JP5110743B2 - 樹脂組成物の製造法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物(A)及び層状無機化合物からなる樹脂組成物の製造方法に関し、更に詳しくは、ガスバリア性や外観特性に優れ、更にはリサイクル時等における熱安定性にも優れた樹脂組成物の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物(以下、EVOHと略記する)は、透明性、帯電防止性、耐油性、耐溶剤性、ガスバリア性、保香性等に優れており、又、溶融成形可能な熱可塑性樹脂であり、食品包装等、種々の包装材料用途に用いられている。
そして、ガスバリア性の更なる改善を目指して、EVOHに無機物を配合することが試みられている。
例えば、特開平5−39392号公報には、水の存在下にEVOHと水膨潤性フィロケイ酸塩を混合することが記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする問題点】
しかしながら、本発明者等が上記公報に記載の開示技術について詳細に検討した結果、該技術では、水の存在下に水膨潤性フィロケイ酸塩を投入し、更にEVOHの水/アルコール溶液を加えるため、いわゆるママコが発生しやすく、そのために水膨潤性フィロケイ酸塩を均一に分散することが困難で、均一分散させようとするとかなりの時間を必要とすることが判明した。
また、ガスバリア性においても、該技術では内外層にポリプロピレンを積層した積層体のバリア性評価のみであり、単層で、かつ高湿度下においてまだまだ改善の余地があると思われ、更に最近の技術の高度化を考慮すれば、ガスバリア性やリサイクル時等における熱安定性の更なる改善が望まれるところである。
【0004】
【問題点を解決するための手段】
そこで、本発明者等は上記の事情に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、EVOH(A)と層状無機化合物を含有してなる樹脂組成物を製造するにあたり、含水率10重量%以上かつ50重量%以下のEVOH(A)と有機物を含有した層状無機化合物(B)とを溶融混合することにより上記の課題を解決することができることを見出して本発明を完成するに至った。
【0006】
尚、本発明で言うEVOH或いは樹脂組成物の含水率については、以下の方法により測定・算出されるものである。
[含水率の測定方法]
EVOH或いは樹脂組成物を電子天秤にて秤量(W1:単位g)後、150℃に維持された熱風オーブン型乾燥器に入れ、5時間乾燥させてから、さらにデシケーター中で30分間放冷させた後の重量を同様に秤量(W2:単位g)して、以下の(2)式から算出する。
含水率(%)={(W1−W2)/W1}×100 ・・・(2)
【0007】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明に用いるEVOH(A)としては、特に限定されないが、エチレン含有量は5〜60モル%(更には10〜60モル%、特には20〜55モル%、殊に25〜50モル%)が好ましく、かかるエチレン含有量が5モル%未満では耐水性が不十分となり、逆に60モル%を越えるとガスバリア性が低下して好ましくない。
【0008】
また、酢酸ビニル成分のケン化度は90モル%以上(更には95モル%以上、特には99モル%以上、殊に99.5モル%以上)が好ましく、かかるケン化度が90モル%未満ではガスバリア性や耐熱性が不十分となって好ましくない。
【0009】
上記のEVOH(A)は、本発明の効果を阻害しない範囲(10モル%程度以下)で共重合可能なエチレン性不飽和単量体を共重合していてもよく、かかる単量体としては、プロピレン、1−ブテン、イソブテン等のオレフィン類、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、(無水)フタル酸、(無水)マレイン酸、(無水)イタコン酸等の不飽和酸類あるいはその塩あるいは炭素数1〜18のモノまたはジアルキルエステル類、アクリルアミド、炭素数1〜18のN−アルキルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、2−アクリルアミドプロパンスルホン酸あるいはその塩、アクリルアミドプロピルジメチルアミンあるいはその酸塩あるいはその4級塩等のアクリルアミド類、メタクリルアミド、炭素数1〜18のN−アルキルメタクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリルアミド、2−メタクリルアミドプロパンスルホン酸あるいはその塩、メタクリルアミドプロピルジメチルアミンあるいはその酸塩あるいはその4級塩等のメタクリルアミド類、N−ビニルピロリドン、N−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミド等のN−ビニルアミド類、アクリルニトリル、メタクリルニトリル等のシアン化ビニル類、炭素数1〜18のアルキルビニルエーテル、ヒドロキシアルキルビニルエーテル、アルコキシアルキルビニルエーテル等のビニルエーテル類、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、臭化ビニル等のハロゲン化ビニル類、トリメトキシビニルシラン等のビニルシラン類、酢酸アリル、塩化アリル、アリルアルコール、ジメチルアリルアルコール、トリメチル−(3−アクリルアミド−3−ジメチルプロピル)−アンモニウムクロリド、アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸等が挙げられる。又、本発明の趣旨を損なわない範囲で、ウレタン化、アセタール化、シアノエチル化等、後変性されても差し支えない。
【0010】
本発明では、目的とする樹脂組成物を製造するにあたってEVOH(A)の含水率を50重量%以下に調製しておくことが必要で、かかる含水率が50重量%を超えると溶融混合時にEVOH(A)から多量の水が吹き出し加工できなくなり本発明の効果を発揮しない。かかる含水率の下限は10重量%であり、かかる含水率が10重量%未満ではEVOH(A)の見掛け上の融点が高くなって、押出機の設定温度を高くする必要があり、その結果樹脂組成物が発泡して好ましくない。また、EVOH(A)の含水率の上限は更に35重量%とすることが好ましく、逆に下限は更に12.5重量%、特に15重量%とすることが好ましい。
【0011】
EVOH(A)に水を含有させる方法としては、特に制限されないが、EVOH(A)中に水を均一に含有させることが好ましく、かかる方法としては、EVOH(A)の溶液を水中で析出させ充分に水洗して溶剤を除去し水を含有させる方法、加圧熱水中でEVOH(A)を1〜3時間程度処理する方法、EVOH(A)の製造時にエチレン−酢酸ビニル共重合体のケン化後のペーストを水中で析出させて水を含有させる方法等が挙げられる。
上記の中でも特にEVOH(A)製造時にエチレン−酢酸ビニル共重合体のケン化後のペーストを水中で析出させる方法が好ましく用いられる。
尚、EVOHと水を単に混合しただけでは、EVOH中に水が均一に含まれないため、本発明の効果を発揮することはできない。
【0012】
本発明に用いる有機物を含有した層状無機化合物(B)とは、層状無機化合物の層間に有機物を含有させたものである。
かかる層状無機化合物としては、特に限定されることなく、スメクタイトやバーミキュライト等の粘土鉱物、更には合成マイカ等が挙げられ、前者のスメクタイトの具体例としてはモンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイト、スチブンサイト等が挙げられる。これらは天然のものであっても、合成されたものでもよい。これらの中でもスメクタイト、特にその中でもモンモリロナイトが有機物を無機層状化合物の層間に挿入させやすい点で好ましい。又、Na型フッ素四ケイ素雲母、Na型テニオライト、Li型テニオライト、Na型ヘクトライト等の水膨潤性フッ素雲母系鉱物等も同様に好ましく用いられる。
また、層状無機化合物のアスペクト比は特に限定されないが、500以上であることが好ましい。
【0013】
層状無機化合物に含有される有機物としては、特に限定されないが、層状無機化合物(B)への挿入性を考慮すれば、有機オニウムイオンを持つ化合物が好ましく、かかる有機オニウムイオンを持つ化合物を含有させるに当たっては、具体的には、水酸基を有する有機オニウムイオンからなる有機化剤を層状無機化合物に添加し処理することにより行われる。
上記有機オニウムイオンについては特に限定されるものではないが、モノアルキルの1級〜4級のアンモニウムイオン、ジアルキルの2級〜3級のアンモニウムイオン、トリアルキルの3級〜4級のアンモニウムイオン、テトラアルキルアンモニウムイオン等を挙げることができ、アルキル鎖長としては炭素数が4〜30のものが好ましく、更には6〜20、特には8〜18が好ましい。アルキル鎖以外にも、エチレンオキサイドを構成単位とする、ポリエチレングリコール鎖を持つ1級〜4級のアンモニウムイオン(モノエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコールのアンモニウムイオンでもよい。)でもよく、或いは高級脂肪酸の1〜4級のアンモニウムイオン、高級脂肪酸エステルの1〜4級のアンモニウムイオン、高級アルコールの1〜4級のアンモニウムイオンでもよい。又、これらの複数種の分子鎖を持つものでもよい。更には脂肪酸アシドにこれらの分子鎖を付加させた2〜4級のアンモニウムイオンでもよい。
