JP2002187986A - 再生ポリエチレンテレフタレート樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低分子量化した再生ＰＥＴ樹脂（フレーク）
にポリプロピレン樹脂を添加、更に改質剤成分を添加す
ることにより本来の再生ＰＥＴ樹脂の衝撃強度の低さを
補強することを目的とする。 【解決手段】 ポリプロピレン樹脂、再生ＰＥＴ樹脂
（フレーク）、極性基を有するオレフィン骨格を有する
改質剤成分から成る樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、再生ポリエチレン
テレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、特に使用済みのＰＥＴ
ボトルフレークを再利用して得られる成形品に、高い機
械強度を付与する技術を特徴とする。

【０００２】

【従来の技術】ＰＥＴ樹脂製ボトルは、従来から使用さ
れている紙容器、金属製容器、ガラス容器に比べて軽
さ、耐腐食性、加工性、強度が優れており、清涼飲料水
用容器を中心として、近年その需要はますます増加して
いる。しかしながらその廃棄処分は、現在のところ埋め
立て処分ないしは焼却処分が主流であり、将来的に見込
まれる需要増や近年の資源のリサイクルによる有効活用
を考えると、有効な再生利用法を見いだす必要があるこ
とは社会的に急務である。

【０００３】ＰＥＴボトルを回収、洗浄後粉砕し得られ
たフレーク状物を押出機等の成形機により溶融し所望の
形状、例えば繊維、シート等に成形し資源の再利用を図
ることは近年、多々見受けられている。しかしながら、
溶融成形時に熱履歴が加わることによりＰＥＴ樹脂が加
水分解するため、分子切断が生じて分子量が低下し固有
粘度（intrinsic viscosity ；ＩＶ値）が低くなること
により、得られた再生品は所望の機械物性を得られない
場合が多い。またボトルの内容物の種類によっては洗浄
を入念に行っても内容物の除去が困難な場合があり、特
に食塩が残存すると溶融時におけるＩＶ低下が著しく、
成形用材料としての使用が困難となる場合があることな
どにより、再生品の用途が著しく限定されてしまい、Ｐ
ＥＴボトルのリサイクルを阻害する要因となっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは上記事実
に鑑み、ＰＥＴボトルの粉砕フレークを有効に活用する
ためには、従来からの粉砕フレーク単独から再生利用せ
ずに、他の樹脂とのブレンドにより所望の特性を得るこ
とが有効であると考えた。しかしながら、極性基を有し
ないオレフィン系樹脂の場合、極性基を有するＰＥＴ樹
脂との相溶性が悪く、ブレンドによる物性の向上は到底
望めないため何らかの相溶化剤が必要となる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は元来耐熱性、機
械物性（特に衝撃強度）、成形性、価格の点で優れたポ
リプロピレン樹脂を用いて、再生ＰＥＴ樹脂（フレー
ク）と、更に改質剤成分を添加することにより、再生Ｐ
ＥＴ樹脂（フレーク）とポリプロピレン樹脂との界面を
濡らし、且つ再生ＰＥＴ樹脂（フレーク）の添加による
機械物性、特に衝撃強度の低下を補強した樹脂組成物を
得、これを用いて得られる成形品がその役割を充分担う
だけの性能を付与させることが出来る。

【０００６】即ち、本発明の第１の発明は、ポリプロピ
レン樹脂１００重量部に対し、再生ポリエチレンテレフ
タレート樹脂を１０〜９０重量部、改質剤成分を５〜２
０重量部含むことを特徴とする樹脂組成物である。

【０００７】第２の発明は、ポリプロピレン樹脂１００
重量部に対し、改質剤成分を６０〜２００重量部含むこ
とを特徴とする樹脂組成物である。

【０００８】第３の発明は、改質剤成分がα，β−不飽
和カルボン酸、その酸無水物、そのエステルから選ばれ
る１種以上を樹脂構造中に含み、且つ熱分解温度が２８
０℃を越えていることを特徴とする第１又は第２の発明
に記載の樹脂組成物である。

【０００９】第４の発明は、改質剤成分が無水マレイン
酸変性エチレン−プロピレンゴムであることを特徴とす
る第３の発明に記載の樹脂組成物である。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的に説明す
る。本発明に用いられるポリプロピレン樹脂は、ＪＩＳ
Ｋ７２１０に準拠したメルトフロ−レ−ト（ＭＦＲ）
の測定が可能なものであれば一般的に用いられているも
の全てが使用可能であるが、ＭＦＲの測定が不可能であ
るワックスは含まない。耐衝撃性を重視したい場合には
エチレンとのブロックコポリマーが、ヒンジ特性・透明
性を重視したい場合にはエチレンとのランダムコポリマ
ーが、剛性・耐熱変形性を重視したい場合はホモポリマ
ーを使用することが好ましい。

