JP2001301023A - ポリエステルフィルム及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用後、回収されたポリエチレンテレフタ
レート成形品から得られるポリエチレンテレフタレート
を主成分とする高分子フィルムを、白色化された不透明
で、隠蔽性のある状態とし、かつ強度などの機械的性質
に優れた特性を有するフイルムとして提供すること 【解決手段】ポリエチレンテレフタレート製ボトルをリ
サイクルして製造したフレークに、ポリ（ε−カプロラ
クトン）を重量比で２％から２０％配合後、溶融させて
得たフィルムであって、動的弾性率が３ＧＰａ以上であ
り、白色、隠蔽性を有することを特徴とするポリエステ
ルフィルム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、使用済みポリエチ
レンテレフタレート成形品を回収し、これを再利用し
て、例えば、包装用フィルム、農業用フィルム、文房具
フィルム等の各種フィルムや、カード類、名刺、合成紙
等、シート類として使用できるフイルム或いはシート及
びそれらの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリエチレンテレフタレートフィルムの
未配向フィルムは、熱処理されることにより結晶化され
た状態となる。この結晶化操作により、透明なフイルム
は、白色のフィルムとすることができる。しかしなが
ら、この場合、結晶化によりフィルムがもろくなると言
う欠点が指摘されている。また、ジュース、お茶等の飲
料水や、ミネラルウオーター等のボトルとして使用後
に、回収されたポリエチレンテレフタレート製ボトルの
再利用が進められている。この再利用する際にはポリエ
チレンテレフタレート製ボトルを一度フレークとして、
加熱溶融させて、繊維、シャンプー用容器、各種成形
品、卵用容器等として成型して利用されている。回収ポ
リエチレンテレフタレート製ボトルから得られるフレー
クを溶融し、フィルム、シート類に再成形するときに
は、この中に何らかの理由により劣化したフレークが混
入されていることがあり、このようなフレークを含有す
る再生フイルムやシートは、その力学的性質が十分に発
揮されない。このように力学的な性質が十分に発揮され
ない原因としては、成形時の分子量低下と使用後劣化し
た樹脂分が混入するために、平均的に分子量が低下した
ことによるものであると考えられる。また、厚いシート
に成形した場合に、劣化した樹脂分が混入していると、
わずかに黄ばんだシートとなることがある。こうしたフ
ィルム自体は機械的強度において劣り、外観も劣るとい
う問題もあり、回収利用するとこの問題点とされてき
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、使用後、回
収されたポリエチレンテレフタレート成形品から得られ
るポリエチレンテレフタレートを主成分とする高分子フ
ィルムを再び成形し、白色化された不透明であり、かつ
強度などの機械的性質に優れた特性を有するフイルムと
して提供することをその課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決すべく鋭意研究を重ねた結果、ポリエチレンテレフタ
レート成形品から得られるポリエチレンテレフタレート
のフレークに、重量比で２％から２０％の割合でポリε
−カプロラクトンのフレークを配合して得られるフィル
ムを、延伸比２．５以上の条件下に延伸すると、弾性率
３GPa以上であり、白色、隠蔽性を有するものが得ら
れることを見出して、本発明を完成するにいたった。

【０００５】即ち、本発明によれば、以下の発明が提供
される。 （１）ポリエチレンテレフタレート成形品をリサイクル
して製造したフレークに、ポリ（ε−カプロラクトン）
を重量比で２％から２０％配合後、溶融させて得たフィ
ルムであって、動的弾性率が３ＧＰａ以上であり、白
色、隠蔽性を有することを特徴とするポリエステルフィ
ルム。 （２）ポリエチレンテレフタレート成形品をリサイクル
して製造したフレークに、ポリ（ε−カプロラクトン）
を重量比で２％から２０％配合後、溶融させて、フィル
ム状に押出成形し、ポリエチレンテレフタレートのガラ
ス転移温度をTgとしたとき、（Tg−10）℃以上で、（Tg
＋20）℃以下の温度範囲内で一軸あるいは、二軸延伸さ
せることにより得られる、動的弾性率 ３GPa以上であ
り、白色、隠蔽性を有することを特徴とするポリエステ
ルフィルム。 （３）ポリエチレンテレフタレート成形品をリサイクル
して製造したフレークに、ポリ（ε−カプロラクトン）
を重量比で２％から２０％配合後、フィルム状に押出成
形し、ポリエチレンテレフタレートのガラス転移温度を
Tgとしたとき、（Tg−10）℃以上で、（Tg＋20）℃以下
の温度で一軸あるいは、二軸延伸させて、動的弾性率
３GPa以上であり、白色、隠蔽性を有するフィルムを得
ることを特徴とするポリエステルフィルムの製造方法。

