JP2017115140A - エチレン−ビニルエステル系共重合体ケン化物ペレットの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
しかし、連続してEVOHペレットを成形加工する際には、フィード性が不安定となったり、成形物に欠点が生じる可能性があり、未だに改善の余地があった。これは、滑剤がペレット表面に均一に付着しておらず、滑剤の付着量に偏りが存在する為であると考えられる。
しかし、この方法では個々のペレット同士が表面で融着して塊となることがあり、溶融成形時にフィード性の低下などの支障を来すという問題が生じるおそれがあった。
詳細には、表面に付着させた脂肪酸アミド系滑剤がEVOHペレットに密着し、溶融成形機内で滑剤が遊離し難いEVOHペレットを得るためには、滑剤の水分散液をEVOHペレットに接触させるにあたり、通常であれば、EVOHペレットの表面温度を比較的高温にして、滑剤をペレット表面に密着させることを想起するが、本発明者らは意外にもEVOHペレットの表面温度を比較的低温としても滑剤をペレット表面に密着させることができることを見出したものである。
EVOHペレットの表面温度を130℃以下に調節する工程と、
前記EVOHペレットに、脂肪酸アミド系滑剤の水分散液を散布する工程と、
を有することを特徴とするものである。
まず、本発明で用いるEVOHについて説明する。
本発明で用いるEVOHは、公知の樹脂であり、非水溶性の熱可塑性樹脂である。EVOHは、通常、ビニルエステル系モノマーとエチレンを共重合してエチレン−ビニルエステル系共重合体を得、これをケン化して得られるものである。すなわち、エチレン構造単位とビニルアルコール構造単位を主とし、場合によっては、ケン化工程後に残存した若干量のビニルエステル構造単位を含むものである。上記共重合に際しては、溶液重合法など、公知の重合法が採用されうる。
また、本発明のEVOHは、公知の手法にてウレタン化、アセタール化、シアノエチル化、オキシアルキレン化等の「後変性」がされていても差し支えない。
特に延伸加工や真空・圧空成形などの二次成形性が必要な用途においては、ヒドロキシ基含有α−オレフィン類を共重合したEVOH、特には1,2−ジオールを側鎖に有するEVOHが好ましく用いられる。
また、本発明の効果を阻害しない範囲で、目的に応じて、他の配合剤成分を含んでいてもよい。これら配合剤の配合量は樹脂組成物に対して通常5重量%以下である。かかる配合剤成分としては、例えば、タルク、炭酸カルシウム、マイカ、ガラス繊維などのフィラー、パラフィンオイル等の可塑剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、酸素吸収剤、中和剤、滑剤、防曇剤、アンチブロッキング剤、スリップ剤、架橋剤、架橋助剤、着色剤、難燃剤、分散剤、界面活性剤、乾燥剤、帯電防止剤、防菌剤、硬化剤、発泡剤、結晶核剤、生分解用添加剤、蛍光増白剤、シランカップリング剤などが挙げられ、任意の配合剤を1種、または複数種にて含有させることができる。
本発明の効果をより顕著に得るためには、配合物の分散性に優れるi)、ii)の方法、有機酸およびその塩を含有させる場合はiv)の方法を併用することが好ましい。
本発明で用いる脂肪酸アミド系滑剤における脂肪酸アミドは一般に界面活性能を有する。該脂肪酸アミドにおける脂肪酸とは、通常、炭素数10〜30、好ましくは15〜25の脂肪酸であり、かかる脂肪酸をアミン化合物にてアミド化した化合物が脂肪酸アミドである。かかる化合物はジアミン化合物にてアミド化し、ビス体として用いることも好ましい。なお、脂肪酸アミドは脂肪酸部にカルボキシル基以外の官能基を有していてもよい。カルボキシル基以外の官能基とは、例えば炭素数1〜4のアルキル基やエステル基、水酸基、ケトン基、アルデヒド基、エポキシ基等である。
例えば、具体的には飽和脂肪酸アミド(例えば、カプリン酸アミド、パルミチン酸アミド、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、リノール酸アミド、エルカ酸アミド、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、エチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、m−キシリレンビスステアロアミド、p−フェニレンビスステアロアミド、等) が挙げられる。
