WO1988001632A1 - Thermoformable vinylidene chloride resin composition and resin laminate prepared therefrom - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a thermoformable vinylidene chloride resin composition, and more specifically, is useful for producing a packaging material having excellent gas permeability, in which decomposition foaming and coloring during molding are suppressed.
- the present invention relates to a vinylidene chloride resin composition.
- the present invention further relates to a resin laminate using the resin composition.
- Vinylidene chloride resin has excellent oxygen barrier properties, and even among various oxygen barrier resins, the permeability to water vapor is extremely low, and the oxygen permeability has a remarkable humidity dependency. Due to its small quantity, it has been widely used as a gas barrier packaging material.
- vinylidene chloride resin When vinylidene chloride resin is used for packaging materials, it tends to thermally decompose, so it can be used to form containers in the form of a so-called aqueous latex, or it can be used in other preformed thermoformed products. It has been applied to resins in the form of latex (for example, US Pat. No. 4,370,368), and a polyester preform (polyester) for stretch blow molding. (US Pat. No. 4,393,106). It is also known to manufacture containers such as bottles by thermoforming vinylidene chloride resin. For example, U.S. Pat. No.
- 4,041,235 discloses, It is described that a vinylidene chloride copolymer containing 0.5 to 10% by weight of glycidyl methacrylate as an agent is extruded into parison and formed into a bottle by blow molding.
- a copolymer comprising 7.5 to 95% by weight of vinylidene chloride and 5 to 25% by weight of a comonomer is disclosed.
- a resin composition containing 3 to 60 parts by weight of a chlorinated polyethylene-vinyl ester copolymer per 100 parts by weight, and transparency and gas-par- yl 'by an infusion film forming method. It is described that ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ and ⁇ give excellent films.
- vinylidene chloride resin in the form of an aqueous latex for the production of packaging materials not only requires cumbersome operations of coating and drying, but also requires a great deal of thermal energy to remove water by evaporation. Not economic.
- a resin composition containing a high concentration of various low-molecular or almost high-molecular lubricants in a vinylidene chloride resin can withstand thermoforming at a relatively low temperature such as 170 to 180. Even under the conditions of extrusion molding and injection molding at a higher temperature, however, there is a disadvantage that foaming and coloring due to dehydrochlorination thermal decomposition occur, and the original 'gasparity' is lost.
- vinylidene chloride resin When vinylidene chloride resin is used as a gas barrier layer in combination with other resins to form a multilayer laminate for packaging forestry, It is necessary to perform co-injection molding or sequential injection molding of vinylidene resin together with other resins by simultaneous melt extrusion molding, or by combining vinylidene chloride resin with other resins. Thus, when the vinylidene chloride resin layer is exposed to the high temperature of another resin, the above-mentioned problems such as foaming, coloring, and deterioration of mechanical properties are caused.
- adding a large amount of a plasticizer to impart low-temperature thermoformability to the burden chloride / resin lowers the gas barrier property of the final packaging material, especially after the retort sterilization. It is not preferable to greatly reduce the gas barrier property of the packaging material, and it is desirable to reduce the amount of the plasticizer as much as possible.
- An object of the present invention is to provide a moldable vinylidene chloride resin composition.
- this vinylidene chloride resin composition for lamination with a thermoplastic resin having a thermoforming temperature higher than the thermoforming temperature of the vinylidene chloride resin, a packaging resin having excellent gas barrier properties can be obtained. It has been found that a laminate can be obtained.
- the resin composition when a condensed phosphate such as sodium tripolyphosphate is blended together with a small amount of a plasticizer in a thermoformable vinylidene chloride resin, the resin composition is exposed to a high temperature. It is based on the finding that thermal decomposition is suppressed at this time, and foaming, coloring or other deterioration is effectively prevented.
- Thermal decomposition of vinylidene chloride resin is a dehydrochlorination reaction of polymer chains, and is an automatic contact reaction in which hydrogen chloride generated by thermal decomposition serves as a catalyst for the decomposition reaction. In this decomposition reaction, even if a trace amount of metal such as iron, zinc, and chromium is present, it works as a catalyst.
- the condensed phosphate used in the present invention acts to suppress the thermal decomposition of the vinylidene chloride resin at a high temperature because the condensed phosphate effectively captures hydrogen chloride released from the vinylidene chloride resin.
- the vinylidene chloride resin used in the present invention comprises 90 to 99% by weight, particularly 92 to 98% by weight, of vinylidene chloride and 1 to 10% by weight, particularly 2 to 8% by weight of an acryl-based resin.
- the fact that it is composed of a methacrylic monomer is also important because of its combination of thermoformability and gas barrier properties for various gases. That is, it is difficult to perform hot molding with a resin having an amount of the copolymer which is smaller than the above range, whereas the resin having an amount of the copolymer which is larger than the above range has a lower gas barrier property. Become. It is important in terms of gas barrier properties that the type of copolymer is also an acryl-based or methacrylic-based monomer, and the amount of vinyl chloride and other bulk tea is important. In the body, the gas barrier properties are inferior to those used in the present invention.
- the resin composition of the present invention contains low-molecular or high-molecular plasticity due to melt moldability, but the content of these plasticizers is from 0.5 to 5% by weight per vinylidene chloride resin, especially One of its features is that it is relatively small, ie, 1 to 3% by weight, so that the tendency of the gas barrier property to decrease can be suppressed. This is brought about by blending the condensed phosphate in the resin composition, and is preferably 0.2 to 5% by weight, particularly 0.1% by weight, based on the condensed phosphate and vinylidene chloride resin. 5 to 3% by weight should be used.
- the present invention Due to the above-mentioned effects, according to the present invention, even when exposed to high temperatures, foaming, coloring and deterioration of physical properties due to thermal decomposition are remarkably suppressed.
