JP2023144891A - 回収ポリエチレンテレフタレートを含むボトル用プリフォームの製造方法およびボトル用プリフォーム - Google Patents

回収ポリエチレンテレフタレートを含むボトル用プリフォームの製造方法およびボトル用プリフォーム Download PDF

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Abstract

【課題】汎用のメカニカルリサイクルされたポリエチレンテレフタレート等の回収PETを含み、色相に優れたボトル用プリフォームの製造方法およびボトル用プリフォームを提供すること。【解決手段】成分(A):回収ポリエチレンテレフタレート1~50質量%と、成分(B):ゲルマニウム触媒を使用した重合で得られるポリエチレンテレフタレート50~99質量%とを含み(ただし、前記成分(A)と成分(B)との合計を100質量%とする。)、その射出成形品でのL値が72以上95以下であり、且つ、b値が-2.0以上7.0以下であるボトル用プリフォームの製造方法およびボトル用プリフォーム。【選択図】なし

Description

本発明は、汎用のメカニカルリサイクルされたポリエチレンテレフタレートを含むボトル用プリフォームの製造方法およびボトル用プリフォームに関する。詳しくは、ゲルマニウム触媒を使用したポリエチレンテレフタレートをも含むボトル用プリフォームの製造方法およびボトル用プリフォームに関する。
ポリエチレンテレフタレート(以下、PETと記載することがある。)は、透明性及び機械強度に優れている為、PETボトルや各種機能性フィルム、シートを熱成形した食品容器等に広く使用されている。また、近年では環境問題への関心が高まって来ており、飲料メーカーはメカニカルリサイクルを代表とする回収ポリエチレンテレフタレートを原料するPETボトルの使用比率を高めようとしている。
特許文献1には、結晶化速度が速く、結晶化の際に熱変形の問題を生じないイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタラート樹脂組成物が開示されている。具体的には、組成物全量に対し、イソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタラート樹脂75~99重量%と、メカニカルリサイクルポリエチレンテレフタラート樹脂1~25重量%と、を含む、イソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタラート樹脂組成物が開示されている。
しかしながら、特許文献1には、口部の耐熱性が良好なイソフタル酸共重合ポリエチレンテレフタラート樹脂ボトルを提供する事や、口部の寸法安定性を確保しながら口部結晶化を行うことのできる耐熱ボトルの製造方法を提供する事が開示されているが、回収ポリエチレンテレフタレートを含む成形品の色相については、示唆も開示もされていない。
また、特許文献2には、リサイクル材の使用により環境負荷及びコストを低減しつつ、口首部が熱結晶化されたボトルを容易に製造可能とするプリフォームが開示されている。具体的には、ポリエステル系樹脂のバージン材とリサイクル材とを用いて有底筒状に成形され、口首部が熱結晶化されたプリフォームであって、前記バージン材を含んで成る外層及び内層と前記外層と前記内層との間に設けられ、前記リサイクル材を含んで成る中間層とを備える多層構造を有することを特徴とするプリフォームが開示されている。
該特許文献2には、段落番号[0047]に「また、プリフォーム100では、中間層113の位置を上述のように制御できていることの確認方法の1つに口首部の色相測定がある。リサイクル材はバージン材と比較して、黄色味が強いという特徴がある為である。後述するように、プリフォーム100では、口首部101の熱結晶化後において、中間層113が設けられた第2範囲におけるL***表示系のb*値から、少なくとも一部に中間層113が設けられていない第1範囲におけるb*値を差し引いた差分値Δb*が0.6以上2.7以下の値となっており、中間層113の位置が制御できていることが確認できる」、段落番号[0048]に「リサイクル材とバージン材とがブレンドされた単層からなるプリフォームと比べて、表面に対応する外層にはリサイクル材が含有されていないため中間層に黄色味が強いリサイクル材が含有されていても、黄色味が抑えられた外観性を担保できる」、比較例2にはメカニカルリサイクル材5wt%とバージン材95wt%をドライブレンドして成形した単層プリフォームの色相(b*値)が記載されている。
