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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022117416
(43)【公開日】2022-08-10
(54)【発明の名称】ポリエステルフィルム及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
C08L 67/02 20060101AFI20220803BHJP
B29B 17/04 20060101ALI20220803BHJP
C08J 11/06 20060101ALI20220803BHJP
C08J 11/10 20060101ALI20220803BHJP
【ＦＩ】
C08L67/02
B29B17/04 ZAB
C08J11/06
C08J11/10
【審査請求】有
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2021167995
(22)【出願日】2021-10-13
(31)【優先権主張番号】110103415
(32)【優先日】2021-01-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW
(71)【出願人】
【識別番号】501296612
【氏名又は名称】南亞塑膠工業股▲分▼有限公司
【氏名又は名称原語表記】ＮＡＮ ＹＡ ＰＬＡＳＴＩＣＳ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【住所又は居所原語表記】ＮＯ．２０１，ＴＵＮＧ ＨＷＡ Ｎ．ＲＤ．，ＴＡＩＰＥＩ，ＴＡＩＷＡＮ
(74)【代理人】
【識別番号】100081961
【弁理士】
【氏名又は名称】木内 光春
(74)【代理人】
【識別番号】100112564
【弁理士】
【氏名又は名称】大熊 考一
(74)【代理人】
【識別番号】100163500
【弁理士】
【氏名又は名称】片桐 貞典
(74)【代理人】
【識別番号】230115598
【弁護士】
【氏名又は名称】木内 加奈子
(72)【発明者】
【氏名】楊 文政
(72)【発明者】
【氏名】廖 ▲テ▼超
(72)【発明者】
【氏名】楊 春成
(72)【発明者】
【氏名】蕭 嘉▲イェン▼
(72)【発明者】
【氏名】袁 敬堯
【テーマコード（参考）】
4F401
4J002
【Ｆターム（参考）】
4F401AA22
4F401BA13
4F401CA14
4F401CA56
4F401CA59
4F401CA67
4F401CA79
4F401EA46
4F401EA59
4F401EA60
4F401FA05Z
4F401FA07Z
4F401FA20Z
4J002CF051
4J002CF061
4J002GG02
4J002GQ00
4J002GS01
(57)【要約】
【課題】ポリエステルフィルム及びその製造方法を提供する。
【解決手段】ポリエステルフィルムは、物理的リサイクルポリエステル樹脂及び化学的リサイクルポリエステル樹脂を含む。物理的リサイクルポリエステル樹脂は、物理的リサイクルポリエステルチップから形成され、物理的リサイクルポリエステルチップは、第１固有粘度を有する。化学理的リサイクルポリエステル樹脂は、化学的リサイクルポリエステルチップから形成され、化学的リサイクルポリエステルチップは、第２固有粘度を有する。物理的リサイクルポリエステルチップ及び化学的リサイクルポリエステルチップは、互いに混合され、所定の固有粘度に応じて混合押出され、それにより、ポリエステルフィルムは、所定の固有粘度を有する。
【選択図】図１
【解決手段】ポリエステルフィルムは、物理的リサイクルポリエステル樹脂及び化学的リサイクルポリエステル樹脂を含む。物理的リサイクルポリエステル樹脂は、物理的リサイクルポリエステルチップから形成され、物理的リサイクルポリエステルチップは、第１固有粘度を有する。化学理的リサイクルポリエステル樹脂は、化学的リサイクルポリエステルチップから形成され、化学的リサイクルポリエステルチップは、第２固有粘度を有する。物理的リサイクルポリエステルチップ及び化学的リサイクルポリエステルチップは、互いに混合され、所定の固有粘度に応じて混合押出され、それにより、ポリエステルフィルムは、所定の固有粘度を有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
リサイクルポリエステル材料を提供することと、
前記リサイクルポリエステル材料の一部分を物理的に再生することと、前記リサイクルポリエステル材料の一部分を造粒することとを含む、物理的再生操作を行い、第１の固有粘度を有する物理的リサイクルポリエステルチップを得ることと、
前記リサイクルポリエステル材料の別の部分を化学的に再生することと、前記リサイクルポリエステル材料の別の部分を造粒することを含む化学的再生操作を行い、前記第１固有粘度よりも小さい第２固有粘度を有する化学的リサイクルポリエステルチップを得ることと、
前記物理的リサイクルポリエステルチップと前記化学的リサイクルポリエステルチップとを、所定の固有粘度に応じて互いに混合することと、
混合された前記物理的リサイクルポリエステルチップと前記化学的リサイクルポリエステルチップとを溶融押出することにより、前記所定の固有粘度を有するポリエステルフィルムを形成することと、
を備え、
前記ポリエステルフィルムの前記所定の固有粘度は、０．４５ｄＬ／ｇ～０．７５ｄＬ／ｇであり、前記ポリエステルフィルムの酸価は、１０ｍｇＫＯＨ／ｇ～８０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、前記ポリエステルフィルムの表面粗さ（Ｒａ）は、１ｎｍ～１００ｎｍであり、前記ポリエステルフィルムの摩擦係数は、０．２～０．６である、
ポリエステルフィルムの製造方法。
前記リサイクルポリエステル材料の一部分を物理的に再生することと、前記リサイクルポリエステル材料の一部分を造粒することとを含む、物理的再生操作を行い、第１の固有粘度を有する物理的リサイクルポリエステルチップを得ることと、
