WO2017098892A1 - 中空容器及びその製造方法 - Google Patents

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WO2017098892A1
WO2017098892A1 PCT/JP2016/084257 JP2016084257W WO2017098892A1 WO 2017098892 A1 WO2017098892 A1 WO 2017098892A1 JP 2016084257 W JP2016084257 W JP 2016084257W WO 2017098892 A1 WO2017098892 A1 WO 2017098892A1
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acid
hollow container
compression
mass
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尚史 小田
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三菱瓦斯化学株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08L77/00Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L77/06Polyamides derived from polyamines and polycarboxylic acids

Definitions

  • the present invention relates to a hollow container and a manufacturing method thereof.
  • Examples of containers for storing hydrocarbons, various chemicals, toiletries, cosmetics, beverages, kneaded foods, and the like for transporting them include tanks, bottles, cans, tubes, and the like. Many of the metals and glass that have been used as the material are being replaced by plastics. 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
  • LDPE low-density polyethylene
  • PP propylene
  • a technology for imparting gas barrier properties to a plastic container is used.
  • a barrier resin such as ethylene-vinyl alcohol copolymer resin (hereinafter sometimes abbreviated as “EVOH”) is laminated on a plastic container as an intermediate layer to form a multilayer structure (for example, see Patent Document 1.)
  • a method is known in which polyamides such as nylon 6 and 66 and an adhesive resin are blended with HDPE or the like, and a single-layer container is produced from the composition (see, for example, Patent Document 2).
  • N-MXD6 polymetaxylylene adipamide
  • N-MXD6 polymetaxylylene adipamide
  • An object of the present invention is to provide a hollow container excellent in barrier properties, suppressed in deformation of the container, and further excellent in strength, and a method for producing the same.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and as a result of intensive investigations to achieve the above object, the inventor has obtained unmodified polyolefin (A), acid-modified polyolefin (B), and polyamide (C). Using a resin composition containing a specific amount, it is molded by a compression molding method, a compression blow molding method, or a compression stretch blow molding method, and a hollow container having portions where the polyamide (C) is dispersed in layers is formed. As a result, it has been found that a hollow container having excellent barrier properties, suppressing deformation of the container, and having excellent strength can be obtained, and the present invention has been completed. That is, the present invention relates to the following ⁇ 1> to ⁇ 15>.
  • the polyamide (C) is a diamine unit in which 70 mol% or more of structural units derived from diamine are derived from metaxylylenediamine, an ⁇ , ⁇ -linear aliphatic dicarboxylic acid having 4 to 20 carbon atoms,
  • the polyamide (C) has a relative viscosity of 1.5 to 4.2 when measured using 96% by mass concentrated sulfuric acid as a solvent at a temperature of 25 ° C. and a concentration of 1 g / 100 mL.
  • ⁇ 4> The hollow container according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein the unmodified polyolefin (A) is polypropylene or polyethylene having an MFR of 0.01 to 5 g / 10 min.
  • ⁇ 5> The hollow container according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, wherein the volume of the hollow container is 30 mL to 3 L.
  • the polyamide (C) has a melting point of 225 to 240 ° C.
  • ⁇ 7> The hollow container according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6>, wherein the hollow container is obtained by a compression molding method or a compression blow molding method.
  • ⁇ 8> The hollow container according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 7>, wherein the hollow container is obtained by a compression blow molding method.
  • ⁇ 9> When the melting point of the polyamide (C) is Tm ° C., the resin temperature at the time of molding is (Tm ⁇ 15) ° C. or more and Tm ° C. or less, according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 8> Hollow container.
  • Tm ° C. the resin temperature during molding is (Tm ⁇ 15) ° C.
  • any one of ⁇ 1> to ⁇ 8> The hollow container of crab.
  • ⁇ 11> The hollow container according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 10>, wherein the body has a thickness of 0.2 to 3 mm.
  • the step of preparing a resin composition containing unmodified polyolefin (A), acid-modified polyolefin (B) and polyamide (C) is 100 parts by mass.
  • a hollow container having a step of molding by a compression blow molding method or a compression stretch blow molding method, and having a portion in which polyamide (C) is dispersed in a layer shape Production method.
  • the present invention it is possible to provide a hollow container excellent in barrier properties, suppressed in deformation of the container, and further excellent in strength, and a method for producing the same.
  • the hollow container of the present invention comprises 60 to 96 parts by mass of unmodified polyolefin (A), 1 to 20 parts by mass of acid-modified polyolefin (B), and 70 mol% or more of the structural unit derived from diamine is metaxylylenediamine.
  • Polyamide (C) 3 to 3 including a diamine unit derived from and a dicarboxylic acid unit derived from an ⁇ , ⁇ -linear aliphatic dicarboxylic acid having 4 to 20 carbon atoms in which 70 mol% or more of the structural units derived from the dicarboxylic acid are derived.
  • a resin composition containing 30 parts by mass (the total of unmodified polyolefin (A), acid-modified polyolefin (B) and polyamide (C) is 100 parts by mass) (hereinafter referred to as “resin composition of the present invention”) And a portion where the polyamide (C) is dispersed in a layered manner, using a compression molding method, a compression blow molding method, or a compression stretch blow molding method. It is a sign.
  • the present inventor has 60 to 96 parts by mass of unmodified polyolefin (A), 1 to 20 parts by mass of acid-modified polyolefin (B), and 3 to 30 parts by mass of polyamide (C) (provided that unmodified polyolefin (A), acid
  • a hollow container is produced using a resin composition containing a modified polyolefin (B) and a polyamide (C) in a total of 100 parts by mass
  • a hollow container is produced by direct blow molding as in the past. Then, a parting line (a linear bulge generated at the joint of the mold) is generated and not only the appearance is deteriorated, but also the adhesiveness of the resin is low in the parting line part, and the strength as a hollow container is reduced.
  • the present inventors have solved the above problems while maintaining barrier properties by forming a hollow container formed by a compression molding method, a compression blow molding method, or a compression stretch blow molding method.
  • the present invention has been completed.
  • the reason why the above effect is obtained is not clear, but a part is estimated as follows. Specifically, in the direct blow molding method, the resin composition needs to be a cylindrical parison, and in order to obtain a parison, it is necessary to extrude at a high resin temperature. For this reason, it is considered that the resin composition extruded in a cylindrical shape from the die generates a weld line at a portion where the resin merges.
  • Unmodified polyolefin refers to an acid-modified polyolefin (B) and a polyolefin that has not been modified with an acid.
  • Examples of the unmodified polyolefin (A) used in the present invention include various types, but preferably low density polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene, linear low density polyethylene, polypropylene, 1-polybutene, poly ( 4-methyl-1-pentene) and the like, and homopolymers of ethylene hydrocarbons having 2 or more carbon atoms, preferably 2 to 8 carbon atoms and ⁇ -olefins having 3 to 20 carbon atoms; ethylene and carbon number Copolymers having structural units derived from at least two monomers selected from the group consisting of 3 to 20 ⁇ -olefins (ethylene / propylene copolymers, ethylene / propylene / diene terpolymers, Ethylene / 1-butene copolymer, ethylene-4-methyl-1-pentene copolymer, ethylene / 1-hexene copolymer, ethylene 1-octene copolymer, ethylene / 1-decene cop
  • polystyrene resins having a high glass transition point such as resins such as polyethylene, polypropylene, and 1-polybutene, or copolymers of ⁇ -olefin and cyclic olefin are preferable.
  • polyethylene and polypropylene are preferably used.
  • Polyethylene is more preferred, and high density polyethylene (HDPE) is even more preferred.
  • High density polyethylene (HDPE) has a density is 0.942 g / cm 3 or more polyethylene, preferably its density, 0.97 g / cm 3 or less, more preferably 0.945 ⁇ 0.96g / cm 3 is there.
  • Polyethylene has sufficient crystallinity as the density increases, and the contents can be stored regardless of the type of contents contained in the hollow container. Moreover, if a density is 0.97 g / cm ⁇ 3 > or less, polyethylene will not become brittle like glass, and practical strength as a hollow container can be exhibited.
  • the unmodified polyolefin (A) used in the present invention preferably has a melt flow rate (MFR) at a load of 190 ° C. and 21.18 N (2.16 kgf) in the range of 0.01 to 5 g / 10 min. .
  • MFR melt flow rate
  • the polyamide (C) is dispersed in a layered manner without being dispersed in a granular form in the molded body, so that the barrier property is improved.
  • the MFR (190 ° C., 21.18N) of the unmodified polyolefin (A) is preferably 0.01 g / 10 min or more, more preferably 0.03 g / 10 min or more, and 0.1 g / 10 More preferably, it is at least minutes. Further, it is preferably 5 g / 10 min or less, more preferably 5 g / 10 min or less, further preferably 2.5 g / 10 min or less, and 1.0 g / 10 min or less. More preferably, it is still more preferably 0.5 g / 10 min or less.
  • the MFR of the unmodified polyolefin is measured according to the method described in JIS K 7210: 2014.
  • the resin composition of the present invention contains an acid-modified polyolefin (B).
  • the acid-modified polyolefin (B) has a role of bonding the unmodified polyolefin (A) and the polyamide (C) constituting the resin composition.
  • the adhesive strength between the unmodified polyolefin (A) and the polyamide (C) can be greatly improved.
  • the barrier property can be further improved.
  • the acid-modified polyolefin (B) used in the present invention is preferably one in which the above polyolefin is graft-modified with an unsaturated carboxylic acid or its anhydride, and is generally widely used as a compatibilizing agent or an adhesive. It is.
  • the unsaturated carboxylic acid or its anhydride examples include acrylic acid, methacrylic acid, ⁇ -ethylacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, tetrahydrophthalic acid, chloromaleic acid, butenyl succinic acid, etc. And acid anhydrides thereof. Of these, maleic acid and maleic anhydride are preferably used.
  • various conventionally known methods can be used as a method for obtaining an acid-modified polyolefin by graft copolymerization of the unsaturated carboxylic acid or its anhydride onto a polyolefin.
  • a method in which a polyolefin is melted using an extruder and a graft monomer is added for copolymerization a method in which a polyolefin is dissolved in a solvent and a graft monomer is added for copolymerization, and the polyolefin is used as an aqueous suspension.
  • a method of adding a graft monomer and copolymerizing can be mentioned later.
  • the melt flow rate (MFR) at 190 ° C. and a load of 21.18 N (2.16 kgf) of the acid-modified polyolefin (B) is preferably 1 to 10 times the melt flow rate of the unmodified polyolefin (A). More preferably, it is 1.5 to 9 times, and further preferably 2 to 8 times. It is preferable that the MFR of the acid-modified polyolefin (B) is in the above range since the appearance and barrier properties are good.
