ポリエチレンテレフタラート(一般にPETまたはPETEと略される)は、化学工業で生産され、繊維、包装、工業用途に広く使われる熱可塑性ポリエステル樹脂である。PETは本質的には繰り返しのエステル単位からなる高分子で、基本となるモノマーはテレフタル酸またはそのエステルとエチレングリコールの反応によって得られ、副生成物として水またはメタノールが放出される。製造業者は重縮合によってPETを得て、成形、紡糸、フィルム製造に適した長鎖をつくる。

物理的特性

PETは熱履歴や加工条件によって、さまざまな物理状態をとる。非晶質状態では通常、透明でガラスのように見える。一方、ゆっくり冷却したり意図的に結晶化させたりすると半結晶性となり、光を散乱して不透明または白色に見える。製造時の機械的延伸(二軸延伸)は強度と透明性を高め、ボトルやフィルムでよく用いられる技術である。PETは、多くの工業用プラスチックと比べて、引張強さ、耐薬品性、寸法安定性、比較的低い密度のバランスに優れることで評価される。

製造と化学

商業的なPETは、テレフタル酸とエチレングリコールの直接エステル化、またはジメチルテレフタレートとエチレングリコールのエステル交換によって製造され、いずれの経路でも連続する縮合段階を通じて長鎖のポリエステル分子が形成される。モノマーと中間段階は、この材料の特性やリサイクル性に深く関わる。たとえば、固有粘度や結晶性の違いによって、繊維向けとボトル向けのポリエステルグレードが分けられる。さらに一部のグレードは、グリコール変性PET(PETG)のような関連材料を生み出すために改質され、加工挙動が変えられる。

用途と応用

  • 繊維・テキスタイル:人工衣料繊維の主要な原料であり、衣料品や家庭用織物では単に「ポリエステル」と呼ばれることが多い。
  • 包装:飲料や食品向けの透明で軽量なボトル、容器。バリア性と透明性が重要になる。
  • フィルム・シート:磁気記録テープ、写真フィルムのベース、産業用フィルムなどに使われ、しばしば配向プロセスで製造される。
  • 工業用プラスチックと複合材料:剛性や耐薬品性が求められる部品のため、ガラス繊維や他の充填材と組み合わせて用いられる。
  • 電気用途:一部のコンデンサーでは誘電体として用いられ、ほかの特殊な工業部品にも使われる。

歴史、規格、リサイクル

PETは、ポリマー化学と押出・紡糸技術の進歩に伴い、20世紀半ばに注目を集めた。その後、合成繊維の主要原料となり、さらに透明で軽量な飲料容器の有力材料になった。消費者廃棄物の流れでは、PETボトルは最も広く回収・リサイクルされるプラスチックの一つである。再生PET(rPET)は、機械的再加工によって繊維、包装材、熱可塑性製品へと再利用でき、モノマーを回収するための化学的リサイクル法も用いられている。リサイクルと再使用は、PETの生産と廃棄に伴う環境影響を抑えるうえで中心的な役割を担う。

区別と注目点

PETは繊維分野ではしばしば「ポリエステル」と呼ばれ、包装や工業用グレードではPETという略称が使われる。加工温度や結晶化挙動は、ポリブチレンテレフタレート(PBT)などの他のポリエステルとは異なり、またポリエチレンナフタレート(PEN)とは高温性能が異なる。食品接触用PETは多くの法域で規制されており、一般に包装材料として安全とみなされている。しかし、触媒残留物、添加剤、そしてリサイクルの利点をめぐる議論は続いている。帆布や技術織物のような専門用途では、PET繊維の高強度と寸法安定性が活用される。海洋用テキスタイルの使用例はこちら。

A PET bottle (containing mineral water)

sails are often made of PET-fibers.

ポリマーとポリエステル化学の一般的な背景については、モノマー化学、反応副生成物、さらにプラスチックの製造における結晶性および非晶質状態に関する資料を参照できる。追加の技術規格やリサイクル指針は、高分子の定義と樹脂仕様を扱う業界・規制機関の資料から入手できる。