JPH02139237A - 多層容器 - Google Patents

多層容器

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JPH02139237A
JPH02139237A JP63295118A JP29511888A JPH02139237A JP H02139237 A JPH02139237 A JP H02139237A JP 63295118 A JP63295118 A JP 63295118A JP 29511888 A JP29511888 A JP 29511888A JP H02139237 A JPH02139237 A JP H02139237A
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vinyl acetate
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acetate copolymer
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太一 祢宜
Satoshi Hirofuji
俐 廣藤
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    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D1/00Containers having bodies formed in one piece, e.g. by casting metallic material, by moulding plastics, by blowing vitreous material, by throwing ceramic material, by moulding pulped fibrous material, by deep-drawing operations performed on sheet material
    • B65D1/02Bottles or similar containers with necks or like restricted apertures, designed for pouring contents
    • B65D1/0207Bottles or similar containers with necks or like restricted apertures, designed for pouring contents characterised by material, e.g. composition, physical features
    • B65D1/0215Bottles or similar containers with necks or like restricted apertures, designed for pouring contents characterised by material, e.g. composition, physical features multilayered

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Containers Having Bodies Formed In One Piece (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 A、産業上の利用分野 本発明は、酸素あるいは炭酸ガスなどのガスバリアー性
、防湿性、保香性、フレーバーバリアー性及び外観の良
好な、飲料、食品、化粧品などの容器に用いられる合成
樹脂製のプラスチック容器、特に熱可塑性ポリエステル
(以下PESと略記する)を内外層とし、エチレン−酢
酸ビニル共重合体は−ん化物(以下EVOHと略記する
)系組成物を中間層とする少なくとも3層構造を有し、
−組の押出機より多数個の容器を同時に製造する場合に
中間層の厚み分布、打込み高さが安定である、すなわち
、多数個取り性にすぐれ、量産性及びコストが大巾に改
善した多層容器、とくに、共射出延伸容器に関する。
B’  (7)’ ポリエステル容器、は、その優れた透明性、剛性により
多数の分野で使用されているが、ガスノ(リアー性は必
ずしも十分でない為、食品等の保存は短い期間に限られ
ていた。この欠点を改善する為、PESにガスバリアー
性が良好なEVOHを組合せ多層構造化する方法が種々
機業されている。すなわち、プリフォームを製造する手
法として共押出成形法、多段射出成形法、共射出成形法
等があるが、夫々一長一短がある。この中で共射出成形
法は装置が簡単であり、かつEVOHがPESで全てお
おわれろ構造となる事、E V OHとPESとの間に
接着性樹脂が無くても大気圧による密着効果により外見
上良好な多層容器になるなどの特長があり、現在注目を
