JP3119453B2 - 熱液晶ポリエステルおよびそれからなる成形品 - Google Patents

熱液晶ポリエステルおよびそれからなる成形品

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JP3119453B2 JP03195875A JP19587591A JP3119453B2 JP 3119453 B2 JP3119453 B2 JP 3119453B2 JP 03195875 A JP03195875 A JP 03195875A JP 19587591 A JP19587591 A JP 19587591A JP 3119453 B2 JP3119453 B2 JP 3119453B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は成形性の改良された光学
的に異方性の溶融相を形成する共重合ポリエステル、お
よびそれからなる酸素バリヤー性に優れた成形品に関す
る。
【0002】
【従来の技術】ポリエステル、とりわけポリエチレンテ
レフタレート(以下PETと略称することがある)は、
衛生性、保香性、加工性等の優れた性質を有しているた
めに、醤油、ソース等の調味料、ジュース、コーラ、ラ
ムネ等のソフトドリンク、生ビール、化粧品、医薬品な
どの容器として広く利用されている。さらに上記のよう
な性能に加えて、ガラスよりも軽量であること、適度の
耐圧力性、ガスバリヤー性を有することから、今後ガラ
ス瓶の代替としての一層の伸長が期待されている。しか
しながら、ガラス瓶代替として最も市場が大きいと予想
されるラガービール、ワイン等ではシェルフライフが長
くなること、また炭酸飲料等では容器の小型化により内
容量当たりの容器の表面積が増大することから、外部か
らの酸素の侵入や炭酸ガスの散逸をさらに減少させるた
めに容器のガスバリヤー性の向上が強く要望されてい
る。PET自体のガスバリヤー性の改良については、す
でにかなりのハイレベルにあること、また容器成形性能
や耐圧力性等の機械的性質を損なうことなく改良する必
要があることから、その実現はきわめて困難である。従
来PET容器のガスバリヤー性を改良する方法は種々提
案されている。例えば、容器の内外層にポリ塩化ビニリ
デン等をコーティングする方法や、エチレン−酢酸ビニ
ル共重合体ケン化物等を用いて2層〜5層の多層構造と
する方法(特開昭56−77143号公報)等が提案さ
れているが、これらの方法は従来のポリエステルの成形
設備にさらにコーティングや多層容器とするための設備
が必要となり工業上不利であるばかりでなく、異種のポ
リマーを用いるために多層容器の場合には層間剥離を起
こしやすい点、さらには使用済みの容器の回収再利用や
焼却等についても不都合な点を有している。またあらか
じめポリエステルとナイロン等の異種の樹脂をブレンド
したものから容器を製造する方法も提案されている(特
公昭53−33618号公報、特開昭56−64839
号公報)。この場合、既存の設備で容器の製造は可能で
あるが、容器の物性低下を伴うことと、回収再利用の点
から不利である。
【0003】一方、光学的に異方性の溶融相を形成する
いわゆるサーモトロピック液晶ポリマーをガスバリヤー
材として用いる方法も近年提案されている(特開昭61
−192762号公報、特開昭62−119265号公
報、特開昭62−187033号公報、特開昭64−4
5242号公報、特開平1−288421号公報)。ま
た、Polym.Prepr.(Am.Chem.So
c.,Div.Polym.Chem.),30
(1),3−4(1989)には、40モル%のポリエ
チレンテレフタレートと60モル%の4−アセトキシ安
息香酸とから製造されるサーモトロピック液晶ポリマー
より得られる溶融押出しフィルムの35℃での酸素ガス
透過量は36ml・20μm/m2・day・atmで
あることが報告されている。
【0004】なお、特公昭56−18016号公報に
は、式 −OC−R1−CO−O−R2−O−(ここでR
1は炭素数4〜20の脂環族2価ラジカル、炭素数1〜
40の脂肪族2価ラジカル、または少なくとも3個の炭
素原子で隔てられたカルボニル結合をもつ炭素数6〜1
6の芳香族2価ラジカルを、R2は炭素数2〜40の脂
肪族2価ラジカル、炭素数4〜20の脂環族2価ラジカ
ル、炭素数6〜20の芳香族2価ラジカルまたは分子量
200〜8000のポリ(アルキレンオキシド)2価ラ
ジカルを示す)で表される繰り返し単位を有するポリエ
ステルとアシルオキシ芳香族カルボン酸と反応させるこ
とによる共重合ポリエステルの製造方法が開示されてい
るが、アシルオキシ芳香族カルボン酸として具体的に例
示されているのはアシルオキシ安息香酸類のみである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来提
案されているサーモトロピック液晶ポリマーを酸素バリ
ヤー用の成形品として用いる場合には多くの問題点があ
る。すなわち、第一の問題点としては、従来提案されて
いるサーモトロピック液晶ポリマーから得られる成形品
は概して結晶化度が高く、力学的物性の異方性が大であ
り、伸度が小であり実質的には延伸が不可能である点で
ある。従って、このようなポリマーから酸素バリヤー用
の各種の成形体、例えば、フィルム、シート、ボトル、
カップ、トレイ、袋等に成形加工することは非常に困難
である。
【0006】そのため、特開昭62−187033号公
報では熱(サーモトロピック)液晶ポリエステルからな
る層と少なくともその片面にポリエチレンテレフタレー
ト成分を含有するポリエステルからなる層を有する積層
延伸成形品が提案されている。該公報中には(光学的に
異方性を形成しない)ポリエステルからなる層と熱液晶
ポリエステルからなる層の厚み比は、積層延伸成形品の
