JP2023077422A - Modified ethylene-vinyl alcohol copolymer particles - Google Patents

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眞人 青山
Masato Aoyama
彩子 清原
Ayako Kiyohara
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Abstract

To provide a modified ethylene-vinyl alcohol-based resin composition which appropriately lowers a crystallization rate of an ethylene-vinyl alcohol-based resin, and thereby has gas barrier property and biodegradability, and can improve workability, especially, drawing workability, and is excellent in thermal stability.SOLUTION: Ethylene-vinyl alcohol copolymer particles are modified ethylene-vinyl alcohol copolymer particles having a primary hydroxyl group structural unit on a side chain and a content of an ethylene structural unit of 7.1-16.5 mol%. Therein, the following expression (3) is satisfied between degrees Cw(30°C) and Cw(70°C) of underwater crystallinity, and a content of the ethylene structural unit. Expression (3): 3.5×E-21≤(100-Cw(30°C))/100×(Cw(30°C)-Cw(70°C)) (where E is a content of the ethylene structural unit of the ethylene-vinyl alcohol copolymer particles).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、変性エチレン-ビニルアルコール共重合体粒子に関する。 The present invention relates to modified ethylene-vinyl alcohol copolymer particles.

従来ポリビニルアルコールの溶液を基材に塗布することにより、基材にガスバリア層を形成させ、ガスバリア材として用いる試みがされている。しかし、ポリビニルアルコールホモポリマーからなるガスバリア層は、乾燥した雰囲気下では高いガスバリア性を示すものの、高い相対湿度の条件では、ポリビニルアルコールホモポリマーの吸湿が著しくなってガスバリア性が低下することが知られている。 Conventionally, attempts have been made to form a gas barrier layer on a base material by applying a solution of polyvinyl alcohol to the base material, and to use the base material as a gas barrier material. However, although a gas barrier layer made of polyvinyl alcohol homopolymer exhibits high gas barrier properties in a dry atmosphere, it is known that the polyvinyl alcohol homopolymer exhibits significant moisture absorption under high relative humidity conditions, resulting in a decrease in gas barrier properties. ing.

ポリビニルアルコールホモポリマーの吸湿性を低下させる方法として、エチレンを20mol%以上共重合させたエチレン-ビニルアルコール共重合体を用いる方法が知られている。しかし、このようなエチレン-ビニルアルコール共重合体は水には不溶であり、溶液で取り扱う場合には有機溶媒を併用することになるため、溶媒回収のための設備が新たに必要になるなどの問題点があった。 As a method for reducing the hygroscopicity of a polyvinyl alcohol homopolymer, a method using an ethylene-vinyl alcohol copolymer obtained by copolymerizing 20 mol % or more of ethylene is known. However, such an ethylene-vinyl alcohol copolymer is insoluble in water, and when handled in solution, an organic solvent must be used in combination, which requires new equipment for solvent recovery. There was a problem.

このような問題点を解決するために、例えば、特許文献1では、エチレン単位の含有率が1mol%以上20mol%未満で特定の粘度平均重合度、ケン化度を有するエチレン-ビニルアルコール共重合体であって、パルスNMRで求められる30℃と70℃での水中結晶化度が特定の条件を満たす粒子が提案されている。 In order to solve such problems, for example, Patent Document 1 discloses an ethylene-vinyl alcohol copolymer having an ethylene unit content of 1 mol% or more and less than 20 mol% and having a specific viscosity-average degree of polymerization and a degree of saponification. and the degree of crystallinity in water at 30° C. and 70° C. determined by pulse NMR satisfies specific conditions.

前記特許文献1では、非常に広範囲の水中結晶化度を有する粒子が、水への溶解性に優れるとともに、ママコにもなりにくいと記載されている。しかし、特に室温(25℃)~30℃程度の温度での水への溶解性はさらなる改善が求められている。
また、特許文献1では、水中結晶化度を求めるにあたり、パルスNMR測定で得られた磁化減衰曲線を式(1)を用いて近似して、パラメータを求めているが、Solid Echo法のみで得られる減衰曲線は式(1)では、最小二乗法で収束せず、水中結晶化度を求めることができない場合があるため、別の評価方法が求められている。
Patent Document 1 describes that particles having a very wide range of crystallinity in water have excellent solubility in water and are less likely to become lumpy. However, there is a demand for further improvement in the solubility in water, particularly at room temperature (25°C) to about 30°C.
Further, in Patent Document 1, in determining the degree of crystallinity in water, the magnetization attenuation curve obtained by pulse NMR measurement is approximated using equation (1) to determine the parameters, but the parameters are obtained only by the Solid Echo method. In the equation (1), the attenuation curve obtained does not converge by the method of least squares, and the crystallinity in water may not be obtained. Therefore, another evaluation method is required.

さらに、近年では環境負荷の低減の観点(例えば、海洋問題)から、優れた生分解性を有するガスバリア性樹脂が求められているが、EVOH系樹脂で生分解性とガスバリア性を両立した樹脂は知られていない。 Furthermore, in recent years, gas barrier resins with excellent biodegradability have been in demand from the viewpoint of reducing environmental impact (for example, marine problems). unknown.

国際公開WO19/078181号公報International publication WO19/078181

本発明は、以上の状況に鑑みてなされたものであり、水への溶解性、生分解性に優れ、かつ、ガスバリア性にも優れる変性エチレン-ビニルアルコール共重合体(以下、「エチレン-ビニルアルコール共重合体」を「EVOH系樹脂」と称することがある)粒子を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a modified ethylene-vinyl alcohol copolymer (hereinafter referred to as "ethylene-vinyl The purpose of the present invention is to provide particles for which "alcohol copolymers" are sometimes referred to as "EVOH-based resins."

本発明者は鋭意研究を重ねた結果、側鎖に一級水酸基構造単位を有し、エチレン構造単位の含有量が7.1~16.5mol%の変性EVOH系樹脂粒子を、パルスNMRを用いて重水中でSolid Echo法およびCPMG法を用いて測定し、複合して得られる磁化減衰曲線y(t)から成分比を求め、その成分比から求められる30℃での水中結晶化度、70℃での水中結晶化度とエチレン構造単位の含有量との関係が特定範囲である場合に水への溶解性に優れるとともに、生分解性にも優れ、水溶液から作成したフィルムがガスバリア性にも優れることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of intensive research, the inventors of the present invention have found that modified EVOH-based resin particles having a primary hydroxyl group structural unit in the side chain and an ethylene structural unit content of 7.1 to 16.5 mol% were analyzed using pulse NMR. Measured in heavy water using the Solid Echo method and the CPMG method, the component ratio is obtained from the magnetization attenuation curve y(t) obtained by combining, and the crystallinity in water at 30 ° C. and 70 ° C. are obtained from the component ratio. When the relationship between the degree of crystallinity in water and the content of ethylene structural units is within a specific range, it has excellent solubility in water and excellent biodegradability, and the film made from an aqueous solution has excellent gas barrier properties. We found that and completed the present invention.

即ち、本発明は、以下の態様を有する。
[1] 側鎖に一級水酸基構造単位を有し、エチレン構造単位の含有量が7.1~16.5mol%の変性EVOH系樹脂粒子であって、前記変性EVOH系樹脂粒子をパルスNMRにて、測定温度30℃および70℃でSolid Echo法、およびCPMG法を用いて測定し、複合して得られる磁化減衰曲線y(t)を、磁化を観測した時間tの関数とする下記式(1)から30℃における成分比A1およびA2と、70℃における成分比A1およびA2とを求め、

Figure 2023077422000001
(ただし、式(1)の第1項は結晶性で緩和時間が短い成分を示し、A1はその成分比、T2Sはその緩和時間を示す。第2項は結晶性よりも長い緩和時間の成分を示し、A2はその成分比、T2Mはその緩和時間を示す。第3項は定数を示す。Wはワイブル係数であり、A1+A2+y0=1である。)
前記30℃および70℃のA1およびA2から下記式(2)により水中結晶化度(単位%)Cw(30℃)、Cw(70℃)を求めたとき、
w(X℃)=A1/(A1+A2)×100 ・・・(2)
(ただし、Xは30または70である。)
前記水中結晶化度Cw(30℃)、Cw(70℃)と変性EVOH系樹脂粒子のエチレン構造単位の含有量(E)との間で、下記式(3)を満たす変性EVOH系樹脂粒子。
3.5×E-21≦(100-Cw(30℃))/100×(Cw(30℃)-Cw(70℃))・・・(3)
[2] さらに式(4)を満足する、[1]に記載の変性EVOH系樹脂粒子
5≦Cw(70℃)≦11・・・(4)
[3] JIS Z8801目開き2.36mmの篩を通過する粒子の割合が80質量%以上であり、目開き150μmの篩を通過する粒子の割合が10質量%以上20質量%以下である、[1]または[2]記載の変性EVOH系樹脂粒子。
[4] ケン化度が95mol%以上である、[1]~[3]のいずれかに記載の変性EVOH系樹脂粒子。
[5] 側鎖一級水酸基構造の導入量が2.5mol%以上である、[1]~[4]のいずれかに記載の変性EVOH系樹脂粒子。
[6]再アセチル化後のエチレン-ビニルエステル系共重合体のテトラヒドロフラン溶液の粘度平均分子量が、5.5×104~1.1×105である[1]~[5]のいずれかの変性EVOH系樹脂粒子。 That is, the present invention has the following aspects.
[1] Modified EVOH resin particles having a primary hydroxyl group structural unit in a side chain and an ethylene structural unit content of 7.1 to 16.5 mol%, the modified EVOH resin particles being measured by pulse NMR. , measured using the Solid Echo method and the CPMG method at measurement temperatures of 30 ° C. and 70 ° C., and the magnetization decay curve y(t) obtained by combining is a function of the time t when the magnetization is observed. The following formula (1 ) to obtain the component ratios A 1 and A 2 at 30° C. and the component ratios A 1 and A 2 at 70° C.,
Figure 2023077422000001
(However, the first term in formula (1) indicates a crystalline component with a short relaxation time, A 1 indicates the component ratio, and T 2S indicates the relaxation time. The second term indicates a longer relaxation time than the crystalline A 2 is its component ratio, T 2M is its relaxation time, the third term is a constant, W is the Weibull coefficient, and A 1 +A 2 +y 0 =1.)
When the degree of crystallinity in water (unit %) Cw (30°C) and Cw (70°C) is obtained from the above A 1 and A 2 at 30°C and 70°C by the following formula (2),
C w (X° C.)=A 1 /(A 1 +A 2 )×100 (2)
(However, X is 30 or 70.)
Modified EVOH resin that satisfies the following formula (3) between the degree of crystallinity in water C w (30° C.) and C w (70° C.) and the content (E) of the ethylene structural unit of the modified EVOH resin particles particle.
3.5×E−21≦(100−Cw (30° C.))/100×(Cw (30° C.)−Cw (70° C.)) (3)
[2] Modified EVOH resin particles according to [1], further satisfying formula (4) 5≤Cw(70°C)≤11 (4)
[3] The proportion of particles passing through a JIS Z8801 sieve with an opening of 2.36 mm is 80% by mass or more, and the proportion of particles passing through a sieve with an opening of 150 μm is 10% by mass or more and 20% by mass or less. Modified EVOH resin particles according to 1] or [2].
[4] The modified EVOH resin particles according to any one of [1] to [3], which have a degree of saponification of 95 mol % or more.
[5] The modified EVOH resin particles according to any one of [1] to [4], wherein the introduced amount of the side chain primary hydroxyl group structure is 2.5 mol % or more.
[6] Any one of [1] to [5], wherein the tetrahydrofuran solution of the ethylene-vinyl ester copolymer after reacetylation has a viscosity-average molecular weight of 5.5×10 4 to 1.1×10 5 . modified EVOH resin particles.

本発明の変性EVOH系樹脂粒子は水への溶解性に優れるため、容易に水溶液を作成できるとともに生分解性に優れる。また、本発明の変性EVOH系樹脂系樹脂粒子を水に溶解させたコーティング剤からなる被膜はガスバリア性に優れる。 Since the modified EVOH-based resin particles of the present invention have excellent solubility in water, they can be easily prepared into an aqueous solution and have excellent biodegradability. Also, a film made of a coating agent obtained by dissolving the modified EVOH-based resin particles of the present invention in water has excellent gas barrier properties.

以下、本発明の実施形態例に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されない。
なお、本発明において「X~Y」(X,Yは任意の数字)と表現する場合、特にことわらない限り「X以上Y以下」の意と共に、「好ましくはXより大きい」または「好ましくはYより小さい」の意も包含する。
また、「X以上」(Xは任意の数字)または「Y以下」(Yは任意の数字)と表現した場合、「Xより大きいことが好ましい」または「Y未満であることが好ましい」旨の意図も包含する。
さらに、本発明において、「xおよび/またはy(x,yは任意の構成または成分)」とは、xのみ、yのみ、xおよびy、という3通りの組合せを意味するものである。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to these embodiments.
In the present invention, when expressing "X to Y" (X and Y are arbitrary numbers), unless otherwise specified, "X or more and Y or less" and "preferably larger than X" or "preferably It also includes the meaning of "smaller than Y".
In addition, when expressed as "X or more" (X is any number) or "Y or less" (Y is any number), the statement "preferably larger than X" or "preferably less than Y" It also includes intent.
Furthermore, in the present invention, "x and/or y (x and y are arbitrary constituents or components)" means three combinations of x only, y only, and x and y.

本発明の変性EVOH系樹脂系樹脂粒子(以下、「本変性EVOH系樹脂粒子」と称する)は、側鎖に一級水酸基構造単位を有し、エチレン構造単位の含有量が7.1~16.5mol%であって、前記変性EVOH系樹脂粒子をパルスNMRにて、測定温度30℃および70℃でSolid Echo法、およびCPMG法を用いて測定し、複合して得られる磁化減衰曲線y(t)を、磁化を観測した時間tの関数とする下記式(1)から30℃における成分比A1およびA2と、70℃における成分比A1およびA2とを求め、

Figure 2023077422000002
(ただし、式(1)の第1項は結晶性で緩和時間が短い成分を示し、A1はその成分比、T2Sはその緩和時間を示す。第2項は結晶性よりも長い緩和時間の成分を示し、A2はその成分比、T2Mはその緩和時間を示す。第3項は定数を示す。Wはワイブル係数であり、A1+A2+y0=1である。)
前記30℃および70℃のA1およびA2から下記式(2)により水中結晶化度(単位%)Cw(30℃)、Cw(70℃)を求めたとき、
w(X℃)=A1/(A1+A2)×100 ・・・(2)
(ただし、Xは30または70である。)
前記水中結晶化度Cw(30℃)とCw(70℃)との差が、下記式(3)を満たす変性EVOH系樹脂粒子である。
3.5×E-21≦(100-Cw(30℃))/100×(Cw(30℃)-Cw(70℃))・・・(3)
(ただし、Eは、変性EVOH系樹脂粒子のエチレン構造単位の含有量である。) The modified EVOH-based resin-based resin particles of the present invention (hereinafter referred to as "this modified EVOH-based resin particles") has primary hydroxyl group structural units in side chains and has an ethylene structural unit content of 7.1 to 16.5. The magnetization decay curve y(t ) is a function of the magnetization observation time t, the component ratios A 1 and A 2 at 30° C. and the component ratios A 1 and A 2 at 70° C. are obtained from the following equation (1),
Figure 2023077422000002
(However, the first term in formula (1) indicates a crystalline component with a short relaxation time, A 1 indicates the component ratio, and T 2S indicates the relaxation time. The second term indicates a longer relaxation time than the crystalline A 2 is its component ratio, T 2M is its relaxation time, the third term is a constant, W is the Weibull coefficient, and A 1 +A 2 +y 0 =1.)
When the degree of crystallinity in water (unit %) Cw (30°C) and Cw (70°C) is obtained from the above A 1 and A 2 at 30°C and 70°C by the following formula (2),
C w (X° C.)=A 1 /(A 1 +A 2 )×100 (2)
(However, X is 30 or 70.)
The difference between the degree of crystallinity in water C w (30° C.) and C w (70° C.) is the modified EVOH resin particles satisfying the following formula (3).
3.5×E−21≦(100−Cw (30° C.))/100×(Cw (30° C.)−Cw (70° C.)) (3)
(However, E is the content of ethylene structural units in the modified EVOH resin particles.)

