JP2002347191A - Laminated sheet for thermoforming - Google Patents
Laminated sheet for thermoformingInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、食品包装、医薬品包装
等の各種包装用容器類等に用いられる、ポリエチレン樹
脂からなる熱成形用の積層シートに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermoforming laminated sheet made of polyethylene resin for use in various packaging containers such as food packaging and pharmaceutical packaging.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、熱成形容器に適した樹脂とし
て、成形性、透明性、剛性等の良さから、ポリスチレン
樹脂が多く使用されている。一方、ポリオレフィン系樹
脂、特にポリプロピレン系樹脂も、強度、剛性、耐熱性
等に優れた特性を有しているため、そのシートを真空、
圧空に熱成形することにより食品包装、医薬品包装用容
器等に用いられている。2. Description of the Related Art Hitherto, polystyrene resins have been widely used as resins suitable for thermoforming containers because of their good moldability, transparency and rigidity. On the other hand, polyolefin resins, especially polypropylene resins, also have excellent properties such as strength, rigidity, heat resistance, etc.
It is used for food packaging, pharmaceutical packaging containers, etc. by thermoforming into compressed air.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ポリス
チレン樹脂の熱成形性は優れているが、最近に至って、
スチレンモノマーが溶出し人体に悪影響を及ぼすとの疑
いがかかり、特に食品包装の分野で、化学的に安定で、
安全性の高い、ポリオレフィン系樹脂製の容器の開発が
要望されている。However, polystyrene resins have excellent thermoformability, but recently,
It is suspected that the styrene monomer elutes and has an adverse effect on the human body, and it is chemically stable, especially in the field of food packaging.
There is a demand for the development of highly safe polyolefin resin containers.
【0004】ポリオレフィン系樹脂の一つである、ポリ
プロピレン系樹脂製シートは熱成形する際の予熱時の加
熱によるドローダウンが大きく、良好な成形品が得られ
る成形時の最適な成形温度幅が非常に狭く、高度な温度
制御が要求されるので、工程管理がきわめて困難であ
る。[0004] A sheet made of a polypropylene resin, which is one of polyolefin resins, has a large drawdown due to heating during preheating during thermoforming, and an optimum molding temperature range during molding to obtain a good molded product is extremely large. And high temperature control is required, making process management extremely difficult.
【0005】ポリプロピレン樹脂単独で、その成形性を
改良することには限界があるので、従来から、ポリプロ
ピレンにポリエチレンや無機フィラー、低分子量の石油
樹脂をブレンドさせて改質する試みが行われている。Since there is a limit in improving the moldability of a polypropylene resin alone, attempts have been made to modify the polypropylene resin by blending it with polyethylene, an inorganic filler, or a low molecular weight petroleum resin. .
【0006】例えば、高粘度のポリプロピレンに、高粘
度のポリエチレンおよび含水ケイ酸マグネシウムを添加
する方法(特公昭56−15744公報)、ポリプロピ
レンにポリエチレンおよびエチレン−プロピレン共重合
体を添加する方法(特公昭63−29704公報)、ポ
リプロピレンと分子量分布の狭いポリエチレンを使用す
る方法(特公昭63−53213号公報)、ポリプロピ
レンに石油樹脂を添加する方法(特公平6−8919
1)が挙げられるが、その効果は限定的であり、現実的
な成形性については、未だ満足するものが得られていな
いのが実情である。For example, a method of adding high-viscosity polyethylene and hydrous magnesium silicate to high-viscosity polypropylene (Japanese Patent Publication No. 56-15744), a method of adding polyethylene and an ethylene-propylene copolymer to polypropylene (Japanese Patent Publication No. 63-29704), a method using polypropylene and polyethylene having a narrow molecular weight distribution (Japanese Patent Publication No. 63-513213), and a method of adding a petroleum resin to polypropylene (Japanese Patent Publication No. 6-8919).
1), but the effect is limited, and in reality, satisfactory moldability has not yet been obtained.
