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特許6986075熱成形性が優秀な発泡シートおよびその製造方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6986075
(24)【登録日】2021年11月30日
(45)【発行日】2021年12月22日
(54)【発明の名称】熱成形性が優秀な発泡シートおよびその製造方法
(51)【国際特許分類】
   C08J 9/04 20060101AFI20211213BHJP
   B32B 27/12 20060101ALI20211213BHJP
   B32B 27/36 20060101ALI20211213BHJP
   B32B 5/24 20060101ALI20211213BHJP
【FI】
   C08J9/04 101
   C08J9/04CFD
   B32B27/12
   B32B27/36
   B32B5/24 101
【請求項の数】5
【全頁数】15
(21)【出願番号】特願2019-521456(P2019-521456)
(86)(22)【出願日】2018年12月18日
(65)【公表番号】特表2021-511392(P2021-511392A)
(43)【公表日】2021年5月6日
(86)【国際出願番号】KR2018016159
(87)【国際公開番号】WO2020130174
(87)【国際公開日】20200625
【審査請求日】2019年4月22日
(73)【特許権者】
【識別番号】518048053
【氏名又は名称】ヒューヴィス コーポレーション
【氏名又は名称原語表記】HUVIS CORPORATION
(74)【代理人】
【識別番号】100080012
【弁理士】
【氏名又は名称】高石 橘馬
(74)【代理人】
【識別番号】100168206
【弁理士】
【氏名又は名称】高石 健二
(72)【発明者】
【氏名】イ クァンヒ
(72)【発明者】
【氏名】ハム ジンス
(72)【発明者】
【氏名】ホ ミ
(72)【発明者】
【氏名】キム ウジン
(72)【発明者】
【氏名】チェ ジョンハン
(72)【発明者】
【氏名】ハ サンフン
【審査官】 弘實 由美子
(56)【参考文献】
【文献】 国際公開第2013/094461(WO,A1)
【文献】 特開2004−323554(JP,A)
【文献】 特開2016−151004(JP,A)
【文献】 特表2018−532624(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08J 9/00−9/42
B32B 1/00−43/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリエステル樹脂の発泡シートであって、
発泡された状態で、酸成分とジオール成分から誘導される繰り返し単位を含み、
前記酸成分はテレフタル酸あり、
前記ジオール成分はエチレングリコールまたは2−メチル−1,3−プロパンジオール(2−methyl−1,3−propandiol、MP)あり、
テレフタル酸とエチレングリコールから誘導される繰り返し単位は、全体の繰り返し単位に対して90mol%〜98mol%で含み、
前記ジオール成分で、2−メチル−1,3−プロパンジオールから誘導される繰り返し単位は、全体の繰り返し単位に対して1mol%〜10mol%で含み、
発泡シートの融点は200℃〜250℃であり、
示差走査熱量法(DSC)分析時に110℃で20℃/mの昇温速度で180℃まで1次熱処理する条件で結晶化ピークを有さないことを特徴とする、発泡シート。
【請求項2】
前記発泡シートは一面または両面に形成された樹脂繊維層をさらに含み、
前記繊維層を形成する繊維は、繊維相互間に部分融着された形態である、請求項1に記載の発泡シート。
【請求項3】
発泡シートは一面または両面に形成された樹脂層をさらに含み、
前記樹脂層は融点が250℃より高いポリエステル樹脂を含むことを特徴とする、請求項1に記載の発泡シート。
【請求項4】
酸成分とジオール成分を重合させてポリエステル樹脂を製造する段階;および
製造された樹脂を発泡させて発泡シートを製造する段階を含み、
前記酸成分はテレフタル酸あり、
前記ジオール成分はエチレングリコールまたは2−メチル−1,3−プロパンジオール(2−methy−1,3−propandiol、MP)あり、
製造されたポリエステル樹脂はテレフタル酸とエチレングリコールから誘導される繰り返し単位を全体の繰り返し単位に対して90mol%〜98mol%で含み、
前記ジオール成分で、2−メチル−1,3−プロパンジオールから誘導される繰り返し単位は、全体の繰り返し単位に対して1mol%〜10mol%で含み、
発泡シートの融点は200℃〜250℃であり、
示差走査熱量法(DSC)分析時に110℃で20℃/mの昇温速度で180℃まで1次熱処理する条件で結晶化ピークを有さないことを特徴とする、発泡シートの製造方法。
【請求項5】
発泡シートを製造する段階後に、
発泡シートの一面または両面に樹脂層を形成する段階をさらに含む、請求項に記載の発泡シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は熱成形性が優秀な発泡シートおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
