JP3966380B2 - エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物組成物ペレットの製造方法 - Google Patents
エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物組成物ペレットの製造方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物（以下、ＥＶＯＨと略記する）を含有する組成物ペレットの製造方法に関し、更に詳しくはペレット製造時のストランド切れが抑制でき、空洞が無く、径の安定した着色のないペレットが効率よく得られ、かつゲルの抑制された外観性に優れた成形物を得るのに有用なＥＶＯＨ組成物ペレットの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＥＶＯＨは、その透明性、ガスバリア性、保香性、耐溶剤性、耐油性などに優れており、かかる特性を生かして、食品包装材料、医薬品包装材料、工業薬品包装材料、農薬包装材料等のフィルムやシート、あるいはボトルやカップ等の容器などに成形されて利用されている。
しかしながら、ＥＶＯＨは上記のような特性を有するものの、機械的物性や二次加工性（延伸性、真空成形性、中空成形性等）において要求性能を十分に満たせないことがあり、かかる対策として、２種以上のＥＶＯＨをブレンドしたり、ポリオレフィン系樹脂やポリアミド系樹脂等の他の熱可塑性樹脂をブレンドすることが日常的に行われている。
【０００３】
そして、かかるブレンドにあたっては、単軸或いは二軸の溶融押出機にブレンドされる樹脂を供給して溶融混練することにより行われ、その後、ストランド状に押出し、カッティングしてペレット化されるのが一般的である。
かくして、得られたブレンド物（ＥＶＯＨ組成物）のペレットは、各種成形に供されるのであるが、上記のペレット化（ペレットの成形）の条件によっては、最終的に良好な成形物が得られないこともあり、かかるペレット時の溶融押出機の押出し条件も重要となってくる。
例えば、特開平８−１６５３９７号公報、特開平９−４０８２５号公報、特開平１１−５８５００号公報等には、押出機の押出時の比エネルギーについての規定があり、特開平１１−１０６５９０号公報等にも比エネルギーについての記載がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者が比エネルギーについて検討を行ったところ、かかる比エネルギーのみのコントロールでは、必ずしも成形性に優れたＥＶＯＨ組成物ペレットが得られないことが判明した。すなわち、ペレット断面に空洞が生じたり、或いはペレット外径にバラツキが発生し、前者においては溶融混練時の空気の巻き込みの原因となり、後者においてはフィード性の低下を招いて成形性が低下する恐れがある。
また、ペレット化の効率向上のために、樹脂組成物の吐出速度を上げるとスランド切れが生じる恐れもあり、さらなる改善が望まれるところである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者は、かかる現況に鑑みて、押出機のスクリュー外径Ｄ（ｍｍ）、スクリュー長Ｌ（ｍｍ）、スクリュー回転数Ｎ（ｒｐｍ）、ダイノズル一本あたりの吐出量ｑ（ｋｇ／ｈ）、樹脂温度Ｔ（℃）等のコントロールについて鋭意研究を重ねた結果、ＥＶＯＨを含有する組成物を押出機を用いて溶融させてペレットを製造するにあたり、下記の（１）〜（４）の条件で行うことにより、ペレット製造時のストランド切れが抑制でき、空洞が無く、径の安定した着色のないペレットが効率よく得られ、かつゲルの抑制された外観性に優れた成形物を得るのに有用なＥＶＯＨ組成物ペレットが得られることを見出し、本発明の完成に至った。
（１）押出機のスクリュー長Ｌ（ｍｍ）とスクリュー外径Ｄ（ｍｍ）の比（Ｌ／Ｄ）を１０〜７０の範囲とする
（２）溶融押出時の比エネルギーＥ（ｋＷｈ／ｋｇ）を０．１〜０．５の範囲とする
（３）ダイノズル一本あたりの吐出量ｑ（ｋｇ／ｈ）が５〜２０の範囲とする
（４）樹脂温度Ｔ（℃）をＥＶＯＨの融点〜融点＋７０（℃）の範囲とする
（５）押出機の吐出量Ｑ（ｋｇ／ｈ）とスクリュー外径Ｄ（ｍｍ）とその回転数Ｎ（ｒｐｍ）の関係を−５＜ｌｎ（Ｑ／ＤＮ）＜−３とする
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を詳細に述べる。
本発明に用いられるＥＶＯＨとしては、特に限定されないが、エチレン含有量が２０〜６０モル％（更には２５〜５５モル％、特には２５〜５０モル％）、ケン化度が９０モル％以上（更には９５モル％以上、特には９６モル％以上）のものが用いられ、該エチレン含有量が２０モル％未満では高湿時のガスバリア性、溶融成形性が低下し、逆に６０モル％を越えると充分なガスバリア性が得られず、更にケン化度が９０モル％未満ではガスバリア性、熱安定性、耐湿性等が低下して好ましくない。
【０００８】
また、該ＥＶＯＨのメルトフローレート（ＭＦＲ）（２１０℃、荷重２１６０ｇ）は、０．１〜１００ｇ／１０分（更には０．５〜５０ｇ／１０分、特には１〜４０ｇ／１０分）が好ましく、該ＭＦＲが該範囲よりも小さい場合には、成形時に押出機内が高トルク状態となって押出加工が困難となり、また該範囲よりも大きい場合には、成形物の機械強度が不足して好ましくない。
【０００９】
該ＥＶＯＨは、エチレン−酢酸ビニル共重合体のケン化によって得られ、該エチレン−酢酸ビニル共重合体は、公知の任意の重合法、例えば、溶液重合、懸濁重合、エマルジョン重合などにより製造され、エチレン−酢酸ビニル共重合体のケン化も公知の方法で行い得る。
【００１０】
また、本発明では、本発明の効果を阻害しない範囲で共重合可能なエチレン性不飽和単量体を共重合していてもよく、かかる単量体としては、プロピレン、１−ブテン、イソブテン等のオレフィン類、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、（無水）フタル酸、（無水）マレイン酸、（無水）イタコン酸等の不飽和酸類あるいはその塩あるいは炭素数１〜１８のモノまたはジアルキルエステル類、アクリルアミド、炭素数１〜１８のＮ−アルキルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、２−アクリルアミドプロパンスルホン酸あるいはその塩、アクリルアミドプロピルジメチルアミンあるいはその酸塩あるいはその４級塩等のアクリルアミド類、メタクリルアミド、炭素数１〜１８のＮ−アルキルメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルメタクリルアミド、２−メタクリルアミドプロパンスルホン酸あるいはその塩、メタクリルアミドプロピルジメチルアミンあるいはその酸塩あるいはその４級塩等のメタクリルアミド類、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド等のＮ−ビニルアミド類、アクリルニトリル、メタクリルニトリル等のシアン化ビニル類、炭素数１〜１８のアルキルビニルエーテル、ヒドロキシアルキルビニルエーテル、アルコキシアルキルビニルエーテル等のビニルエーテル類、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、臭化ビニル等のハロゲン化ビニル類、トリメトキシビニルシラン等のビニルシラン類、酢酸アリル、塩化アリル、アリルアルコール、ジメチルアリルアルコール、トリメチル−（３−アクリルアミド−３−ジメチルプロピル）−アンモニウムクロリド、アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸等が挙げられる。
