JPH11181254A

JPH11181254A - ポリエステル組成物の製造方法

Info

Publication number: JPH11181254A
Application number: JP36716297A
Authority: JP
Inventors: Takatoshi Miki; 崇利三木
Original assignee: Mitsubishi Kagaku Polyester Film KK
Current assignee: Mitsubishi Kagaku Polyester Film KK
Priority date: 1997-12-24
Filing date: 1997-12-24
Publication date: 1999-07-06

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ポリエステル及びこれに対して非相溶かつ低融
点の重合体を含むポリエステル組成物の工業的有利な製
造方法であって、ポリエステルの固有粘度低下やポリエ
ステルに対して非相溶な重合体の熱劣化が小さい等、当
該ポリエステル組成物の品質を高度に維持することが可
能な製造方法を提供する。【解決手段】粉砕機と単軸溶融押出機から成る装置を使
用し、ポリエステルと上記の重合体とを粉砕機内で処理
した後、溶融押出しを行うに当たり、粉砕機内における
樹脂温度を上記の重合体の融点以下に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はポリエステル組成物
の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】各種印刷材料や受像紙などの分野におい
ては、微小気泡の含有により軽量化およびクッション性
を持たせた白色ポリエステルフィルムが使用されてい
る。斯かる白色ポリエステルフィルムの製造方法として
は、例えば特開昭６３−１６８４４１号公報で提案され
ている様に、ポリエステル及びこれに対して非相溶な重
合体を含むポリエステル組成物を延伸する方法が一般的
に採用されている。そして、非相溶性重合体としては、
ポリエステルよりも低融点であるポリプロピレン等に代
表されるオレフイン系重合体が使用される。なお、以
下、ポリエステルに対して非相溶かつ低融点の重合体を
単に「非相溶性重合体」と略記する。

【０００３】ところで、ポリエステルフィルムの製造工
程から回収されるフィルム耳端部などのスクラップは、
粉砕した後に溶融して再使用されるが、斯かる再生工程
において非相溶性重合体を含む場合は、以下に示す様な
種々の問題を生じる。

【０００４】（１）再生すべきポリエステルの粉砕に
は、切削刃付き回転円盤が底面に配置された円筒状粉砕
機に代表される各種の粉砕機が使用されるが、摩擦熱に
より高温になった切削刃に非相溶性重合体が溶融付着し
て粉砕能力が極度に低下する。従って、粉砕量を低減さ
せて摩擦による発熱量を低減させるか、粉砕機を頻繁に
停止して切削刃先端に付着した非相溶性重合体を取り除
く等の作業が必要である。

【０００５】（２）溶融押出工程では、融点が異なる重
合体を可塑化する必要があるため、押出成型物中に気泡
などが生じる。すなわち、一般に、押出機の内部では、
スクリューとシリンダーの間のセン断力により発生する
熱によって熱可塑性樹脂の可塑化（溶融）が生じるが、
早期に溶融した低融点樹脂（非相溶性重合体）が高融点
樹脂（ポリエステル）とスクリュー及び／又はシリンダ
ー内壁との間に侵入してセン断力の発生を阻害するた
め、高融点樹脂の可塑化が阻害され、その結果、押出機
内のソリッドベッドが破壊されて気泡を含有したまま溶
融押出しされる。

【０００６】（３）一旦再生ペレット化された後、再び
乾燥工程を経て他のポリエステルと共に溶融押出しして
フィルム等を製造する場合は、乾燥時における非相溶性
重合体の溶融や品質劣化（熱劣化や着色）、特に発泡フ
ィルム製造時に重要である非相溶性重合体の発泡能の低
下（熱劣化）等の問題が不可避的に生じる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記実状に
鑑みなされたものであり、その目的は、ポリエステル及
びこれに対して非相溶かつ低融点の重合体を含むポリエ
ステル組成物の工業的有利な製造方法であって、ポリエ
ステルの固有粘度（以下「ＩＶ」と略記）低下やポリエ
ステルに対して非相溶な重合体の熱劣化が小さい等、当
該ポリエステル組成物の品質を高度に維持することが可
能な製造方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の第１
の要旨は、ポリエステル及びこれに対して非相溶かつ低
融点の重合体を含むポリエステル組成物の製造方法であ
って、粉砕機と単軸溶融押出機から成る装置を使用し、
ポリエステルと上記の重合体とを粉砕機内で処理した
後、溶融押出しを行うに当たり、粉砕機内における樹脂
温度を上記の重合体の融点以下に制御することを特徴と
するポリエステル組成物の製造方法に存する。