通常食品容器として使われている製品は発泡式、非発泡式に分かれる。発泡方式製品はポリスチレンを発泡ガスと混合させて押出させた製品が使われているが、厚さを比較的厚く維持することができるため形態の維持、断熱性、価格競争力が高い長所があるものの、高温で有害物質が検出される短所がある。非発泡容器の場合、熱に安定したポリプロピレンをフィルム形態に製作した製品が使われているが、高温での寸法変化率が小さく、有害物質が検出されない長所がある反面、値段が高く断熱が悪い短所がある。
【0003】
使い捨て耐熱容器として最も多く使われている代表的な製品はカップラーメン容器と言えるが、従来はポリスチレン発泡容器を使っていたが、高温で有害物質が検出される点がイシュー化されたためこれを紙容器に代替して使っているものの、値段が高い短所がある。
【0004】
現代社会において、次第に生活が便利になるにつれて使い捨て用品の使用が増加し、単身世帯の増加による出前料理および簡便料理の製品の需要が次第に増えており、これに伴い、食品包装容器の需要も増加し、有害物質から安全かつ用途による機能が付与された新しい容器の素材に対する消費者のニーズがますます大きくなってきている。したがって、秀麗な外観、便利さ、安全性、環境に優しい性能をすべて備えた包装容器に対する研究が必要であるのが実情である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明はポリエステル樹脂の発泡シートであって、酸成分とジオール成分から誘導される繰り返し単位を含む発泡シートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、ポリエステル樹脂の発泡シートであって、発泡された状態で、酸成分とジオール成分から誘導される繰り返し単位を含み、前記酸成分はテレフタル酸あり、前記ジオール成分はエチレングリコールまたは2−メチル−1,3−プロパンジオール(2−methyl−1,3−propandiol、MP)あり、テレフタル酸とエチレングリコールから誘導される繰り返し単位は、全体の繰り返し単位に対して90mol%〜98mol%で含み、
前記ジオール成分で、2−メチル−1,3−プロパンジオールから誘導される繰り返し単位は、全体の繰り返し単位に対して1mol%〜10mol%で含み、発泡シートの融点は200℃〜250℃であり、示差走査熱量法(DSC)分析時に110℃で20℃/mの昇温速度で180℃まで1次熱処理する条件で結晶化ピークを有さないことを特徴とする、発泡シートを提供することができる。
【0007】
また、本発明は、酸成分とジオール成分を重合させてポリエステル樹脂を製造する段階;および製造された樹脂を発泡させて発泡シートを製造する段階を含み、前記酸成分はテレフタル酸あり、前記ジオール成分はエチレングリコールまたは2−メチル−1,3−プロパンジオール(2−methy−1,3−propandiol、MP)あり、製造されたポリエステル樹脂はテレフタル酸とエチレングリコールから誘導される繰り返し単位を全体の繰り返し単位に対して90mol%〜98mol%で含み、前記ジオール成分で、2−メチル−1,3−プロパンジオールから誘導される繰り返し単位は、全体の繰り返し単位に対して1mol%〜10mol%で含み、発泡シートの融点は200℃〜250℃であり、示差走査熱量法(DSC)分析時に110℃で20℃/mの昇温速度で180℃まで1次熱処理する条件で結晶化ピークを有さないことを特徴とする、発泡シートの製造方法を提供することができる。
【発明の効果】
【0008】
本発明に係る発泡シートは、ポリエステル樹脂重合体に多様な酸成分およびジオール成分を含むことによって、結晶化度を調節して熱成形性が優秀な長所がある。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】本発明に係る発泡シートを示差走査熱量法で分析した結果グラフ。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本発明はポリエステル樹脂の発泡シートであって、前記ポリエステル樹脂は酸成分とジオール成分から誘導される繰り返し単位を含む発泡シートおよびその製造方法に関するものである。
【0011】
従来のPET発泡シートは、PET発泡シートを熱成形する場合、加熱する工程で熱によって発泡シートが結晶化されるため、シートが硬くなって熱成形性が低い短所がある。
【0012】
前記問題を解決するための本発明に係る発泡シートは、ポリエステル樹脂重合体内に機能基を含む共重合体を含むことによって適切な結晶化度を表すため、熱成形性が優秀な特徴がある。
【0013】
以下、本発明に係る発泡シートについて詳細に説明する。
【0014】
本発明は、ポリエステル樹脂の発泡シートであって、発泡された状態で、酸成分とジオール成分から誘導される繰り返し単位を含み、前記酸成分はテレフタル酸、イソフタル酸およびフタル酸からなる群から選択される1種以上であり、前記ジオール成分はエチレングリコール、2−メチル−1,3−プロパンジオール(2−methy−1,3−propandiol、MP)、ネオペンチルグリコール(Neopentyl glycol)、1,2−プロパンジオール(1,2−propanediol)、ジエチレングリコール(diethylene glycol)およびイソソルビド(isosorbide)からなる群から選択される1種以上であり、テレフタル酸とエチレングリコールから誘導される繰り返し単位を全体の繰り返し単位に対して80mol%〜98mol%で含み、示差走査熱量法(DSC)に110℃で20℃/mの昇温速度で180℃まで1次熱処理する条件で結晶化ピークを有さないことを特徴とする、発泡シートを提供する。
【0015】
