JP2002241598A

JP2002241598A - 回収ペットより製造されるフィルムとその製造法

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Publication number: JP2002241598A
Application number: JP2001044796A
Authority: JP
Inventors: Yukio Kobayashi; 幸雄小林; Ryoji Tanaka; 良治田中; Koichiro Ikuta; 興一郎生田
Original assignee: Nissei Chemical Co Ltd
Current assignee: Nissei Chemical Co Ltd
Priority date: 2001-02-21
Filing date: 2001-02-21
Publication date: 2002-08-28

Abstract

(57)【要約】【課題】ペットボトルの回収には粉砕を伴うが、これ
から再生すると成形性及び特性が悪い。【解決手段】回収ポリエチレンテレフタレートを粉砕
して得た再生ペットを架橋剤と架橋触媒とにより改質し
て高分子化した改質ペットに、熱可塑性樹脂を重量割合
で８０％：２０％〜２０％：８０％の割合で配合し、フ
ィルム成形により成膜したフィルムを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は主として使用済みの
ペットボトルからの再生フィルムと再生法に関し、特に
ゴミ袋またはレジ袋（買物袋）等に適した再生フィルム
に関する。

【０００２】

【従来の技術】果汁、清涼飲料、水、酒類、醤油、酢、
化粧品、医薬品等の液体、粉体、或いは粒状物を収容す
るために使用されるポリエチレンテレフタレート（ペッ
ト）製容器は現在ペットボトルとして国内で年間２０万
トン以上も生産され、大量に消費されている。ペットは
微少量の残存触媒を含む他は純度の高い物質であるが、
使用済みのペットボトルは貼着されたラベルや汚染物の
除去・洗浄の後に、粉砕してフレーク状の粉末にし、そ
のまま或いはさらにペレット化して再利用しようとして
も、再生時の粉砕工程で分子量が半減する。このため、
これを加熱溶融するとさらさらの状態となり粘度が不足
するために押し出し成形、インフレーション成形、キャ
スティング成形等の成形技術を適用することができない
ので、再利用できる分野が限定されている。その結果、
折角回収されたペットは多くは焼却されたり、野積みの
まま放置されたりしており、貴重な化石資源であるペッ
トの有効利用が制限されているのが実状である。

【０００３】このように回収ペットボトルを洗浄し、粉
砕して得たフレーク状粉末は、分子量が半分程度に低下
しており、溶融すると粘度が極めて低くさらさら状態と
なり、押し出し成形、インフレーション成形、キャステ
ィング成形等の成型法で成形するのに必要な粘度を持た
ないし、元の品質のペットボトルを製造することができ
ない。本発明はこの樹脂を利用して新規なフィルムを提
供するものである。

【０００４】一方、ポリエチレンフィルムは熱可塑性で
あり、柔軟性、気密性、防菌性に優れているので、レジ
袋、ゴミ袋として利用されている。レジ袋も最終的には
ゴミ袋として収集され、焼却処分に付せられる。しか
し、ポリエチレンを焼却する場合の問題点は高カロリー
であるため、焼却炉を傷める問題があるので、多くの自
治体では低カロリー化のために吸熱または徐燃作用があ
ると言われている炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム等
の顔料を混練りした不透明或いは半透明ポリエチレン袋
（ポリ袋）を採用している。しかしながら、焼却炉には
大量の灰分が残留するため、その廃棄場所の確保が大き
い問題になっている。

