JPH06184291A - 再生ポリエチレンテレフタレート樹脂の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高い極限粘度を有する再生ポリエチレンテレフ
タレート樹脂の製造方法を提供する。 【構成】まず、ポリエチレンテレフタレート樹脂を二軸
延伸してなる成形品を形成してフレーク材とする。次
に、フレーク材を固相重合させて、高い極限粘度を有す
る再生ポリエチレンテレフタレート樹脂を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は飲食物容器に使用される
ポリエチレンテレフタレート樹脂を二軸延伸してなるボ
トル等の成形品から再生されたポリエチレンテレフタレ
ート樹脂を製造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリエチレンテレフタレート樹脂（以
下、ＰＥＴ樹脂と略記することがある）を二軸延伸して
なるボトルは、他のプラスチック容器に比較して機械的
強度、透明性、ガスバリヤ性等に優れ、また、ガラス容
器に比較して機械的強度に優れるだけでなく軽量である
ので飲食物容器等に賞用されている。

【０００３】ところが、ＰＥＴ樹脂製ボトルは嵩ばる
上、容易に風化しないので飲食物容器等として使用され
たのち不当に投棄されると公害を引き起こす虞れがあ
る。回収した上で焼却することも考えられるが、ＰＥＴ
樹脂を焼却し熱エネルギーを回収するいわゆるサーマル
サイクルに関しては、現在適正な処理方法としてのコン
センサスが必ずしも得られていない。そこで、ＰＥＴ樹
脂製ボトルを回収してＰＥＴ樹脂を再生し、成形品の原
料にすることが検討されている。

【０００４】従来、前記ＰＥＴ樹脂製ボトルから再生さ
れるＰＥＴ樹脂として、例えば、回収されたＰＥＴ樹脂
製ボトルをフレーク状に形成してなるフレーク材、前記
フレーク材を押出機によりペレット化してなるペレット
材、或は前記フレーク材をグラッシュミキサーで粉砕し
加水して摩擦熱で造粒したグラッシュ材などが知られて
いる。前記再生ＰＥＴ樹脂は、例えば、新しいＰＥＴ樹
脂とともに射出成形用樹脂として使用され、図２に示す
ような中間層に前記再生ＰＥＴ樹脂２１を配置し、内層
及び外層に新しいＰＥＴ樹脂２２を配置した多層プリフ
ォーム２３が製造される。この多層プリフォーム２３は
通常の二軸延伸ブロー成形法により、図２に仮想線示す
るボトルなどの再生成形品２４に成形される。

【０００５】しかしながら、図２示の多層プリフォーム
２３から成形されたボトルは、下記表１に示すように、
再生ＰＥＴ樹脂２１の使用量を多くするに従って、得ら
れたボトルの極限粘度（ＩＶ値）が低下する傾向があ
る。

【０００６】ＩＶ値が低下すると、表１に示すように曇
り（ヘイズ）が多くなり、破損率が上昇する。前記曇り
の増大は透明性の低減を示し、前記破損率の上昇は落下
強度の低減を示すものであり、ともにＰＥＴ樹脂を二軸
延伸して得られる成形品の特性が損なわれるとの不都合
がある。

【０００７】

【表１】

【０００８】尚、前記破損率は、１．２ｍの高さからの
落下を３回行ったあと、１．８ｍの高さからの落下を１
回行ったときのボトルの破損率を示す。

【０００９】表１に示す再生ＰＥＴ樹脂２１の使用量と
ボトルの各特性との関係をグラフ化して、図３乃至図５
に示す。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる不都
合を解消して、透明性、落下強度を損なわない高い極限
粘度を有する再生ポリエチレンテレフタレート樹脂の製
造方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明の再生ポリエチレンテレフタレート樹脂の
製造方法は、ポリエチレンテレフタレート樹脂を二軸延
伸してなる成形品から再生ポリエチレンテレフタレート
樹脂を製造する方法であって、該成形品を所定の大きさ
のフレーク材に形成し、該フレーク材を固相重合させる
ことを特徴とする。

