JP2004161967A - ポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの耐熱性シートおよび成形体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ドローダウンが小さく、高速度結晶化が可能のシートを考案し、加熱充填が可能な容器および電子レンジの加熱に耐えるポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの安価な耐熱性シートおよび成形体の製造方法を提供する。
【解決手段】（ａ）ＰＥＴ系ポリエステル１００重量部、（ｂ）他のポリエステルまたはカルボン酸基を含有するポリオレフィン０〜１００重量部、（ｃ）結合剤として３以上官能性エポキシ化合物／２官能性エポキシ化合物０〜７５／１００〜２５重量比の混合物マスターバッチ１〜１５重量部、（ｄ）結合触媒として有機酸金属塩複合体マスターバッチ０．２５〜１０重量部から構成される混合物を、反応押出法により結晶化速度の早い長鎖分岐構造体に改質して溶融粘度を従来の線状構造体ＰＥＴの１０倍以上に増加させたブロック共重合体とするとともに、加熱固定を併用して耐熱性シートおよび成形体とする製造方法。
【選択図】なし
【解決手段】（ａ）ＰＥＴ系ポリエステル１００重量部、（ｂ）他のポリエステルまたはカルボン酸基を含有するポリオレフィン０〜１００重量部、（ｃ）結合剤として３以上官能性エポキシ化合物／２官能性エポキシ化合物０〜７５／１００〜２５重量比の混合物マスターバッチ１〜１５重量部、（ｄ）結合触媒として有機酸金属塩複合体マスターバッチ０．２５〜１０重量部から構成される混合物を、反応押出法により結晶化速度の早い長鎖分岐構造体に改質して溶融粘度を従来の線状構造体ＰＥＴの１０倍以上に増加させたブロック共重合体とするとともに、加熱固定を併用して耐熱性シートおよび成形体とする製造方法。
【選択図】なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱充填が可能な容器、電子レンジの加熱に耐える容器およびオーブンレンジの加熱に耐える容器に適するポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの安価な耐熱性シートおよび成形体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、加熱充填が可能な容器として、約８０〜９０℃耐熱の豆腐および納豆等の容器と飲料の加熱充填の容器、および約１１０〜１４０℃耐熱の電子レンジの加熱に耐える容器、コンビニエンスストアの弁当容器、また約１８０〜２２０℃耐熱のオーブンレンジの加熱に耐える容器等への需要が生活の高度化にともなって高まっている。従来、それらの容器の素材としてポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（Ａ−ＰＥＴまたはＣ−ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）が、提案されて一部使用されて来た。これらの素材は、耐熱性を含む品質、価格、環境適合性等に関して、一長一短がある。例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）は安価で加工性が良いが、透明性にやや劣り高温で安定剤等の溶出が見られる。ポリスチレン（ＰＳ）は、安価で加工性と透明性が良いが、残留モノマーの安全性課題があり、やや脆く、電子レンジの耐熱性の約１１０℃で弁当容器として変形が起こることがある。
ポリエチレンテレフタレートの無延伸（Ａ−ＰＥＴ）シートは、透明性と強度と環境適合性に優れるが、価格がやや高く電子レンジの耐熱性温度の約１２０℃で結晶化による白色化と脆化と変形が起こる弱点を持つ。二軸延伸ペットは、約１８０℃の耐熱性があるが、圧空成形が困難で高価である。ポリエチレンテレフタレートの白色結晶化（Ｃ−ＰＥＴ）シートは、オーブンレンジ用耐熱性と環境適合性に優れるが、予め結晶核材をポリエチレンを媒体として白色Ｃ−ＰＥＴペットシートにし（例えば、特公昭６４−９１７９）、ダブリュモールド法真空圧空成形で長時間かけて成形するので価格が製品が高価である（例えば、特公平６−２６８５４）。また、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）系樹脂７０〜１００重量部とポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）系樹脂３０〜０重量部からなる組成物で１４０℃耐熱のシートおよび容器に成功しているが（例えば、第２５５３２２８号公報）、ＰＥＴよりＰＢＴが多いので価格が高くなる。更にまた、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）は、透明性と強度と耐熱性に優れるが、素材の原材料が高価なためシートの価格が極めて高く、需要に対応できない。
【０００３】
近年、省資源と環境保全の観点から、工場生産工程や一般消費市場から回収された使用済みプラスチック製品の再利用の必要性が世界的に認識され、特に、使用済みペットのボトル、フィルム、シート等は、大量の回収再利用が積極的に進められつつあり、汎用樹脂の半値という安価入手が可能となった。一方、使用済みの回収ペットは、新品ペレットに比較して分子量が低下し、例えば大量に派生する回収ペットボトルのフレーク（破砕物）の分子量はほぼ半減している。従って、これのみをベース樹脂として再利用すると成形加工性が悪く、成形体が脆くて耐衝撃性も劣り、元のペットボトルの品質を保証できない。その結果、低分子量でも成形できる繊維と低品質シート等にしかならず、その再利用の用途は狭い範囲に限定されている。また、透明ガラス質のＰＥＴ系ポリエステルは、ガラス転移温度が７０℃以上と高い為に、低温脆性（耐寒性）および耐衝撃性に劣るので、新規用途の開拓も困難である。
他方、ポリエチレンおよびポリプロピレン等のポリオレフィンは、フィルム、シート、容器等に大量に使用されているが、剛性と硬さが硬質塩ビやＰＥＴ系ポリエステルやポリスチレンに比較すると遥かに劣ることが知られている。
【０００４】
これらの問題を解決する方法の一つとしては、分子量を回復および増大させる方法、即ちＰＥＴ系ポリエステルに関しては、固層重合で分子量を回復させる方法、鎖延長剤（結合剤）とポリエステル末端基を反応させて分子量を増大させる方法、機械的特性を補うためエラストマー等の他の樹脂を添加する方法などが知られている。
分子量を増大させる為の鎖延長剤（結合剤）としては、イソシアナート、オキサゾリン、エポキシ、アジリジン、カルボジイミド等の結合手または官能基を有する化合物を使用することが提案されている。しかしながら、反応性、耐熱性、安定性等からの制約が強く、実用性があるものは限定される。これらの中でもエポキシ化合物は、比較的有用であり、モノエポキシ化合物を配合したもの（特開昭５７−１６１１２４号公報）、ジエポキシ化合物を配合したもの（特開平７−１６６４１９号公報、特公昭４８−２５０７４号公報、特公昭６０−３５９４４号公報等）があるが、反応速度、ゲル生成、溶融粘度、相溶性、熱安定性、成型品の物性等に問題が多々あり、実用化は困難であった。
【０００５】
一方、回収されたＰＥＴ系ポリエステルを２官能性のエポキシ樹脂および立体障害性ヒドロキシフェニルアルキルホスホン酸エステルと溶融混合してポリエステルの分子量を増大させる方法が提案されている（特表平８−５０８７７６号公報）。この方法は比較的反応速度が早いが、使用する立体障害性ヒドロキシフェニルアルキルホスホン酸エステルは高価であり、低コストの回収循環費用が要求される業界や安全性が要求される食品包装業界においては実用性に課題が残る。また、本発明者らが先に提案した中分子量のＰＥＴ系ポリエステルを２官能性と多官能性のエポキシ化合物の併用および特定の触媒と溶融混合および結合反応させる方法（ＰＣＴ ＷＯ９８／４４０１９）は、該ポリエステルの分子量および溶融張力を増大させて発泡成形を可能にした（ＰＣＴ ＷＯ００／２０４９１）が、成形加工品はやや脆く、耐衝撃性や低温脆性（耐寒性）の改善には全く不充分である。例えば、冷凍食品用資材としては、マイナス２０ないし３０℃の低温で割れず、一方好ましくは１３０℃、更に好ましくは２３０℃の耐熱性を有するシート成形体が必要である。
【０００６】
また、ＰＥＴ系ポリエステルにゴム、エラストマー、柔らかいメタロセン系ポリエチレン共重合体等を配合するブレンド法も提案されているが、それらの場合、相溶性が非常に悪く、また耐熱性、弾性率、ペレットの乾燥性等に難点があった。他方、ポリエチレンやポリプロピレンにＰＥＴ系ポリエステルを配合するブレンド法も提案されているが、決定的に混合性、相溶性が悪く、一部用途を除き実用化できていない。また、本発明者らが先に提案した中分子量のＰＥＴ系ポリエステルとカルボン酸基を含有するポリオレフィンとを２官能性と多官能性のエポキシ化合物の併用および特定の触媒とにより溶融混合および結合反応させて製造されたポリオレフィンーポリエステル・ブロック共重合体方法（特開２００１−１２２９５５号公報）は、ポリオレフィン量の増大により耐衝撃性や低温脆性（耐寒性）がかなりの程度改善されたが、混合性および均一性が必ずしも充分でなくてゲルやフィッシュアイが副生し、成形加工性が充分でなく、シート成形体の表面が艷を欠いて極端な場合には柚子肌状となり、商品としては不充分であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記課題の安価な耐熱性シートおよび成形体を実現するためには、汎用樹脂の半値で入手できる回収ペットボトルおよび回収ペットシートを基本素材とすれば良いが、分子量が低下しており良質なシートにならない。従って、高分子量にすることが必要である。しかしながら、従来の固層重合法では線状構造体が生成するので、シート成形時にネックインが大きく、またシートの圧空又は真空圧空成形時においてドローダウンが激しく、結晶化速度が分オーダーと遅いために、成形サイクルが長時間かかり安価な耐熱性シートおよび成形体を実現することが困難である。一方、加熱固定（ヒートセット）しないＡ−ＰＥＴシートは、約１２０℃に結晶化ゾーンを持つので耐熱性がない。
本発明は、ドローダウンが小さく、高速度結晶化か可能のシートを考案し、加熱充填が可能な容器および電子レンジの加熱に耐えるポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの安価な耐熱性シートおよび成形体の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、上記の課題を劇的に改善することを成功し、本発明を完成するに至った。即ち、素材の基体に安価な回収ペットまたは繊維用新品ペットを使用した。その高分子量化を結合剤および触媒を使用するマスターバッチ方式反応押出法を採用して高速でゲルやフィッシュアイの副生を劇的に減少させたシートとした。また、結合剤として分子内に２個のエポキシ基を含有する化合物（２官能：Ｄ）に分子内に３個以上のエポキシ基を含有する化合物（３官能以上：Ｔ）を併用することによって「長鎖分岐構造体」を導入し、Ｔ／Ｄ比を増加させてドローダウンを下げ、結晶化速度を増大させた。これは、３官能以上のエポキシ基を含有する化合物がトリヒドロキシ・エステル結合となり触媒のアルカリ金属とイオン結合を形成し、それが「分子サイズの結晶化核剤」として作用するものと推定される。本発明の長鎖分岐構造体は、従来の線状構造体に比べて分子鎖の「絡み合い効果」により溶融粘度を約１０〜１００倍にも増大することが可能となるので、圧空又は真空圧空成形時においてドローダウンの少ないシートとなる。
また、ポリエチレンテレフタレート系ポリエステル（ａ成分）の場合と同様に、芳香族ポリエステル（Ｂ１成分）またはカルボン酸を含有するポリオレフィン（Ｂ２）をブロック共重合させることにより、シート成形時およびシートの圧空又は真空圧空成形時の加熱固定（ヒートセット）において、総合的に結晶化速度を秒のオーダーに早めることができた。加熱固定（ヒートセット）は、耐熱性約８０〜９０℃の豆腐および納豆等の加熱充填が可能な薄型容器の場合は、約９０〜１００℃で行い、耐熱性約１１０〜１４０℃の電子レンジの加熱に耐えるコンビニエンスストアの弁当容器等容器の場合は、約１２０〜１５０℃で行うことができた。その結果、本発明では、加熱充填が可能な容器および電子レンジの加熱に耐える透明耐熱性および不透明耐熱性のポリエチレンテレフタレート系ポリエステルのシーとおよび成形体の生産性を高めることが可能となり、安価な耐熱性シートおよび成形体の製造方法を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、下記の発明事項を提供するものである。
第１に、Ａ成分：（１）メルトフローレート（ＪＩＳ法：２８０℃、荷重２．１６Ｋｇ）が４５〜１３０ｇ／１０分のポリエチレンテレフタレート系ポリエステルａ：１００重量部、（２）結合剤として分子内に２個のエポキシ基を含有する化合物ｂ：２５〜９５重量％および分子内に３個以上のエポキシ基を含有する化合物ｃ：７５〜５重量％の混合物ｄ：１０〜５０重量部と基体ｅ：１００重量部とから構成される結合剤マスターバッチｆ：１〜１０重重量部、（３）結合反応触媒として有機酸の金属塩ｇ：５〜１５重量部と基体ｈ：１００重量部とから構成される触媒マスターバッチｉ：０．２５〜１０重量部から構成される混合物と、Ｂ１成分：メルトフローレート（ＪＩＳ法：２８０℃、荷重２．１６Ｋｇ）が１３０ｇ／１０分以下の芳香族系ポリエステル０〜１００重量部を、その融点以上の温度で溶融させるとともに真空系で１３．３×１０３Ｐａ以下に脱気脱水しながら反応押出法で均一反応させることによってメルトフローレート４０ｇ／１０分以下の透明ブロック共重合体とし、それをシートに成形し、加熱成形することを特徴とするポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの透明耐熱性シートおよび成形体の製造方法。
第２に、Ａ成分：（１）メルトフローレート（ＪＩＳ法：２８０℃、荷重２．１６Ｋｇ）が４５〜１３０ｇ／１０分のポリエチレンテレフタレート系ポリエステルａ：１００重量部、（２）結合剤として分子内に２個のエポキシ基を含有する化合物ｂ：２５〜１９５重量％および分子内に３個以上のエポキシ基を含有する化合物ｃ：７５〜５重量％の混合物ｄ：１０〜５０重量部と基体ｅ：１００重量部とから構成される結合剤マスターバッチｆ：１〜１０重量部、（３）結合反応触媒として有機酸の金属塩ｇ：５〜１５重量部と基体ｈ：１００重量部とから構成される触媒マスターバッチｉ：０．２５〜１０重量部から構成される混合物と、Ｂ２成分：メルトフローレート（ＪＩＳ法：２８０℃、荷重２．１６Ｋｇ）が１３０ｇ／１０分以下の分子内に１個以上のカルボン酸基を含有するポリオレフィン０〜１００重量部を、その融点以上の温度で溶融させるとともに真空系で１３．３×１０３Ｐａ以下に脱気脱水しながら反応押出法で均一反応させることによってメルトフローレート４０ｇ／１０分以下の白色ブロック共重合体とし、それをシートに成形し、加熱成形することを特徴とするポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの不透明耐熱性シートおよび成形体の製造方法。
第３に、上記１〜２のいずれか１項に記載される方法により製造されるブロック共重合体をいったんペレット化し、その１００重量部と滑剤０．０１〜１重量部とから成る混合物をシートに成形し、加熱成形することを特徴とするポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの耐熱性シートおよび成形体の製造方法。
第４に、ポリエチレンテレフタレート系ポリエステルａが、固有粘度０．５０〜０．９０ｄｌ／ｇのポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート系芳香族ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート系芳香族ポリエステル成形品再循環物からなる群から選ばれる少なくとも１種以上を含有することを特徴とするポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの耐熱性シートおよび成形体の製造方法。