【0007】また、無機フィラー、石油樹脂等を添加し
て使用した場合には、低分子量成分等のブリード、溶出
が生じ、食品包装、医薬品包装に使用するには、安全性
の点から使用が困難である。When an inorganic filler, a petroleum resin, or the like is used, bleeding and elution of low molecular weight components and the like occur, and when used in food packaging and pharmaceutical packaging, they are used from the viewpoint of safety. Have difficulty.
【0008】一方、化学的に安定で、安全性の高いポリ
エチレン樹脂については、熱成形用シートの開発が試み
られているが、前記した、ポリプロピレン樹脂と同様そ
の熱成形の制御は困難で、特に深絞り性が悪く、従来そ
の製品化はほとんど行われていないのが現状である。On the other hand, for a polyethylene resin which is chemically stable and has high safety, development of a sheet for thermoforming has been attempted. However, similarly to the above-mentioned polypropylene resin, it is difficult to control the thermoforming. At present, deep drawability is poor, and almost no commercialization has been done so far.
【0009】本発明は、上記した従来技術における問題
点を解消すべく創案されたもので、その課題は、熱成形
に優れ、高い剛性と良好な外観を有した容器の製造に利
用できる、ポリエチレン樹脂製の熱成形用シートを提供
することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems in the prior art, and its object is to provide a polyethylene which is excellent in thermoforming and can be used for producing a container having high rigidity and good appearance. An object of the present invention is to provide a thermoforming sheet made of resin.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
る、本発明の請求項1記載の手段は、2つの表層と、こ
の両表層間に位置する、少なくとも1つの中間層とから
構成される積層シートであること、表層を、密度が0.
940〜0.960g/cm3 、MFRが1.0〜1
0g/10分、分子量分布Mw/Mnが13〜50であ
るポリエチレン樹脂で形成すること、中間層を、密度が
表層の密度より少なくとも0.010g/cm3 高
く、かつ970g/cm3 未満、MFRが0.1〜5
g/10分、分子量分布Mw/Mnが3〜13であるポ
リエチレン樹脂で形成すること、にある。Means for solving the above-mentioned problems according to the first aspect of the present invention, which solves the above technical problem, comprises two surface layers and at least one intermediate layer located between the two surface layers. The surface layer has a density of 0.
940-0.960 g / cm 3 , MFR 1.0-1
0 g / 10 min, a molecular weight distribution Mw / Mn to form a polyethylene resin is 13 to 50, the intermediate layer, the density of at least 0.010 g / cm 3 higher than the surface density, and 970 g / cm less than 3, MFR Is from 0.1 to 5
g / 10 minutes, and a polyethylene resin having a molecular weight distribution Mw / Mn of 3 to 13.
【0011】この請求項1記載の発明にあっては、表層
のポリエチレン樹脂層が、主として熱成形性の機能を、
中間層のポリエチレン樹脂層が、主として強度、剛性等
の熱成形容器としの機能を発揮するべく構成されてい
る。According to the first aspect of the present invention, the surface polyethylene resin layer mainly has a thermoformability function.
The intermediate layer polyethylene resin layer is mainly configured to exhibit the function as a thermoformed container such as strength and rigidity.
【0012】以下、ポリエチレン樹脂の構成要件およ
び、その作用を詳細に説明する。表層は、密度が0.9
40〜0.960g/cm3、MFRが1.0〜10g
/10分、および分子量分布Mw/Mnが13〜50で
あるポリエチレン樹脂で形成される。Hereinafter, the constituent requirements of the polyethylene resin and the function thereof will be described in detail. The surface layer has a density of 0.9
40 to 0.960 g / cm 3 , MFR 1.0 to 10 g
/ 10 min, and a polyethylene resin having a molecular weight distribution Mw / Mn of 13 to 50.