- the molding ability is preserved, and a resin molded product for packaging excellent in gas barrier uniformity of various gases can be easily obtained by melt molding.
- the use of the 'vinylidene chloride' resin composition allows the lamination molding with another thermoplastic resin having a thermoforming temperature higher than the thermoforming temperature of the vinylidene chloride resin to be performed. Another advantage is that it is possible without causing thermal degradation of the resin.
- condensed phosphate examples include salts having a structure in which phosphate groups are connected linearly or cyclically, and in particular, alkali metal salts.
- linear condensed phosphate the following general formula
- M represents an alkali metal, particularly sodium or potassium, n is a number of 2 or more,
- condensed phosphates such as pyrrolinate, tripolyphosphate, tetrapolyphosphate and the like.
- condensed phosphates such as pyrrolinate, tripolyphosphate, tetrapolyphosphate and the like.
- cyclic condensed phosphate the following general formula
- M has the meaning described above, and m is a number of about 3 or more.
- a cyclic condensed phosphate represented by, for example, trimetarate, tetrametharate, hexametarate and the like.
- metal salts of calcium, potassium and sodium metaphosphate low-molecular weight to high-molecular-weight chromium salts with a molecular weight of more than 1 ⁇ 10 4 And Graham's salt are known, and all of them are used for the purpose of the present invention.
- the condensed phosphate used in the present invention is preferably used in the form of a fine powder so as to be easily dispersed in a vinylidene chloride resin, and has an average particle diameter of 5 to 80 ⁇ . In particular, it is preferably in the range of 10 to 30.
- the vinylidene chloride resin used in the present invention comprises 90 to 99% by weight, particularly 92 to 98% by weight of vinylidene chloride, and 1 to 10% by weight, especially 2 to 8% by weight of an alkali-based resin. It is composed of at least one copolymer of methacrylic monomer. As the acrylic or methacrylic monomer, the following formula is used.
- R i is a hydrogen atom or a methyl group
- X is a nitrile group (one C ⁇ N) or Formula-C-1 0-R 2 (where R 2 is an organic group) 0
- dimers include, but are not limited to, the following. ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ! Lonitrile, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, monoacrylic acid 2—hydroxyxyl, gusidyl acrylate, methyl methacrylate, Ethyl methacrylate, methacrylic acid mono 2 — hydric oxibu mouth bil, glycidyl methacrylate, ⁇ -methacrylic acid ⁇ -toxityl, i3-methacrylic acid i3-amino ethyl.
- Vinylidene chloride resins particularly suitable for the purpose of the present invention are:
- the molecular weight of the vinylidene chloride resin only needs to have a molecular weight sufficient to form a film.
- der Ri and water vapor permeability coefficient JIS Z- 0208
- a plasticizer having a low molecular weight and Z or a high molecular weight is contained.
- low-molecular-weight plasticizers include epoxy plasticizers, such as epoxih soybean oil, epoxidized castor oil, epoxihian oil, epoxidized safflower oil, epoxidized linseed oil fatty acid, and butyl epoxy resin.
- plasticizers such as droxy polycarboxylic acid ester plasticizers, fatty acid ester tea plasticizers, polyhydric alcohol ester plasticizers, and polyester plasticizers can also be used in combination with epoxy plasticizers or independently. Can be.
- a plasticizer having a high molecular weight that is, a copolymer of ethylene and a vinyl ester, particularly a copolymer of butyl acetate, is most suitable as a melt molding aid.
- the ethylene monoacetate copolymer has an ethylene content of 50 to 95% by weight, particularly 65 to 90% by weight, and a vinyl acetate content of 5 to 50% by weight, especially 1 to 50% by weight.
- Optimum is 0 to 35% by weight, and its melt flow rate (MFR) is in the range of 0.2 to 20 min, especially 1 to 1 Og Z l0 rain Also Is best.
- MFR melt flow rate
- a copolymer of ethylene and an acrylate or a methacrylate having an MFR within the above range can also be used.
- the ratio with (B-2) can vary widely, but in general,
- B-1: B-2 100: 5 to 100: 400
- the weight ratio is preferably 100: 30 to 100: 300.
- the above-mentioned vinylidene chloride resin (A), a low molecular weight or high molecular weight plasticizer (B) and a condensed phosphate (0) are mixed in the above-mentioned ratios to form a composition for molding a packaging material.
- each of the above components is dry-dried using a mixture such as a ribbon blender, a conical blender, and a Henschel mixer, and the dry blend is directly extruded.
- the above components can be supplied to the melt-kneading device of the machine, the melt-kneading device of the projectile, the bumper mixer, the kneader, the roll, and the extrusion type beretizer.
- the resin composition of the present invention can be blended with other compounding agents known per se in accordance with a formulation known per se, for example, a lubricant, another heat stabilizer, a coloring agent, a filler, and the like. Ingredients, antioxidants and the like can be added as desired.
- the vinylidene chloride resin composition of the present invention can be used alone for the production of various types of packaging containers. For example, it is extruded into a film or sheet, and if necessary, is plug-assisted.
- Various types of film containers, cup-shaped or tray-shaped containers can be obtained by performing a press molding, a compressed air molding, a vacuum molding, a breath molding and the like. Also, by extruding this into a cylindrical shape and performing blow molding in a split mold, a hollow container such as a bottle or tank can be obtained. Further, by injecting this into a bottomed preform and then biaxially stretching it, it is possible to obtain a container in which the vessel wall is biaxially molecularly oriented.
- this composition is used for producing a resin laminate having a vinylidene chloride resin layer as a gas barrier layer. be able to.
- the resin having a thermoforming temperature higher than that of the vinylidene chloride resin examples include, for example, polypropylene, crystalline propylene-ethylene copolymer, and crystalline propylene-butene-1 copolymer.