【００１１】
本発明において、上記の如きＥＶＯＨにブレンドされる樹脂としては特に限定されず、上記ＥＶＯＨと異なるＥＶＯＨでも、他の熱可塑性樹脂でもよい。
２種類以上のＥＶＯＨのブレンド物とするときには、ケン化度、エチレン含有量、ＭＦＲ等の少なくとも１つが異なるＥＶＯＨをブレンドすることができる。
【００１２】
また、ＥＶＯＨと他の熱可塑性樹脂を用いるときの該熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、ポリプロピレン、プロピレン−α−オレフィン（炭素数４〜２０のα−オレフィン）共重合体、ポリブテン、ポリペンテン等のオレフィンの単独又は共重合体、或いはこれらのオレフィンの単独又は共重合体を不飽和カルボン酸又はそのエステルでグラフト変性したものなどの広義のポリオレフィン系樹脂、ポリエステル、ポリアミド、共重合ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、アクリル系樹脂、ポリスチレン、ビニルエステル系樹脂、ポリエステルエラストマー、ポリウレタンエラストマー、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリケトン、ポリアルコール、等が挙げられ、好適にはエチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、エチレン−αオレフィン共重合体及びその酸変性物等のポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂（６ナイロン、６，６６ナイロン、６，１２ナイロン等）、ポリエステルエラストマーが用いられる。
【００１３】
さらに、ブレンドにあたっては、上記の熱可塑性樹脂以外にも、ＥＶＯＨの物性改善等に用いられる、酸化防止剤、滑剤、ブロッキング防止剤、可塑剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、着色剤、乾燥剤、酸素吸収剤、抗菌剤、フィラー等の添加剤を配合することも可能である。
【００１４】
なお、ＥＶＯＨ同士あるいはＥＶＯＨと他の樹脂とのブレンドにおいて、その配合割合については特に制限はなく、組成物の用途や目的に合わせて適宜配合割合を決定すればよいが、ＥＶＯＨ同士の時には他のＥＶＯＨを３〜９７重量％（さらには５〜９５重量％、特には７〜９３重量％、殊に１０〜９０重量％）、ＥＶＯＨと他樹脂、例えばＥＶＯＨとポリオレフィン系樹脂やポリアミド系樹脂をブレンドする時には、他樹脂を３〜６０重量％（さらには５〜５５重量％、特には７〜５０重量％、殊に１０〜４５重量％）とすることにより、本発明の作用効果をより効果的に得ることができる。
【００１５】
以下に本発明の方法をより具体的に説明する。本発明においては、押出機を用いて、下記の（１）〜（５）の条件を満足するようにＥＶＯＨ組成物をペレット化することを最大の特徴とするもので、かかる押出機は、特に制限はないが、一般的には単軸または多軸押出機が用いられ、好適には単軸及び二軸が採用される。
（１）押出機のスクリュー長Ｌ（ｍｍ）とスクリュー外径Ｄ（ｍｍ）の比（Ｌ／Ｄ）を１０〜７０の範囲とする
（２）溶融押出時の比エネルギーＥ（ｋＷｈ／ｋｇ）を０．１〜０．５の範囲とする
（３）ダイノズル一本あたりの吐出量ｑ（ｋｇ／ｈ）が５〜２０の範囲とする
（４）樹脂温度Ｔ（℃）をＥＶＯＨの融点〜融点＋７０（℃）の範囲とする
（５）押出機の吐出量Ｑ（ｋｇ／ｈ）とスクリュー外径Ｄ（ｍｍ）とその回転数Ｎ（ｒｐｍ）の関係を−５＜ｌｎ（Ｑ／ＤＮ）＜−３とする
【００１６】
まず、（１）の条件を満足させるためには、押出機のスクリュー長Ｌ（ｍｍ）とスクリュー外径Ｄ（ｍｍ）の比（Ｌ／Ｄ）を１０〜７０（さらには１５〜６５、特には２０〜６０、殊に２５〜５５）とすることが必要で、かかる比が１０未満では溶融混練が十分に行えず、逆に７０を越えると組成物が熱劣化して着色を招いて本発明の目的を達成できない。
【００１７】
また、上記（２）の溶融押出時の比エネルギーＥ（ｋＷｈ／ｋｇ）を０．１〜０．５（さらには０．１１〜０．４９、特には０．１２〜０．４８、殊に０．１５〜０．４５）にすることが必要で、かかる比エネルギーＥが０．１未満でも溶融混練が十分に行えず、逆に０．５を越えると組成物が熱劣化して着色を招いたり、得られたペレットによる成形物にフィッシュアイが多発して本発明の目的を達成できない。
【００１８】
かかる比エネルギーＥを調整するにあたっては、押出機口径、Ｌ／Ｄ、スクリュー構成、温度設定、スクリュー回転速度、吐出量等によりコントロールすることが可能であるが、本発明においては上記（５）の条件を満足する必要があり、好ましくは−４．９＜ｌｎ（Ｑ／ＤＮ）＜−３．１、特には−４．８＜ｌｎ（Ｑ／ＤＮ）＜−３．２の条件を満足させることが好ましく、かかるｌｎ（Ｑ／ＤＮ）の値が−５未満では組成物が熱劣化を受けることがあり、逆に−３を越えると未溶融となることがあり好ましくない。
【００１９】
さらに、上記（３）のように、ダイノズル一本あたりの吐出量ｑ（ｋｇ／ｈ）を３〜３０（さらには４〜２５、特には５〜２０、殊に７〜１５）にすることが必要で、かかる吐出量ｑが５未満ではストランドの押し出しが不安定となって均一なストランドを得ることができず、逆に２０を越えると冷却水槽での冷却が不十分になりカッティングすることができなくなったり、ストランドが不安定で口径が安定せず本発明の目的を達成できない。
【００２０】
そして、樹脂温度Ｔを（４）に規定されるように、ＥＶＯＨの融点〜融点＋７０（℃）〔さらには融点＋５（℃）〜融点＋６５（℃）、特には融点＋１０（℃）〜融点＋６０（℃）、殊に融点＋１５（℃）〜融点＋５５（℃）〕にすることが必要で、かかる温度ＴがＥＶＯＨの融点未満では未溶融となり、逆に融点＋７０（℃）を越えると熱劣化を受けて本発明の目的を達成できない。なお、ＥＶＯＨが２種類以上存在するときは、最も高い融点を基準とする。
【００２１】
本発明においては、上記の（１）〜（５）の条件を満足するようにＥＶＯＨ組成物のペレット化を行えばよく、より具体的にペレットの製造方法を説明する。まず、単軸及び二軸押出機を選択するにあたっては、上記の（１）の条件を満足するように、スクリュー長Ｌとスクリュー外径Ｄを設定すればよく、通常は、Ｌが２００〜５０００ｍｍ（さらには２５０〜４０００ｍｍ、特には６００〜３５００ｍｍ）の範囲から選択されることが好ましく、Ｌが２００ｍｍ未満ではブレンドする樹脂の分散が不十分となる恐れがあり、逆に５０００ｍｍを越えるとＥＶＯＨが劣化する恐れがあり好ましくない。また、Ｄは２０〜２００ｍｍ（さらには２５〜１８０ｍｍ、特には３０〜１５０ｍｍ）の範囲から選択されることが好ましく、Ｄが２０ｍｍ未満では押出量が低く生産性に劣り、逆に２００ｍｍを越えるとせん断発熱が多くなって熱劣化を起こす恐れがあり好ましくない。
【００２２】
次いで、上記の如き押出機のホッパーに、ＥＶＯＨと他の樹脂（あるいは他のＥＶＯＨ）等を所望の配合比でドライブレンドした混合物を投入して、溶融混練を開始する。この時の混合物の樹脂温度は、上記の（４）を満足するように設定する。なお、各シリンダーの温度は上記（４）式を満足するように設定すれば特に制限はないが、通常は、シリンダー温度を供給（溶融）されるＥＶＯＨの融点よりも１〜１５０℃（更には３〜１００℃）高く設定し、融点より低いと溶融が不十分になりモーター負荷が大きくなり押出が困難になり、１５０℃以上高いとＥＶＯＨの熱劣化を招いて好ましくない。
