JP3784511B2 - Multilayer film for thermoforming and thermoforming container - Google Patents

Multilayer film for thermoforming and thermoforming container Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガスバリア性、熱成形性、力学特性および外観等に優れた熱成形用多層フィルム、シート等、およびそれらを熱成形してなる熱成形容器、ならびにそれらに用いられる樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】
エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)は食品や医薬品等、品質の保持が重要視される内容物を包装する材料として好適に用いられている。かかるEVOHを用いた包装容器の形態は多様であり、中でもEVOH層を有する多層体を熱成形して得られる容器は広く用いられており、フィルム状の薄いものとしてもあるいは比較的厚いシート状のものとしても用いられている。
【0003】
まず、フィルム状の熱成形容器に関する従来技術について説明する。例えば、ハム、ソーセージ、赤肉、加工肉等は、消費者に使用されるまでの期間、肉類の品質を保護する必要がある。特に、酸素はそのような肉類の品質の劣化を促進するので、肉類を新鮮に保つためには肉類を酸素から長期間適切に遮断することが最も重要である。そして、そのための包装形態として、例えば、二軸延伸により強度やバリア性を向上させたフィルムをラミネーションにより多層構造にしてパウチ等を作る方法や、一旦延伸したフィルムを加熱して熱収縮させることにより隙間無く内容物に密着させる方法があげられる。
【0004】
近年、フィルムを加熱してエアーまたはプラグ等により、立体状に成形したフィルム容器に肉等を詰め、その上面をフィルムでシールする包装形態が盛んに使用されるようになっている。この理由は、内容物の形態に適合した容器形状にすることで、内容物の状態や、形状を明確に消費者に伝えられることにある。また、今般施行されたPL法に適合した商品を販売する観点から、内容物に関する表示部を設けやすいことも一つの理由である。さらに画一的な形状とすることで、店頭陳列棚での配置がしやすいこともあげられる。
【0005】
このような多層フィルムの熱成形用途に使用される酸素の透過防止性能に優れた材料の一つとしてポリ塩化ビニリデンがあげられるが、ハロゲン元素を含有する樹脂であることから、環境保護の観点から包装用素材としての使用が懸念されている。また一方、酸素の透過防止性能及び熱成形性の点から、ナイロン層を含む多層フィルムもこの用途に用いられているが、近年の食品の賞味期限のさらなる延長の要求から、より優れた酸素の透過防止性能が望まれている状況にある。
【0006】
優れた酸素の透過防止性能を有し、かつ環境保護の面からも問題の少ない材料としては、EVOHがあげられるが、熱成形によりコーナー部が極端に薄くなったり、スジ、シワが生じたり、耐衝撃性が低下したりする欠点がある。また、容器の形状、例えば、極端に深い形状の場合には、熱成形時、フィルムが破裂したり、 成形品の側面部と底面部の交差部やコーナー部が金型に正確に沿わないといった問題も生じている。特に厚みの薄いフィルム状の積層体は比較的厚みの厚いシート状の積層体に比べるとこのような問題が発生しやすく成形が困難である。
【0007】
上記のような熱成形性の問題を改善する手段として、具体的な手法は報告されていないが、類推可能な手段として、上記EVOH層にナイロンを積層する方法や、EVOHにナイロンをはじめとする各種樹脂をブレンドする方法(米国特許第4079850号)が報告されているが、これらの場合の熱成形性は、ナイロンを単独で使用した場合と比較すると、満足のいく結果は得られていない。さらに、EVOHにナイロンをはじめとする各種樹脂をブレンドした場合には、ガスバリア性が低下したり、製膜時の熱安定性に問題があるとともに、樹脂の種類や分散状態によっては透明性が低下するという問題も有している。
【0008】
次に比較的厚いシート状の熱成形容器に関する従来技術について説明する。食品包装の分野では、店頭にて商品を購入した後、その内容物を他の容器に移し替えることなく、その容器のまま飲食ができるカップやトレーが盛んに使用されている。具体的には、ゼリー、プリン、ヨーグルト、ジュース等を包装する容器がその代表例としてあげられる。また、その内容物を他の容器に移し替えることなく保存用容器として使用できる味噌カップなどの容器も使用されている。
【0009】
一般に、これらの包装材料として、熱成形容器が使用されている。熱成形容器は、内容物の品質維持のために、形態安定性や酸素バリア性が要求される。形態維持の観点から使用される樹脂の代表例としては、その剛性や耐衝撃性のバランスに優れたポリプロピレンの単独重合体(以下「ホモポリプロピレン」と略すことがある)があげられる。また、内容物の酸化劣化を防止するために、酸素バリア性にすぐれたEVOHをバリア層として使用することが一般的である。
【0010】
しかし、EVOHの熱成形性不足から、容器の側面にクラックや波模様が発生し、外観に優れた熱成形容器を得られないこともある。これらの熱成形性や耐衝撃性を改善するためにEVOHにナイロンを添加する方法(米国特許第4079850号)など様々な提案がなされているが、熱成形性が十分でない、ガスバリア性が低下する、製膜時の熱安定性に問題がある、あるいは樹脂の種類や分散状態によっては透明性が低下する問題を有し十分な改善には至っていない。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかして、本発明の目的は、ガスバリア性、熱成形性、力学特性および外観等に優れた熱成形用多層フィルム、シート等、およびそれらを熱成形してなる熱成形容器、ならびにそれらに用いられる樹脂組成物を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、エチレン含量20〜60モル%、ケン化度90%以上のEVOH60〜99重量%および(メタ)アクリル酸含量1〜30重量%のエチレン−(メタ)アクリル酸共重合体40〜1重量%からなり、EVOHのマトリックス中にエチレン−(メタ)アクリル酸共重合体粒子が分散している樹脂組成物層を含み、全層厚みが50〜300μmで樹脂組成物層厚みが3〜50μmである熱成形用多層フィルムであり、樹脂組成物層においてエチレン−(メタ)アクリル酸共重合体粒子がフィルム面に平行な一軸方向に引き延ばされた円柱状の形状で分散しており、その一軸方向に垂直な面で切断したときの粒子断面の平均径が0.2〜1.3μmである熱成形用多層フィルムを提供することによって達成される。
【0013】
特に、EVOHのMFR(A)とエチレン−(メタ)アクリル酸共重合体のMFR(B)の比(A)/(B)が0.1〜5.0である熱成形用多層フィルム提供することによって好適に達成される。
【0014】
かかる熱成形用多層フィルムの好適な態様としては、樹脂組成物層およびヒートシール層を有する態様が挙げられ、特に樹脂組成物層およびヒートシール層に加えて、ポリプロピレン樹脂層および/またはポリアミド樹脂層を有する態様が好適なものとして挙げられる。また、このような熱成形用多層フィルムのヘイズが10%以下であることも好適である。
【0015】
また、本発明の目的は上記多層フィルムを熱成形してなる熱成形容器を提供することによっても達成され、特に、容器の最も肉厚の厚い部分における全層厚みをTμm、最も肉厚の薄い部分における全層厚みをtμm、容器の絞り比をSとしたときに、下記式(1)〜(3)を満たす熱成形容器を提供することによって好適に達成される。
5S≦T/t≦30S (1)
50≦T≦300 (2)
t≧20 (3)
但し、容器の絞り比Sは下記式(4)で示される値である。
S=(容器の深さ)/(容器の開口部に内接する最大径の円の直径) (4)
【0016】
中でも、容器の最も肉厚の薄い部分において、EVOHのマトリックス中に分散しているエチレン−(メタ)アクリル酸共重合体粒子がフィルム面に平行な2次元方向に引き延ばされた薄板状の形状で分散しており、フィルム面に垂直な面で切断したときの粒子断面の平均厚みが0.05〜1.0μmである熱成形容器が好適である。
【0017】
また、本発明の目的は、エチレン含量20〜60モル%、ケン化度90%以上のEVOH60〜99重量%および(メタ)アクリル酸含量1〜30重量%のエチレン−(メタ)アクリル酸共重合体40〜1重量%からなり、EVOHのマトリックス中にエチレン−(メタ)アクリル酸共重合体粒子が分散している樹脂組成物層を有する熱成形用多層構造体であり、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体粒子が多層構造体面に平行な一軸方向に引き延ばされた円柱状の形状で分散しており、その一軸方向に垂直な面で切断したときの粒子断面の平均径が0.2〜1.3μmである熱成形用多層構造体を提供することによっても達成される。
【0019】
また、本発明の目的は上記多層造体を熱成形してなる熱成形容器を提供することによっても達成され、特に、容器の最も肉厚の厚い部分における全層厚みをTμm、最も肉厚の薄い部分における全層厚みをtμm、容器の絞り比をSとしたときに、下記式(5)〜(7)を満たす熱成形容器を提供することによって好適に達成される。
S≦T/t≦20S (5)
300<T≦3000 (6)
t≧100 (7)
但し、容器の絞り比Sは下記式(4)で示される値である。
S=(容器の深さ)/(容器の開口部に内接する最大径の円の直径) (4)
【0020】
さらに本発明の目的はエチレン含量20〜60モル%、ケン化度90%以上のEVOH60〜99重量%および(メタ)アクリル酸含量1〜30重量%のエチレン−(メタ)アクリル酸共重合体40〜1重量%からなり、EVOHのマトリックス中に平均粒子径が0.3〜1.5μmのエチレン−(メタ)アクリル酸共重合体粒子が分散している樹脂組成物を提供することによっても達成される。
【0022】
【発明の実施の形態】
本発明のEVOHは、エチレンとビニルエステルからなる共重合体をアルカリ触媒等を用いてケン化して得られる。
ビニルエステルとしては酢酸ビニルが代表的なものとしてあげられるが、その他の脂肪酸ビニルエステル(プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニルなど)も使用できる。
【0023】
本発明におけるEVOHのエチレン含量は20〜60モル%であり、好適には25〜50モル%、より好適には25〜45モル%である。なおここで、EVOHがエチレン含量の異なる2種類以上のEVOHの配合物からなる場合には、配合重量比から算出される平均値をエチレン含量とする。
エチレン含量が20モル%未満では、高湿度下でのガスバリア性が低下し溶融成形性も悪化する。また60モル%を越えると十分なガスバリア性が得られない。
【0024】
また、本発明のEVOHのビニルエステル成分のケン化度は90%以上であり、好適には95%以上、より好適には98%以上である。なおここで、EVOHがケン化度の異なる2種類以上のEVOHの配合物からなる場合には、配合重量比から算出される平均値をケン化度とする。
ケン化度が90モル%未満では、高湿度時のガスバリア性が低下するだけでなく、EVOHの熱安定性が悪化し、成形物にゲルが発生しやすくなる。
【0025】
またEVOHには、本発明の目的が阻害されない範囲で他の単量体を少量共重合することもできる。共重合できる単量体の例としては、プロピレン、ブテン、イソブテン、4−メチルペンテン−1、ヘキセン、オクテンなどのα−オレフィン、イタコン酸、メタクリル酸、アクリル酸、無水マレイン酸などの不飽和カルボン酸、その塩、その部分または完全エステル、そのニトリル、そのアミド、その無水物、ビニルトリメトキシシランなどのビニルシラン系化合物、不飽和スルホン酸、その塩、アルキルチオール類、ビニルピロリドンなどがあげられる。
【0026】
なかでも、EVOHに共重合成分としてビニルシラン化合物0.0002〜0.2モル%を含有する場合は共押し出しする際の基材樹脂との溶融粘性の整合性が改善され、均質な共押し出し多層フィルムの製造が可能なだけでなく、EVOH同士をブレンドに使用する際の分散性が改善され成形性などの改善の面でも有効である。ここで、ビニルシラン系化合物としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリ(β−メトキシ−エトキシ)シラン、γ−メタクリルオキシプロピルメトキシシラン等が挙げられる。なかでも、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランが好適に用いられる。
【0027】
本発明のEVOH中のリン化合物濃度は、リン元素重量換算で1〜200ppm、好適には2〜150ppm、最適には5〜100ppmの範囲であることが製膜性や熱安定性の点から好ましい。
【0028】
さらにナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオンなどのアルカリ金属イオンを金属重量換算でEVOHに対し10〜500ppm含有させることも本発明の効果を増進させ、層間接着性や相溶性の改善のために効果的である。アルカリ金属化合物としては、一価金属の脂肪族カルボン酸塩、芳香族カルボン酸塩、リン酸塩、金属錯体等があげられ、具体的には、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸リチウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、エチレンジアミン四酢酸ナトリウム塩等があげられ、好適には、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、リン酸ナトリウムがあげられる。
【0029】
また、本発明に用いるEVOHの好適なメルトフローレート(MFR)(210℃、2160g荷重下で測定した値)は、好適には0.1〜50g/10分、最適には0.5〜20g/10分である。なおここで、EVOHがメルトフローレートの異なる2種類以上のEVOHの配合物からなる場合には、配合重量比から算出される平均値をメルトフローレートとする。
【0030】
本発明で用いるEVOHとしては、エチレン含量および/またはケン化度の異なる2種以上のEVOHをブレンドして用いる事が好適である。
特に、EVOHが、エチレン含量の異なる2種類のEVOH(a)および(b)の混合物からなり、(a)のエチレン含量が20〜45モル%、(b)のエチレン含量が45〜65モル%、(a)と(b)のエチレン含量の差が8モル%以上であり、かつその配合重量比{(a)/(b)}が2/1〜50/1であることが、良好なガスバリア性と熱成形性の両立のために好ましい。
【0031】
このとき、EVOH(a)のエチレン含量は20〜45モル%であることが好ましい。より好適には25〜42モル%であり、さらに好適には30〜40モル%である。EVOH(a)のエチレン含量が20モル%未満では、熱成形性が悪化し、45モル%を超えるとガスバリア性が低下する。
【0032】
また、 EVOH(b)のエチレン含量は45〜65モル%であることが好ましい。より好適には47〜62モル%であり、さらに好適には50〜60モル%である。EVOH(b)のエチレン含量がかかる範囲にあることで、熱成形性が十分に改善される。
【0033】
さらに、 EVOH(a)と(b)のエチレン含量の差は8モル%以上であることが好ましい。より好適には12モル%以上であり、さらに好適には15モル%以上である。EVOH(a)のエチレン含量の差が8モル%未満では、熱成形性の改善効果が小さい。
【0034】
またEVOH(a)および(b)の配合重量比{(a)/(b)}が2/1〜50/1であることが好ましい。より好適には3/1〜40/1であり、さらに好適には4/1〜30/1である。配合重量比が2/1未満では、ガスバリア性が低下し、50/1を超えると熱成形性の改善効果が小さい。
【0035】
本発明で用いられるエチレン−(メタ)アクリル酸共重合体とは、エチレンを主成分としアクリル酸またはメタクリル酸を共重合した重合体のことをいう。本発明においては共重合体中のカルボキシル基がナトリウムや亜鉛などの金属の塩の形で存在している、いわゆるアイオノマーを含むものではない。かかるアイオノマーを用いた場合に本願発明の目的が達成されないことは、理由は明らかでないが、後述する比較例に示したとおりである。
【0036】
エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体中の(メタ)アクリル酸含量は、1〜30重量%であり、好適には2〜25重量%、より好適には3〜20重量%である。(メタ)アクリル酸含量が1重量%未満である場合は樹脂粒子の分散が不良となり、熱成形性が悪化する。また30重量%を超える場合には熱安定性が不良となる。
【0037】
また、本発明に用いるエチレン−(メタ)アクリル酸共重合体の好適なメルトフローレート(MFR)(210℃、2160g荷重下で測定した値)は、好適には0.1〜80g/10分、最適には0.5〜50g/10分である。本発明においてエチレン−(メタ)アクリル酸共重合体は、(メタ)アクリル酸含量および/またはMFRの異なる2種あるいはそれ以上のエチレン−(メタ)アクリル酸共重合体をブレンドして用いることもできる。
【0038】
本発明の樹脂組成物におけるEVOHの含有量は60〜99重量%、好ましくは70〜97重量%、より好ましくは80〜95重量%である。またエチレン−(メタ)アクリル酸共重合体の含有量は1〜40重量%、好ましくは3〜30重量%、さらに好ましくは5〜20重量%である。
エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体の配合比が1重量%より少ない場合には、優れた熱成形性が得られず、熱成形容器の側面部と底面部の交差部や、コーナー部の肉厚が薄くなりすぎるとともに、成形物の耐衝撃性が低下する。また、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体の配合比が40重量%より多い場合には、ガスバリア性が著しく低下するとともに、得られる熱成形容器の成形収縮率が大きく、実使用に適さない。
【0039】
本発明の樹脂組成物は、EVOHのマトリックス中にエチレン−(メタ)アクリル酸共重合体粒子が分散しているものである。かかる分散形態を有することで、良好なガスバリア性、熱成形性、力学特性を保有することができる。エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体のマトリックス中にEVOHが分散していたり、双方の樹脂が連続状につながっているような形態の時にはガスバリア性の低下が著しい。
【0040】
本発明に用いるEVOHとエチレン−(メタ)アクリル酸共重合体のメルトフローレート(MFR)(210℃、2160g荷重下で測定した値)比としては、EVOHのMFR(A)とエチレン−(メタ)アクリル酸共重合体のMFR(B)の比(A)/(B)が0.1〜5.0であることが好ましく、より好適には0.15〜3.0、最適には0.2〜2.0である。かかる範囲のMFRの比の樹脂を組み合わせることによって、良好に分散され、本発明の目的を達成することができる。
【0041】
本発明の樹脂組成物には、本発明の効果を増進させ、また溶融安定性等を改善するためにハイドロタルサイト系化合物、ヒンダードフェノール系、ヒンダードアミン系熱安定剤、高級脂肪族カルボン酸の金属塩(たとえば、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム等)の一種または二種以上を樹脂組成物に対し0.01〜1重量%添加することは好適である。
【0042】
また、本発明の樹脂組成物に必要に応じて各種の添加剤を配合することもできる。このような添加剤の例としては、酸化防止剤、可塑剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、滑剤、着色剤、フィラー、あるいは他の高分子化合物を挙げることができ、これらを本発明の作用効果が阻害されない範囲でブレンドすることができる。添加剤の具体的な例としては次のようなものが挙げられる。
