JP3126907B2 - 熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡成形体の製造方法 - Google Patents

熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡成形体の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】この発明は、熱可塑性ポリエステル
系樹脂発泡成形体の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】熱可塑性ポリエステル系樹脂（以下、こ
れをＰＡＴと略称する）は、無色透明であって、抗張
力、耐衝撃性などの機械的性質にすぐれ、耐熱性及び耐
候性も良好であるために、色々な形に成形して日用品と
して使用されている。そのうちでも多いのは、ブロー成
形による液体容器であって、飲料水、醤油、化粧品など
を入れる壜として広く用いられている。この壜は、商品
を販売するための容器として一時的に用いられるに過ぎ
ないから、家庭で商品を消費したあとでは使い途がな
い。そこで、これらの容器は廃棄される。廃棄された容
器は、耐候性が良いから風化することもなくそのまま残
り、従って環境を汚染することとなる。そこでこれを回
収して再使用する必要があった。
【０００３】ＰＡＴは、これを発泡した成形体として耐
熱性の容器などとしても利用される。ところが、ＰＡＴ
は本来発泡させにくい樹脂である。それは、ＰＡＴが結
晶性の樹脂であるからである。ＰＡＴはこれを加工のた
めに加熱して行くと、結晶性のために融点近くで急に溶
融するという特性を持っている。従って、ＰＡＴを発泡
させようとして加熱したとき、ＰＡＴは発泡に適した粘
度を示す温度範囲が極めて狭い。このために、ＰＡＴを
押出機内で溶融し、これに発泡剤を含ませて発泡性溶融
物として押し出しても、溶融物は粘度が低過ぎたり高過
ぎたりする。粘度が低いときは発泡剤たるガスがすぐに
逸散して溶融物が発泡するに至らず、逆に粘度が高いと
きは発泡剤たるガスが溶融物中で気泡を生成するに至ら
ず、従って発泡体とすることが困難である。
【０００４】そこで、ＰＡＴは、これを発泡させ易くす
るために架橋剤が加えられる。架橋剤は、ときには増粘
剤又は分岐剤と呼ばれることもある。架橋剤としては色
々なものが用いられる。例えば、多官能エポキシ化合
物、１分子中に２箇以上の酸無水物基を持った有機化合
物、オキサゾリン化合物、多官能イソシアネート等が架
橋剤として用いられる。
【０００５】こうして架橋剤により溶融粘度を調整し
て、ＰＡＴを押し出し発泡により発泡シートにし、さら
にこれを成形してＰＡＴ発泡成形体とされるようになっ
た。ところが、ペットボトル等として一度使用されたＰ
ＡＴの回収品をこのような発泡シートの製造に使用する
ことは嫌われた。なぜならば、ＰＡＴの回収品は素性の
わからない色々のグレード品を含んでいるために、溶融
粘度の調整が容易でないからである。
【０００６】また、ＰＡＴの発泡シートを成形してＰＡ
Ｔ発泡成形体を作る場合には、成形体にされた部分の周
縁にあったものがトリミングロスと呼ばれてスクラップ
とされる。このスクラップはその量が多くて成形体の３
０％以上、時には成形体に匹敵するほどの量となる。そ
こで、発泡シートの成形の際に生じるスクラップも再使
用に供する必要があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上述のよ
うなＰＡＴの回収品並びにＰＡＴのスクラップを回収し
て再使用に供し、これによってＰＡＴの発泡シートを効
率よく製造できるようにしようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述のスクラップは、不
定形の連続体として得られる場合が多い。このスクラッ
プはこれを加熱すれば溶融させることができるから、こ
のスクラップの再使用には、まずこれを加熱し溶融して
ペレットに再生し、再生ペレットを使用に供するのが好
都合であるように見える。ところが、このスクラップを
加熱溶融するとＰＡＴが熱と水分の影響を受け劣化して
品質が低下する。そのため、水分による劣化を防ごうと
して高価な乾燥装置を用い、水分が２００ｐｐｍ以下と
なるように乾燥して来たが、この乾燥は煩瑣である。ま
た、スクラップを加熱溶融しただけでは、ＰＡＴ中にな
お大量の気泡が含まれていてＰＡＴの定量供給が困難で
あって再使用に支障を来す。ところが、このスクラップ
を冷却後粉砕して粉砕物にすると、樹脂の劣化がなくて
再使用が容易になることが判明した。とくに、粉砕物を
１５ｍｍのパンチ穴スクリーンを通過する程度の大きさ
にすると、再使用が一層容易となることが判明した。ま
