JPH06380B2 - ポリエステル多層容器 - Google Patents

ポリエステル多層容器

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JPH06380B2
JPH06380B2 JP21224985A JP21224985A JPH06380B2 JP H06380 B2 JPH06380 B2 JP H06380B2 JP 21224985 A JP21224985 A JP 21224985A JP 21224985 A JP21224985 A JP 21224985A JP H06380 B2 JPH06380 B2 JP H06380B2
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polyester
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孝俊 倉辻
雅彦 広瀬
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明はポリエステル多層容器に関する。詳しくは板状
不活性無機粒子を含有するポリエステルから成る層を少
なくともその一層として有する二軸配向ポリエステル多
層容器に関する。
<従来技術> ポリエステル特にテレフタル酸を主たる酸成分とするポ
リエステルは機械的性質や耐薬品性等にすぐれるため繊
維やフイルム用素材として汎用され、又最近ではガラス
にかわる容器としても注目されてきた。
しかし、ポリエステルを容器等の包装材料に用いた場合
ポリエチレンやポリプロピレン等よりはすぐれるがガラ
スや金属に比べた場合ガスバリア性が必ずしも充分でな
く、その改善が望まれている。
ポリエステルのガスバリア性を改善する方法としてポリ
塩化ビニリデンをコーテイングする方法、ポリビニルア
ルコールを積層する方法、カフエイン、テオプロミン等
有機物をブレンドする方法(RD230,029),ポリエチ
レンイソフタレート等特殊ポリエステルをブレンド或い
は積層する方法(特開昭59−64658号公報,特開昭59−3
9547号公報),メタキシリレンジアミン−アジピン酸ポ
リアミド(MXD6ナイロン)をブレンド或いは積層す
る方法(特開昭58−160,344号公報,特開昭57−123,0
51号公報)等各種の方法が提案されている。しかし、ポ
リ塩化ビニリデンやMXD6ナイロンを使用する方法は
ハロゲンや窒素原子を含むため焼却時に有毒ガス発生の
問題があり、ポリビニルアルコールを使用する方法はポ
リビニルアルコールが熱的に弱いため溶融成形時やけが
起つたり、又水分の影響を受け易い。又、カフエイン等
を使用する方法は容器の充填物によつては溶出のおそれ
がある。ポリエチレンイソフタレートを使用する方法に
はかかる問題は存在しないが充分なバリア性を得るため
には多量にブレンド又は積層する必要があり、容器の物
性低下のおそれがある。
一方、ガラス繊維やタルク等の無機粒子を配合したポリ
エステルからなる容器が知られている。例えば特公昭55
−11136号公報ではガラスフレークスをクロムやシリカ
系処理剤で処理後0.1〜1重量%添加することが知ら
れている。しかし、この容器もガスバリア性は不充分な
ものでしかない。特開昭57−70154号公報で1〜10μ
の無機粒子を添加し、光透過率30〜80%にしてスリ
ガラス調にしたポリエステル容器は公知である。又、特
開昭58−20443号公報にはガラス粒体0.1〜30重量
%を内層以外に用い、高級ガラス調にしたポリエステル
容器の記載がある。これらはいずれも特殊な容器外観を
付与することを目的としたものでありガスバリア性に関
しては何も述べてない。又、特開昭57−73045号公報,5
8−20634号公報にはアスペクト比3以上のガラス繊維
を、特開昭58−20635号公報には肉厚より小さい粒径の
ガラス粒子を0.1〜30重量%配合したポリエステル
容器が記載されている。又、特開昭56−2342号公報,特
開昭56−21832号公報,特開昭56−21833号公報ではカオ
リン,タルク,ステアリン酸ナトリウム,安息香酸ナト
リウム等を0.002〜0.5重量%配合するものが開
示されている。更に、特開昭57−207639号公報では無機
粉末,有機酸塩等を配合するものが開示されている。こ
れらはいずれもポリエステルの結晶性を向上させ容器の
耐熱性,耐熱収縮性向上を目的としたものであつて、ガ
スバリア性に関する記載は一切ない。又、特開昭56−18
646号公報には二酸化珪素を配合するものが記載されて
いるがこれは低アルデヒド化を目的としたものである。
特開昭58−20636号公報には、厚み10μ以下、粒径1
0メツシユ以下の板状ガラス粉体を0.1〜30重量%
配合したポリエステル容器が開示されている。
本発明者らは、前述のような欠点を解決しうるガスバリ
ア性改良法を検討した結果、無機粒子のうち特定の形状
と大きさを有するものをポリエステルに配合すれば目的
を達することができることを見い出した。
<発明の目的> 本発明は、ガスバリア性に優れた二軸配向ポリエステル
多層容器を提供することを目的とする。
<発明の構成> 本発明は平均粒径5μ以下の板状不活性無機粒子を0.
