JP2007126586A - 樹脂組成物およびその用途 - Google Patents

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Abstract

【課題】 成形性に優れ、単層あるいは多層フィルム等に成形したときの保温性、透明性、耐衝撃性および引き裂き強度に優れた樹脂組成物を提供すること。
【解決手段】 ポリオレフィン系樹脂(A)、ポリビニルアルコール系樹脂(B)変性ポリオレフィン系樹脂(C)およびアルカリ金属塩(D)を含有してなる。

Description

本発明はポリオレフィン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、変性ポリオレフィン系樹脂およびアルカリ金属塩を含有してなる樹脂組成物及び該樹脂組成物を用いた単層あるいは多層フィルムに関するもので、さらに詳しくは、農業用フィルムに好適な樹脂組成物及び該樹脂組成物を用いた単層あるいは多層フィルムに関する。
従来より、農業用ハウス、トンネルハウス、マルチング用などの農業用フィルムとしてポリ塩化ビニルフィルム、低密度ポリエチレンフィルム、エチレン−酢酸ビニル共重合体フィルムが主として使用されてきた。
このうちポリ塩化ビニルフィルムは保温性および強靭性の点で優れているが、焼却性に難があること、長期間使用したときに可塑剤の表面への移行に伴う透明性の低下が著しいこと、他の2者に比しコストが高いという不利があり、また、低密度ポリエチレンフィルムはコスト的には最も有利であり焼却性も良好であるが、保温性が劣ること、帯電によるほこりの吸着に起因して透明性が低下することなどの不利があり、さらにエチレン−酢酸ビニル共重合体フィルムは焼却性が良好でコストおよび保温性の点では上記2者の中間にあるが、保温性はなお不足し、また帯電によるほこりの吸着に起因して透明性が低下するという不利があった。
これらの欠点を解決するためにポリオレフィン系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂およびエチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物からなる樹脂組成物を用いること(例えば、特許文献1参照。)や、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物及びエチレン系共重合体からなる樹脂組成物を用いること(例えば、特許文献2参照。)が知られているが、本発明者の知見では、前者の樹脂組成物はポリオレフィン系樹脂に保温性を付与することはできるが耐衝撃性等の機械的強度の向上は見られず、後者の樹脂組成物においても十分な保温性を確保するためにはエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物を多量に添加する必要があり、その結果透明性が低下する恐れがあることが判明した。
そこで本出願人はこれらの欠点を解決すべく、ポリオレフィン系樹脂(A)、ポリビニルアルコール系樹脂(B)および変性ポリオレフィン系樹脂(C)を含有してなる樹脂組成物を提案した(例えば特許文献3参照。)。
農業用フィルムにはハウスを被覆する際あるいはフィルム上への降雨や積雪によって伸張力が加わるため、優れた引き裂き強度が必要とされ、また、フィルム市場の傾向から商品外観として高い透明性が必須である。
しかしながら本発明者の検討では、特許文献3に記載の樹脂組成物によるフィルムは引き裂き強度を上げようとすると透明度が低下し、両性能を高いレベルで両立させることが困難であることが判明した。
特開平3−26736号公報 特開平4−210529号公報 特開2004−244512号公報
本発明は、成形性に優れ、フィルム等に成形された時の保温性、引き裂き強度および透明性に優れた樹脂組成物を提供するものである。
本発明者は、上記実情に鑑み、鋭意検討した結果、ポリオレフィン系樹脂(A)、ポリビニルアルコール系樹脂(B)、および変性ポリオレフィン系樹脂(C)を含有する公知の樹脂組成物に、さらにアルカリ金属塩(D)を含有させることにより、本発明の目的が達成されることを見出し、本発明を完成した。
すなわち、本発明の要旨は、ポリオレフィン系樹脂(A)、ポリビニルアルコール系樹脂(B)、変性ポリオレフィン系樹脂(C)、およびアルカリ金属塩(D)を含有する樹脂組成物に存する。
本発明の樹脂組成物は成形性に優れ、かつフィルムに成形した時の保温性、引き裂き強度に優れ、さらに高い透明性が得られることから単層は勿論のこと、積層フィルムとしても有用で、保温用フィルム、液状加工食品やスープの食品包装、壁紙、防水シート、建築・土木用シート等の用途に用いることができる。
以下、本発明について詳述する。
本発明の樹脂組成物に用いられるポリオレフィン系樹脂(A)は、代表的にはエチレン−酢酸ビニル共重合体であり、かかる共重合体における酢酸ビニル含有量は5〜30重量%のものが好ましい。また、その他のポリオレフィン系樹脂(A)としては、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、アイオノマー、エチレン−プロピレン(ブロック又はランダム)共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体、ポリプロピレン、プロピレン−α−オレフィン(炭素数4〜20のα−オレフィン)共重合体、ポリブテン、ポリペンテン、ポリメチルペンテン等のオレフィンの単独又は共重合体等を挙げることができ、好適には直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、エチレン−プロピレン(ブロック又はランダム)共重合体、ポリプロピレンなどが用いられる。
