WO2024009915A1 - 組成物 - Google Patents

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WO2024009915A1
WO2024009915A1 PCT/JP2023/024470 JP2023024470W WO2024009915A1 WO 2024009915 A1 WO2024009915 A1 WO 2024009915A1 JP 2023024470 W JP2023024470 W JP 2023024470W WO 2024009915 A1 WO2024009915 A1 WO 2024009915A1
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WO
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less
mass
polyol
composition
polyvinyl alcohol
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Application number
PCT/JP2023/024470
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Inventor
圭佑 榎本
Original Assignee
株式会社クラレ
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/30Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D65/00Wrappers or flexible covers; Packaging materials of special type or form
    • B65D65/38Packaging materials of special type or form
    • B65D65/40Applications of laminates for particular packaging purposes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/05Alcohols; Metal alcoholates
    • C08K5/053Polyhydroxylic alcohols
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • C08L101/16Compositions of unspecified macromolecular compounds the macromolecular compounds being biodegradable
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L29/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical; Compositions of hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L29/02Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
    • C08L29/04Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L3/00Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08L3/02Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L67/00Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers

Definitions

  • the present invention relates to a composition that can be used as a food packaging material, etc., a melt-molded product containing the composition, a laminate containing a layer containing the composition, and a food package containing the laminate.
  • polyvinyl alcohol-based resins are one of the few crystalline water-soluble polymers, and are used as paper modifiers such as paper coating agents and paper internal additives, adhesives for paper, wood and inorganic materials, and warp glues. It is widely used as a stabilizer for emulsion polymerization and suspension polymerization, and as a variety of binders.
  • Conventional polyvinyl alcohol resins have been used in the form of aqueous solutions due to problems with thermal stability. In other words, in the case of fully saponified polyvinyl alcohol resin, its melting point and thermal decomposition temperature are very close to each other, making hot melt molding impossible. In the case of polyvinyl alcohol-based resins, there were problems such as an acetic acid odor being generated during hot melt molding due to poor thermal stability, and poor gas barrier properties.
  • Patent Document 1 melt-molding polyvinyl alcohol resin by blending other polymers or plasticizers with the polyvinyl alcohol resin to lower the melt viscosity of the polyvinyl alcohol resin.
  • Patent Document 2 A method of lowering the melting point of polyvinyl alcohol resin by modifying the polyvinyl alcohol resin has also been proposed (for example, Patent Document 2).
  • the present invention has been made based on the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a composition having excellent gas barrier properties and melt moldability, a melt molded article containing the composition, and a composition containing the composition.
  • An object of the present invention is to provide a laminate including the layers, as well as a food package including the laminate.
  • the present inventors have found that in a composition containing a polyvinyl alcohol resin and a specific polyol in a predetermined ratio, if the melting point and crystallization temperature are set within a specific range, the above-mentioned The inventors have found a solution to the problem and have completed the present invention.
  • the glass transition temperature of the polyol (B1) is 25°C or higher
  • the content of the polyol (B1) is 26 parts by mass or more and 130 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the polyvinyl alcohol resin (A)
  • composition according to any one of [1] to [6], further comprising starch, and the content of the starch is 40% by mass or less based on the mass of the composition.
  • the polyvinyl alcohol resin (A) has a viscosity average degree of polymerization of 200 or more and 1,500 or less.
  • the ⁇ -olefin-vinyl alcohol copolymer contains a structural unit derived from an ⁇ -olefin having 4 or less carbon atoms.
  • the polyvinyl alcohol resin (A) contains an ethylene-vinyl alcohol copolymer, and the content of ethylene units in the ethylene-vinyl alcohol copolymer is 1 mol% or more and 12 mol% or less, [1] The composition according to any one of ⁇ [10].
  • composition according to [13] wherein the content of the ethylene-vinyl alcohol copolymer is 50% by mass or more based on the mass of the polyvinyl alcohol resin (A).
  • OTR oxygen permeability
  • a melt-molded article comprising the composition according to any one of [1] to [15].
  • a laminate comprising a layer containing the composition according to any one of [1] to [15].
  • the laminate according to [17] wherein the laminate further includes a layer containing biodegradable polyester.
  • the biodegradable polyester is at least one biodegradable polyester selected from the group consisting of polylactic acid, polybutylene succinate, polybutylene succinate adipate, polybutylene adipate terephthalate, and polyhydroxyalkanoate. , the laminate according to [18].
  • a food packaging comprising the laminate according to any one of [17] to [19].
  • composition of the present invention has excellent melt moldability and gas barrier properties.
  • the composition of the present invention contains a polyvinyl alcohol resin (A) and a polyol (B1), the glass transition temperature (sometimes referred to as Tg) of the polyol (B1) is 25°C or higher, and the composition of the polyol (B1) is The content is 26 parts by mass or more and 130 parts by mass or less based on 100 parts by mass of the polyvinyl alcohol resin (A), the melting point of the composition is 210°C or less, and the crystallization temperature is 190°C or less.
  • polyols with a Tg of 25°C or higher may be referred to as "Tg ⁇ 25°C polyol (B1)” or “polyol (B1)”, and polyvinyl alcohol resin (A) is simply referred to as “component (A)”. ” is sometimes called.
  • component (A) is sometimes called.
  • the upper limit value and the lower limit value can be arbitrarily combined.
  • the present inventors included 26 parts by mass or more and 130 parts by mass or less of a polyol (B1) having a Tg of 25° C. or more based on 100 parts by mass of the polyvinyl alcohol resin (A), and the melting point of the composition
  • the crystallization temperature was adjusted to 210° C. or lower and 190° C. or lower, respectively, it was surprisingly found that not only the melt moldability was improved, but also the gas barrier properties could be maintained or improved.
  • the polyol (B1) suppresses the mobility of the amorphous part of the polyvinyl alcohol resin.
  • the polyvinyl alcohol resin (A) contains a vinyl alcohol polymer.
  • a vinyl alcohol polymer is a polymer containing vinyl alcohol units as monomer units.
  • Vinyl alcohol polymers are obtained by saponifying vinyl ester polymers obtained by polymerizing vinyl ester monomers, which are the raw material monomers, and the vinyl alcohol polymers after saponification contain vinyl alcohol units as well as May contain vinyl ester units.
  • Vinyl alcohol-based polymers are produced by saponifying a copolymer obtained by copolymerizing a vinyl ester monomer, which is a raw material monomer, with other monomers, and then producing a copolymer containing vinyl alcohol units and other monomers other than vinyl ester units.
  • modified vinyl alcohol copolymer containing monomer units.
  • monomers other than the vinyl ester monomer may be referred to as "modified species.”
  • modified vinyl alcohol copolymer the ratio of the structural units derived from the "modified species" to the total monomer units may be referred to as the "modified amount.”
  • the modified vinyl alcohol polymer may be a modified vinyl alcohol polymer obtained by so-called post-modification, in which a specific functional group is introduced by reacting a specific chemical species to the vinyl alcohol polymer after saponification. good.
  • vinyl alcohol polymer includes unmodified vinyl alcohol polymers, modified vinyl alcohol copolymers, and modified vinyl alcohol polymers or copolymers resulting from post-modification. It is. Further, the polyvinyl alcohol resin (A) may contain a plurality of types of vinyl alcohol polymers having different physical properties.
  • Vinyl ester monomers used as raw material monomers for vinyl alcohol polymers include, for example, vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl valerate, vinyl caprate, vinyl laurate, vinyl stearate, and vinyl benzoate. , vinyl pivalate, vinyl versatate, etc. Among these, vinyl acetate is preferred.
  • the vinyl alcohol polymer may be a modified vinyl alcohol copolymer containing, in addition to vinyl alcohol units and vinyl ester units, other monomer units other than the vinyl ester units.
  • Other monomers include ⁇ -olefins such as ethylene, propylene, n-butene, and isobutylene; acrylic acid and its salts; acrylic esters; methacrylic acid and its salts; methacrylic esters; acrylamide; N-methylacrylamide; Acrylamide derivatives such as N-ethylacrylamide, N,N-dimethylacrylamide, diacetone acrylamide, acrylamide propanesulfonic acid and its salts, acrylamide propyl dimethylamine and its salts or its quaternary salts, N-methylolacrylamide and its derivatives; methacryl Amides: Methacrylamide derivatives such as N-methylmethacrylamide, N-ethylmethacrylamide, methacrylamidepropanesulfonic acid and its salts, methacrylamideprop
  • the other monomers are preferably ⁇ -olefins such as ethylene and/or 3,4-diacetoxy-1-butene from the viewpoint of easily improving gas barrier properties.
  • the content (denaturation amount) of these other monomer units varies depending on the purpose and use. In one embodiment, the content of other monomer units is preferably 10 mol% or less, more preferably 5 mol% or less, even more preferably 1 mol% or less, particularly preferably 0.5 mol% or less. It's okay.
  • the content of other monomer units is preferably 1 mol% or more, more preferably 2 mol% or more, even more preferably 3 mol% or more, and preferably 12 mol% or less, more preferably Preferably it is 11 mol% or less, more preferably 10 mol% or less.
  • the polyvinyl alcohol resin (A) includes an unmodified vinyl alcohol polymer, an ⁇ -olefin-vinyl alcohol copolymer, and a 1,2-vinyl alcohol polymer in the side chain. It is preferable to contain at least one member selected from the group consisting of vinyl alcohol copolymers having a diol structure, and from the viewpoint of easily improving gas barrier properties, it is more preferable to contain an ⁇ -olefin-vinyl alcohol copolymer. preferable.
  • the ⁇ -olefin-vinyl alcohol copolymer preferably contains a structural unit derived from an ⁇ -olefin having 4 or less carbon atoms, and is more preferably an ethylene-vinyl alcohol copolymer.
  • the vinyl alcohol polymer contained in the polyvinyl alcohol resin (A) may be a vinyl alcohol polymer that does not contain an oxyalkylene group.
  • the degree of saponification of the polyvinyl alcohol resin (A) is preferably 90 mol% or more, more preferably 94 mol% or more, still more preferably 97 mol% or more, and even more preferably 98 mol% or more. It is preferably 99.9 mol% or less, more preferably 99.7 mol% or less, even more preferably 99.5 mol% or less.
  • the degree of saponification of the polyvinyl alcohol resin (A) is within the above range, the crystallinity of the polyvinyl alcohol resin (A) becomes better, gas barrier properties tend to improve, and water solubility tends to decrease.
  • the degree of saponification of polyvinyl alcohol resin can be measured according to JIS K6726 (1994).
  • the degree of saponification of the mixture of vinyl alcohol polymers used should be determined according to JIS K6726 (1994).
  • the saponification degree obtained is defined as the saponification degree of the polyvinyl alcohol resin (A).
  • the degree of saponification of the vinyl alcohol polymer contained in the polyvinyl alcohol resin (A) is preferably 90 mol% or more, more preferably 94 mol%, still more preferably 97 mol% or more, Even more preferably it is 98 mol% or more, preferably 99.9 mol% or less, more preferably 99.7 mol% or less, still more preferably 99.5 mol% or less.
  • the degree of saponification of the vinyl alcohol polymer contained in the polyvinyl alcohol resin (A) is within the above range, the crystallinity of the polyvinyl alcohol resin (A) will be better, the gas barrier properties will be easier to improve, and the water solubility will be lowered. It's easy to do. In addition, thermal stability becomes better, melt moldability is easily improved, and molding and film formation can be performed more stably.
  • the degree of saponification of polyvinyl alcohol resin can be measured according to JIS K6726 (1994).
  • the saponification degree contained in the polyvinyl alcohol resin (A) when the polyvinyl alcohol resin (A) contains a vinyl alcohol polymer having a saponification degree of 90 mol% or more and 99.99 mol% or less, the saponification degree contained in the polyvinyl alcohol resin (A)
  • the content of the vinyl alcohol polymer is 90 mol% or more and 99.99 mol% or less, based on the mass of the polyvinyl alcohol resin (A), preferably 50 mass% or more, more preferably 70 mass% or more, and The content is preferably 90% by mass or more, even more preferably 95% by mass or more, particularly preferably 98% by mass or more, and preferably 100% by mass or less.
  • the polyvinyl alcohol resin (A) may contain only a vinyl alcohol polymer having a saponification degree of 90 mol% or more and 99.99 mol% or less.
  • the content of the vinyl alcohol polymer having a saponification degree of 90 mol% or more and 99.99 mol% or less is at least the above-mentioned lower limit, gas barrier properties and melt moldability are likely to be improved.
  • the content (denaturation amount) of ethylene units in the polyvinyl alcohol resin (A) is preferably 1 mol. % or more, more preferably 2 mol% or more, still more preferably 3 mol% or more, preferably 12 mol% or less, more preferably 11 mol% or less, still more preferably 10 mol% or less.
  • the content of ethylene units means the ratio of ethylene units to all monomer units in the ethylene-vinyl alcohol copolymer.
  • the content of ethylene units can be determined from 1 H-NMR of an ethylene-vinyl ester copolymer that is a precursor of an ethylene-vinyl alcohol copolymer or a re-acetyl product, and can be determined, for example, by the method described in Examples. be able to.
  • the polyvinyl alcohol resin (A) contains multiple ethylene-vinyl alcohol copolymers with different ethylene unit contents, check the ethylene unit content of the ethylene-vinyl alcohol copolymer mixture to be used. It is measured by the method described in the example, and the obtained ethylene unit content is defined as the ethylene unit content of the polyvinyl alcohol resin (A).
  • the content of ethylene units (denaturation amount) in the ethylene-vinyl alcohol copolymer is preferably 1 mol. % or more, more preferably 2 mol% or more, still more preferably 3 mol% or more, preferably 12 mol% or less, more preferably 11 mol% or less, still more preferably 10 mol% or less.
  • the content of ethylene units is within the above range, melt moldability and biodegradability are easily improved while gas barrier properties are maintained, and water solubility is likely to decrease.
  • the content of ethylene units means the ratio of ethylene units to all monomer units in the ethylene-vinyl alcohol copolymer.
  • the content of ethylene units in the ethylene-vinyl alcohol copolymer can be determined from 1 H-NMR of the ethylene-vinyl ester copolymer which is the precursor or re-acetyl acid of the ethylene-vinyl alcohol copolymer, for example. It can be determined by the method described in Examples.
  • the ethylene-vinyl alcohol copolymer may contain monomer units other than vinyl alcohol units, ethylene units, and vinyl ester units, as long as the effects of the present disclosure are not impaired.
  • Other monomers include those other than ethylene as exemplified above, and the content of other monomer units is, for example, the ratio of the former mentioned above as the content of other monomer units. (10 mol% or less).
  • the content of the ethylene-vinyl alcohol copolymer is relative to the mass of the polyvinyl alcohol resin (A). and preferably 50% by mass or more, more preferably 55% by mass or more, still more preferably 60% by mass or more, even more preferably 70% by mass or more, particularly preferably 80% by mass or more, particularly preferably 90% by mass or more. and is preferably 100% by mass or less.
  • the content of the ethylene-vinyl alcohol copolymer is within the above range, it is easy to improve melt moldability while maintaining gas barrier properties, and easy to reduce water solubility.
  • the vinyl alcohol copolymer having a 1,2-diol structure in the side chain is obtained by copolymerizing, for example, a vinyl ester monomer and a 3,4-diacetoxy-1-butene monomer.
  • the vinyl alcohol copolymer after saponification has a 1,2-diol structure in its side chain.
  • the content of units containing a 1,2-diol structure in the vinyl alcohol copolymer having a 1,2-diol structure in the side chain is preferably 1 mol% or more, more preferably 2 mol% or more, and even more preferably It is 3 mol% or more, preferably 12 mol% or less, more preferably 11 mol% or less, even more preferably 10 mol% or less.
  • content of units containing a 1,2-diol structure is within the above range, gas barrier properties, melt moldability, and biodegradability can be easily improved.
  • the content of units containing a 1,2-diol structure is the ratio of units containing a 1,2-diol structure to all monomer units in a vinyl alcohol copolymer having a 1,2-diol structure in the side chain. means.
  • the content of units containing a 1,2-diol structure can be determined from 1 H-NMR of a vinyl alcohol copolymer having a 1,2-diol structure in the side chain, for example, by the method described in Examples. be able to.
  • the vinyl alcohol copolymer having a 1,2-diol structure in the side chain may include vinyl alcohol units, units derived from 3,4-diacetoxy-1-butene, and vinyl alcohol units, as long as the effects of the present disclosure are not impaired. It may contain monomer units other than ester units. Other monomers include those other than 3,4-diacetoxy-1-butene exemplified above, and the content of other monomer units is, for example, the content of other monomer units. It can be appropriately selected from the range of the former ratio (10 mol % or less) described above.
  • the side chain has a 1,2-diol structure.
  • the content of the vinyl alcohol copolymer having a diol structure can be selected, for example, from the same range as the content of the ethylene-vinyl alcohol copolymer described above.
  • the content of the vinyl alcohol copolymer having a 1,2-diol structure in the side chain is within the above range, gas barrier properties and melt moldability can be easily improved.
  • the polyvinyl alcohol resin (A) is preferably biodegradable.
  • biodegradable polyvinyl alcohol resin (A) When biodegradable polyvinyl alcohol resin (A) is treated with activated sludge or buried in soil, it can be decomposed into water and carbon dioxide.
  • biodegradable polyvinyl alcohol resin (A) when biodegradable polyvinyl alcohol resin (A) is continuously treated with activated sludge, it is preferably completely decomposed within two days.
  • the polyvinyl alcohol resin (A) is preferably water-dispersible.
  • the content of ethylene units in the ethylene-vinyl alcohol copolymer is preferably 1 to 12 mol% from the viewpoint of easily increasing biodegradability. , more preferably 1 to 10 mol %, still more preferably 1 to 9 mol %.
  • the polyvinyl alcohol resin (A) contains an ethylene-vinyl alcohol copolymer, and the content of ethylene units in the ethylene-vinyl alcohol copolymer is 1 mol% or more and 12 mol%. It is as follows. Such a form tends to improve the gas barrier properties, melt moldability, and biodegradability of the composition.
  • the viscosity average degree of polymerization (hereinafter sometimes abbreviated as degree of polymerization) of the polyvinyl alcohol resin (A) is preferably 200 or more, more preferably 230 or more, and still more preferably 250 or more. , still more preferably 300 or more, particularly preferably 350 or more, for example, it may be 400 or more, or 450 or more, preferably 1500 or less, more preferably 1200 or less, still more preferably 1000 or less, even more preferably It is 800 or less, and may be 700 or less, for example.
  • the degree of polymerization of the polyvinyl alcohol resin (A) is within the above range, it is easy to improve workability when producing molded products, films, etc., and it is easy to improve mechanical strength. In addition, since it tends to have good melt viscosity during melt molding, it is easy to improve workability and processability.
