(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレートの２種の樹脂と、全量に対して１〜１５質量％のメタクリル樹脂と、全量に対して５〜３０質量％の無機フィラーを含有して成ることを特徴とする食器類用ポリエステル成形材料。
【請求項２】
ポリエチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレートの２種の樹脂と、合計量が全量に対して１〜１５質量％のメタクリル樹脂とブチラール樹脂の２種類の樹脂と、全量に対して５〜３０質量％の無機フィラーを含有して成ることを特徴とする食器類用ポリエステル成形材料。
【請求項３】
ポリエチレンテレフタレートとして、ＰＥＴボトルのリサイクル品を用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の食器類用ポリエステル成形材料。
【請求項４】
メタクリル樹脂は、メルトインデックスが５〜２０であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の食器類用ポリエステル成形材料。
【請求項５】
ブチラール樹脂は、平均重合度が９００〜３０００であることを特徴とする請求項２又は３に記載の食器類用ポリエステル成形材料。
【請求項６】
ポリエチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレートの配合比率は、質量比で７０：３０〜３０：７０であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の食器類用ポリエステル成形材料。
【請求項７】
無機フィラーは大きさが３０００μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の食器類用ポリエステル成形材料。
【請求項８】
無機フィラーは硬度が５以下であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の食器類用ポリエステル成形材料。
【請求項９】
モンタン酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、モンタン酸カルシウム、ステアリン酸カルシウムから選ばれる結晶化促進剤を配合して成ることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の食器類用ポリエステル成形材料。
【請求項１０】
離型剤としてポリエチレン系ワックスを配合して成ることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の食器類用ポリエステル成形材料。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載のポリエステル成形材料で成形されて成ることを特徴とする食器類。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食器及び食事関連器具を成形するために用いられる食器類用ポリエステル成形材料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（ＰＥＴ）で成形された成形品が、食器や食事関連器具のような、安価な食器類として従来から提供されている。
【０００３】
しかしＰＥＴ製の成形品は耐熱性が低く、高温が作用すると変色や変形が発生し易いために、熱湯で煮沸したり、電子レンジで加熱したりすることができず、また食器の自動洗浄器や乾燥機にかけると変形が発生するおそれがある。このためにＰＥＴ製の成形品は食器類として使用するには問題がある。そこで石英などの無機フィラーをＰＥＴに配合することによって耐熱性を高め、耐煮沸性を高めると共に電子レンジでの加熱に耐えることができるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このようにＰＥＴに無機フィラーを配合すると、成形品の外観光沢性が低下し、食器類としての商品価値が下がるという問題があった。また、この成形品に塗装を施すにあたって、塗膜の密着性が不十分であって塗装性に問題を有するものであった。