JP2002060499A - エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂組成物の製造方法 - Google Patents
エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂組成物の製造方法Info
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Abstract
OH)をホウ素化合物により処理すると、EVOHにお
けるホウ素化合物濃度が均一化せず、EVOHの溶融成
形時にフィッシュアイが多発し、ロングラン性も悪化す
る。 【解決手段】 EVOHとホウ素化合物含有溶液とを処
理器に連続的に供給してこの処理器内で接触させ、ホウ
素化合物濃度が溶液平衡濃度(CeqSL)の0.7倍以上
1.3倍以下である上記溶液に接しているEVOHを処
理器外へと連続的に取り出す。こうしてホウ素化合物濃
度が上記CeqSLに対応する樹脂平衡濃度(CeqEV)であ
るEVOH樹脂組成物を得る。CeqSLおよびCeqEVは、
EVOHをホウ素化合物含有溶液に浸漬させ、EVOH
と溶液との間でホウ素化合物が平衡状態に至ったときの
それぞれのホウ素化合物濃度である。
Description
アルコール共重合体(以下、「EVOH」と略す)樹脂
組成物の製造方法に関する。
電性、機械強度などに優れた有用な高分子材料であり、
フィルム、シート、容器などの包装材料として広く用い
られている。このような包装材料は、通常、EVOHの
溶融成形によって製造される。このため、EVOHで
は、溶融成形時のロングラン性(長時間にわたる成形に
おいてもフィッシュアイやスジが少ない成形物が得られ
る)が、成形物の外観特性(着色が少なく、フィッシュ
アイの発生が抑制されている)とともに重視される。
酸や金属塩をEVOHに添加したり(特開昭64−66
262号公報)、ホウ素化合物をEVOHに添加するこ
と(特公昭49−20615号公報)が知られている。
また、これら添加剤による処理の方法として、特開平1
1−292929号公報には、ノズルから処理剤の水溶
液を噴出させてEVOHを流動させながら処理する方法
が提案されている。さらに、特開平11−152307
号公報には、塔型器内においてEVOHと添加剤の水溶
液とを向流接触させる方法が提案されている。この方法
では、塔型器を用いてEVOHを連続的に処理すること
としているため、バッチ式の処理よりも処理の効率を改
善できる。また、溶液を都度調製するバッチ式よりも処
理のバラツキを緩和できる。
ウ酸などホウ素化合物による処理を行うと、特にEVO
Hの熱安定性が向上するという効果が得られる。しかし
ながら、特開平11−152307号公報に開示されて
いる連続処理方法をホウ素化合物によるEVOHの処理
に適用すると、溶融成形時にフィッシュアイが多発し、
連続運転の期間も制限されるという問題が生じていた。
そこで、本発明は、かかる問題を解決するEVOH樹脂
組成物の製造方法を提供することを目的とする。
た結果、上記問題がホウ素化合物の高い吸着性に起因す
る不均一な処理により発生していることを突き止め、本
発明を完成した。
第1の製造方法は、EVOHとホウ素化合物含有溶液と
を接触させる工程を含むEVOH樹脂組成物の製造方法
であって、EVOHにおけるホウ素化合物濃度が実質的
に均一になるように前記EVOHと前記溶液とを接触さ
せることを特徴とする。この製造方法では、ホウ素化合
物含有溶液においてホウ素化合物濃度が溶液平衡濃度の
0.7倍以上1.3倍以下となっている部分に接してい
るEVOHを前記溶液外へと取り出すことが好ましい。
なお、本明細書では、EVOH樹脂組成物におけるホウ
素化合物濃度の差異が15重量%以内である場合に、同
濃度が「実質的に均一」であるというものとする。
方法は、EVOHとホウ素化合物含有溶液とを接触させ
る工程と、前記溶液においてホウ素化合物濃度が溶液平
衡濃度の0.7倍以上1.3倍以下となっている部分に
接している前記EVOHを前記溶液外へと取り出す工程
とを含むことを特徴とする。
OHをホウ素化合物含有溶液に浸漬させ、EVOH中の
ホウ素化合物と溶液中のホウ素化合物とが平衡状態に達
したときの溶液中のホウ素化合物濃度である。また、こ
のときのEVOH中のホウ素化合物濃度を樹脂平衡濃度
(CeqEV)という。両者は、同一組成の樹脂について、
一方が定まれば他方が一義的に定まる関係にある。な
お、EVOH樹脂組成物とは、ホウ素化合物含有溶液で
処理したEVOHをいう。
化合物含有溶液とを処理器に連続的に供給してこの処理
器内で接触させ、前記処理器からEVOH樹脂組成物を
連続的に取り出すことが好ましい。このような製造方法
によれば、例えば、EVOHと前記溶液とを処理器に連
続的に供給してこの処理器内で接触させ、ホウ素化合物
濃度が溶液平衡濃度の0.7倍以上1.3倍以下、好ま
しくは0.8倍以上1.2倍以下、より好ましくは0.
