JP3137930B2 - エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物組成物及びそれを用いた多層構造体 - Google Patents
エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物組成物及びそれを用いた多層構造体Info
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Description
ニル共重合体ケン化物組成物及びそれを用いた多層構造
体に関し、更に詳しくは、溶融成形時のロングラン性に
優れ、且つフィルム等に成形した時にフィッシュアイ等
の発生が少なく、透明で、スジが少ない美麗な成形品を
製造するのに好適なエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン
化物組成物及び経時的なスジの発生が少ない積層体を提
供するものである。
は酸素遮断性、耐溶剤性、機械的強度等の諸性質に優れ
ていることから、フィルム、シート、容器、繊維等の各
種用途に多用されている。該共重合体ケン化物は溶融成
形時のロングラン性に乏しく、溶融成形時や熱処理、熱
延伸、熱接着等の操作などの加熱時に容易に着色し、し
かも熱の影響が著しい場合には、溶融時にその溶融粘度
が大きく増加する等の欠点があることから、かかる対策
として、種々の酸や金属塩でエチレン−酢酸ビニル共重
合体ケン化物を処理して良好な成形品を製造しようとす
ることが試みられている。その代表的な例として特開昭
64−66262号公報には、周期律表第II族の金属塩
を0.0005〜0.05重量%(金属換算)、pka
3.5以上で、沸点が180℃以上の酸を0.002〜
0.2重量%及びpka3.5以上で、沸点が120℃
以下の酸を0.01〜0.2重量%含有させ、かつ特定
の流動特性を示すエチレン−ビニルアルコール系共重合
体(エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物)組成物が
開示されている。
者の検討によれば、特開昭64−66262号公報開示
技術では、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物が溶
融状態で長時間滞留すると、樹脂の分解が起こることか
ら、ロングラン成形時に得られたフィルムが着色する現
象が認められ、特にシート、ボトル、チューブなどの厚
手の成形物では、着色が目立ち商品価値を著しく損なう
欠点が有り、工業的に極めて重大な問題となっていた。
また、該公報開示の方法で、特定の酸としてホウ酸を用
いた場合には、得られた成形物中のフィッシュアイが多
くなるという欠点もあった。
要求されている昨今にあっては、溶融成形時のロングラ
ン性が良好で、成形物の物性(フィッシュアイ、透明
性、スジ)の良好なエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン
化物組成物が望まれているのである。
かる事情に鑑みて鋭意研究した結果、エチレン−酢酸ビ
ニル共重合体ケン化物に、ホウ素化合物(A)をホウ素
換算で0.001〜1.0重量%、酢酸ナトリウム
(B)、酢酸マグネシウム(C)を金属換算でいずれも
0.001〜0.1重量%含有させると、上記欠点を克
服し、かつ上記用途に有用であることを見いだし本発明
を完成するに至った。
ニル共重合体ケン化物組成物を具体的に説明する。まず
本発明で対象とするエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン
化物はエチレン含量20〜60モル%、好ましくは25
〜55モル%、酢酸ビニル成分のケン化度90モル%以
上、好ましくは95モル%以上のものである。エチレン
含量が20モル%未満では高湿時の酸素遮断性が低下
し、一方60モル%を越えると充分な酸素遮断性等の物
性が低下する。又、ケン化度が90モル%以下では酸素
遮断性や耐湿性が低下する。
イソブテン、α−オクテン、α−ドデセン、α−オクタ
デセン等のα−オレフィン、アクリル酸、メタクリル
酸、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコ
ン酸等の不飽和酸類あるいはその塩あるいはモノまたは
ジアルキルエステル等、アクリロニトリル、メタアクリ
ロニトリル等のニトリル類、アクリルアミド、メタクリ
ルアミド等のアミド類、エチレンスルホン酸、アリルス
ルホン酸、メタアリルスルホン酸等のオレフィンスルホ
ン酸あるいはその塩、アルキルビニルエーテル類、N−
アクリルアミドメチルトリメチルアンモニウムクロライ
ド、アリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジメチ
ルアリルビニルケトン、N−ビニルピロリドン、塩化ビ
ニル、塩化ビニリデン、ポリオキシエチレン(メタ)ア
リルエーテル、ポリオキシプロピレン(メタ)アリルエ
ーテルなどのポリオキシアルキレン(メタ)アリルエー
テル、ポリオキシエチレン(メタ)アクリレート、ポリ
オキシプロピレン(メタ)アクリレート等のポリオキシ
アルキレン(メタ)アクリレート、ポリオキシエチレン
(メタ)アクリルアミド、ポリオキシプロピレン(メ
タ)アクリルアミド、ポリオキシエチレン(1−(メ
タ)アクリルアミド−1,1’−ジメチルプロピル)エ
ステル、ポリオキシエチレンビニルエーテル、ポリオキ
シプロピレンビニルエーテル、ポリオキシエチレンアリ
ルアミン、ポリオキシプロピレンアリルアミン、ポリオ
キシエチレンビニルアミン、ポリオキシプロピレンビニ
ルアミン等を共重合成分として含有しても差支えない。
ン化物組成物は、上記ケン化物に、ホウ素化合物(A)
をホウ素換算で0.001〜1.0重量%、酢酸ナトリ
ウム(B)、酢酸マグネシウム(C)を金属換算で0.
