JP6635792B2 - 酸素吸収性樹脂組成物、及び酸素吸収性フィルム - Google Patents
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Description
《態様1》
ベンゼントリオール、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩、及びバインダー樹脂を含み、鉄が全質量に対して1質量%以下である、酸素吸収性樹脂組成物。
《態様2》
全質量に対して、前記バインダー樹脂が89.7質量%以下である、態様1に記載の組成物。
《態様3》
さらに遷移金属化合物を含む、態様1又は2に記載の組成物。
《態様4》
前記ベンゼントリオール1質量部に対して、前記遷移金属化合物を0.0001質量部以上0.8質量部以下で含む、態様3に記載の組成物。
《態様5》
前記ベンゼントリオール1質量部に対して、前記アルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩を0.005質量部以上5.0質量部以下で含む、態様1〜4のいずれか一項に記載の組成物。
《態様6》
前記ベンゼントリオールが、ピロガロール、ヒドロキシキノール又はこれらの混合物であり、かつ温度190℃かつ荷重21.18Nの条件の下でJIS K7210に準拠して測定した場合のメルトマスフローレートが0.5g/10min以上18.0g/10min以下である、態様1〜5のいずれか一項に記載の組成物。
《態様7》
全質量に対して、前記ピロガロール、ヒドロキシキノール又はこれらの混合物が2.0質量%以上、31.0質量%以下である、態様6に記載の組成物。
《態様8》
前記バインダー樹脂の温度190℃かつ荷重21.18Nの条件の下でJIS K7210に準拠して測定した場合のメルトマスフローレートが、0.1g/10min以上、18.0g/10min以下である、態様1〜7のいずれか一項に記載の組成物。
《態様9》
前記メルトマスフローレートが、7.3g/10min未満である、態様8に記載の組成物。
《態様10》
放射線処理又は加熱処理をされている、態様1〜9のいずれか一項に記載の組成物。
《態様11》 態様1〜10のいずれか一項に記載の組成物を成形して得られる、酸素吸収性フィルム。
《態様12》
20μm以上100μm以下の厚みを有する、態様11に記載のフィルム。
《態様13》
ISO4287に準拠して測定した場合の算術平均粗さRaが3.0μm以下である、態様11又は12に記載のフィルム。
《態様14》
放射線処理又は加熱処理をされている、態様11〜13のいずれか一項に記載のフィルム。
《態様15》
態様11〜14のいずれか一項に記載のフィルムを用いて作製されている、包装体。
《態様16》
以下の工程を含む、酸素吸収性フィルムの製造方法:
ピロガロール、ヒドロキシキノール又はこれらの混合物である反応主剤と、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩とを、バインダー樹脂に混練して、温度190℃かつ荷重21.18Nの条件の下でJIS K7210に準拠して測定した場合のメルトマスフローレートが0.5g/10min以上18.0g/10min以下となる樹脂組成物を得る工程;
130℃以上250℃以下の温度で、前記樹脂組成物をフィルムに成形する工程。
《態様17》
放射線処理工程又は加熱処理工程をさらに含む、態様16に記載の方法。
本発明の酸素吸収性樹脂組成物は、ベンゼントリオール、及びアルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩、及びバインダー樹脂を含む。ここで「含む」とは、「含有させることによって得られる」の意味を包含するものとする。本明細書中で各成分の質量%又は質量比に言及している場合、これらはその組成物が含んでいる量と、その組成物を得るのに含有させた量との両方を意味する。なお、本明細書では、反応主剤、及びアルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩、並びに随意に遷移金属化合物を含む混合物のことを、酸素吸収剤ということがある。
本発明の酸素吸収性樹脂組成物では、反応主剤としてベンゼントリオールを用いることで、高性能な酸素吸収性フィルムを与えることを可能にした。ベンゼントリオールとしては、ピロガロール、ヒドロキシキノール、及びフロログルシノール、並びにこれらの混合物が挙げられる。
アルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩は、本発明の樹脂組成物の系を塩基性にする効果があり、これにより本発明の酸素吸収性樹脂組成物の酸素吸収性能が高まることがある。これは、理論に限定されないが、ベンゼントリオールによる酸素吸収は、解離した水素が酸素と反応して水を生成することによりなされると考えられ、系が塩基性になることは、ベンゼントリオールの水酸基の水素が解離しやすくなり、より酸素と反応しやすくなるためであると考えられる。
