JPWO2005105887A1 - 酸素吸収性樹脂、酸素吸収性樹脂組成物及び酸素吸収性容器 - Google Patents
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Abstract
Description
プラスチック容器は、金属容器やガラス容器と比べると、酸素バリア性が劣るため、容器内に充填された内容物の化学的酸化や好気性菌による品質低下が問題になる。
これを防止するために、プラスチック容器の中には容器壁を多層構造とし、少なくとも一層を酸素バリア性に優れている樹脂、例えば、エチレン−ビニルアルコール共重合体の層を設けているものがある。さらには、容器内部に残存する酸素及び容器外部から侵入してくる酸素を除去するために、酸素吸収層を設けた容器がある。酸素吸収層に用いられる酸素吸収剤(脱酸素剤)には、例えば、鉄粉等の還元性物質を主剤とするもの(例えば、特許文献1参照。)がある。
また、構造(a)及び(b)の両方に結合し、且つ1個又は2個の水素原子と結合した炭素原子を有し、該炭素原子が脂環構造に含まれている酸素吸収性樹脂を提供する。
(a)炭素−炭素二重結合基、
(b)複素原子を含む官能基又は該官能基から誘導される結合基、
炭素−炭素二重結合基、又は
芳香環の何れか一つ。
さらに、本発明は、前記酸素吸収性樹脂を含むことを特徴とする酸素吸収性樹脂組成物を提供する。
さらに、本発明は、前記酸素吸収性樹脂及び酸素吸収性樹脂組成物からなる酸素吸収層を有することを特徴とする酸素吸収性容器を提供する。
本形態の酸素吸収性樹脂の脂環構造は、環内に複素原子を含む複素環構造であってもよい。また、単環式又は多環式のいずれであってもよく、多環式の場合、該炭素を含まない環は芳香環であってもよい。脂環構造は、好ましくは3〜12員単環又は多環構造であり、より好ましくは5又は6員単環構造であり、さらに好ましくは6員単環構造である。3及び4員環構造はひずみエネルギーが大きく容易に開環して鎖状構造となり易い。また、7員環以上では環が大きくなるにつれて合成が困難となるため、工業的に使用するには不利である。特に6員環構造はエネルギー的に安定であり、合成も容易であることから本形態の樹脂構造として好ましい。さらに、前記脂環構造は炭素−炭素二重結合基に結合し且つ1個の水素原子と結合した炭素原子を含んでおり、好ましくは炭素−炭素二重結合基を脂環構造に含む。
本形態の酸素吸収性樹脂に使用される放射線は、電子線、陽子線及び中性子線等の粒子線や、ガンマ線、X線、可視光線及び紫外線などの電磁波である。この中でも特に、低エネルギー放射線である可視光線、紫外線等の光が好ましく、より好ましくは紫外線である。紫外線の照射条件としては、例えば積算光量100〜10000mJ/cm2のUV−Aが好ましい。さらに、下記実施例13に示されるように、紫外線照射によって酸素吸収機能が発現される本形態の酸素吸収性樹脂は、紫外線照射前はほとんど酸素吸収機能を示さないため、保管が容易である等、取り扱いが容易であるという利点を有する。紫外線照射のタイミングは、酸素吸収性樹脂重合後、酸素吸収性樹脂組成物調製後、容器成形後或いは内容品を充填して密封した後等、特に限定されないが、本形態を酸素吸収性容器として使用する場合は、酸素吸収性能を効果的に活用するために、容器成形後、内容品を充填して密封する直前が好ましい。
(a)炭素−炭素二重結合基、
(b)複素原子を含む官能基又は該官能基から誘導される結合基、
炭素−炭素二重結合基、又は
芳香環の何れか一つ。
本形態の酸素吸収性樹脂の脂環構造は、環内に複素原子を含む複素環構造であってもよい。また、単環式又は多環式のいずれであってもよく、多環式の場合、該炭素を含まない環は芳香環であってもよい。脂環構造は、好ましくは3〜12員単環又は多環構造であり、より好ましくは5又は6員単環構造であり、さらに好ましくは、本発明の第1形態と同様にエネルギー的に安定な6員単環構造である。さらに、前記脂環構造は構造(a)及び構造(b)の両方に結合し、且つ1個又は2個の水素原子と結合した炭素原子を含んでおり、好ましくは構造(a)の炭素−炭素二重結合基を脂環構造に含む。
また、構造(a)及び(b)の両方に結合し脂環構造に含まれている炭素原子は、1個の水素原子と結合していることが好ましい。炭素原子に結合している2個の水素原子のうちの一つが例えばアルキル基で置換され、その結果水素原子が1個となることにより、酸素吸収性能はさらに向上する。
