JP7805533B2 - Multilayer structure and packaging material - Google Patents
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Description
本発明は、多層構造体及び包装材料に関する。 The present invention relates to multilayer structures and packaging materials.
食品を長期保存するための包装材料には、酸素バリア性をはじめとするガスバリア性が要求されることが多い。ガスバリア性の高い包装材料を用いることで、酸素浸入による食品の酸化劣化や微生物の繁殖を抑制できる。ガスバリア性を向上させる層としては、アルミニウム等の金属箔や金属蒸着層、酸化ケイ素や酸化アルミニウムといった無機蒸着層が広く使用されている。一方、ビニルアルコール系重合体やポリ塩化ビニリデンといったガスバリア性を有する樹脂層も広く使用されている。ビニルアルコール系重合体は、分子中の水酸基同士が水素結合することによって結晶化、高密度化してガスバリア性を発揮する特徴を有する。中でも、エチレン-ビニルアルコール共重合体(以下、「EVOH」と略記することがある)は、熱安定性に優れることから溶融成形に適しており、共押出技術の発展に伴い、EVOH層を中間層に有する多層構造体が、ガスバリア性包装材料として広く使用されている。Packaging materials for long-term food storage often require gas barrier properties, including oxygen barrier properties. Using packaging materials with high gas barrier properties can prevent oxidative deterioration of food due to oxygen intrusion and microbial growth. Metal foils (e.g., aluminum foils), metal vapor deposition layers, and inorganic vapor deposition layers (e.g., silicon oxide and aluminum oxide) are commonly used to improve gas barrier properties. Meanwhile, resin layers with gas barrier properties, such as vinyl alcohol polymers and polyvinylidene chloride, are also widely used. Vinyl alcohol polymers exhibit gas barrier properties through hydrogen bonding between hydroxyl groups within the molecules, resulting in crystallization and densification. Among these, ethylene-vinyl alcohol copolymers (hereinafter sometimes abbreviated as "EVOH") are suitable for melt molding due to their excellent thermal stability. With the development of coextrusion technology, multilayer structures with an EVOH layer as an intermediate layer have become widely used as gas barrier packaging materials.
また、近年では、環境問題や廃棄物問題が契機となり、市場で消費された包装材料を回収して再資源化する、いわゆるポストコンシューマーリサイクル(以下、単にリサイクルと略記することがある)の要求が世界的に高まっている。リサイクルにおいては、回収された包装材料を裁断し、必要に応じて分別・洗浄した後に、押出機を用いて溶融混合する工程が一般に採用される。この点においては、包装材料はできる限り単一材料で構成されることが求められており(モノマテリアル化)、それによって高純度で高品質な再資源化原料を得ることができる。例えば、ポリアミド層及びEVOH層を有するガスバリア性包装材料は、機械強度に優れる観点から一般的に用いられているが、ポリアミド系樹脂とEVOHとが化学反応してブツが発生するため、リサイクル性が低下する場合がある。このような課題も踏まえた上で、ガスバリア性及び機械強度を維持しつつ、リサイクル性に優れたガスバリア性包装材料を提供するためのモノマテリアル化を実現する必要がある。Furthermore, in recent years, driven by environmental and waste issues, there has been a growing global demand for post-consumer recycling (hereinafter simply referred to as "recycling"), which involves collecting and recycling packaging materials consumed in the market. Recycling typically involves shredding collected packaging materials, separating and cleaning them as necessary, and then melt-mixing them using an extruder. In this regard, packaging materials must be composed of as few materials as possible (mono-materialization), which allows for the production of high-purity, high-quality recycled raw materials. For example, gas-barrier packaging materials containing a polyamide layer and an EVOH layer are commonly used due to their excellent mechanical strength. However, chemical reactions between the polyamide resin and the EVOH can produce particles, which can reduce recyclability. Taking these challenges into consideration, it is necessary to achieve mono-materialization to provide gas-barrier packaging materials with excellent recyclability while maintaining gas barrier properties and mechanical strength.
特許文献1には、突刺強度が40N/mm以上150N/mm以下の硬質層と(1)融点が170℃以上のEVOHと融点が170℃未満のEVOHを有する樹脂組成物層、又は(2)特定の一級水酸基を持つ変性基を含有する変性EVOHを有する樹脂組成物層を有する多層構造体が、ポリアミド層を有していないにもかかわらず、機械強度及び熱成形性に優れ、その回収物を溶融成形する際に、樹脂の劣化(ゲル化)によるブツの発生等が抑制され、リサイクル性にも優れることが記載されている。 Patent Document 1 describes a multilayer structure having a hard layer with a puncture strength of 40 N/mm or more and 150 N/mm or less and (1) a resin composition layer containing EVOH with a melting point of 170°C or more and EVOH with a melting point of less than 170°C, or (2) a resin composition layer containing modified EVOH containing a modifying group with a specific primary hydroxyl group, which, despite not having a polyamide layer, has excellent mechanical strength and thermoformability, and when the recovered material is melt-molded, the generation of lumps due to resin degradation (gelation) is suppressed, making it highly recyclable.
しかしながら、内容物の重量が大きい包装材料として使用される場合には、より高い落下破袋耐性が要求される傾向にあり、特許文献1に記載の多層構造体では落下破袋耐性が不足する場合があった。特に、加熱充填、加熱殺菌及び加熱調理された場合など、内容物の温度が高い場合には、落下破袋耐性が特に不足する場合があった。However, when used as packaging material for heavy contents, there is a tendency for higher resistance to breakage due to dropping, and the multilayer structure described in Patent Document 1 sometimes lacks resistance to breakage due to dropping. In particular, when the temperature of the contents is high, such as when the contents are filled with heat, sterilized by heat, or cooked by heat, the resistance to breakage due to dropping can sometimes be particularly insufficient.
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、ガスバリア性、落下破袋耐性及びリサイクル性に優れる多層構造体並びに包装材料を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and aims to provide a multilayer structure and packaging material that have excellent gas barrier properties, resistance to bag breakage due to dropping, and recyclability.
本発明によれば上記目的は、
[1]シーラント層(X)及び基材層(Y)を有し、シーラント層(X)が、エチレン単位含有量が20~50モル%であり、けん化度が90モル%以上であるエチレン-ビニルアルコール共重合体(a)(以下「EVOH(a)」と略記する場合がある)を主成分として含むバリア層(A)、接着性樹脂(b)を主成分として含む接着層(B)及び密度が0.880~0.930g/cm3であるエチレン-α-オレフィン共重合体樹脂(c)(以下、単に「エチレン-α-オレフィン共重合体樹脂(c)」という場合がある)を主成分として含む熱融着層(C)を有し、基材層(Y)が、示差走査熱量計(DSC)により測定される融点が150℃以上のポリプロピレン(y)(以下、単に「ポリプロピレン(y)」という場合がある)を主成分として含み、二軸方向にそれぞれ延伸された層であり、23℃、50%RH条件下における前記二軸方向の弾性率がいずれも2000MPa以上であり、シーラント層(X)の熱融着層(C)を最表面に有する、多層構造体;
[2]23℃、50%RHの条件下でJIS Z 1707:2019により測定される突刺し強さSと、23℃、50%RHの条件下でJIS Z 1707:2019により測定される基材層(Y)の突刺し強さSYとの差(S-SY)が3.5N以上である、[1]の多層構造体;
[3]前記突刺し強さSが12N以上である、[2]の多層構造体;
[4]基材層(Y)を示差走査熱量計(DSC)で20℃から10℃/分で220℃まで昇温し、次いで10℃/分で-50℃まで降温した際、昇温時の最大吸熱ピーク温度(T1)と、降温時の最大発熱ピーク温度(T2)との差(T1-T2)が56℃以下である、[1]~[3]のいずれかの多層構造体;
[5]シーラント層(X)及び基材層(Y)が、接着剤層(Z)を介して積層されており、接着剤層(Z)の厚みが2~7μmである、[1]~[4]のいずれかの多層構造体;
[6]エチレン-α-オレフィン共重合体樹脂(c)がエチレンと炭素数6以上のα-オレフィンとを共重合させた直鎖状低密度ポリエチレンである、[1]~[5]のいずれかの多層構造体;
[7]バリア層(A)がホウ素化合物をホウ素元素換算で50~400ppm含む、[1]~[6]のいずれかの多層構造体;
[8]EVOH(a)のエチレン単位含有量が22モル%以上28モル%以下である[1]~[7]のいずれかの多層構造体;
[9]バリア層(A)の厚みが5μm以下である、[1]~[8]のいずれかの多層構造体;
[10]JIS K 7126-2:2006に記載の方法で測定した20℃、65%RH条件下における酸素透過速度が5cc/(m2・day・atm)以下である、[1]~[9]のいずれかの多層構造体;
[11]JIS K 7129-2:2019に記載の方法で測定した40℃、90%RH条件下における水蒸気透過速度が3g/(m2・day)以下である、[1]~[10]のいずれかの多層構造体;
[12][1]~[11]のいずれかの多層構造体を含む包装材料;
を提供することで達成される。
According to the present invention, the above object is to
[1] A film having a sealant layer (X) and a substrate layer (Y), wherein the sealant layer (X) comprises a barrier layer (A) containing, as a main component, an ethylene-vinyl alcohol copolymer (a) (hereinafter sometimes abbreviated as "EVOH (a)") having an ethylene unit content of 20 to 50 mol% and a saponification degree of 90 mol% or more, an adhesive layer (B) containing, as a main component, an adhesive resin (b), and a film having a density of 0.880 to 0.930 g/cm a multilayer structure having a heat-sealable layer (C) containing, as a main component, an ethylene-α-olefin copolymer resin (c) ( hereinafter , may be simply referred to as "ethylene-α-olefin copolymer resin (c)") of 3, a base layer (Y) containing, as a main component, polypropylene (y) (hereinafter, may be simply referred to as "polypropylene (y)") having a melting point measured by a differential scanning calorimeter (DSC) of 150°C or more, the base layer (Y) being a biaxially stretched layer having an elastic modulus of 2000 MPa or more in both directions under conditions of 23°C and 50% RH, and the heat-sealable layer (C) of the sealant layer (X) being on the outermost surface;
[2] The multilayer structure of [1], wherein the difference (S-S Y ) between the puncture strength S measured according to JIS Z 1707:2019 under conditions of 23°C and 50% RH and the puncture strength S Y of the base layer ( Y ) measured according to JIS Z 1707:2019 under conditions of 23°C and 50% RH is 3.5 N or more;
[3] The multilayer structure according to [2], wherein the puncture strength S is 12 N or more;
[4] The multilayer structure of any one of [1] to [3], wherein when the temperature of the base layer (Y) is increased from 20°C to 220°C at 10°C/min and then decreased to -50°C at 10°C/min using a differential scanning calorimeter (DSC), the difference (T1-T2) between the maximum endothermic peak temperature (T1) during temperature increase and the maximum exothermic peak temperature (T2) during temperature decrease is 56°C or less;
[5] The multilayer structure of any one of [1] to [4], wherein the sealant layer (X) and the substrate layer (Y) are laminated via an adhesive layer (Z), and the thickness of the adhesive layer (Z) is 2 to 7 μm;
[6] The multilayer structure of any one of [1] to [5], wherein the ethylene-α-olefin copolymer resin (c) is a linear low-density polyethylene copolymerized with ethylene and an α-olefin having 6 or more carbon atoms;
[7] The multilayer structure according to any one of [1] to [6], wherein the barrier layer (A) contains a boron compound in an amount of 50 to 400 ppm in terms of elemental boron;
[8] The multilayer structure according to any one of [1] to [7], wherein the ethylene unit content of the EVOH (a) is 22 mol% or more and 28 mol% or less;
[9] The multilayer structure of any one of [1] to [8], wherein the thickness of the barrier layer (A) is 5 μm or less;
[10] The multilayer structure according to any one of [1] to [9], wherein the oxygen transmission rate measured under conditions of 20°C and 65% RH according to the method described in JIS K 7126-2:2006 is 5 cc/( m2 ·day·atm) or less;
[11] The multilayer structure of any one of [1] to [10], wherein the water vapor transmission rate measured under conditions of 40°C and 90% RH by the method described in JIS K 7129-2:2019 is 3 g/( m2 ·day) or less;
[12] A packaging material comprising the multilayer structure according to any one of [1] to [11];
This is achieved by providing
本発明の多層構造体及び包装材料は、ガスバリア性、落下破袋耐性及びリサイクル性に優れる。 The multilayer structure and packaging material of the present invention have excellent gas barrier properties, resistance to bag breakage due to dropping, and recyclability.
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の説明において特定の機能を発現するものとして具体的な材料(化合物等)を例示する場合があるが、本発明はこのような材料を使用した態様に限定されない。例示される材料は、特に記載がない限り、単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよい。 Embodiments of the present invention are described below. Note that, although specific materials (compounds, etc.) that exhibit specific functions are sometimes exemplified in the following description, the present invention is not limited to embodiments that use such materials. Unless otherwise specified, the exemplified materials may be used alone or in combination.
本発明の多層構造体は、シーラント層(X)及び基材層(Y)を有し、シーラント層(X)が、エチレン単位含有量が20~50モル%であり、けん化度が90モル%以上であるEVOH(a)を主成分として含むバリア層(A)、接着性樹脂(b)を主成分として含む接着層(B)及び密度が0.880~0.930g/cm3であるエチレン-α-オレフィン共重合体樹脂(c)を主成分として含む熱融着層(C)を有し、基材層(Y)が、示差走査熱量計(DSC)により測定される融点が150℃以上のポリプロピレン(y)を主成分として含み、二軸方向にそれぞれ延伸された層であり、23℃、50%RH条件下における前記二軸方向の弾性率がいずれも2000MPa以上であり、シーラント層(X)の熱融着層(C)を最表面に有する。「主成分として含む」とは50質量%超含むことを意味するが、70質量%以上含むことが好ましく、80質量%以上含むことがより好ましく、90質量%以上含むことがさらに好ましく、95質量%以上、97質量%以上又は99質量%以上含む態様であってもよい。 The multilayer structure of the present invention has a sealant layer (X) and a base layer (Y). The sealant layer (X) has a barrier layer (A) containing, as a main component, EVOH (a) having an ethylene unit content of 20 to 50 mol% and a degree of saponification of 90 mol% or more, an adhesive layer (B) containing, as a main component, an adhesive resin (b), and a heat-sealable layer (C) containing, as a main component, an ethylene-α-olefin copolymer resin (c) having a density of 0.880 to 0.930 g/cm3. The base layer (Y) is a biaxially stretched layer containing, as a main component, polypropylene (y) having a melting point as measured by differential scanning calorimetry (DSC) of 150°C or more, and has an elastic modulus in both of the biaxial directions at 23°C and 50% RH of 2000 MPa or more. The heat-sealable layer (C) of the sealant layer (X) is located on the outermost surface. "Containing as a main component" means containing more than 50% by mass, but preferably contains 70% by mass or more, more preferably contains 80% by mass or more, even more preferably contains 90% by mass or more, and may be an embodiment in which it contains 95% by mass or more, 97% by mass or more, or 99% by mass or more.
本発明の多層構造体は、バリア層(A)を備えることでリサイクル性を維持しつつガスバリア性を高めることができる傾向となる。接着層(B)を備えることで落下破袋耐性を含む機械強度及びリサイクル性を高めることができる傾向となる。熱融着層(C)の主成分が、密度が0.880~0.930g/cm3であるエチレン-α-オレフィン共重合体樹脂(c)であることで、ヒートシール性を維持しつつ、落下破袋耐性を含む優れた機械強度を実現できる傾向となる。本発明の多層構造体は、基材層(Y)が、示差走査熱量計(DSC)により測定される融点が150℃以上のポリプロピレン(y)を主成分として含み、二軸方向にそれぞれ延伸された層であり、23℃、50%RH条件下における前記二軸方向の弾性率がいずれも2000MPa以上であることで、高温条件にいても落下破袋耐性を含む優れた機械強度を実現できる傾向となる。 The multilayer structure of the present invention tends to have improved gas barrier properties while maintaining recyclability by providing a barrier layer (A). The multilayer structure of the present invention tends to have improved mechanical strength, including resistance to bag breakage due to dropping, and improved recyclability by providing an adhesive layer (B). The heat-sealable layer (C) mainly contains an ethylene-α-olefin copolymer resin (c) having a density of 0.880 to 0.930 g/ cm3 , which tends to achieve excellent mechanical strength, including resistance to bag breakage due to dropping, while maintaining heat sealability. The multilayer structure of the present invention tends to have excellent mechanical strength, including resistance to bag breakage due to dropping, even under high-temperature conditions by providing a base layer (Y) mainly containing polypropylene (y) having a melting point of 150°C or higher as measured by differential scanning calorimetry (DSC), which is a biaxially stretched layer, and having a modulus of elasticity in both directions of 2000 MPa or higher at 23°C and 50% RH.
「落下破袋耐性」とは、本発明の多層構造体を用いて作製された袋の中に内容物を充填した上で一定の高さから落下させた際に、水漏れが発生するまでの試験回数で評価することができ、具体的には実施例に記載の方法により評価できる。落下破袋耐性と表現した場合は基本的には室温及び高温での落下破袋耐性を意味する。「リサイクル性」とは、多層構造体の破砕物を溶融混練して得られる溶融成形物における、ブツの発生状況により評価することができ、具体的には実施例に記載の方法により評価できる。「バリア性」とは酸素バリア性及び水蒸気バリア性のことを意味し、「ガスバリア性」とは酸素バリア性のことを意味する。 "Bag drop resistance" can be evaluated by the number of tests required before water leakage occurs when a bag made using the multilayer structure of the present invention is filled with contents and dropped from a certain height, and can be evaluated specifically by the method described in the Examples. The term "bag drop resistance" basically refers to resistance to bag drop at room temperature and at high temperatures. "Recyclability" can be evaluated by the occurrence of lumps in a molten molded product obtained by melt-kneading crushed material from the multilayer structure, and can be evaluated specifically by the method described in the Examples. "Barrier properties" refer to oxygen barrier properties and water vapor barrier properties, and "gas barrier properties" refers to oxygen barrier properties.
「ppm」は、質量基準の含有量(質量ppm)を意味する。 "ppm" means the content by mass (mass ppm).
多層フィルムや多層構造体における「表面(又は表層)」とは、表裏を区別する意味ではなく、露出した面をいう。すなわち、多層フィルムや多層構造体には、二つの表面が存在する。同様に、多層フィルムや多層構造体には、二つの最表面が存在する。 The "surface (or surface layer)" of a multilayer film or multilayer structure does not refer to the front or back, but rather to the exposed surface. In other words, a multilayer film or multilayer structure has two surfaces. Similarly, a multilayer film or multilayer structure has two outermost surfaces.
「実質的に~のみからなる」とは、本発明の効果に影響を与えない範囲で任意成分の含有を許容するものであり、「のみからなる」とは、不可避的に含まれてしまう不純物以外の任意成分を除外することを意味する。 "Consisting essentially of" allows for the inclusion of optional components to the extent that they do not affect the effects of the present invention, while "consisting only of" means excluding optional components other than impurities that are inevitably included.