全厚みに対してポリエステル層が50〜98%、熱液晶
ポリエステル層が2〜50%、好ましくは5〜20%で
あることが開示されており、熱液晶ポリエステル層が5
0%以上である場合には、ポリエステル単独で延伸した
場合に比べて延伸させにくいと記載されている。一方、
力学物性の異方性の小なる成形品を与えるサーモトロピ
ック液晶ポリマーに関する提案もなされている。例え
ば、特開昭60−28428号公報には、テレフタロイ
ル基、1,3−ジオキシフェニレン基および2−置換−
1,4−ジオキシフェニレン基からなるサーモトロピッ
ク液晶ポリエステルが提案されている。このように、イ
ソ骨格、および置換基の導入により、サーモトロピック
液晶ポリマーの成形性が向上し、必ずしも充分ではない
が、各種の成形体を製造することは容易となる方向では
ある。
【0007】また、従来提案されているサーモトロピッ
ク液晶ポリマーを酸素バリヤー用の成形体として用いる
場合に生じうる第二の問題点としては、サーモトロピッ
ク液晶ポリマーから得られる成形品の中には、酸素バリ
ヤー性が必ずしも充分に高いとは言い難いものも含まれ
ていることである。例えば前述したPolym.Pre
pr.(Am.Chem.Soc.,Div.Poly
m.Chem.),30(1),3−4(1989)に
記載された40モル%のポリエチレンテレフタレートと
60モル%の4−アセトキシ安息香酸とから製造される
サーモトロピック液晶ポリマーから得られるフィルムの
酸素ガス透過量は、36ml・20μm/m2・day
・atmであることが報告されているように、該ポリマ
ーは必ずしも高性能の酸素バリヤー材とは言えないレベ
ルである。また本発明者等の検討によると、前述の特開
昭60−28428号公報に記載されたサーモトロピッ
ク液晶ポリエステルから得られるフィルムの酸素バリヤ
ー性も、必ずしも高いレベルではないことが判明した。
【0008】
【課題を解決するための手段】このような状況に鑑み、
本発明者等は、従来の熱液晶ポリマーが達成し得ない優
れた成形性を有し、かつ成形品において高度なガスバリ
ヤー性を備えた熱液晶ポリマーおよびそれからなる成形
品を提供すべく鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成す
るに至った。
【0009】すなわち本発明は、第一に新規な熱液晶ポ
リエステルを提供するものであり、それは、実質的に下
記化4
【0010】
【化4】
【0011】(化4中Arは2,6−ナフチレン基を表
す。)
【0012】で示される構成単位(1)、下記化5
【0013】
【化5】
【0014】で示される構成単位(2)および下記化6
【0015】
【化6】
【0016】で示される構成単位(3)からなり、構成
単位(1)と構成単位(2)を実質的に等しいモル数で
含み、構成単位(1)および構成単位(2)の合計量が
15〜90モル%、構成単位(3)の量が10〜85モ
ル%である熱液晶ポリエステルである。
【0017】本発明は、第二に、改善されたガスバリヤ
ー性、とりわけ高度の酸素バリヤー性を有する成形品を
提供するものであり、かかる成形品は本発明の新規な熱
液晶ポリエステルからなる成形品である。本明細書にお
いて用いられる用語「成形品」とは主として飲食品、医
薬品等の包装用途に適する成形物品を意味する。このよ
うな成形物品は本発明の熱液晶ポリエステルを成形して
得られるシート;フィルム;ボトル、トレイ、カップ、
袋等の有底容器などを含む。
【0018】以下本発明を具体的に説明する。本発明の
熱液晶ポリエステルの構成単位(1)は、芳香族ジカル
ボン酸成分により導入される構成単位であり、具体的に
はナフタレン−2,6−ジカルボニル基である。構成単
位(1)の一部、好ましくは構成単位(1)の20モル
%以下は、他のジカルボン酸成分に置き換えられていて
もよい。他のジカルボン酸成分としては、例えば、イソ
フタル酸、2,7−ナフタレンジカルボン酸、1,4−
ナフタレンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカ
ルボン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸などのジ
カルボン酸に対応するものが挙げられる。また得られる
ポリエステルが溶融成形可能である範囲内の量であれ
ば、構成単位(1)の一部をトリメリット酸、トリメシ
ン酸、ピロメリット酸などの多価カルボン酸成分に置き
換えることも可能である。
【0019】また、本発明の熱液晶ポリエステルにおけ
る構成単位(2)とは、エチレングリコールにより導入
されるようなエチレンジオキシ基であるが、その一部、
好ましくは構成単位(2)の20モル%以下は、他のグ
リコール成分に置き換えられていてもよい。エチレング
リコール以外のグリコール成分としては、例えば、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、1,3−ブタンジオール、2
−メチル−1,3−プロパンジオール、1,5−ペンタ
ンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサ
ンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、
1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリ
コール、トリエチレングリコール、o−、m−、または
p−キシリレングリコールなどが挙げられる。また得ら
れるポリエステルが溶融成形可能である範囲内の量であ
れば、構成単位(2)の一部をグリセリン、トリメチロ
ールプロパン、トリエチロールプロパン、ペンタエリス
リトールなどの多価アルコールにより導入されるような
構成単位に置き換えることも可能である。