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、高い耐熱性を維持しつつ、成形品の外観光沢を高めることができると共に良好な塗装性を得ることができる食器類用ポリエステル成形材料を提供することを目的とし、また耐熱性が高く外観光沢が良好でしかも塗装の塗膜の密着性が高い食器類を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る食器類用ポリエステル成形材料は、ポリエチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレートの２種の樹脂と、全量に対して１〜１５質量％のメタクリル樹脂と、全量に対して５〜３０質量％の無機フィラーを含有して成ることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明の請求項２に係る食器類用ポリエステル成形材料は、ポリエチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレートの２種の樹脂と、合計量が全量に対して１〜１５質量％のメタクリル樹脂とブチラール樹脂の２種類の樹脂と、全量に対して５〜３０質量％の無機フィラーを含有して成ることを特徴とするものである。
【０００８】
また請求項３の発明は、請求項１又は２において、ポリエチレンテレフタレートとして、ＰＥＴボトルのリサイクル品を用いることを特徴とするものである。
【０００９】
また請求項４の発明は、請求項１乃至３において、メタクリル樹脂は、メルトインデックスが５〜２０であることを特徴とするものである。
【００１０】
また請求項５の発明は、請求項２又は３において、ブチラール樹脂は、平均重合度が９００〜３０００であることを特徴とするものである。
【００１１】
また請求項６の発明は、請求項１乃至５において、ポリエチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレートの配合比率は、質量比で７０：３０〜３０：７０であることを特徴とするものである。
【００１２】
また請求項７の発明は、請求項１乃至６において、無機フィラーは大きさが３０００μｍ以下であることを特徴とするものである。
【００１３】
また請求項８の発明は、請求項１乃至７において、無機フィラーは硬度が５以下であることを特徴とするものである。
【００１４】
また請求項９の発明は、請求項１乃至８において、モンタン酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、モンタン酸カルシウム、ステアリン酸カルシウムから選ばれる結晶化促進剤を配合して成ることを特徴とするものである。
【００１５】
また請求項１０の発明は、請求項１乃至９において、離型剤としてポリエチレン系ワックスを配合して成ることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の請求項１１に係る食器類は、上記の請求項１乃至１０のいずれかに記載のポリエステル成形材料で成形されて成ることを特徴とするものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１８】
本発明ではポリエステル樹脂としてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）とポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）の２種類を用いるものである。ＰＥＴとＰＢＴの配合比率は、質量比で７０：３０〜３０：７０の範囲が好ましい。ＰＥＴにＰＢＴを併用することによって、成形品の外観光沢性を向上させることができるものであり、両樹脂の合計量に対してＰＢＴの配合量が３０質量％〜７０質量％の範囲を外れると外観光沢性の向上の効果を十分に得ることが難しくなる。このＰＥＴとＰＢＴの成形材料への配合量は、両者の合計量が成形材料全量の５５〜９４質量％の範囲、特に８０〜９３質量％になるように設定するのが好ましい。
【００１９】
ここで、上記のＰＥＴとしては、合成調製されたバージン成形材料のＰＥＴの他に、ＰＥＴを成形して飲料水の容器などとして作製されたいわゆるＰＥＴボトルをリサイクルして用いることもできる。使用済みの回収されたＰＥＴボトルを用いる場合、洗浄した後に、ボトルの形態そのままで使用したり、粉砕して使用したりすることができるものである。粉砕して使用する場合、１０ｍｍ程度のフレーク状にしたり、あるいはこのフレークを３ｍｍ径程度のペレット状にしたりして使用することができる。
【００２０】
また本発明では樹脂として、上記のＰＥＴとＰＢＴの２種類の樹脂の他に、メタクリル樹脂（ＰＭＭＡ）を配合するものであり、さらに必要に応じてＰＭＭＡに加えてブチラール樹脂（ＢＲ）を配合する。ＰＭＭＡやＢＲの配合量は、ＰＭＭＡを単独で配合する場合、ＰＭＭＡとＢＲを併用して配合する場合のいずれも、成形材料の全量に対して１〜１５質量％の範囲に設定されるものである。
【００２１】
