JPWO2005118289A1 - ガスバリア性多層構造物およびその製造法 - Google Patents

ガスバリア性多層構造物およびその製造法 Download PDF

Info

Publication number
JPWO2005118289A1
JPWO2005118289A1 JP2006514147A JP2006514147A JPWO2005118289A1 JP WO2005118289 A1 JPWO2005118289 A1 JP WO2005118289A1 JP 2006514147 A JP2006514147 A JP 2006514147A JP 2006514147 A JP2006514147 A JP 2006514147A JP WO2005118289 A1 JPWO2005118289 A1 JP WO2005118289A1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
gas barrier
stretching
resin
multilayer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2006514147A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4930054B2 (ja
Inventor
神田 智道
智道 神田
丸尾 和生
和生 丸尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Original Assignee
Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Gas Chemical Co Inc filed Critical Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
Priority to JP2006514147A priority Critical patent/JP4930054B2/ja
Publication of JPWO2005118289A1 publication Critical patent/JPWO2005118289A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4930054B2 publication Critical patent/JP4930054B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/02Physical, chemical or physicochemical properties
    • B32B7/027Thermal properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/06Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B27/08Layered products comprising a layer of synthetic resin as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C51/00Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor
    • B29C51/002Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor characterised by the choice of material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C55/00Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor
    • B29C55/02Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets
    • B29C55/023Shaping by stretching, e.g. drawing through a die; Apparatus therefor of plates or sheets using multilayered plates or sheets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B1/00Layered products having a non-planar shape
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/18Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives
    • B32B27/24Layered products comprising a layer of synthetic resin characterised by the use of special additives using solvents or swelling agents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/34Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyamides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B38/0012Mechanical treatment, e.g. roughening, deforming, stretching
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C49/00Blow-moulding, i.e. blowing a preform or parison to a desired shape within a mould; Apparatus therefor
    • B29C49/42Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C49/78Measuring, controlling or regulating
    • B29C2049/7879Stretching, e.g. stretch rod
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C49/00Blow-moulding, i.e. blowing a preform or parison to a desired shape within a mould; Apparatus therefor
    • B29C49/08Biaxial stretching during blow-moulding
    • B29C49/087Means for providing controlled or limited stretch ratio
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C51/00Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor
    • B29C51/04Combined thermoforming and prestretching, e.g. biaxial stretching
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2077/00Use of PA, i.e. polyamides, e.g. polyesteramides or derivatives thereof, as moulding material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2995/00Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0037Other properties
    • B29K2995/0065Permeability to gases
    • B29K2995/0067Permeability to gases non-permeable
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B38/0012Mechanical treatment, e.g. roughening, deforming, stretching
    • B32B2038/0028Stretching, elongating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/50Properties of the layers or laminate having particular mechanical properties
    • B32B2307/514Oriented
    • B32B2307/518Oriented bi-axially
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70Other properties
    • B32B2307/718Weight, e.g. weight per square meter
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70Other properties
    • B32B2307/724Permeability to gases, adsorption
    • B32B2307/7242Non-permeable
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2439/00Containers; Receptacles
    • B32B2439/40Closed containers
    • B32B2439/60Bottles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y10T428/1352Polymer or resin containing [i.e., natural or synthetic]
    • Y10T428/1379Contains vapor or gas barrier, polymer derived from vinyl chloride or vinylidene chloride, or polymer containing a vinyl alcohol unit
    • Y10T428/1383Vapor or gas barrier, polymer derived from vinyl chloride or vinylidene chloride, or polymer containing a vinyl alcohol unit is sandwiched between layers [continuous layer]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31725Of polyamide
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/31504Composite [nonstructural laminate]
    • Y10T428/31725Of polyamide
    • Y10T428/31736Next to polyester

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Containers Having Bodies Formed In One Piece (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
  • Wrappers (AREA)
  • Blow-Moulding Or Thermoforming Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

少なくとも1層のガスバリア層と少なくとも1層の樹脂層からなるガスバリア性多層構造物。ガスバリア層は、メタキシリレンジアミンとα,ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸を重縮合して得られたポリアミド樹脂と有機膨潤化剤で処理した層状珪酸塩とからなる複合樹脂(C)からなり、樹脂層は、複合樹脂(C)よりガラス転移点の低い熱可塑性樹脂(D)からなる。ガスバリア性多層構造物は、特定の条件下で未延伸積層体を延伸熱成形することにより得られる。特定の条件下での延伸熱成形により、樹脂内部の微小な亀裂による白化、ガスバリア性低下が抑制され、透明性、ガスバリア性に優れた多層構造物が得られる。