【０００９】そして、本発明の第２の要旨は、上記の単
軸溶融押出機からの溶融ポリエステル組成物を定量ポン
プに導いた後、スリット状口金から回転冷却ドラム上に
シート状に押出して未延伸シートとなし、次いで、得ら
れた未延伸シートを少なくとも一方向に延伸することを
特徴とするポリエステル組成物の製造方法に存する。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に基づき
詳細に説明する。図１は、本発明の製造方法で好適に使
用される装置（円筒状粉砕機とベント付単軸溶融押出
機）の一例の側面説明図であり、図２は、図１に示す円
筒状粉砕機の断面説明図である。図中、（１）は円筒状
粉砕機、（２）は原料投入口、（３）は加熱シリンダ
ー、（４）はスクリュー、（５）はベント孔、（６）は
定量ポンプ、（７）はフィルター、（８）はスリット状
口金、（９）は回転冷却ドラム、（１０）は引取ロー
ル、（Ｄ）は切削刃付き円盤、（Ｍ）は駆動装置、
（Ａ）はシートを表す。

【００１１】本発明において、ポリエステルとは、芳香
族ジカルボン酸成分とグリコール成分から成るポリエス
テルを指し、特に、繰り返し単位の８０％以上がエチレ
ンテレフタレート単位、エチレン−２，６−ナフタレー
ト単位または１，４−シクロヘキシレンジメチレンテレ
フタレート単位を有するポリエステルが好適である。な
お、斯かるポリエステルは他の第三成分が共重合されて
いてもよい。

【００１２】上記の芳香族ジカルボン酸成分としては、
テレフタル酸および２，６−ナフタレンジカルボン酸以
外に、例えば、イソフタル酸、フタル酸、アジピン酸、
セバシン酸、４，４’−ジフェニルジカルボン酸、オキ
シカルボン酸（例えば、ｐ−オキシエトキシ安息香酸
等）等が挙げられる。一方、上記のグリコール成分とし
ては、エチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジ
メタノール以外に、例えば、ジエチレングリコール、ト
リエチレングリコール、プロピレングリコール、ブタン
ジオール、ネオペンチルグリコール等が挙げられる。

【００１３】本発明において、非相溶性重合体として
は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテ
ン、ポリメチルブテン等のポリオレフィンが挙げられ
る。特に、ポリエステルの無定型状態のガラス転移温度
以上の温度領域において、ポリエステルよりも高い弾性
率を持つポリオレフィン系重合体は、フィルム中に微細
な気泡を多数発生させることが出来るため、好適に使用
される。斯かるポリオレフィン重合体としては、ポリエ
チレン又はポリプロピレンが挙げられる。ポリオレフィ
ン重合体のメルトフローインデックスは、通常０．２〜
１２０、好ましくは０．５〜５０の範囲である。

【００１４】他の非相溶性重合体としては、ポリスチレ
ンホモポリマー又はスチレンの繰り返し単位を主とする
他のモノマーとのランダム共重合体、ブロック共重合体
もしくはグラフト共重合体が挙げられる。これらの具体
例としては、一般用の非晶性ポリスチレン、立体規則性
のある結晶性ポリスチレン、耐衝撃性ポリスチレン、ア
クリロニトリルスチレン系共重合体、アクリロニトリル
−ブタジエン−スチレン樹脂、液晶ポリエステル等が挙
げられる。