001〜0.1重量%含有させることを最大の特徴とす
るもので、以下の要領により該組成物を得ることができ
る。
合体ケン化物組成物の調製法について詳述する。まずエ
チレン−酢酸ビニル共重合体をメタノール媒体で水酸化
ナトリウム、水酸化カリウム、ナトリウムメチラート、
カリウムメチラート等のアルカリでケン化し、次いで酢
酸等で中和してエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物
を製造する。該ケン化物の形状は粉末、粒状でも又ペレ
ット状、更に球状等任意であって良い。該ケン化物には
副生した酢酸ナトリウム等が混在しているので、本発明
でのホウ素化合物(A)、酢酸ナトリウム(B)、酢酸
マグネシウム(C)の水溶液で処理する前に酢酸水溶
液、水で洗浄しておくことが好ましい。
ニル共重合体ケン化物100重量部に対して0.001
〜1重量%、好ましくは0.1〜0.5重量%の酢酸水
溶液を50〜500重量部、好ましくは100〜400
重量部加え、10〜50℃、好ましくは20〜40℃
で、10分〜5時間撹拌した後、該ケン化物を濾過し、
更に同量の水を加え、同様に水洗を実施する。該水洗は
2〜5回繰り返される。該水洗で、酢酸は可能な限り除
去しておくこと(0.01重量%以下)が望ましく、酢
酸ナトリウムは、金属換算で0.001重量%以下にし
ておくのが望ましい。
ニル共重合体ケン化物を、ホウ素化合物(A)、酢酸ナ
トリウム(B)、酢酸マグネシウム(C)の水溶液で処
理して、それぞれ所定の含有量になるように調製するの
であるが、該調製法としては、ホウ素化合物(A)、酢
酸ナトリウム(B)、酢酸マグネシウム(C)の混合水
溶液で処理したり、ホウ素化合物(A)、酢酸ナトリウ
ム(B)、酢酸マグネシウム(C)の内の1種あるいは
2種の水溶液で処理した後、更に残りの水溶液で処理す
る方法等いずれでの方法も取り得るが、ホウ素化合物
(A)、酢酸ナトリウム(B)、酢酸マグネシウム
(C)それぞれの吸着性が異なるので、該混合水溶液で
処理するのが、それぞれの含有量をコントロールし易い
ので好ましい。
(A)としては、ホウ酸、ホウ砂及びこれらの誘導体、
トリクロロボロン等のハロゲン化ホウ素類、あるいはこ
れらとエーテル、アミン類の配合物、トリメチルボロ
ン、トリフェニルボロン等のトリアルキル、トリアリー
ルホウ素あるいはその配位物、四ホウ酸ナトリウム等の
ホウ酸塩等が挙げられるが、中でもホウ酸、ホウ砂が好
適に用いられる。
理したエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物100重
量部に、ホウ素換算でホウ素化合物(A)0.0001
〜1.5重量%、好ましくは0.001〜0.2重量
%、更には0.001〜0.02重量%と、酢酸ナトリ
ウム(B)を金属換算で0.001〜0.1重量%、好
ましくは0.001〜0.05重量%、更には0.00
1〜0.02重量%、酢酸マグネシウム(C)を金属換
算で0.0005〜0.1重量%、好ましくは0.00
05〜0.05重量%、更には0.0005〜0.02
重量%含有する水溶液200重量部に、2〜10時間、
10〜50℃で浸漬、あるいは撹拌下で処理する。なお
用いる水は、各種成分濃度の調整が容易である点で、イ
オン交換水を用いるのが好ましいが、これに限定される
ものではない。上記の処理はバッチ方式、連続方式のい
ずれによる操作でも実施可能である。
0℃、5〜48時間乾燥して、本発明のエチレン−酢酸
ビニル共重合体ケン化物組成物を得る。
組成物には、上記の操作により、ホウ素化合物(A)を
ホウ素換算で0.001〜1.0重量%、酢酸ナトリウ
ム(B)を金属換算で0.001〜0.1重量%、酢酸
マグネシウム(C)を金属換算で0.001〜0.1重
量%含有されるのであるが、好ましくはホウ酸(A)を
ホウ素換算で0.005〜0.5重量%、更には0.0
05〜0.05重量%、酢酸ナトリウム(B)を金属換
算で0.001〜0.05重量%、更には0.001〜
0.02重量%、酢酸マグネシウム(C)を金属換算で
0.001〜0.05重量%、更には0.001〜0.
