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JPH0985795A - 絞り成型用ポリエステルシートの製造方法 - Google Patents

絞り成型用ポリエステルシートの製造方法

Info

Publication number
JPH0985795A
JPH0985795A JP7249219A JP24921995A JPH0985795A JP H0985795 A JPH0985795 A JP H0985795A JP 7249219 A JP7249219 A JP 7249219A JP 24921995 A JP24921995 A JP 24921995A JP H0985795 A JPH0985795 A JP H0985795A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sheet
weight
temperature
extruder
polyester
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7249219A
Other languages
English (en)
Inventor
Hisashi Kimura
寿 木村
Koichi Tamura
浩一 田村
Kazunori Takahira
和典 高平
Norio Kanbe
紀郎 神戸
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
Priority to JP7249219A priority Critical patent/JPH0985795A/ja
Publication of JPH0985795A publication Critical patent/JPH0985795A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のPET製シートに比較して、耐熱性、
耐熱水性、保香性、成型性、耐ドローダウン性が改善さ
れ、かつ耐アルコール性、熱安定性、ガスバリア性、紫
外線遮断性、リサイクル性などに優れる絞り成型用ポリ
エステルシートを提供する。 【解決手段】 極限粘度が0.5〜1.3dl/gのポ
リエチレンナフタレンジカルボキシレート3〜98重量
%と、極限粘度が0.5〜1.5dl/gのポリエチレ
ンテレフタレート2〜97重量%とを、ダイスが接続さ
れた押出機に投入し、押出機のシリンダ内での樹脂温度
Aを270〜330℃、押出機のスクリュー先端からダ
イス出口までの樹脂温度Bを前記樹脂温度Aより5℃以
上低くかつ220〜300℃としてシート状に押し出す
ことを特徴とする、ガラス転移温度が80℃以上であ
り、アセトアルデヒド含有量が0.005重量%以下で
ある絞り成型用ポリエステルシートの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、耐熱性、耐熱水
性、耐アルコール性、保香性、熱安定性、成型性、耐ド
ローダウン性、ガスバリア性、紫外線遮断性、リサイク
ル性などに優れたポリエステルシートの製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】ポリエチレンテレフタレート(以下、P
ETという場合がある)は機械的強度、化学的安定性、
透明性、衛生性、リサイクル性などに優れており、また
軽量、安価であるために、各種のシート、容器として幅
広く包装材料に用いられている。特に最近では、廃棄物
処理問題や環境保護の点から、従来、ポリ塩化ビニルや
ポリスチレンなどが多用されてきた押出シート、絞り容
器などの用途への展開が顕著である。このようなPET
は、例えば絞り容器の場合、押出機でシートを押出し、
次いで絞り成型して製造されるのが一般的である。しか
し、従来のPET製シートは、絞り成型時に予熱したと
きのシートのドローダウンが大きく、また、特にホモP
ETの場合、予熱時にシートが結晶化して成型不可能と
なってしまうことがあるという問題点があった。また、
従来のPET製シートを絞り成型してなる透明絞り容器
は、未延伸状態や低延伸状態で、なおかつ結晶化処理さ
れずに使用されるものであるために、必ずしも耐熱変型
性や耐熱水性が十分とは言えず、特に内容物が高温であ
るとき、例えば、殺菌のための熱水処理(レトルト処
理)や熱水充填(ホットフィル)を行ったとき、あるい
は内容物を加熱する用途(日本酒の燗等)に用いたと
き、成型容器の辺や角の部分が収縮を起こしたり、側面
や底面のような平坦部に反りや脹らみなどの変型を生じ
たりして、容積が変化しやすいといった問題点があっ
た。
【0003】一方、ポリエチレンナフタレンジカルボキ
シレート(以下、PENという場合がある)は、PET
に比べ耐熱性、ガスバリア性、紫外線遮断性に優れる
が、同程度の極限粘度のPETと比べると耐衝撃性に劣
り、溶融粘度が高く、価格が高いという欠点がある。こ
のため、ホモPENからなる十分な耐衝撃性を有する包
装材料を得ようとした場合、極限粘度の高いPENを用
いる必要があり、この場合、溶融粘度が高いためシート
成形時の成形性が悪く、PENの熱劣化やアセトアルデ
ヒドの副生が多いなどの問題があった。このため、PE
Nを単独で包装材料として用いることは希であるのが実
状である。また、通常、PENのリサイクルはPETに
添加することで行うが、特にホモPENの場合、PET
に添加したときに相分離して白化することがあるという
問題点があった。さらに、非晶状態のPETやPENに
は、通常、重合時やシート成形時に副生したアセトアル
デヒドが多く含まれているため、必ずしも保香性が十分
とはいえず、特に内容物が高温であるときには、アセト
アルデヒドが溶出して内容物に異味異臭(アセトアルデ
ヒド臭)を付加してしまうという問題点があった。
【0004】これに対し、絞り成型体の耐熱性を向上さ
せる加工方法としては、シートを一旦延伸してから熱加
工する方法(特開昭50−21051号公報、特開昭5
7−53316号公報、特公平1−27850号公報、
米国特許第4388356号公報、特開昭58−674
11号公報)などが提案されているが、シートの延伸操
作が必要となるために、従来の加工方法に比べて加工コ
ストが高く、さらに生産性が低下するという問題点があ
った。また、シートを結晶化温度以上に加熱して、シー
トの垂下長を金型開口部の直径の5〜50%とした後、
70℃以下の金型により成型する方法(特公平6−49
334号公報)も提案されている。この方法は上述の延
伸操作を必要とする方法に比べれば生産性は高いもの
の、シートを結晶化温度以上に加熱するため、シートを
形成するPETが結晶化しやすくなり、長時間の連続熱
成型では、従来の方法に比べ、成型不良の発生率が高く
なってしまうという問題点があった。また、PETに耐
熱性の高い樹脂、例えばポリカーボネート樹脂などをブ
レンドしたり積層したりして用いる方法が試みられてい
るが、成型性が低下したり、成型時に着色を生じたり、
ガスバリア性が低下したり、従来に比べて生産性が低下