- Excellent tree with excellent heat resistance such as coalescence Fats; aromatic polyesters such as polyethylene terephthalate and poly (bisphenol A terephthalate Ziso phthalate); polycarbonates; and various polyamides. .
- the production of the resin laminate and the use of the vinylidene chloride resin composition described above can be carried out by using a means known per se. If it falls down, the above-mentioned vinylidene chloride resin (PVC) layer and the high melting point resin (HMR) layer are simultaneously melt-extruded through a multi-layered die through an adhesive (AD) layer, if necessary, to form a multilayer. Form into films, multilayer sheets, multilayer pives, multilayer parisons, etc. At this time, the vinylidene chloride resin composition serves as a gas barrier layer in the multilayer structure, and the high melting point resin serves as a stress carrier for the multilayer structure, but the vinylidene chloride resin composition is used in a multilayer multiple die. Excellent gas barrier integrity is maintained without thermal decomposition even when exposed to extremely high temperatures. Suitable examples of the laminated structure include, but are not limited to, the following.
- an ethylene-butyl acetate copolymer, an ethylene-acrylate copolymer, an ionomer, an acid or acid anhydride-modified propylene-based Coalescence can be used, and for polyester, a hot polyester adhesive or the like can be used.
- the multi-layer sheet can be punched into a suitable shape and then formed into a multi-layer cup or tray-shaped container by plugging.
- the lizone can be made into a hollow container such as a bottle by blowing it in a split mold in a molten state.
- the multilayer pipe may be closed at the bottom to form a bottomed foam, then stretched in the axial direction at the elongation temperature, and expanded in the circumferential direction to form a biaxially stretched container.
- the thickness of the vinylidene chloride resin layer is preferably in the range of 5 to 400 ULm, particularly in the range of 10 to 300 / m, from the viewpoint of gas barrier uniformity, and high melting point.
- the thickness of the point resin layer depends on the type of resin, It depends on whether it is performed or not, but it is generally desirable to be in the range of 500 to 500 / zm, particularly in the range of 100 to 400Om.
- a method of injecting a high melting point resin halfway and then injecting a vinylidene chloride resin as an intermediate layer is adopted, thereby forming a multilayer container or a preform for molding a multilayer container.
- the vinylidene chloride resin composition of the present invention exhibits excellent heat resistance not only in melt heat treatment for molding, heat treatment for other stretching, and heat treatment for orientation fixation, but also filled in containers. It has a feature that it can sufficiently withstand heat treatment for sterilizing contents such as retort sterilization, hot filling, and heat treatment for aseptic filling.
- TSPP hydrous sodium borophosphate
- a 30 film was formed. At this time, film forming was performed by controlling the set temperature of the extruder so that the resin temperature extruded from the T-die was set to the value shown in Table 1.
- Example 3 2 2 2 190 Normal 4.8 0.050 0.051
- the vinylidene resin composition (VDC) used in Example 1 was used as the intermediate layer, and the melt index was 1.0 g / min. 10 min • Ethylene with a vinyl acetate content of 36% by weight ⁇ Vinyl acetate
- the copolymer is used as the adhesive layer (AD)
- the isotactic polyriver 1 ⁇ -viren ( ⁇ ⁇ ) with a melt index of 0.5 g / 10 min is used as the inner and outer surface layers.
- the molding was performed at. At this time, the extruding temperature of the vinylidene resin composition was about 1 75; the extruding temperature of the adhesive resin was 192, and the temperature of the polyvinylidene resin was 2 25. Temperature setting was
- Molded sheet is Biniri Den oxygen gas permeability coefficient that put the 2 3 of the calling Awaoyobi co gate is not observed
- the sheet generated in the decomposition of the resin layer is 4.3 X 1 0 - 14 cc- era / cm 2 ⁇ sec ⁇ cmHg.
- Sheet molding was attempted under exactly the same conditions as in Example 5 except that the vinylidene resin composition used in Comparative Examples 1, 3 and 5 was used instead of the vinylidene resin composition in Example 4.
- yellowing of the sheet (yellowness of 60 or more) started 10 to 20 minutes after the start of extrusion, and kogation and foaming due to thermal decomposition started 30 minutes later. Beginning It became impossible to form a sheet.
