DE69125710T2 - Formstruktur und zusammensetzung aus einem ethen-copolymer - Google Patents
Formstruktur und zusammensetzung aus einem ethen-copolymerInfo
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Description
- Die Erfindung betrifft Formstrukturen aus Ethylencopolymer und Ethylencopolymermassen (-zusammensetzungen), insbesondere Ethylencopolymer umfassende Fornstrukturen mit ausgezeichneten Gassperreigenschaften und pinholefreien Eigenschaften und betrifft Ethylencopolymermassen, die beim Formen ausgezeichnete Zugeigenschaften, folienbildende Eigenschaften und Wärmestabilität aufweisen.
- Geformt zu Folie oder dergleichen zeigen Ethylen/Vinylalkohol-Copolymere, die in hohem Anteil Vinylalkoholstruktureinheiten enthalten, ausgezeichnete Gassperreigenschaften und werden folglich in breiten Maße als Verpackungsmaterial verwendet. Ethylen/Vinylalkohol-Copolymere sind jedoch insofern problematisch, da sie zur Wasserabsorption neigen, schlecht gezogen werden können sowie mangelhafte Wärmebeständigkeit aufweisen und bei hoher Temperatur schwierig zu formen sind. Bei Formgegenständen, die aus vorstehend genannten Copolymeren erhalten werden, entstehen Probleme, indem sie aufgrund der Wasserabsorptionseigenschaften der Copolymere in den Gassperreigenschaften mangelhaft sind, im trockenen Zustand eine unzureichende Schlagfestigkeit aufweisen und darüberhinaus mangelhafte Pinhole-Beständigkeit besitzen.
- Aus diesen Grunde werden die vorstehend genannten Ethylen/Vinylalkohol-Copolymere kaum, falls überhaupt, einzeln verwendet und werden gewöhnlich in Kombination mit anderen Stoffen eingesetzt. Als Beispiel der vorstehend ausgewiesenen Kombinationsverwendung können Mehrschichtlaminate, hergestellt durch Laminieren einer aus Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer bestehenden Zwischenschicht mit anderen Materialien erwähnt werden. Außerdem wurde eine Vielzahl von Verfahren vorgeschlagen, die vorgesehen sind, um modifizierte Massen durch Vermischen der vorstehend genannten Copolymere und anderer Harze zu erhalten. Bei den wie vorstehend genannten Mischverfahren ist es jedoch schwierig, Ethylen/Vinylalkohol- Copolymermassen zu erhalten, in denen der Mangel des Copolymers deutlich beseitigt wurde, wenn Ethylen/Vinylalkohol als Hauptkomponente in dem erhaltenen Gemisch verwendet wurde. Wenn andererseits ein von Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer verschiedenes Harz als Hauptkomponente des erhaltenen Gemisches verwendet wird, war es bislang schwierig, Massen mit ausgezeichneten Gassperreigenschaften aufgrund Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer zu erhalten.
- Seit einiger Zeit wurden Fomgegenstände mit ausgezeichneten Gassperreigenschaften vorgeschlagen, wobei diese Formgegenstände aus Ethylen/Vinylalkohol-Copolymermassen erhalten werden, die durch Vermischen von Ethylen/Vinylalkohol- Copolymeren und anderen Harzen hergestellt wurden. Beispielsweise schlägt die Japanische Patentveröffentlichung Nr. 30104/1976 Formstrukturen mit einer Schichtstruktur und unterschiedlichem Anteil an Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer in Richtung der Dicke vor, wobei die Strukturen durch Formen einer Masse, umfassend Polyolefin und Ethylen/Vinylalkohol-Copolymere, in gewünschter Form unter speziellen Bedingungen erhalten werden. Außerdem offenbart die Japanische Offenlegungsschrift Nr. 121017/1980 einen Fomgegenstand in Schichtform aus einer Polymermasse, die 60-95 Gew.-% Polyolefin, Vinylalkohol(co)polymer und Alkylcarboxyl-substituiertes Polyolefin enthält. Die in vorstehenden Veröffentlichungen offenbarten Copolymere von Polyolefin und Ethylen/Vinylalkohol-Copolymere weisen jedoch eine mangelhafte Verträglichkeit auf und sind in der Regel mangelhaft formbar, und es ist daher nicht immer einfach, diese Polymere zu dünnen Folien zu formen und die, falls überhaupt, erhaltenen Dünnschichtfolien sollten eine weitere Verbesserung in den Gassperreigenschaften zeigen.
- Die vorliegende Erfindung sieht die Lösung derartiger, mit vorstehend genanntem Stand der Technik verbundener Aufgaben vor und eine Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung von Ethylencopolymer-Formstrukturen mit ausgezeichneten Gassperreigenschaften, ausgezeichneter Pinhole-Beständigkeit und dergleichen.
- Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung von Ethylencopolymermassen mit ausgezeichneten Zugeigenschaften, folienbildenden Eigenschaften und Wärmestabilität zum Zeitpunkt des Formens und gleichzeitig mit ausgezeichneten Gassperreigenschaften und ausgezeichneter Pinhole- Beständigkeit.
- Die erste Ethylencopolymerformstruktur der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Ethylencopolymermasse, umfassend
- [A] 55-80 Gew.-% eines Ethylen/ungesättigten Ester- Copolymers mit 85-65 Gew.-% Ethylenstruktureinheiten, 15-35 Gew.-% ungesättigten Esterstruktureinheiten und einer Schmelzflußrate von 0,5-20 g/10 min, gemessen bei 190ºC unter einer Last von 2160 g, und
- [B] 45-20 Gew.-% eines Ethylen/Vinylalkohol-Copolymers mit 50-20 Mol-% Ethylenstruktureinheiten, 50-80 Mol-% Vinylalkoholstruktureinheiten und einer Schmelzflußrate von 0,5-30 g/10 min,
- wobei das Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer [B] eine scheinbare Schmelzviskosität, gemessen bei 220ºC und einer Schergeschwindigkeit von 100 s&supmin;¹, aufweist, die um 300-1000 Pa s geringer ist als jene des Ethylen/ungesättigten Ester- Copolymers [A] und das Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer [B] in der Formstruktur in Form dünner Schichten dispergiert ist.
- Die erste Ethylencopolymermasse der Erfindung umfaßt
- [A] 30-75 Gew.-% eines Ethylen/ungesättigten Ester- Copolymers mit 85-65 Gew.-% Ethylenstruktureinheiten, 15-35 Gew.-% ungesättigten Ester-Struktureinheiten und einer Schmelzflußrate, gemessen bei 190ºC unter einer Last von 2160 g, von 0,5-20 g/10 min,
- [B] 45-20 Gew. -% eines Ethylen/Vinylalkohol-Copolymers mit 50-20 Mol-% Ethylenstruktureinheiten, 50-80 Mol-% Vinylalkoholstruktureinheiten und einer Schmelzflußrate, gemessen bei 21000 unter einer Last von 2160 g, von 0,5-30 g/10 min, und
- [C] 1-40 Gew.-% eines Produkts aus einem nicht kristallinen oder wenig kristallinen Ethylen/α-Qlefin-Copolymer, das 60-90 Mol-% Ethylenstruktureinheiten aufweist, pfropfmodifiziert mit einer ungesättigten Carbonsäure oder deren Anhydrid,
- wobei das Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer [B] eine scheinbare Schmelzviskosität, gemessen bei 220ºC und einer Schergeschwindigkeit von 100 s&supmin;¹ aufweist, die 300-1000 Pa s niedriger ist als jene des Ethylen/ungesättigten Ester- Copolymers [A].
- Die zweite erfindungsgemäße Formstruktur umfaßt die vorstehend erwähnten Ethylencopolymermassen, gebildet aus einer vorstehend genannten Ethylen-Copolymermasse, wobei das Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer [B] der Masse in der Struktur in Form dünner Schichten dispergiert ist.
- Beigefügte Zeichnungen:
- Fig. 1 ist eine Photographie mit einem Elektronenmikroskop eines Schnitts der erfindungsgemäßen Formstruktur.
- Diese Elektronenmikrographie wurde durch Aufnahme eines Querschnitts der erfindungsgemäßen Formstruktur mit einem Rasterelektronenmikroskop erhalten, wobei die Formstruktur als Folie mit einer Dicke von 50 µm erhalten wurde und mit Osmiumsäure und Ruthenium gefärbt wurde.
- In Fig. 1 geben schwarze Teile das Ethylen/ungesättigte Ester-Copolymer [A], das als Matrixschicht vorliegt, wieder und das Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer ist längs der Folienoberfläche in Form dünner Schichten dispergiert, ohne ungleichmäßige Verteilung und wird als Teil, der von diskontinuierlich weißen Linien umgeben ist, beobachtet.
- Die erfindungsgemäßen Formstrukturen haben eine solche, vorstehend erwähnte Schichtstruktur.
- Die aus den erfindungsgemäßen Ethylencopolymermassen erhaltenen Formstrukturen und die Ethylencopolymermassen werden nachstehend im einzelnen erläutert.
- Der in der vorliegenden Erfindung verwendete Begriff "Polymer" soll in manchen Fällen nicht nur das Homopolymer, sondern auch das Copolymer bezeichnen.
- Zunächst werden nachstehend die Ethylencopolymermassen, aus denen die erfindungsgemäßen Formstrukturen gebildet werden, erläutert.
- Die erfindungsgemäßen Ethylencopolymermassen umfassen [A] ein Ethylen/ungesättigtes Ester-Copolymer und [B] ein Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer.