したりするといった問題点があった。
【0005】ポリエステル溶融体のアセトアルデヒド含
有量を低減させる方法としては、アセトアルデヒドの副
生が少ない処方で溶融重合を行う方法や、成型時に副生
するアセトアルデヒドを低減させる方法、例えば、原料
ポリエステルを水、水蒸気または水蒸気含有ガスと接触
させて含有される重縮合触媒を失活させる方法(特開平
3−047830号公報、特開平4−211424号公
報)、ベントポート付二軸押出機で押し出す際に減圧系
により脱揮する方法(特開平6−315959号公報)
などが知られている。しかし、これらの方法によるアセ
トアルデヒド含有量の低減効果は必ずしも十分ではな
く、また、特別な処理や装置を要する場合には時間やコ
ストが掛かるといった問題もあった。さらに、PET
に、PENやポリアリレート樹脂などの、ガラス転移温
度と密度が特定範囲であるポリエステル樹脂をブレンド
して用いる方法(特開平6−328583号公報)も提
案されているが、この方法は耐衝撃性の時間的な低下を
少なくすることが目的であり、実質的に非晶のペレット
を用いて通常の処方でシート成形するためアセトアルデ
ヒド量が多く、得られるシートや成型体の保香性が不十
分であるという欠点があった。これ以外にも、PENと
PETをブレンドしてなるポリエステルシートについて
は数多く報告されている。しかしながら、従来のPET
製シートに比べて絞り成型性が改善され、かつ耐熱変型
性や保香性が向上した絞り成型体を供し得る、特定のポ
リエステル製絞り成型用シートや、その具体的な製造方
法は知られていなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、従来
のPET製シートに比較して、耐熱性、耐熱水性、保香
性、成型性、耐ドローダウン性が改善され、かつ耐アル
コール性、熱安定性、ガスバリア性、紫外線遮断性、リ
サイクル性などに優れる絞り成型用ポリエステルシート
を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために鋭意検討した結果、PENとPETを
特定の比率でブレンドして特定の方法でシート成形した
ポリエステル製シートが、上記課題を十分満足すること
を見いだし、本発明を完成するに至った。すなわち、本
発明の要旨は、極限粘度が0.5〜1.3dl/gのポ
リエチレンナフタレンジカルボキシレート3〜98重量
%と、極限粘度が0.5〜1.5dl/gのポリエチレ
ンテレフタレート2〜97重量%とを、ダイスが接続さ
れた押出機に投入し、押出機のシリンダ内での樹脂温度
Aを270〜330℃、押出機のスクリュー先端からダ
イス出口までの樹脂温度Bを前記樹脂温度Aより5℃以
上低くかつ220〜300℃としてシート状に押し出す
ことを特徴とする、ガラス転移温度が80℃以上であ
り、アセトアルデヒド含有量が0.005重量%以下で
ある絞り成型用ポリエステルシートの製造方法に存す
る。
【0008】以下、本発明を詳細に説明する。本発明の
対象とする絞り成型用ポリエステルシートは、PEN3
〜98重量%、好ましくは5〜80重量%、より好まし
くは7〜50重量%、特に好ましくは8〜30重量%
と、PET97〜2重量%、好ましくは95〜20重量
%、より好ましくは93〜50重量%、特に好ましくは
92〜70重量%とを用いてなる。PENの比率が3重
量%未満の場合には、得られるシートの耐熱性、耐熱水
性、耐ドローダウン性が不十分であり、好ましくない。
また、PENの比率が98重量%を超える場合には、得
られるシートの耐衝撃性が不十分であり、PETとのリ
サイクル時に相分離して白化が起こりやすいため、好ま
しくない。また、本発明の絞り成型用ポリエステルシー
トは、本発明の構成要件を逸脱しない範囲で、シート成
形時や絞り成型時に発生するシートの端の部分(トリミ
ングによるミミ)や打ち抜き後の余った部分(スケルト
ン)等を原料として含有してもよい。これらのミミやス
ケルトンを使用する場合、全原料のうち50重量%以
下、さらには40重量%以下の範囲で用いるのが望まし
い。
【0009】さらに、本発明においては、本発明の構成
要件を逸脱しない範囲で、ヒンダードフェノール系やリ
ン系、チオエーテル系などの酸化防止剤、二酸化チタン
などの着色剤、タルクなどの核剤、炭酸カルシウムやシ
リカなどの滑剤、さらには離型剤、難燃剤、熱安定剤、
耐加水分解剤、帯電防止剤、ハードコート剤、紫外線吸
収剤、耐光安定剤、蛍光増白剤などの添加剤を、得られ
るシート中に適宜含有していてもよい。これら添加剤は
本発明のシートを成形する時にそのままの状態で、ない
しはマスターバッチ化された状態で添加してもよいし、
原料ポリエステルの製造時に添加してもよい。さらに
は、これら添加剤を塗布ないしはラミネートなどの方法
で、シートの表面処理に用いてもよい。本発明によって
製造できる絞り成型用ポリエステルシートは、示差走査
型熱量計(以下、DSCという)にて測定したガラス転
移温度(以下、Tgという)が80℃以上、好ましくは
82℃以上、さらに好ましくは83℃以上である。Tg
が80℃未満である場合には、従来のPET製シートを
用いた場合に比較して、得られる絞り成型体の耐熱変型
性の向上が実質的に認められず、好ましくない。
【0010】なお、Tgの測定は、ステンレス剃刀刃を
用いて可能な限り剪断をかけずに試料から切り出した切
片1個(重量5.0mg)をアルミ製パンに封入し、窒
素雰囲気下、TAインスツルメント社製TA2000型
熱分析装置(DSC)にて、室温から昇温速度20℃/
分で300℃まで昇温する測定操作により行う。Tg
は、熱量曲線のガラス転移による比熱変化挙動から求め
られ、具体的には、ガラス転移による比熱変化の中間点
での接線と比熱変化前の点での接線との交点の温度であ
る。本発明によって製造できる絞り成型用ポリエステル
シートのアセトアルデヒド含有量は、0.005重量%
以下、好ましくは0.003重量%以下、さらに好まし
くは0.0015重量%以下である。アセトアルデヒド
含有量が0.005重量%を超える場合には、本発明で
得られるシートを用いてなる絞り成型体を食品に直接接
触する包装材料として用いたときに、内容物に異味異臭
を付加する場合があるので好ましくない。なお、アセト
アルデヒド含有量の測定は、試料となるシート5gを細
分して水とともにミクロボンベに封入して、160℃の
オイルバスに2時間浸漬することによりシートから熱水
抽出した後に、標準試薬としてイソブチルアルコールを
加え、ガスクロマトグラフで定量することにより行う。
【0011】従来、ポリエステル溶融体のアセトアルデ
ヒド含有量を低減させる方法として、原料ポリエステル
中のアセトアルデヒド量を低減させる方法、例えば、ア
セトアルデヒドの副生が少ない処方で溶融重合を行う方
法、溶融重合品を乾燥および結晶化させる方法、あるい
はそれに引き続いて固相重合を行う方法、原料ポリエス
テルを水、水蒸気または水蒸気含有ガスと接触させて含
有される重縮合触媒を失活させる方法などが知られてい
る。このような方法を併せて用いれば、シート中のアセ
