JP4549467B2 - Process for producing ethylene-vinyl alcohol copolymer resin composition - Google Patents

Process for producing ethylene-vinyl alcohol copolymer resin composition Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、含水状態のエチレン−ビニルアルコール共重合体(以下「EVOH」ともいう。)樹脂ペレットを押出機に供給して樹脂組成物を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
エチレン−ビニルアルコール共重合体は、ガスバリヤー性が高く、耐油・耐有機溶剤性、保香性、透明性などに優れるため、食品包装用として広く使用されている。食品包装用としては、押出成形によるフィルム、ブロー成形によるボトル、真空成形による各種パック類など様々な成形加工法が採用されている。このような様々な成形加工法においては、樹脂ペレットを押出機に供給し、溶融温度を200℃以上としなければならず、ポリマーの熱安定性を向上しておかないと溶融成形時にポリマーが劣化し、フィシュアイやブツが生じて製品の品質を低下させる原因となる。そのため、樹脂製造時に含まれるケン化触媒残渣をポリマー中から除去したり、熱安定剤を添加する必要がある。
【0003】
従来、樹脂製造時に含まれるケン化触媒残渣をポリマーから除去するため、樹脂ペレットを洗浄容器に入れ、固体状態のまま洗浄液(水)と接触させ、樹脂ペレット内部から拡散により外部に抽出させていた(特公昭55−19242号公報)。また、ポリマー内に熱安定剤を添加するため、樹脂ペレットを酸処理容器に入れ、固体状態のまま酸水溶液と接触させ、樹脂ペレット内部に酸を含浸または吸着させていた(特公昭55−19242号公報)。
【0004】
しかしながら、前記従来の方法は、樹脂に付着する水分量が多く、これを除去するため、長時間に及ぶ乾燥機を用いた熱風乾燥が必要であり、操作が繁雑であった。
【0005】
上記に示すような微量成分を添加したEVOHペレットを得る方法としては、
(1)EVOHペレットに微量成分の水溶液をスプレーし、ヘンシェルミキサーで混合後乾燥する方法(特開昭55―12108号公報)、
(2)EVOHペレットに粉末状の微量成分を混合し、スーパーミキサーでドライブレンドする方法(特開昭57−34148号公報)、
(3)EVOHペレットを微量成分を含有する水溶液に浸漬し、脱液後乾燥する方法(特開昭64−66262号公報)、
(4)EVOHペレットの含水率を20〜80重量%に調整した後、ホウ素化合物、酢酸塩およびリン酸化合物よりなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物の水溶液と接触させる方法(WO99/05213号公報)などが知られている。
【0006】
しかしながら、前記(1)または(2)の添加方法では、EVOHペレットにおける微量成分の均一性が不充分であり、添加量の制御も困難であるために、安定した品質の製品を得ることが困難である。また前記(3)または(4)の方法は、溶液濃度を調節することによりEVOHペレットに含有される微量成分の量を制御しやすいメリットがある。しかし、該方法で処理されたEVOHペレットは、溶融押出によって成形する場合において押出機のモータートルクおよびトルク変動が大きくなるため、通常、押出時にはEVOHからなる樹脂組成物に滑剤を添加する必要があった。しかしながら、EVOHからなる樹脂組成物は、食品包装用途などに好適に用いられるために、かかる滑剤の添加は衛生上の観点から必ずしも好ましくないため、滑剤の低減または排除が望まれていた。
【0007】
前記(3)または(4)の方法で処理されるEVOHペレットは、通常、ケン化後のEVOHのメタノール溶液を、水/メタノール混合溶液からなる凝固浴中に析出させて得たストランドをカットすることによって得られる。ところが、エチレン含有量が20モル%未満のEVOHおよび/またはケン化度95%未満のEVOHは、上記凝固浴中でストランドが析出し難く、また、カットミスや微粉の混入が発生し易いため、ペレットを安定して生産することが困難であり、場合によってはストランド析出が出来ず、ペースト状のEVOHが不定形な形状で凝固したクラム状物として析出する。しかしながら、(3)または(4)の方法で該クラム状析出物を処理した場合は、微量成分を均質に混ぜ合わせることが困難であり、安定した品質の製品を得ることが出来ない。
【0008】
一方、エチレン含有量20モル%以上、ケン化度95%以上のEVOHであっても、生産効率を向上させるために高速でストランド析出を行った場合にはストランドの析出が不安定となるため、ペレットを安定して生産することが困難となり、(3)または(4)の処理方法では、安定した品質の製品を得ることができなかった。
【0009】
さらに、製造プロセスの観点から見た場合、従来のEVOHペレットを酸性物質および/または金属塩を含有する処理液に浸漬する処理方法の場合、該ペレットを浸漬処理するための処理浴や処理塔が必要であり、かかる処理浴または処理塔で用いられた処理液は、EVOHの処理後には酸性物質および/または金属塩が消費されているため、使い捨てにするか、あるいは回収して、適切な量の酸性物質および/または金属塩を再添加する必要がある。
【0010】
処理液を使い捨てにすることは環境への影響の観点から好ましくなく、通常、排水処理設備を通して廃棄される。また、処理液を回収して再使用する場合は、安定した品質の製品を供給するために、酸性物質および/または金属塩を再添加する設備と処理液中のオリゴマーなどに代表される不純物の除去設備が必要であった。
【0011】
以上のとおり、前記従来の方法は、大きな処理装置の設置や長時間処理が必要で、やはり製造コストが高いという問題があった。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来の問題を解決するため、本発明者らは押出機を用いて含水かつ溶融状態のエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂から水分を効率良く除去する方法、及び添加剤を効率良く樹脂に添加し、製造コストの安いエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂の製造方法を検討した結果、含水状態のエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂ペレットを押出機に供給する際に、樹脂ペレットの表面に着水量が多いと、例えばホッパー内でペレットがブリッジを形成したり、フィーダー内でブロックを形成したり、押出機から水蒸気が発生して含水エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂ペレット同士が融着するなどの様々な問題があることを見い出した。
【0013】
具体的な問題点として、フィーダーのホッパー内でブリッジが発生し、押出機への原料樹脂の供給不良となる。あるいはフィーダー内で分離した表面水が押出機へ供給され、ホッパー下部で水蒸気が発生し、原料ペレットの融着が発生し、押出機への原料樹脂の供給不良となる。とくに含水EVOHの場合は、融点低下が起こっているので影響を受けやすく、ペレット同士がホッパー下部で融着しやすく、また供給不良による品質への影響として、押出機への供給量が変動する為、酸・金属塩の添加量が不安定となり、熱安定性が低下するなどの問題が発生する。
【0014】
本発明は、前記従来の問題を解決するため、含水状態のエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂ペレットを押出機に供給する際に、樹脂ペレットの表面に着水量を所定値以下に制御することにより、効率良く押出機に供給する方法を提供することを目的とする。
【0015】
[課題を解決するための手段]
前記目的を達成するため、本発明のエチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)樹脂組成物の製造方法は、エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂を含水状態で溶融混練してエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂組成物を製造する方法であって、前記樹脂のペレット全体の含水率を0.5〜70重量%の範囲かつ前記ペレットの表面水の水分率を10重量%未満として押出機に前記ペレットを供給し、前記押出機から吐出した直後の樹脂の含水率を5〜40重量%とすることを特徴とする。
【0016】
前記方法においては、ペレットの供給方法が、定量式フィーダーを用いて押出機に前記ペレットを定量供給するのが安定供給できるので好ましい。
【0017】
また前記方法においては、添加剤を含水状態で溶融混練すると、均一混合できることから好ましい。
【0018】
また前記方法においては、押出機内の樹脂溶融温度が70〜170℃の範囲であることが好ましい。
【0019】
また前記方法においては、エチレン−ビニルアルコール共重合体のエチレン含有量が3〜70モル%の範囲であることが好ましい。
【0020】
また前記方法においては、エチレン−ビニルアルコール共重合体のケン化度が80モル%〜100モル%の範囲であることが好ましい。
【0021】
また前記方法においては、押出機から吐出した直後の樹脂の含水率が5〜40重量%である。
【0022】
また前記方法においては、押出機から吐出した直後の樹脂の含水率が5〜40重量%となるように押出機中で不足水を供給しあるいは過剰水を除去することが好ましい。
【0023】
また前記方法においては、押出機において、含水溶融樹脂にカルボン酸、ホウ素化合物、リン酸化合物、アルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種の添加剤を添加することが好ましい。
【0024】
【発明の実施の形態】
図面を用いて本発明を説明する。図1は本発明方法の一実施形態の概略工程図を示す説明図である。2軸押出機20の原料供給部1から含水状態のEVOHを供給する。含水かつ溶融または半溶融状態のEVOHは、フルフライトスクリュー部2により前方に向けて送られ、逆フライトスクリュー部3で混練され、ベントシリンダー部7では過剰の水分が脱離され水分調整される。その後、フルフライトスクリュー部4により前方に向けて送られ、微量成分添加部8から添加剤が所定量添加される。その後、逆フライトスクリュー部5で混練され、フルフライトスクリュー部6を通過して吐出口11から吐出される。吐出口11より下流側でペレット化される。9はEVOHの温度を検出し制御するための温度センサーである。また10はシリンダーバレルである。
【0025】
次に図2は、本発明方法で用いる一実施形態のホッパー・フィーダーの部分切り欠き概略図である。ホッパー・フィーダー30は、樹脂ペレットを溜めるホッパー31とその蓋32と、樹脂ペレットの存在量を検知するレベルスイッチ33と、樹脂ペレットのブリッジを防止する攪拌装置34と、スクリュー37を回転させるためのモーター36と、押出機のバレル38と、架台35からなる。
【0026】
本発明に用いられるEVOHとしては、エチレン−ビニルエステル共重合体をけん化して得られるものが好ましい。エチレン含有量は3〜70モル%であり、ガスバリア性と溶融成形性に優れた成形物を得るという観点からは、好適には10〜60モル%、さらに好適には20〜55モル%、最適には25〜55モル%であるものが好ましい。さらに、ビニルエステル成分のけん化度は80モル%以上であり、ガスバリア性に優れた成形物を得るという観点からは、好ましくは95モル%以上、特に好ましくは99モル%以上である。
【0027】
一方、エチレン含量3〜20モル%のEVOHは、水溶性を付与させたEVOHとして好適に用いられ、かかるEVOH水溶液はバリア性、塗膜成形性に優れ、優れたコート材料として用いられる。
【0028】
また、ケン化度80〜95モル%のEVOHは、溶融成形性を改善するために好適に用いられる。かかるEVOHは単独で用いることも可能であるが、ケン化度が99モル%を超えるEVOHとブレンドして用いる実施態様も好適である。
【0029】
しかし、製造プロセスの観点から見た場合、上記のエチレン含量が3〜20モル%のEVOHおよびケン化度80〜95モル%のEVOHは、何れも従来の方法通りに、かかるEVOHのメタノール溶液を凝固浴にストランド状に押し出して析出させることが困難であり、安定したペレットの生産が困難であり、かつ前記ペレットに酸性物質および金属塩を均一に含有させることも困難であった。このようなEVOHに対しても、安定したペレットの生産が可能になった観点からも、本発明の意義は大きい。
【0030】
EVOHのエチレン含有量が3モル%未満では溶融成形性が悪く、耐水性、耐熱水性、高湿度下でのガスバリア性が低下する恐れがある。一方、70モル%を超える場合は、バリア性や印刷適性等が不足する。また、けん化度が80モル%未満では、バリア性、耐着色性、耐湿性が不満足なものとなる。
【0031】
以下にEVOHの製造方法を具体的に説明する。エチレンとビニルエステルの重合は溶液重合に限るものではなく、溶液重合、懸濁重合、乳化重合、バルク重合のいずれであっても良い。また連続式、回分式のいずれであってもよい。回分式の溶液重合の重合条件の一例を以下に示す。
【0032】
溶媒;アルコール類が好ましいが、その他エチレン、ビニルエステルおよびエチレン−ビニルエステル共重合体を溶解し得る有機溶剤(ジメチルスルホキシドなど)を用いることができる。アルコール類としてはメチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、t−ブチルアルコール等を用いることができ、特にメチルアルコールが好ましい。
【0033】
触媒;2,2−アゾビスイソブチロニトリル、2,2−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2−アゾビス−(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2−アゾビス−(2−シクロプロピルプロピオニトリル)等のアゾニトリル系開始剤およびイソブチリルパーオキサイド、クミルパーオキシネオデカノエイト、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、t−ブチルパーオキシネオデカノエイト、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド等の有機過酸化物系開始剤等を用いることができる。
【0034】
ビニルエステル;酢酸ビニル、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。また、EVOHは共重合成分としてビニルシラン化合物0.0002〜0.2モル%を含有することができる。ここで、ビニルシラン系化合物としては、たとえば、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。
(1) 温度;20〜90℃、好ましくは40℃〜70℃。
(2) 時間;2〜15時間、好ましくは3〜11時間。
(3) 重合率;仕込みビニルエステルに対して10〜90%、好ましくは30〜80%。
(4) 重合後の溶液中の樹脂分;5〜85%、好ましくは20〜70%。
(5) 共重合体中のエチレン含有率;3〜70モル%。好適には10〜60モル%、さらに好適には20〜55モル%、最適には25〜55モル%
なお、エチレンとビニルエステル以外にこれらと共重合し得る単量体、例えば、プロピレン、イソブチレン、α−オクテン、α−ドデセン等のα−オレフィン;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、イタコン酸等の不飽和酸またはその無水物、塩、あるいはモノまたはジアルキルエステル等;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のニトリル類;アクリルアミド、メタクリルアミド等のアミド類;エチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、メタアリルスルホン酸等のオレフィンスルホン酸またはその塩;アルキルビニルエーテル類、ビニルケトン、N−ビニルピロリドン、塩化ビニル、塩化ビニリデン等を少量共存させることも可能である。
【0035】
所定時間の重合後、所定の重合率に達した後、必要に応じて重合禁止剤を添加し、未反応のエチレンガスを蒸発除去した後、未反応ビニルエステルを追い出す。エチレンを蒸発除去したエチレン−ビニルエステル共重合体から未反応のビニルエステルを追い出す方法としては、例えば、ラシヒリングを充填した塔の上部から前記共重合体溶液を一定速度で連続的に供給し、塔下部よりメタノール等の有機溶剤蒸気を吹き込み塔頂部よりメタノール等の有機溶剤と未反応ビニルエステルの混合蒸気を留出させ、塔底部より未反応ビニルエステルを除去した前記共重合体溶液を取り出す方法などが採用される。
【0036】
未反応ビニルエステルを除去した前記共重合体溶液にアルカリ触媒を添加し、前記共重合体中のビニルエステル成分をケン化する。ケン化方法は連続式、回分式いずれも可能である。アルカリ触媒としては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アルカリ金属アルコラートなどが用いられる。例えば、回分式の場合のケン化条件は次の通りである。
(1) 前記共重合体溶液濃度;10〜50%
(2) 反応温度;30〜65℃
(3) 触媒使用量;0.02〜1.0当量(ビニルエステル成分当り)
(4) 時間;1〜6時間
反応後のEVOHは必要に応じて中和することが好ましい。
【0037】
本発明は、EVOHを含水状態で溶融混練する方法であるが、当該樹脂のペレット全体の含水率を0.5〜70重量%の範囲かつ前記ペレットの表面水の水分率を10重量%未満として押出機にペレットを供給することを特徴とする。
【0038】
