WO2019103079A1 - エチレン-ビニルアルコール系共重合体組成物、多層構造体および包装体 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an ethylene-vinyl alcohol copolymer composition (hereinafter referred to as "EVOH resin composition”) containing an ethylene-vinyl alcohol copolymer (hereinafter referred to as "EVOH”) and the same.
- EVOH resin composition ethylene-vinyl alcohol copolymer composition
- the present invention relates to a multilayer structure used and a package, and more particularly to an EVOH resin composition having excellent impact resistance, and a multilayer structure and a package comprising the EVOH resin composition.
- EVOH has excellent gas barrier properties, including oxygen barrier properties, because hydroxyl groups abundantly contained in the molecular chain form strong hydrogen bonds to form crystal parts, and such crystal parts prevent oxygen from entering from the outside. Is an indicator of This EVOH is generally used for an intermediate layer of a laminate obtained by laminating resins, and is used as various packages.
- EVOH is excellent in gas barrier properties, but is rich in hydroxyl groups in molecular chains and has a high degree of crystallinity, so it tends to be brittle, and the EVOH layer in the package is broken or a pin hole is generated due to impact or the like. May be destroyed.
- Patent Documents 1 and 2 disclose a laminated package having a resin composition layer composed of EVOH and an ethylene-vinyl acetate copolymer.
- Patent Documents 3 and 4 disclose a laminate having a resin composition layer comprising a partially saponified product of EVOH and an ethylene-vinyl acetate copolymer.
- Patent Documents 1 to 4 since a part of EVOH is replaced with a resin other than EVOH and blended, the proportion of EVOH in the resin composition tends to decrease, and the gas barrier properties derived from EVOH tend to decrease.
- borderless goods distribution has rapidly progressed, and the transport period for food and medicines tends to be prolonged, so long-term transportation and handling
- an EVOH multilayer structure packaging material having high impact resistance against falling and collisions in the inside and further excellent gas barrier properties.
- the present invention provides an EVOH resin composition excellent in impact resistance without blending a resin other than EVOH in such a background.
- the present inventor blended the metal salt of the above-mentioned aliphatic carboxylic acid having metal species of metal belonging to periodic table fourth period d block with EVOH, and sorbic acid By using a small amount of an ester in combination, it was found that the odor at the time of film formation was suppressed, and an EVOH resin composition having excellent impact resistance was obtained.
- metal salts of aliphatic carboxylic acids are generally known to accelerate the thermal decomposition of EVOH and reduce the impact resistance of the EVOH resin composition, and the mechanical properties (impact resistance) of EVOH
- blending of metal salts of aliphatic carboxylic acid with EVOH is avoided by those skilled in the art.
- the inventor incorporated a metal salt of a specific aliphatic carboxylic acid into EVOH and used a trace amount of sorbic acid ester, its mechanical properties (impact resistance) were contrary to the conventional expectation. It was found that the odor was improved and the odor at the time of film formation was suppressed.
- the present invention is an EVOH resin composition containing EVOH (A), aliphatic carboxylic acid metal salt (B) and sorbic acid ester (C), wherein the above aliphatic carboxylic acid metal salt (B) Is a metal belonging to long cycle periodic table fourth period d block, and the content of sorbic acid ester (C) is EVOH (A), aliphatic carboxylic acid metal salt (B) and sorbin
- An EVOH resin composition having 0.00001 to 10 ppm of the total of the content of the acid ester (C) is taken as the first aspect.
- a multilayer structure comprising the EVOH resin composition of the first aspect is the second aspect
- a package comprising the multilayer structure of the second aspect is the third aspect.
- the EVOH resin composition of the present invention is an EVOH resin composition containing EVOH (A), an aliphatic carboxylic acid metal salt (B) and a sorbic acid ester (C), wherein the above aliphatic carboxylic acid metal salt (C)
- the metal species of is a metal belonging to long cycle type periodic table fourth period d block, and the content of sorbic acid ester (C) is EVOH (A), aliphatic carboxylic acid metal salt (B) and As it is 0.00001 to 10 ppm of the total content of sorbic ester (C), it is excellent in impact resistance at the time of film formation without blending any resin other than EVOH, and odor at the time of film formation is Be suppressed.
- Content in metal conversion of the said aliphatic carboxylic acid metal salt (B) is 1 to 500 ppm of the total of the contents of EVOH (A), aliphatic carboxylic acid metal salt (B) and sorbic ester (C) In some cases, the impact resistance at the time of film formation is excellent.
- Metal conversion content ratio of aliphatic carboxylic acid metal salt (B) to content of sorbic acid ester (C) (content of metal conversion of aliphatic carboxylic acid metal salt (B) / content of sorbic acid ester (C)
- the amount is 5 to 20000 on a weight basis, the impact resistance at the time of film formation is excellent.
- the multilayer structure having a layer made of the EVOH resin composition of the present invention is excellent in impact resistance at the time of film formation, and an odor at the time of film formation is suppressed. It can be suitably used as a packaging material for medicines, pesticides and the like.
- the EVOH resin composition of the present invention comprises EVOH (A), aliphatic carboxylic acid metal salt (B) and sorbic acid ester (C). Each component will be described below.
- the EVOH (A) used in the present invention is usually a resin obtained by copolymerizing ethylene and a vinyl ester monomer and then saponifying, and an ethylene-vinyl alcohol copolymer or an ethylene-vinyl acetate copolymer. It is a water insoluble thermoplastic resin known as a polymer saponified product.
- the polymerization method any known polymerization method may be used, for example, solution polymerization, suspension polymerization and emulsion polymerization, but generally, solution polymerization using methanol as a solvent is used. Saponification of the obtained ethylene-vinyl ester copolymer can also be carried out by a known method.
- EVOH (A) used in the present invention is mainly composed of an ethylene structural unit and a vinyl alcohol structural unit, and usually contains a slight amount of vinyl ester structural unit remaining without being saponified.
- EVOH is also generally referred to as a saponified ethylene-vinyl ester copolymer.
- vinyl ester-based monomer vinyl acetate is typically used from the viewpoint of easy availability from the market and good treatment efficiency of impurities at the time of production.
- vinyl ester type monomers for example, vinyl formate, vinyl propionate, vinyl valerate, vinyl butyrate, vinyl isobutyrate, vinyl pivalate, vinyl caprate, vinyl laurate, vinyl stearate, vinyl versatate and the like
- Aliphatic vinyl esters, and aromatic vinyl esters such as vinyl benzoate.
- aliphatic vinyl esters having preferably 3 to 20 carbon atoms, more preferably 4 to 10 carbon atoms, and particularly preferably 4 to 7 carbon atoms are preferable. These are usually used alone, but two or more species may be used simultaneously as required.
- the content of the ethylene structural unit in the above EVOH (A) is usually 20 to 60 mol%, preferably 25 to 50 mol%, particularly preferably 25 to 35 mol%, as measured based on ISO 14663. If the content is too small, the gas barrier properties at high humidity and the melt moldability tend to decrease, and if too large, the gas barrier properties tend to decrease.
- the saponification degree of the vinyl ester component in the above EVOH (A) is a value measured based on JIS K 6726 (however, EVOH is used as a solution uniformly dissolved in water / methanol solvent) and is usually 90 to 100 moles. %, Preferably 95 to 100 mol%, particularly preferably 99 to 100 mol%. If the degree of saponification is too low, the gas barrier properties, thermal stability, moisture resistance and the like tend to decrease.
- the melt flow rate (MFR) (210 ° C., load 2160 g) of the above EVOH (A) is usually 0.5 to 100 g / 10 min, preferably 1 to 50 g / 10 min, particularly preferably 3 to 35 g It is 10 minutes.
- MFR melt flow rate
- the EVOH (A) used in the present invention further contains structural units derived from comonomers shown below, in addition to ethylene structural units and vinyl alcohol structural units (including unsaponified vinyl ester structural units).
- the comonomer include ⁇ -olefins such as propylene, isobutene, ⁇ -octene, ⁇ -dodecene, ⁇ -octadecene and the like; 3-buten-1-ol, 4-penten-1-ol, 3-butene-1, Hydroxy group-containing ⁇ -olefins such as 2-diol and the like; and hydroxy group-containing ⁇ -olefin derivatives such as esters and acylates thereof; 1,3-diacetoxy-2-methylenepropane, 1,3-dipropionyloxy-2- Hydroxymethylvinylidene diacetates such as methylene propane and 1,3-dibutyronyloxy 2-methylene propane; unsaturated carb
- EVOH (A) it is also possible to use “post-modified” EVOH such as urethanization, acetalization, cyanoethylation, oxyalkylenation and the like.
- EVOH in which the primary hydroxyl group is introduced into the side chain by copolymerization is preferable in that the secondary formability such as the stretching process, vacuum and pressure forming etc. becomes good,
- EVOH containing a 1,2-diol structure in its side chain is preferred.
- EVOH (A) used in the present invention may be a mixture with other different EVOH, and as such other EVOH, one having different ethylene content, one having different degree of saponification, melt flow Rate (MFR) (210 ° C, load 2160g) different, other copolymerization component different, modification amount different (for example, content of structural unit containing primary hydroxyl group in side chain different), etc.
- MFR melt flow Rate
- the EVOH resin composition of the present invention contains an aliphatic carboxylic acid (a metal salt of an aliphatic carboxylic acid (B)) having a metal belonging to the long cycle type periodic table fourth period d block, and the above aliphatic carboxylic acid
- the carbon number of the acid metal salt (B) is usually 3 to 30, preferably 4 to 20, and particularly preferably 5 to 14. If the carbon number of the aliphatic carboxylic acid metal salt (B) is within the above range, the effects of the invention tend to be obtained more effectively.
- aliphatic carboxylic acid as an anion source of the above aliphatic carboxylic acid metal salt (B) include [aliphatic monocarboxylic acid] butyric acid, valeric acid, caproic acid, enanthate, caprylic acid, and the like.
- talthronic acid, glyceric acid, hydroxybutyric acid, malic acid, tartaric acid, gluconic acid, citric acid, isocitric acid, mevalonic acid, pantoic acid and ricinoleic acid are hydroxyl group-containing aliphatic carboxylic acids.
- an aliphatic monocarboxylic acid containing one carboxy group is preferable, and a saturated aliphatic monocarboxylic acid is more preferable, from the viewpoint of heat stability (preventing viscosity increase during melt molding and occurrence of fish eye).
- caprylic acid, lauric acid and stearic acid particularly preferably caprylic acid and lauric acid.
- the metal species used as a cation source of the above-mentioned aliphatic carboxylic acid metal salt (B) it is essential that it is a metal belonging to the long period type periodic table fourth period d block.
- the metal belonging to the long-term type periodic table fourth period d block include scandium, titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper and zinc.
- nickel, copper or zinc is preferable, and particularly preferable is zinc which can obtain particularly excellent effects and is inexpensive and easily available.
- the above aliphatic carboxylic acid metal salt (B) is preferably a saturated aliphatic monocarboxylic acid salt having 3 to 30 carbon atoms, the metal species of which belongs to the fourth period d block in the long period periodic table It is. More preferably, it is a saturated aliphatic monocarboxylate having 3 to 30 carbon atoms, and the metal species thereof is nickel, copper or zinc.
- the aliphatic carboxylic acid metal salt (B) may be a single species or a combination of two or more species.
- the metal species of the aliphatic carboxylic acid metal salt (B) belongs to the 4th period d block of the periodic table By appropriately suppressing excessive thermal decomposition causing mechanical property (impact resistance) deterioration, and formed when the EVOH resin composition is multi-layer co-extrusion, such as molecular orientation and crystal structure It is assumed that the mechanical properties (impact resistance) will be improved as a result of the higher order structure being highly uniformed.
- the metal equivalent content of the above aliphatic carboxylic acid metal salt (B) is relative to the total content of EVOH (A), aliphatic carboxylic acid metal salt (B) and sorbic acid ester (C). It is usually 1 to 500 ppm, preferably 3 to 300 ppm, particularly preferably 4 to 200 ppm, particularly preferably 5 to 150 ppm, as a standard.
- the content when two or more kinds of aliphatic carboxylic acid metal salts (B) are used in combination is the total content of all the metals belonging to the fourth period d block of the long period periodic table.
- the content in metal conversion of the above-mentioned aliphatic carboxylic acid metal salt (B) can be determined, for example, by the following method.
- the dried sample is precisely weighed, placed in a constant weight platinum evaporation dish, carbonized with an electric heater, then heated with a gas burner, baked until no smoke comes out, and the platinum evaporation dish is further placed in an electric furnace Raise the temperature and completely incinerate.
- hydrochloric acid and pure water are added to the ash, dissolved by heating with an electric heater, poured into a measuring flask, and the volume is made constant with pure water to obtain a sample for atomic absorption analysis.
- the amount of metal in the sample for atomic absorption analysis of this sample is quantitatively analyzed by atomic absorption spectrometry, whereby the content in metal conversion of the aliphatic carboxylic acid metal salt (B) can be determined.
- the EVOH resin composition of the present invention is characterized by containing a trace amount of sorbic acid ester (C) together with the above-mentioned aliphatic carboxylic acid metal salt (B).
- Examples of the sorbic acid ester (C) used in the present invention include sorbic acid esters obtained by condensation of sorbic acid with an alcohol or a phenol derivative. Specific examples thereof include alkyl sorbate such as methyl sorbate, ethyl sorbate, propyl sorbate, butyl sorbate and pentyl sorbate, and aryl sorbate such as phenyl sorbate and naphthyl sorbate. These can be used alone or in combination of two or more.
- sorbic acid ester (C) is preferably sorbic acid alkyl ester, since coloring of the resin hardly occurs when the acidity of the alcohol generated when hydrolyzed is relatively low. It is a sorbic acid alkyl ester having 1 to 5 carbon atoms of an alkoxy group, particularly preferably a sorbic acid alkyl ester having 1 to 3 carbon atoms of an alkoxy group, and most preferably methyl sorbate.
