JP6391396B2 - 変性エチレン−ビニルエステル系共重合体ケン化物組成物 - Google Patents
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しかしながら、特許文献1の変性EVOH樹脂を、溶融押出成形した場合、樹脂の経時増粘が大きく、成形性が低下したり、成形機に負担がかかるといった問題が生じた。
本発明の変性EVOH樹脂(A)は、EVOH樹脂に脂肪族ポリエステルがグラフトされた樹脂である。
例えば、EVOH樹脂の存在下、ラクトン類の開環重合反応およびグラフト反応によって得ることができる。
かかるグラフト反応による脂肪族ポリエステルの形成は、EVOH樹脂の水酸基を開始末端とするものである。
まず、本発明の変性EVOH樹脂(A)の原料であるEVOH樹脂について説明する。
本発明で用いるEVOH樹脂は、通常、エチレンとビニルエステル系モノマーを共重合させた後にケン化させることにより得られる樹脂であり、非水溶性の熱可塑性樹脂である。上記ビニルエステル系モノマーは、経済的な面から、一般的には酢酸ビニルが用いられる。重合法も公知の任意の重合法、例えば、溶液重合、懸濁重合、エマルジョン重合を用いることができるが、一般的にはメタノールを溶媒とする溶液重合が用いられる。得られたエチレン−ビニルエステル共重合体のケン化も公知の方法で行い得る。
すなわち、EVOH樹脂は、エチレン構造単位とビニルアルコール構造単位を主とし、ケン化されずに残存した若干量のビニルエステル構造単位を含むものである。
かかるエチレン構造単位の含有量は、例えば、ISO14663に準じて計測することができる。
かかるビニルエステル成分のケン化度は、例えば、JIS K6726(ただし、EVOH樹脂は水/メタノール溶媒に均一に溶解した溶液にて)に準じて計測することができる。
[ラクトン類]
EVOH樹脂の存在下におけるラクトン類の開環重合反応およびグラフト反応は、通常、例えば、EVOH樹脂の溶融状態で行われ、例えば、攪拌翼を有する攪拌槽型製造装置中で、加熱、攪拌しながら、あるいは押出機等で行うことができるが、反応時間の制御が容易な攪拌槽型製造装置を用いる方法が好ましく用いられる。
各材料の仕込みは、各々順次行ってもよいし、予め混合して行ってもよい。中でも、先ずEVOH樹脂を仕込み、これに触媒を溶解させたラクトン類を仕込む方法が最も好ましい。かかるラクトン類と触媒の仕込みは、EVOH樹脂を攪拌しながら行う方法が好ましく用いられる。
触媒の使用量は、ラクトン類100重量部に対して、通常は0.01〜1重量部、好ましくは0.03〜0.5重量部、特に好ましくは0.05〜0.3重量部である。使用量が少なすぎると、変性率が低下する傾向があり、一方で、使用量が多すぎると、変性率が低下する傾向がある。
例えば、減圧除去の条件としては、反応温度と同じ設定温度で、1秒〜10時間行い、100〜101200Paで行う。
なお、上記の変性EVOH樹脂(A)中のEVOH樹脂単位の含有量、およびグラフトした脂肪族ポリエステル単位の含有量は、1H−NMR測定結果から算出することができる。
なお、上記の変性EVOH樹脂(A)中の変性率は、1H−NMR測定結果から算出することができる。
なお、上記の変性EVOH樹脂(A)中の脂肪族ポリエステル単位の平均鎖長は、1H−NMR測定結果から算出することができる。
なお、上記の変性EVOH樹脂(A)中の数平均分子量は、GPC測定結果から算出することができる。
一般に、脂肪族ポリエステルがグラフトされることにより、骨格のEVOH樹脂における水酸基同士の水素結合等の分子間力が弱くなるため、変性EVOH樹脂(A)中の変性率が高くなると、変性EVOH樹脂(A)の融点が低くなる傾向がある。
なお、上記の変性EVOH樹脂(A)の融点は、示差走査熱量計を用いて測定することができる。
また、これらの添加剤は、1種または2種以上混合して用いてもよい。
これらのうち、特に、酢酸、ホウ酸およびその塩を含むホウ素化合物、酢酸塩、リン酸塩を添加することが好ましい。
