JP7007516B1 - ガスバリア樹脂組成物、単層フィルム、多層フィルム、蒸着フィルム及び多層構造体 - Google Patents
ガスバリア樹脂組成物、単層フィルム、多層フィルム、蒸着フィルム及び多層構造体 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7007516B1 JP7007516B1 JP2021125744A JP2021125744A JP7007516B1 JP 7007516 B1 JP7007516 B1 JP 7007516B1 JP 2021125744 A JP2021125744 A JP 2021125744A JP 2021125744 A JP2021125744 A JP 2021125744A JP 7007516 B1 JP7007516 B1 JP 7007516B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gas barrier
- resin composition
- film
- ethylene
- evoh
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Wrappers (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
[1]一種又は二種以上のエチレン-ビニルエステル共重合体ケン化物及び無機粒子(C)を含み、上記一種又は二種以上のエチレン-ビニルエステル共重合体ケン化物の原料であるエチレン及びビニルエステルの一部がバイオマス由来であり、残部が化石燃料由来であり、無機粒子(C)の含有量が50ppm以上5000ppm以下である、ガスバリア樹脂組成物;
[2]上記一種又は二種以上のエチレン-ビニルエステル共重合体ケン化物が、原料であるエチレン及びビニルエステルの少なくとも一部がバイオマス由来であるエチレン-ビニルエステル共重合体ケン化物(A)と、化石燃料由来であるエチレン-ビニルエステル共重合体ケン化物(B)とを含む、[1]のガスバリア樹脂組成物;
[3]上記エチレン-ビニルエステル共重合体ケン化物(A)と上記エチレン-ビニルエステル共重合体ケン化物(B)との質量比(A/B)が1/99~99/1である、[2]のガスバリア樹脂組成物;
[4]上記一種又は二種以上のエチレン-ビニルエステル共重合体ケン化物が、原料であるエチレン及びビニルエステルの一部がバイオマス由来であり、残部が化石燃料由来であるエチレン-ビニルアルコール共重合体(A’)を含む、[1]のガスバリア樹脂組成物;
[5]上記一種又は二種以上のエチレン-ビニルエステル共重合体ケン化物のバイオベース度が1%以上99%以下である、[1]~[4]のいずれかのガスバリア樹脂組成物;
[6]バイオベース度が1%以上99%以下である、[1]~[5]のいずれかのガスバリア樹脂組成物;
[7]硫黄化合物を硫黄原子換算で0ppmを超えて100ppm以下含む、[1]~[6]のいずれかのガスバリア樹脂組成物;
[8]上記硫黄化合物が、ジメチルスルフィドまたはジメチルスルホキシドである、[7]のガスバリア樹脂組成物;
[9]上記原料のうちのエチレンの少なくとも一部がバイオマス由来である、[1]~[8]のいずれかのガスバリア樹脂組成物;
[10]上記原料のうちのビニルエステルの少なくとも一部がバイオマス由来である、[1]~[9]のいずれかのガスバリア樹脂組成物;
[11][1]~[10]のいずれかのガスバリア樹脂組成物から形成される、単層フィルム;
[12]延伸フィルムである、[11]の単層フィルム;
[13][1]~[10]のいずれかガスバリア樹脂組成物から形成される層を少なくとも1層備える、多層フィルム;
[14][11]若しくは[12]の単層フィルム、または上記ガスバリア樹脂組成物から形成される層の少なくとも1層を最外層として備える[13]の多層フィルムと、上記単層フィルムまたは上記多層フィルムにおける上記ガスバリア樹脂組成物から形成される層の表出面に積層される少なくとも1層の無機蒸着層とを備える、蒸着フィルム;
[15][14]の蒸着フィルムと、上記蒸着フィルムにおける上記無機蒸着層上に積層される他の層とを備える、多層構造体;
を提供することにより達成される。
本発明のガスバリア樹脂組成物は、一種又は二種以上のエチレン-ビニルエステル共重合体ケン化物(エチレン-ビニルアルコール共重合体;以下、「EVOH」ともいう。)及び無機粒子(C)を含み、上記一種又は二種以上のEVOHの原料(原料モノマー)であるエチレン及びビニルエステルの一部がバイオマス由来であり、上記原料(原料モノマー)であるエチレン及びビニルエステルの残部が化石燃料由来である、ガスバリア樹脂組成物である。当該ガスバリア樹脂組成物は、バイオマス由来の原料が一部に用いられていることで、環境負荷が低い。また、当該ガスバリア樹脂組成物は、ガスバリア樹脂としてEVOHを選択して用いており、EVOHはバイオマス由来の原料を用いて合成された場合であっても、化石燃料由来の原料のみから合成された同一構造のEVOHと同等の高いガスバリア性を発揮できる。なお、同一構造のEVOHとは、重合度、各構造単位の含有比率、変性の有無、ケン化度等が同じであるEVOHをいう。さらに、当該ガスバリア樹脂組成物においては、EVOHに化石燃料由来の原料も併用されていることで、ロングラン性も十分なものとなる。なお、本発明がこのような効果を奏する理由は定かではないが、バイオマス由来の原料を用いてEVOHを合成した場合、ガスバリア性には影響を与えないもののロングラン性には影響を与える微量且つ不可避的な不純物が生成又は混入することなどが推測される。また、当該ガスバリア樹脂組成物は、無機粒子(C)を含むことで、耐破断性を高められる傾向となる。