Description

本発明は、優れたガスバリア性能を有する多層構造物およびその製造法に関する。詳しくは、ガスバリア層を有する未延伸積層体の延伸ブローおよび延伸等の延伸熱成形時に白化、ガスバリア性の低下を起こすことなく、透明性、ガスバリア性に優れた多層構造物を製造することができる製造方法および該方法によって製造された多層構造物に関する。
食品や飲料等の包装に用いられる包装材料は、流通時の環境、冷蔵等の保存条件、加熱殺菌などの処理等から内容物を保護するため、高強度、割れにくさ、耐熱性といった機能ばかりでなく、内容物を確認できるよう透明性に優れるなど多岐に渡る機能が要求されている。さらに、近年では、食品の酸化を抑えるため外部からの酸素の侵入を防ぐ酸素バリア性や、嗜好の変化に伴い各種香気成分等に対するバリア性機能も要求されている。
ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ナイロン6等の脂肪族ポリアミド等の熱可塑性樹脂は、透明で機械物性に優れるばかりでなく、扱い易く、加工し易いので、包装フィルム、包装シート、ボトルなどの容器等の成形体に加工されて広く用いられている。しかし、酸素等のガス状物質に対するバリア性が劣るため、内容物が酸化劣化され易く、また、透過した香気成分により内容物の賞味期限が短くなる欠点があった。
キシリレンジアミンと脂肪族ジカルボン酸との重縮合反応から得られるポリアミド、例えばメタキシリレンジアミンとアジピン酸から得られるポリアミド(以下ポリアミドMXD6という)は、強度、弾性率、および酸素、炭酸ガス等のガス状物質に対するバリア性に優れている。それ故、ガスバリア性を向上させる目的で、包装材料のガスバリア材料としてとして広く利用されている。また、ポリアミドMXD6は、その他のガスバリア性樹脂と比べて溶融時の熱安定性が良好であることから、ポリエチレンテレフタレート(以下PETと省略する)、ナイロン6およびポリプロピレンなど種々の熱可塑性樹脂との共押出や共射出成形等が可能であり、多層構造物のガスバリア層としての利用が最近積極的に進められている。
塩化ビニリデン、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリビニルアルコール等からなるガスバリア層を有する多層構造物の利用も進んでいる。しかしながら、塩化ビニリデン層を含む多層構造物は、保存条件によらずガスバリア性に優れるものの、燃焼させた際にダイオキシンが発生し、環境を汚染する問題がある。エチレン−ビニルアルコール共重合体やポリビニルアルコールは前述のような環境汚染の問題はない。しかし、これらからなるガスバリア層を有する多層構造物は、比較的湿度の低い環境下では優れたガスバリア性を発揮するものの、保存される内容物が水分活性の高いものであったり、高湿度の環境下で保存されたり、さらに内容物を充填後に加熱殺菌処理を施されるとガスバリア性は大幅に低下するので、内容物の保存性が良くない。ガスバリア性を改善するために、ポリビニルアルコールと無機層状化合物からなる組成物をコーティングしたフィルムが開示されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。該フィルムは、低湿度下ではガスバリア性に優れているが、ポリビニルアルコールを主原料としているため、高湿度下でのガスバリア性の低下は大きい。またエチレン−ビニルアルコール共重合体やポリビニルアルコールは、高温での熱安定性に乏しく、該樹脂より溶融加工温度の高い樹脂との組み合わせによる多層構造物の製造が困難である。
キシリレンジアミンと脂肪族ジカルボン酸との重縮合反応から得られるキシリレン基含有ポリアミド、特にポリアミドMXD6は、上述のように酸素、炭酸ガス等のガス状物質に対して高いバリア性を示す。しかし、上述のエチレン−ビニルアルコール共重合体やポリビニルアルコールと比較した場合、高湿度下でのガスバリア性は優れるものの、低中湿度下ではややガスバリア性に劣る欠点があった。
ポリアミドMXD6のガスバリア性を改良する方法の一つとして、ポリアミド樹脂と層状珪酸塩を、押出機等を用いて混練する方法が知られている(例えば、特許文献3、特許文献4参照)。ポリアミドMXD6中に実質的にガス状物質を透過させない層状珪酸塩を分散させることでガスバリア性が改善され、ポリアミドMXD6の欠点であった低中湿度下でのガスバリア性もエチレン−ビニルアルコール共重合体やポリビニルアルコールと遜色無いものとなった。また、ポリアミドMXD6を延伸熱成形することにより、ガスバリア性や強度などが向上することが知られている。しかし、従来の方法で層状珪酸塩を含むフィルムを延伸すると、表面に微細な荒れや内部に亀裂が発生するなどの原因により、透明性が低下しガスバリア性能が不十分になる問題があった。特許文献5には、層状珪酸塩が均一に分散されたポリアミド樹脂組成物層の両面に層状珪酸塩を含有しない熱可塑性樹脂層を積層し、延伸して得られた多層延伸フィルムは、改善された透明性を示すことが開示されている。しかし、層状珪酸塩を含むポリアミドMXD6の延伸条件の詳細は記載されておらず、特定の延伸条件により得られる多層構造物の特定の性状に関する記載もない。
特開平7−251874号公報 特開平7−304128号公報 特開平2−305828号公報 特開平8−53572号公報 特開2002−29012号公報
本発明の目的は、透明性、ガスバリア性に優れた、ガスバリア層を有する多層構造物、および、多層ボトルの延伸ブロー時、多層フィルムの延伸時等において、樹脂内部の微小な亀裂による白化およびガスバリア性の低下が抑制された、該多層構造物の製造法を提供することにある。
本発明者等は、鋭意検討した結果、特定の複合樹脂層と熱可塑性樹脂層を積層した後に、特定の条件にて特定の性状を示すように延伸熱成形して得た多層構造物が、透明性、ガスバリア性能に優れる事を見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、メタキシリレンジアミン単位を70モル%以上含むジアミン単位と、炭素数4〜20のα,ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸由来の単位を70モル%以上含むジカルボン酸単位からなるポリアミド樹脂(A)92〜99重量%と、層状珪酸塩を有機膨潤化剤で処理して得られた層状珪酸塩(B)8〜1重量%とからなる複合樹脂(C)からなる少なくとも1層のガスバリア層(1)、および、複合樹脂(C)よりガラス転移点の低い熱可塑性樹脂(D)からなる少なくとも1層の層(2)から形成された多層積層体を、複合樹脂(C)のガラス転移点以上の温度で延伸熱成形して得られるガスバリア性多層構造物であって、該延伸熱成形時の温度および延伸前予熱時間が、複合樹脂(C)からなる単層未延伸フィルムを延伸軸方向の線速度が60%/秒の条件で延伸倍率3×3に同時二軸延伸した際の、前記未延伸フィルムの単位断面積当りの最大延伸応力が0.2〜2.0MPaの範囲となる温度および延伸前予熱時間であることを特徴とするガスバリア性多層構造物に関するものである。
また、本発明は、前記多層構造物を少なくとも一部に使用してなるガスバリア性多層容器に関する。
更に本発明は、複合樹脂(C)からなる少なくとも1層のガスバリア層(1)および複合樹脂(C)よりガラス転移点の低い熱可塑性樹脂(D)からなる少なくとも1層の樹脂層(2)からなる多層積層体を形成する工程、および、該多層積層体を、複合樹脂(C)のガラス転移点以上の温度で延伸熱成形する工程からなり、該複合樹脂(C)は、メタキシリレンジアミン単位を70モル%以上含むジアミン単位と、炭素数4〜20のα,ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸由来の単位を70モル%以上含むジカルボン酸単位からなるポリアミド樹脂(A)92〜99重量%と、層状珪酸塩を有機膨潤化剤で処理して得られた層状珪酸塩(B)8〜1重量%とからなり、および、該延伸熱成形時の温度および延伸前予熱時間が、複合樹脂(C)からなる単層未延伸フィルムを延伸軸方向の線速度が60%/秒の条件で延伸倍率3×3に同時二軸延伸した際の、前記未延伸フィルムの単位断面積当りの最大延伸応力が0.2〜2.0MPaの範囲となる温度および延伸前予熱時間であることを特徴とするガスバリア性多層構造物の製造法に関する。
本発明に用いられるポリアミド樹脂(A)は、ジアミン成分とジカルボン酸成分とを溶融重縮合し、又は溶融重縮合後更に固相重合して得られる。ポリアミド樹脂(A)中のジアミン単位はメタキシリレンジアミン単位を70モル%以上含むことが必要である。メタキシリレンジアミン単位が70モル%以上であると、優れたガスバリア性が維持できる。メタキシリレンジアミン以外に使用できるジアミン成分として、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、2−メチルペンタンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、2,2,4−トリメチル−ヘキサメチレンジアミン、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン等の脂肪族ジアミン;1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,3−ジアミノシクロヘキサン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、2,2−ビス(4−アミノシクロヘキシル)プロパン、ビス(アミノメチル)デカリン、ビス(アミノメチル)トリシクロデカン等の脂環族ジアミン;ビス(4−アミノフェニル)エーテル、パラフェニレンジアミン、パラキシリレンジアミン、ビス(アミノメチル)ナフタレン等の芳香環を有するジアミン類等が例示できるが、これらに限定されるものではない。
ポリアミド樹脂(A)中のジカルボン酸単位は、炭素数4〜20のα,ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸由来の単位を好ましくは70モル%以上、より好ましくは80モル%以上、さらに好ましくは90モル%以上含む。α,ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸としてはコハク酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、アジピン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸等の脂肪族ジカルボン酸が例示できるが、特にアジピン酸が好ましい。ジカルボン酸単位中の炭素数4〜20のα,ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸由来の単位が70モル%以上であると、ガスバリア性の低下や結晶性の過度の低下を避けることができる。炭素数4〜20のα,ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸以外のジカルボン酸成分としては、テレフタル酸、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸類等が挙げられる。
また、ポリアミド樹脂(A)は、重縮合時に分子量調節剤として使用されたモノアミン、モノカルボン酸由来の単位を少量含んでいてもよい。
溶融重縮合法としては、例えばジアミン成分とジカルボン酸成分からなるナイロン塩を水の存在下に、加圧下で昇温し、加えた水および縮合水を除きながら溶融状態で重合させる方法がある。また、ジアミン成分を溶融状態のジカルボン酸成分に直接加えて、重縮合する方法によっても製造される。この場合、反応系を均一な液状状態に保つために、ジアミン成分をジカルボン酸成分に連続的に加え、その間、反応温度が生成するオリゴアミドおよびポリアミドの融点よりも下回らないように反応系を昇温しつつ、重縮合が進められる。
溶融重縮合により得られた比較的低分子量のポリアミドの相対粘度(ポリアミド樹脂1gを96%硫酸水溶液100mlに溶解し、25℃で測定した値、以下同じ)は通常、2.28程度である。溶融重縮合後の相対粘度が2.28以下であると、ゲル状物の生成が少なく、色調が良好な高品質のポリアミド樹脂が得られる。溶融重縮合により得られた比較的低分子量のポリアミド樹脂は次いで固相重合される。固相重合は、該比較的低分子量のポリアミド樹脂をペレットあるいは粉末にし、これを減圧下あるいは不活性ガス雰囲気下に、150℃以上、ポリアミド樹脂の融点以下の温度に加熱することにより実施される。