【００１１】本発明に用いられる再生ＰＥＴ樹脂は、通
常テレフタル酸又はジメチルテレフタレ−トとエチレン
グリコ−ルを直接エステル化反応、またはエステル交換
反応させた単量体・ビスヒドロキシエチルテレフタレ−
トの重縮合体からのボトル・容器・シ−ト等の成形品を
粉砕して得られ、その平均形状は一辺が１０ｍｍ以下が
好ましい。

【００１２】原料となる使用済みＰＥＴボトルやシ−ト
等を洗浄後、粉砕機においてフレ−ク状にし洗浄した
後、水中でポリエチレンやポリプロピレン等の不純物を
比重分離し、遠心分離で脱水後、熱風で乾燥させる。そ
の後、接着剤等の不純物を取り除くため再度洗浄し、脱
水・乾燥されるがこれに限定されない。前記各処理を経
たフレ−ク状のＰＥＴを一旦加熱し、棒状に成形した
後、細かく切断する場合もあるが、再生ＰＥＴ樹脂の品
質の観点から加熱・溶融の回数は出来るだけ減らした方
が好ましい。

【００１３】また、成形品の内容物や表面に添付してあ
る紙製のラベル類、付着している汚泥は取り除くことが
望ましいが、熱可塑性樹脂製のラベルは取り除く必要は
ない。また、本発明の再生ＰＥＴ樹脂の中にポリブチレ
ンテレフタレ−ト（ＰＢＴ）が含まれていても差し支え
ない。

【００１４】本発明において用いられる改質剤成分は次
の性質を具備しなければならない。 （１）極性基を有する再生ＰＥＴ樹脂（フレーク）と極
性基のないポリプロピレン樹脂とを相溶させること。こ
の要件を満たしたものとして、樹脂骨格のポリマー成分
としてオレフィン、具体的にはポリエチレン、ポリプロ
ピレン、エチレン−αオレフィン共重合体、エチレン−
プロピレンゴム等が挙げられ、また、極性基としてα，
β−不飽和カルボン酸、具体的にはアクリル酸、マレイ
ン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸もしくはその
酸無水物やエステルが挙げられ、そしてこれらのポリマ
−成分と極性基とをブロックもしくはグラフト重合した
樹脂共重合体が挙げられる。

【００１５】（２）ＰＥＴ樹脂の成形温度である２７０
〜２８０℃において熱劣化による物性低下や変色が極力
少ないこと。すなわち、熱分解温度が２８０℃を越えて
いること。このため（１）の要件を満たしたものであっ
ても、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）
等は除外される。上記（１）、（２）の要件を満たした
改質剤成分としては、α，β−不飽和カルボン酸、その
酸無水物、そのエステルから選ばれる１種以上を構造中
に含み、且つ熱分解温度が２８０℃を越えている樹脂共
重合体が挙げられ、具体例としてはエチレン−アクリル
酸エチル共重合体（ＥＥＡ）やエチレン−メタクリル酸
メチル共重合体（ＥＭＭＡ）、無水マレイン酸変性エチ
レン−プロピレンゴム（酸変性ＥＰＲ）が相溶性、耐熱
性ともに良好であり、なかでも無水マレイン酸変性エチ
レン−プロピレンゴムは優れたゴム弾性を有しているた
め特に好ましい。

【００１６】本発明の樹脂組成物は、一般に熱可塑性樹
脂組成物の製造に用いられる設備と方法により製造する
ことができる。例えば、本発明の樹脂組成物を構成する
ポリプロピレン樹脂と再生ＰＥＴ樹脂と改質剤成分の３
成分を一括して混合した後、単軸または２軸押出機にて
溶融混練された樹脂組成物（コンパウンド）を得ること
ができる。

【００１７】コンパウンドにおいて、ポリプロピレン樹
脂１００重量部に対する再生ＰＥＴ樹脂（フレーク）の
配合量は、回収された再生ＰＥＴ樹脂（フレーク）を使
用するという本来のリサイクル目的から逸脱してしまう
ため１０重量部以上、良好な機械物性、特にアイゾット
衝撃強度を保持する観点から９０重量部以下が好まし
く、特に２５〜６０重量部が好ましい。

