CN103635538A - 膜以及膜包装容器 - Google Patents

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CN103635538A CN201280031705.9A CN201280031705A CN103635538A CN 103635538 A CN103635538 A CN 103635538A CN 201280031705 A CN201280031705 A CN 201280031705A CN 103635538 A CN103635538 A CN 103635538A
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polyamide compound
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mole
unit
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小田尚史
大滝良二
石井健太郎
荒川翔太
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Mitsubishi Gas Chemical Co Inc
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Abstract

本发明涉及一种膜,其包含:由含有聚酰胺化合物(A)以及树脂(B)的树脂组合物形成的层,该聚酰胺化合物(A)含有:25~50摩尔%包含50摩尔%以上特定的二胺单元的二胺单元,25~50摩尔%包含50摩尔%以上特定的二羧酸单元的二羧酸单元,和0.1~50摩尔%特定的结构单元。

Description

膜以及膜包装容器
技术领域
本发明涉及具有氧阻隔性能以及氧吸收性能的膜、以及包含该膜的膜包装容器。
背景技术
由苯二甲胺和脂肪族二羧酸的缩聚反应得到的聚酰胺,例如由间苯二甲胺和己二酸得到的聚酰胺(以下所谓的尼龙MXD6)表现出高强度、高弹性模量、以及对于氧气、二氧化碳气体、臭气以及香气等气体状物质的低透过性,因此广泛用作包装材料领域中的气体阻隔材料。尼龙MXD6与其它的气体阻隔性树脂相比,熔融时的热稳定性良好,因此可以与聚对苯二甲酸乙二醇酯(以下省略为PET)、尼龙6以及聚丙烯等热塑性树脂进行共挤出、共注射成型等。因此,尼龙MXD6被用作构成多层结构物的气体阻隔层。
近年来,通过向尼龙MXD6中添加、混合少量的过渡金属化合物,对尼龙MXD6赋予氧吸收功能,并将其用作构成容器、包装材料的氧阻隔材料,从而在尼龙MXD6能吸收从容器外部透过的氧的同时尼龙MXD6还能吸收在容器内部残存的氧,由此将内容物的保存性提高至利用现有的氧阻隔性热塑性树脂的容器以上的方法被实用化(参照例如专利文献1以及2)。
另一方面,为了去除容器内的氧,从很早以前就使用了氧吸收剂。例如,专利文献3以及4中记载了使铁粉等氧吸收剂分散于树脂中而成的氧吸收多层体以及氧吸收膜。专利文献5记载了一种制品,其具有:包含聚丁二烯等烯属不饱和化合物以及钴等过渡金属催化剂的氧扫去层和聚酰胺等氧隔绝层。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2003-341747号公报
专利文献2:日本专利第2991437号公报
专利文献3:日本特开平2-72851号公报
专利文献4:日本特开平4-90848号公报
专利文献5:日本特开平5-115776号公报
发明内容
发明要解决的问题
使铁粉等氧吸收剂分散于树脂中而成的氧吸收多层体以及氧吸收膜中,树脂因铁粉等氧吸收剂而着色,是不透明的,因此具有无法用于要求透明性的包装领域这样的用途上的限制。
另一方面,含有钴等过渡金属的树脂组合物虽然具有还能够适用于需要透明性的包装容器的优点,但树脂组合物会被过渡金属催化剂着色,故不优选。此外,这些树脂组合物中由于过渡金属催化剂吸收氧而使树脂被氧化。具体而言,尼龙MXD6中,认为是由下述各反应而引起树脂的氧化:过渡金属原子从与聚酰胺树脂的亚芳基相邻的亚甲基链脱去氢原子,由此导致自由基的产生;氧分子附加到前述自由基上,由此导致过氧自由基的产生;过氧自由基引起的氢原子的脱去等。通过基于这样的原理的氧吸收,树脂被氧化,因此存在以下问题:产生分解物、在容器内容物中生成不理想的臭气、或者容器的色调、强度等因树脂的氧化劣化而受损。
本发明希望解决的问题在于,提供一种膜,所述膜能够表现出氧阻隔性能、且可以在不含过渡金属的情况下表现出氧吸收性能、并且伴随氧吸收进行的氧吸收阻隔层的强度降低极小。
用于解决问题的方案
本发明提供以下的膜以及膜包装容器。
<1>一种膜,其包含:由含有聚酰胺化合物(A)以及树脂(B)的树脂组合物形成的层,
该聚酰胺化合物(A)含有:
25~50摩尔%二胺单元,所述二胺单元包含总计50摩尔%以上的选自由下述通式(I-1)所示的芳香族二胺单元、下述通式(I-2)所示的脂环族二胺单元、以及下述通式(I-3)所示的直链脂肪族二胺单元组成的组中的至少1个二胺单元,
25~50摩尔%二羧酸单元,所述二羧酸单元包含总计50摩尔%以上的下述通式(II-1)所示的直链脂肪族二羧酸单元和/或下述通式(II-2)所示的芳香族二羧酸单元,和
0.1~50摩尔%的下述通式(III)所示的结构单元。
Figure BDA0000447303840000031
[前述通式(I-3)中,m表示2~18的整数。前述通式(II-1)中,n表示2~18的整数。前述通式(II-2)中,Ar表示亚芳基。前述通式(III)中,R表示取代或未取代的烷基、或者取代或未取代的芳基。]
<2>一种膜包装容器,其包含上述膜。
发明的效果
本发明的膜能够表现出氧阻隔性能、且可以在不含过渡金属的情况下表现出氧吸收性能、并且伴随氧吸收的进行的强度降低极小。此外,膜为层压膜时,即便在长期利用中也不易产生分层。
包含该膜的膜包装容器在抑制内容物的氧化劣化的方面优异、同时几乎没有产生引起恶臭、风味变化的物质,风味保持性也优异。
具体实施方式
<<膜>>
本发明的膜至少包含由含有聚酰胺化合物(A)以及树脂(B)的树脂组合物形成的层(以下有时也称为“氧吸收阻隔层”)。本发明的膜可以为单层膜,也可以根据需要为进一步包含任意层的多层膜。
本发明的膜为多层膜时,对其层结构没有特别限定,层的数量、种类没有特别限定。例如,将前述氧吸收阻隔层作为层(X)、将其它的树脂层作为层(Y)时,可以为由1层的层(X)以及1层的层(Y)形成的X/Y结构,也可以为由1层的层(X)以及2层的层(Y)形成的Y/X/Y的3层结构。此外,也可以为由1层的层(X)以及层(Y1)以及层(Y2)的2种4层的层(Y)形成的Y1/Y2/X/Y2/Y1的5层结构。进而,本发明的多层膜也可以根据需要含有粘接层(AD)等任意层,例如,也可以为Y1/AD/Y2/X/Y2/AD/Y1的7层结构。
1.由含有聚酰胺化合物(A)以及树脂(B)的树脂组合物形成的层(氧吸收阻隔层)
本发明中,氧吸收阻隔层是由树脂组合物形成的层,该树脂组合物通过含有现有公知的树脂(以下有时也称为“树脂(B)”)、以及后述的特定的聚酰胺化合物(以下有时也称为“聚酰胺化合物(A)”),从而能够发挥氧吸收性能以及氧阻隔性能。
本发明中,树脂组合物所含的聚酰胺化合物(A)可以为1种、也可以为2种以上的组合。此外,树脂组合物所含的树脂(B)可以为1种、也可以为2种以上的组合。
本发明所使用的树脂组合物中的聚酰胺化合物(A)和树脂(B)的质量比的优选的范围根据聚酰胺化合物(A)的相对粘度而不同。
聚酰胺化合物(A)的相对粘度为1.8以上且4.2以下时,聚酰胺化合物(A)/树脂(B)的质量比优选选自5/95~95/5的范围。从氧吸收性能以及氧阻隔性能的观点出发,相对于聚酰胺化合物(A)和树脂(B)的总计100质量份,聚酰胺化合物(A)的含量更优选为10质量份以上、进一步优选为30质量份以上。
聚酰胺化合物(A)的相对粘度为1.01以上且不足1.8时,从成型加工性的观点出发,期望较大量地含有树脂(B),聚酰胺化合物(A)/树脂(B)的质量比优选选自5/95~50/50的范围。从氧吸收性能以及氧阻隔性能的观点出发,相对于聚酰胺化合物(A)和树脂(B)的总计100质量份,聚酰胺化合物(A)的含量更优选为10质量份以上、进一步优选为30质量份以上。
本发明所使用的树脂组合物在聚酰胺化合物(A)以及树脂(B)的基础上,根据期望的性能等还可以包含后述的添加剂(以下有时也称为“添加剂(C)”),树脂组合物中的聚酰胺化合物(A)以及树脂(B)的总计含量从成型加工性、氧吸收性能、氧阻隔性能的观点出发,优选为90质量%~100质量%、更优选为95质量%~100质量%。
对于氧吸收阻隔层的厚度,从提高氧吸收性能以及氧阻隔性能、并且确保膜所要求的柔软性等各物性的观点出发,优选为2~100μm、更优选为5~90μm、进一步优选为10~80μm。
1-1.聚酰胺化合物(A)
<聚酰胺化合物(A)的构成>
本发明中,聚酰胺化合物(A)含有:25~50摩尔%二胺单元,其包含总计50摩尔%以上的选自由下述通式(I-1)所示的芳香族二胺单元、下述通式(I-2)所示的脂环族二胺单元、以及下述通式(I-3)所示的直链脂肪族二胺单元组成的组中的至少1个二胺单元;25~50摩尔%二羧酸单元,其包含总计50摩尔%以上的下述通式(II-1)所示的直链脂肪族二羧酸单元和/或下述通式(II-2)所示的芳香族二羧酸单元;和0.1~50摩尔%的含叔氢的羧酸单元(优选下述通式(III)所示的结构单元)。
Figure BDA0000447303840000061
[前述通式(I-3)中,m表示2~18的整数。前述通式(II-1)中,n表示2~18的整数。前述通式(II-2)中,Ar表示亚芳基。前述通式(III)中,R表示取代或未取代的烷基、或者取代或未取代的芳基。]
其中,前述二胺单元、前述二羧酸单元、前述含叔氢的羧酸单元的总计不超过100摩尔%。聚酰胺化合物(A)在不损害本发明的效果的范围内还可以包含前述以外的结构单元。
聚酰胺化合物(A)中,含叔氢的羧酸单元的含量为0.1~50摩尔%。含叔氢的羧酸单元的含量不足0.1摩尔%时,不会表现出足够的氧吸收性能。另一方面,含叔氢的羧酸单元的含量超过50摩尔%时,叔氢含量过多,因此聚酰胺化合物(A)的气体阻隔性、机械物性等物性降低,特别是含叔氢的羧酸为氨基酸时,由于肽键连续,因此不仅耐热性不充分,而且能够形成由氨基酸的二聚体形成的环状物,从而损害聚合。对于含叔氢的羧酸单元的含量,从氧吸收性能、聚酰胺化合物(A)的性状的观点出发,优选为0.2摩尔%以上、更优选为1摩尔%以上,此外,优选为40摩尔%以下、更优选为30摩尔%以下。
聚酰胺化合物(A)中,二胺单元的含量为25~50摩尔%,从氧吸收性能、聚合物性状的观点出发,优选为30~50摩尔%。同样地,在聚酰胺化合物(A)中,二羧酸单元的含量为25~50摩尔%、优选为30~50摩尔%。
从聚合反应的观点出发,二胺单元和二羧酸单元的含量的比例优选大致等量,更优选二羧酸单元的含量为二胺单元的含量±2摩尔%。二羧酸单元的含量超过二胺单元的含量±2摩尔%的范围时,聚酰胺化合物(A)的聚合度难以上升,因此为了提高聚合度需要大量的时间,容易产生热劣化。
[二胺单元]
聚酰胺化合物(A)中的二胺单元包含在二胺单元中总计为50摩尔%以上的选自由前述通式(I-1)所示的芳香族二胺单元、前述通式(I-2)所示的脂环族二胺单元、以及前述通式(I-3)所示的直链脂肪族二胺单元组成的组中的至少1个二胺单元,该含量优选为70摩尔%以上、更优选为80摩尔%以上、进一步优选为90摩尔%以上,并且,优选为100摩尔%以下。
作为能够构成前述通式(I-1)所示的芳香族二胺单元的化合物,可列举出邻苯二甲胺、间苯二甲胺以及对苯二甲胺。它们可以单独使用或组合2种以上使用。
作为能够构成前述式(I-2)所示的脂环族二胺单元的化合物,可列举出1,3-双(氨甲基)环己烷、1,4-双(氨甲基)环己烷等双(氨甲基)环己烷类。它们可以单独使用或组合2种以上使用。
双(氨甲基)环己烷类具有构型异构体,通过提高顺式体比率,结晶性高,从而得到良好的成型性。另一方面,降低顺式体比率时,可以得到结晶性低的透明的材料。所以,希望提高结晶性时,将双(氨甲基)环己烷类中的顺式体含有比率优选设为70摩尔%以上、更优选设为80摩尔%以上、进一步优选设为90摩尔%以上。另一方面,希望降低结晶性时,优选将双(氨甲基)环己烷类中的顺式体含有比率设为50摩尔%以下、更优选设为40摩尔%以下、进一步优选设为30摩尔%以下。
前述通式(I-3)中,m表示2~18的整数、优选为3~16、更优选为4~14、进一步优选为6~12。
