(57)【要約】【課題】ケミカルリサイクル及びメカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴを利用することにより、環境性を具備しながら、満足する経済性及び外観特性を有するポリエステル容器を提供する。【解決手段】ポリエステル構造体において、エチレンテレフタレート単位を主体とするポリエステル樹脂から成る容器をケミカルリサイクルして成るケミカルリサイクルポリエステル樹脂と、エチレンテレフタレート単位を主体とするポリエステル樹脂から成る容器をメカニカルリサイクルしてなるメカニカルリサイクルポリエステル樹脂とをブレンドして成るブレンド物を含有することを特徴とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
エチレンテレフタレート単位を主体とするポリエステル樹脂から成る容器をケミカルリサイクルして成るケミカルリサイクルポリエステル樹脂から成る層と、エチレンテレフタレート単位を主体とするポリエステル樹脂から成る容器をメカニカルリサイクルしてなるメカニカルリサイクルポリエステル樹脂から成る層を有することを特徴とするポリエステル構造体。
【請求項２】
エチレンテレフタレート単位を主体とするポリエステル樹脂から成る容器をケミカルリサイクルして成るケミカルリサイクルポリエステル樹脂と、エチレンテレフタレート単位を主体とするポリエステル樹脂から成る容器をメカニカルリサイクルしてなるメカニカルリサイクルポリエステル樹脂とをブレンドして成るブレンド物を含有することを特徴とするポリエステル構造体。
【請求項３】
前記ケミカルリサイクルポリエステル樹脂とメカニカルリサイクルポリエステル樹脂のブレンド比が、９９：１乃至５０：５０（重量比）の範囲にあり、前記ブレンド物が、２５重量％以上の量で含有されている請求項２記載のポリエステル構造体。
【請求項４】
前記ブレンド物から成る層と、バージンのエチレンテレフタレート単位を主体とするポリエステル樹脂又はケミカルリサイクルポリエステル樹脂から成る層を有する請求項２又は３記載のポリエステル構造体。
【請求項５】
カラーｂ値が＋２乃至−１０の範囲に調整された、バージンのエチレンテレフタレート単位を主体とするポリエステル樹脂又はケミカルリサイクルポリエステル樹脂を含有する請求項１乃至４の何れかに記載のポリエステル構造体。
【請求項６】
Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｉ、Ａｌから成る金属化合物群のうち、少なくとも二種以上の金属化合物を含有することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載のポリエステル構造体。
【請求項７】
エチレンテレフタレート単位を主体とするポリエステル樹脂から成る容器をケミカルリサイクルして成るケミカルリサイクルポリエステル樹脂を製造する製造工程と、エチレンテレフタレート単位を主体とするポリエステル樹脂から成る容器をメカニカルリサイクルしてなるメカニカルリサイクルポリエステル樹脂を製造する製造工程と、前記ケミカルリサイクルポリエステル樹脂とメカニカルリサイクルポリエステル樹脂をブレンドしてプリフォームを製造する製造工程から成るプリフォームの製造方法であって、
前記ケミカルリサイクルポリエステル樹脂とメカニカルリサイクルポリエステル樹脂のブレンド比が９９：１乃５０：５０（重量比）の範囲にあり、ケミカルリサイクルポリエステル樹脂とメカニカルリサイクルポリエステル樹脂から成るリサイクルポリエステル樹脂を２５重量％以上の量で含有するプリフォームを製造することを特徴とするプリフォームの製造方法。
【請求項８】
カラーｂ値が＋２乃至−１０の範囲に調整された、バージンのエチレンテレフタレート単位を主体とするポリエステル樹脂又はケミカルリサイクルポリエステル樹脂を配合して、プリフォームのカラーｂ値を＋２乃至−２の範囲にする請求項７記載のプリフォームの製造方法。
【請求項９】
前記エチレンテレフタレート単位を主体とするポリエステル樹脂から成る容器の回収量に応じたケミカルリサイクルポリエステル樹脂の供給量を基準に、前記メカニカルリサイクルポリエステル樹脂の配合量を変化させる請求項７又は８記載のプリフォームの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリエチレンテレフタレートから成るボトルを再生して成るリサイクルポリエステルを含有するポリエステル構造体に関するものであり、より詳細には、ケミカルリサイクルによる再生ポリエステル及びメカニカルリサイクルによる再生ポリエステルの両方を含有するポリエステル構造体及びプリフォームの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エチレンテレフタレート単位を主体とするポリエステル製ボトル(以下、「ＰＥＴボトル」という)の消費は近年増大しており、使用済みＰＥＴボトルの再利用を図るべく、種々のリサイクル方法が確立されている。
