JP5633213B2

JP5633213B2 - 酸素吸収樹脂組成物

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Publication number: JP5633213B2
Application number: JP2010150927A
Authority: JP
Inventors: 隆史加柴; 聡史岡田; 慎平岩本
Original assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Current assignee: Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority date: 2009-07-03
Filing date: 2010-07-01
Publication date: 2014-12-03
Anticipated expiration: 2030-07-01
Also published as: JP2011025237A

Description

本発明は、優れた酸素吸収性能を示し、且つ、樹脂の酸化劣化による強度低下、臭気発生のない酸素吸収樹脂組成物に関するものである。

従来、包装容器としては、金属缶、ガラス瓶、各種プラスチック包装等の容器が知られているが、包装容器内の酸素による品質劣化が問題となっている。このため、近年、脱酸素包装技術の一つとして、熱可塑性樹脂に鉄系脱酸素剤等を配合した酸素吸収樹脂組成物からなる酸素吸収層を配した多層材料で容器を構成し、容器のガスバリア性の向上を図ると共に、容器自体に酸素吸収機能を付与した包装容器の開発が行われている。例えば、酸素吸収性多層フィルムは、ヒートシール層及びガスバリア層が積層してなる従来のガスバリア性多層フィルムの間に、場合により熱可塑性樹脂からなる中間層を介して酸素吸収剤を分散した熱可塑性樹脂層である酸素吸収層を加え、外部からの酸素透過を防ぐ機能に容器内の酸素を吸収する機能を付与したものとして利用され、押し出しラミネートや共押し出しラミネート、ドライラミネート等の従来公知の製造方法を利用して製造されている（特許文献１参照）。

しかしながら、鉄粉等の酸素吸収剤を用いるものは、食品等の異物検知に使用される金属探知機に検知される、不透明性の問題により内部視認性が不足する、さらに、鉄粉の混入により風味が損なわれるアルコール等の飲料への使用ができない、といった課題を有していた。また、鉄粉の酸化反応を利用しているため、被保存物が高水分系であるものでしか、酸素吸収の効果を発現することができなかった。

一方、ポリマーからなり、酸素捕捉特性を有する組成物では、酸化可能有機成分としてポリアミド、特にキシリレン基含有ポリアミドと遷移金属からなる樹脂組成物が知られており、酸素捕捉機能を有する樹脂組成物やその樹脂組成物を成形して得られる酸素吸収剤、包装材料、包装用多層積層フィルムの例示もある（特許文献２〜６参照）。

しかしながら、遷移金属触媒を含有させ、ポリアミド樹脂等を酸化させ酸素吸収機能を発現させる樹脂組成物は、キシリレン基含有ポリアミド樹脂が酸化するため、樹脂の酸化劣化による強度低下が発生し、包装容器そのものの強度が低下するという問題を有している。

さらに、ポリアミド樹脂と遷移金属触媒にて酸化反応を示すものとして、メタキシリレンジアミンとアジピン酸との重縮合によって得られるポリアミドである、ＭＸＤ６が開示されているが、酸素吸収能力が低い問題があったり、ＭＸＤ６に遷移金属を混合した系では、通常、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと表記する）等のポリエステル樹脂やナイロン６等の比較的高融点の樹脂とのブレンドが使用されていた。

特開平９−２３４８３２号公報特開平５−１４０５５５号公報特開２００１−２５２５６０号公報特開２００３−３４１７４号公報特開２００５−１１９６９３号公報特開２００１−１７９０９０号公報

本発明の目的は、上記問題点を解決した、酸素吸収性能、樹脂強度、樹脂加工性に優れた樹脂組成物を提供することにある。

本発明者らは、特定のポリアミドと遷移金属にポリオレフィン樹脂を、特定の割合でブレンドすることにより、酸素吸収性能に優れ、保存後の樹脂強度を保持し、さらに、加工性に優れた酸素吸収樹脂組成物を得ることを見出した。

すなわち、本発明は、ポリオレフィン樹脂、遷移金属触媒及びポリアミド樹脂を含有する酸素吸収樹脂組成物であって、該ポリアミド樹脂が、メタキシリレンジアミン、アジピン酸及びイソフタル酸の少なくとも三成分を、メタキシリレンジアミン：アジピン酸：イソフタル酸＝０．９８５〜０．９９７：０．７０〜０．９７：０．３０〜０．０３のモル比で重縮合してなる末端アミノ基濃度が３０μｅｑ／ｇ以下のポリアミド樹脂であり、且つ該遷移金属触媒と該ポリアミド樹脂の合計含有量が１５〜６０重量％であることを特徴とする酸素吸収樹脂組成物である。

本発明により、高い酸素吸収性能と高い成形加工性を有し、ポリアミド樹脂の酸化による強度劣化もほとんどみられない酸素吸収樹脂組成物を提供できる。

本発明の酸素吸収樹脂組成物は、メタキシリレンジアミン、アジピン酸及びイソフタル酸の少なくとも三成分を、メタキシリレンジアミン：アジピン酸：イソフタル酸＝０．９８５〜０．９９７：０．７０〜０．９７：０．３０〜０．０３のモル比で重縮合してなる末端アミノ基濃度が３０μｅｑ／ｇ以下のポリアミド樹脂（以下、当該ポリアミド樹脂を特に「ポリアミド樹脂Ａ」と称する）と遷移金属触媒とポリオレフィン樹脂とを含有する、樹脂組成物である。以下、各樹脂と遷移金属触媒について、詳細を説明する。

酸素吸収樹脂組成物の酸素吸収性能は、酸素吸収能を有する遷移金属を添加したポリアミド樹脂が多い方が、良好と考えられるが、驚くべきことに、ポリアミド樹脂Ａ及び遷移金属をポリオレフィン樹脂と混合し、一定の比率でブレンドした際に高い酸素吸収能力を示すことを見出した。

本発明におけるポリアミド樹脂Ａは、メタキシリレンジアミンとアジピン酸及びイソフタル酸との重縮合反応で得られ、その際のモル比は、メタキシリレンジアミン：アジピン酸：イソフタル酸＝０．９８５〜０．９９７：０．７０〜０．９７：０．３０〜０．０３が好ましく、０．９８８〜０．９９５：０．８０〜０．９５：０．２０〜０．０５が特に好ましい。メタキシリレンジアミンとアジピン酸及びイソフタル酸との重縮合反応は、これらを溶融させる溶融重合や、ポリアミド樹脂のペレットなどを減圧下、加熱する固相重合などにより進行させることができる。また、重縮合反応においては、メタキシリレンジアミンやアジピン酸及びイソフタル酸の他に、性能に影響しない程度で、他のジアミンや、各種脂肪族ジカルボン酸や芳香族ジカルボン酸を共重合成分として組み込んでもよい。

本発明におけるポリアミド樹脂Ａとは、メタキシリレンジアミンとアジピン酸及びイソフタル酸とを上記のモル比にて重縮合することによって得られる末端アミノ基濃度が３０μｅｑ／ｇ以下のポリアミド樹脂であるが、末端アミノ基濃度が２５μｅｑ／ｇ以下であると酸素吸収性能が向上するため好ましく、２０μｅｑ／ｇ以下であると酸素吸収性能がさらに向上するため、より好ましい。このように酸素吸収性能は、末端アミノ基濃度の低下に伴って向上する傾向があり、出来るだけ当該濃度を低下させることが好ましいが、経済合理性を考慮するとその下限値は５μｅｑ／ｇ以上とすることが好ましい。なお、末端アミノ基濃度が３０μｅｑ／ｇより高いと、良好な酸素吸収性能を得ることができない。

ポリアミド樹脂の末端アミノ基濃度を３０μｅｑ／ｇ以下にするためには、
１）芳香族ジアミンとジカルボン酸のモル比を調整して重縮合を実施する方法
２）ポリアミド樹脂をカルボン酸と反応させて末端アミノ基を封止する方法
３）ポリアミド樹脂を固相重合する方法
等の方法を実施することが好ましく、これらの方法は、単独で若しくは組み合わせて実施することができる。特に、１）と３）、２）と３）の方法を組み合わせて実施すると、酸素吸収性能や多層体作製時の成形性がより優れたポリアミド樹脂が得られるため、好ましい。以下、これらの方法について説明する。

１）芳香族ジアミンとジカルボン酸のモル比を調整して重縮合を実施する方法においては、ジカルボン酸を芳香族ジアミンに対して過剰に用いることとし、具体的には、芳香族ジアミンとジカルボン酸のモル比（芳香族ジアミン／ジカルボン酸）を０．９８５〜０．９９７とすることが好ましく、特に０．９８８〜０．９９５とすることが好ましい。該モル比が０．９８５を下回ると、ポリアミド樹脂の重合度が上昇しづらくなるため、好ましくない。

２）ポリアミド樹脂をカルボン酸と反応させて末端アミノ基を封止する方法においては、ポリアミド樹脂の末端アミノ基とカルボン酸を反応させて、末端アミノ基濃度を調整する。用いるカルボン酸には特に制限がないが、カルボン酸無水物が好ましく、具体的には無水フタル酸、無水マレイン酸、無水安息香酸、無水グルタル酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、無水酢酸、無水酪酸、無水イソ酪酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、などが例示できる。また、ポリアミド樹脂とカルボン酸は、例えば、溶融重合時に添加する方法や、溶融重合によって得られたポリアミド樹脂に対してカルボン酸を添加後、溶融混練する方法によって反応させることが出来、ポリアミド樹脂の重合度を上げるためには溶融混練が好ましい。

３）ポリアミド樹脂を固相重合する方法においては、溶融重合によって得られたポリアミド樹脂をさらに固相重合反応に供することによって、末端アミノ基濃度を調整する。固相重合はポリアミド樹脂のペレットを減圧下、加熱することによって進行する。固相重合時の圧力は、１００ｔｏｒｒ以下とすることが好ましく、３０ｔｏｒｒ以下とすることがより好ましい。また、固相重合時の温度は、１３０℃以上必要で、且つポリアミド樹脂の融点より１０℃以上低くすることが好ましく、１５℃以上低くすることがより好ましい。固相重合を実施することによって、ポリアミド樹脂の末端アミノ基濃度が低下する他、分子量が上昇し、また、粘度を調整することができる。

本発明のポリアミド樹脂Ａには、結晶性の低いものが好ましく用いられる。具体的には、半結晶化時間が１５０秒以上の結晶性の低いものや、ＤＳＣでの融点測定時に融点ピークが見られないものが好ましい。ポリアミド樹脂Ａの半結晶化時間が１５０秒以上であると、より高い酸素吸収性能が得られる。