ＰＭＭＡやＢＲを配合することによって、成形品の塗膜の密着性を高めることができるものであり、配合量が成形材料の全量に対して１質量％未満では、塗膜の密着性を有効に高めることができず、塗装性を向上させる効果を十分に得ることができない。逆に配合量が成形材料の全量に対して１５質量％を超える場合には、成形品の耐熱性や外観光沢性を低下させるおそれがある。尚、ＰＭＭＡとＢＲを併用して配合する場合、ＰＭＭＡとＢＲの配合比率は、質量比で１０：９０〜９０：１０の範囲が好ましい。
【００２２】
ここで、ＰＭＭＡとしては、メルトインデックス（ＭＩ：メルトフローレートＭＦＲともいう）が５〜２０の範囲のものを用いるのが好ましい。尚、ＭＩはＡＳＴＭ  Ｄ  １２３８に基づいて、試験温度２３０℃、試験荷重３７．３Ｎの条件で試験を行なったときの、１０分間に押し出された質量（ｇ／１０ｍｉｎ）である。ＭＩが５未満のＰＭＭＡでは、塗膜の密着性を向上させる効果を十分に得ることができない場合があり、またＭＩが２０を超えるＰＭＭＡを用いると、成形材料を成形する際にガスの発生量が多くなると共に塗膜の密着性を向上させる効果を十分に得ることができない場合がある。
【００２３】
また、ＢＲとしては、平均重合度（重量平均重合度）が９００〜３０００のものを用いるのが好ましい。平均重合度が９００未満のＢＲや、平均重合度が３０００を超えるＢＲでは、塗膜の密着性を向上させる効果を十分に得ることができない場合がある。
【００２４】
そして、上記のＰＥＴとＰＢＴ及びＰＭＭＡに無機フィラーを配合することによって、またＰＥＴとＰＢＴ及びＰＭＭＡとＢＲに無機フィラーを配合することによって、本発明の成形材料を得ることができるものであり、無機フィラーの配合量は、成形材料全量の５〜３０質量％の範囲に設定される。無機フィラーを配合することによって、成形品の熱変形温度が１４０℃以上になって成形品の耐熱性を向上させることができ、成形して得られた食器類の耐煮沸性や耐電子レンジ性を高めることができるものである。無機フィラーの配合量が５質量％未満では耐熱性の向上の効果が不充分になる。逆に無機フィラーの配合量が３０質量％を超えると、ＰＢＴの配合による成形品の外観光沢向上の効果が相殺され、成形品の外観光沢性が悪くなる。
【００２５】
ここで、無機フィラーとしては、タルク、ワラストナイト、石英、シリカ、ガラス、クレー、炭酸カルシウム、ベントナイト、マイカ、カオリン、酸化チタン、硫酸バリウム、マグネシアなどを用いることができるが、硬度（モース硬さ）が５以下のもの、特に４以下のものが好ましい。タルクは硬度１、ワラストナイトは硬度３、石英は硬度７であるので、タルクやワラストナイトを用いるのが好ましい。このように無機フィラーとして硬度が５以下、特に４以下のものを用いることによって、成形材料を成形金型に注入して成形する際に、成形金型のキャビティの表面を無機フィラーで磨耗させることを防ぐことができ、この金型磨耗によって成形品の外観光沢が低下することを防ぐことができるものである。無機フィラーの硬度の下限は１である。
【００２６】
また無機フィラーは、その形状は針状、繊維状、板状、葉状、球状、立方体状、六面体やウィスカー状など任意であってもよいが、長さ（平均長さ）や直径（平均直径）で表される大きさ（平均大きさ）が３０００μｍ以下、特に１００μｍ以下のものが好ましい。大きさが１００μｍ、特に３０００μｍを超える無機フィラーでは、成形品の表面に無機フィラーが突出して外観光沢性が低下するおそれがある。無機フィラーの大きさの下限は特に設定されないが、実用的には０．５μｍ程度が下限である。
【００２７】
また本発明の成形材料には、ＰＥＴやＰＢＴの結晶化を促進する結晶化促進剤を配合することができる。結晶化促進剤としては、モンタン酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、モンタン酸カルシウム、ステアリン酸カルシウムなどを用いることができ、これらを一種単独で使用する他、複数種を組み合わせて使用してもよい。このように結晶化促進剤を配合して樹脂の結晶化を促進することによって、成形の際の金型温度が１００℃付近の低温であっても、光沢のある成形品を得ることができるものである。結晶化促進剤の配合量は、成形材料全量の０．２〜１．０質量％の範囲が好ましい。配合量が０．２質量％未満であると、結晶化促進の効果を十分に得ることができず、また１．０質量％を超えると、成形品の外観を損ねるおそれがある。
【００２８】
さらに本発明の成形材料には、離型剤を配合することができる。離型剤としては、ポリエチレン系ワックスや低分子量ポリプロピレンを用いることができるものであり、これらを単独で、あるいは併用して使用することができる。ここで、ポリエチレン系ワックスは、分子量が５００〜１００００の低分子量ポリエチレンである。このように離型剤としてポリエチレン系ワックスや低分子量ポリプロピレンを配合すると、成形の際の金型からの成形品の離型性が向上し、逆テーパ面のキャビティを有する金型でも成形品を離型することが可能になるものである。離型剤の配合量は、成形材料全量に対して０．１〜１．０質量％の範囲が好ましい。離型剤の配合量が少ないと、離型性の効果を十分に得ることができず、また配合量が多すぎると、成形品の塗装塗膜の密着性が悪くなって、耐塗装剥離性が低下するおそれがある。