【０００６】

【発明の実施の形態】ポリエチレンテレフタレートは、
その樹脂の性質上、樹脂原料物質或いは重合物質として
再利用することが行われる。これは成形品とした後で
も、同様に行うことができる。本発明では、ポリエチレ
ンテレフタレート及びポリエチレンテレフタレート成形
品を原料として対象とすることができる。ポリエチレン
テレフタレートの成形品は、ボトルを始め、シートとし
て多方面に利用されており、これらをリサイクルして用
いるものを対象とすることができる。本発明では、原料
として以上のものを対象とすることができ、これらを、
まとめてポリエチレンテレフタレート成形品と呼ぶこと
にする。始めに、ポリエチレンテレフタレート成形品
は、切断され、フレークとする。フレークの大きさは、
次の段階の、粒状ポリ（ε−カプロラクトン）との溶融
処理において均一に混合されるものであればよく、粒状
ポリ（ε−カプロラクトン）の粒径に合わせて、同様の
大きさのものとするればよい。一般的には、押出機等の
大きさにより定めれば、差し支えない。

【０００７】次に、前記のようにして得られるポリエチ
レンテレフタレートのフレークと、ポリ（ε−カプロラ
クトン）の粒状物をドライブレンドする。このようにし
て得られる混合物を、押出機、好ましくは、二軸押出機
内に導入する。この混合割合は、ポリエチレンテレフタ
レートに対して重量比で２％から２０％のポリ（ε−カ
プロラクトン）を配合する。この割合、好ましくは５〜
１５％以下の範囲である。この範囲以下の場合には、カ
プロラクトンの効果が得られず、白色、及び隠蔽性に劣
るものが得られるにすぎない。この範囲を超える場合に
は動的弾性率が低いものが得られるにすぎない。次に、
二軸押出機内において、前記混合物を加熱して融解混練
する。加熱融解は、両者の融点（ポリエチレンテレフタ
レートの融点は２６４℃、ポリε−カプロラクトンで
は、７０℃）以上に、従って、２６４℃以上に加熱を行
う必要がある。実際にサンプルで加熱融解させた状態を
調べた結果を示した図１から明らかである。 ２６４℃
以上の温度では延伸比（Ｄｒａｗ ｒａｔｉｏ）に関係
なく、押出し操作を行うことができることが分かる。本
発明の、ポリエチレンテレフタレートに対して５％及び
１０％のポリε−カプロラクトンを含有する組成物を、
７０〜８０℃で延伸を行う際の、融解熱（ΔＨｍ−ΔＨ
ｃｃ）と延伸比の関係を示すと、図２に示す通りであ
る。延伸比が２．５を越えると融解熱が増加することを
示している。以上の結果から、ポリエチレンテレフタレ
ートの融解点以上である２６４℃で融解させ、その後、
押出比２．５以上の条件下であれば、良好な状態で押出
すことができることが分かる。このようにして得られる
ポリエチレンテレフタレートとポリε−カプロラクトン
の熱融解物を押出機に付設したＴ−ダイから押出してフ
ィルム状に成形する。

【０００８】得られたフイルムに延伸操作を施す。図３
には、延伸比を１．０〜３．８まで変化させたときの延
伸温度と動的弾性率の関係の実測結果を示した。この関
係から以下のことが分かる。このフイルムに延伸操作を
ほどこす際の延伸操作は、フィルムをポリエチレンテレ
フタレートのガラス転移温度（６９℃）をTgとしたと
き、（Tg−10）℃以上で、（Tg＋20）℃以下の温度が採
用される。延伸操作は、一軸あるいは、二軸延伸する。
延伸の際の延伸比は一軸方向に２．５倍以上で行うこと
が必要である。通常、この延伸比は、２．５以上の条件
で行えばよい。本発明のポリエチレンテレフタレート及
びポリ（ε−カプロラクトン）組成物に延伸操作を施す
ことにより、ポリエチレンテレフタレートの分子鎖を高
度に配向させることができる。その結果、動的弾性率３
ＧＰａ以上のものとなり、白色を呈し、一方の面から他
の面を見通すこができない隠蔽性を有する状態とするこ
とができる。延伸操作自体は、ポリエチレンテレフタレ
ートの延伸方法として公知の方法である。しかしなが
ら、ポリエチレンテレフタレートとポリ（ε−カプロラ
クトン）からなる混合物を、フィルムとし延伸操作を行
った報告例はない。

