JP6956298B1 - 樹脂組成物並びにそれを含む成形品及び多層構造体 - Google Patents

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Abstract

エチレン単位含有量が20モル%以上60モル%以下であるエチレン−ビニルアルコール共重合体(A)、二価金属水酸化物(B)及び一価金属化合物(C)を含み、二価金属水酸化物(B)の含有量が5ppm以上5000ppm以下であり、二価金属水酸化物(B)の二価金属原子換算量に対する一価金属化合物(C)の一価金属原子換算量の質量比C/Bが0.025〜100である、樹脂組成物であることを特徴とする。これにより、溶融成形時のロングラン性に優れるとともに、長時間の溶融成形においても色相に優れる、エチレン−ビニルアルコール共重合体を含む樹脂組成物が提供される。

Description

本発明は、エチレン−ビニルアルコール共重合体を含む樹脂組成物並びにそれを含む成形品及び多層構造体に関する。
エチレン−ビニルアルコール共重合体(以下、EVOHと略記することがある。)は、その優れた酸素遮断性等の性質から、フィルム、シート、容器などの各種包装材として広く用いられている。これらの包装材は、通常、溶融成形法により成形され、EVOHには、外観特性(黄変等の着色が少ないこと)に優れること、及び溶融成形時のロングラン性に優れることなどが求められる。
また、EVOHはその分子構造中に反応性の高い水酸基を多数有している。このため、EVOHは、溶融成形を長時間継続して運転した際に、ゲルやブツといった欠点が経時的に増加したり、スジ状の外観不良が経時的に増加して成形品としての商品価値が低下したりするといった、ロングラン性に係る課題を有する。なお、このようなゲルやブツなどの増加や、スジ状の外観不良の発生といったロングラン性の問題については、成形加工に用いる設備や運転条件によっていずれの問題が発生するかが異なり、両方の問題が発生する場合もある。いずれにせよ、長時間の連続運転においてもこのような経時的な変化の少ないロングラン性に優れたEVOH樹脂組成物が望まれている。
特許文献1には、EVOHを主成分とする樹脂組成物であって、リン化合物及び金属塩を含有し、上記リン化合物が、縮合リン酸、2つ以上のホスホン酸基を有する化合物又はこれらの組み合わせであり、上記リン化合物の含有量が0.1ppm以上50ppm未満であり、上記金属塩の含有量が金属元素換算で5ppm以上500ppm以下であることを特徴とする樹脂組成物が記載されている。これによれば、溶融成形における優れた外観特性やロングラン性を備え、特に再利用を繰り返した後においても黄変の発生を抑制することができる樹脂組成物、及びこのような組成物を用いて得られる成形品を提供することができるとされている。
WO2017/110568号
しかしながら、色相や外観特性(ゲル、ブツ、ストリーク等)といった成形品に対する要求は近年ますます高まってきており、特許文献1に記載されたリン化合物と金属塩を含有する樹脂組成物では、ロングラン性が向上するものの、長時間の溶融成形における色相やガスバリア性が必ずしも十分ではなく、溶融成形時のロングラン性と長時間の溶融成形における色相を両立させる樹脂組成物の提供が求められていた。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、溶融成形時のロングラン性に優れるとともに、長時間の溶融成形においても色相に優れる、EVOHを含む樹脂組成物を提供することを目的とするものである。また、当該樹脂組成物を含む成形品及び多層構造体を提供することを目的とするものである。
上記課題を解決するために、本発明は以下に示す樹脂組成物並びにそれを含む成形品及び多層構造体を提供する。
すなわち、本発明は、
[1]エチレン単位含有量が20モル%以上60モル%以下であるエチレン−ビニルアルコール共重合体(A)(以下「EVOH(A)」と略記する場合がある)、二価金属水酸化物(B)及び一価金属化合物(C)を含み、二価金属水酸化物(B)の含有量が5ppm以上5000ppm以下であり、二価金属水酸化物(B)の二価金属原子換算量に対する一価金属化合物(C)の一価金属原子換算量の質量比C/Bが0.025〜100である、樹脂組成物;
[2]ポリアミド樹脂(D)(以下「PA(D)」と略記する場合がある)を含む、[1]の樹脂組成物;
[3]EVOH(A)とPA(D)との質量比(A/D)が55/45〜99/1である、[2]の樹脂組成物;
[4]EVOH(A)を含むマトリックス相とPA(D)を含む分散相とを備え、前記PA(D)を含む分散相の平均分散粒径が2μm以下である、[2]または[3]の樹脂組成物;
[5]樹脂組成物を構成する熱可塑性樹脂の95質量%以上がエチレン−ビニルアルコール共重合体(A)である、または、樹脂組成物を構成する熱可塑性樹脂の95質量%以上がエチレン−ビニルアルコール共重合体(A)およびポリアミド樹脂(D)である、[1]〜[4]の樹脂組成物;
[6]一価金属化合物(C)の一価金属原子換算の含有量が5ppm以上1000ppm以下である、[1]〜[5]の樹脂組成物;
[7]二価金属水酸化物(B)を構成する二価金属原子として、マグネシウム、カルシウム、鉄および亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む、[1]〜[6]の樹脂組成物;
[8]二価金属水酸化物(B)を構成する全金属原子におけるマグネシウム原子の割合が80モル%以上である、[1]〜[7]の樹脂組成物;
[9]一価金属化合物(C)を構成する一価金属原子として、ナトリウム、カリウム、リチウム、ルビジウムおよびセシウムからなる群より選ばれる少なくとも1種を含む、[1]〜[8]の樹脂組成物;
[10]カルボン酸を含む、[1]〜[9]の樹脂組成物;
[11]前記カルボン酸として高級脂肪酸を含み、前記高級脂肪酸の含有量が0.1ppm以上250ppm以下である、[10]の樹脂組成物;
[12]リン酸化合物を含む、[1]〜[11]の樹脂組成物;
[13]二価金属水酸化物(B)のアスペクト比が3以上500以下である、[1]〜[12]の樹脂組成物;
[14][1]〜[13]の樹脂組成物を含む成形品;
[15][1]〜[13]の樹脂組成物からなる層を含む多層構造体;
を提供することにより達成される。
本発明により、溶融成形時のロングラン性に優れるとともに、長時間の溶融成形においても色相に優れる、EVOHを含む樹脂組成物を提供することができる。
本発明の樹脂組成物は、エチレン単位含有量が20モル%以上60モル%以下であるEVOH(A)、二価金属水酸化物(B)及び一価金属化合物(C)を含み、二価金属水酸化物(B)の含有量が5ppm以上5000ppm以下であり、二価金属水酸化物(B)の二価金属原子換算量に対する一価金属化合物(C)の一価金属原子換算量の質量比C/Bが0.025〜100である。このような構成を満たすことにより、溶融成形時のロングラン性に優れるとともに長時間の溶融成形においても色相に優れた樹脂組成物が提供される。
[EVOH(A)]
本発明の樹脂組成物は、EVOH(A)を含むことでガスバリア性に優れる傾向となる。本発明の樹脂組成物に含まれるEVOH(A)は、主としてエチレン単位とビニルアルコール単位とからなる共重合体であり、エチレン−ビニルエステル共重合体中のビニルエステル単位をケン化して得られるものである。本発明において使用されるEVOH(A)は特に限定されず、溶融成形用途で使用される公知のものを用いることができる。EVOH(A)は、単独で用いることもできるし、2種以上を混合して用いることもできる。
EVOH(A)のエチレン単位含有量は、20モル%以上60モル%以下である。エチレン単位含有量が20モル%未満の場合、樹脂組成物の溶融成形性が低下するおそれがあり、24モル%以上が好ましく、26モル%以上がより好ましい。一方、エチレン単位含有量が60モル%を超える場合、ガスバリア性が低下するおそれがあり、48モル%以下が好ましく、46モル%以下がより好ましい。
EVOH(A)のケン化度は、特に限定されないが、ガスバリア性を維持するとともに、ロングラン性を発揮させる観点から、95モル%以上が好ましく、98モル%以上がより好ましく、99モル%以上がさらに好ましい。一方、EVOH(A)のケン化度の上限は、100モル%が好ましく、99.99モル%がより好ましい。ケン化度はJIS K6726に準じて測定される値である。
