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JPH10315312A - ポリエステルシートからなる熱成形品及びその製造方法 - Google Patents

ポリエステルシートからなる熱成形品及びその製造方法

Info

Publication number
JPH10315312A
JPH10315312A JP12957297A JP12957297A JPH10315312A JP H10315312 A JPH10315312 A JP H10315312A JP 12957297 A JP12957297 A JP 12957297A JP 12957297 A JP12957297 A JP 12957297A JP H10315312 A JPH10315312 A JP H10315312A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
product
thermoformed
sheet
thermoformed product
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
JP12957297A
Other languages
English (en)
Inventor
Satoyuki Kotani
智行 小谷
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 JP12957297A priority Critical patent/JPH10315312A/ja
Publication of JPH10315312A publication Critical patent/JPH10315312A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Containers Having Bodies Formed In One Piece (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリエステルシートからの熱成形品であっ
て、外観がよく且つ耐熱性に富むものを提供する。 【解決手段】 下記の(1)及び(2)式を満足するこ
とを特徴とする、ポリエステルシートを熱成形して得ら
れる熱成形品 0.05≦ΔP≦0.2 ・・・(1) 1.57≦nA ≦1.62 ・・・(2) (式中、ΔPは面配向度を示し、nA は平均屈折率を示
す)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はポリエステルシート
を熱成形して成る熱成形品に関するものであり、特に耐
熱性に優れた熱成形品に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポリエステルシートから真空成形、圧空
成形、プラグアシスト成形などの熱成形により熱成形品
を製造することは周知である。熱成形は成形操作が容易
であり、得られる熱成形品は一般にガスバリア性や機械
的強度に優れているので、カップや種々の食品用トレイ
などの容器の製造に広く用いられている。
【0003】しかしながら、ポリエステルシートから得
られる熱成形品は高温での形態安定性が悪く、例えば6
0〜100℃程度の温度にさらされると容易に変形して
しまうという欠点がある。
【0004】この欠点を改良するため従来から種々の提
案がなされているが、いずれも満足すべきものではな
い。例えば特公昭44−5108号公報には、ポリエチ
レンテレフタレートフィルムを熱成形したのち、成形型
内で熱成形品を140〜220℃で熱処理して結晶化さ
せることにより、耐熱性を向上させることが開示されて
いる。しかしこの方法には、熱処理時に熱成形品が変形
したり、熱処理により熱成形品の耐衝撃性が低下すると
いう問題がある。耐衝撃性の低下は、この方法では球晶
が生成し易く、そのため熱成形品が脆くなることに起因
するものと考えられる。この方法の変形として、熱処理
を60〜140℃という比較的低い温度で行い、結晶化
させずに熱成形品の歪みを除去することも考えられる
が、これでは耐熱性の改良効果は小さい。
【0005】特開昭54−43971号、43972
号、特開昭55−17516号の各公報には、ポリエス
テルシートを二軸延伸して配向させたのち熱成形し、次
いで得られた熱成形品を熱処理する方法が開示されてい
る。しかしながら、これらの方法は、配向度の低いポリ
エステルシートを用いたのではその効果が小さく、逆に
配向度の高いポリエステルシートを用いると、深絞り成
形性が劣るため、熱成形品の外観が不良となるという問
題がある。
【0006】また、特開昭50−21051号公報に
は、未延伸のポリエステルシートを70〜100℃で一
軸方向に1.5〜3.0倍延伸したのち90〜95℃の
熱水で熱収縮させたものを成形材料として熱成形し、熱
成形品を型内で130〜150℃で熱固定する方法が開
示されている。特開昭61−254326号公報には、
未延伸のポリエステルシートを70〜100℃で同時二
軸延伸機で二軸方向にそれぞれ1.5〜3.0倍延伸し
たのち70〜120℃で熱収縮させたものを成形材料と
して、80〜100℃で圧空成形し、熱成形品を型内で