具体的には、本発明の発泡シートは酸成分とジオール成分から誘導される繰り返し単位を含むポリエステル樹脂の発泡シートを含むことができる。例えば、前記酸成分はテレフタル酸を必ず含むことができ、場合によってはイソフタル酸およびフタル酸からなる群から選択される1種以上をさらに含むことができる。また、前記ジオール成分はエチレングリコールを必ず含むことができ、場合によっては2−メチル−1,3−プロパンジオール(2−methy−1,3−propandiol、MP)、ネオペンチルグリコール(Neopentyl glycol)、1,2−プロパンジオール(1,2−propanediol)、ジエチレングリコール(diethylene glycol)およびイソソルビド(isosorbide)からなる群から選択される1種以上をさらに含むことができる。
【0016】
一つの例示において、テレフタル酸とエチレングリコールから誘導される繰り返し単位は、全体の繰り返し単位に対して80mol%〜98mol%で含むことができる。具体的には、テレフタル酸とエチレングリコールから誘導される繰り返し単位は、全体の繰り返し単位に対して80mol%〜98mol%、80mol%〜95mol%、80mol%〜93mol%、80mol%〜90mol%、80mol%〜88mol%、80mol%〜85mol%、83mol%〜98mol%、83mol%〜95mol%、83mol%〜93mol%、83mol%〜90mol%、83mol%〜88mol%、85mol%〜98mol%、85mol%〜95mol%、85mol%〜93mol%、85mol%〜90mol%、85mol%〜88mol%、90mol%〜98mol%、90mol%〜95mol%、98mol%〜93mol%、80mol%〜90mol%、80mol%〜88mol%、90mol%〜98mol%、93mol%〜98mol%または95mol%〜98mol%で含むことができる。より具体的には、テレフタル酸とエチレングリコールから誘導される繰り返し単位は、全体の繰り返し単位100mol%に対して92mol%〜98mol%または96mol%〜97mol%で含むことができる。前記のような含量でテレフタル酸とエチレングリコールから誘導される繰り返し単位を含む場合、発泡シートの結晶化度を適切な範囲で調節することができる。
【0017】
例えば、前記酸成分で、イソフタル酸およびフタル酸からなる群から選択される1種以上から誘導される繰り返し単位は、全体の繰り返し単位に対して1mol%〜10mol%で含むことができる。具体的には、イソフタル酸またはフタル酸から誘導される繰り返し単位は、全体の繰り返し単位に対して1mol%〜10mol%、1mol%〜8mol%、1mol%〜6mol%、1mol%〜5mol%、1mol%〜3mol%、2mol%〜10mol%、2mol%〜8mol%、2mol%〜6mol%、2mol%〜5mol%、2mol%〜4mol%、3mol%〜10mol%、3mol%〜8mol%、3mol%〜6mol%、3mol%〜5mol%、3mol%〜4mol%、5mol%〜10mol%、5mol%〜8mol%、5mol%〜7mol%、5mol%〜6mol%、7mol%〜10mol%、8mol%〜10mol%または7mol%〜8mol%で含むことができる。
【0018】
また、前記ジオール成分で、2−メチル−1,3−プロパンジオール(2−methy−1,3−propandiol、MP)、ネオペンチルグリコール(Neopentyl glycol)、1,2−プロパンジオール(1,2−propanediol)、ジエチレングリコール(diethylene glycol)およびイソソルビド(isosorbide)からなる群から選択される1種以上から誘導される繰り返し単位は、全体の繰り返し単位に対して1mol%〜10mol%で含むことができる。具体的には、2−メチル−1,3−プロパンジオール(2−methy−1,3−propandiol、MP)、ネオペンチルグリコール(Neopentyl glycol)、1,2−プロパンジオール(1,2−propanediol)、ジエチレングリコール(diethylene glycol)またはイソソルビド(isosorbide)から誘導される繰り返し単位は、全体の繰り返し単位%に対して対し1mol%〜10mol%、1mol%〜8mol%、1mol%〜6mol%、1mol%〜5mol%、1mol%〜3mol%、2mol%〜10mol%、2mol%〜8mol%、2mol%〜6mol%、2mol%〜5mol%、2mol%〜4mol%、3mol%〜10mol%、3mol%〜8mol%、3mol%〜6mol%、3mol%〜5mol%、3mol%〜4mol%、5mol%〜10mol%、5mol%〜8mol%、5mol%〜7mol%、5mol%〜6mol%、7mol%〜10mol%、8mol%〜10mol%または7mol%〜8mol%で含むことができる。
【0019】
前記のように酸成分またはジオール成分を含む場合、樹脂重合体の自由度を増加させて発泡シートの融点を低下させることができ、これに伴い、樹脂の発泡シートは結晶化度が低くなって熱成形時に発泡シートが硬くなることを防止することができる。
【0020】
例えば、本発明の発泡シートの融点は200℃〜250℃であり得る。具体的には、前記発泡シートの融点は200℃〜250℃、200℃〜240℃、200℃〜230℃、200℃〜220℃、200℃〜210℃、210℃〜250℃、210℃〜240℃、210℃〜230℃、210℃〜220℃、220℃〜250℃、220℃〜240℃、220℃〜230℃、230℃〜250℃、230℃〜245℃または240℃〜250℃であり得る。
【0021】