02重量%含有される。
01重量%未満では、得られたエチレン−酢酸ビニル共
重合体ケン化物組成物からフィルムを製膜すると、透明
性が悪く、また、1.0重量%を越えると該フィルムの
フィッシュアイが多くなり不適当である。酢酸ナトリウ
ム(B)が金属換算で0.001重量%未満では、上記
のフィルムのフィッシュアイが多くなり、0.1重量%
を越えると、熱劣化を引き起こし、着色するので不適当
である。酢酸マグネシウム(C)が金属換算で0.00
1重量%未満では、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン
化物組成物の溶融成形時のロングラン性の向上に効果が
なく、0.1重量%を越えると、該溶融粘度が下がり過
ぎて、フィルム等の成形物を得ることができず不適当で
ある。
酢酸ナトリウム(B)の含有量をコントロールして、エ
チレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物組成物中のホウ素
とナトリウムの重量比(ホウ素/ナトリウム)を0.5
〜10.0の場合、フィルムにした時、フィッシュアイ
が少なくなるので好ましい。該重量比が0.5未満で
は、得られたエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物組
成物からフィルムを製膜すると、透明性が悪く、また1
0.0を越えると該フィルムのフィッシュアイが多くな
り不適当である。
度が種々異なるエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物
を2種以上併用することも可能である。又、溶融成形時
に、(A)、(B)、(C)以外の添加剤、安定剤、界
面活性剤、架橋性物質(エポキシ化合物、多価金属塩、
無機又は有機の多塩基酸又はその塩など)補強材として
の繊維(ガラス繊維、炭素繊維など)、ハイドロタルサ
イト等を適量配合する事ができる。
ン化物組成物は、上述した如く該樹脂組成物のみを単層
とする樹脂成形物の製造以外に、本発明の組成物フィル
ム、シート等の成形物を少なくとも1層とする積層体と
して実用に供せられることが多い。該積層体を製造する
に当たっては、本発明のエチレン−酢酸ビニル共重合体
ケン化物組成物より得られたフィルム、シート等の成形
物の層の片面又は両面に他の基材をラミネートするので
あるが、ラミネート方法としては、例えば、該成形物
(フィルム、シート等)に熱可塑性樹脂を溶融押出する
方法、逆に熱可塑性樹脂等の基材に該組成物と他の熱可
塑性樹脂とを共押出する方法、更には本発明のエチレン
−酢酸ビニル共重合体ケン化物組成物より得られた成形
物と他の基材のフイルム、シートとを有機チタン化合
物、イソシアネート化合物、ポリエステル系化合物等の
公知の接着剤を用いてラミネートする方法等が挙げら
れ、中でも他の熱可塑性樹脂とを共押出する方法が好ま
しく用いられる。該方法について詳しく述べる。
ロピレン、ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合
体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリエチレンテレ
フタレート等の熱可塑性ポリエステル、6−ナイロン、
6,6−ナイロン等のポリアミド樹脂、ポリスチレン、
ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート樹脂等の単独または
共重合体または混合物が好ましい。これらのうち、特に
好ましいのはポリプロピレン、ポリエチレン、エチレン
ープロピレン共重合体、熱可塑性ポリエステル、ポリス
チレンの単独または共重合体または混合物である。
ン化物組成物と熱可塑性樹脂とを共押出、または共射出
するに際し、層間接着剤を使用する場合があり、この場
合の層間接着剤としてはエチレン系不飽和カルボン酸ま
たは該カルボン酸無水物による変性熱可塑性樹脂が好ま
しい。該変性熱可塑性樹脂層としては本発明のエチレン
−酢酸ビニル共重合体ケン化物組成物の層と熱可塑性樹
脂との接着性も考慮して、オレフィン系重合体にエチレ
ン性不飽和カルボン酸またはその無水物を化学的(たと
えば付加反応、グラフト反応により)結合させて得られ
るカルボキシル基を含有する変性オレフィン系重合体が
好適である。ここでオレフィン系重合体とはポリエチレ
ン(低圧、中圧、高圧)、直鎖状低密度ポリエチレン、
