TW201619276A - 液體包裝容器用薄膜及液體包裝容器 - Google Patents

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Abstract

本發明之液體包裝容器用薄膜,其係具有至少一層由樹脂組成物(X)所構成的層之液體包裝容器用薄膜,其中該樹脂組成物(X)含有聚丙烯系樹脂(a)與至少一種的氫化嵌段共聚物(b),該氫化嵌段共聚物(b)係嵌段共聚物之氫化物,該嵌段共聚物包含:以芳香族乙烯化合物單元為主體之聚合物嵌段(A);與以異戊二烯(Ip)單元、丁二烯(Bd)單元、或者異戊二烯(Ip)及丁二烯(Bd)單元為主體之聚合物嵌段(B),在該樹脂組成物(X)中,氫化嵌段共聚物(b)具有相分離結構,該相分離結構形成以下兩種結構:(i)長軸1μm以上的島相或共連續結構、與(ii)長軸300nm以下的島相,該樹脂組成物(X)中,聚丙烯系樹脂(a)與氫化嵌段共聚物(b)的質量比[(a)/{(a)+(b)}]為61/100~95/100。

Description

液體包裝容器用薄膜及液體包裝容器
本發明係關於液體包裝容器用薄膜及液體包裝容器。
醫療用之液體包裝容器,例如輸液袋係使用玻璃製品或塑膠製品等。注入輸液袋之藥液經密封後,一般係由蒸汽殺菌或高壓殺菌等之方法殺菌。玻璃製品比塑膠製品重,而且在輸送時會有因衝擊或掉落等而容易破損之問題,故廣泛地使用塑膠製的輸液袋。
塑膠製的輸液袋係使用軟質氯乙烯樹脂製品、聚乙烯或聚丙烯等聚烯烴製品。軟質氯乙烯樹脂製之輸液袋,由於為了賦予柔軟性而含有大量的塑化劑,故依輸液的種類而有塑化劑溶至輸液中的風險,會有安全性方面的擔憂。而且,醫療用具為用後即丟棄,軟質氯乙烯樹脂製之輸液袋在使用後亦要焚燒,會有軟質氯乙烯樹脂所引起的有毒氣體產生的問題。並且,聚乙烯或聚丙烯等聚烯烴製之輸液袋因不含塑化劑,故在衛生面上為佳,惟柔軟性差且耐衝擊性不足,因此在處理性方面尚嫌不足。
另一方面,作為提供賦予柔軟性及透明性優異之成形物,且在焚燒時不會產生有毒氣體,耐熱性亦 充足,並可給予承受高壓殺菌之醫療用具的樹脂組成物,其課題係提案一種樹脂組成物(參照專利文獻1),其由聚丙烯系樹脂(a)、氫化嵌段共聚物(b)所構成,兩者之比例為聚丙烯系樹脂(a)/氫化嵌段共聚物(b)=10/90~90/10(重量比),其中,氫化嵌段共聚物(b)係包含:至少一種選自(b-1)氫化嵌段共聚物、(b-2)氫化嵌段共聚物及(b-3)氫化嵌段共聚物所成群組者,其中,(b-1)氫化嵌段共聚物係具有1個以上由乙烯基芳香族化合物所構成之聚合物嵌段A及1個以上之1,2-鍵與3,4-鍵的含量為10~75莫耳%之聚異戊二烯嵌段B,乙烯基芳香族化合物之含量為10~40重量%,且聚異戊二烯嵌段B之碳-碳雙鍵之70%以上經氫化者;(b-2)氫化嵌段共聚物係具有1個以上由乙烯基芳香族化合物所構成之聚合物嵌段A及具有1個以上之由異戊二烯與丁二烯以5/95~95/5之重量比混合而成之混合物的聚合物所構成,且1,2-鍵與3,4-鍵的含量為20~85莫耳%之聚合物嵌段C,乙烯基芳香族化合物之含量為10~40重量%,且聚合物嵌段C之碳-碳雙鍵之70%以上經氫化者;以及(b-3)氫化嵌段共聚物係具有1個以上由乙烯基芳香族化合物所構成之聚合物嵌段A及1個以上之1,2-鍵之含量為45莫耳%以上之聚丁二烯嵌段D,乙烯基芳香族化合物之含量為10~40重量%,且聚丁二烯嵌段D之碳-碳雙鍵之70%以上經氫化者。
並且,作為提供透明性、柔軟性、抗扭結性、抗黏結性、抗鑷子性、溶劑黏接性,低溫耐衝擊性及耐 熱性優異之管,其課題係提案一種管(參照專利文獻2),係使由氫化嵌段共聚物(a)、氫化嵌段共聚物(b)及聚烯烴系樹脂(c)所構成之樹脂組成物成形而成之管,其中,氫化嵌段共聚物(a)係至少由以芳香族乙烯化合物單元為主體之聚合物嵌段(A);與以丁二烯單元為主體或者以異戊二烯單元及丁二烯單元為主體之聚合物嵌段(B)所構成的嵌段共聚物經氫化者,相對於氫化嵌段共聚物(a)之總量,聚合物嵌段(A)之含量為5~40質量%,聚合物嵌段(B)之氫化率為70%以上,且該共聚物之玻璃轉移溫度為-45~30℃,氫化嵌段共聚物(b)係至少由以芳香族乙烯化合物單元為主體之聚合物嵌段(C)、以丁二烯單元為主體或者以異戊二烯單元及丁二烯單元為主體之聚合物嵌段(D)所構成的嵌段共聚物經氫化者,相對於氫化嵌段共聚物(b)之總量,聚合物嵌段(C)之含量為10~40質量%,聚合物嵌段(D)之氫化率為80%以上,且該共聚物之玻璃轉移溫度小於-45℃,氫化嵌段共聚物(a)與氫化嵌段共聚物(b)之質量比[(a)+(b)]為50/50~95/5,且氫化嵌段共聚物(a)、氫化嵌段共聚物(b)與氫化嵌段共聚物(c)之質量比[(c)/((a)+(b)+(c))]為10/100~60/100。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1 日本特開平10-67894號公報
專利文獻2 國際公開第2009/031625號公報
在對輸液袋等之液體包裝容器施加衝擊、或液體包裝容器的掉落,該液體包裝容器因破損而有漏液的發生,係有必要抑制。
因此,本發明之課題係提供一種液體包裝容器用薄膜及液體包裝容器,以及由該等所構成之醫療用具,其中,該液體包裝容器用薄膜係具有先前技術同等以上之透明性及柔軟性,且袋破裂強度優異。
本發明者等專心致志進行研討之結果,發現作為醫療用之液體包裝容器,由特定之樹脂組成物所構成之層藉由具有特定之形態(morphology),即可具有先前技術同等以上之透明性及柔軟性,且在作成液體包裝容器時,可得到優異之袋破裂強度,遂而解決上述問題。
本發明係有關下述[1]~[11]者。
[1]一種液體包裝容器用薄膜,其係具有至少一層由樹脂組成物(X)所構成的層之液體包裝容器用薄膜,其中該樹脂組成物(X)含有聚丙烯系樹脂(a)與至少一種的氫化嵌段共聚物(b),該氫化嵌段共聚物(b)係嵌段共聚物之氫化物,該嵌段共聚物包含:以芳香族乙烯化合物單元為主體之聚合物嵌段(A);與以異戊二烯(Ip)單元、丁二烯(Bd)單元、或者異戊二烯(Ip)及丁二烯(Bd)單元為主體之聚合物嵌段(B), 在該樹脂組成物(X)中,氫化嵌段共聚物(b)具有相分離結構,該相分離結構形成以下兩種結構:(i)長軸1μm以上的島相或共連續結構、與(ii)長軸300nm以下的島相,該樹脂組成物(X)中,聚丙烯系樹脂(a)與氫化嵌段共聚物(b)的質量比[(a)/{(a)+(b)}]為61/100~95/100。
[2]如上述[1]之液體包裝容器用薄膜,其中該氫化嵌段共聚物(b)至少包含玻璃轉移溫度不同的氫化嵌段共聚物(b-1)與氫化嵌段共聚物(b-2),氫化嵌段共聚物(b-1)的玻璃轉移溫度小於-45℃,氫化嵌段共聚物(b-2)的玻璃轉移溫度為-45℃以上,該樹脂組成物(X)中,氫化嵌段共聚物(b-1)與氫化嵌段共聚物(b-2)的質量比[(b-1)/(b-2)]為5/95~95/5。
[3]如上述[2]之液體包裝容器用薄膜,其中該氫化嵌段共聚物(b-1)中之以芳香族乙烯化合物單元為主體之聚合物嵌段(A)的含量為5~38質量%,或該氫化嵌段共聚物(b-2)中之以芳香族乙烯化合物單元為主體之聚合物嵌段(A)的含量為5~50質量%。
[4]如上述[1]~[3]中任一項之液體包裝容器用薄膜,其中該氫化嵌段共聚物(b)、或該氫化嵌段共聚物(b-1)及該氫化嵌段共聚物(b-2)所具有之該聚合物嵌段(B)的氫化率,分別為80莫耳%以上。
[5]如上述[1]~[4]中任一項之液體包裝容器用薄膜,其中該氫化嵌段共聚物(b)、或該氫化嵌段共聚物(b-1)及該氫化嵌段共聚物(b-2)的重量平均分子量,分別為20,000~500,000。
[6]如上述[1]~[5]中任一項之液體包裝容器用薄膜,其中該聚丙烯系樹脂(a)含有60莫耳%以上的丙烯單體單元,在230℃、負重21.6N的條件下之熔融流動速率(melt flow rate)為0.1~30g/10分鐘。
[7]一種液體包裝容器,其包含如上述[1]~[6]中任一項之液體包裝容器用薄膜。
[8]如上述[7]之液體包裝容器,其係包含液體包裝容器用薄膜之液體包裝容器,其中該液體包裝容器用薄膜係具有內層與外層之至少2層以上的結構;該內層係由該樹脂組成物(X)所構成,該外層係由樹脂組成物(P)所構成,該樹脂組成物(P)含有70質量%以上之丙烯單體單元的含量為60莫耳%以上之聚丙烯系樹脂(c)。
[9]如上述[8]之液體包裝容器,其係包含液體包裝容器用薄膜之液體包裝容器,其中該液體包裝容器用薄膜係在該內層與該外層之間具有至少一層中間層之3層以上的結構;該外層係由樹脂組成物(P)所構成,該樹脂組成物(P)含有70質量%以上之丙烯單體單元的含量為60莫耳%以上之聚丙烯系樹脂(c),該樹脂組成物(X)形成內層及中間層、內層、和中間層之任一者,構成該內層之樹脂成分的熔點MPin與構成該中間層之樹脂成分的熔點MPmid滿足下式:MPin<MPmid
[10]如上述[8]或[9]之液體包裝容器,其中構成該內層之樹脂組成物(X)的熔點MPx與構成該外層之樹脂組成物(P)的熔點MPp滿足下式:0<MPp-MPx≦50。