ポリアミド樹脂Ａの酸素透過係数は、０．２〜１．５ｃｃ・ｍｍ／（ｍ^２・日・ａｔｍ）（２３℃・６０％ＲＨ）が好ましく、０．３〜１．０ｃｃ・ｍｍ／（ｍ^２・日・ａｔｍ）（２３℃・６０％ＲＨ）がより好ましい。酸素透過係数が０．２〜１．５ｃｃ・ｍｍ／（ｍ^２・日・ａｔｍ）（２３℃・６０％ＲＨ）であると、ポリアミド樹脂Ａとポリオレフィン樹脂をブレンドした際により高い酸素吸収性能が得られる。

ポリアミド樹脂Ａとポリオレフィン樹脂を混合した際、加工性を考慮すると、ポリアミド樹脂Ａのメルトフローレート（以下、ＭＦＲと表記する）は、２００℃で、３〜２０ｇ／１０分、２４０℃で、４〜２５ｇ／１０分のものが好ましく用いられる。この場合、ポリオレフィン樹脂のＭＦＲとポリアミド樹脂ＡのＭＦＲの差が±２０ｇ／１０分、好ましくは±１０ｇ／１０分を示す温度にて、樹脂加工すると、混練状態が良好となり、フィルム、シートとした場合、外観に問題のない加工品を得ることができる。ポリアミド樹脂ＡのＭＦＲは、例えば分子量を調節して調整できる。分子量を調節する方法としては、重合進行剤としてリン系化合物を添加する方法や、ポリアミド樹脂Ａを溶融重合後、固相重合する方法が、好適な方法として例示できる。なお、本願でいうＭＦＲは、特に断りがない限り、ＪＩＳＫ７２１０に準拠した装置を用いて、特定の温度において、荷重２１６０ｇの条件下で測定した当該樹脂のＭＦＲであり、「ｇ／１０分」の単位で測定温度と共に表記される。

メタキシリレンジアミンとアジピン酸及びイソフタル酸との重縮合で得られるポリアミド樹脂Ａは、溶融重合の後、固相重合の２段階を経る方法で合成することが好ましい。ポリアミド樹脂Ａの数平均分子量は、１８０００〜２５０００が好ましく、１９０００〜２４０００が特に好ましい。

本発明のポリオレフィン樹脂とは、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、メタロセン触媒によるポリエチレン等の各種ポリエチレン類、ポリスチレン、ポリメチルペンテン、プロピレンホモポリマー、プロピレン−エチレンブロック共重合体、プロピレン−エチレンランダム共重合体等のポリプロピレン類を、単独で、または組み合わせて使用することができる。これら、ポリオレフィンの中でも、酸素吸収性能の観点では、酸素透過係数が８０〜２００ｃｃ・ｍｍ／（ｍ^２・日・ａｔｍ）（２３℃・６０％ＲＨ）が好ましく、この範囲の酸素透過係数を有するポリオレフィン樹脂を使用すると、良好な酸素吸収性能が得られる。酸素吸収性能やフィルム加工性から、ポリオレフィン樹脂としては、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、メタロセン触媒によるポリエチレン等の各種ポリエチレン類やプロピレン−エチレンブロック共重合体、プロピレン−エチレンランダム共重合体等の各種ポリプロピレン類が特に好ましく用いられる。これらポリオレフィン樹脂には、必要に応じて、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸メチル共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸メチル共重合体、熱可塑性エラストマーを添加してもよい。

また、ポリアミド樹脂Ａとの混合性を考慮すると、無水マレイン酸変性ポリオレフィン樹脂を添加することが特に好ましい。無水マレイン酸変性物の添加量は、ポリオレフィン樹脂に対し、１〜３０ｗｔ％が好ましく、３〜１５ｗｔ％が特に好ましい。

また、本発明のポリオレフィン樹脂には、酸化チタン等の着色顔料、酸化防止剤、スリップ剤、帯電防止剤、安定剤等の添加剤、炭酸カルシウム、クレー、マイカ、シリカ等の充填剤、消臭剤等を添加しても良い。特に、製造中に発生した端材をリサイクルし、再加工するためには、酸化防止剤を添加することが好ましい。

本発明において使用される遷移金属触媒としては、第一遷移元素、例えばＦｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｃｕ、の化合物が挙げられる。また、遷移金属の有機酸塩、塩化物、燐酸塩、亜燐酸塩、次亜燐酸塩、硝酸塩などの単独、又は、それらの混合物等も遷移金属触媒の一例として挙げられる。有機酸としては、例えば、酢酸、プロピオン酸、オクタノイック酸、ラウリン酸、ステアリン酸などＣ２〜Ｃ２２の脂肪族アルキル酸の塩、あるいは、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ヘキサハイドロフタル酸、など２塩基酸の塩、ブタンテトラカルボン酸の塩、安息香酸、トルイック酸、ｏ-フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメシン酸など芳香族カルボン酸塩の単独、又は、混合物が挙げられる。遷移金属触媒の中でも、Ｃｏの有機酸塩が酸素吸収性の観点から、好ましく、安全性や加工性からステアリン酸Ｃｏが特に好ましい。