ＰＥＴボトルのリサイクル方法としては、一般に回収されたＰＥＴボトルを粉砕、アルカリ洗浄して繊維等に再利用するマテリアルリサイクルが主流であるが、マテリアルリサイクルによる再生ＰＥＴを飲食用途のＰＥＴボトルに再利用する場合は、衛生性の問題から再生ＰＥＴが直接飲食品に触れないことが必要であり、多層構成の中間層或いは外層として用いなければならないという制約があると共に、マテリアルリサイクルによる再生ＰＥＴは、熱履歴が重なるため黄色味が強く、外観が重視されるＰＥＴボトルにおいては、エコマークを取得可能な２５％以上の利用は困難である。
【０００３】
またＰＥＴボトルの他のリサイクル方法としては、ケミカルリサイクル（化学分解法）及びメカニカルリサイクルが知られている。
ケミカルリサイクルは、回収されたＰＥＴボトルを化学分解して、原料レベルに差し戻してポリエチレンテレフタレートを再合成するものであり(特許文献１，２)、バージンＰＥＴと変わらないＰＥＴを再生することが可能であるが、バージンＰＥＴを生成するよりもコストがかかるという問題がある。
【０００４】
一方、メカニカルリサイクルは、上述したマテリアルリサイクルにおけるアルカリ洗浄をより厳密に行うこと、或いは高温で真空乾燥すること等によって、マテリアルリサイクルよりもＰＥＴの汚れを確実に取り除くことを可能にした手法である（特許文献３，４）。このメカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴは、欧米では既に飲食品と直接触れる用途への使用が認められており、今後日本においてもかかる用途への利用の拡大が予想されるものであるが、マテリアルリサイクルと同様再生ＰＥＴは黄色味が強いという問題を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−５３８０２号公報
【特許文献２】特開２００２−１６６４２０号公報
【特許文献３】特開２００３−５２３２９５号公報
【特許文献４】特開２００７−５３１６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、ケミカルリサイクル或いはメカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴは、それ単独で飲食品用途への利用が可能であるという利点を有する一方、再生に要するコストや再生ＰＥＴの色味等の問題で、大量生産されると共に外観特性が要求されるＰＥＴボトルに利用することは困難である。
従って本発明の目的は、ケミカルリサイクル及びメカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴを利用することにより、環境性を具備しながら、満足する経済性及び外観特性を有するポリエステル容器を提供することである。
本発明の他の目的は、ケミカルリサイクル及びメカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴから成るポリエステル容器を安定して供給可能なポリエステル容器の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、エチレンテレフタレート単位を主体とするポリエステル樹脂から成る容器をケミカルリサイクルして成るケミカルリサイクルポリエステル樹脂から成る層と、エチレンテレフタレート単位を主体とするポリエステル樹脂から成る容器をメカニカルリサイクルしてなるメカニカルリサイクルポリエステル樹脂から成る層を有することを特徴とするポリエステル構造体が提供される。
本発明によればまた、エチレンテレフタレート単位を主体とするポリエステル樹脂から成る容器をケミカルリサイクルして成るケミカルリサイクルポリエステル樹脂と、エチレンテレフタレート単位を主体とするポリエステル樹脂から成る容器をメカニカルリサイクルしてなるメカニカルリサイクルポリエステル樹脂とをブレンドして成るブレンド物を含有することを特徴とするポリエステル構造体が提供される。
【０００８】
本発明のポリエステル構造体においては、
１．前記ケミカルリサイクルポリエステル樹脂とメカニカルリサイクルポリエステル樹脂のブレンド比が、９９：１乃至５０：５０（重量比）の範囲にあり、前記ブレンド物が、２５重量％以上の量で含有されていること、
２．前記ブレンド物から成る層と、バージンのエチレンテレフタレート単位を主体とするポリエステル樹脂又はケミカルリサイクルポリエステル樹脂から成る層を有すること、
３．カラーｂ値が＋２乃至−１０の範囲に調整された、バージンのエチレンテレフタレート単位を主体とするポリエステル樹脂又はケミカルリサイクルポリエステル樹脂を含有すること、
４．Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｉ、Ａｌから成る金属化合物群のうち、少なくとも二種以上の金属化合物を含有すること、
が好適である。
【０００９】