[11]一種醫療用具,其包含如[7]~[10]中任一項之液體包裝容器。
依據本發明,即可提供一種具有先前技術同等以上之透明性及柔軟性,且袋破裂強度優異之液體包裝容器用薄膜及液體包裝容器。藉由具有該等特性,本發明之液體包裝容器特別適用在醫療用途上。
1‧‧‧由氫化嵌段共聚物(b)所構成之長軸1μm以上之島相或共連續結構
2‧‧‧由氫化嵌段共聚物(b)所構成之長軸300nm以下之島相
3‧‧‧由聚丙烯系樹脂(a)所構成之海相
4‧‧‧由聚丙烯系樹脂(a)所構成之島相
5‧‧‧由氫化嵌段共聚物(b)所構成之海相
6‧‧‧由氫化嵌段共聚物(b)所構成且長軸大於300nm之 島相
7‧‧‧由氫化嵌段共聚物(b)所構成且長軸小於1μm之島相
而且,MD表示薄膜製造時之機械方向
第1圖係表示實施例與比較例中之液體包裝容器的龜裂進展模式之觀察部位、以及龜裂進展模式之模式圖。
第2圖係就實施例1觀察龜裂進展模式時之掃描型電子顯微鏡之照片圖。
第3圖係就比較例1觀察龜裂進展模式時之掃描型電子顯微鏡之照片圖。
第4圖係使用原子力顯微鏡,沿著薄膜製造時之機械方向(MD),掃描液體包裝容器用薄膜之內層或中間層而得的實施例之圖像模式圖。
第5圖係使用原子力顯微鏡,沿著薄膜製造時之機械方向(MD),掃描液體包裝容器用薄膜之內層或中間層而得的比較例之圖像模式圖。
第6圖係使用原子力顯微鏡,沿著薄膜製造時之機械方向(MD),掃描液體包裝容器用薄膜之內層或中間層而得的比較例之圖像模式圖。
第7圖係使用原子力顯微鏡,沿著薄膜製造時之機械方向(MD),掃描液體包裝容器用薄膜之內層或中間層而得的比較例之圖像模式圖。
第8圖係使用原子力顯微鏡,沿著薄膜製造時之機械方向(MD),掃描液體包裝容器用薄膜之內層或中間層而得的比較例之圖像模式圖。
第9圖係使用原子力顯微鏡,沿著薄膜製造時之機械方向(MD),掃描液體包裝容器用薄膜之內層或中間層而得的比較例之圖像模式圖。
本說明書中,較佳之規定係可任意選擇,較佳之規定的彼此組合可說是更佳。
[液體包裝容器用薄膜]
本發明之液體包裝容器用薄膜係具有至少一層由樹脂組成物(X)所構成的層,其中該樹脂組成物(X)含有聚丙烯系樹脂(a)與至少一種的氫化嵌段共聚物(b)。
以下,依序說明樹脂組成物(X)中之聚丙烯系樹脂(a)與至少一種的氫化嵌段共聚物(b)。
[聚丙烯系樹脂(a)]
聚丙烯系樹脂(a)係以源自丙烯之結構單元(丙烯單體單元)的含量在60莫耳%以上為佳,除此之外,並無特別限制,可使用習知之聚丙烯系樹脂。丙烯單體單元之 含量係以80莫耳%以上為佳,以80~100莫耳%更佳,以90~100莫耳%又更佳,尤以95~99莫耳%為特佳。源自丙烯以外之結構單元係例如可列舉出:源自乙烯之結構單元、源自1-丁烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、4-甲基-1-戊烯、1-壬烯、1-癸烯等α-烯烴之結構單元,此外,亦可列舉如源自下述之改性劑的結構單元等。
聚丙烯系樹脂(a)之例係可列舉如:均聚丙烯、丙烯-乙烯無規共聚物、丙烯-乙烯嵌段共聚物、丙烯-丁烯無規共聚物、丙烯-乙烯-丁烯無規共聚物、丙烯-戊烯無規共聚物、丙烯-己烯無規共聚物、丙烯-辛烯無規共聚物、丙烯-乙烯-戊烯無規共聚物、丙烯-乙烯-己烯無規共聚物等。並且,亦可使用在該等之聚丙烯系樹脂中,將丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等不飽和單羧酸;馬來酸、檸康酸、伊康酸等不飽和二羧酸;該等不飽和單羧酸或不飽和二羧酸之酯、醯胺或醯亞胺;馬來酸酐、檸康酸酐、伊康酸酐等不飽和二羧酸酐等之改性劑接枝聚合的改性聚丙烯系樹脂,惟作為聚丙烯系樹脂(a),係以無改性者為佳。
其中,由以較為廉價且可容易取得之觀點,以均聚丙烯、丙烯-乙烯無規共聚物、丙烯-乙烯嵌段共聚物為佳,以均聚丙烯、丙烯-乙烯無規共聚物更佳,以丙烯-乙烯無規共聚物又更佳。
聚丙烯系樹脂係可單獨使用1種,亦可將2種以上併用。
聚丙烯系樹脂(a)在230℃、21.6N之條件下所測定之熔體流動速率(MFR),由樹脂組成物(X)之成形加工性之觀點,以0.1~30g/10分鐘為佳,以1~20g/10分鐘更佳,以1~10g/10分鐘又更佳。而且,本說明書及申請專利範圍中記載之「熔體流動速率」均為按照JISK 7210所測定之值。
而且,聚丙烯系樹脂(a)之熔點並無特別限制,惟以120~180℃為佳,以120~170℃更佳。本說明書及申請專利範圍中記載之「熔點」均為依實施例所記載之方法測得者。
[氫化嵌段共聚物(b)]
氫化嵌段共聚物(b)係包含以芳香族乙烯化合物單元為主體之聚合物嵌段(A);與以異戊二烯(Ip)單元、丁二烯(Bd)單元、或者異戊二烯(Ip)及丁二烯(Bd)單元為主體之聚合物嵌段(B)的嵌段共聚物之氫化物。
以下,依序說明聚合物嵌段(A)及聚合物嵌段(B)。
(聚合物嵌段(A))
聚合物嵌段(A)係以源自芳香族乙烯化合物之結構單元作為主體。其中所謂的「作為主體」係指基於聚合物嵌段(A)的合計質量,包含源自芳香族乙烯化合物的結構單元50質量%以上者。該聚合物嵌段(A)中之源自芳香族乙烯化合物的結構單元之含量,由樹脂組成物(X)之透明性及機械特性之觀點,基於聚合物嵌段(A)的合計質量,以70質量%以上更佳,以90質量%以上又更佳。
上述芳香族乙烯化合物之例係可列舉如:苯乙烯、鄰-甲基苯乙烯、間-甲基苯乙烯、對-甲基苯乙烯、α-甲基苯乙烯、β-甲基苯乙烯、2,6-二甲基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、α-甲基-鄰-甲基苯乙烯,α-甲基-間-甲基苯乙烯、α-甲基-對-甲基苯乙烯、β-甲基-鄰-甲基苯乙烯、β-甲基-間-甲基苯乙烯、β-甲基-對-甲基苯乙烯、2,4,6-三甲基苯乙烯、α-甲基-2,6-二甲基苯乙烯、α-甲基-2,4-二甲基苯乙烯、β-甲基-2,6-二甲基苯乙烯、β-甲基-2,4-二甲基苯乙烯、鄰-氯苯乙烯、間-氯苯乙烯、對-氯苯乙烯、2,6-二氯苯乙烯、2,4-二氯苯乙烯、α-氯-鄰-氯苯乙烯、α-氯-間-氯苯乙烯、α-氯-對-氯苯乙烯、β-氯-鄰-氯苯乙烯,β-氯-間氯苯乙烯、β-氯-對-氯苯乙烯、2,4,6-三氯苯乙烯、α-氯-2,6-二氯苯乙烯、α-氯-2,4-二氯苯乙烯、β-氯-2,6-二氯苯乙烯、β-氯-2,4-二氯苯乙烯、鄰-三級丁基苯乙烯、間-三級丁基苯乙烯、對-三級丁基苯乙烯、鄰-甲氧基苯乙烯、間-甲氧基苯乙烯、對-甲氧基苯乙烯、鄰-氯甲基苯乙烯、間-氯甲基苯乙烯、對-氯甲基苯乙烯、鄰-、間-或對-溴甲基苯乙烯、經矽基取代的苯乙烯衍生物、茚及乙烯基萘等。其中,由製造成本與物性平衡之觀點,以苯乙烯、α-甲基苯乙烯及該等之混合物為佳,以苯乙烯更佳。
然而,只要不妨礙本發明之目的及效果,聚合物嵌段(A)除了芳香族乙烯化合物以外,可含有10質量%以下之比例的其它不飽和單體。該其它不飽和單體之例係可列舉至少1種選自丁二烯、異戊二烯、2,3-二 甲基丁二烯、1,3-戊二烯、1,3-己二烯、異丁烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基乙烯基醚、N-乙烯基咔唑、β-蒎烯、8,9-對-薄荷烯、二戊烯、亞甲基降莰烯及2-亞甲基四氫呋喃等。聚合物嵌段(A)在含有該其它之不飽和單體單元時之結合形態並無特別限制,可為無規或錐形。
聚合物嵌段(A)之重量平均分子量係以2,500~100,000為佳,以2,500~50,000更佳,以3,000~30,000又更佳。另外,本說明書及申請專利範圍中記載之「重量平均分子量」全係依凝膠滲透層析儀(GPC)測定所求得之標準聚苯乙烯換算的重量平均分子量。
氫化嵌段共聚物(b)中之聚合物嵌段(A)的含量,從由樹脂組成物(X)所形成之層的橡膠彈性及柔軟性之觀點,以5~40質量%為佳,以7~35質量%更佳。
而且,如後所述,上述氫化嵌段共聚物(b)至少包含玻璃轉移溫度不同的氫化嵌段共聚物(b-1)與氫化嵌段共聚物(b-2)時,由樹脂組成物(X)所形成之層的橡膠彈性、及柔軟性與成形性之觀點,且由氫化嵌段共聚物(b-1)及(b-2)之生產性之觀點,以玻璃轉移溫度小於-45℃之氫化嵌段共聚物(b-1)中的芳香族乙烯化合物單元為主體之聚合物嵌段(A)的含量,係以5~50質量%為佳,以5~38質量%更佳,以7~30質量%又更佳,又以8~25質量%為特佳。而且,由上述相同之觀點,以玻璃轉移溫度為-45℃以上之氫化嵌段共聚物(b-2)中的芳香族乙烯化合物單元為主體之聚合物嵌段(A)的含量,係以5~50質量%為佳,以5~38質量%更佳,以7~30質量%又更佳,又以8~25質量%為特佳。
而且,氫化嵌段共聚物(b)中的聚合物嵌段(A)之含量係由1H-NMR光譜求得之值。
(聚合物嵌段(B))
聚合物嵌段(B)係以源自共軛二烯化合物之結構單元作為主體。其中所謂的「作為主體」係指基於聚合物嵌段(B)的合計質量,包含源自共軛二烯化合物的結構單元50質量%以上者。該聚合物嵌段(B)中之源自共軛二烯化合物的結構單元之含量,基於聚合物嵌段(B)的合計質量,以70質量%以上更佳,以90質量%以上又更佳。