かかるポリオレフィン系樹脂(A)の溶融粘度(剪断速度122sec-1、210℃で測定)の好ましい範囲は80〜8400Pa・s、さらには200〜6000Pa・s、特には500〜4000Pa・sで、かかる溶融粘度が小さすぎると得られるフィルムの機械的強度が低下するおそれがあり、逆に大きすぎると押出成形性の低下を招いて好ましくない。
本発明に用いられるポリビニルアルコール系樹脂(B)としては特に限定されず、公知の方法で製造することができる。
すなわち、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。
また、本発明においては本発明の目的を阻害しない範囲において他の単量体を0.5〜10モル%程度共重合させることも可能で、かかる単量体としては、例えばエチレン、プロピレン、イソブチレン、α−オクテン、α−ドデセン、α−オクタデセン等のオレフィン類、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸等の不飽和酸類あるいはその塩あるいはモノ又はジアルキルエステル等、アクリロニトリル、メタアクリロニトリル等のニトリル類、アクリルアミド、メタクリルアミド等のアミド類、エチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、メタアリルスルホン酸等のオレフィンスルホン酸あるいはその塩、アルキルビニルエーテル類、N−アクリルアミドメチルトリメチルアンモニウムクロライド、アリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジメチルジアリルアンモニウムクロリド、ジメチルアリルビニルケトン、N−ビニルピロリドン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、ポリオキシエチレン(メタ)アリルエーテル、ポリオキシプロピレン(メタ)アリルエーテルなどのポリオキシアルキレン(メタ)アリルエーテル、ポリオキシエチレン(メタ)アクリレート、ポリオキシプロピレン(メタ)アクリレート等のポリオキシアルキレン(メタ)アクリレート、ポリオキシエチレン(メタ)アクリルアミド、ポリオキシプロピレン(メタ)アクリルアミド等のポリオキシアルキレン(メタ)アクリルアミド、ポリオキシエチレン(1−(メタ)アクリルアミド−1,1−ジメチルプロピル)エステル、ポリオキシエチレンビニルエーテル、ポリオキシプロピレンビニルエーテル、ポリオキシエチレンアリルアミン、ポリオキシプロピレンアリルアミン、ポリオキシエチレンビニルアミン、ポリオキシプロピレンビニルアミン、3,4−ジアセトキシ−1−ブテン、ビニルエチルカーボネート、酢酸イソプロペニル等を挙げることができる。
重合(あるいは共重合)を行うに当たっては特に制限はなく、公知の重合方法が任意に用いられるが、通常はメタノール、エタノールあるいはイソプロピルアルコール等のアルコールを溶媒とする溶液重合が実施される。勿論、乳化重合、懸濁重合も可能である。
また、重合反応はアゾビスイソブチロニトリル、過酸化アセチル、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイルなどの公知のラジカル重合触媒を用いて行われ、反応温度は35℃〜200℃、さらに好ましくは50〜80℃程度の範囲から選択される。本発明で用いられるポリビニルアルコール系樹脂の1,2−グリコール結合の含有量は、1.2〜3.5モル%、好ましくは、1.5〜3.0モル%ある。通常の重合条件域で製造されるポリビニルアルコール系樹脂中の1,2−グリコール量は、1.5〜1.8モル%程度であるが、ポリビニルアルコール系樹脂を製造する際の重合温度をアップさせることで、1,2−グリコール結合量が増加することは、ポリビニルアルコール系樹脂の融点が低下し、本発明の樹脂組成物を調整する場合にポリオレフィン系樹脂との溶融混合時の成形温度を下げることが可能となるので好ましい。
得られたビニルエステル系重合体をケン化するにあたっては、該重合体をアルコール系溶媒又はアルコール/脂肪酸エステル系混合溶媒に溶解してアルカリ触媒の存在下に行なわれる。アルコール系溶媒としてはメタノール、エタノール、ブタノール等が挙げられる。かかる脂肪酸エステル系溶媒としては酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等を挙げることができ、他にベンゼンやヘキサン等を併用してもよい。アルコール中の共重合体の濃度は20〜50重量%の範囲から選ばれる。
ケン化触媒としては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ナトリウムメチラート、ナトリウムエチラート、カリウムメチラート等のアルカリ金属の水酸化物やアルコラートの如きアルカリ触媒を用いることができる。かかる触媒の使用量はビニルエステル系共重合体に対して1〜100ミリモル当量にすればよい。なお、場合によっては塩酸、硫酸、p−トルエンスルホン酸等の酸触媒によりケン化することも可能である。
かくしてポリビニルアルコール系樹脂(B)が得られるのであるが、本発明では、かかるポリビニルアルコール系樹脂(B)の平均重合度(JIS K6726に準拠して測定)が50〜2000、さらには100〜1800、特には100〜1500のものが好ましく、かかる平均重合度が下限値未満では得られるフィルムの機械的強度が低い場合があり、逆に平均重合度が上限値を超えるときは溶融成形性が低下する傾向にあり好ましくない。
また、ポリビニルアルコール系樹脂(B)のケン化度は50〜100モル%、さらには70〜100モル%以上、特には80〜100モル%以上のものが好ましく、かかるケン化度が下限値未満では保温性を得るためには多量のポリビニルアルコール系樹脂(B)を含有させる必要があり、その結果フィルムとしたときの機械的強度や透明性が低下する傾向にあり好ましくない。