本発明によれば更に、エチレンテレフタレート単位を主体とするポリエステル樹脂から成る容器をケミカルリサイクルして成るケミカルリサイクルポリエステル樹脂を製造する製造工程と、エチレンテレフタレート単位を主体とするポリエステル樹脂から成る容器をメカニカルリサイクルしてなるメカニカルリサイクルポリエステル樹脂を製造する製造工程と、前記ケミカルリサイクルポリエステル樹脂とメカニカルリサイクルポリエステル樹脂をブレンドしてプリフォームを製造する製造工程から成るプリフォームの製造方法であって、前記ケミカルリサイクルポリエステル樹脂とメカニカルリサイクルポリエステル樹脂のブレンド比が９９：１乃５０：５０（重量比）の範囲にあり、ケミカルリサイクルポリエステル樹脂とメカニカルリサイクルポリエステル樹脂から成るリサイクルポリエステル樹脂を２５重量％以上の量で含有するプリフォームを製造することを特徴とするプリフォームの製造方法が提供される。
本発明のプリフォームの製造方法においては、
１．カラーｂ値が＋２乃至−１０の範囲に調整された、バージンのエチレンテレフタレート単位を主体とするポリエステル樹脂又はケミカルリサイクルポリエステル樹脂を配合して、プリフォームのカラーｂ値を＋２乃至−２の範囲にすること、
２．エチレンテレフタレート単位を主体とするポリエステル樹脂から成る容器の回収量に応じたケミカルリサイクルポリエステル樹脂の供給量を基準に、前記メカニカルリサイクルポリエステル樹脂の配合量を変化させること、
が好適である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のポリエステル構造体によれば、エチレンテレフタレート単位を主体とするポリエステル樹脂から成る容器をケミカルリサイクルして成るケミカルリサイクルポリエステル樹脂（以下、「ケミカルリサイクルによる再生ＰＥＴ」という）及びエチレンテレフタレート単位を主体とするポリエステル樹脂から成る容器をメカニカルサイクルして成るメカニカルリサイクルポリエステル樹脂（以下、「メカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴ」という）を用いて成形されていることにより、環境負荷の低減に貢献することができると共に、飲食品に直接使用することも可能である。
またケミカルリサイクル及びメカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴを組み合わせで用いることにより、上述したように、それぞれが有する利点及び欠点を互いに補うことができ、経済性及び外観特性に優れた再生ＰＥＴから成る構造体を提供することが可能となる。
更に、カラーｂ値が調整されたケミカルリサイクルによる再生ＰＥＴ或いはバージンポリエステルを、メカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴと組み合わせることによって、メカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴが有する黄色味を調整することが可能になり、外観特性に優れた容器を製造することが可能になる。
また本発明のプリフォームの製造方法によれば、ケミカルリサイクル及びメカニカルリサイクルのそれぞれによって再生されたＰＥＴを所定量比でブレンドしてプリフォームを成形することにより、環境性に優れると共に、飲食品用途に使用可能なプリフォームを製造することが可能になる。
【００１１】
更に、メカニカルリサイクルに比して安定して再生ＰＥＴの供給が可能なケミカルリサイクルよる再生ＰＥＴの供給量を基準に、メカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴの配合量を変化させることにより、バージンＰＥＴから成るものと同程度の品質を有すると共に環境性に優れたプリフォームを、効率よく安定して製造することができる。
また、ある製品について原料の採掘から製造、消費、廃棄処分までの工程に投入されるエネルギー消費或いは排出されるＣＯ２を合計して環境負荷を評価するライフサイクル分析（ＬＣＡ）を考慮した場合、メカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴのインベントリ（ＬＣＩ）は、ケミカルリサイクルによる再生ＰＥＴ或いはバージンのＰＥＴのＬＣＩよりも小さく、ケミカルリサイクルによる再生ＰＥＴはバージンのＰＥＴのＬＣＩよりも小さいことから、メカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴを配合することによって、ケミカルリサイクルによる再生ＰＥＴ及びバージンＰＥＴから成るプリフォームよりも環境負荷の少ないポリエステル構造体を提供することができる共に、メカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴの欠点がケミカルリサイクルによる再生ＰＥＴで補われ、外観特性にも優れたプリフォームやボトル等のポリステル構造体を提供することが可能になる。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（ポリエステル樹脂）