特開2019-210429号公報 特開2021-84629号公報
一方、本発明者の検討によれば、回収PET由来の成形体は、色相の指標となるL値やb値が想定以上に高い事が分かってきた。この様な回収PETを再度ボトルなどの用途に利用する為には、色相の改善が重要である。
本発明の課題は、汎用のメカニカルリサイクルされたポリエチレンテレフタレート等の回収PETの成形体と比較して、色相が改善された回収ポリエチレンテレフタレートを含む成形体を提供する事を目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成する為鋭意検討を重ねた結果、回収ポリエチレンテレフタレートとゲルマニウム触媒を使用して製造されたポリエチレンテレフタレートを使用する事により、回収ポリエチレンテレフタレートの成形体と比較して、想定以上に色相が改善された回収ポリエチレンテレフタレートを含む成形体が得られる事を見出し、本発明を完成するに至った。本発明は以下の要件によって特定される。
[1] 成分(A):回収ポリエチレンテレフタレート1~50質量%と、成分(B):ゲルマニウム触媒を使用した重合で得られるポリエチレンテレフタレート50~99質量%とを含み(ただし、前記成分(A)と成分(B)との合計を100質量%とする。)、その射出成形品でのL値が72以上95以下であり、且つ、b値が-2.0以上7.0以下であるボトル用プリフォームの製造方法。
[2] 前記成分(B)に含まれるイソフタル酸由来の構造単位の割合が1.5モル%以下である(ただし、イソフタル酸由来の構造単位とテレフタル酸由来の構造単位の合計を100モル%とする。)、項[1]に記載のボトル用プリフォームの製造方法。
[3] 成分(A):回収ポリエチレンテレフタレート1~50質量%と、成分(B):ゲルマニウム触媒を使用した重合で得られるポリエチレンテレフタレート50~99質量%とを含み(ただし、前記成分(A)と成分(B)との合計を100質量%とする。)、L値が72以上95以下であり、且つ、b値が-2.0以上7.0以下であるボトル用プリフォーム。
尚、前記のL値、b値は当該PETを、成形温度300℃、成形サイクル45秒、1分間当たりのスクリュウ回転数150rpmで成形した射出成形品の測定値とする。
本発明の回収ポリエチレンテレフタレートを含む成形体は、汎用の回収ポリエチレンテレフタレートのボトル用プリフォームと比較して、想定以上に色相が改善されており、外観の良いPETボトルを提供する事が出来る。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明は、汎用の回収ポリエチレンテレフタレートの成形体と比較して、前記回収ポリエチレンテレフタレートを含みながらも色相が改善されたボトル用プリフォームの製造方法およびボトル用プリフォームに関するものである。詳しくは、ゲルマニウム触媒を使用したポリエチレンテレフタレート(B)と回収ポリエチレンテレフタレート(A)を含むポリエチレンテレフタレートのボトル用プリフォームの製造方法およびボトル用プリフォームに関するものである。
[ポリエチレンテレフタレート及び/またはポリエチレンテレフタレート組成物]
本発明の回収ポリエチレンテレフタレートを含む成形体に使用するポリエチレンテレフタレート及び/またはポリエチレンテレフタレート組成物とは、成分(A)として回収ポリエチレンテレフタレート1~50質量%と、成分(B)としてゲルマニウム触媒を使用して製造されたポリエチレンテレフタレート50~99質量%とを、重合またはブレンドして得られるものである。
[回収ポリエチレンテレフタレートを含む成形体のIV(固有粘度)]
本発明の回収ポリエチレンテレフタレートを含む成形体のIVは、0.60~0.90(dl/g)である事が好ましい。IVが0.60(dl/g)よりも低いと成形体が熱充填用PETボトルの場合に強度の不足する事が多く、0.90(dl/g)よりも高いと射出成形時の流動性が低い為に充填不良が発生する場合があり、好ましくない。尚、本発明において「同等のIV」とは、IVの数値の差が0.02(dl/g)以内である事を意味する。
