CN112771117B - 拉伸体、塑料瓶和容器的制造方法 - Google Patents
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Abstract
提供在高湿度下阻隔性高的拉伸体、以及塑料瓶和容器的制造方法。一种组合物的拉伸体,其为包含半芳香族聚酰胺树脂和长径比超过18的板状滑石的组合物的拉伸体,在将上述半芳香族聚酰胺树脂和上述长径比超过18的板状滑石的含量的总计设为100质量%时,上述组合物中的上述长径比超过18的板状滑石的含量为3.0~55.0质量%。
Description
技术领域
本发明涉及拉伸体、塑料瓶和容器的制造方法。
背景技术
以往,研究了向热塑性树脂中配混滑石的技术。例如,专利文献1公开了一种聚酰胺树脂组合物,其特征在于,相对于聚酰胺树脂100质量份配混滑石0.2~40质量份,上述滑石包含(a)未处理滑石和(b)处理滑石,(a)与(b)的配混比率(质量比)为0.02≤(b)/(a)≤50。
另一方面,还研究了向阻隔性树脂中配混无机填料的技术。例如,专利文献2公开了一种多层结构体,其是将层叠由树脂组合物(C)形成的层和由树脂组合物(E)形成的层而成的多层结构体至少沿单轴方向拉伸2倍以上而成的,所述树脂组合物(C)中,相对于阻隔性树脂(A)100质量份含有重均长径比为5以上的无机填料(B)1~25质量份和/或粒径为0.5~10μm的脱臭剂(F)0.5~10质量份,所述树脂组合物(E)中,相对于除上述树脂(A)以外的热塑性树脂(D)含有重均长径比为5以上的无机填料(B)1~25质量份和/或粒径为0.5~10μm的脱臭剂(F)0.5~10质量份。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2010-070580号公报
专利文献2:日本特开2002-036448号公报
发明内容
发明要解决的问题
如上所述,对包含热塑性树脂和无机填料的组合物进行了各种研究。并且,期待通过热塑性树脂和无机填料的特性、物性等而发挥各种性能,期望进行进一步开发。
基于所述状况,本发明的目的在于,提供一种高湿度下的氧气阻隔性优异的拉伸体作为新型的树脂材料、以及塑料瓶和容器的制造方法。
用于解决问题的方案
本发明人基于上述课题进行了研究,结果发现,通过向芳香族聚酰胺树脂中配混长径比大的板状滑石且进行拉伸,能够解决上述课题。具体而言,通过下述手段<1>、优选<2>~<17>而解决了上述课题。
<1>一种组合物的拉伸体,其中,所述组合物包含半芳香族聚酰胺树脂和长径比超过18的板状滑石,
在将上述半芳香族聚酰胺树脂和上述长径比超过18的板状滑石的含量的总计设为100质量%时,上述组合物中的上述长径比超过18的板状滑石的含量为3.0~55.0质量%。
<2>根据<1>所述的拉伸体,其中,上述半芳香族聚酰胺树脂为苯二甲胺系聚酰胺树脂,上述苯二甲胺系聚酰胺树脂由源自二胺的结构单元和源自二羧酸的结构单元构成,并且上述源自二胺的结构单元的50摩尔%以上源自苯二甲胺。
<3>根据<1>或<2>所述的拉伸体,其中,在将上述半芳香族聚酰胺树脂和上述长径比超过18的板状滑石的含量的总计设为100质量%时,上述组合物中的上述长径比超过18的板状滑石的含量为3.0~15.0质量%。
<4>根据<1>~<3>中任一项所述的拉伸体,其中,上述组合物还包含除上述半芳香族聚酰胺树脂以外的其它热塑性树脂。
<5>根据<4>所述的拉伸体,其中,上述其它热塑性树脂为选自聚酯树脂、聚烯烃树脂、改性聚烯烃树脂和脂肪族聚酰胺树脂中的至少1种。
<6>根据<1>~<5>中任一项所述的拉伸体,其中,上述组合物中包含70~96质量%的上述半芳香族聚酰胺树脂。
<7>根据<5>所述的拉伸体,其中,上述组合物中包含70~96质量%的上述聚酯树脂。
<8>根据<1>~<7>中任一项所述的拉伸体,其为容器。
<9>根据<1>~<8>中任一项所述的拉伸体,其为吹塑成型品。
<10>一种塑料瓶,其包含含有70~96质量%的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂层,上述聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂层由包含聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、半芳香族聚酰胺树脂和长径比超过18的板状滑石的组合物形成,在将上述半芳香族聚酰胺树脂和上述长径比超过18的板状滑石的含量的总计设为100质量%时,上述组合物中的上述长径比超过18的板状滑石的含量为3.0~55.0质量%。
<11>根据<10>所述的塑料瓶,其为吹塑成型品。
<12>一种容器的制造方法,其包括:对组合物进行吹塑成型,上述组合物包含半芳香族聚酰胺树脂和长径比超过18的板状滑石,在将上述半芳香族聚酰胺树脂和上述长径比超过18的板状滑石的含量的总计设为100质量%时,上述组合物中的上述长径比超过18的板状滑石的含量为3.0~55.0质量%。
<13>根据<12>所述的容器的制造方法,其中,上述半芳香族聚酰胺树脂为苯二甲胺系聚酰胺树脂,上述苯二甲胺系聚酰胺树脂由源自二胺的结构单元和源自二羧酸的结构单元构成,并且上述源自二胺的结构单元的50摩尔%以上源自苯二甲胺。
<14>根据<12>或<13>所述的容器的制造方法,其中,在将上述半芳香族聚酰胺树脂和上述长径比超过18的板状滑石的含量的总计设为100质量%时,上述组合物中的上述长径比超过18的板状滑石的含量为3.0~15.0质量%。
<15>根据<12>~<14>中任一项所述的容器的制造方法,其中,上述组合物还包含除上述半芳香族聚酰胺树脂以外的其它热塑性树脂。
<16>根据<15>所述的容器的制造方法,其中,上述其它热塑性树脂为选自聚酯树脂、聚烯烃树脂、改性聚烯烃树脂和脂肪族聚酰胺树脂中的至少1种。
<17>根据<16>所述的容器的制造方法,其中,上述组合物中包含70~96质量%的上述聚酯树脂。
发明的效果
根据本发明,能够提供高湿度下的氧气阻隔性优异的拉伸体作为新型的树脂材料、以及塑料瓶和容器的制造方法。
附图说明
图1是示出制造本发明的拉伸薄膜的工序的一例的概要图。
具体实施方式
以下对本发明的内容进行详细说明。需要说明的是,本说明书中,“~”以包含其前后记载的数值作为下限值和上限值的意思来使用。
本发明的拉伸体的特征在于,其为包含半芳香族聚酰胺树脂和长径比超过18的板状滑石的组合物的拉伸体,在将上述半芳香族聚酰胺树脂和上述长径比超过18的板状滑石的含量的总计设为100质量%时,上述组合物中的上述长径比超过18的板状滑石的含量为3.0~55.0质量%。
