WO2014103054A1 - ポリエチレン系構造体 - Google Patents

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WO2014103054A1
WO2014103054A1 PCT/JP2012/084186 JP2012084186W WO2014103054A1 WO 2014103054 A1 WO2014103054 A1 WO 2014103054A1 JP 2012084186 W JP2012084186 W JP 2012084186W WO 2014103054 A1 WO2014103054 A1 WO 2014103054A1
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polyethylene
acid
containing polyamide
metaxylylene group
mass
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PCT/JP2012/084186
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健太郎 石井
加藤 智則
憲治 河野
小林 弘
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三菱瓦斯化学株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/06Polyethene
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D1/00Containers having bodies formed in one piece, e.g. by casting metallic material, by moulding plastics, by blowing vitreous material, by throwing ceramic material, by moulding pulped fibrous material, by deep-drawing operations performed on sheet material
    • B65D1/40Details of walls
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/03Polymer mixtures characterised by other features containing three or more polymers in a blend
    • 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
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    • Y10T428/13Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y10T428/1352Polymer or resin containing [i.e., natural or synthetic]
    • Y10T428/1397Single layer [continuous layer]

Definitions

  • the present invention relates to a polyethylene structure having excellent barrier properties and strength.
  • Examples of containers for storing hydrocarbons and various chemicals or pipes for transferring include chemical bottles, fuel tanks for automobiles and small engines, and fuel pipes. Most of the metal and glass that have been used as the material are being replaced by plastic. Compared to metal and glass, plastic has features such as light weight, no need for rust prevention treatment, resistance to cracking, and high degree of freedom in shape.
  • HDPE high-density polyethylene
  • a method for improving the fuel barrier property of the HDPE container a method is known in which an inner surface of the HDPE container is subjected to Freon treatment or sulfone treatment (see, for example, Patent Document 1). Also known is a method of forming a multilayer structure by laminating a barrier resin such as ethylene-vinyl alcohol copolymer resin (hereinafter sometimes abbreviated as “EVOH”) as an intermediate layer on an HDPE container (for example, (See Patent Documents 2 and 3).
  • EVOH ethylene-vinyl alcohol copolymer resin
  • a method for improving the fuel barrier property of the HDPE container a method is known in which a polyamide resin such as nylon 6,66 or EVOH is blended with HDPE together with an adhesive resin, and a single layer container is manufactured from the composition (for example, see Patent Documents 4 and 5.) Also disclosed is a method of using polymetaxylylene adipamide (hereinafter sometimes abbreviated as “N-MXD6”), which has better barrier properties than nylon 6,66, in the above-mentioned blend single layer container. For example, see Patent Documents 6 and 7.)
  • N-MXD6 polymetaxylylene adipamide
  • Patent Document 1 the method disclosed in Patent Document 1 in which the inner surface of the HDPE container is treated with chlorofluorocarbon or sulfone has the merit that the production equipment for the HDPE container that has been produced in the past can be used as it is, but harmful gas during fluorine treatment.
  • the multilayer containers disclosed in Patent Documents 2 and 3 formed from HDPE and EVOH can provide a barrier property superior to conventional HDPE containers, and the barrier of the container depends on the thickness of the laminated EVOH layer. Since the performance can be controlled, it is easy to produce a container having a desired barrier property.
  • this container cannot be handled by HDPE single-layer container manufacturing equipment, and it is necessary to introduce a multi-layer blower equipped with at least three extruders to extrude HDPE, adhesive resin, and EVOH. Yes, economic problems remain.
  • the container manufactured by the direct blow method always has a portion where the parison has been cut off by a mold called a pinch-off part, but the above-mentioned multilayer container has a mating surface of the inner layer HDPE in the cross section of the pinch-off part. Therefore, a site where the EVOH layer is cut is generated.
  • the thickness of the inner layer HDPE mating surface of the cut-off portion will be very thin, and although there are practically few problems, the inner layer HDPE generally has a thickness of a container that requires high strength such as a fuel container. Since it is set to be thick, there is a drawback that the fuel easily permeates through the mating surface.
  • nylon 6,66 is dispersed in HDPE in layers, and a single layer container is formed of a composite material. According to this method, facilities for producing conventional HDPE containers can be almost diverted, and barrier properties close to a multilayer structure can be imparted by layered dispersion of polyamide resin.
  • the resin material that forms the scrap and purge waste generated when the container is manufactured is the same as the resin material that forms the container, the container is configured as a recycled material, unlike the fluorination treatment container. It can be reused as a material.
  • the barrier performance of nylon 6, 66 itself used as a barrier resin is not so excellent, in recent years when the demand for barrier properties is becoming strict, the performance is often insufficient.
  • An object of the present invention is to provide a polyethylene-based structure that can satisfy the strict requirements for barrier performance in recent years and is excellent in strength.
  • the present invention provides the following polyethylene-based structures. That is, a polyethylene structure comprising a resin composition containing 60 to 90% by mass of polyethylene (A), 5 to 35% by mass of acid-modified polyethylene (B), and 5 to 35% by mass of a metaxylylene group-containing polyamide (C).
  • the polyethylene-based structure of the present invention is excellent in the barrier performance of fuels and chemicals and the barrier performance of various gases such as oxygen, and further exhibits practical strength.
  • Example 2 is a SEM photograph of a side wall cross section of a tank obtained in Example 1.
  • 4 is a SEM photograph of a side wall cross section of a tank obtained in Comparative Example 2.
  • the polyethylene structure according to the present invention is formed from a resin composition containing polyethylene (A), acid-modified polyethylene (B), and metaxylylene group-containing polyamide (C).
  • A polyethylene
  • B acid-modified polyethylene
  • C metaxylylene group-containing polyamide
  • the polyethylene (A) used in the present invention is a main material constituting the structure.
  • the polyethylene (A) used in the present invention has the viewpoint of preventing drawdown that causes uneven thickness of the molded product, the viewpoint of increasing the strength of the structure itself, and the cracks and cracks when dropped or when an impact is applied. From the viewpoint of such problems, it is preferable that the melt viscosity, molecular weight, and crystallinity are specific.
  • a density is mentioned as a parameter
  • the density of the polyethylene (A) used in the present invention is preferably 0.94 to 0.97 g / cm 3 , more preferably 0.943 to 0.965 g / cm 3 , and particularly preferably 0.945 to 0. 96 g / cm 3 . If the density of the polyethylene (A) is 0.94 g / cm 3 or more, the crystallinity is sufficient, and it can be stored regardless of the type of contents stored in the structure. When the density is 0.97 g / cm 3 or less, the polyethylene (A) does not become brittle like glass and can exhibit practical strength as a structure.
  • a typical melt viscosity and molecular weight index of polyethylene is melt flow rate (MFR).
  • the MFR of polyethylene (A) used in the present invention is preferably 0.1 to 1 (g / 10 min, 190 ° C., 2.16 kgf) as a value measured according to the method described in JIS K7210. More preferably 0.1 to 0.6 (g / 10 min, 190 ° C., 2.16 kgf), and still more preferably 0.1 to 0.55 (g / 10 min, 190 ° C., 2.16 kgf). ), Most preferably 0.15 to 0.40 (g / 10 min, 190 ° C., 2.16 kgf).
  • the metaxylylene group-containing polyamide has a density higher than that of polyethylene, the polyethylene blended with the metaxylylene group-containing polyamide tends to have a large drawdown at the time of molding as compared with one made only of polyethylene. Therefore, in this invention, by making MFR of polyethylene (A) 1 or less, generation
  • polyethylene (A) includes an antioxidant, a matting agent, a heat stabilizer, a weather stabilizer, a UV absorber, a nucleating agent, a plasticizer, a flame retardant, and an antistatic agent as long as the effects of the present invention are not impaired. Additives such as anti-coloring agents and lubricants can be added, and various materials may be mixed without being limited to those shown above.
  • polyethylene (A) is preferably composed of a high-density polyethylene alone, but other polyethylenes such as low-density polyethylene, medium-density polyethylene, and linear low-density polyethylene, as long as the effects of the present invention are not impaired. A colored masterbatch obtained by adding a pigment to polyethylene may also be included.
  • the acid-modified polyethylene (B) used in the present invention is obtained by graft-modifying polyethylene with an unsaturated carboxylic acid or an anhydride thereof, and is generally widely used as an adhesive resin.
  • unsaturated carboxylic acid or its anhydride include acrylic acid, methacrylic acid, ⁇ -ethylacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, tetrahydrophthalic acid, chloromaleic acid, butenyl succinic acid, and These acid anhydrides are mentioned. Of these, maleic acid and maleic anhydride are preferably used.
  • a method for obtaining acid-modified polyethylene by graft copolymerization of the unsaturated carboxylic acid or its anhydride onto polyethylene various conventionally known methods can be used. For example, a method in which polyethylene is melted with an extruder and a graft monomer is added for copolymerization, or a method in which polyethylene is dissolved in a solvent and a graft monomer is added for copolymerization, after the polyethylene is made into an aqueous suspension Examples thereof include a method in which a graft monomer is added and copolymerized.
  • the metaxylylene group-containing polyamide (C) is a relatively hard material, if an impact or the like is applied to the structure, cracks and peeling are likely to occur at the interface, which may impair the strength and barrier properties of the structure. For this reason, as the acid-modified polyethylene (B) used in the present invention, by using one having a relatively low density and relatively soft properties, the impact strength reduction caused by the metaxylylene group-containing polyamide (C) is alleviated. It is effective in maintaining the practical strength of the structure.
  • the density of the acid-modified polyethylene (B) used in the present invention is preferably 0.90 to 0.96 g / cm 3 , more preferably 0.905 to 0.945 g / cm 3 , Particularly preferred is 0.91 to 0.93 g / cm 3 . If the density of the acid-modified polyethylene (B) is 0.90 g / cm 3 or more, the compatibility between the preferred polyethylene (A) of the present invention and the acid-modified polyethylene (B) will be good, and further a metaxylylene group will be contained. The adhesiveness of the polyamide (C) is improved, and the strength and barrier properties of the structure are excellent. Further, if the density of the acid-modified polyethylene (B) is 0.96 g / cm 3 or less, the acid-modified polyethylene (B) has an appropriate softness. It is possible to suppress the deterioration of sex.