【0013】MFRは、熱成形時におけるポリエチレン
樹脂融体の延伸性に関連しており、小さすぎると延伸性
が不良になるが、大きすぎると熱成形の予熱時のドロー
ダウンが発生し、またMw/Mnは、深絞り時における
偏肉性に関連しており、他の性質とのバランスも考慮し
て、上記数値範囲のMFR、Mw/Mnのポリエチレン
樹脂を表層形成材料として使用することにより、積層シ
ートの良好な熱成形性を確保できる。The MFR relates to the stretchability of a polyethylene resin melt during thermoforming. If it is too small, the stretchability becomes poor. If it is too large, drawdown occurs during preheating of thermoforming. Mw / Mn is related to uneven thickness at the time of deep drawing, and in consideration of balance with other properties, by using a polyethylene resin of MFR and Mw / Mn in the above numerical range as a surface layer forming material. In addition, good thermoformability of the laminated sheet can be secured.
【0014】密度が0.940g/cm3 以下の場
合、熱成形容器の剛性が不足し、0.960g/cm3
以上では、結晶性が高いため、結晶融点近傍で粘度が急
激に変化するため、熱成形時の温度、時間等の制御が困
難になる。When the density is 0.940 g / cm 3 or less, the rigidity of the thermoformed container is insufficient, and 0.960 g / cm 3.
In the above, since the crystallinity is high, the viscosity changes abruptly near the crystal melting point, so that it is difficult to control the temperature, time, and the like during thermoforming.
【0015】MFRが1.0g/10分以下では、シー
トを成形する際における押し出し性に劣り、この結果、
シート表面に肌荒れが発生し、かつ熱成形の際には、粘
度が高いため延伸性が低く深絞り成形が困難であり、ま
た10g/10分以上では、熱成形の際の粘度が低くな
り、予熱中にドローダウンが発生、かつ熱成形容器の強
度が小さくなり、実用に供することが困難になる。When the MFR is 1.0 g / 10 minutes or less, the extrudability at the time of forming a sheet is poor, and as a result,
Surface roughening occurs on the sheet surface, and at the time of thermoforming, the drawability is low due to the high viscosity, so that deep drawing is difficult. At 10 g / 10 minutes or more, the viscosity at the time of thermoforming becomes low, Drawdown occurs during preheating, and the strength of the thermoformed container is reduced, making it difficult to put it to practical use.
【0016】Mw/Mnが13以下では、熱成形の延伸
時に偏肉が発生、深絞り容器の成形ができなくなり、ま
た50以上では押し出しシートの表面の光沢が不良であ
り、かつ低分子量成分の溶出があり、食品分野等への使
用が困難になる。If Mw / Mn is 13 or less, uneven thickness occurs during stretching during thermoforming, and it becomes impossible to form a deep drawn container. If Mw / Mn is 50 or more, the gloss of the surface of the extruded sheet is poor, and low molecular weight components There is elution, which makes it difficult to use in the food field and the like.
【0017】中間層は、密度が表層の密度より少なくと
も0.010g/cm3高く、かつ0.970g/cm
3 未満、MFRが0.1〜5g/10分、および分子
量分布Mw/Mnが3〜13であるポリエチレン樹脂で
形成される。The intermediate layer has a density at least 0.010 g / cm 3 higher than the density of the surface layer and 0.970 g / cm 3.
It is formed of a polyethylene resin having an MFR of less than 3 , an MFR of 0.1 to 5 g / 10 min, and a molecular weight distribution Mw / Mn of 3 to 13.
【0018】中間層は、主として熱成形容器の剛性、強
度を発揮するための層であり、剛性の観点からは、密度
を高く、強度の観点からは、MFRを低めに設定する必
要があるが、他の性質とのバランスを考慮して、上記数
値の範囲が適している。The intermediate layer is a layer for mainly exhibiting the rigidity and strength of the thermoformed container. It is necessary to set the density to be high from the viewpoint of rigidity and to set the MFR to be low from the viewpoint of strength. In consideration of the balance with other properties, the above range of the numerical value is suitable.
【0019】充分な剛性を有する容器を得るためは、密
度を高くする必要があり、表層に比べて中間層の密度は
少なくとも0.010g/cm3 高くする必要があ
る。ただし密度を0.970g/cm3 以上にする
と、容器の強度が低下する。In order to obtain a container having sufficient rigidity, it is necessary to increase the density, and it is necessary to increase the density of the intermediate layer by at least 0.010 g / cm 3 as compared with the surface layer. However, when the density is 0.970 g / cm 3 or more, the strength of the container decreases.