ポリアミド樹脂(A)の相対粘度は、1.8〜3.9であることが好ましく、2.4〜3.7がより好ましく、2.5〜3.7が更に好ましい。この範囲であると、中空容器、フィルム、シートへの成形が良好で、且つ得られた中空容器、フィルム、シートの性能、特に機械的性能が良好である。溶融重縮合後の比較的低分子量のポリアミド樹脂によっても本発明の効果は一部得られるが、機械的強度、特に耐衝撃性が十分ではなく、中空容器、フィルム、シート用材料として実用的ではない。また、ポリアミド樹脂(A)中に層状珪酸塩(B)を分散させる際は、溶融混練法が用いられる場合があるが、相対粘度が1.8未満であると、溶融樹脂の粘度が低すぎて層状珪酸塩(B)が分散しづらくなり、その凝集体が生じやすく、フィルム化した際に外観が損なわれる。相対粘度が3.9を越えるポリアミド樹脂(A)は製造が困難であり、また溶融混練を行う際に特別な装置を必要とすることがある。相対粘度が特に1.8〜3.9であると、押出混練時に樹脂に適度な圧力がかかるため層状珪酸塩(B)の分散性が向上する。
ポリアミド樹脂(A)には、エラストマー類などの耐衝撃性改質剤;結晶核剤;脂肪酸アミド系化合物、脂肪酸金属塩系化合物、脂肪酸アマイド系化合物等の滑剤;銅化合物、有機もしくは無機ハロゲン化合物、ヒンダードフェノール系化合物、ヒンダードアミン系化合物、ヒドラジン系化合物、硫黄化合物、リン化合物(次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸カリウム、次亜リン酸カルシウム、次亜リン酸マグネシウムなど)等の酸化防止剤;熱安定剤;着色防止剤;ベンゾトリアゾール系等の紫外線吸収剤;離型剤;可塑剤;着色剤;難燃剤などの添加剤が含まれていても良い。
ポリアミド樹脂(A)の配合割合は、複合樹脂(C)(ポリアミド樹脂(A)と層状珪酸塩(B)の合計)の92〜99重量%、好ましくは95〜98.5重量%である。
本発明で使用される層状珪酸塩は、0.25〜0.6の電荷密度を有する2−八面体型や3−八面体型の層状珪酸塩であり、2−八面体型としては、モンモリロナイト、バイデライト等、3−八面体型としてはヘクトライト、サボナイト等が挙げられる。これらの中でも、モンモリロナイトが好ましい。
層状珪酸塩(B)は、高分子化合物や有機系化合物等の有機膨潤化剤を層状珪酸塩に接触させて得られる。この接触処理により、層状珪酸塩の層間に存在するナトリウムやカリウム、カルシウム等の交換性無機陽イオンが有機膨潤化剤とイオン交換し、層状珪酸塩の層間が拡がり、かつ高分子化合物との親和性が増す。有機膨潤化剤としては、アンモニウム、ホスホニウム、スルホニウムのハロゲン塩等が挙げられる。これらの中でもアンモニウム塩、ホスホニウム塩が好ましく、特にアンモニウム塩が好ましく使用される。アンモニウム塩としては、第1級、第2級、第3級、第4級アンモニウム塩の何れでもよいが、層間拡張の効果を得るために炭素数12以上の置換基を有するアンモニウム塩が好ましく用いられる。
有機膨潤化剤の具体例として、トリメチルドデシルアンモニウム塩、トリメチルテトラデシルアンモニウム塩、トリメチルヘキサデシルアンモニウム塩、トリメチルオクタデシルアンモニウム塩、トリメチルエイコシルアンモニウム塩等のトリメチルアルキルアンモニウム塩;トリメチルオクタデセニルアンモニウム塩、トリメチルオクタデカジエニルアンモニウム塩等のトリメチルアルケニルアンモニウム塩;トリエチルドデシルアンモニウム塩、トリエチルテトラデシルアンモニウム塩、トリエチルヘキサデシルアンモニウム塩、トリエチルオクタデシルアンモニウム塩等のトリエチルアルキルアンモニウム塩;トリブチルドデシルアンモニウム塩、トリブチルテトラデシルアンモニウム塩、トリブチルヘキサデシルアンモニウム塩、トリブチルオクタデシルアンモニウム塩等のトリブチルアルキルアンモニウム塩;ジメチルジドデシルアンモニウム塩、ジメチルジテトラデシルアンモニウム塩、ジメチルジヘキサデシルアンモニウム塩、ジメチルジオクタデシルアンモニウム塩、ジメチルジタロウアンモニウム塩等のジメチルジアルキルアンモニウム塩;ジメチルジオクタデセニルアンモニウム塩、ジメチルジオクタデカジエニルアンモニウム塩等のジメチルジアルケニルアンモニウム塩;ジエチルジドデジルアンモニウム塩、ジエチルジテトラデシルアンモニウム塩、ジエチルジヘキサデシルアンモニウム塩、ジエチルジオクタデシルアンモニウム塩等のジエチルジアルキルアンモニウム塩;ジブチルジドデシルアンモニウム塩、ジブチルジテトラデシルアンモニウム塩、ジブチルジヘキサデシルアンモニウム塩、ジブチルジオクタデシルアンモニウム塩等のジブチルジアルキルアンモニウム塩;メチルベンジルジヘキサデシルアンモニウム塩等のメチルベンジルジアルキルアンモニウム塩;ジベンジルジヘキサデシルアンモニウム塩等のジベンジルジアルキルアンモニウム塩;トリドデシルメチルアンモニウム塩、トリテトラデシルメチルアンモニウム塩、トリオクタデシルメチルアンモニウム塩等のトリアルキルメチルアンモニウム塩;トリドデシルエチルアンモニウム塩等のトリアルキルエチルアンモニウム塩;トリドデシルブチルアンモニウム塩等のトリアルキルブチルアンモニウム塩;4−アミノ−n−酪酸、6−アミノ−n−カプロン酸、8−アミノカプリル酸、10−アミノデカン酸、12−アミノドデカン酸、14−アミノテトラデカン酸、16−アミノヘキサデカン酸、18−アミノオクタデカン酸等のω−アミノ酸などが挙げられる。
またジアミンとジカルボン酸からなる少なくとも末端の一つがアミノ基および/またはアンモニウム塩であるポリアミドおよび/またはポリアミドオリゴマーも有機膨潤化剤として使用できる。前記ジアミンとしては、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、2−メチルペンタンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、2,2,4−トリメチル−ヘキサメチレンジアミン、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン等の脂肪族ジアミン;1,3−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,3−ジアミノシクロヘキサン、1,4−ジアミノシクロヘキサン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メタン、2,2−ビス(4−アミノシクロヘキシル)プロパン、ビス(アミノメチル)デカリン、ビス(アミノメチル)トリシクロデカン等の脂環族ジアミン;ビス(4−アミノフェニル)エーテル、パラフェニレンジアミン、メタキシリレンジアミン、パラキシリレンジアミン、ビス(アミノメチル)ナフタレン等の芳香環を有するジアミンが挙げられる。前記ジカルボン酸としては、コハク酸、グルタル酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、アジピン酸、セバシン酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸等のα,ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸;テレフタル酸、イソフタル酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸類等が挙げられる。ポリアミド樹脂(A)との親和性を増すために、ポリアミド樹脂(A)の構成成分と類似のジアミン及び/又はジカルボン酸であることがより好ましい。
また、水酸基及び/又はエーテル基含有のアンモニウム塩、例えば、メチルジヒドロキシエチル水素化牛脂アンモニウム塩、および、メチルジアルキル(PAG)アンモニウム塩、エチルジアルキル(PAG)アンモニウム塩、ブチルジアルキル(PAG)アンモニウム塩、ジメチルビス(PAG)アンモニウム塩、ジエチルビス(PAG)アンモニウム塩、ジブチルビス(PAG)アンモニウム塩、メチルアルキルビス(PAG)アンモニウム塩、エチルアルキルビス(PAG)アンモニウム塩、ブチルアルキルビス(PAG)アンモニウム塩、メチルトリ(PAG)アンモニウム塩、エチルトリ(PAG)アンモニウム塩、ブチルトリ(PAG)アンモニウム塩、テトラ(PAG)アンモニウム塩(ただし、アルキルはドデシル、テトラデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、エイコシルなどの炭素数12以上のアルキル基を表し、PAGはポリアルキレングリコール残基、好ましくは、炭素数20以下のポリエチレングリコール残基またはポリプロピレングリコール残基を表す)などの少なくとも一のアルキレングリコール残基を含有する4級アンモニウム塩も有機膨潤化剤として使用することができる。
中でもトリメチルドデシルアンモニウム塩、トリメチルテトラデシルアンモニウム塩、トリメチルヘキサデシルアンモニウム塩、トリメチルオクタデシルアンモニウム塩、ジメチルジドデシルアンモニウム塩、ジメチルジテトラデシルアンモニウム塩、ジメチルジヘキサデシルアンモニウム塩、ジメチルジオクタデシルアンモニウム塩、ジメチルジタロウアンモニウム塩、メチルジヒドロキシエチル水素化牛脂アンモニウム塩が好ましい。なお、これらの有機膨潤化剤は、単独でも複数種類の混合物としても使用できる。
層状珪酸塩(B)の配合割合は、複合樹脂(C)の1〜8重量%、好ましくは1.5〜5重量%である。層状珪酸塩(B)の配合割合が上記範囲内であれば、ガスバリア性の向上効果を得ることができ、かつ透明性を損なうことはない。
複合樹脂(C)において、層状珪酸塩(B)は局所的に凝集することなく均一に分散していることが好ましい。ここでいう均一分散とは、ポリアミド樹脂(A)中において層状珪酸塩(B)が平板状に分離し、それらの50%以上が5nm以上の層間距離を有することをいう。ここで層間距離とは平板状物の重心間距離のことをいう。この距離が大きい程分散状態が良好となり、ボトルやフィルムなどの成形体の透明性等の外観が良好で、かつ酸素、炭酸ガス等のガス状物質に対するバリア性を向上させることができる。
複合樹脂(C)を製造する方法としては、通常の単軸もしくは二軸押出機等を用いてポリアミド樹脂(A)と層状珪酸塩(B)を溶融混練する方法やポリアミド樹脂(A)の合成時に層状珪酸塩(B)を添加し攪拌するする方法が挙げられるが、特に制限はない。これらのなかでも、二軸押出機を用いた溶融混練法が好ましい。二軸押出機を使用して溶融混練する場合の溶融混練温度は、ポリアミド樹脂(A)の融点付近〜融点+60℃の範囲に設定し、できるだけ押出機内での樹脂の滞留時間を短くするのがよい。また、押出機内に設置されるスクリューのポリアミド樹脂(A)と層状珪酸塩(B)を混合する部位には、逆目スクリューエレメントやニーディングディスク等の部品を組み合わせたものを使用すると層状珪酸塩(B)が効率良く分散する。ポリアミド樹脂(A)の合成時に層状珪酸塩(B)を添加する場合、ナイロン塩水溶液に添加した後に重縮合を進める方法、ジアミン成分および/またはジカルボン酸成分に添加した後に溶融ジカルボン酸成分にジアミン成分を加えて重縮合を進める方法、または重縮合途中で添加する方法等が挙げられるが、ポリアミド重縮合装置には、層状珪酸塩(B)の分散に充分な混合設備を附帯し難いことから、ポリアミド原料中もしくは重縮合初期の反応系に添加することが好ましい。
複合樹脂(C)のガラス転移点は、60〜120℃であるのが好ましい。複合樹脂(C)よりガラス転移点の低い熱可塑性樹脂(D)としては、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;プロピレンホモポリマー、プロピレン−エチレンブロックコポリマー、プロピレン−エチレンランダムコポリマー等のポリプロピレン類;エチレン−ブテン共重合体、エチレン−ヘキセン共重合体、エチレン−オクテン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メチルメタクリレート共重合体、プロピレン−α−オレフィン共重合体、ポリブテン、ポリペンテン、アイオノマー樹脂等の各種ポリオレフィン類;ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂;ナイロン6、ナイロン66、ナイロン666等のポリアミド樹脂;イージーピール性を有する熱可塑性樹脂等が例示できるが、これらに限定されるものではない。層(2)は、上述の樹脂を単独または2種以上用いて形成される。
