JP2001170985A - 熱可塑性ポリエステル樹脂発泡体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 未反応物や副生成物の生成や残留が少なく、
熱安定性の良好な熱可塑性ポリエステル樹脂発泡体を、
安定的に製造する方法を提供する。 【解決手段】 極限粘度が０．４ｄｌ／ｇ以上の熱可塑
性ポリエステル樹脂と、分子内に３個以上の水酸基を有
する化合物とを溶融混練し、該溶融混練物を冷却固化
後、加熱処理して得られる分岐熱可塑性ポリエステル樹
脂と発泡剤とを溶融混合して、押出発泡させる熱可塑性
ポリエステル樹脂発泡体の製造方法において、熱可塑性
ポリエステル樹脂のカルボキシル基当量を１００とした
場合に、分子内に３個以上の水酸基を有する化合物の水
酸基当量が３０〜２５０の範囲であるように配合する熱
可塑性ポリエステル樹脂発泡体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性ポリエス
テル樹脂を溶融押出発泡成形する製造方法に関し、詳し
くは、包装材料や建材、車両部材、電気製品部品等に好
適に使用される熱可塑性ポリエステル樹脂発泡体の製造
方法に関する。

【従来の技術】従来より、ポリエチレンテレフタレート
系樹脂に代表される熱可塑性ポリエステル樹脂は、優れ
た機械的性質及び化学的特性が注目され、繊維やフィル
ム分野に、更にその優れた透明性、気体遮断性、安全衛
生性等の面から、食品包装分野をはじめ各種分野におい
て著しい需要の伸びを示している。しかしながら、熱可
塑性ポリエステル樹脂は、一般に、溶融状態での粘度や
張力が低いため、押出発泡成形等の成形性が劣るため、
溶融重合時間を延長したり、溶融重合の後に固相重合を
行って高分子量化しても、これらの成形性の改良に結び
つく程の高溶融粘度化には不十分であり、良好な発泡成
型品を得ることが困難であった。熱可塑性ポリエステル
樹脂を高溶融粘度化する方法としては、例えば、多官能
のカルボキシル基化合物や水酸基化合物を分岐成分とし
て共重合する方法（例えば、国際公開ＷＯ８６／００３
１９号公報参照）等が提案されている。しかしながら、
この方法では、重合時に溶融粘度が上昇するため、製造
設備において攪拌不能になる場合や、製品の抜出しが不
可能になる等の問題があり、更に攪拌が不均一になるこ
とにより、溶融や溶解できない成分（ゲル）が発生する
という問題があった。また、ポリエステル樹脂と３個以
上のエステル形成性基を含有する分岐成分とを均質混合
して固体粒状に変換し、これを加熱する方法（例えば、
特開昭５３−９４５９６号公報参照。）等も提案されて
いる。しかしながら、この方法でも、使用する熱可塑性
ポリエステル樹脂の種類によっては、得られる熱可塑性
ポリエステル中に未反応物や副生成物が残留したり、押
出発泡成形が可能な程度まで溶融粘度を上昇させること
が出来ない場合があった。そして、このように得られる
熱可塑性ポリエステル樹脂中に未反応物や副生成物が残
留すると、これを原料として成形加工した成型品に異物
や着色などの外観不良が発生したり、食品包装容器等の
場合には内容物への溶出が発生するという問題があっ
た。更に、特定の固有粘度および末端カルボキシル基含
率を有する熱可塑性ポリエステル樹脂に芳香族多価カル
ボン酸無水物を加えて溶融押出する方法（例えば、特許
第２８０７０４９号公報参照。）等も提案されている。
しかしながら、この方法で製造された熱可塑性ポリエス
テル樹脂は、分子末端のカルボキシル基比率が高くなる
ことにより熱安定性が悪いという問題があった。このた
め、成型機内で長時間の溶融滞留を必要とするような大
型の発泡押出成形などに使用する原料としては適当でな
く、また発泡成型品についても、高温で長時間暴露され
るような用途には使用できないという問題があった。

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述の現状
に鑑みてなされたもので、未反応物や副生成物の生成や
残留が少なく、熱安定性が良好な熱可塑性ポリエステル
樹脂発泡体を、安定的に製造する方法を提供することを
目的とする。

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成すべくなされたものであって、即ち、本発明は、極限
粘度が０．４ｄｌ／ｇ以上の熱可塑性ポリエステル樹脂
と、分子内に３個以上の水酸基を有する化合物とを溶融
混練し、該溶融混練物を冷却固化後、加熱処理して得ら
れる分岐熱可塑性ポリエステル樹脂と発泡剤とを溶融混
合して、押出発泡させる熱可塑性ポリエステル樹脂発泡
体の製造方法において、熱可塑性ポリエステル樹脂のカ
ルボキシル基当量を１００とした場合に、分子内に３個