通过采取这样的构成,即使在高湿度下,也能够维持高的氧气阻隔性。即,通过配混规定的滑石并进行拉伸,从而能够提高氧气阻隔性。而且,能够得到拉伸特性优异的拉伸体。进而,通过组合使用规定的滑石和氧化反应促进剂,从而还能够提高二氧化碳阻隔性。
<半芳香族聚酰胺树脂>
本发明中使用的组合物包含半芳香族聚酰胺树脂。
半芳香族聚酰胺树脂是指:由源自二胺的结构单元和源自二羧酸的结构单元构成、并且源自二胺的结构单元和源自二羧酸的结构单元的总计结构单元的30~70摩尔%为包含芳香环的结构单元的树脂,优选源自二胺的结构单元和源自二羧酸的结构单元的总计结构单元的40~60摩尔%为包含芳香环的结构单元的树脂。通过使用这样的半芳香族聚酰胺树脂,而可发挥高湿度下的气体阻隔性优异这一效果。作为半芳香族聚酰胺树脂,可例示聚酰胺6T、聚酰胺9T、后述的苯二甲胺系聚酰胺树脂等。
需要说明的是,半芳香族聚酰胺树脂由源自二胺的结构单元和源自二羧酸的结构单元形成,但并不完全排除除这些以外的结构单元,半芳香族聚酰胺树脂可以包含源自ε-己内酰胺或月桂内酰胺等内酰胺类、氨基己酸、氨基十一酸等脂肪族氨基羧酸类的结构单元,这是不言而喻的。本发明中,半芳香族聚酰胺树脂中的源自二胺的结构单元和源自二羧酸的结构单元的总计优选占全部结构单元的90摩尔%以上,更优选占95摩尔%以上。
上述半芳香族聚酰胺树脂优选为:由源自二胺的结构单元和源自二羧酸的结构单元构成、并且上述源自二胺的结构单元的50摩尔%以上(更优选为70摩尔%以上,进一步优选为80摩尔%以上,更加优选为90摩尔%以上)源自苯二甲胺的苯二甲胺系聚酰胺树脂。上述苯二甲胺通常选自间苯二甲胺和/或对苯二甲胺,优选30摩尔%以上、更优选50摩尔%以上、进一步优选70摩尔%以上、更加优选80摩尔%以上、还更加优选90摩尔%以上为间苯二甲胺。
关于作为苯二甲胺系聚酰胺树脂的原料二胺成分中的、除间苯二甲胺和对苯二甲胺以外的可以使用的二胺,可例示四亚甲基二胺、五亚甲基二胺、2-甲基戊二胺、六亚甲基二胺、七亚甲基二胺、八亚甲基二胺、九亚甲基二胺、十亚甲基二胺、十二亚甲基二胺、2,2,4-三甲基-六亚甲基二胺、2,4,4-三甲基六亚甲基二胺等脂肪族二胺;1,3-双(氨基甲基)环己烷、1,4-双(氨基甲基)环己烷、1,3-二氨基环己烷、1,4-二氨基环己烷、双(4-氨基环己基)甲烷、2,2-双(4-氨基环己基)丙烷、双(氨基甲基)十氢萘、双(氨基甲基)三环癸烷等脂环式二胺;双(4-氨基苯基)醚、对苯二胺、双(氨基甲基)萘等具有芳香环的二胺等,可以使用一种或将两种以上混合使用。
关于苯二甲胺系聚酰胺树脂的原料二羧酸成分,对其种类等不作特别规定,可例示后述的碳数4~20的α,ω-直链脂肪族二羧酸和该碳数4~20的α,ω-直链脂肪族二羧酸以外的二羧酸。
苯二甲胺系聚酰胺树脂的第一实施方式为源自上述二胺的结构单元的70摩尔%以上源自苯二甲胺(优选为间苯二甲胺)、源自上述二羧酸的结构单元中超过60摩尔%源自碳数4~20的α,ω-直链脂肪族二羧酸的聚酰胺树脂。第一实施方式中,源自二羧酸的结构单元中,更优选75摩尔%以上、进一步优选80摩尔%以上、更加优选85摩尔%以上、还更加优选90摩尔%以上源自碳数为4~20的α,ω-直链脂肪族二羧酸。
关于优选作为第一实施方式中的苯二甲胺系聚酰胺树脂的原料二羧酸成分使用的碳数4~20的α,ω-直链脂肪族二羧酸,可以例示例如琥珀酸、戊二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、己二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸等脂肪族二羧酸,可以使用一种或将两种以上混合使用,这些之中,从聚酰胺树脂的熔点处于适于成型加工的范围的角度出发,更优选己二酸或癸二酸,进一步优选己二酸。
作为除上述碳数4~20的α,ω-直链脂肪族二羧酸以外的二羧酸成分,可以例示间苯二甲酸、对苯二甲酸、邻苯二甲酸等苯二甲酸化合物;1,2-萘二羧酸、1,3-萘二羧酸、1,4-萘二羧酸、1,5-萘二羧酸、1,6-萘二羧酸、1,7-萘二羧酸、1,8-萘二羧酸、2,3-萘二羧酸、2,6-萘二羧酸、2,7-萘二羧酸等萘二羧酸的异构体等,可以使用一种或将两种以上混合使用。
在苯二甲胺系聚酰胺树脂的第一实施方式中,在该聚酰胺树脂包含除上述碳数4~20的α,ω-直链脂肪族二羧酸以外的二羧酸成分时,优选间苯二甲酸。在第一实施方式的苯二甲胺系聚酰胺树脂包含间苯二甲酸时,以超过源自二羧酸的结构单元的0摩尔%且低于40摩尔%的范围包含,优选为1~30摩尔%,更优选为1~10摩尔%,进一步优选为2~7摩尔%。
第一实施方式中使用的聚酰胺树脂通常为结晶性树脂。结晶性树脂是指具有明确的熔点的树脂。
苯二甲胺系聚酰胺树脂的第二实施方式为上述源自二胺的结构单元的70摩尔%以上源自苯二甲胺(优选为间苯二甲胺)、上述源自二羧酸的结构单元的30~60摩尔%源自碳数4~20的α,ω-直链脂肪族二羧酸且70~40摩尔%源自间苯二甲酸(其中,α,ω-直链脂肪族二羧酸和间苯二甲酸的总计不超过100摩尔%)的聚酰胺树脂。这样的聚酰胺树脂的氧气阻隔性优异。第二实施方式中使用的聚酰胺树脂通常为非结晶性树脂。非结晶性树脂是指不具有明确的熔点的树脂,具体而言,是指结晶熔融焓ΔHm小于5J/g,优选为3J/g以下,进一步优选为1J/g以下。
在第二实施方式的苯二甲胺系聚酰胺树脂中,构成源自二羧酸的结构单元的全部二羧酸中,间苯二甲酸的比例的下限值优选为33摩尔%以上,更优选为35摩尔%以上,进一步优选为38摩尔%以上,更加优选为40摩尔%以上,可以为41摩尔%以上。上述间苯二甲酸的比例的上限值优选为67摩尔%以下,更优选为65摩尔%以下,更加优选为62摩尔%以下,进一步更加优选为60摩尔%以下,可以为59摩尔%以下。通过设为这样的范围,有拉伸体的透明性提高的倾向,是优选的。
第二实施方式的苯二甲胺系聚酰胺树脂中,构成源自二羧酸的结构单元的全部二羧酸中,碳数4~20的α,ω-直链脂肪族二羧酸的比例的下限值优选为33摩尔%以上,更优选为35摩尔%以上,进一步优选为38摩尔%以上,更加优选为40摩尔%以上,可以为41摩尔%以上。上述碳数4~20的α,ω-直链脂肪族二羧酸的比例的上限值优选为67摩尔%以下,更优选为65摩尔%以下,更加优选为62摩尔%以下,进一步更加优选为60摩尔%以下,可以为59摩尔%以下。通过设为这样的范围,有拉伸体的氧气阻隔性进一步提高的倾向。
关于优选作为第二实施方式中的苯二甲胺系聚酰胺树脂的原料二羧酸成分使用的碳数4~20的α,ω-直链脂肪族二羧酸,可以例示例如琥珀酸、戊二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、己二酸、癸二酸、十一烷二酸、十二烷二酸等脂肪族二羧酸,可以使用一种或将两种以上混合使用,这些之中,从聚酰胺树脂的熔点处于适于成型加工的范围的角度出发,更优选己二酸或癸二酸,进一步优选己二酸。通过设为这样的范围,有拉伸体的透明性提高的倾向,是优选的。