【０００５】このような状況の中で、回収したペットボ
トルからの再生ペットの品質を向上するための試みがＷ
Ｏ９８／４４０１９号により提案されている。即ち、
（ａ）回収したペットを粉砕して得た再生ペット１００
重量部と、（ｂ）分子内に２個のエポキシ基を含有する
化合物０〜１００重量％及び分子内に３個のエポキシ基
を含有する化合物１００〜０重量％の混合物よりなる結
合剤と、（ｃ）カルボン酸の金属塩、好ましくはナトリ
ウム塩、さらに好ましくはマンガン塩０．０１〜５重量
部よりなる結合反応剤とを混合し、再生ペットの溶融温
度以上に加熱し、スエルが１〜２００％である増大した
分子量の改質ペットとすることを記載している。この改
質ペットはペレットに成形されて、ネオペットの名称で
株式会社大日本樹脂研究所（ＤＪＫＴｅｃｈｎｏＳ
ｃｉｅｎｃｅＬａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓＩｎｃ）か
ら市場に提供されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＷＯ９
８／４４０１９号に記載された改質ペットは、押し出し
成形等の若干の方法には適するものの、連続成形に使用
される押し出し成形、インフレーション成形、キャステ
ィング成形には十分に適さない問題がある。また、従来
のポリエチレン製レジ袋或いはゴミ袋は焼却時の発熱量
が大きく炉を傷める問題があり、炭酸マグネシウム等の
無機顔料を含有したゴミ袋は大量の残留灰分を生じる問
題がある。従って、本発明はペットボトルからの上記改
質ペットを利用してプラスチックフィルム、特にレジ袋
及びゴミ袋として再生することを目的とする。本発明は
また改質ペットの成形性を向上し、それから製膜される
フィルムの特性を改良し、発熱量を低下することにより
無機顔料の添加を不要とすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、回収ポリエチ
レンテレフタレートを粉砕して得た再生ペットを改質し
て高分子化した改質ペットに、熱可塑性樹脂を重量割合
で８０％：２０％〜２０％：８０％の割合で配合し、フ
ィルム成形する方法及びそれにより得られるフィルムを
提供する。ここに改質ペットは、（ａ）回収したペット
を粉砕して得た再生ペット１００重量部と、（ｂ）分子
内に２個のエポキシ基を含有する化合物０〜１００重量
％及び分子内に３個のエポキシ基を含有する化合物１０
０〜０重量％の混合物よりなる結合剤と、（ｃ）カルボ
ン酸の金属塩０．０１〜５重量部よりなる結合反応剤と
を混合し、再生ペットの溶融温度以上に加熱し、スエル
が１〜２００％である増大した分子量の改質ペットであ
る。熱可塑性樹脂は好ましくは線状低密度ポリエチレン
である。また、必要な特性に応じて第２の熱可塑性樹脂
と共に共押出しして２層に形成することにフィルムの特
性を改善することができる。ペット製品は直接印刷層を
有するのが通例であるが、このような印刷部は、回収ポ
リエチレンテレフタレートを温度８５〜９８℃で弱アル
カリ溶液で洗浄したものを粉砕して前記再生ペットとす
る工程を付加することにより、容易に除去することがで
きる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本明細書で「回収ペット」とはペ
ットボトル等として知られるポリエチレンテレフタレー
トその他使用済みのペットを回収したものであり、その
表面に直接印刷が施されていることが多い。本明細書で
「再生ペット」とは回収ペットを常法に従って洗浄し、
印刷インクを除去し、粉砕して得たフレーク状粒子とし
たペットのことを表す。本発明で「改質ペット」とは、
再生ペットを結合剤と結合反応触媒とにより高分子化し
たものを指し、好ましくは（ａ）回収したペットを粉砕
して得た再生ペット１００重量部と、（ｂ）分子内に２
個のエポキシ基を含有する化合物０〜１００重量％及び
分子内に３個のエポキシ基を含有する化合物１００〜０
重量％の混合物よりなる結合剤と、（ｃ）カルボン酸の
金属塩０．０１〜５重量部よりなる結合反応剤とを混合
し、再生ペットの溶融温度以上に加熱し、スエルが１〜
２００％である増大した分子量の改質ペットである。本
発明で改質ペットに配合すべき熱可塑性樹脂に制限はな
いが、特に線状低密度ポリエチレンが好ましい。一方共
押し出しする熱可塑性樹脂には制限が無く上記第１の熱
可塑性樹脂と同一でも良いし、異なっていても良い。
又、本発明は再生ポリエチテレフタレートは、回収ペッ
トボトルを温度８５〜９８℃で弱アルカリ溶液で洗浄す
る工程を含む回収工程により回収することにより、印刷
インキを容易に除去することができ、品質の良い生成ペ
ットフレーク粉末を提供できる。