第５に、結合剤として分子内に２個のエポキシ基を含有する化合物ｂが、脂肪族系のエチレングリコール・ジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコール・ジグリシジルエーテル、ヘキサメチレン・ジグリシジルエーテル、脂環式系水素化ビスフェノールＡ・ジグリシジルエーテルおよび芳香族系ビスフェノールＡ・ジグリシジルエーテルからなる群から選ばれる少なくとも１種以上を含有することを特徴とするポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの耐熱性シートおよび成形体の製造方法。
第６に、結合剤として分子内に３個以上のエポキシ基を含有する化合物ｃが、脂防族系のトリメチロールプロパン・トリグリシジルエーテル、グリセリン・トリグリシジルエーテル、エポキシ化大豆油、エポキシ化亜麻仁油、ヘテロ環式トリグリシジルイソシアヌレートおよび芳香族系フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスレゾルシノールテトラグリシジルエーテルからなる群から選ばれる少なくとも１種以上を含有することを特徴とするポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの耐熱性シートおよび成形体の製造方法。
第７に、結合反応触媒ｇとしてステアリン酸または酢酸のリチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、亜鉛塩、マンガン塩からなる群から選ばれる少なくとも２種以上を含有する複合体であることを特徴とするポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの耐熱性シートおよび成形体の製造方法。
第８に、Ｂ１成分が、（１）メルトフローレート（ＪＩＳ法：２８０℃、荷重２．１６Ｋｇ）が２００ｇ／１０分以下の乾燥または未乾燥のポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、シクロヘキサンジメタノール系共縮合ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート系成形品再循環物、Ａ成分の反応体からなる群から選ばれる少なくとも１種以上を含有することを特徴とするポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの耐熱性シートおよび成形体の製造方法。
第９に、Ｂ２成分が、分子内に１個以上のカルボン酸基を含有するポリオレフィンであり、無水マレイン酸またはカルボン酸基を含有するエチレン系単量体が共重合されたポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンプロピレン共重合体、それらの混合物からなる群から選ばれる少なくとも１種以上を含有することを特徴とするポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの耐熱性シートおよび成形体の製造方法。
第１０に、成分Ａと成分Ｂ１または成分Ｂ２のブロック共重合体を反応押出装置で製造しながら、押出金型に新たに成分Ｂ１または成分Ｂ２を追加供給して２種２層、２種３層、または多層のシートに成形し、加熱成形体を製造することを特徴とするポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの耐熱性シートおよび成形体の製造方法。
第１１に、シートの押出成形におけるロール温度が３０〜１５０℃であることを特徴とするポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの耐熱性シートおよび成形体の製造方法。
第１２に、上記のいずれかの方法により製造されるシートを、真空成形、圧空成形または真空成形成形において急速加熱によりシートを温度８０〜２５０℃とし、金型温度およびまたはプラグ温度を９０〜２５０℃として加熱成形および熱固定することを特徴とするポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの耐熱性成形体の製造方法。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明においてＡ成分の原料プレポリマーとしての芳香族飽和ポリエステルａは、ＰＥＴ系芳香族ポリエステルとして世界的に大量生産されているポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、あるいはその共重合体が挙げられる。ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴまたはペット）が、好ましい。本発明のＰＥＴ系芳香族ポリエステルは、１，１，２，２−テトラクロロエタン／フェノール（１：１）混合溶媒に溶解して２５℃で測定した固有粘度（ＩＶ値）が０．５０ｄｌ／ｇ以上（これは、ＪＩＳ法、温度２８０℃、荷重２．１６ｋｇｆにおけるメルトフローレート（ＭＦＲ）が約２１０ｇ／１０分以下に相当する。以下に同じ。）であることが好ましく、０．６０ｄｌ／ｇ以上（ＭＦＲが約１３０ｇ／１０分以下）であることがより好ましい。固有粘度が０．５０ｄｌ／ｇ未満であると、本発明によっても高分子量化と高溶融粘度化が困難であり、得られるポリエステルーポリエチレン・ブロック共重合体が必ずしも優れた成形加工性および物性を与えることができない恐れがある。固有粘度の上限は、特に制限されないが、通常０．９０ｄｌ／ｇ（ＭＦＲが約２５ｇ／１０分以上）、好ましくは０．８０ｄｌ／ｇ（ＭＦＲが約４５ｇ／１０分以上）である。
【００１１】
現実には、大量に収集・回収されるＰＥＴ系ポリエステルのペット・ボトルのフレークまたはペレットをプレポリマーとして使用することが多い。通常は、ＰＥＴボトルが有している固有粘度が比較的に高いので、回収品の固有粘度も高く、一般には０．６０〜０．８０ｄｌ／ｇ（ＭＦＲが１３０〜４５ｇ／１０分）、特に０．６５〜０．７５ｄｌ／ｇ（ＭＦＲが１００〜５５ｇ／１０分）である。
一般に、回収ペット・ボトルのフレークは、２０ｋｇ入り紙袋品と６００ｋｇ入りフレコン品で供給されるが、通常含有水分は３，０００〜６，０００ｐｐｍ（０．３〜０．６重量％）程度である。勿論、真空圧空成形工場から大量に回収されるＡ−ＰＥＴシートのスケルトン・フレークも、本発明の原料の飽和ポリエステルとして好適である。
【００１２】
本発明のＢ１成分は、（１）メルトフローレート（ＪＩＳ法：２８０℃、荷重２．１６Ｋｇ）が２００ｇ／１０分以下、好ましくは１３０ｇ／１０分以下の乾燥または未乾燥のポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、シクロヘキサンジメタノール系共縮合ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート系成形品再循環物、Ａ成分の反応体からなる群から選ばれる少なくとも１種以上を含有するものを使用できる。
【００１３】
本発明のＢ２成分の分子内に１個以上のカルボン酸基を含有するポリオレフィンは、無水マレイン酸またはカルボン酸基を含有するエチレン系単量体が共重合されたポリエチレン、エチレンプロピレン共重合体、ポリプロピレンおよびそれらの混合物である。また、ポリエチレンまたはポリプロピレンに無水マレイン酸と有機過酸化物とを添加して加熱反応処理によりカルボン酸基が導入されたポリオレフィンを使用することが出来る。また、エチレン・アルキルアクリレート共重合体の部分鹸化物を使用することが出来る。
例えば、市販品の一例として日本ポリオレフィン（株）のポリエチレン、アルキルアクリレートおよび無水マレイン酸等の共重合体（レクスパールＥＴシリーズ：１９０℃のＭＦＲ８〜８０ｇ／１０分、融点７０〜９８℃、アルキルアクリレートの含有量数１〜数１０重量％、無水マレイン酸の含有量数重量％）を使用することが出来る。また、同社のポリオレフィン・無水マレイン酸グラフト共重合体のアドテックスシリーズ：ＰＰタイプ（２３０℃のＭＦＲ２〜２５ｇ／１０分、融点１４５〜１６２℃）、ＨＤタイプ（１９０℃のＭＦＲ０．２〜０．５ｇ／１０分、融点１３０〜１３５℃）、ＬＤＰＥタイプ（１９０℃のＭＦＲ１．０〜１１ｇ／１０分、融点１０２〜１０６℃）およびＬＬＤＰＥタイプ（１９０℃のＭＦＲ１．０〜５．５ｇ／１０分、融点１１０〜１２２℃）を使用することが出来る。
【００１４】
本発明の結合剤は、分子内に２個（ｂ）および場合により３を越える個数（ｄ）のエポキシ基を含有する化合物である。
通常、分子内に平均２個のエポキシ基を有する化合物ｂの例としては、脂肪族系のポリエチレングリコール・ジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコール・ジグリシジルエーテル、テトラメチレングリコール・ジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサメチレングリコール・ジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコール・ジグリシジルエーテル、グリセリン・ジグリシジルエーテル、また脂環式系の水素化ビスフェノールＡ・ジグリシジルエーテル、水素化イソフタル酸ジグリシジルエステル、３，４−エポキシ・シクロヘキシル・メチル−３，４−エポキシ・シクロヘキサン・カルボキシレート、ビス（３，４−エポキシ・シクロヘキシル）アジペートまたヘテロ環式系のジグリシジル・ヒダントイン、ジグリシジル・オキシアルキル・ヒダントイン、また芳香族系のビスフェノールＡ・ジグリシジルエーテル、ビスフエノールＡ・ジグリシジルエーテルの初期縮合物、ジフェニルメタンジグリシジルエーテル、テレフタル酸ジグリシジルエステル、イソフタル酸ジグリシジルエステル、ジグリシジル・アニリン等を挙げることができる。
【００１５】
分子内に平均３個のエポキシ基を有する化合物ｃの例としては、脂肪族系のトリメチロールプロパン・トリグリシジルエーテル、グリセリン・トリグリシジルエーテル、またヘテロ環式系のトリグリシジルイソシアヌレート、トリグリシジルシアヌレート、トリグリシジル・ヒダントイン、また芳香族系のトリグリシジル・パラ−またはメタ−アミノフエノール等を挙げることができる。
ジアミノフエニールメタン、テトラグリシジル・ビスアミノメチルシクロヘキサン等
分子内に平均２．１個以上から数個の中間的個数のエポキシ基を有する化合物ｃとしては、フェノール・ノボラック・エポキシ樹脂、クレゾール・ノボラック・エポキシ樹脂およびビフェニルジメチレン系エポキシ樹脂（例えば、日本化薬▲１４▼の耐熱エポキシ樹脂ＮＣ−３０００シリーズ）等を挙げることができる。その他の例としてダウケミカル社から分子内のエポキシ基が、平均して約２．２、３．６、３．８および５．５個のものが上市されており、これらを使用することができる。
【００１６】
本発明の最大の特徴は、結合剤の選定である。結合剤として分子内に２個のエポキシ基を含有する化合物（２官能：Ｄ）に分子内に３個以上のエポキシ基を含有する化合物（３官能以上：Ｔ）を併用することによって「長鎖分岐構造体」を導入し、Ｔ／Ｄ比を増加させて結晶化速度を増大させることができる。これは、３官能以上のエポキシ基を含有する化合物がポリヒドロキシエステル・アルカリ金属複合体を形成し、それが「分子サイズの結晶化核剤」として作用するものと推定される。本発明の長鎖分岐構造体は、従来の線状構造体に比べて分子鎖の「絡み合い効果」により溶融粘度を約１０〜１００倍にも増大することが可能となるので、圧空又は真空圧空成形時においてドローダウンの少ないシートとなる。また、ポリエチレンテレフタレート系ポリエステル（ａ成分）の場合と同様に、芳香族ポリエステル（Ｂ１成分）またはカルボン酸を含有するポリオレフィン（Ｂ２）をブロック共重合させることにより、シート成形時およびシートの圧空又は真空圧空成形時の加熱固定（ヒートセット）において、総合的に結晶化速度を秒のオーダーに早めることができる。 本発明のエポキシ基含有化合物ｄは、分子内に２個のエポキシ基を含有する化合物（Ｄ）ｂ：１００〜０重量％および分子内に３を越える個数のエポキシ基を含有する化合物（Ｔ）ｃ：０〜１００重量％の混合物である。後者（Ｔ）の増加で樹脂のスウェルと溶融粘度が、急上昇する。後者／前者の重量比率（Ｔ／Ｄ比）は、通常、５／９５〜７５／２５、好ましくは１０／９０〜７０／３０、更に好ましくは２５／７５〜５０／５０である。Ｔ／Ｄ比の増大で結晶化速度が速くなる。Ｔ／Ｄ比が、５／９５以下では効果が少なく、７５／２５以上ではポリエステル樹脂の製造が困難であり、シートにゲル・フィッシュアイが副生して商品にならない。また、本混合物ｄ：１０〜５０重量部と基体ｅ：１００重量部とで結合剤マスターバッチが構成される。本混合物ｄは、１５〜２０重量部が好ましい。結合剤ｄが１０重量部以下ではマスターバッチｉの効果が少なく、かつコスト高になる。結合剤ｄが５０重量部以上では、マスターバッチｆが製造し難く、結合反応でゲルが副生し易くなるので、好ましくない。
【００１７】
本発明における特徴は、シートのゲル・フィッシュアイの副生原因となる結合剤ｄの局所反応を防止する為に、希釈材として基体ｅを利用して結合剤マスターバッチｆを使用することにある。 基体ｅとしては、固有粘度０．５０〜０．９０ｄｌ／ｇのポリエチレンテレフタレート系ポリエステル、回収されたポリエチレンテレフタレート系ポリエステル成形品再循環物、エチレングリコールとシクロヘキサン・ジメタノールとテレフタール酸等の縮合体（イーストマン社のペットジー等）、トルエン、ベンゼンおよびキシレンなどを使用することが出来る。 成形体が透明を必要とする場合には、ＰＥＴ系ポリエステルとトルエン、ベンゼンおよびキシレンなどを使用することが出来る。成形体が透明を必要としない場合には、ポリエチレンアクリレート系樹脂（日本ポリオレフイン・株ほか）などを使用することが出来る。
【００１８】
結合剤マスターバッチｆの配合比率は、芳香族系飽和ポリエステルａ：１００重量部に対して、通常は１〜１０重量部であるが、好ましくは分散・混合性の良好な２〜５重量部前後である。比率の増加とともに、Ａ成分のポリエステル・ブロック共重合体のＭＦＲを低下させ、溶融粘度を増大させることが出来る。
【００１９】
本発明における更に好ましい結合反応触媒ｇは、カルボン酸の金属塩の複合体およびそれらのマスターバッチｉである。カルボン酸の金属塩は、単独使用では本発明のポリエステルの製造目的に必ずしも適しないことが、本発明で判明している。従がって、結合反応触媒ｇとしては、複合体が好ましい。例えば二元系触媒としてステアリン酸リチウム／ステアリン酸カルシウム＝２０／８０〜５０／１００、ステアリン酸ナトリウム／ステアリン酸カルシウム＝２０／８０〜５０／１００、酢酸マンガン／ステアリン酸リチウム＝２０〜５０／１００あるいは酢酸マンガン／ステアリン酸カルシウム＝２０〜５０／１００などである。一方、例えば三元系触媒としてステアリン酸リチウム／ステアリン酸ナトリウム／ステアリン酸カルシウム＝５０／５０／１００、ステアリン酸リチウム／酢酸ナトリウム／ステアリン酸カルシウム＝５０／５０／１００あるいはステアリン酸リチウム／酢酸マンガン／ステアリン酸カルシウム＝５０／５０／１００などの複合触媒ｇおよびそれらの基体ｈとのマスターバッチｉである。
【００２０】
本発明における特徴のもう一つは、シートのゲル・フィッシュアイの副生原因となる触媒ｇ周辺の局所反応を防止する為に、希釈材として基体ｈを利用して触媒マスターバッチｉを使用することにある。 基体ｈとしては、基体ｅとほぼ同様に固有粘度０．５０〜０．９０ｄｌ／ｇのポリエチレンテレフタレート系芳香族ポリエステル、回収されたポリエチレンテレフタレート系の芳香族ポリエステル成形品再循環物、エチレングリコールとシクロヘキサン・ジメタノールとテレフタール酸等の縮合体（イーストマン社のペットジー等）、ポリエチレンアクリレート系樹脂（日本ポリオレフイン・株ほか）およびポリアクリレート系樹脂（共重合体を含む）などを使用することが出来る。成形体が透明を必要とする場合には、ＰＥＴ系ポリエステルとポリアクリレート系樹脂（共重合体を含む）などを使用することが出来る。成形体が透明を必要としない場合には、ポリエチレンアクリレート系樹脂（日本ポリオレフイン・株ほか）などを使用することが出来る。基体ｈとして上記の樹脂を使用しない場合には、触媒活性が穏やかで滑剤効果もあるステアリン酸カルシウムを使用することが出来る。ステアリン酸カルシウムの構成比率は、触媒にたいして５０重量部以上とする。この粉末状複合触媒は、粉末飛散の作業性の課題があるが、安価であり小規模製造に適する．
【００２１】