本発明のガスバリア樹脂組成物に含まれる一種又は二種以上のEVOHの形態としては、以下の(I)及び(II)の形態が挙げられる。
(I)原料であるエチレン及びビニルエステルの少なくとも一部がバイオマス由来であるEVOH(A)と、化石燃料由来であるEVOH(B)とを含む形態
(II)原料であるエチレン及びビニルエステルの一部がバイオマス由来であり、残部が化石燃料由来であるEVOH(A’)を含む形態
EVOH(A)は、原料モノマーであるエチレン及びビニルエステルの少なくとも一部がバイオマス由来であるEVOHである。EVOH(A)がバイオマス由来の原料を含むことで、本発明のガスバリア樹脂組成物のバイオベース度を高め、環境負荷を低減できる。
EVOH(B)は、化石燃料由来のEVOHである。ここで、化石燃料由来のEVOHとは、化石燃料由来の原料を用いて合成されたEVOHを意味する。すなわち、EVOH(B)は、原料モノマーであるエチレン、ビニルエステル及び必要に応じて用いられるその他の単量体の全てが化石燃料由来であるEVOHである。換言すれば、EVOH(B)は、バイオマス由来の原料を用いずに合成されたEVOHである。本発明のガスバリア樹脂組成物がEVOH(B)を含むことで、十分なロングラン性を発揮することができる。
EVOH(A’)は、原料モノマーであるエチレン及びビニルエステルの一部がバイオマス由来であり、上記原料モノマーであるエチレン及びビニルエステルの残部が化石燃料由来であるEVOHである。EVOH(A’)の原料がバイオマス由来の原料を含むことで、本発明のガスバリア樹脂組成物におけるバイオベース度を高め、環境負荷を低減できる傾向となる。また、EVOH(A’)の原料が化石燃料由来の原料を含むことで、本発明のガスバリア樹脂組成物のロングラン性を良好なものとすることができる。
本発明のガスバリア樹脂組成物は、無機粒子(C)を有することで、該ガスバリア樹脂組成物から形成される層を含むフィルムの耐破断性が良好となる傾向となる。また、無機粒子(C)を含むことで、該ガスバリア樹脂組成物から形成される層を含むフィルムの表面上に蒸着層を形成する際に、蒸着欠点を抑制でき、蒸着層との密着強度を高められる場合がある。さらに、無機粒子(C)を含有することで、形成される層またはフィルムの表面の算術平均粗さ(Ra)を適度なものとし、耐ブロッキング性及び滑り性を向上させる場合もある。ここで、無機粒子とは、無機物を主成分とする粒子をいう。主成分とは、最も含有量が多い成分をいい、例えば含有量が50質量%以上の成分をいう。
本発明のガスバリア樹脂組成物はカルボン酸をさらに含有することが好ましい。本発明のガスバリア樹脂組成物がカルボン酸を含有すると、溶融成形性や高温下での着色耐性を改善できる。特に、ガスバリア樹脂組成物のpH緩衝能力が高まり、酸性物質や塩基性物質に対する着色耐性を改善できる場合がある点から、カルボン酸のpKaが3.5~5.5の範囲にあることがより好ましい。
本発明のガスバリア樹脂組成物のバイオベース度の下限は、環境負荷を低減する観点から1%が好ましく、5%がより好ましく、20%がさらに好ましく、40%が特に好ましい。また、例えば特に優れたロングラン性が要求されない用途などにおいては、本発明のガスバリア樹脂組成物のバイオベース度の下限は、60%であってもよく、80%であってもよい。一方、本発明のガスバリア樹脂組成物のバイオベース度の上限は、ロングラン性を良好とする観点から99%が好ましく、95%がより好ましく、85%、75%、65%、55%、45%、35%又は25%がさらに好ましい場合もある。なお、このガスバリア樹脂組成物のバイオベース度とは、EVOH以外の任意成分に含まれる他の樹脂等も考慮して測定される値をいう。
本発明のガスバリア樹脂組成物の製造方法としては、特に限定されない。例えばEVOH(A)とEVOH(B)とを含むガスバリア樹脂組成物の場合、
(1)EVOH(A)のペレットと、EVOH(B)のペレットと、無機粒子(C)と必要に応じて上述したその他成分とを混合(ドライブレンド)し、混合されたペレットを溶融混練する方法
(2)EVOH(A)のペレット及び/又はEVOH(B)のペレットに必要に応じて上述したその他成分等が含まれる溶液に浸漬させた後、EVOH(A)のペレットとEVOH(B)のペレットと無機粒子(C)とをドライブレンドし、これらを溶融混練する方法
(3)EVOH(A)のペレットとEVOH(B)のペレットと無機粒子(C)とをドライブレンドし、これらを溶融混練する際に、押出機の途中で必要に応じて上述したその他成分を含む水溶液を液添する方法
(4)予めEVOH(A)及び/またはEVOH(B)に無機粒子(C)を含有させた上で、EVOH(A)の溶融樹脂とEVOH(B)の溶融樹脂とを溶融状態でブレンドする方法(その他成分は、必要に応じてEVOH(A)及び/又はEVOH(B)に予め含ませておいても、押出機内で液添してもよい)
(5)EVOH(A)及び/またはEVOH(B)を合成する過程で、無機粒子(C)を単独あるいは適当な溶媒を用いた分散液として添加、混合する方法
等が挙げられる。
本発明のガスバリア樹脂組成物は、各種溶融成形等、従来公知の成形方法により成形体を製造することができる。ガスバリア樹脂組成物を溶融成形する方法としては、例えば押出成形、キャスト成形、インフレーション押出成形、ブロー成形、溶融紡糸、射出成形、射出ブロー成形等が挙げられる。本発明のガスバリア樹脂組成物を用いた成形体の用途は多岐に亘り、例えばフィルム、シート、容器、ボトル、タンク、パイプ、ホース等が挙げられる。
本発明の単層フィルムは、本発明のガスバリア樹脂組成物から形成されるフィルムである。すなわち、当該単層フィルムは、本発明のガスバリア樹脂組成物から形成される層のみからなるフィルムである。本発明の単層フィルムは環境負荷が低く、ガスバリア性及び耐破断性も良好である。本発明の単層フィルムの平均厚みは、例えば1μm以上300μm未満であることが好ましく、5μm以上100μm未満であることがより好ましい。本発明の単層フィルムは、各種包装材などとして好適に用いることができる。
本発明の単層フィルムは公知の方法で製造できる。単層フィルムの形成方法としては特に限定されず、例えば溶融法、溶液法、カレンダー法等が挙げられ、溶融法が好ましい。溶融法としては、Tダイ法(キャスト法)、インフレーション法が挙げられ、キャスト法が好ましい。特に、本発明の単層フィルムを構成するガスバリア樹脂組成物をキャスティングロール上に溶融押出するキャスト成形工程、及び上記ガスバリア樹脂組成物から得られる未延伸単層フィルムを延伸する工程を備える方法で製造することが好ましい。溶融法の際の溶融温度はガスバリア樹脂組成物の融点等により異なるが、150~300℃程度が好ましい。
本発明の多層フィルムは、本発明のガスバリア樹脂組成物から形成される層を少なくとも1層備える多層フィルムである。当該多層フィルムの層数の下限としては、2であってよいが、3が好ましい。また、当該多層フィルムの層数の上限としては、例えば1000であってよく、100であってもよく、20又は10であってもよい。当該多層フィルムは、通常、本発明のガスバリア樹脂組成物からなる層と他の層とを積層して得られる。当該多層フィルムの層構成としては、本発明のガスバリア樹脂組成物以外の樹脂からなる層をx層、本発明のガスバリア樹脂組成物層をy層、接着性樹脂層をz層、「/」を接着層又は直接積層を意味するものとすると、例えばx/y、x/y/x、x/z/y、x/z/y/z/x、x/y/x/y/x、x/z/y/z/x/z/y/z/x等が挙げられる。複数のx層、y層、z層を設ける場合は、その種類は同じでも異なってもよい。また、成形時に発生するトリム等のスクラップからなる回収樹脂を用いた層を別途設けてよいし、回収樹脂を他の樹脂からなる層に混合してもよい。多層フィルムの各層の厚さ構成は、成形性及びコスト等の観点から、全層厚さに対するy層の厚さ比が通常2~20%である。なお、上記接着層は、接着性樹脂又はその他の接着剤から形成される層である。
本発明の蒸着フィルムは、本発明の単層フィルムまたは多層フィルムと、無機蒸着層とを備える。具体的に本発明の蒸着フィルムは、本発明の単層フィルム、または上記ガスバリア樹脂組成物から形成される層の少なくとも1層を最外層として備える本発明の多層フィルムと、上記単層フィルムまたは多層フィルムにおける本発明のガスバリア樹脂組成物から形成される層の表出面に積層される少なくとも1層の無機蒸着層とを備える。当該蒸着フィルムにおいては、本発明のガスバリア樹脂層から形成される層上に、無機蒸着層が直接積層されている。
本発明の蒸着フィルムは、本発明のガスバリア樹脂組成物から形成される層に隣接する最外層として無機蒸着層を有する。一方、当該蒸着フィルムの無機蒸着層上に他の層をさらに積層した多層構造体として用いることもできる。本発明の多層構造体は、本発明の蒸着フィルムと、当該蒸着フィルムにおける無機蒸着層上に積層される他の層(熱可塑性樹脂層等)とを備える。他の層としては特に限定されず、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ビニルエステル樹脂、エチレン-プロピレン共重合体、ポリプロピレン、プロピレン-α-オレフィン共重合体(炭素数4~20のα-オレフィン)、ポリブテン、ポリペンテンなどのオレフィンの単独、またはその共重合体、ナイロン6、ナイロン6,6等のポリアミド、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、アクリル樹脂、ポリカーボネート、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン等が挙げられる。中でも、耐湿性、機械的特性、経済性、ヒートシール性等に優れる観点から、ポリオレフィンが好ましく、機械的特性、耐熱性等に優れる観点から、ポリアミドやポリエステルが好ましい。
(1)EVOHのエチレン単位含有量及びケン化度
合成して得られたEVOHペレット並びに実施例及び比較例で得られたガスバリア樹脂組成物ペレットについて、内部標準物質としてテトラメチルシラン、添加剤としてテトラフルオロ酢酸(TFA)を含むジメチルスルホキシド(DMSO)-d6に溶解し、500MHzの1H-NMR(日本電子株式会社製「JMTC-400/54/SS」)を用いて80℃で測定し、エチレン単位含有量及びケン化度を測定した。
上記測定のスペクトル中の各ピークは、以下のように帰属される。
0.6~1.9ppm:エチレン単位のメチレンプロトン(4H)、ビニルアルコール単位のメチレンプロトン(2H)、酢酸ビニル単位のメチレンプロトン(2H)
1.9~2.0ppm:酢酸ビニル単位のメチルプロトン(3H)
3.1~4.2ppm:ビニルアルコール単位のメチンプロトン(1H)
合成して得られたEVOHペレット又は実施例及び比較例で得られたガスバリア樹脂組成物ペレット20gとイオン交換水100mLとを共栓付き200mL三角フラスコに投入し、冷却コンデンサーを付け、95℃で6時間攪拌抽出した。得られた抽出液にフェノールフタレインを指示薬としてN/50のNaOHで中和滴定し、カルボン酸のカルボン酸根換算の含有量を定量した。なお、リン化合物が含まれる態様においては、後述の評価方法で測定されるリン化合物の含有量を加味して、カルボン酸量を算出した。
