JP2021059648A - 樹脂組成物、その製造方法及びそれを用いた多層構造体 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の樹脂組成物に含有されるEVOH(A)のエチレン含有量は15〜65モル%が好ましい。エチレン含有量が15モル%未満であると、耐湿性が不十分となり、特にレトルト処理等の高温高湿の条件下での使用に適さない場合がある。エチレン含有量は20モル%以上がより好ましく、25モル%以上がさらに好ましい。一方、エチレン含有量が65モル%を超えると、ガスバリア性が不十分となる場合がある。エチレン含有量は50モル%以下がより好ましく、40モル%以下がさらに好ましい。EVOH(A)のエチレン含有量及びケン化度は、核磁気共鳴(NMR)法により求めることができる。
乾燥剤(B)は水分を吸収するものであれば特に限定されないが、水和物を形成可能な金属塩であることが好ましい。EVOH(A)に乾燥剤(B)を添加することで、水蒸気又は熱水で処理する際に、樹脂組成物中に浸入する水分を乾燥剤(B)が取り込み、レトルト処理後も高いガスバリア性が維持される。
熱可塑性樹脂(C)は、カルボキシル基、カルボン酸無水物基又はエポキシ基を含有する熱可塑性樹脂である。熱可塑性樹脂(C)中のカルボキシル基、カルボン酸無水物基又はエポキシ基が、EVOH(A)の水酸基と相互作用して架橋構造が形成される。これにより、得られる多層構造体を水蒸気又は熱水で処理した後における、前記多層構造体の樹脂組成物からなる層の端部からの溶出物の発生が抑制される。熱可塑性樹脂(C)として、具体的には、ポリエチレン(低圧、中圧、高圧)、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ボリブテン、オレフィンと該オレフィンと共重合し得るコモノマー(ビニルエステル、不飽和カルボン酸エステル等)との共重合体(例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチルエステル共重合体)等のポリオレフィン等の熱可塑性樹脂であって、カルボキシル基、カルボン酸無水物基又はエポキシ基を含有するものが挙げられる。前記熱可塑性樹脂として、ポリオレフィンがより好ましく、ポリエチレン及びポリプロピレンがさらに好ましい。EVOH(A)の水酸基と相互作用しやすい点から、熱可塑性樹脂(C)はカルボン酸無水物基を含有することが好ましい。
本発明の樹脂組成物はさらにポリアミド(D)を含有することが好ましい。ポリアミド(D)の具体例としては、ポリカプラミド(ナイロン6)、ポリ−ω−アミノヘプタン酸(ナイロン7)、ポリ−ω−アミノノナン酸(ナイロン9)、ポリウンデカンアミド(ナイロン11)、ポリラウリルラクタム(ナイロン12)、ポリエチレンジアミンアジパミド(ナイロン26)、ポリテトラメチレンアジパミド(ナイロン46)、ポリヘキサメチレンアジパミド(ナイロン66)、ポリヘキサメチレンセバカミド(ナイロン610)、ポリヘキサメチレンドデカミド(ナイロン612)、ポリオクタメチレンアジパミド(ナイロン86)、ポリデカメチレンアジパミド(ナイロン106)、カプロラクタム/ラウリルラクタム共重合体(ナイロン6/12)、カプロラクタム/ω−アミノノナン酸共重合体(ナイロン6/9)、カプロラクタム/ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート共重合体(ナイロン6/66)、ラウリルラクタム/ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート共重合体(ナイロン12/66)、エチレンジアンモニウムアジペート/ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート共重合体(ナイロン26/66)、カプロラクタム/ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート/ヘキサメチレンジアンモニウムセバケート共重合体(ナイロン6/66/610)、エチレンジアンモニウムアジペート/ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート/ヘキサメチレンジアンモニウムセバケート共重合体(ナイロン26/66/610)、ポリヘキサメチレンイソフタルアミド(ナイロン6I)、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド(ナイロン6T)、ヘキサメチレンイソフタルアミド/ヘキサメチレンテレフタルアミド共重合体(ナイロン6I/6T)、11−アミノウンデカンアミド/ヘキサメチレンテレフタルアミド共重合体、ポリノナメチレンテレフタルアミド(ナイロン9T)、ポリデカメチレンテレフタルアミド(ナイロン10T)、ポリヘキサメチレンシクロヘキシルアミド、ポリノナメチレンシクロヘキシルアミドあるいはこれらのポリアミドをメチレンベンジルアミン、メタキシレンジアミン等の芳香族アミンで変性したものが挙げられる。また、メタキシリレンジアンモニウムアジペート等も挙げられる。中でも、EVOHとの相溶性の観点から、ポリアミド(D)として、ポリカプラミド(ナイロン6)が好ましい。
本発明の樹脂組成物における、EVOH(A)の含有量は50質量%以上であり、EVOH(A)、乾燥剤(B)及び熱可塑性樹脂(C)の質量比は、(A)100質量部に対して、(B)が0.1〜30質量部、(C)が0.2〜30質量部である。
本発明の樹脂組成物からなる層を有する多層構造体が本発明の好適な実施態様である。
(1)多層構造体(シート又はフィルム等)を一軸又は二軸方向に延伸し、必要に応じて熱処理することにより得られる多層共延伸シート又はフィルム
(2)多層構造体(シート又はフィルム等)を圧延することにより得られる多層圧延シート又はフィルム
(3)多層構造体(シート又はフィルム等)を真空成形、圧空成形、真空圧空成形等、熱成形加工することにより得られる多層トレーカップ状容器
(4)多層構造体(パイプ等)からのストレッチブロー成形等により得られるボトル、カップ状容器
(5)多層構造体(パリソン等)からの二軸延伸ブロー成形等により得られるボトル状容器
東洋精機製作所製「キャピログラフ1D型」を用い、測定温度230℃、剪断速度γ(ガンマ‐ドット、γのうえのドットは省略)が12〜6080(sec−1)における各樹脂組成物の剪断粘度(Pa・s)を測定した。例として、実施例1及び比較例2の樹脂組成物の剪断粘度η[Pa・s]を剪断速度γ[sec−1]に対して両対数プロットしたグラフを図1に示す。得られた結果の中から、剪断速度が12、24、60、120sec−1における剪断粘度の値を両対数グラフ(常用対数グラフ)にプロットした。プロットされた4点を最小二乗法を用いて直線近似し、近似直線の傾きを求めた。なお、決定係数(R2値)が0.95以上の近似直線から傾きを求めた。直線近似及び決定係数の算出はExcel(Microsoft製)を用いて行った。例として、実施例1及び比較例2において、剪断速度γが12、24、60、120sec−1における剪断粘度η[Pa・s]を両対数プロットした4点から得られた近似曲線を示した両対数グラフを図2に示す。
各実施例及び比較例で得られた樹脂組成物ペレットを用いて、以下のとおり多層シートを作製した。3種5層共押出機を用いて、ポリプロピレン(PP)層(210μm)/接着樹脂層(20μm)/樹脂組成物層(40μm)/接着樹脂層(20μm)/PP層(210μm)の5層構成の多層シートを作製した。PPとしては日本ポリプロ株式会社製「ノバテック EG7FTB」を用い、接着樹脂としては三井化学株式会社製「アドマー QF500」を用いた。なお、共押出の条件は、PPの溶融温度230℃、接着樹脂の溶融温度220℃、樹脂組成物ペレットの溶融温度220℃、ダイ温度230℃とした。本試験に用いた押出機及びTダイは以下の通りである。
接着樹脂層及び樹脂組成物層用:20φ押出機ラボ機ME型CO−EXT(東洋精機製)