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Description
曰月 系田 »
発明の名称
熱成形性塩化ビニリ デン樹脂組成物及びこれを 用いた樹脂積層体
技術分野
本発明は、 熱成形性塩化ビニリ デン樹脂組成物に関す るもので、-よ り詳細には成形時における分解発泡や着色 が抑制され、 優れたガス浸透性を有する包装材料の製造 に有用な塩化ビニリ デン樹脂組成物に関する。 本発明は 更にこの樹脂組成物を用いた樹脂積層体にも関する。 従来の技術
塩化ビニリ デン樹脂は、 酸素バリ ヤ一性に優れ、 しか も種々の酸素パリ ヤー性樹脂の でも水蒸気に対する透 過性が著しく小さく 、 また酸素透過度の湿度依存性も著 しく。少ないこ とからガス遮断性の包装材料と して広く使 用されるに至っている。
塩化ビニリ デン樹脂を包装材料の用途に用いる場合、 この樹脂は熱分解傾向を示すこ とから、 所謂水性ラテツ クスの形で容器の成形に用いた り、 或いは予じめ熱成形 された他の樹脂にラテックスの形で塗布するこ とが行わ れており (例えば米国特許第 4 , 3 7 0 , 3 6 8号明細 書) 、 また延伸ブロー成形用のボリエステル製プリ フ ォ ーム (パ リ ソ ン) に水性ラテッ クスの形で塗布する こ と が行われている (米国特許第 4 , 3 9 3 , 1 0 6号明細 書) 。
また、 塩化ビニリデン樹脂を熱成形レてボトル等の容 器を製造するこ とも既に知られており、 例えば、 米国特 許第 4, 0 4 1 , 2 3 5号明細書にほ、 內部熱安定剤と して 0 . 5 乃至 1 0重量%のグリ シジルメタク リ レー ト を 含む塩化ビニリ デン共重合体を、 パリ ソン に押出し、 ブ ロー成形でボトルとするこ とが記載されている。 また、 ' 米国特許第 4, 1 2 3 , 4 7 7号明細書に-ほ、 7 · 5乃至 9 5重量%の塩化ビニリデン と 5乃至 2 5重量%のコモ ノ マーとから成る共重合体 1 0 0重量部当り塩素化工チ レン一ビニルエステル共重合体 3乃至 6 0重量部を配合 した樹脂組成物ほ、 イ ンフ レーシ ョ ン製膜法によ り、 透 明性とガスパリ ャ一' ¾と に優れたフィルムを与える こ と が記載されている。
塩化ビニリデン樹脂を水性ラテックスの形で包装材料 の製造に用いるこ とは、 塗布と乾燥という面倒な操作が 必要であるばかり ではなく、 水の蒸発除去に多大な熱ェ ネルギ一が必要であり、 経済的でない。
塩化ビニリデン樹脂に、 種々の低分子或いほ高分子滑 剤を高濃度配合した樹脂組成物は、 1 7 0乃至 1 8 0 のよ う な比較的低い温度での熱成形には耐え得ると して も、 より高温での押出成形や射出成形条件では、 脱塩化 水素熱分解による発泡や着色を生じ、 本来の'ガスパリャ 一性が失われるという欠点がある。
塩化ビニリデン樹脂をガスパリヤー層として他の樹脂 と組合せて多層積層体と して包装林料とする場合、 塩化
ビニリ デン樹脂を他の樹脂と共に同時溶融押出成形する こ とや、 塩化ビニリ デン樹脂と他の樹脂との組合せで、 共射出成形乃至逐次射出成形するこ とが必要となる。 か く して、 塩化ビニリ デン樹脂層は他の樹脂が有する高温 に曝されるこ と によ り 、 前述した発泡、 着色、 機械的性 質低下等の ト ラブルを生じるこ と になる。
しかも、 塩化ビュリ デン樹 ·脂に低温熱成形性を与える ために、 多量の可塑剤を配合する こ と は、 最終包装材料 のガスバリ ヤ一性を低下させ、 特に レ トル ト殺菌後にお ける最終包装材料のガスバリ ヤ一性を大き く低下させる ために好ま しく なく、 可塑剤の配合量を可及的に少なく する こ とが望ま しい。
発明の要約
従って、 本発明ほ高温に曝されたと き にも熱分解によ る発泡、 着色及び機械的性質の低下が抑制され、 その結 果と して包装用樹脂積層体の製造に有利に使用できる熱 成形性塩化ビニ リ デン樹脂組成物を提供する こ と を課題 とする。
术発明者等は、
(A) 9 0乃至 9 9重量%の塩化ビニリ デン及び 1 乃至
1 0重量%のァク リル系乃至メタク リ ル系单量体から成 る塩化ビニリ デン樹脂,
( B) 該樹脂当り Q . 5 乃至 5重量%の低分子或いは高分 子の可塑剤、 及び '
( C) 該樹脂当り Q . 2 乃至 5重量%の縮合リ ン酸塩
を舍有する樹脂組成物ほ、 高温に曝された場合にも熱分 解傾向が著しく抑制されていることを見出した。
本発明者等ほ更に、 この塩化ビニリ デン樹脂組成物 を、 塩化ビニリデン樹脂の熱成形温度よ り も高い熱成形 温度を有する熱可塑性樹脂との積層に用いる とガスバリ ヤー性に優れた包装用樹脂積層体が得られるこ とを見出 した。
本発明は熱成形可能な塩化ビニリデン樹脂に少量の可 塑剤と共に 卜 リ ポリ リ ン酸ナ ト リ ゥムの如き縮合リ ン酸 塩を配合する ときには、 この樹脂組成物が高温に曝され る と きにも熱分解が抑制され、 発泡や着色或いはその他 の劣化が有効に防止される という知見に基づく ものであ .る。
塩化ビニリデン樹脂の熱分解は重合体鎖の脱塩化水素 反応であり、 しかも熱分解により生成する塩化水素が分 解反応の触媒となる自動接触反応である。 また、 この分 解反応には、 鉄、 亜鉛、 クロム等の金属が微量存在した と しても、 触媒と して作甩する。