従来、ポリマー試料中の分子運動性の違いをパルスNMRのSolid-echo法におけるT2緩和により評価し、これを緩和時間成分の異なる成分に分離して解析する手法や、この成分の比をもって水中結晶化度とすることが知られている。前記NMRの緩和は、一般に、ガウス波形とローレンツ波形の混合波形として近似することができる。
しかし、Solid Echo法は、一般的に分子運動性が低く、スピンスピン緩和時間がおおむね、100μs以下の短い緩和時間の試料に適した測定法であり、水中で膨潤して分子運動性が高くなったポリマーに対しては、水に溶解したポリマーの磁化の影響を受けるため、Solid Echo法で測定した磁化減衰曲線だけでは、最小二乗法で近似できなくなる場合がある。
この問題は、測定で得られる磁化減衰曲線を、Solid Echo法とCPMG法で測定して複合して使用することで解決できる。CPMG法とは、分子運動性が高く、スピンスピン緩和時間が上記より長い試料に適した測定法である。
本変性EVOH系樹脂粒子においては、パルスNMRのSolid Echo法とCPMG法を用いて測定する。
Conventionally, the difference in molecular mobility in a polymer sample is evaluated by T2 relaxation in the Solid-echo method of pulse NMR, and this is separated into different components with different relaxation time components for analysis. It is known to be a degree of quenching. The NMR relaxation can generally be approximated as a mixture of Gaussian and Lorentzian waveforms.
However, the Solid Echo method is generally low in molecular mobility and is a measurement method suitable for samples with a short spin relaxation time of approximately 100 μs or less. A polymer dissolved in water is affected by the magnetization of the polymer dissolved in water. Therefore, the magnetization attenuation curve measured by the Solid Echo method may not be able to be approximated by the least squares method.
This problem can be solved by measuring the magnetization attenuation curve obtained by the measurement by the Solid Echo method and the CPMG method and using them in combination. The CPMG method is a measurement method suitable for samples with high molecular mobility and longer spin-spin relaxation times than the above.
The present modified EVOH-based resin particles are measured using the Solid Echo method and CPMG method of pulse NMR.

前記パルスNMRの測定に際しては、変性EVOH系樹脂粒子の試料を重水中に4質量%の濃度となるように混合し、30℃または70℃で40分間静置した後に、静置温度と同一の温度下で、測定を行う。得られた緩和曲線の0~70msの範囲を、上記式(1)にて誤差最小二乗法を用いてフィッテイングして30℃におけるA1、A2、T2S、T2M、W、y0と、70℃におけるA1、A2、T2S、T2M、W、y0を求める。
具体的には、t=0~0.05msの緩和時間が短い部分についての磁化減衰曲線は、Solid Echo法で得られるデータを使用して、tが0.05msより大きい磁化減衰曲線は、CPMG法で得られるデータを使用して、式(1)のy(t)として、最小二乗法で近似することができる。
In the pulse NMR measurement, a sample of the modified EVOH-based resin particles was mixed in heavy water to a concentration of 4% by mass, allowed to stand at 30°C or 70°C for 40 minutes, and then heated to the same standing temperature. Measurements are taken under temperature. The range of 0 to 70 ms of the relaxation curve obtained is fitted using the error least squares method in the above equation (1) to obtain A 1 , A 2 , T 2S , T 2M , W, y 0 at 30 ° C. and A 1 , A 2 , T 2S , T 2M , W and y 0 at 70°C.
Specifically, the magnetization decay curve for the part with a short relaxation time of t = 0 to 0.05 ms uses the data obtained by the Solid Echo method, and the magnetization decay curve for t greater than 0.05 ms is obtained from CPMG y(t) in equation (1) can be approximated by a least-squares method using the data obtained by the modulus.

前記式(1)において、分子運動性が低い成分はガウス型、高い成分はローレンツ型となることが知られており、ワイブル係数(W)により、各成分のガウス/ローレンツ比を知ることができる。例えば、ワイブル係数が1ならば、ローレンツ型100%、2ならばガウス型100%であるため、ワイブル係数は通常、1から2の値を取ることが知られている。このとき、結晶性で緩和時間が短い成分は、運動性が低く、ガウス型となるので、前記式(1)の第1項のようにW=2と固定して考えることができる。また、その他の成分は、第2項のようにW=1~2である成分と、第3項の定数として考えることができ、緩和はそれらの和として表すことができる。このとき、A1、A2は、それぞれ、結晶性で緩和時間が短い成分、結晶性よりも長い緩和時間を有する成分を示すため、前記式(2)は、その測定温度(30℃または70℃)における水中結晶化度として用いることができる。 In the above formula (1), it is known that the component with low molecular mobility is Gaussian and the component with high molecular mobility is Lorentzian, and the Gaussian/Lorentzian ratio of each component can be known from the Weibull coefficient (W). . For example, if the Weibull coefficient is 1, it is Lorentzian 100%, and if it is 2, it is Gaussian 100%. At this time, the crystalline component with a short relaxation time has low mobility and has a Gaussian shape. Further, the other components can be considered as the component with W=1 to 2 like the second term and the constant of the third term, and the relaxation can be expressed as the sum of them. At this time, A 1 and A 2 represent a crystalline component with a short relaxation time and a component with a longer relaxation time than the crystalline component, respectively. ℃) can be used as the degree of crystallinity in water.

通常、EVOH系樹脂は、エチレンが共重合されているために、水には溶けにくい。そのため、EVOH系樹脂系樹脂から水溶液を得るためには、室温(25℃)付近の水にEVOH系樹脂粒子を分散させた後、必要に応じて加温する手順が普通に用いられる。この際、後述の通り、室温付近の水中では適度な粒径を有して水との接触面積を増やしつつも、適切な結晶化度を保って、粒子表面だけが易溶であるためママコになるのを防ぎ、しかも、加温後には速やかに結晶化度が低下して、短時間に溶解するのが好ましい。 EVOH-based resins are usually copolymerized with ethylene, so they are difficult to dissolve in water. Therefore, in order to obtain an aqueous solution from an EVOH-based resin, a procedure of dispersing EVOH-based resin particles in water at about room temperature (25° C.) and then heating as necessary is commonly used. At this time, as described later, in water near room temperature, while increasing the contact area with water, while maintaining an appropriate degree of crystallinity, only the surface of the particles is easily soluble. In addition, it is preferable that the degree of crystallinity is rapidly lowered after heating and dissolved in a short period of time.

そのようなEVOH系樹脂粒子を得る指標として、水中結晶化度Cw(30℃)、Cw(70℃)と、エチレン構造単位の含有量との関係が重要であることが分かった。 As an index for obtaining such EVOH-based resin particles, it was found that the relationship between the degree of crystallinity in water C w (30° C.), C w (70° C.) and the content of ethylene structural units is important.

すなわち、本変性EVOH系樹脂粒子は、エチレン構造単位(mol%)と、重水中のパルスNMRで求められる30℃における水中結晶化度Cw(30℃)、70℃における水中結晶化度Cw(70℃)との関連において、下記式(3)を満たす。
3.5×E-21≦(100-Cw(30℃))/100×(Cw(30℃)-Cw(70℃))・・・(3)
前記式(3)において、Eは、変性EVOH系樹脂粒子のエチレン構造単位の含有量である。
本変性EVOH系樹脂粒子は、前記式(3)を満たすため、30℃での水中で粒子が分散しやすい状況を保ちつつ、70℃に加温した時に速やかに溶解させることができる。
That is, the present modified EVOH-based resin particles are composed of ethylene structural units (mol%), the degree of crystallinity in water at 30°C (30°C) determined by pulse NMR in heavy water , (70° C.), the following formula (3) is satisfied.
3.5×E−21≦(100−Cw (30° C.))/100×(Cw (30° C.)−Cw (70° C.)) (3)
In the above formula (3), E is the content of ethylene structural units in the modified EVOH resin particles.
Since the modified EVOH-based resin particles satisfy the above formula (3), they can be rapidly dissolved when heated to 70°C while maintaining a state in which the particles are easily dispersed in water at 30°C.

また、前記(100-Cw(30℃))/100×(Cw(30℃)-Cw(70℃))の値は、5~21が好ましく、6.6~13がより好ましい。
前記(100-Cw(30℃))/100×(Cw(30℃)-Cw(70℃))の値を5未満とするためには、Cw(30℃)=5.3~35程度の範囲で、Cw(30℃)-Cw(70℃)=5.3~7.3に制御しなければならない。このような変性EVOH系樹脂粒子は、30℃と70℃で水中結晶化度がほとんど変化しないこととなり、加温による溶解制御が難しく、実用に適さない傾向がある。
また、(100-Cw(30℃))/100×(Cw(30℃)-Cw(70℃))の値を21超とするためには、Cw(30℃)=30~70の範囲で、Cw(70℃)=0~8.4に制御しなければならない。このような変性EVOH系樹脂粒子は、温度変化により急に水中結晶化度が変化することとなり、溶解時の昇温手順が難しくなる傾向がある。
The value of (100−Cw(30° C.))/100×(Cw(30° C.)−Cw(70° C.)) is preferably 5 to 21, more preferably 6.6 to 13.
In order to make the value of (100−Cw (30° C.))/100×(Cw (30° C.)−Cw (70° C.)) less than 5, Cw (30° C.) = about 5.3 to 35 It must be controlled within the range of Cw (30° C.)−Cw (70° C.)=5.3 to 7.3. Such modified EVOH-based resin particles have almost no change in crystallinity in water between 30° C. and 70° C., making it difficult to control dissolution by heating, and tend to be unsuitable for practical use.
Also, in order to make the value of (100−Cw (30° C.))/100×(Cw (30° C.)−Cw (70° C.)) greater than 21, Cw (30° C.)=30 to 70 , Cw (70° C.)=0 to 8.4. Such modified EVOH-based resin particles tend to undergo abrupt changes in crystallinity in water due to temperature changes, making it difficult to raise the temperature during dissolution.

前記Cw(30℃)は52%以下であることが好ましく、15~52%であることがより好ましく、16~45%であることがさらに好ましく、20~25%であることが特に好ましい。Cw(30℃)が52%を超えると、30℃の水中における分散性は好ましいが、加温しても溶解に時間がかかる傾向がある。また、Cw(30℃)が15%未満では、30℃の水中で粒子が融着しやすく、融着した粒子がママコになってその後の溶解に時間がかかる傾向がある。 The C w (30° C.) is preferably 52% or less, more preferably 15 to 52%, even more preferably 16 to 45%, particularly preferably 20 to 25%. If C w (30° C.) exceeds 52%, dispersibility in water at 30° C. is preferable, but dissolution tends to take a long time even with heating. Also, if C w (30° C.) is less than 15%, the particles tend to fuse together in water at 30° C., and the fused particles tend to turn into lumps and take a long time to dissolve.

本変性EVOH系樹脂粒子は、さらに、70℃における水中結晶化度Cw(70℃)が式(4)を満たすことが好ましい。
5≦Cw(70℃)≦11・・・(4)
Cw(70℃)が5未満であると、昇温溶解中に粒子が融着しやすく溶解に要する時間が長くなる傾向があって好ましくない。
Cw(70℃)が11を超えると70℃でも水中で高結晶化度を維持しているということであり、水に溶解しがたく、水溶液をコーティングしてガスバリア材に形成しにくくなる傾向がある。
It is preferable that the present modified EVOH-based resin particles further satisfy the formula (4) in water crystallinity C w (70° C.) at 70° C.
5≦Cw (70° C.)≦11 (4)
If Cw (70° C.) is less than 5, the particles tend to fuse together during melting at elevated temperature, which tends to lengthen the time required for melting, which is not preferable.
When Cw (70°C) exceeds 11, it means that a high degree of crystallinity is maintained in water even at 70°C, and there is a tendency that it is difficult to dissolve in water and difficult to form into a gas barrier material by coating an aqueous solution. be.

前記30℃及び、70℃における水中結晶化度Cwを制御する方法としては、例えば、
(I)変性EVOH系樹脂とは異なる樹脂構造の樹脂を混合する方法、
(II)変性EVOH系樹脂の樹脂構造を制御する方法、
(III)変性EVOH系樹脂の分子量を制御する方法
(IV)ケン化度の異なる変性EVOH系樹脂を混合する方法、
(V)変性EVOH系樹脂の水素結合に作用するような添加剤、例えば、ナノシリカ等を添加する方法、
(VI)変性EVOH系樹脂の非晶部分に作用するような可塑剤を添加する方法
(VII)変性EVOH系樹脂粒子の粒径を制御する方法、
等が挙げられる。
本発明においては、これらを単独でもしくは2種以上組み合わせることにより、水中結晶化度を制御することができる。なかでも、(II)変性EVOH系樹脂の樹脂構造を制御する方法、(VII)変性EVOH系樹脂粒子の粒径を制御する方法を組み合わせて用いることが好ましい。
Methods for controlling the degree of crystallinity in water Cw at 30°C and 70°C include, for example,
(I) a method of mixing a resin having a resin structure different from that of the modified EVOH resin;
(II) a method for controlling the resin structure of a modified EVOH resin;
(III) A method of controlling the molecular weight of the modified EVOH-based resin (IV) A method of mixing modified EVOH-based resins with different degrees of saponification,
(V) A method of adding an additive that acts on the hydrogen bonding of the modified EVOH resin, such as nanosilica,
(VI) A method of adding a plasticizer that acts on the amorphous portion of the modified EVOH-based resin (VII) A method of controlling the particle size of the modified EVOH-based resin particles,
etc.
In the present invention, the degree of crystallinity in water can be controlled by using these alone or in combination of two or more. Among them, (II) a method of controlling the resin structure of the modified EVOH resin and (VII) a method of controlling the particle size of the modified EVOH resin particles are preferably used in combination.

前記(II)変性EVOH系樹脂の樹脂構造を制御する方法としては、例えば、変性EVOH系樹脂のエチレン構造単位の含有量を制御する方法、ケン化度を制御する方法、側鎖に一級水酸基構造単位を導入する方法等が制御も容易で、均一に粒子の結晶化度を制御できることから好ましい。以下、これらの方法について説明する。 Methods for controlling the resin structure of the (II) modified EVOH resin include, for example, a method of controlling the content of ethylene structural units in the modified EVOH resin, a method of controlling the degree of saponification, and a primary hydroxyl group structure in the side chain. The method of introducing units is preferable because it is easy to control and the degree of crystallinity of particles can be uniformly controlled. These methods are described below.

まず、エチレン構造単位の含有量(E)を制御する方法について説明する。
エチレン構造単位は、変性EVOH系樹脂において、二級水酸基を有するビニルアルコール構造単位を隣接して存在させにくくし、もって二級水酸基同士の相互作用に依る水への馴染みやすさを調節する効果がある。
First, a method for controlling the content (E) of ethylene structural units will be described.
The ethylene structural unit makes it difficult for the vinyl alcohol structural unit having a secondary hydroxyl group to exist adjacently in the modified EVOH resin, and thus has the effect of adjusting the compatibility with water due to the interaction between the secondary hydroxyl groups. be.

本変性EVOH系樹脂粒子のエチレン構造単位の含有量(E)は7.1~16.5mol%であり、好ましくは7.2~11mol%であり、さらに好ましくは7.5~10mol%である。
エチレン構造単位の含有量が16.5mol%を超えると、水に溶解しにくくなる。また、エチレン構造単位の含有量が7.1mol%未満では、水溶液を基材に塗布してガスバリア材を作成するときに、高湿度条件下でのガスバリア性が低下し、前述の水への馴染みやすさを調節する効果が少ない。
The ethylene structural unit content (E) of the modified EVOH resin particles is 7.1 to 16.5 mol%, preferably 7.2 to 11 mol%, more preferably 7.5 to 10 mol%. .
When the ethylene structural unit content exceeds 16.5 mol %, it becomes difficult to dissolve in water. Further, when the content of the ethylene structural unit is less than 7.1 mol %, the gas barrier properties under high humidity conditions are lowered when the aqueous solution is applied to the base material to prepare the gas barrier material, and the compatibility with water described above is reduced. There is little effect of adjusting ease.