- the molecular weight of the sorbic acid ester (C) is usually 120 to 220, preferably 120 to 200, and particularly preferably 120 to 160. When the molecular weight is in the above-mentioned range, a coloring suppression effect tends to be effectively obtained.
- the content of the sorbic acid ester (C) is 0.00001 to 10 ppm based on the total content of EVOH (A), aliphatic carboxylic acid metal salt (B) and sorbic acid ester (C). It is preferably 0.00005 to 5 ppm, more preferably 0.0001 to 4 ppm, particularly preferably 0.0005 to 3 ppm, particularly preferably 0.001 to 1 ppm.
- the thermal stability of the aliphatic carboxylic acid metal salt (B) is improved by using the aliphatic carboxylic acid metal salt (B) in combination with a trace amount of sorbic acid ester (C), It is considered that a better improvement in impact resistance was obtained.
- the reason why an excellent effect can be obtained by using the above aliphatic carboxylic acid metal salt (B) in combination with a trace amount of sorbic acid ester (C) is that sorbic acid ester (C) has low polarity and is uniformly dispersed in the resin. It is presumed that it is easy.
- the sorbic acid ester (C) is decomposed by a small amount of water during melt molding to form sorbic acid, and the sorbic acid interacts with the aliphatic carboxylic acid metal salt (B) to be present in a state such as a metal cluster complex It is guessed. It is presumed that such a complex is an energetically stable complex covered with a carbonyl structure derived from an aliphatic carboxylic acid on the outside of the complex, and the metallic metal salt of aliphatic carboxylic acid (B) is energetically stabilized. It is believed that the impact resistance of the resin composition is improved.
- the amount is usually 5 to 20000, preferably 25 to 15000, particularly preferably 50 to 12000, particularly preferably 500 to 10000, by weight. When the value is in the above range, the effects of the present invention tend to be obtained more significantly.
- the content of sorbic acid ester (C) in the EVOH resin composition of the present invention can be quantified by the following method when the EVOH resin composition is a molded article such as pellets. That is, first, a molded product such as the above-mentioned pellets is pulverized (for example, freeze-pulverized) by an arbitrary method and dissolved in a lower alcohol solvent having 1 to 5 carbon atoms to prepare a sample. And the content of sorbic acid ester (C) can be quantified by measuring the said sample using liquid chromatography mass spectrometry (LC / MS / MS).
- LC / MS / MS liquid chromatography mass spectrometry
- a layer comprising the EVOH resin composition to be measured may be any method After taking it out from the multilayer structure, it can be quantified by the same method as described above.
- the EVOH resin composition of the present invention is excellent in impact resistance at the time of forming a film even if it does not contain a resin other than EVOH (A), but it is possible to further enhance the impact resistance and other than the impact resistance.
- another thermoplastic resin may be contained in such a range that the content is usually 30% by weight or less with respect to EVOH (A).
- thermoplastic resin examples include linear low density polyethylene, low density polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene, ionomer, ethylene-propylene copolymer, olefin such as polypropylene, polybutene and polypentene alone or A wide range of polyolefin resins, polystyrene resins, polyesters, polyamides, copolyamides such as copolymers, polycyclic olefins, or homopolymers or copolymers of these olefins grafted with unsaturated carboxylic acids or esters thereof, etc. And thermoplastic resins such as polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, acrylic resins, vinyl ester resins, chlorinated polyethylene and chlorinated polypropylene. These can be used alone or in combination of two or more.
- the EVOH layer is eluted at the end of the packaging material after the hot water treatment of the packaging material. It is preferable to mix
- the amide bond can form a network structure by the interaction with at least one of the OH group and the ester group of EVOH, thereby preventing the elution of EVOH during the hot water treatment it can. Therefore, when using the EVOH resin composition of the present invention as a packaging material for retort foods and boiled foods, it is preferable to blend a polyamide resin.
- polyamide-type resin A well-known thing can be used as said polyamide-type resin.
- polycapramide poly- ⁇ -aminoheptanoic acid (nylon 7), poly- ⁇ -aminononanoic acid (nylon 9), poêtcane amide (nylon 11), polylauryl lactam (nylon 12) And homopolymers.
- polyethylenediamine adipamide (nylon 26), polytetramethylene adipamide (nylon 46), polyhexamethylene adipamide (nylon 66), polyhexamethylene sebacamide (nylon) 610), polyhexamethylene dodecamide (nylon 612), polyoctamethylene adipamide (nylon 86), polydecamethylene adipamide (nylon 108), caprolactam / lauryl lactam copolymer (nylon 6/12), caprolactam / ⁇ -aminononanoic acid copolymer (nylon 6/9), caprolactam / hexamethylene diammonium adipate copolymer (nylon 6/66), lauryl lactam / hexamethylene diammonium adipate copolymer (nylon 12/66), Echi Diaminediamine adipamide / hexamethylenediammonium
- the EVOH resin composition of the present invention is generally blended with EVOH in a range that does not inhibit the effects of the present invention (for example, usually 10% by weight or less, preferably 5% by weight or less of the EVOH resin composition).
- Agents such as heat stabilizers, antioxidants, antistatic agents, colorants, UV absorbers, lubricants, plasticizers, light stabilizers, surfactants, antibacterial agents, desiccants, antiblocking agents, flame retardants, crosslinks
- An agent, a foaming agent, a crystal nucleating agent, an antifogging agent, a biodegradation additive, a silane coupling agent, an oxygen absorbent, an inorganic filler and the like may be contained. These can be used alone or in combination of two or more.
- heat stabilizer for the purpose of improving various physical properties such as heat stability at the time of melt molding, for example, organic acids such as acetic acid, propionic acid, butyric acid, lauric acid, stearic acid, oleic acid and behenic acid or These alkaline earth metal salts (calcium salts, magnesium salts etc.) and the like can be mentioned. These can be used alone or in combination of two or more.
- the method for producing the EVOH resin composition of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include the following methods (I) to (IV).
- a solution containing EVOH (A) of (IV) is compounded with sorbate ester (C) at a predetermined ratio, and the solvent is removed to obtain EVOH resin composition pellets (I) aliphatic Method of dry blending carboxylic acid metal salt (B) (dry blending method) and blending of aliphatic carboxylic acid metal salt (B) and sorbic acid ester (C) in predetermined proportions to pellets of (I) EVOH (A)
- the dry blending method dry blending method
- an EVOH resin composition containing the other additives can be obtained according to the methods (I) to (IV).
- a dry blending means in the above method (I) for example, known mixing devices such as a rocking mixer, a ribbon blender, and a line mixer can be used.
- a pellet of such EVOH (A) is used to improve adhesion of at least one component of aliphatic carboxylic acid metal salt (B) and sorbic acid ester (C). It is preferable to adjust the water content to 0.1 to 5% by weight (more preferably 0.5 to 4% by weight, especially 1 to 3% by weight), and when the water content is too small, aliphatic carboxylic acid There is a tendency that at least one of the metal salt (B) and the sorbic acid ester (C) tends to fall off and the distribution of adhesion tends to be uneven. On the other hand, when the size is too large, at least one of the aliphatic carboxylic acid metal salt (B) and the sorbic acid ester (C) tends to aggregate and the adhesion distribution becomes uneven.
- the moisture content of the pellet of EVOH (A) measures and calculates by the following method.
- Measurement method of moisture content At room temperature (25 ° C.), the pellet of EVOH (A) is used as a sample, and the weight before drying (W1) is weighed with an electronic balance. The sample is then dried in a hot air dryer at 150 ° C. for 5 hours. After drying, the weight (W2) after cooling for 30 minutes in a desiccator and returning the temperature of the EVOH (A) pellet to room temperature is weighed and calculated from the following equation.
- Moisture content (% by weight) [(W1-W2) / W1] ⁇ 100
- the pellet in which aliphatic carboxylic acid metal salt (B) and sorbic acid ester (C) adhered to the outer side of the pellet of EVOH (A) is obtained.
- the means for melt-kneading in the method (III) can be carried out using, for example, a known melt-kneading apparatus such as a kneader, ruder, extruder, mixing roll, Banbury mixer, Plasto mill, etc. Melt-kneading at 300 ° C. (further 180 to 280 ° C.) for about 1 to 20 minutes is preferable, and in particular, it is industrially advantageous in that it is easy to obtain pellets using a single- or twin-screw extruder. It is also preferable to provide a vent suction device, a gear pump device, a screen device, etc. as necessary.
- one or more vent holes are provided in the extruder to suction under reduced pressure or prevent oxygen from being mixed in the extruder.
- a method (melt side feed method) of supplying at least one of C) and the like can be mentioned, among them, the method of 1) is from the viewpoint of simplicity of the apparatus, cost of the blend, etc. Is a use basis.
- a method of producing a pellet after melt-kneading it is possible to use a well-known method, for example, the strand cut method, the hot cut method (the air cut method, the under water cut method) etc. are mentioned. In terms of industrial productivity, it is preferably a strand cut method.
- the solvent used in the solution mixing method may be a well-known EVOH good solvent, typically a mixed solvent of water and aliphatic alcohol having 1 to 4 carbon atoms, preferably water and methanol.
- Mixed solvent of It is possible to optionally heat or pressurize the solution, and the concentration is also arbitrary.
- at least one of aliphatic carboxylic acid metal salt (B) and sorbic acid ester (C) may be blended in a solution or paste in which EVOH (A) is dissolved.
- blend aliphatic carboxylic acid metal salt (B) and sorbic acid ester (C) in the state of a solid, a solution, a dispersion liquid, etc.
- the EVOH composition solution or paste in which each component is uniformly dispersed is pelletized by the above-described known method. From the viewpoint of industrial productivity, the underwater cut method is preferred.
- the pellets obtained are dried in a known manner.
- the shape of the pellet may be, for example, a spherical shape, an oval shape, a cylindrical shape, a cubic shape, a rectangular shape, or any other shape.
- the shape of the pellet is usually oval or cylindrical, and the size thereof is usually 1 to 6 mm, preferably 2 in the bottom diameter in the case of cylindrical shape, from the viewpoint of convenience when using as a molding material later
- the length is about 1 to 6 mm, preferably 2 to 5 mm.
- the major axis is usually 1.5 to 30 mm, preferably 3 to 20 mm, and more preferably 3.5 to 10 mm.
- the minor diameter is usually 1 to 10 mm, preferably 2 to 6 mm, and particularly preferably 2.5 to 5.5 mm.
- the method of measuring the major axis and the minor axis is, for example, taking the pellet and observing it, measuring the major axis using a measuring instrument such as calipers, and visually observing the cross-sectional position which becomes the largest area among the cross sections perpendicular to the major axis And the method of measuring by a tactile sense and measuring the short diameter in the case of assuming such a cross section as well.
- the EVOH resin composition of the present invention can be obtained.
- the multilayer structure of the present invention has at least one layer composed of the EVOH resin composition of the present invention.
- the layer composed of the EVOH resin composition of the present invention (hereinafter simply referred to as "resin composition layer”) can be further strengthened or provided with other functions by laminating it with another substrate. .
- thermoplastic resins other than EVOH are used preferably.
- the other base resin examples include linear low density polyethylene, low density polyethylene, ultra low density polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene, ethylene-propylene (block and random) copolymer, ethylene- ⁇ -Polyethylene resins such as olefin (C4 to C20 alpha-olefin) copolymer, polypropylene, Polypropylene resins such as polypropylene and propylene-alpha-olefin (C4 to C20 alpha-olefin) copolymer, Polybutene (Unmodified) polyolefin resins such as polypentene, polycyclic olefin resin (polymer having cyclic olefin structure in at least one of main chain and side chain), and polyolefins of these as unsaturated carboxylic acids or esters thereof Graft modified unsaturated carboxylic acid modified polyolefin Polyolefin resin in a broad sense including modified olefin resin such as resin, ion
- polyamide resins, polyolefin resins, polyester resins and polystyrene resins which are hydrophobic resins are preferable, and polyethylene resins, polypropylene resins and polycyclic olefins are more preferable.
- polyolefin resin such as system resin and these unsaturated carboxylic acid modified polyolefin resin, and it is poly cyclic olefin resin especially preferred.
- the resin composition layer of the present invention is a (a1, a2, ...) and the other base resin layer is b (b1, b2, ...) , A / b, b / a / b, a / b / a, a1 / a2 / b, a / b1 / b2, b2 / b1 / a / b1 / b2, b2 / b1 / a / b1 / / b1 Any combination such as / b2 is possible.
- an adhesive resin layer may be interposed between the respective layers, if necessary.
- the effect of the present invention is obtained when it is a multilayer structure having another equipment resin layer (that is, a thermoplastic resin layer other than EVOH) on at least one surface of the resin composition layer of the present invention via an adhesive resin layer. It tends to be obtained more effectively.
- another equipment resin layer that is, a thermoplastic resin layer other than EVOH
- the resin composition of the present invention and another base resin or other base resin and adhesive resin obtained by re-melt molding an end portion or a defective product or the like generated in the process of manufacturing the above multilayer structure
- R is a recycled layer containing a mixture of b / R / a, b / R / a / b, b / R / a / R / b, b / a / R / a / b, b / R / It is also possible to use a / R / a / R / b or the like.
- the total number of layers in the multilayer structure of the present invention is usually 2 to 15, preferably 3 to 10.
- a multilayer comprising a resin composition layer of the present invention as an intermediate layer, and other base resin layers provided as both outer layers of the intermediate layer
- a multilayer structure comprising a unit of the structure (b / a / b or b / adhesive resin layer / a / adhesive resin layer / b) as a basic unit and at least this basic unit as a structural unit is preferred.
- thermoplastic resin which is the said adhesive resin layer forming material
- thermoplastic resin used for another base-material resin layer
- it may select suitably.
- a modified polyolefin polymer containing a carboxy group obtained by chemically bonding an unsaturated carboxylic acid or an anhydride thereof to a polyolefin resin by an addition reaction, a graft reaction or the like.
