CN106795232A - 乙烯‑乙烯醇共聚物、树脂组合物、及使用了它们的成型体 - Google Patents
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Abstract
本发明提供不仅熔融成型的长期运转性优异、而且制膜缺点、条纹等制膜缺陷的发生和着色被抑制、外观性优异的乙烯‑乙烯醇共聚物、树脂组合物及其成型物。本发明提供将乙烯与乙烯基酯的共聚物皂化而得到的乙烯‑乙烯醇共聚物(A),其特征在于,使用具有差示折射率检测器及紫外可见吸光度检测器的凝胶渗透色谱仪,在氮气气氛下于220℃进行50小时热处理后测得的分子量满足下述式(1)表示的条件。(Ma‑Mb)/Ma<0.45 (1) Ma:利用差示折射率检测器测得的峰的最大值处的按照聚甲基丙烯酸甲酯换算的分子量,Mb:利用紫外可见吸光度检测器测得的220nm波长处的吸收峰的最大值处的按照聚甲基丙烯酸甲酯换算的分子量。
Description
技术领域
本发明涉及乙烯-乙烯醇共聚物、树脂组合物、膜、蒸镀膜、多层结构体、热成型容器、吹塑成型体及燃料容器。
背景技术
在容器、膜、片材等的成型中,通常利用使用树脂组合物的熔融成型。对于这样的树脂组合物,要求可形成条纹、鱼眼等缺陷少并且外观性优异的成型品;即使进行长时间的熔融成型也不易产生缺陷的长时间运转特性(长期运转性)优异;等。尤其是,这样的缺陷不仅损害成型品的外观性,而且还引起性能劣化,因此,抑制缺陷的发生是重要的。
另一方面,乙烯-乙烯醇共聚物(以下也称为“EVOH”)是阻隔氧等的阻气性、耐油性、非带电性、机械强度等优异的高分子材料。因此,含有EVOH的树脂组合物已作为容器等成型品的成型材料而广泛使用。
然而,EVOH在分子内具有比较活泼的羟基,因此,即使在几乎没有氧的状态的挤出成型机内部,在高温熔融状态也可能发生氧化、交联反应,产生热劣化物。尤其是,在进行长期连续运转时,热劣化物在成型机内部堆积,将会容易产生成为鱼眼的原因的凝胶状颗粒。因此,对于使用含有EVOH的树脂组合物的熔融成型而言,长期运转性容易变得不充分。
为了改善这样的不良情况,开发了各种含有EVOH的树脂组合物。例如,开发了:通过含有硼化合物、乙酸钠及乙酸镁从而改善了熔融成型时的长期运转性的含有EVOH的树脂组合物(参见日本特开平11-60874号公报)、通过含有共轭多烯化合物从而抑制了因熔融成型而导致的凝胶、颗粒的发生的含有EVOH的树脂组合物(参见日本特开平9-71620号公报)、通过含有特定的羧酸金属盐及受阻酚系抗氧化剂从而热稳定性优异、并且高温下的氧化性凝胶的形成被抑制的含有EVOH的树脂组合物(参见日本特开平4-227744号公报)等。
然而,对于这些以往的含有EVOH的树脂组合物而言,不仅长期运转性的改善不充分,而且在树脂组合物中含有大量的金属盐时,成型品容易黄变,发生外观不良。另外,从考虑环境、例如减少包装材料等成型品的原料及废弃物量的观点考虑,要求成型品的薄层化。在实现这样的薄型化时,容易发生条纹、制膜缺点等制膜缺陷、因着色而导致的外观不良,因此,产生进一步改善外观性的必要性。
另外,对于含有EVOH的树脂组合物,有时要求进一步抑制熔融成型期间的黄变等着色。为了满足该要求,提出了在EVOH树脂组合物中含有规定量的金属盐的方法(参见日本特开2001-146539号公报)。此外,有时要求EVOH树脂组合物具有下述性能:在膜成型后与其他热塑性树脂的层叠加工、铝等的蒸镀加工时的膜退卷、加工中,可抑制因辊间的张力而导致的膜断裂的性能(耐膜断裂性)。此外,对于EVOH树脂组合物,有时还要求在膜成型后以膜卷形式保存期间膜间的滑动性(耐粘连性)、层压加工时与制造辊的滑动性优异,为了应对该要求,提出了含有氧化物及硼化合物的方案(参见日本特开2000-265024号公报)。此外,对于将EVOH树脂组合物成型而得到的膜,有时还要求在进行蒸镀加工时抑制针孔的发生(蒸镀缺点抑制性),应对该要求,提出了使膜表面的氧原子及碳原子的摩尔比为特定范围的表面处理用树脂膜(参见日本特开2005-290108号公报)。然而,上述以往的树脂组合物、膜未能满足上述要求。
此外,对于EVOH树脂组合物而言,有时通过与以聚烯烃系树脂等为主成分的热塑性树脂层叠,从而作为包装材料等成型物使用。对于该成型物而言,有时回收在成型时产生的端部、不良品等,进行熔融成型,作为包含聚烯烃层及EVOH层的多层结构体的至少1层而再利用。因此,对于EVOH树脂组合物,有时还要求在反复进行回收再利用时维持优异的外观性及耐冲击性。应对该要求,提出了适于再利用的EVOH树脂组合物(例如参见日本特开平3-72542号公报),但未能满足上述要求。
此外,已知通过由EVOH树脂组合物形成的EVOH层和其他热塑性树脂层形成的层叠体作为食品的煮沸杀菌用或蒸煮(retort)杀菌用的包装材料是有用的。在用于该用途时,要求上述层叠体具有在进行热水式的煮沸・蒸煮处理时能防止水渗入到EVOH层中的“耐蒸煮性”。应对该要求,提出了在EVOH树脂组合物中混合具有高耐热水性的聚酰胺(以下也称为“PA”)的方法(例如参见日本特开平10-80981号公报)。然而,对于上述以往的含有PA的EVOH树脂组合物而言,在长时间的熔融成型时等情况下,在挤出机、螺杆及模内产生的焦糊物增多,同时实现抑制在长时间运转时产生焦糊物的性质及提高耐蒸煮性是困难的。
此外,对于EVOH树脂组合物,有时要求在成型成食品等的包装材料等时的二次加工适合性,尤其是提高加热拉伸性以及改善透明性。应对该要求,提出了含有皂化度等不同的2种以上的EVOH的EVOH树脂组合物(参见日本特开2000-212369号公报)。然而,对于上述以往的EVOH树脂组合物而言,在长期运转时容易产生流痕(flow mark)及着色,因此,同时实现抑制上述长期运转时的流痕及着色、和提高加热拉伸性是困难的。
此外,有时将具有由EVOH树脂组合物形成的基材膜、和在该基材膜上蒸镀的铝等金属蒸镀层的阻气膜作为隔热材料使用。对于该阻气膜,要求抑制金属蒸镀层的缺陷,提高膜与金属蒸镀层的密合性。应对该要求,例如提出了在基材膜中含有无机填料的方法(参见日本特开2002-310385号公报)、对基材膜进行表面处理的方法(参见日本特开2005-290108号公报),但未能满足上述要求。
此外,对于包括由EVOH树脂组合物形成的EVOH层的包装材料而言,有时通过进行热成型,可制成阻氧性优异的包装容器而利用。对于该包装容器,要求抑制在热成型期间产生缺陷、提高外观性及强度,应对该要求,例如提出了添加增塑剂、聚酰胺等的EVOH树脂组合物(例如参见日本特开昭59-020345号公报)。然而,由上述以往的EVOH树脂组合物形成的热成型容器的阻气性可能会降低,因此,未能在保持EVOH本来的特性的同时满足上述要求。
此外,作为吹塑成型容器,有时使用具有由EVOH树脂组合物形成的EVOH层和其他热塑性树脂的层的多层结构体。该吹塑成型容器的生产工序中,为了进行树脂的改换等,有时暂时停止熔融成型装置的运转,然后进行再启动。这种情况下,为了不发生在熔融成型装置内残留的树脂组合物的劣化物使成型品的品质恶化的情况,对于EVOH树脂组合物,要求从熔融成型装置中迅速排出的性能(自清洁(self purge)性)。应对该要求,提出了含有碱土金属盐等的EVOH树脂组合物(例如参见日本特开平5-255554号公报),但上述以往的含有EVOH的树脂组合物的自清洁性难以说是良好的。
现有技术文献
专利文献
专利文献1 : 日本特开平11-60874号公报
专利文献2 : 日本特开平9-71620号公报
专利文献3 : 日本特开平4-227744号公报
专利文献4 : 日本特开2001-146539号公报
专利文献5 : 日本特开2000-265024号公报
专利文献6 : 日本特开2005-290108号公报
专利文献7 : 日本特开平3-72542号公报
专利文献8 : 日本特开平10-80981号公报
专利文献9 : 日本特开2000-212369号公报
专利文献10 : 日本特开2002-310385号公报
专利文献11 : 日本特开昭59-020345号公报
专利文献12 : 日本特开平5-255554号公报。
发明内容
发明所要解决的课题
本发明是基于以上这样的情况而完成的,其目的在于提供不仅熔融成型的长期运转性优异、而且制膜缺点、条纹等制膜缺陷的发生和着色被抑制、外观性优异的乙烯-乙烯醇共聚物、树脂组合物、及使用了它们的成型体。
用于解决课题的手段
本发明为将乙烯与乙烯基酯的共聚物皂化而得到的乙烯-乙烯醇共聚物(A),其特征在于,使用具有差示折射率检测器及紫外可见吸光度检测器的凝胶渗透色谱仪,在氮气气氛下于220℃进行50小时热处理后测得的分子量满足下述式(1)表示的条件。
Ma:利用差示折射率检测器测得的峰的最大值处的按照聚甲基丙烯酸甲酯换算的分子量,
Mb:利用紫外可见吸光度检测器测得的220nm波长处的吸收峰的最大值处的按照聚甲基丙烯酸甲酯换算的分子量。
对于该乙烯-乙烯醇共聚物而言,通过满足式(1)表示的条件,不仅熔融成型的长期运转性优异、而且可抑制条纹、制膜缺点等制膜缺陷的发生和着色。因此,该乙烯-乙烯醇共聚物可提供外观性优异的多层结构体等的成型品。
该乙烯-乙烯醇共聚物(A)的使用具有差示折射率检测器及紫外可见吸光度检测器的凝胶渗透色谱仪,在氮气气氛下于220℃进行50小时热处理后,测得的分子量还满足下述式(2)表示的条件是优选的。
Ma:利用差示折射率检测器测得的峰的最大值处的按照聚甲基丙烯酸甲酯换算的分子量,
Mc:利用紫外可见吸光度检测器测得的280nm波长处的吸收峰的最大值处的按照聚甲基丙烯酸甲酯换算的分子量。
像这样,通过使该乙烯-乙烯醇共聚物(A)进一步满足式(2)表示的条件,可进一步提高熔融成型的长期运转性及外观性。
上述乙烯基酯优选为乙酸乙烯酯。另外,作为该乙酸乙烯酯的乙醛的含量,优选不足100ppm。像这样,通过使上述乙烯基酯为乙酸乙烯酯,该乙酸乙烯酯的乙醛的含量不足100ppm,制备满足上述式(1)的乙烯-乙烯醇共聚物(A)变得容易。
本发明包含含有该乙烯-乙烯醇共聚物的树脂组合物。该树脂组合物由于含有该乙烯-乙烯醇共聚物,因而不仅熔融成型的长期运转性优异,而且制膜缺点、条纹等制膜缺陷的发生和着色被抑制,外观性优异。
对于该树脂组合物而言,优选还含有有机酸的碱金属盐(B1)。作为该碱金属盐(B1)的含量,按照换算为金属计优选为1ppm以上1,000ppm以下。通过含有特定量的碱金属盐(B1),可抑制着色,结果,可进一步提高外观性。另外,可提高长期运转性及制成多层结构体时的层间粘接力。
对于该树脂组合物而言,优选还含有有机酸的多价金属盐(B2)。作为该多价金属盐(B2)的含量,按照换算为金属计优选为1ppm以上500ppm以下。通过含有特定量的多价金属盐(B2),可抑制长时间运转时的凝胶、颗粒()的发生,结果,可提高抑制在长时间运转时产生焦糊物的性质。
对于该树脂组合物而言,优选还含有无机粒子(C)。作为该无机粒子(C)的含量,优选为50ppm以上5,000ppm以下。像这样,通过使该树脂组合物含有特定量的无机粒子(C),膜端部(卷端部)的颜色等熔融成型后的外观性、耐膜断裂性、蒸镀缺点抑制性及蒸镀层的密合强度进一步提高。另外,由该树脂组合物形成的膜的表面的算术平均粗糙度(Ra)变得适度,耐粘连性及滑动性提高。
对于该树脂组合物而言,优选还含有聚烯烃(D)。像这样,通过使该树脂组合物还含有聚烯烃(D),即使在反复进行回收再利用的情况下,也可维持优异的外观性及耐冲击性。
对于该树脂组合物而言,优选还含有聚酰胺(E)。作为上述乙烯-乙烯醇共聚物(A)与聚酰胺(E)的质量比(A/E),优选为60/40以上95/5以下。像这样,通过使该树脂组合物含有特定量的聚酰胺(E),可同时提高抑制在长时间运转时在成型机内产生焦糊物的性质和耐蒸煮性。结果,可制造外观性及机械强度优异的成型品。
对于该树脂组合物而言,乙烯-乙烯醇共聚物(A)的乙烯含量为10摩尔%以上50摩尔%以下,优选还含有乙烯含量为30摩尔%以上60摩尔%以下的乙烯-乙烯醇共聚物(F)。作为从该乙烯-乙烯醇共聚物(F)的乙烯含量减去乙烯-乙烯醇共聚物(A)的乙烯含量而得到的值,优选为8摩尔%以上。作为乙烯-乙烯醇共聚物(A)与乙烯-乙烯醇共聚物(F)的质量比(A/F),优选为60/40以上95/5以下。像这样,通过使该树脂组合物含有特定量的乙烯含量为上述范围的乙烯-乙烯醇共聚物(A)及乙烯-乙烯醇共聚物(F),可抑制长期运转时的流痕及着色,并且加热拉伸性优异。结果,可形成外观性及加热拉伸性优异的多层片材。另外,由该多层片材,可得到外观性优异,流痕被抑制的包装材料及容器。
作为乙烯-乙烯醇共聚物(A)的熔点与乙烯-乙烯醇共聚物(F)的熔点之差,优选为15℃以上。像这样,通过使2种EVOH的熔点之差为上述范围,可进一步提高加热拉伸性。
优选乙烯-乙烯醇共聚物(F)具有下述式(3)表示的结构单元。另外,作为乙烯-乙烯醇共聚物(F)中的该结构单元相对于全部乙烯醇单元的含有率,优选为0.3摩尔%以上40摩尔%以下。通过使乙烯-乙烯醇共聚物(F)以上述特定的含有率具有上述特定的结构单元,加热拉伸性进一步提高。
[化学式1]
(式(3)中,R1、R2、R3及R4各自独立地为氢原子、碳数1~10的烃基或碳数1~10的烷氧基。上述烃基所具有的氢原子的一部分或全部可被羟基、烷氧基、羧基或卤素原子取代。另外,R1与R2可以相互键合而形成环结构)。
本发明包括膜,该膜包含该树脂组合物。另外,本发明包括具有该膜和在该膜上层叠的金属蒸镀层的蒸镀膜。对于该蒸镀膜而言,由于不仅可抑制金属蒸镀层中的蒸镀缺陷及裂缝的发生,而且金属蒸镀层相对于作为基材的上述膜的密合性优异,因此,可抑制阻气性的降低。因此,该蒸镀膜可合适地用于包装材料及真空隔热体。
本发明包括多层结构体,所述多层结构体具有包含该树脂组合物的第1层。另外,本发明包括具有该多层结构体的热成型容器。对于该热成型容器而言,除了具有作为EVOH的特性的充分的阻气性、耐油性之外,通过使第1层含有满足上述特定条件的乙烯-乙烯醇共聚物(A),热成型中的缺陷的发生被抑制,并且外观性优异,而且具有充分的强度。另外,对于该热成型容器而言,通过使第1层含有满足上述特定条件的乙烯-乙烯醇共聚物(A),制造工序中的自清洁性也优异,因而可降低制造成本。因此,该热成型容器可用于各种用途。
本发明包括具有该多层结构体的吹塑成型体。对于该吹塑成型体而言,除了具有作为EVOH的特性的充分的阻气性、耐油性之外,通过使第1层含有满足上述特定的条件的乙烯-乙烯醇共聚物(A),因熔融成型而导致的凝胶状颗粒、条纹等缺陷的发生及着色被抑制,因而外观性优异。另外,对于该吹塑成型体而言,通过使第1层含有满足上述特定的条件的乙烯-乙烯醇共聚物(A),制造工序中的自清洁性也优异,因而可降低制造成本。因此,该吹塑成型体可用于以吹塑成型容器为代表的各种用途。
该吹塑成型体可作为燃料容器而合适地使用。
此处以“ppm”表示各成分的含量时,该“ppm”表示各成分的含量的质量比例,1ppm为0.0001质量%。
发明的效果
本发明的乙烯-乙烯醇共聚物及树脂组合物不仅熔融成型的长期运转性优异,而且可抑制条纹、制膜缺点等制膜缺陷的发生和着色。因此,该乙烯-乙烯醇共聚物及树脂组合物可提供外观性优异的多层结构体等的成型品。
附图说明
[图1] 为示意性地表示EVOH的分子量(对数值)、与利用差示折射率检测器测得的信号值(RI)及利用吸光度检测器(测定波长220nm及280nm)测得的吸光度(UV)的关系的图。
[图2] 为表示作为本发明的热成型容器的一个实施方式的杯状容器的示意立体图。
[图3] 为图2的杯状容器的示意截面图。
[图4] 为表示图2的杯状容器的主要部分的示意截面图。
[图5] 为用于说明图2的杯状容器的制造方法的示意图。
[图6] 为用于说明图2的杯状容器的制造方法的示意图。
[图7] 为示意性地表示作为本发明的吹塑成型体的一个实施方式的吹塑成型容器的部分截面图。
具体实施方式
本发明包括乙烯-乙烯醇共聚物、树脂组合物、膜、蒸镀膜、多层结构体、热成型容器、吹塑成型体及燃料容器。以下,对它们进行说明。但本发明不限于以下的说明。另外,对于下文中列举的材料而言,只要没有特别记载,则可单独使用1种,也可并用2种以上。
<乙烯-乙烯醇共聚物>
本发明的乙烯-乙烯醇共聚物(A)(以下也称为“EVOH(A)”)是将乙烯与乙烯基酯的共聚物皂化而得到的。
作为乙烯与乙烯基酯的共聚方法,没有特别限制,例如,可使用溶液聚合、悬浮聚合、乳液聚合、本体聚合等公知的方法。另外,上述共聚方法可以是连续式及分批式中的任何方式。
作为EVOH(A)的乙烯含量的下限,优选为10摩尔%,更优选为20摩尔%,进一步优选为25摩尔%。另一方面,作为EVOH(A)的乙烯含量的上限,优选为60摩尔%,更优选为55摩尔%,进一步优选为50摩尔%,特别优选为40摩尔%。乙烯含量低于上述下限时,可能导致熔融挤出时的热稳定性降低,将会容易凝胶化,条纹、鱼眼等制膜缺陷将会容易发生。尤其是,在与通常的熔融挤出时的条件相比高温或高速的条件下进行长时间运转时,发生凝胶化的可能性升高。另一方面,乙烯含量超过上述上限时,可能导致阻气性等降低,无法充分发挥EVOH所具有的有利的特性。
作为上述乙烯基酯,从工业上获得容易性等观点考虑,可合适地使用乙酸乙烯酯。该乙酸乙烯酯通常含有少量的乙醛作为无法避免的杂质。作为该乙酸乙烯酯的乙醛的含量,优选不足100ppm。作为该乙酸乙烯酯的乙醛的含量的上限,更优选为60ppm,进一步优选为25ppm,特别优选为15ppm。通过使乙酸乙烯酯的乙醛的含量为上述范围,将会容易制备满足后述的式(1)的EVOH(A)。
EVOH(A)可包含来源于乙烯及乙烯基酯以外的单体的其他结构单元。作为提供这样的其他结构单元的单体,例如,可举出乙烯基硅烷系化合物、其他聚合性化合物等。作为其他结构单元的含量,相对于EVOH(A)的全部结构单元,优选为0.0002摩尔%以上0.2摩尔%以下。
[皂化度]
作为EVOH(A)的来源于乙烯基酯的结构单元的皂化度的下限,通常为85摩尔%,优选为90摩尔%,更优选为98摩尔%,进一步优选为98.9摩尔%。该皂化度低于上述下限时,可能会导致热稳定性变得不充分。
[峰顶分子量(Ma)]
峰顶分子量(Ma)是指下述值:利用凝胶渗透色谱法(以下也称为“GPC”)分离在氮气气氛下、于220℃进行50小时热处理后的EVOH(A),利用差示折射率检测器对此时从柱中洗脱的EVOH(A)进行测定,如图1中示意地所示那样,所述峰顶分子量(Ma)是与测得的信号(图1中的“RI”)的主峰的最大值对应的值。本发明中的峰顶分子量(Ma)是使用利用后述的方法制作的标准曲线算出的按照聚甲基丙烯酸甲酯换算(以下也称为“PMMA换算”)的值。
作为峰顶分子量(Ma)的下限,优选为30,000,更优选为35,000,进一步优选为40,000,特别优选为50,000。另一方面,作为峰顶分子量(Ma)的上限,优选为100,000,更优选为80,000,进一步优选为65,000,特别优选为60,000。
[吸收峰分子量(Mb)及(Mc)]
吸收峰分子量(Mb)及(Mc)是指下述值:如图1中示意性地所示那样,在与峰顶分子量(Ma)的测定相同的条件下,利用GPC分离EVOH(A),利用紫外可见吸光度检测器进行测定,所述吸收峰分子量(Mb)及(Mc)是与测得的特定波长下的信号(图1中的“UV”)的吸收峰的最大值对应的值。该吸收峰分子量(Mb)及(Mc)是按照聚甲基丙烯酸甲酯换算的分子量。需要说明的是,将波长220nm处的吸收峰的分子量表示为“Mb”,将波长280nm处的吸收峰的分子量表示为“Mc”。
作为吸收峰分子量(Mb)的下限,优选为30,000,更优选为35,000,进一步优选为40,000,特别优选为50,000。另一方面,作为吸收峰分子量(Mb)的上限,优选为75,000,更优选为60,000,进一步优选为55,000。
作为吸收峰分子量(Mc)的下限,优选为35,000,更优选为40,000,进一步优选为45,000,特别优选为48,000。另一方面,作为吸收峰分子量(Mc)的上限,优选为75,000,更优选为55,000,进一步优选为50,000。
(标准曲线的制作)
例如,对作为标准品的Agilent Technologies公司的单分散的PMMA(峰顶分子量:1,944,000、790,000、467,400、271,400、144,000、79,250、35,300、13,300、7,100、1,960、1,020、690)进行测定,针对差示折射率检测器及吸光度检测器分别制作标准曲线。标准曲线的制作优选使用分析软件。需要说明的是,本测定的PMMA的测定中,例如,使用能将1,944,000和271,400这两种分子量的标准试样彼此的峰分离的柱。
[EVOH(A)的分子量相关]
EVOH(A)满足下述式(1)表示的条件。