た、このスクラップを未使用のＰＡＴと混合して使用す
るときは、スクラップと未使用ＰＡＴとは同じ１つの押
出機に投入するにしても、初めは別々に配合して別々に
押出機に投入するのが、スクラップの再使用を容易にす
る手段であることが判明した。
【０００９】また、ＰＡＴ発泡シートのスクラップを回
収して、これからＰＡＴ発泡シートを作ろうとする場合
には、特殊な二軸押出機を用いるのが好都合であること
が見出された。特殊な二軸押出機とは押出機のバレルの
一部に開口が設けられていて、この開口から吸引脱気で
きる機構のものである。このような機構の押出機を用い
て、ＰＡＴ以外の熱可塑性樹脂発泡体を作ることは、既
に知られており、特公昭６０−５４８５０号公報に記載
されている。
【００１０】特公昭６０−５４８５０号公報に記載され
た樹脂発泡体の製造方法は、もともとスチレン系樹脂や
オレフィン系樹脂のように、樹脂自体が熱に対して安定
であって、また発泡させ易い樹脂を対象として開発され
たものである。ところが、この公報に記載された発泡方
法及び装置が、発泡させにくい樹脂の代表であるＰＡＴ
に、また分解し易くて水分を０．０３重量％以下に除去
しなければならないとされたＰＡＴに、適用できること
は意外なことである。
【００１１】こうして、この発明は、発泡シートから成
形体を作るときに生じるトリミングロスと呼ばれるスク
ラップを粉砕して粉砕物とし、この粉砕物を原料として
使用すること、未使用のＰＡＴ（すなわちＰＡＴの規格
品）を同時に原料として使用するときは、これに架橋剤
等を混合する工程をＰＡＴ回収品への添加剤の混合工程
と別に行うこと、その後これらの混合物を二軸押出機に
供給し、二軸押出機のバレルに設けた開口から減圧吸引
して、溶融したＰＡＴから樹脂中に溶解している揮発分
を取り除くこと、及びその後に別の押出機に入れ、発泡
剤を圧入して押し出し発泡を行うこと、の組み合わせに
よってＰＡＴの回収品からＰＡＴ発泡成形体を製造する
ことを骨子とするものである。
【００１２】この発明は、ＰＡＴの回収品の粉砕物を二
軸押出機に供給し、二軸押出機内でＰＡＴを加熱溶融
し、二軸押出機のバレルの一部に設けた開口から溶融Ｐ
ＡＴ中の揮発分を取り除き、次いでＰＡＴ中に発泡剤を
圧入し、ＰＡＴを混練し押し出し発泡させて発泡体と
し、その後にこの発泡体を成形し、次いで切断して成形
体とその余の部分とに分け、その余の部分を粉砕して得
た粉砕物を回収品として上記二軸押出機に供給すること
を特徴とする、ＰＡＴ発泡成形体の製造方法を提供する
ものである。
【００１３】この発明で用いることのできるＰＡＴは、
ＰＡＴの規格品とＰＡＴの回収品とである。ＰＡＴの規
格品とは、市販されている未使用のＰＡＴであって、例
えば押出用のＰＡＴとして販売されている樹脂である。
ＰＡＴの回収品とは、ペットボトルのような非発泡の成
形品として使用されたあとで回収された物である。その
ほか、ＰＡＴの回収品は、ＰＡＴを発泡シートとし、こ
の発泡シートを成形してのち切断して、成形品とその余
の部分とに分けたとき生じるトリミングロスも含んでい
る。
【００１４】ＰＡＴの規格品は、まだ使用されていない
新原料であるから、一般に分子量のバラツキが少ない。
これに対し、回収品は色々なグレードのものを含んでい
るから、一般に性質のバラツキが大きい。その上に、回
収品は一般に熱劣化を受けているから、さらに性質のバ
ラツキが大きい。この発明では、回収品を用いるから、
ＰＡＴとして性質にバラツキの大きいものを使用するこ
とになる。
【００１５】ＰＡＴの規格品とＰＡＴの回収品とは、そ
れぞれを別々に架橋剤その他の添加剤と混合して、この
混合物を別々に押出機に投入することが好ましい。それ
は、規格品と回収品とが性質及び形状を異にし、これに
混合すべき添加剤の種類と量とを大きく異にしているか
らである。云いかえると、規格品には規格品に適した量
の架橋剤を混合してこの混合物を押出機に投入すること
とし、これとは別に回収品には回収品に適した量の添加
剤を混合して、この混合物を押出機の別々の口から投入
することが好ましい。
【００１６】ここで、ＰＡＴとは、芳香族ジカルボン酸
と二価アルコールとが縮合反応を起こすことによって生
成された高分子量のポリエステルである。その代表的な
ものは、テレフタール酸とエチレングリコールとの縮合
によって生じたポリエチレンテレフタレートである。そ
のほか、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナ
フタレート等もＰＡＴに属する。
【００１７】この発明では、ＰＡＴに架橋剤を加える
が、架橋剤としては色々なものを用いることができる。
前述のように、多官能エポキシ化合物、１分子中に２箇
以上の酸無水物基を含んだ有機化合物、オキサゾリン化