【００２３】
かかる溶融混練にあたっては、溶融混練時の押出機の比エネルギーＥを上記の（２）を満足するようにする必要がある。ここで、比エネルギーＥとは、押出機の混練に使用される消費電力量を１時間あたりの混練処理量で、除したもので、ＥＶＯＨ組成物の混練処理量（吐出量）と押出機モーターの消費電力（電流×電圧）を調整して、上記（２）の範囲にすればよいのであるが、本発明では、かかる調整にあたって、（５）の条件を満足するように調整する。すなわち、吐出量Ｑとスクリューの回転数Ｎをコントロールして上記の（２）の条件を満足するようにし、さらに、（５）の条件を満足するように微調整すればよい。
【００２４】
なお、上記のスクリューの回転数Ｎは、上記（５）式を満足するように設定すれば特に制限はないが、通常は、１０〜１０００ｒｐｍ（更には２０〜８００ｒｐｍ、特には３０〜５００ｒｐｍ）の範囲から選択されることが好ましく、かかる回転数が１０ｒｐｍ未満では十分な押出量が得られず、逆に１０００ｒｐｍを越えると十分な滞留時間が得られず未溶融や混合不良を起こして好ましくない。
【００２５】
上記の条件で溶融混練されたＥＶＯＨ組成物は、最終的にダイノズルからストランド状に押し出され、その後カッティングされて目的とするＥＶＯＨ組成物ペレットが得られるのであるが、本発明においては、かかるダイノズル一本あたりの吐出量ｑを上記（３）の条件を満足するようにすることが必要で、具体的には、ＥＶＯＨ組成物の全吐出量Ｑを考慮して、ダイノズルの穴の個数を選定することができる。
【００２６】
かくして、上記の如くダイノズルから押出されたストランド状のＥＶＯＨ組成物はペレタイザー等によりカッティングされて目的のＥＶＯＨ組成物ペレットが得られるのである。
【００２７】
かかるペレットの形状は、円柱状の場合は径が１〜６ｍｍ、長さ１〜６ｍｍのもの（更にはそれぞれ１．５〜５ｍｍのもの）が好ましい。
【００２８】
本発明の方法で得られたＥＶＯＨ組成物ペレットは、溶融成形等により、フィルム、シート、容器、繊維、棒、管、各種成形品等に成形され、又、これらの粉砕品（回収品を再使用する時など）を用いて再び溶融成形に供することもでき、かかる溶融成形方法としては、押出成形法、射出成形法が主として採用される。溶融成形温度は、１５０〜３００℃の範囲から選ぶことが多い。
また、該ペレットは、単層として用いることもできるし、該ペレットからなる層の少なくとも片面に熱可塑性樹脂層等を積層して多層積層体として用いることも有用である。
【００２９】
該積層体を製造するに当たっては、該ペレットからなる層の片面又は両面に他の基材を積層するのであるが、積層方法としては、例えば該ペレットからなるフィルムやシートに熱可塑性樹脂を溶融押出する方法、逆に熱可塑性樹脂等の基材に該ペレットを溶融押出する方法、該ペレットと他の熱可塑性樹脂とを共押出する方法、更には本発明で得られたペレットからなるフィルムやシートと他の基材のフィルム、シートとを有機チタン化合物、イソシアネート化合物、ポリエステル系化合物、ポリウレタン化合物等の公知の接着剤を用いてドライラミネートする方法等が挙げられる。
【００３０】
共押出の場合の相手側樹脂としては直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、ポリプロピレン、プロピレン−α−オレフィン（炭素数４〜２０のα−オレフィン）共重合体、ポリブテン、ポリペンテン等のオレフィンの単独又は共重合体、或いはこれらのオレフィンの単独又は共重合体を不飽和カルボン酸又はそのエステルでグラフト変性したものなどの広義のポリオレフィン系樹脂、ポリエステル、ポリアミド、共重合ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、アクリル系樹脂、ポリスチレン、ビニルエステル系樹脂、ポリエステルエラストマー、ポリウレタンエラストマー、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリケトン、ポリアルコール等が挙げられる。他のＥＶＯＨも共押出可能である。上記のなかでも、共押出製膜の容易さ、フィルム物性（特に強度）の実用性の点から、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリスチレン、ＰＥＴ、ＰＥＮが好ましく用いられる。
【００３１】
更に、本発明で得られたペレットから一旦フィルムやシート等の成形物を得、これに他の基材を押出コートしたり、他の基材のフィルム、シート等を接着剤を用いてラミネートする場合、前記の熱可塑性樹脂以外に任意の基材（紙、金属箔、一軸又は二軸延伸プラスチックフィルム又はシート、織布、不織布、金属綿状、木質等）が使用可能である。
【００３２】
積層体の層構成は、本発明で得られたペレットからなる層をａ（ａ１、ａ２、・・・）、他の基材、例えば熱可塑性樹脂層をｂ（ｂ１、ｂ２、・・・）とするとき、フィルム、シート、ボトル状であれば、ａ／ｂの二層構造のみならず、ｂ／ａ／ｂ、ａ／ｂ／ａ、ａ１／ａ２／ｂ、ａ／ｂ１／ｂ２、ｂ２／ｂ１／ａ／ｂ１／ｂ２等任意の組み合わせが可能であり、フィラメント状ではａ、ｂがバイメタル型、芯（ａ）−鞘（ｂ）型、芯（ｂ）−鞘（ａ）型、或いは偏心芯鞘型等任意の組み合わせが可能である。
【００３３】
かくして得られた積層体の形状としては任意のものであってよく、フィルム、シート、テープ、ボトル、パイプ、フィラメント、異型断面押出物等が例示される。又、得られる積層体は必要に応じ、熱処理、冷却処理、圧延処理、印刷処理、ドライラミネート処理、溶液又は溶融コート処理、製袋加工、深絞り加工、箱加工、チューブ加工、スプリット加工等を行うことができる。
上記の如く得られたフィルム、シート或いは容器等は食品、医薬品、工業薬品、農薬等各種の包装材料として有用である。
【００３４】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
尚、実施例中「部」、「％」とあるのは特に断りのない限り重量基準を示す。
【００３５】
実施例１
ＥＶＯＨ［エチレン含有量３２モル％、ケン化度９９．５モル％、ＭＦＲ３ｇ／１０分（２１０℃、荷重２１６０ｇ）、融点１８２℃］６５部とＥＶＯＨ［エチレン含有量４４モル％、ケン化度９８モル％、ＭＦＲ３ｇ／１０分（２１０℃、荷重２１６０ｇ）、融点１５８℃］３５部を単軸押出機に供給して以下の条件で、ＥＶＯＨ組成物をストランド状（ダイノズルの内径が４．５ｍｍ）に押出した。
【００３６】
なお、上記の押出条件において、ｌｎ（１３２／６５・１１０）＝−４．０で、本文中の（５）の条件を満足するものであった。
また、上記において、７２時間連続的にストランド化を行ったが、ストランド切れは発生せず、良好なストランドが得られた。
【００３７】
次いで、押出されたＥＶＯＨ組成物のストランドを水冷（水温３０℃）して、ペレタイザーを用いて切断して、長さ約３ｍｍの円筒形のＥＶＯＨ組成物ペレットを得た。
【００３８】
得られたＥＶＯＨ組成物ペレットについて以下の要領で評価を行った。
（ペレット断面の空洞）
ペレット断面の空洞の有無並びにその大きさをルーペで観察して以下のように評価した。
○・・・空洞なし
△・・・０．２ｍｍ未満
×・・・０．２ｍｍ以上
【００３９】
（ペレットの外径）