遷移金属触媒はポリアミド樹脂Ａに添加し、その後、ポリオレフィン樹脂と混合することが好ましい。また、遷移金属触媒は、ポリアミド樹脂Ａに対する該触媒中の全遷移金属の濃度が、１０ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍ、好ましくは５０ｐｐｍ〜３０００ｐｐｍとなるように添加することが好ましい。添加量が少ないと酸素吸収性能が低下し、多すぎるとポリアミド樹脂Ａの粘度低下を招き樹脂加工性等に悪影響を及ぼす。

遷移金属触媒を添加したポリアミド樹脂Ａと、ポリオレフィン樹脂とを混合し、酸素吸収樹脂組成物とすることが好ましい。酸素吸収樹脂組成物中の遷移金属触媒を含んだポリアミド樹脂Ａの含有量は、１５〜６０重量％であり、１７〜６０重量％が好ましく、２０〜６０重量％が更に好ましく、２５〜５０重量％が特に好ましい。酸素吸収樹脂組成物中の遷移金属触媒を含んだポリアミド樹脂Ａの含有量が、１５重量％より下回ったり、６０重量％を超えた場合は、酸素吸収能力が低くなる。また、６０重量％を超えると、ポリアミド樹脂Ａの酸化による樹脂劣化が生じ、強度低下等の問題が発生する。

本発明で得られたポリアミド樹脂Ａに安定化剤等を適宜添加してもよい。特に、リン化合物は、安定化剤として好ましく用いられ、具体的には、ジ亜リン酸塩が好ましい。リン化合物は、ポリアミド樹脂Ａが安定し、酸素吸収性能に影響するため、２００ｐｐｍ以下が好ましく、特に、１００ｐｐｍ以下が好ましい。

本発明の酸素吸収樹脂組成物は、樹脂組成物として酸素吸収剤材料として用いることができる。すなわち、ペレット状又はシート状の酸素吸収樹脂組成物を通気性包装材料に充填し、小袋状脱酸素剤と使用しても良い。ペレット状とする際は、酸素との接触を保つため、粉砕し粉末状とすることが好ましい。また、シート状とする際は、延伸して、ポリアミド樹脂Ａとポリオレフィン樹脂の海島状の層間に空隙を設けることが好ましい。延伸する際のポリオレフィン樹脂としては、高密度ポリエチレンが好ましく用いられる。

また、本発明の酸素吸収樹脂組成物は、フィルム状、シート状として、少なくとも、ポリオレフィン樹脂を含有するシーラント層、酸素吸収樹脂組成物を含有する酸素吸収層及びガスバリア性物質を含有するガスバリア層の酸素吸収多層体として用いることが好ましい。

この場合、ポリオレフィン樹脂を含有するシーラント層は、相溶性を考慮して、酸素吸収樹脂組成物に用いたポリオレフィン樹脂と同様のものを用いることが好ましい。ガスバリア性物質としては、シリカ、アルミナ、アルミ等の各種蒸着フィルム、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ＭＸＤ６、ポリ塩化ビニリデン、アミン−エポキシ硬化剤等のガスバリア性樹脂、アルミ箔等の金属箔等、公知のガスバリア性物質が用いられる。

酸素吸収層として使用する際の酸素吸収樹脂組成物の厚みは、特に制限はないが、５〜１００μｍが好ましく、１０〜５０μｍが特に好ましい。厚みが少なすぎると加工性、酸素吸収性能に問題が生じ、多すぎると、加工性、コスト等の問題が生じる。また、シーラント層の厚みは、シーラント層が酸素吸収樹脂組成物を含有する層との隔離層となるため、少ない方が好ましいが、特に、２〜５０μｍが好ましく、５〜３０μｍが特に好ましい。厚みが大きすぎると、酸素吸収性能が低下し、少なすぎると加工性に問題が生じる。フィルム、シートに加工する際、加工性を考慮すると、シーラント層と酸素吸収層の厚み比が、１：０．５〜１：３にあることが好ましく、１：１〜１：２．５が特に好ましい。

また、多層体とする際、加工性を考慮すると、ガスバリア性物質を含有するガスバリア層と酸素吸収樹脂組成物を含有する酸素吸収層間にポリオレフィン樹脂を含有する中間層を介在することが好ましい。この中間層の厚みは、加工性から、シーラント層厚みとほぼ同一とすることが好ましい。この場合、加工によるバラツキを考慮すると、厚み比が±１０％以内であれば、同一とする。

得られた酸素吸収多層体は、ガスバリア層の外層に紙基材を積層して、酸素吸収紙容器として用いることができる。紙基材と積層して紙容器の加工性は、ガスバリア層の内側部が６０μｍ以下とすることが好ましく、５０μｍ以下が特に好ましい。ガスバリア層より内部の厚みが大きくなると、紙基材を積層し、容器形状に成形する際、容器への加工性に問題が生じる。

得られた酸素吸収多層体は、フィルムとして作製し、袋状、蓋材に加工して用いることができる。また、得られた酸素吸収多層体は、シートとして作製し、トレイ、カップに成形することができる。また、得られた袋状容器やカップ状容器は、８０〜１００℃のボイル処理、１００〜１３５℃のセミレトルト、レトルト、ハイレトルト処理を行うことができる。また、袋状容器に食品等の内容物を充填し、開封口を設け、電子レンジ加熱調理時にその開封口から蒸気を放出する、電子レンジ調理対応の易通蒸口付パウチに好ましく用いることができる。