以上の水酸基を有する化合物の水酸基当量が３０〜２５
０の範囲であるように配合する熱可塑性ポリエステル樹
脂発泡体の製造方法に関する。

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の熱可塑性ポリエステル樹脂発泡体の製造方法に
おいて用いられる熱可塑性ポリエステル樹脂としては、
代表的には、ポリエチレンテレフタレート系樹脂が挙げ
られる。ここで、ポリエチレンテレフタレート系樹脂と
は、テレフタル酸を主成分とするジカルボン酸単位とエ
チレングリコールを主成分とするジオール単位との重縮
合体からなるポリエステルであって、ジカルボン酸成分
中におけるテレフタル酸以外のジカルボン酸含有量およ
びジオール成分中におけるエチレングリコール以外のジ
オール含有量の合計量が通常３０モル％以下、好ましく
は２０モル％以下、さらに好ましくは１０モル％以下の
ものである。３０モル％を越えて共重合されている場合
は、熱可塑性ポリエステル樹脂の結晶性が低下するた
め、溶融混練物を冷却固化した後の加熱処理が困難とな
るため好ましくない。更には、得られる熱可塑性ポリエ
ステル樹脂発泡体の力学強度、耐熱性も劣る傾向とな
る。尚、テレフタル酸以外のジカルボン酸成分として
は、例えば、フタル酸、イソフタル酸、４，４’−ジフ
ェニルジカルボン酸、４，４’−ジフェノキシエタンジ
カルボン酸、４，４’−ジフェニルエーテルジカルボン
酸、４，４’−ジフェニルスルホンジカルボン酸、１，
５−ナフタレンジカルボン酸、２，６−ナフタレンジカ
ルボン酸等の芳香族ジカルボン酸、１，３−シクロヘキ
サンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン
酸等の脂環式ジカルボン酸、マロン酸、コハク酸、アジ
ピン酸、アゼライン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボ
ン酸などが挙げられる。又、エチレングリコール以外の
グリコール成分としては、例えば、プロピレングリコー
ル、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコー
ル、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコ
ール、デカメチレングリコール、ネオペンチルグリコー
ル、ジエチレングリコール等の脂肪族グリコール、１，
１−シクロヘキサンジメタノール、１，４−シクロヘキ
サンジメタノール等の脂環式グリコール、４，４’−ジ
ヒドロキシビフェニル、２，２−ビス（４’−ヒドロキ
シフェニル）プロパン、２，２−ビス（４’−β−ヒド
ロキシエトキシフェニル）プロパン、ビス（４−ヒドロ
キシフェニル）スルホン、ビス（４−β−ヒドロキシエ
トキシフェニル）スルホン酸等の芳香族グリコールなど
が挙げられる。更に、例えば、ｐ−ヒドロキシ安息香
酸、ｐ−β−ヒドロキシエトキシ安息香酸等のヒドロキ
シカルボン酸やアルコキシカルボン酸等の一種又は二種
以上が共重合されていてもよく、また本発明の効果を損
なわない範囲で、３官能以上のカルボン酸含有化合物や
水酸基含有化合物等の一種又は二種以上が共重合されて
いてもよい。中で、ジカルボン酸単位としては、イソフ
タル酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、２，６
−ナフタレンジカルボン酸が、又、グリコール単位とし
ては、ジエチレングリコール、テトラメチレングリコー
ル、１，４−シクロヘキサンジメタノールが好適であ
る。テレフタル酸、前記のテレフタル酸以外のジカルボ
ン酸成分及び前記のカルボン酸含有化合物は、重縮合の
原料としては、カルボン酸が炭素数１〜４程度のアルキ
ルでエステル化されているものを用いることが出来る。
前記熱可塑性ポリエステル樹脂は、フェノール／１，
１，２，２−テトラクロロエタン（重量比＝１／１）の
混合溶媒中、３０℃で測定した場合の極限粘度が、好ま
しくは０．４ｄｌ／ｇ以上、さらに好ましくは０．５ｄ
ｌ／ｇ以上、特に好ましくは０．６ｄｌ／ｇ以上であ
る。熱可塑性ポリエステル樹脂の極限粘度が０．４ｄｌ
／ｇ未満の場合には、熱可塑性ポリエステル樹脂発泡体
を製造するに十分な程度の溶融粘度が達成できないため
好ましくない。又、前記熱可塑性ポリエステル樹脂は、
カルボキシル基当量が、好ましくは１５ｍｅｑ／ｋｇ以
上、さらに好ましくは３０ｍｅｑ／ｋｇ以上の範囲であ
る。熱可塑性ポリエステル樹脂のカルボキシル基当量が
１５ｍｅｑ／ｋｇ未満の場合には、熱可塑性ポリエステ
ル樹脂発泡体を製造するに十分な程度の溶融粘度が達成
できない場合がある。本発明における熱可塑性ポリエス
