JP5306476B2 - 回収助剤及びその製造方法 - Google Patents
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Description
変性オレフィン系重合体(a−1)が、0.01〜2質量%の不飽和カルボン酸又はその誘導体で変性された重合体であり;
重合体(a−2)が、その両末端又は片末端に、変性オレフィン系重合体(a−1)と反応し得る末端官能基を含有する重合体であって、その数平均分子量が1,500〜100,000である回収助剤。
[2]変性オレフィン系重合体(a−1)中の不飽和カルボン酸又はその誘導体に由来する官能基の量に対し、重合体(a−2)中の前記末端官能基の量が0.1〜50モル%である[1]に記載の回収助剤。
[3]重合体(a−2)のFedorsの式より算出したSP値が9〜15(cal/cm3)1/2である[1]又は[2]に記載の回収助剤。
[4]重合体(a−2)の有する前記末端官能基が水酸基である[1]〜[3]のいずれかに記載の回収助剤。
[5]重合体(a−2)が、片末端にのみ前記末端官能基を有する[1]〜[4]のいずれかに記載の回収助剤。
[6]重合体(a−2)が、片末端をエーテル又はエステルで封止したポリグリコールである[5]に記載の回収助剤。
[8]変性オレフィン系重合体(a−1)中の不飽和カルボン酸又はその誘導体に由来する官能基に対し、アルカリ金属化合物(B)をアルカリ金属元素換算で0.1〜10モル%の割合で含有する[7]に記載の回収助剤。
[9]更に未変性のオレフィン系重合体を含有する[1]〜[8]のいずれかに記載の回収助剤。
[10]未反応の重合体(a−2)を実質的に含有しない[1]〜[9]のいずれかに記載の回収助剤。
[11]エチレン−ビニルアルコール共重合体層及び熱可塑性樹脂層を含む多層構造体の回収物及び[1]〜[10]のいずれかに記載の回収助剤を含み、該回収助剤を0.5〜10質量%含有する混合樹脂。
[12][11]に記載の混合樹脂を溶融成形して得られた層を少なくとも1層有する多層構造体。
[14]変性オレフィン系重合体(a−1)100質量部に対し、重合体(a−2)0.1〜200質量部を溶融混練する[13]に記載の回収助剤の製造方法。
[15]変性オレフィン系重合体(a−1)と重合体(a−2)とをアルカリ金属化合物(B)の存在下で溶融混練する[13]又は[14]に記載の回収助剤の製造方法。
本発明に用いられる変性オレフィン系重合体(a−1)は、0.01〜2質量%の不飽和カルボン酸又はその誘導体で変性されたオレフィン系重合体である。
本発明に用いられる末端官能基を含有する重合体(a−2)は、その両末端又は片末端に、変性オレフィン系重合体(a−1)と反応し得る末端官能基を含有する重合体であって、その数平均分子量が1,500〜100,000である。
変性オレフィン系重合体(a−1)と末端官能基を含有する重合体(a−2)を反応させることにより、重合体(A)が得られる。
本発明の相容化剤は、重合体(A)と共にアルカリ金属化合物(B)を含んでいてもよい。変性オレフィン系重合体(a−1)と重合体(a−2)を反応させる際にアルカリ金属化合物(B)が存在すると、反応を促進させることができるため、好ましい。