- Das verwendete Ethylen/ungesättigte Ester-Copolymer [A] in den erfindungsgemäßen Ethylencopolymermassen umfaßt 85-65 Gew.-%, vorzugsweise 85-72 Gew.-%, Ethylenstruktureinheiten und 15-35 Gew.-%, vorzugsweise 15-28 Gew.-%, ungesättigte Ester-Struktureinheiten.
- Wenn die Ethylencopolymermasse weniger als 15 Gew.-% der ungesättigten Ester-Struktureinheiten enthält, neigt die Masse zu abnehmenden Gassperreigenschaften und andererseits, wenn die Masse die ungesättigten Ester-Struktureinheiten in einer Menge, die 35 Gew.-% übersteigt, enthält, neigt die daraus erhaltene Formstruktur zur Abnahme in der Festigkeit.
- Das Ethylen/ungesättigte Ester-Copolymer [A] hat eine Schmelzflußrate von 0,5-20 g/10 min, vorzugsweise 1-15 g/10 min, gemessen bei 190ºC unter einer Last von 2160 g.
- Das wie vorstehend erläuterte Ethylen/ungesättigte Ester-Copolymer [A] kann durch Copolymerisation von Ethylen und einem ungesättigten Ester erhalten werden. In diesem Fall kann der ungesättigte Ester entweder ein Carbonsäure-ungesättigter Ester oder ein ungesättigter Carbonsäureester sein. Genauer schließen diese ungesättigten Ester beispielsweise Vinylacetat, Acrylester und Methacrylester ein. Esterkomponenten von Acrylester oder Methacrylester sind beispielsweise Alkylester mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen. Von diesen Alkylestern sind Methylester oder Ethylester bevorzugt.
- Das Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer [B], das in den erfindungsgemäßen Ethylencopolymermassen verwendet wird, umfaßt 50-20 Mol-%, vorzugsweise 45-25 Mol-% Ethylenstruktureinheiten und 50-80 Mol-%, vorzugsweise 55-75 Mol-% Vinylalkoholstruktureinheiten. Derartige, wie vorstehend genannte Copolymere [B] können durch Verseifen des entsprechenden Ethylen/Vinylacetat-Copolymers in einem Verhältnis erhalten werden, so daß der Verseifungswert nicht geringer als 95%, vorzugsweise nicht geringer als 99%, wird. Die Ethylen/Vinylalkohol-Copolymere [B] weisen eine Schmelzflußrate von 0,5-30 g/10 min, vorzugsweise 1-20 g/10 min, gemessen bei 210ºC unter einer Last von 2160 g, auf.
- Die Ethylen/Vinylalkohol-Copolymere [B] weisen eine scheinbare Schmelzviskosität, gemessen bei 220ºC und einer Schergeschwindigkeit von 100 s&supmin;¹, von weniger als 300-1000 Pa s, vorzugsweise weniger als 400-900 Pa s, als die Ethylen/ungesättigten Ester-Copolymere [A] auf.
- Aufgrund der Tatsache, daß die Ethylencopolymermasse aus dem Ethylen/ungesättigten Ester-Copolymer [A] und dem Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer mit einem derartigen Unterschied in der scheinbaren Schmelzviskosität zwischen ihnen, wie vorstehend gezeigt, gebildet wird, wird es möglich, daß die Ethylencopolymermasse Formstrukturen bilden kann, in denen das Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer [B] in Form dünner Schichten ohne ungleichmäßige Verteilung dispergiert wurde.
- Die Ethylencopolymermasse, aus der die erste erfindungsgemäße Formstruktur gebildet wird, umfaßt das vorstehend genannte Ethylen/ungesättigte Ester-Copolymer [A] und Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer [B], wobei das Copolymer [A] in einer Menge von 55-80 Gew.-%, vorzugsweise 55-70 Gew.-%, vorliegt und das Copolymer [B] in einer Menge von 20-45 Gew.-%, vorzugsweise 30-45 Gew.-%, vorliegt.
- Die Ethylencopolymermassen mit derartigen, wie vorstehend genannten Bestandteilen weisen ausgezeichnete Wärmestabilität, Zugeigenschaften und Filmbildungs eigenschaften bein Formen auf.
- Die ersten erfindungsgemäßen Formstrukturen werden wie vorstehend erläutert aus den Ethylencopolymermassen gebildet.
- Die erfindungsgemäßen Formstrukturen weisen eine Struktur auf, in der das vorstehend genannte Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer in Form dünner Schichten ohne ungleichmäßige Verteilung dispergiert wurde. Insbesondere bildet das Copolymer [B] diskontinuierliche dünne Schichten längs der Richtung der Oberfläche der Formstruktur und die erhaltene Formstruktur weist in ihrem Hauptbereich eine Schichtstruktur auf, worin das Copolymer [B] im wesentlichen ohne ungleichmäßige Verteilung dispergiert wurde. Eine derartige, wie vorstehend genannte Struktur ist auf der vorstehend genannten elektronenmikroskopischen Aufnahme gemäß Fig. 1 gezeigt.
- Aufgrund ihrer, wie vorstehend genannten Schichtstruktur sind die erfindungsgemäßen Formstrukturen in den Gassperreigenschaften ausgezeichnet, obwohl sie aus Massen mit 50-20 Gew.-% Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer [B] geformt wurden.
- Die erfindungsgemäßen Formstrukturen sind vorzugsweise jene mit großer Fläche und einer relativ geringen Dikke, und sie können in verschiedenen Formen vorliegen, wie als dünne Folie, dicke Folie, Hohlbehälter oder dergleichen.
- Die erfindungsgemäßen Formstrukturen weisen eine Dicke von gewöhnlich 5-1000 µm, vorzugsweise 20-500 µm, auf und sie zeigen ausgezeichnete Gassperreigenschaften, auch wenn sie dünne Schichten mit einer Dicke von 30-50 µm darstellen.
- Die wie vorstehend erläuterten Formstrukturen können aus den vorstehend genannten erfindungsgemäßen Ethylencopolymermassen geformt werden. In dem Fall wird der Formvorgang vorzugsweise durch Zusammenkneten der vorstehend genannten Komponenten [A] und [B] der Ethylencopolymermasse und anschließend Einspeisen des erhaltenen gekneteten Produkts in eine Formvorrichtung hergestellt, obwohl der Formvorgang durch kontinuierliches Verkneten und Einspeisen von Komponenten [A] und [B] ausgeführt werden kann. Der Knetvorgang wird vorzugsweise gewöhnlich unter Bedingungen einer Knettemperatur von 170-235ºC, einer Schergeschwindigkeit von 10-2000 s&supmin;¹ und einer Verweilzeit von 10 s bis 5 min ausgeführt.
- Der Formvorgang kann durch ein Verfahren ausgeführt werden, bei dem die geschmolzene Ethylencopolymermasse in Richtung der Fläche der erhaltenen Formtstruktur fließt. Genauer, kann das Formen der Ethylencopolymernassen durch ein Verfahren, wie Extrusion, Blasformen, Spritzformen, Spritz/ Blasformen und Vakuumformen, ausgeführt werden.
- Bei Herstellen von Formstrukturen aus den wie vorstehend erläuterten Ethylencopolymermassen können die Copolymermassen mit verschiedenen Zusatzstoffen gemäß dem Zweck, zu den die Massen verwendet werden, versetzt werden. Derartige Zusatzstoffe, die für den Zweck verwendet werden können, schließen beispielsweise Antioxidantien, Wärmestabilisatoren, Trocknungsmittel, Keimbildungsmittel, Antistatika und zusätzliche Sperreigenschaften verleihende Füllstoffe, wie Glimmer, ein. Der Zusatz von Trockenmitteln zu den Ethylencopolymermassen ist bevorzugt, da eine Tendenz der Ethylen/Vinylalkohol-Copolymerkomponente [B] der Ethylencopolymermasse, Wasser zu absorbieren, was zur Abnahme der Gassperreigenschaften der erhaltenen Formstruktur führt, ausgeglichen werden kann. Die erhaltene Formstruktur kann außerdem in den Gassperreigenschaften durch Einsatz von Glimmer in der Ethylencopolymermasse verbessert werden.
- Hinsichtlich der zur Herstellung von Formstrukturen verwendeten erfindungsgemäßen Ethylencopolymermassen wird angenommen, daß das Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer zum Zeitpunkt des Formens in Form dünner Schichten längs der Richtung der Oberfläche der Formstruktur dispergiert wird, da die scheinbare Schmelzviskosität des vorstehend genannten Ethylen/Vinylalkohol-Copolymers [B] um 300-1000 Pa s kleiner ist als jene des Ethylen/ungesättigten Ester-Copolymers [A].
- Die ersten erfindungsgemäßen Formstrukturen sind in den Gassperreigenschaften und der Pinhole-Beständigkeit ausgezeichnet und außerdem sind sie in den Wasserabsorptionseigenschaften den Formstrukturen aus Ethylencopolymermassen, welche nur Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer [B] enthalten, deutlich überlegen.
- Die ersten erfindungsgemäßen Formstrukturen können mit Schichten, die aus anderen Materialien bestehen, laminiert werden. Derartige Materialien, wie sie hier verwendet werden können, schließen beispielsweise Polyolefine, wie hochdichtes Polyethylen, mitteldichtes Polyethylen, niederdichtes Polyethylen, linear niederdichtes Polyethylen, Polypropylen und Poly-4-methyl-1-penten, Polyester, wie Polyethylenterephthalat und Polybutylenterephthalat, thermoplastische Harze, wiedergegeben durch Polyamide, wie Nylon-6 und Nylon- 6,6, wärmehärtende Harze, wie Polyurethan, verschiedene Elastomere, Metallnaterialien, wie Aluminiumfolie und Papier, ein. In den vorstehend genannten laminierten Strukturen können eine oder zwei oder mehr der Formstrukturschichten der Erfindung als Oberflächenschicht oder Zwischenschicht der laminierten Struktur enthalten sein.
- Die ersten erfindungsgemäßen Ethylencopolymermassen werden nachstehend erläutert.
- Die erfindungsgemäße Ethylencopolymermasse umfaßt das vorstehend genannte Ethylen/ungesättigte Ester-Copolymer [A], Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer [B] und das nachstehende pfropfmodifizierte Produkt von Ethylen/α-Olefin-Copolymer [C].
- Das pfropfmodifizierte Produkt [C] von Ethylen/α-Olefin-Copolymer, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann durch Modifizieren des Ethylen/α-Olefin-Copolymers mit ungesättigter Carbonsäure oder deren Anhydrid hergestellt werden.
- Das hier verwendete Ethylen/α-Olefin-Copolymer umfaßt 60-90 Mol-%, vorzugsweise 70-85 Mol-% Ethylenstruktureinheiten und 40-10 Mol-%, vorzugsweise 30-15 Mol-% Ethylenstruktureinheiten, die von anderem α-Olefin als Ethylen abgeleitet sind.
- Das hierin verwendete α-Olefin schließt genauer jene mit etwa 3-8 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise Propylen, 1-Buten, 1-Penten und 4-Methyl-1-penten, ein.
- Die in der vorliegenden Erfindung verwendeten Ethylen/α-Olefin-Copolymere sind wenig kristallin oder nicht kristallin und weisen genauer einen Kristallinitätsindex, gemessen durch Röntgenbeugung, von gewöhnlich nicht mehr als 30%, vorzugsweise nicht mehr als 20%, auf.
- Diese Ethylen/a-Olefin-Copolymere weisen vorzugsweise eine Schmelzflußrate bei 190ºC und einer Last von 2160 g, von gewöhnlich 0,3-50 g/10 min, vorzugsweise 0,5-20 g/10 min, auf.
- Die beim Pfropfmodifizieren des vorstehend genannten Ethylen/α-Olefin-Copolymers verwendete ungesättigte Carbonsäure oder deren Anhydrid schließt genauer Acrylsäure, Methacrylsäure, Fumarsäure, Maleinsäure, Nadic Acid (5-Norbornen- 2,3-dicarbonsäure), Maleinsäureanhydrid, Itaconsäureanhydrid und Nadic Anhydride (5-Norbornen-2,3-dicarbonsäureanhydrid) ein. Von den Säuren und deren Anhydriden ist insbesondere Maleinsäure oder Maleinsäureanhydrid bevorzugt.
- Das pfropfmodifizierte Produkt [C] des Ethylen/α-Olefin-Copolymers ist vorzugsweise so modifiziert, daß die gepfropfte Menge gewöhnlich 0,03-7 Gew.-%, vorzugsweise 0,05- 5 Gew.-%, wird.
- Neben dem pfropfmodifizierten Produkt von Ethylen/α- Olefin-Copolymer, das in den erfindungsgemäßen Ethylencopolymermassen verwendet wird, sind pfropfmodifizierte Produkte, beispielsweise ein pfropfmodffiziertes Ethylen/Vinylacetat- Copolymer-Produkt bekannt. Wenn jedoch pfropfmodifizierte Produkte, die von jenen der Ethylen/α-Olefin-Copolymere verschieden sind, als pfropfmodifizierte Produkte [C] in der Erfindung verwendet werden, sinken manchmal die Gassperreigenschaften der erhaltenen Formstruktur, größtenteils in Abhängigkeit von der Menge des in der Ethylencopolymermasse verwendeten, anderen pfropfmodifizierten Produkts. Andererseits wird dagegen praktisch keine Abnahme in den Gassperreigenschaften bei der erhaltenen Formstruktur beobachtet, auch wenn das pfropfmodifizierte Produkt [C] des erfindungsgemäßen Ethylen/α-Olefin-Copolymers in einer relativ hohen Menge in der erfindungsgemäßen Ethylencopolymermasse verwendet wird.
- Die erfindungsgemäßen Ethylencopolymermassen umfassen das vorstehend genannte Ethylen/ungesättigte Ester-Copolymer [A] in Mengen von 30-75 Gew.-%, vorzugsweise 40-65 Gew.-%, Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer [B] in Mengen von 20-50 Gew.- %, vorzugsweise 30-45 Gew.-%, und pfropfmodifiziertes Produkt [C] in Mengen von 1-40 Gew.-%, vorzugsweise 5-30 Gew.-%.
- Die erfindungsgemäßen Ethylencopolymermassen mit derartiger Zusammensetzung, wie vorstehend genannt, sind in der Wärmestabilität, den Zugeigenschaften und in den Folienbildungseigenschaften zum Zeitpunkt ihres Formens ausgezeichnet und sind in der Lage, Formstrukturen mit ausgezeichneten Gassperreigenschaften und Pinhole-Eigenschaften herzustellen.
- Da die erfindungsgemäßen Ethylencopolymermassen das pfropfnodifizierte Produkt [C] des Ethylen/α-Olefin-Copolymers in einer wie vorstehend definierten Menge aufweisen, wurden die Ethylencopolymermassen außerdem in den Extrusions- Knet-Eigenschaften und den Folienbildungseigenschaften verbessert.
- Wenn die Ethylencopolymermassen große Mengen an pfropfmodifiziertem Produkt [C] enthalten, nehmen bei der daraus erhaltenen Formstruktur manchmal die Gassperreigenschaften ab. Wenn die erfindungsgemäßen Ethylencopolymermassen pfropfmodifiziertes Produkt [C] in einer wie vorstehend definierten Menge enthalten, wird praktisch keine Abnahme in den Gassperreigenschaften in der daraus erhaltenen Formstruktur beobachtet.
- Die zweiten erfindungsgemäßen Formstrukturen werden aus den vorstehend genannten ersten Ethylencopolymer, wie vorstehend genannt, gebildet.
- Die zweiten erfindungsgemäßen Formstrukturen weisen eine Schichtstruktur ähnlich jener der ersten erfindungsgemäßen Formstruktur, wie vorstehend erwähnt, auf.
- Die zweiten Formstrukturen können dieselben Formen wie jene der ersten Formstrukturen, wie vorstehend erwähnt, annehmen und können in derselben Weise wie im Fall der ersten erfindungsgemäßen Formstrukturen geformt werden.
- Die zweiten Formstrukturen können unter Verwendung von Extrudern mit üblichen Knetfunktionen erhalten werden, und es ist nicht notwendig, derartige Extrusionsbedingungen anzunehmen, unter denen eine laminare Strömung gebildet wird. Außerdem kann eine erhaltene plattenähnliche Formstruktur zu einem Behälter gewunschter Form durch Fertigungstechniken, wie Vakuum- oder Luftformen, geformt werden.
- In den erfindungsgemäß bereitgestellten ersten Ethylencopolymer-Formstrukturen wird das Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer [B] in Form dünner Schichten ohne ungleichmäßige Verteilung dispergiert, folglich sind die Formstrukturen in den Gassperreigenschaften ausgezeichnet. Aufgrund der geringen Wasserabsorptionseigenschaften ist die Abhängigkeit der ersten Ethylencopolymer-Formstrukturen von der Luftfeuchtigkeit gering. Außerdem sind die als Folien und dergleichen erhaltenen Formstrukturen in der Pinhole-Beständigkeit ausgezeichnet und sind für verschiedene Verpackungsmaterialien, wie Lebensmittelverpackungs folien, geeignet.
- Die ersten erfindungsgemäßen Ethylencopolymermassen umfassen ein Ethylen/ungesättigtes Ester-Copolymer [A], das eine spezielle Menge an ungesättigten Ester-Struktureinheiten enthält, ein Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer [B] mit einer scheinbaren Schmelzviskosität, die um einen speziellen Wert von jener des Copolymers [A] schwankt und ein pfropfmodifiziertes Produkt [C] eines Ethylen/α-Olefin-Copolymers, und folglich sind die Ethylencopolymermassen in der Hitzebeständigkeit und den Zugeigenschaften zum Zeitpunkt des Formens ausgezeichnet und zeigen außerdem verbesserte Extrusions-Verknetbarkeit und Folienbildungseigenschaften zum Zeitpunkt des Formens.
- Die zweiten Formstrukturen, die durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt werden, werden aus den vorstehend genannten Ethylencopolymermassen gebildet und weisen eine Schichtstruktur ähnlich jener der ersten Formstrukturen der Erfindung auf und sind folglich in den Gassperreigenschaften und auch in der Pinhole-Beständigkeit ausgezeichnet.
- Die vorliegende Erfindung wird nachstehend genauer mit Hinweis auf die Beispiele beschrieben. In diesem Zusammenhang wurden das Knetverfahren, das Formverarbeitungsverfahren, Bewertung und analytisches Verfahren, das für die in den Beispielen und Vergleichsbelspielen verwendeten Harze angewendet wurde, durch nachstehende Verfahren unter nachstehend erwähnten Bedingungen ausgeführt.
- (1) MFR (Schmelzflußrate)
- Die Messung wurde gemäß JIS K-6760 ausgeführt.
- Temperatur: 190ºC oder 210ºC (190ºC bei der Messung der Masse)
- Belastung: 2160 g
- (2) Scheinbare Schmelzviskosität
- Unter Verwendung eines Instron (USA) Kapillar-Rheometers 3211 wurde zur Berechnung einer scheinbaren Schmelzviskosität die Scherspannung bei vorgeschriebener Schmelztemperatur und Schergeschwindigkeit bestimmt. Einzelheiten für diese Messung sind wie nachstehend:
- Spezifikation für das Kapillar-Rheometer 3211
- Kolbengeschwindigkelt ... 0,06-20 cm/min
- Lastkapazität ... 500-2000 kg
- Testtemperatur ... 40-399ºC
- Temperaturregelung ... ± 2ºC am Zylinderteil ± 0,5ºC im Kapillarbereich
- Zylinder ... Durchmesser 0,953 ± 0,0013 cm effektive Länge 25 cm (einschließlich Kapillarteil)
- Kapillare ... Durchmesser 0,0762 cm Länge 2,54 cm Metall Wolframcarbid
- Eingangswinkel ... 90º
- (3) Verfahren zum Kneten des Harzes
- Die Harze wurden in dem vorgeschriebenen Bereich unter nachstehenden Bedingungen verknetet.
- Knetvorrichtung ... Einschneckenextruder, 30 mm
- Schnecke ... Kolbenkopftyp einläufige Schnecke
- L/D = 33
- Zylindertemperatur (ºC)
- C 1 C 2 C 3 C 4 C 5 D
- 80 150 180 200 200 180
- Schneckengeschwindigkeit ... 40 U/min
- (4) Extrusionsverknetbarkeit
- Die Extrusionsverknetbarkeit wurde durch visuelles Beobachten des Zustands eines Strangs aus geschmolzenem Harz, der durch die Düse zum Zeitpunkt des Verknetens des Harzes in (3) vorstehend extrudiert wurde, bewertet.
- (5) Verfahren zur Folienbildung und Bewertung der Formbarkeit.
- Blasfolien wurden mit Hilfe einer Blasfolienvorrichtung, umfassend einen Einschnecken-Einzelgangextruder mit 30 mm , unter nachstehenden Bedingungen hergestellt.
- C 1 C 2 C 3 C 4 H D
- 150 200 200 200 200 200
- Beispiele 1, 3-7, 9-18 Beispiele 2, 8
- Schneckengeschwindigkeit
- ... 45 U/min 60 U/min
- Haul-off-(Abzug)-Geschwindigkeit
- ... 3 m/min 4 m/min
- Filmdicke ... 50 µm 50 µm
- Blasverhältnis 2,8 2,8
- Die Filnformbarkeit wurde durch Beobachten des stabilen Zustands der Blasen zum Zeitpunkt des Formens der Blasfolien begutachtet.
- In Beispielen 2 und 8 wurden Folien durch Anderung der Entnahmegeschwindigkeit des geschmolzenen Harzes aus dem Extruder gebildet.
- In diesem Zusammenhang sind die vorstehend genannten Formbedingungen jene, die bei üblichen Blasfolien-Herstellungsverfahren verwendet werden und erfordern kein besonderes Verfahren, wie Steuerung der Dispersion oder des Fließzustandes des Ethylen/Vinylalkoholharzes.
- (6) Messung der Sauerstoffgas-Durchtrittsmenge
- Unter Verwendung einer Gaspermeabilitäts-Prüfvorrichtung (Differentialdruckverfahren), hergestellt und vertrieben von Toyo Seiki K.K., wurde die Menge an Sauerstoffgas, das durch eine Folie mit einer Dicke von 50 µm trat, erhalten gemäß dem in (5) vorstehend gezeigten Verfahren, in einer Atmosphäre von 23ºC × 50% Luftfeuchtigkeit gemessen.
- Die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendeten Harze sind in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1
- 1) Produkt von Dupont-Mitsui Polychemicals Co., Ltd.
- 2) Produkt von Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. VA: Vinylacetat Tabelle 1 (Fortsetzung)
- 3) Produkt von DuPont
- VOH: Vinylalkohol
- MAH: Maleinsäureanhydrid
- Das Ethylen/Vinylacetat-Copolymer [A] und das Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer [B], dargestellt in Tabelle 1, wurden in der wie in Tabelle 2 ausgewiesenen Zusammensetzung durch ein vorstehend in (3) beschriebenes Verfahren zu einer Ethylencopolymermasse verarbeitet. MFR der so erhaltenen Ethylencopolymermasse und die Menge an durchtretendem Sauerstoff durch einen erhaltenen Film aus der Masse wurden gemessen.
- Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
- Eine Photographie des Abschnitts der Folie aus Beispiel 1, aufgenommen mit einem Elektronenmikroskop, ist in Fig. 1 dargestellt.
- Das Ethylencopolymer [A] und das Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer [B], dargestellt in Tabelle 1, wurden in den in Tabelle 3 ausgewiesenen Verhältnissen durch das wie vorstehend unter (3) beschriebene Verfahren zur Herstellung einer Ethylencopolymermasse verknetet. Die MFR der so erhaltenen Ethylencopolymermasse und die Menge an Sauerstoff, die durch eine aus der Masse erhaltene Folie trat, wurden gemessen.
- Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 3 dargestellt. Tabelle 2 Tabelle 3
- Die drei Komponenten, das heißt das Ethylen/Vinylacetat-Copolymer [A], Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer [B] und das Ethylen/α-Olefin-Copolymer pfropfgeformte Produkt [C], dargestellt in Tabelle 1, wurden in den wie in Tabelle 4 ausgewiesenen Verhältnissen verknetet und durch das wie vorstehend unter (3) zur Herstellung von Ethylencopolymermasse beschriebene Verfahren hergestellt. Die Eigenschaften der so erhaltenen Masse und der Formstruktur, die daraus erhalten wird, wie Extrusionsverknetbarkeit, Filmbildungseigenschaften und die Menge an durch den Blasfilm getretenen Sauerstoff wurden bewertet.
- Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt. Tabelle 4
- * o: gut Δ: instabil x: keine Folie wurde hergestellt
- Die drei Komponenten, das heißt, das Ethylen/Vinylacetat-Copolymer [A], Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer [B] und das Ethylen/α-Olefin-Copolymer pfropfmodifizierte Produkt [C], dargestellt in Tabelle 1, wurden in den in Tabelle 5 dargestellten Verhältnissen durch das wie in vorstehend (3) zur Herstellung einer Ethylencopolymermasse beschriebene Verfahren verknetet. Die Eigenschaften der erhaltenen Masse und der daraus erhaltenen Formstruktur, wie Extrusionsverknetbarkeit, Filmbildungseigenschaften und die Menge an Sauerstoff, der durch den Blasfiln durchtritt, wurde bewertet.
- Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 5 dargestellt. Tabelle 5 Tabelle 5 (Fortsetzung)
- * o: gut Δ: instabil x: keine Folie wurde hergestellt
Claims (4)
1. Ethylencopolymerformstruktur, umfassend eine
Ethylencopolymermasse, die
[A] 55-80 Gew.-% eines Ethylen/ungesättigten Ester-
Copolymers mit 85-65 Gew.-% Ethylenstruktureinheiten, 15-35
Gew.-% ungesättigten Esterstruktureinheiten und einer
Schmelzflußrate von 0,5-20 g/10 min, gemessen bei 190ºC unter
einer Last von 2160 g, und
[B] 45-20 Gew.-% eines
Ethylen/Vinylalkohol-Copolymers mit 50-20 Mol-% Ethylenstruktureinheiten, 50-80 Mol-%
Vinylalkoholstruktureinheiten und einer Schmelzflußrate von
0,5-30 g/10 min, gemessen bei 210ºC unter einer Last von 2160
g, umfaßt,
wobei das Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer [B] eine
scheinbare Schmelzviskosität, gemessen bei 220ºC und einer
Schergeschwindigkeit von 100 s&supmin;¹, aufweist, die 300-1000 Pa s
unter jener des Ethylen/ungesättigten Ester-Copolymers [A]
liegt und das Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer [B] in der
Formstruktur in Form dünner Schichten dispergiert ist.
2. Verfahren zur Herstellung einer Formstruktur nach
Anspruch 1, umfassend Verkneten der Komponenten [A] und [B]
und Formen des erhaltenen Produkts.
3. Ethylencopolymermasse, umfassend [A] 30-75 Gew.-%
eines Ethylen/ungesättigten Ester-Copolymers mit 85-65 Gew.-%
Ethylenstruktureinheiten, 15-35 Gew. -% ungesättigten Ester-
Struktureinheiten und einer Schmelzflußrate, gemessen bei
190ºC unter einer Last von 2160 g, von 0,5-20 g/10 min,
[B] 45-20 Gew.-% eines
Ethylen/Vinylalkohol-Copolymers mit 50-20 Mol-% Ethylenstruktureinheiten, 50-80 Mol-%
Vinylalkoholstruktureinheiten und einer Schmelz flußrate,
gemessen bei 210ºC unter einer Last von 2160 g, von 0,5-30 g/10
min, und
[C] 1-40 Gew.-% eines Produkts aus einem nicht
kristallinen oder wenig kristallinen Ethylen/α-Olefin-Copolymer,
das 60-90 Mol-% Ethylenstruktureinheiten aufweist,
pfropfmodifiziert mit einer ungesättigten Carbonsäure oder deren
Anhydrid,
wobei das Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer [B] eine
scheinbare Schmelzviskosität, gemessen bei 220ºC und einer
Schergeschwindigkeit von 100 sec&supmin;¹ aufweist, die 300-1000
Pa s niedriger ist als jene des Ethylen/ungesättigten Ester-
Copolymers [A].
4. Ethylencopolymerformstruktur, gebildet aus einer
Ethylen-Copolymermasse nach Anspruch 3, wobei das
Ethylen/Vinylalkohol-Copolymer [B] der Masse in der Struktur in Form
dünner Schichten dispergiert ist.
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