【0043】
酸化防止剤:2,5−ジ−t−ブチルハイドロキノン、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、4,4’−チオビス−(6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、オクタデシル−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、4,4’−チオビス−(6−t−ブチルフェノール)等。
【0044】
紫外線吸収剤:エチレン−2−シアノ−3,3’−ジフェニルアクリレート、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−t−ブチル−5’−メチルフェニル)5−クロロベンゾトリアゾール、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン等。
【0045】
可塑剤:フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジオクチル、ワックス、流動パラフィン、リン酸エステル等。
帯電防止剤:ペンタエリスリットモノステアレート、ソルビタンモノパルミテート、硫酸化ポリオレフィン類、ポリエチレンオキシド、カーボワックス等。
滑剤:エチレンビスステアロアミド、ブチルステアレート等。
着色剤:カーボンブラック、フタロシアニン、キナクリドン、インドリン、アゾ系顔料、ベンガラ等。
充填剤:グラスファイバー、アスベスト、バラストナイト、ケイ酸カルシウム等。
【0046】
また、他の多くの高分子化合物を本発明の作用効果が阻害されない程度にブレンドすることもできる。
【0047】
ここで、本発明の樹脂組成物はEVOHのマトリックス中に平均粒子径が0.3〜1.5μm、好ましくは0.3〜1.0μmのエチレン−(メタ)アクリル酸共重合体粒子が分散してい。かかる分散形態を有することで良好なガスバリア性、熱成形性、力学特性および透明性を得ることができる。平均粒子径が1.5μmより大きい場合には、組成物中での不均一な分散が発生しやすく熱成形時に不具合を生じるとともにガスバリア性が低下しやすい。また平均粒子径が0.3μm以下の場合、分散粒子を含有する効果が組成物の熱成形性に生かされず、良好な熱成形性が得られにくい。
【0048】
かかる分散形態は主に、フィルムまたはシート等の原料となるペレットの状態において観察される。観察は、破断面の走査型電子顕微鏡観察、あるいは薄片の透過型電子顕微鏡観察等によって行うことができる。これら電子顕微鏡観察等によって得られた写真を画像処理によりその輪郭を特定し、特定された粒子の輪郭の長径と短径の平均の値から各粒子ごとの粒径を求めた。こうして得られた各粒子の粒径の単純平均を分散粒子径とした。このとき、観察方向による粒径の相異を解消するために、互いに垂直な3方向から観察して得られた粒子の平均の値を採用した。
【0049】
このような分散形態を得るために、本発明における混練操作は重要である。高度な分散を有する組成物を得るための混練機としては、連続式インテンシブミキサー、ニーディングタイプ二軸押出機(同方向、あるいは異方向)などの連続型混練機が最適であるが、バンバリーミキサー、インテンシブミキサー、加圧ニーダーなどのバッチ型混練機を用いることもできる。また別の連続混練装置としては石臼のような摩砕機構を有する回転円板を使用したもの、たとえば(株)KCK製のKCK混練押出機を用いることもできる。混練機として通常に使用されるもののなかには、一軸押出機に混練部(ダルメージ、CTM等)を設けたもの、あるいはブラベンダーミキサーなどの簡易型の混練機もあげることができる。
【0050】
この中で、本発明の目的に最も好ましいものとしては連続式インテンシブミキサーを挙げることができる。市販されている機種としてはFarrel社製FCM、(株)日本製鋼所製CIMあるいは(株)神戸製鋼所製KCM、LCMあるいはACM等がある。実際にはこれらの混練機の下に一軸押出機を有する、混練と押出ペレット化を同時に実施する装置を採用するのが好ましい。また、ニーディングディスクあるいは混練用ロータを有する二軸混練押出機、例えば(株)日本製鋼所製のTEX、Werner&Pfleiderer社のZSK、東芝機械(株)製のTEM、池貝鉄工(株)製のPCM等も本発明の混練の目的に用いられる。
【0051】
これらの連続型混練機を用いるにあたっては、ロータ、ディスクの形状が重要な役割を果たす。特にミキシングチャンバとローターチップあるいはディスクチップとの隙間(チップクリアランス)は重要で狭すぎても広すぎても本発明の良好な分散性を有する組成物は得られない。チップクリアランスとしては1〜5mmが最適である。
【0052】
また、本発明の良好な分散性を有する組成物を得るためには混練機の比エネルギーとして0.1kWh/kg以上、望ましくは0.2〜0.8kWh/kgで混練することが最良であることが判明した。
比エネルギーは混練に使用されるエネルギー(消費電力量;kW)を1時間あたりの混練処理量(kg)で除して求められるものであり、その単位はkWh/kgである。比エネルギーが通常の混練で採用される値より高い値で混練することが本発明の組成物を得るためには必要であり、比エネルギー0.1kWh/kg以上とするためには、単に混練機の回転数をあげるだけでは不十分で、混練中の組成物をジャケットなどにより冷却して温度を下げ、粘度を上昇させることが好ましい。粘度を低くした状態で混練したのでは本発明の目的とする組成物を得ることは難しい。したがって、混練温度は混練部の出口の排出樹脂温度でEVOHの融点〜融点+40℃の範囲であることが効果的である。
【0053】
また、混練機のローターの回転数は100〜1200rpm、望ましくは150〜1000rpm、さらに望ましくは200〜800rpmの範囲が採用される。混練機チャンバー内径(D)は30mm以上、望ましくは50〜400mmの範囲のものが挙げられる。混練機のチャンバー長さ(L)との比L/Dは4〜30が好適である。また混練機はひとつでもよいし、また2以上を連結して用いることもできる。
【0054】
混練時間は長い方が良い結果を得られるが、EVOHの熱劣化変質あるいは経済性の点から10〜600秒、好適には15〜200秒の範囲であり、最適には15〜150秒である。
【0055】
以上のようにして得られた樹脂組成物は、熱成形用多層構造体として有用に用いられる。
本発明でいう熱成形とは、フィルムあるいはシート等を加熱して軟化させた後に、金型形状に成形することをいう。成形方法としては、真空あるいは圧空を用い、必要によりさらにプラグを併せ用いて金型形状に成形する方法(ストレート法、ドレープ法、エアスリップ法、スナップバック法、プラグアシスト法など)やプレス成形する方法などが挙げられる。成形温度、真空度、圧空の圧力または成形速度等の各種成形条件は、プラグ形状や金型形状または原料フィルムやシートの性質等により適当に設定される。
【0056】
成形温度は特に限定されるものではなく、成形するのに十分なだけ樹脂が軟化する温度であればよいが、原料フィルムやシートによってその好適な温度範囲は異なる。
例えば、フィルムを熱成形する際には、加熱によるフィルムの溶解が生じたり、ヒーター板の金属面の凹凸がフィルムに転写したりするほど高温にはせず、一方賦形が十分でない程低温にしないことが望ましく、具体的にはフィルム温度が50〜120℃、好適には60〜110℃、より好適には70〜100℃が示される。
一方、フィルムより厚みの大きいシートを熱成形する際にはフィルムの場合より高温でも成形が可能な場合があり、130〜180℃の温度範囲で成形が行われる。
【0057】
本発明の熱成形容器はフィルムあるいはシートの平面に凹部を形成した形の3次元状に熱成形されてなる容器である。凹部の形状は内容物の形状に対応して決定されるが、特に凹部の深さが深いほど、凹部の形状が滑らかでないほど通常のEVOH積層体では厚みムラを発生しやすく、コーナー部等が極端に薄くなるので、本願発明による改善効果が大きい。熱成形容器がフィルムを成形してなるものである場合、絞り比(S)は、好適には0.2以上、より好適には0.3以上、さらに好適には0.4以上のときに本願発明の効果はより有効に発揮される。また、熱成形容器がフィルムよりも厚いシートを成形してなるものである場合、絞り比(S)は、好適には0.3以上、より好適には0.5以上、さらに好適には0.8以上のときに本願発明の効果はより有効に発揮される。
【0058】
ここで、絞り比(S)とは、下記式(4)で示される値をいう。
S=(容器の深さ)/(容器の開口部に内接する最大径の円の直径) (4)
すなわち、絞り比(S)とは、容器の最深部の深さの値を、フィルムあるいはシートの平面に形成された凹部(開口部)の形状に接する最も大きい内接円の円の直径で割ったものである。例えば、凹部の形状が円である場合にはその直径、楕円である場合にはその短径、長方形である場合にはその短辺の長さがそれぞれ内接する最大径の円の直径になる。
【0059】
薄いフィルムを熱成形する際には、厚いシートを熱成形する際に比較して、深い絞り比の成形ができない場合や、角部が破れる場合が多く、これらの点からより厳しい成形性を要求されるので、本発明の樹脂組成物層を含むフィルムが特に好適である。また、フィルムから熱成形されてなる包装容器においては内容物がよく見えるように透明性も要求される点からも本発明の構成のフィルムが好適である。
【0060】
本発明でいう熱成形用多層フィルムとは、上述の樹脂組成物層を含み、熱成形に供するフィルムのことをいう。かかる熱成形用多層フィルムの厚み構成は、全体厚みが50〜300μm、好ましくは80〜250μmで、樹脂組成物層の厚みが3〜50μm、好ましくは5〜40μmである。全体厚みが300μmを超える場合には、必要以上に容器の重量が大きくなり、コストの点から好ましくない。また全体厚みが50μm未満では、成形した際に凹部の肉厚が薄くなりすぎ、力学的強度が低くて破れやすく、しかもその部分の樹脂組成物層にピンホールが発生しやすいので内容物を充分に保護することができない。また、樹脂組成物層の厚みが50μmを超える場合にはコストが上昇する上に成形性が悪化するので好ましくない。逆に樹脂組成物層の厚みが3μm以下では、成形した際に樹脂組成物層にピンホールを発生しやすく好ましくない。
【0061】
上記熱成形用多層フィルムの樹脂組成物層中の各樹脂の分散状態は、EVOHのマトリックス中に分散しているエチレン−(メタ)アクリル酸共重合体粒子がフィルム面に平行な一軸方向に引き延ばされた円柱状の形状で分散されてい。ここで、1軸方向とはフィルムの押出方向のことである。このとき、その一軸方向に垂直な面で切断したときの粒子断面の平均径が0.2〜1.3μmであ、0.3〜1.0μmであることがより好ましい。かかる粒子断面の平均径が1.3μmより大きい場合には、組成物中での不均一な分散が発生しやすく熱成形時に不具合を生じるとともにガスバリア性が低下する。また粒子断面の平均径が0.2μm未満の場合、分散粒子を含有する効果が組成物の熱成形性に生かされず、良好な熱成形性が得られない。
【0062】
本発明でいう粒子断面の平均径の測定方法としては、以下の手順が示される。まず、フィルムの押出方向と垂直な面のサンプルの破断面を走査型電子顕微鏡、あるいは透過型電子顕微鏡観察等によって撮影する。続いてこれら電子顕微鏡観察等によって得られた写真を画像処理によりその輪郭を特定し、特定された粒子の輪郭の長径および短径の平均の値をその粒子の径とし、得られた各粒子の径の単純平均値を粒子断面の平均径として求めた。
【0063】
本発明の熱成形用多層フィルムの層構成は特に限定されるものではないが、ヒートシール層を有することが内容物を容易に密封できる点から好ましく、またポリアミド層および/またはポリプロピレン層を有することがフィルムの力学性能、熱成形性の観点から好ましい。かかるヒートシール層とポリアミド層またはヒートシール層とポリプロピレン層の双方を有する熱成形用フィルムが特に好ましい。また、これらの各層の間に接着剤層を設けてもよい。また、上記各層はフィルム中に1層のみならず、複数の層に分けて配置されていてもよい。
【0064】
ヒートシール層に用いられる樹脂は特に限定されるものではないが、樹脂組成物層中に用いられるEVOH樹脂の融点よりも低い融点あるいは軟化点を有する樹脂が好ましく、特にポリオレフィン系樹脂が好ましい。用いられるポリオレフィン系樹脂としては、高密度もしくは低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン−1などの単独重合体、およびエチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、1−オクテン、4−メチル−1−ペンテンなどから選ばれたα−オレフィン同士の共重合体あるいはα−オレフィンと他の共重合体成分との共重合体があげられる。これらα−オレフィン以外の共重合成分としては、ジオレフィン、N−ビニルカルバゾール、塩化ビニル、塩化ビニリデン、酢酸ビニル、スチレン、アクリロニトリル、ビニルエーテル、などのビニル化合物、マレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、フマル酸、イタコン酸などの不飽和カルボン酸、そのエステルおよびその酸無水物あるいはこれらにヒドロキシル基またはエポキシ基を付加したものなどがあげられる。例えばグラフト可能なモノマーとポリオレフィンとの共重合体やα−オレフィン/α,β−不飽和カルボン酸共重合体とイオン性金属化合物との反応物であるアイオノマー樹脂などの各種の共重合体などを用いることもできる。なかでも、低密度ポリエチレン(LDPE)や直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)が好適である。これらのポリオレフィン系樹脂はそれぞれ単独で用いることもできるし、また2種以上を混合して用いることもできる。
【0065】
ポリアミド樹脂層を用いた場合には、樹脂組成物層とヒートシール層のみからなるフィルムに比べて、熱成形性が良好になる。ポリアミド樹脂層に用いられるポリアミド樹脂は特に限定されるものではないが、例えば、ポリカプロアミド(ナイロン−6)、ポリウンデカンアミド(ナイロン−11)、ポリラウリルラクタム(ナイロン−12)、ポリヘキサメチレンアジパミド(ナイロン−6,6)、ポリヘキサメチレンセバカミド(ナイロン−6,12)の如き単独重合体、カプロラクタム/ラウリルラクタム共重合体(ナイロン−6/12)、カプロラクタム/アミノウンデカン酸共重合体(ナイロン−6/11)、カプロラクタム/ω−アミノノナン酸共重合体(ナイロン−6/9)、カプロラクタム/ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート共重合体(ナイロン−6/6,6)、カプロラクタム/ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート/ヘキサメチレンジアンモニウムセバケート共重合体(ナイロン−6/6,6/6,12)の如き共重合体などがあげられる。これらのポリアミド系樹脂は、それぞれ単独で用いることもできるし、2種以上を混合して用いることもできる。ポリアミド樹脂層に加えてさらにヒートシール層を有することが内容物を容易に密封できる点から好ましく、ヒートシール層とポリアミド樹脂層の双方を有する構成の熱成形用多層フィルムが好適である。
【0066】
また、ポリプロピレン樹脂層を用いた場合、ポリアミド樹脂層ほどの熱成形性の改善効果は得られないものの、フィルムの耐湿性が向上すること、力学性能が向上すること、樹脂コストが低いことなどポリアミド樹脂を用いた場合と比較して有利な面を有する。ポリプロピレン樹脂としてはアイソタクティックポリプロピレンの他にシンジオタクティックのポリプロピレンでもよく、少量の共重合が施されていても構わない。ポリプロピレン樹脂層に加えてさらにヒートシール層を有することが内容物を容易に密封できる点から好ましく、ヒートシール層とポリプロピレン樹脂層の双方を有する構成の熱成形用多層フィルムが好適である。
【0067】
さらに本発明の熱成形性フィルムのヘイズは10%以下であることが好ましい。ヘイズが10%を超える場合、最終商品としての包材を形成した際に、内容物を鮮明に外部より見ることができない問題を生じる。ヘイズの測定方法は、ASTM D1003−61に従った。
【0068】
本発明の熱成形用多層フィルムの具体的構成例は、EVOH(EVOH組成物)、PA(ナイロン)、AD(接着剤)、PP(ポリプロピレン)、S(ヒートシール層)として表記すると、PA/AD/EVOH/AD/S、PP/AD/EVOH/AD/S、EVOH/AD/PA/AD/S、EVOH/AD/PP/AD/S、PA/AD/EVOH/AD/PA/AD/S、PP/AD/PA/AD/EVOH/AD/S、PP/AD/PA/AD/EVOH/AD/PA/AD/Sなどが好適なものとして示される。ただし、本発明の熱成形用多層フィルムの層構成は上記の層構成例に限定されるものではない。上記各構成例に、例えばポリエステルやポリスチレン等の他の樹脂層が付加されていてもよい。
【0069】
本発明の熱成形用多層フィルムを得る方法としては、特に限定されるものではないが、一般のポリオレフィン等の分野において実施されている成形方法、例えばTダイ成形、インフレーション成形、共押出成形、ドライラミネート成形等を採用することができ、特に共押出成形が好適である。また、これら成形方法の組み合わせとして、共押出成形により(LLDPE/AD/EVOH/AD/LLDPE)等の構成のフィルムを作製後、PPあるいはPAとドライラミネート成形を行い、(PPあるいはPA/AD/LLDPE/AD/EVOH/AD/S)等の構成のフィルムを得るような方法も採用できる。
【0070】
得られた熱成形容器が前述の熱成形用多層フィルムを成形してなる場合には、容器の最も肉厚の厚い部分(成形前のフィルム厚と同じ部分)における全層厚みをTμm、最も肉厚の薄い部分における全層厚みをtμm、上述の容器の絞り比Sを用いて、以下の式を満たしていることが好ましい。
5S≦T/t≦30S (1)
50≦T≦300 (2)
t≧20 (3)
ここで、(1)、(2)、(3)式はそれぞれより好ましくは
6S≦T/t≦20S (1’)
80≦T≦250 (2’)
t≧25 (3’)
であり、さらに好ましくは、
7S≦T/t≦15S (1”)
90≦T≦200 (2”)
t≧30 (3”)
である。
【0071】
T/tの値が5S未満である場合には本発明の構成を必要としないほど熱成形が容易な形状の容器であり、T/tの値が30Sを超えるほど大きい値であるときには、容器の厚みムラが大きく好ましい形状の容器とはならない。また、最も肉厚の厚い部分における全層厚み(T)が300μmを超える場合には、必要以上に容器の重量が大きくなり、コストの点から好ましくない。また、最も肉厚の厚い部分における全層厚み(T)が50μm未満では、成形した際に凹部の肉厚が薄くなりすぎ、力学的強度が低くて破れやすく、しかもその部分の樹脂組成物層にピンホールが発生しやすいので内容物を充分に保護することができない。また、最も肉厚の薄い部分における全層厚み(t)が20μm未満である場合も、同様の理由から好ましくない。
【0072】
また、上記熱成形用多層フィルムからなる熱成形容器においては、最も肉厚の薄い部分における樹脂組成物層中の各樹脂の分散形態は、EVOHのマトリックス中に分散しているエチレン−(メタ)アクリル酸共重合体粒子がフィルム面に平行な2次元方向に引き延ばされた薄板状の形状で分散しており、フィルム面に垂直な面で切断したときの粒子断面の平均厚みが0.05〜1.0μmであることが望ましく、より好適には0.06〜0.5μmである。平均厚みが0.05μm以下または、1.0μmを越える場合には、熱成形される工程にて破れを生じる場合がある。
【0073】
上記粒子断面の平均厚みの測定は以下のようにして行う。まず、熱成形容器全体に渡って厚み測定を行い、最も厚みの薄い部分を特定する。そして厚み観察はその部分のフィルムの垂直面のサンプルの破断面の走査型電子顕微鏡、あるいは薄片の透過型電子顕微鏡観察等によって行う。続いてこれら電子顕微鏡観察等によって得られた写真を画像処理によりその輪郭を特定し、特定された粒子の輪郭の厚みの単純平均の値を平均厚みとした。