ポリプロピレン、ボリブテンなどのポリオレフィン、オ
レフィンと該オレフィンとを共重合し得るコモノマー
(ビニルエステル、不飽和カルボン酸エステルなど)と
の共重合体、たとえばエチレン−酢酸ビニル共重合体、
エチレン−アクリル酸エチルエステル共重合体などを意
味する。このうちエチレン−酢酸ビニル共重合体(酢酸
ビニルの含有量5〜55重量%)、エチレン−アクリル
酸エチルエステル共重合体(アクリル酸エチルエステル
の含有量8〜35重量%)が好適である。エチレン性不
砲和カルボン酸またはその無水物とはエチレン性不飽和
モノカルボン酸、そのエステル、エチレン性不飽和ジカ
ルボン酸、そのモノまたはジエステル、その無水物があ
げられ、このうちエチレン性不飽和ジカルボン酸無水物
が好適である。 具体的にはマレイン酸、フマル酸、イタ
コン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、マレイン酸
モノメチルエステル、マレイン酸モノエチルエステル、
マレイン酸ジエチルエステル、フマル酸モノメチルエス
テルなどが挙げられ、なかんずく、無水マレイン酸が好
適である。
水物のオレフィン系重合体への付加量またはグラフト量
(変性度)はオレフィン系重合体に対し0.01〜15
重量%、好ましくは0.02〜10重量%である。エチ
レン性不飽和カルボン酸またはその無水物のオレフィン
系重合体への付加反応、グラフト反応は、たとえば溶媒
(キシレンなど)、触媒(過酸化物など)の存在下でラ
ジカル重合法などにより得られる。このようにして得ら
れたカルボキシル基を含有する変性ポリオレフィン系重
合体のASTM−D−1238−65Tにより190℃
で測定したメルトインデックス(MI)は0.2〜30
g/10分、好ましくは0.5〜10g/10 分であ
る。これらの接着性樹脂は単独で用いてもよいし、また
二層以上を混合して用いることもできる。
の方法は、マルチマニホールド合流方式Tダイ法、フィ
ードプロック合流方式Tダイ法、インフレーション法の
いずれでもよい。
二次加工することにより、各種成形品(フィルム、シー
ト、チューブ、ボトルなど)を得ることができ、たとえ
ば以下のようなものが挙げられる。 (1)多層成形物(シート又はフィルムなど)を一軸ま
たは二軸方向に延伸、又は二軸方向に延伸、熱処理する
ことによる多層共延伸シート又はフィルム (2)多層成形物(シート又はフィルムなど)を圧延す
ることによる多層圧延シート又はフィルム (3)多層成形物(シート又はフィルムなど)真空成
形、圧空成形、真空圧空成形、等熱成形加工することに
よる多層トレーカップ状容器 (4)多層成形物(パイプなど)からのストレッチブロ
ー成形等によるボトル、カップ状容器 このような二次加工法には特に制限はなく、上記以外の
公知の二次加工法(ブロー成形など)も採用できる。
エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物組成物をE、エ
チレン系不飽和カルボン酸またはその無水物による変性
熱可塑性樹脂をAd、熱可塑性樹脂をP、P′で表わす
と、E/Ad/P、 P/Ad/E/Ad/P、P/
P′/Ad/E/Ad/P等が挙げられ、それぞれの層
は単層であってもよいし、場合によっては多層であって
もよい。また熱可塑性樹脂 P′に本発明のエチレン−
酢酸ビニル共重合体ケン化物組成物Eや、エチレン系不
飽和カルボン酸またはその無水物による変性熱可塑性樹
脂Adをブレンドした層を用いてもよい。
射出積層体はフィッシュアイが少なく、透明で、スジが
少ないので、食品容器の材料、たとえば深絞り容器、カ
ップ状容器、ボトル等の材料として好適に用いられる。
く説明する。以下「部」、「%」とあるのは特に断わり
のない限り重量基準である。 実施例1 エチレン含量32モル%のエチレン−酢酸ビニル共重合
体の40%メタノール溶液1000部を耐圧反応器に入
れ、撹拌しながら110℃に加熱した。続いて水酸化ナ
トリウムの6%メタノール溶液40部及びメタノール2
500部を連続的に仕込むとともに、副生する酢酸メチ
ル及び余分のメタノールを系外から留出させながら、
2.5時間ケン化反応を行い、酢酸ビニル成分のケン化
度99.8モル%のエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン
化物を得た。該エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物