トアルデヒド含有量をさらに低減することでき、好まし
い。本発明によって得られる絞り成型用ポリエステルシ
ートの透明性に関しては、シートの厚さ方向で測定した
ヘーズ値で記述する。本発明のシートのヘーズ値は、通
常6%以下、好ましくは4%以下、さらに好ましくは3
%以下、特に好ましくは2%以下である。ヘーズ値がこ
の範囲にある場合には、PENとPETが十分相溶して
いるためリサイクルが容易であり、また、絞り成型時の
成型性の改善が認められるため、好ましい。なお、ヘー
ズ値の測定は、試料となるシートを5cm×5cm角に
切り出し、スガ試験機社製HGM−2DP型直読ヘーズ
コンピューターにて行う。
【0012】本発明によって得られる絞り成型用ポリエ
ステルシートの厚さは、通常0.1〜5mmである。絞
り成型に用いられるシートの最適な厚さは、絞り成型体
の設計、すなわち製造する絞り成型体の大きさ、厚さ、
形状、重量、絞り率、力学物性などにより異なるが、一
般的には、包装材料等に用いられる絞り成型体用の原反
シートとしては、厚さが0.1〜5mm、好ましくは
0.15〜3mm、より好ましくは0.2〜2mmの範
囲のシートが用いられる。本発明によって得られるシー
トは、従来のPET製透明シートに比較して、厚み以外
は同じ形状を有する絞り成型体を製造する場合には、よ
り厚い絞り成型体を成型性よく製造することができる特
徴を有する。また、本発明によって得られるシートは、
従来のPET性透明シートより厚みが薄くても、従来の
PET性透明シートを用いた場合より高い耐熱変型性を
有する絞り成型体を製造できる特徴を有する。そのた
め、絞り成型体を設計する際に、耐熱変型性を向上させ
る目的のみで厚みを厚くする必要がないため、軽量化、
省資源化、低コスト化をはかることが可能である。
【0013】次に、本発明で用いる原料ポリエステル
(PENおよびPET)について詳細に述べる。まず、
本発明において、PENとはナフタレンジカルボン酸と
エチレングリコールを主成分とするポリエステルであ
り、PETとはテレフタル酸とエチレングリコールを主
成分とするポリエステルである。また、ナフタレンジカ
ルボン酸については、2,6−、2,7−、1,4−、
1,5−、1,8−、および2,3−などのナフタレン
ジカルボン酸が例示されるが、いずれのナフタレンジカ
ルボン酸が用いられていてもよく、さらにはこれらのナ
フタレンジカルボン酸は単独で用いられていてもよい
し、2種以上あわせて使用されていてもよい。これらナ
フタレンジカルボン酸の中でも、好ましくは2,6−お
よび2,7−ナフタレンジカルボン酸であり、さらに好
ましくは2,6−ナフタレンジカルボン酸である。
【0014】原料のPENおよびPETは、それぞれ、
本発明の効果を阻害しない範囲で共重合成分を含有して
もよい。含有することのできる共重合成分としては、二
官能成分に関しては、ジカルボン酸成分として、フタル
酸、イソフタル酸、4,4´−ジフェニルスルホンジカ
ルボン酸、4,4´−ビフェニルジカルボン酸などの芳
香族ジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン
酸などの脂環式ジカルボン酸、1,3−フェニレンジオ
キシジ酢酸のような芳香環を有する脂肪族ジカルボン
酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ジグリコール
酸などの脂肪族ジカルボン酸などを挙げることができ
る。なお、PENに関してはテレフタル酸も、PETに
関してはナフタレンジカルボン酸も共重合成分として挙
げることができる。また、ジオール成分として、ジエチ
レングリコール、1,2−プロパンジオール、1,3−
プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,6−
ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、2−ブチ
ル−2−エチル−1,3−プロパンジオールなどの脂肪
族ジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノールのよ
うな脂環式グリコール、ビスフェノールAやビスフェノ
ールSなどの芳香族ジオールやそれらの脂肪族ジオール
との縮合体などを挙げることができる。さらに、オキシ
カルボン酸成分として、p−ヒドロキシ安息香酸やグリ
コール酸などを挙げることができる。これら二官能成分
の共重合比率は、PENおよびPETとも、それぞれ2
0モル%以下、好ましくは15モル%以下、さらに好ま
しくは10モル%以下、特に好ましくは5モル%以下で
あるのが望ましい。共重合比率がこの範囲にある場合に
は、原料ポリエステルの結晶性が高く、固相重合が可能
なため、一層好ましい。ここで、共重合比率とは、PE
Tの場合、全ジカルボン酸成分に対するテレフタル酸以
外のジカルボン酸成分の比率(PENの場合、ナフタレ
ンジカルボン酸以外の成分の比率)と、全ジオール成分
に対するエチレングリコール、ジエチレングリコール以
外のジオール成分の比率とを足し合わせたものである。
【0015】ジエチレングリコールの共重合比率に関し
ては、原料ポリエステルの全ジオール成分に対する比率
として5モル%以下、さらには4モル%以下、特には3
モル%以下であることが望ましい。ジエチレングリコー
ルの共重合比率がこの範囲にある場合には、本発明によ
って得られるシートの熱安定性や、シートを成型してな
る成型体の耐熱変型性が高く、一層好ましい。また、本
発明の効果を阻害しない範囲で、三官能以上の多官能成
分が少量共重合されていてもよい。三官能以上の多官能
成分としては、従来一般にPETに用いられる公知の化
合物が用いられていてよいが、例えば、トリメリット
酸、トリメシン酸、ピロメリット酸などの多価カルボキ
シル成分、トリメチロールエタン、トリメチロールプロ
パン、グリセリン、ペンタエリスリトールなどの多価ヒ
ドロキシ成分、ビスフェノールAジグリシジルエーテル
やビスフェノールSジグリシジルエーテルのような芳香
族ジヒドロキシ化合物のグリシジルエーテル成分などを
挙げることができる。これら三官能以上の多官能成分
は、必須成分として用いられている必要はないが、使用
されている場合には、実質的にゲル化が進行しない範
囲、具体的には、得られるシートを構成する全モノマー
単位成分に対して、通常1.0モル%以下、好ましくは
0.6モル%以下の範囲であることが望ましい。多官能
成分が少量共重合されていることにより、シートを絞り
成型する際のシートのドローダウンの程度がより小さく
なる傾向がある。
【0016】また、本発明の効果を阻害しない範囲で、
単官能成分が少量共重合された原料を用いてもよい。単
官能成分としては、例えば、安息香酸、t−ブチル安息
香酸、ベンゾイル安息香酸、ステアリン酸、ベンジルア
ルコール、ステアリルアルコールなどを挙げることがで
きる。これら単官能成分は、必須成分として用いられて
いる必要はないが、使用されている場合には、得られる
シートを構成する全モノマー単位成分に対して、通常
0.005〜1.0モル%、好ましくは0.01〜0.