<バリア層(A)>
本発明の多層構造体は、EVOH(a)を主成分として含むバリア層(A)を有する。EVOH(a)はガスバリア性に優れることから、EVOH(a)を主成分として含む層を有する多層構造体は、内容物保存性の高い包装材料として好ましく用いられる。EVOH(a)はポリオレフィン系の樹脂と容易に溶融混合できるため、リサイクル性に優れた包装材料を提供できる。
<Barrier Layer (A)>
The multilayer structure of the present invention has a barrier layer (A) containing EVOH (a) as a main component. EVOH (a) has excellent gas barrier properties, so a multilayer structure having a layer containing EVOH (a) as a main component is preferably used as a packaging material with excellent content preservation properties. EVOH (a) can be easily melt-mixed with polyolefin-based resins, so a packaging material with excellent recyclability can be provided.
EVOH(a)は、通常、エチレンとビニルエステルとを重合して得られるエチレン-ビニルエステル共重合体をけん化することにより得られる。ビニルエステルとしては、酢酸ビニルが代表的なものとして挙げられるが、その他の脂肪酸ビニルエステル(ギ酸ビニル、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)も使用できる。EVOH (a) is typically obtained by saponifying an ethylene-vinyl ester copolymer obtained by polymerizing ethylene and a vinyl ester. A typical example of a vinyl ester is vinyl acetate, but other fatty acid vinyl esters (such as vinyl formate, vinyl propionate, vinyl valerate, vinyl caprate, vinyl laurate, vinyl stearate, vinyl benzoate, vinyl pivalate, and vinyl versatate) can also be used.
EVOH(a)のエチレン単位含有量は20~50モル%である。エチレン単位含有量が20モル%以上であると、EVOH(a)及びEVOH(a)を含む多層構造体の粉砕物の溶融成形性が向上する。エチレン単位含有量は、21モル%以上が好ましく、22モル%以上がより好ましく、25モル%以上であってもよい。一方、エチレン単位含有量が50モル%以下であると、本発明の多層構造体のガスバリア性が向上する。エチレン単位含有量は、46モル%以下が好ましく、42モル%以下がより好ましく、39モル%以下がさらに好ましく、33モル%以下がより一層好ましく、28モル%以下が特に好ましい。EVOH(a)のけん化度は90モル%以上である。「けん化度」とは、EVOH(a)中のビニルアルコール単位及びビニルエステル単位の総数に対するビニルアルコール単位の数の割合を意味する。けん化度が90モル%以上であると、本発明の多層構造体のガスバリア性が向上する。けん化度は95モル%以上が好ましく、99モル%以上がより好ましく、99.9モル%以上がさらに好ましい。けん化度は100モル%以下であってもよい。EVOH(a)のエチレン単位含有量及びけん化度は、1H-NMR測定で求められる。 The ethylene unit content of EVOH (a) is 20 to 50 mol%. An ethylene unit content of 20 mol% or more improves the melt moldability of EVOH (a) and the pulverized product of the multilayer structure containing EVOH (a). The ethylene unit content is preferably 21 mol% or more, more preferably 22 mol% or more, and may be 25 mol% or more. On the other hand, an ethylene unit content of 50 mol% or less improves the gas barrier properties of the multilayer structure of the present invention. The ethylene unit content is preferably 46 mol% or less, more preferably 42 mol% or less, even more preferably 39 mol% or less, even more preferably 33 mol% or less, and particularly preferably 28 mol% or less. The saponification degree of EVOH (a) is 90 mol% or more. The "saponification degree" refers to the ratio of the number of vinyl alcohol units to the total number of vinyl alcohol units and vinyl ester units in EVOH (a). A saponification degree of 90 mol% or more improves the gas barrier properties of the multilayer structure of the present invention. The saponification degree is preferably 95 mol% or more, more preferably 99 mol% or more, and even more preferably 99.9 mol% or more. The saponification degree may be 100 mol% or less. The ethylene unit content and saponification degree of EVOH (a) are determined by 1 H-NMR measurement.
EVOH(a)は、エチレン単位含有量の異なる2種類以上のEVOHの混合物であってもよい。この場合、エチレン単位含有量が最も離れたEVOH同士のエチレン単位含有量の差が、30モル%以下が好ましく、25モル%以下がより好ましく、20モル%以下がさらに好ましく、3モル%以上であってもよい。同様に、EVOH(a)は、けん化度の異なる2種類以上のEVOHの混合物であってもよい。この場合、最も離れたEVOH同士のけん化度の差は7モル%以下が好ましく、5モル%以下がより好ましく、0.5モル%以上であってもよい。熱成形性及びガスバリア性をより高いレベルで両立させたい場合は、エチレン単位含有量が22モル%以上34モル%未満であり、けん化度が99モル%以上であるEVOH(a1)と、エチレン単位含有量が34モル%以上50モル%未満であり、けん化度が99モル%以上であるEVOH(a2)とを、配合質量比(a1/a2)が60/40~90/10となるように混合し、EVOH(a)として使用することが好ましい。EVOH (a) may be a mixture of two or more types of EVOH with different ethylene unit contents. In this case, the difference in ethylene unit content between the EVOHs with the most different ethylene unit contents is preferably 30 mol% or less, more preferably 25 mol% or less, even more preferably 20 mol% or less, and may be 3 mol% or more. Similarly, EVOH (a) may be a mixture of two or more types of EVOH with different degrees of saponification. In this case, the difference in saponification degree between the EVOHs with the most different degrees of saponification is preferably 7 mol% or less, more preferably 5 mol% or less, and may be 0.5 mol% or more. When it is desired to achieve both thermoformability and gas barrier property at a higher level, it is preferred to use as EVOH (a) an EVOH (a1) having an ethylene unit content of 22 mol% or more and less than 34 mol% and a degree of saponification of 99 mol% or more and an EVOH (a2) having an ethylene unit content of 34 mol% or more and less than 50 mol% and a degree of saponification of 99 mol% or more mixed in a blending mass ratio (a1/a2) of 60/40 to 90/10.
EVOH(a)は、本発明の効果を阻害しない範囲であれば、エチレン、ビニルエステル及びビニルアルコール以外の他の単量体単位を含有していてもよい。特に、特定の構造を有する一級水酸基を含む変性基を導入することで、EVOH(a)のガスバリア性と成型加工性を高いレベルで両立できる場合がある。他の単量体単位の含有量は10モル%以下が好ましく、5モル%以下がより好ましく、1モル%以下がさらに好ましく、実質的に含有されていないことが特に好ましい。このような他の単量体としては、例えば、プロピレン、ブチレン、ペンテン、ヘキセン等のアルケン;3-アシロキシ-1-プロペン、3-アシロキシ-1-ブテン、4-アシロキシ-1-ブテン、3,4-ジアシロキシ-1-ブテン、3-アシロキシ-4-メチル-1-ブテン、4-アシロキシ-1-ブテン、3,4-ジアシロキシ-1-ブテン、3-アシロキシ-4-メチル-1-ブテン、4-アシロキシ-2-メチル-1-ブテン、4-アシロキシ-3-メチル-1-ブテン、3,4-ジアシロキシ-2-メチル-1-ブテン、4-アシロキシ-1-ペンテン、5-アシロキシ-1-ペンテン、4,5-ジアシロキシ-1-ペンテン、4-アシロキシ-1-ヘキセン、5-アシロキシ-1-ヘキセン、6-アシロキシ-1-ヘキセン、5,6-ジアシロキシ-1-ヘキセン、1,3-ジアセトキシ-2-メチレンプロパン等のエステル基含有アルケン又はそのケン化物;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸等の不飽和酸又はその無水物、塩、又はモノもしくはジアルキルエステル等;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のニトリル;アクリルアミド、メタクリルアミド等のアミド;ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、メタアリルスルホン酸等のオレフィンスルホン酸又はその塩;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリ(β-メトキシ-エトキシ)シラン、γ-メタクリルオキシプロピルメトキシシラン等のビニルシラン化合物;アルキルビニルエーテル類、ビニルケトン、N-ビニルピロリドン、塩化ビニル、塩化ビニリデン等が挙げられる。EVOH (a) may contain other monomer units in addition to ethylene, vinyl ester, and vinyl alcohol, as long as the effects of the present invention are not impaired. In particular, the introduction of a modifying group containing a primary hydroxyl group with a specific structure may enable EVOH (a) to achieve high levels of both gas barrier properties and moldability. 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, and particularly preferably substantially none. Examples of such other monomers include alkenes such as propylene, butylene, pentene, and hexene; 3-acyloxy-1-propene, 3-acyloxy-1-butene, 4-acyloxy-1-butene, 3,4-diacyloxy-1-butene, 3-acyloxy-4-methyl ...4-methyl-1-butene, 4-methyl-1-butene, 4-methyl-1-butene, 4-methyl-1-butene, 4-methyl-1-butene, 1-butene, 4-acyloxy-2-methyl-1-butene, 4-acyloxy-3-methyl-1-butene, 3,4-diacyloxy-2-methyl-1-butene, 4-acyloxy-1-pentene, 5-acyloxy-1-pentene, 4,5-diacyloxy-1-pentene, 4-acyloxy-1-hexene, 5-acyloxy-1-hexene, 6-acyloxy-1-hexene, 5,6-diacyloxy Examples of suitable olefin sulfonic acids include ester group-containing alkenes such as siloxy-1-hexene and 1,3-diacetoxy-2-methylenepropane, or saponified products thereof; unsaturated acids such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, and itaconic acid, or anhydrides, salts, or mono- or dialkyl esters thereof; nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile; amides such as acrylamide and methacrylamide; olefin sulfonic acids such as vinyl sulfonic acid, allyl sulfonic acid, and methallylsulfonic acid, or salts thereof; vinyl silane compounds such as vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltri(β-methoxyethoxy)silane, and γ-methacryloxypropylmethoxysilane; alkyl vinyl ethers, vinyl ketone, N-vinylpyrrolidone, vinyl chloride, and vinylidene chloride.
EVOH(a)は、必要に応じてウレタン化、アセタール化、シアノエチル化、オキシアルキレン化等することにより変性されていてもよい。オキシアルキレン化はエポキシ化合物を用いて行うことができ、例えば、エポキシエタン(エチレンオキサイド)、エポキシプロパン、1,2-エポキシブタン、2,3-エポキシブタン、3-メチル-1,2-エポキシブタン、1,2-エポキシペンタン、3-メチル-1,2-エポキシペンタン、1,2-エポキシヘキサン、2,3-エポキシヘキサン、3,4-エポキシヘキサン、3-メチル-1,2-エポキシヘキサン、3-メチル-1,2-エポキシヘプタン、4-メチル-1,2-エポキシヘプタン、1,2-エポキシオクタン、2,3-エポキシオクタン、1,2-エポキシノナン、2,3-エポキシノナン、1,2-エポキシデカン、1,2-エポキシドデカン、エポキシエチルベンゼン、1-フェニル-1,2-プロパン、3-フェニル-1,2-エポキシプロパン、各種アルキルグリシジルエーテル、各種アルキレングリコールモノグリシジルエーテル、各種アルケニルグリシジルエーテル、グリシドール等の各種エポキシアルカノール、各種エポキシシクロアルカン、各種エポキシシクロアルケン等が挙げられる。中でも、1,2-エポキシブタン、2,3-エポキシブタン、エポキシプロパン、エポキシエタン又はグリシドールが好ましく、エポキシプロパン又はグリシドールがより好ましい。EVOH (a) may be modified as needed by urethanization, acetalization, cyanoethylation, oxyalkylenation, etc. Oxyalkylenation can be carried out using an epoxy compound, such as epoxyethane (ethylene oxide), epoxypropane, 1,2-epoxybutane, 2,3-epoxybutane, 3-methyl-1,2-epoxybutane, 1,2-epoxypentane, 3-methyl-1,2-epoxypentane, 1,2-epoxyhexane, 2,3-epoxyhexane, 3,4-epoxyhexane, 3-methyl-1,2-epoxyhexane, 3-methyl-1,2-epoxyheptane, 4-methyl-1,2-epoxyheptane, 1, Examples include 2-epoxyoctane, 2,3-epoxyoctane, 1,2-epoxynonane, 2,3-epoxynonane, 1,2-epoxydecane, 1,2-epoxydodecane, epoxyethylbenzene, 1-phenyl-1,2-propane, 3-phenyl-1,2-epoxypropane, various alkyl glycidyl ethers, various alkylene glycol monoglycidyl ethers, various alkenyl glycidyl ethers, various epoxy alkanols such as glycidol, various epoxy cycloalkanes, and various epoxy cycloalkenes. Among these, 1,2-epoxybutane, 2,3-epoxybutane, epoxypropane, epoxyethane, or glycidol is preferred, and epoxypropane or glycidol is more preferred.
EVOH(a)のJIS K 7210(2014)に準拠して測定されるMFR(190℃、2.16kg荷重下)は0.2~20g/10分が好ましい。EVOH(a)のMFRは0.5g/10分以上がより好ましく、0.8g/10分以上がさらに好ましい。一方、EVOH(a)のMFRは15g/10分以下がより好ましく、10g/10分以下がさらに好ましく、5g/10分以下がよりさらに好ましく、3g/10分以下が特に好ましい。EVOH(a)のMFRが上記範囲であると、EVOH(a)及びEVOH(a)を含む多層構造体(本発明の多層構造体)の粉砕物の溶融成形性が向上する。The MFR (190°C, under a load of 2.16 kg) of EVOH (a), measured in accordance with JIS K 7210 (2014), is preferably 0.2 to 20 g/10 min. The MFR of EVOH (a) is more preferably 0.5 g/10 min or more, and even more preferably 0.8 g/10 min or more. On the other hand, the MFR of EVOH (a) is more preferably 15 g/10 min or less, even more preferably 10 g/10 min or less, even more preferably 5 g/10 min or less, and particularly preferably 3 g/10 min or less. When the MFR of EVOH (a) is within the above range, the melt moldability of the pulverized product of EVOH (a) and the multilayer structure containing EVOH (a) (the multilayer structure of the present invention) is improved.
バリア層(A)は、本発明の効果が阻害されない範囲であれば、EVOH(a)以外の他の成分を含有してもよい。他の成分としては、例えばアルカリ金属イオン、多価金属イオン、カルボン酸、リン酸化合物、ホウ素化合物、酸化促進剤、酸化防止剤、可塑剤、熱安定剤(溶融安定剤)、光開始剤、脱臭剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、滑剤、着色剤、フィラー、乾燥剤、充填剤、顔料、染料、加工助剤、難燃剤、及び防曇剤等が挙げられる。バリア層(A)中の他の成分の含有量は、通常5質量%以下であり、3質量%以下が好ましく、1質量%以下がより好ましい。The barrier layer (A) may contain components other than EVOH (a), as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of other components include alkali metal ions, polyvalent metal ions, carboxylic acids, phosphate compounds, boron compounds, prooxidants, antioxidants, plasticizers, heat stabilizers (melt stabilizers), photoinitiators, deodorizers, UV absorbers, antistatic agents, lubricants, colorants, fillers, desiccants, bulking agents, pigments, dyes, processing aids, flame retardants, and antifogging agents. The content of other components in the barrier layer (A) is typically 5% by mass or less, preferably 3% by mass or less, and more preferably 1% by mass or less.
バリア層(A)は、アルカリ金属イオンを10~400ppm含有することが好ましい。アルカリ金属イオンの含有量の下限は100ppmがより好ましく、150ppmがさらに好ましい。一方、アルカリ金属イオンの含有量の上限は350ppmがより好ましく、250ppmであってもよい。アルカリ金属イオンの含有量が10ppm以上であると、EVOH(a)を成形して得られる層を含む本発明の多層構造体における層間接着性が良好となる。一方、アルカリ金属イオンの含有量が400ppm以下であると、着色を抑制できる傾向となる。アルカリ金属イオンと、後述するカルボン酸との含有比率を制御することで、溶融成形性や着色耐性をさらに改善できる。The barrier layer (A) preferably contains 10 to 400 ppm of alkali metal ions. The lower limit of the alkali metal ion content is more preferably 100 ppm, and even more preferably 150 ppm. On the other hand, the upper limit of the alkali metal ion content is more preferably 350 ppm, and may be 250 ppm. When the alkali metal ion content is 10 ppm or more, the interlayer adhesion in the multilayer structure of the present invention, including the layer obtained by molding EVOH (a), is improved. On the other hand, when the alkali metal ion content is 400 ppm or less, discoloration tends to be suppressed. By controlling the content ratio of alkali metal ions to the carboxylic acid described below, melt moldability and discoloration resistance can be further improved.
アルカリ金属イオンとしては、例えばリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウムのイオンが挙げられるが、工業的入手の点からはナトリウム又はカリウムのイオンが好ましい。特に、ナトリウムイオンを使用することで、色相及び接着層との層間接着性を高いレベルで両立できる場合がある。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of alkali metal ions include lithium, sodium, potassium, rubidium, and cesium ions, but sodium or potassium ions are preferred from the standpoint of industrial availability. In particular, the use of sodium ions can sometimes achieve high levels of both color and interlayer adhesion with the adhesive layer. These ions may be used alone or in combination of two or more.
アルカリ金属イオンを与えるアルカリ金属塩としては、例えばナトリウムやカリウム等のアルカリ金属の脂肪族カルボン酸塩、芳香族カルボン酸塩、炭酸塩、塩酸塩、硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩、金属錯体が挙げられる。中でも、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、リン酸ナトリウム及びリン酸カリウムからなる群から選ばれる少なくとも1種であることが、入手容易である点からより好ましい。Examples of alkali metal salts that provide alkali metal ions include aliphatic carboxylates, aromatic carboxylates, carbonates, hydrochlorides, nitrates, sulfates, phosphates, and metal complexes of alkali metals such as sodium and potassium. Among these, at least one selected from the group consisting of sodium acetate, potassium acetate, sodium phosphate, and potassium phosphate is more preferred due to its ease of availability.
バリア層(A)は、マグネシウムイオン、カルシウムイオン及び亜鉛イオンからなる群から選択される少なくとも1種の多価金属イオンを10~200ppm含有することが好ましい。多価金属イオンを一定量含有することで、EVOH(a)及びEVOH(a)を含む多層構造体の粉砕物を溶融成形する際の増粘、ゲル化やスクリューへの樹脂付着が抑制される。バリア層(A)は、多価金属イオンとして、マグネシウムイオン又はカルシウムイオンを含有することがより好ましく、マグネシウムイオンを含有することがさらに好ましい。多価金属イオンをカルボン酸塩として含有することが好ましい。このときのカルボン酸としては、脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸のいずれであってもよいが、脂肪族カルボン酸が好ましい。脂肪族カルボン酸としては、例えばギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、ラウリン酸、ステアリン酸、ミリスチン酸、ベヘン酸、モンタン酸等が挙げられ、炭素数10~25の高級脂肪酸がより好ましい。溶融成型時の着色を抑制する点からは、多価金属イオンは、後述する多価カルボン酸の塩として含有することも好ましい。The barrier layer (A) preferably contains 10 to 200 ppm of at least one polyvalent metal ion selected from the group consisting of magnesium ions, calcium ions, and zinc ions. The inclusion of a certain amount of polyvalent metal ions suppresses thickening, gelation, and resin adhesion to the screw during melt molding of EVOH (a) and the pulverized multilayer structure containing EVOH (a). The barrier layer (A) more preferably contains magnesium ions or calcium ions as the polyvalent metal ion, and even more preferably magnesium ions. The polyvalent metal ion is preferably contained as a carboxylate salt. The carboxylic acid may be either an aliphatic or aromatic carboxylic acid, with aliphatic carboxylic acids being preferred. Examples of aliphatic carboxylic acids include formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, lauric acid, stearic acid, myristic acid, behenic acid, and montanic acid, with higher fatty acids having 10 to 25 carbon atoms being more preferred. To suppress discoloration during melt molding, the polyvalent metal ion is also preferably contained as a salt of a polycarboxylic acid, as described below.
