JPH0790066A - 共重合ポリエステル - Google Patents
共重合ポリエステルInfo
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- JPH0790066A JPH0790066A JP23990293A JP23990293A JPH0790066A JP H0790066 A JPH0790066 A JP H0790066A JP 23990293 A JP23990293 A JP 23990293A JP 23990293 A JP23990293 A JP 23990293A JP H0790066 A JPH0790066 A JP H0790066A
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- JP
- Japan
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- glycol
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- copolymerized polyester
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- polyester
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- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 融点が比較的低く、結晶性が優れ、生産性に
優れたナフタレート系芳香族ポリエステルを得ること。 【構成】 主としてナフタレンジカルボン酸残基とエチ
レングリコール残基とから形成されるエチレンナフタレ
ート単位からなるポリエステルにおいて、下記一般式化
1で示されるグリコールを共重合成分として0.1〜1
0モル%有し、かつ降温結晶化ピークを有する共重合ポ
リエステル。 【化1】 (式中、R1 は炭素原子数2〜20の二価の脂肪族及び
芳香族炭化水素基、m、nは同一または異なる整数で3
<m+n<10を表す)
優れたナフタレート系芳香族ポリエステルを得ること。 【構成】 主としてナフタレンジカルボン酸残基とエチ
レングリコール残基とから形成されるエチレンナフタレ
ート単位からなるポリエステルにおいて、下記一般式化
1で示されるグリコールを共重合成分として0.1〜1
0モル%有し、かつ降温結晶化ピークを有する共重合ポ
リエステル。 【化1】 (式中、R1 は炭素原子数2〜20の二価の脂肪族及び
芳香族炭化水素基、m、nは同一または異なる整数で3
<m+n<10を表す)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は融点が比較的低く、結晶
性が優れ、生産性に優れた共重合ポリエステルに関する
ものであり、繊維、フィルム、各種成形材料等に巾広く
利用される。
性が優れ、生産性に優れた共重合ポリエステルに関する
ものであり、繊維、フィルム、各種成形材料等に巾広く
利用される。
【0002】
【従来の技術】通常、ポリエチレンテレフタレート(P
ET)に代表される芳香族ポリエステルは物理的性質に
優れているため、繊維、フィルム、飲用ボトルなどに広
く使用されている。一方ポリエチレン2,6ナフタレー
ト(PEN)に代表されるナフタレート系芳香族ポリエ
ステルは、PETよりさらに高い物性や耐熱性を有して
いるためPETでは使用困難な製品への応用が期待され
ているが、従来広く用いられてきたPETに比べると融
点が約10℃高く(273℃)、そのため従来のPET
用の重合機器を用いる場合、機器の仕様によってはPE
Nの生産に適用することができない機器が生じるという
欠点を有している。またポリマーの劣化や安定性の面か
ら見ると、できるだけ低温で重合することが好ましく、
さらには省エネルギーやコストという観点からも低温で
重合できることの方が利点を有している。なおPENを
様々な目的で改良するため、PENに各種の化合物を共
重合することが特開昭50−135333号、特公昭5
7−45772号、特公昭55−41247号などによ
って提案されている。しかしながらPENに上記の目的
で酸成分やグリコール成分を共重合した場合、結晶性が
著しく阻害されるという欠点があり、寸法安定性や耐熱
性が悪くなるため製品用途に限界があった。
ET)に代表される芳香族ポリエステルは物理的性質に
優れているため、繊維、フィルム、飲用ボトルなどに広
く使用されている。一方ポリエチレン2,6ナフタレー
ト(PEN)に代表されるナフタレート系芳香族ポリエ