75モル%の範囲であることが望ましい。単官能成分が
共重合されていることにより、シート成形時の熱安定性
が向上し、本発明のシートのアセトアルデヒド含有量を
より少なく抑えることが可能である。
【0017】本発明の絞り成型用ポリエステルシートの
原料ポリエステルの極限粘度は、PENは0.5〜1.
3dl/g、好ましくは0.55〜1.1dl/g、さ
らに好ましくは0.6〜1.0dl/gの範囲であり、
PETは0.5〜1.5dl/g、好ましくは0.55
〜1.3dl/g、さらに好ましくは0.6〜1.1d
l/g、特に好ましくは0.65〜1.0dl/gの範
囲である。PENおよび/またはPETの極限粘度が
0.5dl/gに満たない場合には、絞り成型して得ら
れる絞り成型体の厚さムラや成型ムラが大きいうえ、実
用上の十分な強度を持ち得ないため好ましくない。ま
た、PENの極限粘度が1.3dl/gを超える場合や
PETの極限粘度が1.5dl/gを超える場合には、
溶融粘度が高すぎるためにシートを溶融成形して製造す
る際に成形機内での剪断発熱が大きくなり、原料ポリエ
ステルの熱分解やアセトアルデヒドの副生が顕著にな
り、得られるシートのアセトアルデヒド含有量の増加が
著しくなるので好ましくない。
【0018】なお、極限粘度の測定は、試料0.25g
をフェノール/1,1,2,2−テトラクロロエタン
(重量比=1/1)の混合溶媒25mlに溶解させ、3
0℃で行う。原料ポリエステルのアセトアルデヒド含有
量に関しては、本発明のシートが得られる限りいかなる
ものであっても構わないが、PENおよび/またはPE
Tのアセトアルデヒド含有量が0.03重量%以下、好
ましくは0.02重量%以下、さらに好ましくは0.0
1重量%以下、より好ましくは0.005重量%以下、
特に好ましくは0.001重量%以下であることが望ま
しい。原料ポリエステルのアセトアルデヒド含有量がこ
の範囲にある場合には、シート成形する際にアセトアル
デヒド含有量を低減させるのが容易であるので、一層好
ましい。なお、アセトアルデヒド含有量の測定は、試料
となる原料ポリエステル5gを細分して水とともにミク
ロボンベに封入して、160℃のオイルバスに2時間浸
漬することにより原料ポリエステルから熱水抽出した後
に、標準試薬としてイソブチルアルコールを加え、ガス
・クロマトグラフで定量することにより行う。
【0019】原料ポリエステルの熱的特性に関しては、
本発明のシートが得られる限りいかなるものであっても
構わないが、結晶性を有することが望ましい。具体的に
は、PENの場合、200℃の窒素雰囲気下で3時間熱
処理した後に220〜280℃、さらには230〜28
0℃、特には240〜280℃の範囲に融解ピーク(以
下、Tmということがある)を有し、PETの場合、1
80℃の窒素雰囲気下で3時間熱処理した後に200〜
260℃、さらには210〜260℃、特には220〜
260℃の範囲にTmを有することが望ましい。原料ポ
リエステルが上記の結晶性を有する場合、成形前の乾燥
処理が容易であり、また、結晶化処理や固相重合により
ペレット中のアセトアルデヒド含有量を低減させること
が可能であり、さらに、本発明のシートを絞り成型する
際の成型性が高く、一層好ましい。
【0020】なお、Tmの測定は、上記熱処理を施した
試料から、ステンレス剃刀刃を用いて可能な限り剪断を
かけずに切片1個(重量5.0mg)を切り出してそれ
をアルミ製パンに封入し、窒素雰囲気下、TAインスツ
ルメント社製TA2000型熱分析装置(DSC)に
て、室温から昇温速度20℃/分で300℃まで昇温す
る測定操作により行う。Tmは昇温過程での結晶の溶融
に由来する吸熱ピークにおいて単位時間あたりの吸熱量
が最大となる温度である。
【0021】通常、原料ポリエステルには、その製造時
に使用された触媒に由来するマンガン、コバルト、亜
鉛、アンチモン、ゲルマニウム、チタンなどの金属元素
や安定剤に由来するリン元素など、ポリマー骨格を構成
する以外の元素が1種類以上含有されている。本発明の
構成要件を超えない限り、これら含有されている元素の
種類や量には特に制限はないが、色調の点から、好まし
くは重縮合触媒としてアンチモンやゲルマニウムが用い
られたPENおよびPETが使用される。以上の本発明
の絞り成型用ポリエステルシートの原料ポリエステル
は、両者について従来公知の方法に準じ、溶融重合によ
り、ないしはそれに引き続く乾燥および結晶化工程、な
いしはさらにそれに引き続く固相重合により製造され
る。溶融重合法としては、例えば、ジカルボン酸とジオ
ールを用いて直接エステル化反応を行った後、さらに昇
温するとともに次第に減圧にして重縮合反応させる方法
や、ジカルボン酸のエステル誘導体ジオールを用いてエ
ステル交換反応を行い、その後、得られた反応物をさら
に重縮合反応する方法などが挙げられる。
【0022】乾燥および結晶化工程は、溶融重合に引き
続き行うことができる。本発明のシートに用いる原料の
PENおよび/またはPETに結晶化処理を施すことで
アセトアルデヒド含有量を低減できるため、本発明のシ
ートやその絞り成型体のアセトアルデヒド含有量を低減
できるので、一層好ましい。乾燥および結晶化工程は、
減圧下、窒素等の不活性ガス雰囲気下、あるいは空気雰
囲気下等で行うことができ、雰囲気の温度は、通常、1