触媒マスターバッチｉの構成比率は、通常は触媒ｇ：５〜１５重量部と基体ｈ：１００重量部とから構成されるが、好ましくは触媒ｇ：７．５〜１２．５重量部、更に好ましくは触媒ｇ１０重量部と基体ｈ１００重量部とから構成される。触媒ｇが５重量部以下では触媒マスターバッチｉの効果が少なく、かつコスト高になる。触媒ｇが１５重量部以上では、マスターバッチｉが製造し難く、結合反応でゲルが副生し易く、かつ成形加工時に樹脂の加水分解の原因となるので、好ましくない。
触媒マスターバッチｉの使用量は、芳香族飽和ポリエステルａ：１００重量部に対して、通常は０．２５〜１０重量部であるが、好ましくは分散・混合性の良好な０．５〜２重量部前後である。
【００２２】
本発明のブロック共重合体の反応押出法による製造は、（１）、（２）、（３）およびＢ１またはＢ２の４成分を同時に混合する方法以外に、（１）ポリエステル成分ａとＢ１芳香族ポリエステル成分またはＢ２ポリオレフィン成分と脱気・脱水下に予め混合し、その後に（２）結合剤マスターバッチｆと（３）触媒マスターバッチｉを側面供給方式で添加することも可能である。また、（１）成分ａを脱気・脱水して（２）結合剤マスターバッチｆと（３）触媒マスターバッチｉを混合し、その後にＢ１芳香族ポリエステル成分またはＢ２ポリオレフィン成分を側面供給方式で添加することも可能である。また、未乾燥フレーク原料でも、脱気・脱水を適切にして使用することも可能である。
【００２３】
加熱溶融する反応装置としては、単軸押出機、二軸押出機、それらの組合せの二段式押出機およびニーダー・ルーダー、あるいはＰＥＴ系ポリエステル樹脂の重縮合の製造に使用されるセルフクリーニング性の二軸反応装置等を使用することができる。本発明のポリエステル樹脂を製造する高温反応法は、特に押出機中で約２〜１０分間の短時間でおこなうので、二軸押出反応機のＬ／Ｄは、３０〜５０程度であることが好ましく、特に３８〜４５程度が好ましい。
本発明によれば、反応押出機の性能にもよるが、一般に短い時間、例えば、３０秒〜２０分、好ましくは１分〜１０分、特に好ましくは１．５分〜５分の滞留時間で、飽和ポリエステルａの分子量が急上昇し、芳香族ポリエステルまたはポリオレフィンとブロック共重合して所望のブロック共重合が生成する。
【００２４】
上記の反応装置は、一般に回収ペットボトルフレークまたは新品のポリエステル樹脂を予め１１０〜１４０℃で熱風乾燥して水分量１００〜２００ｐｐｍに下げたもの、および除湿空気で乾燥して水分量を５０ｐｐｍ以下に下げたものを使用することが好ましい。ポリエステル樹脂は、通常空気中の湿度を吸着して環境湿度に応じて３，５００〜６，０００ｐｐｍ（０．３５〜０．６０重量％）の水分を含んでおり、上記のような乾燥処理を行うことにより、本発明の目的を安定的に達成することができる。
一方、未乾燥のままで回収ペットボトルフレークまたは新品ポリエステル樹脂を原料として使用する場合には、二軸押出機の真空ラインを非水封式でない油封式、好ましくは乾式とし、第１〜第３ベントの真空度を１３．３×１０３Ｐａ（１００ｍｍＨｇ）以下、好ましくは２．６×１０３Ｐａ（２０ｍｍＨｇ）以下、更に好ましくは０．６６×１０３Ｐａ（５ｍｍＨｇ）以下に下げて、ポリエステル樹脂が溶融した直後および溶融混合中に水分を真空脱気して除去することによって達成することができる。
【００２５】
本発明のポリエステルの成形加工方法は、先行発明に準じて実施することができる。即ち、成形温度を通常約２６０〜２９０℃としてシート、フィルムに成形することができる。成形装置の押出機が単軸の場合には、本発明のポリエステルのペレットが、スクリュー溝に固着することがあるので、ステアリン酸カルシウムのような滑剤を混合することができる。ペレット１００重量部に対し滑剤０．０１〜１重量部を使用することができる。
【００２６】
本発明のポリエステルでは、成分Ａと成分Ｂ１または成分Ｂ２のブロック共重合体を反応押出装置で製造しながら、フィードブロック方式またはマニホールド方式の金型を使用し、新たに外部より成分Ｂ１または成分Ｂ２を追加供給して２種２層、２種３層、または多層のシートに成形し、加熱成形体を製造することができる。その際に、回収ペットのシート層は、食品に直接に接触しない様に、内面に使用する。
【００２７】
耐熱性シートの押出成形においては、加熱固定にかかわるロール温度が極めて重要である。タッチロールおよびチルロールの温度として通常３０〜１５０℃、好ましく６０〜１４０℃を使用することができる。また、一度シートにしてからさいどの加熱固定にかかわるロール温度として、タッチロールおよびチルロールの温度を通常３０〜１５０℃、好ましく６０〜１４０℃で使用することができる。
【００２８】
本発明の方法により製造されるシートを、真空成形、圧空成形または真空成形成形において急速加熱によりシートを温度８０〜２５０℃とし、金型温度およびまたはプラグ温度を９０〜２５０℃として加熱成形および熱固定することよりポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの耐熱性成形体を製造できる。耐熱性成形体の品質は、シートの種類と厚み（２０〜２，０００μｍ）、シート温度（８０〜２５０℃）、金型温度およびまたはプラグ温度（９０〜２５０℃）および成形装置によって決定される。一般には、薄いシート（例えば、３００μｍ以下）から透明耐熱性成形体、厚いシート（例えば、３００μｍ以下）から白色耐熱性成形体が製造できる。透明と白色不透明の差は、結晶化度には必ずしも依存せず、球晶が光の波長より小さければ透明となる。ただし、ポリオレフィン・ポリエステル・ブロック共重合体は、構成成分の屈折率が異なるので、白色不透明となるが、光沢のある真珠調の高級感を持つ。
【００２９】
【実施例】
次に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。芳香族系飽和ポリエステル、カルボン酸基を持つポリオレフィンまたはブロック共重合体について、固有粘度（ＩＶ値）、ＭＦＲ（メルトフローレート）、スウェル（膨潤度）、分子量、溶融粘度およびＤＳＣを評価した。それらの評価方法は以下の通りである。
（１）固有粘度：芳香族系飽和ポリエステルについては、１，１，２，２−テトラクロロエタンとフェノールの等重量の混合溶媒を使用し、キャノンフエンスケ粘度計で２５℃にて測定した。
（２）ＭＦＲ：ＪＩＳ Ｋ７２１０の条件２０に従い、芳香族系飽和ポリエステルとポリオレフィンーポリエステル・ブロック共重合体組成物については、温度２８０℃、荷重２．１６ｋｇの条件で測定した。その他、ポリエチレンは１９０℃、ポリプロピレンは２３０℃で荷重２．１６ｋｇの条件で測定されている。
（３）スウェル：ＭＦＲ用のメルトインデクサーを用い、温度２８０℃、荷重２．１６ｋｇの条件で垂れ流し、サンプルが２．０ｃｍ垂れたところでカットし、下端から５．０ｍｍのところの直径を測定し、下記の計算式により算出した。なお、上記直径は数回測定され、その平均値が採用された。また、下記式の数値「２．０９５」は、ＭＦＲ用メルトインデクサーのノズル径である。
スウェル（％）＝［（直径の平均値−２．０９５）／２．０９５］×１００
（４）分子量：ポリエステルについては、ＧＰＣ法により下記の条件で測定した。
（本体）昭和電工社製ＳＹＳＴＥＭ−２１、（カラム）Ｓｈｏｄｅｘ ＫＦ−６０６Ｍ（２本）サンプル、リファレンス側とも、（溶剤）ヘキサフロロイソプロピルアルコール、（カラム温度）４０℃、（注入量）２０μｌ、流量：０．６ｍｌ／分、（ポリマー濃度）０．１５重量％、（検出器）Ｓｈｏｄｅｘ ＲＩ−７４、（分子量換算スタンダード）ＰＭＭＡ：Ｓｈｏｄｅｘ Ｍ−７５
（５）機械的物性の測定：ポリマーをプレス成形機にて、２８０℃・３分間予熱、６０気圧３０秒加圧、水冷の条件で厚さ約１ｍｍと約３ｍｍのプレス板にした。引張試験は、ＪＩＳ Ｋ７１１３に従い、厚さ約１ｍｍのプレス板を２号ダンベルで打ち抜き、島津製作所のオートグラフＤＳＳ２０００を使用し、引張速度２００ｍｍ／分で行った。
アイゾット衝撃試験は、ＪＩＳ Ｋ７１１０に従い、厚さ約３ｍｍのプレス板を２号標片に加工し、ノッチ付きについて行なった。
（６）溶融粘度：スウェーデン国ＲＥＯＬＯＧＩＣＡ社製ＤｙｎＡｌｙｓｅｒ ＤＡＲ−１００を使用し、２ｃｍ角×厚さ２ｍｍの試験片を窒素雰囲気下２８０℃でホットプレート間のねじり振動を加えることにより測定した。
（７）ＤＳＣ測定：セイコー電子製ＤＳＣ２２０を使用し、サンプル５−１５ｍｇ、窒素５０ｍｌ／分、昇温速度１０℃／分、２０−３００℃で測定した。
【００３０】
［製造例１〜５：結合剤マスターバッチｆ１〜ｆ５］
製造例１：ベルストルフ製二軸押出し機、口径４３ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝４３、３段水封式真空引きを使用し、よのペットボトルリサイクル（株）のクリアフレーク（ＰＥＴボトルの回収品、固有粘度０．７５ｄｌ／ｇ、ＭＦＲ５６ｇ／１０分）を１２０℃で約１２時間熱風乾燥した５０重量部およびイーストマン社ペットジー６７６３（ＩＶ０．７３、密度１．２７）の乾燥袋品５０重量部を設定温度２６０℃、スクリュー回転数２００ｒｐｍ、第１ベント約−６００ｍｍＨｇ、第３ベント約−６７０ｍｍＨｇ、自動供給速度３０Ｋｇ／ｈで押出しながら、第２ベント孔より結合剤として２官能エポキシ化合物であるエチレングリコール・ジグリシジルエーテル（共栄社化学（株）のエポライト４０Ｅ、エポキシ当量１３５ｇ／ｅｑ、淡黄色液体）１５重量部を定量ポンプで注入した（製造例１、結合剤マスターバッチｆ１：２官能／３官能・比率Ｔ／Ｄ＝０／１００）。
製造例２：同様にして、エチレングリコール・ジグリシジルエーテル７５重量部に、３官能のトリメチロールプロパン・トリグリシジルエーテル（共栄社化学（株）のエポライト１００ＭＦ、エポキシ当量１５０ｇ／ｅｑ、淡黄色液体）２５重量部の混合物１５重量部を定量ポンプで注入した（製造例２、結合剤マスターバッチｆ２：Ｔ／Ｄ＝２５／７５）。
製造例３：同様にして、エチレングリコール・ジグリシジルエーテル５０重量部に、３官能のトリメチロールプロパン・トリグリシジルエーテル５０重量部の混合物１５重量部を定量ポンプで注入した（製造例３、結合剤マスターバッチｆ３：Ｔ／Ｄ＝５０／５０）。
製造例４：同様にして、エチレングリコール・ジグリシジルエーテル２５重量部に、３官能のトリメチロールプロパン・トリグリシジルエーテル７５重量部の混合物１５重量部を定量ポンプで注入した（製造例４、結合剤マスターバッチｆ４：Ｔ／Ｄ＝７５／２５）。
製造例５：同様にして、３官能のトリメチロールプロパン・トリグリシジルエーテル５０重量部の混合物１５重量部を定量ポンプで注入した（、結合剤マスターバッチｆ５：Ｔ／Ｄ＝１００／０）。
ダイスの穴径３．５ｍｍから流出する５本のストランドを水冷し、回転カッターで切断してペレットにした。得られたペレットの夫々の１００Ｋｇを１４０℃で約１時間、次いで１２０℃で約１２時間熱風乾燥して防湿袋に保管した。
【００３１】
［製造例６〜７：触媒マスターバッチｉ１〜ｉ２］
製造例６：ベルストルフ製二軸押出し機、口径４３ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝４３、３段水封式真空引きを使用し、よのペットボトルリサイクル（株）のクリアフレーク（ＰＥＴボトルの回収品、固有粘度０．７５ｄｌ／ｇ、ＭＦＲ５６ｇ／１０分）の乾燥品５０重量部イーストマン社ペットジー６７６３（ＩＶ０．７３、密度１．２７）の乾燥品５０重量部、ステアリン酸リチウム２．５重量部とステアリン酸ナトリウム２．５重量部とステアリン酸カルシウム５．０重量部との複合体触媒をタンブラーで混合した（製造例６、複合体触媒マスターバッチｉ１：Ｌｉ／Ｎａ／Ｃａ＝２５／２５／５０）。設定温度２６０℃、スクリュー回転数２００ｒｐｍ、第１ベント約−６３０ｍｍＨｇ、第３ベント約−７３０ｍｍＨｇ、自動供給速度３０Ｋｇ／ｈで押出しながら、ダイスの穴径３．５ｍｍから流出する５本のストランドを水冷し、回転カッターで切断してペレットにした。得られたペレット各約１０Ｋｇを１４０℃で約１時間、次いで１２０℃で約１２時間熱風乾燥して防湿袋に保管した。
製造例７：一方、ステアリン酸リチウム２．５重量部とステアリン酸ナトリウム２．５重量部とステアリン酸カルシウム５．０重量部との複合体触媒をタンブラーで混合して実施した（製造例７、粉末状複合体触媒マスターバッチｉ２：Ｌｉ／Ｎａ／Ｃａ＝２５／２５／５０）。
【００３２】
【実施例１〜４】
［Ｔ／Ｄ比の異なるＰＥＴ系ポリエステルとそのシートの製造例Ａ１〜Ａ４］
実施例１：Ａ−ＰＥＴシートのフレーク（スケルトンの回収品、固有粘度０．７１ｄｌ／ｇ、ＭＦＲ６０ｇ／１０分）の未乾燥品１００重量部、粉末状複合体触媒マスターバッチｉ２（製造例７：Ｌｉ／Ｎａ／Ｃａ＝２５／２５／５０）０．１０重量部および結合剤マスターバッチｆ１（製造例１：Ｔ／Ｄ＝０／１００）４．５重量部をタンブラーで混合した。（株）池貝製の二軸押出機ＰＣＭ−７０、口径７０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３７、３段油封式真空引きを使用し、設定温度２８０℃、スクリュー回転数１００ｒｐｍ、第１ベント約−７３５ｍｍＨｇ、第２および第３ベント約−７５０ｍｍＨｇ、自動供給速度５０Ｋｇ／ｈで押出しながら、ダイスの穴径２ｍｍから流出する１０本のストランドを水冷し、回転カッターで切断してペレットにした。得られたペレットを１４０℃で約１時間、次いで１２０℃で約１２時間熱風乾燥して防湿袋に保管した。得られたマスターバッチ法ＰＥＴ系ポリエステルＡ１のＭＦＲは、２０ｇ／１０分であった（実施例１）。
同様な操作にて、Ｔ／Ｄ比の異なるＰＥＴ系ポリエステルを製造した。結合剤マスターバッチとしてｆ２（製造例２：Ｔ／Ｄ＝２５／７５）４．０重量部、ｆ３（製造例３：Ｔ／Ｄ＝５０／５０）７．０重量部、ｆ４（製造例４：Ｔ／Ｄ＝７４／２５）７．０重量部を夫々タンブラーで混合して実施した。得られたマスターバッチ法ＰＥＴ系ポリエステルのＭＦＲは、それぞれＡ２が１８ｇ／１０分（実施例２）、Ａ３が５．９ｇ／１０分（実施例３）、Ａ４が２．１ｇ／１０分（実施例４）であった。
【００３３】
これら四種のペレット１００重量部にステアリン酸カルシウム０．２重量部をタンブラーで混合した。（株）池貝製の単軸押出機ＧＳ−６５、口径６５ｍｍ、水平押出Ｔダイ：２５０ｍｍ巾、２ｍｍ間隔、縦３段式ポリッシング・ロールを使用し、厚手シートの成形を実施した。設定温度２８０℃、スクリュー回転数６０ｒｐｍ、自動供給速度３０Ｋｇ／ｈ、ロール温度３０〜５０℃にて、巾２２０ｍｍ、厚み１〜１．５ｍｍの透明な厚手シートを得た。Ａ４シートに結晶化に起因する薄曇りが観察された。
ＤＳＣによる結果を表１に示したが（窒素下の昇降速度１０℃／分）、本発明のシートＡ１〜Ａ４は、Ｔ／Ｄ比の増加により結晶化度を２倍にも増加させることが可能であることを見出した。また、樹脂成形温度とチルロールの平均温度である１７０℃の等温結晶化時間は、実施例３で製造した透明厚手シートＡ３が約３０秒なの反し、比較例１の市販Ａ−ＰＥＴシートや樹脂は数十分と遅かった．
【００３４】
【表１】
【００３５】
【実施例５】
実施例２で製造した厚み０．９ｍｍの透明厚手シートＡ２を圧空成形法にてコーヒーカップ状物を、急速加熱にてシート温度１５０℃成形とし、金型とブラグ温度は常温で圧力６気圧、１０秒／ショットにて製造した。この透明成形体は、熱湯注入に耐える耐熱性を示した。ただし、低部の一部に残留応力による微小変形があった。
【００３６】
【実施例６〜７】
［ＰＢＴを共重合したＰＥＴ系ポリエステルの耐熱シートＢ１〜Ｂ２の製造例］
よのペットボトルリサイクル（株）のクリアフレーク（ＰＥＴボトルの回収品、固有粘度０．７２５ｄｌ／ｇ、ＭＦＲ５６ｇ／１０分）の未乾燥品１００重量部、三菱レーヨン▲１４▼のＰＢＴ １１００Ｎの３５重量部（実施例６）、結合剤マスターバッチ（ｆ２：Ｔ／Ｄ＝２５／７５）７．５重量部、複合体触媒マスターバッチ（ｊ２：Ｌｉ／Ｎａ／Ｃａ＝２５／２５／５０）０．７５重量部、またはＰＢＴ １１００Ｎの１００重量部（実施例７）、結合剤マスターバッチ（ｆ２：Ｔ／Ｄ＝２５／７５）１１重量部、複合体触媒マスターバッチ（ｊ２：Ｌｉ／Ｎａ／Ｃａ＝２５／２５／５０）０．７５重量部をそれぞれタンブラーで混合した。池貝製の二軸押出機、口径７０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３７、３段油封式真空引きを使用し、設定温度２８０℃、スクリュー回転数１００ｒｐｍ、第１ベント約−７３５ｍｍＨｇ、第２および第３ベント約−７５０ｍｍＨｇ、自動供給速度５０Ｋｇ／ｈで押出しながら、ダイスの穴径２ｍｍから流出する１０本のストランドを水冷し、回転カッターで切断してペレットにした。得られたペレットを１４０℃で約１時間、次いで１２０℃で約１２時間熱風乾燥して防湿袋に保管した。
