TW201925321A - 樹脂組成物、熔融成形用材料、多層結構體及液體包裝用材料 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種樹脂組成物,係作為耐熱劣化性優良,且著色受抑制的樹脂組成物,含有乙烯-乙烯醇系共聚物(A)、聚酯系樹脂(B)及山梨酸酯(C),該樹脂組成物之每單位重量中,該山梨酸酯(C)之含量為0.00001~10ppm。
Description
本發明係關於含有乙烯-乙烯醇系共聚物(以下稱為「EVOH」。)的樹脂組成物及使用了該樹脂組成物的熔融成形用材料、多層結構體及液體包裝用材料,更詳細而言,係關於著色受到抑制的樹脂組成物、由該樹脂組成物構成之熔融成形用材料、具備由樹脂組成物構成之層的多層結構體及液體包裝用材料。
EVOH係透明性、氧氣等之氣體阻隔性、保香性、耐溶劑性、耐油性、機械強度等優良,可成形為薄膜、片材、瓶等,廣泛地使用來作為食品包裝材料、醫藥品包裝材料、工業藥品包裝材料、農藥包裝材料等各種包裝材料。然而,EVOH係氣體阻隔性優良,但在另一方面,因為分子鏈中富含羥基而結晶化度高,有較脆之傾向,而有欠缺柔軟性的缺點。
因此,在需要柔軟性之用途中,為了對於EVOH成形品賦予柔軟性,一般是將EVOH與軟質樹脂摻混來使用。
例如,專利文獻1中提案將摻混了玻璃轉移溫度(Tg)為-150℃~25℃、結晶熔解熱(△Hu)為30J/g以下之熱塑性聚酯而得之樹脂組成物用來作為襯袋紙盒(bag-in-box)用內容器之中間層。
例如,專利文獻2中提案:為了獲得氧氣阻隔性及耐溶劑性優良,且在低溫之耐衝撃性優良的農藥用容器,而在容器內之與農藥接觸的面使用含有乙烯-乙烯酯系共聚物皂化物(A)及具有聚伸烷基醚單元之聚合物(B)的樹脂組成物層。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本特開平6-91823號公報
[專利文獻2]日本特開2010-95315號公報
[專利文獻2]日本特開2010-95315號公報
[發明所欲解決之課題]
上述專利文獻1及2中揭示之含有EVOH、及熱塑性聚酯或聚伸烷基醚單元的樹脂組成物,雖然柔軟性優良但有因為熔融混練或熔融成形等之加熱導致產生熱劣化或著色的傾向,有進一步改善的需求。
[解決課題之手段]
[解決課題之手段]
本案發明者們有鑑於上述情事,努力研究之結果,發現在含有EVOH及聚酯系樹脂之樹脂組成物中併用特定微量之山梨酸酯時,可解決上述課題。
亦即,本發明之第1要旨係含有EVOH(A)、聚酯系樹脂(B)及山梨酸酯(C)之樹脂組成物,上述樹脂組成物之每單位重量中,上述山梨酸酯(C)之含量為0.00001~10ppm。此外,本發明之第2要旨係由上述樹脂組成物構成之熔融成形用材料,第3要旨係具備由上述樹脂組成物構成之層的多層結構體,第4要旨係由上述多層結構體構成之液體包裝用材料。
[發明之效果]
[發明之效果]
本發明之樹脂組成物係含有EVOH(A)、聚酯系樹脂(B)及山梨酸酯(C),上述山梨酸酯(C)之含量係設定為在上述樹脂組成物之每單位重量中係0.00001~10ppm。藉此,在含有EVOH及聚酯系樹脂之樹脂組成物中,抑制熔融混練或熔融成形等之加熱所致之熱劣化或著色的效果優良。
此外,上述EVOH(A)相對於上述聚酯系樹脂(B)之重量含有比率若EVOH(A)/聚酯系樹脂(B)=1/99~99/1,則抑制熱劣化或著色的效果更為優良。
由本發明之樹脂組成物構成的熔融成形用材料因為熱安定性優良,且著色受到抑制,可適合用來作為各種成形物,例如食品、藥品、農藥等的包裝材料,尤其適合作為液體包裝用材料。
具備由本發明之樹脂組成物構成之層的多層結構體因為熱安定性優良,且著色受到抑制,可適合用來作為各種成形物,例如食品、藥品、農藥等的包裝材料,尤其適合作為液體包裝用材料。
以下,針對本發明之構成進行詳細地說明,但此等係展示期望之實施態樣之例子,並不限定為此等之內容。
<樹脂組成物>
本發明之樹脂組成物含有EVOH(A)、聚酯系樹脂(B)及山梨酸酯(C)。以下,針對本發明之樹脂組成物之各成分按順序進行說明。
本發明之樹脂組成物含有EVOH(A)、聚酯系樹脂(B)及山梨酸酯(C)。以下,針對本發明之樹脂組成物之各成分按順序進行說明。
[EVOH(A)]
本發明中使用之EVOH(A)通常係藉由將乙烯與乙烯酯系單體共聚合後使其皂化而得之樹脂,係一般稱為乙烯-乙烯醇系共聚物或乙烯-乙烯酯系共聚物皂化物的非水溶性的熱塑性樹脂。聚合法亦可使用公知之任意的聚合法,例如溶液聚合、懸浮聚合、乳化聚合,一般而言係使用將甲醇作為溶劑的溶液聚合。獲得之乙烯-乙烯酯系共聚物之皂化亦可使用公知的方法進行。
亦即,本發明中使用之EVOH(A),主要含有為乙烯結構單元及乙烯醇結構單元,且通常含有未皂化而殘留之若干量的乙烯酯結構單元。
本發明中使用之EVOH(A)通常係藉由將乙烯與乙烯酯系單體共聚合後使其皂化而得之樹脂,係一般稱為乙烯-乙烯醇系共聚物或乙烯-乙烯酯系共聚物皂化物的非水溶性的熱塑性樹脂。聚合法亦可使用公知之任意的聚合法,例如溶液聚合、懸浮聚合、乳化聚合,一般而言係使用將甲醇作為溶劑的溶液聚合。獲得之乙烯-乙烯酯系共聚物之皂化亦可使用公知的方法進行。
亦即,本發明中使用之EVOH(A),主要含有為乙烯結構單元及乙烯醇結構單元,且通常含有未皂化而殘留之若干量的乙烯酯結構單元。
就上述乙烯酯系單體而言,考慮從市面上取得的容易性或製造時雜質的處理效率佳的觀點,作為代表會使用乙酸乙烯酯。就其他乙烯酯系單體而言,可舉例如甲酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、戊酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、異丁酸乙烯酯、三甲基乙酸乙烯酯、癸酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯等脂肪族乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等芳香族乙烯酯等。其中,宜為碳數3~20,更宜為碳數4~10,尤其宜為碳數4~7之脂肪族乙烯酯。此等通常單獨使用,因應需求可同時使用多種。
EVOH(A)中之乙烯結構單元的含量可依循ISO14663進行測定,通常為20~60莫耳%,宜為25~50莫耳%,尤其宜為25~45莫耳%。若該含量過少,則有高濕時之氣體阻隔性、熔融成形性降低的傾向,相反地若過多則有氣體阻隔性降低的傾向。
EVOH(A)中乙烯酯成分之皂化度可依循JIS K 6726(惟,EVOH以均勻地溶解於水/甲醇溶劑而得的溶液的形式來使用)進行測定,通常為90~100莫耳%,宜為95~100莫耳%,尤其宜為99~100莫耳%。該皂化度過低時,有氣體阻隔性、熱安定性、耐濕性等降低的傾向。
此外,上述EVOH(A)之熔體流動速率(MFR)(210℃、荷重2160g)通常為0.5~100g/10分鐘,宜為1~50g/10分鐘,尤其宜為3~35g/10分鐘。若該MFR過高,則有製膜性降低的傾向。此外,若MFR過低,則有熔融擠製變得困難的傾向。
此外,本發明中使用之EVOH(A),在不妨害本發明之效果的範圍內,可更含有來自以下所示之共聚單體的結構單元(例如,通常為EVOH(A)之20莫耳%以下,宜為10莫耳%以下)。