テル樹脂のカルボキシル基当量は、以下の方法により求
めることができる。まず、測定する熱可塑性ポリエステ
ル樹脂をフリーザミルにて粉砕後、１４０℃、１５分間
熱風乾燥する。これを０．１ｇ秤量し、１９５℃にてベ
ンジルアルコール３ｍｌ中に３分間で溶解し、３０秒放
冷の後、クロロホルム５ｍｌを注入して冷却する。この
溶液をフェノールレッドを指示薬として０．１ｍｏｌ／
ｋｇの水酸化ナトリウムのベンジルアルコール溶液で滴
定する。本発明において、前記熱可塑性ポリエステル樹
脂としては、溶融重合またはそれに続く固相重合等によ
って合成された原料を使用する以外に、シート、フィル
ム、絞り成形容器及びボトル等の成形加工過程で発生し
た端材や規格外品、または包装容器等として使用された
後に市場から回収された成型品等を粉砕したものも使用
することも出来る。これらは、粉砕品をそのまま原料と
して使用する以外に、一度溶融してペレット形状等にし
て使用することが出来る。また、熱可塑性ポリエステル
樹脂には、結晶化を促進するための結晶化促進剤を添加
することができる。結晶化促進剤は特に限定されない
が、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプ
ロピレンなどのポリオレフィン類、無水マレイン酸変性
ポリオレフィン、アイオノマーなどの変性ポリオレフィ
ン類、安息香酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、
モンタン酸ナトリウムなどの有機低分子塩類、タルクな
どの無機核剤などが例示される。また、三酸化アンチモ
ンなど重合触媒の選択によって熱可塑性ポリエステル樹
脂の結晶化を促進することも出来る。これらの結晶化促
進剤は１種を用いても複数種を併用してもよい。前記結
晶化促進剤を添加する場合は、熱可塑性ポリエステル樹
脂１００重量部に対して、結晶化促進剤を好ましくは
０．０１〜１５重量部、特に好ましくは０．１〜１０重
量部、更に好ましくは０．２〜５重量部で使用すればよ
い。結晶化促進剤を添加することにより、得られる発泡
体の耐熱性が向上する場合がある。これら結晶化促進剤
は、通常、発泡成形時に、加熱処理して得られる分岐熱
可塑性ポリエステル樹脂、分子内に３個以上の水酸基を
有する化合物と共に添加して用いられるが、予め、加熱
処理して得られる分岐熱可塑性ポリエステル樹脂中に含
有させるため溶融混練時に添加してもよい。尚、本発明
の熱可塑性ポリエステル樹脂発泡体の製造方法には、本
発明の効果を損なわない範囲で、ヒンダードフェノール
系、亜燐酸エステル系、チオエーテル系等の酸化防止
剤、ベンゾトリアゾール系、ベンゾフェノン系、ベンゾ
エート系、ヒンダードアミン系、シアノアクリレート系
等の光安定剤、無機系および有機系の核剤、分子量調整
剤、可塑剤、耐加水分解剤、帯電防止剤、潤滑剤、離型
剤、難燃剤、難燃助剤、発泡剤、着色剤、分散助剤等の
添加剤、及び、ガラス繊維、マイカ、カーボンファイバ
ー、チタン酸カリファイバー等の強化材、シリカ、クレ
ー、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム等の充填材等が樹
脂に対して０．００１〜１０重量％の範囲で含有されて
いてもよい。これらの添加剤及び充填剤は、通常、発泡
成形時に熱可塑性ポリエステル樹脂や分子内に３個以上
の水酸基を有する化合物とともに添加して用いられる
が、予め熱可塑性ポリエステル樹脂中に含有されていて
もよい。更には、本発明の効果を損なわない範囲で、ポ
リアミド系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネー
ト系樹脂等の他の熱可塑性樹脂、及び熱可塑性エラスト
マー等が用いられてもよい。本発明の熱可塑性ポリエス
テル樹脂発泡体の製造方法において用いられる、分子内
に３個以上の水酸基を有する化合物としては、分子内に
３個以上の水酸基を有する化合物であれば、限定される
ものではないが、具体的には、例えば、グリセロール、
トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、１，
２，６−ヘキサントリオール、ソルビタール、１，１，
４，４−テトラキス（ヒドロキシメチル）シクロヘキサ
ン、ジペンタエリスリトール、ポリグリセロール（グリ
セロールが２〜２０程度縮合した化合物およびこれらの
混合物）、ポリオール（炭素数２〜４程度のアルキレン
オキシドが縮合した化合物）等が挙げられ、更には、カ
ルボキシル基等の他の官能基を有するものであってもよ
い。中で、グリセロール、トリメチロールプロパン、ペ
ンタエリスリトール、ポリグリセロール、ポリオールが
好適である。尚、これら化合物は、２種以上を組み合わ
