JP3410506B2 - ポリビニルアルコール系樹脂組成物 - Google Patents

ポリビニルアルコール系樹脂組成物

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JP3410506B2
JP3410506B2 JP08803793A JP8803793A JP3410506B2 JP 3410506 B2 JP3410506 B2 JP 3410506B2 JP 08803793 A JP08803793 A JP 08803793A JP 8803793 A JP8803793 A JP 8803793A JP 3410506 B2 JP3410506 B2 JP 3410506B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリビニルアルコール
系樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】ポリビニルアルコール系樹脂の成形物、
例えばフィルムは、保香性、透明性、耐油性、帯電防止
性、酸素遮断性、保温性などの性質に優れており、また
親水性、水溶解性ないし水分散性を有するので、通常の
疎水性重合体のフィルムには適さない用途にも用いるこ
とができる。
【0003】特にオキシアルキレン基含有ポリビニルア
ルコールからなる成形物は、一般のポリビニルアルコー
ルからなる成形物に比べて柔軟性に優れ、かつ可塑剤を
用いなくとも溶融成形ができるという優れた利点を有し
ており、各種の用途に用いられている。
【0004】オキシアルキレン基含有ポリビニルアルコ
ールは、例えば次のような種々の内外国出願がなされて
いる。例えば、米国特許第1971662号明細書、同
2844570号明細書、同2990398号明細書に
は、ポリビニルアルコールにエチレンオキサイドを付加
反応させたオキシアルキレン基含有ポリビニルアルコー
ルが示されている。米国特許第3033841号明細
書、同4369281号明細書には、ポリアルキレング
リコール共存下に酢酸ビニルをグラフト重合させた重合
物をケン化したオキシアルキレン基含有ポリアルキレン
グリコールが示されている。米国特許第4618648
号明細書、同4675360号明細書には、ビニルアル
コールとポリ(アルキレンオキシ)アクリレートとの共
重合体が示されており、この共重合体は射出成形、押出
成形が可能で、得られた成形物は水溶性と柔軟性を有す
ることも示されている。
【0005】特開昭59−1655408号公報には、
オキシアルキレン基を含有する不飽和単量体と酢酸ビニ
ルとの共重合体をケン化した変性ポリビニルアルコール
が示されている。該公報には用途として多種のものが列
挙されており、用途の一例として成形物もあげられてい
る。本出願人の出願にかかる特開平3−203932号
公報には、オキシアルキレン基含有ビニルアルコール共
重合体を実質的に無水の条件下で溶融成形する方法が示
されている。該公報には、実質的に可塑剤を用いないで
成形すること、成形方法としては押出成形法や射出成形
法が採用できることが記載されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】オキシアルキレン基含
有ポリビニルアルコールからなる成形物は上記のごとく
優れた柔軟性を示すのであるが、低温時では十分な柔軟
性を有するとは言い難く、かかる処置として、グリセリ
ン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコー
ルなどの可塑剤の添加が行われている。しかしながら、
かかる可塑剤は経時的に脱離してしまい長期間にわたっ
て初期の柔軟性を保持することは困難である。また、か
かる可塑剤を用いた際には、成形加工時に発煙やブリー
ド現象が起こる欠点を有しており、当業者間での長年の
懸案となっている。故に、低温でも柔軟性を十分に有
し、その柔軟性が長期にわたり保持でき、更に成形加工
時の発煙やブリードが起こらない樹脂組成物が強く望ま
れている。
【0007】
【課題を解決するための手段】しかるに本発明者等はか