エチレン構造単位の含有量(E)が7.1mol%未満であって、ケン化度が高い場合は、(100-Cw(30℃))/100×(Cw(30℃)-Cw(70℃))の値は17以上の値になりやすく、前記式(3)を満たさない。これは、Cw(30℃)の値があまりに大きくなるために、Cw(70℃)も大きくなる傾向があるが、Cw(30℃)-Cw(70℃)が大きくなる効果が打ち勝つためと考えられる。このような場合70℃で水に溶解させにくくなる。
この場合、ケン化度を低下させたり、側鎖に一級水酸基構造を導入することにより、(100-Cw(30℃))/100×(Cw(30℃)-Cw(70℃))の値を小さくすることはできるものの、式(3)を満たすことは困難である。
When the content (E) of the ethylene structural unit is less than 7.1 mol% and the degree of saponification is high, )) tends to be a value of 17 or more and does not satisfy the above formula (3). This is because the value of Cw (30°C) becomes too large, so Cw (70°C) also tends to increase, but the effect of increasing Cw (30°C) - Cw (70°C) overcomes it. it is conceivable that. In such a case, it becomes difficult to dissolve in water at 70°C.
In this case, by reducing the degree of saponification or introducing a primary hydroxyl group structure to the side chain, the value can be reduced, it is difficult to satisfy the equation (3).

エチレン構造単位の含有量(E)が7.1mol%以上の場合、式(3)を満たすためには、例えば、ケン化度が高く、分子量が低い変性EVOH系樹脂を用いることや、側鎖一級水酸基構造単位の導入量を増加させることが好ましい。 When the content (E) of the ethylene structural unit is 7.1 mol% or more, in order to satisfy the formula (3), for example, a modified EVOH resin with a high degree of saponification and a low molecular weight may be used, or the side chain It is preferable to increase the introduction amount of the primary hydroxyl group structural unit.

次に、前記ケン化度を制御する方法について説明する。
本発明で用いる変性EVOH系樹脂のケン化度は、通常95mol%以上であり、好ましくは98.5mol%以上、特に好ましくは99mol%以上である。
本発明においては、ケン化度が高い変性EVOH系樹脂を用いることにより、前記式(3)を満たしやすくなる傾向がある。また、水溶液を基材に塗布してガスバリア材を作成するときに、ケン化度が低すぎると、特に高湿度でガスバリア性、保香性、耐溶剤性、耐油性が低下する傾向がある。
Next, a method for controlling the degree of saponification will be described.
The degree of saponification of the modified EVOH resin used in the present invention is usually 95 mol % or more, preferably 98.5 mol % or more, and particularly preferably 99 mol % or more.
In the present invention, the use of a modified EVOH resin with a high degree of saponification tends to make it easier to satisfy the formula (3). Further, when the gas barrier material is prepared by applying an aqueous solution to a base material, if the degree of saponification is too low, the gas barrier properties, aroma retention properties, solvent resistance, and oil resistance tend to deteriorate, especially at high humidity.

さらに、側鎖一級水酸基構造単位の導入量(D)を制御する方法について説明する。
本変性EVOH系樹脂粒子は、側鎖一級水酸基構造単位の導入量(D)が、2.5mol%以上であることが好ましく、2.5mol%以上10mol%未満がより好ましく、3~6mol%が更に好ましく、3~4.5mol%が特に好ましい。側鎖一級水酸基構造単位の導入量(D)が2.5mol%以上であると、式(3)を満たしやすくなる傾向がある。これは、側鎖一級水酸基構造単位の導入量(D)が2.5mol%以上であることで、Cw(30℃)を低下させつつも、変性EVOH系樹脂粒子表面が一気に溶解しない程度に結晶性を保つためと考えられる。そして、側鎖一級水酸基構造単位の導入量(D)が大きくなるほど、100-Cw(30℃))/100×(Cw(30℃)-Cw(70℃))の値は小さくなる傾向がある。
また、側鎖一級水酸基構造単位の導入量(D)が大きすぎると、共重合反応時に後述する側鎖に一級水酸基を有するモノマー、側鎖の一級水酸基をエステル等で保護したモノマーを多く使用する必要があり経済的に不利となる傾向がある。
Furthermore, a method for controlling the introduction amount (D) of the side chain primary hydroxyl group structural unit will be described.
In the present modified EVOH-based resin particles, the introduction amount (D) of the side chain primary hydroxyl group structural unit is preferably 2.5 mol% or more, more preferably 2.5 mol% or more and less than 10 mol%, and 3 to 6 mol%. More preferably, 3 to 4.5 mol % is particularly preferable. When the introduction amount (D) of the side chain primary hydroxyl group structural unit is 2.5 mol % or more, the formula (3) tends to be easily satisfied. This is because the introduction amount (D) of the side chain primary hydroxyl group structural unit is 2.5 mol % or more, so that the Cw (30 ° C.) is lowered, but the surface of the modified EVOH resin particles does not dissolve at once. presumably to preserve sexuality. Then, the larger the introduction amount (D) of the side chain primary hydroxyl group structural unit, the smaller the value of 100−Cw (30° C.))/100×(Cw (30° C.)−Cw (70° C.)). .
If the introduction amount (D) of the side chain primary hydroxyl group structural unit is too large, a large amount of a monomer having a primary hydroxyl group in the side chain or a monomer having the primary hydroxyl group in the side chain protected with an ester or the like, which will be described later, is used during the copolymerization reaction. It is necessary and tends to be economically disadvantageous.

次に(VII)変性EVOH系樹脂粒子の粒径を制御する方法について説明する。
本変性EVOH系樹脂粒子の粒径は、後述するケン化とその後の処理方法により、ある程度制御することができる。
本変性EVOH系樹脂粒子においては、目開き150μmの篩を通過する粒子の割合が通常10~20質量%であり、15~19質量%であることが好ましい。このような粒子とすることで、前記式(3)を満たしやすくなり、30℃水中での凝集を防止しつつ、しかも70℃での溶解時間を短くできる傾向がある。
目開き150μmの篩を通過する粒子の割合が20質量%超の場合、前記(3)を満たしにくくなる傾向があり、30℃水中でも凝集しやすく、溶解作業中にママコができやすくなる傾向がある。
また、目開き150μmの篩を通過する粒子の割合が10質量%未満の場合、エチレン構造単位の含有量を大きくしたとしても、前記式(3)を満たしにくくなる傾向がある。例えば、3.5×E-21>(100-Cw(30℃))/100×(Cw(30℃)-Cw(70℃))の範囲になりやすく、このような粒子は、Cw(70℃)が大きくて70℃水への溶解性が低かったり、Cw(30℃)、Cw(70℃)の個々の値の制御はよくても、エチレン構造単位の含有量との関係で、バランスが悪くなり粒子芯まで溶解するのに時間がかかる傾向がある。
Next, the method (VII) for controlling the particle size of the modified EVOH resin particles will be described.
The particle size of the modified EVOH-based resin particles can be controlled to some extent by the saponification and subsequent treatment methods described below.
In the present modified EVOH-based resin particles, the proportion of particles passing through a sieve with a mesh size of 150 μm is usually 10 to 20% by mass, preferably 15 to 19% by mass. Such particles tend to easily satisfy the formula (3), prevent aggregation in water at 30°C, and shorten the dissolution time at 70°C.
If the proportion of particles passing through a sieve with an opening of 150 μm exceeds 20% by mass, it tends to be difficult to satisfy the above (3), and tends to aggregate even in water at 30 ° C. be.
If the proportion of particles passing through a sieve with an opening of 150 μm is less than 10% by mass, even if the content of ethylene structural units is increased, it tends to be difficult to satisfy the above formula (3). For example, the range of 3.5×E−21>(100−Cw (30° C.))/100×(Cw (30° C.)−Cw (70° C.)) is likely to occur, and such particles are Cw (70 ° C) is large and the solubility in water at 70 ° C is low, and although the individual values of Cw (30 ° C) and Cw (70 ° C) are well controlled, the balance It tends to take a long time to dissolve to the core of the particles.

以下、本変性EVOH系樹脂粒子の製造方法について説明する。 A method for producing the modified EVOH-based resin particles will be described below.

EVOH系樹脂は、通常、エチレンとビニルエステル系モノマーとの共重合体であるエチレン-ビニルエステル系共重合体をケン化させることにより得られる熱可塑性樹脂であり、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、通常、ケン化されずに残存する若干量のビニルエステル構造単位を含むものである。 EVOH resins are thermoplastic resins usually obtained by saponifying ethylene-vinyl ester copolymers, which are copolymers of ethylene and vinyl ester monomers, and are composed of ethylene structural units and vinyl alcohol structures. units, and usually contains a small amount of vinyl ester structural units remaining unsaponified.

本変性EVOH系樹脂粒子に用いるビニルエステル系モノマーとしては、例えば、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビニル、酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、バーサチック酸ビニル、トリフルオロ酢酸ビニル等が挙げられる。これらは単独でもしくは2種以上を併せて用いてもよい。これらのなかでも、経済的な観点から、酢酸ビニルが好ましい。 Vinyl ester monomers used in the present modified EVOH resin particles include, for example, vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl valerate, vinyl butyrate, vinyl isobutyrate, vinyl pivalate, vinyl caprate, vinyl laurate, vinyl stearate, vinyl benzoate, vinyl versatate, vinyl trifluoroacetate and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, vinyl acetate is preferable from an economical point of view.

また、共重合成分として、前記ビニルエステル系モノマーの他に、側鎖に一級水酸基を有するモノマー、側鎖の一級水酸基をエステル等で保護したモノマー、エチレン性不飽和単量体等のその他の共重合モノマーを用いてもよい。これらは単独でもしくは2種以上を用いてもよい。
なかでも、本発明で用いる側鎖に一級水酸基構造を有する変性EVOH系樹脂を得る方法としては、側鎖に一級水酸基を有するモノマー、側鎖の一級水酸基をエステル等で保護したモノマーを用いることが好ましい。
In addition to the vinyl ester-based monomers, other copolymers such as monomers having a primary hydroxyl group in the side chain, monomers in which the primary hydroxyl group in the side chain is protected with an ester or the like, ethylenically unsaturated monomers, etc. Polymerized monomers may also be used. These may be used alone or in combination of two or more.
Among others, as a method for obtaining a modified EVOH resin having a primary hydroxyl group structure in the side chain used in the present invention, it is possible to use a monomer having a primary hydroxyl group in the side chain or a monomer having the primary hydroxyl group in the side chain protected with an ester or the like. preferable.

前記側鎖に一級水酸基を有するモノマーとしては、例えば、アリルアルコール、3-ブテン-1-オール、4-ペンテン-1-オール、5-ヘキセン-1-オール、6-ヘプテン-1-オール、メタリルアルコール等のモノヒドロキシアルキル基含有モノマー;2-メチレン-1,3-プロパンジオール、3,4-ジオール-1-ブテン、4,5-ジオール-1-ペンテン、4,5-ジオール-3-メチル-1-ペンテン、5,6-ジオール-1-ヘキセン、グリセリンモノアリルエーテル等のジヒドロキシアルキル基含有モノマーが挙げられる。 Examples of the monomer having a primary hydroxyl group in the side chain include allyl alcohol, 3-buten-1-ol, 4-penten-1-ol, 5-hexene-1-ol, 6-hepten-1-ol, meta Monohydroxyalkyl group-containing monomers such as lyl alcohol; 2-methylene-1,3-propanediol, 3,4-diol-1-butene, 4,5-diol-1-pentene, 4,5-diol-3- Dihydroxyalkyl group-containing monomers such as methyl-1-pentene, 5,6-diol-1-hexene and glycerin monoallyl ether can be used.

前記側鎖の一級水酸基をエステル等で保護したモノマーとしては、例えば、前記側鎖一級水酸基を有するモノマーの酢酸エステル等が挙げられる。具体的には、例えば、酢酸アリル、酢酸3-ブテニル、酢酸4-ペンテニル、酢酸5-ヘキセニル、酢酸6-ヘプテニル、酢酸メタリル等のモノアセトキシアルキル基含有モノマー;2-メチレン-1,3-プロパンジオールジアセテート、3,4-ジアセトキシ-1-ブテン、4,5-ジアセトキシ-1-ペンテン、4,5-ジアセトキシ-3-メチル-1-ペンテン、5,6-ジアセトキシ-1-ヘキセン、3-アリルオキシ-1,2-プロパンジオールジアセテート等のジアセトキシアルキル基含有モノマー等が挙げられる。 Examples of the monomer in which the primary hydroxyl group in the side chain is protected with an ester or the like include acetic acid ester of the monomer having the primary hydroxyl group in the side chain. Specifically, for example, monoacetoxyalkyl group-containing monomers such as allyl acetate, 3-butenyl acetate, 4-pentenyl acetate, 5-hexenyl acetate, 6-heptenyl acetate, and methallyl acetate; 2-methylene-1,3-propane Diol diacetate, 3,4-diacetoxy-1-butene, 4,5-diacetoxy-1-pentene, 4,5-diacetoxy-3-methyl-1-pentene, 5,6-diacetoxy-1-hexene, 3- diacetoxyalkyl group-containing monomers such as allyloxy-1,2-propanediol diacetate;

前記エチレン性不飽和単量体としては、例えば、プロピレン、1-ブテン、イソブテ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、(無水)フタル酸、(無水)マレイン酸、(無水)イタコン酸等の不飽和酸類あるいはその塩あるいは炭素数1~18のモノまたはジアルキルエステル類;アクリルアミド、アルキル基の炭素数が1~18のN-アルキルメタクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、2-アクリルアミドプロパンスルホン酸あるいはその塩;アクリルアミドプロピルジメチルアミンあるいはその酸塩類あるいはその4級塩等のアクリルアミド類;メタクリルアミド、アルキル基の炭素数が1~18のN-アルキルメタクリルアミド、N,N-ジメチルメタクリルアミド、2-メタクリルアミドプロパンスルホン酸あるいはその塩等のメタクリルアミド類;N-ビニルピロリドン、N-ビニルホルムアミド、N-ビニルアセトアミド等のN-ビニルアミド類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル類;アルキル基の炭素数が1~18のアルキルビニルエーテル、ヒドロキシアルキルビニルエーテル、アルコキシアルキルビニルエーテル等のビニルエーテル類;塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、臭化ビニル等のハロゲン化ビニル類;ビニルシラン類等が挙げられる。 Examples of the ethylenically unsaturated monomer include olefins such as propylene, 1-butene and isobutene; acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, (anhydrous) phthalic acid, (anhydrous) maleic acid, (anhydrous) itacon Unsaturated acids such as acids or salts thereof or mono- or dialkyl esters having 1 to 18 carbon atoms; propanesulfonic acid or its salts; acrylamides such as acrylamidopropyldimethylamine or its acid salts or its quaternary salts; Methacrylamides such as amides, 2-methacrylamide propanesulfonic acid or salts thereof; N-vinylamides such as N-vinylpyrrolidone, N-vinylformamide and N-vinylacetamide; Vinyl cyanides such as acrylonitrile and methacrylonitrile vinyl ethers such as alkyl vinyl ether, hydroxyalkyl vinyl ether, and alkoxyalkyl vinyl ether having 1 to 18 carbon atoms in the alkyl group; vinyl halides such as vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl fluoride, vinylidene fluoride, and vinyl bromide; vinyl silanes and the like.