本酸素吸収樹脂組成物は、被保存物の水分の有無によらず、酸素吸収することができるため、粉末調味料、粉末コーヒー、コーヒー豆、米、茶、豆、おかき、せんべい等の乾燥食品や医薬品、ビタミン剤等の健康食品に好適に使用することができる。その他、本発明にて得られた、酸素吸収樹脂組成物は従来の鉄粉を使用した酸素吸収樹脂組成物と異なり、鉄の存在のため保存できないアルコール飲料や炭酸飲料に好適に用いることができる。

その他、被保存物としては、精米、米飯、赤飯、もち等の米加工類、スープ、シチュー、カレー等の調理食品、フルーツ、羊羹、プリン、ケーキ、饅頭等の菓子類、ツナ、魚貝等の水産製品、チーズ、バター、等の乳加工品、肉、サラミ、ソーセージ、ハム等の畜肉加工品、にんじん、じゃがいも、アスパラ、しいたけ等の野菜類、卵を挙げることができる。

以下に実施例と比較例を用いて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。尚、本実施例及び比較例において、各種物性値は以下の測定方法及び測定装置により測定した。

（Ｔｇの測定方法）
Ｔｇは、ＪＩＳＫ７１２２に準拠して測定した。測定装置は（株）島津製作所製「ＤＳＣ−６０」を使用した。

（融点の測定方法）
融点は、ＩＳＯ１１３５７に準拠して、ＤＳＣ融解ピーク温度を測定した。測定装置は（株）島津製作所製「ＤＳＣ−６０」を使用した。

（数平均分子量の測定方法）
数平均分子量は、ＧＰＣ−ＬＡＬＬＳにて測定した。測定装置は昭和電工（株）製「ＳｈｏｄｅｘＧＰＣ−２００１」を使用した。

（ＭＦＲの測定方法）
各樹脂のＭＦＲは、ＪＩＳＫ７２１０に準拠した装置（（株）東洋精機製作所製「メルトインデックサ」）を用いて、特定の温度において、荷重２１６０ｇの条件下で測定し、温度と共にその値を記載した（単位：「ｇ／１０分」）。なお、ＪＩＳＫ７２１０に準拠してＭＦＲを測定した場合はその旨、特に記載した。

（末端アミノ基濃度の測定方法）
試料０．５ｇを３０ｍＬのフェノール／エタノール＝４／１（体積比）に溶解させ、メタノール５ｍＬ加え、滴定液として０．０１規定の塩酸にて自動滴定装置（平沼製作所製「ＣＯＭ−２０００」）にて滴定した。試料を加えず滴定した同様の操作をブランクとし、下記式より末端アミノ基濃度を算出した。
末端アミノ基濃度（μｅｑ／ｇ）＝（Ａ−Ｂ）×ｆ×１０／Ｃ
（Ａ；滴定量（ｍＬ）、Ｂ；ブランク滴定量（ｍＬ）、ｆ；規定液のファクター、Ｃ；試料量（ｇ））。

（末端カルボキシル基濃度の測定方法）
試料０．５ｇを３０ｍＬのベンジルアルコールに溶解させ、メタノール１０ｍＬ加え、滴定液として０．０１規定の水酸化ナトリウム溶液にて自動滴定装置（平沼製作所製「ＣＯＭ−２０００」）にて滴定した。試料を加えず滴定した同様の操作をブランクとし、下記式より末端カルボキシル基濃度を算出した。
末端カルボキシル基濃度（μｅｑ／ｇ）＝（Ａ−Ｂ）×ｆ×１０／Ｃ
（Ａ；滴定量（ｍＬ）、Ｂ；ブランク滴定量（ｍＬ）、ｆ；規定液のファクター、Ｃ；試料量（ｇ））。

（半結晶化時間の測定方法）
各温度にて、ペレットを溶融させ、各温度にて樹脂を結晶化させた場合、すべてが結晶化する時間を結晶化時間といい、結晶化５０％到達時間を半結晶化時間という。半結晶化時間の測定は、脱偏光強度法により行った。即ち、溶融したサンプルペレットに光を照射し、サンプルペレットの結晶化とともに、光の透過量が減少して安定した時点を結晶化とし、その時間を結晶化時間とし、光の透過量が５０％に到達した時間を半結晶化時間とした。なお、結晶化時間及び半結晶化時間は、測定温度で異なるが、以下の記載においては、各温度の半結晶化時間の内、最も半結晶化時間の短いものを「半結晶化時間」として記載した。また、結晶化時間及び半結晶化時間の測定にはコタキ製「ポリマー結晶化速度測定装置ＭＫ−７０１型」を使用した。

（ポリアミド樹脂の溶融重合による合成条件）
反応缶内でジカルボン酸を１７０℃にて加熱し、溶融した後、内容物を攪拌しながら、芳香族ジアミンをジカルボン酸とのモル比が約１：１となるように徐々に連続的に滴下し、かつ温度を２４０℃まで上昇させた。滴下終了後、２５５℃に昇温し、反応を継続した。反応終了後、反応缶内を窒素にて微加圧し、穴を有するダイヘッドからストランドを押出し、ペレタイザーでペレット化した。

