JPH0631803A - エチレンビニルアルコールコポリマーをベースとする延伸された組成物の製造方法 - Google Patents

エチレンビニルアルコールコポリマーをベースとする延伸された組成物の製造方法

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JPH0631803A
JPH0631803A JP8965493A JP8965493A JPH0631803A JP H0631803 A JPH0631803 A JP H0631803A JP 8965493 A JP8965493 A JP 8965493A JP 8965493 A JP8965493 A JP 8965493A JP H0631803 A JPH0631803 A JP H0631803A
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evoh
polyolefin
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grafted
carboxylic acid
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Mitsu Shida
シダ ミツ
Mark S Pucci
エス.プッシィ マーク
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Morton International LLC
ATK Launch Systems LLC
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Morton Thiokol Inc
Morton International LLC
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L29/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical; Compositions of hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L29/02Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
    • C08L29/04Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L51/00Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L51/06Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers grafted on to homopolymers or copolymers of aliphatic hydrocarbons containing only one carbon-to-carbon double bond

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 その高い気体遮断性を損なうことなくエチレ
ン/ビニルアルコールコポリマー(EVOH)の延伸性を改良
する方法を提供する。 【構成】 約85〜約99重量%のEVOHと約1〜約15重量%
のグラフトポリオレフィンを溶融混合すること、前記混
合物を固体製品に形成すること、及び前記製品を膨張さ
せ延伸させることを含み、前記グラフトポリオレフィン
が、グラフトしていないポリオレフィンの重量を基準と
して約0.1 〜約10重量%のカルボン酸もしくは無水カル
ボン酸基含有モノマーがグラフトしたオレフィンホモポ
リマーもしくはコポリマーである、延伸された製品の製
造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、延伸されたエチレン/ビニルア
ルコールコポリマー組成物の製造方法、及びそれにより
得られる延伸された製品に関する。
【0002】エチレン/ビニルアルコールコポリマー(E
VOH)が優れた気体遮断性を有し、酸素からの保護が必要
な用途において広く用いられていることが公知である。
EVOHの最も一般的な用途は、多層構造の一部として又は
それ自身によりEVOHが酸素による損傷から食品を保護す
るために用いられる食品包装である。多くの用途におい
て、EVOH含有構造体を延伸することが望ましい。例え
ば、3次元包装を製造するためその後熱成形されるフィ
ルムもしくはシート内でEVOHを用いることが望ましい。
同様に、従来の押出法により製造されたEVOH含有構造体
の気体遮断性はとても良好であり、固体もしくは半固体
状態延伸法により気体遮断性が改良されることが公知で
ある。実施上の目的のため、この種の延伸は、単層構造
体又は他の層との積層としてのストランド、チューブ、
フィルムもしくはシートの形状のEVOH構造体に限定され
ている。エチレン/ビニルアルコールコポリマーはさら
に水分により分解されやすく、延伸はその水分に対する
耐性を改良する。
【0003】しかし、EVOHの延伸性はまったく限定され
ている。ここで延伸とは、製品の当初のサイズに対する
膨張されたサイズの比と規定される。従って、直線方向
にポリマーを延伸する場合、延伸比は膨張される前の長
さに対する膨張した長さの比である。2方向にポリマー
を延伸する場合、この比は当初のサイズに対する各方向
における膨張率(しばしば各方向において同じである)
の積である。エチレン/ビニルアルコールは硬質の、ガ
ラス状のポリマーであるため、あるポリマーよりは延伸
することが困難である。EVOHの延伸比(微小穴が破壊さ
れずもしくは形成しない)は、ナイロンのような多くの
熱可塑性材料より低い。ある用途において、可能な最大
延伸比を高めることが望ましい。例えば、収縮包装用途
において、フィルムもしくはシートを高い延伸比に膨張
させ、次いで小さな、しかしいまだ膨張された及び延伸
されたサイズに収縮させることが望ましい。高い延伸比
が必要ない用途においてさえ、より速い延伸速度及び/
又はより低い温度において延伸を達成することが望まし
い。本発明の主要な目的は、EVOHの延伸性を改良し、同
時にその高い遮断性を保つことである。
【0004】本発明により、エチレン/ビニルアルコー
ルコポリマー(EVOH)をベースとする延伸された組成物を
与える方法において、EVOHが約1〜約15重量%、好まし
くは約5〜約15重量%のポリオレフィンと溶融混合さ
れ、このポリオレフィンはカルボン酸もしくは無水物基
含有部分がグラフトしている。このブレンドは、単層も
しくは積層構造体としてフィルム、シートもしくはスト
ランドのような製品に成形される。EVOHの融点以下の温
度において、この製品は、例えばフィルムもしくはシー
トの場合2軸、又はストランドの場合1軸に膨張させる
ことにより延伸される。本発明はさらに、この方法によ
り形成される延伸された製品を提供する。
【0005】本発明は、エチレン/ビニルアルコールコ
ポリマー(EVOH)が連続相を形成しかつグラフトポリオレ
フィンが連続EVOH相により完全に囲まれた別個のドメイ