20〜220℃である。固相重合は、乾燥および結晶化
工程に引き続き、減圧下や窒素等の不活性ガス雰囲気下
等で行うことができ、雰囲気の温度は、通常、200〜
250℃である。これらの処理により得られた結晶化品
の結晶化度については、密度を測定することにより求め
ることができる。完全非晶状態のPENおよびPETの
密度はそれぞれ1.325g/cm3 、1.335g/
cm3 であり、結晶化に伴って密度は増大し、完全結晶
のPENおよびPETの密度はそれぞれ1.455g/
cm3 、1.407g/cm3 程度であると知られてい
る。結晶化品の密度は、PENについては1.35g/
cm3 以上、さらには1.36g/cm3 以上、特には
1.365g/cm3 以上、PETについては1.36
g/cm3 以上、さらには1.37g/cm3 以上、特
には1.38g/cm3 以上であることが望ましい。密
度がこの範囲であるときには、上記処理による原料のア
セトアルデヒド含有量の低減効果が高く、本発明のシー
トやその絞り成型体のアセトアルデヒド含有量を低減で
きるので、一層好ましい。なお、密度の測定は、試料6
gをアルミ製容器に入れ、アキュピック社製1330型
乾式自動密度計にて、23℃で行う。
【0023】
【発明の実施の形態】次に、本発明の絞り成型用ポリエ
ステルシートの製造方法について詳細に述べる。本発明
の絞り成型用ポリエステルシートは、従来PETやPE
Nのシート成形に用いられている、ダイスが接続された
押出キャスト成形機を用いて製造することができる。こ
れら押出キャスト成形機の押出機としては、一軸または
二軸の押出機を挙げることができるが、好ましくは二軸
押出機、より好ましくはベントポート付二軸押出機を用
いることが望ましい。二軸押出機を用いた場合、原料の
PENとPETとをより容易に相溶させることができ
る。本発明の絞り成型用ポリエステルシートを製造する
場合には、例えば、ギアポンプを経てTダイが接続され
た一軸または二軸の押出機のホッパーに原料を供給し
て、押出機のシリンダ内で溶融させてTダイからシート
状に押し出し、それをキャスティングロールにより冷却
することで製造できる。
【0024】原料の投入方法は、任意の手法を用いてよ
く、例えば、メインホッパーより一括で投入する方法、
一部をサイドフィーダより投入する方法などが挙げられ
る。成形温度(樹脂温度)については、押出機のシリン
ダ内での樹脂温度Aを270〜330℃、好ましくは2
75〜320℃、より好ましくは280〜310℃、ス
クリュー先端からダイス出口までの樹脂温度Bを前記樹
脂温度Aより5℃以上、好ましくは10℃以上、さらに
好ましくは15℃以上低くかつ220〜300℃、好ま
しくは230〜295℃、より好ましくは240〜29
0℃の範囲とする。なお、本発明においては、シリンダ
内での樹脂温度Aとは、シリンダを樹脂の流れ方向に見
た場合のシリンダ中央部からスクリュー先端までにおけ
る樹脂温度のことであり、測定点が複数ある場合はその
相加平均とする。また、スクリュー先端からダイス出口
までの樹脂温度Bについて測定点が複数ある場合は、そ
の相加平均とする。また、樹脂温度の測定は、押出機内
の該場所に取り付けられた1個以上の熱電対にて行う。
樹脂温度Aが270℃未満の場合には、溶融粘度が高い
ために押出機の動力当たりの押出量が低下するため生産
性が低下し、かつ、押出機内でPENとPETが相溶せ
ず、得られるシートの成型性、リサイクル性、透明性が
低下するため好ましくない。また、押出機のシリンダ内
での樹脂温度が330℃を超える場合には、押出機内で
原料ポリエステルが熱劣化したりアセトアルデヒドが多
く副生したりするため、得られるシートの成型性、保香
性が低下するので好ましくない。
【0025】樹脂温度Bが樹脂温度Aより5℃以上低く
ない場合、押出機のスクリュー先端からダイス出口の部
分で副生するアセトアルデヒド量が多く、得られるシー
トの保香性が低下するため好ましくない。樹脂温度Bが
220℃未満の場合には、溶融粘度が高いために押出機
の動力当たりの押出量が低下するため生産性が低下し、
また、得られるシートが結晶性を有する場合、ダイスの
リップ付近に結晶化した樹脂が付着し、シートの表面性
が低下したり、押出が困難になったり、ダイス内での樹
脂の閉塞が起こる場合があるので好ましくない。また、
樹脂温度Bが300℃を超える場合には、ダイスのリッ
プ部に樹脂劣化物が付着し、シートの表面性が低下する
ため好ましくない。ダイスより押し出されたシートは、
結晶化を進行させないように素早く冷却することが望ま
しく、静電密着式またはタッチロール式のキャスティン
グロールにて冷却することが望ましい。この場合、キャ
スティングロールの表面温度は、通常20〜70℃、好
ましくは25〜60℃に制御すればよい。
【0026】押出キャスト成形に用いる押出機は、シリ
ンダ部に1個以上、さらには2個以上のベントポートを
有していることが望ましい。ベントポートがない押出機
を用いる場合には、シリンダ内での原料ポリエステルの
加水分解を防止するため、原料ポリエステルを乾燥処理
して、含水率を通常0.01重量%以下、好ましくは
0.005重量%以下にしてからホッパーに供給する。
これに対し、ベントポートを有する押出機を用いる場合