前記リサイクルポリエステル材料の別の部分を化学的に再生することと、前記リサイクルポリエステル材料の別の部分を造粒することを含む化学的再生操作を行い、前記第１固有粘度よりも小さい第２固有粘度を有する化学的リサイクルポリエステルチップを得ることと、
前記物理的リサイクルポリエステルチップと前記化学的リサイクルポリエステルチップとを、所定の固有粘度に応じて互いに混合することと、
混合された前記物理的リサイクルポリエステルチップと前記化学的リサイクルポリエステルチップとを溶融押出することにより、前記所定の固有粘度を有するポリエステルフィルムを形成することと、
を備え、
前記ポリエステルフィルムの前記所定の固有粘度は、０．４５ｄＬ／ｇ～０．７５ｄＬ／ｇであり、前記ポリエステルフィルムの酸価は、１０ｍｇＫＯＨ／ｇ～８０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、前記ポリエステルフィルムの表面粗さ（Ｒａ）は、１ｎｍ～１００ｎｍであり、前記ポリエステルフィルムの摩擦係数は、０．２～０．６である、
ポリエステルフィルムの製造方法。
【請求項2】
物理的リサイクルポリエステル樹脂と化学的リサイクルポリエステル樹脂とを所定の固有粘度に応じて混合、溶融、押出して形成され、前記所定の固有粘度を有するポリエステルフィルムであって、
前記ポリエステルフィルムの前記所定の固有粘度は、０．４５ｄＬ／ｇ～０．７５ｄＬ／ｇであり、前記ポリエステルフィルムの酸価は、１０ｍｇＫＯＨ／ｇ～８０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、前記ポリエステルフィルムの表面粗さは、１ｎｍ～１００ｎｍであり、前記ポリエステルフィルムの摩擦係数は、０．２～０．６である、
ポリエステルフィルム。
前記ポリエステルフィルムの前記所定の固有粘度は、０．４５ｄＬ／ｇ～０．７５ｄＬ／ｇであり、前記ポリエステルフィルムの酸価は、１０ｍｇＫＯＨ／ｇ～８０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、前記ポリエステルフィルムの表面粗さは、１ｎｍ～１００ｎｍであり、前記ポリエステルフィルムの摩擦係数は、０．２～０．６である、
ポリエステルフィルム。
【請求項3】
前記ポリエステルフィルム中のイソフタル酸の含有量は、前記ポリエステルフィルムの総量１００ｍｏｌ％に基づいて、０．５ｍｏｌ％～５ｍｏｌ％であり、
１５０±２℃及び１０Ｈｚで測定した前記ポリエステルフィルムの貯蔵弾性率は、４．０×１０９ｄｙｎｅ／ｃｍ２～６．５×１０９ｄｙｎｅ／ｃｍ２である、
請求項２のポリエステルフィルム。
１５０±２℃及び１０Ｈｚで測定した前記ポリエステルフィルムの貯蔵弾性率は、４．０×１０９ｄｙｎｅ／ｃｍ２～６．５×１０９ｄｙｎｅ／ｃｍ２である、
請求項２のポリエステルフィルム。
【請求項4】
前記ポリエステルフィルムのヘイズは、５％以下である、請求項２のポリエステルフィルム。
【請求項5】
前記ポリエステルフィルム中のバイオマス由来のエチレングリコールの含有量は、前記ポリエステルフィルムの総量１００ｗｔ％に基づいて、５ｗｔ％以下である、請求項２のポリエステルフィルム。
【請求項6】
所定の固有粘度が０．４５ｄＬ／ｇ～０．７５ｄＬ／ｇであり、酸価が１０ｍｇＫＯＨ／ｇ～８０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、表面粗さが１ｎｍ～１００ｎｍであり、摩擦係数が０．２～０．６である、ポリエステルフィルム。
【請求項7】
前記ポリエステルフィルム中のイソフタル酸の含有量は、前記ポリエステルフィルムの総量１００ｍｏｌ％に基づいて、０．５ｍｏｌ％～５ｍｏｌ％であり、
１５０±２℃及び１０Ｈｚで測定した前記ポリエステルフィルムの貯蔵弾性率は、４．０×１０９ｄｙｎｅ／ｃｍ２～６．５×１０９ｄｙｎｅ／ｃｍ２である、
請求項６のポリエステルフィルム。
１５０±２℃及び１０Ｈｚで測定した前記ポリエステルフィルムの貯蔵弾性率は、４．０×１０９ｄｙｎｅ／ｃｍ２～６．５×１０９ｄｙｎｅ／ｃｍ２である、
請求項６のポリエステルフィルム。
【請求項8】
前記ポリエステルフィルムのヘイズは、５％以下である、請求項６のポリエステルフィルム。
【請求項9】
前記ポリエステルフィルム中のバイオマス由来のエチレングリコールの含有量は、前記ポリエステルフィルムの総量１００ｗｔ％に基づいて、５ｗｔ％以下である、請求項６のポリエステルフィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ポリエステルフィルム及びその製造方法に関し、特に、物理的にリサイクルされたポリエステル樹脂と化学的にリサイクルされたポリエステル樹脂との両方を用いたポリエステルフィルム及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、廃ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）ボトルをリサイクルする方法としては、物理的リサイクル法（機械的リサイクル法とも称される）が主流である。物理的リサイクル方法には、主に以下を含む。まず、ペットボトルの廃材を物理的及び機械的に粉砕する。次に、粉砕されたペットボトル廃棄物を高温環境下で溶融する。次に、溶融したペットボトル廃棄物を造粒して、物理的にリサイクルされたポリエステルチップを形成する。この物理的にリサイクルされたポリエステルチップは、その後の処理に使用することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