  • the acid-modified polyethylene (B) has a role of bonding the polyethylene (A) and the metaxylylene group-containing polyamide (C). And in the resin composition which comprises the structure of this invention, it is thought that a metaxylylene group containing polyamide (C) takes a chemical bond state with the acid-modified substituent of acid-modified polyethylene (B), and, as a result, metaxylylene.
  • the group-containing polyamide (C) is present in the vicinity of the acid-modified polyethylene (B), and the difference in acid modification rate greatly contributes to the adhesive strength.
  • the adhesive strength between the polyethylene (A) and the metaxylylene group-containing polyamide (C) can be greatly improved.
  • the barrier properties of the resulting structure are greatly improved.
  • the acid value in the present invention is measured according to the method described in JIS K0070.
  • the acid value of the acid-modified polyethylene (B) is 5 to 30 mg / g.
  • the adhesiveness between the polyethylene (A) and the metaxylylene group-containing polyamide (C) in the resin composition becomes insufficient, and thus the adhesion between the two. There are voids at the interface, and as a result, the resulting structure has a reduced barrier performance and may further deteriorate the strength of the structure.
  • the acid value of the acid-modified polyethylene (B) is more preferably 10 to 30 mg / g, and particularly preferably 15 to 25 mg / g.
  • the acid value of the acid-modified polyethylene (B) in the resin composition constituting the structure is the metaxylylene group in the resin composition.
  • a value A represented by the following formula (1) obtained by converting the acid value per unit mass of the containing polyamide (C).
  • the value A is further taken into consideration, it is more preferable because acidic groups can be blended according to the blending amount of the metaxylylene group-containing polyamide (C) to be bonded, and the adhesion performance can be easily made appropriate.
  • A A (b) ⁇ P (b) / P (c) (1)
  • a (b) is the acid value of acid-modified polyethylene (B)
  • P (b) is the mass ratio of acid-modified polyethylene (B) in the resin composition constituting the polyethylene-based structure
  • P (c ) Is the mass ratio of the metaxylylene group-containing polyamide (C) in the resin composition constituting the polyethylene structure.
  • the value A was obtained by multiplying the acid value [A (b)] of the acid-modified polyethylene (B) by the mass ratio [P (b)] in the resin composition of the acid-modified polyethylene (B).
  • the value is calculated by dividing the mass ratio [P (b)] in the resin composition of the metaxylylene group-containing polyamide (C).
  • a preferable value of the value A is 5 to 40 mg / g, more preferably 10 to 40 mg / g, still more preferably 20 to 40 mg / g, and particularly preferably 25 to 40 mg / g.
  • the MFR of the acid-modified polyethylene (B) used in the present invention is preferably one having a high melt viscosity from the viewpoint of molding process stability and maintaining the strength of the structure.
  • the value measured according to the method described in JIS K7210 is preferably 0.1 to 5 (g / 10 min, 190 ° C., 2.16 kgf), more preferably 0.3 to 4 (G / 10 minutes, 190 ° C., 2.16 kgf), more preferably 0.5-3 (g / 10 minutes, 190 ° C., 2.16 kgf), particularly preferably 1.0-2 (g / 10 minutes, 190 ° C., 2.16 kgf).
  • the acid-modified polyethylene (B) includes an antioxidant, a matting agent, a heat resistance stabilizer, a weather resistance stabilizer, an ultraviolet absorber, a nucleating agent, a plasticizer, a flame retardant, a charge as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • Additives such as an inhibitor h, an anti-coloring agent, and a lubricant can be added, and various materials may be mixed without being limited to those shown above.
  • the metaxylylene group-containing polyamide (C) used in the present invention is a material that imparts an effect of improving the barrier performance of the structure.
  • the diamine unit constituting the metaxylylene group-containing polyamide preferably contains a metaxylylenediamine unit in an amount of 70 mol% or more, more preferably 80 mol% or more, and still more preferably 90 mol% or more, from the viewpoint of gas barrier properties.
  • Diamines that can be used in addition to metaxylylenediamine include paraxylylenediamine, 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane, 1,4-bis (aminomethyl) cyclohexane, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, and nonanemethylenediamine. , 2-methyl-1,5-pentanediamine and the like, but are not limited thereto.
  • the dicarboxylic acid unit constituting the metaxylylene group-containing polyamide (C) is preferably ⁇ , ⁇ -aliphatic dicarboxylic acid in an amount of 50 mol% or more, more preferably 60 mol% or more, still more preferably 70 mol. Including at least%.
  • the ⁇ , ⁇ -aliphatic dicarboxylic acid include suberic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, and dodecanoic acid. Adipic acid and sebacic acid are preferably used from the viewpoint of gas barrier properties and crystallinity.
  • Dicarboxylic acid units other than ⁇ , ⁇ -aliphatic dicarboxylic acids include alicyclic dicarboxylic acids such as 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid and 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, orthophthalic acid, xylylene diene Examples thereof include aromatic dicarboxylic acids such as carboxylic acid and naphthalenedicarboxylic acid, but are not limited thereto.
  • isophthalic acid and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid are preferable because a polyamide having excellent barrier properties can be easily obtained without inhibiting the polycondensation reaction during the production of the metaxylylene group-containing polyamide (C).
  • the content of isophthalic acid or 2,6-naphthalenedicarboxylic acid is preferably 30 mol% of dicarboxylic acid units from the viewpoint of dispersibility of the metaxylylene group-containing polyamide (C) in the polyethylene structure and the barrier property of the structure. Below, more preferably 20 mol% or less, and still more preferably 15 mol% or less.
  • the units constituting the metaxylylene group-containing polyamide (C) are lactams such as ⁇ -caprolactam and laurolactam, aminocaproic acid, amino, and the like as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • lactams such as ⁇ -caprolactam and laurolactam
  • aminocaproic acid amino, and the like as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • Aliphatic aminocarboxylic acids such as undecanoic acid, aromatic aminocarboxylic acids such as p-aminomethylbenzoic acid, and the like can be used as copolymerized units.
  • the metaxylylene group-containing polyamide (C) is produced by a melt polycondensation method (melt polymerization method).
  • a melt polycondensation method for example, there is a method in which a nylon salt composed of a diamine and a dicarboxylic acid is heated in the presence of water under pressure and polymerized in a molten state while removing added water and condensed water.
  • diamine is directly added to a molten dicarboxylic acid and polycondensed. In this case, in order to keep the reaction system in a uniform liquid state, diamine is continuously added to the dicarboxylic acid, while the reaction system is heated up so that the reaction temperature does not fall below the melting point of the generated oligoamide and polyamide. The polycondensation proceeds.
  • a phosphorus atom-containing compound may be added in order to obtain an effect of promoting an amidation reaction and an effect of preventing coloring during polycondensation.
  • phosphorus atom-containing compounds include dimethylphosphinic acid, phenylmethylphosphinic acid, hypophosphorous acid, sodium hypophosphite, potassium hypophosphite, lithium hypophosphite, ethyl hypophosphite, phenylphosphonous acid, Sodium phenylphosphonite, potassium phenylphosphonite, lithium phenylphosphonite, ethyl phenylphosphonite, phenylphosphonic acid, ethylphosphonic acid, sodium phenylphosphonate, potassium phenylphosphonate, lithium phenylphosphonate, phenylphosphonic acid Examples include diethyl, sodium ethylphosphonate, potassium ethylphosphonate, potassium ethylphosphon
  • metal hypophosphite metal salts such as sodium hypophosphite, potassium hypophosphite, lithium hypophosphite and the like are particularly preferable because they are highly effective in promoting amidation reaction and excellent in anti-coloring effect.
  • sodium hypophosphite is particularly preferred, the phosphorus atom-containing compounds that can be used in the present invention are not limited to these compounds.
  • the addition amount of the phosphorus atom-containing compound added to the polycondensation system of the metaxylylene group-containing polyamide (C) is from the viewpoint of preventing coloring of the metaxylylene group-containing polyamide (C) during polycondensation.
  • the concentration is preferably 1 to 500 ppm, more preferably 5 to 450 ppm, and still more preferably 10 to 400 ppm in terms of phosphorus atom concentration.
  • the metaxylylene group-containing polyamide (C) it is preferable to add an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound in combination with the phosphorus atom-containing compound.
  • an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound in order to prevent coloring of the metaxylylene group-containing polyamide (C) during polycondensation, a sufficient amount of the phosphorus atom-containing compound needs to be present, but in order to adjust the amidation reaction rate, an alkali metal compound or an alkaline earth is required. It is preferable to coexist a similar metal compound.
  • hydroxides of alkali metals / alkaline earth metals such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, rubidium hydroxide, cesium hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, barium hydroxide, and lithium acetate
  • sodium acetate, potassium acetate, rubidium acetate, cesium acetate, magnesium acetate, calcium acetate, barium acetate, and other alkali metal / alkaline earth metal acetates, etc. are not limited to these compounds.
  • a value obtained by dividing the number of moles of the compound by the number of moles of the phosphorus atom-containing compound is preferably 0.00. It is 5 to 2.0, more preferably 0.6 to 1.8, and still more preferably 0.7 to 1.5.
  • the metaxylylene group-containing polyamide (C) obtained by melt polycondensation is once taken out, pelletized, and dried before use.
  • solid phase polymerization may be performed.
  • a heating device used in drying or solid-phase polymerization a continuous heating drying device, a rotary drum type heating device called a tumble dryer, a conical dryer, a rotary dryer or the like, and a rotary blade inside a nauta mixer are used.