例えば、EVOH樹脂に酢酸、ホウ素化合物、酢酸塩、リン酸塩等の添加剤を添加する方法としては、i)含水率20〜80重量%のEVOH樹脂の多孔性析出物を、添加物の水溶液と接触させて、前記多孔性EVOH樹脂に添加物を含有させてから乾燥する方法;ii)EVOH樹脂の均一溶液(水/アルコール溶液等)に添加物を含有させた後、凝固液中にストランド状に押し出し、次いで得られたストランドを切断してペレットとして、さらに乾燥処理をする方法;iii)EVOH樹脂と添加物を一括して混合してから押出機等で溶融混練する方法;iv)EVOH樹脂の製造時において、ケン化工程で使用したアルカリ(水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等)を酢酸等の有機酸類で中和して、残存する酢酸等の有機酸類や副生成する塩の量を水洗処理により調整したりする方法等を挙げることができる。
本発明の効果をより顕著に得るためには、添加物の分散性に優れるi)、ii)の方法、有機酸およびその塩を含有させる場合はiv)の方法が好ましい。
次に、本発明において用いられるアルカリ土類金属(B)について説明する。
アルカリ土類金属(B)とは、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ラジウムをいい、これらは1種または2種以上混合して用いることができる。これらのうち、層間接着性やロングラン性の観点から、マグネシウムおよびカルシウムが好ましく、特にマグネシウムが好ましい。
好ましくは有機酸塩であり、さらに好ましくは水溶性の低分子量化合物である炭素数2〜4のモノカルボン酸塩であり、特に好ましくは酢酸塩、プロピオン酸塩であり、最も好ましくは酢酸塩である。
本発明の樹脂組成物は、前述の変性EVOH樹脂(A)に、特定量のアルカリ土類金属(B)を含有させるものである。
その製造方法としては、例えば、I)変性EVOH樹脂にアルカリ土類金属を配合する方法、II)アルカリ土類金属の存在下、EVOH樹脂とラクトン類をグラフト反応させ、そのアルカリ土類金属を使用する方法などが挙げられる。中でも、調整容易の観点から、I)変性EVOH樹脂にアルカリ土類金属を配合する方法が好ましい。
上記I)変性EVOH樹脂にアルカリ土類金属を配合する方法として、例えば、変性EVOH樹脂を、アルカリ土類金属の水溶液と接触させて、前記変性EVOH樹脂にアルカリ土類金属を含有させてから乾燥する方法、変性EVOH樹脂とアルカリ土類金属を一括して混合してから押出機等で溶融混練する方法、変性EVOH樹脂にアルカリ土類金属をドライブレンドする方法等を挙げることができる。中でも、調整容易の観点から、変性EVOH樹脂にアルカリ土類金属をドライブレンドする方法が好ましい。
かくして得られた本発明のアルカリ土類金属(B)を含有する変性EVOH樹脂組成物は、溶融成形により例えばフィルム、シート、カップやボトルなどに成形することができる。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、通常150〜300℃の範囲から選ぶことが多い。
かかる他の基材としては熱可塑性樹脂が有用である。熱可塑性樹脂としては例えば、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、超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等のポリエチレン類、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン(ブロックおよびランダム)共重合体、プロピレン−α−オレフィン(炭素数4〜20のα−オレフィン)共重合体、ポリブテン、ポリペンテン等のポリオレフィン類、これらポリオレフィン類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グラフト化ポリオレフィン類、アイオノマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、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、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂(共重合ポリアミドも含む)、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、アクリル系樹脂、ポリスチレン、ビニルエステル系樹脂、ポリエステルエラストマー、ポリウレタンエラストマー、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン等のハロゲン化ポリオレフィン、芳香族または脂肪族ポリケトン、更にこれらを還元して得られるポリアルコール類等が挙げられるが、積層体の物性(特に強度)等の実用性の点から、ポリオレフィン系樹脂やポリアミド系樹脂が好ましく、特にはポリエチレン、ポリプロピレンが好ましく用いられる。