回収ＰＥＴのケミカルリサイクルの方法としては、前述したように種々の方法が提案されているが、例えば上記特許文献１の場合、（ｉ）回収ＰＥＴを粉砕、洗浄、異物分別等を行った後、フレーク又はペレット状にする前処理工程、（ｉｉ）前処理で得られたフレーク又はペレットを、エチレングリコールを用いて解重合して、ビス−β−ヒドロキシエチルテレフタレート（ＢＨＥＴ）を得る解重合工程、（ｉｉｉ）ＰＥＴ以外のプラスチック成分を除去する異物除去工程、（ｉｖ）得られたＢＨＥＴを濃縮するＢＨＥＴ濃縮工程、（ｉｖ）ＢＨＥＴを原料とするＰＥＴ生成工程、から成っており、原料レベルまで解重合することにより蒸留、濾過などの高度な精製手法が採用できることから、かかるケミカルリサイクルによる再生ＰＥＴは、バージンＰＥＴと同様の性質を有している。
【００１３】
一方、回収ＰＥＴのメカニカルリサイクルの方法においても種々の方法が提案されているが、基本的には、回収ＰＥＴを粉砕、洗浄、異物分別等を行った後、フレーク又はペレット状にする所謂マテリアルリサイクルによる再生ＰＥＴを、熱、真空脱気、清浄ガス等の種々の手段で更に厳密且つ高度に洗浄を行うことにより、ＰＥＴの汚れを確実に取り除く方法である。
また、回収ＰＥＴの固有粘度はバージンのＰＥＴに比して低いため、前述の洗浄工程を兼ねて、あるいは洗浄工程と併用して固相重合に相当する加熱処理、ベント付多軸押出機を用いた溶融処理などを行い、バージンＰＥＴと同等の固有粘度まで回復させる工程を有することがある。
いずれの手法にせよ、メカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴは、熱履歴を経ているため、黄色味が強く、多くの場合はカラーｂ値が＋３．０以上であり、＋５を上回るものもある。
また、バージンのＰＥＴを製造した際に使用された触媒をそのまま含有していることから、ＰＥＴ樹脂の製造に一般的に用いられるＧｅ、Ｓｂ、Ｔｉ、Ａｌを含有する金属化合物を複数種含有している。
【００１４】
本発明においては、従来公知のすべてのケミカルリサイクル法及びメカニカルリサイクル法によって得られた、ケミカルリサイクルによる再生ＰＥＴ及びメカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴを使用することができる。
これらの再生ＰＥＴは、プリフォーム及びボトルを成形性よく成形し得るよう、重量比１：１のフェノール／テトラクロロエタン混合溶媒を用い、３０℃にて測定した固有粘度が、０．６０乃至１．４０ｄＬ／ｇの範囲にあることが好ましい。また融点が２００乃至２７５℃の範囲にあること、ガラス転移温度が３０℃以上、特に５０乃至１２０℃の範囲にあることが好ましい。
【００１５】
また上記再生ＰＥＴと組合せで用いられるバージンのＰＥＴとしては、従来包装容器の分野で用いられているエチレンテレフタレート単位を主体とするポリエステル樹脂を使用することができ、ジカルボン酸成分の５０％以上、特に８０％がテレフタル酸であり、ジオール成分の５０％以上、特に８０％以上がエチレングリコールであるポリエステル樹脂を好適に用いることができる。
上記バージンＰＥＴにおいて、テレフタル酸以外のカルボン酸成分としては、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ｐ−β−オキシエトキシ安息香酸、ビフェニル−４，４’−ジカルボン酸、ジフェノキシエタン−４，４’−ジカルボン酸、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、ヘキサヒドロテレフタル酸、アジピン酸、セバシン酸等を挙げることができる。エチレングリコール以外のジオール成分としては、１，４−ブタンジオール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、１，６−へキシレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノールＡのエチレンオキサイド付加物、グリセロール、トリメチロールプロパン等を挙げることができる。
かかるバージンＰＥＴも、再生ＰＥＴと同様の範囲の固有粘度、融点、ガラス転移温度を有していることが好ましい。
【００１６】
本発明において、上記ケミカルリサイクルによる再生ＰＥＴ及びメカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴをブレンドして用いるブレンド物は、ケミカルリサイクルによる再生ＰＥＴ及びメカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴを、９９：１乃至５０：５０、特に９５：５乃至５０：５０のブレンド比（重量比）で用いることが好適である。バージンＰＥＴと同様の性質を有するケミカルリサイクルによる再生ＰＥＴをメカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴと等量以上の量で用いることにより、バージンＰＥＴにより得られたプリフォームやボトル等のポリエステル構造体に近似した性質を有することが可能になると共に、メカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴに特有の黄色味を低減させることが可能になる。また、メカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴのブレンド比率は、ポリエステル構造体全体の４０重量％程度までとするのが好ましい。