本発明の第1形態と同様に、本形態の酸素吸収性樹脂に使用される放射線は、電子線、陽子線及び中性子線等の粒子線や、ガンマ線、X線、可視光線及び紫外線などの電磁波である。この中でも特に、低エネルギー放射線である可視光線、紫外線等の光が好ましく、より好ましくは紫外線である。紫外線の照射条件としては、例えば積算光量100〜10000mJ/cm2のUV−Aが好ましい。紫外線照射のタイミングは、特に限定されないが、本形態を酸素吸収性容器として使用する場合は、酸素吸収性能を効果的に活用するために、容器成形後、内容品を充填して密封する直前が好ましい。
本発明の酸素吸収性樹脂は、脂環構造以外にはアリル水素を有さないのが好ましい。アリル水素は比較的引き抜かれ易いために、酸素の攻撃を受けやすい。脂環構造以外の直鎖構造部にアリル水素を有する場合には、該アリル位での酸素酸化に伴う分子鎖切断により低分子量の分解成分が生じ易くなる。
本発明の樹脂には、本発明の第1形態および第2形態に示した反応性の高い脂環構造以外に、他の脂環構造を含んでいても良く、また、他の脂環構造内に、本発明の第1形態および第2形態に示した構造に含まれない比較的反応性の低いアリル水素を含んでいても良い。この様な樹脂構造の場合、本発明の第1形態および第2形態に示した反応性の高い脂環構造で発生したラジカルの連鎖移動により、比較的反応性の低い脂環内アリル水素が活性化され、酸素吸収性能が向上することがあるため好ましい。
本発明の酸素吸収性樹脂としては、例えば前記脂環構造が任意の結合基を介して連結した繰り返し構造を含む樹脂、及び前記脂環構造が任意の結合基を介してポリマー主鎖に結合したペンダントタイプの樹脂等が挙げられる。前記任意の結合基を、本発明の第2形態の構造(b)の複素原子を含む官能基から誘導される結合基が兼ねる様な構造は、樹脂構造が単純化され、相対的に樹脂中の酸素吸収部位の含有量が高くなるために、好ましい。
前記脂環構造が任意の結合基を介してポリマー主鎖に結合したペンダントタイプの樹脂としては、例えばエチレン系、エステル系、アミド系、エーテル系等のポリマー鎖に、エステル結合、アミド結合、エーテル結合、ウレタン結合等の複素原子を含む官能基から誘導される結合基を介して前記脂環構造が結合した樹脂等が挙げられる。
本発明の酸素吸収性樹脂において、前記脂環構造の比率は、好ましくは0.1〜30meq/gであり、より好ましくは0.2〜15meq/gである。上記範囲内の場合には、実用的な酸素吸収性能を有し、且つ酸素吸収後も色相の変化や強度低下の少ない酸素吸収性樹脂が得られる。
本発明の酸素吸収性樹脂の数平均分子量は、好ましくは1000〜1000000であり、より好ましくは2000〜200000である。上記範囲内の数平均分子量の場合には、加工性及び耐久性に優れたフィルムを形成することができる。
また、本発明の酸素吸収性樹脂のガラス転移温度は、好ましくは40℃以下、より好ましくは30℃以下、さらに好ましくは20℃以下である。上記範囲内のガラス転移温度の場合には、室温雰囲気での分子の高い運動性により、優れた酸素吸収反応性を示す。なお、ここでいうガラス転移温度とは、示差走査熱量測定器を用いて、窒素気流中、昇温速度10℃/分で測定したガラス転移温度(Tg)である。
本発明の酸素吸収性樹脂は、単独で用いてもよく、また2種以上組み合わせて用いてもよい。
本発明における酸素吸収性樹脂としては、好ましくはテトラヒドロフタル酸誘導体又はテトラヒドロ無水フタル酸誘導体を原料として含む重縮合ポリマーであり、より好ましくは該誘導体がΔ3−テトラヒドロフタル酸誘導体又はΔ3−テトラヒドロ無水フタル酸誘導体であり、さらに好ましくは該誘導体が、4−メチル−Δ3−テトラヒドロフタル酸、又は4−メチル−Δ3−テトラヒドロ無水フタル酸である。テトラヒドロ無水フタル酸誘導体は無水マレイン酸とブタジエン、イソプレン及びピペリレン等のジエンとのディールス・アルダー反応によって非常に容易に合成することができる。例えば、トランス−ピペリレン及びイソプレンを主成分とするナフサのC5留分を無水マレイン酸と反応させた、cis−3−メチル−Δ4−テトラヒドロ無水フタル酸と4−メチル−Δ4−テトラヒドロ無水フタル酸の混合物を、立体異性化或いは構造異性化したものが製造されている。これらは、安価で市販されており、工業的な使用を考慮すると特に好ましい原料である。cis−3−メチル−Δ4−テトラヒドロ無水フタル酸及びその立体異性化物であるtrans−3−メチル−Δ4−テトラヒドロ無水フタル酸は、本発明の第1形態の酸素吸収性樹脂の原料として好ましい。4−メチル−Δ4−テトラヒドロ無水フタル酸を構造異性化した4−メチル−Δ3−テトラヒドロフタル酸は、本発明の第1形態及び第2形態の酸素吸収性樹脂の原料として好ましい。この他、本発明の第1形態の酸素吸収性樹脂の原料としては、3,6−エンドメチレン−1,2,3,6−テトラヒドロ無水フタル酸やそのメチル置換体、本発明の第1形態及び第2形態の酸素吸収性樹脂の原料としては、exo−3,6−エポキシ−1,2,3,6−テトラヒドロ無水フタル酸等が挙げられる。