【０００９】回収ペットの再利用には、粉砕して再生ペ
ットとし及び必要に応じてさらにペレット化するが、そ
れ自体では分子量が元の半分程度で流動性が高く成形が
困難で特定の形状のブロー成形品等の製造などしか量産
方法はなく、ペットボトルとしての再生はコスト高にな
る問題があり、また商品として元のペットボトルに比べ
て品位が低下し、競争力を低下する。上記のようにネオ
ペットとして知られる改質ペットもなお粘性が十分でな
く利用分がが限られている。従って、成形が容易で大量
生産に適するインフレーション成形、押し出し成形、キ
ャスト成形等のフィルム成型法を採用して、包装フィル
ムや袋物その他の用途のフィルムとしてペットを再生し
て再利用するには、成型に適した粘度を有することが必
要である。本発明は改質ペットに熱可塑性樹脂特に線状
低密度ポリエチレン（以下ＬＬＤＰＥと称する）を重量
比で８０％：２０％〜２０％：８０％の重量割合で配合
し、インフレーション成形により成膜した再生フィルム
を提供することにより、この問題を解決するものであ
る。

【００１０】まず、回収されたペットボトルから再生ペ
ットを作るには、キャップやラベルを除去し、洗浄し、
乾燥し、粉砕してチップを製作する。洗浄の際に印刷イ
ンキを除去することは再生ペットの品質の向上に欠かせ
ない。そこで、ペットボトルをまず充分に水洗し、次い
で弱アルカリ水溶液を温度８５〜９８℃たとえば約９２
℃に加温し１０〜３０分たとえば約２０分程度洗浄する
と、印刷層がペットボトル面から容易に剥離する。次い
で水洗、乾燥、粉砕し、そしてフレーク化する。次い
で、（ａ）回収したペットを粉砕して得た再生ペット１
００重量部と、（ｂ）分子内に２個のエポキシ基を含有
する化合物０〜１００重量％及び分子内に３個のエポキ
シ基を含有する化合物１００〜０重量％の混合物よりな
る結合剤と、（ｃ）カルボン酸の金属塩０．０１〜５重
量部よりなる結合反応剤とを混合し、再生ペットの溶融
温度以上に加熱し、スエルが１〜２００％である増大し
た分子量とする。

【００１１】上記で（ｂ）成分の結合剤は再生ペットの
鎖延長成分となり、ペットの溶融張力は溶融粘性を増
す。またこの成分により分岐鎖が形成され、スエル（膨
潤度）が増す。これにより、溶融時の成形性が向上す
る。上記で（ｃ）成分はアルカリ金属のカルボン酸塩、
炭酸塩及び重炭酸塩、アルカリ土類金属のカルボン酸
塩、アルミニウム亜鉛又はマンガンのカルボン酸塩、マ
ンガンの炭酸塩等がある。

【００１２】改質ペットの具体例はＷＯ９８／４４０１
９号に記載されているので参照されたい。同方法により
得られた改質ペットは、（株）大日本樹枝研究所（横浜
市港北区所在）がＮＥＯＰＥＴ（商品名）として市販さ
れている。

【００１３】改質ペットは、溶融してもそのままでは押
し出し成形、キャスティング成形或いはインフレーショ
ン成形には適さないが、これに熱可塑性樹脂特に線状ポ
リエチレンＬＤＬＰＥを配合してインフレーション成
形、キャスト成形、及び押し出し成形を可能にする粘度
を得る。かくして、再生フィルムを安定して製造するこ
とが可能となる。