- maleic anhydride graft modified polyethylene maleic anhydride graft modified polypropylene, maleic anhydride graft modified ethylene-propylene (block and random) copolymer, maleic anhydride graft modified ethylene-ethyl acrylate copolymer, maleic anhydride graft And modified ethylene-vinyl acetate copolymers, maleic anhydride modified polycyclic olefin resins, maleic anhydride graft modified polyolefin resins, etc., which may be used alone or in combination of two or more.
- the content of unsaturated carboxylic acid or its anhydride is usually 0.001 to 3% by weight, preferably 0.01 to 1% by weight, particularly preferably 0.03 to 0.5% by weight It is.
- the adhesion tends to be insufficient, and when it is large, a crosslinking reaction occurs to tend to deteriorate the formability.
- These adhesive resins may be blended with rubber-elastomer components such as EVOH (A), other EVOH, polyisobutylene, ethylene-propylene rubber, and the like, and resins of polyolefin resin layers, and the like.
- EVOH EVOH
- other EVOH polyisobutylene
- ethylene-propylene rubber and the like
- resins of polyolefin resin layers and the like.
- the aliphatic carboxylic acid metal salt used in the present invention in the range (for example, 30% by weight or less, preferably 10% by weight or less) in the above other base resin and adhesive resin layer is within the scope of the present invention.
- B sorbic acid ester
- conventionally known plasticizers ethylene glycol, glycerin, hexanediol etc.
- fillers clays (montmorillonite etc.), coloring agents, antioxidants, antistatic agents, lubricants
- higher fatty acid amides stearic acid amide, behenic acid Saturated aliphatic amides such as amide, unsaturated fatty acid amides such as oleic acid amide, erucic acid
- the adhesive resin layer adjacent to the resin composition layer of the present invention contains an aliphatic carboxylic acid metal salt (B) and a sorbic acid ester (C), a multilayer structure having further excellent impact resistance can be obtained.
- B aliphatic carboxylic acid metal salt
- C sorbic acid ester
- the lamination method can be carried out by a known method.
- a method of melt-extrusion laminating another base resin to a film, sheet or the like of the resin composition of the present invention conversely, a method of melt-extrusion laminating the resin composition of the present invention to another base resin
- a method of co-extruding a resin composition and another base resin, a film (layer) made of the resin composition of the present invention and another base resin (layer) are respectively prepared, and these are organic titanium compounds, isocyanate compounds
- a method of dry laminating using a known adhesive such as a polyester compound or a polyurethane compound, and a method of removing a solvent after applying a solution of the EVOH resin composition of the present invention onto another base resin can give.
- a coextrusion method is preferable in consideration of cost and environment.
- the stretching treatment may be either uniaxial stretching or biaxial stretching, and in the case of biaxial stretching, it may be simultaneous stretching or sequential stretching.
- a roll stretching method a tenter stretching method, a tubular stretching method, a stretch blow method, a vacuum pressure air forming, or the like having a high stretch ratio can be employed.
- the stretching temperature is usually selected in the range of about 40 to 170 ° C., preferably about 60 to 160 ° C. When the stretching temperature is too low, the stretchability tends to be poor, and when it is too high, it tends to be difficult to maintain a stable stretched state.
- the heat setting can be carried out by a known means, for example, while keeping the stretched multilayer structure (stretched film) in tension, usually at 80 to 180 ° C., preferably at 100 to 165 ° C., usually for 2 to 600 seconds. Heat treatment to some extent.
- a cup- or tray-like multilayer container from the multilayer structure of the present invention.
- a draw forming method is usually adopted, and specifically, a vacuum forming method, a pressure forming method, a vacuum pressure forming method, a plug assist type vacuum pressure forming method and the like can be mentioned.
- a blow molding method is employed, specifically an extrusion blow molding method (double head type, mold moving type) Parison shift type, rotary type, accumulator type, horizontal parison type etc., cold parison type blow molding method, injection blow molding method, biaxial stretch blow molding method (extrusion type cold parison biaxial stretch blow molding method, injection type Examples include cold parison biaxial stretch blow molding, injection molding in-line biaxial stretch blow molding, and the like.
- the multilayer laminate of the present invention may be subjected to heat treatment, cooling treatment, rolling treatment, printing treatment, dry lamination treatment, solution or melt coating treatment, bag-making processing, deep drawing processing, box processing, tube processing, split processing, etc. It can be carried out.
- the thickness of the multilayer structure (including stretched ones) of the present invention and further, the thickness of the resin composition layer constituting the multilayer structure, the thickness of the other base resin layer and the adhesive resin layer, the layer structure, base resin
- the type of adhesive resin, the type of adhesive resin, the application and packaging form, the required physical properties, and the like are appropriately set.
- the following numerical value is the value which totaled the thickness of the layer of the same kind, when two or more layers of at least 1 sort (s) exist among a resin composition layer, an adhesive resin layer, and other base resin layers. is there.
- the thickness of the multilayer structure (including stretched ones) of the present invention is usually 10 to 5000 ⁇ m, preferably 30 to 3000 ⁇ m, and particularly preferably 50 to 2000 ⁇ m. If the total thickness of the multilayer structure is too thin, the gas barrier properties tend to be reduced. In addition, when the total thickness of the multilayer structure is too thick, the gas barrier properties become excessive, and unnecessary raw materials are used, which is economically unpreferable.
- the resin composition layer of the present invention in the multilayer structure is usually 1 to 500 ⁇ m, preferably 3 to 300 ⁇ m, particularly preferably 5 to 200 ⁇ m, and the other base resin layer is usually 5 to 3000 ⁇ m, preferably
- the thickness is preferably 10 to 2000 ⁇ m, particularly preferably 20 to 1000 ⁇ m, and the thickness of the adhesive resin layer is usually 0.5 to 250 ⁇ m, preferably 1 to 150 ⁇ m, and particularly preferably 3 to 100 ⁇ m.
- the thickness ratio between the resin composition layer and the other base resin layer in the multilayer structure is the thickness of the thickest layers when there are a plurality of layers.
- the ratio is usually 1/99 to 50/50, preferably 5/95 to 45/55, and particularly preferably 10/90 to 40/60.
- the thickness ratio of the resin composition layer to the adhesive resin layer in the multilayer structure is usually 10, in the ratio of the thickest layers when there are a plurality of layers. / 90 to 99/1, preferably 20/80 to 95/5, particularly preferably 50/50 to 90/10.
- a bag made of stretched film a container made of a stretched film, a cup, a tray, a tube, a bottle, etc., and a lid are used for general foods, seasonings such as mayonnaise and dressings, fermented foods such as miso It is useful as various packaging material containers, such as fats and oils foodstuffs, such as salad oil, beverages, cosmetics, medicines, etc.
- Example 1 [Production of EVOH Resin Composition]
- EVOH (A) ethylene-vinyl alcohol copolymer (a1) [content of ethylene structural units 38 mol%, MFR 3.7 g / 10 min (210 ° C., load 2160 g)] pellets, aliphatic carboxylic acid metal salt ( Zinc stearate (b1) was used as B), and methyl sorbate (c1) was used as sorbic acid ester (C).
- methyl sorbate (c1) was used as zinc stearate (b1) at 45 ppm in terms of metal based on the total of ethylene-vinyl alcohol copolymer (a1), zinc stearate (b1) and methyl sorbate (c1) ) Of the ethylene-vinyl alcohol copolymer (a1), zinc stearate (b1) and methyl sorbate (c1) in a total amount of 0.005 ppm and simultaneously dry-blended to form the EVOH resin composition of the present invention Made things.
- the thickness ( ⁇ m) of each layer of the multilayer structure was 37.5 / 5/15/5 / 37.5.
- the molding apparatus die temperatures were all set at 210.degree. (Multilayer coextrusion molding conditions) Intermediate layer extruder (EVOH resin composition): 40 mm ⁇ single screw extruder (barrel temperature: 210 ° C.) Upper and lower layer extruder (LLDPE): 40 mm ⁇ single screw extruder (barrel temperature: 210 ° C.) ⁇ Middle upper and lower layer extruder (adhesive resin): 32 mm ⁇ single screw extruder (barrel temperature: 210 ° C) ⁇ Die: 3-layer 5-layer feed block type T die (die temperature: 210 ° C) -Take-up speed: 14 m / min-Roll temperature: 50 ° C
- the impact strength (kgf ⁇ cm) of the multilayer structure produced above was evaluated using a YSS film impact tester (Model 181 manufactured by Yasuda Seiki Seisakusho Co., Ltd.) in an atmosphere of 23 ° C. and 50% RH. The measurement was performed a total of five times, and the average value was evaluated as the impact strength of the multilayer structure.
- the inner diameter of the clamp was 60 mm
- the impact ball had a radius of 12.7 mm
- the lifting angle of the pendulum was 90 °.
- Example 2 The same procedure as in Example 1 was repeated except that methyl sorbate (c1) was used in an amount of 0.5 ppm based on the total of ethylene-vinyl alcohol copolymer (a1), zinc stearate (b1) and methyl sorbate (c1). To prepare an EVOH resin composition and a multilayer structure. The obtained EVOH resin composition and multilayer structure were evaluated in the same manner as Example 1.
- Example 3 An EVOH resin composition and a multilayer structure were produced in the same manner as in Example 1 except that zinc caprylate (b2) was used instead of zinc stearate (b1). The obtained EVOH resin composition and multilayer structure were evaluated in the same manner as Example 1.
- Example 4 An EVOH resin composition and a multilayer structure were prepared in the same manner as in Example 2 except that zinc caprylate (b2) was used instead of zinc stearate (b1). The obtained EVOH resin composition and multilayer structure were evaluated in the same manner as Example 1.
- Comparative Example 1 An EVOH resin composition and a multilayer structure were produced in the same manner as in Example 1 except that methyl sorbate (c1) was not used. The obtained EVOH resin composition and multilayer structure were evaluated in the same manner as Example 1.
- Comparative Example 2 An EVOH resin composition and a multilayer structure were produced in the same manner as in Example 3 except that methyl sorbate (c1) was not used. The obtained EVOH resin composition and multilayer structure were evaluated in the same manner as Example 1.
- Comparative Example 3 An EVOH resin composition and a multilayer structure were produced in the same manner as in Example 1 except that zinc stearate (b1) was not used. The obtained EVOH resin composition and multilayer structure were evaluated in the same manner as Example 1.
- Comparative Example 4 An EVOH resin composition and a multilayer structure were produced in the same manner as in Example 1 except that sodium stearate (b3) was used instead of zinc stearate (b1). The obtained EVOH resin composition and multilayer structure were evaluated in the same manner as Example 1.
- Comparative Example 5 The same procedure as in Example 1 was repeated except that methyl sorbate (c1) was used in an amount of 15 ppm based on the total of ethylene-vinyl alcohol copolymer (a1), zinc stearate (b1) and methyl sorbate (c1). An EVOH resin composition and a multilayer structure were produced. The obtained EVOH resin composition and multilayer structure were evaluated in the same manner as Example 1.
- Comparative Example 6 The same procedure as in Example 1 was repeated except that methyl sorbate (c1) was used in an amount of 30 ppm based on the total of ethylene-vinyl alcohol copolymer (a1), zinc stearate (b1) and methyl sorbate (c1). An EVOH resin composition was produced. Although the multilayer structure was produced from the obtained EVOH resin composition, the production of the multilayer structure was abandoned due to the strong odor. In addition, the EVOH resin composition was evaluated in the same manner as Example 1.
- the package produced using the multilayer structure of each Example obtained above is excellent in impact resistance and gas-barrier property in all.
- the EVOH resin composition of the present invention is excellent in impact resistance and gas barrier properties. Therefore, the multilayer structure containing the layer made of the EVOH resin composition is a common food, in addition to seasonings such as mayonnaise and dressing, fermented foods such as miso, fat and oil foods such as salad oil, beverages, etc. It is useful as a raw material of various packaging material containers, such as cosmetics and pharmaceuticals.
