JP6913506B2 - 塩化ビニリデン系樹脂フィルム及び塩化ビニリデン系樹脂組成物 - Google Patents
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- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
Description
本発明に係る塩化ビニリデン系樹脂フィルムは、塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体を含有し、前記フィルムのアセトン抽出物中の前記共重合体において、塩化ビニリデン由来の構成単位2個が連続する二連子部位のモル分率が、全構成単位に対し、26.4モル%以上58.1モル%以下である。上記フィルムは、上記の構成をとることにより、押出加工性に優れ、且つ自動包装機でのシールウインドウが広い。
塩化ビニリデン系樹脂フィルムを形成している塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体(以下、単に「共重合体」ともいう。)は、塩化ビニリデン由来の構成単位と塩化ビニル由来の構成単位とを含有する。上記共重合体は、例えば、塩化ビニリデン60〜98質量%及び塩化ビニル2〜40質量%、好ましくは塩化ビニリデン70〜95質量%及び塩化ビニル5〜30質量%、より好ましくは塩化ビニリデン70〜85質量%及び塩化ビニル15〜30質量%を懸濁重合又は乳化重合して製造される。上記共重合体は、例えば、塩化ビニリデン由来の構成単位60〜98質量%と塩化ビニル由来の構成単位2〜40質量%とからなり、フィルム成形時の押出加工性と得られたフィルムのガスバリア性とのバランスが良好となりやすい点で、塩化ビニリデン由来の構成単位70〜95質量%と塩化ビニル由来の構成単位5〜30質量%とからなることが好ましく、塩化ビニリデン由来の構成単位70〜85質量%と塩化ビニル由来の構成単位15〜30質量%とからなることがより好ましい。
前記フィルムのアセトン抽出物中の前記共重合体において、塩化ビニリデン由来の構成単位2個が連続する二連子部位のモル分率は、全構成単位に対し、26.4モル%以上58.1モル%以下であり、35.0モル%以上55.0モル%以下が好ましく、45.0モル%以上54.0モル%以下がより好ましく、47.8モル%以上53.1モル%以下が特に好ましい。上記モル分率が26.4モル%未満であると、得られるフィルムは、高周波シールウインドウが狭くなりやすく、シール電流の制御が難しくなる傾向にある。一方、上記モル分率が58.1モル%を超えると、得られるフィルムは、押出加工性が悪化する傾向にあり、分解物が流出しやすい。
前記フィルムのアセトン抽出物中の前記共重合体において、塩化ビニル由来の構成単位2個が連続する二連子部位のモル分率は、全構成単位に対し、6.9モル%以上26.5モル%以下が好ましく、7.0モル%以上20.0モル%以下がより好ましく、7.7モル%以上10.0モル%以下が更に好ましく、7.9モル%以上9.7モル%以下が特に好ましい。上記モル分率が上記範囲内であると、得られるフィルムは、押出加工性が更に向上しやすく、且つ自動包装機でのシールウインドウがより広くなりやすい。
上記フィルム及び上記組成物は、更に種々の添加剤を含有することができる。添加剤としては、有機物質(重合体でもよい)及び無機物質のいずれをも使用することができる。添加剤としては、例えば、可塑剤、安定剤、界面活性剤、及び滑剤等が挙げられる。添加剤は、単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
可塑剤としては、ジオクチルフタレート、アセチルクエン酸トリブチル(ATBC)、ジブチルセバケート(DBS)、ジオクチルセバケート、アセチル化モノグリセリド(例えば、ジアセチルモノラウリルグリセリド)、アセチル化ジグリセリド、アセチル化トリグリセリド等が挙げられる。可塑剤は、単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
安定剤としては、例えば、エポキシ化大豆油、エポキシ化亜麻仁油等のエポキシ化油;アルキルエステルのアミド誘導体、水酸化マグネシウム、ピロリン酸四ナトリウム等のその他の安定剤が挙げられる。安定剤は、単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