上記ケミカルリサイクルによる再生ＰＥＴ及びメカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴのブレンド物は、ドライブレンド又はメルトブレンドの何れによって混合されていてもよい。
【００１７】
本発明においては、上記メカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴが、Ｌａｂ表色系で表されるカラーｂ値で＋３以上の黄色味を有している場合に、かかるメカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴと組合せで使用されるケミカルリサイクルによる再生ＰＥＴ及びバージンＰＥＴとして、黄色と補色の関係にある青（紫）味を付与するために、カラーｂ値が＋２乃至−１０の範囲に調整されたものを使用し、ケミカルリサイクルによる再生ＰＥＴとメカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴの多層構造体及びブレンド物のカラーｂ値が＋２乃至−２の範囲にすることができる。
これにより、メカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴが有する黄色味が目立たなくなり、ポリエステル構造体の外観特性を向上させることが可能となる。
ケミカルリサイクルによる再生ＰＥＴ及びバージンＰＥＴの色味を上記範囲に調整するには、従来公知の青色系の染料及び顔料を配合することにより調整することができ、その配合量は、使用するメカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴの黄色味の程度、及び多層構造においては層厚み比又ブレンド物においてはブレンド比等によって異なり、一概に規定することはできないが、ポリエステル構造体の全樹脂量の０．１乃至５０ｐｐｍ程度であることが好適である。
【００１８】
（ポリエステル構造体）
本発明のポリエステル構造体は、上記再生ＰＥＴを組合せで用いることが重要な特徴であり、少なくとも、これらの再生ＰＥＴから成るそれぞれの層の両方を有するか、或いはこれらの再生ＰＥＴをブレンドして成るブレンド物から成る層を有するものである。
また本発明のポリエステル構造体においては、ポリエステル構造体中に含まれるケミカルリサイクルによる再生ＰＥＴをメカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴの合計量が、全使用樹脂の２５重量％以上含有することが、環境負荷の低減という点で好ましい。
尚、本発明のポリエステル構造体は、前述した通り、メカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴが回収ＰＥＴを生成したときに用いた金属触媒を含んでいることから、ケミカルリサイクルによる再生ＰＥＴの金属触媒、更にはバージンＰＥＴの金属触媒が含有されていることから、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｔｉ、Ａｌから成る金属化合物群のうち、少なくとも二種以上を含有するものである。
【００１９】
本発明のポリエステル構造体においては、上述したように、ケミカルリサイクルによる再生ＰＥＴから成る層及びメカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴから成る層の両方を有するか、或いはケミカルリサイクルによる再生ＰＥＴ及びメカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴのブレンド物から成る層を有する限り、種々の層構成を採用することができる。
以下に、層構成の一例を示す。尚、ケミカルリサイクルによる再生ＰＥＴから成る層を「ＣＲ」、メカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴから成る層を「ＭＲ」、これらのブレンド物から成る層を「ＢＬ」、バージンのＰＥＴから成る層を「Ｖ」と表記する。
内層から外層に向かって、ＣＲ／ＭＲ、ＣＲ／ＭＲ／ＣＲ、Ｖ／ＭＲ／ＣＲ、Ｖ／ＣＲ／ＭＲ／Ｖ、ＢＬ、Ｖ／ＢＬ、Ｖ／ＢＬ／Ｖ、ＣＲ／ＢＬ、ＣＲ／ＢＬ／ＣＲ等を例示できる。
上記ケミカルリサイクルによる再生ＰＥＴから成る層及びメカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴから成る層を有するポリエステル構造体においては、９９：１乃５０：５０の厚み比で用いることが好適である。