また、ポリビニルアルコール系樹脂(B)の溶融粘度(剪断速度122sec-1、210℃で測定)は500〜12000Pa・s、さらには600〜9000Pa・s、特には800〜7000Pa・sのものが好ましく、かかる溶融粘度が下限値未満では得られるフィルムの引き裂き強度が低下する傾向にあり、逆に上限値を超えると得られるフィルムの透明性やフィルム成形時の押出し成形性が低下する傾向にあり好ましくない。
さらに、本発明に用いるポリオレフィン系樹脂(A)およびポリビニルアルコール系樹脂(B)の剪断速度122sec-1、210℃での溶融粘度をそれぞれηaおよびηbとするとき、その溶融粘度比(ηa/ηb)は0.1〜1.2、さらには0.1〜1.1、特には0.15〜0.9であることが好ましく、かかる溶融粘度比が下限値未満ではポリビニルアルコール系樹脂(B)の分散粒子径が粗粒化して透明性が低下し、逆に上限値を超えるとポリビニルアルコール系樹脂(B)の分散粒子が流動しやすく、一定方向に配向して引き裂き強度が低下する傾向にあり、好ましくない。
かかるポリビニルアルコール系樹脂(B)の溶融粘度はポリビニルアルコール系樹脂(B)の重合度によって調整できるが、より簡便にはポリビニルアルコール系樹脂(B)に無機フィラー(E)や可塑剤(F)を含有させることによって調整することができる。通常、無機フィラー(E)の添加によりポリビニルアルコール系樹脂(B)の溶融粘度を高くすることができ、逆に可塑剤(F)の添加により低下させることができる。
なお、この場合、上述のポリビニルアルコール系樹脂(B)の溶融粘度は、無機フィラー(E)および/または可塑剤(F)を含有したものの溶融粘度である。
かかる無機フィラー(E)としては、具体的にはタルク、クレー、モンモリロナイト、炭酸カルシウム、ガラスビーズ、ガラス繊維、雲母等を挙げることができ、その含有量はポリビニルアルコール系樹脂(B)に対して0.01〜20重量%、さらには0.1〜20重量%、特には1〜20重量%、殊に5〜15重量%とすることが好ましく、かかる含有量が下限値未満では増粘効果や補強効果に乏しく、逆に上限値を超えると得られるフィルムの機械的強度やフィルム成形時の成形性が低下する傾向にあり好ましくない。
また、可塑剤(F)として、具体的にはエチレングリコール、グリセリン、ヘキサンジオール等の脂肪族多価アルコール、ソルビトール、マンニトール、ペンタエリスリトール等の糖アルコールなどを挙げることができ、その含有量はポリビニルアルコール系樹脂(B)100重量部に対して、0.01〜30重量部、さらには0.01〜20重量部、特には5〜15重量部とすることが好ましく、かかる含有量が下限値未満では可塑効果に乏しく、逆に上限値を超えると得られるフィルムの機械的強度が低下したり、可塑剤がブリードアウトして好ましくない。
本発明に用いる変性ポリオレフィン系樹脂(C)としては酸変性ポリオレフィン系樹脂、ナイロングラフト変性ポリオレフィン系樹脂、部分ケン化のエチレン−酢酸ビニル共重合体(酢酸ビニル含有量3〜50モル%、OH基含有量2〜10モル%)等を挙げることができるが、本発明においては酸変性ポリオレフィン系樹脂やナイロングラフト変性ポリオレフィン系樹脂等を用いることが好ましい。
かかる酸変性ポリオレフィン系樹脂は上述のポリオレフィン系樹脂(A)に不飽和カルボン酸又はそのエステルを共重合、付加反応あるいはグラフト反応等により化学的に結合して得られたカルボキシル基を含有するもので、かかる不飽和カルボン酸としてはアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等のエチレン性不飽和モノカルボン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸またはその無水物やハーフエステルなどを挙げることができ、かかるカルボキシル基は金属(ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム等)塩でもよい。なお、変性されるポリオレフィン系樹脂としては特に制限はないが、エチレン-酢酸ビニル共重合体(特に酢酸ビニル含有量5〜50重量%)を用いることが好ましい。
このときの酸変性量は特に制限はないが、0.01〜10重量%、さらには0.1〜5重量%、特には0.2〜2重量%とすることが好ましく、かかる変性量が下限値未満では得られる樹脂組成物の相溶性が低下したり、逆に上限値を超えるとフィルム成形時の成形性、透明性、熱安定性等が低下したり、ポリビニルアルコール系樹脂との過度の反応による高粘度化によるゲル化の原因となったり、得られるフィルムの透明性が低下したりする傾向にあり好ましくない。
また、かかるナイロングラフト変性ポリオレフィン系樹脂はポリオレフィン系樹脂にエチレン性不飽和カルボン酸又はその誘導体をグラフト反応させ、更に該カルボン酸又はその誘導体とポリアミドの末端アミンを反応させてなるグラフト重合体で、該グラフト重合体はポリオレフィン系樹脂を適当な溶媒に溶解又は懸濁させ、あるいは溶融状態で過酸化物やジアゾ系の開始剤でポリオレフィン系樹脂鎖を活性化して、これにエチレン性不飽和カルボン酸又はその誘導体をグラフト重合させて重合体を得、該重合体とポリアミドを溶融状態で混合することによって製造することができる。
かかるポリオレフィン系樹脂としては直鎖状低密度・低密度・高密度ポリエチレン、アイオノマー、エチレン−プロピレン共重合体、結晶性ポリプロピレン、ポリブテン、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などがあげられる。特に直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、結晶性ポリプロピレンが実用的に重要である。
かかる幹ポリマーにグラフトさせるエチレン性不飽和カルボン酸又はその誘導体とはアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などの不飽和カルボン酸或はこれらの無水物、半エステル等をいう。又、ポリアミドはラクタムの重付加やアミノカルボン酸の重縮合、ジアミンとジカルボン酸の重縮合等、周知の方法で製造される。