バリア層(A)中の多価金属イオンの含有量は金属原子換算で10~200ppmが好ましい。当該含有量が10ppm以上であると、EVOH(a)及びEVOH(a)を含む多層構造体の粉砕物の粘度安定性が良好となり、樹脂のゲル化や押出機スクリューへの樹脂の付着が抑制される。多価金属イオンの含有量の下限は20ppmがより好ましい。一方、多価金属イオンの含有量が200ppm以下であると、EVOH(a)を含む多層構造体の粉砕物の過剰な分解が抑制され、回収組成物の色相が良好となる。多価金属イオンの含有量の上限は160ppmがより好ましく、120ppmがさらに好ましい。The content of polyvalent metal ions in the barrier layer (A) is preferably 10 to 200 ppm in terms of metal atoms. A content of 10 ppm or more improves the viscosity stability of EVOH (a) and the ground product of the multilayer structure containing EVOH (a), suppressing gelation of the resin and adhesion of the resin to the extruder screw. The lower limit of the polyvalent metal ion content is more preferably 20 ppm. On the other hand, a polyvalent metal ion content of 200 ppm or less suppresses excessive decomposition of the ground product of the multilayer structure containing EVOH (a), improving the color of the recovered composition. The upper limit of the polyvalent metal ion content is more preferably 160 ppm, and even more preferably 120 ppm.
バリア層(A)は、ホウ素化合物をさらに含有することが好ましい。ホウ素化合物の含有量の下限は、ホウ素元素換算で50ppmが好ましく、100ppmがより好ましい。一方、ホウ素化合物の含有量の上限は、ホウ素元素換算で400ppmが好ましく、300ppmがより好ましい。この範囲でホウ素化合物を含有することにより、多層構造体の機械物性が向上する場合がある。さらに、EVOH(a)及び多層構造体の粉砕物の溶融成形時の熱安定性が向上し、ゲル及びブツの発生が抑制される場合がある。耐ドローダウン性や製膜する際の耐ネックイン性が改善される場合がある。これらの効果は、EVOH(a)とホウ素化合物との間にキレート相互作用が発生することに起因すると推測される。The barrier layer (A) preferably further contains a boron compound. The lower limit of the boron compound content is preferably 50 ppm, more preferably 100 ppm, in elemental boron equivalent. Meanwhile, the upper limit of the boron compound content is preferably 400 ppm, more preferably 300 ppm, in elemental boron equivalent. By including a boron compound within this range, the mechanical properties of the multilayer structure may be improved. Furthermore, the thermal stability of EVOH (a) and the pulverized product of the multilayer structure during melt molding may be improved, and the occurrence of gels and lumps may be suppressed. Drawdown resistance and neck-in resistance during film formation may be improved. These effects are presumably due to the chelating interaction between EVOH (a) and the boron compound.
ホウ素化合物としては、例えばホウ酸、ホウ酸エステル、ホウ酸塩、水素化ホウ素が挙げられる。具体的には、オルトホウ酸(H3BO3)、メタホウ酸、四ホウ酸等のホウ酸;ホウ酸トリメチル、ホウ酸トリエチル等のホウ酸エステル;前記ホウ酸のアルカリ金属塩又はアルカリ土類金属塩、ホウ砂等のホウ酸塩等が挙げられる。中でもオルトホウ酸が好ましい。 Examples of boron compounds include boric acid, boric acid esters, borate salts, and boron hydrides.Specific examples include boric acids such as orthoboric acid ( H3BO3 ), metaboric acid, and tetraboric acid; boric acid esters such as trimethyl borate and triethyl borate; alkali metal salts or alkaline earth metal salts of the above boric acids; and borate salts such as borax.Of these, orthoboric acid is preferred.
バリア層(A)はカルボン酸を含有することが好ましい。カルボン酸の含有量の下限は50ppmが好ましく、100ppmがより好ましい。一方、カルボン酸の含有量の上限は400ppmが好ましく、350ppmがより好ましい。カルボン酸の含有量が上記範囲であると、色相の悪化を抑制できる傾向となる。カルボン酸の含有量は、バリア層(A)を構成する樹脂組成物10gを純水50mlで95℃、8時間抽出した後、得られる抽出液を滴定することで求められる。なお、樹脂組成物中のカルボン酸の含有量として、前記抽出液中に塩として存在するカルボン酸は考慮しない。樹脂組成物が、カルボン酸以外の酸性化合物を含有する場合には、滴定による測定値からそれらの酸性化合物の寄与分を差し引くことで樹脂組成物中のカルボン酸の含有量を求めることができる。The barrier layer (A) preferably contains a carboxylic acid. The lower limit of the carboxylic acid content is preferably 50 ppm, more preferably 100 ppm. On the other hand, the upper limit of the carboxylic acid content is preferably 400 ppm, more preferably 350 ppm. A carboxylic acid content within the above range tends to suppress deterioration of hue. The carboxylic acid content is determined by extracting 10 g of the resin composition constituting the barrier layer (A) with 50 ml of pure water at 95°C for 8 hours, and then titrating the resulting extract. Note that the carboxylic acid content in the resin composition does not take into account carboxylic acids present as salts in the extract. If the resin composition contains acidic compounds other than carboxylic acids, the carboxylic acid content in the resin composition can be determined by subtracting the contribution of these acidic compounds from the measured value obtained by titration.
カルボン酸のpKaは3.5~5.5が好ましい。カルボン酸のpKaが上記範囲であると、弱酸性の範囲におけるpH緩衝能力が高まり、溶融成形性をさらに改善するとともに、酸性物質や塩基性物質による着色影響をさらに軽減できる。The pKa of the carboxylic acid is preferably 3.5 to 5.5. When the pKa of the carboxylic acid is within this range, the pH buffering ability in the weakly acidic range is enhanced, further improving melt processability and further reducing the discoloration effects caused by acidic and basic substances.
カルボン酸は、1価カルボン酸であってもよい。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。「1価カルボン酸」とは、分子内に1つのカルボキシ基を有する化合物である。pKaが3.5~5.5の範囲にある1価カルボン酸としては、特に限定されず、例えばギ酸(pKa=3.77)、酢酸(pKa=4.76)、プロピオン酸(pKa=4.85)、アクリル酸(pKa=4.25)等が挙げられる。これらのカルボン酸は水酸基、アミノ基、ハロゲン原子等の置換基をさらに有していてもよい。中でも、安全性が高く、入手及び取扱いが容易であることから酢酸が好ましい。The carboxylic acid may be a monocarboxylic acid. These may be used alone or in combination of two or more. A "monocarboxylic acid" is a compound containing one carboxy group in the molecule. Monocarboxylic acids with a pKa in the range of 3.5 to 5.5 are not particularly limited, and examples include formic acid (pKa = 3.77), acetic acid (pKa = 4.76), propionic acid (pKa = 4.85), and acrylic acid (pKa = 4.25). These carboxylic acids may further contain substituents such as hydroxyl groups, amino groups, and halogen atoms. Among these, acetic acid is preferred due to its high safety and ease of availability and handling.
カルボン酸は、多価カルボン酸であってもよい。カルボン酸が多価カルボン酸であると、EVOH(a)の高温下での着色耐性や、EVOH(a)を含む多層構造体の破砕物の溶融成形物の着色耐性をさらに改善できる場合がある。多価カルボン酸化合物は、3個以上のカルボキシ基を有することも好ましい。この場合、着色耐性をより効果的に向上できる場合がある。「多価カルボン酸」とは、分子内に2つ以上のカルボキシ基を有する化合物である。この場合、少なくとも1つのカルボキシ基のpKaが3.5~5.5の範囲にあることが好ましく、例えば、シュウ酸(pKa2=4.27)、コハク酸(pKa1=4.20)、フマル酸(pKa2=4.44)、リンゴ酸(pKa2=5.13)、グルタル酸(pKa1=4.30、pKa2=5.40)、アジピン酸(pKa1=4.43、pKa2=5.41)、ピメリン酸(pKa1=4.71)、フタル酸(pKa2=5.41)、イソフタル酸(pKa2=4.46)、テレフタル酸(pKa1=3.51、pKa2=4.82)、クエン酸(pKa2=4.75)、酒石酸(pKa2=4.40)、グルタミン酸(pKa2=4.07)、アスパラギン酸(pKa=3.90)等が挙げられる。The carboxylic acid may be a polycarboxylic acid. When the carboxylic acid is a polycarboxylic acid, the discoloration resistance of EVOH (a) at high temperatures and the discoloration resistance of a melt-molded product of crushed material of a multilayer structure containing EVOH (a) may be further improved. It is also preferable that the polycarboxylic acid compound has three or more carboxy groups. In this case, discoloration resistance may be more effectively improved. A "polycarboxylic acid" is a compound having two or more carboxy groups in the molecule. In this case, it is preferable that the pKa of at least one carboxy group is in the range of 3.5 to 5.5, and examples thereof include oxalic acid (pKa2 = 4.27), succinic acid (pKa1 = 4.20), fumaric acid (pKa2 = 4.44), malic acid (pKa2 = 5.13), glutaric acid (pKa1 = 4.30, pKa2 = 5.40), adipic acid (pKa1 = 4.43, pKa2 = 5.50), and the like. = 5.41), pimelic acid (pKa1 = 4.71), phthalic acid (pKa2 = 5.41), isophthalic acid (pKa2 = 4.46), terephthalic acid (pKa1 = 3.51, pKa2 = 4.82), citric acid (pKa2 = 4.75), tartaric acid (pKa2 = 4.40), glutamic acid (pKa2 = 4.07), aspartic acid (pKa = 3.90), etc.
バリア層(A)は、リン酸化合物をさらに含有してもよい。リン酸化合物の含有量の下限は、リン酸根換算で5ppmが好ましい。一方、リン酸化合物の含有量の上限は、リン酸根換算で100ppmが好ましい。この範囲でリン酸化合物を含有することにより、EVOH(a)及び多層構造体の粉砕物の溶融成形物の着色が抑制され、熱安定性が改善される場合がある。「リン酸根換算」とは、リン元素(P)の含有量をリン酸イオン(PO4 3-)の含有量に換算した値である。 The barrier layer (A) may further contain a phosphate compound. The lower limit of the content of the phosphate compound is preferably 5 ppm in terms of phosphate radicals. On the other hand, the upper limit of the content of the phosphate compound is preferably 100 ppm in terms of phosphate radicals. By containing the phosphate compound within this range, discoloration of the melt-molded product of the EVOH (a) and the pulverized product of the multilayer structure may be suppressed, and thermal stability may be improved. "In terms of phosphate radicals" refers to the value obtained by converting the content of phosphorus element (P) into the content of phosphate ions (PO 4 3− ).
リン酸化合物としては、例えばリン酸、亜リン酸等の各種の酸やその塩等が挙げられる。リン酸塩は第1リン酸塩、第2リン酸塩、第3リン酸塩のいずれであってもよい。リン酸塩のカチオン種も特に限定されないが、カチオン種はアルカリ金属又はアルカリ土類金属が好ましい。中でも、リン酸化合物として、リン酸二水素ナトリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二ナトリウム、及びリン酸水素二カリウムが好ましい。 Phosphate compounds include various acids such as phosphoric acid and phosphorous acid, as well as their salts. The phosphate may be a primary phosphate, a secondary phosphate, or a tertiary phosphate. The cation species of the phosphate is not particularly limited, but alkali metals or alkaline earth metals are preferred. Of these, sodium dihydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, and dipotassium hydrogen phosphate are preferred as phosphate compounds.
バリア層(A)は、酸化防止剤として、例えば、エステル結合又はアミド結合を有するヒンダードフェノール系化合物をさらに含有してもよい。ヒンダードフェノール系化合物の含有量は1000~10000ppmが好ましい。当該含有量が1000ppm以上であると、多層構造体の粉砕物を溶融成形する際に樹脂の着色、増粘及びゲル化を抑制できる。ヒンダードフェノール系化合物の含有量は2000ppm以上がより好ましい。一方、ヒンダードフェノール系化合物の含有量が10000ppm以下であると、ヒンダードフェノール系化合物に由来する着色やブリードアウトを抑制できる。ヒンダードフェノール系化合物の含有量は8000ppm以下がより好ましい。 The barrier layer (A) may further contain, as an antioxidant, for example, a hindered phenol compound having an ester bond or an amide bond. The content of the hindered phenol compound is preferably 1,000 to 10,000 ppm. A content of 1,000 ppm or more can suppress discoloration, thickening, and gelation of the resin when the pulverized product of the multilayer structure is melt-molded. The content of the hindered phenol compound is more preferably 2,000 ppm or more. On the other hand, a content of the hindered phenol compound of 10,000 ppm or less can suppress discoloration and bleed-out resulting from the hindered phenol compound. The content of the hindered phenol compound is more preferably 8,000 ppm or less.
ヒンダードフェノール系化合物は、少なくとも1つのヒンダードフェノール基を有する。「ヒンダードフェノール基」とは、フェノールのヒドロキシル基が結合した炭素に隣接する炭素の少なくとも1つに嵩高い置換基が結合したものをいう。嵩高い置換基としては、炭素原子1~10のアルキル基が好ましく、t-ブチル基がより好ましい。 Hindered phenol compounds have at least one hindered phenol group. A "hindered phenol group" refers to a group in which a bulky substituent is bonded to at least one carbon atom adjacent to the carbon atom to which the hydroxyl group of a phenol is bonded. As the bulky substituent, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is preferred, and a t-butyl group is more preferred.
ヒンダードフェノール系化合物は室温付近において固体状態であることが好ましい。該化合物のブリードアウトを抑制する観点から、ヒンダードフェノール系化合物の融点又は軟化温度は50℃以上が好ましく、60℃以上がより好ましく、70℃以上がさらに好ましい。ブリードアウトを抑制する観点から、ヒンダードフェノール系化合物の分子量は200以上が好ましく、400以上がより好ましく、600以上がさらに好ましい。一方、該分子量は、通常、2000以下である。EVOH(a)との混合を容易にする観点から、ヒンダードフェノール系化合物の融点又は軟化温度は200℃以下が好ましく、190℃以下がより好ましく、180℃以下がさらに好ましい。The hindered phenol compound is preferably in a solid state at or near room temperature. From the viewpoint of suppressing bleed-out of the compound, the melting point or softening temperature of the hindered phenol compound is preferably 50°C or higher, more preferably 60°C or higher, and even more preferably 70°C or higher. From the viewpoint of suppressing bleed-out, the molecular weight of the hindered phenol compound is preferably 200 or higher, more preferably 400 or higher, and even more preferably 600 or higher. Meanwhile, the molecular weight is typically 2000 or lower. From the viewpoint of facilitating mixing with EVOH (a), the melting point or softening temperature of the hindered phenol compound is preferably 200°C or lower, more preferably 190°C or lower, and even more preferably 180°C or lower.
ヒンダードフェノール系化合物はエステル結合又はアミド結合を有する。エステル結合を有するヒンダードフェノール系化合物としては、ヒンダードフェノール基を有する脂肪族カルボン酸と脂肪族アルコールとのエステルが挙げられ、アミド結合を有するヒンダードフェノール系化合物としては、ヒンダードフェノール基を有する脂肪族カルボン酸と脂肪族アミンとのアミドが挙げられる。中でも、EVOH(a)との混合を容易にする観点から、ヒンダードフェノール系化合物がアミド結合を有することが好ましい。The hindered phenol compound has an ester bond or an amide bond. Examples of hindered phenol compounds having an ester bond include esters of aliphatic carboxylic acids having a hindered phenol group and aliphatic alcohols, while examples of hindered phenol compounds having an amide bond include amides of aliphatic carboxylic acids having a hindered phenol group and aliphatic amines. Among these, from the viewpoint of facilitating mixing with EVOH (a), it is preferable that the hindered phenol compound have an amide bond.
ヒンダードフェノール系化合物の具体的な構造としては、BASF社からイルガノックス1010として市販されているペンタエリトリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオナート]、イルガノックス1076として市販されている3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオン酸ステアリル、イルガノックス1035として市販されている2,2’-チオジエチルビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオナート]、イルガノックス1135として市販されている3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパン酸オクタデシル、イルガノックス245として市販されているビス(3-tert-ブチル-4-ヒドロキシ-5-メチルベンゼンプロパン酸)エチレンビス(オキシエチレン)、イルガノックス259として市販されている1,6-ヘキサンジオールビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオナート]、イルガノックス1098として市販されているN,N’-ヘキサメチレンビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパンアミド]が挙げられる。中でも、イルガノックス1098として市販されているN,N’-ヘキサメチレンビス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロパンアミド]、及びイルガノックス1010として市販されているペンタエリトリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオナート]が好ましく、イルガノックス1098がより好ましい。 Specific structures of hindered phenol compounds include pentaerythritol tetrakis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate] commercially available from BASF as Irganox 1010, stearyl 3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate commercially available as Irganox 1076, 2,2'-thiodiethylbis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate] commercially available as Irganox 1035, and 3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate commercially available as Irganox 1135. octadecyl 3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoate, ethylene bis(oxyethylene) bis(3-tert-butyl-4-hydroxy-5-methylbenzenepropanoate) commercially available as Irganox 245, 1,6-hexanediol bis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate] commercially available as Irganox 259, and N,N'-hexamethylenebis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanamide] commercially available as Irganox 1098. Among these, N,N'-hexamethylenebis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanamide] commercially available as Irganox 1098 and pentaerythritol tetrakis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate] commercially available as Irganox 1010 are preferred, with Irganox 1098 being more preferred.
バリア層(A)は、EVOH(a)以外の熱可塑性樹脂をさらに含有してもよい。EVOH(a)以外の熱可塑性樹脂としては、例えば各種ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ1-ブテン、ポリ4-メチル-1-ペンテン、エチレン-プロピレン共重合体、エチレンと炭素数4以上のα-オレフィンとの共重合体、ポリオレフィンと無水マレイン酸との共重合体、エチレン-ビニルエステル共重合体、エチレン-アクリル酸エステル共重合体、又はこれらを不飽和カルボン酸もしくはその誘導体でグラフト変性した変性ポリオレフィン等)、各種ポリアミド(ナイロン6、ナイロン6/6、ナイロン6/66共重合体、ナイロン11、ナイロン12、ポリメタキシリレンアジパミド等)、各種ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等)、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリアクリレート及び変性ポリビニルアルコール樹脂等が挙げられる。バリア層(A)中の前記熱可塑性樹脂の含有量は50質量%未満であり、30質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましく、5質量%以下がさらに好ましく、1質量%以下であってもよい。The barrier layer (A) may further contain a thermoplastic resin other than EVOH (a). Examples of thermoplastic resins other than EVOH (a) include various polyolefins (polyethylene, polypropylene, poly-1-butene, poly-4-methyl-1-pentene, ethylene-propylene copolymers, copolymers of ethylene and α-olefins having 4 or more carbon atoms, copolymers of polyolefins and maleic anhydride, ethylene-vinyl ester copolymers, ethylene-acrylic acid ester copolymers, and modified polyolefins obtained by graft-modifying these with unsaturated carboxylic acids or their derivatives), various polyamides (nylon 6, nylon 6/6, nylon 6/66 copolymer, nylon 11, nylon 12, polymetaxylylene adipamide, etc.), various polyesters (polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, etc.), polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polystyrene, polyacrylonitrile, polyurethane, polycarbonate, polyacetal, polyacrylate, and modified polyvinyl alcohol resins. The content of the thermoplastic resin in the barrier layer (A) is less than 50% by mass, preferably 30% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, even more preferably 5% by mass or less, and may be 1% by mass or less.