（ポリアミド樹脂の固相重合による合成条件）
上記の方法で溶融重合して得られたペレットを加熱装置付き回転式タンブラーに仕込み、回転させながらタンブラー内を１ｔｏｒｒ以下まで減圧した後、窒素で常圧にする操作を３回行った。その後、タンブラーを回転させながら装置内を３０ｔｏｒｒ以下としながら加熱し、装置内が１５０℃以上になるよう調整し、その温度で所定時間、反応させた。その後、６０℃まで冷却し、ポリアミド樹脂を得た。

（実施例１）
メタキシリレンジアミン：アジピン酸：イソフタル酸を０．９９２：０．９３：０．０７の割合のモル比で使用し、前記合成条件にて溶融重合及び固相重合を行ってポリアミド樹脂を合成した（以下、当該ポリアミド樹脂をポリアミド１と表記する）。なお、滴下時間は２時間、溶融重合の反応時間は１時間、固相重合時の装置内圧力は１ｔｏｒｒ以下、重合温度は１９５℃、重合時間は４時間とした。ポリアミド１は、Ｔｇ９２℃、融点は、２２８℃、半結晶化時間は１６０秒、末端アミノ基濃度１２．１μｅｑ／ｇ、末端カルボキシル基濃度６６．６μｅｑ／ｇ、数平均分子量は２６２００、２４０℃のＭＦＲが１８ｇ／１０分であった。また、得られたポリアミド１単体で未延伸フィルムを作製し、その酸素透過係数を求めたところ、０．０７ｃｃ・ｍｍ／（ｍ^２・日・ａｔｍ）（２３℃・６０％ＲＨ）であった。

ポリアミド１に遷移金属触媒として、ステアリン酸コバルトをコバルト濃度４００ｐｐｍとなるよう二軸押出機にて、溶融したポリアミド１にサイドフィードにて添加した。さらに、得られたポリアミドとステアリン酸コバルトの混合物（以下、ステアリン酸コバルト含有ポリアミド１と表記する）に、ポリオレフィン樹脂として、直鎖状低密度ポリエチレン（製品名；日本ポリエチレン（株）製「カーネルＫＦ３８０」、ＭＦＲ４．０ｇ／１０分（ＪＩＳＫ７２１０に準拠して測定）、２４０℃のＭＦＲ８．７ｇ／１０分、２５０℃のＭＦＲ１０．０ｇ／１０分、以下ＬＬＤＰＥと表記する）を、ステアリン酸コバルト含有ポリアミド１：ＬＬＤＰＥ＝３５：６５の重量比で、２４０℃にて溶融混練し、酸素吸収樹脂組成物を得た。次いで、該酸素吸収樹脂組成物を用いて厚さ５０μｍの単層の酸素吸収樹脂組成物からなるフィルムを得、フィルムの外観を観察したところ、そのフィルムの外観は、良好であった。そのフィルムを１０×１０ｍｍの２枚のフィルムとし、該フィルムを袋内の湿度が１００％に調湿し、アルミ箔積層フィルムからなるガスバリア袋に、空気３００ｃｃと共にそれぞれ２枚ずつ充填密封し、２３℃下、湿度１００％で保管して、保管開始から７日間の酸素吸収量を調査した。また、保管開始から１ヶ月後のフィルムの伸び率を調査した。これらの結果を表１に示した。

（実施例２）
溶融混練時の重量比を、ステアリン酸コバルト含有ポリアミド１：ＬＬＤＰＥ＝５５：４５とした以外は実施例１と同様にフィルムを製造して、該フィルムの酸素吸収量の測定・伸び率の測定・外観の観察を行った。これらの結果を表１に示した。

（実施例３）
溶融混練時の重量比を、ステアリン酸コバルト含有ポリアミド１：ＬＬＤＰＥ＝２５：７５とした以外は実施例１と同様にフィルムを製造して、該フィルムの酸素吸収量の測定・伸び率の測定・外観の観察を行った。これらの結果を表１に示した。

（実施例４）
メタキシリレンジアミン：アジピン酸：イソフタル酸を０．９９２：０．８０：０．２０の割合のモル比で使用し、前記合成条件にて溶融重合及び固相重合を行ってポリアミド樹脂を合成した（以下、当該ポリアミド樹脂をポリアミド２と表記する）。なお、滴下時間は２時間、溶融重合の反応時間は１時間、固相重合時の装置内圧力は１ｔｏｒｒ以下、重合温度は１８０℃、重合時間は４時間とした。ポリアミド２は、Ｔｇ８１℃、融点は、２０８℃、半結晶化時間は１２００秒、末端アミノ基濃度１６．５μｅｑ／ｇ、末端カルボキシル基濃度６２．３μｅｑ／ｇ、数平均分子量は２４８００、２４０℃のＭＦＲが１４ｇ／１０分であった。また、得られたポリアミド２単体で未延伸フィルムを作製し、その酸素透過係数を求めたところ、０．０７ｃｃ・ｍｍ／（ｍ^２・日・ａｔｍ）（２３℃・６０％ＲＨ）であった。

実施例１と同様にして、ポリアミド２へのステアリン酸コバルトの添加を行った後、溶融混練時の重量比を、ステアリン酸コバルト含有ポリアミド２：ＬＬＤＰＥ＝１８：８２とした以外は実施例１と同様にフィルムを製造して、該フィルムの酸素吸収量の測定・伸び率の測定・外観の観察を行った。これらの結果を表１に示した。