【0074】
上述のようなフィルムから成形されてなる各種の熱成形容器は各種用途に用いられる。なかでも、ガスバリア性に優れるという本発明の樹脂組成物を用いることの優位性は、各種包装容器として用いられたときに大きく発揮される。食品、医薬品、農薬等、酸素の存在によって品質が悪化しやすいものの包装容器、例えば肉類等の容器として特に好適である。
【0075】
また、ガスバリア性、熱成形性、力学特性および透明性に優れる本発明の樹脂組成物の利用形態としては、上記熱成形用フィルムに限定されるものではなく、フィルムより厚みの大きい熱成形用シートをも含む多層構造体においても十分に効果が得られる場合もある。
【0076】
かかる多層構造体の積層構成については特に限定されるものではない。樹脂組成物層と積層して用いられる樹脂としては、ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、飽和ポリエステル系樹脂(ポリエチレンテレフタレート等)、ポリカーボネート系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリ塩化ビニリデン系樹脂等の熱可塑性樹脂があげられ、用途に応じて適当に選択できる。このような樹脂と積層する事で、樹脂組成物単層で用いる場合に比べて高湿度下でのガスバリア性や、強度等の改善がはかれるからである。
好ましい樹脂としてはポロプロピレン(PP)、ポリスチレン(PS)、ポリエステル(PES)等が挙げられ、その好ましい層構成の例としては、PP/AD/EVOH/AD/PP、PS/AD/EVOH/AD/PS、PES/AD/EVOH/AD/PESなどが例示されるが、これらに限定されるものではない。
また、上記熱可塑性樹脂としてEVOH、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、接着性樹脂等を含む回収組成物(リグラインド)層を用いることもできる。
【0077】
本発明の熱成形用多層構造体の層構成は、前述の樹脂組成物層および熱可塑性樹脂からなる層を有する以外に特に限定されるものではないが、樹脂組成物層の内外層に接着性樹脂層を介して熱可塑性樹脂、なかでもポリオレフィンからなる層を有する構成が特に好ましいものとしてあげられる。
樹脂組成物層の両側をポリオレフィンで覆うことで樹脂組成物層の吸湿によるガスバリア性の低下を防ぐことができるとともに、接着性樹脂層によって両層間の良好な接着性を確保できるからである。
【0078】
また接着性樹脂層に使用される樹脂は特に限定されるものではないが、ポリウレタン系、ポリエステル系一液型あるいは二液型硬化性接着剤、不飽和カルボン酸またはその無水物(無水マレイン酸など)をオレフィン系重合体または共重合体に共重合またはグラフト変性したもの(カルボン酸変性ポリオレフィン樹脂)が、好適に用いられる。このような接着性樹脂層を設けることにより、層間接着性の優れた熱成形容器を得ることができる。
【0079】
これらのうちでも、接着性樹脂がカルボン酸変性ポリオレフィン樹脂であることが、EVOHを含む樹脂組成物層あるいは共重合ポリプロピレンとの接着性、あるいはスクラップ回収時の相溶性の観点からより好ましい。かかるカルボン酸変性ポリエチレン系樹脂の例としては、ポリエチレン{低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、超低密度ポリエチレン(VLDPE)}、ポリプロピレン、共重合ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸エステル(メチルエステル、またはエチルエステル)共重合体等をカルボン酸変性したものが挙げられる。
【0080】
本発明の熱成形用多層構造体を得る方法としては、特に限定されるものではないが、一般のポリオレフィン等の分野において実施されている成形方法、例えばTダイ成形、インフレーション成形、共押出成形、ドライラミネート成形等を採用することができ、特に共押出成形が好適である。
【0081】
得られた多層構造体を熱成形する際の成形温度は特に限定されるものではなく、成形するのに十分なだけ樹脂が軟化する温度であればよいが、原料シートによってその好適な温度範囲は異なる。
例えば、シートを熱成形する際には、加熱によるシートの溶解が生じたり、ヒーター板の金属面の凹凸がフィルムに転写したりするほど高温にはせず、一方賦形が十分でない程低温にしないことが望ましく、具体的にはシート温度として130〜180℃、好適には135〜160℃、より好適には135〜155℃が示される。
【0082】
上述のような多層構造体、特にシート状の多層構造体を熱成形するとき、あるいは共重合ポリプロピレンあるいはポリスチレンからなる層を有する多層構造体を熱成形する場合の成形容器の好ましい形状は以下の通りである。すなわち得られた熱成形容器の最も肉厚の厚い部分(成形前の多層構造体厚と同じ部分)における全層厚みをTμm、最も肉厚の薄い部分における全層厚みをtμm、上述の容器の絞り比Sを用いて、以下の式を満たしていることが好ましい。
S≦T/t≦20S (5)
300<T≦3000 (6)
t≧100 (7)
ここで、(5)、(6)、(7)式はそれぞれより好ましくは
1.5S≦T/t≦15S (5’)
500≦T≦2000 (6’)
t≧200 (7’)
であり、さらに好ましくは
2S≦T/t≦10S (5”)
800≦T≦1500 (6”)
t≧300 (7”)
である。
【0083】
T/tの値がS未満である場合には本発明の構成を必要としないほど熱成形が容易な形状の容器であり、T/tの値が20Sを超えるほど大きい値であるときには、容器の厚みムラが大きく好ましい形状の容器とはならない。また、最も肉厚の厚い部分における全層厚み(T)が3000μmを超える場合には、必要以上に容器の重量が大きくなり、コストの点から好ましくないのみならず成形も困難になる。また、最も肉厚の厚い部分における全層厚み(T)が300μm未満では、成形容器の肉厚が薄くなりすぎ、剛性が不足してしまう。また、最も肉厚の薄い部分におけ全層厚み(t)が100μm未満である場合も、同様の理由から好ましくない。
【0084】
上述のようなシートから成形されてなる各種の熱成形容器は各種用途に用いられる。なかでも、ガスバリア性に優れるという本発明の樹脂組成物を用いることの優位性は、各種包装容器として用いられたときに大きく発揮される。食品、医薬品、農薬等、酸素の存在によって品質が悪化しやすいものの包装容器、例えばプリン、ゼリー、みそ等のカップとして特に好適である。
【0085】
【実施例】
以下実施例により本発明をさらに説明する。
本発明の実施例としては、多層フィルムを熱成形した例(実施例1〜25、比較例1〜11)と、多層シートを熱成形した例(実施例26〜28、比較例12、13)の2種類の実施例を実施した。以下、それぞれにつき順に説明する。
【0086】
まず、多層フィルムを熱成形して容器を作成した例から説明する。
実施例によって得られた樹脂組成物ペレット、熱成形用フィルム、熱成形容器の評価は、以下の方法に従って行った。
【0087】
・樹脂組成物ペレット中の分散粒子の平均粒子径
ペレットを樹脂流れ方向1方向およびそれに垂直な2方向に垂直な面で破断し、その破断面の中央付近を走査型電子顕微鏡で観察し、倍率1000〜10000倍の写真撮影を行った。分散粒子の観察に際しては、配合樹脂の種類により観察が困難な場合には必要に応じて、ペレット破断面をミクロトームで平滑にしたり、分散粒子をキシレン等により溶解して分散粒子の溶解後の痕跡を観察する方法を採用したりした。次に得られた写真の分散粒子をケイオー電子工業製画像計測ツールシステムASPECTを用いてその輪郭を特定し、特定された粒子の輪郭の長径と短径の平均の値から各粒子ごとの粒径を求めた。3方向から同じ倍率で撮影した同じ面積範囲内の分散粒子を測定し、そのとき各方向ごとの測定された分散粒子の数はそれぞれ30個以上になるようにした。こうして得られた全ての粒子径の平均値を平均粒子径とした。
【0088】
・熱成形用多層フィルム中の分散粒子の粒子断面の平均径
フィルムの押出方向と垂直な面のサンプルの破断面を走査型電子顕微鏡で観察し、倍率3000〜20000倍の写真撮影を行った。得られた写真中の分散粒子断面をケイオー電子工業製画像計測ツールシステムASPECTを用いてその輪郭を特定し、特定された粒子の輪郭の長径および短径の平均の値をその粒子の径とし、得られた各粒子の径の値の平均値を粒子断面の平均径として求めた。測定する分散粒子の数は30個以上になるようにした。また、サンプルの破断面は、必要に応じて、先のペレットの場合と同様にして、ミクロトームや溶解による手法を活用した。
・ヘイズ
熱成形フィルムの一部を切り取りシリコンオイルを塗布して、村上色彩技術研究所製HR−100を用い、ASTM D1003−61に従ってヘイズ値を測定した。
【0089】
・コーナー部の厚み(角厚み)測定
熱成形容器の4つのコーナー部を厚み計にて測定し、各コーナー部の最も厚みの薄い部分の厚みを測定した。
【0090】
・熱成形用容器の最薄部の分散粒子の平均厚み
上記4つのコーナー部のうちで最も薄かったコーナー部分のフィルムの垂直面を切り出し、エポキシ樹脂に包埋した後、ミクロトームで超薄切片を作成してから酸化ルテニウム蒸気にて室温下で1日間染色を行い、透過型電子顕微鏡で観察し、倍率:10000〜30000倍の写真撮影を行った。得られた写真をケイオー電子工業製画像計測ツールシステムASPECTを用いてその輪郭を特定し、特定された粒子の輪郭の厚みの平均の値を平均厚みとした。また、平均厚みの小さいものは、必要に応じて、精密複写機による拡大複写図を使用して画像処理に供した。
【0091】
・成形収縮率
熱成形容器より、金型タテ辺に直角で底部中央を通る帯状(幅30mm)の試験片を切り出し、金型形状に対する、切り出した試験片の長さ(mm)から成形収縮率を求めた。
成形収縮率[%]=[{(50×2+110)−(試験片の長さ)}/(50×2+110)]×100
成形収縮率が大きいことは、金型形状に対する賦形性が悪いことを示す。
・成形品外観
熱成形容器にて、スジ、シワ、ムラ等に着目して目視にて判定した。(良):A>B>C>D:(悪)
【0092】
・酸素透過量
熱成形容器の底部を切り取り、20℃−85%RHに湿度調整した後、バリア測定装置(モダンコントロール社製、OX−TRAN−10/50A)にて、底部の積層フィルムの酸素透過量(ml/m2・day・atm)を測定した。
【0093】
・落下試験
成形品(タテ:130mm、ヨコ:110mm、深さ:50mmの直方体形状の金型にて成形)に500ccの水を入れ、上面に低密度ポリエチレンフィルム(厚み100μm)を加熱溶着させた。この容器をコンクリート上に落下させ、容器の破壊(容器内部の水が漏れる)する高さをもとめた。破壊高さは、n=30の試験結果を用いて、JIS試験法(K7211の「8.計算」の部分)に示される計算方法を用いて、50%破壊高さを求めた。
【0094】
実施例1
酢酸ナトリウムをナトリウム元素の重量換算で65ppm、リン化合物をリン酸塩の形でリン原子当たりの重量で100ppm含有するEVOH{エチレン含量32モル%、ケン化度99.6%、MFR=3.1g/10分(210℃、2160g荷重)}90重量%と、エチレン−メタクリル酸共重合体(以下EMAAと略する){メタクリル酸(MAA)含有量:9重量%、三井デュポンケミカル「ニュクレル0903HC、MFR=5.7g/10分(210℃、2160g荷重)}10重量%とをドライブレンドした後、ニーディングディスクを有する30mmφの2軸押出機(日本製鋼所製TEX30:L/D=30)を用いてシリンダー温度をフィード下部を190℃、混練部及びノズル付近を210℃に設定し、押出機のローターの回転数は610rpm、フィーダーのモーター回転数250rpmで、溶融混練しペレット化を行った。この時の押出量が1時間当たり20kgでシリンダー内部の樹脂圧力は20kg/cm2であった。このときの比エネルギーは0.6kWh/kgであった。
【0095】
得られたペレットを樹脂組成物層とし、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE){MFR=2.1g/10分(210℃、2160g荷重)、三井石油化学製「ウルトゼックス3520L」}をヒートシール層とし、無水マレイン酸変性ポリエチレン{MFR=3.3g/10分(210℃、2160g荷重)、三井石油化学製「アドマーSF600」}を接着剤(AD)層とし、さらにナイロン6(PA−6){MFR=7.2g/10分(230℃、2160g荷重)、宇部興産製「UBEナイロン1022B」}をポリアミド層とする構成で、T型ダイを備えた共押出機にて3種5層(PA−6/AD/樹脂組成物層/AD/LLDPE=20μ/5μ/20μ/5μ/80μ)で全体厚みが130μmの熱成形用フィルムを得た。
【0096】
こうして得られた熱成形用フィルムを熱成形機(ムルチバック社製R530)にて、ヒーター板温度100℃にて1.5秒間加熱しフィルム温度を約85℃にして、金型形状(タテ:130mm、ヨコ:110mm、深さ:50mmの直方体形状、絞り比S=0.45)に圧縮空気(気圧5kgf/cm2)を用いて成形し、熱成形容器を得た。得られた樹脂組成物ペレット、熱成形用フィルム、熱成形容器の評価結果は表1および表2にまとめて示す。
【0097】
比較例1
実施例1において、樹脂組成物層のかわりに実施例1で用いたのと同じEVOH樹脂を単独で用いた以外は、実施例1に同様にしてサンプルを作製し試験をおこなった。得られた樹脂組成物ペレット、熱成形用フィルム、熱成形容器の評価結果は表1および表2にまとめて示す。
【0098】
実施例2、3、比較例2
実施例1において使用したものと同じEVOHとEMAAを用い、その混合比をEVOH95重量%、EMAA5重量%(実施例2)、EVOH80重量%、EMAA20重量%(実施例3)、EVOH50重量%、EMAA50重量%(比較例2)に変更した以外は、実施例1に同様にしてサンプルを作製し試験をおこなった。得られた樹脂組成物ペレット、熱成形用フィルム、熱成形容器の評価結果は表1および表2にまとめて示す。
【0099】
実施例4、5
実施例1において使用したEVOHをエチレン含量の異なるEVOH{エチレン含量27モル%、ケン化度99.6%、MFR=3.9g/10分(210℃、2160g荷重)}(実施例4)、{エチレン含量44モル%、ケン化度99.7%、MFR=3.5g/10分(210℃、2160g荷重)}(実施例5) に変更した以外は実施例1に同様にしてサンプルを作製し試験をおこなった。得られた樹脂組成物ペレット、熱成形用フィルム、熱成形容器の評価結果は表1および表2にまとめて示す。
【0100】
実施例6〜9
実施例1において使用したEVOH90重量%の代わりに、以下に示す割合で配合した2種類のEVOHを用いた以外は実施例1に同様にしてサンプルを作製し試験をおこなった。得られた樹脂組成物ペレット、熱成形用フィルム、熱成形容器の評価結果は表1および表2にまとめて示す。
実施例6;
エチレン含量32モル%、ケン化度99.6%、MFR=3.1g/10分(210℃、2160g荷重)のEVOH85重量部
エチレン含量51モル%、ケン化度96%、MFR=15.1g/10分(210℃、2160g荷重)のEVOH5重量部
実施例7;
エチレン含量38モル%、ケン化度99.7%、MFR=3.8g/10分(210℃、2160g荷重)のEVOH85重量部
エチレン含量51モル%、ケン化度96%、MFR=15.1g/10分(210℃、2160g荷重)のEVOH5重量部
実施例8;
エチレン含量38モル%、ケン化度99.7%、MFR=3.8g/10分(210℃、2160g荷重)のEVOH85重量部
エチレン含量44モル%、ケン化度99.7%、MFR=3.5g/10分(210℃、2160g荷重)のEVOH5重量部
実施例9;
エチレン含量32モル%、ケン化度99.6%、MFR=3.1g/10分(210℃、2160g荷重)のEVOH50重量部
エチレン含量51モル%、ケン化度96%、MFR=15.1g/10分(210℃、2160g荷重)のEVOH40重量部
【0101】
実施例10〜12、比較例3〜7
実施例1において用いたEMAA{メタクリル酸含有量:9重量%、三井デュポンケミカル「ニュクレル0903HC、MFR=5.7g/10分(210℃、2160g荷重)}のかわりに、以下に示す樹脂を用いた以外は実施例1に同様にしてサンプルを作製し試験をおこなった。得られた樹脂組成物ペレット、熱成形用フィルム、熱成形容器の評価結果は表1および表2にまとめて示す。
実施例10;EMAA{メタクリル酸含有量:4重量%、三井デュポンケミカル「ニュクレルAN4214C」、MFR=12.2g/10分(210℃、2160g荷重)}
実施例11;EMAA{メタクリル酸含有量;12重量%、三井デュポンケミカル「ニュクレル1207C」、MFR=13.4g/10分(210℃、2160g荷重)}
実施例12;エチレン−アクリル酸共重合体(以下EAAと略する){アクリル酸(AA)含有量:9.0重量%、ダウケミカル「プリマコール1430、MFR=8.7g/10分(210℃、2160g荷重)}
比較例3;エチレンーメチルメタクリレート共重合体{メチルメタアクリル酸(MMA)含有量:18重量%、住友化学「アクリフトWH303、MFR=12.1g/10分(210℃、2160g荷重)}
比較例4;無水マレイン酸変性ポリエチレン{MFR=3.6g/10分(210℃、2160g荷重)、三井石油化学製「アドマーNF500」}
比較例5;アイオノマー{三井デュポンケミカル「ハイミラン1652、MFR=7.6g/10分(210℃、2160g荷重)}
比較例6;LDPE{三井石油化学製「ミラソンB324、MFR=3.4g/10分(210℃、2160g荷重)}
比較例7;ナイロン{ナイロン6(PA−6){MFR=7.2g/10分(230℃、2160g荷重)、宇部興産製「UBEナイロン1022B」}
【0102】
実施例13〜16
以下に示すEVOHとエチレン−(メタ)アクリル酸共重合体を組み合わせて用いた以外は実施例1と同様にしてサンプルを作製し試験をおこなった。このとき、用いるEVOHとエチレン−(メタ)アクリル酸共重合体のMFRを変更することで、その比MFR(A)/MFR(B)を調整した。得られた樹脂組成物ペレット、熱成形用フィルム、熱成形容器の評価結果は表1および表2にまとめて示す。
実施例13
EVOH{エチレン含量32モル%、ケン化度99.6%、MFR=1.2g/10分(210℃、2160g荷重)}、EMAA{メタクリル酸含有量:9重量%、三井デュポンケミカル「ニュクレルNC0908HG」、MFR=15.3g/10分(210℃、2160g荷重)}
実施例14
EVOH{エチレン含量32モル%、ケン化度99.6%、MFR=33.0g/10分(210℃、2160g荷重)}、EMAA{メタクリル酸含有量:9重量%、三井デュポンケミカル「ニュクレル0903HC、MFR=5.7g/10分(210℃、2160g荷重)}
実施例15
EVOH{エチレン含量32モル%、ケン化度99.6%、MFR=1.2g/10分(210℃、2160g荷重)}、EAA{アクリル酸含有量:9重量%、ダウケミカル「プリマコール3440」、MFR=18.0g/10分(210℃、2160g荷重)}
実施例16
EVOH{エチレン含量32モル%、ケン化度99.6%、MFR=33.0g/10分(210℃、2160g荷重)}、EAA{アクリル酸含有量:9重量%、ダウケミカル「プリマコール1420」、MFR=5.6g/10分(210℃、2160g荷重)}
【0103】
実施例17
実施例1において、EVOHとEMAAの溶融混練を2軸押出し機を用いる替わりに、1軸押出し機(プラコー製GT−40−A:L/D=26、フルフライトタイプスクリュー使用)を用いてシリンダー温度をフィード下部で190℃、混練部及びノズル付近で210℃に設定し、押出機のローターの回転数は1500rpmで、溶融混練しペレット化を行い、この時の押出量が1時間当たり20kgでシリンダー内部の樹脂圧力は8kg/cm2で、このときの比エネルギーは0.1KWh/Kgであった以外は、実施例1に同様にしてサンプルを作製し試験をおこなった。得られた樹脂組成物ペレット、熱成形用フィルム、熱成形容器の評価結果は表1および表2にまとめて示す。