9倍以上1.1倍以下、である前記溶液に接している前
記EVOHを前記処理器外へと連続的に取り出すことに
より、ホウ素化合物濃度が前記溶液平衡濃度に対応する
樹脂平衡濃度であるEVOH樹脂組成物を得ることがで
きる。
る重要な添加剤の一つである。ホウ酸に代表されるホウ
素化合物を添加すると、溶融成形時におけるEVOHの
熱的安定性(ロングラン性)や機械的性質が向上する。
また、EVOHの浸漬処理に際しては、ホウ素化合物
は、カルボン酸化合物、リン酸化合物、アルカリ金属
塩、アルカリ土類金属塩など他の処理剤よりもEVOH
への吸着性に富むという特徴を有する。
を浸漬した際の溶液におけるホウ素化合物濃度(CSL)
およびEVOHにおけるホウ素化合物濃度(CEV)は、
一般には、時間の経過とともに図8に示すような変化を
辿る。ホウ素化合物の高い吸着性に起因して、平衡状態
に達したときには、EVOHにおけるホウ素化合物濃度
(CeqEV)が溶液における同濃度(CeqSL)を上回るこ
とが多い(CeqEV>CeqSL)。
えれば、処理器の頂部からEVOHペレットを、処理器
の下部から処理溶液をそれぞれ連続して供給し、処理器
内でEVOHペレットと処理溶液とを向流接触させれば
よい(特開平11−152307号公報参照)。しか
し、ホウ素化合物を処理剤として上記方法を適用する
と、処理器の下部近傍において高濃度のホウ素化合物を
含む処理溶液と接触した状態でEVOHが取り出される
ことになる。この状態で取り出されたEVOHのペレッ
ト表面には、ホウ素化合物の高い吸着性が拡散を阻害す
るため、高濃度の同化合物が残存している。本発明者が
実験的に確認したところによると、このように局部的に
高濃度のホウ素化合物が存在すると、溶融成形時にフィ
ッシュアイが多発する。
器内で連続的に処理しながらも、取り出し時にEVOH
と接している処理溶液のホウ素化合物濃度を、処理後の
EVOHの濃度と平衡状態にある溶液の濃度を中心とす
る上記所定範囲内とした。このため、ペレット表面に高
濃度のホウ素化合物が付着したまま残ることはない。
が、0.0001重量%以上0.05重量%以下(ホウ
素元素換算による;ホウ素化合物濃度について、以下同
様)であることが好ましい。この濃度が高すぎると成形
時に外観不良を招くおそれが生じ、逆に低すぎると処理
の効果が十分に得られない場合がある。かかる観点か
ら、CeqSLは、0.0004重量%以上がより好まし
く、0.01重量%以下がさらに好適である。
EV)は、EVOHが乾燥している状態で、0.001重
量%以上0.3重量%以下が好ましい。CeqEVは0.0
05重量%以上がより好ましく、0.1重量%以下がさ
らに好適である。
処理器内で行うことが好ましい。効率よく処理できるか
らである。例えば、本発明の一形態では、EVOHとホ
ウ素化合物含有溶液とを塔型処理器内で並流接触させ、
ホウ素化合物濃度が溶液平衡濃度の0.7倍以上1.3
倍以下の濃度に達した状態で、前記溶液と接しているE
VOHが前記塔型処理器外へと連続的に取り出される。
合物含有溶液のホウ素化合物濃度(初期濃度)を、0.
001重量%以上0.35重量%以下、特に0.003
重量%以上0.1重量%以下、とすることが好ましい。
上部からEVOHを連続的に供給し、塔中部から第1の
ホウ素化合物含有溶液(以下、「第1溶液」ということ
がある)を連続的に供給し、塔下部からホウ素化合物濃
度が溶液平衡濃度の0.7倍以上1.3倍以下である第
2のホウ素化合物含有溶液(以下、「第2溶液」という
ことがある)を連続的に供給し、前記共重合体と前記第
1および第2溶液とを前記塔型処理器内において向流接
触させる。そして、この塔型処理器の塔上部から前記第
1および第2溶液を連続的に排出し、塔底部から前記第
2溶液と接触している前記EVOHが連続的に取り出さ
れる。
るホウ素化合物含有溶液を第2溶液として、前記第2溶
液と接触させる前に、EVOHを、第1溶液と接触させ
てもよい。
物濃度よりも第1溶液のホウ素化合物濃度を高くするこ
とが好ましい。高濃度のホウ素化合物の残存を防止しつ
つ、効率よく処理を行うためである。また、EVOHと
接触する前の第1溶液のホウ素化合物濃度(初期濃度)
を、0.001重量%以上0.35重量%以下、特に
0.003重量%以上0.1重量%以下、とすることが
好ましい。
つの処理器を用いて処理してもよい。例えば、EVOH
と第1溶液とをこの前処理器内で互いに接触させてか
ら、EVOHと第2溶液とを別の処理器内で接触させる
とよい。
液と接触させたEVOHと第2溶液とを、塔型処理器内
で並流接触させる。この場合、第2溶液のホウ素化合物
濃度を予め溶液平衡濃度の0.7倍以上1.3倍以下に
調整してもよい。また、第2溶液が溶液平衡濃度の0.
7倍以上1.3倍以下に達してから、EVOHを取り出
してもよい。
溶液と接触させたEVOHと、ホウ素化合物濃度が溶液
平衡濃度の0.7倍以上1.3倍以下である第2溶液と
を、塔型処理器内で向流接触させる。
ては、供給する第2溶液のホウ素化合物濃度(初期濃
度)を溶液平衡濃度の0.7倍以上1.3倍以下に調整
しておく必要はない。この場合は、第2溶液も、第1溶
液と同様、0.001重量%以上0.35重量%以下と
して用いるとよい。
塩、ホウ酸エステル、水素化ホウ素などが挙げられる。
ホウ酸には、オルトホウ酸、メタホウ酸、四ホウ酸など
の別があるが、特に制限はなく、通常は、単にホウ酸と
呼ばれることが多いオルトホウ酸を用いれば足りる。ホ
ウ酸塩としては、ホウ酸のアルカリ金属塩、アルカリ土
類金属塩が好適であるが、ホウ砂を用いてもよい。ホウ
酸エステルとしては、ホウ酸トリエチル、ホウ酸トリメ
チルなどを例示できる。ホウ素化合物としては、ホウ酸
およびホウ酸塩から選ばれる少なくとも一方を用いるこ
とが好ましい。
ン含有量は、20モル%以上70モル%以下が好まし
く、ケン化度は90モル%以上であることが好ましい。
エチレン含有量が低すぎると耐水性が劣化し、逆に高す
ぎると酸素遮蔽性などガスバリア性が低下するからであ
る。ケン化が十分に行われない場合にも、ガスバリア性
について十分な効果が得られなくなる。これらの観点か
ら、エチレン含有量は25〜60モル%が、ケン化度は
95モル%以上、特に99モル%以上がそれぞれさらに
好適である。
物、リン酸化合物、アルカリ金属塩およびアルカリ土類