本発明の前記ポリエステルは、テトラヒドロフタル酸誘導体又はテトラヒドロ無水フタル酸誘導体とジオール成分との反応により製造することができる。ジオール成分としては、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、ネオペンチルグリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。
これらの中で、酸素吸収性能および経済性の面から、好ましくは1,4−ブタンジオールおよびジエチレングリコールである。特に1,4−ブタンジオールを原料とするポリエステルは酸素吸収後の色相の変化も少なく、好ましい。
上記のジオール成分は、単独、又は、2種類以上を組み合わせて使用できる。また、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の3個以上の水酸基を有する多価アルコールを少量添加しても良い。
また、モノマー成分として、グリコール酸、乳酸、ヒドロキシピバリン酸、ヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシヘキサン酸等のヒドロキシカルボン酸及びこれらのヒドロキシカルボン酸エステルや、グリコリド、ラクチド等の環状エステル、又はε−カプロラクトン等のラクトン類を加えることもできる。
重合触媒は必ずとも必要としないが、チタン系、ゲルマニウム系、アンチモン系、スズ系、アルミニウム系等の通常のポリエステル重合触媒が使用可能である。また、含窒素塩基性化合物、ホウ酸及びホウ酸エステル、有機スルホン酸系化合物等の公知の重合触媒を使用することもできる。
さらに、重合の際にはリン化合物等の着色防止剤や酸化防止剤等の各種添加剤を添加することもできる。酸化防止剤を添加することにより、重合中やその後の成形加工中の酸素吸収を抑制できるため、酸素吸収性樹脂の性能低下を抑えることができる。
前記ポリエステル樹脂は、押出成形や射出成形等の溶融加工用樹脂としてだけではなく、適当な溶剤に溶解させて塗料として使用することもできる。塗料として使用する場合には、例えばイソシアネート系硬化剤を配合して、2液硬化型ドライラミネート用接着剤として使用することもできる。
前記のエステル交換反応によるコポリマー化は、例えば反応押出法により容易に達成することができるため好ましい。
他にも、前記ポリエステルはポリエチレングリコール等のポリエーテルやポリアミド、酸変性ポリオレフィン等、末端や側鎖に反応性官能基を有する樹脂との反応により、コポリマー化することもできる。
前記熱可塑性樹脂は単独で用いてもよく、また2種以上組み合わせて用いてもよい。
酸素吸収性樹脂組成物中の前記脂環構造の比率は、好ましくは0.1〜30meq/gであり、より好ましくは0.2〜15meq/gである。上記範囲内の場合には、実用的な酸素吸収性能を有し、且つ酸素吸収後も色相の変化や強度低下の少ない酸素吸収性樹脂組成物が得られる。
ラジカル開始剤及び光増感剤としては、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル等のベンゾイン及びそのアルキルエーテル類;アセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1,1−ジクロロアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−プロパン−1−オン等のアセトフェノン類;2−メチルアントラキノン、2−アミルアントラキノン等のアントラキノン類;2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジイソプロピルチオキサントン等のチオキサントン類、アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタール等のケタール類;ベンゾフェノン等のベンゾフェノン類又はキサントン類等の一般に光開始剤として知られているものが使用される。かかる光ラジカル開始剤は、安息香酸系又は第三級アミン系等、公知慣用の光重合促進剤の一種又は二種以上と組み合わせて用いることができる。