には、そこからシリンダ内を減圧してシリンダ内で原料
ポリエステルの乾燥が行えるため、原料を乾燥せずに供
給してもよいうえ、原料ポリエステルに含まれているア
セトアルデヒド等の揮発性不純物をシリンダ内で低減さ
せることもできるので、一層好ましい。通常ベントポー
トは、200mmHg以下、好ましくは100mmHg
以下、さらに好ましくは50mmHg以下、特に好まし
くは10mmHg以下の減圧系に接続して用いる。ま
た、ベントポートを用いる場合は二軸押出機を用いるの
が、揮発性不純物を低減する際の効率が良く、望まし
い。この際、二軸押出機のスクリューは噛み合い型、非
噛み合い型、不完全噛み合い型のいずれでもよい。
【0027】本発明により製造される絞り成型用ポリエ
ステルシートは、通常、キャスティングロールを経た後
にトリミングカッターでシート両端を切除した後、ロー
ル状に巻き取るか、もしくはパネル状に切断して最終的
に得られる。切除されたシート両端部は、原料に加えて
リサイクルしてもよい。リサイクルする際には、通常、
粉砕機等で粉砕した後に用いることが望ましい。このよ
うにして得られた絞り成型用ポリエステルシートは、耐
熱変型性、耐熱水性、耐アルコール性、保香性、熱安定
性、ガスバリア性、紫外線遮断性などに優れた絞り成型
体を生産性良く供し得る。詳しくは、本発明のシートを
絞り成型することで、従来のポリエステル製透明シート
を用いた場合よりも、高温の内容物を充填しても変型を
生じにくい、耐熱変型性が向上した絞り成型体を製造す
ることができる。また、本発明により製造されたシート
からなる絞り成型体は保香性に優れているため、内容物
に異味異臭を付加することがなく、清涼飲料、酒、香
料、化粧品等の、臭気の変化を好まない内容物に直接接
する包装材として最適である。さらに、本発明のより製
造されたシートは、従来のポリエステル製シートよりも
絞り成型時のドローダウンが抑制されているため、絞り
成型体をハイサイクルで安定的に成型可能である。
【0028】本発明で製造される絞り成型用ポリエステ
ルシートの絞り成型に際しては、従来ポリエステル製シ
ートの絞り成型法として知られているいずれの方法を用
いてもよい。絞り成型の方法としては、真空成型、圧空
成型、スナップバック成型、レバースドロー成型、エア
ースリップ成型、プラグアシスト成型、およびこれらを
組み合わせた加工方法等が例示されるが、いずれの方法
を用いてもよい。絞り率は通常0.01〜10倍、好ま
しくは0.05〜5倍である。絞り成型時のシート温度
は、一般にできる限り厚さ方向の温度ムラが少なくなる
ようにするのが望ましく、これら絞り成型を行うときの
シートの予熱温度は、ガラス転移温度以上200℃以
下、さらにはガラス転移温度以上180℃以下であるの
が望ましい。シートの予熱温度がこの範囲にあるときに
は、シートから成型品を成型する際の成型性がよく、ま
た、予熱時にアセトアルデヒドが副生することがないの
で、一層好ましい。
【0029】本発明のシートを絞り成型してなる成型体
の用途としては、一般の包装材料、例えば、フルーツ、
ティーバッグ、清涼飲料などの食品や飲料を包装するた
めのトレーやカップおよびその蓋、電子部品などを包装
するための工業用トレー、歯ブラシ、ヘッドフォン、贈
答品などを包装するためのブリスターパッケージなどが
挙げられるが、とくに、本発明のシートからなる絞り成
型体は保香性に優れているため、清涼飲料、酒、香料、
化粧品等の、臭気の変化を好まない内容物に直接接する
包装用として最適である。本発明のシートを絞り成型し
てなる包装材料は耐熱変型性や耐熱水性が高いので、特
に内容物が高温であるとき、例えば、殺菌のための熱水
処理(レトルト処理)や熱水充填(ホットフィル)、あ
るいは内容物を加熱する用途(日本酒の燗等)に用いた
とき、成型容器の辺や角の部分が収縮を起こしにくく、
側面や底面のような平坦部に反りや脹らみなどの変型を
生じにくいので、容積が変化しにくいという利点があ
る。
【0030】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実
施例に限定されるものではない。また、本発明に用い
た、極限粘度の測定法、ガラス転移温度(Tg)の測定
法、融点(Tm)の測定法、アセトアルデヒド含有量の
測定法、ヘーズ値の測定法、密度の測定法は、それぞれ
本文中に記載されたとおりである。以下に、本発明に用
いた、成型性評価、耐熱変型性試験、アセトアルデヒド
臭官能試験について示す。
【0031】(1)成型性評価 対象となるシートを、プラグアシスト式真空圧空成型機
にて絞り率1.5倍で絞り成型して内容積200mlの
円錐台状のカップを作製した。連続して100個のカッ
プを成型した際の成型性の善し悪しについて、成型の可
否、成型可能な温度領域(低温で成型可能な方が好まし
い)、全体形状の再現性、フランジ部の再現性、真空孔
の跡の有無(無い方が好ましい)を評価項目として、3
段階で総合評価した。なお、3段階評価の内容は、○:
成型性良好、△:成型性が低いが成型は可能、×:成型
不可、である。
【0032】(2)耐熱変型性試験 前項(1)で作製したカップに所定温度の脱塩水180
ccを入れて室温下に30分放置した際に、実質的に変