在第二实施方式的苯二甲胺系聚酰胺树脂中,构成源自二羧酸的结构单元的全部二羧酸中,间苯二甲酸与碳数4~20的α,ω-直链脂肪族二羧酸的总计比例优选为90摩尔%以上,更优选为95摩尔%以上,进一步优选为98摩尔%以上,可以为100摩尔%。
在第二实施方式的苯二甲胺系聚酰胺树脂中,作为除间苯二甲酸和碳数4~20的α,ω-直链脂肪族二羧酸以外的二羧酸,可例示对苯二甲酸、2,6-萘二羧酸、碳数6~12的脂环式二羧酸等。作为碳数6~12的脂环式二羧酸的具体例,可例示1,4-环己烷二羧酸、1,3-环己烷二羧酸等。
关于本发明中的半芳香族聚酰胺树脂的氧气阻隔性,在相对湿度为60%、温度23℃时按照ASTM D3985测得的透氧系数优选为3cc·mm/(m2·天·atm)以下,更优选为2cc·mm/(m2·天·atm)以下,进一步优选为1cc·mm/(m2·天·atm)以下,更加优选为0.5cc·mm/(m2·天·atm)以下,还更加优选为0.2cc·mm/(m2·天·atm)以下,进一步更加优选为0.1cc·mm/(m2·天·atm)以下。上述相对湿度为60%、温度23℃时的透氧系数的下限值为0cc·mm/(m2·天·atm)是理想的,但是也可以为0.001cc·mm/(m2·天·atm)以上,进一步可以为0.005cc·mm/(m2·天·atm)。
本发明中的组合物的第一实施方式是组合物以半芳香族聚酰胺树脂为主要成分的方式。在第一实施方式中,优选包含组合物的70质量%以上的半芳香族聚酰胺树脂,优选包含80质量%以上,优选为85质量%以上,更优选为90质量%以上,可以为95质量%以上,进一步可以为99质量%以上,尤其可以为100质量%。
本发明中的组合物的第二实施方式是组合物中除了包含半芳香族聚酰胺树脂以外还包含其它热塑性树脂的实施方式。在组合物中优选包含70~96质量%的其它热塑性树脂,更优选包含80~96质量%,进一步优选包含90~96质量%。如此,通过将其它热塑性树脂设为70质量%以上,从而半芳香族聚酰胺树脂和规定的板状滑石作为提高拉伸体的阻隔性的成分起作用。
另外,在第二实施方式中,组合物中的半芳香族聚酰胺树脂和板状滑石的总计含量优选为4~30质量%,更优选为4~20质量%。
除半芳香族聚酰胺树脂以外的热塑性树脂优选选自聚酯树脂、聚烯烃树脂、改性聚烯烃树脂、聚酰胺树脂、聚碳酸酯树脂和丙烯酸类树脂。这些之中,更优选选自聚酯树脂、聚烯烃树脂、改性聚烯烃树脂和脂肪族聚酰胺树脂中的至少1种,进一步优选包含聚酯树脂,进一步优选包含聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂。
作为聚酰胺树脂,优选以通过内酰胺的开环聚合、氨基羧酸的缩聚、或二胺与二元酸的缩聚而得到的酸酰胺为重复单元的高分子,具体而言,优选脂肪族聚酰胺树脂,更优选聚酰胺6、11、12、46、66、610、612。
作为聚烯烃树脂,可例示聚丙烯树脂、聚乙烯树脂。
更具体而言,本发明中的组合物的第二实施方式为在组合物中包含70~96质量%的聚酯树脂的方式。这样的组合物优选用作瓶、尤其是塑料瓶。另外,本实施方式中的半芳香族聚酰胺树脂优选上述的苯二甲胺系聚酰胺树脂的第一实施方式,更优选为源自二胺的结构单元的70摩尔%以上(更优选为90摩尔%以上)源自苯二甲胺(优选为间苯二甲胺)、源自二羧酸的结构单元的90摩尔%以上源自碳数为4~20的α,ω-直链脂肪族二羧酸(优选为己二酸)的苯二甲胺系聚酰胺树脂。通过使用这样的苯二甲胺系聚酰胺树脂,有组合物的吹塑成型性优异的倾向。
本发明中的组合物可以仅包含一种半芳香族聚酰胺树脂,也可以包含两种以上。在包含两种以上时,优选总计量达到上述范围。
本发明中的组合物可以仅包含一种除半芳香族聚酰胺树脂以外的热塑性树脂,也可以包含两种以上。在包含两种以上时,优选总计量达到上述范围。
本发明中的组合物优选包含组合物的45质量%以上的树脂成分,更优选为48质量%以上,进一步优选为65质量%以上。另外,上述组合物中的树脂成分的含量的上限为97质量%以下,优选为95质量%以下,更优选为92质量%以下,进一步优选为90质量%以下,更加优选为85质量%以下。
<滑石>
本发明中的组合物包含板状滑石。板状滑石也被称为鳞片状滑石、鳞状滑石、扁平滑石或层状滑石。
板状滑石的长径比超过18。上述长径比优选为20以上,更优选为25以上,进一步优选为30以上,更加优选为35以上,还更加优选为36以上,进一步更加优选为38以上。通过设为上述下限值以上,透过的氧分子、二氧化碳分子由于滑石而绕行,阻隔性有效地提高。上述长径比的上限没有特别限定,优选为60以下,更优选为55以下,进一步优选为51以下,进一步优选为46以下。通过设为上述上限值以下,可更有效地实现树脂组合物的二次加工性优异这一效果。
板状滑石的长径比可如下测定:用扫描型电子显微镜以2000倍~30000倍进行观察,对可观察到截面的50个颗粒的截面的厚度与长度的比(长度/厚)进行观察,对任意5个颗粒的该比进行算术平均,由此而测定。
板状滑石的粒径(中值粒径D50)的下限值优选为1μm以上,更优选为2μm以上,进一步优选为3μm以上,更加优选为4μm以上。通过设为上述下限值以上,有在树脂组合物中的分散性优异的倾向。另外,板状滑石的粒径(中值粒径D50)的上限值优选为20μm以下,更优选为18μm以下,进一步优选为15μm以下,更加优选为8μm以下。通过设为上述上限值以下,有组合物的抗冲性优异的倾向。
板状滑石的粒径(中值粒径D50)按照ISO13320来测定。
板状滑石的比表面积的下限值优选为2.0m2/g以上,更优选为4.0m2/g以上,进一步优选为6.0m2/g以上,更加优选为7.5m2/g以上。通过设为上述下限值以上,透过的氧分子、二氧化碳分子由于滑石而绕行,可更有效地实现气体阻隔性提高这一效果(绕行效果)。另外,板状滑石的比表面积的上限值优选为20m2/g以下,更优选为18.0m2/g以下,进一步优选为15.0m2/g以下,更加优选为13.0m2/g以下。通过设为上述上限值以下,可更有效地实现在树脂组合物中的分散性优异这一效果。
板状滑石的比表面积按照JIS Z 8830:2013来测定。
本发明中使用的板状滑石可以经表面处理,也可以未经表面处理。在经表面处理的情况下,优选用有机钛酸酯系偶联剂、有机硅烷偶联剂、接枝有不饱和羧酸或其酸酐的改性聚烯烃、脂肪酸、脂肪酸金属盐、脂肪酸酯、或季铵盐进行了表面处理,特别优选有机硅烷偶联剂。通过进行表面处理,有对树脂成分的粘接性提高的倾向。