[本発明のボトル用プリフォームの色相]
本発明の回収ポリエチレンテレフタレートを含むボトル用プリフォームの色相について、明度の指標であるL値は、72~95である。また、黄色味の指標であるb値は、-2.0~7.0である。前記b値は0.0~4.0である事がより好ましい。ポリエチレンテレフタレート成形体の色相は、一般的に色材を使用する事によりb値を低下させる事は可能であるがL値も低下する。回収ポリエチレンテレフタレートを含む成形体のL値とb値を改善する方法が、ゲルマニウム触媒を使用したポリエチレンテレフタレートを併用する事であることを本出願人により初めて見出した。
この様な優れた効果を示す理由は、現時点では定かでないが、本発明者は以下のような推測をしている。
ゲルマニウム触媒から得られるPETは色相に優れていることが知られている。一方、PETはアンチモン触媒で製造される比率が極めて高いと言われている。この為、回収PETには、アンチモン触媒が残存している可能性が極めて高い。
前記の通り、回収PETを利用した成形品は、色相に問題が有る傾向がある。これは残存アンチモン触媒が影響している可能性があろうと本発明者は考えた。
PETの原料であるテレフタル酸とエチレングリコールとの重縮合反応が平衡反応であることは公知である。この為、回収PETは一部、解重合しているであろう。この様な部分が存在する回収PET(成分(A))と成分(B)とが共存すると、ゲルマニウム触媒による重合が進行し、色相が改善される可能性があると考えられる。アンチモンも触媒として機能するであろうが、恐らくゲルマニウム触媒の触媒作用が優先されるのではないかと考えられる。この為、本発明のPETは、色相に優れる傾向があるのであろう。
尚、本発明の回収ポリエチレンテレフタレートの色相は、ポリエチレンテレフタレート及び/またはポリエチレンテレフタレート組成物を、成形温度300℃、成形サイクル45秒、1分間当たりのスクリュウ回転数150rpmで成形した射出成形品の一部を後述する方法により測定して得られる。
[成分(A)回収ポリエチレンテレフタレート]
本発明において使用する成分(A)回収ポリエチレンテレフタレートとは、一度プリフォームやボトル等に成形されたポリエチレンテレフタレートを原料として、粉砕や洗浄、再重合などの処理を施して得られたポリエチレンテレフタレートを含む。具体的には、家庭から廃棄され自治体が回収したPETボトルや家庭以外で廃棄され廃棄物関連事業者が回収したPETボトルを粉砕、洗浄して得られたフレークや、該フレークを更に重合したメカニカルリサイクルPET、該フレークを解重合した後に再重合して得られるケミカルリサイクルPETなどがある。
[成分(B)ゲルマニウム触媒を使用し、且つ触媒失活処理する工程を含まずに製造された、イソフタル酸を含まないポリエチレンテレフタレート]
本発明において使用する成分(B)ゲルマニウム触媒を使用して製造されたポリエチレンテレフタレートは、該当する公知のPETを制限なく利用できる。好ましくはイソフタル酸由来の構造単位の含有率が1.5モル%以下である。より好ましくは1モル%以下、さらに好ましくは0.5モル%以下、特に好ましくは0モル%である。尚、前記イソフタル酸由来の構造単位とテレフタル酸由来の構造単位との合計を100モル%とする。
また、前記ゲルマニウム触媒の触媒失活処理を実施していないポリエチレンテレフタレートであることが好ましい。
[成分(A)と成分(B)の割合]
本発明において前記成分(A)と前記成分(B)との割合は、成分(A)が1~50質量%、成分(B)が50~99質量%である事が好ましく、成分(A)が5~25質量%、成分(B)が75~95質量%である事がより好ましい。成分(A)の割合が1質量%より低いと、回収ポリエチレンテレフタレートの含有量が極めて少なく、本発明の効果が顕在化し難い。一方、成分(A)の割合が50質量%より高いと成形品のb値が高くなり過ぎることがある。
[成分(B)の製造方法]
本発明の成分(B)ゲルマニウム触媒を使用し、好ましくは触媒失活処理する工程を含まずに製造され、好ましくはイソフタル酸由来の構造単位含有率が1.5モル%以下、特には0モル%のポリエチレンテレフタレートの製造方法(以下、前記製法と言うことがある)は、公知の方法で製造する事ができるが、詳細を以下に説明する。