【0014】
かかる処理により層状無機化合物(B)中の層状物の平均面間隔を10Å以上にすることが好ましく、更には10〜100Å、特には12〜40Åが好ましく、かかる平均面間隔が10Å未満ではEVOH中での分散が十分でないことがあり好ましくない。
尚、層状無機化合物の層状物の平均面間隔については、広角X線回折(WAXD)装置を用いて、X線の光源としてCuk−α1を使用し、電圧40kV、電流40mAで発光させ、発散スリットは1deg、散乱スリットは1deg、受光スリットは0.3mmを使用し、スキャンスピードは2°/min、スキャンステップは0.02°で、走査軸2θ/θを測定することにより求めることができる。
【0015】
本発明においては、上記の如き含水率10重量%以上かつ50重量%以下のEVOH(A)と有機物を含有した層状無機化合物(B)とを溶融混合することを最大の特徴とするもので、かかる溶融混合について説明する。
【0016】
含水率10重量%以上かつ50重量%以下のEVOH(A)と有機物を含有した層状無機化合物(B)とを溶融混合するに当たっては特に制限はなく、例えば溶融押出機、ニーダールーダー、ミキシングロール、バンバリーミキサー、プラストミルなどの公知の溶融混練(混合)装置を使用して行うことができるが、通常は単軸又は二軸の押出機を用いることが工業上好ましく、特に溶融混練の安定性の点で二軸押出機が好適に用いられ、かかる二軸押出機を用いた方法について、更に詳細に説明するが、これに限定されるものではない。用いる二軸押出機としては、特に限定されないが、内径が20mm以上(更には30〜150mm)のものが好ましく、かかる内径が20mm未満では、生産性に乏しいため好ましくなく、L/Dは、20〜80(更には30〜60)が好ましく、かかるL/D径が20未満では、混合の能力が不足することがあり、逆に80を越えると樹脂の押出機内での滞留時間が必要以上に長くなり、その熱劣化が懸念され好ましくない。
【0017】
含水率10重量%以上かつ50重量%以下のEVOH(A)及び有機物を含有した層状無機化合物(B)を二軸押出機に供給するに当たっては特に制限はなく、(1) 含水率10重量%以上かつ50重量%以下のEVOH(A)及び有機物を含有した層状無機化合物(B)を予めドライブレンドした混合物を該押出機のホッパーに供給する方法、(2) 含水率10重量%以上かつ50重量%以下のEVOH(A)及び有機物を含有した層状無機化合物(B)を直接該押出機のホッパーに供給する方法、(3) 含水率10重量%以上かつ50重量%以下のEVOH(A)を該押出機のホッパーに供給すると共に有機物を含有した層状無機化合物(B)を該押出機のバレルの一部から供給する(サイドフィード)方法等を挙げることができるが、(3) の方法が好ましく、かかる方法を行うに当たっては、該層状無機化合物(B)はベント口から重力を利用して供給する。
【0018】
尚、本発明においては、含水率10重量%以上かつ50重量%以下のEVOH(A)と有機物を含有した層状無機化合物(B)を溶融混合するときに、混合時の樹脂組成物全体の含水率を10〜50重量%(更には12.5〜40重量%、特には15〜35重量%)とすることが好ましく、かかる含水率が10重量%未満では有機物を含有した層状無機化合物(B)の分散性が不十分となり、逆に50重量%を越えるとEVOH(A)と層状無機化合物(B)が不均一な混合状態となって好ましくない。
【0019】
また、溶融混合に供される含水率10重量%以上かつ50重量%以下のEVOH(A)と有機物を含有した層状無機化合物(B)の配合割合は、EVOH(A)100重量部(固形分)に対して、該層状無機化合物(B)が0.1〜20重量部(固形分)(更には0.5〜15重量部(同左)、特には1〜10重量部(同左))であることが好ましく、かかる配合割合が0.1重量部未満ではガスバリア性の改善効果が小さく、逆に20重量部を越えるとフィルム等の成形物の外観が悪化して好ましくない。
【0022】
かくして含水率10重量%以上かつ50重量%以下のEVOH(A)と有機物を含有した層状無機化合物(B)が二軸押出機に供されて溶融混合されるのであるが、押出機の出口に設けるダイス孔の形状については、限定されないが、適度な形状・大きさ[円柱状の場合は径が1〜10mm、長さ1〜10mmのもの(更にはそれぞれ2〜6mmのもの)]の樹脂組成物ペレットを得ることを考慮すれば、直径が1〜7mm(更には2〜5mm)の円形が好ましく、その孔の数は3〜100個(更には10〜50個)程度が生産上好ましい。更には、押出機とダイス入り口の間にメッシュ状のスクリーンを1枚以上(特に2枚以上)設けることも異物除去と樹脂圧力安定化(押出の安定化)のため好ましく、さらに、押出し安定性を考慮すれば、同じくギヤポンプや熱交換器等を設けることも好ましい。