作为表面处理剂,具体而言,可列举月桂酸、硬脂酸、山嵛酸、褐煤酸、芥酸等饱和和/或不饱和脂肪酸;这些的镁、钙、锂、锌、钠等的金属盐;这些的酯化合物;马来酸化聚丙烯、马来酸化聚乙烯、马来酸化SEBS等马来酸改性物;硅烷系偶联剂;钛酸酯系偶联剂或锆铝酸酯系偶联剂等。
另外,当目的在于提高粘接性时,特别优选硅烷系偶联剂,具体而言,可列举3-(2-氨基乙基)氨基丙基三甲氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、γ-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-β-(氨基乙基)-γ-氨基丙基二甲氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷、γ-氯丙基三甲氧基硅烷等。
可以优选使用季铵盐作为表面处理剂,更优选使用具有至少一个碳数12以上的烷基的季铵盐。作为季铵盐的具体例,可列举例如三甲基十二烷基铵盐、三甲基十四烷基铵盐、三甲基十六烷基铵盐、三甲基十八烷基铵盐、三甲基二十烷基铵盐等三甲基烷基铵盐;三甲基十八烯基铵盐、三甲基十八碳二烯基铵盐等三甲基烯基铵盐;三乙基十二烷基铵盐、三乙基十四烷基铵盐、三乙基十六烷基铵盐、三乙基十八烷基铵盐等三乙基烷基铵盐;三丁基十二烷基铵盐、三丁基十四烷基铵盐、三丁基十六烷基铵盐、三丁基十八烷基铵盐等三丁基烷基铵盐;二甲基双十二烷基铵盐、二甲基双十四烷基铵盐、二甲基双十六烷基铵盐、二甲基双十八烷基铵盐、二甲基二牛脂基铵盐等二甲基二烷基铵盐;二甲基双十八烯基铵盐、二甲基双十八碳二烯基铵盐等二甲基二烯基铵盐;二乙基双十二烷基铵盐、二乙基双十四烷基铵盐、二乙基双十六烷基铵盐、二乙基双十八烷基铵等二乙基二烷基铵盐;二丁基双十二烷基铵盐、二丁基双十四烷基铵盐、二丁基双十六烷基铵盐、二丁基双十八烷基铵盐等二丁基二烷基铵盐;甲基苄基双十六烷基铵盐等甲基苄基二烷基铵盐;二苄基双十六烷基铵盐等二苄基二烷基铵盐;三(十二烷基)甲基铵盐、三(十四烷基)甲基铵盐、三(十八烷基)甲基铵盐等三烷基甲基铵盐;三(十二烷基)乙基铵盐等三烷基乙基铵盐;三(十二烷基)丁基铵盐等三烷基丁基铵盐;甲基二羟基乙基氢化牛脂基铵盐;4-氨基-正丁酸、6-氨基-正己酸、8-氨基辛酸、10-氨基癸酸、12-氨基十二烷酸、14-氨基十四酸、16-氨基十六酸、18-氨基十八酸等ω-氨基酸等。尤其可列举三甲基十二烷基铵盐、三甲基十四烷基铵盐、三甲基十六烷基铵盐、三甲基十八烷基铵盐、二甲基双十二烷基铵盐、二甲基双十四烷基铵盐、二甲基双十六烷基铵盐、二甲基双十八烷基铵盐、二甲基二牛脂基铵盐,这些季铵盐可以单独使用或以多种的混合物形式使用。另外,可以使用聚乙二醇、丙二醇等具有甘醇基的季铵盐。
上述表面处理剂的量优选为滑石质量的0质量%以上且30质量%以下,可以为0质量%。通过将表面处理剂的量设为30质量%以下,从而有效地抑制表面处理剂的由热导致的劣化、分解,结果能够更有效地抑制滑石的聚集,并且能够更有效地抑制表面处理剂分解物所引起的恶臭。
作为表面处理方法,可列举例如:在上述表面处理剂的0.5~30质量%水溶液或水分散液中浸渍滑石粉末后,在140~160℃下进行1~2小时热处理的方法等。
关于滑石的表面处理方法,还可以参考日本特开2011-073902号公报的记载,其内容被引入本说明书中。另外,关于与滑石粉末的熔融混炼方法,还可以参考日本特开2004-142444号公报的记载,其内容被引入本说明书。
在将半芳香族聚酰胺树脂和板状滑石的总计设为100质量%时,组合物中的板状滑石的含量为3.0~55.0质量%。上述含量的下限值优选为5.0质量%以上,可以为8.0质量%。另外,上述含量的上限优选为35.0质量%以下,更优选为25.0质量%以下,进一步优选为15.0质量%以下。通过将滑石的配混量设为55.0质量%以下、进一步设为15.0质量%以下,从而能够有效抑制拉伸时产生孔隙,有进一步提高拉伸体的阻隔性的倾向。
本发明中的组合物可以仅包含一种板状滑石,也可以包含两种以上。在包含两种以上时,优选总计量达到上述范围。
本发明中的组合物可以还包含除长径比超过18的板状滑石以外的滑石,也可以实质上不包含。实质上不包含是指:除长径比超过18的板状滑石以外的滑石为长径比超过18的板状滑石含量的5质量%以下,优选为3质量%以下,更优选为1质量%以下。
<其它添加剂>
本发明的树脂组合物除了上述以外还可以包含其它成分。作为其它成分,可例示粘接性树脂、脱模剂、增塑剂、除滑石以外的无机填料、氧化钛、抗氧化剂、耐水解性改良剂、消光剂、紫外线吸收剂、滑石以外的晶核剂、增塑剂、分散剂、防静电剂、防着色剂、防凝胶化剂、着色剂等。这些的详细情况可以参考日本专利第4894982号公报的第0130~0155段的记载,这些内容被引入本说明书中。这些成分总计优选为树脂组合物的20质量%以下,更优选为10质量%以下,进一步优选为5质量%以下。
作为本发明的树脂组合物的一实施方式,可以设为实质上不包含除滑石以外的无机填料的构成。实质上不包含是指:滑石以外的无机填料的含量为滑石含量的10质量%以下,优选为5质量%以下,更优选为1质量%以下,进一步优选为0.1质量%以下,更加优选为不包含。
本发明的树脂组合物此外还可以包含玻璃纤维,也可以实质上不包含。实质上不包含是指:玻璃纤维的含量为滑石含量的10质量%以下,优选为5质量%以下,更优选为1质量%以下,进一步优选为0.1质量%以下,更加优选不包含。
本发明的树脂组合物此外还可以包含溶胀性层状硅酸盐,也可以实质上不包含。实质上不包含是指:溶胀性层状硅酸盐的含量为滑石含量的10质量%以下,优选为5质量%以下,更优选为1质量%以下,进一步优选为0.1质量%以下,更加优选不包含。作为溶胀性层状硅酸盐,可以参考日本特开2008-239735号公报的第0023~0027段的记载,这些内容被引入本说明书中。
本发明的树脂组合物可以还包含含有Al的金属氧化物颗粒,也可以实质上不包含。实质上不包含是指:含有Al的金属氧化物颗粒的含量为滑石含量的10质量%以下,优选为5质量%以下,更优选为1质量%以下,进一步优选为0.1质量%以下,更加优选不包含。含有Al的金属氧化物颗粒可例示例如氧化铝。
进一步地,本发明的树脂组合物可以包含选自碳数4~24的高级脂肪酸及其金属盐、酯和酰胺中的至少1种化合物,也可以不包含。另外,本发明的树脂组合物可以包含水滑石类化合物,也可以不包含。进一步地,本发明的树脂组合物可以包含脱臭剂(例如粒径为0.5~10μm的脱臭剂),也可以不包含。脱臭剂的详细情况可以参考日本特开2002-036448号公报的第0032~0034段的记载,该内容被引入本说明书中。
这些成分分别可以仅适用一种,也可以将两种以上组合使用。在包含两种以上的情况下,优选总计量达到上述范围。