尚、前述した通り、メカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴは、欧米やオーストラリア等では既に食品に直接触れる使用も認められていて、多層構造によらずとも上記ブレンドの単層構造とすることもできるが、ケミカルリサイクルによる再生ＰＥＴ、或いはバージンＰＥＴを使用する場合には、これらを内面側にすることにより上記以外の国においても、飲食品用途に適用可能なポリエステル構造体として用いることができる。
【００２０】
本発明のポリエステル構造体は、リサイクルによるボトルtoボトルという観点からは、プリフォーム及びこのプリフォームを二軸延伸ブロー成形して得られるボトルであることが特に好適である。
ボトルを成形するためのプリフォームの製造は、押出成形、射出成形、圧縮成形等のそれ自体公知の成形法で行うことができ、多層プリフォームの場合は、共押出成形法、同時射出成形法、逐次射出法、圧縮成形法等で製造することができる。
尚、メカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴにおいては、バージンＰＥＴに比して、既に固有粘度の低下が生じていたり、また水分の吸着及び吸収も生じている場合があるため、プリフォームの製造に利用する際には固有粘度の低下が生じやすい状態となっていることから、メカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴの含有量が多い場合には、ベント付多軸押出機で可塑化を行い、固有粘度の実質上の低下を抑制することが望ましい。
本発明のポリエステルボトルは、上記プリフォームを１０５℃以上の高温に加熱して、このプリフォームを軸方向に引っ張り延伸すると共に周方向にブロー延伸し、必要により熱固定することにより製造することができる。
多層プリフォームの成形とその延伸ブロー成形とは、上記の通りコールドパリソン方式で実施することが好ましいが、形成される多層プリフォームを完全に冷却しないで延伸ブロー成形を行うホットパリソン方式にも適用できる。
【００２１】
延伸ブロー成形に先立って、プリフォームを熱風、赤外線ヒーター、高周波誘導加熱等の手段で延伸温度まで予備加熱し、この加熱されたプリフォームを、それ自体公知の延伸ブロー成形機中に供給し、金型内にセットして、延伸棒の押し込みにより軸方向に引張延伸すると共に、流体の吹き込みにより周方向に延伸する。
最終製品であるポリエステルボトルにおける延伸倍率は、面積倍率で１．５乃至２５倍、軸方向延伸倍率で１．２乃至６倍、周方向延伸倍率で１．２乃至４．５倍の範囲にあることが好ましい。延伸ブロー成形されたボトルは、それ自体公知の手段で熱固定することもできる。熱固定は、ワンモールド法で、ブロー成形金型中で行うこともできるし、また、ツーモールド法で、ブロー成形金型とは別個の熱固定用金型で行うこともできる。
他の延伸ブロー成形としては、本願の出願人に係る特許第２９１７８５１号公報に例示されるように、プリフォームを、一次ブロー金型を用いて最終ブロー成形体よりも大きい寸法の一次ブロー成形体とし、次いで、この一次ブロー成形体を加熱収縮させた後、二次ブロー金型を用いて二軸延伸ブロー成形を行って最終ブロー成形体とする二段延伸ブロー成形が挙げられる。この延伸ブロー成形によれば、底部が十分に延伸薄肉化され、熱間充填、加熱滅菌時の底部の変形、耐衝撃性に優れたブロー成形体を得ることができる。
【００２２】
本発明のプリフォームを製造するに際して、ケミカルリサイクルによる再生ＰＥＴとメカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴの使用量は、ケミカルリサイクルによる再生ＰＥＴの供給量を基準に、メカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴの供給量を決定することが望ましい。
すなわち、ケミカルリサイクル法においては、回収ＰＥＴからＰＥＴの原料であるＢＨＥＴを生成し、かかるＢＨＥＴを用いてＰＥＴを生成することから、回収ＰＥＴの種類、品質や回収量に左右されることなく、安定して供給することが可能である。これに対して、メカニカルリサイクル法では、回収ＰＥＴをマテリアルリサイクルして成るフレーク又はペレットを高度に洗浄して再生したものであり、その供給量は回収ＰＥＴの量に依存するが、季節的な変動或いは海外からの需要等によって回収ＰＥＴの種類、品質や回収量は必ずしも一定でなく、ケミカルリサイクルによる再生ＰＥＴに比して安定供給が確実でないおそれがある。このため、本発明のプリフォームの製造方法においては、ケミカルリサイクルによる再生ＰＥＴを、再生ＰＥＴの５０重量％以上の量で使用し、メカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴを補助的に使用することにより、プリフォームを安定して供給することができると共に、得られるプリフォームの色味も、メカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴの影響を可及的に低減し、外観特性に優れたプリフォームを提供することが可能になる。
【００２３】
本発明のポリエステル構造体は、上述したように、プリフォーム及びボトルであることが特に好適であるが、勿論、シート、フィルム、カップ、トレイ等の形状の構造体であってもよい。
【実施例】
【００２４】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
各評価は、食品に直接触れる使用が認められた状況を想定して、メカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴの最も好適な利用形態であるブレンドの単層構成で行った。
多層プリフォームとした場合でも、プリフォームの全体重量に対して適切なブレンド比となるように調整すれば、同様の結果が得られることが期待できる。
【００２５】
（バージンＰＥＴ）
新光合繊社製ＰＥＴボトル用樹脂５０１５Ｗを入手し、バージンＰＥＴ材料１として使用した。材料の固有粘度は０．８３であり、ハンター色差計によるカラーｂ値は−０．８であり、金属含有量はアンチモン（Ｓｂ）元素換算で１８０ｐｐｍであった。
また、日本ユニペット社製ＰＥＴボトル用樹脂ＲＴ−５４３ＣＴを入手し、色味の異なるバージンＰＥＴ材料２として使用した。材料の固有粘度は０．７７であり、カラーｂ値は＋１．０であり、金属含有量はゲルマニウム（Ｇｅ）元素換算で４５ｐｐｍであった。
【００２６】
（ケミカルリサイクルによる再生ＰＥＴ）
ペットリファインテクノロジー社製ＰＥＴボトル用樹脂ＫＰ−１２３を入手し、ケミカルリサイクルによる再生ＰＥＴ材料として使用した。材料の固有粘度は０．８２であり、カラーｂ値は−３．０であり、金属含有量はアンチモン（Ｓｂ）元素換算で２３０ｐｐｍであった。
【００２７】
（メカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴ）
日本国内にて回収された廃ＰＥＴボトルを原料とした粉砕フレークを用い、苛性ソーダを含む洗浄液にて８５℃で３０分間処理を行った後、リン酸水溶液を添加して中和処理を行い、さらに純水を使用して残留薬剤を除去したうえで、成形温度２８５℃に設定されたベント式揮発物除去装置を備えた二軸押出機を用いてペレット化した。得られたペレットを予備結晶化した後に、窒素気流下２００℃に設定された固相重合装置にて４時間処理したものを、メカニカルリサイクルに相当する再生ＰＥＴ材料ＴＥＳＴ−Ａとして使用した。材料の固有粘度は０．８３であり、カラーｂ値は＋８．５であり、金属含有量はアンチモン（Ｓｂ）元素換算で１００ｐｐｍ、ゲルマニウム（Ｇｅ）元素換算で２４ｐｐｍ、チタン（Ｔｉ）元素換算で２ｐｐｍであった。
【００２８】
１．[固有粘度の測定]
ポリエステル樹脂またはプリフォームを約３ｇ凍結粉砕して１４０℃１５分間乾燥した後、０．２０ｇ計量し、１,１,２,２−テトラクロロエタン／フェノール（１／１）（重量比）の混合溶媒を２０ｍｌ用いて１２０℃で１５分間撹拌して完全に溶解して室温まで冷却した後グラスフィルターを通して試料とする。ブレンド後に関しては、成形時と同じ重量比でポリエステル樹脂を混合した後、凍結粉砕した。２５℃に温調されたウベローデ粘度計（（株）離合社製）を用いて試料および溶媒の落下時間を計測し、次式により固有粘度［η］を求めた。
［η］＝（−１＋√（１＋４Ｋ’ηＳｐ））／２Ｋ’Ｃ
ηＳｐ＝（τ−τ０）τ０
ここで、
［η］：固有粘度（ｄｌ／ｇ）
ηＳｐ：比粘度（−）
Ｋ’：ハギンスの恒数（＝０．３３）
Ｃ：濃度（＝１ｇ／ｄｌ）
τ：試料の落下時間（ｓｅｃ）
τ０：溶媒の落下時間（ｓｅｃ）
【００２９】
２．[色相の測定]
ポリエステル樹脂またはプリフォームの色相について、日本電色工業製ハンター色差計ＳＥ−２０００を用いて測定した。色相であるカラーｂ値は、値が大きくなると黄色みが強く感じられ外観を損ねる。黄色みの低い順列に従って、＋１．５以下を○、＋１．５を越えて＋２．０以下を△、＋２．０を上回るものを×の評価を行った。
カラーｂ値のマイナス側は特に制限はないが、−５を下回るとやや青味がかった印象となる。好適には−２．０以上が好ましい。
【００３０】
３．[ヘーズの測定]
ボトルのヘーズについて、胴部の平坦な部分に対して厚み方向のヘーズを、日本電色工業製ヘーズメーターＮＤＰ−１００１ＤＰを用いて測定した。ヘーズが低いものが透明性に優れた良好な外観であり、５以下を良品と判断した。
【００３１】
４．[金属含有量の測定]
ポリエステル樹脂またはプリフォーム中に含まれる金属成分の含有量について、バリアン社製ＩＣＰ発光分光分析装置７２０ＥＳを用いて測定した。
なお、今回の評価の範囲ではＡｌは検出されなかったため、表１から除外した。
【００３２】
５．[プリフォーム成形]
１５０℃で４時間乾燥したポリエステル樹脂をホッパーへ供給し、成形温度としてバレルの設定温度が２８０℃に設定された射出成形機を用いて２６ｇの５００ｍｌボトル用プリフォームを作成した。このとき金型温度は１５℃に設定し、成形サイクルを３３秒とした。
【００３３】
６．［ボトル成形］