物理的リサイクル法で製造された物理的リサイクルポリエステルチップは、通常、固有粘度（ＩＶ）が比較的高い。物理的リサイクルポリエステルチップの固有粘度を調整するために、関連技術で主に使用されている方法は、固体重合である。しかし、固体重合法は、物理的リサイクルポリエステルチップの固有粘度を高めるためにのみ使用され、物理的リサイクルポリエステルチップの固有粘度を下げるためには使用されない場合がある。また、一般的なフィルム製造工程では、ポリエステルチップの固有粘度は一定の範囲に制限されるのが普通である。物理的リサイクル法で製造された物理的リサイクルポリエステルチップは、通常、ボトルブロー工程やスピニング工程にのみ適用可能であり、フィルム製造工程には適用できない。
【0004】
物理的リサイクルポリエステルチップをフィルム製造工程に適応させるために、関連技術で主に使用される方法は、物理的リサイクルポリエステルチップを追加のバージンポリエステルチップと混合することによって、ポリエステル材料の全体の固有粘度を減少させることである。しかし、このような方法では、ポリエステルフィルムに使用されるリサイクルポリエステル材料の割合を効果的に増やすことができないため、最終的に得られるポリエステルフィルム製品が環境保護の要求を満たさない場合がある。すなわち、既存のポリエステルフィルムでは、リサイクルポリエステルの割合がある程度制限されており、この問題を解決する必要がある。
【0005】
従って、本発明は、ポリエステルフィルムの製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
一つの実施形態において、本発明は、以下の：
リサイクルポリエステル材料を提供することと、
リサイクルポリエステル材料の一部分を物理的に再生することと、リサイクルポリエステル材料の一部分を造粒することを含む物理的再生操作を行い、第１の固有粘度を有する物理的リサイクルポリエステルチップを得ることと、
リサイクルポリエステル材料の別の部分を化学的に再生することと、リサイクルポリエステル材料の別の部分を造粒することを含む化学的再生操作を行い、第１固有粘度よりも小さい第２固有粘度を有する化学的リサイクルポリエステルチップを得ることと、
物理的リサイクルポリエステルチップと化学的リサイクルポリエステルチップとを、所定の固有粘度に応じて互いに混合することと、
混合された物理的リサイクルポリエステルチップと化学的リサイクルポリエステルチップとを溶融押出することにより、所定の固有粘度を有するポリエステルフィルムを形成することと、を備え、
ポリエステルフィルムの所定の固有粘度は、０．４５ｄＬ／ｇ～０．７５ｄＬ／ｇであり、ポリエステルフィルムの酸価は、１０ｍｇＫＯＨ／ｇ～８０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、ポリエステルフィルムの表面粗さ（Ｒａ）は、１ｎｍ～１００ｎｍであり、ポリエステルフィルムの摩擦係数は、０．２～０．６である、ポリエステルフィルムの製造方法を提供する。
リサイクルポリエステル材料を提供することと、
リサイクルポリエステル材料の一部分を物理的に再生することと、リサイクルポリエステル材料の一部分を造粒することを含む物理的再生操作を行い、第１の固有粘度を有する物理的リサイクルポリエステルチップを得ることと、
リサイクルポリエステル材料の別の部分を化学的に再生することと、リサイクルポリエステル材料の別の部分を造粒することを含む化学的再生操作を行い、第１固有粘度よりも小さい第２固有粘度を有する化学的リサイクルポリエステルチップを得ることと、
物理的リサイクルポリエステルチップと化学的リサイクルポリエステルチップとを、所定の固有粘度に応じて互いに混合することと、
混合された物理的リサイクルポリエステルチップと化学的リサイクルポリエステルチップとを溶融押出することにより、所定の固有粘度を有するポリエステルフィルムを形成することと、を備え、
ポリエステルフィルムの所定の固有粘度は、０．４５ｄＬ／ｇ～０．７５ｄＬ／ｇであり、ポリエステルフィルムの酸価は、１０ｍｇＫＯＨ／ｇ～８０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、ポリエステルフィルムの表面粗さ（Ｒａ）は、１ｎｍ～１００ｎｍであり、ポリエステルフィルムの摩擦係数は、０．２～０．６である、ポリエステルフィルムの製造方法を提供する。
【0007】
一実施形態では、本発明は、物理的リサイクルポリエステル樹脂と化学的リサイクルポリエステル樹脂とを所定の固有粘度に応じて混合、溶融、押出して、所定の固有粘度を有するポリエステルフィルムを形成する。ポリエステルフィルムの所定の固有粘度は、０．４５ｄＬ／ｇ～０．７５ｄＬ／ｇである。ポリエステルフィルムの酸価は、１０ｍｇＫＯＨ／ｇ～８０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、ポリエステルフィルムの表面粗さは、１ｎｍ～１００ｎｍであり、ポリエステルフィルムの摩擦係数は、０．２～０．６である。
【0008】
本発明の一実施形態によれば、ポリエステルフィルム中のイソフタル酸の含有量は、ポリエステルフィルムの総量１００ｍｏｌ％に基づいて、０．５ｍｏｌ％～５ｍｏｌ％である。１５０±２℃及び１０Ｈｚで測定したポリエステルフィルムの貯蔵弾性率は、４．０×１０９ｄｙｎｅ／ｃｍ２～６．５×１０９ｄｙｎｅ／ｃｍ２である。
【0009】
本発明の一実施形態によれば、ポリエステルフィルムのヘイズは、５％以下である。
【0010】
本発明の一実施形態によれば、ポリエステルフィルム中のバイオマス由来のエチレングリコールの含有量は、ポリエステルフィルムの総量１００ｗｔ％に基づいて、５ｗｔ％以下である。
【0011】
上記の技術的課題を解決するために、本開示が採用した技術的解決策の一つは、ポリエステルフィルムを提供することである。一実施形態では、ポリエステルフィルムを提供する。このポリエステルフィルム所の定の固有粘度が０．４５ｄＬ／ｇ～０．７５ｄＬ／ｇであり、ポリエステルフィルム酸価は、１０ｍｇＫＯＨ／ｇ～８０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、ポリエステルフィルムの表面粗さは、１ｎｍ～１００ｎｍ、ポリエステルフィルムの摩擦係数は、０．２～０．６である。