<<<氧化反应促进剂>>>
本发明中使用的组合物可以包含氧化反应促进剂。通过包含氧化反应促进剂,能够进一步提高成型品的气体阻隔性。特别地,即使配混氧化反应促进剂,二氧化碳阻隔性通常也不会发生变化。但是,本发明中,通过将板状滑石和氧化反应促进剂组合使用,能够使二氧化碳阻隔性和氧气阻隔性这两者更优异。
氧化反应促进剂只要是发挥氧化反应促进效果的物质即可,从促进半芳香族聚酰胺树脂的氧化反应的观点出发,优选包含过渡金属元素的化合物。作为过渡金属元素,优选选自元素周期表第VIII族的过渡金属、锰、铜和锌中的至少1种,从有效地表现出氧吸收能力的观点出发,更优选选自钴、铁、锰、和镍中的至少1种,进一步优选钴。
作为这样的氧化反应促进剂,除了上述金属单质以外,还可以以包含上述金属的低价态的氧化物、无机酸盐、有机酸盐或络盐的形态使用。作为无机酸盐,可列举氯化物、溴化物等卤化物、碳酸盐、硫酸盐、硝酸盐、磷酸盐、硅酸盐等。另一方面,作为有机酸盐,可列举羧酸盐、磺酸盐、膦酸盐等。另外,还可以利用与β-二酮或β-酮酸酯等的过渡金属络合物。
特别地,本发明中从良好地表现出氧吸收能力的角度出发,优选使用选自包含上述金属原子的羧酸盐、碳酸盐、乙酰丙酮络合物、氧化物和卤化物中的至少1种,更优选使用选自辛酸盐、新癸酸盐、环烷盐、硬脂酸盐、乙酸盐、碳酸盐和乙酰丙酮络合物中的至少1种,进一步优选使用辛酸钴、环烷酸钴、乙酸钴、硬脂酸钴等羧酸钴类。
上述氧化反应促进剂不仅促进聚酰胺树脂的氧化反应,还作为具有不饱和碳键的有机化合物、在分子内具有仲氢或叔氢的化合物的氧化反应的催化剂起作用。因此,为了进一步提高氧吸收能力,本发明中使用的组合物中除了上述氧化反应促进剂以外还可以配混各种化合物,所述各种化合物可例示出聚丁二烯、聚异戊二烯等不饱和烃类的聚合物或它们的低聚物、具有苯二甲胺作为骨架的化合物、或添加了用于提高上述化合物与聚酯的相溶性的官能团的化合物等。
作为氧化反应促进剂的例子,可列举WO2012/090797号公报的第0063~0066段中记载的过渡金属化合物、第0067~0072段中记载的氧化性有机化合物,这些内容被引入本说明书中。
在氧化反应促进剂包含过渡金属元素的情况下,从促进聚酰胺树脂的氧化反应、提高成型品的氧吸收能力的观点出发,其含量以本发明中使用的组合物中的过渡金属浓度计优选为10~1000质量ppm、更优选为20~500质量ppm、进一步优选为40~300质量ppm。
本发明中使用的组合物中的过渡金属浓度可以使用公知方法、例如ICP发射分光光谱、ICP质谱分析、荧光X射线分析等来测定。
上述氧化反应促进剂可以单独使用一种,也可以将两种以上组合使用。在将两种以上组合使用时,优选总计量达到上述范围。
<拉伸体>
本发明的拉伸体是指进行拉伸而得的成型品,可例示对薄膜状的组合物进行拉伸而得的拉伸薄膜、对组合物进行吹塑成型而得的吹塑成型品等。成型品可以是最终制品,也可以不是最终制品,还可以为部件等。因此,拉伸体的形状也没有特别限定,可例示薄膜、容器等。作为容器的例子,可以是瓶、杯、管、托盘、轻便餐具等成型容器,另外,可以是小袋、自立袋、拉链式保存袋等袋状容器。
以下对本发明的拉伸体的优选实施方式进行说明。本发明的拉伸体不限下述说明的限定,这是不言而喻的。
<<拉伸薄膜>>
本发明的拉伸体的一实施方式为拉伸薄膜。
拉伸薄膜可以是仅包含由本发明中的组合物形成的薄膜的拉伸体的单层薄膜,也可以是包含由本发明中的组合物形成的薄膜的拉伸体与其它薄膜的多层薄膜。在多层薄膜的情况下,可以是在重叠有未拉伸的多层薄膜的状态下同时进行拉伸而成者,也可以是将本发明的单层拉伸薄膜与其它拉伸薄膜和/或未拉伸薄膜贴合而成者。本发明的拉伸薄膜优选以单层拉伸薄膜形式使用。
本发明的拉伸薄膜的厚度优选为10~100μm,更优选为20~80μm。
本发明的拉伸薄膜用于包装材料等。特别优选用于欲遮蔽内容物时的包装材料等。例如,可以将本发明的拉伸薄膜作为包装材料的至少一部分来使用,上述袋状容器可列举为优选例子。
使用本发明中的拉伸薄膜得到的包装材料如上所述适合于收纳、保存各种物品。例如,可以收纳、保存饮料、调味料、谷物类、需要在无菌下填充或加热杀菌的液态和固态食品、化学药品、液态生活用品、医药品、半导体集成电路以及电子器件等各种物品。这些的详细情况可以参考日本特开2011-37199号公报的第0032~0035段的记载,这些内容被引入本说明书中。
然后,对拉伸薄膜的制造方法的一例进行说明。
作为拉伸薄膜的制造方法,可列举例如包括下述步骤的拉伸薄膜的制造方法:对由包含半芳香族聚酰胺树脂和3~55质量%的长径比超过18的板状滑石的组合物形成的薄膜进行拉伸。
以下,根据图1来说明拉伸薄膜的制造方法。本发明不受下述说明限定,这是不言而喻的。
本发明的拉伸薄膜的制造方法中,首先在对熔融的半芳香族聚酰胺树脂混炼板状滑石的状态下,从T型模头11挤出到浇铸辊12。挤出时的挤出温度只要组合物中的树脂成分可熔融就没有特别限定。由熔融挤出的组合物构成的薄膜(无拉伸薄膜)的厚度取决于用途、拉伸倍率,作为一例,优选为拉伸后的拉伸薄膜的2倍以上的厚度,更优选为3倍以上的厚度,进一步优选为5倍以上的厚度,更加优选为10倍以上的厚度,还更加优选为15倍以上的厚度。上述厚度的比率另外优选为60倍以下的厚度,更优选为40倍以下的厚度,进一步优选为30倍以下的厚度,特别优选为28倍以下的厚度。
在本发明的拉伸薄膜的制造方法中,由上述组合物形成的薄膜被拉伸。图1中,在拉伸/缓和区域13进行了拉伸。
拉伸可以仅沿着1个方向进行(单轴拉伸),也可以沿着成正交的2个方向进行(双轴拉伸),优选双轴拉伸。优选沿着由上述组合物形成的薄膜的输送方向(Machinedirection,有时称为“MD”)或由上述组合物形成的薄膜的宽度方向(TransverseDirection,有时称为“TD”)的1个方向(更优选为MD)进行拉伸、或者沿着MD和TD这2个方向进行拉伸。在双轴拉伸的情况下,2个方向的拉伸既可以同时进行,也可以依次进行。
MD拉伸可以通过使由上述组合物形成的薄膜在圆周速度不同的辊间通过来进行。这种情况下,设定为由上述组合物形成的薄膜较晚通过的辊间的部分的周速度较快。另外,也可以使用拉幅机进行拉伸。另一方面,可以使用拉幅机进行TD拉伸。另外,也可以使用间歇式的双螺杆拉伸机。
关于对由上述组合物形成的薄膜进行单轴拉伸时的拉伸倍率,优选拉伸1.3倍以上,更优选拉伸1.5倍以上,进一步优选拉伸1.8倍以上,特别优选拉伸2.0倍以上。关于对由上述组合物形成的薄膜进行双轴拉伸时的拉伸倍率,优选在各方向上拉伸1.2倍以上,更优选拉伸1.4倍以上,进一步优选拉伸1.9倍以上,特别优选拉伸2.2倍以上。进行单轴拉伸或双轴拉伸时的、各拉伸倍率的上限值没有特别限定,分别可以设为例如5倍以下、进一步为4倍以下、特别是3.5倍以下。