【0104】
実施例18
スクリューをフルフライトタイプスクリューから、先端に混練部を有したタイプのスクリューに交換した以外は実施例17と同様にしてサンプルを作製し試験をおこなった。このとき、シリンダー内部の樹脂圧力は10kg/cm2で、このときの比エネルギーは0.15KWh/Kgであった。得られた樹脂組成物ペレット、熱成形用フィルム、熱成形容器の評価結果は表1および表2にまとめて示す。
【0105】
実施例19〜21、比較例8、9
実施例1において多層構成フィルム作製時の層構成を(LLDPE/AD/樹脂組成物層/AD/PP=80μ/5μ/20μ/5μ/30μ)に変更し、樹脂組成物層としてそれぞれ下記の樹脂あるいは樹脂組成物を用いた以外は実施例1に同様にして、サンプルを作製し試験をおこなった。得られた熱成形用フィルム、熱成形容器の評価結果は表3および表4にまとめて示す。
実施例19;実施例1と同じ樹脂組成物
実施例20;実施例6と同じ樹脂組成物
実施例21;実施例12と同じ樹脂組成物
比較例8;比較例3と同じ樹脂組成物
比較例9;比較例1と同じEVOH
【0106】
実施例22、23、比較例10
実施例1において多層構成フィルム作製時の層構成を(LLDPE/AD/樹脂組成物層=80μ/5μ/20μ)に変更し、樹脂組成物層としてそれぞれ下記の樹脂あるいは樹脂組成物を用いた以外は実施例1に同様にして、サンプルを作製し試験をおこなった。得られた熱成形用フィルム、熱成形容器の評価結果は表3および表4にまとめて示す。
実施例22;実施例1と同じ樹脂組成物
実施例23;実施例6と同じ樹脂組成物
比較例10;比較例1と同じEVOH
【0107】
実施例24、25、比較例11
実施例1において多層構成フィルム作製時の層構成を(LLDPE/AD/樹脂組成物層/AD/LLDPE=40μ/5μ/20μ/5μ/40μ)に変更し、樹脂組成物層としてそれぞれ下記の樹脂あるいは樹脂組成物を用いた以外は実施例1に同様にして、サンプルを作製し試験をおこなった。得られた熱成形用フィルム、熱成形容器の評価結果は表3および表4にまとめて示す。
実施例24;実施例1と同じ樹脂組成物
実施例25;実施例6と同じ樹脂組成物
比較例11;比較例1と同じEVOH
【0108】
次に、多層シートを熱成形して容器を作成した例について説明する。
実施例によって得られた熱成形用多層構造体、熱成形容器の評価は、以下の方法に従って行った。
【0109】
・熱成形用多層構造体中の分散粒子の粒子断面の平均径
多層構造体の押出方向と垂直な面のサンプルの破断面を走査型電子顕微鏡で観察し、倍率3000〜20000倍の写真撮影を行った。分散粒子の観察に際しては、配合樹脂の種類により観察が困難な場合には必要に応じて、ペレット破断面をミクロトームで平滑にしたり、分散粒子をキシレン等により溶解して分散粒子の溶解後の痕跡を観察する方法を採用したりした。得られた写真中の分散粒子断面をケイオー電子工業製画像計測ツールシステムASPECTを用いてその輪郭を特定し、特定された粒子の輪郭の長径および短径の平均の値をその粒子の径とし、得られた各粒子の径の値の平均値を粒子断面の平均径として求めた。測定する分散粒子の数は30個以上になるようにした。
【0110】
・ヘイズ
熱成形用多層構造体の一部を切り取りシリコンオイルを塗布して、村上色彩技術研究所製HR−100を用い、ASTM D1003−61に従ってヘイズ値を測定した。
・酸素透過量
熱成形用多層構造体の一部を切り取り、20℃−85%RHに湿度調整した後、バリア測定装置(モダンコントロール社製、OX−TRAN−10/50A)にて、酸素透過量を測定した。ここでいう酸素透過量は、多層構造体で測定した酸素透過量(単位; ml/m2・day・atm)を、ガスバリア性樹脂層20μm当たりの酸素透過量に換算した値(ml・20μm/m2・day・atm)で示した。なお、内外層および接着性樹脂層の酸素透過量はガスバリア性樹脂層に比べて遙かに大きいので無視した上で計算した。
【0111】
・熱成形容器外観
シート加熱温度150℃で成形されたカップ(タテ:130mm、ヨコ:110mm、深さ:50mmの直方体形状の金型にて成形)の外観を目視にて観察し、賦形性、クラックの発生状況および波模様の発生状況を評価した。ここでの賦形性の評価基準は、角部(側面と底面の交線)が正確に成形されているかを目視にて判断し、全評価サンプルを4段階(良:A>B>C>D:悪)に分類した。クラックの発生状況は側面の底部付近に発生する長さ約2mm程度の亀裂(クラック)の発生状態を目視にて判断し、発生状態の目立ちやすさによって全評価サンプルを4段階(良:A>B>C>D:悪)に分類した。波模様の発生状況は、主としてカップの側面部に発生する波状の外観ムラを目視にて判断し、その目立ちやすさによって全評価サンプルを4段階(良:A>B>C>D:悪)に分類した。
また最も薄い部分の厚みは、成形品の底部と側面の交差部分付近での最も厚みの薄い部分を測定して求めた。
【0112】
・落下試験
成形されたカップに200ccの水を入れ、同じカップを逆向きに伏せて加熱溶着させた。この容器をコンクリート上に落下させ、容器の破壊(容器内部の水が漏れる)する高さをもとめた。破壊高さは、n=30の試験結果を用いて、JIS試験法(K7211の「8.計算」の部分)に示される計算方法を用いて、50%破壊高さとして求めた。
【0113】
実施例26
実施例1で得られたペレットを樹脂組成物層とし、ホモポリプロピレン{グランドポリマー製「J103」、MFR=3.0g/10分(230℃、2160g荷重)、ビカット軟化点155℃}を内外層、無水マレイン酸変性ポリプロピレン{三井石油化学製「アドマーQF500」、MFR=5.3g/10分(230℃、2160g荷重)}を接着剤(AD)層とする構成で、T型ダイを備えた共押出機にて3種5層(coPP/AD/樹脂組成物層/AD/coPP=400μ/50μ/100μ/50μ/400μ)で全体厚みが1000μmの熱成形用シートを得た。得られたシートの組成物層中の分散粒子の断面径、シートのヘイズ値、シートの酸素透過度をそれぞれ測定した。
【0114】
こうして得られたシートを熱成形機(浅野製作所製)にてシート温度を変更して、カップ形状(金型形状70φ×70mm、絞り比S=1.0)に熱成形(圧空:5kg/cm2、プラグ:45φ×65mm、シンタックスフォーム、プラグ温度:150℃、金型温度:70℃を使用)を行った。成形されたカップの外観は目視にて評価した。
また最も薄い部分の厚みを、成形品の底部と側面の交差部分付近での最も厚みの薄い部分を測定して求めた。さらに得られた容器に水を入れてから落下試験に供した。
これらの熱成形用シート、熱成形容器の評価結果は表5にまとめて示す。
【0115】
実施例27、28、比較例12
実施例26において使用した樹脂組成物のかわりにそれぞれ以下に示すものを用いた以外は実施例26と同様にしてサンプルを作製し試験をおこなった。得られたシート、熱成形容器の評価結果は表5にまとめて示す。
実施例27;実施例12で用いた樹脂組成物
実施例28;実施例6で用いた樹脂組成物
比較例12;比較例3で用いた樹脂組成物
比較例13;比較例1で用いたEVOH樹脂単独
【0116】
【表1】

Figure 0003784511
【0117】
【表2】
Figure 0003784511
【0118】
【表3】
Figure 0003784511
【0119】
【表4】
Figure 0003784511
【0120】
【表5】
Figure 0003784511
【0121】
【発明の効果】
本発明の熱成形用フィルムあるいはシート等は、熱成形性が良好であり、ガスバリア性、力学特性に優れた熱成形容器を提供することができる。かかる熱成形容器は、外観が良好で、力学性能に優れ、優れたガスバリア性を保有するので、各種包装容器として優秀な性能を有している。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a thermoforming multilayer film, sheet and the like excellent in gas barrier properties, thermoformability, mechanical properties and appearance, thermoforming containers formed by thermoforming them, and resin compositions used for them.
[0002]
[Prior art]
An ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH) is suitably used as a material for packaging contents such as foods and pharmaceuticals where maintenance of quality is important. There are various forms of packaging containers using such EVOH, and among them, containers obtained by thermoforming a multilayer body having an EVOH layer are widely used, and they can be used as thin films or relatively thick sheets. It is also used as a thing.
[0003]
First, the prior art regarding a film-like thermoformed container will be described. For example, ham, sausage, red meat, processed meat, etc. need to protect the quality of meat until it is used by consumers. In particular, oxygen promotes the degradation of such meat quality, so it is most important to properly shield meat from oxygen for long periods of time in order to keep the meat fresh. And as a packaging form for that purpose, for example, a method of making a pouch etc. by making a film having improved strength and barrier properties by biaxial stretching into a multi-layer structure by lamination, or by heating and shrinking the stretched film once A method of closely contacting the contents with no gap is mentioned.
[0004]
2. Description of the Related Art In recent years, a packaging form in which a film is heated and filled with a three-dimensionally shaped film container with air or a plug, and its upper surface is sealed with a film has been actively used. The reason is that the state of the contents and the shape can be clearly communicated to the consumer by making the container shape suitable for the form of the contents. Another reason is that it is easy to provide a display unit for contents from the viewpoint of selling products that comply with the recently enforced PL Law. In addition, by adopting a uniform shape, it can be easily arranged on the store shelves.
[0005]
Polyvinylidene chloride is one of the materials with excellent oxygen permeation prevention performance used for thermoforming applications of such multilayer films, but from the viewpoint of environmental protection because it is a resin containing a halogen element. There is concern about its use as a packaging material. On the other hand, a multilayer film including a nylon layer is also used for this purpose from the viewpoint of oxygen permeation prevention performance and thermoformability. However, due to the recent demand for further extension of the shelf life of food, more excellent oxygen There is a demand for anti-permeation performance.
[0006]
EVOH is an example of a material that has excellent oxygen permeation-preventing performance and is less problematic from the viewpoint of environmental protection. However, the corner portion becomes extremely thin due to thermoforming, streaks, wrinkles, There is a drawback that impact resistance is lowered. Also, in the case of the shape of the container, for example, an extremely deep shape, the film may burst during thermoforming, or the intersection or corner of the side and bottom of the molded product may not exactly follow the mold. There are also problems. In particular, a thin film-like laminate is likely to cause such a problem as compared with a relatively thick sheet-like laminate, and is difficult to mold.
[0007]
Although no specific method has been reported as means for improving the thermoformability problem as described above, as an analogy means, a method of laminating nylon to the EVOH layer, and a method including nylon to EVOH are included. A method of blending various resins (US Pat. No. 4,079,850) has been reported, but the thermoformability in these cases is not satisfactory as compared with the case where nylon is used alone. In addition, when EVOH is blended with various resins such as nylon, gas barrier properties are deteriorated, heat stability during film formation is problematic, and transparency is lowered depending on the type and dispersion state of the resin. It also has the problem of
[0008]
Next, the prior art regarding a relatively thick sheet-like thermoformed container will be described. 2. Description of the Related Art In the field of food packaging, cups and trays that can be eaten and consumed as they are without being transferred to other containers after purchase of products at stores are actively used. Specific examples include containers for packaging jelly, pudding, yogurt, juice, and the like. Containers such as miso cups that can be used as storage containers without transferring their contents to other containers are also used.
[0009]
In general, thermoformed containers are used as these packaging materials. Thermoformed containers are required to have form stability and oxygen barrier properties in order to maintain the quality of the contents. A typical example of the resin used from the viewpoint of maintaining the form is a homopolymer of polypropylene (hereinafter sometimes abbreviated as “homopolypropylene”) having an excellent balance of rigidity and impact resistance. In order to prevent oxidative deterioration of the contents, EVOH having an excellent oxygen barrier property is generally used as a barrier layer.