【００２９】
上記の各成分を混合・混練することによってポリエステル成形材料を調製することができるが、ＰＥＴやＰＢＴは予め乾燥処理を行なっておくのが好ましい。そして得られたポリエステル成形材料を射出成形など任意の方法で成形することによって、食器類として使用される成形品を得ることができるものである。ここで、本発明において食器類とは、茶碗、皿、椀などの食品を入れて食事に直接用いる食器や、トレー、お盆、箸立て、スプーン入れ、ホーク入れ、箸入れ、箸受け、茶托、コースター、食器受け、蒸篭、桶、ケーキ型、バターケース、ソーサーなどの食事の際に間接的に用いる食事関連器具を意味するものである。
【００３０】
【実施例】
次に、本発明を実施例及び比較例によって例証する。
【００３１】
表１〜３の配合物を１０分間、タンブラーで混合し、さらにエクストルーダーに投入して混錬した。エクストルーダーの温度は投入口付近で２５０℃に、出口のダイス付近で２６０℃に設定し、ダイスから押し出したストランドはすぐに冷却槽で冷却して、カッターで２〜４ｍｍのペレットに切断し、食器類成形用のポリエステル成形材料を得た。
【００３２】
ここで、ＰＥＴやＰＢＴは予め乾燥処理をして使用した。そしてＰＥＴとしては、ＰＥＴボトルの回収品を洗浄して、平均粒径１０ｍｍに粉砕したリサイクル品もの（表１〜３に「ＰＥＴボトル」と表示する）、及びバージン成形材料のクラレ社製「ＫＬ２３６Ｒ」を（表１〜３に「ＰＥＴ」と表示する）用いた。また表１〜３において、ＰＭＭＡは三菱レーヨン社製のＭＩ値が２、５、１５、２０、３０のメタクリル樹脂を、ＢＲはデンカ社製の平均重合度が２０００、３０００のブチラール樹脂を用いた。また無機フィラーのタルクは平均粒径１０μｍのものを用い、離型剤としてクラリアント社製低分子量ポリエチレン（ポリエチレンワックス）「ＷＡＸ  ＰＥＤ５５２」を用いた。
【００３３】
そして、上記のように調製した成形材料を成形前に除湿乾燥機で１４０℃×４時間の条件で乾燥処理し、１００トン射出成形機を用いて成形した。射出成形機は材料投入口付近の温度が２００℃、射出ヘッド付近の温度が２６０℃であり、成形金型の温度は１００℃であった。
【００３４】
このように成形して得られた成形品について、耐煮沸性、耐電子レンジ性、外観光沢、反り量、耐塗装剥離性（セロハンテープ）、耐塗装剥離性（梱包用樹脂製粘着テープ）、離型性を評価した。
【００３５】
耐煮沸性の試験は、ＪＩＳ  Ｓ  ２０２９に準拠して行ない、食器類として成形した成形品を他の成形品と接触しない状態で熱湯の中に完全に浸漬し、１時間煮沸した。そして取り出した成形品を３０分室温に放置した後の成形品の外観を観察した。結果を表１〜３に、変形発生を「×」、変形発生せずを「○」と評価して示した。
【００３６】
耐電子レンジ性の試験は、ＪＩＳ  Ｓ  ２０３３に準拠して行ない、食器類として成形した成形品の容量の８０％程度までオリーブオイルを入れ、これを１４００ｋＷ／ｈｒの高周波電子レンジに入れてオリーブオイルが１４０℃になるまで加熱した。結果を表１〜３に、変形発生を「×」、変形発生せずを「○」と評価して示した。
【００３７】
外観光沢は、食器類として成形した成形品の表面を観察して評価し、成形品表面が粗く全く光を反射しない状態のものを「×」、成形品表面は艶消し状態で光を若干反射するものを「△」、成形品表面で非常に光を反射するものを「○」と判定して、表１〜３に示した。
【００３８】
反り量の測定は、１１０ｍｍ×１１０ｍｍ×２ｍｍの成形品（端面にゲート形成）を成形し、上面が水平な平坦面の大理石の上にこの成形品を載置して、大理石の表面から最も大きく浮き上がる部分の浮き上がり寸法を計測することによって行ない、反り量が２ｍｍ以下を「○」、２ｍｍを超える場合を「×」と判定して、表１〜３に示した。
【００３９】
耐塗装剥離性（セロハンテープ）の試験は、ＪＩＳ  Ｓ  ２０２９に準拠して行ない、食器類として成形した成形品の表面にアクリルウレタン系塗料を塗装し、３０±５°の角度で交差する長さ約２０ｍｍの切り込み線を塗膜に素地まで達するように入れ、これを成形品の６箇所に設けた。そして幅２０ｍｍ、長さ６０ｍｍの日東電工社製セロハンテープを用い、切り込み線の上に約３０ｍｍの長さでセロハンテープを貼り付け、これを４５°の角度で一気に引き剥がした。塗膜が剥がれたものを「×」、塗膜が剥がれないものを「○」と評価して表１〜３に示した。
【００４０】
耐塗膜剥離性（梱包用樹脂製粘着テープ）の試験は、セロハンテープの代わりに３Ｍ社製梱包用樹脂製粘着テープ「Ｓｃｏｔｃｈ３１３」を用いて上記と同様に試験を行ない、１ｃｍ2以上の面積で塗膜が剥がれたものを「×」、塗膜がわずかに剥がれるものを「△」、塗膜が全く剥がれないものを「○」と評価して表１〜３に示した。