  • the degree of polymerization of the polyvinyl alcohol resin (A) is determined from the degree of polymerization and blending ratio of each vinyl alcohol polymer. Means the calculated average degree of polymerization.
  • the degree of polymerization of the vinyl alcohol polymer is the degree of polymerization of the polyvinyl alcohol resin (A).
  • the polyvinyl alcohol resin (A) contains two or more types of vinyl alcohol polymers, the vinyl alcohol polymers with different degrees of polymerization are mixed at an appropriate blending ratio, and the polyvinyl alcohol resin (A) is polymerized.
  • the degree may be adjusted within the above-mentioned range.
  • the viscosity average degree of polymerization can be measured according to JIS K6726 (1994), for example, by the method described in Examples.
  • the viscosity average degree of polymerization of the vinyl alcohol polymer contained in the polyvinyl alcohol resin (A) may be 200 or more and 2000 or less, preferably 200 or more, and more preferably 230 or more. , more preferably 250 or more, even more preferably 300 or more, particularly preferably 350 or more, for example, it may be 400 or more, or 450 or more, preferably 1800 or less, more preferably 1600 or less, still more preferably 1500 Below, it is still more preferably 1000 or less, particularly preferably 800 or less, and may be, for example, 700 or less.
  • the viscosity average degree of polymerization of the vinyl alcohol polymer is within the above range, it is easy to improve workability when producing molded products, films, etc., and it is easy to improve mechanical strength. In addition, since it tends to have good melt viscosity during melt molding, workability and processability tend to improve.
  • the content of the polyvinyl alcohol resin (A) is preferably 43% by mass or more, more preferably 45% by mass, for example 48% by mass or more, based on the mass of the composition. It may be 51% by mass or more, or 56% by mass or more, preferably 79% by mass or less, more preferably 74% by mass or less, still more preferably 70% by mass or less, even more preferably 65% by mass or less, or 62% by mass or less. % by mass or less.
  • the content of the polyvinyl alcohol resin (A) is at least the above lower limit, gas barrier properties are easily enhanced, and when the content of the polyvinyl alcohol resin (A) is below the above upper limit, melt moldability is enhanced. Cheap.
  • the polyvinyl alcohol resin (A) contains a vinyl alcohol polymer.
  • Vinyl alcohol-based polymers can be produced, for example, by polymerizing vinyl ester monomers or vinyl ester monomers and other monomers to produce vinyl ester polymers or copolymers (such as polymers and copolymers). may be collectively referred to as vinyl ester polymers) and further saponification.
  • methods for polymerizing vinyl ester monomers include known methods such as bulk polymerization, solution polymerization, suspension polymerization, and emulsion polymerization.
  • bulk polymerization methods and solution polymerization methods in which polymerization is performed without a solvent or in a solvent such as alcohol are preferably used.
  • the alcohol used as a solvent during solution polymerization include lower alcohols such as methanol, ethanol, and propanol.
  • Initiators used in copolymerization include 2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis(2,4-dimethyl-valeronitrile), benzoyl peroxide, n-propyl peroxydi
  • Known initiators such as azo initiators such as carbonates or peroxide initiators may be used.
  • There are no particular restrictions on the polymerization temperature but a range of 0°C to 150°C is preferred.
  • the vinyl alcohol polymer is an ethylene-vinyl alcohol copolymer or the like, it is preferable to copolymerize a vinyl ester monomer and a monomer such as ethylene by the above method.
  • the vinyl ester polymer obtained in the polymerization step can be saponified by alcoholysis or hydrolysis reaction in an organic solvent in the presence of a catalyst.
  • the catalyst used in the saponification step include basic catalysts such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, and sodium methoxide; and acidic catalysts such as sulfuric acid, hydrochloric acid, and p-toluenesulfonic acid.
  • the organic solvent used in the saponification step is not particularly limited, but examples include alcohols such as methanol and ethanol; esters such as methyl acetate and ethyl acetate; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; and aromatic hydrocarbons such as benzene and toluene.
  • the amount of saponification catalyst used is preferably 0.001 to 0.5 in molar ratio to the vinyl ester monomer units in the vinyl ester polymer.
  • the molar ratio is more preferably 0.002 or more.
  • the molar ratio is more preferably 0.4 or less, and even more preferably 0.3 or less.
  • a preferred embodiment of the saponification step is as follows. First, a saponification catalyst such as sodium hydroxide is added to and mixed with the vinyl ester polymer solution obtained in the polymerization step.
  • the solvent at this time is preferably methanol. Initially, the mixture is a homogeneous liquid, but as the saponification reaction progresses and the vinyl ester units in the polymer are saponified and converted to vinyl alcohol units, the solubility in the solvent decreases and the polymer precipitates in the solution. do. At this time, the solution contains methyl acetate produced by alcoholysis with methanol. As the saponification reaction progresses, the amount of polymer precipitated gradually increases and becomes slurry-like, which then loses fluidity. Therefore, in order to proceed with the saponification reaction uniformly, it is preferable to mix the components sufficiently until fluidity is lost.
  • a saponification catalyst such as sodium hydroxide is added to and mixed with the vinyl ester polymer solution obtained in the polymerization step.
  • the method of mixing the vinyl ester polymer solution and the saponification catalyst is not particularly limited, and various methods such as a static mixer, kneader, and stirring blade can be adopted, but using a static mixer allows for continuous and uniform mixing. preferable. In this case, it is preferable to add a saponification catalyst to the vinyl ester polymer solution after the polymerization process in a pipe connected to a polymerization tank, and then mix the solution through a static mixer to obtain a paste.
  • the temperature of the reaction solution in the static mixer is usually 20 to 80°C.
  • the method for advancing the saponification reaction of the vinyl ester polymer in the paste that has passed through the static mixer is not particularly limited, but the paste may be placed on a moving belt and the belt may be maintained at a constant temperature.
  • a method in which the saponification reaction proceeds while moving in a tank is preferred.
  • the paste on the belt loses its fluidity and becomes a solid state, and the saponification reaction further proceeds in the solid state.
  • the saponification reaction can proceed continuously in a solid state, and a solid block containing a vinyl alcohol polymer and a solvent can be obtained.
  • the saponification temperature is suitably 20 to 60°C, preferably 25°C or higher, more preferably 30°C or higher, and preferably 55°C or lower, more preferably 50°C or lower.
  • the saponification time is preferably 5 minutes or more and 2 hours or less.
  • the saponification time is more preferably 8 minutes or more, even more preferably 10 minutes or more, more preferably 1.5 hours or less, and still more preferably 1 hour or less.
  • the vinyl alcohol polymer may be washed by adding a washing step for the purpose of removing impurities such as sodium acetate.
  • the cleaning liquid include methanol, acetone, methyl acetate, ethyl acetate, hexane, water, etc. Among these, methanol, methyl acetate, and water alone or as a mixture are more preferable.
  • the amount of the cleaning liquid is usually preferably 30 to 10,000 parts by mass, more preferably 50 to 3,000 parts by mass, per 100 parts by mass of the vinyl alcohol polymer.
  • the washing temperature is preferably 5 to 80°C, more preferably 20 to 70°C.
  • the washing time is preferably 20 minutes to 10 hours, more preferably 1 hour to 6 hours.
  • known methods such as a batch method and a countercurrent cleaning method can be applied.
  • the composition of the present invention contains a polyol (B1) having a Tg of 25° C. or higher, and the content of the polyol (B1) is 26 parts by mass or more and 130 parts by mass based on 100 parts by mass of the polyvinyl alcohol resin (A). It is as follows. When the content of polyol (B1) is less than 26 parts by mass or more than 130 parts by mass, melt moldability and/or gas barrier properties are insufficient. In the present invention, since the content of polyol (B1) is within the above range, gas barrier properties can be maintained or improved while lowering the melting point of the composition and improving melt moldability. Polyol (B1) can be used alone or in combination of two or more.
  • the Tg of the polyol (B1) is preferably 30°C or higher, more preferably 40°C or higher, even more preferably 50°C or higher, even more preferably 70°C or higher, preferably 150°C or lower, more preferably 130°C or lower. It is. When the Tg of the polyol (B1) is within the above range, the composition has a high crystallization temperature, has heat resistance, and tends to improve melt moldability and gas barrier properties.
  • the Tg of polyol (B1) can be measured using a differential scanning calorimeter (sometimes referred to as DSC), for example, by the method described in Examples.
  • DSC differential scanning calorimeter
  • the crystallization enthalpy of the polyol (B1) is preferably 100 J/g or less, more preferably 50 J/g or less, even more preferably 30 J/g or less, even more preferably 5 J/g or less.
  • the crystallization enthalpy of polyol (B1) is within the above range, bleed-out of polyol (B1) can be easily suppressed.
  • the crystallization enthalpy in the present invention is measured using a differential scanning calorimeter at a cooling rate of 10° C./min, and can be measured, for example, by the method described in Examples.
  • crystallization enthalpy of a polyol cannot be identified under the measurement conditions, the crystallization enthalpy is considered to be 0 J/g, and such a polyol also falls under the category of polyols with a crystallization enthalpy of 100 J/g or less. Note that crystallization enthalpy cannot be distinguished because there is no crystallization enthalpy peak in DSC measurement.
  • the polyol (B1) is not particularly limited as long as it has a Tg of 25° C. or higher, is compatible with the polyvinyl alcohol resin (A), and has the effect of lowering the melting point of the composition, but examples include maltitol, lactitol, and trehalose. Polyhydric alcohols such as, etc. can be suitably used. From the viewpoint of easily improving melt moldability and gas barrier properties, the polyol (B1) is preferably at least one selected from the group consisting of maltitol, lactitol, and trehalose, and more preferably trehalose.
  • the content of the polyol (B1) is preferably 30 parts by mass or more, more preferably 35 parts by mass or more, even more preferably 45 parts by mass or more, for example 51 parts by mass or more, based on 100 parts by mass of the polyvinyl alcohol resin (A). It may be at least 140 parts by mass, more preferably at most 130 parts by mass, such as at most 120 parts by mass, at most 105 parts by mass, and at most 95 parts by mass. part or less, 85 parts by mass or less, or 80 parts by mass or less.
  • polyol (B1) When the content of polyol (B1) is at least the above-mentioned lower limit, it is easy to improve the melt moldability and gas barrier properties of the composition, and when the content of polyol (B1) is at most the above-mentioned upper limit, polyol (B1) The occurrence of problems such as bleed-out can be suppressed, and the melt moldability and gas barrier properties of the composition can be easily improved.
  • composition of the present invention may contain, in addition to the polyol (B1), a polyol (B2) having a Tg of less than 25°C (sometimes simply referred to as polyol (B2)), as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • Polyol (B2) can be used alone or in combination of two or more.
  • the Tg of the polyol (B2) is preferably 20°C or less, more preferably 15°C or less, even more preferably 10°C or less, even more preferably 5°C or less, and preferably is -100°C or higher, more preferably -80°C or higher, even more preferably -60°C or higher, even more preferably -40°C or higher, particularly preferably -20°C or higher.
  • the Tg of polyol (B2) can be measured using DSC, for example, by the method described in Examples.
  • the polyol (B2) is not particularly limited as long as it is a compound that can reduce the Tg or melt viscosity of the polyvinyl alcohol resin (A), but examples include polyhydric alcohols such as sorbitol, xylitol, glycerin, and diglycerin; Diols such as 3-butanediol and 2,3-butanediol; ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, trimethylene glycol, tetramethylene glycol, pentamethylene glycol, hexamethylene glycol , glycols such as propylene glycol; glycerin derivatives in which ethylene oxide, propylene oxide, etc.
  • polyhydric alcohols such as sorbitol, xylitol, glycerin, and diglycerin
  • Diols such as 3-butanediol and 2,3-butan
  • polyhydric alcohols such as sorbitol, xylitol, glycerin, and diglycerin; sugars, polyethers; phenol derivatives such as bisphenol A and bisphenol S; Amide compounds such as N-methylpyrrolidone; trimethylolpropane, diglycerin, 3-methyl-1,3,5-pentanetriol, and the like.
  • polyhydric alcohols are preferred, at least one selected from the group consisting of sorbitol, xylitol and glycerin is preferred, sorbitol and/or glycerin are more preferred, and sorbitol is even more preferred.
  • the content of the polyol (B2) is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 15 parts by mass or less, even more preferably 10 parts by mass, based on 100 parts by mass of the polyvinyl alcohol resin (A). It is not more than 5 parts by weight, even more preferably not more than 5 parts by weight.
  • the lower limit of the content of polyol (B2) may be, for example, 0 mass part or more, 0.1 mass part or more, or 1 mass part or more.
  • the composition of the present invention preferably does not contain polyol (B2) from the viewpoint of easily improving gas barrier properties.
  • Polyol (B3) As a polyol other than the above-mentioned polyol (B1) and polyol (B2), there is a polyol (B3) whose Tg is not observed when measured using DSC. Examples of the polyol (B3) include mannitol, pentaerythritol, and dipentaerythritol. Such polyol (B3) does not correspond to polyol (B1) or polyol (B2).
  • polyol (B) all polyols contained in the composition of the present invention may be collectively referred to as polyol (B).
  • the content of polyol (B1) is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, for example 90% by mass or more, based on the mass of polyol (B). It may be 95% by mass or more, or 98% by mass or more.
  • the upper limit of the content of the polyol (B1) is 100% by mass or less.
  • polyol (B) may consist only of polyol (B1). When the content of polyol (B1) relative to the mass of polyol (B) is at least the above lower limit, the gas barrier properties of the composition are likely to be improved.
  • composition of the present invention contains the polyvinyl alcohol resin (A) and the polyol (B1) in an amount of 26 parts by mass or more and 130 parts by mass or less based on 100 parts by mass of component (A), and has a melting point of 210° C. or less. and the crystallization temperature is 190°C or less. Therefore, both excellent gas barrier properties and excellent melt moldability can be achieved.
  • the melting point of the composition of the present invention is 210°C or lower, preferably 208°C or lower, more preferably 206°C or lower, even more preferably 205°C or lower, and may be, for example, 204°C or lower or 203°C or lower.
  • the melting point is below the above upper limit, the gas barrier properties and melt moldability of the composition can be improved, and the strength of molded products formed from the composition can also be increased.
  • coextrusion/coinjection molded products with biodegradable polyester having low heat resistance can be stably produced.
  • the melting point of the composition of the present invention is preferably 160°C or higher, more preferably 170°C or higher, even more preferably 172°C or higher, even more preferably 173°C or higher, for example, it may be 180°C or higher, and 190°C or higher.
  • the temperature may be higher than °C.
  • the melting point of the composition was determined by lowering the temperature from 230°C to 160°C under nitrogen at a frequency of 1 Hz using a dynamic viscoelastic device, and then increasing it from 160°C to 230°C at a rate of 5°C/min. This is the temperature at which tan ⁇ becomes greater than 1 during the heating process, and can be measured, for example, by the method described in Examples.
  • the crystallization temperature of the composition of the present invention is 190°C or lower, preferably 188°C or lower, more preferably 186°C or lower, and may be, for example, 184°C or lower.
  • the crystallization temperature is below the above upper limit, the gas barrier properties and melt moldability of the composition can be improved, and the strength of molded products formed from the composition can also be increased.
  • coextrusion/coinjection molded products with biodegradable polyester having low heat resistance can be stably produced.
  • the crystallization temperature of the composition of the present invention is preferably 120°C or higher, more preferably 122°C or higher, even more preferably 124°C or higher, for example, it may be 150°C or higher, or it may be 170°C or higher. good.
  • the crystallization temperature of the composition was determined by decreasing the tan ⁇ to 1 or less in the process of lowering the temperature from 230°C to 160°C at a rate of 5°C/min using a dynamic viscoelastic device under nitrogen and a frequency of 1Hz. This temperature can be measured, for example, by the method described in the Examples.
  • the melting point and crystallization temperature of the composition can be determined by appropriately adjusting the type and content of the polyol (B), the type of polyvinyl alcohol resin (A), the degree of polymerization, the amount of modification, the degree of saponification, and the content thereof.
  • the melting point and degree of crystallinity may be adjusted by using the above-mentioned preferred ones or by setting them within the preferred range. For example, the melting point and crystallinity tend to decrease as the content of polyol (B1) and polyol (B2) increases and as the degree of polymerization of the polyvinyl alcohol resin (A) decreases.
  • the composition of the invention can have a low melt viscosity.
  • the complex viscosity of the composition of the present invention is preferably 10,000 Pa ⁇ s or less, more preferably 5,000 Pa ⁇ s or less, still more preferably 3,000 Pa ⁇ s or less, such as 2,000 Pa ⁇ s or less, 1,500 Pa ⁇ s or less, 1,000 Pa ⁇ s or less. , or 600 Pa ⁇ s or less. Further, the complex viscosity of the composition of the present invention is preferably 70 Pa ⁇ s or more, more preferably 90 Pa ⁇ s or more. When the complex viscosity is within the above range, melt moldability can be easily improved.
  • the complex viscosity can be measured using a dynamic viscoelasticity apparatus under nitrogen conditions at a frequency of 1 Hz and a temperature of 200° C., for example, by the method described in Examples.
  • the composition of the present invention has significantly superior gas barrier properties, particularly oxygen barrier properties, as compared to conventional polyvinyl alcohol resin compositions, and is useful as a resin for oxygen barrier films. That is, the composition of the present invention has a lower oxygen permeability, which is an index of oxygen barrier properties, as measured by the specific method shown below, compared to conventional polyvinyl alcohol resin compositions.
  • the oxygen permeability (OTR) of the composition of the invention is preferably less than or equal to 3.0 cc/m 2 ⁇ day ⁇ atm, more preferably less than 3.0 cc/m 2 ⁇ day ⁇ atm.
  • oxygen permeability When the oxygen permeability (OTR) is below the above upper limit, excellent oxygen barrier properties can be exhibited.
  • the oxygen permeability is determined by applying an aqueous solution of the composition to bleached kraft paper (100 ⁇ m thick, 70 g/m 2 ) to form a film, and then applying the barrier paper (laminate of paper and composition layer) to the temperature. After controlling the humidity at 23°C and 65% relative humidity for 7 days, the oxygen permeability (unit: cc/m 2 ⁇ day ⁇ atm) of the barrier paper was measured, and the obtained measurement value was calculated as the thickness of the composition layer. This is a value converted to 20 ⁇ m, and can be measured, for example, by the method described in Examples.
  • the composition of the present invention has excellent melt moldability, it can be molded while suppressing film thickness unevenness even at a relatively low molding temperature. Moreover, it can be applied to various known molding methods (eg, compression molding, extrusion molding, injection molding, etc.). For example, it can be suitably applied to coextrusion molding, and a laminate can also be formed by coextrusion molding together with a layer containing biodegradable polyester.