構成聚合物嵌段(B)之共軛二烯化合物係以異戊二烯(Ip)單元、丁二烯(Bd)單元、或者異戊二烯(Ip)及丁二烯(Bd)單元為主體,更且,亦可包含至少1種選自例如:2,3-二甲基丁二烯、1,3-戊二烯及1,3-己二烯等。
聚合物嵌段(B)如上所述,係以異戊二烯(Ip)單元、丁二烯(Bd)單元、或者異戊二烯(Ip)及丁二烯(Bd)單元為主體,惟如為以丁二烯(Bd)或者異戊二烯(Ip)及丁二烯(Bd)單元為主體之構成時,所得液體包裝容器在低溫中之柔軟性優異,因而為佳。更且,如為以異戊二烯(Ip)及丁二烯(Bd)單元為主體之構成時,所得液體包裝容器之透明性優異而更佳。上述之異戊二烯(Ip)與丁二烯(Bd)之混合比例並無特別限制,惟由性能提高等的觀點,混合比例(丁二烯/異戊二烯)(莫耳比)以在10/90~90/10之範圍內為佳,以在30/70~70/30之範圍內更佳,以在40/60~60/40之範圍內又更佳。而且,聚合物嵌段(B)如為以異戊二烯(Ip)及丁二烯(Bd)單元為主體之構成時,該 等的結合形態並無特別限制,可由無規、錐形、完全交替、部分嵌段狀、嵌段或該等之2種以上的組合所構成者。
構成聚合物嵌段(B)之共軛二烯的結合形態並無特別限制,例如:在丁二烯的情況下,可作成1,2-鍵、1,4-鍵,在異戊二烯的情況下,可作成1,2-鍵、3,4-鍵、1,4-鍵。
另外,本說明書中,聚合物嵌段(B)包含異戊二烯時,1,2-鍵結量及3,4-鍵結量的合計量稱為乙烯鍵結量,聚合物嵌段(B)由丁二烯所構成時,1,2-鍵結量稱為乙烯鍵結量,聚合物嵌段(B)之總鍵結形態中之乙烯鍵結量的含量稱為乙烯化度(%)。1,2-鍵結量及3,4-鍵結量可經1H-NMR測定求得。
聚合物嵌段(B)之重量平均分子量,由樹脂組成物(X)之柔軟性之觀點,係以10,000~300,000為佳,以20,000~270,000更佳,以40,000~240,000又更佳。
而且,由耐熱性及透明性之觀點,聚合物嵌段(B)所具有之碳-碳雙鍵之80莫耳%以上經加氫(以下,亦有稱為氫化的情形)者為佳。聚合物嵌段(B)之加氫率(氫化率)係以85莫耳%以上為佳,以90莫耳%以上更佳。而且,如下述者,上述氫化嵌段共聚物(b)至少包含玻璃轉移溫度不同的氫化嵌段共聚物(b-1)與氫化嵌段共聚物(b-2)時,氫化嵌段共聚物(b-1)及(b-2)之氫化率分別以80莫耳%以上為佳,以85莫耳%以上更佳,以90莫耳%以上又更佳。
另外,上述氫化率係,將聚合物嵌段(B)中之源自共軛二烯化合物的結構單元中之碳-碳雙鍵的含量在氫化前後中測定碘值所求得之值。
更且,聚合物嵌段(B)只要不妨礙本發明之目的及效果,基於聚合物嵌段(B)的合計質量,一般以30質量%以下為佳,以10質量%以下更佳,可含有源自異戊二烯(Ip)單元與丁二烯(Bd)單元以外之其它共軛二烯除外的聚合性單體之結構單元。其它聚合性單體之較佳者係可列舉至少1種化合物選自例如:苯乙烯、α-甲基苯乙烯、鄰-甲基苯乙烯、間-甲基苯乙烯、對-甲基苯乙烯、對-三級丁基苯乙烯、2,4-二甲基苯乙烯、乙烯基萘及乙烯基蒽等之芳香族乙烯化合物,以及甲基丙烯酸甲酯、甲基乙烯基醚、N-乙烯基咔唑、β-蒎烯、8,9-對-薄荷烯、雙戊烯、亞甲基降莰烯、2-亞甲基四氫呋喃等。聚合物嵌段(B)含有源自異戊二烯(Ip)單元與丁二烯(Bd)單元以外之其它聚合性單體之結構單元時,其結合形態並無特別限制,可為無規或錐形。
(聚合物嵌段(A)與聚合物嵌段(B)之結合模式)
氫化嵌段共聚物(b)係只要聚合物嵌段(A)與聚合物嵌段(B)結合,並不限定其結合模式,可為直鏈狀、分支狀、放射狀和該等2種以上組合之結合模式的任一者。其中,聚合物嵌段(A)與聚合物嵌段(B)之結合模式以直鏈狀為佳,其例係當聚合物嵌段(A)以A表示,且聚合物嵌段(B)以B表示時,可列舉如:以A-B表示之二嵌段共 聚物、以A-B-A表示之三嵌段共聚物、以A-B-A-B表示之四嵌段共聚物、以A-B-A-B-A表示之五嵌段共聚物、(A-B)nX型共聚物(X表示偶合劑殘基、n表示3以上之整數)等。當中,由氫化嵌段共聚物(b)之柔軟性、製造容易性等之觀點,宜使用三嵌段共聚物(A-B-A)。
此處,本說明書中,當相同類型的聚合物嵌段透過二官能之偶合劑等而直線狀結合時,所結合的聚合物嵌段全部視為一個聚合物嵌段。依此,包括上述例示,原本嚴格稱為Y-X-Y(X表示偶合劑殘基)的聚合物嵌段,除非有必要區分單一聚合物嵌段Y的情形之外,整體係以Y表示。本說明書中,由於包含偶合劑殘基之該種類型的聚合物嵌段係經如上所述之處理,因此,例如包含偶合劑殘基,嚴格稱為A-B-X-B-A(X表示偶合劑殘基)之嵌段共聚物稱為A-B-A,視為三嵌段共聚物之一例。
並且,氫化嵌段共聚物(b)在無損本發明之目的的範圍內,除了聚合物嵌段(A)與聚合物嵌段(B)之外,可存在由其它聚合性單體所構成之聚合物嵌段(C)。此時,聚合物嵌段(C)以C表示時,嵌段共聚物之結構可列舉如:A-B-C型三嵌段共聚物、A-B-C-A型四嵌段共聚物、A-B-A-C型四嵌段共聚物等。
氫化嵌段共聚物(b)以及後述之玻璃轉移溫度不同的氫化嵌段共聚物(b-1)與氫化嵌段共聚物(b-2)之重量平均分子量,分別以20,000~500,000為佳,以35,000~400,000更佳,以40,000~300,000又更佳。氫化嵌段共聚物(b)之重量平均分子量小於20,000時,樹脂 組成物(X)之耐熱性降低,反之,重量平均分子量大於500,000時,樹脂組成物(X)之成形加工性變成不足。
氫化嵌段共聚物(b)係只要無損本發明之目的及效果,可在分子鏈中及/或分子末端具有1種或2種以上之羧基、羥基、酸酐基、胺基及環氧基等的官能基。
氫化嵌段共聚物(b)之流動性,由提高樹脂組成物(X)之成形加工性之觀點,在230℃、21.6N之條件下所測定之熔體流動速率以0.1~80g/10分鐘為佳,以1~50g/10分鐘更佳。
(上述氫化嵌段共聚物(b)之製造方法)
氫化嵌段共聚物(b)可由溶液聚合法、乳液聚合法或固相聚合法等方法製造。其中,以溶液聚合法為佳,例如可使用陰離子聚合或陽離子聚合等之離子聚合法、自由基聚合法等之習知方法。其中,以陰離子聚合法為佳。陰離子聚合法中,可在溶劑、陰離子聚合起始劑,及因應必要之路易斯鹼的存在下,依次添加芳香族乙烯化合物、共軛二烯化合物而得到嵌段共聚物,接著,藉由嵌段共聚物的氫化即可得到氫化嵌段共聚物(b)。
上述方法中,作為聚合起始劑使用之有機鋰化合物,其例可列舉如:甲基鋰、乙基鋰、戊基鋰、正丁基鋰、二級丁基鋰、三級丁基鋰等之單鋰化合物,及四乙烯二鋰等二鋰化合物等。
作為溶劑,只要不對陰離子聚合反應產生不良影響,即無特別限制,其例可列舉如:環己烷、甲基環己烷、正己烷、正戊烷等之脂肪族烴;苯、甲苯及二甲苯 等之芳香族烴等。而且,聚合反應一般係在0~100℃下反應0.5~50小時。
依上述方法進行聚合後,加入醇類、羧酸類及水等之活性氫化合物以停止聚合反應,根據習知的方法,在惰性有機溶劑中,於氫化觸媒的存在下氫化,即可成為氫化物。氫化反應可在氫化觸媒的存在下,反應溫度20~100℃、氫氣壓力0.1~10MPa的條件下進行。
氫化觸媒之例可列舉如:使雷氏鎳、鉑(Pt)、鈀(Pd)、釕(Ru)、銠(Rh)及鎳(Ni)等之金屬被擔載於碳、氧化鋁及矽藻土等之單體的非均相系觸媒;由過渡金屬化合物與烷基鋁化合物、烷基鋰化合物等的組合所構成之戚格勒觸媒、茂金屬系觸媒等。
如此操作所得之氫化嵌段共聚物(b)係,將聚合反應液注入甲醇等之中使凝結後,經加熱或減壓乾燥,或將聚合反應液與蒸氣一起注入熱水中後,施加所謂汽提(steam stripping)使溶劑共沸而去除,然後藉由加熱或減壓乾燥而取得。
而且,氫化嵌段共聚物(b)、(b-1)及(b-2)之製造方法方面,例如可依據日本特開平10-67894號公報、國際公開第2009-031625號之記載而製造,本說明書係引用國際公開第2009-031625號之記載。
[樹脂組成物(X)]
樹脂組成物(X)係含有上述聚丙烯系樹脂(a)與至少一種的上述氫化嵌段共聚物(b)者,樹脂組成物(X)中之氫化嵌段共聚物(b)具有相分離結構,該相分離結構具有 以下兩種結構:(i)該長軸1μm以上的島相或共連續結構、與(ii)該長軸300nm以下的島相。
此處,例如一種氫化嵌段共聚物(b)具有相分離結構,而該相分離結構形成以下兩種結構:(i)長軸1μm以上的島相或共連續結構、與(ii)長軸300nm以下的島相時,例如:首先,可在聚丙烯系樹脂(a)將氫化嵌段共聚物(b)以高剪力進行混練,以形成長軸300nm以下的島相之方式使分散後,進一步將氫化嵌段共聚物(b)以低剪力混練,形成長軸1μm以上的島相或共連續結構,製造具有相分離結構之樹脂組成物(X)。
上述樹脂組成物(X)之中,至少1種的氫化嵌段共聚物(b)係長軸1μm以上的島相,以長軸1.1μm以上5μm以下之島相為佳,以長軸1.2μm以上3μm以下之島相更佳,或以共連續結構存在。以下,「長軸1μm以上之島相」亦稱為「大島相」。