合成して得られたEVOHペレット又は実施例及び比較例で得られたガスバリア樹脂組成物ペレット0.5gをテフロン(登録商標)製圧力容器に入れ、ここに濃硝酸5mLを加えて室温で30分間分解させた。30分後蓋をし、湿式分解装置(アクタック社の「MWS-2」)により150℃で10分間、次いで180℃で5分間加熱することで分解を行い、その後室温まで冷却した。この処理液を50mLのメスフラスコ(TPX製)に移し純水でメスアップした。この溶液について、ICP発光分光分析装置(パーキンエルマー社の「OPTIMA4300DV」)により元素分析を行い、EVOHペレット又はガスバリア樹脂組成物ペレットに含まれる、金属イオンの金属原子換算量、リン化合物のリン原子換算量及びホウ素化合物のホウ素原子換算量を求めた。
合成して得られたEVOHペレット並びに実施例及び比較例で得られたガスバリア樹脂組成物ペレットについて、ASTM D6866-18に記載の方法に従い、加速器質量分析器(AMS)により放射性炭素(14C)の濃度を測定し、放射性炭素年代測定の原理に基づいて、バイオベース度を算出した。
(5-1)耐フィルム破断性評価
実施例及び比較例で得られた二軸延伸フィルムについて、2本目から101本目までのフィルムロールをスリッターにかけ、フィルムロールに100N/mの張力をかけて巻きとったときの破断回数を測定し、耐フィルム破断性として評価した。判定基準は以下の通りである。
(判定基準)
A:0~1回/100本
B:2~4回/100本
C:5~7回/100本
D:8~10回/100本
E:11回以上/100本
実施例及び比較例で得られた二軸延伸フィルムについて、2本目の二軸延伸フィルムを20℃/65%RHの条件下で調湿した後、酸素透過度測定装置(ModernControlの「OX-Tran2/20」)を使用し、20℃/65%RHの条件下で酸素透過度を測定した。なお、本測定はJIS K 7126-2(等圧法;2006年)に準拠して実施した。
(6-1)無機蒸着層の平均厚みの測定
実施例及び比較例で得られた蒸着フィルムをミクロトームでカットし断面を露出させた。この断面を走査型電子顕微鏡(SEM)(エス・アイ・アイナノテクノロジー社の「ZEISS ULTRA 55」)を用いて観察し、反射電子検出器を用いて10点における無機蒸着層の厚みを測定し、平均厚みを求めた。
実施例及び比較例で得られた蒸着フィルムの蒸着欠点抑制性を、蒸着欠点数の測定により行った。蒸着フィルムロールをスリッターにかけて、フィルム下部から100Wの蛍光灯を当てながら巻きだし、幅0.5m、長さ2mの領域について異なる10箇所で蒸着欠点数を目視で数え、その平均値を1m2あたりの蒸着欠点数とした。蒸着欠点は、以下の基準で評価した。
(判定基準)
A:0~20個/m2
B:21~40個/m2
C:41~60個/m2
D:61~80個/m2
E:81~100個/m2
F:101個以上/m2
得られた蒸着フィルムの無機蒸着層と二軸延伸フィルムとの密着強度を下記方法により測定した。得られた蒸着フィルムの無機蒸着層側の表面に、ドライラミネート用接着剤(三井化学製タケラックA-385/A-50を6/1の質量比で混合し、固形分濃度23質量%の酢酸エチル溶液としたもの)を、バーコーターを用いてコートし、50℃で5分間熱風乾燥させた後、80℃に加熱したニップロールにて、PETフィルム(東洋紡製E5000)とラミネートを行った。このとき、フィルムの半分は、間にアルミホイルを挟むことで貼りあわされない部分を設けた。その後、40℃で72時間養生し、ラミネートフィルムを得た。得られたラミネートフィルムを100mm×15mmの短冊に裁断し、引っ張り試験機により引っ張り速度10mm/分にてT型剥離試験を5回行った。得られた測定値の平均値を密着強度とした。密着強度は、以下のように判定した。なお、剥離界面を目視で確認すると、500g/15mm未満の剥離強度を有する蒸着フィルムにおいては、無機蒸着層と二軸延伸フィルム層との界面で剥離が起こっていた。
(判定基準)
A:500g/15mm以上
B:450以上500g/15mm未満
C:400以上450g/15mm未満
D:350以上400g/15mm未満
E:350g/15mm未満
上海海源化工科技有限公司製シリカ球体担体HSV-I(球体直径5mm、比表面積160m2/g、吸水率0.75g/g)23g(吸水量19.7g)に、56質量%テトラクロロパラジウム酸ナトリウム水溶液1.5g及び17質量%テトラクロロ金酸四水和物水溶液1.5gを含む担体吸水量相当の水溶液を含浸させた後、メタケイ酸ナトリウム9水和物2.5gを含む水溶液40mLに浸漬し、20時間静置した。続いて、52質量%ヒドラジン水和物水溶液3.3mLを添加し、室温で4時間静置した後、水中に塩化物イオンが無くなるまで水洗し、110℃で4時間乾燥した。得られたパラジウム/金/担体組成物を1.7質量%酢酸水溶液60mLに浸漬し、一晩静置した。次いで、一晩水洗し、110℃で4時間乾燥した。その後、2gの酢酸カリウムの担体吸水量相当水溶液に含浸し、110℃で4時間乾燥することで酢酸ビニル合成触媒を得た。
<VAM1の合成例>