【００１４】ここで使用できる熱可塑性樹脂には、高密
度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（Ｐ
Ｐ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、線状低密度ポ
リエチレンＬＬＤＰＥ等がある。中でもＬＬＤＰＥを使
用することが推奨される。ＬＬＤＰＥは密度が０．８８
〜０．９６ｇ／ｃｍ、溶融指数が０．１〜１００ｇ／１
０分を有するものが成形性が良く、且つ１１０℃以下で
ヒートシール強度０．６ｋｇ／ｍｍ幅などを有するもの
が良好であり、改質ペットに成形性とヒートシール性を
賦与する。このようなＬＬＤＰＥは例えば特開平１０−
２６４２４６号等に記載されている。ＬＬＤＰＥとして
は市販されている任意のものが使用できる。例えば日本
ポリオレフィン（株）より市販されているハーモレック
スＬＬ（商品名）ＮＦ２７５Ｂ等がある。ＰＤＰＥには
ＪＦ１２４等がある。２０％以上、好ましくは３０％以
上の熱可塑性樹脂を添加することによりインフレーショ
ン成形が可能となり、又ヒートシール性も獲得する。一
方８０％以上の熱可塑性樹脂を配合したのでは、ペット
の再生量が減少するので、できるだけ多い再生を行うに
は８０％以下、好ましくは７０％以下に制限することが
必要である。

【００１５】本発明は又第２の熱可塑性樹脂と共に共押
し出し成型法を採用して積層フィルムを形成しても良
い。選択する樹脂により、フィルムの柔軟性を高めた
り、機械的な特性を向上する。この熱可塑性樹脂として
は、再生ペットでもよいし、ポリエチレンでも良い。再
生ペットは通常のフィルム成形法では粘度が小さくて成
形できないが、本発明による混合樹脂によるフィルムを
利用して２層成形が可能となる。一方、本発明による混
合樹脂をポリエチレンと共押出しする場合には、ポリエ
チレンの有利な特性を利用できる。

【００１６】ヒートシール性はインフレーションフィル
ムを袋状に成形するには一定間隔で扁平にした管状フィ
ルムのヒートシールを行うために必要があるが、ペット
にはシール適正がないので、熱可塑性組成材料を混合す
るＬＬＤＰＥ等の熱可塑性樹脂を２０％以上、特に３０
％以上含有させる必要がある。

【００１７】他の要件は再び廃棄されて焼却される際に
焼却炉を損傷しないような低発熱量を有することであ
る。本発明の配合比で使用するとペットと熱可塑性樹脂
特にＬＬＤＰＥより得たインフレーションフィルムは燃
焼時の発熱量が従来のポリエチレン袋で知られている発
熱量よりもかなり小さくなる。またこれにより炭酸マグ
ネシウムや炭酸カルシウムのような無機固形分を配合物
に混練りする必要がないので焼却残さがほとんど生じな
い。

【００１８】改質ペットと熱可塑性樹脂の配合割合によ
り、弾性や伸び率等の物性が大きく変化するので、本発
明のインフレーションフィルムの用途に応じて適宜配合
率を選択すれば、その目的の物性を容易に設計すること
ができて好都合である。以下の実施例からわかるよう
に、改質ペットと熱可塑性樹脂の配合物から製造したフ
ィルムの寸法安定性は非常に高く、意匠等の印刷の際に
きれいな仕上がりとなる。

【００１９】

【実施例】本発明を実施例により説明する。実施例１（単層フィルム）原料ペットとして（株）大日本樹枝研究所（横浜市港北
区所在）がＮＥＯペット（商品名）と称する改質ペット
を使用した（試料ＮＳ０６１３−０５，ＵＶ１６０３−
１２）。この改質ペットはＰＥＴフレーク８５重量％と
既述のエポキシ結合剤１５重量％とを既述の触媒１０重
量％により架橋改質したものである。一方、これに混合
するＬＬＤＰＥのペレットとして日本ポリオレフィン
（株）より市販されているハーモレックスＬＬ（商品
名）グレードＮＦ２７５Ｂ、ＬＤＰＥであるＪＦ１２４
Ｂを使用した。一方、これに混合するＬＬＤＰＥのペレ
ットとして日本ポリオレフィン（株）より市販されてい
るハーモレックスＬＬ（商品名）グレードＮＦ２７５
Ｂ、及びＬＤＰＥとしてＪＦ１２４Ｂを使用した。配合
比は表２に示した通りである。これらの原料組成をイン
フレーション成型機の原料供給槽において樹脂温度２７
３℃に加熱溶融し、インフレーション成形した。得られ
たフィルムの諸特性を表１の測定条件で測定して、ＭＤ
方向（主軸方向）のフィルム物性を表２に、ＴＤ方向
（直角方向）のフィルム物性を表３に、ヒートシール特
性を表４に示した。なお、ヒートシール特性はヒートシ
ール部の上下シートを展開し、シール部を挟んで表１の
寸法にサンプルを切り出して測定した。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【表２】