〔液相重合工程〕
前記製法で実施される液相重合工程は、通常、エステル化工程と重縮合工程からなる。
〔エステル化工程〕
前記製法のエステル化工程では、(B―1)テレフタル酸及び/又はそのエステル誘導体と、(B-2)エチレングリコールにてスラリーを調製し、エステル化反応槽に装入する。
このようなスラリーには(B―1)テレフタル酸及び/又はそのエステル誘導体1モルに対して、通常1.005~1.2モル、好ましくは1.01~1.18モルの(B-2)エチレングリコールが含まれる。
前記製法のエステル化反応は、反応槽が1個でも2個以上の反応槽を直列に連結しても良く、エチレングリコールが還流する条件下で、反応によって生成した水を精留塔で系外に除去しながら行う。
エステル化工程の反応条件について、例えば、2個の反応槽でエステル化反応する場合、第1段目反応槽の反応温度は、通常、240~270℃、好ましくは245~265℃であり、圧力は、通常、0.019~0.29MPaG(ゲージ圧)、好ましくは0.049~0.19MPaGである。また、第2段目反応槽の反応温度は、通常、250~280℃、好ましくは255~275℃であり、圧力は、通常、0~0.15MPaG、好ましくは0~0.13MPaGである。
前記製法では、ジエチレングリコールの副生を抑制する為、塩基性化合物、例えば、トリエチルアミンなどの3級アミン、水酸化テトラエチルアンモニウムなどの4級アンモニウム塩や炭酸ナトリウムなどのアルカリ金属化合物を添加する事も出来る。
ジエチレングリコールの副生を抑制する塩基性化合物の添加量は、(B―1)テレフタル酸及び/又はそのエステル誘導体に対して、0.001モル%~1モル%の範囲である事が好ましい。
前記製法のエステル化工程において、エステル化反応率は特に制限されず、所定のエステル化反応率に到達するまでエステル化反応を継続する。通常、エステル化反応率は90%以上が好ましく、93%以上がより好ましい。
〔重縮合工程〕
前記エステル化反応が終了した反応液を反応槽に移液して重縮合反応を開始する。
前記製法の重縮合反応は、反応槽が1個でも2個以上の反応槽を直列に連結しても良い。前記エステル化反応が終了した反応液に、必要に応じて触媒や安定剤を加え、高温高真空化にする事でエチレングリコール等が反応系外に除去されて重合が進行する。
前記重縮合工程の反応条件について、例えば、2個の反応槽で重縮合反応する場合は、第1段目反応槽の反応温度は、通常、250~290℃、好ましくは260~280℃であり、圧力は、通常、2.67~66.7kPa、好ましくは4.00~26.7kPaである。また第2段目反応槽の反応温度は、通常、265~300℃、好ましくは270~295℃であり、圧力は、通常、0.013~1.33kPa、好ましくは0.067~0.667kPaである。
前記製法での成分(B)のポリエチレンテレフタレートを製造する際には、ゲルマニウム触媒を使用する。本発明のゲルマニウム触媒とは、触媒に使用するゲルマニウム化合物を意味する。これらは単独でも2種類以上混合して使用しても良い。
また、ゲルマニウム化合物は、粉末、水溶液、エチレングリコール溶液、エチレングリコールのスラリー等の何れの形態でも反応槽に添加する事ができる。
前記製法で使用するゲルマニウム化合物としては、無定形二酸化ゲルマニウム、結晶性二酸化ゲルマニウムが挙げられる。これらは、上述の通り、粉末、結晶性二酸化ゲルマニウムを水に加熱溶解した溶液、結晶性二酸化ゲルマニウムをエチレングリコールに加熱溶解した溶液、又はエチレングリコ-ルのスラリーの何れの形態としても使用する事ができる。この中でも、二酸化ゲルマニウムをエチレングリコールに加熱溶解した溶液を使用する事が好ましい。
ゲルマニウム化合物の添加量は、重合するポリエチレンテレフタレート中のゲルマニウム残存量として10~100ppmである事が好ましい。
前記製法で使用する触媒の添加時期は、液相重合工程の何れでも良く、エステル化工程でも重縮合工程でも良い。また、触媒の添加方法は、全量を一括添加しても、複数回に分割添加しても良い。
前記の重縮合反応は、安定剤の共存下で行われることが好ましい。