另一方面,上述樹脂組成物(X)之中,與上述氫化嵌段共聚物(b)相同類型或不同類型的氫化嵌段共聚物(b)係以長軸300nm以下的島相存在,以長軸1nm以上200nm以下之島相為佳,以長軸10nm以上100nm以下之島相更佳。以下,「長軸300nm以下之島相」亦稱為「小島相」。
上述樹脂組成物(X)之中,上述氫化嵌段共聚物(b)係在後述之分子力顯微鏡中,沿著薄膜製造時之機械方向(MD)掃描而得的圖像模式圖,如第4圖之A所示,形成具有由大島相或共連續結構與小島相之二結構所構成 的相分離結構之特定的形態。因此,即使在由上述樹脂組成物(X)所構成之層中出現龜裂,龜裂在上述樹脂組成物(X)中定向在液體包裝容器用薄膜的機械方向(MD),沿著與聚丙烯系樹脂(a)無相容性之氫化嵌段共聚物(b)的大島相或共連續結構,在液體包裝容器用薄膜的機械方向(MD)中進行。因此,由於可抑制龜裂朝著層的厚度方向進行,推測具有優異的袋破裂強度。反之,與聚丙烯系樹脂(a)無相容性之氫化嵌段共聚物(b)的小島相,因在上述樹脂組成物(X)中均勻地分散,故可推測由樹脂組成物(X)所構成之層的柔軟性及透明性優異。
而且,本發明中,上述氫化嵌段共聚物(b)至少包含玻璃轉移溫度不同之氫化嵌段共聚物(b-1)與氫化嵌段共聚物(b-2),係以氫化嵌段共聚物(b-1)之玻璃轉移溫度小於-45℃、氫化嵌段共聚物(b-2)之玻璃轉移溫度為-45℃以上者為佳。認為是氫化嵌段共聚物(b)藉由含有玻璃轉移溫度不同之氫化嵌段共聚物(b-1)及(b-2),在樹脂組成物(X)中,容易形成由上述大島相或共連續結構、與小島相之二結構所構成的相分離結構。在樹脂組成物(X)中,氫化嵌段共聚物(b-1)係有形成長軸1μm以下之島相或共連續結構的傾向,氫化嵌段共聚物(b-2)係有形成長軸300nm以下之島相的傾向。
上述氫化嵌段共聚物(b)至少包含上述氫化嵌段共聚物(b-1)與氫化嵌段共聚物(b-2)時,上述樹脂組成物(X)中,氫化嵌段共聚物(b-1)與氫化嵌段共聚物(b-2)之質量比[(b-1)/(b-2)]以5/95~95/5為佳,以15/85~ 85/15更佳,以40/60~60/40又更佳。氫化嵌段共聚物(b-1)與氫化嵌段共聚物(b-2)之質量比在上述範圍內時,容易形成如第4圖所示之特定的形態,其結果係,該機制如上所述,由樹脂組成物(X)所構成之單層中的龜裂並非在單層的厚度方向,而是在與表面幾乎平行之方向進行龜裂,而提高袋破裂強度。
上述玻璃轉移溫度小於-45℃之氫化嵌段共聚物(b-1)的聚合物嵌段(B)(以下稱為聚合物嵌段(B-1))之乙烯化度係,為了滿足該玻璃轉移溫度,聚合物嵌段(B-1)以丁二烯(Bd)單元為主體而構成時,乙烯化度(1,2-鍵之含量)以小於75莫耳%為佳,以小於70莫耳%更佳,以小於60莫耳%又更佳。聚合物嵌段(B-1)以異戊二烯(Ip)單元為主體而構成時,乙烯化度(1,2-鍵及3,4-鍵之含量)以小於50莫耳%為佳,以小於45莫耳%更佳,以小於40莫耳%又更佳。聚合物嵌段(B-1)以異戊二烯(Ip)及丁二烯(Bd)單元為主體而構成時,乙烯化度(1,2-鍵及3,4-鍵之含量)以小於60莫耳%為佳,以小於55莫耳%更佳,以小於50莫耳%又更佳。
而且,上述玻璃轉移溫度為-45℃以上之氫化嵌段共聚物(b-2)的聚合物嵌段(B)(以下稱為聚合物嵌段(B-2))之乙烯化度係,為了滿足該玻璃轉移溫度,聚合物嵌段(B-2)以丁二烯(Bd)單元為主體而構成時,乙烯化度(1,2-鍵之含量)以60莫耳%以上為佳,以70莫耳%以上更佳,以75莫耳%以上又更佳。聚合物嵌段(B-2)以異戊二烯(Ip)單元為主體而構成時,乙烯化度(1,2-鍵及3,4-鍵之含量) 以40莫耳%以上為佳,以45莫耳%以上更佳,以50莫耳%以上又更佳。聚合物嵌段(B-2)以異戊二烯(Ip)及丁二烯(Bd)單元為主體而構成時,乙烯化度(1,2-鍵及3,4-鍵之含量)以50莫耳%以上為佳,以55莫耳%以上更佳,以60莫耳%以上又更佳。
[氫化嵌段共聚物(b-1)、(b-2)之製造]
上述氫化嵌段共聚物(b-1)及(b-2)之製造方法係可依與上述氫化嵌段共聚物(b)之製造方法相同的方法製造,惟以依陰離子聚合法而製造者為佳。具體上係可列舉如:將烷基鋰化合物作為聚合起始劑,依序使芳香族乙烯化合物、共軛二烯、芳香族乙烯化合物聚合之方法;將烷基鋰化合物作為聚合起始劑,依序使芳香族乙烯化合物、共軛二烯聚合,然後加入偶合劑進行偶合之方法;將二鋰化合物作為聚合起始劑,依序使共軛二烯,接著使芳香族乙烯化合物聚合之方法等。
上述烷基鋰化合物之例可列舉如:甲基鋰、乙基鋰、正丁基鋰、二級丁基鋰、三級丁基鋰及戊基鋰等。偶合劑之例可列舉如:二氯甲烷、二溴甲烷、二氯乙烷、二溴乙烷、二溴苯及苯甲酸苯酯等。而且,二鋰化合物係可列舉如:萘二鋰、二鋰己基苯等。
該等烷基鋰化合物、二鋰化合物等之聚合起始劑及偶合劑之使用量,係依目的之氫化嵌段共聚物(b-1)及氫化嵌段共聚物(b-2)所要的重量平均分子量而適當地決定。一般而言,烷基鋰化合物、二鋰化合物等之聚合起始劑係依聚合中使用之芳香族乙烯化合物、丁二烯及異 戊二烯等之聚合性單體的合計每100質量份,以0.01~0.5質量份之比例使用,在使用上述偶合劑時,上述聚合性單體之合計每100質量份,以0.001~0.8質量份之比例使用。
上述陰離子聚合以在溶劑的存在下進行為佳。作為溶劑,只要對聚合起始劑為惰性,且不會對聚合反應造成不良影響者即可而無特別限制。其例可列舉如:己烷、庚烷、辛烷、癸烷、甲苯、苯及二甲苯等飽和脂肪族烴或芳香族烴。並且,聚合反應亦可依上述(i)~(iii)之任一種方法,一般係在0~80℃,以10~70℃為佳之溫度下進行0.5~50小時,以1~30小時為佳。
而且,將氫化嵌段共聚物(b-2)之聚合物嵌段(B-2)部分的玻璃轉移溫度控制在-45℃以上之範圍內,將聚合時作為共觸媒之路易斯鹼在聚合中使用,期望將氫化嵌段共聚物(b-2)之聚合物嵌段(B-2)的乙烯化度控制在上述較佳範圍內。
而且,將氫化嵌段共聚物(b-1)之聚合物嵌段(B-1)部分的玻璃轉移溫度控制在小於-45℃之範圍內,在不使用上述之路易斯鹼,或使用路易斯鹼時,相對於聚合所使用之單體每100質量份添加小於0.5質量份之量,期望將氫化嵌段共聚物(b-1)之聚合物嵌段(B-1)的乙烯化度控制在上述較佳範圍內。
上述路易斯鹼之例可列舉如:二甲醚、二乙醚、四氫呋喃等醚類;乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚等乙二醇醚類;三乙胺、N,N,N',N'-四亞甲二胺及N-甲 基啉等胺類等。該等路易斯鹼係可單獨使用1種,或將2種以上組合使用。
路易斯鹼之添加量係依聚合物嵌段(B)的乙烯化度控制在何種程度而決定。因此,路易斯鹼之添加量在嚴格意義上並無限制,惟在作為聚合起始劑使用之烷基鋰化合物或二鋰化合物中所含的每1g之鋰原子,一般係在0.1~1,000莫耳之範圍內使用,以1~100莫耳為佳。
依上述方法進行聚合後,將聚合反應液中所含的嵌段共聚物注入甲醇等之該等嵌段共聚物的不良溶劑中使凝結,或者將聚合反應液與蒸氣一起注入熱水中使溶劑共沸而去除(汽提),然後使之乾燥,即可得到不被氫化之嵌段共聚物(b-1)及嵌段共聚物(b-2)。
接著,將上述所得之嵌段共聚物透過氫化反應,即可製造經氫化過之氫化嵌段共聚物(b-1)及氫化嵌段共聚物(b-2)。氫化反應係在雷氏鎳;鉑(Pt)、鈀(Pd)、釕(Ru)、銠(Rh)及鎳(Ni)等之金屬被擔載於碳、氧化鋁及矽藻土等之單體的非均相系觸媒;由過渡金屬化合物與烷基鋁化合物、烷基鋰化合物等的組合所構成之戚格勒系觸媒;茂金屬系觸媒等之氫化觸媒的存在下,使上述所得之嵌段共聚物在對反應及氫化觸媒為惰性之溶劑中溶解,藉由與氫反應即可進行。
氫化反應可在氫氣壓力一般為0.1~20MPa,以0.5~15MPa為佳、反應溫度一般為20~250℃,以50~150℃為佳、反應時間一般為0.1~100小時,以1~50小時為佳之範圍內進行。
而且,即使由上述所得之包含嵌段共聚物的聚合反應液不將嵌段共聚物分離,亦可將該聚合反應液直接進行氫化反應。使用如此方法時,將氫化反應液注入甲醇等之不良溶劑中使其凝結,或者將氫化反應液與蒸氣一起注入熱水中使溶劑共沸而去除(汽提),然後透過乾燥,即可得到氫化之嵌段共聚物(b-1)及嵌段共聚物(b-2)。
將如此而得之氫化嵌段共聚物(b-1)及氫化嵌段共聚物(b-2),藉由使用以往之習知方法進行造粒,即可製造氫化嵌段共聚物(b-1)及氫化嵌段共聚物(b-2)之顆粒。
造粒方法之例係可列舉如:由單軸或二軸擠出機將氫化嵌段共聚物(b-1)及/或氫化嵌段共聚物(b-2)擠出成條狀,由安裝在模具部前面的旋轉刀片在水中切割之方法;由單軸或二軸擠出機將氫化嵌段共聚物(b-1)及/或氫化嵌段共聚物(b-2)擠出成條狀,經水冷或空氣冷卻後,通過鋼絞線切割器切割之方法等。亦可使用經如此操作所得之顆粒,與上述聚丙烯系樹脂(a)混練以製造樹脂組成物(X)。
上述樹脂組成物(X)中,聚丙烯系樹脂(a)與氫化嵌段共聚物(b)之質量比[(a)/{(a)+(b)}]為61/100~95/100,以63/100~85/100為佳,以65/100~80/100更佳。