合物、多官能イソシアネートのほか、１分子中に３箇以
上のカルボキシル基を含んでいる有機化合物を使用する
ことができる。これらの中では、取り扱いの容易性及び
人体に対する衛生面から、多官能エポキシ化合物、１分
子中に２箇以上の酸無水物基又は３箇以上のカルボキシ
ル基を含んだ有機化合物を用いるのが好ましく、とりわ
け２箇以上の酸無水物基を含んだ化合物すなわち酸二無
水物を用いることが好ましい。架橋剤の好ましい使用量
はＰＡＴ１００重量部に対し０．０１〜５重量部であ
る。
【００１８】酸二無水物としては、例えば無水ピロメリ
ット酸、ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、ベンゾ
フェノンテトラカルボン酸二無水物、シクロペンタンテ
トラカルボン酸二無水物を用いることができ、また３箇
以上のカルボキシル基を含んだ化合物としてはピロメリ
ット酸、トリメリット酸を用いることができる。架橋剤
として酸二無水物を使用する場合には、これとともに周
期律表の第１族、第２族又は第３族に属する金属の化合
物を併用することが好ましい。その中でも、とくに第１
族又は第２族に属する金属の化合物を用いることが好ま
しい。これらの金属化合物は、有機物であっても無機物
であってもよい。その中では、炭酸ナトリウム、炭酸カ
リウム又は炭酸リチウムをＰＡＴ１００重量部に対し、
０．０１〜５重量部の割合で用いることが好ましい。ま
た、特公表５−５０７７６２号公報が記載しているよう
に、このような化合物をＰＡＴの重合過程で添加して、
改良したＰＡＴとして用いることもできる。
【００１９】架橋剤として酸二無水物を用いるときは、
ＰＡＴを発泡に適したものとするのに発泡指数という概
念を用いると好都合である。発泡指数とは、ＰＡＴ分子
のすべての末端基に対するヒドロキシル末端基の割合
と、極限粘度とを測定することによって得られる値であ
る。ＰＡＴの極限粘度は、例えば０．３００ｇのＰＡＴ
を２５ｍｌのオルソクロロフェノールに１４０℃で１時
間撹拌して溶解し、この溶液を３５℃の恒温槽中でオス
トワルド粘度計により溶融粘度を測定して、これを算出
することができる。
【００２０】他方、ＰＡＴのすべての末端基に対するヒ
ドロキシル末端基の割合は、次のようにして算出する。
まず、前述の極限粘度から次の式により平均分子量Ｍｎ
を求める。 Ｍｎ＝｛極限粘度／（３．０７×１０-4）｝1/0.77 次に、Ｍｎの値からポリマー１０6 ｇあたりの全末端基
数を次の式から求める。 全末端基数（ｅｑ／Ｔ）＝１０6 ／Ｍｎ×２
【００２１】別に、ＰＡＴのカルボキシル末端基の数を
次の方法により求める。約１００ｍｇのＰＡＴを取り、
これを１０ｍｌのベンジルアルコールに２００℃で溶解
し、この溶液をフェノールレッドを指示薬として１／５
０規定のＮａＯＨ／エタノール溶液で滴定して、カルボ
キシル末端基の数を算出する。この値をポリマー１０6
ｇ当たりのカルボキシル基当量の数に換算する。最後
に、全末端基数からカルボキシル末端基数を差し引くこ
とによりヒドロキシル末端基数を求める。こうしてヒド
ロキシル末端基の比率は、 ヒドロキシル末端基数÷全末端基数 として求める。発泡指数は、 極限粘度×ヒドロキシル末端基の比率 として得られる。
【００２２】ＰＡＴを発泡させるには、発泡指数が０．
４以上のＰＡＴを選んで用いるか、又は発泡指数が０．
４以上となるように調整して用いる。
【００２３】また、架橋剤その他の添加剤は、ＰＡＴ又
はポリオレフィン樹脂特に低密度ポリエチレン樹脂中
に、２〜１０重量％のマスターバッチとして混合したも
のを用いることができる。そのほか、この発明では、Ｐ
ＡＴ中に四弗化エチレン樹脂の粉末を添加して得られた
発泡体における気泡の均一性及び微細性等の外観、並び
に発泡体の引張強度及び延び率等を改善することができ
る。
【００２４】この発明では、ＰＡＴの規格品と回収品と
を二軸押出機に入れる。二軸押出機にはＰＡＴの規格品
を入れるための供給口とＰＡＴの回収品を入れるための
供給口とを別々に設けるのが好ましい。各供給口には定
量供給装置を取り付ける。定量供給装置としては、ベル
トの移動、スプリングの振動又はスクリュの回転によっ
て落下する固体量を調節できる機構のものが市販されて
いるが、その何れをも用いることができる。また、各供
給口では、ＰＡＴと架橋剤とを別々に計量して混合物と
して供給することが好ましいが、ＰＡＴと架橋剤とを予
め混合したものを定量供給装置によって供給するように
してもよい。
【００２５】二軸押出機としては、スクリュが２本咬み
合っている形式のものを用いる。とくに、２本のスクリ
ュが同方向に回転する形式のものが好ましい。また、押
出量／回転数の比としては、０．２８〜１．６７の範囲
のものを用い、中でも０．３３〜１．４３のものが好ま