本発明の酸素吸収性樹脂組成物は、遷移金属化合物をさらに含むことが好ましい。遷移金属化合物は、ベンゼントリオールが、酸素と反応する際の触媒としての機能を有しており、遷移金属化合物は、本発明の樹脂組成物に高い酸素吸収性を与えることができると考えられる。
本発明の酸素吸収性樹脂組成物で用いられるバインダー樹脂としては、ベンゼントリオールとアルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩とを混練できる熱可塑性樹脂であれば特に制限されない。そのような樹脂としては、例えばポリスチレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスルホン樹脂、及びこれらの誘導体、並びにこれらの混合物が挙げられる。本発明の酸素吸収性樹脂組成物においては、バインダー樹脂が40体積%以上となるように他の物質が配合され、好ましくはバインダー樹脂は組成物中で50体積%以上となり、より好ましくは60体積%以上となる。
本発明の酸素吸収性フィルムは、好ましくは300μm以下、100μm以下、又は80μm以下の厚みを有し、また10μm以上、又は20μm以上の厚みを有し、上記の酸素吸収性樹脂組成物をフィルム状に成形することによって製造することができる。
さらに、本発明者らは、上記の酸素吸収性樹脂組成物及び酸素吸収性フィルムに特定の処理を行うことで、これらの酸素吸収速度を有意に向上できることを見出した。
表1及び表2に示す量で、各種の反応主剤、アルカリ金属若しくはアルカリ土類金属の塩、及び/又は遷移金属化合物をそれぞれ配合し、それぞれの粒子が細かく均一になるまで、手早く混合した。これらを、バインダー樹脂にドライブレンドし、得られた樹脂混合物をラボプラストミル(東洋精機株式会社)を用いて170℃で溶融混合し、Tダイを用いて、ベント孔より真空引きしながら170℃で成形し、厚みが60〜70μmとなるように、実施例A1〜A24及び比較例A1〜A5の酸素吸収性フィルムを作製した。
酸素吸収性フィルムを作製した際の製造適性の評価も表1及び表2に示す。ここで製造適性は、発泡の有無、成形状態、及び成形時のベントアップの有無の3つの観点から評価した。
また得られた酸素吸収性フィルムの酸素吸収性能の評価結果も表1及び表2に示す。酸素吸収性能の評価は、上記の試験Aと同様にして行った。酸素吸収性能は、次の通り評価した。すなわち、PET/アルミ箔/ポリエチレンの層構成を有するアルミニウムラミネート包装袋に、酸素吸収性フィルムを100cm2投入し、包装袋の容積(空気量)が15mLとなるように四面体型にヒートシールして密封した。常温で7日間保存後の、包装袋内の空気中の酸素濃度を測定し、酸素吸収性フィルム1グラム当たりの酸素吸収量を算出した。包装袋内の酸素濃度は、隔膜形ガルバニ電池式酸素センサーであるパックマスターRO−103(飯島電子工業株式会社製)の測定針を袋内に刺して測定した。
実施例A2、並びに比較例A2及びA3の算術平均粗さRaを、ISO4287に準拠して、表面粗さ測定機(株式会社小坂研究所、ET4000AK)を用いて測定した。先端曲率半径0.5μm、先端角60°、ダイヤモンドの触針を用いた。算術平均粗さRaについての結果を表3に示す。
実施例A1〜A24の酸素吸収性フィルムを成形するために用いた樹脂組成物の中で、アルカリ金属塩の含有量が最も低く最も柔らかい樹脂組成物(実施例A6)、アルカリ金属塩の含有量が最も高く最も硬い樹脂組成物(実施例A11)、及びバインダー樹脂としてPPを用いている樹脂組成物(実施例A12)のMFRを、メルトインデクサ(株式会社テクノ・セブン)を用いて、温度190℃かつ荷重21.18Nの条件の下でJIS K7210に準拠して測定した。その結果を以下の表4に示す。
基材(層構成:PET/アルミ箔)のアルミ箔面に、実施例A4の酸素吸収性フィルムをドライラミネートし、酸素吸収性積層体(層構成:PET/アルミ箔/酸素吸収性フィルム)を得た。また、この積層体を、酸素吸収性フィルムの面を内側にして2枚重ねて4辺をヒートシールし、4方シール袋(酸素吸収性包装体)を作製することができた。
100質量部のピロガロール、50質量部の炭酸カリウム、及び5質量部のステアリン酸鉄(III)を含む酸素吸収剤を配合し、それぞれの粒子が細かく均一になるまで、手早く混合した。これらを表5に記載の量で、表6に記載の種類のバインダー樹脂にドライブレンドし、得られた樹脂混合物をラボプラストミル(東洋精機株式会社)のミキサーを用いて混練し、実施例B1〜B22及び比較例B1〜B8のフィルム用の酸素吸収性樹脂組成物を作製した。ただし、実施例B5では、ステアリン酸鉄(III)を、酸素吸収剤に含有させなかった。