【0023】
溶融混練を実施するに当たって、溶融混合の温度は特に限定されないが、通常は、押出機内で温度勾配をつけることが好ましく、ホッパー下直後の温度設定ゾーンを50〜70℃(更には50〜65℃、特に50〜60℃)程度とし、それ以降の中間部の温度設定をホッパー下直後のそれより15〜60℃高めにし、ダイス直前の押出機出口部の設定温度を中間部のそれより0〜40℃低めに設定することが好ましい。
また、樹脂組成物の押出機中での滞留時間は10〜600秒(更には20〜300秒、特には30〜240秒)の範囲から選択され、かかる滞留時間が10秒未満では、十分な混合ができない場合があり、逆に600秒を越えると樹脂組成物の品質が低下する場合があって好ましくなく、樹脂組成物にかける圧力(樹脂圧)については5〜300kg/cm2(更には10〜200kg/cm2)の範囲から選択され、かかる圧力が5kg/cm2未満及び300kg/cm2を越えると押出が不安定になることがあり好ましくない。また、樹脂組成物の熱劣化を防止するためにホッパー内やベント孔周りを窒素シールしておくことも好ましい。
【0024】
また、スクリュの回転数は50〜500rpm(更には80〜400rpm)の範囲から選択され、かかる回転数が50rpm未満では、混合の能力が不十分となることがあり、逆に500rpmを越えると、樹脂組成物の品質が低下することがあり好ましくなく、含水率50重量%以下のEVOH(A)の仕込速度については特に制限はなく、押出機のバレル径等により任意に決定すれば良い。また、該層状無機化合物(B)の仕込速度については、目的とする樹脂組成物中の該層状無機化合物(B)の配合量等に合うように上記のEVOH(A)に合わせて供給すればよい。
溶融混合された樹脂組成物は、次いでダイスに供給され押出されるのであるが、ダイス内での樹脂組成物の温度は80〜100℃(更には85〜100℃)になるように押出条件(設定温度、スクリュ形状、スクリュ回転数など)を調整することも好ましく、かかる温度が80℃未満では、押出が不安定になることがあり、逆に100℃を越えると、樹脂組成物の品質が低下することがあり好ましくない。
【0025】
かくして溶融混合された樹脂組成物は、ストランドダイから押出されて、冷却・カッティングされ、その後乾燥処理をされて目的とする樹脂組成物(ペレット)が得られるのである。
かかる乾燥処理としては、種々の乾燥方法を採用することが可能で、例えば、流動乾燥や静置乾燥を行うことができ、かかる流動乾燥としては、実質的に樹脂組成物(ペレット)が機械的にもしくは熱風により撹拌分散されながら行われる乾燥を意味し、該乾燥を行うための乾燥器としては、円筒・溝型撹拌乾燥器、円筒乾燥器、回転乾燥器、流動層乾燥器、振動流動層乾燥器、円錐回転型乾燥器等が挙げられ、また、静置乾燥としては、実質的に樹脂組成物(ペレット)が撹拌、分散などの動的な作用を与えられずに行われる乾燥を意味し、該乾燥を行うための乾燥器として、材料静置型としては回分式箱型乾燥器が、材料移送型としてはバンド乾燥器、トンネル乾燥器、竪型サイロ乾燥器等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【0026】
かかる乾燥処理により、樹脂組成物(ペレット)の含水率を0.1〜3重量%(更には0.1〜1重量%、特には0.1〜0.5重量%)にすることが好ましく、かかる含水率が0.1重量%未満では耐熱性が不良となり、逆に3重量%を越えると成形時に脱気不足となって発泡等の成形不良の原因となって好ましくない。
その他の乾燥方法としては、樹脂組成物を押出機で溶融混合するときに、ベントから直接水分を除去することもできる。
【0027】
かくして本発明の製造法で得られた樹脂組成物(ペレット)は、成形物の用途に多用され、溶融成形等によりフィルム、シート、容器、繊維、棒、管、各種成形品等に成形され、又、これらの粉砕品(回収品を再使用する時など)を用いて再び溶融成形に供することもでき、かかる溶融成形方法としては、押出成形法(T−ダイ押出、インフレーション押出、ブロー成形、溶融紡糸、異型押出等)、射出成形法が主として採用される。溶融成形温度は、150〜300℃の範囲から選ぶことが多い。
【0028】