  • melt moldability refers to the property of being easy to melt mold, and the higher the melt moldability, the easier it is to melt mold. For example, as in the examples, melt moldability is can be evaluated.
  • the composition of the present invention may further contain starch.
  • Starch may be unmodified starch or modified starch. Including unmodified starch and/or modified starch is preferable from the viewpoint of suppressing the material cost of the composition and improving biodegradability.
  • examples of starches include starches derived from corn, cassava, potato, sweet potato, sago, tapioca, sorghum, beans, bracken, lotus, water chestnut, wheat, rice, oats, arrowroot, peas, and the like.
  • the starch is preferably a starch derived from corn or cassava, and more preferably a starch derived from corn.
  • the starch may be composed of one or more types of starch.
  • the modified starch may contain a modified group in which the hydroxyl group contained in the starch is modified with a hydrophilic compound and/or a hydrophobic compound, and is preferably etherified starch, esterified starch, or amidated starch.
  • hydrophilic compound examples include alkylene oxides having 2 to 6 carbon atoms such as ethylene oxide, propylene oxide, and butylene oxide; halogenated carboxylic acids having 2 to 4 carbon atoms such as chloroacetic acid; carbon atoms such as methyl bromide; Alkyl halides having 2 to 6 carbon atoms; carboxylic acid anhydrides having 2 to 6 carbon atoms such as maleic anhydride and phthalic anhydride; oxoacid salts such as sodium nitrate and sodium phosphate; 2-diethylaminoethyl chloride; Examples include 2,3-epoxypropyltrimethylammonium chloride.
  • the hydrophobic compounds include cetyl bromide, lauryl bromide; epoxidized soybean fatty alcohol, epoxidized flaxseed fatty alcohol; allyl glycidyl ether, propyl glycidyl ether, butyl glycidyl ether, decane glycidyl ether, lauryl phenyl glycidyl ether, myristoyl glycidyl Glycidyl ethers having 2 to 24 carbon atoms such as ether, cetyl glycidyl ether, palmityl glycidyl ether, stearyl glycidyl ether, linolyl glycidyl ether; for example, octanoic acid anhydride, decanoic acid anhydride, lauric acetic anhydride, Alkanoic acid carboxylic acid anhydrides such as myristic acid acetic anhydride; alkyl or al
  • n-dodecylamine n-hexadecylamine, n-octadecylamine, cocoamine, tallow amine, hydrogenated N-tallow-1,3-diaminopropane, N-hydrogenated tallow-1) , 3-diaminopropane, N-oleyl-1,3-diaminopropane, etc.).
  • the starch content is preferably 40% by mass or less based on the mass of the composition. It may be more preferably 20% by mass or less, and still more preferably 10% by mass or less.
  • the lower limit of the starch content may be, for example, 0% by mass or more, 0.1% by mass or more, or 1% by mass or more.
  • the composition of the present invention preferably does not contain starch, from the viewpoint of easy adjustment of the melting point and crystallinity of the composition and easy improvement of gas barrier properties.
  • composition of the present invention may contain additives other than the polyvinyl alcohol resin (A), polyol (B), and starch, as long as the objects and effects of the present invention are not impaired.
  • additives include, for example, inorganic layered compounds, fillers, processing stabilizers such as copper compounds, weathering stabilizers, colorants, ultraviolet absorbers, heat stabilizers, light stabilizers, antioxidants, and antistatic agents.
  • plasticizers other than the above-mentioned polyols include flame retardants, plasticizers other than the above-mentioned polyols, other plasticizer resins, lubricants, fragrances, foaming agents, deodorants, fillers, release agents, mold release agents, reinforcing materials, fungicides, preservatives, Examples include crystallization rate retarders, polyvinyl alcohol resins (A) and other thermoplastic resins.
  • an organic stabilizer such as hindered phenol, a copper halide compound such as copper iodide, or an alkali metal halide compound such as potassium iodide is added as a heat stabilizer, the melt retention during molding and fiberization can be stabilized. This is preferable because the properties are improved.
  • the composition of the present invention may or may not contain the other additives.
  • the content of the other additives is not particularly limited, but may be preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and even more preferably 2% by mass or less based on the mass of the composition. , for example, 1.5% by mass or less, 1% by mass or less, 0.5% by mass or less, 0.1% by mass or less, or 0.01% by mass or less.
  • the content of the other additives mentioned above may be the total content (total ratio) of all other additives, or may be the content of one specific additive among the other additives. It may be applied as the content (ratio) of one other additive, or it may be applied as the total content of two or more specific other additives selected. You can.
  • inorganic layered compounds examples include micas, talc, montmorillonite, kaolinite, vermiculite, and the like. By adding an inorganic layered compound, gas barrier properties, strength, and handleability can be easily improved.
  • the filler preferably increases hardness and stiffness, gives a sense of mass, exhibits anti-blocking properties, and also controls the rate of water disintegration and biodegradability of the obtained molded product or fiber. give effect.
  • Fillers include kaolin, clay, talc, acid clay, silica, alumina, diatomaceous earth, bentonite, montmorillonite, kibushi clay, frog's eye clay, waxite, alumite, china clay, feldspar, asbestos, perlite, calcium carbonate.
  • inorganic fillers such as magnesium hydroxide, carbon black, titanium oxide, mica, zirconium oxide, boron nitride, aluminum nitride, shirasu, glass, and glass fiber, organic fillers such as urea-formalin resin, melamine-formalin resin, etc. can be mentioned.
  • the average particle diameter of the filler is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 100 ⁇ m.
  • the content of the filler is not particularly limited, but is preferably 400 parts by mass or less, more preferably 200 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the polyvinyl alcohol resin (A).
  • the total content of polyvinyl alcohol resin (A) and polyol (B1) and optionally polyol (B2), in particular the total content of polyvinyl alcohol resin (A) and polyol (B1) is , preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, even more preferably 80% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more, particularly preferably 95% by mass or more, based on the mass of the composition. More preferably, it is 98% by mass or more, and may be 100% by mass. When the total content is within the above range, the gas barrier properties and melt moldability of the composition are likely to be improved.
  • the method for producing the composition of the present invention is not particularly limited, but for example, polyvinyl alcohol resin (A), polyol (B1), and optionally polyol (B2), the starch, the other additives, etc. are mixed. It may be a method to do so.
  • the mixing order is not particularly limited; for example, after adding starch and/or other additives to the polyvinyl alcohol resin (A), the polyol (B) may be added, or vice versa. All ingredients may be added at the same time.
  • a known mixer can be used, preferably a melt kneader.
  • the composition is obtained by melt-kneading using an extruder.
  • the form of the composition is not particularly limited, and may be a pellet, sheet, or film.
  • a twin screw extruder can be used as the extruder.
  • the twin screw extruder may be either co-rotating or counter-rotating.
  • the rotation speed of the screw is preferably 20 rpm or more, more preferably 40 rpm or more.
  • the cylinder temperature is 100°C or higher, more preferably 150°C or higher, even more preferably 200°C or higher, and preferably 300°C or lower.
  • Each component can be introduced directly into the extruder. Alternatively, each of these components may be premixed using a mixer or the like and then introduced into the extruder.
  • the molten mixture that has been pushed through the extruder while being melt-kneaded is extruded from the die.
  • the temperature of the die may preferably be between 150 and 250°C.
  • the extruded mixture (melt) can be extruded into a sheet, film, or strand. At this time, the mixture (melt material) is cooled and dried.
  • the strand When extruding the mixture into a strand, the strand can be made into a pellet by extruding it through a strand nozzle with multiple holes and cutting it with a rotating cutter.
  • vibration can be applied periodically or constantly, and moisture in the pellets can be removed using hot air, dehumidified air, or an infrared heater.
  • the mixture When extruding the mixture into a sheet or film, the mixture can be extruded from a film-forming die, and then cooled and dried while being wound up with a take-up roller. Cooling between the die and the rollers is preferred to prevent the mixture from sticking to the rollers.
  • the thickness of the film or sheet containing the composition of the present invention is not particularly limited, but is preferably 5 to 1000 ⁇ m, more preferably 10 to 500 ⁇ m.
  • the thickness of the film or sheet can be measured using a thickness meter, for example, by the method described in Examples.
  • the composition of the present invention may contain a solvent and may be in the form of a solution or dispersion.
  • a solvent any known solvent in which the components in the composition can be dissolved or dispersed can be used.
  • a solution or dispersion of the composition may be formed into a sheet or film by a conventional film forming method (for example, cast film forming, etc.).
  • melt molded product The present invention includes melt-molded articles containing the compositions of the present invention. Since the melt-molded article (or melt-molded article) of the present invention contains the composition of the present invention, it has excellent gas barrier properties.
  • melt molding methods include extrusion molding, injection molding, T-die extrusion film forming, inflation film forming, compression molding, transfer molding, reinforced plastic molding, blow molding, and press molding. , blow molding method, calendar molding method, foam molding method, vacuum molding method, pressure molding method, etc.
  • other thermoplastic resins may be laminated by coextrusion, lamination, or other methods. By these methods, molded articles of arbitrary shapes such as films, sheets, tubes, bottles, nonwoven fabrics, fibers, etc. can be obtained.
  • a pellet-like composition when a compression molding method is used, a pellet-like composition can be molded into a desired shape using a compression molding machine.
  • the composition of the present invention since the composition of the present invention has excellent melt moldability, it can be molded at a relatively low temperature.
  • the present invention includes a laminate including a layer containing the composition of the present invention (sometimes referred to as a composition layer). Since the laminate of the present invention contains the composition of the present invention, it has excellent gas barrier properties.
  • the laminate of the present invention may include one or more layers of the composition of the present invention, and when it includes two or more layers, the composition of each composition layer may be the same or different.
  • the laminate can include layers other than the composition layer of the present invention. Examples of other layers include paper, a polymer film layer, an adhesive layer, and the like.
  • the paper is not particularly limited, and includes, for example, kraft paper, double-bleached kraft paper, high-quality paper, imitation paper, glassine paper, parchment paper, synthetic paper, white paperboard, manila ball, milk carton base paper, cup base paper, ivory paper, and silver paper. Examples include paper.
  • the polymer constituting the polymer film layer is not particularly limited, and includes, for example, polyester such as polyethylene terephthalate (PET); polypropylene (PP) [preferably biaxially oriented polypropylene (BOPP)], polyethylene (PE) [preferably Polyolefins such as low density polyethylene (LDPE), high density polyethylene (HDPE), linear low density polyethylene (LLDPE); ethylene-vinyl acetate copolymers; ethylene/ ⁇ -olefin copolymers; ionomers; polyamides; polyimides ; biodegradable polyesters; and resins obtained by modifying these with modifiers such as maleic anhydride; and the like.
  • polyester such as polyethylene terephthalate (PET); polypropylene (PP) [preferably biaxially oriented polypropylene (BOPP)], polyethylene (PE) [preferably Polyolefins such as low density polyethylene (LDPE), high density polyethylene (HDPE), linear low density polyethylene (LLDPE); ethylene
  • the biodegradable polyester is preferably from the group consisting of polylactic acid (PLA), polybutylene succinate (PBS), polybutylene succinate adipate (PBSA), polybutylene adipate terephthalate (PBAT) and polyhydroxyalkanoate (PHA). At least one biodegradable polyester selected from the following.
  • the layer structure of the laminate of the present invention includes, for example, paper/composition layer; polymer film/composition layer; polymer film/composition layer/polymer film; paper/adhesive layer/composition layer; Examples include molecular film/adhesive layer/composition layer; polymer film/adhesive layer/composition layer/paper/adhesive layer/polymer film.
  • Methods for producing the laminate of the present invention include a method of forming the composition on other layers such as paper or polymer film; a method of co-extruding the composition layer and other layers; a method of co-extruding the composition layer and an adhesive; Examples include a method of laminating or coextruding a layer with another layer; and the like.
  • the adhesive may be applied to the surface of the other layer or extrusion coated onto the surface of the other layer.
  • the laminate of the present invention has a biodegradable polyester layer/composition layer/biodegradable polyester layer in this order.
  • a laminate can be obtained by coextruding a pellet-like composition using a coextruder.
  • the laminate of the invention has paper/composition layers in this order.
  • Such a laminate can be obtained by forming a film on paper using a conventional film forming machine and drying it.
  • a crosslinking agent may be added to the composition of the present invention when obtaining the laminate of the present invention.
  • the crosslinking agent include epoxy compounds, isocyanate compounds, aldehyde compounds, silica compounds, aluminum compounds, zirconium compounds, and boron compounds.
  • silica compounds such as colloidal silica and alkyl silicate are preferred.
  • the amount of the crosslinking agent added may be 5 to 60 parts by weight, preferably 10 to 40 parts by weight, and more preferably 15 to 30 parts by weight, based on 100 parts by weight of the polyvinyl alcohol resin (A). Good too.
  • a heat seal resin layer may be formed as another layer on the composition layer.
  • the heat-sealing resin layer is usually formed by coextrusion, extrusion lamination, or dry lamination.
  • Heat-sealing resins include polyethylene such as HDPE, LDPE, and LLDPE, PP, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene/ ⁇ -olefin copolymer, ionomer, and biodegradable polyester such as PLA and PBS. , PHA, PBAT, and resins obtained by modifying these with a modifier such as maleic anhydride can be used.
  • the laminate of the present invention may be subjected to a stretching treatment for the purpose of improving oxygen barrier properties and mechanical properties.
  • a stretching treatment for the purpose of improving oxygen barrier properties and mechanical properties.
  • a polymer film such as a polyolefin film, a polyester film, a polyamide film, and a composition layer
  • the heat treatment temperature may be, for example, from 140°C to 170°C for polyolefin films, and from 140°C to 240°C for polyester and polyamide films. It is preferable that the composition layer is heat-treated at the same time as the polymer film.
  • the thickness of the composition layer in the laminate of the present invention can be appropriately selected depending on the number of layers and the types of other layers, and is not particularly limited, but is preferably 5 to 500 ⁇ m, and more preferably 5 to 500 ⁇ m. Preferably, it may be 5 to 300 ⁇ m, more preferably 7 to 150 ⁇ m, and even more preferably 10 to 100 ⁇ m.
  • the thickness of the composition layer described above indicates the thickness of one composition layer.
  • the thickness of the laminate of the present invention can be appropriately selected depending on the number of layers and the type of layers, and is not particularly limited, but is preferably 10 to 2000 ⁇ m, more preferably 20 to 1000 ⁇ m. It's okay.
  • the thicknesses of the composition layer in the laminate and the laminate can be measured using a thickness meter, for example, by the method described in Examples.
  • the composition of the present invention can be used, for example, as a fiber sizing agent, a fiber treatment agent, a fiber processing agent, a sizing agent for textile products, a clear coating agent for paper, a pigment coating agent for paper, an internal sizing agent for paper, and an overlay for thermal paper.
  • Paper processing agents such as coat binders, pressure-sensitive adhesives, anti-fog agents, paints, adhesives for paper, wood, and plastics, binders for nonwoven fabrics, binders for fibers, binders for ceramics, plasterboard, fiberboard, etc.
  • the composition of the present invention may be used in combination with other types of polymers such as cellulose derivatives, gums, gelatin, and casein.
  • the present invention includes food packaging containing the laminate of the present invention.
  • food packaging include, but are not limited to, containers for packaging foods such as meat, raw noodles, processed foods, tea, coffee powder, coffee beans, and pickles.
  • the composition of the present invention preferably has low water solubility.
  • a 20 ⁇ m thick, 1 cm square film made of the composition is Preferably, it does not completely dissolve in water at 23°C for more than 60 seconds. Note that if it can be visually confirmed that the film remains in the water, it can be determined that the film has not been completely dissolved. Further, as an embodiment of the present invention, from the viewpoint of being suitable for the above-mentioned uses, it is also preferable that the composition of the present invention is not edible.
  • the content of ethylene units in the ethylene-vinyl alcohol copolymers used in the Examples and Comparative Examples is the 1 H- Obtained from NMR. That is, the obtained ethylene-vinyl ester copolymer was purified by reprecipitation three times or more using a mixed solution of n-hexane and acetone, and then dried under reduced pressure at 80°C for 3 days to obtain a sample for analysis. An ethylene-vinyl ester copolymer was produced. An ethylene-vinyl ester copolymer for analysis was dissolved in DMSO- d6 , and 1 H-NMR (500 MHz) was measured at 80°C.
  • the content of ethylene units is calculated using the peak derived from the methine main chain of vinyl ester (4.7 to 5.2 ppm) and the peak derived from the main chain methylene of ethylene and vinyl ester (0.8 to 1.6 ppm). Calculated.
  • Viscosity average degree of polymerization The viscosity average degree of polymerization of the vinyl alcohol polymer and ethylene-vinyl alcohol copolymer was determined by the method described in JIS K6726 (1994). Specifically, after each polymer or copolymer was resaponified and purified, it was calculated from the intrinsic viscosity [ ⁇ ] (l/g) measured in water at 30°C using the following formula. In addition, in the following formula, the degree of polymerization is expressed as P.
  • the viscosity average degree of polymerization of the polyvinyl alcohol resin (A) was calculated from the polymerization degree and blending ratio of the vinyl alcohol polymer and/or ethylene-vinyl alcohol copolymer contained in the polyvinyl alcohol resin (A).
  • ⁇ Manufacture example 1> [Production of ethylene-vinyl alcohol copolymer (A1)] A continuous polymerization tank equipped with a reflux condenser, a raw material supply line, a reaction liquid take-out line, a thermometer, a nitrogen inlet, an ethylene inlet, and a stirring blade was used. A metering pump was used to continuously supply vinyl acetate at 626 L/hr, methanol at 216 L/hr, and 1% methanol solution of n-propyl peroxydicarbonate as an initiator at 30.3 L/hr into a continuous polymerization tank. . The ethylene pressure in the polymerization tank was adjusted to 0.69 MPa.
  • the polymerization liquid was continuously taken out from the continuous polymerization tank so that the liquid level in the polymerization tank was kept constant.
  • the polymerization rate at the outlet of the continuous polymerization tank was adjusted to 67%.
  • the residence time in the continuous polymerization tank was 5 hours.
  • the temperature at the outlet of the continuous polymerization tank was 60°C.
  • VAc vinyl acetate
  • the polymerization liquid was collected from the continuous polymerization tank, and the remaining vinyl acetate (hereinafter sometimes abbreviated as "VAc”) was removed by introducing methanol vapor into the polymerization liquid while heating it to 75 ° C in a hot water bath. A methanol solution of an ethylene-vinyl ester copolymer was obtained.
  • a saponification reaction was carried out at 40° C.