前記その他の共重合モノマーのなかでも、結晶化度の制御の点から、側鎖に一級水酸基を有するモノマー、側鎖の一級水酸基をエステル等で保護したモノマーが好ましく、側鎖の一級水酸基をエステル等で保護したモノマーが生産性の点からより好ましく、3,4-ジアセトキシ-1-ブテン、2-メチレン-1,3-プロパンジオールジアセテートがさらに好ましく、3,4-ジアセトキシ-1-ブテンが特に好ましい。
共重合成分として、側鎖に一級水酸基を有するモノマー、側鎖の一級水酸基をエステル等で保護したモノマーを用いた場合、下記一般式(1)に示すような側鎖に一級水酸基を有する構造単位を有する変性EVOH系樹脂が得られる。
Among the other copolymerizable monomers, from the viewpoint of controlling the degree of crystallinity, a monomer having a primary hydroxyl group in the side chain, a monomer having the primary hydroxyl group in the side chain protected with an ester or the like is preferable, and the primary hydroxyl group in the side chain is an ester. From the viewpoint of productivity, a monomer protected by etc. is more preferable, 3,4-diacetoxy-1-butene and 2-methylene-1,3-propanediol diacetate are more preferable, and 3,4-diacetoxy-1-butene is Especially preferred.
When a monomer having a primary hydroxyl group in the side chain or a monomer having the primary hydroxyl group in the side chain protected with an ester or the like is used as a copolymerization component, a structural unit having a primary hydroxyl group in the side chain as shown in the following general formula (1) A modified EVOH resin having

Figure 2023077422000003
Figure 2023077422000003

1~R3としては、水素原子または有機基であれば、特に限定されない。上記有機基としては、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、フェニル基、ナフチル基等の炭化水素基(これらの炭化水素基は水酸基、フッ素、塩素、および臭素等を置換基として有してもよい)等が挙げられる。
ポリマー主鎖と一級水酸基構造とを結合する結合鎖(X)としては、特に限定されないが、例えば、アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、フェニレン、ナフチレン等の炭化水素(これらの炭化水素は水酸基、フッ素、塩素、および臭素等を置換基として有してもよい)、オキシアルキレン、オキシアルケニレン、オキシアルキニレン、オキシフェニレン、オキシナフチレン等のエーテル結合でポリマー主鎖と結合する炭化水素(これらの炭化水素は水酸基、フッ素、塩素、および臭素等を置換基として有してもよい)のほか、-CO-、-CO(CH2)mCO-、-CO(CH2)mCOR4-、-NR5-、-CONR5-等が挙げられる(R4,R5は独立して任意の置換基であり、水素原子またはアルキル基が好ましく、mは自然数を示す)。なお、上記一般式(1)の構造であれば、R1、R2、R3、Xの構造によらず、Cw(30℃)、Cw(70℃)には、影響を与えない。
R 1 to R 3 are not particularly limited as long as they are hydrogen atoms or organic groups. Examples of the organic group include hydrocarbon groups such as alkyl groups, alkenyl groups, alkynyl groups, phenyl groups, and naphthyl groups (these hydrocarbon groups have hydroxyl groups, fluorine, chlorine, bromine, etc. as substituents). may also be used).
The linking chain (X) linking the polymer main chain and the primary hydroxyl group structure is not particularly limited. , and may have bromine or the like as a substituent), oxyalkylene, oxyalkenylene, oxyalkynylene, oxyphenylene, hydrocarbons such as oxynaphthylene that are bonded to the polymer main chain by ether bonds (these hydrocarbons are hydroxyl groups, may have fluorine, chlorine, bromine, etc. as substituents), —CO—, —CO(CH 2 )mCO—, —CO(CH 2 )mCOR 4 —, —NR 5 —, —CONR 5- , etc. (R 4 and R 5 are independently optional substituents, preferably a hydrogen atom or an alkyl group, and m is a natural number). Note that Cw (30° C.) and Cw (70° C.) are not affected regardless of the structure of R 1 , R 2 , R 3 and X as long as the structure is represented by the general formula (1).

本変性EVOH系樹脂粒子は、前記エチレンとビニルエステル系モノマー、必要に応じて用いる側鎖に一級水酸基を有するモノマーおよび/または側鎖の一級水酸基をエステル等で保護したモノマー、その他の共重合モノマーを共重合反応させて、変性エチレン-ビニルエステル系共重合体を得た後、ケン化することにより得られる。 The modified EVOH-based resin particles are composed of the above ethylene and vinyl ester-based monomers, optionally monomers having primary hydroxyl groups in side chains and/or monomers in which primary hydroxyl groups in side chains are protected with esters or the like, and other copolymerized monomers. is copolymerized to obtain a modified ethylene-vinyl ester copolymer, which is then saponified.

前記共重合反応においては、例えば、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、分散重合、またはエマルジョン重合等、公知の方法を採用することができる。なかでも、共重合制御の容易な溶液重合が好適に用いられる。 In the copolymerization reaction, known methods such as bulk polymerization, solution polymerization, suspension polymerization, dispersion polymerization, or emulsion polymerization can be employed. Among them, solution polymerization is preferably used because copolymerization control is easy.

かかる共重合を溶液重合で実施するとき、用いられる溶媒としては、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール等の炭素数1~5の低級アルコール、アセトン、2-ブタノン等のケトン類が挙げられる。これらは単独でもしくは2種以上を併せて用いてもよい。なかでも、重合反応の制御容易さからメタノールが好適に用いられる。また、低重合度の共重合体を合成する場合には2-プロパノールが好適に用いられる。 Solvents used when such copolymerization is carried out by solution polymerization include lower alcohols having 1 to 5 carbon atoms such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol and 1-butanol, acetone, 2-butanone and the like. ketones are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, methanol is preferably used because of ease of control of the polymerization reaction. Also, 2-propanol is preferably used when synthesizing a copolymer with a low degree of polymerization.

上記溶媒の使用量は、目的とする変性EVOH系樹脂系樹脂の重合度、溶媒の連鎖移動定数を考慮して適宜選択することができる。溶媒がメタノールまたは2-プロパノールのときは、S(溶媒)/M(モノマー)=0.01~10(質量比)が好ましく、0.05~7(質量比)がより好ましい。 The amount of the solvent used can be appropriately selected in consideration of the degree of polymerization of the desired modified EVOH-based resin and the chain transfer constant of the solvent. When the solvent is methanol or 2-propanol, S (solvent)/M (monomer) is preferably 0.01 to 10 (mass ratio), more preferably 0.05 to 7 (mass ratio).

溶液重合における共重合成分の仕込み方法としては、例えば、初期一括仕込み、分割仕込み、モノマーの反応性比を考慮したHanna法等の連続仕込み等の任意の方法を採用することができる。 As a method for charging the copolymerization components in the solution polymerization, any method such as initial batch charging, divided charging, continuous charging such as the Hanna method in consideration of the reactivity ratio of the monomers, and the like can be adopted.

上記共重合には、重合開始剤が用いられる。かかる重合開始剤としては、例えば、2,2'-アゾビスイソブチロニトリル、2,2'-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2'-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)等のアゾ系開始剤、過酸化アセチル、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウリル、t-ブチルパーオキシネオデカノエート、1,1,3,3-テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ-2-エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、等の過酸化物系開始剤が挙げられる。これらは単独でもしくは2種以上を併せて用いてもよい。 A polymerization initiator is used for the copolymerization. Examples of such polymerization initiators include 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2′-azobis(4-methoxy-2, 4-dimethylvaleronitrile), acetyl peroxide, benzoyl peroxide, lauryl peroxide, t-butyl peroxyneodecanoate, 1,1,3,3-tetramethylbutyl peroxyneodeca Noate, diisopropylperoxydicarbonate, di-2-ethylhexylperoxydicarbonate, and other peroxide initiators. These may be used alone or in combination of two or more.

上記重合開始剤の使用量は、重合触媒の種類により異なるために一概には決められないが、重合速度と、目標とする分子量に応じて任意に選択される。例えば、2,2'-アゾビスイソブチロニトリル、t-ブチルパーオキシネオデカノエートを用いる場合、ビニルエステル系モノマーに対し、通常、10~2000ppmであり、好ましくは50~1000ppmである。 The amount of the polymerization initiator to be used varies depending on the type of the polymerization catalyst and cannot be determined unconditionally, but is arbitrarily selected according to the polymerization rate and the target molecular weight. For example, when 2,2'-azobisisobutyronitrile or t-butyl peroxyneodecanoate is used, it is usually 10 to 2000 ppm, preferably 50 to 1000 ppm, relative to the vinyl ester monomer.

共重合の重合温度は、使用する溶媒やエチレン圧力に応じて、40℃から沸点の範囲から選択することが好ましい。 The polymerization temperature for copolymerization is preferably selected from the range of 40° C. to the boiling point depending on the solvent and ethylene pressure used.

また、共重合時に、本発明の効果を阻害しない範囲で、連鎖移動剤の存在下で共重合させてもよい。連鎖移動剤としては、例えば、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、クロトンアルデヒド等のアルデヒド類;2-ヒドロキシエタンチオール等のメルカプタン類等が挙げられる。これらは単独でもしくは2種以上を併せて用いてもよい。なかでも、アルデヒド類が好適に用いられる。共重合時の連鎖移動剤の添加量は、連鎖移動剤の連鎖移動定数および目的とするEVOH系樹脂系樹脂の重合度に応じて決定されるが、一般に、ビニルエステル系モノマー100質量部に対して0.1~10質量部が好ましい。 Moreover, during the copolymerization, the copolymerization may be carried out in the presence of a chain transfer agent as long as the effects of the present invention are not impaired. Chain transfer agents include, for example, aldehydes such as acetaldehyde, propionaldehyde and crotonaldehyde; and mercaptans such as 2-hydroxyethanethiol. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, aldehydes are preferably used. The amount of the chain transfer agent to be added during copolymerization is determined according to the chain transfer constant of the chain transfer agent and the degree of polymerization of the target EVOH-based resin. 0.1 to 10 parts by mass is preferable.

共重合成分を共重合させた後は、反応を確実に停止させるために、重合禁止剤としてソルビン酸等の共役ポリエンを添加することも好ましい。
こうして側鎖一級水酸基および/または側鎖一級水酸基をエステルで保護した構造単位を有する変性エチレン-ビニルエステル系共重合体が得られる。
After the copolymerization components are copolymerized, it is also preferable to add a conjugated polyene such as sorbic acid as a polymerization inhibitor in order to reliably terminate the reaction.
Thus, a modified ethylene-vinyl ester copolymer having a structural unit in which the side chain primary hydroxyl group and/or the side chain primary hydroxyl group is protected with an ester is obtained.

前記エチレン-ビニルエステル系共重合体の好ましい分子量範囲は、後述する再アセチル化したエチレン-ビニルエステル系共重合体について定めることができる。また、好ましい分子量範囲については後述する。 A preferable molecular weight range of the ethylene-vinyl ester copolymer can be determined for the reacetylated ethylene-vinyl ester copolymer described later. A preferred molecular weight range will be described later.

前記変性エチレン-ビニルエステル系共重合体をケン化することにより本発明の変性EVOH系樹脂粒子を得ることができる。また、ケン化を行う前に、溶液中に残存する未反応のビニルエステル系モノマーの含有量を減少させることが、得られる変性EVOH系樹脂粒子の着色抑制の点から好ましい。 The modified EVOH resin particles of the present invention can be obtained by saponifying the modified ethylene-vinyl ester copolymer. In addition, it is preferable to reduce the content of unreacted vinyl ester monomers remaining in the solution before saponification from the viewpoint of suppressing coloring of the resulting modified EVOH resin particles.

ケン化は、上記で得られた変性エチレン-ビニルエステル系共重合体をアルコールまたは含水アルコールに溶解した状態で、ケン化触媒を用いて行われる。
また、前述のとおり、本変性EVOH系樹脂粒子の好ましい粒径の制御は、ケン化の方法とその後処理により達成できる。
Saponification is carried out using a saponification catalyst while the modified ethylene-vinyl ester copolymer obtained above is dissolved in alcohol or hydrous alcohol.
Moreover, as described above, the preferred particle size control of the modified EVOH-based resin particles can be achieved by the saponification method and post-treatment.

上記アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール等の炭素数1~5の低級アルコールが挙げられる。これらは単独でもしくは2種以上を併せて用いてもよい。なかでもメタノールが好ましい。 Examples of the alcohol include lower alcohols having 1 to 5 carbon atoms such as methanol, ethanol and propanol. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, methanol is preferred.

アルコール中の変性エチレン-ビニルエステル系共重合体の濃度は、粘度により適宜選択され、通常、5~60質量%である。 The concentration of the modified ethylene-vinyl ester copolymer in alcohol is appropriately selected depending on the viscosity, and is usually 5 to 60% by mass.

上記ケン化触媒としては、例えば、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、カリウムエチラート等のアルカリ金属の水酸化物やアルコラート等のアルカリ触媒;硫酸、塩酸、硝酸、メタスルホン酸、ゼオライト、カチオン交換樹脂等の酸触媒が挙げられる。
なかでも、アルカリ金属の水酸化物やアルコラート等のアルカリ触媒が好ましい。
Examples of the saponification catalyst include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium methylate, sodium ethylate, potassium methylate, and potassium ethylate; alkali catalysts such as alcoholates; , nitric acid, methasulfonic acid, zeolite, and cation exchange resins.
Among them, alkali catalysts such as alkali metal hydroxides and alcoholates are preferable.

ケン化を行う温度は限定されないが、20~140℃の範囲が好適である。
ケン化反応の当初アルコールまたは含水アルコール等の溶媒に溶解した溶液状態であったものから、ケン化の進行に従って粒子状物が生成し、前記粒子状物の生成時には、系の粘度が著しく増加する。
Although the temperature for saponification is not limited, it is preferably in the range of 20 to 140°C.
At the beginning of the saponification reaction, a solution dissolved in a solvent such as alcohol or hydrous alcohol forms particulate matter as the saponification progresses, and the viscosity of the system increases significantly when the particulate matter is produced. .

前述のとおり、本変性EVOH系樹脂粒子は、特定の粒径を有することが好ましく、目的の粒子の割合とするために必要に応じて篩分けしてもよいが、工程を少なくするためにケン化反応及びその後の粒子の製造を、以下の(1)~(3)のいずれかの方法で行うことが好ましい。
(1)変性エチレン-ビニルエステル系共重合体の濃度が30~60質量%の溶液を反応器に投入した後、ケン化触媒を共重合体中のビニルエステルに対し5~20mmol当量となるように添加して、ケン化触媒添加後、粒子状物生成開始までの時間が5~30分となるように制御し、増粘した系をニーダーのような強力な撹拌機を用いて撹拌して反応を進め、粒子を得る方法
(2)変性エチレン-ビニルエステル系共重合体の濃度が5~20質量%の溶液を反応器に投入した後、ケン化触媒を共重合体中のビニルエステルに対し10~50mmol当量となるように添加して、ケン化触媒添加後、通常の撹拌機を用いて粒子状物生成開始までの時間が15~120分となるように緩やかな条件で撹拌して反応を進め、粒子を得る方法。
(3)変性エチレン-ビニルエステル系共重合体の濃度が20~50質量%の溶液に対して、ケン化触媒を共重合体中のビニルエステルに対し20~500mmol当量となるように添加して、ケン化触媒添加後、粒子状物生成して増粘するまでに1~5分となるように素早く混合し、その後、静置して反応を進め、増粘直後または反応終了時に粉砕して粒子を得る方法。
ケン化反応終了後の粒子の粒径は、前記(1)の方法または前記(2)の方法では、粒子状物の生成開始から系が最も増粘するまでの間の撹拌によって制御でき、撹拌を多くすることで粒径の細かい粒子を増やすことができる。
一方、前記(3)の方法では、粉砕の方法により粒径を制御できるが、粒径を細かくするには粉砕を強化しなければならない。
As described above, the modified EVOH-based resin particles preferably have a specific particle size, and may be sieved as necessary to obtain the desired particle ratio. It is preferable to carry out the conversion reaction and the subsequent production of particles by any one of the following methods (1) to (3).
(1) After a solution of a modified ethylene-vinyl ester copolymer having a concentration of 30 to 60% by mass is charged into a reactor, the saponification catalyst is added so that the equivalent of the vinyl ester in the copolymer is 5 to 20 mmol. After adding the saponification catalyst, the time until the start of particulate matter generation is controlled to be 5 to 30 minutes, and the thickened system is stirred using a powerful stirrer such as a kneader. Method of obtaining particles by advancing the reaction (2) After charging a solution of modified ethylene-vinyl ester copolymer with a concentration of 5 to 20% by mass into a reactor, a saponification catalyst is added to the vinyl ester in the copolymer. After addition of the saponification catalyst, it was stirred under moderate conditions using a conventional stirrer so that the time until the start of particulate matter generation was 15 to 120 minutes. How to drive a reaction and get particles.
(3) A saponification catalyst is added to a modified ethylene-vinyl ester copolymer solution having a concentration of 20 to 50% by mass so that the equivalent amount of the saponification catalyst is 20 to 500 mmol relative to the vinyl ester in the copolymer. , After adding the saponification catalyst, mix quickly so that it takes 1 to 5 minutes to generate particulate matter and thicken, then allow the reaction to proceed by standing still, and crush immediately after thickening or at the end of the reaction. How to get particles.
In the method (1) or the method (2), the particle size of the particles after the saponification reaction is completed can be controlled by stirring from the start of generation of the particulate matter until the system becomes most viscous. By increasing the number of particles with a fine particle size, the number of particles can be increased.
On the other hand, in the method (3), the particle size can be controlled by the pulverization method, but the pulverization must be intensified in order to make the particle size smaller.