しく、さらには０．４２〜１．２５のものが最も好まし
い。
【００２６】二軸押出機のバレルの一部には開口が設け
られている。この開口は、咬み合っているスクリュ間隙
を中心にしてスクリュ軸の中心線の真上あたりまでバレ
ルの幅方向に拡がり、押出方向には幅方向の広がりと同
程度又はそれ以下の大きさになっていることが好まし
い。この開口は、ＰＡＴが溶融された状態になっている
ところに位置することが必要である。また、この開口は
接近して２個設けることが好ましい。開口は一般にベン
ト口と呼ばれている。
【００２７】ベント口には通常減圧装置が接続される。
この場合、スクリュ側からベント口へ入る空気を遮断し
て減圧装置を働かせると、ベント口には２０Ｔｏｒｒ以
下の強い減圧状態が発生することが好ましく、さらには
１０Ｔｏｒｒ以下の減圧状態となることが好ましい。
【００２８】二軸押出機の先は、接続管によって第２の
押出機の樹脂供給口に接続される。第２の押出機は二軸
押出機であってもよいが単軸押出機であることが好まし
い。第２の押出機は、バレルの途中に発泡剤圧入口が設
けられている。発泡剤圧入口からは発泡剤が圧入され
る。
【００２９】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できる。発泡剤は大きく分けると
物理発泡剤と化学発泡剤とになるが、その中では物理発
泡剤を用いることが好ましい。物理発泡剤は、さらに不
活性ガス、飽和脂肪族炭化水素、飽和脂環族炭化水素、
ハロゲン化炭化水素、エーテル、ケトン等に分類される
が、この発明ではその何れをも使用することができる。
代表的な例を述べると、不活性ガスとしては炭酸ガス、
窒素を使用することができ、飽和脂肪族炭化水素として
はプロパン、ノルマル又はイソブタン、ノルマル又はイ
ソペンタン、又はこれらの混合物を使用することがで
き、飽和脂環族炭化水素としてはシクロヘキサンを使用
することができ、ハロゲン化炭化水素としては塩化メチ
ル、テトラフルオロエタンを使用することができ、エー
テルとしてはメチルターシャリブチルエーテル、ケトン
としてはアセトンを使用することができる。これらは単
独で用いることもできるが、また混合して用いることも
できる。
【００３０】第２の押出機が単軸押出機である場合に
は、そのスクリュが一部にダルメージ又はピンのような
発泡剤を分散させるに役立つ機構を備えていることが好
ましい。また、そのスクリュは、先端にある安定化部分
の長いことが好ましく、安定化部分のＬ／Ｄすなわち長
さと直径との比が５以上、とりわけ７以上であることが
好ましい。また、その安定化部分は、フルフライトでピ
ッチと深さとが変化しないことが好ましい。
【００３１】第２の押出機の先端には金型が付設され
る。金型は、ＰＡＴをシート状に押し出すための直線状
又は円環状のオリフィスを備えている。オリフィスが直
線状のものであるときは、ＰＡＴは平坦なシートとして
押し出されるから、平板又はロール上を進行させて発泡
させるようにすれば足りるが、オリフィスが円環状であ
る場合には、その先に円環状のマンドレルを付設してＰ
ＡＴを円筒状に保持して発泡させ、冷却して円筒を切り
開いて平板状とする。
【００３２】こうして得られた発泡シートは、引き続い
て成形される場合と、一旦これをロールに巻き取って暫
く放置したのちに成形される場合とがある。何れにして
も、発泡シートは加熱工程で加熱されて軟化した状態と
され、引き続いて成形工程で成形型に押しつけられて成
形される。加熱は赤外線セラミックヒーターを複数個配
置した加熱炉に入れられ、ここでＰＡＴのガラス転移点
（約７０〜７５℃）以上で結晶化温度（約１３０℃）以
下に加熱される。成形型は、凸型又は凹型のうちの何れ
か一方だけから成るものであってもよいが、好ましいの
はその両方から成るものである。成形された発泡シート
は、成形体の間に成形されなかった部分、すなわち余剰
部分を含んでいる。
【００３３】成形されたシートは、成形された形状を維
持したまま、結晶化温度（約１３０℃）以上で、融点
（約２５０〜２６０℃）以下の温度に加熱してトリミン
グ装置へ入れられる。トリミング装置とは、成形体の部
分とその余の部分とを切断する装置である。切断によっ
て分けられた成形体とその余の部分とは、別々に冷却さ
れて成形体と余剰部分とに分けられる。成形体はそのま
ま商品とされる。
【００３４】余剰部分は、その後粉砕される。余剰部分
が不規則な連続体を呈しているときは、まずこれを短く
切断し、こうして得られた短片を粉砕する。粉砕には、
ロールクラッシャ、ロッドミル、ボールミル、ハンマミ
ル等を使用することができる。こうして粉砕されたＰＡ
Ｔ粉末を１５ｍｍφのパンチ穴に通し通過したものを回
収品として使用するのが好ましい。