  • ⁇ Manufacture example 2> [Production of ethylene-vinyl alcohol copolymer (A2)] A continuous polymerization tank equipped with a reflux condenser, a raw material supply line, a reaction liquid take-out line, a thermometer, a nitrogen inlet, an ethylene inlet, and a stirring blade was used. A metering pump was used to continuously supply vinyl acetate at 631 L/hr, methanol at 165 L/hr, and 1% methanol solution of n-propyl peroxydicarbonate as an initiator at 3.0 L/hr into a continuous polymerization tank. . The ethylene pressure in the polymerization tank was adjusted to 0.61 MPa.
  • the polymerization liquid was continuously taken out from the continuous polymerization tank so that the liquid level in the polymerization tank was kept constant.
  • the polymerization rate at the outlet of the continuous polymerization tank was adjusted to 38%.
  • the residence time in the continuous polymerization tank was 5 hours.
  • the temperature at the outlet of the continuous polymerization tank was 60°C.
  • the polymerization solution was collected from the continuous polymerization tank, and the remaining vinyl acetate was removed by introducing methanol vapor into the polymerization solution while heating it to 75°C in a hot water bath to obtain a methanol solution of ethylene-vinyl ester copolymer. Ta.
  • the saponification reaction was carried out at 40° C.
  • the gelled product was pulverized using a pulverizer, and the saponification reaction was carried out for a total of 1 hour, after which 1000 g of methanol was added to neutralize the remaining alkali.
  • 1000 g of methanol was added to the white solid vinyl alcohol (PVA) polymer obtained by filtration and left at room temperature for 3 hours to wash.
  • PVA white solid vinyl alcohol
  • the PVA polymer obtained by centrifugal dehydration was left in a dryer at 70°C for 2 days, and the viscosity average degree of polymerization was 1700 and the saponification degree was 99.2 mol. % PVA polymer (A3) was obtained.
  • the above methanol solution was further diluted with methanol, adjusted to a concentration of 45%, and charged into a kneader. While maintaining the solution temperature at 35°C, a 2% methanol solution of sodium hydroxide was added to the vinyl acetate units and vinyl acetate units in the copolymer. Saponification was carried out by adding 10.5 mmol to 1 mol of the total amount of 3,4-diacetoxy-1-butene units. As the saponification progresses, the saponified product precipitates, and when it becomes particulate, it is filtered out, thoroughly washed with methanol, and dried in a hot air dryer to have the desired 1,2-diol structure in the side chain.
  • a modified vinyl alcohol copolymer (A4) was obtained.
  • the modified vinyl alcohol copolymer (A4) has a viscosity average degree of polymerization of 450, a saponification degree of 99.2 mol%, and a content of units containing a 1,2-diol structure (sometimes referred to as DO content). ) was 6%.
  • Tables 1 and 2 show the DP, DS, Et modification amount, DO content, and DP of the polyvinyl alcohol resin (A) of each of the polymers (A1) to (A5) produced in Production Examples 1 to 5.
  • Polyol The following polyols (B1) having a glass transition temperature (Tg) of 25° C. or higher were used. Each Tg was evaluated by performing DSC measurement under nitrogen at a temperature increase rate of 10° C./min. Further, each crystallization enthalpy ( ⁇ Hc) was evaluated by performing DSC measurement under nitrogen at a cooling rate of 10° C./min.
  • Tg glass transition temperature
  • ⁇ Hc crystallization enthalpy
  • the following polyols (B2) having a glass transition temperature (Tg) of less than 25°C were used. Each Tg was evaluated by performing DSC measurement under nitrogen at a temperature increase rate of 10° C./min.
  • ⁇ Polyol (B2-1): Sorbitol, Tg -4°C
  • ⁇ Polyol (B2-2): Glycerin, Tg -75°C
  • Example 1 As shown below, a composition containing 67 parts by mass of polyol (B1) based on 100 parts by mass of polyvinyl alcohol resin (A) was prepared, the surface condition of the film was evaluated, and the melting point, crystallization temperature, and complex viscosity were measured. I did it.
  • the melt properties of this film were also measured using a dynamic viscoelasticity device (DHR-2, manufactured by TA Instruments).
  • the crystallization temperature is defined as the temperature at which tan ⁇ becomes 1 or less in the process of decreasing the temperature from 230°C to 160°C at a rate of 5°C/min under conditions of a frequency of 1 Hz, and the complex viscosity at 200°C is defined as the moldability. It was used as an indicator.
  • the temperature at which tan ⁇ became greater than 1 during the process of increasing the temperature from 160° C. to 230° C. at a rate of 5° C./min was defined as the melting point.
  • the composition had a melting point of 202°C, a crystallization temperature of 181°C, and a complex viscosity of 168 Pa ⁇ s.
  • compositions having the same formulation as above were prepared as follows, and each physical property was evaluated. Note that since the compositions manufactured by each method below have the same composition, the compositions have a melting point of 202°C, a crystallization temperature of 181°C, and a complex viscosity of 168 Pa ⁇ s.
  • Tables 1 and 2 show the oxygen permeability (OTR) (unit: cc/m 2 ⁇ day ⁇ atm) of the barrier paper (laminate of paper and composition).
  • OTR oxygen permeability
  • the oxygen permeability of the barrier paper was measured after conditioning the barrier paper at a temperature of 23° C. and a relative humidity of 65% for 7 days. Further, the thickness of the composition layer in the barrier papers (laminates of paper and composition) obtained in Examples 2 to 14 was 10 to 36 ⁇ m, and the oxygen permeability shown in Tables 1 and 2 was This value is calculated by converting the thickness of the composition layer in 20 ⁇ m.
  • the oxygen barrier property was evaluated using the following index.
  • the pellets of the obtained compositions were compression molded for 5 minutes under a load of 50 kgf/cm 2 using a compression molding machine to obtain melt molded products. Molding is performed at a mold temperature of 200°C, and if the pellets do not melt, increase the temperature at 10°C intervals, measure the temperature at which the pellets melt and obtain a sheet, and compress using the following index. Melt formability by molding was evaluated.
  • Can be made into a sheet at a molding temperature of 200°C
  • Can be made into a sheet at a molding temperature of 210°C
  • Can be made into a sheet at a molding temperature of 220°C or 230°C
  • a laminate including a layer containing the composition and a layer containing biodegradable polyester was produced by the following method, and melt moldability by extrusion molding was evaluated. Pellets of the composition and pellets of polylactic acid (Ingeo (registered trademark) biopolymer 2003D, Natureworks), which is a biodegradable polyester, were each put into a single-screw extruder (VGM25-28EX, manufactured by G.M. ENGINEERING).
  • polylactic acid Ingeo (registered trademark) biopolymer 2003D, Natureworks
  • VGM25-28EX manufactured by G.M. ENGINEERING
  • the mixture was put into a hopper and coextruded using a feed block die at a cylinder temperature of 210° C., a die temperature of 200° C., and a flow rate of 5 kg/h to obtain a laminate of 2 types and 3 layers with a width of 20 cm and a thickness of 500 ⁇ m.
  • Melt formability by extrusion molding (coextrusion molding) was evaluated using the following indicators.
  • A laminate can be obtained.
  • A laminate can be obtained by increasing the cylinder temperature to 220°C.
  • It is not possible to extrude even at a cylinder temperature of 220°C, or the film thickness is extremely uneven.
  • the laminate obtained above was biodegradable.
  • Examples 2 to 14 Comparative Examples 1 to 10> Compositions were prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 using the formulations shown in Tables 1 and 2. The results are shown in Tables 1 and 2. Note that the laminates obtained in Examples 2 to 14 were all biodegradable.
  • compositions of Examples 1 to 14 contain a specific amount of polyol (B1) with a glass transition temperature of 25°C or higher, and have melting points and crystallization temperatures within specific ranges, so they have excellent melt moldability and at the same time It was confirmed that it also has excellent oxygen barrier properties.
  • the composition of Comparative Example 1 does not contain polyol (B1)
  • the compositions of Comparative Examples 2 and 7 do not contain polyol (B1), and also have a melting point of over 210°C and a crystallization temperature of over 190°C.
  • the compositions of Comparative Examples 3 and 5 have a melting point of over 210°C and a crystallinity of over 190°C, so they have poor melt moldability and are inferior to the comparative examples.
  • the composition of Example 4 has a polyol (B1) content of more than 130 parts by mass, so it has poor oxygen barrier properties and melt moldability, and the composition of Comparative Example 6 has a polyol (B1) content of 26 parts by mass. It was confirmed that the melt moldability was lower than .
  • the compositions of Comparative Examples 8 to 10 do not contain polyol (B1), and the crystallization enthalpy of polyol (B3) contained is greater than 100 J/g, so bleed-out occurs and whitening occurs, resulting in poor surface appearance. It was bad. Therefore, other evaluations were not possible.

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Abstract

