WO2022045259A1 - 樹脂組成物 - Google Patents
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Classifications
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Definitions
- the present invention relates to a resin composition, and more particularly to a resin composition capable of suppressing the occurrence of rheumatism and obtaining a molded product having an excellent appearance even when a biopolyethylene resin is used. It is a thing.
- ethylene-vinyl alcohol-based copolymers are mainly used as food packaging materials because they have excellent gas barrier properties and transparency.
- Sheets, films and the like used as the food packaging material can be produced by the ethylene-vinyl alcohol-based copolymer alone, but are usually adhered in order to impart water resistance, strength and other functions. It is used as a multilayer structure in which a polyolefin resin or the like is laminated by melt molding via an agent layer.
- the polyethylene-based resin derived from the biomass resource contains a large amount of low molecular weight components as compared with the polyethylene-based resin derived from petroleum. Therefore, when a resin composition containing an ethylene-vinyl alcohol-based copolymer and a polyethylene-based resin derived from a biomass resource is melt-molded, the polyethylene-based resin derived from the biomass resource is used as a resin composition at the discharge port of a kneader or the like. It may be excluded from the object. Depending on the type and amount of the polyethylene-based resin derived from the biomass resource used in the resin composition, discoloration and rheumatism derived from the polyethylene-based resin increase and the appearance deteriorates, so further improvement is required.
- pellets when pellets are produced from a resin composition, they are usually produced by melt-kneading the resin composition and extruding it into a strand shape, but if the surface roughness at the time of extruding is large, cutting is performed. This makes it difficult to obtain pellets with poor shape.
- the pellet shape is important because the poorly shaped pellets cause poor bite during processing and molding and gel generation during film formation due to an increase in fine powder.
- the surface roughness when extruded is large and the pellets tend to have a poor shape, so further improvement is required.
- the present invention provides the following [1] and [2].
- [1] Low-density biopolyethylene resin (A), ethylene-vinyl alcohol-based copolymer (B) having an ethylene content of 20 to 60 mol%, ethylene-vinyl acetate copolymer, acid-modified polymer, ethylene.
- the resin composition of the present invention can suppress deterioration of pellet shape. In addition, it is possible to suppress the occurrence of rheumatism during molding, and it is possible to suppress deterioration of the appearance such as discoloration of the molded product.
- ethylene-vinyl alcohol-based copolymer having an ethylene content of 20 to 60 mol% may be referred to as "EVOH”.
- x and / or y (x and y are arbitrary configurations or components)" means three combinations of x only, y only, and x and y.
- the resin composition of the present invention is a base polymer containing a low-density biopolyethylene resin (A) and EVOH (B) in a specific ratio, and a specific component (C) is blended.
- A low-density biopolyethylene resin
- B EVOH
- C specific component
- the low-density biopolyethylene resin (A) used in the present invention is a low-density biopolyethylene resin (LDPE,) excluding the linear low-density biopolyethylene resin (LLDPE, density 0.910 to 0.925 g / cm 3 ). The density is less than 0.925 g / cm 3 ).
- LDPE low-density biopolyethylene resin
- LLDPE linear low-density biopolyethylene resin
- biopolyethylene resin means a polyethylene resin obtained by chemically or biologically synthesizing a renewable biomass resource as a raw material.
- the biopolyethylene resin is characterized in that it does not increase the concentration of carbon dioxide in the atmosphere due to the carbon neutrality of biomass even when it is incinerated.
- the biopolyethylene resin it is preferable to use plant-derived ethylene derived from bioethanol obtained from a plant raw material. That is, the biopolyethylene resin is preferably a plant-derived polyethylene resin.
- the above-mentioned degree of biomass means that the carbon of polyethylene-based resin derived from petroleum does not contain 14 C (radiocarbon 14, half-life 5730 years), so the concentration of this 14 C was measured by accelerator mass spectrometry. It is used as an index of the content ratio of plant-derived biopolyethylene resin.
- the biomass degree of the film when the biomass degree of the film is measured, the biomass degree is determined according to the content of the plant-derived polyethylene-based resin. That is, the biopolyethylene resin is characterized by containing radioactive carbon ( 14 C).
- the biomass degree can be measured by, for example, the following method.
- the sample to be measured is burned to generate carbon dioxide, and the carbon dioxide purified in the vacuum line is reduced with hydrogen using iron as a catalyst to produce graphite.
- this graphite was attached to a 14 C-AMS dedicated device (manufactured by NEC) based on a tandem accelerator, and 14 C count, 13 C concentration ( 13 C / 12 C), and 14 C concentration ( 14 C / 12 C) is measured, and the ratio of the 14 C concentration of the sample carbon to the standard modern carbon is calculated from this measured value.
- Examples of the low-density biopolyethylene resin (A) include a low-density biopolyethylene homopolymer obtained by polymerizing ethylene derived from bioethanol and a low-density biopolyethylene copolymer.
- the low-density biopolyethylene copolymer is a copolymer of ethylene and a small amount of comonomer, and is, for example, ethylene and another ⁇ -olefin monomer having a weight fraction of less than 50%, or a weight fraction of 3% or less. It consists of a non-olefin monomer having a functional group.
- Examples of the other ⁇ -olefins include ⁇ -olefins having 3 to 20 carbon atoms, such as propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-hexene, 1-octene, 1-nonene, and 1-decene.
- non-olefin monomer examples include a styrene-based monomer, a diene-based monomer, a cyclic monomer, and an oxygen atom-containing monomer. These may be used alone or in combination of two or more.
- styrene-based monomer examples include styrene, 4-methylstyrene, 4-dimethylaminostyrene and the like.
- diene-based monomer examples include 1,3-butadiene, 1,4-pentadiene, 1,4-hexadiene, 1,5-hexadiene, 1,4-octadiene, 1,5-octadien, and 1,6-octadiene.
- 1,7-octadiene 2-methyl-1,5-hexadiene, 6-methyl-1,5-heptadiene, 7-methyl-1,6-octadiene, 4-ethylidene-8-methyl-1,7-nonadien , 4,8-dimethyl-1,4,8-decatorien (DMDT), dicyclopentadiene, cyclohexadiene, dicyclooctadiene and the like.
- DMDT 4,8-dimethyl-1,4,8-decatorien
- Examples of the cyclic monomer include methylenenorbornene, 5-vinylnorbornene, 5-ethylidene-2-norbornene, 5-methylene-2-norbornene, 5-isopropylidene-2-norbornene, and 6-chloromethyl-5-isopropenyl.
- -2-norbornene, 2,3-diisopropylidene-5-norbornene, 2-ethylidene-3-isopropyridene-5-norbornene and 2-propenyl-2,2-norbornene, cyclopentene and the like can be mentioned.
- oxygen atom-containing monomer examples include hexenol, hexenoic acid, methyl octeneate and the like.
- the other ⁇ -olefin and non-olefin monomers may be made from renewable biomass resources or petroleum as a raw material.
- renewable biomass resources When using renewable biomass resources as raw materials, the biomass level of the final product can be further increased.
- petroleum-based materials when petroleum-based materials are used, a wide variety of products are available, so the physical characteristics of the low-density biopolyethylene resin (A) can be easily adjusted by manufacturing using these materials. be able to.
- the low-density biopolyethylene resin (A) used in the present invention can be obtained, for example, by homopolymerizing ethylene or copolymerizing ethylene and a comonomer according to a conventional method using a metallocene catalyst and a Ziegler-Natta catalyst. Above all, it is preferable to use a metallocene catalyst.
- the melt flow rate (MFR) (190 ° C., load 2160 g) of the low-density biopolyethylene resin (A) is usually 0.1 to 50 g / 10 minutes, preferably 0.5 to 30 g / 10 minutes, particularly. It is preferably 2 to 10 g / 10 minutes. If the MFR is too large, the film-forming property tends to be unstable, and if it is too small, the viscosity tends to be too high and melt extrusion tends to be difficult.
- Examples of commercially available low-density biopolyethylene resin (A) preferably used in the present invention include SEB853 (manufactured by Braskem). Further, the low-density bioethylene resin (A) may be used alone or in combination of two or more.
- the EVOH (B) is a resin usually obtained by saponifying an ethylene-vinyl ester-based copolymer, which is a copolymer of ethylene and a vinyl ester-based monomer, and is a water-insoluble thermoplastic resin. be.
- ethylene-vinyl ester-based copolymer which is a copolymer of ethylene and a vinyl ester-based monomer, and is a water-insoluble thermoplastic resin.
- vinyl ester-based monomer vinyl acetate is generally used from the economical point of view.
- the polymerization method of ethylene and the vinyl ester-based monomer can be carried out by any known polymerization method, for example, solution polymerization, suspension polymerization, emulsion polymerization, and generally solution polymerization using methanol as a solvent. Is used.
- the obtained ethylene-vinyl ester copolymer can also be saponified by a known method.
- the EVOH (B) produced in this manner is mainly composed of ethylene-derived structural units and vinyl alcohol structural units, and usually contains a small amount of vinyl ester structural units that remain without saponification.
- vinyl ester-based monomer vinyl acetate is typically used because of its marketability and high efficiency of impurity treatment during production.
- vinyl ester-based monomers other than the vinyl acetate include vinyl formate, vinyl propionate, vinyl valerate, vinyl butyrate, vinyl isobutyrate, vinyl pivalate, vinyl caprate, vinyl laurate, vinyl stearate, and the like.
- vinyl esters such as vinyl versatic acid and aromatic vinyl esters such as vinyl benzoate, which are usually aliphatic having 3 to 20 carbon atoms, preferably 4 to 10 carbon atoms, and particularly preferably 4 to 7 carbon atoms.
- Vinyl esters can be used. These can be used alone or in combination of two or more.
- the ethylene content in the EVOH (B) can be controlled by the pressure of ethylene when the vinyl ester-based monomer and ethylene are copolymerized, and is 20 to 60 mol%. It is preferably 25 to 50 mol%, particularly preferably 25 to 35 mol%. If the content is too low, the gas barrier property and melt moldability under high humidity tend to decrease, and if the content is too high, the gas barrier property tends to decrease.
- the ethylene content can be measured based on ISO14663.
- the degree of saponification of the vinyl ester component in EVOH (B) is the amount of the saponification catalyst (usually, an alkaline catalyst such as sodium hydroxide is used) when saponifying the ethylene-vinyl ester polymer. It can be controlled by temperature, time and the like, and is usually 90 to 100 mol%, preferably 95 to 100 mol%, and particularly preferably 99 to 100 mol%. If the degree of saponification is too low, the gas barrier property, thermal stability, moisture resistance and the like tend to deteriorate.
- the degree of saponification of EVOH (B) can be measured based on JIS K6726 (where EVOH is used as a solution uniformly dissolved in a water / methanol solvent).
- the melt flow rate (MFR) (210 ° C., load 2160 g) of the EVOH (B) is usually 0.5 to 100 g / 10 minutes, preferably 1 to 50 g / 10 minutes, and particularly preferably 3 to 35 g. / 10 minutes. If the MFR is too large, the film-forming property tends to be unstable, and if it is too small, the viscosity tends to be too high and melt extrusion tends to be difficult.
- MFR is an index of the degree of polymerization of EVOH, and can be adjusted by the amount of the polymerization initiator and the amount of the solvent when copolymerizing ethylene and the vinyl ester-based monomer.
- EVOH (B) may further contain structural units derived from the commonomers shown below, as long as the effects of the present invention are not impaired (for example, 10 mol% or less of EVOH).
- the comonomer include olefins such as propylene, 1-butene and isobutene, 3-butene-1-ol, 3-butene-1,2-diol, 4-penten-1-ol and 5-hexene-1,2.
- -Hydroxy group-containing ⁇ -olefins such as diols and derivatives such as esterified products and acylated products; hydroxyalkylvinylidenes such as 2-methylenepropane-1,3-diol and 3-methylenepentane-1,5-diol; Hydroxyalkylvinylidene diacetates such as 1,3-diacetoxy-2-methylenepropane, 1,3-dipropionyloxy-2-methylenepropane, 1,3-dibutylyloxy-2-methylenepropane; acrylic acid, methacrylic acid.
- hydroxyalkylvinylidenes such as 2-methylenepropane-1,3-diol and 3-methylenepentane-1,5-diol
- Hydroxyalkylvinylidene diacetates such as 1,3-diacetoxy-2-methylenepropane, 1,3-dipropionyloxy-2-methylenepropan
- Crotonic acid Crotonic acid, (anhydrous) phthalic acid, (anhydrous) maleic acid, (anhydrous) itaconic acid and other unsaturated acids or salts thereof or mono or dialkyl esters having 1 to 18 carbon atoms in the alkyl group; acrylamide, alkyl Acrylamides such as N-alkylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, 2-acrylamide propanesulfonic acid or a salt thereof, acrylamidepropyldimethylamine or an ester thereof or a quaternary salt thereof, which have 1 to 18 carbon atoms in the group; Acrylamide, N-alkylmethacrylamide having 1 to 18 carbon atoms in an alkyl group, N, N-dimethylmethacrylate, 2-methacrylate propanesulfonic acid or a salt thereof, methallylamide propyldimethylamine or an ester thereof or 4 thereof.