本発明に用いる縮合リ ン酸塩が塩化ビニリデン樹脂の 高温時の熱分解を抑制するよう に作用するのは、 縮合リ ン酸塩が塩化ビニリ デン樹脂から離脱する塩化水素を有 効に捕捉する作甩を示すと共に、 塩化ビニリ デン樹脂の 脱塩化水素反応における連鎖移動を抑制し、 更に混練装 置及び金型等から混入する金属を封鎖するこ と によるも のと認められる。
本発明に用いる塩化ビニリ デン樹脂は、 9 0乃至 9 9 重量%特に 9 2乃至 9 8重量%の塩化ビニリ デン と 1 乃 至 1 0重量%、 特に 2乃至 8重量%のアク リ ル系乃至メ タク リ ル系单量体とから成るこ と も、 熱成形性と各種気 体に対するガスバリ ヤ一性との組合せから重要である。 即ち、 共单量体の量が上記範囲よ り も少ない樹脂でほ熱 成形が困難であり、 一方共单量体の量が上記範囲より も 多い樹脂ではガスバリ ヤ一性が低下するよ う になる。 共 单量体の種類もァク リ ル系乃至メ タク リ ル系単量体であ るこ とが、 ガスバリ ヤ一性の点で重要であり、 塩化ビ二 ルゃ他のビュル茶单量体ではガスバリ ヤー性が本発明で 用いるものに比して劣る。
本発明で いる樹脂組成 は、 溶融成形性のために、 低分子或いは高分子の可塑性を含有するが、 これらの可 塑剤の含有量が塩化ビニリ デン樹脂当り Q . 5 乃至 5重量 %、 特に 1 乃至 3重量%と比較的少ないこ とが特徴の一 つであり、 これによ りガスバリ ヤー性の低下傾向を抑制 し得る。 これほ、 樹脂組成物中に縮合リ ン酸塩を配合す るこ と によ り もたらされるものであり、 縮合リ ン酸塩ほ 塩化ビニリ デン樹脂当り Q . 2 乃至 5重量%、 特に 0 . 5 乃 至 3重量%の量で用いるのがよい。 即ち縮合リ ン酸塩を 上記範囲よ り も少ない量で用いる場合には熱分解に基づ く発泡、 着色、 物性低下等を避けるこ とが困難であり、 一方上記範囲を越えても熱安定化の点で格別の効果はな く 、 縮合リ ン酸塩の吸湿性等から、 ガスパリ ヤー性には
かえって悪い影響が出るおそれがある。
以上の作用により、 末発明によれば、 高温に曝された と きにも熱分解による発泡、 着色及び物性の低下が顕著 に抑制され、 しかも可塑性の配合量を抑制しながら、 高 度の溶融成形能が保全され、 更に各種気体のガスバリ ヤ 一性に優れた包装用の樹脂成形品が溶融成形で容易—に得 られる。、また、-末 明 ^塩化'ビュリデン樹脂組成物を甩 いる と、 塩'化ビニリデン樹脂の熱成形温度よ り も高い熱 成形温度を有する他の熱可塑性樹脂との積層成形が、 塩 化ビニリデン樹脂の熱劣化を生ずるこ となしに可能とな る という利点も得られる。
発明の好適実施態様 .
縮合リ ン酸塩
式中、 Mはアルカ リ金属、 特にナ ト リ ウム又はカ リ ゥムを表わし、 nは 2以上の数であり、
で表わされる縮合リ ン酸塩、 例えばピロリ ン酸塩、 ト リ ポリ リ ン酸塩、 テ ト ラポリ リ ン酸塩等が挙げられる。 ま た環状の縮合リ ン酸塩と してほ、 下記一般式
( M P 0 a ) m ·♦. (2 )
式中、 Mは前述した意味を有し、 mほ 3以上の数で ある
で表わされる環状縮合リ ン酸塩、 例えば三メ タ リ ン酸 塩、 四メタ リ ン酸塩、 六メ タ リ ン酸塩等が挙げられる。 メ タ リ ン酸塩、 カ リ ウムやメ タ リ ン酸塩ナ ト リ ウ ムにつ いては、 低分子量のものから、 分子量が 1 X 1 0 4 以上 にも達する高分子量のものクローム塩、 グレアム塩等が 知られており、 これらの何れもが本発明の目的に使用さ れる。
本発明に用いる縮合リ ン酸塩は、 塩化ビニリ デン樹脂 中への分散が容易であるよう に、 微粉末の状態で使用す るのがよく、 その平均粒径は 5乃至 8 0 μ πι、 特に 1 0 乃至 3 0 の範囲内にあるのがよい。
塩化ビニリ デン樹脂
本発明に用いる塩化ビニリ デン樹脂は 9 0乃至 9 9重 量%、 特に 9 2乃至 9 8重量%の塩化ビニリ デン と、 1 乃至 1 0重量%、 特に 2乃至 8重量%のアルカ リ系乃至 メ タク リ ル系单量体の少なく とも 1 種の共重合体から成 る。 アク リル系乃至メタク リ ル系单量体と しては、 下記 式
R I
C H 2 = C ( 3 )
X 式中、 R i は水素原.子又はメチル基であり、 Xは 二 ト リ ル基 ( 一 C ≡ N ) 又は
式 - C一 0 - R 2 (式中 R 2 は有機基である) 0
で表わされる基である
で表わされる单量体を挙げる こ とができ、 その適当な例 はこれに限定されないが、 次の通り である。 ァク リ ロ二 ト リ ル、 メ タク !; ロニト リ ル、 アク リ ル酸メ チル、 ァク リ ル酸ェチル、 アク リ ル酸ブチル、 アク リ ル酸一 2 — ヒ ドロキシェチル、 アク リ ル酸グ シジル、 メ タク リ ル酸 メ チル、 メ タク リ ル酸ェチル、 メ タク リ ル酸一 2 — ヒ ド 口キシブ口ビル、 メタク リ酸グリ シジル、 メタク リ ル酸 β — ト キシェチル、 メ タ ク リ ル酸 i3 — アミ ノ エチル 等。
本発明の 目的に特に適した塩化ビニ リ デン癍脂は、