金属塩から選ばれる少なくとも1種と接触させることが
好ましい。これらの添加剤を併用すると、機械的特性、
熱安定性などをさらに改善することができる。上記添加
剤をEVOHと接触させる方法は、特に制限されず、ホ
ウ素化合物を含有する溶液とは別に上記添加剤を含有す
る処理溶液を準備し、この処理溶液をEVOHに接触さ
せてもよい。しかし、通常は、ホウ素化合物とともに上
記添加剤を含有する処理溶液にEVOHを接触させる方
法が好適である。
熱安定性などを改善できる。カルボン酸としては、シュ
ウ酸、コハク酸、安息香酸、クエン酸、酢酸、乳酸、プ
ロピオン酸などのカルボン酸が挙げられるが、酢酸、乳
酸、プロピオン酸が特に好適である。EVOHにおける
カルボン酸化合物の含有量は、乾燥状態で、0.001
重量%以上0.5重量%以下が好ましい。含有量が多す
ぎると、層間接着性が十分に得られず、逆に含有量が低
すぎると、溶融成形時における着色防止の効果が十分に
得られない。
熱安定性などを改善できる。EVOHにおけるリン酸化
合物の含有量は、乾燥状態において、リン酸根換算で、
0.0001重量%以上0.1重量%以下が好ましい。
リン酸化合物を適切な範囲で添加すると、EVOHの成
形体の着色およびゲル・ブツの発生を抑制できる。リン
酸化合物には、リン酸およびその塩のみならず、亜リン
酸およびその塩も含む。リン酸塩は、第一リン酸塩、第
二リン酸塩、第三リン酸塩のいずれであってもよい。リ
ン酸塩は、アルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩が
好ましく、リン酸二水素ナトリウム、リン酸二水素カリ
ウム、リン酸水素二ナトリウムがさらに好適である。
層間接着性や相溶性を効果的に改善することが可能であ
る。アルカリ金属塩の添加量は、アルカリ金属元素換算
で5〜5000ppmが好ましい。より好ましくは20
〜1000ppm、さらに好ましくは30〜750pp
mである。アルカリ金属としては、リチウム、ナトリウ
ム、カリウムなどが挙げられ、アルカリ金属塩として
は、一価金属の脂肪族カルボン酸塩、芳香族カルボン酸
塩、リン酸塩、金属錯体などが挙げられる。例えば、酢
酸ナトリウム、酢酸カリウム、プロピオン酸ナトリウ
ム、リン酸ナトリウム、リン酸リチウム、ステアリン酸
ナトリウム、ステアリン酸カリウム、エチレンジアミン
四酢酸のナトリウム塩などが挙げられる。特に、酢酸ナ
トリウム、プロピオン酸ナトリウム、酢酸カリウム、リ
ン酸ナトリウムが好適である。
も好ましい。アルカリ土類金属塩を添加すると、耐着色
性の改善効果が若干低下するが、樹脂組成物ペレットを
用いた溶融成形時における熱劣化した樹脂の成形機のダ
イ付着量をさらに低減することが可能となる。アルカリ
土類金属塩は、特に限定されないが、マグネシウム塩、
カルシウム塩、バリウム塩、ベリリウム塩などが挙げら
れ、特にマグネシウム塩およびカルシウム塩が好適であ
る。アルカリ土類金属塩のアニオン種についても特に限
定はないが、脂肪族カルボン酸アニオンやリン酸アニオ
ンが好適である。特に、酢酸マグネシウム、酢酸カルシ
ウム、プロピオン酸カルシウム、リン酸ナトリウムが好
適である。アルカリ土類金属の含有量は、金属換算で1
0〜1000ppmが好ましく、より好ましくは20〜
500ppmである。アルカリ土類金属の含有量が10
ppm未満の場合はロングラン性を十分に改善できない
場合があり、逆に1000ppmを超えると樹脂溶融時
の着色が激しくなるおそれがある。
添加剤は、上記に制限されるものではなく、従来技術と
して上記に示した公報に列挙されている公知の酸および
その塩を制限なく適用できる。
面を参照して詳細に説明する。ここでは、処理器として
塔型処理器を用いた例について説明する。1または2以
上の塔型処理器を用いると、本発明を効率よく実施する
ことができる。また、以下の例では、ホウ素化合物含有
溶液としてホウ酸処理溶液を用いる。カルボン酸化合
物、リン酸化合物など併用する処理剤は、上記のよう
に、ホウ酸処理溶液に添加することが好ましいが、ホウ
酸処理溶液とは別の溶液に添加して用いてもよい。以
下、この「別の溶液」を単に酸処理溶液という。以下の
説明は例示であって、処理器の形状や個数、処理剤の種
類などを含め、本発明は以下の説明によって制限される
ものではない。なお、図1〜図6における実線の矢印は
EVOHペレットの流れを、破線の矢印はホウ酸処理溶
液の流れをそれぞれ示している。
器10の頂部3からEVOHペレットが、塔上部4から
ホウ酸処理溶液がそれぞれ連続的に供給される。EVO
Hペレットおよびホウ酸処理溶液は、塔型処理器内にお
いて並流接触し、塔型処理器の底部7から連続的に取り
出される。塔型処理器の上部から下部へと進行するにつ
れてホウ酸処理溶液におけるホウ酸の濃度は低下し、反
対にEVOHペレットにおけるホウ酸の濃度は増加す
る。底部の取り出し口近傍では、EVOHペレットとホ
ウ酸処理溶液とは、ホウ酸についてほぼ平衡状態に至っ
ている(図8参照)。
溶液とを、両者におけるホウ酸濃度がほぼ平衡となるま
で並流接触させると、接触当初EVOHの表面に付着し
ていた高濃度のホウ酸が内部へと拡散し、EVOHの表
面に新たに付着するホウ酸の濃度も除々に低下する。し
たがって、処理が終了したときには、目的とする所定濃
度のホウ酸を含有しながらも、表面に高濃度のホウ酸が
偏在しないEVOH樹脂組成物ペレットを得ることがで
きる。なお、この形態においてホウ酸処理溶液とともに
酸処理溶液を用いる場合は、酸処理溶液は、ホウ酸処理
溶液と同様、塔上部から連続的に導入し、塔底部から連
続的に排出すればよい。
行っているため、設備を簡略化できる。また、並流接触
による処理を行っているため、向流接触による場合より
も排水量を低減できる。
処理器10の頂部3からEVOHが、塔中部5から第1
ホウ酸処理溶液(第1溶液)が、塔下部6から第2ホウ
酸処理溶液(第2溶液)がそれぞれ連続的に供給され
る。EVOHは塔底部7から連続的に取り出され、両処
理溶液は塔上部4から連続的に排出される。EVOH
は、塔型処理器の上段では第1溶液および第2溶液と向
流接触し、下段では第2溶液と向流接触する。ここで
も、塔型処理器の上部から下部へと進行するにつれてE
VOHにおけるホウ酸の濃度は増加する。底部の取り出
し口近傍では、EVOHペレットには目的とする所定濃