【０００９】前記したように、ポリエチレンテレフタレ
ート及びポリ（ε−カプロラクトン）の混合物の一軸或
いは二軸延伸処理生成物の性状は、以下の通りである。
本発明で得られるポリエチレンテレフタレート（ポリ
（ε−カプロラクトン）との混合比１０％、同５％）及
びポリ（ε−カプロラクトン）を含まない場合の、示差
走査熱量測定結果は、図４に示す通りである。前記の材
料の一部であるポリ（ε−カプロラクトン）５％を含有
する場合について、延伸操作を変化させた場合の示差走
査熱量測定結果は、図５（ａ）に示すとおりである。同
じく、ポリ（ε−カプロラクトン）１０％を含有する場
合について、同様の操作を行った結果は、図５（ｂ）に
示すとおりである。本発明で得られる前記と同じポリエ
チレンテレフタレート（ポリ（ε−カプロラクトン）５
％及び１０％を含む場合、含まない場合）の動的弾性率
（ＧＰａ）について、延伸比（λ）を変化させたときの
変化は、図６に示すとおりである。この結果より、通常
の延伸操作を行う温度（８０℃）で、−１５０℃及び２
３℃に保たれているポリエステルシートを延伸比２．５
以上の条件下で延伸して得られる前記のポリエステルフ
イルムの動的弾性率は３以上であることが分かる。そし
て、動的弾性率の値として３以上の値のものが得られる
と言うことは予期できないことである。同じく、 延伸
温度を７０℃及び８０℃の異なる温度で行ったときの、
延伸比とＭＯＲ値の関係を示したものが、図７である。
延伸比を２．５以上とすることによりＭＯＲ値を高い温
度で行うことができることを示している。ポリエチレン
テレフタレート、ポリ（ε−カプロラクトン）及びその
組成物（ポリ（ε−カプロラクトン）の割合は１０％）
について分子配向パターンを図８に示した。

【００１０】

【実施例】以下に、実施例により、本発明の内容を詳細
に説明する。本発明は、これに限定されるものではな
い。測定操作に使用したものは以下の通りである。 （分子配向）測定装置としては、王子計測社製MOA3020A
を用いた。 （動的弾性率）測定装置としては、A&D社製 レオバイ
ブロンDDV-25FPを用いた。

【００１１】実施例１ 原料ポリエチレンテレフタレートとして、使用後、廃棄
されたポリエチレンテレフタレート製ボトルをリサイク
ルして、得られるフレークを用いた。この融点（DSCの
ピーク温度）は、255℃であり、ガラス転移温度Tgは77.
7℃であった。また、ポリ（ε−カプロラクトン）とし
て、UCC社製Tone P787を用いた。このものの融点(DSCの
ピーク温度)は64℃であった。両者を真空下で24時間以
上乾燥したのち、室温でポリエチレンテレフタレート95
重量％とポリ（ε−カプロラクトン）5重量％の割合で
ドライブレンドした。この混合物を二軸押出機で290℃
に加熱溶融、混練したのち、幅６０mm、隙間0.3mmのＴ
−ダイからシート状に押出し、80℃に設定したチルロー
ルを介して冷却後に巻き取った。こうして得られた厚さ
約0.25mmのシートを所定の温度（70℃）に加熱した恒温
槽の中で、一軸方向に延伸比 3.5倍に延伸加工したと
ころ、表面状態の良好な白色、隠蔽性のフィルムを得る
ことができた。このフィルムの23℃においての長手方向
の動的弾性率は7.3GPaであった。ポリエチレンテレフタ
レート（ポリ（ε−カプロラクトン）との混合比１０
％、及び５％）及びポリエチレンフタレートのみの場合
の応力−歪み曲線の測定結果を図９に示した。

【００１２】実施例２〜５ 実施例１において、ポリエチレンテレフタレートとポリ
（ε−カプロラクトン）の組成比を変えた組成物から得
られたフィルムを延伸加工する際の、延伸温度、延伸
比、得られたフィルムに付与された弾性率、及び着色、
隠蔽性を、以下の表１に示す。