（比較例１）
固相重合を行わなかったこと以外は、実施例１と同様にポリアミド樹脂を合成した（以下、当該ポリアミド樹脂をポリアミド３と表記する）。このポリアミド３は、Ｔｇ９０℃、融点２２９℃、半結晶化時間は１４８秒、末端アミノ基濃度４３．５μｅｑ／ｇ、末端カルボキシル基濃度６６．６μｅｑ／ｇ、数平均分子量は１７９９２であった。また、２４０℃では、２４０℃のＭＦＲを測定し、２４．４ｇ／１０分であった。得られたポリアミド３単体で未延伸フィルムを作製し、その酸素透過係数を求めたところ酸素透過係数は、０．０７ｃｃ・ｍｍ／（ｍ^２・日・ａｔｍ）（２３℃・６０％ＲＨ）であった。

以後、実施例１と同様にして、ポリアミド３へのステアリン酸コバルトの添加、ＬＬＤＰＥとの溶融混練等を行い、単層の酸素吸収樹脂組成物からなるフィルムを製造した。また、実施例１と同様にして、該フィルムの酸素吸収量の測定・伸び率の測定・外観の観察を行った。これらの結果を表１に示した。

（比較例２）
溶融混練時の重量比を、ステアリン酸コバルト含有ポリアミド１：ＬＬＤＰＥ＝８０：２０とした以外は実施例１と同様にフィルムを製造して、該フィルムの酸素吸収量の測定・伸び率の測定・外観の観察を行った。これらの結果を表１に示した。

（比較例３）
ＬＬＤＰＥと溶融混練せず、ステアリン酸コバルト含有ポリアミド１のみのフィルムとした以外は、実施例１と同様にフィルムを製造して、該フィルムの酸素吸収量の測定・伸び率の測定・外観の観察を行った。これらの結果を表１に示した。

実施例１〜４から明らかなように、本発明の酸素吸収樹脂組成物は、良好な酸素吸収性能を示し、かつ酸素吸収後のフィルム弾性を保持した樹脂組成物であった。一方で、ポリアミド樹脂のアミノ基濃度が３０μｅｑ／ｇを超過した比較例１では酸素吸収性能が乏しくなり、樹脂組成物中にポリアミド樹脂を過剰に配合した比較例２及び３ではフィルム弾性が悪化した。

（実施例５）
実施例１で得られた酸素吸収樹脂組成物をコア層とし、スキン層をＬＬＤＰＥとした、２種３層フィルム１（厚み；１０μｍ／２０μｍ／１０μｍ）を、幅８００ｍｍで、１２０ｍ／分で、片面をコロナ放電処理して、作製した。得られたフィルムの外観は良好で、ＨＡＺＥは７４％であった。得た２種３層フィルム１を用いて、低密度ポリエチレン（製品名；三井化学（株）製「ミラソン１８ＳＰ」）による押し出しラミネートにて、晒クラフト紙（坪量３４０ｇ／ｍ^２）／ウレタン系ドライラミネート用接着剤（製品名；東洋モートン（株）製「ＴＭ２５１／ＣＡＴ−ＲＴ８８」、３）／アルミナ蒸着ＰＥＴフィルム（製品名；凸版印刷（株）製「ＧＬ-ＡＥＨ」、１２）／ウレタン系アンカーコート剤（東洋モートン（株）製「ＥＬ−５５７Ａ／Ｂ」、０．５）／低密度ポリエチレン（２０）／ＬＬＤＰＥ（１０）／酸素吸収樹脂組成物（２０）／ＬＬＤＰＥ（１０）の酸素吸収多層紙基材を得た。この基材を、１リットル用のゲーベルトップ型の紙容器に成形した。容器の成形性は良好であった。この紙容器に、日本酒を充填し、密封後、２３℃下にて保存した。１ヶ月後の風味及び紙容器内の酸素濃度は、０．１％以下であり、日本酒の風味は良好に保持されていた。

（実施例６）
ＬＬＤＰＥに代えてエチレン−プロピレンブロック共重合体（製品名；日本ポリプロ（株）製「ノバテックＦＧ３ＤＣ」、２３０℃のＭＦＲ９．５ｇ／１０分、２４０℃のＭＦＲ１０．６ｇ／１０分、以下ＰＰと表記する）を使用した以外は実施例１と同様にして酸素吸収樹脂組成物を得た。次いで、該酸素吸収樹脂組成物をコア層とし、スキン層をＬＬＤＰＥに代えてＰＰとした以外は実施例５と同様にして、２種３層フィルム２（厚み；１５μｍ／３０μｍ／１５μｍ）を作製した。得られたフィルムのＨＡＺＥは６４％であった。コロナ処理面側にウレタン系ドライラミネート用接着剤（製品名；東洋モートン（株）製「ＴＭ２５１／ＣＡＴ−ＲＴ８８」）を用いて、アルミナ蒸着ＰＥＴ（製品名；凸版印刷（株）製「ＧＬ-ＡＥＨ」、１２）／接着剤（３）／ナイロン（製品名；東洋紡績（株）製「Ｎ１２０２」、１５）／接着剤（３）／ＰＰ（１５）／酸素吸収樹脂組成物（３０）／ＰＰ（１５）の酸素吸収多層フィルムを得た。本酸素吸収多層フィルムを用いて、１０×２０ｃｍの三方シール袋を作製し、その一部に直径２ｍｍの円状の通蒸口を設け、その通蒸口をラベルシールにて周辺を仮着した。その袋に、ニンジン、肉を含んだパスタソースを充填し、密封後、１２４℃、３０分のレトルト調理、加熱殺菌した後、２３℃下にて保存した。袋内部のシチューを視認することができた。１ヶ月後、袋をそのまま電子レンジにて約４分加熱し、約３分後には、袋が膨張し、仮着したラベルシール部が剥がれ、通蒸口から蒸気が出ることを確認した。調理終了後、パスタソースの風味、ニンジンの色調を調査した所、ニンジンの外観は、良好に保持されていた。