得られたマスターバッチ法ＰＢＴ−ポリエステル・ブロック共重合体Ｂ１〜Ｂ２のＭＦＲは、夫々ＰＢＴ３５重量部（実施例６）２０ｇ／１０分、ＰＢＴ１００重量部（実施例７）２５ｇ／１０分でほぼ設計通りであった。一方、ＰＢＴ １１００Ｎ樹脂ペレットとＰＥＴフレーク／ＰＢＴ１１００Ｎ＝１００／５０重量部ブレンドの押出物（比較例１）のＭＦＲは、夫々７０ｇ／１０分と５９ｇ／１０分であり、本発明の樹脂とはまったく異なっていた。ＤＳＣ測定によれば、ＰＥＴ／ＰＢＴ＝１００／５０重量部ブレンド（比較例１）は、２１４℃（ＰＢＴ）と２３９℃（ＰＥＴ）に分離した融点をもつが、本発明の樹脂ＰＥＴ／ＰＢＴ＝１００／３５重量部共重合体（実施例６）は、２３０℃に唯一つの融点を示した。
本発明の樹脂は、２６０℃にて容易に透明シートに成形できた。
【００３７】
【実施例８】
［ポリエチレンーポリエステル・ブロック共重合体Ｅ１と多層シート成形］
よのペットボトルリサイクル（株）のクリアフレーク（ＰＥＴボトルの回収品、固有粘度０．７２５ｄｌ／ｇ、ＭＦＲ５６ｇ／１０分）の未乾燥品１００重量部、日本ポリオレフィン（株）のレクスパールＥＴ１８２（カルボン酸含有ポリエチレン、ＭＦＲ２８０℃−１０９、密度０．９３７、融点９８℃）３０重量部、結合剤マスターバッチ（ｆ２：Ｔ／Ｄ＝２５／７５）８．０重量部、複合体触媒マスターバッチ（ｉ２：Ｌｉ／Ｎａ／Ｃａ＝２５／２５／５０）０．７５重量部をタンブラーで混合した。池貝製の二軸押出機ＰＣＭ−７０、口径７０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３７、３段油封式真空引きを使用し、設定温度２６０℃、スクリュー回転数１００ｒｐｍ、第１ベント約−７３５ｍｍＨｇ、第２および第３ベント約−７５０ｍｍＨｇ、自動供給速度５０Ｋｇ／ｈで押出しながら、ダイスの穴径２ｍｍから流出する１０本のストランドを水冷し、回転カッターで切断してペレットにした。得られたペレットを１４０℃で約１時間、次いで１２０℃で約１２時間熱風乾燥して防湿袋に保管した。
得られたマスターバッチ法ポリエチレンーポリエステル・ブロック共重合体Ｅ１のＭＦＲは、３．５ｇ／１０分であった。
【００３８】
上記で製造したポリエチレンーポリエステル・ブロック共重合体Ｅ１／ポリエステルＡ１＝５０／５０重量部の組成物：１００重量部とステアリン酸カルシウム０．２重量部を混合した。（株）創研製のフィードブロック式シート成形装置にて２種３層シートを成形した。ブロック共重合体Ｅ１用の主単軸押出機：口径３０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３８、設定温度２７０℃、スクリュー回転数３０ｒｐｍ、市販ＰＥＴ（ユニチカ製、固有粘度０．８３ｄｌ／ｇ）用の副単軸押出機：口径２５ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝２５、設定温度２７０℃、スクリュー回転数１０ｒｐｍ、Ｔダイ：２５０ｍｍ巾、リップ間隔１．０ｍｍ、垂直式、チルロール：水平３段温水加熱式を使用した。主供給速度６Ｋｇ／ｈ、副供給速度０．６Ｋｇ／ｈでゲルおよびフィッシュアイが殆ど副生しない２００ｍｍ巾、０．４−０．６ｍｍ厚みの白色真珠長で高級感のある２種３層シートを成形出来た。ブロック共重合体Ｅ１／ポリエステルＡ１（内側）と市販ＰＥＴ（外側）とでガムテープによる層間剥離がなかった。
このシートを、１１０℃の加熱ロールを通過させることによって加熱固定をした。また、圧空成形容器は、豆腐や納豆の充填温度の８３℃に耐えた。
【００３９】
【実施例９】
［ポリプロピレンーポリエステル・ブロック共重合体Ｐ１と多層シート成形］
よのペットボトルリサイクル（株）のクリアフレーク（ＰＥＴボトルの回収品、固有粘度０．７２５ｄｌ／ｇ、ＭＦＲ５６ｇ／１０分）の未乾燥品１００重量部、日本ポリオレフィン（株）のアドテックスＥＲ３２０Ｐ（カルボン酸含有ポリプロピレン、ＭＦＲ２３０℃−２０、密度０．９１、融点１５９℃）２０重量部、結合剤マスターバッチ（ｆ２：Ｔ／Ｄ＝２５／７５）８．７重量部、複合体触媒マスターバッチ（ｉ２：Ｌｉ／Ｎａ／Ｃａ＝２５／２５／５０）０．７５重量部をタンブラーで混合した。池貝製の二軸押出機ＰＣＭ−７０、口径７０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３７、３段油封式真空引きを使用し、設定温度２８０℃、スクリュー回転数１００ｒｐｍ、第１ベント約−７３５ｍｍＨｇ、第２および第３ベント約−７５０ｍｍＨｇ、自動供給速度５０Ｋｇ／ｈで押出しながら、ダイスの穴径２ｍｍから流出する１０本のストランドを水冷し、回転カッターで切断してペレットにした。得られたペレットを１４０℃で約１時間、次いで１２０℃で約１２時間熱風乾燥して防湿袋に保管した。
得られたマスターバッチ法ポリプロピレンーポリエステル・ブロック共重合体Ｐ１のＭＦＲは、１６．８ｇ／１０分であった。
前記実施例８と同様に、上記で製造したポリプロピレンーポリエステル・ブロック共重合体Ｐ１／ポリエステルＡ１＝５０／５０重量部の組成物：１００重量部とステアリン酸カルシウム０．２重量部を混合した。（株）創研製のフィードブロック式シート成形装置にて２種３層シートを成形した。ゲルおよびフィッシュアイが殆ど副生しない２００ｍｍ巾、０．４−０．６ｍｍ厚みの半透明で高級感のある２種３層シートを得た。ブロック共重合体Ｐ１／ポリエステルＡ１（内側）と市販ＰＥＴ（外側）とは、ガムテープによる層間剥離がなかった。
このシートを、１１０℃の加熱ロールを通過させることによって加熱固定をした。また、圧空成形容器は、豆腐や納豆の充填温度の８３℃に耐えた。
【００４０】
【実施例１０〜１２】
［連続法によるＴ／Ｄ比＝２５／７５、５０／５０および３７．５／６２．５のシートＡ５〜Ａ７の製造と熱固定試験］
実施例１０：固有粘度０．７３ｄｌ／ｇのペット・ボトルの回収フレーク１００重量部、Ｔ／Ｄ比＝２５／７５の結合剤マスターバッチｆ２：３．５重量部、触媒マスターバッチｉ２：０．２０重量部をタンブラーで５分間混合した。これらフレーク混合物を夫々を日立造船（株）製の同方向二軸型押出機（スクリュー径８０ｍｍΦ、Ｌ／Ｄ＝３６、２ベント式）を使用し、スクリューとダイスの設定温度を２８０℃、スクリュー回転数１００ｒｐｍ、フレーク混合物の供給速度１５０Ｋｇ／ｈにて反応押出を行い、巾１，４００ｍｍで２８０℃のＴダイで押出し、６０℃の冷却ロールを通して厚み０．４０ｍｍ、巾９１０ｍｍの高分子量・高溶融張力の透明シートＡ５を約３００ｍを製造した。
実施例１１：実施例１０と同様に、ただしＴ／Ｄ比＝５０／５０の結合剤マスターバッチｆ３：３．５重量部を使用した。厚み０．４０ｍｍ、巾９１０ｍｍの高分子量・高溶融張力の透明シートＡ６を約３００ｍを製造した。
実施例１２：実施例１０と同様に、ただしＴ／Ｄ比＝２５／７５の結合剤マスターバッチｆ２：１．７５重量部、Ｔ／Ｄ比＝５０／５０の結合剤マスターバッチｆ３：１．７５重量部（合計Ｔ／Ｄ比＝３７．５／６２．５、３．５重量部）を使用した。また厚み０．２２ｍｍと薄くし、巾９１０ｍｍの高分子量・高溶融張力の透明シートＡ７を約３００ｍ製造した。
【００４１】
シートの熱板処理による結晶化促進試験を実施した。本発明のシートＡ５とＡ６の２種類および比較１の市販Ａ−ＰＥＴシート（厚み０．４ｍｍ）の合計３種類について、熱風循環式電気炉で所定温度に加熱された２枚の厚手アルミニウム板（上部５ｍｍ厚、下部１０ｍｍ厚）の間に寸法３ｃｍ×１２ｃｍのシート片を挿入し、所定秒数の熱固定処理を行った後に取り出して直ちに２ｍｍ厚の銅板で急冷した。熱成形条件に近い１５０℃、１６５℃および１８０℃について実施した。
結晶化促進による透明（白抜き印）→半透明（タスキがけ印）→白色結晶化（クロス印）の変化を図２示した。図中の形状は、市販Ａ−ＰＥＴシート（線状構造体）が三角印、Ｔ／Ｄ比＝２５／７５のシートＡ５（中度の長鎖分岐構造体）が四角印、Ｔ／Ｄ比＝５０／５０のシートＡ６（高度の長鎖分岐構造体）が丸印である。
市販Ａ−ＰＥＴシート（線状構造体樹脂）は、白色結晶化が遅く、いずれの温度にても約１５秒以上であった。本発明のＡ５シートとＡ６シート（長鎖分岐構造体樹脂）は、半白色結晶化が約１ないし５秒、白色結晶化が約５ないし７秒と早く、しかも高温度ほど早い。本発明のシート間では、３官能結合剤が多くてＴ／Ｄ比の高いシートの白色結晶がやや早い。表２にＤＳＣの結果を示した。本発明のシートは、常温では市販Ａ−ＰＥＴと同等の約６％の結晶化度であるが、１５０℃および１８０℃で５秒の熱固定処理で約２倍の約１２％の結晶化度を示した。
本発明により、ＰＥＴの結晶化速度を加速・制御できること判明し、例えばシート成形分野において真空成形法や真空圧空成形法による透明耐熱容器および白色結晶化・高耐熱容器の生産性が高まり、大巾コストダウンが可能となることが期待できる。しかも、白色Ｃ−ＰＥＴシートを必要としない。
【００４２】
【表２】
【００４３】
本発明のシートＡ５〜Ａ６を４０ｃｍ角に切断し、（株）浅野研究所製の真空圧空成形機にて深さ４０ｍｍのランチボックスの加熱成形を実施した。高速加熱方式にてシート１７０〜２５０℃、金型とフラグの温度１７０〜２３０、圧力２〜７．５気圧、１０秒／ショットとした。成形温度約２３０℃で良品となった。厚手０．４ｍｍのＡ５とＡ６シートからは、白色成形品が、一方薄手０．２２ｍｍのＡ７シートからは、透明成形品が得られた。底部と約二倍延伸の側面のＤＳＣ結果を表２に示した。
市販Ａ−ＰＥＴ板は、１８０℃以上でドローダウンが激しく、特に白色成形品の成形が不可能であった。一方、本発明の薄手０．２２ｍｍのＡ７シートは、２３０℃でもドローダウンに耐えて成形が出来た。
【００４４】
【実施例１３〜１４】
［連続法によるＴ／Ｄ比＝２５／７５および５０／５０の厚手２ｍｍシートＡ８〜Ａ９の製造と深絞りコップの成形］
実施例１３：固有粘度０．７３ｄｌ／ｇのペット・ボトルの回収フレーク１００重量部、Ｔ／Ｄ比＝２５／７５の結合剤マスターバッチｆ２：２．５重量部、触媒マスターバッチｉ２：０．２０重量部をタンブラーで５分間混合した。これらフレーク混合物を夫々を日立造船（株）製の同方向二軸型押出機（スクリュー径８０ｍｍΦ、Ｌ／Ｄ＝３６、２ベント式）を使用し、スクリューとダイスの設定温度を２８０℃、スクリュー回転数１００ｒｐｍ、フレーク混合物の供給速度１５０Ｋｇ／ｈにて反応押出を行い、巾１，４００ｍｍで２８０℃のＴダイで押出し、６０℃の冷却ロールを通して厚み２．０ｍｍ、巾９１０ｍｍの高分子量・高溶融張力の透明シート板Ａ８を製造した。
実施例１４：実施例１あと同様に、ただしＴ／Ｄ比＝５０／５０の結合剤マスターバッチｆ３：２．０重量部を使用した。厚み２．０ｍｍ、巾９１０ｍｍの高分子量・高溶融張力の透明シート板Ａ９を製造した。
【００４５】
本発明のシート板Ａ８〜Ａ球を４０ｃｍ角に切断し、（株）浅野研究所製の真空圧空成形機にて口径１６．５ｍｍ、底径５０ｍｍ、深さ２１ｍｍの深絞りコップの加熱成形を実施した。高速加熱方式にてシート１２０〜１６０℃、金型とフラグの温度８０〜１６０、圧力２〜１０気圧、３〜３０秒／ショットとした。厚手２ｍｍのＡ８とＡ９シート板からは、いずれも良品がとれた。Ｔ／Ｄ比の高いＡ９シート板の方が成形性に優れていた。シート温度約１３０℃から透明成形品が得られ、沸騰水の注入に耐熱性を示した。底部から３ｃｍの延伸倍率約５倍部のＤＳＣを表２示した。結晶化度は、３３％であり、市販二軸延伸フィルムの３６％とほぼ同じであった。
シート温度約１６０℃から白色成形品が得られ、サラダ油２３５℃の注入に耐熱性を示した。底部から３ｃｍの延伸倍率約５倍部のＤＳＣを表２示した。結晶化度は、３、５、１５、３０秒／ショットでいずれも２６％の一定であった。市販Ａ−ＰＥＴ板は、ドローダウンがあり、特に白色成形品の成形が困難であった。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の加熱充填が可能な容器、電子レンジの加熱に耐える容器およびオーブンレンジの加熱に耐える容器の用途に考案されたポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの安価な耐熱性シートおよび成形体は、従来のペット樹脂の物性上の弱点が改良されているので、豆腐および納豆等の容器、コンビニエンスストアの弁当容器等の他にも幅広い用途が期待できる。その成形体は、長鎖分岐構造体であるので、脆くなくて柔軟であり、耐熱性、引張り強さなどの機械的強度にも優れており、一般食品容器、包装材、包装材、仕切り板などとして日用品、土木建築、電子電機、自動車車両部材、梱包等の分野に有用である。また、大量に発生する回収ＰＥＴボトルをプレポリマーとして大量かつ有効に利用できるので、社会的に有益である。更に、使用後に焼却処理したとしてもポリエチレンやポリプロピレンと比較して燃焼発熱量が低くて焼却炉を損傷することが少なく、有毒ガスの発生もない。
【００４１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のポリエチレンテレフタレート系ポリエステル・ブロック共重合体の骨格構造を示す図である。３官能性結合剤とそれによる長鎖分岐構造体の導入が、結晶化速度の加速と耐熱性の発現の基となる。
【図２】本発明のポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの代表的シートと市販Ａ−ＰＥＴとの結晶化速度の相違を熱板固定法の試験結果で示す図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、加熱充填が可能な容器、電子レンジの加熱に耐える容器およびオーブンレンジの加熱に耐える容器に適するポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの安価な耐熱性シートおよび成形体の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、加熱充填が可能な容器として、約８０〜９０℃耐熱の豆腐および納豆等の容器と飲料の加熱充填の容器、および約１１０〜１４０℃耐熱の電子レンジの加熱に耐える容器、コンビニエンスストアの弁当容器、また約１８０〜２２０℃耐熱のオーブンレンジの加熱に耐える容器等への需要が生活の高度化にともなって高まっている。従来、それらの容器の素材としてポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（Ａ−ＰＥＴまたはＣ−ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）が、提案されて一部使用されて来た。これらの素材は、耐熱性を含む品質、価格、環境適合性等に関して、一長一短がある。例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）は安価で加工性が良いが、透明性にやや劣り高温で安定剤等の溶出が見られる。ポリスチレン（ＰＳ）は、安価で加工性と透明性が良いが、残留モノマーの安全性課題があり、やや脆く、電子レンジの耐熱性の約１１０℃で弁当容器として変形が起こることがある。
ポリエチレンテレフタレートの無延伸（Ａ−ＰＥＴ）シートは、透明性と強度と環境適合性に優れるが、価格がやや高く電子レンジの耐熱性温度の約１２０℃で結晶化による白色化と脆化と変形が起こる弱点を持つ。二軸延伸ペットは、約１８０℃の耐熱性があるが、圧空成形が困難で高価である。ポリエチレンテレフタレートの白色結晶化（Ｃ−ＰＥＴ）シートは、オーブンレンジ用耐熱性と環境適合性に優れるが、予め結晶核材をポリエチレンを媒体として白色Ｃ−ＰＥＴペットシートにし（例えば、特公昭６４−９１７９）、ダブリュモールド法真空圧空成形で長時間かけて成形するので価格が製品が高価である（例えば、特公平６−２６８５４）。また、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）系樹脂７０〜１００重量部とポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）系樹脂３０〜０重量部からなる組成物で１４０℃耐熱のシートおよび容器に成功しているが（例えば、第２５５３２２８号公報）、ＰＥＴよりＰＢＴが多いので価格が高くなる。更にまた、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）は、透明性と強度と耐熱性に優れるが、素材の原材料が高価なためシートの価格が極めて高く、需要に対応できない。