【００１２】前記固相重合は、従来公知のポリエステル
樹脂のアセトアルデヒド含有量を低減するため等に使用
される固相重合法をそのまま用いることができ、例え
ば、ＰＥＴ樹脂のフレーク材を１３０〜１５０℃の不活
性気体で１〜２時間加熱して結晶化したのち、結晶化さ
れたＰＥＴ樹脂を１５０〜１６０℃の不活性気体で５〜
７時間加熱して乾燥し、さらに２１０〜２３０℃の不活
性気体で１２〜１７時間加熱して固相重合させて高分子
化し、次いで冷却することにより行われる。前記加熱に
不活性気体を使用しているのは、高温に加熱されたＰＥ
Ｔ樹脂の酸化を防止するためであり、前記不活性気体と
して通常は窒素が使用される。また、前記乾燥は、結晶
化したＰＥＴ樹脂から水分を除去して、固相重合のため
に高温に加熱された際に前記ＰＥＴ樹脂の加水分解を防
止するために行われるもので、通常結晶化したＰＥＴ樹
脂の含水量が３０ｐｐｍ以下になるようにされる。

【００１３】本発明の製造方法では、ＰＥＴ樹脂を二軸
延伸してなる成形品をフレーク状に形成して得られるフ
レーク材をそのまま固相重合させる。前記フレーク材を
ペレット材に加工するとペレット化の際に更に熱履歴が
加わるために固相重合させてもＩＶ値が上昇しにくくな
り、また前記フレーク材をグラッシュ材に加工するとグ
ラッシュ材自体のＩＶ値が低い上、造粒時に添加される
水により前記固相重合の際に加水分解が生じやすくな
り、フレーク材を用いる場合と同等のＩＶ値を得るため
には共に固相重合に長時間を要しコストの上昇が避けら
れない。

【００１４】本発明の製造方法では、前記成形品とし
て、例えば飲食物容器に用いられるＰＥＴ樹脂製ボトル
を使用する。

【００１５】

【作用】本発明の再生ＰＥＴ樹脂の製造方法によれば、
ＰＥＴ樹脂を二軸延伸してなる成形品をフレーク状に形
成してフレーク材とし、このフレーク材を固相重合させ
ることにより、ＩＶ値の高い再生ＰＥＴ樹脂が短時間且
つ低コストで得られる。このような再生ＰＥＴ樹脂を一
部に用いてＰＥＴ樹脂製ボトルを成形しても、ＰＥＴ樹
脂製ボトル自体のＩＶ値の低減がさけられるので、透明
性及び機械的強度において新しいＰＥＴ樹脂のみを用い
た場合と比較して遜色のない成形品が得られる。

【００１６】

【実施例】次に、添付の図面を参照しながら本発明の再
生ポリエチレンテレフタレート樹脂の製造方法について
さらに詳しく説明する。図１は本実施例の再生ＰＥＴ樹
脂の製造装置を示す概略図である。

【００１７】図１に示す再生ＰＥＴ樹脂の製造装置１
は、原料となるフレーク材を投入するフレーク材供給ホ
ッパー２の下部に２連の原料貯蔵槽３ａ，３ｂ、フレー
ク材の結晶化及び乾燥を行う予備加熱槽４、結晶化され
たフレーク材を固相重合させる加熱槽５、固相重合され
たフレーク材を冷却する冷却槽６が順に設けられた構成
となっている。原料貯蔵槽３ａ，３ｂはバルブ７を介し
て接続されており、原料貯蔵槽３ｂ、予備加熱槽４、加
熱槽５、冷却槽６はそれぞれロータリーバルブ８，９，
１０を介して接続されている。また、冷却槽６の下部に
は再生ＰＥＴ樹脂を排出する排出用ロータリーバルブ１
１が設けられている。また、前記各槽にはそれぞれ攪拌
装置１２が設けられており、攪拌装置１２は複数の攪拌
翼１２ａを備えている。

【００１８】予備加熱槽４及び加熱槽５には、加熱のた
めの窒素ガスが流通される様になっており、加熱槽５の
底部には窒素ガス吹込み口５ａが設けられ、窒素ガス導
管１３ａを介して窒素ガス供給源１４に接続されてい
る。加熱槽５の上部には窒素ガス排出口５ｂが設けられ
ており、窒素ガス導管１３ｂを介して予備加熱槽４の底
部に設けられた窒素ガス吹込み口４ａに接続されてい
る。そして、予備加熱槽４の上部には窒素ガス排出口４
ｂが設けられている。