また、本発明の製造法で得られた樹脂組成物(ペレット)は、単体の成形物として用いることができるが、特に積層体の成形物に供した時に本発明の作用効果を十分に発揮することができ、具体的には該樹脂組成物からなる層の少なくとも片面に熱可塑性樹脂層等を積層して多層積層体なる成形物として用いることが有用である。
【0029】
該積層体を製造するに当たっては、該樹脂組成物からなる層の片面又は両面に他の基材を積層するのであるが、積層方法としては、例えば該樹脂組成物からなるフィルムやシートに熱可塑性樹脂を溶融押出する方法、逆に熱可塑性樹脂等の基材に該樹脂組成物を溶融押出する方法、該樹脂組成物と他の熱可塑性樹脂とを共押出する方法、更には本発明の樹脂組成物からなるフィルムやシートと他の基材のフィルム、シートとを有機チタン化合物、イソシアネート化合物、ポリエステル系化合物、ポリウレタン化合物等の公知の接着剤を用いてドライラミネートする方法等が挙げられる。
また、本発明の製造法で得られた樹脂組成物(ペレット)は、共押出成形に供することも好ましい。
【0030】
共押出の場合の相手側樹脂としてはポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、共重合ポリアミド、ポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、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、ポリエステルエラストマー、ポリウレタンエラストマー、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン、芳香族および脂肪族ポリケトン、脂肪族ポリアルコール等が挙げられ、好適にはポリオレフィン系樹脂が用いられる。
【0031】
かかるポリオレフィン系樹脂としては、具体的に直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、超低密度ポリエチレン(VLDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、アイオノマー、エチレン−プロピレン(ブロック又はランダム)共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体、ポリプロピレン、プロピレン−α−オレフィン(炭素数4〜20のα−オレフィン)共重合体、ポリブテン、ポリペンテン、ポリメチルペンテン等のオレフィンの単独又は共重合体、或いはこれらのオレフィンの単独又は共重合体を不飽和カルボン酸又はそのエステルでグラフト変性したものやこれらのブレンド物などの広義のポリオレフィン系樹脂を挙げることができ、なかでも、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、超低密度ポリエチレン(VLDPE)、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、アイオノマーが、得られる積層包装材の耐屈曲疲労性、耐振動疲労性等に優れる点で好ましい。
【0032】
更に、本発明の製造法で得られた樹脂組成物(ペレット)から一旦フィルムやシート等の成形物を得、これに他の基材を押出コートしたり、他の基材のフィルム、シート等を接着剤を用いてラミネートする場合、前記の熱可塑性樹脂以外に任意の基材(紙、金属箔、無延伸、一軸又は二軸延伸プラスチックフィルム又はシート及びその無機物蒸着体、織布、不織布、金属綿状、木質等)が使用可能である。
【0033】
積層体の層構成は、本発明の製造法で得られた樹脂組成物(ペレット)からなる層をa(a1、a2、・・・)、他の基材、例えば熱可塑性樹脂層をb(b1、b2、・・・)とするとき、フィルム、シート、ボトル状であれば、a/bの二層構造のみならず、b/a/b、a/b/a、a1/a2/b、a/b1/b2、b2/b1/a/b1/b2、b1/b2/a/b3/b4、a1/b1/a2/b2等任意の組み合わせが可能であり、フィラメント状ではa、bがバイメタル型、芯(a)−鞘(b)型、芯(b)−鞘(a)型、或いは偏心芯鞘型等任意の組み合わせが可能である。
【0034】
