JPH0551048A - 酸素バリヤー性樹脂組成物及びその製造方法並びに包装材料 - Google Patents

酸素バリヤー性樹脂組成物及びその製造方法並びに包装材料

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JPH0551048A
JPH0551048A JP20278291A JP20278291A JPH0551048A JP H0551048 A JPH0551048 A JP H0551048A JP 20278291 A JP20278291 A JP 20278291A JP 20278291 A JP20278291 A JP 20278291A JP H0551048 A JPH0551048 A JP H0551048A
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JP
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oxygen barrier
polyolefin
oxidation catalyst
resin composition
oxygen
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JP20278291A
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Naoki Masuda
直己 増田
Norimasa Sekine
徳政 関根
Takeo Tomatsuri
丈夫 戸祭
Keiko Nakamura
圭子 中村
Hiroshi Umeyama
浩 梅山
Shunichi Kato
俊一 加藤
Takeo Kato
武男 加藤
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Abstract

(57)【要約】 【目的】高価な酸素バリヤー性樹脂を用いずに、もしく
は、少量用いるだけで優れたバリヤー性を有する樹脂組
成物、ならびに包装材料を提供することを目的とする。 【構成】ポリオレフィンまたはエチレン−酢酸ビニル共
重合体ケン化物と酸化触媒からなる組成物を、熱可塑性
樹脂中に分散してなる酸素バリヤー性樹脂組成物及び包
装材料。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、熱可塑性樹脂からなる
酸素バリヤー性に優れた樹脂組成物とその製造方法並び
にそれを用いた酸素バリヤー性包装材料に関する。
【0002】熱可塑性樹脂は、溶融押出成形、射出成
形、中空成形等の種々の方法で成形可能であることか
ら、例えば包装用のフィルム、シート、ボトル、容器等
に数多く使用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特に食
品等の酸素を嫌う内容物の包装用としては、酸素バリヤ
ー性であって、より高価な樹脂、例えばエチレン−酢酸
ビニル共重合体ケン化物、ポリ塩化ビニリデン等と積層
して用いられているのが実状であった。
【0004】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、より高価な酸素バリヤー性樹脂を用いずに、
もしくは、少量用いるだけで優れたバリヤー性を有する
樹脂組成物、ならびに包装材料を提供することを目的と
する。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記課題
に鑑みて鋭意研究の結果、本発明の上記目的は、ポリオ
レフィンまたはエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物
と酸化触媒からなる組成物を、熱可塑性樹脂中に分散し
てなる酸素バリヤー性樹脂組成物からなる包装材料を提
供することにより達成されることを見出した。
【0006】またその製造方法は、ポリオレフィンまた
はエチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物と酸化触媒か
らなる組成物をあらかじめ溶融混練して、熱可塑性樹脂
中に分散することによりなされる。以下に、本発明を更
に詳細に説明する。
【0007】本発明に用いられるポリオレフィンとして
は、例えば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレ
ン、高密度ポリエチレン等のポリエチレン、ポリプロピ
レンのホモあるいは、ブロックポリマー又は、ランダム
共重合体、ポリブテン、エチレン−αオレフィン(炭素
原子数3以上)共重合体等が挙げられる。なお、ポリオ
レフィン中の酸化防止剤含有量は500ppm以下が望
ましい。
【0008】また、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン
化物(以下EVOH)としては、エチレン含有量が22
〜48モル%、ケン化度が99〜100モル%のものが