本発明は、ポリビニルアルコール系樹脂(A)及びポリオール(B1)を含み、ポリオール(B1)のガラス転移温度が25℃以上であり、ポリオール(B1)の含有量が、ポリビニルアルコール系樹脂(A)100質量部に対して26質量部以上130質量部以下であり、融点が210℃以下であり、結晶化温度が190℃以下である組成物に関する。

Description

組成物
 本特許出願は、日本国特許出願第2022-107890号(出願日:2022年7月4日)についてパリ条約上の優先権を主張するものであり、ここに参照することによって、その全体が本明細書中へ組み込まれるものとする。
 本発明は、食品の包装材料等として利用できる組成物、該組成物を含む溶融成形品、該組成物を含有する層を含む積層体、並びに該積層体を含む食品包装に関する。
 従来、ポリビニルアルコール系樹脂は、数少ない結晶性の水溶性高分子であり、紙用コーティング剤及び紙用内添剤等の紙用改質剤、紙、木材及び無機物等の接着剤、経糸糊剤、乳化重合や懸濁重合用の安定剤、各種バインダーなどに幅広く利用されている。従来のポリビニルアルコール系樹脂は、熱安定性に問題があるために水溶液の形態で使用されていた。つまり、「完全けん化ポリビニルアルコール系樹脂」の場合には、融点と熱分解温度が非常に近く、熱溶融成形が不可能であり、一方、完全けん化ポリビニルアルコール系樹脂よりも融点の低い「部分けん化ポリビニルアルコール系樹脂」の場合には、熱安定性が悪いために、熱溶融成形時に酢酸臭が発生することや、ガスバリア性に劣るという問題があった。
 また、他の重合体や可塑剤をポリビニルアルコール系樹脂にブレンドすることにより、ポリビニルアルコール系樹脂の溶融粘度を低下させて、ポリビニルアルコール系樹脂を熱溶融成形する方法(例えば特許文献1)や、ポリビニルアルコール系樹脂を変性することにより、ポリビニルアルコール系樹脂の融点を低下させる方法(例えば特許文献2)も提案されている。
特許第5645346号公報 特許第4772175号公報
 しかし、特許文献1のように、ポリビニルアルコール系樹脂に他の可塑剤をブレンドする方法は、長期間の使用で可塑剤がブリードし、またガスバリア性が低下するという問題が生じ得る。さらに、特許文献2のような変性ポリビニルアルコール系樹脂は、けん化度が低い場合にはガスバリア性に劣り、けん化度が高い場合には溶融成形性に劣る。また、特許文献2に開示されている可塑剤として主にグリセリンを用いた場合には、ガスバリア性が低下するという問題がある。このように、ポリビニルアルコール系樹脂を含む組成物において、溶融成形性とガスバリア性とを両立させることは困難であった。
 本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、本発明の目的は、ガスバリア性と溶融成形性に優れる組成物、該組成物を含む溶融成形品、該組成物を含有する層を含む積層体、並びに該積層体を含む食品包装を提供することにある。
 本発明者らは、上記の目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、ポリビニルアルコール系樹脂と特定のポリオールを所定割合で含む組成物において、融点及び結晶化温度を特定範囲とすれば、上記課題を解決することを見出し、本発明を完成するに至った。
[1]ポリビニルアルコール系樹脂(A)及びポリオール(B1)を含む組成物であって、
 ポリオール(B1)のガラス転移温度が25℃以上であり、
 ポリオール(B1)の含有量が、ポリビニルアルコール系樹脂(A)100質量部に対して26質量部以上130質量部以下であり、
 該組成物の融点が210℃以下であり、結晶化温度が190℃以下である、組成物。
[2]降温速度10℃/分での示差走査熱量測定によって得られる前記ポリオール(B1)の結晶化エンタルピーが100J/g以下である、[1]に記載の組成物。
[3]前記ポリオール(B1)が、マルチトール、ラクチトール及びトレハロースからなる群から選択される少なくとも1種のポリオールである、[1]又は[2]に記載の組成物。
[4]さらにガラス転移温度が25℃未満のポリオール(B2)を含む、[1]~[3]のいずれか1項に記載の組成物。
[5]ポリオール(B2)の含有量が、ポリビニルアルコール系樹脂(A)100質量部に対して20質量部以下である、[4]に記載の組成物。
[6]ガラス転移温度が25℃未満のポリオール(B2)を含まない、[1]~[3]のいずれか1項に記載の組成物。
[7]さらに澱粉を含み、該澱粉の含有量が、前記組成物の質量に対して40質量%以下である、[1]~[6]のいずれか1項に記載の組成物。
[8]澱粉を含まない、[1]~[6]のいずれか1項に記載の組成物。
[9]ポリビニルアルコール系樹脂(A)が、けん化度が90モル%以上99.99モル%以下のビニルアルコール系重合体を含む、[1]~[8]のいずれか1項に記載の組成物。
[10]ポリビニルアルコール系樹脂(A)の粘度平均重合度が、200以上1500以下である、[1]~[9]のいずれか1項に記載の組成物。
[11]ポリビニルアルコール系樹脂(A)が、α-オレフィン-ビニルアルコール共重合体を含む、[1]~[10]のいずれか1項に記載の組成物。
[12]α-オレフィン-ビニルアルコール共重合体が、炭素数4以下のα-オレフィンに由来する構造単位を含む、[11]に記載の組成物。
[13]ポリビニルアルコール系樹脂(A)がエチレン-ビニルアルコール共重合体を含み、該エチレン-ビニルアルコール共重合体のエチレン単位の含有率が1モル%以上12モル%以下である、[1]~[10]のいずれか1項に記載の組成物。
[14]エチレン-ビニルアルコール共重合体の含有量が、ポリビニルアルコール系樹脂(A)の質量に対して50質量%以上である、[13]に記載の組成物。
[15]酸素透過度(OTR)が、3.0cc/m・day・atm以下である、請求項[1]~[14]のいずれか1項に記載の組成物。
[16][1]~[15]のいずれか1項に記載の組成物を含む、溶融成形品。
[17][1]~[15]のいずれか1項に記載の組成物を含有する層を含む、積層体。
[18]前記積層体が、さらに生分解性ポリエステルを含有する層を含む、[17]に記載の積層体。
[19]前記生分解性ポリエステルが、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリブチレンアジペートテレフタレート及びポリヒドロキシアルカノエートからなる群から選択される少なくとも1種の生分解性ポリエステルである、[18]に記載の積層体。
[20][17]~[19]のいずれか1項に記載の積層体を含む、食品包装。
 本発明の組成物は、溶融成形性及びガスバリア性に優れている。
〔組成物〕
 本発明の組成物は、ポリビニルアルコール系樹脂(A)及びポリオール(B1)を含み、ポリオール(B1)のガラス転移温度(Tgと称することがある)が25℃以上であり、ポリオール(B1)の含有量が、ポリビニルアルコール系樹脂(A)100質量部に対して26質量部以上130質量部以下であり、該組成物の融点が210℃以下であり、結晶化温度が190℃以下である。本明細書において、Tgが25℃以上のポリオールを「Tg≧25℃ポリオール(B1)」又は「ポリオール(B1)」と称することがあり、ポリビニルアルコール系樹脂(A)を単に「成分(A)」と称することがある。また、本明細書において、上限値と下限値とは任意に組み合わせることができる。
 従来のポリビニルアルコール系樹脂を含む組成物において、溶融成形性を向上させる目的で、ポリオール等の可塑剤を添加すると、一般に結晶性が低下することで、ガスバリア性が悪化する。しかし、本発明者らは、Tgが25℃以上であるポリオール(B1)をポリビニルアルコール系樹脂(A)100質量部に対して26質量部以上130質量部以下含有させるとともに、組成物の融点及び結晶化温度をそれぞれ210℃以下及び190℃以下に調整したところ、驚くべきことに、溶融成形性が向上するのみならず、ガスバリア性を維持又は向上できることを見出した。この理由は定かではないが、ポリオール(B1)がポリビニルアルコール系樹脂の非晶部の運動性を抑制するためだと推定される。
 <ポリビニルアルコール系樹脂(A)>
 ポリビニルアルコール系樹脂(A)は、ビニルアルコール系重合体を含む。ビニルアルコール系重合体は、ビニルアルコール単位を単量体単位として含む重合体である。ビニルアルコール系重合体は、その原料モノマーであるビニルエステル単量体を重合してなるビニルエステル系重合体をけん化することで得られ、けん化後のビニルアルコール系重合体はビニルアルコール単位の他にビニルエステル単位を含み得る。
 ビニルアルコール系重合体は、その原料モノマーであるビニルエステル単量体と、他の単量体とを共重合させてなる共重合体をけん化して、ビニルアルコール単位及びビニルエステル単位以外の他の単量体単位を含む変性ビニルアルコール系共重合体であってもよい。本明細書においては、このような変性ビニルアルコール系共重合体の原料モノマーのうち、ビニルエステル単量体以外の他の単量体を「変性種」と称する場合がある。また、変性ビニルアルコール系共重合体における、全単量体単位に対する「変性種」由来の構成単位の割合を「変性量」と称する場合がある。また、変性ビニルアルコール系重合体は、けん化後のビニルアルコール系重合体に対し特定の化学種を反応させて特定の官能基を導入した、いわゆる後変性による変性ビニルアルコール系重合体であってもよい。
 なお、本明細書においては、「ビニルアルコール系重合体」は、無変性のビニルアルコール重合体、変性ビニルアルコール共重合体、及び、後変性による変性ビニルアルコール重合体又は共重合体等を含む意味である。また、ポリビニルアルコール系樹脂(A)は、異なる物性を持つ複数種のビニルアルコール系重合体を含むものであってもよい。
 ビニルアルコール系重合体の原料モノマーとして用いられるビニルエステル単量体としては、例えば、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、ピバリン酸ビニル及びバーサティック酸ビニル等が挙げられ、これらの中でも、酢酸ビニルが好ましい。
 ビニルアルコール系重合体は、上記の通り、ビニルアルコール単位及びビニルエステル単位に加え、該ビニルエステル単位以外の他の単量体単位を含む変性ビニルアルコール系共重合体であってよい。他の単量体としては、エチレン、プロピレン、n-ブテン、イソブチレン等のα-オレフィン;アクリル酸及びその塩;アクリル酸エステル;メタクリル酸及びその塩;メタクリル酸エステル;アクリルアミド;N-メチルアクリルアミド、N-エチルアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、アクリルアミドプロパンスルホン酸及びその塩、アクリルアミドプロピルジメチルアミン及びその塩又はその4級塩、N-メチロールアクリルアミド及びその誘導体等のアクリルアミド誘導体;メタクリルアミド;N-メチルメタクリルアミド、N-エチルメタクリルアミド、メタクリルアミドプロパンスルホン酸及びその塩、メタクリルアミドプロピルジメチルアミン及びその塩又はその4級塩、N-メチロールメタクリルアミド及びその誘導体等のメタクリルアミド誘導体;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n-プロピルビニルエーテル、i-プロピルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、i-ブチルビニルエーテル、t-ブチルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、ステアリルビニルエーテル等のビニルエーテル;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のニトリル;塩化ビニル、フッ化ビニル等のハロゲン化ビニル;塩化ビニリデン、フッ化ビニリデン等のハロゲン化ビニリデン;酢酸アリル、塩化アリル等のアリル化合物;マレイン酸、イタコン酸、フマル酸等の不飽和ジカルボン酸及びその塩又はそのエステル;ビニルトリメトキシシラン等のビニルシリル化合物;酢酸イソプロペニル;ジメチルアリルビニルケトン、N-ビニルピロリドン、ビニルエチレンカーボネート、2,2-ジアルキル-4-ビニル-1,3-ジオキソラン、グリセリンモノアリルエーテル、3,4-ジアセトキシ-1-ブテン等のビニル化合物、などが挙げられる。これらの中でも、ガスバリア性を高めやすい観点から、他の単量体は、エチレン等のα-オレフィン及び/又は3,4-ジアセトキシ-1-ブテンであることが好ましい。これらの他の単量体単位の含有率(変性量)は、使用される目的や用途等によって異なる。一実施形態では、他の単量体単位の含有率は、好ましくは10モル%以下、より好ましくは5モル%以下、さらに好ましくは1モル%以下、特に好ましくは0.5モル%以下であってよい。別の実施形態では、他の単量体単位の含有率は、好ましくは1モル%以上、より好ましくは2モル%以上、さらに好ましくは3モル%以上であり、好ましくは12モル%以下、より好ましくは11モル%以下、さらに好ましくは10モル%以下であってよい。
 ポリビニルアルコール系樹脂(A)は、ガスバリア性を高めやすい観点から、ビニルアルコール系重合体として、無変性のビニルアルコール重合体、α-オレフィン-ビニルアルコール共重合体、及び側鎖に1,2-ジオール構造を有するビニルアルコール共重合体からなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、ガスバリア性をより向上しやすい観点からは、α-オレフィン-ビニルアルコール共重合体を含むことがより好ましい。α-オレフィン-ビニルアルコール共重合体は、炭素数4以下のα-オレフィンに由来する構造単位を含むことが好ましく、エチレン-ビニルアルコール共重合体であることがより好ましい。また、ポリビニルアルコール系樹脂(A)に含まれるビニルアルコール系重合体はオキシアルキレン基を含有しないビニルアルコール系重合体であってもよい。
 本発明の一実施形態において、ポリビニルアルコール系樹脂(A)のけん化度は、好ましくは90モル%以上、より好ましくは94モル%、さらに好ましくは97モル%以上、さらにより好ましくは98モル%以上であり、好ましくは99.9モル%以下、より好ましくは99.7モル%以下、さらに好ましくは99.5モル%以下である。ポリビニルアルコール系樹脂(A)のけん化度が上記範囲であると、ポリビニルアルコール系樹脂(A)の結晶性がより良好となりガスバリア性が向上しやすく、水溶性が低下しやすい。また熱安定性がより良好となり、溶融成形性が向上しやすく、成形化及び製膜化がより安定に行いやすい。ポリビニルアルコール系樹脂のけん化度はJIS K6726(1994年)に準じて測定できる。また、ポリビニルアルコールに系樹脂(A)がけん化度の異なる2種以上のビニルアルコール系重合体を含む場合は、使用するビニルアルコール系重合体の混合物のけん化度をJIS K6726(1994年)に準じて測定し、得られたけん化度をポリビニルアルコール系樹脂(A)のけん化度とする。
 本発明の一実施形態において、ポリビニルアルコール系樹脂(A)に含まれるビニルアルコール系重合体のけん化度は、好ましくは90モル%以上、より好ましくは94モル%、さらに好ましくは97モル%以上、さらにより好ましくは98モル%以上であり、好ましくは99.9モル%以下、より好ましくは99.7モル%以下、さらに好ましくは99.5モル%以下である。ポリビニルアルコール系樹脂(A)に含まれるビニルアルコール系重合体のけん化度が上記範囲であると、ポリビニルアルコール系樹脂(A)の結晶性がより良好となりガスバリア性が向上しやすく、水溶性が低下しやすい。また熱安定性がより良好となり、溶融成形性が向上しやすく、成形化及び製膜化がより安定に行いやすい。ポリビニルアルコール系樹脂のけん化度はJIS K6726(1994年)に準じて測定できる。
 本発明の一実施形態において、ポリビニルアルコール系樹脂(A)がけん化度90モル%以上99.99モル%以下のビニルアルコール系重合体を含む場合、ポリビニルアルコール系樹脂(A)に含まれるけん化度90モル%以上99.99モル%以下のビニルアルコール系重合体の含有量は、ポリビニルアルコール系樹脂(A)の質量に対して、好ましくは50質量%以上、より好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上、さらにより好ましくは95質量%以上、特に好ましくは98質量%以上であり、好ましくは100質量%以下である。また、ポリビニルアルコール系樹脂(A)は、けん化度90モル%以上99.99モル%以下のビニルアルコール系重合体のみ含んでいてもよい。けん化度90モル%以上99.99モル%以下のビニルアルコール系重合体の含有量が上記の下限以上であると、ガスバリア性及び溶融成形性を向上しやすい。
 本発明の一実施形態において、ポリビニルアルコール系樹脂(A)がエチレン-ビニルアルコール共重合体を含む場合、ポリビニルアルコール系樹脂(A)のエチレン単位の含有率(変性量)は、好ましくは1モル%以上、より好ましくは2モル%以上、さらに好ましくは3モル%以上であり、好ましくは12モル%以下、より好ましくは11モル%以下、さらに好ましくは10モル%以下である。エチレン単位の含有率が上記範囲であることで、ガスバリア性を維持しつつ、溶融成形性及び生分解性を向上しやすく、水溶性が低下しやすい。エチレン単位の含有率とは、エチレン-ビニルアルコール共重合体中の全単量体単位に対するエチレン単位の割合を意味する。エチレン単位の含有率は、エチレン-ビニルアルコール共重合体の前駆体又は再酢化物であるエチレン-ビニルエステル共重合体のH-NMRから求めることができ、例えば実施例に記載の方法により求めることができる。また、ポリビニルアルコール系樹脂(A)がエチレン単位の含有率の異なる複数のエチレン-ビニルアルコール共重合体を含む場合は、使用するエチレン-ビニルアルコール共重合体の混合物のエチレン単位の含有率を実施例に記載の方法で測定し、得られたエチレン単位含有率をポリビニルアルコール系樹脂(A)のエチレン単位の含有率とする。
 本発明の一実施形態において、ポリビニルアルコール系樹脂(A)がエチレン-ビニルアルコール共重合体を含む場合、エチレン-ビニルアルコール共重合体のエチレン単位の含有率(変性量)は、好ましくは1モル%以上、より好ましくは2モル%以上、さらに好ましくは3モル%以上であり、好ましくは12モル%以下、より好ましくは11モル%以下、さらに好ましくは10モル%以下である。エチレン単位の含有率が上記範囲であることで、ガスバリア性を維持しつつ、溶融成形性及び生分解性を向上しやすく、水溶性が低下しやすい。エチレン単位の含有率とは、エチレン-ビニルアルコール共重合体中の全単量体単位に対するエチレン単位の割合を意味する。エチレン-ビニルアルコール共重合体のエチレン単位の含有率は、エチレン-ビニルアルコール共重合体の前駆体又は再酢化物であるエチレン-ビニルエステル共重合体のH-NMRから求めることができ、例えば実施例に記載の方法により求めることができる。
 またエチレン-ビニルアルコール共重合体は、本開示の効果を損なわない範囲であれば、ビニルアルコール単位、エチレン単位及びビニルエステル単位以外の他の単量体単位を含有していてもよい。他の単量体としては、上記に例示のエチレン以外のものが挙げられ、他の単量体単位の含有率は、例えば、他の単量体単位の含有率として上記で述べた前者の割合(10モル%以下)の範囲から適宜選択できる。
 本発明の一実施形態において、ポリビニルアルコール系樹脂(A)がエチレン-ビニルアルコール共重合体を含む場合、エチレン-ビニルアルコール共重合体の含有量は、ポリビニルアルコール系樹脂(A)の質量に対して、好ましくは50質量%以上、より好ましくは55質量%以上、さらに好ましくは60質量%以上、さらにより好ましくは70質量%以上、特に好ましくは80質量%以上、特により好ましくは90質量%以上であり、好ましくは100質量%以下である。エチレン-ビニルアルコール共重合体の含有量が上記の範囲であると、ガスバリア性を維持しつつ、溶融成形性を向上しやすく、水溶性を低下しやすい。
 本発明の一実施形態において、側鎖に1,2-ジオール構造を有するビニルアルコール共重合体は、例えば、ビニルエステル単量体と3,4-ジアセトキシ-1-ブテン単量体とを共重合してなる共重合体をけん化することで得られ、けん化後のビニルアルコール共重合体は側鎖に1,2-ジオール構造を有する。側鎖に1,2-ジオール構造を有するビニルアルコール共重合体における、1,2-ジオール構造を含む単位の含有率は、好ましくは1モル%以上、より好ましくは2モル%以上、さらに好ましくは3モル%以上であり、好ましくは12モル%以下、より好ましくは11モル%以下、さらに好ましくは10モル%以下である。1,2-ジオール構造を含む単位の含有率が上記範囲であることで、ガスバリア性、溶融成形性及び生分解性を向上しやすい。1,2-ジオール構造を含む単位の含有率とは、側鎖に1,2-ジオール構造を有するビニルアルコール共重合体中の全単量体単位に対する1,2-ジオール構造を含む単位の割合を意味する。1,2-ジオール構造を含む単位の含有率は、側鎖に1,2-ジオール構造を有するビニルアルコール共重合体のH-NMRから求めることができ、例えば実施例に記載の方法により求めることができる。
 また側鎖に1,2-ジオール構造を有するビニルアルコール共重合体は、本開示の効果を損なわない範囲であれば、ビニルアルコール単位、3,4-ジアセトキシ-1-ブテンに由来する単位及びビニルエステル単位以外の他の単量体単位を含有していてもよい。他の単量体としては、上記に例示の3,4-ジアセトキシ-1-ブテン以外のものが挙げられ、他の単量体単位の含有率は、例えば、他の単量体単位の含有率として上記で述べた前者の割合(10モル%以下)の範囲から適宜選択できる。
 本発明の一実施形態において、ポリビニルアルコール系樹脂(A)がビニルアルコール系重合体として、側鎖に1,2-ジオール構造を有するビニルアルコール共重合体を含む場合、側鎖に1,2-ジオール構造を有するビニルアルコール共重合体の含有量は、例えば、上記のエチレン-ビニルアルコール共重合体の含有量と同様の範囲から選択できる。側鎖に1,2-ジオール構造を有するビニルアルコール共重合体の含有量が上記範囲であると、ガスバリア性及び溶融成形性を向上しやすい。