あつめている方法である。
しかしながら、この成形方法は、二台以上の射出押出機
を用いて同時あるいは/及び交互にパリソン金型に樹脂
を打込み多層化すると言う特殊な方法が採用されている
為、金型の温度分布、エアー抜き抵抗、射出温度、ある
いは速度、流路型状等により、多層化したパリソンのE
VOH層の厚み分布、打込み高さにバラツキが生じやす
く、外観不良のみならずバリアー性のバラツキが大きい
という欠点を本質的に有している。ただ金型が1gの場
合は、設備及び運転条件の対処により、比較的良好な容
器を得る事は可能であるが、生産性、コストの面で大き
な問題である。そこで1組の射出成形装置を用い多数の
金型に同時に成形する方法(多数個取り)もあり、設備
が市販されたり、各種特許(特開昭60−34819、
同61−268421.同eo−189407)などで
多数個取りの方法が開示されている。しかしながらいず
れの方法においてら、上記した種々の変動要因を完全に
解消する事が不可能であり、容器のE V OH層の厚
み分布、打込み高さ不良による外観及びガスバリアー性
の不良、バラツキがさ;子られず、該共射出成形品の量
産化コストダウンの大きなネックとなっている。
C明が 決しようとする課題 本発明は、PESを内外層とし、少なくとも二種のEV
OHからなる組成物を中間層とする少なくと63層構造
を有し、−組の押出機より多数口の容器を同時に製造す
る場合に中間層の厚み分布、打込み高さが安定であり、
量産性、コストが大巾に改善されたー多数個取り性にす
ぐれた多層容器、とくに共射出延伸容器に関する。
D、 題を  するための 本発明者らは、共射出成形法でPESの内外表面層にE
VO)!を中間層に侍つ、多層プリフォームを同時に4
(II製造できる共射出成形機を用いて、容器を製造す
るに際し、EVOH及びPESの銘柄を多数変更し、製
造した容器のE V OH層の厚み分布及び打込み高さ
の変動状況を測定した。その結果、EVOHのC、!1
 、含有率に関しては効果が認められなかったが、EV
OH及びPESの粘度により、EVOHFjの打込み高
さの経時変化か大きく変動する事がわかった。すなわち
、EVOHのメルトインデックス(Ml)(190℃、
2160g荷重下に測定)が低いほど、またPESの[
ηコが高いほどEVOH層の打込み高さの経時変化、E
VOH層の厚みの経時変化が小さくなる事が判明した。
しかしながら、PESの[η]を大きくすると、射出圧
力が大巾にアップし、射出不足をおぎなう為に温度を増
すと、EVOH層の打込み高さの経時変化が増し、PE
Sの[η]を増す事にはおのずと限界があり、[η]=
0.60〜0.85に設定せざるを得ない。一方、E 
V OHのMlに関しても、同様な事が認められ、Ml
を低くすればするほど、EVOH層の打込み高さの変動
が小さくなるが、逆に、打込み高さが十分確保出来なく
なり、容器上部にE V OH,5がなくなり、バリア
ー性不良のボトルとなる。
そこで本発明者らは鋭意検討を行なった結果、エチレン
含有率が20〜60モル%、酢酸ビニル成分の′けん化
度が90%以上、Ml(190℃、2160g荷重下に
測定)か0.1−100g/10分である、少なくとも
二種のEVOHであり、かつM Iの高い方をEVOH
(A)、低い方をE V OH(B)とするとき、下式
(T)〜(IV)を満足し、かつ(A)/ (B)の混
合比(重量)が9575〜5/95である組成物を使用
した場合、おどろくべきことにMlが同じEVOH単品
と比較して、多数個数りにおけるEVOH層の厚み変化
及び打込み高さの経時変化が小さくなる事が判明した。
15≦M I (A)/ M T (B)≦50 0・
・・(1)V w / n n≧2.5       
・−・・・(U)Few≦60000        
 ・・・・・(I[[)CH(A)−CH(B)I≦5
   ・・・・・(IV)旦し、MW:(A)と(B)
の組成物の重量平均分子11Wn・(A)と(B)の組
成物の数平均分子量C)I (A)、CH(B) : 
(A)、(B)のエチレン含有@(モル%)種 なお本発明において、EVOH層を三i以上使用する場
合は、最大のMlのもの、最小のMlのものを、E V
 OH(A)、E V OH(B)とする。
またFAwとMnは、原料の(A)と(B)の組成物の
重量平均分子量、数平均分子量を示すが、または容器中
の(A)と(B)の組成部の重量平均分子量、数平均分
子量を示す。
さらにおどろくべき事に該EVOH組成物をEv OH
(A)およびE V OH(B)樹脂溶融ブレンドでは
なく、重合工程でブレンドした少なくとも二種のエチレ
ン−酢酸ビニル共重合体をけん化して得られた樹脂を用
いた場合、前記した効果がさらに大巾に向上する事を見
い出した。この事は、以下で述べる実施例からも明らか
である。
本発明に使用されるPESとしては、芳香族ジカルボン
酸またはこれらのアルキルエステルとグリコールを主成
分とする縮合重合体が用いられるが、特に本発明の目的