上記ポリアミド原料としては具体的にε−カプロラクタム、エナントラクタム、カプリルラクタム、ラウリルラクタム、α−ピロリドン、α−ピペリドンのようなラクタム類、6−アミノカプロン酸、7−アミノヘプタン酸、9−アミノノナン酸、11−アミノウンデカン酸のようなω−アミノ酸類、アジピン酸、グルタル酸、ピメリン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカンジオン酸、ドデカジオン酸、ヘキサデカジオン酸、ヘキサデセンジオン酸、エイコサンジオン酸、エイコサジエンジオン酸、ジグリコール酸、2,2,4−トリメチルアジピン酸、キシリレンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸のような二塩基酸類、ヘキサメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、2,2,4(又は2,4,4)−トリメチルヘキサメチレンジアミン、ビス−(4,4'−アミノシクロヘキシル)メタン、メタキシリレンジアミンのようなジアミン類などが挙げられる。又、分子量の調節の目的でラウリルアミン、オレイルアミン等のモノアミンも適宜使用し得る。
グラフト重合体の製造の際にはブラベンダー、バスブレンダー、単軸スクリュー押出機、ウェーナー及びフライデラー型2軸押出機等が使用される。使用するポリオレフィン系樹脂の重合度は350〜45000(好ましくは500〜10000)、メルトインデックス(230℃、荷重2160g)としては0.1〜50g/10分程度のものが実用的である。
ポリオレフィン系樹脂とエチレン性不飽和カルボン酸又はその誘導体との反応比率は重量比換算で100/0.05〜100/10、好ましくは100/0.3〜100/3である。100/10未満では成形加工時の増粘が著しくなり、100/0.05を超えると相溶性改善効果が不充分となり実用性に乏しい。又、ポリアミドの重合度は3000以下、好ましくは、2000以下、特に好ましくは50〜1000程度が実用的であり、その反応比率はカルボキシル基当たり0.01〜1モル、好ましくは0.05〜0.9モルが望ましい。また、上記グラフト重合体には必要に応じてポリアミド等他の樹脂を更に添加しても良い。
本発明に用いるアルカリ金属塩(D)としては、塩酸塩、硫酸塩、硝酸塩、亜硫酸塩、リン酸塩、炭酸塩などの無機塩類、酢酸塩、プロピオン酸塩、マレイン酸塩、シュウ酸塩、クエン酸塩、フマル酸塩、安息香酸塩、グルコン酸塩などの有機酸塩が挙げられ、中でもリン酸塩および酢酸塩が好適である。
かかるリン酸塩としては、具体的にリン酸三カリウム、リン酸三ナトリウム、リン酸水素アンモニウムナトリウム、リン酸水素カリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸ナトリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸リチウム等が挙げられるが、好ましくはリン酸二カリウムが用いられる。
また、酢酸塩としては酢酸カリウム、酢酸ナトリウム、酢酸リチウム等が挙げられるが、好ましくは酢酸カリウムが用いられる。
かかるアルカリ金属塩(D)の使用に際しては、上記リン酸塩あるいは酢酸塩の単独使用でも良いが、上記リン酸塩と酢酸塩を混合して使用するのが好ましい。
本発明の樹脂組成物は上記(A)成分を主体とし、これに(B)〜(D)成分を含有してなるもので、その含有割合については特に制限はないが、ポリビニルアルコール系樹脂(B)の含有量は、ポリオレフィン系樹脂(A)100重量部に対して5〜100重量部、さらには5〜70重量部、特には10〜60重量部、殊に20〜50重量部とすることが好ましく、かかる含有割合が下限値未満では保温性が低下し、逆に上限値を超えるとフィルムにするときの成形性や得られるフィルムの透明性が低下する傾向にあり好ましくない。
また、変性ポリオレフィン系樹脂(C)の含有量は、ポリオレフィン系樹脂(A)及びポリビニルアルコール系樹脂(B)の合計量(A+B)100重量部に対して0.1〜50重量部、さらには0.5〜40重量部、特には1〜30重量部、殊に1〜15重量部とすることが好ましく、かかる含有割合が下限値未満では樹脂組成物の相溶性が低下して得られるフィルムの透明性や機械的強度が低下したり、逆に上限値を超えるとフィルムにするときの成形性や得られるフィルムの透明性が低下したりする傾向にあり好ましくない。
また、アルカリ金属塩(D)の含有量は、ポリビニルアルコール系樹脂(B)100重量部に対して0.01〜20重量部、さらには0.05〜10重量部、特には0.1〜1重量部、殊に0.1〜0.3重量部とすることが好ましく、かかる含有割合が下限値未満では樹脂組成物の相溶性が低下して得られるフィルムの透明性や機械的強度が低下したり、逆に上限値を超えるとフィルムにするときの成形性や得られるフィルムの透明性が低下したりする傾向にあり好ましくない。
また、(A)〜(D)を含有してなる樹脂組成物を得るに当たっては二軸押出機等の一般的な公知の混合機を用いることができ、具体的な混合方法としては特に限定されないが、(A)〜(D)を一括混合し溶融する方法、サイドフィード法を用いて溶融物(A)と溶融物(B+C+D)、或いは溶融物(A)と固形物(B+C+D)、溶融物(A+B+D)と溶融物(C)又は溶融物(A+C+D)と固形物(B)を混合溶融する方法等が挙げられる。
なお、無機フィラー類(E)や可塑剤(F)をさらに含有させるときには、溶融物(A+E)と溶融物(B+C+D)、溶融物(A+E)と固形物(B+C+D)、溶融物(A)と溶融物(B+C+D)と(E)、溶融物(A)と固形物(B+C+D+E)、溶融物(A)と溶融物(B+C+D+F)、溶融物(A)と固形物(B+C+D+F)、溶融物(A)と溶融物(B+C+D+E+F)、溶融物(A)と固形物(B+C+D+E+F)を混合溶融する方法等が挙げられる。