中でも、熱安定性や配合効果に優れる点で、好ましくはビス脂肪酸アミドであり、特に好ましくは炭素数15〜25の脂肪酸アミドを用いたビス脂肪酸アミドである。具体的には、例えば、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミドが挙げられる。
上記脂肪酸アミド系滑剤は、通常、粒径が均一な粉体である。例えば、200メッシュ乾式パス(JIS K0069)が通常80%以上、好ましくは90%以上である。すなわち、全ての脂肪酸アミド系滑剤が該篩を通過する粒子による粉体である。
本発明で用いる水分散液は、上記の脂肪酸アミド系滑剤を含有する水分散液であり、固形分濃度が、通常30〜50重量%、好ましくは35〜45重量%である。
水分散液は、界面活性剤等を含有し、常法に従って調製することができる。
本発明の方法は、脂肪酸アミドの水分散液をEVOHペレットに接触させる前に、EVOHペレットの表面温度を130℃以下、好ましくは20〜130℃、特に好ましくは100〜130℃に調節する工程を有する。EVOHペレットの表面温度が高すぎると、本発明の効果が得られ難くなり、ペレット同士が融着して塊となる傾向がある。また、EVOHペレットの表面温度が低すぎる場合、後述するペレットの含水率が増加する傾向がある。かかる含水率が多すぎる場合、溶融成形時に樹脂が発泡しやすくなり、生産性が低下する傾向がある。
かかる方法は生産効率の観点から適宜選択することが可能であり、製造しようとするペレットの製造工程に上記の工程がある場合、これを利用することが好ましい。
本発明の方法は、表面温度が上記温度範囲に調節されたEVOHペレットに、脂肪酸アミド系滑剤の水分散液を散布する工程を有する。
水分散液を散布するに際しては、常法に従って散布することができる。
50mlビーカーにフタル酸ジオクチル(DOP)を20g入れて、次いでEVOHペレット10gを入れてよくかき混ぜる。それから100℃に加熱したホットスターラー上で60分間以上加熱撹拌して、ペレット表面の滑剤をDOP中に溶出させる。滑剤が溶出したDOP液を微量窒素分析計(三菱化学社製、TN−2100H)に20〜30mg投入して窒素濃度を定量分析することにより、高級脂肪酸アミドの分子量から比率計算してその付着量を算出する。
なお、本発明において、かかる含水率は下記のようにして測定した値である。
まず、アルミカップにペレットを10gとり、アルミカップ単体(重量:C1)、ペレット(重量:P1)を入れたアルミカップの重量(C1+P1)をそれぞれ測定する。そして、ペレットを入れたアルミカップを窒素置換や真空引きがなされていない市販の乾燥機(タバイエスペック株式会社製「SAFETY OVEN SPH-100」)にて150℃、5時間の加熱処理を行なう。加熱処理後は上記乾燥機よりペレットを入れたアルミカップを取り出し、乾燥剤の入ったデシケーター内にて30分間静置してペレットの温度を室温まで戻し、加熱処理後のペレット(重量:P2)を入れたアルミカップの重量(C1+P2)を測定し、下記数式(1)により、含水率(重量%)を算出する。
含水率(重量%)=〔{(C1+P1)−(C1+P2)}/{(C1+P1)−C1}〕×100
={(P1−P2)/P1}×100 ・・・(1)
本発明の製造方法によって得られるEVOHペレットは、溶融成形、特にフィルム、シートなどの溶融押出し成形用材料として好適に用いることができる。かかる溶融成形方法としては、押出成形法(T−ダイ押出、インフレーション押出、ブロー成形、溶融紡糸、異型押出等)、射出成形法が主として採用される。
溶融成形温度は、通常150〜300℃の範囲から一般に選択される。
これらの中でも、コストや環境の観点から考慮して共押出しする方法が好ましい。本発明の方法から得られるEVOHペレットはフィルム成形性に優れているので、すなわち溶融押出しされるフィルム幅の変動等が抑制されているので、他の熱可塑性樹脂との溶融共押出しに適用した多層構造体の製造に好適に利用することができる。
例えば具体的には、積層体シートの両耳を掴んで拡幅する一軸延伸、二軸延伸;積層体シートを金型で延伸加工する深絞成形法、真空成形法、圧空成形法、真空圧空成形法等の金型を用いた成形法;パリソン等の予備成形された積層体を、チューブラー延伸法、延伸ブロー法等で加工する方法が挙げられる。