  • the acid-modified polyolefin (B) used in the present invention preferably has a melt flow rate (MFR) at a load of 190 ° C. and 21.18 N (2.16 kgf) in the range of 0.5 to 50 g / 10 minutes.
  • the MFR (190 ° C., 21.18 N) of the acid-modified polyolefin (B) is more preferably 0.5 to 30 g / 10 minutes, and further preferably 1 to 10 g / 10 minutes.
  • the MFR of the acid-modified polyolefin (B) is measured according to JIS K 7210: 2014 in the same manner as the unmodified polyolefin (A).
  • the polyamide (C) used in the present invention is a relatively hard material, if an impact or the like is applied to the molded body, cracks and peeling are likely to occur at the interface, which may impair the strength and barrier properties of the molded body. Therefore, as the acid-modified polyolefin (B) used in the present invention, by using a relatively soft property having a relatively low density, the reduction in impact strength due to the polyamide (C) is alleviated, and the molded product Practical strength can be maintained. From such a viewpoint, the density of the acid-modified polyolefin (B) used in the present invention is preferably 0.90 to 0.96, more preferably 0.90 to 0.945, and still more preferably 0.90. ⁇ 0.93.
  • the density of the acid-modified polyolefin (B) is 0.90 or more, the compatibility between the unmodified polyolefin (A) and the acid-modified polyolefin (B) is good, and the adhesion to the polyamide (C) is further improved. As a result, the strength and barrier properties of the molded body are improved.
  • the density of the acid-modified polyolefin (B) is 0.96 or less, the acid-modified polyolefin (B) has an appropriate softness, so that the strength and barrier properties are reduced even when an impact is applied to the molded body. Can be suppressed.
  • the adhesive strength between the unmodified polyolefin (A) and the polyamide (C) in the resin composition constituting the molded body can be greatly improved.
  • the gas barrier property of the resulting molded article can be greatly improved.
  • An acid value is mentioned as an index of the modification rate of the acid-modified polyolefin (B).
  • the acid value of the acid-modified polyolefin (B) used in the present invention is measured according to the method described in JIS K0070.
  • the acid value of the acid-modified polyolefin (B) is preferably 1.0 to 15.0 mg / g, more preferably 2.0 to 12.0 mg / g, still more preferably 3.0. It is ⁇ 10.0 mg / g, more preferably 3.5 to 9.8 mg / g. If the acid value of the acid-modified polyolefin (B) is 1.0 mg / g or more, the adhesiveness at the interface between the unmodified polyolefin (A) and the polyamide (C) in the resin composition will be sufficient, and as a result The obtained molded product is excellent in gas barrier properties and further has a good strength.
  • the acid value of the acid-modified polyolefin (B) is 15.0 mg / g or less, the fluidity of the resin composition at the time of molding will be appropriate, and the polyamide (C) will not float on the surface of the molded body. , Excellent appearance and barrier properties.
  • the resin composition of the present invention contains polyamide (C).
  • Polyamide (C) used in the present invention includes a structural unit derived from diamine and a structural unit derived from dicarboxylic acid, and 70 mol% or more of the structural unit derived from diamine is derived from metaxylylenediamine. And 70 mol% or more of the structural units derived from dicarboxylic acid are dicarboxylic acid units derived from ⁇ , ⁇ -linear aliphatic dicarboxylic acid having 4 to 20 carbon atoms.
  • the structural unit derived from diamine contains 70 mol% or more of structural units derived from metaxylylenediamine, preferably 80 mol% or more, more preferably 90 mol% or more.
  • Diamines that can be used in addition to metaxylylenediamine include paraxylylenediamine, 1,3-bis (aminomethyl) cyclohexane, 1,4-bis (aminomethyl) cyclohexane, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, and nonamethylenediamine. , 2-methyl-1,5-pentanediamine and the like, but are not limited thereto.
  • the dicarboxylic acid unit constituting the polyamide (C) contains 70 mol% or more, preferably 80 mol% or more of ⁇ , ⁇ -linear aliphatic dicarboxylic acid having 4 to 20 carbon atoms from the viewpoint of crystallinity. Preferably it contains 90 mol% or more.
  • the ⁇ , ⁇ -linear aliphatic dicarboxylic acid having 4 to 20 carbon atoms include suberic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid and the like. From the viewpoint of gas barrier properties and crystallinity, adipic acid And sebacic acid are preferably used, and adipic acid is more preferred.
  • dicarboxylic acid unit other than the ⁇ , ⁇ -linear aliphatic dicarboxylic acid having 4 to 20 carbon atoms examples include alicyclic dicarboxylic acids such as 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid and 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, terephthalic acid, Aromatic dicarboxylic acids such as isophthalic acid, orthophthalic acid, xylylene dicarboxylic acid, naphthalene dicarboxylic acid and the like can be exemplified, but are not limited thereto.
  • isophthalic acid and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid are preferable because polyamides having excellent barrier performance can be easily obtained without inhibiting the polycondensation reaction during the production of polyamide (C).
  • the total content of isophthalic acid and / or 2,6-naphthalenedicarboxylic acid is preferably 30 mol% or less of dicarboxylic acid units from the viewpoint of the dispersibility of polyamide (C) in the hollow container and the barrier performance of the hollow container. More preferably, it is 20 mol% or less, More preferably, it is 15 mol% or less, More preferably, it is 10 mol% or less.
  • the polyamide (C) is a diamine unit in which 70 mol% or more of structural units derived from diamine are derived from metaxylylenediamine, and an ⁇ , ⁇ -linear aliphatic dicarboxylic acid having 4 to 20 carbon atoms. It preferably contains dicarboxylic acid units derived from dicarboxylic acid having a molar ratio of acid to isophthalic acid of 70:30 to 100: 0.
  • lactams such as ⁇ -caprolactam and laurolactam
  • aminocaproic acid aminoundecanoic acid
  • aminoundecanoic acid can be used as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • Aliphatic aminocarboxylic acids such as p-aminomethylbenzoic acid and the like can be used as copolymerized units.
  • 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 coloration during polycondensation.
  • Phosphorus atom-containing compounds include dimethylphosphinic acid, phenylmethylphosphinic acid, hypophosphorous acid, sodium hypophosphite, potassium hypophosphite, lithium hypophosphite, calcium hypophosphite, ethyl hypophosphite, phenyl Phosphonous acid, sodium phenylphosphonite, potassium phenylphosphonite, lithium phenylphosphonite, ethyl phenylphosphonite, phenylphosphonic acid, ethylphosphonic acid, sodium phenylphosphonate, potassium phenylphosphonate, lithium phenylphosphonate , Diethyl phenylphosphonate, sodium ethylphosphonate, potassium ethylphosphonate
  • hypophosphorous acid metal salts such as sodium hypophosphite, potassium hypophosphite, lithium hypophosphite, and calcium hypophosphite are particularly effective in accelerating the amidation reaction and are also effective in preventing coloring. Since it is excellent, it is preferably used, and sodium hypophosphite is particularly preferable, but the phosphorus atom-containing compounds that can be used in the present invention are not limited to these compounds.
  • the amount of the phosphorus atom-containing compound added to the polycondensation system of the polyamide (C) is preferably in terms of the phosphorus atom concentration in the polyamide (C) from the viewpoint of preventing the polyamide (C) from being colored during the polycondensation. It is 1 to 500 ppm, more preferably 5 to 450 ppm, still more preferably 10 to 400 ppm.
  • an alkali metal compound or an alkaline earth metal compound in combination with a phosphorus atom-containing compound.
  • 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 metal compound is required. Preferably coexist.
  • 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 0.5 to 2. 0.0, more preferably 0.6 to 1.8, still more preferably 0.7 to 1.5.
  • the polyamide (C) obtained by melt polycondensation is once taken out, pelletized, and dried before use. Further, in order to further increase the degree of polymerization, solid phase polymerization may be performed.
  • a heating device used in drying or solid-phase polymerization a continuous heating drying device, a tumble dryer, a conical dryer, a rotary drum type heating device called a rotary dryer, etc., and a rotary blade inside a nauta mixer
  • 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 where oxygen causing coloring is removed. Are preferably used.
  • the relative viscosity is generally used for the degree of polymerization of the polyamide (C) used in the present invention.
  • the relative viscosity of polyamide (C) (relative viscosity when 96% by weight concentrated sulfuric acid is used as a solvent, temperature is 25 ° C., and the concentration is 1 g / 100 mL) is the appearance of the molded product, molding processability, and layer dispersibility. In view of the above, it is preferably 1.5 to 4.2, more preferably 1.7 to 4.0, and still more preferably 2.0 to 3.8.
  • the relative viscosity referred to here is obtained by dissolving 1 g of polyamide resin in 100 mL of 96% by mass sulfuric acid and measuring the drop time (t) measured at 25 ° C.
  • the melting point of the polyamide (C) is preferably 180 to 280 ° C., more preferably 200 to 260 ° C., and further preferably 225 to 240 ° C.
  • the melting point of the polyamide (C) is within the above range, the compatibility with the unmodified polyolefin (A) and the acid-modified polyolefin (B) is excellent, and the polyamide resin (C) is easily dispersed in a layer form. It is preferable because impact properties and barrier properties are improved.
  • the blending ratio of each material constituting the resin composition of the present invention is 60 to 96 parts by mass for the unmodified polyolefin (A), 1 to 20 parts by mass for the acid-modified polyolefin (B), and 3 to 30 for the polyamide (C). Part by mass.
  • the blending ratio is preferably 60 to 94 parts by mass of unmodified polyolefin (A), 3 to 20 parts by mass of acid-modified polyolefin (B), and 3 to 30 parts by mass of polyamide (C), more preferably.
  • the unmodified polyolefin (A) 65 to 90 parts by mass of the unmodified polyolefin (A), 3 to 20 parts by mass of the acid-modified polyolefin (B), 5 to 30 parts by mass of the polyamide (C), more preferably 70 to 70 parts by mass of the unmodified polyolefin (A).
  • the total of the three components (A) to (C) in the blending ratio is 100 parts by mass.
  • the resin composition of the present invention preferably comprises three components of unmodified polyethylene (A), acid-modified polyolefin (B), and polyamide (C).