 本発明の一実施形態において、ポリビニルアルコール系樹脂(A)は生分解性を有することが好ましい。生分解性を有するポリビニルアルコール系樹脂(A)は活性汚泥処理あるいは土壌に埋めておくと分解されて水と二酸化炭素になり得る。例えば、生分解性を有するポリビニルアルコール系樹脂(A)を活性汚泥で連続処理すると2日間で完全に分解されることが好ましい。生分解性の観点からもポリビニルアルコール系樹脂(A)は水分散性であることが好ましい。ポリビニルアルコール系樹脂(A)がエチレン-ビニルアルコール共重合体を含む場合、生分解性を高めやすい観点から、エチレン-ビニルアルコール共重合体のエチレン単位の含有率は、好ましくは1~12モル%、より好ましくは1~10モル%、さらに好ましくは1~9モル%であってよい。
 本発明の好適な実施形態では、ポリビニルアルコール系樹脂(A)は、エチレン-ビニルアルコール共重合体を含み、該エチレン-ビニルアルコール共重合体のエチレン単位の含有率は1モル%以上12モル%以下である。このような形態であると、組成物のガスバリア性、溶融成形性及び生分解性を向上しやすい。
 本発明の一実施形態において、ポリビニルアルコール系樹脂(A)の粘度平均重合度(以下、重合度と略記することがある)は、好ましくは200以上、より好ましくは230以上、さらに好ましくは250以上、さらにより好ましくは300以上、特に好ましくは350以上であり、例えば400以上、又は450以上であってもよく、好ましくは1500以下、より好ましくは1200以下、さらに好ましくは1000以下、さらにより好ましくは800以下であり、例えば700以下であってもよい。ポリビニルアルコール系樹脂(A)の重合度が上記範囲であると、成形物やフィルムなどを製造する場合の作業性を高めやすく、また機械的強度を向上しやすい。また、溶融成形時に良好な溶融粘度を有しやすいため、作業性や加工性を向上しやすい。また、ポリビニルアルコール系樹脂(A)の重合度は、ポリビニルアルコール系樹脂(A)が2種以上のビニルアルコール系重合体を含む場合は、それぞれのビニルアルコール系重合体の重合度と配合比率から計算される平均の重合度を意味する。ポリビニルアルコール系樹脂(A)が1種のビニルアルコール系重合体のみ含む場合は、当該ビニルアルコール系重合体の重合度がポリビニルアルコール系樹脂(A)の重合度である。ポリビニルアルコール系樹脂(A)が2種以上のビニルアルコール系重合体を含む場合は、重合度の異なるビニルアルコール系重合体を適当な配合比率で混合して、ポリビニルアルコール系樹脂(A)の重合度を上述の範囲に調整すればよい。なお、本明細書において、粘度平均重合度は、JIS K6726(1994年)に準じて測定でき、例えば実施例に記載の方法により測定できる。
 本発明の一実施形態において、ポリビニルアルコール系樹脂(A)に含まれるビニルアルコール系重合体の粘度平均重合度は、200以上2000以下であってもよく、好ましくは200以上、より好ましくは230以上、さらに好ましくは250以上、さらにより好ましくは300以上、特に好ましくは350以上であり、例えば400以上、又は450以上であってもよく、好ましくは1800以下、より好ましくは1600以下、さらに好ましくは1500以下、さらにより好ましくは1000以下、特に好ましくは800以下であり、例えば700以下であってもよい。ビニルアルコール系重合体の粘度平均重合度が上記範囲であると、成形物やフィルムなどを製造する場合の作業性を高めやすく、また機械的強度を向上しやすい。また、溶融成形時に良好な溶融粘度を有しやすいため、作業性や加工性が向上しやすい。
 本発明の一実施形態において、ポリビニルアルコール系樹脂(A)の含有量は、組成物の質量に対して、好ましくは43質量%以上、より好ましくは45質量%であり、例えば48質量%以上、51質量%以上、又は56質量%以上であってもよく、好ましくは79質量%以下、より好ましくは74質量%以下、さらに好ましくは70質量%以下、さらにより好ましくは65質量%以下、又は62質量%以下である。ポリビニルアルコール系樹脂(A)の含有量が上記の下限以上であると、ガスバリア性を高めやすく、またポリビニルアルコール系樹脂(A)の含有量が上記の上限以下であると、溶融成形性を高めやすい。
 <ポリビニルアルコール系樹脂(A)の製造方法>
 ポリビニルアルコール系樹脂(A)は、上記の通り、ビニルアルコール系重合体を含む。ビニルアルコール系重合体は、例えば、ビニルエステル単量体、又は、ビニルエステル単量体と他の単量体とを重合して、ビニルエステル重合体又は共重合体(該重合体と共重合体とを総称してビニルエステル系重合体と称することがある)を得、さらにけん化することにより得ることができる。ビニルエステル単量体等を重合する方法としては、塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法などの公知の方法が挙げられる。その中でも、無溶媒あるいはアルコールなどの溶媒中で重合する塊状重合法や溶液重合法が好適に用いられる。溶液重合時に溶媒として使用されるアルコールとしては、メタノール、エタノール、プロパノールなどの低級アルコールが挙げられる。共重合に使用される開始剤としては、2,2'-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチル-バレロニトリル)、過酸化ベンゾイル、n-プロピルパーオキシジカーボネートなどのアゾ系開始剤又は過酸化物系開始剤などの公知の開始剤が挙げられる。重合温度については特に制限はないが、0℃~150℃の範囲が好ましい。また例えば、ビニルアルコール系重合体がエチレン-ビニルアルコール共重合体等である場合は、ビニルエステル単量体とエチレン等の単量体とを上記方法で共重合することが好ましい。
 重合工程で得られたビニルエステル系重合体を、有機溶媒中において、触媒の存在下で加アルコール分解又は加水分解反応によってけん化することができる。けん化工程で用いられる触媒としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ナトリウムメトキシド等の塩基性触媒;又は、硫酸、塩酸、p-トルエンスルホン酸等の酸性触媒が挙げられる。けん化工程で用いられる有機溶媒は特に限定されないが、メタノール、エタノール等のアルコール;酢酸メチル、酢酸エチル等のエステル;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン;ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素等が挙げられる。これらは1種を単独で、又は2種以上を併用できる。中でも、メタノール、又はメタノールと酢酸メチルとの混合溶液を溶媒として用い、塩基性触媒である水酸化ナトリウムの存在下にけん化反応を行うのが簡便であり好ましい。けん化触媒の使用量は、ビニルエステル系重合体中のビニルエステル単量体単位に対するモル比で0.001~0.5が好ましい。当該モル比は、より好ましくは0.002以上である。一方、当該モル比は、より好ましくは0.4以下であり、さらに好ましくは0.3以下であってもよい。
 けん化工程の好適な実施形態は以下の通りである。まず、重合工程において得られたビニルエステル系重合体溶液に対し、水酸化ナトリウムのようなけん化触媒を添加して混合する。この時の溶媒は、メタノールであることが好ましい。混合当初は均一な液体であるが、けん化反応が進行してポリマー中のビニルエステル単位がけん化されてビニルアルコール単位に変換されると、溶媒への溶解度が低下して、ポリマーが溶液中に析出する。このとき、溶液中にはメタノールによるアルコリシスで生成した酢酸メチルが含まれる。けん化反応が進行するに従って、ポリマーの析出量が徐々に増加してスラリー状になり、その後流動性を失う。したがって、けん化反応を均一に進行させるためには流動性を失うまでに十分に混合することが好ましい。
 ビニルエステル系重合体溶液とけん化触媒を混合する方法は特に限定されず、スタティックミキサー、ニーダー、撹拌翼など様々な方法が採用できるが、スタティックミキサーを用いることが、連続的に均一に混合できて好ましい。この場合、重合槽に接続された配管中で重合工程後のビニルエステル系重合体溶液にけん化触媒を添加し、その後スタティックミキサーを通過させて混合してペーストを得ることが好ましい。スタティックミキサー中の反応液の温度は通常20~80℃である。
 スタティックミキサーを通過したペースト中のビニルエステル系重合体のけん化反応を進行させる方法は特に限定されないが、移動するベルトの上に当該ペーストを載置して、当該ベルトを一定の温度に保たれた槽の中で移動させながらけん化反応を進行させる方法が好適である。ベルト上のペーストは流動性が失われて固体状態となり、さらに固体状態でけん化反応が進行する。この方法によって、固体状態で連続的にけん化反応を進行させることができ、ビニルアルコール系重合体と溶媒とを含む固体ブロックが得られる。けん化温度は好適には20~60℃であり、好ましくは25℃以上、より好ましくは30℃以上であり、好ましくは55℃以下、より好ましくは50℃以下である。けん化温度が上記の下限以上であると、反応速度の低下を抑制しやすい。けん化温度が上記の上限以下であると、得られる固体ブロック中の溶媒の含有率の低下を抑え、得られるビニルアルコール系重合体の溶解性の悪化を抑制しやすい。けん化時間は5分以上2時間以下であることが好ましい。けん化時間はより好ましくは8分以上、さらに好ましくは10分以上であり、より好ましくは1.5時間以下、さらに好ましくは1時間以下である。
 必要に応じて、酢酸ナトリウム等の不純物の除去を目的に洗浄工程を加えてビニルアルコール系重合体を洗浄してもよい。洗浄液としては、メタノール、アセトン、酢酸メチル、酢酸エチル、ヘキサン、水などが挙げられ、これらの中でもメタノール、酢酸メチル、水の単独もしくは混合液がより好ましい。洗浄液の量としては、通常、ビニルアルコール系重合体100質量部に対して、30~10000質量部が好ましく、50~3000質量部がより好ましい。洗浄温度としては、5~80℃が好ましく、20~70℃がより好ましい。洗浄時間としては20分間~10時間が好ましく、1時間~6時間がより好ましい。洗浄方法としてはバッチ法や向流洗浄法など公知の方法が適用可能である。
 <ポリオール(B1)>
 本発明の組成物は、Tgが25℃以上であるポリオール(B1)を含み、ポリオール(B1)の含有量は、ポリビニルアルコール系樹脂(A)100質量部に対して26質量部以上130質量部以下である。ポリオール(B1)の含有量が26質量部未満又は130質量部超であると、溶融成形性及び/又はガスバリア性が十分でない。本発明では、ポリオール(B1)の含有量が上記の範囲であるため、組成物の融点を低下させて溶融成形性を向上しつつ、ガスバリア性を維持又は向上できる。ポリオール(B1)は単独又は二種以上組み合わせて使用できる。
 ポリオール(B1)のTgは、好ましくは30℃以上、より好ましくは40℃以上、さらに好ましくは50℃以上、さらにより好ましくは70℃以上であり、好ましくは150℃以下、より好ましくは130℃以下である。ポリオール(B1)のTgが上記範囲であると、組成物の結晶化温度が高く耐熱性があり、溶融成形性及びガスバリア性を向上しやすい。ポリオール(B1)のTgは示差走査熱量計(DSCと称することがある)を用いて測定でき、例えば実施例に記載の方法により測定できる。
 ポリオール(B1)の結晶化エンタルピーは、好ましくは100J/g以下、より好ましくは50J/g以下、さらに好ましくは30J/g以下、さらにより好ましくは5J/g以下である。ポリオール(B1)の結晶化エンタルピーが上記範囲であると、ポリオール(B1)のブリードアウトを抑制しやすい。ここで、本発明における結晶化エンタルピーは、示差走査熱量計を用いて降温速度10℃/分の条件で測定されるものであり、例えば実施例に記載の方法により測定できる。なお、当該測定条件においてポリオールの結晶化エンタルピーが識別不可である場合、その結晶化エンタルピーは0J/gとみなし、このようなポリオールも、結晶化エンタルピーが100J/g以下のポリオールに該当する。なお、結晶化エンタルピーが識別不可とは、DSC測定において、結晶化エンタルピーのピークが存在しないために判別できないことを意味する。
 ポリオール(B1)としては、Tgが25℃以上で、ポリビニルアルコール系樹脂(A)と相溶し、組成物の融点を低下させる効果があれば特に限定されないが、例えば、マルチトール、ラクチトール、トレハロース等の多価アルコールなどを好適に用いることができる。溶融成形性及びガスバリア性を向上しやすい観点から、ポリオール(B1)は、マルチトール、ラクチトール及びトレハロースからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましく、トレハロースであることがさらに好ましい。
 ポリオール(B1)の含有量は、ポリビニルアルコール系樹脂(A)100質量部に対して、好ましくは30質量部以上、より好ましくは35質量部以上、さらに好ましくは45質量部以上であり、例えば51質量部以上、55質量部以上、又は60質量部以上であってもよく、好ましくは140質量部以下、より好ましくは130質量部以下であり、例えば120質量部以下、105質量部以下、95質量部以下、85質量部以下、又は80質量部以下であってもよい。ポリオール(B1)の含有量が上記の下限以上であると、組成物の溶融成形性及びガスバリア性を高めやすく、またポリオール(B1)の含有量が上記の上限以下であると、ポリオール(B1)のブリードアウト等の問題の発生を抑制でき、組成物の溶融成形性及びガスバリア性を向上しやすい。
 <ポリオール(B2)>
 本発明の組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、ポリオール(B1)以外に、Tgが25℃未満のポリオール(B2)(単にポリオール(B2)と称することがある)を含んでもよい。ポリオール(B2)は単独又は二種以上組み合わせて使用できる。
 ポリオール(B2)のTgは、組成物への柔軟性付与の観点から、好ましくは20℃以下、より好ましくは15℃以下、さらに好ましくは10℃以下、さらにより好ましくは5℃以下であり、好ましくは-100℃以上、より好ましくは-80℃以上、さらに好ましくは-60℃以上、さらにより好ましくは-40℃以上、特に好ましくは-20℃以上である。ポリオール(B2)のTgはDSCを用いて測定でき、例えば実施例に記載の方法により測定できる。
 ポリオール(B2)としては、ポリビニルアルコール系樹脂(A)のTg又は溶融粘度を低下させ得る化合物であれば特に限定されないが、例えば、ソルビトール、キシリトール、グリセリン、ジグリセリン等の多価アルコール;1,3-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール等のジオール類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類;ソルビトール、キシリトール、グリセリン、ジグリセリン等の多価アルコールにエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等が付加したグリセリン誘導体;糖類、ポリエーテル類;ビスフェノールA、ビスフェノールS等のフェノール誘導体;N-メチルピロリドン等のアミド化合物;トリメチロールプロパン、ジグリセリン、3-メチル-1,3,5ペンタントリオールなどが挙げられる。これらは、単独又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの中でも、多価アルコールが好ましく、ソルビトール、キシリトール及びグリセリンからなる群から選択される少なくとも1種が好ましく、ソルビトール及び/又はグリセリンがより好ましく、ソルビトールがさらに好ましい。
 本発明の一実施形態において、ポリオール(B2)の含有量は、ポリビニルアルコール系樹脂(A)100質量部に対して、好ましくは20質量部以下、より好ましくは15質量部以下、さらに好ましくは10質量部以下、さらにより好ましくは5質量部以下である。ポリオール(B2)の含有量が上記の上限以下であると、良好なガスバリア性を発現しやすい。また、ポリオール(B2)の含有量の下限は、例えば0質量以上、0.1質量部以上、又は1質量部以上であってよい。本発明の別の実施形態では、ガスバリア性を高めやすい観点から、本発明の組成物は、ポリオール(B2)を含まないことが好ましい。
 <ポリオール(B3)>
 上述のポリオール(B1)及びポリオール(B2)以外のポリオールとして、DSCを用いた測定ではTgが観測されないポリオール(B3)がある。ポリオール(B3)としては、例えばマンニトール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールが挙げられる。このようなポリオール(B3)は、ポリオール(B1)及びポリオール(B2)には該当しない。
 また、本発明の組成物が含む全てのポリオールをポリオール(B)と総称する場合がある。本発明の一実施形態において、ポリオール(B1)の含有量は、ポリオール(B)の質量に対して、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上であり、例えば90質量%以上、95質量%以上、又は98質量%以上であってもよい。該ポリオール(B1)の含有量の上限は100質量%以下である。本発明の別の実施形態では、ポリオール(B)はポリオール(B1)のみで構成されていてもよい。ポリオール(B)の質量に対するポリオール(B1)の含有量が上記の下限以上であると、組成物のガスバリア性を向上しやすい。
 <組成物>
 本発明の組成物は、前記ポリビニルアルコール系樹脂(A)と、成分(A)100質量部に対して26質量部以上130質量部以下の前記ポリオール(B1)とを含み、融点が210℃以下であり、結晶化温度が190℃以下である。そのため、優れたガスバリア性と優れた溶融成形性とを両立できる。
 本発明の組成物の融点が210℃超、及び/又は結晶化温度が190℃超であると、ガスバリア性及び/又は溶融成形性が十分でない傾向がある。本発明の組成物の融点は、210℃以下であり、好ましくは208℃以下、より好ましくは206℃以下、さらに好ましくは205℃以下であり、例えば204℃以下又は203℃以下であってもよい。融点が上記の上限以下であると、組成物のガスバリア性及び溶融成形性を向上でき、組成物から形成される成形物の強度を高めることもできる。また、耐熱性が低い生分解性ポリエステルとの共押出・共射出成形物を安定に製造できる。本発明の組成物の融点は、好ましくは160℃以上、より好ましくは170℃以上、さらに好ましくは172℃以上、さらにより好ましくは173℃以上であり、例えば180℃以上であってもよく、190℃以上であってもよい。融点が上記の上限以下及び下限以上であると、上記の効果(ガスバリア性、溶融成形性、耐熱性、強度及び安定性)をより向上しやすい。なお、組成物の融点は、動的粘弾性装置を用いて、窒素下、周波数1Hzの条件で、230℃から160℃まで降温し、次いで160℃から230℃まで5℃/分の速度で昇温する過程でtanδが1より大きくなった温度であり、例えば実施例に記載の方法により測定できる。
 本発明の組成物の結晶化温度は、190℃以下であり、好ましくは188℃以下、より好ましくは186℃以下であり、例えば184℃以下であってもよい。結晶化温度が上記の上限以下であると、組成物のガスバリア性及び溶融成形性を向上でき、組成物から形成される成形物の強度を高めることもできる。また、耐熱性が低い生分解性ポリエステルとの共押出・共射出成形物を安定に製造できる。本発明の組成物の結晶化温度は、好ましくは120℃以上、より好ましくは122℃以上、さらに好ましくは124℃以上であり、例えば150℃以上であってもよく、170℃以上であってもよい。結晶化温度が上記の上限以下及び下限以上であると、上記の効果(ガスバリア性、溶融成形性、耐熱性、強度及び安定性)をより向上しやすい。なお、組成物の結晶化温度は、動的粘弾性装置を用いて、窒素下、周波数1Hzの条件で、230℃から160℃まで5℃/分の速度で降温する過程でtanδが1以下になった温度であり、例えば実施例に記載の方法により測定できる。
 組成物の融点及び結晶化温度は、ポリオール(B)の種類及びその含有量、ポリビニルアルコール系樹脂(A)の種類、重合度、変性量、けん化度及びその含有量などを適宜調整することにより調整することができ、上述の好ましいものを用いたり、好ましい範囲とすることで融点及び結晶化度を調整してもよい。例えば、ポリオール(B1)及びポリオール(B2)の含有量が大きいほど、またポリビニルアルコール系樹脂(A)の重合度が小さいほど、融点及び結晶化度が減少する傾向がある。
 本発明の一実施形態において、本発明の組成物は低い溶融粘度を有することができる。本発明の組成物の複素粘度は、好ましくは10000Pa・s以下、より好ましくは5000Pa・s以下、さらに好ましくは3000Pa・s以下であり、例えば2000Pa・s以下、1500Pa・s以下、1000Pa・s以下、又は600Pa・s以下であってもよい。また、本発明の組成物の複素粘度は、好ましくは70Pa・s以上、より好ましくは90Pa・s以上である。複素粘度が上記の範囲であると、溶融成形性を高めやすい。例えば、複素粘度が上記の上限以下であると、押出、射出及び圧縮成形性等が向上しやすく、複素粘度が上記の下限以上であると、共押出成形性も向上しやすい。複素粘度は、動的粘弾性装置を用いて、窒素下、周波数1Hz、温度200℃の条件で測定でき、例えば実施例に記載の方法により測定できる。