滑剤としては、例えば、二酸化珪素、ゼオライト、炭酸カルシウム等の無機滑剤;飽和脂肪酸アミド、不飽和脂肪酸アミド、置換アミド、及びチオエーテル系化合物等の有機滑剤等が挙げられる。滑剤は、単独で使用しても、2種以上を併用してもよい。
本発明に係る、塩化ビニリデン系樹脂フィルムの製造方法は、塩化ビニリデンと塩化ビニルとを重合させて塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体を得る重合工程と、前記共重合体を成形する成形工程とを含む。
(異物評価)
単軸押出機を用いて、樹脂温度約180℃にて環状に、塩化ビニリデン系樹脂組成物を溶融押出し、10℃の冷却槽で急冷した後、室温にてインフレーション二軸延伸を行い、合計厚み40μmの試験フィルム(厚み20μmのフィルムが2枚重なったダブルフィルム)を得た。合計厚み40μm、幅1250mmの走行フィルム(ダブルフィルム)を投光器で照明し、得られた光の陰影を受光器で撮像し、得られた画像を信号処理して異物を検出する光学式欠陥検出装置(ヒューテック社製)を用い、上記試験フィルムのうち、長さ1200mの部分に存在する大きさ0.5mm×0.5mm以上の異物を検出した。検出した異物数を下記の基準にて評価した。結果を表1に示す。
○:30個以下(実用上良好)
△:31〜100個(実用上限)
×:101個以上(実用不適)
フィルム供給部、高周波シール部、自動充填部、及び結紮部が一体化された自動充填包装機械(株式会社クレハ製の呉羽型KAP500型)に、幅68mmにスリットした塩化ビニリデン系樹脂フィルムを供給し、上記自動充填包装機械中で、上記フィルムを丸めながら(フォーミング)、高周波シールによりセンターシールして円筒状フィルムを得た。得られた円筒状フィルムに、充填物として充填肉(ソーセージ摺身)45gを充填し、両端を金属ワイヤでクリップして充填包装体を得た。このときフィルムを長さ50m流して自動充填包装を行い、以下の評価基準により、自動包装機でのシールウインドウの広さを評価した。下記電流範囲が広いほど、自動包装機でのシールウインドウ、即ち、シール可能な温度範囲が広い。結果を表1に示す。
○:充填パンクを発生せずに充填可能な高周波シール電流範囲が15mA以上である。
×:充填パンクを発生せずに充填可能な高周波シール電流範囲が15mA未満である。
作製した塩化ビニリデン系樹脂組成物及び作製した塩化ビニリデン系樹脂フィルムについて、塩化ビニリデン由来の構成単位2個が連続する二連子部位の割合、及び、塩化ビニル由来の構成単位2個が連続する二連子部位の割合を、NMRによる測定結果に基づき、モル分率として算出した。結果を表1に示す。
作製した塩化ビニリデン系樹脂組成物又は作製した塩化ビニリデン系樹脂フィルム約3gを採取し、ビーカーに入れ、そこにテトラヒドロフラン(以下、THFと表記)を約100ml加え、均一に溶解させた。次に、回転子で攪拌しながらメタノール約1000mlを滴下し静置した。ポリマーが再沈殿したら、濾紙で濾過し、ポリマー中の添加剤(可塑剤、安定剤、粘着剤、粘着付与剤等)を除去した。再沈殿物を自然乾燥し、回収した。
前記再沈殿物約1gを採取し、円筒濾紙(セルロース円筒濾紙φ25×100mm)に入れ、再沈殿物の上部に脱脂綿を乗せてソックスレー抽出器の中間部に設置した。乾燥した平底フラスコにメタノール約150mlを入れ、ソックスレー抽出器の最下部に取り付けて、85℃で24時間抽出した。
次に、メタノールで抽出した後の再沈殿物を円筒濾紙に入れたまま、別のソックスレー抽出器の中間部に設置した。乾燥した平底フラスコにアセトン150mlを入れ、ソックスレー抽出器の最下部に取り付けて、75℃で24時間抽出した。抽出終了後、平底フラスコのアセトン溶液を、あらかじめ乾燥させて重量を測定したステンレスカップに移し、75℃でドライアップして、アセトン抽出物を得た。
アセトン抽出物を35mg採取し、試験管に入れ、測定溶媒である重水素化THFを約0.75ml加え、50℃で15分間、均一に溶解させた。溶液を0.35ml採取し、高分解能プロトン核磁気共鳴装置(株式会社JEOL RESONANCE製「FT−NMR JNM−EX270」)にてNMR測定を行った。間隔時間5秒、積算回数128回という条件で測定を行い、テトラメチルシランのシグナルを基準とした化学シフトを横軸としたスペクトルを得た。
・シグナル1(約5.2〜4.5ppm)をBのCHシグナル(塩化ビニル由来の構成単位のメチン(CH)基)に帰属した。