酸素バリヤー性の効果の面で好ましい。
【0009】本発明に用いられる熱可塑性樹脂としては
ポリオレフィン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポ
リメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリ
スチレン、ポリウレタン、ポリアミド等が挙げられる。
【0010】本発明においては、上記熱可塑性樹脂に核
剤又は種々の添加剤、例えば相溶化剤、滑剤、アンチブ
ロッキング剤、安定剤、防曇剤、着色剤等を含有しても
よい。相溶化剤としては、無水マレイン酸グラフト変成
させたポリオレフィン等が用いられる。
【0011】本発明に用いられる酸化触媒とは、ポリオ
レフィン又はEVOHの酸素酸化を促進させることによ
り、ポリオレフィン又はEVOHを浸透透過しようとす
る酸素をポリオレフィン又はEVOHと反応させ、酸素
透過率を低下させ、結果としてポリオレフィン又はEV
OHの酸素バリヤー性を向上させうるものであればよ
く、このような酸化触媒としては好ましくは遷移金属の
化合物等からなる酸化触媒が用いられる。
【0012】このような遷移金属の場合、金属イオンが
酸化状態から還元状態、還元状態から酸化状態へと遷移
する過程で、酸素とポリオレフィン又はEVOHが反応
することにより酸化触媒として作用すると考えられる。
【0013】このような遷移金属としては、好ましく
は、Co、Mn、Fe、Cu、Ni、Ti、V、Cr等
の金属が挙げられ、中でもCoが好ましく用いられる。
これらの金属の化合物としては、有機酸の塩が用いられ
る。このような有機酸としては例えば、ステアリン酸、
アセチルアセトン酸、ジメチルジチオカルバミン酸、リ
ノール酸、ナフテン酸、トール酸、オレイン酸、樹脂
酸、カプリン酸が挙げられる。
【0014】また本発明の酸化触媒としては、衛生的で
あること、無色であること、安価であること等の理由か
らAl、Mg、Ca、Zn化合物も用いることができ
る。上記酸化触媒は、高分子樹脂組成中、金属原子重量
で100ppm以上となる量を含有されていることが望
ましい。
【0015】また、このような酸化触媒は高濃度に含有
される程、バリヤー性の面では優れた効果を発揮する
が、含有量が多すぎると急速な酸素吸収によりポリオレ
フィン又はEVOHが劣化し、他の熱可塑性樹脂に分散
した際に変色する虞があることより、高分子樹脂組成物
に対し、2000ppm以下で用いられることが好まし
い。
【0016】本発明の酸素バリヤー性樹脂組成物は、熱
可塑性樹脂中に酸化触媒を含有するポリオレフィン又は
EVOHを分散することにより形成するが、この熱可塑
性樹脂と酸化触媒を含有する、ポリオレフィン又はEV
OHの種類の組み合わせは特に問わない。すなわち、酸
化触媒を含有するポリオレフィン又はEVOHは、熱可
塑性樹脂中に溶け合うことなく島状に存在しても、酸化
触媒との反応による酸素吸収により、酸素バリヤー性を
向上せしめるものである。このような分散におけるポリ
オレフィン又はEVOHと、熱可塑性樹脂の混合比は、
1:100〜100:100である。
【0017】本発明において、酸化触媒とポリオレフィ
ン又はEVOHを、二軸混練機等を用いてあらかじめ溶
融混練しておく。しかるのちに、この酸化触媒を含有す
るポリオレフィン又はEVOH組成物をフィルム、シー
ト、容器等の包装材料加工の際に熱可塑性樹脂に分散せ
しめるものである。
【0018】すなわち、あらかじめ溶融混練することで
ポリオレフィン又はEVOH中に酸化触媒をより良く分
散せしめ、ポリオレフィン又はEVOHの酸素吸収反応
を向上するものである。
【0019】また本発明において、酸化触媒は有機酸塩
が用いられているが、このような有機酸は、従来、滑剤
等で用いられており、ポリオレフィン又はEVOHの加
工時の粘度を低下させる働きをもつ。すなわち、酸化触
媒とポリオレフィン又はEVOH組成物の粘度低下させ
ることで、熱可塑性樹脂中への分散の向上を達成する。
またこの分散性を向上する目的で、相溶化剤を熱可塑性
樹脂に対して1:100〜40:100重量部共有して
も良い。
【0020】当該酸化触媒はいずれも粉末であるが、例
えば、二軸混練押出機を用いて、酸化触媒とポリオレフ
ィン又はEVOH組成物を、樹脂ペレット型に加工し
て、マスターバッチとすれば、これを熱可塑性樹脂中に
分散し、酸素バリヤー性樹脂組成物とする際、あるい
は、フィルム、シート、容器等、包装材料に加工の際に
酸化触媒が飛散することなく、清浄な環境で作業するこ
とができる。
【0021】次に、上記の如く酸化触媒を含有するポリ
オレフィン又はEVOHを熱可塑性樹脂層中に分散して
得た酸素バリヤー性樹脂組成物は、熱による種々の成形
方法を用いて、フィルム、シート、容器その他の包装材
料等に成形することができる。
【0022】例えば、溶融押出成形によりフィルム、シ
ート、パイプ等を、射出成形により容器形状に、また、
中空成形によりボトル状等の中空容器に成形できる。中
空成形には、押出成形によりパリソンを成形し、これを