  • ⁇ Other resins> In addition to the above-mentioned materials within the range not impairing the effects of the present invention, for example, ionomers; various modified polyethylenes such as ethylene-ethyl acrylate copolymers and ethylene-methyl acrylate copolymers; polystyrenes; various types such as polyethylene terephthalate Polyesters; various polyamides such as nylon 6 and nylon 66; styrene-butadiene copolymers and hydrogenated products thereof; various thermoplastic elastomers can be added, and various materials are blended without being limited thereto. Can do.
  • ionomers various modified polyethylenes such as ethylene-ethyl acrylate copolymers and ethylene-methyl acrylate copolymers
  • polystyrenes various types such as polyethylene terephthalate Polyesters
  • various polyamides such as nylon 6 and nylon 66
  • the resin composition contains a lubricant, a crystallization nucleating agent, a matting agent, a heat stabilizer, a weathering stabilizer, an ultraviolet absorber, Additives such as a plasticizer, a flame retardant, an antistatic agent, an anti-coloring agent, an antioxidant, an elastomer, an inorganic pigment, an organic pigment, an inorganic pigment masterbatch, and an organic pigment masterbatch can be added. These additives can be added as necessary within a range not impairing the effects of the present invention.
  • ⁇ Oxygen absorption performance In the polyamide (C) used in the present invention, a polycondensation reaction of a polyamide resin constituting the polyamide (C) with at least one metal atom selected from transition metals such as iron, cobalt, nickel, manganese, copper and zinc Oxygen absorption performance can be imparted by adding it as a compound or complex before initiation, during reaction, or during extrusion. It is also possible to add oxygen-absorbing performance by adding a diene compound such as polybutadiene having an unsaturated double bond.
  • a compound containing a metal atom (hereinafter referred to as a metal catalyst compound) is preferably used for adding and mixing the metal atom in the polyamide (C).
  • the metal catalyst compound is used in the form of a low-valent inorganic acid salt, organic acid salt or complex salt of the metal atom.
  • inorganic acid salts include halides such as chlorides and bromides, sulfates, nitrates, phosphates, silicates, and the like.
  • examples of the organic acid salt include a carboxylate, a sulfonate, and a phosphonate. Transition metal complexes with ⁇ -diketone or ⁇ -keto acid ester can also be used.
  • carboxylates, halides, and acetylacetonate complexes containing the above metal atoms are preferred because of their good oxygen absorption function.
  • the metal catalyst compound may be added singly or in combination of two or more, but those containing cobalt as a metal atom are particularly excellent in oxygen absorption function and are preferably used.
  • the concentration of the metal atom added to the polyamide (C) is not particularly limited, but is preferably in the range of 1 to 1,000 ppm, more preferably 10 to 700 ppm with respect to the polyamide resin constituting the polyamide (C). . If the addition amount of the metal atom is 1 ppm or more, in addition to the gas barrier effect in the hollow container of the present invention, the oxygen absorption function is sufficiently developed and the effect of improving the oxygen barrier property is obtained.
  • the method for adding the metal catalyst compound to the polyamide resin is not particularly limited, and can be added by any method.
  • the hollow container of the present invention is formed by compression molding, compression blow molding, or compression stretch blow molding using the resin composition.
  • the hollow container has a portion where the polyamide (C) is dispersed in a layer form.
  • the length of the polyamide (C) dispersed in layers is preferably 500 ⁇ m or more. That is, it is preferable that the layered polyamide (C) is discontinuously dispersed with a length of 500 ⁇ m or more in the continuous phase containing the unmodified polyolefin (A). Moreover, it is preferable that it is a form which has several layered polyamide (C) dispersion phases in the thickness direction of a hollow container.
  • the length of the polyamide (C) dispersed in the layered form is 500 ⁇ m or more, the gas barrier property of the hollow container is good, which is preferable.
  • the polyamide (C) dispersed in a layered form preferably has a length of 600 ⁇ m or more, and more preferably has a length of 700 ⁇ m or more.
  • the length of the layered polyamide (C) is the length of the long side of the rectangular parallelepiped constituting the layer. Specifically, it is measured by the following method.
  • dilute iodine tincture (manufactured by Tsukishima Pharmaceutical Co., Ltd.) is applied to the cross section to dye the polyamide (C) portion. This is observed using a digital microscope (manufactured by Keyence Co., Ltd., Digital Microscope VHX-1000). If the polyamide (C) is layered, the length of the polyamide (C) layer is observed. More specifically, as shown in FIG. 1, the molded hollow container is divided into three equal parts from the container bottom to the mouth, and the center of the container (tubular container body) is observed. (FIG. 1 (a)).
  • the vertical direction of the container is a direction connecting the bottom part and the mouth part
  • the horizontal direction is a direction parallel to the bottom part.
  • the average value of the length of the polyamide (C) layer per the cross section is obtained.
  • the length of the layered polyamide (C) is obtained by obtaining an average value of three hollow containers.
  • the lateral length of the cross section is set, the average value of the length of the polyamide (C) layer per rectangular region is determined, and further the average value of three hollow containers is determined.
  • the volume of the hollow container of the present invention is preferably 10 mL to 5 L, more preferably 30 mL to 3 L, still more preferably 50 mL to 2 L, and particularly preferably 100 mL to 1.5 L.
  • the thickness of the body portion of the hollow container of the present invention is preferably 0.1 mm or more, more preferably 0.2 mm or more, and further preferably 0.3 mm or more. Moreover, it is preferable that it is 3 mm or less, it is more preferable that it is 2 mm or less, and it is still more preferable that it is 1.5 mm or less. It is preferable for the thickness of the hollow container to be in the above-mentioned range since a container having sufficient barrier properties and excellent strength and light weight can be obtained.
  • the shape of the hollow container of the present invention is not particularly limited, and various shapes such as a bottle shape, a cup shape, a tray shape, and a tank shape can be adopted. Among these, a bottle shape or a tank shape is preferable, and a bottle shape is more preferable. According to the present invention, a hollow container excellent in barrier properties, appearance, and strength is provided according to the present invention as compared with a hollow container conventionally produced by the direct blow method, particularly a bottle-shaped hollow container.
  • the hollow container of the invention is particularly suitable as a bottle-shaped hollow container.
  • the items to be stored are not particularly limited.
  • gasoline, kerosene, light oil, etc., engine oil, brake oil, etc., various toiletries such as bleach, detergent, shampoo, rinse, lotion, etc.
  • toiletries such as bleach, detergent, shampoo, rinse, lotion, etc.
  • cosmetics chemical substances such as ethanol and oxidol, various organic chemicals such as agricultural chemicals, perm liquids, fragrances, bathing agents, various beverages such as vegetable juices and milk beverages, seasonings, and edible oils.
  • the hollow container of the present invention can be effectively used as a container that improves the storability of articles to be stored.
  • the hollow container of the present invention is formed by molding the resin composition of the present invention by a compression molding method, a compression blow molding method, or a compression stretch blow molding method (also referred to as a compression molding method or the like).
  • a compression molding method a compression blow molding method
  • a compression stretch blow molding method also referred to as a compression molding method or the like.
  • an extruder is used.
  • a well-known thing can be applied for the extruder used here.
  • a single-screw extruder is preferably used because it has an appropriate kneadability and can be stably extruded even under a high resin pressure.
  • the screw of a single screw extruder usually has a supply part for conveying the raw material to the end of the extruder, a compression part for completely melting the softened resin by absorbing heat, and a metering part for controlling the discharge amount. It consists of three parts.
  • a general screw can be used without limitation, but it is not necessary to use a screw generally called full flight without a kneading site called dalmage or mudock. It is preferable from the viewpoint of preventing 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. It is preferable to select those having a supply unit of 45 to 55, a compression unit of 10 to 15, and a metering unit of 35 to 45.
  • the pitch distance may be arbitrary.
  • a double flight screw which made the number of some flights into two can also be utilized.
  • the entire resin is first softened by heat received from a heater in the extruder.
  • a large amount of resin melts due to the shear stress due to screw rotation, but the small amount of resin is stretched by the shear stress, and when further subjected to the shear stress, it is cut into layers (dispersed) and uniformly dispersed (distribution). ) Is repeated and finely and uniformly kneaded in a large amount of components.
  • the polyamide (C) needs to be dispersed in layers in order to effectively enhance the barrier property.
  • the resin temperature when melt-kneading the resin composition in the extruder is in the range of (Tm ⁇ 20) ° C. to (Tm + 2) ° C. More preferably, it is in the range of (Tm-15) ° C. to (Tm ⁇ 0) ° C., more preferably in the range of (Tm-15) ° C. to (Tm ⁇ 3) ° C., and (Tm ⁇ 10) More preferably, it is in the range of from 0 ° C to (Tm-3) ° C. It is preferable to adjust the temperature of the extruder so that the resin temperature falls within the above range.
  • the resin temperature of the extruder in the present invention is a resin temperature in a die in the extruder, and it is preferable to adopt a value obtained by measuring the actual temperature of the resin actually discharged from the die at the tip of the extruder. If the difference between the number measured by the thermocouple provided at the tip of the extruder and the actual temperature of the resin is known to some extent, it may be adjusted with reference to the value.
  • melt kneading is performed at a resin temperature equal to or higher than (Tm-20) ° C., the polyamide (C) is sufficiently softened, so that unmelted pellets may be mixed into the molded product or excessively applied to the motor of the extruder. It is hard to happen that the load of.
  • the resin composition mixed in the extruder as described above is molded by a compression molding method, a compression blow molding method, or a compression stretch blow molding method to obtain a hollow container.
  • the compression molding method only needs to have a compression molding step, and may be a method of compression molding after injecting the resin composition, like the injection compression molding method.
  • the compression blow molding method may be an injection compression blow molding method
  • the compression stretch blow molding method may be an injection compression blow molding method.
  • the resin temperature when the resin composition is melt-kneaded in the injection molding machine is (Tm ⁇ 20) ° C.
  • the resin temperature in the injection molding machine in the present invention is the resin temperature at the nozzle tip in the injection molding machine, and it is preferable to employ a temperature measured by a thermocouple attached to the nozzle tip.
  • FIG. 2 is an explanatory view showing each step of the compression molding method.
  • a hollow container is obtained by introducing a resin composition into a mold (insertion, FIG. 2A) and compressing with a mold (compression, FIG. 2B).
  • FIG. 3 is explanatory drawing which shows each process of the compression blow molding method.
  • a preform is obtained by introducing a resin composition into a mold (insertion, FIG. 3 (a)) and compressing with a mold (compression, FIG. 3 (b)).
  • FIG. 3 by replacing the lower mold with a blow mold and injecting gas into the preform (blow, FIG.
  • FIG. 4 is an explanatory view showing each step of the compression stretch blow molding method.