かる課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、オキシア
ルキレン基含有ポリビニルアルコールと(I)ナイロン
11及び/またはナイロン12、(II)ポリエステルエ
ラストマーから選ばれる重合体とからなる樹脂組成物
が、かかる目的に合致することを見いだし本発明を完成
するに至った。本発明においては、(I)ナイロン11
及び/またはナイロン12または(II)ポリエステルエ
ラストマーを可塑剤として用い、オキシアルキレン基含
有ポリビニルアルコールに溶融ブレンドすることによ
り、かかる樹脂組成物の脆化温度を低下させて、かかる
樹脂組成物からなる成形物の低温時の柔軟性及びこの柔
軟性を長期間保持すること、更には他の基材との接着性
が優れること、かつ成形加工時における発煙やブリード
現象を解消させることに成功した。以下、本発明につい
て詳述する。
【0008】本発明で用いられるオキシアルキレン基含
有ポリビニルアルコールは、典型的には、酢酸ビニル
と、ポリオキシエチレン(メタ)アリルエーテル、ポリ
オキシプロピレン(メタ)アリルエーテルなどのポリオ
キシアルキレン(メタ)アリルエーテルとを共重合し、
ついでケン化することにより得られる。この場合、ポリ
オキシアルキレン(メタ)アリルエーテルの共重合割合
は0.1〜20モル%、特に0.1〜5モル%、ポリオ
キシアルキレン(メタ)アリルエーテルにおけるポリオ
キシアルキレンの縮合度は1〜300、特に3〜50、
オキシアルキレン基含有ポリビニルアルコール全体に占
めるオキシアルキレン単位の割合が3〜40重量%であ
ることが好ましい。このことは、共重合体におけるオキ
シアルキレン単位の局在−非局在の程度およびオキシア
ルキレン単位の長さに最適範囲があることを示してい
る。
【0009】オキシアルキレン基含有ポリビニルアルコ
ールにおける酢酸ビニル単位のケン化度は70〜100
モル%、好ましくは80〜99モル%が適当である。ま
た、荷重2160g、210℃におけるメルトインデッ
クスが0.1〜100g/10分、好ましくは0.5〜
50g/10分が適当である。なお、共重合成分として
ポリオキシアルキレン(メタ)アリルエーテル以外の成
分、例えばα−オレフィン(エチレン、プロピレン、長
鎖α−オレフィン等)、エチレン性不飽和カルボン酸系
モノマー、(アクリレート、メタクリレート、アクリロ
ニトリル、メタクリロニトリル、塩化ビニル、ビニルエ
ーテル等)を30モル%以下程度であれば含有してもよ
い。オキシアルキレン基含有ポリビニルアルコールを得
るときの重合方法としては通常、溶液重合法が採用さ
れ、場合により懸濁重合法、エマルジョン重合法などを
採用することもできる。ケン化反応としては、アルカリ
ケン化法、酸ケン化法などが採用される。
【0010】オキシアルキレン基含有ポリビニルアルコ
ールは上記のほか、酢酸ビニルと、ポリオキシエチレン
(メタ)アクリレート、ポリオキシプロピレン(メタ)
アクリレート、ポリオキシエチレン(メタ)アクリルア
ミド、ポリオキシプロピレン(メタ)アクリルアミド、
ポリオキシエチレン(1−(メタ)アクリルアミド−
1,1−ジメチルプロピル)エステル、ポリオキシエチ
レンビニルエーテル、ポリオキシプロピレンビニルエー
テル、ポリオキシエチレンアリルアミン、ポリオキシプ
ロピレンアリルアミン等のポリオキシアルキレンアリル
アミン、ポリオキシエチレンビニルアミン、ポリオキシ
プロピレンビニルアミン等のポリオキシアルキレンビニ
ルアミンなどを共重合し、ついでケン化することによっ
ても得ることができる。オキシアルキレン基含有ポリビ
ニルアルコールは、そのほか、ポリビニルアルコールに
対するアルキレンオキシドの反応、あるいはポリオキシ
アルキレングリコールに対する酢酸ビニルの重合および
それに引き続くケン化によっても得ることができる。
【0011】本発明における重合体としては、(I)ナ
イロン11(ポリウンデカナミド,ω−アミノウンデカ
ン酸の縮重合体)、ナイロン12(ラウリンラクタムの
開環重合体)又は(II)ポリエステルエラストマーから
選ばれる。上記におけるナイロン11又はナイロン12
(以下、ナイロンと略記する)は荷重2160g、21
0℃におけるメルトインデックス(b1)が0.5〜1
00g/10分、好ましくは1〜50g/10分が適当
である。但し、荷重2160g、210℃におけるオキ
シアルキレン基含有ポリビニルアルコールのメルトイン
デックス(a)と(b1)が0.2≦(a)/(b1)≦
5でなければならない。(a)/(b1)が規定範囲を
越える場合はオキシアルキレン基含有ポリビニルアルコ
ールとナイロンを十分にブレンドすることができず、必
要十分な柔軟性が得られない。かかるナイロンは他のナ
イロンと共重合したものでも良く、例えば、ナイロン6
−12が挙げられる。
【0012】上記におけるポリエステルエラストマーと
は、芳香族ジカルボン酸と脂肪族グリコールのポリエス
テルをハードセグメントとし、ポリ(アルキレンオキシ
ド)グリコールをソフトセグメントとするポリエステル
・ポリエーテル型ブロック共重合体又は芳香族ジカルボ
ン酸と脂肪族グリコールのポリエステルをハードセグメ
ントとし、ポリラクトンやポリ(アルキレンアジペー
ト)のような脂肪族ポリエステルをソフトセグメントと
するポリエステル・ポリエステル型ブロック共重合体が
挙げられる。かかるポリエステルエラストマーは公知の
方法に従って得られ、芳香族ジカルボン酸又はその低級
アルキルエステルと脂肪族グリコールをエステル化して
ハードセグメントであるポリエステルを作り、次に該ポ
リエステルとソフトセグメントであるポリ(アルキレン
オキシド)グリコール又はポリラクトンやポリ(アルキ
レンアジペート)を溶融重縮合させて熱可塑性のポリエ
ステルエラストマーとする方法で製造されるものであ
る。
【0013】芳香族ジカルボン酸としては、主としてテ
レフタル酸及びその低級アルキレンエステルが用いら
れ、その他としてはイソフタル酸、フタル酸、2,5−
ノルボナンジカルボン酸、1,4−ナフタル酸、1,5
−ナフタル酸、4,4−オキシ安息香酸及びそれらの低
級アルキレンエステル等が挙げられるが、中でもジメチ
ルフタレートが原料の入手し易さ、ポリエステル化速度
の速いことなどの面から特に好ましい。脂肪族グリコー
ルとしては、エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、1,3−ブチレングリコール、1,4−ブタンジオ
ール、1,6−ヘキサンジオール等が挙げられるが、中
でも1,4−ブタンジオールが良好な弾性特性を示し好
ましい。
【0014】ポリ(アルキレンオキシド)グリコールと
しては、ポリ(テトラメチレンオキシド)グリコール、
ポリ(エチレンオキシド)グリコール、ポリ(プロピレ
ンオキシド)グリコール等で分子量1000〜4000
のものが挙げられ、特に分子量1000〜2000のポ
リ(テトラメチレンオキシド)グリコールが良好な弾性
特性を示し好ましい。ハードセグメントであるポリエス
テルとかかるポリ(アルキレンオキシド)グリコールの
重量比は10:90〜90:10、好ましくは20:8
0〜80:20が適当である。ポリラクトンとしては、
δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン、およびこれ
らのポリラクトン形成性誘導体が挙げられる。ハードセ
グメントであるポリエステルとポリラクトンとの重量比
は10:90〜90:10、好ましくは20:80〜8
0:20が適当である。
【0015】ポリ(アルキレンアジペート)としては、
ポリ(エチレンアジペート)、ポリ(ジエチレンアジペ
ート)、ポリ(プロピレンアジペート)、ポリ(テトラ
メチレンアジペート)、ポリ(ヘキサメチレンアジペー
ト)、ポリ(ネオペンチレンアジペート)などが挙げら
れる。ハードセグメントであるポリエステルとポリ(ア
ルキレンアジペート)との重量比は10:90〜90:
10、好ましくは20:80〜80:20が適当であ
る。
【0016】かかるポリエステルエラストマーは荷重2
160g、210℃におけるメルトインデックス
(b2)が0.1〜100g/10分、好ましくは1〜
50g/10分が適当である。但し、荷重2160g、
210℃におけるオキシアルキレン基含有ポリビニルア
ルコールのメルトインデックス(a)と(b2)が0.
2≦(a)/(b2)≦5でなければならない。(a)
/(b2)が規定範囲を越える場合はオキシアルキレン
含有ポリビニルアルコールとポリエステルエラストマー
を十分にブレンドすることができず、必要十分な柔軟性
が得られない。本発明における重合体のブレンド割合
は、オキシアルキレン基含有ポリビニルアルコール/重
合体が99/1〜50/50、好ましくは95/5〜6
0/40である。
【0017】ブレンド方法としては、通常よく知られて
いる方法、即ち押出機、ロール混練機又はバンバリーミ
キサー等により溶融混練混合して混合される。また、各
成分を前もって溶融ブレンドせず、別々に成形機に仕込
み成形機中で直接溶融ブレンドしてすぐに溶融あるいは
射出成型する方法も可能である。かかる樹脂組成物は、
本発明の趣旨を損なわない範囲で他のポリマーを配合す
ることもでき、あるいは逆に他のポリマーに上記の樹脂
組成物を配合することもできる。また、可塑剤、充填
剤、着色剤、安定剤をはじめ、種々の添加剤を配合する
ことができる。かくして得られた樹脂組成物からなる成
形物は、低温時での柔軟性及び経時安定性が良好であり
更に他の基材との接着性に優れ、かつ成形加工時での発
煙やブリード現象を解消できる。
【0018】上記において本発明の樹脂組成物と接着性
に優れる基材とは、例えばポリエチレン、エチレン−酢
酸ビニル共重合体、エチレン−アクリレート共重合体、
エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−プロピレン
共重合体、ポリプロピレン、アイオノマーなど、あるい
はこれらのポリオレフィンに無水マレイン酸などの不飽
和カルボン酸をグラフト重合させた不飽和カルボン酸変
性ポリオレフィンなどが挙げられる。本発明の樹脂組成
物から成形物を得る場合は、溶融成形される。溶融成形
法としては、射出成形法、押出成形法、トランスファー
成形法等が挙げられる。なお押出成形には、ブロー成
形、インフレーション成形、共押出成形、エクストル−
ジョンコーティングなども含まれる。
【0019】射出条件としては、例えば、シリンダー温
度150〜250℃程度、金型温度10〜100℃程
度、射出圧力500〜2000kg/cm2程度の条件
が採用される。押出成形条件としては、例えば、ダイ温
度を150〜250℃程度に設定し、スクリュー圧縮部
温度を吐出部温度より5〜30℃高い温度に設定して行
うことが好ましい。かかる成形物の形態としては特に制
限はなく、ボトル(特に農薬用ボトル)、フィルム、シ
ート、ホース、チューブ、容器、袋、繊維、発泡体等が
挙げられる。更に、成形物の他にもホットメルト接着
剤、紙加工剤、繊維加工などの種々の用途に用いられ
る。
【0020】
【作 用】本発明の樹脂組成物は、(I)ナイロン1
1及び/またはナイロン12または(II)ポリエステル
エラストマーから選ばれる重合体、オキシアルキレン基
含有ポリビニルアルコールに溶融ブレンドすることによ
り、かかる樹脂組成物からなる成形物の低温時での柔軟
性及び経時安定性を良好にし、更に他の基材との接着性
を向上させ、かつ成形加工時での発煙やブリード現象を
解消する。
【0021】
【実施例】以下、本発明において実例を挙げて更に詳述
する。 実施例1オキシアルキレン基含有ポリビニルアルコール 平均重合度:300 ポリオキシエチレンモノアリルエーテル(オキシエチレ
ンの縮合度は15)単位の共重合割合:1.5モル% ポリマー全体に占めるオキシアルキレン単位の割合:1
7.6重量% 酢酸ビニル成分のケン化度:95モル% MI値:23g/10min
【0022】ナイロン11 融点:190℃ MI値:20g/10min 上記の樹脂を表1に示すブレンド率でブランドダイを備
えた二軸押出機に供給して温度210℃で押出すること
によりペレット状の樹脂成形物を得た。得られた樹脂成
形物につき下記の方法により物性を測定した。また、か
かる成形加工時での発煙及びブリードの有無について観
察した。結果はまとめて表1に示す。尚、MI値(メル
トインデックス値)は東洋精機製造所社製のメルトイン
デクサー(ノズルが2.095mmφ×8mm)を用
い、荷重2160g、210℃で測定した。(以下、同
様)
【0023】《柔軟性》上記で得られたペレットを射出
成形法により3cm×15cm×2.5mm板状成形物
に成形し、20℃,65%RH、−10℃,0%R
Hでそれぞれ3日間放置した。、それぞれの条件下
でこの板状成形物の一方を万力で固定し、他端を下方へ
押し曲げ(θ=45゜)10分間その状態で保持した。
10分後成形物の外観を観察した。 ◎ 変化なし ○ θ=45゜に達するまでは折れないが10分間保持
すると亀裂が入る △ θ=45゜に達する前(20゜<θ<45゜)に亀裂
が入る × θ=45゜に達する前(θ<20゜)に亀裂が入る (θは板状成形物の水平状態から下方への折り曲げ角度
を表す) 《接着性》低密度ポリエチレンと上記で得られたペレッ
トを用い、共押出し法により2層フイルムを作製し(接
着樹脂として酸変性エチレン−酢酸ビニル共重合体を使
用)その剥離強度をテンシロンを用いて測定した。 使用機器:テンシロン((株)オリエンテック社製) 測定条件:引張強度 40mm/min チャートスピード 50mm/min サンプルフイルム:幅20mm,長さ50mm
【0024】実施例2 下記で示す樹脂を表1に示すブレンド率でブレンドした
以外は実施例1に準じて実験を行った。結果はまとめて
表1に示す。オキシアルキレン基含有ポリビニルアルコール 平均重合度:500 ポリオキシエチレンモノアリルエーテル(オキシエチレ
ンの縮合度は10)単位の共重合割合:2.0モル% ポリマー全体に占めるオキシアルキレン単位の割合:1
5.4重量% 酢酸ビニル成分のケン化度:90モル% MI値:7g/10minナイロン11 融点:190℃ MI値:6g/10min
【0025】実施例3 下記で示す樹脂を表1に示すブレンド率でブレンドした
以外は実施例1に準じて実験を行った。結果はまとめて
表1に示す。オキシアルキレン基含有ポリビニルアルコール 平均重合度:750 ポリオキシエチレンモノアリルエーテル(オキシエチレ
ンの縮合度は15)単位の共重合割合:2.0モル% ポリマー全体に占めるオキシアルキレン単位の割合:2
1.4重量% 酢酸ビニル成分のケン化度:90モル% MI値:0.2g/10minナイロン12 融点:185℃ MI値:0.5g/10min
【0026】実施例4 下記で示す樹脂を表1に示すブレンド率でブレンドした
以外は実施例1に準じて実験を行った。結果はまとめて
表1に示す。オキシアルキレン基含有ポリビニルアルコール 平均重合度:900 ポリオキシエチレンモノアリルエーテル(オキシエチレ
ンの縮合度は10)単位の共重合割合:2.5モル% ポリマー全体に占めるオキシアルキレン単位の割合:1
8.6重量% 酢酸ビニル成分のケン化度:91モル% MI値:0.1g/10minナイロン12 融点:185℃ MI値:0.3g/10min
【0027】実施例5 下記で示す樹脂を表1に示すブレンド率でブレンドした
以外は実施例1に準じて実験を行った。結果はまとめて
表1に示す。オキシアルキレン基含有ポリビニルアルコール 平均重合度:560 ポリオキシエチレンモノアリルエーテル(オキシエチレ
ンの縮合度は5)単位の共重合割合:4.0モル% ポリマー全体に占めるオキシアルキレン単位の割合:1
5.8重量% 酢酸ビニル成分のケン化度:94モル% MI値:1g/10minナイロン6−12 融点:220℃ MI値:2g/10min
【0028】実施例6 下記で示す樹脂を表1に示すブレンド率でブレンドした
以外は実施例1に準じて実験を行った。結果はまとめて
表1に示す。オキシアルキレン基含有ポリビニルアルコール 平均重合度:560 ポリオキシエチレンアクリルアミド(オキシエチレンの
縮合度は30)単位の共重合割合:1.0モル% ポリマー全体に占めるオキシアルキレン単位の割合:2
2.4重量% 酢酸ビニル成分のケン化度:97モル% MI値:3.2g/10minポリエステル・ポリエーテルブロック共重合体 ポリブチレンテレフタレート/ポリ(テトラメチレンオ
キシド)グリコール=40/60(重量比) 融点:180℃ MI値:5g/10min
【0029】実施例7 下記で示す樹脂を表1に示すブレンド率でブレンドした
以外は実施例1に準じて実験を行った。結果はまとめて
表1に示す。オキシアルキレン基含有ポリビニルアルコール 平均重合度:350 ポリオキシエチレンビニルエーテル(オキシエチレンの
縮合度は20)単位の共重合割合:2.0モル% ポリマー全体に占めるオキシアルキレン単位の割合:2
8.2重量% 酢酸ビニル成分のケン化度:98モル% MI値:22g/10minポリエステル・ポリエーテルブロック共重合体 ポリエチレンテレフタレート/ポリ(テトラメチレンオ
キシド)グリコール=25/75(重量比) 融点:170℃ MI値:25g/10min
【0030】実施例8 下記で示す樹脂を表1に示すブレンド率でブレンドした
以外は実施例1に準じて実験を行った。結果はまとめて
表1に示す。オキシアルキレン基含有ポリビニルアルコール 平均重合度:490 ポリオキシプロピレンビニルエーテル(オキシエチレン
の縮合度は10)単位の共重合割合:3モル% ポリマー全体に占めるオキシアルキレン単位の割合:2
8.2重量% 酢酸ビニル成分のケン化度:99モル% MI値:3.5g/10minポリエステル・ポリエーテルブロック共重合体 ポリブチレンテレフタレート/ポリ(テトラメチレンオ
キシド)グリコール=50/50(重量比) 融点:190℃ MI値:5g/10min
【0031】実施例9 下記で示す樹脂を表1に示すブレンド率でブレンドした
以外は実施例1に準じて実験を行った。結果はまとめて
表1に示す。オキシアルキレン基含有ポリビニルアルコール 平均重合度:650 ポリオキシプロピレンビニルエーテル(オキシエチレン
の縮合度は20)単位の共重合割合:1モル% ポリマー全体に占めるオキシアルキレン単位の割合:2
0.3重量% 酢酸ビニル成分のケン化度:96モル% MI値:0.4g/10minポリエステル・ポリエステルブロック共重合体 ポリエチレンテレフタレート/ε−カプロラクトン=6
0/40(重量比) 融点:200℃ MI値:0.5g/10min
【0032】比較例1 ナイロン11に代えてグリセリンを用いた以外は実施例
1に準じて実験を行った。結果はまとめて表1に示す。 比較例2 ナイロン11に代えてナイロン66を用いた以外は実施
例1に準じて実験を行った。結果はまとめて表1に示
す。 比較例3 ナイロン11を用いなかった以外は実施例1に準じて実
験を行った。結果はまとめて表1に示す。 比較例4 ポリエステル・ポリエーテルブロック共重合体を用いな
かった以外は実施例6に準じて実験を行った。結果はま
とめて表1に示す。
【0033】
【表1】
【0034】
【発明の効果】本発明の樹脂組成物は、(I)ナイロン
11及び/またはナイロン12または(II)ポリエステ
ルエラストマーから選ばれる重合体を用い、オキシアル
キレン基含有ポリビニルアルコールに溶融ブレンドする
ことにより、かかる樹脂組成物からなる成形物の低温時
での柔軟性及び経時安定性を良好にし、更に他の基材と
の接着性を向上させ、かつ成形加工時の発煙やブリード
現象を解消するので工業的に非常に有利である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 29/04 C08L 67/02 C08L 77/02 C08J 5/00 - 5/02 C08J 5/18 - 5/22

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 オキシアルキレン基含有ポリビニルアル
    コールと(I)ナイロン11及び/またはナイロン1
    2、(II)ポリエステルエラストマーから選ばれる重合
    体とからなるポリビニルアルコール系樹脂組成物
  2. 【請求項2】 荷重2160g、210℃における、オ
    キシアルキレン基含有ポリビニルアルコールのメルトイ
    ンデックス(a)と重合体のメルトインデックス(b)
    が0.2≦(a)/(b)≦5であることを特徴とする
    請求項1記載のポリビニルアルコール系樹脂組成物
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