JP4194888B2 - Composite molded article and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポリオレフィン中に他の樹脂材料が薄層状に多数存在する複合成形品およびその製造方法に関し、詳しくは、乾燥時はもちろん高湿度下でもガスバリヤー性に優れる容器、蓋などの複合成形品およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
酸素等のガスに対する感受性の高い食品、医薬品等を収容するための容器としては、蓋とともに、ガスバリヤー性の高い容器が要求される。そのため、このような容器には、ガスバリヤー性樹脂が用いられる。
しかしながら、ガスバリヤー性樹脂(例えばナイロン、エチレン−ビニルアルコール共重合体)は高価であるため、ガスバリヤー性の容器は通常、安価な構造材にガスバリヤー性層を積層した積層容器とされている。このような積層容器としては、例えば、ナイロンからなるガスバリヤー性層と、構造材であるポリオレフィンとを積層した積層容器が挙げられる。ガスバリヤー性の蓋も同様である。
【0003】
また、このようなガスバリヤー性の容器には、製造上の問題もある。すなわち、一般的な容器の成形方法としては、射出成形方法、延伸ブロー成形方法等の射出工程を含む成形方法が、中空製品を得るのに中子を使用するので広口の容器とならざるを得ないという問題があるものの、成形速度が速く、結果として安価な製品が得られることから、広く普及している。
しかしながら、射出工程を含む成形方法による積層容器の成形は、構造上および成形方法上の理由から困難なため、ほとんど例がない。例えば、二色もしくは多層射出成形方法等があり得るが、特殊な装置を使用するものである。したがって、射出工程を含む成形方法によって安価なガスバリヤー性の容器を得ることは、これまでできなかった。
【0004】
なお、複数の異なる樹脂材料からなる複合容器としては、例えば、ポリオレフィン中に、ポリアミドおよびポリビニールアルコールのブレンド物が薄層状に多数存在している容器が特開平1−275137号公報(特許文献1)に提案されている。そして、このような容器は、ガソリン、アルコール等の液体に対する耐性に優れているとある。
【0005】
ところで、食品、医薬品等を収容するための容器は、各種の環境下で使用される。特に、高湿度下では、極性ポリマー(ガスバリヤー性樹脂)が影響を受けやすく、その機能(ガスバリヤー性)が変化しやすい。それゆえ、実用的な容器には、コストのほか、高湿度下におけるガスバリヤー性の維持も必要とされる。
【0006】
そこで、特許文献1に提案されている容器を検討してみる。特許文献1の実施例5ではポリビニールアルコールと無定形ナイロンのブレンドと、ポリエチレンとからなる複合容器を得ている。ここで、無定形ナイロンはガスバリヤー性を有しているものの、これと併用されているポリビニールアルコールは、高湿度下でガスバリヤー性が低下する材料である。そのため、この容器には、高湿度下の使用でガスバリヤー性の低下が認められる。
また、特許文献1の比較例1ではナイロンとポリエチレンとからなる複合容器を得ている。しかしながら、使用されるナイロンは、無定形ナイロンではなく、それゆえこの容器には、高湿度下の使用でガスバリヤー性の低下が認められる。
【0007】
このように、特許文献1には、ガスバリヤー性に対する認識が全くなく、当然ながら高湿度下でのガスバリヤー性の知見については、一切開示も示唆もない。このことは、特許文献1の実施例では液体の透過性(ASTM D2684の液体透過性試験)を測定していることからも裏付けられる。液体と気体の拡散では気体の方がはるかに拡散しやすく、特許文献1の容器が液体への耐性に優れるとしても、これからガスバリヤー性を予測するのは難しい。
しかも、特許文献1では、基本的にブロー成形方法による容器を開示するのみである。
【0008】
以上のように、乾燥時はもちろん高湿度下であってもガスバリヤー性に優れ、射出工程を含む成形方法によって安価に得ることができる容器、蓋などの成形品は、これまで知られていなかった。
【0009】
【特許文献1】
特開平1−275137号公報
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
よって、本発明の目的は、高湿度下であってもガスバリヤー性に優れ、射出工程を含む成形方法によって安価に得ることができる複合成形品を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明の複合成形品は、(a)ポリオレフィン50〜99質量%および(b)無定形ポリアミド1〜50質量%を含む混合物が射出工程を経て成形された成形品であり、(a)ポリオレフィン中に厚さ0.5〜50μmの薄層状の(b)無定形ポリアミドが内面付近及び外面付近に偏在して複数存在していることを特徴とするものである。
【0012】
ここで、薄層状の(b)無定形ポリアミドは、表面付近に偏在していることが望ましい。
また、(a)ポリオレフィンは、ポリエチレンであることが望ましい。
また、(b)無定形ポリアミドは、ジアミンおよびジカルボン酸の重合体であり、ジアミンまたはジカルボン酸のいずれか一方が、芳香族化合物であることが望ましい。
また、層状構造成形品中に、(a)ポリオレフィンおよび(b)無定形ポリアミドの両方に接着性を示す(c)接着性樹脂が含まれていることが望ましい。
【0013】
また、(b)無定形ポリアミドの溶融粘度は、(a)ポリオレフィンの溶融粘度よりも低いことが望ましい。
また、このような複合成形品は、容器または蓋であることが望ましい。
また、この容器または蓋の内面付近および外面付近には、薄層状の(b)無定形ポリアミドが偏在していることが望ましい。
【0014】
また、本発明の(a)ポリオレフィン中に厚さ0.5〜50μmの薄層状の(b)無定形ポリアミドが内面付近及び外面付近に偏在して複数存在している複合成形品の製造方法は、(a)ポリオレフィン50〜99質量%および粒子の平均粒径が1〜5mmである(b)無定形ポリアミド1〜50質量%を含む不均一溶融混合物を調製する工程と、不均一溶融混合物を射出工程を含む成形方法により成形する工程とを有することを特徴とする。
ここで、(b)無定形ポリアミドとして、射出工程時の溶融粘度が(a)ポリオレフィンの溶融粘度よりも低いものを用いることが望ましい。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
<複合成形品>
本発明の複合成形品は、(a)ポリオレフィンおよび(b)無定形ポリアミドを含む混合物が射出工程を経て成形された成形品であり、(a)ポリオレフィン中に薄層状の(b)無定形ポリアミドが複数存在しているものである。
具体的には、図1に示すように、(a)ポリオレフィン1が連続マトリックス相の形態にあり、かつ(b)無定形ポリアミド2が、連続マトリックス相中に埋め込まれた、多数のかつ実質的に二次元の薄層状であり、それらが実質的に平行でかつ間隔をあけて重なる不連続分散相の形態にあるものである。
【0016】
本発明の複合成形品としては、薄層状の(b)無定形ポリアミド2が少なくとも一方の表面付近に偏在しているものが好ましく、図2に示すように、薄層状の(b)無定形ポリアミド2が両表面付近に偏在しているものがより好ましい。このような複合成形品は、ガスバリヤー性にたいへん優れる。
【0017】
本発明の複合成形品の寸法は、特に制限されないが、容器の場合、厚さは0.5mm以上で、好ましくは20mm以下であり、容量は大きいものでも数十リットル程度までである。蓋としては、特に上記容器のための蓋に限られないが、上記容器のための蓋が代表的に例示される。
【0018】
<(a)ポリオレフィン>
本発明における(a)ポリオレフィンは、エチレン、プロピレン、ブテン−1、4−メチルペンテン−1、ヘキセン−1、オクテン−1等のオレフィンのホモ重合体または共重合体である。
【0019】
(a)ポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン等が挙げられる。中でも、エチレンのホモ重合体またはエチレンとα−オレフィンとの共重合体であるポリエチレンが、高、中および低密度のものとすることができる点で、好適である。
【0020】
また、ポリエチレンとしては、高圧ラジカル重合法により製造されるポリエチレン、クロム系触媒、チーグラー触媒、メタロセン触媒等の遷移金属系触媒により製造されるポリエチレンのいずれも使用することができる。