一つの例示において、本発明に係る発泡シートは示差走査熱量法(DSC)分析時に110℃で20℃/mの昇温速度で180℃まで1次熱処理する条件で結晶化ピークを有さないことができる。従来のポリエステル樹脂発泡シートの場合、示差走査熱量法(DSC)分析時に110℃〜180℃の区間で結晶化ピークを有するため熱を加えると発泡シートが硬くなるが、本発明に係る発泡シートは結晶化度を制御して熱成形性が優秀な特徴がある。
【0022】
例えば、本発明に係る発泡シートの結晶化度は、平均10%〜20%であり得る。具体的には、前記発泡シートの結晶化度は、平均10%〜18%、10%〜15%、10%〜13%、13%〜20%、13%〜18%、13%〜15%、15%〜20%、15%〜18%、18%〜20%であり得、前記範囲の結晶化度を有する発泡シートは成形性が優秀でありながらも今後成形する過程でも適正な結晶化度を有することができる。
【0023】
本発明の発泡シートの厚さは0.5mm〜5mmであり得る。具体的には、前記発泡シートの厚さは0.5mm〜5mm、0.5mm〜4.5mm、0.5mm〜4mm、0.5mm〜3.5mm、0.5mm〜3mm、0.5mm〜2.5mm、0.5mm〜2mm、0.5mm〜1.5mm、1mm〜5mm、1mm〜4.5mm、1mm〜4mm、1mm〜3.5mm、1mm〜3mm、1mm〜2.5mm、1mm〜2mm、1mm〜1.5mm、1.5mm〜5mm、1.5mm〜4.5mm、1.5mm〜4mm、1.5mm〜3.5mm、1.5mm〜3mm、1.5mm〜2.5mm、2mm〜5mm、2mm〜4.5mm、2mm〜4mm、2mm〜3.5mm、2mm〜3mm、2mm〜2.5mm、3mm〜5mm、3mm〜4.5mm、3mm〜4mm、3mm〜3.5mm、3.5mm〜5mm、3.5mm〜4.5mm、4mm〜5mmであり得、より具体的には、発泡シートの厚さは1.0mm〜4.0mmまたは1.3mm〜3.0mmであり得る。
【0024】
一つの例示において、本発明に係る発泡シートは、下記の数学式1を満足することができる:
【0025】
[数学式1]
150%≦|V−V|/V×100≦500%
【0026】
前記数学式1において、Vは長さ10cm、幅10cmおよび高さ2.5mmである発泡シートを200℃のオーブンで10分の間露出させる前の発泡シートの体積であって、単位はcmであり、Vは長さ10cm、幅10cmおよび高さ2.5mmである発泡シートを200℃のオーブンで10分の間露出させた後の発泡シートの体積であって、単位はcmである。
【0027】
具体的には、発泡シートのサンプルを200℃のオーブンで10分の間露出させる前後の寸法変化率を測定した。これは前記発泡シートを実際の熱の使用環境と対応させた測定である。例えば、前記体積は、発泡シートの長さ、幅および厚さのそれぞれの長さを乗算して計算された値を意味し得る。例えば、前記数学式1による寸法変化率は、150〜500%、150〜450%、150〜400%、150〜350%、150〜300%、150〜250%、150〜200%、200〜500%、200〜450%、200〜400%、200〜350%、200〜300%、200〜250%、250〜500%、250〜450%、250〜400%、250〜350%、250〜300%、300〜500%、300〜450%、300〜400%、300〜350%、350〜500%、350〜450%、400〜500%または450〜500%範囲であり得る。前記範囲内の数学式1の値を満足することによって、本発明に係る発泡シートは高い温度環境で使用しても形態の変化がほとんど発生しないことが分かる。その結果、本発明に係る発泡シートは耐久性が優秀であることが分かる。
【0028】
一つの例示において、本発明に係る発泡シートは一面または両面に形成された樹脂層をさらに含み、前記樹脂層は融点が250℃より高いポリエステル樹脂を含むことができる。具体的には、発泡シートの一面に形成された樹脂層をさらに含むことができる。
【0029】
例えば、前記樹脂層の樹脂の種類はポリエチレンテレフタレート(Polyethylene Terephthalate、PET)、ポリブチレンテレフタレート(Polybutylene Terephthalate、PBT)、グリコール置換されたポリエチレンテレフタレート(Polyethylene Terephthalate Glycol modified、PETG)、ポリ乳酸(Poly Lactic acid、PLA)およびポリグリコール酸(Polyglycolic acid、PGA)からなる群から選択される一つ以上であり得、具体的には、前記ポリエステル樹脂は、ポリエチレンテレフタレート(Polyethylene Terephthalate、PET)樹脂であり得る。
【0030】
また、前記樹脂層の厚さは30μm〜200μmであり得る。具体的には、前記樹脂層の厚さは40μm〜180μm、50μm〜150μmまたは20μm〜80μmであり得、より具体的には、前記樹脂層の厚さは30μm〜80μm、60μm〜100μmまたは100μm〜150μmであり得る。前記のような厚さの樹脂層を含むことによって、発泡シートは熱成形性および強度が向上し得、鋭利な角度で成形することができる。
【0031】
一つの例として、本発明に係る発泡シートは、バリアー(Barrier)性能、親水化機能または防水機能を有することができ、界面活性剤、親水化剤、熱安定剤、防水剤、セル大きさ拡大剤、赤外線減衰剤、可塑剤、防火化学薬品、顔料、弾性ポリマー、押出補助剤、酸化防止剤、造核剤、空転防止剤およびUV吸収剤からなる群から選択される一つ以上の機能性添加剤をさらに含むことができる。具体的には、本発明の樹脂発泡シートは増粘剤、造核剤、熱安定剤および発泡剤を含むことができる。
【0032】