180〜250℃で熱固定する方法が開示されている。
しかしながら、これらの方法は、ポリエステルシートの
深絞り成形性が劣るため熱成形品の外観が不良となった
り、耐熱性の改良効果が小さかったり、熱成形品の耐衝
撃性が低下するなどという問題がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の従来技
術に鑑みなされたもので、耐熱性及び外観が共に優れた
ポリエステルシートの熱成形品を提供しようとするもの
である。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ポリエ
ステルシートの熱成形品のうちでも、下記の(1)及び
(2)式を満足するものが、耐熱性及び外観が共に優れ
ていることが見出された。 0.05≦ΔP≦0.20 (1) 1.57≦nA ≦1.62 (2) (式中、ΔPは面配向度を示し、nA は平均屈折率を示
す)
【0009】
【発明の実施の形態】本発明でいうポリエステルとは、
主として芳香族ジカルボン酸成分とグリコール成分とか
ら成るものである。芳香族ジカルボン酸としては、テレ
フタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸その他のナ
フタレンジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸などが
挙げられる。グリコールとしては、エチレングリコー
ル、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、
1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、
1,3−又は1,4−シクロヘキサンジメタノールなど
が挙げられる。またビスフェノールAやビスフェノール
Sなども用いることができる。
【0010】ポリエステルは、上述の芳香族ジカルボン
酸成分及びグリコール成分以外に、他の共重合成分を少
量含んでいてもよい。このような共重合成分としては、
セバシン酸やアジピン酸などの脂肪族ジカルボン酸や、
p−オキシエトキシ安息香酸などのオキシカルボン酸が
挙げられる。また3官能のカルボン酸やアルコールなど
を含有させて、分子鎖に分岐を生じさせることもでき
る。
【0011】本発明においては上述の如く種々の構成々
分から成るポリエステルを用いることができるが、通常
はポリエチレンテレフタレートを主たる構成々分とする
ポリエステルを用いる。なかでも経済性、成形性及び最
終的に得られる成形品の物性などよりして、エチレンテ
レフタレート単位が80モル%以上、特に90モル%以
上を占めるポリエチレンテレフタレートを用いるのが好
ましい。そして、このようなポリエチレンテレフタレー
トを用いた場合に、本発明の最大の特徴である耐熱性の
改良効果が最も良く発揮される。ポリエチレンテレフタ
レートの共重合成分としては、イソフタル酸、2,6−
ナフタレンジカルボン酸、ジエチレングリコール、1,
4−シクロヘキサンジメタノールなどが好ましい。
【0012】熱成形に供するポリエステルシートの極限
粘度は、0.50〜1.3dl/g、特に0.60〜
1.1dl/gの範囲にあるのが好ましい。一般に極限
粘度が0.50dl/g未満では、熱成形品を製造する
際の深絞り成形性が劣り、かつ得られる熱成形品の機械
的性質、特に耐衝撃性も劣ったものとなり易い。逆に極
限粘度が1.3dl/gを超えるシートは製造が困難で
あり、またシートから熱成形品を製造する際の深絞り成
形性も劣ったものとなり易い。
【0013】なお、ポリエステルは溶融押出ししてシー
トとする際に極限粘度が低下するが、シートの熱成形に
際しては極限粘度は実質的に低下しないので、シートの
極限粘度はこれから得られる熱成形品の極限粘度とほぼ
等しい。
【0014】本発明では、常法により溶融重合又は溶融
重合及び固相重合を経て製造されたポリエステルを用い
ることができる。ポリエステルの製造に際しては、エス
テル化又はエステル交換触媒、重合触媒、安定剤、滑
剤、帯電防止剤など、常用の各種の助剤を適宜添加する
ことができる。ポリエステルから本発明に係る熱成形品
を製造するには、先ずポリエステルをシートに成形す
る。成形に供するポリエステル中には、所望により酸化
防止剤、紫外線吸収剤、難燃化剤、滑剤など常用の種々
の添加物を配合することができる。例えば最終的に着色
した熱成形品を得るために、ポリエステルを着色するこ
とができる。着色には、着色剤を高濃度で含むマスター
バッチを用いるのが好ましい。また、所望ならば、ポリ
エステル以外のポリマー、例えばポリカーボネートやポ
リオレフィンなどを少量配合することもできる。その配
合量は、通常は全体の10重量%以下であり、5重量%
以下に止めるのが好ましい。一般にポリエステル以外の
ポリマーの配合は、ポリエステルの特性を減じ、その優
れた物性の発現を困難にするが、上述の如く少量ならば
物性に及ぼす影響も小さく許容し得ることが多い。
【0015】ポリエステルシートの製造は常法に従って
行えばよい。例えばポリエステルを乾燥したのち押出機
に装入し、200〜320℃で溶融したシート状に押出
し、これをキャスティングドラムに接触させて冷却・固
化させることにより、ポリエステルシートを製造するこ
とができる。ベントを備えた押出機を用いる場合には、