なかでも、ケン化反応及びその後の粒子の製造方法としては、前記(1)、(2)の方法が、容易に150μm篩を通過する粒子量を10質量%以上20質量%以下の範囲とすることができることから好ましい。 Among them, the methods (1) and (2) above for the saponification reaction and the subsequent method for producing particles are such that the amount of particles that easily pass through a 150 μm sieve is in the range of 10% by mass or more and 20% by mass or less. It is preferable because it can

その後粒子を洗浄、乾燥させて、本変性EVOH系樹脂粒子を得ることができる。
また、ケン化度を高めるために、二次ケン化として一旦生成した粒子を洗浄した後に、再度アルコール等に分散させ、ケン化触媒を追加して、さらに反応させることも好ましい。
After that, the particles are washed and dried to obtain the present modified EVOH resin particles.
Moreover, in order to increase the degree of saponification, it is also preferable to wash the particles once generated as secondary saponification, disperse them again in alcohol or the like, add a saponification catalyst, and further react them.

上記ケン化によって、変性エチレン-ビニルエステル系共重合体中のビニルエステル単位はビニルアルコール単位に変換され変性EVOH系樹脂粒子が得られる。 By the saponification, vinyl ester units in the modified ethylene-vinyl ester copolymer are converted to vinyl alcohol units to obtain modified EVOH resin particles.

また、共重合成分として水酸基をエステル等で保護したモノマーを共重合させた場合、ケン化によって保護したモノマーのエステル等も同時に脱保護されて、側鎖一級水酸基構造に変換され、側鎖に一級水酸基を有する構造単位を有する変性EVOH系樹脂粒子となる。 In addition, when a monomer whose hydroxyl group is protected with an ester or the like is copolymerized as a copolymerization component, the ester of the monomer protected by saponification is also deprotected at the same time, converted to a primary hydroxyl group structure on the side chain, and a primary hydroxyl group on the side chain. Modified EVOH resin particles having a structural unit having a hydroxyl group are obtained.

共重合成分として、例えば、3,4-ジアセトキシ-1-ブテンを用いた場合、ケン化等により脱保護して得られる変性EVOH系樹脂粒子は、下記一般式(2)で表される一級水酸基を側鎖に有する。 For example, when 3,4-diacetoxy-1-butene is used as a copolymerization component, the modified EVOH-based resin particles obtained by deprotection by saponification or the like have primary hydroxyl groups represented by the following general formula (2). in the side chain.

Figure 2023077422000004
Figure 2023077422000004

また、共重合成分として、例えば、2-メチレン-1,3-プロパンジオールジアセテートを用いた場合、得られる変性EVOH系樹脂粒子は、下記一般式(3)で表される一級水酸基を側鎖に有する。 Further, when, for example, 2-methylene-1,3-propanediol diacetate is used as a copolymerization component, the resulting modified EVOH-based resin particles have primary hydroxyl groups represented by the following general formula (3) as side chains. have in

Figure 2023077422000005
Figure 2023077422000005

なお、本変性EVOH系樹脂粒子においては、完全にケン化されず、少量のエステル基が残存してもよい。 In addition, in the present modified EVOH-based resin particles, a small amount of ester groups may remain without being completely saponified.

このような方法により、本変性EVOH系樹脂粒子を得ることができる。なお、本変性EVOH系樹脂系樹脂は、前述した一級水酸基構造単位以外にも、側鎖に他の水酸基構造(二級水酸基や三級水酸基)を有していてもよい。 The modified EVOH-based resin particles can be obtained by such a method. The modified EVOH-based resin may have other hydroxyl group structures (secondary hydroxyl groups and tertiary hydroxyl groups) in the side chains in addition to the primary hydroxyl group structural units described above.

本変性EVOH系樹脂粒子のエチレン構造単位の含有量は、前述のとおりであり、共重合時のエチレン圧力を調整することで制御することができる。 The content of ethylene structural units in the present modified EVOH-based resin particles is as described above, and can be controlled by adjusting the ethylene pressure during copolymerization.

また、本変性EVOH系樹脂粒子の側鎖一級水酸基構造単位の含有量(D)は、前述のとおりであり、共重合モノマーとして用いる、側鎖に一級水酸基を有するモノマーまたは上記水酸基をエステル等で保護したモノマーの仕込み量によって制御することができる。 The content (D) of the side chain primary hydroxyl group structural unit of the modified EVOH-based resin particles is as described above. It can be controlled by the amount of protected monomer charged.

本変性EVOH系樹脂粒子の分子量は、本変性EVOH系樹脂粒子を再アセチル化したエチレン-ビニルエステル系共重合体のテトラヒドロフラン溶液の粘度平均分子量として、5.5×104~1.1×105であることが好ましく、6.0×104~8.5×104であることがさらに好ましい。該粘度平均分子量が5.5×104未満では、本変性EVOH系樹脂粒子を基材に塗布したとき、樹脂の分子間の絡み合いが少なくなるためにガスバリア材が脆くなる傾向があり、1.1×105を超えると、本変性EVOH系樹脂粒子を水溶液とした際の粘度が高くなって、基材に塗布するのが困難となる傾向がある。
また、粘度平均分子量が高いと、ケン化後のEVOH系樹脂において、30℃での水中結晶化度Cw(30℃)が高くなる傾向があり、式(3)を満たしにくくなる傾向がある。
The molecular weight of the modified EVOH resin particles is 5.5×10 4 to 1.1×10 as the viscosity average molecular weight of a tetrahydrofuran solution of the ethylene-vinyl ester copolymer obtained by reacetylating the modified EVOH resin particles. 5 , and more preferably 6.0×10 4 to 8.5×10 4 . If the viscosity-average molecular weight is less than 5.5×10 4 , when the modified EVOH-based resin particles are applied to a base material, the entanglement between resin molecules tends to be reduced, and the gas barrier material tends to become brittle. If it exceeds 1×10 5 , the viscosity of the modified EVOH-based resin particles in an aqueous solution tends to increase, making it difficult to apply to a substrate.
Further, when the viscosity-average molecular weight is high, the EVOH resin after saponification tends to have a high degree of crystallinity in water C w (30°C) at 30°C, which tends to make it difficult to satisfy the formula (3). .

本変性EVOH系粒子の再アセチル化は、実施例記載の方法によって実施できる。
このようなエチレン-ビニルエステル系共重合体の粘度平均分子量を指標とすることにより、JIS K6726に示されるようなEVOH系樹脂の水溶液について測定される粘度平均重合度との比較が必要な場合に、基準が一致し、比較が容易になる利点がある。特に、EVOH系樹脂が30℃の水に均一に溶解しない場合、水溶液の粘度としては分子量を評価できないが、本発明の方法に依れば評価できる利点がある。
Reacetylation of the modified EVOH-based particles can be carried out by the method described in Examples.
By using the viscosity average molecular weight of such an ethylene-vinyl ester copolymer as an index, when it is necessary to compare with the viscosity average degree of polymerization measured for an aqueous solution of an EVOH resin as shown in JIS K6726. , which has the advantage of matching criteria and facilitating comparisons. In particular, when the EVOH-based resin is not uniformly dissolved in water at 30° C., the molecular weight cannot be evaluated as the viscosity of the aqueous solution, but the method of the present invention has the advantage of being able to evaluate.

なお、前記再アセチル化したエチレン-ビニルエステル系共重合体のテトラヒドロフラン溶液の粘度平均分子量は、JIS K7252-2に準拠してテトラヒドロフラン中でサイズ排除クロマトグラフィーを測定して粘度平均分子量を求めたとき、マーク・ホーウィンク・桜田式におけるKおよびαとして、同規格の附属書Bにポリ酢酸ビニルのテトラヒドロフラン中の値として示されている、K=3.5×102cm3/g、α=0.63を用いて算出した値である。 The viscosity-average molecular weight of the tetrahydrofuran solution of the reacetylated ethylene-vinyl ester copolymer is determined by size exclusion chromatography in tetrahydrofuran in accordance with JIS K7252-2. , as K and α in the Mark-Houwink-Sakurada formula, are given in Annex B of the same standard as the values of polyvinyl acetate in tetrahydrofuran, K=3.5×10 2 cm 3 /g, α=0 It is a value calculated using 0.63.

本変性EVOH系樹脂の生分解度は、20%以上であることが好ましく、25%以上であることがより好ましく、30%以上であることが特に好ましい。なお、上記生分解度は、JIS K6950に記載された方法を参考にし、下記の条件で試験を行った際の生物化学的酸素消費量と、理論的酸素要求量から求められる。
・装置:BOD TESTER 200F (タイテック社製)
・植種源:家庭下水を処理している下水処理場の返送汚泥
・標準試験培養液:100mL
・植種濃度:90mg/L
・温度:25±1℃
・期間:28日間
The biodegradability of the modified EVOH resin is preferably 20% or more, more preferably 25% or more, and particularly preferably 30% or more. The biodegradability is obtained from the biochemical oxygen consumption and the theoretical oxygen demand when tested under the following conditions with reference to the method described in JIS K6950.
・Equipment: BOD TESTER 200F (manufactured by Taitec Co., Ltd.)
・Inoculum source: Return sludge from a sewage treatment plant that treats domestic sewage ・Standard test culture solution: 100 mL
・ Seed concentration: 90 mg / L
・Temperature: 25±1℃
・Period: 28 days

本変性EVOH系樹脂粒子の粒径は、JIS Z8801目開き2.36mmの篩を通過する粒子の含有率が80質量%以上であることが好ましく、85質量%以上であることが特に好ましい。また、目開き150μmの篩を通過する粒子の含有率が10質量%以上20質量%以下であることが、以降の取り扱いの容易さから好ましく、15質量%以上19質量%以下であることが特にこのましい。
目開き2.36mmの篩を通過する粒子の含有率が80質量%未満であると、粒子を乾燥させるのに時間がかかりすぎる傾向があり、また、水溶液作成時に70℃以上の高温でも溶解に時間がかかる傾向がある。目開き150μmの篩を通過する粒子の含有率と、粒子の水中結晶化度Cw(30℃)、Cw(70℃)に及ぼす影響、好ましい範囲の理由は既述した。
Regarding the particle size of the modified EVOH-based resin particles, the content of particles passing through a JIS Z8801 sieve with a mesh size of 2.36 mm is preferably 80% by mass or more, particularly preferably 85% by mass or more. In addition, the content of particles passing through a sieve with a mesh size of 150 μm is preferably 10% by mass or more and 20% by mass or less from the viewpoint of ease of subsequent handling, and particularly 15% by mass or more and 19% by mass or less. This is good.
If the content of particles passing through a sieve with a mesh size of 2.36 mm is less than 80% by mass, it tends to take too long to dry the particles, and the particles cannot be dissolved even at a high temperature of 70 ° C. or higher when preparing an aqueous solution. It tends to be time consuming. The content of particles passing through a sieve with a mesh size of 150 μm, the effects on the crystallinity in water Cw (30° C.) and Cw (70° C.) of particles, and the reasons for the preferred range have already been described.

本変性EVOH系樹脂粒子は、他の成分を配合して樹脂組成物とすることができる。上記他の成分としては、例えば、他の熱可塑性樹脂、可塑剤、滑剤、安定材、界面活性剤、色剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、乾燥剤、架橋剤、金属塩、充填剤、各種繊維等が挙げられる。これらは単独でもしくは2種以上を併せて用いてもよい。 The modified EVOH-based resin particles can be mixed with other components to form a resin composition. Examples of the other components include other thermoplastic resins, plasticizers, lubricants, stabilizers, surfactants, colorants, ultraviolet absorbers, antistatic agents, desiccants, cross-linking agents, metal salts, fillers, Various fibers etc. are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.

上記樹脂組成物における、本変性EVOH系樹脂粒子の含有量は、通常80質量%以上、好ましくは90質量%以上、より好ましくは95質量%以上である。なお、上限は、通常100質量%である。 The content of the modified EVOH-based resin particles in the resin composition is usually 80% by mass or more, preferably 90% by mass or more, and more preferably 95% by mass or more. In addition, an upper limit is 100 mass % normally.

本変性EVOH系樹脂粒子は、フィルム状とすることにより食品包材等のガスバリア材として好適に用いることができる。
本変性EVOH系樹脂粒子からガスバリア材を得る方法としては、特に制限されず、例えば、(i)本変性EVOH系樹脂粒子の溶液を基材樹脂のフィルムに塗工、乾燥して本EVOH系樹脂粒子からなる層を形成してガスバリア材とする方法、(ii)本変性EVOH系樹脂粒子を溶融成形して、本EVOH系樹脂粒子からなる層を形成してガスバリア材とする方法等が挙げられる。
The modified EVOH-based resin particles can be suitably used as a gas barrier material such as a food packaging material by making it into a film.
The method for obtaining the gas barrier material from the present modified EVOH resin particles is not particularly limited. (ii) a method of melt-molding the present modified EVOH resin particles to form a layer of the present EVOH resin particles to form a gas barrier material, and the like. .

上記(i)の方法において、本変性EVOH系樹脂粒子の溶液に用いる溶媒としては、例えば、水、メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール等の炭素数1~5の低級アルコールが挙げられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いてもよい。なかでも、水、水と2-プロパノールの混合溶媒が好ましく、水が特に好ましい。 In the method (i) above, the solvent used for the solution of the modified EVOH-based resin particles includes, for example, water, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, and the like. -5 lower alcohols. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, water and a mixed solvent of water and 2-propanol are preferred, and water is particularly preferred.

また、本変性EVOH系樹脂粒子の溶液中の固形分濃度は、通常0.5~30質量%、好ましくは5~20質量%である。 The solid content concentration in the solution of the modified EVOH resin particles is usually 0.5 to 30% by mass, preferably 5 to 20% by mass.

上記本変性EVOH系樹脂粒子の溶液を塗工する方法としては、例えば、バーコーター、ロールコーティング、ダイコーティング、グラビアコーティング、コンマコーティング、スクリーン印刷等公知の方法が挙げられる。なかでもバーコーターが好ましい。 Examples of methods for applying the solution of the present modified EVOH resin particles include known methods such as bar coater, roll coating, die coating, gravure coating, comma coating and screen printing. Among them, a bar coater is preferable.

塗工後、例えば60~105℃、0.5~10分間の加熱処理等によって乾燥させることにより、変性EVOH系樹脂からなるガスバリア材を得ることができる。 After coating, the gas barrier material made of the modified EVOH-based resin can be obtained by drying, for example, by heat treatment at 60 to 105° C. for 0.5 to 10 minutes.

また、上記(ii)の方法における溶融成形方法としては、例えば、押出成形、射出成形、インフレーション成形、プレス成形、ブロー成形等が挙げられる。 Examples of the melt molding method in the above method (ii) include extrusion molding, injection molding, inflation molding, press molding, and blow molding.

このようにして本変性EVOH系樹脂粒子からなる層を有するガスバリア材が得られる。上記ガスバリア材は、単層構造のガスバリア材としてもよいし、多層構造のガスバリア材としてもよいが、多層構造とすることが好ましい。上記多層構造のバリア材は、本変性EVOH系樹脂粒子からなる層を少なくとも一層有することが好ましい。また、上記多層構造のガスバリア材は、本変性EVOH系樹脂粒子からなる層を積層してもよいし、他の基材樹脂と積層させてもよい。 Thus, a gas barrier material having a layer made of the modified EVOH resin particles is obtained. The gas barrier material may be a gas barrier material having a single-layer structure or a gas barrier material having a multi-layer structure, but preferably has a multi-layer structure. The multilayer barrier material preferably has at least one layer comprising the modified EVOH-based resin particles. Moreover, the gas barrier material having a multi-layer structure may be formed by laminating a layer composed of the present modified EVOH-based resin particles, or may be laminated with another base resin.