前記増粘剤は特に限定しないが、本発明では例えばピロメリット酸二無水物(PMDA)が使用され得る。
【0033】
前記造核剤の例としては、タルク、マイカ、シリカ、硅藻土、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸カリウム、硫酸バリウム、炭酸水素ナトリウム、ガラスビーズなどの無機化合物が挙げられる。このような造核剤は樹脂発泡シートの機能性付与、費用の節減などの役割をすることができる。具体的には、本発明ではタルク(Talc)が使用され得る。
【0034】
前記熱安定剤は、有機または無機リン化合物であり得る。前記有機または無機リン化合物は、例えば、リン酸およびその有機エステル、亜リン酸およびその有機エステルであり得る。例えば、前記熱安定剤は商業的に入手可能な物質であって、リン酸、アルキルホスフェートまたはアリールホスフェートであり得る。具体的には、本発明で熱安定剤はトリフェニルホスフェートであり得るが、これに制限されるものではなく、前記樹脂発泡シートの熱的安定性を向上させることができるものであれば、通常の範囲内で制限なく使用可能である。
【0035】
前記発泡剤の例としては、N、CO、フレオン、ブタン、ペンタン、ネオペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、ヘプタン、イソヘプタン、メチルクロライドなどの物理的発泡剤またはアゾジカルボンアミド(azodicarbonamide)系化合物、P,P’−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)[P,P’−oxy bis(benzene sulfonyl hydrazide)]系化合物、N,N’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン(N,N’−dinitroso pentamethylene tetramine)系化合物などの化学的発泡剤があり、具体的には、本発明ではCOが使用され得る。
【0036】
また、本発明は、酸成分とジオール成分を重合させてポリエステル樹脂を製造する段階;および製造された樹脂を発泡させて発泡シートを製造する段階を含み、前記酸成分はテレフタル酸、イソフタル酸およびフタル酸からなる群から選択される1種以上であり、前記ジオール成分はエチレングリコール、2−メチル−1,3−プロパンジオール(2−methy−1,3−propandiol、MP)、ネオペンチルグリコール(Neopentyl glycol)、1,2−プロパンジオール(1,2−propanediol)、ジエチレングリコール(diethylene glycol)およびイソソルビド(isosorbide)からなる群から選択される1種以上であり、製造されたポリエステル樹脂はテレフタル酸とエチレングリコールから誘導される繰り返し単位を全体の繰り返し単位に対して80mol%〜99mol%で含み、示差走査熱量法(DSC)分析時に110℃で20℃/mの昇温速度で180℃まで1次熱処理する条件で結晶化ピークを有さないことを特徴とする、発泡シートの製造方法を提供する。
【0037】
具体的には、酸成分とジオール成分を重合させてポリエステル樹脂を製造する段階で、前記酸成分はテレフタル酸を必ず含むことができ、場合によってはイソフタル酸およびフタル酸からなる群から選択される1種以上をさらに含むことができる。また、前記ジオール成分はエチレングリコールを必ず含むことができ、場合によっては2−メチル−1,3−プロパンジオール(2−methy−1,3−propandiol、MP)、ネオペンチルグリコール(Neopentyl glycol)、1,2−プロパンジオール(1,2−propanediol)、ジエチレングリコール(diethylene glycol)およびイソソルビド(isosorbide)からなる群から選択される1種以上をさらに含むことができる。
【0038】
一つの例示において、製造されたポリエステル樹脂はテレフタル酸とエチレングリコールから誘導される繰り返し単位を全体の繰り返し単位に対して80mol%〜98mol%で含むことができる。具体的には、テレフタル酸とエチレングリコールから誘導される繰り返し単位は、全体の繰り返し単位に対して88mol%〜98mol%、80mol%〜95mol%、80mol%〜93mol%、80mol%〜90mol%、80mol%〜88mol%、80mol%〜85mol%、83mol%〜98mol%、83mol%〜95mol%、83mol%〜93mol%、83mol%〜90mol%、83mol%〜88mol%、85mol%〜98mol%、85mol%〜95mol%、85mol%〜93mol%、85mol%〜90mol%、85mol%〜88mol%、90mol%〜98mol%、90mol%〜95mol%、98mol%〜93mol%、80mol%〜90mol%、80mol%〜88mol%、90mol%〜98mol%、93mol%〜98mol%または95mol%〜98mol%で含むことができる。より具体的には、テレフタル酸とエチレングリコールから誘導される繰り返し単位は、全体の繰り返し単位100mol%に対して92mol%〜98mol%または96mol%〜97mol%で含むことができる。前記のような含量でテレフタル酸とエチレングリコールから誘導される繰り返し単位を含む場合、発泡シートの結晶化度を適切な範囲で調節することができる。
【0039】