PP層用:32φ押出機GF−32−A(プラスチック工学研究所製)
Tダイ:300mm幅コートハンガーダイ(プラスチック工学研究所製)
(2)で得られた多層シートを、10cm四方に10枚切り出した。10枚の多層シートを株式会社日阪製作所製レトルト処理装置「RCS−60」を用いて、120℃にて30分間熱水に浸漬することでレトルト処理を行い、当該装置から取り出した直後の多層シートの端部からの溶出物を回収した。10枚のシートから回収した溶出物を80℃真空下で一晩乾燥させてからその質量を測定し、得られた値をレトルト処理後のウィーピング量とした。結果を表1に示す。
ガラスセルに各実施例及び比較例で得られた樹脂組成物ペレットを充填し、該ガラスセルを分光測色計(LabScan XE、HunterLab社製)に設置した。遮光カバーを被せ、黄色度の測定を行った。測定は2回行い、その平均値を樹脂組成物のYI値とした。
リン酸水素二ナトリウム(日本化学工業株式会社製「食添用第二リン酸ソーダ」)を、流動層式ジェットミル(Alpine and Hosokawa Micron Powder Systems製「Hosokawa AFG−400」)を用いて、120℃の対流オーブン内で12時間乾燥しながら粉砕することで無水リン酸水素二ナトリウム粉末を得た。得られた無水リン酸水素二ナトリウム粉末とEVOH(株式会社クラレ製「エバールL171」、エチレン含有量27モル%、ケン化度99.8モル%以上、メルトフローレート(210℃、2160g荷重下)4.0g/10分)、無水マレイン酸グラフト変性ポリプロピレン(ビックケミー・ジャパン株式会社製「SCONA TPPP2112GA」メルトフローレート(190℃、2160g荷重下)4.6g/10分、融点160℃、無水マレイン酸基含有量1.2モル%)、及び分散剤(ビックケミー・ジャパン株式会社製「Disperplast1018」)を溶融混練して樹脂組成物ペレットを得た。このとき、得られる樹脂組成物中に、EVOHが100質量部、リン酸水素二ナトリウムが5質量部、無水マレイン酸変性ポリプロピレンが10質量部、分散剤が0.01質量部含まれるように各成分の添加量を調整した。溶融混練は、株式会社東洋精機製作所製25mm押出機「D2020」(D(mm)=25、L/D=25、圧縮比=2.0、スクリュー:同方向完全噛合型)を使用し、以下の条件で行った。
シリンダー温度:供給部180℃、圧縮部230℃、計量部230℃
ダイ温度:230℃
フィーダー回転数:60rpm
スクリュー回転数:100rpm
吐出量:4.4kg/時間
乾燥剤(B)の種類及び含有量、並びに熱可塑性樹脂(C)の種類及び含有量を表1に示すとおりに変更した以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物ペレットの作製及び評価を行った。結果を表1に示す。
ポリアミド(D)として、ポリアミド樹脂(宇部興産株式会社製ナイロン6「宇部ナイロンSF1018A」、JIS K6810に準じて測定された相対粘度3.0)3質量部をさらに添加した以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物ペレットの作製及び評価を行った。結果を表1に示す。
無水マレイン酸変性ポリプロピレンを添加しなかったこと以外は実施例1と同様にして樹脂組成物ペレットの作製及び評価を行った。結果を表1に示す。
無水マレイン酸変性ポリプロピレンを添加せず、ポリアミド(D)として、ポリアミド樹脂(宇部興産株式会社製ナイロン6「宇部ナイロンSF1018A」、JIS K6810に準じて測定された相対粘度3.0)3質量部をさらに添加した以外は、実施例1と同様にして樹脂組成物ペレットの作製及び評価を行った。結果を表1に示す。
(熱成形カップの作製)
上記「(2)レトルト処理後の酸素透過速度(OTR)」に記載された方法により、ポリプロピレン(PP)層(210μm)/接着樹脂層(20μm)/樹脂組成物層(40μm)/接着樹脂層(20μm)/PP層(210μm)の5層構成の多層シートを作製した。このとき、樹脂組成物ペレットとして実施例1で得られたものを用いた。