作为能够构成前述通式(I-3)所示的直链脂肪族二胺单元的化合物,可以例示出乙二胺、1,3-丙二胺、四亚甲基二胺、五亚甲基二胺、六亚甲基二胺、七亚甲基二胺、八亚甲基二胺、九亚甲基二胺、十亚甲基二胺、十一亚甲基二胺、十二亚甲基二胺等脂肪族二胺,但并不限定于它们。它们之中,优选六亚甲基二胺。它们可以单独使用或组合2种以上使用。
从对聚酰胺化合物(A)赋予优异的气体阻隔性、并且提高透明性、色调,常用的热塑性树脂的容易成型的观点出发,作为聚酰胺化合物(A)中的二胺单元优选包含前述通式(I-1)所示的芳香族二胺单元和/或前述通式(I-2)所示的脂环族二胺单元,从对聚酰胺化合物(A)赋予适度的结晶性的观点出发,优选包含前述通式(I-3)所示的直链脂肪族二胺单元。特别是,从氧吸收性能、聚酰胺化合物(A)的性状的观点出发,优选包含前述通式(I-1)所示的芳香族二胺单元。
对于聚酰胺化合物(A)中的二胺单元,从使聚酰胺化合物(A)表现出优异的气体阻隔性、并且常用的热塑性树脂容易成型的观点出发,优选包含50摩尔%以上的间苯二甲胺单元,该含量优选为70摩尔%以上、更优选为80摩尔%以上、进一步优选为90摩尔%以上,并且,优选为100摩尔%以下。
作为能够构成前述通式(I-1)~(I-3)中的任意一个所示的二胺单元以外的二胺单元的化合物,可以例示出对苯二胺等芳香族二胺、1,3-环己烷二胺、1,4-环己烷二胺等脂环族二胺、N-甲基乙二胺、2-甲基-1,5-戊二胺、1-氨基-3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己烷等脂肪族二胺、以Huntsman公司制造的Jeffamine、Elastamine(均为商品名)为代表的具有醚键的聚醚系二胺等,但并不限定于它们。它们可以单独使用或组合2种以上使用。
[二羧酸单元]
从聚合时的反应性、以及聚酰胺化合物(A)的结晶性以及成型性的观点出发,聚酰胺化合物(A)中的二羧酸单元包含在二羧酸单元中总计为50摩尔%以上的前述通式(II-1)所示的直链脂肪族二羧酸单元和/或前述通式(II-2)所示的芳香族二羧酸单元,该含量优选为70摩尔%以上、更优选为80摩尔%以上、进一步优选为90摩尔%以上,并且,优选为100摩尔%以下。
前述通式(II-1)所示的直链脂肪族二羧酸单元从对聚酰胺化合物(A)赋予适度的玻璃化转变温度、结晶性、并且作为包装材料、包装容器需要的柔软性的方面考虑,为优选。
前述通式(II-1)中,n表示2~18的整数、优选为3~16、更优选为4~12、进一步优选为4~8。
作为能够构成前述通式(II-1)所示的直链脂肪族二羧酸单元的化合物,可以例示出琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、1,10-癸二酸、1,11-十一烷二羧酸、1,12-十二烷二羧酸等,但并不限定于它们。它们可以单独使用或组合2种以上使用。
前述通式(II-1)所示的直链脂肪族二羧酸单元的种类根据用途而适宜决定。从对聚酰胺化合物(A)赋予优异的气体阻隔性、并且保持包装材料、包装容器的加热杀菌后的耐热性的观点出发,聚酰胺化合物(A)中的直链脂肪族二羧酸单元优选包含在直链脂肪族二羧酸单元中总计为50摩尔%以上的选自由己二酸单元、癸二酸单元、以及1,12-十二烷二羧酸单元组成的组中的至少1个,该含量更优选为70摩尔%以上、进一步优选为80摩尔%以上、特别优选为90摩尔%以上,并且,优选为100摩尔%以下。
从聚酰胺化合物(A)的气体阻隔性以及适当的玻璃化转变温度、熔点等热性质的观点出发,聚酰胺化合物(A)中的直链脂肪族二羧酸单元优选在直链脂肪族二羧酸单元中包含50摩尔%以上的己二酸单元。此外,从对聚酰胺化合物(A)赋予适度的气体阻隔性以及成型加工适应性的观点出发,聚酰胺化合物(A)中的直链脂肪族二羧酸单元优选在直链脂肪族二羧酸单元中包含50摩尔%以上的癸二酸单元,聚酰胺化合物(A)用于要求低吸水性、耐候性、耐热性的用途时,优选在直链脂肪族二羧酸单元中包含50摩尔%以上的1,12-十二烷二羧酸单元。
前述通式(II-2)所示的芳香族二羧酸单元从对聚酰胺化合物(A)进一步赋予气体阻隔性、并且包装材料、包装容器的成型加工性能够变得容易的方面考虑,为优选。
前述通式(II-2)中,Ar表示亚芳基。前述亚芳基优选为碳数6~30、更优选为碳数6~15的亚芳基,例如,可列举出亚苯基、亚萘基等。
作为能够构成前述通式(II-2)所示的芳香族二羧酸单元的化合物,可以例示出对苯二甲酸、间苯二甲酸、2,6-萘二羧酸等,但并不限定于它们。它们可以单独使用或组合2种以上使用。
前述通式(II-2)所示的芳香族二羧酸单元的种类根据用途而适宜地决定。聚酰胺化合物(A)中的芳香族二羧酸单元优选包含在芳香族二羧酸单元中总计为50摩尔%以上的选自由间苯二甲酸单元、对苯二甲酸单元、以及2,6-萘二羧酸单元组成的组中的至少1个,该含量更优选为70摩尔%以上、进一步优选为80摩尔%以上、特别优选为90摩尔%以上,并且,优选为100摩尔%以下。此外,它们之中,优选在芳香族二羧酸单元中包含间苯二甲酸和/或对苯二甲酸。间苯二甲酸单元和对苯二甲酸单元的含有比(间苯二甲酸单元/对苯二甲酸单元)没有特别限制,根据用途而适宜决定。例如,从适度的玻璃化转变温度、降低结晶性的观点出发,设两单元的总计为100时,以摩尔比计优选为0/100~100/0、进一步优选为0/100~60/40、更优选为0/100~40/60、进一步优选为0/100~30/70。
聚酰胺化合物(A)中的二羧酸单元中,前述直链脂肪族二羧酸单元与前述芳香族二羧酸单元的含有比(直链脂肪族二羧酸单元/芳香族二羧酸单元)没有特别限制,根据用途而适宜决定。例如,为了提高聚酰胺化合物(A)的玻璃化转变温度、降低聚酰胺化合物(A)的结晶性的情况下,对于直链脂肪族二羧酸单元/芳香族二羧酸单元,设两单元的总计为100时,以摩尔比计优选为0/100~60/40、更优选为0/100~40/60、进一步优选为0/100~30/70。此外,为了降低聚酰胺化合物(A)的玻璃化转变温度、对聚酰胺化合物(A)赋予柔软性的情况下,对于直链脂肪族二羧酸单元/芳香族二羧酸单元,设两单元的总计为100时,以摩尔比计优选为40/60~100/0、更优选为60/40~100/0、进一步优选为70/30~100/0。
作为能够构成前述通式(II-1)或者(II-2)所示的二羧酸单元以外的二羧酸单元的化合物,可以例示出草酸、丙二酸、富马酸、马来酸、1,3-苯二乙酸、1,4-苯二乙酸等二羧酸,但并不限定于它们。
[含叔氢的羧酸单元]
本发明中,对于聚酰胺化合物(A)中的含叔氢的羧酸单元,从聚酰胺化合物(A)的聚合的观点出发,具有至少1个氨基以及1个羧基、或者具有2个以上羧基。作为具体例子,可列举出下述通式(III)、(IV)或者(V)中的任意一个所示的结构单元。
[前述通式(III)~(V)中,R、R1以及R2分别表示取代基,A1~A3分别表示单键或者2价的连接基团。其中,前述通式(IV)中,不包括A1以及A2均为单键的情况。]
本发明中,聚酰胺化合物(A)包含含叔氢的羧酸单元。通过含有这样的含叔氢的羧酸单元作为共聚成分,聚酰胺化合物(A)即便不含过渡金属也可以发挥优异的氧吸收性能。
本发明中,关于具有含叔氢的羧酸单元的聚酰胺化合物(A)显示出良好的氧吸收性能的原理尚不明确,但推定如以下。认为能够构成含叔氢的羧酸单元的化合物在同一碳原子上键合了吸电子基团和供电子基团,因此由于使得存在于该碳原子上的不成对电子能量稳定化的所谓推拉(Captodative)效果的现象而生成非常稳定的自由基。即,羧基为吸电子基团,与其相邻的键合有叔氢的碳缺电子(δ+),因此该叔氢也变得缺电子(δ+),以质子的形式解离,形成自由基。此处,认为存在氧以及水时,氧与该自由基反应,从而显示出氧吸收性能。此外,判明了越为高湿度并且高温的环境,反应性越高。
前述通式(III)~(V)中,R、R1以及R2分别表示取代基。作为本发明中的R、R1以及R2所示的取代基,例如,可列举出卤原子(例如、氯原子、溴原子、碘原子)、烷基(具有1~15个、优选具有1~6个碳原子的直链、支链或者环状烷基,例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、正辛基、2-乙基己基、环丙基、环戊基)、链烯基(具有2~10个、优选具有2~6个碳原子的直链、支链或者环状链烯基,例如乙烯基、烯丙基)、炔基(具有2~10个、优选具有2~6个碳原子的炔基,例如乙炔基、丙炔基)、芳基(具有6~16个、优选具有6~10个碳原子的芳基,例如苯基、萘基)、杂环基(从5元环或者6元环的芳香族或者非芳香族的杂环化合物去除1个氢原子从而得到的具有1~12个、优选具有2~6个碳原子的一价基团,例如1-吡唑基、1-咪唑基、2-呋喃基)、氰基、羟基、硝基、烷氧基(具有1~10个、优选具有1~6个碳原子的直链、支链或者环状烷氧基,例如甲氧基、乙氧基)、芳氧基(具有6~12个、优选具有6~8个碳原子的芳氧基,例如、苯氧基)、酰基(甲酰基,具有2~10个、优选具有2~6个碳原子的烷基羰基、或者具有7~12个、优选具有7~9个碳原子的芳基羰基,例如乙酰基、特戊酰基、苯甲酰基)、氨基(氨基,具有1~10个、优选具有1~6个碳原子的烷基氨基、具有6~12个、优选具有6~8个碳原子的苯胺基、或者具有1~12个、优选具有2~6个碳原子的杂环氨基,例如氨基、甲基氨基、苯胺基)、巯基、烷硫基(具有1~10个、优选具有1~6个碳原子的烷硫基,例如、甲硫基、乙硫基)、芳硫基(具有6~12个、优选具有6~8个碳原子的芳硫基,例如苯硫基)、杂环硫基(具有2~10个、优选具有2~6个碳原子的杂环硫基,例如2-苯并噻唑硫基)、酰亚胺基(具有2~10个、优选具有4~8个碳原子的酰亚胺基,例如N-琥珀酰亚胺基、N-邻苯二甲酰亚胺基)等。
这些官能团之中具有氢原子的官能团可以进一步被上述基团取代,例如,可列举出被羟基取代的烷基(例如羟基乙基)、被烷氧基取代的烷基(例如甲氧基乙基)、被芳基取代的烷基(例如苄基)、被烷基取代的芳基(例如对甲苯基)、被烷基取代的芳氧基(例如2-甲基苯氧基)等,但并不限定于它们。
需要说明的是,官能团被进步一取代时,上述的碳数中不包含被进一步取代的取代基的碳数。例如,苄基看作是被苯基取代的碳数1的烷基,而不被看作是被苯基取代的碳数7的烷基。关于以下的碳数的记载,只要没有特别声明,则同样地理解。
前述通式(IV)以及(V)中,A1~A3分别表示单键或者2价的连接基团。其中,前述通式(IV)中,不包括A1以及A2均为单键的情况。作为2价的连接基团,例如,可列举出直链、支链或环状的亚烷基(碳数1~12、优选为碳数1~4的亚烷基,例如亚甲基、亚乙基)、亚芳烷基(碳数7~30、优选为碳数7~13的亚芳烷基、例如亚苄基)、亚芳基(碳数6~30、优选为碳数6~15的亚芳基,例如亚苯基)等。它们可以进一步具有取代基,作为该取代基,可列举出作为R、R1以及R2所示的取代基如上述例示的官能团。例如,可列举出被烷基取代的亚芳基(例如,亚二甲苯基)等,但并不限定于它们。
本发明中,聚酰胺化合物(A)优选包含前述通式(III)、(IV)或者(V)中的任意一个所示的结构单元的至少1种。它们之中,从原料的获得性、提高氧吸收性的观点出发,更优选在α碳(与羧基相邻的碳原子)上具有叔氢的羧酸单元,特别优选前述通式(III)所示的结构单元。
关于前述通式(III)中的R,如上所述,其中更优选取代或未取代的烷基以及取代或未取代的芳基,进一步优选取代或未取代的碳数1~6的烷基以及取代或未取代的碳数6~10的芳基,特别优选取代或未取代的碳数1~4的烷基以及取代或未取代的苯基。
作为优选R的具体例子,可以例示出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、1-甲基丙基、2-甲基丙基、羟基甲基、1-羟基乙基、巯基甲基、甲硫基乙基、苯基、萘基、苄基、4-羟基苄基等,但并不限定于它们。它们之中,更优选甲基、乙基、异丙基、2-甲基丙基以及苄基。
作为能够构成前述通式(III)所示的结构单元的化合物,可以例示出丙氨酸、2-氨基丁酸、缬氨酸、正缬氨酸、亮氨酸、正亮氨酸、叔亮氨酸、异亮氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、蛋氨酸、2-苯基甘氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、组氨酸、色氨酸、脯氨酸等α-氨基酸,但并不限定于它们。
此外,作为能够构成前述通式(IV)所示的结构单元的化合物,可以例示出3-氨基丁酸等β-氨基酸,作为能够构成前述通式(V)所示的结构单元的化合物,可以例示出甲基丙二酸、甲基琥珀酸、苹果酸、酒石酸等二羧酸,但并不限定于它们。