【００１９】窒素ガス導管１３ａの途中にはコンプレッ
サー１５ａ及び加熱手段１６ａが設けられ、また窒素ガ
ス導管１３ｂの途中にはコンプレッサー１５ｂ及び加熱
手段１６ｂが設けられており、窒素ガス供給源１４から
供給される窒素ガスがコンプレッサー１５ａにより加熱
手段１６ａで加熱されて窒素ガス吹込み口５ａから加熱
槽５に吹き込まれ、窒素ガス排出口５ｂから排出される
窒素ガスがコンプレッサー１５ｂにより再び加熱手段１
６ｂで加熱されて窒素ガス吹込み口４ａから予備加熱槽
４に吹き込まれる様になっている。予備加熱槽４に吹き
込まれた窒素ガスは、最終的に窒素ガス排出口４ｂから
排出される。

【００２０】冷却槽６には冷却されたガスが流通される
ようになっており、底部には冷却ガス吹込み口６ａが設
けられ、上部には冷却ガス排出口６ｂが設けられてい
る。冷却ガス排出口６ｂは、冷却ガス導管１７を介して
冷却ガス吹込み口６ａに接続されている。そして、冷却
ガス導管１７の途中にはコンプレッサー１８及び冷却手
段１９が設けられ、冷却手段１９で冷却されたガスがコ
ンプレッサー１８により冷却ガス吹込み口６ａから冷却
槽６に吹き込まれ、冷却ガス排出口６ｂから排出された
ガスはコンプレッサー１８により再び冷却手段１９に循
環される様になっている。

【００２１】次に、本実施例の再生ＰＥＴ樹脂の製造方
法について説明する。

【００２２】まず、回収された醤油用ＰＥＴボトルをフ
レーク状に形成し、最大長約１０ｍｍの薄片状フレーク
材を製造した。前記フレーク材の形成は、前記フレーク
材が目開き８ｍｍのスクリーンを全通するようになるま
で行い、過度に大きいフレーク材が混入しないようにし
た。

【００２３】醤油の如く一般の飲料に比較して臭いの強
い中味を長時間充填しておくと、臭いの成分がＰＥＴボ
トルに移行することが分った。ＰＥＴボトルに吸着され
た臭いはボトルをフレーク化した時、フレーク中に残っ
てしまうことが分りその用途に制約を受けることが予想
される。そこで、前記フレーク材を熱アルカリ溶液で洗
浄することにより回収された醤油用ＰＥＴボトルに付着
している醤油臭を脱臭する。前記の様にして得られたフ
レーク材は、０．６４８（ｄｌ／ｇ）のＩＶ値を有して
いた。

【００２４】次に、前記フレーク材を図１示の再生ＰＥ
Ｔ樹脂の製造装置１に投入して固相重合を行った。該再
生ＰＥＴ樹脂の製造装置１では、前記フレーク材はホッ
パー２から原料貯蔵槽３ａに投入され、原料貯蔵槽３ｂ
を経て予備加熱槽４から加熱槽５、冷却槽６に連続的に
供給され、製造された再生ＰＥＴ樹脂は排出用ロータリ
ーバルブ１１から連続的に排出される。

【００２５】まず、ホッパー２から原料貯蔵槽３ａに投
入された前記フレーク材は、バルブ７により連続的に原
料貯蔵槽３ｂに供給される。前記フレーク材は最大長約
１０ｍｍの薄片状であって加熱されると互いに融着し易
くなる傾向があり、原料貯蔵槽３ａ，３ｂ自体は供給さ
れたフレーク材を加熱する構成を備えていないが、下方
に設けられた予備加熱槽４から輻射熱を受けるので、攪
拌翼１２ａを備え緩やかに回転する攪拌装置１２により
攪拌されている。

【００２６】次に、前記フレーク材は、原料貯蔵槽３ｂ
と予備加熱槽４との間で相互に融着しないように、原料
貯蔵槽３ｂからロータリーバルブ８により強制的に予備
加熱槽４に送り込まれる。