得られたペレットの長径（大きい方の径）をノギスで測定して以下のように評価した。
○・・・１．８〜２．８ｍｍの割合が１００％
△・・・１．８〜２．８ｍｍの割合が９０〜１００％未満
×・・・１．８〜２．８ｍｍの割合が９０％未満
【００４０】
（ペレットの着色）
得られたペレットのＹＩ（イエローインデックス）値を測定して以下のように評価した。
○・・・ＹＩ値が１５未満
△・・・ＹＩ値が１５〜２０未満
×・・・ＹＩ値が２０以上
【００４１】
次いで、得られたペレットを用いて、下記の条件で３時間製膜を行って、得られたフィルムの中心のＭＤ方向の厚みを１ｍ間隔で１０ｍに渡って測定して、（最大厚み−最小厚み）／平均厚みを算出して、後述のように厚みのバラツキを評価した。
【００４２】
【００４３】
（厚みのバラツキ）
◎・・・０．１以下
○・・・０．１を越えて０．２以下
×・・・０．２を越える
【００４４】
実施例２
ＥＶＯＨ［エチレン含有量３２モル％、ケン化度９９．５モル％、ＭＦＲ３．２ｇ／１０分（２１０℃、荷重２１６０ｇ）、融点１８２℃］８０部と超低密度ポリエチレン（三井化学社製『タフマーＡ４０８５』、密度０．８８ｇ／ｃｍ3）２０部を単軸押出機に供給して以下の条件で、ＥＶＯＨ組成物をストランド状（ダイノズルの内径が４．０ｍｍ）に押出した。
【００４５】
なお、上記の押出条件において、ｌｎ（１７０／６５・１３０）＝−３．９で、本文中の（５）の条件を満足するものであった。
また、上記において、７２時間連続的にストランド化を行ったが、ストランド切れは発生せず、良好なストランドが得られた。
【００４６】
次いで、押出されたＥＶＯＨ組成物のストランドを水冷（水温３０℃）して、ペレタイザーを用いて切断して、長さ約３ｍｍの円筒形のＥＶＯＨ組成物ペレットを得た。
得られたＥＶＯＨ組成物ペレットについて実施例１と同様の評価を行った。
【００４７】
実施例３
ＥＶＯＨ［エチレン含有量３２モル％、ケン化度９９．７モル％、ＭＦＲ３．４ｇ／１０分（２１０℃、荷重２１６０ｇ）、融点１８２℃］８５部とポリアミド系樹脂（三菱エンジニアリングプラスチックス社製『ノバミッド１０２２』、６ナイロン）１５部を単軸押出機に供給して以下の条件で、ＥＶＯＨ組成物をストランド状（ダイノズルの内径が４．０ｍｍ）に押出した。
【００４８】
なお、上記の押出条件において、ｌｎ（１７０／６５・１３０）＝−３．９で、本文中の（５）の条件を満足するものであった。
また、上記において、７２時間連続的にストランド化を行ったが、ストランド切れは発生せず、良好なストランドが得られた。
【００４９】
次いで、押出されたＥＶＯＨ組成物のストランドを水冷（水温３０℃）して、ペレタイザーを用いて切断して、長さ約３ｍｍの円筒形のＥＶＯＨ組成物ペレットを得た。
得られたＥＶＯＨ組成物ペレットについて実施例１と同様の評価を行った。
【００５０】
実施例４
ＥＶＯＨ［エチレン含有量３２モル％、ケン化度９９．５モル％、ＭＦＲ３．５ｇ／１０分（２１０℃、荷重２１６０ｇ）、融点１８２℃］１５部とポリアミド系樹脂（エムスジャパン社製『グリロンＣＦ６Ｓ』、６，１２ナイロン）１５部を単軸押出機に供給して以下の条件で、ＥＶＯＨ組成物をストランド状（ダイノズルの内径が３ｍｍ）に押出した。
【００５１】
なお、上記の押出条件において、ｌｎ（１７０／６５・１３０）＝−３．９で、本文中の（５）の条件を満足するものであった。
なお、上記において、７２時間連続的にストランド化を行ったが、ストランド切れは発生せず、良好なストランドが得られた。
【００５２】
次いで、押出されたＥＶＯＨ組成物のストランドを水冷（水温３０℃）して、ペレタイザーを用いて切断して、長さ約３ｍｍの円筒形のＥＶＯＨ組成物のペレットを得た。
得られたＥＶＯＨ組成物ペレットについて実施例１と同様の評価を行った。
【００５３】
実施例５
ＥＶＯＨ［エチレン含有量３２モル％、ケン化度９９．５モル％、ＭＦＲ３．２ｇ／１０分（２１０℃、荷重２１６０ｇ）、融点１８２℃］９０部と飽和ポリエステル（日本合成化学社製『ポリエスターＳＰ１５４』、密度ｇ／ｃｍ3）１０部を単軸押出機に供給して以下の条件で、ＥＶＯＨ組成物をストランド状（ダイノズルの内径が３ｍｍ）に押出した。
【００５４】
なお、上記の押出条件において、ｌｎ（８５／６５・１００）＝−４．４で、本文中の（５）の条件を満足するものであった。
なお、上記において、７２時間連続的にストランド化を行ったが、ストランド切れは発生せず、良好なストランドが得られた。
【００５５】
次いで、押出されたＥＶＯＨ組成物のストランドを水冷（水温３０℃）して、ペレタイザーを用いて切断して、長さ約３ｍｍの円筒形のＥＶＯＨ組成物ペレットを得た。
得られたＥＶＯＨ組成物ペレットについて実施例１と同様の評価を行った。
【００５６】
比較例１
実施例１において、単軸押出条件のＬ／Ｄが８になるようにした以外は同様にＥＶＯＨ組成物ペレットの製造を試みたが、ストランドの製造時にストランド切れが発生したため、ＥＶＯＨ組成物ペレットの製造を中止した。
【００５７】
比較例２
実施例１において、単軸押出条件のＬ／Ｄが８０になるようにした以外は同様にＥＶＯＨ組成物ペレットの製造を行って、同様に評価を行った。
【００５８】
比較例３
実施例１において、スクリュー形状を変更（圧縮比を１．０に）、して、比エネルギーを０．０８ｋＷｈ／ｋｇになるようにした以外は同様にＥＶＯＨ組成物ペレットの製造を試みたが、ストランドの製造時にストランド切れが発生したため、ＥＶＯＨ組成物ペレットの製造を中止した。
【００５９】
比較例４
実施例１において、スクリュー形状を変更（圧縮比を５．０に）して、比エネルギーを０．６ｋＷｈ／ｋｇになるようにした以外は同様にＥＶＯＨ組成物ペレットの製造を行って、同様に評価を行った。
【００６０】
比較例５
実施例１において、ストランドノズル本数を３３本にして、ダイノズル１本あたりの吐出量を４ｋｇ／ｈになるようにした以外は同様にＥＶＯＨ組成物ペレットの製造を行って、同様に評価を行った。
【００６１】
比較例６
実施例１において、ストランドノズルを６本にして、ダイノズル１本あたりの吐出量を２２ｋｇ／ｈになるようにした以外は同様にＥＶＯＨ組成物ペレットの製造を行って、同様に評価を行った。
【００６２】
比較例７
実施例１において、溶融温度を２７０℃になるようにした以外は同様にＥＶＯＨ組成物ペレットの製造を行って、同様に評価を行った。
実施例及び比較例の評価結果を表１にまとめて示す。
【００６３】
【００６４】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、ペレット製造時のストランド切れが抑制でき、空洞が無く、径の安定した着色のないペレットが効率よく得られ、かつゲルの抑制された外観性及び寸法安定性に優れた成形物を得るのに有用なＥＶＯＨ組成物ペレットが得られ、かかるペレットを用いることにより、厚みバラツキの少ない精度に優れ、着色のないフィルム等の成形物を得ることができ、各種の積層体とすることもでき、食品や医薬品、農薬品、工業薬品包装用のフィルム、シート、チューブ、ボル、カップ、袋、容器等の用途に非常に有用である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物（以下、ＥＶＯＨと略記する）を含有する組成物ペレットの製造方法に関し、更に詳しくはペレット製造時のストランド切れが抑制でき、空洞が無く、径の安定した着色のないペレットが効率よく得られ、かつゲルの抑制された外観性に優れた成形物を得るのに有用なＥＶＯＨ組成物ペレットの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＥＶＯＨは、その透明性、ガスバリア性、保香性、耐溶剤性、耐油性などに優れており、かかる特性を生かして、食品包装材料、医薬品包装材料、工業薬品包装材料、農薬包装材料等のフィルムやシート、あるいはボトルやカップ等の容器などに成形されて利用されている。