它们可以为D体、L体、消旋体中的任一种,也可以为立体异构体。此外,它们可以单独使用或组合2种以上使用。
它们之中,从原料的获得性、提高氧吸收性等观点出发,特别优选在α碳上具有叔氢的α-氨基酸。此外,α-氨基酸之中,从供给容易性、低廉的价格、聚合容易性、聚合物的黄色度(YI)低的观点出发,最优选为丙氨酸。丙氨酸的分子量较低,每1g聚酰胺化合物(A)的共聚率高,因此每1g聚酰胺化合物(A)的氧吸收性能良好。
此外,能够构成前述含叔氢的羧酸单元的化合物的纯度,从聚合速度的延迟等对聚合造成的影响、对聚合物的黄色度等品质方面的影响的观点出发,优选为95%以上、更优选为98.5%以上、进一步优选为99%以上。此外,以杂质的形式含有的硫酸根离子、铵离子优选为500ppm以下、更优选为200ppm以下、进一步优选为50ppm以下。
[ω-氨基羧酸单元]
本发明中,在聚酰胺化合物(A)需要柔软性等的情况下,聚酰胺化合物(A)在前述二胺单元、前述二羧酸单元以及前述含叔氢的羧酸单元的基础上还可以含有下述通式(X)所示的ω-氨基羧酸单元。
[前述通式(X)中,p表示2~18的整数。]
前述ω-氨基羧酸单元的含量在聚酰胺化合物(A)的全部结构单元中优选为0.1~49.9摩尔%、更优选为3~40摩尔%、进一步优选为5~35摩尔%。其中,前述的二胺单元、二羧酸单元、含叔氢的羧酸单元以及ω-氨基羧酸单元的总计不超过100摩尔%。
前述通式(X)中,p表示2~18的整数,优选为3~16、更优选为4~14、进一步优选为5~12。
作为能够构成前述通式(X)所示的ω-氨基羧酸单元的化合物,可列举出碳数5~19的ω-氨基羧酸、碳数5~19的内酰胺。作为碳数5~19的ω-氨基羧酸,可列举出6-氨基己酸以及12-氨基十二烷酸等,作为碳数5~19的内酰胺,可列举出ε-己内酰胺以及月桂内酰胺,但并不限定于它们。它们可以单独使用或组合2种以上使用。
前述ω-氨基羧酸单元优选在ω-氨基羧酸单元中包含总计50摩尔%以上的6-氨基己酸单元和/或12-氨基十二烷酸单元,该含量更优选为70摩尔%以上、更优选为80摩尔%以上、进一步优选为90摩尔%以上,并且优选为100摩尔%以下。
[聚酰胺化合物(A)的聚合度]
对于聚酰胺化合物(A)的聚合度,使用相对粘度。聚酰胺化合物(A)的相对粘度没有特别限定,优选为1.01~4.2。
如上所述,聚酰胺化合物(A)/树脂(B)的质量比的优选范围根据聚酰胺化合物(A)的相对粘度而不同,聚酰胺化合物(A)的相对粘度为1.8以上且4.2以下时,聚酰胺化合物(A)/树脂(B)的质量比优选选自5/95~95/5的范围,聚酰胺化合物(A)的相对粘度为1.01以上且不足1.8时,聚酰胺化合物(A)/树脂(B)的质量比优选选自5/95~50/50的范围。
需要说明的是,在此所述的相对粘度是指将1g聚酰胺化合物(A)溶解于100mL96%硫酸中,用坎农-芬斯克型粘度计(Cannon-Fenske viscometer)在25℃下测定的下落时间(t)与同样地测定的96%硫酸自身的下落时间(t0)的比,用下式表示。
相对粘度=t/t0
[末端氨基浓度]
聚酰胺化合物(A)的氧吸收速度、以及由于氧吸收导致的聚酰胺化合物(A)的氧化劣化能够通过改变聚酰胺化合物(A)的末端氨基浓度来控制。本发明中,从氧吸收速度和氧化劣化的平衡性的观点出发,聚酰胺化合物(A)的末端氨基浓度优选在5~150μeq/g的范围、更优选为10~100μeq/g、进一步优选为15~80μeq/g。
<聚酰胺化合物(A)的制造方法>
聚酰胺化合物(A)可以通过使能够构成前述二胺单元的二胺成分、能够构成前述二羧酸单元的二羧酸成分、能够构成前述含叔氢的羧酸单元的含叔氢的羧酸成分、和根据需要的能够构成前述ω-氨基羧酸单元的ω-氨基羧酸成分缩聚来制造,可以通过调整缩聚条件等来控制聚合度。在缩聚时可以加入少量的单胺、单羧酸作为分子量调节剂。此外,为了抑制缩聚反应以达到期望的聚合度,还可以使构成聚酰胺化合物(A)的二胺成分和羧酸成分的比率(摩尔比)偏离1而进行调整。
作为聚酰胺化合物(A)的缩聚方法,可列举出反应挤出法、加压盐法、常压滴加法、加压滴加法等,但不限定于这些。此外,反应温度尽可能低的情况下,能够抑制聚酰胺化合物(A)的黄色化、胶凝化,得到稳定性状的聚酰胺化合物(A)。
[反应挤出法]
反应挤出法为下述方法:用挤出机将包含二胺成分以及二羧酸成分的聚酰胺(相当于聚酰胺化合物(A)的前体的聚酰胺)或者包含二胺成分、二羧酸成分以及ω-氨基羧酸成分的聚酰胺(相当于聚酰胺化合物(A)的前体的聚酰胺)与含叔氢的羧酸成分熔融混炼而使其反应。该方法为利用酰胺交换反应将含叔氢的羧酸成分引入到聚酰胺的骨架中的方法,为了充分地反应,优选使用的是使用适于反应挤出的螺杆且L/D大的双螺杆挤出机。制造包含少量的含叔氢的羧酸单元的聚酰胺化合物(A)时,该方法为简便的方法,为优选。
[加压盐法]
加压盐法是以绵纶盐作为原料在加压下进行熔融缩聚的方法。具体而言,制备包含二胺成分、二羧酸成分、含叔氢的羧酸成分、和根据需要的ω-氨基羧酸成分的绵纶盐水溶液之后,浓缩该水溶液,接着在加压下升温,一边去除缩合水一边使其缩聚。使罐内缓慢地恢复到常压、同时升温至聚酰胺化合物(A)的熔点+10℃左右并保持,然后再缓慢地减压至-0.02MPaG,并且在该温度下保持,继续缩聚。达到一定的搅拌扭矩之后,用氮气将罐内加压至0.3MPaG左右,从而回收聚酰胺化合物(A)。
加压盐法在使用挥发性成分作为单体时是有用的,含叔氢的羧酸成分的共聚率高的情况下是优选的缩聚方法。特别是制造在聚酰胺化合物(A)的全部结构单元中包含15摩尔%以上的含叔氢的羧酸单元的聚酰胺化合物(A)时是优选的。通过使用加压盐法,可以防止含叔氢的羧酸成分的蒸发,进而可以抑制含叔氢的羧酸成分彼此之间的缩聚,能够平稳地进行缩聚反应,因此可以得到性状优异的聚酰胺化合物(A)。
[常压滴加法]
常压滴加法中,在常压下,向加热熔融有二羧酸成分、含叔氢的羧酸成分、和根据需要的ω-氨基羧酸成分而成的混合物中连续地滴加二胺成分,一边去除缩合水一边使其缩聚。需要说明的是,一边在使反应温度不低于生成的聚酰胺化合物(A)的熔点的情况下将反应体系升温一边进行缩聚反应。
常压滴加法与前述加压盐法相比时,不使用用于溶解盐的水,因此每批的收量大,并且不需要原料成分的气化/冷凝,因此反应速度的降低少,可以缩短工序时间。
[加压滴加法]
加压滴加法中,首先在缩聚罐中投入二羧酸成分、含叔氢的羧酸成分、和根据需要的ω-氨基羧酸成分,搅拌各成分并熔融混合,制备混合物。接着,一边将罐内加压至优选为0.3~0.4MPaG左右,一边向混合物中连续地滴加二胺成分,一边去除缩合水一边使其缩聚。此时,一边在使反应温度不低于所生成的聚酰胺化合物(A)的熔点的情况下将反应体系升温一边进行缩聚反应。达到设定的摩尔比后,终止二胺成分的滴加,使罐内缓慢地恢复到常压,同时升温至聚酰胺化合物(A)的熔点+10℃左右并保持,然后,进一步缓慢地减压至-0.02MPaG,并在该温度下保持、继续缩聚。达到一定的搅拌扭矩之后,用氮气将罐内加压至0.3MPaG左右,从而回收聚酰胺化合物(A)。
加压滴加法与加压盐法同样地在使用挥发性成分作为单体的情况下是有用的,含叔氢的羧酸成分的共聚率高的情况下是优选的缩聚方法。特别是制造在聚酰胺化合物(A)的全部结构单元中包含15摩尔%以上的含叔氢的羧酸单元的聚酰胺化合物(A)时是优选的。通过使用加压滴加法,能够防止含叔氢的羧酸成分的蒸发,进而可以抑制含叔氢的羧酸成分彼此之间的缩聚,能够平稳地进行缩聚反应,因此可以得到性状优异的聚酰胺化合物(A)。进而,加压滴加法与加压盐法相比,不使用用于溶解盐的水,因此每批的收量大,与常压滴加法同样地可以缩短反应时间,因此可以抑制胶凝化等,可以得到黄色度低的聚酰胺化合物(A)。
[提高聚合度的工序]
由上述缩聚方法所制造的聚酰胺化合物(A)可以直接使用,可以经过用于进一步提高聚合度的工序。作为进一步提高聚合度的工序,可列举出挤出机内的反应挤出、固相聚合等。作为固相聚合中使用的加热装置,可以优选使用连续式的加热干燥装置、被称为转鼓式干燥机、圆锥形干燥器、旋转式干燥机等的旋转鼓式的加热装置以及被称为诺塔混合机的内部具备旋转叶片的圆锥型的加热装置,并不限定于它们,可以使用公知的方法、装置。特别是在进行聚酰胺化合物(A)的固相聚合时,上述的装置中的旋转鼓式加热装置可以使体系内密闭化,在去除了导致着色的氧的状态下容易进行缩聚,故优选使用。
[含磷原子化合物、碱金属化合物]
在聚酰胺化合物(A)的缩聚中,从促进酰胺化反应的观点出发,优选添加含磷原子化合物。
作为含磷原子化合物,可列举出二甲基次膦酸、苯基甲基次膦酸等次膦酸化合物;次亚磷酸、次亚磷酸钠、次亚磷酸钾、次亚磷酸锂、次亚磷酸镁、次亚磷酸钙、次亚磷酸乙酯等二亚磷酸化合物;膦酸、膦酸钠、膦酸钾、膦酸锂、膦酸镁、膦酸钙、苯基膦酸、乙基膦酸、苯基膦酸钠、苯基膦酸钾、苯基膦酸锂、苯基膦酸二乙酯、乙基膦酸钠、乙基膦酸钾等膦酸化合物;亚膦酸、亚膦酸钠、亚膦酸锂、亚膦酸钾、亚膦酸镁、亚膦酸钙、苯基亚膦酸、苯基亚膦酸钠、苯基亚膦酸钾、苯基亚膦酸锂、苯基亚膦酸乙酯等亚膦酸化合物;亚磷酸、亚磷酸氢钠、亚磷酸钠、亚磷酸锂、亚磷酸钾、亚磷酸镁、亚磷酸钙、亚磷酸三乙酯、亚磷酸三苯酯、焦亚磷酸等亚磷酸化合物等。
它们之中,特别是次亚磷酸钠、次亚磷酸钾、次亚磷酸锂等次亚磷酸金属盐促进酰胺化反应的效果高并且防止着色效果也优异,因此优选使用,特别优选次亚磷酸钠。需要说明的是,本发明中可以使用的含磷原子化合物并不限定于这些化合物。
含磷原子化合物的添加量以聚酰胺化合物(A)中的磷原子浓度换算计优选为0.1~1000ppm、更优选为1~600ppm、进一步优选为5~400ppm。如果为0.1ppm以上,则聚合中聚酰胺化合物(A)不易着色、透明性变高。如果为1000ppm以下,则聚酰胺化合物(A)不易胶凝化,并且可以减少被认为是含磷原子化合物所引起的鱼眼在成型品中的混入,成型品的外观变良好。
此外,在聚酰胺化合物(A)的缩聚体系内,优选与含磷原子化合物并用而添加碱金属化合物。为了防止缩聚中的聚酰胺化合物(A)的着色,需要存在足够量的含磷原子化合物,而根据情况有时担心导致聚酰胺化合物(A)的胶凝化,因此为了调整酰胺化反应速度,也优选使碱金属化合物共存。
作为碱金属化合物,优选碱金属氢氧化物、碱金属乙酸盐、碱金属碳酸盐、碱金属醇盐等。作为本发明中能够使用的碱金属化合物的具体例子,可列举出氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铷、氢氧化铯、乙酸锂、乙酸钠、乙酸钾、乙酸铷、乙酸铯、甲醇钠、乙醇钠、丙醇钠、丁醇钠、甲醇钾、甲醇锂、碳酸钠等,但可以不限定于这些化合物而使用。需要说明的是,含磷原子化合物和碱金属化合物的比率(摩尔比),从控制聚合速度的观点、减少黄色度的观点出发,优选为含磷原子化合物/碱金属化合物=1.0/0.05~1.0/1.5的范围、更优选为1.0/0.1~1.0/1.2、进一步优选为1.0/0.2~1.0/1.1。
1-2.树脂(B)
本发明中,作为树脂(B)可以使用任意的树脂,没有特别限定。作为树脂(B),例如可以使用热塑性树脂,具体而言可列举出聚烯烃、聚酯、聚酰胺、乙烯-乙烯醇共聚物以及源自植物的树脂。本发明中,作为树脂(B)优选包含选自由这些树脂组成的组中的至少一种。
它们之中,为了有效地发挥氧吸收效果,更优选为聚酯、聚酰胺以及乙烯-乙烯醇共聚物那样的氧阻隔性高的树脂。
聚酰胺化合物(A)和树脂(B)的混合可以使用现有公知的方法,例示出干式混合、熔融混合。将聚酰胺化合物(A)和树脂(B)熔融混合而制造期望的粒料、成型体时,可以使用挤出机等进行熔融共混。挤出机可以使用单螺杆挤出机、双螺杆挤出机等公知的挤出机,但不限定于这些。
[聚烯烃]
作为聚烯烃的具体例子,可列举出聚乙烯(低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯、直链状(线状)低密度聚乙烯)、聚丙烯、聚-1-丁烯、聚-4-甲基-1-戊烯等烯烃均聚物;乙烯-丙烯无规共聚物、乙烯-丙烯嵌段共聚物、乙烯-丙烯-聚-1-丁烯共聚物、乙烯-环状烯烃共聚物等乙烯和α-烯烃的共聚物;乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物等乙烯-α,β-不饱和羧酸共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸乙酯共聚物等乙烯-α,β-不饱和羧酸酯共聚物、乙烯-α,β-不饱和羧酸共聚物的离子交联物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等其它的乙烯共聚物;用马来酸酐等酸酐等对这些聚烯烃进行接枝改性而成的接枝改性聚烯烃等。