その他の添加剤としては、充填剤、着色剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、酸化防止剤、老化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、金属セッケンやワックス等の滑剤、改質用樹脂又はゴム等の添加剤が挙げられ、それ自体公知の処方に従って添加することができる。例えば、滑剤を配合することにより、スクリューへの樹脂の食い込みが改善される。滑剤としてはステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム等の金属石ケン、流動、天然又は合成パラフィン、マイクロワックス、ポリエチレンワックス、塩素化ポリエチレンワックス等の炭化水素系のもの、ステアリン酸、ラウリン酸等脂肪酸系のもの、ステアリン酸アミド、バルミチン酸アミド、オレイン酸アミド、エシル酸アミド、メチレンビスステアロアミド、エチレンビスステアロアミド等の脂肪酸モノアミド系又はビスアミド系のもの、ブチルステアレート、硬化ヒマシ油、エチレングリコールモノステアレート等のエステル系のもの、及びそれらの混合系が一般的に用いられる。
本発明の酸素吸収性容器を構成する酸素吸収層以外の層は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、金属等の無機材料或いは紙等から、その使用態様や要求される機能により適宜選択できる。例えば、上述の本発明の酸素吸収性樹脂に配合できる熱可塑性樹脂の一例として列挙した熱可塑性樹脂、金属箔、無機蒸着フィルムを挙げることができる。
本発明の酸素吸収性容器においては、酸素吸収性樹脂或いは酸素吸収性樹脂組成物の効果をより高めるために、少なくとも酸素吸収層の外側には酸素バリア層を設けることが好ましい。このような構成にすることにより、外部から容器内に透過する酸素及び容器内に残存した酸素を効果的に吸収し、容器内の酸素濃度を長期間にわたって低く抑えることができる。
酸素バリア層には酸素バリア性樹脂を使用することができる。酸素バリア性樹脂としては、エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)を挙げることができる。例えば、エチレン含有量が20〜60モル%、好ましくは、25〜50モル%であるエチレン−酢酸ビニル共重合体を、ケン化度が96モル%以上、好ましくは、99モル%以上となるようにケン化して得られる共重合体ケン化物が使用される。酸素バリア性樹脂の他の例としては、ポリメタキシリレンアジパミド(MXD6)、ポリグリコール酸等を挙げることができる。
金属薄膜を構成する材料としては、鉄、アルミニウム、亜鉛、チタン、マグネシウム、錫、銅、珪素等が挙げられ、特にアルミニウムが好ましい。
金属酸化物薄膜を構成する材料としては、シリカ、アルミナ、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化マグネシウムなどが挙げられ、特にシリカとアルミナが好ましい。なお、用いられる材料は2種以上を併用してもよく、同種或いは異種材料で積層されていてもよい。
このような薄膜の蒸着は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、レーザーアブレーション等の物理気相成長法(PVD法)、或いはプラズマ化学気相成長法、熱化学気相成長法、光化学気相成長法等の化学気相成長法(CVD法)等の公知の方法によって行われる。
酸素バリアコーティングを構成する材料としては、ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリ(メタ)アクリル酸、ポリアリルアミン、ポリアクリルアミド、多糖類等の高水素結合性樹脂や、塩化ビニリデン系樹脂、エポキシアミン等が挙げられる。またこれらの材料に、モンモリロナイト等の無機層状化合物等を配合することも好ましい。
また、本発明の酸素吸収性容器として、上述の酸素バリア性樹脂に酸素吸収性樹脂及び酸素吸収性樹脂組成物を配合した酸素吸収性バリア層を有するものも好ましい。この場合、必ずしも他に酸素バリア単独層および酸素吸収単独層を設ける必要が無いため、層構造を単純化できる。
例えば、樹脂の種類に応じた数の押出機を用いて、多層多重ダイを用いて押出成形を行うことで多層フィルム、多層シート、多層パリソン又は多層パイプ等が成形できる。また、樹脂の種類に応じた数の射出成形機を用いて、同時射出法や逐次射出法等の共射出成形によりボトル成型用の多層プリフォームを製造することができる。このような多層フィルム、パリソン、プリフォームをさらに加工することにより、酸素吸収性多層容器を得ることができる。
フィルム等の包装材料は、種々の形態のパウチや、トレイ・カップの蓋材として用いることができる。パウチとしては、例えば、三方又は四方シールの平パウチ類、ガセット付パウチ類、スタンディングパウチ類、ピロー包装袋等が挙げられる。製袋は公知の製袋法で行うことができる。また、フィルム又はシートを、真空成形、圧空成形、張出成形、プラグアシスト成形等の手段に付することにより、カップ状、トレイ状等の包装容器が得られる。
