JP7776314B2 - ポリエチレンナフタレート樹脂組成物からなるブロー成形体 - Google Patents
ポリエチレンナフタレート樹脂組成物からなるブロー成形体Info
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Description
本発明のA成分であるポリエチレンナフタレート樹脂は、ナフタレンジカルボン酸および/またはナフタレンジカルボン酸のエステル形成誘導体を主とするジカルボン酸成分と、エチレングリコールを主成分とするグリコール成分を用いて製造することができる。
本発明のB成分であるポリエーテルイミド樹脂は、環状イミド構造を含有する樹脂であり、本発明の目的に使用できるものであれば特に限定されないが、脂肪族または芳香族系のエーテル単位と環状イミド基を繰り返し単位として含有するポリエーテルイミド樹脂が好ましい。また、本発明の効果を阻害しない範囲であれば、ポリイミドの主鎖に環状イミドおよびエーテル単位以外の構造単位、例えば、芳香族、脂肪族エステル単位、オキシカルボニル単位等が含有されても良い。
上記R1、R2としては、例えば下記式(2)~(8)で示される芳香族残基およびアルキレン基を挙げることができる。
なお本発明では、ポリエチレンナフタレート樹脂との相容性の観点から下記式(9)で示されるポリエーテルイミド樹脂が好ましい。
このポリエーテルイミド樹脂としては、SABICジャパン合同会社製の“ULTEM1010”等が挙げられる。
なお、本発明の樹脂組成物は、本発明の趣旨に反しない範囲で、酸化防止剤、離型剤等の各添加剤を含むことが出来る。
本発明の樹脂組成物は酸化防止剤として、ヒンダードフェノール系化合物、ホスファイト系化合物、ホスホナイト系化合物およびチオエーテル系化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の酸化防止剤を含むことができる。酸化防止剤を配合することにより、成形加工時の色相や流動性が安定するだけでなく、耐加水分解性の向上にも効果がある。
本発明の樹脂組成物は離型剤を含むことができる。離型剤として具体的には、脂肪酸、脂肪酸金属塩、オキシ脂肪酸、パラフィン、低分子量のポリオレフィン、脂肪酸アミド、アルキレンビス脂肪酸アミド、脂肪族ケトン、脂肪酸部分鹸化エステル、脂肪酸低級アルコールエステル、脂肪酸多価アルコールエステル、脂肪酸ポリグリコールエステルおよび変性シリコーン等を挙げることができる。これらを配合することで機械特性、成形性、耐熱性に優れた成形品を得ることができる。
本発明の樹脂組成物を製造するには、任意の方法が採用される。例えば各成分、並びに任意に他の成分を予備混合し、その後溶融混練し、ペレット化する方法を挙げることができる。予備混合の手段としては、ナウターミキサー、V型ブレンダー、ヘンシェルミキサー、メカノケミカル装置、押出混合機などを挙げることができる。予備混合においては場合により押出造粒器やブリケッティングマシーンなどにより造粒を行うこともできる。予備混合後、ベント式二軸押出機に代表される溶融混練機で溶融混練、およびペレタイザー等の機器によりペレット化する。溶融混練機としては他にバンバリーミキサー、混練ロール、恒熱撹拌容器などを挙げることができるが、ベント式ニ軸押出機が好ましい。他に、各成分、並びに任意に他の成分を予備混合することなく、それぞれ独立に二軸押出機に代表される溶融混練機に供給する方法も取ることもできる。
本発明の樹脂組成物は、通常ペレットとして得られ、これを原料としてプリフォームを成形する。成形方法は、射出成形、プレス成形、押出成形など各種成形方法を選択出来るが、プリフォームを結晶化させずに急冷する観点から、射出成形、プレス成形が好ましい。射出成形においては、通常のコールドランナー方式の成形法だけでなく、ホットランナー方式の成形法も可能である。かかる射出成形においては、通常の成形方法だけでなく、適宜目的に応じて、射出圧縮成形、射出プレス成形、発泡成形(超臨界流体の注入によるものを含む)、インサート成形、インモールドコーティング成形、急速加熱冷却金型成形などの射出成形法を用いて成形品を得ることができる。例えば、ブロー成形用のプリフォームの射出成形であれば、各ペレットを130~150℃の熱風乾燥機で7時間以上予備乾燥した後、シリンダー温度280~310℃で溶融し、射出成形するのが好ましい。予備乾燥温度が130℃未満では乾燥が不十分となり、ペレット中に残存した水分によって樹脂分解を起こし、固有粘度が安定しない場合があり、予備乾燥温度が150℃より高いとペレットが融着し塊状になり射出成形時の計量が不安定になる場合がある。成形する際の金型温度は40~140℃が好ましく、60~120℃が更に好ましい。金型温度が40℃未満では、成形品表面にフローマークなどの外観が生じる場合があり、金型温度が140℃を超えると成形品が離形変形し、ブロー成形の際に均一な容器が成形できない恐れがある。
本発明のブロー成形体の作製方法は、任意の方法が採用される。例えば、ダイレクトブロー成形 、押出ダイレクトブロー成形、1ステージの2軸延伸ブロー成形、2ステージの2軸延伸ブロー成形などを挙げることができる。2ステージにて2軸延伸ブローする場合、ブロー成形する前に予め加熱(予備加熱)しておくのが好ましい。予備加熱温度は、70~140℃が好ましく、90℃~130℃がより好ましく、100℃~110℃が特に好ましい。予備加熱温度が70℃未満では、後工程の本加熱時間に時間を要し、予備加熱温度が140℃を超えると樹脂組成物が軟化してしまいプリフォームが変形し均一なブロー成形容器が得られない恐れがある。予備加熱の方法は、熱風乾燥機内でのプリフォームの保管、赤外線ヒーター加熱など任意の方法を取ることができる。ブロー成形時の加熱(本加熱)は、プリフォーム内部からの加熱(内部加熱)、プリフォーム外部からの加熱(外部加熱)の両方から加熱しても良い。加熱方式は、加熱効率が良いため赤外線加熱方式が好ましい。ここで、樹脂温度は150~200℃程度に温める必要がある。かかる樹脂温度範囲でブロー成形することで、厚みムラが少なく、破れなどのない良好なブロー成形体を得ることが出来る。
本発明のブロー成形体は開口部となる口部、胴部および底部からなる容器形状であって、下記式(1)により算出される胴部の中間点における延伸倍率(A)が1.1~4であることが好ましく、1.1~3であることがさらに好ましい。延伸倍率が4を超えると、高温の内容物を充填した際や加熱殺菌等の熱処理により容器が変形する恐れがある。一方、延伸倍率が1.1未満では金型への密着が不十分であり賦形が良好でない場合がある。
(式(1)中、T0はプリフォーム胴部中央における厚み(mm)、T1はブロー成形後の容器胴部中央における厚み(mm)を表す。)
(1)透明性
下記の方法で得られたペレットを140℃で7時間乾燥した後に、射出成形機(東芝機械(株)製 EC130SXII―4Y)によりシリンダー温度310℃、金型温度90℃の条件にて長さ25mm、幅50mm、厚み1mmの試験片を成形し、日本分光(株)製紫外可視分光光度計V-560により450nmの波長における光線透過率を測定した。光線透過率は60%以上であることが必要である。
下記の方法で得られたペレットを140℃で7時間乾燥した後に、射出成形機(東芝機械(株)製 EC130SXII―4Y)によりシリンダー温度310℃、金型温度90℃にて試験片を作製し、ISO75-1および75-2に従い荷重たわみ温度を測定した。荷重たわみ温度は、1.8MPaの荷重条件にて120℃以上であることが必要である。
下記の方法で得られたペレットを使用して、示差走査熱量計(TAインスツルメント・ジャパン(株)製:DSC-2910)により昇温速度20℃/minの条件でガラス転移温度(Tg)を測定した。
下記の方法で得られたペレットを140℃で7時間乾燥した後に、射出成形機(東芝機械(株)製 EC130SXII―4Y)によりシリンダー温度310℃、金型温度90℃にてISO527-1および527-2に準拠したダンベル片を作製した。引張試験条件は、ブロー成形を模擬し引張速度1000mm/min、引張温度は樹脂組成物のガラス転移温度より25℃高い温度に設定し、引張呼びひずみ100%になるまで引張試験を行った。ネッキング度はネッキング部位の断面積と理論的な断面積より以下の式より算出した。ここでいう理論的な断面積とは、体積収縮を考慮せず体積一定と仮定した際の断面積のことである。ネッキング度は小さい方がネッキング現象を抑制していることを意味しており20%以下であることが必要である。
ネッキング度(%)=[(理論的な断面積-ネッキング部の断面積)/理論的な断面積]×100
下記の方法で得られたペレットを140℃、7時間熱風乾燥機で乾燥した後、東芝機械(株)製EC 160NII-4Yを使用し、シリンダ温度310℃、金型温度90℃にて成形を行い厚み2.5mmのプリフォームを得た。次に、フロンティア(株)製FDB-1Dをブロー機として用い、300ml容器形状のブロー金型(縦1.0倍、横2.2倍)を用いて、下記の要領で前記プリフォームの2軸延伸ブロー成形を行った。まず、100℃で1時間熱風乾燥機内で予備加熱を行ったプリフォームをブロー成形機内にセットし、プリフォーム表面温度がガラス転移温度より25℃高くなるようにIR加熱ヒーターの出力を設定し、本加熱を行った。続いて、ロッド延伸速度60%、1次ブロー遅延時間1秒、1次ブロー 時間0.3秒、1次ブロー圧3.4MPa、2次ブロー時間5秒、2次ブロー圧3. 4MPa、金型温度70℃の条件にてブロー成形を行った。ブロー成形した容器胴部中央部の厚みを測定し、下記式(1)より延伸倍率(A)を算出した。
(式(1)中、T0はプリフォーム胴部中央における厚み(mm)、T1はブロー成形後の容器胴部中央における厚み(mm)を表す。)
内容量の変化率(%)=[(沸騰水処理前の容量―沸騰水処理後の容量)/沸騰水処理前の容量]×100
表1で示した含有量に従って、A成分およびB成分を第1供給口より別々に二軸押出機に供給し310℃の温度にて溶融混練押出してペレット化した。ここで第1供給口とは根元の供給口のことである。二軸押出機は、径30mmΦのベント式二軸押出機((株)日本製鋼所製:TEX30α-31.5BW-2V)を使用した。
(A成分)
A-I:製造例Iで得られたポリエチレンナフタレート樹脂
<製造例I>
ナフタレンジカルボン酸ジメチルエステル100重量部およびエチレングリコール51重量部を酢酸コバルト四水和物0.003重量部(0.012mmol)、酢酸カルシウム一水和物0.014重量部(0.08mmol)および酢酸マンガン四水和物0.044重量部(0.0205mmol)をエステル交換触媒として用い、常法によりエステル交換反応させ、非晶性二酸化ゲルマニウムのエチレングリコール1%溶液1.5重量部(0.14mmol)添加したのちに、トリメチルフォスフェート0.0057重量部(0.41mmol)を添加しエステル交換反応を終了せしめた。次いで温度227℃、真空度0.5Torrの条件にて8時間固相重合を行い固有粘度が0.60dl/gのポリエチレンナフタレート樹脂を得た。
B-I:SABICジャパン合同会社製 ULTEM1010(商品名)
本請求の範囲内にある組成物であるため、透明性、耐熱性に優れ、ネッキングが改善され、耐熱性に優れたブロー成形体を得ることができた。
B成分の含有量が低いため、耐熱性、ネッキングが改善されず、またブロー成形体の耐熱性の向上も認められなかった。
B成分の含有量が上限を超えるため、透明性に劣る結果であった。
Claims (4)
- (A)ポリエチレンナフタレート樹脂(A成分)100重量部に対し、(B)ポリエーテルイミド樹脂(B成分)を100~150重量部含有することを特徴とする樹脂組成物をブロー成形してなるブロー成形体。
- 開口部となる口部、胴部および底部からなる容器形状であって、下記式(1)により算出される胴部の中間点における延伸倍率(A)が1.1~4であることを特徴とする請求項1に記載のブロー成形体。
A=T0/T1 (1)
(式(1)中、T0はプリフォーム胴部中央における厚み(mm)、T1はブロー成形後の容器胴部中央における厚み(mm)を表す。) - 医薬品貯蔵容器である請求項1または2に記載のブロー成形体。
- バイアル瓶である請求項1または2に記載のブロー成形体。
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