【００２２】

【表３】

【００２３】

【表４】

【００２４】表２、３から分かるように、本発明のフィ
ルムは改質ペットを多量に含有するにも拘わらずインフ
レーション成形により形成することができた。従来のポ
リエチレンフィルム（ゴミ袋）と比較すると、最大応力
はネオペットが多い場合には同等であり、フィルム強度
に問題はない。ネオペットが減少すると最大応力が低下
する。一方、最大点伸度はゴミ袋に比して極めて少なく
寸法安定性にすぐれ、印刷を行う場合に好適である。従
って、配合割合を変更することにより目的に応じて設計
が可能である。弾性率は改質ペットが多い場合ポリエチ
レンと同等であり、一般に同等以上の柔軟性を有するこ
とが分かる。次に表４から、本発明のフィルムは、シー
ル強度の点でポリエチレンフィルムに劣るが、ＰＥＴを
多めに使用すれば十分なシール強度が得られる他、スナ
ック菓子等のような包装フィルムに易剥離性が必要なシ
ールが必要な場合にはむしろ好ましいものである。また
ヒートシールが必要のない用途には問題なく使用でき
る。一方、包装袋としてヒートシール性を要する場合に
は、ペット含有量を４５〜８０％、特に５０〜７０％に
すれば、問題のないシール強度が得られることがわか
る。

【００２５】次に、本発明で使用したＮＳ０６１３／Ｎ
Ｆ２７５Ｂ＝７０／３０の燃焼試験を行った。燃焼ガス
の発生方法として管状電気炉法（ＪＩＳＫ２５４１）
に従い、燃焼温度約８５０℃、空気供給量３００ｍｌ／
ｍｉｎの条件で試料０．３ｇを燃焼し、その発生ガスと
灰分、及び発熱量を測定した。次の結果を得た。塩化水素０．２７ｍｇ／ｇ硫黄酸化物検出せず窒素酸化物０．２８ｍｇ／ｇシアン化物検出せず発熱総量２８７００Ｊ／ｇ（６８６０ｃａｌ／ｇ）灰分０．０８％これから発熱量はポリエチレン（１１０００ｃａｌ／
ｇ）に比してかなり小さい値である。またはポリエチレ
ンも本質的に灰分を有さない。

【００２６】実施例２（共押し出しフィルム）ネオペットＩＫ０７２６３−１（ＭＦＲ：１２）７０重
量％とＬＬＤＰＥ（ハーモレックスＮＦ２７５Ｂ）３０
重量％の混合物を約２７５℃で溶融し、それとは別にＬ
ＬＤＰＥＪＦ１２４Ｂを２７５℃で溶融し、前者を外
層、後者を内層として共押し出しした。ダイス幅１５０
ｍｍ、リップ厚さ１．０ｍｍであった。これにより２層
成形が可能となった。得られた２層フィルムの特性は表
５の通りであった。

【００２７】

【表５】

【００２８】表５によるとネオペットＩＫ０７２６３−
１（ＭＦＲ：１２）７０重量％とＬＬＤＰＥ（ハーモレ
ックスＮＦ２７５Ｂ）３０重量％の混合物をとＬＬＤＰ
ＥＪＦ１２４Ｂの２層フィルムは、弾性率があまり高く
ないので柔軟性にすぐれている。