(a)ポリオレフィンとしては、適宜に変性したものを用いることができるが、溶融時に(b)無定形ポリアミドと相溶しないものを選択する必要がある。
【0021】
得られるの容器等の成形品に要求される物性に応じて、ポリエチレンの種類を選択できる。例えば、剛性等の機械的強度が要求される成形品の場合には、高密度ポリエチレンが適当である。(a)ポリオレフィンに高密度ポリエチレン等の高剛性のものを用いると、薄肉であっても機械的強度が十分なガスバリヤー性容器または蓋とすることができる。また、(a)ポリオレフィンに低密度ポリエチレン等の軟質なものを用いると、例えば、搾り出しが可能なガスバリヤー性のスクイーズボトル等を得ることができる。
【0022】
本発明の複合成形品における(a)ポリオレフィンの含有量は、複合成形品中、50〜99質量%が好ましく、70〜96質量%がもっとも好ましい。ここで、(a)ポリオレフィンと(b)無定形ポリアミドの合計を100質量%とする。
【0023】
<(b)無定形ポリアミド>
本発明における(b)無定形ポリアミドとは、非晶性ポリアミド、アモルファスポリアミドとも呼ばれるものであり、結晶性または半結晶性ナイロンとは異なる重合体を称するものである。(b)無定形ポリアミドは、常法で用いる示差走査熱量計(DSC)測定した場合に明確な融点を示さないポリアミドとして定義される。例えば、ナイロン6、ナイロン9、ナイロン11、ナイロン12等の結晶性または半結晶性ナイロンは所定の融点を示す。
【0024】
(b)無定形ポリアミドとしては、例えば、ジアミンおよびジカルボン酸の重合体が挙げられる。
ジアミンとしては、例えば、ヘキサメチレンジアミン、2−メチルペンタメチレンジアミン、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、1,4−ジアミノブタン、1,3−ジアミノプロパン、p−キシレンジアミンなどが挙げられる。
ジカルボン酸としては、例えば、イソフタル酸、テレフタル酸、アルキル置換イソ−またはテレフタル酸、アジピン酸、セバチン酸などが挙げられる。
【0025】
上記ジアミンおよびジカルボン酸は、得られるポリアミドが無定形である限り、適宜に組み合わせて使用することができる。通常、無定形のポリアミドを得るためには、ジアミンまたはジカルボン酸のいずれか一方を芳香族化合物とし、他方を脂肪族化合物とすればよい。
(b)無定形ポリアミドの具体例としては、ヘキサメチレンジアミン イソフタルアミド、ヘキサメチレンジアミン イソフタルアミド/テレフタルアミド共重合体、2,2,4−ヘキサメチレンジアミンと2,4,4−ヘキサメチレンジアミンの混合物のテレフタルアミド等が挙げられる。
【0026】
(b)無定形ポリアミドの重量平均分子量は、5000以上であることが好ましい。
市販の無定形ポリアミドとしては、エムス・へミー社のグリボリ(Grivory)G21、三菱エンジニアリングプラスチックス社のNOVAMID X21などが例示される。
(b)無定形ポリアミドとしては、適宜に変性したものを用いることができるが、溶融時に(a)ポリオレフィンと相溶しないものを選択する必要がある。
【0027】
本発明の複合成形品における(b)無定形ポリアミドの含有量は、複合成形品中、1〜50質量%が好ましく、4〜30質量%がもっとも好ましい。ここで、(a)ポリオレフィンと(b)無定形ポリアミドの合計を100質量%とする。
【0028】
<(c)接着性樹脂>
本発明の複合成形品における(a)ポリオレフィンと薄層状の(b)無定形ポリアミドとの層間接着強度を向上させたい場合には、両者に接着性を有する(c)接着性樹脂を配合することができる。
【0029】
(c)接着性樹脂としては、例えば、カルボニル基を有するポリオレフィンが挙げられる。カルボニル基を有するポリオレフィンとしては、例えば、ポリオレフィンの主鎖または側鎖のいずれかに結合したカルボン酸部分を有するポリオレフィンが挙げられる。ここで、「カルボン酸部分」とは、カルボン酸、そのエステル、酸無水物、およびカルボン酸塩を意味する。カルボン酸塩は中和されたカルボン酸である。これらはアイオノマー重合体と称されることがある。
カルボニル基を有するポリオレフィンは、直接合成またはグラフト反応によって調製することができる。直接合成の一例は、α−オレフィンとカルボン酸部分を有する単量体との共重合である。グラフト反応の一例は、ポリオレフィンへのカルボン酸部分を有する単量体のグラフト付加である。
【0030】
グラフト反応に用いられるポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン、エチレンと炭素数3〜8のα−オレフィンとの共重合体、炭素数3〜8のα−オレフィンと非共役ジオレフィン(例えば、1,4−ヘキサジエン)との共重合体などが挙げられる。カルボン酸部分を有する単量体としては、メタクリル酸、アクリル酸、エタクリル酸、メタクリル酸グリシジル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸ジ−n−ブチル、マレイン酸無水物、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、これらのジカルボン酸のモノエステル、ドデセニルこはく酸無水物、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物、ナジックアンヒドライド(3,6−エンドメチレン−1,2,3,6−テトラヒドロフタル酸無水物)などが挙げられる。
カルボニル基を有するポリオレフィンは、少なくとも75モル%のオレフィン成分および0.2〜25モル%のカルボニル基を含むことが好ましい。
【0031】
カルボン酸部分がカルボン酸である場合には、カルボン酸は1〜3の原子価を有する金属イオンで中和され、カルボン酸部分がジカルボン酸である場合には、ジカルボン酸は1の原子価を有する金属イオンで中和されていることが好ましい。中和度の制御のためには、カルボン酸部分の少なくとも10モル%を中和するために十分な量の金属イオンを存在させることが好ましい。
【0032】
(c)接着性樹脂は、複合成形品中、0.25〜30質量%の量で存在させることができ、2〜20質量%の量で存在させることが好ましい。ここで、(a)ポリオレフィン、(b)無定形ポリアミドおよび(c)接着性樹脂の合計を100質量%とする。
【0033】
<その他の成分>
本発明の複合成形品には、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、酸化防止剤、紫外線吸収剤、架橋剤、無機充填剤、顔料、発泡剤、スリップ剤、帯電防止剤などの通常の添加剤を配合しても差し支えない。
ただし、ポリビニールアルコールなど、高湿度下で複合成形品のガスバリヤー性を低下させてしまう樹脂、添加剤等は配合されないことが好ましい。
【0034】
<複合成形品の製造方法>
本発明の複合成形品は、(a)ポリオレフィンおよび(b)無定形ポリアミドを含む不均一溶融混合物を調製する工程と、不均一溶融混合物を射出工程を含む成形方法により成形する工程とを有する製造方法によって得ることができる。
具体的には、例えば、(a)ポリオレフィンの粒子と(b)無定形ポリアミドの粒子とを混合し、その混合物を加熱して不均一溶融混合物を調製し、(b)無定形ポリアミドからなる細長い不連続分散相が形成されるように不均一溶融混合物を射出工程を含む成形方法により成形することが好ましい。
【0035】
以下、複合成形品の製造方法の一例について詳細に説明する。
(i)不均一溶融混合物の調製:
まず、非溶融状態にある重合体粒子((a)ポリオレフィンの粒子および(b)無定形ポリアミドの粒子)をあらかじめ十分にドライブレンドする。重合体粒子のドライブレンドは、例えば、V型混合機または回転混合機のような公知の手段によって行うことができる。
【0036】
ついで、ドライブレンドで得られた混合物を、融点が最も高い重合体粒子の融点よりも高い温度で加熱し、溶融させて不均一溶融混合物を調製する。
加熱の温度は、(b)無定形ポリアミドをガラス転移温度以上で軟化または溶融させて引き伸ばすことができる程度とする必要がある。(b)無定形ポリアミドは融点を示さないので、ここでの「融点」は、射出工程で重合体粒子を引き伸ばすことができる程度まで軟化させる温度をいうものとする。
加熱は、種々の公知の手段によって行うことができる。通常は、射出成形機中で行うことができる。