前記のプリフォームを赤外線加熱で１８秒間加熱し、１０５℃の延伸温度に達した後ブロー金型内に挿入した。ブロー金型内に設置されたプリフォームを、ストレッチロッドにより縦方向延伸すると共にエアブローにより横方向延伸することで内容量５００ｍｌの二軸延伸ボトルを成形した。この時、ブローエアーは２８℃に調整し、プレブロー圧は０．９ＭＰａ、メインブロー圧は３．７ＭＰａに設定した。また、金型温度は６０℃に設定した。胴部の平均肉厚は約０．３ｍｍであった。
【００３４】
７．[リサイクル性]
再生ＰＥＴを２５％以上使用することで、エコマークを取得することが可能となるため、環境負荷低減の観点からのリサイクル性評価として、再生ＰＥＴを２５％以上使用しているポリエステル構造体について○、それ以下は×とした。
【００３５】
（実施例１）
メカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴ材料ＴＥＳＴ−Ａと、ケミカルリサイクルによる再生ＰＥＴ材料ＫＰ−１２３とを２５：７５の重量比でブレンドし、プリフォームを成形した。得られたプリフォームおよびこのプリフォームから成形したボトルの評価結果を表１に示す。
【００３６】
（実施例２）
ＴＥＳＴ−ＡとＫＰ−１２３とのブレンド比を重量比で１５：８５とした以外は実施例１と同様にプリフォームを成形した。得られたプリフォームおよびボトルの評価結果を表１に示す。
【００３７】
（実施例３）
ＴＥＳＴ−ＡとＫＰ−１２３とのブレンド比を重量比で４０：６０とした以外は実施例１と同様にプリフォームを成形した。得られたプリフォームおよびボトルの評価結果を表１に示す。
【００３８】
（実施例４）
バージンＰＥＴ材料１の５０１５Ｗと、メカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴ材料ＴＥＳＴ−Ａと、ケミカルリサイクルによる再生ＰＥＴ材料ＫＰ−１２３とを５０：１５：３５の重量比でブレンドし、プリフォームを成形した。得られたプリフォームおよびこのプリフォームから成形したボトルの評価結果を表１に示す。
【００３９】
（実施例５）
５０１５ＷとＴＥＳＴ−ＡとＫＰ−１２３とのブレンド比を重量比で５０：２５：２５とした以外は実施例４と同様にプリフォームを成形した。得られたプリフォームおよびボトルの評価結果を表１に示す。
【００４０】
（実施例６）
５０１５ＷとＴＥＳＴ−ＡとＫＰ−１２３とのブレンド比を重量比で２５：２５：５０とした以外は実施例４と同様にプリフォームを成形した。得られたプリフォームおよびボトルの評価結果を表１に示す。
【００４１】
（実施例７）
バージンＰＥＴ材料２のＲＴ−５４３ＣＴと、メカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴ材料ＴＥＳＴ−Ａと、ケミカルリサイクルによる再生ＰＥＴ材料ＫＰ−１２３とを５０：１５：３５の重量比でブレンドし、プリフォームを成形した。得られたプリフォームおよびこのプリフォームから成形したボトルの評価結果を表１に示す。
各材料のブレンド比は実施例４と同様であり、バージンＰＥＴ材料の色味の変更により、プリフォームの色調が調整しうることが示された。
【００４２】
（比較例１）
バージンＰＥＴ材料１の５０１５Ｗのみを用いて、プリフォームを成形した。得られたプリフォームおよびこのプリフォームから成形したボトルの評価結果を表１に示す。
いうまでもなく容器としての性能は何ら問題ないが、本願で課題とするリサイクル性において不適当である。
【００４３】
（比較例２）
５０１５Ｗと、メカニカルリサイクルによる再生ＰＥＴ材料ＴＥＳＴ−Ａとを７５：２５の重量比でブレンドし、プリフォームを成形した。得られたプリフォームおよびこのプリフォームから成形したボトルの評価結果を表１に示す。
色味は許容範囲であるが、ヘーズが高く、不適当であった。
【００４４】
（比較例３）
５０１５ＷとＴＥＳＴ−Ａとのブレンド比を重量比で８５：１５とした以外は比較例２と同様にプリフォームを成形した。得られたプリフォームおよびボトルの評価結果を表１に示す。
容器性能は問題なかったが、リサイクル性が満足されない。
【００４５】
（比較例４）
５０１５ＷとＴＥＳＴ−Ａとのブレンド比を重量比で５０：５０とした以外は比較例２と同様にプリフォームを成形した。得られたプリフォームおよびボトルの評価結果を表１に示す。
色味が許容範囲を超え、不適当であった。
【００４６】
（参考例）
ケミカルリサイクルによる再生ＰＥＴ材料ＫＰ−１２３のみを用いて、プリフォームを成形した。得られたプリフォームおよびこのプリフォームから成形したボトルの評価結果を表１に示す。
前述の通り、バージンＰＥＴ材料と同等に扱えるので容器性能は問題なく、エコマークも取得できるが、主にコストの面で広範な採用には課題がある。
【００４７】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明のポリエステル構造体は、特にプリフォーム及びボトルとして有用に使用でき、飲食品用途にも使用することができる。
また環境負荷が低減されており、使用樹脂の２５％以上の量で再生ＰＥＴを使用することによりエコマークを取得することができ、環境性を重視する商品の容器として有効に利用できる。