【0020】本発明の熱液晶ポリエステルにおける構成
単位(1)および(2)は、通常は主たる出発物質とし
て2,6−ナフタレンジカルボン酸またはそのエステル
形成性誘導体とエチレングリコールとを用いる反応に
って得られるポリエステルを原料のひとつとして用いる
ことによって本発明の熱液晶ポリエステルの分子中に導
入される。
【0021】本発明の熱液晶ポリエステルの製造におい
て用いるポリエチレンナフタレートは、従来ポリエチレ
ンテレフタレート等の通常のポリエステルの製造に際し
て提案されている方法で製造することができる。例え
ば、ジカルボン酸とグリコールとをエステル化反応した
あと重縮合する方法、ジカルボン酸エステルとグリコー
ルとをエステル交換したあと重縮合する方法等によって
得られる。その際、エステル化触媒、エステル交換触
媒、重縮合触媒、安定剤等を使用することが好ましい結
果を与える場合があるが、これらの触媒、安定剤等とし
ては、ポリエステル、特にポリエチレンテレフタレート
の製造において使用しうる触媒、安定剤等として知られ
ているものを用いることができる。例えば、これらの反
応を促進する触媒としては、ナトリウム、マグネシウ
ム、カルシウム、亜鉛、マンガン、錫、タングステン、
ゲルマニウム、チタン、アンチモン等の金属化合物が、
また安定剤としてはリン酸、リン酸エステル類、亜リン
酸、亜リン酸エステル類などのリン化合物を例示するこ
とができる。さらに、必要に応じて他の添加剤(着色
剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、帯電防止剤、難燃剤、
結晶化促進剤等)を添加することもできる。
【0022】本発明の熱液晶ポリエステルを製造する際
に用いるポリエチレンナフタレートの原料ポリエステル
の重合度に関しては、特に規定はないが、フェノール/
テトラクロロエタン等重合混合溶媒中、30℃で測定し
た極限粘度が0.01〜1.5dl/gのものを用いる
ことが望ましい。
【0023】構成単位(1)および構成単位(2)は、
それらの合計量において熱液晶ポリエステル中、15〜
90モル%の範囲内、好ましくは25〜85モル%の範
囲内、より好ましくは30〜80モル%の範囲内で存在
する。
【0024】一方、本発明の熱液晶ポリエステルにおけ
る構成単位(3)は、6−オキシ−2−ナフトイル基で
ある。構成単位(3)の一部、好ましくは10モル%以
下は、他のヒドロキシカルボン酸成分に置き換えられて
いてもよい。6−オキシ−2−ナフトイル基以外のヒド
ロキシカルボン酸成分としては、例えば、7−オキシ−
2−ナフトイル基、4−オキシ− 1−ナフトイル基、
5−オキシ−1−ナフトイル基などのオキシナフトイル
基などが挙げられる。
【0025】また、本発明の熱液晶ポリエステルにおい
て、構成単位(3)の含有量は、10〜85モル%の範
囲が適当であり、より好ましくは15〜75モル%であ
り、さらに好ましくは20〜70モル%である。構成単
位(3)の含有量が85モル%を越えると、溶融重合が
困難になること、成形性が著しく損なわれることなどの
不都合が生じ、10モル%未満であると、得られるポリ
エステルは熱液晶を形成せず、ガスバリヤー性が大きく
低下するので好ましくない。
【0026】本発明の熱液晶ポリエステルにおける構成
単位(3)は、通常対応するアシルオキシカルボン酸を
原料として用いることによりポリマー分子中に導入され
る。アシルオキシカルボン酸としては、対応するヒドロ
キシカルボン酸と無水酢酸との反応によって得られるよ
うなアセトキシカルボン酸が好ましい。
【0027】本発明の熱液晶ポリエステルは溶融相にお
いて液晶を形成する(光学的異方性を示す)性質を有す
る。溶融相におけるこのような光学的異方性の確認は、
当業者によく知られているように、加熱装置を備えた偏
光顕微鏡を用いて、直交ニコル下で試料の薄片、好まし
くは5〜20μm程度の薄片をカバーグラス間にはさみ
一定の昇温速度で観察し、一定温度以上で光を透過する
ことを見ることにより行ない得る。尚、本観察において
は高温度下でカバーグラス間にはさんだ試料に軽く圧力
を加えるか、あるいはカバーグラスをずり動かすことに
よってより確実に偏光の透過を観察し得る。本観察にお
いて偏光の透過し始める温度が、光学的に異方性の溶融
相への転移温度である。溶融成形の容易さの点から、こ
の転移温度は350℃以下、より好ましくは300℃以
下であることが望ましい。本発明の熱液晶ポリエステル
の光学的に異方性の溶融相への転移温度は、従来提案さ
れている熱液晶ポリエステルとは異なり示差走査熱量計
により決定することは難しい。すなわち、あとの実施例
から明らかなように、本発明の熱液晶ポリエステルを示
差走査熱量計により測定した場合には、組成によっては
明確な吸熱ピークが観測されない場合があり、例え吸熱
ピークが観測される場合にも、該ピークは必ずしも、結
晶から液晶への転移に基づくものではない。本発明の熱
液晶ポリエステルでは、構成単位(3)の割合が増加す
るに従って吸熱ピークが小となり、構成単位(3)の割
合が35モル%以上では吸熱ピークが観測されなくなる
ことが多い。
【0028】本発明の熱液晶ポリエステルの製造は、例
えば先ずポリエチレンナフタレートを6−アシルオキシ
−2−ナフトエ酸でアシドリシスすることによってポリ
エステルフラグメントを調製し、引き続いてこのポリエ
ステルフラグメントの重合度を上昇させることによって
目的とする熱液晶ポリエステルを調製する方法で行なわ
れる。第一段階のアシドリシスは、通常、窒素、アルゴ
ン、二酸化炭素のような不活性ガス雰囲気下250〜3
00℃で行なわれる。
【0029】原料化合物として6−アシルオキシ−2−
ナフトエ酸の代りに6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸を