例えば、前記酸成分で、イソフタル酸およびフタル酸からなる群から選択される1種以上から誘導される繰り返し単位は、全体の繰り返し単位に対して1mol%〜10mol%で含むことができる。具体的には、イソフタル酸またはフタル酸から誘導される繰り返し単位は、全体の繰り返し単位に対して1mol%〜10mol%、1mol%〜8mol%、1mol%〜6mol%、1mol%〜5mol%、1mol%〜3mol%、2mol%〜10mol%、2mol%〜8mol%、2mol%〜6mol%、2mol%〜5mol%、2mol%〜4mol%、3mol%〜10mol%、3mol%〜8mol%、3mol%〜6mol%、3mol%〜5mol%、3mol%〜4mol%、5mol%〜10mol%、5mol%〜8mol%、5mol%〜7mol%、5mol%〜6mol%、7mol%〜10mol%、8mol%〜10mol%または7mol%〜8mol%で含むことができる。
【0040】
また、前記ジオール成分で、2−メチル−1,3−プロパンジオール(2−methy−1,3−propandiol、MP)、ネオペンチルグリコール(Neopentyl glycol)、1,2−プロパンジオール(1,2−propanediol)、ジエチレングリコール(diethylene glycol)およびイソソルビド(isosorbide)からなる群から選択される1種以上から誘導される繰り返し単位は、全体の繰り返し単位に対して1mol%〜10mol%で含むことができる。具体的には、2−メチル−1,3−プロパンジオール(2−methy−1,3−propandiol、MP)、ネオペンチルグリコール(Neopentyl glycol)、1,2−プロパンジオール(1,2−propanediol)、ジエチレングリコール(diethylene glycol)またはイソソルビド(isosorbide)から誘導される繰り返し単位は、全体の繰り返し単位に対して対し1mol%〜10mol%、1mol%〜8mol%、1mol%〜6mol%、1mol%〜5mol%、1mol%〜3mol%、2mol%〜10mol%、2mol%〜8mol%、2mol%〜6mol%、2mol%〜5mol%、2mol%〜4mol%、3mol%〜10mol%、3mol%〜8mol%、3mol%〜6mol%、3mol%〜5mol%、3mol%〜4mol%、5mol%〜10mol%、5mol%〜8mol%、5mol%〜7mol%、5mol%〜6mol%、7mol%〜10mol%、8mol%〜10mol%または7mol%〜8mol%で含むことができる。
【0041】
前記のように酸成分またはジオール成分を含む場合、樹脂の自由度を増加させて発泡シートの融点を低下させることができ、これに伴い発泡シートは結晶化度が低くなって熱成形時に発泡シートが硬くなることを防止することができる。
【0042】
一つの例示において、ポリエステル樹脂を製造する段階は、酸成分でイソフタル酸またはフタル酸を、酸成分およびジオール成分の全体に対して1mol%〜10mol%の比率で混合することができる。具体的には、酸成分でイソフタル酸またはフタル酸を、酸成分およびジオール成分の全体に対して11mol%〜10mol%、1mol%〜8mol%、1mol%〜6mol%、1mol%〜5mol%、1mol%〜3mol%、2mol%〜10mol%、2mol%〜8mol%、2mol%〜6mol%、2mol%〜5mol%、2mol%〜4mol%、3mol%〜10mol%、3mol%〜8mol%、3mol%〜6mol%、3mol%〜5mol%、3mol%〜4mol%、5mol%〜10mol%、5mol%〜8mol%、5mol%〜7mol%、5mol%〜6mol%、7mol%〜10mol%、8mol%〜10mol%または7mol%〜8mol%の比率で混合することができる。
【0043】
また、ポリエステル樹脂を製造する段階は、ジオール成分で2−メチル−1,3−プロパンジオール(2−methy−1,3−propandiol、MP)、ネオペンチルグリコール(Neopentyl glycol)、1,2−プロパンジオール(1,2−propanediol)、ジエチレングリコール(diethylene glycol)またはイソソルビド(isosorbide)を、酸成分およびジオール成分の全体に対して1mol%〜10mol%の比率で混合することができる。具体的には、ジオール成分で2−メチル−1,3−プロパンジオール(2−methy−1,3−propandiol、MP)、ネオペンチルグリコール(Neopentyl glycol)、1,2−プロパンジオール(1,2−propanediol)、ジエチレングリコール(diethylene glycol)またはイソソルビド(isosorbide)を、酸成分およびジオール成分の全体に対して1mol%〜10mol%、1mol%〜8mol%、1mol%〜6mol%、1mol%〜5mol%、1mol%〜3mol%、2mol%〜10mol%、2mol%〜8mol%、2mol%〜6mol%、2mol%〜5mol%、2mol%〜4mol%、3mol%〜10mol%、3mol%〜8mol%、3mol%〜6mol%、3mol%〜5mol%、3mol%〜4mol%、5mol%〜10mol%、5mol%〜8mol%、5mol%〜7mol%、5mol%〜6mol%、7mol%〜10mol%、8mol%〜10mol%または7mol%〜8mol%の比率で混合することができる。
【0044】
一つの例示において、発泡シートを製造する段階は、ポリエステル樹脂を発泡させて発泡シートを製造する発泡工程を含むことができる。前記発泡工程は、多様な形態の押出機を利用して遂行可能である。発泡工程は、大きくビーズ発泡または押出発泡を通じて遂行することができ、押出発泡が好ましい。前記押出発泡は、樹脂溶融物を連続的に押出および発泡させることによって、工程段階を単純化することができ、大量生産が可能であり、ビーズ発泡時のビーズの間で亀裂と粒状破壊現象などを防止してより優秀な屈曲強度および圧縮強度を具現することができる。