  • a conical heating apparatus provided with can be used suitably, a well-known method and apparatus can be used without being limited to these.
  • the heating device of the rotating drum type in the above-mentioned apparatus can seal the inside of the system and facilitate polycondensation in a state in which oxygen causing coloring is removed.
  • oxygen causing coloring is removed.
  • the relative viscosity of the metaxylylene group-containing polyamide (C) used in the present invention is preferably 2.5 to 4.5, more preferably 3.0 to 4.3, and most preferably 3.5 to 4.2. is there.
  • the metaxylylene group-containing polyamide (C) becomes less compatible with polyethylene (A) as the relative viscosity increases, and a layered dispersion state is easily formed.
  • the relative viscosity of the metaxylylene group-containing polyamide (C) is to be increased, the polymerization time becomes longer and the production cost increases.
  • the metaxylylene group-containing polyamide (C) used in the present invention is preferably a component having a number average molecular weight of 1000 or less, preferably 2% by mass or less, as measured by GPC, from the viewpoint of appearance and barrier properties of the structure. Preferably it is 1.5 mass% or less, More preferably, it is 1 mass% or less.
  • the metaxylylene group-containing polyamide (C) includes an antioxidant, a matting agent, a heat-resistant stabilizer, a weather-resistant stabilizer, an ultraviolet absorber, a nucleating agent, a plasticizer, a flame retardant, and an antistatic agent as long as the effects of the present invention are not impaired. ; Additives such as stoppers, anti-coloring agents, lubricants, anti-gelling agents, clays such as layered silicates, nanofillers, and the like can be added.
  • various polyamides such as nylon 6 and nylon 66, amorphous nylon using aromatic dicarboxylic acid as a monomer, and modified resins thereof, as necessary
  • Polyolefin, a modified resin thereof, an elastomer having styrene in the skeleton can also be added.
  • the blending ratio of each material constituting the structure of the present invention is 60 to 90% by mass for polyethylene (A), 5 to 35% by mass for acid-modified polyethylene (B), and 5 to 35 for polyamide (C) containing a metaxylylene group. % By mass.
  • the polyethylene (A) is 65 to 90% by mass
  • the acid-modified polyethylene (B) is 5 to 30% by mass
  • the metaxylylene group-containing polyamide (C) is 5 to 30% by mass
  • acid-modified polyethylene (B) is 5 to 25% by mass
  • metaxylylene group-containing polyamide (C) is 5 to 25% by mass.
  • the structure of the present invention is preferably composed of three components of polyethylene (A), acid-modified polyethylene (B), and metaxylylene group-containing polyamide (C).
  • the blending ratio of each material constituting the structure of the present invention is polyethylene ( It is particularly preferable that A) is 70 to 90% by mass, acid-modified polyethylene (B) is 5 to 20% by mass, and metaxylylene group-containing polyamide (C) is 5 to 20% by mass.
  • A) is 70 to 90% by mass
  • acid-modified polyethylene (B) is 5 to 20% by mass
  • metaxylylene group-containing polyamide (C) is 5 to 20% by mass.
  • the acid-modified polyethylene (B) having a high acid value can improve the adhesive performance with a small amount, the barrier performance can be remarkably improved even with a small amount, and a high-performance structure can be obtained at low cost. Obtainable.
  • the resin composition includes polypropylenes typified by propylene homopolymer, ethylene-propylene block copolymer, ethylene-propylene random copolymer and the like; A homopolymer of an ⁇ -olefin having 3 to 20 carbon atoms such as polymethylpentene; a copolymer of an ⁇ -olefin having 3 to 20 carbon atoms; a copolymer of an ⁇ -olefin having 3 to 20 carbon atoms and a cyclic olefin Polymers; ionomers; various modified polyethylenes such as ethylene-ethyl acrylate copolymers and ethylene-methyl acrylate copolymers; polystyrenes; various polyesters such as polyethylene terephthalate; various polyamides such as nylon 6 and nylon 66; styrene-butadiene copolymers And its hydrogenated products; various thermoplastics It can be added
  • the ethylene-based structure of the present invention is a hollow molded body, more specifically, a bottle shape, a tank shape, a drum shape, a cup shape, a tray shape, a pipe shape, etc., preferably a tank, a pipe, a drum Or it is the shape of a bottle, and is shape
  • the structure is a container having a bottle shape, a tank shape, a drum shape, or the like, the structure is preferably manufactured by a direct blow method.
  • a polyethylene (A), an acid-modified polyethylene (with an extruder, an adapter, a cylindrical die, a clamping device, a mold, and a cooling device are used.
  • the melt-kneaded material is extruded into a cylindrical shape (sometimes referred to as a parison) through an adapter and a cylindrical die, sandwiched between molds at the timing of being extruded to an appropriate length, and air is blown into the parison to inflate and cool
  • a method in which the molded container is brought into close contact, and after cooling, the mold is opened and the molded container is taken out.
  • the metaxylylene group-containing polyamide (C) is dispersed in layers in the structure, and the dispersed metaxylylene group-containing polyamide (C) may partially continuously form a continuous phase. It is preferable that the metaxylylene group-containing polyamide (C) dispersed in a layered state is in a dispersed state in which it alternately exists with other resin components in the thickness direction of the structure. In the structure, it is preferable that a large amount of the metaxylylene group-containing polyamide (C) is disposed outside the thickness center of the structure.
  • the structure usually has a single layer structure formed from a resin composition containing the components (A) to (C).
  • the thickness of the ethylene-based structure in the present invention is preferably 0.5 mm or more, more preferably greater than 1.5 mm, and most preferably greater than 2.5 mm. Further, the thickness is preferably 10 mm or less, more preferably 5 mm or less. In the present invention, even if the thickness unevenness occurs due to the use of the acid-modified polyethylene (B) having a high acid value, the barrier is caused by the thickness unevenness by making the thickness relatively thick as described above. Deterioration in performance, strength, and appearance are unlikely to occur. The thickness is obtained by cutting the container horizontally at a half height, measuring the thickness at four locations, front, rear, left and right, and calculating an average value.
  • the extruder used for producing the structure of the present invention a known extruder can be applied, but it has a suitable kneadability and can be stably extruded even under a high resin pressure.
  • An extruder is preferably used.
  • the screw of a single screw extruder is usually a feed part for conveying the raw material to the tip of the extruder, a compression part for completely melting the softened resin by absorbing heat, and a metering part for controlling the discharge amount. Consists of two parts. In the present invention, a general screw can be used without limitation.
  • a screw generally called full flight without a kneading site called dalmage or mudock of the metaxylylene group-containing polyamide (C). It is preferably used from the viewpoint of preventing excessive dispersion.
  • a quick compression type screw having a relatively short compression portion is more preferably used.
  • the rapid compression type full flight screw when the number of pitches of the entire screw (one flight is one pitch) is 100, the supply unit is 40-60, the compression unit is 5-20, and the weighing unit is 30-50.
  • the pitch distance may be arbitrary.
  • a double flight screw which made some flight number two can also be utilized.
  • a breaker plate that is usually provided in the extruder head. There is a possibility that the metaxylylene group-containing polyamide (C) dispersed in a layer in the extruder is cut and finely dispersed by the pores formed in the breaker plate.
  • the metaxylylene group-containing polyamide (C) needs to be dispersed in layers, and for this purpose, the resin pellets are stretched by shear stress in the above-described extruder. When it is in a layered state, it must be discharged from the tip of the extruder.
  • a method for realizing this there are mainly a method of lowering the screw rotation speed and a method of optimizing the extruder temperature setting.
  • the method of lowering the screw speed seems to be a simple method at first glance, there is a concern that the production efficiency may be lowered or the strength of the container may be lowered due to the parison being exposed to the atmosphere for a long time.
  • the range of use may be limited.
  • a method of controlling the resin temperature in the extruder is preferably used. Specifically, it is preferable to adjust the temperature of the extruder so that the resin temperature at the time of melt-kneading the material in the extruder is in the temperature range of the melting point of the metaxylylene group-containing polyamide (C) ⁇ 20 ° C. .
  • the temperature range is more preferably a melting point ⁇ 15 ° C., and further preferably the melting point ⁇ 10 ° C.
  • the resin temperature is preferably measured by measuring the actual temperature of the resin discharged from the tip of the extruder, but the number measured by the thermocouple provided at the tip of the extruder and the actual temperature of the resin If the difference between them is known to some extent, adjustment may be made with reference to the numerical value. Melting and kneading at a resin temperature of ⁇ 20 ° C. or higher of the melting point of the metaxylylene group-containing polyamide (C) sufficiently softens the metaxylylene group-containing polyamide (C) and mixes unmelted pellets with the molded product, The machine motor is prevented from being overloaded. In addition, by setting the resin temperature to a melting point + 20 ° C.
  • the metaxylylene group-containing polyamide (C) is prevented from being excessively dispersed due to shear stress due to screw rotation without being completely melted. This dispersion state is maintained even in the structure, and the barrier property of the structure can be improved.
  • the structure obtained by the method of the present invention can take various shapes such as bottles, cups, trays, tanks, drums and other containers, tubes, pipes, and the like.
  • fuel such as gasoline, kerosene and light oil
  • lubricating oil such as engine oil and brake oil
  • various sanitary products such as bleach, detergent and shampoo
  • various chemicals such as ethanol and oxidol, vegetable juice and Since it becomes possible to more effectively suppress the permeation of various beverages such as milk beverages, seasonings, etc., or components contained therein, it can be effectively used as a means to enhance the shelf life of the products. it can.
  • Acid value (mg / g) of acid-modified polyethylene (B) Measurement was performed by neutralization titration in accordance with JIS K0070. 1 g of acid-modified polyethylene was precisely weighed and dissolved in 100 mL of xylene with stirring at about 120 ° C. After complete dissolution, a phenolphthalein solution was added, and neutralization titration was performed using a 0.1 mol / L potassium hydroxide ethanol solution whose precise concentration was determined in advance.