バリア層(A)を構成する樹脂としてEVOH(a)が占める割合は、60質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、90質量%以上がさらに好ましく、95質量%以上、97質量%以上、99質量%以上であってもよく、バリア層(A)を構成する樹脂がEVOH(a)のみからなってもよい。バリア層(A)をEVOH(a)が占める割合は、50質量%超であり、60質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、90質量%以上がさらに好ましく、95質量%以上、97質量%以上、99質量%以上であってもよく、バリア層(A)は実質的にEVOH(a)のみから構成されていてもよい。The proportion of EVOH (a) in the resin constituting the barrier layer (A) is preferably 60% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more, and may be 95% by mass or more, 97% by mass or more, or 99% by mass or more. The resin constituting the barrier layer (A) may consist solely of EVOH (a). The proportion of EVOH (a) in the barrier layer (A) is greater than 50% by mass, preferably 60% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more, and may be 95% by mass or more, 97% by mass or more, or 99% by mass or more. The barrier layer (A) may be composed essentially of EVOH (a) alone.
バリア層(A)がEVOH(a)以外の成分を含む場合、バリア層(A)を構成する樹脂組成物の製造方法は特に限定されないが、EVOH(a)及び必要に応じてその他の添加剤(金属イオン等)を溶融混練することにより製造できる。その他の添加材は、粉末等固体状態のまま、又は溶融物として配合してもよく、溶液に含まれる溶質又は分散液に含まれる分散質として配合してもよい。溶液及び分散液としては、それぞれ水溶液及び水分散液が好適である。溶融混練は、例えばニーダールーダー、押出機、ミキシングロール、バンバリーミキサー等の既知の混合装置又は混練装置を用いることができる。溶融混練時の温度範囲は、使用するEVOH(a)の融点等に応じて適宜調節でき、通常、150~300℃が採用される。When the barrier layer (A) contains components other than EVOH (a), the resin composition constituting the barrier layer (A) can be produced by melt-kneading EVOH (a) and, if necessary, other additives (such as metal ions). The other additives may be blended in a solid state, such as a powder, or as a melt. They may also be blended as solutes in a solution or dispersoids in a dispersion. Aqueous solutions and aqueous dispersions are preferred as solutions and dispersions, respectively. Melt-kneading can be performed using known mixing or kneading equipment, such as a kneader-ruder, extruder, mixing roll, or Banbury mixer. The temperature range during melt-kneading can be adjusted appropriately depending on the melting point of the EVOH (a) used, and is typically between 150 and 300°C.
別の態様では、EVOH(a)に対しその他の添加剤を高濃度に含有するマスターバッチを溶融混練によって製造し、そのマスターバッチをその他の添加剤を実質的に含有しないEVOH(a)とドライブレンドして多層構造体の製造に使用することができる。さらに別の態様では、EVOH(a)及びその他の添加剤は、ドライブレンドによって多層構造体の製造に使用することができる。「ドライブレンド」とは、粉粒状又はペレット状の形態で機械的に混合することをいう。混合は、タンブラー、リボンミキサー、ヘンシェルミキサー等の混合装置を用いて行ってもよいし、密閉容器内中で、手動で攪拌、振とう等行うことにより混合してもよい。混合温度としては、室温~EVOH(a)の融点未満で行えばよく、空気雰囲気下又は窒素雰囲気下で混合することができる。いくつかの成分をEVOH(a)に予め添加した上で、追加で必要な他の成分を上記のように溶融混練することで製造してもよい。いくつかの成分をEVOH(a)に予め添加する方法としては、添加成分が溶解している溶液にEVOH(a)をペレット又は粉末として浸漬する方法が例示できる。溶液としては、水溶液が好適である。In another embodiment, a masterbatch containing a high concentration of other additives relative to EVOH(a) can be produced by melt-kneading, and the masterbatch can then be dry-blended with EVOH(a) that is substantially free of other additives for use in the production of a multilayer structure. In yet another embodiment, EVOH(a) and other additives can be dry-blended for use in the production of a multilayer structure. "Dry-blending" refers to mechanically mixing EVOH(a) in granular or pelletized form. Mixing can be performed using a mixing device such as a tumbler, ribbon mixer, or Henschel mixer, or by manual stirring or shaking in a sealed container. The mixing temperature may be between room temperature and below the melting point of EVOH(a), and mixing can be performed under an air or nitrogen atmosphere. EVOH(a) may also be produced by pre-adding some components to EVOH(a) and then melt-kneading additional components as described above. An example of a method for pre-adding some components to EVOH(a) is immersing EVOH(a) in the form of pellets or powder in a solution containing the dissolved additives. The solution is preferably an aqueous solution.
<接着層(B)>
本発明の多層構造体は、接着性樹脂(b)を主成分として含む接着層(B)を有する。接着層(B)は、バリア層(A)と熱融着層(C)とを接着する機能を有する。したがって、接着層(B)は、バリア層(A)と熱融着層(C)との間に備えられていることが好ましく、バリア層(A)及び熱融着層(C)と直接積層していることが好ましい。
<Adhesive layer (B)>
The multilayer structure of the present invention has an adhesive layer (B) containing an adhesive resin (b) as a main component. The adhesive layer (B) has a function of bonding the barrier layer (A) and the thermal seal layer (C). Therefore, the adhesive layer (B) is preferably provided between the barrier layer (A) and the thermal seal layer (C), and is preferably directly laminated on the barrier layer (A) and the thermal seal layer (C).
接着性樹脂(b)としては、例えば不飽和カルボン酸又はその無水物をオレフィン系重合体に付加反応やグラフト反応等により化学的に結合させて得られるカルボキシ基を含有する変性オレフィン系重合体を挙げることができる。不飽和カルボン酸又はその無水物としては、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、シトラコン酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸等が挙げられ、中でも、無水マレイン酸が好適に用いられる。具体的には、無水マレイン酸グラフト変性ポリエチレン、無水マレイン酸グラフト変性ポリプロピレン、無水マレイン酸グラフト変性エチレン-プロピレン共重合体、無水マレイン酸グラフト変性エチレン-エチルアクリレート共重合体、無水マレイン酸グラフト変性エチレン-酢酸ビニル共重合体等から選ばれた1種又は2種以上の混合物が好適なものとして挙げられ、中でも無水マレイン酸グラフト変性ポリエチレンがより好ましい。このような接着性樹脂(b)の酸価は0.5~5mgKOH/gが好ましく、1~4mgKOH/gがより好ましい。接着性樹脂(b)の酸価は、溶剤としてキシレンを用い、JIS K 0070:1992に準拠して測定できる。Examples of adhesive resin (b) include modified olefin polymers containing carboxy groups, obtained by chemically bonding an unsaturated carboxylic acid or its anhydride to an olefin polymer via addition reaction, grafting, or other methods. Examples of unsaturated carboxylic acids or their anhydrides include maleic acid, maleic anhydride, fumaric acid, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, itaconic acid, citraconic acid, and hexahydrophthalic anhydride, with maleic anhydride being preferred. Specifically, suitable examples include one or a mixture of two or more selected from maleic anhydride-grafted polyethylene, maleic anhydride-grafted polypropylene, maleic anhydride-grafted ethylene-propylene copolymer, maleic anhydride-grafted ethylene-ethyl acrylate copolymer, and maleic anhydride-grafted ethylene-vinyl acetate copolymer, with maleic anhydride-grafted polyethylene being more preferred. The acid value of such adhesive resin (b) is preferably 0.5 to 5 mgKOH/g, more preferably 1 to 4 mgKOH/g. The acid value of the adhesive resin (b) can be measured in accordance with JIS K 0070:1992 using xylene as a solvent.
接着性樹脂(b)は、未変性樹脂(bx)と酸変性樹脂(by)の混合物であってもよい。この場合、機械強度をより高める観点から、未変性樹脂(bx)が、後述するエチレン-α-オレフィン共重合体樹脂(c)を含むことが好ましく、エチレン-α-オレフィン共重合体樹脂(c)であることがより好ましい。未変性樹脂(bx)がエチレン-α-オレフィン共重合体樹脂(c)を含む場合、接着層(B)に含まれるエチレン-α-オレフィン共重合体樹脂(c)と熱融着層(C)に含まれるエチレン-α-オレフィン共重合体樹脂(c)とは、同一であっても異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。接着性樹脂(b)における未変性樹脂(bx)と酸変性樹脂(by)との比率(bx/by)は55/45~95/5が好ましく、65/35~90/10が好ましい。この場合、酸変性樹脂(by)としては、酸変性度の比較的高い樹脂を好ましく使用でき、その酸価は5~30mgKOH/gが好ましく、8~20mgKOH/gがより好ましい。こうすることで、必要な層間接着強度を保持しながら、得られる多層構造体の機械強度をさらに向上できる場合がある。本発明の接着性樹脂(b)が、未変性樹脂(bx)と酸変性樹脂(by)の混合物である場合、未変性樹脂(bx)と酸変性樹脂(by)をあらかじめ溶融混練したものを使用してもよいし、未変性樹脂(bx)と酸変性樹脂(by)のそれぞれをドライブレンドしたものを使用してもよい。溶融混練は、例えばニーダールーダー、押出機、ミキシングロール、バンバリーミキサー等の既知の混合装置又は混練装置を用いることができる。溶融混練時の温度範囲は、使用する未変性樹脂(bx)と酸変性樹脂(by)の融点等に応じて適宜調節でき、通常、150~300℃が採用される。混合は、タンブラー、リボンミキサー、ヘンシェルミキサー等の混合装置を用いて行ってもよいし、密閉容器内中で、手動で攪拌、振とう等行うことにより混合してもよい。混合温度としては、室温~未変性樹脂(bx)と酸変性樹脂(by)の融点未満で行えばよく、空気雰囲気下又は窒素雰囲気下で混合することができる。The adhesive resin (b) may be a mixture of an unmodified resin (bx) and an acid-modified resin (by). In this case, from the viewpoint of further increasing mechanical strength, the unmodified resin (bx) preferably contains the ethylene-α-olefin copolymer resin (c) described below, and is more preferably ethylene-α-olefin copolymer resin (c). When the unmodified resin (bx) contains ethylene-α-olefin copolymer resin (c), the ethylene-α-olefin copolymer resin (c) contained in the adhesive layer (B) and the ethylene-α-olefin copolymer resin (c) contained in the heat-sealable layer (C) may be the same or different, but are preferably the same. The ratio (bx/by) of the unmodified resin (bx) to the acid-modified resin (by) in the adhesive resin (b) is preferably 55/45 to 95/5, and more preferably 65/35 to 90/10. In this case, a resin with a relatively high degree of acid modification can be preferably used as the acid-modified resin (by), and its acid value is preferably 5 to 30 mgKOH/g, more preferably 8 to 20 mgKOH/g. This may further improve the mechanical strength of the resulting multilayer structure while maintaining the required interlayer adhesive strength. When the adhesive resin (b) of the present invention is a mixture of an unmodified resin (bx) and an acid-modified resin (by), the unmodified resin (bx) and the acid-modified resin (by) may be melt-kneaded in advance, or a dry blend of the unmodified resin (bx) and the acid-modified resin (by) may be used. For melt-kneading, known mixing or kneading devices such as a kneader-ruder, extruder, mixing roll, or Banbury mixer can be used. The temperature range during melt-kneading can be appropriately adjusted depending on the melting points of the unmodified resin (bx) and the acid-modified resin (by) used, and is typically 150 to 300°C. The mixing may be carried out using a mixing device such as a tumbler, a ribbon mixer, or a Henschel mixer, or may be carried out in a sealed container by manually stirring, shaking, etc. The mixing temperature may be from room temperature to below the melting points of the unmodified resin (bx) and the acid-modified resin (by), and the mixing may be carried out in an air atmosphere or a nitrogen atmosphere.
接着層(B)は、本発明の効果が阻害されない範囲であれば、接着性樹脂(b)以外の他の成分を含有してもよい。他の成分としては、例えばアルカリ金属イオン、多価金属イオン、カルボン酸、リン酸化合物、ホウ素化合物、酸化促進剤、酸化防止剤、可塑剤、熱安定剤(溶融安定剤)、光開始剤、脱臭剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、滑剤、着色剤、フィラー、乾燥剤、充填剤、顔料、染料、加工助剤、難燃剤、及び防曇剤等が挙げられる。接着層(B)中の他の成分の含有量は、通常5質量%以下であり、3質量%以下が好ましく、1質量%以下がより好ましい。接着層(B)は、接着性樹脂(b)以外の熱可塑性樹脂をさらに含有してもよい。熱可塑性樹脂としてはバリア層(A)に含まれていてもよい熱可塑性樹脂として例示した上記各樹脂を使用することができる。接着層(B)中の前記熱可塑性樹脂の含有量は50質量%未満であり、30質量%未満が好ましく、10質量%未満がより好ましく、5質量%以下がさらに好ましく、1質量%以下であってもよい。The adhesive layer (B) may contain components other than the adhesive resin (b), as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of other components include alkali metal ions, polyvalent metal ions, carboxylic acids, phosphate compounds, boron compounds, prooxidants, antioxidants, plasticizers, heat stabilizers (melt stabilizers), photoinitiators, deodorizers, UV absorbers, antistatic agents, lubricants, colorants, fillers, desiccants, bulking agents, pigments, dyes, processing aids, flame retardants, and antifogging agents. The content of other components in the adhesive layer (B) is typically 5% by mass or less, preferably 3% by mass or less, and more preferably 1% by mass or less. The adhesive layer (B) may further contain a thermoplastic resin other than the adhesive resin (b). Examples of the thermoplastic resin that may be contained in the barrier layer (A) include the resins listed above. The content of the thermoplastic resin in the adhesive layer (B) is less than 50% by mass, preferably less than 30% by mass, more preferably less than 10% by mass, even more preferably 5% by mass or less, and may be 1% by mass or less.
接着層(B)を構成する樹脂として接着性樹脂(b)が占める割合は、60質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、90質量%以上がさらに好ましく、95質量%以上、97質量%以上、99質量%以上であってもよく、接着層(B)を構成する樹脂が接着性樹脂(b)のみからなってもよい。接着層(B)を接着性樹脂(b)が占める割合は、50質量%超であり、60質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、90質量%以上がさらに好ましく、95質量%以上、97質量%以上、99質量%以上であってもよく、接着層(B)は実質的に接着性樹脂(b)のみから構成されていてもよい。The proportion of adhesive resin (b) in the resin constituting adhesive layer (B) is preferably 60% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more, and may be 95% by mass or more, 97% by mass or more, or 99% by mass or more. The resin constituting adhesive layer (B) may consist solely of adhesive resin (b). The proportion of adhesive resin (b) in adhesive layer (B) is greater than 50% by mass, preferably 60% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more, and may be 95% by mass or more, 97% by mass or more, or 99% by mass or more. The adhesive layer (B) may be composed essentially of adhesive resin (b) alone.
<熱融着層(C)>
本発明の多層構造体は、密度が0.880~0.930g/cm3であるエチレン-α-オレフィン共重合体樹脂(c)を主成分として含む熱融着層(C)を有する。熱融着層(C)は包装材料を形成する際のシール層としての機能に加え、落下破袋耐性に加え、突刺強伸度や引張強伸度といった種々の機械強度を高める機能を有する。
<Heat-sealing layer (C)>
The multilayer structure of the present invention has a heat-sealable layer (C) containing, as a main component, an ethylene-α-olefin copolymer resin (c) having a density of 0.880 to 0.930 g/cm 3. The heat-sealable layer (C) not only functions as a sealing layer when forming a packaging material, but also has the functions of increasing various mechanical strengths such as drop-breakage resistance, puncture strength and elongation, and tensile strength and elongation.
エチレン-α-オレフィン共重合体樹脂(c)の密度は0.880~0.930g/cm3である。密度が上記範囲であると、得られる多層構造体は柔軟でハンドリング性に優れ、落下破袋耐性に加え、突刺強伸度や引張強伸度といった種々の機械強度が向上する。密度の下限は0.890g/cm3が好ましく、0.900g/cm3がより好ましく、0.905g/cm3がさらに好ましく、0.910g/cm3であってもよい。密度の上限は0.925g/cm3が好ましく、0.920g/cm3がより好ましい。 The density of the ethylene-α-olefin copolymer resin (c) is 0.880 to 0.930 g/cm 3. When the density is within this range, the resulting multilayer structure is flexible and has excellent handleability, and in addition to drop-breakage resistance, various mechanical strengths such as puncture strength and elongation and tensile strength and elongation are improved. The lower limit of the density is preferably 0.890 g/cm 3 , more preferably 0.900 g/cm 3 , even more preferably 0.905 g/cm 3 , and may be 0.910 g/cm 3. The upper limit of the density is preferably 0.925 g/cm 3 , more preferably 0.920 g/cm 3 .
エチレン-α-オレフィン共重合体樹脂(c)のMFR(190℃、2.16kg荷重下)は0.5~5.0g/10分が好ましい。MFRが上記範囲であると、エチレン-α-オレフィン共重合体樹脂(c)は溶融加工性に優れ、得られる多層構造体の落下破袋耐性、突刺強伸度や引張強伸度といった種々の機械強度が向上する。MFRの下限は0.7g/10分がより好ましい。MFRの上限は4.0g/10分がより好ましく、2.0g/10分がさらに好ましい。MFRは、JIS K 7210(2014)に準拠して190℃、2.16kg荷重下により測定される。 The MFR (190°C, under a load of 2.16 kg) of the ethylene-α-olefin copolymer resin (c) is preferably 0.5 to 5.0 g/10 min. When the MFR is within the above range, the ethylene-α-olefin copolymer resin (c) has excellent melt processability, and the resulting multilayer structure has improved mechanical strength, such as drop-breakage resistance, puncture strength and elongation, and tensile strength and elongation. The lower limit of the MFR is more preferably 0.7 g/10 min. The upper limit of the MFR is more preferably 4.0 g/10 min, and even more preferably 2.0 g/10 min. The MFR is measured at 190°C under a load of 2.16 kg in accordance with JIS K 7210 (2014).