多層フィルムや多層シートの製造には、押出コート法や、サンドイッチラミネーションを用いることができる。また、予め形成された単層及び多層フィルムをドライラミネーションによって積層することもできる。例えば、熱可塑性樹脂層/酸素吸収層/熱可塑性樹脂(シーラント)層から成る3層共押出フィルムに透明蒸着フィルムをドライラミネーションにより積層する、ドライラミネートにより積層した2軸延伸PETフィルム/アルミ箔の2層フィルムに酸素吸収層/シーラント層の2層をアンカー剤を介して押出コートする、又はドライラミネートにより積層したバリアコーティングフィルム/ポリエチレンの2層フィルムにポリエチレン単層フィルムをポリエチレンベースの酸素吸収性樹脂組成物を介してサンドイッチラミネーションする方法等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本発明の酸素吸収性容器は、容器壁を介して外部から透過してくる酸素を有効に遮断し、容器内に残存した酸素を吸収する。そのため、容器内の酸素濃度を長期間低いレベルに保ち、内容物の酸素が係わる品質低下を防止し、シェルフライフを向上させる容器として有用である。
特に、酸素存在下で劣化しやすい内容品、例えば、食品ではコーヒー豆、茶葉、スナック類、米菓、生・半生菓子、果物、ナッツ、野菜、魚・肉製品、練り製品、干物、薫製、佃煮、生米、米飯類、幼児食品、ジャム、マヨネーズ、ケチャップ、食用油、ドレッシング、ソース類、乳製品等、飲料ではビール、ワイン、フルーツジュース、緑茶、コーヒー等、その他では医薬品、化粧品、電子部品等が挙げられるが、これらの例に限定されない。
(1)数平均分子量(Mn)
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC、東ソー社製;HLC−8120型GPC)により、ポリスチレン換算で測定した。溶媒としてクロロホルムを使用した。
(2)ガラス転移温度(Tg)
示差走査熱量測定器(Perkin Elmer社製DSC−7型)を用いて、窒素気流中、昇温速度10℃/分で測定した
(3)酸素吸収量
切り出した試験片を、内容積85cm3の酸素不透過性のスチール箔積層カップに仕込んでアルミ箔積層フィルム蓋でヒートシール密封し、22℃雰囲気下にて保存した。一定時間保存後のカップ内酸素濃度をマイクロガスクロマトグラフ装置(アジレント・テクノロジー社製、M−200)にて測定し、樹脂1g当たりの酸素吸収量を算出した。
撹拌装置、窒素導入管、Dean−Stark型水分離器を備えた300mlのセパラブルフラスコに、4−メチル−Δ3−テトラヒドロ無水フタル酸を約53重量%含有するメチルテトラヒドロ無水フタル酸(東京化成社製)を99.7g、1,4−ブタンジオール(和光純薬社製)を59.5g、0.5重量%酸化ゲルマニウム水溶液を8.0g、及びトルエン20mlを仕込み、窒素雰囲気中160℃〜180℃で生成する水を除きながら約4.0時間反応させ、さらに220℃に昇温し、0.5時間反応させた。引き続いて反応系よりトルエンを除いた後、最終的に0.1kPaの減圧下、220℃で4.0時間、さらに240℃で1.0時間重合を行い、高粘度の液状ポリエステルAを得た。ポリエステルAのTgは−3℃であった。
得られたポリエステルA50gとポリブチレンテレフタレートコポリマー(PBT、ポリプラスチックス社製;ジュラネックス600LP)50gを、撹拌装置を備えた反応容器内にて0.2kPa以下の減圧下、200℃〜240℃で2時間加熱撹拌してエステル交換反応により共重合し、固体状のポリエステル共重合体を得た。このポリエステル共重合体の数平均分子量は20000であった。
得られたポリエステル共重合体を、180℃のホットプレスにて平均厚み約70μmのフィルムに成形して30cm2の試験片を切り出し、酸素吸収量評価に供した。結果を表1に示す。
実施例1で得られたポリエステル共重合体のフィルムに、高圧水銀灯(ウシオ電機社製;UVL−7000H4−O)を用い、UV−A光域において最大照度300mW/cm2、積算光量2300mJ/cm2となる条件で光照射を行った。光照射後のフィルムより30cm2の試験片を切り出し、酸素吸収量評価に供した。結果を表1に示す。
撹拌装置、窒素導入管、Dean−Stark型水分離器を備えた300mlのセパラブルフラスコに、3or4−メチル−Δ4−テトラヒドロ無水フタル酸(新日本理化社製;リカシッドMT−500TZ)を99.7g、1,4−ブタンジオール(和光純薬社製)を59.5g、0.5重量%酸化ゲルマニウム水溶液を8.0g、及びトルエン20mlを仕込み、窒素雰囲気中160℃〜180℃で生成する水を除きながら約4.0時間反応させ、さらに220℃に昇温し、0.5時間反応させた。引き続いて反応系よりトルエンを除いた後、最終的に0.1kPaの減圧下、220℃で4.0時間、さらに240℃で1.0時間重合を行い、高粘度の液状ポリエステルBを得た。ポリエステルBのTgは−5℃であった。