【００１５】上記の非相溶性重合体は、例えば特開昭６
３−１６８４４１号公報に記載の方法に従い、ポリエス
テルに配合されて白色ポリエステルフィルムを製造する
ために使用される。

【００１６】本発明において、ポリエステルは、公知の
方法に従い無機および／または有機の粒子を含有してい
てもよく、また、重合時の触媒残渣に基づく微細粒子を
含有していてもよい。

【００１７】本発明において、ポリエステル及び非相溶
性重合体を含むポリエステル組成物は、典型的には、再
生ポリエステルから構成される。例えば、（１）白色ポ
リエステルフィルムのスクラップ（製造工程から回収さ
れたフィルム耳端部など）と通常のポリエステルの新規
原料との組み合わせ、（２）通常のポリエステルのスク
ラップと白色用ポリエステルの新規原料（ポリエステル
及びポリプロピレン）との組み合わせ、（３）白色ポリ
エステルフィルムのスクラップと通常のポリエステルの
スクラップとの組み合わせが挙げられる。しかしなが
ら、本発明の効果は、ポリエステル及び非相溶性重合体
を含むポリエステル組成物に対して発揮されるため、必
ずしも、再生ポリエステルに限定されない。再生ポリエ
ステルの場合、再生樹脂の配合量は、全量樹脂に対して
通常１０〜５０重量％とされ、また、ポリエステル及び
非相溶性重合体を含むポリエステル組成物中の非相溶性
重合体の含有量は、通常１〜４５重量％とされる。

【００１８】ところで、一般に、溶融押出に供される原
料は、加水分解による分子量低下（ＩＶ低下）防止のた
め、予め十分に乾燥される。すなわち、溶融押出前の含
水率は、通常５００ｐｐｍ以下、好ましくは１００ｐｐ
ｍ以下、更に好ましくは５０ｐｐｍ以下とされる。そし
て、通常１５０℃以上、好ましくは２００℃以下、更に
好ましくは１６０℃〜１８０℃で１〜３時間程度、熱風
により乾燥される。

【００１９】しかしながら、乾燥温度が非相溶性重合体
の融点よりも高い場合は、（１）非相溶性重合体が選択
的に溶融し、乾燥機内の機壁内面や搬送部内部に付着
し、（２）溶融した非相溶性重合体が熱分解などにより
劣化して再生ポリエステル中に混入してブツやゲルの発
生および変色などの問題を惹起することがある。そし
て、非相溶性重合体の融点よりも乾燥温度を低くした場
合は、乾燥効率が悪化するばかりでなく、最終的に得ら
れる乾燥後のポリエステル中の含水率が上昇し、溶融押
出しされた後の分子量が低下することがある。更にま
た、通常の熱風（乾燥空気）中には酸素が存在している
ため、非相溶性重合体が酸化されて黄色に着色したり、
分子量が低下して本来の特性を損なうことがある。

【００２０】従って、本発明において、溶融押出に供さ
れる原料樹脂（ポリエステル及び非相溶性重合体）は、
乾燥処理を施さずに実質的に未乾燥であることが好まし
い。そして、上記の原料樹脂中の水分は、後述の単軸溶
融押出機のベント孔（５）から除去される。

【００２１】本発明において、上記の原料樹脂は原料投
入口（２）から円筒状粉砕機（１）に供給される。円筒
状粉砕機（１）は、図２に示す様に、底面に配置された
切削刃付き円盤（Ｄ）により原料樹脂を粉砕する。円盤
（Ｄ）の回転速度は、円筒状粉砕機（１）の大きさにも
よるが、通常２，０００ｒｐｍ以下、好ましくは１，８
００ｒｐｍ以下とされる。原料樹脂の供給量は、円筒状
粉砕機（１）の底面に配置された切削刃の回転動力を一
定に保つよう調節するのが好ましい。なお、円筒状粉砕
機（１）の型式は、何れの型式であってもよい。