押出機に供給されるペレットの形状は特に限定されるものではなく、凝固浴中に析出させたストランドをカットして得られる円柱状のペレットや、溶融状態の樹脂を直接カットして得られる碁石状のペレットなどを用いることができる。通常、前者の円柱状ペレットが好適に用いられる。
【0039】
押出機内に投入される前のEVOHペレット全体の含水率の下限は0.5重量%以上である。含水率は5重量%以上であることがより好ましく、7重量%以上であることがより好ましい。また、押出機内に投入される前のEVOHペレット全体の含水率の上限は70重量%以下である。含水率は60重量%以下であることが好ましく、50重量%以下であることがより好ましい。押出機内に投入される前のEVOHペレット全体の含水率がかかる範囲にあることで、押出機内において、乾燥状態のEVOHの融点よりも低い温度で溶融状態のEVOHを得ることが可能となり、押出機内におけるEVOHの熱劣化を抑制することが可能であり、かつ押出安定性を良好にすることが可能である。
【0040】
押出機内に投入される前のEVOHペレット全体の含水率が0.5重量%未満の場合は、押出機内におけるEVOHの熱劣化の抑制効果が不充分となる恐れがある。また、含水率が70重量%を超える場合は、EVOHからなる樹脂組成物において、樹脂と樹脂に含有される水が相分離を起こしやすくなる恐れがある。
樹脂と樹脂に含有される水が相分離を起こした場合は、樹脂表面が濡れ状態となり摩擦が大きくなるために、押出機ホッパー内でブリッジが発生しやすくなる恐れがあり、EVOHからなる樹脂組成物ペレットの生産性に悪影響を及ぼす恐れがある。
【0041】
押出機内に投入される前のEVOHの含水率を調整する方法としては特に限定されない。含水率を上げる際には、樹脂に水をスプレーする方法、樹脂を水中に浸漬させる方法、樹脂を水蒸気と接触させる方法などが挙げられる。また、含水率を低下させる際には適切な乾燥方法を用いれば良く、たとえば流動式熱風乾燥機あるいは静置式熱風乾燥機を用いて乾燥する方法が挙げられるが、乾燥斑を低減するという観点から流動式熱風乾燥機を使用するのが好ましい。さらに、熱劣化を抑制する観点から、乾燥温度は120℃以下であることが好ましい。
【0042】
また、本発明で押出機に投入されるペレットの表面水の水分率は10重量%未満である。表面水の水分率が10重量%以上であると、フィーダーで分離した表面水が押出機中に落下し、ホッパー下部で水蒸気が発生し、原料ペレットの融着が発生しやすくなる。特に本発明のEVOHは樹脂中に水分を含んでいて融点が低下している場合が多く、通常の乾燥したEVOHより容易に融着しやすいので問題である。表面水は、好適には8重量%以下である。
【0043】
凝固浴中にEVOH溶液を析出させたストランドをカットして得られる円柱状のペレットは、通常大量の表面水を保持しているが、かかるペレットから表面水を除去する方法は特に限定されない。遠心分離器を用いる方法のほか、熱風乾燥を行って表面水を除去することもできる。なかでも、遠心分離器を用いる方法が、熱による劣化や融着を防止できるとともに、迅速に水分を除去できるので好ましい。
【0044】
かかるEVOHペレットは、ホッパー部分から押出機に投入される。このとき、ホッパー下部から定量式フィーダーを用いて、押出機にペレットを定量供給することが好ましい。具体的には、一軸のスクリューを用いた定量式フィーダーが好適なものとして挙げられる。定量的に供給することで、カルボン酸や金属塩等を押出機内で添加する際にもその添加量が安定して、結果として熱安定性の良好な樹脂を得ることができる。
【0045】
押出機内における樹脂温度は、70〜170℃であることが好ましい。樹脂温度が70℃未満の場合は、EVOHが完全に溶融しない恐れがある。また、カルボン酸、ホウ素化合物、リン酸化合物、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種を添加する場合には、その分散性の改善効果が不充分となる恐れがある。好適には80℃以上であり、より好適には90℃以上である。また、樹脂温度が170℃を超える場合は、EVOHが熱劣化を受けやすくなる恐れがある。さらに、カルボン酸、ホウ素化合物、リン酸化合物、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種を水溶液として添加する場合は、樹脂温度が170℃を超える場合は水分の蒸発が激しくなるため、好適な水溶液濃度でEVOHと前記水溶液を混合することが困難となる恐れがある。好適には150℃以下であり、より好適には130℃以下である。かかる樹脂温度の調整方法は特に限定されないが、押出機内シリンダの温度を好適に設定する方法が特に好ましい。
【0046】
本発明において、樹脂温度とは、押出機シリンダーに設置した温度センサーにより検出した温度をいい、検出個所は押出機先端部吐出口付近の温度を示す。
【0047】
本発明において、EVOHの製造時に含まれるケン化触媒残渣を除去することができる。具体的には、EVOH樹脂を押出機に供給し、押出機の少なくとも1箇所から洗浄液を注入し、樹脂を洗浄し、注入部よりも下流の少なくとも1箇所から洗浄液を排出することができる。
【0048】
本発明において押出機に供給するEVOHに含まれるケン化触媒残渣は、アルカリ金属イオンであることが好ましい。
【0049】
押出機に供給するEVOHに含まれるアルカリ金属イオンの含有量は、金属換算で0.1〜5重量%の範囲であることが好ましい。より好適には、0.2重量%以上であり、さらに好適には0.5重量%以上である。またより好適には4重量%以下であり、さらに好適には3重量%以下である。0.1重量%未満では従来の洗浄方法でも十分に省スペースで製造可能であり、本発明の製造方法を採用する実効に乏しい。一方、5重量%を超える場合は、十分に洗浄を行うためにはL/Dの大きい押出機が必要となり、コストアップになるために好ましくない。
【0050】
また、本発明において洗浄後のEVOHに含まれるアルカリ金属イオンは、金属換算で0.05重量%以下であることが好ましい。より好適には0.04重量%以下であり、さらに好適には0.03重量%以下である。0.05重量%を超える場合には、EVOHの熱安定性が悪化し、好ましくない。
【0051】
また、本発明で使用される洗浄液は、ケン化触媒残渣を除去できるものであれば特に限定されるものではないが、25℃におけるpKaが3.5以上の酸の水溶液であることが好ましい。25℃におけるpKaが3.5未満の酸の水溶液を用いた場合には、EVOHの耐着色性や層間接着性が不満足になる恐れがある。
かかるpKaが3.5以上の酸としては、カルボン酸が好ましく、コスト等の面から特に酢酸が好ましく用いられる。酢酸水溶液を用いた場合の酢酸濃度は、好適には0.01〜10g/リットルであり、より好適には0.1〜2g/リットルである。
【0052】
洗浄液の注入量は樹脂投入重量1kgあたり0.1〜100リットルであることが好ましい。
【0053】
洗浄液の注入は、押出機に洗浄液を注入できるものであれば特に限定されるものではないが、プランジャーポンプ等を用いて圧入する方法などが挙げられる。
洗浄液の排出は、注入部よりも下流に配置され、押出機から液体を排出できるものであれば特に限定されるものではないが、脱水スリットあるいは脱水孔が好適なものとして挙げられる。なお、複数の注入部、あるいは複数の排出部を配置しても構わない。
【0054】
また、本発明においては、上記洗浄を行った後で、押出機内で含水状態のEVOHから脱水または脱気することも好ましい。具体的には、押出機の少なくとも1箇所から液体水及び水蒸気から選ばれる少なくとも一つを排出することが好ましい。ここで排出する方法としては特に限定されるものではないが、押出機のシリンダーに配置された脱水スリット、脱水孔あるいはベント口から排出する方法が挙げられる。
【0055】
これらの内、脱水スリットまたは脱水孔が好適なものとして挙げられる。これらのものは、液体水および水蒸気のいずれであっても排出可能であることから、含水率が高い樹脂から効率的に水分を除去することが可能であり、この点で、一般に水蒸気しか排出することができないベント口よりも有効な場合が多いものである。また、ベント口を用いて水分を排出する際には、ベント口に樹脂が付着しやすく、かかる付着樹脂が劣化して押出機内に混入する場合もあるので、この点からも脱水スリットまたは脱水孔が好適である。
【0056】
なお、ベント口としては減圧下に水蒸気を除去する真空ベントや、常圧下に水蒸気を除去するオープンベントを用いることができる。
【0057】
また、脱水孔を用いる場合には、その孔から溶融樹脂がはみ出る場合があり、その点からは脱水スリットを用いることが好適である。かかる脱水スリットとしては、ウェッジワイヤー式脱水スリットやスクリーンメッシュ式脱水スリットが好適なものとしてあげられる。
【0058】
なお上記脱水手段は、単独で用いてもよいし、同一種類のものを複数用いてもよいし、あるいは異なる種類のものを組み合わせて用いてもよい。例えば、含水率の多い樹脂から脱水スリットを用いて水分をある程度除去してから、その下流側でベント口からさらに水分を除去することなどもできる。
【0059】
押出機吐出直後のEVOHからなる樹脂組成物の含水率は5〜40重量%であることが好ましく、5〜35重量%であることが特に好ましい。押出機吐出直後のEVOHからなる樹脂組成物の含水率が40重量%を超える場合は、EVOHからなる樹脂組成物において、樹脂と樹脂に含有される水が相分離を起こしやすくなる恐れがあり、その結果、押出機吐出後に発泡しやすくなる恐れがある。また、押出機吐出直後のEVOHからなる樹脂組成物の含水率が5重量%未満の場合は、前記押出機内におけるEVOHの加熱による劣化の抑制効果が不充分となる恐れがあり、得られるEVOHペレットの耐着色性が不満足なものとなる恐れがある。
【0060】
押出機内で洗浄し、脱水又は脱気した後、カルボン酸、ホウ素化合物、リン酸化合物、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種はそれぞれ単独で添加することも可能であるが、実施態様に応じて、カルボン酸、ホウ素化合物、リン酸化合物、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる複数種の化合物を下記に示した好適な範囲で添加することにより、EVOHからなる樹脂組成物ペレットの各種性能を改善することが可能である。
【0061】
本発明のEVOHからなる樹脂組成物ペレットに対し、カルボン酸を添加することが、熱安定性改善の観点から好ましい。上記カルボン酸としては、25℃におけるpKaが3.5以上であることが好ましい。25℃におけるpKaが3.5未満のカルボン酸を添加した場合、EVOHからなる樹脂組成物のpHの制御が困難となり、耐着色性や層間接着性が不満足なものになる恐れがある。上記カルボン酸としては、シュウ酸、コハク酸、安息香酸、クエン酸、酢酸、乳酸などが例示されるが、コストなどの面から、酢酸又は乳酸を用いることが好ましい。
【0062】
本発明のEVOHからなる乾燥樹脂組成物ペレット中のカルボン酸の含有量は、10〜5000ppmであることが好ましい。カルボン酸の含有量が10ppm未満の場合、溶融成形時に着色が発生する恐れがあり、また5000ppmを超える場合は層間接着性が不充分となる恐れがある。カルボン酸の含有量の下限は好適には30ppm以上であり、さらに好適には50ppm以上である。また、カルボン酸の含有量の上限は好適には1000ppm以下であり、さらに好適には500ppm以下である。
【0063】
また、本発明のEVOHからなる樹脂組成物ペレットに対し、リン酸化合物を添加することが、熱安定性改善の観点から好ましい。本発明のEVOHからなる乾燥樹脂組成物ペレット中のリン酸化合物の含有量はリン酸根換算で1〜1000ppmであることが好ましく、リン酸化合物を適切な範囲で添加することにより、成形物の着色およびゲル・ブツの発生を抑制することが可能である。リン酸化合物の添加による上記の改善効果はEVOHからなる樹脂組成物ペレットを用いたロングラン成形時および成形物の回収時に特に顕著である。リン酸化合物としては、リン酸、亜リン酸等の各種の酸やその塩等が例示されるが、これらに限定されない。リン酸塩としては第1リン酸塩、第2リン酸塩、第3リン酸塩のいずれの形で含まれていても良く、そのカチオン種も特に限定されるものではないが、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩であることが好ましい。中でもリン酸2水素ナトリウム、リン酸2水素カリウム、リン酸水素2ナトリウム、リン酸水素2カリウムの形でリン酸化合物を添加することが好ましい。
【0064】
リン酸化合物の含有量はリン酸根換算で下限は10ppm以上が好ましく、より好ましくは30ppm以上であり、上限は500ppm以下が好ましく、300ppm以下がより好ましい。かかる範囲のリン酸化合物を含有することで、より着色が少なく、ゲル化しにくいEVOHからなる樹脂組成物ペレットを得ることができる。リン酸化合物の含有量が1ppm未満の場合は、溶融成形時の着色が激しくなる恐れがある。特に、熱履歴を重ねるときにその傾向が顕著であるために、前記樹脂組成物ペレットを成形して得られた成形物が、回収性に乏しいものとなる恐れがある。また、リン酸化合物の含有量が1000ppmを超える場合は成形物のゲル・ブツが発生しやすくなる恐れがある。
【0065】
本発明のEVOHからなる樹脂組成物ペレットは、熱安定性向上、機械的性質の改善の観点から、ホウ素化合物を含有させることが好適である(特公昭49−20615号公報)。EVOHからなる樹脂組成物にホウ素化合物を添加した場合、EVOHとホウ素化合物との間にキレート化合物が生成すると考えられ、かかるEVOHを用いることによって、通常のEVOHよりも熱安定性の改善、機械的性質を向上させることが可能である。
【0066】
ホウ素化合物としては、ホウ酸類、ホウ酸エステル、ホウ酸塩、水素化ホウ素類等が挙げられるが、これらに限定されない。具体的には、ホウ酸類としては、オルトホウ酸、メタホウ酸、四ホウ酸などが挙げられ、ホウ酸エステルとしてはホウ酸トリエチル、ホウ酸トリメチルなどが挙げられ、ホウ酸塩としては上記の各種ホウ酸類のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、ホウ砂などが挙げられる。これらの化合物の中でもオルトホウ酸(単にホウ酸と表示)が好ましい。
【0067】
本発明のEVOHからなる乾燥樹脂組成物ペレット中のホウ素化合物の含有量はホウ素換算で20〜2000ppmであることが好ましく、50〜1000ppmであることがより好ましい。10ppm未満ではホウ素化合物を添加することによる熱安定性の改善効果が得られない恐れがあり、2000ppmを超えるとゲル化しやすく、成形性不良となる恐れがある。
【0068】
本発明のEVOHからなる樹脂組成物ペレットに対し、アルカリ金属塩を含有させることにより、層間接着性や相容性を効果的に改善することが可能である。
本発明のEVOHからなる乾燥樹脂組成物ペレット中のアルカリ金属塩の添加量は、アルカリ金属元素換算で5〜5000ppmが好ましい。より好ましくは20〜1000ppm、さらに好ましくは、30〜750ppmである。アルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウムなどがあげられ、アルカリ金属塩としては、一価金属の脂肪族カルボン酸塩、芳香族カルボン酸塩、燐酸塩、金属錯体等が挙げられる。例えば、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、燐酸ナトリウム、燐酸リチウム、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のナトリウム塩等が挙げられる。中でも酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、燐酸ナトリウムが好適である。
【0069】
また、本発明のEVOHからなる樹脂組成物ペレットに対し、アルカリ土類金属塩を添加することも好適である。アルカリ土類金属塩を添加した場合、耐着色性の改善効果が若干低下するが、前記樹脂組成物ペレットを用いた溶融成形時における、熱劣化した樹脂の成形機のダイ付着量をさらに低減することが可能である。アルカリ土類金属塩は特に限定されないが、マグネシウム塩、カルシウム塩、バリウム塩、ベリリウム塩など挙げられ、特にマグネシウム塩とカルシウム塩が好適である。アルカリ土類金属塩のアニオン種も特に限定されるものではないが、酢酸アニオンやリン酸アニオンが好適である。
【0070】
本発明のEVOHからなる乾燥樹脂組成物ペレット中のアルカリ土類金属の含有量は金属換算で10〜1000ppmが好適であり、より好適には20〜500ppmである。アルカリ土類金属の含有量が10ppm未満の場合はロングラン性の改善効果が不充分となる恐れがあり、1000ppmを超えると樹脂溶融時の着色が激しくなる恐れがある。
【0071】
上記に示したカルボン酸、ホウ素化合物、リン酸化合物、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種をEVOHからなる樹脂組成物ペレットに含有させるにあたり、エチレン含有量3〜70モル%、ケン化度80モル%以上のEVOHに押出機内でカルボン酸、ホウ素化合物、リン酸化合物、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種を添加することができる。押出機内でカルボン酸、ホウ素化合物、リン酸化合物、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種を添加することにより、EVOHに対してカルボン酸、ホウ素化合物、リン酸化合物、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種を配合させ、EVOHに対してカルボン酸、ホウ素化合物、リン酸化合物、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種を非常に良好な均一性で混練させることが出来る。かかる構成を採用することにより、溶融成形時の押出機のモータートルクおよびそのトルク変動が小さく、押出安定性、耐着色性およびロングラン性に優れ、ゲル・ブツの発生およびダイ付着量が少ないEVOHからなる樹脂組成物ペレットを得ることが可能となる。尚、本発明において、EVOHに押出機内でカルボン酸、ホウ素化合物、リン酸化合物、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種を添加するにあたり、前記カルボン酸等の押出機へのフィード位置は、押出機内のEVOHが溶融した状態の位置で添加することが、本発明の効果を充分発揮する点で好ましい。特に、含水かつ溶融状態のEVOHに前記添加剤を添加することが好ましい。