・シグナル2(約4.2〜3.8ppm)をAAの片方のAのCH2シグナル(塩化ビニリデン由来の構成単位のメチレン(CH2)基)に帰属した。
・シグナル3(約3.5〜2.8ppm)をAB及びBA両方のAのCH2シグナル(塩化ビニリデン由来の構成単位のメチレン(CH2)基)に帰属した。
・Aのモル分率(モル%):P(A)
・Bのモル分率(モル%):P(B)
・AA(塩化ビニリデン由来の構成単位2個が連続する二連子部位)のモル分率(モル%):P(AA)
・AB(塩化ビニリデン由来の構成単位1個と塩化ビニル由来の構成単位1個とが連続する二連子部位)のモル分率(モル%):P(AB)
・BB(塩化ビニル由来の構成単位2個が連続する二連子部位)のモル分率(モル%):P(BB)
・シグナル1(約5.2〜4.5ppm)の積分値をBの1H1個分
・シグナル2(約4.2〜3.8ppm)の積分値をAの1H2個分
・シグナル3(約3.5〜2.8ppm)の積分値をAの1H4個分
・P(A) + P(B) = 100
・P(AA) + P(BB) + P(AB) + P(BA) = 100
・P(AB) = P(BA)
・P(A) = P(AA) + P(AB)
・P(B) = P(BB) + P(BA)
(数3)
P(B):P(A) =シグナル1の積分値:(シグナル2の積分値+シグナル3の積分値/2)/2
P(A)=100−P(B)
(数4)
P(AA):P(AB)=シグナル2の積分値:シグナル3の積分値/2
P(AB)=P(A)−P(AA)
(数5)
P(BB)=100−P(AA)−P(AB)−P(BA)
重合するモノマーとして、塩化ビニリデンと塩化ビニルとを80:20の質量比で含む混合物を用いて、重合初期温度34.5℃で重合を開始し、次いで、時間(t:時間)と温度(T:℃)の関係が、下式(1):
T=5×10−7t5−4×10−5t4+0.0012t3−0.0014t2+0.0415t+34.5 (1)
で表される昇温条件で昇温しながら重合を行い、次いで、重合後期温度52℃で2.5時間一定温度とし懸濁重合を行って、塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体を得た。全重合時間は43.5時間とした。得られた共重合体100質量部に、添加剤として、ジブチルセバケート(DBS)、アセチルクエン酸トリブチル(ATBC)、及びエポキシ化大豆油(ESBO)を合計で9質量部と、有機滑剤として、脂肪酸アマイド0.05質量部と、無機滑剤として、炭酸カルシウム0.1質量部とを加えて混合し、コンパウンド(塩化ビニリデン系樹脂組成物)を作製した。
重合するモノマーとして、塩化ビニリデンと塩化ビニルとを81:19の質量比で含む混合物を用いて、重合初期温度34℃で重合を開始し、次いで、時間(t:時間)と温度(T:℃)の関係が、下式(2):
T=−1×10−5t3+0.0082t2+0.0118t+34 (2)
で表される昇温条件で昇温しながら重合を行い、次いで、重合後期温度49℃で3.5時間一定温度とし懸濁重合を行って、塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体を得た。全重合時間は46.5時間とした。得られた共重合体100質量部に、添加剤として、ジブチルセバケート(DBS)、アセチルクエン酸トリブチル(ATBC)、及びエポキシ化大豆油(ESBO)を合計で10質量部と、有機滑剤として、脂肪酸アマイド0.15質量部及びジステアリルチオジプロピオネート(DSTP)0.05質量部と、無機滑剤として、炭酸カルシウム0.05質量部とを加えて混合し、コンパウンド(塩化ビニリデン系樹脂組成物)を作製した。
重合するモノマーとして、塩化ビニリデンと塩化ビニルとを81:19の質量比で含む混合物を用いて、重合初期温度30℃で重合を開始し、次いで、時間(t:時間)と温度(T:℃)の関係が、下式(3):
T=4×10−7t5−4×10−5t4+0.0013t3−0.0077t2+0.0837t+30 (3)
で表される昇温条件で昇温しながら重合を行い、次いで、重合後期温度48.5℃で3.25時間一定温度とし懸濁重合を行って、塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体を得た。全重合時間は51.25時間とした。得られた共重合体100質量部に、添加剤として、ジブチルセバケート(DBS)、アセチルクエン酸トリブチル(ATBC)、及びエポキシ化大豆油(ESBO)を合計で9質量部と、有機滑剤として、脂肪酸アマイド0.04質量部及びジステアリルチオジプロピオネート(DSTP)0.04質量部と、無機滑剤として、炭酸カルシウム0.1質量部とを加えて混合し、コンパウンド(塩化ビニリデン系樹脂組成物)を作製した。