就上述共聚單體而言,可舉例如丙烯、1-丁烯、異丁烯等烯烴類、2-丙烯-1-醇、3-丁烯-1-醇、4-戊烯-1-醇、5-己烯-1-醇、3,4-二羥基-1-丁烯、5-己烯-1,2-二醇等含羥基之α-烯烴類、或係其酯化物之3,4-二醯氧基-1-丁烯、3,4-二乙醯氧基-1-丁烯、2,3-二乙醯氧基-1-烯丙氧基丙烷、2-乙醯氧基-1-烯丙氧基-3-羥基丙烷、3-乙醯氧基-1-烯丙氧基-2-羥基丙烷、丙三醇單乙烯醚、丙三醇單異丙烯基醚等、含羥基之α-烯烴類的醯基化物等之衍生物、1,3-羥基-2-亞甲基丙烷、1,5-羥基-3-亞甲基戊烷等羥基甲基亞乙烯類;為此等之酯化物之1,3-二乙醯氧基-2-亞甲基丙烷、1,3-二丙醯氧基-2-亞甲基丙烷、1,3-二丁醯氧基-2-亞甲基丙烷等亞乙烯基二乙酸酯類;丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、苯二甲酸(酐)、馬來酸(酐)、伊康酸(酐)等不飽和酸類或其鹽或碳數1~18之一烷基酯類或二烷基酯類、丙烯醯胺、碳數1~18之N-烷基丙烯醯胺、N,N-二甲基丙烯醯胺、2-丙烯醯胺丙烷磺酸或其鹽、丙烯醯胺丙基二甲基胺或其酸鹽或其4級鹽等丙烯醯胺類、甲基丙烯醯胺、碳數1~18之N-烷基甲基丙烯醯胺、N,N-二甲基甲基丙烯醯胺、2-甲基丙烯醯胺丙烷磺酸或其鹽、甲基丙烯醯胺丙基二甲基胺或其酸鹽或其4級鹽等甲基丙烯醯胺類、N-乙烯基吡咯啶酮、N-乙烯基甲醯胺、N-乙烯基乙醯胺等N-乙烯醯胺類、丙烯酸腈、甲基丙烯酸腈等氰化乙烯類、碳數1~18之烷基乙烯醚、羥基烷基乙烯醚、烷氧基烷基乙烯醚等乙烯醚類、氯乙烯、偏二氯乙烯、氟乙烯、偏二氟乙烯、溴乙烯等鹵素化乙烯化合物類、三甲氧基乙烯矽烷等乙烯矽烷類、乙酸烯丙酯、烯丙基氯等鹵化烯丙基化合物類、烯丙醇、二甲氧基烯丙醇等烯丙醇類、三甲基-(3-丙烯醯胺-3-二甲基丙烷)-氯化銨、丙烯醯胺-2-甲基丙烷磺酸等共聚單體。此等可單獨使用或併用2種以上。
就上述共聚單體而言,可舉例如丙烯、1-丁烯、異丁烯等烯烴類、2-丙烯-1-醇、3-丁烯-1-醇、4-戊烯-1-醇、5-己烯-1-醇、3,4-二羥基-1-丁烯、5-己烯-1,2-二醇等含羥基之α-烯烴類、或係其酯化物之3,4-二醯氧基-1-丁烯、3,4-二乙醯氧基-1-丁烯、2,3-二乙醯氧基-1-烯丙氧基丙烷、2-乙醯氧基-1-烯丙氧基-3-羥基丙烷、3-乙醯氧基-1-烯丙氧基-2-羥基丙烷、丙三醇單乙烯醚、丙三醇單異丙烯基醚等、含羥基之α-烯烴類的醯基化物等之衍生物、1,3-羥基-2-亞甲基丙烷、1,5-羥基-3-亞甲基戊烷等羥基甲基亞乙烯類;為此等之酯化物之1,3-二乙醯氧基-2-亞甲基丙烷、1,3-二丙醯氧基-2-亞甲基丙烷、1,3-二丁醯氧基-2-亞甲基丙烷等亞乙烯基二乙酸酯類;丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、苯二甲酸(酐)、馬來酸(酐)、伊康酸(酐)等不飽和酸類或其鹽或碳數1~18之一烷基酯類或二烷基酯類、丙烯醯胺、碳數1~18之N-烷基丙烯醯胺、N,N-二甲基丙烯醯胺、2-丙烯醯胺丙烷磺酸或其鹽、丙烯醯胺丙基二甲基胺或其酸鹽或其4級鹽等丙烯醯胺類、甲基丙烯醯胺、碳數1~18之N-烷基甲基丙烯醯胺、N,N-二甲基甲基丙烯醯胺、2-甲基丙烯醯胺丙烷磺酸或其鹽、甲基丙烯醯胺丙基二甲基胺或其酸鹽或其4級鹽等甲基丙烯醯胺類、N-乙烯基吡咯啶酮、N-乙烯基甲醯胺、N-乙烯基乙醯胺等N-乙烯醯胺類、丙烯酸腈、甲基丙烯酸腈等氰化乙烯類、碳數1~18之烷基乙烯醚、羥基烷基乙烯醚、烷氧基烷基乙烯醚等乙烯醚類、氯乙烯、偏二氯乙烯、氟乙烯、偏二氟乙烯、溴乙烯等鹵素化乙烯化合物類、三甲氧基乙烯矽烷等乙烯矽烷類、乙酸烯丙酯、烯丙基氯等鹵化烯丙基化合物類、烯丙醇、二甲氧基烯丙醇等烯丙醇類、三甲基-(3-丙烯醯胺-3-二甲基丙烷)-氯化銨、丙烯醯胺-2-甲基丙烷磺酸等共聚單體。此等可單獨使用或併用2種以上。
而,上述之中,具有於側鏈具有一級羥基之結構單元的EVOH,就延伸處理或真空、壓空成形等二次成形性變得良好之觀點較為理想,特別宜為具有於側鏈具有1,2-二醇之結構單元的EVOH。
EVOH(A)含有於側鏈具有一級羥基之結構單元時,其含量通常為0.1~20莫耳%,進一步宜為0.1~15莫耳%,尤其宜為0.1~10莫耳%。
此外,上述EVOH(A)可為與不相同的其他EVOH的混合物,就上述其它EVOH而言,可列舉乙烯結構單元的含量不同者、於側鏈具有之一級羥基之結構單元的含量不同者、皂化度不同者、熔體流動速率(MFR)不同者、其它共聚合成分不相同者等。
另外,本發明中使用之EVOH(A)也可使用經胺甲酸酯化、縮醛化、氰乙基化、氧伸烷基化等「後改性」的EVOH。
本發明之樹脂組成物中上述EVOH(A)之含量通常為1重量%以上,宜為50重量%以上,更宜為60重量%以上,進一步宜為70重量%以上。此外,EVOH(A)之含量的上限通常為99重量%。在該値為上述範圍時,有更有效地獲得本發明之效果的傾向。
[聚酯系樹脂(B)]
本發明中使用之聚酯系樹脂(B)係可使用公知之聚酯系樹脂。就EVOH(A)之改質效果優良的觀點,宜為聚酯系熱塑性彈性體,該聚酯系熱塑性彈性體係通常之具有硬鏈段及軟鏈段之聚合物嵌段的聚酯系樹脂,可使用一般已知的聚酯系熱塑性彈性體。
本發明中使用之聚酯系樹脂(B)係可使用公知之聚酯系樹脂。就EVOH(A)之改質效果優良的觀點,宜為聚酯系熱塑性彈性體,該聚酯系熱塑性彈性體係通常之具有硬鏈段及軟鏈段之聚合物嵌段的聚酯系樹脂,可使用一般已知的聚酯系熱塑性彈性體。
上述聚酯系樹脂(B)之熔點,藉由DSC測定之値通常為130~250℃,宜為140~200℃,尤其宜為150℃~180℃。熔點在上述範圍內時,有更有效地發揮本發明之效果的傾向。
此外,聚酯系樹脂(B)之MFR(230℃、荷重2160g),通常為1~100g/10分鐘,宜為10~80g/10分鐘,尤其宜為20~50g/10分鐘。MFR在上述範圍內時,有更有效地獲得本發明之效果的傾向。
此外,聚酯系樹脂(B)之MFR(230℃、荷重2160g),通常為1~100g/10分鐘,宜為10~80g/10分鐘,尤其宜為20~50g/10分鐘。MFR在上述範圍內時,有更有效地獲得本發明之效果的傾向。
本發明中,就EVOH(A)之改質效果優良的觀點,宜為含有聚伸烷基醚單元的聚酯系熱塑性彈性體。該含有聚伸烷基醚單元的聚酯系熱塑性彈性體係公知的樹脂(參照日本特開2006-249204號公報、日本特開2010-95315號公報)。就上述含有聚伸烷基醚單元的聚酯系熱塑性彈性體而言,作為代表可列舉聚酯醚嵌段共聚物。
上述含有聚伸烷基醚單元之聚酯系熱塑性彈性體的熔點通常為135~195℃,宜為145~185℃,尤其宜為155~175℃。此外,MFR係於230℃、荷重2160g,通常為20~50g/10分鐘,宜為25~45g/10分鐘,尤其宜為30~40g/10分鐘。
上述聚酯系樹脂(B)為含有聚伸烷基醚單元之聚酯系熱塑性彈性體時,就聚伸烷基醚單元而言,可列舉聚甲二醇、聚乙二醇、聚(1,2及1,3)丙二醇、聚四亞甲基二醇、聚六亞甲基二醇等直鏈狀及分支狀之脂肪族醚,其他還可列舉環己烷二醇之縮合物或環己烷二甲醇之縮合物等脂環狀醚的均聚物或共聚物。此外,亦可為此等醚單元內的無規共聚物。此等可單獨使用或併用2種以上。此外,此等聚合物之中尤其宜為聚四亞甲基二醇。