本发明中的总拉伸倍率优选为1.4倍以上,更优选为1.9倍以上,进一步优选为2.5倍以上,更加优选为3.0倍以上,还更加优选为3.5倍以上,还可以设为4.8倍以上。关于总拉伸倍率的上限,没有特别限定,可以设为例如25倍以下,还可以设为16倍以下,特别可以设为12倍以下。在此,总拉伸倍率是指相对于拉伸前的薄膜的、拉伸量的比例,为下述式所示的值。
总拉伸倍率=MD拉伸倍率×TD拉伸倍率
拉伸可以在常温下进行,但优选在加热条件下进行。进行加热的情况下,优选一边使由上述组合物形成的薄膜从加热区域中通过一边进行拉伸。拉伸分别优选在半芳香族聚酰胺树脂的玻璃化转变温度~低于玻璃化转变温度+300℃下进行,更优选在半芳香族聚酰胺树脂的玻璃化转变温度~低于玻璃化转变温度+200℃下进行,进一步优选在半芳香族聚酰胺树脂的玻璃化转变温度~低于玻璃化转变温度+150℃下进行,进一步更加优选在半芳香族聚酰胺树脂的玻璃化转变温度~低于玻璃化转变温度+100℃下进行。
需要说明的是,在包含两种以上半芳香族聚酰胺树脂时,以玻璃化转变温度最低的半芳香族聚酰胺树脂的玻璃化转变温度为基准来设定拉伸时的半芳香族聚酰胺树脂的温度。另外,在半芳香族聚酰胺树脂具有2个以上玻璃化转变温度的情况下,以最低玻璃化转变温度为基准来设定温度即可。
另外,在以包含拉伸薄膜和其它树脂薄膜的层叠薄膜形式使用本发明的拉伸薄膜时,可以与其它树脂薄膜同时进行拉伸。
上述拉伸薄膜的制造方法中,优选在拉伸后进行热固定和缓和(图1的13)。优选在热固定工序中进行缓和。热固定时间优选为5秒~5分钟,更优选为10秒~1分钟。在热固定工序中进行缓和时,例如,在热固定时间为30秒的情况下,可以从热固定开始15~16秒后开始进行缓和。
热固定优选在半芳香族聚酰胺树脂的玻璃化转变温度~低于玻璃化转变温度+350℃下进行,更优选在半芳香族聚酰胺树脂的玻璃化转变温度~低于玻璃化转变温度+250℃下进行,进一步优选在半芳香族聚酰胺树脂的玻璃化转变温度~低于玻璃化转变温度+200℃下进行,进一步更加优选在半芳香族聚酰胺树脂的玻璃化转变温度~低于玻璃化转变温度+150℃下进行。
例如,优选通过使卡盘间距沿着与拉伸方向相反的方向返回来进行缓和。
在对由上述组合物形成的薄膜进行单轴拉伸时,在拉伸方向上,缓和率优选为0.5~10%,更优选为1~8%,进一步优选为1.5~6%。
在对由上述组合物形成的薄膜进行双轴拉伸时,在各拉伸方向上,缓和率优选为0.5~10%,更优选为1~8%,进一步优选为1.5~6%。
在此,在单轴拉伸时,如下计算缓和率。
缓和率(%)=缓和量/拉伸量×100
另外,在双轴拉伸时,如下计算。
MD缓和率(%)=MD缓和量/MD拉伸量×100
TD缓和率(%)=TD缓和量/TD拉伸量×100
经过上述工序而得到的拉伸薄膜通常卷绕于辊等而保存(图1的14的工序)。再将拉伸薄膜切割而用于各种用途。
优选:调整拉伸量和缓和量,使得通过本发明的制造方法得到的拉伸薄膜的最终拉伸倍率达到上述拉伸倍率。
<<容器>>
本发明的拉伸体的第二实施方式为容器,更优选为瓶,进一步优选为塑料瓶。容器可以为单层容器,也可以为多层容器。作为拉伸方法,可列举在成型出容器时所进行的吹塑成型,更优选双轴拉伸吹塑成型。
在第二实施方式中,优选对包含本发明的组合物的预成型坯(有时也称为型坯)进行双轴拉伸吹塑成型。尤其优选具有利用拉伸杆和高压空气的拉伸工序。双轴拉伸吹塑成型的详细情况如后所述。
本发明的瓶的实施方式的一例为单层容器(优选为瓶)。具体而言,可例示作为下述组合物的拉伸体的瓶,所述组合物包含聚酯树脂(优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂)70~96质量%、半芳香族聚酰胺树脂和长径比超过18的板状滑石,并且在将上述半芳香族聚酰胺树脂和上述长径比超过18的板状滑石的总计设为100质量%时组合物中的长径比超过18的板状滑石的含量为3.0~55.0质量%。
更优选例示包含含有70~96质量%的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂层的塑料瓶,上述聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂层由包含聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、半芳香族聚酰胺树脂和长径比超过18的板状滑石的组合物(以下有时称为“组合物X”)形成,在将上述半芳香族聚酰胺树脂和上述长径比超过18的板状滑石的总计设为100质量%时上述组合物中的上述长径比超过18的板状滑石的含量为3.0~55.0质量%。
从内容物的保存性出发,本发明的单层容器的容量优选为0.1~2.0L,优选为0.2~1.5L,进一步优选为0.3~1.0L。
另外,单层容器的阻隔层的厚度、即容器的厚度优选为0.005mm以上、更优选为0.01mm以上、进一步优选为0.02mm以上,另外,优选为0.8mm以下、更优选为0.5mm以下、进一步优选为0.4mm以下、更进一步优选为0.3mm以下。
本发明的瓶的第二实施方式为多层容器(优选为瓶)。本发明的多层容器为分别具有至少各1层的包含聚酯树脂作为主要成分的层(聚酯树脂层)和由本发明中的组合物形成的层(以下有时称为“阻隔层”)的多层容器。聚酯树脂层与阻隔层通常是接触的。
关于构成多层容器的层数,优选至少包含3层。本发明中,可例示包含至少2层聚酯树脂层和至少1层阻隔层的形态。构成多层容器的层数更具体而言更优选为3~10层,进一步优选为3~5层。
多层容器中的聚酯树脂层的层数优选为1~5层,更优选为2~4层。多层容器中的阻隔层的层数优选为1~3层,更优选为1层或2层。
例如,多层容器可以为包含1层聚酯树脂层和1层阻隔层的聚酯树脂层/阻隔层构成(聚酯树脂层为内层)或阻隔层/聚酯树脂层构成(阻隔层为内层),可以是包含2层聚酯树脂层和1层阻隔层的聚酯树脂层/阻隔层/聚酯树脂层的3层构成,可以是聚酯树脂层/阻隔层/聚酯树脂层/阻隔层/聚酯树脂层的5层构成。
在此,构成阻隔层的组合物可例示在上述瓶的第一实施方式中说明的组合物(例如上述组合物X)。通过将在瓶的第一实施方式中说明的组合物用于阻隔层,从而能够提高与相邻的聚酯树脂层的密合性、有效地抑制层间的剥离。
另外,构成阻隔层的组合物为本发明中的组合物,可例示出如下组合物,其包含70~96质量%的半芳香族聚酰胺树脂和长径比超过18的板状滑石,并且在将上述半芳香族聚酰胺树脂和上述长径比超过18的板状滑石的总计设为100质量%时组合物中的长径比超过18的板状滑石的含量为3.0~55.0质量%。
在本实施方式中,特别优选在上述瓶的第一实施方式中说明的组合物(例如上述组合物X)。