用いることもできる。その場合には、6−ヒドロキシ−
2−ナフトエ酸と低級脂肪族酸無水物、好ましくは無水
酢酸を反応させ実質的にすべてのヒドロキシル基をアシ
ルオキシ基、好ましくはアセトキシ基に変換(アシル
化)したのちに、生成した対応するアシルエステルを単
離することなく、所定の原料ポリエステルと反応させる
ことにより本発明の熱液晶ポリエステルが製造される。
この場合、原料ポリエステルは、6−ヒドロキシ−2−
ナフトエ酸のアシル化反応の前後の任意の時期に系に加
えることができる。この6−ヒドロキシ−2−ナフトエ
酸のアシル化反応段階では、反応の進行に伴って生成す
る6−アシルオキシ−2−ナフトエ酸が系内に析出して
撹拌が困難になり、その結果、重合を円滑に進行させる
ことが難しくなることがあるので、それを未然に防止す
るために、目的とするアシル化反応に悪影響を及ぼさ
ず、かつ100〜200℃程度の沸点を有する溶媒、特
に好ましくは酢酸を系内に存在させておくことが望まし
い。
【0030】6−アシルオキシ−2−ナフトエ酸と原料
ポリエステルとのアシドリシス反応の段階で生成する低
級脂肪族酸は理論留出量の大半が系外に出る。次いで系
中に残存するアシドリシス反応の生成物を減圧下250
〜350℃でさらに脱低級脂肪族酸させて、所望の物品
を成形するのに好適な、好ましくは0.1dl/g以上
の対数粘度にまで重合度を増大させる。この場合、重合
温度は反応速度の点から270℃以上、また生成ポリエ
ステルの分解を抑制する点から350℃以下の温度であ
ることが好ましいが、特に好ましくは270〜320℃
である。この重合段階においては減圧度を除々に高め、
最終的に1mmHg以下、好ましくは0.5mmHg以
下にすることが望ましい。またさらに分子量を高める方
法として、業界周知の固相重合法等を用いることも可能
である。
【0031】本発明の熱液晶ポリエステルの、ペンタフ
ルオロフェノール中、60℃で測定した対数粘度は、得
られる成形品の力学強度の点から、0.1dl/g以
上、好ましくは0.3dl/g以上、より好ましくは
0.4dl/g以上であることが望ましい。また、対数
粘度に臨界的な上限値はないが、溶融重合の容易さ、成
形性等の点から3.0dl/g以下、好ましくは2.0
dl/g以下であることが望ましい。
【0032】尚、本発明の熱液晶ポリエステルの構成単
位(1)、(2)および(3)の組成比に関しては、N
MRスペクトルにより決定され、通常、仕込み原料組成
比と実質的に同一の組成を有するポリマーが得られる。
【0033】本発明の熱液晶ポリエステルは、従来公知
の熱液晶ポリマーと異なり、溶融状態から急冷して得ら
れる成形品の結晶化度が極めて低く、通常の場合にはX
線回折により求められる結晶化度は20%以下である。
ポリエステル中の構成単位(3)の割合が増加するに従
って結晶化度が低下する。このため、本発明の熱液晶ポ
リエステルから得られるフィルム形態などの成形品は、
従来提案されている熱液晶ポリエステルとは異なり、一
軸方向および二軸方向の熱延伸が可能であり、多くの場
合2×2倍以上または3×3倍以上の同時、あるいは逐
次二軸延伸が可能である。しかも、本発明のポリエステ
ルから得られる成形品は、あとの実施例からも明らかな
ように、結晶化度が低いにもかかわらず曲げ強度、曲げ
弾性率等の力学物性は従来提案されている熱液晶ポリエ
ステルから得られる成形品のそれに較べて著しく大であ
る。
【0034】本発明の熱液晶ポリエステルは、通常のポ
リエステルに関して従来知られている方法により溶融成
形が可能であり、それによって各種の成形品を得ること
が可能である。本発明の熱液晶ポリエステルは、熱延伸
が可能であることから特にシートやフィルムなどの成形
品の製造に適している。また、ダイレクトブローと呼ば
れる押出し吹き込み成形やインジェクションブロー成
形、二軸延伸ブロー成形などにより中空成形体を得るこ
ともできる。本発明の熱液晶ポリエステルから得られる
フィルムは厚みによっては透明であり、例えば25μm
の厚さの押し出しフィルムで十分な透明性を有するもの
が多い。このように透明なフィルムを与えることも従来
の熱液晶ポリエステルにはない本発明の熱液晶ポリエス
テルの特徴である。
【0035】さらに、本発明の熱液晶ポリエステルは、
他のポリマー、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等
のポリオレフィン樹脂、ポリエチレンテレフタレート、
ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレー
ト等のポリエステル樹脂、ナイロン等のポリアミド樹脂
等と積層することも可能であり、共押出し、ドライラミ
ネーション、サンドイッチラミネーションなどによりフ
ィルム状、シート状、チューブ状などの積層体とし、さ
らに射出成形、ブロー成形、二軸延伸ブロー成形、真空
成形、圧縮成形などによりカップ状、ボトル状などの積
層体の容器とすることができる。
【0036】本発明の熱液晶ポリエステルから得られる
成形品は、酸素バリヤー性に優れており、ポリエチレン
テレフタレートの20〜400倍以上の性能を有してお
り、しかもその優れた酸素バリヤー性の湿度依存性は極
めて小さい。例えば、本発明の熱液晶ポリエステルを急
冷して得られるフィルムは、通常、20℃で測定した酸
素透過量が20ml・20μm/m2・day・atm
以下である。酸素バリヤー性は成形品に対して熱処理を
施すことにより更に向上する場合がある。
【0037】このように、本発明の熱液晶ポリエステル
は従来の熱液晶ポリマーと比較して飛躍的に改善された
成形性を有しており、延伸も可能であるとともに成形品
の酸素バリヤー性にも極めて優れていることから、酸素
バリヤー性の要求される各種包装材料、容器として好適