エチレン-α-オレフィン共重合体樹脂(c)は、エチレンと炭素数3以上のα-オレフィンとを重合させた樹脂である。炭素数3以上のα-オレフィンとしては、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン、1-デセン、1-ドデセン、4-メチル-1-ペンテンなどが挙げられる。エチレン-α-オレフィン共重合体樹脂(c)は、エチレンと炭素数6以上のα-オレフィンとを重合させた直鎖状低密度ポリエチレンであることが好ましく、エチレンと炭素数8以上のα-オレフィンとを重合させた直鎖状低密度ポリエチレンであってもよい。エチレンと共重合されるα-オレフィンの炭素数が比較的大きい場合に、突刺強伸度や引張強伸度といった種々の機械強度が特に向上する場合がある。前記炭素数3以上のα-オレフィンの炭素数の上限は特に限定されないが、炭素数12以下が一般的である。Ethylene-α-olefin copolymer resin (c) is a resin obtained by polymerizing ethylene with an α-olefin having 3 or more carbon atoms. Examples of α-olefins having 3 or more carbon atoms include propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-octene, 1-decene, 1-dodecene, and 4-methyl-1-pentene. Ethylene-α-olefin copolymer resin (c) is preferably a linear low-density polyethylene obtained by polymerizing ethylene with an α-olefin having 6 or more carbon atoms, and may also be a linear low-density polyethylene obtained by polymerizing ethylene with an α-olefin having 8 or more carbon atoms. When the α-olefin copolymerized with ethylene has a relatively large carbon number, various mechanical strengths such as pin puncture strength and tensile strength and elongation may be particularly improved. There is no particular upper limit on the carbon number of the α-olefin having 3 or more carbon atoms, but a carbon number of 12 or less is common.
重合触媒としては、メタロセン触媒を用いることが好ましい。メタロセン触媒を用いて重合された直鎖状低密度ポリエチレンは、シクロペンタジエニル骨格を有する配位子を少なくとも1個以上有する、周期律表4族の遷移金属、好ましくはジルコニウムの化合物、有機アルミニウムオキシ化合物及び必要により添加される各種成分から形成される触媒の存在下に、エチレンとα-オレフィンとを共重合することによって製造されるものである。メタロセン触媒を用いて重合された直鎖状低密度ポリエチレンは溶融成型性に優れ、得られる多層構造体は耐熱性、柔軟性、機械強度のバランスに優れたものとなる。 A metallocene catalyst is preferably used as the polymerization catalyst. Linear low-density polyethylene polymerized using a metallocene catalyst is produced by copolymerizing ethylene and an α-olefin in the presence of a catalyst formed from a compound of a transition metal of Group 4 of the periodic table, preferably zirconium, having at least one ligand with a cyclopentadienyl skeleton, an organoaluminum oxy compound, and various other components added as needed. Linear low-density polyethylene polymerized using a metallocene catalyst has excellent melt moldability, and the resulting multilayer structure has an excellent balance of heat resistance, flexibility, and mechanical strength.
エチレンと炭素数6以上のα-オレフィンとをメタロセン触媒を用いて重合させた直鎖状低密度ポリエチレンは、工業的に製造されたものが市販されており、「エボリュー(商標)」(株式会社プライムポリマー製)、「スミカセン(商標)」(住友化学株式会社製)、「ユメリット(商標)」(宇部丸善ポリエチレン株式会社製)、「エリート(商標)」(ダウケミカル社製)等が挙げられる。 Linear low-density polyethylene, which is produced by polymerizing ethylene and an α-olefin having six or more carbon atoms using a metallocene catalyst, is commercially available as an industrially produced product, such as "Evolue™" (Prime Polymer Co., Ltd.), "Sumikasen™" (Sumitomo Chemical Co., Ltd.), "Yumerit™" (Ube Maruzen Polyethylene Co., Ltd.), and "Elite™" (Dow Chemical Co., Ltd.).
熱融着層(C)は、本発明の効果が阻害されない範囲であれば、エチレン-α-オレフィン共重合体樹脂(c)以外の他の成分を含有してもよい。他の成分としては、例えばアルカリ金属イオン、多価金属イオン、カルボン酸、リン酸化合物、ホウ素化合物、酸化促進剤、酸化防止剤、可塑剤、熱安定剤(溶融安定剤)、光開始剤、脱臭剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、滑剤、着色剤、フィラー、乾燥剤、充填剤、顔料、染料、加工助剤、難燃剤、及び防曇剤等が挙げられる。熱融着層(C)中の他の成分の含有量は、通常5質量%以下であり、3質量%以下が好ましく、1質量%以下がより好ましい。熱融着層(C)は、エチレン-α-オレフィン共重合体樹脂(c)以外の熱可塑性樹脂をさらに含有してもよい。熱可塑性樹脂としてはバリア層(A)に含まれていてもよい熱可塑性樹脂として例示した上記各樹脂を使用することができる。熱融着層(C)中の前記熱可塑性樹脂の含有量は50質量%未満であり、30質量%未満が好ましく、10質量%未満がより好ましく、5質量%以下がさらに好ましく、1質量%以下であってもよい。The heat-sealable layer (C) may contain components other than the ethylene-α-olefin copolymer resin (c), as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of other components include alkali metal ions, polyvalent metal ions, carboxylic acids, phosphate compounds, boron compounds, prooxidants, antioxidants, plasticizers, heat stabilizers (melt stabilizers), photoinitiators, deodorizers, UV absorbers, antistatic agents, lubricants, colorants, fillers, desiccants, bulking agents, pigments, dyes, processing aids, flame retardants, and anti-fogging agents. The content of other components in the heat-sealable layer (C) is typically 5% by mass or less, preferably 3% by mass or less, and more preferably 1% by mass or less. The heat-sealable layer (C) may further contain a thermoplastic resin other than the ethylene-α-olefin copolymer resin (c). Examples of the thermoplastic resin that may be contained in the barrier layer (A) include the resins listed above. The content of the thermoplastic resin in the heat-sealable layer (C) is less than 50% by mass, preferably less than 30% by mass, more preferably less than 10% by mass, even more preferably 5% by mass or less, and may be 1% by mass or less.
熱融着層(C)を構成する樹脂としてエチレン-α-オレフィン共重合体樹脂(c)が占める割合は、60質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、90質量%以上がさらに好ましく、95質量%以上、97質量%以上、99質量%以上であってもよく、熱融着層(C)を構成する樹脂がエチレン-α-オレフィン共重合体樹脂(c)のみからなってもよい。熱融着層(C)をエチレン-α-オレフィン共重合体樹脂(c)が占める割合は、50質量%超であり、60質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、90質量%以上がさらに好ましく、95質量%以上、97質量%以上、99質量%以上であってもよく、熱融着層(C)は実質的にエチレン-α-オレフィン共重合体樹脂(c)のみから構成されていてもよい。The proportion of ethylene-α-olefin copolymer resin (c) in the resin constituting the heat-sealable layer (C) is preferably 60% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more, and may be 95% by mass or more, 97% by mass or more, or 99% by mass or more. The resin constituting the heat-sealable layer (C) may consist solely of ethylene-α-olefin copolymer resin (c). The proportion of ethylene-α-olefin copolymer resin (c) in the heat-sealable layer (C) is greater than 50% by mass, preferably 60% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more, and may be 95% by mass or more, 97% by mass or more, or 99% by mass or more. The heat-sealable layer (C) may be composed substantially solely of ethylene-α-olefin copolymer resin (c).
熱融着層(C)を構成する樹脂組成物の製造方法は特に限定されないが、エチレン-α-オレフィン共重合体樹脂(c)、及び必要に応じてその他の添加剤を溶融混練することにより製造できる。溶融混練は、例えばニーダールーダー、押出機、ミキシングロール、バンバリーミキサー等の既知の混合装置又は混練装置を用いることができる。溶融混練時の温度範囲は、使用するエチレン-α-オレフィン共重合体樹脂(c)の融点等に応じて適宜調節でき、通常、150~300℃が採用される。 The resin composition constituting the heat-sealable layer (C) can be produced by melt-kneading the ethylene-α-olefin copolymer resin (c) and, if necessary, other additives. Melt-kneading can be performed using known mixing or kneading equipment, such as a kneader-ruder, extruder, mixing roll, or Banbury mixer. The temperature range during melt-kneading can be adjusted appropriately depending on the melting point of the ethylene-α-olefin copolymer resin (c) used, and is typically between 150 and 300°C.
別の態様では、エチレン-α-オレフィン共重合体樹脂(c)に対して、必要に応じてその他の添加剤を高濃度に含有するマスターバッチを溶融混練によって製造し、そのマスターバッチをその他の添加剤を実質的に含有しないエチレン-α-オレフィン共重合体樹脂(c)とドライブレンドして多層構造体の製造に使用することができる。さらに別の態様では、エチレン-α-オレフィン共重合体樹脂(c)、及びその他の添加剤はドライブレンドによって熱融着層(C)の製造に使用することができる混合は、タンブラー、リボンミキサー、ヘンシェルミキサー等の混合装置を用いて行ってもよいし、密閉容器内中で、手動で攪拌、振とう等行うことにより混合してもよい。混合温度としては、室温~エチレン-α-オレフィン共重合体樹脂(c)の融点未満で行えばよく、空気雰囲気下又は窒素雰囲気下で混合することができる。In another embodiment, a masterbatch containing a high concentration of other additives, as needed, is produced by melt-kneading ethylene-α-olefin copolymer resin (c), and this masterbatch is dry-blended with ethylene-α-olefin copolymer resin (c) that is substantially free of other additives and used to produce a multilayer structure. In yet another embodiment, ethylene-α-olefin copolymer resin (c) and other additives can be dry-blended to produce the heat-sealable layer (C). Mixing may be carried out using a mixing device such as a tumbler, ribbon mixer, or Henschel mixer, or by manual stirring, shaking, or the like in a sealed container. The mixing temperature may be from room temperature to below the melting point of ethylene-α-olefin copolymer resin (c), and mixing may be carried out in an air or nitrogen atmosphere.
シーラント層(X)は、バリア層(A)、接着層(B)及び熱融着層(C)を有する。少なくとも1組のバリア層(A)と接着層(B)とは隣接して積層していることが好ましい。こうすることで、ガスバリア性及びリサイクル性が高く、機械強度とその安定性にも優れる多層構造体を得ることができる。The sealant layer (X) has a barrier layer (A), an adhesive layer (B), and a heat-sealing layer (C). It is preferable that at least one pair of the barrier layer (A) and adhesive layer (B) are laminated adjacent to each other. This makes it possible to obtain a multilayer structure that has high gas barrier properties and recyclability, as well as excellent mechanical strength and stability.
シーラント層(X)を製造するための積層方法としては、それぞれの樹脂を別々のダイ又は共通のダイから押出して積層する従来の共押出法が使用できる。ダイとしては、環状ダイ又はTダイのいずれかを使用できる。溶融成形時の成形温度は、使用する樹脂の融点や溶融粘度をもとに適宜調整すればよく、150~300℃の範囲から選ぶことが多い。なお、本発明の多層構造体を軟包材用途に成形する際のヒートシール強度を保つ観点から、シーラント層(X)は無延伸層であることが好ましい。 The lamination method for producing the sealant layer (X) can be a conventional co-extrusion method in which each resin is extruded through separate dies or a common die and laminated. The die can be either a circular die or a T-die. The molding temperature during melt molding can be adjusted appropriately based on the melting point and melt viscosity of the resins used, and is often selected from the range of 150 to 300°C. From the perspective of maintaining heat seal strength when molding the multilayer structure of the present invention into flexible packaging materials, it is preferable that the sealant layer (X) be an unstretched layer.
シーラント層(X)の合計厚みは15~300μmが好ましく、25~250μmがより好ましく、35~200μmがさらに好ましく、45~150μmが特に好ましい。合計厚みが上記範囲であることで、シーラント層(X)は軽量かつ柔軟性を有するため、軟包装の用途に好ましく用いられる。シーラント層(X)に使用される樹脂量が少なく、環境負荷が抑制される。 The total thickness of the sealant layer (X) is preferably 15 to 300 μm, more preferably 25 to 250 μm, even more preferably 35 to 200 μm, and particularly preferably 45 to 150 μm. With a total thickness within the above range, the sealant layer (X) is lightweight and flexible, making it suitable for flexible packaging applications. The amount of resin used in the sealant layer (X) is small, reducing the environmental impact.
バリア層(A)の厚みの下限は1μmが好ましい。バリア層(A)の厚みの下限が上記範囲であると、多層フィルムが十分なガスバリア性を発現する。バリア層(A)の厚みの上限は30μmが好ましく、25μmがより好ましく、20μmがさらに好ましく、15μmが特に好ましい。バリア層(A)の厚みの上限が上記範囲であると、シーラント層(X)又は多層構造体を回収再利用した場合のリサイクル性が向上する。特に高温下の落下破袋耐性を向上させる観点からは、バリア層(A)の厚みは5μm以下が好ましい場合があり、4μm以下がより好ましい場合がある。バリア層(A)の厚みが5μm以下である場合は、ガスバリア性を良好に維持するために、EVOH(a)のエチレン単位含有量は33モル%以下が好ましく、28モル%以下がより好ましい。シーラント層(X)が複数のバリア層(A)を有する場合、上述のバリア層(A)の厚みは、複数のバリア層(A)の厚みの合計を意味する。The lower limit of the thickness of the barrier layer (A) is preferably 1 μm. When the lower limit of the thickness of the barrier layer (A) is within the above range, the multilayer film exhibits sufficient gas barrier properties. The upper limit of the thickness of the barrier layer (A) is preferably 30 μm, more preferably 25 μm, even more preferably 20 μm, and particularly preferably 15 μm. When the upper limit of the thickness of the barrier layer (A) is within the above range, the recyclability of the sealant layer (X) or the multilayer structure when recovered and reused is improved. From the viewpoint of improving resistance to drop rupture, particularly at high temperatures, the thickness of the barrier layer (A) may be preferably 5 μm or less, more preferably 4 μm or less. When the thickness of the barrier layer (A) is 5 μm or less, the ethylene unit content of the EVOH (a) is preferably 33 mol% or less, more preferably 28 mol% or less, in order to maintain good gas barrier properties. When the sealant layer (X) has multiple barrier layers (A), the thickness of the barrier layer (A) refers to the total thickness of the multiple barrier layers (A).
接着層(B)の厚みは、1~20μmが好ましく、2~10μmがより好ましい。接着層(B)の厚みが上記範囲であると、バリア層(A)と熱融着層(C)の層間接着性が高くなるとともに、シーラント層(X)又は多層構造体を回収再利用した場合のリサイクル性が向上する。シーラント層(X)が複数の接着層(B)を有する場合、上述の接着層(B)の厚みは、複数の接着層(B)の厚みの合計を意味する。 The thickness of the adhesive layer (B) is preferably 1 to 20 μm, more preferably 2 to 10 μm. When the thickness of the adhesive layer (B) is within the above range, the interlayer adhesion between the barrier layer (A) and the heat-sealing layer (C) is enhanced, and the recyclability when the sealant layer (X) or the multilayer structure is recovered and reused is improved. When the sealant layer (X) has multiple adhesive layers (B), the thickness of the adhesive layer (B) mentioned above means the total thickness of the multiple adhesive layers (B).
熱融着層(C)の厚みは、15~300μmが好ましく、30~200μmがより好ましく、40~150μmがさらに好ましい。熱融着層(C)の厚みが上記範囲であると、リサイクル性、機械強度及び水蒸気バリア性が向上する。シーラント層(X)が複数の熱融着層(C)を有する場合、上述の熱融着層(C)の厚みは、複数の熱融着層(C)の厚みの合計を意味する。 The thickness of the heat-sealing layer (C) is preferably 15 to 300 μm, more preferably 30 to 200 μm, and even more preferably 40 to 150 μm. When the thickness of the heat-sealing layer (C) is within the above range, recyclability, mechanical strength, and water vapor barrier properties are improved. When the sealant layer (X) has multiple heat-sealing layers (C), the thickness of the heat-sealing layer (C) mentioned above means the total thickness of the multiple heat-sealing layers (C).
シーラント層(X)における、全層の合計厚みに対する、バリア層(A)の厚みの比は0.10以下が好ましい。この比が上記範囲であると、リサイクル性及び機械的強度が向上する。全層の合計厚みに対する、バリア層(A)の厚みの比の上限は0.08がより好ましく、0.05がさらに好ましく、0.04が特に好ましい。全層の合計厚みに対する、バリア層(A)の厚みの比の下限は特に限定されないが、十分なガスバリア性を発現するため、0.005が好ましい。一方、本発明の多層構造体における、全層の合計厚みに対する、熱融着層(C)の厚みの比は0.60以上が好ましく、0.70以上がより好ましく、0.80以上がさらに好ましく、0.99以下であってもよい。この比が上記範囲であると、リサイクル性、機械強度及び水蒸気バリア性が向上する。In the sealant layer (X), the ratio of the thickness of the barrier layer (A) to the total thickness of all layers is preferably 0.10 or less. When this ratio is within the above range, recyclability and mechanical strength are improved. The upper limit of the ratio of the thickness of the barrier layer (A) to the total thickness of all layers is more preferably 0.08, even more preferably 0.05, and particularly preferably 0.04. The lower limit of the ratio of the thickness of the barrier layer (A) to the total thickness of all layers is not particularly limited, but 0.005 is preferred to achieve sufficient gas barrier properties. Meanwhile, in the multilayer structure of the present invention, the ratio of the thickness of the heat-sealable layer (C) to the total thickness of all layers is preferably 0.60 or more, more preferably 0.70 or more, even more preferably 0.80 or more, and may be 0.99 or less. When this ratio is within the above range, recyclability, mechanical strength, and water vapor barrier properties are improved.
シーラント層(X)の層構成は、バリア層(A)、接着層(B)及び熱融着層(C)を有し、熱融着層(C)が表出していれば特に限定されず、熱融着層(C)を(C)、接着性樹脂層(B)を(B)、バリア層(A)を(A)と表現し、「/」が直接積層を示しているとすると、例えば(C)/(B)/(A)/(B)/(C)、(C)/(B)/(A)等の層構成が挙げられる。上記層構成の他にさらに別の層を有していてもよく、バリア層(A)、接着層(B)及び熱融着層(C)のいずれかが複数用いられる場合、それぞれ異なった種類の樹脂を用いることもできる。The layer structure of the sealant layer (X) is not particularly limited as long as it has a barrier layer (A), an adhesive layer (B), and a heat-sealing layer (C), and the heat-sealing layer (C) is exposed. If the heat-sealing layer (C) is expressed as (C), the adhesive resin layer (B) as (B), and the barrier layer (A) as (A), and a "/" indicates direct lamination, examples of layer structures include (C)/(B)/(A)/(B)/(C) and (C)/(B)/(A). In addition to the above layer structures, the sealant layer (X) may also have other layers. When multiple barrier layers (A), adhesive layers (B), and heat-sealing layers (C) are used, different resins may be used for each.
