JP2006052351A - 樹脂組成物及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 ビニルアルコール系重合体(A)及び無機化合物(B)を含有してなる樹脂組成物を製造するにあたり、含水率70重量%以下のビニルアルコール系重合体(A)と、無機化合物(B)水分散液を混練しながら水分を除去して樹脂組成物中の含水率を5重量%以下にすることを特徴とする樹脂組成物の製造法。
【選択図】 なし
Description
〔1〕 ビニルアルコール系重合体(A)及び無機化合物(B)を含有してなる樹脂組成物を製造するにあたり、含水率70重量%以下のビニルアルコール系重合体(A)と、無機化合物(B)水分散液を混練しながら水分を除去して樹脂組成物中の含水率を5重量%以下にすることを特徴とする樹脂組成物の製造法。
〔2〕 下式(1)〜(3)を同時に満たす条件で混練することを特徴とする上記〔1〕記載の樹脂組成物の製造法。
〔3〕 無機化合物(B)水分散液の固形分濃度が、10重量%以上である上記〔1〕又は〔2〕記載の樹脂組成物の製造法。
〔4〕 無機化合物(B)が、層状無機化合物である上記〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の樹脂組成物の製造法。
〔5〕 ビニルアルコール系重合体(A)が、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物である上記〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の樹脂組成物の製造法。
〔6〕 上記〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の樹脂組成物の製造法により得られる樹脂組成物。
本発明に用いるビニルアルコール系重合体(A)としては、特に限定されないが、ビニルエステル系化合物を重合して得られたビニルエステル系重合体をケン化して得られるものである。
かかるビニルエステル系化合物としては、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、トリフルオロ酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリル酸ビニル、バーサティック酸ビニル、パルミチン酸ビニル、ステアリン酸ビニル等が単独又は併用で用いられるが、実用上は酢酸ビニルが好適である。
かかるビニルアルコール系重合体(A)の具体例としては、ポリビニルアルコール(以下、PVAと略記する)等が挙げられる。
かかるEVOHとしては、特に限定されないが、そのエチレン含有率は60mol%未満(更には55mol%未満、特には50mol%未満)が好ましい。かかるエチレン含有率が60mol%以上ではガスバリア性が低下するので好ましくない。また、エチレン含有率の下限は、特に限定されないが、10mol%以上(更には15mol%以上、特には20mol%以上)とすることが好ましい。かかるエチレン含有率が10mol%未満の場合、耐水性や熱安定性が低下するので好ましくない。
さらに、該EVOHのメルトインデックス(MI)としては、1〜100g/10分(210℃、荷重2160g)が好ましく、より好ましくは2〜50g/10分である。該メルトインデックス(MI)が1g/10分未満では溶融加工時に負荷が大きくなりすぎ、加工に支障をきたすこととなり、100g/10分を超えると溶融時に粘度が低くなりすぎ、垂れが起こりフィルム等の成形ができなくなり好ましくない。
また、上記方法により含水率を調整した後、無機化合物(B)水分散液と溶融混練される前に、必要に応じて、公知の乾燥処理(熱風乾燥、誘電加熱乾燥、マイクロ波照射乾燥等)を行って含水率の(再)調整を行ったり、或いは該ペレットの表面付着水除去操作を事前に行うことも、混練安定性の点で好ましい。
また、樹脂組成物のバッチ式混練装置での混練時間は10〜1800秒(更には180〜1500秒、特には600〜1300秒)の範囲から選択され、かかる混練時間が10秒未満では、十分な乾燥ができない場合があり、逆に1800秒を超えると樹脂組成物の品質が低下(熱劣化)する場合があって好ましくない。
混練時間(t)は、押出機を用いる場合には、試料投入部分に原料を投入してから樹脂がダイより吐出されるまでの経過時間を計測することで測定することができる。バッチ式混練装置の場合には、チャンバー内に原材料を投入して混練開始してから混練を終了するまでの経過時間を計測することで測定することができる。
混練開始時の樹脂温度(T0)は、押出機を用いる場合には、試料投入部分に最も近いベント部に樹脂温度計を設置することにより測定することができる。バッチ式混練装置の場合には、装置に装備された樹脂温度計を用いて混練開始時の樹脂温度を測定することができる。
混練終了時の樹脂温度(T1)は、押出機を用いる場合には、樹脂吐出部分に最も近いダイ部に樹脂温度計を設置することにより測定することができる。バッチ式混練装置の場合には、装置に装備された樹脂温度計を用いて混練終了時の樹脂温度を測定することができる。