ンとして存在するエチレン/ビニルアルコールコポリマ
ーをベースとする組成物に関する。グラフトポリオレフ
ィンを含むポリオレフィンが気体遮断性に乏しいため、
ポリオレフィンが延伸された材料として存在し、それに
よって連続EVOH相の気体遮断性に対する悪影響を制限す
ることが重要である。本発明の方法及び製品は、ポリオ
レフィンもしくはグラフトポリオレフィンが組成物の主
要部を含みかつポリオレフィンもしくはグラフトポリオ
レフィンがそこに含まれるEVOHの別個のドメインを有す
る連続相を形成することにおいて、米国特許第 4,362,8
44号に教示されているもののような方法及び製品と区別
される。EVOHが連続相を含む組成物の気体遮断性は、ポ
リオレフィンが連続相を含む組成物の気体遮断性よりず
っと高い。
【0006】本発明はまた、EVOHとナイロン(ポリアミ
ド)のような混和性もしくは半混和性ポリマーとのブレ
ンドより区別される。ここで、混和性もしくは半混和性
ポリマーはEVOHと「相溶性」であると考えられ、一方、
EVOH中に適当なレベルに混合した場合に別個のドメイン
を形成するポリオレフィン及びグラフトポリオレフィン
はEVOHと「不混和性」であると考えられる。グラフトポ
リオレフィンが実質的にEVOHの延伸性を高めることは、
この特性が不混和性からは予想されないので当業者にと
って驚くべきことである。事実、不混和性ポリマーの別
個のドメインが主要なポリマー(EVOH)の延伸される能力
を低下させそしてグラフトポリオレフィンドメインが初
期のフィルム破損の傾向を高めることが予想された。事
実、これは匹敵する量のグラフトしていないポリオレフ
ィンをEVOHと混合した場合には正しかった。そのような
組成物において、このフィルムは延伸するとほとんどす
ぐに破損する。
【0007】EVOHとは、重合後、実質的に鹸化された
(少なくとも約90パーセント)エチレン(約20〜約50モ
ルパーセント)とビニルエステル、例えば酢酸ビニル
(約50〜約80モルパーセント)のコポリマーを意味す
る。
【0008】通常、オレフィンホモポリマー及びオレフ
ィンコポリマーを含むあらゆるポリオレフィンを本発明
に用いてよい。オレフィンの形成に適したモノマーは、
限定するものではないが、エチレン、プロピレン、1-ブ
テン、1-ヘキセン、及び4-メチル-1−ペンテンを含む。
【0009】ポリオレフィンドメインが強くEVOH相に結
合するため、ポリオレフィンはカルボン酸もしくは無水
カルボン酸基含有部分とグラフトしていることが必要で
ある。ポリオレフィンにグラフトするに適したカルボン
酸基含有モノマーは不飽和カルボン酸及び無水カルボン
酸、例えば無水マレイン酸、無水シトラコン酸、フマル
酸、アクリル酸、メタクリル酸、グリシジルアクリレー
ト、ヒドロキシメタクリレート、これらの誘導体及びこ
れらの混合物である。好ましいグラフトモノマーは多カ
ルボン酸官能性酸及び無水物であり、無水マレイン酸が
特に好ましいグラフトモノマーである。
【0010】通常、オレフィンポリマーもしくはコポリ
マーにグラフトされるイオン性モノマーのレベルは、グ
ラフトされていないポリオレフィンの重量を基準として
約0.1 〜約10重量%、好ましくは0.5 〜5重量%であ
る。所望のレベルの酸もしくは無水物官能性を達成する
ため、少量のポリオレフィンに高レベルのモノマーをグ
ラフトし、次いでグラフトされたポリオレフィンを他の
未改良ポリオレフィンと混合することが一般的である。
【0011】驚くべきことにそして予想外なことに、少
量の、すなわち組成物中の全ポリマーを基準として約1
〜約15重要パーセント、好ましくは約5〜約15重量パー
セントのポリオレフィンがEVOHの延伸性を実質的に改良
する。これはより高い延伸比を達成し、材料をより速く
延伸することを可能にし、又は材料をより低い温度で延
伸することを可能にする。高められた延伸性の量はEVOH
に加えられるポリオレフィン組成物の量を決定し、この
改良は通常ポリオレフィンのレベルの関数である。通
常、延伸性を顕著に改良するために少なくとも約1重量
パーセントのポリオレフィンが必要であり、5重量パー
セントもしくはそれ以上のレベルが好ましい。あらゆる
特定の相溶化されたポリオレフィン組成物に対し通常上
限が存在し、それを越えると、延伸性が水平になるかも
しくは低下する。約10〜約15重量パーセントのグラフト
ポリオレフィンのレベルが典型的であり、EVOHの最大延
伸性が得られる。この最大もしくは最大付近の延伸性レ
ベルを越えると、追加量のグラフトポリオレフィンは不
都合である。追加グラフトポリオレフィンレベルは、特
に材料を延伸によって薄くした後に、ポリオレフィンド
メインが材料全体に広がる傾向を高める。従って、本発
明に掛かる材料は約15重量パーセントのグラフトポオリ
オレフィン含量に限定される。
【0012】延伸は延ばすことによって開始するが、本
発明において、延伸されたフィルム、シート、もしくは
ストランドは少なくとも2:1の延伸比に膨張されたも
のと考えられる。実際、フィルム及びシートは通常約
5:1以上の延伸比に膨張され、本発明により、フィル
ム及びシートは約10:1以上の延伸比まで膨張される。
上記のように、ある用途に対し、従来EVOHにより達成さ
れたよりも大きな延伸比を達成することが望ましい。高
い延伸比が得られない場合でさえ、混合したグラフトポ
リオレフィンがより速い延伸を又は低い温度において延
伸を可能にするので、本発明に掛かる組成物より利点が
得られる。より速い延伸及び/又は低温での延伸は、延
伸されたEVOH製品の製造コストを低下させることに寄与
する。
【0013】本発明に掛かるEVOHブレンドのフィルム、
シートもしくはストランドのような製品は、約380 〜約
450 °F(193 〜232 ℃)の温度における通常の溶融体加
工法、例えば押出により製造される。同様に、延伸は通
常の方法により行われる。例えば、2軸延伸のためにテ
ンターフレームが用いられる。延伸は通常いくらか高い
が、EVOHブレンドの溶融温度よりいくらか低い温度で行
われる。延伸された材料を収縮包装に用いる場合には、
延伸は収縮包装温度に近い温度で行われる。通常の周囲
温度もしくはそれ以下で延伸することも可能であるが、
周囲温度では遅く、実際的ではない。本発明を特定の例
により詳細に説明する。
【0014】実施例 商標SOARNOL DCとして販売されているEVOHのフィルムも
しくはシート及び2重量%無水マレイン酸により改良さ
れた高密度ポリエチレンとの90:10重量部で混合された
同じEVOHのフィルムもしくはシートを形成した。各
々は75ミクロンの厚さを有していた。各フィルムもしく
はシートを90℃並びに30及び100mm/minの速度で2×2
に2軸延伸した。延伸の前及び後に各ケースについて酸
素透過率を測定した。結果を以下に示す。
【0015】 延伸前 30mm/min 10mm/min EVOH 0.31 破損 破損 EVOH/改良HPDE 0.47 0.03 0.08
【0016】本発明を好ましい実施態様で説明したが、
請求の範囲から離れることなく当業者に明らかな改良を
行ってよい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B29L 7:00 4F