【0037】
これら重合体粒子を溶融するまで加熱した後には、それ以上の混合を実質的に避けるように注意しなければならない。不均一溶融混合物は、過激な混合により均一化するため、薄層状の(b)無定形ポリアミドからなる不連続分散相の存在しない成形品が得られる可能性がある。すなわち、(a)ポリオレフィンと(b)無定形ポリアミドとの溶融混合物の不均一性を維持することによって、後工程の射出工程にて不均一溶融混合物が管内を流れる際に、(a)ポリオレフィンの連続マトリックス相中で(b)無定形ポリアミドが薄層状に引き伸ばされて不連続分散相となることが可能となる。なお、溶融混合物が不均一性を維持している限りは、これら重合体粒子が軟化または溶融した状態であっても混合しても構わない。
【0038】
不均一溶融混合物中の(b)無定形ポリアミドの粒子の大きさは、射出工程にて不均一溶融混合物が管内を流れる際に、(a)ポリオレフィンの連続マトリックス相中で(b)無定形ポリアミドが薄層状に引き伸ばされて不連続分散相となるのに必要な程度の大きさでなければならない。(b)無定形ポリアミドの粒子の大きさが小さすぎる場合には、過度の混合を行わない場合ですら、均一な溶融混合物となり、結果として薄層状の(b)無定形ポリアミドからなる不連続分散相が得られないことがある。(b)無定形ポリアミドの粒子の大きさが大きすぎる場合には、(a)ポリオレフィンの連続マトリックス相の崩壊を生じさせる傾向がある。(b)無定形ポリアミドの粒子の平均粒径は、好ましくは1〜5mm、より好ましくは2〜4mmである。また、(b)無定形ポリアミドの粒子の平均粒径は、厚さ0.5〜50μmの薄層状の(b)無定形ポリアミドが得られるよう選択することが好ましい。
【0039】
なお、あらかじめ融点が低い方の重合体を溶融し、この溶融物に融点が低い方の重合体粒子を添加することによって不均一溶融混合物を調製してもよい。具体的には、溶融した(a)ポリオレフィンに、非溶融状態にある(b)無定形ポリアミドの粒子と添加し、ついでこれらをさらに加熱することによって不均一溶融混合物を調製してもよい。
【0040】
また、(c)接着性樹脂を併用する場合には、(a)ポリオレフィンの粒子、(b)無定形ポリアミドの粒子および(c)接着性樹脂の粒子を、まとめて混合することができる。
【0041】
(ii)複合成形品の成形:
複合成形品の成形は、不均一混合物を射出する射出工程を含む成形方法により行われる。このような成形方法としては、射出成形方法のほか、延伸ブロー成形方法も例示される。すなわち、延伸ブロー成形方法は、一旦パリソンを射出成形方法で成形後、金型より取り出し、これを延伸してさらにブロー成形に付する成形方法であるので、射出工程を含む成形方法である。このように、一旦金型に射出する射出工程を含む成形方法ならばいずれの方法でもよい。
【0042】
射出成形方法による成形は、不均一混合物を各種ゲートから金型内に加圧注入し、ついで冷却固化させ、その後金型を開放して複合成形品を取り出すことによって行われる。
このように、本発明の複合成形品の製造方法では、不均一混合物を通常の射出成形方法と同様に一度に射出し成形することができる。それゆえ、装置としても基本的には通常の射出成形装置を利用できるので、工業的に極めて有利である。通常の装置が利用できるという点では次に述べる延伸ブロー成形方法も同様である。これに対して、従来の二色または多層射出成形方法等では、各層の樹脂を順次または交互に射出する方法であるので、装置としても当然、特殊なものが必要となる。
【0043】
延伸ブロー成形方法は、射出成形方法により不均一混合物を金型内に射出してパリソンを成形した後、金型を開放してパリソンを取り出し、これを延伸、ブローする方法である。より具体的には、不均一混合物を金型内に射出した後、未だ延伸可能な温度にある状態でパリソンを金型から取り出し、これを延伸するホットパリソン法;不均一混合物を金型内に射出し、冷却したパリソンを金型から取り出し、これを延伸可能に再加熱し、これを延伸するコールドパリソン法のいずれも採用することができる。いずれも、パリソンを二つの金型で挟み、パリソンを延伸するとほぼ同時に内部に空気を吹き込んでブローすることにより複合成形品を得ることができる。
【0044】
これら成形方法における具体的な成形条件としては、本発明の複合成形品における連続マトリックス相がポリオレフィンであるところから、従来のポリオレフィン容器、蓋等の射出成形方法や延伸ブロー成形方法における成形条件を採用することができる。基本的には、不均一混合物を、ポリオレフィンの成形条件にあわせて成形すれば、(a)ポリオレフィンからなる連続マトリックス相中に薄層状の(b)無定形ポリアミドの不連続分散相が分布した複合成形品が得られる。本発明の複合成形品の一例である容器および蓋の成形方法として、それぞれ同じ成形方法を採用する必要はない。
【0045】
ここで、不均一溶融混合物の射出工程時における、(a)ポリオレフィンの溶融粘度と(b)無定形ポリアミドの溶融粘度との相対的高低関係を調整することにより、得られる成形品内において、薄層状の(b)無定形ポリアミドを(a)ポリオレフィン中でほぼ均等に分布させたり、薄層状の(b)ポリアミド層を成形品の中央に偏在させたり、あるいは得られる成形品の中央に(a)ポリオレフィンを偏在させる、すなわち、薄層状の(b)無定形ポリアミドを内面付近および外面付近に偏在させることができる。
ここで、(a)ポリオレフィンおよび(b)無定形ポリアミドの溶融粘度は、射出工程時における成形条件、具体的には温度、せん断速度等に影響されるので、(a)ポリオレフィンの溶融粘度と(b)無定形ポリアミドの溶融粘度との相対的高低関係は、射出工程時における相対的高低関係とする。
【0046】
(a)ポリオレフィンの溶融粘度を相対的に高くし、(b)無定形ポリアミドの溶融粘度を相対的に低くすると、図2に示すような、得られる成形品の中央に(a)ポリオレフィンが偏在する配置、すなわち、薄層状の(b)無定形ポリアミドが内面付近および外面付近に偏在する配置となる傾向がある。溶融粘度の相対的高低関係が逆の場合は、配置の相対的関係はこの反対となる傾向がある。
【0047】
このように溶融粘度に差をつけるために、(1)元々溶融粘度に差のある材料を選択してもよく、または(2)(a)ポリオレフィンと(b)無定形ポリアミドのそれぞれに溶融粘度の温度勾配が相違する樹脂を選択し、溶融粘度が相違することとなる温度領域を選んで成形するという方法を採用してもよい。なお、あまりに溶融粘度の差が大きい材料間では、薄層状構造が創出され難いこともある。したがって、実際には、材料および成形条件を成形しながら適宜に決定することが好ましい。
【0048】
本発明においては、成形が容易で、かつガスバリヤー性の向上も図れるため、薄層状の(b)無定形ポリアミドを成形品の内面付近および外面付近に偏在、局在させることが好ましい。偏在、局在の程度、範囲等は、(b)無定形ポリアミドや(a)ポリオレフィンのいずれかまたは両方に適宜に着色し、成形後、成形品を適宜に切断すれば容易に判断可能である。このようにして判断しながら適宜に両材料の溶融粘度の差を確認することにより、薄層状の(b)無定形ポリアミドが内面付近および外面付近に偏在、局在した複合成形品を容易に得ることができる。
【0049】
成形後、融点が最も低い材料の融点よりも低い温度に成形品を冷却することによって、成形品を固化させる。冷却は、任意の所望の手段により、かつ適宜の速度で行うことができる。射出成形方法の場合には、型を冷却することによって成形品を冷却することが多い。
【0050】
以上説明した本発明の複合成形品にあっては、(a)ポリオレフィンおよび(b)無定形ポリアミドを含む混合物が射出工程を経て成形された成形品であるので、特殊な射出成形装置を用いることなく、安価に製造することができる。また、(a)ポリオレフィン中に薄層状の(b)無定形ポリアミドが複数存在しているので、安価な(a)ポリオレフィンを多く、高価な(B)無定形ポリアミドを少なくすることができ、材料コストも低くすることができる。このように、従来、ガスバリヤー性が付与された多層成形品は高価なものであったが、本発明の複合成形品は、射出工程を含む成形方法により得ることができ、しかも安価なポリオレフィンを主体とする成形品であることと相俟って、最終製品としても安価な製品となる。
【0051】