01〜30重量%含有するポリエステルから成る層を最
内層以外の少なくとも一層とし、該無機粒子を含有しな
いポリエステルから成る層を少なくとも最内層とする二
軸配向ポリエステル多層容器である。
本発明において「容器」とはボトル、缶等の中空容器を
いう。これらは押出成形、射出成形によつて面状又は管
状或いは有底中空状に成形され、更に圧縮成形,真空成
形,ブロー成形等によつて少なくとも一部を二軸に延伸
配向させることによつて得られる。これらは二層以上の
多層のうち最内層以外の少なくとも一層が前記板状不活
性無機粒子を配合されたポリエステル層からなるもので
ある。
本発明において「ポリエステル」とは、芳香族ジカルボ
ン酸を主たる酸成分とし、脂肪族グリコールを主たるグ
リコール成分とするポリエステルであり、ポリエチレン
テレフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレート
等結晶性芳香族ポリエステルを主たる対象とするが、テ
レフタル酸ナフタレン−2,6−ジカルボン酸等の一部
を例えばイソフタル酸,ナフタレン−2,7−ジカルボ
ン酸の如き芳香族ジカルボン酸,ヘキサヒドロテレフタ
ル酸,ヘキサヒドロイソフタル酸の如き脂環族ジカルボ
ン酸,アジピン酸,セバチン酸の如き脂肪族ジカルボン
酸,p−β−ヒドロキシエトキシ安息香酸、ε−オキシ
カブロン酸の如きオキシ酸等の他の二官能性カルボン酸
及び/又はエチレングリコールの一部を例えばジエチレ
ングリコール,トリメチレングリコール,テトラメチレ
ングリコール,ヘキサメチレングリコール,ネオペンチ
ルグリコール,1,1−シクロヘキサンジメチロール,
1,4−シクロヘキサンジメチロールの如き他のグリコ
ールで置換したポリエステルであつても良い。またペン
タエリスリトール,トリメリツト酸,トリメシン酸等又
はそのエステル形成性誘導体の如き多官能化合物の一種
以上及び/又はo−ベンゾイル安息香酸等の単官能化合
物の一種以上を共重合せしめたものであつてもよい。更
に、必要に応じて任意の添加剤,例えば着色剤,螢光増
白剤,安定剤,紫外線吸収剤,エーテル結合防止剤,難
燃化剤,帯電防止剤等を使用しても良い。
本発明で最内層以外の少なくとも一層に配合する不活性
無機粒子は板状である必要がある。粒状(球状,楕円体
状,紡錐体状,四面体状等々),棒状(針状,星状,棒
状,管状,糸状,短冊状等),無定形,塊状状等では本
発明の目的に適合しない。板状であるならば、形態が円
形であつても小判形でもその他三角,四角,菱形,短
形,六角,八角形等いずれであつてもよい。これらの板
状不活性無機粒子の具体的な例としては下記のものが例
示される。カオリン族、例えばデイツカイト,ナクライ
ト,カオリナイト,アノーキサイト;ハロイサイトのう
ち板状のもの;蛇紋石族,例えばリザルダイト,6−層
蛇紋石,アンチゴライト;モンモリロナイト鉱物,例え
ばモンモリロナイト,ザウコナイト,ノントロナイト,
サボナイト,ヘクトライト;バーミキユライト鉱物,例
えばバーミキユライト;雲母鉱物,例えばイライト,セ
リサイト,海緑石;機械的粉砕(ジヨークラツシヤー,
スタンプミル,ボールミル,カツターミル,エツデイミ
ル,マイクロナイザー等)によるAl,Cu,Fe,P
b,Sn,Fe合金;水溶液電解法によるAg,Co,
Cu,Fe,Ni,Sb,Sn等のうち板状のもの;M
g微粒子;Al,Al水和物,Fe
,ZnO,Cr,PbO,Co(O
H),Pb(OH),CaWO,CaCuCl
O,AgBr,AgI,BaSO,PbI,MgC
(塩基性),BaSO等合成粉体粒子等々。これ
らのうちでカオリン族,蛇紋石族,モンモリロナイト鉱
物,バーミキユライト鉱物,および雲母鉱物が好ましく
特にカオリナイト、デイツカイト,バーミキユライト,
モンモリロナイトおよびセリサイトが好ましい。
板状の不活性無機粒子は平均粒径が5μ以下であること