(i) 塩化ビニリデン と、 アク リル酸エステル及びメ タク リ ル酸エステルから成る群より選ばれた少なく とも 1 種 の単量体とから成る共重合体、 又は (ii)塩化ビニリ デン と、 ァク リ ル酸エステル及ぴメタク リ ル酸エステルから 成る群よ り選ばれた少なぐと も 1 種の单量体と、 ァク リ ロニ 卜 リ ル及びメ タク リ ロニ ト リ ルから成る群よ り選ば れた少な く と も 1 種の单量体と か ら成る共重合体であ る。
この塩化ビニリ デン樹脂の分子量は、 一般にフ ィ ルム を形成するに足る分子量を有していればよい。' この塩化 ビニリ デン樹脂は、 2 0 t:、 1 0 0 % R Hの条件におい て酸素透過係数が 9 X 1 0 - 14 cc-cra /cm2 -sec-cmHg
以下であ り 且つ水蒸気透過係数 ( JIS Z- 0208 ) が 3 X 1 0 -3 g ♦ cm/m2-day 以下であるこ とが望ま しい。 可塑剤
本発明では、 上記塩化ビニリ デン樹脂に溶融成形性を 付与するために、 低分子量及び Z又は高分子量の可塑剤 を含有させる。 低分子量の可塑剤と しては、 エポキシ系 可塑剤、 例えばェポキシィヒ大豆'油、「エポキシ化ヒ マシ 油、 エポキシィヒアマ二油、 エポキシ化サフ ラワー油、 ェ ポキシ化アマ二油脂肪酸プチル、 エポキシステア リ ン酸 メ チル、 ブチル又はォクチルエステル等が最も適してい るが、 フタール酸エステル系可塑剤、 アジビン酸、 セバ チン酸又はァゼライ ン酸のジエステル系可塑剤、 リ ン酸 エステル系可塑剤、 ヒ ドロキシ多価カルボン酸エステル 系可塑剤、 脂肪酸エステル茶可塑剤、 多価アルコールェ ステル系可塑剤、 ポリエステル系可塑剤等の他の可塑剤 もエポキシ系可塑剤との組合せで或いは单独で用いるこ とができる。
高分子量の可塑剤、 即ち溶融成形助剤と してはェチレ ン と ビニルエステル、 特に酢酸ビュルとの共重合体が最 も適している。 このエチレン一酢酸ビュル共重合体と し ては、 エチレ ン含有量が 5 0乃至 9 5重量%、 特に 6 5 乃至 9 0重量%で、 酢酸ビニル含有量が 5乃至 5 0重量 %、 特に 1 0乃至 3 5重量%のものが最適であり、 その メ ル ト · フロー ' レー ト ( M F R ) は 0.2 乃至 2 0 さノ 1 0 min 、 特に 1 乃至 1 O g Z l 0 rain の範囲にあるも
のが最適である。 高分子量可塑剤と しては他に、 ェチレ ン と ァク リ ル酸エステル又はメ タク リ ル酸エステルとの 共重合体で、 M F Rが上記範囲内にあるものも使用可能 である。
低分子量可塑剤及び高分子量可塑剤の一方のみを使用 するこ ともできるが、 一般には両者を組合せて—用いるこ とが望ま しい。
上述した低分子量可 m剤 ( B - 1 ) と高分子量可塑剤
( B - 2 ) との量比は広範囲に変化させ得るが、 一般 に、
B - 1 : B - 2 = 1 0 0 : 5乃至 1 0 0 : 4 0 0 特に 1 0 0 : 3 0乃至 1 0 0 : 3 0 0 の重量比で甩いるのがよい。
組成物
末発明によれば、 上述した塩化ビニリデン樹脂(A) 、 低分子量又は高分子量の可塑剤(B) 及び縮合リ ン酸塩 (0 を前述した量比で混合して、 包装材料成形用の組成 物とする。 この組成物の調製に際しては、 リ ボンプレン ダー、 コニカルプレンダー、 ヘンシェルミキサー等の混 合液を使用して、 上記各成分を ドライブレン ド し、 この ドライブレン ド物を直接、 押出機の溶融混線装置や、 射 出機の溶融混練装置に供給するこ とができる。 また、 バ ンパリ一ミキサー、 ニーダー、 ロール、 押出式べレタイ ザ一に、 上記成分を供給して予め溶融混練してペレッ ト の形に しておく こ と もできる。
勿論、 本発明の樹脂組成物には、 それ自体公知の他の 配合剤を、 それ自体公知の処方に したがっ て配合する こ と がで き、 例えば滑剤、 他の熱安定剤、 着色料、 充 塡剤、 酸化防止剤等を所望によ り 配合する こ と ができ る。
本発明の塩化ビニリ デン樹脂組成物は、 それ単独で各 種包装容器の製造に用いるこ とができ Γ例えばこれをフ- ィ ルム乃至はシー ト状に押出成形し、 必要によ り プラグ アシス ト成形、 圧空成形、 真空成形、 ブレス成形等を行 う こ と によ り、 各種フ ィ ルム容器、 カ ッ プ状乃至卜 レイ 状容器とする。 またこれを筒状に押出し、 割金型内でブ ロー成形する こ と によ り 、 ボ ト ル、 タ ンク等の中空容器 とする こ とができる。 ま た、 これを有底ブリ フ ォーム に 射出した後、 二軸方向に延伸成形するこ と によ り 、 器壁 が二軸方向に分子配向さ れた容器を得る こ と ができ る。
積層体
本発明の塩化ビニリ デン樹脂組成物が、 高温において も熱劣化傾向が著しく小さいという性質を利用して、 塩 化ビニリ デン樹脂層をガスバリ ヤー層とする樹脂積層体 の製造にこの組成物を用いるこ とができ る。
塩化ビニリ デン樹脂の熱成形温度よ り も高い熱成形温 度を有する樹脂と しては、 例えばポリ プロピレン、 結晶 性プロピレン一エチ レン共重合体、 結晶性プロピレ ン一 ブテ ン - 1 共重合体等の耐熱性に優れたォ レ フ ィ ン樹