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 約85〜約99重量パーセントのエチレン/
    ビニルアルコールコポリマーと約1〜約15重量パーセン
    トのグラフトポリオレフィンを溶融混合すること、前記
    混合物を固体製品に形成すること、及び前記製品を膨張
    させ延伸させることを含み、前記グラフトポリオレフィ
    ンが、グラフトしていないポリオレフィンの重量を基準
    として約0.1 〜約10重量パーセントのカルボン酸もしく
    は無水カルボン酸基含有モノマーがグラフトしたオレフ
    ィンホモポリマーもしくはコポリマーである、延伸され
    た製品の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記グラフトポリオレフィンを総ポリマ
    ーの約5〜約15重量%含む、請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記製品が少なくとも2:1の延伸比に
    膨張される、請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記製品が少なくとも5:1の延伸比に
    膨張される、請求項1記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記製品が少なくとも10:1の延伸比に
    膨張される、請求項1記載の方法。
  6. 【請求項6】 前記モノマーが多官能性カルボン酸もし
    くは無水カルボン酸である、請求項1記載の方法。
  7. 【請求項7】 前記モノマーが無水マレイン酸である、
    請求項1記載の方法。
  8. 【請求項8】 前記モノマーがグラフトしていないポリ
    オレフィンに対し約0.5 〜約5重量%でグラフトされて
    いる、請求項1記載の方法。
  9. 【請求項9】 請求項1記載の方法の製品。
JP8965493A 1992-05-21 1993-04-16 エチレンビニルアルコールコポリマーをベースとする延伸された組成物の製造方法 Pending JPH0631803A (ja)

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