【００２７】予備加熱槽４には、加熱槽５の窒素ガス排
出口５ｂから取り出され、加熱手段１６ｂで１５０℃に
再加熱された窒素ガスがコンプレッサー１５ｂにより流
通されており、投入された前記フレーク材を加熱するよ
うになっている。予備加熱槽４に投入された前記フレー
ク材は、予備加熱槽４を通過する間に前記窒素ガスによ
り加熱され、初めの２時間で結晶化され、次の５時間で
含有する水分が３０ｐｐｍ以下になるように乾燥され
て、ロータリーバルブ９に送られる。

【００２８】予備加熱槽４内では、前記フレーク材は前
述のように相互に融着しないように、また、吹き込まれ
る窒素ガスが前記フレーク材の間を流通できるように、
攪拌翼１２ａを備える攪拌装置１２により攪拌されてい
る。攪拌装置１２は、予備加熱槽４からロータリーバル
ブ９に向かう前記フレーク材の流れを妨げないように、
極く低速で回転されている。また、前記窒素ガスは予備
加熱槽４の底部に設けられた窒素ガス吹込み口４ａから
吹き込まれることにより、予備加熱槽４内で結晶化され
たフレーク材が相互に融着してロータリーバルブ９の入
口を閉塞しないようにしている。尚、前記窒素ガスは予
備加熱槽４内で前記フレーク材を加熱したのち、窒素ガ
ス排出口４ｂから排出される。

【００２９】次に、前記結晶化されたフレーク材は、予
備加熱槽４と加熱槽５との間で相互に融着しないよう
に、予備加熱槽４からロータリーバルブ９により強制的
に加熱槽５に送り込まれる。

【００３０】加熱槽５には、窒素ガス供給源１４から供
給され加熱手段１６ａで２２０℃に加熱された窒素ガス
がコンプレッサー１５ａにより流通されており、投入さ
れた前記結晶化されたフレーク材を加熱するようになっ
ている。加熱槽５に投入された前記結晶化されたフレー
ク材は、加熱槽５を１０時間掛けて通過する間に前記窒
素ガスにより加熱され、固相重合し高分子化されて、ロ
ータリーバルブ１０に送られる。

【００３１】加熱槽５内では、前記結晶化されたフレー
ク材は、予備加熱槽４内と同様に攪拌翼１２ａを備える
攪拌装置１２により攪拌されている。攪拌装置１２は、
加熱槽５からロータリーバルブ１０に向かう前記結晶化
されたフレーク材の流れを妨げないように、極く低速で
回転されている。また、前記窒素ガスは加熱槽５の底部
に設けられた窒素ガス吹込み口５ａから吹き込まれるこ
とにより、加熱槽５内で固相重合されたフレーク材が相
互に融着してロータリーバルブ１０の入口を閉塞しない
ようにしている。尚、前記窒素ガスは加熱槽５内で前記
結晶化されたフレーク材を加熱したのち、窒素ガス排出
口５ｂから排出され、前記のように加熱手段１６ｂで再
加熱されたのち、予備加熱槽４の加熱に利用される。

【００３２】次に、前記固相重合されたフレーク材は、
加熱槽５と冷却槽６との間で相互に融着しないように、
加熱槽５からロータリーバルブ１０により強制的に冷却
槽６に送り込まれる。

【００３３】冷却槽６には、冷却手段１９で４０℃に冷
却されたガスがコンプレッサー１８により流通されてお
り、投入された前記固相重合されたフレーク材が約６０
℃に冷却されて再生ＰＥＴ樹脂とされ、ロータリーバル
ブ１１に送られるようになっている。

【００３４】冷却槽６内では、前記固相重合されたフレ
ーク材は、予備加熱槽４内と同様に攪拌翼１２ａを備え
る攪拌装置１２により攪拌されている。攪拌装置１２
は、冷却槽６からロータリーバルブ１１に向かう前記固
相重合されたフレーク材の流れを妨げないように、極く
低速で回転されている。また、前記冷却ガスは冷却槽６
の底部に設けられた冷却ガス吹込み口６ａから吹き込ま
れることにより、冷却槽６内で前記温度に冷却された再
生ＰＥＴ樹脂が相互に融着してロータリーバルブ１０の
入口を閉塞しないようにしている。尚、前記冷却ガスは
冷却槽６内で前記固相重合されたフレーク材を冷却した
のち、冷却ガス排出口６ｂから排出され、コンプレッサ
ー１８により冷却手段１９に循環される。