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Abstract
エチレン-ビニルアルコール系共重合体以外の樹脂を配合せずとも耐衝撃性に優れるエチレン-ビニルアルコール系共重合体組成物として、エチレン-ビニルアルコール系共重合体(A)、脂肪族カルボン酸金属塩(B)およびソルビン酸エステル(C)を含有する樹脂組成物であって、上記脂肪族カルボン酸金属塩(B)の金属種が、長周期型周期表第4周期dブロックに属する金属であり、かつ上記ソルビン酸エステル(C)の含有量が、エチレン-ビニルアルコール系共重合体(A)、脂肪族カルボン酸金属塩(B)とソルビン酸エステル(C)との含有量の総和の0.00001~10ppmであることを特徴とするエチレン-ビニルアルコール系共重合体樹脂組成物を提供する。
Description
本発明は、エチレン-ビニルアルコール系共重合体(以下、「EVOH」と称する。)を含有するエチレン-ビニルアルコール系共重合体組成物(以下、「EVOH樹脂組成物」と称する)およびそれを用いた多層構造体、ならびに包装体に関するものであり、さらに詳しくは、耐衝撃性に優れるEVOH樹脂組成物、かかるEVOH樹脂組成物からなる多層構造体および包装体に関するものである。
EVOHは、分子鎖に豊富に含まれる水酸基が強固に水素結合して結晶部を形成し、かかる結晶部が外部からの酸素の侵入を防止するため、酸素バリア性をはじめとして、優れたガスバリア性を示すものである。このEVOHは、一般的に樹脂を積層した積層体の中間層に用いられ、各種包装体として使用されている。
上述のようにEVOHは、ガスバリア性に優れる反面、分子鎖に水酸基を豊富に有し結晶化度が高いため、脆い傾向にあり、衝撃等により包装体中のEVOH層が割れたりピンホールが発生したりして、破壊される場合がある。
そのため、EVOHの耐衝撃性改善を目的として、例えば、特許文献1および2には、EVOHとエチレン-酢酸ビニル共重合体からなる樹脂組成物層を有する積層包装体が開示されている。また、特許文献3および4には、EVOHとエチレン-酢酸ビニル共重合体の部分ケン化物からなる樹脂組成物層を有する積層体が開示されている。
しかし、上記特許文献1~4ではEVOHの一部をEVOH以外の樹脂に置き替えて配合するため、樹脂組成物中のEVOHの割合が低下し、EVOH由来のガスバリア性が低下する傾向がある。
また、近年、インターネットショッピングの普及、発展途上国の経済成長等に伴い、物品流通のボーダーレス化が急速に進み、食品や薬品等の輸送期間が長期化する傾向があり、長期輸送時や取扱中における落下や衝突に対する高い耐衝撃性と、さらに優れたガスバリア性を兼ね備えたEVOH系多層構造体(包装材)が求められている。
また、近年、インターネットショッピングの普及、発展途上国の経済成長等に伴い、物品流通のボーダーレス化が急速に進み、食品や薬品等の輸送期間が長期化する傾向があり、長期輸送時や取扱中における落下や衝突に対する高い耐衝撃性と、さらに優れたガスバリア性を兼ね備えたEVOH系多層構造体(包装材)が求められている。
そこで、本発明ではこのような背景下において、EVOH以外の樹脂を配合せずとも耐衝撃性に優れたEVOH樹脂組成物を提供する。
しかるに本発明者は、かかる事情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、EVOHに対し周期表第4周期dブロックに属する金属の金属種を有する上記脂肪族カルボン酸の金属塩を配合し、かつソルビン酸エステルを微量併用することにより、製膜時の臭気が抑制され、耐衝撃性に優れるEVOH樹脂組成物が得られることを見出した。
すなわち、一般的に脂肪族カルボン酸の金属塩は、EVOHの熱分解を促進し、EVOH樹脂組成物の耐衝撃性を低下させることが知られており、EVOHの機械的特性(耐衝撃性)改善を目的とした場合に、EVOHに脂肪族カルボン酸の金属塩を配合することは当業者であれば避けるものである。しかし、本発明者が、EVOHに、特定の脂肪族カルボン酸の金属塩を配合し、かつ微量のソルビン酸エステルを併用したところ、その機械的特性(耐衝撃性)が、従来の予想に反して改善され、かつ製膜時の臭気が抑制されることを見出した。
このように、本発明は、EVOH(A)、脂肪族カルボン酸金属塩(B)およびソルビン酸エステル(C)を含有するEVOH樹脂組成物であって、上記脂肪族カルボン酸金属塩(B)の金属種が、長周期型周期表第4周期dブロックに属する金属であり、かつ上記ソルビン酸エステル(C)の含有量が、EVOH(A)、脂肪族カルボン酸金属塩(B)およびソルビン酸エステル(C)の含有量の総和の0.00001~10ppmであるEVOH樹脂組成物を第1の要旨とする。また、上記第1の要旨のEVOH樹脂組成物からなる多層構造体を第2の要旨とし、上記第2の要旨の多層構造体からなる包装体を第3の要旨とするものである。
本発明のEVOH樹脂組成物は、EVOH(A)、脂肪族カルボン酸金属塩(B)およびソルビン酸エステル(C)を含有するEVOH樹脂組成物であって、上記脂肪族カルボン酸金属塩(C)の金属種が、長周期型周期表第4周期dブロックに属する金属であり、かつ上記ソルビン酸エステル(C)の含有量が、EVOH(A)、脂肪族カルボン酸金属塩(B)およびソルビン酸エステル(C)の含有量の総和の0.00001~10ppmであるため、EVOH以外の樹脂を配合しなくても、製膜した際の耐衝撃性に優れ、かつ製膜時の臭気が抑制される。
上記脂肪族カルボン酸金属塩(B)の金属換算での含有量が、EVOH(A)、脂肪族カルボン酸金属塩(B)およびソルビン酸エステル(C)の含有量の総和の1~500ppmである場合、より製膜した際の耐衝撃性に優れる。
上記ソルビン酸エステル(C)の含有量に対する脂肪族カルボン酸金属塩(B)の金属換算含有量比(脂肪族カルボン酸金属塩(B)の金属換算含有量/ソルビン酸エステル(C)の含有量)が、重量基準で5~20000である場合、より製膜した際の耐衝撃性に優れる。
本発明のEVOH樹脂組成物からなる層を有する多層構造体は、製膜した際の耐衝撃性に優れ、かつ製膜時の臭気が抑制されることから、各種成形物として、例えば、食品、薬品、農薬等の包装材料として好適に用いることができる。
以下、本発明を詳細に説明するが、これらは望ましい実施態様の一例を示すものである。
本発明のEVOH樹脂組成物は、EVOH(A)、脂肪族カルボン酸金属塩(B)およびソルビン酸エステル(C)を含むものである。以下、各構成成分について説明する。
<EVOH(A)>
本発明で用いるEVOH(A)は、通常、エチレンとビニルエステル系モノマーを共重合させた後にケン化させることにより得られる樹脂であり、エチレン-ビニルアルコール系共重合体またはエチレン-酢酸ビニル系共重合体ケン化物として知られる非水溶性の熱可塑性樹脂である。重合法も公知の任意の重合法、例えば、溶液重合、懸濁重合、エマルジョン重合を用いることができるが、一般的にはメタノールを溶媒とする溶液重合が用いられる。得られたエチレン-ビニルエステル系共重合体のケン化も公知の方法で行い得る。
本発明で用いるEVOH(A)は、通常、エチレンとビニルエステル系モノマーを共重合させた後にケン化させることにより得られる樹脂であり、エチレン-ビニルアルコール系共重合体またはエチレン-酢酸ビニル系共重合体ケン化物として知られる非水溶性の熱可塑性樹脂である。重合法も公知の任意の重合法、例えば、溶液重合、懸濁重合、エマルジョン重合を用いることができるが、一般的にはメタノールを溶媒とする溶液重合が用いられる。得られたエチレン-ビニルエステル系共重合体のケン化も公知の方法で行い得る。
すなわち、本発明で用いるEVOH(A)は、エチレン構造単位とビニルアルコール構造単位とを主とし、通常、ケン化されずに残存した若干量のビニルエステル構造単位を含むものである。なお、EVOHは、一般的にエチレン-ビニルエステル系共重合体ケン化物とも称される。
上記ビニルエステル系モノマーとしては、市場からの入手のしやすさや製造時の不純物の処理効率がよい点から、代表的には酢酸ビニルが用いられる。この他、ビニルエステル系モノマーとしては、例えば、ギ酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビニル、酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、バーサチック酸ビニル等の脂肪族ビニルエステル、安息香酸ビニル等の芳香族ビニルエステル等があげられる。なかでも、好ましくは炭素数3~20、より好ましくは炭素数4~10、特に好ましくは炭素数4~7の脂肪族ビニルエステルである。これらは通常単独で用いるが、必要に応じて複数種を同時に用いてもよい。
上記EVOH(A)におけるエチレン構造単位の含有量は、ISO14663に基づいて測定される値で、通常20~60モル%、好ましくは25~50モル%、特に好ましくは25~35モル%である。かかる含有量が少なすぎると、高湿時のガスバリア性、溶融成形性が低下する傾向があり、逆に多すぎると、ガスバリア性が低下する傾向がある。
上記EVOH(A)におけるビニルエステル成分のケン化度は、JIS K 6726(ただし、EVOHは水/メタノール溶媒に均一に溶解した溶液として用いる)に基づいて測定される値で、通常90~100モル%、好ましくは95~100モル%、特に好ましくは99~100モル%である。かかるケン化度が低すぎる場合にはガスバリア性、熱安定性、耐湿性等が低下する傾向がある。
また、上記EVOH(A)のメルトフローレート(MFR)(210℃、荷重2160g)は、通常0.5~100g/10分であり、好ましくは1~50g/10分、特に好ましくは3~35g/10分である。かかるMFRが高すぎると、製膜性が低下する傾向がある。また、MFRが低すぎると溶融押出が困難となる傾向がある。
本発明に用いられるEVOH(A)には、エチレン構造単位、ビニルアルコール構造単位(未ケン化のビニルエステル構造単位を含む)の他、以下に示すコモノマーに由来する構造単位が、さらに含まれていてもよい。前記コモノマーとしては、例えば、プロピレン、イソブテン、α-オクテン、α-ドデセン、α-オクタデセン等のα-オレフィン;3-ブテン-1-オール、4-ペンテン-1-オール、3-ブテン-1、2-ジオール等のヒドロキシ基含有α-オレフィン類やそのエステル化物、アシル化物等のヒドロキシ基含有α-オレフィン誘導体;1,3-ジアセトキシ-2-メチレンプロパン、1,3-ジプロピオニルオキシ-2-メチレンプロパン、1,3-ジブチロニルオキシ-2-メチレンプロパン等のヒドロキシメチルビニリデンジアセテート類;不飽和カルボン酸またはその塩,部分アルキルエステル,完全アルキルエステル,ニトリル,アミド若しくは無水物;不飽和スルホン酸またはその塩;ビニルシラン化合物;塩化ビニル;スチレン等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。
さらに、上記EVOH(A)としては、ウレタン化、アセタール化、シアノエチル化、オキシアルキレン化等の「後変性」されたEVOHを用いることもできる。
そして、上記のような変性されたEVOHのなかでも、共重合によって一級水酸基が側鎖に導入されたEVOHは、延伸処理や真空・圧空成形等の二次成形性が良好になる点で好ましく、とりわけ、1,2-ジオール構造を側鎖に含有するEVOHが好ましい。
また、本発明で使用されるEVOH(A)は、異なる他のEVOHとの混合物であってもよく、かかる他のEVOHとしては、エチレン含有率が異なるもの、ケン化度が異なるもの、メルトフローレート(MFR)(210℃、荷重2160g)が異なるもの、他の共重合成分が異なるもの、変性量が異なるもの(例えば、側鎖に一級水酸基を含有する構造単位の含有量が異なるもの)等をあげることができる。
<脂肪族カルボン酸金属塩(B)>
本発明のEVOH樹脂組成物は、長周期型周期表第4周期dブロックに属する金属を有する脂肪族カルボン酸〔脂肪族カルボン酸金属塩(B)〕を含有するものであり、上記脂肪族カルボン酸金属塩(B)の炭素数としては、通常3~30、好ましくは4~20、特に好ましくは5~14である。脂肪族カルボン酸金属塩(B)の炭素数が上記範囲内であると、発明の効果がより効果的に得られる傾向がある。
本発明のEVOH樹脂組成物は、長周期型周期表第4周期dブロックに属する金属を有する脂肪族カルボン酸〔脂肪族カルボン酸金属塩(B)〕を含有するものであり、上記脂肪族カルボン酸金属塩(B)の炭素数としては、通常3~30、好ましくは4~20、特に好ましくは5~14である。脂肪族カルボン酸金属塩(B)の炭素数が上記範囲内であると、発明の効果がより効果的に得られる傾向がある。
上記脂肪族カルボン酸金属塩(B)のアニオン源となる脂肪族カルボン酸としては、具体的には、例えば、[脂肪族モノカルボン酸]酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ヘンイコシル酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、モンタン酸、メリシン酸、タルトロン酸、グリセリン酸、ヒドロキシ酪酸、リンゴ酸、酒石酸、グルコン酸、メバロン酸、パントイン酸等の飽和脂肪族モノカルボン酸、リノール酸、リノレン酸、ピノレン酸、エレオステアリン酸、イソステアリン酸、イソノナン酸、2-エチルヘキサン酸、2-ヘプチルウンデカン酸、2-オクチルドデカン酸、パルミトレイン酸、サピエン酸、オレイン酸、エライジン酸、バクセン酸、ガドレイン酸、エイコセン酸、エルカ酸、ネルボン酸、リシノール酸等の不飽和脂肪族モノカルボン酸;[脂肪族ジカルボン酸]コハク酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸等の飽和脂肪族ジカルボン酸、エイコサジエン酸、ドコサジエン酸等の不飽和脂肪族ジカルボン酸;[脂肪族トリカルボン酸]クエン酸、イソクエン酸、アコニット酸等の飽和脂肪族トリカルボン酸等があげられる。上記のなかでも、タルトロン酸、グリセリン酸、ヒドロキシ酪酸、リンゴ酸、酒石酸、グルコン酸、クエン酸、イソクエン酸、メバロン酸、パントイン酸、リシノール酸は水酸基を含有する脂肪族カルボン酸である。なかでも熱安定性(溶融成形時の粘度増加およびフィッシュアイ発生の防止)の観点から、好ましくはカルボキシ基を1個含有する脂肪族モノカルボン酸であり、より好ましくは飽和脂肪族モノカルボン酸であり、特に好ましくはカプリル酸、ラウリン酸、ステアリン酸であり、殊に好ましくはカプリル酸、ラウリン酸である。