將聚丙烯系樹脂(a)與氫化嵌段共聚物(b)之質量比設在上述範圍內時,使聚丙烯系樹脂(a)成為海相,氫化 嵌段共聚物(b)成為島相或共連續結構,推測藉由上述機制而提高袋破裂強度。使用5質量%以上之氫化嵌段共聚物(b)時,可提高柔軟性、透明性及袋破裂強度,並且,依設為40質量%以下之氫化嵌段共聚物(b),可得到乾摻(Dry blend)混練均勻的薄膜,除了擠出成形性穩定,幾乎不引起薄膜內層的黏結,因此適合用作為液體包裝容器。
[其它成分]
樹脂組成物(X)除了上述聚丙烯系樹脂(a)及氫化嵌段共聚物(b)以外,在無損本發明之效果的範圍下,可含有抗氧化劑、紫外線吸收劑、光穩定劑、著色劑及成核劑等之添加劑;氫化苯並呋喃-茚樹脂、氫化松香系樹脂、氫化萜烯樹脂、脂環族系氫化石油樹脂等之氫化系樹脂;由烯烴及二烯烴聚合物所構成之脂肪族系樹脂等之增黏樹脂;氫化聚異戊二烯、氫化聚丁二烯、氫化苯乙烯-丁二烯無規共聚物、氫化苯乙烯-異戊二烯無規共聚物、丁基橡膠、聚異丁烯、聚丁烯、聚丙烯系樹脂(a)以外之聚烯烴系彈性體,具體上係乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、丙烯-丁烯共聚物等之其它聚合物。另外,在食品及醫療用途中使用時,為了防止內容物的溶出之目的,以不含軟化劑者為佳。
[液體包裝容器用薄膜之製造方法]
本發明之液體包裝容器用薄膜係具有至少一層之由上述樹脂組成物(X)所構成之層者。液體包裝容器用薄膜之製造方法並無特別限制,例如將上述聚丙烯系樹脂 (a)、氫化嵌段共聚物(b)及依所需而添加之其它成分,使用單軸擠出機、二軸擠出機、捏合機、班布里混合機及輥等之混練機進行混練而製造樹脂組成物(X)。將所得之樹脂組成物(X)透過各種成形方法而成形為膜狀。此時,如後所述之,亦可作成與由樹脂組成物(X)以外之樹脂組成物所構成之層的多層積層體,可經使用多層T模之共擠出成形、或使用多層圓形T模之空氣冷卻或水冷卻吹塑成形等而成形。成形時之樹脂溫度以150~300℃為佳,以180~250℃更佳。
[液體包裝容器]
本發明之由樹脂組成物(X)所構成的液體包裝容器用薄膜,即使為單層亦可於液體包裝容器中使用。此時,單層之厚度係以100~500μm為佳,以110~400μm更佳,以120~300μm又更佳。
單層之厚度設在上述範圍內,如第4圖所示之特定的形態所形成之層,即使有部分龜裂,由於上述之機制,不會在層的厚度方向進行龜裂,而是在厚度中途與表面幾乎平行之方向進行龜裂,即使為單層亦可得到良好的袋破裂強度。
<由2層構成之液體包裝容器>
由2層構成之液體包裝容器係具有內層與外層之至少具有2層的液體包裝容器,上述內層係由上述樹脂組成物(X)所構成,上述外層係由含有70質量%以上之聚丙烯系樹脂(c)的樹脂組成物(P)所構成,而該聚丙烯系樹脂(c)係丙烯單體單元之含量為60莫耳%以上者。
(內層)
內層係如上述,由樹脂組成物(X)所構成,而該樹脂組成物(X)含有聚丙烯系樹脂(a)與至少1種之氫化嵌段共聚物(b),氫化嵌段共聚物(b)係以至少包含玻璃轉移溫度不同的氫化嵌段共聚物(b-1)與氫化嵌段共聚物(b-2)者為佳。而且,樹脂組成物(X)係如上述,故省略此處的組成說明。
(外層)
接著,對於作為液體包裝容器使用時之與外部空氣接觸之層的外層材料進行說明。外層係由樹脂組成物(P)所構成,而該樹脂組成物(P)含有丙烯單體單元之含量為60莫耳%以上的聚丙烯系樹脂(c),該聚丙烯系樹脂(c)之較佳含量為70質量%以上,以80~95質量%更佳。外層含有70質量%以上之聚丙烯系樹脂(c)時,所得薄膜因不易損傷,且強度優異,故以作為液體包裝容器之使用為佳。
聚丙烯系樹脂(c)之例係可列舉如:均聚丙烯、丙烯-乙烯無規共聚物、丙烯-乙烯嵌段共聚物、丙烯-丁烯無規共聚物、丙烯-乙烯-丁烯無規共聚物、丙烯-戊烯無規共聚物、丙烯-己烯無規共聚物、丙烯-辛烯無規共聚物、丙烯-乙烯-戊烯無規共聚物、丙烯-乙烯-己烯無規共聚物等。並且,亦可使用在該等之聚丙烯系樹脂中,將丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等不飽和單羧酸;馬來酸、檸康酸、伊康酸等不飽和二羧酸;該等不飽和單羧酸或不飽和二羧酸之酯、醯胺或醯亞胺;馬來酸酐、檸康酸酐、 伊康酸酐等不飽和二羧酸酐等之改性劑接枝共聚的改性聚丙烯系樹脂,惟作為聚丙烯系樹脂(a),係以無改性者為佳。
其中,由以較為廉價且可容易取得之觀點,以均聚丙烯、丙烯-乙烯無規共聚物、丙烯-乙烯嵌段共聚物為佳,以均聚丙烯、丙烯-乙烯無規共聚物更佳,以均聚丙烯又更佳。
上述聚丙烯系樹脂(c)之熔點係以140~180℃為佳,以150~180℃更佳。並且,由熱封性之觀點,上述聚丙烯系樹脂(c)係以與構成內層之樹脂組成物(X)所含有的上述聚丙烯系樹脂(a)之熔點差為10℃以上者為佳,以30℃以上者更佳。
構成外層之樹脂組成物(P),同樣地由熱封性之觀點,上述構成內層之樹脂組成物(X)之熔點MPx與上述構成外層之樹脂組成物(P)之熔點MPp以滿足下述式者為佳。
0<MPp-MPx≦50
[其它成分]
樹脂組成物(P)除了上述聚丙烯系樹脂(c)以外,在無損本發明之效果的範圍下,可含有抗氧化劑、紫外線吸收劑、光穩定劑、著色劑及成核劑等之添加劑;氫化苯並呋喃-茚樹脂、氫化松香系樹脂、氫化萜烯樹脂、脂環族系氫化石油樹脂等之氫化系增黏樹脂;由烯烴及二烯烴聚合物所構成之脂肪族系樹脂等之增黏樹脂;氫化聚異戊二烯、氫化聚丁二烯、氫化苯乙烯-丁二烯無規共聚 物、氫化苯乙烯-異戊二烯無規共聚物、丁基橡膠、聚異丁烯、聚丁烯、氫化苯乙烯系彈性體(例如:苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)、苯乙烯-乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEEPS))、聚烯烴系彈性體(例如:乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、丙烯-丁烯共聚物)等之其它聚合物。
上述由2層所構成之液體包裝容器的厚度係以100~500μm為佳,以110~400μm更佳,以120~300μm又更佳。其中,外層之厚度的比例,相對於形成該液體包裝容器的薄膜厚度,係以5~40%者為佳,以7~30%者更佳。外層之厚度小於上述範圍時,惟恐液體包裝容器的機械強度及耐熱性不足。而且,即使大於上述範圍,機械強度及耐熱性亦無多大的區別,恐有包裝容器的柔軟性、袋破裂強度及透明性低劣的情形。
此處,如第1圖上段所記載,藉由將液體包裝容器作成其周邊部經熱封時,當液體包裝容器施加衝擊或掉落等時,會有出現破損的情形。該破損係在內層的熱封部位與無熱封部位的邊界成為起點。由該邊界出現龜裂,若無如第4圖所示之特定形態時,則如第1圖之龜裂進展模式B及第3圖所示,由於龜裂朝液體包裝容器之表面進行而無法得到充分的袋破裂強度。另一方面,在內層具有上述樹脂組成物(X)時,在該內層中,如第1圖之龜裂進展模式A及第2圖所示之龜裂進展模式A,可知龜裂雖一度朝液體包裝容器的表面進行,但在內 層中,停止表面方向的龜裂,然後,龜裂在與內層及中間層的界面方向為相同的方向進行,由其結果而認為,可避免液體包裝容器因破損而無法使用之情形,改善袋破裂強度。龜裂的進行方向係如龜裂進展模式A,受到控制或誘導的正確原因不明,惟可推測如下所述者。亦即,即使構成內層之樹脂組成物(X)有龜裂發生,推測龜裂係在上述樹脂組成物(X)中,沿著定向於液體包裝容器用薄膜之機械方向(MD)之由聚丙烯系樹脂(a)中的氫化嵌段共聚物(b)所構成之長軸1μm以上之島相或共連續結構,龜裂在液體包裝容器用薄膜之機械方向(MD)進行,而抑制龜裂在層的厚度方向進行,因此,袋破裂強度優異。另一方面,由於由聚丙烯系樹脂(a)中的氫化嵌段共聚物(b)所構成之長軸300nm以下之島相在上述樹脂組成物(X)中幾乎均勻地分散,故推測由樹脂組成物(X)所構成之層的柔軟性及透明性優異。
<由3層構造所構成之液體包裝容器>
由3層構造所構成之液體包裝容器係具有內層、外層,與其間至少一層中間層的3層以上之構造的液體包裝容器,外層係由樹脂組成物(P)所構成,而該樹脂組成物(P)含有70質量%以上之丙烯單體單元的含量為60莫耳以上之聚丙烯系樹脂(c),樹脂組成物(X)形成內層及中間層、內層、和中間層之任一者。以上述構成內層之樹脂成分的熔點MPin與上述構成中間層之樹脂成分的熔點MPmid滿足下式者為特佳。
MPin<MPmid
由3層之結構所構成之液體包裝容器,其例可列舉如以下所示之內層、中間層及外層的樹脂成分之構成。
首先,第1構成係內層由樹脂組成物(X1)、中間層由樹脂組成物(X2)及外層由樹脂組成物(P)所構成。
其中,外層之樹脂組成物(P)可使用與上述者為相同者。並且,內層之樹脂組成物(X1)與中間層之樹脂組成物(X2)係可使用上述構成內層之樹脂組成物(X1)的熔點MPin與上述構成中間層之樹脂組成物(X2)的熔點MPmid滿足下式以外之與上述樹脂組成物(X)為相同者。