得られたポリエステルBを、実施例1と同様にしてPBTと共重合し、固体状のポリエステル共重合体を得た。このポリエステル共重合体の数平均分子量は12000であった。
このポリエステル共重合体を、180℃のホットプレスにて平均厚み約70μmのフィルムに成形し、実施例2と同様の条件で光照射を行った。光照射後のフィルムより30cm2の試験片を切り出し、酸素吸収量評価に供した。結果を表1に示す。
撹拌装置、窒素導入管、Dean−Stark型水分離器を備えた300mlのセパラブルフラスコに、Δ4−テトラヒドロ無水フタル酸(新日本理化社製;リカシッドTH)を99.7g、1,4−ブタンジオール(和光純薬社製)を59.5g、0.5重量%酸化ゲルマニウム水溶液を8.0g、及びトルエン20mlを仕込み、窒素雰囲気中160℃〜180℃で生成する水を除きながら約4.0時間反応させ、さらに220℃に昇温し、0.5時間反応させた。引き続いて反応系よりトルエンを除いた後、最終的に0.1kPaの減圧下、220℃で4.0時間、さらに240℃で1.0時間重合を行い、高粘度の液状ポリエステルCを得た。
得られたポリエステルCを、実施例1と同様にしてPBTと共重合し、固体状のポリエステル共重合体を得た。このポリエステル共重合体の数平均分子量は11000であった。
得られたポリエステル共重合体を、180℃のホットプレスにて平均厚み約70μmのフィルムに成形して30cm2の試験片を切り出し、酸素吸収量評価に供した。結果を表1に示す。
比較例1で得られたポリエステル共重合体のフィルムに、実施例2と同様の条件で光照射を行った。光照射後のフィルムより30cm2の試験片を切り出し、酸素吸収量評価に供した。結果を表1に示す。
光を照射しなかった以外は実施例3と同様にして酸素吸収性能を評価した。結果を表1に示す。
ポリエステルA50gとポリブチレンサクシネート(PBS、三菱化学社製;GS−Pla)50gを、撹拌装置を備えた反応容器内にて0.2kPa以下の減圧下、200℃〜220℃で1.5時間加熱撹拌してエステル交換反応により共重合し、固体状のポリエステル共重合体を得た。このポリエステル共重合体の数平均分子量は14000であった。
得られたポリエステル共重合体を、180℃のホットプレスにて平均厚み約50μmのフィルムに成形して30cm2の試験片を切り出し、酸素吸収量評価に供した。結果を表1に示す。
実施例4で得られたポリエステル共重合体のフィルムに、実施例2と同様の条件で光照射を行った。光照射後のフィルムより30cm2の試験片を切り出し、酸素吸収量評価に供した。結果を表1に示す。
ポリエステルBを、実施例4と同様にしてPBSと共重合し、固体状のポリエステル共重合体を得た。このポリエステル共重合体の数平均分子量は10000であった。
このポリエステル共重合体を、180℃のホットプレスにて平均厚み約50μmのフィルムに成形し、実施例2と同様の条件で光照射を行った。光照射後のフィルムより30cm2の試験片を切り出し、酸素吸収量評価に供した。結果を表1に示す。
ポリエステルCを、実施例4と同様にしてPBSと共重合し、固体状のポリエステル共重合体を得た。このポリエステル共重合体の数平均分子量は9000であった。得られたポリエステル共重合体を、180℃のホットプレスにて平均厚み約50μmのフィルムに成形して30cm2の試験片を切り出し、酸素吸収量評価に供した。結果を表1に示す。
比較例4で得られたポリエステル共重合体のフィルムに、実施例2と同様の条件で光照射を行った。光照射後のフィルムより30cm2の試験片を切り出し、酸素吸収量評価に供した。結果を表1に示す。
ポリエステルBを、実施例4と同様にしてPBSと共重合し、固体状のポリエステル共重合体を得た。このポリエステル共重合体の数平均分子量は10000であった。
得られたポリエステル共重合体を、180℃のホットプレスにて平均厚み約50μmのフィルムに成形して30cm2の試験片を切り出し、酸素吸収量評価に供した。結果を表1に示す。
撹拌装置、窒素導入管、Dean−Stark型水分離器を備えた300mlのセパラブルフラスコに、4−メチル−Δ3−テトラヒドロ無水フタル酸を約53重量%含有するメチルテトラヒドロ無水フタル酸(東京化成社製)を99.7g、1,4−ブタンジオール(和光純薬社製)を59.5g、乳酸エチル(和光純薬社製)5.7g、0.5重量%酸化ゲルマニウム水溶液を8.0g、及びトルエン20mlを仕込み、窒素雰囲気中145℃で3時間、180℃〜220℃で1.5時間、生成する水を除きながら反応させた。