  • a preform is obtained by introducing a resin composition into a mold (insertion, FIG. 4 (a)) and compressing with a mold (compression, FIG. 4 (b)).
  • the lower mold is replaced with a stretch blow mold, and the preform is stretched (stretch, FIG. 4C), thereby increasing the inner volume of the preform.
  • a hollow container is obtained (FIG. 4 (e)).
  • the hollow container may be molded by any of compression molding, compression blow molding, and compression stretch blow molding, but is preferably molded by compression molding or compression blow molding. More preferably, it is molded by the method. Further, when using these molding methods, a metalling pump is usually used. However, it is preferable not to use the metalling pump because it may inhibit the layer dispersibility of the polyamide (C) depending on molding conditions. .
  • Oxygen permeability measurement Using an oxygen permeability measurement device (manufactured by MOCON, trade name “OX-TRAN 2/21”), a small amount in the bottle at 23 ° C. in an atmosphere with a relative humidity of 60%. Of water (10 to 20% by volume of the bottle capacity) was sealed, and measurement was performed under an atmosphere in which the relative humidity in the container was 100%.
  • the value after 3 days when the amount of permeated toluene was stabilized was defined as the toluene permeability.
  • toluene was put into the container in the same manner as described above, and the constant temperature and constant temperature at 40 ° C. and 50% RH was obtained in the same manner as above. It stored in the humidity chamber and the mass reduction
  • the toluene permeation rate was the value after 3 days when the amount of permeated toluene was stable (the amount of decrease in mass on the 2nd to 3rd days).
  • the inside of the melt polymerization kettle was gradually returned to normal pressure, and then the melt polymerization kettle was depressurized to 80 kPaG using an aspirator to remove condensed water.
  • Examples 1 to 9, Comparative Examples 4 to 9 Manufacture of hollow containers
  • a rotary compression blow molding machine SACMI IMOLA (Italy) prepared by dry blending unmodified polyolefin (A), acid-modified polyolefin (B) and polyamide (C) at the blending ratios shown in Tables 1 and 2 100ml screw cap with a thickness of 0.5mm by placing it in the extrusion hopper of CBF), adjusting the molding temperature to the resin temperature shown in Table 1 and Table 2, and performing compression blow molding (compression blow molding) Compression blow containers (Examples 1 to 6, 8, 9 and Comparative Examples 4 to 9) with attachment or compression blow containers (Example 7) with a thickness of 1.2 mm and a 1000 ml screw cap were prepared.
  • Comparative Examples 1 to 3 Manufacture of hollow containers
  • Botoru (Comparative Examples 1 and 3), or to obtain a 1000ml screw cap stoppered direct blow container thickness 1.2 mm (Comparative Example 2).
  • the dispersibility of polyamide (C), oxygen permeability, toluene barrier property, container deformation, and drop strength of these hollow containers were evaluated. The results are shown in Table 2.
  • the hollow container obtained by the present invention is excellent in organic solvent and oxygen barrier properties and strength, fuel such as gasoline, kerosene and light oil, lubricating oil such as engine oil and brake oil, various toiletries such as bleach and detergent , Shampoos, rinses, cosmetics such as lotions, chemicals such as ethanol and oxidol, agrochemicals, perms, perfumes, various organic chemicals such as bathing agents, various beverages such as vegetable juice and milk beverages, seasonings, edible oils It can utilize as a container which accommodates various articles, such as.

Abstract

本発明の目的は、バリア性に優れ、容器の変形が抑制され、更に、強度に優れた中空容器及びその製造方法を提供することである。 本発明の中空容器は、未変性ポリオレフィン(A)60~96質量部と、酸変性ポリオレフィン(B)1~20質量部と、ジアミンに由来する構成単位の70モル%以上がメタキシリレンジアミンに由来するジアミン単位と、ジカルボン酸に由来する構成単位の70モル%以上が炭素数4~20のα,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸に由来するジカルボン酸単位とを含むポリアミド(C)3~30質量部(未変性ポリオレフィン(A)、酸変性ポリオレフィン(B)及びポリアミド(C)の合計を100質量部とする。)を含有する樹脂組成物を用いて、圧縮成形法、圧縮ブロー成形法、又は圧縮延伸ブロー成形法により成形してなり、ポリアミド(C)が層状に分散している箇所を有することを特徴とする。

Description

中空容器及びその製造方法
 本発明は、中空容器及びその製造方法に関する。
 炭化水素類や各種薬品、トイレタリー用品、化粧品、飲料、練り食品等を保存するための容器、あるいは、それらを移送するためのものとしては、例えば、タンク、ビン、缶、チューブ等が挙げられる。その素材として従来使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。
 上述の用途のうち、各種薬品、トイレタリー用品、化粧品、飲料、練り食品等の用途に使用される容器の多くは、高密度ポリエチレン(以下、「HDPE」と略する場合がある。)、直鎖状低密度ポリエチレン(以下、「LDPE」と略する場合がある。)、プロピレン(以下、「PP」と略する場合がある。)等のポリオレフィン類を利用したものであり、機械強度、成形加工性、意匠性、及び経済性に優れる。しかし、その容器は、容器内部に保存される物品の成分が容器壁を通して大気中に飛散してその物品の機能が損なわれたり、容器壁外部から酸素が容器壁を通過して容器内物品が酸化されて品質が劣化する等の問題があった。
 上記の欠点を解消するために、プラスチック容器にガスバリア性を付与する技術が利用されている。例えば、プラスチック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」と略する場合がある。)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1を参照。)。更に、ナイロン6、66等のポリアミド類と接着性樹脂をHDPE等とブレンドし、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2を参照。)。また、前記ブレンド単層容器において、ナイロン6等のポリアミド類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3を参照。)。
特開平06-328634号公報 特開昭55-121017号公報 特開2005-206806号公報
 本発明は、バリア性に優れ、容器の変形が抑制され、更に、強度に優れた中空容器及びその製造方法を提供することを目的とする。
 本発明は、かかる実情に鑑みなされたものであり、本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、未変性ポリオレフィン(A)、酸変性ポリオレフィン(B)、及びポリアミド(C)を特定量含有する樹脂組成物を用いて、圧縮成形法、圧縮ブロー成形法、又は圧縮延伸ブロー成形法により成形してなり、ポリアミド(C)が層状に分散している箇所を有する中空容器とすることにより、バリア性に優れ、容器の変形が抑制され、更に、強度に優れた中空容器が得られることを見出し、本発明を完成するに到った。
 すなわち、本発明は以下の<1>~<15>に関する。
 <1> 未変性ポリオレフィン(A)60~96質量部と、酸変性ポリオレフィン(B)1~20質量部と、ジアミンに由来する構成単位の70モル%以上がメタキシリレンジアミンに由来するジアミン単位と、ジカルボン酸に由来する構成単位の70モル%以上が炭素数4~20のα,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸に由来するジカルボン酸単位とを含むポリアミド(C)3~30質量部(未変性ポリオレフィン(A)、酸変性ポリオレフィン(B)及びポリアミド(C)の合計を100質量部とする。)を含有する樹脂組成物を用いて、圧縮成形法、圧縮ブロー成形法、又は圧縮延伸ブロー成形法により成形してなり、ポリアミド(C)が層状に分散している箇所を有することを特徴とする中空容器。