しかしながら、ＥＶＯＨは上記のような特性を有するものの、機械的物性や二次加工性（延伸性、真空成形性、中空成形性等）において要求性能を十分に満たせないことがあり、かかる対策として、２種以上のＥＶＯＨをブレンドしたり、ポリオレフィン系樹脂やポリアミド系樹脂等の他の熱可塑性樹脂をブレンドすることが日常的に行われている。
【０００３】
そして、かかるブレンドにあたっては、単軸或いは二軸の溶融押出機にブレンドされる樹脂を供給して溶融混練することにより行われ、その後、ストランド状に押出し、カッティングしてペレット化されるのが一般的である。
かくして、得られたブレンド物（ＥＶＯＨ組成物）のペレットは、各種成形に供されるのであるが、上記のペレット化（ペレットの成形）の条件によっては、最終的に良好な成形物が得られないこともあり、かかるペレット時の溶融押出機の押出し条件も重要となってくる。
例えば、特開平８−１６５３９７号公報、特開平９−４０８２５号公報、特開平１１−５８５００号公報等には、押出機の押出時の比エネルギーについての規定があり、特開平１１−１０６５９０号公報等にも比エネルギーについての記載がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者が比エネルギーについて検討を行ったところ、かかる比エネルギーのみのコントロールでは、必ずしも成形性に優れたＥＶＯＨ組成物ペレットが得られないことが判明した。すなわち、ペレット断面に空洞が生じたり、或いはペレット外径にバラツキが発生し、前者においては溶融混練時の空気の巻き込みの原因となり、後者においてはフィード性の低下を招いて成形性が低下する恐れがある。
また、ペレット化の効率向上のために、樹脂組成物の吐出速度を上げるとスランド切れが生じる恐れもあり、さらなる改善が望まれるところである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明者は、かかる現況に鑑みて、押出機のスクリュー外径Ｄ（ｍｍ）、スクリュー長Ｌ（ｍｍ）、スクリュー回転数Ｎ（ｒｐｍ）、ダイノズル一本あたりの吐出量ｑ（ｋｇ／ｈ）、樹脂温度Ｔ（℃）等のコントロールについて鋭意研究を重ねた結果、ＥＶＯＨを含有する組成物を押出機を用いて溶融させてペレットを製造するにあたり、下記の（１）〜（４）の条件で行うことにより、ペレット製造時のストランド切れが抑制でき、空洞が無く、径の安定した着色のないペレットが効率よく得られ、かつゲルの抑制された外観性に優れた成形物を得るのに有用なＥＶＯＨ組成物ペレットが得られることを見出し、本発明の完成に至った。
（１）押出機のスクリュー長Ｌ（ｍｍ）とスクリュー外径Ｄ（ｍｍ）の比（Ｌ／Ｄ）を１０〜７０の範囲とする
（２）溶融押出時の比エネルギーＥ（ｋＷｈ／ｋｇ）を０．１〜０．５の範囲とする
（３）ダイノズル一本あたりの吐出量ｑ（ｋｇ／ｈ）が５〜２０の範囲とする
（４）樹脂温度Ｔ（℃）をＥＶＯＨの融点〜融点＋７０（℃）の範囲とする
（５）押出機の吐出量Ｑ（ｋｇ／ｈ）とスクリュー外径Ｄ（ｍｍ）とその回転数Ｎ（ｒｐｍ）の関係を−５＜ｌｎ（Ｑ／ＤＮ）＜−３とする
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を詳細に述べる。
本発明に用いられるＥＶＯＨとしては、特に限定されないが、エチレン含有量が２０〜６０モル％（更には２５〜５５モル％、特には２５〜５０モル％）、ケン化度が９０モル％以上（更には９５モル％以上、特には９６モル％以上）のものが用いられ、該エチレン含有量が２０モル％未満では高湿時のガスバリア性、溶融成形性が低下し、逆に６０モル％を越えると充分なガスバリア性が得られず、更にケン化度が９０モル％未満ではガスバリア性、熱安定性、耐湿性等が低下して好ましくない。
【０００８】
また、該ＥＶＯＨのメルトフローレート（ＭＦＲ）（２１０℃、荷重２１６０ｇ）は、０．１〜１００ｇ／１０分（更には０．５〜５０ｇ／１０分、特には１〜４０ｇ／１０分）が好ましく、該ＭＦＲが該範囲よりも小さい場合には、成形時に押出機内が高トルク状態となって押出加工が困難となり、また該範囲よりも大きい場合には、成形物の機械強度が不足して好ましくない。
【０００９】
該ＥＶＯＨは、エチレン−酢酸ビニル共重合体のケン化によって得られ、該エチレン−酢酸ビニル共重合体は、公知の任意の重合法、例えば、溶液重合、懸濁重合、エマルジョン重合などにより製造され、エチレン−酢酸ビニル共重合体のケン化も公知の方法で行い得る。
【００１０】
また、本発明では、本発明の効果を阻害しない範囲で共重合可能なエチレン性不飽和単量体を共重合していてもよく、かかる単量体としては、プロピレン、１−ブテン、イソブテン等のオレフィン類、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、（無水）フタル酸、（無水）マレイン酸、（無水）イタコン酸等の不飽和酸類あるいはその塩あるいは炭素数１〜１８のモノまたはジアルキルエステル類、アクリルアミド、炭素数１〜１８のＮ−アルキルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド、２−アクリルアミドプロパンスルホン酸あるいはその塩、アクリルアミドプロピルジメチルアミンあるいはその酸塩あるいはその４級塩等のアクリルアミド類、メタクリルアミド、炭素数１〜１８のＮ−アルキルメタクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルメタクリルアミド、２−メタクリルアミドプロパンスルホン酸あるいはその塩、メタクリルアミドプロピルジメチルアミンあるいはその酸塩あるいはその４級塩等のメタクリルアミド類、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド等のＮ−ビニルアミド類、アクリルニトリル、メタクリルニトリル等のシアン化ビニル類、炭素数１〜１８のアルキルビニルエーテル、ヒドロキシアルキルビニルエーテル、アルコキシアルキルビニルエーテル等のビニルエーテル類、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、臭化ビニル等のハロゲン化ビニル類、トリメトキシビニルシラン等のビニルシラン類、酢酸アリル、塩化アリル、アリルアルコール、ジメチルアリルアルコール、トリメチル−（３−アクリルアミド−３−ジメチルプロピル）−アンモニウムクロリド、アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸等が挙げられる。
【００１１】
本発明において、上記の如きＥＶＯＨにブレンドされる樹脂としては特に限定されず、上記ＥＶＯＨと異なるＥＶＯＨでも、他の熱可塑性樹脂でもよい。
２種類以上のＥＶＯＨのブレンド物とするときには、ケン化度、エチレン含有量、ＭＦＲ等の少なくとも１つが異なるＥＶＯＨをブレンドすることができる。
【００１２】