MPin<MPmid
進而由熱封性之觀點,以上述構成內層之樹脂組成物(X1)的熔點MPx1與上述構成外層之樹脂組成物(P)的熔點MPp滿足下式者為佳。
0<MPp-MPx1≦50
上述構成中之龜裂不在厚度方向中進行之原因係,在內層之樹脂組成物(X1)及中間層之樹脂組成物(X2)中,如上述之機制,認為龜裂是沿著薄膜的機械方向而在內層或中間層中進行之故。
其次,第2構成係內層由樹脂組成物(X)、中間層由樹脂組成物(Y)及外層由樹脂組成物(P)所構成。
其中,內層之樹脂組成物(X)與外層之樹脂組成物(P)可使用與上述者為相同者。
中間層之樹脂組成物(Y)只要上述構成內層之樹脂組成物(X)的熔點MPin與上述構成中間層之樹脂組成物 (Y)的熔點MPmid滿足MPin<MPmid之關係者,可使用任一種之樹脂組成物,進而由液體包裝容器的熱封性之觀點,相對於與外層之樹脂組成物(P)的熔點MPout,以滿足以下之式者為佳。
MPin<MPmid≦MPout
構成中間層之樹脂組成物(Y)係只要滿足上述式者,即無特別限制,惟以含有50~100質量%之聚丙烯系樹脂的樹脂組成物為佳,以含有60~90質量%之聚丙烯系樹脂的樹脂組成物更佳。聚丙烯系樹脂係可使用上述構成外層之樹脂組成物(P)所說明的聚丙烯系樹脂(c)為相同者。
樹脂組成物(Y),除了上述聚丙烯系樹脂(c)以外,在無損本發明之效果的範圍內,可含有其它的聚烯烴,例如:聚乙烯、聚丁二烯、乙烯-丙烯共聚物、聚丁烯,甚至於該等之部分交聯物。而且,亦可含有抗氧化劑、紫外線吸收劑、光穩定劑、著色劑及成核劑等之添加劑;氫化苯並呋喃-茚樹脂、氫化松香系樹脂、氫化萜烯樹脂、脂環族系氫化石油樹脂等之氫化系樹脂;由烯烴及二烯烴聚合物所構成之脂肪族系樹脂等之增黏樹脂;氫化聚異戊二烯、氫化聚丁二烯、氫化苯乙烯-丁二烯無規共聚物、氫化苯乙烯-異戊二烯無規共聚物、丁基橡膠、聚異丁烯、聚丁烯、氫化苯乙烯系彈性體(例如:苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)、苯乙烯-乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEEPS))、聚烯烴系彈性體(例如:乙 烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、丙烯-丁烯共聚物)等之其它聚合物。
上述構成中之龜裂不在厚度方向進行之理由係,認為在內層之樹脂組成物(X)中,該機制如上所述,龜裂沿著薄膜之機械方向在內層進行之故。
進一步從熱封性之觀點,上述構成內層之樹脂組成物(X)之熔點MPx與上述構成外層之樹脂組成物(P)的熔點MPp滿足下式:0<MPp-MPx≦50
接著,第3構成係內層由樹脂組成物(Z)、中間層由樹脂組成物(X)及外層由樹脂組成物(P)所構成。
其中,中間層之樹脂組成物(X)與外層之樹脂組成物(P)係可使用與上述者為相同者。
內層之樹脂組成物(Z)係,只要上述構成內層之樹脂組成物(Z)的熔點MPin與上述構成中間層之樹脂組成物(X)的熔點MPmid滿足MPin<MPmid之關係者,可使用任一種之樹脂組成物,進而由液體包裝容器的熱封性之觀點,相對於與外層之樹脂組成物(P)的熔點MPout,以滿足以下之式者為佳。
MPin<MPmid≦MPout
構成內層之樹脂組成物(Z)只要滿足上述式者即無特別限制,惟以含有50~100質量%之聚丙烯系樹脂的樹脂組成物為佳,以含有60~90質量%之聚丙烯系樹脂的樹脂組成物更佳。聚丙烯系樹脂係可使用與構成上述外層之樹脂組成物(P)所說明之聚丙烯系樹脂(c)之相同者。
樹脂組成物(Y)係除了上述聚丙烯系樹脂(c)以外,在無損本發明之效果的範圍內,可含有其它之聚烯烴,例如:聚乙烯、聚丁二烯、乙烯-丙烯共聚物、聚丁烯,甚至該等之部分交聯物等。而且,亦可含有抗氧化劑、紫外線吸收劑、光穩定劑、著色劑及成核劑等之添加劑;氫化苯並呋喃-茚樹脂、氫化松香系樹脂、氫化萜烯樹脂、脂環族系氫化石油樹脂等之氫化系樹脂;由烯烴及二烯烴聚合物所構成之脂肪族系樹脂等之增黏樹脂;氫化聚異戊二烯、氫化聚丁二烯、氫化苯乙烯-丁二烯無規共聚物、氫化苯乙烯-異戊二烯無規共聚物、丁基橡膠、聚異丁烯、聚丁烯、氫化苯乙烯系彈性體(例如:苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEBS)、苯乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEPS)、苯乙烯-乙烯-乙烯-丙烯-苯乙烯嵌段共聚物(SEEPS))、聚烯烴系彈性體(例如:乙烯-丙烯共聚物、乙烯-丁烯共聚物、丙烯-丁烯共聚物)等之其它聚合物。
上述構成之龜裂不在厚度方向進行之理由係,認為即使內層在厚度方向之龜裂進行到達中間層,中間層之樹脂組成物(X)中,該機制如上所述,係龜裂沿著薄膜之機械方向在中間層進行之故。
進一步從熱封性之觀點,上述樹脂組成物(X)在形成中間層時之上述構成內層的樹脂成分(Z)之熔點MPz與上述構成外層之樹脂組成物(P)的熔點MPp以滿足下式者為佳:0<MPp-MPz≦50
由上所述,本發明之液體包裝容器,在單層結構中藉由使用上述樹脂組成物(X),或者在2層結構中中藉由使用上述樹脂組成物(X)作為內層,甚至在至少3層以上之結構中藉由使用上述樹脂組成物(X)之內層及中間層、內層和中間層之任一者,即成為兼具有良好的柔軟性、透明性、高熱封強度、低溫及常溫中之高的袋破裂強度以及低的內層黏結性之液體包裝容器。
上述由3層所構成之液體包裝容器的厚度係以100~500μm為佳,以110~400μm更佳,以120~300μm又更佳。其中,上述外層、中間層及內層之各層的厚度可依用途適當地調整,如為外層時,相對於該液體包裝容器的厚度,其比例係以4~50%為佳,以7~30%更佳,如為中間層時,相對於該液體包裝容器的厚度,其比例係以30~95%為佳,以35~80%更佳,如為內層時,相對於該液體包裝容器的厚度,其比例係以1~50%為佳,以5~30%更佳。亦即,內層之厚度以5~40μm為佳,以10~40μm更佳。中間層之厚度以100~300μm為佳,以100~200μm更佳,以100~180μm又更佳。外層之厚度以15~120μm為佳,以15~80μm更佳,以15~70μm又更佳。各層之厚度在上述範圍內時,液體包裝容器之柔軟性、袋破裂強度及透明性之平衡優異。
更且,3層構成中之各層的層比在上述範圍內,且氫化嵌段共聚物(b)至少包含上述氫化嵌段共聚物(b-1)與氫化嵌段共聚物(b-2)時,樹脂組成物(X)之氫化嵌段共聚物(b-1)與氫化嵌段共聚物(b-2)的質量比 [(b-1)/(b-2)],在內層中係以95/5~60/40為佳,以95/5~70/30更佳。而且,在中間層中係以5/95~40/60為佳,以5/95~30/70更佳。內層中之氫化嵌段共聚物(b-1)的比例多時,容易形成如第4圖所示之特定的形態,中間層中之氫化嵌段共聚物(b-2)的比例多時,由於薄膜之柔軟性及透明性的提高,因此液體包裝容器之柔軟性、袋破裂強度及透明性之平衡優異。
而且,上述中間層及/或內層以樹脂組成物(X)所構成且包含氫化嵌段共聚物(b-1)時,係比不含氫化嵌段共聚物(b-1)時在低溫下熔黏時之熱封性優異。因此而使可熱封之溫度範圍變寬,故藉由在容器製造時之熱封條件的選擇,以可用手簡單地剝離之方式進行熱封(易剝離),亦可牢固地熱封,因而可利用作為具有2個以上如雙袋之收納部的液體包裝容器。
即使在上述液體包裝容器之任一種實施形態中,在上述內層、中間層、外層之層間或外層之表面中,只要無損本發明之效果,可另具有其它層。其它層係可列舉如:黏接層、保護層、塗佈層、光反射層、氣體阻隔層及光吸收層等。
本發明之液體包裝容器係以上述內層與上述中間層相接者為佳,並以上述中間層與上述外層相接者為佳。
[液體包裝容器之製造方法]
具有含上述內層及外層之至少2層的液體包裝容器,以及具有含上述內層、中間層及外層之至少3層的液體包裝容器之製造方法並無特別限制,可利用習知之 積層體的製造方法形成本發明之液體包裝容器用薄膜(積層體),接著進行熱封後,藉由切斷(切開)作成液體包裝容器,在醫療用途上則進一步殺菌。設置2個以上收納部時,藉由選擇熱封條件,即可形成具有易剝離密封部與牢固的熱封部之2個以上的收納部,可用來作為雙袋。利用作為輸液用雙袋時,可容易地將內容物區分之易剝離密封部以手拆開使內容物混合。而且,輸液用雙袋之周邊部強固地熔合,因此不會使內容物在運輸、保存或處理的過程中洩漏,易剝離密封部亦具有一定的黏接強度,因此內容物不會在運輸、保存或處理的過程中混合。
液體包裝容器之製造方法係以以下之方法為佳。首先,將成為各層材料之各樹脂組成物使用單軸擠出機、二軸擠出機、捏合機、班布里混合機及輥等之混練機進行混練。將所得之各樹脂組成物經使用多層T模共擠出成形、或使用多層圓形T模之空氣冷卻或水冷卻吹塑成形等而成形為薄膜狀、片狀或管狀等。成形時之樹脂溫度以150~300℃為佳,以180~250℃更佳。空氣冷卻或水冷卻吹塑成形時之冷卻溫度係以7~70℃為佳,以10~40℃更佳。而且,由液體包裝容器之製造容易性的觀點,係以將薄膜形成管狀者為佳。如為管狀之成形體,經密封後,藉由切斷(切開)即可製造液體包裝容器。