此外,就聚酯系樹脂(B)而言,也可使用具有聚伸烷基醚單元的嵌段共聚物。就嵌段共聚物而言,可列舉使用了芳香族聚酯及聚伸烷基醚的聚酯醚嵌段共聚物、使用了脂肪族聚酯與聚伸烷基醚的嵌段共聚物等。
此外,就聚酯系樹脂(B)而言,也可使用具有聚伸烷基醚單元的嵌段共聚物。就嵌段共聚物而言,可列舉使用了芳香族聚酯及聚伸烷基醚的聚酯醚嵌段共聚物、使用了脂肪族聚酯與聚伸烷基醚的嵌段共聚物等。
此外,上述聚伸烷基醚單元之數目平均分子量宜為600~4000(更宜為800~2500,尤其宜為900~2100),該數目平均分子量過低時,有熔點變高,與EVOH(A)摻混時的分散性降低的傾向,相反地,數目平均分子量過高時,則熔點降低,與EVOH(A)摻混時有附著於料斗等之虞而較不理想。此等聚伸烷基醚單元,可使用1種或數目平均分子量不相同的2種以上。
此外,上述使用了芳香族聚酯及聚伸烷基醚的聚酯醚嵌段共聚物,可藉由將碳數2~12之脂肪族及脂環族二醇之至少一者、芳香族二羧酸或其烷基酯、及平均分子量為600~4000之聚伸烷基醚作為原料,進行酯化反應或酯交換反應而獲得的寡聚物予以聚縮合來獲得。
就上述碳數2~12之脂肪族及脂環族二醇而言,可使用通常作為聚酯原料而使用者。就上述碳數2~12之脂肪族及脂環族二醇而言,可舉例如乙二醇、丙二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇等,其中宜為1,4-丁二醇。此等二醇可使用1種或2種以上的混合物。
就上述芳香族二羧酸或其烷基酯而言,可使用作為聚酯之原料一般所使用者,可舉例如對苯二甲酸、間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、2,5-降莰烷二羧酸、1,4-萘二甲酸、1,5-萘二甲酸、4,4-氧基苯甲酸、2,6-萘二羧酸及此等之低級(例如碳數4以下)烷基酯等。此等之中,宜為對苯二甲酸、間苯二甲酸,尤其宜為對苯二甲酸。此外,此等芳香族二羧酸可單獨使用或併用2種以上。
就上述含有聚伸烷基醚單元之聚酯系熱塑性彈性體而言,可列舉「PRIMALLOY」(三菱化學公司製)、「PELPRENE」(東洋紡公司製)、「hytrel」(DU PONT-TORAY CO., LTD.製)等市售商品。
此外,本發明中,上述聚酯系樹脂(B)可為未改性聚酯系樹脂(B1),亦可為經羧酸予以改性的羧酸改性聚酯系樹脂(B2)。此外,亦可併用未改性聚酯系樹脂(B1)及羧酸改性聚酯系樹脂(B2)。該羧酸改性聚酯系樹脂(B2)可舉例如將丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、富馬酸、伊康酸、檸康酸、四氫酞酸等α,β-不飽和羧酸或不飽和二羧酸、馬來酸酐、伊康酸酐、檸康酸酐、四氫酞酸酐等酸類與聚酯系樹脂(B)進行接枝聚合而得的羧酸改性物。
就聚酯系樹脂(B)而言,併用未改性聚酯系樹脂(B1)與羧酸改性聚酯系樹脂(B2)時的重量含有比率[羧酸改性聚酯系樹脂(B2)/未改性聚酯系樹脂(B1)]係取決於羧酸改性聚酯系樹脂(B2)之改性率,通常為0.01~10,宜為0.01~1,更宜為0.02~0.8,尤其宜為0.03~0.5。
本發明之樹脂組成物中,EVOH(A)與聚酯系樹脂(B)之重量含有比率[EVOH(A)/聚酯系樹脂(B)]通常為1/99~99/1,宜為10/90~99/1,更宜為50/50~99/1,更宜為51/49~99/1,進一步宜為60/40~90/10,尤其宜為70/30~85/15。若EVOH(A)與聚酯系樹脂(B)之含有比率在上述範圍內,會成為熱安定性更為優良且抑制著色的效果優良者。
此外,本發明之樹脂組成物中EVOH(A)及聚酯系樹脂(B)之含量的總和通常為70重量%以上,宜為80重量%以上,更宜為90重量%以上。此外,EVOH(A)及聚酯系樹脂(B)之含量的總和上限,係樹脂組成物不包括山梨酸酯(C)的全部重量。
[山梨酸酯(C)]
本發明係藉由在含有EVOH(A)及聚酯系樹脂(B)之樹脂組成物中,摻合特定微量的山梨酸酯(C),而發揮熱安定性優良且抑制著色如此之顯著效果。
本發明係藉由在含有EVOH(A)及聚酯系樹脂(B)之樹脂組成物中,摻合特定微量的山梨酸酯(C),而發揮熱安定性優良且抑制著色如此之顯著效果。
如前述,一般而言含有EVOH及聚酯系樹脂的樹脂組成物在熔融混練或熔融成形時容易著色。其理由據推測為,EVOH與聚酯系樹脂之熔融混合物係對於樹脂組成物施加剪斷應力,容易產生混合時的熱,引起EVOH的脫水,使樹脂組成物著色。
本發明中,藉由摻合特定微量之山梨酸酯(C)而使樹脂組成物之著色受到抑制的理由,係山梨酸酯(C)的極性低,即使微量仍容易於EVOH(A)中均勻分散。進一步據認為係藉由該山梨酸酯(C)的水解,會產生山梨酸。而推測因為該山梨酸會捕捉自由基,故可獲得優良之抑制著色的效果。此外,據推測會發生如下述之觸媒循環般的狀態:水解後之山梨酸酯(C)的醇部位更捕捉「捕捉自由基後的山梨酸」而產生山梨酸酯(C),該山梨酸酯(C)會再次因為熱而水解。
據推測藉由如此方式,因為會一直產生可捕捉自由基的山梨酸,故在樹脂組成物中,能夠在產生自由基之早期階段便捕捉自由基,可獲得優良之抑制著色效果。本發明中,在山梨酸酯(C)之摻合量為特定微量時,據推測上述循環能有效率地運作,可獲得顯著之耐熱劣化性及抑制著色的效果。
據推測藉由如此方式,因為會一直產生可捕捉自由基的山梨酸,故在樹脂組成物中,能夠在產生自由基之早期階段便捕捉自由基,可獲得優良之抑制著色效果。本發明中,在山梨酸酯(C)之摻合量為特定微量時,據推測上述循環能有效率地運作,可獲得顯著之耐熱劣化性及抑制著色的效果。
就上述山梨酸酯(C)而言,可舉例如藉由將山梨酸與醇或酚衍生物之縮合而獲得的山梨酸酯。具體而言可列舉山梨酸甲酯、山梨酸乙酯、山梨酸丙酯、山梨酸丁酯、山梨酸戊酯等山梨酸烷基酯、山梨酸苯酯、山梨酸萘酯等山梨酸芳香酯等。此等可單獨使用或併用2種以上。
其中,就山梨酸酯(C)而言,在考量水解時產生的醇類的酸度較低的情況,樹脂組成物不易產生著色的觀點,宜為山梨酸烷基酯,更宜為烷氧基之碳數為1~5的山梨酸烷基酯,尤其宜為烷氧基之碳數為1~3的山梨酸烷基酯,特別宜為山梨酸甲酯、山梨酸乙酯,最好宜為山梨酸乙酯。
山梨酸酯(C)之分子量通常為120~220,宜為120~200,尤其宜為120~160。分子量為上述範圍時,有能有效地獲得抑制著色的效果的傾向。
樹脂組成物之每單位重量中,上述山梨酸酯(C)之含量為0.00001~10ppm。宜為0.00005~5ppm,更宜為0.0001~4ppm,進一步宜為0.0005~3ppm,尤其宜為0.001~1ppm。藉由使山梨酸酯(C)之含量成為上述範圍,能夠有效地獲得抑制著色的效果。山梨酸酯(C)之含量若過多,則有共軛雙鍵量增加過多,變得容易著色的傾向。
在EVOH(A)及山梨酸酯(C)之總和的每單位重量中,上述山梨酸酯(C)之含量通常為0.0001~10ppm。宜為0.0005~5ppm,更宜為0.0008~3ppm,尤其宜為0.001~1.5ppm。藉由使山梨酸酯(C)之含量成為上述範圍,有更有效地獲得本發明之效果的傾向。若山梨酸酯(C)之含量過多,則有共軛雙鍵量增加過多,變得容易著色的傾向。
本發明之樹脂組成物中之山梨酸酯含量在樹脂組成物為丸粒等成形物時,可藉由下述方法進行定量。亦即,首先將上述丸粒等成形物以任意方法使其粉碎(例如冷凍粉碎),並使其溶解於碳數1~5之低級醇系溶劑中製成樣本。然後,藉由使用液相層析-質譜法(LC/MS/MS)來測定上述樣本,可定量山梨酸酯(C)的含量。