上記酢酸ビニル合成触媒3mLをガラスビーズ75mLで希釈してSUS316L製反応管(内径22mm、長さ480mm)に充填し、温度150℃、圧力0.6MPaGでエチレン/酸素/水/酢酸/窒素=47.3/6.1/5.6/26.3/14.7(mol%)の割合に混合したガスを流量20NL/時で流通させ、反応を行い、酢酸ビニル(VAM1)を合成した。エチレンには、バイオマス由来のエチレン(Braskem S.A.製、サトウキビ由来のバイオエチレン)を用い、このエチレンが充填されたガスボンベ(エチレン純度96.44%、内容積29.502L、内圧1.8234MPa)を使用した。また、酢酸には、バイオマス由来の酢酸(Godavari Biorefineries Ltd.製、サトウキビ由来のバイオ酢酸)を用い、220℃で気化させてから蒸気で反応系に導入した。
原料のエチレン及び酢酸を表1に記載の通り、バイオマス由来及び/又は化石燃料由来のものに変更した以外は、VAM1と同様の方法でVAM2~VAM4の各酢酸ビニルを合成した。
・バイオマス由来のエチレン :Braskem S.A.製、サトウキビ由来のバイオエチレン
・化石燃料由来のエチレン:エア・リキード工業ガス株式会社製、化石燃料由来のエチレン
・バイオマス由来の酢酸 :Godavari Biorefineries Ltd.製、サトウキビ由来のバイオ酢酸
・化石燃料由来の酢酸 :富士フィルム和光純薬株式会社製、化石燃料由来の酢酸
<EVOH(A1)ペレットの作製>
(エチレン-酢酸ビニル共重合体の重合)
ジャケット、攪拌機、窒素導入口、エチレン導入口及び開始剤添加口を備えた250L加圧反応槽に、VAM1を105kg、及びメタノール(以下、MeOHと称することもある)を32.3kg仕込み、65℃に昇温した後、30分間窒素バブリングして反応槽内を窒素置換した。次いで反応槽圧力(エチレン圧力)が3.67MPaとなるようにエチレンを昇圧して導入した。エチレンには、バイオマス由来のエチレン(Braskem S.A.製、サトウキビ由来のバイオエチレン)を用いた。反応槽内の温度を65℃に調整した後、開始剤として16.8gの2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)(和光純薬工業社の「V-65」)をメタノール溶液として添加し、重合を開始した。重合中はエチレン圧力を3.67MPaに、重合温度を65℃に維持した。3時間後にVAcの重合率が45%となったところで冷却して重合を停止した。反応槽を開放して脱エチレンした後、窒素ガスをバブリングして脱エチレンを完全に行った。次いで減圧下で未反応のVAcを除去した後、エチレン-酢酸ビニル共重合体にMeOHを添加して20質量%MeOH溶液とした。
得られたエチレン-酢酸ビニル共重合体ジャケットの20質量%MeOH溶液250kgを、攪拌機、窒素導入口、還流冷却器及び溶液添加口を備えた500L反応槽に入れ、かかる溶液に窒素を吹き込みながら60℃に昇温し、水酸化ナトリウム4kgを濃度2規定のMeOH溶液として添加した。水酸化ナトリウムの添加終了後、系内温度を60℃に保ちながら2時間攪拌してケン化反応を進行させた。2時間経過した後に、再度、同様の方法で水酸化ナトリウムを4kg添加し、2時間加熱攪拌を継続した。その後、酢酸を14kg添加してケン化反応を停止し、イオン交換水50kgを添加した。加熱攪拌しながら反応槽外にMeOHと水を留出させ反応液を濃縮した。3時間経過した後、更にイオン交換水50kgを添加し、EVOHを析出させた。デカンテーションにより析出したEVOHを収集し、ミキサーで粉砕した。得られたEVOH粉末を1g/Lの酢酸水溶液(浴比20:イオン交換水200Lに対し粉末10kgの割合)に投入して2時間攪拌洗浄した。これを脱液し、さらに1g/Lの酢酸水溶液(浴比20)に投入して2時間攪拌洗浄した。これを脱液したものを、イオン交換水(浴比20)に投入して攪拌洗浄を2時間行い脱液する操作を3回繰り返して精製を行った。これを60℃で16時間乾燥させることでEVOHの粗乾燥物を25kg得た。
得られたEVOHの粗乾燥物25kgを、ジャケット、攪拌機及び還流冷却器を備えた100L攪拌槽に入れ、さらに水20kg及びMeOH20gを加え、70℃に昇温して溶解させた。この溶解液を径3mmのガラス管を通して5℃に冷却した重量比で水/MeOH=90/10の混合液中に押し出してストランド状に析出させ、このストランドをストランドカッターでペレット状にカットすることでEVOHの含水ペレットを得た。このEVOHの含水ペレットを濃度1g/Lの酢酸水溶液(浴比20)に投入して2時間攪拌洗浄した。これを脱液し、さらに1g/Lの酢酸水溶液(浴比20)に投入して2時間攪拌洗浄した。脱液後、酢酸水溶液を更新し同様の操作を行った。酢酸水溶液で洗浄してから脱液したものを、イオン交換水(浴比20)に投入して攪拌洗浄を2時間行い脱液する操作を3回繰り返して精製を行い、ケン化反応時の触媒残渣とストランド析出時に使用したMeOHが除去された、EVOHの含水ペレットを得た。得られたEVOHの含水ペレットの含水率をメトラー社のハロゲン水分計「HR73」で測定したところ、110質量%であった。
得られたEVOHの含水ペレットを酢酸ナトリウム、酢酸、リン酸及びホウ酸が含まれる水溶液(浴比20)に投入し、定期的に攪拌しながら4時間浸漬させた。なお、各成分の濃度は、得られたEVOH(A1)ペレットにおける各成分の含有量が表2に記載の通りとなるように調整した。浸漬後に脱液し、空気下で80℃、3時間、及び空気下で130℃、7.5時間乾燥することにより、酢酸ナトリウム、酢酸、リン酸及びホウ酸を含むEVOH(A1)ペレットを得た。