EVOH(A)のメルトフローレート(温度210℃、荷重2160gの条件下で、ASTM D1238に記載の方法で測定、以下、「メルトフローレート」を「MFR」と称することがある)は、下限としては0.5g/10分が好ましく、1.0g/10分がより好ましく、2.0g/10分がさらに好ましい。一方、MFRの上限としては、100g/10分が好ましく、50g/10分がより好ましく、25g/10分がさらに好ましい。MFRが上記の範囲の場合には、樹脂組成物の成形性や加工性が向上する。
EVOH(A)は、エチレンとビニルエステル及びそのケン化物以外の他の単量体由来の単位を有していてもよい。EVOH(A)が前記他の単量体単位を有する場合、EVOH(A)の全構造単位に対する前記他の単量体単位の含有量は30モル%以下が好ましく、20モル%以下がより好ましく、10モル%以下がさらに好ましく、5モル%以下が特に好ましい。また、EVOH(A)が上記他の単量体由来の単位を有する場合、その下限値は0.05モル%であってもよいし0.10モル%であってもよい。前記他の単量体としては、例えば、プロピレン、ブチレン、ペンテン、ヘキセン等のアルケン;3−アシロキシ−1−プロペン、3−アシロキシ−1−ブテン、4−アシロキシ−1−ブテン、3,4−ジアシロキシ−1−ブテン、3−アシロキシ−4−メチル−1−ブテン、4−アシロキシ−2−メチル−1−ブテン、4−アシロキシ−3−メチル−1−ブテン、3,4−ジアシロキシ−2−メチル−1−ブテン、4−アシロキシ−1−ペンテン、5−アシロキシ−1−ペンテン、4,5−ジアシロキシ−1−ペンテン、4−アシロキシ−1−ヘキセン、5−アシロキシ−1−ヘキセン、6−アシロキシ−1−ヘキセン、5,6−ジアシロキシ−1−ヘキセン、1,3−ジアセトキシ−2−メチレンプロパン等のエステル基を有するアルケン又はそのケン化物;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸等の不飽和酸又はその無水物、塩、又はモノ若しく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;アクリルアミド、メタクリルアミド等のアミド;ビニルスルホン酸、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又はその塩;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等ビニルシラン化合物;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、塩化ビニリデン等が挙げられる。EVOH(A)は、ウレタン化、アセタール化、シアノエチル化、オキシアルキレン化等の手法で後変性されていてもよい。
EVOH(A)の製造方法としては、例えば、公知の方法に従って、エチレン−ビニルエステル共重合体を製造し、次いで、これをケン化することによってEVOH(A)を製造することができる。エチレン−ビニルエステル共重合体は、例えば、エチレンとビニルエステルとを、メタノール、t−ブチルアルコール、ジメチルスルホキシド等の有機溶媒中、加圧下に、過酸化ベンゾイル、アゾビスイソブチロニトリル等のラジカル重合開始剤を用いて重合させることによって得られる。原料のビニルエステルとしては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニルなどを使用することができるが、これらの中でも酢酸ビニルが好ましい。エチレン−ビニルエステル共重合体のケン化には、酸触媒またはアルカリ触媒を使用することができる。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。
このようにしてEVOH(A)を含む溶液を得て、その後、溶媒が除去される。溶媒を除去する方法は、溶媒の含有率を下げることができる方法であればよく、特に限定されない。EVOH溶液を水などの貧溶媒中に押し出して凝固させることによって、溶媒の含有量を低下させて固化させることができる。また、押出機やニーダ中において、機械的に水を絞り出したり、ベントから水蒸気を蒸発させたりしてもよい。このようにして溶媒を除去した後で、切断されてEVOH(A)ペレットが得られる。切断してEVOH(A)ペレットを得る方法は特に限定されない。凝固させた含水状態のストランドをカッターで切断することもできるし、押出機やニーダ中で含水率を減少させたものを、流動状態のままでホットカッターやアンダーウォーターカッターで切断することもできる。
[二価金属水酸化物(B)]
本発明の樹脂組成物は、二価金属水酸化物(B)を5ppm以上5000ppm以下含む。二価金属水酸化物(B)の含有量は10ppm以上が好ましく、15ppm以上がより好ましく、20ppm以上がさらに好ましい。二価金属水酸化物(B)の含有量が5ppm未満であると、溶融成形時のロングラン性が悪化する傾向となる。また、二価金属水酸化物(B)の含有量は3000ppm以下が好ましく、2500ppm以下がより好ましく、1500ppm以下がさらに好ましく、400ppm以下が特に好ましい。二価金属水酸化物(B)の含有量が5000ppm超であると、長時間の溶融成形における色相が悪化する傾向となる。
本発明の樹脂組成物が、後述するPA(D)を含まない場合、溶融成形時のロングラン性の観点から本発明の樹脂組成物における二価金属水酸化物(B)の含有量は10ppm以上が好ましく、15ppm以上がより好ましく、20ppm以上がさらに好ましい。また、後述するPA(D)を含まない場合、長時間の溶融成形における色相の観点から二価金属水酸化物(B)の含有量は1500ppm以下が好ましく、1100ppm以下がより好ましく、400ppm以下がさらに好ましい。なお、本発明の樹脂組成物が後述するPA(D)を含まない場合、二価金属水酸化物(B)の代わりに二価金属酢酸塩のような脂肪酸二価金属塩を用いると、色相が悪化する傾向となる。
本発明の樹脂組成物が、後述するPA(D)を含む場合、溶融成形時のロングラン性の観点から二価金属水酸化物(B)の含有量は30ppm以上が好ましく、50ppm以上がより好ましく、70ppm以上がさらに好ましい。また、長時間の溶融成形における色相の観点から二価金属水酸化物(B)の含有量は、3500ppm以下が好ましく、2800ppm以下がより好ましく、1100ppm以下がさらに好ましく、500ppm以下が特に好ましい。なお、本発明の樹脂組成物が後述するPA(D)を含む場合、二価金属水酸化物(B)の代わりに二価金属酢酸塩のような二価金属カルボン酸塩を用いると、レトルト処理後の外観が悪化する傾向となる。
本発明の樹脂組成物において、二価金属水酸化物(B)の二価金属原子換算の含有量は2ppm以上3500ppm以下が好ましい。前記二価金属原子換算の含有量が上記範囲にあることで、溶融成形時のロングラン性に優れるとともに、長時間の溶融成形においても色相に優れる傾向となる。前記二価金属原子換算の含有量は4ppm以上が好ましく、6ppm以上がより好ましく、8ppm以上がさらに好ましい。また、前記二価金属原子換算の含有量は、1500ppm以下が好ましく、1000ppm以下がより好ましく、400ppm以下がさらに好ましい。
本発明の樹脂組成物において、後述するPA(D)を含まない場合、前記二価金属原子換算の含有量は2ppm以上2000ppm以下が好ましい。前記二価金属原子換算の含有量が上記範囲にあることで、溶融成形時のロングラン性に優れるとともに、長時間の溶融成形においても色相に優れる傾向となる。前記二価金属原子換算の含有量は、4ppm以上が好ましく、6ppm以上がより好ましく、8ppm以上がさらに好ましい。一方、前記二価金属原子換算の含有量は、1500ppm以下が好ましく、600ppm以下がより好ましく、100ppm以下がさらに好ましい。
また、本発明の樹脂組成物が、後述するPA(D)を含む場合、前記二価金属原子換算の含有量は、12ppm以上が好ましく、20ppm以上がより好ましく、32ppm以上がさらに好ましい。一方、前記二価金属原子換算の含有量は、1400ppm以下が好ましく、1100ppm以下がより好ましく、450ppm以下がさらに好ましく、200ppm以下が特に好ましい。