EVOH〔エチレン含有量38モル%、ケン化度99.7モル%、MFR4g/10分(210℃、荷重2160g)〕の含水ペレット(水/EVOH=10/90重量比、ペレット含水率10重量%)を、ホッパー型乾燥器の上部より投入し、下部から130℃の窒素ガスの熱風を吹き込んだ。
1日の滞留時間を掛けて乾燥後、ペレットの抜き出しを行いながら、オートフィーダーを用いて、エチレンビスステアリン酸アミドの水分散液(固形分濃度:42%)を、表面温度130℃のペレットへ添着させて、滑剤含有EVOH樹脂ペレットを作製した。得られたペレットの含水率は0.13%、滑剤のペレット表面付着量は100ppmであった。
まず、アルミカップにペレットを10gとり、アルミカップ単体(重量:C1)、ペレット(重量:P1)を入れたアルミカップの重量(C1+P1)をそれぞれ測定した。そして、ペレットを入れたアルミカップを窒素置換や真空引きがなされていない市販の乾燥機(タバイエスペック株式会社製「SAFETY OVEN SPH-100」)にて150℃、5時間の加熱処理を行なった。加熱処理後は上記乾燥機よりペレットを入れたアルミカップを取り出し、乾燥剤の入ったデシケーター内にて30分間静置してペレットの温度を室温まで戻し、加熱処理後のペレット(重量:P2)を入れたアルミカップの重量(C1+P2)を測定し、下記数式(1)により、含水率(重量%)を算出した。
含水率(重量%)=〔{(C1+P1)−(C1+P2)}/{(C1+P1)−C1}〕×100
={(P1−P2)/P1}×100 ・・・(1)
50mlビーカーにフタル酸ジオクチル(DOP)を20g入れて、次いでEVOHペレット10gを入れてよくかき混ぜた。それから100℃に加熱したホットスターラー上で60分間以上加熱撹拌して、ペレット表面の滑剤をDOP中に溶出させた。滑剤が溶出したDOP液を微量窒素分析計(三菱化学社製、TN−2100H)に20〜30mg投入して窒素濃度を定量分析することにより、高級脂肪酸アミドの分子量から比率計算してその付着量を算出した。
また、得られたペレットについて、塊の有無を評価した。
ペレットの塊の有無
滑剤添加後のペレットについて、塊の有無を目視観察した。その結果を表1に記載した。
実施例1において、滑剤を添着するペレットの表面温度を80℃にした以外は、実施例1と同様に、滑剤含有EVOH樹脂ペレットを作製し、同様に評価した。得られたペレットの含水率は0.16%、滑剤のペレット表面付着量は122ppmであった。その結果を表1に記載した。
実施例1において、滑剤を添着するペレットの表面温度を60℃にした以外は、実施例1と同様に、滑剤含有EVOH樹脂ペレットを作製し、同様に評価した。得られたペレットの含水率は0.17%、滑剤のペレット表面付着量は124ppmであった。その結果を表1に記載した。
実施例1において、滑剤を添着するペレットの表面温度を40℃にした以外は、実施例1と同様に、滑剤含有EVOH樹脂ペレットを作製し、同様に評価した。得られたペレットの含水率は0.17%、滑剤のペレット表面付着量は103ppmであった。その結果を表1に記載した。
実施例1において、吹込み窒素ガス温度を136℃とし、滑剤を添着するペレットの表面温度を136℃にした以外は、実施例1と同様に、滑剤含有EVOH樹脂ペレットを作製し、同様に評価した。その結果を表1に記載した。
また、ペレットの表面温度が高いほど、得られたペレットの含水率が低くなり、良好なペレットが得られることも分かる。
Claims (3)
- 脂肪酸アミド系滑剤が表面に付着したエチレン−ビニルエステル系共重合体ケン化物ペレットを製造する方法であって、
エチレン−ビニルエステル系共重合体ケン化物ペレットの表面温度を130℃以下に調節する工程と、
前記エチレン−ビニルエステル系共重合体ケン化物ペレットに、脂肪酸アミド系滑剤の水分散液を散布する工程と、
を有することを特徴とするエチレン−ビニルエステル系共重合体ケン化物ペレットの製造方法。 - 前記脂肪酸アミド系滑剤の水分散液の固形分濃度が、30〜50重量%であることを特徴とする請求項1記載のエチレン−ビニルエステル系共重合体ケン化物ペレットの製造方法。
- 前記脂肪酸アミド系滑剤のペレット表面付着量が、前記エチレン−ビニルエステル系共重合体ケン化物に対して10〜500ppmであることを特徴とする請求項1または2記載のエチレン−ビニルエステル系共重合体ケン化物ペレットの製造方法。
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