【００３５】回収品は、架橋剤によって変性されている
反面、熱による劣化を受けて、最初に用いた原材料とは
異なった性質のものとなっている。そこで、回収品には
また改めて架橋剤を加えて混合物として、これを前述の
二軸押出機に供給する。
【００３６】この発明では、ＰＡＴと架橋剤と発泡剤の
ほかに、必要に応じて色々な添加物を用いることができ
る。例えば発泡用核剤、難燃剤、帯電防止剤、酸化防止
剤、紫外線吸収剤、着色剤等を添加してこの発明方法を
行うことができる。これらの添加物は、これを二軸押出
機の供給口からＰＡＴとともに加えることにより、ＰＡ
Ｔに一様に分散させることが容易となる。
【００３７】この発明方法をそこで用いられる装置とと
もに図面によって模型的に示すと、図１及び図２に示し
たようになる。図１では、ＰＡＴの規格品がホッパー１
に入れられ、ＰＡＴの回収品がホッパー２０に入れら
れ、架橋剤がホッパー２に入れられ、それぞれが別々に
定量供給装置３及び３′から原料投入口４及び４′を経
由して、二軸押出機６に投入される。二軸押出機６は２
個のベント口５を備えており、ここから吸引される。二
軸押出機６内で溶融し混練されたＰＡＴは、ギヤポンプ
７により第２の押出機８に送られ、ポンプ９により送ら
れた発泡剤を圧入され、金型１１から円筒状に押し出さ
れ、円筒状マンドレル１２上で冷却され、カッター１３
により切断されて発泡シート１５となる。発泡シート１
５は引取ロール１４により引き取られロール状に巻かれ
て卷回体とされる。
【００３８】卷回体は暫く放置されたのち、熱接着装置
２１へ入れられ、巻き戻されて発泡シート１５となり、
発泡シート１５は非発泡のＰＡＴフィルム２２と貼り合
わされ、次いで加熱炉１６へ入りここで加熱されて軟化
状態となり、成形装置１７で成形され、トリミング装置
１８で成形体とその余の部分とに切断され、粉砕機で粉
砕されて粉末１９となり、ホッパー２０へ送られて再使
用される。
【００３９】図２は、図１とほぼ同じ方法を示している
が、図２では発泡シート１５が卷回体とされないで、得
られた直後に加熱炉１６に入って加熱される点で、図１
の方法と異なっている。
【００４０】
【発明の効果】この発明方法によれば、ＰＡＴの回収品
を粉砕して二軸押出機に供給するので、回収品が熱劣化
を受けることなく効率よく二軸押出機に食い込まれ、二
軸押出機内でよく混練される。また、二軸押出機のバレ
ルの一部に開口を設け、この開口から溶融樹脂中の揮発
分を取り除くこととしているから、ＰＡＴは効率よく発
泡をするに適した粘度を持つこととなる。次いでこの溶
融樹脂をさらに混練するとともに樹脂に発泡剤を圧入す
るので、ＰＡＴは発泡するに適した状態となる。この状
態で樹脂を押し出し発泡させて発泡シートとするので、
発泡シートは希望するように発泡したものとなる。ま
た、ＰＡＴとして回収品とともに規格品を使用するとき
は、回収品への添加剤の添加工程と、規格品への架橋剤
の配合工程とを別のところで行ってから二軸押出機に供
給するので、回収品と規格品とを併用しても一様な発泡
シートを得ることができる。
【００４１】その後、この発泡シートを引き続いて加熱
するか、又は一旦ロール巻きにして暫く放置したのちに
巻き戻して発泡シートとしてこれを加熱するかの方法に
より、発泡シートを軟化させ、成形型によって成形し、
次いで切断して成形体とその余の部分とに分け、その余
の部分を粉砕して粉砕物とし、この粉砕物を回収品とし
て上記二軸押出機に供給することとするので、成形体以
外の部分をすべて回収して成形体にすることができ、従
ってリサイクル法として有益である。
【００４２】次に実施例を述べて、この発明方法の詳細
をさらに具体的に説明する。以下で、単に部というのは
重量部を意味している。
【００４３】
【実施例１】この実施例は図１に示すような方法で行っ
た。
【００４４】二軸押出機６としては、口径６５ｍｍの咬
み合い二軸押出機を用い、第２の押出機８としては口径
６５ｍｍの単軸押出機を用いた。
【００４５】ペットボトルの重量平均分子量（以下、Ｍ
ｗという）が約７００００のフレークと、成形後のトリ
ミングロスの回収品からなる粉砕物とを重量比で３：２
の割合で混合したものを、回収品の定量供給装置３′か
ら約４５ｋｇ／Ｈｒの割合で原料投入口４′を経由し
て、二軸押出機６へ連続的に供給した。これがＰＡＴの
回収品にあたる部分である。
【００４６】また、Ｍｗが約７００００の未使用ポリエ
チレンテレフタレート樹脂（以下、ＰＥＴという）１０
０部と、別にタルクが３０重量％練り込まれたＰＥＴ１
７部と、無水ピロメリット酸２部と、炭酸ソーダ０．２
５部と、四弗化エチレン樹脂粉末〔旭硝子（株）製、フ
ルオン Ｌ１６９Ｊ〕が１０重量％練り込まれたＰＥＴ
０．６部とを混合しながら、規格品定量供給装置３から