二価金属水酸化物(B)のアスペクト比は、特に限定されないが、3以上500以下が好ましい。二価金属水酸化物(B)のアスペクト比は8以上がより好ましく、12以上がさらに好ましく、25以上が特に好ましい。また、二価金属水酸化物(B)のアスペクト比は400以下がより好ましく、300以下がさらに好ましく、100以下が特に好ましい。二価金属水酸化物(B)のアスペクト比が上記範囲であると、高湿度下におけるガスバリア性が良好となる傾向にある。その理由は定かではないが、この傾向は、低湿度下でのガスバリア性評価からは得られない、特異な傾向である。なお、アスペクト比は、SEM法によりSEM写真中の任意の100個の結晶の一次粒子幅(長径)と一次粒子厚み(短径)の測定値の算術平均から求めた値である。
二価金属水酸化物(B)を構成する二価金属原子としては特に限定されないが、マグネシウム、カルシウム、鉄および亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい。中でも、長時間の溶融成形におけるロングラン性の観点から、二価金属水酸化物(B)を構成する二価金属原子が、マグネシウム、カルシウムおよび亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも1種であることがより好ましく、マグネシウムおよびカルシウムからなる群より選ばれる少なくとも1種であることがさらに好ましく、マグネシウムであることが特に好ましい。
二価金属水酸化物(B)としては、上記二価金属原子を含む水酸化物が挙げられ、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化鉄および水酸化亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい。中でも、長時間の溶融成形におけるロングラン性の観点から、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムおよび水酸化亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも1種であることがより好ましく、水酸化マグネシウムおよび水酸化カルシウムからなる群より選ばれる少なくとも1種であることがさらに好ましく、水酸化マグネシウムであることが特に好ましい。
二価金属水酸化物(B)を構成する全金属原子におけるマグネシウム、カルシウム及び亜鉛からなる群より選ばれる1種の金属原子の割合が80モル%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましく、95%以上であることがさらに好ましく、二価金属水酸化物(B)を構成する金属原子は実質的にマグネシウム、カルシウム及び亜鉛からなる群より選ばれる1種の金属原子のみからなることが特に好ましい。このことにより、長時間の溶融成形におけるロングラン性に優れる利点を有する。中でも、二価金属水酸化物(B)を構成する全金属原子におけるマグネシウム原子の割合が80モル%以上であることが好ましく、90%以上であることがより好ましく、95%以上であることがさらに好ましく、二価金属水酸化物(B)を構成する金属原子は実質的にマグネシウム原子のみからなることが特に好ましい。マグネシウム原子の割合が80モル%以上であることで、長時間の溶融成形におけるロングラン性に特に優れる傾向となる。
[一価金属化合物(C)]
本発明の樹脂組成物は、一価金属化合物(C)を含み、二価金属水酸化物(B)の二価金属原子換算量に対する一価金属化合物(C)の一価金属原子換算量の質量比C/Bが0.025〜100である。前記質量比C/Bは0.2以上が好ましく、1.0以上がより好ましく、1.5以上がさらに好ましく、2.0以上が特に好ましい。前記質量比C/Bが0.025未満であると、溶融成形時のロングラン性が悪化する傾向となる。また、前記質量比C/Bは80以下が好ましく、60以下がより好ましく、50以下がさらに好ましく、30以下が特に好ましい。前記質量比C/Bが100超であると、長時間の溶融成形における色相が悪化する傾向となる。
また、本発明の樹脂組成物が、後述するPA(D)を含まない場合、前記質量比C/Bは、0.05以上が好ましく、0.2以上がより好ましく、0.3以上がさらに好ましく、1.2以上が特に好ましく、2.5以上が最も好ましい。また、前記質量比C/Bは80以下が好ましく、60以下がより好ましく、50以下がさらに好ましい。前記質量比C/Bが100超であると、長時間の溶融成形において色相が悪化する傾向となる。
また、本発明の樹脂組成物が、後述するPA(D)を含む場合、前記質量比C/Bは、0.05以上が好ましく、0.2以上がより好ましく、0.3以上がさらに好ましく、1.2以上が特に好ましく、2.0以上が最も好ましい。また、前記質量比C/Bは80以下が好ましく、60以下がより好ましく、50以下がさらに好ましい。前記質量比C/Bが100超であると、長時間の溶融成形において色相が悪化する傾向となる。
本発明の樹脂組成物における一価金属化合物(C)の一価金属原子換算の含有量は5ppm以上が好ましく、30ppm以上がより好ましく、50ppm以上がさらに好ましく、80ppm以上が特に好ましい。前記一価金属原子換算の含有量が5ppm以上であると溶融成形時のロングラン性が良好となる傾向となる。また、前記一価金属原子換算の含有量は1000ppm以下が好ましく、750ppm以下がより好ましく、500ppm以下がさらに好ましく、250ppm以下が特に好ましい。前記一価金属原子換算の含有量が1000ppm以下であると、長時間溶融成形における色相の悪化を抑制できる傾向となる。
一価金属化合物(C)を構成する一価金属原子としては特に限定されないが、ナトリウム、カリウム、リチウム、ルビジウムおよびセシウムからなる群より選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい。中でも、溶融成形時のロングラン性の観点から、一価金属化合物(C)を構成する一価金属原子が、ナトリウムおよびカリウムからなる群より選ばれる少なくとも1種であることがさらに好ましく、ナトリウムであることが特に好ましい。
一価金属化合物(C)の具体例としては、上記一価金属原子を含む脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン酸、トリカルボン酸、テトラカルボン酸、ヒドロキシカルボン酸、ケトジカルボン酸、アミノ酸などの有機酸の塩;硫酸、亜硫酸、炭酸、リン酸等の無機酸の塩、金属錯体などが挙げられる。例えば、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸リチウム、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などが挙げられる。中でも酢酸ナトリウム、酢酸カリウムおよびリン酸ナトリウムからなる群より選ばれる少なくとも1種が好適である。
[カルボン酸]
本発明の樹脂組成物は、カルボン酸を含むことが好ましい。カルボン酸としては、炭素数1〜7の低級脂肪酸および炭素数8〜30の高級脂肪酸からなる群より選ばれる少なくとも1種が好適に採用され、前記低級脂肪酸と前記高級脂肪酸の両方を含むことがより好ましい。炭素数1〜7の低級脂肪酸としては、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。これらの中でも、コスト、入手の容易さ等の観点から、酢酸が好ましい。また、炭素数8〜30の高級脂肪酸としては、ステアリン酸、ラウリン酸、モンタン酸、ベヘン酸、オクチル酸、セバシン酸、リシノール酸、ミリスチン酸、パルミチン酸などが例示される。これらの中でも、分散性の観点から、ステアリン酸が好ましい。
本発明の樹脂組成物に含まれるカルボン酸の含有量としては特に限定されないが、0.1ppm以上2000ppm以下が好ましい。カルボン酸の含有量が上記範囲にあることで、長時間溶融成形における色相の悪化を抑制できる利点を有する。特に、前記低級脂肪酸の含有量は、10ppm以上がより好ましく、30ppm以上がさらに好ましく、50ppm以上が特に好ましく、80ppm以上が最も好ましい。一方、前記低級脂肪酸の含有量は、1500ppm以下がより好ましく、1000ppm以下がさらに好ましく、500ppm以下が特に好ましい。