また、(a)ポリオレフィン中に薄層状の(b)無定形ポリアミドが複数存在しているので、ポリオレフィンの単層からなるものと比較して、酸素等のガス透過性が低く、良好なガスバリヤー性を示す。また、ガスバリヤー性を付与している材料が(b)無定形ポリアミドであるので、高湿度下であってもガスバリヤー性に優れている。
【0052】
また、以上説明した本発明の複合成形品の製造方法にあっては、(a)ポリオレフィンおよび(b)無定形ポリアミドを含む不均一溶融混合物を調製する工程と、不均一溶融混合物を射出工程を含む成形方法により成形する工程とを有する方法であるので、従来ではガスバリヤー性層を有する中空の多層成形品を得ることが難しかった射出成形方法であっても、特殊な射出成形装置を用いることなく、容易に、かつ安価にガスバリヤー性に優れる複合成形品、例えば容器、蓋等を得ることができる。
このような射出成形方法に代表される、射出工程を含む成形方法によりガスバリヤー性に優れる安価な複合成形品、例えば容器、蓋等が得られることは、本発明者らが始めて見出したものである。
【0053】
本発明の複合成形品は、酸素等に対して感受性が高い内容物、例えば食品、医薬品等を収容する容器、およびその蓋に好適である。特に、乾燥時はもちろん、高湿度下においてもガスバリヤー性が高く維持され、低下しないことから、高湿度下で使用される容器、蓋に好適である。本発明の複合成形品は、ポリオレフィンの単一層からなるものと比較して、酸素等のガス透過性が低く、ガスバリヤー性を示す。
特に好ましい複合成形品は、内面付近および外面付近に、薄層状の(b)無定形ポリアミドが偏在、局在するものであり、このような構造の複合成形品はガスバリヤー性が高い。
本発明の複合成形品としては、容器のほか蓋も例示される。したがって、容器および蓋の両方を本発明の複合成形品とすれば、ガスバリヤー性がより十全なものとなる。
【0054】
【実施例】
以下、実施例により本発明を詳述する。
材料としては、以下のものを用いた。
((a)ポリオレフィン)
高密度ポリエチレン(HDPE):MFR1.0g/10分、密度0.961g/cm3
((b)無定形ポリアミド)
エムス・へミー社製のグリボリ(Grivory)G21(商品名)。
((c)接着性樹脂)
マレイン化ポリエチレン:無水マレイン酸含量0.29質量%、MFR0.5g/10分。
【0055】
HDPE 90質量%、グリボリG21 5質量%およびマレイン化ポリエチレン 5質量%をあらかじめ混合した。この混合物を射出成形機(東芝製)に供給し、加熱溶融して不均一溶融混合物とした後、これを下記成形条件により射出成形し、肉厚約1.0mm、容積300mlの丸型ボトル(容器)を得た。
(成形条件)バレル温度:230℃、ノズル温度:230℃、金型温度:20℃、射出時間:2.5秒、冷却時間:5.5秒、サイクル時間10秒。
【0056】
得られたボトルの表面と切断面の目視観察したところ、グリボリG21がボトル内外面をほぼ隙間なく覆い、かつ内外面付近に偏在していた。一方、ボトルの中心部にはグリボリG21はほとんど認められずHDPEのみが存在していることを確認した。この構造は、グリボリG21またはHDPEのいずれかまたは両方に少量の着色成分を配合して成形することにより容易に目視できた。
【0057】
また、得られたボトルについて、下記方法で酸素透過量を測定した。その結果、酸素透過量は、同じ厚みのHDPE単層のボトルと比較して50%減少していた。このことは、ボトルを室温25℃、湿度75%RHの環境下に30日放置した後であっても酸素透過量に変化がなく、耐湿性に優れていることを示している。
【0058】
(酸素透過量の測定方法)
窒素置換したグローボックス中で、口部からの漏洩防止のため試験用ボトルの口部をアルミニウム箔でシールした。グローボックス内の酸素濃度を測定し初期値とした。シールしたボトルを、室温25℃、湿度75%RHの室内に30日保管した。室内保管時に酸素がボトル壁から浸透しているので、その内部の酸素濃度を測定してボトルの酸素透過量を求めた。
【0059】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の複合成形品は、(a)ポリオレフィン50〜99質量%および粒子の平均粒径が1〜5mmである(b)無定形ポリアミド1〜50質量%を含む混合物が射出工程を経て成形された成形品であり、(a)ポリオレフィン中に厚さ0.5〜50μmの薄層状の(b)無定形ポリアミドが内面付近及び外面付近に偏在して複数存在しているものであるので、高湿度下であってもガスバリヤー性に優れ、しかも安価である。
【0060】
また、本発明の複合成形品の製造方法は、(a)ポリオレフィンおよび(b)無定形ポリアミドを含む不均一溶融混合物を調製する工程と、不均一溶融混合物を射出工程を含む成形方法により成形する工程とを有する方法であるので、高湿度下であってもガスバリヤー性に優れ、しかも安価である複合成形品を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の複合成形品の一例を示す概略断面図である。
【図2】 本発明の複合成形品の他の例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
1 (a)ポリオレフィン
2 (b)無定形ポリアミド
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a composite molded article in which a large number of other resin materials are present in a thin layer in polyolefin, and a method for producing the same. Product and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
As a container for storing foods, medicines and the like that are highly sensitive to a gas such as oxygen, a container having a high gas barrier property is required together with a lid. Therefore, a gas barrier resin is used for such a container.
However, since a gas barrier resin (for example, nylon or ethylene-vinyl alcohol copolymer) is expensive, a gas barrier container is usually a laminated container in which a gas barrier layer is laminated on an inexpensive structural material. . An example of such a laminated container is a laminated container in which a gas barrier layer made of nylon and a polyolefin as a structural material are laminated. The same applies to gas barrier lids.
[0003]
Such gas barrier containers also have manufacturing problems. That is, as a general container molding method, a molding method including an injection process such as an injection molding method or a stretch blow molding method uses a core to obtain a hollow product, and thus must be a wide-mouthed container. Although there is a problem that it does not exist, it is widely used because it has a high molding speed and as a result inexpensive products can be obtained.
