ポリエチレンテレフタレート (PET) の配合: 構造、特性、用途

ポリエチレン テレフタラート (英語ではポリエチレン テレフタレート) は、次の 1 つの化学式に答えます。 (C ₁₀ H ₈ O ₄ ) _n 。イタリア語名、英語名、CAS 番号 25038-59-9 はすべて同じポリマーを示します。この式は、PET に関する最も重要な事実も説明しています。括弧内の n は、PET が単一分子ではなく長鎖ポリマーであることを意味します。そのため、その特性は化学だけでなく加工にも大きく依存します。

PET 式の実際の意味

PET のすべての繰り返し単位は、テレフタル酸 (C ₈ H ₆ O ₄ ）エチレングリコール（C ₂ H ₆ O ₂ ) 2 つの水分子を除去します。結果はCです ₁₀ H ₈ O ₄ 、下付き文字 n は、このユニットがチェーンに沿って何百回も繰り返されることを示します。鎖の長さは製造バッチごとに異なるため、PET には固定されたモル質量がありません。典型的な値は、意図された用途に応じて 10 ～ 50 kg/mol の間になります。

これは学術的な詳細ではありません。分子量が高くなるほど、より強力で粘性のある溶融物が得られるため、さまざまな仕様に対してファイバーグレード、ボトルグレード、シートグレードの PET が選択されます。トレイのサプライヤーは、ある樹脂を別の樹脂と単純に交換し、完成したトレイが自動充填ラインで同じように動作すると仮定することはできません。

PETの製造方法

2 つの産業ルートが PET 生産を支配しています。最も一般的なプロセスでは、精製テレフタル酸とエチレングリコールをエステル化してビス(2-ヒドロキシエチル)テレフタレートにし、その後加熱および真空下で重縮合させてポリマー鎖を構築し、同時にエチレングリコールを除去します。古いルートはテレフタル酸ジメチルから始まり、エステル交換によってエチレングリコールと反応します。一部の工場ではまだ使用されていますが、新たな生産能力は減少しています。

同じ化学反応を調整することができます。たとえば、PETG はエチレングリコールの一部をシクロヘキサンジメタノールに置き換えることで結晶化を抑制し、透明な耐衝撃性シートや医療用包装に適した材料となります。バイオベースの PET は化石由来のモノエチレングリコールを植物由来のグリコールに置き換えますが、配合はそのままです (C ₁₀ H ₈ O ₄ ) _n したがって、バイオ PET は従来の PET と同じリサイクル ストリームを流れます。

主要なプロパティの概要

式は分子が何であるかを定義しますが、データシート上の数値はパッケージで何ができるかを定義します。これらは、包装グレードの PET に関して最も頻繁に引用される値です。

食品との接触、安全性、リサイクル

PET は食品と接触するポリマーの中で最も規制されているものの 1 つであり、その記録には一貫性があります。欧州連合および米国で食品との接触が認められており、樹脂識別コード 1 が付けられており、他のほとんどの熱可塑性プラスチックよりも高い率でリサイクルのために回収されています。構造 (C ₁₀ H ₈ O ₄ ) _n PET には可塑剤が含まれておらず、他の食品包装材料で問題となる添加剤パッケージに依存しません。その主な制限は風味の吸収です。PET は柑橘類の果汁や油から少量のリモネンやその他の揮発性化合物を吸収する可能性があるため、飲料やソースの用途では薄いバリア コー​​ティングが追加されることがよくあります。

工場監査では 2 つの安全に関するトピックが繰り返し取り上げられます。 1 つ目はアンチモンです。ほとんどの PET はアンチモンベースの触媒で重合されており、食品への微量の移行の可能性があります。触媒レベルと洗浄段階を制御する生産ラインにより、残留アンチモンはヨーロッパと米国の移行制限値をはるかに下回ります。 2 つ目はアセトアルデヒドで、PET を溶かすときに生成される副産物です。これは、安全性に影響を与える前に、水やその他の敏感な液体の味に影響を与えるため、ボトルやトレイの処理では温度と滞留時間が管理されます。トレイのメーカーを選択するときは、一般的な樹脂証明書を受け入れるのではなく、移行試験レポートとアセトアルデヒドのデータを求めてください。

同じ配合からまったく異なるトレイまで

アモルファス PET (一般に A-PET と呼ばれます) は透明で熱成形が容易なため、フルーツ パネット、サラダ ボックス、ベーカリーの包装に標準的な素材です。結晶化 PET (CPET) は、熱成形中に核が生成され、より高い結晶構造に変換されるため、崩壊することなく再加熱できます。パッケージ内で調理または再加熱する調理済み食品の場合、 CPET食品トレイ 自動充填およびシールラインに十分な剛性を維持しながら、冷凍庫からファン付きオーブンに移動できます。また、PET トレイは、ポリプロピレンやパルプの代替品よりも製品が鮮明に見え、チルチェーン温度での疲労や亀裂に対する耐性が多くのポリオレフィンよりも優れています。

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トレイと製品のマッチング

生肉および加工肉の場合、最初の性能チェックは肉汁の管理です。あ 保湿トレイ 構造化されたベースの下にパージを維持するため、製品が小売棚に到着するまでに製品が液体の中に残ることはありません。これは見た目以上に重要です。自由水は微生物の増殖を促進し、排出されるパージは製品の重量減少を意味します。その結果、パッケージのやり直しが減り、パッケージの重量がより安定し、小売店での廃棄物が減ります。パルプおよびフォームトレイとの詳細な比較を必要とする加工業者は、次の注記を確認してください。 食肉包装用PETトレイ .

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冷蔵保存期間の延長が目標の場合、PET は通常、バリアではなく構造層として機能します。あ 改質雰囲気包装用MAPトレイ PET から熱成形し、EVOH バリアインサートまたは高バリア蓋フィルムと組み合わせることができます。 PET は剛性、低温での耐衝撃性、および自動装置で確実に動作するシール表面に貢献し、バリア層が酸素と二酸化炭素の交換を管理します。トレイの形状は材料と同じくらい重要です。取り扱い中にフランジが曲がると、シールが壊れたり、酸素が蓋のフィルムを越えて漏れたりする可能性があるため、寸法公差とシートの厚さを合わせて検証する必要があります。

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PET包装サプライヤーの選択

樹脂の配合はメーカーによって異なります。完成したトレイの品質はそうではありません。サプライヤーを評価するときは、次の 3 つのチェックを使用します。

• プロセス制御: 安定したシート厚さとフランジ寸法により、ラインでのシール不良や部分サイズのばらつきが軽減されます。
• 食品と接触する文書: 移行に関する声明、BRC または ISO 認証、樹脂バッチから最終製品までのトレーサビリティ。
• 開発能力: 社内での金型設計、サンプル試行、およびカスタム トレイ形状や新しいコンパートメント レイアウトが必要な場合のサポート。

として PET包装メーカー 20年以上の経験を活かして、私たちは自社の工場でも同じシーケンスを適用しています。まず樹脂の仕様を決定し、目的の成形プロセスの固有粘度を確認し、次に生産サンプルの結晶化度、厚さ分布、シール強度を検証します。式 (C ₁₀ H ₈ O ₄ ) _n 素材が何であるかを教えてください。生産ラインはパッケージが何をするかを教えてくれます。