【0045】
例えば、発泡シートを製造する段階は、発泡シートを0.5mm〜5mmの厚さに形成することができる。具体的には、前記発泡シートを、0.5mm〜5mm、0.5mm〜4.5mm、0.5mm〜4mm、0.5mm〜3.5mm、0.5mm〜3mm、0.5mm〜2.5mm、0.5mm〜2mm、0.5mm〜1.5mm、1mm〜5mm、1mm〜4.5mm、1mm〜4mm、1mm〜3.5mm、1mm〜3mm、1mm〜2.5mm、1mm〜2mm、1mm〜1.5mm、1.5mm〜5mm、1.5mm〜4.5mm、1.5mm〜4mm、1.5mm〜3.5mm、1.5mm〜3mm、1.5mm〜2.5mm、2mm〜5mm、2mm〜4.5mm、2mm〜4mm、2mm〜3.5mm、2mm〜3mm、2mm〜2.5mm、3mm〜5mm、3mm〜4.5mm、3mm〜4mm、3mm〜3.5mm、3.5mm〜5mm、3.5mm〜4.5mm、4mm〜5mmであり得、より具体的には、発泡シートの厚さは1.0mm〜4.0mmまたは1.3mm〜3.0mmの厚さに形成することができ、より具体的には、発泡シートは1.0mm〜4.0mmまたは1.3mm〜3.0mmの厚さに形成することができる。
【0046】
一つの例として、本発明に係る発泡シートを製造する段階は、多様な形態の添加剤が投入され得る。前記添加剤は必要に応じて、流体連結ライン中に投入されるか、あるいは発泡工程中に投入され得る。添加剤の例としては、バリアー(Barrier)性能、親水化機能または防水機能を有することができ、増粘剤、界面活性剤、親水化剤、熱安定剤、防水剤、セル大きさ拡大剤、赤外線減衰剤、可塑剤、防火化学薬品、顔料、弾性ポリマー、押出補助剤、酸化防止剤、造核剤、空転防止剤およびUV吸収剤からなる群から選択される一つ以上の機能性添加剤を含むことができる。具体的には、本発明の発泡シートの製造方法は、増粘剤、造核剤、熱安定剤および発泡剤のうち1種以上を投入することができ、前記で列挙された機能性添加剤のうち1種以上をさらに含むことができる。
【0047】
例えば、本発明の発泡シートを製造する段階は、増粘剤、親水化剤、熱安定剤、防水剤、セル大きさ拡大剤、赤外線減衰剤、可塑剤、防火化学薬品、顔料、弾性ポリマー、押出補助剤、酸化防止剤、造核剤、空転防止剤およびUV吸収剤からなる群から選択される一つ以上の添加剤を流体連結ライン中に投入することができる。発泡シート製造時必要な添加剤のうち、流体連結ライン中に投入されなかった添加剤は、押出工程中に投入可能である。
【0048】
前記増粘剤は特に限定しないが、本発明では例えばピロメリット酸二無水物(PMDA)が使用され得る。
【0049】
前記造核剤の例としては、タルク、マイカ、シリカ、硅藻土、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸カリウム、硫酸バリウム、炭酸水素ナトリウム、ガラスビーズなどの無機化合物などが挙げられる。このような造核剤は樹脂発泡シートの機能性付与、費用の節減などの役割をすることができる。具体的には、本発明ではタルク(Talc)が使用され得る。
【0050】
前記熱安定剤は、有機または無機リン化合物であり得る。前記有機または無機リン化合物は、例えば、リン酸およびその有機エステル、亜リン酸およびその有機エステルであり得る。例えば、前記熱安定剤は商業的に入手可能な物質であって、リン酸、アルキルホスフェートまたはアリールホスフェートであり得る。具体的には、本発明で熱安定剤はトリフェニルホスフェートであり得るが、これに制限されるものではなく、前記樹脂発泡シートの熱的安定性を向上させることができるものであれば、通常の範囲内で制限なく使用可能である。
【0051】
前記発泡剤の例としては、N、CO、フレオン、ブタン、ペンタン、ネオペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、ヘプタン、イソヘプタン、メチルクロライドなどの物理的発泡剤またはアゾジカルボンアミド(azodicarbonamide)系化合物、P,P’−オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)[P,P’−oxy bis(benzene sulfonyl hydrazide)]系化合物、N,N’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン(N,N’−dinitroso pentamethylene tetramine)系化合物などの化学的発泡剤があり、具体的には、本発明ではCOが使用され得る。
【0052】
また、防水剤は特に限定されず、例えば、シリコン系列、エポキシ系列、シアノアクリル酸系列、ポリビニルアクリレート系列、エチレンビニルアセテート系列、アクリレート系列、ポリクロロプレン系列、ポリウレタン樹脂とポリエーテル樹脂の混合体系列、ポリオールとポリウレタン樹脂の混合体系列、アクリリックポリマーとポリウレタン樹脂の混合体系列、ポリイミド系列およびシアノアクリレートとウレタンの混合体系列などの混合物を含むことができる。
【0053】