本発明の樹脂組成物は、前記カルボン酸として高級脂肪酸を含み、前記高級脂肪酸の含有量が0.1ppm以上250ppm以下が好ましい。前記高級脂肪酸の含有量が上記範囲にあることで、二価金属水酸化物(B)の分散性を向上する利点を有する。前記高級脂肪酸の含有量は、0.2ppm以上がより好ましく、0.5ppm以上がさらに好ましく、1ppm以上が特に好ましい。一方、前記高級脂肪酸の含有量は、200ppm以下がより好ましく、100ppm以下がさらに好ましく、50ppm以下が特に好ましい。
[リン酸化合物]
本発明の樹脂組成物は、リン酸化合物を含むことが好ましい。リン酸化合物としては、リン酸、亜リン酸などの各種の酸やその塩などが例示される。リン酸塩としては第一リン酸塩、第二リン酸塩、第三リン酸塩のいずれの形で含まれていてもよく、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。中でもリン酸二水素ナトリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸水素二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。
本発明の樹脂組成物に含まれるリン酸化合物の含有量としては特に限定されないが、リン酸根換算で1ppm以上1000ppm以下が好ましい。前記リン酸化合物の含有量が上記範囲にあることで、長時間溶融成形における色相の悪化を抑制できる利点を有する。前記リン酸化合物の含有量は、3ppm以上がより好ましく、5ppm以上がさらに好ましく、10ppm以上が特に好ましい。一方、前記リン酸化合物の含有量は、800ppm以下がより好ましく、500ppm以下がさらに好ましく、300ppm以下が特に好ましい。
[PA(D)]
本発明の樹脂組成物は、PA(D)を含む態様であることも好ましい。PA(D)を含むことにより、溶融成形時のロングラン性に優れるとともに、長時間の溶融成形においても色相に優れ、さらにレトルト処理等の熱水処理を行った後においても外観に優れる(耐レトルト性)効果を奏する。PA(D)としては、ポリカプロアミド(ナイロン6)、ポリ−ω−アミノヘプタン酸(ナイロン7)、ポリ−ω−アミノノナン酸(ナイロン9)、ポリウンデカンアミド(ナイロン11)、ポリラウリルラクタム(ナイロン12)、ポリエチレンジアミンアジパミド(ナイロン26)、ポリテトラメチレンアジパミド(ナイロン46)、ポリヘキサメチレンアジパミド(ナイロン66)、ポリヘキサメチレンセバカミド(ナイロン610)、ポリヘキサメチレンドデカミド(ナイロン612)、ポリオクタメチレンアジパミド(ナイロン86)、ポリデカメチレンアジパミド(ナイロン106)、カプロラクタム/ラウリルラクタム共重合体(ナイロン6/12)、カプロラクタム/ω−アミノノナン酸共重合体(ナイロン6/9)、カプロラクタム/ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート共重合体(ナイロン6/66)、ラウリルラクタム/ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート共重合体(ナイロン12/66)、エチレンジアンモニウムアジペート/ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート共重合体(ナイロン26/66)、カプロラクタム/ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート/ヘキサメチレンジアンモニウムセバケート共重合体(ナイロン6/66/610)、エチレンジアンモニウムアジペート/ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート/ヘキサメチレンジアンモニウムセバケート共重合体(ナイロン26/66/610)、ポリヘキサメチレンイソフタルアミド(ナイロン6I)、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド(ナイロン6T)、ヘキサメチレンイソフタルアミド/ヘキサメチレンテレフタルアミド共重合体(ナイロン6I/6T)、11−アミノウンデカンアミド/ヘキサメチレンテレフタルアミド共重合体、ポリノナメチレンテレフタルアミド(ナイロン9T)、ポリデカメチレンテレフタルアミド(ナイロン10T)、ポリヘキサメチレンシクロヘキシルアミド、ポリノナメチレンシクロヘキシルアミドあるいはこれらのポリアミドをメチレンベンジルアミン、メタキシレンジアミンなどの芳香族アミンで変性したものが挙げられる。また、メタキシリレンジアンモニウムアジペートなども挙げられる。
これらの中でも、レトルト処理等の熱水処理後の外観性向上の観点から、カプロアミドを主体とするポリアミド樹脂であることが好ましく、具体的には、PA(D)の構成単位の75モル%以上がカプロアミド単位であることが好ましい。中でも、EVOH(A)との相溶性の観点から、PA(D)がナイロン6であることが好ましい。
PA(D)の重合方法としては、特に限定されず、例えば、溶融重合、界面重合、溶液重合、塊状重合、固相重合、またはこれらを組み合わせた方法等、公知の方法を採用することができる。
本発明の樹脂組成物がPA(D)を含む場合、EVOH(A)とPA(D)との質量比(A/D)は55/45〜99/1が好ましい。前記質量比(A/D)が55/45未満の場合、長時間の溶融成形において色相が悪化するおそれがあり、60/40以上がより好ましく、70/30以上がさらに好ましく、80/20以上が特に好ましい。一方、前記質量比(A/D)が99/1を超える場合、レトルト処理等の熱水処理後の外観が不十分なものとなるおそれがあり、95/5以下がより好ましい。
本発明の樹脂組成物がPA(D)を含む場合、EVOH(A)を含むマトリックス相とPA(D)を含む分散相とを備え、前記PA(D)を含む分散相の平均分散粒径が2μm以下であることが好ましい。PA(D)を含む分散相の平均分散粒径とは、マトリックス相であるEVOH(A)中に分散している分散相の平均分散粒径のことを表す。分散相は、実質的にPA(D)のみからなるが、PA(D)以外の樹脂が分散相に含まれていても構わない。分散相に含まれるPA(D)以外の樹脂の含有量は、通常、50質量%以下である。ここで、平均分散粒径は、電子顕微鏡を用いて視野に入る100個のPA(D)を含む分散相の粒径を観察し、その平均値を平均分散粒径として算出されるものである。粒子が楕円形等の円形以外の形状をしている場合には、長径の値を用いて算出される。PA(D)を含む分散相の平均分散粒径が2μm以下であるとレトルト処理後の外観に優れる傾向となり、前記平均分散粒径は1μm以下がより好ましく、0.5μm以下がさらに好ましく、0.2μm以下が特に好ましい。PA(D)を含む分散相の平均分散粒径は、0.01μm以上であってよい。PA(D)の分散粒径は、EVOH(A)、二価金属水酸化物(B)、一価金属化合物(C)、PA(D)の添加方法や添加順序、混練時の樹脂温度、スクリュー構成、スクリュー回転数、滞留時間などを変更することによって好適な範囲に調整できる。
本発明の樹脂組成物を構成する熱可塑性樹脂としては、EVOH(A)以外に上記PA(D)を含むことが好適な実施態様であるが、本発明の効果を阻害しない範囲でEVOH(A)とPA(D)以外のその他の熱可塑性樹脂が含まれていてもよい。当該その他の熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン;ポリエステル;ポリスチレン;ポリ塩化ビニル;アクリル系樹脂;ポリウレタン;ポリカーボネート;ポリ酢酸ビニル等の熱可塑性樹脂が挙げられる。当該その他の熱可塑性樹脂の含有量は、通常、5質量%未満である。本発明の樹脂組成物がPA(D)を含まない場合、本発明の樹脂組成物を構成する熱可塑性樹脂としては、EVOH(A)に由来するガスバリア性の効果をより発揮できる観点から、90質量%以上がEVOH(A)であることが好ましく、97質量%以上がEVOH(A)であることがより好ましく、99質量%以上がEVOH(A)であることがさらに好ましく、実質的にEVOH(A)のみからなることが特に好ましい。本発明の樹脂組成物がPA(D)を含む場合、本発明の樹脂組成物を構成する熱可塑性樹脂としては、レトルト処理後の外観特性をより向上させる観点から、95質量%以上がEVOH(A)及びPA(D)であることが好ましく、97質量%以上がEVOH(A)及びPA(D)であることがより好ましく、99質量%以上がEVOH(A)及びPA(D)であることがさらに好ましく、実質的にEVOH(A)及びPA(D)のみからなることが特に好ましい。
