JP3181270B2 - 回収ペットボトル粉砕物及びペット樹脂を原料とするペットパイプの押出成形法 - Google Patents

回収ペットボトル粉砕物及びペット樹脂を原料とするペットパイプの押出成形法

Info

Publication number
JP3181270B2
JP3181270B2 JP12838899A JP12838899A JP3181270B2 JP 3181270 B2 JP3181270 B2 JP 3181270B2 JP 12838899 A JP12838899 A JP 12838899A JP 12838899 A JP12838899 A JP 12838899A JP 3181270 B2 JP3181270 B2 JP 3181270B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pet
weight
resin
pipe
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP12838899A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2000318015A (ja
Inventor
博助 小島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kawaken Fine Chemicals Co Ltd
Riken Vitamin Co Ltd
Original Assignee
Kawaken Fine Chemicals Co Ltd
Riken Vitamin Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawaken Fine Chemicals Co Ltd, Riken Vitamin Co Ltd filed Critical Kawaken Fine Chemicals Co Ltd
Priority to JP12838899A priority Critical patent/JP3181270B2/ja
Publication of JP2000318015A publication Critical patent/JP2000318015A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3181270B2 publication Critical patent/JP3181270B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、回収ペットボトル
(成分、ポリエチレンテレフタレート樹脂)及びペット
樹脂(ポリエチレンテレフタレート樹脂)を原料とし
て、本発明に規定されたエステル型滑剤を添加すること
によって押出成形性を著しく改良し外観の優れたペット
パイプを押出成形する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ペット樹脂は延伸配向による結晶化と機
械的強度を向上させたペット繊維及びペットフィルム
が、その市場の主軸であり、次いで延伸ブロー成形によ
るペットボトルの用途等によって市場が構成されてい
る。
【0003】これらの加工法は、全てペット樹脂の結晶
性を利用して延伸配向による強度向上を達成したもので
あり、これらの延伸による加工法の発展のかげに隠れ
て、延伸を利用しないパイプの押出成形は押出技術の難
しさが障害にもなって、従来は全く開発されていないの
が実情である。
【0004】日本では、平成12年4月から「容器包装
に係る分別収集及び再商品化の促進等に関する法律」が
完全施行されるが、現時点(1999年4月)ではペッ
トボトルの膨大なリサイクル量(1998年:日本50
万トン、北米150万トン、全世界350万トン以上)
のマテリアルリサイクルについては従来のような延伸技
術による繊維やフィルム及びブロー成形以外の有望な新
規加工技術の開発は皆無である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
なペットボトルのリサイクルの現状を改善し、より多量
の回収ペットボトルの有効利用方法を提案することを課
題とするものであり、具体的には従来技術的に困難とさ
れていた回収ペットボトルを主原料とし、優れた外観を
有するペット樹脂パイプの押出成形方法を提供するもの
である。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題に
鑑み鋭意研究を重ねた結果、回収ペットボトルの粉砕物
とペット樹脂との100:0重量比ないし60:40重
量比の単独又は混合物をパイプに押出成形するに際し
て、本発明で規定したスクリュー構造を有する1軸又は
2軸の押出機を使用し、本発明で規定したエステル型滑
剤を添加することによって、押出成形性を著しく改良し
外観の優れたペットパイプを押出成形することが可能で
あることを見出して本発明を完成させたものである。即
ち、本発明は、回収ペットボトルの粉砕物100〜60
重量部及びポリエチレンテレフタレ−ト樹脂0〜40重
量部と、炭素数4〜50の脂肪族1価アルコールと炭素
数4〜50の脂肪族脂肪酸とのエステル、多価アルコー
ルと炭素数4〜50の脂肪族脂肪酸とのエステル及びそ
れらの2種以上の混合物からなる群から選ばれるエステ
ル結合を有する滑剤0.001〜15重量部との組成物
を、スクリューの[供給ゾーン]:[圧縮ゾーン]:[計量
化ゾーン]の山数の比率が[3〜40]:[1]:[1〜1
5]であるスクリュー構造をもつ1軸又は2軸押出機を
使用することによって押出成形性を著しく改良した外観
の優れたペットパイプの押出成形法である。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明では、回収ペットボトルの
粉砕乾燥物100〜60重量部とポリエチレンテレフタ
レ−ト樹脂0〜40重量部との単独又はブレンド物を原
料として使用する。ペット樹脂(ポリエチレンテレフタ
レート樹脂)の一般構造は、次の一般式
【0008】
【化1】
【0009】で示されるようにエステル結合をもったポ
リマーである。
【0010】然し、エステル結合であるために、ペット