上記基材樹脂としては、例えば、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-プロピレン(ブロックおよびランダム)共重合体、エチレン-α-オレフィン(炭素数4~20のα-オレフィン)共重合体等のポリエチレン系樹脂、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)共重合体等のポリプロピレン系樹脂、ポリブテン、ポリペンテン、ポリ環状オレフィン系樹脂(環状オレフィン構造を主鎖および側鎖の少なくとも一方に有する重合体)等の(未変性)ポリオレフィン系樹脂や、これらのポリオレフィン類を不飽和カルボン酸またはそのエステルでグラフト変性した不飽和カルボン酸変性ポリオレフィン系樹脂等の変性オレフィン系樹脂を含む広義のポリオレフィン系樹脂、アイオノマー、エチレン-酢酸ビニル共重合体、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、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、ビニルエステル系樹脂、ポリエステル系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリスチレン系エラストマー、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン等のハロゲン化ポリオレフィン、芳香族または脂肪族ポリケトン類等が挙げられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いてもよい。材料全体に生分解性を付与したガスバリア材を得るために、生分解性樹脂を用いても良い。また、これらの基材樹脂は、コロナ処理等の表面処理を行ってもよい。 Examples of the base resin include linear low-density polyethylene, low-density polyethylene, ultra-low-density polyethylene, medium-density polyethylene, high-density polyethylene, ethylene-propylene (block and random) copolymer, and ethylene-α-olefin. Polyethylene resins such as (α-olefin having 4 to 20 carbon atoms) copolymer, polypropylene resin such as polypropylene, propylene-α-olefin (α-olefin having 4 to 20 carbon atoms) copolymer, polybutene, polypentene (unmodified) polyolefin resins such as polycyclic olefin resins (polymers having a cyclic olefin structure in at least one of the main chain and the side chain), and graft modification of these polyolefins with unsaturated carboxylic acids or esters thereof Polyolefin resins in a broad sense, including modified olefin resins such as unsaturated carboxylic acid-modified polyolefin resins, ionomers, ethylene-vinyl acetate copolymers, ethylene-acrylic acid copolymers, ethylene-acrylic acid ester copolymers, Polyester resin, polyamide resin (including copolyamide), polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, acrylic resin, polystyrene, vinyl ester resin, polyester elastomer, polyurethane elastomer, polystyrene elastomer, chlorinated polyethylene, Examples include halogenated polyolefins such as chlorinated polypropylene, aromatic or aliphatic polyketones, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. A biodegradable resin may be used in order to obtain a gas barrier material that imparts biodegradability to the entire material. Moreover, these base resins may be subjected to surface treatment such as corona treatment.

上記変性本EVOH系樹脂粒子からなる層の厚みは、通常1~200μm、好ましくは1~100μm、特に好ましくは1~50μmである。なお、上記ガスバリア材が多層構造である場合は、ガスバリア材に含まれる全ての本変性EVOH系樹脂粒子からなる層の厚みを合計したものである。 The thickness of the layer composed of the modified EVOH-based resin particles is generally 1 to 200 μm, preferably 1 to 100 μm, particularly preferably 1 to 50 μm. When the gas barrier material has a multi-layered structure, the thickness is the sum of the thicknesses of all the layers composed of the modified EVOH-based resin particles contained in the gas barrier material.

また、本変性EVOH系樹脂粒子からなる層の酸素透過度は、23℃、0%RHの環境下で5cc・3μm/m2・day・atm以下であることが好ましく、1cc・3μm/m2・day・atm以下であることがより好ましく、0.1cc・3μm/m2・day・atm以下であることが特に好ましい。
さらに、23℃、65%RHの環境下で30cc・3μm/m2・day・atm以下であることが好ましく、15cc・3μm/m2・day・atm以下であることがより好ましく、10cc・3μm/m2・day・atm以下であることが特に好ましい。
前記酸素透過度は、酸素透過率測定装置により求めることができる。
In addition, the oxygen permeability of the layer composed of the modified EVOH-based resin particles is preferably 5 cc·3 μm/m 2 day·atm or less in an environment of 23° C. and 0% RH, and preferably 1 cc·3 μm/m 2 . · It is more preferably 0.1 cc·3 μm/m 2 ·day·atm or less, and particularly preferably 0.1 cc·3 µm/m 2 ·day·atm or less.
Furthermore, in an environment of 23° C. and 65% RH, it is preferably 30 cc·3 μm/m 2 ·day·atm or less, more preferably 15 cc·3 μm/m 2 ·day·atm or less, and 10 cc·3 μm. /m 2 ·day·atm or less is particularly preferable.
The oxygen permeability can be determined by an oxygen permeability measuring device.

以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例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質量基準を意味する。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples as long as the gist thereof is not exceeded. "Parts" and "%" in the examples are based on mass unless otherwise specified.

実施例におけるパルスNMR測定、分子量の測定方法を下記に示す。 The methods of pulse NMR measurement and molecular weight measurement in Examples are shown below.

〔パルスNMR測定〕
変性EVOH系樹脂粒子の試料を29mg秤量し、直径10mmのパルスNMR用ガラス製試料管に入れ、そこに重水を700μl滴下し、30℃または70℃で40分静置したものを試料とした。この試料を、パルスNMR装置(Bruker社製、Mq20)を用い、30℃で、SOlid Echo法、およびCPMG法の測定を行った。測定温度(30℃または70℃)以外の測定条件の詳細は以下の通りである。
[測定条件]
1H共鳴周波数:20MHz
Solid Echo法
1H 90°パルス幅:3.1μs
FID観測時間領域: 800μs
繰り返し時間:15s
積算回数:128回
CPMG法
1H 90°パルス幅:3.1μs
1H 180°パルス幅:6.2μs
パルス間隔:0.05ms
測定ポイント数:800
繰り返し時間:15s
積算数:64回
CPMG法で得られた磁化減衰曲線を用いて、30℃および70℃における式(1)のA2、T2M、y0を求めた。なお、A2、T2M、y0の計算は、装置付属のソフトTDNMR-Aを用いた。また、前記の方法以外にも、データをテキストファイルにして、マイクロソフト社製表計算ソフトExcelで読み込み、近似計算機能を用いても、A2、T2M、y0を求めることができる。
その後、Solid Echo法で求めた磁化減衰曲線をテキストファイルにして、表計算ソフトExcelに展開して、(t,y(t))を得た。そして、この(t,y(t))と前記で求めた、A2、T2M、y0を用いて、
(t,y(t)-A2×exp[-t/T2M]-y0)を得た。
これを表計算ソフトExcelの、近似計算機能を使用して、30℃および70℃における下記式(1)のA1、T2sを求めた。

Figure 2023077422000006
[水中結晶化度]
前記で求めた30℃および70℃におけるA1及びA2を用いて、下記の式(2)から30℃における水中結晶化度Cw(30℃)と、70℃における水中結晶化度Cw(70℃)を求めた。
水中結晶化度Cw(X℃)を求めた。
w(X℃)=A1/(A1+A2)×100 ・・・(2) [Pulse NMR measurement]
29 mg of a sample of modified EVOH-based resin particles was weighed and placed in a glass sample tube for pulse NMR with a diameter of 10 mm. This sample was subjected to measurements by the SOlid Echo method and the CPMG method at 30° C. using a pulse NMR apparatus (Bruker, Mq20). Details of the measurement conditions other than the measurement temperature (30° C. or 70° C.) are as follows.
[Measurement condition]
1H resonance frequency: 20MHz
Solid Echo method
1 H 90° pulse width: 3.1 μs
FID observation time domain: 800 μs
Repeat time: 15s
Accumulation times: 128 times CPMG method
1 H 90° pulse width: 3.1 μs
1 H 180° pulse width: 6.2 μs
Pulse interval: 0.05ms
Number of measurement points: 800
Repeat time: 15s
Accumulated number: 64 times A 2 , T 2M , and y 0 of Equation (1) at 30°C and 70°C were obtained using magnetization attenuation curves obtained by the CPMG method. Note that A 2 , T 2M , and y 0 were calculated using software TDNMR-A attached to the apparatus. In addition to the above method, A 2 , T 2M and y 0 can also be obtained by converting the data into a text file, reading it with Microsoft's spreadsheet software Excel, and using the approximate calculation function.
After that, the magnetization decay curve obtained by the Solid Echo method was made into a text file and developed in spreadsheet software Excel to obtain (t, y(t)). Then, using this (t, y(t)) and A 2 , T 2M , and y 0 obtained above,
(t, y(t)-A 2 ×exp[-t/T 2M ]-y 0 ).
Using the approximate calculation function of the spreadsheet software Excel, A 1 and T 2s of the following formula (1) at 30° C. and 70° C. were obtained.
Figure 2023077422000006
[Degree of crystallinity in water]
Using A 1 and A 2 at 30 ° C. and 70 ° C. obtained above, from the following formula (2), the degree of crystallinity in water C w at 30 ° C. (30 ° C.) and the degree of crystallinity in water C w at 70 ° C. (70°C) was obtained.
Crystallinity in water Cw (X°C) was determined.
C w (X° C.)=A 1 /(A 1 +A 2 )×100 (2)

[変性EVOH系粒子の再アセチル化]
変性EVOH系樹脂粒子0.5gを氷酢酸4.0g、無水酢酸4.0g、ピリジン0.5gの混合溶媒に分散させ、130℃で溶解させた後、さらに、130℃で、ときどきかき混ぜつつ、3時間反応させた。反応終了後、冷却して、反応混合物をポリテトラフルオロエチレン製シートにあけ、室温で2日間風乾させ、フィルム状にした。このフィルムを60℃の真空乾燥器に入れ、ときどき表裏を返しつつ揮発成分を除いて、再アセチル化物を得た。
[Reacetylation of Modified EVOH Particles]
After dispersing 0.5 g of modified EVOH resin particles in a mixed solvent of 4.0 g of glacial acetic acid, 4.0 g of acetic anhydride, and 0.5 g of pyridine and dissolving the mixture at 130°C, the mixture was further stirred at 130°C with occasional stirring. The reaction was allowed to proceed for 3 hours. After completion of the reaction, the reaction mixture was cooled, poured onto a polytetrafluoroethylene sheet, and air-dried at room temperature for 2 days to form a film. This film was placed in a vacuum dryer at 60° C., and the volatile components were removed while occasionally turning it inside out to obtain a reacetylated product.

〔分子量の測定〕
上記のようにして、得られた再アセチル化物をテトラヒドロフラン溶液とし、その粘度平均分子量は、JIS K7252-2に準拠して、以下のように求めた。すなわち、エチレン-ビニルエステル系共重合体のテトラヒドロフラン(THF)0.5%溶液を高速液体クロマトグラフ(Waters社製ACQUITY APC システム)に、カラム:ACQUITY APC XT450を1本、ACQUITY APC XT200を1本、ACQUITY APC XT45を2本の計4本を直列にして用いた系に注入し、示差屈折率検出器を用いて、溶出時間と、そのときのシグナル強度を記録した。分子量は、標準ポリスチレンにより、校正した。また、粘度平均分子量を求めるための、マーク・ホーウィンク・桜田式におけるKおよびαとしては、JIS K7252-2 附属書Bにおいて、ポリ酢酸ビニルのテトラヒドロフラン中での値として示されている、K=3.5×102cm3/g、α=0.63を使用した。
[Measurement of molecular weight]
A tetrahydrofuran solution was prepared from the re-acetylated product obtained as described above, and its viscosity average molecular weight was determined as follows according to JIS K7252-2. That is, a 0.5% solution of ethylene-vinyl ester copolymer in tetrahydrofuran (THF) was applied to a high-performance liquid chromatograph (ACQUITY APC system manufactured by Waters), and columns: one ACQUITY APC XT450 and one ACQUITY APC XT200. , ACQUITY APC XT45 were injected into a system using two ACQUITY APC XT45 in series, and the elution time and the signal intensity at that time were recorded using a differential refractive index detector. Molecular weights were calibrated with standard polystyrene. In addition, K and α in the Mark-Houwink-Sakurada formula for determining the viscosity-average molecular weight are shown in JIS K7252-2 Annex B as the value of polyvinyl acetate in tetrahydrofuran, K=3. .5×10 2 cm 3 /g, α=0.63 was used.

<実施例1>
[変性エチレン-ビニルエステル系共重合体の合成]
温度制御のできるオートクレーブに、酢酸ビニル460部、側鎖の一級水酸基をエステル等で保護したモノマーとして、3,4-ジアセトキシ-1-ブテン42部、メタノール195部を仕込み、系内を窒素ガスで一旦置換した後、ついでエチレンで置換して、撹拌しながら、67℃まで昇温した。昇温後、エチレンをその分圧が1.0MPaとなるように圧入し、撹拌を続けながら、t-ブチルパーオキシネオデカノエート0.102部をメタノール5.1部に溶解させた溶液を4時間かけて添加しつつ重合反応を行った。添加終了後もさらに67℃で3時間撹拌を続けて、重合反応を継続した。
その後、重合停止反応として、ソルビン酸0.096部(仕込みの酢酸ビニルモノマー100部に対して0.021部)をメタノール100部に溶解させた溶液を投入、室温(23℃)まで冷却した。さらに未反応のモノマーを減少させる目的で、75℃加熱による揮発分追い出しとメタノール添加を繰り返すことにより、エチレン-酢酸ビニル-3,4-ジアセトキシブテン共重合体のメタノール溶液を得た。このとき、溶液中の残酢酸ビニルモノマー量は10ppmであった。
<Example 1>
[Synthesis of modified ethylene-vinyl ester copolymer]
A temperature-controllable autoclave was charged with 460 parts of vinyl acetate, 42 parts of 3,4-diacetoxy-1-butene as a monomer in which the primary hydroxyl group in the side chain was protected with an ester or the like, and 195 parts of methanol, and the system was filled with nitrogen gas. After the replacement was performed once, the content was replaced with ethylene, and the temperature was raised to 67° C. while stirring. After the temperature was raised, ethylene was pressurized so that its partial pressure was 1.0 MPa, and while stirring was continued, a solution of 0.102 parts of t-butyl peroxyneodecanoate dissolved in 5.1 parts of methanol was added. The polymerization reaction was carried out while adding over 4 hours. After the addition was completed, stirring was continued at 67° C. for 3 hours to continue the polymerization reaction.
After that, as a polymerization termination reaction, a solution of 0.096 parts of sorbic acid (0.021 parts with respect to 100 parts of charged vinyl acetate monomer) dissolved in 100 parts of methanol was added and cooled to room temperature (23° C.). Further, for the purpose of reducing unreacted monomers, removal of volatile matter by heating at 75° C. and addition of methanol were repeated to obtain a methanol solution of an ethylene-vinyl acetate-3,4-diacetoxybutene copolymer. At this time, the amount of residual vinyl acetate monomer in the solution was 10 ppm.

[変性EVOH系樹脂系樹脂粒子の合成]
ついで、一次ケン化を行った。上記溶液をメタノールで希釈して濃度30%に調整してニーダーで撹拌し、溶液温度を45℃に保ちながら、水酸化ナトリウムの8.7%メタノール溶液を、水酸化ナトリウムが共重合体の酢酸ビニル単位に対して9mmol当量となる量を加えて、撹拌を続けた。約15分後に粘度上昇を伴ってケン化物が析出し、ついには粒子状物を含むスラリーになった。1時間後に水酸化ナトリウムの8.7%メタノール溶液を、水酸化ナトリウムが共重合体の酢酸ビニル単位に対して11mmol当量となる量を加えて一次ケン化をさらに1時間継続した。
さらにケン化を進めるために、二次ケン化を行った。生成したスラリーを一旦ろ別した後、再度、ケン化物の5倍量のメタノールに分散させ、ニーダーで撹拌しつつ、水酸化ナトリウムの8.7%メタノール溶液を、水酸化ナトリウムが共重合体中の最初の酢酸ビニル単位に対して50mmol当量となる量を加えて、50℃で3時間反応させた。反応後、酢酸で中和し、スラリーを再度ろ別して、ウェットケーキを得、該ウェットケーキをその5倍の質量のメタノールで3回洗浄してろ別した後、100℃熱風乾燥器中で8時間乾燥させて変性EVOH系樹脂粒子を得た。
得られた変性EVOH系樹脂粒子は、側鎖に一級水酸基構造単位として、1,2-ブタンジオール構造を有していた。
また、得られた変性EVOH系樹脂粒子のケン化度は、残存ビニルエステル単位の加水分解に関するアルカリ消費量で分析したところ、99.7mol%であった。
この変性EVOH系樹脂粒子を再アセチル化した変性エチレン-ビニルエステル系共重合体の粘度平均分子量は6.03×104であった。
また、NMR測定によるエチレン構造単位の含有量は9.0mol%であり、1,2-ブタンジオール構造単位の含有量は4.0mol%であった。
また、得られた変性EVOH系樹脂粒子はJIS Z8801目開き2.36mmの篩を通過するものが92質量%、目開き150μmの篩を通過するものが17質量%であった。。
実施例1の変性EVOH系樹脂粒子の重合方法、ケン化方法、二次ケン化の有無等を後記の表1に、性状を後記の表2に、パルスNMR測定の結果を表3に示す。
[Synthesis of modified EVOH-based resin-based resin particles]
A primary saponification was then carried out. The above solution was diluted with methanol to adjust the concentration to 30%, stirred with a kneader, and while maintaining the solution temperature at 45 ° C., an 8.7% methanol solution of sodium hydroxide was added to acetic acid, which is a copolymer of sodium hydroxide. An amount to give 9 mmol equivalents to vinyl units was added and stirring was continued. After about 15 minutes, the saponified product precipitated with an increase in viscosity, finally becoming a slurry containing particulate matter. After 1 hour, an 8.7% methanol solution of sodium hydroxide was added in such an amount that the sodium hydroxide was equivalent to 11 mmol with respect to the vinyl acetate units of the copolymer, and the primary saponification was continued for an additional hour.
For further saponification, secondary saponification was performed. After the resulting slurry was once filtered, the saponified product was again dispersed in 5 times the amount of methanol. was added in an amount of 50 mmol equivalent to the first vinyl acetate unit of , and reacted at 50°C for 3 hours. After the reaction, neutralize with acetic acid, filter the slurry again to obtain a wet cake, wash the wet cake 3 times with 5 times the mass of methanol, filter, and then place in a hot air dryer at 100°C for 8 hours. After drying, modified EVOH-based resin particles were obtained.
The resulting modified EVOH-based resin particles had a 1,2-butanediol structure as a primary hydroxyl group structural unit in the side chain.
Further, the degree of saponification of the obtained modified EVOH-based resin particles was 99.7 mol % when analyzed in terms of alkali consumption for hydrolysis of residual vinyl ester units.
The modified ethylene-vinyl ester copolymer obtained by reacetylating the modified EVOH resin particles had a viscosity average molecular weight of 6.03×10 4 .
Further, the content of ethylene structural units and the content of 1,2-butanediol structural units by NMR measurement were 9.0 mol % and 4.0 mol %, respectively.
Further, 92% by mass of the obtained modified EVOH resin particles passed through a JIS Z8801 sieve with an opening of 2.36 mm, and 17% by mass of the particles passed through a sieve with an opening of 150 μm. .
The polymerization method, saponification method, presence or absence of secondary saponification, etc. of the modified EVOH-based resin particles of Example 1 are shown in Table 1 below, properties are shown in Table 2 below, and the results of pulse NMR measurement are shown in Table 3.

<実施例2>
[変性エチレン-ビニルエステル系共重合体の合成]
温度制御のできるオートクレーブに、酢酸ビニル460部、側鎖の一級水酸基をエステル等で保護したモノマーとして、3,4-ジアセトキシ-1-ブテン32部、メタノール75部を仕込み、系内を窒素ガスで一旦置換した後、ついでエチレンで置換して、撹拌しながら、67℃まで昇温した。昇温後、エチレンをその分圧が1.0MPaとなるように圧入し、2,2‘-アゾビスイソブチロニトリル0.082部をメタノール10部に溶解させた溶液を加え、撹拌しながら、内温を67℃で4時間保つことにより、重合反応を行った。その後、重合停止反応として、ソルビン酸0.096部(仕込みの酢酸ビニルモノマー100部に対して0.021部)をメタノール100部に溶解させた溶液を投入、室温(23℃)まで冷却した。さらに未反応のモノマーを減少させる目的で、減圧下、40℃加熱による揮発分追い出しとメタノール添加を繰り返すことにより、エチレン-酢酸ビニル-3,4-ジアセトキシブテン共重合体のメタノール溶液を得た。このとき、溶液中の残酢酸ビニルモノマー量は10ppmであった。
<Example 2>
[Synthesis of modified ethylene-vinyl ester copolymer]
A temperature-controllable autoclave was charged with 460 parts of vinyl acetate, 32 parts of 3,4-diacetoxy-1-butene as a monomer in which the primary hydroxyl group in the side chain was protected with an ester or the like, and 75 parts of methanol, and the system was filled with nitrogen gas. After the replacement was performed once, the content was replaced with ethylene, and the temperature was raised to 67° C. while stirring. After raising the temperature, ethylene was pressurized so that its partial pressure was 1.0 MPa, and a solution obtained by dissolving 0.082 parts of 2,2′-azobisisobutyronitrile in 10 parts of methanol was added and stirred. A polymerization reaction was carried out by keeping the internal temperature at 67° C. for 4 hours. After that, as a polymerization termination reaction, a solution of 0.096 parts of sorbic acid (0.021 parts with respect to 100 parts of charged vinyl acetate monomer) dissolved in 100 parts of methanol was added and cooled to room temperature (23° C.). Further, for the purpose of reducing unreacted monomers, volatile matter removal by heating at 40° C. under reduced pressure and addition of methanol were repeated to obtain a methanol solution of ethylene-vinyl acetate-3,4-diacetoxybutene copolymer. . At this time, the amount of residual vinyl acetate monomer in the solution was 10 ppm.

[変性EVOH系樹脂系樹脂粒子の合成]
ついで、一次ケン化を行った。上記溶液をメタノールで希釈して濃度10%に調整して撹拌し、溶液温度を45℃に保ちながら、水酸化ナトリウムの3.5%メタノール溶液を、水酸化ナトリウムが共重合体の酢酸ビニル単位に対して10mmol当量となる量を加えて、撹拌を行った。約20分後に粘度上昇を伴ってケン化物が析出し、ついには粒子状物を含むスラリーになった。
さらにケン化を進めるために、二次ケン化を行った。生成したスラリーを一旦ろ別した後、再度、ケン化物の20倍量のメタノールに分散させ、水酸化ナトリウムの3.5%メタノール溶液を、水酸化ナトリウムが共重合体中の最初の酢酸ビニル単位に対して50mmol当量となる量を加えて、50℃で3時間反応させた。反応後、酢酸で中和し、スラリーを再度ろ別して、ウェットケーキを得、該ウェットケーキをその2倍の質量のメタノールで3回洗浄してろ別した後、100℃熱風乾燥器中で8時間乾燥させて変性EVOH系樹脂粒子を得た。
得られた変性EVOH系樹脂粒子は、側鎖に一級水酸基構造単位として、1,2-ブタンジオール構造を有していた。
得られたEVOH系樹脂粒子のケン化度は、残存ビニルエステル単位の加水分解に関するアルカリ消費量で分析したところ、99.8mol%であった。
また、NMR測定によるエチレン構造単位の含有量は7.5mol%であり、1,2-ブタンジオール構造単位の含有量は3.3mol%であった。
また、得られた変性EVOH系樹脂粒子はJIS Z8801目開き2.36mmの篩を通過するものが92質量%、目開き150μmの篩を通過するものが18質量%であった。
この変性EVOH系樹脂粒子を再アセチル化した変性エチレン-ビニルエステル系共重合体の粘度平均分子量は8.29×104であった。
実施例2の変性EVOH系樹脂粒子の重合方法、ケン化方法、二次ケン化の有無等を後記の表1に、性状を後記の表2に、パルスNMR測定の結果を表3に示す。
[Synthesis of modified EVOH-based resin-based resin particles]
A primary saponification was then carried out. The above solution is diluted with methanol to adjust the concentration to 10% and stirred, and while maintaining the solution temperature at 45 ° C., a 3.5% methanol solution of sodium hydroxide is added to the vinyl acetate unit of the sodium hydroxide copolymer. was added in an amount equivalent to 10 mmol with respect to the mixture, and the mixture was stirred. After about 20 minutes, the saponified product precipitated with an increase in viscosity, finally becoming a slurry containing particulate matter.
For further saponification, secondary saponification was performed. After the resulting slurry was once filtered, it was again dispersed in 20 times the amount of methanol as the saponified product, and a 3.5% methanol solution of sodium hydroxide was added to the copolymer so that sodium hydroxide was the first vinyl acetate unit in the copolymer. was added in an amount equivalent to 50 mmol with respect to , and reacted at 50°C for 3 hours. After the reaction, the mixture is neutralized with acetic acid, and the slurry is filtered again to obtain a wet cake. The wet cake is washed three times with twice the mass of methanol, filtered, and placed in a hot air dryer at 100°C for 8 hours. After drying, modified EVOH-based resin particles were obtained.
The resulting modified EVOH-based resin particles had a 1,2-butanediol structure as a primary hydroxyl group structural unit in the side chain.
The degree of saponification of the obtained EVOH-based resin particles was 99.8 mol % when analyzed by the amount of alkali consumed for hydrolysis of residual vinyl ester units.
Further, the content of the ethylene structural unit was 7.5 mol % and the content of the 1,2-butanediol structural unit was 3.3 mol % by NMR measurement.
Further, 92% by mass of the obtained modified EVOH resin particles passed through a JIS Z8801 sieve with an opening of 2.36 mm, and 18% by mass of the particles passed through a sieve with an opening of 150 μm.
The modified ethylene-vinyl ester copolymer obtained by reacetylating the modified EVOH resin particles had a viscosity average molecular weight of 8.29×10 4 .
The polymerization method, saponification method, presence or absence of secondary saponification, etc. of the modified EVOH-based resin particles of Example 2 are shown in Table 1 below.

<実施例3,比較例1~4>
実施例2における酢酸ビニル、側鎖の一級水酸基をエステル等で保護したモノマーの種類と量、メタノール、2,2’-アゾビスイソブチロニトリルの仕込み量、エチレンの仕込み分圧、重合反応停止時に添加したソルビン酸量、二次ケン化の有無を表1のように変更したほかは、実施例2と同様にして、変性EVOH系樹脂粒子を得た。変性EVOH系共重合体の性状を表2に、パルスNMR測定の結果を表3に示す。
<Example 3, Comparative Examples 1 to 4>
Vinyl acetate in Example 2, types and amounts of monomers in which primary hydroxyl groups in side chains are protected with esters, etc., charged amounts of methanol and 2,2'-azobisisobutyronitrile, charged partial pressure of ethylene, termination of polymerization reaction Modified EVOH resin particles were obtained in the same manner as in Example 2, except that the amount of sorbic acid added and the presence or absence of secondary saponification were changed as shown in Table 1. Table 2 shows the properties of the modified EVOH-based copolymer, and Table 3 shows the results of pulse NMR measurement.

<実施例4>
酢酸ビニル、側鎖の一級水酸基をエステル等で保護したモノマーの種類と量、メタノール、t-ブチルパーオキシネオデカノエートの仕込み量、エチレンの仕込み分圧、重合反応停止時に添加したソルビン酸量を表1のように変更したほかは、実施例1と同様にして、変性EVOH系樹脂粒子を得た。変性EVOH系共重合体の性状を表2に、パルスNMR測定の結果を表3に示す。
<Example 4>
Types and amounts of vinyl acetate, monomers whose side chain primary hydroxyl groups are protected with esters, etc., charged amounts of methanol and t-butyl peroxyneodecanoate, charged partial pressure of ethylene, amount of sorbic acid added at the time of stopping the polymerization reaction Modified EVOH resin particles were obtained in the same manner as in Example 1, except that the was changed as shown in Table 1. Table 2 shows the properties of the modified EVOH-based copolymer, and Table 3 shows the results of pulse NMR measurement.

<比較例5>
[変性エチレン-ビニルエステル系共重合体の合成]
実施例2における酢酸ビニル、側鎖の一級水酸基をエステル等で保護したモノマーの種類と量、メタノール、2,2’-アゾビスイソブチロニトリルの仕込み量、エチレンの仕込み分圧、重合反応停止時に添加したソルビン酸量を表1のように変更したほかは、実施例2と同様にして、エチレン-酢酸ビニル-3,4-ジアセトキシブテン共重合体のメタノール溶液を得た。
<Comparative Example 5>
[Synthesis of modified ethylene-vinyl ester copolymer]
Vinyl acetate in Example 2, types and amounts of monomers in which primary hydroxyl groups in side chains are protected with esters, etc., charged amounts of methanol and 2,2'-azobisisobutyronitrile, charged partial pressure of ethylene, termination of polymerization reaction A methanol solution of an ethylene-vinyl acetate-3,4-diacetoxybutene copolymer was obtained in the same manner as in Example 2, except that the amount of sorbic acid added was changed as shown in Table 1.

[変性EVOH系樹脂系樹脂粒子の合成]
ついで、一次ケン化を行った。上記溶液をメタノールで希釈して濃度40%に調整して、35℃に保ちつつ撹拌した。ここに、水酸化ナトリウムの8.7%メタノール溶液を、水酸化ナトリウムが共重合体の酢酸ビニル単位に対して25mmol当量となる量を加えて、1.5分間よく混合した。この混合物を50℃に予熱した密閉容器に素早く移液し、容器を50℃の湯浴中に放置した。2分後に混合物が白色にとなり、4分後には固化してウェットケーキとなったことが観察された。30分後にウェットケーキを取り出し、粉砕して粒子状物を含むスラリーを得た。これを、酢酸で中和し、二次ケン化は実施せずに、ウェットケーキの2倍の質量のメタノールで3回洗浄してろ別した後、100℃熱風乾燥器中で8時間乾燥させて変性EVOH系樹脂粒子を得た。
得られた変性EVOH系樹脂粒子は、側鎖に一級水酸基構造単位として、1,2-ブタンジオール構造を有していた。
得られたEVOH系樹脂粒子のケン化度は、残存ビニルエステル単位の加水分解に関するアルカリ消費量で分析したところ、98.7mol%であった。
また、NMR測定によるエチレン構造単位の含有量は9.6mol%であり、1,2-ブタンジオール構造単位の含有量は3.8mol%であった。
また、得られた変性EVOH系樹脂粒子はJIS Z8801目開き2.36mmの篩を通過するものが88質量%、目開き150μmの篩を通過するものが5質量%であった。
この変性EVOH系樹脂粒子を再アセチル化した変性エチレン-ビニルエステル系共重合体の粘度平均分子量は9.18×104であった。
比較例5の変性EVOH系樹脂粒子の重合方法、ケン化方法、二次ケン化の有無等を後記の表1に、性状を後記の表2に、パルスNMR測定の結果を表3に示す。
[Synthesis of modified EVOH-based resin-based resin particles]
A primary saponification was then carried out. The above solution was diluted with methanol to adjust the concentration to 40%, and stirred while being kept at 35°C. An 8.7% methanol solution of sodium hydroxide was added thereto in such an amount that sodium hydroxide would be equivalent to 25 mmol with respect to the vinyl acetate units of the copolymer, and the mixture was thoroughly mixed for 1.5 minutes. This mixture was quickly transferred to a sealed container preheated to 50°C, and the container was left in a 50°C hot water bath. It was observed that the mixture turned white after 2 minutes and solidified into a wet cake after 4 minutes. After 30 minutes, the wet cake was removed and pulverized to obtain a slurry containing particulate matter. This was neutralized with acetic acid, washed three times with methanol twice the mass of the wet cake without performing secondary saponification, filtered, and dried in a hot air dryer at 100 ° C. for 8 hours. Modified EVOH resin particles were obtained.
The resulting modified EVOH-based resin particles had a 1,2-butanediol structure as a primary hydroxyl group structural unit in the side chain.
The degree of saponification of the obtained EVOH-based resin particles was 98.7 mol % when analyzed by the amount of alkali consumed for hydrolysis of residual vinyl ester units.
Further, the content of ethylene structural units and the content of 1,2-butanediol structural units by NMR measurement were 9.6 mol % and 3.8 mol %, respectively.
Further, 88% by mass of the obtained modified EVOH resin particles passed through a JIS Z8801 2.36 mm sieve, and 5% by mass passed a 150 μm sieve.
The modified ethylene-vinyl ester copolymer obtained by reacetylating the modified EVOH resin particles had a viscosity average molecular weight of 9.18×10 4 .
The polymerization method, saponification method, presence or absence of secondary saponification, etc. of the modified EVOH resin particles of Comparative Example 5 are shown in Table 1 below, the properties are shown in Table 2 below, and the results of pulse NMR measurement are shown in Table 3.