【００２２】粉砕の際、原料樹脂と切削刃および粉砕機
側面の摩擦熱により、円筒状粉砕機（１）中の原料樹脂
の温度は上昇するが、本発明においては、非相溶性重合
体の熱劣化を抑制してポリエステル組成物の品質を高度
に維持するため、粉砕機内における原料樹脂の温度を原
料樹脂中の非相溶性重合体の融点以下に制御することが
重要である。原料樹脂の温度は、原料樹脂中の水分を出
来る限り除去する観点からすれば高いほど好ましい。従
って、粉砕機内における原料樹脂の温度は、上記の条件
を満足する範囲内において高いほど好ましく、その下限
は、通常９０℃、好ましくは１００℃、更に好ましくは
１０５℃とされる。

【００２３】粉砕機内の原料樹脂の温度調節は、切削刃
の回転数を変化させることによって容易に行うことが出
来る。例えば、粉砕機内の原料樹脂の温度上昇が大き
く、非相溶性重合体の融点よりも高くなる可能性がある
場合は、切削刃の回転数を低減すればよい。回転数の制
御は、粉砕機内の温度を検出し自動的に行うシステムと
するのがよい。

【００２４】本発明において、円筒状粉砕機（１）内で
粉砕処理された原料樹脂は、円筒状粉砕機（１）に連結
されたベント付単軸溶融押出機の加熱シリンダー（３）
に導出される。本発明において、好ましい態様として使
用されるベント付単軸溶融押出機は、シリンダーの少な
くとも一カ所以上に真空ベント部があればよく、図示し
た装置の様に、必ずしも、２個のベント孔（５）、
（５）を必要としない。

【００２５】単軸押出機におけるシリンダー長（Ｌ）と
シリンダー内径（Ｄ、直径）の比（Ｌ／Ｄ）は、通常１
８〜６０、好ましくは２０〜５０の範囲とされる。Ｌ／
Ｄが１８未満の場合は、溶融が不十分となり、ベント孔
（５）での脱気が不十分となる傾向がある。Ｌ／Ｄが６
０を超える場合は、原料樹脂の滞留時間が増大し、押出
機中の原料樹脂の温度上昇が避けられず、重合度低下が
増大する傾向がある。

【００２６】ベント部の真空度は、溶融樹脂の表面から
の水分の拡散を図って水分の脱気効率を高めるため、通
常４０ヘクトパスカル以下、好ましくは３０ヘクトパス
カル以下、更に好ましくは２０ヘクトパスカル以下の範
囲とされる。

【００２７】単軸押出機内の溶融樹脂は、スクリュー
（４）の作用により、押出機の口金からポリエステル組
成物として導出し、ストランド状にすることも可能であ
るが、本発明においては、上記のポリエステル組成物を
定量ポンプ（６）に導いた後、スリット状口金（８）か
ら回転冷却ドラム（９）上にシート状に押出して未延伸
シート（Ａ）となし、次いで、得られた未延伸シート
（Ａ）を少なくとも一方向に延伸するのが好ましい。こ
の場合、フィルム破断などのトラブルを防止するため、
溶融押出後の固有粘度の低下率は、好ましくは１０％以
下、更に好ましくは８％以下、特に好ましくは６％以下
とされる。

【００２８】上記の方法は、特に再生ポリエステルの場
合、円筒状粉砕機（１）からのポリエステルをそのまま
直接フィルム化するため、再生装置で一旦ペレット化し
それを再び乾燥し溶融押出しする方法に比べ、ポリエス
テル及び非相溶性重合体の品質を高度に維持出来、極め
て有効な方法である。とりわけ、白色（発泡）ポリエス
テルフィルムを製造する際、非相溶性重合体の色調変化
が少ないため、得られるフィルムの色調変化も少なく、
また、微細な気泡を形成せしめる能力も低下しないた
め、発泡フィルムの密度を高度に維持することも可能と
なる。