【0012】
本発明の一実施形態によれば、ポリエステルフィルム中のイソフタル酸の含有量は、ポリエステルフィルムの総量１００ｍｏｌ％に基づいて、０．５ｍｏｌ％～５ｍｏｌ％である。１５０±２℃及び１０Ｈｚで測定したポリエステルフィルムの貯蔵弾性率は、４．０×１０９ｄｙｎｅ／ｃｍ２～６．５×１０９ｄｙｎｅ／ｃｍ２である。
【0013】
本発明の一実施形態によれば、ポリエステルフィルムのヘイズは、５％以下である。
【0014】
本発明の一実施形態によれば、ポリエステルフィルム中のバイオマス由来のエチレングリコールの含有量は、ポリエステルフィルムの総量１００ｗｔ％に基づいて、５ｗｔ％以下である。
【発明の効果】
【0015】
以上のことから、本発明のポリエステルフィルム及びその製造方法において、「リサイクルポリエステル材料の一部分を物理的に再生することと、リサイクルポリエステル材料の一部分を造粒することとを含む物理的再生操作を行い、第１の固有粘度を有する物理的リサイクルポリエステルチップを取得し、リサイクルポリエステル材料の別の部分を化学的に再生することと、リサイクルポリエステル材料の別の部分を造粒することとを含む化学的再生操作を行い、第１固有粘度よりも小さい第２固有粘度を有する化学的リサイクルポリエステルチップを取得し、物理的リサイクルポリエステルチップと化学的リサイクルポリエステルチップとを、所定の固有粘度に応じて互いに混合する」という技術的解決策により、リサイクルポリエステル材料の全体の固有粘度を、ポリエステルフィルムの製造に適するように制御できる。これにより、ポリエステルフィルムに使用されるリサイクルポリエステル材料の割合を効果的に増加することできるため、最終的なポリエステルフィルム製品は、環境保護の要求を満たすことができる。
【0016】
本開示の特徴及び技術内容は、以下の詳細な説明及び図面から明らかになるであろう。しかしながら、提供される図面は、説明のためのものであり、限定のためのものではない。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【0018】
【0019】
【0020】
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、具体的な実施形態により、本開示の実施例を説明する。本開示は、本明細書に開示された内容から当業者には明らかになる。本開示は、他の異なる具体的な実施形態によって実施又は適用することができる。本明細書の詳細は、開示の精神から逸脱することなく、様々な観点や用途に応じて、様々な方法で修正又は変更することができる。さらに、本開示の図面は、概略的な図であり、実際の寸法に従って描かれていないことが留意される。以下の説明では、本開示の技術内容をさらに詳しく説明する。しかしながら、ここで開示される内容は、本開示の保護範囲を限定することを意図しない。
【0022】
本明細書では、様々な要素又は信号を説明するために「第１」、「第２」、「第３」などの用語が使用されることがあるが、これらの要素又は信号はこれらの用語によって限定されるべきではないことが理解される。これらの用語は主に、１つの要素を他の要素から区別又は１つの信号を他の信号から区別するために使用される。また、本明細書で言及されている「又は」という用語は、実際の状況に応じて、関連するリストアップされた項目の１つ又は複数の任意及び全ての組み合わせを含むことができる。
【0023】
［ポリエステルフィルムの製造方法］
【0024】
本開示は、ポリエステルフィルムに使用されるリサイクルポリエステル材料の割合を増加させることにより、環境保護の要求に応えるポリエステルフィルム製品を提供可能にする。
【0025】
図１を参照すると、本開示の一実施形態によれば、ポリエステルフィルムの製造方法が提供され、これにより、ポリエステルフィルムに使用されるリサイクルポリエステル材料の割合を効果的に増加させることができ、このようにして製造されたポリエステルフィルムは、良好な加工性を有する。本発明のポリエステルフィルムの製造方法は、ステップＳ１１０～ステップＳ１５０を含む。なお、本実施形態で説明されるステップの順序や実際の操作方法は、必要に応じて調整することができ、本実施形態で説明されるものに限定されない。
【0026】
ステップＳ１１０は、リサイクルポリエステル材料を提供することを含む。
【0027】
再利用可能なリサイクルポリエステル材料を得るために、ポリエステル材料をリサイクルする方法は、様々な種類のポリエステル廃棄物を収集し、その種類、色、及び用途に応じてポリエステル廃棄物を分類することを含む。次に、ポリエステル廃棄物を圧縮して梱包する。次に、梱包されたポリエステル廃棄物を廃棄物処理場に輸送する。本実施形態では、ポリエステル廃棄物はペットボトルをリサイクルしたものである。しかしながら、本開示はこれに限定されない。
【0028】
本発明のポリエステル材料のリサイクル方法は、さらに、ポリエステル廃棄物上の他の物体（例えば、ボトルキャップ、ラベル、接着剤）を除去することを含む。次に、ポリエステル廃棄物を物理的及び機械的に粉砕する。次に、異なる材質のボトルキャップ、ライナー、及びボトル本体を浮遊させて分離する。次に、粉砕されたポリエステル廃棄物を乾燥させて、リサイクルＰＥＴ（ｒ－ＰＥＴ）ボトルフレーク等のリサイクルポリエステル材料の加工品を得ることで、その後のフィルム製造工程を容易にすることができる。
【0029】
本開示の他の変更された実施形態では、リサイクルポリエステル材料は、例えば、直接購入によって得られたリサイクルポリエステル材料の加工品であってもよいことを言及しておく。
【0030】
本明細書で言及する「ポリエステル」及び「ポリエステル材料」という用語は、任意の種類のポリエステル、特に芳香族ポリエステルを指し、本明細書において、具体的には、テレフタル酸及びエチレングリコールから誘導されるポリエステル、すなわちポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を指すことに留意されたい。