度のホウ酸が含まれている。そして、このEVOHペレ
ットが接している第2溶液は、目的とする所定のホウ酸
濃度を有するEVOHとホウ酸について平衡関係にある
ホウ酸溶液のホウ酸濃度(溶液平衡濃度)の0.7倍以
上1.3倍以下のホウ酸濃度、好ましくは実質的に等し
いホウ酸濃度を有する溶液として予め調製されている。
にほぼ等しいホウ酸濃度を有するホウ酸処理溶液と接触
させると、この処理溶液と接触している間に、EVOH
ペレットにおける表面から内部にかけてのホウ酸濃度分
布を均質化できる。したがって、処理が終了したときに
は、目的とする所定濃度のホウ酸を含有しながらも、表
面にホウ酸が偏在しないEVOH樹脂組成物ペレットを
得ることができる。なお、この形態においてホウ酸処理
溶液とともに酸処理溶液を用いる場合は、酸処理溶液
は、第2溶液と同様、塔下部から連続的に導入し、塔上
部から連続的に排出することが好ましい。
いが、第2溶液の濃度よりも高いことが好ましい。
行っているため、設備を簡略化できる。また、向流接触
による処理を行っているため、並流接触による場合より
も、カルボン酸化合物など併用する処理剤の吸着量を安
定化できる。
式処理器による処理について説明する。ここでは、2塔
式の処理について説明するが、必要に応じて3以上の塔
型処理器を用いてもよい。
1塔型処理器1と、最終処理器である第2塔型処理器2
とが用いられる。第1塔型処理器1では、その頂部13
からEVOHペレットが、その上部14から第1ホウ酸
処理溶液(第1溶液)がそれぞれ連続的に供給される。
EVOHペレットおよび第1溶液は、第1塔型処理器内
において並流接触し、この処理器の底部17から連続的
に取り出される。第1塔型処理器の上部から下部へと進
行するにつれて第1溶液におけるホウ酸の濃度は低下
し、反対にEVOHペレットにおけるホウ酸の濃度は増
加する。第1の実施形態とは異なり、本実施形態では、
底部の取り出し口近傍において、EVOHペレットとホ
ウ酸処理溶液とが、ホウ酸について平衡状態に至ってい
る必要はない。
処理器2内にその塔頂部23から連続的に導入される。
この処理器においても、塔上部24から第2ホウ酸処理
溶液(第2溶液)が連続的に供給され、EVOHペレッ
トおよび第2溶液は、第2塔型処理器内において並流接
触し、この処理器の底部27から連続的に取り出され
る。底部の取り出し口近傍では、EVOHペレットには
目的とする所定濃度のホウ酸が含まれている。そして、
このEVOHペレットが接している第2溶液は、予め、
第2の実施形態と同様、溶液平衡濃度とほぼ等しいホウ
酸濃度を有する溶液として調製されている。
器)において溶液平衡濃度にほぼ等しいホウ酸濃度を有
するホウ酸処理溶液と接触させると、この処理溶液と接
触している間に、EVOHペレットにおける表面から内
部にかけてのホウ酸濃度分布を均質化できる。したがっ
て、処理が終了したときには、目的とする所定濃度のホ
ウ酸を含有しながらも、表面にホウ酸が偏在しないEV
OH樹脂組成物ペレットを得ることができる。なお、こ
の形態においてホウ酸処理溶液とともに酸処理溶液を用
いる場合は、酸処理溶液は、ホウ酸処理溶液と同様、少
なくとも一方の塔型処理器の上部から連続的に導入し、
塔底部から連続的に排出することが好ましい。いずれか
一方の処理器のみに供給する場合は、最終処理器を選ぶ
とよい(この点は以下の形態においても同様)。
同様、第1溶液の濃度は、第2溶液の濃度よりも高いこ
とが好ましい。
と、EVOHペレットのホウ酸含有量を安定化すること
が容易となる。
代わりに、最終処理器において、第1の実施形態と同
様、EVOHペレットと第2溶液とが並流接触する間に
ホウ酸についてほぼ平衡状態となるように運転しても構
わない。
も、前処理器である第1塔型処理器1と、最終処理器で
ある第2塔型処理器2とが用いられる。第1塔型処理器
1では、その頂部13からEVOHペレットが、その下
部16から第1ホウ酸処理溶液(第1溶液)がそれぞれ
連続的に供給される。EVOHペレットおよび第1溶液
は、第1塔型処理器内において向流接触し、塔底部17
からEVOHペレットが、塔上部14から第1溶液がそ
れぞれ連続的に取り出される。第1塔型処理器の下部か
ら上部へと進行するにつれてホウ酸処理溶液におけるホ
ウ酸の濃度は低下し、上部から下部へと進行するにつれ
てEVOHペレットにおけるホウ酸の濃度は増加する。
本実施形態においても、底部の取り出し口近傍におい
て、EVOHペレットとホウ酸処理溶液とが、ホウ酸に
ついて平衡状態に至っている必要はない。
処理器2内にその塔頂部23から連続的に導入される。
この処理器においても、塔下部26から第2ホウ酸処理
溶液(第2溶液)が連続的に供給され、EVOHペレッ
トおよび第2溶液は、第2塔型処理器内において向流接
触し、塔底部27からEVOHペレットが、塔上部24
から第2溶液がそれぞれ連続的に取り出される。塔底部
の取り出し口近傍では、EVOHペレットには目的とす
る所定濃度のホウ酸が含まれている。そして、このEV
OHペレットが接している第2溶液は、予め、第2の実
施形態と同様、溶液平衡濃度の0.7倍以上1.3倍以
下のホウ酸濃度、好ましくは実質的に等しいホウ酸濃度
を有する溶液として調製されている。
間に、EVOHペレットにおける表面から内部にかけて
のホウ酸濃度分布が均質化される。したがって、目的と
する所定濃度のホウ酸を含有しながらも、表面にホウ酸
が偏在しないEVOH樹脂組成物ペレットを得ることが
できる。なお、この形態においても、ホウ酸処理溶液と
ともに用いる酸処理溶液は、最終処理器を含む少なくと
も一つの処理器に供給するとよい。
いているため、EVOHペレットのホウ酸含有量を安定
化することが容易となる。また、向流接触により処理し
ているため、カルボン酸化合物など併用する処理剤の吸
着量を安定化できる。
理器を用いる場合、各処理器における処理は、並流と向
流のいずれかから任意に選択できる。図5に示した形態
では、第1塔型処理器1において向流処理、第2塔型処
理器2において並流処理を行っている。図6に示した形
態では、逆に、第1塔型処理器1において並流処理、第
2塔型処理器2において向流処理を行っている。各処理
器における処理の内容は、第3および第4の実施形態に
説明したとおりである。図5および図6における符号