乾燥時間を短縮したり又は全く乾燥を省略することもで
きる。また、キャスティングドラムにタッチロールを付
加し、押出機から押出されるシート状のポリエステル
を、タッチロールでキャスティングドラムに押し付ける
ようにしてもよい。
【0016】ポリエステルシートの厚さは通常は0.1
〜10mmである。シートが薄すぎると、最終的に得ら
れる熱成形品の耐衝撃性や剛性が劣ったり、耐熱性の改
良効果が小さくなる。逆にシートが厚すぎると、深絞り
成形性が劣るようになる。ポリエステルシートの好まし
い厚さは0.20〜10mm、特に0.50〜10mm
である。
【0017】なお、ポリエステルシートは2層以上の積
層品であってもよく、また、各種の表面処理を施したも
のであってもよい。
【0018】ポリエステルシートからの熱成形品の製造
は、圧空成形、真空成形、プラグアシスト圧空/真空成
形、ブロー成形など、ポリエステルシートの熱成形に常
用される任意の方法で行うことができる。好ましい一方
法では、ポリエステルシートを熱成形してシートの厚さ
の1/3〜1/15の厚さを有する熱成形品とし、次い
でこの熱成形品を緊張下で、すなわち雄型の成形型に熱
収縮により密着させた状態で150〜270℃の高温で
熱処理する。熱成形はシート温度70〜100℃でプラ
グアシスト法により行うのが好ましい。
【0019】本発明に係る熱成形品は、面配向度(Δ
P)及び平均屈折率(nA )が、下記の(1)式及び
(2)式の範囲になければならない。 0.05≦ΔP≦0.20 ・・・(1) 1.57≦nA ≦1.62 ・・・(2) 面配向度(ΔP)は、下記(3)式により定義される。
【0020】 ΔP=0.5×(nγ+nβ)−nα ・・・(3) (式中、nαはポリエステルシートの面方向に対して垂
直方向の屈折率、nγは面方向の屈折率の最大値、nβ
はこれに直交する屈折率である)。
【0021】本発明者の検討によれば、熱成形品の面配
向度は耐熱性と密接に関係しており、面配向度(ΔP)
が0.05未満又は0.20を超えるものは、耐熱性が
劣ることが判明した。面配向度の好ましい範囲は0.0
5〜0.18、特に0.07〜0.18である。面配向
度が0.10〜0.18の範囲にあるのが最も好まし
い。
【0022】平均屈折率(nA )は、下記(4)式によ
り定義される。 nA =(nα+nβ+nγ)/3 ・・・(4) 平均屈折率(nA )が1.57未満又は1.62を超え
るものは、高温にさらされた場合の熱変形が大きい。平
均屈折率(nA )の好ましい範囲は1.58〜1.6
2、特に1.59〜1.61である。
【0023】熱成形品の面配向度(ΔP)及び平均屈折
率を上記の範囲にするには、これらの物性に影響するこ
とが知られている諸条件を適宜制御すればよい。例えば
面配向度を大きくするには、熱成形の延伸倍率を大きく
したり、熱成形を低温で行えばよい。また平均屈折率を
大きくするには、熱成形品の熱処理温度を高くしたり、
熱処理時間を長くすればよい。
【0024】本発明に係る熱成形品は、面配向度と平均
屈折率とが上述の範囲にあることに加えて、溶融急冷後
に20℃/分の昇温速度で測定した昇温結晶化温度(T
cc)が115〜230℃にあることが好ましい。昇温
結晶化温度が低過ぎたり高過ぎたりするものは、一般に
熱成形が困難であり、その結果得られる熱成形品の外観
が劣ったものとなる傾向がある。昇温結晶化温度の好ま
しい範囲は125〜200℃、特に140〜200℃で
ある。
【0025】本発明に係る熱成形品は優れた外観と耐熱
性を有しているので、耐熱性が要求される種々の用途に
好適である。その1例は加熱殺菌する食品用の容器であ
る。すなわち加熱殺菌した高温の食品をそのまま充填し
たり、充填してから加熱殺菌する用途には、従来の熱成
形品は熱変形のため使用するのが困難であったが、本発
明に係る熱成形品は耐熱性が優れているので何ら支障な
く使用することができる。
【0026】また、旅行鞄のように炎天下などで高温に
さらされる用途の成形品にも、変形による外観不良や物
性低下が生じないので好適である。さらには浴槽の内装
材としても、温水により外観不良や物性低下が生じない
ので、好適である。
【0027】
【実施例】以下に本発明を実施例により更に具体的に説
明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものでは
ない。なお、実施例における測定は下記により行った。 (1)極限粘度:試料1.00gをフェノール/テトラ
クロロエタン=50/50(重量比)の混合溶媒100
ml中に溶解した溶液について、30℃で測定した。
【0028】(2)ジエチレングリコール及びシクロヘ
キサンジメタノールの存在量:試料を加水分解し、ガス
クロマトグラフィーにより定量。 (3)昇温結晶化温度(Tcc):熱成形品から採取し
た試料10mgを窒素雰囲気中で300℃で3分間保持
して溶解させたのち10℃以下に急冷した。セイコー電
子社製の示差走査熱量計DSC20型を用いて、上記で
調製した急冷物につき20℃から20℃/分の昇温速度
で昇温し、発熱ピーク温度を昇温結晶化温度(Tcc)
とした。
【0029】(4)面配向度(ΔP)及び平均屈折率
(nA ):熱成形品から採取した試料につき、アッベ屈
折計を用いて、23℃で面方向に垂直な方向の屈折率
(nα)及び面方向の屈折率の最大値(nγ)及びそれ