ボトル粉砕物又はペット樹脂中の含有水分及び270℃
前後という高温の加工温度によって加水分解と熱分解が
急激に進行し低分子化するという欠点をもっている。従
って、上記の一般式の他にエステル結合が加水分解され
て末端に−COOHのカルボン酸基をもつ構造もかなり
存在している。特に、樹脂中における−COOHの末端
構造の存在は押出機内の金属との滑性に支障をきたすこ
とが一般論として知られている。
【0011】しかも、ペットボトルの成形に使用される
ペット樹脂のグレードは、固有粘度IV値が0.7〜
0.8の低分子量のグレードである。この樹脂で成形さ
れたペットボトルの粉砕物が260〜270℃の高温で
押出成形され熱分解と加水分解とにより更に低分子化が
進行することになる。
【0012】従って、押出機内の溶融ゾーンの領域では
低分子化フラクションを持った溶融粘度の更に低いペッ
ト樹脂が押出方向の推進流とは逆方向の背圧流や漏洩流
を容易に引き起こすことになり、サージング現象が現
れ、押出流の変動が起きるのでパイプの外径や内径が周
期的に変化してしまう。更には、これらの非定常の異常
な流動によってパイプ表面にフローマークが発生し外観
不良をもたらすことになる。
【0013】一方、回収ペットボトル粉砕物及びペット
樹脂の押出成形においてはホッパー側から固体ゾーン→
溶融ゾーン→サイジングダイでの固体ゾーンと3相に転
相する。この3相がスクリューを駆動する同一のモータ
ーによるスクリュー回転でペット樹脂が推進されてい
る。然し、PVCやポリエチレン等の通常の押出成形で
は機内は固体1相のみの推進、輸送であり、ペットの押
出はこれらの樹脂の押出とは基本的に異なるものであ
り、このペットパイプの押出成形の異常性がサージング
現象を起こすもう一つの原因である。
【0014】これらの難しい技術問題を解決するために
は、押出機としてはスクリューの圧縮ゾーンを供給ゾー
ンに比べて非常に短い山数にすることによってペット樹
脂の溶融ゾーンを先端のダイの方向にずらすことができ
る特殊なスクリュー構造を持つことが必要であり、そう
することによってペットの溶融ゾーンを狭めて押出成形
が著しく改善されるのである。そのために本発明に規定
するスクリュー構造が必要な第1条件となる。即ち、本
発明において目的とするペットパイプを製造するために
は、押出機のスクリューの[供給ゾーン]:[圧縮ゾー
ン]:[計量化ゾーン]の山数の比率が[3〜40]:
[1]:[1〜15]であることが必須条件である。
【0015】本発明においては、上記のスクリューの構
造に加えてエステル型滑剤が必要であり、回収ペットボ
トル粉砕物を主成分とするペット樹脂の100重量部に
対し、炭素数4〜50の脂肪族1価アルコールと炭素数
4〜50の脂肪族脂肪酸とのエステル、多価アルコール
と炭素数4〜50の脂肪族脂肪酸とのエステル及びそれ
らの2種以上の混合物からなる群から選ばれるエステル
結合を有する滑剤0.001〜15重量部を使用する。
【0016】ペット樹脂はエステル結合を有することか
ら相溶性を示す化学条件としてエステル型の滑剤が必要
であり、その相溶性のためにペット樹脂の見掛けの溶融
粘度が増大する結果となる。一方、滑剤中にあるC4〜
C50の長鎖アルキル基のフラグメントが特にサイジン
グダイの固相部分に対する滑り効果を向上させる。回収
ペットボトル粉砕物を主体としたペットは上記の通り固
体→融液→固体の3相が推進されていくのであるが、押
出機ダイ部分の溶液領域における低粘度融液から急激に
固化するサイジングダイ領域においては尚高温の固体ゾ
ーンであるために距離の長いサイジングダイ内部での固
体ペットの滑性が極めて密接に押出成形性の良否に関係
するのである。このサイジングダイの高温固体のペット
の滑性がペットパイプの押出成形性を左右する重要な因
子である。このためには、滑剤の構造中に長鎖のアルキ
ル基が必要となる。本発明に使用するエステル型の滑剤
を構成する脂肪酸は、C4〜C50のアルキル基フラグ
メントを有することが必要で、例えば、酪酸、ラウリン
酸、ステアリン酸、リグノセリン酸等の動植物由来の油
脂やエステルワックスに存在するものの他化学合成によ
るものも使用することができる。それらの単独又は2種
以上の混合物が使用できる。
【0017】また、本発明に使用するエステル型の滑剤
を構成するアルコールとしては、C4〜C50の1価の
アルキルアルコール、又は、エタンジオール、プロパン
ジオール、プロパントリオール、ブタンジオール、トリ
メチロールプロパン、ソルビタン、ソルビトール、ポリ
グリセロール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレ
ングリコール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリス
リトール等の多価アルコールが使用できる。これらのア
ルコールは、単独又は2種以上の混合物で使用すること
ができる。
【0018】これらのアルコール類とC4〜C50の脂
肪酸からなるエステルにおいて、そのエステル化率は3
3%以上であることが必要である。エステル化率が33
%未満であると溶融状態のペット樹脂との相溶性が劣
り、溶融ゾーンにおけるペット樹脂の輸送の円滑さが得
られない。このエステル結合を有する滑剤を具体的に例
示すると、ステアリルステアレート、ミリシルリグノセ
レート、ソルビタンベヘネート、グリセリンモノステア
レート等を挙げることができる。また、これらのエステ
ルを構成するアルコール、多価アルコール或いは脂肪族
脂肪酸は、本発明の回収ペットボトルを主成分とするペ
ットパイプの製造に対しては滑剤としての効果を発揮し
ない。
【0019】
【実施例】本発明を例に基づいて説明するが、これは本
発明を限定するものではない。 回収ペットボトルの調製 回収ペットボトルを(株)オリエント製粉砕機VMNT
−50で粉砕し、フレーク寸法が平均5〜7mm、見掛
け比重0.36g/mlの粉砕品を得た。この粉砕品を、
130℃、高真空下で5時間乾燥し、ドライボックスに
保管し、次の例に用いるペットボトル粉砕品とした。
【0020】実施例1 回収ペットボトル粉砕品100重量部と滑剤としてステ
アリルステアレート[リケマールSL800(理研ビタ
ミン(株)製、エステル化率約94%)2.8重量部と