【0031】
さらに、ポリエステルは、例えば、ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、又はポリエチレンナフタレート（ＰＥＴ）であってもよい。本実施形態では、ポリエステルは、好ましくは、ＰＴＴ及びＰＢＴである。また、共重合体を用いてもよい。共重合体とは、特に、２つ以上のジカルボン酸及び／又は２つ以上のグリコール成分から得ることができる共重合体を指す。
【0032】
ステップＳ１２０は、リサイクルポリエステル材料の一部分を物理的に再生し、これを造粒に供して物理的リサイクルポリエステルチップを得ることを含む物理的再生操作を行うことを含む。物理的リサイクルポリエステルチップは、第１の固有粘度を有している。
【0033】
具体的には、物理的再生操作は、リサイクルポリエステル材料の一部（例えば、ｒ－ＰＥＴボトルフレーク）を物理的及び機械的に粉砕することで、リサイクルポリエステル材料の溶融に要する時間及びエネルギーを削減することを含む。次に、粉砕されたリサイクルポリエステル材料を溶融することで、リサイクルポリエステル材料を溶融状態にする。次に、溶融状態のリサイクルポリエステル材料を第１のスクリーンで濾過して、リサイクルポリエステル材料から固体の不純物を除去する。最後に、濾過後のリサイクルポリエステル材料を押出造粒して、物理的リサイクルポリエステルチップを形成する。
【0034】
すなわち、リサイクルポリエステル材料は、切断、溶融、濾過、押出の順に再形成される。このようにして、元のリサイクルポリエステル材料のポリエステル分子が再配列され、物理的にリサイクルされた複数のポリエステルチップが製造される。
【0035】
なお、物理的再生の際、リサイクルポリエステル材料のポリエステル分子が再配列されるのみであり、再編成はされないことが注意される。そのため、元のリサイクルポリエステル材料に元々含まれていた成分（例えば、金属触媒、滑剤、共重合モノマー）は、依然として物理的リサイクルポリエステル材料に含まれ、したがって、最終製品としてのポリエステルフィルムにも上記の成分が含まれる。さらに、物理的にリサイクルポリエステルチップには、リサイクルされたポリエステル材料自体の特性も保持される。
【0036】
リサイクルポリエステル材料は、物理的再生時に分子量があまり変化しないため、溶融状態のリサイクルポリエステル材料は、比較的粘度が高く、比較的流動特性が悪い。そのため、小さすぎるメッシュサイズのスクリーンを使用すると、濾過効率が低下しやすい。
【0037】
濾過性能を向上させるために、本実施形態では、第１スクリーンは、好ましくは、１０μｍ～１００μｍのメッシュサイズを有する。すなわち、第１のスクリーンは、上記メッシュサイズよりも大きな粒径を有する固体不純物を濾過することができる。しかしながら、本開示はこれに限定されない
【0038】
具体的には、物理的再生操作によって得られた物理的リサイクルポリエステルチップは、通常、比較的高い固有粘度（ＩＶ）を有する。本実施形態では、物理的リサイクルポリエステルチップは、第１固有粘度を有し、物理的リサイクルポリエステルチップの第１固有粘度は、通常、０．６０ｄＬ／ｇ以上であり、好ましくは、０．６５ｄＬ／ｇ～０．９０ｄＬ／ｇ、特に好ましくは、０．６５ｄＬ／ｇ～０．８０ｄＬ／ｇである。
【0039】
物理的リサイクルポリエステルチップの固有粘度を調整するために関連技術で主に使用される方法は、固体重合である。しかしながら、固体重合法は、物理的リサイクルポリエステルチップの固有粘度を高めるためにのみ使用され、物理的リサイクルポリエステルチップの固有粘度を下げるためには使用されない場合がある。また、一般的なフィルム製造工程では、通常、ポリエステルチップの固有粘度は一定の範囲に制限される。物理的リサイクル法で製造された物理的リサイクルポリエステルチップは、通常、ボトルブロー工程やスピニング工程にのみ適用可能であり、フィルム製造工程には適用できない。
【0040】
上記の技術的課題を解決するために、本開示の一実施形態で提供されるポリエステルフィルムの製造方法では、物理的リサイクル法と化学的リサイクル法（分解重合リサイクル法ともいう）を組み合わせることで、リサイクルされたポリエステルチップの全体の固有粘度を調整してよい。特に、リサイクルポリエステルチップの全体的な固有粘度を低下させることで、リサイクルポリエステルチップをフィルム製造工程に適用することができる。関連する技術内容を以下のステップＳ１３０～ステップＳ１５０として説明する。
【0041】
ステップＳ１３０は、リサイクルポリエステル材料の別の部分を化学的に再生することと、これを造粒に供して化学的リサイクルポリエステルチップを得ることを含む化学的再生操作を行うことを含む。化学的リサイクルポリエステルチップは、第２固有粘度を有し、化学的リサイクルポリエステルチップの第２固有粘度は、物理的リサイクルポリエステルチップの第１固有粘度よりも小さい。
【0042】
より具体的には、化学的再生操作は、リサイクルポリエステル材料の別の部分（例えば、ｒ－ＰＥＴボトルフレーク）を切断又は粉砕することで、リサイクルポリエステル材料の解重合に必要な時間及びエネルギー消費を削減するリサイクル材料ことを含む。次に、切断又は粉砕したリサイクルポリエステル材料を化学的な解重合液に投入してリサイクルポリエステル材料を解重合し、材料混合物を形成する。次に、材料混合物を第２のスクリーンで濾過して、リサイクルポリエステル材料から固体不純物を除去することにより、材料混合物中の非ポリエステル不純物の濃度を低減する。
【0043】
次に、第２スクリーンによる濾過後の材料混合物をエステル化反応に付し、エステル化反応中に無機添加剤又は共重合可能な化合物モノマーを添加する。最後に、特定の反応条件で材料混合物中のモノマー及び／又はオリゴマーを再重合し、造粒することで、化学的にリサイクルされたポリエステルチップを得ることができる。化学的解重合液の液温は、例えば、１６０℃～２５０℃であってよい。しかしながら、本開示はこれに限定されない。さらに、第２のスクリーンのメッシュサイズは、第１のスクリーンのメッシュサイズよりも小さい。