【００３５】次に、前記再生ＰＥＴ樹脂が、相互に融着
しないように冷却槽６から排出用ロータリーバルブ１１
により強制的に排出される。

【００３６】上述のようにして得られた再生ＰＥＴ樹脂
のＩＶ値は０．８２１（ｄｌ／ｇ）であった。

【００３７】比較のために、新しいＰＥＴ樹脂チップ
（ＩＶ値：０．７１５（ｄｌ／ｇ））を本実施例のフレ
ーク材と同様にして固相重合させたところ、得られたＰ
ＥＴ樹脂のＩＶ値は０．８３８（ｄｌ／ｇ）であり、前
記再生ＰＥＴ樹脂のＩＶ値は新しいＰＥＴ樹脂のＩＶ値
と同等であることが確認された。

【００３８】また、本実施例に使用したフレーク材を押
出機によりペレット化してなる再生ペレット材はＩＶ値
が０．６２８（ｄｌ／ｇ）で、固相重合前の本実施例に
使用したフレーク材（ＩＶ値：０．６４８（ｄｌ／
ｇ））と同等のＩＶ値を有していたが、本実施例のフレ
ーク材と同様にして固相重合させたところ、得られた再
生ＰＥＴ樹脂のＩＶ値は０．６８３（ｄｌ／ｇ）であ
り、新しいＰＥＴ樹脂には及ばなかった。前記再生ペレ
ット材は固相重合の時間を長くすれば、本実施例の再生
ＰＥＴ樹脂と同等のＩＶ値を有する再生ＰＥＴ樹脂が得
られると考えられるが、前記固相重合は加熱して行われ
るので処理時間を長くするとコストの上昇が避けられな
い。

【００３９】また、本実施例に使用したフレーク材をグ
ラッシュミキサーで粉砕し加水して摩擦熱で造粒したグ
ラッシュ材は、ＩＶ値が０．４９３（ｄｌ／ｇ）と低
く、本実施例の再生ＰＥＴ樹脂と同等のＩＶ値を有する
再生ＰＥＴ樹脂を得るためには固相重合の時間を更に長
時間にする必要がある。

【００４０】各材料のＩＶ値及び各材料を固相重合して
得られるＰＥＴ樹脂のＩＶ値を下記表２にまとめて示
す。

【００４１】

【表２】

【００４２】尚、本実施例の再生ＰＥＴ樹脂の製造装置
１では、図１示のように、フレーク材の結晶化と乾燥と
を単一の予備加熱槽４で行っているが、それぞれ独立の
加熱槽を設けて行うようにしてもよい。

【００４３】

【発明の効果】以上のことから明らかなように、本発明
の再生ＰＥＴ樹脂の製造方法によれば、新しいＰＥＴ樹
脂と同等の高いＩＶ値を有する再生ＰＥＴ樹脂を短時間
且つ低コストで製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の再生ポリエチレンテレフタレート樹脂
の製造方法に用いられる製造装置の一構成例を示す概略
図。

【図２】再生ポリエチレンテレフタレート樹脂を用いて
成形される射出成形品の説明的断面図。

【図３】図２示の射出成形品における再生ポリエチレン
テレフタレート樹脂の使用量とボトルの極限粘度との関
係を示すグラフ。

【図４】図２示の射出成形品における再生ポリエチレン
テレフタレート樹脂の使用量とボトルの曇りの発生量と
の関係を示すグラフ。

【図５】図２示の射出成形品における再生ポリエチレン
テレフタレート樹脂の使用量とボトルの破損率との関係
を示すグラフ。

【符号の説明】

２…フレーク材供給ホッパー、 ４…予備加熱槽、 ５
…加熱槽、６…冷却槽。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリエチレンテレフタレート樹脂を二軸延
   伸してなる成形品から再生ポリエチレンテレフタレート
   樹脂を製造する方法であって、 該成形品を所定の大きさのフレーク材に形成し、該フレ
   ーク材を固相重合させることを特徴とする再生ポリエチ
   レンテレフタレート樹脂の製造方法。
2. 【請求項２】前記成形品がポリエチレンテレフタレート
   樹脂製ボトルであることを特徴とする請求項１記載の再
   生ポリエチレンテレフタレート樹脂の製造方法。