- acrylamide alkyl Acrylamides such as N-alkylacrylamide
- Methalamides such as grade salts; N-vinylamides such as N-vinylpyrrolidone, N-vinylformamide, N-vinylacetamide; Vinyl cyanide such as acrylicnitrile and methacrylnitrile; Alkyl groups have 1 to 18 carbon atoms.
- Vinyl ethers such as alkyl vinyl ether, hydroxyalkyl vinyl ether and alkoxyalkyl vinyl ether; vinyl halide compounds such as vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl fluoride, vinylidene fluoride and vinyl bromide; vinyl silanes such as trimethoxyvinylsilane; Allyl halides such as allyl acetate and allyl chloride; allyl alcohols such as allyl alcohol and dimethoxyallyl alcohol; trimethyl- (3-acrylamide-3-dimethylpropyl) -ammonium chloride, acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid and the like. Examples of comonomer. These can be used alone or in combination of two or more.
- EVOH obtained by copolymerizing hydroxy group-containing ⁇ -olefins that is, EVOH having a primary hydroxyl group in the side chain is preferable in that it maintains gas barrier properties and improves secondary moldability.
- EVOH having a 2-diol structure in the side chain is preferable.
- the content of the structural unit derived from the monomer having the primary hydroxyl group is usually 0.1 to 20 mol%, further 0.5 to 15 mol% of EVOH. %, Especially preferably 1 to 10 mol%.
- the EVOH (B) used in the present invention may be "post-modified” such as urethanization, acetalization, cyanoethylation, and oxyalkyleneization.
- the EVOH (B) used in the present invention is a mixture of two or more kinds of EVOH (B), for example, those having different saponification degrees, those having different degrees of polymerization, those having different copolymerization components, and the like. May be good.
- the weight ratio [(A) / (B)] of the low-density biopolyethylene resin (A) to the EVOH (B) in the resin composition of the present invention is 10 / from the viewpoint of suppressing deterioration of the pellet shape. It is 90 to 49/51, preferably 20/80 to 45/55, and particularly preferably 30/70 to 40/60. If the blending ratio of the low-density biopolyethylene resin (A) is too small, the moldability at low temperature deteriorates. On the other hand, if the amount of the low-density biopolyethylene resin (A) is too large, the pellet shape deteriorates.
- the base polymer in the resin composition of the present invention is a low-density biopolyethylene resin (A) and EVOH (B), and the content of the base polymer in the resin composition is usually 60% by weight or more, preferably 70% by weight or more. Particularly preferably, it is 80% by weight or more. The upper limit of the content of the base polymer is usually 99.9% by weight.
- the base polymer is at least one selected from the group consisting of an ethylene-vinyl acetate copolymer, an acid-modified polymer, and an ethylene-vinyl alcohol-based copolymer having an ethylene content of 70 to 90 mol%.
- a certain component (C) By blending a certain component (C), deterioration of the pellet shape can be suppressed, and deterioration of the appearance such as occurrence in the eyes during molding and discoloration of the molded product can be suppressed.
- the content of the component (C) is preferably 0.1 to 20 parts by weight, more preferably 0, based on 100 parts by weight of the total of the low-density biopolyethylene resin (A) and EVOH (B). .2 to 15 parts by weight, particularly preferably 0.5 to 10 parts by weight.
- the content of the component (C) is preferably 0.1 to 20 parts by weight, more preferably 0, based on 100 parts by weight of the total of the low-density biopolyethylene resin (A) and EVOH (B). .2 to 15 parts by weight, particularly preferably 0.5 to 10 parts by weight.
- EVA ethylene-vinyl acetate copolymer
- the ethylene-vinyl acetate copolymer (hereinafter, may be referred to as "EVA”) is a polymer obtained by copolymerizing ethylene and vinyl acetate. Further, EVA may be denatured as necessary.
- the content of vinyl acetate in the above EVA is usually 1 to 60 mol%, preferably 2 to 50 mol%, and particularly preferably 3 to 30 mol%. If the vinyl acetate content is too low, it tends to suppress the eyes and improve the appearance of the molded product, and conversely, if it is too high, EVA has a low decomposition temperature and acetic acid is generated during decomposition. It can hurt. In addition, the thermal stability of the resin composition itself tends to decrease.
- the melt flow rate (MFR) (190 ° C., load 2160 g) of the EVA is usually 0.1 to 100 g / 10 minutes, preferably 0.5 to 50 g / 10 minutes, and particularly preferably 1 to 30 g / 10 minutes. Is. When the MFR is out of the above range, the compatibility with the base polymer is lowered, and the dispersibility tends to be lowered at the time of mixing.
- the EVA may be a modified product containing a carboxy group obtained by chemically binding an unsaturated carboxylic acid or an anhydride thereof by an addition reaction, a graft reaction, or the like, as long as the gist of the present invention is not impaired. ..
- the amount of such modification is preferably, for example, 10 mol% or less.
- the unsaturated carboxylic acid or its anhydride include ethylenically unsaturated monocarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, etacrilic acid and crotonic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, maleic acid and maleic acid.
- examples thereof include ethylenically unsaturated dicarboxylic acids such as monomethyl and monoethyl maleate, anhydrides thereof, and half esters. Of these, maleic anhydride is preferable.
- the content of EVA is preferably 0.1 to 20 parts by weight, more preferably 0.2, based on 100 parts by weight of the total of the low-density biopolyethylene resin (A) and EVOH (B). It is about 15 parts by weight, and particularly preferably 0.5 to 10 parts by weight.
- the EVA content is within the above range, deterioration of the pellet shape can be further suppressed, and the appearance deterioration such as the occurrence of rheumatism during molding and discoloration of the molded product tends to be suppressed.
- the EVA can be used alone or in combination of two or more EVAs having different ethylene content, molecular weight, MFR, density, modifying group and modification amount thereof.
- the acid-modified polymer is a modified product containing a carboxy group obtained by chemically binding an unsaturated carboxylic acid or an anhydride thereof to the polymer by an addition reaction, a graft reaction, or the like.
- Examples of the unsaturated carboxylic acid or its anhydride include ethylenically unsaturated monocarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, etacrilic acid and crotonic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, maleic acid and maleic acid.
- Examples thereof include ethylenically unsaturated dicarboxylic acids such as monomethyl and monoethyl maleate, anhydrides thereof, and half esters. These may be used alone or in combination of two or more.
- polystyrene resin examples include polyethylene, polypropylene, polybutene, a copolymer of ethylene and an ⁇ -olefin having 3 to 20 carbon atoms (ethylene- ⁇ -olefin copolymer), and the like.
- maleic anhydride-modified polymer As the acid-modified polymer used in the present invention, maleic anhydride-modified polymer is preferable. Hereinafter, these maleic anhydride-modified polymers will be described.
- Maleic anhydride-modified polymer is one in which at least one of the main chain and the side chain of the polymer is modified with maleic anhydride.
- the maleic anhydride-modified polymer excludes EVA modified with maleic anhydride and an ethylene-vinyl alcohol-based copolymer modified with maleic anhydride and having an ethylene content of 70 to 90 mol%.
- Examples of the polymer modified by maleic anhydride include polyethylene, polypropylene, polybutene, ethylene- ⁇ -olefin copolymer and the like. Of these, ethylene- ⁇ -olefin copolymers and polyethylene are preferable, and ethylene- ⁇ -olefin copolymers are particularly preferable, from the viewpoint of suppressing the generation of eyes and eyes.
- Examples of the ethylene- ⁇ -olefin copolymer include an ethylene-propylene copolymer, an ethylene-1-butene copolymer, an ethylene-1-hexene copolymer, and an ethylene-4-methyl-1-pentene copolymer.
- ethylene-1-butene copolymer ethylene-1-hexene copolymer, ethylene-1-octene copolymer, ethylene-1-butene-1-hexene copolymer, ethylene-1-butene-1 -It is an octene copolymer.
- the maleic anhydride-modified polymer has maleic anhydride in a part of the side chain by copolymerizing a part of the monomers constituting the polymer in place of maleic anhydride or by a graft reaction such as radical addition. Can be obtained by introducing.
- the acid value of the maleic anhydride-modified polymer is usually 50 mgKOH / g or less, preferably 30 mgKOH / g or less, and particularly preferably 20 mgKOH / g or less. If the acid value is too high, the number of reaction points with the hydroxyl groups in EVOH (B) will increase, a highly polymerized product will be produced in the melt-kneading process, the stability during extrusion will decrease, and a good molded product will be obtained. It tends to be difficult to get rid of.
- the lower limit of the acid value is usually 1 mgKOH / g, preferably 2 mgKOH / g. The acid value is measured based on JIS K0070.
- the melt flow rate (MFR) (190 ° C., load 2160 g) is usually 0.01 to 150 g / 10 minutes, preferably 0.1 to 0.1. It is 50 g / 10 minutes, more preferably 1 to 25 g / 10 minutes, and even more preferably 3 to 10 g / 10 minutes.
- MFR 230 ° C., load 2160 g
- the MFR is usually 0.1 to 150 g / 10 minutes, preferably 0.1 to 150 g / 10 minutes.
- It is 0.5 to 100 g / 10 minutes, more preferably 1 to 50 g / 10 minutes, and even more preferably 5 to 35 g / 10 minutes.
- the content of the maleic anhydride-modified polymer is preferably 0.1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the total of the low-density biopolyethylene resin (A) and EVOH (B). It is preferably 0.2 to 15 parts by weight, and particularly preferably 0.5 to 10 parts by weight.
- the content of the maleic anhydride-modified polymer is within the above range, the deterioration of the pellet shape can be further suppressed, and the appearance deterioration such as the occurrence of rheumatism during molding and the discoloration of the molded product tends to be suppressed. ..
- the maleic anhydride-modified polymer may be used alone or in combination of two or more.
- EVA Kensate ethylene-acetic acid having an ethylene content of 70 to 90 mol%. It is obtained by saponifying the vinyl acetate component of the vinyl-based copolymer, and is different from the above EVA in terms of saponification.
- the ethylene-vinyl acetate-based copolymer is produced by any known polymerization method, for example, solution polymerization, suspension polymerization, emulsion polymerization, etc., and the canification of the ethylene-vinyl acetate-based copolymer is also known. It can be done in. Moreover, the above-mentioned EVA kenide may be denatured if necessary.
- the ethylene content of the EVA saponified product is 70 to 90 mol%, preferably 75 to 90 mol%, and particularly preferably 80 to 90 mol%. If the ethylene content is too low, the effects of the present invention (such as rheumatism) tend to be insufficient.
- the degree of saponification of the EVA saponified product is usually 20 mol% or more, more preferably 60 to 100 mol%, and particularly preferably 90 to 100 mol%. That is, if the degree of saponification is too low, the effect of the present invention (such as suppression of rheumatism) may be insufficient.
- the melt flow rate (MFR) (190 ° C., load 2160 g) of the above EVA saponified product is usually 0.5 to 100 g / 10 minutes, and further 1 to 50 g / 10 minutes, particularly 2 to 30 g / 10 minutes. It is preferable that there is an excellent dispersibility and an excellent effect of the present invention.
- the EVA kenide may be a modified product obtained by chemically binding an unsaturated carboxylic acid or an anhydride thereof by an addition reaction, a graft reaction, or the like, as long as the gist of the present invention is not impaired.
- the amount of such modification is preferably, for example, 10 mol% or less.
- the unsaturated carboxylic acid or its anhydride include ethylenically unsaturated monocarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, etacrilic acid and crotonic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, maleic acid and maleic acid.
- Examples thereof include ethylenically unsaturated dicarboxylic acids such as monomethyl, monoethyl maleate, and maleic anhydride, anhydrides thereof, and half esters. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, maleic anhydride is preferable.
- the content of the EVA Kensate is preferably 0.1 to 20 parts by weight, more preferably 0, based on 100 parts by weight of the total of the low-density biopolyethylene resin (A) and EVOH (B). .2 to 15 parts by weight, particularly preferably 0.5 to 10 parts by weight.
- the content of the EVA saponified product is within the above range, the deterioration of the pellet shape can be further suppressed, and the appearance deterioration such as the occurrence of rheumatism during molding and the discoloration of the molded product tends to be suppressed.
- the EVA saponification can be used alone or in combination of two or more EVA saponifications having different ethylene content, saponification degree, molecular weight, MFR, density, modifying group and modification amount thereof.
- the resin composition of the present invention contains the above component (C) in a base polymer [low density biopolyethylene resin (A) + EVOH (B)], and among them, the component (C) includes EVA and an acid. Modified polymers are preferred, and EVA is more preferred.
- the resin composition of the present invention contains thermoplastic resins (petroleum-derived polyethylene, etc.) other than the above (A) to (C) and additives generally added to the thermoplastic resin as long as the effects of the present invention are not impaired. It may be contained.
- the additive include plasticizers (for example, aliphatic polyhydric alcohols such as ethylene glycol, glycerin, and hexanediol), oxygen absorbers, heat stabilizers, light stabilizers, ultraviolet absorbers, colorants, and antistatic agents. Examples thereof include inhibitors, surfactants (excluding those used as lubricants), antibacterial agents, antiblocking agents, fillers (for example, inorganic fillers, etc.) and the like. These additives can be used alone or in combination of two or more.
- the resin composition of the present invention contains the above (A) to (C), and the above (A) to (C) or the above (A) to (C) and other components as needed. , Preferably consisting of only.
- the low-density biopolyethylene resin (A) and EVOH (B) may be made of a raw material (unrecycled product) that has never been used for molding, and is generated during the production of a multi-layer structure described later. A recovered product such as scrap of a multilayer structure having a layer containing the low-density biopolyethylene resin (A) and EVOH (B) may be used.
- the recovered material of the used multi-layer structure is also possible to use as various packaging materials.
- the multilayer structure generally used as a packaging material for foods and the like includes an adhesive resin layer and a regrind layer in addition to the layer composed of the low-density biopolyethylene resin (A) and EVOH (B).
- the resin composition of the present invention may contain these adhesive resin layers and regrind layers within a range that does not impair the effects of the present invention (for example, 30% by weight or less in the resin composition).
- the recovered material can be crushed by using a known crusher.
- the apparent density of this pulverized product is usually 0.25 to 0.85 g / mL, more preferably 0.3 to 0.7 g / mL, and particularly preferably 0.35 to 0.6 g / mL. If the apparent density is too small, the dispersion of the low-density biopolyethylene resin (A) in the resin composition layer becomes poor, and the melt moldability and mechanical properties of the resin composition layer of the obtained molded product tend to deteriorate. If it is too large, the melt formability of the regrind layer of the molded product obtained by the occurrence of supply failure in the extruder tends to decrease.
- the above-mentioned apparent density is a value measured according to the "5.3 Apparent density" test method of JIS K6891.
- the apparent density can be controlled by arbitrarily adjusting the shape of the crushing blade of the crusher, the rotation speed of the crushing blade, the processing speed of crushing, the size of the mesh opening used as a sieve, and the like. Is. Further, the shape and particle size of the pulverized product can be adjusted by a known method.
- crushed product When a crushed product (hereinafter referred to as "crushed product") of the recovered product of the multilayer structure containing the low-density biopolyethylene resin (A) and EVOH (B) is used, the resin composition of the present invention is described above. It is produced by adding the component (C) to the pulverized product. From the viewpoint of productivity, the pulverized product may contain an unrecycled low-density biopolyethylene resin (A) or an unrecycled EVOH (B).
- Examples of the method for producing the resin composition include known methods such as a dry blend method, a melt kneading method, a solution mixing method, and an impregnation method.
- Examples of the dry blending method include (i) a method of dry blending the crushed product and the component (C) using a tumbler or the like. Further, in the dry blending, the component (C) may be dry-blended as it is, or pellets of a thermoplastic resin containing the component (C) may be prepared in advance, and the pellets of the thermoplastic resin and pulverization may be performed. You may dry blend with the product.
- melt-kneading method examples include (iii) a method of melt-kneading the dry blend of (i) above, (iii) a method of adding component (C) to the crushed product in a molten state and melt-kneading. Can be mentioned.
- Examples of the solution kneading method include (iv) a method of preparing a solution using the above-mentioned pulverized product, blending the component (C) therein, solidifying and molding, then solid-liquid separation and drying.
- the melt-kneading method is preferable from the viewpoint of productivity, and the method (ii) is particularly preferable.
- the resin composition of the present invention is not limited to the case where the recovered product of the multilayer structure is used as a raw material as described above, and the unrecycled low-density biopolyethylene resin (A) and EVOH (B) are used. May be.
- a resin composition may be prepared by using a general known method such as a dry blending method, a melt-kneading method, a solution mixing method, etc. so as to have the compounding composition of the present invention.
- the resin composition prepared in 1 is also included in the present invention.
- the YI [yellow index] (ASTMD1925) of the resin composition of the present invention is usually 20 or less, preferably 15 or less, and particularly preferably 10 or less.
- the YI of the resin composition can be obtained by measuring with a spectrocolorimeter (CM-3500d, manufactured by Konica Minolta) under the following measurement conditions.
- CM-3500d manufactured by Konica Minolta
- the biomass degree of the resin composition of the present invention is usually 10 to 90% by weight, preferably 15 to 70% by weight, and particularly preferably 20 to 50% by weight.
- M1 is the total weight of the low-density biopolyethylene resin (A) used
- M2 is the total weight of the resin used.
- the melt flow rate (MFR) (210 ° C., load 2160 g) of the resin composition of the present invention is usually 0.1 to 50 g / 10 minutes, preferably 0.5 to 30 g / 10 minutes, and particularly preferably 2 to 2. 10 g / 10 minutes.
- the water content of the resin composition of the present invention is usually 0.01 to 0.5% by weight, preferably 0.02 to 0.35% by weight, and particularly preferably 0.05 to 0.3% by weight. be.
- the water content of the resin composition in the present invention is measured and calculated by the following method.
- the resin composition of the present invention is prepared as a resin composition in various forms such as pellets and powder, and is provided as a molding material for various molded products.
- the effects of the present invention tend to be obtained more efficiently, which is preferable.
- the molded product can be put into practical use as a multilayer structure having a layer formed by using the resin composition of the present invention, including a single-layer film formed by using the resin composition of the present invention. ..
- the multilayer structure includes a layer made of the resin composition of the present invention.
- the layer made of the resin composition of the present invention (hereinafter referred to as “resin composition layer”) is a base material other than the resin composition of the present invention containing a thermoplastic resin as a main component (hereinafter referred to as “base material”). By laminating with “resin”), it is possible to further impart strength or impart other functions.
- the 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, and ethylene- ⁇ -olefin.
- Polyethylene resin such as ( ⁇ -olefin having 4 to 20 carbon atoms) copolymer, polypropylene, propylene- ⁇ -olefin ( ⁇ -olefin having 4 to 20 carbon atoms)
- Polypropylene resin such as copolymer, polybutene, polypentene , Polycyclic olefin resins (polymers having a cyclic olefin structure in at least one of the main chain and side chains) and other (unmodified) polyolefin resins, and graft modification of these polyolefins with unsaturated carboxylic acids or esters thereof.
- polyolefin resins including modified olefin resins such as unsaturated carboxylic acid-modified polyolefin resins, ionomers, ethylene-vinyl acetate copolymers, ethylene-acrylic acid copolymers, ethylene-acrylic acid ester copolymers, Polyester resin, polyamide resin (including copolymerized polyamide), polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, acrylic resin, polystyrene resin, vinyl ester resin, polyester elastomer, polyurethane elastomer, polystyrene elastomer, chlorination Examples thereof include halogenated copolymers such as polyethylene and chlorinated polypropylene, aromatic or aliphatic polyketones and the like.
- modified olefin resins such as unsaturated carboxylic acid-modified polyolefin resins, ionomers, ethylene-vinyl acetate copolymers, ethylene-acrylic acid
- polyamide-based resins polyolefin-based resins, polyester-based resins, and polystyrene-based resins are preferable, and polyethylene-based resins, polypropylene-based resins, polycyclic olefin-based resins, and these are more preferable in terms of economy and productivity.
- It is a polyolefin-based resin such as an unsaturated carboxylic acid-modified polyolefin-based resin.
- the layer structure of the multilayer structure is a / b, b / a when the resin composition layer is a (a1, a2, ...)
- the base resin layer is b (b1, b2, ).
- / B a / b / a, a1 / a2 / b, a / b1 / b2, b2 / b1 / a / b1 / b2, b2 / b1 / a / b1 / b2, b2 / b1 / a / b1 / b2, etc. It is possible.
- a recycled layer containing a mixture of the resin composition of the present invention and the base resin which is obtained by remelt molding the edges and defective products generated in the process of manufacturing the multilayer structure.
- the total number of layers in the multilayer structure is usually 2 to 15, preferably 3 to 10.
- an adhesive resin layer containing an adhesive resin may be interposed between the respective layers, if necessary.
- the adhesive resin a known one can be used, and it may be appropriately selected according to the type of the thermoplastic resin used for the base resin layer "b".
- Typical examples thereof include a modified polyolefin-based polymer containing a carboxy group obtained by chemically binding an unsaturated carboxylic acid or an anhydride thereof to a polyolefin-based resin by an addition reaction, a graft reaction, or the like.
- the modified polyolefin-based polymer containing the carboxy group include maleic anhydride graft-modified polyethylene, maleic anhydride graft-modified polypropylene, maleic anhydride graft-modified ethylene-propylene (block and random) copolymer, and maleic anhydride.
- Examples thereof include a graft-modified ethylene-ethyl acrylate copolymer, a maleic anhydride graft-modified ethylene-vinyl acetate copolymer, a maleic anhydride-modified polycyclic olefin resin, and a maleic anhydride graft-modified polyolefin resin. Then, one kind or a mixture of two or more kinds selected from these can be used.
- the adhesive resin layers are located on both sides of the resin composition layer, so that the adhesive has excellent hydrophobicity. It is preferable to use a sex resin.
- the base resin and the adhesive resin are plastic as conventionally known within a range that does not impair the gist of the present invention (for example, 30% by weight or less, preferably 10% by weight or less with respect to the entire resin). It may contain agents, fillers, clays (montmorillonite, etc.), colorants, antioxidants, antistatic agents, lubricants, nucleating materials, antiblocking agents, waxes and the like.
- Laminating of the resin composition of the present invention and the above-mentioned base resin can be performed by a known method.
- a method of melt-extruding and laminating a base resin on a film, a sheet or the like of the resin composition of the present invention a method of melt-extruding and laminating the resin composition of the present invention on a base resin layer, a resin composition and a base resin.
- a method of co-extruding the resin composition and the base resin is preferable from the viewpoint of cost and environment.
- the multi-layer structure is subjected to (heating) stretching treatment as necessary.
- the stretching treatment may be either uniaxial stretching or biaxial stretching, and in the case of biaxial stretching, simultaneous stretching or sequential stretching may be performed.
- a roll stretching method a tenter stretching method, a tubular stretching method, a stretching blow method, vacuum compressed air forming, or the like, which has a high stretching ratio can be adopted.
- the stretching temperature is a temperature near the melting point of the multilayer structure, and is usually selected from the range of about 40 to 170 ° C., preferably about 60 to 160 ° C. If the stretching temperature is too low, the stretchability becomes poor, and if it is too high, it becomes difficult to maintain a stable stretched state.
- heat fixing may be performed for the purpose of imparting dimensional stability after stretching.
- the heat fixing can be carried out by a well-known means.
- the stretched film is heat-treated at 80 to 180 ° C., preferably 100 to 165 ° C. for about 2 to 600 seconds while maintaining a tense state.
- the above heat fixing is not performed in order to impart heat shrinkage, and for example, cold air is blown to the stretched film. Processing such as hitting and cooling and fixing may be performed.
- a draw forming method is usually adopted, and specific examples thereof include a vacuum forming method, a vacuum forming method, a vacuum forming method, a plug-assisted vacuum forming method, and the like.
- a blow molding method is adopted.
- extrusion blow molding method double-headed 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 stretching.
- Blow molding methods extrusion type cold parison biaxial stretch blow molding method, injection type cold parison biaxial stretch blow molding method, injection molding in-line biaxial stretch blow molding method, etc.
- the obtained laminate shall be subjected to heat treatment, cooling treatment, rolling treatment, printing treatment, dry laminating treatment, solution or melt coating treatment, bag making processing, deep drawing processing, box processing, tube processing, split processing, etc., as necessary. Can be done.
- the thickness of the multi-layer structure (including the stretched one), and the thickness of the resin composition layer, the base resin layer, and the adhesive resin layer constituting the multi-layer structure are the layer structure, the type of the base resin, and the adhesiveness.
- the thickness of the multilayer structure (including the stretched one) is usually 10 to 5000 ⁇ m, preferably 30 to 3000 ⁇ m, and particularly preferably 50, although it cannot be unequivocally determined depending on the type of resin, application, packaging form, required physical properties, and the like. It is ⁇ 2000 ⁇ m.
- the resin composition layer is usually 1 to 500 ⁇ m, preferably 3 to 300 ⁇ m, particularly preferably 5 to 200 ⁇ m, and the base resin layer is usually 5 to 3000 ⁇ m, preferably 10 to 2000 ⁇ m, particularly preferably 20 to 1000 ⁇ m.
- the adhesive resin layer is usually 0.5 to 250 ⁇ m, preferably 1 to 150 ⁇ m, and particularly preferably 3 to 100 ⁇ m.
- the ratio of the thickness of the resin composition layer to the base resin layer in the multilayer structure is usually the ratio of the thickest layers when there are a plurality of layers. It is 1/99 to 50/50, preferably 5/95 to 45/55, and particularly preferably 10/90 to 40/60. Further, the thickness ratio (resin composition layer / adhesive resin layer) of the resin composition layer to the adhesive resin layer in the multilayer structure is usually 10 as the ratio of the thickest layers when there are a plurality of layers. It is / 90 to 99/1, preferably 20/80 to 95/5, and particularly preferably 50/50 to 90/10.
- Bags made of films, sheets, stretched films and containers made of cups, trays, tubes, bottles, etc. obtained as described above include general foods, seasonings such as mayonnaise and dressings, fermented foods such as miso, and salad oil. It is useful as a container for various packaging materials for oil and fat foods, beverages, cosmetics, pharmaceuticals, etc.
- A-1 Low-density biopolyethylene [SEB853 (Green PE manufactured by Braskem), MFR 2.7 g / 10 minutes (190 ° C., load 2160 g), minimum biomass degree 95% (plant-derived)]
- A'-1 Linear low-density biopolyethylene [SLH118 (Green PE manufactured by Braskem), MFR 1.0 g / 10 minutes (190 ° C., load 2160 g), minimum biomass degree 84% (plant-derived)]
- A'-2) High-density biopolyethylene [SGM9450F (Green PE manufactured by Braskem), MFR 0.33 g / 10 minutes (190 ° C., load 5000 g), minimum biomass degree 96% (derived from plants)]
- A'-3) Petroleum-derived polyethylene [Novatec LF448K1 (manufactured by Japan Polyethylene Corporation), MFR 2.0 g / 10 minutes (190 ° C, load 2160
- C-1 EVA [Ultrasen 3B53A (manufactured by Tosoh Corporation), vinyl acetate content 25 mol%, MFR 5.3 g / 10 minutes (190 ° C., load 2160 g)] [Acid-modified polymer] (C-2): Maleic anhydride-modified ethylene- ⁇ -olefin copolymer [acid-modified toughmer MA8510 (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.), MFR 5.0 g / 10 minutes (230 ° C., load 2160 g)] [EVA Kensei] (C-3): EVA Kensei [Mersen H0051K (manufactured by Tosoh Corporation), vinyl acetate content 11 mol%, MFR 6.5 g / 10 minutes (190 ° C., load 2160 g)]
- Each of the above components is mixed in a dry blend according to Tables 1 and 2 below, and then fed to a twin-screw kneader at a speed of 25 kg / hour using a heavy-duty feeder, and then the strands are fed with a drum-type pelletizer. Cutting was performed to prepare pellet-shaped resin compositions of Examples 1 to 15, Comparative Examples 1 to 7, and Reference Examples 1 and 2.
- the kneading conditions are as follows.
- YI Coloring evaluation
- the obtained pellet YI (ASTMD1925) was measured using a spectrophotometer "CM-3500d" manufactured by Konica Minolta (light source: D65, CM-A120 white calibration plate, CM-A126 petri dish set, specular reflection measurement). SCE, measurement diameter ⁇ 30 mm). A petri dish was filled with about 5 g of a sample, spread evenly, and measured in this state to calculate YI. The larger the value of YI, the more yellow the resin composition is colored.
- MFR The MFR (g / 10 min) of the obtained pellet was measured under the conditions of a temperature of 210 ° C. and a load of 2160 g.
- the resin composition of the example having the low-density biopolyethylene resin (A) and EVOH (B) in a specific ratio and containing the component (C) can suppress the deterioration of the pellet shape, and also. It was possible to suppress appearance deterioration such as occurrence of rheumatism and discoloration during molding.
- the resin compositions of Comparative Example 1 containing no component (C) and Comparative Examples 2 and 6 in which the content of the low-density biopolyethylene resin (A) is larger than the range specified in the present invention have a poor pellet shape. Alternatively, the YI was high and the appearance was poor. Further, the resin compositions of Comparative Examples 3 and 7 in which the content of the low-density biopolyethylene resin (A) is smaller than the range specified in the present invention and Reference Examples 1 and 2 using petroleum-derived polyethylene have YI. It was expensive and had a bad appearance. Further, the resin compositions of Comparative Example 4 using linear low-density polyethylene and Comparative Example 5 using high-density biopolyethylene produced a large amount of rheumatism.
- the resin composition of the present invention can suppress deterioration of pellet shape even when biopolyethylene is used, and can also suppress deterioration of appearance such as rheumatism and discoloration during molding. Therefore, the film, sheet, and stretched film made of the resin composition of the present invention are useful as materials for various packaging containers.
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Abstract
バイオポリエチレン系樹脂を用いた場合であっても変色、ペレット形状の悪化、及びポリエチレン系樹脂由来の目やにの発生を抑制し、さらに外観に優れた成形物が得られる樹脂組成物を得るため、低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)、エチレン含有量20~60モル%のエチレン-ビニルアルコール系共重合体(B)、および、エチレン-酢酸ビニル共重合体、酸変性高分子、エチレン含有量70~90モル%のエチレン-ビニルアルコール系共重合体から選択される少なくとも1つの成分(C)を含有する樹脂組成物であって、上記低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)が直鎖状低密度バイオポリエチレン系樹脂を除く低密度バイオポリエチレン系樹脂であり、上記成分(A)と上記成分(B)の重量比〔(A)/(B)〕が10/90~49/51である樹脂組成物とする。
Description
本発明は、樹脂組成物に関するものであり、さらに詳しくは、バイオポリエチレン系樹脂を用いた場合であっても、目やにの発生を抑制し、さらに外観に優れた成形物が得られる樹脂組成物に関するものである。
従来、エチレン-ビニルアルコール系共重合体は、優れたガスバリア性と透明性を有することから、食品包装材料として主に用いられている。上記食品包装材料として用いられるシート、フィルム等は、上記エチレン-ビニルアルコール系共重合体単独で作製することが可能であるが、通常、耐水性や強度、他の機能を付与するために、接着剤層を介して、ポリオレフィン系樹脂等を溶融成形によって積層した多層構造体として用いられている。
一方、近年、環境負荷を低減するために、上記多層構造体に用いられている樹脂の一部を、石油由来の樹脂から、植物等のバイオマス資源由来の樹脂に置き換えることが検討されている(例えば、特許文献1~3参照)。
上記バイオマス資源由来のポリエチレン系樹脂は、石油由来のポリエチレン系樹脂と比べ、低分子量成分を多く含むものである。そのため、エチレン-ビニルアルコール系共重合体とバイオマス資源由来のポリエチレン系樹脂を含有する樹脂組成物を溶融成形する場合、混練機等の吐出口にバイオマス資源由来のポリエチレン系樹脂が、目やにとして樹脂組成物中から排斥されることがある。樹脂組成物に用いるバイオマス資源由来のポリエチレン系樹脂の種類や量によって、変色、及びポリエチレン系樹脂由来の目やにが多くなり、外観が低下することから、さらなる改善が求められている。
また、樹脂組成物からペレットを製造する場合、通常、樹脂組成物を溶融混練したものを、ストランド状に押し出しカッティングすることにより製造されるが、押し出した際の表面荒れが大きい場合は、カッティングすることが困難となり、形状不良のペレットとなりやすい。上記形状不良のペレットは、加工成形時の食い込み不良や微粉の増加による製膜時のゲル発生の原因となるため、ペレット形状は重要である。しかしながら、バイオマス資源由来のポリエチレン系樹脂を含む樹脂組成物からペレットを製造する場合、押し出した際の表面荒れが大きく、形状不良のペレットとなりやすいため、さらなる改善が求められている。
また、樹脂組成物からペレットを製造する場合、通常、樹脂組成物を溶融混練したものを、ストランド状に押し出しカッティングすることにより製造されるが、押し出した際の表面荒れが大きい場合は、カッティングすることが困難となり、形状不良のペレットとなりやすい。上記形状不良のペレットは、加工成形時の食い込み不良や微粉の増加による製膜時のゲル発生の原因となるため、ペレット形状は重要である。しかしながら、バイオマス資源由来のポリエチレン系樹脂を含む樹脂組成物からペレットを製造する場合、押し出した際の表面荒れが大きく、形状不良のペレットとなりやすいため、さらなる改善が求められている。
本発明者らは、上記実情に鑑み鋭意検討した結果、低密度バイオポリエチレン系樹脂およびエチレン含有量20~60モル%のエチレン-ビニルアルコール系共重合体を特定比率で含むベースポリマーに特定の成分を配合することで、上記課題が解決することを見出した。
すなわち、本発明は、以下の[1]、[2]を提供する。
[1] 低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)、エチレン含有量20~60モル%のエチレン-ビニルアルコール系共重合体(B)、および、エチレン-酢酸ビニル共重合体、酸変性高分子、エチレン含有量70~90モル%のエチレン-ビニルアルコール系共重合体からなる群から選択される少なくとも1つの成分(C)を含有する樹脂組成物であって、上記低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)が直鎖状低密度バイオポリエチレン系樹脂を除く低密度バイオポリエチレン系樹脂であり、上記成分(A)と上記成分(B)の重量比〔(A)/(B)〕が10/90~49/51である樹脂組成物。
[2] 上記成分(C)の含有量が、上記成分(A)と上記成分(B)との合計100重量部に対して、0.1~20重量部である[1]記載の樹脂組成物。
[1] 低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)、エチレン含有量20~60モル%のエチレン-ビニルアルコール系共重合体(B)、および、エチレン-酢酸ビニル共重合体、酸変性高分子、エチレン含有量70~90モル%のエチレン-ビニルアルコール系共重合体からなる群から選択される少なくとも1つの成分(C)を含有する樹脂組成物であって、上記低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)が直鎖状低密度バイオポリエチレン系樹脂を除く低密度バイオポリエチレン系樹脂であり、上記成分(A)と上記成分(B)の重量比〔(A)/(B)〕が10/90~49/51である樹脂組成物。
[2] 上記成分(C)の含有量が、上記成分(A)と上記成分(B)との合計100重量部に対して、0.1~20重量部である[1]記載の樹脂組成物。
本発明の樹脂組成物は、ペレット形状の悪化を抑制することができる。また、成形時の目やに発生を抑制することができ、成形物の変色等の外観低下を抑制することができる。
以下、本発明を実施するための形態について具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
また、本発明において、「エチレン含有量20~60モル%のエチレン-ビニルアルコール系共重合体」を「EVOH」と称する場合がある。
なお、本発明において、「xおよび/またはy(x,yは任意の構成または成分)」とは、xのみ、yのみ、xおよびy、という3通りの組合せを意味するものである。
また、本発明において、「エチレン含有量20~60モル%のエチレン-ビニルアルコール系共重合体」を「EVOH」と称する場合がある。
なお、本発明において、「xおよび/またはy(x,yは任意の構成または成分)」とは、xのみ、yのみ、xおよびy、という3通りの組合せを意味するものである。
本発明の樹脂組成物は、低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)およびEVOH(B)を特定比率で含むベースポリマーに特定の成分(C)を配合したものである。以下、各成分について説明する。
<低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)>
本発明で用いる低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)は、直鎖状低密度バイオポリエチレン系樹脂(LLDPE、密度0.910~0.925g/cm3)を除く低密度バイオポリエチレン系樹脂(LDPE、密度0.925g/cm3未満)である。
本発明で用いる低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)は、直鎖状低密度バイオポリエチレン系樹脂(LLDPE、密度0.910~0.925g/cm3)を除く低密度バイオポリエチレン系樹脂(LDPE、密度0.925g/cm3未満)である。
上記「バイオポリエチレン系樹脂」とは、再生可能なバイオマス資源を原料に、化学的または生物学的に合成することで得られるポリエチレン系樹脂を意味する。上記バイオポリエチレン系樹脂は、これを焼却処分した場合でも、バイオマスのもつカーボンニュートラル性から、大気中の二酸化炭素濃度を上昇させないという特徴がある。
上記バイオポリエチレン系樹脂は、植物原料から得られたバイオエタノールから誘導された植物由来エチレンを用いることが好ましい。すなわち、上記バイオポリエチレン系樹脂は、植物由来ポリエチレン系樹脂であることが好ましい。
植物(バイオマス資源)由来ポリエチレン系樹脂と石油由来のポリエチレン系樹脂は、分子量や機械的性質・熱的性質のような物性に差を生じない。そこで、これらを区別するためには、一般的にバイオマス度が用いられている。上記バイオマス度とは、石油由来のポリエチレン系樹脂の炭素には、14C(放射性炭素14、半減期5730年)が含まれていないことから、この14Cの濃度を加速器質量分析により測定し、植物由来バイオポリエチレン系樹脂の含有割合の指標にするものである。従って、植物由来のポリエチレン系樹脂を用いたフィルムであれば、そのフィルムのバイオマス度を測定すると、植物由来ポリエチレン系樹脂の含有量に応じたバイオマス度となる。すなわち、バイオポリエチレン系樹脂は、放射性炭素(14C)を含むことを特徴としている。
上記バイオマス度は、例えば、以下の方法で測定することができる。測定対象試料を燃焼して二酸化炭素を発生させ、真空ラインで精製した二酸化炭素を、鉄を触媒として水素で還元し、グラファイトを生成させる。そして、このグラファイトを、タンデム加速器をベースとした14C-AMS専用装置(NEC社製)に装着して、14Cの計数、13Cの濃度(13C/12C)、14Cの濃度(14C/12C)の測定を行い、この測定値から標準現代炭素に対する試料炭素の14C濃度の割合を算出する。
上記低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)としては、例えば、バイオエタノールから誘導されたエチレンを重合して得られる低密度バイオポリエチレン単独重合体、低密度バイオポリエチレン共重合体が挙げられる。上記低密度バイオポリエチレン共重合体は、エチレンと少量のコモノマーとの共重合体であり、例えば、エチレンと重量分率50%未満の他のα-オレフィンモノマー、または、重量分率3%以下の官能基を持つ非オレフィンモノマーからなるものである。
上記他のα-オレフィンとしては、炭素数3~20のα-オレフィン、例えば、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン、1-ノネン、1-デセン、1-ウンデセン、1-ドデセン、1-トリデセン、1-テトラデセン、1-ペンタデセン、1-ヘキサデセン、1-ヘプタデセン、1-オクタデセン、1-ノナデセン、1-エイコセン、3-メチル-1-ブテン、4-メチル-1-ブテン、3-メチル-1-ペンテン、3-エチル-1-ペンテン、4-メチル-1-ペンテン、4-メチル-1-ヘキセン、4,4-ジメチル-1-ヘキセン、4,4-ジメチル-1-ペンテン、4-エチル-1-ヘキセン、3-エチル-1-ヘキセン、9-メチル-1-デセン、11-メチル-1-ドデセン、12-エチル-1-テトラデセン等が挙げられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いてもよい。
上記非オレフィンモノマーとしては、例えば、スチレン系モノマー、ジエン系モノマー、環状モノマー、酸素原子含有モノマー等が挙げられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いてもよい。
上記スチレン系モノマーとしては、例えば、スチレン、4-メチルスチレン、4-ジメチルアミノスチレン等が挙げられる。
上記ジエン系モノマーとしては、例えば、1,3-ブタジエン、1,4-ペンタジエン、1,4-ヘキサジエン、1,5-ヘキサジエン、1,4-オクタジエン、1,5-オクタジエン、1,6-オクタジエン、1,7-オクタジエン、2-メチル-1,5-ヘキサジエン、6-メチル-1,5-ヘプタジエン、7-メチル-1,6-オクタジエン、4-エチリデン-8-メチル-1,7-ノナジエン、4,8-ジメチル-1,4,8-デカトリエン(DMDT)、ジシクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、ジシクロオクタジエン等が挙げられる。
上記環状モノマーとしては、例えば、メチレンノルボルネン、5-ビニルノルボルネン、5-エチリデン-2-ノルボルネン、5-メチレン-2-ノルボルネン、5-イソプロピリデン-2-ノルボルネン、6-クロロメチル-5-イソプロペニル-2-ノルボルネン、2,3-ジイソプロピリデン-5-ノルボルネン、2-エチリデン-3-イソプロピリデン-5-ノルボルネンおよび2-プロペニル-2,2-ノルボルナジエン、シクロペンテン等が挙げられる。
上記酸素原子含有モノマーとしては、例えば、ヘキセノール、ヘキセン酸、オクテン酸メチル等が挙げられる。
上記他のα-オレフィンおよび非オレフィンモノマーは、再生可能なバイオマス資源を原料としたものであってもよく、石油を原料としたものであってもよい。再生可能なバイオマス資源を原料としたものを用いる場合は、最終製品のバイオマス度をより一層高めることができる。また、石油を原料としたものを用いる場合は、多種多様なものが入手可能であるため、これらを用いて製造することにより、低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)の物性等を容易に調整することができる。
本発明で用いる低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)は、例えば、メタロセン触媒、チーグラー・ナッター触媒を用いて常法に従い、エチレンを単独重合または、エチレンとコモノマーとを共重合させることにより得られる。なかでもメタロセン触媒を用いることが好ましい。
上記低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)のメルトフローレート(MFR)(190℃、荷重2160g)は、通常0.1~50g/10分であり、好ましくは0.5~30g/10分、特に好ましくは2~10g/10分である。
かかるMFRが大きすぎる場合には、製膜性が不安定となる傾向があり、小さすぎる場合には粘度が高くなり過ぎて溶融押出しが困難となる傾向がある。
かかるMFRが大きすぎる場合には、製膜性が不安定となる傾向があり、小さすぎる場合には粘度が高くなり過ぎて溶融押出しが困難となる傾向がある。
本発明において好適に使用される低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)の市販品としては、例えば、SEB853(Braskem社製)等が挙げられる。
また、上記低密度バイオエチレン系樹脂(A)は、単独でもしくは2種以上併せて用いてもよい。
また、上記低密度バイオエチレン系樹脂(A)は、単独でもしくは2種以上併せて用いてもよい。
<EVOH(B)>
上記EVOH(B)は、通常、エチレンとビニルエステル系モノマーとの共重合体であるエチレン-ビニルエステル系共重合体をケン化させることにより得られる樹脂であり、非水溶性の熱可塑性樹脂である。上記ビニルエステル系モノマーとしては、経済的な面から、一般的には酢酸ビニルが用いられる。
上記EVOH(B)は、通常、エチレンとビニルエステル系モノマーとの共重合体であるエチレン-ビニルエステル系共重合体をケン化させることにより得られる樹脂であり、非水溶性の熱可塑性樹脂である。上記ビニルエステル系モノマーとしては、経済的な面から、一般的には酢酸ビニルが用いられる。
エチレンとビニルエステル系モノマーとの重合法としては、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て行うことができ、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。
このようにして製造されるEVOH(B)は、エチレン由来の構造単位とビニルアルコール構造単位を主とし、通常、ケン化されずに残存する若干量のビニルエステル構造単位を含むものである。
上記ビニルエステル系モノマーとしては、市場入手性や製造時の不純物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。上記酢酸ビニル以外の他の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挙げられ、通常炭素数3~20、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を用いることができる。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。
上記EVOH(B)におけるエチレン含有量は、ビニルエステル系モノマーとエチレンとを共重合させる際のエチレンの圧力によって制御することができ、20~60モル%である。好ましくは25~50モル%、特に好ましくは25~35モル%である。かかる含有量が低すぎる場合は、高湿下のガスバリア性、溶融成形性が低下する傾向があり、逆に高すぎる場合は、ガスバリア性が低下する傾向がある。
なお、かかるエチレン含有量は、ISO14663に基づいて測定することができる。
なお、かかるエチレン含有量は、ISO14663に基づいて測定することができる。
また、EVOH(B)におけるビニルエステル成分のケン化度は、エチレン-ビニルエステル系共重合体をケン化する際のケン化触媒(通常、水酸化ナトリウム等のアルカリ性触媒が用いられる)の量、温度、時間等によって制御でき、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。
かかるEVOH(B)のケン化度は、JIS K6726(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)に基づいて測定することができる。
かかるEVOH(B)のケン化度は、JIS K6726(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)に基づいて測定することができる。
また、上記EVOH(B)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が大きすぎる場合には、製膜性が不安定となる傾向があり、小さすぎる場合には粘度が高くなり過ぎて溶融押出しが困難となる傾向がある。
かかるMFRは、EVOHの重合度の指標となるものであり、エチレンとビニルエステル系モノマーを共重合する際の重合開始剤の量や、溶媒の量によって調整することができる。
かかるMFRは、EVOHの重合度の指標となるものであり、エチレンとビニルエステル系モノマーを共重合する際の重合開始剤の量や、溶媒の量によって調整することができる。
また、EVOH(B)には、本発明の効果を阻害しない範囲(例えば、EVOHの10モル%以下)で、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。
上記コモノマーとしては、プロピレン、1-ブテン、イソブテン等のオレフィン類、3-ブテン-1-オール、3-ブテン-1,2-ジオール、4-ペンテン-1-オール、5-ヘキセン-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、アシル化物等の誘導体;2-メチレンプロパン-1,3-ジオール、3-メチレンペンタン-1,5-ジオール等のヒドロキシアルキルビニリデン類;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-ジブチリルオキシ-2-メチレンプロパン等のヒドロキシアルキルビニリデンジアセテート類;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、(無水)フタル酸、(無水)マレイン酸、(無水)イタコン酸等の不飽和酸類あるいはその塩あるいはアルキル基の炭素数が1~18であるモノまたはジアルキルエステル類;アクリルアミド、アルキル基の炭素数1~18であるN-アルキルアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、2-アクリルアミドプロパンスルホン酸あるいはその塩、アクリルアミドプロピルジメチルアミンあるいはその酸塩あるいはその4級塩等のアクリルアミド類;メタアクリルアミド、アルキル基の炭素数が1~18であるN-アルキルメタクリルアミド、N,N-ジメチルメタクリルアミド、2-メタクリルアミドプロパンスルホン酸あるいはその塩、メタクリルアミドプロピルジメチルアミンあるいはその酸塩あるいはその4級塩等のメタクリルアミド類;N-ビニルピロリドン、N-ビニルホルムアミド、N-ビニルアセトアミド等のN-ビニルアミド類;アクリルニトリル、メタクリルニトリル等のシアン化ビニル類;アルキル基の炭素数が1~18であるアルキルビニルエーテル、ヒドロキシアルキルビニルエーテル、アルコキシアルキルビニルエーテル等のビニルエーテル類;塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、臭化ビニル等のハロゲン化ビニル化合物類;トリメトキシビニルシラン等のビニルシラン類;酢酸アリル、塩化アリル等のハロゲン化アリル化合物類;アリルアルコール、ジメトキシアリルアルコール等のアリルアルコール類;トリメチル-(3-アクリルアミド-3-ジメチルプロピル)-アンモニウムクロリド、アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸等のコモノマーが挙げられる。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。
上記コモノマーとしては、プロピレン、1-ブテン、イソブテン等のオレフィン類、3-ブテン-1-オール、3-ブテン-1,2-ジオール、4-ペンテン-1-オール、5-ヘキセン-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、アシル化物等の誘導体;2-メチレンプロパン-1,3-ジオール、3-メチレンペンタン-1,5-ジオール等のヒドロキシアルキルビニリデン類;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-ジブチリルオキシ-2-メチレンプロパン等のヒドロキシアルキルビニリデンジアセテート類;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、(無水)フタル酸、(無水)マレイン酸、(無水)イタコン酸等の不飽和酸類あるいはその塩あるいはアルキル基の炭素数が1~18であるモノまたはジアルキルエステル類;アクリルアミド、アルキル基の炭素数1~18であるN-アルキルアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、2-アクリルアミドプロパンスルホン酸あるいはその塩、アクリルアミドプロピルジメチルアミンあるいはその酸塩あるいはその4級塩等のアクリルアミド類;メタアクリルアミド、アルキル基の炭素数が1~18であるN-アルキルメタクリルアミド、N,N-ジメチルメタクリルアミド、2-メタクリルアミドプロパンスルホン酸あるいはその塩、メタクリルアミドプロピルジメチルアミンあるいはその酸塩あるいはその4級塩等のメタクリルアミド類;N-ビニルピロリドン、N-ビニルホルムアミド、N-ビニルアセトアミド等のN-ビニルアミド類;アクリルニトリル、メタクリルニトリル等のシアン化ビニル類;アルキル基の炭素数が1~18であるアルキルビニルエーテル、ヒドロキシアルキルビニルエーテル、アルコキシアルキルビニルエーテル等のビニルエーテル類;塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニル、フッ化ビニリデン、臭化ビニル等のハロゲン化ビニル化合物類;トリメトキシビニルシラン等のビニルシラン類;酢酸アリル、塩化アリル等のハロゲン化アリル化合物類;アリルアルコール、ジメトキシアリルアルコール等のアリルアルコール類;トリメチル-(3-アクリルアミド-3-ジメチルプロピル)-アンモニウムクロリド、アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸等のコモノマーが挙げられる。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、ヒドロキシ基含有α-オレフィン類を共重合したEVOH、すなわち、側鎖に1級水酸基を有するEVOHは、ガスバリア性を保持しつつ二次成形性が良好になる点で好ましく、なかでも、1,2-ジオール構造を側鎖に有するEVOHが好ましい。
特に、側鎖に1級水酸基を有するEVOHである場合、当該1級水酸基を有するモノマー由来の構造単位の含有量は、EVOHの通常0.1~20モル%、さらには0.5~15モル%、特には1~10モル%のものが好ましい。
特に、側鎖に1級水酸基を有するEVOHである場合、当該1級水酸基を有するモノマー由来の構造単位の含有量は、EVOHの通常0.1~20モル%、さらには0.5~15モル%、特には1~10モル%のものが好ましい。
また、本発明で用いるEVOH(B)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」されたものであってもよい。
さらに、本発明で使用されるEVOH(B)は、2種以上のEVOH(B)、例えば、ケン化度が異なるもの、重合度が異なるもの、共重合成分が異なるもの等の混合物であってもよい。
本発明の樹脂組成物における前記低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)と上記EVOH(B)との重量比〔(A)/(B)〕は、ペレット形状の悪化を抑制する点から、10/90~49/51であり、好ましくは20/80~45/55であり、特に好ましくは30/70~40/60である。低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)の配合割合が少なすぎると低温での成型性が低下する。一方、低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)が多すぎるとペレット形状が悪化する。
本発明の樹脂組成物におけるベースポリマーは低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)とEVOH(B)であり、樹脂組成物におけるベースポリマーの含有量は、通常60重量%以上、好ましくは70重量%以上、特に好ましくは80重量%以上である。また、ベースポリマーの含有量の上限は、通常99.9重量%である。
<成分(C)>
本発明においては、上記ベースポリマーにエチレン-酢酸ビニル共重合体、酸変性高分子、エチレン含有量70~90モル%のエチレン-ビニルアルコール系共重合体からなる群から選択される少なくとも1つである成分(C)を配合することにより、ペレット形状の悪化を抑制し、また、成形時の目やに発生や、成形物の変色等の外観低下を抑制することができる。
本発明においては、上記ベースポリマーにエチレン-酢酸ビニル共重合体、酸変性高分子、エチレン含有量70~90モル%のエチレン-ビニルアルコール系共重合体からなる群から選択される少なくとも1つである成分(C)を配合することにより、ペレット形状の悪化を抑制し、また、成形時の目やに発生や、成形物の変色等の外観低下を抑制することができる。
上記成分(C)の含有量は、低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)とEVOH(B)との合計100重量部に対して0.1~20重量部とすることが好ましく、より好ましくは0.2~15重量部であり、特に好ましくは0.5~10重量部である。成分(C)の含有量を上記範囲内とすることでペレット形状の悪化を抑制し、また、成形時の目やに発生や、成形物の変色等の外観低下を抑制できる傾向がある。また、樹脂組成物に成分(C)が2種以上含まれている場合は、全ての含有量を合計したものを成分(C)の含有量とする。以下、各成分(C)について詳細に説明する。
〔エチレン-酢酸ビニル共重合体〕
上記エチレン-酢酸ビニル共重合体(以下、「EVA」と称することがある)は、エチレンと酢酸ビニルとを共重合した重合体である。また、EVAは、必要に応じて変性したものであってもよい。
上記エチレン-酢酸ビニル共重合体(以下、「EVA」と称することがある)は、エチレンと酢酸ビニルとを共重合した重合体である。また、EVAは、必要に応じて変性したものであってもよい。
上記EVA中の酢酸ビニルの含有量は、通常1~60モル%であり、好ましくは2~50モル%、特に好ましくは3~30モル%である。酢酸ビニル含有量が少なすぎると、目やに抑制、成形物の外観改善が不充分となる傾向があり、逆に、多すぎると、EVAは分解温度が低く、分解時に酢酸が発生するため、機械を痛める可能性がある。また、樹脂組成物自体の熱安定性が低下する傾向にある。
上記EVAのメルトフローレート(MFR)(190℃、荷重2160g)は、通常0.1~100g/10分であり、好ましくは0.5~50g/10分、特に好ましくは1~30g/10分である。MFRが上記範囲外であると、ベースポリマーとの相溶性が低下し、混合時に分散性が低下する傾向がある。
上記EVAは、本発明の趣旨を阻害しない範囲で不飽和カルボン酸またはその無水物を、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体であってもよい。かかる変性量は、例えば具体的には10モル%以下が好ましい。上記不飽和カルボン酸またはその無水物としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、クロトン酸等のエチレン性不飽和モノカルボン酸や、フマール酸、イタコン酸、シトラコン酸、マレイン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル等のエチレン性不飽和ジカルボン酸やその無水物、ハーフエステル等が挙げられる。なかでも、無水マレイン酸が好ましい。
上記EVAの含有量は、低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)とEVOH(B)との合計100重量部に対して、0.1~20重量部とすることが好ましく、より好ましくは0.2~15重量部であり、特に好ましくは0.5~10重量部である。EVAの含有量が上記の範囲内であると、よりペレット形状の悪化を抑制し、また、成形時の目やに発生や、成形物の変色等の外観低下を抑制できる傾向がある。また、上記EVAは、単独で、もしくはエチレン含有量、分子量、MFR、密度、変性基やその変性量等の異なるEVAを2種以上併せて用いることができる。
〔酸変性高分子〕
酸変性高分子とは、不飽和カルボン酸またはその無水物を、高分子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体である。
酸変性高分子とは、不飽和カルボン酸またはその無水物を、高分子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体である。
上記不飽和カルボン酸またはその無水物としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、クロトン酸等のエチレン性不飽和モノカルボン酸や、フマール酸、イタコン酸、シトラコン酸、マレイン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル等のエチレン性不飽和ジカルボン酸やその無水物、ハーフエステル等が挙げられる。これらは単独でもしくは2種以上を併せて用いてもよい。
上記高分子としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、エチレンと炭素数3~20のα-オレフィンとの共重合体(エチレン-α-オレフィン共重合体)等が挙げられる。
本発明で用いる酸変性高分子としては、無水マレイン酸変性高分子が好ましい。
以下、これら無水マレイン酸変性高分子について説明する。
以下、これら無水マレイン酸変性高分子について説明する。
[無水マレイン酸変性高分子]
無水マレイン酸変性高分子は、高分子の主鎖および側鎖の少なくとも一方が、無水マレイン酸によって変性されたものである。ただし、上記無水マレイン酸変性高分子は、無水マレイン酸によって変性されたEVA、無水マレイン酸によって変性されたエチレン含有量70~90モル%のエチレン-ビニルアルコール系共重合体を除くものである。
無水マレイン酸変性高分子は、高分子の主鎖および側鎖の少なくとも一方が、無水マレイン酸によって変性されたものである。ただし、上記無水マレイン酸変性高分子は、無水マレイン酸によって変性されたEVA、無水マレイン酸によって変性されたエチレン含有量70~90モル%のエチレン-ビニルアルコール系共重合体を除くものである。
上記無水マレイン酸によって変性される高分子としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、エチレン-α-オレフィン共重合体等が挙げられる。
なかでも、目やにの発生を抑制する点から、エチレン-α-オレフィン共重合体、ポリエチレンが好ましく、特にエチレン-α-オレフィン共重合体が好ましい。
なかでも、目やにの発生を抑制する点から、エチレン-α-オレフィン共重合体、ポリエチレンが好ましく、特にエチレン-α-オレフィン共重合体が好ましい。
上記エチレン-α-オレフィン共重合体としては、例えば、エチレン-プロピレン共重合体、エチレン-1-ブテン共重合体、エチレン-1-ヘキセン共重合体、エチレン-4-メチル-1-ペンテン共重合体、エチレン-1-オクテン共重合体、エチレン-1-ブテン-1-ヘキセン共重合体、エチレン-1-ブテン-4-メチル-1-ペンテン共重合体、エチレン-1-ブテン-1-オクテン共重合体等が挙げられる。好ましくは、エチレン-1-ブテン共重合体、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-ブテン-1-ヘキセン共重合体、エチレン-1-ブテン-1-オクテン共重合体である。
上記無水マレイン酸変性高分子は、高分子を構成するモノマーの一部を無水マレイン酸に代えて共重合することにより、または、ラジカル付加等のグラフト反応等により側鎖の一部に無水マレイン酸を導入することにより得ることができる。
無水マレイン酸変性高分子の酸価は、通常50mgKOH/g以下であり、好ましくは30mgKOH/g以下であり、特に好ましくは20mgKOH/g以下である。酸価が高すぎると、EVOH(B)中の水酸基との反応点が増え、溶融混練過程において高重合度化物が生成して、押出加工時の安定性が低下し、良好な成形物が得られにくい傾向がある。なお、酸価の下限は、通常1mgKOH/gであり、好ましくは2mgKOH/gである。また、上記酸価は、JIS K0070に基づいて測定される。
上記無水マレイン酸変性高分子として無水マレイン酸変性ポリエチレンを用いる場合のメルトフローレート(MFR)(190℃、荷重2160g)は、通常0.01~150g/10分であり、好ましくは0.1~50g/10分であり、より好ましくは1~25g/10分であり、さらに好ましくは3~10g/10分である。
また、無水マレイン酸変性高分子として、無水マレイン酸変性エチレン-α-オレフィン共重合体を用いる場合のMFR(230℃、荷重2160g)は、通常0.1~150g/10分であり、好ましくは0.5~100g/10分であり、より好ましくは1~50g/10分であり、さらに好ましくは5~35g/10分である。
MFRが上記範囲外であると、ベースポリマーとの相溶性が低下し、混合時に分散性が低下する傾向がある。
また、無水マレイン酸変性高分子として、無水マレイン酸変性エチレン-α-オレフィン共重合体を用いる場合のMFR(230℃、荷重2160g)は、通常0.1~150g/10分であり、好ましくは0.5~100g/10分であり、より好ましくは1~50g/10分であり、さらに好ましくは5~35g/10分である。
MFRが上記範囲外であると、ベースポリマーとの相溶性が低下し、混合時に分散性が低下する傾向がある。
上記無水マレイン酸変性高分子の含有量は、低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)とEVOH(B)との合計100重量部に対して、0.1~20重量部とすることが好ましく、より好ましくは0.2~15重量部であり、特に好ましくは0.5~10重量部である。無水マレイン酸変性高分子の含有量が上記の範囲内であると、よりペレット形状の悪化を抑制し、また、成形時の目やに発生や、成形物の変色等の外観低下を抑制できる傾向がある。また、上記無水マレイン酸変性高分子は、単独でもしくは2種以上併せて用いてもよい。
〔エチレン構造単位の含有量70~90モル%のエチレン-ビニルアルコール系共重合体〕
上記エチレン構造単位の含有量70~90モル%のエチレン-ビニルアルコール系共重合体(以下、「EVAケン化物」と称することがある)とは、エチレン含有量70~90モル%のエチレン-酢酸ビニル系共重合体の酢酸ビニル成分をケン化することによって得られるものであり、ケン化という点において、前記EVAとは異なるものである。
上記エチレン構造単位の含有量70~90モル%のエチレン-ビニルアルコール系共重合体(以下、「EVAケン化物」と称することがある)とは、エチレン含有量70~90モル%のエチレン-酢酸ビニル系共重合体の酢酸ビニル成分をケン化することによって得られるものであり、ケン化という点において、前記EVAとは異なるものである。
上記エチレン-酢酸ビニル系共重合体は、公知の任意の重合法、例えば、溶液重合、懸濁重合、エマルジョン重合等により製造され、上記エチレン-酢酸ビニル系共重合体のケン化も公知の方法で行い得るものである。また、上記EVAケン化物は必要に応じて変性したものであってもよい。
上記EVAケン化物のエチレン含有量は、70~90モル%であり、好ましくは75~90モル%、特に好ましくは80~90モル%である。エチレン含有量が少なすぎる場合、本発明の効果(目やに抑制等)が不充分となる傾向にある。
また、上記EVAケン化物のケン化度としては、通常20モル%以上であり、さらには60~100モル%、特には90~100モル%であることが好ましい。すなわち、上記ケン化度が低すぎた場合、本発明の効果(目やに抑制等)が不充分となることがある。
上記EVAケン化物のメルトフローレート(MFR)(190℃、荷重2160g)は、通常0.5~100g/10分であり、さらには1~50g/10分、特には2~30g/10分であることが、分散性に優れ本発明の効果に優れる点で好ましい。
上記EVAケン化物は、本発明の趣旨を阻害しない範囲で不飽和カルボン酸またはその無水物を、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変性体であってもよい。かかる変性量は、例えば具体的には10モル%以下が好ましい。上記不飽和カルボン酸またはその無水物としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、クロトン酸等のエチレン性不飽和モノカルボン酸や、フマール酸、イタコン酸、シトラコン酸、マレイン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル、無水マレイン酸等のエチレン性不飽和ジカルボン酸やその無水物、ハーフエステル等が挙げられる。これらは単独でもしくは2種以上を併せて用いてもよい。なかでも、無水マレイン酸が好ましい。
上記EVAケン化物の含有量は、低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)とEVOH(B)との合計100重量部に対して、0.1~20重量部とすることが好ましく、より好ましくは0.2~15重量部であり、特に好ましくは0.5~10重量部である。EVAケン化物の含有量が上記の範囲内であると、よりペレット形状の悪化を抑制し、また、成形時の目やに発生や、成形物の変色等の外観低下を抑制できる傾向がある。また、上記EVAケン化物は、単独で、もしくはエチレン含有量、ケン化度、分子量、MFR、密度、変性基やその変性量等の異なるEVAケン化物を2種以上併せて用いることができる。
本発明の樹脂組成物は、ベースポリマー〔低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)+EVOH(B)〕に上記の成分(C)を含むものであるが、なかでも、成分(C)としては、EVA、酸変性高分子が好ましく、EVAがより好ましい。
〔他の成分〕
本発明の樹脂組成物には、本発明の効果を阻害しない範囲において、前記(A)~(C)以外の熱可塑性樹脂(石油由来ポリエチレン等)や、一般に熱可塑性樹脂に添加する添加剤が含有されていてもよい。
上記添加剤としては、例えば、可塑剤(例えば、エチレングリコール、グリセリン、ヘキサンジオール等の脂肪族多価アルコール等)、酸素吸収剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、着色剤、帯電防止剤、界面活性剤(ただし、滑剤として用いるものを除く)、抗菌剤、アンチブロッキング剤、充填材(例えば、無機フィラー等)等が挙げられる。これらの添加剤は、単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。
本発明の樹脂組成物には、本発明の効果を阻害しない範囲において、前記(A)~(C)以外の熱可塑性樹脂(石油由来ポリエチレン等)や、一般に熱可塑性樹脂に添加する添加剤が含有されていてもよい。
上記添加剤としては、例えば、可塑剤(例えば、エチレングリコール、グリセリン、ヘキサンジオール等の脂肪族多価アルコール等)、酸素吸収剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、着色剤、帯電防止剤、界面活性剤(ただし、滑剤として用いるものを除く)、抗菌剤、アンチブロッキング剤、充填材(例えば、無機フィラー等)等が挙げられる。これらの添加剤は、単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。
[樹脂組成物の製造]
本発明の樹脂組成物は、上記(A)~(C)を含むものであり、上記(A)~(C)、または、上記(A)~(C)と必要に応じて上記他の成分、のみからなることが好ましい。また、上記低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)、EVOH(B)は、一度も成形に用いていない原料(未再生品)を用いてもよく、後述する多層構造体の製品製造時に発生する、低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)およびEVOH(B)を含有する層を有する多層構造体のスクラップ等の回収物を用いてもよい。
本発明の樹脂組成物は、上記(A)~(C)を含むものであり、上記(A)~(C)、または、上記(A)~(C)と必要に応じて上記他の成分、のみからなることが好ましい。また、上記低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)、EVOH(B)は、一度も成形に用いていない原料(未再生品)を用いてもよく、後述する多層構造体の製品製造時に発生する、低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)およびEVOH(B)を含有する層を有する多層構造体のスクラップ等の回収物を用いてもよい。
また、場合によっては、各種包装材として使用済みの多層構造体の回収物を利用することも可能である。一般に食品等の包装材として用いられている多層構造体には、低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)およびEVOH(B)からなる層以外にも、接着剤樹脂層やリグラインド層が含まれている。そのため本発明の樹脂組成物には、本発明の効果を阻害しない範囲(例えば、樹脂組成物中の30重量%以下)でこれらの接着剤樹脂層やリグラインド層が含まれていてもよい。
以下、本発明の樹脂組成物の製造方法について、低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)およびEVOH(B)からなる層を含有する多層構造体の回収物を用いる場合について説明する。
多層構造体の製品製造時に発生する、くずや端部等の不要部分(スクラップ)、廃棄物として回収された多層構造体の回収物は、通常、粉砕した後、必要に応じて篩等で粒度を調節し、本発明の樹脂組成物の原料として用いられる。
上記回収物の粉砕にあたっては、公知の粉砕機を使用することにより行うことができる。この粉砕品の見かけ密度は、通常0.25~0.85g/mLであり、さらには0.3~0.7g/mL、特には0.35~0.6g/mLであることが好ましい。見掛け密度が小さすぎる場合、樹脂組成物層中の低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)の分散が不良となり、得られる成形品の樹脂組成物層の溶融成形性や機械的特性が低下する傾向があり、大きすぎる場合、押出機での供給不良の発生によって得られる成形品のリグラインド層の溶融成形性が低下する傾向がある。なお、上記の見かけ密度は、JIS K6891の「5.3見かけ密度」試験方法に準拠して測定される値である。
上記見掛け密度については、粉砕機の粉砕刃の形状、粉砕刃の回転数、粉砕の処理速度、篩として使用するメッシュの目開きの大きさ等を任意に調整することにより、コントロールすることが可能である。また、粉砕品の形状や粒径については、公知の手法で調整することが可能である。
低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)およびEVOH(B)を含有する多層構造体の回収品の粉砕品(以下、「粉砕品」と称する。)を用いる場合、本発明の樹脂組成物は、上記粉砕品に成分(C)を含有させることにより製造される。かかる粉砕品には、生産性の点から未再生品の低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)や未再生品のEVOH(B)を配合してもよい。
上記樹脂組成物の製造方法としては、例えば、ドライブレンド法、溶融混練法、溶液混合法、含浸法等の公知の方法が挙げられる。
上記ドライブレンド法としては、例えば、(i)上記粉砕品と、成分(C)とをタンブラー等を用いてドライブレンドする方法等が挙げられる。また、上記ドライブレンドする際には、成分(C)をそのままドライブレンドしてもよいし、予め成分(C)を含む熱可塑性樹脂のペレットを調製しておき、この熱可塑性樹脂のペレットと粉砕品とをドライブレンドしてもよい。
上記溶融混練法としては、例えば、(ii)上記(i)のドライブレンド物を溶融混練する方法や、(iii)溶融状態の上記粉砕品に成分(C)を添加して溶融混練する方法等が挙げられる。
上記溶液混練法としては、例えば、(iv)上記粉砕品を用いて溶液を調製し、ここに成分(C)を配合し、凝固成形後、固液分離して乾燥する方法等が挙げられる。
本発明においては、上記の異なる手法を組み合わせることが可能である。なかでも、生産性の点で、溶融混練法が好ましく、(ii)の方法が特に好ましい。
なお、本発明の樹脂組成物は、上述のように多層構造体の回収品を原料として用いる場合に限定されず、未再生品の低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)、EVOH(B)を用いてもよい。未再生品を用いる場合は、本発明の配合組成を有するように公知一般の方法、例えば、ドライブレンド法、溶融混練法、溶液混合法等を用いて樹脂組成物を調製すればよく、このように調製される樹脂組成物も、本発明に包含される。
本発明の樹脂組成物のYI〔イエローインデックス〕(ASTMD1925)は、通常、20以下であり、好ましくは15以下、特に好ましくは10以下である。上記樹脂組成物のYIは、分光測色計(CM-3500d、コニカミノルタ社製)を用い、下記の測定条件で測定することにより得られる。
[測定条件]
・光源:D65
・CM-A120白色校正板
・CM-A126シャーレセット使用
・正反射測定SCE
・測定径:φ30mm
[測定条件]
・光源:D65
・CM-A120白色校正板
・CM-A126シャーレセット使用
・正反射測定SCE
・測定径:φ30mm
本発明の樹脂組成物のバイオマス度は、通常、10~90重量%であり、好ましくは15~70重量%、特に好ましくは20~50重量%である。上記樹脂組成物のバイオマス度は、下記の式により算出される。
バイオマス度(重量%)=M1/M2×100
上記の式において、M1は、使用した低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)の総重量であり、M2は、使用した樹脂の総重量である。
バイオマス度(重量%)=M1/M2×100
上記の式において、M1は、使用した低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)の総重量であり、M2は、使用した樹脂の総重量である。
本発明の樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)(210℃、荷重2160g)は、通常0.1~50g/10分であり、好ましくは0.5~30g/10分、特に好ましくは2~10g/10分である。
本発明の樹脂組成物の含水率は、通常、0.01~0.5重量%であり、好ましくは0.02~0.35重量%、特に好ましくは0.05~0.3重量%である。
なお、本発明における樹脂組成物の含水率は以下の方法により測定・算出されるものである。
樹脂組成物の乾燥前重量(W1)を電子天秤にて秤量し、150℃の熱風乾燥機中で5時間乾燥させ、デシケーター中で30分間放冷後の重量(W2)を秤量し、下記式より算出する。
含水率(重量%)=[(W1-W2)/W1]×100
樹脂組成物の乾燥前重量(W1)を電子天秤にて秤量し、150℃の熱風乾燥機中で5時間乾燥させ、デシケーター中で30分間放冷後の重量(W2)を秤量し、下記式より算出する。
含水率(重量%)=[(W1-W2)/W1]×100
本発明の樹脂組成物は、ペレットや粉末状といった、さまざまな形態の樹脂組成物として調製され、各種の成形物の成形用材料として提供される。特に本発明においては、溶融成形用の材料として提供される場合、本発明の効果がより効率的に得られる傾向があり好ましい。
上記成形物としては、本発明の樹脂組成物を用いて成形された単層フィルムをはじめとして、本発明の樹脂組成物を用いて成形された層を有する多層構造体として実用に供することができる。
[多層構造体]
上記多層構造体は、上記本発明の樹脂組成物からなる層を備えるものである。本発明の樹脂組成物からなる層(以下、「樹脂組成物層」と称する。)は、本発明の樹脂組成物以外の熱可塑性樹脂を主成分とする他の基材(以下、「基材樹脂」と称する。)と積層することで、さらに強度を付与したり、他の機能を付与することができる。
上記多層構造体は、上記本発明の樹脂組成物からなる層を備えるものである。本発明の樹脂組成物からなる層(以下、「樹脂組成物層」と称する。)は、本発明の樹脂組成物以外の熱可塑性樹脂を主成分とする他の基材(以下、「基材樹脂」と称する。)と積層することで、さらに強度を付与したり、他の機能を付与することができる。
上記基材樹脂としては、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、ポリエステル系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリスチレン系エラストマー、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挙げられる。
これらのうち、経済性と生産性の点でポリアミド系樹脂、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る。
多層構造体の層構成は、樹脂組成物層をa(a1、a2、・・・)、基材樹脂層をb(b1、b2、・・・)とするとき、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。また、該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基材樹脂との混合物を含むリサイクル層設けることが可能である。多層構造体の層の数はのべ数にて通常2~15、好ましくは3~10である。上記の層構成において、それぞれの層間には、必要に応じて接着性樹脂を含有する接着性樹脂層を介してもよい。
上記接着性樹脂としては、公知のものを使用でき、基材樹脂層「b」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挙げることができる。上記カルボキシ基を含有する変性ポリオレフィン系重合体としては、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が挙げられる。そして、これらから選ばれた1種または2種以上の混合物を用いることができる。
多層構造体において、樹脂組成物層と基材樹脂層との間に、接着性樹脂層を用いる場合、接着性樹脂層が樹脂組成物層の両側に位置することから、疎水性に優れた接着性樹脂を用いることが好ましい。
上記基材樹脂、接着性樹脂には、本発明の趣旨を阻害しない範囲(例えば、樹脂全体に対して、30重量%以下、好ましくは10重量%以下)において、従来知られているような可塑剤、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、核材、ブロッキング防止剤、ワックス等を含んでいてもよい。
本発明の樹脂組成物と上記基材樹脂との積層(接着性樹脂層を介在させる場合を含む)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、シート等に基材樹脂を溶融押出ラミネートする方法、基材樹脂層に本発明の樹脂組成物を溶融押出ラミネートする方法、樹脂組成物と基材樹脂とを共押出する方法、樹脂組成物層と基材樹脂層と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、基材樹脂上に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挙げられる。これらのなかでも、コストや環境の観点から、樹脂組成物と基材樹脂とを共押出する方法が好ましい。
上記多層構造体は、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、多層構造体の融点近傍の温度で、通常40~170℃、好ましくは60~160℃程度の範囲から選ばれる。延伸温度が低すぎる場合は延伸性が不良となり、高すぎる場合は安定した延伸状態を維持することが困難となる。
なお、延伸後に寸法安定性を付与することを目的として、ついで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、本発明の樹脂組成物から得られた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。
また、場合によっては、上記多層構造体を用いてカップやトレイ状の多層容器を得ることも可能である。その場合は、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挙げられる。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(積層体構造)を得る場合はブロー成形法が採用される。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)等が挙げられる。得られる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。
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、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一概にいえないが、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。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、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の基材樹脂層に対する厚みの比(樹脂組成物層/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の接着性樹脂層に対する厚み比(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。
上記により得られたフィルム、シート、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は、一般的な食品の他、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、実施例を挙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、特にことわりのない限り、以下「部」、「%」とあるのは、重量基準を意味する。
実施例に先立って、以下の成分を準備した。
<低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)>
(A-1):低密度バイオポリエチレン〔SEB853(Braskem社製 Green PE)、MFR2.7g/10分(190℃、荷重2160g)、最低バイオマス度95%(植物由来)〕
(A'-1):直鎖状低密度バイオポリエチレン〔SLH118(Braskem社製 Green PE)、MFR1.0g/10分(190℃、荷重2160g)、最低バイオマス度84%(植物由来)〕
(A'-2):高密度バイオポリエチレン〔SGM9450F(Braskem社製 Green PE)、MFR0.33g/10分(190℃、荷重5000g)、最低バイオマス度96%(植物由来)〕
(A'-3):石油由来ポリエチレン〔ノバテック LF448K1(日本ポリエチレン社製)、MFR2.0g/10分(190℃、荷重2160g)〕
(A-1):低密度バイオポリエチレン〔SEB853(Braskem社製 Green PE)、MFR2.7g/10分(190℃、荷重2160g)、最低バイオマス度95%(植物由来)〕
(A'-1):直鎖状低密度バイオポリエチレン〔SLH118(Braskem社製 Green PE)、MFR1.0g/10分(190℃、荷重2160g)、最低バイオマス度84%(植物由来)〕
(A'-2):高密度バイオポリエチレン〔SGM9450F(Braskem社製 Green PE)、MFR0.33g/10分(190℃、荷重5000g)、最低バイオマス度96%(植物由来)〕
(A'-3):石油由来ポリエチレン〔ノバテック LF448K1(日本ポリエチレン社製)、MFR2.0g/10分(190℃、荷重2160g)〕
<EVOH(B)>
(B-1):エチレンビニルアルコール共重合体〔エチレン含有量29モル%、MFR4g/10分(210℃、荷重2160g)〕
(B-2):エチレンビニルアルコール共重合体〔エチレン含有量32モル%、MFR3g/10分(210℃、荷重2160g)〕
(B-3):エチレンビニルアルコール共重合体〔エチレン含有量38モル%、MFR3g/10分(210℃、荷重2160g)〕
(B-4):エチレンビニルアルコール共重合体〔エチレン含有量44モル%、MFR3g/10分(210℃、荷重2160g)〕
(B-1):エチレンビニルアルコール共重合体〔エチレン含有量29モル%、MFR4g/10分(210℃、荷重2160g)〕
(B-2):エチレンビニルアルコール共重合体〔エチレン含有量32モル%、MFR3g/10分(210℃、荷重2160g)〕
(B-3):エチレンビニルアルコール共重合体〔エチレン含有量38モル%、MFR3g/10分(210℃、荷重2160g)〕
(B-4):エチレンビニルアルコール共重合体〔エチレン含有量44モル%、MFR3g/10分(210℃、荷重2160g)〕
<成分(C)>
〔EVA〕
(C-1):EVA〔ウルトラセン 3B53A(東ソー社製)、酢酸ビニル含有量25モル%、MFR5.3g/10分(190℃、荷重2160g)〕
〔酸変性高分子〕
(C-2):無水マレイン酸変性エチレン-α-オレフィンコポリマー〔酸変性タフマー MA8510(三井化学社製)、MFR5.0g/10分(230℃、荷重2160g)〕
〔EVAケン化物〕
(C-3):EVAケン化物〔メルセン H0051K(東ソー社製)、酢酸ビニル含有量11モル%、MFR6.5g/10分(190℃、荷重2160g)〕
〔EVA〕
(C-1):EVA〔ウルトラセン 3B53A(東ソー社製)、酢酸ビニル含有量25モル%、MFR5.3g/10分(190℃、荷重2160g)〕
〔酸変性高分子〕
(C-2):無水マレイン酸変性エチレン-α-オレフィンコポリマー〔酸変性タフマー MA8510(三井化学社製)、MFR5.0g/10分(230℃、荷重2160g)〕
〔EVAケン化物〕
(C-3):EVAケン化物〔メルセン H0051K(東ソー社製)、酢酸ビニル含有量11モル%、MFR6.5g/10分(190℃、荷重2160g)〕
上記各成分を下記表1、表2に従い、ドライブレンドで一括混合した後、重量式フィーダーを用いて、25kg/時間の速度で2軸混練機にフィードを行い、その後、ドラム式ペレタイザーでストランドのカッティングをしてペレット状の実施例1~15、比較例1~7および参考例1、2の樹脂組成物を調製した。なお、混練条件は、以下のとおりである。
[混練条件]
・2軸押出機:直径32mm、L/D=56(日本製鋼所社製)
・押出機設定温度:C2/C3/C4/C5/C6/C7/C8/C9/C10/C11/C12/C13/C14/C15/C16/D=100/170/210/220/220/220/220/220/220/220/220/220/220/220/220/220℃
・スクリュー回転数:270ppm
・吐出量:25kg/時間
・ストランドの冷却:水冷距離40cm
・引き取り速度:25m/分
・ダイス:4穴
[混練条件]
・2軸押出機:直径32mm、L/D=56(日本製鋼所社製)
・押出機設定温度:C2/C3/C4/C5/C6/C7/C8/C9/C10/C11/C12/C13/C14/C15/C16/D=100/170/210/220/220/220/220/220/220/220/220/220/220/220/220/220℃
・スクリュー回転数:270ppm
・吐出量:25kg/時間
・ストランドの冷却:水冷距離40cm
・引き取り速度:25m/分
・ダイス:4穴
上記で調製した実施例1~15、比較例1~7および参考例1、2の樹脂組成物を用いて、下記の条件でペレット形状、目やに発生量、着色、バイオマス度、MFRの評価を行った。これらの結果を後記表1、表2に示す。
〔ペレット形状〕
得られたペレットの形状をマイクロスコープ(光学顕微鏡)で観察し、以下の基準で評価を行った。
[評価基準]
◎(excellent):ペレット形状が非常に良好。
〇(very good):ペレットサイズは均一であるが、やや表面荒れ(サメ肌)やカット不良が見られる。
×(poor):ペレットの欠けや割れ、表面荒れ(サメ肌)、カット不良が多い。
得られたペレットの形状をマイクロスコープ(光学顕微鏡)で観察し、以下の基準で評価を行った。
[評価基準]
◎(excellent):ペレット形状が非常に良好。
〇(very good):ペレットサイズは均一であるが、やや表面荒れ(サメ肌)やカット不良が見られる。
×(poor):ペレットの欠けや割れ、表面荒れ(サメ肌)、カット不良が多い。
〔目やに発生量〕
上記の樹脂組成物を、重量式フィーダーを用いて、25kg/時間の速度で2軸混練機にフィードを行った。このときの5kgの吐出時に発生する、目やにの発生量をサンプルリングして重量を測定し、以下の基準で評価を行った。
[評価基準]
〇(very good):発生した目やにの総重量が、0.1g以下。
×(poor):発生した目やにの総重量が、0.1gより大きい。
上記の樹脂組成物を、重量式フィーダーを用いて、25kg/時間の速度で2軸混練機にフィードを行った。このときの5kgの吐出時に発生する、目やにの発生量をサンプルリングして重量を測定し、以下の基準で評価を行った。
[評価基準]
〇(very good):発生した目やにの総重量が、0.1g以下。
×(poor):発生した目やにの総重量が、0.1gより大きい。
〔着色評価(YI)〕
得られたペレットのYI(ASTMD1925)をコニカミノルタ社製分光測色計「CM-3500d」を用いて測定した(光源:D65、CM-A120白色校正板、CM-A126シャーレセット使用、正反射測定SCE、測定径φ30mm)。シャーレに試料約5gを充填し、均一に敷き詰め、この状態で測定を行いYIを算出した。このYIの値が大きいほど、樹脂組成物が黄色く着色していることを意味する。
得られたペレットのYI(ASTMD1925)をコニカミノルタ社製分光測色計「CM-3500d」を用いて測定した(光源:D65、CM-A120白色校正板、CM-A126シャーレセット使用、正反射測定SCE、測定径φ30mm)。シャーレに試料約5gを充填し、均一に敷き詰め、この状態で測定を行いYIを算出した。このYIの値が大きいほど、樹脂組成物が黄色く着色していることを意味する。
〔バイオマス度〕
下記の式から各樹脂組成物のバイオマス度を算出した。
バイオマス度(重量%)=M3/M4×100
上記の式において、M3は、使用したバイオポリエチレン系樹脂の総重量であり、M4は、使用した樹脂の総重量である。
下記の式から各樹脂組成物のバイオマス度を算出した。
バイオマス度(重量%)=M3/M4×100
上記の式において、M3は、使用したバイオポリエチレン系樹脂の総重量であり、M4は、使用した樹脂の総重量である。
〔MFR〕
得られたペレットのMFR(g/10分)を温度210℃、荷重2160gの条件で測定した。
得られたペレットのMFR(g/10分)を温度210℃、荷重2160gの条件で測定した。
低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)とEVOH(B)を特定の比率で有し、成分(C)を含有する実施例の樹脂組成物は、ペレット形状の悪化を抑制することができ、また、成形時の目やに発生および変色等の外観低下を抑制することができた。
一方、成分(C)を含まない比較例1、低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)の含有量が本発明で規定する範囲よりも多い比較例2、6の樹脂組成物は、ペレット形状が不良あるいはYIが高く外観が悪いものであった。
また、低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)の含有量が本発明で規定する範囲よりも少ない比較例3、7、石油由来のポリエチレンを用いた参考例1、2の樹脂組成物は、YIが高く外観が悪いものであった。
さらに、直鎖状低密度ポリエチレンを用いた比較例4、高密度バイオポリエチレンを用いた比較例5の樹脂組成物は、目やにの発生量が多いものであった。
また、低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)の含有量が本発明で規定する範囲よりも少ない比較例3、7、石油由来のポリエチレンを用いた参考例1、2の樹脂組成物は、YIが高く外観が悪いものであった。
さらに、直鎖状低密度ポリエチレンを用いた比較例4、高密度バイオポリエチレンを用いた比較例5の樹脂組成物は、目やにの発生量が多いものであった。
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。
本発明の樹脂組成物は、バイオポリエチレンを用いた場合であっても、ペレット形状の悪化を抑制することができ、また、成形時の目やに発生および変色等の外観低下を抑制することができる。そのため、本発明の樹脂組成物からなるフィルム、シート、延伸フィルムは、各種の包装容器の材料として有用である。
Claims (2)
- 低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)、エチレン含有量20~60モル%のエチレン-ビニルアルコール系共重合体(B)、および、エチレン-酢酸ビニル共重合体、酸変性高分子、エチレン含有量70~90モル%のエチレン-ビニルアルコール系共重合体からなる群から選択される少なくとも1つの成分(C)を含有する樹脂組成物であって、上記低密度バイオポリエチレン系樹脂(A)が直鎖状低密度バイオポリエチレン系樹脂を除く低密度バイオポリエチレン系樹脂であり、上記成分(A)と上記成分(B)の重量比〔(A)/(B)〕が10/90~49/51であることを特徴とする樹脂組成物。
- 上記成分(C)の含有量が、上記成分(A)と上記成分(B)との合計100重量部に対して、0.1~20重量部であることを特徴とする請求項1記載の樹脂組成物。
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