【0044】
なお、上記の化学的解重合液は、リサイクルポリエステル材料中のポリエステル分子の連鎖切断を引き起こし、それによって、解重合の効果を得ることができると考えられる。さらに、比較的短い分子鎖と、１つの二酸単位及び２つのジオール単位からなるエステルモノマー（例えば、ビス（２－ヒドロキシエチル）テレフタレート（ＢＨＥＴ））とを有するポリエステル組成物を得ることができる。すなわち、材料混合物は、リサイクルポリエステル材料よりも分子量が小さくなる。
【0045】
本実施形態において、化学的解重合液は、例えば、水、メタノール、エタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、又はこれらの組み合わせの溶液であってよい。しかしながら、本開示はこれに限定されない。例えば、加水分解には水が用いられ、アルコール分解にはメタノール、エタノール、エチレングリコール、及びジエチレングリコールなどが用いられる。
【0046】
さらに、物理的再生操作とは異なり、化学的再生操作は、「リサイクルポリエステル材料中のポリエステル分子の解重合及び再重合」を含み、ポリエステル分子が、比較的小さな分子量を有する分子へと解重合された後、新たなポリエステル樹脂へと再重合されてよいことが言及される。
【0047】
本開示の他の実施形態では、化学的リサイクルポリエステルチップは、上記の実施形態で説明した方法だけでなく、加水分解法や超臨界流体法によって調製されてもよい。加水分解法は、アルカリ溶液中のリサイクルポリエステル材料に対して、温度及び圧力を一定に制御しながらマイクロ波を照射して、ポリエステル分子をモノマーに完全に分解する方法である。超臨界流体法は、超臨界流体状態のメタノール中で、リサイクルポリエステル材料を少量のモノマー及びオリゴマーに分解する方法である。モノマーやオリゴマーの収率は、反応温度及び反応時間に影響される
【0048】
具体的には、化学的リサイクル操作では、リサイクルポリエステル材料を分子量の小さいモノマーに解重合することができるため、リサイクルポリエステル材料（例えば、ｒ－ＰＥＴボトルフレーク）に元々含まれている不純物（例えば、コロイド状の不純物やその他のポリエステル以外の不純物）を物理的リサイクル操作に比べて容易に濾過することができる。
【0049】
さらに、化学的再生操作は、リサイクルポリエステル材料の分子量を低下させることができるため（例えば、比較的短い分子鎖を有するポリエステル組成物と化合物モノマーを形成することにより）、リサイクルポリエステル材料は、解重合後の粘度が比較的低く、流動特性が向上する。したがって、化学的再生操作では、ポリエステル材料から比較的小さい粒径を有する不純物を除去するために、比較的小さいメッシュサイズを有するスクリーンを使用してよい。
【0050】
濾過性能を向上させるために、本実施形態では、第２スクリーンは、好ましくは、１μｍ～１０μｍのメッシュサイズを有する。すなわち、第２のスクリーンは、上記のメッシュサイズよりも大きな粒径を有する固体不純物を濾過することができる。しかしながら、本開示はこれに限定されない。
【0051】
固体不純物の濾過について、物理的再生ル操作ではリサイクルポリエステル材料中の比較的大きな粒径の固体不純物のみを濾過することができ、化学的再生操作ではリサイクルポリエステル材料中の比較的小さな粒径の固体不純物を濾過することができる。したがって、ポリエステルフィルムの製造品質を効果的に向上させることができる。
【0052】
具体的には、化学的再生操作によって製造された化学的リサイクルポリエステルチップは、通常、比較的低い固有粘度を有する。さらに、化学的リサイクルポリエステルチップの固有粘度は、比較的容易に制御することができ、化学的リサイクルポリエステルチップの固有粘度は、物理的リサイクルポリエステルチップの固有粘度よりも低くなるように制御することができる。
【0053】
本実施形態では、化学的リサイクルポリエステルチップは、第２固有粘度を有しており、化学的リサイクルポリエステルチップの第２固有粘度は、通常、０．６５ｄＬ／ｇ以下であり、好ましくは、０．４０ｄＬ／ｇ～０．６５ｄＬ／ｇであり、特に好ましくは、０．５０ｄＬ／ｇ～０．６５ｄＬ／ｇである。
【0054】
ステップＳ１４０は、物理的リサイクルポリエステルチップと化学的リサイクルポリエステルチップとを、所定の固有粘度に応じて互いに混合することを含む。所定の固有粘度は、ポリエステルフィルムの製造に適した固有粘度である。
【0055】
より具体的には、物理的リサイクルポリエステルチップと化学的リサイクルポリエステルチップとは、所定の固有粘度に応じた所定の重量比で互いに混合される。したがって、互いに混合された物理的リサイクルポリエステルチップと化学的リサイクルポリエステルチップとは、所定の固有粘度を有しており、ポリエステルフィルムの製造に適したものとなる。
【0056】
さらに、本実施形態では、ポリエステルフィルムの製造に未使用ポリエステルチップを追加する必要がない。そのため、ポリエステルフィルムに使用されるリサイクルポリエステル材料の割合が増加する。しかしながら、本開示はこれに限定されない。必要に応じて、追加の未使用ポリエステルチップが、互いに混合された物理的リサイクルポリエステルチップ及び化学的リサイクルポリエステルチップに適切に添加されてよい。
【0057】
本実施形態では、ポリエステルフィルムの製造に適した所定の固有粘度は、通常、０．４５ｄＬ／ｇ～０．７５ｄＬ／ｇであり、好ましくは、０．５０ｄＬ／ｇ～０．７５ｄＬ／ｇであり、特に好ましくは、０．５５ｄＬ／ｇ～０．６５ｄＬ／ｇである。
【0058】
リサイクルポリエステル材料の使用比率を高めるためには、上記の各種のリサイクルポリエステルチップが、それぞれ適量で使用される。
【0059】