在醫療用途時,進一步殺菌處理係施以水蒸氣殺菌或高壓釜殺菌等。如為高壓釜殺菌時,加熱溫度係以100~150℃為佳,以110~140℃更佳。
而且,由於具有用以注入液體之端口、及包含用以提取液體之橡皮塞等之蓋而有效地作為輸液袋等之醫療用具。
[醫療用具]
本發明之醫療用具係由上述液體包裝容器所構成,醫療用具之例係可列舉如輸液袋等。
[用途]
本發明之液體包裝容器可在各種用途中使用。例如:除了上述醫療容器以外,亦可有效地利用作為包裝加壓加熱殺菌食品(Retort food)、美乃滋、番茄醬、清涼飲料及冰品等之食品包裝容器等。
[實施例]
以下,係將本發明以實施例等具體地說明,惟本發明並不限於該等實施例。而且,實施例及比較例中之各物性係依以下方法測定或評定。
[測定或評定方法]
<重量平均分子量(Mw)>
係依凝膠滲透層析儀(GPC)測定所求得之標準聚苯乙烯換算的重量平均分子量。
‧裝置:GPC裝置「HLC-8020」(東曹股份有限公司製造)
‧分離柱:東曹股份有限公司製造之「TSKgel GMHXL」、「G4000HXL」及「G5000HXL」串聯而成。
‧洗脫液:四氫呋喃
‧洗脫液流量:1.0ml/分鐘
‧柱溫:40℃
‧檢測方法:示差折射率(RI)
<氫化嵌段共聚物(b)中之聚合物嵌段(A)之含量、聚合物嵌段(B)之乙烯鍵結量(1,2-鍵結量及3,4-鍵結量)>
1H-NMR測定求得。
‧裝置:核磁共振裝置「ADVANCE 400 Nano bay」(Bruker公司製造)
‧溶劑:氘代氯仿
<氫化嵌段共聚物(b)中之聚合物嵌段(B)的氫化率>
測定氫化前後之嵌段共聚物0.3g的碘值,由該比算出嵌段共聚物的氫化率。
<玻璃轉移溫度>
使用精工電子工業公司製造之示差掃描熱析儀「DSC6200」,精確秤取氫化嵌段共聚物(b),以10℃/分鐘之升溫速度由-120℃升溫至100℃,讀取測定曲線之拐點溫度作為玻璃轉移溫度。
<形態>
使用掃描型探針顯微鏡「探針台SPI4000/環境控制型單元E-sweep」(SII Nano Technology股份有限公司製造),觀察層剖面的形態。觀察試料的製作係在使用液態氮冷凍樣品的狀態下,在使用玻璃刀之超薄切片機沿著MD方向切出剖面。觀察係常溫、常壓下,在掃描尺寸10×10μm及2×2μm的範圍下以DFM模式取得相位圖 像。所得相位圖像中,硬區域(有彩色影像的部分)對應於聚丙烯系樹脂(a)、軟區域(靠近影像之白色的顯示部分)對應於氫化嵌段共聚物(b)。
此處,第4~9圖之模式圖係使用掃描型探針顯微鏡,將液體包裝容器用薄膜之內層或中間層,根據在薄膜製造時沿著機械方向(MD)掃描所得之影像示意性地表示者。而且,在以下所示之表中,形態係依照下述評定基準評定。確認長軸1μm以上的島相或共連續結構在掃描尺寸10×10μm的範圍,長軸300nm以下的島相在掃描尺寸2×2μm的範圍。各個尺寸係將掃描尺寸內的島相以測定用尺測量並加以平均。
<形態>
此處,第4~9圖之模式圖係使用原子力顯微鏡,將液體包裝容器用薄膜之內層或中間層,根據在薄膜製造時沿著機械方向(MD)掃描所得之影像示意性地表示者。而且,在以下所示之表中,形態係依照下述評定基準評定。
A:具有形成氫化嵌段共聚物(b)之長軸1μm以上之島相或共連續結構、與長軸300nm以下之島相的兩結構之相分離結構的薄膜。
B:具有僅由氫化嵌段共聚物之長軸300nm以下的島結構所構成之相分離結構的薄膜。
C:具有僅由氫化嵌段共聚物之長軸1μm以上之島相或共連續結構所構成之相分離結構的薄膜。
D:具有氫化嵌段共聚物為海相且聚丙烯系樹脂(a)成為島相之相分離結構的薄膜。
E1:具有由氫化嵌段共聚物之長軸1μm以上之島相或共連續結構、與長軸大於300nm之島相所構成的相分離結構之薄膜(亦即,看不到長軸300nm以下之島相)。
E2:具有由氫化嵌段共聚物之長軸小於1μm之島相、與長軸300nm以下之島相所構成的相分離結構之薄膜(亦即,看不到長軸1μm以上之島相或共連續結構)。
<熔點>
使用示差掃描熱析儀(DSC)「TGA/DSC1 Star System」(Mettlermn Toledo公司製造),將薄膜各層刮取而得的試樣以升溫速度10℃/分鐘從30℃加熱至250℃使其熔解之後,再以降溫速度10℃/分鐘從250℃冷卻至30℃,然後以升溫速度10℃/分鐘再度從30℃升溫至250℃時所測定的主吸熱峰的峰頂溫度作為熔點。
各實施例及比較例所製造之具有厚度的單層或多層的薄膜試驗片(以下亦包含單層而稱為「積層體」),依照以下方法進行各測定及評定。
<1.楊氏模量>
製作25mm×75mm大小的試驗片,使用「Instron 3345」(Instron Japan股份有限公司製造),在5mm/分鐘的條件下測定楊氏模量。其值愈小,柔軟性愈優異。300MPa以下為目標值。
<2.霧度>
按照ASTM D-1003,使用霧度計(村上色彩技術研究所股份有限公司製造之「HR-100」)測定霧度值(%)作為透明性之指標。
霧度值愈小表示透明性愈優異,以25%以下為佳,以22%以下更佳,以20%以下又更佳。
<3.袋破裂強度(常溫)>
將積層體切成15cm×9cm大小,以2片使內層彼此重疊,將4邊中的3邊在140℃、0.4MPa及加熱時間1秒鐘的條件下進行熱封後,從開口的1邊注入100cc的水,然後將此邊在上述相同的條件下進行熱封,藉此製作容量100cc的液體包裝容器。
將所得的液體包裝容器於23℃之環境下靜置在鐵板上,然後從上方以1kg(9.8N)的鐵板往下丟3次。在3cm的間隔進行相同的測定,將非袋破裂的上限高度當作為常溫(23℃)中之袋破裂強度的指標。該值愈大表示常溫中之袋破裂強度愈高。以40cm以上為佳。
而且,該袋破裂強度的試驗之後,將液體包裝容器以掃描型電子顯微鏡(SEM)觀察,觀察從內層的熱封部位與未熱封之部位的邊界進行的龜裂,依照下述評定基準進行評定。
A:龜裂沿著內層-中間層之界面在平行於薄膜之面方向進行(龜裂進展模式A)。
B:龜裂向薄膜表面進行(龜裂進展模式B)。
<4.低溫袋破裂強度>
將以與上述3.之相同方法而得的液體包裝容器於4℃之環境下靜置在鐵板上,然後從上方以1kg(9.8N)的鐵板往下丟3次。在3cm的間隔進行相同的測定,將非袋破裂的上限高度當作為低溫(4℃)中之袋破裂強度的指標。該值愈大表示低溫中之袋破裂強度愈高。以12cm以上為佳,以17cm以上最為優異。
<5.龜裂進展模式>
上述3.中,經袋破裂強度之試驗後,將液體包裝容器以掃描型電子顯微鏡(SEM)觀察,觀察從內層的熱封部位與未熱封之部位的邊界進行的龜裂,依照下述評定基準進行評定。
A:龜裂沿著內層-中間層之界面在平行於積層體之面方向進行(龜裂進展模式A)。
B:龜裂向積層體表面進行(龜裂進展模式B)。
<6.成形性>
成形性係對於所得薄膜之衝擊(Surging)(成形加工中之擠出量不定,而有製品的形狀及尺寸不規則、或規則性地變動之情形)、與因混練不佳所導致之異物或魚眼的數量,依照下述評定基準進行評定,並將此作為薄膜成形性之指標。
○:在MD方向切取2m之薄膜的MD方向、TD方向,厚度精度均小於±10%,無法以肉眼看出異物或魚眼。
△:在MD方向切取2m之薄膜的MD方向、TD方向,厚度精度均小於±10%,惟能以肉眼看出異物或魚眼。或者,雖無法以肉眼看出異物或魚眼,惟厚度精度在±20%以上。
×:在MD方向切取2m之薄膜的MD方向、TD方向,厚度精度均為±20%以上,能以肉眼看出異物或魚眼。
<7.內層的黏結性>
將積層體切取15cm×9cm之大小,以2片使內層彼此重疊,將4邊中的3邊在140℃、0.4MPa及加熱時間1秒鐘的條件下進行熱封後,對於從開口的1邊之上方注入100cc的水時的容易度,係以下述評定基準進行評定。
○:能夠輕易地注入水。
△:內層彼此之黏結少,雖有部分之水溢出,但可將水注入。
×:內層彼此黏結而難以注入水。
<8.熱封強度>
積層體之內層以彼此接觸之狀態,以110℃及120℃之溫度,在0.4MPa、1秒之條件下進行熱封,製成試驗片。使用該試驗片在「Instron 3345」(Instron公司製造)中,於300mm/分鐘之條件下進行180°剝離試驗。值愈大顯示熱封強度愈高。
[實施例中使用之原料聚合物]
以下,列示實施例及比較例中使用之各成分的詳細內容或製造方法。
[聚丙烯系樹脂(a)]
PP1:「PT-100」(LCY化學公司製造)、均聚丙烯、MFR 1.6g/10分鐘(230℃、21.6N)、熔點164℃、丙烯含量100莫耳%
PP2:「SB-520Y」(LOTTE化學公司製造)、丙烯-乙烯無規共聚物、MFR 2.4g/10分鐘(230℃、21.6N)、熔點154℃、丙烯含量97莫耳%
PP3:「SFC-750D」(LOTTE化學公司製造)、丙烯-丁烯無規共聚物、MFR 5.8g/10分鐘(230℃、21.6N)、熔點130℃、丙烯含量90莫耳%
以下之表1中亦彙整物性。
實施例及比較例中使用之氫化嵌段共聚物(b)的製造例表示於下。
[製造例1]
在經氮氣取代、並經乾燥之耐壓容器中,加入作為溶劑之環己烷50.0kg、作為陰離子聚合起始劑之二級丁基鋰(10.5質量%環己烷溶液)76g(二級丁基鋰8.0g),並加入作為路易斯鹼之四氫呋喃313g。升溫至50℃後,加入苯乙烯(1)0.5kg使聚合1小時,接著,加入異戊二烯8.2kg及丁二烯6.5kg之混合物,進行2小時之聚合,再加入苯乙烯(2)1.5kg,進行1小時之聚合,藉以得到包含聚苯乙烯-聚(異戊二烯/丁二烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物之反應液。在該反應液中添加相對於上述嵌段共聚物而為5質量%之作為氫化觸媒的鈀-碳(鈀擔載量:5質量 %),在氫氣壓力2MPa,150℃的條件下進行10小時之反應。冷卻、減壓後,經過濾去除鈀-碳,並將濾液濃縮,進一步進行真空乾燥,得到聚苯乙烯-聚(異戊二烯/丁二烯)-聚苯乙烯三嵌段共聚物的氫化物(以下稱為氫化嵌段共聚物HV1)。氫化嵌段共聚物(HV1)之物性的測定結果示於表3。
[製造例2、4~6、8、11~13、15]
除了變更表2所記載之配方以外,進行與製造例1相同操作,製造具有表3所示物性的氫化嵌段共聚物(b-2)(HV2、5、7、10、12、15、18、19)及氫化嵌段共聚物(b-1)(LV2)。另外,表3中,「Ip/Bd」表示氫化嵌段共聚物(b)中的聚合物嵌段(B)中所含的異戊二烯單元與丁二烯單元之質量比;「St含量」表示氫化嵌段共聚物(b)整體中之苯乙烯嵌段的含量(質量%);「Mw」表示氫化嵌段共聚物(b)整體之重量平均分子量;「Tg」表示氫化嵌段共聚物(b)之玻璃轉移溫度;「乙烯化度」表示聚合物嵌段(b)中之乙烯鍵量之含有比例;「氫化率」表示上述聚合物嵌段(B)之加氫率。
[製造例3、7、9]
除了使用N,N,N',N'-四甲基乙二胺(TMEDA)作為路易斯鹼且單體之種類及使用量變更為表2所記載之配方以外,進行與製造例1之相同操作,製造具有表3所示物性之氫化嵌段共聚物(b-2)(HV3、11、13)。
[製造例10]
除了使用MEDA作為路易斯鹼並依照表2所記載之配方,加入苯乙烯(1)進行1小時之聚合,接著加入丁二烯(1)進行2小時之聚合,進而加入苯乙烯(2)進行1小時之聚合,再加入丁二烯(2)進行1小時之聚合以外,進行與製造例1之相同操作,製造具有表3所示物性之氫化嵌段共聚物(b-2)(HV14)(具有聚苯乙烯嵌段及聚丁二烯嵌段之四嵌段共聚物)。
[製造例14、16、18~24]
除了不添加路易斯鹼,且單體之種類及使用量變更為表4所記載之配方以外,進行與製造例1之相同操作,製造具有表5所示物性之氫化嵌段共聚物(b-1)(LV1、3、5、6、7、8、9、12、14)。
[製造例17]
除了不添加路易斯鹼,依照表4所記載之配方進行苯乙烯(1)之聚合,接著進行異戊二烯之聚合後,加入作為偶合劑之苯甲酸甲酯30g,在60℃進行1小時之反應以外,進行與製造例1之相同操作,製造具有表5所示物性之氫化嵌段共聚物(b-1)(LV4)(具有聚苯乙烯嵌段及聚異戊二烯嵌段之三嵌段共聚物與二嵌段共聚物之混合物)。
[實施例1~10]
以下述表6所示之調配比例,將上述聚丙烯系樹脂(a)及上述氫化嵌段共聚物(b-1)及氫化嵌段共聚物(b-2)進行熔融單軸混練,製作樹脂組成物,採用水冷下游吹脹成型機,以樹脂溫度200℃、冷卻水溫20℃、線速度10m/分鐘之條件,成形為厚度200μm的單層之液體包裝容器用薄膜。對於所得薄膜的物性表示於表6。
[實施例11~51、比較例1~10]
對於分別為內層用材料、中間層用材料及外層用材料,以下述表7~11所示之調配比例進行熔融單軸混練,製作樹脂組成物,採用水冷下游吹脹成型機,以樹脂溫度200℃、冷卻水溫20℃、線速度10m/分鐘之條件,成形為厚度200μm的由3層構造所構成之液體包裝容器用薄膜。各層之厚度在實施例11~44及比較例1~10,係內層為20μm、中間層為130μm、外層為50μm。對於所得之各薄膜的物性表示於表7~11。
此外,分別將實施例1及比較例1中觀察龜裂進展模式時之掃描型電子顯微鏡(SEM)照片表示於第2圖及第3圖。
在實施例31~36、比較例6~8方面,係變更聚丙烯系樹脂(a)與氫化嵌段共聚物(b)之質量比。
在實施例37~44、比較例9~10方面,係分別對於內層及中間層變更氫化嵌段共聚物(b-1)(相當於表中之LV1)及氫化嵌段共聚物(b-2)(相當於表中之HV1)之質量比。
對於實施例45~51,外層、中間層及內層分別使用實施例1之配方,僅變更厚度。
由以上結果,使用本發明之液體包裝容器用薄膜之液體包裝容器係具有優異之透明性及柔軟性,且袋破裂強度優異。該理由係認為液體包裝容器之內層及/或中間層為形態A之結構者均成為龜裂進展模式A,而會妨礙龜裂朝層的厚度方向進行之緣故。
更且,實施例11、40、41、比較例9方面,分別對於內層及中間層變更氫化嵌段共聚物(b-1)(相當於表中之LV1)及氫化嵌段共聚物(b-2)(相當於表中之HV1)之質量比,此時,測定在110℃及120℃之熱封強度。如表12所示者,可知使用本發明之液體包裝用薄膜之液體包裝容器,在該溫度區域中之熱封強度高,低溫熱封性優異。
[產業上之可利用性]
本發明之液體包裝容器可使用在各種用途上。例如:除了上述醫療容器以外,可有效地使用作為包裝加壓加熱殺菌食品、美乃滋、蕃茄醬、清涼飲料、冰品等之食品包裝容器等。

Claims (11)

  1. 一種液體包裝容器用薄膜,其係具有至少一層由樹脂組成物(X)所構成的層之液體包裝容器用薄膜,其中該樹脂組成物(X)含有聚丙烯系樹脂(a)與至少一種的氫化嵌段共聚物(b),該氫化嵌段共聚物(b)係嵌段共聚物之氫化物,該嵌段共聚物包含:以芳香族乙烯化合物單元為主體之聚合物嵌段(A);與以異戊二烯(Ip)單元、丁二烯(Bd)單元、或者異戊二烯(Ip)及丁二烯(Bd)單元為主體之聚合物嵌段(B),在該樹脂組成物(X)中,氫化嵌段共聚物(b)具有相分離結構,該相分離結構形成以下兩種結構:(i)長軸1μm以上的島相或共連續結構、與(ii)長軸300nm以下的島相,該樹脂組成物(X)中,聚丙烯系樹脂(a)與氫化嵌段共聚物(b)的質量比[(a)/{(a)+(b)}]為61/100~95/100。
  2. 如請求項1之液體包裝容器用薄膜,其中該氫化嵌段共聚物(b)至少包含玻璃轉移溫度不同的氫化嵌段共聚物(b-1)與氫化嵌段共聚物(b-2),氫化嵌段共聚物(b-1)的玻璃轉移溫度小於-45℃,氫化嵌段共聚物(b-2)的玻璃轉移溫度為-45℃以上,該樹脂組成物(X)中,氫化嵌段共聚物(b-1)與氫化嵌段共聚物(b-2)的質量比[(b-1)/(b-2)]為5/95~95/5。
  3. 如請求項2之液體包裝容器用薄膜,其中該氫化嵌段共聚物(b-1)中之以芳香族乙烯化合物單元為主體之聚合物嵌段(A)的含量為5~38質量%,或該氫化嵌段共聚物(b-2)中之以芳香族乙烯化合物單元為主體之聚合物嵌段(A)的含量為5~50質量%。
  4. 如請求項1至3中任一項之液體包裝容器用薄膜,其中該氫化嵌段共聚物(b)、或該氫化嵌段共聚物(b-1)及該氫化嵌段共聚物(b-2)所具有之該聚合物嵌段(B)的氫化率,分別為80莫耳%以上。
  5. 如請求項1至4中任一項之液體包裝容器用薄膜,其中該氫化嵌段共聚物(b)、或該氫化嵌段共聚物(b-1)及該氫化嵌段共聚物(b-2)的重量平均分子量,分別為20,000~500,000。
  6. 如請求項1至5中任一項之液體包裝容器用薄膜,其中該聚丙烯系樹脂(a)含有60莫耳%以上的丙烯單體單元,在230℃、負重21.6N的條件下之熔融流動速率(melt flow rate)為0.1~30g/10分鐘。
  7. 一種液體包裝容器,其包含如上述請求項1至6中任一項之液體包裝容器用薄膜。
  8. 如請求項7之液體包裝容器,其係包含液體包裝容器用薄膜之液體包裝容器,其中該液體包裝容器用薄膜係具有內層與外層之至少2層以上的結構;該內層係由該樹脂組成物(X)所構成,該外層係由樹脂組成物(P)所構成,該樹脂組成物(P)含有70質量%以上之丙烯單體單元的含量為60莫耳%以上之聚丙烯系樹脂(c)。
  9. 如請求項8之液體包裝容器,其係包含液體包裝容器用薄膜之液體包裝容器,其中該液體包裝容器用薄膜係在該內層與該外層之間具有至少一層中間層之3層以上的結構;該外層係由樹脂組成物(P)所構成,該樹脂組成物(P)含有70質量%以上之丙烯單體單元的含量為60莫耳%以上之聚丙烯系樹脂(c),該樹脂組成物(X)形成內層及中間層、內層、和中間層之任一者,構成該內層之樹脂成分的熔點MPin與構成該中間層之樹脂成分的熔點MPmid滿足下式:MPin<MPmid
  10. 如請求項8或9之液體包裝容器,其中構成該內層之樹脂組成物(X)的熔點MPx與構成該外層之樹脂組成物(P)的熔點MPp滿足下式:0<MPp-MPx≦50。
  11. 一種醫療用具,其包含如請求項7至10中任一項之液體包裝容器。
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