 <2> 前記ポリアミド(C)が、ジアミンに由来する構成単位の70モル%以上がメタキシリレンジアミンに由来するジアミン単位と、炭素数4~20のα,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸とイソフタル酸のモル比率が70:30~100:0であるジカルボン酸に由来するジカルボン酸単位とを含むものである、<1>に記載の中空容器。
 <3> 前記ポリアミド(C)の、96質量%濃硫酸を溶媒とし、温度25℃、濃度1g/100mLの条件下で測定した際の相対粘度が、1.5~4.2である、<1>又は<2>に記載の中空容器。
 <4> 前記未変性ポリオレフィン(A)が、MFRが0.01~5g/10分であるポリプロピレン又はポリエチレンである、<1>~<3>のいずれかに記載の中空容器。
 <5> 前記中空容器の容量が、30mL~3Lである、<1>~<4>のいずれかに記載の中空容器。
 <6> 前記ポリアミド(C)の融点が、225~240℃である、<1>~<5>のいずれかに記載の中空容器。
 <7> 前記中空容器が、圧縮成形法又は圧縮ブロー成形法により得られる、<1>~<6>のいずれかに記載の中空容器。
 <8> 前記中空容器が、圧縮ブロー成形法により得られる、<1>~<7>のいずれかに記載の中空容器。
 <9> 前記ポリアミド(C)の融点をTm℃としたとき、成形時の樹脂温度が、(Tm-15)℃以上Tm℃以下である、<1>~<8>のいずれかに記載の中空容器。
 <10> 前記ポリアミド(C)の融点をTm℃としたとき、成形時の樹脂温度が、(Tm-15)℃以上(Tm-3)℃以下である、<1>~<8>のいずれかに記載の中空容器。
 <11> 胴部の厚みが、0.2~3mmである、<1>~<10>のいずれかに記載の中空容器。
 <12> 未変性ポリオレフィン(A)60~96質量部と、酸変性ポリオレフィン(B)1~20質量部と、ジアミンに由来する構成単位の70モル%以上がメタキシリレンジアミンに由来するジアミン単位と、ジカルボン酸に由来する構成単位の70モル%以上が炭素数4~20のα,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸に由来するジカルボン酸単位とを含むポリアミド(C)3~30質量部(未変性ポリオレフィン(A)、酸変性ポリオレフィン(B)及びポリアミド(C)の合計を100質量部とする。)を含有する樹脂組成物を調製する工程、及び前記樹脂組成物を、圧縮成形法、圧縮ブロー成形法、又は圧縮延伸ブロー成形法により成形する工程を有し、ポリアミド(C)が層状に分散している箇所を有することを特徴とする中空容器の製造方法。
 <13> 前記ポリアミド(C)の融点をTm℃としたとき、成形時の樹脂温度が、(Tm-15)℃以上Tm℃以下である、<12>に記載の中空容器の製造方法。
 <14> 前記ポリアミド(C)の融点をTm℃としたとき、成形時の樹脂温度が、(Tm-15)℃以上(Tm-3)℃以下である、<12>に記載の中空容器の製造方法。
 <15> 前記樹脂組成物を、圧縮成形法又は圧縮ブロー成形法に成形する工程を有する、<12>~<14>のいずれかに記載の中空容器の製造方法。
 本発明によれば、バリア性に優れ、容器の変形が抑制され、更に、強度に優れた中空容器及びその製造方法を提供することができる。
ポリアミド(C)の分散状態の観察、及び分散長さの測定における試料の切断面を示す説明図である。 圧縮成形法の各工程を示す説明図である。 圧縮ブロー成形法の各工程を示す説明図である。 圧縮延伸ブロー成形法の各工程を示す説明図である。 実施例1の中空容器の切断面である。
 以下、本発明について詳細に説明する。なお、以下の説明において、数値範囲を表す「A~B」の記載は、「A以上B以下」(A<Bの場合)、又は「A以下B以上」(A>Bの場合)を意味する。
[中空容器]
 本発明の中空容器は、未変性ポリオレフィン(A)60~96質量部と、酸変性ポリオレフィン(B)1~20質量部と、ジアミンに由来する構成単位の70モル%以上がメタキシリレンジアミンに由来するジアミン単位と、ジカルボン酸に由来する構成単位の70モル%以上が炭素数4~20のα,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸に由来するジカルボン酸単位とを含むポリアミド(C)3~30質量部(未変性ポリオレフィン(A)、酸変性ポリオレフィン(B)及びポリアミド(C)の合計を100質量部とする。)を含有する樹脂組成物(以下、「本発明の樹脂組成物」ともいう。)を用いて、圧縮成形法、圧縮ブロー成形法、又は圧縮延伸ブロー成形法により成形してなり、ポリアミド(C)が層状に分散している箇所を有することを特徴とする。
 本発明者は、未変性ポリオレフィン(A)60~96質量部、酸変性ポリオレフィン(B)1~20質量部、及びポリアミド(C)3~30質量部(ただし、未変性ポリオレフィン(A)、酸変性ポリオレフィン(B)、及びポリアミド(C)の合計を100質量部とする。)を含有する樹脂組成物を用いて中空容器を作製するに際し、従来のようにダイレクトブロー成形にて中空容器を作製すると、パーティングライン(金型の合わせ目に生じる線状の出っ張り)が発生し、外観を損ねるばかりではなく、パーティングライン部分では樹脂の接着性が低く、中空容器としての強度が低下することを見出した。更に、ダイレクトブロー成形を行うと、ウェルドラインが発生し、外観を損ねるばかりではなく、強度が低下することを見出した。また、パーティングラインやウェルドライン上では、ポリアミド(C)が層状分散しにくく、その部分でバリア性が低下することを見出した。
 本発明者は鋭意検討した結果、圧縮成形法、圧縮ブロー成形法、又は圧縮延伸ブロー成形法により成形してなる中空容器とすることにより、バリア性を維持しつつ、上記の問題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。
 上記の効果が得られる理由は明確ではないが、一部は以下のように推定される。具体的には、ダイレクトブロー成形法では、樹脂組成物を円筒状のパリソンとする必要があり、パリソンとするために、樹脂の温度を高くして押出す必要がある。このため、ダイから円筒状に押出された樹脂組成物は、樹脂が合流する部分にウェルドラインが発生してしまうと考えられる。また、製造上の観点から、中空容器の底部に金型の合わせ目が存在し、このためにパーティングラインが発生する。一方、上述の圧縮成形法、圧縮ブロー成形法、又は圧縮延伸ブロー法では、パリソンとする必要がなく、ウェルドラインの発生が抑制される。更に、ダイレクトブロー法では、パリソンをブロー成形するため、パーティングラインでの強度の劣化が認められるが、上述した圧縮成形法等を採用した場合には、パーティングラインが発生しないため、得られる中空容器の強度の劣化が大幅に改善されたものと推定される。また、得られる中空容器のパーティングラインやウェルドラインがないことにより、ポリアミド(C)の層状分散性が阻害されず、その部分でのバリア性の低下が改善されたものと推定される。
 以下、各成分について詳細に説明する。
<未変性ポリオレフィン(A)>
 本発明の樹脂組成物は、未変性ポリオレフィン(A)を含有する。なお、「未変性ポリオレフィン」とは、酸変性ポリオレフィン(B)に対するものであり、酸により変性されていないポリオレフィンを意味する。
 本発明で用いられる未変性ポリオレフィン(A)としては、種々のものが挙げられるが、好ましくは低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、1-ポリブテン、ポリ(4-メチル-1-ペンテン)などの炭素数2以上、好ましくは炭素数2~8のエチレン系炭化水素の単独重合体及び炭素数3~20のα-オレフィンの単独重合体;エチレン及び炭素数3~20のα-オレフィンよりなる群から選択される少なくとも2種の単量体に由来する構成単位を有する共重合体(エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体、エチレン・1-ブテン共重合体、エチレン・4-メチル-1-ペンテン共重合体、エチレン・1-ヘキセン共重合体、エチレン・1-オクテン共重合体、エチレン・1-デセン共重合体、プロピレン・1-ブテン共重合体、プロピレン・4-メチル-1-ペンテン共重合体、プロピレン・1-ヘキセン共重合体、プロピレン・1-オクテン共重合体、プロピレン・1-デセン共重合体など)、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(ノルボルネンとの共重合体など)が挙げられる。これらのポリオレフィンは単独で用いることもできるし、2種類以上の混合物として使用することもできる。
 これらのポリオレフィンの中で、ポリエチレン、ポリプロピレン、1-ポリブテン等の樹脂、又はα-オレフィンと環状オレフィンとの共重合体等のガラス転移点の高い樹脂が好ましく、中でも、ポリエチレンやポリプロピレンが好ましく用いられ、ポリエチレンがより好ましく、高密度ポリエチレン(HDPE)が更に好ましい。
 高密度ポリエチレン(HDPE)は、密度が0.942g/cm以上のポリエチレンであり、好ましくはその密度が、0.97g/cm以下、より好ましくは0.945~0.96g/cmである。ポリエチレンは、密度が高くなることで結晶性が十分なものとなり、中空容器に収容される内容物の種類によらず、その内容物を保存することが可能となる。また、密度が0.97g/cm以下であれば、ポリエチレンがガラスのように脆くなることはなく、中空容器として実用的な強度を発揮することができる。
 本発明で用いられる未変性ポリオレフィン(A)は、190℃、21.18N(2.16kgf)の荷重におけるメルトフローレート(MFR)が、0.01~5g/10分の範囲にあることが好ましい。前記MFRが5g/10分以下であれば、ポリアミド(C)が、成形体中で粒状に分散することなく、層状に分散するので、バリア性が向上する。
 未変性ポリオレフィン(A)のMFR(190℃、21.18N)は、0.01g/10分以上であることが好ましく、0.03g/10分以上であることがより好ましく、0.1g/10分以上であることが更に好ましい。また、5g/10分以下であることが好ましく、5g/10分以下であることがより好ましく、2.5g/10分以下であることが更に好ましく、1.0g/10分以下であることがより更に好ましく、0.5g/10分以下であることがより更に好ましい。
 未変性ポリオレフィンのMFRは、JIS K 7210:2014に記載の方法に準拠して測定される。
<酸変性ポリオレフィン(B)>
 本発明の樹脂組成物は、酸変性ポリオレフィン(B)を含有する。酸変性ポリオレフィン(B)は、樹脂組成物を構成する未変性ポリオレフィン(A)とポリアミド(C)とを接着する役割を有する。本発明では、酸変性ポリオレフィン(B)を用いることで、未変性ポリオレフィン(A)とポリアミド(C)との接着強度を大幅に向上させることができる。また、ポリアミド(C)の層状分散性に寄与するため、バリア性をより一層向上させることができる。
 本発明で用いられる酸変性ポリオレフィン(B)は、上記ポリオレフィンが不飽和カルボン酸又はその無水物でグラフト変性されたものであることが好ましく、一般に相溶化剤や接着剤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、ブテニルコハク酸など、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オレフィンにグラフト共重合して酸変性ポリオレフィ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、ポリオレフィンを押出機等を用いて溶融させ、グラフトモノマーを添加して共重合させる方法、ポリオレフィ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、ポリオレフィンを水懸濁液とした後に、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。
 酸変性ポリオレフィン(B)の190℃、21.18N(2.16kgf)の荷重におけるメルトフローレート(MFR)は、未変性ポリオレフィン(A)のメルトフローレートの1~10倍であることが好ましく、より好ましくは1.5~9倍、更に好ましくは2~8倍である。酸変性ポリオレフィン(B)のMFRが上記範囲内であると、外観やバリア性が良好であるので好ましい。
 本発明で用いられる酸変性ポリオレフィン(B)は、190℃、21.18N(2.16kgf)の荷重におけるメルトフローレート(MFR)が、0.5~50g/10分の範囲にあることが好ましい。前記MFRがこの範囲内であれば、成形性やバリア性が向上する。