  • PA-1 Product name: MX nylon S6121, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc., relative viscosity 3.5, melting point 238 ° C.
  • PA-2 Product name: MX nylon S7007, relative viscosity 2.6, melting point 229 ° C., manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc.
  • the obtained tank was subjected to pseudo gasoline permeability measurement and drop test.
  • the results are shown in Table 1.
  • the SEM image of a tank side wall cross section is shown in FIG. 1 (observation magnification 5000 times). In the figure, it is the metaxylylene group-containing polyamide (C) that obliquely crosses the center, and polyethylene (A) sandwiches it.
  • Examples 2 to 10 In the same manner as in Example 1 except that the types and blending amounts of polyethylene (A), acid-modified polyethylene (B), and metaxylylene group-containing polyamide (C) were changed as shown in Table 1, Molding was performed. The obtained tank was subjected to pseudo gasoline permeability measurement and drop test. The results are shown in Table 1.
  • Comparative Example 1 A tank with a screw cap was formed in the same manner as in Example 1 except that only polyethylene (A) was used. The obtained tank was subjected to simulated gasoline permeability measurement and drop test. The results are shown in Table 1.
  • Comparative Examples 2 and 3 A tank with a screw cap was formed in the same manner as in Example 1 except that the types and blending amounts of polyethylene (A) and acid-modified polyethylene (B) were changed as shown in Table 1. The obtained tank was subjected to simulated gasoline permeability measurement and drop test. The results are shown in Table 1. Moreover, the SEM image of the tank side wall cross section obtained by the comparative example 2 is shown in FIG. 2 (observation magnification 5000 times). In the figure, it is the metaxylylene group-containing polyamide (C) that obliquely crosses the center, and polyethylene (A) sandwiches it.
  • C metaxylylene group-containing polyamide
  • the ethylene-based structure of the present invention exhibited excellent pseudo gasoline barrier properties in all examples.
  • the resulting structure had excellent drop strength, and no container cracking occurred at room temperature.
  • the cross section of the container side wall of the structure obtained in Example 1 was observed by SEM (FIG. 1).
  • SEM SEM
  • Comparative Example 1 consisting only of high-density polyethylene was inferior in pseudo gasoline barrier properties, although it had excellent drop strength.
  • Comparative Example 2 having a low acid value, the result of SEM observation of the cross section of the container side wall of the obtained structure in the same manner as in Example 1 (FIG. 2), polyethylene (A) and metaxylylene group-containing polyamide (C) Interfacial delamination occurred due to poor adhesion, resulting in a decrease in the pseudo gasoline barrier property and, in addition, frequent container cracking during low temperature drops.
  • the amount of acid-modified polyethylene (B) added was increased as compared with Comparative Example 2, so that the pseudo gasoline barrier property and the drop strength were improved as compared with Comparative Example 2, but compared with each Example. Then it was inferior.
  • the polyethylene-based structure of the present invention is excellent in the barrier performance of fuels and chemicals and the barrier performance of various gases such as oxygen, and further exhibits practical strength.
  • the ethylene-based structure of the present invention is used for working machines such as mowers and chainsaws, fuel tanks for motorcycles, outboard motors, automobiles, pipes for gasoline transfer and pipe-shaped parts attached to fuel tanks, pesticides, toiletries, and sanitary. It can be suitably used for detergents, containers for various chemicals, containers for foods and beverages, and the like.

Abstract

 本発明のポリエチレン系構造体は、ポリエチレン(A)60~90質量%、酸変性ポリエチレン(B)5~35質量%、及びメタキシリレン基含有ポリアミド(C)5~35質量%を含有する樹脂組成物からなるポリエチレン系構造体であって、該構造体を構成する樹脂組成物中に前記メタキシリレン基含有ポリアミド(C)が層状に分散しており、酸変性ポリエチレン(B)の酸価が5~30mg/gであることを特徴とする。

Description

ポリエチレン系構造体
 本発明は、バリア性及び強度に優れるポリエチレン系構造体に関する。
 炭化水素類や各種薬品を保存するための容器あるいは移送するためのパイプとしては、例えば薬品瓶、自動車や小型エンジンの燃料タンク、燃料パイプ等が挙げられる。その素材として従来利用されていた金属やガラスは、その多くがプラスチックへ代替されつつある。プラスチックは金属やガラスと比較して軽量、防錆処理不要、割れにくい、形状の自由度が高い等の特長がある。
 上述の用途の多くは高密度ポリエチレン(以下、「HDPE」と略する場合がある)を利用したものであり、機械強度、成形加工性及び経済性に優れるものの、容器内部に保存される物品がHDPE壁を通して大気中に飛散しやすいという欠点がある。近年、樹脂製ガソリンタンクやその周辺部材に対するガソリン透過量規制が環境汚染の観点から年々厳しくなっているため、HDPEからなる容器では対応が困難となっており、ガソリンバリア性を高めるための技術が強く望まれている。
 HDPE容器の燃料バリア性を高める方法の1つとして、HDPE容器の内面にフロン処理やスルホン処理を施す方法が知られている(例えば特許文献1を参照)。また、HDPE容器に中間層としてエチレン-ビニルアルコール共重合樹脂(以下、「EVOH」と略することがある)のようなバリア性樹脂を積層して多層構造とする方法が知られている(例えば特許文献2及び3を参照)。さらに、HDPE容器の燃料バリア性を高める方法として、ナイロン6,66等のポリアミド樹脂やEVOHを接着性樹脂と共にHDPEとブレンドし、その組成物から単層容器を製造する方法が知られている(例えば特許文献4及び5を参照)。また、上記ブレンド単層容器において、ナイロン6,66よりもバリア性に優れるポリメタキシリレンアジパミド(以下、「N-MXD6」と略する場合がある)を使用する方法も開示されている(例えば特許文献6及び7を参照)。