型が認められなかった最高温度をもって、耐熱変型温度
とした。なお、試験温度は2℃刻みの温度(偶数温度)
とし、60℃から96℃までの範囲で実施した。本試験
では、耐熱変型温度が高いほど耐熱変型性に優れる。 (3)アセトアルデヒド臭官能試験 (1)で作製したカップに60℃の脱塩水180ccを
入れ、30℃まで除冷した後に脱塩水の臭気について官
能試験を実施した。この試験は、訓練されたパネラー5
人の5段階評価により、その平均値をもって試験結果と
した。なお、5段階評価の内容は、0:臭気が感じられ
ない、1:臭気をかすかに感じる、2:臭気を弱く感じ
る、3:臭気を感じる、4:臭気を強く感じる、であ
る。本試験では、評価の数値が低いほど保香性に優れ、
2.5点以下のものが一般に食品包材として適してお
り、特に2未満のものが水、酒等の用途に好適である。
【0033】[試験に用いた原料]実施例においては、
以下に示す原料を用いた。なお、これら原料の、極限粘
度、Tm、密度の測定値を下記表1に示す。 (1)原料として用いたPEN: N−1:ジカルボン酸成分がすべてナフタレンジカルボ
ン酸からなり、ジオール成分がエチレングリコール99
モル%、ジエチレングリコール1モル%からなる、非晶
状態のPEN N−2:N−1に結晶化処理をしたPEN N−3:N−2に固相重合処理をしたPEN N−4:ジカルボン酸成分がすべてナフタレンジカルボ
ン酸からなり、ジオール成分がエチレングリコール98
モル%、ジエチレングリコール2モル%からなる、非晶
状態のPEN N−5:N−4に固相重合処理をしたPEN N−6:ジカルボン酸成分がナフタレンジカルボン酸9
2モル%、テレフタル酸8モル%からなり、ジオール成
分がエチレングリコール98モル%、ジエチレングリコ
ール2モル%からなる、非晶状態のPEN
【0034】(2)原料として用いたPET: T−1:ジカルボン酸成分がすべてテレフタル酸からな
り、ジオール成分がエチレングリコール98モル%、ジ
エチレングリコール2モル%からなる、非晶状態のPE
T T−2:T−1に結晶化処理をしたPET T−3:T−2に固相重合処理をしたPET T−4:ジカルボン酸成分がテレフタル酸90モル%、
ナフタレンジカルボン酸10モル%からなり、ジオール
成分がエチレングリコール98モル%、ジエチレングリ
コール2モル%からなる、非晶状態のPET T−5:ジカルボン酸成分がすべてテレフタル酸からな
り、ジオール成分がエチレングリコール92モル%、ジ
エチレングリコール8モル%からなる、非晶状態のPE
【0035】
【表1】 上記表1中、Nは2,6−ナフタレンジカルボン酸、T
はテレフタル酸、EGはエチレングリコール、DEGは
ジエチレングリコールを意味する。
【0036】実施例1 原料ポリエステルとして、N−1を15重量%、T−1
を85重量%用いてシート成形を行った。原料ポリエス
テルをペレットブレンドした後に、1mmHgの減圧系
に接続されたベントポートを持つ65mmφ二軸押出機
に供給してTダイから押し出し、厚さが0.6mmであ
る透明なシートを得た。押出量は200kg/時で、押
し出し時の樹脂温度は、シリンダ内は290℃、スクリ
ュー先端からダイス出口までは270℃で、キャスティ
ングロールの表面温度は40℃で製膜した。次に、この
シートをプラグアシスト式真空圧空成型機にて、シート
予熱温度150℃で成型し、絞り率1.5倍のカップを
得た。このカップについてシートと同様にしてアセトア
ルデヒド含有量を測定したところ、アセトアルデヒド含
有量はシートと同様0.0038重量%であった。この
シートに関する、ガラス転移温度、アセトアルデヒド含
有量、ヘーズ値の測定結果を下記表2に、成型性評価、
耐熱変型性試験、アセトアルデヒド臭官能試験の結果を
下記表3に示す。
【0037】実施例2 原料ポリエステルとして、N−2を15重量%、T−2
を85重量%用いた以外は実施例1と同様にして、厚さ
が0.6mmである透明なシートと、絞り率1.5倍の
カップを得た。このシートに関する実施例1と同様の測
定結果を表2に、このシートに関する実施例1と同様の
評価/試験結果を表3に示す。 実施例3 原料ポリエステルとして、N−3を15重量%、T−3
を85重量%用いた以外は実施例1と同様にして、厚さ
が0.6mmである透明なシートと、絞り率1.5倍の
カップを得た。このシートに関する実施例1と同様の測
定結果を表2に、このシートに関する実施例1と同様の
評価/試験結果を表3に示す。
【0038】実施例4 原料ポリエステルとして、N−3を50重量%、T−3
を50重量%用い、押し出し時の樹脂温度について、シ
リンダ内を300℃、スクリュー先端からダイス出口ま
でを290℃とした以外は実施例1と同様にして、厚さ
が0.6mmであるシートと、絞り率1.5倍のカップ
を得た。このシートに関する実施例1と同様の測定結果
を表2に、このシートに関する実施例1と同様の評価/
試験結果を表3に示す。 実施例5 原料ポリエステルとして、N−3を80重量%、T−3
を20重量%用い、押し出し時の樹脂温度について、シ
リンダ内を310℃、スクリュー先端からダイス出口ま
でを295℃とした以外は実施例1と同様にして厚さが
0.6mmである透明なシートを得、シート予熱温度を
160℃とした以外は実施例1と同様にして絞り率1.