本発明の樹脂組成物には、本発明の効果を阻害しない範囲で、上記以外の各種添加剤が配合されていてもよい。このような添加剤の例としては、酸化防止剤、可塑剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、滑剤、着色剤、フィラー、他の樹脂等が挙げられ、具体的には下記のものが挙げられる。添加剤の含有量は、通常、10質量%以下であり、5質量%以下が好適であり、1質量%以下がより好適である。
酸化防止剤:2,5−ジ−t−ブチルハイドロキノン、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、4,4’−チオビス−(6−t−ブチルフェノール)、2,2’−メチレン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、オクタデシル−3−(3’,5’−ジ−t−ブチル−4’−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、4,4’−チオビス−(6−t−ブチルフェノール)等
可塑剤:フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジオクチル、ワックス、流動パラフィン、リン酸エステル等
紫外線吸収剤:エチレン−2−シアノ−3,3’−ジフェニルアクリレート、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−5’−メチルフェニル)ベンゾトリアゾール、2−(2’−ヒドロキシ−3’−t−ブチル−5’−メチルフェニル)5−クロロベンゾトリアゾール、2−ヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン、2,2’−ジヒドロキシ−4−メトキシベンゾフェノン等
帯電防止剤:ペンタエリスリトールモノステアレート、ソルビタンモノパルミテート、硫酸化ポリオレフィン類、ポリエチレンオキシド等
滑剤:エチレンビスステアロアミド、ブチルステアレート等
本発明の樹脂組成物が、PA(D)を含まない場合、本発明の樹脂組成物においてEVOH(A)、二価金属水酸化物(B)及び一価金属化合物(C)が占める割合は、95質量%以上が好ましく、98質量%以上がより好ましく、99質量%以上がさらに好ましく、本発明の樹脂組成物は実質的にEVOH(A)、二価金属水酸化物(B)及び一価金属化合物(C)のみからなることが特に好ましい。また、本発明の樹脂組成物がPA(D)を含む場合、本発明の樹脂組成物においてEVOH(A)、二価金属水酸化物(B)、一価金属化合物(C)及びPA(D)が占める割合は、95質量%以上が好ましく、98質量%以上がより好ましく、99質量%以上がさらに好ましく、本発明の樹脂組成物は実質的にEVOH(A)、二価金属水酸化物(B)、一価金属化合物(C)及びPA(D)のみからなることが特に好ましい。
本発明の樹脂組成物の製造方法は特に限定されず、EVOH(A)に対し、二価金属水酸化物(B)、一価金属化合物(C)、及びカルボン酸等の各種添加剤を添加して溶融混練することによって調製することが好ましい。PA(D)を含む場合、EVOH(A)とPA(D)とをドライブレンドした後に溶融混練することによって調製することが好ましい。具体的には、ニーダールーダー、押出機、ミキシングロール、バンバリーミキサーなどの既知の混合装置または混練装置を使用して行うことができる。溶融混練時の温度は、通常、110〜300℃である。二価金属水酸化物(B)、一価金属化合物(C)及び各種添加剤は、予めEVOH(A)又はPA(D)に含有されていても構わない。
本発明の樹脂組成物は、ペレット、粉末などの任意の形態であってよく、安定に溶融成形できる観点からペレットが好ましい。EVOH(A)がペレットである場合、一価金属化合物(C)、及びカルボン酸等の各種添加剤を含む溶液にEVOH(A)ペレットを浸漬させ、乾燥することで乾燥EVOH(A)ペレットを得てから、二価金属水酸化物(B)とドライブレンドする方法が好適に採用される。乾燥EVOH(A)ペレットの含水率としては、溶融成形する際の不具合を防ぐ観点から、1質量%以下が好ましく、0.5質量%以下がより好ましい。カルボン酸として、炭素数1〜7の低級脂肪酸や炭素数8〜30の高級脂肪酸を用いる場合、前記低級脂肪酸が前記溶液に含まれることが好ましく、前記高級脂肪酸は、乾燥EVOH(A)ペレットと二価金属水酸化物(B)とをドライブレンドする際に添加することが好ましい。
本発明の樹脂組成物の用途としては、例えば、押出成形品、フィルムまたはシート(特に延伸フィルムまたは熱収縮フィルム)、熱成形品、壁紙または化粧板、パイプまたはホース、異形成形品、押出ブロー成形品、射出成形品、フレキシブル包装材、容器(特にレトルト容器)などが挙げられる。成形品が多層構造体である場合は、共押出フィルムまたは共押出シート、熱収縮フィルム、容器(特に共押出ブロー成形容器、共射出成形容器、レトルト容器)、パイプ(特に燃料パイプまたは温水循環用パイプ)、ホース(特に燃料ホース)などが好ましい。
本発明の成形品が、本発明の樹脂組成物からなる層を含む多層構造体である場合、かかる多層構造体は、本発明の樹脂組成物からなる層とは異なる他の層とを積層して形成される。本発明の多層構造体の層構成としては、本発明の樹脂組成物以外の重合体からなる層をx層、本発明の樹脂組成物からなる層をy層、接着性重合体層をz層とすると、x/y、x/y/x、x/z/y、x/z/y/z/x、x/y/x/y/x、x/z/y/z/x/z/y/z/x等が例示される。複数のx層を設ける場合は、その種類は同じであっても異なっていてもよい。また、成形時に発生するトリム等のスクラップからなる回収重合体を用いた層を別途設けてもよいし、回収重合体を他の重合体からなる層にブレンドしてもよい。当該多層構造体の各層の厚さ構成は、特に限定されるものではないが、成形性及びコスト等の観点から、全層厚さに対するy層の厚さ比は2〜20%が好ましい。
上記のx層に使用される重合体としては、加工性等の観点から熱可塑性重合体が好ましい。かかる熱可塑性重合体としては、例えば次の重合体が挙げられる。
・ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン又はプロピレン共重合体(エチレン又はプロピレンと次の単量体の少なくとも1種との共重合体:1−ブテン、イソブテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン等のα−オレフィン;イタコン酸、メタクリル酸、アクリル酸、無水マレイン酸等の不飽和カルボン酸、その塩、その部分又は完全エステル、そのニトリル、そのアミド、その無水物;ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ビニルブチレート、ビニルオクタノエート、ビニルドデカノエート、ビニルステアレート、ビニルアラキドネート等のカルボン酸ビニルエステル類;ビニルトリメトキシシラン等のビニルシラン系化合物;不飽和スルホン酸又はその塩;アルキルチオール類;ビニルピロリドン類等);
・ポリ4−メチル−1−ペンテン、ポリ1−ブテン等のポリオレフィン;
・ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル;
・ポリε−カプロラクタム、ポリヘキサメチレンアジパミド、ポリメタキシリレンアジパミド等のポリアミド;
・ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネート、ポリアクリレート等。
かかる熱可塑性重合体層は無延伸のものであってもよいし、一軸もしくは二軸に延伸又は圧延されているものであっても構わない。
これらの熱可塑性重合体のうち、ポリオレフィンは耐湿性、機械的特性、経済性、ヒートシール性等の点で、また、ポリアミドやポリエステルは機械的特性、耐熱性等の点で好ましい。