が必要である。5μ以上であると成形品の表面平坦性が
低下する。好ましくは2μ以下、特に好ましくは1μ以
下である。ここで平均粒径とは、測定した全粒子の50
重量%の点にある粒子の「等価球形直径」を意味する。
「等価球直径」とは粒子と同じ容積を有する想像上の球
の直径を意味し、粒子の電子顕微鏡写真または通常の沈
降法による測定から計算することが出来る。
この平均粒径5μ以下の不活性無機粒子の粒度分布につ
いては、約10μ以上の粗大粒子をほとんど含まず、微
細側にシヤープな分布をもつものほど好ましい。
本発明ではこの板状不活性無機粒子を含むポリエステル
層における該不活性無機粒子の含有量は0.01〜30
重量%,好ましくは0.02〜10重量%である。容器
全体に対しては0.005〜15重量%,好ましくは0.0
1〜5重量%である。無機粒子の含有量が下限未満では
ガスバリア性向上効果は小さく、又上限を超えるとガス
バリア性の効果が飽和するばかりでなくボトル強度が低
下する。透明性を得るには全体に対して0.3重量%以
下に抑える。
本発明において板状不活性無機粒子のポリエステルへの
配分方法はポリエステル重合の中期以前が好ましく、特
にエステル化又はエステル交換中期(内温160〜20
0℃近辺)が好ましい。これは添加時に無機粒子の凝集
を防ぐ上から重要なことである。しかし、エステル化又
はエステル交換中期以降、重合中期以前でも無機粒子ス
ラリーを100〜200℃に加熱して添加すれば十分に
目的を達することが出来る。重合中期以降の添加、或い
はポリエステルの重合完了後成形前にチツプに直接ブレ
ンドする方法はボイドがはいり易く、透明性を得ること
は困難であるが目的を達成することはできる。
ポリエステル製造工程への無機粒子の添加方法としては
0.5〜20重量%のグリコールスラリーとして添加す
る方法が良い。ポリエステルに無機粒子を高濃度で上記
の方法で添加、重合してこれをマスターバツチとし別途
製造した無機粒子を含まないポリエステルで所望の粒子
量になる様に希釈することもできる。
本発明において板状無機粒子を含む層が最内層にあると
内容物を充填した時に一部が溶解、抽出される恐れがな
いとは言えず食品衛生上好ましくないので該無機粒子を
含むポリエステル層の最内層としての使用は避けるべき
である。従つて最内層は無機粒子を含まないポリエステ
ルからなる層である。この板状無機粒子を含まないポリ
エステルからなる層で無機粒子含有ポリエステルから成
る層を挟んだ三層構造でもよく、それ以上の多層でもよ
い。同じポリエステルから成る多層から構成されている
ので層間の接着性はよく層間剥離の心配がない。
多層容器は、多層射出や多層押し出しでまずプリフオー
ム又はパイプ,シート等に成形し、次いでこれをポリエ
ステルの二次転移温度以上融点以下に加熱して(場合に
より有底化後)、二軸配向ブローや金型内で圧延、真空
成形による深絞り等によつて二軸配向容器とする。
<発明の効果> 本発明の多層容器は無機粒子を含まないポリエステル容
器に比べガスバリア性が10%以上高い特徴を有し、炭
酸飲料やビール容器等ガスバリア性を要求される容器と
して充分使用しうる。
<実施例> 以下実施例によつて本発明を具体的に説明する。実施例
中「部」は全て重量部を表わし、又各項目は下記測定法
によつた。
○固有粘度〔η〕: ポリマーのオルソクロロフエノール溶液の35℃におけ
る溶液粘度から算出した。
○不活性固体微粒子の平均粒径: 島津製作所製CP−50型Centrifugal Particle Size An
alyserを用いて測定した。得られた遠心沈降曲線を基に
算出した各粒径の粒子とその存在量とのcumulative曲線
から、50mass percent に相当する粒径を読み取り、
この値を上記平均粒径とした(Book「粒度測定技術」日
刊工業新聞社発行、1975年,頁242〜247参
照)。