 酸変性ポリオレフィン(B)のMFR(190℃、21.18N)は、0.5~30g/10分であることがより好ましく、1~10g/10分であることが更に好ましい。
 酸変性ポリオレフィン(B)のMFRは、未変性ポリオレフィン(A)と同様に、JIS K 7210:2014に準拠して測定される。
 本発明で用いられるポリアミド(C)は比較的硬い材料であるため、成形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、成形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オレフィン(B)として、比較的柔らかい性質を有する密度が比較的低いものを利用することで、ポリアミド(C)に起因する衝撃強度低下を緩和し、成形体の実用的な強度を保つことができる。
 このような観点から、本発明に用いられる酸変性ポリオレフィン(B)の密度は、好ましくは0.90~0.96であり、より好ましくは0.90~0.945、更に好ましくは0.90~0.93である。
 酸変性ポリオレフィン(B)の密度が0.90以上であれば、未変性ポリオレフィン(A)と酸変性ポリオレフィン(B)との相溶性が良好なものとなり、更にポリアミド(C)との接着性が向上して成形体の強度やバリア性が優れたものとなる。また、酸変性ポリオレフィン(B)の密度が0.96以下であれば、酸変性ポリオレフィン(B)が適度な柔らかさを有するため、成形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。
 酸変性ポリオレフィン(B)の酸変性率を特定の範囲とすることで、成形体を構成する樹脂組成物中の未変性ポリオレフィン(A)とポリアミド(C)の接着強度を大幅に向上させることができ、その結果得られる成形体のガスバリア性を大幅に向上させることができる。
 酸変性ポリオレフィン(B)の変性率の指標となるものとしては、酸価が挙げられる。
 本発明で用いられる酸変性ポリオレフィン(B)の酸価は、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、酸変性ポリオレフィン(B)の酸価は、好ましくは1.0~15.0mg/gであり、より好ましくは2.0~12.0mg/gであり、更に好ましくは3.0~10.0mg/gであり、より更に好ましくは3.5~9.8mg/gである。
 酸変性ポリオレフィン(B)の酸価が1.0mg/g以上であれば、樹脂組成物中の未変性ポリオレフィン(A)とポリアミド(C)との界面の接着性が十分なものとなり、その結果得られた成形体はガスバリア性に優れ、更に成形体の強度が良好なものとなる。
 酸変性ポリオレフィン(B)の酸価が15.0mg/g以下であれば、成形加工時の樹脂組成物の流動性が適度なものとなり、ポリアミド(C)が成形体の表面に浮き出ることがなく、外観やバリア性に優れたものとなる。
<ポリアミド(C)>
 本発明の樹脂組成物は、ポリアミド(C)を含有する。
 本発明で用いるポリアミド(C)は、ジアミンに由来する構成単位と、ジカルボン酸に由来する構成単位とを含み、ジアミンに由来する構成単位の70モル%以上がメタキシリレンジアミンに由来するジアミン単位であり、ジカルボン酸に由来する構成単位の70モル%以上が炭素数4~20のα,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸に由来するジカルボン酸単位である。
 ジアミンに由来する構成単位は、メタキシリレンジアミンに由来する構成単位を70モル%以上含有し、好ましくは80モル%以上、より好ましくは90モル%以上含有する。
 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。
 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、炭素数4~20のα,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸を70モル%以上含有し、好ましくは80モル%以上、より好ましくは90モル%以上含有する。
 炭素数4~20のα,ω-直鎖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、ドデカン二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、アジピン酸がより好ましい。
 炭素数4~20のα,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸以外のジカルボン酸単位としては、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、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、バリア性能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。イソフタル酸及び/又は2,6-ナフタレンジカルボン酸の含有量合計は、中空容器中のポリアミド(C)の分散性及び中空容器のバリア性能の観点から、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、更に好ましくは15モル%以下であり、より更に好ましくは10モル%以下である。
 すなわち、本発明において、ポリアミド(C)が、ジアミンに由来する構成単位の70モル%以上がメタキシリレンジアミンに由来するジアミン単位と、炭素数4~20のα,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸とイソフタル酸のモル比率が70:30~100:0であるジカルボン酸に由来するジカルボン酸単位とを含むものであることが好ましい。
 また、前述したジアミン単位及びジカルボン酸単位以外にも、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。
 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。
 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、次亜リン酸カルシウム、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、亜リン酸カリウム、亜リン酸カルシウム、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、次亜リン酸カルシ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。
 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、重縮合中のポリアミド(C)の着色を防止する観点から、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、更に好ましくは10~400ppmである。
 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。
 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、更に好ましくは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。
 本発明で用いるポリアミド(C)の重合度については、相対粘度が一般的に使われる。ポリアミド(C)の相対粘度(96質量%濃硫酸を溶媒とし、温度25℃、濃度1g/100mLの条件出測定した際の相対粘度)は、成形品の外観や成形加工性、及び層状分散性の観点から、好ましく1.5~4.2であり、より好ましくは1.7~4.0、更に好ましくは2.0~3.8である。
 なお、ここでいう相対粘度は、ポリアミド樹脂1gを96質量%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質量%硫酸そのものの落下時間(t)の比であり、次式で示される。
   相対粘度=t/t
 ポリアミド(C)の融点は、180~280℃であることが好ましく、200~260℃であることがより好ましく、225~240℃であることが更に好ましい。ポリアミド(C)の融点が上記範囲内であると、未変性ポリオレフィン(A)及び酸変性ポリオレフィン(B)との相溶性に優れ、ポリアミド樹脂(C)が層状に分散しやすく、その結果、耐衝撃性やバリア性が良好となるので好ましい。
<各材料の配合比率>
 本発明の樹脂組成物を構成する各材料の配合比率は、未変性ポリオレフィン(A)が60~96質量部、酸変性ポリオレフィン(B)が1~20質量部、ポリアミド(C)が3~30質量部である。前記配合比率としては、好ましくは未変性ポリオレフィン(A)が60~94質量部、酸変性ポリオレフィン(B)が3~20質量部、ポリアミド(C)が3~30質量部であり、より好ましくは未変性ポリオレフィン(A)が65~90質量部、酸変性ポリオレフィン(B)が3~20質量部、ポリアミド(C)が5~30質量部であり、更に好ましくは未変性ポリオレフィン(A)が70~90質量部、酸変性ポリオレフィン(B)が5~20質量部、ポリアミド(C)が5~25質量部である。ただし、前記配合比率における(A)~(C)の3成分の合計を100質量部とする。
 (A)~(C)の3成分の配合比率を上述の範囲に設定することによって、成形体のバリア性能を効率的に高めることができ、かつ成形体の強度低下を最小限にすることができる。本発明の樹脂組成物は、未変性ポリエチレン(A)、酸変性ポリオレフィン(B)、及びポリアミド(C)の3成分からなることが好ましい。
<その他の樹脂>
 その他、本発明の効果を損なわない範囲で上述の材料以外にも、例えば、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。
<添加剤>
 本発明において、樹脂組成物の成形性、中空容器に要求される性能に応じて、樹脂組成物中に滑剤、結晶化核剤、艶消剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、紫外線吸収剤、可塑剤、難燃剤、帯電防止剤、着色防止剤、酸化防止剤、エラストマー、無機顔料、有機顔料、無機顔料マスターバッチ、有機顔料マスターバッチ等の添加剤を添加することができる。これらの添加剤は、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて添加することができる。
<酸素吸収性能付与>
 本発明で用いるポリアミド(C)において、鉄、コバルト、ニッケル、マンガン、銅及び亜鉛等の遷移金属から選択された1種以上の金属原子を、ポリアミド(C)を構成するポリアミド樹脂の重縮合反応開始前、反応中、又は押出成形時に化合物又は錯体として添加することで、酸素吸収性能を付与することができる。また、不飽和二重結合を持ったポリブタジエンなどのジエン系化合物などを添加して酸素吸収性能を付与することも可能である。
 本発明において、前記金属原子をポリアミド(C)中に添加、混合するには金属原子を含有する化合物(以下、金属触媒化合物と称する)を用いることが好ましい。金属触媒化合物は前記金属原子の低価数の無機酸塩、有機酸塩又は錯塩の形で使用される。
 無機酸塩としては、塩化物や臭化物等のハロゲン化物、硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩、ケイ酸塩等が挙げられる。一方、有機酸塩としては、カルボン酸塩、スルホン酸塩、ホスホン酸塩等が挙げられる。また、β-ジケトン又はβ-ケト酸エステル等との遷移金属錯体も利用することができる。中でも、酸素吸収機能が良好であることから、前記金属原子を含むカルボン酸塩、ハロゲン化物、アセチルアセトネート錯体が好ましい。
 上記金属触媒化合物は、1種単独で添加してもよく、2種以上を添加することができるが、金属原子としてコバルトを含むものが特に酸素吸収機能に優れており、好ましく用いられる。
 ポリアミド(C)に添加される前記金属原子の濃度は特に制限はないが、ポリアミド(C)を構成するポリアミド樹脂に対して1~1,000ppmの範囲が好ましく、より好ましくは10~700ppmである。金属原子の添加量が1ppm以上であれば、本発明の中空容器におけるガスバリア効果に加え、酸素吸収機能が十分に発現し、酸素バリア性の向上効果が得られる。ポリアミド樹脂に金属触媒化合物を添加する方法は特に限定されず、任意の方法で添加することができる。
<中空容器>
 本発明の中空容器は、前記樹脂組成物を用いて圧縮成形法、圧縮ブロー成形法、又は圧縮延伸ブロー成形法により成形してなる。前記中空容器は、ポリアミド(C)が層状に分散している箇所を有する。
 層状に分散したポリアミド(C)の長さは500μm以上であることが好ましい。すなわち、未変性ポリオレフィン(A)を含む連続相中に、層状のポリアミド(C)が500μm以上の長さで不連続的に分散している形態であることが好ましい。また、中空容器の厚み方向において、複数の層状のポリアミド(C)分散相を有している形態であることが好ましい。該層状に分散したポリアミド(C)の長さが500μm以上であると、中空容器のガスバリア性が良好であるので好ましい。この観点から、層状に分散しているポリアミド(C)は、600μm以上の長さを有していることがより好ましく、700μm以上の長さを有していることが更に好ましい。
 ここで、層状のポリアミド(C)の長さとは、層を構成する直方体の長辺の長さのことである。具体的には、以下の方法により測定される。
 成形した中空容器を切断し、断面を平滑にした後、希ヨードチンキ(月島薬品(株)製)を断面に塗布してポリアミド(C)部分を染色する。これをデジタル顕微鏡((株)キーエンス製、デジタルマイクロスコープ VHX-1000)を用いて観察し、ポリアミド(C)が層状になっていれば、ポリアミド(C)層の長さを観察する。
 より具体的には、図1に示すように、成形した中空容器の容器底部から、口部までの間で横に3等分し、容器中央部(筒状の容器胴部)について観察を行う(図1(a))。ここで、容器の縦方向とは、底部と口部とを結ぶ方向であり、横方向とは、底部に平行な方向である。容器中央部の横断面において、中空部の中央を通る任意の線で、容器中央部を縦方向に切断し、次に、中空部の中央を通り、前記線に直行する方向で、容器中央部を縦方向に切断する(図1(b))。このようにして得られた4つの部分について、縦方向の切断面を観察する。上述のようにして観察を行い、ポリアミド(C)層が層状になっていれば、ポリアミド(C)層の長さを測定する。
 ポリアミド(C)層の長さは、容器壁の厚み方向に1mm×縦方向に10mmの断面において、当該断面(面積10mm)あたりのポリアミド(C)層の長さの平均値を求め、更に、中空容器3個の平均値を求めることで、層状のポリアミド(C)の長さを求める。
 なお、成形体の断面厚みが1mm未満である場合には、〔成形体断面の厚み(単位:mm)〕×(成形体断面の横方向の長さ)=10mmとなるように、成形体断面の横方向の長さを設定し、該長方形領域あたりのポリアミド(C)層の長さの平均値を求め、更に、中空容器3個の平均値を求める。
 本発明の中空容器の容量は、10mL~5Lであることが好ましく、30mL~3Lであることがより好ましく、50mL~2Lであることが更に好ましく、100mL~1.5Lであることが特に好ましい。
 本発明の中空容器の胴部の厚みは、0.1mm以上であることが好ましく、0.2mm以上であることがより好ましく、0.3mm以上であることが更に好ましい。また、3mm以下であることが好ましく、2mm以下であることがより好ましく、1.5mm以下であることが更に好ましい。中空容器の厚みが上記範囲内であると、十分なバリア性を有しつつ、強度に優れ、かつ、軽量な容器が得られるので好ましい。
 本発明の中空容器の形状は特に限定されず、ボトル状、カップ状、トレイ状、タンク状等の種々の形状を採用することができる。これらの中でも、ボトル状又はタンク状であることが好ましく、ボトル状であることがより好ましい。従来はダイレクトブロー法にて作製されていた中空容器、特に、ボトル状の中空容器に比して、本発明によれば、バリア性、外観、強度に優れた中空容器が提供されるので、本発明の中空容器はボトル状の中空容器として特に好適である。
 収納する物品としては特に限定されないが、例えば、ガソリン、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、洗剤等の各種トイレタリー用品、シャンプー、リンス、化粧水等の各種化粧品、エタノール、オキシドール等の化学物質、農薬、パーマ液、香料、入浴剤等の各種有機薬品、野菜ジュースや乳飲料等の各種飲料、調味料、食用油等の様々な物品が挙げられる。
 本発明の中空容器は、収納する物品の保存性を高める容器として、有効に利用することができる。
<成形方法>
 本発明の中空容器は、本発明の樹脂組成物を圧縮成形法、圧縮ブロー成形法、又は圧縮延伸ブロー成形法(圧縮成形法等ともいう。)により成形してなる。
 本発明の中空容器を圧縮成形法等により成形する方法で製造する際には、押出機が使用される。ここで使用する押出機は公知のものを適用することができる。中でも、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の押出機が好ましく用いられる。
 単軸の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な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、ポリアミド(C)の過度の分散を防止する観点から好ましい。
 スクリューは、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ポリアミド(C)が切断され、微分散化する可能性がある。
 圧縮成形法等で使用す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により多量成分の樹脂が溶融するが、少量成分の樹脂は剪断応力により引き延ばされ、更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。
 本発明の中空容器中では、バリア性を効果的に高めるため、ポリアミド(C)が層状に分散している必要がある。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ポリアミド(C)が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、押出機温度の設定を最適化する方法が挙げられる。
 ここで、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、樹脂劣化が懸念されるため、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、ポリアミド(C)の融点をTm℃としたとき、押出機内で樹脂組成物を溶融混練する際の樹脂温度が、(Tm-20)℃~(Tm+2)℃の範囲であることが好ましく、(Tm-15)℃~(Tm±0)℃の範囲であることがより好ましく、(Tm-15)℃~(Tm-3)℃の範囲であることが更に好ましく、(Tm-10)℃~(Tm-3)℃の範囲であることがより更に好ましい。樹脂温度が前記の範囲になるように、押出機の温度を調節することが好ましく行われる。
 本発明における押出機の樹脂温度は、押出機内のダイスにおける樹脂温度のことであり、実際に押出機先端のダイス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。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。
 (Tm-20)℃の温度以上となる樹脂温度で溶融混練を行うと、ポリアミド(C)が十分に軟化するので、未溶融のペレットが成形品に混入することや、押出機のモーターに過度の負荷がかかるといったことが起こりにくい。(Tm+2)℃の温度以下となる樹脂温度で溶融混練を行うと、ポリアミド(C)が完全に融解してスクリュー回転による剪断応力で過度に分散するといったことが起こりにくいため、ポリアミド(C)が樹脂組成物中で微細な粒子状にならずに、層状の分散状態を保つことができ、成形体のバリア性が大きく向上する。
 本発明において、上述のように押出機で混合された樹脂組成物を圧縮成形法、圧縮ブロー成形法、又は圧縮延伸ブロー成形法により成形して、中空容器を得る。
 なお、例えば、圧縮成形法は、圧縮成形工程を有するものであればよく、射出圧縮成形法のように、樹脂組成物を射出した後に圧縮成形する方法であってもよい。同様に、圧縮ブロー成形法は、射出圧縮ブロー成形法であってもよく、また、圧縮延伸ブロー成形法は、射出圧縮ブロー成形法であってもよい。なお、射出圧縮成形法等により成形する場合、ポリアミド(C)の融点をTm℃としたとき、射出成形機内で樹脂組成物を溶融混練する際の樹脂温度が、(Tm-20)℃~(Tm+2)℃の範囲であることが好ましく、(Tm-15)℃~(Tm±0)℃の範囲であることがより好ましく、(Tm-15)℃~(Tm-3)℃の範囲であることが更に好ましく、(Tm-10)℃~(Tm-3)℃の範囲であることがより更に好ましい。本発明における射出成形機内の樹脂温度は、射出成形機内のノズル先端における樹脂温度のことであり、ノズル先端部分に付属の熱電対により、温度を測定したものを採用することが好ましい。
 以下、図面を使用して、圧縮成形法等について説明する。
 図2は、圧縮成形法の各工程を示す説明図である。圧縮成形法では、金型内に樹脂組成物を導入し(insertion、図2(a))、金型で圧縮する(compression、図2(b))ことで中空容器を得る。
 また、図3は、圧縮ブロー成形法の各工程を示す説明図である。圧縮ブロー成形法では、金型内に樹脂組成物を導入し(insertion、図3(a))、金型で圧縮する(compression、図3(b))ことで、プリフォームを得る。次に、図3では、下部の金型をブロー用の金型に交換し、プリフォームにガスを注入することで(blow、図3(c))、中空容器が得られる(図3(d))。
 図4は、圧縮延伸ブロー成形法の各工程を示す説明図である。圧縮延伸ブロー成形法では、金型内に樹脂組成物を導入し(insertion、図4(a))、金型で圧縮する(compression、図4(b))ことで、プリフォームを得る。次に、図4では下部の金型を延伸ブロー用の金型に交換し、プリフォームを延伸する(stretch、図4(c))ことで、プリフォームの内容積を大きくする。最後に、プリフォームにガスを注入することで(blow、図4(d))、中空容器が得られる(図4(e))。
 本発明において、中空容器は、圧縮成形法、圧縮ブロー成形法、圧縮延伸ブロー成形法のいずれにより成形してもよいが、圧縮成形法又は圧縮ブロー成形法により成形することが好ましく、圧縮ブロー成形法により成形することがより好ましい。また、これら成形法を用いる場合、通常、メタリングポンプを使用するが、メタリングポンプは、成形条件によって、ポリアミド(C)の層状分散性を阻害する可能性があるので、用いない方が好ましい。
 以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお本発明における評価のための測定は以下の方法によった。
(1)未変性ポリオレフィン(A)及び酸変性ポリオレフィン(B)のMFR(g/10分)
 (株)東洋精機製作所製メルトインデクサーを使用し、JIS K7210:2014に準拠して、付属書Bに基づく温度及び荷重にて、190℃、2.16kgfの条件にて測定を行った。
(2)未変性ポリオレフィン(A)及び酸変性ポリオレフィン(B)の密度(g/cm
 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機を用い、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)酸変性ポリオレフィン(B)の酸価(mg/g)
 JIS K0070-1992に準拠して、中和滴定により測定を行った。酸変性ポリオレフィン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)、酸変性ポリオレフィンの質量(S)から式(7)により酸価を算出した。
  酸価=T×f×5.611/S ・・・(7)
(4)ポリアミド樹脂の相対粘度
 ポリアミド樹脂0.2gを精秤し、96質量%硫酸20ml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℃の恒温漕中で10分間放置後、落下時間(t)を測定した。また、96質量%硫酸そのものの落下時間(t)も同様に測定した。そして、これらのt及びtから下記式により相対粘度を算出した。
  相対粘度=t/t  
(5)ガラス転移温度及び融点測定
 示差走査熱量計((株)島津製作所製、商品名:DSC-60)を用い、昇温速度10℃/分で窒素気流下にDSC測定(示差走査熱量測定)を行い、ガラス転移温度(Tg)及び融点(Tm)を求めた。
(6)ポリアミド(C)の分散状態の観察
 成形した中空容器の容器底部から、口部までの間で横方向に3等分した容器の中央部について、中空部の中央を通る任意の線で縦方向に切断し、更に当該線に90°に方向で、中空部の中央を通る縦断面で断面をカッターで平滑にした後、希ヨードチンキ(月島薬品(株)製)を断面に塗布してポリアミド(C)部分を染色した。これをデジタル顕微鏡((株)キーエンス製、 デジタルマイクロスコープ VHX-1000)を用いてポリアミド(C)の分散状態を観察した。
 図5に、実施例1の中空容器について観察したポリアミド(C)の分散状態を示す。
(7)酸素透過率測定
 酸素透過率測定装置(MOCON社製、商品名「OX-TRAN 2/21」)を使用し、23℃にて相対湿度60%の雰囲気下にて、ボトル内に少量の水(ボトル容量の10~20体積%)を封入して、容器内の相対湿度が100%の雰囲気下で測定した。
(8)トルエンバリア性評価
 実施例及び比較例で作製した容器に、容器容量の80%(100ml容器は80ml、1000ml容器は800ml)までトルエンを入れた後、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、該容器を40℃50%RHの恒温恒湿室に保管して、24時間ごとに総量を記録し、質量減少量を記録した。質量減少分が、透過したトルエンにあたる。透過したトルエン量が、安定した3日後の値(2日目~3日目での質量減少分)をトルエン透過率とした。
 また、作製した容器を60℃50%RHの恒温恒湿室に3日間保管した後、上記と同様にして容器にトルエンを入れ、上記と同様の方法にて、40℃50%RHの恒温恒湿室に保管して、24時間ごとの質量減少分を測定した。透過したトルエン量が、安定した3日後の値(2日目~3日目での質量減少分)をトルエン透過率とした
(9)容器変形の評価
 トルエンバリア性評価で用いたトルエンを封入した容器(40℃50%RHでの保管のみであり、60℃50RHでの保管を行っていないもの)を40℃50%RHで3日間保管後、外観で容器変形を確認し、評価した。
(10)落下強度の評価
 実施例及び比較例で作製した容器のうち、容量が100mlのボトルについては、水80mlを充填してキャップを閉め、23℃、50%RHの恒温恒湿室で1週間保管した。また、容量が1000mlのボトルについては、水800mlを充填してキャップを閉め、23℃、50%RHの恒温恒湿室で1週間保管した。次いで、23℃、50%RHの恒温恒湿室にて、容器の底面を下にし、100cmの高さからコンクリート上に10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。
 評価基準は、以下の通りである。
  ○:割れた容器が0個である。
  ×:割れた容器が1個以上である。
[使用した樹脂]
<未変性ポリオレフィン(A)>
・A1
 日本ポリエチレン(株)製、商品名:ノバテックHD HB420R、MFR=0.2g/10分、密度=0.956g/cm
・A2
 プライムポリマー(株)製、高密度ポリエチレン、商品名:ハイゼックス 6008B、MFR=0.36g/10分、密度=0.956g/cm
・A3
 京葉ポリエチレン(株)製、高密度ポリエチレン、商品名:KEIYOポリエチ B5500、MFR=0.03g/10分、密度=0.954g/cm
<酸変性ポリオレフィン(B)>
 三井化学(株)製、商品名:アドマー AT1000、MFR=1.8g/10分、密度=0.927g/cm、酸価9.5mg/g
<ポリアミド(C)>
・C1
 ポリ(メタキシリレンアジパミド)、三菱ガス化学(株)製、商品名:MXナイロン S6001、相対粘度=2.3、ガラス転移温度=87℃、融点=237℃
・C2
 ポリ(メタキシリレンアジパミド)、三菱ガス化学(株)製、商品名:MXナイロン S6007、相対粘度=2.7、ガラス転移温度=87℃、融点=237℃
・C3
 ポリ(メタキシリレンアジパミド)、三菱ガス化学(株)製、商品名:MXナイロン S6121、相対粘度=3.5、ガラス転移温度=87℃、融点=237℃
・C4
(製造例)
 撹拌機、分縮器、全縮器、圧力調整器、温度計、滴下槽、ポンプ、アスピレーター、窒素導入管、底排弁、及びストランドダイを備えた内容積50Lの耐圧溶融重合釜に、精秤したアジピン酸(AA)12,120g(82.94mol)、高純度イソフタル酸(IPA)880g(5.29mol)、次亜リン酸ナトリウム10.96g(0.10mol)、及び酢酸ナトリウム5.68g(0.07mol)を入れ、十分に窒素置換した後、溶融重合釜内を密閉し、溶融重合釜内を0.4MPaGに保ちながら撹拌下170℃まで昇温した。
 170℃に到達後、溶融重合釜内の溶融した原料に対し、滴下槽に貯めたメタキシリレンジアミン(MXDA)11,520g(84.59mol)(ジアミン成分/ジカルボン酸成分の仕込みモル比(MXDA/(AA+IPA))=0.9587)の滴下を開始し、溶融重合釜内の圧力を0.4MPaGに保ち、生成する縮合水を系外へ除きながら、溶融重合釜内を連続的に260℃まで昇温した。
 メタキシリレンジアミンの滴下終了後、溶融重合釜内を徐々に常圧に戻し、次いでアスピレーターを用いて溶融重合釜内を80kPaGに減圧して縮合水を除いた。減圧中に撹拌機の撹拌トルクを観察し、所定のトルクに達した時点で撹拌を止め、溶融重合釜内を窒素で加圧し、底排弁を開け、アジピン酸、イソフタル酸、メタキシリレンジアミンの重縮合物(イソフタル酸含有量:6モル%)(相対粘度=2.7、ガラス転移温度=92℃、融点=229℃)を得た。
・C5
 ナイロン6、宇部興産(株)製、商品名:UBEナイロン 1022B、相対粘度=3.5、ガラス転移温度=50℃、融点=225℃
・C6
 ナイロン666、DSM社製、商品名:Novamid 2030FC、相対粘度=2.7、ガラス転移温度=50℃、融点=199℃
実施例1~9、比較例4~9
(中空容器の製造)
 表1及び表2に示す配合比率で、未変性ポリオレフィン(A)、酸変性ポリオレフィン(B)及びポリアミド(C)をドライブレンドしたものを、ロータリー式のコンプレッションブロー成形機(SACMI IMOLA社(イタリア)製、CBF)の押出ホッパーに投入し、成形温度が表1及び表2の樹脂温度になるよう調節して、コンプレッションブロー成形(圧縮ブロー成形)することで、厚み0.5mmの100mlネジ口栓付きコンプレッションブロー容器(実施例1~6、8、9、比較例4~9)、又は厚み1.2mmの1000mlネジ口栓付きコンプレッションブロー容器(実施例7)を作製した。なお、通常のコンプレッションブロー成形では、メタリングブローポンプを使用するが、今回の成形では用いなかった。
 これらの中空容器のポリアミド(C)の分散性、酸素透過率、トルエンバリア性、容器変形、及び落下強度を評価した。結果を表1及び表2に示す。
比較例1~3
(中空容器の製造)
 表2に示す配合比率で、未変性ポリオレフィン(A)、酸変性ポリオレフィン(B)及びポリアミド(C)をドライブレンドしたものを、ブレーカープレートは付属しない、直径=50mm、L/D=25、供給部/圧縮部/計量部の長さ比率=33/33/33%、圧縮比=2.5のフルフライトスクリューを備えた単軸押出機、アダプター、パリソンコントローラー付き円筒ダイ(ダイヘッド;ダイ孔の最狭部の幅:1mm)、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の押出ホッパーに投入し、表2に示す樹脂温度となるように成形温度を調整し、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100ml、平均肉厚0.5mmのネジ口栓付きダイレクトブローボトル(比較例1及び3)、又は厚み1.2mmの1000mlネジ口栓付きダイレクトブロー容器(比較例2)を得た。
 これらの中空容器のポリアミド(C)の分散性、酸素透過率、トルエンバリア性、容器変形、及び落下強度を評価した。結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表1及び表2によれば、本発明の要件を満たす実施例1~9では、トルエンバリア性及び酸素バリア性に優れ、容器変形が抑制され、かつ、落下強度に優れた中空容器が得られた。
 一方、ダイレクトブロー法によって成形した比較例1~3の中空容器は、トルエンバリア性、及び酸素バリア性に劣るものであり、また、落下強度や容器変形が生じた。
 更に、ポリアミド(C)が層状に分散していない比較例3~7では、トルエンバリア性に劣り、また、容器変形が生じた。また、ポリアミド(C)が本発明の要件を満たさない比較例8及び9では、十分な酸素バリア性及びトルエンバリア性が得られなかった。
 なお、比較例4では、成形温度が低すぎるために、ボトル表面に、ポリアミド(C)の未溶融物が浮き出た外観不良であったため、ボトルとしてのその後の評価は行わなかった。
 本発明で得られる中空容器は、有機溶媒及び酸素バリア性及び強度に優れており、ガソリン、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、洗剤等の各種トイレタリー用品、シャンプー、リンス、化粧水等の各種化粧品、エタノール、オキシドール等の化学物質、農薬、パーマ液、香料、入浴剤等の各種有機薬品、野菜ジュースや乳飲料等の各種飲料、調味料、食用油等の様々な物品を収容する容器として利用できる。
 

Claims (15)

  1.  未変性ポリオレフィン(A)60~96質量部と、酸変性ポリオレフィン(B)1~20質量部と、ジアミンに由来する構成単位の70モル%以上がメタキシリレンジアミンに由来するジアミン単位と、ジカルボン酸に由来する構成単位の70モル%以上が炭素数4~20のα,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸に由来するジカルボン酸単位とを含むポリアミド(C)3~30質量部(未変性ポリオレフィン(A)、酸変性ポリオレフィン(B)及びポリアミド(C)の合計を100質量部とする。)を含有する樹脂組成物を用いて、圧縮成形法、圧縮ブロー成形法、又は圧縮延伸ブロー成形法により成形してなり、ポリアミド(C)が層状に分散している箇所を有することを特徴とする中空容器。
  2.  前記ポリアミド(C)が、ジアミンに由来する構成単位の70モル%以上がメタキシリレンジアミンに由来するジアミン単位と、炭素数4~20のα,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸とイソフタル酸のモル比率が70:30~100:0であるジカルボン酸に由来するジカルボン酸単位とを含むものである、請求項1に記載の中空容器。
  3.  前記ポリアミド(C)の、96質量%濃硫酸を溶媒とし、温度25℃、濃度1g/100mLの条件下で測定した際の相対粘度が、1.5~4.2である、請求項1又は2に記載の中空容器。
  4.  前記未変性ポリオレフィン(A)が、MFRが0.01~5g/10分であるポリプロピレン又はポリエチレンである、請求項1~3のいずれかに記載の中空容器。
  5.  前記中空容器の容量が、30mL~3Lである、請求項1~4のいずれかに記載の中空容器。
  6.  前記ポリアミド(C)の融点が、225~240℃である、請求項1~5のいずれかに記載の中空容器。
  7.  前記中空容器が、圧縮成形法又は圧縮ブロー成形法により得られる、請求項1~6のいずれかに記載の中空容器。
  8.  前記中空容器が、圧縮ブロー成形法により得られる、請求項1~7のいずれかに記載の中空容器。
  9.  前記ポリアミド(C)の融点をTm℃としたとき、成形時の樹脂温度が、(Tm-15)℃以上Tm℃以下である、請求項1~8のいずれかに記載の中空容器。
  10.  前記ポリアミド(C)の融点をTm℃としたとき、成形時の樹脂温度が、(Tm-15)℃以上(Tm-3)℃以下である、請求項1~8のいずれかに記載の中空容器。
  11.  胴部の厚みが、0.2~3mmである、請求項1~10のいずれかに記載の中空容器。
  12.  未変性ポリオレフィン(A)60~96質量部と、酸変性ポリオレフィン(B)1~20質量部と、ジアミンに由来する構成単位の70モル%以上がメタキシリレンジアミンに由来するジアミン単位と、ジカルボン酸に由来する構成単位の70モル%以上が炭素数4~20のα,ω-直鎖脂肪族ジカルボン酸に由来するジカルボン酸単位とを含むポリアミド(C)3~30質量部(未変性ポリオレフィン(A)、酸変性ポリオレフィン(B)及びポリアミド(C)の合計を100質量部とする。)を含有する樹脂組成物を調製する工程、及び
     前記樹脂組成物を、圧縮成形法、圧縮ブロー成形法、又は圧縮延伸ブロー成形法により成形する工程を有し、
     ポリアミド(C)が層状に分散している箇所を有することを特徴とする
     中空容器の製造方法。
  13.  前記ポリアミド(C)の融点をTm℃としたとき、成形時の樹脂温度が、(Tm-15)℃以上Tm℃以下である、請求項12に記載の中空容器の製造方法。
  14.  前記ポリアミド(C)の融点をTm℃としたとき、成形時の樹脂温度が、(Tm-15)℃以上(Tm-3)℃以下である、請求項12に記載の中空容器の製造方法。
  15.  前記樹脂組成物を、圧縮成形法又は圧縮ブロー成形法に成形する工程を有する、請求項12~14のいずれかに記載の中空容器の製造方法。
     
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