一方、z層に使用される接着性重合体としては、各層間を接着できるものであればよく、ポリウレタン系又はポリエステル系の一液型又は二液型硬化性接着剤、カルボン酸変性ポリオレフィン重合体等が好ましい。カルボン酸変性ポリオレフィン重合体は、不飽和カルボン酸又はその無水物(無水マレイン酸等)を共重合成分として含むオレフィン系重合体又は共重合体;又は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又は共重合体にグラフトさせて得られるグラフト共重合体である。
共射出成形法や共押出成形法等で多層構造体を製造する場合は、接着性重合体はカルボン酸変性ポリオレフィン重合体がより好ましい。特に、x層がポリオレフィン重合体である場合、y層との接着性が良好となる。かかるカルボン酸変性ポリオレフィン重合体を構成するポリオレフィン重合体としては、例えば、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、超低密度ポリエチレン(VLDPE)等のポリエチレン;ポリプロピレン;共重合ポリプロピレン;エチレン−酢酸ビニル共重合体;エチレン−(メタ)アクリル酸エステル(メチルエステル又はエチルエステル)共重合体等が挙げられる。一方、ドライラミネート法で多層構造体を製造する場合には、ポリウレタン系の二液型硬化性接着剤がより好ましい。この場合、x層に多様な重合体を用いることができるため、多層構造体の機能をより高度なものにすることができる。
前記多層構造体を得る方法としては、例えば押出ラミネート法、ドライラミネート法、共射出成形法、共押出成形法等が挙げられる。共押出成形法としては、共押出ラミネート法、共押出シート成形法、共押出パイプ成形法、共押出チューブ成形法、共押出インフレーション成形法、共押出ブロー成形法等が挙げられる。
このようにして得られた前記多層構造体のシート、フィルム、パリソン等を、含有される重合体の融点以下の温度で再加熱し、絞り成形等の熱成形法、ロール延伸法、パンタグラフ式延伸法、インフレーション延伸法、ブロー成形法等により一軸又は二軸延伸して、延伸された成形物を得ることもできる。
このようにして得られる本発明の樹脂組成物を含む成形品は、ロングラン性に優れるとともに、色相に優れ、特にPA(D)を含む場合に、さらにレトルト処理等の熱水処理後の外観に優れる効果を奏する。
以下、本発明を実施例と比較例とを挙げて具体的に説明するが、本発明は以下に示す実施例に限定されない。なお、測定、算出及び評価の方法はそれぞれ以下の方法に従った。
<使用した原料>
[二価金属水酸化物(B)]
・B−1:水酸化マグネシウム(富士フィルム和光純薬株式会社製、アスペクト比10)
・B−2:水酸化マグネシウム(富士フィルム和光純薬株式会社製、アスペクト比23)
・B−3:水酸化マグネシウム(富士フィルム和光純薬株式会社製、粉末)
・B−4:KISUMA(登録商標)10A(協和化学工業株式会社製、水酸化マグネシウム、アスペクト比67)
・B−5:KISUMA(登録商標)5A(協和化学工業株式会社製、水酸化マグネシウム、アスペクト比4)
・B−6:水酸化カルシウム(富士フィルム和光純薬株式会社製)
・B−7:水酸化亜鉛(純正化学株式会社製)
[金属化合物(B’)]
・B’−8:水酸化アルミニウム(富士フィルム和光純薬株式会社製)
・B’−9:酢酸マグネシウム(富士フィルム和光純薬株式会社製)
・B’−10:ステアリン酸マグネシウム(富士フィルム和光純薬株式会社製)
上記二価金属水酸化物(B)及び上記金属化合物(B’)に記載されるアスペクト比は、SEM法によりSEM写真中の任意の100個の結晶の一次粒子幅(長径)と一次粒子厚み(短径)の測定値の算術平均から求めた値である。
[一価金属化合物(C)]
・C−1:酢酸ナトリウム
・C−2:酢酸カリウム
[ポリアミド(D)]
・D−1:ナイロン6(宇部興産株式会社製)
[カルボン酸]
・低級脂肪酸:酢酸
・高級脂肪酸:ステアリン酸
[リン酸化合物]
・リン酸
<評価方法1>
(1−1)金属原子及びリンの定量
実施例1−1〜1−18及び比較例1−1〜1−7で得られた樹脂組成物ペレット0.5gをアクタック社製のテフロン(登録商標)製耐圧容器に添加し、富士フィルム和光純薬株式会社製の精密分析用硝酸5mLを添加した。30分放置後、ラプチャーディスク付きキャップリップにて容器に蓋をし、アクタック社製のマイクロウェーブ高速分解システム「スピードウェーブ MWS−2」にて150℃10分、次いで180℃10分の条件で分解処理を行った。樹脂組成物ペレットの分解が不十分な場合は、処理条件を適宜調節した。分解処理後の内容物を、10mLのイオン交換水で希釈し、すべての液を50mLのメスフラスコに移しとり、イオン交換水で定容し分解溶液を得た。上記の分解溶液を、パーキンエルマージャパン社製のICP発光分光分析装置「Optima 4300 DV」を用いて測定し、各金属化合物の金属原子換算量及びリン酸化合物のリン原子換算の含有量を定量した。
(1−2)カルボン酸の定量
実施例1−1〜1−18及び比較例1−1〜1−7で得られた樹脂組成物ペレット10gと純水50mLを共栓付き100mL三角フラスコに投入し、冷却コンデンサーを付け、95℃で8時間撹拌し、抽出液を得た。得られた抽出液を20℃まで冷却した後、フェノールフタレインを指示薬として、0.02mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液で滴定することにより、酸量を算出した。得られた酸量から上記で定量したリン酸化合物由来の酸量を除いたものを、カルボン酸量の当量とし、用いたカルボン酸の分子量から樹脂組成物中に含まれるカルボン酸の量を定量した。
(1−3)ロングラン性評価
実施例1−1〜1−18及び比較例1−1〜1−7で得られた樹脂組成物ペレットを用い、単軸押出装置(株式会社東洋精機製作所、D2020、D(mm)=20、L/D=20、圧縮比=3.5、スクリュー:フルフライト)にて20μmの単層フィルムを連続的に作製した。押出条件は以下のとおりである。
押出温度:210℃
ダイス幅:30cm
引取りロール温度:80℃
スクリュー回転数:40rpm
引取りロール速度:3.1m/分
製膜開始から30分後と8時間後に得られた単層フィルムを10cm×10cmにサンプリングして目視で確認可能(約50μm以上)なブツ個数を目視でカウントした。下記式を用いてゲル状ブツの増加率を算出し、以下の判定基準により評価した。以下の判定基準のうち、A、B及びCが使用可能なレベルである。
ゲル状ブツの増加率=(製膜開始から8時間後に得られた単層フィルム10cm中のゲル状ブツ個数)/(製膜開始から30分後に得られた単層フィルム10cm中のゲル状ブツ個数)
判定:基準
A :ゲル状ブツの増加率2未満
B :ゲル状ブツの増加率2以上4未満
C :ゲル状ブツの増加率4以上6未満
D :ゲル状ブツの増加率6以上8未満
E :ゲル状ブツの増加率8以上
(1−4)色相
実施例1−1〜1−18及び比較例1−1〜1−7で得られた樹脂組成物ペレットを用い、上記評価方法「(1−3)ロングラン性評価」に記載される製膜方法の通り、厚み20μmの単層フィルムを作製し、製膜開始から1時間後のフィルムを直径9cmの紙管に20m巻き取った。巻き取ったロールの幅方向中央部のYI値(YI)とフィルム端部から3cm位置のYI値(YI)を色差計NF−902(日本電色工業株式会社製)でJIS K 7373に記載の方法に準じて測定し、下記式を用いてフィルム中央部と端部のYI比率を算出し、以下の判定基準により評価した。以下の判定基準のうち、A、B及びCが使用可能なレベルである。
YI比率=(YI−YI)/YI
判定:基準
A :YI比率が1.0未満
B :YI比率が1.0以上1.5未満
C :YI比率が1.5以上2.0未満
D :YI比率が2.0以上2.5未満
E :YI比率が2.5以上
(1−5)酸素透過度(OTR)
実施例1−1〜1−18及び比較例1−1〜1−7で得られた樹脂組成物ペレットを用い、上記評価方法「(1−3)ロングラン性評価」に記載される製膜方法の通り、厚み20μmの単層フィルムを作製し、得られた単層フィルムについて、MOCON INC.製の酸素透過率測定装置「OX−TRAN2/20型」(検出限界値0.01cc・20μm/(m・day・atm))を用いて温度20℃、湿度85%RHの条件下でJIS K 7126(等圧法)に記載の方法に準じて測定した。以下の基準にて酸素バリア性を判定した。以下の判定基準のうち、A、B及びCが使用可能なレベルである。
判定:基準
A :1.1未満
B :1.1以上1.3未満
C :1.3以上1.5未満
D :1.5以上