１２ｋｇ／Ｈｒの割合で原料投入口４を経由して、二軸
押出機６へ連続的に供給した。これがＰＥＴの規格品に
あたる部分である。
【００４７】二軸押出機６のバレルの長さは２４００ｍ
ｍとし、スクリュ回転数を８４ｒｐｍ、押出機シリンダ
ーの温度を２４０〜２８５℃に制御した。二軸押出機６
の途中に設けられた２箇のベント口５から４．５Ｔｏｒ
ｒの減圧度で押出機内の溶融樹脂から水分その他の揮発
分を減圧吸引して除去した。
【００４８】二軸押出機６内で架橋剤による架橋を行っ
てＰＥＴの溶融粘度を上昇させ、単軸押出機８に供給し
た。単軸押出機８のスクリュ回転数を３９ｒｐｍとし、
シリンダー温度を２６５℃〜２７５℃に制御しながら、
発泡剤（ｎ−ブタン／ｉ−ブタン＝６／４）を０．７部
の割合で、ポンプ９により押出機８のシリンダーの途中
から注入して発泡性樹脂とした。この発泡性樹脂を、口
径８０ｍｍ、スリット幅０．５ｍｍの円環状オリフィス
から大気中へ押し出した。このときの押出変動は３分ず
つ１０回測定したところ、２．７２％であった。
【００４９】押し出された発泡性樹脂は、発泡しつつ直
径２０５ｍｍの冷却マンドレル１２上を進行し、その間
温度を約２００℃から６５℃に低下させて円筒形に成形
された。円筒状発泡成形体の一箇所をカッター１３で切
り、シート状に拡げて引取ロール１４で引き取って３０
０ｍをロール状に巻き取った。
【００５０】得られた発泡体は、密度が０．２７ｇ／ｃ
ｃ、厚さが１．４３ｍｍ、発泡シートの押出方向の引張
破壊伸びが９５．３％、幅方向のそれが８７．５％、結
晶化度が７％であった。
【００５１】この発泡シート１５は２週間ロール巻きの
状態で放置された。その後、このロール巻きの発泡シー
ト１５を熱接着装置２１に入れて、ここで巻き戻して発
泡シート１５に非発泡のＰＥＴフィルムを貼り合わせて
積層シートとした。非発泡のＰＥＴフィルム２２は、密
度が１．３、厚さが０．０２５ｍｍで、無延伸のもので
あり、発泡シートに接する面には耐熱性インキによる模
様が印刷されていた。貼り合わせは、発泡シート１５と
非発泡のフィルム２２とを対をなすロール２３と２４及
び２５と２６との間に通して行った。これらロールのう
ち、上ロール２３は１５５℃に加熱されており、下ロー
ル２４は３０℃に冷却されており、ロール２５と２６と
は何れも２５℃に冷却されていた。こうして得られた積
層シートは加熱炉１６の入口でおよそ６０℃になってい
た。
【００５２】加熱炉１６は、上下に遠赤外線セラミック
ヒーターを複数個配置されていた。積層シートは必要な
面積部分が間歇的に加熱炉１６中へ運ばれた。積層シー
トは加熱炉１６内で表面が１４５〜１６０℃になるよう
に加熱された。
【００５３】成形装置１７は凸型２７と凹型２８とから
成る真空、圧空成形器であり、各型にはヒーターが付設
されていて型温度を調整可能とされていた。凸型２７は
１ｋｇ／ｃｍ2 の圧空を供給でき、凹型２８は−６００
ｍｍＨｇの真空引きができるようにされた。両型は油圧
装置により接近又は離間できるようにされた。各型は１
８０℃に加熱されていた。
【００５４】凸型と凹型との間に送られた積層シートを
凹型２８からの真空作用により成形するとともに凸型２
７からの圧空作用により成形した。成形プレス時間は、
ＤＳＣ結晶化度が１７〜３０％に達する時間である７秒
とした。なお、各型は次のような寸法の成形体が得られ
るように調整した。サイズ１２５ｍｍ×１５５ｍｍ×３
０ｍｍ（深さ）のグラタン容器で、肉厚が底面で２．０
〜２．５ｍｍ、側面で１．３０〜１．４５ｍｍ
【００５５】こうして、積層シートをガラス転移点（約
７０〜７５℃）以上、結晶化温度（約１３０℃）以下に
加熱して成形し、成形された形を維持したまま結晶化温
度以上で融点（約２５０〜２６０℃）以下に加熱し、次
いで冷却型（図示していない）で冷却し、トリミング装
置１８へ送ってトリミングし、積層発泡シート製の耐熱
性容器を得た。同時にトリミングによって発生したスク
ラップを連続的に粉砕機へ送り、ここで１０ｍｍのパン
チ穴を通過するチップとし、そのままの形でこれを回収
品として押出機６の上部に取り付けたホッパー２０へ送
って再使用に供した。
【００５６】
【実施例２】押出機６と８とは実施例１で使用したのと
同じものを用い、図２に示したようにして実施した。
【００５７】この実施例ではＰＥＴに無水ピロメリット
酸０．３重量％を加えて押し出し発泡させて得た発泡シ
ートのスクラップの粉砕物（Ｍｗが約１３００００）を
回収品定量供給装置３′から約１４ｋｇ／Ｈｒの割合で
投入口４′を経由して連続的に二軸押出機６へ供給し
た。これがＰＡＴの回収品にあたる部分である。
【００５８】Ｍｗが約７５０００の未使用のＰＥＴ１０
０部と、別にタルク３０重量％が練り込まれたＰＥＴ
３．５部と、無水ピロメリット酸０．３部と炭酸ソーダ