を小型高速回転ミキサーで30分撹拌混合した。これを
下記条件で外径76mm、内径66mmのパイプを押出
成形した。その結果、融解ゾーンでの樹脂圧力は60k
g/cm2と一定であり、押出成形性は良好で、サージ
ング現象はなく、成形パイプの寸法も一定でフローマー
クも見られず、通常の良好な外観のペットパイプを製造
することができた。
【0021】押出機:1軸で軸径40mmのスクリュ
ー。 スクリュー構造:[供給ゾーン]:[圧縮ゾーン]:[計量
化ゾーン]の山数の比率は20:1:10。L/D=3
0。モーター消費電力7.5kw。 スクリューの回転数:130rpm。 押出温度:シリンダー温度270℃、押出機ダイの温度
270℃、サイジングダイの温度180℃。
【0022】実施例2 回収ペットボトル粉砕品80重量部及びペット樹脂[P
A500(三菱レイヨン(株)製:IV値0.76]2
0重量部と滑剤としてミリシルリグノセレート[カワワ
ックスL(G)(川研ファインケミカル(株)製、エス
テル化率約94%)3.4重量部とを小型高速回転ミキ
サーで30分撹拌混合した。これを下記条件で外径48
mm、内径41mmのパイプを押出成形した。その結
果、融解ゾーンでの樹脂圧力は54kg/cm2と一定
であり、押出成形性は良好で、サージング現象はなく、
成形パイプの寸法も一定でフローマークも見られず、通
常の良好な外観のペットパイプを製造することができ
た。
【0023】押出機:2軸で軸径40mmのスクリュ
ー。 スクリュー構造:[供給ゾーン]:[圧縮ゾーン]:[計量
化ゾーン]の山数の比率は20:1:10。L/D=3
0。モーター消費電力7.5kw。 スクリューの回転数:110rpm。 押出温度:シリンダー温度270℃、押出機ダイの温度
270℃、サイジングダイの温度180℃。
【0024】実施例3 回収ペットボトル粉砕品90重量部及びペット樹脂[P
A280(三菱レイヨン(株)製:IV値0.80]1
0重量部と滑剤としてソルビタントリベヘネート[リケ
マールB−150(理研ビタミン(株)製、エステル化
率約65%)3.0重量部とを小型高速回転ミキサーで
30分撹拌混合した。これを実施例1と同条件で外径7
6mm、内径66mmのパイプを押出成形した。その結
果、融解ゾーンでの樹脂圧力は58kg/cm2と一定
であり、押出成形性は良好で、サージング現象はなく、
成形パイプの寸法も一定でフローマークも見られず、通
常の良好な外観のペットパイプを製造することができ
た。
【0025】実施例4 回収ペットボトル粉砕品70重量部及びペット樹脂[P
A210(三菱レイヨン(株)製:IV値0.76]3
0重量部と滑剤としてグリセリンモノステアレート[リ
ケマールS−100(理研ビタミン(株)製、エステル
化率約33%)3.0重量部とを小型高速回転ミキサー
で30分撹拌混合した。これを実施例1と同条件で外径
76mm、内径66mmのパイプを押出成形した。その
結果、融解ゾーンでの樹脂圧力は63kg/cm2と一
定であり、押出成形性は良好で、サージング現象はな
く、成形パイプの寸法も一定でフローマークも見られ
ず、通常の良好な外観のペットパイプを製造することが
できた。
【0026】比較例1 回収ペットボトル粉砕品100重量部と滑剤としてジグ
リセリンステアレート[リケマールS−72(理研ビタ
ミン(株)製、エステル化率約40%)3.0重量部と
を小型高速回転ミキサーで30分撹拌混合した。これを
下記条件で外径76mm、内径66mmのパイプを押出
成形した。その結果、 1押出物はほとんど出ず、 2押出機ダイ部の樹脂圧力は20〜5kg/cm2と絶
えず変動し、 3少量の押出物もサージングが甚だしく、パイプ成形は
できない状態であった。 押出機:1軸で軸径40mmのスクリュー。 スクリュー構造:[供給ゾーン]:[圧縮ゾーン]:[計量
化ゾーン]の山数の比率は6:13:7でPVC用の押
出機を使用。L/D=30。モーター消費電力7.5k
w。 スクリューの回転数:130rpm。 押出温度:シリンダー温度270℃、押出機ダイの温度
270℃、サイジングダイの温度180℃。 この現象は、回収ペットボトルを構成するペット樹脂の
固有粘度IV値が低下している上に、スクリューの圧縮
ゾーンが長いためにペット樹脂の溶融ゾーンが長く、押
出物の流動が極めて不安定になったためと考えられる。
【0027】比較例2 回収ペットボトル粉砕品100重量部と滑剤としてステ
アリルアルコール[VLTN−6(G)(川研ファイン
ケミカル(株)製、エステル化率0%)3.0重量部と
を小型高速回転ミキサーで30分撹拌混合した。これを
実施例1と同条件で外径76mm、内径66mmのパイ
プを押出成形した。その結果、押出機ダイ部の樹脂圧力
は70〜5kg/cm2と大きく変動し、サージング現
象が甚だしく、パイプ表面にフローマークが多発し、正
常なペットパイプを製造することはできなかった。滑剤
として、ステアリルアルコールは不適当であることが判
明した。
【0028】比較例3 回収ペットボトル粉砕品80重量部及びペット樹脂[P
A280(三菱レイヨン(株)製:IV値0.80]2
0重量部と滑剤として精製ステアリン酸[F−3(川研
ファインケミカル(株)製、エステル化率0%)3.3
重量部とを小型高速回転ミキサーで30分撹拌混合し
た。これを実施例1と同条件で外径76mm、内径66
mmのパイプを押出成形した。その結果、融解ゾーンで
の樹脂圧力は70〜10kg/cm2と大きく変動し、
押出量は極めて少なく、サージング現象、パイプ表面の
フローマークが甚だしく多発し、ペットパイプの押出成
形は不可能であった。滑剤としてステアリン酸は不適当
であることが判明した。
【0029】
【発明の効果】本発明により、回収ペットボトルの押出
機によるペットパイプの製造が可能になり、ペットボト
ルのリサイクル率の大幅な向上が可能になり社会に対す
る大きな貢献が期待される。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−85255(JP,A) 特開 昭57−64516(JP,A) 特開 平7−256717(JP,A) 特開 平11−70588(JP,A) 特開 平7−304086(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 47/00 - 47/96