また、ＥＶＯＨと他の熱可塑性樹脂を用いるときの該熱可塑性樹脂としては、特に限定されないが、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、ポリプロピレン、プロピレン−α−オレフィン（炭素数４〜２０のα−オレフィン）共重合体、ポリブテン、ポリペンテン等のオレフィンの単独又は共重合体、或いはこれらのオレフィンの単独又は共重合体を不飽和カルボン酸又はそのエステルでグラフト変性したものなどの広義のポリオレフィン系樹脂、ポリエステル、ポリアミド、共重合ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、アクリル系樹脂、ポリスチレン、ビニルエステル系樹脂、ポリエステルエラストマー、ポリウレタンエラストマー、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリケトン、ポリアルコール、等が挙げられ、好適にはエチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、エチレン−αオレフィン共重合体及びその酸変性物等のポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂（６ナイロン、６，６６ナイロン、６，１２ナイロン等）、ポリエステルエラストマーが用いられる。
【００１３】
さらに、ブレンドにあたっては、上記の熱可塑性樹脂以外にも、ＥＶＯＨの物性改善等に用いられる、酸化防止剤、滑剤、ブロッキング防止剤、可塑剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、着色剤、乾燥剤、酸素吸収剤、抗菌剤、フィラー等の添加剤を配合することも可能である。
【００１４】
なお、ＥＶＯＨ同士あるいはＥＶＯＨと他の樹脂とのブレンドにおいて、その配合割合については特に制限はなく、組成物の用途や目的に合わせて適宜配合割合を決定すればよいが、ＥＶＯＨ同士の時には他のＥＶＯＨを３〜９７重量％（さらには５〜９５重量％、特には７〜９３重量％、殊に１０〜９０重量％）、ＥＶＯＨと他樹脂、例えばＥＶＯＨとポリオレフィン系樹脂やポリアミド系樹脂をブレンドする時には、他樹脂を３〜６０重量％（さらには５〜５５重量％、特には７〜５０重量％、殊に１０〜４５重量％）とすることにより、本発明の作用効果をより効果的に得ることができる。
【００１５】
以下に本発明の方法をより具体的に説明する。本発明においては、押出機を用いて、下記の（１）〜（５）の条件を満足するようにＥＶＯＨ組成物をペレット化することを最大の特徴とするもので、かかる押出機は、特に制限はないが、一般的には単軸または多軸押出機が用いられ、好適には単軸及び二軸が採用される。
（１）押出機のスクリュー長Ｌ（ｍｍ）とスクリュー外径Ｄ（ｍｍ）の比（Ｌ／Ｄ）を１０〜７０の範囲とする
（２）溶融押出時の比エネルギーＥ（ｋＷｈ／ｋｇ）を０．１〜０．５の範囲とする
（３）ダイノズル一本あたりの吐出量ｑ（ｋｇ／ｈ）が５〜２０の範囲とする
（４）樹脂温度Ｔ（℃）をＥＶＯＨの融点〜融点＋７０（℃）の範囲とする
（５）押出機の吐出量Ｑ（ｋｇ／ｈ）とスクリュー外径Ｄ（ｍｍ）とその回転数Ｎ（ｒｐｍ）の関係を−５＜ｌｎ（Ｑ／ＤＮ）＜−３とする
【００１６】
まず、（１）の条件を満足させるためには、押出機のスクリュー長Ｌ（ｍｍ）とスクリュー外径Ｄ（ｍｍ）の比（Ｌ／Ｄ）を１０〜７０（さらには１５〜６５、特には２０〜６０、殊に２５〜５５）とすることが必要で、かかる比が１０未満では溶融混練が十分に行えず、逆に７０を越えると組成物が熱劣化して着色を招いて本発明の目的を達成できない。
【００１７】
また、上記（２）の溶融押出時の比エネルギーＥ（ｋＷｈ／ｋｇ）を０．１〜０．５（さらには０．１１〜０．４９、特には０．１２〜０．４８、殊に０．１５〜０．４５）にすることが必要で、かかる比エネルギーＥが０．１未満でも溶融混練が十分に行えず、逆に０．５を越えると組成物が熱劣化して着色を招いたり、得られたペレットによる成形物にフィッシュアイが多発して本発明の目的を達成できない。
【００１８】
かかる比エネルギーＥを調整するにあたっては、押出機口径、Ｌ／Ｄ、スクリュー構成、温度設定、スクリュー回転速度、吐出量等によりコントロールすることが可能であるが、本発明においては上記（５）の条件を満足する必要があり、好ましくは−４．９＜ｌｎ（Ｑ／ＤＮ）＜−３．１、特には−４．８＜ｌｎ（Ｑ／ＤＮ）＜−３．２の条件を満足させることが好ましく、かかるｌｎ（Ｑ／ＤＮ）の値が−５未満では組成物が熱劣化を受けることがあり、逆に−３を越えると未溶融となることがあり好ましくない。
【００１９】
さらに、上記（３）のように、ダイノズル一本あたりの吐出量ｑ（ｋｇ／ｈ）を３〜３０（さらには４〜２５、特には５〜２０、殊に７〜１５）にすることが必要で、かかる吐出量ｑが５未満ではストランドの押し出しが不安定となって均一なストランドを得ることができず、逆に２０を越えると冷却水槽での冷却が不十分になりカッティングすることができなくなったり、ストランドが不安定で口径が安定せず本発明の目的を達成できない。
【００２０】
そして、樹脂温度Ｔを（４）に規定されるように、ＥＶＯＨの融点〜融点＋７０（℃）〔さらには融点＋５（℃）〜融点＋６５（℃）、特には融点＋１０（℃）〜融点＋６０（℃）、殊に融点＋１５（℃）〜融点＋５５（℃）〕にすることが必要で、かかる温度ＴがＥＶＯＨの融点未満では未溶融となり、逆に融点＋７０（℃）を越えると熱劣化を受けて本発明の目的を達成できない。なお、ＥＶＯＨが２種類以上存在するときは、最も高い融点を基準とする。
【００２１】
本発明においては、上記の（１）〜（５）の条件を満足するようにＥＶＯＨ組成物のペレット化を行えばよく、より具体的にペレットの製造方法を説明する。まず、単軸及び二軸押出機を選択するにあたっては、上記の（１）の条件を満足するように、スクリュー長Ｌとスクリュー外径Ｄを設定すればよく、通常は、Ｌが２００〜５０００ｍｍ（さらには２５０〜４０００ｍｍ、特には６００〜３５００ｍｍ）の範囲から選択されることが好ましく、Ｌが２００ｍｍ未満ではブレンドする樹脂の分散が不十分となる恐れがあり、逆に５０００ｍｍを越えるとＥＶＯＨが劣化する恐れがあり好ましくない。また、Ｄは２０〜２００ｍｍ（さらには２５〜１８０ｍｍ、特には３０〜１５０ｍｍ）の範囲から選択されることが好ましく、Ｄが２０ｍｍ未満では押出量が低く生産性に劣り、逆に２００ｍｍを越えるとせん断発熱が多くなって熱劣化を起こす恐れがあり好ましくない。
【００２２】
次いで、上記の如き押出機のホッパーに、ＥＶＯＨと他の樹脂（あるいは他のＥＶＯＨ）等を所望の配合比でドライブレンドした混合物を投入して、溶融混練を開始する。この時の混合物の樹脂温度は、上記の（４）を満足するように設定する。なお、各シリンダーの温度は上記（４）式を満足するように設定すれば特に制限はないが、通常は、シリンダー温度を供給（溶融）されるＥＶＯＨの融点よりも１〜１５０℃（更には３〜１００℃）高く設定し、融点より低いと溶融が不十分になりモーター負荷が大きくなり押出が困難になり、１５０℃以上高いとＥＶＯＨの熱劣化を招いて好ましくない。
【００２３】
かかる溶融混練にあたっては、溶融混練時の押出機の比エネルギーＥを上記の（２）を満足するようにする必要がある。ここで、比エネルギーＥとは、押出機の混練に使用される消費電力量を１時間あたりの混練処理量で、除したもので、ＥＶＯＨ組成物の混練処理量（吐出量）と押出機モーターの消費電力（電流×電圧）を調整して、上記（２）の範囲にすればよいのであるが、本発明では、かかる調整にあたって、（５）の条件を満足するように調整する。すなわち、吐出量Ｑとスクリューの回転数Ｎをコントロールして上記の（２）の条件を満足するようにし、さらに、（５）の条件を満足するように微調整すればよい。