に用いられる。従ってその用途は多岐にわたり、例え
ば、食品、医薬品、化粧品、繊維製品、工業薬品等の分
野における気体遮断性包装材料に用いることが出来る。
本発明の熱液晶ポリエステルからなる容器(包装材料を
含む)においては、その壁面の20℃で測定された酸素
透過量は通常20ml・20μm/m2・day・at
m以下である。
【0038】さらに、本発明の熱液晶ポリマーは、繊
維、コーティング剤等として利用することができ、また
従来の熱液晶ポリマーとは特異的に異なる低温流動性を
利用して、接着剤、塗料などとして用いることも可能で
ある。
【0039】
【実施例】以下実施例により本発明を具体的に説明す
る。本実施例中の物性値の測定は次の方法に従った。
【0040】1)対数粘度(ηinh) ペンタフルオロフェノール溶媒を用いて0.1g/dl
の濃度で60℃で測定した。
【0041】ηinh=[ln(t1/t0)]/c
【0042】[式中、ηinhは対数粘度(dl/g)
を、t0は溶媒の流下時間(秒)を表し、t1は試料溶液
での流下時間(秒)を表し、cは溶液中の試料の濃度
(0.1g/dl)を表す。]
【0043】2)熱分析 示差走査熱量計(DSC;メトラー社製、TA−300
0型)を用いて、溶融状態から急冷した試料に対し、1
0℃/分の昇温速度にて融点(Tm)およびガラス転移
点(Tg)を測定した。
【0044】3)酸素透過量(PO2) ガス透過率測定装置(MODERN CONTOROL
S社製 OX−TRAN10/50A)を使用して20
℃、相対湿度65%の条件下で、熱プレスフィルム、延
伸フィルムまたはPETとの積層延伸フィルムについて
測定した。単位はml・20μm/m2・day・at
mである。
【0045】4)延伸性 温度260〜290℃で厚さ約100μmの熱プレスフ
ィルムを作製し、このフィルムを柴山科学器械製作所製
二軸延伸装置を用いて100〜240℃の温度で3×3
倍の二軸延伸に付した。尚、延伸性の評価に関しては、
厚みむらの少ない均一な二軸延伸フィルムが得られたも
のを「良好」、延伸性が全く認められず、フィルムが破
断したものを「延伸不可」と評価した。
【0046】4)ポリマー組成 得られたポリマーをトリフルオロ酢酸溶液とし、500
MHz 1H−NMR(日本電子製、JNM GX−5
00型)にて測定した。尚、本測定の結果、実施例およ
び比較例でそれぞれ得られた熱液晶ポリエステルの構成
単位の組成は、いずれの場合も仕込み原料組成と分析精
度内で一致していることが確認された。
【0047】実施例1 フェノール/テトラクロロエタン等重量混合溶媒を用い
て30℃で測定した極限粘度が0.65dl/gのポリ
エチレンナフタレート975g(4.0モル)、および
6−アセトキシ−2−ナフトエ酸1390g(6.0モ
ル)を、撹拌機、蒸留塔および窒素ガス吹き込み口を備
えた内容積8lの反応器に仕込み、反応系内を3回窒素
置換したのち窒素気流下290℃にて1時間撹拌加熱
し、その後徐々に系内を減圧にして約30mmHgで約
2時間反応させた。本操作の結果、理論留出酢酸量の約
90%が留出した。次いで反応系内の真空度をさらに上
昇させ、1mmHg以下で5時間反応させたのち生成ポ
リエステルを取り出した。
【0048】得られたポリマーをトリフルオロ酢酸に溶
解させ1H−NMRスペクトルを測定した結果、本ポリ
マーの構成単位比は、[構成単位(1)+構成単位
(2)]/構成単位(3)のモル比で57/43である
ことが判明した。これは仕込みの原料組成比と実質的に
同一である。得られたポリマーの微小片をリンカム(L
inkam)社製、顕微鏡用加熱装置TH−600内で
窒素雰囲気下、10℃/分の速度で昇温し、偏光顕微鏡
直交ニコル下で観察したところ、150℃付近から光を
透過し始め、その後昇温に伴って透過光量はさらに増大
し、最終的に350℃まで昇温しても光学的に異方性の
溶融相を形成したままであった。また、本ポリマーを溶
融状態から急冷した試料を10℃/分の昇温速度でDS
Cで分析した結果、88℃にガラス転移点が観測された
以外、吸熱ピークは全く観測されなかった。さらに本ポ
リマーを溶融状態から急冷した試料の結晶化度をX線広
角散乱で測定した結果、結晶化度は8%であった。次に
本ポリマーから、田端機械製小型射出成形機(TK14
−1AP型)を用いて、シリンダー温度280℃、射出
圧力800Kg/cm2、金型温度30℃で75×15
×2mmの大きさの試験片を作製した。得られた試験片
をJIS K7203に準じた方法により、曲げ強度お
よび曲げ弾性率を測定したところ、次に示す結果が得ら
れた(いずれも樹脂の流動方向)。
【0049】曲げ強度:2138Kg/cm2
【0050】曲げ弾性率:12.9×104Kg/cm2
【0051】次に、本ポリマーを280℃で溶融熱プレ
スしたのち水冷式冷却プレスで急冷することにより得ら
れた厚み約100μmのフィルムの酸素透過量を、MO
DERN CONTOROLS社製ガス透過率測定装置
OX−TRAN10/50Aを使用して20℃、相対
湿度65%の条件下で測定した結果、酸素透過量は1.
6ml・20μm/m2・day・atmであった。さ
らに同様にして得られた厚み約100μmの熱プレスフ
ィルムを、柴山科学器機製作所製二軸延伸装置を用いて
150℃で3×3倍の同時二軸延伸に付した結果、厚み
約10μmの均一なフィルムが得られた。
【0052】尚、本ポリマーの対数粘度、DSC分析結
果、プレスフィルムの酸素透過量、および延伸性(3×
3倍同時二軸延伸)の評価結果を表1に示す。
【0053】実施例2 実施例1において、ポリエチレンナフタレート/6−ア
セトキシ−2−ナフトエ酸のモル比を50/50にした
以外は実施例1と同様にしてポリエステルを得た。本ポ
リマーを、実施例1で用いた装置により偏光顕微鏡直交
ニコル下で観察したところ、230℃付近から光を透過