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】回収ペットボトルの粉砕物100重量部
    、炭素数4〜50の脂肪族1価アルコールと炭素数4
    〜50の脂肪族脂肪酸とのエステル、多価アルコールと
    炭素数4〜50の脂肪族脂肪酸とのエステル及びそれら
    の2種以上の混合物からなる群から選ばれるエステル結
    合を有する滑剤0.001〜15重量部との組成物を、
    スクリューの[供給ゾーン]:[圧縮ゾーン]:[計量
    化ゾーン]の山数の比率が[20〜40]:[1]:
    10〜15]であるスクリュー構造をもつ1軸又は2
    軸押出機を使用して成形することを特徴とするペットパ
    イプの押出成形法。
  2. 【請求項2】 多価アルコールと炭素数4〜50の脂肪
    族脂肪酸とのエステルである滑剤を構成する多価アルコ
    ールが、エタンジオール、プロパンジオール、プロパン
    トリオール、ブタンジオール、トリメチロールプロパ
    ン、ソルビタン、ソルビトール、ポリグリセロール、ポ
    リエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ペ
    ンタエリスリトール、ジペンタエリスリトール及びそれ
    らの2種以上の混合物からなる群から選ばれることを特
    徴とする請求項1記載のペットパイプの押出成形法。
  3. 【請求項3】 多価アルコールの脂肪酸エステルにおけ
    る多価アルコールの水酸基に対するエステル化率が33
    %以上であることを特徴とする請求項1記載のペットパ
    イプの押出成形法。
JP12838899A 1999-05-10 1999-05-10 回収ペットボトル粉砕物及びペット樹脂を原料とするペットパイプの押出成形法 Expired - Fee Related JP3181270B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12838899A JP3181270B2 (ja) 1999-05-10 1999-05-10 回収ペットボトル粉砕物及びペット樹脂を原料とするペットパイプの押出成形法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12838899A JP3181270B2 (ja) 1999-05-10 1999-05-10 回収ペットボトル粉砕物及びペット樹脂を原料とするペットパイプの押出成形法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000318015A JP2000318015A (ja) 2000-11-21
JP3181270B2 true JP3181270B2 (ja) 2001-07-03