作为式(1)的左边(Ma-Mb)/Ma,优选低于0.40,更优选低于0.30,进一步优选低于0.10。此处,Ma与Mb之差(Ma-Mb)越小,表示图1中的由差示折射率检测器得到的主峰(PRI)和由紫外可见吸光度检测器得到的吸收峰(PUV(220nm))越接近。反之,分子量差(Ma-Mb)的值越大,表示这两个峰(PRI、PUV(220nm))越分离。即,两峰(PRI、PUV(220nm))的分子量差(Ma-Mb)的值大时,表示较低分子量的成分中吸收波长220nm的紫外线的成分多。因此,EVOH(A)不满足上述式(1)时,表示较低分子量的成分中吸收波长220nm的紫外线的成分多。而且,这种情况下,在使用了含有EVOH(A)的树脂组合物的熔融成型时,EVOH(A)发生热劣化,由于着色、凝胶化导致的增稠,导致得不到长时间稳定的加工成型性,在高温侧的成型条件下,存在成型不良明显化的倾向。
认为通过满足上述的式(1)而带来的效果是由于以下原因而产生的。即,对于EVOH而言,由于发生脱水等热劣化,因而在分子内产生吸收波长220nm的紫外线的碳-碳双键、羰基,通过这些基团,促进树脂组合物的凝胶化。上述的凝胶化的促进作用依赖于热劣化了的EVOH的分子量,热劣化了的EVOH的分子量大时,上述促进作用弱,分子量越小,上述促进作用越强。因此认为,EVOH满足上述的式(1)时,即,即使发生热劣化也能维持较高分子量时,可抑制成型不良。
EVOH(A)优选满足下述式(2)的条件。
作为式(2)的左边(Ma-Mc)/Ma,更优选低于0.40,进一步优选低于0.30,特别优选低于0.15。此处,式(2)的左边(Ma-Mc)/Ma的值越大,由差示折射率检测器得到的主峰(PRI)和由紫外可见吸光度检测器得到的吸收峰(PUV(280nm))越分离,在较低分子量的成分中吸收波长280nm的紫外线的成分增多。这种情况下,EVOH在熔融成型时发生热劣化,由于着色、凝胶化导致的增稠,可能会得不到长时间稳定的加工成型性,在高温侧的成型条件下,存在成型不良明显化的倾向。
认为通过满足上述的式(2)而带来的效果是由于以下原因而产生的。即,对于EVOH而言,由于上述的热劣化而在分子内产生碳-碳双键、羰基后,热劣化进一步进行,由此,在分子内产生吸收波长280nm的紫外线的共轭双键,通过该共轭双键,促进树脂组合物的黄变。上述的黄变的促进作用与上述的凝胶化的促进作用同样,依赖于热劣化了的EVOH的分子量,热劣化了的EVOH的分子量大时,上述促进作用弱,分子量越小,上述促进作用越强。因此认为,EVOH满足上述的式(2)时,即,即使热劣化进行也能维持较高分子量时,可进一步抑制成型不良。
(制备满足式(1)表示的条件的EVOH(A)的方法)
作为制备满足式(1)表示的条件的EVOH(A)的方法,在以往的EVOH的制备中,可举出下述方法:
(A)在作为原料的乙烯与乙烯基酯的共聚物的制备中,预先除去乙烯基酯中包含的自由基聚合抑制剂的方法;
(B)在作为原料的乙烯与乙烯基酯的共聚物的制备中,使自由基聚合中使用的乙烯基酯中包含的杂质为特定量的方法;
(C)在作为原料的乙烯与乙烯基酯的共聚物的制备中,使聚合温度为特定范围的方法;
(D)在作为原料的乙烯与乙烯基酯的共聚物的制备中,在聚合工序、或在上述聚合工序后对未反应的乙烯基酯进行回收再利用的工序中添加有机酸的方法;
(E)在作为原料的乙烯与乙烯基酯的共聚物的制备中,使聚合中使用的溶剂的杂质为特定量的方法;
(F)在作为原料的乙烯与乙烯基酯的共聚物的制备中,提高聚合中使用的溶剂与乙烯基酯的质量比(溶剂/乙烯基酯)的方法;
(G)作为在对乙烯与乙烯基酯单体进行自由基聚合时使用的自由基聚合引发剂,使用偶氮腈系引发剂或有机过氧化物系引发剂的方法;
(H)在作为原料的乙烯与乙烯基酯的共聚物的制备中,使在自由基聚合后添加自由基聚合抑制剂时的添加量相对于残留的未分解的自由基聚合引发剂为特定量的方法;
(I)将已将残留的乙烯基酯尽量除去的乙烯与乙烯基酯的共聚物的醇溶液用于皂化反应的方法;
(J)向在皂化中使用的乙烯与乙烯基酯的共聚物中添加抗氧化剂的方法;等,
可将(A)~(J)适当组合。另外,通过(A)~(J),也可制备满足式(2)表示的条件的EVOH(A)。以下对(A)~(J)的方法进行说明。
((A)在作为原料的乙烯与乙烯基酯的共聚物的制备中,预先除去乙烯基酯中包含的自由基聚合抑制剂的方法)
作为上述自由基聚合抑制剂,可举出后述的(H)中作为在自由基聚合后添加的自由基聚合抑制剂而列举的自由基聚合抑制剂同样的自由基聚合抑制剂等。另外,作为除去自由基聚合抑制剂的方法,可举出利用柱色谱法的方法、再沉淀法、蒸馏法等,通常可采用蒸馏法。利用蒸馏法除去自由基聚合抑制剂时,由于乙烯基酯的沸点低于自由基聚合抑制剂的沸点,因而,可从蒸馏塔顶部得到除去了聚合抑制剂的乙烯基酯。
((B)在作为原料的乙烯与乙烯基酯的共聚物的制备中,使自由基聚合中使用的乙烯基酯中包含的杂质为特定量的方法)
作为自由基聚合中使用的乙烯基酯中包含的杂质的合计含量的下限,优选为1ppm,更优选为3ppm,进一步优选为5ppm。另外,作为上述杂质的合计含量的上限,优选为1,200ppm,更优选为1,100ppm,进一步优选为1,000ppm。
作为上述杂质,可举出乙醛、巴豆醛、丙烯醛等醛;该醛通过溶剂的醇而进行缩醛化而成的乙醛缩二甲醇、巴豆醛缩二甲醇、丙烯醛缩二甲醇等缩醛;丙酮等酮;乙酸甲酯、乙酸乙酯等酯等。
需要说明的是,上述杂质中,乙醛在乙酸乙烯酯的制造等中容易产生,并且容易妨碍EVOH(A)满足式(1)。因此,本方法中,尤其优选降低乙醛的含量。
((C)在作为原料的乙烯与乙烯基酯的共聚物的制备中,使聚合温度为特定范围的方法)
作为乙烯与乙烯基酯的共聚物的聚合温度的下限,优选为20℃,更优选40℃。另一方面,作为上述聚合温度的上限,优选为90℃,更优选为70℃。
((D)在作为原料的乙烯与乙烯基酯的共聚物的制备中,使用醇溶剂,并且在聚合工序、或在聚合工序后对未反应的乙烯基酯进行回收再利用的工序中添加有机酸的方法)
本方法中,通过向聚合体系中添加有机酸,从而抑制乙烯基酯的因醇而导致的醇解、因微量的水分而导致的水解,由此可抑制乙醛等醛的生成。作为上述有机酸,可举出羟基乙酸、甘油酸、苹果酸、柠檬酸、乳酸、酒石酸、水杨酸等羟基羧酸;丙二酸、琥珀酸、马来酸、邻苯二甲酸、草酸、戊二酸等多元羧酸等。
作为上述有机酸的添加量的下限,优选为1ppm,更优选为3ppm,进一步优选为5ppm。作为上述有机酸的添加量的上限,优选为500ppm,更优选为300ppm,进一步优选为100ppm。
((E)在作为原料的乙烯与乙烯基酯的共聚物的制备中,使聚合中使用的溶剂的杂质为特定量的方法)
作为聚合中使用的溶剂的杂质的合计含量的下限,优选为1ppm,更优选为3ppm,进一步优选为5ppm。作为上述杂质的合计含量的上限,优选为1,200ppm,更优选为1,100ppm,进一步优选为1,000ppm。作为聚合中使用的溶剂的杂质,例如,可举出作为上述的乙烯基酯中包含的杂质而列举的杂质等。
((F)在作为原料的乙烯与乙烯基酯的共聚物的制备中,提高聚合中使用的溶剂与乙烯基酯的质量比(溶剂/乙烯基酯)的方法)
作为上述聚合中使用的溶剂与乙烯基酯的质量比(溶剂/乙烯基酯)的下限,优选为0.03。另一方面,作为上述质量比(溶剂/乙烯基酯)的上限,例如为0.4。
((G)作为在对乙烯与乙烯基酯单体进行自由基聚合时使用的自由基聚合引发剂,使用偶氮腈系引发剂或有机过氧化物系引发剂的方法)
作为偶氮腈系引发剂,例如,可举出2,2-偶氮双异丁腈、2,2-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、2,2-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2-偶氮双(2-环丙基丙腈)等。作为有机过氧化物,例如,可举出过氧化乙酰、过氧化异丁基、过氧碳酸二异丙酯、过氧二碳酸二烯丙基酯、过氧二碳酸二正丙酯、过氧二碳酸二肉豆蔻基酯、过氧二碳酸二(2-乙氧基乙基)酯、过氧二碳酸二(2-乙基己基)酯、过氧二碳酸二(甲氧基异丙基)酯、过氧二碳酸二(4-叔丁基环己基)酯等。
((H)在作为原料的乙烯与乙烯基酯的共聚物的制备中,使在自由基聚合后添加自由基聚合抑制剂时的添加量相对于残留的未分解的自由基聚合引发剂为特定量的方法)
作为在自由基聚合后添加自由基聚合抑制剂时的添加量,相对于残留的未分解的自由基聚合引发剂,优选为5摩尔当量以下。作为上述自由基聚合抑制剂,例如,可举出作为具有共轭双键的分子量1,000以下的化合物的、使自由基稳定化而阻碍聚合反应的化合物等。作为具体的上述自由基聚合抑制剂,可举出异戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、2,3-二乙基-1,3-丁二烯、2-叔丁基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯、2,3-二甲基-1,3-戊二烯、2,4-二甲基-1,3-戊二烯、3,4-二甲基-1,3-戊二烯、3-乙基-1,3-戊二烯、2-甲基-1,3-戊二烯、3-甲基-1,3-戊二烯、4-甲基-1,3-戊二烯、1,3-己二烯、2,4-己二烯、2,5-二甲基-2,4-己二烯、1,3-辛二烯、1,3-环戊二烯、1,3-环己二烯、1-甲氧基-1,3-丁二烯、2-甲氧基-1,3-丁二烯、1-乙氧基-1,3-丁二烯、2-乙氧基-1,3-丁二烯、2-硝基-1,3-丁二烯、氯丁二烯、1-氯-1,3-丁二烯、1-溴-1,3-丁二烯、2-溴-1,3-丁二烯、富烯、环庚三烯酮、罗勒烯、水芹烯、香叶烯、金合欢烯、西柏烯、山梨酸、山梨酸酯、山梨酸盐、松香酸等含有2个碳-碳双键的共轭结构的共轭二烯;1,3,5-己三烯、2,4,6-辛三烯-1-羧酸、桐酸、桐油、胆钙化甾醇等含有包含3个碳-碳双键的共轭结构的共轭三烯;环辛四烯、2,4,6,8-癸四烯-1-羧酸、视黄醇、视黄酸等含有4个以上碳-碳双键的共轭结构的共轭多烯等多烯。需要说明的是,对于如1,3-戊二烯、香叶烯、金合欢烯等那样具有多个立体异构体的自由基聚合抑制剂,可使用其中的任意立体异构体。作为上述自由基聚合抑制剂,还可举出对苯醌、氢醌、氢醌单甲基醚、2-苯基-1-丙烯、2-苯基-1-丁烯、2,4-二苯基-4-甲基-1-戊烯、3,5-二苯基-5-甲基-2-庚烯、2,4,6-三苯基-4,6-二甲基-1-庚烯、3,5,7-三苯基-5-乙基-7-甲基-2-壬烯、1,3-二苯基-1-丁烯、2,4-二苯基-4-甲基-2-戊烯、3,5-二苯基-5-甲基-3-庚烯、1,3,5-三苯基-1-己烯、2,4,6-三苯基-4,6-二甲基-2-庚烯、3,5,7-三苯基-5-乙基-7-甲基-3-壬烯、1-苯基-1,3-丁二烯、1,4-二苯基-1,3-丁二烯等芳香族系化合物。
((I)将已将残留的乙烯基酯尽量除去的乙烯与乙烯基酯的共聚物的醇溶液用于皂化反应的方法)
作为残留单体的除去率的下限,优选为99摩尔%,更优选为99.5摩尔%,进一步优选为99.8摩尔%。作为将残留单体除去的方法,例如,可举出利用柱色谱法的方法、再沉淀法、蒸馏法等,优选蒸馏法。利用蒸馏法除去残留单体时,以一定速度从填充有拉西环的蒸馏塔的上部连续供给乙烯与乙烯基酯的共聚物溶液,从蒸馏塔下部吹入甲醇等有机溶剂蒸气。由此,可从蒸馏塔顶部馏出上述有机溶剂与未反应乙烯基酯的混合蒸气,可从蒸馏塔底部取出已除去了未反应的乙烯基酯的乙烯与乙烯基酯的共聚物溶液。此处,所谓“残留单体的除去率”,是针对乙烯与乙烯基酯的共聚物的醇溶液、测定除去处理前后的单体含量、并利用下式算出的值。
残留单体的除去率(摩尔%)={1-(除去后的残留单体含量/除去前的残留单体含量)}×100。
((J)向在皂化中使用的乙烯与乙烯基酯的共聚物中添加抗氧化剂的方法)
作为上述抗氧化剂,没有特别限制,例如,可举出酚系抗氧化剂、磷系抗氧化剂、硫系抗氧化剂等。作为上述抗氧化剂,这些中,优选酚系抗氧化剂,更优选烷基取代酚系抗氧化剂。
作为酚系抗氧化剂,例如,可举出丙烯酸2-叔丁基-6-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苄基)-4-甲基苯基酯、丙烯酸2,4-二叔戊基-6-(1-(3,5-二叔戊基-2-羟基苯基)乙基)苯基酯等丙烯酸酯系化合物;2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚、3-(3,5-)二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷基酯、2,2’-亚甲基-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、4,4’-亚丁基-双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、4,4’-亚丁基-双(6-叔丁基间甲酚)、4,4’-硫代双(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、双(3-环己基-2-羟基-5-甲基苯基)甲烷、3,9-双(2-(3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰基氧基)-1,1-二甲基乙基)-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、四(3-(3’,5’-二叔丁基-4’-羟基苯基)丙酸甲酯基)甲烷、三甘醇双(3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酸酯)等烷基取代酚系化合物;6-(4-羟基-3,5-二叔丁基苯胺基)-2,4-双辛基硫基-1,3,5-三嗪、6-(4-羟基-3,5-二甲基苯胺基)-2,4-双辛基硫基-1,3,5-三嗪、6-(4-羟基-3-甲基-5-叔丁基苯胺基)-2,4-双辛基硫基-1,3,5-三嗪、2-辛基硫基-4,6-双(3,5-二叔丁基-4-氧基苯胺基)-1,3,5-三嗪等含有三嗪基的酚系化合物等。
作为磷系抗氧化剂,例如,可举出亚磷酸三苯基酯、亚磷酸二苯基异癸基酯、亚磷酸苯基二异癸基酯、亚磷酸三(壬基苯基)酯、亚磷酸三(二壬基苯基)酯、亚磷酸三(2-叔丁基-4-甲基苯基)酯、亚磷酸三(环己基苯基)酯、亚磷酸2,2-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)辛基酯、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、10-(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物、10-癸氧基-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲等单亚磷酸酯系化合物;4,4’-亚丁基-双(3-甲基-6-叔丁基苯基-双十三烷基亚磷酸酯)、4,4’-异亚丙基-双(苯基-二烷基(碳数12~15)亚磷酸酯)、4,4’-异亚丙基-双(二苯基单烷基(碳数12~15)亚磷酸酯)、1,1,3-三(2-甲基-4-双十三烷基亚磷酸酯-5-叔丁基苯基)丁烷、四(2,4-二叔丁基苯基)-4,4’-亚联苯基亚磷酸酯等二亚磷酸酯系化合物等。作为磷系抗氧化剂,这些中,优选单亚磷酸酯系化合物。
作为硫系抗氧化剂,例如,可举出3,3’-硫代二丙酸二月桂基酯、3,3’-硫代二丙酸二硬脂基酯、3,3’-硫代二丙酸月桂基硬脂基酯、季戊四醇-四-(β-月桂基-硫代丙酸酯)、3,9-双(2-十二烷基硫基乙基)-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷等。
在向乙烯与乙烯基酯的共聚物中添加抗氧化剂时,作为抗氧化剂的含量的下限,没有特别限制,相对于上述共聚物100质量份,优选为0.001质量份,更优选为0.01质量份。另一方面,作为抗氧化剂的含量的上限,没有特别限制,相对于上述共聚物100质量份,优选为5质量份,更优选为1质量份。抗氧化剂的含量低于上述下限时,满足式(1)的EVOH(A)的制备可能会变得困难。反之,抗氧化剂的含量超过上述上限时,可能得不到与因含量的增加而导致的成本上升等相称的效果。
需要说明的是,利用上述(A)、(C)~(J)的方法制备EVOH(A)时,乙烯基酯(乙酸乙烯酯)中包含的乙醛的含量可以不在上述范围。作为此时的乙醛的含量的下限,优选为150ppm,更优选为250ppm,进一步优选为350ppm。像这样,通过使乙醛的含量为上述范围,可省略从乙酸乙烯酯中除去乙醛的工序,因而可降低制造成本。需要说明的是,作为此时的乙醛的含量的上限,没有特别限制,例如为1,000ppm。
[EVOH(A)的熔融粘度(熔体流动速率)]
作为EVOH(A)的熔体流动速率的下限,优选为0.5g/10min,更优选为1.0g/10min,进一步优选为1.4g/10min。另一方面,作为EVOH(A)的熔体流动速率的上限,优选为30g/10min,更优选为25g/10min,进一步优选为20g/10min,特别优选为15g/10min,进一步特别优选为10g/10min,最优选为1.6g/10min。EVOH(A)的熔体流动速率低于上述下限或超过上述上限时,成型性及外观性可能恶化。需要说明的是,熔体流动速率是按照JIS-K7210(1999)、在温度为190℃、负荷为2,160g的条件下测得的值。
<树脂组合物>
本发明的树脂组合物含有EVOH(A)。该树脂组合物优选除了含有EVOH(A)以外还含有有机酸的碱金属盐(B1)。另外,该树脂组合物优选还含有多价金属盐(B2)、无机粒子(C)、聚烯烃(D)、聚酰胺(E)、EVOH(F)或它们的组合。此外,该树脂组合物可含有其他任选成分。
作为该树脂组合物中的树脂成分的下限,优选为70质量%,更优选为90质量%,进一步优选为95质量%。此处所谓“树脂成分”,是指包含EVOH(A)、聚烯烃(D)、聚酰胺(E)及EVOH(F)和其他树脂的全部的全树脂成分。
[有机酸的碱金属盐(B1)]
对于该树脂组合物而言,通过含有有机酸的碱金属盐(B1),可抑制着色,结果,可进一步提高外观性。另外,可提高长期运转性及制成多层结构体时的层间粘接力。
作为构成碱金属盐(B1)的碱金属,可以是单种的金属,也可以是包含多种金属的碱金属。作为碱金属,可举出锂、钠、钾、铷、铯等,从工业上获得方面考虑,更优选为钠及钾。
作为上述有机酸,可举出甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、棕榈酸、硬脂酸、琥珀酸、亚油酸、油酸等脂肪族羧酸;苯甲酸、水杨酸、邻苯二甲酸等芳香族羧酸;乳酸、酒石酸、柠檬酸、苹果酸等羟基羧酸;乙二胺四乙酸等羧酸、对甲苯磺酸等磺酸等。作为上述有机酸,这些中,优选羧酸,更优选脂肪族羧酸,进一步优选乙酸。
作为碱金属盐(B1),例如,可举出锂、钠、钾等脂肪族羧酸盐、芳香族羧酸盐等。作为具体的碱金属盐(B1),可举出乙酸钠、乙酸钾、硬脂酸钠、硬脂酸钾、乙二胺四乙酸的钠盐等。作为碱金属盐(B1),这些中,优选乙酸钠及乙酸钾。
该树脂组合物含有碱金属盐(B1)时,作为碱金属盐(B1)的含量(干燥树脂组合物中的含量)的下限,按照换算为金属计,优选为1ppm,更优选为5ppm,进一步优选为10ppm,特别优选为80ppm。另一方面,作为碱金属盐(B1)的含量的上限,按照换算为金属计,优选为1,000ppm,更优选为800ppm,进一步优选为550ppm,特别优选为250ppm,进一步特别优选为150ppm。碱金属盐(B1)的含量小于上述下限时,层间粘接性可能降低。碱金属盐(B1)的含量超过上述上限时,该树脂组合物的着色的降低变得困难,可能发生外观性恶化。
[有机酸的多价金属盐(B2)]
对于该树脂组合物而言,通过含有特定量的多价金属盐(B2),可抑制在长时间运转时产生凝胶、颗粒,结果,可提高抑制在长时间运转时产生焦糊物的性质。尤其是,该树脂组合物含有后述的聚酰胺(E)时,通过含有多价金属盐(B2)、特别优选为羧酸盐,可更有效地抑制在长时间运转时产生凝胶、颗粒,结果,可进一步提高抑制在长时间运转时产生焦糊物的性质及耐蒸煮性。
作为构成多价金属盐(B2)的金属元素,没有特别限制,从长时间运转时的凝胶、颗粒的抑制效果的观点考虑,优选为镁、钙、钡、铍、锌、铜等形成2价的金属盐的金属元素,这些中,更优选为镁、钙及锌。
作为构成多价金属盐(B2)的阴离子,可举出作为碱金属盐(B1)的有机酸而列举的有机酸的阴离子等。作为上述阴离子,这些中,优选羧酸阴离子,特别优选乙酸阴离子。
该树脂组合物含有多价金属盐(B2)时,作为多价金属盐(B2)(干燥树脂组合物中的含量)的含量的下限,按照换算为金属元素计,优选为1ppm,更优选为3ppm,进一步优选为5ppm,特别优选为10ppm,进一步特别优选为50ppm,最优选为100ppm。作为多价金属盐(B2)的含量的上限,按照换算为金属元素计,优选为500ppm,更优选为350ppm,进一步优选为300ppm,特别优选为250ppm。上述含量低于上述下限时,该树脂组合物的长时间运转时的凝胶、颗粒的抑制效果变得不充分。反之,上述含量超过上述上限时,该树脂组合物的着色变得显著,另外,因分解反应而导致的劣化反应被促进,可能得不到具有适度的熔融粘度的EVOH。结果,可能导致得到的成型体的外观性降低,并且,得到所期望的成型体变得困难。