せて用いてもよい。前記の分子内に３個以上の水酸基を
有する化合物の配合量は、前記熱可塑性ポリエステル樹
脂のカルボキシル基当量を１００とした場合に、水酸基
当量が３０〜２５０となるよう配合する必要がある。好
ましくは５０〜２００、更に好ましくは８０〜１５０で
ある。これら化合物の配合量が前記範囲未満では、熱処
理した熱可塑性ポリエステル樹脂の溶融粘度が低いた
め、外観良好な発泡体を得ることが出来ない。一方、前
記範囲超過では、発泡成形時の押出性が悪化するととも
に、無反応の水酸基化合物や副生成物が残留するため発
泡体の劣化および異物や着色、臭気等の原因となる。分
子内に３個以上の水酸基を有する化合物の水酸基当量
は、使用する化合物の分子構造から算出することができ
るが、混合物であったり分子構造や分子量が明らかでな
い等の場合には、滴定法などの一般的な方法で直接測定
すればよい。前記の分子内に３個以上の水酸基を有する
化合物は、通常、混練装置に直接に投入するが、予め、
分子内に３個以上の水酸基を有する化合物を熱可塑性ポ
リエステル樹脂中に含有したマスターバッチとして投入
することも出来る。更には、前記結晶化促進剤や、前記
熱可塑性ポリエステル樹脂以外の樹脂中に含有したマス
ターバッチとして溶融混練装置に投入することも出来
る。本発明において、前記の分子内に３個以上の水酸基
を有する化合物に加えて、本発明の効果を損なわない範
囲で、１官能や２官能以上のカルボン酸化合物、エポキ
シ化合物、イソシアネート化合物、オキサゾリン化合物
等の反応促進剤を１種又は２種以上を併用してもよい。
本発明の熱可塑性ポリエステル樹脂発泡体の製造方法に
使用される原料である分岐熱可塑性ポリエステル樹脂
は、通常、前記の熱可塑性ポリエステル樹脂と前記の分
子内に３個以上の水酸基を有する化合物、及び、必要に
応じて用いる添加剤等とを混練装置にて溶融混練し、こ
れを固体状態とした後に、加熱処理することにより製造
される。本発明における溶融混練の混練方式には特に制
約はなく、回分式であっても連続式であってもよいが、
一般に一軸押出機または二軸押出機の名称の連続押出
機、あるいは強制搬送力を持たない連続式横型反応装置
などが好適に使用される。本発明において溶融混練は、
熱可塑性ポリエステル樹脂をそのまま混練装置に投入す
ることも出来るが、予め熱可塑性ポリエステル樹脂を乾
燥して投入することが好ましく、この場合、含有水分量
を４００ｐｐｍ以下、好ましくは２００ｐｐｍ以下、特
に好ましくは５０ｐｐｍ以下とする。ポリエステル樹脂
を乾燥することにより、樹脂の劣化や着色を抑制すると
ともに、分子内に３個以上の水酸基を有する化合物との
反応性を高めることが出来る。熱可塑性ポリエステル樹
脂を乾燥せずに混練装置に投入する場合は、混練装置内
部の溶融樹脂滞留部分を減圧状態にすることが好まし
い。このような混練装置内部を減圧する場合は二軸押出
機または強制搬送力を持たない連続式横型反応装置等が
好ましく、２×１０⁴Ｐａ以下、好ましくは３×１０³Ｐ
ａ以下で行うことが好ましい。混練装置内部を減圧する
ことにより、熱可塑性ポリエステル樹脂と分子内に３個
以上の水酸基を有する化合物との反応性を高めることが
出来るとともに、樹脂の劣化や着色を防いだり、反応残
留物や副生成物を除去することができる。本発明で使用
する分子内に３個以上の水酸基を有する化合物が、前記
の減圧下では気化して留去されてしまう場合には、予め
乾燥した樹脂原料を使用することで、混練装置は減圧し
ないことが好ましい。本発明において、混練装置による
溶融混練は、好ましくは１８０〜３４０℃、更に好まし
くは２００〜３２０℃、特に好ましくは２３０〜３００
℃の温度で行う。前記範囲未満では、熱可塑性ポリエス
テル樹脂と、分子内に３個以上の水酸基を有する化合物
との反応が不充分な傾向となり、一方、前記範囲超過で
は、樹脂の劣化や着色等が生じ易い傾向となる。前記溶
融混練は、溶融混練時間が、好ましくは０．５〜３０
分、更に好ましくは１〜２０分、特に好ましくは２〜１
０分であることが望ましい。前記範囲未満では、熱可塑
性ポリエステル樹脂と、分子内に３個以上の水酸基を有
する化合物との反応が不充分な傾向となり、一方、前記
範囲超過では、樹脂の劣化や着色等が生じ易い傾向とな
る。ここで溶融混練時間とは、溶融された樹脂と分子内
に３個以上の水酸基を有する化合物とが接触し、動力に
よって剪断を受けている時間をいう。押出機等で溶融混
練時間が明確でない場合は、着色剤等を微量用いて、原
料を投入してからスクリュー以降に吐出され始める迄の
時間として測定する。溶融混練された熱可塑性ポリエス
テル樹脂は、水冷、風冷等の冷却により固化され、通
常、ペレット状等の粒状物として回収される。このよう
な粒状とした場合、引き続き実施される加熱処理の効率