０．０５部と、四弗化エチレン樹脂粉末〔旭硝子（株）
製、フルオン Ｌ１６９Ｊ〕１０重量％が練り込まれた
ＰＥＴ樹脂０．１部とを混合しながら、規格品定量供給
装置３から３８ｋｇ／Ｈｒの割合で原料投入口４を経由
して二軸押出機６へ連続的に供給した。これがＰＡＴの
規格品にあたる部分である。
【００５９】二軸押出機６のスクリュ回転数を７９ｒｐ
ｍ、押出機シリンダーの温度を２４０〜２９０℃に制御
した。二軸押出機６に設けられた２箇のベント口５から
４．５Ｔｏｒｒの減圧度で押出機内の溶融樹脂から水分
その他の揮発分を減圧吸引して除去した。
【００６０】二軸押出機６内で架橋された溶融ＰＥＴを
４５ｒｐｍで回転するギヤポンプ７により第２の押出機
８へ向かって流した。第２の押出機８ではスクリュの回
転数を２８ｒｐｍ、シリンダー温度を２６５℃〜２８０
℃に制御しながら、発泡剤としての窒素を約０．１５部
の割合でポンプ９により樹脂中に圧入して発泡性樹脂と
した。この発泡性樹脂を口径９５ｍｍ、スリット幅０．
５ｍｍの円環状オリフィスから大気中へ押し出した。
【００６１】押し出された発泡性シートは発泡しつつ直
径が２０５ｍｍの冷却マンドレル１２上を移動し、温度
を約２００℃から６８℃に下げて円筒形に成形された。
その円筒形成形体の一箇所をカッター１３で切断して平
板状に広げ引取ロール１４で引き取って発泡シートを得
た。この発泡シートは密度が０．３６ｇ／ｃｃ、押し出
し方向の引張破壊伸びが９９．７％、幅方向のそれが８
５．６％、厚みが１．０２ｍｍ、結晶化度が８％であっ
た。
【００６２】このＰＥＴ発泡シートは、これを巻き取る
ことなく直ちに加熱炉１６に入れられ、ここで加熱され
た。加熱炉１６は実施例１で用いたのと同じものであ
る。発泡シートは加熱炉の入口で５７℃となっていた。
加熱炉１６への搬送は、間歇的に移動させる方法を採っ
た。発泡シートは表面が１４５〜１６０℃となるように
加熱された。
【００６３】ＰＥＴ発泡シートは次いで成形装置１７へ
入れられた。成形装置１７は実施例１で用いたのと同じ
ものである。凸型２７は０．９ｋｇ／ｃｍ2 の圧空を供
給し、凹型２８は−５５０ｍｍＨｇの真空引きができる
ようにされ、各型は１８０℃に加熱された。
【００６４】ＰＡＴ発泡シートは、凹型２８からの真空
作用により成形されるとともに、凸型２７からの圧空作
用により７秒間成形されて、実施例１と同じ大きさのグ
ラタン容器に成形された。この容器の肉厚は、底面で
０．６５〜０．９５ｍｍ、側面で０．４５〜０．６０ｍ
ｍであった。
【００６５】こうして発泡シートを実施例１と同様に、
ガラス転移点（約７０〜７５℃）以上、結晶化温度（約
１３０℃）以下に加熱して成形し、成形された形を維持
したまま結晶化温度以上で融点（約２５０〜２６０℃）
以下に加熱し、次いで冷却型（図示していない）で冷却
し、トリミング装置１８へ送ってトリミングし、発泡シ
ート製の耐熱性容器を得た。同時にトリミングによって
発生したスクラップを連続的に粉砕機へ送り、ここで１
０ｍｍのパンチ穴を通過するチップとしてそのままの形
でこれを回収品として押出機６の上部に取り付けたホッ
パー２０へ送って再使用に供した。
【００６６】
【実施例３】この実施例は実施例１の装置を用いて同様
に実施したが、ただＰＡＴ樹脂等の原材料とその装置の
使用条件等の詳細を若干変更して実施した。その変更し
た点を主として説明すると次のとおりである。
【００６７】ＰＡＴ回収品としてはＰＥＴ発泡シートを
粉砕して得た粉砕物で、重量平均分子量が約１３万のも
のを図１の回収品用ホッパー２０へ入れ、ここから約５
０ｋｇ／Ｈｒの割合で二軸押出機６へ投入した。
【００６８】また、ＰＥＴ規格品としては、タルク１０
重量％が練り込まれたＰＥＴ１００部に、無水ピロメリ
ット酸３部と、炭酸ソーダ０．５部と、四弗化エチレン
樹脂粉末が１０重量％練り込まれたＰＥＴ１．０部を加
え、この混合物を図１の規格品用ホッパー１から５ｋｇ
／Ｈｒの割合で二軸押出機６へ投入した。
【００６９】二軸押出機６はスクリュを８０ｒｐｍの割
合で回転させながら、シリンダー温度を２３０℃から２
９０℃に制御した。二軸押出機６に設けられた２箇のベ
ント口５から５．０Ｔｏｒｒの減圧度で吸引し、溶融Ｐ
ＡＴ中の揮発分を取り除いた。
【００７０】こうして溶融したＰＥＴを４４ｒｐｍで回
転するギヤポンプ７によって単軸押出機８へ供給した。
単軸押出機８ではスクリュを２７ｒｐｍの割合で回転さ
せ、シリンダー温度を２６５℃から２８５℃に制御し
て、発泡剤（ｎ−ブタン／ｉ−ブタン＝４／６）を発泡
剤圧入ポンプ９により０．５５部の割合でＰＡＴ中に圧
入し、発泡性ＰＥＴとした。
【００７１】この発泡性ＰＥＴを口径８０ｍｍで幅が
０．４ｍｍの円環状スリットから大気中へ押し出した。
このときの押出変動は３分ずつ１０回測定したところ、