前記製法で使用する安定剤としては、具体的に、トリメチルホスフェート、トリエチルホスフェート、トリ-n-ブチルホスフェート、トリオクチルホスフェート、トリフェニルホスフェート等のリン酸エステル類;トリフェニルホスファイト、トリスドデシルホスファイト、トリスノニルフェニルホスファイトなどの亜リン酸エステル類;メチルアシッドホスフェート、エチルアシッドホスフェート、イソプロピルアシッドホスフェート、ブチルアシッドホスフェート、ジブチルホスフェート、モノブチルホスフェート、ジオクチルホスフェート、ジエチルホスホノ酢酸エチル等の酸性リン酸エステルおよびリン酸、ポリリン酸などのリン化合物が挙げられる。
安定剤としてリン化合物を使用する場合の添加量は、重合するポリエチレンテレフタレートに対して、該リン化合物中のリン原子換算で、0.005~0.2モル%、好ましくは0.01~0.1モル%である事が好ましい。
前記製法で使用する安定剤の添加時期は、液相重合工程の何れでも良く、エステル化工程でも重縮合工程でも良い。また、安定剤の添加方法は、全量を一括添加しても、複数回に分割添加しても良い。
前記の重縮合反応において、反応物の固有粘度(IV)は特に制限されないが、0.50~0.70dl/gである事が好ましい。IVが0.5dl/g未満であると、反応物の回収(チップ作製)が困難になる傾向があり、0.70dl/gより高い値になると、重縮合時間が長くなって反応物が着色する傾向があり好ましくない。
前記製法において、重縮合反応終了の反応物(液相重合品)の回収方法は特に制限されないが、例えば、重縮合反応槽の底からストランドの状態で抜き出し、水冷後、粒状(チップ状)に切断して回収する事ができる。
前記製法の粒状液相重合品は、通常2.0~5.0mm、好ましくは2.2~4.0mmの平均粒径を有する事が好ましい。
〔固相重合工程〕
前記の液相重合工程で得られた粒状の液相重合品は、必要に応じて、固相重合する事により更にIVを高くする事が出来る。前記製法において、通常、粒状の液相重合品を結晶化した後、固相重合する。
前記製法において、粒状の液相重合品を結晶化する方法は特に制限されない。例えば、粒状の液相重合品を塔型反応機に装入して、不活性ガス流通下に加熱して結晶化する事が出来る。
前記製法において、結晶化で使用する不活性ガスの種類は、液相重合工程で得られたポリエチレンテレフタレートと反応しない気体であれば、特に制限されない。具体的には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンの希ガスや窒素等が挙げられる。入手性や価格の観点から、窒素が好ましい。
前記製法における結晶化を実施する温度(結晶化温度)は、120~200℃である事が好ましく、130~180℃である事がより好ましい。また、結晶化を実施する時間(結晶化時間)は、1分~8時間である事が好ましく、1~4時間である事がより好ましい。
また、結晶化温度は、一定温度でも段階的に上昇させても良い。高温(例えば180℃)で結晶化させる場合、急激に温度を上昇させると粒状の液相重合品同士がくっついてしまう事があるので、段階的に温度を高くする事が好ましい。
前記製法において、結晶化された粒状の液相重合品を固相重合する方法は特に制限されない。例えば、結晶化された粒状の液相重合品を塔型反応機に装入して、不活性ガス流通下、加熱する事で固相重合する前よりもIVを上昇させる。
本発明における固相重合温度は、結晶化された粒状の液相重合品が固相重合する前よりもIVを高くなっていれば特に制限されないが、190~235℃である事が好ましく、195~232℃である事がより好ましい。また、固相重合圧力は1.33kPa~0.2MPaである事が好ましく、通常は大気圧で固相重合を実施する。
本発明における固相重合時間は、ポリエチレンテレフタレートが所望の物性(所定のIV等)に到達していれば特に制限されない。通常は、5~24時間、好ましくは20時間以下で固相重合を実施する。
また、前記の固相重合で使用する不活性ガスの種類は、ポリエチレンテレフタレートと反応しない気体であれば、特に制限されない。具体的には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンの希ガスや窒素等が挙げられる。入手性や価格の観点から、窒素が好ましい。