ステルは、PETよりさらに高い物性や耐熱性を有して
いるためPETでは使用困難な製品への応用が期待され
ているが、従来広く用いられてきたPETに比べると融
点が約10℃高く(273℃)、そのため従来のPET
用の重合機器を用いる場合、機器の仕様によってはPE
Nの生産に適用することができない機器が生じるという
欠点を有している。またポリマーの劣化や安定性の面か
ら見ると、できるだけ低温で重合することが好ましく、
さらには省エネルギーやコストという観点からも低温で
重合できることの方が利点を有している。なおPENを
様々な目的で改良するため、PENに各種の化合物を共
重合することが特開昭50−135333号、特公昭5
7−45772号、特公昭55−41247号などによ
って提案されている。しかしながらPENに上記の目的
で酸成分やグリコール成分を共重合した場合、結晶性が
著しく阻害されるという欠点があり、寸法安定性や耐熱
性が悪くなるため製品用途に限界があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、共重合PE
Nの前記のような欠点を克服し、融点の低下と同時に優
れた結晶化特性、機械特性をあわせ持つPEN共重合ポ
リエステルを得ることを課題とするものである。
Nの前記のような欠点を克服し、融点の低下と同時に優
れた結晶化特性、機械特性をあわせ持つPEN共重合ポ
リエステルを得ることを課題とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者等は前記課題を
解決するため、鋭意研究の結果、遂に本発明を完成する
に至った。すなわち本発明は、主としてナフタレンジカ
ルボン酸残基とエチレングリコール残基とから形成され
るエチレンナフタレート単位からなるポリエステルにお
いて、下記一般式化2で示されるグリコールを共重合成
分として0.1〜10モル%有し、かつ降温結晶化ピー
クを有する共重合ポリエステルである。
解決するため、鋭意研究の結果、遂に本発明を完成する
に至った。すなわち本発明は、主としてナフタレンジカ
ルボン酸残基とエチレングリコール残基とから形成され
るエチレンナフタレート単位からなるポリエステルにお
いて、下記一般式化2で示されるグリコールを共重合成
分として0.1〜10モル%有し、かつ降温結晶化ピー
クを有する共重合ポリエステルである。
【0005】
【化2】 (式中、R1 は炭素原子数2〜20の二価の脂肪族及び
芳香族炭化水素基、m、nは同一または異なる整数で3
<m+n<10を表す)
芳香族炭化水素基、m、nは同一または異なる整数で3
<m+n<10を表す)
【0006】本発明共重合ポリエステルは少なくとも8
0モル%以上は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をジカルボン酸としエチレング
リコールまたはそのエステル形成性誘導体をグリコール
成分として得られるものである。なお融点をPETなみ
に下げるために、従来より公知のポリアルキレングリコ
ールなどを共重合する場合、少なくとも5モル%は必要
であるがPENの場合ナフタレン骨格がPETのテレフ
タル酸骨格よりも剛直であるため少量の共重合成分で結
晶性が著しく阻害される。そのため熱安定性や寸法安定
性、機械的特性に劣り、融点低下を発現させるだけの汎
用モノマーの共重合はPENにおいては限界があった。
本発明ではこの点に鑑み、共重合PENの機能性を損な
わず、PENの結晶性を改善することを目的として、P
ENの共重合において、一般式化2で示されるグリコー
ル成分を0.1〜10モル%、好ましくは3〜10モル
%さらに好ましくは5〜10モル%添加して共重合する
ことを特徴とするものである。
0モル%以上は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をジカルボン酸としエチレング
リコールまたはそのエステル形成性誘導体をグリコール
成分として得られるものである。なお融点をPETなみ
に下げるために、従来より公知のポリアルキレングリコ
ールなどを共重合する場合、少なくとも5モル%は必要
であるがPENの場合ナフタレン骨格がPETのテレフ
タル酸骨格よりも剛直であるため少量の共重合成分で結
晶性が著しく阻害される。そのため熱安定性や寸法安定
性、機械的特性に劣り、融点低下を発現させるだけの汎
用モノマーの共重合はPENにおいては限界があった。
本発明ではこの点に鑑み、共重合PENの機能性を損な
わず、PENの結晶性を改善することを目的として、P
ENの共重合において、一般式化2で示されるグリコー
ル成分を0.1〜10モル%、好ましくは3〜10モル