層(2)には、エラストマー類などの耐衝撃性改質剤;結晶核剤;脂肪酸アミド系化合物、脂肪酸金属塩系化合物、脂肪酸アマイド系化合物等の滑剤;銅化合物、有機もしくは無機ハロゲン化合物、ヒンダードフェノール系化合物、ヒンダードアミン系化合物、ヒドラジン系化合物、硫黄化合物、リン化合物(次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸カリウム、次亜リン酸カルシウム、次亜リン酸マグネシウムなど)等の酸化防止剤;熱安定剤;着色防止剤;ベンゾトリアゾール系化合物等の紫外線吸収剤;離型剤;可塑剤;着色剤;難燃剤;酸化チタン等の無機顔料;染料等の有機顔料などの添加剤が含まれていても良い。
本発明のガスバリア性多層構造物は、主として複合樹脂(C)からなるガスバリア層(1)と熱可塑性樹脂(D)からなる層(2)がそれぞれ少なくとも1層積層されていれば、積層数は限定されない。また他の材料からなる層(3)を含んでも良い。例えば、層(2)/層(1)/層(2)、層(2)/層(1)/層(2)/層(1)/層(2)、層(1)/層(2)/層(2)、層(2)/層(1)/層(2)/層(2)となる構成が挙げられる。また、必要に応じて変性ポリオレフィン樹脂等からなる接着性樹脂層を少なくとも1つの層間に積層しても良い。さらに機械物性の向上や商品性を高めるための目的で、本発明の多層構造物にポリエステル、ポリアミド、ポリプロピレン等からなる無延伸又は延伸フィルムを押出ラミネートやドライラミネート等により積層しても良い。各ガスバリア層(1)の厚さは好ましくは1〜150μmであり、各層(2)の厚さは好ましくは20〜800μmである。
次に、本発明のガスバリア性多層構造物の製造法について説明する。まず、公知の方法により、少なくとも1層の層(1)と少なくとも1層の層(2)、および、必要に応じて層(3)を含む多層積層体を製造する。
次いで、該多層積層体を特定条件下で延伸熱成形し、層(1)の結晶化度、配向度を高めてガスバリア性能を向上させる。本発明において、「延伸熱成形」は、フィルム又はシートの延伸、パリソンなどの延伸ブロー成形、フィルム又はシートの深絞り成形を意味する。一般に延伸熱成形は、材料樹脂のガラス転移点以上で行われる。ガラス転移点は樹脂によって異なり、吸湿状態によっても変化するので、複合樹脂材料では組成によってガラス転移点以上での熱成形性も大きく異なる。また材料樹脂が結晶性を有する場合、予熱時間が長過ぎると結晶化して延伸熱成形が困難となる場合がある。従って、多層積層体の延伸熱成形は、各層を構成する樹脂の組み合わせ等を配慮して行う必要がある。本発明の製造方法では、多層積層体の延伸熱成形温度および延伸前予熱時間を、複合樹脂(C)からなる単層未延伸フィルムを延伸軸方向の線速度が60%/秒の条件で延伸倍率3×3に同時二軸延伸した際の最大延伸応力(前記未延伸フィルムの単位断面積当り)が0.2〜2.0MPaの範囲となる温度および延伸前予熱時間に設定する。多層積層体の延伸熱成形温度は、複合樹脂(C)のガラス転移点以上であるのが好ましい。本発明において、「延伸前予熱時間」とは、多層積層体の加熱開始から延伸熱成形開始までの時間を意味する。
延伸熱成形する際、最もガラス転移点の高い複合樹脂(C)からなる層(1)の延伸応力に留意する必要がある。複合樹脂(C)の延伸性は、複合樹脂(C)を構成するポリアミド樹脂(A)および層状珪酸塩(B)におおいに影響を受ける。ポリアミド樹脂(A)の構成単位組成によりガラス転移点や結晶化する速度が異なるので、延伸熱成形温度と延伸前予熱時間を適切に選択する必要がある。また層状珪酸塩(B)を含むので、複合樹脂(C)はポリアミド樹脂(A)よりも延伸応力が増大し、結晶化速度も変化する。それ故、適切な延伸熱成形温度と延伸前予熱時間が得られるように、層状珪酸塩(B)の添加量を選択する必要がある。本発明においては、予め複合樹脂(C)からなる単層未延伸フィルムを、延伸軸方向の線速度が60%/秒の条件で延伸倍率3×3に同時二軸延伸し、その際の最大延伸応力(前記未延伸フィルムの単位断面積当り)が0.2〜2.0MPaの範囲となる温度および延伸前予熱時間を決定する。決定された温度および延伸前予熱時間にて多層積層体を延伸熱成形することにより、目的とする優れたガスバリア性能と透明性を示す多層構造物が得られる。前記最大延伸応力が2.0MPaを超える温度と延伸前予熱時間で延伸熱成形した場合、多層構造物が破断することがあるだけでなく、層状珪酸塩(B)とポリアミド樹脂(A)との界面付近に微小な亀裂が生じ、ガスバリア性能と透明性が低下する。0.2MPa未満となる条件では、延伸熱成形は可能であるが樹脂の配向による延伸効果が充分に得られないので好ましくない。
示差熱走査熱量計(DSC)で昇温速度10℃/min条件にて測定した、延伸熱成形後のガスバリア層(1)の結晶化熱量は0〜20J/gであることが好ましい。結晶化熱量が上記範囲内であれば、ガスバリア層(1)の結晶化が充分に進行しており、ガスバリア性能の向上効果が得られる。
本発明のガスバリア性多層構造物は、ASTM D−1003に準じて測定した曇価が0%以上、10%未満であることが好ましい。
延伸熱成形後のガスバリア層(1)の、下記式(I)で示される配向度は10〜45であることが好ましい。
配向度=(面内方向屈折率−厚み方向屈折率)×1000 ・・・(I)
式(I)において、各屈折率は、アッベ屈折計にて23℃、ナトリウムD線(589nm)で測定したものである。配向度が上記範囲内であると、延伸熱成形により樹脂の配向が十分であり、ガスバリア性能や機械的性能の向上効果を得ることができる。
本発明のガスバリア性多層構造物の形態としては、多層ボトル等の多層中空容器、多層延伸フィルム、多層シート容器が挙げられる。本発明の製造方法に従って延伸熱成形することでガスバリア性能、透明性、機械的性能が向上した多層構造物であれば、特に形態を限定するものではない。
延伸熱成形後にフィルムの端部を固定したり、ブローした容器を金型内で内圧をかけて変形しない状態で、延伸熱成形温度以上に保持する熱固定処理を施すことにより、延伸熱成形時の残留応力を緩和しつつ、結晶化を更に進行させて、多層構造物の強度、ガスバリア性能、機械的性能を更に向上させることも出来る。
本発明のガスバリア性多層構造物が多層中空容器(射出延伸ブロー中空容器)の場合、最外層および最内層が層(2)であり、最外層と最内層との間に位置する中間層の少なくとも1層が層(1)であることが好ましい。また、層(2)を構成する熱可塑性樹脂(D)としては、ジカルボン酸単位の好ましくは80モル%以上、より好ましくは90モル%以上がテレフタル酸単位であり、ジオール単位の好ましくは80モル%以上、より好ましくは90モル%以上がエチレングリコール単位であるポリエステルが例示される。他のジカルボン酸単位としては、イソフタル酸、ジフェニルエーテル−4、4−ジカルボン酸、ナフタレン−1、4又は2,6−ジカルボン酸、アジピン酸、セバシン酸、デカン−1、10−カルボン酸、ヘキサヒドロテレフタル酸等のジカルボン酸に由来する単位、又他のジオール単位としては、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、シクロヘキサンジメタノール、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−ヒドロキシエトキシフル)プロパン等のジオールに由来する単位を例示することが出来る。更に、p−オキシ安息香酸等のオキシ酸に由来する単位を含有するポリエステル樹脂を例示することができる。
本発明のガスバリア性多層構造物が多層中空容器である場合、熱可塑性樹脂(D)の固有粘度は0.55〜1.5が好ましく、特に好ましくは0.65〜1.4である。固有粘度が0.55以上で、多層パリソンを透明な非晶状態で得ることが可能となるほか、得られる多層中空容器の機械的強度も十分なものとなる。本発明においては、ポリエチレンテレフタレート(熱可塑性樹脂(D))から形成された層(2)と、ポリアミドMXD6(ポリアミド樹脂(A))と層状珪酸塩(B)からなる複合樹脂(C)から形成されたガスバリア層(1)との組み合わせが最も好ましい。その理由としては、これらの樹脂が、透明性、機械的強度、射出成形性、延伸ブロー成形性の全てにおいて優れているためである。
多層中空容器は、2つの射出シリンダー(熱可塑性樹脂(D)用のスキン側射出シリンダーと複合樹脂(C)を主成分とする樹脂用のコア側射出シリンダー)を有する射出成形機を使用して、熱可塑性樹脂(D)と複合樹脂(C)を主成分とする樹脂とをそれぞれの射出シリンダーから金型ホットランナーを通して金型キャビティー内に射出し、得られた多層パリソンを更に二軸延伸ブロー成形することにより得られる。
例えば、先ず、熱可塑性樹脂(D)を射出し、次いで複合樹脂(C)を主成分とする樹脂と熱可塑性樹脂(D)とを同時に射出し、次に熱可塑性樹脂(D)を必要量射出して金型キャビティーを満たすことにより層(2)/層(1)/層(2)の3層構造を有するパリソンが製造できる。
同様に、先ず熱可塑性樹脂(D)を射出し、次いで複合樹脂(C)を主成分とする樹脂を単独で射出し、最後に熱可塑性樹脂(D)を射出して金型キャビティーを満たすことにより、層(2)/層(1)/層(2)/層(1)/層(2)の5層構造を有するパリソンが製造できる。なお、多層パリソンを製造する方法は、上記方法だけに限定されるものではない。
多層パリソンを二軸延伸ブロー成形して得られる多層構造物は、ガスバリア層(1)が少なくとも多層構造物の胴部に存在していればガスバリア性を発揮するが、ガスバリア層(1)が多層構造物の口栓部先端付近まで延びている方がガスバリア性能は更に良好である。
本発明のガスバリア性多層構造物が多層中空容器である場合、白化防止剤として、炭素数8〜30の脂肪酸と炭素数2〜10のジアミンから得られるジアミド化合物および炭素数8〜30の脂肪酸と炭素数2〜10のジオールから得られるジエステル化合物から選ばれた少なくとも一種の化合物をガスバリア層(1)に添加することができる。前記脂肪酸は側鎖や二重結合があってもよいが、直鎖飽和脂肪酸が好ましい。
前記脂肪酸として、ステアリン酸(C18)、エイコ酸(C20)、ベヘン酸(C22)、モンタン酸(C28)、トリアコンタン酸(C30)が例示できる。また、前記ジアミンとして、エチレンジアミン、ブチレンジアミン、ヘキサンジアミン、キシリレンジアミン、ビス(アミノメチル)シクロヘキサン等が例示できる。ジアミド化合物は1種類でも良いし、2種類以上を併用してもよい。炭素数8〜30の脂肪酸と主としてエチレンジアミンから成るジアミンから得られるジアミド化合物、および主としてモンタン酸からなる脂肪酸と炭素数2〜10のジアミンから得られるジアミド化合物が好ましい。
前記ジオールとして、エチレングリコール、プロパンジオール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、キシリレングリコール、シクロヘキサンジメタノール等が例示できる。ジエステル化合物は1種類でも良いし、2種以上を併用しても良い。特に好ましくは主としてモンタン酸からなる脂肪酸と主としてエチレングリコールおよび/または1,3−ブタンジオールから得られるジエステル化合物である。
本発明において、前記ジアミド化合物および/またはジエステル化合物の添加量は、複合樹脂(C)100重量部に対して好ましくは0.005〜1.0重量部、より好ましくは0.05〜0.5重量部、特に好ましくは0.12〜0.5重量部である。
添加量が上記範囲内であると、ポリアミド樹脂(A)の結晶化による白化が抑制され、多層構造物の曇価を低くすることができる。
多層延伸フィルムおよび多層シートを延伸熱成形してなる多層シート容器は、共押出しにより得た、層(1)を中間層として有する層(1)と層(2)の多層積層体を延伸熱成形することにより製造される。共押出法としてはTダイ法、インフレーション法等公知の方法を利用することができる。特に層(1)を外層ではなく中間層とすることで、層(1)の表面粗れが低減し、多層構造物の曇価を低くできるため好ましい。延伸熱成形方法については、テンター法やブロー延伸方法など公知の方法を利用することができる。また、延伸熱成形後、吸湿による変形を防止し、結晶化度を高めてバリア性能をより向上させるために、再度加熱することによる熱固定もできる。尚、熱可塑性樹脂(D)としては、ポリオレフィンまたは脂肪族ポリアミドが好ましい。