更に、ポリエチレンテレフタレートのIVの上昇速度や副生物の環状三量体等を低減させる為に、エチレングリコールを含んだ不活性ガスを流通させて固相重合する事もできる。
[回収ポリエチレンテレフタレートを含むボトル用プリフォームの製造方法]
本発明における回収ポリエチレンテレフタレートを含むボトル用プリフォームは、主に射出成形によって製造する事が出来る。以下に好ましい態様の一例として、射出成形によるプリフォームを作製する方法と、その後に好ましくは実施される該プリフォームをブロー成形してPETボトルを得る方法を示す。
[乾燥]
本発明の成分(A)と成分(B)を重合またはブレンドして得られるポリエチレンテレフタレート及び/または、ポリエチレンテレフタレート組成物を射出成形する場合、成形時のIV低下を抑制する為、射出成形する前に乾燥する事が好ましい。乾燥機は、ポリエチレンテレフタレート及び/または、ポリエチレンテレフタレート組成物中の水分量が十分に低下する事ができれば特に制限されないが、一般的には除湿エア乾燥機等が使用される。
本発明の乾燥温度は130℃~160℃である事が好ましい。130℃より低いと乾燥時間が長くなり、160℃より高いと成分(A)と成分(B)を重合またはブレンドして得られるポリエチレンテレフタレート及び/またはポリエチレンテレフタレート組成物が着色する場合がある。
本発明の乾燥時間は、ポリエチレンテレフタレート及び/またはポリエチレンテレフタレート組成物中の水分量が十分に低下する事ができれば特に制限されないが、3時間~10時間である事が好ましい。3時間より短いと乾燥が不十分となって射出成形時にIV低下が大きくなる可能性があり、10時間より長いと着色する場合がある。
乾燥終了後におけるポリエチレンテレフタレート及び/または、ポリエチレンテレフタレート組成物の水分量は、10ppm~100ppmである事が好ましく、20ppm~50ppmである事がより好ましい。水分量が100ppmより多いと射出成形時のIV低下が大きくなる場合があるので好ましくない。
[射出成形]
本発明の成分(A)と成分(B)とを重合やブレンドして得られるポリエチレンテレフタレート及び/またはそれを含むポリエチレンテレフタレート組成物を射出成形する方法は特に制限されない。使用する射出成形機やプリフォームの形状、品質に応じて、射出速度や射出圧力、スクリュウ回転数や背圧などの成形条件を設定して成形する事ができる。以下では成形温度と成形サイクル、金型温度について記載する。
[成形温度]
本発明のポリエチレンテレフタレート及び/またはポリエチレンテレフタレート組成物を射出成形する際、射出成形機のシリンダー温度は、所望の成形品品質と生産性が満足されていれば特に制限されない。一般的には、270℃~300℃である事が好ましく、280℃~290℃である事がより好ましい。270℃より低いとポリエチレンテレフタレート及び/または、ポリエチレンテレフタレート組成物が十分に可塑化しない場合があり、300℃より高いと熱分解の進行によるプリフォームの品質低下(IV低下や色相悪化、アセトアルデヒド量や環状三量体量の増加)を起こす場合があり、好ましくない。
[成形サイクル]
本発明のポリエチレンテレフタレート及び/または、ポリエチレンテレフタレート組成物を射出成形する際の成形サイクルは、所望の成形品品質と生産性が満足されていれば特に制限されないが、成形温度や金型温度、成形品の重量や形状、成形品の取り数(キャビティの数)等を考慮して適切に設定される。本発明における一般的な成形サイクルは、10秒~60秒である。成形サイクルが10秒より短い場合は、冷却時間が不足して離型後に射出成形品が変形する可能性がある。また、成形サイクルが60秒より長い場合は、熱分解の進行によるプリフォームの品質低下(IV低下や色相悪化、アセトアルデヒド量や環状三量体量の増加)を起こす場合があり、好ましくない。
[金型温度]
本発明のポリエチレンテレフタレート及び/または、ポリエチレンテレフタレート組成物を射出成形する際の金型温度は、所望の成形品品質と生産性が満足されていれば特に制限されない。一般的には、10℃~30℃である事が好ましく、15℃~20℃である事がより好ましい。金型温度が10℃より低い場合は金型内で溶融樹脂の粘度が高くなるため充填不足になり易く、金型温度が30℃より高い場合は、成形品が冷却され難い為に成形サイクルが長くなる可能性があり、好ましくない。