脂 ; ポ リ エチレ ンテレフタ レート、 ボリ (ビスフエノ ー ル Aテレフタ レー ト Zィソ フタ レート ) 等の芳香族ポ リ エステル類 ; ポ リ カーボネート ; 各種ポ リ ア ミ ド類等を 挙げる こ とができる。
樹脂積層体の製造ほ、 前述した塩化ビニリ デン樹脂組 成物を用いる点を除けば、 それ自体公知の手段を用いて 行う ことができ-る-.。 倒えば前述した塩化ビニリ デン樹脂 ( P V C C ) 層と高融点樹脂 ( H M R ) 層とを、 必要に よ り間に接着剤 ( A D ) 層を介して、 多層多重ダイスを 通して同時溶融押出し、 多層フ ィ ルム、 多層シー ト、 多 層パイブ、 多層パリ ソ ン等に成形する。 この際、 塩化ビ 二リデン樹脂組成物ほ多層構造物中のガスパリ ヤー層と な り 、 ま た高融点樹脂は多層構造物の応力担体となる が、 多層多重ダイス中で塩化ビニリデン樹脂組成物が著 し く高温に曝されたと きにも熱分解を生じる こ となし に、 優れたガスバリ ヤ一性が維持される こ と になる。 積層構造の適当な具体例ほ、 これに制限されないが、 次の通り である。
二種二層
P V D C /H M R ,
二種三層
H M R/ P V D C / H M ,
三種三層
P V D C /A D / H R ,
三種五層
H M R/ A D / P V D C / A D / H R ,
三種八層
H R/ A D / P V D C / A D / H M R / A D / P V D C / A D / H M R ,
四種六層
H M R / ( H R + P V D C + A D ) / A D /
P V D C /A D / H M R
接着剤層と しては、 プロピレ ン系樹脂層に対してほ、 エチレン—酢酸ビュル共重合体、 エチレン—ァク リ ル酸 エステル共重合体、 アイオノ マー、 酸乃至酸無水物変性 プロピレン系重合体を用いるこ とができ、 ボリ エステル に対しては、 熱コボリエステル接着剤等を用いるこ とが で'きる。
多層シー ト は、 適当な形状に打抜いた後、 プラグァシ. ス ト成形、 ブレス成形等によ り、 多層のカ ッ プ状或いは ト レィ状容器に成形するこ とができる し、 また多層パ リ ソ ンはこれを溶融状態で割型内でブロー成形するこ と に よ り、 ボ トル等の中空容器とするこ とができる。 更に、 多層パイ ブは底を閉じて有底ブリ フ ォーム と した後、 延 伸温度において軸方向に引張延伸する と共に、 周方向に 膨張延伸させて二軸延伸容器とするこ ともできる。
この多層容器において、 塩化ビニリ デン樹脂層の厚み は、 5乃至 4 0 0 UL m , 特に 1 0乃至 3 0 0 / mの範囲 にあるこ とがガスバリ ヤ一性の点で望ま しく 、 また高融 点樹脂層の厚みは、 樹脂の種類や、 このものが分子配向
されているか否かによっても相逢するが、 一般に 5 0乃 至 5 0 0 0 /z m、 特に 1 0 0乃至 4 0 0 O ^ mの範囲内 にあるのが望ましい。
樹脂積層体の製造ほ、 多層射出と呼ばれる方法でも行 う こ とができる。 即ち、 樹脂の種類に対応する数の射出 シリ ンダーを使用し、 多層多重オリ フ ィ ズを通して射出 金型内に多層溶融樹脂流を射-出する方法や、 -射 金型内 にそのキヤビティ C 途中迄高融点樹脂を射出し、 次いで 塩化ビニリデン樹脂を中間層と して射出する方法等が採 用され、 これにより多層容器や、 多層容器成形用のプリ フォームが形成される。
本発明の塩化ビニリデン樹脂組成物ほ、 成形のための 溶融熱処理や、 その他の延伸のための熱処理、 配向固定 のための熱処理にも優れた耐熱性を示すのみならず、 容 器に充塡される内容物を殺菌するための熱処理、 例えば レ トル ト殺菌、 熱間.充塡及び無菌充塡のための熱処理等 にも十分に耐えるという特徵を有する。
実施例 1 〜 4及び比較例 1〜: I ひ
メチルァク リ レートが 7重量%の塩化ビニリ デン樹脂 メチルァク リ レート共重合樹脂 ( V D C ) にエポキシ 化大豆油 ( E S 0 ) 、 酢酸ビニル含有量が 3 5重量%の エチレ ン酢酸ビニル共重合体樹脂 ( E V A ) 及び平均粒 径が 3 0 ミ リ ミクロンの無水ビロ リ ン酸ソーダ ( T S P P) を第 1表の配合比 (重量%) で混合した組成物を、 スク リ ュー径 5 0 mmの押出機 ♦ Tダイ ♦ 2本垂直チルロー
PC /J
15
ル ♦ 引取機か ら構成される フ ィ ルム成形装置で厚みが
3 0 のフ ィ ルムを成形した。 その際 Tダイから押出さ れる樹脂温度を第 1 表に示す値にすべく押出機の設定温 度を制御してフ ィ ルム成形を行っ た。
この様に して行っ た第 1 表に示す実施例 4種類、 比較 例 1 0種類について、 フ ィ ルム成形性、 フ ィ ルムの黄色 度 ( JIS 7103-19.7.0)及'び 2,3 *C .· 6- 0 % R H下でのフ ィ ルムの酸素ガス透過係数そ してこのフ ィ ルムを高温 . 高圧釜内で 1 2 0 での水蒸気で 3 0分間処理を行っ たフ イ ルムの酸素ガス透過係数を第 1 表に示す。