混合方法のより具体的な方法としてはメルトサイドフィード法及びソリッドサイドフィード法などが挙げられる。前者のメルトサイドフィード法とは、樹脂組成物成分の一方を溶融状態にしておき、それに他の成分を溶融状態で溶融混合する成形方法で、例えば(A)を二軸押出機により溶融温度180〜250℃程度で加熱溶融させた後、該二軸押出機のサイド供給口から溶融温度180〜280℃程度で加熱溶融させた(B)、(C)および(D)の混合物を供給し、均一な組成物となるように混練する方法であり、(A)と(B+C+D)の溶融粘度の差が大きいときには特に有用な方法である。
また、後者のソリッドサイドフィード法は、例えば樹脂組成物成分の内で成分(A)を溶融状態にしておき、それに成分(B)を固形状態で加えた後に溶融混合する方法で、例えば(A+C+D)を二軸押出機により溶融温度180〜250℃程度で加熱溶融させた後、該二軸押出機のサイド供給口から(B)を定量フィーダーにより供給し、該押出機内で均一な組成物となるように混練する方法が挙げられる。
なお、本発明においては、上記の樹脂組成物を得るにあたって予めニ軸押出機等の公知の混合機を用いて成分(B)、(C)および(D)を高濃度に含有するマスターバッチペレットを作製しておいて、その後成分(A)をリボンブレンダー、ナウターミキサー、ヘンシェルミキサー等で予備混合し、二軸押出機等の混合機を用いて溶融混練するマスターバッチ方式が得られる樹脂組成物の透明性をさらに向上させることができて好ましい。このときのマスターバッチペレット中の成分(A)の含有割合については特に制限はないが、成分(B)及び(C)の合計量(B+C)に対して0〜65重量%、さらには0〜40重量%、特には0〜30重量%が好ましく、かかる成分(A)の含有割合が上限値を超えると透明性の向上効果が得られない虞があり好ましくない。本発明においては、かかるマスターバッチ方式を採用することで、上記以外にも、作業性やコストの面でもメリットがあるものである。
かくして本発明の樹脂組成物が得られるのであるが、本発明においてはさらに無機化合物として、Mg、Al、Ca及びSiの少なくとも一つの原子を含む無機酸化物、無機水酸化物、ハイドロタルサイト類などを含有させることが保温性のさらなる向上の点で好ましく、具体的には、SiO2、Al23、MgO、CaO等の無機酸化物、Al(OH)3、Mg(OH)2、Ca(OH)2等の無機水酸化物及び式M2+ 1-xAlx(OH)2(An-x/n・mH2O〔式中M2+はMg、Ca、またはZnの二価金属であり、An-はCl-、Br-、I-、NO3 2-、ClO4 -、SO4 2-、CO2 2-、SiO3 2-、HPO4 2-、HBO3 2-、PO4 2-等のアニオンであり、xは0<x<0.5の条件を満足する数値であり、mは0≦m≦2の条件を満足する数値である。〕で表わされるハイドロタルサイト類などが挙げられ、中でも特にハイドロタルサイト類が好ましく用いられる。
かかる無機化合物の含有割合は特に限定されないが、樹脂組成物全体に対して1〜20重量%、さらには1〜18重量%、特には2〜15重量%とすることが好ましく、かかる含有割合が下限値未満では含有効果に乏しく、逆に上限値を超えると得られるフィルムの機械的強度やフィルムの成形性が低下する傾向にあり好ましくない。
無機化合物の混合方法については、上記の(A)〜(D)の混合方法において、(B)に準じて混合すればよい。
上記の無機化合物以外にも本発明の目的を阻害しない範囲において、飽和脂肪族アミド(例えばステアリン酸アミド等)、不飽和脂肪酸アミド(例えばオレイン酸アミド等)、ビス脂肪酸アミド(例えばエチレンビスステアリン酸アミド等)、脂肪酸金属塩(例えばステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸亜鉛等)、低分子量ポリオレフィン(例えば分子量500〜10,000程度の低分子量ポリエチレン、又は低分子量ポリプロピレン等)などの滑剤、有機酸(例えば酢酸、プロピオン酸、ステアリン酸等)、無機酸(例えばホウ酸、リン酸等)、酸素吸収剤(例えば還元鉄粉類、亜硫酸カリウム、アスコルビン酸、ハイドロキノン、没食子酸など)、熱安定剤、光安定剤、アミド基を含有しない酸化防止剤、紫外線吸収剤、着色剤、帯電防止剤、界面活性剤、抗菌剤、アンチブロッキング剤、スリップ剤、充填材、他樹脂(例えばポリエステル等)などを配合しても良い。
かくして得られた本発明の樹脂組成物は、成形性に優れ、フィルム等に成形したときの保温性、透明性、耐衝撃性等に優れるもので、かかるフィルム成形について以下に説明する。
本発明の樹脂組成物を用いてフィルム(単層)を成形するにあたっては特に制限はなく、単軸あるいは二軸押出機を用いて溶融押出成形することによりフィルムを得ることができる。この時の溶融温度としては150〜250℃の範囲から選択することができる。
また、得られるフィルムの厚みとしては特に制限はないが、10〜500μm、さらには10〜300μm、特には15〜150μmとすることが好ましく、かかる厚みが下限値未満では機械的強度に乏しく、逆に上限値を超えると透明性が低下したり、伸張性が低下したりして好ましくない。
また、本発明の樹脂組成物は上記の如き単層フィルムだけでなく、多層フィルムとすることも可能で、かかる多層フィルム(積層体)は、本発明の樹脂組成物の片面又は両面に、他の基材(熱可塑性樹脂等)を積層すればよく、積層方法としては、例えば本発明の樹脂組成物の成形フィルムに他の基材を溶融押出ラミネートする方法、逆に他の基材に該樹脂組成物を溶融押出ラミネートする方法、該樹脂組成物と他の基材とを共押出する方法、該樹脂組成物の成形フィルムや成形シートと他の基材とを有機チタン化合物、イソシアネート化合物、ポリエステル系化合物、ポリウレタン化合物等の接着剤を用いてドライラミネートする方法等が挙げられる。上記の溶融押出し時の溶融成形温度は、150〜300℃の範囲から選ぶことが多い。