【００２４】
なお、上記のスクリューの回転数Ｎは、上記（５）式を満足するように設定すれば特に制限はないが、通常は、１０〜１０００ｒｐｍ（更には２０〜８００ｒｐｍ、特には３０〜５００ｒｐｍ）の範囲から選択されることが好ましく、かかる回転数が１０ｒｐｍ未満では十分な押出量が得られず、逆に１０００ｒｐｍを越えると十分な滞留時間が得られず未溶融や混合不良を起こして好ましくない。
【００２５】
上記の条件で溶融混練されたＥＶＯＨ組成物は、最終的にダイノズルからストランド状に押し出され、その後カッティングされて目的とするＥＶＯＨ組成物ペレットが得られるのであるが、本発明においては、かかるダイノズル一本あたりの吐出量ｑを上記（３）の条件を満足するようにすることが必要で、具体的には、ＥＶＯＨ組成物の全吐出量Ｑを考慮して、ダイノズルの穴の個数を選定することができる。
【００２６】
かくして、上記の如くダイノズルから押出されたストランド状のＥＶＯＨ組成物はペレタイザー等によりカッティングされて目的のＥＶＯＨ組成物ペレットが得られるのである。
【００２７】
かかるペレットの形状は、円柱状の場合は径が１〜６ｍｍ、長さ１〜６ｍｍのもの（更にはそれぞれ１．５〜５ｍｍのもの）が好ましい。
【００２８】
本発明の方法で得られたＥＶＯＨ組成物ペレットは、溶融成形等により、フィルム、シート、容器、繊維、棒、管、各種成形品等に成形され、又、これらの粉砕品（回収品を再使用する時など）を用いて再び溶融成形に供することもでき、かかる溶融成形方法としては、押出成形法、射出成形法が主として採用される。溶融成形温度は、１５０〜３００℃の範囲から選ぶことが多い。
また、該ペレットは、単層として用いることもできるし、該ペレットからなる層の少なくとも片面に熱可塑性樹脂層等を積層して多層積層体として用いることも有用である。
【００２９】
該積層体を製造するに当たっては、該ペレットからなる層の片面又は両面に他の基材を積層するのであるが、積層方法としては、例えば該ペレットからなるフィルムやシートに熱可塑性樹脂を溶融押出する方法、逆に熱可塑性樹脂等の基材に該ペレットを溶融押出する方法、該ペレットと他の熱可塑性樹脂とを共押出する方法、更には本発明で得られたペレットからなるフィルムやシートと他の基材のフィルム、シートとを有機チタン化合物、イソシアネート化合物、ポリエステル系化合物、ポリウレタン化合物等の公知の接着剤を用いてドライラミネートする方法等が挙げられる。
【００３０】
共押出の場合の相手側樹脂としては直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、ポリプロピレン、プロピレン−α−オレフィン（炭素数４〜２０のα−オレフィン）共重合体、ポリブテン、ポリペンテン等のオレフィンの単独又は共重合体、或いはこれらのオレフィンの単独又は共重合体を不飽和カルボン酸又はそのエステルでグラフト変性したものなどの広義のポリオレフィン系樹脂、ポリエステル、ポリアミド、共重合ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、アクリル系樹脂、ポリスチレン、ビニルエステル系樹脂、ポリエステルエラストマー、ポリウレタンエラストマー、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、ポリケトン、ポリアルコール等が挙げられる。他のＥＶＯＨも共押出可能である。上記のなかでも、共押出製膜の容易さ、フィルム物性（特に強度）の実用性の点から、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリスチレン、ＰＥＴ、ＰＥＮが好ましく用いられる。
【００３１】
更に、本発明で得られたペレットから一旦フィルムやシート等の成形物を得、これに他の基材を押出コートしたり、他の基材のフィルム、シート等を接着剤を用いてラミネートする場合、前記の熱可塑性樹脂以外に任意の基材（紙、金属箔、一軸又は二軸延伸プラスチックフィルム又はシート、織布、不織布、金属綿状、木質等）が使用可能である。
【００３２】
積層体の層構成は、本発明で得られたペレットからなる層をａ（ａ１、ａ２、・・・）、他の基材、例えば熱可塑性樹脂層をｂ（ｂ１、ｂ２、・・・）とするとき、フィルム、シート、ボトル状であれば、ａ／ｂの二層構造のみならず、ｂ／ａ／ｂ、ａ／ｂ／ａ、ａ１／ａ２／ｂ、ａ／ｂ１／ｂ２、ｂ２／ｂ１／ａ／ｂ１／ｂ２等任意の組み合わせが可能であり、フィラメント状ではａ、ｂがバイメタル型、芯（ａ）−鞘（ｂ）型、芯（ｂ）−鞘（ａ）型、或いは偏心芯鞘型等任意の組み合わせが可能である。
【００３３】
かくして得られた積層体の形状としては任意のものであってよく、フィルム、シート、テープ、ボトル、パイプ、フィラメント、異型断面押出物等が例示される。又、得られる積層体は必要に応じ、熱処理、冷却処理、圧延処理、印刷処理、ドライラミネート処理、溶液又は溶融コート処理、製袋加工、深絞り加工、箱加工、チューブ加工、スプリット加工等を行うことができる。
上記の如く得られたフィルム、シート或いは容器等は食品、医薬品、工業薬品、農薬等各種の包装材料として有用である。
【００３４】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
尚、実施例中「部」、「％」とあるのは特に断りのない限り重量基準を示す。
【００３５】
実施例１
ＥＶＯＨ［エチレン含有量３２モル％、ケン化度９９．５モル％、ＭＦＲ３ｇ／１０分（２１０℃、荷重２１６０ｇ）、融点１８２℃］６５部とＥＶＯＨ［エチレン含有量４４モル％、ケン化度９８モル％、ＭＦＲ３ｇ／１０分（２１０℃、荷重２１６０ｇ）、融点１５８℃］３５部を単軸押出機に供給して以下の条件で、ＥＶＯＨ組成物をストランド状（ダイノズルの内径が４．５ｍｍ）に押出した。
【００３６】
また、上記において、７２時間連続的にストランド化を行ったが、ストランド切れは発生せず、良好なストランドが得られた。
【００３７】
次いで、押出されたＥＶＯＨ組成物のストランドを水冷（水温３０℃）して、ペレタイザーを用いて切断して、長さ約３ｍｍの円筒形のＥＶＯＨ組成物ペレットを得た。
【００３８】
得られたＥＶＯＨ組成物ペレットについて以下の要領で評価を行った。
（ペレット断面の空洞）
ペレット断面の空洞の有無並びにその大きさをルーペで観察して以下のように評価した。
○・・・空洞なし
△・・・０．２ｍｍ未満
×・・・０．２ｍｍ以上
【００３９】
（ペレットの外径）
得られたペレットの長径（大きい方の径）をノギスで測定して以下のように評価した。
○・・・１．８〜２．８ｍｍの割合が１００％
△・・・１．８〜２．８ｍｍの割合が９０〜１００％未満
×・・・１．８〜２．８ｍｍの割合が９０％未満
【００４０】
（ペレットの着色）
得られたペレットのＹＩ（イエローインデックス）値を測定して以下のように評価した。
○・・・ＹＩ値が１５未満
△・・・ＹＩ値が１５〜２０未満
×・・・ＹＩ値が２０以上
【００４１】
次いで、得られたペレットを用いて、下記の条件で３時間製膜を行って、得られたフィルムの中心のＭＤ方向の厚みを１ｍ間隔で１０ｍに渡って測定して、（最大厚み−最小厚み）／平均厚みを算出して、後述のように厚みのバラツキを評価した。
【００４２】
（厚みのバラツキ）
◎・・・０．１以下
○・・・０．１を越えて０．２以下