【0020】MFRが、0.1g/10分以下では、樹
脂の流動性が悪く、シートの成形が困難であり、かつ熱
成形時の延伸性にも影響を及ぼして、深絞り成形が困難
になり、また5g/10分以上では、容器としての実用
的な強度を確保することが困難になる。If the MFR is 0.1 g / 10 min or less, the flowability of the resin is poor, the sheet is difficult to form, and the drawability during thermoforming is affected, so that deep drawing is difficult. If it is 5 g / 10 minutes or more, it is difficult to secure practical strength as a container.
【0021】Mw/Mnが3以下では、メルトフラクチ
ャーが発生する等、シートの成形が困難であり、また1
3以上では、低分子量成分が増加するため、容器として
の実用的な強度の確保が困難になる。When Mw / Mn is 3 or less, it is difficult to form a sheet, for example, melt fracture occurs.
If it is 3 or more, the low molecular weight component increases, and it is difficult to secure practical strength as a container.
【0022】上記した請求項1の構成により、表層に、
主として延伸性、深絞り性等の熱成形性を、中間層に、
主として熱成形容器の強度、剛性の機能を、それぞれ分
担させることになり、これにより他の樹脂、低分子量
物、無機フィラー等を添加することなく、ポリエチレン
樹脂単独からなる、外観の良好な、剛性の高い、深絞り
の熱成形容器を得ることが可能になる。According to the structure of the first aspect, the surface layer
Mainly stretchability, thermoforming properties such as deep drawability, in the intermediate layer,
The strength and stiffness functions of the thermoformed container will be mainly shared, respectively, so that the polyethylene resin alone is used without adding other resins, low molecular weight materials, inorganic fillers, etc. , A deep drawn thermoformed container can be obtained.
【0023】[0023]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。本発明に用いるポリエチレン樹脂に関わる測定方
法は、以下の通りである。 ・密度(g/cm3 ):JISK6760に準拠して
求めた。 ・MFR(g/10分):JISK6760に準拠して
求めた。 ・分子量分布(Mw/Mn):ゲルパーミエイションク
ロマトグラフィー(GP C)により重量平均分子量
(Mw)と数平均分子量(Mn)を求め、それらの比
(Mw/Mn)として求めた。Embodiments of the present invention will be described below. The measuring method relating to the polyethylene resin used in the present invention is as follows. -Density (g / cm 3 ): determined in accordance with JIS K6760. -MFR (g / 10 min): determined in accordance with JIS K6760. Molecular weight distribution (Mw / Mn): The weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) were determined by gel permeation chromatography (GPC), and the ratio (Mw / Mn) was determined.
【0024】本発明に用いるポリエチレン樹脂は、エチ
レン単独重合体またはエチレンと炭素数3〜20のある
α−オレフィンからなる共重合体である。α−オレフィ
ンとしては、例えば、プロピレン、1−ブテン、1−ペ
ンテン、1−ヘキセン、4−メチルペンテン−1、1−
オクテン、等が挙げられる。The polyethylene resin used in the present invention is an ethylene homopolymer or a copolymer of ethylene and an α-olefin having 3 to 20 carbon atoms. Examples of the α-olefin include propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 4-methylpentene-1, 1-
Octene, and the like.
【0025】本発明では、目的を損なわない範囲で、必
要に応じて帯電防止剤、酸化防止剤、滑剤、抗ブロッキ
ング剤、紫外線防止剤、無機系顔料、耐候剤などの公知
の添加剤を添加することができる。In the present invention, known additives such as an antistatic agent, an antioxidant, a lubricant, an anti-blocking agent, an ultraviolet inhibitor, an inorganic pigment, a weathering agent and the like are added as needed within a range not to impair the purpose. can do.