尚、上記の層構成において、それぞれの層間には、必要に応じて接着性樹脂層を設けることができ、かかる接着性樹脂としては、種々のものを使用することができ、bの樹脂の種類によって異なり一概に言えないが、不飽和カルボン酸又はその無水物をオレフィン系重合体(上述の広義のポリオレフィン系樹脂)に付加反応やグラフト反応等により化学的に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を挙げることができ、具体的には、無水マレイン酸グラフト変性ポリエチレン、無水マレイン酸グラフト変性ポリプロピレン、無水マレイン酸グラフト変性エチレン−プロピレン(ブロック又はランダム)共重合体、無水マレイン酸グラフト変性エチレン−エチルアクリレート共重合体、無水マレイン酸グラフト変性エチレン−酢酸ビニル共重合体等から選ばれた1種または2種以上の混合物が好適なものとして挙げられる。このときの、オレフィン系重合体に含有される不飽和カルボン酸又はその無水物の量は、0.001〜3重量%が好ましく、更に好ましくは0.01〜1重量%、特に好ましくは0.03〜0.5重量%である。該変性物中の変性量が少ないと、接着性が不充分となることがあり、逆に多いと架橋反応を起こし、成形性が悪くなることがあり好ましくない。またこれらの接着性樹脂には、本発明の製造法で得られた樹脂組成物(ペレット)や他のEVOH、ポリイソブチレン、エチレン−プロピレンゴム等のゴム・エラストマー成分、更にはb層の樹脂等をブレンドすることも可能である。特に、接着性樹脂の母体のポリオレフィン系樹脂と異なるポリオレフィン系樹脂をブレンドすることにより、接着性が向上することがあり有用である。
【0035】
積層体の各層の厚みは、層構成、bの種類、用途や容器形態、要求される物性などにより一概に言えないが、通常は、a層は5〜500μm(更には10〜200μm)、b層は5〜5000μm(更には30〜1000μm)、接着性樹脂層は5〜400μm(更には10〜150μm)程度の範囲から選択される。a層が5μm未満ではガスバリア性が不足し、またその厚み制御が不安定となり、逆に500μmを越えると耐屈曲疲労性が劣り、かつ経済的でなく好ましくなく、またb層が5μm未満では剛性が不足し、逆に5000μmを越えると耐屈曲疲労性が劣り、かつ重量が大きくなり好ましくなく、接着性樹脂層が5μm未満では層間接着性が不足し、またその厚み制御が不安定となり、逆に400μmを越えると重量が大きくなり、かつ経済的でなく好ましくない。
また、積層体の各層には、成形加工性や諸物性の向上のために、前述の各種添加剤や改質剤、充填材、他樹脂等を本発明の効果を阻害しない範囲で添加することもできる。
【0036】
該積層体は、そのまま各種形状のものに使用されるが、更に該積層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、かかる延伸については、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、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、延伸容器、延伸ボトル等の成形物が得られる。
【0037】
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、真空圧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60〜170℃、好ましくは80〜160℃程度の範囲から選ばれる。
【0038】
延伸が終了した後、次いで熱固定を行うことも好ましい。。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。
例えば、多層シートや多層フィルムからカップやトレイ状の多層容器を得る場合は、絞り成形法が採用され、具体的には真空成形法、圧空成形法、真空圧空成形法、プラグアシスト式真空圧空成形法等が挙げられる。
【0039】
更に多層パリソン(ブロー前の中空管状の予備成形物)からチューブやボトル状の多層容器を得る場合はブロー成形法が採用され、具体的には押出ブロー成形法(双頭式、金型移動式、パリソンシフト式、ロータリー式、アキュムレーター式、水平パリソン式等)、コールドパリソン式ブロー成形法、射出ブロー成形法、二軸延伸ブロー成形法(押出式コールドパリソン二軸延伸ブロー成形法、射出式コールドパリソン二軸延伸ブロー成形法、射出成形インライン式二軸延伸ブロー成形法等)などが挙げられる。
【0040】
また、生肉、加工肉、チーズ等の熱収縮包装用途に用いる場合には、延伸後の熱固定は行わずに製品フィルムとし、上記の生肉、加工肉、チーズ等を該フィルムに収納した後、50〜130℃、好ましくは70〜120℃で、2〜300秒程度の熱処理を行って、該フィルムを熱収縮させて密着包装をする。
【0041】
かくして得られた積層体の形状としては任意のものであってよく、フィルム、シート、テープ、ボトル、パイプ、フィラメント、異型断面押出物等が例示される。又、得られる積層体は必要に応じ、熱処理、冷却処理、圧延処理、印刷処理、ドライラミネート処理、溶液又は溶融コート処理、製袋加工、深絞り加工、箱加工、チューブ加工、スプリット加工等を行うことができる。