本発明の相容化剤は、本発明の効果を阻害しない範囲であれば、未変性オレフィン系重合体を含んでいてもよい。こうすることで相容化剤の製造コストを低減することができる。特に、相容化剤を回収助剤として用いた場合にコスト低減の効果が大きい。未変性オレフィン系重合体としては、例えば、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、超低密度ポリエチレン(VLDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、エチレン−プロピレン(ブロック又はランダム)共重合体、ポリプロピレン(PP)、プロピレンと炭素数4〜20のα−オレフィンとの共重合体、ポリブテン、ポリペンテン、ポリメチルペンテン等のオレフィンの単独重合体又は共重合体;あるいはオレフィンと、酢酸ビニル等のビニルエステル、アイオノマー、アクリル酸又はメタクリル酸、アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルとの共重合体を挙げることができる。これらの未変性オレフィン系重合体は1種単独又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
変性オレフィン系重合体(a−1)と重合体(a−2)とを溶融混練することで、両者を反応させて相容化剤を得ることが好ましい。
前記相容化剤からなる回収助剤が本発明の好適な実施態様である。EVOHと熱可塑性樹脂との相容性向上効果に優れた前記相容化剤からなる回収助剤は、EVOH層と熱可塑性樹脂層を含む多層構造体の回収助剤として優れた効果を示す。
EVOH層及び熱可塑性樹脂層を含む多層構造体の回収物に対して、上記回収助剤を配合することにより、本発明の混合樹脂が得られる。
本発明の回収助剤を用いて回収された混合樹脂を用いて成形された多層構造体は、上記混合樹脂を溶融成形して得られた層を少なくとも1層有する多層構造体である。多層構造体は、フィルム、シート、テープ、カップ、トレイ、チューブ、ボトル、パイプ等の任意の成形品に成形できる。
・Reg./EVOH
・Reg./AD/EVOH
・Reg./AD/EVOH/AD/EVOH
・Reg./AD/EVOH/AD/PO
・Reg./AD/EVOH/AD/Reg./PO
・PO/Reg./AD/EVOH
・PO/Reg./AD/EVOH/AD/PO
・PO/Reg./AD/EVOH/AD/Reg./PO
・PO/AD/EVOH/Reg./EVOH/AD/PO
JIS規格K2501に基づいて重合体の酸価を測定し、酸価から変性オレフィン系重合体(a−1)の変性量(グラフト率)を計算した。
JIS規格K1557−1に基づいて重合体の水酸基価を測定し、水酸基価から原料の単量体のうち、重合体の末端になったものの割合を算出して末端官能基を含有する重合体(a−2)の分子量を求めた。ただし、トリメチロールプロパン(a−2)’については構造式から分子量を計算した。
実施例及び比較例で得られた回収助剤を示差走査熱量計(DSC)(セイコーインスツル株式会社製「SSC/5200」)で分析し、末端官能基を含有する重合体(a−2)の融解熱のピークの有無から未反応の重合体(a−2)の有無を確認した。すなわち、未反応の重合体(a−2)が回収助剤中に残っている場合にはDSCにて融解熱のピークが観測され、残っていない場合には融解熱のピークは観測されない。
実施例及び比較例で得られた回収助剤の酸価を測定し、得られた酸価の値より回収助剤中の重合体(A)中の未反応の不飽和カルボン酸に由来する官能基の量を算出し、算出された値と用いた変性オレフィン系重合体(a−1)の不飽和カルボン酸に由来する官能基の量に回収助剤に含まれる配合割合を乗じた値との差によって求めた。なお、試料の酸価は、500mlの三角フラスコに試料1gおよびフェノールフタレイン1mgをキシレン200mlで溶解した後、ビュレットを用いて0.05mol/Lの水酸化カリウムのエタノール溶液で滴定し、滴下量から下式を用いて算出した。
酸価(mg/g)=0.05×56×V
V:水酸化カリウムのエタノール溶液の滴下量(L)
下記の実施例及び比較例で得られた混合樹脂を20kg溶融混練した後、得られたペレットを再度溶融混練する操作を繰り返し、計5回溶融混練してから、低密度ポリエチレンで15分運転した後、スクリューを取り外してスクリュー付着物を採取し、秤量した。スクリュー付着量は300mg以下であることが好ましく、150mg以下であることがより好ましい。使用した押出機と溶融混練条件を以下に示す。