[聚酯]
本发明中,聚酯是指以下物质:由选自包含二羧酸的多元羧酸以及它们的成酯性衍生物的一种或者二种以上与选自包含二醇的多元醇的一种或者二种以上形成的聚酯;或者由羟基羧酸以及它们的成酯性衍生物形成的聚酯;或者由环状酯形成的聚酯。
作为二羧酸,可列举出草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、癸烷二羧酸、十二烷二羧酸、十四烷二羧酸、十六烷二羧酸、3-环丁烷二羧酸、1,3-环戊烷二羧酸、1,2-环己烷二羧酸、1,3-环己烷二羧酸、1,4-环己烷二羧酸、2,5-降冰片烷二羧酸、二聚酸等所例示的饱和脂肪族二羧酸或者它们的成酯性衍生物、富马酸、马来酸、衣康酸等所例示的不饱和脂肪族二羧酸或者它们的成酯性衍生物、邻苯二甲酸、间苯二甲酸、对苯二甲酸、1,3-萘二羧酸、1,4-萘二羧酸、1,5-萘二羧酸、2,6-萘二羧酸、2,7-萘二羧酸、4,4’-联苯二羧酸、4,4’-联苯砜二羧酸、4,4’-联苯醚二羧酸、1,2-双(苯氧基)乙烷-p,p’-二羧酸、蒽二羧酸等所例示的芳香族二羧酸或者它们的成酯性衍生物、间苯二甲酸5-磺酸钠、对苯二甲酸2-磺酸钠、间苯二甲酸5-磺酸锂、对苯二甲酸2-磺酸锂、间苯二甲酸5-磺酸钾、对苯二甲酸2-磺酸钾等所例示的含金属磺酸基的芳香族二羧酸或者它们的低级烷基酯衍生物等。
上述的二羧酸之中,对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二羧酸的使用在所得到的聚酯的物理特性等方面特别优选,根据需要也可以将其它的二羧酸共聚。
作为这些二羧酸以外的多元羧酸,可列举出乙烷三羧酸、丙烷三羧酸、丁烷四羧酸、均苯四酸、偏苯三酸、均苯三酸、3,4,3’,4’-联苯四羧酸、以及它们的成酯性衍生物等。
作为二醇,可列举出乙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇、二乙二醇、三乙二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、2,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、新戊二醇、1,6-己二醇、1,2-环己烷二醇、1,3-环己烷二醇、1,4-环己烷二醇、1,2-环己烷二甲醇、1,3-环己烷二甲醇、1,4-环己烷二甲醇、1,4-环己烷二乙醇、1,10-癸二醇、1,12-十二烷二醇、聚乙二醇、聚三亚甲基二醇、聚四亚甲基二醇等所例示的脂肪族二醇、氢醌、4,4’-二羟基双酚、1,4-双(β-羟基乙氧基)苯、1,4-双(β-羟基乙氧基苯基)砜、双(对羟基苯基)醚、双(对羟基苯基)砜、双(对羟基苯基)甲烷、1,2-双(对羟基苯基)乙烷、双酚A、双酚C、2,5-萘二醇、在这些二醇上加成环氧乙烷而成的二醇等所例示的芳香族二醇。
上述的二醇之中,特别优选使用乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,4-环己烷二甲醇作为主要成分。作为这些二醇以外的多元醇,可列举出三羟甲基甲烷、三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、季戊四醇、甘油、己三醇等。作为羟基羧酸,可列举出乳酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸、羟基乙酸、3-羟基丁酸、对羟基苯甲酸、对(2-羟基乙氧基)苯甲酸、4-羟基环己烷羧酸、或者它们的成酯性衍生物等。
作为环状酯,可列举出ε-己内酯、β-丙内酯、β-甲基-β-丙内酯、δ-戊内酯、乙交酯、丙交酯等。
作为多元羧酸、羟基羧酸的成酯性衍生物,可以例示出它们的烷基酯、酰氯、酸酐等。
作为本发明中使用的聚酯,优选的是,主要的酸成分为对苯二甲酸或者其成酯性衍生物或萘二羧酸或者其成酯性衍生物、主要的二醇成分为亚烷基二醇的聚酯。
主要的酸成分为对苯二甲酸或者其成酯性衍生物的聚酯,是指优选为相对于全部酸成分含有总计70摩尔%以上的对苯二甲酸或者其成酯性衍生物的聚酯,更优选含有80摩尔%以上的对苯二甲酸或者其成酯性衍生物的聚酯,进一步优选为含有90摩尔%以上的对苯二甲酸或者其成酯性衍生物的聚酯。主要的酸成分为萘二羧酸或者其成酯性衍生物的聚酯也同样地优选为总计含有70摩尔%以上的萘二羧酸或者其成酯性衍生物的聚酯,更优选为含有80摩尔%以上的萘二羧酸或其成酯性衍生物的聚酯,进一步优选为含有90摩尔%以上的萘二羧酸或其成酯性衍生物的聚酯。
作为本发明中使用的萘二羧酸或者其成酯性衍生物,优选上述二羧酸类所例示的1,3-萘二羧酸、1,4-萘二羧酸、1,5-萘二羧酸、2,6-萘二羧酸、2,7-萘二羧酸、或者它们的成酯性衍生物。
主要的二醇成分为亚烷基二醇的聚酯是指优选为相对于全部二醇成分含有总计70摩尔%以上的亚烷基二醇的聚酯,更优选为含有80摩尔%以上的亚烷基二醇的聚酯,进一步优选为含有90摩尔%以上的亚烷基二醇的聚酯。这里所谓的亚烷基二醇可以在分子链中包含取代基、脂环结构。
上述对苯二甲酸/乙二醇以外的共聚成分选自由间苯二甲酸、2,6-萘二羧酸、二乙二醇、新戊二醇、1,4-环己烷二甲醇、1,2-丙二醇、1,3-丙二醇以及2-甲基-1,3-丙二醇组成的组中的至少1种以上,在兼具透明性和成型性的方面,为优选,特别是选自由间苯二甲酸、二乙二醇、新戊二醇、1,4-环己烷二甲醇组成的组中的至少1种以上更优选。
本发明所使用的聚酯的优选的一个例子是主要的重复单元由对苯二甲酸乙二醇酯构成的聚酯,更优选为包含70摩尔%以上对苯二甲酸乙二醇酯单元的线状聚酯,进一步优选为含有80摩尔%以上对苯二甲酸乙二醇酯单元的线状聚酯,特别优选为含有90摩尔%以上对苯二甲酸乙二醇酯单元的线状聚酯。
此外本发明所使用的聚酯的优选的另一个例子为主要的重复单元由2,6-萘二甲酸乙二醇酯构成的聚酯,更优选为包含70摩尔%以上的2,6-萘二甲酸乙二醇酯单元的线状聚酯,进一步优选为包含80摩尔%以上的2,6-萘二甲酸乙二醇酯单元的线状聚酯,特别优选为包含90摩尔%以上的2,6-萘二甲酸乙二醇酯单元的线状聚酯。
此外,作为本发明所使用的聚酯的优选的其它的例子,为包含70摩尔%以上的对苯二甲酸丙二醇酯单元的线状聚酯、包含70摩尔%以上的萘二甲酸丙二醇酯单元的线状聚酯、包含70摩尔%以上的对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯单元的线状聚酯、包含70摩尔%以上的萘二甲酸丁二醇酯单元的线状聚酯、或者包含70摩尔%以上的对苯二甲酸丁二醇酯单元的线状聚酯。
在兼具透明性和成型性的方面,作为聚酯整体的组成,特别优选对苯二甲酸/间苯二甲酸//乙二醇的组合、对苯二甲酸//乙二醇/1,4-环己烷二甲醇的组合、对苯二甲酸//乙二醇/新戊二醇的组合。需要说明的是,当然,酯化(酯交换)反应、缩聚反应中也可以含有少量(5摩尔%以下)因乙二醇的二聚化产生的二乙二醇。
此外,作为本发明中使用的聚酯的优选的其它例子,可列举出通过乙醇酸、乙醇酸甲酯的缩聚、或乙交酯的开环缩聚而得到的聚乙醇酸。也可以将丙交酯等其它成分与该聚乙醇酸共聚。
[聚酰胺]
本发明中使用的聚酰胺(在此,所谓的“聚酰胺”是指与本发明的“聚酰胺化合物(A)”混合的聚酰胺树脂,不是指本发明的“聚酰胺化合物(A)”自身)可列举出以衍生自内酰胺或氨基羧酸的单元作为主结构单元的聚酰胺、以衍生自脂肪族二胺和脂肪族二羧酸的单元作为主结构单元的脂肪族聚酰胺、以衍生自脂肪族二胺和芳香族二羧酸的单元作为主结构单元的部分芳香族聚酰胺、以衍生自芳香族二胺和脂肪族二羧酸的单元作为主结构单元的部分芳香族聚酰胺等,也可以根据需要将主结构单元以外的单体单元共聚。
作为前述内酰胺或氨基羧酸,可以使用ε-己内酰胺、月桂内酰胺等内酰胺类、氨基己酸、氨基十一烷酸等氨基羧酸类、对氨基甲基苯甲酸这样的芳香族氨基羧酸等。
作为前述脂肪族二胺,可以使用碳数2~12的脂肪族二胺或者其功能衍生物。进而,还可以为脂环族的二胺。脂肪族二胺可以为直链状的脂肪族二胺,也可以为具有支链的链状的脂肪族二胺。作为这样的直链状的脂肪族二胺的具体例子,可列举出乙二胺、1-甲基乙二胺、1,3-丙二胺、四亚甲基二胺、五亚甲基二胺、六亚甲基二胺、七亚甲基二胺、八亚甲基二胺、九亚甲基二胺、十亚甲基二胺、十一亚甲基二胺、十二亚甲基二胺等脂肪族二胺。此外,作为脂环族二胺的具体例子,可列举出环己烷二胺、1,3-双(氨甲基)环己烷、1,4-双(氨甲基)环己烷等。
此外,作为前述脂肪族二羧酸,优选直链状的脂肪族二羧酸、脂环族二羧酸、进而特别优选具有碳数4~12的亚烷基的直链状脂肪族二羧酸。作为这样的直链状脂肪族二羧酸的例子,可列举出己二酸、癸二酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、十一烷酸、十一烷二酸、十二烷二酸、二聚酸以及它们的功能衍生物等。作为脂环族二羧酸,可列举出1,4-环己烷二羧酸、六氢对苯二甲酸、六氢间苯二甲酸等脂环式二羧酸。
此外,作为前述芳香族二胺,可列举出间苯二甲胺、对苯二甲胺、对-双(2-氨乙基)苯等。
此外,作为前述芳香族二羧酸,可列举出对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、2,6-萘二羧酸、二苯基-4,4’-二羧酸、二苯氧基乙烷二羧酸以及其功能衍生物等。
作为具体的聚酰胺,有聚酰胺4、聚酰胺6、聚酰胺10、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺4,6、聚酰胺6,6、聚酰胺6,10、聚酰胺6T、聚酰胺9T、聚酰胺6IT、聚己二酰间苯二甲胺(聚酰胺MXD6)、间苯二甲酸共聚聚己二酰间苯二甲胺(聚酰胺MXD6I)、聚癸二酰间苯二甲胺(聚酰胺MXD10)、聚十二烷二酰间苯二甲胺(聚酰胺MXD12)、聚1,3-二(氨甲基)环己烷己二酰胺(聚酰胺BAC6)、聚癸二酰对苯二甲胺(聚酰胺PXD10)等。作为更优选的聚酰胺,可列举出聚酰胺6、聚酰胺MXD6、聚酰胺MXD6I。
此外,作为前述聚酰胺的共聚成分,也可以使用具有至少一个末端氨基、或末端羧基的数均分子量为2000~20000的聚醚、或者前述具有末端氨基的聚醚的有机羧酸盐、或者前述具有末端羧基的聚醚的氨基盐。作为具体的例子,可列举出双(氨丙基)聚(环氧乙烷)(数均分子量为2000~20000的聚乙二醇)。
此外,前述部分芳香族聚酰胺可以在实质上为线状的范围内含有衍生自偏苯三酸、均苯四酸等3元以上的多元羧酸的结构单元。
前述聚酰胺基本上可以利用现有公知的水共存下的熔融缩聚法或者水不存在下的熔融缩聚法、使利用这些熔融缩聚法得到的聚酰胺进一步固相聚合的方法等来制造。熔融缩聚反应可以为1阶段、也可以分多阶段进行。它们可以由分批式反应装置构成,也可以由连续式反应装置构成。此外,熔融缩聚工序和固相聚合工序可以连续地运转也可以分批运转。
[乙烯-乙烯醇共聚物]
作为本发明中使用的乙烯乙烯醇共聚物没有特别限定,乙烯含量优选为15~60摩尔%、进一步优选为20~55摩尔%、更优选为29~44摩尔%,乙酸乙烯酯成分的皂化度优选为90摩尔%以上、进一步优选为95摩尔%以上。
此外,乙烯乙烯醇共聚物中,在不对本发明的效果造成不良影响的范围内,进而还可以含有少量的丙烯、异丁烯、α-辛烯、α-十二烯、α-十八烯等α-烯烃、不饱和羧酸或者其盐/部分烷基酯/完全烷基酯/腈/酰胺/酸酐,不饱和磺酸或者其盐等共聚单体。
[源自植物的树脂]
作为源自植物的树脂的具体例子,还存在与上述树脂重复的部分,没有特别限定,可列举出以公知的各种除石油以外的物质作为原料的脂肪族聚酯系生物降解性树脂。作为脂肪族聚酯系生物降解性树脂,例如,可列举出聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸(PLA)等聚(α-羟基酸);聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚丁二酸乙二醇酯(PES)等聚亚烷基链烷酸酯等。
[其它的树脂]
在不损害本发明的目的的范围内,根据希望赋予氧吸收阻隔层的性能等,可以添加现有公知的各种树脂作为树脂(B)。例如,从赋予耐冲击性、耐针孔性、柔软性、粘接性的观点出发,可列举出聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃、它们的各种改性物;以聚烯烃系弹性体、聚酰胺系弹性体、苯乙烯-丁二烯共聚树脂、其氢化处理物、聚酯系弹性体等为代表的各种热塑性弹性体、尼龙6,66,12、尼龙12等各种聚酰胺等,从进一步赋予氧吸收性能的观点出发,可列举出聚丁二烯、改性聚丁二烯等含碳-碳不饱和双键的树脂。
1-3.添加剂(C)
本发明中,在用于形成氧吸收阻隔层的树脂组合物中除前述的聚酰胺化合物(A)以及树脂(B)以外根据需要还可以进一步含有添加剂(C)。添加剂(C)可以为1种、也可以为2种以上的组合。树脂组合物中的添加剂(C)的含量也取决于添加剂的种类,优选为10质量%以下、更优选为5质量%以下。
[防白化剂]
本发明中,为了抑制热水处理后、长时间的经时后的白化,优选在树脂组合物中添加二酰胺化合物和/或二酯化合物。二酰胺化合物以及二酯化合物具有抑制因低聚物的析出而引起的白化的效果。可以将二酰胺化合物和二酯化合物单独使用,也可以并用。
作为本发明中使用的二酰胺化合物,优选由碳数8~30的脂肪族二羧酸和碳数2~10的二胺得到的二酰胺化合物。脂肪族二羧酸的碳数为8以上、二胺的碳数为2以上时能够期待防止白化效果。此外,脂肪族二羧酸的碳数为30以下、二胺的碳数为10以下时,向氧吸收阻隔层中的均匀分散变得良好。脂肪族二羧酸可以具有侧链、双键,但优选直链饱和脂肪族二羧酸。二酰胺化合物可以为1种、也可以并用2种以上。
作为前述脂肪族二羧酸,可以例示出硬脂酸(C18)、二十烷酸(C20)、山嵛酸(C22)、褐煤酸(C28)、三十烷酸(C30)等。作为前述二胺,可以例示出乙二胺、丁二胺、己二胺、苯二甲胺、双(氨甲基)环己烷等。优选将它们组合而得到的二酰胺化合物。
优选由碳数8~30的脂肪族二羧酸与主要包含乙二胺的二胺得到的二酰胺化合物、或者由主要包含褐煤酸的脂肪族二羧酸与碳数2~10的二胺得到的二酰胺化合物,特别优选为由主要包含硬脂酸的脂肪族二羧酸与主要包含乙二胺的二胺得到的二酰胺化合物。
作为本发明中使用的二酯化合物,优选由碳数8~30的脂肪族二羧酸和碳数2~10的二醇得到的二酯化合物。脂肪族二羧酸的碳数为8以上、二醇的碳数为2以上时,能够期待防止白化效果。此外,脂肪族二羧酸的碳数为30以下、二醇的碳数为10以下时,向氧吸收阻隔层中的均匀分散变得良好。脂肪族二羧酸可以具有侧链、双键,但优选直链饱和脂肪族二羧酸。二酯化合物可以为1种、也可以并用2种以上。
作为前述脂肪族二羧酸,可以例示出硬脂酸(C18)、二十烷酸(C20)、山嵛酸(C22)、褐煤酸(C28)、三十烷酸(C30)等。作为前述二醇,可以例示出乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、苯二甲醇、环己烷二甲醇等。优选将它们组合而得到的二酯化合物。
特别优选为由主要包含褐煤酸的脂肪族二羧酸和主要包含乙二醇和/或1,3-丁二醇的二醇而得到的二酯化合物。
本发明中,二酰胺化合物和/或二酯化合物的添加量在树脂组合物中优选为0.005~0.5质量%、更优选为0.05~0.5质量%、进一步优选为0.12~0.5质量%。通过向树脂组合物中添加0.005质量%以上、并且与结晶成核剂并用,从而可以期待防止白化的协同效果。此外,添加量在树脂组合物中为0.5质量%以下时,能够将该树脂组合物成型而得到的成型体的雾度值保持为较低。
[层状硅酸盐]
本发明中,氧吸收阻隔层还可以含有层状硅酸盐。通过添加层状硅酸盐,不仅可以对膜赋予氧气体阻隔性、还可以赋予对于二氧化碳气体等气体的阻隔性。
层状硅酸盐为具有0.25~0.6的电荷密度的2-八面体型、3-八面体型的层状硅酸盐,作为2-八面体型,可列举出蒙脱石、贝得石等,作为3-八面体型,可列举出锂蒙脱石、皂石等。它们之中,优选为蒙脱石。
层状硅酸盐优选预先使高分子化合物、有机系化合物等有机溶胀剂与层状硅酸盐接触,使层状硅酸盐的层间扩展。作为有机溶胀剂,可以优选使用季铵盐,优选使用具有至少一个以上碳数12以上的烷基或者链烯基的季铵盐。
作为有机溶胀剂的具体例子,可列举出三甲基十二烷基铵盐、三甲基十四烷基铵盐、三甲基十六烷基铵盐、三甲基十八烷基铵盐、三甲基二十烷基铵盐等三甲基烷基铵盐;三甲基十八烯基铵盐、三甲基十八碳二烯基铵盐等三甲基烯基铵盐;三乙基十二烷基铵盐、三乙基十四烷基铵盐、三乙基十六烷基铵盐、三乙基十八烷基铵盐等三乙基烷基铵盐;三丁基十二烷基铵盐、三丁基十四烷基铵盐、三丁基十六烷基铵盐、三丁基十八烷基铵盐等三丁基烷基铵盐;二甲基双十二烷基铵盐、二甲基双十四烷基铵盐、二甲基双十六烷基铵盐、二甲基双十八烷基铵盐、二甲基双牛脂烷基铵盐等二甲基双烷基铵盐;二甲基双十八烯基铵盐、二甲基双十八碳二烯基铵盐等二甲基双烯基铵盐;二乙基双十二烷基铵盐、二乙基双十四烷基铵盐、二乙基双十六烷基铵盐、二乙基双十八烷基铵盐等二乙基双烷基铵盐;二丁基双十二烷基铵盐、二丁基双十四烷基铵盐、二丁基双十六烷基铵盐、二丁基双十八烷基铵盐等二丁基双烷基铵盐;甲基苄基双十六烷基铵盐等甲基苄基双烷基铵盐;二苄基双十六烷基铵盐等二苄基双烷基铵盐;三(十二烷基)甲基铵盐、三(十四烷基)甲基铵盐、三(十八烷基)甲基铵盐等三烷基甲基铵盐;三(十二烷基)乙基铵盐等三烷基乙基铵盐;三(十二烷基)丁基铵盐等三烷基丁基铵盐;4-氨基正丁酸、6-氨基-正己酸、8-氨基辛酸、10-氨基癸酸、12-氨基十二烷酸、14-氨基十四烷酸、16-氨基十六烷酸、18-氨基十八烷酸等ω-氨基酸等。此外,在含有羟基和/或醚基的铵盐中,甲基二烷基(PAG)铵盐、乙基二烷基(PAG)铵盐、丁基二烷基(PAG)铵盐、二甲基双(PAG)铵盐、二乙基双(PAG)铵盐、二丁基双(PAG)铵盐、甲基烷基双(PAG)铵盐、乙基烷基双(PAG)铵盐、丁基烷基双(PAG)铵盐、甲基三(PAG)铵盐、乙基三(PAG)铵盐、丁基三(PAG)铵盐、四(PAG)铵盐(其中,烷基表示十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基、二十烷基等碳数12以上的烷基,PAG表示聚亚烷基二醇残基、优选为碳数20以下的聚乙二醇残基或者聚丙二醇残基)等含有至少一个亚烷基二醇残基的季铵盐也可以作为有机溶胀剂来使用。其中,优选三甲基十二烷基铵盐、三甲基十四烷基铵盐、三甲基十六烷基铵盐、三甲基十八烷基铵盐、二甲基双十二烷基铵盐、二甲基双十四烷基铵盐、二甲基双十六烷基铵盐、二甲基双十八烷基铵盐、二甲基双牛脂烷基铵盐。需要说明的是,这些有机溶胀剂可以单独使用,也可以以多种混合物的形式使用。
本发明中,优选将0.5~8质量%的用有机溶胀剂处理过的层状硅酸盐添加到树脂组合物中来使用,更优选为1~6质量%、进一步优选为2~5质量%。层状硅酸盐的添加量若为0.5质量%以上,则充分地得到气体阻隔性的改善效果,层状硅酸盐的添加量若为8质量%以下,则不易出现由于氧吸收阻隔层的柔软性恶化导致的针孔产生等问题。
氧吸收阻隔层中,层状硅酸盐优选不局部凝聚而均匀分散。在此,所谓的均匀分散是指在氧吸收阻隔层中层状硅酸盐以平板状分离,并且它们的50%以上具有5nm以上的层间距离。在此,层间距离是指平板状物的重心间距离。该距离越大分散状态越良好,透明性等外观良好、并且能够提高氧气、二氧化碳气体等的气体阻隔性。
[氧化反应促进剂]
为了进一步提高氧吸收阻隔层的氧吸收性能,在不损害本发明的效果的范围内可以添加目前公知的氧化反应促进剂。氧化反应促进剂可以通过促进聚酰胺化合物(A)具有的氧吸收性能,从而提高氧吸收阻隔层的氧吸收性能。作为氧化反应促进剂,可以例示出铁、钴、镍等周期表第VIII族金属、铜、银等第I族金属、锡、钛、锆等第IV族金属、钒等第V族、铬等第VI族、锰等第VII族金属低价的无机酸盐或有机酸盐、或者上述过渡金属的络盐。它们之中,优选氧反应促进效果优异的钴盐、钴盐和锰盐的组合。
本发明中,氧反应促进剂的添加量在树脂组合物中以金属原子浓度计优选为10~800ppm、更优选为50~600ppm、进一步优选为100~400ppm。
[氧吸收剂]
为了进一步提高氧吸收阻隔层的氧吸收性能,在不损害本发明的效果的范围内可以添加以往公知的氧吸收剂。氧吸收剂可以通过对氧吸收阻隔层赋予与聚酰胺化合物(A)具有的氧吸收性能不同的氧吸收性能,从而提高氧吸收阻隔层的氧吸收性能。作为氧吸收剂,可以例示出如维他命C、维他命E、丁二烯、异戊二烯在分子内具有碳-碳双键的化合物为代表的氧化性有机化合物。
本发明中,氧吸收剂的添加量在树脂组合物中优选为0.01~5质量%、更优选为0.1~4质量%、进一步优选为0.5~3质量%。
[防胶凝化剂/鱼眼降低剂]
本发明中,优选添加选自乙酸钠、乙酸钙、乙酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸钠以及它们的衍生物中的1种以上的羧酸盐类。在此,作为该衍生物,可列举出12-羟基硬脂酸钙、12-羟基硬脂酸镁、12-羟基硬脂酸钠等12-羟基硬脂酸金属盐等。通过添加前述羧酸盐类,能够防止成型加工中产生的聚酰胺化合物(A)的胶凝化以及减少成型体中的鱼眼,成型加工的适应性提高。
作为前述羧酸盐类的添加量,以树脂组合物中的浓度计,优选为400~10000ppm、更优选为800~5000ppm、进一步优选为1000~3000ppm。如果为400ppm以上,则可以抑制聚酰胺化合物(A)的热劣化,可以防止胶凝化。此外,如果为10000ppm以下,则聚酰胺化合物(A)不产生成型不良,也不存在着色、白化。经熔融的聚酰胺化合物(A)中存在作为碱性物质的羧酸盐类时,推测聚酰胺化合物(A)由热所导致的改性延迟,从而抑制了被认为是最终的改性物的凝胶的生成。
需要说明的是,前述的羧酸盐类的处理性优异,其中,硬脂酸金属盐是廉价的,并且具有作为润滑剂的效果,可以使成型加工更加稳定化,故优选。进而,对羧酸盐类的形状没有特别限制,为粉体且其粒径小时,在进行干式混合的情况下,为了容易均匀地分散在树脂组合物中,其粒径优选为0.2mm以下。
进而,作为更高效的防止胶凝、降低鱼眼,进而防止结垢的方法,优选使用每1g金属盐浓度高的乙酸钠。使用乙酸钠时,可以与聚酰胺化合物(A)以及树脂(B)干式混合、进行成型加工,但从处理性、乙酸气味的减少等观点出发,优选将由聚酰胺化合物(A)、树脂(B)和乙酸钠形成的母料与聚酰胺化合物(A)以及树脂(B)进行干式混合并成型加工。为了母料中使用的乙酸钠容易均匀地分散于树脂组合物中,其粒径优选为0.2mm以下、更优选为0.1mm以下。
[抗氧化剂]
本发明中,从控制氧吸收性能的观点、抑制机械物性降低的观点出发,优选添加抗氧化剂。作为抗氧化剂,可以例示出铜系抗氧化剂、受阻酚系抗氧化剂、受阻胺系抗氧化剂、磷系抗氧化剂、硫系抗氧化剂等,其中,优选受阻酚系抗氧化剂、磷系抗氧化剂。
作为受阻酚系抗氧化剂的具体例子,可列举出三乙二醇-双[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟苯基)]丙酸酯、4,4’-亚丁基双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、1,6-己二醇-双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)]丙酸酯、2,4-双-(正辛硫基)-6-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯胺基)-1,3,5-三嗪、季戊四醇-四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]、2,2-硫代-二乙撑双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯、2,2-硫代双(4-甲基-6-1-丁基苯酚)、N,N’-六亚甲基双(3,5-二叔丁基-4-羟基-羟基肉桂酰胺)、3,5-二叔丁基-4-羟基-苄基膦酸二乙酯、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二丁基-4-羟基苄基)苯、双(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基磺酸乙酯)钙、三-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-异氰脲酸酯、2,6-二叔丁基-对甲酚、丁基化羟基苯甲醚、2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚、硬脂基-β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、2,2’-亚甲基双-(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2’-亚甲基-双-(4-乙基-6-叔丁基苯酚)、4,4’-硫代双-(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、辛基化二苯基胺、2,4-二[(辛硫基)甲基]-邻甲酚、异辛基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯、4,4’-亚丁基双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、3,9-双[1,1-二甲基-2-[β-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰基氧基]乙基]-2,4,8,10-四氧杂螺[5,5]十一烷、1,1,3-三(2-甲基-4-羟基-5-叔丁基苯基)丁烷、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯、双[3,3’-双-(4’-羟基-3’-叔丁基苯基)丁酸]乙二醇酯、1,3,5-三(3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苄基)-仲三嗪-2,4,6-(1H,3H,5H)三酮、d-α-生育酚等。它们可以单独使用或者以它们的混合物的形式使用。作为受阻酚化合物的市售品的具体例子,可列举出BASF公司制的Irganox1010、Irganox1098(均为商品名)。
作为磷系抗氧化剂的具体例子,可列举出亚磷酸三苯酯、亚磷酸三十八烷基酯、亚磷酸三癸酯、亚磷酸三壬基苯基酯、亚磷酸二苯基异癸基酯、双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯、亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯、四(十三烷基-4,4’-异亚丙基二苯基)二亚磷酸酯、2,2-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)辛基亚磷酸酯等有机磷化合物。它们可以单独使用或者以它们的混合物的形式使用。
抗氧化剂的含量只要在不损害组合物的各种性能的范围内即可,可以没有特别限制地使用,从控制氧吸收性能的观点、抑制机械物性降低的观点出发,在树脂组合物中优选为0.001~3质量%、更优选为0.01~1质量%。
[其它的添加剂]
也可以根据所要求的用途、性能,在用于形成氧吸收阻隔层的树脂组合物中添加润滑剂、消光剂、耐热稳定剂、耐候稳定剂、紫外线吸收剂、增塑剂、阻燃剂、抗静电剂、着色防止剂、结晶成核剂等添加剂。这些添加剂可以在不损害本发明的效果的范围内根据需要添加。
2.任意层
本发明的膜为多层膜时,在氧吸收阻隔层的基础上根据期望的性能等还可以含有任意层。作为这样的任意层,例如可列举出粘接层、金属箔、金属蒸镀层、易剥离层、易撕裂层等。
2-1.粘接层
本发明的多层膜在氧吸收阻隔层的基础上,还可以含有粘接层。本发明的多层膜中,在相邻的2个层之间不能得到实用的层间粘接强度时,优选在该2个层之间设置粘接剂层。
粘接层优选包含具有粘接性的热塑性树脂。作为具有粘接性的热塑性树脂,例如,可列举出将聚乙烯或者聚丙烯等聚烯烃系树脂用丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸等不饱和羧酸改性而成的酸改性聚烯烃树脂。作为粘接层,从粘接性的观点出发,优选使用将与前述树脂(B)同种的树脂改性而成的物质。
对于粘接层的厚度,从发挥实用的粘接强度并且确保成型加工性的观点出发,优选为2~100μm、更优选为5~90μm、进一步优选为10~80μm。
2-2.金属箔/金属蒸镀层以及有机-无机膜
对于本发明的多层膜,从气体阻隔性以及遮光性的观点出发,也可以含有金属箔、金属蒸镀层以及有机-无机膜。
作为金属箔,优选铝箔。对于金属箔的厚度,从气体阻隔性、遮光性以及耐弯曲性等观点出发,优选为3~50μm、更优选为3~30μm、进一步优选为5~15μm。
作为金属蒸镀层,可以使用蒸镀铝、氧化铝等金属或者金属氧化物膜而成的树脂膜等。蒸镀膜的形成方法没有特别限定,例如,可列举出真空蒸镀法、溅射法、离子镀法等物理蒸镀法、PECVD等化学蒸镀法等。对于蒸镀膜的厚度,从气体阻隔性、遮光性以及耐弯曲性等观点出发,优选为5~500nm、更优选为5~200nm。
作为有机-无机膜层,可以使用涂覆有由溶胶凝胶法等制作的二氧化硅-聚乙烯醇混合物膜等的树脂膜等。对于涂覆膜的厚度,从气体阻隔性、遮光性以及耐弯曲性等的观点出发,优选为100nm~50μm、更优选为1~15μm。
2-3.易剥离层以及易撕裂层
为了使多层膜包装容器容易开封,本发明的多层膜也可以含有易剥离层、易撕裂层。作为易剥离层,共混一般使用的2种以上不同的聚烯烃,使用控制了密封强度和剥离强度的膜。作为易撕裂层,使用在尼龙6中共混了尼龙MXD6而成的易撕裂性膜。
3.膜的制造方法
对本发明的膜的制造方法没有特别限定,可以由任意的方法制造,例如,可以通过吹胀法、T模头法等挤出法来制造。此外,本发明的膜是包含氧吸收阻隔层(X)以及其它的树脂层(Y)的多层膜时,可以通过例如共挤出法、层压法等方法来制造。
3-1.挤出法以及共挤出法
挤出法中,将树脂组合物投入到挤出机中,通过挤出而得到膜。共挤出法中,将构成层(X)的材料以及构成层(Y)的材料分别投入到挤出机中,通过共挤出从而得到多层膜。可以通过吹胀法、T模头法等任意的方法得到膜。
将通过挤出法或者共挤出法而得到的膜进一步通过单轴拉伸或者双轴拉伸等进行拉伸,可以得到拉伸膜,特别是多层膜时,可以得到共拉伸成型层(X)以及(Y)而成的多层膜。拉伸方法可列举出:将挤出后的膜连续地利用拉幅方式进行依次双轴拉伸、同时双轴拉伸;利用吹胀方式进行同时双轴拉伸。此外,也可以使用间歇式的双轴拉伸装置。挤出拉伸倍率可以根据膜的用途而适宜决定,优选在MD方向以1.1~15倍、在TD方向以1.1~15倍进行双轴拉伸。
3-2.层压法
层压法中,将构成层(X)的膜以及构成层(Y)的膜分别利用挤出法等来制造之后,通过层叠这些膜从而得到多层膜。可以用热熔融层压法(hot-meltlamination method)、湿式层压法、干式层压法、无溶剂型干层压法、挤出层压法、热层压法等任意方法得到多层膜。
进行上述的层叠时,根据需要,可以对膜等实施例如电晕处理、臭氧处理等前处理,此外,可以使用例如异氰酸酯系(氨基甲酸酯系)、聚乙烯亚胺系、聚丁二烯系、有机钛系等锚涂剂、或者聚氨酯系、聚丙烯酸系、聚酯系、环氧系、聚乙酸乙烯酯系、纤维素系等层压用粘接剂等公知的锚涂剂、粘接剂等。
此外,在对膜材料的表面进行适当的表面处理之后,也可以根据需要设置印刷层。
在设置印刷层时,同样能够适宜使用在以往聚合物膜的印刷中使用的常规印刷设备,即凹版印刷机、柔性印刷机、胶板印刷机等。此外,对于形成印刷层的油墨,也同样能够适宜使用在以往聚合物膜的印刷层中使用的油墨,即由偶氮系、酞菁系等颜料、松香、聚酰胺树脂、聚氨酯等树脂、甲醇、乙酸乙酯、甲乙酮等溶剂等形成的油墨。
<<膜包装容器>>
本发明的膜包装容器包含上述的膜。将本发明的膜用于包装容器的整体或者一部分而成的膜包装容器可以吸收从容器外略微侵入的氧、和容器内的氧,防止保存的内容物品的由氧导致的变质。
对本发明的膜包装容器的形状没有特别限定,可以根据收纳、保存的物品而在适当的范围内选择。例如,可以将本发明的膜制成三侧密封扁袋、自立袋、小包装袋、枕式包装袋、由主室和副室构成、在主室和副室之间设置有易剥离壁的多室袋(multi-chamber pouch)、实施了热成型的容器、收缩膜包装等。此外,在热成型容器等的具有凸缘部时,可以实施对其凸缘部赋予易剥离功能的特殊加工。此外,可以通过将本发明的膜用作容器的盖材、顶部密封等部件,从而对包装容器赋予脱氧功能。
对本发明的膜包装容器的容量也没有特别限定,可以根据收纳、保存的物品而在适当的范围内选择。
对本发明的膜包装容器的制造方法没有特别限定,可以用任意的方法来制造。
本发明的膜包装容器的氧吸收性能以及氧阻隔性能优异、并且内容物的风味保持性优异,因此适于各种物品的包装。
作为被保存物,可列举出牛奶、乳制品、果汁、咖啡、茶类、酒精饮料等饮料;沙司、酱油、沙拉酱等液体调味料、汤、炖菜、咖喱、婴幼儿用烹饪食品、护理烹饪食品等烹饪食品;果酱、蛋黄酱等糊剂状食品;金枪鱼、鱼类和贝类等水产品;奶酪、黄油等乳加工品;肉、腊肠、香肠、火腿等畜肉加工品;胡萝卜、土豆等蔬菜类;蛋;面类;烹饪前的米类、烹饪后的煮饭米、米粥等加工米制品;粉末调味料、粉末咖啡、婴幼儿用奶粉、粉末减肥食品、干燥蔬菜、煎饼等干燥食品;农药、杀虫剂等化学品;医药品、化妆品;宠物食品;洗发水、护发素、洗涤剂等杂货;各种物品。
此外,在这些被保存物的填充前后,可以以适于被保存物的形式实施膜包装容器、被保存物的杀菌。作为杀菌方法,可列举出在100℃以下的热水处理、100℃以上的加压热水处理、130℃以上的超高温加热处理等加热杀菌、紫外线、微波、伽马射线等电磁波杀菌、环氧乙烷等气体处理、过氧化氢、次氯酸等药剂杀菌等。
实施例
以下,通过实施例更详细地说明本发明,但本发明并不限定于这些实施例。
需要说明的是,以下的实施例中,对于构成共聚物的单元,
将源自间苯二甲胺的单元称为“MXDA”、
将源自己二酸的单元称为“AA”、
将源自间苯二甲酸的单元称为“IPA”、
将源自DL-丙氨酸的单元称为“DL-Ala”、
将源自DL-亮氨酸的单元称为“DL-Leu”。
此外,将聚己二酰间苯二甲胺称为“N-MXD6”。
制造例中得到的聚酰胺化合物的α-氨基酸含有率、相对粘度、末端氨基浓度、玻璃化转变温度以及熔点通过以下的方法测定。此外,由制造例中得到的聚酰胺化合物制作膜,并用以下的方法测定其氧吸收量。
(1)α-氨基酸含有率
使用1H-NMR(400MHz,日本电子株式会社制造、商品名:JNM-AL400、测定模式:NON(1H)),实施聚酰胺化合物的α-氨基酸含有率的定量。具体而言,作为溶剂使用甲酸-d制备聚酰胺化合物的5质量%的溶液,实施1H-NMR测定。
(2)相对粘度
精确称量1g颗粒状样品,在20~30℃下搅拌溶解于100ml96%硫酸中。完全溶解后,迅速取5ml溶液置于坎农-芬斯克型粘度计中,在25℃的恒温槽中放置10分钟,然后测定下落时间(t)。此外,96%硫酸自身的下落时间(t0)也同样地测定。根据下式由t以及t0算出相对粘度。
相对粘度=t/t0
(3)末端氨基浓度〔NH2
精确称量聚酰胺化合物,在20~30℃下使其搅拌溶解于苯酚/乙醇=4/1体积溶液中,完全溶解后,一边搅拌一边用5ml甲醇冲洗容器内壁,用0.01mol/L盐酸水溶液进行中和滴定求出末端氨基浓度〔NH2〕。
(4)玻璃化转变温度以及熔点
使用差示扫描量热计(株式会社岛津制作所制造、商品名:DSC-60),以升温速度10℃/分钟在氮气流下进行DSC测定(差示扫描量热测定),求出玻璃化转变温度(Tg)以及熔点(Tm)。
(5)氧吸收量
使用设置有T模头的30mmφ双螺杆挤出机(PLABOR Research Laboratoryof Plastics Technology Co.,Ltd),在(聚酰胺化合物的熔点+20℃)的料筒/T模头温度下,由聚酰胺化合物成型为厚度约100μm的无拉伸单层膜。
将2片从制造的无拉伸单层膜切出的10cm×10cm的试验片与含有10ml水的棉花一起投入到由铝箔层叠膜形成的25cm×18cm的3边密封袋中,进行密封使袋内空气量为400ml。袋内的湿度设为100%RH(相对湿度)。在40℃下用氧浓度计(Toray Engineering Co.,Ltd.制造、商品名:LC-700F)分别测定保存7天后、保存14天后、保存28天后袋内的氧浓度,由该氧浓度计算出氧吸收量。
需要说明的是,对于制造例6以及7中得到的聚酰胺化合物,使用将利用粉碎机使聚酰胺化合物的粒料或粉碎物磨细而得到的2g粉状样品包入包药纸中的样品代替上述膜样品,与上述同样地计算氧吸收量。
制造例1(聚酰胺化合物1的制造)
在具备搅拌机、分凝器、全凝器、压力调节器、温度计、滴加槽以及泵、抽气器、氮导入管、底排阀、线料模头的内容积50L的耐压反应容器中投入13000g(88.96mol)精确称量的己二酸(旭化成化学株式会社制造)、880.56g(9.88mol)DL-丙氨酸(株式会社武藏野化学研究所制造)、11.7g(0.11mol)次亚磷酸钠、6.06g(0.074mol)乙酸钠,充分地进行氮置换之后,将反应容器内密闭,一边将容器内保持在0.4MPa一边在搅拌下升温至170℃。达到170℃之后,开始向反应容器内的熔融了的原料中滴加滴加槽中储存的间苯二甲胺(Mitsubishi Gas Chemical Co.,Inc.制造)12082.2g(88.71mol),一边将容器内保持在0.4MPa一边将生成的缩合水排除到系外同时将反应槽内连续地升温至240℃。间苯二甲胺的滴加终止后,将反应容器内缓慢地恢复至常压,接着使用抽气器将反应槽内减压至80kPa,除去缩合水。观察在减压中搅拌机的搅拌扭矩,在达到规定的扭矩的时刻停止搅拌。自间苯二甲胺滴加终止后所需时间为45分钟。接着,用氮对反应槽内加压,打开底排阀,从线料模头取出聚合物,线料化之后,进行冷却,通过造粒机粒料化。接着,将该粒料投入到不锈钢制的旋转鼓式的加热装置中以5rpm使其旋转。充分地进行氮置换,进而在少量的氮气流下将反应体系内从室温升温至140℃。在反应体系内温度达到140℃的时刻,进行减压至1torr以下,进而将体系内温度用110分钟升温至180℃。从体系内温度达到180℃的时刻开始,在相同温度下继续180分钟固相聚合反应。反应终止后,终止减压,在氮气流下降低体系内温度,在达到60℃的时刻取出粒料,从而得到MXDA/AA/DL-Ala共聚物(聚酰胺化合物1)。需要说明的是,各单体的投入组成比为间苯二甲胺:己二酸:DL-丙氨酸=47.3:47.4:5.3(mol%)。
制造例2(聚酰胺化合物2的制造)
将各单体的投入组成比设为间苯二甲胺:己二酸:DL-丙氨酸=44.4:44.5:11.1(mol%),除此以外与制造例1同样地操作,得到MXDA/AA/DL-Ala共聚物(聚酰胺化合物2)。
制造例3(聚酰胺化合物3的制造)
将各单体的投入组成比设为间苯二甲胺:己二酸:DL-丙氨酸=33.3:33.4:33.3(mol%),除此以外与制造例1同样地操作,得到MXDA/AA/DL-Ala共聚物(聚酰胺化合物3)。
制造例4(聚酰胺化合物4的制造)
将α-氨基酸变更为DL-亮氨酸(Ningbo Haishuo Bio-technology制造)、将各单体的投入组成比设为间苯二甲胺:己二酸:DL-亮氨酸=44.3:44.6:11.1(mol%),除此以外与制造例1同样地操作,得到MXDA/AA/DL-Leu共聚物(聚酰胺化合物4)。
制造例5(聚酰胺化合物5的制造)
将二羧酸成分变更为间苯二甲酸(A.G.International.Chemical Co.,Inc.)和己二酸的混合物、将各单体的投入组成比设为间苯二甲胺:己二酸:间苯二甲酸:DL-丙氨酸=44.3:39.0:5.6:11.1(mol%),除此以外与制造例1同样地操作,得到MXDA/AA/IPA/DL-Ala共聚物(聚酰胺化合物5)。
制造例6(聚酰胺化合物6的制造)
不实施固相聚合,将自间苯二甲胺滴加终止后的所需时间设为35分钟,除此以外与制造例2同样地操作,得到MXDA/AA/DL-Ala共聚物(聚酰胺化合物6)。
制造例7(聚酰胺化合物7的制造)
不实施固相聚合,将自间苯二甲胺滴加终止后的所需时间设为20分钟,除此以外与制造例2同样地操作,得到MXDA/AA/DL-Ala共聚物(聚酰胺化合物7)。需要说明的是,熔融粘度低、不能造粒,因此以块状取出用粉碎机粉碎。
制造例8(聚酰胺化合物8的制造)
不添加DL-丙氨酸,将各单体的投入组成比设为间苯二甲胺:己二酸=49.8:50.2(mol%),除此以外与制造例1同样地操作,得到N-MXD6(聚酰胺化合物8)。
表1中给出聚酰胺化合物1~8的投入单体组成、以及所得的聚酰胺化合物的α-氨基酸含有率、相对粘度、末端氨基浓度、玻璃化转变温度、熔点以及氧吸收量的测定结果。
[表1]
Figure BDA0000447303840000431
接着,实施例1~30以及比较例1~14中,使用上述聚酰胺化合物1~8制作多层膜,进而由该多层膜制作膜包装容器(自立袋、外壳容器(casing containers)或者热成型容器)。
实施例以及比较例中得到的共挤出多层膜的氧透过率的测定、包装容器的食品保存试验、以及包装容器的开封时的气味以及味觉的测定用以下方法进行。
(1)共挤出多层膜的氧透过率
共挤出多层膜的氧透过率使用氧透过率测定装置(Mocon公司制、型号:OX-TRAN2/21),基于ASTM D3985,在23℃、相对湿度60%的气氛下测定。
(2)包装容器的食品保存试验
在由实施例1~26以及比较例1~11中得到的各种包装容器中填充切为1cm立方体的胡萝卜,进行密封。然后,使用高压釜(Tomy Seiko Co.,Ltd.制造、商品名:SR-240)在121℃下实施30分钟蒸煮处理。将蒸煮处理过的包装容器在23℃50%RH的恒温室中保管1个月。1个月后,用目视观察胡萝卜的颜色的变化,用以下的基准进行评价。
此外,在实施例27~30以及比较例12~14中得到的热成型容器中,在80℃下填充市售的味噌、进行密封之后,在23℃、50%RH的恒温室中保管3个月。3个月后,用目视观察味噌的颜色变化,用以下的基准进行评价。
○:填充前的胡萝卜或者味噌的颜色没有变化、或略微变化。
×:颜色变为褐色等。
(3)开封时的气味以及味觉
所得到的包装容器中注满填充矿泉水进行密封之后,在40℃的恒温槽中保管1个月。保管后,由5名评委闻刚开封之后的容器内的气味,评价有无恶臭。
此外,开封后由5名评委在口中含矿泉水,评价矿泉水的味道有无变化。
○:完全没有恶臭、并且矿泉水的味道没有变化。
×:虽然少但有恶臭、或者矿泉水的味道的变化虽然少但是有。
[自立袋(5层结构)]
实施例1
使用具备3台挤出机、供料头(feed block)、T模头、冷却辊、卷取机等的多层膜制造装置,分别从第1台以及第3台的挤出机在250℃下挤出尼龙6(N6)(宇部兴产株式会社制造,商品名:UBE尼龙6、等级:1022B),从第2台的挤出机在260℃下挤出将聚酰胺化合物1和N6以80:20(质量比)的比例进行干式混合而成的共混粒料,介由供料头制造尼龙6层/聚酰胺化合物1×N6共混层/尼龙6层的2种3层结构的多层膜(A)。需要说明的是,各层的厚度设为80/80/80(μm)。
接着,使用间歇式的双轴拉伸机(东洋精机株式会社制造,中心伸展式双轴拉伸机),在加热温度120℃、拉伸速度3000mm/分钟、热固定温度190℃、热固定时间30秒下,得到以纵向4倍、横向4倍同时进行双轴拉伸而成的膜(OA)。需要说明的是,拉伸后的各层的厚度变为5/5/5(μm)。
使用氨基甲酸酯系粘接剂(Mitsui Chemicals,Inc.制造、主剂:TakelacA505、固化剂:Takenate A20、均为商品名),利用干式层压机,将所得到的双轴拉伸膜、12μm的双轴拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯(OPET)膜(TORAYADVANCED FILM Co.,Ltd.制造、商品名:ZK93FM)、60μm的无拉伸聚丙烯(CPP)以(外层)OPET/OA//CPP(内层)的结构进行干式层压。干式层压后在60℃的恒温槽中保存3天。
使用热封机,将所得到的多层膜制成纵200mm、横120mm、设置深度40mm的自立袋。
实施例2
使用聚酰胺化合物2,使用以90:10(质量比)的比例干式混合聚酰胺化合物2和N6而成的共混粒料,除此以外与实施例1同样操作,制作多层膜以及自立袋。
实施例3
使用聚酰胺化合物2,使用以80:20(质量比)的比例干式混合聚酰胺化合物2和N6而成的共混粒料,除此以外与实施例1同样操作,制作多层膜以及自立袋。
实施例4
使用聚酰胺化合物2,使用以70:30(质量比)的比例干式混合聚酰胺化合物2和N6而成的共混粒料,除此以外与实施例1同样操作,制作多层膜以及自立袋。
实施例5
使用聚酰胺化合物3,使用以80:20(质量比)的比例干式混合聚酰胺化合物3和N6而成的共混粒料,除此以外与实施例1同样操作,制作多层膜以及自立袋。
实施例6
使用聚酰胺化合物4,使用以80:20(质量比)的比例干式混合聚酰胺化合物4和N6而成的共混粒料,除此以外与实施例1同样操作,制作多层膜以及自立袋。
比较例1
使用聚酰胺化合物8,使用以80:20(质量比)的比例干式混合聚酰胺化合物8和N6而成的共混粒料,除此以外与实施例1同样操作,制作多层膜以及自立袋。
比较例2
使用聚酰胺化合物8,使用以60:40(质量比)的比例干式混合聚酰胺化合物8和N6而成的共混粒料,除此以外与实施例1同样操作,制作多层膜以及自立袋。
实施例7
作为树脂(B),使用尼龙MXD6(MXD6)(Mitsubishi Gas Chemical Co.,Inc.制造、商品名:MX尼龙、等级:S6011),使用以10:90(质量比)的比例干式混合聚酰胺化合物1和MXD6而成的共混粒料,除此以外与实施例1同样操作,制作多层膜以及自立袋。
实施例8
使用以20:80(质量比)的比例干式混合聚酰胺化合物1和MXD6而成的共混粒料,除此以外与实施例7同样操作,制作多层膜以及自立袋。
实施例9
使用以30:70(质量比)的比例干式混合聚酰胺化合物1和MXD6而成的共混粒料,除此以外与实施例7同样操作,制作多层膜以及自立袋。
实施例10
使用聚酰胺化合物2、使用以20:80(质量比)的比例干式混合聚酰胺化合物2和MXD6而成的共混粒料,除此以外与实施例7同样操作,制作多层膜以及自立袋。
实施例11
使用聚酰胺化合物3、使用以20:80(质量比)的比例干式混合聚酰胺化合物3和MXD6而成的共混粒料,除此以外与实施例7同样操作,制作多层膜以及自立袋。
实施例12
使用聚酰胺化合物6、使用以20:80(质量比)的比例干式混合聚酰胺化合物6和MXD6而成的共混粒料,除此以外与实施例7同样操作,制作多层膜以及自立袋。
实施例13
使用聚酰胺化合物7、使用以10:90(质量比)的比例干式混合聚酰胺化合物7和MXD6而成的共混粒料,除此以外与实施例7同样操作,制作多层膜以及自立袋。
比较例3
单独使用MXD6代替聚酰胺化合物1和MXD6的混合物,除此以外与实施例7同样操作,制作多层膜以及自立袋。
表2中给出共挤出多层膜的氧透过率、包装容器的食品保存试验、以及开封时的气味以及味觉的结果。
[表2]
Figure BDA0000447303840000481
实施例1~13的共挤出多层膜以及自立袋与相同形态的比较例1~3相比,能够改善氧透过率而不损失食品保存性以及开封时的气味以及味觉。
[外壳容器(5层结构)]
实施例14
使用由4台挤出机、供料头、圆筒模具形成的同时双轴拉伸多层膜制造装置,从第1台挤出机在260℃下挤出以20:80(质量比)的比例干式混合聚酰胺化合物2和尼龙MXD6(MXD6)(Mitsubishi Gas Chemical Co.,Inc.制造、商品名:MX尼龙、等级:K7007C)而成的共混粒料,从第2台挤出机在230℃下挤出聚丙烯(PP)(Japan Polypropylene Corporation制造、商品名:Novatec、等级:FY6),从第3台的挤出机在230℃下挤出干燥混合80质量份聚丙烯(JapanPolypropylene Corporation制、商品名:Novatec、等级:FY6)和20质量份其它的聚丙烯(Sunallomer,Ltd.制造、商品名:Adsyl、等级:5C37F)而成的共混聚丙烯,从第4台的挤出机在220℃下挤出粘接性树脂(AD)(MitsuiChemicals,Inc.制造、商品名:Admer、等级:QB515),从圆筒模具以(外层)聚丙烯层/粘接性树脂层/聚酰胺化合物2×MXD6共混层/粘接性树脂层/共混聚丙烯层(内层)的顺序制造4种5层结构的多层型坯。需要说明的是,多层型坯的直径为130mm,各层的构成比设为4/1/3/1/4。
接着,将该型坯冷却至60℃后,在加热区段加热至120℃之后,在拉伸区段,将空气投入到内部,形成气泡进行连续拉伸,拉伸倍率以纵向4倍、横向4倍进行同时双轴拉伸,在200℃下热固定后,得到共挤出多层拉伸膜(B)。需要说明的是,拉伸后的各层厚度变为20/5/15/5/20(μm)。
接着,使用手制的自动填充包装机,将宽设为100mm的上述膜以膜速度5m/分钟形成为筒状之后,在膜重叠部分的外侧引入切口,之后吹送暖风,以信封式热封该膜。在此,暖风的温度设为约400℃,制作外壳容器。
实施例15
使用以40:60(质量比)的比例干式混合聚酰胺化合物2和MXD6而成的共混粒料,除此以外与实施例14同样操作,制作共挤出多层膜以及外壳容器。
实施例16
使用聚酰胺化合物5,使用以40:60(质量比)的比例干式混合聚酰胺化合物5和MXD6而成的共混粒料,除此以外与实施例14同样操作,制作共挤出多层膜以及外壳容器。
实施例17
使用聚酰胺化合物6,使用以30:70(质量比)的比例干式混合聚酰胺化合物6和MXD6而成的共混粒料,除此以外与实施例14同样操作,制作共挤出多层膜以及外壳容器。
比较例4
单独使用MXD6代替聚酰胺化合物2和MXD6的混合物,除此以外与实施例14同样操作,制作共挤出多层膜以及外壳容器。
比较例5
在MXD6中添加硬脂酸钴,使钴含量为400ppm,除此以外与比较例4同样操作,制作共挤出多层膜以及外壳容器。
比较例6
在MXD6中添加硬脂酸钴,使钴含量为100ppm,进而,在MXD6中添加3质量份的马来酸改性聚丁二烯(Nippon Petrochemicals Co.,Ltd.制造、商品名:M-2000-20),除此以外与比较例4同样操作,制作共挤出多层膜以及外壳容器。
实施例18
作为树脂(B),使用乙烯乙烯醇共聚物树脂(EVOH)(Kuraray Co.,Ltd.制造、商品名:Eval、等级:F101B),使用以5:95(质量比)的比例干式混合聚酰胺化合物2和EVOH而成的共混粒料,除此以外与实施例14同样操作,制作共挤出多层膜以及外壳容器。
实施例19
使用以10:90(质量比)的比例干式混合聚酰胺化合物2和EVOH而成的共混粒料,除此以外与实施例18同样操作,制作共挤出多层膜以及外壳容器。
实施例20
使用以20:80(质量比)的比例干式混合聚酰胺化合物2和EVOH而成的共混粒料,除此以外与实施例18同样操作,制作共挤出多层膜以及外壳容器。
实施例21
使用聚酰胺化合物3,使用以20:80(质量比)的比例干式混合聚酰胺化合物3和EVOH而成的共混粒料,除此以外与实施例18同样操作,制作共挤出多层膜以及外壳容器。
比较例7
使用聚酰胺化合物8,使用以20:80(质量比)的比例干式混合聚酰胺化合物8和EVOH而成的共混粒料,除此以外与实施例18同样操作,制作共挤出多层膜以及外壳容器。
表3中给出共挤出多层膜的氧透过率、包装容器的食品保存试验、以及开封时的气味以及味觉的结果。
[表3]
实施例14~21的共挤出多层膜以及外壳容器与相同形态的比较例4~7相比,可以改善氧透过率而不损失食品保存性以及开封时的气味以及味觉。另一方面,为了改善氧透过率,使用硬脂酸钴、马来酸改性聚丁二烯的比较例5以及6中,虽然共挤出多层膜的氧透过率优异,但由钴催化剂导致树脂经时地氧化分解,外壳容器食品保存性以及开封时的气味以及味觉恶化。
[热成型容器(7层结构)]
实施例22
使用具备4台挤出机、供料头、T模头、冷却辊、卷取机等的多层膜制造装置,从第1台挤出机在260℃下挤出以20:80(质量比)的比例干式混合聚酰胺化合物4和尼龙MXD6(MXD6)(Mitsubishi Gas Chemical Co.,Inc.制造、商品名:MX尼龙、等级:K7007C)而成的共混粒料,从第2台挤出机在220℃下挤出乙烯乙烯醇共聚物树脂(EVOH)(Kuraray Co.,Ltd.制造、商品名:Eval、等级:F101B),从第3台挤出机在230℃下挤出聚丙烯(PP)(Japan PolypropyleneCorporation制造、商品名:Novatec、等级:FY6),从第4台挤出机在220℃下挤出粘接性树脂(AD)(Mitsui Chemicals,Inc.制造、商品名:Admer、等级:QB515),介由供料头,制造(外层)聚丙烯层/粘接性树脂层/EVOH层/聚酰胺化合物4×MXD6共混层/EVOH层/粘接性树脂层/聚丙烯层(内层)的4种7层结构的多层膜(C1)。需要说明的是,各层的厚度设为60/5/5/15/5/5/60(μm)。
接着,使用具备塞头辅助(plug assist)的气动真空成型机(pneumaticvacuum molding machine)(Asano Laboratories Co.,Ltd.制造),在膜表面温度达到170℃的时刻进行热成型,制作开口部100mm见方×底部90mm×深度10mm,表面积119cm2、容积90ml的热成型容器。
实施例23
使用以40:60(质量比)的比例干式混合聚酰胺化合物4和MXD6而成的共混粒料,除此以外与实施例22同样操作,制作共挤出多层膜以及热成型容器。
实施例24
使用聚酰胺化合物6、使用以20:80(质量比)的比例干式混合聚酰胺化合物6和MXD6而成的共混粒料,除此以外与实施例22同样操作,制作共挤出多层膜以及热成型容器。
比较例8
单独使用MXD6代替聚酰胺化合物4和MXD6的混合物,除此以外与实施例22同样操作,制作共挤出多层膜以及热成型容器。
比较例9
在MXD6中添加硬脂酸钴,使钴含量为400ppm,除此以外与比较例8同样操作,制作共挤出多层膜以及热成型容器。
比较例10
在MXD6中添加硬脂酸钴,使钴含量为100ppm,进而,在MXD6中添加3质量份的马来酸改性聚丁二烯(Nippon Petrochemicals Co.,Ltd.制造、商品名:M-2000-20),除此以外与比较例8同样操作,制作共挤出多层膜以及热成型容器。
实施例25
使用聚酰胺化合物5,作为树脂(B),使用乙烯乙烯醇共聚物树脂(EVOH)(Kuraray Co.,Ltd.制造、商品名:Eval、等级:F101B)、使用以10:90(质量比)的比例干式混合聚酰胺化合物5和EVOH而成的共混粒料,除此以外与实施例22同样操作,制作共挤出多层膜以及热成型容器。
实施例26
使用以20:80(质量比)的比例干式混合聚酰胺化合物5和EVOH而成的共混粒料,除此以外与实施例25同样操作,制作共挤出多层膜以及热成型容器。
比较例11
使用聚酰胺化合物8、使用以20:80(质量比)的比例干式混合聚酰胺化合物8和EVOH而成的共混粒料,除此以外与实施例25同样操作,制作共挤出多层膜以及热成型容器。
表4中给出共挤出多层膜的氧透过率、包装容器的食品保存试验、以及开封时的气味以及味觉的结果。
[表4]
Figure BDA0000447303840000531
实施例22~26的共挤出多层膜以及热成型容器与相同形态的比较例8~11相比,可以改善氧透过率而不损失食品保存性以及开封时的气味以及味觉。另一方面,为了改善氧透过率,使用硬脂酸钴、马来酸改性聚丁二烯的比较例9以及10中,虽然共挤出多层膜的氧透过率优异,但由钴催化剂导致树脂经时地氧化分解,热成型容器食品保存性以及开封时的气味以及味觉恶化。
[热成型容器(5层结构)]
实施例27
使用具备3台挤出机、供料头、T模头、冷却辊、卷取机等的多层膜制造装置,从第1台挤出机在260℃下挤出以10:90(质量比)的比例干式混合聚酰胺化合物2和尼龙MXD6(MXD6)(Mitsubishi Gas Chemical Co.,Inc.制造、商品名:MX尼龙、等级:S6007C)而成的共混粒料,从第2台挤出机在260℃下挤出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)(Invista,Inc.制造、商品名:POLYCLEAR、等级:1101E),从第3台挤出机在220℃下挤出粘接性树脂(AD)(MitsubishiChemical Corporation制造、商品名:Modic-AP、等级:F534A),介由供料头,制造(外层)PET层/粘接性树脂层/聚酰胺化合物2×MXD6共混层/粘接性树脂层/PET层(内层)的3种5层结构的多层膜(C2)。需要说明的是,各层的厚度设为60/5/10/5/60(μm)。
接着,使用具备塞头辅助的气动真空成型机(Asano Laboratories Co.,Ltd.制造),在膜表面温度达到170℃的时刻进行热成型,制作开口部100mm见方×底部90mm×深度10mm,表面积119cm2、容积90ml的热成型容器。
实施例28
使用以30:70(质量比)的比例干式混合聚酰胺化合物2和MXD6而成的共混粒料,除此以外与实施例27同样操作,制作共挤出多层膜以及热成型容器。
比较例12
单独使用MXD6代替聚酰胺化合物2和MXD6的混合物,除此以外与实施例27同样操作,制作共挤出多层膜以及热成型容器。
比较例13
在MXD6中添加硬脂酸钴,使钴含量为400ppm,除此以外与比较例12同样操作,制作共挤出多层膜以及热成型容器。
比较例14
在MXD6中添加硬脂酸钴,使钴含量为100ppm,进而,在MXD6中添加3质量份的马来酸改性聚丁二烯(Nippon Petrochemicals Co.,Ltd.制造、商品名:M-2000-20),除此以外与比较例12同样操作,制作共挤出多层膜以及热成型容器。
实施例29
作为树脂(B),使用聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(PET)(Invista,Inc.制造、商品名:POLYCLEAR、等级:1101E),使用以90:10(质量比)比例干式混合聚酰胺化合物2和PET而成的共混粒料,除此以外与实施例27同样操作,制作共挤出多层膜以及热成型容器。
实施例30
使用以80:20(质量比)的比例干式混合聚酰胺化合物2和PET而成的共混粒料,除此以外与实施例29同样操作,制作共挤出多层膜以及热成型容器。
表5中给出共挤出多层膜的氧透过率、包装容器的食品保存试验、以及开封时的气味以及味觉的结果。
[表5]
Figure BDA0000447303840000561
实施例27~30的共挤出多层膜以及热成型容器与相同形态的比较例12~14相比,共挤出多层膜的氧透过率优异,而不损害成型容器中的食品保存性以及开封时的气味以及味觉。特别是,使用硬脂酸钴的比较例13中,将味噌热包装时,在MXD6层和PET层之间产生层间剥离,热成型容器的食品保存性恶化。此外,使用马来酸改性聚丁二烯的比较例14中,由于氧吸收后的马来酸改性聚丁二烯的分解,开封时的气味以及味觉恶化。
产业上的可利用性
本发明的膜可以优选用作包装材料。

Claims (12)

1.一种膜,其包含:由含有聚酰胺化合物(A)以及树脂(B)的树脂组合物所形成的层,
所述聚酰胺化合物(A)含有:
25~50摩尔%二胺单元,所述二胺单元包含总计50摩尔%以上的选自由下述通式(I-1)所示的芳香族二胺单元、下述通式(I-2)所示的脂环族二胺单元、以及下述通式(I-3)所示的直链脂肪族二胺单元组成的组中的至少1个二胺单元,
25~50摩尔%二羧酸单元,所述二羧酸单元包含总计50摩尔%以上的下述通式(II-1)所示的直链脂肪族二羧酸单元和/或下述通式(II-2)所示的芳香族二羧酸单元,和
0.1~50摩尔%的下述通式(III)所示的结构单元,
Figure FDA0000447303830000011
所述通式(I-3)中,m表示2~18的整数,所述通式(II-1)中,n表示2~18的整数,所述通式(II-2)中,Ar表示亚芳基,所述通式(III)中,R表示取代或未取代的烷基、或者取代或未取代的芳基。
2.根据权利要求1所述的膜,其中,所述通式(III)中的R为取代或未取代的碳数1~6的烷基、或者取代或未取代的碳数6~10的芳基。
3.根据权利要求1或2所述的膜,其中,所述二胺单元包含50摩尔%以上的间苯二甲胺单元。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的膜,其中,所述直链脂肪族二羧酸单元包含总计50摩尔%以上的选自由己二酸单元、癸二酸单元以及1,12-十二烷二羧酸单元组成的组中的至少1个。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的膜,其中,所述芳香族二羧酸单元包含总计50摩尔%以上的选自由间苯二甲酸单元、对苯二甲酸单元以及2,6-萘二羧酸单元组成的组中的至少1个。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的膜,其中,所述聚酰胺化合物(A)还含有占聚酰胺化合物(A)的全部结构单元中的0.1~49.9摩尔%的下述通式(X)所示的ω-氨基羧酸单元,
Figure FDA0000447303830000021
所述通式(X)中,p表示2~18的整数。
7.根据权利要求6所述的膜,其中,所述ω-氨基羧酸单元包含总计50摩尔%以上的6-氨基己酸单元和/或12-氨基十二烷酸单元。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的膜,其中,所述树脂组合物含有选自由聚烯烃、聚酯、聚酰胺、乙烯-乙烯醇共聚物以及源自植物的树脂组成的组中的至少1种作为所述树脂(B)。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的膜,其中,所述聚酰胺化合物(A)的相对粘度为1.8以上且4.2以下,并且
所述聚酰胺化合物(A)/所述树脂(B)的质量比为5/95~95/5。
10.根据权利要求1~8中任一项所述的膜,其中,所述聚酰胺化合物(A)的相对粘度为1.01以上且不足1.8,并且
所述聚酰胺化合物(A)/所述树脂(B)的质量比为5/95~50/50。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的膜,其是在MD方向上以1.1~15倍、在TD方向上以1.1~15倍进行双轴拉伸而得到的。
12.一种膜包装容器,其包含权利要求1~11中任一项所述的膜。
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