However, molding of a laminated container by a molding method including an injection process is difficult for structural and molding reasons, and there are few examples. For example, a two-color or multilayer injection molding method can be used, but a special apparatus is used. Therefore, it has not been possible to obtain an inexpensive gas barrier container by a molding method including an injection process.
[0004]
In addition, as a composite container made of a plurality of different resin materials, for example, a container in which many blends of polyamide and polyvinyl alcohol are present in a thin layer in polyolefin is disclosed in JP-A-1-275137 (Patent Document 1). ) Is proposed. Such containers are excellent in resistance to liquids such as gasoline and alcohol.
[0005]
By the way, containers for storing foods, pharmaceuticals and the like are used in various environments. In particular, under high humidity, polar polymers (gas barrier resins) are easily affected and their functions (gas barrier properties) are likely to change. Therefore, a practical container is required to maintain gas barrier properties under high humidity in addition to cost.
[0006]
Therefore, the container proposed in Patent Document 1 will be examined. In Example 5 of Patent Document 1, a composite container made of polyethylene alcohol and a blend of amorphous nylon and polyethylene is obtained. Here, amorphous nylon has a gas barrier property, but polyvinyl alcohol used in combination with it is a material whose gas barrier property is lowered under high humidity. For this reason, this container shows a decrease in gas barrier properties when used under high humidity.
In Comparative Example 1 of Patent Document 1, a composite container made of nylon and polyethylene is obtained. However, the nylon used is not amorphous nylon, and therefore, this container shows a decrease in gas barrier properties when used under high humidity.
[0007]
As described above, Patent Document 1 has no recognition of gas barrier properties and, of course, does not disclose or suggest any knowledge of gas barrier properties under high humidity. This is supported by measuring the liquid permeability (ASTM D2684 liquid permeability test) in the example of Patent Document 1. In the diffusion of liquid and gas, gas is much easier to diffuse, and even if the container of Patent Document 1 is excellent in resistance to liquid, it is difficult to predict gas barrier properties from this.
Moreover, Patent Document 1 basically discloses only a container by a blow molding method.
[0008]
As described above, molded products such as containers and lids that are excellent in gas barrier properties even at high humidity of course during drying and can be obtained at low cost by a molding method including an injection process have not been known so far. It was.
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-1-275137
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, an object of the present invention is to provide a composite molded article that is excellent in gas barrier properties even under high humidity and can be obtained at low cost by a molding method including an injection process.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
That is, the composite molded product of the present invention comprises (a) polyolefin 50-99% by mass And (b) amorphous polyamide 1-50% by mass Is a molded product formed through an injection process, and (a) in the polyolefin 0.5-50μm thick Thin layer (b) amorphous polyamide Unevenly distributed near the inner and outer surfaces It is characterized by the presence of a plurality.
[0012]
Here, it is desirable that the thin-layered (b) amorphous polyamide is unevenly distributed near the surface.
The (a) polyolefin is preferably polyethylene.
Moreover, (b) amorphous polyamide is a polymer of diamine and dicarboxylic acid, and it is desirable that either diamine or dicarboxylic acid is an aromatic compound.
Further, it is desirable that the layered structure molded product contains (c) an adhesive resin that exhibits adhesion to both (a) polyolefin and (b) amorphous polyamide.
[0013]
Moreover, it is desirable that the melt viscosity of (b) amorphous polyamide is lower than the melt viscosity of (a) polyolefin.
Such a composite molded article is preferably a container or a lid.
Further, it is desirable that the thin-layered (b) amorphous polyamide is unevenly distributed near the inner surface and the outer surface of the container or the lid.
[0014]
In addition, the present invention (A) A thin layered (b) amorphous polyamide having a thickness of 0.5 to 50 μm is unevenly distributed near the inner surface and the outer surface in the polyolefin. The manufacturing method of the composite molded product is: (a) polyolefin 50-99% by mass and The average particle size of the particles is 1-5 mm (B) Amorphous polyamide 1-50% by mass And a step of forming a heterogeneous molten mixture including the step of molding the heterogeneous molten mixture by a molding method including an injection step.
Here, as (b) amorphous polyamide, it is desirable to use a thing whose melt viscosity at the time of an injection process is lower than the melt viscosity of (a) polyolefin.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
<Composite molded product>
The composite molded article of the present invention is a molded article obtained by molding a mixture containing (a) a polyolefin and (b) an amorphous polyamide through an injection process. (A) A thin-layered (b) amorphous polyamide in the polyolefin There are multiple.
Specifically, as shown in FIG. 1, a number and substantial number of (a) polyolefin 1 is in the form of a continuous matrix phase, and (b) amorphous polyamide 2 is embedded in the continuous matrix phase. Are in the form of a discontinuous dispersed phase which is substantially parallel and spaced apart.
[0016]
As the composite molded article of the present invention, it is preferable that the thin-layered (b) amorphous polyamide 2 is unevenly distributed near at least one surface. As shown in FIG. 2, the thin-layered (b) amorphous polyamide 2 is used. More preferably, 2 is unevenly distributed near both surfaces. Such a composite molded article is very excellent in gas barrier properties.
[0017]
The dimensions of the composite molded product of the present invention are not particularly limited, but in the case of a container, the thickness is 0.5 mm or more, preferably 20 mm or less, and even a large capacity is up to several tens of liters. The lid is not particularly limited to the lid for the container, but a lid for the container is typically exemplified.
[0018]
<(A) Polyolefin>
The (a) polyolefin in the present invention is a homopolymer or copolymer of an olefin such as ethylene, propylene, butene-1,4-methylpentene-1, hexene-1, octene-1.
[0019]
Examples of (a) polyolefin include polyethylene, polypropylene, polybutylene and the like. Among these, polyethylene which is a homopolymer of ethylene or a copolymer of ethylene and an α-olefin is preferable in that it can be high, medium and low density.
[0020]
In addition, as the polyethylene, any of polyethylene produced by a high pressure radical polymerization method, polyethylene produced by a transition metal catalyst such as a chromium catalyst, a Ziegler catalyst, and a metallocene catalyst can be used.
As the (a) polyolefin, an appropriately modified one can be used, but it is necessary to select one that is incompatible with the (b) amorphous polyamide at the time of melting.
[0021]
The type of polyethylene can be selected according to the physical properties required for the molded product such as a container. For example, high-density polyethylene is suitable for molded products that require mechanical strength such as rigidity. (A) When a high-rigidity polyolefin such as high-density polyethylene is used as the polyolefin, a gas barrier container or lid having sufficient mechanical strength can be obtained even if it is thin. In addition, when a soft material such as low-density polyethylene is used as (a) polyolefin, for example, a gas barrier squeeze bottle that can be squeezed out can be obtained.
[0022]
The content of (a) polyolefin in the composite molded article of the present invention is preferably 50 to 99 mass%, most preferably 70 to 96 mass% in the composite molded article. Here, the total of (a) polyolefin and (b) amorphous polyamide is 100% by mass.
[0023]
<(B) Amorphous polyamide>
The (b) amorphous polyamide in the present invention is also referred to as amorphous polyamide or amorphous polyamide, and refers to a polymer different from crystalline or semicrystalline nylon. (B) Amorphous polyamide is defined as a polyamide that does not exhibit a clear melting point when measured by a differential scanning calorimeter (DSC) used in a conventional method. For example, crystalline or semi-crystalline nylon such as nylon 6, nylon 9, nylon 11 and nylon 12 exhibits a predetermined melting point.
[0024]
(B) As an amorphous polyamide, the polymer of diamine and dicarboxylic acid is mentioned, for example.