该树脂组合物含有聚烯烃(D)、聚酰胺(E)等EVOH以外的树脂时,作为碱金属盐(B1)或多价金属盐(B2),优选含有脂肪酸金属盐。像这样,通过使该树脂组合物含有EVOH以外的树脂和脂肪酸金属盐,可进一步提高外观性及耐冲击性。作为脂肪酸金属盐,优选月桂酸、硬脂酸、肉豆蔻酸、二十二烷酸、褐煤酸等碳数10~26的高级脂肪酸的金属盐。另外,作为脂肪酸金属盐,可举出元素周期表第2族及第3族的金属盐、锌盐,这些中,优选钙盐、镁盐等元素周期表第2族的金属盐。
该树脂组合物含有脂肪酸金属盐时,作为脂肪酸金属盐的含量的下限,以盐的量相对于树脂成分计,优选为50ppm,更优选为100ppm,进一步优选为150ppm,特别优选为200ppm,进一步特别优选为500ppm,最优选为1,200ppm。另一方面,作为脂肪酸金属盐的含量的上限,以盐的量相对于树脂成分计,优选为10,000ppm,更优选为8,000ppm,进一步优选为5,000ppm,特别优选为4,000ppm,进一步特别优选为2,000ppm。此处,该树脂组合物中的脂肪酸金属盐的含量是指相对于该树脂组合物中的树脂成分的比例,即,盐的质量相对于树脂成分的合计质量的比例,具体而言,是指相对于干燥的该树脂组合物中的树脂成分的比例。
[无机粒子(C)]
无机粒子(C)是用于使由该树脂组合物形成的膜的表面的算术平均粗糙度(Ra)适度、提高耐粘连性及滑动性的物质。此处,无机粒子(C)是指以无机物为主成分的粒子。主成分是指含量最多的成分,例如是指含量为50质量%以上的成分。
作为构成无机粒子(C)的金属元素,优选硅、铝、镁、锆、铈、钨、钼及它们的组合。作为上述金属元素,这些中,从容易获得方面考虑,更优选硅、铝、镁及它们的组合。
关于作为无机粒子(C)的主成分的无机物,可举出所列举的金属元素的氧化物、氮化物、氧化氮化物等,优选氧化物。
作为无机粒子(C)的平均粒径的下限,优选为0.5μm,更优选为1.5μm,进一步优选为2.5μm。另一方面,作为无机粒子(C)的平均粒径的上限,优选为10μm,更优选为8μm,进一步优选为5μm,特别优选为3μm。通过使无机粒子(C)的平均粒径为上述范围,从而使得由该树脂组合物形成的膜的表面的算术平均粗糙度(Ra)变得适度,耐粘连性及滑动性提高。结果,对于该树脂组合物而言,不仅可提高耐膜断裂性、蒸镀缺点抑制性及蒸镀层的密合强度,而且可进一步提高膜的密合强度。此处所谓“无机粒子(C)的平均粒径”,是指使用由使用激光衍射式粒度分布测定装置测得的衍射/散射光的光强度分布数据计算而得到的粒径分布(粒径及相对粒子量)、使粒径和相对粒子量相乘而得到的值的累计值除以相对粒子量的总和而得到的值。
该树脂组合物含有无机粒子(C)时,作为无机粒子(C)的含量的下限,优选为50ppm,更优选为100ppm,进一步优选为150ppm。另一方面,作为无机粒子(C)的含量的上限,优选为5,000ppm,更优选为4,000ppm,进一步优选为3,000ppm,特别优选为1,000ppm,进一步特别优选为200ppm。通过使无机粒子(C)的含量为上述范围,从而使得由该树脂组合物形成的膜的表面的算术平均粗糙度(Ra)变得适度,耐粘连性及滑动性提高。结果,可进一步提高该树脂组合物的耐膜断裂性及蒸镀缺点抑制性,另外,可提高得到的膜的密合强度。需要说明的是,对于无机粒子(C)而言,1个粒子可由1种或2种以上的无机物形成。
[聚烯烃(D)]
聚烯烃(D)例如包括聚乙烯(低密度、直链状低密度、中密度、高密度等);使乙烯、与1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯等α-烯烃类或丙烯酸酯共聚而成的乙烯系共聚物;聚丙烯;使丙烯、与乙烯、1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯等α-烯烃类共聚而成的丙烯系共聚物;使马来酸酐作用于聚(1-丁烯)、聚(4-甲基-1-戊烯)、上述的聚乙烯、乙烯系共聚物、聚丙烯、丙烯系共聚物、聚(1-丁烯)或聚(4-甲基-1-戊烯)而得到的酸改性聚烯烃;离聚物树脂等。作为聚烯烃(D),这些中,优选聚丙烯、丙烯系共聚物等聚丙烯系树脂、及聚乙烯、乙烯系共聚物等聚乙烯系树脂。尤其是,在将具有由该树脂组合物形成的层的多层结构体作为食品包装材料使用时,从二次加工性优异的观点考虑,可优选使用聚乙烯系树脂。另外,作为聚烯烃(D),还优选后述的酸改性聚烯烃。
该树脂组合物含有聚烯烃(D)时,作为该树脂组合物中的EVOH(A)与聚烯烃(D)的质量比(A/D)的下限,优选为0.1/99.9,更优选为1/99,进一步优选为2/98,特别优选为4/96。作为上述质量比(A/D)的上限,优选为99.9/0.1,更优选为99/1,进一步优选为50/50,特别优选为30/70,进一步特别优选为10/90。另外,作为该树脂组合物的树脂成分中的EVOH(A)和聚烯烃(D)的合计含量的下限,优选为50质量%,更优选为80质量%,进一步优选为90质量%。对于该树脂组合物而言,通过使各树脂成分的含有比为上述范围,可进一步提高耐冲击性。
该树脂组合物含有聚烯烃(D)时,作为该树脂组合物的树脂成分中的聚烯烃(D)的含量的下限,优选为0.1质量%,更优选为0.5质量%,进一步优选为25质量%,特别优选为35质量%,进一步特别优选为45质量%。另一方面,作为聚烯烃(D)的含量的上限,优选为99.9质量%,更优选为99质量%,进一步优选为98质量%,特别优选为96质量%。通过使聚烯烃(D)的含量为上述范围,可进一步提高该树脂组合物的耐冲击性。
如上所述,作为聚烯烃(D),优选酸改性聚烯烃。通过使该树脂组合物含有酸改性聚烯烃,可抑制树脂组合物中的EVOH(A)的在微区域的凝集,结果,抑制热成型期间产生缺陷的性质、外观性及强度进一步提高。该树脂组合物含有酸改性聚烯烃作为聚烯烃(D)时,可仅含有酸改性聚烯烃,也可含有酸改性聚烯烃及未改性聚烯烃。
作为酸改性聚烯烃,例如,可举出通过化学键导入了不饱和羧酸或其衍生物的烯烃系聚合物等。作为不饱和羧酸及其衍生物,例如,可举出烯键式不饱和羧酸、其酯和其酐等。具体而言,可举出烯键式不饱和单羧酸及其酯、烯键式不饱和二羧酸及其单或二酯、烯键式不饱和二羧酸的酐等,这些中,优选烯键式不饱和二羧酸酐。作为烯键式不饱和二羧酸,具体而言,可举出马来酸、富马酸、衣康酸、马来酸酐、衣康酸酐、马来酸单甲酯、马来酸单乙酯、马来酸二乙酯、富马酸单甲酯等,这些中,优选马来酸酐。
上述烯烃系聚合物是指聚乙烯(低压、中压、高压等)、直链状低密度聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯等聚烯烃、或烯烃与其他单体(乙烯基酯、不饱和羧酸酯等)的共聚物(例如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物等)。这些中,优选直链状低密度聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(乙酸乙烯酯的含量为5质量%以上55质量%以下)、及乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(丙烯酸乙酯的含量为8质量%以上35质量%以下),更优选为直链状低密度聚乙烯及乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
作为酸改性聚烯烃,具体而言,可举出马来酸酐接枝改性聚乙烯、马来酸酐接枝改性聚丙烯等马来酸酐接枝改性聚烯烃;马来酸酐接枝改性乙烯-丙烯(嵌段或无规)共聚物、马来酸酐接枝改性乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、马来酸酐接枝改性乙烯-乙酸乙烯酯共聚物等烯烃与乙烯基系单体的共聚物的马来酸酐接枝改性物等。
作为烯键式不饱和羧酸或其酐向烯烃系聚合物的加成量或接枝量(改性度)的下限,相对于烯烃系聚合物,优选为0.0001质量%,更优选为0.001质量%。作为上述加成量或接枝量的上限,优选为15质量%,更优选为10质量%。作为烯键式不饱和羧酸或其酐向烯烃系聚合物的加成反应或接枝反应的方法,例如,可利用溶剂(二甲苯等)、及催化剂(过氧化物等)的存在下的自由基聚合法等进行。作为如上所述地操作而得到的羧酸改性聚烯烃的于210℃测得的熔体流动速率的下限,优选为0.2g/10分钟,更优选为0.5g/10分钟。另一方面,作为上述熔体流动速率的上限,优选为30g/10分钟,更优选为10g/10分钟。
该树脂组合物含有酸改性聚烯烃时,作为树脂成分中的酸改性聚烯烃的含量的下限,优选为1质量%,更优选为3质量%,进一步优选为5质量%。作为酸改性聚烯烃的含量的上限,优选为20质量%,更优选为15质量%,进一步优选为10质量%。
[聚酰胺(E)]
聚酰胺(E)是包含酰胺键的树脂。聚酰胺(E)可通过3元环以上的内酰胺的开环聚合、可聚合的ω-氨基酸的缩聚、二元酸与二胺的缩聚等而得到。作为聚酰胺(E),例如,可举出聚己内酰胺(尼龙6)、聚-ω-氨基庚酸(尼龙7)、聚-ω-氨基壬酸(尼龙9)、聚十一碳酰胺(尼龙11)、聚十二内酰胺(尼龙12)、聚己二酰乙二胺(尼龙26)、聚己二酰丁二胺(尼龙46)、聚己二酰己二胺(尼龙66)、聚癸二酰己二胺(尼龙610)、聚十二烷二酰己二胺(尼龙612)、聚己二酰辛二胺(尼龙86)、聚己二酰癸二胺(尼龙108)、己内酰胺/十二内酰胺共聚物(尼龙6/12)、己内酰胺/ω-氨基壬酸共聚物(尼龙6/9)、己内酰胺/己二酸六亚甲基二铵共聚物(尼龙6/66)、月桂内酰胺/己二酸六亚甲基二铵共聚物(尼龙12/66)、己二酸六亚甲基二铵/癸二酸六亚甲基二铵共聚物(尼龙66/610)、己二酸乙二铵/己二酸六亚甲基二铵共聚物(尼龙26/66)、己内酰胺/己二酸六亚甲基二铵/癸二酸六亚甲基二铵共聚物(尼龙6/66/610)、聚间苯二甲酰己二胺(尼龙6I)、聚对苯二甲酰己二胺(尼龙6T)、间苯二甲酰己二胺/对苯二甲酰己二胺共聚物(尼龙6I/6T)等。
另外,对于聚酰胺(E),作为二胺,可使用2,2,4-三甲基六亚甲基二胺及2,4,4-三甲基六亚甲基二胺等导入了取代基的脂肪族二胺;甲基苄基胺、间苯二甲胺等芳香族胺等,另外,也可使用它们对聚酰胺进行改性。此外,作为二羧酸,可使用2,2,4-三甲基己二酸及2,4,4-三甲基己二酸等导入了取代基的脂肪族羧酸;1,4-环己烷二甲酸等脂环式二羧酸;邻苯二甲酸、亚二甲苯基二羧酸(キシリレンジカルボン酸)、烷基取代对苯二甲酸、烷基取代间苯二甲酸、萘二甲酸等芳香族二羧酸等,另外,也可使用它们对聚酰胺进行改性。
作为聚酰胺(E),这些中,优选聚己内酰胺(尼龙6)。此外,还优选己内酰胺/十二内酰胺共聚物(尼龙6/12)。这种情况下,6单元与12单元的含有比例没有特别限制,作为12单元的含量的下限,优选为5质量%。另一方面,作为12单元的含量的上限,优选为60质量%,更优选为50质量%。
作为该树脂组合物中的EVOH(A)与聚酰胺(E)的质量比(A/E)的下限,优选为60/40,更优选为65/35,进一步优选为70/30,特别优选为75/25。另外,作为该质量比(A/E)的上限,优选为95/5,更优选为90/10,进一步优选为85/15。该质量比(A/E)低于上述下限时,可能会损害EVOH(A)本来具有的阻气性、耐油性之类的特性。反之,该质量比(A/E)超过上述上限时,该树脂组合物的耐蒸煮性可能会降低。
该树脂组合物含有聚酰胺(E)时,作为该树脂组合物的树脂成分中的EVOH(A)及聚酰胺(E)的合计含量的下限,优选为80质量%,更优选为90质量%,进一步优选为95质量%。另外,作为该树脂组合物的树脂成分中的EVOH(A)及聚酰胺(E)的合计含量,特别优选为100质量%。
该树脂组合物含有聚酰胺(E)时,作为该树脂组合物的树脂成分中的聚酰胺(E)的含量的下限,优选为4质量%,更优选为8质量%,进一步优选为12质量%。另一方面,作为聚酰胺(E)的含量的上限,优选为40质量%,更优选为35质量%,进一步优选为30质量%,特别优选为25质量%。聚酰胺(E)的含量低于上述下限时,该树脂组合物的耐蒸煮性可能会降低。反之,聚酰胺(E)的含量超过上述上限时,EVOH(A)的含量降低,可能会损害阻气性、耐油性之类的特性。
该树脂组合物含有聚酰胺(E)时,作为EVOH(A)的乙烯含量,通常为10摩尔%以上60摩尔%以下。
[EVOH(F)]
EVOH(F)是乙烯含量与EVOH(A)不同的乙烯-乙烯醇共聚物。EVOH(F)与EVOH(A)同样,是将乙烯与乙烯基酯的共聚物皂化而得到的。该树脂组合物含有EVOH(F)时,作为EVOH(A)的乙烯含量,通常为10摩尔%以上50摩尔%以下。
作为EVOH(F)的乙烯含量的下限,通常为30摩尔%,优选为34摩尔%,更优选为38摩尔%。另一方面,作为EVOH(F)的乙烯含量的上限,通常为60摩尔%,优选为55摩尔%,更优选为52摩尔%。EVOH(F)的乙烯含量低于上述下限时,可能无法满足该树脂组合物的柔软性、二次加工性、加热拉伸性的效果。另一方面,EVOH(F)的乙烯含量超过上述上限时,该树脂组合物的阻气性可能会降低。
作为EVOH(F)中的来源于乙烯基酯的结构单元的皂化度的下限,优选为85摩尔%,更优选为90摩尔%,进一步优选为98摩尔%,特别优选为98.9摩尔%。另外,作为上述皂化度的上限,优选为99.99摩尔%,更优选为99.98摩尔%,进一步优选为99.95摩尔%。通过使EVOH(F)的皂化度为上述范围,可不妨碍热稳定性及阻气性地进一步提高该树脂组合物的加热拉伸性。上述皂化度低于上述下限时,该树脂组合物的热稳定性可能会变得不充分。上述皂化度超过上述上限时,皂化所需要的时间增多,EVOH(F)的生产率可能会降低。
此外,关于EVOH(F)的制造中使用的乙烯基酯种类、可应用的范围的共聚成分及其使用量,可与EVOH(A)相同。
作为EVOH(F),从该树脂组合物的柔软性、二次加工特性、及加热拉伸性的提高的观点考虑,可以是改性乙烯-乙烯醇共聚物(以下也称为“改性EVOH”)。作为改性EVOH,例如,可举出具有下述式(3)表示的结构单元(以下也称为“结构单元(I)”)的EVOH等。
[化学式2]
上述式(3)中,R1、R2、R3及R4各自独立地为氢原子、碳数1~10的烃基、或碳数1~10的烷氧基。上述烃基所具有的氢原子的一部分或全部可被羟基、烷氧基、羧基或卤素原子取代。另外,R1与R2可以相互键合而形成环结构。
作为结构单元(I)相对于构成EVOH(F)的全部乙烯醇单元的含有率的下限,优选为0.3摩尔%,更优选为0.5摩尔%,进一步优选为1摩尔%,特别优选为1.5摩尔%,进一步特别优选为6摩尔%。另一方面,作为上述结构单元(I)的含有率的上限,优选为40摩尔%,更优选为20摩尔%,进一步优选为15摩尔%,特别优选为10摩尔%。需要说明的是,构成EVOH的乙烯醇单元是指-CH2CH(OH)-表示的结构单元、和该结构单元的羟基的氢原子被其他基团取代而成的结构单元。
制造上述改性EVOH的方法没有特别限制,例如,可举出通过使EVOH与分子量500以下的1价环氧化合物反应而得到的方法等。作为可作为上述改性EVOH的原料使用的EVOH,可举出与上述的EVOH(A)及EVOH(F)同样的例子等。
作为分子量500以下的1价环氧化合物,优选碳数为2~8的环氧化合物。从化合物的处理的容易性、及与EVOH的反应性的观点考虑,更优选为碳数2~6的环氧化合物,进一步优选为碳数2~4的环氧化合物。作为分子量500以下的1价环氧化合物,这些中,从与EVOH的反应性、及得到的EVOH(F)的阻气性的观点考虑,优选1,2-环氧丁烷、2,3-环氧丁烷、环氧丙烷、环氧乙烷及缩水甘油,更优选环氧丙烷及缩水甘油。
作为从EVOH(F)的乙烯含量减去EVOH(A)的乙烯含量而得到的值的下限,通常为8摩尔%,优选为12摩尔%,更优选为15摩尔%,进一步优选为18摩尔%。另一方面,作为上述值的上限,优选为40摩尔%,更优选为30摩尔%,进一步优选为20摩尔%。EVOH(F)与EVOH(A)的乙烯含量差低于上述下限时,该树脂组合物的加热拉伸性可能会变得不充分。反之,上述乙烯含量差超过上述上限时,该树脂组合物的长期运转时的流痕的抑制性可能会变得不充分。
作为EVOH(A)的熔点与EVOH(F)的熔点之差的下限,优选为12℃,更优选为14℃,进一步优选为15℃,特别优选为17℃。作为EVOH(A)的熔点与EVOH(F)的熔点之差的上限,优选为80℃,更优选为40℃,进一步优选为34℃,特别优选为20℃。上述熔点之差低于上述下限时,该树脂组合物的加热拉伸性可能会变得不充分。反之,上述熔点之差超过上述上限时,该树脂组合物的长期运转时的流痕的抑制性可能会变得不充分。
该树脂组合物含有EVOH(F)时,作为EVOH(A)与EVOH(F)的质量比(A/F)的下限,通常为60/40,优选为65/35,更优选为70/30,进一步优选为85/15。另外,作为上述质量比(A/F)的上限,通常为95/5,优选为93/7,更优选为91/9。上述质量比(A/F)低于上述下限时,该树脂组合物的阻气性及耐油性有时降低。另一方面,上述质量比(A/F)超过上述上限时,该树脂组合物的柔软性、加热拉伸性及二次加工性可能会降低。
该树脂组合物含有EVOH(F)时,作为EVOH(A)和EVOH(F)的合计含量的下限,优选为80质量%,更优选为90质量%,进一步优选为95质量%,特别优选为99.9质量%。
该树脂组合物含有EVOH(F)时,作为该树脂组合物的树脂成分中的EVOH(F)的含量的下限,优选为4质量%,更优选为6质量%,进一步优选为7质量%。另一方面,作为EVOH(F)的含量的上限,优选为40质量%,更优选为35质量%,进一步优选为30质量%,特别优选为15质量%。EVOH(F)的含量低于上述下限时,该树脂组合物的柔软性、加热拉伸性及二次加工性可能会降低。反之,EVOH(F)的含量超过上述上限时,EVOH(A)的含量降低,该树脂组合物的阻气性及耐油性有时降低。
[其他任选成分]
作为其他任选成分,例如,可举出抗氧化剂、紫外线吸收剂、增塑剂、防静电剂、润滑剂、着色剂、填充剂、受阻酚系化合物、受阻胺系化合物等热稳定剂、聚酰胺、聚烯烃等其他树脂、水滑石化合物等。作为该树脂组合物的其他任选成分的合计含量,通常为1质量%以下。
作为填充剂,例如,可举出玻璃纤维、バラストナイト、硅酸钙、滑石、蒙脱土(montmorillonite)等。
需要说明的是,作为应对凝胶化的对策,例如,可将上文中作为热稳定剂而列举的受阻酚系化合物及受阻胺系化合物、水滑石化合物等添加至该树脂组合物中。在向该树脂组合物中添加用于应对凝胶化的化合物时,作为其添加量,通常为0.01质量%以上1质量%以下。
[树脂组合物的熔融粘度(熔体流动速率)]
作为该树脂组合物的熔体流动速率的下限,优选为0.5g/10min,更优选为1.0g/10min,进一步优选为1.4g/10min。另一方面,作为该树脂组合物的熔体流动速率的上限,优选为30g/10min,更优选为25g/10min,进一步优选为20g/10min,特别优选为15g/10min,进一步特别优选为10g/10min,最优选为1.6g/10min。该树脂组合物的熔体流动速率低于上述下限时或超过上述上限时,成型性及外观性可能会恶化。
<树脂组合物的制造方法>
作为该树脂组合物的制造方法,例如,可举出将EVOH(A)的颗粒、与根据需要而使用的碱金属盐(B1)、其他任选成分等混合而进行熔融混炼的方法;将EVOH(A)的颗粒浸渍于包含各成分的溶液中的方法;等。需要说明的是,为了将颗粒与其他成分混合,例如,可使用带式混合器(ribbon blender)、高速混合捏合机、混炼机(mixing roll)、挤出机、强力混合机等。另外,通过使用利用干式混和而在表面上附着有碱金属盐(B1)、其他成分的EVOH(A)的颗粒进行熔融成型,也可得到该树脂组合物。
需要说明的是,作为含有无机粒子(C)或聚烯烃(D)的该树脂组合物的制造方法,分别可合适地使用以下的方法。
[含有无机粒子(C)的树脂组合物的制造方法]
作为含有无机粒子(C)的该树脂组合物的制造方法,可合适地使用以下的方法。即,作为将无机粒子(C)均匀混和于该树脂组合物中的方法,可举出下述方法:在制造乙烯-乙烯醇共聚物的方法中的使乙烯与乙烯基酯共聚的工序(1)、及将通过工序(1)而得到的共聚物皂化的工序(2)中,例如,
在上述工序(1)中添加无机粒子(C)等的方法,
在上述工序(2)中添加无机粒子(C)等的方法,
向通过上述工序(2)而得到的EVOH中添加无机粒子(C)等的方法,
在将通过上述工序(2)而得到的EVOH熔融成型时添加无机粒子(C)等的方法,
并用这些方法的方法,等。
需要说明的是,在采用在上述工序(1)中添加无机粒子(C)等的方法、或在上述工序(2)中添加无机粒子(C)等的方法时,需要在不妨碍上述工序(1)中的聚合反应、上述工序(2)中的皂化反应的范围添加无机粒子(C)等。
这些方法中,从树脂组合物中的无机粒子(C)等的含量调节的容易性的观点考虑,优选向通过工序(2)而得到的EVOH中添加无机粒子(C)等的方法、及在将通过工序(2)而得到的EVOH熔融成型时添加无机粒子(C)等的方法,更优选向通过工序(2)而得到的EVOH中添加无机粒子(C)等的方法。