 本発明の組成物は、従来のポリビニルアルコール系樹脂組成物に比較して、ガスバリア性、特に酸素バリア性が顕著に優れており、酸素バリアフィルム用の樹脂として有用である。つまり、本発明の組成物は、酸素バリア性の指標である下記に示す特定の方法で測定した酸素透過度が、従来のポリビニルアルコール系樹脂組成物に比較して低い。本発明の一実施形態において、本発明の組成物の酸素透過度(OTR)は、好ましくは3.0cc/m・day・atm以下、より好ましくは3.0cc/m・day・atm未満、さらに好ましくは2.5cc/m・day・atm以下、さらにより好ましくは2.0cc/m・day・atm以下、特に好ましくは1.5cc/m・day・atm未満、特により好ましくは1.0cc/m・day・atm以下、特にさらに好ましくは0.8cc/m・day・atm以下である。酸素透過度(OTR)が上記の上限以下であると、優れた酸素バリア性を発現できる。なお、酸素透過度は、組成物の水溶液を両晒クラフト紙(100μm厚、70g/m)に塗工し、製膜してなるバリア紙(紙と組成物層との積層体)を温度23℃、相対湿度65%の状態で7日間調湿した後、該バリア紙の酸素透過度(単位:cc/m・day・atm)を測定し、得られる測定値を組成物層の厚み20μmに換算した値であり、例えば、実施例に記載の方法により測定できる。
 本発明の組成物は、溶融成形性に優れるため、成形温度が比較的低くても膜厚ムラを抑制しつつ成形することができる。そのうえ、公知の様々な成形法(例えば圧縮成形、押出成形、射出成形など)に適用できる。例えば、共押出成形にも好適に適用でき、生分解性ポリエステルを含む層と一緒に共押出成形により積層体を形成することもできる。なお、本明細書において、溶融成形性は溶融成形しやすい特性を意味し、溶融成形性が高いほど溶融成形しやすいことを示し、例えば、実施例のように圧縮成形及び押出成形により溶融成形性を評価できる。
 (添加剤)
 本発明の組成物は、さらに澱粉を含んでいてもよい。澱粉は、未変性澱粉であっても、変性澱粉であってもよい。未変性澱粉及び/又は変性澱粉を含むと、組成物の材料コストの抑制及び生分解性向上の観点から好ましい。澱粉としては、例えばトウモロコシ、キャッサバ、馬鈴薯、甘藷、サゴ、タピオカ、モロコシ、豆、ワラビ、ハス、ヒシ、小麦、コメ、オート麦、クズウコン、エンドウ等に由来する澱粉が挙げられる。これらの中でも、アミロース含有量の観点から、澱粉はトウモロコシ(コーン)又はキャッサバに由来するデンプンであることが好ましく、トウモロコシに由来するデンプンであることがより好ましい。澱粉は1種又は2種以上の澱粉で構成されていてもよい。変性澱粉は、澱粉に含まれる水酸基が親水性化合物及び/又は疎水性化合物により変性された変性基を含んでいてもよく、エーテル化澱粉、エステル化澱粉又はアミド化澱粉であることが好ましい。
 前記親水性化合物としては、例えばエチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等の炭素原子数2~6のアルキレンオキシド;クロロ酢酸等の炭素原子数2~4のハロゲン化カルボン酸;臭化メチル等の炭素原子数2~6のハロゲン化アルキル;マレイン酸無水物、フタル酸無水物等の炭素原子数2~6のカルボン酸無水物;硝酸ナトリウムやリン酸ナトリウム等のオキソ酸塩;2-ジエチルアミノエチルクロライド;2,3-エポキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライドなどが挙げられる。
 前記疎水性化合物としては、臭化セチル、臭化ラウリル;エポキシ化大豆脂肪アルコール、エポキシ化亜麻仁脂肪アルコール;アリルグリシジルエーテル、プロピルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、デカングリシジルエーテル、ラウリルフェニルグリシジルエーテル、ミリストイルグリシジルエーテル、セチルグリシジルエーテル、パルミチルグリシジルエーテル、ステアリルグリシジルエーテル、リノリルグルシジルエーテル等の炭素原子数2~24のグリシジルエーテル;例えばオクタン酸酢酸無水物、デカン酸酢酸無水物、ラウリン酸酢酸無水物、ミリスチン酸酢酸無水物等のアルカン酸カルボン酸無水物;アルキル又はアルケニルコハク酸無水物、アルキル又はアルケニルマレイン酸無水物等のアルキル又はアルケニルジカルボン酸無水物;炭素原子数6~24の飽和又は不飽和炭化水素基を含む脂肪族アミン(例えばn-ドデシルアミン、n-ヘキサデシルアミン、n-オクタデシルアミン、ココアミン、タローアミン、水素添加N-タロー-1,3-ジアミノプロパン、N-水素化タロー-1,3-ジアミノプロパン、N-オレイル-1,3-ジアミノプロパン等)などが挙げられる。
 本発明の一実施形態において、組成物の融点や結晶化度を調整しやすく、ガスバリア性を高めやすい観点から、澱粉の含有量は、組成物の質量に対して、好ましくは40質量%以下、より好ましくは20質量%以下、さらに好ましくは10質量%以下であってもよい。澱粉の含有量の下限は、例えば0質量%以上、0.1質量%以上、又は1質量%以上であってよい。本発明の別の実施形態では、組成物の融点や結晶化度を調整しやすく、ガスバリア性を高めやすい観点から、本発明の組成物は澱粉を含まないことが好ましい。
 本発明の組成物は、本発明の目的や効果を損なわない範囲で、ポリビニルアルコール系樹脂(A)、ポリオール(B)及び澱粉以外の他の添加剤を含んでいてもよい。他の添加剤としては、例えば、無機層状化合物、充填剤、銅化合物等の加工安定剤、耐候安定剤、着色剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、難燃剤、上述のポリオール以外の可塑剤、他の可塑剤樹脂、潤滑剤、香料、発泡剤、消臭剤、増量剤、剥離剤、離型剤、補強材、防かび剤、防腐剤、結晶化速度遅延剤、ポリビニルアルコール系樹脂(A)以下の他の熱可塑性樹脂などが挙げられる。特に熱安定剤としてヒンダードフェノール等の有機系安定剤、ヨウ化銅等のハロゲン化銅化合物、ヨウ化カリウム等のハロゲン化アルカリ金属化合物を添加すると、成形化及び繊維化の際の溶融滞留安定性が向上するので好ましい。本発明の組成物は、前記他の添加剤を含んでいても含んでいなくてもよい。前記他の添加剤の含有量は、特に限定されないが、組成物の質量に対して、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下、さらに好ましくは2質量%以下であってもよく、例えば1.5質量%以下、1質量%以下、0.5質量%以下、0.1質量%以下、又は0.01質量%以下であってもよい。上記他の添加剤の含有量は、他の添加剤全ての合計含有量(合計割合)であってもよいし、他の添加剤のうち、特定の1つの他の添加剤を選択してその1つの他の添加剤の含有量(割合)として適用してもよいし、特定の2つ以上の他の添加剤を選択してその2つ以上の他の添加剤の合計含有量として適用してもよい。
 無機層状化合物としては、例えば雲母類、タルク、モンモリロナイト、カオリナイト、バーミキュライト等が挙げられる。無機層状化合物を添加することで、ガスバリア性、強度及び取扱い性を向上しやすい。
 充填剤は、好ましくは、硬度や剛度を高め、質量感を与えるとともに、ブロッキング防止性を発現させたり、さらには得られた成形物や繊維に水崩壊性や生分解性の速度を制御するという効果を与える。充填剤としては、カオリン、クレー、タルク、酸性白土、シリカ、アルミナ、珪草土、ベントナイト、モンモリロナイト、木節粘土、蛙目粘土、ロウ石、ミョウバン石、陶土、長石、石綿、パーライト、炭酸カルシウム、水酸化マグネシウム、カーボンブラック、酸化チタン、マイカ、酸化ジルコニウム、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、シラス、ガラス、ガラス繊維などの無機充填剤、尿素-ホルマリン系樹脂、メラミン-ホルマリン系樹脂などの有機充填剤が挙げられる。充填剤の平均粒子径としては特に制限はないが、0.1~100μmが好ましい。充填剤の含有量は、特に制限はないが、ポリビニルアルコール系樹脂(A)100質量部に対して、400質量部以下が好ましく、200質量部以下がより好ましい。
 本発明の一実施形態において、ポリビニルアルコール系樹脂(A)及びポリオール(B1)並びに任意にポリオール(B2)の合計含有量、特にポリビニルアルコール系樹脂(A)及びポリオール(B1)の合計含有量は、組成物の質量に対して、好ましくは50質量%以上、より好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは80質量%以上、さらにより好ましくは90質量%以上、特に好ましくは95質量%以上、特により好ましくは98質量%以上であり、100質量%であってもよい。該合計含有量が上記の範囲であると、組成物のガスバリア性及び溶融成形性が向上しやすい。
 本発明の組成物の製造方法は、特に限定されないが、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂(A)、ポリオール(B1)、並びに、任意にポリオール(B2)、前記澱粉及び前記他の添加剤等を混合する方法であってもよい。混合順序は特に限定されず、例えばポリビニルアルコール系樹脂(A)に澱粉及び/又は他の添加剤を添加後、ポリオール(B)を添加してもよいし、その逆であってもよいし、全ての成分を同時に添加してもよい。混合は、公知の混合機を用いることができ、好ましくは溶融混練機を好適に使用できる。本発明の好適な実施形態では、押出機を用いて溶融混練して組成物を得る。組成物の形態は特に限定されず、ペレット、シート、又はフィルムであってもよい。
 押出機としては、例えば二軸スクリュー押出機を用いることができる。二軸スクリュー押出機は、共回転又は逆回転のいずれであってもよい。スクリューの回転速度は、好ましくは20rpm以上、より好ましくは40rpm以上である。シリンダー温度は、100℃以上、より好ましくは150℃以上、さらに好ましくは200℃以上であり、好ましくは300℃以下である。各成分はそれぞれ直接、押出機中へ導入することができる。また、これらの各成分をミキサー等用いて予備混合したものを押出機中へ導入してもよい。
 溶融混練されながら押出機中を押し進められてきた溶融した混合物は、ダイから押出される。ダイの温度は好ましくは150~250℃であってよい。
 押出された混合物(溶融物)をシート状、フィルム状又はストランド状に押し出すことができる。この際、混合物(溶融物)は冷却及び乾燥を行う。
 混合物をストランド状に押出す場合、複数穴のストランドノズルから押出し、回転カッターで切断することでストランドをペレット形状にできる。ペレットの膠着を防ぐために、振動を定期的もしくは定常的に与え、熱風、脱湿空気又は赤外線ヒーターによりペレット中の水分を除去することができる。
 混合物をシート状又はフィルム状に押出す場合、混合物はフィルム成形用ダイから押出し、次いで引取りローラーで巻取りながら冷却及び乾燥することができる。ダイ及びローラーの間では、混合物がローラーに付着するのを防ぐように冷却するのが好ましい。
 本発明の一実施形態において、本発明の組成物を含むフィルム又はシートの厚みは、特に限定されないが、好ましくは5~1000μm、より好ましくは10~500μmである。フィルム又はシートの厚みは、厚み計により測定でき、例えば実施例に記載の方法により測定できる。
 本発明の組成物は、溶媒を含んでいてもよく、溶液又は分散液の形態であってもよい。溶媒としては、組成物中の成分が溶解又は分散可能な公知の溶媒を用いることができる。また、組成物の溶液又は分散液を慣用の製膜法(例えばキャスト成膜等)により製膜してシート又はフィルムの形態にしてもよい。
〔溶融成形品〕
 本発明は、本発明の組成物を含む溶融成形品を包含する。本発明の溶融成形品(又は溶融成形物)は、本発明の組成物を含むため、ガスバリア性に優れている。溶融成形方法としては、例えば、押出成形法、射出成形法、Tダイからの押出製膜法、インフレーション製膜法、圧縮成形法、トランスファー成形法、強化プラスチック成形法、中空成形法、プレス成形法、ブロー成形法、カレンダー成形法、発泡成形法、真空成形法、圧空成形法などが挙げられる。所望により共押出成形法、ラミネート成形法、などの方法によって他の熱可塑性樹脂を積層することもできる。これらの方法により、フィルム、シート、チューブ、ボトル、不織布、繊維などの任意形状の成形物が得られる。本発明の一実施形態では、例えば圧縮成形法を用いる場合、ペレット状の組成物を圧縮成形機により所望の形状に成形できる。この場合、本発明の組成物は溶融成形性に優れるため、比較的低い温度で成形が可能である。
〔積層体〕
 本発明は、本発明の組成物を含有する層(組成物層と称することがある)を含む積層体を包含する。本発明の積層体は、本発明の組成物を含むため、ガスバリア性に優れている。
 本発明の積層体は、本発明の組成物層を1層又は2層以上含んでいてもよく、2層以上含む場合、各組成物層の組成は同じであっても異なっていてもよい。該積層体は、本発明の組成物層以外の他の層を含むことができる。他の層としては、例えば、紙、高分子フィルム層、接着剤層などが挙げられる。紙としては、特に限定されず、例えばクラフト紙、両晒クラフト紙、上質紙、模造紙、グラシン紙、パーチメント紙、合成紙、白板紙、マニラボール、ミルクカートン原紙、カップ原紙、アイボリー紙、白銀紙などが挙げられる。
 高分子フィルム層を構成する高分子としては、特に限定されず、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル;ポリプロピレン(PP)[好ましくは二軸延伸ポリプロピレン(BOPP)]、ポリエチレン(PE)[好ましくは低密度ポリエチレン(LDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)]等のポリオレフィン;エチレン-酢酸ビニル共重合体;エチレン・α-オレフィン共重合体;アイオノマー;ポリアミド;ポリイミド;生分解性ポリエステル;及びこれらを無水マレイン酸等の変性剤で変性した樹脂;などが挙げられる。これらの中でも、生分解性の観点からは、生分解性ポリエステルが好ましい。生分解性ポリエステルは、好ましくは、ポリ乳酸(PLA)、ポリブチレンサクシネート(PBS)、ポリブチレンサクシネートアジペート(PBSA)、ポリブチレンアジペートテレフタレート(PBAT)及びポリヒドロキシアルカノエート(PHA)からなる群から選択される少なくとも1種の生分解性ポリエステルである。
 本発明の積層体の層構成としては、例えば、紙/組成物層;高分子フィルム/組成物層;高分子フィルム/組成物層/高分子フィルム;紙/接着剤層/組成物層;高分子フィルム/接着剤層/組成物層;高分子フィルム/接着剤層/組成物層/紙/接着剤層/高分子フィルムなどが挙げられる。
 本発明の積層体の製造方法としては、紙や高分子フィルム等の他の層に組成物を製膜する方法;組成物層と他の層とを共押出する方法;組成物層と接着剤層と他の層とをラミネート又は共押出製膜する方法;などが挙げられる。ラミネートする際には、接着剤を、他の層の表面に塗布したり、他の層の表面に押出コーティングしてもよい。
 本発明の一実施形態では、本発明の積層体は、生分解性ポリエステル層/組成物層/生分解性ポリエステル層をこの順に有する。かかる積層体は、ペレット状の組成物を共押出機により共押出することで得られる。また、本発明の一実施形態では、本発明の積層体は、紙/組成物層をこの順に有する。かかる積層体は、紙上に慣用の製膜機を用いて製膜し、乾燥することで得られる。
 本発明の一実施形態において、本発明の積層体を得る際に、本発明の組成物に架橋剤を添加してもよい。架橋剤としては、エポキシ化合物、イソシアネート化合物、アルデヒド化合物、シリカ化合物、アルミ化合物、ジルコニウム化合物、硼素化合物などが挙げられる。これらの中でも、コロイダルシリカ、アルキルシリケートなどのシリカ化合物が好ましい。架橋剤の添加量は、ポリビニルアルコール系樹脂(A)100質量部に対して5~60質量部であってもよく、好ましくは10~40質量部、より好ましくは15~30質量部であってもよい。
 本発明の一実施形態では、組成物層上に、他の層としてヒートシール樹脂層を形成してもよい。ヒートシール樹脂層の形成は、通常、共押出法、押出ラミネート法あるいはドライラミネート法によりなされる。ヒートシール樹脂としては、HDPE,LDPE、LLDPEなどのポリエチレン、PP、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン・α-オレフィン共重合体、アイオノマーなどに加えて、生分解性を有するポリエステルとしてPLA、PBS、PHA、PBATやこれらを無水マレイン酸などの変性剤で変性した樹脂が使用できる。
 本発明の一実施形態では、本発明の積層体は、酸素バリア性や力学物性の向上を目的として、延伸処理が施されていてもよい。例えば、ポリオレフィンフィルム、ポリエステルフィルム及びポリアミドフィルム等の高分子フィルムと組成物層との積層体である場合、その製造条件に特に制限はないが、通常、高分子フィルムを構成する樹脂に適用した温度で、空気中などで熱処理される。熱処理温度は、例えば、ポリオレフィンフィルムの場合には140℃~170℃であってよく、ポリエステルフィルム及びポリアミドフィルムの場合には140℃~240℃であってよい。組成物層の熱処理は、高分子フィルムと同時に熱処理されることが好ましい。
 本発明の一実施形態において、本発明の積層体中の組成物層の厚みは、層数や他の層の種類に応じて適宜選択でき、特に制限はないが、好ましくは5~500μm、より好ましくは5~300μm、さらに好ましくは7~150μm、さらにより好ましくは10~100μmであってよい。本発明の積層体が組成物層を複数有する場合、上記の組成物層の厚みは組成物層1層の厚みを示す。
 本発明の一実施形態において、本発明の積層体の厚みは、層数や層の種類に応じて適宜選択でき、特に制限はないが、好ましくは10~2000μm、より好ましくは20~1000μmであってよい。なお、積層体中の組成物層及び積層体の厚みは、それぞれ、厚み計を用いて測定でき、例えば実施例に記載の方法により測定できる。
〔用途〕
 本発明の組成物は、例えば、繊維糊剤、繊維処理剤、繊維加工剤、繊維製品用サイズ剤、紙のクリアーコーテイング剤、紙の顔料コーティング剤、紙の内添サイズ剤、感熱紙のオーバーコート用バインダー等の紙加工剤、感圧接着剤、防曇剤、塗料、紙や木材及びプラスチックなどの接着剤、不織布用バインダー、繊維用バインダー、セラミックス用バインダー、石膏ボードや繊維板などの各種建材用バインダー、セメントやモルタル用添加剤、ホットメルト接着剤、画像形成材料、感光性樹脂、ゲル用基材、フィルム、繊維、シート、成形品(成形物)(フィルム、繊維、シート、チューブ、不織布など)、土壌改良剤などに用いることができる。また、本発明の組成物は、セルロース誘導体、ガム類、ゼラチン、カゼイン等の他種ポリマーと併用してもよい。
 本発明は、本発明の積層体を含む食品包装を包含する。食品包装としては、特に限定されないが、例えば、肉類、生麺、加工食品、紅茶、コーヒー粉、コーヒー豆、漬物等の食品を包装するための容器が挙げられる。
 本発明の一実施形態として、上述の用途に好適である観点から、本発明の組成物は、低水溶性であることが好ましく、例えば、該組成物からなる厚み20μm、1cm四方のフィルムが、23℃の水に60秒以上完全に溶解しないことが好ましい。なお、目視で該フィルムが水中に残存していることを確認できる場合に「完全に溶解していない」と判断できる。また本発明の一実施形態として、上述の用途に好適である観点から、本発明の組成物は食用でないことも好ましい。
 以下、実施例及び比較例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。なお、以下の実施例及び比較例において「部」及び「%」は、特に断らない限り質量基準を意味する。また、得られたポリビニルアルコール系樹脂を下記の要領で分析した。
[エチレン単位の含有率]
 実施例及び比較例で用いたエチレン-ビニルアルコール共重合体のエチレン単位の含有率は、エチレン-ビニルアルコール共重合体の前駆体又は再酢化物であるエチレン-ビニルエステル共重合体のH-NMRから求めた。すなわち、得られたエチレン-ビニルエステル共重合体の再沈精製をn-ヘキサンとアセトンの混合溶液を用いて3回以上行った後、80℃での減圧乾燥を3日間行って、分析用のエチレン-ビニルエステル共重合体を作製した。分析用のエチレン-ビニルエステル共重合体をDMSO-dに溶解し、80℃でH-NMR(500MHz)を測定した。ビニルエステルの主鎖メチンに由来するピーク(4.7~5.2ppm)とエチレン、ビニルエステルの主鎖メチレンに由来するピーク(0.8~1.6ppm)を用いてエチレン単位の含有率を算出した。
[1,2-ジオール構造を含む単位の含有率]
 実施例で用いた側鎖に1,2-ジオール構造を有するビニルアルコール共重合体の1,2-ジオール構造を含む単位の含有率は、H-NMRから求めた。具体的には、ビニルアルコール共重合体をDMSO-dに溶解し、80℃でH-NMR(500MHz)を測定した。1,2-ジオールの一級アルコールに隣接するメチレン由来のピーク(3.3ppm)を用いて1,2-ジオール構造を含む単位の含有率を算出した。
[粘度平均重合度]
 ビニルアルコール重合体及びエチレン-ビニルアルコール共重合体の粘度平均重合度は、それぞれJIS K6726(1994年)に記載の方法により求めた。具体的には、各重合体又は共重合体を再けん化し、精製した後、30℃の水中で測定した極限粘度[η](l/g)から次式により算出した。なお次式において重合度をPと表記する。
P=([η]×10/8.29)(1/0.62)
 また、ポリビニルアルコール系樹脂(A)に含まれるビニルアルコール重合体及び/又はエチレン-ビニルアルコール共重合体の重合度及び配合比率から、ポリビニルアルコール系樹脂(A)の粘度平均重合度を計算した。
[けん化度]
 ビニルアルコール重合体及びエチレン-ビニルアルコール共重合体のけん化度は、それぞれJIS K6726(1994年)に記載の方法により求めた。