特開昭60-006735号公報 特開平06-328634号公報 特開平07-052333号公報 特開昭55-121017号公報 特開昭58-209562号公報 特開2005-206806号公報 特開2007-177208号公報
 しかしながら、HDPE容器の内面にフロン処理やスルホン処理を施す特許文献1に開示された方法は、従来から生産されていたHDPE容器の製造設備をそのまま利用できるメリットを有するものの、フッ素処理時の有害ガス取扱に対する安全性の確保が必要であったり、処理後の回収方法が問題となったりする上に、フッ素化処理後の品質検査が難しい等のデメリットも有する。
 HDPEとEVOHとから形成される特許文献2及び3に開示された多層容器は、従来のHDPE容器よりも優れたバリア性を付与することができ、かつ積層したEVOH層の厚みによってその容器のバリア性能を制御することができるため、所望のバリア性を有する容器をつくることが容易である。しかし、この容器はHDPE単層容器の製造設備では対応することができず、HDPE、接着性樹脂、EVOHそれぞれを押し出すために少なくとも3台以上の押出機を設けた多層ブロー装置を導入する必要があり、経済的に問題が残る。またダイレクトブロー法により製造された容器には必ずピンチオフ部と称される金型でパリソンを食い切った部位が残るが、上述の多層容器においてはそのピンチオフ部の断面に内層HDPEの合わせ面ができるため、EVOH層が切断されている部位が生じる。肉厚の薄い容器であれば食い切り部の内層HDPE合わせ面の厚みは非常に薄くなり、事実上問題は少ないものの、燃料容器のように高い強度を要求される容器においては一般に内層HDPEの厚みは厚めに設定されているため、その合わせ面を通じて燃料が容易に透過してしまう欠点がある。
 一方で、特許文献4及び5の方法では、ナイロン6,66をHDPE中に層状に分散させており、複合材料により単層容器を形成している。本方法によれば、従来のHDPE容器を製造するための設備をほぼ流用することができる上に、ポリアミド樹脂の層状分散により、多層構造に近いバリア性を付与することができる。また、容器を製造したときに発生する端材やパージくずを構成する樹脂材料は、容器を構成する樹脂材料と同じであることから、フッ素化処理容器と異なり、リサイクル材として、容器を構成する材料として再利用することが可能である。
 しかしながら、バリア性樹脂として利用されているナイロン6,66そのもののバリア性能がそれほど優れたものではないために、バリア性に対する要求が厳しくなりつつある近年では性能不足となる場合が多くなっている。また良好なバリア性能を発現できるように、ナイロン6,66の分散状態を理想的なものに近づけるためには、成形加工条件を厳密に制御しなければならず、容器形状が多様化している近年では適用できないことも多くあった。
 また、ナイロン6,66の代わりに、N-MXD6を層状分散した特許文献6及び7に開示された方法によれば、バリア性樹脂そのものの性能が大きく優れるため、ナイロン6,66を使用した容器よりもバリア性能に優れるものを得ることができる。
 しかしながら、バリア性能に対する要求は年々厳しくなっており、バリア性能に対する厳しい要求を満足させつつ、優れた強度を有する容器を提供できない場合が生じ始めてきている。
 本発明の課題は、近年のバリア性能に対する厳しい要求を満足でき、かつ強度に優れるポリエチレン系構造体を提供することにある。
 本発明は、以下のポリエチレン系構造体を提供する。
 すなわち、ポリエチレン(A)60~90質量%、酸変性ポリエチレン(B)5~35質量%、及びメタキシリレン基含有ポリアミド(C)5~35質量%を含有する樹脂組成物からなるポリエチレン系構造体であって、該構造体中において前記メタキシリレン基含有ポリアミド(C)が層状に分散しており、酸変性ポリエチレン(B)の酸価が5~30mg/gであることを特徴とするポリエチレン系構造体である。
 本発明のポリエチレン系構造体は、燃料や薬品のバリア性能及び酸素等の各種ガスのバリア性能に優れ、さらには実用的な強度を発揮するものである。
実施例1で得られたタンクの側壁断面のSEM写真である。 比較例2で得られたタンクの側壁断面のSEM写真である。
 以下本発明の一実施形態について説明する。
(樹脂組成物)
 本発明に係るポリエチレン系構造体は、ポリエチレン(A)、酸変性ポリエチレン(B)、及びメタキシリレン基含有ポリアミド(C)を含有する樹脂組成物から形成されたものである。以下、樹脂組成物に含有されるこれら各成分について詳細に説明する。
(ポリエチレン(A))
 本発明で用いられるポリエチレン(A)は、構造体を構成する主材料となるものである。本発明で使用されるポリエチレン(A)は、成形品の偏肉原因となるドローダウンを防止する観点、構造体自体の強度を高める観点、さらには落下時や衝撃が加わった際の割れやひび等の問題の観点から、その溶融粘度、分子量、結晶性を特定のものとすることが好ましい。
 ポリエチレンの結晶性の指標となるものとしては、密度が挙げられる。本発明で用いられるポリエチレン(A)の密度は、好ましくは0.94~0.97g/cm3であり、より好ましくは0.943~0.965g/cm3、特に好ましくは0.945~0.96g/cm3である。ポリエチレン(A)の密度が0.94g/cm3以上であれば、結晶性が十分なものとなり、構造体に収納する内容物の種類によらず、保存することが可能となる。また密度が0.97g/cm3以下であれば、ポリエチレン(A)がガラスのように脆くなることはなく、構造体として実用的な強度を発揮することができる。
 ポリエチレンの溶融粘度及び分子量の指標となるものとしては、メルトフローレート(MFR)が代表的なものである。本発明で用いられるポリエチレン(A)のMFRは、JIS K7210に記載の方法に準拠して測定される値として、好ましくは0.1~1(g/10分、190℃、2.16kgf)であり、より好ましくは0.1~0.6(g/10分、190℃、2.16kgf)であり、さらに好ましくは0.1~0.55(g/10分、190℃、2.16kgf)、最も好ましくは0.15~0.40(g/10分、190℃、2.16kgf)である。
 一般に、メタキシリレン基含有ポリアミドはポリエチレンよりも密度が大きいため、メタキシリレン基含有ポリアミドが配合されたポリエチレンは、ポリエチレンのみからなるものと比較して、成形加工時のドローダウンが大きくなる傾向がある。そのため、本発明では、ポリエチレン(A)のMFRを1以下とすることで、成形加工時のドローダウンの発生を抑制することができ、さらに得られた構造体の厚み精度が優れたものとなる。また、ポリエチレン(A)のMFRが0.1以上であれば、溶融粘度は成形時に適した粘度となるうえに、得られた構造体を構成する樹脂組成物中でメタキシリレン基含有ポリアミド(C)の分散状態が良好なものとなる結果、バリア性能に優れた成形体を得ることができる。
 さらに、ポリエチレン(A)には、本発明の効果を損なわない範囲で酸化防止剤、艶消剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、紫外線吸収剤、核剤、可塑剤、難燃剤、帯電防止剤、着色防止剤、滑剤等の添加剤等を加えることができ、以上に示したものに限定されることなく種々の材料を混合してもよい。また、ポリエチレン(A)は、高密度ポリエチレン単体からなることが好ましいが、本発明の効果を損なわない範囲で、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン等のその他のポリエチレン類、ポリエチレン類に顔料を添加した着色マスターバッチ等を含んでいてもよい。
(酸変性ポリエチレン(B))
 本発明で用いられる酸変性ポリエチレン(B)は、ポリエチレンを不飽和カルボン酸又はその無水物でグラフト変性したもので、一般に接着性樹脂として広く用いられているものである。
 不飽和カルボン酸又はその無水物の具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、α-エチルアクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、テトラヒドロフタル酸、クロロマレイン酸、ブテニルコハク酸、及びこれらの酸無水物が挙げられる。中でも、マレイン酸及び無水マレイン酸が好ましく用いられる。上記不飽和カルボン酸又はその無水物をポリエチレンにグラフト共重合して酸変性ポリエチレンを得る方法としては、従来公知の種々の方法を用いることができる。例えば、ポリエチレンを押出機等で溶融させ、グラフトモノマーを添加して共重合させる方法、あるいはポリエチレンを溶媒に溶解させてグラフトモノマーを添加して共重合させる方法、ポリエチレンを水懸濁液とした後グラフトモノマーを添加して共重合させる方法等を挙げることができる。
 また、メタキシリレン基含有ポリアミド(C)は比較的硬い材料であるため、構造体に衝撃等が加わると界面でクラックや剥離が起きやすくなり、構造体の強度やバリア性を損なうおそれがある。そのため、本発明で用いられる酸変性ポリエチレン(B)として、密度が比較的低く、比較的柔らかい性質を有するものを利用することで、メタキシリレン基含有ポリアミド(C)に起因する衝撃強度低下を緩和し、構造体の実用的な強度を保つ上で有効である。
 このような観点から、本発明に用いられる酸変性ポリエチレン(B)の密度は、好ましくは0.90~0.96g/cm3であり、より好ましくは0.905~0.945g/cm3、特に好ましくは0.91~0.93g/cm3である。酸変性ポリエチレン(B)の密度が0.90g/cm3以上であれば、本発明の好適なポリエチレン(A)と酸変性ポリエチレン(B)との相溶性が良好なものとなり、さらにメタキシリレン基含有ポリアミド(C)の接着性が向上して構造体の強度やバリア性が優れたものとなる。また、酸変性ポリエチレン(B)の密度が0.96g/cm3以下であれば、酸変性ポリエチレン(B)が適度な柔らかさを有するため、構造体に衝撃等が加わった場合でも強度やバリア性の低下を招くことを抑制できる。
本発明では、酸変性ポリエチレン(B)は、ポリエチレン(A)とメタキシリレン基含有ポリアミド(C)とを接着する役割を有する。そして、本発明の構造体を構成する樹脂組成物中では、メタキシリレン基含有ポリアミド(C)は酸変性ポリエチレン(B)の酸変性された置換基と化学結合状態をとると考えられ、その結果メタキシリレン基含有ポリアミド(C)が酸変性ポリエチレン(B)の近傍に存在し、酸変性率の違いが接着力に大きく寄与する。そのため、本発明では、酸変性ポリエチレン(B)の酸変性率を特定の範囲に調整することで、ポリエチレン(A)とメタキシリレン基含有ポリアミド(C)の接着強度を大幅に向上させることができ、その結果得られる構造体のバリア性が大幅に向上する。
 酸変性ポリエチレン(B)の酸変性率の指標となるものとしては、酸価が挙げられ、本発明における酸価は、JIS K0070に記載の方法に準拠して測定される。本発明においては、酸変性ポリエチレン(B)の酸価は、5~30mg/gとされる。