%さらに好ましくは5〜10モル%添加して共重合する
ことを特徴とするものである。
【0007】前記化2の式中、R1 は炭素原子数2〜2
0の二価の脂肪族炭化水素基、m、nは同一または異な
る整数で3<m+n<10を表す。R1 の例としては、
具体的には−(CH2 )6 −、−(CH2 )10−などの
直鎖脂肪族炭化水素基、2−メチルプロピル基、1−メ
チルプロピル基、ネオペンチル基などの側鎖を有する脂
肪族炭化水素基、あるいはシクロヘキシル基などの脂肪
族環を有する炭化水素基、芳香環を持ったビスフェノー
ルA残基が挙げられ、そのなかで側鎖を有する脂肪族炭
化水素基が好ましく、特にネオペンチル基が最も好まし
い。
0の二価の脂肪族炭化水素基、m、nは同一または異な
る整数で3<m+n<10を表す。R1 の例としては、
具体的には−(CH2 )6 −、−(CH2 )10−などの
直鎖脂肪族炭化水素基、2−メチルプロピル基、1−メ
チルプロピル基、ネオペンチル基などの側鎖を有する脂
肪族炭化水素基、あるいはシクロヘキシル基などの脂肪
族環を有する炭化水素基、芳香環を持ったビスフェノー
ルA残基が挙げられ、そのなかで側鎖を有する脂肪族炭
化水素基が好ましく、特にネオペンチル基が最も好まし
い。
【0008】本発明において前記一般式化2で示される
グリコールは、共重合ポリエステルを得る際、重縮合反
応中に留出することが無いため、生成されるポリエステ
ル中の含有量が一定に制御され、品質の安定した製品が
得られる。また得られたポリエステルは融点低下と同時
に、結晶性も優れている。なお前記一般式化2で示され
るグリコールの合成法としては、それぞれHO−R1 −
OHで示されるグリコール、例えばネオペンチルグリコ
ール、プロピレングリコール、ビスフェノールAなどに
常法によってエチレンオキサイドを付加して合成するこ
とが出来る。またプロピレンオキサイドなどのその他の
アルキレンオキサイドを付加して合成したグリコール類
も本発明の効果を損なわない範囲で併用してもよい。
グリコールは、共重合ポリエステルを得る際、重縮合反
応中に留出することが無いため、生成されるポリエステ
ル中の含有量が一定に制御され、品質の安定した製品が
得られる。また得られたポリエステルは融点低下と同時
に、結晶性も優れている。なお前記一般式化2で示され
るグリコールの合成法としては、それぞれHO−R1 −
OHで示されるグリコール、例えばネオペンチルグリコ
ール、プロピレングリコール、ビスフェノールAなどに
常法によってエチレンオキサイドを付加して合成するこ
とが出来る。またプロピレンオキサイドなどのその他の
アルキレンオキサイドを付加して合成したグリコール類
も本発明の効果を損なわない範囲で併用してもよい。
【0009】前記一般式化2においてm、nともに0で
あるHO−R1 −OHで示されるグリコールやm+nの
平均値が3よりも小さい変性グリコールの場合には前記
留出の問題とともに得られたポリエステルの融点の低下
が大きく、結晶性も劣るという欠点が有り、またm+n
が10以上に大きい場合には耐光性の低下といった問題
が発生し実用性に欠けるので好ましくない。好ましい範
囲は3〜6である。
あるHO−R1 −OHで示されるグリコールやm+nの
平均値が3よりも小さい変性グリコールの場合には前記
留出の問題とともに得られたポリエステルの融点の低下
が大きく、結晶性も劣るという欠点が有り、またm+n
が10以上に大きい場合には耐光性の低下といった問題
が発生し実用性に欠けるので好ましくない。好ましい範
囲は3〜6である。
【0010】本発明においては一般式化2で示されたグ
リコールを共重合されたPENを基本とするが共重合ポ
リエステルの品質を落とさない範囲で、5−金属スルホ
イソフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレ
ンジカルボン酸異性体、ビフェニルジカルボン酸などの
芳香族ジカルボン酸またはそのエステル形成性誘導体、
グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、などの脂肪族
ジカルボン酸またはそのエステル形成性誘導体、パラオ
キシ安息香酸のようなオキシカルボン酸またはそのエス
テル形成性誘導体などを共重合成分として少量使用する
ことが出来る。
リコールを共重合されたPENを基本とするが共重合ポ
リエステルの品質を落とさない範囲で、5−金属スルホ
イソフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレ
ンジカルボン酸異性体、ビフェニルジカルボン酸などの