[0010]
However, due to insufficient thermoformability of EVOH, cracks and wave patterns are generated on the side surfaces of the container, and a thermoformed container having an excellent appearance may not be obtained. In order to improve these thermoformability and impact resistance, various proposals such as a method of adding nylon to EVOH (US Pat. No. 4,079,850) have been made, but the thermoformability is not sufficient, and the gas barrier property is lowered. However, there is a problem in thermal stability at the time of film formation, or there is a problem in that the transparency is lowered depending on the type and dispersion state of the resin, and it has not been improved sufficiently.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the object of the present invention is to provide a multilayer film for thermoforming, a sheet, etc. excellent in gas barrier properties, thermoformability, mechanical properties and appearance, and a thermoformed container formed by thermoforming them, and to them. The object is to provide a resin composition.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The above-mentioned object is that an ethylene- (meth) acrylic acid copolymer 40-1 having an ethylene content of 20-60 mol%, EVOH 60-99 wt% with a saponification degree of 90% or more, and a (meth) acrylic acid content 1-30 wt%. A resin composition layer comprising ethylene oxide (meth) acrylic acid copolymer particles dispersed in an EVOH matrix, the total thickness is 50 to 300 μm, and the resin composition layer thickness is 3 to 50 μm. Multi-layer film for thermoforming In the resin composition layer, the ethylene- (meth) acrylic acid copolymer particles are dispersed in a cylindrical shape extended in a uniaxial direction parallel to the film surface, and the surface is perpendicular to the uniaxial direction. The multilayer film for thermoforming having an average diameter of a particle cross section of 0.2 to 1.3 μm when cut by Is achieved by providing
[0013]
In particular, the multilayer film for thermoforming having a ratio (A) / (B) of MFR (A) of EVOH and MFR (B) of an ethylene- (meth) acrylic acid copolymer of 0.1 to 5.0 The This is preferably achieved by providing.
[0014]
A preferred embodiment of such a multilayer film for thermoforming includes an embodiment having a resin composition layer and a heat seal layer, and in particular, a polypropylene resin layer and / or a polyamide resin layer in addition to the resin composition layer and the heat seal layer. The aspect which has is mentioned as a suitable thing. Moreover, it is also suitable that the haze of such a multilayer film for thermoforming is 10% or less.
[0015]
The object of the present invention can also be achieved by providing a thermoformed container formed by thermoforming the above multilayer film. In particular, the total thickness of the container at the thickest part is T μm, and the thinnest is the thinnest. This is preferably achieved by providing a thermoformed container that satisfies the following formulas (1) to (3) where the total layer thickness in the portion is t μm and the drawing ratio of the container is S.
5S ≦ T / t ≦ 30S (1)
50 ≦ T ≦ 300 (2)
t ≧ 20 (3)
However, the squeezing ratio S of the container is a value represented by the following formula (4).
S = (depth of container) / (diameter of the largest circle inscribed in the opening of the container) (4)
[0016]
In particular, in the thinnest part of the container, the ethylene- (meth) acrylic acid copolymer particles dispersed in the EVOH matrix are elongated in a two-dimensional direction parallel to the film surface. A thermoformed container that is dispersed in shape and has an average thickness of a particle cross section when cut by a plane perpendicular to the film surface is 0.05 to 1.0 μm.
[0017]
Another object of the present invention is to provide ethylene- (meth) acrylic acid copolymer having an ethylene content of 20 to 60 mol%, EVOH having a saponification degree of 90% or more of 60 to 99% by weight and a (meth) acrylic acid content of 1 to 30% by weight. A multilayer structure for thermoforming comprising a resin composition layer comprising 40 to 1% by weight of a coalescence, in which ethylene- (meth) acrylic acid copolymer particles are dispersed in a matrix of EVOH When the ethylene- (meth) acrylic acid copolymer particles are dispersed in a cylindrical shape extended in a uniaxial direction parallel to the surface of the multilayer structure, and cut along a plane perpendicular to the uniaxial direction Multilayer structure for thermoforming having an average particle cross-sectional diameter of 0.2 to 1.3 μm It is also achieved by providing.
[0019]
The object of the present invention can also be achieved by providing a thermoformed container formed by thermoforming the above multilayer structure. In particular, the total thickness of the thickest portion of the container is T μm, This is suitably achieved by providing a thermoformed container that satisfies the following formulas (5) to (7), where the total layer thickness in the thin portion is t μm and the drawing ratio of the container is S.
S ≦ T / t ≦ 20S (5)
300 <T ≦ 3000 (6)
t ≧ 100 (7)
However, the squeezing ratio S of the container is a value represented by the following formula (4).
S = (depth of container) / (diameter of the largest circle inscribed in the opening of the container) (4)
[0020]
Furthermore, the object of the present invention is an ethylene- (meth) acrylic acid copolymer 40 having an ethylene content of 20 to 60 mol%, EVOH having a saponification degree of 90% or more of 60 to 99% by weight and a (meth) acrylic acid content of 1 to 30% by weight. ~ 1% by weight in EVOH matrix With an average particle size of 0.3 to 1.5 μm It is also achieved by providing a resin composition in which ethylene- (meth) acrylic acid copolymer particles are dispersed.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The EVOH of the present invention can be obtained by saponifying a copolymer composed of ethylene and vinyl ester using an alkali catalyst or the like.
A typical vinyl ester is vinyl acetate, but other fatty acid vinyl esters (such as vinyl propionate and vinyl pivalate) can also be used.
[0023]
The ethylene content of EVOH in the present invention is 20 to 60 mol%, preferably 25 to 50 mol%, more preferably 25 to 45 mol%. Here, when EVOH is composed of a blend of two or more types of EVOH having different ethylene contents, the average value calculated from the blending weight ratio is taken as the ethylene content.
When the ethylene content is less than 20 mol%, the gas barrier property under high humidity is lowered and the melt moldability is also deteriorated. If it exceeds 60 mol%, sufficient gas barrier properties cannot be obtained.
[0024]
Further, the saponification degree of the vinyl ester component of EVOH of the present invention is 90% or more, preferably 95% or more, and more preferably 98% or more. Here, when EVOH is composed of a blend of two or more types of EVOH having different saponification degrees, the average value calculated from the blending weight ratio is defined as the saponification degree.
When the degree of saponification is less than 90 mol%, not only the gas barrier property at high humidity is lowered, but also the thermal stability of EVOH is deteriorated, and a gel tends to be generated in the molded product.
[0025]
Further, EVOH can be copolymerized with a small amount of other monomers as long as the object of the present invention is not impaired. Examples of monomers that can be copolymerized include α-olefins such as propylene, butene, isobutene, 4-methylpentene-1, hexene, octene, unsaturated carboxylic acids such as itaconic acid, methacrylic acid, acrylic acid, and maleic anhydride. Examples thereof include acids, salts thereof, partial or complete esters thereof, nitriles thereof, amides thereof, anhydrides thereof, vinylsilane compounds such as vinyltrimethoxysilane, unsaturated sulfonic acids, salts thereof, alkylthiols, and vinylpyrrolidone.
[0026]
In particular, when EVOH contains 0.0002 to 0.2 mol% of a vinylsilane compound as a copolymerization component, the consistency of the melt viscosity with the base resin during coextrusion is improved, and a homogeneous coextruded multilayer film In addition, it is possible to improve the dispersibility when EVOHs are used for blending, and is effective in improving moldability and the like. Here, examples of the vinylsilane compound include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltri (β-methoxy-ethoxy) silane, and γ-methacryloxypropylmethoxysilane. Of these, vinyltrimethoxysilane and vinyltriethoxysilane are preferably used.
[0027]
The phosphorus compound concentration in the EVOH of the present invention is preferably in the range of 1 to 200 ppm, preferably 2 to 150 ppm, and most preferably 5 to 100 ppm in terms of phosphorus element weight from the viewpoint of film forming property and thermal stability. .
[0028]
Furthermore, the addition of alkali metal ions such as sodium ions, potassium ions and lithium ions in an amount of 10 to 500 ppm relative to EVOH in terms of metal weight is also effective for improving the interlaminar adhesion and compatibility. It is. Examples of alkali metal compounds include monovalent metal aliphatic carboxylates, aromatic carboxylates, phosphates, metal complexes, and the like. Specific examples include sodium acetate, potassium acetate, sodium phosphate, and phosphoric acid. Examples thereof include lithium, sodium stearate, potassium stearate, ethylenediaminetetraacetic acid sodium salt, and preferably sodium acetate, potassium acetate, and sodium phosphate.
[0029]
The preferred melt flow rate (MFR) (value measured at 210 ° C. under a load of 2160 g) of EVOH used in the present invention is preferably 0.1 to 50 g / 10 min, and most preferably 0.5 to 20 g. / 10 minutes. Here, when EVOH consists of a blend of two or more types of EVOH having different melt flow rates, the average value calculated from the blend weight ratio is taken as the melt flow rate.
[0030]
As the EVOH used in the present invention, it is preferable to blend two or more types of EVOH having different ethylene contents and / or saponification degrees.
In particular, EVOH comprises a mixture of two types of EVOH (a) and (b) having different ethylene contents, wherein (a) has an ethylene content of 20 to 45 mol% and (b) has an ethylene content of 45 to 65 mol%. It is favorable that the difference in ethylene content between (a) and (b) is 8 mol% or more and the blending weight ratio {(a) / (b)} is 2/1 to 50/1. It is preferable for achieving both gas barrier properties and thermoformability.
[0031]
At this time, the ethylene content of EVOH (a) is preferably 20 to 45 mol%. More preferably, it is 25-42 mol%, More preferably, it is 30-40 mol%. When the ethylene content of EVOH (a) is less than 20 mol%, the thermoformability is deteriorated, and when it exceeds 45 mol%, the gas barrier property is lowered.
[0032]
Moreover, it is preferable that the ethylene content of EVOH (b) is 45-65 mol%. More preferably, it is 47-62 mol%, More preferably, it is 50-60 mol%. When the ethylene content of EVOH (b) is within such a range, the thermoformability is sufficiently improved.
[0033]
Furthermore, the difference in ethylene content between EVOH (a) and (b) is preferably 8 mol% or more. More preferably, it is 12 mol% or more, and more preferably 15 mol% or more. When the difference in the ethylene content of EVOH (a) is less than 8 mol%, the effect of improving thermoformability is small.
[0034]
The blending weight ratio {(a) / (b)} of EVOH (a) and (b) is preferably 2/1 to 50/1. More preferably, it is 3/1 to 40/1, and more preferably 4/1 to 30/1. When the blending weight ratio is less than 2/1, the gas barrier property is lowered, and when it exceeds 50/1, the effect of improving the thermoformability is small.
[0035]
The ethylene- (meth) acrylic acid copolymer used in the present invention refers to a polymer having ethylene as a main component and copolymerized with acrylic acid or methacrylic acid. The present invention does not include so-called ionomers in which the carboxyl group in the copolymer is present in the form of a metal salt such as sodium or zinc. The reason why the object of the present invention is not achieved when such an ionomer is used is as shown in Comparative Examples described later, although the reason is not clear.
[0036]
The (meth) acrylic acid content in the ethylene- (meth) acrylic acid copolymer is 1 to 30% by weight, preferably 2 to 25% by weight, and more preferably 3 to 20% by weight. When the (meth) acrylic acid content is less than 1% by weight, the dispersion of the resin particles becomes poor and the thermoformability deteriorates. On the other hand, if it exceeds 30% by weight, the thermal stability becomes poor.
[0037]
Moreover, the suitable melt flow rate (MFR) (210 degreeC, the value measured under a 2160-g load) of the ethylene- (meth) acrylic acid copolymer used for this invention is 0.1-80 g / 10min suitably. Optimally, it is 0.5 to 50 g / 10 min. In the present invention, the ethylene- (meth) acrylic acid copolymer may be used by blending two or more ethylene- (meth) acrylic acid copolymers having different (meth) acrylic acid contents and / or MFR. it can.
[0038]
The EVOH content in the resin composition of the present invention is 60 to 99% by weight, preferably 70 to 97% by weight, more preferably 80 to 95% by weight. The content of the ethylene- (meth) acrylic acid copolymer is 1 to 40% by weight, preferably 3 to 30% by weight, and more preferably 5 to 20% by weight.
When the blending ratio of the ethylene- (meth) acrylic acid copolymer is less than 1% by weight, excellent thermoformability cannot be obtained, and the intersection of the side surface portion and the bottom surface portion of the thermoformed container or the corner portion is not obtained. The wall thickness becomes too thin, and the impact resistance of the molded product decreases. Further, when the blending ratio of the ethylene- (meth) acrylic acid copolymer is more than 40% by weight, the gas barrier property is remarkably lowered, and the molding shrinkage rate of the resulting thermoformed container is large, which is not suitable for actual use. .
[0039]
In the resin composition of the present invention, ethylene- (meth) acrylic acid copolymer particles are dispersed in an EVOH matrix. By having such a dispersed form, good gas barrier properties, thermoformability, and mechanical properties can be retained. When EVOH is dispersed in an ethylene- (meth) acrylic acid copolymer matrix or when both resins are continuously connected, the gas barrier property is remarkably lowered.
[0040]
The ratio of the melt flow rate (MFR) (measured at 210 ° C. under a load of 2160 g) of EVOH and ethylene- (meth) acrylic acid copolymer used in the present invention is EVOH MFR (A) and ethylene- (meta ) The ratio (A) / (B) of MFR (B) of the acrylic acid copolymer is preferably 0.1 to 5.0, more preferably 0.15 to 3.0, and most preferably 0. .2 to 2.0. By combining resins having an MFR ratio in such a range, the resin can be dispersed well and the object of the present invention can be achieved.
[0041]
The resin composition of the present invention contains hydrotalcite compounds, hindered phenols, hindered amine heat stabilizers, higher aliphatic carboxylic acids in order to enhance the effects of the present invention and improve melt stability and the like. It is preferable to add 0.01 to 1% by weight of one or more metal salts (for example, calcium stearate, magnesium stearate, etc.) to the resin composition.
[0042]
Moreover, various additives can also be mix | blended with the resin composition of this invention as needed. Examples of such additives include antioxidants, plasticizers, heat stabilizers, UV absorbers, antistatic agents, lubricants, colorants, fillers, or other polymer compounds, It can blend in the range which does not inhibit the effect of this invention. Specific examples of the additive include the following.
[0043]
Antioxidant: 2,5-di-t-butylhydroquinone, 2,6-di-t-butyl-p-cresol, 4,4′-thiobis- (6-t-butylphenol), 2,2′-methylene -Bis- (4-methyl-6-tert-butylphenol), octadecyl-3- (3 ', 5'-di-tert-butyl-4'-hydroxyphenyl) propionate, 4,4'-thiobis- (6- t-butylphenol) and the like.
[0044]
UV absorber: ethylene-2-cyano-3,3′-diphenyl acrylate, 2- (2′-hydroxy-5′-methylphenyl) benzotriazole, 2- (2′-hydroxy-5′-methylphenyl) benzo Triazole, 2- (2′-hydroxy-5′-methylphenyl) benzotriazole, 2- (2′-hydroxy-3′-t-butyl-5′-methylphenyl) 5-chlorobenzotriazole, 2-hydroxy- 4-methoxybenzophenone, 2,2′-dihydroxy-4-methoxybenzophenone, and the like.
[0045]
Plasticizer: dimethyl phthalate, diethyl phthalate, dioctyl phthalate, wax, liquid paraffin, phosphate ester, etc.
Antistatic agents: pentaerythritol monostearate, sorbitan monopalmitate, sulfated polyolefins, polyethylene oxide, carbowax and the like.
Lubricant: ethylene bisstearamide, butyl stearate, etc.
Colorant: Carbon black, phthalocyanine, quinacridone, indoline, azo pigment, Bengala, etc.
Filler: glass fiber, asbestos, ballastite, calcium silicate, etc.
[0046]
Also, many other polymer compounds can be blended to such an extent that the effects of the present invention are not inhibited.
[0047]
Here, the resin composition of the present invention has an average particle size of 0.3 to 1.5 μm in an EVOH matrix. , Preferably 0.3 to 1.0 μm Of ethylene- (meth) acrylic acid copolymer particles are dispersed Ru . By having such a dispersed form, good gas barrier properties, thermoformability, mechanical properties and transparency can be obtained. When the average particle diameter is larger than 1.5 μm, non-uniform dispersion in the composition is likely to occur, and problems occur during thermoforming, and gas barrier properties are likely to be reduced. Moreover, when an average particle diameter is 0.3 micrometer or less, the effect of containing a dispersed particle is not utilized for the thermoformability of a composition, and it is difficult to obtain favorable thermoformability.
[0048]
Such a dispersed form is mainly observed in the state of pellets as raw materials for films or sheets. The observation can be performed by observing the fractured surface with a scanning electron microscope, observing a thin piece with a transmission electron microscope, or the like. The contours of these photographs obtained by electron microscope observation and the like were specified by image processing, and the particle size of each particle was determined from the average value of the major axis and minor axis of the identified particle outline. The simple average of the particle diameters of the particles thus obtained was defined as the dispersed particle diameter. At this time, in order to eliminate the difference in particle diameter depending on the observation direction, the average value of the particles obtained by observation from three directions perpendicular to each other was adopted.
[0049]
In order to obtain such a dispersed form, the kneading operation in the present invention is important. As a kneading machine for obtaining a composition having a high degree of dispersion, a continuous kneading machine such as a continuous intensive mixer and a kneading type twin-screw extruder (same direction or different direction) is optimal. Batch type kneaders such as intensive mixers and pressure kneaders can also be used. Further, as another continuous kneading apparatus, one using a rotating disk having a grinding mechanism such as a stone mill, for example, a KCK kneading extruder manufactured by KCK Co., Ltd. can be used. Among those commonly used as a kneading machine, a single screw extruder provided with a kneading part (Dalmage, CTM, etc.), or a simple kneading machine such as a Brabender mixer can be given.
[0050]
Among these, the most preferable one for the purpose of the present invention is a continuous intensive mixer. Commercially available models include FCM manufactured by Farrel, CIM manufactured by Nippon Steel Works, Ltd., KCM, LCM, or ACM manufactured by Kobe Steel Corporation. In practice, it is preferable to employ an apparatus for simultaneously carrying out kneading and extrusion pelletization having a single screw extruder under these kneaders. In addition, a twin-screw kneading extruder having a kneading disk or a kneading rotor, for example, TEX manufactured by Nippon Steel, ZSK manufactured by Werner & Pfleiderer, TEM manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd., PCM manufactured by Ikekai Tekko Co., Ltd. Etc. are also used for the purpose of kneading in the present invention.
