキサーに直接酸化防止
剤を加えることによって、プリフォームが製造される
(例5−6)。このポリマーは0.762dl/gの初
期粘度を有し140℃に乾燥されている。この結果は表
1に示される。
リマーに関するデータを示す。また、表に記されている
結果に類似した結果は、チタニウム触媒(二酸化チタニ
ウム−シリカ:AK20C94)を使用して作られた樹
脂によっても得ることができる。
く、また製造過程におけるホルムアルデヒド発生率の低
いポリエステル樹脂を提供する。
Claims (11)
- 【請求項1】 遊離基スカベンジャー作用を有する酸化
防止剤を含む芳香族ポリエステル樹脂であって、残留ホ
ルムアルデヒド含有量が150ppb以下であって、ホ
ルムアルデヒド発生率が290℃で15ppb/分以下
ナあることを特徴とするポリエステル樹脂。 - 【請求項2】固有粘度が0.7dl/g以上であること
を特徴とする、請求項1に記載のポリエステル樹脂。 - 【請求項3】 前記樹脂が、最大15%のイソフタル酸
量を有する、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレ
ンテレフタレート、コポリエチレンテレフタレートから
なるグループから選択されることを特徴とする、請求項
1,2に記載のポリエステル樹脂。 - 【請求項4】 前記樹脂が、0.2%以下のピロメリト
酸二無水物が添加された最大15%のイソフタル酸を含
むコポリエチレンテレフタレートからなることを特徴と
する、請求項1,2に記載のポリエステル樹脂。 - 【請求項5】 請求項1から4に記載の樹脂から製造さ
れることを特徴とする製品。 - 【請求項6】 請求項2、3または4に記載の樹脂から
製造されることを特徴とする飲料容器やその他の容器の
プリフォーム。 - 【請求項7】 遊離基スカベンジャー作用を有する酸化
防止剤が溶解状態の樹脂に添加され、その後前記樹脂が
不活性ガス雰囲気中で固体重縮合反応にさらされること
を特徴とする、請求項1から4に記載の樹脂を製造する
方法。 - 【請求項8】 芳香族テトラカルボン酸からなる二無水
物(dianhydride)が前記樹脂に添加され、前記固体重縮
合反応が170℃から180℃の間の温度で行われるこ
とを特徴とする、請求項7に記載の方法。 - 【請求項9】 請求項8に記載の方法によって製造さ
れ、色が無色であることを特徴とする、ポリエステル樹
脂。 - 【請求項10】 亜燐酸塩および/または有機燐酸塩類
とヒンダードフェノールからなるグループから選択され
る酸化防止剤を含むことを特徴とする、請求項1から6
および9に記載のポリエステル樹脂およびポリエステル
樹脂から製造される物品。 - 【請求項11】 前記酸化防止剤が前記樹脂に対して重
量の0.1から1%の量添加されることを特徴とする、
請求項10に記載のポリエステル樹脂。
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