も、図3および図4で用いた符号に対応する。
組成物には、通常、さらに乾燥処理が施される。乾燥処
理後のEVOHからなる樹脂組成物ペレットの含水率
は、一般に1重量%以下とされ、好ましくは0.5重量
%以下とされる。乾燥方法は、特に限定されないが、静
置乾燥法、流動乾燥法などが好適であり、いくつかの乾
燥方法を組み合わせた多段階の乾燥工程を採用すること
も可能である。この中でも、始めに流動乾燥法で乾燥
し、次いで静置乾燥法を採用する乾燥方法が好適であ
る。乾燥状態のEVOHには、必要に応じて、可塑剤、
安定剤、界面活性剤、架橋剤、金属塩、充填剤、各種繊
維などの補強剤などを添加してもよい。
成形により、フィルム、シート、容器、パイプ、繊維な
ど各種形状へと成形される。溶融成形としては、押出成
形、インフレーション法、ブロー成形、溶融紡糸、射出
成形などを適用できる。溶融温度は、150〜270℃
が好適である。重合度、エチレン含有率、ケン化度など
が相違する2種以上のEVOHをブレンドして溶融成形
してもよい。また、予め、EVOHに、可塑剤、安定
剤、界面活性剤、架橋剤、金属塩、充填剤、各種繊維な
どの補強剤を添加しても構わない。
脂を配合してもよい。熱可塑性樹脂としては、ポリオレ
フィン(ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ1−ブテ
ン、ポリ4−メチル−1ペンテン、エチレン−プロピレ
ン共重合体、エチレンと炭素数が4以上のα−オレフィ
ンとの共重合体、ポリオレフィンと無水マレイン酸との
共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−
アクリル酸エステル共重合体、これらを不飽和カルボン
酸またはその誘導体でグラフト変性した変性ポリオレフ
ィンなど)、各種ナイロン(ナイロン6、ナイロン6
6、ナイロン6/66共重合体など)、ポリ塩化ビニ
ル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエステル、ポリスチレ
ン、ポリアクリロニトリル、ポリウレタン、ポリアセタ
ール、変性ポリビニルアルコール樹脂などが挙げられ
る。
可塑性樹脂とを、例えば共押出しすることにより、積層
体として成形してもよい。さらに、EVOHは、紙、プ
ラスチックフィルム、金属箔など基材フィルムとの積層
体としてもよく、共押出しコート、溶液コートなどによ
り、これら基材フィルムの表面にコーティングしても構
わない。
いても特に制限はない。EVOHは、エチレンと酢酸ビ
ニルとを共重合させ、さらにケン化する公知の製造方法
により得ることができる。処理に供するEVOHの形態
は、特に限定されないが、ケン化して得られたEVOH
のメタノールまたは水/メタノール溶液を、水中(メタ
ノールを含んでいてもよい)に押し出してストランド状
に凝固させ、切断、水洗して得られる含水EVOHペレ
ットが好適である。
明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではな
い。また、「%」、「部」は、特に断りがなければ重量
基準である。なお、水はすべて純水を使用した。
とおりである。 (1)含水率の測定 試料とする含水EVOHペレット20gをよく乾燥した
秤量ビンに取り、熱風乾燥機で120℃、24時間乾燥
し、乾燥前と乾燥後のEVOHペレットの重量変化か
ら、下記式を用いてEVOHの含水率を求めた。 含水率(%)={(乾燥前重量−乾燥後重量)/乾燥前
重量}×100
光分光分析法によりホウ素化合物の含有量をホウ素元素
の重量換算で定量した。また、試料が乾燥EVOH樹脂
組成物ペレットの場合は、炭酸ナトリウム水溶液を添加
した後、白金るつぼ中600℃で灰化させた試料の塩酸
溶液を使用して、ICP発光分光分析法によりホウ素化
合物濃度をホウ素換算で定量した。
を行った。 ・形式 ;単軸押出機(ノンベントタイプ) ・L/D ;20 ・口径 ;20mmφ ・スクリュー ;一条フルフライトタイプ、表面窒化鋼 ・スクリュー回転数;40rpm ・ダイス ;300mm幅コートハンガーダイ ・リップ間隙 ;0.3mm ・シリンダー、ダイ温度設定(C1/C2/C3/ダイ); 195/230/230/220(℃)
眼で確認できる約150μm以上のもの)を数え、1.
0m2あたりに換算した。ブツの個数によって以下のよ
うに判定した。 A;10個未満 B;10個以上20個未満 C;20
個以上40個未満 D;40個以上60個未満 E;60個以上
ンプリングしてゲル・ブツ(肉眼で確認できる約150
μm以上のもの)を数えて1.0m2あたりに換算し、
ゲル・ブツの増加傾向により以下のように判定した。 ○;増加傾向なし △;若干の増加傾向あり ×;激し
い増加傾向あり
液を数種類調製し、当該水溶液170部に、含水EVO
Hペレット100部を投入し、当該ペレットが流動する
程度の攪拌強度で30℃で7日間攪拌を行った。得られ
た含水EVOH樹脂組成物ペレットは熱風乾燥機を用い
て80℃で3時間、引き続いて107℃で24時間乾燥
して乾燥EVOH樹脂組成物ペレットとし、乾燥ペレッ
トのホウ素化合物濃度(樹脂平衡濃度;CeqEV)、およ
び攪拌処理後の水溶液中のホウ素化合物濃度(溶液平衡
濃度;CeqSL)を、それぞれホウ素元素換算値で測定し
た。得られた値を用い、横軸に樹脂平衡濃度(CeqE
V)、縦軸に溶液平衡濃度(CeqSL)をプロットしたグ
ラフを作成した。なお、このグラフは、エチレン含有量
は38モル%、ケン化度は99.5モル%のEVOHに
ついてのものである。得られたグラフは、図7に示すよ
うに、ほぼ直線となった。このグラフから、EVOHに
おけるホウ素化合物濃度を特定すれば、それに対応する
溶液平衡濃度を得ることができる。
有量38モル%、ケン化度99.5モル%であるEVO
Hの水/メタノール(重量比35/65)溶液(EVO
H樹脂濃度40重量%)を水/メタノール(重量比87
/13)からなる溶液を満たした凝固槽にストランド状
に押し出して凝固させた後、カッターで切断してペレッ
ト状のEVOHを得た。これをさらに水で洗浄すること
により、含水率55%のEVOHペレットを得た。
(高さ200cm、塔径40cm)の頂部より27L/
時の速度で仕込みながら、処理器上部(高さ180cm
の位置)からホウ酸0.106%(ホウ素元素換算0.