【０００３】
近年、省資源と環境保全の観点から、工場生産工程や一般消費市場から回収された使用済みプラスチック製品の再利用の必要性が世界的に認識され、特に、使用済みペットのボトル、フィルム、シート等は、大量の回収再利用が積極的に進められつつあり、汎用樹脂の半値という安価入手が可能となった。一方、使用済みの回収ペットは、新品ペレットに比較して分子量が低下し、例えば大量に派生する回収ペットボトルのフレーク（破砕物）の分子量はほぼ半減している。従って、これのみをベース樹脂として再利用すると成形加工性が悪く、成形体が脆くて耐衝撃性も劣り、元のペットボトルの品質を保証できない。その結果、低分子量でも成形できる繊維と低品質シート等にしかならず、その再利用の用途は狭い範囲に限定されている。また、透明ガラス質のＰＥＴ系ポリエステルは、ガラス転移温度が７０℃以上と高い為に、低温脆性（耐寒性）および耐衝撃性に劣るので、新規用途の開拓も困難である。
他方、ポリエチレンおよびポリプロピレン等のポリオレフィンは、フィルム、シート、容器等に大量に使用されているが、剛性と硬さが硬質塩ビやＰＥＴ系ポリエステルやポリスチレンに比較すると遥かに劣ることが知られている。
【０００４】
これらの問題を解決する方法の一つとしては、分子量を回復および増大させる方法、即ちＰＥＴ系ポリエステルに関しては、固層重合で分子量を回復させる方法、鎖延長剤（結合剤）とポリエステル末端基を反応させて分子量を増大させる方法、機械的特性を補うためエラストマー等の他の樹脂を添加する方法などが知られている。
分子量を増大させる為の鎖延長剤（結合剤）としては、イソシアナート、オキサゾリン、エポキシ、アジリジン、カルボジイミド等の結合手または官能基を有する化合物を使用することが提案されている。しかしながら、反応性、耐熱性、安定性等からの制約が強く、実用性があるものは限定される。これらの中でもエポキシ化合物は、比較的有用であり、モノエポキシ化合物を配合したもの（特開昭５７−１６１１２４号公報）、ジエポキシ化合物を配合したもの（特開平７−１６６４１９号公報、特公昭４８−２５０７４号公報、特公昭６０−３５９４４号公報等）があるが、反応速度、ゲル生成、溶融粘度、相溶性、熱安定性、成型品の物性等に問題が多々あり、実用化は困難であった。
【０００５】
一方、回収されたＰＥＴ系ポリエステルを２官能性のエポキシ樹脂および立体障害性ヒドロキシフェニルアルキルホスホン酸エステルと溶融混合してポリエステルの分子量を増大させる方法が提案されている（特表平８−５０８７７６号公報）。この方法は比較的反応速度が早いが、使用する立体障害性ヒドロキシフェニルアルキルホスホン酸エステルは高価であり、低コストの回収循環費用が要求される業界や安全性が要求される食品包装業界においては実用性に課題が残る。また、本発明者らが先に提案した中分子量のＰＥＴ系ポリエステルを２官能性と多官能性のエポキシ化合物の併用および特定の触媒と溶融混合および結合反応させる方法（ＰＣＴ ＷＯ９８／４４０１９）は、該ポリエステルの分子量および溶融張力を増大させて発泡成形を可能にした（ＰＣＴ ＷＯ００／２０４９１）が、成形加工品はやや脆く、耐衝撃性や低温脆性（耐寒性）の改善には全く不充分である。例えば、冷凍食品用資材としては、マイナス２０ないし３０℃の低温で割れず、一方好ましくは１３０℃、更に好ましくは２３０℃の耐熱性を有するシート成形体が必要である。
【０００６】
また、ＰＥＴ系ポリエステルにゴム、エラストマー、柔らかいメタロセン系ポリエチレン共重合体等を配合するブレンド法も提案されているが、それらの場合、相溶性が非常に悪く、また耐熱性、弾性率、ペレットの乾燥性等に難点があった。他方、ポリエチレンやポリプロピレンにＰＥＴ系ポリエステルを配合するブレンド法も提案されているが、決定的に混合性、相溶性が悪く、一部用途を除き実用化できていない。また、本発明者らが先に提案した中分子量のＰＥＴ系ポリエステルとカルボン酸基を含有するポリオレフィンとを２官能性と多官能性のエポキシ化合物の併用および特定の触媒とにより溶融混合および結合反応させて製造されたポリオレフィンーポリエステル・ブロック共重合体方法（特開２００１−１２２９５５号公報）は、ポリオレフィン量の増大により耐衝撃性や低温脆性（耐寒性）がかなりの程度改善されたが、混合性および均一性が必ずしも充分でなくてゲルやフィッシュアイが副生し、成形加工性が充分でなく、シート成形体の表面が艷を欠いて極端な場合には柚子肌状となり、商品としては不充分であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記課題の安価な耐熱性シートおよび成形体を実現するためには、汎用樹脂の半値で入手できる回収ペットボトルおよび回収ペットシートを基本素材とすれば良いが、分子量が低下しており良質なシートにならない。従って、高分子量にすることが必要である。しかしながら、従来の固層重合法では線状構造体が生成するので、シート成形時にネックインが大きく、またシートの圧空又は真空圧空成形時においてドローダウンが激しく、結晶化速度が分オーダーと遅いために、成形サイクルが長時間かかり安価な耐熱性シートおよび成形体を実現することが困難である。一方、加熱固定（ヒートセット）しないＡ−ＰＥＴシートは、約１２０℃に結晶化ゾーンを持つので耐熱性がない。
本発明は、ドローダウンが小さく、高速度結晶化か可能のシートを考案し、加熱充填が可能な容器および電子レンジの加熱に耐えるポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの安価な耐熱性シートおよび成形体の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、上記の課題を劇的に改善することを成功し、本発明を完成するに至った。即ち、素材の基体に安価な回収ペットまたは繊維用新品ペットを使用した。その高分子量化を結合剤および触媒を使用するマスターバッチ方式反応押出法を採用して高速でゲルやフィッシュアイの副生を劇的に減少させたシートとした。また、結合剤として分子内に２個のエポキシ基を含有する化合物（２官能：Ｄ）に分子内に３個以上のエポキシ基を含有する化合物（３官能以上：Ｔ）を併用することによって「長鎖分岐構造体」を導入し、Ｔ／Ｄ比を増加させてドローダウンを下げ、結晶化速度を増大させた。これは、３官能以上のエポキシ基を含有する化合物がトリヒドロキシ・エステル結合となり触媒のアルカリ金属とイオン結合を形成し、それが「分子サイズの結晶化核剤」として作用するものと推定される。本発明の長鎖分岐構造体は、従来の線状構造体に比べて分子鎖の「絡み合い効果」により溶融粘度を約１０〜１００倍にも増大することが可能となるので、圧空又は真空圧空成形時においてドローダウンの少ないシートとなる。
また、ポリエチレンテレフタレート系ポリエステル（ａ成分）の場合と同様に、芳香族ポリエステル（Ｂ１成分）またはカルボン酸を含有するポリオレフィン（Ｂ２）をブロック共重合させることにより、シート成形時およびシートの圧空又は真空圧空成形時の加熱固定（ヒートセット）において、総合的に結晶化速度を秒のオーダーに早めることができた。加熱固定（ヒートセット）は、耐熱性約８０〜９０℃の豆腐および納豆等の加熱充填が可能な薄型容器の場合は、約９０〜１００℃で行い、耐熱性約１１０〜１４０℃の電子レンジの加熱に耐えるコンビニエンスストアの弁当容器等容器の場合は、約１２０〜１５０℃で行うことができた。その結果、本発明では、加熱充填が可能な容器および電子レンジの加熱に耐える透明耐熱性および不透明耐熱性のポリエチレンテレフタレート系ポリエステルのシーとおよび成形体の生産性を高めることが可能となり、安価な耐熱性シートおよび成形体の製造方法を完成するに至った。
【０００９】
すなわち、本発明は、下記の発明事項を提供するものである。
第１に、Ａ成分：（１）メルトフローレート（ＪＩＳ法：２８０℃、荷重２．１６Ｋｇ）が４５〜１３０ｇ／１０分のポリエチレンテレフタレート系ポリエステルａ：１００重量部、（２）結合剤として分子内に２個のエポキシ基を含有する化合物ｂ：２５〜９５重量％および分子内に３個以上のエポキシ基を含有する化合物ｃ：７５〜５重量％の混合物ｄ：１０〜５０重量部と基体ｅ：１００重量部とから構成される結合剤マスターバッチｆ：１〜１０重重量部、（３）結合反応触媒として有機酸の金属塩ｇ：５〜１５重量部と基体ｈ：１００重量部とから構成される触媒マスターバッチｉ：０．２５〜１０重量部から構成される混合物と、Ｂ１成分：メルトフローレート（ＪＩＳ法：２８０℃、荷重２．１６Ｋｇ）が１３０ｇ／１０分以下の芳香族系ポリエステル０〜１００重量部を、その融点以上の温度で溶融させるとともに真空系で１３．３×１０３Ｐａ以下に脱気脱水しながら反応押出法で均一反応させることによってメルトフローレート４０ｇ／１０分以下の透明ブロック共重合体とし、それをシートに成形し、加熱成形することを特徴とするポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの透明耐熱性シートおよび成形体の製造方法。
第２に、Ａ成分：（１）メルトフローレート（ＪＩＳ法：２８０℃、荷重２．１６Ｋｇ）が４５〜１３０ｇ／１０分のポリエチレンテレフタレート系ポリエステルａ：１００重量部、（２）結合剤として分子内に２個のエポキシ基を含有する化合物ｂ：２５〜１９５重量％および分子内に３個以上のエポキシ基を含有する化合物ｃ：７５〜５重量％の混合物ｄ：１０〜５０重量部と基体ｅ：１００重量部とから構成される結合剤マスターバッチｆ：１〜１０重量部、（３）結合反応触媒として有機酸の金属塩ｇ：５〜１５重量部と基体ｈ：１００重量部とから構成される触媒マスターバッチｉ：０．２５〜１０重量部から構成される混合物と、Ｂ２成分：メルトフローレート（ＪＩＳ法：２８０℃、荷重２．１６Ｋｇ）が１３０ｇ／１０分以下の分子内に１個以上のカルボン酸基を含有するポリオレフィン０〜１００重量部を、その融点以上の温度で溶融させるとともに真空系で１３．３×１０３Ｐａ以下に脱気脱水しながら反応押出法で均一反応させることによってメルトフローレート４０ｇ／１０分以下の白色ブロック共重合体とし、それをシートに成形し、加熱成形することを特徴とするポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの不透明耐熱性シートおよび成形体の製造方法。
第３に、上記１〜２のいずれか１項に記載される方法により製造されるブロック共重合体をいったんペレット化し、その１００重量部と滑剤０．０１〜１重量部とから成る混合物をシートに成形し、加熱成形することを特徴とするポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの耐熱性シートおよび成形体の製造方法。
第４に、ポリエチレンテレフタレート系ポリエステルａが、固有粘度０．５０〜０．９０ｄｌ／ｇのポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート系芳香族ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート系芳香族ポリエステル成形品再循環物からなる群から選ばれる少なくとも１種以上を含有することを特徴とするポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの耐熱性シートおよび成形体の製造方法。
第５に、結合剤として分子内に２個のエポキシ基を含有する化合物ｂが、脂肪族系のエチレングリコール・ジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコール・ジグリシジルエーテル、ヘキサメチレン・ジグリシジルエーテル、脂環式系水素化ビスフェノールＡ・ジグリシジルエーテルおよび芳香族系ビスフェノールＡ・ジグリシジルエーテルからなる群から選ばれる少なくとも１種以上を含有することを特徴とするポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの耐熱性シートおよび成形体の製造方法。
第６に、結合剤として分子内に３個以上のエポキシ基を含有する化合物ｃが、脂防族系のトリメチロールプロパン・トリグリシジルエーテル、グリセリン・トリグリシジルエーテル、エポキシ化大豆油、エポキシ化亜麻仁油、ヘテロ環式トリグリシジルイソシアヌレートおよび芳香族系フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスレゾルシノールテトラグリシジルエーテルからなる群から選ばれる少なくとも１種以上を含有することを特徴とするポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの耐熱性シートおよび成形体の製造方法。
第７に、結合反応触媒ｇとしてステアリン酸または酢酸のリチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、亜鉛塩、マンガン塩からなる群から選ばれる少なくとも２種以上を含有する複合体であることを特徴とするポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの耐熱性シートおよび成形体の製造方法。
第８に、Ｂ１成分が、（１）メルトフローレート（ＪＩＳ法：２８０℃、荷重２．１６Ｋｇ）が２００ｇ／１０分以下の乾燥または未乾燥のポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、シクロヘキサンジメタノール系共縮合ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート系成形品再循環物、Ａ成分の反応体からなる群から選ばれる少なくとも１種以上を含有することを特徴とするポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの耐熱性シートおよび成形体の製造方法。
第９に、Ｂ２成分が、分子内に１個以上のカルボン酸基を含有するポリオレフィンであり、無水マレイン酸またはカルボン酸基を含有するエチレン系単量体が共重合されたポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンプロピレン共重合体、それらの混合物からなる群から選ばれる少なくとも１種以上を含有することを特徴とするポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの耐熱性シートおよび成形体の製造方法。
第１０に、成分Ａと成分Ｂ１または成分Ｂ２のブロック共重合体を反応押出装置で製造しながら、押出金型に新たに成分Ｂ１または成分Ｂ２を追加供給して２種２層、２種３層、または多層のシートに成形し、加熱成形体を製造することを特徴とするポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの耐熱性シートおよび成形体の製造方法。
第１１に、シートの押出成形におけるロール温度が３０〜１５０℃であることを特徴とするポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの耐熱性シートおよび成形体の製造方法。
第１２に、上記のいずれかの方法により製造されるシートを、真空成形、圧空成形または真空成形成形において急速加熱によりシートを温度８０〜２５０℃とし、金型温度およびまたはプラグ温度を９０〜２５０℃として加熱成形および熱固定することを特徴とするポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの耐熱性成形体の製造方法。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明においてＡ成分の原料プレポリマーとしての芳香族飽和ポリエステルａは、ＰＥＴ系芳香族ポリエステルとして世界的に大量生産されているポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、あるいはその共重合体が挙げられる。ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴまたはペット）が、好ましい。本発明のＰＥＴ系芳香族ポリエステルは、１，１，２，２−テトラクロロエタン／フェノール（１：１）混合溶媒に溶解して２５℃で測定した固有粘度（ＩＶ値）が０．５０ｄｌ／ｇ以上（これは、ＪＩＳ法、温度２８０℃、荷重２．１６ｋｇｆにおけるメルトフローレート（ＭＦＲ）が約２１０ｇ／１０分以下に相当する。以下に同じ。）であることが好ましく、０．６０ｄｌ／ｇ以上（ＭＦＲが約１３０ｇ／１０分以下）であることがより好ましい。固有粘度が０．５０ｄｌ／ｇ未満であると、本発明によっても高分子量化と高溶融粘度化が困難であり、得られるポリエステルーポリエチレン・ブロック共重合体が必ずしも優れた成形加工性および物性を与えることができない恐れがある。固有粘度の上限は、特に制限されないが、通常０．９０ｄｌ／ｇ（ＭＦＲが約２５ｇ／１０分以上）、好ましくは０．８０ｄｌ／ｇ（ＭＦＲが約４５ｇ／１０分以上）である。