尚、本発明においては、上記混練によって樹脂組成物中の含水率を5重量%以下にすることが必要である。したがって、混練により含水率が5重量%を超える樹脂組成物を得て、次いで乾燥させることによって含水率を5重量%以下にする方法は本発明には含まれない。
尚、以下の例中、「%」、「部」とあるのは特に断りのない限り重量基準である。
含水率28重量%のEVOH(A)[日本合成化学工業株式会社製ソアノールD2908:エチレン含有量29モル%、ケン化度99.8モル%]139部[EVOH100部(固形分)]と、パウダー状の天然モンモリロナイト(B)[クニミネ工業株式会社製クニピアF:膨潤度(日本ベントナイト工業会の標準試験方法容積法に準じて測定)は98ml/2g]の水分散液(固形分濃度60%)8.3部[天然モンモリロナイト5部(固形分)]を、チャンバー温度:60℃、ローター回転数:70rpmに設定したブラベンダー装置(ブラベンダー社製;型式PLE331)に供給して原材料投入口を密封してトルクが上昇域に達するまで3分間混練した。その後、チャンバー設定温度を110℃に変更して、原材料投入口を開放して水分を蒸散させながら混練を続けて行い、原材料投入口から蒸気が発生しなくなるまで17分間混練した。このとき、樹脂温度は混練によって発生したせん断発熱によって徐々に昇温されて混練終了時には173℃まで上昇した。その後、チャンバーより樹脂を取り出して含水率が0.3重量%の樹脂組成物を得た。
[単軸押出機による製膜条件]
スクリュー内径 40mm
L/D 28
スクリュー形状 フルフライトタイプ
スクリュー圧縮比 3.8
スクリュー回転数 50rpm
Tダイ コートハンガータイプ
ダイ巾 450mm
温度設定 C1:180℃ H:210℃
C2:210℃ D:210℃
C3:220℃
C4:220℃
冷却ロール温度 90℃
ロール引取速度 12m/min
エアギャップ 90mm
この条件で10時間加工した後に押出機の運転を停止した。その後、温度設定を維持した状態で3時間経過した後に再び押出機を立ち上げて停止前と同様の条件で厚み30μmフィルムを加工した。再立上げ後に得られたフィルム(再立上げして1時間後のフィルムを評価)について、以下の評価を行った。
再立上げ後に得られたフィルムにおいて10cm×10cm中における幅100μm以上の筋の数を測定して、下記の基準にて評価した。
◎:1本以下
○:2〜5本
×:6本以上
日本電色株式会社製のヘイズメーター「NDH2000」を用いて、JIS K7105に順じて再立上げ後に得られたフィルムのヘイズ値を測定して、下記の基準にて評価した。
◎:ヘイズ値<10
○:10≦ヘイズ値<20
×:20≦ヘイズ値
実施例1において、天然モンモリロナイト(B)の水分散液(固形分濃度33%)15.2部[天然モンモリロナイト5部(固形分)]に変更した以外は同様に行い、含水率が0.3重量%の樹脂組成物を得た。尚、混練開始から終了までの混練時間(t)は1450秒であった。また、混練開始時の樹脂温度(T0)は57℃、混練終了時の樹脂温度(T1)は171℃であった。得られた樹脂組成物について、実施例1と同様にフィルム加工を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に示す。
実施例1において、天然モンモリロナイト(B)の水分散液(固形分濃度80%)6.3部[天然モンモリロナイト5部(固形分)]に変更した以外は同様に行い、含水率が0.3重量%の樹脂組成物を得た。尚、混練開始から終了までの混練時間(t)は1000秒であった。また、混練開始時の樹脂温度(T0)は60℃、混練終了時の樹脂温度(T1)は173℃であった。得られた樹脂組成物について、実施例1と同様にフィルム加工を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に示す。
実施例1において、含水率13重量%のEVOH(A)[日本合成化学工業株式会社製ソアノールD2908:エチレン含有量29モル%、ケン化度99.8モル%]115部[EVOH100部(固形分)]に変更した以外は同様に行い、含水率が0.3重量%の樹脂組成物を得た。尚、混練開始から終了までの混練時間(t)は720秒であった。また、混練開始時の樹脂温度(T0)は60℃、混練終了時の樹脂温度(T1)は173℃であった。得られた樹脂組成物について、実施例1と同様にフィルム加工を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に示す。
実施例1において、含水率58重量%のEVOH(A)[日本合成化学工業株式会社製ソアノールD2908:エチレン含有量29モル%、ケン化度99.8モル%]238部[EVOH100部(固形分)]に変更した以外は同様に行い、含水率が0.3重量%の樹脂組成物を得た。尚、混練開始から終了までの混練時間(t)は1650秒であった。また、混練開始時の樹脂温度(T0)は58℃、混練終了時の樹脂温度(T1)は170℃であった。得られた樹脂組成物について、実施例1と同様にフィルム加工を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に示す。