5倍のカップを得た。このシートに関する実施例1と同
様の測定結果を表2に、このシートに関する実施例1と
同様の評価/試験結果を表3に示す。
【0039】実施例6 原料ポリエステルとして、N−4を5重量%、T−4を
95重量%用いた以外は実施例1と同様にして、厚さが
0.6mmである透明なシートと、絞り率1.5倍のカ
ップを得た。このシートに関する実施例1と同様の測定
結果を表2に、このシートに関する実施例1と同様の評
価/試験結果を表3に示す。 実施例7 原料ポリエステルとして、N−6を20重量%、T−3
を80重量%用いた以外は実施例1と同様にして、厚さ
が0.6mmである透明なシートと、絞り率1.5倍の
カップを得た。このシートに関する実施例1と同様の測
定結果を表2に、このシートに関する実施例1と同様の
評価/試験結果を表3に示す。
【0040】比較例1 押し出し時の樹脂温度について、シリンダ内を290
℃、スクリュー先端からダイス出口までを290℃とし
た以外は実施例1と同様にして、厚さが0.6mmであ
る透明なシートと、絞り率1.5倍のカップを得た。こ
のシートに関する実施例1と同様の測定結果を表2に、
このシートに関する実施例1と同様の評価/試験結果を
表3に示す。
【0041】比較例2 押出量を160kg/時とし、押し出し時の樹脂温度に
ついて、シリンダ内を265℃、スクリュー先端からダ
イス出口までを270℃とした以外は実施例1と同様に
して厚さが0.6mmであるシートを得、シート予熱温
度を180℃とした以外は実施例1と同様にして絞り率
1.5倍のカップを得た。なお、実施例1と同様の押出
量でシート成形を試みたところ動力が不足したため、押
出量を160kg/時に下げる必要があった。また、実
施例1と同様の予熱温度で成型を試みたところ成型がで
きなかったため、シート予熱温度を180℃に上げる必
要があった。このため、カップを成型するサイクルが長
くなった。このシートに関する実施例1と同様の測定結
果を表2に、このシートに関する実施例1と同様の評価
/試験結果を表3に示す。
【0042】比較例3 原料ポリエステルとして、N−5を50重量%、T−1
を50重量%用いた以外は実施例4と同様にして、厚さ
が0.6mmであるシートを得た。なお、予熱温度を変
えて成型を試みたが、成型時にシートが破断してしま
い、カップの成型はできなかった。このシートに関する
実施例1と同様の測定結果を表2に示す。 比較例4 原料ポリエステルとして、T−1の代わりにT−5を8
5重量%用いた以外は実施例1と同様にして、厚さが
0.6mmである透明なシートと、絞り率1.5倍のカ
ップを得た。このシートに関する実施例1と同様の測定
結果を表2に、このシートに関する実施例1と同様の評
価/試験結果を表3に示す。
【0043】比較例5 原料ポリエステルとして、N−1のみを用いた以外は実
施例5と同様にして厚さが0.6mmである透明なシー
トを得、シート予熱温度を180℃にした以外は実施例
5と同様にして絞り率1.5倍のカップを得た。なお、
実施例1と同様の予熱温度で成型を試みたところ成型が
できなかったため、シート予熱温度を180℃に上げる
必要があった。このため、カップを成型するサイクルが
長くなった。このシートに関する実施例1と同様の測定
結果を表2に、このシートに関する実施例1と同様の評
価/試験結果を表3に示す。 比較例6 原料ポリエステルとして、T−1のみを用いた以外は実
施例1と同様にして、厚さが0.6mmである透明なシ
ートと、絞り率1.5倍のカップを得た。このシートに
関する実施例1と同様の測定結果を表2に、このシート
に関する実施例1と同様の評価/試験結果を表3に示
す。
【0044】
【表2】
【0045】
【表3】
【0046】
【発明の効果】本発明により製造される絞り成型用ポリ
エステルシートは、従来のポリエステル製透明シート、
保香性、ガスバリア性、紫外線遮断性、成型性、耐ドロ
ーダウン性に優れる。また、耐熱変型性、保香性、ガス
バリア性、紫外線遮断性に優れる絞り成型体を生産性よ
く供することができる。よって、本発明により得られる
シートを絞り成型して得られる絞り成型体は、従来のポ
リエステル製透明シートを用いた絞り成型体に比較し
て、より高い耐熱変型性や保香性、ガスバリア性、紫外
線遮断性が要求される包装材料として好ましく用いられ
る。さらに、本発明により得られるシートはリサイクル
性が高いため、本発明のシートおよびそれを用いた絞り
成型体は、環境への影響を小さく抑える効果も兼ね備え
ている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神戸 紀郎 三重県四日市市東邦町1番地 三菱化学株 式会社四日市総合研究所内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 極限粘度が0.5〜1.3dl/gのポ
    リエチレンナフタレンジカルボキシレート3〜98重量
    %と、極限粘度が0.5〜1.5dl/gのポリエチレ
    ンテレフタレート2〜97重量%とを、ダイスが接続さ
    れた押出機に投入し、押出機のシリンダ内での樹脂温度
    Aを270〜330℃、押出機のスクリュー先端からダ
    イス出口までの樹脂温度Bを前記樹脂温度Aより5℃以
    上低くかつ220〜300℃としてシート状に押し出す
    ことを特徴とする、ガラス転移温度が80℃以上であ
    り、アセトアルデヒド含有量が0.005重量%以下で
    ある絞り成型用ポリエステルシートの製造方法。
  2. 【請求項2】 ポリエチレンナフタレンジカルボキシレ
    ートのアセトアルデヒド含有量が0.03重量%以下で
    あり、ポリエチレンテレフタレートのアセトアルデヒド
    含有量が0.03重量%以下であることを特徴とする請
    求項1記載の製造方法。
  3. 【請求項3】 ポリエチレンナフタレンジカルボキシレ
    ートが200℃の窒素雰囲気下で3時間熱処理した後に
    220〜280℃の範囲に融解ピークを有するか、また
    はポリエチレンテレフタレートが180℃の窒素雰囲気
    下で3時間熱処理した後に200〜260℃の範囲に融
    解ピークを有することを特徴とする請求項1記載の製造
    方法。
  4. 【請求項4】 ポリエチレンナフタレンジカルボキシレ
    ートの密度が1.35g/cm3 以上、またはポリエチ
    レンテレフタレートの密度が1.36g/cm 3 以上で
    あることを特徴とする請求項1記載の製造方法。
  5. 【請求項5】 ポリエチレンナフタレンジカルボキシレ
    ートまたはポリエチレンテレフタレートが固相重合処理
    を施されて得られたものであることを特徴とする請求項
    1記載の製造方法。
  6. 【請求項6】 押出機が圧力200mmHg以下の減圧
    系に接続されたベントポートを有することを特徴とする
    請求項1記載の製造方法。
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