Examples of the diamine include hexamethylene diamine, 2-methylpentamethylene diamine, 2,2,4-trimethylhexamethylene diamine, bis (4-aminocyclohexyl) methane, 1,4-diaminobutane, and 1,3-diaminopropane. , P-xylenediamine and the like.
Examples of the dicarboxylic acid include isophthalic acid, terephthalic acid, alkyl-substituted iso- or terephthalic acid, adipic acid, and sebacic acid.
[0025]
The above diamine and dicarboxylic acid can be used in appropriate combination as long as the resulting polyamide is amorphous. Usually, in order to obtain an amorphous polyamide, either diamine or dicarboxylic acid may be an aromatic compound and the other may be an aliphatic compound.
(B) Specific examples of the amorphous polyamide include hexamethylene diamine isophthalamide, hexamethylene diamine isophthalamide / terephthalamide copolymer, 2,2,4-hexamethylene diamine and 2,4,4-hexamethylene diamine. Examples thereof include terephthalamide of a mixture.
[0026]
(B) It is preferable that the weight average molecular weight of an amorphous polyamide is 5000 or more.
Examples of commercially available amorphous polyamides include Grivory G21 manufactured by Ems Hemmy and NOVAMID X21 manufactured by Mitsubishi Engineering Plastics.
As the (b) amorphous polyamide, an appropriately modified one can be used, but it is necessary to select one that is incompatible with the (a) polyolefin at the time of melting.
[0027]
The content of (b) amorphous polyamide in the composite molded product of the present invention is preferably 1 to 50% by mass, and most preferably 4 to 30% by mass in the composite molded product. Here, the total of (a) polyolefin and (b) amorphous polyamide is 100% by mass.
[0028]
<(C) Adhesive resin>
When it is desired to improve the interlayer adhesive strength between (a) polyolefin and thin-layered (b) amorphous polyamide in the composite molded article of the present invention, (c) an adhesive resin having adhesiveness is added to both. Can do.
[0029]
(C) As adhesive resin, the polyolefin which has a carbonyl group is mentioned, for example. Examples of the polyolefin having a carbonyl group include a polyolefin having a carboxylic acid moiety bonded to either the main chain or the side chain of the polyolefin. Here, the “carboxylic acid moiety” means carboxylic acid, its ester, acid anhydride, and carboxylate. Carboxylate is a neutralized carboxylic acid. These are sometimes referred to as ionomer polymers.
Polyolefins having carbonyl groups can be prepared by direct synthesis or grafting reactions. An example of direct synthesis is copolymerization of an α-olefin and a monomer having a carboxylic acid moiety. An example of a grafting reaction is graft addition of a monomer having a carboxylic acid moiety to a polyolefin.
[0030]
Examples of the polyolefin used in the graft reaction include polyethylene, a copolymer of ethylene and an α-olefin having 3 to 8 carbon atoms, an α-olefin having 3 to 8 carbon atoms and a non-conjugated diolefin (for example, 1, 4 -A copolymer with hexadiene). As monomers having a carboxylic acid moiety, methacrylic acid, acrylic acid, ethacrylic acid, glycidyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, diethyl maleate, monoethyl maleate, di-maleate n-butyl, maleic anhydride, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, monoesters of these dicarboxylic acids, dodecenyl succinic anhydride, 5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride, nadic anhydride ( 3,6-endomethylene-1,2,3,6-tetrahydrophthalic anhydride).
The polyolefin having a carbonyl group preferably contains at least 75 mol% of an olefin component and 0.2 to 25 mol% of a carbonyl group.
[0031]
When the carboxylic acid moiety is a carboxylic acid, the carboxylic acid is neutralized with a metal ion having a valence of 1-3, and when the carboxylic acid moiety is a dicarboxylic acid, the dicarboxylic acid has a valence of 1. It is preferable that the metal ion is neutralized. In order to control the degree of neutralization, it is preferable that a sufficient amount of metal ions is present to neutralize at least 10 mol% of the carboxylic acid moiety.
[0032]
(C) Adhesive resin can be made to exist in the quantity of 0.25-30 mass% in a composite molded article, and it is preferable to make it exist in the quantity of 2-20 mass%. Here, the total of (a) polyolefin, (b) amorphous polyamide, and (c) adhesive resin is 100% by mass.
[0033]
<Other ingredients>
In the composite molded article of the present invention, usual additions such as an antioxidant, an ultraviolet absorber, a crosslinking agent, an inorganic filler, a pigment, a foaming agent, a slip agent, and an antistatic agent are within the scope of the present invention. An agent may be added.
However, it is preferable that a resin, an additive, or the like that deteriorates the gas barrier property of the composite molded article under high humidity, such as polyvinyl alcohol, is not blended.
[0034]
<Production method of composite molded product>
The composite molded article of the present invention is a process having a step of preparing a heterogeneous melt mixture containing (a) a polyolefin and (b) an amorphous polyamide, and a step of molding the heterogeneous melt mixture by a molding method including an injection step. It can be obtained by the method.
Specifically, for example, (a) polyolefin particles and (b) amorphous polyamide particles are mixed, the mixture is heated to prepare a heterogeneous melt mixture, and (b) an elongated polyamide made of amorphous polyamide. The heterogeneous molten mixture is preferably molded by a molding method including an injection step so that a discontinuous dispersed phase is formed.
[0035]
Hereinafter, an example of a method for producing a composite molded product will be described in detail.
(I) Preparation of heterogeneous melt mixture:
First, polymer particles ((a) polyolefin particles and (b) amorphous polyamide particles) in a non-molten state are sufficiently dry blended beforehand. The dry blending of the polymer particles can be performed by a known means such as a V-type mixer or a rotary mixer.
[0036]
Next, the mixture obtained by dry blending is heated at a temperature higher than the melting point of the polymer particles having the highest melting point and melted to prepare a heterogeneous molten mixture.
The heating temperature must be such that (b) the amorphous polyamide can be softened or melted at a glass transition temperature or higher and stretched. (B) Since amorphous polyamide does not exhibit a melting point, the “melting point” here refers to the temperature at which the polymer particles are softened to such an extent that they can be stretched in the injection process.
Heating can be performed by various known means. Usually, it can be carried out in an injection molding machine.
[0037]
Care must be taken to substantially avoid further mixing after the polymer particles are heated to melting. Since the heterogeneous molten mixture is homogenized by intense mixing, there is a possibility that a molded article having no discontinuous dispersed phase composed of a thin-layered (b) amorphous polyamide may be obtained. That is, by maintaining the heterogeneity of the molten mixture of (a) polyolefin and (b) amorphous polyamide, when the heterogeneous molten mixture flows in the pipe in the post-injection step, (a) In the continuous matrix phase, (b) the amorphous polyamide can be stretched into a thin layer to become a discontinuous dispersed phase. As long as the molten mixture maintains non-uniformity, these polymer particles may be mixed even if they are in a softened or molten state.
[0038]
The size of the particles of (b) amorphous polyamide in the heterogeneous melt mixture is such that (b) the amorphous polyamide in (b) the continuous matrix phase of the polyolefin as the heterogeneous melt mixture flows through the tube during the injection process. Must be large enough to be stretched into a thin layer into a discontinuous dispersed phase. (B) If the size of the amorphous polyamide particles is too small, even if excessive mixing is not performed, a homogeneous molten mixture is obtained, resulting in a discontinuous dispersion of the thin-layered (b) amorphous polyamide. A phase may not be obtained. (B) If the size of the amorphous polyamide particles is too large, (a) the continuous matrix phase of the polyolefin tends to collapse. (B) The average particle diameter of the amorphous polyamide particles is preferably 1 to 5 mm, more preferably 2 to 4 mm. The average particle diameter of the (b) amorphous polyamide particles is preferably selected so as to obtain a thin-layered (b) amorphous polyamide having a thickness of 0.5 to 50 μm.
