JP2008189941A - エチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂組成物からなる溶融成形品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】リン酸根換算でのリン酸化合物(D)の含有量(d:μmol/g)と、リン元素含有量(t:μmol/g)との比(d/t)が0.4以下であるエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂組成物からなる溶融成形品。
【選択図】図1
Description
0.95×exp(0.039×ET)−2≦a≦0.95×exp(0.039×ET)+2 (1)
ここで、
aは、アルカリ金属換算でのアルカリ金属塩(A)の含有量(μmol/g)、
ETは、エチレン−ビニルアルコール共重合体のエチレン含有量(モル%)
である。
触媒;2,2−アゾビスイソブチロニトリル、2,2−アゾビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2−アゾビス−(4−メチル−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2−アゾビス−(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2−アゾビス−(2−シクロプロピルプロピオニトリル)等のアゾニトリル系開始剤及びイソブチリルパーオキサイド、クミルパーオキシネオデカノエイト、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、t−ブチルパーオキシネオデカノエイト、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド等の有機過酸化物系開始剤等を用いることができる。
温度;20〜90℃、好ましくは40℃〜70℃。
時間(連続式の場合は平均滞留時間);2〜15時間、好ましくは3〜11時間。
重合率;仕込みビニルエステルに対して10〜90%、好ましくは30〜80%。
重合後の溶液中の樹脂分;5〜85%、好ましくは20〜70%。
共重合体中のエチレン含有率;好ましくは5〜60モル%、さらに好適には15〜55モル%、最適には20〜50モル%。
該共重合体溶液濃度;10〜50%。
反応温度;30〜150℃。
触媒使用量;0.005〜0.6当量(酢酸ビニル成分当り)。
時間(連続式の場合、平均滞留時間);10分〜6時間。
反応温度;70〜150℃。
触媒使用量;0.005〜0.1当量(酢酸ビニル成分当り)。
0.95×exp(0.039×ET)−2≦a≦0.95×exp(0.039×ET)+2 (1)
ここで、
aは、アルカリ金属換算でのアルカリ金属塩(A)の含有量(μmol/g)、
ETは、エチレン−ビニルアルコール共重合体のエチレン含有量(モル%)
である。
0.95×exp(0.039×ET)−1.5≦a≦0.95×exp(0.039×ET)+1.5 (1')
0.95×exp(0.039×ET)−1≦a≦0.95×exp(0.039×ET)+1 (1")
分である。これらの接着性樹脂は単独で用いてもよいし、また二種以上を混合して用いることもできる。
(1)多層構造体(シート又はフィルムなど)を一軸又は二軸方向に延伸し、必要に応じて熱処理することによる多層共延伸シート又はフィルム
(2)多層構造体(シート又はフィルムなど)を圧延することによる多層圧延シート又はフィルム
(3)多層構造体(シート又はフィルムなど)真空成形、圧空成形、真空圧空成形等、熱成形加工することによる多層トレーカップ状容器
(4)多層構造体(パイプなど)からのストレッチブロー成形等によるボトル、カップ状容器
(5)多層構造体(パリソンなど)からの二軸延伸ブロー成形等によるボトル状容器
乾燥EVOHペレットを凍結粉砕により粉砕した。得られた粉砕EVOHを、呼び寸法1mmのふるい(標準フルイ規格JIS Z−8801準拠)でふるい分けした。上記のふるいを通過したEVOH粉末10gと0.01規定の塩酸水溶液50mLを100mL共栓付き三角フラスコに投入し、冷却コンデンサーを付け、95℃で10時間撹拌、加熱抽出した。得られた抽出液2mLを、イオン交換水8mLで希釈した。前記の希釈された抽出液を、(株)横河電機製イオンクロマトグラフィーIC7000を用いて定量分析し、Na及びKイオンの量を定量した。なお、定量に際してはそれぞれ塩化ナトリウム水溶液及び塩化カリウム水溶液、を用いて作成した検量線を用いた。こうして得られたNa及びKイオンの量から、乾燥EVOHペレットに含まれるアルカリ金属塩(A)の量を金属元素換算値で得た。
カラム :(株)横河電機製のICS−C25
溶離液 :5.0mMの酒石酸と1.0mMの2,6−ピリジンジカルボン酸を含む水溶液
測定温度 :40℃
溶離液流速 :1mL/min.
サンプル打ち込み量:50μL
乾燥EVOHペレットを凍結粉砕により粉砕した。得られた粉砕EVOHを、呼び寸法1mmのふるい(標準フルイ規格JIS Z−8801準拠)でふるい分けした。上記のふるいを通過したEVOH粉末10gとイオン交換水50mLを共栓付き100mL三角フラスコに投入し、冷却コンデンサーを付け、95℃で10時間撹拌、抽出した。得られた抽出液2mLを、イオン交換水8mLで希釈した。前記の希釈された抽出液を、(株)横河電機製イオンクロマトグラフィーIC7000を用いて定量分析し、カルボン酸(酢酸)イオンの量を定量し、カルボン酸根(C1)を得た。なお、定量に際しては酢酸水溶液を用いて作成した検量線を用いた。
カラム :(株)横河電機製 SCS5−252
溶離液 :0.1%リン酸水溶液
測定温度 :40℃
溶離液流速 :1mL/min.
サンプル打ち込み量:50μL
乾燥EVOHペレットを凍結粉砕により粉砕した。得られた粉砕EVOHを、呼び寸法1mmのふるい(標準フルイ規格JIS Z−8801準拠)でふるい分けした。上記のふるいを通過したEVOH粉末10gと0.05規定の水酸化ナトリウム水溶液50mLを共栓付き100mL三角フラスコに投入し、冷却コンデンサーを付け、95℃で10時間撹拌しながら加熱抽出した。得られた抽出液2mLにイオン交換水7mLを加えて希釈し、さらに、0.1規定のリン酸水溶液を1mL加えて分析用試料液を調製した。前記の希釈された抽出液に含まれるカルボン酸イオンの量を、(株)横河電機製イオンクロマトグラフィーIC7000を用いて定量分析し、カルボン酸(酢酸)イオンの量を定量し、カルボン酸根(C2)を得た。なお、定量に際しては酢酸を0.05規定の水酸化ナトリウム水溶液で希釈した溶液2mLに、イオン交換水7mLを加え、さらに0.1規定リン酸水溶液1mL加えて作製した検量線用試料液で作成した検量線を用いた。
カラム :(株)横河電機製 SCS5−252
溶離液 :0.1%リン酸水溶液
測定温度 :40℃
溶離液流速 :1mL/min.
サンプル打ち込み量:50μL
試料とする乾燥EVOHペレット50mgを酸素フラスコ燃焼法により完全燃焼させ、得られた燃焼灰分を1mol/L硝酸水溶液10mLに溶解させた。前記溶液を用いて、高周波プラズマ発光分析(ジャーレルアッシュ製ICP発光分析装置IRIS
AP)によりホウ素化合物(B)の含有量をホウ素元素換算値で得た。
本実施例においては、溶融成形前のペレットのリン酸化合物(D)の含有量(d1)と、溶融成形後の単層フィルムのリン酸化合物(D)の含有量(d2)とを測定した。
カラム :(株)横河電機製 ICS−A23
溶離液 :2.5mM炭酸ナトリウムと1.0mM炭酸水素ナトリウムを含む水溶液
測定温度 :40℃
サンプル打ち込み量:50μL
溶融成形後の単層フィルム100mgを酸素フラスコ燃焼法により完全燃焼させ、得られた燃焼灰分を1mol/Lの硝酸水溶液10mLに溶解させた。該溶液を用いて、高周波プラズマ発光分析(ジャーレルアッシュ製ICP発光分析装置「IRIS AP」)によりリン元素含有量(t:μmol/g)を得た。
乾燥EVOHペレットを凍結粉砕により粉砕した。得られた粉砕EVOHを、呼び寸法1mmのふるい(標準フルイ規格JIS Z−8801準拠)でふるい分けした。上記のふるいを通過したEVOH粉末5gを、100gのイオン交換水中に浸漬し、85℃で4時間撹拌した後、脱液して乾燥する操作を二回行った。得られた洗浄後の粉末EVOHを用いて、下記の測定条件でNMRの測定を行い、下記の解析方法でケン化度を求めた。
装置名 :日本電子製 超伝導核磁気共鳴装置Lambda 500
観測周波数 :500MHz
溶媒 :DMSO−d6
ポリマー濃度 :4重量%
測定温度 :40℃及び95℃
積算回数 :600回
パルス遅延時間:3.836秒
サンプル回転速度:10〜12Hz
パルス幅(90°パルス):6.75μsec
40℃での測定では、3.3ppm付近に水分子中の水素のピークが観測され、EVOHのビニルアルコール単位のメチン水素のピークのうちの、3.1〜3.7ppmの部分と重なった。一方、95℃での測定では、前記40℃で生じた重なりは解消するものの、4〜4.5ppm付近に存在するEVOHのビニルアルコール単位の水酸基の水素のピークが、EVOHのビニルアルコール単位のメチン水素のピークのうちの、3.7〜4ppmの部分と重なった。すなわち、EVOHのビニルアルコール単位のメチン水素(3.1〜4ppm)の定量については、水あるいは水酸基の水素のピークとの重複を避けるために、3.1〜3.7ppmの部分については、95℃の測定データを採用し、3.7〜4ppmの部分については40℃の測定データを採用し、これらの合計値として当該メチン水素の全量を定量した。なお、水あるいは水酸基の水素のピークは測定温度を上昇させることで高磁場側にシフトすることが知られている。
試料とする乾燥EVOHペレット0.20gを精秤し、これを含水フェノール(水/フェノール=15/85重量%)40mLに60℃にて4時間加熱溶解させ、温度30℃にて、オストワルド型粘度計にて測定し(t0=90秒)、下式により固有(極限)粘度[η]を求めた。
[η]=(2×(ηsp−lnηrel))1/2/C (L/g)
ηsp= t/ t0−1 (specific viscosity)
ηrel= t/ t0 (relative viscosity)
C :EVOH濃度(g/L)
・t0:ブランク(含水フェノール)が粘度計を通過する時間
・t:サンプルを溶解させた含水フェノール溶液が粘度計を通過する時間
METTLER社製HR73ハロゲン水分率分析装置を用いて、乾燥温度180℃、乾燥時間20分、サンプル量約10gの条件でEVOHペレットの含水率を測定した。
東亜電波工業株式会社製、ポータブルイオン・pH計(IM−22P)に炭酸ガスセンサ(CE−2041)を接続し、溶液中の炭酸ガス濃度を測定した。
得られた乾燥EVOHペレットを(株)東洋精機製作所製20mm押出機D2020(D(mm)=20、L/D=20、圧縮比=2.0、スクリュー:フルフライト)を用いて単層製膜を以下の条件で行い、単層フィルムを得た。
押出温度:C1/C2/C3/Die=175/200/220/220℃
スクリュー回転数:40rpm
吐出量 :1.3kg/hr
引取りロール温度:80℃
引取りロール速度:3.1m/min.
フィルム厚み :20μm
上記方法で作製された単層フィルムを紙管に巻き取り、フィルム端面の着色度を肉眼で以下のように判定した。
判定 : 基準
A:着色なし
B:やや黄変
C:黄変
単層製膜開始から72時間後のフィルムをサンプリングし、フィルム中のゲル状ブツ(肉眼で確認できる約100μm以上のもの)を数えた。
ブツの個数を、1.0m2あたりの個数に換算し、以下のように判定した。
判定 : 基準
A:20個未満
B:20個以上40個未満
C:40個以上60個未満
D:60個以上
単層製膜開始から120時間後のフィルムをサンプリングし、フィルム中のゲル状ブツ(肉眼で確認できる約100μm以上のもの)を数えた。
ブツの個数を、1.0m2あたりの個数に換算し、以下のように判定した。
判定 : 基準
A:20個未満
B:20個以上40個未満
C:40個以上60個未満
D:60個以上
得られた乾燥EVOHペレット5gを加熱圧縮プレス装置にて250℃で2分間加熱溶融させて厚み2mmの円盤状サンプルを作製し、目視にて色相を以下のように評価した。
判定: 基準
A:ほとんど着色がない。
B:わずかに黄変している。
C:黄変している。
得られた乾燥EVOHペレット10gとイオン交換水10mLを100mLガラス製スクリュー管に投入し、蓋をして密閉した。その後、90℃のセーフベントドライヤー(乾燥機)に入れて15時間加熱抽出した後、30分室温に放置して前記スクリュー管を冷却した。冷却後、スクリュー管の蓋を開け、得られた抽出液の臭気を5人のモニターにより、以下のように評価した。より以下のように評価した。
判定 : 基準
A:臭気が感じられない。
B:僅かな臭気を感じる。
C:臭気が感じられる。
得られた乾燥EVOHペレット、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE;三井化学製、ウルトゼックス2022L)及び接着性樹脂(Tie;SUMIKA.ATOCHEM Co.Ltd製、BondineTX8030)を用い、以下の方法で3種5層の多層フィルム(LLDPE/Tie/EVOH/Tie/LLDPE=50μ/10μ/10μ/10μ/50μ)を得た。
押出機:
EVOH用 20φ押出機 ラボ機ME型CO−EXT(東洋精機製)
Tie用 25φ押出機 P25−18AC(大阪精機製)
LLDPE用 32φ押出機 GF−32−A(プラスチック工学研究所製)
EVOH押出温度:
C1/C2/C3/ダイ=175/210/220/220℃
Tie押出温度:
C1/C2/C3/ダイ=100/160/220/220℃
LLDPE押出温度:
C1/C2/C3/ダイ=150/200/210/220℃
Tダイ:300mm幅コートハンガーダイ(プラスチック工学研究所製)
得られた多層フィルムを多層製膜直後に、MD方向に150mm、TD方向に10mmに切り出した後、直ちにオートグラフ(島津製作所製、DCS−50M)によりT型剥離強度測定を行った。測定に際しては、多層フィルムの冷却ロール側のTieとEVOHとの層間接着強度を測定した。
上記作製した、縦150mm、横10mmの多層フィルムからなるサンプルを23℃−50%RHの恒温恒湿室で1週間放置した。前記のサンプルを用いて、オートグラフ(島津製作所製、DCS−50M)により23℃−50%RHの恒温恒湿室でT型剥離強度測定を行った。測定に際しては、多層フィルムの冷却ロール側のTieとEVOHとの層間接着強度を測定した。
エチレン含有量32モル%のエチレン−酢酸ビニル共重合体の45%メタノール溶液50kgとメタノール129kgを、容量470Lケン化反応器に仕込み、反応器内に窒素ガスを吹き込みながら、内温を60℃とした。そこへ、水酸化ナトリウムのメタノール溶液29L(濃度:80g/L)を添加し、ケン化反応を開始する。ケン化反応中は、反応効率を上げるために、反応系内に副生成物として発生する酢酸メチルを、反応系内のメタノールと一緒に反応系外に追い出すために、連続的に反応器内に窒素ガスを吹き込み続けた。追い出す速度は、酢酸メチルとメタノールの合計で約20kg/hrの速度であり、これを冷却コンデンサを用いて凝縮させて回収した。反応開始から2時間後に、水酸化ナトリウムのメタノール溶液29L(濃度:80g/L)をさらに添加し、ケン化反応の追い込みを行った。反応開始から6時間後、6.8kgの酢酸と56Lの水を添加して前記反応液を中和し、反応を停止させた。
ホウ酸水溶液に浸漬した後の、含水EVOHペレットを浸漬する炭酸ガス含有処理液の組成を、表1にまとめて示すように変更することを除いては、実施例1と同様にして乾燥EVOHペレットを作製し、実施例1と同様にして評価を行った。乾燥EVOH樹脂組成物の組成を表2に、評価結果を表3にそれぞれ示す。
エチレン含有量32モル%のエチレン−酢酸ビニル共重合体の45%メタノール溶液50kgとメタノール129kgを、容量470Lケン化反応器に仕込み、反応器内に窒素ガスを吹き込みながら、内温を60℃とした。そこへ、水酸化ナトリウムのメタノール溶液29L(濃度:80g/L)を添加し、ケン化反応を開始する。ケン化反応中は、反応効率を上げるために、反応系内に副生成物として発生する酢酸メチルを、反応系内のメタノールと一緒に反応系外に追い出すために、連続的に反応器内に窒素ガスを吹き込み続けた。追い出す速度は、酢酸メチルとメタノールの合計で約20kg/hrの速度であり、これを冷却コンデンサを用いて凝縮させて回収した。反応開始から2時間後に、水酸化ナトリウムのメタノール溶液29L(濃度:80g/L)をさらに添加し、ケン化反応の追い込みを行った。反応開始から6時間後、6.8kgの酢酸と56Lの水を添加して前記反応液を中和し、反応を停止させた。
エチレン含有量44モル%のエチレン−酢酸ビニル共重合体の45%メタノール溶液50kgとメタノール129kgを、容量470Lケン化反応器に仕込み、反応器内に窒素ガスを吹き込みながら、内温を60℃とした。そこへ、水酸化ナトリウムのメタノール溶液29L(濃度:80g/L)を添加し、ケン化反応を開始する。ケン化反応中は、反応効率を上げるために、反応系内に副生成物として発生する酢酸メチルを、反応系内のメタノールと一緒に反応系外に追い出すために、連続的に反応器内に窒素ガスを吹き込み続けた。追い出す速度は、酢酸メチルとメタノールの合計で約20kg/hrの速度であり、これを冷却コンデンサを用いて凝縮させて回収した。反応開始から2時間後に、水酸化ナトリウムのメタノール溶液29L(濃度:80g/L)をさらに添加し、ケン化反応の追い込みを行った。反応開始から6時間後、6.8kgの酢酸と45Lの水を添加して前記反応液を中和し、反応を停止させた。
エチレン含有量27モル%のエチレン−酢酸ビニル共重合体の45%メタノール溶液50kgとメタノール129kgを、容量470Lケン化反応器に仕込み、反応器内に窒素ガスを吹き込みながら、内温を60℃とした。そこへ、水酸化ナトリウムのメタノール溶液29L(濃度:80g/L)を添加し、ケン化反応を開始する。ケン化反応中は、反応効率を上げるために、反応系内に副生成物として発生する酢酸メチルを、反応系内のメタノールと一緒に反応系外に追い出すために、連続的に反応器内に窒素ガスを吹き込み続けた。追い出す速度は、酢酸メチルとメタノールの合計で約20kg/hrの速度であり、これを冷却コンデンサを用いて凝縮させて回収した。反応開始から2時間後に、水酸化ナトリウムのメタノール溶液29L(濃度:80g/L)をさらに添加し、ケン化反応の追い込みを行った。反応開始から6時間後、6.8kgの酢酸と56Lの水を添加して前記反応液を中和し、反応を停止させた。
エチレン含有量47モル%のエチレン−酢酸ビニル共重合体の45%メタノール溶液50kgとメタノール129kgを、容量470Lケン化反応器に仕込み、反応器内に窒素ガスを吹き込みながら、内温を60℃とした。そこへ、水酸化ナトリウムのメタノール溶液29L(濃度:80g/L)を添加し、ケン化反応を開始する。ケン化反応中は、反応効率を上げるために、反応系内に副生成物として発生する酢酸メチルを、反応系内のメタノールと一緒に反応系外に追い出すために、連続的に反応器内に窒素ガスを吹き込み続けた。追い出す速度は、酢酸メチルとメタノールの合計で約20kg/hrの速度であり、これを冷却コンデンサを用いて凝縮させて回収した。反応開始から2時間後に、水酸化ナトリウムのメタノール溶液29L(濃度:80g/L)をさらに添加し、ケン化反応の追い込みを行った。反応開始から6時間後、6.8kgの酢酸と45Lの水を添加して前記反応液を中和し、反応を停止させた。
実施例1と同様にして得られた洗浄後の含水ペレット2.4kg及び濃度0.36g/Lのホウ酸水溶液5.1Lを高さ300mm、開径280mmのプラスチック製の容器に入れ、25℃で10時間浸漬し、浸漬後脱液した。
洗浄後の含水ペレットを浸漬する処理液の組成を、表1に示すように変更することを除いては比較例1と同様にして乾燥EVOHペレットを作製した。得られた乾燥ペレットを用いて、実施例1と同様に各種の評価を行った。乾燥EVOH樹脂組成物の組成を表2に、評価結果を表3にそれぞれ示す。
エチレン含有量32モル%、ケン化度99.6モル%(NMR法より算出)、固有粘度0.085L/gの、ケン化触媒残渣を含む含水EVOHペレット(含水率50重量%)を比較例1と同様にして洗浄した。
洗浄後の含水ペレットを浸漬する処理液の組成を、表1に示すように変更することを除いては比較例1と同様にして乾燥EVOHペレットを作製した。得られた乾燥ペレットを用いて、実施例1と同様に各種の評価を行った。乾燥EVOH樹脂組成物の組成を表2に、評価結果を表3にそれぞれ示す。
Claims (6)
- リン酸根換算でのリン酸化合物(D)の含有量(d:μmol/g)と、リン元素含有量(t:μmol/g)との比(d/t)が0.4以下であるエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂組成物からなる溶融成形品。
- アルカリ金属塩(A)をアルカリ金属換算で0.1〜20μmol/g含有する請求項1記載の溶融成形品。
- アルカリ金属塩(A)がカリウム塩である請求項1又は2に記載の溶融成形品。
- 下記式(1)を満足する請求項1〜3のいずれか記載の溶融成形品。
0.95×exp(0.039×ET)−2≦a≦0.95×exp(0.039×ET)+2 (1)
ここで、
aは、アルカリ金属換算でのアルカリ金属塩(A)の含有量(μmol/g)、
ETは、エチレン−ビニルアルコール共重合体のエチレン含有量(モル%)
である。 - ホウ素化合物(B)をホウ素元素換算で1〜200μmol/g含有してなる請求項1〜4のいずれか記載の溶融成形品。
- 前記エチレン−ビニルアルコール共重合体のエチレン含有量が5〜60モル%である請求項1〜5のいずれか記載の溶融成形品。
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