【0026】[0026]
【実施例】下記のポリエチレン樹脂を原料とし、2台の
押出機、3層シート成形用のTダイを用いて2つの表層
1、および両表層1間に位置する1つの中間層2からな
る3層積層シートを作成した。 ・表層1用ポリエチレン樹脂 密度;0.945g/cm3、MFR;2.0g/10
分、Mw/Mn;20 ・中間層2用ポリエチレン樹脂 密度;0.960g/cm3、MFR;1.0g/10
分、Mw/Mn;10EXAMPLE The following polyethylene resin was used as a raw material, and two extruders were used to form a two-layer sheet 1 using a T-die for forming a three-layer sheet. A layer laminated sheet was prepared.・ Polyethylene resin for surface layer 1 density: 0.945 g / cm 3 , MFR: 2.0 g / 10
Min, Mw / Mn: 20 ・ Polyethylene resin for intermediate layer 2 Density: 0.960 g / cm 3 , MFR: 1.0 g / 10
Min, Mw / Mn; 10
【0027】上記、シートを、プラグアシスト式真空圧
空成形機を用いて、底面4が縦6cm、横8.5cmの
長方形であり、上端開口部7が縦7cm、横9.5cm
の長方形であり、高さが5.5cmである四角錐台形状
(絞り率0.78)であり、かつ上端開口部7の周縁に
外鍔状に連設した、幅5mmの平坦なフランジ部8を有
する容器3を熱成形した。Using a plug-assist type vacuum / pressure forming machine, the above-mentioned sheet is rectangular with the bottom 4 being 6 cm long and 8.5 cm wide, and the top opening 7 is 7 cm long and 9.5 cm wide.
A flat flange portion having a width of 5 mm and a truncated quadrangular pyramid shape having a height of 5.5 cm (aperture ratio of 0.78) and being connected to the periphery of the upper end opening 7 in an outer flange shape. The container 3 with 8 was thermoformed.
【0028】この容器3を構成する底壁5、側壁6、フ
ランジ部8は、2つの表層1と、この両表層1に挟まれ
た中間層2からなる3層構造を有している。(図1参
照)The bottom wall 5, side wall 6, and flange 8 constituting the container 3 have a three-layer structure including two surface layers 1 and an intermediate layer 2 sandwiched between the two surface layers 1. (See Fig. 1)
【0029】上記シートは良好な延伸性、深絞り性を有
し、得られた容器3は、形状の歪が小さく、肉厚の均一
性が高く、表面光沢の点からも良好な外観であり、十分
な触感的剛性を有するものであった。The above-mentioned sheet has good stretchability and deep drawability, and the obtained container 3 has a small shape distortion, a high uniformity of wall thickness, and a good appearance in terms of surface gloss. Had sufficient tactile rigidity.
【0030】[0030]
【発明の効果】本発明の積層シートは、両表層に熱成形
性の機能を有したポリエチレン樹脂を使用し、中間層に
強度、剛性の機能を有するポリエチレン樹脂を使用した
ので、熱成形の成形範囲が広く、良好な深絞り性を有す
る熱成形性に優れたシートであり、このシートから熱成
形によって得られた容器は、良好な外観、十分な剛性を
有し、内容物が接触する表層が、化学的に安定なポリエ
チレン樹脂製であり、特に食品向け等、安全性が厳しく
要求される分野での利用ができるようになった。The laminated sheet of the present invention uses a polyethylene resin having a thermoforming function for both surface layers, and a polyethylene resin having a strength and rigidity function for the intermediate layer. It is a sheet with a wide range and good deep drawability and excellent thermoformability.The container obtained by thermoforming from this sheet has a good appearance, sufficient rigidity, and a surface layer that contacts the contents. However, since it is made of chemically stable polyethylene resin, it can be used in fields where safety is strictly required, especially for foods.
【図1】本発明の熱成形用積層シートから熱成形された
容器の一例を示す、側壁の一部を破断拡大図示した、全
体斜視図。FIG. 1 is an overall perspective view showing an example of a container thermoformed from the thermoforming laminated sheet of the present invention, in which a part of a side wall is cut away and enlarged.