<基材層(Y)>
本発明の多層構造体は、示差走査熱量計(DSC)により測定される融点が150℃以上のポリプロピレン(y)を主成分として含み、二軸方向にそれぞれ延伸された層であり、23℃、50%RH条件下における前記二軸方向の弾性率がいずれも2000MPa以上である基材層(Y)を有する。「ポリプロピレン」とは、プロピレンの単独重合体、80モル%以上のプロピレンと20モル%以下のエチレン又はα-オレフィレンモノマーとの共重合体、並びに90モル%以上のプロピレンと官能基に炭素原子、酸素原子及び水素原子以外の原子を含まない10モル%未満の非オレフィンモノマーとの共重合体をいう。基材層(Y)が、示差走査熱量計(DSC)により測定される融点が150℃以上のポリプロピレン(y)を主成分として含むことで、本発明の多層構造体の高温条件における落下破袋耐性を向上することができる。当該融点は155℃以上が好ましく、160℃以上がより好ましく、165℃以上がさらに好ましい。当該融点は170℃以下であってもよい。基材層(Y)が、二軸方向にそれぞれ延伸された層であり、23℃、50%RH条件下における前記二軸方向の弾性率がいずれも2000MPa以上であることで、持ち運び等の利便性に優れ、高温条件における落下破袋耐性が向上した多層構造体を得ることができる。二軸方向の延伸倍率に特に制限はないが、二軸方向にそれぞれ3倍以上12倍未満延伸されていることが好ましく、4倍以上10倍未満延伸されていることがより好ましく、流れ方向(MD)に4倍以上6倍未満、幅方向(TD)に8倍以上12倍未満それぞれ延伸されていることがさらに好ましい。MD方向の弾性率は、2400MPa以上が好ましく、2600MPa以上であってもよい。MD方向の弾性率は4000MPa以下であってもよい。TD方向の弾性率は、3500MPa以上が好ましく、5000MPa以上であってもよい。TD方向の弾性率は7000MPa以下であってもよい。基材層(Y)を示差走査熱量計(DSC)で20℃から10℃/分で220℃まで昇温し、次いで10℃/分で-50℃まで降温した際、昇温時の最大吸熱ピーク温度(T1)と、降温時の最大発熱ピーク温度(T2)との差(T1-T2)が、56℃以下であることが好ましい。降温時の最大発熱ピーク温度(T2)との差(T1-T2)が56℃以下である場合、得られる多層構造体の水蒸気バリア性が大きく向上し、高温条件における落下破袋耐性がさらに向上する場合がある。前記差(T1-T2)は、55℃以下が好ましく、54℃以下がより好ましく、53℃以下がさらに好ましく、52℃以下が特に好ましい。前記差(T1-T2)は、50℃以上であっても、51℃以上であってもよい。
<Base material layer (Y)>
The multilayer structure of the present invention has a base layer (Y) that is a biaxially stretched layer containing polypropylene (y) as a main component and having a melting point of 150°C or higher as measured by differential scanning calorimetry (DSC), and that has a modulus of elasticity in both directions of 2000 MPa or higher at 23°C and 50% RH. "Polypropylene" refers to a propylene homopolymer, a copolymer of 80 mol% or more propylene and 20 mol% or less ethylene or α-olefin monomer, and a copolymer of 90 mol% or more propylene and less than 10 mol% non-olefin monomers whose functional groups contain atoms other than carbon, oxygen, and hydrogen atoms. By including polypropylene (y) as a main component and having a melting point of 150°C or higher as measured by differential scanning calorimetry (DSC), the multilayer structure of the present invention can have improved resistance to bag breakage due to dropping under high temperature conditions. The melting point is preferably 155°C or higher, more preferably 160°C or higher, and even more preferably 165°C or higher. The melting point may be 170°C or lower. When the base layer (Y) is a biaxially stretched layer and the biaxial modulus of elasticity at 23°C and 50% RH is 2000 MPa or higher in both directions, a multilayer structure having excellent portability and improved resistance to drop-induced bag breakage under high-temperature conditions can be obtained. The biaxial stretching ratio is not particularly limited, but it is preferably stretched 3 times or more but less than 12 times in each direction, more preferably 4 times or more but less than 10 times, and even more preferably 4 times or more but less than 6 times in the machine direction (MD) and 8 times or more but less than 12 times in the transverse direction (TD). The elastic modulus in the MD direction is preferably 2400 MPa or more, and may be 2600 MPa or more. The elastic modulus in the MD direction may be 4000 MPa or lower. The elastic modulus in the TD direction is preferably 3500 MPa or more, and may be 5000 MPa or higher. The elastic modulus in the TD direction may be 7000 MPa or lower. When the substrate layer (Y) is heated from 20°C to 220°C at 10°C/min using a differential scanning calorimeter (DSC) and then cooled to -50°C at 10°C/min, the difference (T1-T2) between the maximum endothermic peak temperature (T1) during heating and the maximum exothermic peak temperature (T2) during cooling is preferably 56°C or less. When the difference (T1-T2) between the maximum exothermic peak temperature (T2) during cooling is 56°C or less, the water vapor barrier properties of the resulting multilayer structure are significantly improved, and the drop-breakage resistance of the bag under high-temperature conditions may be further improved. The difference (T1-T2) is preferably 55°C or less, more preferably 54°C or less, even more preferably 53°C or less, and particularly preferably 52°C or less. The difference (T1-T2) may be 50°C or more, or 51°C or more.
基材層(Y)を構成する樹脂におけるポリプロピレン(y)が占める割合は、70質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、90質量%以上がさらに好ましく、95質量%以上が特に好ましく、97質量%以上であっても、99質量%以上であってもよく、基材層(Y)を構成する樹脂はポリプロピレン(y)のみからなっていてもよい。基材層(Y)におけるポリプロピレン(y)の含有量は50質量%超である必要があり、70質量%以上が好ましく、90質量%以上がより好ましく、95質量%以上がさらに好ましく、97質量%以上、99質量%以上であってもよく、基材層(Y)は実質的にポリプロピレン(y)のみから構成されていてもよい。The proportion of polypropylene (y) in the resin constituting the base layer (Y) is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more, particularly preferably 95% by mass or more, and may be 97% by mass or more or 99% by mass or more. The resin constituting the base layer (Y) may consist solely of polypropylene (y). The content of polypropylene (y) in the base layer (Y) must be greater than 50% by mass, preferably 70% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, even more preferably 95% by mass or more, and may be 97% by mass or more or 99% by mass or more. The base layer (Y) may be composed essentially of polypropylene (y) alone.
基材層(Y)の製膜方法は特に限定されないが、一般に押出機により溶融押出することで製膜される。ダイとしては、環状ダイ又はTダイのいずれかを使用できる。二軸方向に延伸する方法も特に限定されず、チューブラー式同時二軸延伸、テンター式逐次二軸延伸、テンター式同時二軸延伸等の従来公知の延伸法によって、フィルムの流れ方向及び/又は該流れ方向に直角な方向、すなわち幅方向に延伸処理することにより製造することができる。The method for producing the base layer (Y) is not particularly limited, but it is generally produced by melt extrusion using an extruder. Either a circular die or a T-die can be used as the die. The method for biaxial stretching is also not particularly limited, and the film can be produced by stretching in the machine direction and/or the direction perpendicular to the machine direction, i.e., the width direction, using conventional stretching methods such as tubular simultaneous biaxial stretching, tenter type sequential biaxial stretching, and tenter type simultaneous biaxial stretching.
基材層(Y)の厚みは、工業的な生産性の観点から、10~100μmが好ましい。さらに、多層構造体の機械強度、水蒸気バリア性及び製造コストを両立する観点から、基材層(Y)の厚みは12~55μmであることがより好ましく、14~35μmであることがさらに好ましく、16~25μmであることが特に好ましい。なお、通常多層構造体の厚みが厚い場合、落下破袋耐性が高まる傾向となるが、基材層(Y)が一定以上の厚みを有する場合は、特に常温での落下破袋耐性が低下する傾向となる。From the viewpoint of industrial productivity, the thickness of the base layer (Y) is preferably 10 to 100 μm. Furthermore, from the viewpoint of achieving a balance between the mechanical strength, water vapor barrier properties, and manufacturing costs of the multilayer structure, the thickness of the base layer (Y) is more preferably 12 to 55 μm, even more preferably 14 to 35 μm, and particularly preferably 16 to 25 μm. Note that, while a thick multilayer structure generally tends to have higher resistance to bag breakage due to dropping, if the base layer (Y) has a thickness above a certain level, resistance to bag breakage due to dropping, particularly at room temperature, tends to decrease.
基材層(Y)の層構成は、ポリプロピレン(y)を主成分として含んでいれば特に限定されず、単層であっても複層であっても良いが、製造コスト及び機能性付与の観点から単層~5層であることが一般的である。The layer structure of the base layer (Y) is not particularly limited as long as it contains polypropylene (y) as the main component, and may be a single layer or multiple layers, but from the viewpoint of manufacturing costs and imparting functionality, it is generally a single to five layer structure.
<多層構造体>
本発明の多層構造体は、シーラント層(X)と基材層(Y)とが積層された多層構造体であり、シーラント層(X)の熱融着層(C)を最表面に有する。多層構造体において熱融着層(C)が最表面に配置されていることで、本発明の多層構造体を包装材等として使用する際に、容易にヒートシールすることができる。本発明の多層構造体は、融点が200℃以上の樹脂を主成分として含む厚み10μm以上の樹脂層及び厚み1μm以上の金属層は有さないことが好ましい。すなわち、EVOH(a)接着性樹脂(b)、エチレン-α-オレフィン共重合体(c)及びポリプロピレン(y)はいずれも融点が200℃未満であることが好ましい。「融点が200℃以上の樹脂を主成分として含む厚み10μm以上の樹脂層及び厚み1μm以上の金属層は有さない」とは、融点が200℃以上の樹脂を主成分として含む厚み10μm以上の樹脂層を有さず、かつ、厚み1μm以上の金属層は有さないことを意味する。融点が200℃以上の樹脂を主成分として含有する厚み10μm以上の樹脂層及び厚み1μm以上の金属層を有さないことで、多層構造体の粉砕物を溶融成形する際に、他の成分との混合が不均一になることを抑制できる。すなわちリサイクル性が向上する。「金属層」とは、アルミニウム箔等、金属からなる連続及び不連続面を有する層である。リサイクル性がより向上する観点からは、融点が200℃以上の樹脂を主成分として含有する層の1層当たりの厚みは7μm以下が好ましく、5μm以下であってもよい。
<Multilayer structure>
The multilayer structure of the present invention is a multilayer structure in which a sealant layer (X) and a base layer (Y) are laminated, and has a heat-sealable layer (C) of the sealant layer (X) on the outermost surface. Since the heat-sealable layer (C) is disposed on the outermost surface of the multilayer structure, the multilayer structure of the present invention can be easily heat-sealed when used as a packaging material, etc. The multilayer structure of the present invention preferably does not have a resin layer with a thickness of 10 μm or more containing a resin with a melting point of 200°C or more as its main component, or a metal layer with a thickness of 1 μm or more. That is, it is preferable that the EVOH (a), adhesive resin (b), ethylene-α-olefin copolymer (c), and polypropylene (y) all have melting points below 200°C. The phrase "does not have a resin layer with a thickness of 10 μm or more containing a resin with a melting point of 200°C or more as its main component, or a metal layer with a thickness of 1 μm or more" means that the multilayer structure does not have a resin layer with a thickness of 10 μm or more containing a resin with a melting point of 200°C or more as its main component, and does not have a metal layer with a thickness of 1 μm or more. By not having a resin layer having a thickness of 10 μm or more containing a resin having a melting point of 200° C. or more as a main component and a metal layer having a thickness of 1 μm or more, it is possible to prevent uneven mixing with other components when the pulverized product of the multilayer structure is melt-molded. In other words, recyclability is improved. A "metal layer" is a layer having continuous and discontinuous surfaces made of metal, such as aluminum foil. From the viewpoint of further improving recyclability, the thickness per layer containing a resin having a melting point of 200° C. or more as a main component is preferably 7 μm or less, and may be 5 μm or less.
本発明の多層構造体の合計厚みの上限は300μmが好ましい。合計厚みが上記範囲であることで、本発明の多層構造体は軽量かつ柔軟性を有するため、軟包装の用途に好ましく用いられる。多層構造体に使用される樹脂量が少なく、環境負荷が抑制される。本発明の多層構造体の合計厚みの上限は250μmがより好ましく、200μmがさらに好ましい。本発明の多層構造体の機械強度及び水蒸気バリア性を維持する観点から、合計厚みの下限は30μmが好ましく、50μmがより好ましく、100μmがさらに好ましく、150μmが特に好ましい。通常、多層構造体の合計厚みを厚くすることで落下破袋耐性を向上させることができるが、本発明によれば、多層構造体の合計厚みを厚くすることなく落下破袋耐性を高めることができる。基材層(Y)の厚みを厚くした場合は、特に室温下での落下破袋耐性が低下するという通常とは逆の傾向となることを見出し、各層の厚みの調整により特異的に落下破袋耐性により優れる多層構造体が得られることも見出した。通常、バリア層(A)の存在は落下破袋耐性を低下させると考えられてきたが、バリア層(A)の厚みが非常に薄い(例えば5μm以下)領域においては、特に高温下における落下破袋耐性をより向上させる傾向となるという驚くべき効果を見出した。The upper limit of the total thickness of the multilayer structure of the present invention is preferably 300 μm. With a total thickness within this range, the multilayer structure of the present invention is lightweight and flexible, making it suitable for flexible packaging applications. The amount of resin used in the multilayer structure is small, thereby reducing environmental impact. The upper limit of the total thickness of the multilayer structure of the present invention is more preferably 250 μm, and even more preferably 200 μm. From the viewpoint of maintaining the mechanical strength and water vapor barrier properties of the multilayer structure of the present invention, the lower limit of the total thickness is preferably 30 μm, more preferably 50 μm, even more preferably 100 μm, and particularly preferably 150 μm. While drop-breakage resistance can usually be improved by increasing the total thickness of the multilayer structure, the present invention makes it possible to increase drop-breakage resistance without increasing the total thickness of the multilayer structure. It has been found that increasing the thickness of the base layer (Y) results in a decrease in drop-breakage resistance, particularly at room temperature, which is the opposite of the usual trend. It has also been found that adjusting the thickness of each layer allows for the production of a multilayer structure with specifically superior drop-breakage resistance. It has generally been thought that the presence of the barrier layer (A) reduces resistance to bag breakage due to dropping. However, a surprising effect has been found that in a region where the thickness of the barrier layer (A) is very thin (for example, 5 μm or less), resistance to bag breakage due to dropping, particularly at high temperatures, tends to be further improved.
本発明の多層構造体中の各層の厚みは用途に応じて適宜調整すればよいが、粉砕物を溶融成形する際に着色が抑制でき、溶融成形時の熱安定性が向上し、ブツの発生が抑制される観点から、多層構造体の合計厚みに対する、ポリオレフィン系樹脂を主成分として含有する層の合計厚みの比は0.80以上が好ましく、0.85以上がより好ましく、0.90以上がさらに好ましく、0.95以上が特に好ましい。ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン、エチレン-α-オレフィン共重合体樹脂及びポリプロピレン並びにこれらの酸変性樹脂が好ましく、例えば、エチレン-α-オレフィン共重合体樹脂(c)、ポリプロピレン(y)、ポリオレフィン系樹脂である場合の接着性樹脂(b)等が、ポリオレフィン系樹脂に該当する。The thickness of each layer in the multilayer structure of the present invention may be adjusted appropriately depending on the application. However, from the viewpoints of suppressing discoloration when the pulverized material is melt-molded, improving thermal stability during melt-molding, and suppressing the occurrence of lumps, the ratio of the total thickness of the layers containing polyolefin-based resin as a main component to the total thickness of the multilayer structure is preferably 0.80 or greater, more preferably 0.85 or greater, even more preferably 0.90 or greater, and particularly preferably 0.95 or greater. Preferred polyolefin-based resins include polyethylene, ethylene-α-olefin copolymer resins, polypropylene, and acid-modified resins thereof. Examples of polyolefin-based resins include ethylene-α-olefin copolymer resin (c), polypropylene (y), and adhesive resin (b) in the case of polyolefin-based resins.
本発明の多層構造体は、23℃、50%RHの条件下でJIS Z 1707:2019により測定される突刺し強さSと、23℃、50%RHの条件下でJIS Z 1707:2019により測定される基材層(Y)の突刺し強さSYとの差(S-SY)が3.5N以上であることが好ましく、4.0N以上であることがより好ましい。前記差(S-SY)は10N以下であってもよい。この条件を満たすことで、得られる多層構造体の落下破袋耐性がさらに向上する傾向となる。同様の理由から、本発明の多層構造体の突刺し強さSは12N以上であることが好ましく、15N以上がより好ましく、18N以上がさらに好ましい。前記突刺し強さSは30N以下であってもよい。前記突刺し強さは、例えば、基材層(Y)に用いられるポリプロピレン(y)の種類、多層構造体の各層の厚み、多層構造体の層構成等により調整できる。 In the multilayer structure of the present invention, the difference (S-S Y ) between the puncture strength S measured according to JIS Z 1707:2019 under conditions of 23°C and 50% RH and the puncture strength S Y of the base layer (Y) measured according to JIS Z 1707:2019 under conditions of 23°C and 50% RH is preferably 3.5 N or more, more preferably 4.0 N or more. The difference (S-S Y ) may be 10 N or less. By satisfying this condition, the drop-breakage resistance of the obtained multilayer structure tends to be further improved. For the same reason, the puncture strength S of the multilayer structure of the present invention is preferably 12 N or more, more preferably 15 N or more, and even more preferably 18 N or more. The puncture strength S may be 30 N or less. The puncture strength can be adjusted, for example, by the type of polypropylene (y) used in the base layer (Y), the thickness of each layer of the multilayer structure, the layer configuration of the multilayer structure, etc.
本発明の多層構造体の20℃、65%RH条件下における酸素透過度(OTR)は用途に応じて調整すればよく特に限定されないが、5cc/(m2・day・atm)以下が好ましい。OTRが当該範囲である多層構造体は、ガスバリア性に優れ、包装材料として好適に用いられる。OTRは2cc/(m2・day・atm)以下がより好ましく、1.5cc/(m2・day・atm)以下がさらに好ましく、0.5cc/(m2・day・atm)以下であってもよい。OTRは0.1cc/(m2・day・atm)以上であってもよい。OTRはJIS K 7126-2(等圧法;2006年)に準じて測定され、具体的には実施例に記載された方法が採用される。 The oxygen transmission rate (OTR) of the multilayer structure of the present invention under conditions of 20°C and 65% RH is not particularly limited and may be adjusted depending on the application, but is preferably 5 cc/( m2 ·day·atm) or less. A multilayer structure having an OTR in this range has excellent gas barrier properties and is suitable for use as a packaging material. The OTR is more preferably 2 cc/( m2 ·day·atm) or less, even more preferably 1.5 cc/( m2 ·day·atm) or less, and may be 0.5 cc/( m2 ·day·atm) or less. The OTR may be 0.1 cc/( m2 ·day·atm) or more. The OTR is measured in accordance with JIS K 7126-2 (isobaric method; 2006), and specifically, the method described in the examples is employed.