[0039]
The heterogeneous melt mixture may be prepared by melting the polymer having the lower melting point in advance and adding the polymer particles having the lower melting point to the melt. Specifically, the heterogeneous molten mixture may be prepared by adding particles of amorphous polyamide (b) in an unmelted state to molten (a) polyolefin and then further heating them.
[0040]
When (c) adhesive resin is used in combination, (a) polyolefin particles, (b) amorphous polyamide particles, and (c) adhesive resin particles can be mixed together.
[0041]
(Ii) Molding of composite molded products:
Molding of the composite molded product is performed by a molding method including an injection step of injecting a heterogeneous mixture. Examples of such a molding method include an injection blow molding method and a stretch blow molding method. That is, the stretch blow molding method is a molding method including an injection process because the parison is once molded by the injection molding method and then taken out from the mold and stretched and further subjected to blow molding. As described above, any method may be used as long as it includes an injection step of once injecting the metal mold.
[0042]
Molding by the injection molding method is performed by injecting a heterogeneous mixture into the mold from various gates, then cooling and solidifying, and then opening the mold and taking out the composite molded product.
Thus, in the method for producing a composite molded article of the present invention, the heterogeneous mixture can be injected and molded at a time in the same manner as in a normal injection molding method. Therefore, since an ordinary injection molding apparatus can be basically used as the apparatus, it is extremely advantageous industrially. The stretch blow molding method described below is the same in that a normal apparatus can be used. On the other hand, the conventional two-color or multilayer injection molding method or the like is a method in which the resin of each layer is injected sequentially or alternately, so that a special device is naturally required.
[0043]
The stretch blow molding method is a method in which a heterogeneous mixture is injected into a mold by an injection molding method to form a parison, then the mold is opened to take out the parison, and this is stretched and blown. More specifically, after injecting the heterogeneous mixture into the mold, the parison is taken out from the mold in a state where it is still stretchable, and the hot parison method of stretching the parison; the heterogeneous mixture is put into the mold Any of the cold parison methods in which the injected and cooled parison is taken out of the mold, reheated so as to be stretched, and stretched can be employed. In either case, a composite molded product can be obtained by sandwiching the parison between two molds and blowing the parison almost simultaneously with blowing the parison.
[0044]
As specific molding conditions in these molding methods, since the continuous matrix phase in the composite molded product of the present invention is polyolefin, the molding conditions in the conventional injection molding method and stretch blow molding method for polyolefin containers and lids are adopted. can do. Basically, if a heterogeneous mixture is molded according to the molding conditions of polyolefin, (a) a composite in which a discontinuous dispersed phase of (b) amorphous polyamide is distributed in a continuous matrix phase made of polyolefin. A molded product is obtained. It is not necessary to adopt the same molding method as the molding method for the container and the lid, which is an example of the composite molded product of the present invention.
[0045]
Here, by adjusting the relative height relationship between the melt viscosity of (a) polyolefin and the melt viscosity of (b) amorphous polyamide during the injection step of the heterogeneous melt mixture, The layered (b) amorphous polyamide is distributed almost evenly in the (a) polyolefin, the thin layered (b) polyamide layer is unevenly distributed in the center of the molded product, or (a ) Polyolefin can be unevenly distributed, that is, the thin-layered (b) amorphous polyamide can be unevenly distributed near the inner surface and the outer surface.
Here, since the melt viscosity of (a) polyolefin and (b) amorphous polyamide is influenced by molding conditions during the injection process, specifically, temperature, shear rate, etc., (a) b) The relative height relationship with the melt viscosity of the amorphous polyamide is the relative height relationship during the injection process.
[0046]
When (a) the polyolefin has a relatively high melt viscosity and (b) the amorphous polyamide has a relatively low melt viscosity, as shown in FIG. 2, (a) the polyolefin is unevenly distributed in the center of the molded product. That is, there is a tendency that the thin-layered (b) amorphous polyamide is unevenly distributed near the inner surface and the outer surface. When the relative height relationship of melt viscosity is reversed, the relative relationship of arrangement tends to be the opposite.
[0047]
In order to make a difference in melt viscosity in this way, (1) materials with originally different melt viscosities may be selected, or (2) melt viscosities for (a) polyolefin and (b) amorphous polyamide, respectively. Alternatively, a method may be employed in which resins having different temperature gradients are selected, and a temperature region in which the melt viscosity is different is selected and molded. In addition, it may be difficult to create a thin layer structure between materials having a very large difference in melt viscosity. Therefore, in practice, it is preferable to appropriately determine the material and molding conditions while molding.
[0048]
In the present invention, since molding is easy and gas barrier properties can be improved, it is preferable that the thin-layered (b) amorphous polyamide is unevenly distributed and localized near the inner surface and the outer surface of the molded product. The uneven distribution, the degree of localization, the range, etc. can be easily determined by appropriately coloring either or both of (b) amorphous polyamide and (a) polyolefin, and then appropriately cutting the molded product after molding. . By appropriately confirming the difference in melt viscosity between the two materials while judging in this way, it is easy to obtain a composite molded product in which the thin-layered (b) amorphous polyamide is unevenly distributed near the inner surface and the outer surface. be able to.
[0049]
After molding, the molded product is solidified by cooling the molded product to a temperature lower than the melting point of the material having the lowest melting point. Cooling can be performed by any desired means and at an appropriate rate. In the case of the injection molding method, the molded product is often cooled by cooling the mold.
[0050]
In the composite molded product of the present invention described above, since a mixture containing (a) polyolefin and (b) amorphous polyamide is molded through an injection process, a special injection molding apparatus should be used. And can be manufactured inexpensively. In addition, since (a) a plurality of thin-layered (b) amorphous polyamides are present in the polyolefin, it is possible to reduce the number of inexpensive (a) polyolefins and expensive (B) amorphous polyamides. Cost can also be reduced. Thus, conventionally, multilayer molded articles to which gas barrier properties have been imparted have been expensive, but the composite molded article of the present invention can be obtained by a molding method including an injection process, and an inexpensive polyolefin can be obtained. Combined with the main molded product, it becomes an inexpensive product as a final product.
[0051]
In addition, since (a) a plurality of thin-layered (b) amorphous polyamides are present in the polyolefin, the gas permeability of oxygen and the like is low and a good gas barrier compared to a single layer of polyolefin. Showing gender. Further, since the material imparting gas barrier properties is (b) amorphous polyamide, the gas barrier properties are excellent even under high humidity.
[0052]
Moreover, in the manufacturing method of the composite molded article of this invention demonstrated above, the process of preparing the heterogeneous melt mixture containing (a) polyolefin and (b) amorphous polyamide, and the injection | pouring process of a heterogeneous melt mixture are carried out. Use a special injection molding apparatus even if it is an injection molding method that has conventionally been difficult to obtain a hollow multilayer molded product having a gas barrier layer. Therefore, it is possible to easily and inexpensively obtain a composite molded product having excellent gas barrier properties, such as a container and a lid.
The present inventors have found for the first time that an inexpensive composite molded article excellent in gas barrier properties, such as a container and a lid, can be obtained by a molding method represented by such an injection molding method, including an injection process. is there.
[0053]
The composite molded article of the present invention is suitable for a container that contains contents sensitive to oxygen or the like, for example, foods, medicines, and the like, and its lid. In particular, it is suitable for containers and lids used under high humidity because gas barrier properties are maintained at a high level and not deteriorated not only during drying but also under high humidity. The composite molded article of the present invention has low gas permeability such as oxygen and gas barrier properties as compared with a single layer of polyolefin.