また、前記多層延伸フィルムを共押出法で製造する工程においては、ドラフト比を極端に大きくしないことが好ましい。ドラフト比が極端に高いと複合樹脂(C)中の層状珪酸塩(B)の周辺で微細な空隙が生じ、ガスバリア性が低下するだけでなく、曇価が上昇するなどの外観が悪化する傾向がある。
本発明のガスバリア性多層構造物は、そのままでガスバリア性多層容器として使用することもできるし、該多層構造物を少なくとも一部に使用してガスバリア性多層容器を得ることもできる。共押出、共射出成形後に延伸熱成形して製造した多層ボトル、多層延伸フィルム、多層シート容器等の多層構造物はそのまま、又は若干の加熱およびヒートシールその他の方法により接着してガスバリア性多層容器として使用することが可能である。
本発明のガスバリア性多層容器には様々な物品を収納、保存することができる。例えば、炭酸飲料、ジュース、水、牛乳、日本酒、ウイスキー、焼酎、コーヒー、茶、ゼリー飲料、健康飲料等の液体飲料、調味液、ソース、醤油、ドレッシング、液体だし、マヨネーズ、味噌、すり下ろし香辛料等の調味料、ハム、ソーセージ等の畜肉食品、ジャム、クリーム、チョコレートペースト等のペースト状食品、液体スープ、煮物、漬物、シチュー等の液体加工食品に代表される液体系食品やそば、うどん、ラーメン等の生麺及びゆで麺、精米、調湿米、無洗米等の調理前の米類や調理された炊飯米、五目飯、赤飯、米粥等の加工米製品類、粉末スープ、だしの素等の粉末調味料等に代表される高水分食品、乾燥野菜、コーヒー豆、コーヒー粉、お茶、穀物を原料としたお菓子等に代表される低水分食品、その他農薬や殺虫剤等の固体状や溶液状の化学薬品、液体及びペースト状の医薬品、化粧水、化粧クリーム、化粧乳液、整髪料、染毛剤、シャンプー、石鹸、洗剤等、種々の物品を収納することができる。
特に、本発明のガスバリア性多層容器は、水分活性の高い物品を収納する包装容器、高湿度下に曝される包装容器、さらにはレトルトやボイル等の加熱殺菌処理が施される包装容器として適したものである。
以下に実施例および比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。以下に実施例等における評価方法について記す。
(1)ポリマー融点、ガラス転移点、昇温結晶化熱量
(株)島津製作所製流速示差走査熱量計DSC‐50により、以下の条件にて測定した。
標準物質:α−アルミナ
試料量:10mg
昇温速度:10℃/分
測定温度範囲:25〜300℃
雰囲気:窒素ガス 30ml/分
(2)曇価
日本電色工業(株)製、色差・濁度測定器COH−300Aを使用し、ASTM D1003に準じてフィルムの曇価を測定した。
(3)酸素透過率
JIS K−7126(ASTM D3985)に準じて測定した。使用した測定機器は、モダンコントロールズ社製酸素透過率測定装置(型式:OX−TRAN 10/50A)であり、測定条件は、23℃、相対湿度60%で行った。
(4)配向度
アッベ屈折計(アタゴ(株)製 DR−M2)にて23℃、ナトリウムD線(589nm)で面内方向および厚み方向の複屈折率を測定し、下記式(I)により計算した。
配向度=(面内方向屈折率−厚み方向屈折率)×1000 (I)
複合樹脂C1〜C5の製造
ポリアミドMXD6(三菱ガス化学製 MXナイロン S6007)および層状珪酸塩(B)(白石工業(株)製「オルベン」、膨潤化剤としてトリメチルオクタデシルアンモニウムを34wt%含有)をドライブレンドした後、逆エレメントによる滞留部を設けたスクリューを設置したシリンダー径20mmφの同方向回転型二軸押出機に6kg/hrの速度で供給し、シリンダー温度270℃の条件で溶融混練を行い、押出機ヘッドからストランド押し出し、冷却後、ペレタイズ化して複合樹脂(C1〜C5)を得た。第1表に複合樹脂の組成と融点、ガラス転移点を示す。
Figure 2005118289
参考例1
複合樹脂C1を、小型フィルム製造装置(東洋精機(株)製ラボプラストミル、スクリュー径φ20mm、Tダイ幅200mm)を用い、260℃の成形温度にて単層180μm厚みの未延伸フィルムにした後、テンター式二軸延伸装置(東洋精機(株)製)にて、延伸温度100℃、予熱30秒、延伸軸方向線速度60%/秒、延伸倍率3×3で同時2軸延伸した。延伸時の単位断面積当りの最大延伸応力は0.7MPaであり、得られたフィルム(厚み20μm)の曇価は0.5%であった。23℃、60%RHにおける酸素透過係数は、0.05ml・mm/m2・day・atm、DSC測定による昇温結晶化熱量は9J/gであり、配向度は19であった。
参考例2
複合樹脂C2を使用した以外は参考例1と同様にして作製した未延伸フィルムを、延伸温度105℃、予熱30秒、延伸軸方向線速度60%/秒、延伸倍率3×3で同時2軸延伸した。延伸時の単位断面積当りの最大延伸応力は1.0MPaであり、得られたフィルム(厚み20μm)の曇価は3.2%であった。23℃、60%RHにおける酸素透過係数は、0.03ml・mm/m2・day・atm、DSC測定による昇温結晶化熱量は5J/gであり、配向度は20であった。
参考例3
複合樹脂C3を使用した以外は参考例1と同様にして作製した未延伸フィルムを、延伸温度110℃、予熱30秒、延伸軸方向線速度60%/秒、延伸倍率3×3で同時2軸延伸した。延伸時の単位断面積当りの最大延伸応力は1.4MPaであり、得られたフィルム(厚み20μm)の曇価は3.4%であった。23℃、60%RHにおける酸素透過係数は、0.02ml・mm/m2・day・atm、DSC測定による昇温結晶化熱量は3J/gであり、配向度は29であった。
参考例4
複合樹脂C4を使用した以外は参考例1と同様にして作製した未延伸フィルムを、延伸温度120℃、予熱20秒、延伸軸方向線速度60%/秒、延伸倍率3×3で同時2軸延伸した。延伸時の単位断面積当りの最大延伸応力は1.7MPaであり、得られたフィルム(厚み20μm)の曇価は3.5%であった。23℃、60%RHにおける酸素透過係数は、0.02ml・mm/m2・day・atm、DSC測定による昇温結晶化発熱は検出されず、配向度は28であった。
参考例5
複合樹脂C5を使用した以外は参考例1と同様にして作製した未延伸フィルムを、延伸温度95℃、予熱30秒、延伸軸方向線速度60%/秒、延伸倍率3×3で同時2軸延伸した。延伸時の単位断面積当りの最大延伸応力は1.6MPaであり、得られたフィルム(厚み20μm)の曇価は5.8%であった。23℃、60%RHにおける酸素透過係数は、0.03ml・mm/m2・day・atm、DSC測定による昇温結晶化熱量は17J/gであり、配向度は20であった。
参考例6
複合樹脂C2を使用した以外は参考例1と同様にして作製した未延伸フィルムを、延伸温度120℃、予熱20秒、延伸軸方向線速度60%/秒、延伸倍率3×3で同時2軸延伸した。延伸時の単位断面積当りの最大延伸応力は0.3MPaであり、得られたフィルム(厚み20μm)の曇価は3.4%であった。23℃、60%RHにおける酸素透過係数は、0.03ml・mm/m2・day・atm、DSC測定による昇温結晶化発熱は検出されず、配向度は16であった。
参考例7
複合樹脂C3を使用した以外は参考例1と同様にして作製した未延伸フィルムを、延伸温度95℃、予熱30秒、延伸軸方向線速度60%/秒、延伸倍率3×3で同時2軸延伸した。延伸時の単位断面積当りの最大延伸応力は2.2MPaであり、得られたフィルム(厚み20μm)の曇価は13.1%であった。23℃、60%RHにおける酸素透過係数は、0.06ml・mm/m2・day・atm、DSC測定による昇温結晶化熱量は35J/gであり、配向度は23であった。
参考例8
複合樹脂C2を使用した以外は参考例1と同様にして作製した未延伸フィルムを、延伸温度135℃、予熱15秒、延伸軸方向線速度60%/秒、延伸倍率3×3で同時2軸延伸した。延伸時の単位断面積当りの最大延伸応力は0.1MPaであり、得られたフィルム(厚み20μm)の曇価は8.2%であった。23℃、60%RHにおける酸素透過係数は、0.05ml・mm/m2・day・atm、DSC測定による昇温結晶化発熱は検出されず、配向度は7であった。
参考例9
複合樹脂C5を使用した以外は参考例1と同様にして作製した未延伸フィルムを、延伸温度135℃、予熱15秒、延伸軸方向線速度60%/秒、延伸倍率3×3で同時2軸延伸した。延伸時の単位断面積当りの最大延伸応力は2.5MPaであり、得られたフィルム(厚み20μm)の曇価は18.9%であった。23℃、60%RHにおける酸素透過係数は、0.08ml・mm/m2・day・atm、DSC測定による昇温結晶化発熱は検出されず、配向度は25であった。
参考例10
ポリアミドMXD6のみを使用した以外は参考例1と同様にして作製した未延伸フィルムを、延伸温度95℃、予熱30秒、延伸軸方向線速度60%/秒、延伸倍率3×3で同時2軸延伸した。延伸時の単位断面積当りの最大延伸応力は0.3MPaであり、得られたフィルム(厚み20μm)の曇価は0.2%であった。23℃、60%RHにおける酸素透過係数は、0.08ml・mm/m2・day・atm、DSC測定による昇温結晶化熱量は12J/gであり、配向度は17であった。
実施例1
100重量部の複合樹脂C1にエチレンビスステアリルアミド(商品名:アルフローH−50T)を0.05重量部配合した(複合樹脂C1’)。複合樹脂C1’および熱可塑性樹脂としてポリエチレンテレフタレート(以下PETと略す。日本ユニペット製 RT543C、固有粘度0.75)を積層してなる多層パリソンを以下の方法により作製した。
名機製作所(株)製、射出成形機(型式:M200、4個取り)を使用し、最内外層を構成するPETを射出シリンダーaに、中間層を構成する複合樹脂C1’を射出シリンダーbに充填した。以下の条件で先ずPET樹脂を射出し、所定量のPET樹脂を射出した後、PET樹脂と同時に複合樹脂C1を射出し、ついでPET樹脂を射出して3層パリソンを成形した。
射出シリンダーa内の樹脂温度:280℃
射出シリンダーb内の樹脂温度:270℃
金型内樹脂流路温度 :280℃
金型冷却水温度 : 15℃
射出成形して得られた多層パリソンは全長110mm、外形26.5mmφ、肉厚4.5mmであった。尚、得られた3層パリソンは、複合樹脂C1を7重量%含有していた。上記多層パリソンを延伸ブロー成形機(クルップ コーポプラスト社(KRUPP CORPOPLAST社)製、型式:LB−01)を用いて、参考例1と同じ温度、予熱時間で二軸延伸ブロー成形して、多層ボトルを得た。得られた多層ボトルは全長223mm、外形65mmφ、内容積500ml(表面積:0.04m2)、底部形状はペタロイドタイプであった。
パリソン加熱温度 :100℃
予熱時間 :30秒
ブロー圧力 :3.0MPa
得られた多層ボトルの曇価、ガスバリア層の昇温結晶化熱量、ガスバリア層の配向度を、ボトル首部(底から150mm高さ部位)、胴部(底から80mm高さ部位)で測定した。曇価は首部で1.9%(厚み288μm)、胴部で1.3%(厚み325μm)であった。昇温結晶化熱量は、首部が8J/g、胴部が5J/gであり、配向度は、首部で14、胴部で21であった。また多層ボトルの酸素透過率は0.011ml/bottle・day・0.21atmであった。得られた多層ボトルは、ガスバリア層の結晶化、配向が充分高められており、透明性、バリア性能に優れるものであった。
実施例2
複合樹脂C1に代えて複合樹脂C2を用いた他は実施例1と同様に多層パリソンを作製し、参考例2と同じ温度、予熱時間条件で二軸延伸ブロー成形して、多層ボトルを得た。
パリソン加熱温度 :105℃
予熱時間 :30秒
ブロー圧力 :3.0MPa
得られた多層ボトルは、曇価が首部で5.4%(厚み293μm)、胴部で2.9%(厚み331μm)であった。ガスバリア層の昇温結晶化熱量は、首部が3J/g、胴部が2J/gであり、ガスバリア層の配向度は、首部で17、胴部で22であった。また多層ボトルの酸素透過率は0.007ml/bottle・day・0.21atmであった。得られた多層ボトルは、ガスバリア層の結晶化、配向が充分高められており、透明性、バリア性能に優れるものであった。