し始め、その後昇温に伴って透過光量はさらに増大し、
最終的に350℃まで昇温しても光学的に異方性の溶融
相を形成したままであった。また、本ポリマーを溶融状
態から急冷した試料を10℃/分の昇温速度でDSCで
分析した結果、82℃にガラス転移点、235℃にわず
かに吸熱ピークが観測された。さらに本ポリマーを溶融
状態から急冷した試料の結晶化度をX線広角散乱で測定
した結果、結晶化度は11%であった。次に実施例1と
同様の条件下で射出成形を行ない、曲げ強度および曲げ
弾性率を測定したところ、次に示す結果が得られた(い
ずれも樹脂の流動方向)。
【0054】曲げ強度:2046Kg/cm2
【0055】曲げ弾性率:12.1×104Kg/cm2
【0056】本ポリマーの対数粘度、DSC分析結果、
プレスフィルムの酸素透過量、および延伸性(3×3倍
同時二軸延伸)の評価結果を表1に示す。
【0057】実施例3 実施例1において、ポリエチレンナフタレート/6−ア
セトキシ−2−ナフトエ酸のモル比を60/40にした
以外は実施例1と同様にしてポリエステルを得た。本ポ
リマーを、実施例1で用いた装置により偏光顕微鏡直交
ニコル下で観察したところ、250℃付近から光を透過
し始め、その後昇温に伴って透過光量はさらに増大し、
最終的に350℃まで昇温しても光学的に異方性の溶融
相を形成したままであった。また、本ポリマーを溶融状
態から急冷した試料を10℃/分の昇温速度でDSCで
分析した結果、80℃にガラス転移点、252℃に吸熱
ピークが観測された。次に実施例1と同様の条件で射出
成形を行ない、曲げ強度および曲げ弾性率を測定したと
ころ、次に示す結果が得られた(いずれも樹脂の流動方
向)。
【0058】曲げ強度:1844Kg/cm2
【0059】曲げ弾性率:10.8×104Kg/cm2
【0060】本ポリマーの対数粘度、DSC分析結果、
プレスフィルムの酸素透過量、および延伸性(3×3倍
同時二軸延伸)の評価結果を表1に示す。
【0061】実施例4 実施例1において、ポリエチレンナフタレート/6−ア
セトキシ−2−ナフトエ酸のモル比を30/70にした
以外は実施例1と同様にしてポリエステルを得た。本ポ
リマーを、実施例1で用いた装置により偏光顕微鏡直交
ニコル下で観察したところ、150℃付近から光を透過
し始め、その後昇温に伴って透過光量はさらに増大し、
最終的に350℃まで昇温しても光学的に異方性の溶融
相を形成したままであった。また、本ポリマーを溶融状
態から急冷した試料を10℃/分の昇温速度でDSCで
分析した結果、93℃にガラス転移点が観測された以外
は吸熱ピークは全く観測されなかった。さらに本ポリマ
ーを溶融状態から急冷した試料の結晶化度をX線広角散
乱で測定した結果、結晶化度は7%であった。
【0062】本ポリマーの対数粘度、DSC分析結果、
プレスフィルムの酸素透過量、および延伸性(3×3倍
同時二軸延伸)の評価結果を表1に示す。
【0063】実施例5 6−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸1504g(8.0モ
ル)、無水酢酸918g(9.0モル)、フェノール/
テトラクロロエタン等重量混合溶媒を用いて30℃で測
定した極限粘度が0.65dl/gのポリエチレンナフ
タレート484g(2.0モル)、および反応溶媒とし
ての酢酸960g(16.0モル)を、撹拌機、蒸留塔
および窒素ガス吹き込み口を備えた内容積8lの反応器
に仕込み、反応系内を3回窒素置換したのち置換気流
下、還流条件下で約2時間撹拌加熱した。その後、約3
時間かけて290℃まで昇温した後、徐々に系内を減圧
にして約30mmHgで約2時間反応させた結果、理論
留出量の約95%の酢酸および無水酢酸が留出した。次
に反応系内の真空度をさらに上昇させ、1mmHg以下
で1時間反応させたのち生成ポリエステルを取り出し
た。
【0064】本ポリマーを、実施例1で用いた装置によ
り偏光顕微鏡直交ニコル下で観察したところ、150℃
付近から光を透過し始め、その後昇温に伴って透過光量
はさらに増大し、最終的に350℃まで昇温しても光学
的に異方性の溶融相を形成したままであった。また、本
ポリマーを溶融状態から急冷した試料を10℃/分の昇
温速度でDSCで分析した結果、97℃にガラス転移点
が観測された以外は吸熱ピークは全く観測されなかっ
た。さらに本ポリマーを溶融状態から急冷した試料の結
晶化度をX線広角散乱で測定した結果、結晶化度は9%
であった。
【0065】本ポリマーの対数粘度、DSC分析結果、
プレスフィルムの酸素透過量、および延伸性(3×3倍
同時二軸延伸)の評論結果を表1に示す。
【0066】実施例6 実施例5において、原料および溶媒の使用量を6−ヒド
ロキシ−2−ナフトエ酸564g(3.0モル)、無水
酢酸367g(3.6モル)、酢酸360g(6.0モ
ル)およびポリエチレンナフタレート1694g(7.
0モル)としたこと以外は実施例5と同様にしてポリエ
ステルを得た。本ポリマーを、実施例1で用いた装置に
より偏光顕微鏡直交ニコル下で観察したところ、250
℃付近から光を透過し始め、その後昇温に伴って透過光
量はさらに増大し、最終的に350℃まで昇温しても光
学的に異方性の溶融相を形成したままであった。また、
本ポリマーを溶融状態から急冷した試料を10℃/分の
昇温速度でDSCで分析した結果、122℃にガラス転
移点、256℃に吸熱ピークが観測された。
【0067】本ポリマーの対数粘度、DSC分析結果、
プレスフィルムの酸素透過量、および延伸性(3×3倍
同時二軸延伸)の評価結果を表1に示す。
【0068】実施例7 実施例5において、原料および溶媒の使用量を6−ヒド
ロキシ−2−ナフトエ酸376g(2.0モル)、無水
酢酸245g(2.4モル)、酢酸240g(4.0モ
ル)およびポリエチレンナフタレート1936g(8.