 本発明において、酸変性ポリエチレン(B)の酸価が5mg/g未満であると、樹脂組成物中のポリエチレン(A)とメタキシリレン基含有ポリアミド(C)との接着性が不十分となり両者の接着界面に空隙が生じ、その結果得られた構造体はバリア性能が低下し、さらに構造体の強度が悪化するおそれがある。また、酸変性ポリエチレン(B)の酸価が30mg/gを超えると、成形加工時のドローダウンが大きくなり、構造体の厚み精度やバリア性の悪化を招くことがある。
 酸変性ポリエチレン(B)の酸価は、より好ましくは10~30mg/g、特に好ましくは15~25mg/gである。酸価をこのような範囲とすることで、ドローダウンを生じさせることなく、少ない量の酸変性ポリエチレン(B)によりバリア性能や構造体の強度、特に低温での構造体の強度を高めることができる。
 また、メタキシリレン基含有ポリアミド(C)の量も考慮した酸変性率の指標としては、構造体を構成する樹脂組成物中の酸変性ポリエチレン(B)の酸価を、樹脂組成物中のメタキシリレン基含有ポリアミド(C)の単位質量あたりの酸価に換算して得られる下記式(1)で表される値Aがある。本発明では、値Aもさらに考慮すると、接着対象であるメタキシリレン基含有ポリアミド(C)の配合量に応じた酸性基の配合が可能となり、接着性能を適切にしやすくなるためより好ましい。
  A=A(b)×P(b)/P(c)     (1)
(上記式中、A(b)は酸変性ポリエチレン(B)の酸価、P(b)はポリエチレン系構造体を構成する樹脂組成物中の酸変性ポリエチレン(B)の質量割合、P(c)はポリエチレン系構造体を構成する樹脂組成物中のメタキシリレン基含有ポリアミド(C)の質量割合である。)
 すなわち、値Aは、酸変性ポリエチレン(B)の酸価[A(b)]に、酸変性ポリエチレン(B)の樹脂組成物中の質量割合[P(b)]を乗じて、得られた値にメタキシリレン基含有ポリアミド(C)の樹脂組成物中の質量割合[P(b)]を除することで算出される。
 本発明において、値Aの好ましい数値は、5~40mg/gであり、より好ましくは10~40mg/g、さらに好ましくは20~40mg/g、特に好ましくは25~40mg/gである。上記値Aを5mg/g以上とすることで、樹脂組成物中のポリエチレン(A)とメタキシリレン基含有ポリアミド(C)との接着性が向上し、それに伴って構造体強度およびバリア性能が向上する。また、値Aを40mg/g以下とすることで、成形加工時のドローダウンがより生じにくくなる。また、15~40mg/gとすることで、接着不足やドローダウンをより低減しやすくなる。
 本発明で用いられる酸変性ポリエチレン(B)のMFRは、成形加工安定性、構造体の強度保持の観点から、溶融粘度が高めのものを用いることが好ましい。具体的には、JIS K7210に記載の方法に準拠して測定される値として、好ましくは0.1~5(g/10分、190℃、2.16kgf)、より好ましくは0.3~4(g/10分、190℃、2.16kgf)、さらに好ましくは0.5~3(g/10分、190℃、2.16kgf)、特に好ましくは1.0~2(g/10分、190℃、2.16kgf)である。
 さらに、酸変性ポリエチレン(B)には、本発明の効果を損なわない範囲で酸化防止剤、艶消剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、紫外線吸収剤、核剤、可塑剤、難燃剤、帯電防止剤h、着色防止剤、滑剤等の添加剤等を加えることができ、以上に示したものに限定されることなく種々の材料を混合してもよい。
(メタキシリレン基含有ポリアミド(C))
 本発明に用いられるメタキシリレン基含有ポリアミド(C)は、構造体のバリア性能を高める効果を付与する材料である。メタキシリレン基含有ポリアミドを構成するジアミン単位は、ガスバリア性の観点から、メタキシリレンジアミン単位を好ましくは70モル%以上、より好ましくは80モル%以上、更に好ましくは90モル%以上含む。
 メタキシリレンジアミン以外に使用できるジアミンとしては、パラキシリレンジアミン、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、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ノナンメチレンジアミン、2-メチル-1,5-ペンタンジアミン等が例示できるが、これらに限定されるものではない。
 メタキシリレン基含有ポリアミド(C)を構成するジカルボン酸単位は、結晶性の観点から、α,ω-脂肪族ジカルボン酸を好ましくは50モル%以上、より好ましくは60モル%以上、更に好ましくは70モル%以上含む。
 α,ω-脂肪族ジカルボン酸としてはスベリン酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカン酸等が挙げられるが、ガスバリア性及び結晶性の観点から、アジピン酸やセバシン酸が好ましく用いられる。
 α,ω-脂肪族ジカルボン酸以外のジカルボン酸単位としては、1,3-シクロヘキサンジカルボン酸や1,4-シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環族ジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、オルソフタル酸、キシリレンジカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸等が例示できるが、これらに限定されるものではない。
 これらの中でも、イソフタル酸や2,6-ナフタレンジカルボン酸は、メタキシリレン基含有ポリアミド(C)の製造時における重縮合反応を阻害することなく、バリア性に優れるポリアミドを容易に得ることができるので好ましい。イソフタル酸や2,6-ナフタレンジカルボン酸の含有量は、ポリエチレン系構造体中のメタキシリレン基含有ポリアミド(C)の分散性及び構造体のバリア性の観点から、ジカルボン酸単位の好ましくは30モル%以下、より好ましくは20モル%以下、さらに好ましくは15モル%以下である。
 また前記のジアミン単位及びジカルボン酸単位以外にも、メタキシリレン基含有ポリアミド(C)を構成する単位として、本発明の効果を損なわない範囲でε-カプロラクタムやラウロラクタム等のラクタム類、アミノカプロン酸、アミノウンデカン酸等の脂肪族アミノカルボン酸類、p-アミノメチル安息香酸のような芳香族アミノカルボン酸等を共重合単位として使用できる。
 メタキシリレン基含有ポリアミド(C)は溶融重縮合法(溶融重合法)により製造される。例えばジアミンとジカルボン酸とからなるナイロン塩を水の存在下に、加圧下で昇温し、加えた水及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、ジアミンを溶融状態のジカルボン酸に直接加えて、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、ジアミンをジカルボン酸に連続的に加え、その間、反応温度が生成するオリゴアミド及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。
 メタキシリレン基含有ポリアミド(C)の重縮合系内にはアミド化反応を促進する効果や、重縮合時の着色を防止する効果を得るために、リン原子含有化合物を添加してもよい。
 リン原子含有化合物としては、ジメチルホスフィン酸、フェニルメチルホスフィン酸、次亜リン酸、次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸カリウム、次亜リン酸リチウム、次亜リン酸エチル、フェニル亜ホスホン酸、フェニル亜ホスホン酸ナトリウム、フェニル亜ホスホン酸カリウム、フェニル亜ホスホン酸リチウム、フェニル亜ホスホン酸エチル、フェニルホスホン酸、エチルホスホン酸、フェニルホスホン酸ナトリウム、フェニルホスホン酸カリウム、フェニルホスホン酸リチウム、フェニルホスホン酸ジエチル、エチルホスホン酸ナトリウム、エチルホスホン酸カリウム、亜リン酸、亜リン酸水素ナトリウム、亜リン酸ナトリウム、亜リン酸トリエチル、亜リン酸トリフェニル、ピロ亜リン酸等が挙げられる。これらの中でも特に次亜リン酸ナトリウム、次亜リン酸カリウム、次亜リン酸リチウム等の次亜リン酸金属塩がアミド化反応を促進する効果が高く、かつ着色防止効果にも優れるため好ましく用いられ、特に次亜リン酸ナトリウムが好ましいが、本発明で使用できるリン原子含有化合物はこれらの化合物に限定されない。
 メタキシリレン基含有ポリアミド(C)の重縮合系内に添加するリン原子含有化合物の添加量は、重縮合中のメタキシリレン基含有ポリアミド(C)の着色を防止する観点から、メタキシリレン基含有ポリアミド(C)中のリン原子濃度換算で好ましくは1~500ppm、より好ましくは5~450ppm、さらに好ましくは10~400ppmである。
 メタキシリレン基含有ポリアミド(C)の重縮合系内には、リン原子含有化合物と併用してアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を添加することが好ましい。重縮合中のメタキシリレン基含有ポリアミド(C)の着色を防止するためにはリン原子含有化合物を十分な量存在させる必要があるが、アミド化反応速度を調整するためにもアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を共存させることが好ましい。
 例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム等のアルカリ金属/アルカリ土類金属の水酸化物や、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸ルビジウム、酢酸セシウム、酢酸マグネシウム、酢酸カルシウム、酢酸バリウム等のアルカリ金属/アルカリ土類金属の酢酸塩等が挙げられるが、これらの化合物に限定されることなく用いることができる。
 メタキシリレン基含有ポリアミド(C)の重縮合系内にアルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物を添加する場合、該化合物のモル数をリン原子含有化合物のモル数で除した値が、好ましくは0.5~2.0、より好ましくは0.6~1.8、さらに好ましくは0.7~1.5である。アルカリ金属化合物又はアルカリ土類金属化合物の添加量を上述の範囲とすることでリン原子含有化合物によるアミド化反応促進効果を得つつゲルの生成を抑制することが可能となる。
 溶融重縮合で得られたメタキシリレン基含有ポリアミド(C)は一旦取り出され、ペレット化された後、乾燥して使用される。また更に重合度を高めるために固相重合してもよい。乾燥乃至固相重合で用いられる加熱装置としては、連続式の加熱乾燥装置やタンブルドライヤー、コニカルドライヤー、ロータリードライヤー等と称される回転ドラム式の加熱装置及びナウタミキサーと称される内部に回転翼を備えた円錐型の加熱装置が好適に使用できるが、これらに限定されることなく公知の方法、装置を使用することができる。特にポリアミドの固相重合を行う場合は、上述の装置の中で回転ドラム式の加熱装置が、系内を密閉化でき、かつ着色の原因となる酸素を除去した状態で重縮合を進めやすいことから好ましく用いられる。