[厚み]
 実施例及び比較例における積層体及び該積層体中の各層の厚みは、デジタルマイクロメーターにより測定した。
 <製造例1>
[エチレン-ビニルアルコール共重合体(A1)の製造]
 還流冷却器、原料供給ライン、反応液取出ライン、温度計、窒素導入口、エチレン導入口及び撹拌翼を備えた連続重合槽を用いた。連続重合槽に酢酸ビニルを626L/hr、メタノールを216L/hr、開始剤としてn-プロピルパーオキシジカーボネートの1%メタノール溶液を30.3L/hr、それぞれ定量ポンプを用いて連続的に供給した。重合槽内のエチレン圧力は0.69MPaになるように調整した。重合槽内の液面が一定になるように連続重合槽から重合液を連続的に取り出した。連続重合槽の出口での重合率が67%になるように調整した。連続重合槽の滞留時間は5時間であった。連続重合槽の出口の温度は60℃であった。連続重合槽より重合液を回収し、温水浴で75℃に加熱しながら重合液にメタノール蒸気を導入することで残存する酢酸ビニル(以下、「VAc」と略記することがある)の除去を行い、エチレン-ビニルエステル共重合体のメタノール溶液を得た。次いで40℃下、けん化工程に供する系含水率を0.5%、けん化触媒としてエチレン-ビニルエステル共重合体に対してモル比0.02の割合で水酸化ナトリウムを用い、1時間けん化反応を行った。得られた重合体をメタノールに浸漬し洗浄を行った。次いで溶媒を遠心分離で除去したのち乾燥を行うことで、エチレン単位の含有率(Et変性量と称することがある)が10モル%であり、粘度平均重合度(DPと略記することがある)が400であり、けん化度(DSと略記することがある)が98.5モル%のエチレン-ビニルアルコール共重合体(A1)を得た。
 <製造例2>
[エチレン-ビニルアルコール共重合体(A2)の製造]
 還流冷却器、原料供給ライン、反応液取出ライン、温度計、窒素導入口、エチレン導入口及び撹拌翼を備えた連続重合槽を用いた。連続重合槽に酢酸ビニルを631L/hr、メタノールを165L/hr、開始剤としてn-プロピルパーオキシジカーボネートの1%メタノール溶液を3.0L/hr、それぞれ定量ポンプを用いて連続的に供給した。重合槽内のエチレン圧力は0.61MPaになるように調整した。重合槽内の液面が一定になるように連続重合槽から重合液を連続的に取り出した。連続重合槽の出口での重合率が38%になるように調整した。連続重合槽の滞留時間は5時間であった。連続重合槽の出口の温度は60℃であった。連続重合槽より重合液を回収し、温水浴で75℃に加熱しながら重合液にメタノール蒸気を導入することで残存する酢酸ビニルの除去を行い、エチレン-ビニルエステル共重合体のメタノール溶液を得た。次いで40℃下、けん化工程に供する系含水率を0.5%、けん化触媒としてエチレン-ビニルエステル共重合体に対してモル比0.025の割合で水酸化ナトリウムを用い、1時間けん化反応を行った。得られた共重合体をメタノールに浸漬し洗浄を行った。次いで溶媒を遠心分離で除去したのち乾燥を行うことで、エチレン単位の含有率が6モル%であり、粘度平均重合度が1000であり、けん化度が99.2モル%のエチレン-ビニルアルコール共重合体(A2)を得た。
 <製造例3>
[ビニルアルコール重合体(A3)の製造]
 還流冷却器、撹拌機、温度計、窒素導入管及び後添加液の仕込み口とポンプを備えたセパラブルフラスコに酢酸ビニルを1300g、メタノールを500gを仕込んだ。重合液を撹拌しつつ、系内で窒素置換して恒温槽により加熱し、60℃の恒温になった時点で2,2’-アゾビス(イソブチロニトリル)(AIBN)0.5gを添加し重合を開始した。重合開始から2.3時間後に重合率が30%となったところで、メタノールを1000g加えて重合を停止した。この重合ペーストにメタノール蒸気を吹き込んで未反応の酢酸ビニル単量体を除去し、ビニルエステル重合体(PVAcと略記することがある)のメタノール溶液を得た。得られた該PVAc溶液にメタノールを加えて濃度が25質量%となるように調整したPVAcのメタノール溶液400g(溶液中のPVAc100g)に、11.6g(PVAc中の酢酸ビニル単位に対してモル比[MR]0.025)のアルカリ溶液(NaOHの10質量%メタノール溶液)を添加して、40℃でけん化を行った。アルカリ溶液の添加後、ゲル化したものを粉砕器にて粉砕し、合計1時間けん化反応を行った後、メタノール1000gを加えて残存するアルカリを中和した。フェノールフタレイン指示薬を用いて中和の終了を確認後、濾別して得られた白色固体のビニルアルコール(PVA)重合体にメタノール1000gを加えて室温で3時間放置洗浄した。上記洗浄操作を3回繰り返した後、遠心脱液して得られたPVA重合体を乾燥機中70℃で2日間放置して、粘度平均重合度が1700であり、けん化度が99.2モル%のPVA重合体(A3)を得た。
 <製造例4>
[変性ビニルアルコール共重合体(A4)の製造]
 還流冷却器、滴下漏斗、撹拌機を備えた反応容器に、酢酸ビニル68.0部、メタノール23.8部、3,4-ジアセトキシ-1-ブテン8.2部を仕込み、アゾビスイソブチロニトリルを0.3モル%(対仕込み酢酸ビニル)投入し、撹拌しながら窒素気流下で温度を上昇させ、重合を開始した。酢酸ビニルの重合率が90%となった時点で、m-ジニトロベンゼンを添加して重合を終了し、続いて、メタノール蒸気を吹き込む方法により未反応の酢酸ビニルモノマーを系外に除去し共重合体のメタノール溶液とした。
 ついで、上記メタノール溶液をさらにメタノールで希釈し、濃度45%に調整してニーダーに仕込み、溶液温度を35℃に保ちながら、水酸化ナトリウムの2%メタノール溶液を共重合体中の酢酸ビニル単位及び3,4-ジアセトキシ-1-ブテン単位の合計量1モルに対して10.5ミリモルとなる割合で加えてけん化を行った。けん化が進行するとともにけん化物が析出し、粒子状となった時点で濾別し、メタノールでよく洗浄して熱風乾燥機中で乾燥し、目的とする側鎖に1,2-ジオール構造を有する変性ビニルアルコール共重合体(A4)を得た。変性ビニルアルコール共重合体(A4)の粘度平均重合度が450であり、けん化度が99.2モル%であり、1,2-ジオール構造を含む単位の含有率(DO含有率ということがある)が6%であった。
 <製造例5>
[ビニルアルコール重合体(A5)の製造]
 撹拌機、窒素導入口及び開始剤添加口を備えたセパラブルフラスコに酢酸ビニル630g、メタノール1170gを仕込み、60℃に昇温した後30分間窒素バブリングにより系中を窒素置換した。上記フラスコの内温を60℃に調整した後、AIBN0.5gを添加し重合を開始した。重合開始から3.2時間後に重合率が40%となったところで、メタノール1000gを添加後、冷却して重合を停止した。未反応酢酸ビニルモノマーを除去しPVAcのメタノール溶液とした。得られた該PVAc溶液にメタノールを加えて、濃度が25質量%となるように調整したPVAcのメタノール溶液400g(溶液中のPVAc100g)に、13.8g(PVAc中の酢酸ビニル単位に対するモル比[MR]0.03)のアルカリ溶液(NaOHの10質量%メタノール溶液)を添加して、40℃でけん化を行った。アルカリ添加後、ゲル化したものを粉砕器にて粉砕し、合計1時間けん化反応を行った後、酢酸メチル1000gを加えて残存するアルカリを中和した。フェノールフタレイン指示薬を用いて中和の終了を確認後、濾別して得られた白色固体のPVA重合体にメタノール1000gを加えて室温で3時間放置洗浄した。上記洗浄操作を3回繰り返した後、遠心脱液して得られたPVA重合体を乾燥機中70℃で2日間放置して乾燥することで、粘度平均重合度が500であり、けん化度が98.5モル%のPVA重合体(A5)を得た。
 製造例1~5で製造した各重合体(A1)~(A5)のDP、DS、Et変性量、DO含有率及びポリビニルアルコール系樹脂(A)のDPを表1及び表2に示す。
[ポリオール]
 ガラス転移温度(Tg)が25℃以上のポリオール(B1)として、以下のものを用いた。それぞれのTgは窒素下、昇温速度10℃/分で、DSC測定を行うことで評価した。またそれぞれの結晶化エンタルピー(ΔHc)は窒素下、降温速度10℃/分で、DSC測定を行うことで評価した。
・ポリオール(B1-1):マルチトール,Tg=47℃,ΔHc=0J/g(識別不可)
・ポリオール(B1-2):トレハロース,Tg=120℃,ΔHc=0J/g(識別不可)
・ポリオール(B1-3):ラクチトール,Tg=33℃,ΔHc=0J/g(識別不可)
 ガラス転移温度(Tg)が25℃未満のポリオール(B2)として、以下のものを用いた。それぞれのTgは窒素下、昇温速度10℃/分でDSC測定を行うことで評価した。
・ポリオール(B2-1):ソルビトール,Tg=-4℃
・ポリオール(B2-2):グリセリン,Tg=-75℃
 ポリオール(B3)として、以下のものを用いた。それぞれの結晶化エンタルピー(ΔHc)は窒素下、降温速度10℃/分で、DSC測定を行うことで評価した。
・ポリオール(B3-1):ペンタエリトリトール,ΔHc=271.5J/g
・ポリオール(B3-2):ジペンタエリトリトール,ΔHc=275.4J/g
・ポリオール(B3-3):マンニトール,ΔHc=219.1J/g
 なお、ポリオール(B3-1)~(B3-3)は、DSC測定によりTgが観測されなかった。
 <実施例1>
 以下の通り、ポリビニルアルコール系樹脂(A)100質量部に対してポリオール(B1)を67質量部含む組成物を作製し、フィルムの面状を評価し、融点、結晶化温度及び複素粘度の測定を行った。
[フィルムの面状]
 溶解濃度が20%になるように、乾燥質量で6gのエチレン-ビニルアルコール共重合体(A1)及び乾燥質量で4gのポリオール(B1-1)を蒸留水中に分散させた後、温度95℃で3時間加熱撹拌を行って組成物の水溶液を調製した。次いでキャスト製膜することで、約300μm厚のフィルムを得た。このフィルムは、ポリビニルアルコール系樹脂(A)100質量部に対してポリオール(B1)を67質量部含む組成物からなるフィルムである。このフィルムの面状を、目視にて、以下の指標で評価した。
 〇:透明であった
 ×:ポリオールがブリードアウトし、白化した
[融点、結晶化温度、複素粘度]
 またこのフィルムの溶融物性を、動的粘弾性装置(DHR-2,TA Instruments製)で測定した。窒素下、周波数1Hzの条件で、230℃から160℃まで5℃/分の速度で降温する過程でtanδが1以下になった温度を結晶化温度とし、また200℃の複素粘度を成形性の指標とした。次いで160℃から230℃まで5℃/分の速度で昇温する過程でtanδが1より大きくなった温度を融点とした。
 上記方法により、組成物の融点は202℃、結晶化温度は181℃、複素粘度は168Pa・sであることを確認した。
 次に、上記と同じ配合の組成物を以下の通り作製し、各物性の評価を行った。なお、以下各方法で製造された組成物についても組成が同じであるため、組成物の融点は202℃、結晶化温度は181℃、複素粘度は168Pa・sである。
[酸素バリア性]
 溶解濃度が20%になるように、乾燥質量で6gのエチレン-ビニルアルコール共重合体(A1)及び乾燥質量で4gのポリオール(B1-1)を蒸留水中に分散させた後、温度95℃で3時間加熱撹拌を行って組成物の水溶液を調製した。次いで両晒クラフト紙(100μm厚、70g/m)にアプリケーターを用いて製膜し、80℃の熱風乾燥機で30分間乾燥させ、20μmの厚みの組成物が製膜されたバリア紙を得た。バリア紙(紙と組成物との積層体)の酸素透過度(OTR)(単位:cc/m・day・atm)を表1及び表2に示す。なお、バリア紙の酸素透過度は、バリア紙を温度23℃,相対湿度65%の状態で7日間調湿した後に測定した。また、実施例2~14で得られたバリア紙(紙と組成物との積層体)における組成物層の厚みは10~36μmであり、表1及び表2に示す酸素透過度は、バリア紙における組成物層の厚みを20μmに換算した値である。また酸素バリア性を以下の指標で評価した。
 〇:OTR<1.5cc/m・day・atm
 △:1.5cc/m・day・atm≦OTR<3.0cc/m・day・atm
 ×:3.0cc/m・day・atm≦OTR
[溶融成形性]
 以下のように、圧縮成形及び押出成形を行い、組成物の溶融成形性を評価した。
 (圧縮成形)
 乾燥質量で120gのエチレン-ビニルアルコール共重合体(A1)及び乾燥質量で80gのポリオール(B1-1)をドライブレンドした後、二軸押出機(ULT-Nano,テクノベル社製)に投入した。二軸押出機のスクリュー回転数を50rpm、シリンダー温度を220℃として溶融混錬し、組成物のペレットを得た。次いで、得られた組成物のペレットを、それぞれ圧縮成形機を用いて荷重50kgf/cmの条件下で5分間圧縮成形し、溶融成形品を得た。金型温度を200℃として成形し、ペレットが溶融しなかった場合は10℃間隔で温度を上げ、ペレットが溶融してシートが得られるようになる温度を計測し、以下のような指標で圧縮成形による溶融成形性を評価した。
 〇:成形温度200℃でシート化可能
 △:成形温度210℃でシート化可能
 ×:成形温度220℃あるいは230℃でシート化可能
 (押出成形)
 以下の方法で組成物を含む層と生分解性ポリエステルを含む層とを備える積層体を作製し、押出成形による溶融成形性を評価した。
 前記組成物のペレットと、生分解性ポリエステルであるポリ乳酸(Ingeo(登録商標) biopolymer 2003D,Natureworks社)のペレットを、それぞれ単軸押出機(G.M.ENGINEERING社製、VGM25-28EX)のホッパーに投入し、フィードブロックダイを用いてシリンダー温度210℃、ダイ温度200℃、流量5kg/hで共押出し、幅20cm、厚み500μm、2種3層の積層体を得た。得られた積層体の構成は、外側からポリ乳酸層/組成物層/ポリ乳酸層=200μm/100μm/200μm(厚み)であった。以下のような指標で押出成形(共押出成形)による溶融成形性を評価した。
 〇:積層体を取得可能
 △:シリンダー温度を220℃に上げれば積層体を取得可能
 ×:シリンダー温度220℃でも押出不可、あるいは膜厚ムラが激しい
 上記で得られた積層体は、生分解性を有するものであった。
 <実施例2~14、比較例1~10>
 表1及び表2に示す配合にて、実施例1と同様に組成物を作製及び評価した。結果を表1及び表2に示す。なお、実施例2~14で得られた積層体は、いずれも生分解性を有するものであった。
 実施例1~14の組成物は、ガラス転移温度が25℃以上のポリオール(B1)を特定量含み、かつ融点と結晶化温度が特定の範囲にあるため、溶融成形性に優れており、同時に酸素バリア性にも優れることが確認された。一方、比較例1の組成物はポリオール(B1)を含まず、比較例2及び7の組成物はポリオール(B1)を含まないことに加え、融点が210℃超及び結晶化温度が190℃超であるため、酸素バリア性及び/又は溶融成形性に劣り、比較例3及び5の組成物は、融点が210℃超及び結晶化度が190℃超であるため、溶融成形性に劣り、比較例4の組成物はポリオール(B1)の含有量が130質量部を超えるため、酸素バリア性及び溶融成形性に劣り、比較例6の組成物は、ポリオール(B1)の含有量が26質量部を下回るため溶融成形性に劣ることが確認された。比較例8~10の組成物は、ポリオール(B1)を含まず、かつ含まれるポリオール(B3)の結晶化エンタルピーが100J/gより大きいため、ブリードアウトが生じて白化してしまい、面状が悪かった。そのため、他の評価ができなかった。

Claims (20)

  1.  ポリビニルアルコール系樹脂(A)及びポリオール(B1)を含む組成物であって、
     ポリオール(B1)のガラス転移温度が25℃以上であり、
     ポリオール(B1)の含有量が、ポリビニルアルコール系樹脂(A)100質量部に対して26質量部以上130質量部以下であり、
     該組成物の融点が210℃以下であり、結晶化温度が190℃以下である、組成物。
  2.  降温速度10℃/分での示差走査熱量測定によって得られる前記ポリオール(B1)の結晶化エンタルピーが100J/g以下である、請求項1に記載の組成物。
  3.  前記ポリオール(B1)が、マルチトール、ラクチトール及びトレハロースからなる群から選択される少なくとも1種のポリオールである、請求項1又は2に記載の組成物。
  4.  さらにガラス転移温度が25℃未満のポリオール(B2)を含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の組成物。
  5.  ポリオール(B2)の含有量が、ポリビニルアルコール系樹脂(A)100質量部に対して20質量部以下である、請求項4に記載の組成物。
  6.  ガラス転移温度が25℃未満のポリオール(B2)を含まない、請求項1~3のいずれか1項に記載の組成物。
  7.  さらに澱粉を含み、該澱粉の含有量が、前記組成物の質量に対して40質量%以下である、請求項1~6のいずれか1項に記載の組成物。
  8.  澱粉を含まない、請求項1~6のいずれか1項に記載の組成物。
  9.  ポリビニルアルコール系樹脂(A)が、けん化度が90モル%以上99.99モル%以下のビニルアルコール系重合体を含む、請求項1~8のいずれか1項に記載の組成物。
  10.  ポリビニルアルコール系樹脂(A)の粘度平均重合度が、200以上1500以下である、請求項1~9のいずれか1項に記載の組成物。
  11.  ポリビニルアルコール系樹脂(A)が、α-オレフィン-ビニルアルコール共重合体を含む、請求項1~10のいずれか1項に記載の組成物。
  12.  α-オレフィン-ビニルアルコール共重合体が、炭素数4以下のα-オレフィンに由来する構造単位を含む、請求項11に記載の組成物。
  13.  ポリビニルアルコール系樹脂(A)がエチレン-ビニルアルコール共重合体を含み、該エチレン-ビニルアルコール共重合体のエチレン単位の含有率が1モル%以上12モル%以下である、請求項1~10のいずれか1項に記載の組成物。
  14.  エチレン-ビニルアルコール共重合体の含有量が、ポリビニルアルコール系樹脂(A)の質量に対して50質量%以上である、請求項13に記載の組成物。
  15.  酸素透過度(OTR)が、3.0cc/m・day・atm以下である、請求項1~14のいずれか1項に記載の組成物。
  16.  請求項1~15のいずれか1項に記載の組成物を含む、溶融成形品。
  17.  請求項1~15のいずれか1項に記載の組成物を含有する層を含む、積層体。
  18.  前記積層体が、さらに生分解性ポリエステルを含有する層を含む、請求項17に記載の積層体。
  19.  前記生分解性ポリエステルが、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリブチレンアジペートテレフタレート及びポリヒドロキシアルカノエートからなる群から選択される少なくとも1種の生分解性ポリエステルである、請求項18に記載の積層体。
  20.  請求項17~19のいずれか1項に記載の積層体を含む、食品包装。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1121530A (ja) * 1997-06-30 1999-01-26 Kuraray Co Ltd 接着剤
JP2011229477A (ja) * 2010-04-28 2011-11-17 Morinaga & Co Ltd 凍結乾燥食品及びその製造方法
CN107955300A (zh) * 2016-10-18 2018-04-24 天津市宝宏塑胶制品有限公司 一种水溶性塑料薄膜及其制备方法
JP2020521870A (ja) * 2017-05-26 2020-07-27 インフィニット・マテリアル・ソリューションズ,エルエルシー 水溶性ポリマー組成物
US20210301161A1 (en) * 2020-03-25 2021-09-30 Infinite Material Solutions, Llc High performance water soluble polymer compositions

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1121530A (ja) * 1997-06-30 1999-01-26 Kuraray Co Ltd 接着剤
JP2011229477A (ja) * 2010-04-28 2011-11-17 Morinaga & Co Ltd 凍結乾燥食品及びその製造方法
CN107955300A (zh) * 2016-10-18 2018-04-24 天津市宝宏塑胶制品有限公司 一种水溶性塑料薄膜及其制备方法
JP2020521870A (ja) * 2017-05-26 2020-07-27 インフィニット・マテリアル・ソリューションズ,エルエルシー 水溶性ポリマー組成物
US20210301161A1 (en) * 2020-03-25 2021-09-30 Infinite Material Solutions, Llc High performance water soluble polymer compositions

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ANONYMOUS: "Copolymers that Unlock Opportunities", SELVOL ULTILOC, 22 July 2018 (2018-07-22), XP093124761, Retrieved from the Internet <URL:https://www.sekisui-sc.com/wp-content/uploads/07222018_ultiloc_trifold_brochure_v3-1.pdf> [retrieved on 20240129] *

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