かかる他の基材としては、熱可塑性樹脂が有用で、具体的には、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、エチレン−プロピレン(ブロック又はランダム)共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体、ポリプロピレン、プロピレン−α−オレフィン(炭素数4〜20のα−オレフィン)共重合体、ポリブテン、ポリペンテン、ポリメチルペンテン等のオレフィンの単独又は共重合体、或いはこれらのオレフィンの単独又は共重合体を不飽和カルボン酸又はそのエステルでグラフト変性したものなどの広義のポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂(共重合ポリアミドも含む)、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ビニルエステル系樹脂、ポリエステルエラストマー、ポリウレタンエラストマー、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、芳香族または脂肪族ポリケトン、更にこれらを還元して得られるポリアルコール類、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物等が挙げられるが、積層体の特性(特に強度と外観)等の実用性の点から、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン(ブロック又はランダム)共重合体、ポリアミド、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)が好ましく用いられ、特に延伸性、透明性、柔軟性に優れたポリプロピレン、エチレン−プロピレン(ブロック又はランダム)共重合体、ポリエチレン、ポリアミド、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物が好ましい。
さらに、本発明の樹脂組成物のフィルム等の成形物に他の基材を押出コートしたり、他の基材のフィルム、シート等を接着剤を用いてラミネートする場合、かかる基材としては、前記の熱可塑性樹脂以外に任意の基材(紙、金属箔、一軸又は二軸延伸プラスチックフィルム又はシートおよびその無機物蒸着物、織布、不織布、金属綿状、木質等)が使用可能である。
積層体の層構成は、本発明の樹脂組成物の層をa(a1、a2、・・・)、他の基材、例えば熱可塑性樹脂層をb(b1、b2、・・・)とするとき、フィルム、シート、ボトル状であれば、a/bの二層構造のみならず、b/a/b、a/b/a、a1/a2/b、a/b1/b2、b2/b1/a/b1/b2、b2/b1/a/b1/a/b1/b2等任意の組合せが可能であり、さらには、少なくとも樹脂組成物と熱可塑性樹脂の混合物からなるリグラインド層をRとするとき、b/R/a、b/R/a/b、b/R/a/R/b、b/a/R/a/b、b/R/a/R/a/R/b等とすることも可能であり、フィラメント状ではa、bがバイメタル型、芯(a)−鞘(b)型、芯(b)−鞘(a)型、或いは偏心芯鞘型等任意の組合せが可能である。
なお、上記の層構成において、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物やポリアミド等と積層するときには、必要に応じてそれぞれの層間には、接着性樹脂層を設けることができ、かかる接着性樹脂としては、種々のものを使用することもでき、延伸性に優れた積層体が得られる点で好ましく、bの樹脂の種類によって異なり一概に言えないが、不飽和カルボン酸またはその無水物をオレフィン系重合体(上述の広義のポリオレフィン系樹脂)に付加反応やグラフト反応等により化学的に結合させて得られたカルボキシル基を含有する変性オレフィン系重合体を挙げることができ、具体的には、無水マレイン酸グラフト変性ポリエチレン、無水マレイン酸グラフト変性ポリプロピレン、無水マレイン酸グラフト変性エチレン−プロピレン(ブロック又はランダム)共重合体、無水マレイン酸グラフト変性エチレン−エチルアクリレート共重合体、無水マレイン酸グラフト変性エチレン−酢酸ビニル共重合体等から選ばれた1種または2種以上の混合物が好適なものとして挙げられる。このときの、熱可塑性樹脂に含有される不飽和カルボン酸又はその無水物の量は、0.001〜3重量%が好ましく、さらに好ましくは0.01〜1重量%、特に好ましくは0.03〜0.5重量%である。該変性物中の変性量が少ないと、接着性が不充分となることがあり、逆に多いと架橋反応を起こし、成形性が悪くなることがあり好ましくない。またこれらの接着性樹脂には、他のエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物、ポリイソブチレン、エチレン−プロピレンゴム等のゴム・エラストマー成分、さらにはb層の樹脂等をブレンドすることも可能である。特に、接着性樹脂の母体のポリオレフィン系樹脂と異なるポリオレフィン系樹脂をブレンドすることにより、接着性が向上することがあり有用である。
積層体の各層の厚みは、層構成、bの種類、用途や容器形態、要求される物性などにより一概に言えないが、通常は、a層は5〜5000μm、さらには10〜1000μm、b層は10〜5000μm、さらには30〜1000μm、接着性樹脂層は5〜400μm、さらには10〜150μm程度の範囲から選択される。a層が下限値未満では保温性や機械的強度が低下する傾向にあり、またその厚み制御が不安定となり、逆に上限値を超えると経済的でなく好ましくなく、またb層が下限値未満では剛性が不足し、逆に上限値を超えると重量が大きくなり、かつ経済的でなく好ましくなく、接着性樹脂層が下限値未満では層間接着性が不足し、またその厚み制御が不安定となり、逆に上限値を超えると重量が大きくなり、かつ経済的でなく好ましくない。