此外,在樹脂組成物為多層結構體等之與其他熱塑性樹脂等組合而得的成形物時,例如只要為多層結構體,可藉由任意之方法將由測定之樹脂組成物構成之層從多層結構體取出後,以與上述同樣的方法進行定量。
[烴系樹脂(D)]
在本發明之樹脂組成物中,宜更摻合作為分散助劑的烴系樹脂(D)。本發明中,上述烴系樹脂(D)係數目平均分子量通常為100~3000,且軟化點通常為60℃以上未達170℃的樹脂。如此之烴系樹脂(D)係屬於在常溫(23℃)為液體或固體的熱塑性樹脂。
在本發明之樹脂組成物中,宜更摻合作為分散助劑的烴系樹脂(D)。本發明中,上述烴系樹脂(D)係數目平均分子量通常為100~3000,且軟化點通常為60℃以上未達170℃的樹脂。如此之烴系樹脂(D)係屬於在常溫(23℃)為液體或固體的熱塑性樹脂。
就上述烴系樹脂(D)而言,具體而言可列舉松香系樹脂(松香、氫化松香、不均化松香、聚合松香等改性松香、改性松香之丙三醇酯或新戊四醇酯等之松香酯等)或萜烯系樹脂(萜烯樹脂、芳香族改性萜烯樹脂、氫化萜烯樹脂、萜烯酚樹脂)等天然烴樹脂;石油樹脂、薰草哢-茚樹脂(coumarone-indene resin)、酚系樹脂(烷基酚樹脂、松香改性酚樹脂等)、苯乙烯系樹脂、二甲苯系樹脂等合成烴樹脂等。
上述石油樹脂係指含有將石腦油等因為熱分解而副產生之不飽和烴單體的餾分予以聚合而得者,具體而言,分類為脂肪族系石油樹脂(C5系石油樹脂)、芳香族系石油樹脂(C9系石油樹脂)、脂肪族/芳香族系石油樹脂(C5/C9系石油樹脂)、脂環族系石油樹脂。
上述脂肪族系石油樹脂(C5系石油樹脂),係指將石腦油分解油之C5餾分的精製成分予以聚合而得的合成樹脂,具體而言可列舉Quintone 100系列(ZEON CORPORATION製)、ESCOREZ 1000系列(Exxon Mobil Corporation製)等。
上述芳香族系石油樹脂(C9系石油樹脂),係指將石腦油分解油之C9餾分的精製成分予以聚合而得的合成樹脂,具體而言可列舉Petokoru(東曹公司製)、Nisseki neopolymer(新日本石油公司製)等。
上述脂肪族/芳香族系石油樹脂(C5/C9系石油樹脂),係指將上述C5餾分與C9餾分混合之原料予以共聚合而得的合成樹脂,就具體例而言,可列舉Peter tack(東曹公司製)、Toho High Resin(東邦化學工業公司製)、Quintone 100系列(ZEON CORPORATION製)、ESCOREZ 2000系列(Exxon Mobil Corporation製)等。
上述脂環族系石油樹脂係將上述芳香族系石油樹脂、或脂肪族/芳香族系石油樹脂予以氫化而得的氫化系石油樹脂及從C5餾分萃取之二環戊二烯作為主原料進行合成所獲得的合成樹脂。
其中,上述將芳香族系石油樹脂、或脂肪族/芳香族系石油樹脂予以氫化獲得之氫化系石油樹脂係作為代表,就具體例而言,可列舉ARKON(荒川化學工業公司製)、I-MARV(出光興產公司製)、ESCOREZ 5000系列(Exxon Mobil Corporation製)等。
在該氫化系石油樹脂的情況,樹脂之極性會取決於氫化率而不相同,主要分類為氫化率90%以上之完全氫化型與氫化率未達90%之部分氫化型的2種類。就前者之具體例而言,可列舉ARKON P 等級(荒川化學工業公司製)、I-MARV P 型(出光興產公司製)等,就後者之具體例而言,可列舉ARKON M 等級(荒川化學工業公司製)、I-MARV S 型(出光興產公司製)等。
其中,上述將芳香族系石油樹脂、或脂肪族/芳香族系石油樹脂予以氫化獲得之氫化系石油樹脂係作為代表,就具體例而言,可列舉ARKON(荒川化學工業公司製)、I-MARV(出光興產公司製)、ESCOREZ 5000系列(Exxon Mobil Corporation製)等。
在該氫化系石油樹脂的情況,樹脂之極性會取決於氫化率而不相同,主要分類為氫化率90%以上之完全氫化型與氫化率未達90%之部分氫化型的2種類。就前者之具體例而言,可列舉ARKON P 等級(荒川化學工業公司製)、I-MARV P 型(出光興產公司製)等,就後者之具體例而言,可列舉ARKON M 等級(荒川化學工業公司製)、I-MARV S 型(出光興產公司製)等。
此外,就藉由氫化以外之方法獲得的脂環族系石油樹脂而言,係將從C5餾分萃取之二環戊二烯作為主原料進行合成所獲得的合成樹脂,就具體例而言,可列舉Quintone 1000系列(ZEON CORPORATION製)、MARUKAREZ M 系列(丸善石油化學公司製)等。
本發明中,就改善樹脂組成物之透明性或色調等外觀或無臭味性之觀點,宜使用石油樹脂,更宜使用脂環族系石油樹脂,尤其宜使用氫化系石油樹脂。
此外,針對氫化系石油樹脂之氫化率並沒有特別之限定,若考慮使用極性較低之未改性聚酯系樹脂(B1)時的親和性,宜使用完全氫化型的氫化系石油樹脂。
此外,針對氫化系石油樹脂之氫化率並沒有特別之限定,若考慮使用極性較低之未改性聚酯系樹脂(B1)時的親和性,宜使用完全氫化型的氫化系石油樹脂。
就烴系樹脂(D)之數目平均分子量而言,通常為100~3000,宜為300以上未達1500,尤其宜為400以上未達1000。數目平均分子量過小時,在熔融混合時於原料投入部容易變成液體,尤其是若成為黏度低的液體,有容易產生混合不良,分散不良導致薄膜透明性降低之虞,或有烴系樹脂(D)容易從成形品溶出之傾向。此外,在數目平均分子量過大時,有熔融混練時不易作為流體浸入至聚酯系樹脂(B)之凝聚體內的傾向,考慮為親油性之烴系樹脂(D)的特性,有容易與EVOH(A)分離,且甚至在成形品中,會成為積料(die drool)或條紋等外觀不良的原因的傾向。
上述數目平均分子量可藉由以凝膠滲透層析(GPC)測定而獲得之聚苯乙烯的換算值來算出。
烴系樹脂(D)之軟化點通常為60℃以上未達170℃,宜為95℃以上未達160℃,尤其宜為120℃以上未達150℃。軟化點過低時,則有在熔融混合時於原料投入部容易成為黏度低之液狀,無法充分發揮作為烴系樹脂(D)之分散助劑之效果的傾向。甚至有因為聚酯系樹脂(B)之分散不良而不易獲得充分之耐彎曲性、透明性之改善效果的傾向。此外,有烴系樹脂(D)容易從成形品溶出的傾向。軟化點過高時,有熔融混合時,會殘留烴系樹脂(D)之未熔融的部分,作為分散助劑的功能降低,無法獲得充分之耐彎曲性或透明性的傾向,更有因為殘留之未熔融的部分而導致於薄膜成形物產生魚眼等異物的傾向。
此外,就軟化點之測定方法而言,可使用依循JIS K 2207(環球法)之方法。
就烴系樹脂(D)之色相而言,係藉由依循JIS K 0071-2(加德納(gardner)色度)之方法來測定之加德納色度通常為3以下,宜為2以下,尤其宜為1以下。若加德納色度超過3,則有樹脂組成物之黃色度變強,外觀特性降低的傾向。
此外,在烴系樹脂(D)為氫化系石油樹脂時,依循JIS K 0071-1(哈生(Hazen)色度)之方法進行測定之哈生色度通常為200以下,宜為150以下,特別宜為100以下。若使用哈生色度為200以下者,可獲得外觀特性優良的無色透明的樹脂組成物。
就烴系樹脂(D)之於常溫的形態而言,可舉例如粉末狀、塊狀、薄片狀、丸粒狀(粒狀)、液狀等,沒有特別之限定。考慮混合時之作業性或計量性之觀點,宜為薄片狀、丸粒狀,尤其宜為丸粒狀。