を達成するには、エチレン−テレフタレートを主体とす
るPESが好ましい。
そして加工性、強度を大巾に損わない範囲で共重合成分
としてイソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、アジピ
ン酸、セバシン酸、またはこれらのアルキルエステル誘
導体などのジカルボン酸成分やプロピレングリコール、
1.4ブタンジオール、ンクロヘキザンノメタノール、
ネオペンチルグリコール、ビスフェノールA1ジエチレ
ングリコールなどのグリコール成分を共重合せしめた共
重合体を用いろことら可能である。そして、フェノール
50重量%とテトラクロルエタン50重量%の混合溶剤
で溶解し、温度30℃において測定した固有粘度[η]
(単位d+/g)が0,5〜1.5のらのが良い。
本発明に用いられるEVOH樹脂(A)は、エチレン含
ff120〜60モル%の範囲が良く、好ましくは25
〜55モル%である。エチレン単位の含有量が20モル
%未満の場合には融点と分解点が接近し、熱安定性、溶
融成形性に劣る。またエチレン単位の含有量が60モル
%を越えると、ガスバリヤ−性が劣る為好ましくない。
また該EVOHの酢酸ビニル成分のけん化度は90モル
%以上が良く、好ましくは98モル%以上である。かか
るけん化度が90モル%未満では、熱安定性に劣り、溶
融成形時に着色し、ゲルやフイツンユアイが生じやすく
なるだけでなく、ガスバリアー性ら低下する為好ましく
ない。
本発明にがかるE V OH樹脂(A)はJISK67
60に記載の方法で温度190℃、荷重2160の条件
で測定しrコM I h40.1〜10ng/10分の
らの、好適には0.5〜30g/10分、特に0.5〜
20/10分のものか好ましい。かかるlvl IがO
,Ig/10分未満の場合には溶融成形時の流動性に劣
り、押出負荷、射出負荷の増大を来たし、高速連流運転
性に支障を来し、さらに悪いことには、ゲルやフィッシ
ュアイが発生しやすくなり好ましくない。またMlが1
0og/10分を越えると、成形容器の落下速度、衝撃
強度が低下するのみならず、多数包数り成形機において
各金型内へのEVOH射出量が安定せず、均質な容器成
形が困難となり、さらに悪いことには、多層射出成形し
たプリフォームのEVO)(の軸方向の厚く分布ら不均
一となり、また、軸と直角な方向のEVOHの厚み分布
も、プリフォームの口金部分に厚くなる傾向を示し、外
見上口部が自局しやすく好ましくない。
また該EVOHには、本発明の目的が阻害されない一範
囲で、池の共単量体[たとえばプロピレン、ブチレン、
不飽和カルボン酸またはそのエステル((メタ)アクリ
ル酸、(メタ)アクリル酸エステル(メチル、エチル)
など)、ビニルシラン化合物(ビニルトリメトキンシラ
ン、トリエトキシシランなど)、ビニルピロリドン(N
−ビニルピロリドン)など〕を共重合することらできろ
し、さらに可塑剤、熱安定化剤、紫外吸収剤、酸化防止
剤、着色剤、フイ′ラー 他の樹脂(ポリアミド、部分
けん化エチレンー酢酸ビニル共重合体など)をブレンド
することは自由でめろ。
本発明に使用するEvoH1at脂(A)にブレンドす
る樹11M(B)は上記式(1)〜(■)を満足するE
VOHである。そして好適には下記式(I)°〜(■)
である。
2層Ml(A)7M I (B)≦20 ・・・・・ 
(1)。
2.6≦’Fa w / !il n  ≦to   
   ・−−−・(II)’20000≦iw ≦45
000       ・・・・・ (II[)℃H(A
)−CH(B)l  ≦ 5     ・・・・・  
(■ )。
M I (A)/ M I (B)が15未満の場合、
あるいは50以上の場合、EVOHI層の打込み高さの
経時変化あるいはEVOHP!!の厚みの経時変化が改
善されないか、逆に悪化する。まr二、M%v / M
 nが2.5未満の場合、上記改善効果が無い。一方M
w/1460000以上の場合、EVO)1層の厚みム
ラが顕著であるばかりでなく、E V O+−1層の打
込み高さが十分確保出来ず良好なボトルは得られない。
まj= l CH(A) −CH(B)lが5以上の場
合、E V OH層の打込み高さの経時変化は少なく、
逆に改善される場合らあるが、透明性が悪くなり、表面
の微少な荒れら生ずるので良好なボトルにはなりえない
EVOH(A)とE V OH(B)とのブレンド比率
(重量)に関しては、9515≧(A)/(B)≧57
95、好適には70/30≧(A)/(B)≧10/9
0である。9515をこえると、上記改善効果が無(,
5795未満の場合、E V OH層の打込み高さ、微
少ムラの点で好ましくない。
E V OH(A)と(B)とをブレンドする方法につ
いては、樹脂(A)と樹脂(B)とをトライブレンドし
、そのまま使用する方法、該トライブレンドペレットを
バンバリーミキサ−−軸押出機あるいは二軸押出機に通
し、再ベレット化、乾燥を行う方法などがあげられる。