該積層体は、そのまま各種形状のものに使用されるが、さらに該積層体の物性を改善したり目的とする任意の容器形状に成形するためには加熱延伸処理を施すことも好ましい。ここで加熱延伸処理とは、熱的に均一に加熱されたフィルム、シート、パリソン状の積層体をチャック、プラグ、真空力、圧空力、ブローなどにより、カップ、トレイ、チューブ、ボトル、フィルム状に均一に成形する操作を意味し、かかる延伸については、一軸延伸、二軸延伸のいずれであってもよく、できるだけ高倍率の延伸を行ったほうが物性的に良好で、延伸時にピンホールやクラック、延伸ムラや偏肉、デラミ等の生じない、ガスバリア性に優れた延伸成形物が得られる。
延伸方法としては、ロール延伸法、テンター延伸法、チューブラー延伸法、延伸ブロー法、真空成形、圧空成形、真空圧空成形等のうち延伸倍率の高いものも採用できる。二軸延伸の場合は同時二軸延伸方式、逐次二軸延伸方式のいずれの方式も採用できる。延伸温度は60〜170℃、好ましくは80〜160℃程度の範囲から選ばれる。
延伸が終了した後、次いで熱固定を行うことも好ましい。熱固定は周知の手段で実施可能であり、上記延伸フィルムを緊張状態を保ちながら50〜170℃、好ましくは70〜160℃で2〜600秒間程度熱処理を行う。
以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、実施例の記述に限定されるものではない。
なお、例中「%」、「部」とあるのは特に断りのない限り重量基準である。
実施例1
酢酸ビニル含有量15%のエチレン−酢酸ビニル共重合体(A)〔剪断速度122sec-1、210℃での溶融粘度(ηa)1000Pa・s〕80部、ケン化度92.5モル%、平均重合度1000のポリビニルアルコール系樹脂(B)20部、グリセリン(F)2.2部〔ポリビニルアルコール系樹脂(B)とグリセリン(F)混合物の剪断速度122sec-1、210℃での溶融粘度(ηb)4500Pa・s〕、アルカリ金属塩〔リン酸二カリウム/酢酸カリウム=1/1〕〕(D)0.06部および無水マレイン酸変性エチレン−酢酸ビニル共重合体〔マレイン酸含有量0.8%、酢酸ビニル含有量28%〕(C)9部をドライブレンドした後、200℃で溶融混合して、本発明の樹脂組成物を得た。なお、この時の溶融粘度比(ηa/ηb)は0.22である。
得られた樹脂組成物を用いて以下の要領で単軸押出機によりフィルム(厚み25μm)を成形した。
[単軸押出機による製膜条件]
スクリュー内径 40mm
L/D 28
スクリュー圧縮比 3.2
Tダイ コートハンガータイプ
ダイ巾 450mm
押出温度 C1:170℃ H:195℃
C2:180℃ D:200℃
C3:190℃
C4:195℃
上記の条件で72時間のロングラン成形を行って、最終的に得られたフィルムの外観を以下の基準で目視観察して成形性の評価とした。
(成形性)
○・・・表面荒れがなく、ゲルの発生も認められない
×・・・表面荒れが発生し、ゲルも認められる
また、上記で得られたフィルムの保温性、透明性及び引き裂き強度を以下の要領で評価した。なお、保温性、透明性及び引き裂き強度には、厚さ65μmのフィルムを成形して評価に用いた。
(保温性)
特公平2−41410号公報に開示のデュワービンを用いた保温性能の評価方法に従い、得られたフィルムの遠赤外線の透過量を、アルミニウム板を100とし、ブランク状態を0として測定し、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA:酢酸ビニル含有量15%)フィルム(厚さ25μm)のそれとの比較を行って、以下の基準で評価した。
○・・・透過量がEVAフィルムの2倍以上
△・・・ 〃 の1.5倍以上2倍未満
×・・・ 〃 の1.5倍未満
(透明性)
得られたフィルムの内部ヘイズをヘイズメータで測定して、以下の基準で評価した。
◎・・・内部ヘイズが5未満
○・・・ 〃 が5以上10未満
△・・・ 〃 が10以上30未満
×・・・ 〃 が30以上
(引き裂き強度)
得られたフィルムを用いて、JIS K7128 B法(エルメンドルフ法)に準じて引裂試験機(安田精機製作所社製「エルメンドルフ引裂試験機」)で振り子エネルギー6.88kgf・cmで引き裂き強度(N)を測定して、以下の基準で評価した。
○・・・引き裂き強度がEAV単体フィルムの1.5倍以上
△・・・ 〃 と同等以上1.5倍未満
×・・・ 〃 と同等未満
実施例2
実施例1において、アルカリ金属塩(D)としてリン酸二カリウムのみを用いた以外は実施例1同様に樹脂組成物を得て、同様にフィルムを成形して同様に評価を行った。
実施例3
実施例1において、さらに炭酸カルシウム(E)5部〔ポリビニルアルコール系樹脂(B)、炭酸カルシウム(E)、グリセリン(F)混合物の剪断速度122sec-1、210℃での溶融粘度(ηb)4200Pa・s〕を添加した以外は実施例1と同様に樹脂組成物を得て、同様にフィルムを成形し、同様に評価を行った。なお、この時の溶融粘度比(ηa/ηb)は0.24である。
実施例4
実施例1において、さらにハイドロタルサイト(G)7部添加した以外は実施例1と同様に樹脂組成物を得て、同様にフィルムを成形し、同様に評価を行った。
実施例5
実施例1において、無水マレイン酸変性エチレン−酢酸ビニル共重合体(C)に変えて、ナイロングラフト変性された無水マレイン酸変性低密度ポリエチレン〔ナイロン−6/66と無水マレイン酸変性超低密度ポリエチレンを240℃で溶融混合してナイロン−6/66を2%グラフトさせたもの、マレイン酸含有量0.8%〕(C)を用いた以外は実施例1と同様に樹脂組成物を得て、同様にフィルムを成形し、同様に評価を行った。
実施例6
実施例1において、ポリビニルアルコール系樹脂(B)としてケン化度92.5モル%、平均重合度400のポリビニルアルコール系樹脂(B)〔ポリビニルアルコール系樹脂(B)とグリセリン(F)混合物の剪断速度122sec-1、210℃での溶融粘度(ηb)670Pa・s〕を用いた以外は実施例1と同様に樹脂組成物を得て、同様にフィルムを成形し、同様に評価を行った。なお、この時の溶融粘度比(ηa/ηb)は1.49である。