実施例1において、天然モンモリロナイト(B)の水分散液(固形分濃度60%)16.7部[天然モンモリロナイト10部(固形分)]に変更した以外は同様に行い、含水率が0.3重量%の樹脂組成物を得た。尚、混練開始から終了までの混練時間(t)は1200秒であった。また、混練開始時の樹脂温度(T0)は60℃、混練終了時の樹脂温度(T1)は183℃であった。得られた樹脂組成物について、実施例1と同様にフィルム加工を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に示す。
実施例1において、混練前のチャンバー設定温度を100℃、トルクが上昇域に達した後のチャンバー設定温度を140℃に変更した以外は同様に行い、含水率が0.3重量%の樹脂組成物を得た。尚、混練開始から終了までの混練時間(t)は390秒であった。また、混練開始時の樹脂温度(T0)は96℃、混練終了時の樹脂温度(T1)は185℃であった。得られた樹脂組成物について、実施例1と同様にフィルム加工を行い、同様の評価を行った。その結果を表1に示す。
実施例1と同じ含水率28重量%のEVOH(A)139部[EVOH100部(固形分)]と、パウダー状の天然モンモリロナイト(B)の水分散液(固形分濃度60%)8.3部[天然モンモリロナイト5部(固形分)]をストランドダイを備えた二軸押出機に供給して、以下の条件にて混練を行い、そのストランドを水槽中に通して冷却後ペレタイザーで切断して、含水率が0.3重量%の樹脂組成物ペレットを得た。
装置:57mmφ二軸押出機(L/D=44)
ストランドダイ形状:径3.5mmφの12穴
スクリーンメッシュ:90/90mesh
ベント:C6部とC9部を開放、C12部を真空吸引
ホッパー内:窒素シールを実施
スクリュー回転数:33rpm
シリンダーの温度設定:C1:60℃、C2〜C4:95℃、C5〜C6:100℃、C7:150℃、C8〜C13:170℃、AD:180℃、D:180℃
実施例1と同じ含水率28重量%のEVOH(A)139部[EVOH100部(固形分)]と、パウダー状の天然モンモリロナイト(B)の水分散液(固形分濃度60%)8.3部[天然モンモリロナイト5部(固形分)]をストランドダイを備えた二軸押出機に供給して、以下の条件にて混練を行い、そのストランドを水槽中に通して冷却後ペレタイザーで切断して、含水率が0.3重量%の樹脂組成物ペレットを得た。
装置:57mmφ二軸押出機(L/D=44)
ストランドダイ形状:径3.5mmφの12穴
スクリーンメッシュ:90/90mesh
ベント:C6部とC9部を開放、C12部を真空吸引
ホッパー内:窒素シールを実施
スクリュー回転数:90rpm
シリンダーの温度設定:C1:60℃、C2〜C4:95℃、C5〜C6:100℃、C7:150℃、C8〜C13:190℃、AD:190℃、D:190℃
実施例1と同じ含水率28重量%のEVOH(A)139部[EVOH100部(固形分)]と実施例1と同じパウダー状の天然モンモリロナイト(B)5部[水分散液とせず]をストランドダイを備えた二軸押出機に供給して、以下の条件にて混練を行い、そのストランドを水槽中に通して冷却後ペレタイザーで切断して、含水率が0.3重量%の樹脂組成物ペレットを得た。
装置:57mmφ二軸押出機(L/D=44)
ストランドダイ形状:径3.5mmφの12穴
スクリーンメッシュ:90/90mesh
ベント:C6部とC9部を開放、C12部を真空吸引
ホッパー内:窒素シールを実施
スクリュー回転数:100rpm
シリンダーの温度設定:C1:60℃、C2〜C4:95℃、C5〜C6:100℃、C7:150℃、C8〜C13:200℃、AD:200℃、D:200℃
パウダー状の天然モンモリロナイト(B)を水に分散して固形分濃度8%の水分散液として、これを二軸押出機のC3ベント部から供給し、かつ、ペレット化条件を以下のように変更した以外は比較例1と同様に混練を行って、含水率が38重量%の樹脂組成物ペレットを得た。
シリンダーの温度設定:C1:60℃、C2〜C13:95℃、AD:95℃、D:95℃
Claims (6)
- ビニルアルコール系重合体(A)及び無機化合物(B)を含有してなる樹脂組成物を製造するにあたり、含水率70重量%以下のビニルアルコール系重合体(A)と、無機化合物(B)水分散液を混練しながら水分を除去して樹脂組成物中の含水率を5重量%以下にすることを特徴とする樹脂組成物の製造法。
- 無機化合物(B)水分散液の固形分濃度が、10重量%以上である請求項1又は2記載の樹脂組成物の製造法。
- 無機化合物(B)が、層状無機化合物である請求項1〜3のいずれかに記載の樹脂組成物の製造法。
- ビニルアルコール系重合体(A)が、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物である請求項1〜4のいずれかに記載の樹脂組成物の製造法。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の樹脂組成物の製造法により得られる樹脂組成物。
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