実施例3
複合樹脂C1に代えて複合樹脂C3を用いた他は実施例1と同様に多層パリソンを作製し、参考例3と同じ温度、予熱時間条件で二軸延伸ブロー成形して、多層ボトルを得た。
パリソン加熱温度 :110℃
予熱時間 :30秒
ブロー圧力 :3.0MPa
得られた多層ボトルは、曇価が首部で5.8%(厚み284μm)、胴部で2.8%(厚み312μm)であった。ガスバリア層の昇温結晶化熱量は、首部が2J/g、胴部が1J/gであり、ガスバリア層の配向度は、首部で27、胴部で33であった。また多層ボトルの酸素透過率は0.005ml/bottle・day・0.21atmであった。得られた多層ボトルは、ガスバリア層の結晶化、配向が充分高められており、透明性、ガスバリア性能に優れるものであった。
実施例4
複合樹脂C1に代えて複合樹脂C4を用いた他は実施例1と同様に多層パリソンを作製し、参考例4と同じ温度、予熱時間条件で二軸延伸ブロー成形して、多層ボトルを得た。
パリソン加熱温度 :120℃
予熱時間 :20秒
ブロー圧力 :3.0MPa
得られた多層ボトルは、曇価が首部で6.7%(厚み283μm)、胴部で3.6%(厚み322μm)であった。ガスバリア層の昇温結晶化による発熱は首部、胴部とも検出されず、ガスバリア層の配向度は、首部で28、胴部で31であった。また多層ボトルの酸素透過率は0.004ml/bottle・day・0.21atmであった。得られた多層ボトルは、ガスバリア層の結晶化、配向が充分高められており、透明性、ガスバリア性能に優れるものであった。
実施例5
実施例2と同様に多層パリソンを作製し、参考例5と同じ温度、予熱時間条件(下記参照)で二軸延伸ブロー成形して、多層ボトルを得た。
パリソン加熱温度 :95℃
予熱時間 :30秒
ブロー圧力 :3.0MPa
得られた多層ボトルは、曇価が首部で9.2%(厚み281μm)、胴部で5.4%(厚み308μm)であった。ガスバリア層の昇温結晶化熱量は、首部が16J/g、胴部が13J/gであり、ガスバリア層の配向度は、首部で19、胴部で23であった。また多層ボトルの酸素透過率は0.006ml/bottle・day・0.21atmであった。得られた多層ボトルは、ガスバリア層の結晶化、配向が充分高められており、透明性、ガスバリア性能に優れるものであった。
実施例6
実施例2と同様に多層パリソンを作製し、参考例6と同じ温度、予熱時間条件で二軸延伸ブロー成形して、多層ボトルを得た。
パリソン加熱温度 :120℃
予熱時間 :20秒
ブロー圧力 :3.0MPa
得られた多層ボトルは、曇価が首部で4.7%(厚み297μm)、胴部で3.3%(厚み314μm)であった。ガスバリア層の昇温結晶化による発熱は首部、胴部とも検出されず、ガスバリア層の配向度は、首部で14、胴部で19であった。また多層ボトルの酸素透過率は0.007ml/bottle・day・0.21atmであった。得られた多層ボトルは、ガスバリア層の結晶化、配向が充分高められており、透明性、ガスバリア性能に優れるものであった。
比較例1
実施例3と同様に多層パリソンを作製し、参考例7と同じ温度、予熱時間条件で二軸延伸ブロー成形して、多層ボトルを得た。
パリソン加熱温度 :95℃
予熱時間 :30秒
ブロー圧力 :3.0MPa
得られた多層ボトルは、曇価が首部で28.5%(厚み281μm)、胴部で21.4%(厚み311μm)であった。ガスバリア層の昇温結晶化熱量は首部が34J/g、胴部が28J/gであり、ガスバリア層の配向度は、首部で20、胴部で25であった。また多層ボトルの酸素透過率は0.014ml/bottle・day・0.21atmであった。得られた多層ボトルは、ガスバリア層の結晶化が充分でなく、透明性、ガスバリア性能に劣るものであった。
比較例2
実施例2と同様に多層パリソンを作製し、参考例8と同じ温度、予熱時間条件で二軸延伸ブロー成形して、多層ボトルを得た。
パリソン加熱温度 :135℃
予熱時間 :15秒
ブロー圧力 :3.0MPa
得られた多層ボトルは、曇価が首部で12.9%(厚み292μm)、胴部で10.5%(厚み334μm)であった。ガスバリア層の昇温結晶化による発熱は検出されず、ガスバリア層の配向度は、首部で7、胴部で9であった。また多層ボトルの酸素透過率は0.012ml/bottle・day・0.21atmであった。得られた多層ボトルは、ガスバリア層の配向が充分でなく、透明性、ガスバリア性能に劣るものであった。
比較例3
複合樹脂C1に代えて複合樹脂C5を用いた他は実施例1と同様に多層パリソンを作製し、参考例9と同じ温度、予熱時間条件で二軸延伸ブロー成形して、多層ボトルを得た。
パリソン加熱温度 :135℃
予熱時間 :15秒
ブロー圧力 :3.0MPa
得られた多層ボトルは、曇価が首部で34.5%(厚み283μm)、胴部で29.7%(厚み324μm)であった。ガスバリア層の昇温結晶化による発熱は検出されず、ガスバリア層の配向度は、首部で21、胴部で28であった。また多層ボトルの酸素透過率は0.015ml/bottle・day・0.21atmであった。得られた多層ボトルは、透明性、ガスバリア性能に劣るものであった。
比較例4
複合樹脂C1に代えてポリアミドMXD6を用いた他は実施例1と同様に多層パリソンを作製し、参考例10と同じ温度、予熱時間条件で二軸延伸ブロー成形して、多層ボトルを得た。
パリソン加熱温度 :95℃
予熱時間 :30秒
ブロー圧力 :3.0MPa
得られた多層ボトルは、曇価が首部で1.3%(厚み282μm)、胴部で1.0%(厚み310μm)であった。ガスバリア層の昇温結晶化熱量は首部が9J/g、胴部が8J/gであり、ガスバリア層の配向度は、首部で15、胴部で19であった。また多層ボトルの酸素透過率は0.017ml/bottle・day・0.21atmであった。
実施例7
3台の押出機、フィードブロック、Tダイ、冷却ロール、引き取り機等からなる多層フィルム製造装置を用いて、第1の押出機からナイロン6(以下N6と略す。宇部興産製 1024B)を、第2の押出機から上記複合樹脂(C1)を、第3の押出機からN6を共押出し、N6層(45μm)/ガスバリア層(複合樹脂層、45μm)/N6層(45μm)の層構成を有する2種3層の多層未延伸フィルムを製造した。得られた多層未延伸フィルムを二軸延伸装置(東洋精機製)にて、参考例1と同じ温度、予熱時間(100℃、30秒)、同時延伸速度60%/秒、延伸倍率3×3で多層延伸フィルムを作製した。各層の厚みは、N6層(5μm)/複合樹脂層(5μm)/N6層(5μm)であり、曇価は0.3%、ガスバリア層の昇温結晶化熱量は7J/g、酸素透過率は9.7ml/m2・day/atmであった。得られた多層延伸フィルムは透明性、ガスバリア性能に優れるものであった。
実施例8
複合樹脂C1に代えて複合樹脂C2を用いた他は実施例7と同様にして2種3層の多層未延伸フィルムを製造した。得られた多層未延伸フィルムを二軸延伸装置(東洋精機製)にて、参考例2と同じ温度、予熱時間(105℃、30秒)、同時延伸速度60%/秒、延伸倍率3×3で多層延伸フィルムを作製した。各層の厚みは、N6層(5μm)/複合樹脂層(5μm)/N6層(5μm)であり、曇価は1.2%、ガスバリア層の昇温結晶化熱量は5J/g、酸素透過率は6.3ml/m2・day/atmであった。得られた多層延伸フィルムは透明性、ガスバリア性能に優れるものであった。
実施例9
複合樹脂C1に代えて複合樹脂C3を用いた他は実施例7と同様にして2種3層の多層未延伸フィルムを製造した。得られた多層未延伸フィルムを二軸延伸装置(東洋精機製)にて、参考例3と同じ温度、予熱時間(110℃、30秒)、同時延伸速度60%/秒、延伸倍率3×3で多層延伸フィルムを作製した。各層の厚みは、N6層(5μm)/複合樹脂層(5μm)/N6層(5μm)であり、曇価は1.3%、ガスバリア層の昇温結晶化熱量は3J/g、酸素透過率は4.7ml/m2・day/atmであった。得られた多層延伸フィルムは透明性、ガスバリア性能に優れるものであった。
実施例10
複合樹脂C1に代えて複合樹脂C4を用いた他は実施例7と同様にして2種3層の多層未延伸フィルムを製造した。得られた多層未延伸フィルムを二軸延伸装置(東洋精機製)にて、参考例4と同じ温度、予熱時間(120℃、20秒)、同時延伸速度60%/秒、延伸倍率3×3で多層延伸フィルムを作製した。各層の厚みは、N6層(5μm)/複合樹脂層(5μm)/N6層(5μm)であり、曇価は1.5%、ガスバリア層の昇温結晶化熱量は1J/g、酸素透過率は4.5ml/m2・day/atmであった。得られた多層延伸フィルムは透明性、ガスバリア性能に優れるものであった。
実施例11
実施例8と同様にして2種3層の多層未延伸フィルムを製造した。得られた多層未延伸フィルムを二軸延伸装置(東洋精機製)にて、参考例5と同じ温度、予熱時間(95℃、30秒)、同時延伸速度60%/秒、延伸倍率3×3で多層延伸フィルムを作製した。各層の厚みは、N6層(5μm)/複合樹脂層(5μm)/N6層(5μm)であり、曇価は3.2%、ガスバリア層の昇温結晶化熱量は16J/g、酸素透過率は6.9ml/m2・day/atmであった。得られた多層延伸フィルムは透明性、ガスバリア性能に優れるものであった。
実施例12
実施例8と同様にして2種3層の多層未延伸フィルムを製造した。得られた多層未延伸フィルムを二軸延伸装置(東洋精機製)にて、参考例6と同じ温度、予熱時間(120℃、20秒)、同時延伸速度60%/秒、延伸倍率3×3で多層延伸フィルムを作製した。各層の厚みは、N6層(5μm)/複合樹脂層(5μm)/N6層(5μm)であり、曇価は1.2%、ガスバリア層の昇温結晶化による発熱は検出されず、酸素透過率は5.9ml/m2・day/atmであった。得られた多層延伸フィルムは透明性、ガスバリア性能に優れるものであった。
比較例5
実施例9と同様にして2種3層の多層未延伸フィルムを製造した。得られた多層未延伸フィルムを二軸延伸装置(東洋精機製)にて、参考例7と同じ温度、予熱時間(95℃、30秒)、同時延伸速度60%/秒、延伸倍率3×3で多層延伸フィルムを作製した。各層の厚みは、N6層(5μm)/複合樹脂層(5μm)/N6層(5μm)であり、曇価は13.0%、ガスバリア層の昇温結晶化熱量は34J/gであり、酸素透過率は13.9ml/m2・day/atmであった。得られた多層延伸フィルムは透明性、ガスバリア性能に劣るものであった。
比較例6
実施例8と同様にして2種3層の多層未延伸フィルムを製造した。得られた多層未延伸フィルムを二軸延伸装置(東洋精機製)にて、参考例8と同じ温度、予熱時間条件(135℃、15秒)、同時延伸速度60%/秒、延伸倍率3×3で多層延伸フィルムを作製した。各層の厚みは、N6層(5μm)/複合樹脂層(5μm)/N6層(5μm)であり、曇価は11.1%、ガスバリア層の昇温結晶化による発熱は検出されず、酸素透過率は11.3ml/m2・day/atmであった。得られた多層延伸フィルムは透明性、ガスバリア性能に劣るものであった。
比較例7
複合樹脂C1に代えて複合樹脂C5を用いた他は実施例7と同様にして2種3層の多層未延伸フィルムを製造した。得られた多層未延伸フィルムを二軸延伸装置(東洋精機製)にて、参考例9と同じ温度、予熱時間(135℃、15秒)、同時延伸速度60%/秒、延伸倍率3×3で多層延伸フィルムを作製した。各層の厚みは、N6層(5μm)/複合樹脂層(5μm)/N6層(5μm)であり、曇価は18.9%、ガスバリア層の昇温結晶化による発熱は検出されず、酸素透過率は15.8ml/m2・day/atmであった。得られた多層延伸フィルムは透明性、ガスバリア性能に劣るものであった。
比較例8
複合樹脂C1に代えてポリアミドMXD6を用いた他は実施例7と同様にして2種3層の多層未延伸フィルムを製造した。得られた多層未延伸フィルムを二軸延伸装置(東洋精機製)にて、参考例10と同じ温度、予熱時間(95℃、30秒)、同時延伸速度60%/秒、延伸倍率3×3で多層延伸フィルムを作製した。各層の厚みは、N6層(5μm)/複合樹脂層(5μm)/N6層(5μm)であり、曇価は0.2%、ガスバリア層の昇温結晶化熱量は14J/gであり、酸素透過率は14.0ml/m2・day/atmであった。
本発明のガスバリア性多層構造物は、ガスバリア性、機械物性および透明性等の外観に優れており、食品、飲料、薬品、電子部品等の包装材料として非常に有用なものであり、その工業的価値は高い。