【0072】
なお、押出機は混練部を有していることが好ましく、特に前記添加物の添加位置が押出機の混練部であることが、添加剤が均質に配合されやすいことから好ましい。
【0073】
また、上記アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩以外の金属塩として、周期律表の第4周期に記載される金属塩を使用することも可能である。
【0074】
カルボン酸、ホウ素化合物、リン酸化合物、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種の添加形態は特に限定されない。押出機内に乾燥粉末として添加する方法、溶媒を含浸させたペースト状で添加する方法、液体に懸濁させた状態で添加する方法、溶媒に溶解させて溶液として添加する方法などが例示されるが、添加量の制御や、EVOH中にカルボン酸、ホウ素化合物、リン酸化合物、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種を均質に分散させる観点からは、カルボン酸、ホウ素化合物、リン酸化合物、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種を溶媒に溶解させて溶液として添加する方法が特に好適である。かかる溶媒は特に限定されないが、カルボン酸、ホウ素化合物、リン酸化合物、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種の溶解性、コスト的なメリット、取り扱いの容易性、作業環境の安全性等の観点から、水が好適である。
【0075】
EVOHに対してカルボン酸、ホウ素化合物、リン酸化合物、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種を添加する方法は特に限定されない。カルボン酸、ホウ素化合物、リン酸化合物、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種を、1箇所あるいは2箇所以上から押出機に添加することが好ましい。
【0076】
EVOHに対してカルボン酸、ホウ素化合物、リン酸化合物、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種を溶液として添加する際には、EVOHの乾燥重量100重量部に対して、前記溶液の添加量の下限は1重量部以上であることが好ましく、3重量部以上であることがより好ましく、5重量部以上であることが特に好ましい。また、前記溶液の添加量の上限は、EVOHの乾燥重量100重量部に対して50重量部以下であることが好ましく、30重量部以下であることがより好ましく、20重量部以下であることが特に好ましい。前記溶液の添加量が1重量部未満の場合は、一般に溶液の濃度が高くなるため、カルボン酸、ホウ素化合物、リン酸化合物、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種の添加における分散性の改善効果が低下する恐れがある。また、50重量部を超える場合はEVOHの含水率の制御が困難となる恐れがあり、押出機内でEVOHからなる樹脂組成物において、樹脂と樹脂に含有される水が相分離を起こしやすくなる恐れがある。
【0077】
従来の、EVOHを酸性物質および/または金属塩の溶液に含浸させる処理方法では、上記のようなEVOHのクラム状析出物などは良好な品質の製品を得ることが困難であったが、本発明により、かかる形態のEVOHに関してもカルボン酸、ホウ素化合物、リン酸化合物、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種を均質に添加することが可能となり、安定した品質のEVOHからなる樹脂組成物ペレットを得ることが可能である。
【0078】
押出機から吐出されたEVOHからなる樹脂組成物をペレット化する方法は特に限定されないが、前記樹脂組成物をダイスからストランド状に凝固浴中に押出し、適切な長さにカットする方法が例示される。ペレットの取り扱いの容易性の観点から、ダイスの口径は2〜5mmφ(φは直径。以下同。)が好適であり、ストランドを1〜5mm程度の長さでカットすることが好ましい。
【0079】
得られたペレットは、通常、乾燥工程に供される。乾燥後のEVOHからなる樹脂組成物ペレットの含水率は、1重量%以下とされ、好適には0.5重量%以下とされる。乾燥方法は特に限定されないが、静置乾燥法、流動乾燥法などが好適なものとして挙げられ、幾つかの乾燥方法を組み合わせた多段階の乾燥工程を採用することも可能である。この中でも、初めに流動乾燥法で乾燥し、引き続いて静置乾燥法で乾燥する方法が好適である。
【0080】
従来のEVOHペレットを酸性物質および/または金属塩を含有する処理液に浸漬する処理方法の場合、処理後のEVOHの含水率は通常40〜70重量%程度であった。ところが、本発明のEVOHを押出機で溶融し、必要に応じて前記押出機内で洗浄し、脱水又は脱気した後、カルボン酸、ホウ素化合物、リン酸化合物、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種を添加する処理方法の場合は、押出機吐出直後のEVOHからなる樹脂組成物の含水率を任意に調節が可能であり、押出機吐出直後の含水率は好適には5〜40重量%である。従って従来法よりも、含水率の小さいペレットを得ることが可能である。かかる含水率の小さいペレットは、乾燥プロセスにおけるエネルギーの消費量を低減することができる観点から好適である。
【0081】
特に、含水率が40重量%を超えるペレットは、乾燥温度を100℃以上にした場合、ペレット同士の融着が発生する恐れがある。かかる観点からも、上記のような含水率の低いペレットが得られる、EVOHを押出機で溶融し前記押出機内で洗浄し、脱水又は脱気した後、カルボン酸、ホウ素化合物、リン酸化合物、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種を添加する本発明の処理方法は好適である。
【0082】
上記の方法で得られたEVOHからなる樹脂組成物ペレットに、重合度、エチレン含有率およびケン化度の異なるEVOHをブレンドし溶融成形することも可能である。また、前記樹脂組成物ペレットに他の各種可塑剤、安定剤、界面活性剤、色剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、乾燥剤、架橋剤、金属塩、充填剤、各種繊維等の補強剤等を適量添加することも可能である。本発明のEVOHからなる樹脂組成物ペレットは押出機のモータートルクおよびそのトルク変動が小さく、押出安定性に優れているため、実施態様によっては滑剤の使用量を大幅に低減すること、あるいは滑剤を使用しないことが可能な点で特に好適である。ただし、前記ペレットを用いて成形物を成形する際の滑剤の使用は任意であり、制限されない。
【0083】
また、EVOH以外の熱可塑性樹脂を本発明の目的を阻害しない範囲で適量配合することも可能である。熱可塑性樹脂としては各種ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ1−ブテン、ポリ4−メチル−1−ペンテン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレンと炭素数4以上のα−オレフィンとの共重合体、ポリオレフィンと無水マレイン酸との共重合体、エチレン−ビニルエステル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、またはこれらを不飽和カルボン酸またはその誘導体でグラフト変性した変性ポリオレフィンなど)、各種ナイロン(ナイロン−6、ナイロン−6,6、ナイロン−6/6,6共重合体など)、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリウレタン、ポリアセタールおよび変性ポリビニルアルコール樹脂などが用いられる。
【0084】
得られた本発明のEVOHからなる樹脂組成物ペレットは溶融成形によりフィルム、シート、容器、パイプ、繊維等、各種の成形体に成形される。これらの成形物は再使用の目的で粉砕し再度成形することも可能である。また、フィルム、シート、繊維等を一軸または二軸延伸することも可能である。溶融成形法としては押出成形、インフレーション押出、ブロー成形、溶融紡糸、射出成形等が可能である。溶融温度は前記共重合体の融点等により異なるが150〜270℃程度が好ましい。
【0085】
本発明のEVOHからなる樹脂組成物ペレットは、上述した如く前記樹脂組成物のみを単層とする樹脂成形物の製造以外に、本発明の組成物フィルム、シート等の成形物を少なくとも1層とする多層構造体として実用に供せられることが多い。前記多層構造体の層構成としては、本発明のEVOHからなる樹脂組成物をE、接着性樹脂をAd、熱可塑性樹脂をTで表わすと、E/Ad/T、T/Ad/E/Ad/T等が挙げられるが、これに限定されない。それぞれの層は単層であってもよいし、場合によっては多層であってもよい。
【0086】
用いられる熱可塑性樹脂としては、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、エチレン−プロピレン共重合体、ポリプロピレン、プロピレン−α−オレフィン共重合体(炭素数4〜20のα−オレフィン)、ポリブテン、ポリペンテン等のオレフィンの単独またはその共重合体、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリエステルエラストマー、ナイロン−6、ナイロン−6,6等のポリアミド樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、アクリル系樹脂、ビニルエステル系樹脂、ポリウレタンエラストマー、ポリカーボネート、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレンなどが挙げられる。上記の中でも、ポリプロピレン、ポリエチレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリアミド、ポリスチレン、ポリエステルが好ましく用いられる。
【0087】
EVOHと熱可塑性樹脂とを積層するに際し、接着性樹脂を使用する場合があり、この場合の接着性樹脂としてはカルボン酸変性ポリオレフィンからなる接着性樹脂が好ましい。カルボン酸変性ポリオレフィンとは、オレフィン系重合体にエチレン性不飽和カルボン酸またはその無水物を化学的(たとえば付加反応、グラフト反応により)結合させて得られるカルボキシル基を含有する変性オレフィン系重合体が好適である。ここでオレフィン系重合体とはポリエチレン(低圧、中圧、高圧)、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ボリブテンなどのポリオレフィン、オレフィンと前記オレフィンとを共重合し得るコモノマー(ビニルエステル、不飽和カルボン酸エステルなど)との共重合体、たとえばエチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エチルエステル共重合体などを意味する。このうち直鎖状低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体(酢酸ビニルの含有量5〜55重量%)、エチレン−アクリル酸エチルエステル共重合体(アクリル酸エチルエステルの含有量8〜35重量%)が好適であり、直鎖状低密度ポリエチレン及びエチレン−酢酸ビニル共重合体が特に好適である。エチレン性不飽和カルボン酸またはその無水物とはエチレン性不飽和モノカルボン酸、そのエステル、エチレン性不飽和ジカルボン酸、そのモノまたはジエステル、その無水物があげられ、このうちエチレン性不飽和ジカルボン酸無水物が好適である。具体的にはマレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、マレイン酸モノメチルエステル、マレイン酸モノエチルエステル、マレイン酸ジエチルエステル、フマル酸モノメチルエステルなどが挙げられ、なかんずく、無水マレイン酸が好適である。
【0088】
エチレン性不飽和カルボン酸またはその無水物のオレフィン系重合体への付加量またはグラフト量(変性度)はオレフィン系重合体に対し0.01〜15重量%、好ましくは0.02〜10重量%である。エチレン性不飽和カルボン酸またはその無水物のオレフィン系重合体への付加反応、グラフト反応は、たとえば溶媒(キシレンなど)、触媒(過酸化物など)の存在下でラジカル重合法などにより得られる。このようにして得られたカルボン酸変性ポリオレフィンのASTM−D1238に準じD−1238−65Tにより、190℃で測定したメルトインデックス(MI)は0.2〜30g/10分であることが好ましく、より好ましくは0.5〜10g/10分である。これらの接着性樹脂は単独で用いてもよいし、また二層以上を混合して用いることもできる。
【0089】
本発明においては、上記多層構造体はそのまま各種形状のものに用いることが出来るが、前記多層構造体の物性を改善するためには延伸処理を施すことも好ましく、破断、ピンホール、延伸ムラ、デラミ等の生じない延伸フィルムや延伸シート等が得られる。
【0090】
延伸については、一軸延伸、二軸延伸のいずれであってもよく、できるだけ高倍率の延伸を行ったほうが物性的に良好である。本発明においては、延伸時にピンホールやクラック、延伸ムラ、デラミ等の生じない延伸フィルムや延伸シート等が得られる。
【0091】
延伸方法としては、ロール延伸法、テンター延伸法、チューブラー延伸法、延伸ブロー法等の他、深絞成形、真空成形等のうち延伸倍率の高いものも採用できる。二軸延伸の場合は同時二軸延伸方式、逐次二軸延伸方式のいずれの方式も採用できる。延伸温度は80〜170℃、好ましくは100〜160℃程度の範囲から選ばれる。
【0092】
かくして延伸が終了した後、次いで熱固定を行う。熱固定は周知の手段で実施可能であり、上記延伸フィルムを緊張状態を保ちながら80〜170℃、好ましくは100〜160℃で2〜600秒間程度熱処理を行う。又、得られる延伸フィルムは必要に応じ、冷却処理、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、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。
【0093】
かくして得られた多層構造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、得られる多層構造体は必要に応じ、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。
【0094】
上記に示す多層構造体を製造するに当たっては、本発明のEVOHからなる樹脂組成物より得られたフィルム、シート等の成形物の層の片面又は両面に他の基材をラミネートするのであるが、ラミネート方法としては、例えば、前記成形物(フィルム、シート等)に熱可塑性樹脂を溶融押出する方法、逆に熱可塑性樹脂等の基材に前記樹脂組成物と他の熱可塑性樹脂とを共押出する方法、熱可塑性樹脂とEVOHからなる樹脂組成物を共射出する方法、更にはEVOHからなる樹脂組成物より得られた成形物と他の基材のフイルム、シートとを有機チタン化合物、イソシアネート化合物、ポリエステル系化合物等の公知の接着剤を用いてラミネートする方法等が挙げられ、中でも他の熱可塑性樹脂とを共押出する方法が好ましく用いられる。本発明のEVOHからなる樹脂組成物は層間接着性に非常に優れるため、共押出成形用樹脂組成物、およびそれを用いた共押出多層構造体に好適である。
【0095】
本発明の組成物と熱可塑性樹脂との共押出の方法は、マルチマニホールド合流方式Tダイ法、フィードブロック合流方式Tダイ法、インフレーション法のいずれでもよい。
【0096】
このようにして得られた共押出多層構造体を二次加工することにより、各種成形品(フィルム、シート、チューブ、ボトルなど)を得ることができ、たとえば以下のようなものが挙げられる。
(1)多層構造体(シート又はフィルムなど)を一軸または二軸方向に延伸、又は二軸方向に延伸、熱処理することによる多層共延伸シート又はフィルム
(2)多層構造体(シート又はフィルムなど)を圧延することによる多層圧延シート又はフィルム
(3)多層構造体(シート又はフィルムなど)真空成形、圧空成形、真空圧空成形、等熱成形加工することによる多層トレーカップ状容器
(4)多層構造体(パイプなど)からのストレッチブロー成形等によるボトル、カップ状容器
このような二次加工法には特に制限はなく、上記以外の公知の二次加工法(ブロー成形など)も採用できる。
【0097】
このようにして得られた共押出多層構造体、共射出多層構造体はゲル・ブツの発生が少なく、また、フィルム成形時のフィッシュアイおよびストリークの発生が少ないので、食品容器の材料、たとえば深絞り容器、カップ状容器、ボトル等の材料として好適に用いられる。
【0098】
【実施例】
次に実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。以下「%」、「部」とあるのは特に断わりのない限り重量基準である。なお尚、水はすべてイオン交換水を使用した。
(1)表面水の水分率
前記EVOHペレットを下記仕様の国産遠心器(株)社製上部排出型遠心分離機H−130M型を用いた。EVOHペレット10kgを下記仕様の遠心分離機で5分間実施した。遠心分離前と遠心分離後のEVOHの重量変化から、下式(数1)を用いてEVOHの表面水の水分率を求めた。
<遠心分離機仕様>
型式:H−130M
名称:上部排出型遠心分離機
容量:107L(直径 914mm×深さ 430mm)
材質:SUS304