２．９１％であった。押し出されたＰＥＴは、発泡しな
がら直径２０５ｍｍの冷却マンドレルに沿って進行し、
その間約２００℃から７０℃に冷却されて、円筒状成形
体となった。円筒状成形体の１ヶ所をカッター１３で切
断し、シート状に広げて引取ロール１４で引き取り、３
００ｍの長さ分だけロール状に巻き取った。
【００７２】得られた発泡シートは、密度が０．３５ｇ
／ｃｃ、押出方向の引張破壊伸びが９８．２％、幅方向
のそれが８６．５％であり、厚みが１．００ｍｍ、結晶
化度が７％であった。
【００７３】このＰＥＴ発泡シートは１ヶ月後に実施例
１と同様にしてグラタン容器に成形された。こうして得
られた容器は、底面の厚みが０．９７〜１．３５ｍｍ、
側面の厚みが０．６５〜０．８８ｍｍであった。この容
器を切り取ったあとのスクラップは、実施例１と同様に
して粉砕され再使用に供せられた。こうしてスクラップ
をリサイクルすることによりＰＥＴを捨てるところなく
完全に使用することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明方法の一実施例を模型的に示したもの
である。
【図２】この発明方法の他の実施例を模型的に示したも
のである。
【符号の説明】
１ ＰＡＴ規格品用ホッパー ２ ホッパー ３ 定量供給装置 ４ 原料投入口 ５ ベント口 ６ 二軸押出機 ７ ギヤポンプ ８ 第２の押出機 ９ 発泡剤圧入ポンプ １１ 金型 １２ マンドレル １３ カッター １４ 引取ロール １５ 発泡シート １６ 加熱炉 １７ 成形装置 １８ トリミング装置 １９ スクラップの粉末 ２０ ＰＡＴ回収品用ホッパー ２１ 熱接着装置 ２２ 非発泡のＰＥＴフィルム ２３、２４、２５、２６ ロール ２７ 凸型 ２８ 凹型
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｃ 47/40 Ｂ２９Ｃ 47/40 Ｚ 47/76 47/76 // Ｂ２９Ｋ 67:00 105:04 (56)参考文献 特開 平４−258645（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−198972（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−114833（ＪＰ，Ａ) 特表 平７−500296（ＪＰ，Ａ) 国際公開90／10667（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29B 7/00 - 7/94 B29B 13/00 - 13/10 B29B 17/00 - 17/02

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 熱可塑性ポリエステル系樹脂の回収品の
    粉砕物を二軸押出機に供給し、二軸押出機内で樹脂を加
    熱溶融し、二軸押出機のバレルの一部に設けた開口から
    溶融樹脂中の揮発分を取り除き、次いで樹脂中に発泡剤
    を圧入し、樹脂を混練し押し出し発泡させて発泡体と
    し、その後にこの発泡体を成形し、切断して成形体とそ
    の余の部分とに分け、その余の部分を粉砕して得た粉砕
    物を回収品として上記二軸押出機に供給することを特徴
    とする、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡成形体の製造
    方法。
  2. 【請求項２】 回収品に架橋剤を混合することを特徴と
    する、請求項１の製造方法。
  3. 【請求項３】 回収品の粉砕物の大きさが１５ｍｍの穴
    スクリーンをパスしたものであることを特徴とする、請
    求項１又は請求項２の製造方法。
  4. 【請求項４】 架橋剤により改良された熱可塑性ポリエ
    ステル系樹脂、または架橋剤を添加した熱可塑性ポリエ
    ステル系樹脂と、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡体の
    回収品の粉砕物を二軸押出機に供給し、二軸押出機内で
    樹脂を加熱溶融し、二軸押出機のバレルの一部に設けた
    開口から溶融樹脂中の揮発分を取り除き、次いで樹脂中
    に発泡剤を圧入し、混練し押し出し発泡させて発泡体と
    し、その後にこの発泡体を成形し切断して成形体とその
    余の部分とに分け、その余の部分を粉砕して得た粉砕物
    を回収品として上記二軸押出機に供給することを特徴と
    する、熱可塑性ポリエステル系樹脂発泡成形体の製造方
    法。
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