【００２９】

【発明の効果】本発明によると、ペットボトルから回収
した再生材料を使用して、インフレーション成形フィル
ムを得ることができる。ヒートシール性も十分であり袋
物を製造できる。さらに、発熱量が小さく、灰分もほと
んど生じないので、廃棄物として燃やすときに焼却炉に
大きな負担を生じることがない。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ０８Ｊ 5/18 ＣＦＤＣ０８Ｊ 5/18 ＣＦＤ４Ｊ００２Ｃ０８Ｌ 23/08 Ｃ０８Ｌ 23/08 // Ｂ２９Ｋ 23:00 Ｂ２９Ｋ 23:00 67:00 67:00 105:16 105:16 105:26 105:26 (72)発明者生田興一郎香川県大川郡大内町馬篠１番地日生化学株式会社内Ｆターム(参考） 4F070 AA47 AB26 AC40 AC87 AE08 GA06 GB02 4F071 AA19 AA46 AH04 BB09 BC01 4F100 AH02A AH02H AK01A AK01B AK42A AK63A AL05A BA02 BA10A BA10B BA15 CA02A CA30A EH202 GB15 JB16A JB16B JL00 JL16A YY00A 4F207 AA08 AA24 AA50 AB11 AG01 AG03 AH54 KA01 KA17 KA19 KL65 4F301 AA25 AB01 AB02 BF32 4J002 BB03X BB12X CF06W

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回収ポリエチレンテレフタレートを粉砕
して得た再生ペットを架橋剤と架橋触媒とにより改質し
て高分子化した改質ペットに、熱可塑性樹脂を重量割合
で８０％：２０％〜２０％：８０％の割合で配合し、フ
ィルム成形により成膜したフィルム。
【請求項２】前記改質ペットが、（ａ）回収したペッ
トを粉砕して得た再生ペット１００重量部と、（ｂ）分
子内に２個のエポキシ基を含有する化合物０〜１００重
量％及び分子内に３個のエポキシ基を含有する化合物１
００〜０重量％の混合物よりなる結合剤と、（ｃ）カル
ボン酸の金属塩０．０１〜５重量部よりなる結合反応剤
とを混合し、再生ペットの溶融温度以上に加熱し、スエ
ルが１〜２００％である増大した分子量の改質ペットで
ある、請求項１のフィルム。
【請求項３】熱可塑性樹脂は線状低密度ポリエチレン
である請求項１または２のフィルム。
【請求項４】第２の熱可塑性樹脂と共に共押出し成膜
された請求項１ないし３のいずれかのフィルム。
【請求項５】回収ポリエチレンテレフタレートを粉砕
して得た再生ペットを架橋剤と触媒により改質して高分
子化した改質ペットとし、それに熱可塑性樹脂を重量割
合で８０％：２０％〜２０％：８０％の割合で配合し、
フィルム成形法により製膜することよりなるフィルムの
製造法。
【請求項６】熱可塑性樹脂は線状低密度ポリエチレン
である請求項５のフィルムの製造法。
【請求項７】前記改質ペットが、（ａ）回収したペッ
トを粉砕して得た再生ペット１００重量部と、（ｂ）分
子内に２個のエポキシ基を含有する化合物０〜１００重
量％及び分子内に３個のエポキシ基を含有する化合物１
００〜０重量％の混合物よりなる結合剤と、（ｃ）カル
ボン酸の金属塩、好ましくはナトリウム塩、さらに好ま
しくはマンガン塩０．０１〜５重量部よりなる結合反応
剤とを混合し、再生ペットの溶融温度以上に加熱し、ス
エルが１〜２００％である増大した分子量の改質ペット
である、請求項５または６のフィルムの製造法。
【請求項８】第２の熱可塑性樹脂と共に共押出しする
請求項５、６又は７のフィルムの製造法。
【請求項９】回収ポリエチレンテレフタレートを温度
８５〜９８℃で弱アルカリ溶液で洗浄し、乾燥し、粉砕
して前記再生ペットとする工程を含む、請求項５ないし
８のいずれかに記載のフィルムの製造法。