本発明の多層構造体の40℃、90%RH条件下における水蒸気透過速度(WVTR)は用途に応じて調整すればよく特に限定されないが、4g/(m2・day)以下が好ましい。WVTRが当該範囲である多層フィルムは、水蒸気バリア性に優れ、包装材料として好適に用いられる。WVTRは3.5g/(m2・day)以下が好ましく、3.0g/(m2・day)以下がより好ましく、2.5g/(m2・day)以下であってもよい。WVTRは、1g/(m2・day)以上であってもよい。WVTRはJIS K 7129-2(赤外線センサ法;2019年)に準じて測定され、具体的には実施例に記載された方法が採用される。 The water vapor transmission rate (WVTR) of the multilayer structure of the present invention under conditions of 40°C and 90% RH can be adjusted depending on the application and is not particularly limited, but is preferably 4 g/( m2 ·day) or less. Multilayer films with a WVTR in this range have excellent water vapor barrier properties and are suitable for use as packaging materials. The WVTR is preferably 3.5 g/( m2 ·day) or less, more preferably 3.0 g/( m2 ·day) or less, and may be 2.5 g/( m2 ·day) or less. The WVTR may be 1 g/( m2 ·day) or more. The WVTR is measured in accordance with JIS K 7129-2 (infrared sensor method; 2019), and specifically, the method described in the examples is used.
シーラント層(X)に基材層(Y)を積層させる方法は特に限定されず、例えば、押出ラミネート、共押出ラミネート、ドライラミネート等が挙げられるが、ハンドリング性の観点から、ドライラミネートであることが好ましい。シーラント層(X)に基材層(Y)を積層させる際には、接着層を設けてもよい。接着層は、接着層(B)を用いてもよいし、公知の接着剤を塗工し、乾燥することで形成できる接着剤層(Z)を用いてもよい。公知の接着剤としては、例えば、ポリイソシアネート成分とポリオール成分とを混合し反応させる二液反応型ポリウレタン系接着剤が好ましい。接着剤層(Z)の厚さは特に限定されないが、2~7μmが好ましく、3~5μmがより好ましい。The method for laminating the base layer (Y) onto the sealant layer (X) is not particularly limited, and examples include extrusion lamination, coextrusion lamination, and dry lamination. However, from the perspective of handleability, dry lamination is preferred. An adhesive layer may be provided when laminating the base layer (Y) onto the sealant layer (X). The adhesive layer may be adhesive layer (B), or adhesive layer (Z), which can be formed by applying and drying a known adhesive. A preferred known adhesive is, for example, a two-component reactive polyurethane adhesive, which is formed by mixing and reacting a polyisocyanate component and a polyol component. The thickness of the adhesive layer (Z) is not particularly limited, but is preferably 2 to 7 μm, and more preferably 3 to 5 μm.
本発明の多層構造体は、本発明の効果を阻害しない範囲で、上記した以外の他の層を有していても良い。他の層としては、融点が200℃以上の樹脂を主成分として含む厚み10μm以上の樹脂層又は厚み1μm以上の金属層以外であることが好ましく、例えば熱可塑性樹脂を主成分として含む樹脂層等が挙げられる。前記熱可塑性樹脂としては、特に限定されず、例えば、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、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。他の層の別の例としては、回収層が挙げられる。特に、後述する本発明の多層構造体の回収物を含む回収組成物を回収層の一部又は全部として再使用することが好ましい。他の層の別の例としては、印刷層が挙げられる。印刷層は本発明の多層構造体のいずれの位置に含まれていてもよい。印刷層としては、例えば顔料又は染料、及び必要に応じてバインダー樹脂を含む溶液を塗工し、乾燥して得られる皮膜が挙げられる。印刷層の塗工方法としては、グラビア印刷法の他、ワイヤーバー、スピンコーター、ダイコーター等を用いた各種の塗工方法が挙げられる。印刷層の厚さは特に限定されないが、0.5~10μmが好ましく、1~4μmがより好ましい。The multilayer structure of the present invention may include layers other than those described above, provided that the effects of the present invention are not impaired. The other layers are preferably other than a resin layer having a thickness of 10 μm or more and containing a resin having a melting point of 200°C or higher as its primary component, or a metal layer having a thickness of 1 μm or more. Examples of such layers include a resin layer containing a thermoplastic resin as its primary component. The thermoplastic resin is not particularly limited, and examples include polyolefin, polyamide, polyester, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, acrylic resin, polycarbonate, chlorinated polyethylene, and chlorinated polypropylene. Another example of such other layer is a recovered layer. It is particularly preferable to reuse a recovered composition containing the recovered material of the multilayer structure of the present invention, as described below, as part or all of the recovered layer. Another example of such other layer is a printed layer. The printed layer may be included at any position in the multilayer structure of the present invention. Examples of such a printed layer include a film obtained by applying and drying a solution containing a pigment or dye, and optionally a binder resin. Coating methods for the printed layer include gravure printing and various coating methods using a wire bar, spin coater, die coater, etc. The thickness of the printed layer is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 10 μm, more preferably 1 to 4 μm.
本発明の多層構造体を製造する際に発生する端部や不良品は回収して再使用することが好ましい。市場に流通した多層構造体を回収して再使用することも好ましい。この場合、多層構造体を粉砕した後に溶融成形する回収方法が一般的である。It is preferable to recover and reuse any end pieces or defective products generated during the production of the multilayer structure of the present invention. It is also preferable to recover and reuse multilayer structures that have been distributed on the market. In this case, a common recovery method is to crush the multilayer structure and then melt-mold it.
本発明の多層構造体の回収に際して、まず、本発明の多層構造体の回収物を粉砕する。粉砕された回収物を、そのまま溶融成形して回収組成物を得てもよいし、必要に応じてその他の成分とともに溶融成形して回収組成物を得てもよい。その他成分とともに溶融成形して回収組成物を得る場合、その他成分としてはポリオレフィン樹脂が好ましく、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂又はそれらの混合物がより好ましい。粉砕された回収物を直接多層構造体等の成形品の製造に供してもよいし、粉砕された回収物を溶融ペレタイズして、回収組成物からなるペレットを得た後、当該ペレットを成形品の製造に供してもよい。回収組成物の溶融成形法としては押出成形、インフレーション成形、ブロー成形、溶融紡糸、射出成形等が可能である。溶融成形時の成形温度は、使用する樹脂の融点や溶融粘度をもとに適宜調整すればよく、150~300℃の範囲から選ぶことが多い。前記回収組成物は未使用の樹脂を含有していても構わないが、前記回収組成物中の回収物の含有量は10質量%以上が好ましく、20質量%以上がより好ましく、30質量%以上であってもよい。前記回収組成物中のEVOH(a)の含有量は、20質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましく、5質量%以下であってもよい。When recovering the multilayer structure of the present invention, the recovered multilayer structure of the present invention is first pulverized. The pulverized recovered material may be melt-molded directly to obtain a recovered composition, or, if necessary, may be melt-molded together with other components to obtain a recovered composition. When the recovered composition is obtained by melt-molding together with other components, the other components are preferably polyolefin resins, more preferably polypropylene resins, polyethylene resins, or mixtures thereof. The pulverized recovered material may be directly used to manufacture molded articles such as multilayer structures, or the pulverized recovered material may be melt-pelletized to obtain pellets of the recovered composition, which may then be used to manufacture molded articles. Possible melt-molding methods for the recovered composition include extrusion molding, inflation molding, blow molding, melt spinning, and injection molding. The molding temperature during melt molding may be adjusted appropriately based on the melting point and melt viscosity of the resin used, and is often selected from the range of 150 to 300°C. The recovered composition may contain unused resin, but the content of the recovered material in the recovered composition is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, and may even be 30% by mass or more. The content of EVOH (a) in the recycled composition is preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and may be 5% by mass or less.
本発明の多層構造体を回収した後の回収層中のブツ等が少なくなるため、本発明の多層構造体は、共押出成形により製造することが好ましい。 It is preferable to manufacture the multilayer structure of the present invention by coextrusion molding, as this reduces the amount of particles in the recovered layers after the multilayer structure of the present invention is recovered.
本発明の多層構造体は、ガスバリア性、落下破袋耐性及びリサイクル性に優れることから、食品包装、医薬品包装、工業薬品包装、農薬包装等の各種包装材料として好適に使用できるが、さらに広範囲の用途に使用することが可能であり、これらの用途に限定されない。 The multilayer structure of the present invention has excellent gas barrier properties, resistance to bag breakage due to dropping, and recyclability, and can therefore be suitably used as a variety of packaging materials such as food packaging, pharmaceutical packaging, industrial chemical packaging, and pesticide packaging, but can also be used for a wider range of applications and is not limited to these.
前記包装材料に内容物を充填してなる包装体が前記包装材料の好適な実施態様である。充填できる内容物としては、飲料ではワイン、フルーツジュース等;食品では果物、ナッツ、野菜、肉製品、幼児食品、コーヒー、ジャム、マヨネーズ、ケチャップ、食用油、ドレッシング、ソース類、佃煮類、乳製品等;その他では医薬品、化粧品、ガソリン等、酸素存在下で劣化を起こしやすい内容物などが挙げられるが、これらに限定されない。A suitable embodiment of the packaging material is a package in which the contents are filled. Examples of contents that can be filled include, but are not limited to, beverages such as wine and fruit juice; foods such as fruits, nuts, vegetables, meat products, baby foods, coffee, jam, mayonnaise, ketchup, cooking oil, dressings, sauces, foods boiled in soy sauce, and dairy products; and other contents that are susceptible to deterioration in the presence of oxygen, such as pharmaceuticals, cosmetics, and gasoline.
以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的に説明する。本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。The present invention will be explained in more detail below using examples. The present invention is not limited to these examples in any way.
<使用した材料>
・基材層(Y)
Y-1:三井化学東セロ株式会社社製の二軸延伸PPフィルム「U―1(20μm)」
Y-2:三井化学東セロ株式会社社製の二軸延伸PPフィルム「U―1(40μm)」
Y-3:三井化学東セロ株式会社社製の二軸延伸PPフィルム「WH-OP―HE―1(20μm)」
YC-1:三井化学東セロ株式会社社製の無延伸PPフィルム「SC(40μm)」
YC-2:Jindal Poly Films Ltd.社製の二軸延伸HDPEフィルム「Ethy-Lyte 25HD200」
・EVOH(a)
a-1:EVOH、エチレン単位含有量32モル%、けん化度99.9モル%、酢酸ナトリウムをナトリウムイオン換算で250ppm、酢酸マグネシウムをマグネシウムイオン換算で40ppm、リン酸イオンをリン酸根換算で20ppm、ホウ酸をホウ素元素換算で200ppm含む、MFR(190℃、2.16kg荷重)1.6g/10分
a-2:EVOH、エチレン単位含有量32モル%、けん化度99.9モル%、酢酸ナトリウムをナトリウムイオン換算で250ppm、酢酸マグネシウムをマグネシウムイオン換算で40ppm、リン酸イオンをリン酸根換算で20ppm含む、MFR(190℃、2.16kg荷重)1.6g/10分
a-3:EVOH、エチレン単位含有量24モル%、けん化度99.9モル%、酢酸ナトリウムをナトリウムイオン換算で250ppm、酢酸マグネシウムをマグネシウムイオン換算で40ppm、リン酸イオンをリン酸根換算で20ppm含む、MFR(210℃、2.16kg荷重)2.5g/10分
a-4:EVOH、エチレン単位含有量27モル%、けん化度99.9モル%、酢酸ナトリウムをナトリウムイオン換算で250ppm、酢酸マグネシウムをマグネシウムイオン換算で40ppm、リン酸イオンをリン酸根換算で20ppm含む、MFR(210℃、2.16kg荷重)3.0g/10分
a-5:EVOH、エチレン単位含有量44モル%、けん化度99.9モル%、酢酸ナトリウムをナトリウムイオン換算で250ppm、酢酸マグネシウムをマグネシウムイオン換算で40ppm、リン酸イオンをリン酸根換算で20ppm含む、MFR(190℃、2.16kg荷重)5.0g/10分
・接着性樹脂(b)
b-1:三井化学株式会社製の無水マレイン酸変性ポリエチレン「アドマー(商標)NF518」(MFR(190℃、2.16kg荷重)3.1g/10分、密度0.91g/cm3、酸価1.10mgKOH/g)
b-2:三井化学株式会社製の無水マレイン酸変性ポリプロピレン「アドマー(商標)QF500」(MFR(230℃、2.16kg荷重)3.0g/10分、密度0.90g/cm3、酸価1.12mgKOH/g)
・エチレン-α-オレフィン共重合体樹脂(c)
c-1:株式会社プライムポリマー社製の直鎖状低密度ポリエチレン「エボリュー(商標) SP1510」(エチレンと1-ヘキセンをメタロセン触媒で重合、MFR(190℃、2.16kg荷重)1.0g/10分、密度0.915g/cm3)
c-2:株式会社プライムポリマー社製の直鎖状低密度ポリエチレン「エボリュー(商標) SP0510」(エチレンと1-ヘキセンをメタロセン触媒で重合、MFR(190℃、2.16kg荷重)1.2g/10分、密度0.903g/cm3)
c-3:株式会社プライムポリマー社製の直鎖状低密度ポリエチレン「エボリュー(商標) SP2510」(エチレンと1-ヘキセンをメタロセン触媒で重合、MFR(190℃、2.16kg荷重)1.5g/10分、密度0.923g/cm3)
cC-1:株式会社プライムポリマー社製の直鎖状低密度ポリエチレン「エボリュー(商標) SP4030」(エチレンと1-ヘキセンをメタロセン触媒で重合、MFR(190℃、2.16kg荷重)3.8g/10分、密度0.938g/cm3)
cC-2:日本ポリプロ株式会社製のポリプロピレン「ノバテック(商標)PP EA7AD」(MFR(230℃、2.16kg荷重)1.4g/10min、密度0.90g/cm3)
<Materials used>
・Base material layer (Y)
Y-1: Biaxially stretched PP film "U-1 (20 μm)" manufactured by Mitsui Chemicals Tocello Co., Ltd.
Y-2: Biaxially stretched PP film "U-1 (40 μm)" manufactured by Mitsui Chemicals Tocello Co., Ltd.
Y-3: Biaxially stretched PP film "WH-OP-HE-1 (20 μm)" manufactured by Mitsui Chemicals Tocello Co., Ltd.
YC-1: Unstretched PP film "SC (40 μm)" manufactured by Mitsui Chemicals Tocello Co., Ltd.
YC-2: Biaxially oriented HDPE film "Ethy-Lyte 25HD200" manufactured by Jindal Poly Films Ltd.
EVOH (a)
a-1: EVOH, ethylene unit content 32 mol%, saponification degree 99.9 mol%, sodium acetate 250 ppm in sodium ion equivalent, magnesium acetate 40 ppm in magnesium ion equivalent, phosphate ion 20 ppm in phosphate radical equivalent, boric acid 200 ppm in boron element equivalent, MFR (190 ° C, 2.16 kg load) 1.6 g / 10 min a-2: EVOH, ethylene unit content 32 mol%, saponification degree 99.9 mol%, sodium acetate 250 ppm in sodium ion equivalent, magnesium acetate 40 ppm in magnesium ion equivalent, phosphate ion 20 ppm in phosphate radical equivalent, MFR (190 ° C, 2.16 kg load) 1.6 g / 10 min a-3: EVOH, ethylene unit content 24 mol%, saponification degree 99.9 mol%, sodium acetate 250 ppm in sodium ion equivalent, a-4: EVOH, ethylene unit content 27 mol%, saponification degree 99.9 mol%, sodium acetate 250 ppm (calculated as sodium ion), magnesium acetate 40 ppm (calculated as magnesium ion), and phosphate ion 20 ppm (calculated as phosphate radical), MFR (210°C, 2.16 kg load) 3.0 g/10 min a-5: EVOH, ethylene unit content 44 mol%, saponification degree 99.9 mol%, sodium acetate 250 ppm (calculated as sodium ion), magnesium acetate 40 ppm (calculated as magnesium ion), and phosphate ion 20 ppm (calculated as phosphate radical), MFR (190°C, 2.16 kg load) 5.0 g/10 min. Adhesive resin (b)
b-1: Maleic anhydride modified polyethylene "Admer (trademark) NF518" manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. (MFR (190°C, 2.16 kg load) 3.1 g/10 min, density 0.91 g/cm 3 , acid value 1.10 mgKOH/g)
b-2: Maleic anhydride modified polypropylene "Admer (trademark) QF500" manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. (MFR (230°C, 2.16 kg load) 3.0 g/10 min, density 0.90 g/cm 3 , acid value 1.12 mgKOH/g)
Ethylene-α-olefin copolymer resin (c)
c-1: Evolue™ SP1510 linear low-density polyethylene manufactured by Prime Polymer Co., Ltd. (ethylene and 1-hexene polymerized with a metallocene catalyst, MFR (190°C, 2.16 kg load) 1.0 g/10 min, density 0.915 g/cm 3 )
c-2: Evolue™ SP0510 linear low-density polyethylene manufactured by Prime Polymer Co., Ltd. (ethylene and 1-hexene polymerized with a metallocene catalyst, MFR (190°C, 2.16 kg load) 1.2 g/10 min, density 0.903 g/cm 3 )
c-3: Evolue™ SP2510 linear low-density polyethylene manufactured by Prime Polymer Co., Ltd. (ethylene and 1-hexene polymerized with a metallocene catalyst, MFR (190°C, 2.16 kg load) 1.5 g/10 min, density 0.923 g/cm 3 )
cC-1: Evolue™ SP4030 linear low-density polyethylene manufactured by Prime Polymer Co., Ltd. (ethylene and 1-hexene polymerized with a metallocene catalyst, MFR (190°C, 2.16 kg load) 3.8 g/10 min, density 0.938 g/cm 3 ).
cC-2: Polypropylene "Novatec (trademark) PP EA7AD" manufactured by Japan Polypropylene Corporation (MFR (230°C, 2.16 kg load) 1.4 g/10 min, density 0.90 g/cm 3 ).
<評価方法>
(1)基材層(Y)の示差走査熱量分析
実施例及び比較例で使用した基材層(Y)について、示差走査熱量分析計DSC(TA Instrument社製「Q2000」)を用いて、20℃から10℃/分で220℃まで昇温し、次いで10℃/分で-50℃まで降温した際、昇温時の最大吸熱ピーク温度(T1)と、降温時の最大発熱ピーク温度(T2)との差(T1-T2)を算出した。昇温時の最大吸熱ピーク温度(T1)を基材層(Y)を構成するポリプロピレン(y)の融点とした。
<Evaluation method>
(1) Differential Scanning Calorimetry Analysis of Base Material Layer (Y) The base material layer (Y) used in the Examples and Comparative Examples was heated from 20°C to 220°C at 10°C/min and then cooled to -50°C at 10°C/min using a differential scanning calorimeter DSC ("Q2000" manufactured by TA Instruments). The difference (T1-T2) between the maximum endothermic peak temperature (T1) during heating and the maximum exothermic peak temperature (T2) during cooling was calculated using a differential scanning calorimeter DSC ("Q2000" manufactured by TA Instruments). The maximum endothermic peak temperature (T1) during heating was taken as the melting point of the polypropylene (y) constituting the base material layer (Y).