所定の重量比の観点から、使用する全てのポリエステルチップ１００重量部に基づいて、物理的リサイクルポリエステルチップの使用量は、好ましくは、５０重量部～９５重量部であり、特に好ましくは、６０重量部～８０重量部である。化学的リサイクルポリエステルチップの使用量は、好ましくは、５重量部～５０重量部であり、特に好ましくは、２０重量部～４０重量部である。しかしながら、本開示はこれに限定されない。
【0060】
すなわち、本実施形態では、使用量の観点から、物理的リサイクルポリエステルチップの占める割合が大きく、化学的リサイクルポリエステルチップの占める割合が小さい。しかしながら、本開示はこれに限定されない。
【0061】
ステップＳ１５０は、物理的リサイクルポリエステルチップと化学的リサイクルポリエステルチップとを混合して、溶融押出することにより、ポリエステルフィルムを形成することを含む。このポリエステルフィルムは、所定の固有粘度を有する。
【0062】
このポリエステルフィルムでは、物理的リサイクルポリエステルチップは、物理的リサイクルポリエステル樹脂に形成され、化学的リサイクルポリエステルチップは、化学リサイクルポリエステル樹脂に形成され、物理的リサイクルポリエステル樹脂と化学的リサイクルポリエステル樹脂とは、互いに均一に混合される。
【0063】
ステップＳ１４０の混合比によれば、ポリエステルフィルムの総量１００ｗｔ％に基づいて、物理的リサイクルポリエステル樹脂の含有量は、好ましくは、５０ｗｔ％～９５ｗｔ％であり、特に好ましくは、６０ｗｔ％～８０ｗｔ％である。化学的リサイクルポリエステル樹脂の含有量は、好ましくは、５ｗｔ％～５０ｗｔ％であり、特に好ましくは、２０ｗｔ％～４０ｗｔ％である。
【0064】
さらに、物理的リサイクルポリエステル樹脂及び化学的リサイクルポリエステル樹脂の合計含有量は、好ましくは、５５ｗｔ％～１００ｗｔ％であり、特に好ましくは、７０ｗｔ％～１００ｗｔ％である。
【0065】
なお、本明細書に記載の「ｗｔ％」とは、重量パーセントの略語であることに留意されたい。
【0066】
上記の構成によれば、本実施形態のポリエステルフィルムの製造方法は、リサイクルポリエステル材料を高い割合で使用することができ、追加される未使用ポリエステルチップは、必要ない、又は少量のみである。例えば、本開示の一実施形態では、未使用ポリエステルチップの使用量は、通常、５０重量部以下、好ましくは、３０重量部以下、特に好ましくは、１０重量部以下である。
【0067】
本開示の一実施形態では、物理的リサイクルされたポリエステルチップは、第１の酸価を有し、化学的リサイクルされたポリエステルチップは、第２の酸価を有し、第２の酸価は、第１の酸価よりも大きい。第１の酸価は、１０ｍｇＫＯＨ／ｇ～４０ｍｇＫＯＨ／ｇであり、第２の酸価は、２０ｍｇＫＯＨ／ｇ～７０ｍｇＫＯＨ／ｇである。
【0068】
具体的には、図２を参照すると、物理的リサイクルポリエステルチップは、第１の分子量分布１を有し、化学的リサイクルポリエステルチップは、第２の分子量分布２を有し、第２の分子量分布２は、第１の分子量分布１よりも広い範囲を有する。
【0069】
物理的リサイクルポリエステルチップの第１の分子量分布１と化学的リサイクルポリエステルチップの第２の分子量分布２との組み合わせにより、互いに混合された物理的リサイクルポリエステルチップ及び化学的リサイクルポリエステルチップは、全体として、第１の分子量分布１及び第２の分子量分布２の範囲の間にある第３の分子量分布３を有する。
【0070】
具体的には、分子量分布の観点から、化学的リサイクルされたポリエステルチップは、比較的広い分子量分布を有し、フィルム製造工程の生産性を向上させることができる。しかしながら、化学的リサイクルされたポリエステルチップのみを使用して製造されたポリエステルフィルムは、物理的特性（例えば、機械的特性）が比較的劣る場合がある。また、化学的リサイクルポリエステルチップの製造コストは、比較的高くなる。
【0071】
また、物理的リサイクルポリエステルチップは、比較的狭い分子量分布を有し、フィルム製造工程の生産性を低下させる可能性がある。しかしながら、物理的リサイクルポリエステルチップのみを使用して製造したポリエステルフィルムは、比較的良好な物性を有し得る。つまり、純粋な物理的リサイクル法及び純粋な化学的リサイクル法は、どちらも満足できるものではない。
【0072】
本開示の一実施形態のポリエステルフィルムの製造方法は、物理的リサイクルポリエステルチップと化学的リサイクルポリエステルチップとを組み合わせることにより、製膜工程の生産性を向上させ、かつ比較的良好な物性を有するポリエステルフィルムを製造することを特徴とする。
【0073】
すなわち、物理的再生操作と化学的再生操作とを組み合わせて製造されたポリエステルフィルムは、物理的再生操作のみ又は化学的再生操作のみで製造されたポリエステルフィルムに比べて、品質が向上している。
【0074】
具体的には、本発明のポリエステルフィルムの製造方法は、さらに、物理的再生操作又は化学的再生操作において、リサイクルポリエステル材料に無機粒子を添加することを含み、最終製品としてのポリエステルフィルムは、無機粒子を含む。
【0075】
本実施の形態では、無機粒子は、滑剤である。しかしながら、本開示はこれに限定されない。滑剤は、二酸化ケイ素粒子、炭酸カルシウム粒子、硫酸バリウム粒子、ポリスチレン粒子、シリコーン粒子、及びアクリル粒子からなる群から選択される少なくとも１つの材料である。さらに、ポリエステルフィルムの総量１００ｗｔ％に基づいて、滑剤の含有量は、０．０１ｗｔ％～１０ｗｔ％である。
【0076】
［ポリエステルフィルム］
【0077】
本開示の実施形態のポリエステルフィルムの製造方法は、上記の通りである。以下、本開示の一実施形態のポリエステルフィルムについて説明する。本実施形態では、上記の製造方法でポリエステルフィルムを形成する。しかし、本開示はこれに限定されない。
【0078】
このポリエステルフィルムは、物理的リサイクルポリエステル樹脂と化学的リサイクルポリエステル樹脂とを含み、化学的リサイクルポリエステル樹脂と物理的リサイクルポリエステル樹脂とが互いに混合されている。