(単位は、cc・20μm/m・day・atm)
<実施例1−1>
エチレン単位含有量27モル%、ケン化度99.9モル%の含水EVOHペレットを、酢酸及び一価金属化合物(C−1)(酢酸ナトリウム)を含む水溶液に入れ25℃で6時間撹拌しながら浸漬した後、脱液し、熱風乾燥機(ヤマト科学株式会社製「DN6101」)にて80℃で4時間乾燥した後、120℃で40時間乾燥し、乾燥EVOHペレット(含水率0.25%)を得た。なお、酢酸及び一価金属化合物(C−1)を含む水溶液における酢酸及び一価金属化合物(C−1)の濃度は、本実施例で得られる樹脂組成物ペレット1−1における含有量が表1に記載の通りとなるよう、適宜調整した。
得られた乾燥EVOHペレットに対し、二価金属水酸化物(B−1)(富士フィルム和光純薬株式会社製、水酸化マグネシウム)24ppm、ステアリン酸1.2ppmをドライブレンドした後に、株式会社日本製鋼所製二軸押出機「TEX30α」(スクリュー径30mm)を用いて、溶融温度210℃、押出速度20kg/hrの条件で溶融押出を行い、押出したストランドを冷却槽で冷却固化した後に切断し、樹脂組成物ペレット1−1を得た。なお、L(スクリュー長)/D(スクリュー径)=3を有する順ズラシニーディングディスク(Forward kneading disk)を用いた。樹脂組成物ペレット1−1は、エチレン単位含有量27モル%、ケン化度99.9モル%のEVOHであるEVOH(A−1)、二価金属水酸化物(B−1)、一価金属化合物(C−1)、酢酸及びステアリン酸を含む樹脂組成物であり、得られた樹脂組成物ペレット1−1の含水率は0.20%であり、210℃、2160g荷重におけるメルトフローレートは3.9g/10分であった。
得られた樹脂組成物ペレット1−1について、上記評価方法「(1−1)〜(1−5)」に記載の方法に従って、金属原子の定量、カルボン酸の定量、ロングラン性評価、色相及び酸素透過度を測定した。なお、カルボン酸の定量結果については、原料で使用したカルボン酸量より算出した値を考慮した。結果を表1に示す。
<実施例1−2〜1−18、比較例1−2〜1−7>
表1に示す通り、二価金属水酸化物(B)の種類及び含有量、一価金属化合物(C)の含有量、カルボン酸の含有量及びリン酸の含有量を変更した以外は、実施例1と同様の方法で、実施例の樹脂組成物ペレット1−2〜1−18及び比較例の樹脂組成物ペレットC1−2〜C1−7を作製し、評価を行った。リン酸は、含水EVOHペレットを浸漬させる溶液にリン酸を混ぜ合わせて含有させた。評価結果を表1に示す。なお、リン酸を含む実施例1−18は、リン酸を含まない実施例1−8よりも色相が特に優れていた。
<比較例1−1>
エチレン単位含有量27モル%、ケン化度99.9モル%の含水EVOHペレットを、酢酸及び一価金属塩(C−1)を含む水溶液に入れ25℃で6時間撹拌しながら浸漬した後、脱液し、熱風乾燥機(ヤマト科学株式会社製「DN6101」)にて80℃で4時間乾燥した後、120℃で40時間乾燥し、乾燥EVOHペレット(含水率0.25%)を得た。なお、酢酸及び一価金属塩(C−1)を含む水溶液における酢酸及び一価金属塩(C−1)の濃度は、本比較例で得られる樹脂組成物ペレットC1−1における含有量が表1に記載の通りとなるよう、適宜調整した。
得られた乾燥EVOHペレットに対し、ステアリン酸1.2ppmをドライブレンドした後に、株式会社日本製鋼所社製二軸押出機「TEX30α」(スクリュー径30mm)を用いて、溶融温度210℃、押出速度20kg/hrの条件で溶融押出を行った。また、二軸押出機内で金属化合物(B’−9)を水溶液としたものを、樹脂組成物ペレットC1−1の金属濃度が表1に記載の濃度となるよう、液添ポンプで添加し、押出したストランドを冷却槽で冷却固化した後に切断し、樹脂組成物ペレットC1−1を得た。なお、前記液添ポンプよりも下流側に、スクリュー構成として順ズラシニーディングディスク(Forward kneading disk)がL(スクリュー長)/D(スクリュー径)=3を有するスクリューを用いた。樹脂組成物ペレットC1−1は、エチレン単位含有量27モル%、ケン化度99.9モル%のEVOHであるEVOH(A−1)、二価金属化合物(B’−9)、一価金属化合物(C−1)、酢酸及びステアリン酸を含む樹脂組成物であり、得られた樹脂組成物ペレットC1−1の含水率は0.20%であり、210℃、2160g荷重におけるメルトフローレートは3.9g/10分であった。得られた樹脂組成物ペレットC1−1について、実施例1と同様の方法で評価した。結果を表1に示す。
<評価方法2>
(2−1)ロングラン性評価
実施例2−1〜2−21及び比較例2−1〜2−6で得られた樹脂組成物ペレットを用い、単軸押出装置(株式会社東洋精機製作所、D2020、D(mm)=20、L/D=20、圧縮比=3.5、スクリュー:フルフライト)にて20μmの単層フィルムを連続的に作製した。押出条件は以下のとおりである。
押出温度:230℃
ダイス幅:30cm
引取りロール温度:80℃
スクリュー回転数:40rpm
引取りロール速度:3.1m/分
製膜開始から30分後と4時間後に得られた単層フィルムを10cm×10cmにサンプリングして目視で確認可能(約50μm以上)なブツ個数を目視でカウントした。下記式を用いてブツの増加率を算出し、以下の判定基準により評価した。以下の判定基準のうち、A、B及びCが使用可能なレベルである。
ブツの増加率=(製膜開始から4時間後に得られた単層フィルム10cm中のブツ個数)/(製膜開始から30分後に得られた単層フィルム10cm中のブツ個数)
判定:基準
A :ブツの増加率2未満
B :ブツの増加率2以上4未満
C :ブツの増加率4以上6未満
D :ブツの増加率6以上8未満
E :ブツの増加率8以上
(2−2)色相
実施例2−1〜2−21及び比較例2−1〜2−6で得られた樹脂組成物ペレットを用い、上記評価方法「(2−1)ロングラン性評価」に記載される製膜方法の通り、厚み20μmの単層フィルムを作製し、製膜開始から1時間後のフィルムを直径9cmの紙管に20m巻き取った。巻き取ったロールの幅方向中央部のYI値(YI)とフィルム端部から3cm位置のYI値(YI)を色差計NF−902(日本電色工業株式会社製)でJIS K 7373に記載の方法に準じて測定し、下記式を用いてフィルム中央部と端部のYI比率を算出し、以下の判定基準により評価した。以下の判定基準のうち、A、B及びCが使用可能なレベルである。
YI比率=(YI−YI)/YI
判定:基準
A :YI比率が1.0未満
B :YI比率が1.0以上1.5未満
C :YI比率が1.5以上2.0未満
D :YI比率が2.0以上2.5未満
E :YI比率が2.5以上
(2−3)耐レトルト性
実施例2−1〜2−21及び比較例2−1〜2−6で得られた樹脂組成物ペレットを用い、上記評価方法「(2−1)ロングラン性評価」に記載される製膜方法の通り、厚み20μmの単層フィルムを作製し、得られた単層フィルム、二軸延伸ナイロン6フィルム(ユニチカ社製の「エンブレム ONBC」、厚み15μm)及び無延伸ポリプロピレンフィルム(三井化学東セロ社製の「RXC−22」、厚み50μm)をそれぞれA4サイズにカットし、該単層フィルムの両面にドライラミネート用接着剤を塗布し、外層がナイロン6フィルム、内層が無延伸ポリプロピレンフィルムとなるようドライラミネートを実施し、80℃で3分間乾燥させて、3層からなる透明なラミネートフィルムを得た。上記ドライラミネート用接着剤としては三井化学株式会社の「タケラックA−520」を主剤、三井化学株式会社の「タケネートA−50」を硬化剤、希釈液として酢酸エチルを用いたものを使用した。該接着剤の塗布量は4.0g/mとし、ラミネ−ト後、40℃で3日間養生を実施した。
上記得られたラミネートフィルムを2枚用いて、12cm×12cm外寸の四方をシールしたパウチを作製した。内容物は水とした。これをレトルト装置(株式会社日阪製作所の高温高圧調理殺菌試験機「RCS−40RTGN」)を使用して、120℃で120分のレトルト処理を実施した。レトルト処理後、表面水を拭き20℃、65%RHの恒温恒湿の部屋で1日放置してから耐レトルト性の評価として、以下の基準で外観特性を判定した。以下の判定基準のうち、Aが使用可能なレベルである。
判定:基準
A :白化無し
B :スジ状の白化
C :パウチ表面の25%程度が白化
D :パウチ表面の半分が白化