【００１３】

【表１】

【００１４】

【発明の効果】本発明のポリエステルフィルムは、その
主成分が使用後廃棄され、リサイクルされたフレークか
らなるポリエチレンテレフタレートであるにもかかわら
ず、弾性率が高く、白色、隠蔽性にすぐれたものであ
る。その主成分がポリエチレンテレフタレートであるに
もかかわらず、高い弾性率を有する理由は、ブレンドさ
れた、ポリ（ε−カプロラクトン）が、延伸温度では、
融解しており、フィルムの延伸に際して、ポリエチレン
テレフタレートを可塑化して、容易に延伸効果を発揮す
ることによると考えられる。また、本発明のフィルムは
白色、隠蔽性にすぐれている理由は、ポリエチレンテレ
フタレートとポリ（ε−カプロラクトン）とは、非相溶
性であり、ポリ（ε−カプロラクトン）の融点以下、す
なわち64℃以下の温度では、ポリエチレンテレフタレー
ト相から分離したポリ（ε−カプロラクトン）の結晶が
可視光線を散乱させるためと考えられる。本発明のポリ
エステルフィルムは、包装用フィルム、農業用フィル
ム、文房具フィルム等の各種フィルムや、カード類、名
刺、合成紙等、各種フィルム、シートに適用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ポリエチレンテレフタレート（ポリ（ε−カプ
ロラクトン）５％及び１０％含む）について、延伸比と
融解温度及び結晶化温度の関係を示す図である。

【図２】ポリエチレンテレフタレート（ポリ（ε−カプ
ロラクトン）５％及び１０％を含む)について、融解熱
（ΔＨｍ−ΔＨｃｃ）と延伸比の関係を示す図である。

【図３】測定周波数１００Ｈｚのときの、ポリエチレン
テレフタレート（ポリ（ε−カプロラクトン）１０％を
含む）について、 延伸比を変化させたときの、動的弾
性率の温度変化を示す図である。

【図４】ポリエチレンテレフタレート（ポリ（ε−カプ
ロラクトン）との混合比５，及び１０％）の示差走査熱
量測定結果である。

【図５】ポリエチレンテレフタレート（ポリ（ε−カプ
ロラクトン）５％を含有する場合）について、延伸操作
を変化させた場合の示差走査熱量測定結果（５ａ）及
び、ポリ（ε−カプロラクトン）１０％を含有する場合
の同様の操作を行った結果は（５ｂ）を示す。

【図６】測定周波数１００Ｈｚのときの、ポリエチレン
フタレート（ポリ（ε−カプロラクトン）５％及び１０
％含有する場合、含まない場合）について、延伸比
（λ）を変化させたときのポリエチレンテレフタレート
の動的弾性率（ＧＰａ）の変化を示す。

【図７】延伸を７０℃及び８０℃の異なる温度で行った
ときの、延伸比とＭＯＲ値の関係を示す図である。

【図８】ポリエチレンテレフタレート、ε−カプロラク
トン及びその組成物（ε−カプロラクトンの割合は１０
％）の分子配向パターンである。

【図９】ポリエチレンテレフタレート（ε−カプロラク
トンとの混合比１０％、同５％）及びε−カプロラクト
ンを含まない場合の応力−歪み曲線である。前記と同じ
材料を用いて示す通りである。

───────────────────────────────────────────────────── 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 67:00 Ｂ２９Ｋ 67:00 Ｂ２９Ｌ 7:00 Ｂ２９Ｌ 7:00 Ｆターム(参考） 4F071 AA44 AA46 AA86 AF20Y AF30 AH01 AH04 AH19 BB07 BB08 BC01 4F210 AA24 AA50 AG01 QC01 QC05 QD13 QG01 QG18 4J002 CF061 CF192 GA01 GC00 GG02

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリエチレンテレフタレート成形品をリサ
   イクルして製造したフレークに、ポリ（ε−カプロラク
   トン）を重量比で２％から２０％配合後、溶融させて得
   たフィルムであって、動的弾性率が３ＧＰａ以上であ
   り、白色、隠蔽性を有することを特徴とするポリエステ
   ルフィルム。
2. 【請求項２】ポリエチレンテレフタレート成形品をリサ
   イクルして製造したフレークに、ポリ（ε−カプロラク
   トン）を重量比で２％から２０％配合後、溶融させて、
   フィルム状に押出成形し、ポリエチレンテレフタレート
   のガラス転移温度をTgとしたとき、（Tg−10）℃以上
   で、（Tg＋20）℃以下の温度範囲内で一軸あるいは、二
   軸延伸させることにより得られる、動的弾性率 ３GPa
   以上であり、白色、隠蔽性を有することを特徴とするポ
   リエステルフィルム。
3. 【請求項３】ポリエチレンテレフタレート成形品をリサ
   イクルして製造したフレークに、ポリ（ε−カプロラク
   トン）を重量比で２％から２０％配合後、フィルム状に
   押出成形し、ポリエチレンテレフタレートのガラス転移
   温度をTgとしたとき、（Tg−10）℃以上で、（Tg＋20）
   ℃以下の温度で一軸あるいは、二軸延伸させて、動的弾
   性率 ３GPa以上であり、白色、隠蔽性を有するフィル
   ムを得ることを特徴とするポリエステルフィルムの製造
   方法。