回転数:1000rpm(510G)
<表面水の水分率>
【0099】
(数1)
表面水の水分率(重量%)=(遠心分離前の重量―遠心分離後の重量)/遠心分離前の重量×100
(2)含水率の測定
試料とする含水EVOH20gを良く乾燥した秤量ビンに取り、熱風乾燥機で120℃、24時間乾燥し、乾燥前と乾燥後のEVOHの重量変化から、下記式(数2)を用いてEVOHの含水率を求めた。
【0100】
(数2)
含水率(重量%)=(乾燥前重量−乾燥後重量)/乾燥前重量×100
(4)添加した微量成分の定量
以下に示す方法に従って、定量を行った。なお、以下の「乾燥ペレット」とは、押出機内でカルボン酸、ホウ素化合物、リン酸化合物、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種を添加されたEVOHからなる樹脂組成物ペレットを、流動式熱風乾燥機を用いて100℃で15時間乾燥し、引き続いて静置式熱風乾燥機を用いて100℃で15時間乾燥を行って得られたものである。
(2−a)カルボン酸含有量の定量
試料とする乾燥ペレット20gをイオン交換水100mlに投入し、95℃で6時間加熱抽出した。抽出液にフェノールフタレインを指示薬として1/50規定のNaOHで中和滴定し、カルボン酸含有量を定量した。
(2−b)アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンの定量
試料とする乾燥ペレット10gを0.01規定の塩酸水溶液50mlに投入し、95℃で6時間撹拌した。撹拌後の水溶液をイオンクロマトグラフィーを用いて定量分析した。カラムは、(株)横河電機製のICS−C25を使用し、溶離液は5.0mMの酒石酸と1.0mMの2,6−ピリジンジカルボン酸を含む水溶液とした。なお、定量に際してはそれぞれの金属塩化物の水溶液で作成した検量線を用いた。こうして、乾燥ペレット中のアルカリ金属塩の量およびアルカリ土類金属の量を金属換算の量で得た。
(2−c)ホウ素化合物の定量
試料とするペレットにNa2CO3水溶液を加え、白金るつぼで600℃で灰化させた。得られたサンプルに塩酸を加えて溶解し、ICP発光分光分析法によりホウ素化合物の含有量をホウ素換算で定量した。
(2−d)リン酸イオンの定量
試料とする乾燥ペレット10gを0.01規定の塩酸水溶液50mlに投入し、95℃で6時間撹拌した。撹拌後の水溶液をイオンクロマトグラフィーを用いて定量分析し、リン酸イオンの量を定量した。カラムは、(株)横河電機製のICS−A23を使用し、溶離液は2.5mMの炭酸ナトリウムと1.0mMの炭酸水素ナトリウムを含む水溶液とした。なお、定量に際してはリン酸水溶液で作成した検量線を用いた。こうして得られたリン酸イオンの量から、リン化合物の含有量をリン酸根換算で得た。
(3)原料供給連続試験
図2に示す下記仕様容量式フィーダーを用いて原料供給連続試験を実施した。
連続試験は8時間実施し、試験開始から押出不良が発生するまでの時間を測定した。
<定量式単軸フィーダー>
仕様:日本製鋼所(株)製SVF-25
処理量:10kg/hr(能力:4〜20kg/hr) ホッパー:30L
駆動:0.4KW(3)メルトインデックス(MI)
ASTM−D1238に準じ、メルトインデクサーを使用し、温度190℃、荷重2160gの条件にて測定した。
(4)単層製膜試験
下記仕様の押出機を使用してEVOHからなる樹脂組成物の単層製膜を行い、EVOHからなる樹脂組成物ペレットの製膜サンプルを作成し、ゲル・ブツ及び着色を評価した。
【0101】
押出機の仕様は以下の通り。
【0102】
押出機 GT−40−A (株)プラスチック工学研究所製
形式 単軸押出機(ノンベントタイプ)
L/D 26
CR 3.5
口径 40mmφ
スクリュー 一条フルフライトタイプ、表面窒化鋼
回転数 40rpm
駆動機 住友重機株式会社製直流式電動機SCR−DC218B モーター容量 DC7.5KW(定格45A)
ヒーター 4分割タイプ
ダイ幅 300mm
ダイ内樹脂温度 240℃
引取り速度 10m/min.
(4−b)ゲル・ブツ
試料とする乾燥ペレットを用いてEVOHの単層製膜を実施し、製膜開始から1時間後のフィルムのゲル状ブツ(肉眼で確認できる約100μm以上のもの)を数え、1.0m2あたりに換算した。ブツの個数によって以下のように判定した。
A;20個未満 B;20〜40個 C;40〜60個 D;60個以上
(4−c)着色
試料とする乾燥ペレットを用いてEVOHの単層製膜を実施し、製膜開始から1時間後のフィルムを紙管に巻き取り、フィルム端面の着色度を肉眼で判定し以下のように判定した。
A;着色なし B;やや黄変 C;黄変 D;激しい着色
【0103】
【実施例1】
エチレン含有量32モル%のエチレン−酢酸ビニル共重合体の45%メタノール溶液をケン化反応器に仕込み、苛性ソーダ/メタノール溶液(80g/L)を共重合体中の酢酸ビニル成分に対し、0.4当量となるように添加し、メタノールを添加して共重合体濃度が20%になるように調整した。60℃に昇温し反応器内に窒素ガスを吹き込みながら約4時間反応させた。4時間後、酢酸で中和し反応を停止させ、さらに反応器内の全メタノール量の55重量%に相当する水を加え、エチレン含有量32モル%、ケン化度99.5%のEVOHのメタノールと水の溶液を得た。前記EVOH溶液を円形の開口部を有する金板から水中に押し出してストランド析出させ、切断することで直径約3mm、長さ約5mmのペレットを得た。得られたペレットは大量の水を加えて脱液する操作を繰り返した。脱液したペレット10kgを遠心分離器を用いて、表面水を除去した。得られたペレットの表面水分率は0重量%であった。
【0104】
エチレン32モル%、ケン化度99.5モル%、含水率33重量%のEVOHを図1に記載した二軸押出機に投入し、吐出口の樹脂温度を100℃とし、吐出口側先端部の、図1に示した微量成分添加部(8)より、酢酸/ホウ酸/酢酸ナトリウム/酢酸マグネシウム/リン酸二水素カリウム水溶液からなる処理液を添加した。EVOHの単位時間当たりの投入量は10kg/hr(含有される水の重量を含む)、処理液の単位時間当たりの投入量は0.67L/hrであり、処理液の組成は酢酸を4.3g/L、ホウ酸を15g/L、酢酸ナトリウムを4.6g/L、酢酸マグネシウムを3.0g/L、リン酸二水素カリウムを1.4g/L含有する水溶液であった。二軸押出機の仕様を以下に示す。原料供給連続試験の結果、8時間の連続運転で押出不良は認められず。
<原料仕込みフィーダー>
容量式単軸フィーダー
処理量:10kg/hr(能力:4〜20kg/hr) ホッパー:30L、駆動:0.4KW<押出機>
形式 二軸押出機
L/D 45.5
口径 30mmφ
スクリュー 同方向完全噛合型
回転数 300rpm
モーター容量 DC22KW
ヒーター 13分割タイプ
ダイスホール数 5穴(3mmφ) ダイス内樹脂温度 105℃
引取り速度 5m/min
押出機吐出後のEVOHからなる樹脂組成物ペレットの含水率は、20重量%であった。得られたペレットを流動乾燥機を用いて100℃で15時間乾燥し、引き続き静置乾燥機を用いて100℃で15時間乾燥した結果、含水率は0.3重量%であった。また、MIは1.5g/10minであった。
【0105】
得られた乾燥ペレットを用い、EVOHの単層製膜を行い、ゲル・ブツ及び着色性の試験を実施した。
【0106】
上記条件で単層製膜の結果、ゲル・ブツ試験および耐着色性試験はいずれもA判定であった。
【0107】
また、フィーダーのホッパー内のブリッジの発生はなく、押出機へ安定して原料樹脂を供給でき、ペレットの表面水分量が少ないので、ホッパー下部で水蒸気が発生せず、原料ペレットの融着も発生がなく、押出機への原料ペレットの供給が安定しているので、酸・金属塩などの添加量が安定であり、熱安定性が低下することもなかった。押出時の条件を表1に、処理液の組成を表2に、評価結果を表3に示す。
【0108】
【実施例2】
EVOHのエチレン含量、ケン化度、押出機内での樹脂温度、押出機投入前の含水率および押出機吐出直後の含水率を表1にまとめて示すように変更し、EVOHの単位時間当たりの仕込量と、カルボン酸、ホウ素化合物、リン酸化合物、アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種溶液の単位時間当たりの仕込量および組成を表2に示すように変更した以外は、実施例1と同様にしてEVOHペレットを作成した。押出時の条件を表1に、処理液の組成を表2に、評価結果を表3に示す。
【0109】
また、フィーダーのホッパー内のブリッジの発生はなく、押出機へ安定して原料樹脂を供給でき、ペレットの表面水分量が少ないので、ホッパー下部で水蒸気が発生せず、原料ペレットの融着も発生がなく、押出機への原料ペレットの供給が安定しているので、酸・金属塩などの添加量が安定であり、熱安定性が低下することもなかった。
【0110】
【比較例1】
エチレン含有量32モル%のエチレン−酢酸ビニル共重合体の45%メタノール溶液をケン化反応器に仕込み、苛性ソーダ/メタノール溶液(80g/L)を共重合体中の酢酸ビニル成分に対し、0.4当量となるように添加し、メタノールを添加して共重合体濃度が20%になるように調整した。60℃に昇温し反応器内に窒素ガスを吹き込みながら約4時間反応させた。4時間後、酢酸で中和し反応を停止させ、さらに反応器内の全メタノール量の55重量%に相当する水を加え、エチレン含有量32モル%、ケン化度99.5%のEVOHのメタノールと水の溶液を得た。前記EVOH溶液を円形の開口部を有する金板から水中に押し出してストランド析出させ、切断することで直径約3mm、長さ約5mmのペレットを得た。得られたペレットは脱液しさらに大量の水を加え脱液する操作を繰り返した。得られたペレットの表面水分量は30重量%であり、含水率は65重量%であった。
【0111】
得られたペレットの原料供給連続試験の結果、0.5時間後、ホッパー下部でブリッジが発生し、運転を中止した。また得られたペレットを製膜したが、ゲル・ブツが多発し、着色も激しく、外観は極めて不良であった。押出時の条件を表1に、処理液の組成を表2に、評価結果を表3に示す。
【0112】
【表1】

Figure 0004549467
【0113】
【表2】
Figure 0004549467
【0114】
【表3】
Figure 0004549467
以上のとおり、本発明によれば、下記の利点が得られる。
(1)フィーダーのホッパー内のブリッジの発生を防止し、押出機へ安定して原料樹脂を供給できる。
(2)ペレットの表面水分量が少ないので、ホッパー下部で水蒸気が発生せず、原料ペレットの融着も発生しない。
(3)押出機への原料ペレットの供給が安定しているので、酸・金属塩などの添加量が安定であり、熱安定性が低下することもない。
【0115】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明のエチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)樹脂組成物の製造方法は、EVOH樹脂を含水状態で溶融混練する方法であって、前記樹脂のペレット全体の含水率を0.5〜70重量%の範囲かつ前記ペレットの表面水の水分率を10重量%未満として押出機に前記ペレットを供給することにより、効率良く押出機に供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法の一実施形態の概略工程図を示す説明図である。
【図2】本発明方法で用いる一実施形態のホッパー・フィーダーの部分切り欠き概略図である。
【符号の説明】
1 原料供給部
2,4,6 フルフライトスクリュー部
3,5 逆フライトスクリュー部
7 ベントシリンダー部
8 微量成分添加部
9 温度センサー
10 シリンダバレル
11 吐出口
20 2軸押出機
30 ホッパー・フィーダー
31 ホッパー
32 蓋
33 レベルスイッチ
34 攪拌装置
35 架台
36 モーター
37 スクリュー
38 バレル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a resin composition by supplying water-containing ethylene-vinyl alcohol copolymer (hereinafter also referred to as “EVOH”) resin pellets to an extruder.
[0002]
[Prior art]
Ethylene-vinyl alcohol copolymers are widely used for food packaging because of their high gas barrier properties and excellent oil / organic solvent resistance, fragrance retention, transparency, and the like. For food packaging, various molding methods such as films by extrusion molding, bottles by blow molding, and various packs by vacuum molding are employed. In these various molding methods, resin pellets must be supplied to an extruder and the melting temperature must be 200 ° C. or higher. If the thermal stability of the polymer is not improved, the polymer will deteriorate during melt molding. In addition, fish eyes and bumps occur, which causes the quality of the product to deteriorate. Therefore, it is necessary to remove the saponification catalyst residue contained at the time of resin manufacture from a polymer, or to add a heat stabilizer.
[0003]
Conventionally, in order to remove the saponification catalyst residue contained in the resin production from the polymer, the resin pellets are put in a washing container, brought into contact with a washing liquid (water) in a solid state, and extracted from the inside of the resin pellets by diffusion to the outside. (Japanese Patent Publication No. 55-19242). In addition, in order to add a heat stabilizer in the polymer, the resin pellets were placed in an acid treatment vessel and contacted with an acid aqueous solution in a solid state to impregnate or adsorb the acid inside the resin pellets (Japanese Patent Publication No. 55-19242). Issue gazette).
[0004]
However, the conventional method has a large amount of water adhering to the resin, and in order to remove this, hot air drying using a dryer for a long time is necessary, and the operation is complicated.
[0005]
As a method of obtaining EVOH pellets added with trace components as shown above,
(1) A method of spraying an aqueous solution of a trace component onto EVOH pellets, mixing with a Henschel mixer and drying (Japanese Patent Laid-Open No. 55-12108),
(2) A method of mixing powdery trace components into EVOH pellets and dry blending with a super mixer (Japanese Patent Laid-Open No. 57-34148),
(3) A method in which EVOH pellets are immersed in an aqueous solution containing a trace amount of components, dried and then dried (Japanese Patent Laid-Open No. 64-66262),
(4) A method of adjusting the water content of EVOH pellets to 20 to 80% by weight and then contacting with an aqueous solution of at least one compound selected from the group consisting of boron compounds, acetates and phosphate compounds (WO99 / 05213) Etc.) are known.