 メタキシリレン基含有ポリアミドの重合度の指標としてはいくつかあるが、相対粘度が一般的に使われるものである。本発明に用いられるメタキシリレン基含有ポリアミド(C)の相対粘度は好ましくは2.5~4.5であり、より好ましくは3.0~4.3、最も好ましくは3.5~4.2である。メタキシリレン基含有ポリアミド(C)は相対粘度が高くなるにつれてポリエチレン(A)と相溶化しにくくなり、層状分散状態を形成しやすくなる。しかし、メタキシリレン基含有ポリアミド(C)の相対粘度を高くしようとすると重合時間が長くなり、製造コストが増大する。メタキシリレン基含有ポリアミド(C)の相対粘度を上述の範囲に設定することで良好な層状分散状態を形成させることができ、かつ製造コストを低く抑えることができる。
 なお、ここで言う相対粘度は、ポリアミド1gを96%硫酸100mLに溶解し、キャノンフェンスケ型粘度計にて25℃で測定した落下時間(t)と、同様に測定した96%硫酸そのものの落下時間(t0)の比であり、次式で示される。
  相対粘度=t/t0 ・・・(2)
 また、本発明で使用されるメタキシリレン基含有ポリアミド(C)は、構造体の外観及びバリア性の観点から、GPCで測定される数平均分子量1000以下の成分が、好ましくは2質量%以下、より好ましくは1.5質量%以下、さらに好ましくは1質量%以下である。このようなメタキシリレン基含有ポリアミド(C)を得るためには溶融重縮合で製造されたものを、熱水洗浄したり、真空乾燥や固相重合したりすることでオリゴマー除去を行うことが好ましい。
 メタキシリレン基含有ポリアミド(C)には、本発明の効果を損なわない範囲で酸化防止剤、艶消剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、紫外線吸収剤、核剤、可塑剤、難燃剤、帯電防;止剤、着色防止剤、滑剤、ゲル化防止剤等の添加剤、層状ケイ酸塩等のクレイやナノフィラー等を加えることができる。また、メタキシリレン基含有ポリアミド(C)の改質を目的に、必要に応じてナイロン6やナイロン66、芳香族ジカルボン酸をモノマーとして利用している非晶性ナイロン等の各種ポリアミドやその変性樹脂、ポリオレフィンやその変性樹脂、スチレンを骨格内に有するエラストマー等を添加することもできる。また、以上に示したものに限定されることなく、種々の材料を混合してもよい。
(各材料の配合比率)
 本発明の構造体を構成する各材料の配合比率は、ポリエチレン(A)が60~90質量%、酸変性ポリエチレン(B)が5~35質量%、メタキシリレン基含有ポリアミド(C)が5~35質量%である。好ましくはポリエチレン(A)が65~90質量%、酸変性ポリエチレン(B)が5~30質量%、メタキシリレン基含有ポリアミド(C)が5~30質量%であり、より好ましくはポリエチレン(A)が70~90質量%、酸変性ポリエチレン(B)が5~25質量%、メタキシリレン基含有ポリアミド(C)が5~25質量%である。ただし、(A)~(C)の3成分の合計が100質量%を超えることはない。上述の範囲に各材料の配合比率を設定することによって、構造体のバリア性能を効率的に高めることができ、かつ構造体の強度低下を最小限にすることができる。本発明の構造体は、ポリエチレン(A)、酸変性ポリエチレン(B)、及びメタキシリレン基含有ポリアミド(C)の3成分からなることが好ましい。
 また、より高い酸価(10~30mg/g又は15~25mg/g)の酸変性ポリエチレン(B)を使用する場合には、本発明の構造体を構成する各材料の配合比率は、ポリエチレン(A)が70~90質量%、酸変性ポリエチレン(B)が5~20質量%、メタキシリレン基含有ポリアミド(C)が5~20質量%であることが特に好ましい。高酸価の酸変性ポリエチレン(B)はドローダウンが比較的起こりやすいが、配合量を少なくすることでドローダウンが生じにくくなる。また、高酸価の酸変性ポリエチレン(B)は、少ない量で高い接着性能の改善効果が得られるので、少量でもバリア性能を顕著に向上させることができ、低コストで高性能の構造体を得ることができる。
(その他の樹脂)
 その他、樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲で上述の材料以外にも、プロピレンホモポリマー、エチレン-プロピレンブロックコポリマー、エチレン-プロピレンランダムコポリマー等に代表されるポリプロピレン類;ポリブテン-1、ポリメチルペンテン等の炭素数3~20のα-オレフィンの単独重合体;炭素数3~20のα-オレフィンの共重合体;炭素数3~20のα-オレフィンと環状オレフィンとの共重合体;アイオノマー;エチレン-エチルアクリレート共重合体やエチレン-メチルアクリレート共重合体等の各種変性ポリエチレン;ポリスチレン;ポリエチレンテレフタレート等の各種ポリエステル;ナイロン6やナイロン66等の各種ポリアミド;スチレン-ブタジエン共重合体やその水添化物;各種熱可塑性エラストマー等を添加することができ、これらに限定されることなく様々な材料を配合することができる。
(構造体)
 本発明のエチレン系構造体は、中空成形体であって、より具体的には、ボトル形状、タンク形状、ドラム形状、カップ形状、トレイ形状、パイプ形状等であり、好ましくはタンク、パイプ、ドラム又はボトルの形状であり、ブロー法等の公知の成形方法で成形されるものである。また、該構造体がボトル形状、タンク形状、ドラム形状等の容器である場合、該構造体は、ダイレクトブロー法により製造されることが好ましい。
 ダイレクトブロー法では、例えば、構造体が単層容器の場合、押出機、アダプター、円筒ダイ、型締め装置、金型、冷却装置を備えた成形装置を用い、ポリエチレン(A)、酸変性ポリエチレン(B)、メタキシリレン基含有ポリアミド(C)、場合によっては成形品を粉砕して得た粉砕物をドライブレンドした混合材料を押出機へ投入して溶融混練する。溶融混練されたものはアダプター、円筒ダイを通して筒状(パリソンと言うことがある)に押し出され、適当な長さに押し出されたタイミングで金型で挟み、空気をパリソン内に送り込んで膨らませて冷却された金型内に密着させ、冷却後、金型を開いて成形された容器を取り出す方法が挙げられる。
 メタキシリレン基含有ポリアミド(C)は、構造体中において、層状に分散しており、その分散したメタキシリレン基含有ポリアミド(C)は、一部連続して連続相を形成してもよい。層状に分散したメタキシリレン基含有ポリアミド(C)は、構造体の厚さ方向において他の樹脂成分と交互に存在するような分散状態となることが好ましい。また、構造体において、メタキシリレン基含有ポリアミド(C)は、構造体の厚み中心よりも外側に多く配置されることが好ましい。なお、構造体は、通常、上記成分(A)~(C)を含む樹脂組成物から形成された単層構造からなるものである。
 また、本発明におけるエチレン系構造体は、その厚さが好ましくは0.5mm以上、より好ましくは1.5mmより大きく、最も好ましくは2.5mmより大きくなる。また、厚みは、好ましくは10mm以下、より好ましくは5mm以下となるものである。
 本発明では、高酸価の酸変性ポリエチレン(B)を使用することに起因して厚みむらが生じても、厚みを上記したように比較的厚肉とすることにより、厚みむらに起因するバリア性能の低下、強度の低下、外観不良等が生じにくくなる。なお、厚さは、容器を半分の高さで水平に切断し、前後左右4箇所の厚みを測定し平均値を算出したものである。
 本発明の構造体を製造する際に使用する押出機は公知のものを適用することができるが、適度な混練性を持ち、高い樹脂圧力下でも安定して押出が可能であることから単軸押出機が好ましく用いられる。単軸押出機のスクリューは通常、原料を押出機先端へ搬送するための供給部、熱を吸収し軟化した樹脂を完全に溶融させるための圧縮部、吐出量を制御するための計量部の3つの部位から構成される。本発明では一般的なスクリューであれば制限無く使用することができるが、ダルメージやマードックと呼ばれる混練部位のない一般的にフルフライトと呼ばれるスクリューを使用することが、メタキシリレン基含有ポリアミド(C)の過度の分散を防止する観点から好ましく用いられる。なおスクリューはメタキシリレン基含有ポリアミド(C)の分散状態を制御しやすくするため、圧縮部が比較的短い急圧縮タイプのものがより好ましく用いられる。急圧縮タイプのフルフライトスクリューとしては、スクリュー全体のピッチ数(フライト1回転分が1ピッチ)を100とした場合、供給部が40~60、圧縮部が5~20、計量部が30~50のものを選択することが好ましく、より好ましくは供給部が45~55、圧縮部が10~15、計量部が35~45のものである。なおピッチ間距離については任意でよい。また一部のフライト数を2本にしたダブルフライトスクリューと呼ばれるものを利用することもできる。
 またスクリューの剪断力で層状に分散したメタキシリレン基含有ポリアミド(C)の状態を保つためにも、押出機ヘッド内に通常設けられるブレーカープレートは設置しないことが好ましい。ブレーカープレートに空けられた細孔により押出機内で層状に分散したメタキシリレン基含有ポリアミド(C)が切断され、微分散化する可能性がある。
 押出機内で少量成分の樹脂が多量成分の樹脂中に分散する一般的な挙動としては、まず押出機内でヒーターから受けた熱により樹脂全体が軟化する。次いでスクリュー回転による剪断応力を溶融するが、少量成分の樹脂は剪断応力により引き延ばされ、さらに剪断応力を受けると層状に切断され(=分散)、全体に均一に散らばる(=分配)という挙動を繰り返して、多量成分中に細かく均一に混練される。
 本発明の構造体では、バリア性能を効果的に高めるため、メタキシリレン基含有ポリアミド(C)が層状に分散している必要があり、そのためには上述の押出機内で樹脂ペレットが剪断応力により引き延ばされて層状の状態にある時に押出機先端から吐出される必要がある。それを実現するための方法としては、主にスクリュー回転数を下げる方法と押出機温度設定を最適化する方法が挙げられる。スクリュー回転数を下げる方法は一見簡便な方法に見えるが、生産効率の低下を招いたり、パリソンが長時間大気に曝されることに起因する容器強度の低下を招いたりする懸念があるため、その利用範囲は限定されることがある。そのような場合は、押出機内での樹脂温度を制御する方法が好ましく用いられる。具体的には、押出機内で材料を溶融混練する際の樹脂温度がメタキシリレン基含有ポリアミド(C)の融点±20℃の温度範囲になるように、押出機の温度を調節することが好ましく行われる。より好ましくは融点±15℃の温度範囲であり、さらに好ましくは融点±10℃である。樹脂温度は実際に押出機先端から吐出される樹脂の実温度を測定したものを採用することが好ましいが、押出機先端部に設けられた熱電対によって計測される数字と樹脂の実温度との間の差がある程度判明している場合はその数値を参考に調整してもよい。メタキシリレン基含有ポリアミド(C)の融点-20℃以上の樹脂温度で溶融混練を行うことで、メタキシリレン基含有ポリアミド(C)が十分に軟化し、未溶融のペレットが成形品に混入したり、押出機モーターに過度の負荷がかかったりすることが防止される。また、融点+20℃以下の樹脂温度とすることで、メタキシリレン基含有ポリアミド(C)が完全に融解されずスクリュー回転による剪断応力で過度に分散されることが防止され、樹脂組成物中での層状の分散状態が構造体中でも保たれ、構造体のバリア性を良好にすることができる。
 本発明の方法により得られた構造体はボトル状、カップ状、トレイ状、タンク状、ドラム形状等の容器、チューブ、パイプ等、様々な形状を採ることができる。また従来品に比べて、ガソリンや灯油、軽油等の燃料、エンジンオイル、ブレーキオイル等の潤滑油、漂白剤、洗剤、シャンプー等の各種サニタリー用品、エタノール、オキシドール等の各種化学薬品、野菜ジュースや乳飲料等の各種飲料、調味料等の様々な物品、もしくはそれに含まれる成分の透過をより効果的に抑制することが可能となるため、物品の保存性を高めるものとして有効に利用することができる。
 以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。なお、実施例等における各種評価は下記の方法により行った。
(1)ポリエチレン(A)及び酸変性ポリエチレン(B)のMFR(g/10分)
 東洋精機製作所製メルトインデクサーを使用し、JIS K7210に準拠して、190℃、2.16kgfの条件にて測定を行った。
(2)ポリエチレン(A)及び酸変性ポリエチレン(B)の密度(g/cm3
 押出機、Tダイ、冷却ロール、引き取り機等からなるシート成形装置を用い、厚さが約1mmの単層シートを成形した。次いでシートから縦50mm×横50mmの試験片を切削して真比重計により真比重を求めた。
(3)酸変性ポリエチレン(B)の酸価(mg/g)
 JIS K0070に準拠して、中和滴定により測定を行った。酸変性ポリエチレン1gを精秤し、キシレン100mLに約120℃で撹拌溶解した。完全に溶解した後、フェノールフタレイン溶液を加え、予め正確な濃度を求めた0.1mol/L水酸化カリウムエタノール溶液を用いて中和滴定を行った。滴下量(T)、0.1mol/L水酸化カリウムエタノール溶液のファクター(f)、水酸化カリウムの式量56.11の1/10(5.611)、酸変性ポリエチレンの質量(S)から式(3)により酸価を算出した。
  酸価=T×f×5.611/S ・・・(3)
(4)メタキシリレン基含有ポリアミド(C)の相対粘度
 メタキシリレン基含有ポリアミド1gを精秤し、96%硫酸100mLに20~30℃で撹拌溶解した。完全に溶解した後、速やかにキャノンフェンスケ型粘度計に溶液5mlを取り、25℃の恒温層中で10分間放置後、落下時間(t)を測定した。また同様の条件で96%硫酸そのものの落下時間(t0)を測定した。t及びt0から式(2)により相対粘度を算出した。
  相対粘度=t/t0 ・・・(2)
(5)容器の燃料バリア性
 実施例及び比較例で作製した容器に、擬似ガソリン(トルエン/イソオクタン/エタノール=45/45/10vol%)400mlを入れた後、口栓開口部をアルミ箔でシールし、更にキャップをつけて総質量を測定、記録した。次いで、擬似ガソリンを封入した容器を40℃に調温した防爆型恒温槽に保管して、24時間毎に総質量を記録した。質量減少速度が安定した場合は容器内の擬似ガソリンを抜き、直ちに再度改めて擬似ガソリンを封入し、同様に測定を継続した。重量減少量分が透過した模擬ガソリン量にあたる。模擬ガソリン透過量を容器の表面積0.0429m2で除して擬似ガソリン透過率(g/m2・day)を求めた。
(6)室温落下試験
 実施例及び比較例で作製した容器に、水400mlを充填してキャップを閉め、23℃の恒温室で4時間調温した後、容器の底面を下にして、2mの高さからコンクリート上に30回連続して落下させ、5個の容器のうち、試験中に割れた容器数をカウントした。
(7)低温落下試験
 実施例及び比較例で作製した容器に、不凍液400mlを充填してキャップを閉め、-20℃の恒温室で4時間調温した後、容器の底面を下にして、2mの高さからコンクリート上に30回連続して落下させ、5個の容器のうち、試験中に割れた容器数をカウントした。
(8)樹脂組成物中に分散したポリエチレン(A)とメタキシリレン基含有ポリアミド(C)の界面の観察
 成形したタンクを切断し、断面をミクロトーム(REICHERT-JUNG LIMITED製、商品名:ULTRACUT E)を用いて平滑にした後、希ヨードチンキ(月島薬品株式会社製)を断面に塗布してメタキシリレン基含有ポリアミド部分を染色した。これに蒸着装置(日立製作所(株)製、商品名:E102)を用いてPt-Pdを蒸着させた後、SEM(日立製作所(株)製、商品名:S-4800)により樹脂組成物中のポリエチレン(A)とメタキシリレン基含有ポリアミド(C)の界面の状態を観察した。
<使用したポリエチレン(A)>
HDPE-1:
 日本ポリエチレン(株)製、商品名:ノバテックHD HB420R、MFR=0.2、密度=0.956g/cm3
HDPE-2:
 日本ポリエチレン(株)製、商品名:ノバテックHD HB439R、MFR=0.55、密度=0.96g/cm3
<使用した酸変性ポリエチレン(B)>
AD-1:
 三井化学(株)製、商品名:アドマー AT2490、MFR=0.3、密度=0.923g/cm3、酸価19.0mg/g
AD-2:
 日本ポリエチレン(株)製、商品名:アドテックス L6100M、MFR=1.1、密度=0.92g/cm3、酸価9.8mg/g
AD-3:
 三井化学(株)製、商品名:アドマー NB550、MFR=0.9、密度=0.92g/cm3、酸価3.2mg/g
<使用したメタキシリレン基含有ポリアミド(C)>
PA-1:
 三菱ガス化学(株)製、商品名:MXナイロン S6121、相対粘度3.5、融点238℃
PA-2:
 三菱ガス化学(株)製、商品名:MXナイロン S7007、相対粘度2.6、融点229℃
実施例1
 50mm単軸押出機、アダプター、パリソンコントローラー付き円筒ダイ、金型、型締め機、冷却器等を備えた単層ダイレクトブロー容器成形装置を使用し、押出機ホッパー内へ、HDPE-1/AD-1/PA-1=80/10/10(質量%)の割合でドライブレンドした混合ペレットを投入し、押出機シリンダー温度を210~235℃、アダプター温度を235℃、ダイ温度を230℃に設定、スクリュー回転数を30rpmとしてパリソンを押し出し、ダイレクトブロー法によって内容積450ml、平均肉厚3mmのネジ口栓付きタンクの成形を行った。
 得られたタンクについて、擬似ガソリンの透過率測定及び落下試験を実施した。結果を表1に示す。また、タンク側壁断面のSEM画像を図1に示す(観察倍率5000倍)。図中、中央を斜めに横断しているのがメタキシリレン基含有ポリアミド(C)であり、それを挟んでいるのがポリエチレン(A)である。
実施例2~10
 ポリエチレン(A)、酸変性ポリエチレン(B)、メタキシリレン基含有ポリアミド(C)の種類、配合量を表1に示したように変更したこと以外は実施例1と同様にしてネジ口栓付きタンクの成形を行った。
 得られたタンクについて、擬似ガソリンの透過率測定及び落下試験を実施した。結果を表1に示す。
比較例1
 ポリエチレン(A)のみを使用したこと以外は実施例1と同様にしてネジ口栓付きタンクの成形を行った。
 得られたタンクについて、擬似ガソリンの透過率測及び落下試験を実施した。結果を表1に示す。
比較例2、3
 ポリエチレン(A)、酸変性ポリエチレン(B)の種類、配合量を表1に示したように変更したこと以外は実施例1と同様にしてネジ口栓付きタンクの成形を行った。
 得られたタンクについて、擬似ガソリンの透過率測及び落下試験を実施した。結果を表1に示す。また、比較例2で得られたタンク側壁断面のSEM画像を図2に示す(観察倍率5000倍)。図中、中央を斜めに横断しているのがメタキシリレン基含有ポリアミド(C)であり、それを挟んでいるのがポリエチレン(A)である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 本発明のエチレン系構造体は、全ての実施例において優れた擬似ガソリンバリア性を示した。また得られた構造体の落下強度は優れ、室温落下時の容器割れは全く起きなかった。各実施例を代表して、実施例1で得られた構造体の容器側壁の断面をSEM観察した(図1)。その結果、樹脂組成物中でポリエチレン(A)とメタキシリレン基含有ポリアミド(C)の界面は密着しており、界面の接着性は良好であることが確認された。
 一方、高密度ポリエチレンのみからなる比較例1では、落下強度は優れるものの、擬似ガソリンバリア性に劣るものであった。
 次に、酸価が低い比較例2では、得られた構造体の容器側壁の断面について実施例1と同様にSEM観察した結果(図2)、ポリエチレン(A)とメタキシリレン基含有ポリアミド(C)の接着性が悪いため界面剥離が発生しており、これに起因して擬似ガソリンバリア性が低下し、加えて低温落下時の容器割れが頻発した。また、比較例3では、酸変性ポリエチレン(B)の添加量を比較例2よりも増やしたため、擬似ガソリンバリア性および落下強度が、比較例2に比べて改善されるものの、各実施例と比較すると劣るものであった。
 本発明のポリエチレン系構造体は、燃料や薬品のバリア性能及び酸素等の各種ガスのバリア性能に優れ、さらには実用的な強度を発揮するものである。本発明のエチレン系構造体は、草刈り機やチェーンソー等の作業機械、オートバイや船外機、自動車等の燃料タンク、ガソリン移送用パイプや燃料タンクに取り付けられるパイプ形状の部品、農薬やトイレタリー、サニタリー用洗剤、各種化学薬品の容器、食品や飲料等の容器等に好適に利用することができる。
1 メタキシレン基含有ポリアミド
2 樹脂組成物

Claims (7)

  1.  ポリエチレン(A)60~90質量%、酸変性ポリエチレン(B)5~35質量%、及びメタキシリレン基含有ポリアミド(C)5~35質量%を含有する樹脂組成物からなるポリエチレン系構造体であって、該構造体中において前記メタキシリレン基含有ポリアミド(C)が層状に分散しており、酸変性ポリエチレン(B)の酸価が5~30mg/gであることを特徴とするポリエチレン系構造体。
  2.  前記酸価が、10~30mg/gであることを特徴とする請求項1に記載のポリエチレン系構造体。
  3. 前記ポリエチレン(A)の密度が0.94~0.97g/cm3であり、かつ、前記ポリエチレン(A)のメルトフローレートが0.1~1(g/10分、190℃、2.16kgf)であることを特徴とする請求項1又は2に記載のポリエチレン系構造体。
  4. 前記酸変性ポリエチレン(B)の密度が0.90~0.96g/cm3であり、かつ、前記酸変性ポリエチレン(B)のメルトフローレートが0.1~5(g/10分、190℃、2.16kgf)であることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載のポリエチレン系構造体。
  5. 前記メタキシリレン基含有ポリアミド(C)の相対粘度が2.5~4.5であることを特徴とする請求項1~4のいずれかに記載のポリエチレン系構造体。
  6.  中空成形体であることを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載のポリエチレン系構造体。
  7.  前記中空成形体が、タンク、パイプ、ドラム又はボトルの形状を有する、請求項6に記載のポリエチレン系構造体。
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