1 ; 表層 2 ; 中間層 3 ; 容器 4 ; 底面 5 ; 底壁 6 ; 側壁 7 ; 上端開口部 8 ; フランジ部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1; Surface layer 2; Intermediate layer 3; Container 4; Bottom surface 5; Bottom wall 6; Side wall 7;
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成13年7月5日(2001.7.5)[Submission date] July 5, 2001 (2001.7.5)
【手続補正1】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【特許請求の範囲】[Claims]
【手続補正2】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】0010[Correction target item name] 0010
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るため、請求項1記載の手段は、2つの表層と、この両
表層間に位置する、少なくとも1つの中間層とから構成
される積層シートであること、表層を、密度が0.94
0〜0.960g/cm3 、MFRが1.0〜10g
/10分、分子量分布Mw/Mnが13〜50であるポ
リエチレン樹脂で形成すること、中間層を、密度が表層
の密度より少なくとも0.010g/cm3 高く、か
つ0.970g/cm3 未満、MFRが0.1〜5g
/10分、分子量分布Mw/Mnが3〜13であるポリ
エチレン樹脂で形成すること、にある。Means for Solving the Problems In order to solve the above technical problem, a means according to claim 1 is a laminate comprising two surface layers and at least one intermediate layer located between the two surface layers. A sheet having a surface layer having a density of 0.94
0 to 0.960 g / cm 3 , MFR 1.0 to 10 g
/ 10 min, made of polyethylene resin having a molecular weight distribution Mw / Mn of 13 to 50, wherein the intermediate layer has a density at least 0.010 g / cm 3 higher than the density of the surface layer, and 0.970. g / cm 3 , MFR 0.1-5 g
/ 10 minutes, and is formed of a polyethylene resin having a molecular weight distribution Mw / Mn of 3 to 13.
フロントページの続き (72)発明者 石原 智幸 千葉県松戸市稔台310 株式会社吉野工業 所松戸工場内 (72)発明者 柴田 正彦 静岡県磐田郡豊田町森本900 株式会社吉 野工業所静岡工場内 (72)発明者 竹川 和仁 静岡県磐田郡豊田町森本900 株式会社吉 野工業所静岡工場内 Fターム(参考) 4F100 AK04A AK04B AK04C BA03 BA06 BA10A BA10C GB15 JA06A JA06B JA06C JA07A JA07B JA07C JA13A JA13B JA13C JK01 JL01 Continued on the front page (72) Tomoyuki Ishihara, Inventor 310, Mindodai, Matsudo, Chiba Prefecture Inside Matsudo Plant, Yoshino Industry Co., Ltd. (72) Inventor Masahiko Shibata 900, Morimoto, Toyota-machi, Iwata-gun, Shizuoka Prefecture, Japan 72) Inventor Kazuhito Takekawa 900 Morimoto, Toyotamachi, Iwata-gun, Shizuoka Prefecture F-term (reference) in Yoshino Kogyo Co., Ltd.
Claims (1)
する、少なくとも1つの中間層(2)とから構成され、表
層(1)を、密度が0.940〜0.960g/c
m3 、MFRが1.0〜10g/10分、分子量分布
Mw/Mnが13〜50であるポリエチレン樹脂で形成
し、前記中間層(2)を、密度が表層(1)の密度より少なく
とも0.010g/cm3 高く、かつ970g/cm
3 未満、MFRが0.1〜5g/10分、分子量分布
Mw/Mnが3〜13であるポリエチレン樹脂で形成し
た熱成形用積層シート。The present invention comprises two surface layers (1) and at least one intermediate layer (2) located between the two surface layers (1). The surface layer (1) has a density of 0.940-0. .960 g / c
m 3 , a polyethylene resin having an MFR of 1.0 to 10 g / 10 min and a molecular weight distribution Mw / Mn of 13 to 50, wherein the intermediate layer (2) has a density at least 0% lower than the density of the surface layer (1). 0.010 g / cm 3 higher and 970 g / cm
A laminated sheet for thermoforming formed of a polyethylene resin having an MFR of less than 3 , an MFR of 0.1 to 5 g / 10 min, and a molecular weight distribution Mw / Mn of 3 to 13.
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JP2001156287A JP4001358B2 (en) | 2001-05-25 | 2001-05-25 | Laminated sheet for thermoforming |
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