実施例7
実施例1において、ポリビニルアルコール系樹脂(B)としてケン化度92.5モル%、平均重合度3500のポリビニルアルコール系樹脂(B)〔ポリビニルアルコール系樹脂(B)/グリセリン(F)との混合物の、剪断速度122sec-1、210℃での溶融粘度(ηb)10000Pa・s〕を用いた以外は実施例1と同様に樹脂組成物を得て、同様にフィルムを成形し、同様に評価を行った。なお、この時の溶融粘度比(ηa/ηb)は0.1である。
実施例8
実施例1において、エチレン−酢酸ビニル共重合体(A)の配合量を5.8部として実施例1と同様に溶融混合してマスターバッチペレットを作製した後、かかるマスターバッチペレット37.1部に対してエチレン−酢酸ビニル共重合体(A)を74.2部ドライブレンドして、その後溶融混合して樹脂組成物を得た以外は実施例1と同様にフィルムを成形し、同様に評価を行った。
実施例9
実施例1の樹脂組成物を用いて、樹脂組成物(a)、エチレン−酢酸ビニル共重合体〔酢酸ビニル含有量8%、メルトインデックス(MI)2.0g/10分(190℃)〕(b)及び直鎖状低密度ポリエチレン〔密度0.920g/cm3、メルトインデックス(MI)2.0g/10分(190℃)〕(c)を共押出多層製膜装置に供給して、(b)/(a)/(c)=20μm/25μm/20μmの層厚み構成を有する多層フィルムを得て、成形性及び保温性の評価を同様に行った。
実施例10
実施例2の樹脂組成物を用いて実施例8と同様に多層フィルムを得て、同様に評価を行った。
実施例11
実施例3の樹脂組成物を用いて実施例8と同様に多層フィルムを得て、同様に評価を行った。
実施例12
実施例4の樹脂組成物を用いて実施例8と同様に多層フィルムを得て、同様に評価を行った。
比較例1
実施例1において、アルカリ金属塩(D)を配合せずに樹脂組成物を得て同様にフィルムを成形して、同様に評価を行った。
比較例2
実施例1において、ポリビニルアルコール系樹脂(B)を配合せずに樹脂組成物を得て同様にフィルムを成形して同様に評価を行った。
比較例3
実施例1において、無水マレイン酸変性エチレン−酢酸ビニル共重合体(C)を配合せずに樹脂組成物を得て同様にフィルムを成形して、同様に評価を行った。
実施例および比較例の評価結果を表1に示す。
〔表1〕
Figure 2007126586
本発明の樹脂組成物は、単層フィルムあるいは積層フィルム等に成形して、農業用フィルム、液状加工食品やスープの食品包装、壁紙、防水シート、建築・土木用シート等の用途に用いることができ、中でも農業用フィルムとして有用で、より具体的には、農業用ハウス、トンネルハウス、マルチング、農業用カーテン等の用途に有用である。

Claims (15)

  1. ポリオレフィン系樹脂(A)、ポリビニルアルコール系樹脂(B)、変性ポリオレフィン系樹脂(C)およびアルカリ金属塩(D)を含有してなることを特徴とする樹脂組成物。
  2. アルカリ金属塩(D)の含有量がポリビニルアルコール系樹脂(B)100重量部に対して0.01〜20重量部であることを特徴とする請求項1記載の樹脂組成物。
  3. ポリビニルアルコール系樹脂(B)の含有量がポリオレフィン系樹脂(A)100重量部に対して5〜100重量部で、変性ポリオレフィン系樹脂(C)の含有量がポリオレフィン系樹脂(A)およびポリビニルアルコール系樹脂(B)の合計量(A+B)100重量部に対して0.1〜50重量部であることを特徴とする請求項1または2記載の樹脂組成物。
  4. ポリオレフィン系樹脂(A)が酢酸ビニル含有量が5〜30重量%のエチレン−酢酸ビニル共重合体またはポリエチレンであることを特徴とする請求項1〜3いずれか記載の樹脂組成物。
  5. ポリビニルアルコール系樹脂(B)のケン化度が80モル%以上であることを特徴とする請求項1〜4いずれか記載の樹脂組成物。
  6. さらに無機フィラー(E)を含有することを特徴とする請求項1〜5いずれか記載の樹脂組成物。
  7. さらに可塑剤(F)を含有することを特徴とする請求項1〜6いずれか記載の樹脂組成物。
  8. ポリオレフィン系樹脂(A)とポリビニルアルコール系樹脂(B)またはポリビニルアルコール系樹脂と無機フィラー(E)および/または可塑剤(F)との混合物の剪断速度122sec-1、210℃での溶融粘度比(ηa/ηb)が0.1〜1.2であることを特徴とする請求項1〜7いずれか記載の樹脂組成物。
  9. 変性ポリオレフィン系樹脂(C)が不飽和カルボン酸変性ポリオレフィン系樹脂あるいはナイロングラフト変性ポリオレフィン系樹脂であることを特徴とする請求項1〜8いずれか記載の樹脂組成物。
  10. アルカリ金属塩(D)がリン酸塩または酢酸塩から選ばれる少なくとも一種の金属塩であることを特徴とする請求項1〜9いずれか記載の樹脂組成物。
  11. アルカリ金属塩(D)がリン酸塩と酢酸塩の混合物であることを特徴とする請求項1〜10いずれか記載の樹脂組成物。
  12. さらにハイドロタルサイト系化合物(G)を含有することを特徴とする請求項1〜11いずれかに記載の樹脂組成物。
  13. 予めポリオレフィン系樹脂(A)の含有量がポリビニルアルコール系樹脂(B)および変性ポリオレフィン樹脂(C)の合計量(B+C)100重量部に対して0〜65重量%である(B)、(C)及び(D)、あるいは(A)、(B)、(C)及び(D)を含有する組成物を得た後、さらに(A)を配合してなることを特徴とする請求項1〜12いずれか記載の樹脂組成物。
  14. 請求項1〜13いずれか記載の樹脂組成物を含有してなることを特徴とするフィルム。
  15. 請求項1〜13いずれか記載の樹脂組成物を含有してなる層を少なくとも1層含むことを特徴とする多層フィルム。


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