×・・・０．２を越える
【００４４】
実施例２
ＥＶＯＨ［エチレン含有量３２モル％、ケン化度９９．５モル％、ＭＦＲ３．２ｇ／１０分（２１０℃、荷重２１６０ｇ）、融点１８２℃］８０部と超低密度ポリエチレン（三井化学社製『タフマーＡ４０８５』、密度０．８８ｇ／ｃｍ3）２０部を単軸押出機に供給して以下の条件で、ＥＶＯＨ組成物をストランド状（ダイノズルの内径が４．０ｍｍ）に押出した。
【００４５】
また、上記において、７２時間連続的にストランド化を行ったが、ストランド切れは発生せず、良好なストランドが得られた。
【００４６】
次いで、押出されたＥＶＯＨ組成物のストランドを水冷（水温３０℃）して、ペレタイザーを用いて切断して、長さ約３ｍｍの円筒形のＥＶＯＨ組成物ペレットを得た。
得られたＥＶＯＨ組成物ペレットについて実施例１と同様の評価を行った。
【００４７】
実施例３
ＥＶＯＨ［エチレン含有量３２モル％、ケン化度９９．７モル％、ＭＦＲ３．４ｇ／１０分（２１０℃、荷重２１６０ｇ）、融点１８２℃］８５部とポリアミド系樹脂（三菱エンジニアリングプラスチックス社製『ノバミッド１０２２』、６ナイロン）１５部を単軸押出機に供給して以下の条件で、ＥＶＯＨ組成物をストランド状（ダイノズルの内径が４．０ｍｍ）に押出した。
【００４８】
また、上記において、７２時間連続的にストランド化を行ったが、ストランド切れは発生せず、良好なストランドが得られた。
【００４９】
次いで、押出されたＥＶＯＨ組成物のストランドを水冷（水温３０℃）して、ペレタイザーを用いて切断して、長さ約３ｍｍの円筒形のＥＶＯＨ組成物ペレットを得た。
得られたＥＶＯＨ組成物ペレットについて実施例１と同様の評価を行った。
【００５０】
実施例４
ＥＶＯＨ［エチレン含有量３２モル％、ケン化度９９．５モル％、ＭＦＲ３．５ｇ／１０分（２１０℃、荷重２１６０ｇ）、融点１８２℃］１５部とポリアミド系樹脂（エムスジャパン社製『グリロンＣＦ６Ｓ』、６，１２ナイロン）１５部を単軸押出機に供給して以下の条件で、ＥＶＯＨ組成物をストランド状（ダイノズルの内径が３ｍｍ）に押出した。
【００５１】
なお、上記において、７２時間連続的にストランド化を行ったが、ストランド切れは発生せず、良好なストランドが得られた。
【００５２】
次いで、押出されたＥＶＯＨ組成物のストランドを水冷（水温３０℃）して、ペレタイザーを用いて切断して、長さ約３ｍｍの円筒形のＥＶＯＨ組成物のペレットを得た。
得られたＥＶＯＨ組成物ペレットについて実施例１と同様の評価を行った。
【００５３】
実施例５
ＥＶＯＨ［エチレン含有量３２モル％、ケン化度９９．５モル％、ＭＦＲ３．２ｇ／１０分（２１０℃、荷重２１６０ｇ）、融点１８２℃］９０部と飽和ポリエステル（日本合成化学社製『ポリエスターＳＰ１５４』、密度ｇ／ｃｍ3）１０部を単軸押出機に供給して以下の条件で、ＥＶＯＨ組成物をストランド状（ダイノズルの内径が３ｍｍ）に押出した。
【００５４】
なお、上記において、７２時間連続的にストランド化を行ったが、ストランド切れは発生せず、良好なストランドが得られた。
【００５５】
次いで、押出されたＥＶＯＨ組成物のストランドを水冷（水温３０℃）して、ペレタイザーを用いて切断して、長さ約３ｍｍの円筒形のＥＶＯＨ組成物ペレットを得た。
得られたＥＶＯＨ組成物ペレットについて実施例１と同様の評価を行った。
【００５６】
比較例１
実施例１において、単軸押出条件のＬ／Ｄが８になるようにした以外は同様にＥＶＯＨ組成物ペレットの製造を試みたが、ストランドの製造時にストランド切れが発生したため、ＥＶＯＨ組成物ペレットの製造を中止した。
【００５７】
比較例２
実施例１において、単軸押出条件のＬ／Ｄが８０になるようにした以外は同様にＥＶＯＨ組成物ペレットの製造を行って、同様に評価を行った。
【００５８】
比較例３
実施例１において、スクリュー形状を変更（圧縮比を１．０に）、して、比エネルギーを０．０８ｋＷｈ／ｋｇになるようにした以外は同様にＥＶＯＨ組成物ペレットの製造を試みたが、ストランドの製造時にストランド切れが発生したため、ＥＶＯＨ組成物ペレットの製造を中止した。
【００５９】
比較例４
実施例１において、スクリュー形状を変更（圧縮比を５．０に）して、比エネルギーを０．６ｋＷｈ／ｋｇになるようにした以外は同様にＥＶＯＨ組成物ペレットの製造を行って、同様に評価を行った。
【００６０】
比較例５
実施例１において、ストランドノズル本数を３３本にして、ダイノズル１本あたりの吐出量を４ｋｇ／ｈになるようにした以外は同様にＥＶＯＨ組成物ペレットの製造を行って、同様に評価を行った。
【００６１】
比較例６
実施例１において、ストランドノズルを６本にして、ダイノズル１本あたりの吐出量を２２ｋｇ／ｈになるようにした以外は同様にＥＶＯＨ組成物ペレットの製造を行って、同様に評価を行った。
【００６２】
比較例７
実施例１において、溶融温度を２７０℃になるようにした以外は同様にＥＶＯＨ組成物ペレットの製造を行って、同様に評価を行った。
実施例及び比較例の評価結果を表１にまとめて示す。
【００６３】
【発明の効果】
本発明の方法によれば、ペレット製造時のストランド切れが抑制でき、空洞が無く、径の安定した着色のないペレットが効率よく得られ、かつゲルの抑制された外観性及び寸法安定性に優れた成形物を得るのに有用なＥＶＯＨ組成物ペレットが得られ、かかるペレットを用いることにより、厚みバラツキの少ない精度に優れ、着色のないフィルム等の成形物を得ることができ、各種の積層体とすることもでき、食品や医薬品、農薬品、工業薬品包装用のフィルム、シート、チューブ、ボル、カップ、袋、容器等の用途に非常に有用である。
Claims (2)
- エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物を含有する組成物を押出機を用いて溶融させてペレットを製造するにあたり、下記の（１）〜（４）の条件で行うことを特徴とするエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物組成物ペレットの製造方法。
（１）押出機のスクリュー長Ｌ（ｍｍ）とスクリュー外径Ｄ（ｍｍ）の比（Ｌ／Ｄ）を１０〜７０の範囲とする
（２）溶融押出時の比エネルギーＥ（ｋＷｈ／ｋｇ）を０．１〜０．５の範囲とする
（３）ダイノズル一本あたりの吐出量ｑ（ｋｇ／ｈ）を５〜２０の範囲とする
（４）樹脂温度Ｔ（℃）をエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物の融点〜融点＋７０（℃）の範囲とする
（５）押出機の吐出量Ｑ（ｋｇ／ｈ）とスクリュー外径Ｄ（ｍｍ）とその回転数Ｎ（ｒｐｍ）の関係を−５＜ｌｎ（Ｑ／ＤＮ）＜−３とする - 組成物が、２種以上のエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物組成物、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物とポリオレフィン系樹脂の組成物、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物とポリアミド系樹脂の組成物のいずれかであることを特徴とする請求項１記載のエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物組成物ペレットの製造方法。
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