[0006]
However, in the addition method (1) or (2), the uniformity of trace components in the EVOH pellets is insufficient, and it is difficult to control the addition amount, so it is difficult to obtain a stable quality product. It is. The method (3) or (4) has an advantage that it is easy to control the amount of trace components contained in the EVOH pellets by adjusting the solution concentration. However, EVOH pellets treated by this method have a large motor torque and torque fluctuation in the extruder when they are molded by melt extrusion. Therefore, it is usually necessary to add a lubricant to the resin composition comprising EVOH during extrusion. It was. However, since a resin composition comprising EVOH is suitably used for food packaging applications and the like, the addition of such a lubricant is not necessarily preferable from the viewpoint of hygiene, and therefore reduction or elimination of the lubricant has been desired.
[0007]
The EVOH pellets treated by the method (3) or (4) usually cut strands obtained by precipitating a methanol solution of EVOH after saponification into a coagulation bath composed of a water / methanol mixed solution. Can be obtained. However, EVOH having an ethylene content of less than 20 mol% and / or EVOH having a saponification degree of less than 95% are less likely to precipitate strands in the coagulation bath, and are likely to cause cut mistakes and fine powders. It is difficult to stably produce pellets. In some cases, strand precipitation cannot be performed, and paste-like EVOH is precipitated as a crumb-like material solidified in an irregular shape. However, when the crumb-like precipitate is treated by the method (3) or (4), it is difficult to mix the trace components homogeneously, and a stable quality product cannot be obtained.
[0008]
On the other hand, even when EVOH has an ethylene content of 20 mol% or more and a saponification degree of 95% or more, strand precipitation becomes unstable when strand precipitation is performed at a high speed in order to improve production efficiency. Stable production of pellets became difficult, and the processing method (3) or (4) failed to obtain a product with stable quality.
[0009]
Furthermore, from the viewpoint of the manufacturing process, in the case of a treatment method in which conventional EVOH pellets are immersed in a treatment liquid containing an acidic substance and / or a metal salt, a treatment bath or treatment tower for immersing the pellets is provided. The treatment liquid used in such treatment baths or towers is either disposable or recovered after use of EVOH because it consumes acidic substances and / or metal salts, so that an appropriate amount can be obtained. Of acid substances and / or metal salts must be added again.
[0010]
Disposing of the treatment liquid is not preferable from the viewpoint of environmental impact, and is usually discarded through wastewater treatment equipment. In addition, when recovering and reusing the processing liquid, in order to supply a stable quality product, there is a facility for re-adding acidic substances and / or metal salts and impurities such as oligomers in the processing liquid. Removal equipment was required.
[0011]
As described above, the conventional method has a problem in that it requires a large processing apparatus and a long-time processing, and the manufacturing cost is high.
[0012]
[Problems to be solved by the invention]
In order to solve the above-mentioned conventional problems, the present inventors efficiently remove moisture from a water-containing and molten ethylene-vinyl alcohol copolymer resin using an extruder, and efficiently add additives to the resin. As a result of studying a method for producing an ethylene-vinyl alcohol copolymer resin with a low production cost, when the water-containing ethylene-vinyl alcohol copolymer resin pellets are supplied to the extruder, the amount of water landing on the surface of the resin pellets When there are many, for example, pellets form bridges in the hopper, blocks form in the feeder, water vapor is generated from the extruder, and the water-containing ethylene-vinyl alcohol copolymer resin pellets are fused together. I found various problems.
[0013]
As a specific problem, a bridge is generated in the hopper of the feeder, resulting in poor supply of the raw material resin to the extruder. Or the surface water isolate | separated within the feeder is supplied to an extruder, water vapor | steam generate | occur | produces in the lower part of a hopper, the fusion | melting of a raw material pellet will generate | occur | produce, and it will become a poor supply of the raw material resin to an extruder. Especially in the case of hydrous EVOH, since the melting point is lowered, it is easily affected, and the pellets are easily fused at the lower part of the hopper, and the supply amount to the extruder fluctuates as an effect on quality due to poor supply. In addition, the amount of acid / metal salt added becomes unstable, causing problems such as a decrease in thermal stability.
[0014]
In order to solve the above-mentioned conventional problems, the present invention controls the amount of water landing on the surface of the resin pellets to a predetermined value or less when supplying the water-containing ethylene-vinyl alcohol copolymer resin pellets to the extruder. An object of the present invention is to provide a method for efficiently supplying to an extruder.
[0015]
[Means for solving problems]
  In order to achieve the above object, the method for producing an ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH) resin composition of the present invention comprises melt-kneading an ethylene-vinyl alcohol copolymer resin in a water-containing state.To produce an ethylene-vinyl alcohol copolymer resin compositionA method of supplying the pellets to an extruder with a moisture content of the whole resin pellet in the range of 0.5 to 70% by weight and a moisture content of the surface water of the pellets of less than 10% by weight.The water content of the resin immediately after being discharged from the extruder is 5 to 40% by weight.It is characterized by that.
[0016]
In the said method, since the supply method of a pellet can supply stably the pellet to an extruder using a quantitative feeder, it is preferable.
[0017]
Moreover, in the said method, when an additive is melt-kneaded in a water-containing state, it is preferable from being able to mix uniformly.
[0018]
Moreover, in the said method, it is preferable that the resin melting temperature in an extruder is the range of 70-170 degreeC.
[0019]
Moreover, in the said method, it is preferable that the ethylene content of an ethylene-vinyl alcohol copolymer is the range of 3-70 mol%.
[0020]
Moreover, in the said method, it is preferable that the saponification degree of an ethylene-vinyl alcohol copolymer is the range of 80 mol%-100 mol%.
[0021]
  Moreover, in the said method, the moisture content of resin immediately after discharging from an extruder is 5 to 40 weight%.The
[0022]
Moreover, in the said method, it is preferable to supply deficient water in an extruder or to remove excess water so that the moisture content of resin immediately after discharging from an extruder may be 5 to 40 weight%.
[0023]
Moreover, in the said method, it is preferable to add at least 1 sort (s) of additive chosen from carboxylic acid, a boron compound, a phosphoric acid compound, an alkali metal salt, and an alkaline-earth metal salt to a water-containing molten resin in an extruder.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view showing a schematic process chart of an embodiment of the method of the present invention. Water-containing EVOH is supplied from the raw material supply unit 1 of the twin-screw extruder 20. The hydrous EVOH in a molten or semi-molten state is fed forward by the full flight screw part 2, kneaded by the reverse flight screw part 3, and excess moisture is desorbed and adjusted in the vent cylinder part 7. Then, it sends toward the front by the full flight screw part 4, and a predetermined amount of additive is added from the trace component addition part 8. FIG. Then, it kneads | mixes with the reverse flight screw part 5, passes through the full flight screw part 6, and is discharged from the discharge outlet 11. FIG. Pelletization is performed downstream of the discharge port 11. Reference numeral 9 denotes a temperature sensor for detecting and controlling the temperature of the EVOH. Reference numeral 10 denotes a cylinder barrel.
[0025]
Next, FIG. 2 is a partially cutaway schematic view of a hopper feeder according to an embodiment used in the method of the present invention. The hopper feeder 30 includes a hopper 31 for storing resin pellets and a lid 32 thereof, a level switch 33 for detecting the abundance of the resin pellets, a stirring device 34 for preventing bridging of the resin pellets, and a screw 37 for rotating the screw 37. It consists of a motor 36, an extruder barrel 38, and a mount 35.
[0026]
EVOH used in the present invention is preferably one obtained by saponifying an ethylene-vinyl ester copolymer. From the viewpoint of obtaining a molded article having an ethylene content of 3 to 70 mol% and excellent gas barrier properties and melt moldability, it is preferably 10 to 60 mol%, more preferably 20 to 55 mol%, and most preferably Is preferably 25 to 55 mol%. Furthermore, the saponification degree of the vinyl ester component is 80 mol% or more, and from the viewpoint of obtaining a molded article having excellent gas barrier properties, it is preferably 95 mol% or more, particularly preferably 99 mol% or more.
[0027]
On the other hand, EVOH having an ethylene content of 3 to 20 mol% is suitably used as EVOH imparted with water solubility, and such an EVOH aqueous solution is excellent in barrier properties and film formability and is used as an excellent coating material.
[0028]
Further, EVOH having a saponification degree of 80 to 95 mol% is suitably used for improving melt moldability. Such EVOH can be used alone, but an embodiment in which EVOH is blended with EVOH having a saponification degree exceeding 99 mol% is also suitable.
[0029]
However, from the viewpoint of the production process, EVOH having an ethylene content of 3 to 20 mol% and EVOH having a saponification degree of 80 to 95 mol% are both prepared by using a methanol solution of such EVOH as in the conventional method. It was difficult to extrude and precipitate in a coagulation bath in the form of a strand, it was difficult to produce stable pellets, and it was also difficult to uniformly contain acidic substances and metal salts in the pellets. The significance of the present invention is great from the viewpoint of enabling stable production of pellets even for such EVOH.
[0030]
When the ethylene content of EVOH is less than 3 mol%, melt moldability is poor, and the water resistance, hot water resistance, and gas barrier properties under high humidity may be reduced. On the other hand, when it exceeds 70 mol%, barrier properties, printability and the like are insufficient. On the other hand, when the degree of saponification is less than 80 mol%, the barrier properties, coloring resistance and moisture resistance are unsatisfactory.
[0031]
The EVOH production method will be specifically described below. Polymerization of ethylene and vinyl ester is not limited to solution polymerization, and may be any of solution polymerization, suspension polymerization, emulsion polymerization, and bulk polymerization. Moreover, any of a continuous type and a batch type may be sufficient. An example of polymerization conditions for batch solution polymerization is shown below.
[0032]
Solvent: Alcohols are preferred, but other organic solvents (such as dimethyl sulfoxide) that can dissolve ethylene, vinyl ester and ethylene-vinyl ester copolymer can be used. As alcohols, methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, n-butyl alcohol, t-butyl alcohol and the like can be used, and methyl alcohol is particularly preferable.
[0033]
Catalyst: 2,2-azobisisobutyronitrile, 2,2-azobis- (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2-azobis- (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2 , 2-azobis- (2-cyclopropylpropionitrile) and other azonitrile initiators and isobutyryl peroxide, cumylperoxyneodecanoate, diisopropylperoxycarbonate, di-n-propylperoxydicarbonate, t Organic peroxide initiators such as butyl peroxyneodecanoate, lauroyl peroxide, benzoyl peroxide, and t-butyl hydroperoxide can be used.
[0034]
Vinyl esters; vinyl acetate and fatty acid vinyl esters (such as vinyl propionate and vinyl pivalate) can also be used. Moreover, EVOH can contain 0.0002-0.2 mol% of vinyl silane compounds as a copolymerization component. 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.
(1) Temperature; 20 to 90 ° C, preferably 40 to 70 ° C.
(2) Time: 2 to 15 hours, preferably 3 to 11 hours.
(3) Polymerization rate: 10 to 90%, preferably 30 to 80%, relative to the charged vinyl ester.
(4) Resin content in the solution after polymerization; 5 to 85%, preferably 20 to 70%.
(5) Ethylene content in the copolymer; 3-70 mol%. Preferably 10-60 mol%, more preferably 20-55 mol%, optimally 25-55 mol%
In addition to ethylene and vinyl esters, monomers that can be copolymerized with these, for example, α-olefins such as propylene, isobutylene, α-octene, α-dodecene; acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, itacone Unsaturated acids such as acids or their anhydrides, salts, mono- or dialkyl esters, etc .; Nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile; Amides such as acrylamide and methacrylamide; Ethylene sulfonic acid, allyl sulfonic acid, methallyl sulfone An olefin sulfonic acid such as an acid or a salt thereof; alkyl vinyl ethers, vinyl ketone, N-vinyl pyrrolidone, vinyl chloride, vinylidene chloride and the like may be present in a small amount.
[0035]
After polymerization for a predetermined time, after reaching a predetermined polymerization rate, a polymerization inhibitor is added if necessary, and unreacted ethylene gas is removed by evaporation, and then unreacted vinyl ester is driven out. As a method for driving off the unreacted vinyl ester from the ethylene-vinyl ester copolymer from which ethylene has been removed by evaporation, for example, the copolymer solution is continuously fed at a constant rate from the upper part of the column filled with Raschig rings, A method of blowing an organic solvent vapor such as methanol from the bottom, distilling a mixed vapor of an organic solvent such as methanol and unreacted vinyl ester from the top of the tower, and taking out the copolymer solution from which the unreacted vinyl ester has been removed from the bottom of the tower, etc. Is adopted.
[0036]
An alkali catalyst is added to the copolymer solution from which unreacted vinyl ester has been removed to saponify the vinyl ester component in the copolymer. The saponification method can be either continuous or batch. As the alkali catalyst, sodium hydroxide, potassium hydroxide, alkali metal alcoholate or the like is used. For example, the saponification conditions in the case of a batch type are as follows.
(1) Concentration of the copolymer solution: 10 to 50%
(2) Reaction temperature: 30 to 65 ° C
(3) Amount of catalyst used: 0.02 to 1.0 equivalent (per vinyl ester component)
(4) Time: 1-6 hours
The EVOH after the reaction is preferably neutralized as necessary.
[0037]
The present invention is a method in which EVOH is melt-kneaded in a water-containing state, and the water content of the resin pellets as a whole is in the range of 0.5 to 70% by weight and the water content of the surface water of the pellets is less than 10% by weight. Pellets are supplied to the extruder.
[0038]
The shape of the pellets supplied to the extruder is not particularly limited, columnar pellets obtained by cutting the strands precipitated in the coagulation bath, and meteorites obtained by directly cutting molten resin Shaped pellets can be used. Usually, the former columnar pellet is preferably used.
[0039]
The lower limit of the moisture content of the entire EVOH pellets before being put into the extruder is 0.5% by weight or more. The water content is more preferably 5% by weight or more, and more preferably 7% by weight or more. Moreover, the upper limit of the moisture content of the entire EVOH pellets before being put into the extruder is 70% by weight or less. The water content is preferably 60% by weight or less, and more preferably 50% by weight or less. Since the moisture content of the entire EVOH pellets before being put into the extruder is in such a range, it becomes possible to obtain molten EVOH at a temperature lower than the melting point of the dried EVOH in the extruder. It is possible to suppress the thermal degradation of EVOH in and to improve the extrusion stability.
[0040]
When the moisture content of the entire EVOH pellets before being put into the extruder is less than 0.5% by weight, the effect of suppressing the thermal deterioration of EVOH in the extruder may be insufficient. When the water content exceeds 70% by weight, the resin and water contained in the resin may easily cause phase separation in the resin composition made of EVOH.
When phase separation occurs between the resin and water contained in the resin, the resin surface becomes wet and friction increases, which may cause bridging in the extruder hopper. There is a risk of adversely affecting the productivity of waste pellets.
[0041]
It does not specifically limit as a method of adjusting the moisture content of EVOH before thrown in in an extruder. In increasing the water content, there are a method of spraying water on the resin, a method of immersing the resin in water, a method of contacting the resin with water vapor, and the like. Further, when the moisture content is reduced, an appropriate drying method may be used. For example, a method of drying using a fluid hot air dryer or a stationary hot air dryer is mentioned, but from the viewpoint of reducing dry spots. It is preferable to use a fluid hot air dryer. Furthermore, from the viewpoint of suppressing thermal degradation, the drying temperature is preferably 120 ° C. or lower.