A particularly preferable composite molded article is one in which the thin-layered (b) amorphous polyamide is unevenly distributed and localized near the inner surface and the outer surface, and the composite molded article having such a structure has a high gas barrier property.
Examples of the composite molded article of the present invention include a lid as well as a container. Therefore, if both the container and the lid are the composite molded product of the present invention, the gas barrier property will be more satisfactory.
[0054]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.
The following materials were used.
((A) polyolefin)
High density polyethylene (HDPE): MFR 1.0 g / 10 min, density 0.961 g / cm Three .
((B) amorphous polyamide)
Grivory G21 (trade name) manufactured by EMS Hemmy.
((C) Adhesive resin)
Maleated polyethylene: maleic anhydride content 0.29% by mass, MFR 0.5 g / 10 min.
[0055]
90% by mass of HDPE, 5% by mass of Grivoli G21 and 5% by mass of maleated polyethylene were mixed in advance. This mixture is supplied to an injection molding machine (manufactured by Toshiba), heated and melted to form a heterogeneous molten mixture, which is then injection-molded under the following molding conditions, and a round bottle (with a wall thickness of about 1.0 mm and a volume of 300 ml) Container).
(Molding conditions) Barrel temperature: 230 ° C., nozzle temperature: 230 ° C., mold temperature: 20 ° C., injection time: 2.5 seconds, cooling time: 5.5 seconds, cycle time 10 seconds.
[0056]
When the surface and cut surface of the obtained bottle were visually observed, the Grivoli G21 covered the inner and outer surfaces of the bottle with almost no gap and was unevenly distributed near the inner and outer surfaces. On the other hand, it was confirmed that only the HDPE was present, with almost no Grivoli G21 being observed in the center of the bottle. This structure was easily visible by blending and molding a small amount of coloring components in either or both of Grivoli G21 and HDPE.
[0057]
Moreover, about the obtained bottle, the oxygen permeation amount was measured by the following method. As a result, the oxygen permeation amount was reduced by 50% compared to the bottle of HDPE monolayer having the same thickness. This shows that the oxygen permeation amount does not change even after the bottle is left in an environment of room temperature 25 ° C. and humidity 75% RH for 30 days, and is excellent in moisture resistance.
[0058]
(Measurement method of oxygen transmission rate)
In the glow box substituted with nitrogen, the mouth of the test bottle was sealed with aluminum foil to prevent leakage from the mouth. The oxygen concentration in the glow box was measured and used as the initial value. The sealed bottle was stored in a room with a room temperature of 25 ° C. and a humidity of 75% RH for 30 days. Since oxygen permeates from the bottle wall during indoor storage, the oxygen concentration in the bottle was determined by measuring the oxygen concentration inside the bottle.
[0059]
【The invention's effect】
As explained above, the composite molded article of the present invention is composed of (a) polyolefin. 50-99% by mass and The average particle size of the particles is 1-5 mm (B) Amorphous polyamide 1-50% by mass Is a molded product formed through an injection process, and (a) in the polyolefin 0.5-50μm thick Thin layer (b) amorphous polyamide Unevenly distributed near the inner and outer surfaces Since there are a plurality of them, they are excellent in gas barrier properties even at high humidity and are inexpensive.
[0060]
Moreover, the manufacturing method of the composite molded product of this invention shape | molds the process which prepares the heterogeneous melt mixture containing (a) polyolefin and (b) amorphous polyamide, and the molding method including an injection process. Therefore, it is possible to easily obtain a composite molded article that is excellent in gas barrier properties and is inexpensive even under high humidity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a composite molded article of the present invention.
FIG. 2 is a schematic sectional view showing another example of the composite molded article of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 (a) Polyolefin
2 (b) Amorphous polyamide

Claims (10)

(a)ポリオレフィン50〜99質量%および(b)無定形ポリアミド1〜50質量%を含む混合物が射出工程を経て成形された成形品であり、
(a)ポリオレフィン中に厚さ0.5〜50μmの薄層状の(b)無定形ポリアミドが内面付近及び外面付近に偏在して複数存在していることを特徴とする複合成形品。
(A) A mixture containing 50 to 99% by mass of polyolefin and (b) 1 to 50% by mass of amorphous polyamide is a molded product formed through an injection process,
(A) A composite molded article characterized in that a plurality of thin (b) amorphous polyamides having a thickness of 0.5 to 50 μm are unevenly distributed in the vicinity of the inner surface and the outer surface in the polyolefin.
薄層状の(b)無定形ポリアミドが表面付近に偏在していることを特徴とする請求項1記載の複合成形品。  The composite molded article according to claim 1, wherein the thin-layered (b) amorphous polyamide is unevenly distributed near the surface. (a)ポリオレフィンが、ポリエチレンであることを特徴とする請求項1または請求項2記載の複合成形品。  (A) Polyolefin is polyethylene, The composite molded article of Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned. (b)無定形ポリアミドが、ジアミンおよびジカルボン酸の重合体であり、ジアミンまたはジカルボン酸のいずれか一方が、芳香族化合物であることを特徴とする請求項1ないし3いずれか一項に記載の複合成形品。  (B) Amorphous polyamide is a polymer of diamine and dicarboxylic acid, and either diamine or dicarboxylic acid is an aromatic compound. Composite molded product. 層状構造成形品中に、(a)ポリオレフィンおよび(b)無定形ポリアミドの両方に接着性を示す(c)接着性樹脂が含まれていることを特徴とする請求項1ないし4いずれか一項に記載の複合成形品。  5. The layered structure molded article contains (c) an adhesive resin that exhibits adhesion to both (a) polyolefin and (b) amorphous polyamide. A composite molded article as described in 1. (b)無定形ポリアミドの溶融粘度が、(a)ポリオレフィンの溶融粘度よりも低いことを特徴とする請求項1ないし5いずれか一項に記載の複合成形品。  The composite molded article according to any one of claims 1 to 5, wherein the melt viscosity of the amorphous polyamide (b) is lower than the melt viscosity of the polyolefin (a). 容器または蓋であることを特徴とする請求項1ないし6いずれか一項に記載の複合成形品。  The composite molded article according to claim 1, wherein the composite molded article is a container or a lid. 容器または蓋の内面付近および外面付近に、薄層状の(b)無定形ポリアミドが偏在していることを特徴とする請求項7記載の複合成形品。  8. The composite molded article according to claim 7, wherein the thin-layered (b) amorphous polyamide is unevenly distributed near the inner surface and the outer surface of the container or lid. (a)ポリオレフィン50〜99質量%および粒子の平均粒径が1〜5mmである(b)無定形ポリアミド1〜50質量%を含む不均一溶融混合物を調製する工程と、
不均一溶融混合物を射出工程を含む成形方法により成形する工程とを有することを特徴とする、(a)ポリオレフィン中に厚さ0.5〜50μmの薄層状の(b)無定形ポリアミドが内面付近及び外面付近に偏在して複数存在している複合成形品の製造方法。
(A) preparing a heterogeneous melt mixture containing 50 to 99% by weight of polyolefin and 1 to 50% by weight of amorphous polyamide (b) having an average particle diameter of 1 to 5 mm ;
And (a) a thin layer of 0.5 to 50 μm thick (b) amorphous polyamide in the vicinity of the inner surface , characterized in that it comprises a step of molding a heterogeneous molten mixture by a molding method including an injection step And the manufacturing method of the composite molded product which is unevenly distributed near the outer surface and exists in plurality .
(b)無定形ポリアミドとして、射出工程時の溶融粘度が(a)ポリオレフィンの溶融粘度よりも低いものを用いることを特徴とする請求項9記載の複合成形品の製造方法。  The method for producing a composite molded article according to claim 9, wherein (b) amorphous polyamide is used whose melt viscosity during the injection process is lower than that of (a) polyolefin.
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