（比較例４）
平均粒径２０μｍの鉄粉と塩化カルシウムを１００：１の割合で混合し、ＬＬＤＰＥと３５：６５の重量比で混練して、鉄粉系酸素吸収樹脂組成物Ａを得た。鉄粉系酸素吸収樹脂組成物Ａをコア層とし、実施例５と同様に２種３層フィルムを作製しようとしたが、フィルム表面に鉄粉の凹凸が発生し、フィルムが得られなかった。そのため、厚さ４０μｍのＬＬＤＰＥに酸素吸収層として、鉄粉系酸素吸収樹脂組成物Ａを厚さ２０μｍで押出ラミネートし、酸素吸収層面をコロナ放電処理したラミネートフィルムを得た。このラミネートフィルムを実施例５同様に晒クラフト紙と積層し、晒クラフト紙（坪量３４０ｇ／ｍ^２）／ウレタン系ドライラミネート用接着剤（製品名；東洋モートン（株）製「ＴＭ２５１／ＣＡＴ−ＲＴ８８」、３）／アルミナ蒸着ＰＥＴフィルム（製品名；凸版印刷（株）製「ＧＬ-ＡＥＨ」、１２）／ウレタン系アンカーコート剤（東洋モートン（株）製「ＥＬ−５５７Ａ／Ｂ」、０．５）／低密度ポリエチレン（製品名；三井化学（株）製「ミラソン１８ＳＰ」、２０）／鉄粉系酸素吸収樹脂組成物Ａ（２０）／ＬＬＤＰＥ（４０）の酸素吸収多層紙基材からなるゲーベルトップ型紙容器を作製しようとしたが、厚みが厚く、紙容器の角を作製することが困難であった。容器作製速度を落とし、不良品を排除してようやく容器を得た。以下、実施例５と同様に、日本酒の保存試験を行ったが、開封時アルデヒド臭が発生しており、風味は著しく低下した。

（比較例５）
ＬＬＤＰＥに代えてＰＰを使用した以外は比較例４と同様にして、鉄粉系酸素吸収樹脂組成物Ｂを得た。また同じく、ＬＬＤＰＥに代えてＰＰを使用した以外は比較例４と同様にして、鉄粉系酸素吸収樹脂組成物Ｂ（２０）／ＰＰ（４０）のラミネートフィルムを作製後、酸素吸収層面をコロナ放電処理した。以下実施例６と同様にして、アルミナ蒸着ＰＥＴ（製品名；凸版印刷（株）製「ＧＬ-ＡＥＨ」、１２）／接着剤（３）／ナイロン（製品名；東洋紡績（株）製「Ｎ１２０２」、１５）／接着剤（３）／鉄粉系酸素吸収樹脂組成物Ｂ（２０）／ＰＰ（４０）の酸素吸収多層フィルムを得た。得られた酸素吸収多層フィルムを用いて実施例６と同様の試験をした結果、風味は良好に保持されていたが、内容物は視認できず、電子レンジ加熱時に、表面に気泡状のムラが発生した。

実施例５〜６から明らかなように、本発明の酸素吸収樹脂組成物は、紙容器への加工性に優れ、アルコール飲料の保存や、電子レンジ加熱調理の際、通蒸口をとりつけても良好な保存容器となった。また、内部視認性も有しており、内容物の色調等を確認することができた。

本発明は、特定のポリアミド樹脂と遷移金属にポリオレフィン樹脂を、特定の割合でブレンドすることにより、低湿度、高湿度における酸素吸収性能に優れ、保存後の樹脂強度を保持し、さらに、加工性に優れ、様々な容器や用途に適用できる酸素吸収樹脂組成物であった。

Claims

ポリオレフィン樹脂、遷移金属触媒及びポリアミド樹脂を含有する酸素吸収樹脂組成物であって、該ポリアミド樹脂が、メタキシリレンジアミン、アジピン酸及びイソフタル酸の少なくとも三成分を、メタキシリレンジアミン：アジピン酸：イソフタル酸＝０．９８５〜０．９９７：０．７０〜０．９７：０．３０〜０．０３のモル比で重縮合してなる末端アミノ基濃度が３０μｅｑ／ｇ以下のポリアミド樹脂であり、且つ該遷移金属触媒と該ポリアミド樹脂の合計含有量が１５〜６０重量％であることを特徴とする酸素吸収樹脂組成物。
該遷移金属触媒と該ポリアミド樹脂の合計含有量が２５〜５０重量％である請求項１記載の酸素吸収樹脂組成物。