【0042】
上記の如く得られたカップ、トレイ、チューブ、ボトル等からなる容器や延伸フィルムからなる袋や蓋材は一般的な食品の他、マヨネーズ、ドレッシング等の調味料、味噌等の発酵食品、サラダ油等の油脂食品、飲料、化粧品、医薬品、洗剤、香粧品、工業薬品、農薬、燃料等各種の容器として有用であるが、本発明の積層体は、特に、燃料等の容器に有用である。
【0043】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
尚、実施例中「部」、「%」とあるのは特に断りのない限り重量基準を示す。
【0044】
実施例1
[層状無機化合物(B)の調製−有機化処理−]
Nanocor社製の天然モンモリロナイト『AMS』5gを蒸留水100mlに添加し、よく攪拌して均一なモンモリロナイトの水散液を得た。そこへ、アミノプロパノール5gを添加し、よく攪拌して、モンモリロナイトを凝集させた。
次いで、アセトン100mlを添加し、吸引ろ過後、80℃真空下で乾燥させ、オニウムイオンを持つ化合物を含有する層状無機化合物を得た。
【0045】
尚、層状無機化合物の有機分はTGA測定により25wt%で、層間隔は広角X線回析(WAXD)測定により15Åであることが確認された。
WAXD測定に当たっては、理学電気工業社製のX線回析装置『RINT1200』を使用し、光源は電圧40kV、電流40mAでCuk−α1を使用し、発散スリット1deg、散乱スリット1deg、受光スリット0.3mmでスキャンスピードは2/min、スキャンステップは0.02で測定し、走査軸2θ/θでのピークから層間隔を算出した。
【0046】
[樹脂組成物の製造]
含水率28%のEVOH(A)[エチレン含有量32モル%、ケン化度99.8モル%]を132部/分[EVOH95部(固形分)]の割合でホッパーから二軸押出機(L/D=42の30mmφ)に投入し、上記で得られた有機物を含有した天然モンモリロナイト(B)を5部/分の割合で、該押出機のベントから、連続的に供給して、溶融混合を行った。溶融混合時の樹脂組成物の含水率は27%であった。
【0047】
尚、ホッパー下直後の温度設定ゾーンを50℃、中間部(ベント部)の温度設定を98℃、押出機出口部の設定温度を90℃に設定した。
そして、押出機の出口に設けられたストランドダイからストランド状に樹脂組成物を押出して、カッティングして樹脂組成物ペレット(含水率23%;直径2.5mm、長さ3mmの円筒形)を得た。
【0048】
尚、樹脂組成物の押出機内での滞留時間は3分であった。次いで、得られたペレットを60℃で真空乾燥を行って目的とする樹脂組成物のペレット(含水率0.3%)を得た。
【0049】
上記ペレットを単軸押出機に供給し、T−ダイキャスト法にて、押出機設定温度220℃の条件下で製膜を行い、30μmのフィルムを得た。
得られたフィルムについて、以下の評価を行った。
【0050】
(酸素透過度)
得られたフィルムを、MOCON社製『OXTRAN2/20』を用い、等圧法(MOCON法)により、20℃、80%RHの条件下で測定した。
【0051】
(外観特性)
得られたフィルムにおいて、10cm×10cm中における直径が0.1mm以上の異物の数を測定し、下記の基準にて評価した。
◎・・・1個以下
○・・・2〜5個
×・・・6個以上
また、上記の樹脂組成物のペレットのリサイクル時の熱安定性を評価するために、以下の要領で溶融粘度比を測定した。
(溶融粘度比)
該樹脂組成物のペレットを設定温度210℃の条件で二軸押出機に通して再ペレット化を行ったペレットの溶融粘度(η1)と同条件で合計3回再ペレット化を行ったペレットの溶融粘度(η3)を測定してその比(η3/η1)(1に近い方が熱安定性良好)を求めた。
尚、溶融粘度の測定に当たっては、キャピログラフ(東洋精機社製『キャピログラフ1B』)を用いて、210℃、122sec-1の条件で測定した。
【0052】
実施例2
実施例1において、含水率26%でエチレン含有量29モル%、ケン化度99.7モル%のEVOH(A)を用いて、投入量を131部/分[EVOH97部(固形分)]とし、実施例1と同様の有機物を含有した天然モンモリロナイト(B)を3部/分の割合で連続的に供給し、更に中間部(ベント部)の設定温度を110℃に変更した以外は同様に行って樹脂組成物のペレット(含水率0.3%)を得て、実施例1と同様の評価を行った。尚、混合時の樹脂組成物の含水率は25%で、乾燥前のペレットの含水率は21%であった。
【0053】
実施例3
[層状無機化合物(B)の調製−有機化処理−]
Nanocor社製の天然モンモリロナイト『AMS』5gを蒸留水100mlに添加し、よく攪拌して均一なモンモリロナイトの水散液を得た。そこへ、アミノヒドロキシメチルプロパンジオール5gを添加し、よく攪拌して、モンモリロナイトを凝集させた。