○ガスバリア性: 成形品から30mmφのサンプルを切り出しこれを理化精
機工業(株)製気体透過率測定装置K−315N−03を用
い、30℃にてCOガスの透過係数を測定した。
実施例1〜9,比較例1〜7 テレフタル酸ジメチル100部,エチレングリコール7
0部,酢酸マンガン四水塩0.03部を反応機に入れ1
40〜240℃でエステル交換反応を行なつた。
他方、平均粒径0.7μのカオリナイトをエチレングリ
コール中に入れホモグナザー,サンドグラインダー,デ
カンター処理して平均粒径0.65μのカオリナイト1
0wt%エチレングリコールスラリーを作成した。
前記エステル交換反応中、内温が170℃になつた時点
でこのエチレングリコールスラリーを、カオリナイトが
第1表の添加量になる様に添加した。更に反応を進め、
エステル交換反応の終了した時点で正リン酸0.015
部,二酸化ゲルマニウム0.012部を添加し重縮合反
応を行なつて固有粘度0.65のポリエステルを得た。
更にこれを200℃不活性気流中固相重合を行ない最終
的に固有粘度0.75のポリマー(A)を得た。他方、同
じ様にしてカオリナイトを含有しないポリマーBを得
た。
両ポリマーを乾燥後、シリンダー温度280℃の射出成
形機を用いてAを中間層,Bを内,外層(内層:中間
層:外層=3:4:3)とする重量49g,長さ176
mm,肉厚3.5mmの円筒状有底パリソンを成形した。こ
の時プリフオーム金型は冷水により10℃に冷却した。
次いで該パクソンを内部温度が90〜105℃となる様
に再加熱した後、二軸延伸ブローを行ない高さ270m
m,胴部の径80〜90mm及び胴部の平均肉厚が0.3
5mmの内容積1のボトルを得た。(胴部の面積延伸倍
率10倍)このボトルの諸物性を第1表に示した。
なお、実施例5常温のカオリナイトのエチレングリコー
ルスラリーをエステル交換末期(内温240℃)に添加し
たもの。
実施例6は添加時期は実施例5と同じであるがカオリナ
イトのエチレングリコールスラリーを150℃に加熱し
て添加したものである。
又、実施例7はポリマーの製造時、カオリナイトの添加
量を15重量%とし、マスターバツチとし、これをボト
ル成形前無添加のポリエチレンテレフタレートで10倍
に希釈ブレンドし成形したものである。
実施例8は無添加のポリエチレンテレフタレートにカオ
リナイトを未処理のまま粉体で1.5wt%タンブラー中
でブレンドし成形したものである。
実施例9以降はカオリナイト以外の無機粒子を実施例3
と同じ様に処理、添加し、ポリマーとし、更にボトルに
成形したものである。
実施例12,比較例5 実施例3のポリマーA及びポリマーBを用い、シリンダ
ー温度280℃の共押出機を用いてA層/B層1/1の
300μのフイルムを共押し出した。このフイルムを9
0℃に加熱しB層が内側になる様カツプ状金型中で圧縮
成形し、口径100mmφ,底部50mmφ,高さ50mmの
カツプを成形した。この成形品の胴部のCO透過係数
は14cm3・cm/cm2・sec・cmHgであつた。
しかし、ポリマーBのみからなる同形のカツプのCO
透過係数は16cm3・cm/cm2・sec・cmHgであつた。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】平均粒径5μ以下の板状不活性無機粒子を
    0.01〜30重量%含有するポリエステルから成る層を最
    内層以外の少なくとも一層とし、該無機粒子を含有しな
    いポリエステルから成る層を少なくとも最内層とする二
    軸配向ポリエステル多層容器。
  2. 【請求項2】板状不活性無機粒子がカオリン族、蛇紋石
    族、モンモリロナイト鉱物,バーミキュライト鉱物およ
    び雲母鉱物から選ばれる特許請求の範囲第1項記載の二
    軸配向ポリエステル多層容器。
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