レトルト用ガスバリアフィルム(株式会社クラレ製「クラリスタ(商標)C」)の片面に二液系接着剤(「タケラック(商標)A−520」/「タケネートA−50」)を固形分2.5g/m2の目付で塗布後、延伸ナイロンフィルム「エンブレム(商標)ONBC−15」(ONY)を積層した。次に、該ONYのレトルト用ガスバリアフィルムが積層されていない面に前記二液系接着剤を固形分2.5g/m2の目付で塗布後、無延伸ポリプロピレンフィルム「RXC−22」(CPP)をドライラミネート法により積層し、レトルト用ガスバリアフィルム/ONY/CPPの層構成を有する蓋材(厚み77μm)を作製した。
得られた多層熱成形カップに内容物として水を充填した。その後、蓋材のCPP層側が前記カップと接するように前記カップに前記蓋材をヒートシールし、内容物が密封された包装体を得た。
10個の前記包装体を株式会社日阪製作所製レトルト処理装置「RCS−60」を用い、120℃にて30分間熱水に浸漬することでレトルト処理を行い、当該装置から取り出した直後の多層の熱成形カップの端部からの溶出物を回収した。10個の包装体から回収した溶出物を80℃真空下で一晩乾燥させてからその質量を測定し、得られた値を熱成形カップのレトルト処理後のウィーピング量としたところ、その合計量は4.5mgであった。
比較例1に記載の樹脂組成物ペレットを使用した以外は、実施例9と同様にして熱成形カップを作製し、レトルト処理後のウィーピング量を測定したところ、その合計量は5.5mgであった。
Claims (11)
- エチレン−ビニルアルコール共重合体(A)、乾燥剤(B)及び熱可塑性樹脂(C)を含む樹脂組成物であって、
エチレン−ビニルアルコール共重合体(A)を50質量%以上含有し、
エチレン−ビニルアルコール共重合体(A)100質量部に対して、乾燥剤(B)を0.1〜30質量部と熱可塑性樹脂(C)を0.2〜30質量部とを含有し、
熱可塑性樹脂(C)がカルボキシル基、カルボン酸無水物基又はエポキシ基を含有する、樹脂組成物。 - 乾燥剤(B)が水和物を形成可能な金属塩である、請求項1に記載の樹脂組成物。
- 前記金属塩が、リン酸塩、硫酸塩、ホスホン酸塩、ホスフィン酸塩、スルホン酸塩、スルフィン酸塩及びカルボン酸塩からなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項2に記載の樹脂組成物。
- 乾燥剤(B)に対する熱可塑性樹脂(C)の質量比(C/B)が1以上である、請求項1〜3のいずれかに記載の樹脂組成物。
- さらに、ポリアミド(D)を、エチレン−ビニルアルコール共重合体(A)100質量部に対して、0.1〜25質量部含有する、請求項1〜4のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 前記樹脂組成物の230℃、剪断速度12、24、60、120sec−1における剪断粘度(Pa・s)を剪断速度に対して両対数プロットした点から求められる近似直線の傾きが−0.280以下である、請求項1〜5のいずれかに記載の樹脂組成物。
- 請求項1〜6のいずれかに記載の樹脂組成物からなる層を有する多層構造体。
- ポリオレフィン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル及びポリアクリロニトリルからなる群から選択される少なくとも1種の熱可塑性樹脂を含有する層を有する多層構造体を溶融混練してなる回収組成物からなる層をさらに有する、請求項7に記載の多層構造体。
- 請求項7又は8のいずれかに記載の多層構造体からなる包装容器。
- 請求項9に記載の包装容器に内容物を充填してなる包装体。
- 請求項10に記載の包装体を70℃以上140℃以下の水蒸気又は熱水で殺菌処理する方法。
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