如上述的烴系樹脂(D)不僅有以使聚酯系樹脂(B)於EVOH(A)中微分散化的方式作用如此的效果,且因為在熔融成形時液化,也可使熔融時之組成物的黏度減低(MFR値增加)。據認為該情事可產生如下述效果。亦即,作為聚酯系樹脂(B)使用羧酸改性聚酯系樹脂(B2)時,羧酸改性聚酯系樹脂(B2)中含有之羧基因為可與EVOH(A)中之羥基反應,故在熔融混練過程中,有時有兩官能基進行反應,產生高聚合度化物的情況。因為該高聚合度化物的產生,導致熔融黏度增加,容易產生擠製機內的剪切生熱,進一步增加高聚合度化物,導致於薄膜成形物中之條紋或魚眼等外觀不良等之虞。然而,藉由摻合烴系樹脂(D),據認為能使熔融時之樹脂組成物的黏度減低,抑制剪切生熱,並抑制高聚合度化物的產生,進而就品質改善的觀點,亦能夠有效地貢獻。
相對於EVOH(A)、聚酯系樹脂(B)、山梨酸酯(C)及烴系樹脂(D)之總重量,樹脂組成物中之烴系樹脂(D)的重量摻合比率通常為0.5~7.5重量%,宜為1~6重量%。烴系樹脂(D)之摻合量過少時,有難以獲得烴系樹脂(D)之作為分散助劑之摻合效果的傾向。另一方面,若過多時,則有過量的烴系樹脂(D)被排斥,產生薄膜條紋、積料等外觀不良的傾向。
[其它熱塑性樹脂]
本發明之樹脂組成物中,除了EVOH(A)、聚酯系樹脂(B)及烴系樹脂(D)以外,作為樹脂成分,還可含有含量係如下述範圍內之其他熱塑性樹脂:相對於樹脂組成物,通常為10重量%以下,宜為5重量%以下,尤其宜為3重量%以下。
本發明之樹脂組成物中,除了EVOH(A)、聚酯系樹脂(B)及烴系樹脂(D)以外,作為樹脂成分,還可含有含量係如下述範圍內之其他熱塑性樹脂:相對於樹脂組成物,通常為10重量%以下,宜為5重量%以下,尤其宜為3重量%以下。
就上述其它熱塑性樹脂而言,具體來說可舉例如直鏈狀低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、離子聚合物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-α-烯烴(碳數4~20之α-烯烴)共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚丙烯、丙烯-α-烯烴(碳數4~20之α-烯烴)共聚物、聚丁烯、聚戊烯等烯烴之均聚物或共聚物、聚環狀烯烴、或將此等烯烴之均聚物或共聚物以不飽和羧酸或其酯進行接枝改性而得者等廣義的聚烯烴系樹脂、聚苯乙烯系樹脂、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚醯胺系樹脂、丙烯酸系樹脂、乙烯酯系樹脂、聚苯乙烯彈性體、聚胺甲酸酯彈性體、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯等熱塑性樹脂。此等可單獨使用或併用2種以上。
[其他添加劑]
本發明之樹脂組成物中,在上述各成分之外,因應需求在不損害本發明之效果的範圍內(例如,通常為樹脂組成物全體之10重量%以下,宜為5重量%以下,尤其宜為3重量%以下的含有比率),可適當地摻合乙二醇、丙三醇、己二醇等脂肪族多元醇等塑化劑;高級脂肪酸(例如月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、二十二酸、油酸等)、高級脂肪酸之金屬鹽(例如硬脂酸鈣、硬脂酸鎂等)、高級脂肪酸酯(高級脂肪酸之甲酯、異丙酯、丁酯、辛酯等)、高級脂肪族醯胺(例如硬脂醯胺等、油醯胺等)、雙高級脂肪醯胺(例如乙烯雙硬脂醯胺等)、低分子量聚烯烴(例如分子量約500~10000之低分子量聚乙烯、或低分子量聚丙烯)等潤滑劑;乾燥劑;吸氧劑;熱安定劑;光安定劑;阻燃劑;交聯劑;硬化劑;發泡劑;成核劑;防霧劑;生物分解用添加劑;矽烷偶聯劑;抗黏連劑;抗氧化劑;著色劑;抗靜電劑;紫外線吸收劑;抗菌劑;不溶性無機複鹽(例如水滑石等);界面活性劑;蠟等公知的添加劑。此等可單獨使用或併用2種以上。
本發明之樹脂組成物中,在上述各成分之外,因應需求在不損害本發明之效果的範圍內(例如,通常為樹脂組成物全體之10重量%以下,宜為5重量%以下,尤其宜為3重量%以下的含有比率),可適當地摻合乙二醇、丙三醇、己二醇等脂肪族多元醇等塑化劑;高級脂肪酸(例如月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、二十二酸、油酸等)、高級脂肪酸之金屬鹽(例如硬脂酸鈣、硬脂酸鎂等)、高級脂肪酸酯(高級脂肪酸之甲酯、異丙酯、丁酯、辛酯等)、高級脂肪族醯胺(例如硬脂醯胺等、油醯胺等)、雙高級脂肪醯胺(例如乙烯雙硬脂醯胺等)、低分子量聚烯烴(例如分子量約500~10000之低分子量聚乙烯、或低分子量聚丙烯)等潤滑劑;乾燥劑;吸氧劑;熱安定劑;光安定劑;阻燃劑;交聯劑;硬化劑;發泡劑;成核劑;防霧劑;生物分解用添加劑;矽烷偶聯劑;抗黏連劑;抗氧化劑;著色劑;抗靜電劑;紫外線吸收劑;抗菌劑;不溶性無機複鹽(例如水滑石等);界面活性劑;蠟等公知的添加劑。此等可單獨使用或併用2種以上。
作為上述熱安定劑,就改善熔融成形時之熱安定性等各種物性的目的而言,可使用乙酸、丙酸、丁酸等有機酸類或此等之鹼金屬鹽(鈉鹽、鉀鹽等)、鹼土金屬鹽(鈣鹽、鎂鹽等)、鋅鹽等鹽;或硫酸、亞硫酸、碳酸、磷酸、硼酸等無機酸類、或此等之鹼金屬鹽(鈉鹽、鉀鹽等)、鹼土金屬鹽(鈣鹽、鎂鹽等)、鋅鹽等。
此等之中,尤其宜摻合乙酸、硼酸及含有該鹽的硼化合物、乙酸鹽、磷酸鹽。
此等之中,尤其宜摻合乙酸、硼酸及含有該鹽的硼化合物、乙酸鹽、磷酸鹽。
摻合乙酸作為上述熱安定劑時,其摻合量相對於EVOH(A)100重量份,通常為0.001~1重量份,宜為0.005~0.2重量份,尤其宜為0.01~0.1重量份。乙酸之摻合量若過少,則有乙酸之含有效果降低的傾向,相反地若過多,則有難以獲得均勻之薄膜的傾向。
此外,摻合硼化合物作為上述熱安定劑時,其摻合量係相對於EVOH(A)100重量份,以硼換算(灰化後藉由ICP發射光譜分析法進行分析)通常為0.001~1重量份。硼化合物之摻合量若過少,則有硼化合物之含有效果降低的傾向,相反地若過多,則有難以獲得均勻之薄膜的傾向。
此外,在摻合乙酸鹽、磷酸鹽(包含磷酸氫鹽)作為上述熱安定劑時,其摻合量各別係相對於EVOH(A)100重量份以金屬換算(灰化後藉由ICP發射光譜分析法進行分析)通常為0.0005~0.1重量份。上述摻合量若過少則有其含有效果降低的傾向,相反地若過多則有難以獲得均勻之薄膜的傾向。此外,於樹脂組成物中摻合2種以上之鹽時,其總量宜在上述摻合量的範圍內。
[樹脂組成物之製造方法]
本發明之樹脂組成物係使用為上述必要成分之EVOH(A)、聚酯系樹脂(B)及山梨酸酯(C)、以及因應需求之烴系樹脂(D)及上述各任意成分來進行製造,就製造方法而言,可舉例如乾摻混法、熔融混合法、溶液混合法、含浸法等公知方法,亦可任意組合此等方法。
本發明之樹脂組成物係使用為上述必要成分之EVOH(A)、聚酯系樹脂(B)及山梨酸酯(C)、以及因應需求之烴系樹脂(D)及上述各任意成分來進行製造,就製造方法而言,可舉例如乾摻混法、熔融混合法、溶液混合法、含浸法等公知方法,亦可任意組合此等方法。
就上述乾摻混法而言,可舉例如(I)將含有EVOH(A)及聚酯系樹脂(B)之至少一者之丸粒與山梨酸酯(C)使用滾筒等進行乾摻混之方法等。