が高くなるため好ましい。溶融混練された熱可塑性ポリ
エステル樹脂は、溶融混練にて得られた粒状物等を固体
状態で加熱処理することにより、溶融粘度を更に上昇さ
せることが出来る。加熱処理を行う際の装置は特に限定
されないが、固体状態の溶融混練された熱可塑性ポリエ
ステル樹脂が、静置されている状態よりも流動または攪
拌されている状態で加熱されることが好ましく、具体的
には、一般的にダブルコーン型、横型円筒型、縦型円筒
型、縦型漏斗型などの回転容器や攪拌容器、流動床など
が好適に使用される。この様な加熱処理を行う場合は、
通常、窒素などの不活性気体の気流下や滞留下、或いは
大気圧以下の減圧下にて行うことが樹脂の劣化の観点か
ら好ましい。大気圧以下の減圧下で行う場合は、減圧度
が高い方が好ましく、３×１０³ Ｐａ以下とすることが
特に好ましい。減圧下で行う場合に残留する気体は不活
性気体であることが好ましい。前記加熱処理は、通常、
溶融混練で得られた樹脂の融解温度以下の温度、好まし
くは１５０〜２５０℃、特に好ましくは１８０〜２３０
℃の温度で、１〜５０時間、好ましくは５〜４０時間、
特に好ましくは１０〜３０時間の処理を行う。融解温度
を超過する温度では樹脂が溶融するため加熱処理の効率
が悪くなり、前期温度範囲未満では加熱処理による溶融
粘度の上昇効果が小さい傾向がある。又、該加熱処理を
行うにあたり、加熱処理前に予め粒状物を結晶化してお
くことが好ましい。結晶化は、通常、加熱処理と同様の
操作を、９０〜１８０℃、好ましくは１１０〜１７０
℃、特に好ましくは１２０〜１６０℃の温度で、０．１
〜１０時間、好ましくは０．２〜８時間、特に好ましく
は０．５〜６時間行う。予め結晶化を行うことにより、
粒状物の融着が防止されるため好ましい。このような加
熱処理を行うことにより、溶融混練された熱可塑性ポリ
エステル樹脂の溶融粘度が上昇するため押出発泡成形性
が向上するとともに、更に無反応の水酸基化合物や副生
成物を除去、低減化させることができるため樹脂の劣化
および異物や着色、臭気等を低減することができる。前
記加熱処理により得られる分岐熱可塑性ポリエステル樹
脂は、温度２８０℃、剪断速度１０ sec^-1における溶融
粘度が１０００Ｐａ・ｓ以上、更には５０００Ｐａ・ｓ
以上、特には１００００Ｐａ・ｓ以上であることが好ま
しい。溶融粘度が前記範囲未満の場合は、溶融粘度が低
いために良好な発泡体を得ることができない。本発明の
熱可塑性ポリエステル樹脂発泡体の製造方法は、通常、
前記の加熱処理により得られる分岐熱可塑性ポリエステ
ル樹脂と発泡剤、及び、必要に応じて用いる添加剤等と
を発泡成形機に投入することにより製造される。発泡体
を成形する際に使用する発泡剤としては、既に知られて
いる各種の発泡剤を用いることが出来る。例えば、窒
素、炭酸ガス、ヘリウム等の不活性ガス、プロパン、ブ
タン、ペンタン、ヘキサン等の飽和炭化水素、テトラフ
ロロエタン、フレオン（商品名）等のハロゲン化炭化水
素などの物理発泡剤、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウ
ム等の無機塩、クエン酸ナトリウムなどの有機塩、アゾ
ジカルボンアミド、ヒドラゾンカルボンアミド等のアゾ
化合物およびその塩、５−フェニルテトラゾール等のテ
トラゾール化合物およびその塩などの化学発泡剤が挙げ
られ、更に、これらの発泡剤を複数併用することもでき
る。本発明の熱可塑性ポリエステル樹脂発泡体の製造方
法には、安定した微細な発泡を行うために発泡助剤や発
泡核剤を添加することができる。これら発泡助剤や発泡
核剤としては、例えば、塩化ナトリウム，塩化カリウム
などの塩化物、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、
炭酸カリウム炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸
アルムニウムなどの炭酸塩、酸化マグネシウム、酸化ア
ルミニウムなどの酸化物などに代表される無機化合物
や、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、
ステアリン酸マグネシウム、モンタン酸ナトリウム、モ
ンタン酸カルシウム、酢酸ナトリウム、酢酸亜鉛、酢酸
マグネシウム、酢酸カルシウム、カプリル酸ナトリウ
ム、ミスチリン酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム、テ
レフタル酸ナトリウム、イソフタル酸ナトリウム、フタ
ル酸ナトリウムなどに代表される有機化合物などが例示
される。これらは複数を併用することも出来る。これら
発泡助剤や発泡核剤は、通常、分岐熱可塑性ポリエステ