芳香族ジカルボン酸またはそのエステル形成性誘導体、
グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、などの脂肪族
ジカルボン酸またはそのエステル形成性誘導体、パラオ
キシ安息香酸のようなオキシカルボン酸またはそのエス
テル形成性誘導体などを共重合成分として少量使用する
ことが出来る。
【0011】本発明共重合ポリエステルを得る方法とし
ては、ジカルボン酸エステルとグリコールとをエステル
交換反応した後重縮合する方法、ジカルボン酸とグリコ
ールとをエステル化反応した後重縮合する方法等、通常
のポリエステル製造方法に従って得ることが可能であ
る。なお、前記ジカルボン酸として2,6ナフタレンジ
カルボン酸又はそのエステル形成性誘導体と一般式化2
で示されるグリコール成分またはそのエステル形成性誘
導体とを用いる場合、これらを同時に反応させてもよい
し、これらのジカルボン酸は別々にグリコール成分と反
応させておいて重縮合反応段階で両者を混合してもよ
い。これらの反応を促進する触媒としては、通常ポリエ
ステル製造に使用されている触媒であり、例えばナトリ
ウム、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、マンガン、ア
ンチモン、ゲルマニウム、チタンなどの金属化合物が用
いられる。
ては、ジカルボン酸エステルとグリコールとをエステル
交換反応した後重縮合する方法、ジカルボン酸とグリコ
ールとをエステル化反応した後重縮合する方法等、通常
のポリエステル製造方法に従って得ることが可能であ
る。なお、前記ジカルボン酸として2,6ナフタレンジ
カルボン酸又はそのエステル形成性誘導体と一般式化2
で示されるグリコール成分またはそのエステル形成性誘
導体とを用いる場合、これらを同時に反応させてもよい
し、これらのジカルボン酸は別々にグリコール成分と反
応させておいて重縮合反応段階で両者を混合してもよ
い。これらの反応を促進する触媒としては、通常ポリエ
ステル製造に使用されている触媒であり、例えばナトリ
ウム、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、マンガン、ア
ンチモン、ゲルマニウム、チタンなどの金属化合物が用
いられる。
【0012】本発明共重合ポリエステルを得る際に用い
られる触媒、つや消し剤、安定剤などの添加剤について
の制限はなく、得られたポリエステルの成形は公知の方
法によって行われ、紡糸、成膜、成形される。
られる触媒、つや消し剤、安定剤などの添加剤について
の制限はなく、得られたポリエステルの成形は公知の方
法によって行われ、紡糸、成膜、成形される。
【0013】
【作用】本発明の共重合ポリエステルが優れた結晶化特
性をもつ理由としては、前記化2に示すようなグリコー
ルがその柔軟な分子構造により結晶化に必要な分子鎖の
再配列を容易にして結晶化を高めるものと考えられる。
つまり、PENの場合、PETのテレフタル酸にくらべ
て剛直なナフタレン環を有するため、少量の共重合によ
り結晶化にともなう分子鎖の再配列が阻害され、非晶に
なりやすいものと思われる。
性をもつ理由としては、前記化2に示すようなグリコー
ルがその柔軟な分子構造により結晶化に必要な分子鎖の
再配列を容易にして結晶化を高めるものと考えられる。
つまり、PENの場合、PETのテレフタル酸にくらべ
て剛直なナフタレン環を有するため、少量の共重合によ
り結晶化にともなう分子鎖の再配列が阻害され、非晶に
なりやすいものと思われる。
【0014】
【実施例】以下、実施例を用いて本発明を具体的に説明
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。なおポリマー特性の評価方法は下記に従った。 a極限粘度:ポリマーを0.4g/dlの濃度でフェノ
ール/1,1,2,2−テトラクロロエタン=3/2混
合溶液に溶解し、30℃において測定した。 bポリマーの結晶性:示差走査型熱量計(島津TA−5
0)を用いアルゴン雰囲気下、10℃/分で昇温したと
きの昇温結晶化温度、および300℃でポリマーを溶融
し、この溶融ポリマーを10℃/分で降温した時の降温
結晶化温度で判断した。
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。なおポリマー特性の評価方法は下記に従った。 a極限粘度:ポリマーを0.4g/dlの濃度でフェノ
ール/1,1,2,2−テトラクロロエタン=3/2混
合溶液に溶解し、30℃において測定した。 bポリマーの結晶性:示差走査型熱量計(島津TA−5
0)を用いアルゴン雰囲気下、10℃/分で昇温したと
きの昇温結晶化温度、および300℃でポリマーを溶融
し、この溶融ポリマーを10℃/分で降温した時の降温
結晶化温度で判断した。
【0015】実施例1 オートクレーブに、2,6ジカルボキシナフタレンジメ
チルエステル506重量部、エチレングリコール295
重量部、触媒として酢酸マンガン0.03モル%および
三酸化アンチモンを0.02モル%(2、6ジカルボキ
シナフタレンジメチルエステルに対して)加え、エチレ
ングリコールとのエステル交換反応を160〜230℃
で行なった。理論量のメタノールが析出した時点で酢酸
マンガンに対し1.2倍モル量のトリメチルフォスフェ
ートを加えた。つぎに235℃に保持し、下記一般式化
3に示すグリコール化合物(平均的にm+n=5)を6
3重量部(共重合PEN中10モル%)加えた。
チルエステル506重量部、エチレングリコール295
重量部、触媒として酢酸マンガン0.03モル%および
三酸化アンチモンを0.02モル%(2、6ジカルボキ
シナフタレンジメチルエステルに対して)加え、エチレ
ングリコールとのエステル交換反応を160〜230℃
で行なった。理論量のメタノールが析出した時点で酢酸
マンガンに対し1.2倍モル量のトリメチルフォスフェ
ートを加えた。つぎに235℃に保持し、下記一般式化
3に示すグリコール化合物(平均的にm+n=5)を6
3重量部(共重合PEN中10モル%)加えた。
【0016】
【化3】 次に同温度で10分攪拌反応した後、温度を285℃に
上げながら、減圧し、最終的に0.1mmHgまで減圧
し、同温度で30分重合した。終了後、ストランドとし
て取り出した。得られたポリマーの極限粘度は0.5
3、DSCによる融点は261℃、昇温結晶化温度は2
03℃、降温結晶化温度は193℃であった。
上げながら、減圧し、最終的に0.1mmHgまで減圧
し、同温度で30分重合した。終了後、ストランドとし
て取り出した。得られたポリマーの極限粘度は0.5
3、DSCによる融点は261℃、昇温結晶化温度は2
03℃、降温結晶化温度は193℃であった。
【0017】実施例2、比較例1〜4 実施例1において、化3で示されるグリコール成分(表
中ではG3成分と表示)の量を表1に示すように変えて
それぞれ重合を行ない、結晶化温度(表中、NDは検出
されないことを示す)の評価を行なった。その結果を表
1に併記する。
中ではG3成分と表示)の量を表1に示すように変えて
それぞれ重合を行ない、結晶化温度(表中、NDは検出
されないことを示す)の評価を行なった。その結果を表
1に併記する。
【0018】
【表1】
【0019】
【発明の効果】表1より明らかなように、G3成分の少
ない比較例1では融点降下が比較例2のPENホモポリ
マーに比べて少なく、また比較例3、4の様に5ーナト
リウムースルホイソフタル酸ジエチレングリコールエス
テル(表1中ではDISと表示)やテレフタル酸(表1
中ではTPAと表示)を共重合すると明らかに結晶性が
阻害される。一方本発明の実施例である実施例1、2に
示すように、特定のグリコール成分を特定量共重合する
ことで融点降下と結晶性を両立させることが可能になっ
ていることが判る。また本発明は特定のグリコールをP
ENに共重合することにより、従来、ポリマーの劣化や
安定性の面、さらには省エネルギーやコストという観点
から要望のあった低融点のPEN共重合ポリマーの合成
が結晶性を損なわず達成できるようになった。これによ
り従来の装置を用いて生産が可能になり、生産性やコス
トの面での寄与が大である。さらに本発明の共重合ポリ
エステルは繊維、フィルム、その他の成型品を製造する
ことが可能であり、特に加工性と結晶化特性に優れてい
ることから繊維、フィルムとしての使用が期待される。
ない比較例1では融点降下が比較例2のPENホモポリ
マーに比べて少なく、また比較例3、4の様に5ーナト
リウムースルホイソフタル酸ジエチレングリコールエス
テル(表1中ではDISと表示)やテレフタル酸(表1
中ではTPAと表示)を共重合すると明らかに結晶性が
阻害される。一方本発明の実施例である実施例1、2に
示すように、特定のグリコール成分を特定量共重合する
ことで融点降下と結晶性を両立させることが可能になっ
ていることが判る。また本発明は特定のグリコールをP
ENに共重合することにより、従来、ポリマーの劣化や
安定性の面、さらには省エネルギーやコストという観点
から要望のあった低融点のPEN共重合ポリマーの合成
が結晶性を損なわず達成できるようになった。これによ
り従来の装置を用いて生産が可能になり、生産性やコス
トの面での寄与が大である。さらに本発明の共重合ポリ
エステルは繊維、フィルム、その他の成型品を製造する
ことが可能であり、特に加工性と結晶化特性に優れてい
ることから繊維、フィルムとしての使用が期待される。
Claims (1)
- 【請求項1】 主としてナフタレンジカルボン酸残基と
エチレングリコール残基とから形成されるエチレンナフ
タレート単位からなるポリエステルにおいて、下記一般
式化1で示されるグリコールを共重合成分として0.1
〜10モル%有し、かつ降温結晶化ピークを有する共重
合ポリエステル。 【化1】 (式中、R1 は炭素原子数2〜20の二価の脂肪族及び
芳香族炭化水素基、m、nは同一または異なる整数で3
<m+n<10を表す)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23990293A JP3421955B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 共重合ポリエステル |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23990293A JP3421955B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 共重合ポリエステル |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0790066A true JPH0790066A (ja) | 1995-04-04 |
JP3421955B2 JP3421955B2 (ja) | 2003-06-30 |
Family
ID=17051558
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23990293A Expired - Fee Related JP3421955B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 共重合ポリエステル |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3421955B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1997031050A1 (fr) * | 1996-02-21 | 1997-08-28 | Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. | Polyester, composition a base de polyester, stratifie polyester et procede de fabrication de bouteilles en polyester etirees bi-axialement |
US6011132A (en) * | 1996-07-11 | 2000-01-04 | Bp Amoco Corporation | Polyester compositions |
US9455092B2 (en) | 2011-05-17 | 2016-09-27 | Nec Tokin Corporation | Electric conductive polymer suspension and method for producing the same, electric conductive polymer material, and electrolytic capacitor and method for producing the same |
-
1993
- 1993-09-27 JP JP23990293A patent/JP3421955B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US6485804B1 (en) * | 1996-02-21 | 2002-11-26 | Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. | Polyester compositions and laminates and processes for producing biaxially stretched polyester bottles |
US6121407A (en) * | 1996-05-03 | 2000-09-19 | Bp Amoco Corporation | Method of making high density polyester compositions |
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