<比較例6、7>
比較例7における酢酸ビニル、側鎖の一級水酸基をエステル等で保護したモノマーの種類と量、メタノール、2,2’-アゾビスイソブチロニトリルの仕込み量、エチレンの仕込み分圧、重合反応停止時に添加したソルビン酸量を表1のように変更したほかは、比較例7と同様にして、変性エチレン-ビニルエステル系共重合体を合成した。一次ケン化は比較例7と同様にして実施した。さらに、二次ケン化を実施例2と同様に実施し、変性EVOH系樹脂粒子を得た。変性EVOH系共重合体の性状を表2に、パルスNMR測定の結果を表3に示す。
<Comparative Examples 6 and 7>
Vinyl acetate in Comparative Example 7, types and amounts of monomers in which primary hydroxyl groups in side chains are protected with esters, etc., charged amounts of methanol and 2,2'-azobisisobutyronitrile, charged partial pressure of ethylene, termination of polymerization reaction A modified ethylene-vinyl ester copolymer was synthesized in the same manner as in Comparative Example 7, except that the amount of sorbic acid added was changed as shown in Table 1. Primary saponification was carried out in the same manner as in Comparative Example 7. Further, secondary saponification was carried out in the same manner as in Example 2 to obtain modified EVOH resin particles. Table 2 shows the properties of the modified EVOH-based copolymer, and Table 3 shows the results of pulse NMR measurement.

Figure 2023077422000007
Figure 2023077422000007

Figure 2023077422000008
Figure 2023077422000008

Figure 2023077422000009
Figure 2023077422000009

各実施例、比較例において得られた樹脂粒子について、水への分散性、水への溶解性、酸素透過度、生分解性を下記の方法に従い評価した。結果を後記の表4に示す。 The dispersibility in water, solubility in water, oxygen permeability and biodegradability of the resin particles obtained in Examples and Comparative Examples were evaluated according to the following methods. The results are shown in Table 4 below.

〔水への分散性(30℃)〕
撹拌機を備えた300mLセパラブルフラスコに蒸留水150mLを入れ、内温30℃にて、回転数150rpmでかき混ぜつつ、樹脂粒子6gを投入した。
投入直後の樹脂粒子の状態を目視で観察し、以下の基準に従って評価した。
[評価基準]
A:ママコにならない
B:ママコになるが、5分間のかき混ぜにより、ママコが解消された
C:ママコになり、5分間のかき混ぜ後も、ママコが解消されなかった。
[Dispersibility in water (30°C)]
150 mL of distilled water was placed in a 300 mL separable flask equipped with a stirrer, and 6 g of resin particles were added while stirring at an internal temperature of 30° C. and a rotation speed of 150 rpm.
The state of the resin particles immediately after injection was visually observed and evaluated according to the following criteria.
[Evaluation criteria]
A: It does not become mako B: It becomes mako, but the mako is removed by stirring for 5 minutes C: It becomes mamako, and even after stirring for 5 minutes, the mako is not removed.

〔水への溶解性(70℃)〕
水への溶解性(30℃)で作成した液を、さらに回転数150rpmで撹拌しつつ、30分以内に内温70℃まで上昇させ、70℃で3時間保った後、室温まで放冷した。その後、水溶液をNo.2のろ紙でろ過し、そのろ液の一部を140℃で30分乾燥させることで、水溶液中に溶解した樹脂粒子の質量A(g)を求めた。また、試料の樹脂粒子6gを140℃30分乾燥させることで、樹脂粒子中の不揮発分B(g)を求めた。そして、溶解度(質量%)=A÷B×100を算出し、溶解度を以下の基準に従って評価した。
[評価基準]
A:60質量%以上
B:50質量%以上60質量%未満
C:50質量%未満
[Solubility in water (70°C)]
While stirring at a rotation speed of 150 rpm, the liquid prepared with solubility in water (30 ° C.) was raised to an internal temperature of 70 ° C. within 30 minutes, maintained at 70 ° C. for 3 hours, and then allowed to cool to room temperature. . After that, the aqueous solution is no. 2, and part of the filtrate was dried at 140° C. for 30 minutes to obtain the mass A (g) of the resin particles dissolved in the aqueous solution. Further, by drying 6 g of the sample resin particles at 140° C. for 30 minutes, the non-volatile content B (g) in the resin particles was determined. Then, solubility (% by mass)=A÷B×100 was calculated, and the solubility was evaluated according to the following criteria.
[Evaluation criteria]
A: 60% by mass or more B: 50% by mass or more and less than 60% by mass C: less than 50% by mass

〔酸素透過度〕
樹脂粒子を表4に示す溶媒に10質量%の濃度で溶解させ、コロナ処理したPETフィルム(38μm厚)上にバーコーターで塗布した後、しばらく放置して塗布面の流動性がなくなるのを確認した。その後、80℃で5分間乾燥させることにより樹脂粒子からなる層を約3μm有するガスバリア材を得た。このガスバリア材について、温度23℃、湿度0%RHと65%RHにおける酸素透過度を、酸素透過度測定装置(MOCON社製「OXTRAN2/20」)を用いて測定し、ガスバリア性を示す値として、EVOH系樹脂厚さ3μmの値に換算した。
[Oxygen permeability]
Resin particles were dissolved in the solvent shown in Table 4 at a concentration of 10% by mass, and the solution was applied to a corona-treated PET film (thickness: 38 μm) using a bar coater, and then left for a while to confirm that the coated surface had lost its fluidity. bottom. After that, by drying at 80° C. for 5 minutes, a gas barrier material having a layer of resin particles having a thickness of about 3 μm was obtained. For this gas barrier material, the oxygen permeability at a temperature of 23° C. and a humidity of 0% RH and 65% RH was measured using an oxygen permeability measuring device ("OXTRAN 2/20" manufactured by MOCON). , was converted to a value for an EVOH-based resin having a thickness of 3 μm.

〔生分解度〕
生分解度の評価は、JIS K6950に記載された方法を参考にし、下記の条件で行った。結果を後記の表5に示す。
・装置:BOD TESTER 200F (タイテック社製)
・植種源:家庭下水を処理している下水処理場の返送汚泥
・標準試験培養液:100mL
・植種濃度:90mg/L
・温度:25±1℃
・期間:28日間
生物化学的酸素消費量と、理論的酸素要求量から、生分解度を求めた。
[Biodegradability]
Evaluation of biodegradability was performed under the following conditions with reference to the method described in JIS K6950. The results are shown in Table 5 below.
・Equipment: BOD TESTER 200F (manufactured by Taitec Co., Ltd.)
・Inoculum source: Return sludge from a sewage treatment plant that treats domestic sewage ・Standard test culture solution: 100 mL
・ Seed concentration: 90 mg / L
・Temperature: 25±1℃
- Duration: 28 days The degree of biodegradation was obtained from the biochemical oxygen consumption and the theoretical oxygen demand.

Figure 2023077422000010
Figure 2023077422000010

前記表4の結果から、実施例の変性EVOH系樹脂粒子は、水への溶解性、生分解性に優れ、さらに、この変性EVOH系樹脂粒子の水溶液から得られるガスバリア材は、酸素透過度も低く、生分解性は高いものであった。
一方、比較例1~4のEVOH系樹脂粒子または変性EVOH系樹脂粒子は、1次ケン化の方法を制御して粒子の大きさを制御することにより、(100-Cw(30℃))/100×(Cw(30℃)-Cw(70℃))の値とエチレン構造単位含有量(E)との関係は好ましい範囲にすることができた。
しかし、比較例1、3では、エチレン構造単位の含有量(E)の値が低すぎるため、70℃における水中結晶化度Cw(70℃)が大きくなりすぎて、70℃での水への溶解性が劣っているものであった。
また、比較例2では、エチレン構造単位の含有量(E)の値を低くしつつも、側鎖一級水酸基構造単位(D)を各実施例と同程度に導入して70℃での水への溶解性を確保できたものの、70℃における水中結晶化度Cw(70℃)が小さくなり過ぎたため、30℃で粒子を分散させることは満足にできたものの、その後に水溶液を得る途中でママコになって、それをほぐすのに時間がかかるものであった。
比較例4では、エチレン構造単位の含有量(E)の値を低くしつつも、側鎖一級水酸基構造単位(D)を各実施例よりも少ない導入量として比較例2の改善を目指したものの、70℃における水中結晶化度Cw(70℃)が大きくなりすぎて、70℃での水への溶解性が劣るものであった。
比較例5~7の変性EVOH系樹脂粒子は、1次ケン化の方法を変更したために粒子の大きさを所定範囲に制御できず、100-Cw(30℃))/100×(Cw(30℃)-Cw(70℃))の値とエチレン構造単位含有量(E)との関係が好ましい範囲から外れた。
この結果、比較例5では、エチレン構造単位の含有量(E)と側鎖一級水酸基構造単位(D)のバランスも悪いため、30℃分散性も劣り、また70℃での溶解性も劣っているものであった。
さらに、比較例6、7では、実施例4と同程度のエチレン構造単位の含有量(E)であるにもかかわらず、70℃での水溶性が劣るものであった。
From the results in Table 4 above, the modified EVOH resin particles of Examples are excellent in water solubility and biodegradability, and the gas barrier material obtained from the aqueous solution of the modified EVOH resin particles has oxygen permeability It was low and biodegradable.
On the other hand, the EVOH-based resin particles or modified EVOH-based resin particles of Comparative Examples 1 to 4 were obtained by controlling the primary saponification method to control the particle size, resulting in (100-Cw (30°C))/ The relationship between the value of 100×(Cw (30° C.)−Cw (70° C.)) and the content of ethylene structural units (E) was within a preferable range.
However, in Comparative Examples 1 and 3, since the value of the content (E) of the ethylene structural unit was too low, the degree of crystallinity in water Cw (70°C) at 70°C was too large, resulting in the crystallinity in water at 70°C. The solubility was poor.
Further, in Comparative Example 2, while reducing the value of the content (E) of the ethylene structural unit, the side chain primary hydroxyl group structural unit (D) was introduced to the same extent as in each example, and the water at 70 ° C. However, the crystallinity in water Cw (70 ° C.) at 70 ° C. became too small, so the particles could be dispersed satisfactorily at 30 ° C. It took time to loosen it.
In Comparative Example 4, while reducing the value of the content (E) of the ethylene structural unit, the side chain primary hydroxyl group structural unit (D) was introduced in a smaller amount than in each example, aiming to improve Comparative Example 2. , the degree of crystallinity in water Cw (70°C) at 70°C was too large, and the solubility in water at 70°C was poor.
In the modified EVOH resin particles of Comparative Examples 5 to 7, the size of the particles could not be controlled within a predetermined range due to the change in the primary saponification method. °C)-Cw (70°C)) and the ethylene structural unit content (E) were out of the preferred range.
As a result, in Comparative Example 5, the balance between the ethylene structural unit content (E) and the side chain primary hydroxyl group structural unit (D) was poor, resulting in poor dispersibility at 30°C and poor solubility at 70°C. It was something.
Furthermore, in Comparative Examples 6 and 7, although the ethylene structural unit content (E) was about the same as in Example 4, the water solubility at 70°C was poor.

本変性EVOH系樹脂粒子は、水への溶解性、生分解性に優れ、かつ、酸素透過度が低いため、包装用材料として有用であり、特に食品や医薬品等の包装材料として好適に用いることができる。 Since the modified EVOH-based resin particles are excellent in water solubility and biodegradability and have low oxygen permeability, they are useful as packaging materials, and are particularly suitable for use as packaging materials for foods, pharmaceuticals, and the like. can be done.

Claims (6)

側鎖に一級水酸基構造単位を有し、エチレン構造単位の含有量が7.1~16.5mol%の変性エチレン-ビニルアルコール共重合体粒子であって、前記変性エチレン-ビニルアルコール共重合体粒子をパルスNMRにて、測定温度30℃および70℃でSolid Echo法、およびCPMG法を用いて測定し、複合して得られる磁化減衰曲線y(t)を、磁化を観測した時間tの関数とする下記式(1)から30℃における成分比A1およびA2と、70℃における成分比A1およびA2とを求め、
Figure 2023077422000011
(ただし、式(1)の第1項は結晶性で緩和時間が短い成分を示し、A1はその成分比、T2Sはその緩和時間を示す。第2項は結晶性よりも長い緩和時間の成分を示し、A2はその成分比、T2Mはその緩和時間を示す。第3項は定数を示す。Wはワイブル係数であり、A1+A2+y0=1である。)
前記30℃および70℃のA1およびA2から下記式(2)により水中結晶化度(単位%)Cw(30℃)、Cw(70℃)を求めたとき、
w(X℃)=A1/(A1+A2)×100 ・・・(2)
(ただし、Xは30または70である。)
前記水中結晶化度Cw(30℃)、Cw(70℃)と変性エチレン-ビニルアルコール共重合体粒子のエチレン構造単位の含有量(E)との間で、下記式(3)を満たす変性エチレン-ビニルアルコール共重合体粒子。
3.5×E-21≦(100-Cw(30℃))/100×(Cw(30℃)-Cw(70℃))・・・(3)
Modified ethylene-vinyl alcohol copolymer particles having a primary hydroxyl group structural unit in a side chain and an ethylene structural unit content of 7.1 to 16.5 mol%, said modified ethylene-vinyl alcohol copolymer particles is measured by pulse NMR using the Solid Echo method and the CPMG method at measurement temperatures of 30 ° C. and 70 ° C., and the magnetization decay curve y (t) obtained by combining the magnetization is measured as a function of the time t when observing the magnetization Calculate the component ratios A 1 and A 2 at 30 ° C. and the component ratios A 1 and A 2 at 70 ° C. from the following formula (1),
Figure 2023077422000011
(However, the first term in formula (1) indicates a crystalline component with a short relaxation time, A 1 indicates the component ratio, and T 2S indicates the relaxation time. The second term indicates a longer relaxation time than the crystalline A 2 is its component ratio, T 2M is its relaxation time, the third term is a constant, W is the Weibull coefficient, and A 1 +A 2 +y 0 =1.)
When the degree of crystallinity in water (unit %) Cw (30°C) and Cw (70°C) is obtained from the above A 1 and A 2 at 30°C and 70°C by the following formula (2),
C w (X° C.)=A 1 /(A 1 +A 2 )×100 (2)
(However, X is 30 or 70.)
The following formula (3) is satisfied between the water crystallinity C w (30° C.) and C w (70° C.) and the content (E) of the ethylene structural unit of the modified ethylene-vinyl alcohol copolymer particles. Modified ethylene-vinyl alcohol copolymer particles.
3.5×E−21≦(100−Cw (30° C.))/100×(Cw (30° C.)−Cw (70° C.)) (3)
さらに式(4)を満足する、請求項1記載の変性エチレン-ビニルアルコール共重合体粒子。
5≦Cw(70℃)≦11・・・(4)
2. The modified ethylene-vinyl alcohol copolymer particles according to claim 1, further satisfying formula (4).
5≦Cw (70° C.)≦11 (4)
JIS Z8801目開き2.36mmの篩を通過する粒子の割合が80質量%以上であり、目開き150μmの篩を通過する粒子の割合が10質量%以上20質量%以下である、請求項1または2記載の変性エチレン-ビニルアルコール共重合体粒子。 Claim 1 or wherein the proportion of particles passing through a JIS Z8801 sieve with an opening of 2.36 mm is 80% by mass or more, and the proportion of particles passing through a sieve with an opening of 150 μm is 10% by mass or more and 20% by mass or less. 2. Modified ethylene-vinyl alcohol copolymer particles according to 2 above. ケン化度が95mol%以上である、請求項1または2記載の変性エチレン-ビニルアルコール共重合体粒子。 3. The modified ethylene-vinyl alcohol copolymer particles according to claim 1, wherein the degree of saponification is 95 mol % or more. 側鎖一級水酸基構造の導入量が2.5mol%以上である請求項1または2記載の変性エチレン-ビニルアルコール共重合体粒子。 3. The modified ethylene-vinyl alcohol copolymer particles according to claim 1, wherein the introduced amount of the side chain primary hydroxyl group structure is 2.5 mol % or more. 再アセチル化後のエチレン-ビニルエステル系共重合体のテトラヒドロフラン溶液の粘度平均分子量が、5.5×104~1.1×105である請求項1または2記載の変性エチレン-ビニルアルコール共重合体粒子。 The modified ethylene-vinyl alcohol copolymer according to claim 1 or 2, wherein the tetrahydrofuran solution of the ethylene-vinyl ester copolymer after reacetylation has a viscosity-average molecular weight of 5.5 x 10 4 to 1.1 x 10 5 . polymer particles.
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