【００２９】更に、上記の再生ポリエステル組成物を定
量ポンプ（６）に導いた後、他の溶融押出機にて溶融し
た新規ポリエステルと混合し、シート状に押出してシー
ト化することも出来る。そして、口金から押出す前に、
例えばメッシュフィルターや焼結金属フィルター等のフ
ィルタ（７）により、異物を除去してもよく、フィルタ
ー濾過時の圧力損失が大きく押出量が低下したりする場
合は、定量ポンプ（６）としてギアポンプ等の昇圧用ポ
ンプを使用することが出来る。

【００３０】

【実施例】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、その要旨を超えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。なお、実施例および比
較例中、単に「％」とあるのは「重量％」を意味する。

【００３１】（１）ポリエステルのＩＶ（ｄｌ／ｇ）：
ポリエステルに非相溶は他のポリマー成分および粒子を
除去したポリエステル１ｇに対し、フェノール／テトラ
クロロエタン：５０／５０（重量比）の混合溶媒１００
ｍｌを加えて溶解させ、３０℃で測定した。

【００３２】（２）白色度（ｂ値）：カラーアナライザ
ー（東京電色（株）製「ＴＣ−１８００ＭＫＩＩ型」）
を使用し、ＪＩＳＺ８７２２の方法に準じ、フィルム
の色調（Ｌ、ａ、ｂ）を測定し、ｂ値を以て白色度とし
た。ｂ値が＋側に大きいと黄色味が強いことを示す。３
点の測定値の平均値で評価した。

【００３３】（３）フィルム密度（ｇ／ｃｍ³）：フィ
ルムの任意の部分から１０ｃｍ×１０ｃｍの正方形のサ
ンプルを切り出して重量を測定すると共にマイクロメー
ターで任意の点９点の厚みを測定し、その平均値と重量
とから単位体積当たりの重量を計算した。測定数はｎ＝
５とし、その平均値を密度フィルム密度とした。

【００３４】（４）メルトフローインデックス（ＭＦ
Ｉ）（ｇ／１０ｍｉｎ）：ＪＩＳＫ−６７５８−１９
８１に準じて測定した。この値が高いほどポリマーの溶
融粘度が低いことを示す。

【００３５】（５）総合評価：下記の優劣判定基準によ
り総合評価を行った。すなわち、ＩＶ低下およびｂ値上
昇が少ない場合を○、更に、二軸延伸フィルムの密度低
下が少ない場合を◎、ＩＶ低下またはｂ値上昇が大きい
場合を×とした。

【００３６】参考例１ＩＶ０．６５（ｄｌ／ｇ）のポリエチレンテレフタレー
ト（ＰＥＴ）チップ８７％とＭＦ１０（ｇ／１０ｍｉ
ｎ）の結晶性ポリプロピレン（ＰＰ）チップ１３％とを
配合し、２９０℃でフィルム状に溶融押出し、３０℃の
回転冷却ドラム上にて冷却して未延伸シートを得た。得
られた未延伸シートを縦方向に８５℃で３．３倍延伸
し、更に、横方向に１１５℃で３．３倍延伸した後、２
３０℃で熱処理し、最終的に厚さ５０μｍ、密度１．０
（ｇ／ｃｍ³）のＰＰ含有ＰＥＴフィルムを得た。

【００３７】実施例１内径８００ｍｍの円筒状粉砕機に上記のＰＰ含有ＰＥＴ
フィルムを投入し、粉砕機内の樹脂温度を１４０℃と
し、切削刃を配置した円盤の回転数を１，０００ｒｐ
ｍ、粉砕機に直結した単軸押出機の口径は８０ｍｍ、Ｌ
／Ｄは３６，０００とした。ギアポンプで昇圧した後、
溶融押出し、３０℃の回転冷却ドラム上にてシート化し
た。得られたシートの特性評価結果は表１に示す通り、
良好であった。