【００１１】
現実には、大量に収集・回収されるＰＥＴ系ポリエステルのペット・ボトルのフレークまたはペレットをプレポリマーとして使用することが多い。通常は、ＰＥＴボトルが有している固有粘度が比較的に高いので、回収品の固有粘度も高く、一般には０．６０〜０．８０ｄｌ／ｇ（ＭＦＲが１３０〜４５ｇ／１０分）、特に０．６５〜０．７５ｄｌ／ｇ（ＭＦＲが１００〜５５ｇ／１０分）である。
一般に、回収ペット・ボトルのフレークは、２０ｋｇ入り紙袋品と６００ｋｇ入りフレコン品で供給されるが、通常含有水分は３，０００〜６，０００ｐｐｍ（０．３〜０．６重量％）程度である。勿論、真空圧空成形工場から大量に回収されるＡ−ＰＥＴシートのスケルトン・フレークも、本発明の原料の飽和ポリエステルとして好適である。
【００１２】
本発明のＢ１成分は、（１）メルトフローレート（ＪＩＳ法：２８０℃、荷重２．１６Ｋｇ）が２００ｇ／１０分以下、好ましくは１３０ｇ／１０分以下の乾燥または未乾燥のポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、シクロヘキサンジメタノール系共縮合ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート系成形品再循環物、Ａ成分の反応体からなる群から選ばれる少なくとも１種以上を含有するものを使用できる。
【００１３】
本発明のＢ２成分の分子内に１個以上のカルボン酸基を含有するポリオレフィンは、無水マレイン酸またはカルボン酸基を含有するエチレン系単量体が共重合されたポリエチレン、エチレンプロピレン共重合体、ポリプロピレンおよびそれらの混合物である。また、ポリエチレンまたはポリプロピレンに無水マレイン酸と有機過酸化物とを添加して加熱反応処理によりカルボン酸基が導入されたポリオレフィンを使用することが出来る。また、エチレン・アルキルアクリレート共重合体の部分鹸化物を使用することが出来る。
例えば、市販品の一例として日本ポリオレフィン（株）のポリエチレン、アルキルアクリレートおよび無水マレイン酸等の共重合体（レクスパールＥＴシリーズ：１９０℃のＭＦＲ８〜８０ｇ／１０分、融点７０〜９８℃、アルキルアクリレートの含有量数１〜数１０重量％、無水マレイン酸の含有量数重量％）を使用することが出来る。また、同社のポリオレフィン・無水マレイン酸グラフト共重合体のアドテックスシリーズ：ＰＰタイプ（２３０℃のＭＦＲ２〜２５ｇ／１０分、融点１４５〜１６２℃）、ＨＤタイプ（１９０℃のＭＦＲ０．２〜０．５ｇ／１０分、融点１３０〜１３５℃）、ＬＤＰＥタイプ（１９０℃のＭＦＲ１．０〜１１ｇ／１０分、融点１０２〜１０６℃）およびＬＬＤＰＥタイプ（１９０℃のＭＦＲ１．０〜５．５ｇ／１０分、融点１１０〜１２２℃）を使用することが出来る。
【００１４】
本発明の結合剤は、分子内に２個（ｂ）および場合により３を越える個数（ｄ）のエポキシ基を含有する化合物である。
通常、分子内に平均２個のエポキシ基を有する化合物ｂの例としては、脂肪族系のポリエチレングリコール・ジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコール・ジグリシジルエーテル、テトラメチレングリコール・ジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサメチレングリコール・ジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコール・ジグリシジルエーテル、グリセリン・ジグリシジルエーテル、また脂環式系の水素化ビスフェノールＡ・ジグリシジルエーテル、水素化イソフタル酸ジグリシジルエステル、３，４−エポキシ・シクロヘキシル・メチル−３，４−エポキシ・シクロヘキサン・カルボキシレート、ビス（３，４−エポキシ・シクロヘキシル）アジペートまたヘテロ環式系のジグリシジル・ヒダントイン、ジグリシジル・オキシアルキル・ヒダントイン、また芳香族系のビスフェノールＡ・ジグリシジルエーテル、ビスフエノールＡ・ジグリシジルエーテルの初期縮合物、ジフェニルメタンジグリシジルエーテル、テレフタル酸ジグリシジルエステル、イソフタル酸ジグリシジルエステル、ジグリシジル・アニリン等を挙げることができる。
【００１５】
分子内に平均３個のエポキシ基を有する化合物ｃの例としては、脂肪族系のトリメチロールプロパン・トリグリシジルエーテル、グリセリン・トリグリシジルエーテル、またヘテロ環式系のトリグリシジルイソシアヌレート、トリグリシジルシアヌレート、トリグリシジル・ヒダントイン、また芳香族系のトリグリシジル・パラ−またはメタ−アミノフエノール等を挙げることができる。
ジアミノフエニールメタン、テトラグリシジル・ビスアミノメチルシクロヘキサン等
分子内に平均２．１個以上から数個の中間的個数のエポキシ基を有する化合物ｃとしては、フェノール・ノボラック・エポキシ樹脂、クレゾール・ノボラック・エポキシ樹脂およびビフェニルジメチレン系エポキシ樹脂（例えば、日本化薬▲１４▼の耐熱エポキシ樹脂ＮＣ−３０００シリーズ）等を挙げることができる。その他の例としてダウケミカル社から分子内のエポキシ基が、平均して約２．２、３．６、３．８および５．５個のものが上市されており、これらを使用することができる。
【００１６】
本発明の最大の特徴は、結合剤の選定である。結合剤として分子内に２個のエポキシ基を含有する化合物（２官能：Ｄ）に分子内に３個以上のエポキシ基を含有する化合物（３官能以上：Ｔ）を併用することによって「長鎖分岐構造体」を導入し、Ｔ／Ｄ比を増加させて結晶化速度を増大させることができる。これは、３官能以上のエポキシ基を含有する化合物がポリヒドロキシエステル・アルカリ金属複合体を形成し、それが「分子サイズの結晶化核剤」として作用するものと推定される。本発明の長鎖分岐構造体は、従来の線状構造体に比べて分子鎖の「絡み合い効果」により溶融粘度を約１０〜１００倍にも増大することが可能となるので、圧空又は真空圧空成形時においてドローダウンの少ないシートとなる。また、ポリエチレンテレフタレート系ポリエステル（ａ成分）の場合と同様に、芳香族ポリエステル（Ｂ１成分）またはカルボン酸を含有するポリオレフィン（Ｂ２）をブロック共重合させることにより、シート成形時およびシートの圧空又は真空圧空成形時の加熱固定（ヒートセット）において、総合的に結晶化速度を秒のオーダーに早めることができる。 本発明のエポキシ基含有化合物ｄは、分子内に２個のエポキシ基を含有する化合物（Ｄ）ｂ：１００〜０重量％および分子内に３を越える個数のエポキシ基を含有する化合物（Ｔ）ｃ：０〜１００重量％の混合物である。後者（Ｔ）の増加で樹脂のスウェルと溶融粘度が、急上昇する。後者／前者の重量比率（Ｔ／Ｄ比）は、通常、５／９５〜７５／２５、好ましくは１０／９０〜７０／３０、更に好ましくは２５／７５〜５０／５０である。Ｔ／Ｄ比の増大で結晶化速度が速くなる。Ｔ／Ｄ比が、５／９５以下では効果が少なく、７５／２５以上ではポリエステル樹脂の製造が困難であり、シートにゲル・フィッシュアイが副生して商品にならない。また、本混合物ｄ：１０〜５０重量部と基体ｅ：１００重量部とで結合剤マスターバッチが構成される。本混合物ｄは、１５〜２０重量部が好ましい。結合剤ｄが１０重量部以下ではマスターバッチｉの効果が少なく、かつコスト高になる。結合剤ｄが５０重量部以上では、マスターバッチｆが製造し難く、結合反応でゲルが副生し易くなるので、好ましくない。
【００１７】
本発明における特徴は、シートのゲル・フィッシュアイの副生原因となる結合剤ｄの局所反応を防止する為に、希釈材として基体ｅを利用して結合剤マスターバッチｆを使用することにある。 基体ｅとしては、固有粘度０．５０〜０．９０ｄｌ／ｇのポリエチレンテレフタレート系ポリエステル、回収されたポリエチレンテレフタレート系ポリエステル成形品再循環物、エチレングリコールとシクロヘキサン・ジメタノールとテレフタール酸等の縮合体（イーストマン社のペットジー等）、トルエン、ベンゼンおよびキシレンなどを使用することが出来る。 成形体が透明を必要とする場合には、ＰＥＴ系ポリエステルとトルエン、ベンゼンおよびキシレンなどを使用することが出来る。成形体が透明を必要としない場合には、ポリエチレンアクリレート系樹脂（日本ポリオレフイン・株ほか）などを使用することが出来る。
【００１８】
結合剤マスターバッチｆの配合比率は、芳香族系飽和ポリエステルａ：１００重量部に対して、通常は１〜１０重量部であるが、好ましくは分散・混合性の良好な２〜５重量部前後である。比率の増加とともに、Ａ成分のポリエステル・ブロック共重合体のＭＦＲを低下させ、溶融粘度を増大させることが出来る。
【００１９】
本発明における更に好ましい結合反応触媒ｇは、カルボン酸の金属塩の複合体およびそれらのマスターバッチｉである。カルボン酸の金属塩は、単独使用では本発明のポリエステルの製造目的に必ずしも適しないことが、本発明で判明している。従がって、結合反応触媒ｇとしては、複合体が好ましい。例えば二元系触媒としてステアリン酸リチウム／ステアリン酸カルシウム＝２０／８０〜５０／１００、ステアリン酸ナトリウム／ステアリン酸カルシウム＝２０／８０〜５０／１００、酢酸マンガン／ステアリン酸リチウム＝２０〜５０／１００あるいは酢酸マンガン／ステアリン酸カルシウム＝２０〜５０／１００などである。一方、例えば三元系触媒としてステアリン酸リチウム／ステアリン酸ナトリウム／ステアリン酸カルシウム＝５０／５０／１００、ステアリン酸リチウム／酢酸ナトリウム／ステアリン酸カルシウム＝５０／５０／１００あるいはステアリン酸リチウム／酢酸マンガン／ステアリン酸カルシウム＝５０／５０／１００などの複合触媒ｇおよびそれらの基体ｈとのマスターバッチｉである。
【００２０】
本発明における特徴のもう一つは、シートのゲル・フィッシュアイの副生原因となる触媒ｇ周辺の局所反応を防止する為に、希釈材として基体ｈを利用して触媒マスターバッチｉを使用することにある。 基体ｈとしては、基体ｅとほぼ同様に固有粘度０．５０〜０．９０ｄｌ／ｇのポリエチレンテレフタレート系芳香族ポリエステル、回収されたポリエチレンテレフタレート系の芳香族ポリエステル成形品再循環物、エチレングリコールとシクロヘキサン・ジメタノールとテレフタール酸等の縮合体（イーストマン社のペットジー等）、ポリエチレンアクリレート系樹脂（日本ポリオレフイン・株ほか）およびポリアクリレート系樹脂（共重合体を含む）などを使用することが出来る。成形体が透明を必要とする場合には、ＰＥＴ系ポリエステルとポリアクリレート系樹脂（共重合体を含む）などを使用することが出来る。成形体が透明を必要としない場合には、ポリエチレンアクリレート系樹脂（日本ポリオレフイン・株ほか）などを使用することが出来る。基体ｈとして上記の樹脂を使用しない場合には、触媒活性が穏やかで滑剤効果もあるステアリン酸カルシウムを使用することが出来る。ステアリン酸カルシウムの構成比率は、触媒にたいして５０重量部以上とする。この粉末状複合触媒は、粉末飛散の作業性の課題があるが、安価であり小規模製造に適する．
【００２１】
触媒マスターバッチｉの構成比率は、通常は触媒ｇ：５〜１５重量部と基体ｈ：１００重量部とから構成されるが、好ましくは触媒ｇ：７．５〜１２．５重量部、更に好ましくは触媒ｇ１０重量部と基体ｈ１００重量部とから構成される。触媒ｇが５重量部以下では触媒マスターバッチｉの効果が少なく、かつコスト高になる。触媒ｇが１５重量部以上では、マスターバッチｉが製造し難く、結合反応でゲルが副生し易く、かつ成形加工時に樹脂の加水分解の原因となるので、好ましくない。
触媒マスターバッチｉの使用量は、芳香族飽和ポリエステルａ：１００重量部に対して、通常は０．２５〜１０重量部であるが、好ましくは分散・混合性の良好な０．５〜２重量部前後である。
【００２２】
本発明のブロック共重合体の反応押出法による製造は、（１）、（２）、（３）およびＢ１またはＢ２の４成分を同時に混合する方法以外に、（１）ポリエステル成分ａとＢ１芳香族ポリエステル成分またはＢ２ポリオレフィン成分と脱気・脱水下に予め混合し、その後に（２）結合剤マスターバッチｆと（３）触媒マスターバッチｉを側面供給方式で添加することも可能である。また、（１）成分ａを脱気・脱水して（２）結合剤マスターバッチｆと（３）触媒マスターバッチｉを混合し、その後にＢ１芳香族ポリエステル成分またはＢ２ポリオレフィン成分を側面供給方式で添加することも可能である。また、未乾燥フレーク原料でも、脱気・脱水を適切にして使用することも可能である。
【００２３】
加熱溶融する反応装置としては、単軸押出機、二軸押出機、それらの組合せの二段式押出機およびニーダー・ルーダー、あるいはＰＥＴ系ポリエステル樹脂の重縮合の製造に使用されるセルフクリーニング性の二軸反応装置等を使用することができる。本発明のポリエステル樹脂を製造する高温反応法は、特に押出機中で約２〜１０分間の短時間でおこなうので、二軸押出反応機のＬ／Ｄは、３０〜５０程度であることが好ましく、特に３８〜４５程度が好ましい。
本発明によれば、反応押出機の性能にもよるが、一般に短い時間、例えば、３０秒〜２０分、好ましくは１分〜１０分、特に好ましくは１．５分〜５分の滞留時間で、飽和ポリエステルａの分子量が急上昇し、芳香族ポリエステルまたはポリオレフィンとブロック共重合して所望のブロック共重合が生成する。
【００２４】
上記の反応装置は、一般に回収ペットボトルフレークまたは新品のポリエステル樹脂を予め１１０〜１４０℃で熱風乾燥して水分量１００〜２００ｐｐｍに下げたもの、および除湿空気で乾燥して水分量を５０ｐｐｍ以下に下げたものを使用することが好ましい。ポリエステル樹脂は、通常空気中の湿度を吸着して環境湿度に応じて３，５００〜６，０００ｐｐｍ（０．３５〜０．６０重量％）の水分を含んでおり、上記のような乾燥処理を行うことにより、本発明の目的を安定的に達成することができる。
一方、未乾燥のままで回収ペットボトルフレークまたは新品ポリエステル樹脂を原料として使用する場合には、二軸押出機の真空ラインを非水封式でない油封式、好ましくは乾式とし、第１〜第３ベントの真空度を１３．３×１０３Ｐａ（１００ｍｍＨｇ）以下、好ましくは２．６×１０３Ｐａ（２０ｍｍＨｇ）以下、更に好ましくは０．６６×１０３Ｐａ（５ｍｍＨｇ）以下に下げて、ポリエステル樹脂が溶融した直後および溶融混合中に水分を真空脱気して除去することによって達成することができる。
【００２５】
本発明のポリエステルの成形加工方法は、先行発明に準じて実施することができる。即ち、成形温度を通常約２６０〜２９０℃としてシート、フィルムに成形することができる。成形装置の押出機が単軸の場合には、本発明のポリエステルのペレットが、スクリュー溝に固着することがあるので、ステアリン酸カルシウムのような滑剤を混合することができる。ペレット１００重量部に対し滑剤０．０１〜１重量部を使用することができる。
【００２６】
本発明のポリエステルでは、成分Ａと成分Ｂ１または成分Ｂ２のブロック共重合体を反応押出装置で製造しながら、フィードブロック方式またはマニホールド方式の金型を使用し、新たに外部より成分Ｂ１または成分Ｂ２を追加供給して２種２層、２種３層、または多層のシートに成形し、加熱成形体を製造することができる。その際に、回収ペットのシート層は、食品に直接に接触しない様に、内面に使用する。
【００２７】
耐熱性シートの押出成形においては、加熱固定にかかわるロール温度が極めて重要である。タッチロールおよびチルロールの温度として通常３０〜１５０℃、好ましく６０〜１４０℃を使用することができる。また、一度シートにしてからさいどの加熱固定にかかわるロール温度として、タッチロールおよびチルロールの温度を通常３０〜１５０℃、好ましく６０〜１４０℃で使用することができる。
【００２８】
本発明の方法により製造されるシートを、真空成形、圧空成形または真空成形成形において急速加熱によりシートを温度８０〜２５０℃とし、金型温度およびまたはプラグ温度を９０〜２５０℃として加熱成形および熱固定することよりポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの耐熱性成形体を製造できる。耐熱性成形体の品質は、シートの種類と厚み（２０〜２，０００μｍ）、シート温度（８０〜２５０℃）、金型温度およびまたはプラグ温度（９０〜２５０℃）および成形装置によって決定される。一般には、薄いシート（例えば、３００μｍ以下）から透明耐熱性成形体、厚いシート（例えば、３００μｍ以下）から白色耐熱性成形体が製造できる。透明と白色不透明の差は、結晶化度には必ずしも依存せず、球晶が光の波長より小さければ透明となる。ただし、ポリオレフィン・ポリエステル・ブロック共重合体は、構成成分の屈折率が異なるので、白色不透明となるが、光沢のある真珠調の高級感を持つ。
【００２９】
【実施例】
次に本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。芳香族系飽和ポリエステル、カルボン酸基を持つポリオレフィンまたはブロック共重合体について、固有粘度（ＩＶ値）、ＭＦＲ（メルトフローレート）、スウェル（膨潤度）、分子量、溶融粘度およびＤＳＣを評価した。それらの評価方法は以下の通りである。
（１）固有粘度：芳香族系飽和ポリエステルについては、１，１，２，２−テトラクロロエタンとフェノールの等重量の混合溶媒を使用し、キャノンフエンスケ粘度計で２５℃にて測定した。
（２）ＭＦＲ：ＪＩＳ Ｋ７２１０の条件２０に従い、芳香族系飽和ポリエステルとポリオレフィンーポリエステル・ブロック共重合体組成物については、温度２８０℃、荷重２．１６ｋｇの条件で測定した。その他、ポリエチレンは１９０℃、ポリプロピレンは２３０℃で荷重２．１６ｋｇの条件で測定されている。
（３）スウェル：ＭＦＲ用のメルトインデクサーを用い、温度２８０℃、荷重２．１６ｋｇの条件で垂れ流し、サンプルが２．０ｃｍ垂れたところでカットし、下端から５．０ｍｍのところの直径を測定し、下記の計算式により算出した。なお、上記直径は数回測定され、その平均値が採用された。また、下記式の数値「２．０９５」は、ＭＦＲ用メルトインデクサーのノズル径である。
スウェル（％）＝［（直径の平均値−２．０９５）／２．０９５］×１００
（４）分子量：ポリエステルについては、ＧＰＣ法により下記の条件で測定した。
（本体）昭和電工社製ＳＹＳＴＥＭ−２１、（カラム）Ｓｈｏｄｅｘ ＫＦ−６０６Ｍ（２本）サンプル、リファレンス側とも、（溶剤）ヘキサフロロイソプロピルアルコール、（カラム温度）４０℃、（注入量）２０μｌ、流量：０．６ｍｌ／分、（ポリマー濃度）０．１５重量％、（検出器）Ｓｈｏｄｅｘ ＲＩ−７４、（分子量換算スタンダード）ＰＭＭＡ：Ｓｈｏｄｅｘ Ｍ−７５
（５）機械的物性の測定：ポリマーをプレス成形機にて、２８０℃・３分間予熱、６０気圧３０秒加圧、水冷の条件で厚さ約１ｍｍと約３ｍｍのプレス板にした。引張試験は、ＪＩＳ Ｋ７１１３に従い、厚さ約１ｍｍのプレス板を２号ダンベルで打ち抜き、島津製作所のオートグラフＤＳＳ２０００を使用し、引張速度２００ｍｍ／分で行った。
アイゾット衝撃試験は、ＪＩＳ Ｋ７１１０に従い、厚さ約３ｍｍのプレス板を２号標片に加工し、ノッチ付きについて行なった。
（６）溶融粘度：スウェーデン国ＲＥＯＬＯＧＩＣＡ社製ＤｙｎＡｌｙｓｅｒ ＤＡＲ−１００を使用し、２ｃｍ角×厚さ２ｍｍの試験片を窒素雰囲気下２８０℃でホットプレート間のねじり振動を加えることにより測定した。
（７）ＤＳＣ測定：セイコー電子製ＤＳＣ２２０を使用し、サンプル５−１５ｍｇ、窒素５０ｍｌ／分、昇温速度１０℃／分、２０−３００℃で測定した。
【００３０】
［製造例１〜５：結合剤マスターバッチｆ１〜ｆ５］
製造例１：ベルストルフ製二軸押出し機、口径４３ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝４３、３段水封式真空引きを使用し、よのペットボトルリサイクル（株）のクリアフレーク（ＰＥＴボトルの回収品、固有粘度０．７５ｄｌ／ｇ、ＭＦＲ５６ｇ／１０分）を１２０℃で約１２時間熱風乾燥した５０重量部およびイーストマン社ペットジー６７６３（ＩＶ０．７３、密度１．２７）の乾燥袋品５０重量部を設定温度２６０℃、スクリュー回転数２００ｒｐｍ、第１ベント約−６００ｍｍＨｇ、第３ベント約−６７０ｍｍＨｇ、自動供給速度３０Ｋｇ／ｈで押出しながら、第２ベント孔より結合剤として２官能エポキシ化合物であるエチレングリコール・ジグリシジルエーテル（共栄社化学（株）のエポライト４０Ｅ、エポキシ当量１３５ｇ／ｅｑ、淡黄色液体）１５重量部を定量ポンプで注入した（製造例１、結合剤マスターバッチｆ１：２官能／３官能・比率Ｔ／Ｄ＝０／１００）。
製造例２：同様にして、エチレングリコール・ジグリシジルエーテル７５重量部に、３官能のトリメチロールプロパン・トリグリシジルエーテル（共栄社化学（株）のエポライト１００ＭＦ、エポキシ当量１５０ｇ／ｅｑ、淡黄色液体）２５重量部の混合物１５重量部を定量ポンプで注入した（製造例２、結合剤マスターバッチｆ２：Ｔ／Ｄ＝２５／７５）。
製造例３：同様にして、エチレングリコール・ジグリシジルエーテル５０重量部に、３官能のトリメチロールプロパン・トリグリシジルエーテル５０重量部の混合物１５重量部を定量ポンプで注入した（製造例３、結合剤マスターバッチｆ３：Ｔ／Ｄ＝５０／５０）。
製造例４：同様にして、エチレングリコール・ジグリシジルエーテル２５重量部に、３官能のトリメチロールプロパン・トリグリシジルエーテル７５重量部の混合物１５重量部を定量ポンプで注入した（製造例４、結合剤マスターバッチｆ４：Ｔ／Ｄ＝７５／２５）。
製造例５：同様にして、３官能のトリメチロールプロパン・トリグリシジルエーテル５０重量部の混合物１５重量部を定量ポンプで注入した（、結合剤マスターバッチｆ５：Ｔ／Ｄ＝１００／０）。
ダイスの穴径３．５ｍｍから流出する５本のストランドを水冷し、回転カッターで切断してペレットにした。得られたペレットの夫々の１００Ｋｇを１４０℃で約１時間、次いで１２０℃で約１２時間熱風乾燥して防湿袋に保管した。
【００３１】
［製造例６〜７：触媒マスターバッチｉ１〜ｉ２］
製造例６：ベルストルフ製二軸押出し機、口径４３ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝４３、３段水封式真空引きを使用し、よのペットボトルリサイクル（株）のクリアフレーク（ＰＥＴボトルの回収品、固有粘度０．７５ｄｌ／ｇ、ＭＦＲ５６ｇ／１０分）の乾燥品５０重量部イーストマン社ペットジー６７６３（ＩＶ０．７３、密度１．２７）の乾燥品５０重量部、ステアリン酸リチウム２．５重量部とステアリン酸ナトリウム２．５重量部とステアリン酸カルシウム５．０重量部との複合体触媒をタンブラーで混合した（製造例６、複合体触媒マスターバッチｉ１：Ｌｉ／Ｎａ／Ｃａ＝２５／２５／５０）。設定温度２６０℃、スクリュー回転数２００ｒｐｍ、第１ベント約−６３０ｍｍＨｇ、第３ベント約−７３０ｍｍＨｇ、自動供給速度３０Ｋｇ／ｈで押出しながら、ダイスの穴径３．５ｍｍから流出する５本のストランドを水冷し、回転カッターで切断してペレットにした。得られたペレット各約１０Ｋｇを１４０℃で約１時間、次いで１２０℃で約１２時間熱風乾燥して防湿袋に保管した。
製造例７：一方、ステアリン酸リチウム２．５重量部とステアリン酸ナトリウム２．５重量部とステアリン酸カルシウム５．０重量部との複合体触媒をタンブラーで混合して実施した（製造例７、粉末状複合体触媒マスターバッチｉ２：Ｌｉ／Ｎａ／Ｃａ＝２５／２５／５０）。
【００３２】
【実施例１〜４】
［Ｔ／Ｄ比の異なるＰＥＴ系ポリエステルとそのシートの製造例Ａ１〜Ａ４］
実施例１：Ａ−ＰＥＴシートのフレーク（スケルトンの回収品、固有粘度０．７１ｄｌ／ｇ、ＭＦＲ６０ｇ／１０分）の未乾燥品１００重量部、粉末状複合体触媒マスターバッチｉ２（製造例７：Ｌｉ／Ｎａ／Ｃａ＝２５／２５／５０）０．１０重量部および結合剤マスターバッチｆ１（製造例１：Ｔ／Ｄ＝０／１００）４．５重量部をタンブラーで混合した。（株）池貝製の二軸押出機ＰＣＭ−７０、口径７０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３７、３段油封式真空引きを使用し、設定温度２８０℃、スクリュー回転数１００ｒｐｍ、第１ベント約−７３５ｍｍＨｇ、第２および第３ベント約−７５０ｍｍＨｇ、自動供給速度５０Ｋｇ／ｈで押出しながら、ダイスの穴径２ｍｍから流出する１０本のストランドを水冷し、回転カッターで切断してペレットにした。得られたペレットを１４０℃で約１時間、次いで１２０℃で約１２時間熱風乾燥して防湿袋に保管した。得られたマスターバッチ法ＰＥＴ系ポリエステルＡ１のＭＦＲは、２０ｇ／１０分であった（実施例１）。
同様な操作にて、Ｔ／Ｄ比の異なるＰＥＴ系ポリエステルを製造した。結合剤マスターバッチとしてｆ２（製造例２：Ｔ／Ｄ＝２５／７５）４．０重量部、ｆ３（製造例３：Ｔ／Ｄ＝５０／５０）７．０重量部、ｆ４（製造例４：Ｔ／Ｄ＝７４／２５）７．０重量部を夫々タンブラーで混合して実施した。得られたマスターバッチ法ＰＥＴ系ポリエステルのＭＦＲは、それぞれＡ２が１８ｇ／１０分（実施例２）、Ａ３が５．９ｇ／１０分（実施例３）、Ａ４が２．１ｇ／１０分（実施例４）であった。
【００３３】
これら四種のペレット１００重量部にステアリン酸カルシウム０．２重量部をタンブラーで混合した。（株）池貝製の単軸押出機ＧＳ−６５、口径６５ｍｍ、水平押出Ｔダイ：２５０ｍｍ巾、２ｍｍ間隔、縦３段式ポリッシング・ロールを使用し、厚手シートの成形を実施した。設定温度２８０℃、スクリュー回転数６０ｒｐｍ、自動供給速度３０Ｋｇ／ｈ、ロール温度３０〜５０℃にて、巾２２０ｍｍ、厚み１〜１．５ｍｍの透明な厚手シートを得た。Ａ４シートに結晶化に起因する薄曇りが観察された。
ＤＳＣによる結果を表１に示したが（窒素下の昇降速度１０℃／分）、本発明のシートＡ１〜Ａ４は、Ｔ／Ｄ比の増加により結晶化度を２倍にも増加させることが可能であることを見出した。また、樹脂成形温度とチルロールの平均温度である１７０℃の等温結晶化時間は、実施例３で製造した透明厚手シートＡ３が約３０秒なの反し、比較例１の市販Ａ−ＰＥＴシートや樹脂は数十分と遅かった．
【００３４】
【表１】
【実施例５】
実施例２で製造した厚み０．９ｍｍの透明厚手シートＡ２を圧空成形法にてコーヒーカップ状物を、急速加熱にてシート温度１５０℃成形とし、金型とブラグ温度は常温で圧力６気圧、１０秒／ショットにて製造した。この透明成形体は、熱湯注入に耐える耐熱性を示した。ただし、低部の一部に残留応力による微小変形があった。
【００３６】
【実施例６〜７】
［ＰＢＴを共重合したＰＥＴ系ポリエステルの耐熱シートＢ１〜Ｂ２の製造例］
よのペットボトルリサイクル（株）のクリアフレーク（ＰＥＴボトルの回収品、固有粘度０．７２５ｄｌ／ｇ、ＭＦＲ５６ｇ／１０分）の未乾燥品１００重量部、三菱レーヨン▲１４▼のＰＢＴ １１００Ｎの３５重量部（実施例６）、結合剤マスターバッチ（ｆ２：Ｔ／Ｄ＝２５／７５）７．５重量部、複合体触媒マスターバッチ（ｊ２：Ｌｉ／Ｎａ／Ｃａ＝２５／２５／５０）０．７５重量部、またはＰＢＴ １１００Ｎの１００重量部（実施例７）、結合剤マスターバッチ（ｆ２：Ｔ／Ｄ＝２５／７５）１１重量部、複合体触媒マスターバッチ（ｊ２：Ｌｉ／Ｎａ／Ｃａ＝２５／２５／５０）０．７５重量部をそれぞれタンブラーで混合した。池貝製の二軸押出機、口径７０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３７、３段油封式真空引きを使用し、設定温度２８０℃、スクリュー回転数１００ｒｐｍ、第１ベント約−７３５ｍｍＨｇ、第２および第３ベント約−７５０ｍｍＨｇ、自動供給速度５０Ｋｇ／ｈで押出しながら、ダイスの穴径２ｍｍから流出する１０本のストランドを水冷し、回転カッターで切断してペレットにした。得られたペレットを１４０℃で約１時間、次いで１２０℃で約１２時間熱風乾燥して防湿袋に保管した。
得られたマスターバッチ法ＰＢＴ−ポリエステル・ブロック共重合体Ｂ１〜Ｂ２のＭＦＲは、夫々ＰＢＴ３５重量部（実施例６）２０ｇ／１０分、ＰＢＴ１００重量部（実施例７）２５ｇ／１０分でほぼ設計通りであった。一方、ＰＢＴ １１００Ｎ樹脂ペレットとＰＥＴフレーク／ＰＢＴ１１００Ｎ＝１００／５０重量部ブレンドの押出物（比較例１）のＭＦＲは、夫々７０ｇ／１０分と５９ｇ／１０分であり、本発明の樹脂とはまったく異なっていた。ＤＳＣ測定によれば、ＰＥＴ／ＰＢＴ＝１００／５０重量部ブレンド（比較例１）は、２１４℃（ＰＢＴ）と２３９℃（ＰＥＴ）に分離した融点をもつが、本発明の樹脂ＰＥＴ／ＰＢＴ＝１００／３５重量部共重合体（実施例６）は、２３０℃に唯一つの融点を示した。
本発明の樹脂は、２６０℃にて容易に透明シートに成形できた。
【００３７】
【実施例８】
［ポリエチレンーポリエステル・ブロック共重合体Ｅ１と多層シート成形］
よのペットボトルリサイクル（株）のクリアフレーク（ＰＥＴボトルの回収品、固有粘度０．７２５ｄｌ／ｇ、ＭＦＲ５６ｇ／１０分）の未乾燥品１００重量部、日本ポリオレフィン（株）のレクスパールＥＴ１８２（カルボン酸含有ポリエチレン、ＭＦＲ２８０℃−１０９、密度０．９３７、融点９８℃）３０重量部、結合剤マスターバッチ（ｆ２：Ｔ／Ｄ＝２５／７５）８．０重量部、複合体触媒マスターバッチ（ｉ２：Ｌｉ／Ｎａ／Ｃａ＝２５／２５／５０）０．７５重量部をタンブラーで混合した。池貝製の二軸押出機ＰＣＭ−７０、口径７０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３７、３段油封式真空引きを使用し、設定温度２６０℃、スクリュー回転数１００ｒｐｍ、第１ベント約−７３５ｍｍＨｇ、第２および第３ベント約−７５０ｍｍＨｇ、自動供給速度５０Ｋｇ／ｈで押出しながら、ダイスの穴径２ｍｍから流出する１０本のストランドを水冷し、回転カッターで切断してペレットにした。得られたペレットを１４０℃で約１時間、次いで１２０℃で約１２時間熱風乾燥して防湿袋に保管した。
得られたマスターバッチ法ポリエチレンーポリエステル・ブロック共重合体Ｅ１のＭＦＲは、３．５ｇ／１０分であった。
【００３８】
上記で製造したポリエチレンーポリエステル・ブロック共重合体Ｅ１／ポリエステルＡ１＝５０／５０重量部の組成物：１００重量部とステアリン酸カルシウム０．２重量部を混合した。（株）創研製のフィードブロック式シート成形装置にて２種３層シートを成形した。ブロック共重合体Ｅ１用の主単軸押出機：口径３０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３８、設定温度２７０℃、スクリュー回転数３０ｒｐｍ、市販ＰＥＴ（ユニチカ製、固有粘度０．８３ｄｌ／ｇ）用の副単軸押出機：口径２５ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝２５、設定温度２７０℃、スクリュー回転数１０ｒｐｍ、Ｔダイ：２５０ｍｍ巾、リップ間隔１．０ｍｍ、垂直式、チルロール：水平３段温水加熱式を使用した。主供給速度６Ｋｇ／ｈ、副供給速度０．６Ｋｇ／ｈでゲルおよびフィッシュアイが殆ど副生しない２００ｍｍ巾、０．４−０．６ｍｍ厚みの白色真珠長で高級感のある２種３層シートを成形出来た。ブロック共重合体Ｅ１／ポリエステルＡ１（内側）と市販ＰＥＴ（外側）とでガムテープによる層間剥離がなかった。
このシートを、１１０℃の加熱ロールを通過させることによって加熱固定をした。また、圧空成形容器は、豆腐や納豆の充填温度の８３℃に耐えた。
【００３９】
【実施例９】
［ポリプロピレンーポリエステル・ブロック共重合体Ｐ１と多層シート成形］
よのペットボトルリサイクル（株）のクリアフレーク（ＰＥＴボトルの回収品、固有粘度０．７２５ｄｌ／ｇ、ＭＦＲ５６ｇ／１０分）の未乾燥品１００重量部、日本ポリオレフィン（株）のアドテックスＥＲ３２０Ｐ（カルボン酸含有ポリプロピレン、ＭＦＲ２３０℃−２０、密度０．９１、融点１５９℃）２０重量部、結合剤マスターバッチ（ｆ２：Ｔ／Ｄ＝２５／７５）８．７重量部、複合体触媒マスターバッチ（ｉ２：Ｌｉ／Ｎａ／Ｃａ＝２５／２５／５０）０．７５重量部をタンブラーで混合した。池貝製の二軸押出機ＰＣＭ−７０、口径７０ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３７、３段油封式真空引きを使用し、設定温度２８０℃、スクリュー回転数１００ｒｐｍ、第１ベント約−７３５ｍｍＨｇ、第２および第３ベント約−７５０ｍｍＨｇ、自動供給速度５０Ｋｇ／ｈで押出しながら、ダイスの穴径２ｍｍから流出する１０本のストランドを水冷し、回転カッターで切断してペレットにした。得られたペレットを１４０℃で約１時間、次いで１２０℃で約１２時間熱風乾燥して防湿袋に保管した。