【００１８】また、ポリプロピレン樹脂１００重量部に
対する改質剤成分の配合量は、ポリプロピレン樹脂と再
生ＰＥＴ樹脂（フレーク）との充分な相溶性や良好な物
性補強効果を得る観点から５重量部以上、また、配合量
に見合う物性補強効果の向上や成形品における加熱変形
温度低下による温水洗浄性等の不良を防ぐ観点から２０
重量部以下が好ましい。

【００１９】また、本発明の樹脂組成物は、高濃度の改
質剤成分とポリプロピレン樹脂とを予め混合し、上記と
同様の方法にて溶融混練された樹脂組成物（マスターバ
ッチ）でもよい。マスターバッチは成形時に希釈樹脂
（ポリプロピレン樹脂と再生ＰＥＴ樹脂とから成る）で
所望の配合になるように希釈されて成形品とされる。

【００２０】マスターバッチにおいて、ポリプロピレン
樹脂１００重量部に対する改質剤成分の配合量として
は、ポリプロピレン樹脂と再生ＰＥＴ樹脂（フレ−ク）
との充分な相溶性や成形品における良好な物性補強効果
を得る観点から６０重量部以上、成形品における配合量
に見合う効果の向上や加熱変形温度低下を防ぐ観点から
２００重量部以下が好ましい。

【００２１】成形工程においてブレンド設備が無い場合
は前者のコンパウンドの方法が採られるが、ブレンド設
備が有る場合は、後者のマスターバッチの方法を用いる
方が再生ＰＥＴ樹脂（フレーク）の熱劣化による分子切
断を最小限に抑えることが可能になるので好ましい。

【００２２】本発明の成形品は、上記樹脂組成物がマス
ターバッチの場合はマスターバッチと希釈樹脂とを、コ
ンパウンドの場合はそのままの組成で溶融混練し、押出
成形、射出成形、ブロ−成形等の公知の方法で成形して
得られる。

【００２３】また、これらの成形品は用途により着色剤
を添加して着色を施すことが出来る。着色剤としては、
従来から印刷インキ、塗料、又は熱可塑性樹脂の着色に
用いられている公知の有機顔料及び無機顔料を用いるこ
とができる。有機顔料としてはアゾレ−キ、ハンザ系、
ベンズイミダゾロン系、ジアリライド系、ピラゾロン
系、イエロ−系、レッド系等のアゾ顔料、フタロシアニ
ン系、キナクリドン系、ペリレン系、ペリノン系、ジオ
キサジン系、アントラキノン系、イソインドリノン系等
の多環系顔料及びアニリンブラック等を挙げることがで
きる。無機顔料としては酸化チタン、チタンイエロ−、
酸化鉄、群青、コバルトブル−、酸化クロムグリ−ン、
黄鉛、カドミウムイエロ−、カドミウムレッド等やカ−
ボンブラック顔料を挙げることができる。

【００２４】更に、屋外用途であればベンゾフェノン誘
導体、ステアリン酸のカドミウム及び亜鉛塩、ジブチル
すずジラウレ−ト等の光安定剤や、ヒドロキシベンゾフ
ェノン、ベンゾトリアゾ−ル、サリチル酸エステル等の
紫外線吸収剤等を添加して耐候性を向上させることも可
能である。その他、剛性を向上させるために炭酸カルシ
ウム、炭酸マグネシウム、タルク等の無機充填剤や公知
のフェノ−ル系、フォスファイト系、チオエ−テル系、
ヒンダ−ドフェノ−ル系、硫化亜鉛、酸化亜鉛等の熱及
び酸化防止剤や帯電防止剤、可塑剤、潤滑剤、離型剤、
難燃剤、難燃助剤等の添加剤や、他の相溶可能な樹脂も
用いることが出来る。

【００２５】本発明の成形品としてはバケツ、洗面器、
石鹸箱等の雑貨類、ボトルコンテナ等の容器類等、通常
のポリプロピレン樹脂の成形により得られるもの全てが
対象となる。