[0042]
Moreover, the moisture content of the surface water of the pellets thrown into the extruder in the present invention is less than 10% by weight. When the water content of the surface water is 10% by weight or more, the surface water separated by the feeder falls into the extruder, water vapor is generated at the lower part of the hopper, and fusion of the raw material pellets easily occurs. In particular, the EVOH of the present invention is problematic because it often contains water in the resin and has a low melting point, and is easier to fuse than ordinary dry EVOH. The surface water is preferably 8% by weight or less.
[0043]
A columnar pellet obtained by cutting a strand on which an EVOH solution is precipitated in a coagulation bath usually holds a large amount of surface water, but the method for removing the surface water from such a pellet is not particularly limited. Besides the method using a centrifuge, the surface water can be removed by hot air drying. Among these, a method using a centrifugal separator is preferable because it can prevent deterioration and fusion due to heat and can quickly remove moisture.
[0044]
Such EVOH pellets are fed into the extruder from the hopper portion. At this time, it is preferable to quantitatively supply pellets to the extruder using a quantitative feeder from the lower part of the hopper. Specifically, a quantitative feeder using a uniaxial screw is preferable. By supplying quantitatively, even when carboxylic acid, metal salt, or the like is added in the extruder, the addition amount is stabilized, and as a result, a resin having good thermal stability can be obtained.
[0045]
The resin temperature in the extruder is preferably 70 to 170 ° C. When the resin temperature is less than 70 ° C., EVOH may not be completely melted. Further, when at least one selected from carboxylic acid, boron compound, phosphoric acid compound, alkali metal salt and alkaline earth metal salt is added, the effect of improving the dispersibility may be insufficient. Preferably it is 80 degreeC or more, More preferably, it is 90 degreeC or more. In addition, when the resin temperature exceeds 170 ° C., EVOH may be easily subjected to thermal deterioration. Furthermore, when at least one selected from carboxylic acid, boron compound, phosphoric acid compound, alkali metal salt and alkaline earth metal salt is added as an aqueous solution, if the resin temperature exceeds 170 ° C., the evaporation of moisture becomes intense. Therefore, it may be difficult to mix EVOH and the aqueous solution at a suitable aqueous solution concentration. Preferably it is 150 degrees C or less, More preferably, it is 130 degrees C or less. The method for adjusting the resin temperature is not particularly limited, but a method for suitably setting the temperature of the cylinder in the extruder is particularly preferable.
[0046]
In the present invention, the resin temperature refers to the temperature detected by a temperature sensor installed in the extruder cylinder, and the detected location indicates the temperature near the discharge port at the tip of the extruder.
[0047]
In this invention, the saponification catalyst residue contained at the time of manufacture of EVOH can be removed. Specifically, the EVOH resin can be supplied to the extruder, the cleaning liquid can be injected from at least one position of the extruder, the resin can be cleaned, and the cleaning liquid can be discharged from at least one position downstream from the injection portion.
[0048]
In the present invention, the saponification catalyst residue contained in EVOH supplied to the extruder is preferably an alkali metal ion.
[0049]
The content of alkali metal ions contained in EVOH supplied to the extruder is preferably in the range of 0.1 to 5% by weight in terms of metal. More preferably, it is 0.2% by weight or more, and further preferably 0.5% by weight or more. Further, it is more preferably 4% by weight or less, and further preferably 3% by weight or less. If it is less than 0.1% by weight, the conventional cleaning method can be manufactured in a sufficiently small space, and the manufacturing method of the present invention is not effective. On the other hand, if it exceeds 5% by weight, an extruder having a large L / D is required to perform sufficient washing, and this is not preferable because it increases costs.
[0050]
Moreover, it is preferable that the alkali metal ion contained in EVOH after washing | cleaning in this invention is 0.05 weight% or less in conversion of a metal. More preferably, it is 0.04 weight% or less, More preferably, it is 0.03 weight% or less. When it exceeds 0.05% by weight, the thermal stability of EVOH deteriorates, which is not preferable.
[0051]
The cleaning solution used in the present invention is not particularly limited as long as it can remove the saponification catalyst residue, but is preferably an aqueous solution of an acid having a pKa of 3.5 or more at 25 ° C. When an acid aqueous solution having a pKa of less than 3.5 at 25 ° C. is used, the coloring resistance and interlayer adhesion of EVOH may be unsatisfactory.
As such an acid having a pKa of 3.5 or more, a carboxylic acid is preferable, and acetic acid is particularly preferably used from the viewpoint of cost and the like. The acetic acid concentration when using an acetic acid aqueous solution is preferably 0.01 to 10 g / liter, more preferably 0.1 to 2 g / liter.
[0052]
The injection amount of the cleaning liquid is preferably 0.1 to 100 liters per kg of the resin input weight.
[0053]
The injection of the cleaning liquid is not particularly limited as long as it can inject the cleaning liquid into the extruder, and examples thereof include a method of press-fitting using a plunger pump or the like.
The discharge of the cleaning liquid is not particularly limited as long as it is disposed downstream of the injection unit and can discharge the liquid from the extruder, and a dehydration slit or a dehydration hole is preferable. A plurality of injection parts or a plurality of discharge parts may be arranged.
[0054]
Moreover, in this invention, after performing the said washing | cleaning, it is also preferable to dehydrate or deaerate from the water-containing EVOH in an extruder. Specifically, it is preferable to discharge at least one selected from liquid water and water vapor from at least one location of the extruder. Although it does not specifically limit as a discharge method here, The method of discharging from the dehydration slit, dehydration hole, or vent port arrange | positioned at the cylinder of the extruder is mentioned.
[0055]
Among these, a dehydration slit or a dehydration hole is preferable. Since these can be discharged with either liquid water or water vapor, it is possible to efficiently remove water from a resin with a high water content. In this respect, generally only water vapor is discharged. It is often more effective than a vent that cannot. Also, when water is discharged using the vent port, the resin tends to adhere to the vent port, and the adhered resin may deteriorate and mix into the extruder. Is preferred.
[0056]
As the vent port, a vacuum vent for removing water vapor under reduced pressure or an open vent for removing water vapor under normal pressure can be used.
[0057]
Moreover, when using a dehydration hole, molten resin may protrude from the hole, From this point, it is suitable to use a dehydration slit. As such a dewatering slit, a wedge wire dewatering slit or a screen mesh dewatering slit is preferable.
[0058]
In addition, the said dehydration means may be used independently, may use multiple things of the same kind, or may use it combining a thing of a different kind. For example, after removing water to some extent from a resin having a high water content using a dehydration slit, it is possible to further remove water from the vent port on the downstream side.
[0059]
The water content of the resin composition composed of EVOH immediately after discharge from the extruder is preferably 5 to 40% by weight, and particularly preferably 5 to 35% by weight. If the water content of the resin composition consisting of EVOH immediately after discharge from the extruder exceeds 40% by weight, in the resin composition consisting of EVOH, the resin and the water contained in the resin may easily cause phase separation, As a result, there is a risk that foaming is likely to occur after discharge from the extruder. Moreover, when the water content of the resin composition comprising EVOH immediately after discharge from the extruder is less than 5% by weight, the effect of suppressing deterioration of EVOH in the extruder due to heating may be insufficient, and the resulting EVOH pellets There is a risk that the coloring resistance of the toner becomes unsatisfactory.
[0060]
After washing in the extruder and dehydrating or degassing, at least one selected from carboxylic acid, boron compound, phosphoric acid compound, alkali metal salt and alkaline earth metal salt can be added alone. According to the embodiment, EVOH is formed by adding a plurality of compounds selected from carboxylic acid, boron compound, phosphoric acid compound, alkali metal salt and alkaline earth metal salt in the preferred range shown below. Various performances of the resin composition pellets can be improved.
[0061]
Addition of carboxylic acid to the resin composition pellet made of EVOH of the present invention is preferable from the viewpoint of improving thermal stability. As said carboxylic acid, it is preferable that pKa in 25 degreeC is 3.5 or more. When a carboxylic acid having a pKa of less than 3.5 at 25 ° C. is added, it is difficult to control the pH of the resin composition comprising EVOH, and the coloration resistance and interlayer adhesion may be unsatisfactory. Examples of the carboxylic acid include oxalic acid, succinic acid, benzoic acid, citric acid, acetic acid, lactic acid, and the like. From the viewpoint of cost and the like, it is preferable to use acetic acid or lactic acid.
[0062]
The content of the carboxylic acid in the dry resin composition pellet made of EVOH of the present invention is preferably 10 to 5000 ppm. If the carboxylic acid content is less than 10 ppm, coloring may occur during melt molding, and if it exceeds 5000 ppm, interlayer adhesion may be insufficient. The lower limit of the carboxylic acid content is preferably 30 ppm or more, and more preferably 50 ppm or more. The upper limit of the carboxylic acid content is preferably 1000 ppm or less, and more preferably 500 ppm or less.
[0063]
Moreover, it is preferable from a viewpoint of thermal stability improvement to add a phosphoric acid compound with respect to the resin composition pellet which consists of EVOH of this invention. The content of the phosphoric acid compound in the dry resin composition pellet made of EVOH of the present invention is preferably 1 to 1000 ppm in terms of phosphate radical, and coloring of the molded product by adding the phosphoric acid compound in an appropriate range It is also possible to suppress the occurrence of gels and blisters. The above improvement effect due to the addition of the phosphoric acid compound is particularly remarkable at the time of long-run molding using a resin composition pellet made of EVOH and at the time of recovery of the molded product. Examples of the phosphoric acid compound include, but are not limited to, various acids such as phosphoric acid and phosphorous acid and salts thereof. The phosphate may be contained in any form of primary phosphate, secondary phosphate, and tertiary phosphate, and the cation species is not particularly limited, but alkali metal salts An alkaline earth metal salt is preferred. Among these, it is preferable to add the phosphoric acid compound in the form of sodium dihydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, or dipotassium hydrogen phosphate.
[0064]
The content of the phosphate compound is preferably at least 10 ppm, more preferably at least 30 ppm, and the upper limit is preferably at most 500 ppm, more preferably at most 300 ppm in terms of phosphate radical. By containing the phosphoric acid compound in such a range, a resin composition pellet made of EVOH with less coloring and less gelation can be obtained. When the content of the phosphoric acid compound is less than 1 ppm, there is a possibility that coloring during melt molding becomes intense. In particular, since the tendency is remarkable when the heat histories are accumulated, a molded product obtained by molding the resin composition pellet may be poor in recoverability. Moreover, when content of a phosphoric acid compound exceeds 1000 ppm, there exists a possibility that the gel of a molded product may occur easily.
[0065]
The resin composition pellet made of EVOH of the present invention preferably contains a boron compound from the viewpoint of improving thermal stability and improving mechanical properties (Japanese Patent Publication No. 49-20615). When a boron compound is added to a resin composition comprising EVOH, it is considered that a chelate compound is formed between EVOH and the boron compound. By using such EVOH, the thermal stability is improved compared to ordinary EVOH, mechanical It is possible to improve the properties.
[0066]
Examples of the boron compound include, but are not limited to, boric acids, boric acid esters, borates, borohydrides, and the like. Specific examples of boric acids include orthoboric acid, metaboric acid, and tetraboric acid. Examples of boric acid esters include triethyl borate and trimethyl borate. Examples include alkali metal salts of acids, alkaline earth metal salts, and borax. Of these compounds, orthoboric acid (simply expressed as boric acid) is preferable.
[0067]
The content of the boron compound in the dry resin composition pellet made of EVOH of the present invention is preferably 20 to 2000 ppm, more preferably 50 to 1000 ppm in terms of boron. If it is less than 10 ppm, the effect of improving the thermal stability due to the addition of the boron compound may not be obtained, and if it exceeds 2000 ppm, gelation tends to occur and moldability may be deteriorated.
[0068]
By including an alkali metal salt in the resin composition pellet made of EVOH of the present invention, interlayer adhesion and compatibility can be effectively improved.
As for the addition amount of the alkali metal salt in the dry resin composition pellet which consists of EVOH of this invention, 5-5000 ppm is preferable in conversion of an alkali metal element. More preferably, it is 20-1000 ppm, More preferably, it is 30-750 ppm. Examples of the alkali metal include lithium, sodium, and potassium, and examples of the alkali metal salt include aliphatic monovalent metal carboxylates, aromatic carboxylates, phosphates, and metal complexes. Examples thereof include sodium acetate, potassium acetate, sodium phosphate, lithium phosphate, sodium stearate, potassium stearate, sodium salt of ethylenediaminetetraacetic acid, and the like. Of these, sodium acetate, potassium acetate, and sodium phosphate are preferred.
[0069]
It is also preferable to add an alkaline earth metal salt to the resin composition pellet made of EVOH of the present invention. When the alkaline earth metal salt is added, the effect of improving the color resistance is slightly reduced, but the die adhesion amount of the molding machine of the thermally deteriorated resin is further reduced at the time of melt molding using the resin composition pellets. It is possible. The alkaline earth metal salt is not particularly limited, and examples thereof include magnesium salt, calcium salt, barium salt, and beryllium salt. Magnesium salt and calcium salt are particularly preferable. The anion species of the alkaline earth metal salt is not particularly limited, but an acetate anion and a phosphate anion are preferable.
[0070]
The content of the alkaline earth metal in the dry resin composition pellet made of EVOH of the present invention is preferably 10 to 1000 ppm, more preferably 20 to 500 ppm in terms of metal. If the content of alkaline earth metal is less than 10 ppm, the effect of improving the long run property may be insufficient, and if it exceeds 1000 ppm, coloring during resin melting may be severe.
[0071]
In including at least one selected from the carboxylic acid, boron compound, phosphoric acid compound, alkali metal salt and alkaline earth metal salt shown above in the resin composition pellet made of EVOH, the ethylene content is 3 to 70 mol%. In addition, at least one selected from carboxylic acid, boron compound, phosphoric acid compound, alkali metal salt and alkaline earth metal salt can be added to EVOH having a saponification degree of 80 mol% or more in an extruder. By adding at least one selected from carboxylic acid, boron compound, phosphate compound, alkali metal salt and alkaline earth metal salt in the extruder, carboxylic acid, boron compound, phosphate compound, alkali metal with respect to EVOH At least one selected from a salt and an alkaline earth metal salt is blended, and at least one selected from a carboxylic acid, a boron compound, a phosphoric acid compound, an alkali metal salt and an alkaline earth metal salt is very good with respect to EVOH Can be kneaded with uniform uniformity. By adopting such a configuration, the motor torque of the extruder at the time of melt molding and its torque fluctuation are small, the extrusion stability, the coloration resistance and the long run property are excellent, and the generation of gels and blisters and the die adhesion amount are low. It becomes possible to obtain the resin composition pellet which becomes. In addition, in this invention, in adding at least 1 sort (s) chosen from carboxylic acid, a boron compound, a phosphoric acid compound, an alkali metal salt, and an alkaline-earth metal salt to EVOH in an extruder, to the extruder of the said carboxylic acid etc. It is preferable that the feed position is added at a position where EVOH in the extruder is in a molten state in order to sufficiently exhibit the effects of the present invention. In particular, it is preferable to add the additive to water-containing and molten EVOH.
[0072]
The extruder preferably has a kneading part, and in particular, the addition position of the additive is preferably the kneading part of the extruder because the additive is easily mixed homogeneously.
[0073]
Moreover, it is also possible to use the metal salt described in the 4th period of a periodic table as metal salts other than the said alkali metal salt and alkaline-earth metal salt.
[0074]
The addition form of at least one selected from carboxylic acid, boron compound, phosphoric acid compound, alkali metal salt and alkaline earth metal salt is not particularly limited. Examples include a method of adding as a dry powder in an extruder, a method of adding in a paste impregnated with a solvent, a method of adding in a suspended state in a liquid, a method of adding as a solution by dissolving in a solvent, etc. From the viewpoint of controlling the addition amount and uniformly dispersing at least one selected from carboxylic acid, boron compound, phosphoric acid compound, alkali metal salt and alkaline earth metal salt in EVOH, carboxylic acid, boron compound, A method in which at least one selected from phosphoric acid compounds, alkali metal salts and alkaline earth metal salts is dissolved in a solvent and added as a solution is particularly suitable. Such solvent is not particularly limited, but at least one kind of solubility selected from carboxylic acid, boron compound, phosphoric acid compound, alkali metal salt and alkaline earth metal salt, cost advantage, ease of handling, work environment From the viewpoint of safety and the like, water is preferable.
[0075]
A method for adding at least one selected from carboxylic acid, boron compound, phosphoric acid compound, alkali metal salt and alkaline earth metal salt to EVOH is not particularly limited. It is preferable to add at least one selected from carboxylic acid, boron compound, phosphoric acid compound, alkali metal salt and alkaline earth metal salt to the extruder from one or more places.
[0076]
When at least one selected from a carboxylic acid, a boron compound, a phosphoric acid compound, an alkali metal salt and an alkaline earth metal salt is added as a solution to EVOH, the dry weight of EVOH is 100 parts by weight relative to the EVOH. The lower limit of the addition amount of the solution is preferably 1 part by weight or more, more preferably 3 parts by weight or more, and particularly preferably 5 parts by weight or more. The upper limit of the amount of the solution added is preferably 50 parts by weight or less, more preferably 30 parts by weight or less, and more preferably 20 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of EVOH dry weight. Particularly preferred. When the amount of the solution added is less than 1 part by weight, the concentration of the solution generally increases, so at least one type selected from carboxylic acid, boron compound, phosphoric acid compound, alkali metal salt and alkaline earth metal salt is added. There is a risk that the effect of improving the dispersibility in the case will decrease. In addition, when it exceeds 50 parts by weight, it may be difficult to control the moisture content of EVOH, and in the resin composition comprising EVOH in the extruder, the resin and water contained in the resin may easily cause phase separation. There is.
[0077]
In the conventional treatment method in which EVOH is impregnated with a solution of an acidic substance and / or metal salt, it has been difficult to obtain a good quality product from the crumb-like precipitates of EVOH as described above. Therefore, even with respect to such a form of EVOH, at least one selected from carboxylic acid, boron compound, phosphoric acid compound, alkali metal salt and alkaline earth metal salt can be added homogeneously, and it consists of EVOH of stable quality. It is possible to obtain resin composition pellets.
[0078]
The method of pelletizing the resin composition comprising EVOH discharged from the extruder is not particularly limited, but there is exemplified a method of extruding the resin composition from a die into a strand into a coagulation bath and cutting it to an appropriate length. The From the viewpoint of easy handling of pellets, the diameter of the die is preferably 2 to 5 mmφ (φ is the diameter; the same applies hereinafter), and the strand is preferably cut to a length of about 1 to 5 mm.
[0079]
The obtained pellets are usually subjected to a drying process. The water content of the resin composition pellets comprising EVOH after drying is 1% by weight or less, and preferably 0.5% by weight or less. The drying method is not particularly limited, but a stationary drying method, a fluidized drying method, and the like are preferable, and a multi-step drying process in which several drying methods are combined may be employed. Among these, a method of drying by a fluidized drying method first and then drying by a stationary drying method is preferable.
[0080]
In the case of a treatment method in which conventional EVOH pellets are immersed in a treatment solution containing an acidic substance and / or a metal salt, the water content of the treated EVOH is usually about 40 to 70% by weight. However, the EVOH of the present invention is melted in an extruder, washed in the extruder as necessary, dehydrated or degassed, and then carboxylic acid, boron compound, phosphate compound, alkali metal salt and alkaline earth metal salt. In the case of a treatment method in which at least one selected from the above is added, the water content of the resin composition comprising EVOH immediately after discharge from the extruder can be arbitrarily adjusted, and the water content immediately after discharge from the extruder is preferably 5 -40% by weight. Therefore, it is possible to obtain pellets having a lower moisture content than the conventional method. Such pellets having a low water content are suitable from the viewpoint of reducing energy consumption in the drying process.
[0081]
In particular, pellets having a moisture content exceeding 40% by weight may cause fusion between the pellets when the drying temperature is 100 ° C. or higher. From this point of view as well, pellets having a low water content as described above can be obtained. After EVOH is melted in an extruder, washed in the extruder, dehydrated or degassed, carboxylic acid, boron compound, phosphate compound, alkali The treatment method of the present invention in which at least one selected from metal salts and alkaline earth metal salts is added is preferred.
[0082]
It is also possible to blend and melt-mold EVOH having different degrees of polymerization, ethylene content and saponification degree to the resin composition pellets made of EVOH obtained by the above method. In addition, the resin composition pellets include other plasticizers, stabilizers, surfactants, colorants, ultraviolet absorbers, antistatic agents, desiccants, crosslinking agents, metal salts, fillers, reinforcing agents such as various fibers. It is also possible to add an appropriate amount of etc. Since the resin composition pellets comprising EVOH of the present invention have a small motor torque of the extruder and its torque fluctuation and are excellent in extrusion stability, the amount of the lubricant used may be greatly reduced or the lubricant may be reduced depending on the embodiment. It is particularly preferable in that it can be not used. However, the use of a lubricant when molding a molded product using the pellets is arbitrary and is not limited.
[0083]
Moreover, it is also possible to mix | blend an appropriate quantity of thermoplastic resins other than EVOH in the range which does not inhibit the objective of this invention. Examples of thermoplastic resins include various polyolefins (polyethylene, polypropylene, poly 1-butene, poly 4-methyl-1-pentene, ethylene-propylene copolymers, copolymers of ethylene and α-olefins having 4 or more carbon atoms, polyolefins. And maleic anhydride copolymers, ethylene-vinyl ester copolymers, ethylene-acrylic ester copolymers, or modified polyolefins obtained by graft-modifying them with unsaturated carboxylic acids or their derivatives), various nylons (nylon -6, nylon-6,6, nylon-6 / 6,6 copolymer, etc.), polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyester, polystyrene, polyacrylonitrile, polyurethane, polyacetal, and modified polyvinyl alcohol resin.
[0084]
The obtained resin composition pellets comprising the EVOH of the present invention are molded into various molded bodies such as films, sheets, containers, pipes, fibers and the like by melt molding. These molded products can be pulverized and molded again for reuse. It is also possible to uniaxially or biaxially stretch films, sheets, fibers, and the like. As the melt molding method, extrusion molding, inflation extrusion, blow molding, melt spinning, injection molding and the like are possible. The melting temperature varies depending on the melting point of the copolymer, but is preferably about 150 to 270 ° C.
[0085]
As described above, the resin composition pellet made of EVOH of the present invention comprises at least one layer of a molded product such as the composition film or sheet of the present invention, in addition to the production of a resin molded product having only the resin composition as a single layer. Often used as a multilayer structure. As the layer structure of the multilayer structure, E / Ad / T, T / Ad / E / Ad, where E is the resin composition comprising EVOH of the present invention, Ad is the adhesive resin, and T is the thermoplastic resin. Although / T etc. are mentioned, it is not limited to this. Each layer may be a single layer or may be a multilayer according to circumstances.
[0086]
The thermoplastic resin used is linear low density polyethylene, low density polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-propylene copolymer, polypropylene, propylene-α-olefin copolymer. Polymers (α-olefins having 4 to 20 carbon atoms), homopolymers of olefins such as polybutene and polypentene or copolymers thereof, polyesters such as polyethylene terephthalate, polyester elastomers, polyamide resins such as nylon-6 and nylon-6,6 , Polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, acrylic resin, vinyl ester resin, polyurethane elastomer, polycarbonate, chlorinated polyethylene, chlorinated polypropylene, and the like. Among these, polypropylene, polyethylene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, polyamide, polystyrene, and polyester are preferably used.
[0087]
When laminating EVOH and a thermoplastic resin, an adhesive resin may be used, and the adhesive resin in this case is preferably an adhesive resin made of carboxylic acid-modified polyolefin. The carboxylic acid-modified polyolefin is a modified olefin polymer containing a carboxyl group obtained by chemically (for example, addition reaction or graft reaction) bonding an ethylenically unsaturated carboxylic acid or its anhydride to an olefin polymer. Is preferred. Here, the olefin polymer is a polyolefin such as polyethylene (low pressure, medium pressure, high pressure), linear low density polyethylene, polypropylene, boribten, or the like, a comonomer (vinyl ester, unsaturated carboxylic acid) capable of copolymerizing the olefin and the olefin. A copolymer with an acid ester etc.), for example, an ethylene-vinyl acetate copolymer, an ethylene-acrylic acid ethyl ester copolymer and the like. Of these, linear low density polyethylene, ethylene-vinyl acetate copolymer (vinyl acetate content 5-55 wt%), ethylene-acrylic acid ethyl ester copolymer (acrylic acid ethyl ester content 8-35 wt. %), Linear low density polyethylene and ethylene-vinyl acetate copolymers are particularly preferred. Examples of the ethylenically unsaturated carboxylic acid or its anhydride include an ethylenically unsaturated monocarboxylic acid, its ester, an ethylenically unsaturated dicarboxylic acid, its mono or diester, and its anhydride. Among them, the ethylenically unsaturated dicarboxylic acid Anhydrides are preferred. Specific examples include maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, maleic anhydride, itaconic anhydride, maleic acid monomethyl ester, maleic acid monoethyl ester, maleic acid diethyl ester, and fumaric acid monomethyl ester. Acid is preferred.
[0088]
The addition amount or graft amount (modification degree) of the ethylenically unsaturated carboxylic acid or its anhydride to the olefin polymer is 0.01 to 15% by weight, preferably 0.02 to 10% by weight, based on the olefin polymer. It is. The addition reaction and grafting reaction of the ethylenically unsaturated carboxylic acid or its anhydride to the olefin polymer can be obtained, for example, by radical polymerization in the presence of a solvent (such as xylene) or a catalyst (such as a peroxide). The melt index (MI) measured at 190 ° C according to D-1238-65T according to ASTM-D1238 of the carboxylic acid-modified polyolefin thus obtained is preferably 0.2 to 30 g / 10 min. Preferably it is 0.5-10 g / 10min. These adhesive resins may be used alone or as a mixture of two or more layers.
[0089]
In the present invention, the multilayer structure can be used in various shapes as it is, but in order to improve the physical properties of the multilayer structure, it is also preferable to perform a stretching treatment, fracture, pinhole, stretching unevenness, A stretched film or a stretched sheet that does not cause delamination or the like is obtained.
[0090]
The stretching may be either uniaxial stretching or biaxial stretching, and it is better in terms of physical properties to perform stretching as high as possible. In the present invention, a stretched film, a stretched sheet or the like that does not cause pinholes, cracks, stretch unevenness, delamination, or the like during stretching can be obtained.
[0091]
As the stretching method, in addition to a roll stretching method, a tenter stretching method, a tubular stretching method, a stretching blow method, and the like, a deep drawing method, a vacuum forming method, or the like having a high stretching ratio can be employed. In the case of biaxial stretching, both a simultaneous biaxial stretching method and a sequential biaxial stretching method can be employed. The stretching temperature is selected from the range of about 80 to 170 ° C, preferably about 100 to 160 ° C.
[0092]
Thus, after stretching is completed, heat setting is then performed. The heat setting can be carried out by a known means, and the heat treatment is performed at 80 to 170 ° C., preferably 100 to 160 ° C. for about 2 to 600 seconds while keeping the stretched film in a tension state. Further, the obtained stretched film can be subjected to cooling treatment, printing treatment, dry laminating treatment, solution or melt coating treatment, bag making processing, box processing, tube processing, split processing and the like as required.
[0093]
The shape of the multilayer structure thus obtained may be any shape, and examples thereof include films, sheets, tapes, bottles, pipes, filaments, and modified cross-section extrudates. In addition, the obtained multilayer structure may be subjected to heat treatment, cooling treatment, rolling treatment, printing treatment, dry lamination treatment, solution or melt coating treatment, bag making processing, deep drawing processing, box processing, tube processing, split processing, etc. It can be performed. The film, sheet or container obtained as described above is useful as various packaging materials such as foods, pharmaceuticals, industrial chemicals and agricultural chemicals.
[0094]
In producing the multilayer structure shown above, another substrate is laminated on one side or both sides of a layer of a molded product such as a film or sheet obtained from the resin composition comprising EVOH of the present invention. As a laminating method, for example, a method in which a thermoplastic resin is melt-extruded into the molded product (film, sheet, etc.), and conversely, the resin composition and another thermoplastic resin are co-extruded into a base material such as a thermoplastic resin. , A method of co-injecting a resin composition comprising a thermoplastic resin and EVOH, and a molded product obtained from the resin composition comprising EVOH and a film or sheet of another substrate, an organic titanium compound, an isocyanate compound And a method of laminating using a known adhesive such as a polyester-based compound. Among them, a method of co-extrusion with other thermoplastic resins is preferably used. Since the resin composition comprising EVOH of the present invention is very excellent in interlayer adhesion, it is suitable for a co-extrusion resin composition and a co-extrusion multilayer structure using the same.
[0095]
The co-extrusion method of the composition of the present invention and the thermoplastic resin may be any of a multi-manifold merging method T-die method, a feed block merging method T-die method, and an inflation method.
[0096]
By subjecting the co-extruded multilayer structure thus obtained to secondary processing, various molded articles (films, sheets, tubes, bottles, etc.) can be obtained. Examples thereof include the following.
(1) A multilayer co-stretched sheet or film obtained by stretching a multilayer structure (such as a sheet or film) in a uniaxial or biaxial direction, or stretching and heat-treating in a biaxial direction.
(2) A multilayer rolled sheet or film obtained by rolling a multilayer structure (such as a sheet or film)
(3) Multilayer tray cup-shaped container by thermoforming such as multilayer structure (sheet or film) vacuum forming, pressure forming, vacuum pressure forming, etc.
(4) Bottles and cup-shaped containers by stretch blow molding from multi-layer structures (pipe, etc.)
There is no restriction | limiting in particular in such a secondary processing method, Well-known secondary processing methods (blow molding etc.) other than the above are also employable.
[0097]
The coextruded multilayer structure and the co-injection multilayer structure obtained in this way are less likely to generate gels and blisters and less likely to cause fish eyes and streaks during film formation. It is suitably used as a material for squeezed containers, cup-shaped containers, bottles and the like.
[0098]
【Example】
EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited to this Example. Hereinafter, “%” and “parts” are based on weight unless otherwise specified. In addition, all the water used ion-exchange water.
(1) Moisture content of surface water
The EVOH pellets used were an upper discharge type centrifuge H-130M manufactured by Kokusan Centrifuge Co., Ltd. having the following specifications. 10 kg of EVOH pellets were carried out for 5 minutes in a centrifuge with the following specifications. From the change in EVOH weight before and after centrifugation, the moisture content of EVOH surface water was determined using the following equation (Equation 1).
<Centrifuge specifications>
Model: H-130M
Name: Upper discharge centrifuge
Capacity: 107L (Diameter 914mm x Depth 430mm)
Material: SUS304
Rotation speed: 1000rpm (510G)
<Moisture content of surface water>
[0099]
(Equation 1)
Moisture content of surface water (% by weight) = (weight before centrifugation−weight after centrifugation) / weight before centrifugation × 100
(2) Measurement of moisture content
Take 20 g of water-containing EVOH as a sample in a well-dried weighing bottle and dry it with a hot air dryer at 120 ° C. for 24 hours. From the change in EVOH weight before and after drying, use The rate was determined.