(2)基材層(Y)の弾性率測定
実施例及び比較例で使用した基材層(Y)を23℃、50%RH条件下で24時間調湿した後、15mm幅に切り出し、ASTM D-638に準じて、5mm/分の引張速度で弾性率を測定した。測定は流れ方向(MD)及び幅方向(TD)について各10サンプルについて行い、その平均値を求めた。
(2) Measurement of Elastic Modulus of Base Material Layer (Y) The base material layer (Y) used in the Examples and Comparative Examples was conditioned at 23°C and 50% RH for 24 hours, and then cut into a 15 mm width, and the elastic modulus was measured at a tensile speed of 5 mm/min in accordance with ASTM D-638. The measurement was carried out on 10 samples each in the machine direction (MD) and the cross direction (TD), and the average value was calculated.
(3)基材層(Y)及び多層構造体の突刺し強さ測定
実施例及び比較例で使用した基材層(Y)及び実施例及び比較例で得られた多層構造体を23℃、50%RH条件下で24時間調湿した後、同条件下で、先端直径1mmの針を50mm/minの速度で突き刺した際の破断強さを測定した。測定は場所を変えながら10回行い、その平均値を測定結果として採用した。なお、多層構造体については、基材層(Y)側から針を突き刺した。
(3) Measurement of puncture strength of substrate layer (Y) and multilayer structure The substrate layer (Y) used in the examples and comparative examples and the multilayer structures obtained in the examples and comparative examples were conditioned for 24 hours under conditions of 23°C and 50% RH, and then the breaking strength was measured when pierced with a needle having a tip diameter of 1 mm at a speed of 50 mm/min under the same conditions. The measurement was performed 10 times at different locations, and the average value was used as the measurement result. Note that the needle was pierced from the substrate layer (Y) side in the multilayer structures.
(4)多層構造体の酸素透過速度測定
実施例及び比較例で得られた多層構造体を用いて、片方を酸素供給側、他方をキャリアガス側として酸素透過速度を測定した。具体的には、酸素透過量測定装置(モダンコントロール社製「MOCON OX-TRAN2/21」)を用い、JIS K 7126-2(等圧法;2006)に準拠して、温度20℃、酸素供給側の湿度65%RH、キャリアガス側の湿度65%RH、酸素圧1気圧、キャリアガス圧力1気圧の条件下で酸素透過速度(単位:cc/(m2・day・atm))を測定した。測定の際、多層構造体の基材層(Y)側を酸素供給側とした。キャリアガスには2体積%の水素ガスを含む窒素ガスを使用した。なお、酸素透過速度が5.0cc/(m2・day・atm)以上である場合は、ガスバリア性が不十分であると判断した。
(4) Measurement of Oxygen Transmission Rate of Multilayer Structure Using the multilayer structures obtained in the examples and comparative examples, the oxygen transmission rate was measured with one side as the oxygen supply side and the other as the carrier gas side. Specifically, using an oxygen transmission rate measuring device ("MOCON OX-TRAN2/21" manufactured by Modern Controls), the oxygen transmission rate (unit: cc/(m2 day atm)) was measured in accordance with JIS K 7126-2 (isobaric method; 2006) under the following conditions: temperature 20 °C, humidity 65% RH on the oxygen supply side, humidity 65% RH on the carrier gas side, oxygen pressure 1 atmosphere, and carrier gas pressure 1 atmosphere. During the measurement, the substrate layer (Y) side of the multilayer structure was the oxygen supply side. Nitrogen gas containing 2% by volume of hydrogen gas was used as the carrier gas. Note that if the oxygen transmission rate was 5.0 cc/( m2 day atm) or more, it was determined that the gas barrier properties were insufficient.
(5)多層構造体の水蒸気透過速度測定
実施例及び比較例で得られた多層構造体を用いて、片方を水蒸気供給側、他方をキャリアガス側として水蒸気透過速度を測定した。具体的には、水蒸気透過量測定装置(モダンコントロール社製「MOCON PERMATRAN W3/33」)を用い、JIS K 7129-2(赤外線センサ法;2019)に準拠して、温度40℃、水蒸気供給側の湿度90%RH、キャリアガス側の湿度0%RHの条件下で水蒸気透過速度(単位:g/(m2・day))を測定した。測定の際、多層構造体の基材層(Y)側をキャリアガス側とした。キャリアガスには窒素ガスを使用した。
(5) Measurement of Water Vapor Transmission Rate of Multilayer Structure Using the multilayer structures obtained in the examples and comparative examples, the water vapor transmission rate was measured with one side as the water vapor supply side and the other as the carrier gas side. Specifically, using a water vapor transmission rate measuring device ("MOCON PERMATRAN W3/33" manufactured by Modern Controls), the water vapor transmission rate (unit: g / (m 2 · day)) was measured in accordance with JIS K 7129-2 (infrared sensor method; 2019 ) under conditions of a temperature of 40 ° C, a humidity of 90% RH on the water vapor supply side, and a humidity of 0% RH on the carrier gas side. During the measurement, the substrate layer (Y) side of the multilayer structure was the carrier gas side. Nitrogen gas was used as the carrier gas.
(6)多層構造体の落下破袋耐性(室温)
実施例及び比較例で得られた多層構造体をA4サイズに2枚切り出してシーラント層(X)同士を重ね、3辺を幅5mmでヒートシールした。次いで、開口部から1.2Lの水を充填してから残る辺をヒートシールし、水充填袋を作成した。この水充填袋を25℃、70%RH条件下で1.5mの高さから正立方向に繰り返し自由落下させ、水の漏れが確認された回数を測定した。同様の試験を5回行い、その平均値を測定結果として採用した。結果は以下の基準で判定を行った。なお、D及びEは許容できない基準である。
判定:基準
A:12回以上
B:8回以上12回未満
C:4回以上8回未満
D:2回以上4回未満
E:2回未満
(6) Drop-breakage resistance of multilayer structure (room temperature)
Two A4-sized sheets were cut out from the multilayer structures obtained in the Examples and Comparative Examples, and the sealant layers (X) were stacked together. Three sides were heat-sealed at a width of 5 mm. Next, 1.2 L of water was filled through the opening, and the remaining side was heat-sealed to create a water-filled bag. This water-filled bag was repeatedly free-falling upright from a height of 1.5 m under conditions of 25°C and 70% RH, and the number of times water leakage was confirmed was counted. The same test was performed five times, and the average value was used as the measurement result. The results were evaluated according to the following criteria. Note that D and E are unacceptable criteria.
Judgment: Criteria A: 12 or more times B: 8 or more times but less than 12 times C: 4 or more times but less than 8 times D: 2 or more times but less than 4 times E: Less than 2 times
(7)多層構造体の落下破袋耐性(高温)
実施例及び比較例で得られた多層構造体をA4サイズに2枚切り出してシーラント層(X)同士を重ね、3辺を幅5mmでヒートシールした。次いで、開口部から1.2Lの水を充填してから残る辺をヒートシールし、水充填袋を作成した。この水充填袋を95℃の熱水中に15分間浸漬した後、25℃、70%RH条件下で1.5mの高さから正立方向に繰り返し自由落下させ、水の漏れが確認された回数を測定した。同様の試験を5回行い、その平均値を測定結果として採用した。結果は以下の基準で判定を行った。なお、D及びEは許容できない基準である。
判定:基準
A:8回以上
B:5回以上8回未満
C:3回以上5回未満
D:2回以上3回未満
E:2回未満
(7) Drop-breakage resistance of multilayer structure (high temperature)
Two A4-sized sheets of the multilayer structures obtained in the Examples and Comparative Examples were cut out, the sealant layers (X) overlapping each other, and three sides were heat-sealed at a width of 5 mm. Next, 1.2 L of water was filled through the opening, and the remaining side was heat-sealed to create a water-filled bag. This water-filled bag was immersed in hot water at 95°C for 15 minutes, and then repeatedly free-falled upright from a height of 1.5 m under conditions of 25°C and 70% RH. The number of times water leakage was confirmed was counted. The same test was performed five times, and the average value was used as the measurement result. The results were evaluated according to the following criteria. D and E are unacceptable criteria.
Judgment: Criteria A: 8 times or more B: 5 times or more but less than 8 times C: 3 times or more but less than 5 times D: 2 times or more but less than 3 times E: Less than 2 times
(8)多層構造体のリサイクル性評価
実施例及び比較例で得られた多層構造体を4mm四方以下のサイズに粉砕した。この粉砕物と日本ポリエチレン社製の低密度ポリエチレン樹脂「ノバテックLD LJ400」(MFR(190℃、2.16kg荷重)1.5g/10分、密度0.921g/cm3)と日本ポリプロ株式会社製のポリプロピレン「ノバテック(商標)PP EA7AD」(MFR(230℃、2.16kg荷重)1.4g/10min、密度0.90g/cm3)とを質量比(粉砕物/ポリエチレン樹脂/ポリプロピレン樹脂)40/30/30の割合でブレンドし、下記に示す押出条件にて単層製膜を行うことで、厚み50μmの単層フィルムを得た。単層フィルムの厚みはスクリュー回転数及び引取りロール速度を適宜変えることで調整した。対照として、粉砕物をブレンドせずに((ポリエチレン樹脂/ポリプロピレン樹脂)50/50)同様に厚み50μmの単層フィルムを得た。
押出機:東洋精機製作所社製単軸押出機
スクリュー径:20mmφ(L/D=20、圧縮比=3.5、フルフライト型)
押出温度:供給部/圧縮部/計量部/ダイ=180/230/230/230℃
引取ロール温度:80℃
得られた単層フィルムのブツの発生状況を下記A~Eの5段階で評価した。なお、Eは許容できない基準である。
判定:基準
A:対照と比べて、ブツの量はほとんど変わらなかった
B:対照と比べて、小さなブツの量がわずかに多かった
C:対照と比べて、小さなブツの量が多かった
D:対照と比べて、大きなブツの量が多かった
E:対照と比べて、大きなブツの量が非常に多かった
(8) Evaluation of Recyclability of Multilayer Structures The multilayer structures obtained in the Examples and Comparative Examples were crushed into pieces measuring 4 mm square or less. This crushed material was blended with a low-density polyethylene resin "Novatec LD LJ400" manufactured by Japan Polyethylene Corporation (MFR (190°C, 2.16 kg load) 1.5 g/10 min, density 0.921 g/cm 3 ) and a polypropylene "Novatec™ PP EA7AD" manufactured by Japan Polypropylene Corporation (MFR (230°C, 2.16 kg load) 1.4 g/10 min, density 0.90 g/cm 3 ) in a mass ratio (crushed material/polyethylene resin/polypropylene resin) of 40/30/30. A monolayer film having a thickness of 50 μm was produced by extrusion under the following conditions. The thickness of the monolayer film was adjusted by appropriately changing the screw rotation speed and take-up roll speed. As a control, a single layer film having a thickness of 50 μm was similarly obtained without blending the pulverized material ((polyethylene resin/polypropylene resin) 50/50).
Extruder: Single-screw extruder manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd. Screw diameter: 20 mmφ (L/D = 20, compression ratio = 3.5, full flight type)
Extrusion temperature: feeding section/compression section/metering section/die = 180/230/230/230°C
Take-up roll temperature: 80°C
The occurrence of lumps in the obtained monolayer film was evaluated on the following five levels, A to E, where E is an unacceptable standard.
Judgment: Criteria A: The amount of particles was almost the same as the control. B: The amount of small particles was slightly more than the control. C: The amount of small particles was more than the control. D: The amount of large particles was more than the control. E: The amount of large particles was significantly more than the control.
<実施例>
実施例1
EVOH(a-1)をバリア層(A)の材料として、接着性樹脂(b-1)を接着層(B)の材料として、エチレン-α-オレフィン共重合体樹脂(c-1)を熱融着層(C)の材料として用い、幅300mmの5層共押出キャスト製膜設備を用いて(C)/(B)/(A)/(B)/(C)=60μm/4μm/6μm/4μm/60μmの層厚みと層構成を有する多層フィルム(シーラント層(X-1))を作製した。このときの製膜条件を以下に示す。
バリア層(A)の押出温度:供給部/圧縮部/計量部/ダイ=170/220/220/220℃
接着層(B)の押出温度:供給部/圧縮部/計量部/ダイ=170/220/220/220℃
熱融着層(C)の押出温度:供給部/圧縮部/計量部/ダイ=170/220/220/220℃
冷却ロールの温度:40℃
引取速度:1.5m/分
<Example>
Example 1
Using EVOH (a-1) as the material for the barrier layer (A), adhesive resin (b-1) as the material for the adhesive layer (B), and ethylene-α-olefin copolymer resin (c-1) as the material for the heat-sealable layer (C), a multilayer film (sealant layer (X-1)) having a layer thickness and layer structure of (C)/(B)/(A)/(B)/(C)=60 μm/4 μm/6 μm/4 μm/60 μm was produced using a 300 mm wide five-layer co-extrusion cast film production facility. The film production conditions at this time are shown below.
Extrusion temperature of barrier layer (A): feeding section/compression section/metering section/die = 170/220/220/220°C
Extrusion temperature of adhesive layer (B): feeding section/compression section/metering section/die=170/220/220/220°C
Extrusion temperatures of the heat-sealing layer (C): feeding section/compression section/metering section/die=170/220/220/220°C
Chill roll temperature: 40°C
Take-up speed: 1.5 m/min
2液反応型ポリウレタン系接着剤(三井化学社製「タケラックA-520」24質量部及び「タケネートA-50」4質量部)を酢酸エチル37質量部と混合し、接着剤溶液を調整した。次いで、基材層(Y-1)上に乾燥後の厚さが4μmとなるように前記接着剤溶液をバーコータによって塗工し、80℃で3分間乾燥させて接着剤層(Z)を形成し、上記で得た多層フィルム(シーラント層(X-1))とラミネートして、(Y-1)/接着剤層(Z)/(C)/(B)/(A)/(B)/(C)=20μm/4μm/60μm/4μm/6μm/4μm/60μmの層厚みと層構成を有する多層構造体を作製した。An adhesive solution was prepared by mixing 24 parts by weight of a two-component reactive polyurethane adhesive (Mitsui Chemicals' "Takelac A-520" and 4 parts by weight of "Takenate A-50") with 37 parts by weight of ethyl acetate. The adhesive solution was then applied to the substrate layer (Y-1) using a bar coater to a dry thickness of 4 μm, and dried at 80°C for 3 minutes to form the adhesive layer (Z). This was then laminated with the multilayer film (sealant layer (X-1)) obtained above to produce a multilayer structure with a layer thickness and layer structure of (Y-1)/adhesive layer (Z)/(C)/(B)/(A)/(B)/(C) = 20 μm/4 μm/60 μm/4 μm/6 μm/4 μm/60 μm.
使用した基材層(Y-1)及び得られた多層構造体について、上記記載の評価方法に従い評価した。結果を表1に示す。The substrate layer (Y-1) used and the resulting multilayer structure were evaluated according to the evaluation methods described above. The results are shown in Table 1.
実施例2~14、比較例3~6
基材層(Y)の種類、EVOH(a)の種類、バリア層(A)の厚み、エチレン-α-オレフィン共重合体樹脂(c)の種類及び接着剤層(Z)の厚みを表1に記載の通り変更した以外は、実施例1と同様の方法で多層構造体を作製し評価した。結果を表1~2に示す。
Examples 2 to 14, Comparative Examples 3 to 6
Multilayer structures were produced and evaluated in the same manner as in Example 1, except that the type of substrate layer (Y), the type of EVOH (a), the thickness of the barrier layer (A), the type of ethylene-α-olefin copolymer resin (c), and the thickness of the adhesive layer (Z) were changed as shown in Table 1. The results are shown in Tables 1 and 2.
実施例15
EVOH(a-1)をバリア層(A)の材料として、接着性樹脂(b-1)を接着層(B)の材料として、エチレン-α-オレフィン共重合体樹脂(c-1)を熱融着層(C)の材料として用い、幅300mmの5層共押出キャスト製膜設備を用いて、実施例1と同様の成膜条件により、(A)/(B)/(C)=6μm/8μm/120μmの層厚みと層構成を有する多層フィルム(シーラント層(X-2))を作製した。その後、実施例1と同様の方法で、(Y-1)/接着剤層(Z)/(A)/(B)/(C)=20μm/4μm/6μm/8μm/120μmの層厚みと層構成を有する多層構造体を作製し評価した。結果を表1に示す。
Example 15
Using EVOH (a-1) as the material for the barrier layer (A), adhesive resin (b-1) as the material for the adhesive layer (B), and ethylene-α-olefin copolymer resin (c-1) as the material for the heat-sealable layer (C), a multilayer film (sealant layer (X-2)) having a layer thickness and layer structure of (A)/(B)/(C)=6 μm/8 μm/120 μm was produced using a 300 mm wide five-layer co-extrusion cast film production equipment under the same film formation conditions as in Example 1. Thereafter, a multilayer structure having a layer thickness and layer structure of (Y-1)/adhesive layer (Z)/(A)/(B)/(C)=20 μm/4 μm/6 μm/8 μm/120 μm was produced and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
比較例1
基材層(Y-1)を積層せずに、シーラント層(X-1)をそのまま多層構造体として用いた以外は、実施例1と同様の方法で多層構造体を作製し評価した。結果を表2に示す。
Comparative Example 1
A multilayer structure was produced and evaluated in the same manner as in Example 1, except that the base layer (Y-1) was not laminated and the sealant layer (X-1) was used as it was as a multilayer structure. The results are shown in Table 2.
比較例2
多層フィルムの代わりに厚み134μmの熱融着層(C)単層フィルムを作製して用いた以外は、実施例1と同様の方法で多層構造体を作製し評価した。結果を表2に示す。
Comparative Example 2
A multilayer structure was produced and evaluated in the same manner as in Example 1, except that a single-layer film of the heat-sealing layer (C) having a thickness of 134 μm was produced and used instead of the multilayer film. The results are shown in Table 2.
Claims (12)
シーラント層(X)が、エチレン単位含有量が20~50モル%であり、けん化度が90モル%以上であるエチレン-ビニルアルコール共重合体(a)を主成分として含むバリア層(A)、接着性樹脂(b)を主成分として含む接着層(B)及び密度が0.880~0.930g/cm3であるエチレン-α-オレフィン共重合体樹脂(c)を主成分として含む熱融着層(C)を有し、
基材層(Y)が、示差走査熱量計(DSC)により測定される融点が150℃以上のポリプロピレン(y)を主成分として含み、二軸方向にそれぞれ延伸された層であり、23℃、50%RH条件下における前記二軸方向の弾性率がいずれも2000MPa以上であり、
シーラント層(X)の熱融着層(C)を最表面に有する、多層構造体。 A sealant layer (X) and a substrate layer (Y) are included.
the sealant layer (X) comprises a barrier layer (A) containing, as a main component, an ethylene-vinyl alcohol copolymer (a) having an ethylene unit content of 20 to 50 mol% and a saponification degree of 90 mol% or more, an adhesive layer (B) containing, as a main component, an adhesive resin (b), and a heat-sealable layer (C) containing, as a main component, an ethylene-α-olefin copolymer resin (c) having a density of 0.880 to 0.930 g/cm3;
the base layer (Y) is a biaxially stretched layer containing, as a main component, polypropylene (y) having a melting point of 150°C or higher as measured by a differential scanning calorimeter (DSC), and the biaxially stretched layer has an elastic modulus of 2000 MPa or higher under conditions of 23°C and 50% RH;
A multilayer structure having a heat-sealable layer (C) of a sealant layer (X) on the outermost surface.
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