それぞれの酸素吸収性樹脂組成物を、メルトインデクサ(株式会社テクノ・セブン)を用いて、温度190℃かつ荷重21.18Nの条件の下でJIS K7210に準拠して測定した。結果を表5に示す。また、表6に、同じ条件で測定したバインダー樹脂単体のメルトマスフローレート(MFR)を示す。
得られた樹脂組成物をラボプラストミルのTダイを用いて、厚みが60〜70μmとなるように170℃で成形し、実施例B1の単層の酸素吸収フィルムを作製した。成形容易性は、問題なく成形できた場合を「○」、押出量が安定しない、ちぎれる、機械のトルク負荷が高く、停止するなど、安定して成形できなかった場合を「×」とした。結果を表5に示す。
得られた樹脂組成物を中間層とし、内スキン層及び外スキン層として低密度ポリエチレン層(ペトロセン180、東ソー株式会社)を設けた三層構造の酸素吸収性フィルムを、多層インフレーション機を用いて、内層/酸素吸収層/外層=10/30/10μm、総厚50μmとなるように170℃で成形し、実施例B2〜B22及び比較例B1〜B8のフィルムを作製した。成形容易性は、問題なく成形できた場合を「○」、押出量が安定しない、ちぎれる、機械のトルク負荷が高く、停止するなど、安定して成形できなかった場合を「×」とした。結果を表5に示す。
y=MTR×e0.0683x
式中、MTRは、バインダー樹脂のMFRであり、べき数の0.0683は、各バインダー樹脂の測定結果から導かれた近似式のべき数の平均値である。
実施例B4の酸素吸収性フィルムの酸素吸収性能を、次のとおり評価した。PET/アルミ箔/ポリエチレンの層構成を有するアルミニウムラミネート包装袋に、酸素吸収性フィルムを100cm2投入し、包装袋の容積(空気量)が15mLとなるように四面体型にヒートシールして密封した。常温で30日間保存後の、包装袋内の空気中の酸素濃度を測定し、大気中の酸素濃度との差分から酸素吸収性フィルム1cm2当たりの酸素吸収量を算出した。包装袋内の酸素濃度は、隔膜形ガルバニ電池式酸素センサーであるパックマスターRO−103(飯島電子工業株式会社)の測定針を袋内に刺して測定した。
<γ線処理>
基材(層構成:PET/アルミ箔)のアルミ箔面に、実施例B4の酸素吸収性フィルムをドライラミネートし、酸素吸収性積層体(層構成:PET/アルミ箔/酸素吸収性フィルム)を得た。また、この積層体を、酸素吸収性フィルムの面を内側にして2枚重ねて、23℃50%RHの環境で5mLの空気を入れて4辺をヒートシールし、外寸100mm×100mm、シール幅10mmの4方シール袋(酸素吸収性包装体)を作製した。
基材(層構成:PET12μ/アルミ箔9μ)のアルミ箔面に、実施例B4の酸素吸収性フィルムをドライラミネートし、酸素吸収性積層体(層構成:PET12μ/アルミ箔9μ/酸素吸収性フィルム50μ)を得た。
Claims (18)
- ベンゼントリオール、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩、バインダー樹脂及び遷移金属化合物を含み、前記ベンゼントリオール1質量部に対して、前記アルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩を0.05質量部以上で含み、かつ鉄が全質量に対して1質量%以下である、酸素吸収性樹脂組成物。
- 前記ベンゼントリオール1質量部に対して、前記遷移金属化合物を0.0001質量部以上0.8質量部以下で含む、請求項1に記載の組成物。
- ベンゼントリオール、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩、及びバインダー樹脂を含み、前記ベンゼントリオール1質量部に対して、前記アルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩を0.05質量部以上で含み、かつ鉄が全質量に対して1質量%以下であり、前記ベンゼントリオールが、ピロガロール、ヒドロキシキノール又はこれらの混合物であり、かつ温度190℃かつ荷重21.18Nの条件の下でJIS K7210に準拠して測定した場合のメルトマスフローレートが0.5g/10min以上18.0g/10min以下である、酸素吸収性樹脂組成物。
- 全質量に対して、前記ピロガロール、ヒドロキシキノール又はこれらの混合物が2.0質量%以上、31.0質量%以下である、請求項3に記載の組成物。