[ブロー成形]
本発明のポリエチレンテレフタレート及び/または、ポリエチレンテレフタレート組成物を射出成形して得られたプリフォームを二軸延伸ブロー成形機にてPETボトルを製造する方法は特に制限されず、公知の方法で製造する事ができる。一般的には、プリフォームの胴部を赤外線ヒーターにより90℃~130℃で加熱し、金型温度を20℃~40℃ に設定したブロー金型内に入れ、開口端部から縦方向延伸のための延伸ロッドを挿入し、それと同時もしくは逐次に0.5MPa~4.5MPaの圧縮空気を吹き込みボトル形状に成形する。続いて、PETボトルの変形を防止するため70℃以下まで冷却してから取り出す。
[回収ポリエチレンテレフタレートを含む成形体の用途]
本発明の回収ポリエチレンテレフタレートを含む成形体の用途は、特に制限されないが、例えば、ブルー成形により製造されたPETボトル等の容器、射出成形により製造された容器、機能性フィルム、シートを熱成形した食品容器、繊維等が挙げられる。
以下に実施例をあげて本発明を詳述する。なお、本明細書における実施例の記載は、本発明の内容の理解を支援するための説明であって、その記載は本発明の技術的範囲を狭く解釈する根拠となる性格のものではない。この実施例で用いた評価方法は、以下の通りである。
(1)成形品固有粘度(IV)
本発明のポリエチレンテレフタレート及び/または、ポリエチレンテレフタレート組成物を、大阪冷研製除湿エア乾燥機PRD-10にて150℃で4時間乾燥した。乾燥したポリエチレンテレフタレート及び/またはポリエチレンテレフタレート組成物を、日精樹脂工業製ES-600射出成形機を用いて、シリンダー温度300℃、成形サイクル45秒、スクリュー回転数150rpmで成形してプリフォームを得た。プリフォームの重量は約32gである。
射出成形開始後11ショット目のプリフォームの一部をフェノール/1,1,2,2―テトラクロロエタン混合溶媒(50/50質量比)を用いて溶解した。0.5g/dlの試料溶液を調製し、25℃で測定した溶液粘度から固有粘度(IV)を算出した。
(2)成形品色相(L値、b値)
本発明のポリエチレンテレフタレート及び/または、ポリエチレンテレフタレート組成物を、上記(1)に記載した方法に従って乾燥と射出成形を実施してプリフォームを得た。
射出成形開始後11ショット目のプリフォームの一部を一辺1~2mm程度の大きさに切削したものを試料とし、分光色彩計(日本電色工業製SD-6000)で測定した。
[実施例1]
成分(A)として、回収PETボトル由来のフレーク150gと、成分(B)としてゲルマニウム触媒を使用し、製造過程で触媒失活処理していないイソフタル酸を含まないポリエチレンフタレート2850gを金属容器に入れて混合した後、大阪冷研製除湿エア乾燥機PRD-10にて150℃で4時間乾燥した。乾燥したポリエチレンテレフタレート組成物を、日精樹脂工業製ES-600射出成形機を用いて、シリンダー温度300℃、成形サイクル45秒、スクリュー回転数150rpmにて成形しプリフォームを得た。得られた成形体(プリフォーム)の物性値を以下に示す。
・成形品IV=0.72(dl/g)
・成形品L値=74(-)
・成形品b値=0.9(-)
[実施例2]
成分(A)として、回収PETボトル由来のフレーク450gと、成分(B)としてゲルマニウム触媒を使用し、製造過程で触媒失活処理していないイソフタル酸を含まないポリエチレンフタレート2550gを金属容器に入れて混合した後、大阪冷研製除湿エア乾燥機PRD-10にて150℃で4時間乾燥した。乾燥したポリエチレンテレフタレート組成物を、日精樹脂工業製ES-600射出成形機を用いて、シリンダー温度300℃、成形サイクル45秒、スクリュー回転数150rpmにて成形しプリフォームを得た。得られた成形体(プリフォーム)の物性値を以下に示す。
・成形品IV=0.72(dl/g)
・成形品L値=74(-)
・成形品b値=2.4(-)
[実施例3]
成分(A)として、回収PETボトル由来のフレーク750gと、成分(B)としてゲルマニウム触媒を使用し、製造過程で触媒失活処理していないイソフタル酸を含まないポリエチレンフタレート2250gを金属容器に入れて混合した後、大阪冷研製除湿エア乾燥機PRD-10にて150℃で4時間乾燥した。乾燥したポリエチレンテレフタレート組成物を、日精樹脂工業製ES-600射出成形機を用いて、シリンダー温度300℃、成形サイクル45秒、スクリュー回転数150rpmにて成形しプリフォームを得た。得られた成形体(プリフォーム)の物性値を以下に示す。