E :パウチ表面のほぼ全面が白化
(2−4)酸素透過度(OTR)
実施例2−1〜2−21及び比較例2−1〜2−6で得られた樹脂組成物ペレットを用い、上記評価方法「(2−1)ロングラン性評価」に記載される製膜方法の通り、厚み20μmの単層フィルムを作製し、得られた単層フィルムについて、MOCON INC.製の酸素透過率測定装置「OX−TRAN2/20型」(検出限界値0.01cc・20μm/(m・day・atm))を用いて温度20℃、湿度85%RHの条件下でJIS K 7126(等圧法)に記載の方法に準じて測定した。以下の基準にて酸素バリア性を判定した。以下の判定基準のうち、A、B及びCが使用可能なレベルである。
判定:基準
A :2.1未満
B :2.1以上2.3未満
C :2.3以上2.5未満
D :2.5以上
(単位は、cc・20μm/m・day・atm)
(2−5)平均分散粒径
各実施例または比較例の樹脂組成物ペレットをエポキシ樹脂で包埋し、ウルトラミクロトームで横断方向の切片を作製した。得られた横断切片を5%リンタングステン酸水溶液に3分間電子染色したものを乾燥した後、日本電子株式会社製の透過型電子顕微鏡(TEM)「JEM2100F」を用いて観察倍率20,000倍で観察した。観察に際し、100個のPAの粒子について分散粒径を測定し、その平均値を平均分散粒径として算出した。なお、TEMでの観察にあたって、EVOHは写真の明コントラスト部分として、PAは暗コントラスト部分として観察された。
(実施例2−1)
エチレン単位含有量27モル%、ケン化度99.9モル%の含水EVOHペレットを、酢酸及び一価金属化合物(C−1)(酢酸ナトリウム)を含む水溶液に入れ、25℃で6時間撹拌しながら浸漬した後、脱液し、熱風乾燥器(ヤマト科学製DN6101)にて80℃で4時間乾燥した後、120℃で40時間乾燥し、乾燥EVOHペレット(含水率0.25%)を得た。なお、酢酸及び一価金属化合物(C−1)を含む水溶液における酢酸及び一価金属化合物(C−1)の濃度は、本実施例で得られる樹脂組成物ペレット2−1における含有量が表2に記載の通りとなるよう、適宜調整した。
得られた乾燥EVOHペレット90質量部及びPA(D−1)(UBE NYLON SF1018A)10質量部の合計100質量部に対して、108ppmの二価金属水酸化物(B−1)(水酸化マグネシウム、アスペクト比10)及び5.5ppmのステアリン酸を加えてドライブレンドした後に、株式会社日本製鋼所製二軸押出機「TEX30α」(スクリュー径30mm)を用いて、溶融温度230℃、押出速度20kg/hrの条件で溶融押出を行い、押出したストランドを冷却層で冷却固化した後に切断し、樹脂組成物ペレット2−1を得た。なお、押出機のスクリューとしては、L(スクリュー長)/D(スクリュー径)=3を有する順ズラシニーディングディスク(Forward kneading disk)を用いた。樹脂組成物ペレット2−1は、エチレン単位含有量27モル%、ケン化度99.9モル%のEVOHであるEVOH(A−1)、PA(D−1)、二価金属水酸化物(B−1)、一価金属化合物(C−1)、酢酸及びステアリン酸を含む樹脂組成物であり、樹脂組成物ペレット2−1の含水率は0.20%であり、230℃、2160g荷重におけるメルトフローレートは6.0g/10分あった。
得られた樹脂組成物ペレット2−1について、上記評価方法「(1−1)、(1−2)、(2−1)〜(2−4)」に記載の方法に従って、金属原子の定量、カルボン酸の定量、ロングラン性評価、色相、耐レトルト性、酸素透過度について評価した。なお、カルボン酸の定量結果については、原料で使用したカルボン酸量より算出した値を考慮した。結果を表2に示す。
<実施例2−2〜2−21、比較例2−1〜2−6>
表2に示す通り、PA(D)の含有量、二価金属水酸化物(B)の種類及び含有量、一価金属化合物(C)の種類及び含有量、カルボン酸の含有量及びリン酸の含有量を変更した以外は、実施例2−1と同様の方法で、実施例の樹脂組成物ペレット2−2〜2−21及び比較例の樹脂組成物ペレットC2−1〜C2−6を作製し、評価を行った。リン酸は、含水EVOHペレットを浸漬させる溶液にリン酸を混ぜ合わせて含有させた。評価結果を表2に示す。なお、リン酸を含む実施例2−20は、リン酸を含まない実施例2−8よりも色相が特に優れていた。実施例2−21及び実施例2−10について、下記評価を実施した。
(評価)上記評価方法「(2−3)耐レトルト性評価」に従ってレトルト処理を施したパウチを開封し、5cm×7cmのサイズに切り出した。切り出したサンプルに関してJIS K 7105に準じて、反射・透過率計(株式会社村上色彩研究所社製「HR−100型」)にてヘイズを測定した。
評価の結果、ポリアミド含有量の多い実施例2−21はヘイズ値21.5、実施例2−10はヘイズ値23.6であり、ポリアミド含有量の多い実施例2−21は透明性に優れていることを確認した。
Figure 0006956298
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Claims (13)

  1. エチレン単位含有量が20モル%以上60モル%以下であるエチレン−ビニルアルコール共重合体(A)、二価金属水酸化物(B)及び一価金属化合物(C)を含み、
    二価金属水酸化物(B)が、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム及び水酸化亜鉛からなる群より選ばれる少なくとも1種であり、
    一価金属化合物(C)が、ナトリウム及びカリウムからなる群より選ばれる少なくとも1種の一価金属原子と、脂肪族カルボン酸、炭酸及びリン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種の酸との塩であり、
    二価金属水酸化物(B)の含有量が5ppm以上5000ppm以下であり、二価金属水酸化物(B)の二価金属原子換算量に対する一価金属化合物(C)の一価金属原子換算量の質量比C/Bが0.025〜100である、樹脂組成物。
  2. ポリアミド樹脂(D)を含む、請求項1に記載の樹脂組成物。
  3. エチレン−ビニルアルコール共重合体(A)とポリアミド樹脂(D)との質量比(A/D)が55/45〜99/1である、請求項2に記載の樹脂組成物。
  4. エチレン−ビニルアルコール共重合体(A)を含むマトリックス相とポリアミド樹脂(D)を含む分散相とを備え、前記ポリアミド樹脂(D)を含む分散相の平均分散粒径が2μm以下である、請求項2または3に記載の樹脂組成物。
  5. 樹脂組成物を構成する熱可塑性樹脂の95質量%以上がエチレン−ビニルアルコール共重合体(A)である、または、樹脂組成物を構成する熱可塑性樹脂の95質量%以上がエチレン−ビニルアルコール共重合体(A)およびポリアミド樹脂(D)である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
  6. 一価金属化合物(C)の一価金属原子換算の含有量が5ppm以上1000ppm以下である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
  7. 二価金属水酸化物(B)を構成する全金属原子におけるマグネシウム原子の割合が80モル%以上である、請求項1〜のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
  8. カルボン酸を含む、請求項1〜のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
  9. 前記カルボン酸として高級脂肪酸を含み、前記高級脂肪酸の含有量が0.1ppm以上250ppm以下である、請求項に記載の樹脂組成物。
  10. リン酸化合物を含む、請求項1〜のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
  11. 二価金属水酸化物(B)のアスペクト比が3以上500以下である、請求項1〜10のいずれか1項に記載の樹脂組成物。
  12. 請求項1〜11のいずれか1項に記載の樹脂組成物を含む成形品。
  13. 請求項1〜11のいずれか1項に記載の樹脂組成物からなる層を含む多層構造体。
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