- ベンゼントリオール、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩、及びバインダー樹脂を含み、前記ベンゼントリオール1質量部に対して、前記アルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩を0.05質量部以上で含み、かつ鉄が全質量に対して1質量%以下であり、前記バインダー樹脂の温度190℃かつ荷重21.18Nの条件の下でJIS K7210に準拠して測定した場合のメルトマスフローレートが、0.1g/10min以上、18.0g/10min以下である、酸素吸収性樹脂組成物。
- 前記メルトマスフローレートが、7.3g/10min未満である、請求項5に記載の組成物。
- ベンゼントリオール、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩、及びバインダー樹脂を含み、前記ベンゼントリオール1質量部に対して、前記アルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩を0.05質量部以上で含み、かつ鉄が全質量に対して1質量%以下であり、放射線処理又は加熱処理をされている、酸素吸収性樹脂組成物。
- ベンゼントリオール、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩、及びバインダー樹脂を含み、前記ベンゼントリオール1質量部に対して、前記アルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩を0.05質量部以上で含み、かつ鉄が全質量に対して1質量%以下であり、前記バインダー樹脂が、ポリオレフィン系樹脂である、酸素吸収性樹脂組成物。
- 全質量に対して、前記バインダー樹脂が89.7質量%以下である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記ベンゼントリオール1質量部に対して、前記アルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩を5.0質量部以下で含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載の組成物。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載の組成物を成形して得られる、酸素吸収性フィルム。
- 20μm以上100μm以下の厚みを有する、請求項11に記載のフィルム。
- ISO4287に準拠して測定した場合の算術平均粗さRaが3.0μm以下である、請求項11又は12に記載のフィルム。
- 放射線処理又は加熱処理をされている、請求項11〜13のいずれか一項に記載のフィルム。
- 請求項11〜14のいずれか一項に記載のフィルムを用いて作製されている、包装体。
- ベンゼントリオール、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩、及びバインダー樹脂を含み、前記ベンゼントリオール1質量部に対して、前記アルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩を0.05質量部以上で含み、かつ鉄が全質量に対して1質量%以下である、酸素吸収性樹脂組成物を成形して得られる、酸素吸収性フィルムを用いて作製されている、包装体。
- 以下の工程を含む、酸素吸収性フィルムの製造方法:
ピロガロール、ヒドロキシキノール又はこれらの混合物である反応主剤と、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩とを、前記ベンゼントリオール1質量部に対して、前記アルカリ金属又はアルカリ土類金属の塩を0.05質量部以上となるように、バインダー樹脂に混練して、温度190℃かつ荷重21.18Nの条件の下でJIS K7210に準拠して測定した場合のメルトマスフローレートが0.5g/10min以上18.0g/10min以下となる樹脂組成物を得る工程;
130℃以上250℃以下の温度で、前記樹脂組成物をフィルムに成形する工程。 - 放射線処理工程又は加熱処理工程をさらに含む、請求項17に記載の方法。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014024831 | 2014-02-12 | ||
JP2014024831 | 2014-02-12 | ||
JP2014164412 | 2014-08-12 | ||
JP2014164412 | 2014-08-12 | ||
PCT/JP2015/053837 WO2015122461A1 (ja) | 2014-02-12 | 2015-02-12 | 酸素吸収性樹脂組成物、及び酸素吸収性フィルム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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