ま几、ブレンドに際し、本発明の目的を阻害しない範囲
内でヒンダードフェノール、ヒンダードアミン、金属セ
ッケンなどの酸化防止剤、紫外線吸収剤、あるいは着色
剤を添加する事は自由であり、また有効である。
さらに有効な方法として、けん化部の少なくとも二種の
エチレン−酢酸ビニル共重合体をブレンドし、次いで・
−ケン化してEVOH組成物を得る方法、エチレン−酢
酸ビニル共重合体を重合中に連鎖移動剤の1度を変更し
、重合中にブレンド物を作り、次いでけん化し、EVO
H組成物を得る方法がある。該組成物は、上記した、E
 V OH(A)、(B)樹脂を溶融混合したものより
、多数個取り成形におけろ、E V OH層の厚み及び
打込み高ざの経時変化が少ない。
多層構造を有する容器萌駆体(パリソン)は、通常2台
の射出シリンダーを有する成形限を用【)、単一の金型
に1回の型締め操作で溶融したPES及びE V O’
H樹脂組成物をそれぞれの射出シリンダーよりタイミン
グをずらして交互あるいは/及び同心円状のノズル内を
同時に、共射出する事により得られる。例えば先に射出
しr= P E Sが内外表面層に、後から射出したE
VOH組成物及び/あるいはPESが最初に射出した内
外PES層の内側に、さらに場合によっては再度EVO
H組成物及び/あるいはPESを射出し、中間層を形成
するなど、中間層が内外PES層で完全に封入された有
底パリソンの一般的な製造方法により得られ、特に設備
上限定を受けるしのではない。まf二、該多層パリソン
は、あたたかい状態−で直接あるいはブロックヒーター
、赤外線ヒーターなどの発熱体で75〜150℃に加熱
された後、延伸ブロー工程におくられ、タテ方向に1〜
5倍にストレッチざれた後、庄空などでヨコ方向に1〜
4倍にブローされ、PESおよび/またはE V OH
組成物がi軸あるいは二軸延伸され、多層ポリエステル
延伸ブロー容器が得られる。該加熱延伸工程においてら
設備上特に限定されるものではない。
延伸ブロー容器の熱処理に関しては、下記(V)式ボト
ルの耐熱性、ガスバリアー性に大きく関与し、下記式(
V)、好適には(V)°を満足する事がよりのぞましい
Tp−20℃>Tc>Te −80℃ ・・・・・(V
)Tp−40℃>Tc>Te−60℃ ・・・・・(V
)但し、’rp ・・・PESの融点(℃)Tc ・・
・容器の熱処理温度(℃) Te  ”・EVOH(A)、(B)の融点のうち低い
方の融点(℃)ここで’rpとは、DSC(、昇温速度
lO℃/分)による主吸熱ピーク温度を示し、またTe
とは、EV OH(A)、(B)のブレンド物のDSC
(昇温速度10℃/分)による低い方の主吸熱ピーク温
度を示す。
Tch<Tp−20より大きいと内外層のPESが軟化
し、延伸配向性が低下する為かボトルの強度が不良とな
る。一方、Tch<Te−80℃より低い場合、該多層
容器の耐熱性、ガスバリアー性の向上が見られない。熱
処理時間は1〜100秒程度が良く、熱処理方法につい
ては特に限定されるものではないが、一般的に、ブロー
エ哩の金型温度を増す方法ある(曹土、加圧下、再度加
熱金型にみちびき熱処理する方法、あるいは熱風熱媒で
熱処理する方法などがあげられる。また熱処理後、温度
の高いボトルを取り出すために際しては該加熱金型ある
いは熱媒を急冷する方法、あるいは、再度冷却金型にみ
ちびき加圧下、冷却金型で冷却する方法などがあげられ
る。
本発明の多層容器の構成は、PES及び少なくとも二種
のEVOH組成物を用い、EVOH組成物1M以上ある
いは、EVOH組成物とPESとを各1層以上含む中間
層をPESからなる内外層が完全に封入した構成であり
、一般的にはPES/EVOH組成物/PES%PES
/EVOH組成物/PES/PES、PES/EVOH
組成物/PES/EVOH組成物/PES、などがあげ
られる。バリンの厚みに関しては、総厚みで2〜5mm
5EVOH組校物層は合計で5〜500μであり、一般
的にはEV OH組成物層が薄いほど、EVOI4組成
物層の数が少ないほど、さらにEVOH組成物層の位置
が外層表面に近いほど容器の衝撃に上るデラミか生じや
すい。また容i5 、tE部の総厚みは一般的には10
0μ〜3Il1mであり、用途に応じて使い分けられる
。ま1ここの時のEVOH組成物層の合計厚みは2〜2
00μ、好ましくは5〜100μである。
以下実施例によりさらに説明を行うが、この事により、
本発明はなんら限定されるものではない。
E、−1it!411 実施例1 熱可塑性ポリエステル樹脂としては、固有粘度0.71
のポリエチレンテレフタレート(PET)(融点(TI
E)240℃)を使用し、E V OH組成物としては
、エチレン含有132モル%、けん化度996%、M 
l (A) (190℃1C1216O4,6g/10
分、融a(Te)183℃のE V OH(A)40重
量部とエチレン含何fil 32 モル%、けん化度9
96%、M r ([1)0.6g710分、融点(T
e)183℃のE V OH(B)60重量部をトライ