Claims (14)

  1. メタキシリレンジアミン単位を70モル%以上含むジアミン単位と、炭素数4〜20のα,ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸由来の単位を70モル%以上含むジカルボン酸単位からなるポリアミド樹脂(A)92〜99重量%と、層状珪酸塩を有機膨潤化剤で処理して得られた層状珪酸塩(B)8〜1重量%とからなる複合樹脂(C)からなる少なくとも1層のガスバリア層(1)、および、複合樹脂(C)よりガラス転移点の低い熱可塑性樹脂(D)からなる少なくとも1層の層(2)から形成された多層積層体を、複合樹脂(C)のガラス転移点以上の温度で延伸熱成形して得られるガスバリア性多層構造物であって、該延伸熱成形時の温度および延伸前予熱時間が、複合樹脂(C)からなる単層未延伸フィルムを延伸軸方向の線速度が60%/秒の条件で延伸倍率3×3に同時二軸延伸した際の、前記未延伸フィルムの単位断面積当りの最大延伸応力が0.2〜2.0MPaの範囲となる温度および延伸前予熱時間であることを特徴とするガスバリア性多層構造物。
  2. 示差熱走査熱量計(DSC)で昇温速度10℃/min条件にて測定した、延伸熱成形後のガスバリア層(1)の結晶化熱量が0〜20J/gである請求項1に記載のガスバリア性多層構造物。
  3. ASTM D−1003に準じて測定した多層構造物の曇価が0%以上10%未満である請求項1または2に記載のガスバリア性多層構造物。
  4. 下記式(I):
    配向度=(面内方向屈折率−厚み方向屈折率)×1000 (I)
    (式(I)において、各屈折率は、アッベ屈折計にて23℃、ナトリウムD線(589nm)で測定したものである)
    から計算した、延伸熱成形後のガスバリア層(1)の配向度が10〜45である請求項1〜3のいずれかに記載のガスバリア性多層構造物。
  5. 最外層および最内層が層(2)であり、最外層と最内層との間に位置する中間層の少なくとも1層がガスバリア層(1)である多層中空容器であって、層(2)を構成する熱可塑性樹脂(D)が、テレフタル酸単位を80モル%以上含むジカルボン酸単位、およびエチレングリコール単位を80モル%以上含むジオール単位からなる熱可塑性ポリエステル樹脂を主成分とするものである請求項1〜4のいずれかに記載のガスバリア性多層構造物。
  6. 前記ガスバリア性多層構造物が、層(2)/層(1)/層(2)の3層構造を有する延伸ブロー成形多層中空容器である請求項1〜5のいずれかに記載のガスバリア性多層構造物。
  7. 前記ガスバリア性多層構造物が、層(2)/層(1)/層(2)/層(1)/層(2)の5層構造を有する延伸ブロー成形多層中空容器である請求項1〜5のいずれかに記載のガスバリア性多層構造物。
  8. 層(1)が複合樹脂(C)100重量部に対し、炭素数8〜30の脂肪酸と炭素数2〜10のジアミンから得られたジアミド化合物および炭素数8〜30の脂肪酸と炭素数2〜10のジオールから得られたジエステル化合物からなる群より選ばれた少なくとも1種の白化防止剤を0.005〜1.0重量部含むことを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のガスバリア性多層構造物。
  9. 少なくとも1層の層(1)と少なくとも1層の層(2)からなる共押出し積層体を延伸熱成形して得られた、多層延伸フィルムまたは多層シート容器である請求項1〜4のいずれかに記載のガスバリア性多層構造物。
  10. 層(2)に用いる熱可塑性樹脂(D)がポリオレフィンである請求項9に記載のガスバリア性多層構造物。
  11. 層(2)に用いる熱可塑性樹脂(D)が脂肪族ポリアミドである請求項9に記載のガスバリア性多層構造物。
  12. 多層構造物の少なくとも1つの層間に、接着性樹脂層が積層されてなる請求項1〜11に記載のガスバリア性多層構造物。
  13. 請求項1〜12のいずれかに記載のガスバリア性多層構造物を少なくとも一部に使用してなるガスバリア性多層容器。
  14. 複合樹脂(C)からなる少なくとも1層のガスバリア層(1)および複合樹脂(C)よりガラス転移点の低い熱可塑性樹脂(D)からなる少なくとも1層の樹脂層(2)からなる多層積層体を形成する工程、および
    該多層積層体を、複合樹脂(C)のガラス転移点以上の温度で延伸熱成形する工程からなり、
    該複合樹脂(C)は、メタキシリレンジアミン単位を70モル%以上含むジアミン単位と、炭素数4〜20のα,ω−直鎖脂肪族ジカルボン酸由来の単位を70モル%以上含むジカルボン酸単位からなるポリアミド樹脂(A)92〜99重量%と、層状珪酸塩を有機膨潤化剤で処理して得られた層状珪酸塩(B)8〜1重量%とからなり;
    該延伸熱成形時の温度および延伸前予熱時間が、複合樹脂(C)からなる単層未延伸フィルムを延伸軸方向の線速度が60%/秒の条件で延伸倍率3×3に同時二軸延伸した際の、前記未延伸フィルムの単位断面積当りの最大延伸応力が0.2〜2.0MPaの範囲となる温度および延伸前予熱時間であることを特徴とするガスバリア性多層構造物の製造法。