就上述熔融混合法而言,可舉例如(II)將含有EVOH(A)及聚酯系樹脂(B)之至少一者的丸粒與山梨酸酯(C)的乾摻混物予以熔融混練,獲得丸粒或其他成形物之方法、或(III)於熔融狀態之EVOH(A)及聚酯系樹脂(B)之至少一者的熔融物中添加山梨酸酯(C)予以熔融混練,獲得丸粒或其它成形物之方法等。
就上述溶液混合法而言,可舉例如(IV)使用含有市售之EVOH(A)及聚酯系樹脂(B)之至少一者的丸粒來製備溶液,對於其摻合山梨酸酯(C),進行凝固成形製成丸粒,予以固液分離且進行乾燥之方法、或(V)在EVOH(A)之製造過程中,使皂化後之EVOH之均勻溶液(水/醇溶液等)中含有聚酯系樹脂(B)之溶液及山梨酸酯(C)之至少一者後,進行凝固成形製成丸粒,予以固液分離且進行乾燥之方法等。
就上述含浸法而言,可舉例如(VI)使含有EVOH(A)及聚酯系樹脂(B)之至少一者的丸粒與含有山梨酸酯(C)之水溶液接觸,使山梨酸酯(C)含浸至上述丸粒中後,進行乾燥之方法等。
此外,在上述各方法中,事先將EVOH(A)及聚酯系樹脂(B)之至少一者與山梨酸酯(C)以預定的比率進行摻合,製作山梨酸酯(C)之濃度高的組成物(母料),並藉由將該組成物(母料)與EVOH(A)或聚酯系樹脂(B)進行摻合,也可獲得期望之濃度的樹脂組成物。
另外,在本發明中,可組合上述不相同之方法。其中,就生產性或獲得本發明之效果更顯著的樹脂組成物之觀點,宜為熔融混合法,尤其宜為(II)之方法。
此外,在於樹脂組成物中摻合上述烴系樹脂(D)及各任意成分的情況,亦可藉由依循上述各製造方法之方法來摻合至樹脂組成物中。
此外,藉由上述各方法獲得之樹脂組成物的丸粒、或上述各方法中使用之含有EVOH(A)及聚酯系樹脂(B)之至少一者的丸粒為任意形狀,例如可採用球形、橢圓形、圓柱形、立方體形、長方體形等任意形狀。丸粒之形狀係通常為橢圓形或圓柱形,就其大小而言,考慮後續用來作為成形材料時之便利性的觀點,為圓柱形時係底面直徑通常為1~6mm,宜為2~5mm,長度通常為1~6mm,宜為2~5mm。為橢圓形時長徑通常為1.5~30mm,宜為3~20mm,更宜為3.5~10mm。短徑通常為1~10mm,宜為2~6mm,尤其宜為2.5~5.5mm。測定該長徑及短徑之方法,例如以手取丸粒進行觀察,使用游標卡尺等測量儀器測定長徑後,以目視及觸覺認定垂直於該長徑之剖面中為最大面積的剖面位置,以同樣的方法測定所假設之該剖面時的短徑的方法。
此外,本發明之樹脂組成物之含水率通常為0.01~0.5重量%,宜為0.05~0.35重量%,尤其宜為0.1~0.3重量%。
此外,本發明之樹脂組成物的含水率係藉由以下方法進行測定而算出。
在室溫(25℃)下,以電子天平量秤樹脂組成物之乾燥前重量(W1),之後,將該樣本於150℃之熱風乾燥機中乾燥5小時。乾燥後,於乾燥器(desiccator)中放置冷卻30分鐘,量秤樹脂組成物之溫度回到室溫(25℃)後的重量(W2),藉由下式算出含水率。
含水率(重量%)=[(W1-W2)/W1]×100
在室溫(25℃)下,以電子天平量秤樹脂組成物之乾燥前重量(W1),之後,將該樣本於150℃之熱風乾燥機中乾燥5小時。乾燥後,於乾燥器(desiccator)中放置冷卻30分鐘,量秤樹脂組成物之溫度回到室溫(25℃)後的重量(W2),藉由下式算出含水率。
含水率(重量%)=[(W1-W2)/W1]×100
本發明之樹脂組成物係製備為丸粒、或粉末狀或液體狀等各種形態來提供作為各種成形物的成形材料。尤其在本發明中,提供作為熔融成形用材料時,有更有效率地獲得本發明之效果的傾向而較為理想。此外,本發明之樹脂組成物亦包括混合本發明之樹脂組成物中使用之EVOH(A)及聚酯系樹脂(B)以外之樹脂而得的樹脂組成物。
本發明之樹脂組成物之丸粒可直接供作熔融成形,就使熔融成形時之進料性安定的觀點,亦宜使丸粒之表面附著公知之潤滑劑。就該潤滑劑而言,使用前述之潤滑劑即可。該潤滑劑之含量通常為EVOH樹脂組成物之5重量%以下,宜為1重量%以下。
而,就該成形物而言,能以使用本發明之樹脂組成物成形而得之單層薄膜為代表,並可作為具有使用本發明之樹脂組成物成形而得之層的多層結構體供實際使用。
[多層結構體]
本發明之多層結構體具備由上述本發明之樹脂組成物構成之層。由本發明之樹脂組成物構成之層(以下稱為「樹脂組成物層」。)藉由與將本發明之樹脂組成物以外之熱塑性樹脂作為主成分之其他基材(以下稱為「基材樹脂」。)進行疊層,可進一步賦予強度,或保護樹脂組成物層不受水分等之影響,或賦予其他功能。
本發明之多層結構體具備由上述本發明之樹脂組成物構成之層。由本發明之樹脂組成物構成之層(以下稱為「樹脂組成物層」。)藉由與將本發明之樹脂組成物以外之熱塑性樹脂作為主成分之其他基材(以下稱為「基材樹脂」。)進行疊層,可進一步賦予強度,或保護樹脂組成物層不受水分等之影響,或賦予其他功能。
就上述基材樹脂而言,可舉例如包括直鏈狀低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、超低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、乙烯-丙烯(嵌段及無規)共聚物、乙烯-α-烯烴(碳數4~20之α-烯烴)共聚物等聚乙烯系樹脂、聚丙烯、丙烯-α-烯烴(碳數4~20之α-烯烴)共聚物等聚丙烯系樹脂、聚丁烯、聚戊烯、聚環狀烯烴系樹脂(於主鏈或側鏈之至少一者具有環狀烯烴結構的聚合物)等(未改性)聚烯烴系樹脂、或將此等聚烯烴類藉由不飽和羧酸或其酯進行接枝改性而得之不飽和羧酸改性聚烯烴系樹脂等改性烯烴系樹脂之廣義的聚烯烴系樹脂、離子聚合物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、聚酯系樹脂、聚醯胺系樹脂(也包括共聚合聚醯胺)、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、丙烯酸系樹脂、聚苯乙烯系樹脂、乙烯酯系樹脂、聚酯系彈性體、聚胺甲酸酯系彈性體、聚苯乙烯系彈性體、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯等鹵素化聚烯烴、芳香族或脂肪族聚酮類等。此等可單獨使用或併用2種以上。
此等之中,為疏水性樹脂之聚醯胺系樹脂、聚烯烴系樹脂、聚酯系樹脂、聚苯乙烯系樹脂較為理想,更宜為聚乙烯系樹脂、聚丙烯系樹脂、聚環狀烯烴系樹脂及此等之不飽和羧酸改性聚烯烴系樹脂等之聚烯烴系樹脂,尤其宜使用聚環狀烯烴系樹脂作為疏水性樹脂。
多層結構體之層構成,當令本發明之樹脂組成物層為a(a1、a2、…)、令基材樹脂層為b(b1、b2、…)時,可為a/b、b/a/b、a/b/a、a1/a2/b、a/b1/b2、b2/b1/a/b1/b2、b2/b1/a/b1/a/b1/b2等任意之組合。此外,令將在製造該多層結構體之過程中產生之端部或不良品等予以再熔融成形而獲得之含有本發明之樹脂組成物及基材樹脂之混合物的再循環層為R時,也可成為b/R/a、b/R/a/b、b/R/a/R/b、b/a/R/a/b、b/R/a/R/a/R/b等。多層結構體之層之數目就總數通常為2~15,宜為3~10。在上述之層構成中,在各個的層之間,因應需求可介隔含有黏接性樹脂之黏接性樹脂層。