本发明的多层容器除了包含上述聚酯树脂层和阻隔层以外,可以根据期望的性能等还包含任意的层。
从内容物的保存性出发,本发明的多层容器的容量优选为0.1~2.0L,优选为0.2~1.5L,进一步优选为0.3~1.0L。
另外,多层容器的阻隔层的厚度优选为0.005mm以上、更优选为0.01mm以上、进一步优选为0.02mm以上,另外,优选为0.2mm以下、更优选为0.15mm以下、进一步优选为0.1mm以下。在具有两层以上的阻隔层时,优选使各阻隔层的总厚度达到上述厚度。
另外,在具有两层以上的阻隔层、且在阻隔层与阻隔层之间具有中间层时,上述中间层的厚度优选为0.01mm以上、更优选为0.03mm以上、进一步优选为0.05mm以上,另外,优选为2.0mm以下、更优选为1.5mm以下、进一步优选为1.0mm以下。
在本发明的多层容器(尤其是多层瓶)中,阻隔层的质量优选相对于容器的总质量为1~20质量%,更优选为2~15质量%、特别优选为3~10质量%。通过将阻隔层的质量设为上述范围,从而可以得到气体阻隔性良好的多层容器,并且也容易由作为容器前体的型坯成型为多层容器。
本发明的单层或多层容器中保存的对象没有特别限定,适合于收纳、保存各种物品。例如,可以收纳、保存饮料、调味料、谷物类、需要在无菌下进行填充或加热杀菌的液态和固态食品、化学药品、液态生活用品、医药品、半导体集成电路以及电子器件等各种物品。这些的详细情况可以参考日本特开2011-37199号公报的第0032~0035段的记载,这些内容被引入本说明书中。
本发明的单层或多层容器的制造方法只要包括拉伸工序就没有特别限定,可以采用公知的方法。
优选通过对预成型坯进行双轴拉伸吹塑成型来制造本发明的单层或多层容器。本发明的容器的制造方法可以为冷型坯成型,也可以为热型坯成型。
冷型坯成型(2阶段成型)为将注射成型后的预成型坯冷却到室温并保管后、用其它装置进行再加热并供于吹塑成型的成型方法。热型坯成型(1阶段成型)为不使型坯完全冷却到室温、而是通过进行注射成型时的预热和吹塑前的调温来进行吹塑成型的方法。就热型坯成型而言,通常在同一成型机单元内具备注射成型机、调温区域和吹塑成型机而进行预成型坯注射成型和吹塑成型。
此外,本发明的单层或多层容器的制造方法可以在不脱离本发明的主旨的范围内参考日本特开2016-198912号公报的第0070~0074段、日本特开2016-169027号公报的第0085~0119段和日本特开昭60-232952号公报的记载,这些内容被引入本说明书中。
实施例
以下列举实施例进一步具体地说明本发明。以下的实施例所示的材料、使用量、比例、处理内容、处理步骤等可以在不脱离本发明的主旨的限度内适宜地变更。因此,本发明的范围不受以下所示的具体例限定。
原料
<半芳香族聚酰胺树脂>
MXD6:聚己二酰间苯二甲胺
<<MXD6的合成>>
向具备搅拌机、分馏器、冷凝器、温度计、滴加槽和氮气导入管的带夹套的50L反应罐中加入己二酸15kg、次磷酸钠一水合物0.4g和乙酸钠0.2g,充分进行氮气置换,进而在少量的氮气流下升温到180℃使己二酸均匀熔融后,一边对体系内进行搅拌一边用110分钟向其中滴加间苯二甲胺13.9kg。在此期间,使内部温度连续升至245℃。需要说明的是,因缩聚而生成的水通过分馏器和冷凝器排出到体系外。在间苯二甲胺滴加结束后,将内部温度进一步升至260℃,继续反应1小时后,从反应罐下部的喷嘴以线料形式取出聚合物,水冷后进行粒料化,得到聚合物。
然后,将通过上述操作而得到的聚合物加入到具备加热夹套、氮气导入管、真空管线的250L旋转式混合器中,一边使其旋转一边对体系内进行减压,然后用纯度99体积%以上的氮气恢复常压,将此操作进行3次。之后,在氮气流通下使体系内升至140℃。接着,对体系内进行减压,进一步连续升温至200℃,在200℃下保持30分钟后,导入氮气而使体系内恢复常压后,进行冷却,得到聚酰胺树脂(MXD6)。
得到的聚酰胺树脂的熔点为237℃、数均分子量为26000、玻璃化转变温度为85℃。
<板状滑石>
<填料(板状滑石或其代替品)>
PAOG-2:板状滑石、日本滑石公司制、高长径比滑石系列、长径比45、中值粒径D50的粒径7μm、比表面积8.5m2/g
<其它树脂>
PET树脂:共聚有1.5摩尔%间苯二甲酸的聚对苯二甲酸乙二醇酯、三菱化学公司制、制品号:BK2180
薄膜的制造(参考例1~3、实施例1~4)
将相对于半芳香族聚酰胺树脂分别以表1所示的比例配混板状滑石而成的组合物从模头熔融挤出。更具体而言,将对各成分进行熔融混炼而成的组合物挤出,得到宽度130mm的薄膜。将得到的薄膜切成90mm见方(无拉伸薄膜)。
之后,使用双螺杆拉伸装置(拉幅机法、EX105S、株式会社东洋精机制作所制)沿着MD和TD分别进行拉伸而达到表1所示的拉伸倍率后,一边在210℃下进行热固定一边以缓和率1%的方式进行缓和,得到厚度30μm的拉伸薄膜。
<透氧系数(OTC)>
对于上述中得到的薄膜,使用透氧系数测定装置,基于ASTM D3985在23℃下分别测定表1所示的相对湿度(60%RH、80%RH、90%RH)的气氛下的透氧率(OTR)。氧气氛的压力设为1atm,测定时间设为24小时。需要说明的是,透氧系数(OTC)如下计算。
OTC=OTR×测定薄膜膜厚(μm)/1000
透氧率(OTR)使用透氧率测定装置(MOCON公司制、制品名:“OX-TRAN(注册商标)2/21”)来测定。
需要说明的是,60%RH表示相对湿度60%的气氛下(80%RH等也同样)。OTC的单位以cc·mm/(m2·天·atm)来表示。
阻隔改善系数为组合物的拉伸薄膜在相对湿度为90%、温度23℃时的透氧系数OTC90相对于从组合物除去板状滑石而得的组合物(参考例1、仅半芳香族聚酰胺树脂)的未拉伸薄膜在相对湿度为90%、温度23℃时按照ASTM D3985测得的透氧系数OTC90的比率(OTC90’/OTC90)。相对湿度为60%和80%时也同样地进行。
<拉伸试验(拉伸弹性模量、拉伸断裂强度、拉伸断裂伸长率)>
对于上述中得到的拉伸薄膜,在23℃、相对湿度50%的环境下保管1周后,按照JISK 7127用10mm宽度的长条以50mm/分钟的试验速度测定弹性模量、断裂强度和断裂伸长率。测定时,沿着MD方向进行对薄膜的拉伸。另外,卡盘间距设为50mm。
<薄膜冲击>
对于上述中得到的薄膜,在于23℃、相对湿度50%的环境下保管1周后,基于ASTMD781使用薄膜冲击试验机实施冲击试验。
薄膜冲击试验机使用东测精密工业公司制、型号:ITF-60。
[表1]
上述表1中,拉伸倍率4×4是指沿着MD和TD分别拉伸至4倍。
由上述结果可知,通过配混规定的板状滑石,从而能够使高湿度下的阻隔性维持得较高。另外,拉伸特性也优异。