JP2006514147A 2004-06-04 2005-06-03 ガスバリア性多層構造物およびその製造法 Expired - Fee Related JP4930054B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006514147A JP4930054B2 (ja) 2004-06-04 2005-06-03 ガスバリア性多層構造物およびその製造法

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004167033 2004-06-04
JP2004167033 2004-06-04
JP2006514147A JP4930054B2 (ja) 2004-06-04 2005-06-03 ガスバリア性多層構造物およびその製造法
PCT/JP2005/010275 WO2005118289A1 (ja) 2004-06-04 2005-06-03 ガスバリア性多層構造物およびその製造法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2005118289A1 true JPWO2005118289A1 (ja) 2008-04-03
JP4930054B2 JP4930054B2 (ja) 2012-05-09

Family

ID=35462799

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006514147A Expired - Fee Related JP4930054B2 (ja) 2004-06-04 2005-06-03 ガスバリア性多層構造物およびその製造法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20080069994A1 (ja)
EP (1) EP1752286B1 (ja)
JP (1) JP4930054B2 (ja)
CN (1) CN100564028C (ja)
AU (1) AU2005249842B2 (ja)
WO (1) WO2005118289A1 (ja)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101252888B1 (ko) 2005-07-08 2013-04-09 미츠비시 가스 가가쿠 가부시키가이샤 다층 병
US20100206762A1 (en) * 2007-04-05 2010-08-19 Toyo Seikan Kaisha, Ltd. Multilayer polyester container and process for producing the same
JP5305610B2 (ja) * 2007-04-05 2013-10-02 東洋製罐株式会社 耐圧性ポリエステル容器及びその製造方法
ATE545676T1 (de) * 2008-09-08 2012-03-15 Basf Se Verfahren zur herstellung flächiger formkörper oder folien
CN102039666A (zh) * 2009-10-18 2011-05-04 刘伟民 一种输出稳定吹塑容器的制作方法及产品和制作设备
JP2011126552A (ja) * 2009-12-16 2011-06-30 Dainippon Printing Co Ltd 多層プラスチック容器
US8840826B2 (en) 2011-03-03 2014-09-23 Nakamoto Packs Co., Ltd. Method of making multilayer container
EP2497620B1 (en) * 2011-03-07 2014-01-15 Nakamoto Packs Co., Ltd. Method of making multilayer container
CN102672947B (zh) * 2011-03-16 2016-05-25 中本包装株式会社 制造多层容器的方法
JP6011929B2 (ja) * 2012-10-31 2016-10-25 株式会社吉野工業所 2軸延伸ブロー成形容器及びその製造方法
DE102014014895A1 (de) * 2014-10-13 2016-04-14 Voxeljet Ag Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Bauteilen in einem Schichtbauverfahren
JP6645019B2 (ja) * 2015-03-23 2020-02-12 住友ベークライト株式会社 多層フィルムおよび包装体
DE102015006363A1 (de) 2015-05-20 2016-12-15 Voxeljet Ag Phenolharzverfahren
DE102015011503A1 (de) 2015-09-09 2017-03-09 Voxeljet Ag Verfahren zum Auftragen von Fluiden
DE102015011790A1 (de) 2015-09-16 2017-03-16 Voxeljet Ag Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen dreidimensionaler Formteile

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001199024A (ja) * 2000-01-21 2001-07-24 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 多層容器
JP2002226612A (ja) * 2001-02-01 2002-08-14 Mitsubishi Gas Chem Co Inc ポリアミド延伸フィルム
JP2004002777A (ja) * 2002-04-03 2004-01-08 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 二軸延伸フィルム及びその製造方法
JP2004098454A (ja) * 2002-09-09 2004-04-02 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 多層フィルム、及びその製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2389478B1 (ja) * 1977-05-04 1980-11-28 Rhone Poulenc Ind
US6376591B1 (en) * 1998-12-07 2002-04-23 Amcol International Corporation High barrier amorphous polyamide-clay intercalates, exfoliates, and nanocomposite and a process for preparing same
DE60308581T2 (de) * 2002-04-03 2007-01-18 Mitsubishi Gas Chemical Co., Inc. Biaxial gereckte Folie und Verfahren zu deren Herstellung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001199024A (ja) * 2000-01-21 2001-07-24 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 多層容器
JP2002226612A (ja) * 2001-02-01 2002-08-14 Mitsubishi Gas Chem Co Inc ポリアミド延伸フィルム
JP2004002777A (ja) * 2002-04-03 2004-01-08 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 二軸延伸フィルム及びその製造方法
JP2004098454A (ja) * 2002-09-09 2004-04-02 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 多層フィルム、及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP1752286A4 (en) 2008-10-15
CN100564028C (zh) 2009-12-02
AU2005249842B2 (en) 2010-04-22
EP1752286B1 (en) 2012-03-21
WO2005118289A1 (ja) 2005-12-15
CN101001749A (zh) 2007-07-18
AU2005249842A1 (en) 2005-12-15
EP1752286A1 (en) 2007-02-14
JP4930054B2 (ja) 2012-05-09
US20080069994A1 (en) 2008-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4930054B2 (ja) ガスバリア性多層構造物およびその製造法
KR101455565B1 (ko) 폴리아미드 수지 조성물
CA2466451C (en) Multilayer container
JP5104318B2 (ja) 多層ボトル
JP5024050B2 (ja) 多層ボトル
US7258929B2 (en) Gas-barrier multi-layer structure
JP5002940B2 (ja) 芳香族ポリアミド延伸フィルム
JP5315599B2 (ja) 樹脂組成物および多層構造物
WO2007007649A1 (ja) 多層ボトル
JP4328952B2 (ja) ガスバリア性多層構造物
JP4720102B2 (ja) 多層容器
JP2007211159A (ja) 樹脂組成物および多層構造物
JP4561965B2 (ja) 多層容器
JP4830677B2 (ja) 多層ボトル
JP2004237570A (ja) 多層延伸フィルム、及び製造方法
JP4214390B2 (ja) ガスバリア性多層構造物
JP4711040B2 (ja) 多層容器
JP4826369B2 (ja) 多層ボトル

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080529

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110302

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120117

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120130

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4930054

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150224

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees