JP2001252559A - 酸素吸収剤 - Google Patents

酸素吸収剤

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JP2001252559A
JP2001252559A JP2000070434A JP2000070434A JP2001252559A JP 2001252559 A JP2001252559 A JP 2001252559A JP 2000070434 A JP2000070434 A JP 2000070434A JP 2000070434 A JP2000070434 A JP 2000070434A JP 2001252559 A JP2001252559 A JP 2001252559A
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Japan
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oxygen
acid
resin
oxygen absorption
mxd6
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JP2000070434A
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Yoshimitsu Sakaguchi
佳充 坂口
Takeshi Takasugi
健 高杉
Yusuke Shimizu
祐輔 清水
Shunji Kurahara
俊次 倉原
Hidekazu Yoshida
秀和 吉田
Hisashi Uhara
壽 鵜原
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Toyobo Co Ltd
Original Assignee
Toyobo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 容器、包装材料、脱酸素剤等として使用でき
る優れた酸素吸収性能を有する材料を提供する。 【解決手段】 樹脂成分と金属触媒とを含み、該樹脂成
分の融解熱が35J/g以下であることを特徴とする酸
素吸収性樹脂組成物からなる酸素吸収剤。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、優れた酸素吸収性
を示す酸素吸収材料に関するものである。このものは、
容器の本体や蓋、包装袋等の全部または一部を構成する
用途に使用できる他、シートや粉末の状態で容器や袋中
に存在させることで脱酸素剤として機能させることもで
きる。
【0002】
【従来の技術】特表平2−500846号公報や特開平
3−762号公報に記載されているように、包装体の1
部または全部に少量の遷移金属化合物の触媒を含んだ被
酸化性ポリマーを用いて、酸素酸化反応によって酸素分
子を捕獲するものが知られている。具体的にはメタキシ
リレンジアミン(MXD)とアジピン酸との重縮合によ
るポリアミド(MXD6)が使用されており、酸素敏感
性物質(食品、飲料、医薬品、精密電子部品等)の保存
安定化に利用できるものである。特に最近では、ビール
容器のプラスチックボトル化への応用として、実用化の
期待が高まっている。しかしながら、味覚的にも経済的
にもよりよいボトル容器とするために、さらに効率よく
酸素を吸収できるポリマー材料が望まれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような状況に鑑
み、本発明では酸素敏感性物質の保存安定化に利用する
目的で、特にはビール等の飲料や食品の酸素酸化反応に
よる変味を防止して長期間保存できるように、これまで
以上の酸素吸収能を持つポリマー素材を提供せんとする
ものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らはMXD6系
での酸素吸収性能を鋭意検討した結果、MXD6におい
ては、酸素分子を捕獲するMXD6酸素酸化反応はその
非晶部において優先的に起こっており、結晶部では反応
の進行が非常に遅いことを見いだした。この知見より、
MXD6の結晶性を低下させる共重合成分を組み込むこ
とにより、従来のMXD6系酸素吸収剤よりも酸素吸収
性能に優れるポリマー材料を得ることができた。すなわ
ち、このような、金属触媒の作用により樹脂の酸化速度
を速め、酸素を吸収する酸素吸収材においては、樹脂の
非晶領域をより大きくすることにより著しく酸素吸収速
度を高めることができることを見出した。
【0005】すなわち、本発明は樹脂成分と金属触媒と
を含み、該樹脂成分の融解熱が35J/g以下であるこ
とを特徴とする酸素吸収性樹脂組成物からなる酸素吸収
剤である。
【0006】
【発明の実施の形態】金属触媒の作用により樹脂の酸化
速度を速め、酸素を吸収する酸素吸収材の一つであるM
XD6において、酸素吸収機能はメタキシリレン基内メ
チレン基部の酸化反応によることで進んでいることがわ
かってきた。このため、基本的には酸素吸収材料の中に
メタキシリレンアジパミド構造を多く有するものほど、
多くの酸素を吸収することができる。さらに、上述のよ
うにMXD6の非晶部を増加することで酸素吸収速度を
速くすることができ、このことが酸素吸収剤としての性
能として重要であるといえる。
【0007】樹脂の結晶性を表す指標として融解熱が一
般的に用いられ、MXD6の融解熱は通常50J/g付
近であり、MXD6は結晶部分が多くを占めるが、他の
成分を共重合させたり、他の樹脂をブレンドさせること
などにより、非晶部分を増やすことができる。さらに
は、非晶部分のMXD6の結晶化を抑えることができ、
安定した酸素吸収性能を得ることができる。
【0008】樹脂成分の結晶領域は、他の成分を共重合
させたり、他の樹脂をブレンドさせることにより減少し
てくる。融解熱は以下の実施例で示すDSCによって測
定することができるが、基本的に結晶領域の量に比例し
ていると考えて良い。
【0009】さらに、樹脂成分がもともと持っていた結
晶に加え、DSC測定の昇温過程中に新たに形成する結
晶領域も含めて評価できる。このことは、酸素吸収剤と
して樹脂材料を長期に使用する際に、徐々に結晶化が進
むことによる酸素吸収能の低下し易さも同時に評価して
いることになり、結晶領域の存在と酸素吸収性能の関係
をよく表す指標となることが確認された。本発明では、
樹脂成分の融解熱は35J/g以下であることが必要で
あり、好ましくは30J/g以下、さらには25J/g
以下であることが好ましい。
【0010】メタキシリレンアジパミド単位とともに用
いることができる構造は、メタキシリレンジアミンとア
ジピン酸からなるポリアミドに共重合成分として組み込
むことができる。共重合できるジアミンとしては、エチ
レンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレン
ジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジ
アミン、2,2,4(または2,4,4)−トリメチル
ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オ
クタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメ
チレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメ
チレンジアミン、トリデカメチレンジアミン、ヘキサデ
カメチレンジアミン、オクタデカメチレンジアミン等の
脂肪族ジアミン類、シクロヘキサンジアミン、1,3−
ビスアミノメチルシクロヘキサン、ビス−(4,4‘−
アミノシクロヘキシル)メタン、シクロヘキサンジアミ
ン、メチルシクロヘキサンジアミン、ビス−(4,4’
−アミノシクロヘキシル)メタンなどの脂環式ジアミン
類、パラキシリレンジアミン等の芳香族ジアミン類が挙
げられる。
【0011】ジカルボン酸成分としてマロン酸、コハク
酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン
酸、セバシン酸、ウンデカンジオン酸、ドデカンジオン
酸、トリデカジオン酸、テトラデカジオン酸、ヘキサデ
カジオン酸、ヘキサデセンジオン酸、オクタデカジオン
酸、オクタデセンジオン酸、エイコサンジオン酸、エイ
コセンジオン酸、ドコサンジオン酸、3,2,4−トリ
メチルアジピン酸等の脂肪族ジカルボン酸、1,4−シ
クロヘキサンジカルボン酸のような脂環式ジカルボン
酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、キシリレ
ンジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジ
カルボン酸等が挙げられる。さらに、ε−カプロラクタ
ム、ラウロラクタム等のラクタム類や、アミノヘキサン
酸、アミノウンデカン酸等のアミノ酸類との間で共重合
ポリアミドとすることもできる。
【0012】また、ジカルボン酸類とともにエチレング
リコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、オクタ
ンジオール、ノナンジオール、デカンジオール、ジエチ
レングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレ
ングリコール、テトラメチレングリコール等のジオール
を組み合わせることでポリエステルアミド構造にするこ
ともできる。
【0013】その他の構造を持つ共重合構造でも良い
が、上述のように優れた酸素吸収性能を示すために、繰
り返し単位としてメタキシリレンアジパミド単位を50
重量%以上含むことが好ましい。メタキシリレンアジパ
ミド単位が50重量%以下であると、十分な酸素吸収速
度を得ることができなくなる場合がある。なお、メタキ
シリレンアジパミド単位の含有量はより好ましくは60
重量%以上、さらに好ましくは70重量%以上である。
【0014】樹脂成分中にメタキシリレンアジパミド単
位を50重量%以上含むものとしては、前述の共重合体
の他に、MXD6ポリマーと他のポリマーとのブレンド
体であっても良い。ブレンドするポリマーとしては、M
XD6ポリマーとの親和性がよい他のポリアミドが適し
ている。
【0015】具体的な例としては、ポリカプロラクタム
(ナイロン6)、ポリラウロラクタム(ナイロン1
2)、ポリヘキサメチレンアジパミド(ナイロン6,
6)、ポリヘキサメチレンアゼラミド(ナイロン6,
9)、ポリヘキサメチレンセバカミド(ナイロン6,1
0)、ポリヘキサメチレンドデカノアミド(ナイロン
6,12)などの脂肪族ポリアミド、1,3−ビス(ア
ミノメチル)シクロヘキサンと脂肪族ジカルボン酸との
ポリアミドなどの脂環族ポリアミド、ポリヘキサメチレ
ンテレフタラミド(ナイロン6,T)、ポリヘキサメチ
レンイソフタルアミド(ナイロン6,I)、ポリフェニ
レンフタラミド等の芳香族ポリアミド、ナイロン12系
エラストマー、ポリエーテルエステルアミド、ポリエー
テルポリアミド等が挙げられる。
【0016】また、これら単独共重合体の他に重合体混
合物として配合することも可能である。さらに、酸素吸
収特性を大きく変えない範囲で、他の樹脂、たとえば、
ポリエステル、ポリオレフィン、ポリビニルアルコール
等を配合することでも目的を達成することができる。
【0017】以上述べたような共重合やポリマーブレン
ドにより、得られる樹脂成分の融解熱が35J/g以下
であるとともに、好ましくはメタキシリレンアジパミド
単位を50重量%以上含ませることにより、優れた酸素
吸収特性を発揮する材料を得ることができる。
【0018】本発明で使用する金属触媒は、原子番号2
9までの遷移金属やコバルトやロジウムを含むものが特
に有用であり、金属イオンの有機酸塩、アセチルアセト
ネート錯体、フタロシアニン錯体、モノアルキルリン酸
エステル塩、ジアルキルリン酸エステル塩、アリールリ
ン酸エステル塩、ポリアクリル酸塩、エチレンアクリル
酸塩共重合体の塩、安息香酸塩等として使用することが
できる。
【0019】本発明における金属触媒は、ポリマー材料
中に単独もしくは混合して添加される。その添加量は特
に限定はないが、ポリマーに対して0.001重量%か
ら10重量%が好ましい。添加量が少ないと酸素吸収性
能の改善が得られない。添加量が多すぎると、酸素吸収
性能の改善が見られない他、成形加工上の問題も生じや
すくなる。
【0020】
【実施例】DSCによる樹脂の融解熱測定は、樹脂5m
gを用いてPerkin−Elmer社DSC7により
昇温速度20℃/分で測定し、融解ピークにおける吸熱
量を測定した。
【0021】酸素吸収速度の測定は、1cm四方の測定
フィルムを口部を開放したガラス容器に入れ、50℃に
設定したウォーターバスに浸して72時間放置した。試
料の一部を重水素化蟻酸/重水素化クロロホルム(4/
1)に溶解し、50℃においてヴァリアン社Unity
−500NMR分光器を用いて、H-NMR測定を行った。メタ
キシリレンジアミンユニットのメチレンプロトンのシグ
ナルの減少量より、酸素吸収量を定量した(6.8pp
m−8ppmに現れるメタキシリレンジアミンユニット
の芳香環上プロトンのシグナル強度に対する4−4.5
ppmに現れるメタキシリレンジアミンユニットのメチ
レンシグナル強度の比でメタキシリレンジアミンユニッ
トのメチレンプロトンのシグナル量を決定する)。
【0022】(実施例1)メタキシリレンジアミン、ア
ジピン酸、セバシン酸を100:80:20のモル比で
仕込み、共重合ポリアミドを合成した。DSC測定の融
点ピークにおける融解熱は、27J/gを示した。得ら
れた共重合ポリアミドに酢酸コバルトを1モル%混合
し、270℃に設定した押し出し機により、ペレット化
した。ペレットは、270℃に設定したヒートプレス機
により厚さ約40μmのフィルムに成形した。上記の方
法で実施した酸素吸収速度測定におけるメチレンシグナ
ル減少量は17%であった。
【0023】(実施例2)メタキシリレンジアミン、デ
カメチレンジアミン、アジピン酸を80:20:100
のモル比で仕込んで合成した共重合ポリアミドを用い
て、実施例1と同様の評価を行った。DSC測定におけ
る融解熱は25J/gであり、酸素吸収速度測定におけ
るメチレンシグナル減少量は16%であった。
【0024】(実施例3)市販のMXD6(東洋紡製T
600)とメタキシリレンジアミン、アジピン酸、セバ
シン酸を100:50:50のモル比で仕込んで合成し
た共重合ポリアミドを重量比で2:1で混合し、酢酸コ
バルト1モル%とともに270℃に設定したヒートプレ
ス機により厚さ約40μmのフィルムに成形した。実施
例1と同様の評価を行ったところ、明確な融解ピークは
認められず、酸素吸収速度測定におけるメチレンシグナ
ル減少量は15%であった。
【0025】(比較例1)市販のMXD6(東洋紡製T
600)を用いて、実施例1と同様の評価を行った。D
SC融解ピークにおける融解熱は49J/g、酸素吸収
速度測定におけるメチレンシグナル減少量は11%であ
った。
【0026】(比較例2)メタキシリレンジアミン、ア
ジピン酸、セバシン酸を100:95:5のモル比で仕
込んで合成した共重合ポリアミドを用いて、実施例1と
同様の評価を行った。DSC測定における融解熱は38
J/g、酸素吸収速度測定におけるメチレンシグナル減
少量は12%であった。
【0027】
【発明の効果】以上の結果に示すように、本発明の樹脂
組成物は酸素吸収性樹脂として知られているポリメタキ
シリレンアジパミドよりも優れた酸素吸収性能を示す材
料として、容器、包装袋用途に単独や積層して材料に使
用できる他、容器や袋中に存在させる脱酸素剤としても
有用な樹脂であるといえる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 倉原 俊次 滋賀県大津市堅田二丁目1番1号 東洋紡 績株式会社総合研究所内 (72)発明者 吉田 秀和 福井県敦賀市東洋町10番24号 東洋紡績株 式会社つるが工場内 (72)発明者 鵜原 壽 滋賀県大津市堅田二丁目1番1号 東洋紡 績株式会社総合研究所内 Fターム(参考) 4B021 LA01 LW06 MC04 MK08 MK22 4D020 AA02 BA03 BA21 BB01 CA02 CA04 CA05 DA03 DB20 4G066 AA27B AB07A AB13A AB23B AC26B BA03 BA20 BA38 CA37 DA01 EA07 FA02 FA07 FA27 4J002 BG012 CL011 CL031 CL051 CL081 EE046 EG046 EW046 FD142 FD146

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 樹脂成分と金属触媒とを含み、該樹脂成
    分の融解熱が35J/g以下であることを特徴とする酸
    素吸収性樹脂組成物からなる酸素吸収剤。
JP2000070434A 1999-03-31 2000-03-14 酸素吸収剤 Pending JP2001252559A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7288586B2 (en) 2004-12-06 2007-10-30 Eastman Chemical Company Polyester based cobalt concentrates for oxygen scavenging compositions
US7375154B2 (en) 2004-12-06 2008-05-20 Eastman Chemical Company Polyester/polyamide blend having improved flavor retaining property and clarity
WO2023021807A1 (ja) * 2021-08-17 2023-02-23 三菱瓦斯化学株式会社 多層体

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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