ブローして成形を行う押出中空成形と、射出成形により
プリフォームを成形してこれをブローして成形を行う射
出中空成形がある。
【0023】本発明においては、上記成形により得られ
るシート、包装材料、容器等は単層であってもよいが、
種々の層との積層体として用いることができる。すなわ
ち、酸化触媒が遷移金属である場合、食器等の包装材料
又は容器として用いる場合、食品等内容物と直接接触し
ないように、容器内面に遷移金属を含まない層を積層す
ることが好ましく行われる。
【0024】このような積層体としては、好ましくは、
前記酸化触媒を含むポリオレフィン又はEVOH組成物
を熱可塑性樹脂中に分散させた酸素バリヤー性樹脂組成
物層の片面又は両面に他の熱可塑性樹脂層、例えば酸化
触媒を含まない熱可塑性樹脂層を形成させたものが用い
られる。
【0025】用いられる他の熱可塑性樹脂層としては、
ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリウレ
タン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアク
リロニトリル、ポリカーボネート等あるいはこれらの変
性樹脂からなる層が挙げられる。
【0026】これらの層を積層する方法としては、接着
剤を用いたラミネーション、共押出成形、共押出中空成
形又は共射出中空成形等の各方法が用いられる。
【0027】本発明の酸素バリヤー性樹脂組成物は、以
下の如く種々の用途に用いることが可能である。例え
ば、食品等、酸素により変性しやすい物質の保存用容器
の材料として用いることができる。
【0028】シート又はフィルム状に成形する場合は、
袋用材料、ブリスターパック用材料、容器の蓋等に用い
ることができる。また、パイプ状に成形する場合は、両
端の開口部を金属蓋等で密着することにより、容器とす
ることができる。更に射出成形容器やボトルの場合は、
そのまま容器として使用することができる。
【0029】
【作用】ポリオレフィン又はEVOHは酸化触媒の存在
下で、空気中の酸素と反応してラジカル反応によるポリ
オレフィン又はEVOHの酸素吸収反応を促進させ、結
果的に大気中の酸素を消費し酸素バリヤー性を向上せし
めるものと推測される。
【0030】本発明の構成、すなわち酸化触媒を含有す
るポリオレフィン又はEVOH組成物を、熱可塑性樹脂
中に分散することで、優れた酸素バリヤー性を奏する。
【0031】
【実施例】以下に実施例を挙げて、本発明を更に具体的
に説明する。
【0032】<実施例1>ステアリン酸Co(II)20
0ppmと、ポリプロピレンB240 (三井石油化学
(株);MI=0.5,酸化防止剤なし)を混合し、二
軸混練押出機を用いて押出温度220℃にて押出成形を
行い、樹脂ペレットを得た。次いで、ポリエステル;商
品名シーラーPT−X207(三井デュポン(株))に対
し混合比20:80(重量比)で分散したものを280
℃の押出温度にて押出成形を行い、厚み300μmのフ
ィルムを得た。
【0033】<比較例1>実施例1において、ステアリ
ン酸Co(II)を含有せしめなかった以外は実施例1と
同様にしてフィルムを成形した。
【0034】<比較例2>ポリエステル;商品名シーラ
ーPT−X207 (三井デュポン(株))を280℃の押
出温度で押出成形を行い、厚み300μmのフィルムを
得た。
【0035】上記実施例1および比較例1、2で得られ
た各フィルムについて経時酸素透過率(O2 TR)の測
定結果を表1に示す。測定はモコンOx−TRAN100
(モダンコントロール社製)で25℃で行った。
【0036】
【表1】
【0037】<実施例2>ステアリン酸Co(II)20
0ppmとEVOH;商品名エバールEP−F101 A
(クラレ(株))を混合し、二軸混練押出機を用いて押
出温度220℃にて押出成形を行い、樹脂ペレットを得
た。次いで、ポリプロピレンB240 (三井石油化学
(株);MI0.5酸化防止剤なし)に対し混合比5:
95(重量比)で分散したものを220℃の押出温度に
て押出成形を行い、厚み1.0mmのシートを得た。
【0038】<比較例3>実施例1において、ステアリ
ン酸Co(II)を含有せしめなかった以外は、実施例2
と同様にしてシートを成形した。
【0039】<比較例4>ポリプロピレンB240 (三井
石油化学(株);MI0.5酸化防止剤なし)を220
℃の押出温度で、押出成形を行い、厚み1.0mmのシ
ートを得た。得られたシートの各々について実施例1と
同様に評価した結果を表2に示す。
【0040】
【表2】
【0041】表1および表2から判る通り、実施例1、
および2の本発明の酸素バリヤー性フィルム及びシート
は、比較例1、2、3および4のフィルムが経時酸素透
過率(O2 TR)に殆ど変化がないのに比べて、本発明
であるフィルム及びシートの酸素透過率は経時的に減少
しており、極めて優れた酸素バリヤー性を有している。
【0042】<実施例3>実施例1において作成したフ
ィルムの片面に、ウレタン系接着剤を用いて、厚さ5.