[0051]
In using these continuous kneaders, the shape of the rotor and disk plays an important role. In particular, the gap (chip clearance) between the mixing chamber and the rotor chip or disk chip is important. If the gap is too narrow or too wide, the composition having good dispersibility of the present invention cannot be obtained. The optimum tip clearance is 1 to 5 mm.
[0052]
In order to obtain a composition having good dispersibility of the present invention, it is best to knead at a specific energy of the kneader of 0.1 kWh / kg or more, preferably 0.2 to 0.8 kWh / kg. It has been found.
The specific energy is obtained by dividing the energy (power consumption; kW) used for kneading by the kneading amount (kg) per hour, and its unit is kWh / kg. In order to obtain the composition of the present invention, it is necessary to knead at a specific energy higher than that employed in normal kneading. To obtain a specific energy of 0.1 kWh / kg or more, simply kneading machine It is not sufficient to increase the number of rotations, and it is preferable to cool the composition being kneaded with a jacket or the like to lower the temperature and increase the viscosity. It is difficult to obtain the target composition of the present invention by kneading with the viscosity lowered. Therefore, it is effective that the kneading temperature is in the range of the melting point of EVOH to the melting point + 40 ° C. at the discharge resin temperature at the outlet of the kneading section.
[0053]
The rotation speed of the rotor of the kneader is 100 to 1200 rpm, preferably 150 to 1000 rpm, and more preferably 200 to 800 rpm. The kneader chamber inner diameter (D) is 30 mm or more, preferably 50 to 400 mm. The ratio L / D to the chamber length (L) of the kneader is preferably 4-30. One kneader may be used, or two or more kneaders may be connected and used.
[0054]
The longer the kneading time, the better results can be obtained, but in terms of EVOH thermal deterioration or economic efficiency, it is 10 to 600 seconds, preferably 15 to 200 seconds, and most preferably 15 to 150 seconds. .
[0055]
The resin composition obtained as described above is useful as a multilayer structure for thermoforming.
The thermoforming as used in the present invention means that a film or sheet is heated and softened and then molded into a mold shape. As a molding method, vacuum or compressed air is used, and if necessary, a plug is further formed into a mold shape (straight method, drape method, air slip method, snapback method, plug assist method, etc.) or press molding. The method etc. are mentioned. Various molding conditions such as the molding temperature, the degree of vacuum, the pressure of compressed air, or the molding speed are appropriately set depending on the plug shape, mold shape, properties of the raw material film or sheet, and the like.
[0056]
The molding temperature is not particularly limited as long as the resin is softened enough to be molded, but the preferred temperature range varies depending on the raw material film or sheet.
For example, when a film is thermoformed, it is not heated so high that the film dissolves due to heating or the unevenness of the metal surface of the heater plate is transferred to the film. Specifically, the film temperature is 50 to 120 ° C, preferably 60 to 110 ° C, more preferably 70 to 100 ° C.
On the other hand, when a sheet having a thickness larger than that of the film is thermoformed, the sheet may be formed even at a higher temperature than that of the film, and the forming is performed in a temperature range of 130 to 180 ° C.
[0057]
The thermoformed container of the present invention is a container formed by thermoforming into a three-dimensional shape in which a recess is formed in the plane of a film or sheet. The shape of the recess is determined in accordance with the shape of the contents. In particular, as the depth of the recess is deeper and the shape of the recess is not smooth, the normal EVOH laminate is more likely to have thickness unevenness. Since it becomes extremely thin, the improvement effect by this invention is large. When the thermoformed container is formed from a film, the draw ratio (S) is preferably 0.2 or more, more preferably 0.3 or more, and even more preferably 0.4 or more. The effect of the present invention is more effectively exhibited. When the thermoformed container is formed by forming a sheet thicker than the film, the drawing ratio (S) is preferably 0.3 or more, more preferably 0.5 or more, and even more preferably 0. When the ratio is 8 or more, the effect of the present invention is more effectively exhibited.
[0058]
Here, the aperture ratio (S) refers to a value represented by the following formula (4).
S = (depth of container) / (diameter of the largest circle inscribed in the opening of the container) (4)
That is, the drawing ratio (S) is obtained by dividing the depth value of the deepest portion of the container by the diameter of the largest inscribed circle that touches the shape of the recess (opening) formed in the plane of the film or sheet. It is a thing. For example, when the shape of the recess is a circle, the diameter is the same. When the shape is an ellipse, the short diameter is used. When the shape is a rectangle, the length of the short side is the diameter of the maximum inscribed circle.
[0059]
When thermoforming thin films, it is often impossible to form deep drawing ratios or corners are torn, as compared to thermoforming thick sheets. Therefore, a film including the resin composition layer of the present invention is particularly suitable. Moreover, in the packaging container formed by thermoforming from a film, the film of the structure of this invention is suitable also from the point that transparency is also required so that the contents can be seen well.
[0060]
The multilayer film for thermoforming as used in the present invention refers to a film that includes the above-mentioned resin composition layer and is subjected to thermoforming. The multilayer structure for thermoforming has a total thickness of 50 to 300 μm, preferably 80 to 250 μm, and a resin composition layer thickness of 3 to 50 μm, preferably 5 to 40 μm. When the total thickness exceeds 300 μm, the weight of the container becomes larger than necessary, which is not preferable from the viewpoint of cost. Also, if the total thickness is less than 50 μm, the thickness of the recesses becomes too thin when molded, the mechanical strength is low and it is easy to break, and pinholes are likely to occur in the resin composition layer at that part, so the contents are sufficient Can not be protected. Further, when the thickness of the resin composition layer exceeds 50 μm, the cost increases and the moldability deteriorates, which is not preferable. Conversely, when the thickness of the resin composition layer is 3 μm or less, it is not preferable because pinholes are easily generated in the resin composition layer when it is molded.
[0061]
The dispersion state of each resin in the resin composition layer of the thermoforming multilayer film is such that the ethylene- (meth) acrylic acid copolymer particles dispersed in the EVOH matrix are drawn in a uniaxial direction parallel to the film surface. Dispersed in an elongated cylindrical shape Ru . Here, the uniaxial direction is the film extrusion direction. At this time, the average diameter of the particle cross section when cut along a plane perpendicular to the uniaxial direction is 0.2 to 1.3 μm. R More preferably, the thickness is 0.3 to 1.0 μm. When the average diameter of the particle cross section is larger than 1.3 μm, non-uniform dispersion in the composition is likely to occur, causing problems during thermoforming and lowering the gas barrier property. Moreover, when the average diameter of a particle | grain cross section is less than 0.2 micrometer, the effect of containing a dispersed particle is not utilized for the thermoformability of a composition, and favorable thermoformability is not obtained.
[0062]
The following procedure is shown as a method for measuring the average diameter of the particle cross-section in the present invention. First, a fracture surface of a sample on a plane perpendicular to the film extrusion direction is photographed by observation with a scanning electron microscope or a transmission electron microscope. Subsequently, the photograph obtained by observation with an electron microscope or the like is used to specify the outline by image processing, and the average value of the major axis and minor axis of the identified particle outline is used as the diameter of the particle. The simple average value of the diameter was determined as the average diameter of the particle cross section.
[0063]
The layer structure of the multilayer film for thermoforming of the present invention is not particularly limited, but it is preferable to have a heat seal layer from the viewpoint that the contents can be easily sealed, and to have a polyamide layer and / or a polypropylene layer. Is preferable from the viewpoint of the mechanical performance and thermoformability of the film. A thermoforming film having such a heat seal layer and a polyamide layer or both a heat seal layer and a polypropylene layer is particularly preferred. Further, an adhesive layer may be provided between these layers. Moreover, each said layer may be divided | segmented and arrange | positioned not only in one layer but in several layers in the film.
[0064]
The resin used for the heat seal layer is not particularly limited, but a resin having a melting point or softening point lower than the melting point of the EVOH resin used in the resin composition layer is preferable, and a polyolefin resin is particularly preferable. Examples of the polyolefin resin used include homopolymers such as high-density or low-density polyethylene, polypropylene, and polybutene-1, and ethylene, propylene, 1-butene, 1-hexene, 1-octene, and 4-methyl-1-pentene. Examples thereof include copolymers of α-olefins selected from the above, or copolymers of α-olefins and other copolymer components. Examples of copolymer components other than these α-olefins include vinyl compounds such as diolefin, N-vinylcarbazole, vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl acetate, styrene, acrylonitrile, vinyl ether, maleic acid, acrylic acid, methacrylic acid, and ethacryl. Examples thereof include unsaturated carboxylic acids such as acid, fumaric acid and itaconic acid, esters thereof and acid anhydrides thereof, or those having a hydroxyl group or an epoxy group added thereto. For example, various copolymers such as a copolymer of a graftable monomer and a polyolefin, an ionomer resin which is a reaction product of an α-olefin / α, β-unsaturated carboxylic acid copolymer and an ionic metal compound, etc. It can also be used. Among these, low density polyethylene (LDPE) and linear low density polyethylene (LLDPE) are preferable. These polyolefin resins can be used alone or in combination of two or more.
[0065]
When the polyamide resin layer is used, the thermoformability is improved as compared with a film composed only of the resin composition layer and the heat seal layer. The polyamide resin used for the polyamide resin layer is not particularly limited. For example, polycaproamide (nylon-6), polyundecanamide (nylon-11), polylauryllactam (nylon-12), polyhexamethylene Homopolymers such as adipamide (nylon-6,6), polyhexamethylene sebacamide (nylon-6,12), caprolactam / lauryl lactam copolymer (nylon-6 / 12), caprolactam / aminoundecanoic acid Copolymer (nylon-6 / 11), caprolactam / ω-aminononanoic acid copolymer (nylon-6 / 9), caprolactam / hexamethylene diammonium adipate copolymer (nylon-6 / 6,6), caprolactam / Hexamethylene diammonium adipate / hexamethylene Such copolymers ammonium sebacate copolymer (nylon-6 / 6,6 / 6,12), and the like. These polyamide resins can be used alone or in combination of two or more. A heat seal layer in addition to the polyamide resin layer is preferable from the viewpoint that the contents can be easily sealed, and a multilayer film for thermoforming having both a heat seal layer and a polyamide resin layer is preferable.
[0066]
In addition, when a polypropylene resin layer is used, the effect of improving thermoformability is not as good as that of a polyamide resin layer, but the moisture resistance of the film is improved, the mechanical performance is improved, and the resin cost is low. Compared to the case of using a resin, it has an advantageous aspect. The polypropylene resin may be syndiotactic polypropylene in addition to isotactic polypropylene, and a small amount of copolymerization may be applied. It is preferable to have a heat seal layer in addition to the polypropylene resin layer from the viewpoint that the contents can be easily sealed, and a multilayer film for thermoforming having both a heat seal layer and a polypropylene resin layer is preferable.
[0067]
Further, the haze of the thermoformable film of the present invention is preferably 10% or less. When the haze exceeds 10%, there is a problem that the contents cannot be clearly seen from the outside when the packaging material as the final product is formed. The measuring method of haze followed ASTM D1003-61.
[0068]
A specific configuration example of the multilayer film for thermoforming according to the present invention is expressed as EVOH (EVOH composition), PA (nylon), AD (adhesive), PP (polypropylene), and S (heat seal layer). AD / EVOH / AD / S, PP / AD / EVOH / AD / S, EVOH / AD / PA / AD / S, EVOH / AD / PP / AD / S, PA / AD / EVOH / AD / PA / AD / S, PP / AD / PA / AD / EVOH / AD / S, PP / AD / PA / AD / EVOH / AD / PA / AD / S, etc. are indicated as suitable. However, the layer structure of the multilayer film for thermoforming of the present invention is not limited to the above layer structure example. For example, other resin layers such as polyester and polystyrene may be added to the above configuration examples.
[0069]
The method for obtaining the multilayer film for thermoforming of the present invention is not particularly limited, but is a molding method practiced in the field of general polyolefins, for example, T-die molding, inflation molding, coextrusion molding, dry drying. Laminate molding or the like can be employed, and coextrusion molding is particularly suitable. Further, as a combination of these molding methods, a film having a structure such as (LLDPE / AD / EVOH / AD / LLDPE) is produced by coextrusion molding, and then dry lamination molding with PP or PA is performed (PP or PA / AD / A method of obtaining a film having a structure such as LLDPE / AD / EVOH / AD / S) can also be employed.
[0070]
When the obtained thermoformed container is formed by molding the above-mentioned multilayer film for thermoforming, the total thickness of the thickest part of the container (the same part as the film thickness before forming) is T μm, It is preferable that the following equation is satisfied by using the total thickness of the thin portion at t μm and the above-described drawing ratio S of the container.
5S ≦ T / t ≦ 30S (1)
50 ≦ T ≦ 300 (2)
t ≧ 20 (3)
Here, the expressions (1), (2), and (3) are more preferably each.
6S ≦ T / t ≦ 20S (1 ′)
80 ≦ T ≦ 250 (2 ′)
t ≧ 25 (3 ′)
And more preferably
7S ≦ T / t ≦ 15S (1 ″)
90 ≦ T ≦ 200 (2 ”)
t ≧ 30 (3 ″)
It is.
[0071]
When the value of T / t is less than 5S, the container is shaped so that it does not require the configuration of the present invention, and the container is easily formed. When the value of T / t exceeds 30S, the container is Therefore, the container is not a preferable shape. Further, when the total thickness (T) in the thickest part exceeds 300 μm, the weight of the container becomes unnecessarily large, which is not preferable from the viewpoint of cost. Further, when the total thickness (T) in the thickest portion is less than 50 μm, the thickness of the concave portion becomes too thin at the time of molding, the mechanical strength is low, and the resin composition layer in that portion is easily broken. As a result, pinholes are easily generated, and the contents cannot be sufficiently protected. Moreover, it is not preferable for the same reason that the total thickness (t) in the thinnest portion is less than 20 μm.
[0072]
In the thermoforming container comprising the above-mentioned multilayer film for thermoforming, the dispersion form of each resin in the resin composition layer in the thinnest part is ethylene- (meta) dispersed in the EVOH matrix. The acrylic acid copolymer particles are dispersed in a thin plate-like shape stretched in a two-dimensional direction parallel to the film surface, and the average thickness of the cross section of the particles when cut in a plane perpendicular to the film surface is 0. It is desirable that it is 05-1.0 micrometer, More preferably, it is 0.06-0.5 micrometer. When the average thickness is 0.05 μm or less, or exceeds 1.0 μm, tearing may occur in the thermoforming process.
[0073]
The average thickness of the particle cross section is measured as follows. First, the thickness is measured over the entire thermoformed container, and the thinnest part is specified. The thickness is observed by scanning electron microscope observation of the fracture surface of the sample on the vertical plane of the film or transmission electron microscope observation of the thin piece. Subsequently, the outline of the photograph obtained by observation with an electron microscope or the like was specified by image processing, and a simple average value of the thickness of the specified particle outline was defined as the average thickness.
[0074]
Various thermoformed containers formed from the film as described above are used in various applications. Among these, the superiority of using the resin composition of the present invention that is excellent in gas barrier properties is greatly exhibited when used as various packaging containers. It is particularly suitable as a packaging container such as food, pharmaceuticals, agricultural chemicals, etc. whose quality is likely to deteriorate due to the presence of oxygen, such as a container for meat.
[0075]
In addition, the use form of the resin composition of the present invention that is excellent in gas barrier properties, thermoformability, mechanical properties and transparency is not limited to the above-mentioned thermoform film, and is a thermoform sheet having a larger thickness than the film. In some cases, a sufficient effect can be obtained even in a multilayer structure including the.
[0076]
The laminated structure of such a multilayer structure is not particularly limited. The resin used by laminating with the resin composition layer includes polyolefin resin, polystyrene resin, polyamide resin, saturated polyester resin (polyethylene terephthalate, etc.), polycarbonate resin, polyvinyl chloride resin, and polyvinylidene chloride. Examples thereof include thermoplastic resins such as resins, which can be appropriately selected depending on the application. This is because, by laminating with such a resin, gas barrier properties under high humidity, strength, and the like can be improved as compared with the case of using a single resin composition layer.
Preferable resins include polypropylene (PP), polystyrene (PS), polyester (PES) and the like, and examples of preferred layer structures include PP / AD / EVOH / AD / PP, PS / AD / EVOH / AD. / PS, PES / AD / EVOH / AD / PES, etc. are exemplified, but not limited thereto.
In addition, a recovery composition (regrind) layer containing EVOH, an ethylene- (meth) acrylic acid copolymer, an adhesive resin, or the like can also be used as the thermoplastic resin.
[0077]
The layer structure of the multilayer structure for thermoforming of the present invention is not particularly limited except that it has the above-mentioned resin composition layer and a layer made of a thermoplastic resin, but it has adhesiveness to the inner and outer layers of the resin composition layer. A structure having a layer made of a thermoplastic resin, especially a polyolefin, through a resin layer is particularly preferable.
This is because by covering both sides of the resin composition layer with polyolefin, it is possible to prevent a decrease in gas barrier properties due to moisture absorption of the resin composition layer, and it is possible to ensure good adhesion between both layers by the adhesive resin layer.
[0078]
The resin used for the adhesive resin layer is not particularly limited, but polyurethane-based, polyester-based one-component or two-component curable adhesive, unsaturated carboxylic acid or anhydride thereof (maleic anhydride, etc.) ) Are copolymerized or graft-modified into olefin polymers or copolymers (carboxylic acid-modified polyolefin resin). By providing such an adhesive resin layer, a thermoformed container excellent in interlayer adhesion can be obtained.