添加剤の配合 押出樹 酸素ガ 透過係数 X 1 0 1 2 態 様 (重量%) フィルム成形性 黄色度 cc* cm/cm* •sec»cmHg«23t;
pen 1 r Γ Y I ノ ィノレ 1 1 onU しフつレ ^ΛπϊΠΪノ ィノレム 実施例 1 L o L 175 正 常 0.30 U . U U U . UaU
)) 2 0 1
L L 1 ノノ 0.35 U . U 0 U . U4o
» 3 I L Q ϋ n n 0.28 U . Uqz U . UoJ
比較例 1 L L Π 1 ノノ 発泡及びコゲ発生 25.3
n 2 L / 7 ガ 正 常 0.30 U.U/D U .0/
3 Π U . Q 0 n 1 o L ノノ 発泡及びコゲ発生 35.0
n 4 9 2 n 正 常 0.30 fi Π74 10
» 5 0.1 0.3 2 n 発泡及ぴコゲ発生 40.1 *
実施例 3 2 2 2 190 正 常 4.8 0.050 0.051
比較例 6 2 2 0.1 熱分解により押出不能
" 7 0.3 0.1 2 ガ ノノ
" 8 0.1 0.3 2 ノノ
)) 9 6 0.3 2 ノノ 正 常 5.2 0.85 1.0
ガ 10 0.3 6 4 ノノ ノノ 4.9 0.90 1.5
* 発泡の為酸素ガス透過測定不能
実施例 5
実施例 1 で使用したビニリ デン樹脂組成物 ( V D C ) を中間層と し、 メ ル ト イ ンデッ クスが 1.0 gノ 1 0 min • 酢酸ビニル含有量が 3 6重量%のェチレ ン ♦ 酢酸ビニ ル共重合体を接着剤層 ( A D ) と し、 メ ル 卜 イ ンデッ ク スが 0.5 g / 1 0 min のァイ ソタクテ ィ ッ クポ リ ブ 1 σビ レ ン ( Ρ Ρ ) を内外表面層とする対称 3種 5層- ( Ρ Ρ—ノ A D / V D C / A D / P P ) 構成の全厚み Q.8 mm (厚み 比 4 3ノ 3 / 8ノ 3ノ 4 3 ) のシー ト を共押出法にて成 形を行っ た。 この際、 ビニリ デン樹脂組成物の押出温度 ほ 1 7 5 ;、 接着剤樹脂の押出温度は 1 9 2で、 ポリ ブ ロビレン樹脂の温度は 2 2 5で と なる様に 3合の押出機 の温度設定を行つ た。
成形したシー ト は、 ビニリ デン樹脂層の分解による発 泡及びコ ゲの発生は見られず又シー ト の 2 3 におけ る酸素ガス透過係数は 4.3 X 1 0 -14 cc- era / cm2 ♦ sec · cmHg であつ 。
比較例、 1 1 , 1 2 , 1 3
実施例 4のビニリ デン樹脂組成物の代り に比較例 1 , 3及び 5 に使用したビニリ デン樹脂組成物を使用する以 外は実施例 5 と全く同一の条件でシー ト成形を試みた。 しか し、 いずれのビニ リ デン樹脂組成物も押出開始後 1 0分乃至 2 0分でシー ト の黄変 (黄色度 6 0以上) が 始り 3 0分後から熱分解によるコゲ及び発泡が始り シー ト成形ほ不可能となった。
Claims
(1 ) (A) 9 0乃至 9 9重量%の塩化ビニリ デン及び 1 乃至 1 0重量%のァク リ ル系乃至メタク リ ル系单量体か ら成る塩化ビニリデン樹脂,
(B) 該樹脂当り 0 . 5 乃至 5重量%の低分子或いは高分 子の可塑剤、 及び
(0 該樹脂 り (W2 乃至^重量%の縮合リ ン酸塩 から成るこ とを特徵とする熱成形性塩化ビニリデン樹脂 組成物。
(2 ) 縮合リ ン酸塩が、 リ ン酸根が線状又は環状につな がっ た構造を有する アルカ リ金属塩である請求の範囲 ( 1) 項記載の樹脂組成物。
( 3 ) 線状の縮合リ ン酸塩が、 下記一般式
0
式中、 Mはアルカリ金属、 特にナ ト リ ウム又はカ リ ゥムを表わし、 nは 2以上の数である、
で表わされる請求の範囲(2 ) 項記載の樹脂組成物。
(4) 線状の縮合リ ン酸塩が、 ピロリ ン酸塩、 ト リ ポリ リ ン酸塩又はテ ト ラボ リ リ ン酸塩等である請求の範囲 (3 ) 項記載の樹脂組成物。
(5 ) 環状の縮合リ ン酸塩が、 下記一般式、
式中、 Mはアルカリ金属、 特にナ ト リ ウム又は力 !;
ゥムを表わし、 mは 3以上の数である、
で表わされる請求の範囲(2) 項記載の樹脂組成物。
(6) 環状の縮合リ ン酸塩が、 三メ タ リ ン酸塩、 四メ タ リ ン酸塩又は六メタ リ ン酸塩である請求の範囲(2) 項記 載の樹脂組成物。
(7) 縮合リ ン酸塩が、 平均粒径 5乃至 8 0 mの微粉 末の状態で使用される請求の範囲(1) 乃至(6) 項の何れ かに記載の樹脂組成物。
(8) 塩化ビ二リ デン樹脂層と塩化ビ二リ デン樹脂の熱 成形温度よ り高い熱成形温度を有する熱可塑性樹脂層と を備えた樹脂積層体であって、
該塩化ビニリ デン樹脂層が、
(A) 9 0乃至 9 9重量%の塩化ビニリ デン及び 1 乃至 1 0重量%のアク リ ル茶乃至メ タク リ ル系単量体から成 る熱成形可能な塩化ビニリ デン樹脂,
(B) 該樹脂当り Q.5 乃至 5重量%の低分子或いは高分 子の可塑剤、 及び
(C) 該樹脂当り Q.2 乃至 5重量%の縮合リ ン酸塩 から成る組成物から形成されているこ とを特徴とする包 装用樹脂積層体。
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