ル樹脂とともに発泡成形機に投入するが、予め分岐熱可
塑性ポリエステル樹脂中に含有されていてもよい。発泡
成形するための成型方法には特に制約はないが、回分式
であっても連続式であってもよく、一般的な発泡成形
法、すなわち押出成形や射出成形、プレス成形、注入成
形等の種々の熱成形方法を使用することができ、中で、
押出発泡成形が特に好ましく用いられる。押出発泡成形
を行う場合、成形に使用する装置には特に制約はない
が、一般に一軸押出機、或いは二軸押出機の名称のもの
が好適に使用され、これらを直列に組み合わせたタンデ
ム型の押出機も好適に使用される。本発明の熱可塑性ポ
リエステル樹脂発泡体の製造方法では、発泡成形する際
の樹脂温度は、好ましくは１７０〜３２０℃、更に好ま
しくは１９０〜３１０℃、特に好ましくは２１０〜３０
０℃の温度で行う。前記範囲未満では、発泡成形時の溶
融粘度が高いため押出性が悪化する傾向となり、一方、
前記範囲超過では、樹脂の劣化や着色等が生じ易い傾向
となる。射出成形、プレス成形、注入成形等で成形する
場合は、発泡剤が導入され、前記温度である樹脂を冷却
金型に注入することにより発泡体が得られる。押出成形
する場合は、通常、発泡剤が導入され、ダイから押出さ
れた溶融樹脂を直ちに冷却することにより発泡体が得ら
れる。ダイから押出す際は、樹脂の固化する温度以上の
範囲において極力冷却しておくことが、微細な気泡を維
持する上で好ましい。押出発泡成形する際のダイの形状
は任意であり、紐状に押出す場合や、フラットダイやＴ
ダイを使用してシート状或いは板状にする場合、サーキ
ュラーダイを使用して管状、或いはこれを切り開いてシ
ート状にする場合などがある。更にダイから押出された
発泡体の冷却を促進するために、マンドレルやフォーミ
ングダイ、サイジングプレート等を使用することが好ま
しい。更にロール冷却、水中冷却、送風冷却などの冷却
方法を使用することができる。本発明において、物理発
泡剤を用いて押出発泡成形する場合、発泡剤は通常、押
出装置のバレルより、発泡剤注入用の孔を通して溶融樹
脂中に導入する。本発明において、化学発泡剤を用いて
押出発泡成形する場合は、分岐熱可塑性ポリエステル樹
脂および化学発泡剤を共に原料として押出機に投入する
か、或いは化学発泡剤を押出機の途中から添加する方法
が用いられる。該化学発泡剤は、予め分岐熱可塑性ポリ
エステル樹脂または他の樹脂１００重量部に対し１〜２
００重量部含有されたマスターバッチであってもよい。
本発明の熱可塑性ポリエステル樹脂発泡体の製造方法に
使用する、分岐熱可塑性ポリエステル樹脂は、原料をそ
のまま発泡成形機に投入することも出来るが、予め乾燥
して投入することが好ましく、この場合、含有水分量を
４００ｐｐｍ以下、好ましくは２００ｐｐｍ以下、特に
好ましくは５０ｐｐｍ以下とする。ポリエステル樹脂を
乾燥することにより、樹脂の劣化や着色を抑制すること
ができる。分岐熱可塑性ポリエステル樹脂を乾燥せずに
発泡成形機に投入する場合は、成形機内部の溶融樹脂滞
留部分を減圧状態にすることが好ましい。このように成
形機内部を減圧する場合は、特に二軸押出機または、前
段が二軸押出機であるタンデム型押出機が好ましく、減
圧度を、２×１０⁴ Ｐａ以下、好ましくは３×１０ ³ Ｐ
ａ以下とすることが好ましい。発泡成形機内部を減圧す
ることにより、熱可塑性ポリエステル樹脂中の水分を除
去することが出来るため、樹脂の劣化や着色を防いだ
り、反応残留物や副生成物を除去することができる。化
学発泡剤を用い、成形機内部を減圧して押出発泡成形す
る場合、通常、減圧して樹脂中の水分を除去する過程の
温度では化学発泡剤は分解せず、水分除去した後に温度
を上昇させることで化学発泡剤が分解するように温度調
節することにより製造される。物理発泡剤を用い、成形
機内部を減圧して押出発泡成形する場合、通常、減圧し
て樹脂中の水分を除去した後に物理発泡剤が導入される
ように装置を設計する必要がある。この場合は、Ｌ／Ｄ
の大きな二軸押出機或いはタンデム型の押出機が好適に
用いられる。こうして得られた熱可塑性ポリエステル樹
脂発泡体の密度は、好ましくは０．０３〜０．８ｇ／ｃ
ｍ³ 、更に好ましくは０．０５〜０．３ｇ／ｃｍ³ であ
る。前記範囲未満では発泡体の物理的強度が低いため好
ましくなく、前記範囲超過では断熱性等の発泡体として
の性質が不充分となる。本発明の熱可塑性ポリエステル
樹脂発泡体は、その形状を限定されるものではないが、
例えば、シート状、板状、筒状、矩形状等の形状に成形
して使用される。本発明の熱可塑性ポリエステル樹脂発
泡体は、更に加熱処理することにより耐熱性が向上する
ことがある。加熱処理は、通常、１００℃〜１８０℃、
好ましくは１２０〜１６０℃で、通常、３〜１００秒、
好ましくは５〜６０秒、更に好ましくは８〜３０秒の条
件で行われる。加熱の方法は特に限定されるものではな
く、オーブン等の装置内に保持する場合や、ヒーター近
傍を通過させる場合や、所定温度の金型に接触させる場
合等があり、金型に接触させる場合は、同時に賦形する
ことも出来る。本発明の製造方法で得られる熱可塑性ポ
リエステル樹脂発泡体は、未反応物や副生成物の生成や
残留が少なく、軽量かつ肉厚なため断熱性等が良好であ
り、更に熱安定性の良好な発泡体を安定的に製造するこ
とができる。こうして得られた成形体は、包装材料や建
材、車両部材、電気製品部品等に好適に使用することが
出来、特に食品と接触する用途や、外観が要求される用
途の成形体として好適に使用することができる。

【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例
に限定されるものではない。 Ｐ−１；ジカルボン酸単位がテレフタル酸１００モル
％、ジオール単位がエチレングリコール９７．３モル
％、ジエチレングリコール２．７モル％からなり、極限
粘度０．６１ｄｌ／ｇ、カルボキシル基当量６６．８ｍ
ｅｑ／ｋｇである熱可塑性ポリエステル樹脂。 Ｐ−２；ジカルボン酸単位がテレフタル酸９５．０モル
％、イソフタル酸５．０モル％、ジオール単位がエチレ
ングリコール９７．６モル％、ジエチレングリコール
２．４モル％からなり、極限粘度０．８３ｄｌ／ｇ、カ
ルボキシル基当量４３．２ｍｅｑ／ｋｇである熱可塑性
ポリエステル樹脂。 Ｐ−３；ジカルボン酸単位がテレフタル酸１００モル
％、ジオール単位がエチレングリコール９７．８モル
％、ジエチレングリコール２．２モル％から得られ、極
限粘度０．９８ｄｌ／ｇ、カルボキシル基当量１５．１
ｍｅｑ／ｋｇである熱可塑性ポリエステル樹脂。 実施例１ 二軸押出機（東芝機械社製ＴＥＭ３５、Ｌ／Ｄ＝３０）
に、熱可塑性ポリエステル樹脂としてＰ−１を１００重
量部と、分子内に３個以上の水酸基を有する化合物とし
てのペンタエリスリトールを０．２重量部の配合比で供
給し、回転数１５０ｒｐｍ、温度２８０℃、１×１０²
Ｐａの減圧下で溶融混練した。混練時間は１．５分であ
った。混練物はダイから押し出され、水槽中で冷却され
た後、ペレタイザーでカットされ、ペレット形状で回収
した。得られたペレットを冷却し、付着した水分を蒸発
させた後、ダブルコーン型回転固相重合装置に投入し、
真空中、１５０℃にて３時間の結晶化処理を行った後、
引き続き２００℃にて３０時間の加熱処理を行い、分岐
熱可塑性ポリエステル樹脂を得た。前記方法で製造した
樹脂を、含有水分量が５０ｐｐｍ以下となるように乾燥
した後、これを３００℃に設定した一軸押出機（３０ｍ
ｍφ、Ｌ／Ｄ＝４０）に投入し、途中、押出機バレルの
後半１／３の部分より、発泡剤としてブタンを０．６重
量％となるように導入し、ダイから吐出される迄に２５
５℃まで冷却した。サーキュラーダイから押出された発
泡体は冷風の送風下、マンドレルで引き取り、冷却した
後、切り開いてロールで巻き取ることにより、厚さ２．
７ｍｍ、密度０．２４ｇ／ｃｍ³ 、外観良好な熱可塑性
ポリエステル樹脂発泡体を得た。また、得られた熱可塑
性ポリエステル樹脂発泡体の極限粘度及び抽出物量は、
次のとおり評価を行った。 （１）極限粘度 得られた発泡体をフリーザミルにて粉砕し、フェノール
／１，１，２，２−テトラクロロエタン（重量比＝１／
１）の混合溶媒中、３０℃で測定した結果、１．１３ｄ
ｌ／ｇであった。 （２）抽出物量 得られた発泡体をフリーザミルにて粉砕し、１．０ｇを
フェノール／１，１，２，２−テトラクロロエタン（重
量比＝１／１）の混合溶媒に１重量％溶解し、この溶液
を１００倍量（容積）の過剰アセトン中に滴下して析出
した樹脂を濾過し、濾液をエバポレータによって濃縮
後、蒸発乾固させることによって抽出物量を測定した
が、抽出物量は検出下限（０．０１％）未満であった。
原料組成及び混練時間を表１に、また、発泡体の密度、
厚み、外観、極限粘度及び抽出物量の評価結果を表２に
示す。 実施例２〜５ 表１に示すように、熱可塑性ポリエステル樹脂の種類、
分子内に３個以上の水酸基を有する化合物の使用量及び
混練時間を代えた他は、実施例１と同様にして熱可塑性
ポリエステル樹脂発泡体を得た。原料組成及び混練時間
を表１に、また、実施例１と同様な評価方法による発泡
体の密度、厚み、外観、極限粘度及び抽出物量の評価結
果を表２に示す。 比較例１ 表１に示すように、分子内に３個以上の水酸基を有する
化合物の使用量及び混練時間を代えた他は、実施例１と
同様にして熱可塑性ポリエステル樹脂発泡体を得た。原
料組成及び混練時間を表１に、また、実施例１と同様な
評価方法による発泡体の密度、厚み、外観、極限粘度及