上記脂肪族カルボン酸金属塩(B)のカチオン源となる金属種としては、長周期型周期表第4周期dブロックに属する金属であることが必須である。上記長期型周期表第4周期dブロックに属する金属としては、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛があげられる。なかでも、ニッケル、銅、または亜鉛が好ましく、特に好ましくは、とりわけ優れた効果が得られ、かつ安価で入手しやすい亜鉛である。
すなわち、上記脂肪族カルボン酸金属塩(B)として好ましくは炭素数3~30の飽和脂肪族モノカルボン酸塩であって、その金属種が長周期型周期表における第4周期dブロックに属する金属である。さらに好ましくは、炭素数3~30の飽和脂肪族モノカルボン酸塩であって、その金属種がニッケル、銅、または亜鉛である。
上記脂肪族カルボン酸金属塩(B)は、単一種であっても複数種を併用してもよい。
上記脂肪族カルボン酸金属塩(B)は、単一種であっても複数種を併用してもよい。
上記脂肪族カルボン酸金属塩(B)を用いることによって優れた効果が得られる理由は明らかではないが、脂肪族カルボン酸金属塩(B)の金属種が周期表第4周期dブロックに属する金属であることにより、機械的特性(耐衝撃性)低下を招く過度の熱分解を適度に抑制し、かつEVOH樹脂組成物を多層共押出成形した際に形成される、分子配向や結晶構造等の高次構造が高度に均一化されるため、結果として機械的特性(耐衝撃性)が改善されるものと推測される。
上記脂肪族カルボン酸金属塩(B)の金属換算での含有量は、EVOH(A)、脂肪族カルボン酸金属塩(B)およびソルビン酸エステル(C)の含有量の総和に対して、重量基準で、通常1~500ppmであり、好ましくは3~300ppmであり、特に好ましくは4~200ppmであり、殊に好ましくは5~150ppmである。脂肪族カルボン酸金属塩(B)の含有量が少なすぎると、発明の効果が充分に得られない傾向があり、含有量が多すぎると、熱安定性が低下しやすくなる傾向がある。また、脂肪族カルボン酸金属塩(B)を2種以上併せて用いた時の含有量は、長周期型周期表第4周期dブロックに属する全ての金属を合計した含有量である。
上記脂肪族カルボン酸金属塩(B)の金属換算での含有量は、例えば下記のような方法で求めることができる。
乾燥した試料を精秤して、恒量化した白金蒸発皿に入れ、電熱器で炭化し、次いでガスバーナーで加熱し、煙が出なくなるまで焼き、さらに電気炉内に上記の白金蒸発皿を入れ、昇温して、完全に灰化させる。これを冷却後、灰化物に塩酸及び純水を入れ、電熱器で加熱して溶解し、メスフラスコに流し込み、純水で容量を一定にして原子吸光分析用の試料とする。この試料を、原子吸光分析用試料中の金属量を原子吸光度法で定量分析することにより、肪族カルボン酸金属塩(B)の金属換算での含有量を求めることができる。
乾燥した試料を精秤して、恒量化した白金蒸発皿に入れ、電熱器で炭化し、次いでガスバーナーで加熱し、煙が出なくなるまで焼き、さらに電気炉内に上記の白金蒸発皿を入れ、昇温して、完全に灰化させる。これを冷却後、灰化物に塩酸及び純水を入れ、電熱器で加熱して溶解し、メスフラスコに流し込み、純水で容量を一定にして原子吸光分析用の試料とする。この試料を、原子吸光分析用試料中の金属量を原子吸光度法で定量分析することにより、肪族カルボン酸金属塩(B)の金属換算での含有量を求めることができる。
<ソルビン酸エステル(C)>
本発明のEVOH樹脂組成物は、上記脂肪族カルボン酸金属塩(B)とともにソルビン酸エステル(C)を微量含有することを特徴とする。
本発明のEVOH樹脂組成物は、上記脂肪族カルボン酸金属塩(B)とともにソルビン酸エステル(C)を微量含有することを特徴とする。
本発明において使用されるソルビン酸エステル(C)としては、例えば、ソルビン酸とアルコールやフェノール誘導体の縮合によって得られるソルビン酸エステルがあげられる。具体的にはソルビン酸メチル、ソルビン酸エチル、ソルビン酸プロピル、ソルビン酸ブチル、ソルビン酸ペンチル等のソルビン酸アルキルエステルや、ソルビン酸フェニル、ソルビン酸ナフチル等のソルビン酸アリールエステル等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。
なかでも、ソルビン酸エステル(C)として、加水分解した場合に発生するアルコール類の酸性度が比較的低い場合、樹脂の着色が起こりにくいことから、好ましくはソルビン酸アルキルエステルであり、より好ましくはアルコキシ基の炭素数が1~5のソルビン酸アルキルエステルであり、特に好ましくはアルコキシ基の炭素数が1~3のソルビン酸アルキルエステルであり、最も好ましくはソルビン酸メチルである。
ソルビン酸エステル(C)の分子量としては、通常120~220であり、好ましくは120~200であり、特に好ましくは120~160である。分子量が上記範囲である場合、着色抑制効果が効果的に得られる傾向がある。
上記ソルビン酸エステル(C)の含有量は、EVOH(A)、脂肪族カルボン酸金属塩(B)およびソルビン酸エステル(C)の含有量の総和に対して、0.00001~10ppmである。好ましくは0.00005~5ppm、さらに好ましくは0.0001~4ppm、特に好ましくは0.0005~3ppm、殊に好ましくは0.001~1ppmである。ソルビン酸エステル(C)の含有量を上記範囲とすることにより、耐衝撃性に優れ、かつ成形時の臭気が抑制されたEVOH樹脂組成物が効率的に得られる。
前述のとおり、一般的にEVOH(A)に脂肪族カルボン酸金属塩を配合すると、耐衝撃性が低下することが知られている。
本発明者は、EVOHに長周期型周期表第4周期dブロックに属する金属を有する脂肪族カルボン酸〔脂肪族カルボン酸金属塩(B)〕を用いることにより、耐衝撃性が改善することを見出したが、上記脂肪族カルボン酸金属塩(B)単独では耐衝撃性の改善効果が充分に得られないものであった。かかる理由は、上記脂肪族カルボン酸金属塩(B)単独では、それ自体の熱安定性が不充分であり、充分な耐衝撃性の改善効果が得られなかったものと考えられる。これに対し本発明では上記脂肪族カルボン酸金属塩(B)と微量のソルビン酸エステル(C)とを併用することにより、上記脂肪族カルボン酸金属塩(B)の熱安定性が改善され、より優れた耐衝撃性の改善効果が得られたものと考えられる。上記脂肪族カルボン酸金属塩(B)と微量のソルビン酸エステル(C)を併用することにより優れた効果が得られる理由は、ソルビン酸エステル(C)は極性が低く、樹脂中に均一分散しやすいと推測される。かかるソルビン酸エステル(C)が溶融成形時に微量の水分により分解しソルビン酸を生成し、かかるソルビン酸が脂肪族カルボン酸金属塩(B)と相互作用し、金属クラスター錯体のような状態で存在すると推測される。かかる錯体は錯体の外側が脂肪族カルボン酸に由来するカルボニル構造で覆われたエネルギー的に安定な錯体であると推測され、脂肪族カルボン酸金属塩(B)がエネルギー的に安定化することで樹脂組成物の耐衝撃性が向上するものと考えられる。
本発明者は、EVOHに長周期型周期表第4周期dブロックに属する金属を有する脂肪族カルボン酸〔脂肪族カルボン酸金属塩(B)〕を用いることにより、耐衝撃性が改善することを見出したが、上記脂肪族カルボン酸金属塩(B)単独では耐衝撃性の改善効果が充分に得られないものであった。かかる理由は、上記脂肪族カルボン酸金属塩(B)単独では、それ自体の熱安定性が不充分であり、充分な耐衝撃性の改善効果が得られなかったものと考えられる。これに対し本発明では上記脂肪族カルボン酸金属塩(B)と微量のソルビン酸エステル(C)とを併用することにより、上記脂肪族カルボン酸金属塩(B)の熱安定性が改善され、より優れた耐衝撃性の改善効果が得られたものと考えられる。上記脂肪族カルボン酸金属塩(B)と微量のソルビン酸エステル(C)を併用することにより優れた効果が得られる理由は、ソルビン酸エステル(C)は極性が低く、樹脂中に均一分散しやすいと推測される。かかるソルビン酸エステル(C)が溶融成形時に微量の水分により分解しソルビン酸を生成し、かかるソルビン酸が脂肪族カルボン酸金属塩(B)と相互作用し、金属クラスター錯体のような状態で存在すると推測される。かかる錯体は錯体の外側が脂肪族カルボン酸に由来するカルボニル構造で覆われたエネルギー的に安定な錯体であると推測され、脂肪族カルボン酸金属塩(B)がエネルギー的に安定化することで樹脂組成物の耐衝撃性が向上するものと考えられる。
上記脂肪族カルボン酸金属塩(B)の金属換算含有量に対するソルビン酸エステル(C)の含有量比(脂肪族カルボン酸金属塩(B)の金属換算含有量/ソルビン酸エステル(C)の含有量)は、重量基準で、通常5~20000、好ましくは25~15000、特に好ましくは50~12000、殊に好ましくは500~10000である。かかる値が上記範囲にある場合、本発明の効果がより顕著に得られる傾向がある。
本発明のEVOH樹脂組成物中のソルビン酸エステル(C)の含有量は、EVOH樹脂組成物がペレット等の成形物である場合、つぎの方法により定量することができる。すなわち、まず上記ペレット等の成形物を任意の方法で粉砕(例えば凍結粉砕)し、炭素数1~5の低級アルコール系溶媒に溶解させて試料とする。そして、上記試料を液体クロマトグラフィー質量分析法(LC/MS/MS)を用いて測定することで、ソルビン酸エステル(C)の含有量を定量することができる。
また、EVOH樹脂組成物が多層構造体等の他の熱可塑性樹脂等と組み合わされた成形物である場合、例えば、多層構造体であれば、測定するEVOH樹脂組成物からなる層を任意の方法で多層構造体より取り出した後、上記と同様の方法で定量することができる。
<他の熱可塑性樹脂>
本発明のEVOH樹脂組成物は、EVOH(A)以外の樹脂を配合しなくても、成膜した際の耐衝撃性に優れるものであるが、より耐衝撃性を高めたり、耐衝撃性以外の機能を付与する目的で、他の熱可塑性樹脂を、EVOH(A)に対して、通常30重量%以下となるような範囲内で含有してもよい。
本発明のEVOH樹脂組成物は、EVOH(A)以外の樹脂を配合しなくても、成膜した際の耐衝撃性に優れるものであるが、より耐衝撃性を高めたり、耐衝撃性以外の機能を付与する目的で、他の熱可塑性樹脂を、EVOH(A)に対して、通常30重量%以下となるような範囲内で含有してもよい。
上記他の熱可塑性樹脂としては、例えば、直鎖状低密度ポリエチレン、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、アイオノマー、エチレン-プロピレン共重合体、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリペンテン等のオレフィンの単独又は共重合体、ポリ環状オレフィン、あるいはこれらのオレフィンの単独または共重合体を不飽和カルボン酸又はそのエステルでグラフト変性したもの等の広義のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル、ポリアミド、共重合ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、アクリル系樹脂、ビニルエステル系樹脂、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。
特に、本発明のEVOH樹脂組成物を用いてなる多層構造体を製造し、これを食品の包装材として用いた場合、上記包装材の熱水処理後に、包装材端部にてEVOH層が溶出することを防止する目的で、ポリアミド系樹脂を配合することが好ましい。ポリアミド系樹脂は、アミド結合がEVOHのOH基およびエステル基の少なくとも一方との相互作用によりネットワーク構造を形成することが可能であり、これにより、熱水処理時のEVOHの溶出を防止することができる。従って、レトルト食品やボイル食品の包装材として本発明のEVOH樹脂組成物を用いる場合には、ポリアミド系樹脂を配合することが好ましい。
上記ポリアミド系樹脂としては、公知のものを用いることができる。
具体的には、例えば、ポリカプラミド(ナイロン6)、ポリ-ω-アミノヘプタン酸(ナイロン7)、ポリ-ω-アミノノナン酸(ナイロン9)、ポリウンデカンアミド(ナイロン11)、ポリラウリルラクタム(ナイロン12)等のホモポリマーがあげられる。また、共重合ポリアミド系樹脂としては、ポリエチレンジアミンアジパミド(ナイロン26)、ポリテトラメチレンアジパミド(ナイロン46)、ポリヘキサメチレンアジパミド(ナイロン66)、ポリヘキサメチレンセバカミド(ナイロン610)、ポリヘキサメチレンドデカミド(ナイロン612)、ポリオクタメチレンアジパミド(ナイロン86)、ポリデカメチレンアジパミド(ナイロン108)、カプロラクタム/ラウリルラクタム共重合体(ナイロン6/12)、カプロラクタム/ω-アミノノナン酸共重合体(ナイロン6/9)、カプロラクタム/ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート共重合体(ナイロン6/66)、ラウリルラクタム/ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート共重合体(ナイロン12/66)、エチレンジアミンアジパミド/ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート共重合体(ナイロン26/66)、カプロラクタム/ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート/ヘキサメチレンジアンモニウムセバケート共重合体(ナイロン66/610)、エチレンアンモニウムアジペート/ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート/ヘキサメチレンジアンモニウムセバケート共重合体(ナイロン6/66/610)等の脂肪族ポリアミドや、ポリヘキサメチレンイソフタルアミド、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド、ポリメタキシリレンアジパミド、ヘキサメチレンイソフタルアミド/テレフタルアミド共重合体、ポリ-P-フェニレンテレフタルアミドや、ポリ-P-フェニレン・3-4’ジフェニルエーテルテレフタルアミド等の芳香族ポリアミド、非晶性ポリアミド、これらのポリアミド系樹脂をメチレンベンジルアミン、メタキシレンジアミン等の芳香族アミンで変性したものやメタキシリレンジアンモニウムアジペートまたは、これらポリアミド系樹脂の末端を変性させた末端変性ポリアミド系樹脂等があげられる。なかでも、好ましくは末端変性ポリアミド系樹脂である。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。
具体的には、例えば、ポリカプラミド(ナイロン6)、ポリ-ω-アミノヘプタン酸(ナイロン7)、ポリ-ω-アミノノナン酸(ナイロン9)、ポリウンデカンアミド(ナイロン11)、ポリラウリルラクタム(ナイロン12)等のホモポリマーがあげられる。また、共重合ポリアミド系樹脂としては、ポリエチレンジアミンアジパミド(ナイロン26)、ポリテトラメチレンアジパミド(ナイロン46)、ポリヘキサメチレンアジパミド(ナイロン66)、ポリヘキサメチレンセバカミド(ナイロン610)、ポリヘキサメチレンドデカミド(ナイロン612)、ポリオクタメチレンアジパミド(ナイロン86)、ポリデカメチレンアジパミド(ナイロン108)、カプロラクタム/ラウリルラクタム共重合体(ナイロン6/12)、カプロラクタム/ω-アミノノナン酸共重合体(ナイロン6/9)、カプロラクタム/ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート共重合体(ナイロン6/66)、ラウリルラクタム/ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート共重合体(ナイロン12/66)、エチレンジアミンアジパミド/ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート共重合体(ナイロン26/66)、カプロラクタム/ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート/ヘキサメチレンジアンモニウムセバケート共重合体(ナイロン66/610)、エチレンアンモニウムアジペート/ヘキサメチレンジアンモニウムアジペート/ヘキサメチレンジアンモニウムセバケート共重合体(ナイロン6/66/610)等の脂肪族ポリアミドや、ポリヘキサメチレンイソフタルアミド、ポリヘキサメチレンテレフタルアミド、ポリメタキシリレンアジパミド、ヘキサメチレンイソフタルアミド/テレフタルアミド共重合体、ポリ-P-フェニレンテレフタルアミドや、ポリ-P-フェニレン・3-4’ジフェニルエーテルテレフタルアミド等の芳香族ポリアミド、非晶性ポリアミド、これらのポリアミド系樹脂をメチレンベンジルアミン、メタキシレンジアミン等の芳香族アミンで変性したものやメタキシリレンジアンモニウムアジペートまたは、これらポリアミド系樹脂の末端を変性させた末端変性ポリアミド系樹脂等があげられる。なかでも、好ましくは末端変性ポリアミド系樹脂である。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。
<その他の添加剤>
本発明のEVOH樹脂組成物には、本発明の効果を阻害しない範囲(例えば、通常、EVOH樹脂組成物の10重量%以下、好ましくは5重量%以下)において、一般的にEVOHに配合する配合剤、例えば、熱安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、着色剤、紫外線吸収剤、滑剤、可塑剤、光安定剤、界面活性剤、抗菌剤、乾燥剤、アンチブロッキング剤、難燃剤、架橋剤、発泡剤、結晶核剤、防曇剤、生分解用添加剤、シランカップリング剤、酸素吸収剤、無機フィラー等が含有されていてもよい。これらは単独で、もしくは2種以上併せて用いることができる。
本発明のEVOH樹脂組成物には、本発明の効果を阻害しない範囲(例えば、通常、EVOH樹脂組成物の10重量%以下、好ましくは5重量%以下)において、一般的にEVOHに配合する配合剤、例えば、熱安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、着色剤、紫外線吸収剤、滑剤、可塑剤、光安定剤、界面活性剤、抗菌剤、乾燥剤、アンチブロッキング剤、難燃剤、架橋剤、発泡剤、結晶核剤、防曇剤、生分解用添加剤、シランカップリング剤、酸素吸収剤、無機フィラー等が含有されていてもよい。これらは単独で、もしくは2種以上併せて用いることができる。
上記熱安定剤としては、溶融成形時の熱安定性等の各種物性を向上させる目的で、例えば、酢酸、プロピオン酸、酪酸、ラウリル酸、ステアリン酸、オレイン酸、ベヘニン酸等の有機酸類または、これらのアルカリ土類金属塩(カルシウム塩、マグネシウム塩等)等があげられる。これらは単独で、もしくは2種以上併せて用いることができる。
<EVOH樹脂組成物の製造方法>
本発明のEVOH樹脂組成物の製造方法は、特に限定するものではないが、例えば、以下の(I)~(IV)に示す方法等があげられる。
(I)EVOH(A)のペレットに脂肪族カルボン酸金属塩(B)およびソルビン酸エステル(C)の少なくとも一方を所定割合で配合して、ドライブレンドする方法(ドライブレンド法)。
(II)EVOH(A)のペレットを脂肪族カルボン酸金属塩(B)およびソルビン酸エステル(C)の少なくとも一方を含有する溶液に浸漬させた後、ペレットを乾燥させる方法(浸漬法)。
(III)EVOH(A)の溶融混練時に脂肪族カルボン酸金属塩(B)およびソルビン酸エステル(C)の少なくとも一方を配合し、その後ペレットを作製する方法(溶融混練法)。
(IV)EVOH(A)を含有した溶液に脂肪族カルボン酸金属塩(B)およびソルビン酸エステル(C)の少なくとも一方を添加して混合後、溶液中の溶剤を除去する方法(溶液混合法)。
本発明のEVOH樹脂組成物の製造方法は、特に限定するものではないが、例えば、以下の(I)~(IV)に示す方法等があげられる。
(I)EVOH(A)のペレットに脂肪族カルボン酸金属塩(B)およびソルビン酸エステル(C)の少なくとも一方を所定割合で配合して、ドライブレンドする方法(ドライブレンド法)。
(II)EVOH(A)のペレットを脂肪族カルボン酸金属塩(B)およびソルビン酸エステル(C)の少なくとも一方を含有する溶液に浸漬させた後、ペレットを乾燥させる方法(浸漬法)。
(III)EVOH(A)の溶融混練時に脂肪族カルボン酸金属塩(B)およびソルビン酸エステル(C)の少なくとも一方を配合し、その後ペレットを作製する方法(溶融混練法)。
(IV)EVOH(A)を含有した溶液に脂肪族カルボン酸金属塩(B)およびソルビン酸エステル(C)の少なくとも一方を添加して混合後、溶液中の溶剤を除去する方法(溶液混合法)。
上記の方法は複数を組み合わせて用いてもよい。
これらのなかでも(IV)のEVOH(A)を含有した溶液にソルビン酸エステル(C)を所定割合で配合して、溶剤を除去して得られたEVOH樹脂組成物ペレットに(I)脂肪族カルボン酸金属塩(B)をドライブレンドする方法(ドライブレンド法)および(I)EVOH(A)のペレットに脂肪族カルボン酸金属塩(B)およびソルビン酸エステル(C)を所定割合で配合して、ドライブレンドする方法(ドライブレンド法)が生産性、経済性の点で実用的であり工業上好ましい。また、上記その他の添加剤を配合する場合も上記(I)~(IV)の方法に準じることにより、その他の添加剤を含有するEVOH樹脂組成物が得られる。
これらのなかでも(IV)のEVOH(A)を含有した溶液にソルビン酸エステル(C)を所定割合で配合して、溶剤を除去して得られたEVOH樹脂組成物ペレットに(I)脂肪族カルボン酸金属塩(B)をドライブレンドする方法(ドライブレンド法)および(I)EVOH(A)のペレットに脂肪族カルボン酸金属塩(B)およびソルビン酸エステル(C)を所定割合で配合して、ドライブレンドする方法(ドライブレンド法)が生産性、経済性の点で実用的であり工業上好ましい。また、上記その他の添加剤を配合する場合も上記(I)~(IV)の方法に準じることにより、その他の添加剤を含有するEVOH樹脂組成物が得られる。
上記(I)の方法におけるドライブレンドの手段としては、例えば、ロッキングミキサー、リボンブレンダー、ラインミキサー等の公知の混合装置を用いることができる。
上記(I)の方法におけるドライブレンドに当たっては、脂肪族カルボン酸金属塩(B)およびソルビン酸エステル(C)の少なくとも一方の成分の付着性を向上させるために、かかるEVOH(A)のペレットの含水率を0.1~5重量%(さらには0.5~4重量%、特には1~3重量%)に調整しておくことが好ましく、かかる含水率が小さすぎる場合では脂肪族カルボン酸金属塩(B)およびソルビン酸エステル(C)の少なくとも一方が脱落しやすく付着分布が不均一となりやすい傾向がある。逆に大きすぎる場合と脂肪族カルボン酸金属塩(B)およびソルビン酸エステル(C)の少なくとも一方が凝集して付着分布が不均一となる傾向がある。
なお、ここで言うEVOH(A)のペレットの含水率については、以下の方法により測定・算出されるものである。
[含水率の測定方法]
室温(25℃)下において、EVOH(A)のペレットを試料とし、乾燥前重量(W1)を電子天秤にて秤量する。その後、この試料を150℃の熱風乾燥機中で5時間乾燥させる。乾燥後、デシケーター中で30分間放冷してEVOH(A)のペレットの温度を室温に戻した後の重量(W2)を秤量し、下記式より算出する。
含水率(重量%)=[(W1-W2)/W1]×100
[含水率の測定方法]
室温(25℃)下において、EVOH(A)のペレットを試料とし、乾燥前重量(W1)を電子天秤にて秤量する。その後、この試料を150℃の熱風乾燥機中で5時間乾燥させる。乾燥後、デシケーター中で30分間放冷してEVOH(A)のペレットの温度を室温に戻した後の重量(W2)を秤量し、下記式より算出する。
含水率(重量%)=[(W1-W2)/W1]×100
また、上記(I)、(II)の方法では、EVOH(A)のペレットの外側に脂肪族カルボン酸金属塩(B)およびソルビン酸エステル(C)が付着したペレットが得られる。
上記(III)の方法における溶融混練の手段としては、例えば、ニーダー、ルーダー、押出機、ミキシングロール、バンバリーミキサー、プラストミル等の公知の溶融混練装置を使用して行うことができ、通常は150~300℃(さらには180~280℃)で、1~20分間程度溶融混練することが好ましく、特に単軸又は二軸の押出機を用いることが容易にペレットを得られる点で工業上有利であり、また必要に応じて、ベント吸引装置、ギヤポンプ装置、スクリーン装置等を設けることも好ましい。特に、水分や副生成物(熱分解低分子量物等)を除去するために、押出機に1個以上のベント孔を設けて減圧下に吸引したり、押出機中への酸素の混入を防ぐために、ホッパー内に窒素等の不活性ガスを連続的に供給したりすることにより、熱着色や熱劣化が軽減された品質の優れたEVOH樹脂組成物を得ることができる。
また、押出機等の溶融混練装置への供給方法供給方法についても特に限定されず、1)EVOH(A)と、脂肪族カルボン酸金属塩(B)およびソルビン酸エステル(C)の少なくとも一方をドライブレンドして一括して押出機に供給する方法、2)EVOH(A)を押出機に供給して溶融させたところに固体状の脂肪族カルボン酸金属塩(B)およびソルビン酸エステル(C)の少なくとも一方を供給する方法(ソリッドサイドフィード法)、3)EVOH(A)を押出機に供給して溶融させたところに溶融状態の脂肪族カルボン酸金属塩(B)およびソルビン酸エステル(C)の少なくとも一方を供給する方法(メルトサイドフィード法)等をあげることができるが、なかでも、1)の方法が装置の簡便さ、ブレンド物のコスト面等で実用的である。
また、溶融混練後にペレットを作製する方法としては、公知の手法を用いることが可能であり、例えば、ストランドカット法、ホットカット法(空中カット法、アンダーウォーターカット法)等があげられる。工業的生産性の点で、好ましくはストランドカット法である。
上記溶液混合法にあたって使用する溶媒は、公知のEVOHの良溶媒を用いればよく、代表的には水と炭素数1~4の脂肪族アルコールとの混合溶媒が用いられ、好ましくは水とメタノールとの混合溶媒である。溶解にあたっては任意に加熱や加圧を行うことが可能であり、濃度も任意である。例えば、EVOH(A)が溶解した溶液またはペーストに脂肪族カルボン酸金属塩(B)およびソルビン酸エステル(C)の少なくとも一方を配合すればよい。このとき、脂肪族カルボン酸金属塩(B)およびソルビン酸エステル(C)は固体、溶液、分散液等の状態で配合することが可能である。
配合後、各成分が均一に分散したEVOH組成物溶液またはペーストを、上記した公知の手法でペレット化する。工業的生産性の点で、好ましくはアンダーウォーターカット法である。得られたペレットは、公知の手法で乾燥する。
配合後、各成分が均一に分散したEVOH組成物溶液またはペーストを、上記した公知の手法でペレット化する。工業的生産性の点で、好ましくはアンダーウォーターカット法である。得られたペレットは、公知の手法で乾燥する。
上記ペレットの形状は、例えば、球形、オーバル形、円柱形、立方体形、直方体形等任意の形状が採用可能である。ペレットの形状は、通常、オーバル形または円柱形であり、その大きさは、後に成形材料として用いる場合の利便性の観点から、円柱形の場合は底面の直径が通常1~6mm、好ましくは2~5mmであり、長さは通常1~6mm、好ましくは2~5mmである。オーバル形の場合は長径が通常1.5~30mm、好ましく3~20mm、さらに好ましくは3.5~10mmである。短径は通常1~10mm、好ましくは2~6mmであり、特に好ましくは2.5~5.5mmである。かかる長径及び短径を測定する方法は、例えばペレットを手に取り観察し、ノギス等の計測器を用いて長径を測定した後に、かかる長径に垂直な断面のうち最大面積となる断面位置を目視および触覚で認定し、かかる断面を想定した場合の短径を同様に測定する方法があげられる。
このようにして、本発明のEVOH樹脂組成物を得ることができる。
<多層構造体>
本発明の多層構造体は、上記本発明のEVOH樹脂組成物からなる層を少なくとも1層有するものである。本発明のEVOH樹脂組成物からなる層(以下、単に「樹脂組成物層」という。)は、他の基材と積層することで、さらに強度を上げたり、他の機能を付与することができる。
本発明の多層構造体は、上記本発明のEVOH樹脂組成物からなる層を少なくとも1層有するものである。本発明のEVOH樹脂組成物からなる層(以下、単に「樹脂組成物層」という。)は、他の基材と積層することで、さらに強度を上げたり、他の機能を付与することができる。
上記基材としては、EVOH以外の熱可塑性樹脂(以下「他の基材樹脂」という。)が好ましく用いられる。
上記他の基材樹脂としては、例えば、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、超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、エチレン-プロピレン(ブロックおよびランダム)共重合体、エチレン-α-オレフィン(炭素数4~20のα-オレフィン)共重合体等のポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン、プロピレン-α-オレフィン(炭素数4~20のα-オレフィン)共重合体等のポリプロピレン系樹脂、ポリブテン、ポリペンテン、ポリ環状オレフィン系樹脂(環状オレフィン構造を主鎖および側鎖の少なくとも一方に有する重合体)等の(未変性)ポリオレフィン系樹脂や、これらのポリオレフィン類を不飽和カルボン酸またはそのエステルでグラフト変性した不飽和カルボン酸変性ポリオレフィン系樹脂等の変性オレフィン系樹脂を含む広義のポリオレフィン系樹脂、アイオノマー、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-アクリル酸共重合体、エチレン-アクリル酸エステル共重合体、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂(共重合ポリアミドも含む)、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、アクリル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ビニルエステル系樹脂、ポリエステルエラストマー、ポリウレタンエラストマー、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン等のハロゲン化ポリオレフィン、芳香族または脂肪族ポリケトン類等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。
これらのうち、疎水性を考慮した場合、疎水性樹脂である、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂が好ましく、より好ましくは、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリ環状オレフィン系樹脂およびこれらの不飽和カルボン酸変性ポリオレフィン系樹脂等のポリオレフィン系樹脂であり、特に好ましくはポリ環状オレフィン系樹脂である。
本発明の多層構造体の層構成は、本発明の樹脂組成物層をa(a1、a2、・・・)、他の基材樹脂層をb(b1、b2、・・・)とする場合、a/b、b/a/b、a/b/a、a1/a2/b、a/b1/b2、b2/b1/a/b1/b2、b2/b1/a/b1/a/b1/b2等、任意の組み合わせが可能である。
なお、上記層構成において、それぞれの層間には、必要に応じて接着性樹脂層を介してもよい。本発明の樹脂組成物層の少なくとも一方の面に、接着樹脂層を介して、他の機材樹脂層(すなわちEVOH以外の熱可塑性樹脂層)を有する多層構造体である場合、本発明の効果がより効果的に得られる傾向がある。
また、上記多層構造体を製造する過程で発生する端部や不良品等を再溶融成形して得られる、本発明の樹脂組成物と他の基材樹脂もしくは他の基材樹脂と接着性樹脂の混合物を含むリサイクル層をRとするとき、b/R/a、b/R/a/b、b/R/a/R/b、b/a/R/a/b、b/R/a/R/a/R/b等とすることも可能である。本発明の多層構造体の層数は、のべ数にて通常2~15、好ましくは3~10である。
なお、上記層構成において、それぞれの層間には、必要に応じて接着性樹脂層を介してもよい。本発明の樹脂組成物層の少なくとも一方の面に、接着樹脂層を介して、他の機材樹脂層(すなわちEVOH以外の熱可塑性樹脂層)を有する多層構造体である場合、本発明の効果がより効果的に得られる傾向がある。
また、上記多層構造体を製造する過程で発生する端部や不良品等を再溶融成形して得られる、本発明の樹脂組成物と他の基材樹脂もしくは他の基材樹脂と接着性樹脂の混合物を含むリサイクル層をRとするとき、b/R/a、b/R/a/b、b/R/a/R/b、b/a/R/a/b、b/R/a/R/a/R/b等とすることも可能である。本発明の多層構造体の層数は、のべ数にて通常2~15、好ましくは3~10である。
本発明の多層構造体における、多層構造の層構成として、好ましくは、本発明の樹脂組成物層を中間層として含み、その中間層の両外側層として、他の基材樹脂層を設けた多層構造体の単位(b/a/b、またはb/接着性樹脂層/a/接着性樹脂層/b)を基本単位として、この基本単位を少なくとも構成単位として備える多層構造体が好ましい。
上記接着性樹脂層形成材料である接着性樹脂としては、公知のものを使用でき、他の基材樹脂層に用いる熱可塑性樹脂の種類に応じて適宜選択すればよい。代表的には不飽和カルボン酸またはその無水物をポリオレフィン系樹脂に付加反応やグラフト反応等により化学的に結合させて得られるカルボキシ基を含有する変性ポリオレフィン系重合体をあげることができる。例えば、無水マレイン酸グラフト変性ポリエチレン、無水マレイン酸グラフト変性ポリプロピレン、無水マレイン酸グラフト変性エチレン-プロピレン(ブロックおよびランダム)共重合体、無水マレイン酸グラフト変性エチレン-エチルアクリレート共重合体、無水マレイン酸グラフト変性エチレン-酢酸ビニル共重合体、無水マレイン酸変性ポリ環状オレフィン系樹脂、無水マレイン酸グラフト変性ポリオレフィン系樹脂等であり、これらは単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。
このときの、不飽和カルボン酸又はその無水物の含有量は、通常0.001~3重量%であり、好ましくは0.01~1重量%、特に好ましくは0.03~0.5重量%である。変性物中の変性量が少ないと、接着性が不充分となる傾向があり、逆に多いと架橋反応を起こし、成形性が悪くなる傾向がある。
これらの接着性樹脂には、EVOH(A)、他のEVOH、ポリイソブチレン、エチレン-プロピレンゴム等のゴム・エラストマー成分、さらにはポリオレフィン系樹脂層の樹脂等をブレンドすることも可能である。特に、接着性樹脂の母体のポリオレフィン系樹脂と異なるポリオレフィン系樹脂をブレンドすることも可能である。
これらの接着性樹脂には、EVOH(A)、他のEVOH、ポリイソブチレン、エチレン-プロピレンゴム等のゴム・エラストマー成分、さらにはポリオレフィン系樹脂層の樹脂等をブレンドすることも可能である。特に、接着性樹脂の母体のポリオレフィン系樹脂と異なるポリオレフィン系樹脂をブレンドすることも可能である。
上記他の基材樹脂、接着性樹脂層には、本発明の趣旨を阻害しない範囲内(例えば、30重量%以下、好ましくは10重量%以下)において、本発明で用いる脂肪族カルボン酸金属塩(B)、ソルビン酸エステル(C)の他、従来公知の可塑剤(エチレングリコール、グリセリン、ヘキサンジオール等)、フィラー、クレー(モンモリロナイト等)、着色剤、酸化防止剤、帯電防止剤、滑剤(例えば炭素数10~30の高級脂肪酸、高級脂肪酸のアルカリ土類金属塩、高級脂肪酸エステル(高級脂肪酸のメチルエステル、イソプロピルエステル、ブチルエステル、オクチルエステル等)、高級脂肪酸アミド(ステアリン酸アミド、ベヘニン酸アミド等の飽和脂肪族アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド等の不飽和脂肪酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド等のビス脂肪酸アミド)、低分子量ポリオレフィン(例えば分子量500~10000程度の低分子量ポリエチレン、または低分子量ポリプロピレン)、フッ化エチレン樹脂等)、核剤、ブロッキング防止剤、紫外線吸収剤、ワックス等を含んでいてもよい。これらは単独で、もしくは2種以上併せて用いることができる。特に、本発明の樹脂組成物層と隣接する接着性樹脂層が脂肪族カルボン酸金属塩(B)およびソルビン酸エステル(C)を含有する場合、さらに耐衝撃性に優れた多層構造体が得られる。
本発明のEVOH樹脂組成物を他の基材樹脂と積層させて多層構造体を作製する場合(接着性樹脂層を介在させる場合を含む)、その積層方法は公知の方法にて行うことができる。例えば、本発明の樹脂組成物のフィルム、シート等に他の基材樹脂を溶融押出ラミネートする方法、逆に他の基材樹脂に本発明の樹脂組成物を溶融押出ラミネートする方法、本発明の樹脂組成物と他の基材樹脂とを共押出する方法、本発明の樹脂組成物からなるフィルム(層)および他の基材樹脂(層)を各々作製し、これらを有機チタン化合物、イソシアネート化合物、ポリエステル系化合物、ポリウレタン化合物等の公知の接着剤を用いてドライラミネートする方法、他の基材樹脂上に本発明のEVOH樹脂組成物の溶液を塗工してから溶媒を除去する方法等があげられる。これらのなかでも、コストや環境の観点から考慮して共押出する方法が好ましい。
上記多層構造体は、そのまま各種形状のものに使用することができるが、必要に応じて(加熱)延伸処理が施される。延伸処理は、一軸延伸、二軸延伸のいずれであってもよく、二軸延伸の場合は同時延伸であっても逐次延伸であってもよい。また、延伸方法としてはロール延伸法、テンター延伸法、チューブラー延伸法、延伸ブロー法、真空圧空成形等のうち延伸倍率の高いものも採用できる。延伸温度は、通常40~170℃、好ましくは60~160℃程度の範囲から選ばれる。延伸温度が低すぎた場合は延伸性が不良となる傾向があり、高すぎた場合は安定した延伸状態を維持することが困難となる傾向がある。
なお、上記多層構造体に対し、延伸後に寸法安定性を付与することを目的として、熱固定を行ってもよい。熱固定は周知の手段で実施可能であり、例えば、上記延伸した多層構造体(延伸フィルム)を、緊張状態を保ちながら通常80~180℃、好ましくは100~165℃で、通常2~600秒間程度熱処理を行う。
また、本発明のEVOH樹脂組成物を用いて得られてなる多層延伸フィルムをシュリンク用フィルムとして用いる場合には、熱収縮性を付与するために、上記の熱固定を行わず、例えば、延伸後のフィルムに冷風を当てて冷却固定する等の処理を行えばよい。
さらに、本発明の多層構造体からカップやトレイ状の多層容器を得ることも可能である。多層容器の作製方法としては、通常絞り成形法が採用され、具体的には真空成形法、圧空成形法、真空圧空成形法、プラグアシスト式真空圧空成形法等があげられる。さらに、多層パリソン(ブロー前の中空管状の予備成形物)からチューブやボトル状の多層容器を得る場合はブロー成形法が採用され、具体的には押出ブロー成形法(双頭式、金型移動式、パリソンシフト式、ロータリー式、アキュムレーター式、水平パリソン式等)、コールドパリソン式ブロー成形法、射出ブロー成形法、二軸延伸ブロー成形法(押出式コールドパリソン二軸延伸ブロー成形法、射出式コールドパリソン二軸延伸ブロー成形法、射出成形インライン式二軸延伸ブロー成形法等)等があげられる。本発明の多層積層体は必要に応じ、熱処理、冷却処理、圧延処理、印刷処理、ドライラミネート処理、溶液または溶融コート処理、製袋加工、深絞り加工、箱加工、チューブ加工、スプリット加工等を行うことができる。
本発明の多層構造体(延伸したものを含む)の厚み、さらには多層構造体を構成する樹脂組成物層、他の基材樹脂層および接着性樹脂層の厚みは、層構成、基材樹脂の種類、接着性樹脂の種類、用途や包装形態、要求される物性等により適宜設定される。なお、下記の数値は、樹脂組成物層、接着性樹脂層、他の基材樹脂層のうち少なくとも1種の層が2層以上存在する場合には、同種の層の厚みを総計した値である。
本発明の多層構造体(延伸したものを含む)の厚みは、通常10~5000μm、好ましくは30~3000μm、特に好ましくは50~2000μmである。多層構造体の総厚みが薄すぎる場合には、ガスバリア性が低下する傾向がある。また、多層構造体の総厚みが厚すぎる場合には、ガスバリア性が過剰性能となり、不必要な原料を使用することとなるため経済的に好ましくない。そして、上記多層構造体における本発明の樹脂組成物層は、通常1~500μm、好ましくは3~300μm、特に好ましくは5~200μmであり、他の基材樹脂層は通常5~3000μm、好ましくは10~2000μm、特に好ましくは20~1000μmであり、接着性樹脂層は、通常0.5~250μm、好ましくは1~150μm、特に好ましくは3~100μmである。
さらに、多層構造体における樹脂組成物層と他の基材樹脂層との厚みの比(樹脂組成物層/他の基材樹脂層)は、各層が複数ある場合は最も厚みの厚い層同士の比にて、通常1/99~50/50、好ましくは5/95~45/55、特に好ましくは10/90~40/60である。また、多層構造体における樹脂組成物層と接着性樹脂層の厚み比(樹脂組成物層/接着性樹脂層)は、各層が複数ある場合は最も厚みの厚い層同士の比にて、通常10/90~99/1、好ましくは20/80~95/5、特に好ましくは50/50~90/10である。
上記のようにして得られたフィルム、延伸フィルムからなる袋およびカップ、トレイ、チューブ、ボトル等からなる容器や蓋材は、一般的な食品、マヨネーズ、ドレッシング等の調味料、味噌等の発酵食品、サラダ油等の油脂食品、飲料、化粧品、医薬品等の各種の包装材料容器として有用である。
以下、実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、以下「%」、「ppm」、とあるのは、特記しない場合重量基準を意味する。
[実施例1]
〔EVOH樹脂組成物の製造〕
EVOH(A)として、エチレン-ビニルアルコール共重合体(a1)〔エチレン構造単位の含有量38モル%、MFR3.7g/10分(210℃、荷重2160g)〕ペレット、脂肪族カルボン酸金属塩(B)としてステアリン酸亜鉛(b1)、ソルビン酸エステル(C)としてソルビン酸メチル(c1)を用いた。また、ステアリン酸亜鉛(b1)をエチレン-ビニルアルコール系共重合体(a1)、ステアリン酸亜鉛(b1)、ソルビン酸メチル(c1)の総和に対して金属換算で45ppm用い、ソルビン酸メチル(c1)をエチレン-ビニルアルコール系共重合体(a1)、ステアリン酸亜鉛(b1)、ソルビン酸メチル(c1)の総和に対して0.005ppm用い、一括でドライブレンドすることにより本発明のEVOH樹脂組成物を製造した。
〔EVOH樹脂組成物の製造〕
EVOH(A)として、エチレン-ビニルアルコール共重合体(a1)〔エチレン構造単位の含有量38モル%、MFR3.7g/10分(210℃、荷重2160g)〕ペレット、脂肪族カルボン酸金属塩(B)としてステアリン酸亜鉛(b1)、ソルビン酸エステル(C)としてソルビン酸メチル(c1)を用いた。また、ステアリン酸亜鉛(b1)をエチレン-ビニルアルコール系共重合体(a1)、ステアリン酸亜鉛(b1)、ソルビン酸メチル(c1)の総和に対して金属換算で45ppm用い、ソルビン酸メチル(c1)をエチレン-ビニルアルコール系共重合体(a1)、ステアリン酸亜鉛(b1)、ソルビン酸メチル(c1)の総和に対して0.005ppm用い、一括でドライブレンドすることにより本発明のEVOH樹脂組成物を製造した。
〔多層構造体の製造〕
3種5層多層共押出キャストフィルム製膜装置に、上記で得られたEVOH樹脂組成物、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)(日本ポリエチレン社製「UF240」、MFR2.1g/10分〔190℃、荷重2160g〕)、接着樹脂(LyondellBasell社製「PLEXAR PX3236」、MFR2.0g/10分〔190℃、荷重2160g〕)を供給して、下記条件で多層共押出成形により、LLDPE層/接着樹脂層/EVOH樹脂組成物層/接着樹脂層/LLDPE層の3種5層構造の多層構造体(フィルム)を得た。多層構造体の各層の厚み(μm)は、37.5/5/15/5/37.5であった。成形装置のダイ温度は、全て210℃に設定した。
(多層共押出成形条件)
・中間層押出機(EVOH樹脂組成物):40mmφ単軸押出機(バレル温度:210℃)
・上下層押出機(LLDPE):40mmφ単軸押出機(バレル温度:210℃)
・中上下層押出機(接着樹脂):32mmφ単軸押出機(バレル温度:210℃)
・ダイ:3種5層フィードブロック型Tダイ(ダイ温度:210℃)
・引取速度:14m/分
・ロール温度:50℃
3種5層多層共押出キャストフィルム製膜装置に、上記で得られたEVOH樹脂組成物、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)(日本ポリエチレン社製「UF240」、MFR2.1g/10分〔190℃、荷重2160g〕)、接着樹脂(LyondellBasell社製「PLEXAR PX3236」、MFR2.0g/10分〔190℃、荷重2160g〕)を供給して、下記条件で多層共押出成形により、LLDPE層/接着樹脂層/EVOH樹脂組成物層/接着樹脂層/LLDPE層の3種5層構造の多層構造体(フィルム)を得た。多層構造体の各層の厚み(μm)は、37.5/5/15/5/37.5であった。成形装置のダイ温度は、全て210℃に設定した。
(多層共押出成形条件)
・中間層押出機(EVOH樹脂組成物):40mmφ単軸押出機(バレル温度:210℃)
・上下層押出機(LLDPE):40mmφ単軸押出機(バレル温度:210℃)
・中上下層押出機(接着樹脂):32mmφ単軸押出機(バレル温度:210℃)
・ダイ:3種5層フィードブロック型Tダイ(ダイ温度:210℃)
・引取速度:14m/分
・ロール温度:50℃
<臭気評価>
上記で製造したEVOH樹脂組成物を10gアルミ皿に測りとり、多層構造体の製造温度と同じ210℃に加熱した際の臭気を下記評価基準にて評価した。
A=臭気が感じられなかった。
B=わずかに臭気が感じられた。
C=はっきりと臭気が感じられた。
D=強烈な臭気が感じられ、作業の継続を断念するレベルであった。
上記で製造したEVOH樹脂組成物を10gアルミ皿に測りとり、多層構造体の製造温度と同じ210℃に加熱した際の臭気を下記評価基準にて評価した。
A=臭気が感じられなかった。
B=わずかに臭気が感じられた。
C=はっきりと臭気が感じられた。
D=強烈な臭気が感じられ、作業の継続を断念するレベルであった。
<耐衝撃強度評価>
上記で製造した多層構造体の衝撃強度(kgf・cm)を、23℃、50%RHの雰囲気中で、YSS式フィルムインパクトテスター(安田精機製作所社製、型式181)を用いて評価した。測定は計5回行い、その平均値を多層構造体の衝撃強度として評価した。
なお、クランプ内径は60mm、衝撃球は半径12.7mmのものを用い、振り子の持ち上げ角度90°とした。
上記で製造した多層構造体の衝撃強度(kgf・cm)を、23℃、50%RHの雰囲気中で、YSS式フィルムインパクトテスター(安田精機製作所社製、型式181)を用いて評価した。測定は計5回行い、その平均値を多層構造体の衝撃強度として評価した。
なお、クランプ内径は60mm、衝撃球は半径12.7mmのものを用い、振り子の持ち上げ角度90°とした。
<ガスバリア性評価>
上記で得られた多層構造体のガスバリア性(20℃、65%RH)を、酸素ガス透過量測定装置(MOCON社製、OX-TRAN 2/21)を用いて評価した。その結果を、後記の表1に示す。
上記で得られた多層構造体のガスバリア性(20℃、65%RH)を、酸素ガス透過量測定装置(MOCON社製、OX-TRAN 2/21)を用いて評価した。その結果を、後記の表1に示す。
[実施例2]
実施例1において、ソルビン酸メチル(c1)をエチレン-ビニルアルコール共重合体(a1)、ステアリン酸亜鉛(b1)、ソルビン酸メチル(c1)の総和に対して0.5ppm用いた以外は同様に行い、EVOH樹脂組成物および多層構造体を作製した。得られたEVOH樹脂組成物および多層構造体について、実施例1と同様に評価した。
実施例1において、ソルビン酸メチル(c1)をエチレン-ビニルアルコール共重合体(a1)、ステアリン酸亜鉛(b1)、ソルビン酸メチル(c1)の総和に対して0.5ppm用いた以外は同様に行い、EVOH樹脂組成物および多層構造体を作製した。得られたEVOH樹脂組成物および多層構造体について、実施例1と同様に評価した。
[実施例3]
実施例1において、ステアリン酸亜鉛(b1)の代わりにカプリル酸亜鉛(b2)を用いた以外は同様に行い、EVOH樹脂組成物および多層構造体を作製した。得られたEVOH樹脂組成物および多層構造体について、実施例1と同様に評価した。
実施例1において、ステアリン酸亜鉛(b1)の代わりにカプリル酸亜鉛(b2)を用いた以外は同様に行い、EVOH樹脂組成物および多層構造体を作製した。得られたEVOH樹脂組成物および多層構造体について、実施例1と同様に評価した。
[実施例4]
実施例2において、ステアリン酸亜鉛(b1)の代わりにカプリル酸亜鉛(b2)を用いた以外は同様に行い、EVOH樹脂組成物および多層構造体を作製した。得られたEVOH樹脂組成物および多層構造体について、実施例1と同様に評価した。
実施例2において、ステアリン酸亜鉛(b1)の代わりにカプリル酸亜鉛(b2)を用いた以外は同様に行い、EVOH樹脂組成物および多層構造体を作製した。得られたEVOH樹脂組成物および多層構造体について、実施例1と同様に評価した。
[比較例1]
実施例1において、ソルビン酸メチル(c1)を用いなかった以外は同様に行い、EVOH樹脂組成物および多層構造体を作製した。得られたEVOH樹脂組成物および多層構造体について、実施例1と同様に評価した。
実施例1において、ソルビン酸メチル(c1)を用いなかった以外は同様に行い、EVOH樹脂組成物および多層構造体を作製した。得られたEVOH樹脂組成物および多層構造体について、実施例1と同様に評価した。
[比較例2]
実施例3において、ソルビン酸メチル(c1)を用いなかった以外は同様に行い、EVOH樹脂組成物および多層構造体を作製した。得られたEVOH樹脂組成物および多層構造体について、実施例1と同様に評価した。
実施例3において、ソルビン酸メチル(c1)を用いなかった以外は同様に行い、EVOH樹脂組成物および多層構造体を作製した。得られたEVOH樹脂組成物および多層構造体について、実施例1と同様に評価した。
[比較例3]
実施例1において、ステアリン酸亜鉛(b1)を用いなかった以外は同様に行い、EVOH樹脂組成物および多層構造体を作製した。得られたEVOH樹脂組成物および多層構造体について、実施例1と同様に評価した。
実施例1において、ステアリン酸亜鉛(b1)を用いなかった以外は同様に行い、EVOH樹脂組成物および多層構造体を作製した。得られたEVOH樹脂組成物および多層構造体について、実施例1と同様に評価した。
[比較例4]
実施例1において、ステアリン酸亜鉛(b1)の代わりにステアリン酸ナトリウム(b3)を用いた以外は同様に行い、EVOH樹脂組成物および多層構造体を作製した。得られたEVOH樹脂組成物および多層構造体について、実施例1と同様に評価した。
実施例1において、ステアリン酸亜鉛(b1)の代わりにステアリン酸ナトリウム(b3)を用いた以外は同様に行い、EVOH樹脂組成物および多層構造体を作製した。得られたEVOH樹脂組成物および多層構造体について、実施例1と同様に評価した。
[比較例5]
実施例1において、ソルビン酸メチル(c1)をエチレン-ビニルアルコール共重合体(a1)、ステアリン酸亜鉛(b1)、ソルビン酸メチル(c1)の総和に対して15ppm用いた以外は同様に行い、EVOH樹脂組成物および多層構造体を作製した。得られたEVOH樹脂組成物および多層構造体について、実施例1と同様に評価した。
実施例1において、ソルビン酸メチル(c1)をエチレン-ビニルアルコール共重合体(a1)、ステアリン酸亜鉛(b1)、ソルビン酸メチル(c1)の総和に対して15ppm用いた以外は同様に行い、EVOH樹脂組成物および多層構造体を作製した。得られたEVOH樹脂組成物および多層構造体について、実施例1と同様に評価した。
[比較例6]
実施例1において、ソルビン酸メチル(c1)をエチレン-ビニルアルコール共重合体(a1)、ステアリン酸亜鉛(b1)、ソルビン酸メチル(c1)の総和に対して30ppm用いた以外は同様に行い、EVOH樹脂組成物を作製した。得られたEVOH樹脂組成物から多層構造体の作製を行ったが、強烈な臭気により多層構造体の作製を断念した。また、上記EVOH樹脂組成物について、実施例1と同様に評価した。
実施例1において、ソルビン酸メチル(c1)をエチレン-ビニルアルコール共重合体(a1)、ステアリン酸亜鉛(b1)、ソルビン酸メチル(c1)の総和に対して30ppm用いた以外は同様に行い、EVOH樹脂組成物を作製した。得られたEVOH樹脂組成物から多層構造体の作製を行ったが、強烈な臭気により多層構造体の作製を断念した。また、上記EVOH樹脂組成物について、実施例1と同様に評価した。
上記得られたEVOH樹脂組成物を構成する各成分とともに、上記評価結果を下記表1に示す。
脂肪族カルボン酸金属塩(B)を含有し、ソルビン酸エステル(C)を含有しない比較例1および2の樹脂組成物が有する衝撃強度よりも、脂肪族カルボン酸金属塩(B)を含有せず、ソルビン酸エステル(C)を含有する比較例3の方が衝撃強度が低かった。それにもかかわらず、脂肪族カルボン酸金属塩(B)を含有し、ソルビン酸エステル(C)を含有する実施例の衝撃強度は、比較例1~3よりも顕著に優れていた。さらに、ガスバリア性が低下することがなく、良好であった。また、脂肪族カルボン酸金属塩(B)の含有量が、本発明で規定する量よりも多い比較例5は、衝撃強度が低く、また、臭気もはっきり感じられるものであった。
脂肪族カルボン酸金属塩(B)の代わりにステアリン酸ナトリウム(比較例4)を用いた場合、ソルビン酸エステル(C)を含有していても衝撃強度に改善の余地があった。
また、ソルビン酸エステル(C)を30ppm配合した樹脂組成物を用いた場合(比較例6)、加熱時に強烈な臭気が発生し、作業を継続することができなかった。
また、ソルビン酸エステル(C)を30ppm配合した樹脂組成物を用いた場合(比較例6)、加熱時に強烈な臭気が発生し、作業を継続することができなかった。
上記で得られた各実施例の多層構造体を用いて作製する包装体は、いずれも耐衝撃性とガスバリア性に優れるものである。
上記実施例においては、本発明における具体的な形態について示したが、上記実施例は単なる例示にすぎず、限定的に解釈されるものではない。当業者に明らかな様々な変形は、本発明の範囲内であることが企図されている。
本発明のEVOH樹脂組成物は、耐衝撃性およびガスバリア性に優れる。そのため、上記EVOH樹脂組成物からなる層を含有する多層構造体は、一般的な食品である、マヨネーズ、ドレッシング等の調味料、味噌等の発酵食品、サラダ油等の油脂食品、飲料等の他、化粧品、医薬品等の各種の包装材料容器の原料として有用である。
Claims (5)
- エチレン-ビニルアルコール系共重合体(A)、脂肪族カルボン酸金属塩(B)およびソルビン酸エステル(C)を含有するエチレン-ビニルアルコール系共重合体組成物であって、上記脂肪族カルボン酸金属塩(B)の金属種が、長周期型周期表第4周期dブロックに属する金属であり、かつ上記ソルビン酸エステル(C)の含有量が、エチレン-ビニルアルコール系共重合体(A)、脂肪族カルボン酸金属塩(B)およびソルビン酸エステル(C)の含有量の総和の0.00001~10ppmであることを特徴とするエチレン-ビニルアルコール系共重合体組成物。
- 上記脂肪族カルボン酸金属塩(B)の金属換算での含有量が、エチレン-ビニルアルコール系共重合体(A)、脂肪族カルボン酸金属塩(B)およびソルビン酸エステル(C)の含有量の総和の1~500ppmであることを特徴とする請求項1記載のエチレン-ビニルアルコール系共重合体組成物。
- 上記ソルビン酸エステル(C)の含有量に対する脂肪族カルボン酸金属塩(B)の金属換算含有量比(脂肪族カルボン酸金属塩(B)の金属換算含有量/ソルビン酸エステル(C)の含有量)が、重量基準で5~20000であることを特徴とする請求項1または2記載のエチレン-ビニルアルコール系共重合体組成物。
- 請求項1~3のいずれか一項に記載のエチレン-ビニルアルコール系共重合体組成物からなる層を有することを特徴とする多層構造体。
- 上記請求項4記載の多層構造体からなることを特徴とする包装体。
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