JP2018178067A - Evohペレットおよび成形物の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
すなわち本発明の第二の要旨は、エチレン−ビニルアルコール系共重合体ペレットを、押出機を用いて下記式を満たす条件で溶融成形することを特徴とする成形物の製造方法に存する。
60≦XY
(但し、Xはペレットの含水率(重量%)、Yは押出機のスクリュの供給部におけるバレルの設定温度(℃)を意味する。)
また、本発明の製造方法を採用することにより、得られる成形物の寸法安定性が優れるため、品質の高い成形品を効率よく製造することができる。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明において用いられるエチレン−ビニルアルコール系共重合体とは、エチレン−酢酸ビニル系共重合体ケン化物とも称される、非水溶性の熱可塑性樹脂である。一般的に、エチレンとビニルエステル系モノマーを共重合させた後にケン化させることにより得られる。したがって、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、ケン化されず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。エチレン−ビニルエステル共重合体は、公知の任意の重合法、例えば、溶液重合、懸濁重合、エマルジョン重合などにより製造され、エチレン−ビニルエステル共重合体のケン化も公知の方法で行い得る。
特にヒドロキシ基含有α−オレフィン類を共重合したEVOHは、成形性や延伸性が良好になる点で好ましい。が挙げられる。
他の熱可塑性樹脂としては、公知の熱可塑性樹脂を用いることができる。例えば、具体的には、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアクリル系樹脂、アイオノマー、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、ポリ塩化ビニリデン、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等が挙げられる。
本発明に用いるEVOHペレットは、含水率が通常0.4〜1重量%であり、好ましくは0.4〜0.8重量%であり、特に好ましくは0.4〜0.6重量%、更に好ましくは0.4〜0.5重量%である。かかる含水率が高すぎる場合、成型品が発泡する傾向があり、含水率が低すぎる場合、溶融成形時の寸法安定性が低下する傾向がある。
しかしながら本発明では、溶融成形時にEVOHがあえて水分を特定の高い範囲に含む場合、予想外にも上記課題を解決できることを見出した。これは、空気と比較し熱伝導率の高い水が、ペレット溶融時に多く介在することにより、ペレットにバレルからの熱が伝わりやすくなり、結果として、ペレットの溶融押出挙動を安定化させるという働きをするためと推測される。
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、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時間加熱処理を行なう。加熱処理後に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(2)により、含水率(重量%)を算出する。
={(P1−P2)/P1}×100 ・・・(2)
また、含水率を下げるためには、例えばEVOHペレットを静置乾燥や流動乾燥、真空乾燥など公知の乾燥方法に供する方法が採用可能である。
本発明のEVOHペレットは、溶融成形時の寸法安定性に優れるので、EVOH成形物を製造するための溶融成形用材料として好ましく用いられる。
かかる成形物としては、例えばフィルム、シート、繊維、ボトル、トレイ、パイプ、異型断面押出物などの任意の形状が採用可能である。これら成形物は、EVOH単層であってもよいが、ガスバリア性が保持されるためEVOH層を含む多層構造体が好ましい。
また、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。
特に本発明の製造方法は、EVOHペレットの含水率と押出機において下記式を満たす条件で溶融成形するものである。
60≦XY
(但し、Xはペレットの含水率(重量%)、Yは押出機のスクリュの供給部におけるバレルの設定温度(℃)を意味する。)
得られるフィルム、シートは、そのまま各種用途に用いることもできるが、通常はさらに強度を上げたり他の機能を付与したりするために他の基材と積層した多層構造体として用いることが好ましい。
なお、かかる共押出により得られた多層構造体を、さらにEVOH以外の熱可塑性樹脂層に対してドライラミネートしたり、金属蒸着処理を行うことも可能である。
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、延伸ブロー法等の他、深絞成形、真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80〜170℃が好ましく、特に好ましくは100〜160℃程度の範囲から選ばれる。
(寸法安定性)
フィルム成形開始15分後に得られたフィルムについて、10cmごとに計10点のフィルム幅を計測し、その計測データにおける、最大値と最小値との差を算出した。かかる差が大きいほど、フィルム幅のばらつきが大きく、寸法安定性が不安定であることを意味する。
フィルム成形開始15分後から18分後までの押出機内各部の樹脂圧を1秒間隔で、後述する第1〜第10測定位置10か所において計測した。各測定位置における計測データの標準偏差を算出し、足し合わせた。かかる和が大きいほど、樹脂圧の振れが大きく、溶融成形作業が不安定であることを意味する。
押出機内の樹脂圧は、スクリュ端部から進行方向に向かって、距離L1〜L10進んだ第1〜第10測定位置10か所でそれぞれ測定した。
第1測定位置:距離L1=10×D(スクリュ径)
第2測定位置:距離L2=12×D
第3測定位置:距離L3=14×D
第4測定位置:距離L4=16×D
第5測定位置:距離L5=18×D
第6測定位置:距離L6=20×D
第7測定位置:距離L7=22×D
第8測定位置:距離L8=24×D
第9測定位置:距離L9=26×D
第10測定位置:距離L10=28×D
エチレン構造単位の含有量29モル%、ケン化度99.7モル%、MFR3.6g/10分(210℃、荷重2160g)、含水率0.16重量%のEVOHペレットに、霧吹きで水を吹き付けることで本発明のEVOHペレットを得た。
[押出機条件]
スクリュ内径:40mm
L/D:28
スクリュ圧縮比:3.1
Tダイ:コートハンガータイプ
ダイ巾:450mm
押出機のスクリュ回転数:20、40、80rpm
押出温度(℃):C1/C2/C3/C4/H(ヘッド)/AD(アダプタ)/D(ダイス)=180℃/190℃/220℃/220℃/220℃/220℃/220℃における設定温度
かかる成形方法において、スクリュの供給部におけるバレルはC1である。
一方、実施例においては、含水率が0.4重量%以上のEVOHペレットを用いることにより、寸法安定性が良好となり、安定した溶融成形ができていることが分かる。このときの押出機内樹脂圧は低いものであった。
また、含水率Xと押出機のスクリュの供給部におけるバレルの設定温度Yの積XYが60以上の場合に、寸法安定性が良好となり、安定した溶融成形ができていることが分かる。このときの押出機内樹脂圧は低いものであった。
Claims (2)
- 含水率が0.4〜1重量%のエチレン−ビニルアルコール系共重合体ペレット。
- エチレン−ビニルアルコール系共重合体ペレットを、押出機を用いて下記式を満たす条件で溶融成形することを特徴とする成形物の製造方法。
60≦XY
(但し、Xはペレットの含水率 (重量%)、Yは押出機のスクリュの供給部におけるバレルの設定温度 (℃)を意味する。)
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