引き続いて反応系よりトルエンを除いた後、最終的に0.1kPaの減圧下、220℃で5.0時間重合を行い、高粘度の液状ポリエステルDを得た。ポリエステルDのTgは−1℃であった。
ポリエステルD50gとPBS50gを、撹拌装置を備えた反応容器内にて0.2kPa以下の減圧下、200℃で1.0時間加熱撹拌してエステル交換反応により共重合し、固体状のポリエステル共重合体を得た。このポリエステル共重合体の数平均分子量は13000であった。
得られたポリエステル共重合体を、180℃のホットプレスにて平均厚み約50μmのフィルムに成形して30cm2の試験片を切り出し、酸素吸収量評価に供した。結果を表1に示す。
撹拌装置、窒素導入管、Dean−Stark型水分離器を備えた300mlのセパラブルフラスコに、4−メチル−Δ3−テトラヒドロ無水フタル酸を約53重量%含有するメチルテトラヒドロ無水フタル酸(東京化成社製)を99.7g、1,4−ブタンジオール(和光純薬社製)を56.8g、及びトルエン20mlを仕込み、窒素雰囲気中160℃から225℃まで徐々に温度を上昇させながら約4.5時間脱水反応させた。引き続いて反応系よりトルエンを除いた後、最終的に0.3kPaの減圧下、225℃で1.0時間、さらに240℃で4.0時間重合を行い、ゴム状のポリエステルEを得た。ポリエステルEのTgは3℃であった。
得られたポリエステルE40重量部と低密度ポリエチレン(LDPE、住友化学社製;L−705)60重量部を、ラボラトリーミキシングエクストルーダー(東洋精機製作所社製;CS−194AV)を用いて180℃で溶融混練して樹脂ブレンド物を得た。
得られた樹脂を、180℃のホットプレスにて平均厚み約70μmのフィルムに成形して30cm2の試験片を切り出し、酸素吸収量評価に供した。結果を表1に示す。
実施例8で得られた酸素吸収性ポリエステルとLDPEのブレンドフィルムに、実施例2と同様の条件で光照射を行った。光照射後のフィルムより30cm2の試験片を切り出し、酸素吸収量評価に供した。結果を表1に示す。
撹拌装置、窒素導入管、Dean−Stark型水分離器を備えた300mlのセパラブルフラスコに、4−メチル−Δ3−テトラヒドロ無水フタル酸を約53重量%含有するメチルテトラヒドロ無水フタル酸(東京化成社製)を99.7g、ジエチレングリコール(キシダ化学社製)を76.4g、及びトルエン20mlを仕込み、窒素雰囲気中160℃〜200℃で生成する水を除きながら約4.5時間反応させた。引き続いて反応系よりトルエンを除いた後、チタンテトライソプロポキシド0.14gを加え、最終的に0.1kPaの減圧下、200℃で2.0時間、さらに220℃で1.0時間重合を行い、高粘度の液状ポリエステルFを得た。ポリエステルFのTgは−1℃であった。
ポリエステルFを、実施例7と同様にしてPBSと共重合し、固体状のポリエステル共重合体を得た。このポリエステル共重合体の数平均分子量は29000であった。
このポリエステル共重合体を、180℃のホットプレスにて平均厚み約70μmのフィルムに成形し、実施例1と同様の条件で光照射を行った。光照射後のフィルムより30cm2の試験片を切り出し、酸素吸収量評価に供した。結果を表1に示す。
撹拌装置、窒素導入管、Dean−Stark型水分離器を備えた300mlのセパラブルフラスコに、4−メチル−Δ3−テトラヒドロ無水フタル酸を約53重量%含有するメチルテトラヒドロ無水フタル酸(東京化成社製)を99.7g、エチレングリコール(キシダ化学社製)を62.1g、及びトルエン20mlを仕込み、窒素雰囲気中160℃〜200℃で生成する水を除きながら約5.0時間反応させた。引き続いて反応系よりトルエンを除いた後、チタンテトライソプロポキシド0.14gを加え、最終的に0.1kPaの減圧下、200℃で2.0時間、さらに220℃で1.0時間重合を行い、固体状のポリエステルGを得た。ポリエステルGのTgは32℃であった。
ポリエステルGを、実施例7と同様にしてPBSと共重合し、ポリエステル共重合体を得た。このポリエステル共重合体の数平均分子量は23000であった。
このポリエステル共重合体を、180℃のホットプレスにて平均厚み約70μmのフィルムに成形し、実施例1と同様の条件で光照射を行った。光照射後のフィルムより30cm2の試験片を切り出し、酸素吸収量評価に供した。結果を表1に示す。
12μm透明蒸着二軸延伸PETフィルム(凸版印刷社製、GL−AEH)に30μmLDPEフィルム(タマポリ社製;V−1)を、蒸着フィルムの蒸着面とLDPEフィルムのコロナ処理面が対向するように、2液型ウレタン系接着剤(武田薬品工業社製;タケラックA−315+タケネートA−50)を用いて貼り合わせた後、50℃で3日間キュアして、透明蒸着PET/LDPEの2層フィルムを作製した。この2層フィルムのLDPE面に、実施例8で作製した平均厚み70μmの酸素吸収性フィルムを熱ラミネーションにより貼り合わせることにより酸素吸収性積層フィルムを得た。