【0079】
物理的リサイクルポリエステル樹脂は、物理的リサイクルポリエステルチップで形成され、物理的リサイクルポリエステルチップは、第１固有粘度を有している。化学的リサイクルされたポリエステル樹脂は、化学的リサイクルされたポリエステルチップで形成され、化学的リサイクルされたポリエステルチップは、第２固有粘度を有している。第２固有粘度は、第１固有粘度よりも小さい。
【0080】
物理的リサイクルポリエステルチップと化学的リサイクルポリエステルチップとを所定の重量比で混合し、所定の固有粘度に応じて溶融押出を行うことで、所定の固有粘度を有するポリエステルフィルムを得ることができる。
【0081】
本開示の実施形態では、物理的リサイクルポリエステルチップの第１固有粘度は、０．６０ｄＬ／ｇ以上であり、化学的リサイクルポリエステルチップの第２固有粘度は、０．６５ｄＬ／ｇ以下であり、所定の固有粘度は０．４５ｄＬ／ｇ～０．７５ｄＬ／ｇである。
【0082】
本開示の一実施形態では、物理的リサイクルポリエステルチップの第１固有粘度は、０．６０ｄＬ／ｇ～０．８０ｄＬ／ｇであり、化学的リサイクルポリエステルチップの第２固有粘度は、０．５０ｄＬ／ｇ～０．６５ｄＬ／ｇであり、所定の固有粘度は０．６０ｄＬ／ｇ～０．６５ｄＬ／ｇである。
【0083】
本開示の一実施形態において、ポリエステルフィルムは、１０ｍｇＫＯＨ／ｇ～８０ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価を有し、好ましくは、４０ｍｇＫＯＨ／ｇ～７０ｍｇＫＯＨ／ｇの酸価を有する。
【0084】
上記のポリエステルフィルムの酸価は、ＡＳＴＭ Ｄ７４０９－１５標準試験法を参照して試験され、滴定法により測定される。
【0085】
ポリエステルフィルムの酸価が１０ｍｇＫＯＨ／ｇ～８０ｍｇＫＯＨ／ｇである場合、ポリエステルフィルムは、低酸価で耐熱性及び耐加水分解性を示す。
【0086】
本開示の一実施形態において、ポリエステルフィルムは、以下の条件を満たす。
【0087】
ポリエステルフィルムの総量１００ｍｏｌ％（モル％又はモル比）に基づいて、ポリエステルフィルム中のイソフタル酸の含有量は、０．５ｍｏｌ％～５ｍｏｌ％である。また、ポリエステルフィルムの総量１００ｗｔ％に基づいて、ポリエステルフィルム中のバイオマス由来のエチレングリコールの含有量は、５ｗｔ％以下である。
【0088】
このポリエステルフィルムは、ヘイズ（曇価）が５％以下であり、表面粗さ（Ｒａ）が１ｎｍ～１００ｎｍであり、摩擦係数が０．２～０．６である。
【0089】
なお、ポリエステルフィルムの摩擦係数は、ＡＳＴＭ Ｄ１８９４に基づいて測定される。
【0090】
ポリエステルフィルムの表面粗さが１ｎｍ～１００ｎｍ（表面粗さはＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ４２８７／４２８８に基づいて測定される）であり、ポリエステルフィルムの摩擦係数が０．２～０．６である場合、これらのパラメータ条件は、ポリエステルフィルムの製膜、フィルム回収、及び後工程の手順を容易にする。
【0091】
本開示の一実施形態では、１５０±２℃及び１０Ｈｚで測定されたポリエステルフィルムの貯蔵弾性率は、４．０×１０９ｄｙｎｅ／ｃｍ２～６．５×１０９ｄｙｎｅ／ｃｍ２であり、好ましくは、４．２×１０９ｄｙｎｅ／ｃｍ２～６．０×１０９ｄｙｎｅ／ｃｍ２である。なお、上記のポリエステルフィルムの貯蔵弾性率は、動的粘弾性測定装置を用いてＭＤ及びＴＤで測定したポリエステルフィルムの貯蔵弾性率の平均値である。具体的な測定結果を図３と図４に示す。しかしながら、本開示はこれに限定されない。
【0092】
本開示により提供されるポリエステルフィルム及びその製造方法では、「リサイクルポリエステル材料の一部分を物理的に再生することと、リサイクルポリエステル材料の一部分を造粒することとを含む物理的再生操作を行い、第１の固有粘度を有する物理的にリサイクルされたポリエステルチップを取得し、リサイクルポリエステル材料の別の部分を化学的に再生することと、リサイクルポリエステル材料の別の部分を造粒することとを含む化学的再生操作を行い、第１固有粘度よりも小さい第２固有粘度を有する化学的にリサイクルされたポリエステルチップを取得し、物理的リサイクルポリエステルチップと化学的リサイクルポリエステルチップとを、所定の固有粘度に応じて互いに混合する」という技術的解決策により、リサイクルポリエステル材料の全体の固有粘度を、ポリエステルフィルムの製造に適するように制御できる。これにより、ポリエステルフィルムに使用されるリサイクルポリエステル材料の割合を効果的に増加することできるため、最終的なポリエステルフィルム製品は、環境保護の要求を満たすことができる。
【0093】
以上の説明は、本開示の好ましい実施形態及び実現可能な実施形態についてのみであり、したがって、本開示の範囲を限定するものではない。本開示の明細書及び図面から行われた同等の技術的変更は、すべて本開示の範囲に含まれるものとする。
【産業上の利用可能性】
【0094】
本発明のリサイクルポリエステル材料からのポリエステルフィルム及び／又はポリエステルフィルムの形成方法は、ポリエステルのリサイクル産業に適用することができる。さらに、本発明のリサイクルポリエステル材料からのポリエステルフィルムは、商業的に一般的なあらゆる物（例えば、磁気テープ、絶縁テープ、写真フィルム、トレーシングフィルム、包装フィルム、電気絶縁フィルム、エンジニアリングペーパーなど）に適用することができる。
【符号の説明】
【0095】
Ｓ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１３０、Ｓ１４０、Ｓ１５０ ステップ
１ 第１の分子量分布
２ 第２の分子量分布
３ 第３の分子量分布
１ 第１の分子量分布
２ 第２の分子量分布
３ 第３の分子量分布
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【外国語明細書】