【００３８】比較例１実施例１において、粉砕機内の樹脂温度を１７０℃に変
更した以外は、実施例１と同様の方法によりシート化し
た。得られたシートの特性評価結果を表１に示す。な
お、粉砕機にて３０分処理した後、切削刃を観察したと
ころ、回転円筒の側面上部（内面）に、溶融したポリプ
ロピレンが付着したと思われる樹脂の付着が認められ
た。

【００３９】実施例２実施例１で得られたシートを縦方向に８５℃で３．３倍
延伸し、更に、横方向に１１５℃で３．３倍延伸した
後、２３０℃で熱処理し、最終的に厚さ５０μｍのフィ
ルムを得た。得られたフィルムの密度は１．０５（ｇ／
ｃｍ³）、その他の特性は表１に示す通りであり、色調
変化も無く、良好であった。

【００４０】比較例２実施例１において、ギアポンプで昇圧した後、ストラン
ド状に溶融押出し、水槽中で急冷後、ペレタイザーにて
ペレット化した以外は、実施例１と同様の方法でポリエ
ステル組成物Ａを得た。この組成物を、１５０℃２時間
乾燥した後、φ５０ｍｍの単軸押出機でフィルム状に溶
融押出した後無定型シートとし、縦方向に８５℃で３．
３倍延伸し、さらに横方向に１１５℃で３．３倍延伸し
た後、２３０℃で熱処理し、最終的に厚さ５０μｍのフ
ィルムを得た。フィルムの密度は１．２０（ｇ／ｃ
ｍ³）と増加が認められた。その他の特性は表１に示す
通りで、色調変化が大きく、ＩＶ値も低下していた。

【００４１】

【表１】

【００４２】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、ポリエス
テル及びこれに対して非相溶かつ低融点の重合体を含む
ポリエステル組成物の工業的有利な製造方法であって、
ポリエステルの固有粘度（以下「ＩＶ」と略記）低下や
ポリエステルに対して非相溶な重合体の熱劣化が小さい
等、当該ポリエステル組成物の品質を高度に維持するこ
とが可能な製造方法が提供され、本発明の工業的価値は
顕著である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法で好適に使用される装置（円
筒状粉砕機とベント付単軸溶融押出機）の一例の側面説
明図

【図２】図１に示す円筒状粉砕機の断面説明図

【符号の説明】

１：粉砕機２：原料投入口３：加熱シリンダー４：スクリュー５：ベント孔６：定量ポンプ７：フィルター８：スリット状口金９：回転冷却ドラム１０：引取ロールＤ：切削刃付き円盤Ｍ：駆動装置Ａ：シート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリエステル及びこれに対して非相溶か
つ低融点の重合体を含むポリエステル組成物の製造方法
であって、粉砕機と単軸溶融押出機から成る装置を使用
し、ポリエステルと上記の重合体とを粉砕機内で処理し
た後、溶融押出しを行うに当たり、粉砕機内における樹
脂温度を上記の重合体の融点以下に制御することを特徴
とするポリエステル組成物の製造方法。
【請求項２】切削刃付き回転円盤が底面に配置された
円筒状粉砕機を使用する請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】シリンダーの少なくとも一カ所以上に真
空ベント部を有する単軸溶融押出機を使用する請求項１
又は２に記載の製造方法。
【請求項４】溶融押出後のポリエステルの固有粘度低
下率が１０％以下である請求項１〜３の何れかに記載の
製造方法。
【請求項５】請求項１の単軸溶融押出機からの溶融ポ
リエステル組成物を定量ポンプに導いた後、スリット状
口金から回転冷却ドラム上にシート状に押出して未延伸
シートとなし、次いで、得られた未延伸シートを少なく
とも一方向に延伸することを特徴とするポリエステル組
成物の製造方法。
【請求項６】溶融ポリエステル組成物を定量ポンプに
導いた後、他の溶融押出機にて溶融したポリエステルと
混合し、シート状に押出す請求項５に記載の製造方法。