得られた積層フィルムを、酸素吸収性フィルム面が対向するように重ね合わせ、パウチ内の空気量が約15mlになるように4辺をヒートシールし、内寸が55mm×75mmの透明平パウチを得た。
この平パウチを温度22℃、湿度60%RHの条件で保存してパウチ内酸素濃度変化をマイクロガスクロマトグラフ装置にて追跡した。結果を表2に示す。
実施例3で作製した約70μmの酸素吸収性ポリエステル共重合体フィルムにコロナ処理を施し、酸素吸収フィルムのコロナ処理面と12μm透明蒸着二軸延伸PETフィルム(凸版印刷社製、GL−AEH)の蒸着面が対向するように、2液型ウレタン系接着剤(武田薬品工業社製;タケラックA−315+タケネートA−50)を用いて貼り合わせた後、大気中50℃で2日間キュアして、透明蒸着PET/酸素吸収ポリエステル共重合体の2層フィルムを作製した。キュア中のフィルムの酸素吸収はほとんど認められなかった。
得られた2層フィルムの酸素吸収性フィルム面に、実施例2と同様の条件で光照射を行った。
光照射直後の2層フィルムを酸素吸収性フィルム面が対向するように重ね合わせ、パウチ内の空気量が約15mlになるように4辺をヒートシールし、内寸が55mm×75mmの透明平パウチを得た。
この平パウチを温度22℃、湿度60%RHの条件で保存してパウチ内酸素濃度変化をマイクロガスクロマトグラフ装置にて追跡した。結果を表2に示す。
Claims (22)
- 炭素−炭素二重結合基に結合し且つ1個の水素原子と結合した炭素原子を有し、該炭素原子が脂環構造に含まれており、放射線照射処理を施した酸素吸収性樹脂。
- 放射線が光である請求項1に記載の酸素吸収性樹脂。
- 光が紫外線である請求項2に記載の酸素吸収性樹脂。
- 前記炭素−炭素二重結合基が脂環構造に含まれている請求項1〜3のいずれか1項に記載の酸素吸収性樹脂。
- 構造(a)及び(b)の両方に結合し、且つ1個又は2個の水素原子と結合した炭素原子を有し、該炭素原子が脂環構造に含まれている酸素吸収性樹脂:
(a)炭素−炭素二重結合基、
(b)複素原子を含む官能基又は該官能基から誘導される結合基、
炭素−炭素二重結合基、又は
芳香環の何れか一つ。 - 構造(a)の炭素−炭素二重結合基が脂環構造に含まれている請求項5に記載の酸素吸収性樹脂。
- 構造(b)の複素原子が酸素を含んでいる請求項5又は6に記載の酸素吸収性樹脂。
- 構造(b)がカルボキシル基、カルボニル基、アミド基、エステル結合又はアミド結合のいずれかである請求項5〜7のいずれか1項に記載の酸素吸収性樹脂。
- 構造(a)及び(b)の両方に結合し脂環構造に含まれている前記炭素原子が、1個の水素原子と結合している請求項5〜8のいずれか1項に記載の酸素吸収性樹脂。
- 放射線照射処理を施した請求項5〜9のいずれか1項に記載の酸素吸収性樹脂。
- 放射線が光である請求項10に記載の酸素吸収性樹脂。
- 光が紫外線である請求項11に記載の酸素吸収性樹脂。
- 脂環構造以外にはアリル水素を有さない請求項1〜12のいずれか1項に記載の酸素吸収性樹脂。
- 樹脂がテトラヒドロフタル酸誘導体又はテトラヒドロ無水フタル酸誘導体を原料として含む重縮合ポリマーである、請求項1〜13のいずれか1項に記載の酸素吸収性樹脂。
- テトラヒドロフタル酸誘導体又はテトラヒドロ無水フタル酸誘導体が、Δ3−テトラヒドロフタル酸誘導体又はΔ3−テトラヒドロ無水フタル酸誘導体を含む請求項14に記載の酸素吸収性樹脂。
- Δ3−テトラヒドロフタル酸誘導体又はΔ3−テトラヒドロ無水フタル酸誘導体が、4−メチル−Δ3−テトラヒドロフタル酸又は4−メチル−Δ3−テトラヒドロ無水フタル酸を含む請求項15に記載の酸素吸収性樹脂。
- 重縮合ポリマーがポリエステルである、請求項14〜16のいずれか1項に記載の酸素吸収性樹脂。
- 前記ポリエステルを飽和ポリエステル樹脂とのエステル交換反応によりコポリマー化した、請求項17に記載の酸素吸収性樹脂。
- 請求項1〜18に記載の酸素吸収性樹脂を含むことを特徴とする酸素吸収性樹脂組成物。
- 酸化触媒としての遷移金属塩を含有しない請求項1〜19のいずれか1項に記載の酸素吸収性樹脂及び酸素吸収性樹脂組成物。
- 請求項1〜20に記載の酸素吸収性樹脂又は酸素吸収性樹脂組成物からなる酸素吸収層を有することを特徴とする酸素吸収性容器。
- 酸素吸収層の外側に酸素バリア層を有する請求項21に記載の酸素吸収性容器。
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