び抽出物量の評価結果を表２に示す。 比較例２ 表１に示すように、分子内に３個以上の水酸基を有する
化合物の使用量を代えた他は、実施例１と同様にして熱
可塑性ポリエステル樹脂発泡体の製造を試みたが、固化
前に泡が吹き破れたため、外観良好な発泡体が得られな
かった。原料組成及び混練時間を表１に、また、実施例
１と同様な評価方法による成型品の外観、極限粘度及び
抽出物量の評価結果を表２に示す。 比較例３ 実施例１において、溶融混練してペレット形状で回収し
た樹脂を、結晶化処理および加熱処理せずにそのまま使
用した他は、実施例１と同様な方法で熱可塑性ポリエス
テル樹脂発泡体を製造したが、泡が吹き破れたため発泡
体を得ることが出来なかった。実施例１と同様な評価方
法による成型品の外観、極限粘度及び抽出物量の評価結
果を表２に示す。 比較例４ 実施例１において、熱可塑性ポリエステル樹脂としてＰ
−２を１００重量部、分子内に３個以上の水酸基を有す
る化合物を使用する代わりにピロメリット酸二無水物を
０．５重量部使用した他は、実施例１と同様な方法で熱
可塑性ポリエステル樹脂発泡体を得た。実施例１と同様
な評価方法による発泡体の密度、厚み、外観、極限粘度
及び抽出物量の評価結果を表２に示す。

【表１】

【表２】

【発明の効果】本発明によれば、未反応物や副生成物等
の生成や残留が少ないと共に、熱安定性が良好で、軽量
かつ肉厚な熱可塑性ポリエステル樹脂発泡体を製造する
方法を提供することができ、特に、得られる熱可塑性ポ
リエステル樹脂発泡体は、包装容器や建材、車両の内装
材等に好適に使用できる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２９Ｋ 105:04 Ｂ２９Ｋ 105:04 Ｆターム(参考） 4F074 AA65 AA66 AB05 AD04 BA37 CA22 CC22W CC32W CC36W DA02 DA23 DA33 DA34 DA35 DA59 4F207 AA24 AB02 AB11 AG20 AH17 AH33 AH46 AH54 AM30 AR06 KA01 KA11 KF01 KF02 KK13 KL84 KL88 4H006 AB48 FE11 FG40 4J002 CF001 CF061 CH012 DA007 DE017 DE207 DE237 EA017 EB067 EC056 EG057 EQ017 EQ027 EU007 FD327 GG02 GL00 GN00 GQ00

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 極限粘度が０．４ｄｌ／ｇ以上の熱可塑
   性ポリエステル樹脂と、分子内に３個以上の水酸基を有
   する化合物とを溶融混練し、該溶融混練物を冷却固化
   後、加熱処理して得られる分岐熱可塑性ポリエステル樹
   脂と発泡剤とを溶融混合して、押出発泡させる熱可塑性
   ポリエステル樹脂発泡体の製造方法において、熱可塑性
   ポリエステル樹脂のカルボキシル基当量を１００とした
   場合に、分子内に３個以上の水酸基を有する化合物の水
   酸基当量が３０〜２５０の範囲であるように配合するこ
   とを特徴とする熱可塑性ポリエステル樹脂発泡体の製造
   方法。
2. 【請求項２】 熱可塑性ポリエステル樹脂と分子内に３
   個以上の水酸基を有する化合物とを溶融混練し、該溶融
   混練物を冷却固化した後の加熱処理を１５０〜２５０℃
   で、１〜５０時間行うことを特徴とする請求項１に記載
   の熱可塑性ポリエステル樹脂発泡体の製造方法。
3. 【請求項３】 熱可塑性ポリエステル樹脂と分子内に３
   個以上の水酸基を有する化合物とを溶融混練し、該溶融
   混練物を冷却固化した後の加熱処理を窒素気流下、窒素
   滞留下及び大気圧以下の減圧下の何れかの条件下で行う
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の熱可塑性ポ
   リエステル樹脂発泡体の製造方法。
4. 【請求項４】 熱可塑性ポリエステル樹脂と分子内に３
   個以上の水酸基を有する化合物との溶融混練を、０．５
   〜３０分間の範囲で行うことを特徴とする請求項１ない
   し３のいずれかに記載の分岐熱可塑性ポリエステル樹脂
   の製造方法。
5. 【請求項５】 熱可塑性ポリエステル樹脂のカルボキシ
   ル基当量が１５ｍｅｑ／ｋｇ以上である請求項１ないし
   ４のいずれかに記載の熱可塑性ポリエステル樹脂発泡体
   の製造方法。
6. 【請求項６】 分子内に３個以上の水酸基を有する化合
   物が、ペンタエリスリトールである請求項１ないし５の
   いずれかに記載の熱可塑性ポリエステル樹脂発泡体の製
   造方法。