ブレンドし、40mmφ二軸押出機で220℃ベレット
化した後、8Q℃16時間減・圧下て乾燥した。この時
のM t (A)/ M I (B) = 7.7であ
った。
これらの樹脂を用いて、日清ABS製共射出延伸ブロー
装置(150−FIT型750m14コ取り)を使用し
、PET側押出機先端温度270℃、E V OH側押
出機先端、星度200℃、PETとE V OHとが合
流するホットランナ−ブロック部260℃で共射出延伸
ブロー成形を行ない、胴部平均厚みが内層P E T 
90μ、中間11JEVOH組成物20μ、外層PET
190μの多層共射出ブロー成形ボトルを得た。
得られたボトルを空気中で、140℃、10秒間熱処理
した。
ボトルのEVOH層の打込み高さ及びEVOH層の厚み
(EVOH射出全重量で表示)の平均値及び変動(R=
最大値−最小値)を連続10組のサンプルで測定した。
その結果を表1に示すか、変動が比較的少ない良好なボ
トルが得られている事がわかる。この時のボトル中のE
VOHI71のFA w/ n n = 2.7であり
、V w = 43000であった。ところで、分子1
分布は、GPC(ALC製GPC−150C型)を用い
[カラム(5hodex A D −800P 。
−8σM/S (x2) >、温度(C; 130’c
、 P・60℃、D : 140℃)、溶剤(DMF)
流速(1,5ml/m1n) 標準(Po1ystyr
ene) ]により測定した。
実施例2 実施例ILニオLlテ、用いたEVOr((A)、(B
)のけん化度の原料である二種のエチレン−酢酸ビニル
共重合体を溶液下で撹拌ブレンドした後、NaOH/ア
ルコール触媒の存在下、けん化を行ない、EVOH組成
物(EV’OH(A)、(B)のMlは実施例1と同様
4.6.0.6)を得た。この組成物のエチレン含有量
は32モル%、けん化度996%、M I =1.3g
/10分であった。該E V OI−1組成物を用いて
、実施例1と同様に行ない容器を得た。この時のEVO
H層の厚み及び打込み高さの経時変化を表1に示すが、
実施例Iよりさらに変動が少ない良好なボトルが得られ
た。このボトルのEVOH層の)’aw/Jan=2.
6であり、M w = 44000であつf二。
実施例3及び比較例1〜4 表1に示す以外は実施例1と同様の条件でボトルを得た
。この結果を表1に示す。
以下余白 F9発 の効果 ・1−続 を山 II三−;井 昭和63年123I29E+ 本発明は、 EVO)(層の厚み及び打込み高さの 変動の少ない、 しかも外観及びガスバリアー住良 好な容器である。
特願昭63−295118号

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)熱可塑性ポリエステルからなる内外層と、少なく
    とも二種のエチレン−酢酸ビニル共重合体けん化物の組
    成物からなる中間層とからなり、かつ該中間層は、エチ
    レン含有量が20〜60モル%、酢酸ビニル成分のけん
    化度が90%以上、メルトインデックス(190℃、2
    160g荷重下に測定)が(0.1〜100g/10分
    である、少なくとも二種のエチレン−酢酸ビニル共重合
    体けん化物であり、がつメルトインデックスの高い方を
    エチレン−酢酸ビニル共重合体けん化物(A)、低い方
    をエチレン−酢酸ビニル共重合体けん化物(B)とする
    とき、下記式( I )〜(IV)を満足し、かつ(A)/
    (B)の混合比(重量)が95/5〜5/95である組
    成物からなる多層容器。 1.5≦メルトインデックス(A)/メルトインデック
    ス(B)≦50・・・・・( I )¥M¥w/¥M¥n
    ≧2.5・・・・・(II)¥M¥w≦60000・・・
    ・・(III) |CH(A)−CH(B)|≦5・・・・・(IV)但し
    、¥M¥w:(A)と(B)の組成物の重量平均分子量
    ¥M¥n:(A)と(B)の組成物の数平均分子量CH
    (A)、CH(B):(A)、(B)のそれぞれのエチ
    レン含有量(モル%)
  2. (2)多層プラスチック容器が下記(V)式で示される
    温度で熱処理された、請求項1記載の多層容器。 Tp−20℃>Tc>Te−80℃・・・・・(V)但
    し、Tp・・・熱可塑性ポリエステルの融点(℃)Tc
    ・・・容器の熱処理温度(℃) Te・・・エチレン−ビニルアルコール共重合体(A)
    、(B)の融点のうち低い方の融点(℃)
  3. (3)多層容器が共射出延伸多層容器である、請求項1
    または2記載の多層容器。
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JP2647469B2 (ja) 1997-08-27

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