押出機:株式会社東洋精機製作所製2軸押出機「ラボプラストミル」
スクリュー径:25mmφ
スクリュー回転数:100rpm
フィーダー回転数:100rpm
シリンダー、ダイ温度設定:C1/C2/C3/C4/C5/D=180℃/210℃/230℃/230℃/230℃/230℃
上記5)において、1回目の溶融混練のときに押出機のダイリップに付着した目ヤニを採取して秤量し、目ヤニ発生量とした。目ヤニ発生量は100mg以下が好ましく、40mg以下がより好ましい。
回収樹脂として下記の実施例及び比較例で得られた混合樹脂、EVOHとして下記EVOH−1、接着性樹脂として下記AD−1を用い、フィードブロックダイにて回収樹脂層/接着性樹脂層/EVOH層/接着性樹脂層/回収樹脂層=50μm/10μm/10μm/10μm/50μmの3種5層共押出を行い、回収樹脂層を有する多層構造体のシートを作成した。使用した押出機と溶融混練条件を以下に示す。
押出機1[回収樹脂層]:
装置:株式会社プラスチック工学研究所製単軸押出機「GT−32−A型」
スクリュー径:32mmφ
スクリュー回転数:70rpm
シリンダー設定温度:220℃
押出機2[接着性樹脂層]:
装置:大阪精機工作株式会社製単軸押出機「P25−18AC」
スクリュー径:25mmφ
スクリュー構成:フルフライト
L/D:18
スクリュー回転数:70rpm
シリンダー設定温度:220℃
押出機3[EVOH層]:
装置:株式会社東洋精機製作所製単軸押出機「ラボME型CO−NXT」
スクリュー径:20mmφ
スクリュー回転数:40rpm
シリンダー設定温度:220℃
ダイスサイズ:300mm
シート引取速度:1m/分
冷却ロール温度:60℃
7)で得られたシートを用いて、JIS規格K7105に準じて、反射・透過率計(株式会社村上色彩研究所社製「HR−100型」)にてヘイズを測定し、透明性の指標とした。ヘイズは23.0未満が好ましく、20.0以下がより好ましい。
[エチレン−ビニルアルコール共重合体]
・EVOH−1:EVOH(エチレン含量32モル%、けん化度99.7モル%、含水フェノール中30℃における極限粘度1.1dL/g、MFR(190℃、荷重2160g)=1.6g/10min)、SP値=12.30(cal/cm3)1/2
[熱可塑性樹脂]
・PP−1:ポリプロピレン(日本ポリプロ株式会社製「ノバテックPP EA7A」(商品名)、MFR(230℃、荷重2160g)=1.4g/10min)
[接着性樹脂]
・AD−1:無水マレイン酸変性ポリプロピレン(三菱化学株式会社製「モディックAP P604V」(商品名)、MFR(230℃、荷重2160g)=3.2g/10min)
・(a−1)−1:無水マレイン酸グラフト変性ポリプロピレン(MFR(230℃、荷重2160g)=23g/10min、変性量=0.4質量%)
・(a−1)−2:無水マレイン酸グラフト変性ポリエチレン(MFR(230℃、荷重2160g)=18g/10min、変性量=0.4質量%)
・(a−1)−3:無水マレイン酸グラフト変性SEBS(MFR(230℃、荷重2160g)=2.2g/10min、変性量=0.4質量%)(SEBS:スチレン−ブタジエン−スチレントリブロック共重合体の部分水素添加物、スチレン比率=20質量%、水素添加率=94モル%)
・(a−1)−4:無水マレイン酸グラフト変性エチレン−ブテン共重合体(MFR(230℃、荷重2160g)=0.4g/10min、変性量=0.4質量%)
・(a−1)−5:無水マレイン酸グラフト変性ポリプロピレン(MFR(230℃、荷重2160g)=52g/10min、変性量=0.8質量%)
・(a−1)’:無水マレイン酸グラフト変性ポリプロピレン(MFR(230℃、荷重2160g)=100g/10min、変性量=2.2質量%)
[未変性オレフィン系重合体]
・LDPE−1:低密度ポリエチレン(住友化学製「スミカセン F200」(商品名)、MFR(190℃、2160g荷重)=2.0g/10min、密度=0.924g/cm3)
・(a−2)−1:ポリエチレングリコールモノメチルエーテル(Mn=4000)、SP値=11.91(cal/cm3)1/2
・(a−2)−2:ポリエチレングリコールモノメチルエーテル(Mn=2000)、SP値=11.89(cal/cm3)1/2
・(a−2)−3:ポリプロピレングリコールモノメチルエーテル(Mn=4000)、SP値=11.22(cal/cm3)1/2
・(a−2)−4:ポリエチレングリコール(Mn=4000)、SP値=11.93(cal/cm3)1/2
・(a−2)−5:ポリエチレングリコール(三洋化成株式会社製「PEG−6000P」(商品名)、Mn=8300)、SP値=11.93(cal/cm3)1/2
・(a−2)−6:ポリエチレングリコール(三洋化成株式会社製「PEG−4000P」(商品名)、Mn=3300)、SP値=11.93(cal/cm3)1/2
・(a−2)−7:ポリプロピレングリコール(三洋化成株式会社製「PP−4000」(商品名)、Mn=4000)、SP値=11.24(cal/cm3)1/2
・(a−2)’:トリメチロールプロパン(Mn=134)、SP値=15.37(cal/cm3)1/2
[アルカリ金属化合物]
・(B)−1:酢酸カリウム
・(B)−2:ステアリン酸ナトリウム
EVOHとしてEVOH−1、熱可塑性樹脂としてPP−1、接着性樹脂としてAD−1をそれぞれ用い、フィードブロックダイにて熱可塑性樹脂層/接着性樹脂層/EVOH層/接着性樹脂層/熱可塑性樹脂層=200μm/40μm/40μm/40μm/200μmの3種5層共押出を行い、EVOH層及び熱可塑性樹脂層を含む多層構造体を作成した。使用した押出機と溶融混練条件を以下に示す。
押出機1[熱可塑性樹脂層]:
装置:株式会社プラスチック工学研究所製単軸押出機「GT−32−A型」
スクリュー径:32mmφ
スクリュー回転数:70rpm
シリンダー設定温度:220℃
押出機2[接着性樹脂層]:
装置:大阪精機工作株式会社製単軸押出機「P25−18AC」
スクリュー径:25mmφ
スクリュー構成:フルフライト
L/D:18
スクリュー回転数:70rpm
シリンダー設定温度:220℃
押出機3[EVOH層]:
装置:株式会社東洋精機製作所製単軸押出機「ラボME型CO−NXT」
スクリュー径:20mmφ
スクリュー回転数:40rpm
シリンダー設定温度:220℃
ダイスサイズ:300mm、
シート引取速度:1m/分
冷却ロール温度:60℃
変性オレフィン系重合体(a−1)−1と未変性オレフィン系重合体LDPE−1を[(a−1)−1]/[LDPE−1]=25/75(質量比)となる割合でドライブレンドし、次いで、末端官能基を含有する重合体(a−2)−1を(a−1)−1の酸無水物基に対し(a−2)−1の水酸基が10モル%となる割合で添加し、再びドライブレンドしたものを押出機で溶融混練してペレット形状の回収助剤を得た。使用した押出機と溶融混練条件を以下に示す。
押出機:株式会社東洋精機製作所製2軸押出機「ラボプラストミル」
スクリュー径:25mmφ
スクリュー回転数:100rpm、フィーダー回転数:100rpm
シリンダー、ダイ温度設定:C1/C2/C3/C4/C5/D=180℃/210℃/220℃/220℃/220℃/220℃
実施例1と同様にして回収助剤を製造し、回収物への回収助剤の配合量を表1に記載の配合量に変更した以外は実施例1と同様にして各種評価を行った。結果を表1に示す。
混合樹脂として、回収助剤を配合せず、製造例1で得られた回収物のみを用いて、5)〜8)に記載の方法にて各種評価を行った。結果を表1に示す。
[製造例1で得られた回収物]/[変性オレフィン系重合体(a−1)−1]=97.5/2.5(質量比)となる割合でドライブレンドして得られた混合樹脂を用いて、5)〜8)に記載の方法にて各種評価を行った。結果を表1に示す。
[製造例1で得られた回収物]/[末端官能基を含有する重合体(a−2)−1]=99.7/0.3(質量比)となる割合でドライブレンドして得られた混合樹脂を用いて、5)〜8)に記載の方法にて各種評価を行った。結果を表1に示す。
実施例1において、用いる変性オレフィン系重合体(a−1)の種類を表2に記載のとおり変更した以外は実施例1と同様にして回収助剤を製造した。得られた回収助剤を用いて、実施例1と同様にして各種評価を行った。結果を表2に示す。なお、参考のため実施例1の結果も再度記載する。
実施例1において、用いる末端官能基を含有する重合体(a−2)の種類を表3に記載のとおり変更した以外は実施例1と同様にして回収助剤を製造した。得られた回収助剤を用いて、実施例1と同様にして各種評価を行った。結果を表3に示す。なお、参考のため実施例1の結果も再度記載する。
実施例1において、変性オレフィン系重合体(a−1)−1の酸無水物基に対する末端官能基を含有する重合体(a−2)−1の水酸基の割合を表4に記載のとおり変更した以外は実施例1と同様にして回収助剤を製造した。得られた回収助剤を用いて、実施例1と同様にして各種評価を行った。結果を表4に示す。なお、参考のため実施例1の結果も再度記載する。
変性オレフィン系重合体(a−1)−1と未変性オレフィン系重合体LDPE−1を[(a−1)−1]/[LDPE−1]=25/75(質量比)となる割合でドライブレンドし、次いで、末端官能基を含有する重合体(a−2)−5を(a−1)−1の酸無水物基に対し(a−2)−5の水酸基が10モル%となる割合で、アルカリ金属化合物(B)−1を(a−1)−1の酸無水物基に対し3モル%となる割合でそれぞれ添加し、再びドライブレンドしたものを押出機で溶融混練してペレット形状の回収助剤を得た。使用した押出機と溶融混練条件を以下に示す。
押出機:株式会社東洋精機製作所製2軸押出機「ラボプラストミル」
スクリュー径:25mmφ
スクリュー回転数:100rpm、フィーダー回転数:100rpm
シリンダー、ダイ温度設定:C1/C2/C3/C4/C5/D=180℃/210℃/220℃/220℃/220℃/220℃
実施例12と同様にして回収助剤を製造し、回収物への回収助剤の配合量を表5に記載の配合量に変更した以外は実施例12と同様にして各種評価を行った。結果を表5に示す。
アルカリ金属化合物(B)を添加しなかった以外は実施例12と同様にして回収助剤を製造した。得られた回収助剤を用いて、実施例12と同様にして各種評価を行った。結果を表5に示す。
混合樹脂として、回収助剤を配合せず、製造例1で得られた回収物のみを用いて、5)〜8)に記載の方法にて各種評価を行った。結果を表5に示す。
[製造例1で得られた回収物]/[変性オレフィン系重合体(a−1)−1]=97.5/2.5(質量比)となる割合でドライブレンドして得られた混合樹脂を用いて、5)〜8)に記載の方法にて各種評価を行った。結果を表5に示す。
[製造例1で得られた回収物]/[末端官能基を含有する重合体(a−2)−5]=99.7/0.3(質量比)となる割合でドライブレンドして得られた混合樹脂を用いて、5)〜8)に記載の方法にて各種評価を行った。結果を表5に示す。
実施例12において、用いる変性オレフィン系重合体(a−1)の種類を表6に記載のとおり変更した以外は実施例12と同様にして回収助剤を製造した。得られた回収助剤を用いて、実施例12と同様にして各種評価を行った。結果を表6に示す。なお、参考のため実施例12の結果も再度記載する。
実施例12において、用いる末端官能基を含有する重合体(a−2)の種類を表7に記載のとおり変更した以外は実施例12と同様にして回収助剤を製造した。得られた回収助剤を用いて、実施例12と同様にして各種評価を行った。結果を表7に示す。
実施例12において、アルカリ金属化合物(B)−1の代わりにアルカリ金属化合物(B)−2を用いた以外は実施例12と同様にして回収助剤を製造した。得られた回収助剤を用いて、実施例11と同様にして各種評価を行った。結果を表7に示す。なお、参考のため実施例12の結果も再度記載する。
実施例12において、変性オレフィン系重合体(a−1)−1の酸無水物基に対する末端官能基を含有する重合体(a−2)−5の水酸基の割合及びアルカリ金属化合物(B)−1の割合をそれぞれ表8に記載のとおり変更した以外は実施例12と同様にして回収助剤を製造した。得られた回収助剤を用いて、実施例12と同様にして各種評価を行った。結果を表8に示す。なお、参考のため実施例12の結果も再度記載する。
Claims (15)
- 変性オレフィン系重合体(a−1)と末端官能基を含有する重合体(a−2)を反応させて得られる重合体(A)を含有する回収助剤であって;
変性オレフィン系重合体(a−1)が、0.01〜2質量%の不飽和カルボン酸又はその誘導体で変性された重合体であり;
重合体(a−2)が、その両末端又は片末端に、変性オレフィン系重合体(a−1)と反応し得る末端官能基を含有する重合体であって、その数平均分子量が1,500〜100,000である回収助剤。 - 変性オレフィン系重合体(a−1)中の不飽和カルボン酸又はその誘導体に由来する官能基の量に対し、重合体(a−2)中の前記末端官能基の量が0.1〜50モル%である請求項1に記載の回収助剤。
- 重合体(a−2)のFedorsの式より算出したSP値が9〜15(cal/cm3)1/2である請求項1又は2に記載の回収助剤。
- 重合体(a−2)の有する前記末端官能基が水酸基である請求項1〜3のいずれかに記載の回収助剤。
- 重合体(a−2)が、片末端にのみ前記末端官能基を有する請求項1〜4のいずれかに記載の回収助剤。
- 重合体(a−2)が、片末端をエーテル又はエステルで封止したポリグリコールである請求項5に記載の回収助剤。
- 更にアルカリ金属化合物(B)を含有する請求項1〜6のいずれかに記載の回収助剤。
- 変性オレフィン系重合体(a−1)中の不飽和カルボン酸又はその誘導体に由来する官能基に対し、アルカリ金属化合物(B)をアルカリ金属元素換算で0.1〜10モル%の割合で含有する請求項7に記載の回収助剤。
- 更に未変性のオレフィン系重合体を含有する請求項1〜8のいずれかに記載の回収助剤。
- 未反応の重合体(a−2)を実質的に含有しない請求項1〜9のいずれかに記載の回収助剤。
- エチレン−ビニルアルコール共重合体層及び熱可塑性樹脂層を含む多層構造体の回収物及び請求項1〜10のいずれかに記載の回収助剤を含み、該回収助剤を0.5〜10質量%含有する混合樹脂。
- 請求項11に記載の混合樹脂を溶融成形して得られた層を少なくとも1層有する多層構造体。
- 変性オレフィン系重合体(a−1)と重合体(a−2)とを溶融混練する工程を有する請求項1〜10のいずれかに記載の回収助剤の製造方法。
- 変性オレフィン系重合体(a−1)100質量部に対し、重合体(a−2)0.1〜200質量部を溶融混練する請求項13に記載の回収助剤の製造方法。
- 変性オレフィン系重合体(a−1)と重合体(a−2)とをアルカリ金属化合物(B)の存在下で溶融混練する請求項13又は14に記載の回収助剤の製造方法。
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