【００４１】
離型性は、食器類として成形した成形品を逆テーパのキャビティを有する金型から離型する際に評価し、離型しないものを「×」、離型するものを「○」と判定して表１〜３に示した。
【００４２】
【表１】
0003669263.tif 000002
【００４３】
【表２】
0003669263.tif 000003
【００４４】
【表３】
0003669263.tif 000004
【００４５】
表１〜３にみられるように、ＰＭＭＡやＢＲを配合することによって、耐塗膜剥離性を高めることができることが確認される。
【００４６】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１に係る食器類用ポリエステル成形材料は、ポリエチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレートの２種の樹脂と、全量に対して１〜１５質量％のメタクリル樹脂と、全量に対して５〜３０質量％の無機フィラーを含有するので、無機フィラーの配合によって耐熱性を高めて耐煮沸性や耐電子レンジ性を高めることができると共に、ポリブチレンテレフタレートの配合によって外観光沢性を高めることができるものであり、またメタクリル樹脂の配合によって塗膜の密着性を高めて塗装性を向上することができるものである。
【００４７】
また本発明の請求項２に係る食器類用ポリエステル成形材料は、ポリエチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレートの２種の樹脂と、合計量が全量に対して１〜１５質量％のメタクリル樹脂とブチラール樹脂の２種類の樹脂と、全量に対して５〜３０質量％の無機フィラーを含有するので、無機フィラーの配合によって耐熱性を高めて耐煮沸性や耐電子レンジ性を高めることができると共に、ポリブチレンテレフタレートの配合によって外観光沢性を高めることができるものであり、またメタクリル樹脂とブチラール樹脂の配合によって塗膜の密着性を高めて塗装性を向上することができるものである。
【００４８】
また請求項３の発明は、ポリエチレンテレフタレートとして、ＰＥＴボトルのリサイクル品を用いるようにしたので、使用済みのＰＥＴボトルを有効にリサイクルして活用することができ、省資源及び環境問題に貢献することができるものである。
【００４９】
また請求項４の発明は、メタクリル樹脂は、メルトインデックスが５〜２０であることを特徴とするので、メタクリル樹脂の配合による塗装性向上の効果を有効に得ることができるものである。
【００５０】
また請求項５の発明は、ブチラール樹脂は、平均重合度が９００〜３０００であることを特徴とするので、ブチラール樹脂の配合による塗装性向上の効果を有効に得ることができるものである。
【００５１】
また請求項６の発明は、ポリエチレンテレフタレートとポリブチレンテレフタレートの配合比率は、質量比で７０：３０〜３０：７０であることを特徴とするので、ポリブチレンテレフタレートの配合による外観光沢性向上の効果を有効に得ることができるものである。
【００５２】
また請求項７の発明は、無機フィラーは大きさが３０００μｍ以下であることを特徴とするので、無機フィラーによって成形品の外観光沢性を低下させることを防ぐことができるものである。
【００５３】
また請求項８の発明は、無機フィラーは硬度が５以下であることを特徴とするので、成形金型が無機フィラーで磨耗することを防ぐことができ、金型磨耗によって成形品の外観光沢が低下することを防止できるものである。
【００５４】
また請求項９の発明は、モンタン酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、モンタン酸カルシウム、ステアリン酸カルシウムから選ばれる結晶化促進剤を配合するようにしたので、樹脂の結晶化を促進して、光沢のある成形品を得ることができるものである。
【００５５】
また請求項１０の発明は、離型剤としてポリエチレン系ワックスを配合するようにしたので、金型からの成形品の離型性が向上し、逆テーパ面のキャビティを有する金型でも成形品を離型することが可能になるものである。
【００５６】
本発明の請求項１１に係る食器類は、上記の請求項１乃至１０のいずれかに記載のポリエステル成形材料で成形されて成ることを特徴とするものであり、無機フィラーの配合によって高い耐煮沸性や耐電子レンジ性を得ることができると共に、ポリブチレンテレフタレートの配合によって高い外観光沢を得ることができ、またメタクリル樹脂の配合やメタクリル樹脂とブチラール樹脂の配合によって塗膜の密着性を高めて塗装性を向上することができるものである。