の水/メタノール溶液をストランド状に凝固浴中に押出
しペレットAを製造した。次に該ペレットA100部を
0.3%酢酸水溶液300部に浸漬し、30℃で1時間
撹拌して、該酢酸水溶液による洗浄を更に1回繰り返し
た。洗浄して得られたペレットに水300部を加えて混
合し、30℃で1時間撹拌した。該水洗は更に2回繰り
返し、ペレットを濾別した。次に、ホウ酸0.052
%、酢酸ナトリウム0.025%、酢酸マグネシウム
0.007%を含有するイオン交換水溶液200部に上
記で得られたペレットを浸漬して、ペレットを濾別し1
20℃で24時間乾燥してペレットBを得た。かくして
得られたエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物組成物
(ペレットB)は、ホウ酸がホウ素換算で0.031
%、酢酸ナトリウムと酢酸マグネシウムがそれぞれ金属
換算で0.093%、0.022%含有されていた。
を以下の条件で製膜し、得られた幅300mm、厚さ3
0μmのフィルムの製造を144時間連続的に行い、得
られたフィルムについて、以下の様に評価し、その結果
を表2に示した。 押 出 機:40mmφ径押出機 スクリュー:L/D=28、圧縮比 3.5 ダ イ :マニホールドダイ 押出温度 :C1:180℃、C2:210℃、C3:230℃、 C4:230℃ 吐出量 :1.5kg/時
たりの直径100μm以上のフィッシュアイ数を測定し
た。
m)を20枚重ねた時の端部の着色状態を以下の様に評
価した。 ○・・・着色なし △・・・やや黄変 ×・・・黄変
m)のスジの数を測定し、以下の様に評価した。 ○・・・なし △・・・少しスジあり ×・・・スジ多い
B)を用いて、該ケン化物組成物を中間層として無水マ
レイン酸変性のポリエチレンを接着層、低密度ポリエチ
レンを内、外層とする多層フィルムをダイ温度及び樹脂
温度200℃で、上記のフィルムの製膜と同一の装置で
共押出した。その結果20時間目に、該ケン化物層にゲ
ル状ブツを以下のように評価した。 ゲル状ブツの評価 ○・・・ゲル状ブツなし ×・・・ゲル状ブツあり
ネシウム水溶液の濃度を適宜コントロールし、表1に示
す如きエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物組成物
(ペレットB)を得、実施例1と同様に評価し、表2に
その結果を示した。
025%、酢酸マグネシウム0.007%を含有するイ
オン交換水溶液200部の替わりに、ホウ酸0.052
%、酢酸ナトリウム0.04%、酢酸マグネシウム0.
007%、酢酸0.07%を含有するイオン交換水溶液
200部を用いて同様に処理し、ホウ酸がホウ素換算で
0.031%、酢酸ナトリウムと酢酸マグネシウムがそ
れぞれ金属換算で0.021%、0.022%、酢酸
0.021%を含有するエチレン−酢酸ビニル共重合体
ケン化物組成物(ペレットB)を得、実施例1と同様に
評価し、表2にその結果を示した。
ケン化物組成物は、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン
化物に、ホウ酸(A)をホウ素換算で0.05〜0.3
重量%、酢酸ナトリウム(B)、酢酸マグネシウム
(C)を金属換算で0.001〜0.02重量%含有し
ているので、溶融成形時のロングラン性、成形物のフィ
ッシュアイ、透明性、スジ等の物性に優れる。
Claims (3)
- 【請求項1】 エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物
に、ホウ素化合物(A)をホウ素換算で0.001〜
1.0重量%、酢酸ナトリウム(B)、酢酸マグネシウ
ム(C)を金属換算でいずれも0.001〜0.1重量
%含有させることを特徴とするエチレン−酢酸ビニル共
重合体ケン化物組成物。 - 【請求項2】 ホウ素とナトリウムの重量比(ホウ素/
ナトリウム)が0.5〜10.0であることを特徴とす
る請求項1記載のエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化
物組成物。 - 【請求項3】請求項1または2記載のエチレン−酢酸ビ
ニル共重合体ケン化物組成物からなる層の少なくとも片
面に熱可塑性樹脂を積層してなることを特徴とする積層
体。
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