原料(原料モノマー)のエチレン及び酢酸ビニルの種類並びにリン酸化合物及びホウ素化合物の含有量を表2に記載の通り変更した以外は、EVOH(A1)ペレットと同様の方法で、EVOH(A2)ペレット~EVOH(A9)ペレット及びEVOH(B1)ペレットを作製した。化石燃料由来のエチレンには、エア・リキード工業ガス株式会社製のエチレンを用いた。
<硫黄化合物含有量の測定>
硫黄化合物の定量は三菱アナリテック製微量窒素硫黄分析装(TS-2100H型)を用いて行い、測定条件は以下の通りとした。
ヒーター温度:Inlet 900℃,Outlet 900℃
ガス流量:Ar,O2各300ml/min
[分析システム NSX-2100]
測定モード:TS
パラメータ:SD-210
測定時間(タイマー):540秒(9分)
PMT感度:高濃度
硫黄化合物の同定は、ガスクロマトグラフィー(GC)と、ガスクロマトグラフィー質量分析法(GC/MS)を用いて行った。GCの検出器としては、微量の硫黄化合物、リン化合物に対して高い感度を示すFPD(炎光光度検出器)を用いて行い、硫黄化合物が検出された保持時間で観測された質量成分を解析することで、同定を行った。
<実施例1>
EVOH(A1)ペレット及びEVOH(B1)ペレットを質量比(A1/B1)10/90、並びに無機粒子として合成シリカ(富士シリシア化学社の「サイリシア310P」;レーザー法で測定された平均粒子径2.7μm)を含有量が300ppmになるようにタンブラーを用いてドライブレンドした後、二軸押出機(株式会社東洋精機製作所の「2D25W」、25mmφ,ダイ温度220℃,スクリュー回転数100rpm)を用い、窒素雰囲気下で押出しペレット化を行い、実施例1のガスバリア樹脂組成物ペレットを得た。
フィルム厚み :12μm
フィルム幅 :50cm
フィルム巻長さ:4,000m
上記二軸延伸フィルム製造開始から10時間経過してから連続して102本の二軸延伸フィルムを採取した。得られた二軸延伸フィルムについて、上記評価方法(5)に記載の方法に従って、二軸延伸フィルム評価を実施した。結果を表4に示す。
用いたEVOHの種類及び質量比(割合)並びに無機粒子の含有量を、表3に記載の通り変更した以外は、実施例1と同様の方法で実施例2~20及び比較例1~3の各ガスバリア樹脂組成物ペレット、二軸延伸フィルム及び蒸着フィルムを作製し、評価した。結果を表3、4に示す。なお、比較例2に関しては102本目の二軸延伸フィルムを用いて蒸着フィルムを作製する際にフィルムが破断し、目的とするフィルムが得られなかったため、102本目の蒸着フィルムの評価を実施していない。
実施例14の酸素透過度の評価で得られた二軸延伸フィルムを用いて、追跡可能性(トレーサビリティ性)の評価を行った。具体的には得られた二軸延伸フィルムの一部を切り出し、トレーサビリティ用試料とした。切り出した二軸延伸フィルムのバイオベース度を上記評価方法(4)に記載の方法に従って測定したところ68%であり、用いたEVOHペレット(A3)の値と一致し、トレーサビリティ性があることが確認された。また、切り出した二軸延伸フィルムの硫黄化合物含有量の測定、及びその同定を上記した方法と同様の方法で行った。二軸延伸フィルムに含まれる硫黄化合物は硫黄原子換算で0.2ppmであり、硫黄化合物はジメチルスルフィドであり、EVOHペレット(A3)の値と一致し、トレーサビリティ性があることが確認された。
Claims (15)
- 一種又は二種以上のエチレン-ビニルエステル共重合体ケン化物及び無機粒子(C)を含み、
上記一種又は二種以上のエチレン-ビニルエステル共重合体ケン化物の原料であるエチレン及びビニルエステルの一部がバイオマス由来であり、残部が化石燃料由来であり、
無機粒子(C)の含有量が50ppm以上5000ppm以下である、ガスバリア樹脂組成物。 - 上記一種又は二種以上のエチレン-ビニルエステル共重合体ケン化物が、
原料であるエチレン及びビニルエステルの少なくとも一部がバイオマス由来であるエチレン-ビニルエステル共重合体ケン化物(A)と、化石燃料由来であるエチレン-ビニルエステル共重合体ケン化物(B)とを含む、請求項1に記載のガスバリア樹脂組成物。 - 上記エチレン-ビニルエステル共重合体ケン化物(A)と上記エチレン-ビニルエステル共重合体ケン化物(B)との質量比(A/B)が1/99~99/1である、請求項2に記載のガスバリア樹脂組成物。
- 上記一種又は二種以上のエチレン-ビニルエステル共重合体ケン化物が、
原料であるエチレン及びビニルエステルの一部がバイオマス由来であり、残部が化石燃料由来であるエチレン-ビニルアルコール共重合体(A’)を含む、請求項1に記載のガスバリア樹脂組成物。 - 上記一種又は二種以上のエチレン-ビニルエステル共重合体ケン化物のバイオベース度が1%以上99%以下である、請求項1~4のいずれか1項に記載のガスバリア樹脂組成物。
- バイオベース度が1%以上99%以下である、請求項1~5のいずれか1項に記載のガスバリア樹脂組成物。
- 硫黄化合物を硫黄原子換算で0ppmを超えて100ppm以下含む、請求項1~6のいずれか1項に記載のガスバリア樹脂組成物。
- 上記硫黄化合物が、ジメチルスルフィドまたはジメチルスルホキシドである、請求項7に記載のガスバリア樹脂組成物。
- 上記原料のうちのエチレンの少なくとも一部がバイオマス由来である、請求項1~8のいずれか1項に記載のガスバリア樹脂組成物。
- 上記原料のうちのビニルエステルの少なくとも一部がバイオマス由来である、請求項1~9のいずれか1項に記載のガスバリア樹脂組成物。
- 請求項1~10のいずれか1項に記載のガスバリア樹脂組成物から形成される、単層フィルム。
- 延伸フィルムである、請求項11に記載の単層フィルム。