4μmの二軸延伸ポリエステルフィルム(OPET)を
積層して、積層フィルムを作製した。
【0043】実施例3と同様に比較例1および2のフィ
ルムにOPETフィルムを積層して、対応する比較例
5、比較例6の積層フィルムを作製した。実施例1と同
様に評価した結果を表3に示す。
【0044】
【表3】
【0045】<実施例4>実施例2において作成したシ
ートの両面に、ウレタン系接着剤を用いて、厚さ25μ
mの二軸延伸ポリエステルフィルム(OPET)を積層
して、積層シートを作製した。
【0046】実施例4と同様に比較例3および4のシー
トにOPETフィルムを積層して、対応する比較例7、
比較例8の積層シートを作製した。実施例1と同様に評
価した結果を表4に示す。
【0047】
【表4】
【0048】表3および表4から判る通り、実施例3、
および4の本発明の酸素バリヤー性積層フィルム及び積
層シートは、比較例5、6、7および8の積層フィルム
が経時酸素透過率(O2 TR)に殆ど変化がないのに比
べて、本発明である積層フィルム及び積層シートの酸素
透過率は経時的に低下しており、極めて優れた酸素バリ
ヤー性を有している。
【0049】<実施例5>実施例1におけるフィルム作
製においてステアリン酸コバルトにかえて、ステアリン
酸アルミニウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグ
ネシウムを表5に示すように用い、フィルム試料A、
B、Cを作製した。得られたフィルム試料AB、Cおよ
び酸化触媒を含まない比較例1のフィルム試料を、実施
例1と同様に評価した結果を表5に示す。
【0050】
【表5】
【0051】*1 A:ステアリン酸アルミニウム B:ステアリン酸亜鉛 C:ステアリン酸マグネシウム
【0052】表5より明らかなようにアルミニウム、亜
鉛、マグネシウムの各酸化触媒を用いた場合においても
酸素バリヤー効果は得られる。
【0053】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
り、より高価な他の酸素バリヤー性樹脂の使用をごく少
量化し、もしくは用いることなく、優れた酸素バリヤー
性を有することのできる熱可塑性の樹脂組成物およびそ
の製造方法、ならびに酸素バリヤー性包装材料を提供す
ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 圭子 東京都台東区台東一丁目5番1号 凸版印 刷株式会社内 (72)発明者 梅山 浩 東京都台東区台東一丁目5番1号 凸版印 刷株式会社内 (72)発明者 加藤 俊一 東京都台東区台東一丁目5番1号 凸版印 刷株式会社内 (72)発明者 加藤 武男 東京都台東区台東一丁目5番1号 凸版印 刷株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリオレフィンまたはエチレン−酢酸ビニ
    ル共重合体ケン化物と酸化触媒からなる組成物を熱可塑
    性樹脂中に分散させた酸素バリヤー性樹脂組成物。
  2. 【請求項2】ポリオレフィンまたはエチレン−酢酸ビニ
    ル共重合体ケン化物と酸化触媒からなる組成物をあらか
    じめ溶融混練して、熱可塑性樹脂中に分散することを特
    徴とする、酸素バリヤー性樹脂組成物の製造方法。
  3. 【請求項3】請求項1記載の酸素バリヤー性樹脂組成物
    からなる酸素バリヤー性包装材料。
JP20278291A 1991-08-13 1991-08-13 酸素バリヤー性樹脂組成物及びその製造方法並びに包装材料 Pending JPH0551048A (ja)

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