作为向该树脂组合物中添加无机粒子(C)等的方法,例如,可举出下述方法:预先将无机粒子(C)等配合于EVOH中并进行制粒的方法;向将干燥树脂组合物的碎屑再溶解而得到的产物中添加无机粒子(C)等的方法;对将EVOH(A)、无机粒子(C)等混和而得到的产物进行熔融混炼的方法;从挤出机的中途向EVOH(A)的熔融物中添加无机粒子(C)等的方法;在EVOH(A)的一部分中配合高浓度的无机粒子(C)等并进行制粒而制作母粒、对该母粒与EVOH(A)进行干式混和、进行熔融混炼的方法;等。
这些中,从能使无机粒子(C)等在EVOH(A)中更均匀地分散的观点考虑,优选预先将无机粒子(C)等配合于EVOH中并进行制粒的方法。具体而言,向将EVOH(A)溶解于水/甲醇混合溶剂等良溶剂中而得到的溶液中添加无机粒子(C),由喷嘴等将该混合溶液向不良溶剂中挤出而使其析出和/或凝固,将其洗涤和/或干燥,由此,可得到在EVOH(A)中均匀混合无机粒子(C)等而得到的颗粒。
[含有聚烯烃(D)的树脂组合物的制造方法]
作为含有聚烯烃(D)的该树脂组合物的制造方法,可合适地使用在将树脂熔融混和时可使用的单轴或双轴螺杆挤出机。作为添加顺序,没有特别限制,可合适地采用同时或以适当的顺序将含有EVOH(A)的树脂成分、聚烯烃(D)及脂肪酸金属盐等其他任选成分投入至挤出机中并进行熔融混炼的方法。另外,也可在进行熔融混炼时添加任选成分。
<成型品>
可利用熔融成型等,将该树脂组合物成型成膜、片材、容器、管子(pipe)、软管(hose)、纤维等各种的成型体。此处,膜通常是指具有不到300μm程度的平均厚度的材料,片材通常是指具有300μm程度以上的平均厚度的材料。作为熔融成型的方法,例如,可举出挤出成型、浇铸成型(cast-molding)、吹胀挤出成型、吹塑成型、熔融纺丝、注射成型、注射吹塑成型等。作为熔融成型温度,根据EVOH(A)的熔点等的不同而不同,但优选为150℃以上270℃以下左右。该成型体由于由上述的该树脂组合物形成,因而外观性优异。也可出于再利用的目的,将这些成型体粉碎而再次进行成型。另外,也可对膜、片材、纤维等进行单轴或双轴拉伸。对于利用上述熔融成型等而得到的该成型体而言,根据需要,也可进行弯曲加工、真空成型、吹塑成型、加压成型等二次加工成型而制成目标成型体。
[膜]
该膜由该树脂组合物形成,包括单层膜及多层膜。该膜由于由该树脂组合物形成,因而外观性优异,另外,该树脂组合物含有无机粒子(C)时,耐膜断裂性也优异。此外,该树脂组合物含有聚酰胺(E)时,具有该膜的成型体可合适地用于煮沸杀菌用途或蒸煮杀菌用途。
作为按照JIS-B0601测得的该膜的至少一侧的表面的算术平均粗糙度(Ra)的下限,优选为0.05μm,更优选为0.10μm,进一步优选为0.15μm,特别优选为0.20μm。另一方面,作为该膜的至少一侧的表面的算术平均粗糙度(Ra)的上限,优选为1.0μm,更优选为0.8μm,进一步优选为0.6μm,特别优选为0.4μm。通过使该膜的至少一侧的表面的算术平均粗糙度(Ra)为上述范围,可进一步提高耐膜断裂性。
作为按照JIS-B0601测得的该膜的至少一侧的表面的轮廓曲线要素的平均长度(RSm)的下限,优选为50μm,更优选为100μm,进一步优选为150μm,特别优选为200μm。作为该膜的至少一侧的表面的轮廓曲线要素的平均长度(RSm)的上限,优选为1,000μm,更优选为800μm,进一步优选为600μm,特别优选为400μm。通过使该膜的至少一侧的表面的轮廓曲线要素的平均长度(RSm)为上述范围,可进一步提高耐膜断裂性。需要说明的是,上述JIS-B0601例如表示JIS-B0601(2001年)。
[膜的制造方法]
作为该膜的制造方法,例如,可举出具有将该树脂组合物熔融挤出至流延辊上的浇铸成型工序、对在该浇铸成型工序中由该树脂组合物得到的无拉伸膜进行拉伸的工序(单轴拉伸工序、依次双轴工序、同时双轴拉伸工序、吹胀成型工序等)的方法等。该树脂组合物含有无机粒子(C)时,通过利用上述的方法制造该膜,可进一步提高耐膜断裂性。
[多层结构体]
该多层结构体具有由该树脂组合物形成的第1层(以下也称为“该树脂组合物层”)。即,该多层结构体具有第1层、和在该第1层的至少一面上层叠的其他层。可将该多层结构体成型成例如膜、片材、带、杯、盘(tray)、管(tube)、瓶、管子(pipe)等任意的成型品。
需要说明的是,该多层结构体包括在该膜上蒸镀金属而成的蒸镀膜,关于该蒸镀膜,如后文所述。
作为该多层结构体,例如,可举出多层片材、多层管子、多层纤维等。另外,作为该多层结构体所具有的其他层,优选由热塑性树脂形成的热塑性树脂层。该多层结构体通过具有第1层和热塑性树脂层,从而外观性及加热拉伸性提高。
另外,作为上述其他层,优选由乙烯-乙烯醇共聚物形成的层、及由聚烯烃形成的层。作为上述聚烯烃,例如,可举出作为上述的聚烯烃(D)而列举的聚烯烃等,优选聚丙烯、丙烯系共聚物等聚丙烯系树脂、和聚乙烯、乙烯系共聚物等聚乙烯系树脂。
作为形成热塑性树脂层的树脂,可使用:
高密度、中密度或低密度的聚乙烯;
将乙酸乙烯酯、丙烯酸酯、或丁烯、己烯等α-烯烃类共聚而得到的聚乙烯;
离聚物树脂;
聚丙烯均聚物;
将乙烯、丁烯、己烯等α-烯烃(尤其是碳数4~20的α-烯烃)类共聚而得到的聚丙烯;
聚丁烯、聚戊烯等烯烃的均聚物或其共聚物;
混和橡胶系聚合物而成的改性聚丙烯等聚烯烃类;
在这些树脂上加成或接枝马来酸酐而成的树脂;
聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯;聚酯弹性体;尼龙-6、尼龙-66等聚酰胺;聚苯乙烯、聚氯乙烯、丙烯酸系树脂、乙烯基酯系树脂、聚氨酯、聚氨酯弹性体、聚碳酸酯、聚乙酸乙烯酯、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯等。作为形成热塑性树脂层的树脂,这些中,优选聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚苯乙烯、聚酰胺及聚酯。另外,在通过树脂膜形成热塑性树脂层时,作为该树脂膜,优选无拉伸聚丙烯膜及尼龙6膜。
(粘接性树脂)
可在该多层结构体的各层间夹有粘接性树脂而进行层叠。作为在上述粘接性树脂层的形成中可使用的粘接性树脂,优选为上述的酸改性聚烯烃,更优选为羧酸改性聚烯烃。
作为羧酸改性聚烯烃,可合适地使用利用加成反应、接枝反应等将烯键式不饱和羧酸、其酯或其酐化学键合于烯烃系聚合物而得到的含有羧基的改性烯烃系聚合物。
[多层结构体的制造方法]
作为该多层结构体的制造方法,没有特别限制,例如,可举出挤出层压法、干式层压法、挤出吹塑成型法、共挤出层压法、共挤出片材成型法、共挤出管成型法、共挤出吹塑成型法、共注射成型法、溶液涂覆法等。另外,也可向由该树脂组合物得到的成型体(膜、片材等)熔融挤出热塑性树脂、粘接性树脂等。此外,也可使用有机钛化合物、异氰酸酯化合物、聚酯系化合物等公知的粘接剂将该膜或包括该膜的多层结构体与其他基材的膜、片材等层压。作为该多层结构体的制造方法,这些中,优选共挤出层压法及共挤出成型法,更优选共挤出成型法。通过利用上述方法将该树脂组合物层与热塑性树脂层层叠,可容易并且可靠地制造,结果,该多层结构体的外观性及加热拉伸性更优异。另外,该树脂组合物含有聚酰胺(E)时,可有效地实现耐蒸煮性。需要说明的是,可针对利用这样的方法得到的多层结构的层叠体,进一步利用真空压缩空气拉深成型()、吹塑成型等方法,在EVOH(A)的熔点以下的范围再加热后实施二次加工。
作为该树脂组合物与热塑性树脂等的共挤出的方法,没有特别限制,例如,可举出多料道合流方式T模法、供料头合流方式T模法、吹胀法等。
需要说明的是,在进行共挤出成型或共注射成型时,更优选分别单独地向热成型装置供给EVOH(A)、聚烯烃、其他热塑性树脂、粘接性树脂等各树脂。
在该多层结构体的制造中进行该树脂组合物的熔融成型时,作为熔融成型温度,根据该树脂组合物所含有的EVOH(A)的熔点等的不同而不同,优选为150℃以上250℃以下。上述熔融成型温度低于上述下限时,可能会导致熔融成型变得困难。上述熔融成型温度超过上述上限时,EVOH(A)的热劣化加速,尤其是,反复进行回收再利用时,可能会诱发因热劣化而导致的外观不良、耐冲击性的降低。
各层的挤出成型可通过在规定的温度下使具有单轴螺杆的挤出机运转而进行。形成该树脂组合物层的挤出机的温度例如可设定为170℃以上240℃以下,形成由其他成分形成的层的挤出机的温度例如可设定为200℃以上240℃以下,形成粘接剂层的挤出机的温度例如可设定为160℃以上220℃以下的温度。另外,在形成由将含有聚烯烃(D)的该树脂组合物回收而进行再利用而成的树脂组合物形成的层时,挤出机的温度例如可设定为200℃以上240℃以下。
关于多层结构体的层结构,没有特别限制,从成型性及成本等观点考虑,可举出热塑性树脂层/该树脂组合物层/热塑性树脂层、该树脂组合物层/粘接性树脂层/热塑性树脂层、热塑性树脂层/粘接性树脂层/该树脂组合物层/粘接性树脂层/热塑性树脂层作为代表例。这些中,优选热塑性树脂层/该树脂组合物层/热塑性树脂层的层结构,更具体而言,更优选在由该树脂组合物形成的层的两侧直接层叠由热塑性聚酯形成的层而成的结构。在该树脂组合物层的两外层上设置热塑性树脂层时,两外层的热塑性树脂层可以是由相互不同的树脂形成的层,也可以是由相同的树脂形成的层。
作为使用该多层结构体成型成成型品的方法,例如,可举出拉伸加热拉伸成型法、真空成型法、压缩空气成型法、真空压缩空气成型法等。这些成型通常可在EVOH的熔点以下的温度范围进行。这些中,优选加热拉伸成型法及真空压缩空气成型法。加热拉伸成型法是对该多层结构体进行加热、沿一个方向或多个方向进行拉伸而进行成型的方法。真空压缩空气成型法是对该多层结构体进行加热、并用真空和压缩空气而进行成型的方法。对于上述成型品而言,由于使用上述的该多层结构体,因此,通过利用加热拉伸成型法或真空压缩空气成型法进行成型,可容易并且可靠地制造,可制造外观性优异、流痕被抑制的成型品。另外,该树脂组合物含有聚酰胺(E)时,可进一步提高耐蒸煮性。关于作为上述成型品而特别合适的产品,可举出利用加热拉伸成型法进行成型而成的包装材料、利用真空压缩空气成型法进行成型而成的容器。
另外,作为使用该多层结构体成型成成型品的其他方法,可举出拉伸、热成型、吹塑成型等方法。作为拉伸方法,可举出辊拉伸法、拉幅机拉伸法、管式拉伸法、拉伸吹塑法等。在进行双轴拉伸时,也可采用同时双轴拉伸方式、及依次双轴拉伸方式中的任意方式。作为热成型,可举出利用真空成型、压缩空气成型、真空空压成型等,将膜状或片状的多层结构体成型成杯、盘状的方法。另外,作为吹塑成型,可举出通过对型坯状的多层结构体进行吹塑而成型成瓶、管状等的方法。
在上述加热拉伸成型法的情况下,使用的热塑性树脂优选为可在下述式(4)表示的加热拉伸温度的范围进行拉伸的树脂。
上述式(4)中,X为EVOH(A)的熔点(℃)。Y为加热拉伸温度(℃)。利用加热拉伸成型法、由该多层结构体制造上述成型体时,通过使用上述树脂作为热塑性树脂,可使得外观性更优异,另外,可进一步抑制裂缝等缺陷。
另外,上述成型体也可利用使用了上述的该树脂组合物和其他树脂组合物的共注射拉伸吹塑成型法成型。共注射拉伸吹塑成型法是利用使用2种以上的树脂组合物的共注射成型得到具有多层结构的予成型品,然后对该予成型品进行加热拉伸吹塑成型的方法。通过利用共注射拉伸吹塑成型法,由具有上述的特性的树脂组合物进行成型,可容易并且可靠地制造上述成型品,可制成外观性优异、流痕被抑制的成型品。作为上述其他树脂组合物,例如,可举出上述热塑性树脂等。
需要说明的是,对于在进行挤出成型、吹塑成型等热成型等时产生的碎屑而言,可混和至上述热塑性树脂层中而进行再利用,也可另行作为回收层而使用。
对于上述成型体而言,根据需要,可进一步进行弯曲加工、真空成型、吹塑成型、加压成型等2次加工成型,制成目标成型品。
上述成型体由于具有由具有上述的性质的树脂组合物形成的层,因而可合适地用于热成型容器、例如食品包装容器及燃料容器。
对于具有该多层结构体的热成型容器而言,根据目的而进行成型,根据需要进行热封而制成容器,可用于在该容器内填充内容物并进行运输、保存。作为该内容物,食品、及非食品均可使用,干燥物、包含水分的物质、及包含油分的物质均可。另外,也可将具有该多层结构体的容器供于煮沸处理、蒸煮处理。这种情况下,可合适地使用聚丙烯被用于两外层的产品、或EVOH层厚的产品。
[包装材料]
对具有该多层结构体的包装材料进行说明。对于上述包装材料而言,通过具有该多层结构体,从而阻气性优异,即使在承受变形、冲击等物理压力时也可维持其阻气性。
上述包装材料可通过将至少1层该膜、和至少1层其他层层叠而形成。作为其他层,例如,可举出聚酯层、聚酰胺层、聚烯烃层、纸层、无机蒸镀膜层、EVOH层、粘接层等。对上述包装材料的层数及层叠顺序没有特别限制,在进行热封的情况下,至少使最外层为可热封的层。需要说明的是,对于聚烯烃层而言,上述包装材料在构成为后述的层压管容器等时,可含有颜料。
上述包装材料可用于对例如食品、饮料、农药、医药等药品、医疗器材、机械部件、精密材料等产业物资材料、衣料等进行包装。尤其是,可优选将上述包装材料用于需要针对氧的阻隔性的用途、及包装材料的内部被各种的功能性气体置换的用途。
根据用途,上述包装材料可形成为各种形态,例如,纵制袋填充密封袋、真空包装袋、带口(spout)小袋(pouch)、层压管容器、容器用盖材料等。
[蒸镀膜]
本发明的蒸镀膜具有由该树脂组合物形成的膜(以下也称为“基材膜”)、和在该基材膜上层叠的金属蒸镀层。该蒸镀膜除了具有上述的层以外,还可具有在金属蒸镀层上层叠的树脂涂层、及其他层。
作为该蒸镀膜的在40℃、蒸镀层侧的湿度为90%RH、基材膜侧的湿度为0%RH的条件下测得的透氧度的上限,优选为5mL/m2・day・atm,更优选为3mL/m2・day・atm,进一步优选为2mL/m2・day・atm,特别优选为1mL/m2・day・atm,进一步特别优选为0.1mL/m2・day・atm。通过使透氧度为上述上限以下,从而能维持由具有该蒸镀膜的包装材料形成的容器等的内部空间的真空度的时间延长。此处,透氧度(mL/m2・day・atm)是指透过蒸镀膜的氧量(ml)除以蒸镀膜面积(m2)、透过时间(day)和蒸镀膜的一面侧的氧气压力与另一面侧的氧气压力之差(atm)而得到的值。具体而言,透氧度例如为“5mL/m2・day・atm以下”时,表示在氧气的压力差为1个大气压时,每1天每1m2膜透过5mL的氧。另外,在基材膜的两面上层叠有金属蒸镀层时,上述透氧度在40℃、一侧的金属蒸镀层侧的湿度为90%RH、另一侧的金属蒸镀层侧的湿度为0%RH的条件下测定。
作为该蒸镀膜中包含的挥发成分的含量的下限,没有特别限制,优选为0.01质量%,更优选为0.03质量%,进一步优选为0.05质量%。作为挥发成分的含量的上限,优选为1.1质量%,更优选为0.5质量%,进一步优选为0.3质量%。
但是,在将该蒸镀膜应用于真空隔热体时,优选该蒸镀膜中的挥发成分的含量尽可能小。这是因为,由蒸镀膜产生的挥发成分侵入到真空隔热体的真空部分,结果,可能导致真空隔热体的内部的真空度降低,隔热性能降低。
此处,挥发成分的含量可从于105℃进行3小时干燥前后的质量变化、利用下式求出。
挥发成分的含量(质量%)=[(干燥前质量-干燥后质量)/干燥后质量]×100。
(基材膜)
基材膜由该树脂组合物形成。作为基材膜的制造方法,可举出与该膜的制造方法同样的方法等。
作为上述基材膜的透氧度的上限,优选为50mL・20μm/m2・day・atm,更优选为10mL・20μm/m2・day・atm,进一步优选为5mL・20μm/m2・day・atm,特别优选为1mL・20μm/m2・day・atm。此处,透氧度的值是在20℃、65%RH下测得的值。另外,基材膜的透氧度(mL・20μm/m2・day・atm)是指,在使基材膜的平均厚度为20μm时,透过基材膜的氧量(ml)除以基材膜面积(m2)、透过时间(day)及基材膜的一面侧的氧气压力与另一面侧的氧气压力之差(atm)而得到的值。具体而言,基材膜的透氧度例如为“50mL・20μm/m2・day・atm”时,表示在使基材膜的平均厚度为20μm时,在氧气的压力差为1个大气压时,每1天每1m2膜透过50mL的氧。
作为上述基材膜的平均厚度的上限,没有特别限制,优选为30μm,更优选为25μm,进一步优选为20μm。另一方面,作为上述基材膜的平均厚度的下限,优选为5μm,更优选为7μm,进一步优选为10μm。
(基材膜形成方法)
作为上述基材膜形成方法,没有特别限制,例如,可举出熔融法、溶液法、压延法等,这些中,优选熔融法。作为熔融法,可举出流延法、吹胀法,这些中,优选流延法。
在利用流延法形成膜时,可进行拉伸。作为拉伸方法,没有特别限制,可以是单轴拉伸、同时双轴拉伸、及依次双轴拉伸中的任何。作为换算为面积的拉伸倍率的下限,优选为8倍,更优选为9倍。作为拉伸倍率的上限,优选为12倍,更优选为11倍。通过使拉伸倍率为上述范围,可提高膜的厚度的均匀性、阻气性及机械强度。与此相对,拉伸倍率低于上述下限时,可能会导致容易残留拉伸不均,另一方面,超过上述上限时,可能会导致在拉伸时容易发生膜的断裂。
在进行拉伸的情况下,优选预先使坯膜(原反)含水。由此,连续拉伸变得容易。作为拉伸前坯膜的含水率的下限,优选为2质量%,更优选为5质量%,进一步优选为10质量%。作为拉伸前坯膜的含水率的上限,优选为30质量%,更优选为25质量%,进一步优选为20质量%。含水率低于上述下限时,容易残留拉伸不均,另外,尤其是利用拉幅机进行拉伸时,接近于夹具的部分的拉伸倍率变高,因此,可能导致在夹具附近容易产生破损。另一方面,含水率超过上述上限时,已拉伸的部分的弹性模量低,与未拉伸部分之差不充分,可能导致容易残留拉伸不均。
拉伸温度根据拉伸前的坯膜的含水率、拉伸方法的不同而存在一些差别,通常可设定为50℃以上130℃以下。作为拉伸温度,为了得到拉伸不均少的双轴拉伸膜,在同时双轴拉伸的情况下,优选为70℃以上100℃以下,在依次双轴拉伸的情况下,在利用辊沿长度方向进行拉伸时,优选为70℃以上100℃以下,在利用拉幅机沿宽度方向进行拉伸时,优选为80℃以上120℃以下。
(金属蒸镀层)
金属蒸镀层是在该蒸镀膜中主要确保阻气性的层。该金属蒸镀层被层叠于基材膜上。金属蒸镀层可被层叠于基材膜的两面,也可仅被层叠于基材膜单面,优选被层叠于基材膜的两面。通过将金属蒸镀层层叠于基材膜的两面,从而进一步提高阻气性,可得到阻气的稳定性。即,即使在一侧的金属蒸镀层上由于物理冲击等而产生缺陷,另一侧的金属蒸镀层也会维持阻隔性,由此,可合适地维持作为蒸镀膜的阻气性。
作为形成金属蒸镀层的材料,例如,可举出铝、硅、镁、锌、锡、镍、钛、它们中1种或2种以上的氧化物、碳化物、氮化物等,优选单独使用或并用铝。通过如上所述地使用铝,可得到质轻、富于柔软性及光泽性的蒸镀膜。
作为金属蒸镀层的平均厚度的下限,优选为15nm,更优选为20nm,进一步优选为30nm,特别优选为60nm。作为金属蒸镀层的平均厚度的上限,优选为200nm,更优选为130nm,进一步优选为80nm。金属蒸镀层的平均厚度低于上述下限时,可能会导致阻气性变得不充分。另一方面,金属蒸镀层的平均厚度超过上述上限时,将容易产生热桥,隔热效果可能会降低。需要说明的是,金属蒸镀层由多层构成时,优选各层的平均厚度为上述范围,进一步优选多层的平均厚度的总和为上述范围。此处,金属蒸镀层的平均厚度是指利用电子显微镜测定的金属蒸镀层截面的任意的10点的厚度的平均值。
作为金属蒸镀层中的铝粒子等蒸镀粒子的平均粒径的下限,没有特别限制,优选为10nm,更优选为15nm,进一步优选为20nm。另一方面,作为蒸镀粒子的平均粒径的上限,优选为150nm,更优选为125nm,进一步优选为100nm,特别优选为75nm,最优选为50nm。此处,蒸镀粒子的平均粒径是指,用扫描型电子显微镜观察金属蒸镀层表面,在同一方向上存在的多个蒸镀粒子的最大直径(固定方向最大直径)的和值除以测定粒子个数而得到的平均值。另外,对于平均粒径而言,在蒸镀粒子形成粒子团时,是指构成粒子团的蒸镀粒子的粒径(一次粒径)。
通过在基材膜上形成金属蒸镀层时满足以下的任意条件,可形成蒸镀粒子的平均粒径为150nm以下的金属蒸镀层。
(1)使蒸镀时的基材膜的表面温度为60℃以下
(2)使蒸镀前的基材膜中包含的挥发成分的含量为1.1质量%以下
(3)对蒸镀前的基材膜的表面进行等离子体处理而进行改性
这些方法中,优选满足条件(1),更优选除了满足条件(1)之外,还满足条件(2)和条件(3)中的至少一个条件。
作为进行蒸镀时的基材膜的表面温度的上限,如上所述,优选为60℃,更优选为55℃,进一步优选为50℃。另外,作为蒸镀时的基材膜的表面温度的下限,没有特别限制,优选为0℃,更优选为10℃,进一步优选为20℃。
作为蒸镀前的基材膜中包含的挥发成分的含量的下限,没有特别限制,优选为0.01质量%,更优选为0.03质量%,进一步优选为0.05质量%。作为上述挥发成分的上限,优选为1.1质量%,更优选为0.5质量%,进一步优选为0.3质量%。此处,挥发成分的含量可从于105℃进行3小时干燥的干燥前后的质量变化、利用与上述的蒸镀膜的挥发成分的含量同样的式子求出。