【００２６】

【実施例】以下、実施例により本発明を説明するが、本
発明はこれに限定されるものではない。尚、実施例中
「部」とは「重量部」を、「％」とは「重量％」をそれ
ぞれ表す。 ［実施例１］ポリプロピレン樹脂（日本ポリケム社 Ｂ
Ｃ８）を１００部、再生ＰＥＴフレーク（ＩＶ＝０．４
〜０．５５、約６ｍｍ角の大きさ）を４０部に、改質剤
マスターバッチ（上記ポリプロピレン樹脂１００部に対
し、無水マレイン酸変性エチレン−プロピレンゴム（酸
変性ＥＰＲ；ＪＳＲ社 Ｔ−７７１２ＳＰ）１００部を
溶融混練したもの）を２０部添加し、回転タンブラーを
用い１０分間混合したのち、シリンダ温度２８０℃に設
定された射出成形機（東芝機械社 ＩＳ−１００ＦＳ）
を用いて射出成形を行い成形品を作成し、厚さ３ｍｍの
アイゾット試験片と、幅１２．７ｍｍ高さ２５．４ｍｍ
の加熱変形温度試験片を得た。得られた試験片のうち、
アイゾット試験片についてはＪＩＳ Ｋ７１１０に規定
された方法にてＶノッチを設け、２３℃でのアイゾット
衝撃値を求めた。また、加熱変形温度試験片は、ＪＩＳ
Ｋ７２０７に則り、荷重４．６ｋｇｆを加えた状態で
加熱変形温度を測定した。

【００２７】［実施例２］改質剤としてエチレン−アク
リル酸エチル共重合体（ＥＥＡ；日本ユニカー社ＤＰＤ
Ｊ９１６９）を用いた以外は実施例１と同一の所作を行
った。

【００２８】［実施例３］改質剤としてエチレン−メタ
クリル酸メチル共重合体（ＥＭＭＡ；三井デュポン社
ニュークレル１５６０）を用いた以外は実施例１と同一
の所作を行った。

【００２９】［実施例４］改質剤マスターバッチの添加
量を４０部に変更した以外は実施例１と同一の所作を行
った。

【００３０】［比較例１］実施例１で使用したポリプロ
ピレン樹脂１００部のみ用いて実施例１と同一の所作を
行った。

【００３１】［比較例２］実施例１で使用した再生ＰＥ
Ｔフレークのみを用いて実施例１と同一の所作を行っ
た。

【００３２】［比較例３］改質剤マスターバッチを用い
ない以外は実施例１と同一の所作を行った。

【００３３】［比較例４］改質剤として未変性エチレン
−プロピレンゴム（ＥＰＲ；ＪＳＲ社 ＥＰラバー ５
７Ｐ）を用いた以外は実施例１と同一の所作を行った。

【００３４】［比較例５］改質剤マスターバッチの添加
量を５部に変更した以外は実施例１と同一の所作を行っ
た。

【００３５】［比較例６］改質剤マスターバッチの添加
量を６０部に変更した以外は実施例１と同一の所作を行
った。

【００３６】［比較例７］改質剤マスターバッチの添加
量を８０部に変更した以外は実施例１と同一の所作を行
った。以上得られた結果を表１、２に示した。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【表２】

【００３９】［表の説明］表は各実施例、比較例の特性
値を示している。以上の結果より、上記条件において酸
変性ＥＰＲ、ＥＥＡ、ＥＭＭＡ等を改質剤成分として１
０〜２０重量部の範囲で配合して得られた成形品におい
て物性バランスがとれていることが分かる。

【００４０】

【発明の効果】以上述べた通り、本発明の樹脂組成物
は、改質剤成分を特定量の範囲内で配合することによ
り、ポリプロピレン樹脂と再生ＰＥＴ樹脂（フレーク）
を相溶させ、且つゴム弾性を付与出来るできる。更に、
この樹脂組成物を用いて耐衝撃性が良好な成形品を提供
することができる。本発明は、再生ＰＥＴ樹脂（フレー
ク）単独成形品では機械物性が充分に得られないために
使用不可能であった用途への可能性を与えるものであ
る。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリプロピレン樹脂１００重量部に対し、
   再生ポリエチレンテレフタレート樹脂を１０〜９０重量
   部、改質剤成分を５〜２０重量部含むことを特徴とする
   樹脂組成物。
2. 【請求項２】ポリプロピレン樹脂１００重量部に対し、
   改質剤成分を６０〜２００重量部含むことを特徴とする
   樹脂組成物。
3. 【請求項３】改質剤成分がα，β−不飽和カルボン酸、
   その酸無水物、そのエステルから選ばれる１種以上を樹
   脂構造中に含み、且つ熱分解温度が２８０℃を越えてい
   ることを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂組成
   物。
4. 【請求項４】改質剤成分が無水マレイン酸変性エチレン
   −プロピレンゴムであることを特徴とする請求項３に記
   載の樹脂組成物。