Family

ID=14983590

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP12838899A Expired - Fee Related JP3181270B2 (ja) 1999-05-10 1999-05-10 回収ペットボトル粉砕物及びペット樹脂を原料とするペットパイプの押出成形法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3181270B2 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2405874B (en) * 2003-09-10 2008-05-28 Colormatrix Europe Ltd Fatty acid ester slip agents for polyethylene terephthalate
JP4910379B2 (ja) * 2005-12-05 2012-04-04 東レ株式会社 透明耐傷性熱可塑性樹脂組成物及びそれからなる成形品

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000318015A (ja) 2000-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113956623B (zh) 一种适于膜袋的全生物降解塑料复合改性材料及其制备方法
CN108929527B (zh) 一种兼具高延展性和高阻隔性能的pbat/改性淀粉全生物降解薄膜及其制备方法和应用
WO2008028344A1 (fr) Composition contenant un copolymère de polyhydroxyalcanoate et de l'acide polylactique, utilisée en tant que mousse
WO2020083049A1 (zh) 采用扩链剂制备的tps/pla/pbat共混改性生物降解树脂及其制备方法
CN104004304A (zh) 一种具有形状记忆功能的pvc材料
CN111073170B (zh) 一种环保高性能pvc给水管材及其制备方法
CN115058108B (zh) 可海洋降解的聚羟基烷酸酯组合物、成型体及其制备方法
CN112552654B (zh) 适用于制备薄膜的pbat/pha/木粉组合物及其制备和应用
WO2023221849A1 (zh) 聚羟基烷酸酯的酸类成核剂及聚羟基烷酸酯成型体
CN110564121A (zh) 一种高韧性耐热的全降解吸管制备方法
CN115627057B (zh) 一种吸管及其制备方法
JP3181270B2 (ja) 回収ペットボトル粉砕物及びペット樹脂を原料とするペットパイプの押出成形法
CN100371379C (zh) 可用于挤出成型的超高分子量聚乙烯组合物及其制备方法
CN101327625A (zh) Pvc外润滑剂
CN102212258B (zh) 一种用聚乳酸余料或废料制得的改性聚乳酸母粒及其应用
JP3220141B2 (ja) 直接製造
CN114407471B (zh) 一种三层共挤可生物降解自动包装薄膜材料及其制作方法
CN113651953B (zh) 一种反应型成核添加剂及其制备方法和应用
CN111518319B (zh) 一种淀粉基塑料及其制备方法
CN113736224A (zh) 一种pbat/pla复合材料组合物及其制得的粒子及薄膜
CN114276584A (zh) 一种可完全生物降解薄膜的淀粉母粒及其制备方法
CN113105730A (zh) 一种具有高透明度的可降解环保薄膜材料及制备方法与应用
CN1174116A (zh) 聚酯吹制膜
RU2796759C1 (ru) Модифицированный термопластичный органический материал и способ его получения
CN114507423B (zh) 一种淀粉基生物可降解pbat改性材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20010313

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees