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WO2004009313A1 - エチレン−ビニルアルコール共重合体ペレットの製造方法 - Google Patents

エチレン−ビニルアルコール共重合体ペレットの製造方法 Download PDF

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WO2004009313A1
WO2004009313A1 PCT/JP2003/008897 JP0308897W WO2004009313A1 WO 2004009313 A1 WO2004009313 A1 WO 2004009313A1 JP 0308897 W JP0308897 W JP 0308897W WO 2004009313 A1 WO2004009313 A1 WO 2004009313A1
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WO
WIPO (PCT)
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ethylene
alcohol copolymer
water
evoh
vinyl alcohol
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2003/008897
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Naohiko Uchiumi
Noriyuki Kida
Hiroyuki Shimo
Kaoru Ikeda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kuraray Co Ltd
Original Assignee
Kuraray Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to AU2003248066A priority patent/AU2003248066A1/en
Priority to US10/521,468 priority patent/US8163212B2/en
Priority to JP2004522727A priority patent/JP4294586B2/ja
Priority to EP03765287A priority patent/EP1547744B1/en
Publication of WO2004009313A1 publication Critical patent/WO2004009313A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
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    • B29C2791/001Shaping in several steps
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    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2329/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal, or ketal radical; Hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Derivatives of such polymer
    • C08J2329/02Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
    • C08J2329/06Copolymers of allyl alcohol
    • C08J2329/08Copolymers of allyl alcohol with vinyl aromatic monomers

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing ethylene-vinyl alcohol copolymer (hereinafter, also referred to as “EVOH”) pellets.
  • EVOH ethylene-vinyl alcohol copolymer
  • the invention also relates to a method for producing an EVOH resin.
  • ⁇ EVOH is a useful polymer material that is excellent in oxygen barrier properties, fragrance retention, oil resistance, antistatic properties, mechanical strength, etc., and is widely used in films, sheets, containers and the like.
  • EVOH is produced by saponifying an ethylene-vinyl ester copolymer obtained by copolymerizing ethylene and a fatty acid vinyl ester such as vinyl acetate in an organic solvent containing alcohol in the presence of a saponification catalyst. This is a common method.
  • JP-A-11-90927 discloses that it is preferable to adjust the solution for strand production by adding water to an alcoholic solution of EVOH obtained by saponification.
  • the EVOH concentration in the EVOH solution thus obtained is preferably 15 to 55% by weight, and the weight ratio of alcohol and water in the solution is preferably 9/1 to 3/7.
  • a methanol solution of EVOH having a resin content of 30% by weight was mixed with an aqueous methanol solution having a water content of 62.5% by weight under azeotropic conditions at 100 to 110 ° C and a pressure of 3 kg / cm2G.
  • a method is described in which methanol is distilled off until the resin concentration reaches 40% by weight to obtain a completely transparent methanol / water homogeneous solution.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-121290 discloses that an EVOH solution containing at least 50 parts by weight of an alcohol having a boiling point of 100 ° C or less per 100 parts by weight of EVOH is introduced into a container. Then, the alcohol is brought out together with the water vapor by being brought into contact with water vapor in the container, and a water-containing EVOH composition containing 0 to 10 parts by weight of the alcohol and 10 to 500 parts by weight of water with respect to 100 parts by weight of the EVOH.
  • a method for producing a water-containing EVOH composition, which is derived from the container, is described. According to this production method, an EVOH-containing composition from which alcohol has been efficiently removed can be obtained without deteriorating the working environment and the surrounding environment.
  • the gazette describes that the obtained hydrous composition is cut to produce an EVOH hydrous composition pellet, and as a cutting method, a method of extruding into a strand, coagulating, and then cutting, or a method of cutting in a molten state.
  • the method of cutting directly is illustrated. It is described that the pellets obtained can be produced stably, have a high washing speed and a high drying speed. It is described that drying is generally performed until the water content becomes 1% by weight or less.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-81197 discloses that EVOH having a water content of 5 to 60% by weight is melt-kneaded to reduce the water content to less than 5% by weight.
  • a method for drying EVOH is described.
  • an alcohol-containing solution of EVOH was extruded into a coagulating solution in the form of a strand to precipitate, then cut and washed with water to obtain a water-containing composition pellet having a water content of 60% by weight.
  • the present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is possible to efficiently remove alcohol without deteriorating a working environment and a surrounding environment. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing EVOH pellets, which can efficiently remove moisture from the water, and further, can obtain pellets having a uniform shape with little thermal deterioration upon removing the water. .
  • Another object of the present invention is to provide a method for producing an environmentally friendly EVOH resin that does not discharge carboxylic acids such as acetic acid into the surrounding environment. Disclosure of the invention
  • This application includes the first invention, the second invention, and the third invention, which are closely related to each other.
  • an EVOH solution containing 50 parts by weight or more of an alcohol having a boiling point of 100 ° C. or lower is introduced into an apparatus with respect to 100 parts by weight of EVOH, and the alcohol is brought into contact with water in the apparatus to remove the alcohol.
  • an EVOH-containing composition containing 0 to 10 parts by weight of the alcohol and 10 to 1000 parts by weight of water based on 100 parts by weight of EVOH step 1;
  • step 2 A step of cutting the E V 0 H water-containing composition derived from the apparatus in step 1 to obtain E V 0 H water-containing composition pellets (step 2);
  • step 3 Introducing the EVOH aqueous composition pellet obtained in step 2 into a dryer to reduce the water content of the pellet (step 3);
  • step 4 Melt-kneading the pellets having reduced moisture content in step 3 in an extruder (step 4);
  • step 5 Cutting the EVOH discharged from the extruder in step 4 to obtain an EVOH pellet (step 5);
  • a method for producing an EVOH pellet comprising:
  • the alcohol can be efficiently removed without deteriorating the working environment and the surrounding environment, and the water in the EVOH-containing composition thus obtained can be efficiently removed.
  • Pellet with less deterioration and well-shaped can be obtained.
  • the EVOH has an ethylene content of 3 to 70 mol% and a saponification degree of 80 mol% or more. It is also preferable that the alcohol is methanol.
  • the EVOH solution is introduced into a container, the alcohol is brought out together with the water vapor by being brought into contact with the water vapor in the container, and the EVOH-containing composition is discharged from the container. More preferably, the EVOH solution is continuously introduced into a tower-shaped vessel and brought into contact with steam in the vessel. At this time, the EVOH solution was introduced from the top of the tower, and steam was introduced from the bottom of the tower. In a particularly preferred embodiment, after the liquid and the steam are brought into countercurrent contact, the EVOH-containing composition is led out from the lower part of the tower, and the alcohol is led out from the upper part of the tower together with the steam.
  • step 2 it is preferable to cut the hydrated EVOH composition in a molten state. Further, it is also preferable that the pellets obtained by cutting in Step 2 are immersed in a washing liquid to remove the saponification catalyst residue, and then supplied to the dryer in Step 3. Further, the pellet obtained by cutting in Step 2 is mixed with at least one kind selected from carboxylic acid, boron compound, phosphoric acid compound, alkaline metal salt and alkaline earth metal salt. It is also preferable to immerse in an aqueous solution containing an additive, add the additive to a pellet, and then supply the pellet to the dryer in step 3.
  • the temperature of the pellets in the dryer is preferably 40 to 150 ° C., and the water content of the pellets is also preferably reduced to 10% by weight or less.
  • the water content of EVOH discharged from the extruder after the melt-kneading is preferably 1% by weight or less, and it is also preferable to remove water from the molten resin in the extruder.
  • the pellet obtained by cutting in Step 2 is immersed in an aqueous solution containing at least one additive selected from carboxylic acids, boron compounds, phosphoric acid compounds, alkali metal salts and alkaline earth metal salts, The additive is added to the pellet, and then supplied to the dryer in Step 3.
  • the carboxylic acid, the boron compound, the phosphoric acid compound, the metal salt and the metal salt are added in the extruder. It is also preferable to add at least one additive selected from earth metal salts.
  • step 5 it is also preferable to cut the EVOH discharged from the extruder after cooling.
  • an EVOH solution containing 50 parts by weight or more of an alcohol having a boiling point of 100 ° C.
  • a manufacturing method is provided. Also, by contacting with an aqueous solution containing carbon dioxide gas instead of carboxylic acid, the melt stability of the obtained EVOH resin is improved, and the long-run property is improved.
  • the ethylene-vinyl alcohol copolymer hydrated composition derived from the apparatus is cut to obtain an ethylene-vinyl alcohol copolymer hydrated composition pellet, and then the ethylene-vinyl alcohol copolymer hydrated composition is obtained.
  • the pellet is brought into contact with the aqueous solution containing carbon dioxide gas.
  • the aqueous solution containing carbon dioxide further contains at least one additive selected from a boron compound, a phosphoric acid compound, an alkali metal salt and an alkaline earth metal salt.
  • the method further comprises a step of melt-kneading the water-containing composition of ethylene-vinyl alcohol copolymer in contact with the aqueous solution containing carbon dioxide gas in an extruder.
  • a third invention a step of bringing EVOH into contact with an aqueous solution containing carbon dioxide gas;
  • a method for producing an EVOH resin characterized by having the following.
  • This provides an environmentally friendly method for producing an EVOH resin that does not emit carboxylic acids such as acetic acid into the surrounding environment. Also, by contacting with an aqueous solution containing carbon dioxide gas instead of carboxylic acid, the melt stability of the obtained EVOH resin is improved, and the long-run property is improved. At this time, it is preferable that the pellet made of the ethylene-vinyl alcohol copolymer is brought into contact with the aqueous solution containing carbon dioxide gas. It is preferable that the aqueous solution containing carbon dioxide further contains at least one additive selected from a boron compound, a phosphoric acid compound, an alkali metal salt and an alkaline earth metal salt.
  • At least one additive selected from a boron compound, a phosphoric acid compound, an alkali metal salt and an alkaline earth metal salt in the extruder. It is also preferable to cut the ethylene-vinyl alcohol copolymer discharged from the extruder to obtain an ethylene-vinyl alcohol copolymer pellet.
  • a step of introducing an EVOH solution containing alcohol into an apparatus, bringing the alcohol into contact with water in the apparatus, deriving the alcohol with water, and deriving the EVOH-containing composition from the apparatus (step 1), derivation Cutting the obtained EVOH-containing composition pellet to obtain an EVOH-containing composition pellet (Step 2), introducing the obtained EVOH-containing composition pellet into a dryer to reduce the moisture content (Step 3),
  • a process for producing EVOH pellets comprising a step of melting and kneading a pellet with a reduced rate in an extruder (step 4) and a step of cutting EVOH discharged from the extruder to obtain EVOH pellets (step 5).
  • EVOH used in the present invention is usually obtained by saponifying an ethylene-vinyl ester copolymer.
  • the ethylene content is usually 3 to 70 mol%, and from the viewpoint of obtaining a molded article having excellent gas barrier properties and melt moldability, preferably 10 to 60 mol%, more preferably 20 to 55 mol%. Optimally, it is 25-55 mol%.
  • the degree of saponification of the vinyl ester component is usually 80 mol% or more, and from the viewpoint of obtaining a molded article having excellent gas barrier properties, preferably 95 mol% or more, particularly preferably 99 mol% or more. It is.
  • the saponification degree of EVOH is preferably 99.7 mol% or more, more preferably 99.8 mol% or more. , 99.9 mol% More preferably, it is at least 99.95 mol%.
  • EVOH having an ethylene content of 3 to 20 mol% is suitably used as EVOH having water solubility, and such an EVOH aqueous solution has excellent barrier properties and coating film formability, and is an excellent coating material. Used.
  • EVOH with a degree of genification of 80 to 95 mol% may be used to improve moldability.
  • Such EVOH can be used alone, but an embodiment in which EVOH is used by blending with EVOH having a degree of saponification of more than 99 mol% is also suitable.
  • ethylene content of EVOH is less than 3 mol%, melt moldability is generally poor, and water resistance, hot water resistance, and gas barrier properties under high humidity may decrease. On the other hand, when it exceeds 70 mol%, barrier properties and printability are often insufficient. If the degree of genification is less than 80 mol%, the barrier properties, coloring resistance, and moisture resistance are often unsatisfactory.
  • EVOH can contain 0.0002 to 0.2 mol% of a biel silane compound as a copolymerization component.
  • examples of the vinylsilane-based compound include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltri (/ 3-methoxy-1-ethoxy) silane, and T-methylacryloxypropylmethoxysilane. Of these, vinyltrimethoxysilane and vinyltriethoxysilane are preferably used.
  • the polymerization of ethylene and butyl acetate is not limited to solution polymerization, and may be any of solution polymerization, suspension polymerization, emulsion polymerization, and bulk polymerization, and may be any of a continuous system or a batch system.
  • the polymerization conditions for the polymerization are as follows.
  • Alcohols are preferred, but ethylene, vinyl acetate and ethylene — An organic solvent (eg, dimethyl sulfoxide) that can dissolve the vinyl acetate copolymer can be used.
  • organic solvent eg, dimethyl sulfoxide
  • methyl alcohol, ethyl alcohol, propyl alcohol, n-butyl alcohol, t-butyl alcohol, and the like can be used, and methyl alcohol is particularly preferable.
  • Catalyst 2,2-azobisisobutyronitrile, 2,2-azobis-mono (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2-azobis-mono (4-methyl-2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2 Azonitrile initiators, such as —azobis— (4-methoxy-1,2,4-dimethylvalero nitrile) and 2,2-azobis— (2-cyclopropylpropionitrile), and isopyryl peroxide, kumi Luperoxy neode canoate, diisopropyl peroxide dicarbonate, di-n-propyl veroxy dicarbonate, t-butyl vinyl neodecanoate, lauroyl peroxide, benzoyl peroxide, t-butyl hydroxide peroxide, etc. And the like can be used.
  • Time (average residence time in the case of continuous type); 2 to 15 hours, preferably 3 to 11 hours.
  • Resin content in solution after polymerization 5 to 85%, preferably 20 to 70%.
  • Ethylene content in the copolymer usually 3 to 70 mol%, preferably 10 to 60 mol%, more preferably 20 to 55 mol%, and most preferably 25 to 55 mol%. .
  • ⁇ -olefins such as propylene, isobutylene, hyoctene, and hydodecene
  • acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, and maleic acid Or unsaturated acids such as itaconic acid or anhydrides, salts or mono- or dialkyl esters
  • nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile
  • amides such as acrylamide and methacrylamide
  • ethylenesulfonic acid and arylsulfonic acid Sulfonic acid such as methacrylsulfonic acid or a salt thereof
  • alkyl vinyl ethers, vinyl ketone, vinylpyrrolidone, vinyl chloride, vinylidene salt, etc. in a small amount.
  • the copolymer solution is continuously supplied at a constant rate from the top of a tower filled with Raschig rings.
  • a vapor of an organic solvent such as methanol was blown from the bottom of the tower, a mixed vapor of an organic solvent such as methanol and unreacted vinyl acetate was distilled out from the top of the tower, and the unreacted vinyl acetate was removed from the bottom of the copolymer solution.
  • a method of taking out the garbage can be adopted.
  • the saponification method can be either continuous or batch.
  • the alkali catalyst sodium hydroxide, potassium hydroxide, alkali metal alcoholate and the like are used.
  • a solvent used for saponification methanol is preferable.
  • the genification conditions are as follows.
  • the copolymer solution concentration 10 to 50%.
  • Amount of catalyst used 0.005 to 0.6 equivalent (per vinyl acetate component).
  • Time average residence time for continuous system
  • reaction temperature and the catalyst amount in the following ranges are preferably set.
  • Amount of catalyst used 0.005 to 0.1 equivalent (per vinyl acetate component).
  • the degree of saponification of the obtained EVOH varies depending on the purpose, it is preferably at least 80 mol% of the vinyl acetate component, more preferably at least 95 mol%, further preferably at least 98 mol%.
  • the content is particularly preferably at least 99 mol%.
  • the saponification degree can be arbitrarily adjusted depending on the conditions.
  • the degree of genification of EVOH is 99.7 mol% or more. Mol% or more, more preferably 99.9 mol% or more, and particularly preferably 99.95 mol% or more.
  • saponification conditions must be adjusted. Further, it is preferable to adjust as follows.
  • a continuous method is preferable.
  • a method of obtaining a high degree of saponification in a continuous manner for example, a method of adding a catalyst from multiple points of a saponification reaction tower, a method of increasing the amount of catalyst used, and a method of increasing the amount of methanol blown from the lower portion of the saponification reaction tower And the like.
  • Examples of a method for obtaining EVOH having a high degree of saponification of 99.9 mol% or more in a batch system include, for example, a method of adding a catalyst in multiple portions, a method of increasing the amount of catalyst used, and a method of increasing the amount of catalyst used. For example, a method of increasing the amount of methanol vapor or nitrogen gas blown into the chemical reaction tank.
  • the EVOH solution thus obtained usually has a boiling point of 1 to 100 parts by weight of EVOH.
  • the alcohol content is preferably at least 70 parts by weight, more preferably at least 80 parts by weight.
  • the content of the alcohol is preferably not more than 1000 parts by weight, more preferably not more than 500 parts by weight. By setting the alcohol content within this range, the fluidity of the EVOH solution is ensured, and efficient resin production is possible.
  • the alcohol is preferably methanol.
  • the saponified EVOH solution may be not only an alcohol solution but also a solution of a mixed solvent to which another solvent such as water is added as necessary.
  • the method for adding water include the method described in the above-mentioned JP-A-11-90927.
  • step 1 of the present invention for example, an EVOH solution containing 50 parts by weight or more of an alcohol having a boiling point of 100 ° C. or less with respect to 100 parts by weight of EVOH obtained as described above is introduced into the apparatus, and The alcohol is introduced together with water by contacting with water, and a water-containing EVOH composition containing 0 to 10 parts by weight of the alcohol and 100 to 100 parts by weight of water with respect to 100 parts by weight of EVOH is derived from the apparatus. It is a process.
  • the above device is not particularly limited, and may be brought into contact with water in a container or may be brought into contact with water in a kneading device such as an extruder. In order to treat a large amount, it is preferable to contact with water in a container, and it is particularly preferable to contact with water vapor.
  • Step 1 of the present invention an EVOH solution containing 50 parts by weight or more of an alcohol having a boiling point of 100 or less per 100 parts by weight of EVOH is introduced into a container, and is contacted with steam in the container.
  • This is a step of deriving the alcohol together with water vapor and deriving a water-containing EVOH composition containing 0 to 10 parts by weight of the alcohol and 10 to 1000 parts by weight of water from 100 parts by weight of EVOH.
  • the method of bringing the EVOH solution introduced into the container into contact with water vapor in the container is not particularly limited, and may be a continuous method or a batch method. Further, the form of the container is not particularly limited, but a tower type container is preferable for a continuous type, and a tank type container is preferable for a batch type. From the viewpoint of production efficiency, the continuous type is preferred industrially.
  • the tower-type vessel include a tray tower such as a perforated plate tower and a bubble bell tower, and a packed tower containing a ring-type packing material.
  • the EVOH solution and the steam introduced into the container are brought into contact with each other in countercurrent from the viewpoint of alcohol removal efficiency.
  • a tower-type vessel an EVOH solution is introduced from the top of the tower, steam is introduced from the bottom of the tower and brought into countercurrent contact with the solution, and the EVOH-containing composition is led out from the bottom of the tower.
  • a preferred embodiment includes a method of deriving from the above. Derived from the top of the tower The alcohol vapor and water vapor condensed in the condenser are collected as an aqueous alcohol solution, which can be purified and reused if necessary.
  • the steam to be brought into contact with the EVOH solution may contain 10 parts by weight or less of alcohol with respect to 100 parts by weight of steam, but in order to remove the alcohol efficiently, the steam must not contain alcohol. I like it.
  • the temperature in the container is preferably 100 to 150 ° C. If the temperature in the container is lower than 100 ° C, the fluidity of the EVOH-containing composition becomes insufficient, and gelling or clogging may occur in the container.
  • the temperature is more preferably 110 C or more, and even more preferably 120 C or more. On the other hand, if the temperature in the container exceeds 150 ° C, EVOH may deteriorate. More preferably, it is 140 ° C or lower.
  • the pressure in the container is too low, the efficiency of removing the alcohol is poor, and if it is too high, the temperature of the EVOH solution in the container rises and the thermal deterioration of the EVOH tends to occur. More preferably, it is 1.5 to 5 kg // cm2, and still more preferably 2 to 4 kg / cm2.
  • the EVOH solution comes into direct contact with the water vapor in the container, and the alcohol content gradually decreases, while the EVOH is in the form of a swollen paste and retains the fluidity without gelling.
  • EVOH dissolves in a methanol / water mixed solvent at normal pressure, for example, at a temperature of about 60 to 70 ° C, but does not dissolve at normal pressure when the solvent is only water.
  • fluidity can be maintained in the presence of pressurized steam at a temperature of 100 ° C. or higher, even when EVOH contains substantially only water.
  • continuous treatment using, for example, a tower-shaped container or the like has been facilitated.
  • the EVOH water-containing composition derived from the apparatus contains 0 to 10 parts by weight of the alcohol and 100 to 100 parts by weight of water, based on 100 parts by weight of EVOH. It is discharged from the container in a flowing state.
  • the content of the alcohol in the EVOH aqueous composition is preferably 0 to 5 parts by weight, more preferably 0 to 1 part by weight, and still more preferably 0 to 0.1 part by weight. Since the alcohol content is low, the volatilization of methanol can be prevented at a later stage such as precipitation, and the working environment and the surrounding environment can be preserved. Also, when washing the saponification catalyst residue, etc., even if the temperature of the washing solution is increased, the pellets are unlikely to stick to each other, so that the washing temperature can be increased, and as a result, the washing speed can be increased.
  • the content of water in the EVOH aqueous composition is 10 to 100 parts by weight. If the water content is less than 10 parts by weight, the fluidity in the container will be insufficient. It is preferably at least 30 parts by weight, more preferably at least 50 parts by weight. On the other hand, when the water content exceeds 100 parts by weight, it is difficult to stably precipitate when the precipitate is formed in the form of a strand. This causes problems such as fusing to the surface and uneven shape. It is preferably at most 500 parts by weight, more preferably at most 200 parts by weight.
  • the aqueous EVOH composition thus obtained usually contains 0.1 to 5% by weight, in terms of metal, of alkali metal salts, by-product salts, and other impurities.
  • the present invention includes a step (Step 2) of cutting the EVOH aqueous composition derived from the apparatus in Step 1 to obtain EOHOH aqueous composition pellets.
  • the method of cutting is not particularly limited, and examples thereof include a method of cutting directly in a molten state and a method of extruding a molten EVOH aqueous composition into a coagulating liquid in a strand form to coagulate and then cutting. be able to.
  • Hot cutlet Fig. 1 shows an example of a hot cutter used in the hot method.
  • 1 is the supply port for the EV 0 H water-containing composition
  • 2 is the die
  • 3 is the rotary blade
  • 4 is the rotating shaft
  • 5 is the box for the cutout
  • 6 is the cooling water supply port
  • 7 is the cooling water
  • 8 is the water film 9 and 9 are pellet outlets
  • 10 is cooling water and a pellet.
  • the EVOH water-containing composition contains a large amount of water, water is separated from the EVOH water-containing composition, and such separated water is discharged from the nozzle, which may make stable cutting difficult. Therefore, as in the case of cutting the strand, it is preferable to reduce the water content in the EVOH in advance by using a kneader or the like, and then discharge and cut from the nozzle.
  • "21" means a cylinder having a liquid discharge port and a screw attached to the cylinder.
  • the method of cutting in a molten state as described above is superior in productivity to the method of cutting a strand because it is not necessary to consider a take-up speed at which a strand can be formed stably.
  • cutting in the molten state makes it easy to produce pellets of the EVOH-containing composition.
  • the pellets cut in the molten state tend to be slightly irregular in shape, but in the present invention, in steps 4 and 5, the pellets are melt-kneaded in an extruder, cut and pelletized again. It may be irregular, but rather it is preferable to cut in a molten state with priority given to productivity.
  • the EVOH aqueous composition derived from the container is extruded from a nozzle into a coagulating liquid to form a strand having a desired diameter.
  • the water content of the EVOH aqueous composition is too high, water is separated from the EVOH aqueous composition, and such separated water is discharged from the nozzle, which makes it difficult to obtain a continuous strand.
  • the water in the EVOH is reduced in advance by a boiler or the like, and then extruded from a nozzle and solidified into a strand.
  • the temperature of the coagulating liquid is preferably from 0 to 50 ° C, and the temperature of the EV EVH aqueous composition in a molten state during extrusion is preferably from 100 to 150 ° C. Due to this temperature difference, the EVOH aqueous composition can be solidified in a short time.
  • the temperature of the coagulating liquid is more preferably 0 to 30 ° C.
  • the temperature of the EVOH aqueous composition in the molten state is more preferably 110 to 140 ° C.
  • the solidified strand is cut into pellets with a cutter. As the cutlet, a strand cutlet is preferably used.
  • the water content of the obtained EVOH water-containing composition pellet is preferably from 20 to 50% by weight. Even if the water content is reduced using a kneader or the like, it is difficult to reduce the water content to less than 20% by weight, and usually 25% by weight or more. On the other hand, if it exceeds 50% by weight, the drying efficiency may be reduced, more preferably 45% by weight or less.
  • the water-containing EVOH composition pellets thus obtained usually contain an alkali metal salt, such as sodium acetate, which is a residue of a saponification catalyst, which causes problems such as coloring. Preferably, the residue is removed. Since the EVOH water-containing composition pellets have a porous shape and are excellent in cleaning efficiency, it is preferable to perform the cleaning operation after step 2 and then to perform the operation after step 3 . If washing is performed after the operation after step 3, the washing efficiency is reduced. Normally, the content of the alkali metal salt of the water-containing pellet before washing is about 100 to about L000 / mo1 (per weight of EVOH) in terms of alkali metal.
  • the washing method is not particularly limited, but a method of washing with water is preferred.
  • the water used as the cleaning liquid may be an aqueous solution of an acid such as acetic acid in order to efficiently remove alkali metal ions. Efficient cleaning is achieved by using both water washing and acid washing. It is also preferable to reduce the content of the catalyst residue.
  • the washing temperature is usually in the range of 0 to 95 ° C. From the viewpoint of improving the cleaning efficiency, it is preferable that the cleaning temperature is high. However, if the temperature is too high, it is not preferable because fusion of the water-containing pellets occurs.
  • the lower limit of the washing temperature is preferably 20 or more.
  • the upper limit of the washing temperature is preferably 70 ° C or less.
  • the upper limit of the alkali metal content is more preferably 40 mo 1 Zg, further preferably 30 nmo 1 Zg, and particularly preferably 20 umo 1 / g.
  • the method for washing the hydrated pellets is not particularly limited, and any of a batch processing vessel and a continuous processing vessel can be used. Among them, a method in which hydrated pellets are continuously supplied and treated in a tower vessel is preferable from the viewpoint of productivity.
  • EVOH pellets contain at least one additive selected from the group consisting of carboxylic acids, boron compounds, phosphoric acid compounds, alkali metal salts and alkaline earth metal salts in order to improve quality such as thermal stability. It is preferred to add.
  • the above-mentioned additive is contained after the washing operation and then introduced into the dryer in step 3.
  • these additives before introducing them into the dryer, it is possible to effectively prevent thermal deterioration when heated in the dryer.
  • metal ions are exchanged with a sodium salt, which is a saponification catalyst residue remaining in the EVOH pellet, and the sodium salt in the EVOH pellet is efficiently converted. Since it is removed, it is possible to more effectively prevent thermal deterioration in the drying operation and the melt-kneading operation.
  • the EVOH aqueous composition pellet obtained in step 2 is porous, the above-mentioned additive can be efficiently contained.
  • the method for adding the above additives is not particularly limited, and a known method can be employed.
  • a preferred method is to immerse the EVOH hydrous composition pellets in an aqueous solution containing the additive to adsorb them.
  • the types of these additives and the The concentration in the aqueous solution when the aqueous pellet is immersed in the aqueous solution containing the content and additives will be described.
  • Examples of the carboxylic acid include oxalic acid, succinic acid, benzoic acid, citric acid, acetic acid, propionic acid, lactic acid and the like. Of these, acetic acid is preferred in terms of cost, availability, and the like. If the content of the carboxylic acid in the dried EVOH pellets of the present invention is too small, coloring may occur at the time of melt molding, and if it is too large, interlayer adhesion may be insufficient. 0.1 to 50 ⁇ 1 ⁇ g is preferred.
  • the lower limit of the content of the carboxylic acid is preferably 0.5 ⁇ mol / g or more, more preferably 0.8 // mo1 / g or more.
  • the upper limit of the content of the carboxylic acid is preferably 20 mo1 / g or less, more preferably 10 // mo1 / g or less.
  • the concentration of the carboxylic acid in the aqueous solution into which the EVOH hydrous composition pellet is immersed is 0.05 to 50 mmo1 ZL
  • an appropriate amount of the carboxylic acid can be contained in the dry EVOH pellet. It is suitable.
  • the lower limit of the concentration of the carboxylic acid is more preferably at least 0.5 lmmo 1 / L, and even more preferably at least 0.5 mmol / L.
  • the upper limit is more preferably 3 Ommo 1 ZL or less, and even more preferably 15 mmo 1 / L or less. If it exceeds 50 mmo1 / L, EV EVH tends to gel, and the appearance of the molded article may be deteriorated.
  • the EVOH aqueous composition pellet can also be brought into contact with an aqueous solution containing carbon dioxide gas.
  • carboxylic acid such as acetic acid is not released into the air when the wet pellets after the contact are dried, so that the surrounding environment and the working environment are not adversely affected.
  • the pellet containing the EVOH-containing composition after being brought into contact with the aqueous solution is dried in a dryer in step 3, one of the features of which is that the drying speed is high.
  • the amount of carbon dioxide contained in the aqueous solution when it is brought into contact with the aqueous solution containing carbon dioxide is not particularly limited and may be appropriately adjusted, but the amount of carbon dioxide present in the air naturally increases. It is necessary to dissolve more than enough to dissolve.
  • the concentration of carbon dioxide in the aqueous solution (the sum of free carbon dioxide and carbon dioxide) is preferably at least 0.5 mmol / L, more preferably at least 2 mmol / L, even more preferably at least 10 mmol / L. / L or more. Further, in order to increase the solubility of carbon dioxide gas, the treatment may be performed under a pressurized condition of about 1.5 to 10 atm.
  • the pH of the aqueous solution containing the additive and carbon dioxide gas is preferably 3.5 to 6.5. By containing a certain amount or more of carbon dioxide, such an acidic aqueous solution can be obtained.
  • the pH value is more preferably 3.8 or more, and even more preferably 4 or more.
  • the pH value is more preferably 6 or less, even more preferably 5.7 or less, and most preferably 5.5 or less.
  • the method for preparing the aqueous solution containing the additive and carbon dioxide is not particularly limited.
  • the additive may be added in advance to an aqueous solution in which carbon dioxide is dissolved.
  • carbon dioxide may be dissolved in an aqueous solution in which the above-mentioned additive is dissolved in advance.
  • the respective aqueous solutions may be prepared in advance and mixed.
  • an aqueous solution containing carbon dioxide gas is used instead of the carboxylic acid as described above, it is preferable that the aqueous solution does not contain ruponic acid or a salt thereof.
  • the dried EVOH pellet obtained by the production method of the present invention is immersed in water at 95 ° C for 10 hours to be extracted with a carboxylic acid group ( Preferably, C1) is contained in an amount of 0 to 2 molZg. Since it is assumed that most of the carboxylic acid and carboxylate contained in the EVOH resin will be extracted by immersion treatment in water at 95 ° C for 10 hours, the carboxylic acid radical (C 1) Numerical values almost corresponding to the total content of these are shown Things. That is, EVOH pellets having extremely low contents of carboxylic acid and carboxylate are suitable.
  • the content of the carboxylic acid group (C1) is preferably 1.5 mol / g or less, more preferably 1 mol / g or less, and still more preferably 0.5 zmol / g. .
  • the dried EVOH pellets obtained by the production method of the present invention were immersed in a 0.05N aqueous sodium hydroxide solution at 95 ° C. for 10 hours to extract a carbonate group (C2) of 0 to 40 mo. It is preferable to contain 1 Zg.
  • EVOH pellets having a small total content of carboxylic acid, carboxylic acid salt, and carboxylic acid ester group are preferable.
  • the content of the carboxylic acid group (C2) is preferably 20 xmo 1 Zg or less, more preferably 10 mo 1 Zg or less, still more preferably 5 mo 1 Zg or less, and most preferably 2 mo 1 Zg or less. It is.
  • the temperature usually rises to 200 ° C or higher, and many chemical reactions can proceed at that temperature.
  • the carboxylic acid ester group contained in the EVOH resin may be hydrolyzed by reacting with water to liberate the carboxylic acid, or the ester exchange reaction with the carboxylic acid or carboxylic acid salt may occur. It is also conceivable that the carboxylic acid or carboxylate reacts with the hydroxyl group of EVOH to form a carboxylic ester group, or may undergo transesterification with the carboxylic ester group. In other words, in melt molding, especially in long-time melt molding, it is not possible to ignore the chemical reaction in the molten resin during such heating and melting.
  • carboxylic acids, carboxylate salts and carboxylic acids which can be converted into each other are used.
  • the total ester content is intended to improve the melt stability of EVOH resin and prevent odor generation.
  • carboxylic acid radical (C1) extracted by immersion in water at 95 ° C for 10 hours, which is in the form released from the beginning, is extremely reduced, including the amount that can be released under heat-melting conditions.
  • EVOH pellets with excellent long-running properties by reducing the amount of carboxylic acid radicals (C2) extracted by immersion in a 0.05N aqueous sodium hydroxide solution at 95 ° C for 10 hours to a certain value or less. Can be provided.
  • the EVOH pellet obtained by the production method of the present invention contains an alkali metal salt from the viewpoint of ensuring interlayer adhesion and long-run property.
  • the cationic species of the alkali metal salt is not particularly limited. It is selected from lithium, sodium, potassium, rubidium and cesium salts, with sodium and potassium salts being preferred, and potassium salts being particularly preferred. By using a potassium salt, an EVOH pellet having both excellent interlayer adhesion and long-run property can be obtained.
  • the anion species of the alkali metal salt is not particularly limited.
  • the content of the alkali metal salt in the dried EVOH pellet is preferably 0.1 to 20 ⁇ mo1 / g in terms of alkali metal.
  • an alkali metal salt By containing an alkali metal salt, interlayer adhesion, discoloration resistance during melting, and long run properties are improved. If the content is less than 0.1 molZg, the interlayer adhesion, the coloring resistance during melting or the long run property may be insufficient, and if it exceeds 20 ⁇ mo1 / g, the coloring resistance during melting may be inadequate. May be enough. In the range of 0.1 to 0.3 mo 1 Zg, the coloring resistance and long-running property at the time of melting are relatively good. Adhesive strength may be insufficient with an adhesive resin.
  • the lower limit of the content of the alkali metal salt is more preferably at least 0.3 zmol / g, even more preferably at least 0.5 ⁇ molZg.
  • Alkali metal salt content The upper limit is more preferably 15 mo1 / g or less, still more preferably 10 mo1 / g or less, and particularly preferably 8 // mo1 / g or less.
  • the preferred range of the metal content of the alkali metal salt in the aqueous solution into which the E VOH water-containing composition pellet is immersed is affected by the water content of the water-containing pellet, but is generally 0.05 to 40 mMol ZL. preferable.
  • a more preferred lower limit of the content of the alkali metal salt in the aqueous solution is 0.1 lmmol.
  • a more preferred upper limit is 2 Ommo 1 / L.
  • the EVOH pellet obtained by the production method of the present invention contains a boron compound because the long run property at the time of melt molding can be further improved.
  • the boron compound include, but are not limited to, boric acids, borate esters, borates, and borohydrides.
  • boric acids include orthoboric acid, mesyboric acid, tetraboric acid, and the like.
  • borate esters include triethyl borate, trimethyl borate, and the like.
  • Examples of the above-mentioned various boric acids include alkali metal salts, alkaline earth metal salts, and borax. Of these compounds, orthoboric acid (hereinafter sometimes simply referred to as boric acid) is preferable.
  • the content of the boron compound in the EVOH pellet after drying is too small, the effect of improving the thermal stability is small, and if it is too large, gelation may occur, resulting in poor moldability. It is preferable to be 1 to 200 mo 1 Zg in terms of elemental value. It is more preferably at least 2 mo 1, more preferably at least 3 mo 1 / g. Further, it is more preferably 150 mo1 / g or less, and further preferably 100 xmo1 Zg or less.
  • the concentration of the boron compound in the aqueous solution in which the EVOH hydrous composition pellet is immersed is 0.1 to 5 Ommo 1 / L in terms of boron element.An appropriate amount of the boron compound should be contained in the dry EVOH pellet. Is preferred.
  • the lower limit of the concentration of the boron compound is more preferably 0.5 mmo 1 ZL or more, and even more preferably Immo 1 / L or more.
  • the upper limit is more preferably 40 mmo 1 / L or less, and even more preferably 3 Ommo 1 ZL or less. 50mmo l / L If it exceeds, the EVOH is likely to gel, and the appearance of the molded article may be degraded.
  • the EVOH pellet obtained by the production method of the present invention contains a phosphate compound.
  • the phosphoric acid compound include various acids such as phosphoric acid and phosphorous acid, and salts thereof.
  • the phosphate may be contained in any form of a primary phosphate, a secondary phosphate, and a tertiary phosphate, and the cation species is not particularly limited. Preferably, it is a salt. Among them, it is preferable to add a phosphate compound in the form of sodium dihydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, and dipotassium hydrogen phosphate.
  • the content of the phosphorylated compound in the EVOH pellet after drying is preferably 0 to 5 mol 1 Zg in terms of phosphate radical. That is, the phosphate content (D 1) is preferably 5 mol Zg or less, more preferably 4 mol 1 Zg or less, and even more preferably 3 mol / g or less. The optimal value is 1.5 mo 1 / g or less.
  • the phosphate group content (P1) is preferably at least 0.05 mo 1 / g, more preferably at least 0.1 mo 1 Zg, and even more preferably at least 0.15 mol Zg. Above, optimally above 0.2 mo 1 / g.
  • the concentration of the phosphoric acid compound in the aqueous solution in which the water-containing pellet is immersed is suitably in the range of 0 to 1 Ommo1 / L, more preferably 0 to 5 mmo1, in terms of phosphate groups.
  • a melt-molded article obtained by melt-molding the EVOH pellets produced by the present invention comprises:
  • the ratio (D 1 D D 2) of the phosphate group content (D 1: mo 1 / g) and the phosphorus element content (D 2: umo ⁇ / g) in terms of phosphate group must be 0.4 or less. preferable.
  • the phosphate content (D1) is the amount of the phosphate compound extracted by immersing the melt-molded article in an aqueous solution.
  • the phosphorus element content (D2) is a value obtained by, for example, emission analysis of the amount of phosphorus element contained in an aqueous solution in which ash obtained by completely burning a melt molded article is dissolved. In other words, not only those extracted by an extraction operation in an aqueous solution, but also the total phosphorus element contained in the melt-formed product are determined.
  • the ratio (D 1 ZD2) is 0.4 or less, it means that more than half of the total phosphorus element contained in the melt-formed product is contained in an unextractable form.
  • a phosphate compound is added to EVOH, almost the entire amount of the phosphate compound contained in the resin composition can be extracted, and most of the phosphate compound can be extracted even after melt molding. It was possible to do. Therefore, the ratio (D1 / D2) was close to 1 even after the melt molding.
  • a resin composition obtained by contacting with an aqueous solution containing carbon dioxide gas and adding a phosphoric acid compound only needs to be immersed in an aqueous solution to contain the phosphoric acid compound and dried. Although most of them can be extracted, they cannot be extracted because they are heated in the molten state.
  • the chemical structure of the phosphorus element contained in the melt molded article of the present invention is not always clear, but the phosphate compound reacts with the hydroxyl group of EVOH to form a phosphate ester. It is estimated that there is. It is presumed that extraction is impossible due to such fixation to the EVOH molecular chain. It is considered that such a resin composition was obtained by immersing in an aqueous solution containing carbon dioxide gas instead of immersing in an aqueous solution containing carboxylic acid such as acetic acid.
  • a melt-molded product having a ratio (D1ZD2) obtained in this way of 0.4 or less has excellent long-run properties. It is also conceivable that the phosphorus element presumed to be fixed to the EVOH molecular chain contributes to the thermal stability.
  • the ratio (D1 / D2) is preferably less than 0.35, more preferably less than 0.3, more preferably less than 0.25, and most preferably less than 0.2. is there.
  • the preferred range of the phosphorus element content (D2) at this time is the same as the preferred range of the phosphate content (D1) before melt molding. This is because the phosphorus element content (D2) does not substantially change before and after melt forming.
  • the phosphorus element content (D 2) is preferably not less than 0.05 mo 1 / g, more preferably not less than 0.1 mo 1 / g, and still more preferably 0.15 / xmo. It is 1 Zg or more, and optimally 0.2 urno 1 Zg or more.
  • the EVOH pellet obtained by the production method of the present invention may contain an alkaline earth metal salt.
  • an alkaline earth metal salt by adding an appropriate amount, it is possible to improve the long-run property when the obtained EVOH pellets are melt-molded.
  • the alkaline earth metal salt is easily added to form a hardly soluble carbonate, so that a large amount is added. Is not appropriate.
  • the cationic species of the alkaline earth metal salt is not particularly limited. Examples thereof include a magnesium salt, a calcium salt, a barium salt, and a strontium salt, and a magnesium salt and a calcium salt are preferable.
  • the anion type of the alkaline earth metal salt is not particularly limited. It can be added as carbonate, bicarbonate, phosphate, hydrogen phosphate, hydroxide, carboxylate and the like. When the aqueous solution contains oleic acid, it is desirable to add it as oleic acid. When the aqueous solution contains carbon dioxide, it is preferable to add it as a carbonate, a bicarbonate and a hydroxide.
  • the addition of the alkaline earth metal salt is optional, but the content of the alkaline earth metal salt in the EVOH pellet after drying should be 0 to 10 mol / g in terms of alkaline earth metal. It is suitable. 5 // mo 1 Zg or less is more preferred, and 3 mol zg or less is even more preferred.
  • the content of the alkaline earth metal salt is more preferably 2 ⁇ molZg or less, and even more preferably 1 / zmolZg or less. And the actual It is preferably not qualitatively contained.
  • the concentration of alkaline earth metal salt in the aqueous solution in which the hydrated pellets are immersed is in the range of 0 to 10 mm 01 / L in terms of alkaline earth metal, and the alkaline earth metal salt is dried. It is suitable because it can be contained in EVOH pellets.
  • the upper limit is more preferably 5 mmol / L or less, and even more preferably 3 mmol / L or less.
  • the temperature of the aqueous solution to be brought into contact with the EVOH aqueous composition pellet is not particularly limited, but is preferably from 10 to 90 ° C. If the temperature is lower than 10 ° C, it may take time to uniformly contain the additive in the water-containing pellet. If the temperature exceeds 90 ° C, the water-containing pellets may be fused to each other. In particular, when immersed in an aqueous solution containing carbon dioxide, the saturation solubility may be reduced, and it may be difficult to incorporate a sufficient amount of carbon dioxide into the solution.
  • the temperature of the aqueous solution is more preferably 20 ° C or higher, and further preferably 30 ° C or higher.
  • the temperature is more preferably 85 ° C or less, and still more preferably 80 ° C or less.
  • the contact is made at a high temperature of 70 ° C or higher, the solubility of carbonic acid will be low, so it is preferable that the contact be made under a pressure of about 1.5 to 10 atm. .
  • the preferred time for contacting the EVOH aqueous composition pellet with the aqueous solution varies depending on the form of the aqueous pellet, but is preferably 1 hour or more for an aqueous pellet of about 1 to 10 mm, and 2 hours. More preferably.
  • the method of contacting the EV ⁇ H water-containing composition pellet with the aqueous solution is not particularly limited. While the water-containing pellets can be brought into contact with water in advance, the carbon dioxide gas and additives can be dissolved in water later. A method in which an aqueous solution prepared by dissolving these in advance is brought into contact with a water-containing bellet is preferable because a stable quality EVOH pellet containing additives uniformly can be obtained.
  • any of a batch method and a continuous method can be adopted.
  • the water-containing pellet is gradually moved downward in a tower-shaped vessel, and is continuously supplied.
  • Suitable methods include a method of contacting with an aqueous solution.
  • a plurality of aqueous solutions may be prepared and contacted in a plurality of times.
  • the obtained EVOH aqueous composition pellet is introduced into the dryer in step 3.
  • the EVOH hydrous composition pellets obtained in step 2 are porous and have a high drying rate, so that they can be dried at a low drying temperature and in a short time.
  • the water content of the EVOH water-containing composition pellet when introduced into the dryer is preferably from 20 to 50% by weight. Even if the water content is reduced using a kneader or the like, it is difficult to reduce the water content to less than 20% by weight, and usually 25% by weight or more. On the other hand, if it exceeds 50% by weight, the efficiency of drying may be reduced, and it is preferably 45% by weight or less.
  • the water content of the pellets after the reduction in water content in step 3 is preferably 10% by weight or less. If the water content exceeds 10% by weight, the water content will be further reduced in step 4, but in this case, the residence time of the extruder will increase and the length of the extruder (L / D) will increase. , The equipment cost increases.
  • the water content after the step 3 is more preferably 7% by weight or less, and further preferably 5% by weight or less.
  • the production time is reduced due to the increase in the time required for step 3, and when the drying is performed at a high temperature, EVOH is heated. There is also a risk of deterioration.
  • the water content after step 3 is more preferably at least 0.3% by weight.
  • the water content of the pellet after the water content reduction in step 3 is set to 1 to 10% by weight, preferably 2 to 10% by weight, it is usually necessary to further reduce the water content in step 4.
  • the time required for step 3 is reduced and production efficiency is improved. In particular, it is preferable because thermal deterioration in the step 3 can be prevented.
  • the moisture content of the pellets after reducing the moisture content in step 3 is set to 0.1 to 1% by weight, preferably 0.1 to 0.8% by weight, the time required for step 3 is reduced.
  • the extruder used in step 4 can be made inexpensive because it is not necessary to further reduce the water content in step 4. In these embodiments, a suitable one can be appropriately selected depending on the situation.
  • the dryer used in Step 3 is not particularly limited, and a hot air dryer or the like can be used.
  • the dryer may be a fluidized dryer or a stationary dryer, or a combination thereof.
  • the drying temperature in step 3 is not particularly limited, but it is preferable to dry at 40 to 150 ° C for 0.1 to 15 hours.
  • the EVOH water-containing composition bellet obtained in step 2 can be dried quickly even at a low temperature, and can suppress thermal deterioration.
  • the drying temperature is more preferably at most 120 ° C, even more preferably at most 100 ° C, most preferably at most 90 ° C.
  • the drying time varies depending on the drying temperature and the target water content, but is more preferably 0.5 hour or more, and still more preferably 1 hour or more. More preferably, it is 5 hours or less, and still more preferably 3 hours or less. It may be dried in air or in an inert gas such as nitrogen. When drying in an inert gas, thermal deterioration hardly occurs even if the drying temperature is set higher.
  • step 4 The pellets whose water content has been reduced in step 3 are fed into an extruder and subjected to a step of melt-kneading in the extruder (step 4).
  • step 4 will be described.
  • the type of extruder used is not particularly limited, and may be a single-screw extruder or a twin-screw extruder. In the case where a predetermined amount or more of water, for example, 1% by weight or more of water is removed in step 4, it is preferable to use a twin-screw extruder.
  • twin-screw extruder in which the screw rotates in the same direction, or a twin-screw extruder having an LZD of 15 or more.
  • the cylinder is preferably a block cylinder.
  • a segment type is preferable.
  • Step 4 a carboxylic acid, When adding at least one additive selected from a boron compound, a phosphoric acid compound, an alkaline metal salt and an alkaline earth metal salt, it is preferable to use the twin-screw extruder described above.
  • step 4 when it is not necessary to reduce the amount of water in step 4, for example, when the amount of water to be removed is less than 1% by weight, it is preferable to use a single screw extruder. In this case, the pellet shape can be adjusted by a device with low equipment cost.
  • the pellets can be introduced into the extruder from a hopper or the like. At this time, it is preferable to maintain the inside of the extruder in an inert gas atmosphere by introducing the pellets while blowing the inert gas into the hopper. This makes it possible to suppress the deterioration of EVOH during melt-kneading. For example, when extruding the obtained EVOH pellets to produce a film, the resin adheres little to the die, has excellent extrusion stability and long-running properties, and has a gel-like fish fish in the resulting film. And the like, defects can be reduced, and the coloring of the film can be suppressed.
  • the water content of the EVOH pellet before it is introduced into the extruder in step 4 is preferably 0.1 to 10% by weight, as described in step 3.
  • the water content of the EVOH pellets discharged from the extruder in step 4 is preferably 1% by weight or less, more preferably 0.5% by weight or less, and still more preferably 0.3% by weight. % Or less. It is preferable to remove water from the molten resin in Step 4 from the viewpoint that drying is performed efficiently by both Step 3 and Step 4.
  • the water content is preferably reduced by 0.1% by weight or more, more preferably by 0.3% by weight or more, even more preferably by 1% by weight or more.
  • the water content of the EVOH pellets introduced into the extruder is 1 to 10% by weight, it is necessary to remove a certain amount of water in step 4, and a dewatering device such as a vent must be provided in the extruder. Often it is necessary to add.
  • a dewatering device such as a vent is not required in the machine.
  • steam is used as a vent port under reduced pressure. There is a vacuum vent that removes water vapor and an open vent that removes water vapor under normal pressure.
  • the resin temperature in the extruder in step 4 varies depending on the ethylene content of EVOH, but is preferably from 130 to 270 ° C. If the resin temperature is lower than 130 ° C, the EVOH resin may not completely melt. It is preferably at least 160 ° C, more preferably at least 180. If the resin temperature exceeds 270 ° C, EVOH becomes susceptible to thermal degradation. It is preferably at most 250 ° C, more preferably at most 240 ° C.
  • the method for adjusting the resin temperature is not particularly limited, but a method for suitably setting the temperature of the cylinder in the extruder is particularly preferable.
  • the resin temperature refers to a temperature detected by a temperature sensor installed in the extruder cylinder 1, and the detection point is near the extruder tip discharge port.
  • the form of addition of the additive is not particularly limited. Examples include a method of adding it as a dry powder in an extruder, a method of adding it as a paste impregnated with a solvent, a method of adding it in a state of being suspended in a liquid, and a method of dissolving it in a solvent and adding it as a solution
  • a method in which the additive is dissolved in a solvent and added as a solution is particularly preferable.
  • a solvent is not particularly limited, but water is preferred from the viewpoints of solubility of the additive, cost advantage, easy handling, safety of working environment, and the like.
  • the additive is added to the extruder from one or more places.
  • the water-containing composition obtained in Step 2 as described above is used as a method for adding the additive.
  • the method may be a method in which the product pellet is brought into contact with an aqueous solution, or a method in step 4 in which the pellet is added in an extruder. It is also preferable that the pellet obtained in step 2 is brought into contact with an aqueous solution to add a specific additive, and then, in step 4, another additive is added in an extruder.
  • the method of adding the additive by bringing the pellet obtained in step 2 into contact with an aqueous solution is excellent in dispersibility of the additive in the pellet.
  • a potassium salt is added by this method, a sodium salt, which is a residue of a gating catalyst, can be efficiently removed from the pellet.
  • wastewater treatment of the used aqueous solution is required.
  • the method of adding in the extruder in step 4 does not require an aqueous solution tank, and it is easy to control the amount of addition.
  • boric acid or the like is added, dispersibility may be deteriorated. Therefore, it is necessary to select an appropriate addition operation according to the properties of the additive and the performance required for the EOHOH pellets to be produced.
  • the method of pelletizing the EVOH resin discharged from the extruder is not particularly limited, but a method of extruding the resin from a die into a strip or strand, cooling, and then cutting to an appropriate length is preferred. Illustrated.
  • the cooling method is not particularly limited, but a method of bringing into contact with a low-temperature liquid such as water for a short time or a method of blowing cool air is adopted. When cutting after contacting with water, it may be better to remove the water adhering to the surface of the pellet after cutting, and remove the adhering water by air blow or use a dryer. It may be dried for a short time.
  • the diameter of the die is preferably 2 to 5 mm ci), and the strand is preferably cut to a length of about 1 to 5 mm.
  • a pellet having a well-shaped shape can be obtained, and the extrusion stability is excellent when used for various moldings.
  • a hot cut method or an underwater cut method for cutting in a molten state can also be adopted.
  • the EVOH pellets thus obtained are formed into various molded products such as films, sheets, containers, pipes, and fibers by melt molding, and used for various packaging applications.
  • the EVOH pellets obtained by the present invention are less susceptible to thermal degradation, so that molded articles with less coloring can be obtained.
  • films are often molded for a long time, and gels and buds, which tend to be a problem in long-run molding, are likely to appear as appearance problems, making them suitable for using the EVOH pellets of the present invention. It is a use.
  • an EVOH solution containing 50 parts by weight or more of an alcohol having a boiling point of 100 ° C.
  • a water-containing EVOH composition containing the alcohol from 0 to 10 parts by weight and water from 10 to 1000 parts by weight from the apparatus;
  • alcohol can be removed from the EV ⁇ H solution without volatilizing the alcohol in the working environment or the surrounding environment, and the carboxylic acid can be volatilized in the working environment or the surrounding environment. Without drying, the EVOH pellets can be dried. In other words, it is possible to provide a method for producing an EVOH resin with little added environment. Also, by contacting with an aqueous solution containing carbon dioxide gas instead of carboxylic acid, the melt stability of the obtained EVOH resin is improved, and the long-run property is improved.
  • the composition of the EVOH and the manufacturing method thereof are the same as in the first invention.
  • an EVOH solution containing 50 parts by weight or more of an alcohol having a boiling point of 100 ° C or less per 100 parts by weight of EVOH is introduced into the apparatus, and is brought into contact with water in the apparatus.
  • the alcohol was derived together with water, and the EVOH water-containing composition containing 0 to 100 parts by weight of the alcohol and 100 to 100 parts by weight of water was used for 100 parts by weight of EVOH.
  • the same method as step 1 in the first invention can be adopted.
  • the method for bringing the thus obtained EV EH aqueous composition into contact with an aqueous solution containing carbon dioxide gas is not particularly limited.
  • the EVOH hydrate composition may be cut to obtain an EVOH pellet, and then contacted with an aqueous solution containing carbon dioxide gas, or may remain in a molten state without being pelletized.
  • the contact may be performed in an extruder.
  • the EVOH hydrate composition pellets are obtained by cutting the EVOH hydrate composition derived from the device, and then the EVOH hydrate composition pellet is carbonated. Preferably, it is brought into contact with an aqueous solution containing a gas.
  • the aqueous solution containing carbon dioxide further contains at least one additive selected from a boron compound, a phosphate compound, an alkali metal salt and an alkaline earth metal salt.
  • at least one additive selected from a boron compound, a phosphate compound, an alkali metal salt and an alkaline earth metal salt.
  • the aqueous solution containing carbon dioxide After being brought into contact with the aqueous solution containing carbon dioxide, it may be dried in a drier by the method described in Step 3 of the first invention.
  • drying may be performed until the water content becomes 1% or less to obtain dried EVOH pellets, which may be subjected to various molding operations as they are, or may be melt-kneaded and then pelletized.
  • boron compound, phosphate compound, alkali metal salt and Al At least one additive selected from the earth metal salts can be added, but it is preferable not to add a carboxylic acid.
  • the pelletizing method in this case is the same as that described in Step 5 of the first invention.
  • the third invention provides a step of contacting the EVOH with an aqueous solution containing carbon dioxide gas;
  • the carboxylic acid is not brought into contact with the aqueous solution containing the carboxylic acid, but is brought into contact with the aqueous solution containing the carbon dioxide gas. .
  • the carboxylic acid is not brought into contact with the aqueous solution containing the carboxylic acid, but is brought into contact with the aqueous solution containing the carbon dioxide gas. .
  • the melt stability of the obtained EVOH resin is improved, and the long-run property is improved.
  • EVOH is obtained by saponifying an ethylene-vinyl ester copolymer, and its composition and production method are the same as those described in the first invention.
  • the EVOH after saponification may be prepared by precipitating the alcohol solution or the water / alcohol mixed solution in water or the water / alcohol solution and cutting it into pellets, or may be prepared as steps 1 and 2 of the first invention. Pelletization may be performed by a similar method. Although it is possible to bring the EVOH pellets into contact with an aqueous solution containing carbon dioxide gas in a molten state without pelletizing, it is more preferable to contact the EVOH pellets with an aqueous solution containing carbon dioxide gas.
  • the aqueous solution containing carbon dioxide gas further comprises a boron compound, a phosphoric acid compound, It is also preferable to include at least one additive selected from potassium metal salts and alkaline earth metal salts. Thereby, various effects of adding these various additives can be obtained.
  • the type, addition method, addition amount, and the like of these additives are as described in the first invention. However, this is different from the first invention in that it is preferable not to include a carboxylic acid in order to achieve the effect of the present invention that the carboxylic acid is not volatilized in the working environment and the surrounding environment.
  • EVOH contacted with an aqueous solution containing carbon dioxide is melt-kneaded in an extruder.
  • it may be supplied to the extruder after being dried in advance, or may be supplied to the extruder without drying.
  • the method of melt-kneading is the same as that described in Step 4 of the first invention.
  • it is also preferable to add at least one additive selected from a boron compound, a phosphoric acid compound, an alkali metal salt and an alkaline earth metal salt in the extruder.
  • at least one additive selected from a boron compound, a phosphoric acid compound, an alkali metal salt and an alkaline earth metal salt in the extruder.
  • the pelletizing method in this case is the same as that described in Step 5 of the first invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a configuration of a hot cutter used in the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic view of the steps of Example 1.
  • FIG. 3 is a schematic view of the steps of Example 4.
  • FIG. 4 is a drying curve of the EVOH aqueous composition pellets of Example 1 and Comparative Example 1. The description of the numbers in the figure is as follows.
  • the water content of EVOH pellets was measured using a 1 "1173 halogen moisture analyzer manufactured by £ 11 Co., Ltd. under the conditions of a drying temperature of 180 ° C, a drying time of 20 minutes, and a sample amount of about 10 g.
  • a calibration curve prepared using an aqueous solution of chloride and an aqueous solution of chlorinated water was used. From the amounts of Na and K ions thus obtained, the amount of alkali metal salt contained in the dried EVOH pellet was obtained in terms of a metal element.
  • the dried EVOH pellets were ground by freeze grinding.
  • the obtained ground EVOH was sieved with a sieve having a nominal size of lmm (based on the standard sieve standard JIS Z-8801).
  • 10 g of EVOH powder and 5 OmL of ion-exchanged water passed through the above sieve were charged into a 10-OmL Erlenmeyer flask equipped with a stopper, attached with a cooling condenser, and stirred and extracted at 95 ° C for 10 hours.
  • 2 mL of the obtained extract was diluted with 8 mL of ion-exchanged water.
  • the diluted extract was quantitatively analyzed using an ion chromatography IC 7000 manufactured by Yokogawa Electric Corporation to quantify the amount of carboxylate (acetic acid) ions to obtain a carboxylic acid radical (C1). .
  • a calibration curve prepared using an acetic acid aqueous solution was used.
  • the dried EVOH pellet was ground by freeze grinding.
  • the obtained crushed EVOH was sieved with a sieve having a nominal size of lmm (based on the standard sieve standard JIS Z-8801).
  • To 2 mL of the obtained extract 7 mL of ion-exchanged water was added for dilution, and further, 1 mL of 0.1 N phosphoric acid aqueous solution was added to prepare a sample solution for analysis.
  • the amount of carboxylate ions contained in the diluted extract was quantitatively analyzed using an ion chromatography IC7000 manufactured by Yokogawa Electric Corporation, and the amount of carboxylate (acetic acid) ions was quantified.
  • the carboxylic acid root (C2) was obtained.
  • a calibration curve was prepared by adding 7 mL of ion-exchanged water to 2 mL of a solution of acetic acid diluted with a 0.05N aqueous sodium hydroxide solution, and further adding 1 mL of a 0.1N aqueous phosphoric acid solution. The calibration curve prepared with the sample solution for use was used. Ion chromatography measurement conditions:
  • Dry EVOH pellets or monolayer films were ground by freeze-milling.
  • the obtained crushed EVOH was sieved with a sieve having a nominal size of lmm (based on the standard sieve standard JIS Z-8801).
  • 10 g of the EVOH powder passed through the above sieve and 5 OmL of a 0.01 N aqueous hydrochloric acid solution were charged into a 10-OmL conical flask with a stopper, attached with a cooling condenser, stirred at 95 ° C for 4 hours, and extracted.
  • the obtained extract is quantitatively analyzed using an ion chromatography IC 7000 manufactured by Yokogawa Electric Corporation, and the amount of phosphate ions is quantified to obtain a phosphate content (D 1: ⁇ mo 1 / g).
  • a calibration curve prepared using an aqueous solution of sodium dihydrogen phosphate was used. Ion chromatography measurement conditions:
  • the single-layer film produced by the above method was wound around a paper tube, and the degree of coloring of the end face of the film was visually judged as follows.
  • the film was sampled 72 hours after the start of monolayer film formation, and the number of gel-like bubbles (approximately 100 im or more that can be visually confirmed) in the film was counted.
  • the film was sampled 120 hours after the start of single-layer film formation, and the number of gel-like buds (approximately 100 or more visible to the naked eye) in the film was counted.
  • EVOH intrinsic viscosity: 0.1 lL / g
  • An EVOH solution containing 2 parts by weight of sodium acetate and sodium was supplied from the EVOH solution supply pipe 12 to the top of a 10-story shelf tower 11 with a tower diameter of 0.3 m at 52 kg / hr.
  • the aqueous EVOH composition contained 0.05 parts by weight of methanol, 105 parts by weight of water, and 2 parts by weight of sodium acetate in terms of sodium based on 100 parts by weight of EVOH.
  • the rotation speed of the screw at this time was set to 100 rpm.
  • the aqueous EVOH composition obtained from the discharge port contains, based on 100 parts by weight of EVOH, 03 parts by weight of methanol, 48 parts by weight of water, and 1.2 parts by weight of sodium acetate in terms of sodium.
  • the temperature was 118 ° C.
  • the EVOH hydrous composition was extruded from a die having a hole diameter of 3 mm and 6 holes, and cut at a distance of 0.05 mm from the die with a hot cutter 19 having four blades, to obtain a wet pellet.
  • the rotation speed of the blade was 1200 rpm.
  • a plastic acid treatment container 21 having a height of 470 mm and an opening diameter of 420 mm.
  • a silicon tube (inner diameter 7 mm, outer diameter 10 mm) was charged into the ion-exchanged water in the container, and carbon dioxide gas was blown therein by bubbling at a rate of 8 L / min for 0.5 hours.
  • the supply of carbon dioxide gas was performed using a carbon dioxide gas cylinder (liquefied carbon dioxide gas manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd., 30 kg) and a flow meter (KOFLOC Model RK-1600 R).
  • the obtained water-containing pellets are continuously supplied from a hopper 25 to a twin-screw extruder 24, melt-kneaded, and removed by a vacuum pump from a vent port 26 provided at the position of the fourth cylinder (C4) of the extruder. It was discharged from the die 27.
  • nitrogen was continuously supplied to the hopper 25 so that the atmosphere in the hopper 25 was always filled with nitrogen.
  • the melt-kneading conditions are shown below.
  • twin screw extruder Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.
  • Type twin screw extruder.
  • the strand-shaped EVOH discharged from the die 27 was guided into a water bath filled with water at 30 ° C immediately after discharging, and was cooled by contacting the water for only about 1 second. After that, the air was taken up by lm while being guided by a guide roller, and cut by a Strand cutter.
  • the dimensions of the obtained pellets were about 2 mm in diameter and about 3 mm in length. Since the time of contact with water was extremely short, no moisture was attached to the surface of the pellet, and the water content was 0.13% by weight. Therefore, there was no need for drying treatment.
  • the alkali metal salt contained in the obtained pellet was a potassium salt, and the content of the alkali metal salt was 61 ppm (l. 6 o 1 / g) in terms of a metal element.
  • the carboxylate group (C 1) was 0 molZg
  • the carboxylate group (C2) was 0.6 ⁇ 1 Zg.
  • Fig. 4 shows the drying curve of (1). This plots the drying time on the horizontal axis and the logarithm of the water content on the vertical axis. 1 hour from the start of drying at 65 at the stationary hot air dryer (SP100 hot air dryer made by ASAHI KAGAKU) Bow I Continued drying at 80 ° C with a stationary hot-air dryer (SPHH-401 hot-air dryer manufactured by TABAI ESPEC). The water content was measured every hour.
  • the EVOH aqueous hydrate composition bellet of the present invention has a faster drying speed than the EVOH aqueous hydrate composition pellet obtained by cutting out by cutting out the EVOH solution in a strand shape, and can be dried even at a low temperature. It is understood that the water content can be rapidly reduced.
  • Example 2
  • a dried EVOH pellet was prepared in the same manner as in Example 1 except that the composition of the carbon dioxide-containing treatment solution for immersing the hydrated pellets after washing was changed as shown in Table 1. Evaluation was performed in the same manner as in 1. The moisture content of the pellets dried in step 3 was 4.5% by weight, and the moisture content of the pellets cut in step 5 was 0.12% by weight. Table 2 shows the composition of the dried EVOH pellets, and Table 3 shows the evaluation results.
  • Example 4 Change the composition of the carbon dioxide-containing treatment solution for immersing the water-containing pellet after cleaning as shown in Table 1, and set the drying conditions before biaxial pelletization at 65 ° C for 1 hour, in a standing hot-air drying Dry with machine 2 2 (SP100 hot air dryer made by ASAHI KAGAKU), and then continue at 80 ° C for 1 hour and 40 minutes.
  • Dry EVOH pellets were prepared in the same manner as in Example 1 except that the pellets were dried by using a (machine), and evaluation was performed in the same manner as in Example 1.
  • the moisture content of the pellets after drying in step 3 was 0.6% by weight, and the moisture content of the pellets after cutting in step 5 was 0.14% by weight.
  • Table 2 shows the composition of the dried EVOH pellet, and Table 3 shows the evaluation results.
  • Example 4 shows the composition of the dried EVOH pellet, and Table 3 shows the evaluation results.
  • the EVOH solution is continuously supplied at 52 kg / hr from the EVOH solution supply line 12 to the top of the 10-stage shelf column 11 at a flow rate of 52 kg / hr from the EVOH solution supply line 12 and the steam supply line 13 Steam was blown into the bottom of the plate tower at 86 kgZhr to bring the EVOH solution and the steam into contact with each other in the counter column in countercurrent.
  • the temperature inside the column was 130 ° C, and the pressure inside the column was 3 kg / cm 2 .
  • Methanol vapor and water vapor were distilled off from the top of the tray column through a gas discharge pipe 14, and these were condensed in a condenser 15 and recovered as an aqueous methanol solution.
  • EVOH aqueous composition was continuously extracted from the bottom of the tray column through the aqueous composition discharge pipe 16.
  • This aqueous EVOH composition contained 0.05 parts by weight of methanol, 105 parts by weight of water, and 2 parts by weight of sodium acetate in terms of sodium based on 100 parts by weight of EVOH.
  • the aqueous EVOH composition obtained from the discharge port contains, based on 100 parts by weight of EVOH, 03 parts by weight of methanol, 48 parts by weight of water, and 1.2 parts by weight of sodium acetate in terms of sodium. 104 ° C.
  • this EVOH hydrous composition was extruded from a die having a hole diameter of 3 mm and 6 holes, and cut at a distance of 0.02 mm from the die with a hot knife 19 having four blades to obtain a hydrous composition. A pellet was obtained. The rotation speed of the cutter blade was 1200 rpm.
  • the conductivity of the washing solution after the sixth washing was measured with CM-30ET manufactured by METER, and as a result, the conductivity of the washing solution was 3 S / cm.
  • the water content of the obtained water-containing pellet was 32% by weight.
  • 140 L of ion-exchanged water was placed in a stainless steel acid treatment container 21 having a height of 88 Omm and an opening diameter of 590 mm, and 1.4 g of potassium hydrogen carbonate was dissolved.
  • the treatment solution had a potassium hydrogen carbonate content of 0.01 g / L.
  • 2.5 kg of dry ice and 15 kg of the above-mentioned water-containing pellets were added to the treatment liquid, and the mixture was immersed for 4 hours and stirred.
  • the obtained wet pellet was continuously supplied from a hopper 25 to a twin-screw extruder 24.
  • the discharge rate of EVOH per unit time was 10 kg / hr.
  • a treatment liquid containing boric acid, potassium hydrogen carbonate and dipotassium hydrogen phosphate was added from an additive supply port 28 provided at the position of the seventh cylinder (C7) of the extruder.
  • the treatment solution is an aqueous solution containing 4.2 g ZL of boric acid, 0.57 g ZL of potassium hydrogen carbonate, and 0.81 g / L of dihydrogen hydrogen phosphate, and the input amount per unit time is 2 5 LZhr.
  • the air was evacuated from the ventro 26 provided at the position of the cylinder 11 (C11) of the extruder by a vacuum pump and discharged from the die 27.
  • nitrogen was continuously supplied to the hopper 25 so that the atmosphere in the hopper 25 was always filled with nitrogen.
  • Vent pressure reduction —0.
  • IMP a gauge pressure
  • Number of dice holes 5 holes ( ⁇ i) 3mm)
  • the strand-shaped EVOH discharged from the die 27 was guided into a water bath filled with water at 30 ° C immediately after discharge, and was cooled by contacting the water for only about 1 second. After that, it was taken about 5m in the air while being guided by a guide roller, and cut with a strand cutter.
  • the dimensions of the obtained pellets were about 2 mm in diameter and about 3 mm in length. Since the time of contact with water was extremely short, no water adhered to the surface of the pellet, and the water content was 0.2% by weight. Therefore, there was no need for drying treatment.
  • the alkali metal salt contained in the obtained pellet was a potassium salt, and the content of the alkali metal salt was 131 ppm (3.4 / mo1 / g) in terms of a metal element.
  • the carboxylic acid group (C 1) was O mol / g and the carboxylic acid group (C 2) was 0.6 ⁇ mol zg.
  • the content of the boron compound was 150 ppm (14 / xmo1 / g) in terms of boron element, and the phosphate content (D1) was 102 ppm (1.1 xmo1 Zg).
  • ion-exchanged water was placed in a plastic container having a height of 470 mm and an opening diameter of 420 mm.
  • a silicon tube (7 mm in inside diameter, 10 mm in outside diameter) is put into the ion-exchanged water in the above-mentioned container, and publishing is performed at a rate of 8 L / min for 0.5 hours.
  • Carbon dioxide gas was supplied using a carbon dioxide gas cylinder (liquefied carbon dioxide gas 30 kg, manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd.) and a flow meter (Mode 1 RK-1600 R, manufactured by KOFLOC).
  • Example 2 Various evaluations were performed using the obtained dried pellets in the same manner as in Example 1.
  • the alkali metal salt in the obtained dried EVOH pellet was a sodium hydroxide, and the content of the aluminum metal salt was 62 ppm (1.6 no 1 / g) in terms of a metal element.
  • the formulation of the aqueous solution in which the EVOH hydrous composition pellets are immersed is shown in Table 1, the composition of the obtained dried EVOH pellets is shown in Table 2, and the evaluation results are shown in Table 3. It can be seen that it takes a long time at high temperature to dry to the same moisture content as in Examples 1-4. Comparative Example 2
  • Table 1 shows the formulation of the aqueous solution in which the EVOH hydrous composition pellet is immersed
  • Table 2 shows the composition of the obtained dried EVOH pellet
  • Table 3 shows the evaluation results. Moisture content comparable to Examples 1-4 It can be seen that it takes a long time at high temperature to dry to a certain rate. Also, in this comparative example in which the pellet was immersed in an aqueous solution containing acetic acid, the single-layer film forming test was performed in comparison with Examples 14 and Comparative Example 1 in which the pellet was immersed in an aqueous solution containing carbon dioxide gas instead of acetic acid. It can be seen that the long-run property of the sample was deteriorated. Table 1 Treatment liquid formulation Carbon dioxide
  • alcohol can be efficiently removed without deteriorating the working environment and the surrounding environment, and the water in the EVOH-containing composition thus obtained can be efficiently used.
  • the pellets can be removed well, and a heat-reduced deterioration in removing the water is small, so that a pellet having a well-defined shape can be obtained.

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Abstract

アルコールを含有するEVOH溶液を装置に導入し、装置内で水と接触させてアルコールを水とともに導出してEVOH含水組成物を前記装置から導出する工程(工程1)、導出されたEVOH含水組成物を切断してEVOH含水組成物ペレットを得る工程(工程2)、得られたEVOH含水組成物ペレットを乾燥機に導入して含水率を低下させる工程(工程3)、含水率を低下させたペレットを押出機内で溶融混練する工程(工程4)、及び押出機から吐出されたEVOHを切断してEVOHペレットを得る工程(工程5)を有するEVOHペレットの製造方法を提供する。これにより、環境を悪化させることなくアルコールを除去して得られたEVOH含水組成物中を効率よく乾燥でき、しかも乾燥時の熱劣化が少なく、形状の整ったペレットを得ることができる。

Description

エチレン一ビニルアルコール共重合体ペレツ卜の製造方法 技術分野
本発明は、エチレン一ビニルアルコール共重合体(以下、「EVOH」ともいう。) ペレットの製造方法に関する。 また、 EVOH樹脂の製造方法に関する。 背景技術
· EVOHは、 酸素遮断性、 保香性、 耐油性、 非帯電性、 機械強度などに優れた 有用な高分子材料であり、 フィルム、 シート、 容器などに成形されて広く用いら れている。 EVOHの製造方法としては、 エチレンと酢酸ビニルなどの脂肪酸ビ ニルエステルとを共重合して得られるエチレン一ビニルエステル共重合体を、 ケ ン化触媒の存在下にアルコールを含む有機溶媒中でケン化する方法が一般的であ る。
特開平 11一 90927号公報 (欧州特許出願公開第 937557号明細書) には、 ケン化して得られた EVOHのアルコール溶液に水を加えて、 ストランド 製造用の溶液を調整することが好ましいことが記載されている。 こうして得られ る EVOH溶液中の EVOH濃度は 15〜55重量%であることが好ましく、 ま た当該溶液中のアルコールと水の重量混合比は 9/1〜 3/7であることが好ま しいことが記載されている。 例えばその実施例 1には、 樹脂分濃度が 30重量% である EVOHのメタノール溶液に、 含水率 62. 5重量%のメタノール水溶液 を、 100〜110°C、 圧力 3 kg/cm2Gの共沸条件下で供給して、 樹脂分濃 度が 40重量%になるまでメタノールを留出させて、 完全透明なメタノール/水 均一溶液を得る方法が記載されている。
しかしながら、 前記のようにメタノールを大量に含有する EVOH溶液を凝固 浴で析出させる方法により EVOHペレツトを製造すると、 析出作業時にアルコ 一ルが揮散することがあった。 アルコールの揮散は、 作業環境を悪化させて作業 員の健康を損ねるのみならず、 周辺環境へも悪影響を及ぼすものであり、 改善が 求められていた。
特開 2002— 121290号公報 (欧州特許出願公開第 1 179546号明 細書) には、 EVOH 100重量部に対し、 沸点が 100°C以下のアルコールを 50重量部以上含有する EVOH溶液を容器に導入し、 前記容器内で水蒸気と接 触させて前記アルコールを水蒸気とともに導出し、 EVOH100重量部に対し、 前記アルコールを 0〜10重量部、 水を 10〜500重量部含有する EVOH含 水組成物を前記容器から導出することを特徴とする E V OH含水組成物の製造方 法が記載されている。 この製造方法によれば、 作業環境、 周辺環境を悪化させる ことなく、 効率的にアルコールを除去した EVOH含水組成物を得ることができ る。
当該公報には、 得られた含水組成物を切断して EVOH含水組成物ペレツトを 製造することが記載されており、 切断方法として、 ストランド状に押出して凝固 させてから切断する方法や溶融状態で直接切断する方法が例示されている。 得ら れたペレットは、 安定生産可能で、 洗浄速度が速く、 乾燥速度も速いことが記載 されている。 乾燥に際しては、 一般に、 含水率が 1重量%以下になるまで乾燥さ れることが記載されている。
また、 特開 2001— 81197号公報 (欧州特許出願公開第 1085028 号明細書) には、 含水率 5〜60重量%のEVOHを溶融混練して含水率を 5重 量%未満にすることを特徴とする EVOHの乾燥方法が記載されている。 当該公 報の実施例には、 EVOHのアルコール含有溶液を凝固液中にストランド状に押 出して析出させてから、 切断、 水洗して得られた、 含水率 60重量%の含水組成 物ペレツトを、 乾燥機中で含水率 25重量%に水分調整してから押出機に投入し て、 含水率 0. 15重量%まで乾燥する EVOHペレットの製造方法が記載され ている。
しかしながら、 特開平 11—90927号公報に記載されているように、 メタ ノールを大量に含有する E V 0 H溶液を凝固浴で析出させてから切断して得られ たペレットを、 洗浄してから乾燥させる場合には、 乾燥時間が長くなり、 生産性 効率が低下するのみならず、 乾燥中の樹脂が劣化するおそれもある。
特開 2002— 121290号公報に記載された方法では、 乾燥時間が短縮さ れるが、 当該公報実施例 1に記載されているように、 水分率 0. 2重量%まで乾 燥するには 100°Cで 3時間を要しており、 生産効率、 熱劣化の防止の両面から さらなる改善が望まれている。 また、 EVOH含水組成物を溶融状態で切断して 得られたペレツトの場合には形状が必ずしも一定になりにくく、 乾燥後の製品べ レツトを使用して成形する際の押出し安定性が十分に得られないおそれがあった。 また、 特開 2001 _ 81197号公報に記載された方法のように、 含水率の 高い EVOH含水組成物ペレツトを押出機内で乾燥させる場合には、 押出機の全 長 (LZD) が長くなり、 装置コストが上昇するとともに、 混練時間の延長に由 来して熱劣化が起こりやすい。 また、 高含水率の EVOH含水組成物を溶融混練 する際には EVOHから水分が分離しやすく、 押出安定性が低下する。 また、 押 出機に投入する前に予め乾燥機中で含水率を低下させるとしても、 乾燥機中での 乾燥速度は速くなく、 生産効率の低下や、 熱劣化の問題を生じやすい。
本発明は、 上記課題を解決するためになされたものであり、 作業環境、 周辺環 境を悪化させることなく効率的にアルコールを除去することができ、 そうして得 られた E V O H含水組成物中の水分を効率よく除去でき、 しかも水分の除去に際 しての熱劣化が少なく、 形状の整ったペレットを得ることができる、 EVOHぺ レツトの製造方法を提供することを目的とするものである。
また、 本発明の別の目的は、 周辺環境に酢酸等のカルボン酸を排出することの ない、 環境に配慮した EVOH樹脂の製造方法を提供することである。 発明の開示
本件出願は、 相互に関連の深い第 1の発明、 第 2の発明及び第 3の発明を包含 するものである。 第 1の発明は、 EVOH100重量部に対し、 沸点が 100°C以下のアルコ一 ルを 50重量部以上含有する EVOH溶液を装置に導入し、 前記装置内で水と接 触させて前記アルコールを水とともに導出し、 EVOH100重量部に対し、 前 記アルコールを 0〜10重量部、 水を 10〜1000重量部含有する EVOH含 水組成物を前記装置から導出する工程 (工程 1) ;
工程 1で前記装置から導出された E V 0 H含水組成物を切断して、 E V 0 H含 水組成物ペレットを得る工程 (工程 2);
工程 2で得られた EVOH含水組成物ペレツトを乾燥機に導入して、 該ペレツ トの含水率を低下させる工程 (工程 3);
工程 3で含水率を低下させたペレットを押出機内で溶融混練する工程 (工程 4) ;及び
工程 4で押出機から吐出された EVOHを切断して、 EVOHペレツトを得る 工程 (工程 5) ;
を有することを特徴とする EVOHペレツトの製造方法である。
これにより、 作業環境、 周辺環境を悪化させることなく効率的にアルコールを 除去することができ、 そうして得られた EVOH含水組成物中の水分を効率よく 除去でき、 しかも水分の除去に際しての熱劣化が少なく、 形状の整ったペレット を得ることができる。
このとき、 前記 EVOHのエチレン含有量が 3〜70モル%、 ケン化度が 80 モル%以上であることが好適である。 また、 前記アルコールがメタノールである ことも好適である。
工程 1において、 前記 EVOH溶液を容器に導入し、 前記容器内で水蒸気と接 触させて前記アルコールを水蒸気とともに導出し、 E V OH含水組成物を前記容 器から導出することが好ましく、 その際、 前記 EVOH溶液を塔型容器内に連続 的に導入し、 容器内で水蒸気と接触させることがより好ましい。 このとき、 前記 EVOH溶液を塔上部から導入し、 水蒸気を塔下部から導入し、 前記 EVOH溶 液と水蒸気とを向流接触させた後、前記 E V O H含水組成物を塔下部から導出し、 前記アルコールを水蒸気とともに塔上部から導出することが特に好ましい実施態 |¾ 、あ 。
工程 2において、 E V O H含水組成物を溶融状態で切断することが好ましい。 また、 工程 2において切断して得られた前記ペレットを洗浄液に浸漬し、 ケン化 触媒残渣を除去してから工程 3の前記乾燥機に供給することも好ましい。 さらに また、 工程 2において切断して得られた前記ペレットを、 カルボン酸、 ホウ素化 合物、 リン酸化合物、 アル力リ金属塩およびアル力リ土類金属塩から選ばれる少 なくとも 1種の添加剤を含有する水溶液に浸漬し、 ペレツトに前記添加剤を添加 してから工程 3の前記乾燥機に供給することも好ましい。
工程 3において、 前記乾燥機中のペレツトの温度が 4 0〜1 5 0 °Cであること が好ましく、ペレットの含水率を 1 0重量%以下まで低下させることも好ましい。 工程 4において、 溶融混練した後に押出機から吐出された E V OHの含水率が 1 重量%以下であることが好ましく、 前記押出機内で、 溶融樹脂から水分を除去す ることも好ましい。 工程 4において、 前記押出機内で、 カルボン酸、 ホウ素化合 物、 リン酸化合物、 アル力リ金属塩およびアル力リ土類金属塩から選ばれる少な くとも 1種の添加剤を添加することも好ましい。 工程 2において切断して得られ た前記ペレットを、 カルボン酸、 ホウ素化合物、 リン酸化合物、 アルカリ金属塩 およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも 1種の添加剤を含有する水溶 液に浸潰し、ペレツトに前記添加剤を添加してから工程 3の前記乾燥機に供給し、 さらに、 工程 4において、 前記押出機内で、 カルボン酸、 ホウ素化合物、 リン酸 化合物、 アル力リ金属塩およびアル力リ土類金属塩から選ばれる少なくとも 1種 の添加剤を添加することも好ましい。 また、 工程 5において、 押出機から吐出さ れた E V O Hを冷却してから切断することも好ましい。 第 2の発明は、 E V OH 1 0 0重量部に対し、 沸点が 1 0 0 °C以下のアルコー ルを 5 0重量部以上含有する E VOH溶液を装置に導入し、 前記装置内で水と接 触させて前記アルコールを水とともに導出し、 EVOH100重量部に対し、 前 記アルコールを 0〜10重量部、 水を 10〜1000重量部含有する EVOH含 水組成物を前記装置から導出する工程;及び
前記 EVOH含水組成物を、 炭酸ガスを含有する水溶液と接触させる工程; を有することを特徴とする EVOH樹脂の製造方法である。
これにより、 作業環境、 周辺環境を悪化させることなく効率的にアルコ一ルを 除去することができ、 しかも周辺環境に酢酸等のカルボン酸を排出することのな い、 環境に配慮した EVOH樹脂の製造方法が提供される。 また、 カルボン酸の 代わりに炭酸ガスを含有する水溶液と接触させることによって、 得られる EVO H樹脂の溶融安定性が向上し、 ロングラン性が改善される。
このとき、 前記装置から導出されたエチレン一ビニルアルコール共重合体含水 組成物を切断してエチレン一ビニルアルコール共重合体含水組成物ペレツトを得 てから、 該エチレン一ビエルアルコール共重合体含水組成物ペレツトを前記炭酸 ガスを含有する水溶液と接触させることが好ましい。 前記炭酸ガスを含有する水 溶液が、 さらにホウ素化合物、 リン酸化合物、 アルカリ金属塩およびアルカリ土 類金属塩から選ばれる少なくとも 1種の添加剤を含有することも好ましい。また、 前記炭酸ガスを含有する水溶液と接触させたエチレン一ビニルアルコール共重合 体含水組成物を、 押出機内で溶融混練する工程を有することも好ましい。 第 3の発明は、 EVOHを、 炭酸ガスを含有する水溶液と接触させる工程;及 び
前記水溶液と接触させた EVOHを押出機内で溶融混練する工程;
を有することを特徴とする E V OH樹脂の製造方法である。
これにより、 周辺環境に酢酸等のカルボン酸を排出することのない、 環境に配 慮した EVOH樹脂の製造方法が提供される。 また、 カルボン酸の代わりに炭酸 ガスを含有する水溶液と接触させることによって、 得られる EVOH樹脂の溶融 安定性が向上し、 ロングラン性が改善される。 このとき、 エチレン—ビニルアルコール共重合体からなるペレツトを前記炭酸 ガスを含有する水溶液と接触させることが好適である。 前記炭酸ガスを含有する 水溶液が、 さらにホウ素化合物、 リン酸化合物、 アルカリ金属塩およびアルカリ 土類金属塩から選ばれる少なくとも 1種の添加剤を含有することも好適である。 前記押出機内で、 ホウ素化合物、 リン酸化合物、 アルカリ金属塩およびアルカリ 土類金属塩から選ばれる少なくとも 1種の添加剤を添加することも好適である。 また、 前記押出機から吐出されたエチレン一ビニルアルコール共重合体を切断し て、 エチレン一ビニルアルコール共重合体ペレツトを得ることも好適である。 以下に、 本発明を詳細に説明する。
第 1の発明は、 アルコールを含有する EVOH溶液を装置に導入し、 装置内で 水と接触させてアルコールを水とともに導出して EVOH含水組成物を前記装置 から導出する工程(工程 1)、導出された EVOH含水組成物を切断して EVOH 含水組成物ペレツトを得る工程(工程 2)、得られた EVOH含水組成物ペレツト を乾燥機に導入して含水率を低下させる工程(工程 3)、含水率を低下させたペレ ットを押出機内で溶融混練する工程(工程 4)、及び押出機から吐出された EVO Hを切断して EVOHペレットを得る工程 (工程 5) を有する EVOHペレット の製造方法に関する。
本発明に用いられる EVOHは、 通常、 エチレン一ビニルエステル共重合体を ケン化して得られる。 エチレン含有量は通常 3〜70モル%であり、 ガスバリア 性と溶融成形性に優れた成形物を得るという観点からは、 好適には 10〜60モ ル%、 さらに好適には 20〜 55モル%、 最適には 25〜 55モル%である。 さ らに、 ビニルエステル成分のケン化度は通常 80モル%以上であり、 ガスバリア 性に優れた成形物を得るという観点からは、 好ましくは 95モル%以上、 特に好 ましくは 99モル%以上である。 特に溶融安定性に優れたロングラン性の良好な EVOHを製造する場合には、 EVOHのケン化度が 99. 7モル%以上である ことが好ましく、 99. 8モル%以上であることがより好ましく、 99. 9モル% 以上であることがさらに好ましく、 99. 95モル%以上であることが特に好ま しい。
一方、 エチレン含有量 3〜20モル%の EVOHは、 水溶性が付与された EV OHとして好適に用いられ、 かかる EVOH水溶液はバリア性、 塗膜成形性に優 れ、 優れたコ一ト材料として用いられる。
また、 ゲン化度 80〜95モル%の EVOHは、 成形加工性を改善するために 用いられる場合がある。 かかる EVOHは単独で用いることも可能であるが、 ケ ン化度が 99モル%を超える EVOHとブレンドして用いる実施態様も好適であ る。
EVOHのエチレン含有量が 3モル%未満では一般に溶融成形性が悪く、 耐水 性、 耐熱水性、 高湿度下でのガスバリア性が低下するおそれがある。 一方、 70 モル%を超える場合は、 バリア性や印刷適性などが不足する場合が多い。 また、 ゲン化度が 80モル%未満では、 バリア性、 耐着色性、 耐湿性が不満足なものと なることが多い。
また、 エチレンと酢酸ビニルを共重合する際に、 その他の脂肪酸ビニルエステ ル (プロピオン酸ビニル、 ピバリン酸ビエルなど) も併用することもできる。 ま た、 EVOHは共重合成分としてビエルシラン化合物 0. 0002〜0. 2モル% を含有することができる。 ここで、 ビニルシラン系化合物としては、 たとえば、 ビニルトリメトキシシラン、 ビニルトリエトキシシラン、 ビニルトリ (/3 -メト キシ一エトキシ) シラン、 T—メ夕クリルォキシプロピルメトキシシランが挙げ られる。 なかでも、 ビニルトリメトキシシラン、 ビニルトリエトキシシランが好 適に用いられる。
以下に EVOHの製造方法を具体的に説明する。 エチレンと酢酸ビュルの重合 は溶液重合に限るものではなく、 溶液重合、 懸濁重合、 乳化重合、 バルク重合の いずれであっても良く、 また連続式、 回分式のいずれであってもよく、 溶液重合 の場合の重合条件は次の通りである。
溶媒;アルコール類が好ましいが、 その他エチレン、 酢酸ビニル及びエチレン —酢酸ビニル共重合体を溶解し得る有機溶剤 (ジメチルスルホキシドなど) を用 いることができる。アルコール類としてはメチルアルコール、エチルアルコール、 プロピルアルコール、 n—ブチルアルコール、 t一ブチルアルコール等を用いる ことができ、 特にメチルアルコールが好ましい。
触媒; 2, 2—ァゾビスイソプチロニトリル、 2, 2—ァゾビス一 (2, 4一 ジメチルバレロニトリル)、 2 , 2—ァゾビス一 (4ーメチルー 2, 4ージメチル バレロ二トリル)、 2 , 2—ァゾビス— (4—メトキシ一 2 , 4—ジメチルバレロ 二トリル)、 2 , 2—ァゾビス— (2—シクロプロピルプロピオ二トリル)等のァ ゾニトリル系開始剤及びイソプチリルパーォキサイド、 クミルパーォキシネオデ カノエイト、 ジイソプロピルパ一ォキシ力一ポネート、 ジ— n—プロピルバーオ キシジカーボネート、 tーブチルバ一ォキシネオデカノエイト、 ラウロイルパ一 オキサイド、 ベンゾィルパーオキサイド、 t一ブチルハイド口パーオキサイド等 の有機過酸化物系開始剤等を用いることができる。
温度; 2 0〜 9 0 °C、 好ましくは 4 0 °C〜 7 0 °C。
時間 (連続式の場合は平均滞留時間); 2〜 1 5時間、好ましくは 3〜 1 1時間。 重合率;仕込みビニルエステルに対して 1 0〜 9 0 %、好ましくは 3 0〜 8 0 %。 重合後の溶液中の樹脂分; 5〜 8 5 %、 好ましくは 2 0〜 7 0 %。
共重合体中のエチレン含有率;通常 3〜 7 0モル%、 好ましくは 1 0〜 6 0モ ル%、 さらに好適には 2 0〜 5 5モル%、 最適には 2 5〜 5 5モル%。
なお、 エチレンと酢酸ビニル以外にこれらと共重合し得る単量体、 例えば、 プ ロピレン、 イソプチレン、 ひーォクテン、 ひ一ドデセン等の α—才レフイン;ァ クリル酸、 メタクリル酸、 クロトン酸、 マレイン酸、 ィタコン酸等の不飽和酸又 はその無水物、塩、あるいはモノ又はジアルキルエステル等;アクリロニトリル、 メタクリロニトリル等の二トリル類;アクリルアミド、 メタクリルアミド等のァ ミド類;エチレンスルホン酸、 ァリルスルホン酸、 メタァリルスルホン酸等のォ レフインスルホン酸又はその塩;アルキルビニルエーテル類、 ビニルケトン、 Ν 一ビニルピロリドン、 塩化ビニル、 塩ィ匕ビ二リデン等を少量共存させることも可 能である。
所定時間の重合後、 所定の重合率に達した後、 必要に応じて重合禁止剤を添加 し、 未反応のエチレンガスを蒸発除去した後、 未反応酢酸ビニルを追い出す。 ェ チレンを蒸発除去したエチレン一酢酸ビニル共重合体溶液から未反応の酢酸ピニ ルを追い出す方法としては、 例えば、 ラシヒリングを充填した塔の上部から該共 重合体溶液を一定速度で連続的に供給し、 塔下部よりメタノール等の有機溶剤蒸 気を吹き込み塔頂部よりメタノール等の有機溶剤と未反応酢酸ビニルの混合蒸気 を留出させ、 塔底部より未反応酢酸ビニルを除去した該共重合体溶液を取り出す 方法などが採用される。
未反応酢酸ビニルを除去した該共重合体溶液にアルカリ触媒を添加し、 該共重 合体中の酢酸ビニル成分をゲン化する。 ケン化方法は連続式、 回分式いずれも可 能である。 アルカリ触媒としては水酸化ナトリウム、 水酸化カリウム、 アルカリ 金属アルコラートなどが用いられる。 また、 ケン化に用いる溶媒としては、 メタ ノールが好ましい。 例えば、 ゲン化条件は次の通りである。
該共重合体溶液濃度; 1 0〜 5 0 %。
反応温度; 3 0〜1 5 0 ° (:。
触媒使用量; 0 . 0 0 5〜0 . 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); 1 0分〜 6時間。
一般に、 連続式でゲン化する場合には、 ゲン化により生成する酢酸メチルをよ り効率的に除去できるので、 回分式の場合に比べて少ない触媒量で高いケン化度 の樹脂が得られる。 また、 連続式の場合にはケン化により生成する E V OHの析 出を防ぐため、 より高い温度でケン化する必要がある。 したがって、 連続式では 下記の範囲の反応温度及び触媒量とすることが好ましい。
反応温度; 7 0〜1 5 0 °C。
触媒使用量; 0 · 0 0 5〜0 . 1当量 (酢酸ビニル成分当り)。
得られる E V OHのケン化度は目的により異なるが好ましくは酢酸ビニル成分 の 8 0モル%以上、 より好ましくは 9 5モル%以上、 更に好ましくは 9 8モル% 以上、 特に好ましくは 99モル%以上である。 ケン化度は条件によって任意に調 整できる。
前述のように、 特に溶融安定性に優れたロングラン性の良好な E V〇 Hペレツ トを製造する場合には、 EVOHのゲン化度が 99. 7モル%以上であることが 好ましく、 99. 8モル%以上であることがより好ましく、 99. 9モル%以上 であることがさらに好ましく、 99. 95モル%以上であることが特に好ましい が、 このような EVOHを得るためにはケン化条件をさらに以下のように調整す ることが好ましい。
ケン化度 99. 9モル%以上の高いケン化度の EVOHを得る方法としては、 連続式が好ましい。 連続式で高いケン化度を得る方法としては、 例えば、 ケン化 反応塔の複数箇所から触媒を添加する方法、 触媒使用量を多くする方法、 ケン化 反応塔の下部から吹き込むメタノールの量を多くする方法などが挙げられる。 ま た、 回分式でケン化度 99. 9モル%以上の高いゲン化度の EVOHを得る方法 としては、 例えば、 触媒を複数回に分けて添加する方法、 触媒使用量を多くする 方法、 ゲン化反応槽にメタノール蒸気あるいは窒素ガスを吹き込む量を多くする 方法などが挙げられる。
こうして得られた EVOH溶液は通常 EVOH 100重量部に対して沸点が 1
00°C以下のアルコールを 50重量部以上含有する。 アルコールの含有量は好適 には 70重量部以上であり、 より好適には 80重量部以上である。 またアルコ一 ルの含有量は好適には 1000重量部以下であり、 より好適には 500重量部以 下である。 アルコールの含有量をこの範囲とすることで、 EVOH溶液の流動性 が確保されるとともに、 効率のよい樹脂製造が可能である。 アルコールは好適に はメタノールである。
なお、 上記ケン化後の EVOH溶液はアルコール溶液のみならず、 必要に応じ て水などの他の溶媒を添加した混合溶媒の溶液であっても構わない。 水を加える 方法としては、 前述の特開平 11一 90927号に記載された方法などを挙げる ことができる。 本発明の工程 1は、 例えば上記のようにして得られた、 EVOH100重量部 に対し、 沸点が 100°C以下のアルコールを 50重量部以上含有する EVOH溶 液を装置に導入し、 前記装置内で水と接触させて前記アルコールを水とともに導 出し、 EVOH 100重量部に対し、 前記アルコールを 0〜10重量部、 水を 1 0〜1000重量部含有する EVOH含水組成物を前記装置から導出する工程で ある。
上記装置は特に限定されるものではな 容器の中で水と接触させてもよいし、 押出機のような混練装置の中で水と接触させてもよい。大量に処理するためには、 容器の中で水と接触させることが好ましく、 特に水蒸気と接触させることが好ま しい。
すなわち、 本発明における工程 1の好適な実施態様は、 EVOH 100重量部 に対し、 沸点が 100 以下のアルコールを 50重量部以上含有する EVOH溶 液を容器に導入し、 前記容器内で水蒸気と接触させて前記アルコールを水蒸気と ともに導出し、 EVOH 100重量部に対し、前記アルコールを 0〜10重量部、 水を 10〜1000重量部含有する EVOH含水組成物を前記容器から導出する 工程である。
容器に導入した EVOH溶液を容器内で水蒸気と接触させる方法は特に限定さ れず、 連続式、 回分式のいずれの方法によってもよい。 また、 容器の形態につい ても特に限定されるものではないが、 連続式の場合には塔型容器が、 回分式の場 合には槽型容器がそれぞれ好適である。 生産効率を考えれば工業的には連続式の 方が好ましい。 塔型容器としては、 多孔板塔、 泡鐘塔などの棚段塔、 リング型充 填物などの入った充填塔を例示することができる。
容器に導入された EVOH溶液と水蒸気とは、 アルコール除去効率の観点から 向流で接触させることが好ましい。 例えば、 塔型容器において、 EVOH溶液を 塔上部から導入し、 水蒸気を塔下部から導入して前記溶液と向流接触させ、 EV O H含水組成物を塔下部から導出し、 アルコールを水蒸気とともに塔上部から導 出する方法などを好適な実施態様として挙げることができる。 塔上部から導出さ れたアルコール蒸気と水蒸気は凝縮器で凝縮し、アルコール水溶液として回収し、 必要に応じ精製して再使用することができる。
水蒸気の導入量は、 少なすぎるとアルコールの除去効率が悪く、 逆に多すぎる とコスト面で不利となるので、 EVOH溶液の導入量に対して重量比で表示して 0. 3〜30倍であることが好ましく、 より好適には 0. 5〜10倍、 さらに好 適には 0. 7〜5倍である。 EVOH溶液と接触させる水蒸気は、 水蒸気 100 重量部に対して 10重量部以下のアルコールを含んでいても構わないが、 効率よ くアルコールを除去するためには、 水蒸気中にアルコールを含まないことが好ま しい。
容器内の温度は 100〜150°Cであることが好ましい。 容器内の温度が 10 0°C未満の場合には、 EVOH含水組成物の流動性が不十分となり、 容器内でゲ ル化したり、 閉塞を起こしたりするおそれがある。 より好適には 110 C以上で あり、 さらに好適には 120°C以上である。 一方、 容器内の温度が 150°Cを超 える場合には、 EVOHが劣化する場合がある。 より好適には 140°C以下であ る。
また、 容器内の圧力は、 あまり低いとアルコールの除去効率が悪く、 また、 あ まり高いと容器内の EVOH溶液の温度が上昇して EVOHの熱劣化が生じやす くなるため、 好ましくは 1〜6 k gZcn^ より好ましくは 1. 5〜5 kg//c m2、 さらにより好ましくは 2〜4 k g/cm2である。
この場合において、 EVOH溶液は容器内で水蒸気と直接接触し、 アルコール の含有量が徐々に減少するが、 その間 EVOHは膨潤したペースト状であり、 流 動性を保ったままゲル化することなく容器から導出することが可能である。
EVOHは、 常圧下、 例えば 60〜70°C程度の温度のメタノール/水混合溶 媒に溶解するが、 溶媒が水のみの場合には常圧下では溶解しない。 ところが、 例 えば 100°C以上の温度の加圧水蒸気の存在下においては、 EVOHが実質的に 水だけを含んだ状態であっても、 流動性を保つことができることが見出された。 その結果、例えば塔型の容器などを用いて連続的に処理することも容易となった。 装置から導出される E V OH含水組成物は、 E V OH 1 0 0重量部に対し、 前 記アルコールを 0〜1 0重量部、水を 1 0〜1 0 0 0重量部含有するものであり、 流動状態で当該容器から導出される。 E VOH含水組成物中のアルコールの含有 量は、 好適には 0〜 5重量部、 より好適には 0〜 1重量部、 さらに好適には 0〜 0 . 1重量部である。 アルコールの含有量が少ないことにより、 析出などの後ェ 程でメタノールの揮散を防止することができ、 作業環境および周辺環境の保全が 可能となる。 またケン化触媒残渣などの洗浄時に、 洗浄液の温度を上昇させても ペレットが相互に膠着しにくくなるので、 洗浄温度を上げることができ、 結果と して洗浄速度を上げることも可能となる。
また、 E V OH含水組成物中の水の含有量は 1 0〜1 0 0 0重量部である。 水 の含有量が 1 0重量部未満では、 容器内での流動性が不足する。 好適には 3 0重 量部以上であり、 さらに好適には 5 0重量部以上である。 一方、 水の含有量が 1 0 0 0重量部を超えると、 ストランド状に析出させる場合に安定に析出すること が困難になり、 また、 溶融状態で切断する場合にも切断後のペレットが相互に融 着したり形状が不均質になったりする問題が生じる。 好適には 5 0 0重量部以下 であり、 さらに好適には 2 0 0重量部以下である。
こうして得られた E VOH含水組成物は、 通常、 金属換算で 0 . 1〜5重量% のアルカリ金属塩の他、 副生塩類、 その他不純物などを含有する。
本発明では、 工程 1で前記装置から導出された E V 0 H含水組成物を切断して E V OH含水組成物ペレットを得る工程 (工程 2 ) を有する。 切断する方法は特 に限定されず、 例えば、 溶融状態で直接切断する方法や、 溶融状態の E V OH含 水組成物を凝固液中にストランド状に押出して凝固させてから切断する方法など を挙げることができる。
上記 E V O H含水組成物を溶融状態で直接切断する場合、 容器から導出された E V OH含水組成物を切断する方法としては、 ホットカット方式または水中カツ ト方式が好適なものとして例示される。 ペレツトの取扱いの容易性の観点から、 ノズルの口径は 2〜 5 mm φ ( φは直径。 以下同じ) が好適である。 ホットカツ ト方式で使用されるホットカッターの一例を第 1図に示す。 1は E V 0 H含水組 成物の供給口、 2はダイ、 3は回転刃、 4は回転軸、 5はカツ夕一箱、 6は冷却 水供給口、 7は冷却水、 8は水膜、 9はペレット排出口、 1 0は冷却水およびべ レツ卜でめる。
E V O H含水組成物中の水分が多いと、 E V 0 H含水組成物から水分が分離し、 かかる分離水がノズルから排出されるために、 安定したカツ卜が困難になること がある。 従って、 ストランドを切断する場合と同様、 E V OH中の水分をあらか じめニーダなどで減少させた後に、ノズルから吐出して切断することが好ましい。 ここで、 二一ダとは、 液の排出口を設けたシリンダーとそれに装着するスクリュ 一から構成されたものをいう。
このように溶融状態で切断する方法は、 ストランドを切断する方法と比べて、 ストランドを安定的に形成できる引き取り速度を考慮する必要がないので、 生産 性に優れる。 例えばエチレン含有量が低い E V OHのようにストランドの形成が 容易ではない場合であっても、 溶融状態で切断することにより E V O H含水組成 物ペレットの製造が容易である。 溶融状態で切断されたペレットは、 形状が若干 不揃いになる傾向があるが、 本発明においては工程 4及び 5において、 押出機内 で溶融混練してから切断して再度ペレツト化するので、 この段階では不揃いであ つてもよく、 むしろ生産性を優先して溶融状態で切断することが好ましい。
ストランド状に押出して凝固させてから切断する場合、 容器から導出された E VOH含水組成物は、 ノズルから凝固液中に押出して、 所望の径のストランドと する。 このとき E V OH含水組成物の含水率が高すぎると、 E V OH含水組成物 から水分が分離し、 かかる分離水がノズルから排出されるために、 連続したスト ランドを得ることが困難になることがある。 従って、 E V O H中の水分をあらか じめ二一ダなどで減少させた後にノズルから押出し、 ストランド状に凝固させる のが好ましい。
上記凝固液には、 水が用いられるが、 少量のアルコールが含まれていても構わ ない。 E V OHのメタノール溶液またはメタノール/水混合溶液を凝固液中に押 出していた従来の方法では、 吐出したストランドが析出する前に凝固浴中で浮き 上がるのを防止するために、 凝固液にメタノールを配合して凝固液の比重を小さ くする必要があつたが、 本発明では凝固速度が速いためアルコールを含まない水 を凝固浴に用いることができ、作業環境および周辺環境の保全の点で優れている。 凝固液の温度は 0〜 5 0 °Cであることが好ましく、 押出す際の溶融状態の E V 〇H含水組成物の温度は 1 0 0〜1 5 0 °Cであることが好ましい。 この温度差に よって、 E V OH含水組成物を短時間で凝固させることができる。 凝固液の温度 はより好適には 0〜3 0 °Cである。 また、 溶融状態の E V OH含水組成物の温度 は、 より好適には 1 1 0〜1 4 0 °Cである。 凝固したストランドは、 カッターで 切断してペレットにする。 カツ夕一としてはストランドカツ夕一が好適に用いら れる。
得られた E V O H含水組成物ペレツトの含水率は、 2 0〜5 0重量%であるこ とが好適である。 ニーダなどを用いて含水率を減少させても、 2 0重量%未満に まで減少させる事は困難であり、通常は 2 5重量%以上である。また、 5 0重量% を超える場合には乾燥の効率が低下するおそれがあり、 より好適には 4 5重量% 以下である。
こうして得られた E V OH含水組成物ペレツトは、 通常ケン化触媒残渣である アルカリ金属塩、 例えば酢酸ナトリウムを含んでおり、 そのために着色などの問 題が生じるため、 洗浄液に浸漬してゲン化触媒残渣を除去することが好ましい。 E V OH含水組成物ペレットは、 多孔質の形状を有しているため、 洗浄効率が良 好であるので、 工程 2の後で洗浄操作を施してから、 工程 3以降の操作に供する ことが好ましい。工程 3以降の操作の後で洗浄する場合には洗浄効率が低下する。 通常、 洗浄前の含水ペレツトのアルカリ金属塩含有量はアルカリ金属換算で 1 0 0〜; L 0 0 0 0 ^ m o 1 (E V OH重量当り) 程度である。 洗浄方法は特に 限定されないが、 水で洗浄する方法が好適である。 このとき洗浄液として使用す る水は、 アルカリ金属イオンを効率的に除去するために、 酢酸などの酸の水溶液 であってもよい。 また、 水による洗浄と酸による洗浄を併用して、 効率的にゲン 化触媒残渣の含有量を減少させることも好ましい。
洗浄温度は、 通常 0〜95°Cの範囲が採用される。 洗浄効率向上の観点からは 洗浄温度は高い方が好ましいが、 あまり温度が高すぎると含水ペレツト同士の融 着が発生するため好ましくない。洗浄温度の下限値は好適には 20で以上である。 また、 洗浄温度の上限値は好適には 70°C以下である。
洗浄後の含水ペレツトのアルカリ金属含有量をアルカリ金属換算で 0〜 50 mo 1 /g (EVOH重量当り) まで減少させることが好適である。 アルカリ金 属含有量の上限は、 より好ましくは 40 mo 1 Zgであり、 さらに好ましくは 30 nmo 1 Zgであり、 特に好ましくは 20 umo 1 /gである。
含水ペレットを洗浄する方法は特に限定されるものではなく、 回分式処理容器 又は連続式処理容器のいずれも使用可能である。 中でも、 塔式容器内で連続的に 含水ペレットを供給して処理する方法が、 生産性の観点から好適である。
EVOHペレツトには、熱安定性などの品質を向上させるために、カルボン酸、 ホウ素化合物、 リン酸化合物、 アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩からな る群から選ばれる少なくとも 1種の添加剤を添加することが好ましい。
洗浄操作後に上記添加剤を含有させてから、 工程 3の乾燥機に導入することが 好ましい。 乾燥機に導入する前にこれらの添加剤を含有させておくことで、 乾燥 機中で加熱されたときの熱劣化を効果的に防止することができる。 特に添加剤と してカリウム塩を添加する場合には、 EVOHペレツト中に残存するケン化触媒 残渣であるナトリウム塩との間で金属イオンの交換が起こり、 EVOHペレット 中のナトリゥム塩が効率的に除去されるので、 乾燥操作や溶融混練操作における 熱劣化をより効果的に防ぐことができる。 また、 工程 2で得られた EVOH含水 組成物ペレツ卜は多孔質であるため、 上記添加剤を効率よく含 させることがで さる。
上記添加剤の添加方法に特に制限はなく、 公知の方法が採用できる。 前記添加 剤を含む水溶液に EVOH含水組成物ペレットを浸漬させて、 これらを吸着させ る方法が好適である。 以下、 これらの添加剤について、 その種類、 EVOH中の 含有量及び添加剤を含む水溶液に含水ペレツトを浸漬する場合の水溶液中の濃度 について説明する。
カルボン酸としては、 シユウ酸、 コハク酸、 安息香酸、 クェン酸、 酢酸、 プロ ピオン酸、 乳酸などが例示される。 これらの中でも、 コスト、 入手の容易さなど の面から、 酢酸が好ましい。 本発明の乾燥後の EVOHペレット中のカルボン酸 の含有量は、 あまり少ないと溶融成形時に着色が発生することがあり、 また、 あ まり多いと層間接着性が不十分となることがあるので、 0. 1〜50 ΠΙΟ 1Ζ gが好ましい。 カルボン酸の含有量の下限は好適には 0. 5 ^mo l/g以上で あり、 より好適には 0. 8 //mo 1 /g以上である。 また、 カルボン酸の含有量 の上限は好適には 20 mo 1 /g以下であり、 より好適には 10 //mo 1 /g 以下である。
EVOH含水組成物ペレツトを浸漬する水溶液中のカルボン酸の濃度が 0. 0 5〜50mmo 1 ZLであることが、 適当な量のカルボン酸を乾燥 E VOHペレ ット中に含有させることができて好適である。 カルボン酸の濃度の下限値は、 よ り好適には 0. lmmo 1 /L以上であり、 さらに好適には 0. 5mmo l/L 以上である。 またその上限値は、 より好適には 3 Ommo 1ZL以下であり、 さ らに好適には 15mmo 1 /L以下である。 50 mmo 1 /Lを超えると、 EV 〇Hがゲル化しやすく、 成形品の外観が悪化するおそれがある。
EVOH含水組成物ペレツトを、 上述のようにカルボン酸を含有する水溶液と 接触させる代わりに、 炭酸ガスを含有する水溶液と接触させることもできる。 そ の場合には、 接触させた後の含水ペレットを乾燥させる際に酢酸等のカルボン酸 が大気中に放出されることがなく、 周辺環境及び作業環境に悪影響を及ぼしにく レ^ また、 本発明では、 当該水溶液と接触させた後の EVOH含水組成物ペレツ トを、 工程 3において乾燥機中で乾燥させるが、 その乾燥速度が早いことが特徴 の一つである。 水分が揮発しやすい本発明の EVOH含水組成物ペレットの水分 を低下させる際には、 同時に酢酸等のカルボン酸も揮発しやすい。 このため、 E VOH含水組成物ペレツ卜にカルボン酸を含有させる場合には、 最終的な含有量 を制御しにくくなるおそれがある。 環境保護の面からも、 最終的な含有量の制御 の面からも、 本発明の製法においては、 カルボン酸を含有する水溶液と接触させ る代わりに、 炭酸ガスを含有する水溶液と接触させることが好ましい。
炭酸ガスを含有する水溶液と接触させる際の、 前記水溶液の含有する炭酸ガス の量は特に限定されるものではなく、 適宜調整されるものであるが、 空気中に存 在する炭酸ガスが自然に溶解するような程度の量よりも多い量を溶解させる必要 がある。 水溶液中の炭酸ガスの濃度 (遊離の二酸化炭素と炭酸の合計) は好適に は、 0. 5mmo l/L以上で、 より好適には 2 mm o 1 /L以上、 さらに好ま しくは 10mm o 1/L以上の範囲である。 また炭酸ガスの溶解度を上げるため に、 1. 5〜10気圧程度の加圧条件下で処理を行なっても良い。
前記添加剤及び炭酸ガスを含有する水溶液の pHは、 3. 5〜6. 5であるこ とが好適である。 一定量以上の炭酸ガスを含有することで、 このような酸性の水 溶液にすることができる。 pHの値はより好適には 3. 8以上であり、 さらに好 適には 4以上である。 また pHの値はより好適には 6以下であり、 さらに好適に は 5. 7以下であり、 最適には 5. 5以下である。
前記添加剤及び炭酸ガスを含有する水溶液の調整方法は特に限定されない。 予 め炭酸ガスを溶解させた水溶液の中に、 前記添加剤を添加しても良い。 逆に、 前 記添加剤を予め溶解させた水溶液の中に炭酸ガスを溶解させても良い。 また、 そ れぞれの水溶液を予め作成しておいて、 それを混合しても構わない。 また、 上述 のようにカルボン酸の代わりに炭酸ガスを含有する水溶液を使用する場合には、 前記水溶液は、 力ルポン酸又はその塩を含有しないことが望ましい。
EVOH含水組成物ペレツトを、炭酸ガスを含有する水溶液と接触させる場合、 本発明の製造方法で得られる乾燥 EVOHペレツトが、 95°Cの水に 10時間浸 漬処理して抽出されるカルボン酸根 (C 1) を 0〜2 mo lZg含有すること が好ましい。 95 °Cの水で 10時間浸漬処理することで、 EVOH樹脂中に含ま れているカルボン酸とカルボン酸塩の大部分が抽出されると想定されるので、 力 ルボン酸根 (C 1) は、 これらの合計含有量にほぼ対応する数値が示されている ものである。 すなわち、 カルボン酸及びカルボン酸塩の含有量が極めて少ない E VOHペレットが好適である。 カルボン酸根 (C 1) の含有量は好適には 1. 5 mo l/g以下であり、 より好適には 1 mo 1 /g以下であり、 さらに好適 には 0. 5 zmo l/gである。
またそのとき、 本発明の製造方法で得られる乾燥 EVOHペレットが、 95°C の 0. 05規定水酸化ナトリウム水溶液に 10時間浸漬処理して抽出されるカル ボン酸根(C2)を 0〜40 mo 1 Zg含有することが好ましい。 95°Cの 0. 05規定水酸化ナトリウム水溶液に 10時間浸漬処理することにより、 EVOH 樹脂中に含まれているカルボン酸とカルボン酸塩の大部分が抽出されるのみなら ず、 EVOH榭脂中に残存する未ゲン化のカルボン酸エステル基の大部分におい てケン化反応が進行し、 加水分解生成物であるカルボン酸根が遊離、 抽出される ものである。 すなわち、 カルボン酸、 カルボン酸塩、 カルボン酸エステル基の合 計含有量の少ない EVOHペレットが好適である。 カルボン酸根 (C2) の含有 量は好適には 20 xmo 1 Zg以下であり、 より好適には 10 mo 1 Zg以下 であり、 さらに好適には 5 mo 1 Zg以下であり、 最適には 2 mo 1 で ある。
EVOH樹脂の溶融成形時においては、 通常 200°C以上の温度になることか ら、 その温度においては多くの化学反応が進行し得る。 EVOH榭脂に含有され るカルボン酸エステル基は、 水と反応して加水分解されてカルボン酸を遊離した り、 カルボン酸やカルボン酸塩とエステル交換反応を feこりすることが考えら れる。 また、 カルボン酸やカルボン酸塩が EVOHの水酸基と反応してカルボン 酸エステル基を生成したり、 カルボン酸エステル基とエステル交換反応を行つた りすることが考えられる。つまり、溶融成形、特に長時間の溶融成形においては、 このような加熱溶融時における溶融樹脂内での化学反応を無視することができな い。
カルボン酸の代わりに炭酸ガスを含有する水溶液を使用するのは、 この点に着 目したものであり、 相互に変換しえるカルボン酸、 カルボン酸塩及びカルボン酸 エステルの含有量の合計量をもって、 EVOH樹脂の溶融安定性改善と臭気発生 防止を図ろうとするものである。 当初から遊離した形である 95°Cの水に 10時 間浸漬処理して抽出されるカルボン酸根 (C 1) の量を極めて少なくし、 加熱溶 融条件下で遊離しうるものも含めた量である 95°Cの 0. 05規定水酸化ナトリ ゥム水溶液に 10時間浸漬処理して抽出されるカルボン酸根 (C2) の量を一定 値以下にすることで、 極めてロングラン性に優れた EVOHペレットを提供でき るのである。
本発明の製造方法で得られる EVOHペレツ卜が、 アルカリ金属塩を含有する ことが、 層間接着性及びロングラン性を確保する点から好ましい。 アルカリ金属 塩のカチオン種は特に限定されない。 リチウム塩、 ナトリウム塩、 カリウム塩、 ルビジウム塩及びセシウム塩から選択されるが、 ナトリゥム塩及び力リゥム塩が 好適であり、 カリウム塩が特に好適である。 カリウム塩を使用することで、 層間 接着性及びロングラン性がともに優れた EVOHペレツトが得られる。 アルカリ 金属塩のァニオン種も特に限定されない。 炭酸塩、 炭酸水素塩、 リン酸塩、 リン 酸水素塩、 水酸化物、 カルボン酸塩等として添加することができ、 中でも、 炭酸 塩、 炭酸水素塩及び水酸化物として添加することが好ましい。 また、 下記に示す ように、 ホウ酸塩として添加することも好ましい。
乾燥後の EVOHペレツト中のアルカリ金属塩の含有量は、 アルカリ金属換算 で 0. 1〜20 ^mo 1 /gであることが好ましい。 アルカリ金属塩を含有する ことで、 層間接着性、 溶融時の耐着色性及びロングラン性が改善される。 含有量 が 0. 1 mo lZg未満では層間接着性、 溶融時の耐着色性あるいはロングラ ン性が不十分になることがあり、 20 ^mo 1 /gを超えると溶融時の耐着色性 が不十分になることがある。 0. 1〜0. 3 mo 1 Zgの範囲では溶融時の耐 着色性及びロングラン性は比較的良好であるが、 他の樹脂との多層構成で使用す る場合、 通常の酸無水物変性の接着性樹脂では接着強度は不十分となる場合があ る。 アルカリ金属塩の含有量の下限はより好適には 0. 3 zmo l/g以上であ り、 さらに好適には 0. 5 ^mo lZg以上である。 アルカリ金属塩の含有量の 上限はより好適には 15 mo 1/g以下であり、 さらに好適には 10 mo 1 /g以下であり、 特に好適には 8 //mo 1/g以下である。
E VOH含水組成物ペレツ卜を浸漬する水溶液中のアル力リ金属塩の含有量の 好適な範囲は含水ペレットの含水率の影響を受けるが、 一般に 0. 05〜40m mo 1 ZLであることが好ましい。 前記水溶液のアルカリ金属塩の含有量のより 好適な下限は 0. lmmo lである。 また、 より好適な上限は 2 Ommo 1 /L である。
本発明の製造方法で得られる EVOHペレツトが、 ホウ素化合物を含有するこ とが、 溶融成形時のロングラン性をより改善できて好ましい。 ホウ素化合物とし ては、ホウ酸類、ホウ酸エステル、ホウ酸塩、水素化ホウ素類等が挙げられるが、 これらに限定されない。 具体的には、 ホウ酸類としては、 オルトホウ酸、 メ夕ホ ゥ酸、 四ホウ酸などが挙げられ、 ホウ酸エステルとしてはホウ酸トリエチル、 ホ ゥ酸トリメチルなどが挙げられ、 ホウ酸塩としては上記の各種ホウ酸類のアル力 リ金属塩、 アルカリ土類金属塩、 ホウ砂などが挙げられる。 これらの化合物の中 でもオルトホウ酸 (以下、 単にホウ酸と表示する場合がある) が好ましい。
乾燥後の EVOHペレツト中のホウ素化合物の含有量は、 あまり少ないと熱安 定性の改善効果が少なく、 また、 あまり多いとゲル化して成形性不良となること があるので、 その含有量は、 ホウ素元素換算値で 1〜200 mo 1 Zgである ことが好適である。 2 mo 1 以上であることがより好適であり、 3 mo 1 /g以上であることがさらに好適である。 また 150 mo 1 /g以下である ことがより好適であり、 100 xmo 1 Zg以下であることがさらに好適である。
EVOH含水組成物ペレツトを浸漬する水溶液中のホウ素化合物の濃度がホウ 素元素換算で 0. 1〜5 Ommo 1/Lであることが、 適当な量のホウ素化合物 を乾燥 EVOHペレツト中に含有させることができて好適である。 ホウ素化合物 の濃度の下限値は、 より好適には 0. 5mmo 1ZL以上であり、 さらに好適に は Immo 1/L以上である。 またその上限値は、 より好適には 40 mmo 1 / L以下であり、 さらに好適には 3 Ommo 1 ZL以下である。 50mmo l/L を超えると、 EV OHがゲル化しやすく、成形品の外観が悪化するおそれがある。 本発明の製造方法で得られる EVOHペレツトが、 リン酸化合物を含有してい ることも好ましい。 適当な量を添加することで、 得られる EVOHペレットを溶 融成形した際の成形物の着色及びゲル ·ブッの発生を抑制することが可能な場合 がある。 リン酸化合物としては、 リン酸、 亜リン酸などの各種の酸やその塩など が例示される。 リン酸塩としては第一リン酸塩、 第二リン酸塩、 第三リン酸塩の いずれの形で含まれていてもよく、 そのカチオン種も特に限定されるものではな いが、 アルカリ金属塩であることが好ましい。 中でもリン酸二水素ナトリウム、 リン酸二水素カリウム、 リン酸水素ニナトリウム、 リン酸水素二カリウムの形で リン酸化合物を添加することが好ましい。
リン酸化合物の添加は任意であるが、 乾燥後の EVOHペレツト中のリン酸ィ匕 合物の含有量は、 リン酸根換算で 0〜 5 mo 1 Zgであることが好適である。 すなわち、 リン酸根含有量 (D 1) は、 5 mo lZg以下であることが好適で あり、 4 mo 1 Zg以下であることがより好適であり、 3 mo l/g以下で あることがさらに好適であり、 最適には 1. 5 mo 1 /g以下である。 一方、 リン酸根含有量 (P1) は、 好適には 0. 05 mo 1/g以上であり、 より好 適には 0. 1 mo 1 Zg以上であり、 さらに好適には 0. 1 5 molZg以 上であり、 最適には 0. 2 mo 1/g以上である。 添加する場合の含水ペレツ トを浸漬する水溶液中のリン酸化合物の濃度はリン酸根換算で 0〜1 Ommo 1 /Lの範囲が適当であり、 より好ましくは 0〜5mmo 1 の範囲である。
EVOH含水組成物ペレットを、 炭酸ガスを含有する水溶液と接触させて、 し かもリン酸化合物を添加する場合には、 本発明で製造される EVOHペレットを 溶融成形して得られる溶融成型品において、リン酸根換算でのリン酸根含有量 (D 1 : mo 1 /g) と、 リン元素含有量 (D2 : umo \ / g) との比 (D 1ノ D2) が 0. 4以下であることが好ましい。
ここで、 リン酸根含有量 (D 1) は、 溶融成形品を水溶液中に浸漬し、 抽出さ れるリン酸化合物の量である。 すわわち、 リン酸又はその塩として榭脂組成物中 に含有されていて、 水溶液によって抽出されることの可能なリン酸化合物の量を 示すものである。 一方、 リン元素含有量 (D2) は、 例えば、 溶融成形品を完全 燃焼させた灰分を溶解させた水溶液中に含まれるリン元素の量を発光分析して得 られる値である。 すなわち、 水溶液中の抽出操作によって抽出されるもののみな らず、溶融成形品に含まれている全リン元素を定量するものである。したがって、 比 (D 1ZD2) が 0. 4以下であるということは、 溶融成形品に含有される全 リン元素のうちの半分以上が、 抽出不能な形で含まれているということである。 従来、 EVOHにリン酸化合物を含有させた場合においては、 樹脂組成物中に 含まれるリン酸化合物はほぼ全量が抽出可能であり、 それを溶融成形した後にお いてもほとんどのリン酸化合物を抽出することが可能であった。 したがって、 溶 融成形後においても、比(D 1/D2)は 1に近い値を示していた。これに対し、 炭酸ガスを含有する水溶液と接触させて、 しかもリン酸化合物を添加して得られ る樹脂組成物は、 水溶液に浸漬してリン酸化合物を含有させて乾燥させただけで あれば、 そのほとんどは抽出可能であるにもかかわらず、 溶融状態で加熱される ことによって、 抽出が不可能になるものである。
本発明の溶融成形品中に含まれるリン元素が、 どのような化学構造で存在して いるのかは必ずしも明らかではないが、 リン酸化合物が EVOHの水酸基と反応 してリン酸エステルを形成していることが推定される。 このように EVOHの分 子鎖に固定されることによって、 抽出が不可能になっているものと推定される。 酢酸などのカルボン酸を含有する水溶液に浸漬する代わりに、 炭酸ガスを含有す る水溶液に浸漬することで、 このような樹脂組成物が得られたのではないかと考 えられる。
こうして得られた比 (D1ZD2) が 0. 4以下である溶融成形品は、 ロング ラン性に優れている。 EVOHの分子鎖に固定されていると推定されているリン 元素が熱安定性に寄与していることも考えられる。 比 (D 1/D2) は、 好適に は 0. 35以下であり、 より好適には 0. 3以下であり、 さらに好適には 0. 2 5以下であり、 最適には 0. 2以下である。 このときのリン元素含有量 (D2) の好適な範囲は、 溶融成形する前のリン酸 根含有量 (D 1) の好適な範囲と同じである。 リン元素含有量 (D2) は、 溶融 成形の前後で実質的に変化しないからである。 好適には 5 ^mo 1/g以下であ り、 より好適には 4 mo 1/g以下であり、 さらに好適には 3 mo 1/g以 下であり、 最適には 1. 5/ mo lZg以下である。 一方、 リン元素含有量 (D 2) は、 好適には 0. 05 mo 1 /g以上であり、 より好適には 0. 1 mo 1/g以上であり、 さらに好適には 0. 15 /xmo 1 Zg以上であり、 最適には 0. 2 urno 1 Zg以上である。
本発明の製造方法で得られる EVOHペレツトが、 アルカリ土類金属塩を含有 していても良い。 用途によっては、 適当な量を添加することで、 得られる EVO Hペレットを溶融成形した際のロングラン性を改善することが可能な場合がある。 ただし、 カルボン酸を含有する代わりに炭酸ガスを含有する水溶液に EVOH含 水組成物ペレツトを接触させる場合には、 アルカリ土類金属塩は難溶性の炭酸塩 を形成しやすいため、 大量に添加するのは適当ではない。
アルカリ土類金属塩のカチオン種は特に限定されない。 マグネシウム塩、 カル シゥム塩、 バリウム塩、 ストロンチウム塩などが挙げられるが、 マグネシウム塩 とカルシウム塩が好適である。 アルカリ土類金属塩のァニオン種も特に限定され ない。 炭酸塩、 炭酸水素塩、 リン酸塩、 リン酸水素塩、 水酸化物、 カルボン酸塩 等として添加することができる。 水溶液が力ルボン酸を含有する場合には力ルポ ン酸塩として添加することが望ましい。 水溶液が炭酸ガスを含有する場合には、 炭酸塩、 炭酸水素塩及び水酸化物として添加することが好ましい。
アルカリ土類金属塩の添加は任意であるが、 乾燥後の EVOHペレツト中のァ ルカリ土類金属塩の含有量は、 アル力リ土類金属換算で 0〜10 mo l/gで あることが好適である。 5 //mo 1 Zg以下であることがより好適であり、 3 mo lZg以下であることがさらに好適である。 特に、 溶融成形時の着色の抑制 を重視する場合には、 アルカリ土類金属塩の含有量は 2 ^mo lZg以下である ことがより好適であり、 1 /zmo lZg以下であることがさらに好適であり、 実 質的に含有しないことが好ましい。
添加する場合の含水ペレットを浸漬する水溶液中のアルカリ土類金属塩の濃度 はアル力リ土類金属換算で 0〜 10 mm 01 /Lの範囲であり、 アル力リ土類金 属塩を乾燥 EVOHペレツト中に含有させることができて好適である。 またその 上限値は、 より好適には 5mmo 1 /L以下であり、 さらに好適には 3mmo l /L以下である。
EVOH含水組成物ペレツ卜に接触させる前記水溶液の温度は特に限定される ものではないが、 10~90°Cであることが好ましい。 10°C未満では、 添加剤 を含水ペレツト中に均一に含有させるのに時間がかかるおそれがあり、 90°Cを 超えると、 含水ペレット同士が融着するおそれがある。 特に、 炭酸ガスの含有す る水溶液に浸漬する場合には、 飽和溶解度が低下し、 十分な量の炭酸ガスを前記 溶液中に含有させることが困難な場合がある。 前記水溶液の温度は、 より好適に は 20°C以上であり、 さらに好適には 30°C以上である。 また、 より好適には 8 5°C以下であり、 さらに好適には 80°C以下である。 炭酸ガスの含有する水溶液 に浸漬する場合で、 70°C以上の高い温度で接触させる場合は炭酸の溶解度が少 なくなるので、 1. 5〜10気圧程度の加圧下で接触させることが好適である。
EVOH含水組成物ペレツトを前記水溶液に接触させる時間は、 含水ペレツト の形態によってその好適範囲が異なるが、 1〜10mm程度の含水ペレツ卜の場 合には 1時間以上であることが好ましく、 2時間以上であることがより好ましい。
E V〇H含水組成物ペレツトを前記水溶液に接触させる方法は特に限定されな レ^ 含水ペレットを予め水に接触させておいて、 炭酸ガスや添加剤を後から水中 に溶解させることもできるが、 予めこれらを溶解させて調整した水溶液を含水べ レットと接触させる方法が、 添加剤を均一に含有する安定した品質の EVOHぺ レツ卜が得られて好ましい。
EVOH含水組成物ペレットを前記水溶液に接触させる方式は、 バッチ方式、 連続方式のいずれによる方式も採用可能である。 連続方式においては、 例えば塔 型の容器の中で含水ペレツトを徐々に下方に移動させながら、 連続的に供給され る水溶液と接触させる方法などが、 好適なものとして挙げられる。 また、 複数の 水溶液を調製して、 複数回に分けて接触させても構わない。
なお、 ここで前記添加剤を添加する操作を行わずに、 別途工程 4において押出 機内で添加することも可能である。 また、 ここで特定の成分の添加操作を行った 上で、 さらに別途工程 4において別の成分を押出機内で添加することも可能であ る。 工程 4において添加する方法については後述する。
こうして、 必要に応じて洗浄操作および/または添加剤の添加操作を経て、 得 られた E V OH含水組成物ペレツトは工程 3の乾燥機に導入される。 工程 2で得 られた E V OH含水組成物ペレットは、 多孔質であり、 乾燥速度が速いので、 低 い乾燥温度で、 しかも短時間で乾燥することができる。
乾燥機に導入される際の E V OH含水組成物ペレツ卜の含水率は 2 0〜5 0重 量%であることが好適である。 ニーダなどを用いて含水率を減少させても、 2 0 重量%未満にまで減少させる事は困難であり、 通常は 2 5重量%以上である。 ま た、 5 0重量%を超える場合には乾燥の効率が低下するおそれがあり、 好適には 4 5重量%以下である。
工程 3で含水率を低下させた後のペレットの含水率は、 1 0重量%以下である ことが好適である。 含水率が 1 0重量%を超える場合には工程 4においてさらに 含水率を低下させることになるが、 その場合には押出機の滞留時間が長くなると ともに、押出機の長さ(L /D)も長くなつて設備コストが増大することになる。 工程 3の後の含水率は 7重量%以下であることがより好ましく、 5重量%以下で あることがさらに好ましい。 一方、 含水率が 0 . 1重量%未満になるまで乾燥さ せた場合には、 工程 3の所要時間が長くなつて生産速度が低下するとともに、 高 温で乾燥させる場合には E V OHが熱劣化するおそれもある。 工程 3の後の含水 率は 0 . 3重量%以上であることがより好ましい。
工程 3で含水率を低下させた後のペレツトの含水率を 1〜 1 0重量%、 好適に は 2〜1 0重量%とする場合には、 通常工程 4においてさらに含水率を低下させ る必要があるが、 工程 3の所要時間が短時間になって生産効率が向上するととも に、 工程 3における熱劣化を防止できて好ましい。 一方、 工程 3で含水率を低下 させた後のペレットの含水率を 0 . 1〜 1重量%、好適には 0 . 1〜0 . 8重量% とする場合には、 工程 3の所要時間が長くなる場合があるが、 工程 4においてさ らに含水率を低下させる必要が小さいので、 工程 4で使用する押出機を安価なも のにできて好ましい。 これらの実施態様は状況に応じて、 好適な方を適宜選択す ることができる。
工程 3で使用される乾燥機は特に限定されず、 熱風乾燥機などを使用すること ができる。 乾燥機は流動式乾燥機であっても静置式乾燥機であっても良く、 これ らを組み合わせて使用してもよい。 例えば、 初めに流動乾燥法で乾燥し、 引き続 いて静置乾燥法で乾燥する方法を採用することもできる。
工程 3における乾燥温度は特に限定されないが、 4 0〜 1 5 0 °Cで 0 . 1〜 1 5時間乾燥することが好ましい。 工程 2で得られる E V O H含水組成物べレット は低温でも迅速な乾燥が可能であり、 熱劣化を抑制することができる。 乾燥温度 はより好適には 1 2 0 °C以下であり、 さらに好適には 1 0 0 °C以下であり、 最適 には 9 0 °C以下である。 乾燥時間は乾燥温度や目的とする水分量によって異なる が、 より好適には 0 . 5時間以上であり、 さらに好適には 1時間以上である。 ま たより好適には 5時間以下であり、 さらに好適には 3時間以下である。 空気中で 乾燥しても良いし窒素等の不活性ガス中で乾燥しても良い。 不活性ガス中で乾燥 する場合には、 乾燥温度を高めに設定しても熱劣化が生じにくい。
工程 3で含水率を低下させたペレットは押出機に投入され、 押出機内で溶融混 練する工程 (工程 4 ) に供される。 以下、 工程 4について説明する。 使用される 押出機の種類は特に限定されず、 一軸押出機であっても二軸押出機であってもよ い。 工程 4において一定量以上の水分、 例えば 1重量%以上の水分を除去する場 合には、 二軸押出機を使用することが好ましい。 このとき、 スクリユーの回転方 向が同方向の二軸押出機や、 LZDが 1 5以上の二軸押出機を使用することがよ り好ましい。 シリンダーとしてはブロックシリンダーが好ましい。 スクリユーと しては、セグメントタイプのものが好ましい。また、工程 4においてカルボン酸、 ホウ素化合物、 リン酸化合物、 アル力リ金属塩およびアル力リ土類金属塩から選 ばれる少なくとも 1種の添加剤を添加する場合にも、 上記の二軸押出機を使用す ることが好ましい。 逆に、 工程 4において水分量を減少させる必要性が小さいと き、 例えば除去される水分量が 1重量%未満の場合には、 一軸押出機を使用する ことが好ましい。 この場合には、 設備コストの安い装置でペレット形状を整える ことができる。
ペレツトはホッパーなどから押出機内に導入することができるが、 このときホ ッパーに不活性ガスを吹き込みながらペレツトを投入することによって、 押出機 内を不活性ガス雰囲気に保つことが好ましい。 これによつて、 溶融混練中の E V OHの劣化を抑制することができる。 例えば、 得られた E V O Hのペレットを押 出成形してフィルムを製造するときに、 ダイへの樹脂の付着が少なく、 押出安定 性およびロングラン性に優れ、 得られるフィルム中のゲル状ブッゃフィッシュア ィ等の欠点を少なくすることができ、 フィルムの着色を抑制することができる。 工程 4の押出機内に導入される前の E V OHペレツトの含水率は、 工程 3のと ころで説明したように、 0 . 1〜1 0重量%であることが好ましい。 工程 4で押 出機から吐出された E V OHペレツ卜の含水率は 1重量%以下であることが好ま しく、 より好適には 0 . 5重量%以下であり、 さらに好適には 0 . 3重量%以下 である。工程 3と工程 4の両方の工程によつて効率的に乾燥するという点からは、 工程 4において溶融樹脂から水分を除去することが好ましい。 工程 4の前後にお いて含水率が 0 . 1重量%以上減少することが好ましく、 0 . 3重量%以上減少 することがより好ましく、 1重量%以上減少することがさらに好ましい。
押出機に導入される E V O Hペレツ卜の含水率が 1〜 1 0重量%である場合に は、 工程 4において一定量の水分を除去する必要があり、 押出機内にベントなど の脱水用の装置を付加する必要がある場合が多い。 一方、 押出機に導入される E V OHペレットの含水率が 0 . 1〜 1重量%である場合には、 工程 4において水 分を除去する必要がない場合もあり、 そのような場合には押出機内にベント口な どの脱水用の装置が不要な場合もある。 また、 ベント口としては減圧下に水蒸気 を除去する真空ベントや、 常圧下に水蒸気を除去するオープンベントが挙げられ る。
工程 4の押出機内における樹脂温度は、 E V 0 Hのェチレン含有量などによつ て異なるが、 1 3 0〜2 7 0 °Cであることが好ましい。 樹脂温度が 1 3 0 °C未満 の場合は、 E V OH樹脂が完全に溶融しないおそれがある。 好適には 1 6 0 °C以 上であり、 より好適には 1 8 0 以上である。 また、 樹脂温度が 2 7 0 °Cを超え る場合は、 E V OHが熱劣化を受けやすくなる。 好適には 2 5 0 °C以下であり、 より好適には 2 4 0 °C以下である。 かかる樹脂温度の調整方法は特に限定されな いが、押出機内シリンダ一の温度を好適に設定する方法が特に好ましい。ここで、 樹脂温度とは、 押出機シリンダ一に設置した温度センサーにより検出した温度を 表わし、 検出個所は押出機先端部吐出口付近である。
工程 4の押出機内でカルボン酸、 ホウ素化合物、 リン酸化合物、 アルカリ金属 塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも 1種の添加剤を添加するこ とも可能である。 前記添加剤はそれぞれ単独で添加することも可能であるが、 実 施態様に応じて複数を同時に添加してもよい。 これらの成分のそれぞれの添加効 果、 および好適な添加量は、 既に工程 2で得られた E V OH含水組成物ペレット を処理するところの記載で述べた通りである。
工程 4において前記添加剤の添加形態は特に限定されない。 押出機内に乾燥粉 末として添加する方法、 溶媒を含浸させたペースト状で添加する方法、 液体に懸 濁させた状態で添加する方法、 溶媒に溶解させて溶液として添加する方法などが 例示されるが、 添加量の制御や、 E V OH樹脂中に前記添加剤を均質に分散させ る観点からは、 前記添加剤を溶媒に溶解させて溶液として添加する方法が特に好 適である。 かかる溶媒は特に限定されないが、 前記添加剤の溶解性、 コスト的な メリット、取り扱いの容易性、作業環境の安全性などの観点から水が好適である。 また、 添加方法としては、 前記添加剤を 1箇所または 2箇所以上から押出機に添 加することが好ましい。
前記添加剤を添加する方法としては、 前述のように工程 2で得られた含水組成 物ペレットを水溶液に接触させる方法でもよいし、 工程 4において押出機内で添 加する方法でもよい。 また、 工程 2で得られたペレットを水溶液に接触させて特 定の添加剤を添加した後で、 さらに工程 4において押出機内で他の添加剤を添加 することも好ましい。
工程 2で得られたペレットを水溶液に接触させて添加剤を添加する方法は、 ぺ レット中への添加剤の分散性に優れている。 また、 この方法によってカリウム塩 を添加する場合にはゲン化触媒残渣であるナトリゥム塩をペレツトから効率的に 除去することもできる。 しかしながら、 この方法では添加量の制御が必ずしも容 易ではなく、 使用後の水溶液の廃水処理も必要となる。 一方、 工程 4において押 出機内で添加する方法は、 水溶液槽が不要であるし、 添加量を制御することも容 易である。 しかしながら、 ホウ酸などを添加する場合においては分散性が悪くな ることがある。 従って、 添加剤の性質や製造する E V OHペレットに要求される 性能などに応じて適当な添加操作を選択する必要がある。
工程 5において、 押出機から吐出された E V OH樹脂をペレツト化する方法は 特に限定されないが、 前記樹脂をダイスからス,トランド状に押出し、 冷却してか ら適切な長さにカツトする方法が例示される。 冷却方法は特に限定されないが、 水などの低温の液体に短時間接触させる方法や冷風を吹付ける方法が採用される。 水に接触させてから切断する場合には、 切断後のペレツ卜の表面に付着した水分 を除去する操作を施した方がよい場合があり、 エアブローによって付着水を除去 したり、 乾燥機中で短時間乾燥したりしてもよい。 ペレットの取り扱いの容易性 の観点から、 ダイスの口径は 2〜5 mm ci)が好適であり、 ストランドを l〜5 m m程度の長さでカツトすることが好ましい。 こうして形状の整ったペレツトを得 ることができ、 各種成形に供する際に押出し安定性に優れる。 また、 溶融状態で 切断するホットカツト方式または水中カツト方式も採用することができる。
上記の方法で得られた E V OHペレットに、 重合度、 エチレン含有量およびケ ン化度の異なる E V OHをブレンドし溶融成形することも可能である。 また、 該 トに他の各種可塑剤、 滑剤、 安定剤、 界面活性剤、 色剤、 紫外線吸収剤、 帯電防止剤、 乾燥剤、 架橋剤、 金属塩、 充填剤、 各種繊維などの補強剤などを適 量添加することも可能である。
こうして得られた EVOHペレットは、 溶融成形によりフィルム、 シート、 容 器、 パイプ、 繊維など、 各種の成形体に成形され、 各種包装用途に用いられる。 本発明で得られる EVOHペレツトは熱劣化を受けにくいので着色の少ない成形 品を得ることができる。 なかでもフィルムは、 長時間の成形を行う場合が多く、 しかもロングラン成形において問題となりやすいゲルやブッが外観上の問題とし て顕在化しやすいことから、 本発明の EVOHペレツトを使用するのに適した用 途である。 第 2の発明は、 EVOH 100重量部に対し、 沸点が 100°C以下のアルコ一 ルを 50重量部以上含有する EVOH溶液を装置に導入し、 前記装置内で水と接 触させて前記アルコールを水とともに導出し、 EVOH 100重量部に対し、 前 記アルコールを 0〜10重量部、 水を 10〜1000重量部含有する EVOH含 水組成物を前記装置から導出する工程;及び
前記 EVOH含水組成物を、 炭酸ガスを含有する水溶液と接触させる工程; を有することを特徴とする E V O H樹脂の製造方法である。
このような EVOH樹脂の製造方法においては、 作業環境や周辺環境にアルコ ールを揮発させることなく EV〇H溶液からアルコールを除去することができ、 しかも、 作業環境や周辺環境にカルボン酸を揮発させることなく、 EVOHペレ ットを乾燥することができる。 すなわち、 環境付加の少ない EVOH樹脂の製造 方法を提供することができる。 また、 カルボン酸の代わりに炭酸ガスを含有する 水溶液と接触させることによって、得られる EVOH樹脂の溶融安定性が向上し、 ロングラン性が改善される。
第 2の発明において、 EVOHの組成やその製造方法などは第 1の発明と同様 である。 また、 EVOH 100重量部に対し、 沸点が 100°C以下のアルコール を 50重量部以上含有する EVOH溶液を装置に導入し、 前記装置内で水と接触 させて前記アルコールを水とともに導出し、 E V OH 1 0 0重量部に対し、 前記 アルコールを 0〜1 0重量部、 水を 1 0〜1 0 0 0重量部含有する E V OH含水 組成物を前記装置から導出する工程は、 第 1の発明における工程 1と同じ方法を 採用することができる。
こうして得られた E V〇H含水組成物を、 炭酸ガスを含有する水溶液と接触さ せる方法は特に限定されない。 第 1の発明と同様に、 E V OH含水組成物を切断 して、 E V OHペレツトを得てから炭酸ガスを含有する水溶液と接触させても構 わないし、 ペレット化することなく、 溶融状態のままで、 例えば押出機中で接触 させても構わない。 通常は、 第 1の発明の工程 2と同様に、 前記装置から導出さ れた E V O H含水組成物を切断して E V OH含水組成物ペレットを得てから、 当 該 E V OH含水組成物ペレツトを炭酸ガスを含有する水溶液と接触させることが 好ましい。
炭酸ガスを含有する水溶液が、 さらにホウ素化合物、 リン酸化合物、 アルカリ 金属塩およびアル力リ土類金属塩から選ばれる少なくとも 1種の添加剤を含有す ることも好ましい。 これによつて、 これら各種の添加剤を添加する様々な効果を 得ることができる。 これらの添加剤の種類、 添加方法あるいは添加量などは、 第 1の発明で説明したとおりである。 ただし、 作業環境や周辺環境にカルボン酸を 揮発させることがない、 という本発明の効果を奏するためには、 カルボン酸を含 まないほうが好ましく、 この点については、 第 1の発明と相違する。
炭酸ガスを含有する水溶液に接触させた後は、 第 1の発明の工程 3で説明した ような方法によって、 乾燥機中で乾燥しても構わない。 ここで含水率が 1 %以下 になるまで乾燥して乾燥 E V OHペレットを得て、 そのまま各種の成形操作に供 しても構わないし、 さらに溶融混練してからペレツト化しても構わない。
また、 前記炭酸ガスを含有する水溶液と接触させた E V OH含水組成物を、 必 要に応じて乾燥してから、 押出機内で溶融混練することも好ましい。 この場合の 溶融混練の方法は、 第 1の発明の工程 4において説明したのと同様である。 した がって、 押出機内でホウ素化合物、 リン酸化合物、 アルカリ金属塩およびアル力 リ土類金属塩から選ばれる少なくとも 1種の添加剤を添加することもできるが、 カルボン酸は添加しないほうが好ましい。
溶融混練した後で、 押出機から吐出された EVOHを切断して、 EVOHペレ ットを得ることも好ましい。 この場合のペレット化の方法は、 第 1の発明の工程 5において説明したのと同様である。
得られた EVOHペレツトの用途は第 1の発明で説明したのと同様である。 また、 第 3の発明は、 EVOHを、 炭酸ガスを含有する水溶液と接触させるェ 程;及び
前記水溶液と接触させた EVOHを押出機内で溶融混練する工程; を有することを特徴とする EVOH樹脂の製造方法である。
このような EVOH樹脂の製造方法においては、 カルボン酸を含有する水溶液 と接触させる代わりに炭酸ガスを含有する水溶液と接触させるので、 その後に押 出機内で溶融混練する際に、 カルボン酸が揮発しない。 これによつて、 カルボン 酸含有量の変動に由来する樹脂品質の低下が防止でき、 周辺環境に与える負荷も 小さい EVOH樹脂の製造方法を提供することができる。 また、 カルボン酸の代 わりに炭酸ガスを含有する水溶液と接触させることによって、 得られる EVOH 樹脂の溶融安定性が向上し、 ロングラン性が改善される。
第 3の発明において、 EVOHは、 エチレン一ビニルエステル共重合体をケン 化して得られるが、 その組成や製造方法などは第 1の発明で説明したのと同様で ある。 ケン化後の EVOHは、 そのアルコール溶液又は水/アルコール混合溶液 を水又は水/アルコール溶液中に析出させて切断してペレツト化しても構わない し、 第 1の発明の工程 1及び工程 2と同様の方法によってペレツト化しても構わ ない。 ペレツト化を行わずに溶融状態のままで炭酸ガスを含有する水溶液と接触 させることも可能であるが、 EVOHペレットを炭酸ガスを含有する水溶液と接 触させる方が好適である。
前記炭酸ガスを含有する水溶液が、 さらにホウ素化合物、 リン酸化合物、 アル カリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも 1種の添加剤を含 有することも好ましい。 これによつて、 これら各種の添加剤を添加する様々な効 果を得ることができる。これらの添加剤の種類、添加方法あるいは添加量などは、 第 1の発明で説明したとおりである。 ただし、 作業環境や周辺環境にカルボン酸 を揮発させることがない、 という本発明の効果を奏するためには、 カルボン酸を 含まないほうが好ましい点については、 第 1の発明と相違する。
炭酸ガスを含有する水溶液に接触させた E V O Hを押出機内で溶融混練する。 このとき、 予め乾燥してから押出機に供給しても構わないし、 乾燥することなく 押出機に供給しても構わない。 溶融混練する方法は、 第 1の発明の工程 4におい て説明したのと同様である。このとき、押出機内でホウ素化合物、リン酸化合物、 アル力リ金属塩およびアル力リ土類金属塩から選ばれる少なくとも 1種の添加剤 を添加することも好ましい。 しかしながら、 カルボン酸は添加しないほうが好ま しい。
溶融混練した後で、 押出機から吐出された E V O Hを切断して、 E V OHペレ ットを得ることも好ましい。 この場合のペレット化の方法は、 第 1の発明の工程 5において説明したのと同様である。
得られた E V O Hペレツトの用途は第 1の発明で説明したのと同様である。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明で使用されるホットカッターの構成の例を示す図である。 第 2図は実施例 1の工程の該略図である。第 3図は実施例 4の工程の該略図である。 第 4図は実施例 1と比較例 1の E V OH含水組成物ペレツトの乾燥曲線である。 図中の番号の説明は以下のとおりである。
1 E V O H含水組成物の供給口
2 ダイ
3 回転刃
4 回転軸 5 力ッ夕一箱
6 冷却水供給口
7 冷却水
8 水膜
9 ペレツト排出口
1 0 冷却水およびペレツト
1 1 棚段塔
1 2 E V OH溶液供給用配管
1 3 水蒸気供給用配管
1 4 気体排出用配管
1 5
1 6 含水組成物排出用配管
1 7 Af
1 8 液排出口
1 9 ホッ卜カッター
2 0 洗浄容器
2 1 酸処理容器
2 2 , 2 3 熱風乾燥機
2 4 二軸押出機
2 5 ペレット仕込みホッパー
2 6
2 7 ダイス
2 8 添加剤供給口 発明を実施するための最良の形態
以下、 実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、 本発明はこの実施例 限定されるものではない。 以下 「%」、 「部 J とあるのは特に断わりのない限り重 量基準である。 尚、 水はすべてイオン交換水を使用した。
(1) 固有粘度
試料とする乾燥 EVOHペレット 0. 20 gを精抨し、 これを含水フエノール (水 Zフエノール = 15/85重量%) 4 OmLに 60 °Cにて 4時間加熱溶解さ せ、 温度 30°Cにて、 ォストワルド型粘度計にて測定し (t 0 = 90秒)、 下式に より固有 (極限) 粘度 [??] を求めた。
[77] = (2 X (τίβρ- 1 n 7 reD) ^/C (1/g)
7? sp— t / t 0— 1 (specific viscosity)
77 rel= t Z t 0 (relative viscosity)
C : EVOH濃度 (gZl)
• t 0 :ブランク (含水フヱノール) 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エノ一ル溶液が粘度計を通過する時間
(2) EVOHペレットの含水率の測定
1^£丁丁 £11社製1"11 73ハロゲン水分率分析装置を用いて、 乾燥温度 18 0°C、 乾燥時間 20分、 サンプル量約 10 gの条件で EVOHペレツトの含水率 を測定した。
(3) アルカリ金属塩の定量
凍結粉砕により粒径 lmm以下に粉砕した、 乾燥 EVOHペレットの粉末 10 gと 0. 01規定の塩酸水溶液 5 OmLを 100 mL共栓付き三角フラスコに投 入し、 冷却コンデンサ一を付け、 95 で 10時間撹拌、 加熱抽出した。 得られ た抽出液 2 mLを、イオン交換水 8 mL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 I C 7000を用いて定量分析し、 N a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 ム水溶液及び塩化力リゥ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 N a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 属塩の量を金属元素換算値で得た。
イオンクロマトグラフィー測定条件:
カラム :(株) 横河電機製の I C S— C 25
溶離液 : 5. OmMの酒石酸と 1. OmMの 2, 6—ピリジン ジカルボン酸を含む水溶液
測定温度 40°C
溶離液流速 1 mL/ m i n
サンプル打ち込み量 50 L
(4) 95 °Cの水に 10時間浸漬処理して抽出されるカルボン酸根 (C 1) の定 量
乾燥 EVOHペレットを凍結粉砕により粉碎した。 得られた粉砕 EVOHを、 呼び寸法 lmmのふるい (標準フルイ規格 J I S 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 10 gとイオン交換水 5 OmL を共栓付き 10 OmL三角フラスコに投入し、 冷却コンデンサーを付け、 95°C 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 I C 7000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、 力 ルボン酸根 (C 1) 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。
イオンクロマトグラフィー測定条件:
カラム (株) 横河電機製 SCS 5— 252
溶離液 0. 1%リン酸水溶液
測定温度 40°C
1 mL/ m i n. サンプル打ち込み量: 50 L
(5) 95°Cの 0. 05規定の水酸化ナトリゥム水溶液に 10時間浸漬処理して 抽出されるカルボン酸根 (C2) の定量
乾燥 EVOHペレツトを凍結粉碎により粉碎した。 得られた粉砕 EVOHを、 呼び寸法 lmmのふるい (標準フルイ規格 J I S 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 10 gと 0. 05規定の水酸化 ナトリウム水溶液 5 OmLを共栓付き 10 OmL三角フラスコに投入し、 冷却コ ンデンサーを付け、 95°C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 lmL加えて分析用試料液を調整した。 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 I C 70 00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 2 mLに、 イオン交換水 7 mLを加え、 さらに 0. 1規 定リン酸水溶液 1 mL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。 イオンクロマトグラフィー測定条件:
カラム (株) 横河電機製 SCS 5— 252
0. 1%リ.ン酸水溶液
測定温度 40°C
溶離液流速 1 mL/m i n.
サンプル打ち込み 50
(6) ホウ素化合物の定量
試料とする乾燥 EVOHペレツト 5 Omg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 1 mo 1/L硝酸水溶液 1 OmL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 I CP発光分 析装置 I R I S AP) によりホウ素化合物の含有量をホウ素元素換算値で得た。 (7) リン酸根含有量 (D 1)
乾燥 EVOHペレツト又は単層フィルムを凍結粉碎により粉碎した。 得られた 粉砕 EVOHを、 呼び寸法 lmmのふるい (標準フルイ規格 J I S Z- 880 1準拠) でふるい分けした。 上記のふるいを通過した EVOH粉末 10 gと 0. 0 1規定の塩酸水溶液 5 OmLを共栓付き 10 OmL三角フラスコに投入し、 冷 却コンデンサーを付け、 95°Cで 4時間撹拌、抽出した。得られた抽出液を、 (株) 横河電機製イオンクロマトグラフィー I C 7000を用いて定量分析し、 リン酸 イオンの量を定量しリン酸根含有量 (D 1 : ^mo 1/g) を得た。 なお、 定量 に際してはリン酸ニ水素ナトリゥム水溶液を用いて作成した検量線を用いた。 イオンクロマトグラフィー測定条件:
カラム : (株) 横河電機製 I CS— A 23
2. 5mM炭酸ナトリウムと 1. OmM炭酸水素ナト リウムを含む水溶液
測定温度 40。C
サンプル打ち込み ί 50
(8) リン元素含有量 (D2)
溶融成形後の単層フィルム 50mgを酸素フラスコ燃娆法により完全燃焼させ、 得られた燃焼灰分を 1 mo 1ZLの硝酸水溶液 1 OmL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 I CP発光分析装置「I R I S APJ) によりリン元素含有量 ( t : βτηο 1 /g) を得た。
(9) 単層製膜試験
得られた乾燥 EVOHペレットを (株) 東洋精機製作所製 2 Omm押出機 D 2 020 (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: C l/C2/C3 D i e = 175/200//220/220cC スクリユー回転数: 40 r pm
吐出量 : 1. 3 k g/h r
弓 I取りロール温度: 80°C
引取りロール速度: 3. 1 m/m ί η
フィルム厚み : 20 m
( 9一 a ) 耐着色性
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
(9一 b) 72 h r—ロングラン性
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 状ブッ (肉眼で確認できる約 100 i m以上のもの) を数えた。
ブッの個数を、 1. Om2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
(9— c) 96 h r—ロングラン性
単層製膜開始から 96時間後のフィルムをサンプリングし、 フィルム中のゲル 状ブッ (肉眼で確認できる約 100 /zm以上のもの) を数えた。
ブッの個数を、 1. Om2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
(9一 d) 12 O h r—ロングラン性
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 ル状ブッ (肉眼で確認できる約 100 以上のもの) を数えた。
ブッの個数を、 1. Om2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 実施例 1
工程の概略を第 2図に示す。 エチレン含有量 32モル%、 ケン化度 99. 98 モル%以上 (NMR法により算出) の EVOH (固有粘度: 0. l l lL/g) 100重量部に対し、 メタノール 100重量部、 水 50重量部および酢酸ナトリ ゥムをナトリウム換算で 2重量部を含む EVOH溶液を、 EVOH溶液供給用配 管 12から塔径 0. 3m、 段数 10段の棚段塔 1 1の最上段に 52 kg/h rで 連続的に供給し、 水蒸気供給用配管 13から該棚段塔の最下段に水蒸気を 86 k g/h rで吹き込んで EVOH溶液と水蒸気を該棚段塔内で向流で接触させた。 塔内の温度は 130°C、 塔内の圧力は 3 k gZ cm2であった。 該棚段塔の塔頂 部から気体排出用配管 14を通してメタノール蒸気と水蒸気を留去し、 これらは 凝縮器 15で凝縮してメタノール水溶液として回収した。 また該棚段塔の塔底部 から含水組成物排出用配管 16を通して EVOH含水組成物を連続的に抜き出し た。 この EVOH含水組成物は、 EVOH100重量部に対し、 メタノール 0. 05重量部、 水 105重量部および酢酸ナトリゥムをナトリゥム換算で 2重量部 を含むものであった。
次に、 この EVOH含水組成物を、 液排出口 18を有する口径 50mm、 長さ 660 mm (L/D= 13. 2) のニーダ 17へ 41 k g/h rで供給した。 こ の時のスクリユーの回転数は 100 r pmとした。 吐出口から得られた EVOH 含水組成物は、 EVOH 100重量部に対し、 メタノール 03重量部、 水 4 8重量部および酢酸ナトリゥムをナトリゥム換算で 1. 2重量部を含むものであ り、 温度は 1 18°Cであった。 続いて、 この EVOH含水組成物を孔径 3 mm、 6個の孔を有するダイスから押出し、 ダイスからの距離が 0. 05mmのところ で、 4枚の刃を有するホットカッター 19で切断し、 含水ペレットを得た。 カツ 夕一刃の回転数は 1200 r pmであった。
このようにして得られた含水ペレツト 3 kgおよびイオン交換水 40Lを、 高 さ 470mm、 開径 420 mmのプラスチック製の洗浄容器 20に入れ、 25°C で 2時間攪拌しながら洗浄しては脱液する操作を 2回繰り返した。 次に、 3 kg の含水ペレツトに対して 40 Lの 1 g/Lの酢酸水溶液を加え、 25°Cで 2時間 攪拌しながら洗浄しては脱液する操作を 2回繰り返した。 さらに、 含水ペレット 3 kgに対して 40Lのイオン交換水を加え、 25 °Cで 2時間攪拌しながら洗浄 しては脱液する操作を 6回繰り返した。 6回目の洗浄を行った後の洗浄液の伝導 度を METER製 CM— 30ETで測定した結果、 前記洗浄液の伝導度は 3 x S /cmであった。 得られた含水ペレツトの含水率は 32重量%であった。
次に、 イオン交換水 40 Lを高さ 470mm開径 420mmのプラスチック製 の酸処理容器 21に入れた。 前記の容器中のイオン交換水中にシリコンチューブ (内径 7mm、 外径 10mm) を投入し、 0. 5時間、 8L/mi nの速度でバ プリングして炭酸ガスを吹き込んだ。 なお、 炭酸ガスの供給は、 炭酸ガスボンベ (日本炭酸株式会社製 液化炭酸ガス 30 kg) および流量計 (KOFLOC製 Mod e l RK- 1600 R) を用いて行った。 前記の炭酸ガスが吹き込まれ た水に、 炭酸カリウム 8. 0 gを溶解させ、 さらに 1時間、 8L/m i nの速度 で炭酸ガスの吹込みを続けた。 前記処理液の炭酸カリウム含有量は 0. S gZL であった。 また、 炭酸ガスを 1時間吹き込んだ後の前記処理液の pHを、 pHメ 一夕一 (METTLER社製 MA235) を用いて測定したところ、 前記処理 液の pHは 5. 2であった。
次に、 吹き込み速度 8 LZm i nで炭酸ガスの吹き込みを続けながら、 前記処 理液に上記含水ペレツト 3 k gを投入し、 25°Cで 4時間浸漬して攪拌を行った。 また、 処理開始から処理終了までの間、 1時間ごとに前記処理液の pHの測定し たところ、 いずれの測定時においても前記処理液の pHは 5. 2のままであり、 変動しなかった。 このことから、 炭酸ガスがほぼ飽和状態で溶解しているものと 推定された。 その後、 得られだペレットを直ちに脱液し、 65でにて 1時間、 静 置型熱風乾燥機 22 (ASAHI KAGAKU製 SP100型熱風乾燥機)で乾燥を行 い、 引き続き 80°Cにて 40分間静置型熱風乾燥機 23 (TABAI ESPEC 製 SPHH-401型熱風乾燥機)で乾燥した。得られた含水ペレツトの含水率は 4. 5 % であった。
得られた含水ペレットを、 ホッパー 25から二軸押出機 24に連続的に供給し て溶融混練し、 押出機の 4番シリンダ一 (C4) の位置に設けたベント口 26か ら真空ポンプにより脱気し、 ダイス 27から吐出した。 二軸押出機 24の運転中 は、 ホッパー 25に窒素を連続的に供給し、 ホッパー 25内の雰囲気が常時窒素 に満たされた状態になるようにした。 溶融混練条件を以下に示す。
二軸押出機 ((株) 東洋精機製作所製) の仕様
形式: 二軸押出機 .
L/D: 25
口径: 26ππηφ
スクリュー: 同方向完全嚙合型
ダイスホール数: 2ホール(3mm Φ) 混練条件
回転数: 1 50 r pm
押出温度
= 1 50/2 10/210/210/2 10/2 10 °C 吐出量: 2. O k g/h r
ベント減圧力 一 0. IMP a (ゲージ圧)
ダイス 27から吐出されたストランド状の EV OHは、 吐出直後に 30°Cの水 が満たされた水浴中に導かれ、 約 1秒間だけ水に接触させて冷却した。 その後ガ ィドローラーで導きながら空中を lm程度引き取り、 ズトランドカッターで切断 した。 得られたペレットの寸法は直径が約 2 mmで、 長さが約 3mmであった。 水に接触させた時間が極めて短時間であったため、 ペレツトの表面には水分は付 着しておらず、 含水率は 0. 1 3重量%であった。 したがって、 乾燥処理を施す 必要はなかった。 得られたペレツトに含まれるアルカリ金属塩はカリウム塩であ り、 アル力リ金属塩の含有量は金属元素換算で 61 ppm (l. 6 o 1 /g) であった。 また、 カルボン酸根 (C 1) は 0 mo lZg、 カルボン酸根 (C2) は 0. 6 βτηο 1 Zgであった。
得られたペレットを用いて、 上述の方法に従って単層フィルムを作製し、 耐着 色性およびロングラン性の試験を実施した。 本実施例の EVOHの耐着色性、 7 2時間ロングラン性および 96時間のロングラン性の評価結果はいずれも A判定 であった。 EVOH含水組成物ペレットを浸漬する水溶液の処方を表 1に、 得ら れた乾燥 EVOHペレツトの組成を表 2に、 評価結果を表 3にそれぞれまとめて 示す。
また、本実施例 1の工程 2で切断して得られた E V 0 H含水組成物べレットと、 EVOH溶液をストランド状に析出させて切断して得た EVOH含水組成物ペレ ット(比較例 1で使用) との乾燥曲線を第 4図に示す。 これは、横軸に乾燥時間、 縦軸に含水率の対数をプロットしたものである。 乾燥開始から 1時間は 65 で 静置型熱風乾燥機 (ASAHI KAGAKU製 SP100型熱風乾燥機)で乾燥を行い、 弓 Iき続き 8 0 °Cにて静置型熱風乾燥機 (TABAI ESPEC製 SPHH-401型熱風 乾燥機) での乾燥を継続し、 1時間ごとに含水率を測定したものである。 本発明 の E V 0 H含水組成物べレットが、 E V〇 H溶液をストランド状に析出させて切 断して得た E V OH含水組成物ペレツトに比べて乾燥速度が早く、 低温での乾燥 においても迅速に含水率を低下させることができることがわかる。 実施例 2
洗净後の含水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 E V OHペレツトを作 製し、 実施例 1と同様にして評価を行った。 工程 3で乾燥した後のペレットの含 水率は 4. 5重量%であり、 工程 5で切断した後のペレットの含水率は 0 . 1 2 重量%であった。 乾燥 E V O Hペレットの組成を表 2に、 評価結果を表 3にそれ ぞれ示す。 実施例 3
洗浄後の含水ペレツトを浸漬する炭酸ガス含有処理液の組成を、 表 1に示すよ うに変更することと、 二軸ペレット化前乾燥条件を 6 5 °Cにて 1時間、 静置型熱 風乾燥機 2 2 (ASAHI KAGAKU製 SP100型熱風乾燥機) で乾燥を行い、 引 き続き 8 0 °Cにて 1時間 4 0分間、 静置型熱風乾燥機 2 3 (TABAI ESPEC製 SPHH-401型熱風乾燥機) で乾燥したことを除いては、 実施例 1と同様にして乾 燥 E V OHペレットを作製し、 実施例 1と同様にして評価を行った。 工程 3で乾 燥した後のペレットの含水率は 0 . 6重量%であり、 工程 5で切断した後のペレ ットの含水率は 0 . 1 4重量%であった。乾燥 E V OHペレツ卜の組成を表 2に、 評価結果を表 3にそれぞれ示す。 実施例 4
工程の概略を第 3図に示す。 エチレン含有量 3 2モル%、 ケン化度 9 9 . 9 8 モル%以上 (NMR法により算出) の EVOH (固有粘度: 0. 085 L/g) 100重量部に対し、 メタノール 100重量部、 水 50重量部および酢酸ナトリ ゥムをナトリウム換算で 2重量部を含む EVOH溶液を、 EVOH溶液供給用配 管 12から塔径 0. 3m、 段数 10段の棚段塔 11の最上段に 52 k g/h rで 連続的に供給し、 水蒸気供給用配管 13から該棚段塔の最下段に水蒸気を 86 k gZh rで吹き込んで EVOH溶液と水蒸気を該棚段塔内で向流で接触させた。 塔内の温度は 130°C、 塔内の圧力は 3 k g/cm2であった。 該棚段塔の塔頂 部から気体排出用配管 14を通してメタノール蒸気と水蒸気を留去し、 これらは 凝縮器 15で凝縮してメタノール水溶液として回収した。 また該棚段塔の塔底部 から含水組成物排出用配管 16を通して EVOH含水組成物を連続的に抜き出し た。 この EVOH含水組成物は、 EVOH 100重量部に対し、 メタノール 0. 05重量部、 水 105重量部および酢酸ナトリウムをナトリウム換算で 2重量部 を含むものであった。
次に、 この EVOH含水組成物を、 液排出口 18を有する口径 50mm、 長さ 660mm (L/D= 13. 2 ) の二一ダ 17へ 41 k gZh rで供給した。 こ の時のスクリューの回転数は 100 r pmとした。 吐出口から得られた EVOH 含水組成物は、 EVOH 100重量部に対し、 メタノール 03重量部、 水 4 8重量部および酢酸ナトリゥムをナトリゥム換算で 1. 2重量部を含むものであ り、 温度は 104°Cであった。 続いて、 この EVOH含水組成物を孔径 3 mm、 6個の孔を有するダイスから押出し、 ダイスからの距離が 0. 02mmのところ で、 4枚の刃を有するホットカツ夕一 19で切断し、 含水ペレットを得た。 カツ ター刃の回転数は 1200 r pmであった。
このようにして得られた含水ペレツト 15 k gおよびイオン交換水 140 Lを、 高さ 880mm、 開径 590 mmのステンレス製の洗浄容器 20に入れ、 25°C で 2時間攪拌しながら洗浄しては脱液する操作を 2回繰り返した。 次に、 15 k gの含水ペレツ卜に対して 140Lの 1 gZLの酢酸水溶液を加え、 25°Cで 2 時間攪拌しながら洗浄しては脱液する操作を 2回繰り返した。 さらに、 含水ペレ ット 15 k gに対して 140 Lのイオン交換水を加え、 25 °Cで 2時間攪拌しな がら洗浄しては脱液する操作を 6回繰り返した。 6回目の洗浄を行った後の洗浄 液の伝導度を METER製 CM— 30ETで測定した結果、 前記洗浄液の伝導度 は 3 S/cmであった。得られた含水ペレツトの含水率は 32重量%であった。 イオン交換水 140 Lを高さ 88 Omm開径 590 mmのステンレス製の酸処 理容器 21に入れて、 炭酸水素カリウム 1. 4gを溶解させた。 処理液の炭酸水 素カリウム含有量は 0. 01 g/Lであった。 次に、 前記処理液にドライアイス 2. 5 kgおよび上記含水ペレット 15 kgを投入し、 4時間浸漬して攪拌を行 つた。 また、 処理開始から 2時間後にドライアイス 2. 5 kgを追加投入し、 処 理終了までの間、 処理液の pHを 4. 5以下に保った。 その後、 得られたペレツ トを直ちに脱液し、 65 にて1時間、 静置型熱風乾燥機 22 (ASAHI KAGAKU 製 SP100 型熱風乾燥機) で乾燥を行い、 引き続き 80°Cにて 25分間静置型熱 風乾燥機 23 (TABAI ESPEC製 SPHH-401型熱風乾燥機)で乾燥した。得られた 含水ペレットの含水率は 9. 9%であった。
得られた含水ペレツトを、 ホッパー 25から二軸押出機 24に連続的に供給し た。 EVOHの単位時間当たりの吐出量は 10 k g/h rであった。 押出機の 7 番シリンダー (C 7) の位置に設けた添加剤供給口 28より、 ホウ酸、 炭酸水素 カリウム及びリン酸水素二カリウムを含有する処理液を添加した。 処理液は、 ホ ゥ酸を 4. 2 gZL、 炭酸水素カリウムを 0. 57 gZL、 及びリン酸水素二力 リウムを 0. 81 g/L含有する水溶液であり、 単位時間当たりの投入量は 2. 5LZh rであった。 押出機の 11番シリンダ一 (C 1 1) の位置に設けたベン トロ 26から真空ポンプにより脱気し、 ダイス 27から吐出した。 二軸押出機 2 4の運転中は、 ホッパー 25に窒素を連続的に供給し、 ホッパー 25内の雰囲気 が常時窒素に満たされた状態になるようにした。
二軸押出機 ( (株) 日本製鋼所製) の仕様及び溶融混練条件を以下に示す。 形式: 二軸押出機 L/D: 45. 5
口径: 47ππηφ
スクリュー: 同方向完全嚙合型
回転数: 200 r pm
押出温度: C 1/C2/C 3/C4/C 5/C6/C7/C8
C 10/C 11/C 12/C 13/D i e
=80/80/80/160/160/160/160/2 00/200/200/220/220/220/220 °C
吐出量: l O kgZh r
ベント減圧力: —0. IMP a (ゲージ圧) ダイスホ一ル数: 5ホール (<i) 3mm)
ダイス 27から吐出されたストランド状の EVOHは、 吐出直後に 30°Cの水 が満たされた水浴中に導かれ、 約 1秒間だけ水に接触させて冷却した。 その後ガ ィドロ一ラーで導きながら空中を 5m程度引き取り、 ストランドカッターで切断 した。 得られたペレットの寸法は直径が約 2 mmで、 長さが約 3mmであった。 水に接触させた時間が極めて短時間であったため、 ペレツ卜の表面には水分は付 着しておらず、 含水率は 0. 2重量%であった。 従って、 乾燥処理を施す必要は なかった。
得られたペレツトに含まれるアルカリ金属塩はカリウム塩であり、 アルカリ金 属塩の含有量は金属元素換算で 131 p pm (3. 4 / mo 1 /g) であった。 カルボン酸根 (C 1) は O mo l/g、 カルボン酸根 (C2) は 0. 6^mo lZgであった。 また、 ホウ素化合物の含有量はホウ素元素換算値で 150 p p m (14 /xmo 1 /g) であり、 リン酸根含有量 (D 1 ) は 102 p p m ( 1. 1 xmo 1 Zg) であった。 得られたペレットを用いて、 上述の方法に従って単層フィルムを作製し、 耐着 色性およびロングラン性の試験を実施した。 本実施例の EVOHの耐着色性、 7 2時間ロングラン性および 96時間のロングラン性の評価結果はいずれも A判定 であった。 また、 得られた単層フィルムのリン酸根含有量 (D 1) は 0. 1 m o lZgであり、 リン元素含有量 (D 2) は 1. 1 tmo 1 Zgであった。 得ら れた乾燥 EVOHペレツト及び単層フィルムの組成を表 2に、 評価結果を表 3に それぞれまとめて示す。 比較例 1
エチレン含有量 32モル%、 ケン化度 99. 98モル% (NMR法により算出) の EVOH (固有粘度: 0. 1 1 1 L/g) 100重量部に対し、 メタノール 1 00重量部、 水 50重量部および酢酸ナトリウムをナトリウム換算で 2重量部を 含む EVOH溶液に、 さらに水 20重量部を加えた後、 80°Cで溶解させた。 得 られた EVOH溶液を、 直径 3. 5 mmの円形の開口部を有する金板から、 5°C の水 Zメタノール混合溶液 (重量比:水/メタノール =9Z1) 中に押し出して ストランド状に析出させ、 切断することで直径約 4 mm、 長さ約 5 mmの含水べ レットを得た。
このようにして得られた含水ペレツト 3 k gおよびイオン交換水 40 Lを、 高 さ 470mm、 開径 420 mmのプラスチック製容器に入れ、 25 °Cで 2時間攪 拌しながら洗浄しては脱液する操作を 2回繰り返した。 次に、 3 kgの含水ペレ ットに対して 40 Lの 1 g/Lの酢酸水溶液を加え、 25°Cで 2時間攪拌しなが ら洗浄しては脱液する操作を 2回繰り返した。 さらに、 含水ペレット 3 kgに対 して 40Lのイオン交換水を加え、 25°Cで 2時間攪拌しながら洗浄しては脱液 する操作を 6回繰り返した。 6回目の洗浄を行つた後の洗浄液の伝導度を M E T ER製 CM— 30ETで測定した結果、 前記洗浄液の伝導度は 3 SZ cmであ つた。 得られた EVOHペレツトの含水率は 48重量%であった。
次に、 イオン交換水 40 Lを高さ 470mm開径 420mmのプラスチック製 の容器に入れた。 前記の容器中のイオン交換水中にシリコンチューブ (内径 7m m、 外径 10mm) を投入し、 0. 5時間、 8 L/m i nの速度でパブリングし て炭酸ガスを吹き込んだ。 なお、 炭酸ガスの供給は、 炭酸ガスボンベ (日本炭酸 株式会社製 液化炭酸ガス 30 kg) および流量計 (KOFLOC製 Mod e 1 RK- 1600 R) を用いて行った。 前記の炭酸ガスが吹き込まれた水に、 炭酸カリウム 2. 4 gを溶解させ、 さらに 1時間、 8 L/mi nの速度で炭酸ガ スの吹込みを続けた。前記処理液の炭酸カリウム含有量 0.06 gZLであった。 次に、 吹き込み速度 8 L/m i nで炭酸ガスの吹き込みを続けながら、 前記処 理液に上記含水ペレツト 3 k gを投入し、 25°Cで 4時間浸漬して攪拌を行った 後、得られた含水ペレツトを直ちに脱液し、 80 にて 3時間、引き続き 107°C にて 24時間熱風乾燥 (TABAI ESPEC製 SPHH-401型熱風乾燥機)を行い、 含水率が 0. 15%の乾燥ペレットを得た。 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。 得られた乾燥 EVOHペレツト中のアル力 リ金属塩は力リゥムであり、 アル力リ金属塩の含有量は金属元素換算で 62 p p m (1. 6 n o 1 /g) であった。 EVOH含水組成物ペレットを浸漬する水 溶液の処方を表 1に、 得られた乾燥 EVOHペレットの組成を表 2に、 評価結果 を表 3にそれぞれまとめて示す。 実施例 1〜4と同程度の含水率まで乾燥させる のに、 高温でしかも長時間を要していることがわかる。 比較例 2
比較例 1と同様にして得られた洗浄後の含水ペレツト 3 k gを酢酸 0. 56 g ZL及び、 酢酸ナトリウム 0. 6 gZLを含有する 40Lの水溶液に、 浸漬して 攪拌した。 なお容器は、 実施例 1と同様に、 高さ 470mm、 開径 420mmの プラスチック製の容器を用いた。 その後脱液し、 80°Cにて 3時間、 引き続き 1 07°Cにて 24時間熱風乾燥 (TABAI ESPEC製 SPHH-401型熱風乾燥機) を行い、 含水率が 0. 1 5 %の乾燥 EVOHペレットを得た。 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。 EVOH含水組成物ペレ ッ卜を浸漬する水溶液の処方を表 1に、 得られた乾燥 EVOHペレツ卜の組成を 表 2に、 評価結果を表 3にそれぞれまとめて示す。 実施例 1〜4と同程度の含水 率まで乾燥させるのに、 高温でしかも長時間を要していることがわかる。 また、 酢酸を含有する水溶液にペレツトを浸潰した本比較例では、 酢酸の代わりに炭酸 ガスを含有する水溶液にペレツトを浸漬した実施例 1 4及び比較例 1に比べて、 単層製膜試験におけるロングラン性が悪化していることがわかる。 表 1 処理液の処方 炭酸ガス
炭酸 炭酸
吹き込み 酢酸 ペレット
酉乍酸
右 ナトリウム カリウム ナトリウム 含水率 実施例 1 有 Og/L Og/L 0.2g/L Og/L 32%
実施例 2 有 Og/L 0.15g/L Og/L Og/L 32%
実施例 3 有 Og/L Og/L 0.2g/L Og/L 32%
比較例 1 有 Og/L Og/L 0.06g/L Og/L 48%
比較例 2 0.56g/L Og/L Og/L 0.6g/L 48%
2 EVOH樹脂組成物組成
Figure imgf000055_0001
*1) 単層フィルムを分析
表 3 評価結果
Figure imgf000056_0001
*1)乾燥時間:乾燥機に投入した合計時間 産業上の利用可能性
本発明の EVOHペレットの製造方法によれば、 作業環境、 周辺環境を悪化さ せることなく効率的にアルコールを除去することができ、 そうして得られた EV OH含水組成物中の水分を効率よく除去でき、 しかも水分の除去に際しての熱劣 化が少なく、 形状の整ったペレツトを得ることができる。

Claims

請求の範囲 . エチレン一ビニルアルコール共重合体 1 0 0重量部に対し、 沸点が 1 0 o °c 以下のアルコールを 5 0重量部以上含有するエチレン一ビニルアルコール共重 合体溶液を装置に導入し、 前記装置内で水と接触させて前記アルコールを水と ともに導出し、 エチレン一ビニルアルコール共重合体 1 0 0重量部に対し、 前 記アルコールを 0〜1 0重量部、 水を 1 0〜1 0 0 0重量部含有するエチレン 一ビニルアルコール共重合体含水組成物を前記装置から導出する工程 (工程
1 ) ;
工程 1で前記装置から導出されたエチレン一ビニルアルコール共重合体含水 組成物を切断して、 エチレン一ビニルアルコ一ル共重合体含水組成物べレット を得る工程 (工程 2 ) ;
工程 2で得られたエチレン一ビニルアルコール共重合体含水組成物ペレツト を乾燥機に導入して、 該ペレットの含水率を低下させる工程 (工程 3 ) ; 工程 3で含水率を低下させたペレットを押出機内で溶融混練する工程 (工程 4 ) ;及び
工程 4で押出機から吐出されたェチレン一ビニルアルコール共重合体を切断 して、 エチレン一ビエルアルコール共重合体ペレットを得る工程 (工程 5 ) ; を有することを特徴とするエチレン一ビニルアルコール共重合体ペレツトの製 造方法。
. 前記エチレン一ビエルアルコール共重合体のエチレン含有量が 3〜 7 0モ ル%、 ケン化度が 8 0モル%以上である請求項 1記載のエチレン—ビニルアル コール共重合体ペレツトの製造方法。
. 前記アルコールがメ夕ノールである請求項 1記載のェチレン—ビエルアル コール共重合体べレットの製造方法。
. 工程 1において、 前記エチレン一ビニルアルコール共重合体溶液を容器に 導入し、 前記容器内で水蒸気と接触させて前記アルコールを水蒸気とともに導 出し、 エチレン一ピエルアルコール共重合体含水組成物を前記容器から導出す る請求項 1記載のェチレン—ビニルアルコール共重合体べレットの製造方法。. 前記エチレン一ビニルアルコール共重合体溶液を塔型容器内に連続的に導 入し、 容器内で水蒸気と接触させる請求項 4記載のエチレン—ビニルアルコー ル共重合体べレットの製造方法。
. 前記エチレン—ビニルアルコール共重合体溶液を塔上部から導入し、 水蒸 気を塔下部から導入し、 前記エチレン—ビニルアルコール共重合体溶液と水蒸 気とを向流接触させた後、 前記エチレン一ビエルアルコール共重合体含水組成 物を塔下部から導出し、 前記アルコールを水蒸気とともに塔上部から導出する 請求項 5記載のエチレン一ビエルアルコール共重合体ペレツ卜の製造方法。. 工程 2において、 エチレン—ビエルアルコール共重合体含水組成物を溶融 状態で切断する請求項 1記載のェチレン一ビニルアルコール共重合体べレット の製造方法。
. 工程 2において切断して得られた前記ペレットを洗浄液に浸漬し、 ゲン化 触媒残渣を除去してから工程 3の前記乾燥機に供給する請求項 1記載のェチレ ン一ビニルアルコール共重合体ペレツ卜の製造方法。
. 工程 2において切断して得られた前記ペレットを、 カルボン酸、 ホウ素化 合物、 リン酸化合物、 アル力リ金属塩およびアル力リ土類金属塩から選ばれる 少なくとも 1種の添加剤を含有する水溶液に浸漬し、 ペレツ卜に前記添加剤を 添加してから工程 3の前記乾燥機に供給する請求項 1記載のエチレン一ビエル アルコール共重合体ペレツ卜の製造方法。
0 . 工程 3において、 前記乾燥機中のペレツトの温度が 4 0〜1 5 0 であ る請求項 1記載のェチレン一ビエルアルコール共重合体べレットの製造方法。 1 . 工程 3において、 ペレットの含水率を 1 0重量%以下まで低下させる請 求項 1記載のエチレン一ビニルアルコール共重合体ペレツ卜の製造方法。2 . 工程 4において、 溶融混練した後に押出機から吐出されたエチレン—ビ ニルアルコール共重合体の含水率が 1重量%以下である請求項 1記載のェチレ ン—ビニルアルコール共重合体ペレツ卜の製造方法。
1 3 . 工程 4において、 前記押出機内で、 溶融樹脂から水分を除去する請求項 1記載のェチレン一ビニルアルコール共重合体べレットの製造方法。
1 4. 工程 4において、 前記押出機内で、 カルボン酸、 ホウ素化合物、 リン酸 化合物、 アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも 1 種の添加剤を添加する請求項 1記載のエチレン一ビニルアルコール共重合体べ レツ卜の製造方法。
1 5 . 工程 2において切断して得られた前記ペレットを、 カルボン酸、 ホウ素 化合物、 リン酸化合物、 アル力リ金属塩およびアル力リ土類金属塩から選ばれ る少なくとも 1種の添加剤を含有する水溶液に浸漬し、 ペレツトに前記添加剤 を添加してから工程 3の前記乾燥機に供給し、 さらに、 工程 4において、 前記 押出機内で、 カルボン酸、 ホウ素化合物、 リン酸化合物、 アルカリ金属塩およ びアル力リ土類金属塩から選ばれる少なくとも 1種の添加剤を添加する請求項 1記載のェチレン一ビエルアルコール共重合体べレットの製造方法。
1 6 . 工程 5において、 押出機から吐出されたエチレン一ビニルアルコール共 重合体を冷却してから切断する請求項 1記載のエチレン—ビニルアルコール共 重合体ペレツトの製造方法。
1 7 . エチレン—ビエルアルコール共重合体 1 0 0重量部に対し、 沸点が 1 0 0 °C以下のアルコールを 5 0重量部以上含有するエチレン一ビニルアルコール 共重合体溶液を装置に導入し、 前記装置内で水と接触させて前記アルコールを 水とともに導出し、エチレン一ビニルアルコール共重合体 1 0 0重量部に対し、 前記アルコールを 0〜1 0重量部、 水を 1 0〜1 0 0 0重量部含有するェチレ ン一ビエルアルコール共重合体含水組成物を前記装置から導出する工程;及び 前記エチレン一ビニルアルコール共重合体含水組成物を、 炭酸ガスを含有す る水溶液と接触させる工程;
を有することを特徴とするエチレン一ビニルアルコール共重合体樹脂の製造方 法。
1 8 . 前記装置から導出されたエチレン一ビニルアルコール共重合体含水組成 物を切断してェチレン—ビニルアルコール共重合体含水組成物べレットを得て から、 該エチレン一ビニルアルコール共重合体含水組成物ペレツトを前記炭酸 ガスを含有する水溶液と接触させる請求項 1 7記載のエチレン一ビニルアルコ ール共重合体樹脂の製造方法。
1 9 . 前記炭酸ガスを含有する水溶液が、さらにホウ素化合物、リン酸化合物、 アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも 1種の添加 剤を含有する請求項 1 7記載のエチレン一ビエルアルコール共重合体樹脂の製 造方法。
2 0 . 前記炭酸ガスを含有する水溶液と接触させたエチレン—ビニルアルコ一 ル共重合体含水組成物を、 押出機内で溶融混練する工程を有する請求項 1 7記 載のエチレン一ビエルアルコール共重合体樹脂の製造方法。
2 1 . エチレン一ビニルアルコール共重合体を、 炭酸ガスを含有する水溶液と 接触させる工程;及び
前記水溶液と接触させたエチレン—ビニルアルコール共重合体を押出機内で 溶融混練する工程;
を有することを特徴とするエヂレン一ピニルアルコール共重合体樹脂の製造方 法。
2 2 . エチレン一ビニルアルコール共重合体からなるペレツトを前記炭酸ガス を含有する水溶液と接触させる請求項 2 1記載のエチレン一ビエルアルコール 共重合体樹脂の製造方法。
2 3 . 前記炭酸ガスを含有する水溶液が、さらにホウ素化合物、リン酸化合物、 アルカリ金属塩およびアルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも 1種の添加 剤を含有する請求項 2 1記載のエチレン一ビエルアルコール共重合体樹脂の製 造方法。
2 4. 前記押出機内で、 ホウ素化合物、 リン酸化合物、 アルカリ金属塩および アルカリ土類金属塩から選ばれる少なくとも 1種の添加剤を添加する請求項 2 1記載のェチレン一ビニルアルコール共重合体樹脂製造方法。
5 . 前記押出機から吐出されたエチレン一ビエルアルコール共重合体を切断 して、 エチレン一ビエルアルコール共重合体ペレツトを得る請求項 2 1記載の エチレン一ビニルアルコール共重合体樹脂の製造方法。
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