JPH0641330A - 熱成形用シート及び熱成形体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 成形加工性に優れしかも成形品として耐熱性
の優れた成形材料の開発。 【構成】 加熱下において真空・圧空等を利用して深絞
り加工が可能な熱成形用シートとして、ポリエチレンナ
フタレンジカルボキシレートを用いることを特徴とする
熱成形用シート、並びに前記シートを熱成形加工してな
る熱成形体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は耐熱性の優れた成形品を
得るための深絞り加工のできるシート、並びに該熱成形
体を得る技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】熱可塑性樹脂よりなるシートを用いて熱
成形体を作成し、例えば食品用の容器等に用いることは
既に長い期間に亘って実施されている。

【０００３】かかる用途に用いられるシートや熱成形体
を構成する素材としては、例えばポリ塩化ビニル、ポリ
スチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネートやポリエ
チレンテレフタレートなどが挙げられる。

【０００４】然るに、加熱下において深絞り加工を施す
素材としてポリエチレンナフタレート（以下ＰＥＮと略
記することがある）を用いることは未だ知られていな
い。

【０００５】

【発明の目的】本発明の目的は、耐熱性に優れた熱成形
体を得ることであり、このため加熱下で深絞り加工を施
し得る成形用シートを得ることである。

【０００６】

【技術上の解決課題】本発明はＰＥＮよりなるシートを
従来から知られていた熱成形に適用するものである。こ
のＰＥＮを熱成形して得られる成形品は極めて優れた耐
熱性を呈することを知見し、本発明に達したものであ
る。

【０００７】本発明は、ポリエチレンナフタレンジカル
ボキシレート（簡略化してポリエチレンナフタレートと
称することもある）よりなる熱成形用シートである。

【０００８】本発明を説明する。

【０００９】本発明において、ＰＥＮとは、ナフタレン
ジカルボン酸、好ましくはナフタレン―２，６―ジカル
ボン酸を主たる酸成分とし、エチレングリコールを主た
るグリコール成分とするポリエステル、即ち繰り返し単
位の全部または大部分（通常９０モル％以上、好ましく
は９５モル％以上）がブチレンナフタレンジカルボキシ
レートであるポリエステルである。

【００１０】またこのポリエステルには物性を損なわな
い範囲で、次の成分の共重合が可能である。即ち、酸成
分としては、ナフタレンジカルボン酸以外の芳香族ジカ
ルボン酸、例えばフタル酸、イソフタル酸、テレフタル
酸、ジフェニルジカルボン酸、ジフェニルエーテルジカ
ルボン酸、ジフェノキシエタンジカルボン酸、ジフェニ
ルメタンジカルボン酸、ジフェニルケトンジカルボン
酸、ジフェニルスルフィドジカルボン酸、ジフェニルス
ルフォンジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、例えばコ
ハク酸、アジピン酸、セバシン酸、脂環族ジカルボン
酸、例えばシクロヘキサンジカルボン酸、テトラリンジ
カルボン酸、デカリンジカルボン酸等が例示される。

【００１１】グリコール成分としては１，４―ブタンジ
オール、プロピレングリコール、トリメチレングリコー
ル、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコ
ール、オクタメチレングリコール、ネオペンチルグリコ
ール、シクロヘキサンジメタノール、キシリレングリコ
ール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコー
ル、ビスフェノールＡ、カテコール、レゾルシノール、
ハイドロキノン、ジヒドロキシジフェニル、ジヒドロキ
シジフェニルエーテル、ジヒドロキシジフェニルメタ
ン、ジヒドロキシジフェニルケトン、ジヒドロキシジフ
ェニルスルフィド、ジヒドロキシジフェニルスルフォン
等が例示される。

【００１２】オキシカルボン酸成分としては、オキシ安
息香酸、ヒドロキシナフトエ酸、ヒドロキシジフェニル
カルボン酸、ω―ヒドロキシカプロン酸等が例示され
る。

【００１３】また、ポリエステルが実質的に成形性能を
失わない範囲で３官能以上の化合物、例えばグリセリ
ン、トリメチルプロパン、ペンタエリスリトール、トリ
メリット酸、ピロメリット酸等を共重合してもよい。

【００１４】かかるポリエステルは、ナフタレンジカル
ボン酸及び／またはその機能的誘導体とブチレングリコ
ール及び／またはその機能的誘導体とを、従来公知の芳
香族ポリエステル製造法を用いて重縮合させて得られ
る。また本発明において用いるＰＥＮの末端カルボキシ
ル基濃度には特に制限はないが少ない方が望ましい。