就上述黏著性樹脂而言,可使用公知者,因應基材樹脂層「b」中使用之熱塑性樹脂之種類適當地選擇即可。作為代表可列舉藉由將不飽和羧酸或其酸酐與聚烯烴系樹脂進行加成反應或接枝反應等使其化學鍵結而獲得之含有羧基的改性聚烯烴系聚合物。可舉例如馬來酸酐接枝改性聚乙烯、馬來酸酐接枝改性聚丙烯、馬來酸酐接枝改性乙烯-丙烯(嵌段及無規)共聚物、馬來酸酐接枝改性乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、馬來酸酐接枝改性乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、馬來酸酐改性聚環狀烯烴系樹脂、馬來酸酐接枝改性聚烯烴系樹脂等。而,可使用選自此等中之1種或2種以上的混合物。
在多層結構體中,於本發明之樹脂組成物層與基材樹脂層之間使用黏接性樹脂層時,考慮黏接性樹脂層係在與樹脂組成物層接觸之位置,宜使用疏水性優良的黏接性樹脂。
上述基材樹脂、黏接性樹脂中,在不妨害本發明之要旨的範圍(例如相對於基材樹脂、黏接性樹脂通常為30重量%以下,宜為10重量%以下),可含有習知之塑化劑、填料、黏土(蒙脫石(montmorillonite)等)、著色劑、抗氧化劑、抗靜電劑、潤滑劑、成核劑、抗黏連劑、蠟等。此等可單獨使用或併用2種以上。
本發明之樹脂組成物與上述基材樹脂之疊層(包括介隔黏接性樹脂層之情況)可藉由公知方法進行。例如,將基材樹脂予以熔融擠製層合於本發明之樹脂組成物之薄膜、片材等的方法、將本發明之樹脂組成物熔融擠製層合於基材樹脂層之方法、將樹脂組成物與基材樹脂進行共擠製之方法、將樹脂組成物層及基材樹脂層藉由使用有機鈦化合物、異氰酸酯化合物、聚酯系化合物、聚胺甲酸酯化合物等公知之黏接劑進行乾層合之方法、將樹脂組成物之溶液塗布於基材樹脂上後除去溶劑之方法等。此等之中,考慮成本或環境之觀點,宜為使用共擠製之方法。
上述多層結構體係因應需求實施(加熱)延伸處理。延伸處理可為單軸延伸、雙軸延伸之任一者,為雙軸延伸時可為同時延伸亦可為逐次延伸。此外,就延伸方法而言,可採用輥延伸法、拉幅機延伸法、管式延伸法、延伸吹塑法、真空壓空成形等當中延伸倍率高者。延伸溫度係多層結構體之熔點附近的溫度,通常可選自約40~170℃之範圍,宜為選自約60~160℃之範圍。延伸溫度過低時有延伸性變得不良之傾向,過高時有難以維持安定之延伸狀態的傾向。
而,就賦予延伸後之尺寸安定性的目的而言,可進行熱固定。熱固定可藉由周知方法實施,例如在上述延伸薄膜保持在緊張之狀態下,以通常為80~180℃,宜為100~165℃進行約2~600秒的熱處理。此外,將由本發明之樹脂組成物獲得之多層延伸薄膜用來作為收縮用薄膜時,為了賦予熱收縮性,不進行上述熱固定,進行例如對著延伸後之薄膜吹冷風進行冷却固定等之處理即可。
此外,也可使用本發明之多層結構體來獲得杯狀、或盤狀之多層容器。此時,通常採用抽拉成形法,具體而言可列舉真空成形法、壓空成形法、真空壓空成形法、模塞助壓式(plug assist)真空壓空成形法等。進一步地,從多層型坯(吹塑前之中空管狀之預備成形物)獲得管狀、或瓶狀之多層容器(疊層體結構)時係採用吹塑成形法。具體而言可列舉擠製吹塑成形法(雙頭式、模具移動式、型坯轉移式、旋轉式、蓄積式、水平型坯式等)、冷型坯式吹塑成形法、射出吹塑成形法、雙軸延伸吹塑成形法(擠製式冷型坯雙軸延伸吹塑成形法、射出式冷型坯雙軸延伸吹塑成形法、射出成形內嵌式雙軸延伸吹塑成形法等)等。獲得之疊層體因應需求可進行熱處理、冷卻處理、壓延處理、印刷處理、乾層合處理、溶液或熔融塗層處理、製袋加工、深抽拉加工、箱加工、管加工、分切加工等。
多層結構體(包括經延伸者)之厚度,進一步為構成多層結構體之樹脂組成物層、基材樹脂層及黏接性樹脂層之厚度,取決於層構成、基材樹脂之種類、黏接性樹脂之種類、用途或包裝形態、要求之物性等而不能一概而論,多層結構體(包括經延伸者)之厚度通常為10~5000μm,宜為30~3000μm,尤其宜為50~2000μm。樹脂組成物層通常為1~500μm,宜為3~300μm,尤其宜為5~200μm,基材樹脂層通常為5~3000μm,宜為10~2000μm,尤其宜為20~1000μm,黏接性樹脂層通常為0.5~250μm,宜為1~150μm,尤其宜為3~100μm。
另外,多層結構體中樹脂組成物層與基材樹脂層之厚度的比(樹脂組成物層/基材樹脂層),在各種層有多層之情況係厚度最厚之層彼此的比,通常為1/99~50/50,宜為5/95~45/55,尤其宜為10/90~40/60。此外,多層結構體中之樹脂組成物層與黏接性樹脂層之厚度的比(樹脂組成物層/黏接性樹脂層),在各種層有多層之情況係厚度最厚之層彼此的比,通常為10/90~99/1,宜為20/80~95/5,尤其宜為50/50~90/10。
如上述方式獲得由薄膜、片材、延伸薄膜構成之袋及由杯、盤、管、瓶等構成之容器或蓋材可用作為一般食品、蛋黃醬、調味醬等調味料、味噌等發酵食品、沙拉油等油脂食品、飲料、化妝品、醫藥品等的各種之包裝材料容器。特別是,由本發明之樹脂組成物構成之層具有柔軟性,熱安定性優良,且著色受到抑制,故本發明之樹脂組成物及具備由本發明之樹脂組成物構成之層的多層結構體尤其可用來做為水、食品、藥品、農藥等的液體包裝用材料(例如襯袋紙盒用襯袋或袋裝分配器用內袋等)。
[實施例]
[實施例]
以下,列舉實施例來具體地說明本發明,本發明在不超出其要旨之範圍,並不僅限定於實施例之記載。
此外,例中的「份」、「%」若無特別指明的情況下係指重量基準。
此外,例中的「份」、「%」若無特別指明的情況下係指重量基準。
於實施例,預先準備以下之EVOH(A)及聚酯系樹脂(B)的丸粒。
・EVOH(A):乙烯結構單元之含量29莫耳%、皂化度100莫耳%、MFR3.2g/10分鐘(210℃、荷重2160g)之乙烯-乙烯醇共聚物
・聚酯系樹脂(B):含有聚伸烷基醚單元之聚酯系熱塑性彈性體「PRIMALLOY AP GQ430」三菱化學公司製、熔點165℃、MFR35g/10分鐘(230℃、荷重2160g)
・EVOH(A):乙烯結構單元之含量29莫耳%、皂化度100莫耳%、MFR3.2g/10分鐘(210℃、荷重2160g)之乙烯-乙烯醇共聚物
・聚酯系樹脂(B):含有聚伸烷基醚單元之聚酯系熱塑性彈性體「PRIMALLOY AP GQ430」三菱化學公司製、熔點165℃、MFR35g/10分鐘(230℃、荷重2160g)
<實施例1>
將上述EVOH(A)之丸粒80份、上述聚酯系樹脂(B)之丸粒20份予以乾摻混。之後,將經乾摻混之丸粒100份、作為山梨酸酯(C)之山梨酸甲酯(和光純藥工業公司製,分子量126)0.0000004份(相對於樹脂組成物之每單位重量為0.004ppm),於塑性測定儀(Plastograph)(Brabender公司製)於230℃預熱5分鐘後,在230℃、50rpm之條件下熔融混練5分鐘,之後使其冷卻固化,獲得塊狀的樹脂組成物。
使用粉碎機(SOMETANI SANGYO Co. Ltd製,型號:SKR16-240)以旋轉刀片的轉速650rpm的條件將獲得之樹脂組成物予以粉碎而獲得粉碎物。該粉碎物係1mm方形~5mm方形之小碎片。該樹脂組成物之含水率為0.19%。
將上述EVOH(A)之丸粒80份、上述聚酯系樹脂(B)之丸粒20份予以乾摻混。之後,將經乾摻混之丸粒100份、作為山梨酸酯(C)之山梨酸甲酯(和光純藥工業公司製,分子量126)0.0000004份(相對於樹脂組成物之每單位重量為0.004ppm),於塑性測定儀(Plastograph)(Brabender公司製)於230℃預熱5分鐘後,在230℃、50rpm之條件下熔融混練5分鐘,之後使其冷卻固化,獲得塊狀的樹脂組成物。