に直交する屈折率(nβ)を測定し、得られた測定値か
ら次式により算出した。 ΔP=0.5×(nβ+nγ)−nα nA =(nα+nβ+nγ)/3
【0030】(5)平均厚さ:5mm間隔で厚さを測定
し、その算術平均を算出した。なお熱成形品の厚み測定
には延伸部分のみを用い、未延伸部分である耳部は除外
した。 (6)深絞り成形性:熱成形品20個の外観を目視で観
察して、下記の基準で判定した。
【0031】○ 製品として問題なし △ 外観上若干問題があり、場合によっては製品となら
ない可能性がある × 絞りが不十分であったり、しわや破れなどがあって
外観不良であり、製品とならない
【0032】(7)耐熱性:熱成形品20個を、100
℃に設定されている熱風オーブン中で30分間保持した
のち取出し、23℃、相対湿度65%の雰囲気中に1時
間放置した。このものにつき外観を目視で観察して、下
記の基準で判定した。 ○ 熱処理前と有意差なし △ 外観上若干の変化が認められる × 熱処理前と明らかに差異がある。
【0033】実施例1 イソフタル酸及びジエチレングリコールを含む表−1の
組成のポリエチレンテレフタレートを、真空下に160
℃で12時間乾燥したのち、押出機を用いて290℃で
シート状に溶融押出しし、40℃のキャスティングドラ
ムに接触させて冷却固化して、厚さ1.0mmの未延伸
シートを製造した。このものの極限粘度は0.70dl
/gであった。
【0034】このシートを200×200mmに切断
し、これを90℃に加熱して、雄型を用いて底部の直径
が50mm、口部の直径が60mm、深さ90mmで、
角部が丸いコップ状に成形した。なお、雄型は木型にネ
ル布をかぶせたものであり、温度制御は行っていない。
次いで、成形物を雄型に固定したままで、240℃に設
定されている熱風オーブンに装入し、3分間保持したの
ち、取出して室温で放冷した。得られた成形品の平均厚
みは0.14mmであった。結果を表−1に示す。
【0035】実施例2 1,4−シクロヘキサンジメタノール及びジエチレング
リコールを含む表−1の組成のポリエチレンテレフタレ
ートを用いた以外は、実施例1と全く同様にして厚さ
1.0mmの未延伸のポリエステルシートを製造した。
このものの極限粘度は0.75dl/gであった。
【0036】このポリエステルシートを用い、かつシー
トの加熱温度を92℃とした以外は実施例1と全く同様
にして平均厚さ0.14mmの熱成形品を製造した。結
果を表−1に示す。
【0037】比較例1 実施例1で製造したポリエステルシートを100℃に加
熱し、実施例1の雄型に対応する雌型を用いて、プラグ
アシスト法で真空成形した。熱処理は行わなかった。得
られた成形品の平均厚みは0.25mmであった。結果
を表−1に示す。
【0038】比較例2 1,4−シクロヘキサンジメタノール及びジエチレング
リコールを含む表−1の組成のポリエチレンテレフタレ
ートを用いた以外は、実施例1と全く同様にして厚さ
1.0mmの未延伸のポリエステルシートを製造した。
このものの極限粘度は0.75dl/gであった。
【0039】このポリエステルシートを用い、かつシー
トの加熱温度を115℃とした以外は比較例1と全く同
様にして成形品を得た。成形品の平均厚さは0.25m
mであった。結果を表−1に示す。
【0040】
【表1】

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記式(1)及び(2)を満足すること
    を特徴とする、ポリエステルシートを熱成形して得られ
    る熱成形品、 0.05≦ΔP≦0.2 (1) 1.57≦nA ≦1.62 (2) (式中、ΔPは面配向度を示し、nA は平均屈折率を示
    す)
  2. 【請求項2】 昇温結晶化温度が115〜230℃であ
    ることを特徴とする請求項1記載の熱成形品。
  3. 【請求項3】 加熱殺菌する食品用の容器であることを
    特徴とする請求項1又は2記載の熱成形品。
  4. 【請求項4】 ポリエステルシートを熱成形してシート
    の厚さの1/3〜1/15の厚さを有する熱成形品と
    し、これを緊張下で150〜270℃で熱処理する過程
    を経ることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに
    記載の熱成形品の製造方法。
JP12957297A 1997-05-20 1997-05-20 ポリエステルシートからなる熱成形品及びその製造方法 Pending JPH10315312A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001162676A (ja) * 1999-12-08 2001-06-19 Mitsubishi Plastics Ind Ltd ポリ乳酸系重合体の成形体およびその成形方法
WO2001066335A1 (fr) * 2000-03-10 2001-09-13 Toyo Seikan Kaisha, Ltd. Contenant en resine resistant a la chaleur et procede de fabrication

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