【００１５】本発明に用いるポリエチレンナフタレート
には、シートの熱成形性や熱成形体の耐熱性を損なわな
い範囲で第三成分が配合されていてもよい。

【００１６】第三成分としては、例えば難燃剤や難燃助
剤、繊維状添加剤、板状添加剤、粉粒状添加剤、安定剤
あるいは着色剤等である。

【００１７】これら第三成分の具体例は、例えば、難燃
剤としては、ビスフェノールＡ型臭素化ポリカーボネー
トオリゴマー、臭素化エポキシ、臭素化ポリスチレン、
臭素化イミド、臭素化ジフェニルエーテル等が挙げられ
る。

【００１８】難燃助剤としては、Ｓｂ₂ Ｏ₃ 、ｘＮａ₂
Ｏ・Ｓｂ₂ Ｏ₅ ・ｙＨ₂ Ｏ（ｘ＝０〜１、ｙ＝０〜
４）、Ｓｂ₂ Ｏ₄ 等が挙げられる。

【００１９】繊維状添加材としては、例えばガラス繊
維、カーボン繊維、シリカ繊維、シリカ・アルミナ繊
維、ジルコニア繊維、窒化硼素繊維、窒化珪素繊維、硼
素繊維、チタンカリ繊維、さらにステンレス鋼、アルミ
ニウム、チタン、銅、真ちゅう等の金属の繊維状物など
の無機質繊維状物質があげられる。特に代表的な繊維状
充填材はガラス繊維、またはカーボン繊維である。

【００２０】一方、粉粒状充填材としてはカーボンブラ
ック、シリカ、石英粉末、ガラスビーズ、ガラス粉、珪
酸カルシウム、カオリン、タルク、クレー、硅藻土、ウ
ォラストナイトの如き珪酸塩、酸化鉄、酸化チタン、酸
化亜鉛、アルミナの如き金属の酸化物、炭酸カルシウ
ム、炭酸バリウムの如き金属の硫酸塩、その他炭化珪
素、窒化珪素、窒化硼素、各種金属粉末があげられる。

【００２１】また、板状充填材としてはマイカ、ガラス
フレーク、各種の金属箔などがあげられる。

【００２２】これらの無機充填材の使用に当たっては必
要ならば集束剤または表面処理剤を使用することが望ま
しい。この例を示せば、エポキシ化合物、シラン化合
物、イソシアネート化合物、シラン化合物、チタネート
化合物等の官能性化合物である。これらの化合物はあら
かじめ表面処理または集束処理を施して用いるか、また
は材料調整の際同時に添加してもよい。

【００２３】安定剤としては、リン酸、亜リン酸、トリ
メチルフォスフェート、トリメチルフォスファイト等の
リン系安定剤の他にヒンダードフェノール系安定剤等が
挙げられる。

【００２４】着色剤としてはカーボンブラック、黒鉛や
酸化チタン、硫化亜鉛等の他、各種染料、顔料がある。

【００２５】第三成分として加える添加剤は、本発明の
シートの熱成形性や本発明の熱成形体の実用特性を損な
わない範囲であれば、１種のみでなく２種以上を添加し
てもよい。

【００２６】また第三成分は、シートを成形するに際し
て直接押出機に供給してもよいが、ポリエチレンナフタ
レートとともに造粒用の押出機に供給して一旦第三成分
を配合したペレットあるいはマスターペレットを作成
し、そのままあるいは所定量のポリエチレンナフタレー
トと混合してシートを作成するため押出機に供給する方
法をとることもできる。

【００２７】ポリエチレンナフタレートよりシートを作
成する方法は、一般に知られている熱可塑性樹脂をシー
ト化する方法が適用できる。

【００２８】例を記すと、ポリエチレンナフタレートを
先ず温度１００〜２５０℃にて熱風または真空乾燥し、
次いで該ポリマーを押出機に供給してポリマーの融解温
度〜融解温度＋５０℃にて溶融し、必要に応じてフィル
ターにて濾過し、ダイスを通してシート状に押出す。

【００２９】溶融状態にて押出されたシートは、直ちに
冷却ドラム上に移動せしめて急冷する。

【００３０】冷却ドラム上に接した後、シートをドラム
上に密着せしめる。その方法としては例えば補助ロール
にて圧着したり、静電気をシート上に荷電する所謂静電
密着方式にてドラム上に密着したり、あるいは平行して
近接する２本の冷却ドラムの間に、溶融状態のシートを
供給する所謂バンキング方式などの手段を用いることが
できる。

【００３１】冷却ドラムの温度は、実質的に非晶の状態
にてシートが得られる範囲であれば特に限定されない
が、好ましくは冷却ドラムの周辺雰囲気の露点〜１００
℃の範囲である。

【００３２】かくして得られたシートは、必要に応じて
エッジトリムを行い、巻取ってロール状にし、さらに必
要に応じてスリットを行ってシート巾の調整を行った
り、あるいは必要長に裁断して枚葉にした上で重ね合せ
る等の手段により中間製品化する。