0モル)としたこと以外は実施例5と同様にしてポリエ
ステルを得た。本ポリマーを、実施例1で用いた装置に
より偏光顕微鏡直交ニコル下で観察したところ、255
℃付近から光を透過し始め、その後昇温に伴って透過光
量はさらに増大し、最終的に350℃まで昇温しても光
学的に異方性の溶融相を形成したままであった。また、
本ポリマーを溶融状態から急冷した試料を10℃/分の
昇温速度でDSCで分析した結果、122℃にガラス転
移点、258℃に吸熱ピークが観測された。
【0069】本ポリマーの対数粘度、DSC分析結果、
プレスフィルムの酸素透過量、および延伸性(3×3倍
同時二軸延伸)の評価結果を表1に示す。
【0070】参考例1 実施例1においてポリエチレンナフタレートの代わり
に、フェノール/テトラクロロエタン等重量混合溶媒を
用いて30℃で測定した極限粘度が0.70dl/gの
ポリエチレンテレフタレート(4.0モル)を用い、重
合温度を280℃に変更した以外は実施例1と同様にし
てポリエステルを得た。本ポリマーを、実施例1で用い
た装置により偏光顕微鏡直交ニコル下で観察したとこ
ろ、180℃付近から光を透過し始め、その後昇温に伴
って透過光量はさらに増大し、最終的に350℃まで昇
温しても光学的に異方性の溶融相を形成したままであっ
た。また、本ポリマーを溶融状態から急冷した試料を1
0℃/分の昇温速度でDSCで分析した結果、82℃に
ガラス転移点が観測された以外、吸熱ピークはまったく
観測されなかった。さらに本ポリマーを溶融状態から急
冷した試料の結晶化度をX線広角散乱で測定した結果、
結晶化度は13%であった。
【0071】本ポリマーの対数粘度、DSC分析結果、
プレスフィルムの酸素透過量、および延伸性(3×3倍
同時二軸延伸)の評価結果を表1に示す。
【0072】参考例2 実施例3においてポリエチレンナフタレートの代わり
に、参考例1で使用したものと同種のポリエチレンテレ
フタレート(6.0モル)を用い、重合温度を280℃
に変更した以外は実施例3と同様にしてポリエステルを
得た。本ポリマーを、実施例1で用いた装置により偏光
顕微鏡直交ニコル下で観察したところ、225℃付近か
ら光を透過し始め、その後昇温に伴って透過光量はさら
に増大し、最終的に350℃まで昇温しても光学的に異
方性の溶融相を形成したままであった。また、本ポリマ
ーを溶融状態から急冷した試料を10℃/分の昇温速度
でDSCで分析した結果、80℃にガラス転移点、22
6℃に吸熱ピークが観察された。
【0073】本ポリマーの対数粘度、DSC分析結果、
プレスフィルムの酸素透過量、および延伸性(3×3倍
同時二軸延伸)の評価結果を表1に示す。
【0074】参考例3 実施例5において、原料および溶媒として6−ヒドロキ
シ−2−ナフトエ酸1128g(6.0モル)、無水酢
酸643g(6.3モル)、酢酸720g(12.0モ
ル)、ポリエチレンナフタレート484g(2.0モ
ル)および参考例1で用いたものと同種のポリエチレン
テレフタレート384g(2.0モル)を用いたこと以
外は実施例5と同様にしてポリエステルを得た。本ポリ
マーを、実施例1で用いた装置により偏光顕微鏡直交ニ
コル下で観察したところ、150℃付近から光を透過し
始め、その後昇温に伴って透過光量はさらに増大し、最
終的に350℃まで昇温しても光学的に異方性の溶融相
を形成したままであった。また、本ポリマーを溶融状態
から急冷した試料を10℃/分の昇温速度でDSCで分
析した結果、85℃にガラス転移点が観察された以外、
吸熱ピークはまったく観察されなかった。
【0075】本ポリマーの対数粘度、DSC分析結果、
プレスフィルムの酸素透過量、および延伸性(3×3倍
同時二軸延伸)の評価結果を表1に示す。
【0076】
【表1】
【0077】比較例1 実施例1において6−アセトキシ−2−ナフトエ酸の代
わりにp−アセトキシ安息香酸(6.0モル)を用いた
以外は実施例1と同様にしてポリエステルを得た。本ポ
リマーを、実施例1で用いた装置により偏光顕微鏡直交
ニコル下で観察したところ、255℃付近から光を透過
し始め、その後昇温に伴って透過光量はさらに増大し、
最終的に350℃まで昇温しても光学的に異方性の溶融
相を形成したままであった。また、本ポリマーを溶融状
態から急冷した試料を10℃/分の昇温速度でDSCで
分析した結果、ガラス転移点は観測されず、258℃に
吸熱ピークが観測されたのみであった。さらに本ポリマ
ーを溶融状態から急冷した試料の結晶化度をX線広角散
乱で測定した結果、結晶化度は27%であった。
【0078】次に、本ポリマーを290℃で溶融熱プレ
スしたのち水冷式冷却プレスで急冷し、厚み約100μ
mのフィルムを作製した。このフィルムに対して、柴山
科学器械製作所製二軸延伸装置を用いて100℃〜24
0℃の温度範囲で3×3倍の同時二軸延伸を試みたが、
いずれの温度においても延伸性は全く認められず、すべ
てフィルムが破断した。さらにこの熱プレスフィルムの
酸素透過量を、MODERN CONTOROLS社製
ガス透過率測定装置 OX−TRAN10/50Aを使
用して20℃、相対湿度65%条件下で測定した結果、
酸素透過量は5.8ml・20μm/m2・day・a
tmであった。
【0079】本ポリマーの対数粘度、DSC分析結果、
プレスフィルムの酸素透過量、および延伸性(3×3倍
同時二軸延伸)の評価結果を表2に示す。
【0080】比較例2 実施例3において6−アセトキシ−2−ナフトエ酸の代
わりにp−アセトキシ安息香酸(4.0モル)を用いた
以外は実施例1と同様にしてポリエステルを得た。本ポ
リマーを、実施例1で用いた装置により偏光顕微鏡直交
ニコル下で観察したところ、260℃付近から光を透過
し始め、その後昇温に伴って透過光量はさらに増大し、
最終的に350℃まで昇温しても光学的に異方性の溶融
相を形成したままであった。また、本ポリマーを溶融状
態から急冷した試料を10℃/分の昇温速度でDSCで
分析した結果、ガラス転移点は観測されず、263℃に
吸熱ピークが観測されたのみであった。
【0081】本ポリマーの対数粘度、DSC分析結果、
プレスフィルムの酸素透過量、および延伸性(3×3倍