- 請求項1~10のいずれか1項に記載のガスバリア樹脂組成物から形成される層を少なくとも1層備える、多層フィルム。
- 請求項11若しくは12に記載の単層フィルム、または上記ガスバリア樹脂組成物から形成される層の少なくとも1層を最外層として備える請求項13に記載の多層フィルムと、
上記単層フィルムまたは上記多層フィルムにおける上記ガスバリア樹脂組成物から形成される層の表出面に積層される少なくとも1層の無機蒸着層と
を備える、蒸着フィルム。 - 請求項14に記載の蒸着フィルムと、
上記蒸着フィルムにおける上記無機蒸着層上に積層される他の層と
を備える、多層構造体。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020130004 | 2020-07-31 | ||
JP2020130004 | 2020-07-31 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP7007516B1 true JP7007516B1 (ja) | 2022-02-14 |
JP2022031628A JP2022031628A (ja) | 2022-02-22 |
Family
ID=80340466
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021125744A Active JP7007516B1 (ja) | 2020-07-31 | 2021-07-30 | ガスバリア樹脂組成物、単層フィルム、多層フィルム、蒸着フィルム及び多層構造体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7007516B1 (ja) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012108374A1 (ja) | 2011-02-10 | 2012-08-16 | 株式会社クラレ | 植物栽培用培地 |
JP2018104647A (ja) | 2016-12-28 | 2018-07-05 | 日本合成化学工業株式会社 | エチレン−ビニルエステル系共重合体ケン化物ペレットおよびその製造方法 |
WO2019202405A1 (en) | 2018-04-16 | 2019-10-24 | Braskem, S.A. | Bio-based eva compositions and articles and methods thereof |
JP2019182947A (ja) | 2018-04-04 | 2019-10-24 | 株式会社クラレ | 樹脂組成物及びその用途 |
WO2020071513A1 (ja) | 2018-10-04 | 2020-04-09 | 株式会社クラレ | 多層構造体及びそれを用いた包装材 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5757391B2 (ja) * | 2010-11-02 | 2015-07-29 | 大日本印刷株式会社 | バリア性フィルムおよびそれを用いた積層体 |
JP6413231B2 (ja) * | 2013-11-15 | 2018-10-31 | 大日本印刷株式会社 | チューブ容器 |
-
2021
- 2021-07-30 JP JP2021125744A patent/JP7007516B1/ja active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012108374A1 (ja) | 2011-02-10 | 2012-08-16 | 株式会社クラレ | 植物栽培用培地 |
JP2018104647A (ja) | 2016-12-28 | 2018-07-05 | 日本合成化学工業株式会社 | エチレン−ビニルエステル系共重合体ケン化物ペレットおよびその製造方法 |
JP2019182947A (ja) | 2018-04-04 | 2019-10-24 | 株式会社クラレ | 樹脂組成物及びその用途 |
WO2019202405A1 (en) | 2018-04-16 | 2019-10-24 | Braskem, S.A. | Bio-based eva compositions and articles and methods thereof |
WO2020071513A1 (ja) | 2018-10-04 | 2020-04-09 | 株式会社クラレ | 多層構造体及びそれを用いた包装材 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
SCHMID Markus, HAMMANN Felicia, WINKLER Henning,Technofunctional Properties of Films Made From Ethylene Vinyl Acetate/Whey Protein Isolate Compounds,Packaging Technology and Science,英国,2013年10月24日,Vol.27 No.7,Page.521-533 |
斎藤祥治,砂糖の多目的利用について~発酵で得られる中間化学原料への利用~,砂糖類情報,日本,独立行政法人農畜産業振興機構,2010年03月06日,1-9,https://sugar.alic.go.jp/japan/example_03/example0808a.htm |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2022031628A (ja) | 2022-02-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7008859B1 (ja) | 単層フィルム、蒸着フィルム、多層フィルム及びヒートシール用フィルム | |