[0079]
Among these, it is more preferable that the adhesive resin is a carboxylic acid-modified polyolefin resin from the viewpoint of adhesiveness with a resin composition layer or copolymerized polypropylene containing EVOH, or compatibility during scrap recovery. Examples of such carboxylic acid-modified polyethylene resins include polyethylene {low density polyethylene (LDPE), linear low density polyethylene (LLDPE), very low density polyethylene (VLDPE)}, polypropylene, copolymer polypropylene, ethylene-vinyl acetate. Examples thereof include a copolymer, an ethylene- (meth) acrylic acid ester (methyl ester or ethyl ester) copolymer, etc., which have been modified with a carboxylic acid.
[0080]
The method for obtaining the multilayer structure for thermoforming according to the present invention is not particularly limited, but a forming method practiced in the field of general polyolefin, for example, T-die molding, inflation molding, coextrusion molding, Dry laminate molding or the like can be employed, and coextrusion molding is particularly suitable.
[0081]
The molding temperature at the time of thermoforming the obtained multilayer structure is not particularly limited as long as the resin is softened enough to be molded, but the suitable temperature range depends on the raw material sheet. Different.
For example, when thermoforming a sheet, it is not so high that the sheet melts due to heating or the unevenness of the metal surface of the heater plate is transferred to the film, while it is so low that shaping is not sufficient. Specifically, the sheet temperature is 130 to 180 ° C, preferably 135 to 160 ° C, more preferably 135 to 155 ° C.
[0082]
The preferred shape of the molded container when thermoforming a multilayer structure as described above, particularly a sheet-like multilayer structure, or when thermoforming a multilayer structure having a layer made of copolymerized polypropylene or polystyrene is as follows. It is. That is, the total layer thickness in the thickest part (the same part as the multilayer structure thickness before molding) of the obtained thermoformed container is Tμm, the total layer thickness in the thinnest part is tμm, It is preferable that the following expression is satisfied using the aperture ratio S.
S ≦ T / t ≦ 20S (5)
300 <T ≦ 3000 (6)
t ≧ 100 (7)
Here, the expressions (5), (6), and (7) are more preferably respectively.
1.5S ≦ T / t ≦ 15S (5 ′)
500 ≦ T ≦ 2000 (6 ′)
t ≧ 200 (7 ′)
And more preferably
2S ≦ T / t ≦ 10S (5 ″)
800 ≦ T ≦ 1500 (6 ″)
t ≧ 300 (7 ″)
It is.
[0083]
When the value of T / t is less than S, the container is shaped so as not to require the configuration of the present invention, and is easily formed. When the value of T / t exceeds 20S, the container Therefore, the container is not a preferable shape. Further, when the total thickness (T) in the thickest part exceeds 3000 μm, the weight of the container becomes unnecessarily large, which is not preferable from the viewpoint of cost and is difficult to mold. If the total thickness (T) in the thickest part is less than 300 μm, the thickness of the molded container becomes too thin and the rigidity is insufficient. In addition, it is not preferable for the same reason that the total thickness (t) in the thinnest portion is less than 100 μm.
[0084]
Various thermoformed containers formed from the sheet as described above are used for various applications. Among these, the superiority of using the resin composition of the present invention that is excellent in gas barrier properties is greatly exhibited when used as various packaging containers. Particularly suitable for packaging containers such as foods, pharmaceuticals, agricultural chemicals and the like whose quality is likely to deteriorate due to the presence of oxygen, such as cups for pudding, jelly, miso and the like.
[0085]
【Example】
The following examples further illustrate the present invention.
Examples of the present invention include examples in which a multilayer film is thermoformed (Examples 1 to 25, Comparative Examples 1 to 11) and examples in which a multilayer sheet is thermoformed (Examples 26 to 28, Comparative Examples 12 and 13). Two examples were carried out. Each will be described in turn below.
[0086]
First, an example in which a container is prepared by thermoforming a multilayer film will be described.
Evaluation of the resin composition pellets, thermoforming films, and thermoforming containers obtained in the examples was performed according to the following methods.
[0087]
・ Average particle size of dispersed particles in resin composition pellets
The pellet was broken at a plane perpendicular to one direction of the resin flow direction and two directions perpendicular thereto, and the vicinity of the center of the fracture surface was observed with a scanning electron microscope, and a photograph was taken at a magnification of 1000 to 10000 times. When observing the dispersed particles, if it is difficult to observe due to the type of compounded resin, the pellet fracture surface is smoothed with a microtome as necessary, or the dispersed particles are dissolved with xylene, etc. The method of observing was adopted. Next, the contour of the obtained dispersed particles in the photograph is specified using an image measurement tool system ASPECT manufactured by Keio Electronics Co., Ltd., and the particle size of each particle is determined from the average value of the major axis and minor axis of the identified particle outline. Asked. Dispersed particles in the same area range photographed at the same magnification from three directions were measured, and at that time, the number of dispersed particles measured in each direction was 30 or more. The average value of all the particle sizes thus obtained was defined as the average particle size.
[0088]
・ Average diameter of particle cross section of dispersed particles in multilayer film for thermoforming
The fracture surface of the sample on the plane perpendicular to the film extrusion direction was observed with a scanning electron microscope, and photographs were taken at a magnification of 3000 to 20000 times. The profile of the dispersed particles in the obtained photograph is identified using the image measurement tool system ASPECT manufactured by KIO Electronics Co., Ltd., and the average value of the major axis and minor axis of the identified particle outline is the particle diameter, The average value of the diameter values of the obtained particles was determined as the average diameter of the particle cross section. The number of dispersed particles to be measured was set to 30 or more. In addition, for the fracture surface of the sample, a microtome or dissolution technique was used as necessary in the same manner as in the previous pellet.
・ Haze
A part of the thermoformed film was cut out and coated with silicon oil, and the haze value was measured according to ASTM D1003-61 using HR-100 manufactured by Murakami Color Research Laboratory.
[0089]
-Corner thickness (corner thickness) measurement
The four corners of the thermoformed container were measured with a thickness meter, and the thickness of the thinnest part of each corner was measured.
[0090]
・ Average thickness of dispersed particles in the thinnest part of a thermoforming container
Cut out the thinnest vertical film of the four corners above, embed it in an epoxy resin, create an ultrathin section with a microtome, and then stain with ruthenium oxide vapor at room temperature for 1 day. And observed with a transmission electron microscope, and photographed with a magnification of 10,000 to 30,000 times. The outline of the obtained photograph was specified using an image measurement tool system ASPECT manufactured by Keio Electronics Co., Ltd., and the average thickness of the specified particle outline was defined as the average thickness. Moreover, the thing with small average thickness was used for the image processing using the enlarged copy figure by a precision copying machine as needed.
[0091]
・ Mold shrinkage
A strip-shaped (30 mm wide) test piece perpendicular to the mold vertical side and passing through the center of the bottom was cut out from the thermoformed container, and the molding shrinkage rate was determined from the length (mm) of the cut out test piece with respect to the mold shape.
Mold shrinkage [%] = [{(50 × 2 + 110) − (length of test piece)} / (50 × 2 + 110)] × 100
A large molding shrinkage indicates that the moldability for the mold shape is poor.
・ Molded product appearance
The determination was made visually by paying attention to streaks, wrinkles, unevenness, etc. in a thermoformed container. (Good): A>B>C> D: (Evil)
[0092]
・ Oxygen transmission rate
After the bottom of the thermoformed container is cut out and the humidity is adjusted to 20 ° C.-85% RH, the oxygen permeation amount (ml) of the laminated film at the bottom is measured with a barrier measuring device (OX-TRAN-10 / 50A, manufactured by Modern Control). / M 2 · Day · atm) was measured.
[0093]
・ Drop test
500 cc of water was put into a molded product (formed with a rectangular parallelepiped mold having a length of 130 mm, a width of 110 mm, and a depth of 50 mm), and a low density polyethylene film (thickness: 100 μm) was heat-welded on the upper surface. The container was dropped on the concrete, and the height at which the container was destroyed (water inside the container leaked) was determined. The fracture height was determined by using the test result of n = 30 and using the calculation method shown in the JIS test method (“8. Calculation” part of K7211) to determine the 50% fracture height.
[0094]
Example 1
EVOH containing sodium acetate at 65 ppm in terms of sodium element weight and phosphorus compound in the form of phosphate as 100 ppm by weight per phosphorus atom {ethylene content 32 mol%, saponification degree 99.6%, MFR = 3.1 g / 10 minutes (210 ° C., 2160 g load)} 90% by weight, ethylene-methacrylic acid copolymer (hereinafter abbreviated as EMAA) {methacrylic acid (MAA) content: 9% by weight, Mitsui DuPont Chemical “Nucrel 0903HC, MFR = 5.7 g / 10 min (210 ° C., 2160 g load)} 10% by weight, and then 30 mmφ twin screw extruder with a kneading disk (Nippon Steel Works TEX30: L / D = 30) Set the cylinder temperature to 190 ° C at the bottom of the feed and 210 ° C near the kneading section and nozzle. Rotational speed of the over the 610Rpm, a motor rotation speed 250rpm feeders were melt-kneaded and pelletized. Resin pressure inside the cylinder at an extrusion amount of this time is 1 hour per 20kg is 20kg / cm 2 Met. The specific energy at this time was 0.6 kWh / kg.
[0095]
The obtained pellet is used as a resin composition layer, and linear low density polyethylene (LLDPE) {MFR = 2.1 g / 10 min (210 ° C., 2160 g load), Mitsui Petrochemical's “Ultzex 3520L”} is heat sealed. As a layer, maleic anhydride-modified polyethylene {MFR = 3.3 g / 10 min (210 ° C., 2160 g load), Mitsui Petrochemical's “Admer SF600”} as an adhesive (AD) layer, and nylon 6 (PA-6) ) {MFR = 7.2 g / 10 min (230 ° C, 2160 g load), "UBE Nylon 1022B" manufactured by Ube Industries, Ltd.} is used as a polyamide layer, 3 types and 5 layers in a co-extruder equipped with a T-die A film for thermoforming having an overall thickness of 130 μm was obtained (PA-6 / AD / resin composition layer / AD / LLDPE = 20 μ / 5 μ / 20 μ / 5 μ / 80 μ).
[0096]
The film for thermoforming thus obtained was heated for 1.5 seconds at a heater plate temperature of 100 ° C. with a thermoforming machine (R530 manufactured by Mulchback Co., Ltd.) to a film temperature of about 85 ° C. 130 mm, horizontal: 110 mm, depth: 50 mm rectangular parallelepiped shape, drawing ratio S = 0.45) and compressed air (atmospheric pressure 5 kgf / cm) 2 ) Was used to obtain a thermoformed container. The evaluation results of the obtained resin composition pellets, thermoforming film, and thermoforming container are summarized in Tables 1 and 2.
[0097]
Comparative Example 1
In Example 1, a sample was prepared and tested in the same manner as in Example 1 except that the same EVOH resin as that used in Example 1 was used alone instead of the resin composition layer. The evaluation results of the obtained resin composition pellets, thermoforming film, and thermoforming container are summarized in Tables 1 and 2.
[0098]
Examples 2 and 3 and Comparative Example 2
The same EVOH and EMAA as used in Example 1 were used, and the mixing ratio was EVOH 95% by weight, EMAA 5% by weight (Example 2), EVOH 80% by weight, EMAA 20% by weight (Example 3), EVOH 50% by weight, EMAA50. A sample was prepared and tested in the same manner as in Example 1 except that the weight was changed to% by weight (Comparative Example 2). The evaluation results of the obtained resin composition pellets, thermoforming film, and thermoforming container are summarized in Tables 1 and 2.
[0099]
Examples 4 and 5
EVOH used in Example 1 has different ethylene contents EVOH {ethylene content 27 mol%, saponification degree 99.6%, MFR = 3.9 g / 10 min (210 ° C., 2160 g load)} (Example 4), {Ethylene content 44 mol%, saponification degree 99.7%, MFR = 3.5 g / 10 min (210 ° C., 2160 g load)} (Example 5) Fabricated and tested. The evaluation results of the obtained resin composition pellets, thermoforming film, and thermoforming container are summarized in Tables 1 and 2.
[0100]
Examples 6-9
A sample was prepared and tested in the same manner as in Example 1 except that two types of EVOH blended in the proportions shown below were used instead of 90% by weight of EVOH used in Example 1. The evaluation results of the obtained resin composition pellets, thermoforming film, and thermoforming container are summarized in Tables 1 and 2.
Example 6;
85 parts by weight of EVOH having an ethylene content of 32 mol%, a saponification degree of 99.6%, and MFR = 3.1 g / 10 min (210 ° C., 2160 g load)
5 parts by weight of EVOH having an ethylene content of 51 mol%, a saponification degree of 96%, MFR = 15.1 g / 10 min (210 ° C., 2160 g load)
Example 7;
85 parts by weight of EVOH having an ethylene content of 38 mol%, a saponification degree of 99.7%, MFR = 3.8 g / 10 min (210 ° C., 2160 g load)
5 parts by weight of EVOH having an ethylene content of 51 mol%, a saponification degree of 96%, MFR = 15.1 g / 10 min (210 ° C., 2160 g load)
Example 8;
85 parts by weight of EVOH having an ethylene content of 38 mol%, a saponification degree of 99.7%, MFR = 3.8 g / 10 min (210 ° C., 2160 g load)
5 parts by weight of EVOH having an ethylene content of 44 mol%, a saponification degree of 99.7%, MFR = 3.5 g / 10 min (210 ° C., 2160 g load)
Example 9;
50 parts by weight of EVOH having an ethylene content of 32 mol%, a saponification degree of 99.6%, and MFR = 3.1 g / 10 min (210 ° C., 2160 g load)
40 parts by weight of EVOH having an ethylene content of 51 mol%, a saponification degree of 96%, MFR = 15.1 g / 10 min (210 ° C., 2160 g load)
[0101]
Examples 10-12, Comparative Examples 3-7
Instead of EMAA {methacrylic acid content: 9% by weight, Mitsui DuPont Chemical "Nucrel 0903HC, MFR = 5.7 g / 10 min (210 ° C., 2160 g load)} used in Example 1, the following resin was used. A sample was prepared and tested in the same manner as in Example 1. Table 1 and Table 2 summarize the evaluation results of the obtained resin composition pellets, thermoforming film, and thermoforming container.
Example 10: EMAA {Methacrylic acid content: 4 wt%, Mitsui DuPont Chemical "Nucleel AN4214C", MFR = 12.2 g / 10 min (210 ° C., 2160 g load)}
Example 11: EMAA {Methacrylic acid content; 12 wt%, Mitsui DuPont Chemical "Nucrel 1207C", MFR = 13.4 g / 10 min (210 ° C, 2160 g load)}
Example 12; ethylene-acrylic acid copolymer (hereinafter abbreviated as EAA) {acrylic acid (AA) content: 9.0 wt%, Dow Chemical "Primacol 1430, MFR = 8.7 g / 10 min (210 ℃, 2160g load)}
Comparative Example 3; Ethylene-methyl methacrylate copolymer {Methyl methacrylic acid (MMA) content: 18% by weight, Sumitomo Chemical "Aclift WH303, MFR = 12.1 g / 10 min (210 ° C, 2160 g load)}
Comparative Example 4; Maleic anhydride-modified polyethylene {MFR = 3.6 g / 10 min (210 ° C., 2160 g load), “Admer NF500” manufactured by Mitsui Petrochemical Co., Ltd.}
Comparative Example 5: Ionomer {Mitsui DuPont Chemical "High Milan 1652, MFR = 7.6 g / 10 min (210 ° C, 2160 g load)}
Comparative Example 6; LDPE {Millason B324, MFR = 3.4 g / 10 min (210 ° C., 2160 g load)} manufactured by Mitsui Petrochemical Co., Ltd.}
Comparative Example 7; Nylon {Nylon 6 (PA-6) {MFR = 7.2 g / 10 min (230 ° C., 2160 g load), manufactured by Ube Industries “UBE Nylon 1022B”}}
[0102]
Examples 13-16
A sample was prepared and tested in the same manner as in Example 1 except that the following EVOH and ethylene- (meth) acrylic acid copolymer were used in combination. At this time, the ratio MFR (A) / MFR (B) was adjusted by changing the MFR of EVOH to be used and the ethylene- (meth) acrylic acid copolymer. The evaluation results of the obtained resin composition pellets, thermoforming film, and thermoforming container are summarized in Tables 1 and 2.
Example 13
EVOH {ethylene content 32 mol%, saponification degree 99.6%, MFR = 1.2 g / 10 min (210 ° C., 2160 g load)}, EMAA {methacrylic acid content: 9 wt%, Mitsui DuPont Chemical “Nucrel NC0908HG ”, MFR = 15.3 g / 10 min (210 ° C., 2160 g load)}
Example 14
EVOH {ethylene content 32 mol%, saponification degree 99.6%, MFR = 33.0 g / 10 min (210 ° C, 2160 g load)}, EMAA {methacrylic acid content: 9 wt%, Mitsui DuPont Chemical "Nucleel 0903HC , MFR = 5.7 g / 10 min (210 ° C., 2160 g load)}
Example 15
EVOH {ethylene content 32 mol%, saponification degree 99.6%, MFR = 1.2 g / 10 min (210 ° C, 2160 g load)}, EAA {acrylic acid content: 9 wt%, Dow Chemical "Primacol 3440 ”, MFR = 18.0 g / 10 min (210 ° C., 2160 g load)}
Example 16
EVOH {ethylene content 32 mol%, saponification degree 99.6%, MFR = 33.0 g / 10 min (210 ° C., 2160 g load)}, EAA {acrylic acid content: 9 wt%, Dow Chemical “Primacol 1420” ”, MFR = 5.6 g / 10 min (210 ° C., 2160 g load)}
[0103]
Example 17
In Example 1, instead of using a twin screw extruder, EVOH and EMAA are melt kneaded using a single screw extruder (Placo GT-40-A: L / D = 26, using a full flight type screw). The temperature is set to 190 ° C. at the lower part of the feed, and 210 ° C. near the kneading part and the nozzle. The rotation speed of the rotor of the extruder is 1500 rpm, and the mixture is melt-kneaded and pelletized. Resin pressure inside the cylinder is 8kg / cm 2 Thus, a sample was prepared and tested in the same manner as in Example 1 except that the specific energy at this time was 0.1 kWh / Kg. The evaluation results of the obtained resin composition pellets, thermoforming film, and thermoforming container are summarized in Tables 1 and 2.