019%)、リン酸0.023%および酢酸ナトリウム
0.098%を含有する水溶液(30℃)を12L/時
の速度で仕込み、処理器内のEVOHペレット面および
水溶液面のレベル(EVOHペレット面:高さ160c
m、水溶液面:190cmの位置)がほぼ一定となるよ
うに含水EVOH樹脂組成物ペレットおよびそれに付随
する水溶液を処理器の下部より連続的に取り出した。
(b)および同24時間(c)の水溶液および含水EV
OH樹脂組成物ペレットを採取し、含水EVOH樹脂組
成物ペレットについては熱風乾燥機を用いて80℃で3
時間、引き続いて107℃で24時間乾燥して乾燥EV
OH樹脂組成物ペレットを得た。
成物ペレット中のホウ素化合物濃度を分析した結果、水
溶液中のホウ素濃度は、それぞれ(CSL/a)0.00
244%、(CSL/b)0.00224%および(CSL/
c)0.00229%、乾燥EVOH樹脂組成物ペレッ
ト中のホウ素濃度は(CEV/a)0.027%、(CEV/
b)0.025%および(CEV/c)0.026%であ
った。乾燥EVOH樹脂組成物ペレット中の各ホウ素濃
度を樹脂平衡濃度(CeqEV)として図7から求められる
溶液平衡濃度は、(CeqSL/a)0.00239%、
(CeqSL/b)0.00222%および(CeqSL/c)
0.00231%である。これらホウ素濃度を表1にま
とめて示す。
を用いて単層製膜を行い、外観評価を行った。その結
果、ゲル・ブツの発生個数については(a)〜(c)の
いずれもAまたはB判定であり、ゲル・ブツの発生の少
ないフィルムを得ることができた。ただし、試験開始直
後には若干のゲル・ブツの発生が認められた。また、8
日間の連続製膜においてもゲル・ブツの増加傾向は認め
られず良好なロングラン性を示した。結果を表2に示
す。
例1と同様にして凝固、切断して得たエチレン含有量3
8モル%、ケン化度99.5モル%、含水率55%のE
VOHペレットを第1の塔型処理器(高さ200cm、
塔径40cm)の頂部より27L/時の速度で仕込みな
がら、処理器の上部(高さ180cmの位置)からホウ
酸0.106%(ホウ素元素換算0.019%)を含有
する水溶液(30℃)を12L/時の速度で仕込み、処
理器内のペレット面および水溶液面のレベル(EVOH
ペレット面:高さ160cm、水溶液面:190cm)
がほぼ一定となるように含水EVOH樹脂組成物ペレッ
トおよび水溶液を該処理器の下部より連続的に取り出し
た。
成物ペレットを第2の塔型処理器(高さ200cm、直
径40cm)の頂部より27L/時の速度で仕込みなが
ら、処理器の下部(高さ10cmの位置)からホウ酸
0.013%(ホウ素元素換算0.0023%、EVO
H樹脂組成物中のホウ素含有量が0.026%であると
きの溶液平衡濃度CeqSLに相当する濃度)、リン酸0.
013%および酢酸ナトリウム0.055%を含有する
水溶液(30℃)を40L/時の速度で仕込み、水溶液
は上部(高さ190cmの位置)より取り出し、処理器
内のEVOHペレット面のレベル(高さ160cmの位
置)がほぼ一定となるように含水EVOH樹脂組成物ペ
レットを処理器の下部より連続的に取り出した。
(b)および同24時間(c)の含水EVOH樹脂組成
物ペレットおよびそれに付随する水溶液を採取し、含水
EVOH樹脂組成物ペレットについては熱風乾燥機を用
いて80℃で3時間、引き続いて107℃で24時間乾
燥して乾燥EVOH樹脂組成物ペレットを得た。
成物ペレット中のホウ素化合物濃度を分析した結果、水
溶液中のホウ素濃度は、下部より仕込んだ水溶液の濃度
とほぼ同じであって、それぞれ(CSL/a)0.002
32%、(CSL/b)0.00229%および(CSL/
c)0.00229%であった。また、乾燥EVOH樹
脂組成物ペレット中のホウ素濃度は(CEV/a)0.0
26%、(CEV/b)0.026%および(CEV/c)
0.026%であった。乾燥EVOH樹脂組成物ペレッ
ト中の各ホウ素濃度を樹脂平衡濃度(CeqEV)として図
7から求められる溶液平衡濃度は、(CeqSL/a)0.
00231%、(CeqSL/b)0.00231%および
(CeqSL/c)0.00231%である。これらホウ素
濃度を表1にまとめて示す。
を用いて単層製膜を行い外観評価を行った結果、ゲル・
ブツの発生個数については(a)〜(c)のいずれもA
判定であり、試験開始直後からゲル・ブツの発生の少な
い良質のペレットを得ることができた。また、8日間の
連続製膜においてもゲル・ブツの増加傾向は認められず
良好なロングラン性を示した。結果を表2に示す。
例1と同様にして凝固、切断して得たエチレン含有量3
8モル%、ケン化度99.5モル%で含水率55%のE
VOHペレットを第1の塔型処理器(高さ200cm、
塔径40cm)の頂部より27L/時の速度で仕込みな
がら、処理器の下部(高さ10cmの位置)からホウ酸
0.036%(ホウ素元素換算0.0063%)を含有
する水溶液(30℃)を40L/時の速度で仕込み、処
理器内のペレット面のレベル(EVOHペレット:高さ
160cm)がほぼ一定となるようにEVOHペレット
を処理器の下部より連続的に取り出した。
ペレットを第2の塔型処理器(高さ200cm、直径4
0cm)の頂部より27L/時の速度で仕込みながら、
処理器の下部(高さ10cmの位置)からホウ酸0.0
13%(ホウ素元素換算0.0023%、EVOH樹脂
組成物中のホウ素含有量が0.026%であるときの平
衡濃度CeqSL)、リン酸0.013%および酢酸ナトリ
ウム0.055%を含有する水溶液(30℃)を40L
/時の速度で仕込み、水溶液は上部(高さ190cmの
位置)より取り出し、処理器内のEVOHペレット面の
レベル(高さ160cmの位置)がほぼ一定となるよう
に含水EVOH樹脂組成物ペレットを処理器の下部より
連続的に取り出した。
(b)および同24時間(c)の含水EVOH樹脂組成
物ペレットおよびそれに付随する水溶液を採取し、含水
EVOH樹脂組成物ペレットについては熱風乾燥機を用
いて80℃で3時間、引き続いて107℃で24時間乾
燥して乾燥EVOH樹脂組成物ペレットを得た。
成物ペレット中のホウ素化合物濃度を分析した結果、水
溶液中のホウ素濃度は、下部より仕込んだ水溶液の濃度
とほぼ同じであって、それぞれ(CSL/a)0.002
33%、(CSL/b)0.00228%および(CSL/
c)0.00230%であった。また、乾燥EVOH樹
脂組成物ペレット中のホウ素濃度は(CEV/a)0.0
28%、(CEV/b)0.026%および(CEV/c)
0.026%であった。乾燥EVOH樹脂組成物ペレッ
ト中の各ホウ素濃度を樹脂平衡濃度(CeqEV)として図
7から求められる溶液平衡濃度は、(CeqSL/a)0.
00249%、(CeqSL/b)0.00231%および
(CeqSL/c)0.00231%である。これらホウ素
濃度を表1にまとめて示す。
を用いて単層製膜を行い外観評価を行った結果、ゲル・
ブツの発生個数については(a)〜(c)のいずれもA
またはB判定であり、ゲル・ブツの発生の少ないフィル
ムを得ることができた。ただし、試験開始直後には若干
のゲル・ブツの発生が認められた。また、8日間の連続
製膜においてもゲル・ブツの増加傾向は認められず良好
なロングラン性を示した。結果を表2に示す。
様にして凝固、切断して得たエチレン含有量38モル
%、ケン化度99.5モル%で含水率55%のEVOH
ペレットを塔型処理器(高さ200cm、直径40c
m)の頂部より27L/時の速度で仕込みながら、処理
器の下部(高さ10cmの位置)からホウ酸0.036
%(ホウ素元素換算0.0063%)、リン酸0.01
3%および酢酸ナトリウム0.055%を含有する水溶
液(30℃)を40L/時の速度で仕込み、水溶液は上
部(高さ190cmの位置)より取り出し、処理器内の
EVOHペレット面のレベル(高さ160cmの位置)
がほぼ一定となるように含水EVOH樹脂組成物ペレッ
トを処理器の下部より連続的に取り出した。
(b)および同24時間(c)の含水EVOH樹脂組成
物ペレットおよびそれに付随する水溶液を採取し、含水
EVOH樹脂組成物ペレットについては熱風乾燥機を用
いて80℃で3時間、引き続いて107℃で24時間乾
燥して乾燥EVOH樹脂組成物ペレットを得た。
成物ペレット中のホウ素化合物濃度を分析した結果、水
溶液中のホウ素濃度は、下部より仕込んだ水溶液の濃度
とほぼ同じであって、それぞれ(CSL/a)0.006
17%、(CSL/b)0.00607%および(CSL/
c)0.00598%であった。また、乾燥EVOH樹
脂組成物ペレット中のホウ素濃度は(CEV/a)0.0
47%、(CEV/b)0.029%および(CEV/c)
0.024%であった。乾燥EVOH樹脂組成物ペレッ
ト中の各ホウ素濃度を樹脂平衡濃度(CeqEV)として図
7から求められる溶液平衡濃度は、(CeqSL/a)0.
00417%、(CeqSL/b)0.00257%および
(CeqSL/c)0.00204%である。これらホウ素
濃度を表1にまとめて示す。
を用いて単層製膜を行い外観評価を行った結果、ゲル・
ブツの発生個数については(a)〜(c)のいずれもD
またはE判定であり、ゲル・ブツの発生が顕著であっ
た。また、8日間の連続製膜においては、ゲル・ブツの
激しい増加傾向が認められ、ロングラン性の面でも問題
が生じた。結果を表2に示す。
で良好な結果が得られ、さらに具体的にはCSL/CeqSL
が0.9〜1.1程度、特に0.99〜1.01で非常
に好ましい結果が得られた。
燥ペレット中のホウ素化合物濃度が、ペレット全体とし
ては実施例1〜3で得られた乾燥ペレット中のホウ素化
合物濃度とほとんど差がないにもかかわらず、ゲル・ブ
ツの発生が顕著となっている。これは、比較例で得られ
たペレット内でホウ素化合物の濃度分布が不均一である
ためと考えられる。このように、ホウ素化合物を含有す
るEVOH樹脂組成物ペレットにおいては、ペレット内
でのホウ素化合物濃度の均一性は極めて重要である。
れば、EVOH樹脂組成物におけるホウ素化合物の偏在
を緩和することにより、EVOHの溶融成形時に発生す
るフィッシュアイを抑制し、溶融成形のロングラン性を
改善することができる。しかも、本発明は、生産性の良
好な塔型処理器を用いて実施できるものであって、当該
技術分野における利用価値は極めて大きい。
を示す図である。
の例を示す図である。
た別の例を示す図である。
らに別の例を示す図である。
たさらに別の例を示す図である。
た別の例を示す図である。
(CeqEV)と溶液平衡濃度(CeqSL)との関係の一例を
示す図である。
たときの樹脂濃度(CEV)と溶液平衡濃度(CSL)との
濃度変化を示す図である。
Claims (17)
- 【請求項1】 エチレン−ビニルアルコール共重合体と
ホウ素化合物含有溶液とを接触させる工程を含むエチレ
ン−ビニルアルコール共重合体樹脂組成物の製造方法で
あって、前記共重合体におけるホウ素化合物濃度が実質
的に均一になるように前記共重合体と前記溶液とを接触
させることを特徴とするエチレン−ビニルアルコール共
重合体樹脂組成物の製造方法。 - 【請求項2】 ホウ素化合物含有溶液においてホウ素化
合物濃度が溶液平衡濃度の0.7倍以上1.3倍以下と
なっている部分に接しているエチレン−ビニルアルコー
ル共重合体を前記溶液外へと取り出す請求項1に記載の
エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂組成物の製造
方法。ここで、溶液平衡濃度は、エチレン−ビニルアル
コール共重合体をホウ素化合物含有溶液に浸漬させ、前
記共重合体中のホウ素化合物と前記溶液中のホウ素化合
物とが平衡状態に達したときの溶液中のホウ素化合物濃
度である。 - 【請求項3】 エチレン−ビニルアルコール共重合体と
ホウ素化合物含有溶液とを接触させる工程と、前記溶液
においてホウ素化合物濃度が溶液平衡濃度の0.7倍以
上1.3倍以下となっている部分に接している前記共重
合体を前記溶液外へと取り出す工程とを含むことを特徴
とするエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂組成物
の製造方法。ここで、溶液平衡濃度は、エチレン−ビニ
ルアルコール共重合体をホウ素化合物含有溶液に浸漬さ
せ、前記共重合体中のホウ素化合物と前記溶液中のホウ
素化合物とが平衡状態に達したときの溶液中のホウ素化
合物濃度である。 - 【請求項4】 エチレン−ビニルアルコール共重合体と
ホウ素化合物含有溶液とを処理器に連続的に供給してこ
の処理器内で接触させ、前記処理器からエチレン−ビニ
ルアルコール共重合体樹脂組成物を連続的に取り出す請
求項2または3に記載のエチレン−ビニルアルコール共
重合体樹脂組成物の製造方法。 - 【請求項5】 溶液平衡濃度が、ホウ素元素換算で、
0.0001重量%以上0.05重量%以下である請求
項2〜4のいずれかに記載のエチレン−ビニルアルコー
ル共重合体樹脂組成物の製造方法。 - 【請求項6】 エチレン−ビニルアルコール共重合体と
ホウ素化合物含有溶液とを塔型処理器内で並流接触させ
る請求項2〜5のいずれかに記載のエチレン−ビニルア
ルコール共重合体樹脂組成物の製造方法。 - 【請求項7】 塔型処理器に供給するホウ素化合物含有
溶液のホウ素化合物濃度を、ホウ素元素換算で、0.0
01重量%以上0.35重量%以下とする請求項6に記
載のエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂組成物の
製造方法。 - 【請求項8】 塔型処理器の塔上部からエチレン−ビニ
ルアルコール共重合体を連続的に供給し、塔中部から第
1のホウ素化合物含有溶液を連続的に供給し、塔下部か
らホウ素化合物濃度が溶液平衡濃度の0.7倍以上1.
3倍以下である第2のホウ素化合物含有溶液を連続的に
供給し、前記共重合体と前記第1および第2のホウ素化
合物含有溶液とを前記塔型処理器内において向流接触さ
せ、この塔型処理器の塔上部から前記第1および第2の
ホウ素化合物含有溶液を連続的に排出し、塔底部から前
記第2ホウ素化合物含有溶液と接触している前記共重合
体を連続的に取り出す請求項2〜5のいずれかに記載の
エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂組成物の製造
方法。 - 【請求項9】 エチレン−ビニルアルコール共重合体を
取り出すときに接しているホウ素化合物含有溶液を第2
のホウ素化合物含有溶液として、前記第2のホウ素化合
物含有溶液と接触させる前に、前記共重合体を、第1の
ホウ素化合物含有溶液と接触させる請求項2〜5のいず
れかに記載のエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂
組成物の製造方法。 - 【請求項10】 供給する第2のホウ素化合物含有溶液
のホウ素化合物濃度よりも第1のホウ素化合物含有溶液
のホウ素化合物濃度を高くする請求項8または9に記載
のエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂組成物の製
造方法。 - 【請求項11】 エチレン−ビニルアルコール共重合体
と接触する前の第1のホウ素化合物含有溶液のホウ素化
合物濃度を、ホウ素元素換算で、0.001重量%以上
0.35重量%以下とする請求項8〜10のいずれかに
記載のエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂組成物
の製造方法。 - 【請求項12】 エチレン−ビニルアルコール共重合体
と第1のホウ素化合物含有溶液とを、前処理器内で接触
させる請求項9に記載のエチレン−ビニルアルコール共
重合体樹脂組成物の製造方法。 - 【請求項13】 予め第1のホウ素化合物含有溶液と接
触させたエチレン−ビニルアルコール共重合体と第2の
ホウ素化合物含有溶液とを、塔型処理器内で並流接触さ
せる請求項12に記載のエチレン−ビニルアルコール共
重合体樹脂組成物の製造方法。 - 【請求項14】 予め第1のホウ素化合物含有溶液と接
触させたエチレン−ビニルアルコール共重合体と、ホウ
素化合物濃度が溶液平衡濃度の0.7倍以上1.3倍以
下である第2のホウ素化合物含有溶液とを、塔型処理器
内で向流接触させる請求項12に記載のエチレン−ビニ
ルアルコール共重合体樹脂組成物の製造方法。 - 【請求項15】 エチレン−ビニルアルコール共重合体
を、カルボン酸化合物、リン酸化合物、アルカリ金属塩
およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種
と接触させる請求項1〜14のいずれかに記載のエチレ
ン−ビニルアルコール共重合体樹脂組成物の製造方法。 - 【請求項16】 ホウ素化合物が、ホウ酸およびホウ酸
塩から選ばれる少なくとも一方である請求項1〜15の
いずれかに記載のエチレン−ビニルアルコール共重合体
樹脂組成物の製造方法。 - 【請求項17】 エチレン−ビニルアルコール共重合体
樹脂が、エチレン含有量20モル%以上70モル%以
下、ケン化度90モル%以上である請求項1〜16のい
ずれかに記載のエチレン−ビニルアルコール共重合体樹
脂組成物の製造方法。
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