重合するモノマーとして、塩化ビニリデンと塩化ビニルとを82:18の質量比で含む混合物を用いて、重合初期温度39℃で重合を開始し、次いで、時間(t:時間)と温度(T:℃)の関係が、下式(4):
T=0.0171t2+0.0356t+39 (4)
で表される昇温条件で昇温しながら46.6℃まで20時間重合を行い、次いで、時間(t:時間)と温度(T:℃)の関係が、下式(5):
T=−0.4323t2+22.747t−235.57 (5)
で表される昇温条件で昇温しながら60℃まで3.5時間(t:20→23.5)重合を行い、次いで、重合後期温度60℃で9.5時間一定温度とし懸濁重合を行って、塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体を得た。全重合時間は33時間とした。得られた共重合体100質量部に、添加剤として、ジブチルセバケート(DBS)、アセチルクエン酸トリブチル(ATBC)、及びエポキシ化大豆油(ESBO)を合計で6質量部と、有機滑剤として、脂肪酸アマイド0.08質量部及びジステアリルチオジプロピオネート(DSTP)0.05質量部と、無機滑剤として、炭酸カルシウム0.2質量部とを加えて混合し、コンパウンド(塩化ビニリデン系樹脂組成物)を作製した。
重合するモノマーとして、塩化ビニリデンと塩化ビニルとを81:19の質量比で含む混合物を用いて、重合初期温度34℃で重合を開始し、次いで、時間(t:時間)と温度(T:℃)の関係が、下式(6):
T=4×10−7t5−3×10−5t4+0.0011t3−0.0046t2+0.0627t+34 (6)
で表される昇温条件で昇温しながら重合を行い、次いで、重合後期温度48.5℃で3.25時間一定温度とし懸濁重合を行って、塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体を得た。全重合時間は44.25時間とした。得られた共重合体100質量部に、添加剤として、ジブチルセバケート(DBS)、アセチルクエン酸トリブチル(ATBC)、及びエポキシ化大豆油(ESBO)を合計で8質量部と、有機滑剤として、脂肪酸アマイド0.04質量部及びジステアリルチオジプロピオネート(DSTP)0.04質量部と、無機滑剤として、炭酸カルシウム0.1質量部とを加えて混合し、コンパウンド(塩化ビニリデン系樹脂組成物)を作製した。
Claims (4)
- 塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体を含有する塩化ビニリデン系樹脂フィルムであって、前記塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体は、塩化ビニリデン由来の構成単位70〜
85質量%と塩化ビニル由来の構成単位15〜30質量%とからなり、
前記フィルムのアセトン抽出物中の前記共重合体において、塩化ビニリデン由来の構成単位2個が連続する二連子部位のモル分率が、全構成単位に対し、47.8モル%以上53.1モル%以下であるフィルム。 - 前記アセトン抽出物中の前記共重合体において、塩化ビニル由来の構成単位2個が連続する二連子部位のモル分率が、全構成単位に対し、7.9モル%以上9.7モル%以下である請求項1に記載のフィルム。
- 塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体を含有する塩化ビニリデン系樹脂組成物であって、前記塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体は、塩化ビニリデン由来の構成単位70〜
85質量%と塩化ビニル由来の構成単位15〜30質量%とからなり、
前記組成物のアセトン抽出物中の前記共重合体において、塩化ビニリデン由来の構成単位2個が連続する二連子部位のモル分率が、全構成単位に対し、47.3モル%以上53.2モル%以下である組成物。 - 前記アセトン抽出物中の前記共重合体において、塩化ビニル由来の構成単位2個が連続する二連子部位のモル分率が、全構成単位に対し、7.0モル%以上9.2モル%以下である請求項3に記載の組成物。
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