另一方面,在不配混滑石时,不论是否进行拉伸,高湿度下的阻隔性均低(参考例1~3)。特别是不配混滑石时,拉伸至2×2倍时产生拉伸不均,无法进行适当的拉伸。
单层混合瓶(参考例10、实施例10~13)
<混合瓶的制造>
如表2所示那样配混半芳香族聚酰胺树脂和板状滑石,实施例12中还配混硬脂酸钴(II)。参考例10中未配混板状滑石。实施例10~13中,按照半芳香族聚酰胺树脂、板状滑石和硬脂酸钴(II)(仅实施例12)的总计量达到100质量%的方式调整半芳香族聚酰胺树脂的配混量,得到阻隔材料。
需要说明的是,表2中的阻隔材料(质量%)一栏中示出了相对于瓶整体质量的阻隔材料量,例如,参考例10为5质量%。另外,板状滑石的添加量一栏为相对于半芳香族聚酰胺树脂和板状滑石和根据需要而配混的硬脂酸钴的总质量的量,例如,实施例10为5质量%。
<预成型坯成型>
使用具有1个注射料筒的注射成型机(住友重机械工业株式会社制、型号SE130EV)和两件式模具,注射表2所示的PET树脂和阻隔材料的混合物(例如实施例10时,作为PET树脂的BK2180(95质量%)和上述阻隔材料(5质量%)的混合物),在以下所示的条件下制造单层预成型坯(以每个预成型坯为21g的方式设置)。预成型坯的形状为全长86mm、主体部外径23mm、壁厚2.9mm。
注射料筒温度:285℃
模具内树脂流路温度:285℃
模具冷却水温度:15℃
循环时间:30秒
<瓶成型>
将上述中得到的预成型坯通过吹塑成型装置(EFB1000ET、FRONTIER进行双轴拉伸吹塑成型,得到瓶(中空的单层容器)。瓶的内容积为350mL。双轴拉伸吹塑成型条件如下所述。
预成型坯加热温度:103℃
拉伸杆压力:0.7MPa
一次吹塑压力:0.6MPa
二次吹塑压力:2.5MPa
一次吹塑延迟时间:0.45秒
一次吹塑时间:0.35秒
二次吹塑时间:2.0秒
排气时间:0.6秒
模具温度:30℃
<氧透过率>
通过以下方法评价容器的氧气阻隔性。
基于ASTM D3985,进行利用MOCON法的透氧度试验。测定中,使用MOCON公司制OX-TRAN2/61。向各实施例和比较例中得到的350mL的瓶中装入100mL的水,在氧气分压0.21atm的条件下,在温度23℃、瓶内部的相对湿度100%、外部湿度的相对湿度50%下以20mL/分钟向瓶内部通入1atm的氮气,通过库仑电量传感器检测在瓶内部流通后的氮气中所含的氧,由此测定透氧率。
<二氧化碳阻隔性>
向瓶中装入4.2GV的碳酸水350mL,盖上盖子后,在23℃、相对湿度50%的环境下保存7天。接着,使用二氧化碳透过率测定装置在23℃测定瓶内部的相对湿度100%、瓶外部的相对湿度50%的容器的二氧化碳损耗率为20%的保质期。测得的保质期越长,表示二氧化碳阻隔性越好。
二氧化碳透过率测定装置使用MOCON公司制、“PERMATRAN-C Model10”(注册商标)。
[表2]
由上述结果可知,本发明的拉伸体即使制成瓶的形态,在高湿度下也能够维持高的氧气阻隔性。另外,二氧化碳阻隔性也优异。
Claims (17)
1.一种组合物的拉伸体,其中,所述组合物包含半芳香族聚酰胺树脂和长径比超过18的板状滑石,
在将所述半芳香族聚酰胺树脂和所述板状滑石的含量的总计设为100质量%时,所述板状滑石的含量为10~55.0质量%。
2.根据权利要求1所述的拉伸体,其中,所述半芳香族聚酰胺树脂为苯二甲胺系聚酰胺树脂,所述苯二甲胺系聚酰胺树脂由源自二胺的结构单元和源自二羧酸的结构单元构成,并且所述源自二胺的结构单元的50摩尔%以上源自苯二甲胺。
3.根据权利要求1或2所述的拉伸体,其中,在将所述半芳香族聚酰胺树脂和所述长径比超过18的板状滑石的含量的总计设为100质量%时,所述组合物中的所述长径比超过18的板状滑石的含量为10~15.0质量%。
4.根据权利要求1或2所述的拉伸体,其中,所述组合物还包含除所述半芳香族聚酰胺树脂以外的其它热塑性树脂。
5.根据权利要求4所述的拉伸体,其中,所述其它热塑性树脂为选自聚酯树脂、聚烯烃树脂、改性聚烯烃树脂和脂肪族聚酰胺树脂中的至少1种。
6.根据权利要求1或2所述的拉伸体,其中,所述组合物中包含70~96质量%的所述半芳香族聚酰胺树脂。
7.根据权利要求5所述的拉伸体,其中,所述组合物中包含70~96质量%的所述聚酯树脂。
8.根据权利要求1或2所述的拉伸体,其为容器。
9.根据权利要求1或2所述的拉伸体,其为吹塑成型品。
10.一种塑料瓶,其包含含有70~96质量%的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂的聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂层,
所述聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂层由包含聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂、半芳香族聚酰胺树脂和长径比超过18的板状滑石的组合物形成,
在将所述半芳香族聚酰胺树脂和所述长径比超过18的板状滑石的含量的总计设为100质量%时,所述组合物中的所述长径比超过18的板状滑石的含量为10~55.0质量%。
11.根据权利要求10所述的塑料瓶,其为吹塑成型品。
12.一种容器的制造方法,其包括:对组合物进行吹塑成型,
所述组合物包含半芳香族聚酰胺树脂和长径比超过18的板状滑石,在将所述半芳香族聚酰胺树脂和所述长径比超过18的板状滑石的含量的总计设为100质量%时,所述组合物中的所述长径比超过18的板状滑石的含量为10~55.0质量%。
13.根据权利要求12所述的容器的制造方法,其中,所述半芳香族聚酰胺树脂为苯二甲胺系聚酰胺树脂,所述苯二甲胺系聚酰胺树脂由源自二胺的结构单元和源自二羧酸的结构单元构成,并且所述源自二胺的结构单元的50摩尔%以上源自苯二甲胺。
14.根据权利要求12或13所述的容器的制造方法,其中,在将所述半芳香族聚酰胺树脂和所述长径比超过18的板状滑石的含量的总计设为100质量%时,所述组合物中的所述长径比超过18的板状滑石的含量为10~15.0质量%。
15.根据权利要求12或13所述的容器的制造方法,其中,所述组合物还包含除所述半芳香族聚酰胺树脂以外的其它热塑性树脂。
16.根据权利要求15所述的容器的制造方法,其中,所述其它热塑性树脂为选自聚酯树脂、聚烯烃树脂、改性聚烯烃树脂和脂肪族聚酰胺树脂中的至少1种。
17.根据权利要求16所述的容器的制造方法,其中,所述组合物中包含70~96质量%的所述聚酯树脂。
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