これらの中でも、コストや環境の観点から考慮して共押出しする方法が好ましい。
また、本発明の樹脂組成物から得られた多層延伸フィルムをシュリンク用フィルムとして用いる場合には、熱収縮性を付与するために、上記の熱固定を行わず、例えば延伸後のフィルムに冷風を当てて冷却固定するなどの処理を行う。
尚、例中「部」とあるのは、断りのない限り重量基準を意味する。
EVOH樹脂組成物(エチレン含有量32モル%、酢酸ビニル部分のケン化度99.6モル%、ナトリウムをEVOH樹脂に対してナトリウム換算で150ppm)100重量部、ε−カプロラクトン30重量部、テトラ−n−ブトキシチタン0.03重量部を縦型攪拌槽型製造装置に仕込み、窒素気流下にて、回転数:30rpmで撹拌しながら、昇温速度:1.5℃/minで25℃から200℃まで昇温し、この温度で3時間グラフト反応させ、脂肪族ポリエステルがグラフトされた変性EVOH樹脂組成物(EVOH樹脂/ε−カプロラクトン=77/23、ナトリウムを変性EVOH樹脂に対してナトリウム換算で116ppm)を得た。
アルカリ土類金属(B)を含有する化合物として酢酸マグネシウムを、上記で得られた変性EVOH樹脂(A)にドライブレンドして、本発明の変性EVOH樹脂組成物ペレットを得た。なお、マグネシウムの含有量は、変性EVOH樹脂に対して、マグネシウム換算にて560ppmであった。
得られた変性EVOH樹脂組成物55gを、温度230℃に設定されたトルク検出型レオメータ(ブラベンダー社製、「プラストグラフ」)に投入し、5分間予熱した後、回転数50rpmで溶融混練した時のトルク値(Nm)を測定し、溶融混練開始から5分後、120分後に測定した。溶融混練開始5分後に対する120分後の粘度(120分/5分)を算出した。上式で算出される粘度変動度が1より小さいほど、粘度増加が少なく成形性に優れることを意味し、1より大きいほど粘度増加が大きく成形性に乏しいことを意味する。
実施例1において、変性EVOH樹脂組成物として、酢酸マグネシウムをマグネシウム換算で1130ppm含有したEVOH組成物を用いた以外は、実施例1と同様に変性EVOH樹脂を作製し、同様に評価した。
<比較例1>
実施例1において、酢酸マグネシウムをドライブレンドせず、変性EVOH樹脂組成物の代わりに、変性EVOH樹脂を用いた以外は、実施例1と同様に変性EVOH樹脂を作製し、同様に評価した。
実施例1において、変性EVOH樹脂組成物として、酢酸マグネシウムをマグネシウム換算で23ppm含有したEVOH組成物を用いた以外は、実施例1と同様に変性EVOH樹脂組成物を作製し、同様に評価した。
比較例1において、変性EVOH樹脂を製造せず、変性EVOH樹脂の代わりに、未変性EVOH樹脂を用いた以外は、比較例1と同様に評価した。
比較例2において、変性EVOH樹脂の代わりに、未変性EVOH樹脂を用いた以外は、比較例2と同様にEVOH樹脂組成物を作製し、同様に評価した。
Claims (2)
- 脂肪族ポリエステルがグラフトされた変性エチレン−ビニルエステル系共重合体ケン化物(A)とアルカリ土類金属(B)を含有する樹脂組成物であって、前記アルカリ土類金属(B)はアルカリ土類金属塩として含有され、かつ前記アルカリ土類金属(B)の含有量が変性エチレンービニルエステル共重合体ケン化物(A)に対して重量基準にて200〜2000ppmである変性エチレン−ビニルエステル系共重合体ケン化物樹脂組成物。
- 脂肪族ポリエステルがグラフトされた変性エチレン−ビニルエステル系共重合体ケン化物(A)が、エチレン−ビニルエステル系共重合体ケン化物の存在下、ε―カプロラクトン類の開環重合によって得られたものであることを特徴とする請求項1記載の変性エチレン−ビニルエステル系共重合体ケン化物組成物。
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