使用粉碎機(SOMETANI SANGYO Co. Ltd製,型號:SKR16-240)以旋轉刀片的轉速650rpm的條件將獲得之樹脂組成物予以粉碎而獲得粉碎物。該粉碎物係1mm方形~5mm方形之小碎片。該樹脂組成物之含水率為0.19%。
<實施例2>
將實施例1中之山梨酸甲酯之摻合量變更為0.00008份(相對於樹脂組成物之每單位重量為0.8ppm),除此以外,以與實施例1同樣的方式獲得實施例2之樹脂組成物及其粉碎物。該樹脂組成物之含水率為0.17%。
將實施例1中之山梨酸甲酯之摻合量變更為0.00008份(相對於樹脂組成物之每單位重量為0.8ppm),除此以外,以與實施例1同樣的方式獲得實施例2之樹脂組成物及其粉碎物。該樹脂組成物之含水率為0.17%。
<實施例3>
將實施例1中之山梨酸甲酯變更為山梨酸乙酯(和光純藥工業公司製,分子量140),除此以外,以與實施例1同樣的方式獲得實施例3之樹脂組成物及其粉碎物。該樹脂組成物之含水率為0.16%。
將實施例1中之山梨酸甲酯變更為山梨酸乙酯(和光純藥工業公司製,分子量140),除此以外,以與實施例1同樣的方式獲得實施例3之樹脂組成物及其粉碎物。該樹脂組成物之含水率為0.16%。
<比較例1>
在實施例1中,未摻合山梨酸甲酯,除此以外,以與實施例1同樣的方式獲得比較例1之樹脂組成物及其粉碎物。該樹脂組成物之含水率為0.16%。
在實施例1中,未摻合山梨酸甲酯,除此以外,以與實施例1同樣的方式獲得比較例1之樹脂組成物及其粉碎物。該樹脂組成物之含水率為0.16%。
<比較例2>
將實施例1中之山梨酸甲酯之摻合量變更為0.0012份(相對於樹脂組成物之每單位重量為12ppm),除此以外,以與實施例1同樣的方式獲得比較例2之樹脂組成物及其粉碎物。該樹脂組成物之含水率為0.16%。
將實施例1中之山梨酸甲酯之摻合量變更為0.0012份(相對於樹脂組成物之每單位重量為12ppm),除此以外,以與實施例1同樣的方式獲得比較例2之樹脂組成物及其粉碎物。該樹脂組成物之含水率為0.16%。
<比較例3>
在實施例1中,不摻合聚酯系樹脂(B)及山梨酸酯(C),僅使用EVOH(A),除此以外,以與實施例1同樣的方式進行熔融混練並粉碎,獲得比較例3之粉碎物。該EVOH(A)含水率為0.11%。
在實施例1中,不摻合聚酯系樹脂(B)及山梨酸酯(C),僅使用EVOH(A),除此以外,以與實施例1同樣的方式進行熔融混練並粉碎,獲得比較例3之粉碎物。該EVOH(A)含水率為0.11%。
藉由下述表示之方法進行實施例1~3、比較例1~3之樹脂組成物的評價。結果表示於下述表1。
[熱安定性評價]
將5mg之樹脂組成物作為樣本,使用熱重量測定裝置(Pyris TGA,Perkin Elmer公司製),測定重量減少至原本重量之90%時的溫度。此處,藉由熱重量測定裝置之測定係在氮氣環境下、氣流速度:20mL/分鐘、升溫速度:10℃/分鐘、溫度範圍:30~550℃之條件下進行。該溫度越高,則熱安定性越為優良。
將5mg之樹脂組成物作為樣本,使用熱重量測定裝置(Pyris TGA,Perkin Elmer公司製),測定重量減少至原本重量之90%時的溫度。此處,藉由熱重量測定裝置之測定係在氮氣環境下、氣流速度:20mL/分鐘、升溫速度:10℃/分鐘、溫度範圍:30~550℃之條件下進行。該溫度越高,則熱安定性越為優良。
[著色評價]
將上述獲得之樹脂組成物的粉碎物藉由視覺分析器 IRIS VA400(Alpha mos公司製),評價色號「3531」(R:216、G:200、B:184)相對於色號「4094」(R:248、G:248、B:232)占的比率(「3531」/「4094」)。色號「3531」係呈深黃色的顏色,色號「4094」係呈淡黃色的顏色,其比率越大表示樣本越被著色為黃色。
將上述獲得之樹脂組成物的粉碎物藉由視覺分析器 IRIS VA400(Alpha mos公司製),評價色號「3531」(R:216、G:200、B:184)相對於色號「4094」(R:248、G:248、B:232)占的比率(「3531」/「4094」)。色號「3531」係呈深黃色的顏色,色號「4094」係呈淡黃色的顏色,其比率越大表示樣本越被著色為黃色。
【表1】
如上述表1所示,僅有EVOH(A)之比較例3,相較於在EVOH(A)中摻合聚酯系樹脂(B)之比較例1,熱安定性較低,且著色為黃色。此外,相較於在EVOH(A)中摻合聚酯系樹脂(B)之比較例1,在EVOH(A)及聚酯系樹脂(B)中含有超過本發明預定之範圍的山梨酸酯(C)的比較例2,關於著色雖然沒有不同,但熱安定性比起不含有山梨酸酯(C)之比較例1更差。
反觀,含有特定微量之山梨酸酯(C)之實施例1~3的樹脂組成物,儘管山梨酸酯(C)之摻合量比起比較例2少,但可獲得樹脂組成物之熱安定性更好,且著色亦有所改善的顯著效果。
樹脂之氧化劣化或熱分解等係化學反應,通常,化學反應之反應速度係伴隨著溫度上升而成指數函數地上升,尤其在如本次般高溫的差異,考慮反應動力學之觀點會有非常重大的差異。
因此,可知本發明之樹脂組成物係熱安定性優良,且抑制著色的效果也優良。
反觀,含有特定微量之山梨酸酯(C)之實施例1~3的樹脂組成物,儘管山梨酸酯(C)之摻合量比起比較例2少,但可獲得樹脂組成物之熱安定性更好,且著色亦有所改善的顯著效果。
樹脂之氧化劣化或熱分解等係化學反應,通常,化學反應之反應速度係伴隨著溫度上升而成指數函數地上升,尤其在如本次般高溫的差異,考慮反應動力學之觀點會有非常重大的差異。
因此,可知本發明之樹脂組成物係熱安定性優良,且抑制著色的效果也優良。
使用上述獲得之各實施例的樹脂組成物製造的多層結構體、及由該多層結構體構成之液體包裝用材料,著色皆受到抑制。
在上述實施例中,展示本發明之具體的形態,但上述實施例僅為單純之示例,並沒有限定之含意。對該技術領域中具有通常知識者而言顯而易見之各種變化,均意欲包括於本發明之範圍內。
[產業上利用性]
[產業上利用性]
本發明之樹脂組成物係具有柔軟性,熱安定性優良且著色受到抑制,故本發明之樹脂組成物及具備由本發明之樹脂組成物構成之層的多層結構體特別可用作為一般食品、蛋黃醬、調味醬等調味料、味噌等發酵食品、沙拉油等油脂食品、水、飲料等、其他還有化妝品、醫藥品等的各種之包裝材料容器,尤其是用作為液體包裝用材料(例如襯袋紙盒用襯袋或袋裝分配器用內袋等)。
Claims (6)
- 一種樹脂組成物,含有乙烯-乙烯醇系共聚物(A)、聚酯系樹脂(B)及山梨酸酯(C),其特徵在於: 該樹脂組成物之每單位重量中,該山梨酸酯(C)之含量為0.00001~10ppm。
- 如申請專利範圍第1項之樹脂組成物,其中,該乙烯-乙烯醇系共聚物(A)相對於該聚酯系樹脂(B)的重量含有比率為乙烯-乙烯醇系共聚物(A)/聚酯系樹脂(B)=1/99~99/1。
- 如申請專利範圍第1或2項之樹脂組成物,其中,該聚酯系樹脂(B)係聚酯系熱塑性彈性體。
- 一種熔融成形用材料,其特徵為係由如申請專利範圍第1至3項中任一項之樹脂組成物構成。
- 一種多層結構體,其特徵為具備由如申請專利範圍第1至3項中任一項之樹脂組成物構成的層。
- 一種液體包裝用材料,其特徵為係由如申請專利範圍第5項之多層結構體構成。
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