得られたマスターバッチ法ポリプロピレンーポリエステル・ブロック共重合体Ｐ１のＭＦＲは、１６．８ｇ／１０分であった。
前記実施例８と同様に、上記で製造したポリプロピレンーポリエステル・ブロック共重合体Ｐ１／ポリエステルＡ１＝５０／５０重量部の組成物：１００重量部とステアリン酸カルシウム０．２重量部を混合した。（株）創研製のフィードブロック式シート成形装置にて２種３層シートを成形した。ゲルおよびフィッシュアイが殆ど副生しない２００ｍｍ巾、０．４−０．６ｍｍ厚みの半透明で高級感のある２種３層シートを得た。ブロック共重合体Ｐ１／ポリエステルＡ１（内側）と市販ＰＥＴ（外側）とは、ガムテープによる層間剥離がなかった。
このシートを、１１０℃の加熱ロールを通過させることによって加熱固定をした。また、圧空成形容器は、豆腐や納豆の充填温度の８３℃に耐えた。
【００４０】
【実施例１０〜１２】
［連続法によるＴ／Ｄ比＝２５／７５、５０／５０および３７．５／６２．５のシートＡ５〜Ａ７の製造と熱固定試験］
実施例１０：固有粘度０．７３ｄｌ／ｇのペット・ボトルの回収フレーク１００重量部、Ｔ／Ｄ比＝２５／７５の結合剤マスターバッチｆ２：３．５重量部、触媒マスターバッチｉ２：０．２０重量部をタンブラーで５分間混合した。これらフレーク混合物を夫々を日立造船（株）製の同方向二軸型押出機（スクリュー径８０ｍｍΦ、Ｌ／Ｄ＝３６、２ベント式）を使用し、スクリューとダイスの設定温度を２８０℃、スクリュー回転数１００ｒｐｍ、フレーク混合物の供給速度１５０Ｋｇ／ｈにて反応押出を行い、巾１，４００ｍｍで２８０℃のＴダイで押出し、６０℃の冷却ロールを通して厚み０．４０ｍｍ、巾９１０ｍｍの高分子量・高溶融張力の透明シートＡ５を約３００ｍを製造した。
実施例１１：実施例１０と同様に、ただしＴ／Ｄ比＝５０／５０の結合剤マスターバッチｆ３：３．５重量部を使用した。厚み０．４０ｍｍ、巾９１０ｍｍの高分子量・高溶融張力の透明シートＡ６を約３００ｍを製造した。
実施例１２：実施例１０と同様に、ただしＴ／Ｄ比＝２５／７５の結合剤マスターバッチｆ２：１．７５重量部、Ｔ／Ｄ比＝５０／５０の結合剤マスターバッチｆ３：１．７５重量部（合計Ｔ／Ｄ比＝３７．５／６２．５、３．５重量部）を使用した。また厚み０．２２ｍｍと薄くし、巾９１０ｍｍの高分子量・高溶融張力の透明シートＡ７を約３００ｍ製造した。
【００４１】
シートの熱板処理による結晶化促進試験を実施した。本発明のシートＡ５とＡ６の２種類および比較１の市販Ａ−ＰＥＴシート（厚み０．４ｍｍ）の合計３種類について、熱風循環式電気炉で所定温度に加熱された２枚の厚手アルミニウム板（上部５ｍｍ厚、下部１０ｍｍ厚）の間に寸法３ｃｍ×１２ｃｍのシート片を挿入し、所定秒数の熱固定処理を行った後に取り出して直ちに２ｍｍ厚の銅板で急冷した。熱成形条件に近い１５０℃、１６５℃および１８０℃について実施した。
結晶化促進による透明（白抜き印）→半透明（タスキがけ印）→白色結晶化（クロス印）の変化を図２示した。図中の形状は、市販Ａ−ＰＥＴシート（線状構造体）が三角印、Ｔ／Ｄ比＝２５／７５のシートＡ５（中度の長鎖分岐構造体）が四角印、Ｔ／Ｄ比＝５０／５０のシートＡ６（高度の長鎖分岐構造体）が丸印である。
市販Ａ−ＰＥＴシート（線状構造体樹脂）は、白色結晶化が遅く、いずれの温度にても約１５秒以上であった。本発明のＡ５シートとＡ６シート（長鎖分岐構造体樹脂）は、半白色結晶化が約１ないし５秒、白色結晶化が約５ないし７秒と早く、しかも高温度ほど早い。本発明のシート間では、３官能結合剤が多くてＴ／Ｄ比の高いシートの白色結晶がやや早い。表２にＤＳＣの結果を示した。本発明のシートは、常温では市販Ａ−ＰＥＴと同等の約６％の結晶化度であるが、１５０℃および１８０℃で５秒の熱固定処理で約２倍の約１２％の結晶化度を示した。
本発明により、ＰＥＴの結晶化速度を加速・制御できること判明し、例えばシート成形分野において真空成形法や真空圧空成形法による透明耐熱容器および白色結晶化・高耐熱容器の生産性が高まり、大巾コストダウンが可能となることが期待できる。しかも、白色Ｃ−ＰＥＴシートを必要としない。
【００４２】
【表２】
本発明のシートＡ５〜Ａ６を４０ｃｍ角に切断し、（株）浅野研究所製の真空圧空成形機にて深さ４０ｍｍのランチボックスの加熱成形を実施した。高速加熱方式にてシート１７０〜２５０℃、金型とフラグの温度１７０〜２３０、圧力２〜７．５気圧、１０秒／ショットとした。成形温度約２３０℃で良品となった。厚手０．４ｍｍのＡ５とＡ６シートからは、白色成形品が、一方薄手０．２２ｍｍのＡ７シートからは、透明成形品が得られた。底部と約二倍延伸の側面のＤＳＣ結果を表２に示した。
市販Ａ−ＰＥＴ板は、１８０℃以上でドローダウンが激しく、特に白色成形品の成形が不可能であった。一方、本発明の薄手０．２２ｍｍのＡ７シートは、２３０℃でもドローダウンに耐えて成形が出来た。
【００４４】
【実施例１３〜１４】
［連続法によるＴ／Ｄ比＝２５／７５および５０／５０の厚手２ｍｍシートＡ８〜Ａ９の製造と深絞りコップの成形］
実施例１３：固有粘度０．７３ｄｌ／ｇのペット・ボトルの回収フレーク１００重量部、Ｔ／Ｄ比＝２５／７５の結合剤マスターバッチｆ２：２．５重量部、触媒マスターバッチｉ２：０．２０重量部をタンブラーで５分間混合した。これらフレーク混合物を夫々を日立造船（株）製の同方向二軸型押出機（スクリュー径８０ｍｍΦ、Ｌ／Ｄ＝３６、２ベント式）を使用し、スクリューとダイスの設定温度を２８０℃、スクリュー回転数１００ｒｐｍ、フレーク混合物の供給速度１５０Ｋｇ／ｈにて反応押出を行い、巾１，４００ｍｍで２８０℃のＴダイで押出し、６０℃の冷却ロールを通して厚み２．０ｍｍ、巾９１０ｍｍの高分子量・高溶融張力の透明シート板Ａ８を製造した。
実施例１４：実施例１あと同様に、ただしＴ／Ｄ比＝５０／５０の結合剤マスターバッチｆ３：２．０重量部を使用した。厚み２．０ｍｍ、巾９１０ｍｍの高分子量・高溶融張力の透明シート板Ａ９を製造した。
【００４５】
本発明のシート板Ａ８〜Ａ球を４０ｃｍ角に切断し、（株）浅野研究所製の真空圧空成形機にて口径１６．５ｍｍ、底径５０ｍｍ、深さ２１ｍｍの深絞りコップの加熱成形を実施した。高速加熱方式にてシート１２０〜１６０℃、金型とフラグの温度８０〜１６０、圧力２〜１０気圧、３〜３０秒／ショットとした。厚手２ｍｍのＡ８とＡ９シート板からは、いずれも良品がとれた。Ｔ／Ｄ比の高いＡ９シート板の方が成形性に優れていた。シート温度約１３０℃から透明成形品が得られ、沸騰水の注入に耐熱性を示した。底部から３ｃｍの延伸倍率約５倍部のＤＳＣを表２示した。結晶化度は、３３％であり、市販二軸延伸フィルムの３６％とほぼ同じであった。
シート温度約１６０℃から白色成形品が得られ、サラダ油２３５℃の注入に耐熱性を示した。底部から３ｃｍの延伸倍率約５倍部のＤＳＣを表２示した。結晶化度は、３、５、１５、３０秒／ショットでいずれも２６％の一定であった。市販Ａ−ＰＥＴ板は、ドローダウンがあり、特に白色成形品の成形が困難であった。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の加熱充填が可能な容器、電子レンジの加熱に耐える容器およびオーブンレンジの加熱に耐える容器の用途に考案されたポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの安価な耐熱性シートおよび成形体は、従来のペット樹脂の物性上の弱点が改良されているので、豆腐および納豆等の容器、コンビニエンスストアの弁当容器等の他にも幅広い用途が期待できる。その成形体は、長鎖分岐構造体であるので、脆くなくて柔軟であり、耐熱性、引張り強さなどの機械的強度にも優れており、一般食品容器、包装材、包装材、仕切り板などとして日用品、土木建築、電子電機、自動車車両部材、梱包等の分野に有用である。また、大量に発生する回収ＰＥＴボトルをプレポリマーとして大量かつ有効に利用できるので、社会的に有益である。更に、使用後に焼却処理したとしてもポリエチレンやポリプロピレンと比較して燃焼発熱量が低くて焼却炉を損傷することが少なく、有毒ガスの発生もない。
【００４１】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のポリエチレンテレフタレート系ポリエステル・ブロック共重合体の骨格構造を示す図である。３官能性結合剤とそれによる長鎖分岐構造体の導入が、結晶化速度の加速と耐熱性の発現の基となる。
【図２】本発明のポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの代表的シートと市販Ａ−ＰＥＴとの結晶化速度の相違を熱板固定法の試験結果で示す図である。
Claims (12)
- Ａ成分：（１）メルトフローレート（ＪＩＳ法：２８０℃、荷重２．１６Ｋｇ）が４５〜１３０ｇ／１０分のポリエチレンテレフタレート系ポリエステルａ：１００重量部、（２）結合剤として分子内に２個のエポキシ基を含有する化合物ｂ：２５〜９５重量％および分子内に３個以上のエポキシ基を含有する化合物ｃ：７５〜５重量％の混合物ｄ：１０〜５０重量部と基体ｅ：１００重量部とから構成される結合剤マスターバッチｆ：１〜１０重重量部、（３）結合反応触媒として有機酸の金属塩ｇ：５〜１５重量部と基体ｈ：１００重量部とから構成される触媒マスターバッチｉ：０．２５〜１０重量部から構成される混合物と、Ｂ１成分：メルトフローレート（ＪＩＳ法：２８０℃、荷重２．１６Ｋｇ）が１３０ｇ／１０分以下の芳香族系ポリエステル０〜１００重量部を、その融点以上の温度で溶融させるとともに真空系で１３．３×１０３Ｐａ以下に脱気脱水しながら反応押出法で均一反応させることによってメルトフローレート４０ｇ／１０分以下の透明ブロック共重合体とし、それをシートに成形し、加熱成形することを特徴とするポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの透明耐熱性シートおよび成形体の製造方法。
- Ａ成分：（１）メルトフローレート（ＪＩＳ法：２８０℃、荷重２．１６Ｋｇ）が４５〜１３０ｇ／１０分のポリエチレンテレフタレート系ポリエステルａ：１００重量部、（２）結合剤として分子内に２個のエポキシ基を含有する化合物ｂ：２５〜９５重量％および分子内に３個以上のエポキシ基を含有する化合物ｃ：７５〜５重量％の混合物ｄ：１０〜５０重量部と基体ｅ：１００重量部とから構成される結合剤マスターバッチｆ：１〜１０重量部、（３）結合反応触媒として有機酸の金属塩ｇ：５〜１５重量部と基体ｈ：１００重量部とから構成される触媒マスターバッチｉ：０．２５〜１０重量部から構成される混合物と、Ｂ２成分：メルトフローレート（ＪＩＳ法：２８０℃、荷重２．１６Ｋｇ）が１３０ｇ／１０分以下の分子内に１個以上のカルボン酸基を含有するポリオレフィン０〜１００重量部を、その融点以上の温度で溶融させるとともに真空系で１３．３×１０３Ｐａ以下に脱気脱水しながら反応押出法で均一反応させることによってメルトフローレート４０ｇ／１０分以下の白色ブロック共重合体とし、それをシートに成形し、加熱成形することを特徴とするポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの不透明耐熱性シートおよび成形体の製造方法。
- 請求項１〜２のいずれか１項に記載される方法により製造されるブロック共重合体をいったんペレット化し、その１００重量部と滑剤０．０１〜１重量部とから成る混合物をシートに成形し、加熱成形することを特徴とするポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの耐熱性シートおよび成形体の製造方法。
- ポリエチレンテレフタレート系ポリエステルａが、固有粘度０．５０〜０．９０ｄｌ／ｇのポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート系芳香族ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート系芳香族ポリエステル成形品再循環物からなる群から選ばれる少なくとも１種以上を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの耐熱性シートおよび成形体の製造方法。
- 結合剤として分子内に２個のエポキシ基を含有する化合物ｂが、脂肪族系のエチレングリコール・ジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコール・ジグリシジルエーテル、ヘキサメチレン・ジグリシジルエーテル、脂環式系水素化ビスフェノールＡ・ジグリシジルエーテルおよび芳香族系ビスフェノールＡ・ジグリシジルエーテルからなる群から選ばれる少なくとも１種以上を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの耐熱性シートおよび成形体の製造方法。
- 結合剤として分子内に３個以上のエポキシ基を含有する化合物ｃが、脂防族系のトリメチロールプロパン・トリグリシジルエーテル、グリセリン・トリグリシジルエーテル、エポキシ化大豆油、エポキシ化亜麻仁油、ヘテロ環式トリグリシジルイソシアヌレートおよび芳香族系フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、ビスレゾルシノールテトラグリシジルエーテルからなる群から選ばれる少なくとも１種以上を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの耐熱性シートおよび成形体の製造方法。
- 結合反応触媒ｇとしてステアリン酸または酢酸のリチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、亜鉛塩、マンガン塩からなる群から選ばれる少なくとも２種以上を含有する複合体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの耐熱性シートおよび成形体の製造方法。
- Ｂ１成分が、（１）メルトフローレート（ＪＩＳ法：２８０℃、荷重２．１６Ｋｇ）が２００ｇ／１０分以下の乾燥または未乾燥のポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、シクロヘキサンジメタノール系共縮合ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート系成形品再循環物、Ａ成分の反応体からなる群から選ばれる少なくとも１種以上を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの耐熱性シートおよび成形体の製造方法。
- Ｂ２成分が、分子内に１個以上のカルボン酸基を含有するポリオレフィンであり、無水マレイン酸またはカルボン酸基を含有するエチレン系単量体が共重合されたポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンプロピレン共重合体、それらの混合物からなる群から選ばれる少なくとも１種以上を含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの耐熱性シートおよび成形体の製造方法。
- 成分Ａと成分Ｂ１または成分Ｂ２のブロック共重合体を反応押出装置で製造しながら、押出金型に新たに成分Ｂ１または成分Ｂ２を追加供給して２種２層、２種３層、または多層のシートに成形し、加熱成形することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの耐熱性シートおよび成形体の製造方法。
- シートの押出成形におけるロール温度が３０〜１５０℃であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載のポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの耐熱性シートおよび成形体の製造方法。
- 請求項１〜１１のいずれか１項に記載される方法により製造されるシートを、真空成形、圧空成形または真空成形成形において急速加熱によりシートを温度８０〜２５０℃とし、金型温度およびまたはプラグ温度を９０〜２５０℃として加熱成形および熱固定することを特徴とするポリエチレンテレフタレート系ポリエステルの耐熱性成形体の製造方法。
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