[0100]
(Equation 2)
Water content (% by weight) = (weight before drying−weight after drying) / weight before drying × 100
(4) Quantification of added trace components
Quantification was performed according to the following method. The following “dry pellet” means a resin composition pellet made of EVOH to which at least one selected from carboxylic acid, boron compound, phosphoric acid compound, alkali metal salt and alkaline earth metal salt is added in an extruder. The product was obtained by drying at 100 ° C. for 15 hours using a fluid hot air dryer and then drying at 100 ° C. for 15 hours using a stationary hot air dryer.
(2-a) Determination of carboxylic acid content
20 g of dried pellets as a sample were put into 100 ml of ion-exchanged water and extracted by heating at 95 ° C. for 6 hours. The extract was neutralized with 1/50 N NaOH using phenolphthalein as an indicator, and the carboxylic acid content was quantified.
(2-b) Determination of alkali metal ions and alkaline earth metal ions
10 g of dried pellets as a sample were put into 50 ml of 0.01 N hydrochloric acid aqueous solution and stirred at 95 ° C. for 6 hours. The aqueous solution after stirring was quantitatively analyzed using ion chromatography. The column used was ICS-C25 manufactured by Yokogawa Electric Corporation, and the eluent was an aqueous solution containing 5.0 mM tartaric acid and 1.0 mM 2,6-pyridinedicarboxylic acid. For the determination, a calibration curve prepared with each metal chloride aqueous solution was used. Thus, the amount of alkali metal salt and the amount of alkaline earth metal in the dried pellets were obtained in metal equivalent amounts.
(2-c) Determination of boron compounds
The sample pellets are Na2COThreeThe aqueous solution was added and incinerated at 600 ° C. with a platinum crucible. The obtained sample was dissolved by adding hydrochloric acid, and the content of the boron compound was quantified in terms of boron by ICP emission spectroscopy.
(2-d) Determination of phosphate ion
10 g of dried pellets as a sample were put into 50 ml of 0.01 N hydrochloric acid aqueous solution and stirred at 95 ° C. for 6 hours. The aqueous solution after stirring was quantitatively analyzed using ion chromatography to determine the amount of phosphate ions. The column used was ICS-A23 manufactured by Yokogawa Electric Corporation, and the eluent was an aqueous solution containing 2.5 mM sodium carbonate and 1.0 mM sodium bicarbonate. For the determination, a calibration curve prepared with a phosphoric acid aqueous solution was used. From the amount of phosphate ions thus obtained, the content of the phosphorus compound was obtained in terms of phosphate radical.
(3) Raw material supply continuous test
A raw material supply continuous test was conducted using the following capacity type feeder shown in FIG.
The continuous test was conducted for 8 hours, and the time from the start of the test until the occurrence of defective extrusion was measured.
<Quantitative single-axis feeder>
Specifications: SVF-25 manufactured by Nippon Steel Works
Processing amount: 10kg / hr (capacity: 4-20kg / hr) Hopper: 30L
Drive: 0.4KW (3) Melt index (MI)
According to ASTM-D1238, a melt indexer was used, and measurement was performed under conditions of a temperature of 190 ° C. and a load of 2160 g.
(4) Single layer film formation test
Using an extruder with the following specifications, a single-layer film was formed of a resin composition made of EVOH, a film-forming sample of a resin composition pellet made of EVOH was prepared, and gels, blisters, and coloring were evaluated.
[0101]
The specifications of the extruder are as follows.
[0102]
Extruder GT-40-A Made by Plastic Engineering Laboratory Co., Ltd.
Type Single-screw extruder (non-vent type)
L / D 26
CR 3.5
40mm diameter
Screw single-flight full flight type, surface nitrided steel
Rotation speed 40rpm
Drive unit Sumitomo Heavy Industries, Ltd. DC motor SCR-DC218B Motor capacity DC7.5KW (rated 45A)
Heater 4 split type
Die width 300mm
Resin temperature in die 240 ° C
Take-up speed 10 m / min.
(4-b) Gel / Buts
Using the dried pellets as samples, EVOH monolayer film formation was carried out, and the gel-like irregularities of the film one hour after the start of film formation (about 100 μm or more that can be confirmed with the naked eye) were counted.2Converted to per. Judgment was made as follows according to the number of items.
A; Less than 20 B; 20 to 40 C; 40 to 60 D; 60 or more
(4-c) Coloring
A single layer film of EVOH was formed using the dry pellets as a sample, the film after 1 hour from the start of film formation was wound on a paper tube, and the degree of coloration of the film end face was determined with the naked eye and determined as follows. .
A: No coloring B: Slightly yellow C: Yellowing D: Intense coloring
[0103]
[Example 1]
A 45% methanol solution of an ethylene-vinyl acetate copolymer having an ethylene content of 32 mol% was charged into a saponification reactor, and a caustic soda / methanol solution (80 g / L) was added to the vinyl acetate component in the copolymer in an amount of 0. It added so that it might become 4 equivalent, and methanol was added and it adjusted so that a copolymer concentration might be 20%. The temperature was raised to 60 ° C., and the reaction was carried out for about 4 hours while blowing nitrogen gas into the reactor. After 4 hours, the reaction was stopped by neutralizing with acetic acid, and water corresponding to 55% by weight of the total methanol in the reactor was added, and EVOH having an ethylene content of 32 mol% and a saponification degree of 99.5% was added. A solution of methanol and water was obtained. The EVOH solution was extruded from a metal plate having a circular opening into water to precipitate a strand, and was cut to obtain a pellet having a diameter of about 3 mm and a length of about 5 mm. The obtained pellet was repeatedly drained by adding a large amount of water. Surface water was removed from 10 kg of the lysed pellets using a centrifuge. The surface moisture content of the obtained pellet was 0% by weight.
[0104]
EVOH having an ethylene content of 32 mol%, a saponification degree of 99.5 mol%, and a water content of 33 wt% is charged into the twin-screw extruder shown in FIG. From the trace component addition part (8) shown in FIG. 1, a treatment liquid comprising acetic acid / boric acid / sodium acetate / magnesium acetate / potassium dihydrogen phosphate aqueous solution was added. The input amount of EVOH per unit time is 10 kg / hr (including the weight of contained water), the input amount of the treatment liquid per unit time is 0.67 L / hr, and the composition of the treatment liquid is 4. This was an aqueous solution containing 3 g / L, boric acid 15 g / L, sodium acetate 4.6 g / L, magnesium acetate 3.0 g / L, and potassium dihydrogen phosphate 1.4 g / L. The specifications of the twin screw extruder are shown below. As a result of the raw material supply continuous test, no extrusion failure was observed after 8 hours of continuous operation.
<Raw material feeder>
Capacity type single axis feeder
Processing amount: 10 kg / hr (capacity: 4-20 kg / hr) Hopper: 30 L, drive: 0.4 KW <extruder>
Type Twin screw extruder
L / D 45.5
Diameter 30mmφ
Screw in the same direction, fully meshed
300 rpm
Motor capacity DC22KW
Heater 13 split type
Number of die holes 5 holes (3mmφ) Resin temperature inside the die 105 ℃
Take-off speed 5m / min
The water content of the resin composition pellets composed of EVOH after discharging from the extruder was 20% by weight. The obtained pellets were dried at 100 ° C. for 15 hours using a fluid dryer, and then dried at 100 ° C. for 15 hours using a stationary dryer. As a result, the water content was 0.3% by weight. Moreover, MI was 1.5 g / 10min.
[0105]
Using the resulting dried pellets, EVOH single-layer film formation was carried out, and gel, gel and colorability tests were carried out.
[0106]
As a result of the single-layer film formation under the above conditions, the gel / buzz test and the coloration resistance test were both judged as A.
[0107]
In addition, there is no bridging in the feeder hopper, the raw material resin can be supplied stably to the extruder, and since the pellet surface moisture is low, no water vapor is generated at the bottom of the hopper, and the raw material pellets are fused. Since the supply of the raw material pellets to the extruder is stable, the amount of acid / metal salt added is stable, and the thermal stability is not lowered. Table 1 shows the conditions during extrusion, Table 2 shows the composition of the treatment liquid, and Table 3 shows the evaluation results.
[0108]
[Example 2]
EVOH ethylene content, degree of saponification, resin temperature in the extruder, moisture content before feeding into the extruder and moisture content immediately after the extruder discharge were changed as shown in Table 1, and EVOH was charged per unit time. Except for changing the amount and the charge amount and composition per unit time of at least one solution selected from carboxylic acid, boron compound, phosphate compound, alkali metal salt and alkaline earth metal salt as shown in Table 2, EVOH pellets were prepared in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the conditions during extrusion, Table 2 shows the composition of the treatment liquid, and Table 3 shows the evaluation results.
[0109]
In addition, there is no bridging in the feeder hopper, the raw material resin can be supplied stably to the extruder, and since the pellet surface moisture is low, no water vapor is generated at the bottom of the hopper, and the raw material pellets are fused. Since the supply of the raw material pellets to the extruder is stable, the amount of acid / metal salt added is stable, and the thermal stability is not lowered.
[0110]
[Comparative Example 1]
A 45% methanol solution of an ethylene-vinyl acetate copolymer having an ethylene content of 32 mol% was charged into a saponification reactor, and a caustic soda / methanol solution (80 g / L) was added to the vinyl acetate component in the copolymer in an amount of 0. It added so that it might become 4 equivalent, and methanol was added and it adjusted so that a copolymer concentration might be 20%. The temperature was raised to 60 ° C., and the reaction was carried out for about 4 hours while blowing nitrogen gas into the reactor. After 4 hours, the reaction was stopped by neutralizing with acetic acid, and water corresponding to 55% by weight of the total methanol in the reactor was added, and EVOH having an ethylene content of 32 mol% and a saponification degree of 99.5% was added. A solution of methanol and water was obtained. The EVOH solution was extruded from a metal plate having a circular opening into water to precipitate a strand, and was cut to obtain a pellet having a diameter of about 3 mm and a length of about 5 mm. The obtained pellet was drained and the operation of adding a large amount of water and draining was repeated. The obtained pellets had a surface moisture content of 30% by weight and a moisture content of 65% by weight.
[0111]
As a result of the raw material supply continuous test of the obtained pellets, 0.5 hour later, a bridge occurred at the lower part of the hopper, and the operation was stopped. Moreover, although the obtained pellet was formed into a film, gels and blisters were frequently generated, coloring was intense, and the appearance was extremely poor. Table 1 shows the conditions during extrusion, Table 2 shows the composition of the treatment liquid, and Table 3 shows the evaluation results.
[0112]
[Table 1]
Figure 0004549467
[0113]
[Table 2]
Figure 0004549467
[0114]
[Table 3]
Figure 0004549467
As described above, according to the present invention, the following advantages can be obtained.
(1) The occurrence of a bridge in the feeder hopper can be prevented, and the raw material resin can be stably supplied to the extruder.
(2) Since the surface moisture content of the pellet is small, water vapor is not generated in the lower part of the hopper, and the raw material pellet is not fused.
(3) Since the supply of raw material pellets to the extruder is stable, the amount of acid / metal salt added is stable, and the thermal stability is not lowered.
[0115]
【The invention's effect】
As described above, the method for producing an ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH) resin composition of the present invention is a method in which EVOH resin is melt-kneaded in a water-containing state, and the water content of the whole resin pellet is 0. By supplying the pellets to the extruder in the range of 0.5 to 70% by weight and the moisture content of the surface water of the pellets being less than 10% by weight, the pellets can be efficiently supplied to the extruder.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing a schematic process diagram of an embodiment of a method of the present invention.
FIG. 2 is a partially cutaway schematic view of a hopper feeder of one embodiment used in the method of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Raw material supply department
2,4,6 Full flight screw
3,5 Reverse flight screw
7 Vent cylinder
8 Trace component addition part
9 Temperature sensor
10 cylinder barrel
11 Discharge port
20 Twin screw extruder
30 Hopper feeder
31 Hopper
32 lids
33 Level switch
34 Stirrer
35 frame
36 motor
37 screw
38 barrels

Claims (8)

エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂を含水状態で溶融混練してエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂組成物を製造する方法であって、
前記樹脂のペレット全体の含水率を0.5〜70重量%の範囲かつ前記ペレットの表面水の水分率を10重量%未満として押出機に前記ペレットを供給し、
前記押出機から吐出した直後の樹脂の含水率を5〜40重量%とすることを特徴とするエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂組成物の製造方法。
Ethylene - vinyl alcohol copolymer resin was melt-kneaded in a hydrous state ethylene - a method for producing a vinyl alcohol copolymer resin composition,
Supplying the pellets to the extruder with a moisture content of the whole resin pellets in the range of 0.5 to 70% by weight and a moisture content of the surface water of the pellets of less than 10% by weight ;
A method for producing an ethylene-vinyl alcohol copolymer resin composition, wherein the water content of the resin immediately after being discharged from the extruder is 5 to 40% by weight .
ペレットの供給方法が、定量式フィーダーを用いて押出機に前記ペレットを定量供給する方法である請求項1に記載のエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂組成物の製造方法。  The method for producing an ethylene-vinyl alcohol copolymer resin composition according to claim 1, wherein the pellet supply method is a method in which the pellet is quantitatively supplied to an extruder using a quantitative feeder. 添加剤を含水状態で溶融混練する請求項1または2に記載のエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂組成物の製造方法。  The method for producing an ethylene-vinyl alcohol copolymer resin composition according to claim 1 or 2, wherein the additive is melt-kneaded in a water-containing state. 押出機内の樹脂溶融温度が70〜170℃の範囲である請求項1〜3のいずれかに記載のエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂組成物の製造方法。  The method for producing an ethylene-vinyl alcohol copolymer resin composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the resin melting temperature in the extruder is in the range of 70 to 170 ° C. エチレン−ビニルアルコール共重合体のエチレン含有量が3〜70モル%の範囲である請求項1〜4のいずれかに記載のエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂組成物の製造方法。  The method for producing an ethylene-vinyl alcohol copolymer resin composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the ethylene content of the ethylene-vinyl alcohol copolymer is in the range of 3 to 70 mol%. エチレン−ビニルアルコール共重合体のケン化度が80モル%〜100モル%の範囲である請求項1〜5のいずれかに記載のエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂組成物の製造方法。  The method for producing an ethylene-vinyl alcohol copolymer resin composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the saponification degree of the ethylene-vinyl alcohol copolymer is in the range of 80 mol% to 100 mol%. 押出機から吐出した直後の樹脂の含水率が5〜40重量%となるように押出機中で不足水を供給しあるいは過剰水を除去する請求項に記載のエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂組成物の製造方法。Ethylene according to claim 1 water content of the resin immediately after discharge from the extruder to remove the supplied or excess water shortage water in an extruder so that 5 to 40 wt% - vinyl alcohol copolymer resin A method for producing the composition. 押出機において、含水溶融樹脂にカルボン酸、ホウ素化合物、リン酸化合物、アルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも1種の添加剤を添加する請求項1〜のいずれかに記載のエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂組成物の製造方法。The extruder according to any one of claims 1 to 7 , wherein at least one additive selected from a carboxylic acid, a boron compound, a phosphoric acid compound, an alkali metal salt and an alkaline earth metal salt is added to the water-containing molten resin in an extruder. A method for producing an ethylene-vinyl alcohol copolymer resin composition.
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