同時二軸延伸)の評価結果を表2に示す。
【0082】比較例3参考例1 において6−アセトキシ−2−ナフトエ酸の代
わりにp−アセトキシ安息香酸(6.0モル)を用いた
以外は実施例1と同様にしてポリエステルを得た。本ポ
リマーを、実施例1で用いた装置により偏光顕微鏡直交
ニコル下で観察したところ、200℃付近から光を透過
し始め、その後昇温に伴って透過光量はさらに増大し、
最終的に350℃まで昇温しても光学的に異方性の溶融
相を形成したままであった。また、本ポリマーを溶融状
態から急冷した試料を10℃/分の昇温速度でDSCで
分析した結果、ガラス転移点は観察されず、205℃に
吸熱ピークが観察されたのみであった。次に実施例1と
同様の条件で射出成形を行ない、曲げ強度および曲げ弾
性率を測定したところ、次に示す結果が得られた(いず
れも樹脂の流動方向)。
【0083】曲げ強度:970Kg/cm2
【0084】曲げ弾性率:8.1×104Kg/cm2
【0085】本ポリマーの対数粘度、DSC分析結果、
プレスフィルムの酸素透過量、および延伸性(3×3倍
同時二軸延伸)の評価結果を表2に示す。
【0086】比較例4 実施例1においてポリエチレンナフタレート/6−アセ
トキシ−2−ナフトエ酸のモル比を90/10にした以
外は実施例1と同様にしてポリエステルを得た。本ポリ
マーを、実施例1で用いた装置により偏光顕微鏡直交ニ
コル下で観察したが、350℃以下のいかなる温度にお
いても光学的に異方性の溶融相を形成しなかった。ま
た、本ポリマーを溶融状態から急冷した試料を10℃/
分の昇温速度でDSCで分析した結果、123℃にガラ
ス転移点、260℃に吸熱ピークが観測された。
【0087】本ポリマーの対数粘度、DSC分析結果、
プレスフィルムの酸素透過量、および延伸性(3×3倍
同時二軸延伸)の評価結果を表2に示す。
【0088】比較例5 テレフタル酸166g(1.0モル)、レゾルシノール
ジアセテート100g(0.52モル)、およびメチル
ハイドロキノンジアセテート104g(0.5モル)
を、撹拌機、蒸留塔および窒素ガス吹き込み口を備えた
反応器に仕込み、反応系内を3回窒素置換したのち窒素
気流下撹拌しながら5時間かけて200℃〜320℃に
昇温し、理論留出酢酸量の約90%を留出させた。その
後、反応系内の真空度をさらに上昇させ、1mmHg以
下で1時間反応させポリマーを取り出した。
【0089】本ポリマーを、実施例1で用いた装置によ
り偏光顕微鏡直交ニコル下で観察したところ、200℃
付近から光を透過し始め、その後昇温に伴って透過光量
はさらに増大し、最終的に350℃まで昇温しても光学
的に異方性の溶融相を形成したままであった。また、本
ポリマーを溶融状態から急冷した試料を10℃/分の昇
温速度でDSCで分析した結果、127℃にガラス転移
点、200℃に吸熱ピークが観測された。さらに本ポリ
マーを溶融状態から急冷した試料の結晶化度をX線広角
散乱で測定した結果、結晶化度は10%であった。
【0090】本ポリマーの対数粘度、DSC分析結果、
プレスフィルムの酸素透過量、および延伸性の評価結果
を表2に示す。
【0091】比較例6 実施例1で用いたポリエチレンナフタレートのDSC分
析結果、プレスフィルムの酸素透過量、および延伸性の
評価結果を表2に示す。
【0092】比較例7 実施例6で用いたポリエチレンテレフタレートのDSC
分析結果、プレスフィルムの酸素透過量、および延伸性
の評価結果を表2に示す。
【0093】
【表2】
【0094】実施例10、比較例8〜9 実施例1〜3、および比較例6、7でそれぞれ得られた
プレスフィルムを用いて100〜240℃の温度で3×
3倍に同時二軸延伸し、さらに120〜200℃の温度
で15分間ヒートセットして二軸延伸フィルムを得た。
得られたフィルムの酸素透過量を表3に示す。
【0095】
【表3】
【0096】実施例11、参考例4、比較例10 実施例1あるいは参考例1で得られた熱液晶ポリマー
と、フェノール/テトラクロロエタン等重量混合溶媒中
30℃で測定した極限粘度が0.75dl/gのPET
樹脂とを用いて多層シートを成形した。すなわち、熱液
晶ポリマーとPET樹脂とをそれぞれ80℃、および1
50℃で一昼夜真空乾燥した後2台の押出し機により共
押出ししてPET/熱液晶ポリマー/PETの3層のシ
ートを得た。得られたシートのPET/熱液晶ポリマー
/PETの各層の厚みは280μm/20μm/200
μmであった。この積層シートを実施例1で用いた二軸
延伸装置を使用して100〜120℃で3×3倍に同時
二軸延伸して延伸フィルムを得た(実施例11、参考例
4)。
【0097】また、PETだけを使用して、上記押出し
機の1台のみを用いて厚み約500μmの単層シートを
得た。このシートを上記の二軸延伸装置を用いて120
℃で3×3倍に同時二軸延伸し、延伸フィルムを作製し
た(比較例10)。
【0098】これらのフィルムの酸素バリヤー性能は、
前述の方法で評価した。その結果を表4に示す。
【0099】
【表4】
【0100】
【発明の効果】本発明の熱液晶ポリエステルは、優れた
ガスバリヤー性と改善された成形性を有していることか
ら、該熱液晶ポリエステルからなる成形品は高いガスバ
リヤー性を必要とする各種の包装材料として有用であ
る。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 実質的に下記化1 【化1】 (化1中Arは2,6−ナフチレン基を表す。)で示さ
    れる構成単位(1)、下記化2 【化2】 で示される構成単位(2)および下記化3 【化3】 で示される構成単位(3)からなり、構成単位(1)と
    構成単位(2)を実質的に等しいモル数で含み、構成単
    位(1)および構成単位(2)の合計量が15〜90モ
    ル%、構成単位(3)の量が10〜85モル%である熱
    液晶ポリエステル。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の熱液晶ポリエステルから
    なる成形品。
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