・成形品IV=0.72(dl/g)
・成形品L値=72(-)
・成形品b値=3.6(-)
[比較例1]
メカニカルリサイクルPET3000gを大阪冷研製除湿エア乾燥機PRD-10にて170℃で4時間乾燥した。乾燥したメカニカルリサイクルPETを、日精樹脂工業製ES-600射出成形機を用いて、シリンダー温度300℃、成形サイクル45秒、スクリュー回転数150rpmにて成形しプリフォームを得た。得られた成形体(プリフォーム)の物性値を以下に示す。
・成形品IV=0.75(dl/g)
・成形品L値=61(-)
・成形品b値=9.7(-)
[比較例2]
成分(A)として、回収PETボトル由来のフレーク150gと、成分(C)としてアンチモン触媒を使用したイソフタル酸を1.8mol%含むポリエチレンフタレート2850gを金属容器に入れて混合した後、大阪冷研製除湿エア乾燥機PRD-10にて170℃で4時間乾燥した。乾燥したポリエチレンテレフタレート組成物を、日精樹脂工業製ES-600射出成形機を用いて、シリンダー温度300℃、成形サイクル45秒、スクリュー回転数150rpmにて成形しプリフォームを得た。得られた成形体(プリフォーム)の物性値を以下に示す。
・成形品IV=0.76(dl/g)
・成形品L値=70(-)
・成形品b値=1.4(-)
[比較例3]
成分(A)として、回収PETボトル由来のフレーク450gと、成分(C)としてアンチモン触媒を使用したイソフタル酸を1.8mol%含むポリエチレンフタレート2550gを金属容器に入れて混合した後、大阪冷研製除湿エア乾燥機PRD-10にて170℃で4時間乾燥した。乾燥したポリエチレンテレフタレート組成物を、日精樹脂工業製ES-600射出成形機を用いて、シリンダー温度300℃、成形サイクル45秒、スクリュー回転数150rpmにて成形しプリフォームを得た。得られた成形体(プリフォーム)の物性値を以下に示す。
・成形品IV=0.75(dl/g)
・成形品L値=71(-)
・成形品b値=3.0(-)
[比較例4]
成分(A)として、回収PETボトル由来のフレーク750gと、成分(C)としてアンチモン触媒を使用したイソフタル酸を1.8mol%含むポリエチレンフタレート2250gを金属容器に入れて混合した後、大阪冷研製除湿エア乾燥機PRD-10にて170℃で4時間乾燥した。乾燥したポリエチレンテレフタレート組成物を、日精樹脂工業製ES-600射出成形機を用いて、シリンダー温度300℃、成形サイクル45秒、スクリュー回転数150rpmにて成形しプリフォームを得た。得られた成形体(プリフォーム)の物性値を以下に示す。
・成形品IV=0.75(dl/g)
・成形品L値=70(-)
・成形品b値=4.5(-)
Figure 2023144891000001

Claims (3)

  1. 成分(A):回収ポリエチレンテレフタレート1~50質量%と、
    成分(B):ゲルマニウム触媒を使用した重合で得られるポリエチレンテレフタレート50~99質量%と
    を含み(ただし、前記成分(A)と成分(B)との合計を100質量%とする。)、その射出成形品でのL値が72以上95以下であり、且つ、b値が-2.0以上7.0以下であるボトル用プリフォームの製造方法。
  2. 前記成分(B)に含まれるイソフタル酸由来の構造単位の割合が1.5モル%以下である(ただし、イソフタル酸由来の構造単位とテレフタル酸由来の構造単位の合計を100モル%とする。)、請求項1に記載のボトル用プリフォームの製造方法。
  3. 成分(A):回収ポリエチレンテレフタレート1~50質量%と、
    成分(B):ゲルマニウム触媒を使用した重合で得られるポリエチレンテレフタレート50~99質量%と
    を含み(ただし、前記成分(A)と成分(B)との合計を100質量%とする。)、L値が72以上95以下であり、且つ、b値が-2.0以上7.0以下であるボトル用プリフォーム。
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