[0104]
Example 18
A sample was prepared and tested in the same manner as in Example 17 except that the screw was changed from a full flight type screw to a screw having a kneading part at the tip. At this time, the resin pressure inside the cylinder is 10 kg / cm. 2 The specific energy at this time was 0.15 kWh / Kg. The evaluation results of the obtained resin composition pellets, thermoforming film, and thermoforming container are summarized in Tables 1 and 2.
[0105]
Examples 19 to 21, Comparative Examples 8 and 9
In Example 1, the layer constitution at the time of producing the multilayer constitution film was changed to (LLDPE / AD / resin composition layer / AD / PP = 80 μ / 5 μ / 20 μ / 5 μ / 30 μ), and the following resins were respectively used as the resin composition layers. Alternatively, a sample was prepared and tested in the same manner as in Example 1 except that the resin composition was used. The evaluation results of the obtained thermoforming film and thermoforming container are summarized in Tables 3 and 4.
Example 19: same resin composition as in Example 1
Example 20; same resin composition as in Example 6
Example 21; same resin composition as in Example 12
Comparative Example 8; same resin composition as Comparative Example 3
Comparative Example 9: EVOH same as Comparative Example 1
[0106]
Examples 22 and 23, Comparative Example 10
In Example 1, the layer constitution at the time of producing the multilayer constitution film was changed to (LLDPE / AD / resin composition layer = 80 μ / 5 μ / 20 μ), and the following resin or resin composition was used as the resin composition layer, respectively. In the same manner as in Example 1, a sample was prepared and tested. The evaluation results of the obtained thermoforming film and thermoforming container are summarized in Tables 3 and 4.
Example 22; same resin composition as in Example 1
Example 23: same resin composition as in Example 6
Comparative Example 10; EVOH same as Comparative Example 1
[0107]
Examples 24 and 25, Comparative Example 11
In Example 1, the layer constitution at the time of producing the multilayer constitution film was changed to (LLDPE / AD / resin composition layer / AD / LLDPE = 40 μ / 5 μ / 20 μ / 5 μ / 40 μ), and the following resins were respectively used as resin composition layers. Alternatively, a sample was prepared and tested in the same manner as in Example 1 except that the resin composition was used. The evaluation results of the obtained thermoforming film and thermoforming container are summarized in Tables 3 and 4.
Example 24; same resin composition as in Example 1
Example 25; same resin composition as in Example 6
Comparative Example 11; EVOH same as Comparative Example 1
[0108]
Next, an example in which a container is prepared by thermoforming a multilayer sheet will be described.
Evaluation of the thermoforming multilayer structure and thermoforming container obtained in the examples was performed according to the following method.
[0109]
・ Average diameter of cross section of dispersed particles in multilayer structure for thermoforming
The fracture surface of the sample on the surface perpendicular to the extrusion direction of the multilayer structure was observed with a scanning electron microscope, and photographs were taken at a magnification of 3000 to 20000 times. When observing the dispersed particles, if it is difficult to observe due to the type of compounded resin, the pellet fracture surface is smoothed with a microtome as necessary, or the dispersed particles are dissolved with xylene, etc. The method of observing was adopted. The profile of the dispersed particles in the obtained photograph is identified using the image measurement tool system ASPECT manufactured by KIO Electronics Co., Ltd., and the average value of the major axis and minor axis of the identified particle outline is the particle diameter, The average value of the diameter values of the obtained particles was determined as the average diameter of the particle cross section. The number of dispersed particles to be measured was set to 30 or more.
[0110]
・ Haze
A part of the multilayer structure for thermoforming was cut out, coated with silicon oil, and the haze value was measured according to ASTM D1003-61 using HR-100 manufactured by Murakami Color Research Laboratory.
・ Oxygen transmission rate
A part of the multilayer structure for thermoforming was cut out and the humidity was adjusted to 20 ° C. to 85% RH, and then the oxygen transmission rate was measured with a barrier measuring device (OX-TRAN-10 / 50A, manufactured by Modern Control). . The amount of oxygen permeation here is the amount of oxygen permeation measured in a multilayer structure (unit: ml / m 2 · Day · atm) converted to oxygen permeation amount per 20 μm of gas barrier resin layer (ml · 20 μm / m 2 (Day / atm). Note that the oxygen permeation amount of the inner and outer layers and the adhesive resin layer was much larger than that of the gas barrier resin layer, and was calculated after being ignored.
[0111]
-Thermoformed container appearance
The appearance of cups molded at a sheet heating temperature of 150 ° C (vertical: 130 mm, horizontal: 110 mm, depth: molded with a rectangular parallelepiped mold of 50 mm) was visually observed, and the formability and the occurrence of cracks And the occurrence of wave pattern was evaluated. The evaluation criteria for the formability here is to visually determine whether the corners (intersection lines of the side surface and the bottom surface) are accurately formed, and to evaluate all samples in four stages (good: A>B>C> D: Evil). As for the occurrence of cracks, the state of occurrence of a crack of about 2 mm in length occurring near the bottom of the side surface is visually judged, and all evaluation samples are classified into four stages according to the conspicuousness of the occurrence state (good: A>B>C> D: Evil). As for the occurrence of the wave pattern, the wavy appearance unevenness generated mainly on the side surface of the cup is visually judged, and all evaluation samples are classified into four stages according to the conspicuousness (good: A>B>C> D: bad). Classified.
The thickness of the thinnest part was determined by measuring the thinnest part in the vicinity of the intersection of the bottom and side surfaces of the molded product.
[0112]
・ Drop test
200 cc of water was put into the molded cup, and the same cup was turned down and heat-welded. The container was dropped on the concrete, and the height at which the container was destroyed (water inside the container leaked) was determined. The fracture height was determined as a 50% fracture height using the calculation method shown in the JIS test method (“8. Calculation” part of K7211) using the test result of n = 30.
[0113]
Example 26
The pellet obtained in Example 1 was used as the resin composition layer, and homopolypropylene {Grand polymer “J103”, MFR = 3.0 g / 10 min (230 ° C., 2160 g load), Vicat softening point 155 ° C.} was used as the inner and outer layers. , A maleic anhydride modified polypropylene {"Admer QF500" manufactured by Mitsui Petrochemical Co., Ltd., MFR = 5.3 g / 10 min (230 ° C., 2160 g load)} is used as an adhesive (AD) layer, and a T-type die is provided. A thermoforming sheet having a total thickness of 1000 μm was obtained with three types and five layers (coPP / AD / resin composition layer / AD / coPP = 400 μ / 50 μ / 100 μ / 50 μ / 400 μ) using a co-extruder. The cross-sectional diameter of the dispersed particles in the composition layer of the obtained sheet, the haze value of the sheet, and the oxygen permeability of the sheet were measured.
[0114]
The sheet thus obtained was thermoformed into a cup shape (die shape 70φ × 70 mm, drawing ratio S = 1.0) by using a thermoforming machine (manufactured by Asano Seisakusho) (pressure air: 5 kg / cm). 2 , Plug: 45φ × 65 mm, syntax foam, plug temperature: 150 ° C., mold temperature: 70 ° C. was used). The appearance of the molded cup was visually evaluated.
The thickness of the thinnest part was determined by measuring the thinnest part in the vicinity of the intersection between the bottom and side of the molded product. Further, water was put into the obtained container and subjected to a drop test.
The evaluation results of these thermoforming sheets and thermoforming containers are summarized in Table 5.
[0115]
Examples 27 and 28, Comparative Example 12
A sample was prepared and tested in the same manner as in Example 26 except that the following resin compositions were used instead of the resin composition used in Example 26. The evaluation results of the obtained sheet and thermoformed container are summarized in Table 5.
Example 27; Resin composition used in Example 12
Example 28; resin composition used in Example 6
Comparative Example 12: Resin composition used in Comparative Example 3
Comparative Example 13: EVOH resin used in Comparative Example 1 alone
[0116]
[Table 1]
Figure 0003784511
[0117]
[Table 2]
Figure 0003784511
[0118]
[Table 3]
Figure 0003784511
[0119]
[Table 4]
Figure 0003784511
[0120]
[Table 5]
Figure 0003784511
[0121]
【The invention's effect】
The thermoforming film or sheet of the present invention has a good thermoforming property, and can provide a thermoforming container excellent in gas barrier properties and mechanical properties. Such a thermoformed container has an excellent appearance as various packaging containers because it has a good appearance, excellent mechanical performance, and excellent gas barrier properties.

Claims (13)

エチレン含量20〜60モル%、ケン化度90%以上のエチレン−ビニルアルコール共重合体60〜99重量%および(メタ)アクリル酸含量1〜30重量%のエチレン−(メタ)アクリル酸共重合体40〜1重量%からなり、エチレン−ビニルアルコール共重合体のマトリックス中にエチレン−(メタ)アクリル酸共重合体粒子が分散している樹脂組成物層を含み、全層厚みが50〜300μmで樹脂組成物層厚みが3〜50μmである熱成形用多層フィルムであり、樹脂組成物層においてエチレン−(メタ)アクリル酸共重合体粒子がフィルム面に平行な一軸方向に引き延ばされた円柱状の形状で分散しており、その一軸方向に垂直な面で切断したときの粒子断面の平均径が0.2〜1.3μmである熱成形用多層フィルム。 Ethylene- (meth) acrylic acid copolymer having an ethylene content of 20 to 60 mol%, an ethylene-vinyl alcohol copolymer having a saponification degree of 90% or more and 60 to 99% by weight and a (meth) acrylic acid content of 1 to 30% by weight 40 to 1% by weight, comprising a resin composition layer in which ethylene- (meth) acrylic acid copolymer particles are dispersed in an ethylene-vinyl alcohol copolymer matrix, and the total thickness is 50 to 300 μm It is a multilayer film for thermoforming having a resin composition layer thickness of 3 to 50 μm . In the resin composition layer, a circle in which ethylene- (meth) acrylic acid copolymer particles are stretched in a uniaxial direction parallel to the film surface A multilayer film for thermoforming, which is dispersed in a columnar shape and has an average particle cross-sectional diameter of 0.2 to 1.3 μm when cut along a plane perpendicular to the uniaxial direction. エチレン−ビニルアルコール共重合体のMFR(A)とエチレン−(メタ)アクリル酸共重合体のMFR(B)の比(A)/(B)が0.1〜5.0である請求項1記載の熱成形用多層フィルム。  The ratio (A) / (B) of the MFR (A) of the ethylene-vinyl alcohol copolymer and the MFR (B) of the ethylene- (meth) acrylic acid copolymer is 0.1 to 5.0. The multilayer film for thermoforming as described. ヒートシール層を有する請求項1または2に記載の熱成形用多層フィルム。The multilayer film for thermoforming according to claim 1 or 2 , further comprising a heat seal layer. ヒートシール層に加えて、ポリプロピレン樹脂層および/またはポリアミド樹脂層を有する請求項に記載の熱成形用多層フィルム。The multilayer film for thermoforming according to claim 3 , further comprising a polypropylene resin layer and / or a polyamide resin layer in addition to the heat seal layer. ヘイズが10%以下である請求項1ないしのいずれかに記載の熱成形用多層フィルム。The multilayer film for thermoforming according to any one of claims 1 to 4 , wherein the haze is 10% or less. 請求項1ないしのいずれかに記載の多層フィルムを熱成形してなる熱成形容器。A thermoformed container formed by thermoforming the multilayer film according to any one of claims 1 to 5 . 容器の最も肉厚の厚い部分における全層厚みをTμm、最も肉厚の薄い部分における全層厚みをtμm、容器の絞り比をSとしたときに、下記式(1)〜(3)を満たす請求項記載の熱成形容器。
5S≦T/t≦30S (1)
50≦T≦300 (2)
t≧20 (3)
但し、容器の絞り比Sは下記式(4)で示される値である。
S=(容器の深さ)/(容器の開口部に内接する最大径の円の直径) (4)
When the total layer thickness in the thickest part of the container is T μm, the total layer thickness in the thinnest part is t μm, and the drawing ratio of the container is S, the following formulas (1) to (3) are satisfied. The thermoformed container according to claim 6 .
5S ≦ T / t ≦ 30S (1)
50 ≦ T ≦ 300 (2)
t ≧ 20 (3)
However, the squeezing ratio S of the container is a value represented by the following formula (4).
S = (depth of container) / (diameter of the largest circle inscribed in the opening of the container) (4)
容器の最も肉厚の薄い部分において、エチレン−ビニルアルコール共重合体のマトリックス中に分散しているエチレン−(メタ)アクリル酸共重合体粒子がフィルム面に平行な2次元方向に引き延ばされた薄板状の形状で分散しており、フィルム面に垂直な面で切断したときの粒子断面の平均厚みが0.05〜1.0μmである請求項6または7に記載の熱成形容器。In the thinnest part of the container, ethylene- (meth) acrylic acid copolymer particles dispersed in an ethylene-vinyl alcohol copolymer matrix are stretched in a two-dimensional direction parallel to the film surface. The thermoformed container according to claim 6 or 7 , wherein the particles are dispersed in a thin plate shape and have an average thickness of a particle cross section of 0.05 to 1.0 µm when cut along a plane perpendicular to the film surface. エチレン含量20〜60モル%、ケン化度90%以上のエチレン−ビニルアルコール共重合体60〜99重量%および(メタ)アクリル酸含量1〜30重量%のエチレン−(メタ)アクリル酸共重合体40〜1重量%からなり、エチレン−ビニルアルコール共重合体のマトリックス中にエチレン−(メタ)アクリル酸共重合体粒子が分散している樹脂組成物層を有する熱成形用多層構造体であり、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体粒子が多層構造体面に平行な一軸方向に引き延ばされた円柱状の形状で分散しており、その一軸方向に垂直な面で切断したときの粒子断面の平均径が0.2〜1.3μmである熱成形用多層構造体。 Ethylene- (meth) acrylic acid copolymer having an ethylene content of 20 to 60 mol%, an ethylene-vinyl alcohol copolymer having a saponification degree of 90% or more and 60 to 99% by weight and a (meth) acrylic acid content of 1 to 30% by weight A multilayer structure for thermoforming comprising 40 to 1% by weight and having a resin composition layer in which ethylene- (meth) acrylic acid copolymer particles are dispersed in an ethylene-vinyl alcohol copolymer matrix ; Particle cross section when ethylene- (meth) acrylic acid copolymer particles are dispersed in a cylindrical shape extended in a uniaxial direction parallel to the multilayer structure surface, and cut along a plane perpendicular to the uniaxial direction A multilayer structure for thermoforming having an average diameter of 0.2 to 1.3 μm. 請求項に記載の多層構造体を熱成形してなる熱成形容器。A thermoformed container formed by thermoforming the multilayer structure according to claim 9 . 容器の最も肉厚の厚い部分における全層厚みをTμm、最も肉厚の薄い部分における全層厚みをtμm、容器の絞り比をSとしたときに、下記式(5)〜(7)を満たす請求項10記載の熱成形容器。
S≦T/t≦20S (5)
300<T≦3000 (6)
t≧100 (7)
但し、容器の絞り比Sは下記式(4)で示される値である。
S=(容器の深さ)/(容器の開口部に内接する最大径の円の直径) (4)
When the total layer thickness in the thickest part of the container is T μm, the total layer thickness in the thinnest part is t μm, and the drawing ratio of the container is S, the following formulas (5) to (7) are satisfied. The thermoformed container according to claim 10 .
S ≦ T / t ≦ 20S (5)
300 <T ≦ 3000 (6)
t ≧ 100 (7)
However, the squeezing ratio S of the container is a value represented by the following formula (4).
S = (depth of container) / (diameter of the largest circle inscribed in the opening of the container) (4)
エチレン含量20〜60モル%、ケン化度90%以上のエチレン−ビニルアルコール共重合体60〜99重量%および(メタ)アクリル酸含量1〜30重量%のエチレン−(メタ)アクリル酸共重合体40〜1重量%からなり、エチレン−ビニルアルコール共重合体のマトリックス中に平均粒子径が0.3〜1.5μmのエチレン−(メタ)アクリル酸共重合体粒子が分散している樹脂組成物。Ethylene- (meth) acrylic acid copolymer having an ethylene content of 20 to 60 mol%, an ethylene-vinyl alcohol copolymer having a saponification degree of 90% or more and 60 to 99% by weight and a (meth) acrylic acid content of 1 to 30% by weight A resin composition comprising 40 to 1% by weight, wherein ethylene- (meth) acrylic acid copolymer particles having an average particle size of 0.3 to 1.5 μm are dispersed in an ethylene-vinyl alcohol copolymer matrix. . 請求項12に記載の樹脂組成物からなる熱成形用樹脂組成物。A resin composition for thermoforming comprising the resin composition according to claim 12 .
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