【００３３】次に、本発明のシートを用いて熱成形体を
得る方法について記述する。

【００３４】熱成形体を得る方法としては、一般に知ら
れている真空成形法、圧空成形法、あるいは真空圧空成
形法など用いられ、必要に応じてプラグアシスト等の補
助的手段を加えることも可能である。

【００３５】例としてプラグアシストの真空圧空法につ
いて記すと、ポリエチレンナフタレートよりなるシート
を、先ず赤外ヒーター、熱板ヒーター等の手段にて予熱
する。引続いて、このシートに必要に応じて加熱され
た、例えばトレーやカップの形状をしたメス型を接近せ
しめ、さらにほぼ同時に必要に応じて加熱させたプラグ
（またはオス型）を、シートを挟んだ対向面よりシート
に接近、接触せしめ、同時にメス型内に設けた細孔より
吸引し、さらにプラグに設けた細孔より圧空を供給して
シートをメス型に密着せしめる。

【００３６】シートとメス型及びプラグの位置関係につ
いては、バッチ式方法の場合はシートを固定し、メス型
及びプラグがシートに対して上下あるいは左右から接
近、後退する方法がとられる。これに対し、連続的成形
法の場合は上下あるいは左右から接近、後退するメス型
及びプラグの間に連続したシートを断続的に移動して供
給する。即ち、成形の終了した部分を型から外して熱成
形の系外に移動せしめると同時に、未成形部分が新たに
系内に移動してくるが如き方法が用いられる。成形の終
了したシートは、製品として必要な部分のみを切抜いて
製品化する。

【００３７】熱成形用の型は、１個取りのものも用いら
れるが、同型の製品を同時に多数個成形できる多数取り
の型を用いることもできる。

【００３８】

【用途】本発明のシートは、優れた耐熱性を有する熱成
形体を製造するに適しており、さらに該シートを用いて
製造した、例えばトレーやカップ状の熱成形体は、食品
や飲料あるいは工業製品等の包装容器として用いられ、
特に冷たい状態で流通する食品を、直接例えばオーブン
レンジや電子レンジ等に入れて加熱しても容器が変形す
ることなく、そのまま食卓に供することなどができる。

【００３９】その他、本発明の熱成形体はその優れた耐
熱性を賞用して電気部品、電子部品、自動車部品、機械
部品として、あるいはこれら部品を構成する要素として
用いることができ、さらにはこれら工業部品の包装用途
にも供し得る。

【００４０】

【実施例】以下実施例を用いて本発明をさらに詳述す
る。なお、本実施例（及び参考例）に記載したポリマー
の固有粘度（ＩＶと略すことがある）は、オルトクロロ
フェノール中に溶解し、３５℃にて求めた値である。

【００４１】ＩＶの異なる３種のポリエチレンナフタレ
ートのポリマーをそれぞれ１８０℃にて３時間熱風乾燥
した後、押出機に供給して溶融し、さらにダイスを通し
てシート状にしてキャスティングドラム上に押出し、静
電密着法にてキャスティングドラムに密着せしめて急冷
した。

【００４２】得られたシートはいずれも０．３mmであっ
た。

【００４３】次いで該シートを用いて熱成形を行った。

【００４４】本実施例にて用いた熱成形機は、浅野研究
所製ＦＣ―１ＡＰＡ―Ｗ型真空圧空成形機であり、さら
に該成形機には、上部開口矩形部の長辺が１２cm、短辺
が５．５cm、深さ２cm、底部矩形部の長辺が１０cm、短
辺が３．５cmのトレー状金型を装着した。

【００４５】さらに金型に対応する形状のアシストプラ
グも装着した。

【００４６】次いで作成した熱成形品の耐熱性を調べ
た。方法は熱成形品に各温度に加熱されたサラダオイル
を注入し、５分後排出して熱成形品の形状を観察した。
結果を表１にまとめた。

【００４７】

【表１】

【００４８】なお、参考例として熱成形体の材料として
一般によく使われるポリエチレンテレフタレートの実験
例を参考例として併記した。実験条件はポリエチレンナ
フタレートと同じである。

【００４９】表１の結果から明らかな如く、ポリエチレ
ンナフタレートよりなる熱成形用シートは、優れた成形
性を示す、かつ該シートよりなる熱成形体はいずれも優
れた耐熱性を示すことが判った。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 67:00

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加熱下において深絞り加工が可能な熱可
   塑性樹脂シートであって、該樹脂シートがポリエチレン
   ナフタレンジカルボキシレートからなることを特徴とす
   る熱成形用シート。
2. 【請求項２】 請求項１の樹脂シートを用いて熱成形さ
   れてなる熱成形体。
3. 【請求項３】 請求項１のポリエチレンナフタレンジカ
   ルボキシレートがポリエチレン―２，６―ナフタレンジ
   カルボキシレートである熱成形体。