JP5797953B2 (ja) | エチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物組成物及び当該組成物を用いた多層構造体 | |
EP3048058B1 (en) | Thermoformed container and production method thereof | |
WO2014024912A1 (ja) | 変性エチレン-ビニルアルコール共重合体、その製造方法及びその用途 | |
WO2019131844A1 (ja) | 樹脂組成物、その製造方法、成形体、多層構造体、フィルム、その製造方法、蒸着フィルム、包装材、真空包装袋、真空断熱体、熱成形容器、ブロー成形容器、燃料容器、及びボトル容器 | |
EP3053840B1 (en) | Blow-molded container, fuel container, blow-molded bottle container, and method for producing blow-molded container | |
US10093795B2 (en) | Resin composition, multilayer sheet, packaging material and container | |
US20230250269A1 (en) | Gas Barrier Resin Composition, Method for Producing Gas Barrier Resin Composition, and Molded Product | |
JP5759300B2 (ja) | エチレン−ビニルエステル系共重合体ケン化物組成物及び当該組成物を用いた多層構造体 | |
JP7019856B2 (ja) | 成形体、フィルムまたはシート、熱収縮フィルムまたはシート、包装材、産業用フィルムまたはシート、熱成形容器、カップ状容器、トレイ状容器、ブロー成形容器、燃料容器、ボトル容器、チューブ、多層パイプおよび紙容器 | |
JP7007516B1 (ja) | ガスバリア樹脂組成物、単層フィルム、多層フィルム、蒸着フィルム及び多層構造体 | |
WO2020084353A1 (en) | Blow molded articles formed from polyolefin compositions | |
JP7084944B2 (ja) | エチレン-ビニルアルコール共重合体含有樹脂組成物、並びにそれからなる成形体及び包装材料 | |
JP7065234B2 (ja) | ガスバリア樹脂組成物、多層構造体、及びガスバリア樹脂組成物の製造方法 | |
JP7065237B2 (ja) | ガスバリア樹脂組成物、多層シート、包装材及び容器 | |
JP7079270B2 (ja) | エチレン-ビニルアルコール共重合体含有樹脂組成物の製造方法 | |
JP7007517B1 (ja) | ガスバリア樹脂組成物、多層構造体、包装材、及びガスバリア樹脂組成物の製造方法 | |
WO2022004691A1 (ja) | ガスバリア樹脂組成物、成形体、フィルムまたはシート、包装材、産業用フィルムまたはシート、熱成形容器、カップ状容器、トレイ状容器、ブロー成形容器、燃料容器、ボトル容器、チューブ、多層パイプ及び紙容器 | |
JP7008860B1 (ja) | ガスバリア樹脂組成物、多層構造体、パイプ、温水循環用パイプ、断熱多層パイプ、及び燃料用パイプ | |
JP2020084016A (ja) | フィルム及びその製造方法、包装材、並びに真空包装袋 | |
JP7007518B1 (ja) | ガスバリア樹脂組成物、多層構造体、包装材、縦製袋充填シール袋、バックインボックス用内容器、積層剥離容器、多層管、ブロー成形容器及びガスバリア樹脂組成物の製造方法 | |
WO2001096464A1 (fr) | Composition de resine constituee d'un copolymere ethylene/alcool vinylique | |
JP2020082495A (ja) | 蒸着フィルム、包装材、及び真空断熱体 | |
JP2024089915A (ja) | エチレン-ビニルアルコール共重合体樹脂組成物及びその製造方法並びに前記樹脂組成物を含む成形体、多層構造体及びマスターバッチ。 | |
WO2024085228A1 (ja) | 多層フィルム、包装材及び反応装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211117 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20211117 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20211221 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220106 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7007516 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |