(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エチレン含有量が２０〜６０モル％のエチレン−ビニルエステル共重合体をケン化した後、ヒドロキシルアミンおよび／またはその塩で処理することを特徴とするエチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物の処理方法。
【請求項２】
エチレン含有量が２０〜６０モル％のエチレン−ビニルエステル共重合体をケン化した後、（１）ヒドロキシルアミンおよび／またはその塩、および（２）２５℃でのｐＫａが２〜６の酸および／またはその金属塩で処理することを特徴とするエチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物の処理方法。
【請求項３】
該処理が、以下の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）から選ばれる請求項１に記載のエチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物の処理方法。
（ａ）該エチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物をヒドロキシルアミンおよび／またはその塩が溶解している溶液に浸漬させる
（ｂ）該エチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物を溶融させてヒドロキシルアミンおよび／またはその塩を混合させる
（ｃ）該エチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物を溶媒に溶解させてヒドロキシルアミンおよび／またはその塩を混合させる
【請求項４】
エチレン含有量が２０〜６０モル％のエチレン−ビニルエステル共重合体をケン化した後、ヒドロキシルアミンおよび／またはその塩が溶解している溶液に浸漬させる請求項１〜３に記載のエチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物の処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、着色が少なく、かつ溶融成形時のブツの発生が少ない高品質の処理されたエチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物を得るためのエチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物の処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物は酸素遮蔽性、耐油性、非帯電性、機械強度等に優れた有用な高分子材料であり、フィルム、シート、容器など各種包装材料などとして広く用いられる。エチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物を各種包装材として用いた場合、使用目的に対する性能はもとより、外観上のわずかな着色やフィッシュアイ、ブツ、肌荒れおよび透明性が問題視される。
【０００３】
しかしエチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物は、溶融成形を行うに際し、着色やブツの発生といった問題を発生しやすいという問題を有している。そこで従来、その着色やブツの発生を抑制する方法として以下のような様々な手法が提案されている。
【０００４】
例えば、エチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物に酢酸、リン酸等の酸および／またはそれらの塩を添加する方法については、特開昭４８−２５０４８、特開昭５１−２６９９３、特開昭５１−２８８９１、特開昭５１−４９２９４、特開昭５１−９１９８８、特開昭５２−９５４、特開昭５２−９５５、特開昭５２−９５６、特開昭５６−２００４４、特開昭５６−４１２０４、特開昭６１−９５０５３、特開昭６１−９５０５４、特開昭６２−１４３９５４等、多数出願されている。すなわち、エチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物は、エチレン−ビニルエステル系共重合体に苛性アルカリを加えてケン化し、水で洗浄後、酢酸、リン酸などの酸および／またはそれらの塩を添加し、さらに乾燥することにより着色やブツの発生の少ないものが得られる、とされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のごとく、エチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物における着色やブツの発生などの問題に対してはさまざまな対策がとられている。
しかし、エチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物に酢酸、リン酸等の酸および／またはそれらの塩を添加する方法については、ケン化後の中和、洗浄が充分でなかったり、酢酸、リン酸およびそれらの塩の添加量が適当でないと、着色やブツの発生が増加しやすくなる。この欠点を改良するために、ケン化後の充分な洗浄や、酢酸、リン酸等の酸および／またはそれらの塩の添加量の最適化が行われているが、それでもなお、満足しえるレベルには到達していないのが現状である。
【０００６】
本発明の目的は、着色が少なく、成形時にブツの発生が少ない処理されたエチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物を得るためのエチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物の処理方法に関する。
【０００７】
上記目的は、エチレン−ビニルエステル共重合体をケン化した後、ヒドロキシルアミンおよび／またはその塩で処理することによって達成される。また、エチレン−ビニルエステル共重合体をケン化した後、（１）ヒドロキシルアミンおよび／またはその塩、（２）２５℃でのｐＫａが２〜６の酸および／またはその金属塩で処理することによってより充分に達成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明でいうヒドロキシルアミンおよび／またはその塩とは、ヒドロキシルアミンおよび／またはヒドロキシルアミンと任意の酸とから形成されてなる塩のことをいい、酸の種類は特に限定されるものではない。ヒドロキシルアミンの塩の具体例としては、塩酸塩、酢酸塩、硫酸塩、リン酸塩、硝酸塩等があげられる。
【０００９】
また、本発明で用いられる酸および／またはその金属塩は、２５℃でのｐＫａが２〜６の酸および／またはその金属塩である。ここでｐＫａとは、酸の解離定数をＫａとするとき、ｐＫａ＝−ｌｏｇＫａで定義される値のことをいう。なお、酸が多塩基酸である場合には、ｐＫａが２〜６の酸基を少なくとも１つ有すればよい。ｐＫａが２〜６であることが重要で、ｐＫａが２以下または６以上では着色や溶融成形時のブツ発生の低減効果は減少し、目的を充分に達成することが困難である。ｐＫａの値はより好ましくは３〜５．５である。ｐＫａが２〜６である酸としては各種の無機酸および有機酸が使用可能であり、特に限定されるものではないが、具体的にはリン酸、亜リン酸、酢酸、シュウ酸、コハク酸、アジピン酸、酒石酸、クエン酸等があげられる。また、この酸は沸点１１５℃以上であることが、処理後にチップを乾燥する時に酸等が揮散することを防止する理由により望ましい。
【００１０】
これらの酸の金属塩としては、特に限定されるものではないが、ナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、バリウム塩等があげられ、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸カルシウム等を用いることができる。多塩基酸を用いる場合にはその金属塩が部分塩であってもよく、リン酸二水素ナトリウムやリン酸二水素カリウムなども用いることができる。
【００１１】
本発明に用いるエチレン−ビニルエステル共重合体は、エチレンとビニルエステルを共重合して得られるが、ビニルエステルの種類は特に限定されるものではない。例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バーサチック酸ビニル、ピバリン酸ビニルなどの脂肪族ビニルエステルがあげられ、芳香族カルボン酸のビニルエステルであっても構わない。これらのビニルエステルの中で、価格の面から酢酸ビニルが好ましい。
【００１２】
本発明で使用されるエチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物は、エチレン含有量が２０〜６０モル％、好ましくは２０〜５５モル％、ビニルエステル成分のケン化度９０モル％以上、好ましくは９５モル％以上のものである。エチレン含量が２０モル％以下では高湿時の酸素遮断性が低下し、一方６０モル％以上では充分な酸素遮断性や印刷適性等の物性が低下する。また、ケン化度が９０モル％以下では酸素遮断性や耐湿性が低下する。
【００１３】
以下に製造方法を具体的に説明する。エチレンとビニルエステルの重合は溶液重合に限るものではなく、連続式、回分式のいずれであってもよいが、例えば、回分式の溶液重合の場合の重合条件は次の通りである。
【００１４】
溶媒；アルコール類が好ましいが、その他エチレン、ビニルエステルおよびエチレン−ビニルエステル共重合体を溶解し得る有機溶剤（ジメチルスルホキシドなど）を用いることができる。アルコール類としてはメチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、ｔ−ブチルアルコール等を用いることができ、特にメチルアルコールが好ましい。
触媒；２，２’−アゾビスイソブチロニトリル、２，２’−アゾビス−（２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビス−（４−メチル−２，４−ジメチルバレロニトリル）、２，２’−アゾビス−（２−シクロプロピルプロピオニトリル）等のアゾニトリル系開始剤およびイソブチリルパーオキサイド、クミルパーオキシネオデカノエイト、ジイソプロピルパーオキシカーボネート、ジ−ｎ−プロピルパーオキシジカーボネート、ｔ−ブチルパーオキシネオデカノエイト、ラウロイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ｔ−ブチルハイドロパーオキサイド等の有機過酸化物系開始剤等を用いることができる。
温度；２０〜９０℃、好ましくは４０℃〜７０℃。
時間；２〜１５時間、好ましくは３〜１１時間。
重合率；仕込みビニルエステルに対して１０〜９０％、好ましくは３０〜８０％。
重合後の溶液中の樹脂分；５〜８５％、好ましくは２０〜７０％。
共重合体中のエチレン含有率；２０〜６０モル％、好ましくは２５〜５５モル％。
【００１５】
なお、エチレンとビニルエステル以外にこれらと共重合し得る単量体、例えば、プロピレン、イソブチレン、α−オクテン、α−ドデセン等のα−オレフィン；アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、イタコン酸等の不飽和酸またはその無水物、塩、あるいはモノまた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類；アクリルアミド、メタクリルアミド等のアミド類；エチレンスルホン酸、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またはその塩；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、塩化ビニリデン等を少量共存させることも可能である。
【００１６】
所定時間の重合後、所定の重合率に達した後、必要に応じて重合禁止剤を添加し、未反応のエチレンガスを蒸発除去した後、未反応ビニルエステルを追い出す。エチレンを蒸発除去したエチレン−ビニルエステル共重合体から未反応のビニルエステルを追い出す方法としては、例えば、ラシヒリングを充填した塔の上部から該共重合体溶液を一定速度で連続的に供給し、塔下部よりメタノール等の有機溶剤蒸気を吹き込み塔頂部よりメタノール等の有機溶剤と未反応ビニルエステルの混合蒸気を流出させ、塔底部より未反応ビニルエステルを除去した該共重合体溶液を取り出す方法などが採用される。
【００１７】
未反応ビニルエステルを除去した該共重合体溶液にアルカリ触媒を添加し、該共重合体中のビニルエステル成分をケン化する。ケン化方法は連続式、回分式いずれも可能である。アルカリ触媒としては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アルカリ金属アルコラートなどが用いられる。例えば、回分式の場合のケン化条件は次の通りである。
該共重合体溶液濃度；１０〜５０％。
反応温度；３０〜６０℃。
触媒使用量；０．０２〜０．６当量（ビニルエステル成分当り）。
時間；１〜６時間。
ケン化反応後のケン化度は目的により異なるが通常ビニルエステル成分の９０％以上であり、好ましくは９５％以上である。ケン化度は条件によって任意に調整できる。
【００１８】
反応後のエチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物はアルカリ触媒、副生塩類、その他不純物等を含有するため、これらを必要に応じて中和、洗浄することにより除去する。
【００１９】
得られたエチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物をヒドロキシルアミンおよび／またはその塩で処理する方法は特に限定されない。例えば、該ケン化物をヒドロキシルアミンおよび／またはその塩が溶解している溶液に浸漬させる方法、該ケン化物を溶融させてヒドロキシルアミンおよび／またはその塩を混合させる方法、または該ケン化物を適当な溶媒に溶解させてヒドロキシルアミンおよび／またはその塩を混合させる方法等がある。
本発明の効果をより顕著に発揮させるためには、エチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物をヒドロキシルアミンおよび／またはその塩の溶液に浸漬させる方法が望ましい。この処理は、バッチ方式、連続方式のいずれによる操作でも実施可能である。また、その際該ケン化物の形状は、粉末、粒状、球状、円柱形チップ状等の任意の形状であってよい。
【００２０】
エチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物をヒドロキシルアミンおよび／またはその塩の溶液に浸漬させる場合、ヒドロキシルアミンおよび／またはその塩の濃度は、０．０１〜１００ｇ／Ｌの範囲内が好ましく、最適には０．０５〜５０ｇ／Ｌである。浸漬させる溶液の溶媒は特に限定されないが、取扱い上の理由等から水溶液であることが好ましい。該ケン化物を浸漬する際、ヒドロキシルアミンおよび／またはその塩の溶液重量が、乾燥時の該ケン化物重量に対して３倍以上、好ましくは２０倍以上であることが望ましい。浸漬時間はエチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物の形態によってその好適範囲は異なるが、１〜１０ｍｍ程度のチップの場合には１時間以上、好ましくは２時間以上が望ましい。
【００２１】
ヒドロキシルアミンおよび／またはその塩で処理することに加えて、ｐＫａが２〜６の酸および／またはその金属塩でエチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物を処理することで、成形時のブツ発生や着色をより効果的に低減させることができる。
【００２２】
処理方法は、ヒドロキシルアミンおよび／またはその塩での処理同様、特に限定されない。例えば、該ケン化物をｐＫａが２〜６の酸および／またはその金属塩の溶液に浸漬させる方法、該ケン化物を溶融させて酸および／または酸の金属塩を混合させる方法、または該ケン化物を適当な溶媒に溶解させて酸および／または酸の金属塩を混合させる方法等がある。本発明の効果をより顕著に発揮させるためには、該ケン化物を酸および／または酸の金属塩の溶液、特に水溶液に浸漬させる方法が望ましく、その濃度は、酸、金属塩の合計値として好ましくは０．０１〜５０ｇ／Ｌ、より好ましくは０．０５〜２０ｇ／Ｌである。この処理においても、バッチ方式、連続方式のいずれによる操作でも実施可能である。ケン化物の形状も、粉末、粒状、球状、円柱形チップ状等の任意の形状であってよい。
【００２３】
上記ｐＫａが２〜６の酸および／またはその金属塩での処理は、ヒドロキシルアミンおよび／またはその塩での処理の前に行ってもよいし、後に行ってもよく、また同時に処理しても構わない。
なかでも、ｐＫａが２〜６の酸および／またはその金属塩、およびヒドロキシルアミンおよび／またはその塩の双方を含む溶液で処理することが、工程の簡素化の点から好ましい。このとき、この処理液はｐＨ７以下に、より好ましくは６．２以下に調製されていることが、溶融成形時のブツの発生や着色をより効果的に抑えられるため望ましい。
【００２４】
上記のように溶液に浸漬して処理した場合、最後に乾燥し目的とする処理されたエチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物が得られる。
【００２５】
また、本発明に用いるエチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物の好適なメルトインデックス（ＭＩ）（１９０℃、２１６０ｇ荷重下で測定；ただし、融点が１９０℃付近あるいは１９０℃を越えるものは２１６０ｇ荷重下、融点以上の複数の温度で測定し、片対数グラフで絶対温度の逆数を横軸、メルトインデックスを縦軸（対数）としてプロットし、１９０℃に外挿した値）は０．１〜２００ｇ／１０ｍｉｎ．、最適には０．２〜１００ｇ／１０ｍｉｎ．である。
【００２６】
以上のような処理をして得られたエチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物は溶融成形によりフィルム、シート、容器、パイプ、繊維等、各種の成形体に成形される。これらの成形物は再使用の目的で粉砕し再度成形することも可能である。また、フィルム、シート、繊維等を一軸または二軸延伸することも可能である。溶融成形法としては押出成形、インフレーション押出、ブロー成形、溶融紡糸、射出成形等が可能である。溶融温度は該共重合体の融点等により異なるが１５０〜２７０℃程度が好ましい。該共重合体ケン化物の重合度、エチレン含有率およびケン化度の異なるものを二種以上ブレンドし溶融成形することも可能である。また、該共重合体ケン化物に他の各種可塑剤、安定剤、界面活性剤、色剤、紫外線吸収剤、スリップ剤、帯電防止剤、乾燥剤、ホウ酸などの架橋剤、金属塩、充填剤、各種繊維等の補強剤等を適量添加することも可能である。このような方法によって、着色およびブツの少ない成形物が得られる。
【００２７】
また、該共重合体ケン化物以外の熱可塑性樹脂を適量配合することも可能である。熱可塑性樹脂としては各種のポリオレフィン（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、またはこれらを不飽和カルボン酸またはその誘導体でグラフト変性した変性ポリオレフィンなど）、各種ナイロン（ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６／６６共重合体など）、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリウレタン、ポリアセタールおよび変性ポリビニルアルコール樹脂などが用いられる。また、本発明により処理されたエチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物を前記の熱可塑性樹脂と積層、特に共押出して多層構造体として使用することもできる。また、該エチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物組成物を紙、プラスチックフィルムおよび金属箔等の基材フィルムに共押し出しコートあるいは溶液コートすることも可能である。
【００２８】
【実施例】
以下、実施例により具体的に説明する。なお、（部）、（％）は特に断わりのない限り重量基準で表したものである。
【００２９】
実施例１〜４
耐圧１００ｋｇ／ｃｍ2の重合槽に酢酸ビニル１９６００部、メタノール２１８０部、ＡＩＢＮ（アゾビスイソブチロニトリル）７．５部を仕込み、攪拌しながら窒素置換後、昇温、昇圧し内温６０℃、エチレン圧力３５．５ｋｇ／ｃｍ2に調整した。３．５時間その温度、圧力を保持し重合させた後、ハイドロキノン５部を添加し、重合槽を常圧に戻し、エチレンを蒸発除去した。引き続き、このメタノール溶液をラシヒリングを充填した追い出し塔の塔上部より連続的に流下させ、一方、塔底部よりメタノール蒸気を吹き込んで未反応酢酸ビニル単量体をメタノール蒸気とともに塔頂部より放出させコンデンサーを通して除去することにより、未反応酢酸ビニル０．０１％以下のエチレン−酢酸ビニル共重合体の４５％メタノール溶液を得た。この時の重合率は仕込み酢酸ビニルに対して４７％、エチレン含有率は３３モル％であった。
【００３０】
次に、エチレン−酢酸ビニル共重合体のメタノール溶液をケン化反応器に仕込み、苛性ソーダ／メタノール溶液（８０ｇ／Ｌ）を共重合体中の酢酸ビニル成分に対し、０．４当量となるように添加し、メタノールを添加して共重合体濃度が２０％になるように調整した。６０℃に昇温し反応器内に窒素ガスを吹き込みながら約４時間反応させた。４時間後、酢酸で中和し反応を停止させ、円形の開口部を有する金板から水中に押し出して析出させ、切断することで直径約３ｍｍ、長さ約５ｍｍのチップを得た。得られたチップは遠心分離機で脱液しさらに大量の水を加え脱液する操作を繰り返した。
【００３１】
こうして得られたエチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物の含水チップ３ｋｇを、０．１（実施例１）、１．０（実施例２）、１０（実施例３）、２０（実施例４）ｇ／Ｌのヒドロキシルアミンの水溶液４０Ｌに２５℃で４時間浸漬した。浸漬後、８０℃で３時間、引き続いて１０５℃で１５時間熱風乾燥機を用いて乾燥を行った。得られた乾燥チップの黄色度は、ＪＩＳ−Ｋ−７１０３に準じて測定した。また、溶融成形物の黄色度については、乾燥チップを２３０℃で６分３０秒溶融し、板状に成形したものの表面色をＪＩＳ−Ｋ−７１０３に準じて測定した。
【００３２】
また、上記乾燥後のケン化物を径２０ｍｍの押出機／Ｔダイ単層製膜機でシリンダー温度２００〜２３０℃で製膜し、厚み３０μｍのフィルムを作成した。このフィルムのブツの数を、目視で確認可能なものの数をカウントすることで測定した。
以上のチップの黄色度、溶融成形物の黄色度およびフィルム中のブツの数を表１に示す。なお、得られたエチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物のケン化度は９９．５モル％、メルトインデックス（１９０℃、２１６０ｇ荷重下）は２ｇ／１０ｍｉｎ．であった。
【００３３】
実施例５
２１ｇ／Ｌのヒドロキシルアミン塩酸塩の水溶液４０Ｌに浸漬して処理をしたことを除いて実施例１と同様にして試験を行った。得られた結果を表１に示す。
【００３４】
実施例６
１０ｇ／Ｌのヒドロキシルアミンと１．２ｇ／Ｌの酢酸を含む水溶液４０Ｌに浸漬して処理をしたことを除いて実施例１と同様にして試験を行った。得られた結果を表１に示す。
【００３５】
実施例７
１０ｇ／Ｌのヒドロキシルアミンと１．８ｇ／Ｌのリン酸を含む水溶液４０Ｌに浸漬して処理をしたことを除いて実施例１と同様にして試験を行った。得られた結果を表１に示す。
【００３６】
実施例８
１０ｇ／Ｌのヒドロキシルアミン、０．５ｇ／Ｌの酢酸および０．０５ｇ／Ｌの酢酸ナトリウムを含む水溶液４０Ｌに浸漬して処理をしたことを除いて実施例１と同様にして試験を行った。得られた結果を表１に示す。
【００３７】
実施例９
実施例１と同様にして得られたエチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物の含水チップ３ｋｇを、１０ｇ／Ｌのヒドロキシルアミンの水溶液４０Ｌに２５℃で４時間浸漬した。その後、４０Ｌの純水に３時間浸漬して洗浄した。この洗浄操作を２回行った後、２５℃の１．２ｇ／Ｌの酢酸水溶液４０Ｌに４時間浸漬した。その後実施例１と同様に乾燥し、同様の試験を行った。得られた結果を表１に示す。
【００３８】
比較例１
実施例１と同様にして得られたエチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物の含水チップ３ｋｇを、４０Ｌの純水に３時間浸漬して洗浄した。この洗浄操作を２回行った後、実施例１と同様に乾燥し、同様の試験を行った。得られた結果を表１に示す。
【００３９】
比較例２
実施例１と同様にして得られたエチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物の含水チップ３ｋｇを、１．２ｇ／Ｌの酢酸の水溶液４０Ｌに２５℃で４時間浸漬した。その後実施例１と同様に乾燥し、同様の試験を行った。得られた結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】
0003976809.tif 000002
【００４１】
【発明の効果】
以上述べたように、エチレン−ビニルエステル共重合体をケン化した後、ヒドロキシルアミンおよび／またはその塩で処理すること、あるいはそれに加えて２５℃でのｐＫａが２〜６の酸またはその金属塩で処理することにより、着色が少なく、溶融成形時のブツの発生の少ない高品質のエチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物、またはその成形物を得ることができる。