作为对蒸镀前的基材膜的表面进行等离子体处理的方法,可利用公知的方法,优选大气压等离子体处理。该大气压等离子体处理中,作为放电气体,例如,可举出氮气、氦、氖、氩、氪、氙、氡等。这些中,优选氮、氦及氩,从成本降低的观点考虑,更优选氮。
(树脂涂层)
树脂涂层是抑制由于蒸镀膜制造后的工序、例如层压等膜加工中的弯曲等而导致金属蒸镀层损伤的层。具有这样的树脂涂层的蒸镀膜可抑制阻气性的降低。树脂涂层例如可包含乙烯醇系聚合物(乙烯-乙烯醇共聚物、聚乙烯醇等),根据需要,可包含溶胀性无机层状硅酸盐。
溶胀性无机层状硅酸盐用于提高树脂涂层的强度。作为该溶胀性无机层状硅酸盐,例如,可举出溶胀性蒙脱土、溶胀性合成蒙皂石(smectite)、溶胀性氟云母系矿物等。作为树脂涂层中的溶胀性无机层状硅酸盐相对于乙烯醇系聚合物的含量的下限,没有特别限制,按照换算为固态成分计,优选为0.5质量%,更优选为1质量%,进一步优选为3质量%,特别优选为5质量%。另一方面,作为树脂涂层中的溶胀性无机层状硅酸盐相对于乙烯醇系聚合物的含量的上限,没有特别限制,按照换算为固态成分计,优选为55质量%,更优选为40质量%,进一步优选为30质量%,特别优选为20质量%。溶胀性无机层状硅酸盐的含量低于上述下限时,可能导致无法充分提高树脂涂层的强度。另一方面,溶胀性无机层状硅酸盐的含量超过上述上限时,可能导致树脂涂层的柔软性降低,容易产生裂缝等缺点。
作为树脂涂层的平均厚度的下限,没有特别限制,为了得到有效的阻气性,优选为0.001μm。另一方面,作为树脂涂层的平均厚度的上限,没有特别限制,优选为10μm,更优选为2μm。
作为在金属蒸镀层上层叠树脂涂层的方法,没有特别限制,优选涂布法及层压法。作为涂布方法,例如,可举出直接凹版法、反向凹版法、微型凹版法、双辊拍打涂覆法、底部进料3辊反向涂覆法等辊涂法;刮刀法;模涂法;浸涂法;棒涂法;将上述方法组合而成的涂布法等。另外,可对金属蒸镀层与树脂涂层的界面实施电晕处理、基于锚涂剂等的处理等。
(其他层)
作为其他层,例如,可举出以热塑性树脂为主成分的层(以下称为“热塑性树脂层”)、纸层等。
热塑性树脂层可被层叠于基材膜、金属蒸镀层、及树脂涂层中的任意层,是作为粘接层发挥功能的层。该热塑性树脂层可由拉伸膜形成,也可由未拉伸膜形成,也可通过涂布形成。
作为形成其他层的热塑性树脂,可举出聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃、聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯、聚酰胺、乙烯-乙烯醇共聚物等。
(蒸镀膜的用途)
该蒸镀膜是在含有EVOH(A)的基材膜上层叠金属蒸镀层而成的膜,因而可抑制在蒸镀时发生蒸镀脱漏、在层压等蒸镀膜加工时产生裂缝,金属蒸镀层的密合强度优异。因此,该蒸镀膜可适用于各种用途。作为该蒸镀膜的用途,例如,可举出包装材料、真空隔热体等。
[包装材料]
以下,对具有该蒸镀膜的包装材料进行说明。该包装材料例如可通过对蒸镀膜或具有该蒸镀膜的层叠膜等进行二次加工而形成。对于上述包装材料而言,通过具有该蒸镀膜,从而阻气性优异,即使在承受变形、冲击等物理压力时也可维持其阻气性。
上述包装材料可通过将至少1层蒸镀膜、和至少1层其他层层叠而形成。作为其他层,例如,可举出聚酯层、聚酰胺层、聚烯烃层、纸层、无机蒸镀膜层、EVOH层、粘接层等。对上述包装材料的层数及层叠顺序没有特别限制,在进行热封的情况下,至少使最外层为可热封的层。需要说明的是,对于聚烯烃层而言,在上述包装材料构成为后述的层压管容器等时,可含有颜料。
上述包装材料可用于对例如食品、饮料、农药、医药等药品、医疗器材、机械部件、精密材料等产业物资材料、衣料等进行包装。尤其是,可优选将上述包装材料用于需要针对氧的阻隔性的用途、包装材料的内部被各种的功能性气体置换的用途。
根据用途,上述包装材料可形成为各种形态,例如,纵制袋填充密封袋、真空包装袋、带口小袋、层压管容器、容器用盖材料等。
(纵制袋填充密封袋)
纵制袋填充密封袋可用于对例如液体、粘稠体、粉体、固形散装物、组合上述形态而成的形态的食品、饮料等进行包装。纵制袋填充密封袋可通过将该蒸镀膜热封而形成。在进行热封的情况下,通常,作为该蒸镀膜的成为纵制袋填充密封袋的内侧的层、或成为纵制袋填充密封袋的内侧的层和成为外侧的层两者,需要配置可热封的层。可热封的层仅位于纵制袋填充密封袋的内侧时,通常主体部可通过对头接合而进行密封。可热封的层位于纵制袋填充密封袋的内侧及外侧这两者时,通常主体部可通过信封贴合式而进行密封。作为可热封的层,优选为聚烯烃层(以下,也称为“PO层”)。作为纵制袋填充密封袋的层结构,优选为该蒸镀膜/聚酰胺层/PO层、该蒸镀膜/PO层、PO层/该蒸镀膜/PO层,可在层间设置粘接层。另外,在应用仅在基材膜的单面形成有金属蒸镀层的该蒸镀膜时,对于该蒸镀膜而言,可按照在基材膜的外侧配置金属蒸镀层的方式进行层叠,也可按照在基材膜的内侧配置金属蒸镀层的方式进行层叠。对于上述包装材料而言,如上所述,阻气性优异,即使在承受变形、冲击等物理压力时也可维持其阻气性。因此,通过作为上述包装材料的一例的纵制袋填充密封袋,可长期抑制内容物的品质劣化。
(真空包装袋)
真空包装袋可用于期望以真空状态进行包装的用途、例如食品、饮料等的保存。作为真空包装袋的层结构,优选为该蒸镀膜/聚酰胺层/PO层、聚酰胺层/该蒸镀膜/PO层,可在层间设置粘接层。对于这样的真空包装袋而言,由于具有该蒸镀膜,因而在真空包装后进行的加热杀菌后的阻气性特别优异。
(带口小袋)
带口小袋可用于对液状物质、例如清凉饮料等液体饮料、果冻饮料、酸乳酪、水果沙司、调味料、功能性水、流食等进行包装。作为该带口小袋的层结构,优选为该蒸镀膜/聚酰胺层/PO层、聚酰胺层/该蒸镀膜/PO层,可在层间设置粘接层。对于这样的带口小袋而言,由于具有该蒸镀膜,因而阻气性优异,即使在承受变形、冲击等物理压力时也可维持其阻气性。因此,对于带口小袋而言,即使在运输后及长期保存后也可防止内容物的变质。
(层压管容器)
层压管容器可用于对例如化妆品、药品、医药品、食品、洁齿剂等进行包装。作为该层压管容器的层结构,优选为PO层/该蒸镀膜/PO层、PO层/含颜料PO层/PO层/该蒸镀膜/PO层,可在层间设置粘接层。对于这样的层压管容器而言,由于具有该蒸镀膜,因而阻气性优异,即使在承受变形、冲击等物理压力时也可维持其阻气性。
(容器用盖材料)
容器用盖材料是填充畜肉加工品、蔬菜加工品、水产加工品、水果等食品等的容器的盖材料。作为该容器用盖材料的层结构,优选为该蒸镀膜/聚酰胺层/PO层、该蒸镀膜/PO层,可在层间设置粘接层。对于这样的容器用盖材料而言,由于具有该蒸镀膜,因而阻气性优异,即使在承受变形、冲击等物理压力时也可维持其阻气性,因此,可长期抑制作为内容物的食品的品质劣化。
(真空隔热体)
真空隔热体可用于需要保冷、保温的用途。作为该真空隔热体,例如,可举出在外包材料内以真空状态封入聚氨酯泡沫等芯材而成的真空隔热体。外包材料例如可通过将通过将至少1层该蒸镀膜和至少1层其他层层叠而形成的一对层叠膜热封而形成。作为其他层,例如,可举出聚酯层、聚酰胺层、聚烯烃层、粘接层等,优选包含作为可热封的层的聚烯烃层。对外包材料的层数及层叠顺没有特别限制,优选使最外层为可热封的层(例如聚烯烃层)。作为外包材料的层结构,优选为该蒸镀膜/聚酰胺层/PO层、聚酰胺层/该蒸镀膜/PO层,可在层间设置粘接层。另外,在应用仅在基材膜的单面形成有金属蒸镀层的该蒸镀膜时,对于该蒸镀膜而言,可按照在基材膜的外侧配置金属蒸镀层的方式进行层叠,也可按照在基材膜的内侧配置金属蒸镀层的方式进行层叠。对于这样的真空隔热体而言,由于外包材料具有蒸镀膜,因而阻气性优异。因此,对于该真空隔热体而言,由于可长期保持隔热效果,因而可应用于冰箱、热水供给设备、烧饭机等家电产品用的隔热材料;可用于壁部、天井部、屋顶内部、地板部等的住宅用隔热材料;车辆顶部材料;自动售货机等的隔热面板等。
[热成型容器]
以下,对具有该多层结构体的该热成型容器进行说明。该热成型容器可用于要求阻氧性的用途,例如可在食品、化妆品、医化学药品、化妆用品等各种领域中利用。该热成型容器例如可通过将该多层结构体热成型而以具有收容部的热成型容器的形式形成。
(收容部)
收容部是收容食品等内容物的部分。该收容部的形状根据内容物的形状而被决定。具体而言,可将该热成型容器形成为例如杯状容器、盘状容器、袋状容器、瓶状容器、小袋状容器等。
对于收容部的形态而言,作为一个指标,可以用拉深比()(S)表示。此处,拉深比(S)是指,容器的最深部的深度除以内切于容器的开口的最大直径的圆的直径而得到的值。即,拉深比(S)的值越大,表示容器的底越深,拉深比(S)的值越小,表示容器的底越浅。例如,该热成型容器为杯状时,拉深比(S)大,为盘状时,拉深比(S)小。需要说明的是,对于内切于容器的开口的最大直径的圆的直径而言,例如收容部的开口为圆形时,是圆的直径;收容部的开口为椭圆时,是短径(短轴长度),收容部的开口为长方形时,是短边的长度。
对于拉深比(S)而言,合适的值根据用于形成该热成型容器的该多层结构体是膜还是片材、即根据该多层结构体的厚度的不同而不同。该热成型容器是将膜热成型而得到的热成型容器时,作为拉深比(S)的下限,优选为0.2,更优选为0.3,进一步优选为0.4。另一方面,该热成型容器是将片材成型而得到的热成型容器时,作为拉深比(S)的下限,优选为0.3,更优选为0.5,进一步优选为0.8。需要说明的是,该热成型容器中,膜是指平均厚度低于0.2mm且为软质性的制品,片材是指厚度比膜厚、例如平均厚度为0.2mm以上且为软质性的制品。
对于该热成型容器中使用的该多层结构体而言,在第1层的一面侧及另一面侧中的至少任一侧层叠其他层。此处,该热成型容器中,一面侧是指在将该多层结构体制成该热成型容器时的收容部的内表面侧,另一面侧是指收容部的外表面侧。
作为在第1层的一面侧层叠的其他层的合计平均厚度I、与在第1层的另一面侧层叠的其他层的合计平均厚度O的厚度比(I/O)的下限,优选为1/99,更优选为30/70。另外,作为上述比(I/O)的上限,优选为70/30,更优选为55/45。需要说明的是,多层结构体的全部层或单层的平均厚度是针对使用切片机从多层结构体的多个位置切出的样品、利用光学显微镜观察进行测定而得到的厚度的平均值,与热成型容器的全部层或单层的厚度实质上一致。
作为该热成型容器的整体平均厚度的下限,优选为300μm,更优选为500μm,进一步优选为700μm。另一方面,作为该热成型容器的整体平均厚度的上限,优选为10,000μm,更优选为8,500μm,进一步优选为7,000μm。需要说明的是,该热成型容器的整体平均厚度是指该热成型容器的收容部的全部层的平均厚度,其测定方法与上述的测定多层结构体的平均总层厚的方法同样。该热成型容器的整体平均厚度超过上述上限时,可能导致制造成本上升。另一方面,该热成型容器的整体平均厚度低于上述下限时,可能导致刚性无法保持,容易被破坏。因此,对于该热成型容器的整体平均厚度而言,设定与容量、用途对应的厚度是重要的。
作为在第1层(以下,也称为“(1)层”)上层叠的其他层,例如,可举出以热塑性树脂为主成分的层(以下,也称为“(2)层”)、被配置于(1)层与(2)层之间、以羧酸改性聚烯烃为主成分的层(以下,也称为“(3)层”)、回收层(以下,也称为“(4)层”)等。以下,对(1)层、(2)层、(3)层及(4)层进行详细说明。
((1)层)
(1)层是以由该树脂组合物形成的EVOH(A)为主成分的层。作为(1)层的平均厚度的下限,没有特别限制,从阻隔性及机械强度等观点考虑,相对于平均总层厚,优选为0.5%,更优选为1.0%,进一步优选为1.5%。另一方面,作为(1)层的平均厚度的上限,相对于平均总层厚,优选为5.0%,更优选为4.5%,进一步优选为4.1%。
((2)层)
(2)层是被配置于(1)层的内面侧及外面侧、以由Fedors式算出的溶解度参数为11(cal/cm3)1/2以下的热塑性树脂为主成分的层。通过该式算出的溶解度参数为11(cal/cm3)1/2以下的热塑性树脂的耐湿性优异。需要说明的是,由Fedors式算出的溶解度参数是(E/V)1/2表示的值。上述式中,E为分子内聚能(cal/mol),由E=Σei表示。需要说明的是,ei为蒸发能。另外,V为摩尔体积(cm3/mol),由V=Σvi(vi:摩尔体积)表示。
关于作为(2)层的主成分的热塑性树脂,只要是上述溶解度参数为11(cal/cm3)1/2以下的热塑性树脂,就没有特别限制,例如,可举出聚乙烯(直链状低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、高密度聚乙烯等)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、聚丙烯、丙烯与碳数4~20的α-烯烃的共聚物、聚丁烯、聚戊烯等烯烃的均聚物或共聚物、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、丙烯酸系树脂、乙烯基酯系树脂、聚氨酯弹性体、聚碳酸酯、氯化聚乙烯、氯化聚丙烯等。这些中,优选聚乙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚丙烯、及聚苯乙烯,更优选高密度聚乙烯。
作为上述高密度聚乙烯的密度的下限,从刚性、耐冲击性、成型性、耐延伸性、耐汽油性等观点考虑,优选为0.93g/cm3,更优选为0.95g/cm3,进一步优选为0.96g/cm3。另一方面,作为上述高密度聚乙烯的密度的上限,优选为0.98g/cm3。另外,作为上述高密度聚乙烯的190℃、2160g负荷下的熔体流动速率的下限,优选为0.01g/10分钟。另一方面,作为上述熔体流动速率的上限,优选为0.5g/10分钟,更优选为0.1g/10分钟。
需要说明的是,上述高密度聚乙烯通常可从市售品中适当选择使用。另外,(2)层可包含与(1)层同样的其他任选成分,只要不损害本发明的效果即可。
作为(2)层的平均厚度的下限,没有特别限制,相对于平均总层厚,优选为5%,更优选为8%,进一步优选为10%。另一方面,作为(2)层的平均厚度的上限,没有特别限制,相对于平均总层厚,优选为70%,更优选为60%,进一步优选为50%。
((3)层)
(3)层是被配置于(1)层与(2)层之间、以羧酸改性聚烯烃为主成分的层。(3)层可作为(1)层与(2)层等其他层之间的粘接层发挥功能。需要说明的是,上述羧酸改性聚烯烃是指,利用加成反应、接枝反应等使烯键式不饱和羧酸或其酐化学键合于烯烃系聚合物而得到的具有羧基或其酐基的烯烃系聚合物。
作为上述烯键式不饱和羧酸及其酐,例如,可举出单羧酸、单羧酸酯、二羧酸、二羧酸单酯、二羧酸二酯、二羧酸酐等。具体而言,可举出马来酸、富马酸、衣康酸、马来酸酐、衣康酸酐、马来酸单甲酯、马来酸单乙酯、马来酸二乙酯、富马酸单甲酯等。这些中,优选马来酸酐、衣康酸酐等二羧酸酐,更优选马来酸酐。
作为成为基体聚合物的上述烯烃系聚合物,例如,可举出:
低密度、中密度或高密度聚乙烯、直链状低密度聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯等聚烯烃;
乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物等烯烃与共聚单体的共聚物等。作为上述共聚单体,只要是可与烯烃共聚的单体,就没有特别限制,例如,可举出乙烯基酯、不饱和羧酸酯等。作为上述烯烃系聚合物,优选直链状低密度聚乙烯、乙酸乙烯酯含量为5质量%以上55质量%以下的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、及丙烯酸乙酯含量为8质量%以上35质量%以下的乙烯-丙烯酸乙酯共聚物,更优选直链状低密度聚乙烯及乙酸乙烯酯含量为5质量%以上55质量%以下的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物。
上述羧酸改性聚烯烃例如可通过在二甲苯等溶剂、和过氧化物等催化剂的存在下,利用加成反应或接枝反应向上述烯烃系聚合物中导入上述烯键式不饱和羧酸或其酐而得到。作为此时的羧酸或其酐向烯烃系聚合物的加成量或接枝量(改性度)的下限,相对于烯烃系聚合物,优选为0.01质量%,更优选为0.02质量%。另一方面,作为上述加成量或接枝量(改性度)的上限,相对于烯烃系聚合物,优选为15质量%,更优选为10质量%。
需要说明的是,(3)层可在不损害本发明的效果的范围,除了包含羧酸改性聚烯烃以外,还包含与(1)层同样的其他任选成分。
作为(3)层的平均厚度的下限,没有特别限制,相对于平均总层厚,优选为0.3%,更优选为0.6%,进一步优选为1.2%。作为(3)层的平均厚度的上限,优选为12%,更优选为9%,进一步优选为6%。作为粘接性树脂层的(3)层的平均厚度低于上述下限时,粘接性可能会降低。另外,(3)层的平均厚度超过上述上限时,可能会导致成本上升。
((4)层)
(4)层是含有EVOH(A)、热塑性树脂及羧酸改性聚烯烃的层。另外,优选(4)层是使用该热成型容器的制造工序中的(1)层、(2)层及(3)层的回收物形成的。作为回收物,可举出在该热成型容器的制造工序中产生的溢料、检验的不合格品等。通过使该热成型容器还具有这样的作为回收层的(4)层,可对所述溢料、检验的不合格品进行再利用,可降低在制造该热成型容器时所使用的树脂的损失。
虽然也可使用(4)层作为上述(2)层的替代物,但由于通常(4)层的机械强度常常低于(2)层,因而优选将(2)层与(4)层层叠而使用。该热成型容器承受来自外部的冲击时,在容器中产生应力的集中,在应力集中部与冲击对应的压缩应力在容器内层侧起作用,可能导致破损,因此,优选将强度弱的(4)层配置于较之(1)层更靠外层侧。另外,在溢料的产生多的情况等需要对大量的树脂进行再循环的情况下,也可在(1)层的两侧配置回收层作为(4)层。
作为(4)层中的EVOH(A)的含量的上限,优选为9.0质量%。(4)层中的EVOH(A)的含量超过上述上限时,在与(2)层的界面处会容易产生裂缝,以该裂缝为起点,可能引起该热成型容器整体的破坏。需要说明的是,作为(4)层中的EVOH(A)的含量的下限,例如为3.0质量%。
作为(4)层的平均厚度的下限,没有特别限制,相对于平均总层厚,优选为10%,更优选为20%,进一步优选为30%。作为(4)层的平均厚度的上限,相对于平均总层厚,优选为60%,更优选为55%,进一步优选为50%。
[热成型容器中使用的多层结构体的制造方法]
该热成型容器中使用的多层结构体可使用共挤出成型装置形成。对于该多层结构体而言,例如,将形成(1)层的该树脂组合物、形成(2)层的树脂组合物、形成(3)层的树脂组合物、形成(4)层的树脂组合物装入分别的挤出机中,利用这些挤出机进行共挤出,由此,可作为具有规定的层结构的多层结构体而形成。
各层的挤出成型可通过使具有单轴螺杆的挤出机在规定的温度下运转而进行。形成(1)层的挤出机的温度例如可设定为170℃以上240℃以下。另外,形成(2)层的挤出机的温度例如可设定为200℃以上240℃以下。此外,形成(3)层的挤出机的温度例如可设定为160℃以上220℃以下。此外,形成(4)层的挤出机的温度例如可设定为200℃以上240℃以下。
(热成型)
该热成型容器可通过在对膜、片材等的该多层结构体进行加热而使其软化后、成型成模具形状而形成。作为热成型方法,例如,可举出下述方法:使用真空或压缩空气,根据需要并用模塞(plug),成型成模具形状的方法(直接成型法()、热片材垂帘成型法()、气胀包膜成型法()、快速回吸成型法()、助压模塞成型法()等),加压成型的方法等。成型温度、真空度、压缩空气的压力、成型速度等各种成型条件可根据模塞形状、模具形状、原料膜、片材的性质等适当设定。
对于成型温度而言,只要能使树脂软化成对于成型而言充分的程度的温度,就没有特别限制,随着膜、片材等该多层结构体的结构的不同,其合适的温度范围不同。
在将膜热成型时,期望不成为因加热而导致膜发生溶解、或者加热板的金属面的凹凸转印至膜的程度的高温,另一方面,不成为赋形不充分的程度的低温。作为具体的膜的加热温度的下限,通常为50℃,优选为60℃,更优选为70℃。作为膜的加热温度的上限,通常为120℃,优选为110℃,更优选为100℃。
另一方面,在对片材进行热成型时,有时可在比膜的情况更高的温度下进行成型。作为片材的加热温度,例如可设定为130℃以上180℃以下。
作为该热成型容器的制造方法,优选具有使用含有EVOH(A)的树脂组合物形成第1层的工序、和对包含(1)层的多层结构体进行热成型的工序的方法。
作为该热成型容器的层结构,优选将(2)层配置于最外层。即,从耐冲击性的观点考虑,优选从收容部的内表面向外表面为(2)层/(3)层/(1)层/(3)层/(2)层(以下,表示为“(内表面)(2)/(3)/(1)/(3)/(2)(外表面)”)。另外,作为包含作为回收层的(4)层的情况下的层结构,例如,可举出:
(内表面)(2)/(3)/(1)/(3)/(4)/(2)(外表面),
(内表面)(2)/(4)/(3)/(1)/(3)/(4)/(2)(外表面),
(内表面)(4)/(3)/(1)/(3)/(4)(外表面)等。需要说明的是,这些层结构中,也可以是具有(4)层来代替(2)层的的层结构。作为层结构,这些中,优选(内表面)(2)/(3)/(1)/(3)/(4)/(2)(外表面)、及(内表面)(2)/(4)/(3)/(1)/(3)/(4)/(2)(外表面)。需要说明的是,(1)层~(4)层分别使用多层时,构成各层的树脂可以相同也可以不同。
[杯状容器]
接着,对于该热成型容器,以图2及图3所示的杯状容器为例具体进行说明。但杯状容器只不过是该热成型容器的一例,以下的杯状容器的说明不限定本发明的范围。
图2及图3的杯状容器1具有作为收容部的杯本体2、及凸缘部3。该杯状容器1通过以下方式使用:在杯本体2中收容内容物,以堵住杯本体2的开口4的方式将盖7密封于凸缘部3上。作为该密封,例如,可举出树脂膜、金属箔、金属树脂复合膜等,这些中,优选在树脂膜上层叠金属层而成的金属树脂复合膜。作为树脂膜,例如,可举出聚乙烯膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜等。作为金属层,没有特别限制,优选金属箔、金属蒸镀层,从阻气性及生产率的观点考虑,更优选铝箔。
杯状容器1可通过将例如膜状、片状等的该多层结构体热成型而得到。该多层结构体至少具有(1)层,优选在该(1)层上层叠其他层。作为其他层,例如,可举出(2)层、(3)层、(4)层等。
作为杯状容器1的层结构,优选图4所示的结构。图4所示的层结构是在(1)层11的一面侧(杯状容器1的杯本体2的内表面5侧)经由(3)层13层叠(2)层12,在另一面侧(杯状容器1的杯本体2的外表面6侧)经由(3)层13层叠(4)层14及(2)层12的结构。
[杯状容器的制造方法]
杯状容器1可通过如图5所示通过加热装置30对膜状、片状等的连续多层结构体20进行加热而使其软化后,使用模具装置40进行热成型而制造。
(加热装置)
加热装置30具有一对加热器31、32,使连续多层结构体20可从这一对加热器31、32之间通过。需要说明的是,作为加热装置30,也可使用通过热压进行加热的装置。
(模具装置)
模具装置40适于基于助压模塞成型法的热成型,具有被收容在箱室(chamber)(图示略)内的下模50及上模51。下模50及上模51分别可独立地沿上下方向移动,在隔开间隔的状态下,可使连续多层结构体20在上述下模50和上模51之间通过。下模50具有用于形成杯状容器1的收容部的多个凹部52。上模51具有向下模50突出的多个模塞53。多个模塞53被设置于与下模50的多个凹部52对应的位置。各模塞53可向对应的凹部52***。
(热成型)
首先,如图5及图6(A)所示那样,相对于已通过加热装置30软化了的连续多层结构体20,使下模50向上移动,由此,在使连续多层结构体20密合于下模50的同时抬升所述连续多层结构体20一定程度,向连续多层结构体20赋予张力(tension)。接着,如图6(B)所示那样,使上模51向下移动,由此,将模塞53***至凹部52。
接着,如图6(C)所示那样,使上模51向上移动,使模塞53从凹部52离开,然后,对箱室(图示略)内抽真空,使连续多层结构体20密合于凹部52的内面。然后,通过利用喷射空气使成型部冷却从而将形状固定。接着,如图6(D)所示那样,使箱室(图示略)内在大气下开放,并且使下模50向下移动,使下模50脱模,由此,可得到一次成型品。切割该一次成型品,可得到图2及图3所示的杯状容器1。
[热成型容器的其他实施方式]
需要说明的是,也可通过将仅具有由该树脂组合物形成的第1层的单层结构体热成型,而形成该热成型容器。此时的热成型方法、热成型容器的形状等可与该热成型容器同样。
[吹塑成型体]
该吹塑成型体具有该多层结构体。该吹塑成型体例如可用于吹塑成型容器等。以下,对于该吹塑成型体,以图7所示的吹塑成型容器105为例具体进行说明。需要说明的是,图7为吹塑成型容器105的周壁的部分截面图。
图7的吹塑成型容器105具有:
(1)以EVOH(A)为主成分的层101,
(2)被配置于(1)层的一面侧及另一面侧、以由Fedors式算出的溶解度参数为11(cal/cm3)1/2以下的热塑性树脂为主成分的一对层102,
(3)被配置于(1)层101与(2)层102之间、以羧酸改性聚烯烃为主成分的一对层103,和
(4)含有EVOH(A)、由Fedors式算出的溶解度参数为11(cal/cm3)1/2以下的热塑性树脂、及羧酸改性聚烯烃的层104。
具体而言,吹塑成型容器105具有从容器内部表面106向容器外部表面107依序层叠(2)层102、(3)层103、(1)层101、(3)层103、(4)层104、及(2)层102而成的多层结构。
作为吹塑成型容器105的整体平均厚度的下限,优选为300μm,更优选为500μm,进一步优选为1,000。另一方面,作为吹塑成型容器105的整体平均厚度的上限,优选为10,000μm,更优选为8,500μm,进一步优选为7,000μm。需要说明的是,吹塑成型容器105的整体平均厚度是指吹塑成型容器105的主要部的平均厚度。上述整体平均厚度超过上述上限时,重量增加,例如在用于汽车等的燃料容器时,可能会对燃料消耗量造成不良影响,制造成本也上升。另一方面,上述整体平均厚度低于上述下限时,可能导致刚性无法保持,容易被破坏。因此,对于上述整体平均厚度而言,设定与容量、用途对应的厚度是重要的。
(1)层101、(2)层102、(3)层103、及(4)层104的成分、平均厚度等例如可与上述的该热成型容器的(1)层、(2)层、(3)层及(4)层分别同样,因而省略说明。
[吹塑成型容器的制造方法]
该吹塑成型容器105优选使用以EVOH(A)为主成分的树脂组合物、利用具有进行吹塑成型的工序的方法制造。具体而言,使用形成(1)层101的干燥含有EVOH的树脂组合物颗粒、形成(2)层102的高密度聚乙烯等、形成(3)层103的粘接性树脂、及形成(4)层104的回收树脂等,使用吹塑成型机,于100℃以上400℃以下的温度,使用例如(2)层/(3)层/(1)层/(3)层/(4)层/(2)层(以下,以(内)2/3/1/3/4/2(外)的方式表示)的4种6层型坯进行吹塑成型,在10℃以上30℃以下的模具内温度下,进行10秒以上30分钟以下冷却,可成型成平均总层厚300μm以上10,000μm以下的中空容器。
[吹塑成型容器的其他实施方式]
该吹塑成型容器不限于上述的图7的形态,至少具有(1)层即可。具体而言,可不具有作为回收层的(4)层等。此外,也可层叠其他层。另外,通过选择粘接性好的树脂的组合,可省略作为粘接层的(3)层。
该吹塑成型容器具有(2)层时,优选在最外层配置(2)层。即,从耐冲击性的观点考虑,优选从容器内部表面向容器外部表面为(内)2/3/1/3/2(外)的配置。另外,在包含回收层等(4)层的情况下,优选为(内)2/3/1/3/4/2(外)、(内)2/4/3/1/3/4/2(外)、(内)4/3/1/3/4(外)的配置,更优选为(内)2/3/1/3/4/2(外)、(内)2/4/3/1/3/4/2(外)的配置。需要说明的是,也可以是具有(4)层来代替(2)层的结构,在(1)~(4)层分别使用多层而成的配置的情况下,构成各层的树脂可以相同也可以不同。
[燃料容器]
该燃料容器具有该吹塑成型体。该燃料容器除了具有该吹塑成型体以外,还可具有过滤器、燃料量表、导流板(baffle plate)等。该燃料容器通过具有该吹塑成型容器,从而外观性、阻气性、耐油性等也优异,因此,可合适地作为燃料容器使用。此处,燃料容器是指汽车、摩托车、船舶、航空器、发电机、工业用或农业用机器等中搭载的燃料容器、或用于向这些燃料容器中补给燃料的便携用燃料容器、以及用于保存燃料的容器。另外,作为燃料,可举出汽油、尤其是混和有甲醇、乙醇或MTBE等的含氧汽油等作为代表例,此外,还包括重油、轻油、煤油等。这些中,该燃料容器特别适于作为含氧汽油用燃料容器使用。
实施例
以下,利用实施例具体说明本发明,但本发明不受这些实施例的任何限制。
<EVOH的合成>
[合成例1](EVOH颗粒的合成)
(乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的聚合)
向具有护套、搅拌器、氮气导入口、乙烯导入口及引发剂添加口的250L加压反应槽中装入乙酸乙烯酯83kg、甲醇(以下也称为MeOH)14.9kg,升温至60℃后,在反应液中鼓入氮气30分钟,将反应槽内进行氮气置换。接着,导入乙烯,使得反应槽压力(乙烯压力)成为4.0MPa。将反应槽内的温度调节为60℃,然后以甲醇溶液的形式添加12.3g的2,2'-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)(和光纯药工业株式会社的“V-65”)作为引发剂,引发聚合。在聚合期间,将乙烯压力维持为4.0MPa,将聚合温度维持为60℃。5小时后,乙酸乙烯酯的聚合率达到40%后,进行冷却,终止聚合。从反应槽中排出乙烯气体,进而向反应液中鼓入氮气,将乙烯完全除去。接着,在减压下除去未反应的乙酸乙烯酯,而后得到乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(以下称为EVAc)。合成中使用的乙酸乙烯酯使用了添加了表1所示的含量的乙醛的乙酸乙烯酯。
(皂化)
向得到的EVAc溶液中添加甲醇,得到浓度15质量%的EVAc溶液。向该EVAc的甲醇溶液253.4kg(溶液中的EVAc为38kg)中,添加含有10质量%氢氧化钠的甲醇溶液76.6L(相对于EVAc中的乙酸乙烯酯单元的摩尔比为0.4),于60℃搅拌4小时,由此,进行EVAc的皂化。反应开始6小时后,添加乙酸9.2kg及水60L,将上述反应液中和,终止反应。
(洗涤)
将已中和的上述反应液从反应器移至桶中,在室温下放置16小时,冷却固化成饼状。然后,使用离心分离机(国产离心器株式会社的“H-130”,转速1200rpm),将上述饼状的树脂脱液。接着,在离心分离机的中央部,从上方连续供给离子交换水的同时进行洗涤,进行上述水洗树脂的工序10小时。洗涤开始10小时后的洗涤液的导电率为30μS/cm(利用东亚电波工业株式会社的“CM-30ET”测定)。
(制粒)
使用干燥机于60℃对上述洗涤后的树脂进行48小时干燥,得到粉末状的EVOH。将已干燥的粉末状的EVOH20kg溶解于水和甲醇的混合溶液(质量比:水/甲醇=4/6)43L中,于80℃进行12小时搅拌。接着,停止搅拌,将溶解槽的温度降低至65℃,放置5小时,对上述的EVOH的水和甲醇的溶液进行脱泡。而后,从具有直径为3.5mm的圆形的开口部的金属板,向5℃的水和甲醇的混合溶液(质量比:水/甲醇=9/1)中挤出,析出成线束状,将其切割,由此,得到直径约4mm、长度约5mm的含水EVOH颗粒。
(纯化)
用离心分离机将上述含水EVOH颗粒脱液,进而添加大量的水并进行脱液,反复进行上述操作而进行洗涤,得到EVOH颗粒。得到的EVOH的皂化度为99摩尔%。
[合成例2~4及比较合成例1]
使乙酸乙烯酯的乙醛含量、乙烯含量及皂化度为表1所示的值,除此之外,与合成例1同样地操作,合成EVOH。
[合成例5]
使乙酸乙烯酯的乙醛含量、乙烯含量及皂化度为表1所示的值,并且在乙酸乙烯酯中进一步添加酒石酸50ppm,除此之外,与合成例1同样地操作,合成EVOH。
[比较合成例2]
(聚乙酸乙烯酯的合成)
在安装有搅拌器、温度计、氮气导入管、回流管的6L可拆式烧瓶中,装入预先脱氧、含有500ppm乙醛的乙酸乙烯酯单体2,555质量份、含有50ppm乙醛缩二甲醇的甲醇945质量份、及酒石酸的1质量%甲醇溶液(相对于乙酸乙烯酯单体的添加量为20ppm),在氮气气流下,调节为60℃。需要说明的是,使回流管中循环-10℃的乙二醇水溶液。然后,添加过氧二碳酸二正丙酯的0.55质量%甲醇溶液18.6mL,引发聚合。聚合开始后、直至聚合结束,以20.9mL/小时的速度持续添加过氧二碳酸二正丙酯的该甲醇溶液,将聚合中的温度保持为60℃而进行聚合。聚合开始4小时后,在聚合溶液的固态成分浓度达到25.1质量%的时间点,向聚合液中添加含有相当于未分解而残留的过氧二碳酸二正丙酯的3倍摩尔等量的山梨酸0.0141质量份的甲醇1,200质量份,将聚合液冷却,终止聚合。需要说明的是,聚合终止时的乙酸乙烯酯单体的聚合率为35.0%。冷却至室温后,在水流抽气机减压下,馏去乙酸乙烯酯单体及甲醇,使聚乙酸乙烯酯析出。向析出的聚乙酸乙烯酯中添加甲醇3,000质量份,于30℃进行加热并将聚乙酸乙烯酯溶解,然后再次反复进行3次在水流抽气机减压下馏去的操作。向析出的聚乙酸乙烯酯中添加甲醇,得到乙酸乙烯酯单体的除去率为99.8%的聚乙酸乙烯酯的40质量%的甲醇溶液。另外,采集得到的甲醇溶液中的一部分,添加氢氧化钠的10质量%甲醇溶液,以使得氢氧化钠相对于聚乙酸乙烯酯中的乙酸乙烯酯单元的摩尔比成为0.1,在生成凝胶化物的时间点,将凝胶粉碎,用甲醇进行索氏提取3天。将得到的聚乙烯醇干燥,实施粘均聚合度测定,结果,聚合度为1,700。将其作为聚乙酸乙烯酯的聚合度的指标。
[比较合成例3]
(聚乙烯醇的合成)
在搅拌下,向比较合成例2中合成的聚乙酸乙烯酯的40质量%的甲醇溶液中,添加氢氧化钠的8质量%甲醇溶液(氢氧化钠相对于甲醇及聚乙酸乙烯酯中的乙酸乙烯酯单体单元的摩尔比为0.020),使得总固态成分浓度(皂化浓度)成为30质量%,于40℃开始皂化反应。随着皂化反应的进行,在生成凝胶化物的时间点,将凝胶粉碎,将粉碎后的凝胶移至40℃的容器,在从皂化反应开始经过60分钟的时间点,浸渍于甲醇、乙酸甲酯及水(质量比25/70/5)的溶液中,进行中和处理。对得到的溶胀凝胶进行离心分离,添加相对于溶胀凝胶的质量而言为2倍的质量的甲醇并进行浸渍,放置30分钟后,反复进行4次离心分离的操作,于60℃干燥1小时,于100℃干燥2小时,得到聚乙烯醇(PVA)。
<实施例1~5以及比较例1及2的树脂组合物的制备>
使用乙酸水溶液及离子交换水洗涤合成例1~5以及比较合成例1中得到的EVOH的颗粒及比较合成例3中得到的PVA20kg,然后,用含有乙酸钠的水溶液进行浸渍处理。将该浸渍处理用水溶液和树脂组合物碎屑分离并进行脱液,然后放入到热风干燥机中,于80℃进行4小时干燥,进而于100℃进行16小时干燥,以干燥颗粒形式得到实施例1~5及比较例1的树脂组合物(以下也称为“EVOH树脂组合物”)。另外,将比较合成例3中合成的PVA作为比较例2的树脂组合物。使用该干燥颗粒,利用以下说明的方法,进行表1所示的EVOH等的皂化度、乙烯含量、碱金属含量等的测定。需要说明的是,表1中,“-”表示由于树脂未溶解于溶剂因而未进行分子量测定。
[EVOH的乙烯含量及皂化度]
通过冷冻粉碎而将干燥EVOH颗粒粉碎。用公称尺寸1mm的筛(按照标准筛标准JIS-Z8801)筛分得到的粉碎EVOH。将通过了该筛的EVOH粉末5g浸渍于100g的离子交换水中,于85℃进行4小时搅拌,然后进行脱液并进行干燥,进行两次上述操作。使用得到的洗涤后的粉末EVOH,在下述的测定条件下进行1H-NMR的测定,利用下述分析方法求出乙烯含量及皂化度。
(测定条件)
装置名:超导核磁共振装置(日本电子株式会社的“Lambda500”)
观测频率:500MHz
溶剂:DMSO-d6
聚合物浓度:4质量%
测定温度:40℃及95℃
累积次数:600次
脉冲延迟时间:3.836秒
样品旋转速度:10Hz~12Hz
脉冲宽度(90°脉冲):6.75μsec。
(分析方法)
在40℃下的测定中,在3.3ppm附近观测到水分子中的氢的峰,与EVOH的乙烯醇单元的次甲基氢的峰中的3.1ppm~3.7ppm的部分重叠。另一方面,在95℃下的测定中,虽然消除了上述在40℃下产生的重叠,但存在于4ppm~4.5ppm附近的EVOH的乙烯醇单元的羟基的氢的峰与EVOH的乙烯醇单元的次甲基氢的峰中的3.7ppm~4ppm的部分重叠。即,对于EVOH的乙烯醇单元的次甲基氢(3.1ppm~4ppm)的定量,为了避免与水或羟基的氢的峰的重复,对于3.1ppm~3.7ppm的部分,采用95℃的测定数据,对于3.7ppm~4ppm的部分,采用40℃的测定数据,将它们的合计值作为该次甲基氢的总量而进行定量。需要说明的是,已知由于提升测定温度,水或羟基的氢的峰向高磁场侧移动。因此,如下所述,使用40℃和95℃这两方的测定结果进行分析。由上述的在40℃下测得的波谱,求出3.7ppm~4ppm的化学位移的峰的积分值(I1)及0.6ppm~1.8ppm的化学位移的峰的积分值(I2)。
另一方面,由在95℃下测得的波谱,求出3.1ppm~3.7ppm的化学位移的峰的积分值(I3)、0.6ppm~1.8ppm的化学位移的峰的积分值(I4)及1.9ppm~2.1ppm的化学位移的峰的积分值(I5)。此处,0.6ppm~1.8ppm的化学位移的峰主要来源于亚甲基氢,1.9ppm~2.1ppm的化学位移的峰来源于未皂化的乙酸乙烯酯单元中的甲基氢。由它们的积分值,利用下述式(5),计算乙烯含量,利用下述式(6)计算皂化度。
[数学式1]
[数学式2]
。
[碱金属含量]
碱金属含量的测定使用光谱分析装置进行定量。具体而言,将干燥EVOH颗粒0.5g添加至アクタック公司的テフロン(注册商标)制耐压容器中,添加硝酸(和光纯药工业社的精密分析用)5mL。放置30分钟后,用带有防爆膜的盖盖上容器,利用微波高速分解***(アクタック公司的“スピードウェーブ MWS-2”),进行150℃、10分钟、接着180℃、10分钟的处理,使干燥EVOH颗粒分解。需要说明的是,利用上述的处理无法完成干燥EVOH颗粒的分解时,适当调节处理条件。用10mL的离子交换水稀释得到的分解物,将全部液体移至50mL的容量瓶中,用离子交换水定容,由此得到分解溶液。使用ICP发光光谱分析装置(パーキンエルマージャパン社的“Optima 4300 DV”),用Na的波长589.592nm对上述分解溶液进行定量分析,由此,测定碱金属含量。
[熔融粘度(熔体流动速率)]
熔融粘度(熔体流动速率)按照JIS-K7210(1999)、在温度为190℃、负荷为2,160g的条件下进行测定。
[EVOH的分子量的测定]
(测定样品的准备)
测定样品通过在氮气气氛下于220℃对EVOH进行50小时加热而制作。
(GPC测定)
GPC测定使用VISCOTECH社的“GPCmax”进行。基于利用差示折射率检测器及紫外可见吸光度检测器检测的信号强度算出分子量。作为差示折射率检测器及紫外可见吸光度检测器,使用了VISCOTECH社的“TDA305”及“UV Detector2600”。作为该吸光度检测器的检测用吸收池(cell),使用了光程为10mm的吸收池。作为GPC柱,使用了昭和电工株式会社的“GPCHFIP-806M”。另外,作为分析软件,使用了装置附带的“OmniSEC(Version 4.7.0.406)”。
(测定条件)
采集测定样品,将其溶解于含有三氟乙酸钠20mmol/L的六氟异丙醇(以下称为“HFIP”)中,制备0.100wt/vol%溶液。在测定中使用用0.45μm的聚四氟乙烯制过滤器进行了过滤的溶液。测定样品的溶解通过在室温下静置一夜而进行。
作为移动相,使用了含有20mmol/L三氟乙酸钠的HFIP。使移动相的流速为1.0mL/分钟。使试样注入量为100μL,在GPC柱温40℃下进行测定。
需要说明的是,对于PVA的粘均聚合度超过2,400的试样,使用已适当稀释的试样(100μL)进行GPC测定。由实测值,利用下述式(7),算出试样浓度为1.00mg/mL时的吸光度。α(mg/mL)为已稀释的试样的浓度。
吸光度=(1.00/α)×吸光度的测定值 ・・・(7)。
(标准曲线的制作)
作为标准品,测定Agilent Technologies公司的聚甲基丙烯酸甲酯(以下简记为“PMMA”)(峰顶分子量:1,944,000、790,000、467,400、271,400、144,000、79,250、35,300、13,300、7,100、1,960、1,020或690),对于差示折射率检测器及吸光度检测器,分别制作用于将溶出容量换算成PMMA分子量的标准曲线。在各标准曲线的制作中,使用上述分析软件。需要说明的是,本测定中,在PMMA的测定中,使用了能将1,944,000及271,400的两分子量的标准试样彼此的峰分离的柱。
需要说明的是,由差示折射率检测器得到的峰强度由“mV”表示,以1.000mg/mL浓度使用American Polymer Standard Corp.社的PMMA样品(PMMA85K:重均分子量85,450,数均分子量74,300、固有粘度0.309)作为标准样品时的峰强度为358.31mV。
另外,由紫外可见吸光度检测器得到的峰强度用吸光度(吸光度单位)表示,对于紫外可见吸光度检测器的吸光度而言,在分析软件中,按照1吸光度单位=1,000mV的方式进行转换。
<实施例1~5及比较例1的EVOH树脂组合物的评价>
对于如上所述地操作而得到的实施例1~5及比较例1的EVOH树脂组合物,如下所述地评价制膜缺点及膜外观性(条纹及卷端部的着色)。将评价结果示于表2。需要说明的是,对于比较例2的PVA,凝胶化严重,无法制膜,因而未进行制膜缺陷及膜外观性的评价,这些EVOH树脂组合物及PVA的评价项目在表2中表示为“-”。
[(1)制膜缺点评价]
使用单轴挤出装置(株式会社东洋精机制作所的“D2020”;D(mm)=20,L/D=20,压缩比=2.0,螺杆:全螺纹),由各干燥EVOH树脂组合物颗粒制作厚度20μm的单层膜。此时的各条件如下所示。
挤出温度:250℃
螺杆转速:40rpm
模宽度:30cm
牵引辊温度:80℃
牵引辊速度:3.1m/分钟。
在上述条件下连续运转而制作单层膜,对于在运转开始10小时后、50小时后制作的各膜,计数每17cm膜长的缺点数。上述缺点数的计数使用膜缺点检查装置(フロンティアシステム社的“AI-10”)进行。需要说明的是,以该膜缺点检查装置中的检测照相机的透镜位置距膜面的距离为195mm的方式设置该膜缺点检查装置中的检测照相机。对于制膜缺点而言, 将缺点数低于50个的情况判断为“良好(A)”,将缺点数为50个以上且低于200个的情况判断为“稍微良好(B)”,将缺点数为200个以上的情况判断为“不良(C)”。
[(2)膜外观性的评价]
对于在运转开始10小时后、50小时后制作的膜,通过目视,基于下述评价基准,评价外观性(条纹)。另外,制作将100m膜卷绕在纸管上而成的卷,对卷的端部由于黄变而导致的着色进行评价。
(条纹的评价基准)
良好(A):未确认到条纹
稍微良好(B):确认到条纹
不良(C):确认到大量的条纹
(卷端部的着色的评价基准]
良好(A):无色
稍微良好(B):黄变
不良(C):显著黄变。
如表2所示,对于实施例1~5的EVOH树脂组合物而言,在运转开始10小时及50小时后形成的膜的制膜缺点、条纹及卷端部的着色的发生被抑制。即,实施例1~5的EVOH树脂组合物不仅熔融成型时的长期运转性优异,而且可形成外观性优异的膜。
与此相对,对于比较例1的EVOH树脂组合物而言,在运转开始10小时及50小时后形成的膜均确认到大量的制膜缺点及条纹,另外,卷端部显著黄变。
[实施例6](共挤出片材成型法(带有挤出温度))
使用实施例4中得到的EVOH树脂组合物制作多层片材,对外观性进行评价。具体而言,将EVOH树脂组合物、乙烯-α-烯烃共聚物、及羧酸改性聚烯烃装入到分别的挤出机中,通过共挤出片材成型装置得到具有乙烯-α-烯烃共聚物/羧酸改性聚烯烃/EVOH树脂组合物/羧酸改性聚烯烃/乙烯-α-烯烃共聚物(平均膜厚:200μm/25μm/50μm/25μm/200μm)的结构的平均总层厚为500μm的3种5层的多层片材。对于挤出成型而言,对于乙烯-α-烯烃共聚物,使具有直径65mm、L/D=22的单轴螺杆的挤出机为200℃~240℃的温度,对于羧酸改性聚烯烃,使具有直径40mm、L/D=26的单轴螺杆的挤出机为160℃~220℃的温度,对于EVOH树脂组合物,使具有直径40mm、L/D=22的单轴螺杆的挤出机为160℃~240℃的温度,于250℃,使供料头型模(宽度600mm)运转。使供料头型模(宽度600mm)的设定温度为比通常高约10℃的250℃,进行10小时连续成型,对10小时连续成型后的片材的外观性进行评价,结果,膜面良好。
接着,对还含有无机粒子(C)的本发明的树脂组合物的实施例进行说明。首先,对无机粒子(C)的定量方法、制作方法、及平均粒径的测定方法进行说明。
[无机粒子(C)的定量]
对于各无机粒子(C)的含量而言,利用与上述的碱金属含量的测定法同样的方法对金属元素进行定量,计算换算为氧化物的值。即,作为氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化锆、氧化铈、氧化钨、和/或氧化钼而进行计算。在包含多种金属的情况下,作为多种金属氧化物量而算出。对于磷酸化合物的量而言,对磷元素进行定量,计算换算为磷酸根的值。对于硼化合物的含量而言,计算换算为硼元素的值。
在各金属元素的测定中使用的波长如下所示。
[无机粒子(C)的制作]
作为包含硅原子的无机粒子(C),利用粉碎及筛,对富士シリシア化学株式会社的“サイリシア380”(平均粒径9.0μm)或“サイリシア310P”(平均粒径2.7μm)进行分级,调节为所期望的尺寸。
[无机粒子(C)的平均粒径的测定]
对于无机粒子(C)的平均粒径,使用株式会社岛津制作所的“激光衍射式粒度分布测定装置(SALD-2200)”进行测定。对于评价样品,向玻璃烧杯中添加50cc的纯水和用于测定的无机粒子(C)5g,使用刮铲进行搅拌,然后利用超声波洗涤机进行10分钟分散处理。接着,将进行了分散处理的含有无机粒子(C)的溶液添加到装置的取样器部,在吸光度变得稳定的时间点进行测定,由粒子的衍射/散射光的光强度分布数据计算粒径分布(粒径及相对粒子量)。将测得的粒径与相对粒子量相乘而得到的值的累积值除以相对粒子量的总和而求出平均粒径。需要说明的是,平均粒径是粒子的平均直径。
<具有无机粒子(C)的EVOH树脂组合物的制备>
[实施例7~10及比较例3]
如表3所示,在实施例1~4及比较例1的EVOH树脂组合物中添加无机粒子(C),得到实施例7~10及比较例3的EVOH树脂组合物的干燥颗粒。
<实施例7~10及比较例3的EVOH树脂组合物的评价>
利用后述的方法制造膜及多层结构体,使用该膜及多层结构体,对实施例7~10及比较例3的EVOH树脂组合物进行评价。
[膜的制造]
使用上述得到的干燥EVOH颗粒,于240℃进行熔融,从模挤出至流延辊上,同时,使用气刀,以30m/秒的风速吹空气,得到平均厚度为170μm的EVOH未拉伸膜。使该EVOH未拉伸膜接触80℃的热水10秒,使用拉幅机式同时双轴拉伸机,在90℃气氛下沿纵向拉伸3.2倍,沿横向拉伸3.0倍,进而在设定为170℃的拉幅机内进行5秒热处理,切割膜端部,由此,得到以下的双轴拉伸膜。
膜平均厚度:12μm
膜平均宽度:50cm
膜平均卷长度:4,000m
个数:100。
(膜端部的颜色的测定)
将上述得到的双轴拉伸膜卷绕在纸管上,用肉眼如下所述地判定膜端部的颜色。
(判定基准)
A:无着色
B:淡黄色
C:着色。
(膜表面的算术平均高度(Ra)及轮廓曲线要素的平均长度(RSm)的测定)
对于上述得到的双轴拉伸膜的表面,使用株式会社キーエンス“形状测定激光显微镜VK-X200”,按照JIS-B0610-2001,进行算术平均粗糙度(Ra)和轮廓曲线要素的平均长度(RSm)的测定。以n=100进行测定,将其平均值作为各测定值。分别如下所述地判定Ra及RSm。
(判定基准)
算术平均粗糙度(Ra)
A:0.20μm以上0.40μm以下
B:0.15μm以上且低于0.20μm或超过0.40μm且为0.60μm以下
C:0.10μm以上且低于0.15μm或超过0.60μm且为0.80μm以下
轮廓曲线要素的平均长度(RSm)
A:200μm以上400μm以下
B:150μm以上且低于200μm或超过400μm且为600μm以下
C:100μm以上且低于150μm或超过600μm且为800μm以下。
(耐膜断裂性的评价)
将上述得到的双轴拉伸膜放置于切割机(slitter),对膜卷施加100N/m的张力而进行卷绕,对此时的断裂次数进行评价,如下所述地进行判定。
(判定基准)
A:0~1次/100个
B:2~4次/100个
C:5~7次/100个。
[多层结构体的制造]
使用上述得到的100个的双轴拉伸膜,使用日本真空技术株式会社的分批式蒸镀设备EWA-105,在200m/分钟的膜行进速度下,在膜单侧蒸镀铝,得到多层结构体(蒸镀膜)。
(金属蒸镀层的厚度的测定)
用切片机切割上述得到的多层结构体,露出截面。使用扫描型电子显微镜(SEM)观察该截面,测定金属蒸镀层的厚度。SEM观察使用エス・アイ・アイナノテクノロジー社的“ZEISSULTRA55”、使用反射电子检测器进行。
然后,如下所述地对得到的多层结构体的蒸镀缺点抑制性进行评价。
(蒸镀缺点数的测定(1))
将上述得到的多层结构体的第1个卷放置于切割机,一边从膜下部照射100W的荧光灯一边放卷,在0.5m宽2m长的范围,以n=10计数蒸镀缺点数,将其平均值作为每1m2的蒸镀缺点数,如下所述地进行判定。
A:0~20个/m2
B:21~40个/m2
C:41~60个/m2。
(蒸镀缺点数的测定(2)(经时的蒸镀缺点数))
将上述得到的多层结构体的第100个卷放置于切割机,一边从膜下部照射100W的荧光灯一边放卷,在0.5m宽2m长的范围,以n=10计数蒸镀缺点数,将其平均值作为每1m2的蒸镀缺点数,如下所述地进行判定。
A:0~20个/m2
B:21~40个/m2
C:41~60个/m2。
(蒸镀缺点数的经时的增加程度的评价)
作为表示EVOH树脂组合物的熔融成型的长期运转性的指标,对蒸镀缺点数的经时的增加程度进行评价,如下所述地进行判定。
(判定基准)
A:在多层结构体第1个与第100个之间,不存在蒸镀缺点的层级(rank)差
B:在多层结构体第1个与第100个之间,存在1个蒸镀缺点的层级差
C:在多层结构体第1个与第100个之间,存在2个蒸镀缺点的层级差。
作为由EVOH树脂组合物形成的多层结构体及膜中的蒸镀层与其他树脂层的密合强度的评价,进行以下的测定。
(蒸镀层与EVOH膜层的密合强度的测定)
使用第一理化株式会社的棒涂机No.12,在上述得到的多层结构体的金属蒸镀层侧的表面上,涂布干式层压用粘接剂(三井化学株式会社的“タケラックA-385/A-50(以6/1的质量比混合,制成固态成分浓度为23质量%的乙酸乙酯溶液而得到)”,于50℃进行5分钟热风干燥,然后,用已加热至80℃的压送辊(nip roll),与PET膜(东洋纺株式会社的“E5000”:平均厚度12μm)进行层压。此时,对于一半膜,还准备了通过在中间夹铝箔从而无法贴合的部分。然后,于40℃养护72小时,得到层压膜。以铝蒸镀的分界线为中心,将得到的层压膜裁切成100mm×15mm的长条,利用拉伸试验机,以10mm/分钟的拉伸速度,进行5次T型剥离试验。将得到的测定值的平均值作为密合强度。如下所述地判定密合强度。
(判定基准)
A:500g/15mm以上
B:450以上且低于500g/15mm
C:400以上且低于450g/15mm。
[基于双轴拉伸的膜的制造]
将实施例10的EVOH树脂组合物制成膜,按照使用了同时双轴拉伸机的方法制造膜,进行各物性的评价,结果,按照JIS-B0601测得的膜表面的算术平均粗糙度(Ra)为0.28μm,轮廓曲线要素的平均长度(RSm)为298μm,均判断为A。另外,在卷绕成卷后的卷端面上未发现黄色的着色,判断为A。此外,膜加工时的断裂次数为1次,判断为A。制造的多层结构体(具有铝蒸镀层的多层结构体)中的蒸镀层的平均厚度为50nm。第1个该多层结构体的蒸镀缺点为9个/m2,第100个多层结构体的蒸镀缺点为12个/m2,均判断为A。由此,将经时的蒸镀缺点的增加判断为A。上述多层结构体的蒸镀层与EVOH膜层的密合强度为530g/15mm,判断为A。
[基于流延法的膜的制造]
对于得到的EVOH树脂组合物,于240℃进行熔融,从模挤出至流延辊上,将膜端部切割后,通过卷绕而得到膜卷。可得到外观性优异的膜卷。
[包装材料(小袋)的制造]
将上述得到的多层结构体(具有铝蒸镀层的多层结构体)EVOH膜作为中间层,将PET膜(东洋纺株式会社的“E5000”)作为外层(多层结构体(具有铝蒸镀层的多层结构体)的金属蒸镀层侧),将无拉伸聚丙烯膜(以下简称为CPP;東セロ株式会社的“RXC-18”,厚度60μm)作为内层(多层结构体(具有铝蒸镀层的多层结构体)的EVOH层侧),使用棒涂机,在PET的单面及CPP的单面上,涂布干式层压用粘接剂(三井化学株式会社的“タケラックA-385/A-50(以6/1的质量比混合,制成固态成分浓度为23质量%的乙酸乙酯溶液而得到)”,于50℃进行5分钟热风干燥,然后,以用粘接剂面将多层结构体EVOH膜夹入的方式,将PET膜与CPP膜贴合,于40℃进行5天老化,得到具有PET/粘接剂层/EVOH层/粘接剂层/CPP的层结构的多层结构体。接着,将得到的多层结构体热封,成型成小袋,填充水100g。
将针对使用各EVOH树脂组合物制造的膜及多层结构体的评价结果示于表4。
由表4的结果表明,使用实施例的EVOH树脂组合物制造的膜的外观性及耐膜断裂性优异。另外,在多层结构体中膜上蒸镀金属而得到的多层结构体的蒸镀缺点少,蒸镀层与EVOH膜层的密合强度优异。另一方面,EVOH(A)在式(1)的规定范围外时,这些特性差。
接着,对还含有聚烯烃(D)的该树脂组合物的实施例进行说明。
<具有聚烯烃(D)的EVOH树脂组合物的制备>
[实施例11]
将实施例1的EVOH树脂组合物5.5质量份、作为聚烯烃(D)的为未改性聚烯烃的低密度聚乙烯(LDPE)87质量份(株式会社プライムポリマー的“HZ8200B”)、作为酸改性聚烯烃的马来酸酐改性聚乙烯(三井化学株式会社的“アドマーGT-6A”)7.5质量份、及作为脂肪酸金属盐的硬脂酸锌0.15质量份混合而得到混合物。
在如下所示的造粒条件下,将上述混合物熔融混炼,得到具有表5所示的组成的实施例10的EVOH树脂组合物20kg。反复进行将得到的EVOH树脂组合物再次熔融混炼并从混炼机中取出的操作,熔融混炼的次数(以下也称为“回收次数”)为5次或10次的树脂组合物(以下也称为“树脂组合物(J)”)也分别得到20kg。需要说明的是,对于这些树脂组合物的熔融混炼温度而言,通常的EVOH的混炼温度条件为150℃~250℃左右,相对于此,与通常相比,在高温侧的250℃下实施。另外,对于脂肪酸金属盐而言,以制备混合物时的质量作为含量。
(造粒条件)
挤出机:株式会社东洋精机制作所制双轴挤出机“ラボプラストミル”
螺杆直径:25mmφ
螺杆转速:100rpm
进料器转速:100rpm
料筒、模温度设定:C1/C2/C3/C4/C5/D
=180℃/230℃/250℃/250℃/250℃/250℃。
[实施例12~14及比较例4]
使用表5中记载的种类及配合量的各成分,除此之外,与实施例11同样地操作,制作EVOH树脂组合物、和对该EVOH树脂组合物进行多次熔融混炼而得到的树脂组合物(J)。
[多层结构体的制作]
使用共挤出成型装置,将实施例11~14及比较例4的EVOH树脂组合物、聚烯烃(聚乙烯)、羧酸改性聚烯烃(三井化学アドマー公司的“QF-500”)、及树脂组合物(J)装入到分别的挤出机中,制作总层厚度成为1000μm的4种6层的多层片材(层结构:聚烯烃层300μm/羧酸改性聚烯烃层50μm/EVOH层50μm/羧酸改性聚烯烃层50μm/树脂组合物(J)层400μm/聚烯烃层150μm)。
(各挤出机及挤出条件)
实施例11~14及比较例4的EVOH树脂组合物的挤出机:单轴螺杆,直径40mm,L/D=26,温度170℃~240℃
聚烯烃的挤出机:单轴,螺杆直径40mm,L/D=22,温度160℃~210℃
树脂组合物(J)的挤出机:单轴螺杆,直径65mm,L/D=22,温度200℃~240℃
羧酸改性聚烯烃的挤出机:单轴螺杆,直径40mm,L/D=26,温度160℃~220℃)。
(共挤出片材成型装置的成型条件)
供料头型模(宽度600mm),温度255℃。
[热成型容器的制作]
将利用共挤出成型装置得到的多层片材(在共挤出成型装置启动后30分钟后及24小时后采集)裁切成15cm见方,利用浅野制作所社的分批式热成型试验机,在片材温度为150℃的条件下,热成型(压缩空气:5kg/cm2,模塞:45φ×65mm,顺列形式(syntax form),模塞温度:150℃,模具温度:70℃)成杯状(模具形状70φ×70mm,拉深比S=1.0),由此制作热成型容器。
<实施例11~14及比较例4的EVOH树脂组合物的评价>
对于实施例11~14及比较例4的EVOH树脂组合物,利用以下的方法制造吹塑成型容器,由此,评价其性能。将该吹塑成型容器的构成及评价结果示于表5。
使用实施例11~14及比较例4的EVOH树脂组合物、聚乙烯(株式会社プライムポリマー的“HZ8200B”)、粘接性树脂(三井化学株式会社的“アドマーGT-6A”)、及树脂组合物(J),利用吹塑成型机(铃木制工所社的“TB-ST-6P”),于210℃,在模具内温度为15℃的条件下进行20秒冷却,成型成平均总层厚700μm((内侧)聚乙烯层平均厚度240μm/粘接性树脂层平均厚度40μm/EVOH层平均厚度40μm/粘接性树脂层平均厚度40μm/回收层平均厚度100μm/聚乙烯层平均厚度240μm(外侧))的成为4种6层的3L的吹塑成型容器。该容器的底面平均直径为100mm,平均高度为400mm。
[外观性评价]
对于将回收次数为第10次的树脂组合物(J)用于回收层而进行吹塑成型而得到的3L容器,通过目视,基于下述基准,评价条带纹及着色,作为外观性的评价。
(条带纹的评价基准)
“良好(A)”:未确认到条带纹。
“稍微良好(B)”:确认到条带纹。
“不良(C)”:确认到大量的条带纹。
(着色的评价基准)
“良好(A)”:无色
“稍微良好(B)”:黄变
“不良(C)”:严重黄变。
[耐冲击性评价]
在将回收次数1、5、10次的EVOH树脂组合物或树脂组合物(J)用于回收层而进行吹塑成型而得到的3L容器中,填充丙二醇2.5L,用聚乙烯40μm/铝箔12μm/聚对苯二甲酸乙二醇酯12μm结构的膜对开口部进行热密封而将其盖住。于-40℃将该盛装器(tank)冷却3天,以开口部朝上的方式,使其从6m的高度落下,用破坏的个数进行评价(n=10)。
(耐冲击性的评价基准)
“良好(A)”:低于3个
“稍微良好(B)”:3个以上且低于6个
“不良(C)”:6个以上。
[回收层中包含的EVOH的平均分散粒径]
针对吹塑成型容器,使用切片机,沿与该容器侧面成直角的方向小心地切割,进而使用手术刀,取出回收层。在减压气氛下,在露出的截面上蒸镀铂。使用扫描型电子显微镜(SEM)将蒸镀有铂的截面放大10,000倍并拍摄照片。选择该照片中的包含20个左右EVOH的粒子的区域,测定在该区域中存在的各粒子图像的粒径,算出其平均值,将其作为平均分散粒径。需要说明的是,对于各粒子的粒径,测定在照片中观察的粒子的长径(最长的部分),将其作为粒径。需要说明的是,上述膜或片材的切割垂直于挤出方向而进行,对于切截面,从垂直方向拍摄照片。
(平均分散粒径的评价基准)
“良好(A)”:低于1.5μm
“稍微良好(B)”:1.5μm以上且低于2.5μm
“不良(C)”:2.5μm以上。
如表5所示可知,使用实施例的EVOH树脂组合物制造的吹塑成型容器与比较例相比,条带纹的发生及着色被抑制,外观性优异。另外,对于实施例11~14的吹塑成型容器而言,包含反复进行次数为5次而得到的树脂组合物(J)的多层容器的耐冲击性优异。此外,对于实施例12~14的吹塑成型容器而言,包含反复进行次数为10次而得到的树脂组合物(J)的多层容器的耐冲击性也优异。因此可知,含有聚烯烃(D)的该树脂组合物显示下述效果:防止反复回收时的EVOH成分的热劣化而导致的增稠,抑制树脂组合物中的EVOH成分的凝集,防止耐冲击性降低。因此可知,含有聚烯烃(D)的该树脂组合物可合适地用于吹塑成型容器等。
接着,对还含有聚酰胺(E)的该树脂组合物的实施例进行说明。
[实施例15的EVOH树脂组合物的制备]
与实施例1同样地操作,制备表6所示的实施例15的EVOH树脂组合物。
<含有聚酰胺(E)的树脂组合物的制备>
[实施例16~21及比较例5]
以成为表7所示的各含量的方式,将实施例1~4及15、以及比较例1的EVOH树脂组合物、聚酰胺(E)(宇部兴产株式会社的“Ny1018A”(尼龙6))、和作为多价金属盐(B2)的乙酸镁・4水合物、乙酸锌・2水合物或乙酸钙・2水合物混合,进行干式混和后,使用双轴挤出机(株式会社东洋精机制作所,2D25W,25mmφ),在模温度为250℃,螺杆转速为100rpm)的挤出条件下,在氮气气氛下挤出,进行颗粒化,得到目标树脂组合物颗粒。
[多层片材的制造]
使用单轴挤出装置(株式会社东洋精机制作所,D2020,(D(mm)=20,L/D=20,压缩比=2.0,螺杆:全螺纹)),由上述得到的各树脂组合物颗粒制作厚度20μm的单层膜。此时的各挤出条件如下所示。
挤出温度:250℃
螺杆转速:40rpm
模宽度:30cm
牵引辊温度:80℃
牵引辊速度:3.1m/分钟。
将上述制作的单层膜、市售的双轴拉伸尼龙6膜(ユニチカ社的“エンブレムON”,平均厚度15μm)及市售的无拉伸聚丙烯膜(三井化学東セロ社的“ト-セロCP”,平均厚度60μm)分别切割成A4尺寸,在单层膜的两面上涂布干式层压用粘接剂,以外层为尼龙6膜、内层为无拉伸聚丙烯膜的方式,实施干式层压,于80℃对得到的层压膜进行3分钟干燥,使稀释液蒸发,得到由3层形成的透明的多层片材。作为上述干式层压用粘接剂,使用以三井化学株式会社的“タケラックA-385”为主剂、以三井化学株式会社的“タケネ-トA-50”为固化剂、以乙酸乙酯作为稀释液的粘接剂。使该粘接剂的涂布量为4.0g/m。层压后,于40℃实施3天养护。
<实施例16~21及比较例5的树脂组合物的评价>
对于上述得到的实施例16~21及比较例5的树脂组合物,进行以下的评价。将评价结果示于表7。
[焦糊物产生抑制性]
使用单轴挤出装置(株式会社东洋精机制作所的“D2020”;D(mm)=20,L/D=20,压缩比=2.0,螺杆:全螺纹),由各干燥树脂组合物颗粒制作厚度20μm的单层膜。此时的各条件如下所示。
挤出温度:250℃
螺杆转速:40rpm
模宽度:30cm
牵引辊温度:80℃
牵引辊速度:3.1m/分钟。
在上述条件下连续运转而制作单层膜,在运转开始8小时后,将树脂改换成低密度聚乙烯(日本聚乙烯株式会社的“ノバテックLF128”),在相同条件下进行30分钟制膜。然后,将模分解,将低密度聚乙烯除去,测定在模流路表面附着的焦糊物量,基于下述评价基准评价焦糊物产生抑制性。
“良好(A)”:低于0.01g
“稍微良好(B)”:0.01g以上且低于1.0g
“不良(C)”:1.0g以上。
[成型品的耐蒸煮性]
使用上述得到的多层片材,制作内部尺寸为12×12cm四方的已密封的小袋。使内容物为水。使用蒸煮装置(株式会社日阪制作所的高温高压调理杀菌试验机,“RCS-40RTGN”),于120℃对其实施20分钟的蒸煮处理。蒸煮处理后,拭去表面水,在20℃、65%RH的高温高湿的房间内放置1天,然后评价耐蒸煮性。对于耐蒸煮性而言,将确保了透明性的情况评价为“良好(A)”,将斑样白化的情况评价为“稍微良好(B)”,将全面白化的情况评价为“不良(C)”。
由表7的结果表明,实施例的EVOH树脂组合物及由该EVOH树脂组合物形成的多层片材的抑制在长时间运转时在成型机内产生焦糊物的性质及耐蒸煮性优异。另一方面,可知分子量相关在规定范围外的比较例的EVOH树脂组合物及由该EVOH树脂组合物形成的多层片材的抑制在成型机内产生焦糊物的性质或耐蒸煮性差。
接着,对还含有EVOH(F)的该树脂组合物的实施例进行说明。
[实施例22的EVOH树脂组合物的制备]
与实施例1同样地操作,制备表8所示的实施例22的EVOH树脂组合物。
[EVOH(F)的合成]
[合成例6]
与上述合成例1的EVOH(A)的合成方法同样地操作,合成乙烯含量为44摩尔%、皂化度为99摩尔%的EVOH(F)的颗粒。该EVOH(F)的熔点为165℃。
[合成例7]
与上述合成例1的EVOH(A)的合成方法同样地操作,合成乙烯含量为35摩尔%、皂化度为99摩尔%的EVOH(F)的颗粒。该EVOH(F)的熔点为177℃。
[合成例8]
使用上述合成例6中得到的乙烯含量为44摩尔%、皂化度为99摩尔%的EVOH(F)和环氧丙烷,使用东芝机械株式会社的“TEM-35BS”(37mmφ,L/D=52.5),在桶(barrel)C2及C3为200℃、桶C4~C15为240℃、转速为400rpm的条件下,从C9压入环氧丙烷,由此合成改性EVOH(F)。得到的改性EVOH(F)的改性度相对于全部乙烯醇单元为8摩尔%。该EVOH(F)的熔点为155℃。
<含有EVOH(F)的树脂组合物的制备>
[实施例23]
以80/20的质量比(EVOH(A)/EVOH(F))将实施例1的EVOH树脂组合物、及合成例6中合成的EVOH(F)干式混和,然后,使用双轴挤出机(株式会社东洋精机制作所的“2D25W”,25mmφ,模温度220℃,螺杆转速100rpm),在氮气气氛下挤出,进行颗粒化,得到实施例22的树脂组合物颗粒。
[实施例24~27及比较例6]
以表9所示的质量比(EVOH(A)/EVOH(F))将实施例2~4、实施例22及比较例1的EVOH树脂组合物、与合成例6~8中合成的EVOH(F)混合,除此之外,与实施例23同样地操作,得到实施例24~27及比较例6的树脂组合物颗粒(干燥EVOH颗粒)。
<实施例23~27及比较例6的树脂组合物的评价>
对于如上所述地操作而得到的各树脂组合物,使用以下的方法进行评价。将评价结果合并示于表9。
[流痕抑制性]
使用单轴挤出装置(株式会社东洋精机制作所的“D2020”,D(mm)=20,L/D=20,压缩比=2.0,螺杆:全螺纹),由上述得到的各树脂组合物颗粒制作厚度150μm的单层膜。成型条件如下所示。
挤出温度:210℃
螺杆转速:100rpm
模宽度:15cm
牵引辊温度:80℃
牵引辊速度:0.9m/分钟。
在上述条件下连续运转而制作单层膜,对于运转开后8小时后制作的各膜,目视评价外观性。对于流痕抑制性而言,将观测不到流痕的情况评价为“A(良好)”,将流痕小或发生频度小的情况评价为“B(稍微良好)”,将流痕大并且发生频度大的情况评价为“C(不良)”。
[着色抑制性]
针对上述成型中在8小时后得到的膜,通过目视而观察着色,基于下述基准进行评价。
“A(良好)”:无色
“B(稍微良好)”:黄变
“C(不良)”:显著黄变。
[加热拉伸性]
针对上述得到的膜,利用株式会社东洋精机制作所的缩放仪(pantograph)式双轴拉伸装置,于80℃进行30秒预热,然后以3×3倍的拉伸倍率进行同时双轴拉伸,得到拉伸膜。通过目视而观察得到的拉伸膜,基于下述基准评价加热拉伸性。
“A(良好)”:完全未产生裂缝
“B(稍微良好)”:局部地产生裂缝
“C(不良)”:整体产生裂缝。
由表9的结果表明,使用实施例的树脂组合物形成的膜的流痕抑制性、着色抑制性及加热拉伸性优异。另一方面可知,对于EVOH(A)的分子量相关在规定范围外的比较例的树脂组合物而言,流痕抑制性、着色抑制性及加热拉伸性差。
接着,对该蒸镀膜的实施例进行说明。
<蒸镀膜的制作>
[实施例28]
[基材膜的制作]
以相对于实施例1的EVOH树脂组合物颗粒100质量份、合成二氧化硅(富士シリシア化学株式会社的“サイリシア310P”;利用激光法测得的平均粒径2.7μm)成为0.03质量份的方式,使用滚筒(tumbler)进行干式混和,于240℃将其熔融,从模挤出至流延辊上,同时,使用气刀,以30m/秒的风速吹空气,得到厚度为170μm的未拉伸膜。使该膜接触80℃的热水10秒,利用拉幅机式同时双轴拉伸设备,于90℃,沿纵向拉伸3.2倍,沿横向拉伸3.0倍,进而在设定为170℃的拉幅机内进行5秒热处理,得到总宽度为3.6m的双轴拉伸膜(基材膜)。一边将该基材膜卷起,一边以膜总宽度的中央位置为中心分切成80cm宽,得到长度为4,000m的卷。进而,连续地制成基材膜,采集合计100个长度为4,000m的卷。得到的基材膜的挥发成分为0.15质量%。另外,在制作基材膜时无臭气。对于该基材膜,为了防止吸湿,用铝箔层压膜进行包装。
[金属蒸镀层的形成]
针对基材膜,使用分批式蒸镀设备(日本真空技术株式会社的“EWA-105”),使双轴拉伸膜的表面温度为38℃、双轴拉伸膜的行进速度为200m/分钟,在双轴拉伸膜的单面上蒸镀铝,由此得到蒸镀膜。金属蒸镀层的铝的厚度为70nm。
得到的蒸镀膜的蒸镀缺点及金属蒸镀层的密合强度的评价均良好。来自蒸镀膜的挥发成分的含量在全部卷中相同,良好。
[实施例29~32及比较例7]
使用表10所示的EVOH树脂组合物颗粒,与实施例28同样地制作双轴拉伸膜(基材膜),进而形成金属蒸镀层,得到蒸镀膜。需要说明的是,对于实施例32,在双轴拉伸膜的单面上蒸镀铝,然后进一步在双轴拉伸膜的另一面上也蒸镀铝。
对于实施例28~32及比较例7的蒸镀膜,与上述的实施例7~10及比较例3的EVOH树脂组合物的评价同样地操作,对金属蒸镀层的厚度、蒸镀缺点数(蒸镀缺点抑制性)、及密合强度进行测定及评价。将结果示于表10。
如表10所示那样,通过使用满足特定条件的制品作为构成基材膜的EVOH(A),具有该基材膜的蒸镀膜不仅可抑制在蒸镀时发生的蒸镀脱漏,而且密合强度优异。
[实施例33]
在实施例31的蒸镀膜的一面上,层叠PET膜(东洋纺株式会社的“E5000”:平均厚度12μm),并且在蒸镀膜的另一面上,层叠无拉伸聚丙烯膜(CPP膜)(三井化学東セロ株式会社的“RXC-21”:平均厚度50μm),得到层叠膜。对于该层叠膜,测定透氧度。将其结果示于表11。
[透氧度]
对于透氧度而言,使用切取层叠膜的一部分而成的试样,按照JIS-K7126(等压法)(2006),使用透氧率测定装置(モダンコントロール社的“MOCON OX-TRAN2/20”:检测限值0.01mL/m2・day・atm)进行测定。测定条件为:温度为40℃,氧供给侧的湿度为90%RH,载气侧的湿度为0%RH,氧压为1个大气压,载气压力为1个大气压。对于将层叠膜设置于透氧率测定装置的方法而言,在使用了在基材膜的单面上形成金属蒸镀层而成的蒸镀膜的层叠膜的情况下,使金属蒸镀层的表面侧为氧供给侧,使基材膜的露出面侧为载气侧。在使用了在基材膜的两面上形成金属蒸镀层而成的蒸镀膜的层叠膜的情况下,不考虑氧供给侧和载气侧而进行设置。
[实施例34~36及比较例8]
如表11所示地规定层结构,除此之外,与实施例33同样地操作,制备层叠膜,测定透氧度。将其结果示于表11。需要说明的是,作为表11所示的蒸镀PET膜,使用了东レフィルム加工株式会社的“VM-PET 1510”(平均厚度12μm)。另外,在实施例36中,代替实施例33中的实施例31的蒸镀膜,使用实施例32中得到的蒸镀膜。此外,在比较例8中,代替实施例33中的实施例31的蒸镀膜,使用比较例7中得到的蒸镀膜。
如表11所示,实施例33~36的层叠膜与比较例8的层叠膜相比,透氧度低,阻气性优异。
接着,对于该热成型容器的实施例进行说明。
<热成型容器的制作>
[实施例37~40及比较例9]
利用后述的方法,使用实施例1~4及比较例1的EVOH树脂组合物制作热成型容器。
[多层片材的制作]
使用共挤出成型装置,将形成(2)层的均聚聚丙烯(三菱ノーブレン社的“PY220”)、形成(1)层的实施例1~4及比较例1的EVOH树脂组合物、形成(3)层的羧酸改性聚烯烃(三井化学アドマー社的“QF-500”)装入到分别的挤出机中,制作具有(2):425μm/(3):50μm/(1):50μm/(3):50μm/(2):425μm的层结构的平均总层厚为1,000μm的多层片材。对于挤出成型而言,关于均聚聚丙烯,将具有直径为65mm、L/D=22的单轴螺杆的挤出机设定为200℃~240℃的温度,关于EVOH树脂组合物,将具有直径为40mm、L/D=26的单轴螺杆的挤出机设定为170℃~240℃的温度,关于羧酸改性聚烯烃,将具有直径为40mm、L/D=26的单轴螺杆的挤出机设定为160℃~220℃的温度,于255℃,使供料头型模(宽度600mm)运转,由此实施。
[热成型]
将利用共挤出成型装置得到的多层片材(在共挤出成型装置启动后30分钟后、及24小时后采集)裁切成15cm见方,利用浅野制作所社的分批式热成型试验机,在片材温度为150℃的条件下,热成型(压缩空气:5kg/cm2,模塞:45φ×65mm,顺列形式,模塞温度:150℃,模具温度:70℃)成杯状(模具形状70φ×70mm,拉深比S=1.0),由此制作热成型容器。
<实施例37~40及比较例9的评价>
对于上述得到的树脂组合物、多层片材及热成型容器,按照以下说明的方法,对电机转矩变动、外观性及耐冲击性进行评价。将评价结果示于表12。
[电机转矩变动评价]
用ラボプラストミル(株式会社东洋精机制作所的“20R200”双轴各向异性)、在100rpm、260℃的条件下对EVOH颗粒60g进行混炼,测定此时的转矩变化。基于下述的时间来评价电机转矩,所述时间是测定混炼开始5分钟后的转矩,转矩值达到所述5分钟后的转矩的1.5倍的时间。该时间越长,表示粘度变化越少,长期运转性越优异。
(判定基准)
A:60分钟以上
B:40分钟以上且低于60分钟
C:20分钟以上且低于40分钟。
[热成型容器的外观性评价]
对于使用在共挤出成型装置启动开始后30分钟后、6小时后得到的多层片材进行成型而得到的热成型容器,通过目视,基于下述基准,评价条纹及着色。
(条纹的评价基准)
A(良好):未确认到条纹。
B(稍微良好):确认到条纹。
C(不良):确认到大量的条纹。
(着色的评价基准)
A(良好):无色
B(稍微良好):黄变
C(不良):显著黄变。
[耐冲击性评价]
在由共挤出成型装置启动开始20分钟后、40分钟后、及10小时后的多层片材形成的热成型容器中,装入乙二醇250mL,用3层结构的膜(聚乙烯40μm/铝箔12μm/聚对苯二甲酸乙二醇酯12μm)将开口部热密封而盖严。于-40℃将该热成型容器冷却3天,以开口部朝上的方式,从6m的高度落下10个热成型容器,用破坏的热成型容器的个数进行评价。需要说明的是,共挤出成型装置启动开始后20分钟后的耐冲击性成为自清洁性的指标。
(耐冲击性的评价基准)
A(良好):低于3个
B(稍微良好):3个以上且低于6个
C(不良):6个以上。
如表12所示,实施例37~40的热成型容器与比较例9的热成型容器相比,条纹的发生及着色被抑制,外观性优异。另外,对于实施例37~40的热成型容器而言,即使是共挤出成型装置启动开始20分钟后成型的热成型容器,耐冲击性也优异。对于实施例37~40的热成型容器而言,可知通过使用自清洁性优异的含有EVOH的树脂组合物,抑制了在共挤出成型装置启动开始后短时间内产生降低耐冲击性的凝胶状物等。
接着,对作为该吹塑成型体的一个方式的吹塑成型容器的实施例进行说明。
<吹塑成型容器的制作>
吹塑成型容器使用实施例1~4及比较例1的EVOH树脂组合物、和由该EVOH树脂组合物制备的回收树脂制作。
[回收树脂的制备]
将实施例1~4及比较例1的EVOH树脂组合物4质量份、高密度聚乙烯(三井化学株式会社的“HZ8200B”,190℃、2,160g负荷下的熔体流动速率(MFR)=0.01g/10分钟)86质量份、及粘接性树脂(三井化学株式会社的“ADMER GT-6A”,190℃、2,160g下的熔体流动速率=0.94g/10分钟)10质量份干式混和,然后使用双轴挤出机(株式会社东洋精机制作所的“2D25W”;25mmφ,模温度220℃,螺杆转速100rpm),在氮气气氛下挤出,进行颗粒化。另外,为了得到模型回收树脂,进一步利用相同挤出机在相同条件下将该挤出颗粒挤出,实施颗粒化,实施该操作4次(利用挤出机的混和合计5次),得到回收树脂。
[实施例41~44及比较例10的吹塑成型容器的制造]
使用上述EVOH树脂组合物的干燥颗粒、上述高密度聚乙烯、上述粘接性树脂、及上述回收树脂,利用铃木制工所社的吹塑成型机“TB-ST-6P”,于210℃,放出()(内侧)高密度聚乙烯/粘接性树脂/EVOH树脂组合物/粘接性树脂/回收树脂/树脂组合物(外侧)的4种6层型坯2小时,保持2小时加热状态,停止运转。然后,再次开始运转,对在各规定时间后制造的吹塑成型容器进行评价。需要说明的是,吹塑成型容器的制造中,以15℃的模具内温度冷却20秒,成型成平均总层厚1,000μm((内侧)高密度聚乙烯/粘接性树脂/EVOH树脂组合物/粘接性树脂/回收树脂/树脂组合物(外侧)=(内侧)340/50/40/50/400/120μm(外侧))的3L盛装器。该盛装器的底面直径为100mm,高度为400mm。
<吹塑成型容器的评价>
对于如上所述地操作而得到的各吹塑成型容器,如下所述地进行评价。将评价结果合并示于表13。
[电机转矩变动]
用ラボプラストミル(株式会社东洋精机制作所的“20R200”双轴各向异性)、在100rpm、260℃的条件下对干燥树脂组合物颗粒60g进行混炼,测定混炼开始5分钟后的转矩值达到1.5倍所需要的时间,基于以下的评价基准进行评价。
“良好(A)”:60分钟以上
“稍微良好(B)”:40分钟以上且低于60分钟
“不良(C)”:低于40分钟。
[外观性的评价]
对于再启动40分钟后成型的3L盛装器,通过目视,基于下述基准,评价条纹及着色,作为外观性的评价。
(条纹的评价基准)
“良好(A)”:未确认到条纹。
“稍微良好(B)”:确认到条纹。
“不良(C)”:确认到大量条纹。
(着色的评价基准)
“良好(A)”:无色
“稍微良好(B)”:黄变
“不良(C)”:显著黄变。
[耐冲击性评价]
在再启动20分钟后、40分钟后、及10小时后进行吹塑成型而成的3L盛装器中,填充丙二醇2.5L,用聚乙烯40μm/铝箔12μm/聚对苯二甲酸乙二醇酯12μm结构的膜将开口部热密封而盖严。于-40℃将该盛装器冷却3天,以开口部朝上的方式,从6m的高度落下,用破坏的个数进行评价(n=10)。再启动20分钟后的耐冲击性成为自清洁性的指标。
(耐冲击性的评价基准)
“良好(A)”:低于3个
“稍微良好(B)”:3个以上且低于6个
“不良(C)”:6个以上。
如表13所示可知,对于实施例的吹塑成型容器而言,条纹的发生及着色被抑制,外观性等优异。另外,对于实施例的吹塑成型容器而言,即使成型装置再启动20分钟后而成型成的吹塑成型容器,耐冲击性也优异。因此,对于实施例的吹塑成型容器而言,可知通过使用自清洁性优异的含有EVOH的树脂组合物,从而不再产生在再启动后短时间内产生降低耐冲击性的凝胶状物等的情况。
另一方面可知,EVOH(A)不满足上述特定的条件时(比较例10),条纹的发生及着色的抑制性、以及耐冲击性等降低。
工业适用性
本发明的乙烯-乙烯醇共聚物及树脂组合物不仅熔融成型的长期运转性优异、而且可抑制条纹、制膜缺点等制膜缺陷的发生和着色。因此,该乙烯-乙烯醇共聚物及树脂组合物可提供外观性优异的多层结构体等成型品。
附图标记说明
1 杯状容器
2 杯本体
3 凸缘部
4 开口
5 内表面
6 外表面
7 盖
11 (1)层(EVOH层)
12 (2)层(热塑性树脂层)
13 (3)层(聚烯烃层)
14 (4)层(回收层)
20 连续多层结构体
30 加热装置
31,32 加热器
40 模具装置
50 下模
51 上模
52 凹部
53 模塞
101 (1)层(乙烯-乙烯醇共聚物层)
102 (2)层(热塑性树脂层)
103 (3)层(羧酸改性聚烯烃层)
104 (4)层(含有乙烯-乙烯醇共聚物、热塑性树脂、羧酸改性聚烯烃的层)
105 吹塑成型容器
106 容器内部表面
107 容器外部表面
Claims (18)
1.乙烯-乙烯醇共聚物,其特征在于,其是将乙烯与乙烯基酯的共聚物皂化而得到的乙烯-乙烯醇共聚物(A),
使用具有差示折射率检测器及紫外可见吸光度检测器的凝胶渗透色谱仪,在氮气气氛下于220℃进行50小时热处理后测得的分子量满足下述式(1)表示的条件,
Ma:利用差示折射率检测器测得的峰的最大值处的按照聚甲基丙烯酸甲酯换算的分子量,
Mb:利用紫外可见吸光度检测器测得的220nm波长处的吸收峰的最大值处的按照聚甲基丙烯酸甲酯换算的分子量。
2.根据权利要求1所述的乙烯-乙烯醇共聚物,其中,使用具有差示折射率检测器及紫外可见吸光度检测器的凝胶渗透色谱仪,在氮气气氛下于220℃进行50小时热处理后测得的分子量还满足下述式(2)表示的条件,
Ma:利用差示折射率检测器测得的峰的最大值处的按照聚甲基丙烯酸甲酯换算的分子量,
Mc:利用紫外可见吸光度检测器测得的280nm波长处的吸收峰的最大值处的按照聚甲基丙烯酸甲酯换算的分子量。
3.根据权利要求1或2所述的乙烯-乙烯醇共聚物,其中,上述乙烯基酯为乙酸乙烯酯,所述乙酸乙烯酯的乙醛的含量不足100ppm。
4.树脂组合物,其含有权利要求1、2或3所述的乙烯-乙烯醇共聚物。
5.根据权利要求4所述的树脂组合物,其还含有有机酸的碱金属盐(B1),
上述碱金属盐(B1)的含量按照换算为金属计为1ppm以上1,000ppm以下。
6.根据权利要求4或5所述的树脂组合物,其还含有有机酸的多价金属盐(B2),
上述多价金属盐(B2)的含量按照换算为金属计为1ppm以上500ppm以下。
7.根据权利要求4、5或6所述的树脂组合物,其还含有无机粒子(C),
上述无机粒子(C)的含量为50ppm以上5,000ppm以下。
8.根据权利要求4、5或6所述的树脂组合物,其还含有聚烯烃(D)。
9.根据权利要求4、5或6所述的树脂组合物,其还含有聚酰胺(E),
上述乙烯-乙烯醇共聚物(A)与上述聚酰胺(E)的质量比(A/E)为60/40以上95/5以下。
10.根据权利要求4、5或6所述的树脂组合物,其中,上述乙烯-乙烯醇共聚物(A)的乙烯含量为10摩尔%以上50摩尔%以下,
还含有乙烯含量为30摩尔%以上60摩尔%以下的乙烯-乙烯醇共聚物(F),
从上述乙烯-乙烯醇共聚物(F)的乙烯含量减去上述乙烯-乙烯醇共聚物(A)的乙烯含量而得到的值为8摩尔%以上,
上述乙烯-乙烯醇共聚物(A)与上述乙烯-乙烯醇共聚物(F)的质量比(A/F)为60/40以上95/5以下。
11.根据权利要求10所述的树脂组合物,其中,上述乙烯-乙烯醇共聚物(A)的熔点与上述乙烯-乙烯醇共聚物(F)的熔点之差为15℃以上。
12.根据权利要求10或11所述的树脂组合物,其中,上述乙烯-乙烯醇共聚物(F)具有下述式(3)表示的结构单元,
该结构单元相对于全部乙烯醇单元的含有率为0.3摩尔%以上40摩尔%以下,
[化学式1]
式(3)中,R1、R2、R3及R4各自独立地为氢原子、碳数1~10的烃基或碳数1~10的烷氧基,上述烃基所具有的氢原子的一部分或全部可被羟基、烷氧基、羧基或卤素原子取代,另外,R1与R2可以相互键合而形成环结构。
13.膜,其包含权利要求4~12中任一项所述的树脂组合物。
14.蒸镀膜,其具有权利要求13所述的膜和层叠于该膜的金属蒸镀层。
15.多层结构体,其具有包含权利要求4~12中任一项所述的树脂组合物的第1层。
16.热成型容器,其具有权利要求15所述的多层结构体。
17.吹塑成型体,其具有权利要求15所述的多层结构体。
18.燃料容器,其具有权利要求17所述的吹塑成型体。
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