一つの例示において、本発明に係る発泡シートの製造方法は、発泡シートを製造する段階後に、発泡シートの一面または両面に樹脂層を形成する段階をさらに含むことができる。具体的には、前記樹脂層は融点が250℃より高いポリエステル樹脂を利用して発泡シートの一面に形成することができ、前記樹脂層の樹脂の種類はポリエチレンテレフタレート(Polyethylene Terephthalate、PET)、ポリブチレンテレフタレート(Polybutylene Terephthalate、PBT)、グリコール置換されたポリエチレンテレフタレート(Polyethylene Terephthalate Glycol modified、PETG)、ポリ乳酸(Poly Lactic acid、PLA)およびポリグリコール酸(Polyglycolic acid、PGA)からなる群から選択される一つ以上であり得、より具体的には、前記ポリエステル樹脂は、ポリエチレンテレフタレート(Polyethylene Terephthalate、PET)樹脂であり得る。
【0054】
具体的には、前記樹脂層を形成する段階は、発泡シートの巻き取り前に押出T−Dieを利用してポリエステル系樹脂を溶融して発泡シートの一面または両面にコーティングして樹脂層を形成することができる。
【0055】
例えば、前記樹脂層は30μm〜200μmの厚さに形成することができる。具体的には、前記樹脂繊維層は40μm〜180μm、50μm〜150μmまたは20μm〜80μmの厚さで形成することができ、より具体的には、前記樹脂層は30μm〜80μm、60μm〜100μmまたは100μm〜150μmの厚さで形成することができる。前記のように樹脂層を形成することによって、製造された発泡シートは熱成形性および強度が向上し得、鋭利な角度で成形することができる。
【0056】
以下、本発明を実施例および実験例によってより詳細に説明する。
【0057】
ただし、下記の実施例および実験例は本発明を例示するためのものに過ぎず、本発明の内容は下記の実施例および実験例に限定されるものではない。
【0058】
実施例1
エステル反応槽にテレフタル酸およびエチレングリコールを投入し、258℃で通常の重合反応を遂行して反応率が約96%であるポリエチレンテレフタレート重合体(PET oligomer)を製造した。製造されたポリエチレンテレフタレート(PET)に2−メチル−1,3−プロパンジオール(MPD)を2mol%の含量比率で混合し、エステル化反応触媒を添加して250±2℃でエステル化反応を遂行した。その後、得られた反応混合物に縮合重合反応触媒を添加し、反応槽内の最終温度および圧力がそれぞれ280±2℃および0.1mmHgとなるように調節して縮合重合反応を遂行して共重合ポリエステル樹脂を製造した。
【0059】
前記ポリエステル樹脂100重量部を基準として、ピロメリット酸無水物(Pyromellitic dianhydride)0.5重量部、タルク0.5重量部およびIrganox(IRG 1010)0.1重量部を混合し、280℃に加熱して樹脂溶融物を製造した。その後、第1押出機に発泡剤としてButaneをPET樹脂100重量部を基準として3重量部投入し押出発泡したし、発泡層を2mmの厚さに形成してポリエステル樹脂発泡シートを製造した。
【0060】
実施例2
2−メチル−1,3−プロパンジオールを8mol%の含量比率で混合したことを除いては実施例1と同様にして発泡シートを製造した。
【0061】
比較例1
2−メチル−1,3−プロパンジオールを混合しないことを除いては実施例1と同様にして発泡シートを製造した。
【0062】
比較例2
2−メチル−1,3−プロパンジオールを30mol%の含量比率で混合したことを除いては実施例1と同様にして発泡シートを製造した。
【0063】
実験例1
本発明に係る発泡シートの物性を確認するために、実施例1および比較例1で製造された発泡シートを対象に熱示差走査熱量計(DSC−7、Perkin Elmer)を利用して110℃で20℃/mの昇温速度で180℃まで1次熱処理する条件で分析したし、その結果を下記の図1に示した。
【0064】
また、実施例1、実施例2、比較例1および比較例2を対象にフェノールおよびテトラクロロエタンを1:1の重量比率で混合した溶液に前記発泡シートをそれぞれ0.5重量%の濃度で溶解させた後、ウベローデ粘度計を利用して35℃で固有粘度(I.V)を測定した。
【0065】
併せて、本発明に係る発泡シートの熱成形性を確認するために、実施例1、実施例2および比較例1を対象に、発泡シートを200℃以上に加熱後、雄雌金型(または上下金型)を利用して成形して熱成形性を測定した。前記結果は下記の表1に表した。表1でMPは2−メチル−1,3−プロパンジオール(2−methyl−1,3−propandiol)である。
【0066】
【表1】
【0067】
図1は、実施例1および比較例1を対象に示差走査熱量法で分析した結果グラフである。図1を詳察すると、比較例1の発泡シートは110℃〜180℃の区間で結晶化ピークが現れることを確認することができる。また、実施例1の発泡シートは110℃〜180℃の区間で結晶化ピークが現れないことを確認することができる。これは本発明に係る発泡シートが熱を加えた場合にも結晶化度が適切に調節されて硬くならないことを意味する。
【0068】
前記表1に表した通り、本発明に係る発泡シートは熱成形工程を経た後にも発泡シートが損傷しない反面、比較例1の発泡シートは熱成形工程で金型内で発泡シートが破裂することを確認することができる。これは、本発明の発泡シートは低い結晶化度を有するため熱を加える成形工程でも硬くならない反面、比較例1の場合、熱を加える場合に発泡シートが硬くなって金型内で破裂することが分かる。
【0069】
本発明に係る発泡シートは酸成分とジオール成分から誘導される繰り返し単位を含み、前記成分の含量を制御することによって、発泡シートの結晶化度を適正水準に調節して、熱成形時に発泡シートが硬くなることを防止することができる。したがって、発泡シートを成形して食品容器を製造するのに有用である。
図1