次いで、アセトン100mlを添加し、吸引ろ過後、80℃真空下で乾燥させ、オニウムイオンを持つ化合物を含有する層状無機化合物を得た。
【0054】
尚、層状無機化合物の有機分はTGA測定により20wt%で、層間隔は広角X線回析(WAXD)測定により14Åであることが確認された。
WAXD測定に当たっては、理学電気工業社製のX線回析装置「RINT1200」を使用し、光源は電圧40kV、電流40mAでCuk−α1を使用し、発散スリット1deg、散乱スリット1deg、受光スリット0.3mmでスキャンスピードは2°/min、スキャンステップは0.02で測定し、走査軸2θ/θでのピークから層間隔を算出した。
【0055】
[樹脂組成物の製造]
上記の有機物を含有した天然モンモリロナイト(B)を2部/分の割合で連続的に供給し、更に中間部(ベント部)の設定温度を96℃に変更した以外は実施例1と同様に行って樹脂組成物のペレット(含水率0.3%)を得て、実施例1と同様の評価を行った。
尚、混合時の樹脂組成物の含水率は28%で、乾燥前のペレットの含水率は25%であった。
【0056】
実施例4
実施例1において、エチレン含有量38モル%のEVOH(A)を用い、その含水率を25%とし、更に中間部の設定温度を105℃とした以外は同様に行って樹脂組成物のペレット(含水率0.3%)を得て、実施例1と同様の評価を行った。尚、混合時の樹脂組成物の含水率は24%で、乾燥前のペレットの含水率は21%であった。
【0057】
実施例5
実施例3において、ケン化度98モル%のEVOH(A)を用いた以外は同様に行って樹脂組成物のペレット(含水率0.3%)を得て、実施例1と同様の評価を行った。尚、混合時の樹脂組成物の含水率は28%で、乾燥前のペレットの含水率は25%であった。
【0058】
比較例1
実施例1において、含水率60%のEVOH(A)を用いた以外は同様に行って樹脂組成物のペレット(含水率0.3%)を得て、実施例1と同様の評価を行った。
尚、混合時の樹脂組成物の含水率は59%で、乾燥前のペレットの含水率は54%であった。
【0059】
比較例2
実施例1において、有機物を含有させない天然モンモリロナイトを用いた以外は同様に行って樹脂組成物のペレット(含水率0.3%)を得て、実施例1と同様の評価を行った。
尚、混合時の樹脂組成物の含水率は27%で、乾燥前のペレットの含水率は24%であった。
【0060】
比較例3
含水率0.3%のEVOHを用いた以外は実施例1に準じて樹脂組成物のペレット(含水率0.2%)を得て、実施例1と同様の評価を行った。
【0061】
実施例、比較例の結果を表1に示す。
【0062】
Figure 0005110743
【0063】
【発明の効果】
本発明の製造方法は、EVOH(A)と層状無機化合物(Β)を含有してなる樹脂組成物を製造するにあたり、含水率10重量%以上かつ50重量%以下のEVOH(A)と有機物を含有した層状無機化合物(B)とを溶融混合しているため、得られた樹脂組成物はガスバリア性や外観特性に優れ、更には優れた熱安定性を示すものであり、これらの樹脂組成物はフィルム、シート或いは容器等に供せられ、一般食品、レトルト食品、医薬品、工業薬品、農薬等各種の包装材料として有用であり、各種樹脂と積層して用いることも有効で、ガソリンタンク、農薬ボトル等の容器に特に有用である。

Claims (4)

  1. エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物(A)と層状無機化合物を含有してなる樹脂組成物を製造するにあたり、含水率10重量%以上かつ50重量%以下のエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物(A)と有機物を含有した層状無機化合物(B)とを溶融混合してなることを特徴とする樹脂組成物の製造法。
  2. 溶融混合時の樹脂組成物全体の含水率の下限を10重量%にすることを特徴とする請求項記載の樹脂組成物の製造法。
  3. エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物(A)100重量部に対する有機物を含有した層状無機化合物(B)の含有量を0.1〜20重量部とすることを特徴とする請求項1または2記載の樹脂組成物の製造法。
  4. 樹脂組成物がペレット状に成形されてなることを特徴とする請求項1〜いずれか記載の樹脂組成物の製造法。
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