● EVOH 改質用メルセン H の性能と応用
高分子材料研究所

フィルム・ラミＧ

川戸
増田幸田大輔淳真吾

む積層体は、一般に、ポリオレフィン層と EVOH 層1．はじめにの間に接着剤層を設けた 5 層以上で構成されており、メルセン H は、分子鎖中にエチレン、酢酸ビニル高価な多層成形機が必要となるが（図１）、メルセン及びビニルアルコール単位を有する三元共重合体であH3029A を使用することにより接着剤層を不要とするり、エチレン・酢酸ビニル共重合体（EVA）をケン化ことができ、汎用の 3 層成形機にて EVOH 積層体の処理することによって製造される。メルセン H は極製造が可能となる。

性ポリマーとの相溶性や金属等との接着性に優れてお表１に、メルセン H3029A の添加量と層間接着強度

り、エチレン・ビニルアルコール共重合体（EVOH）及び酸素透過度の関係を示す。メルセン H3029A の増やポリアミド等の樹脂改質剤、各種金属材料の接着剤量にしたがってポリエチレンに対する接着強度は向上

1 − 2）。当社ではし、メルセン H3029A を 35 ～ 40％添加した系では、市場動向に対応したメルセン H のグレード開発を進ポリエチレンに対する接着性と低い酸素透過度を両立めており、特にフードロス対策として注目されているさせることができる。ただし、接着強度は既存の 5 層

EVOH の改質等に注力している。

積層体に比べ低く、内容物の重量が小さい軽包装や接を中心に幅広い用途に使用されている

EVOH 改質用途におけるメルセン H の特長として、着強度が低くてもよい用途に限定される。

まず、酢酸ビニル、ビニルアルコール量の調整により EVOH との相互作用を制御できることが挙げられ、EVOH とメルセン H、ポリオレフィンの相構造を改質（a）一般的な構成
ポリオレフィン層

ポリオレフィン層

接着剤層
EVOH 層（EVOH＋H3029A）層の目的に応じて変化させることができる。もう一つの特長は、EVOH との相互作用が主に水素結合によるものであるため、EVOH と溶融混合しても反応、ゲル化しないことである。そのため、近年注目されているマ（b）EVOH 接着改質剤を使用した構成

接着剤層

ポリオレフィン層ポリオレフィン層

テリアルリサイクルに適した材料であると考えられる。

図１

EVOH を含む積層体の構成例

本稿では、当社が新たに開発した 3 種類の EVOH
改質用メルセン H（EVOH の接着改質剤、易リサイク
ル接着剤、押出成形助剤）を紹介する。これらはバリア性包装材料の使用を促進させることによるフードロス低減、プラスチックごみ低減に貢献することができると期待される。

表１

メルセン H3029A の添加量と層間接着強度及び酸素透過度
項目

層間接着強度［N ／ 15mm］
酸素透過度［cc ／（m2・24h・atm）］

2．EVOH 改質用メルセン H の特長

EVOH に対するメルセン H3029A の添加量
0％

30％

35％

40％50％＜0.10.31.32.6

4.20.400.480.78323000＊構成：LDPE ／（EVOH＋メルセン H）／ LDPE＝30 ／ 20 ／ 30（μm）［1］EVOH 接着改質剤
当社は、エチレン、酢酸ビニルおよびビニルアルコー［2］ポリオレフィンと EVOH 用の相溶化剤

ルの共重合組成を制御することにより、ポリオレフィ

ポリオレフィンと EVOH は非相溶であり、ブレンンおよび EVOH 各々と相互作用しやすい性質を有す

ドポリマーの力学物性は著しく劣る 3 − 4）。非相溶系ブるメルセン H3029A を開発した。メルセン H3029A をレンドの物性を向上させる方法として、相溶化剤の添EVOH に添加することにより、EVOH とポリオレフィ加が一般的に知られている 5 − 6）。メルセン H3029A は、ンとの接着性を向上させることができる。EVOH を含ポリオレフィンと EVOH ブレンドの相溶化剤として
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TOSOH Research & Technology Review Vol.64（2020）

ト等で変性されたポリオレフィンが用いられる。こ機能し、物性向上に寄与する。
図２に、メルセン H3029A の添加量とパンクチャーのような積層体は、マテリアルリサイクルにおいて、衝撃強度の関係を示す。メルセン H3029A の増量にしEVOH と変性ポリオレフィンが反応し、増粘や黄変等たがって、ブレンドポリマーの耐衝撃強度は改良されの問題を生じさせる。一方、メルセン H は EVOH とる。また、ガスバリア性は EVOH 配合比率を 50％以反応しないため、このような問題が生じない。

上とすることにより EVOH 単体レベルを概ね維持す

図４に、EVOH を含む積層体のリサイクル前後における MFR 変化を示す。積層体をリサイクルした後のる（図３）。
このように、メルセン H3029A はポリオレフィンとMFR は、無水マレイン酸変性ポリエチレン（PE − g −EVOH からなるブレンドポリマーの力学物性とガスバMAH）を用いた系では大きく変化するのに対し、メルリア性を両立させることができ、射出成形やブロー成セン H001 を用いた系はほぼ一定である。また、図５形用途などへの新たな用途展開が期待できる。に繰り返しリサイクルした試料の色相（イエローインデックス）変化を示す。メルセン H001 は色相の変化が小さいことを確認している。

3．易リサイクル接着剤用メルセン H の特長［2］接着性［1］リサイクル性
前述の通り、一般的な EVOH を含む積層体はポリリサイクル性に優れるメルセン H001 は、ポリオレオレフィン層と EVOH 層の間に接着剤層が設けられフィン層と EVOH 層の接着層として高い接着性を示ており、無水マレイン酸やグリシジルメタクリレーし、一般的に使用される PE − g − MAH と概ね同等レベルにある（表２）。

EVOH［50％］＋LDPE＋H3029A

4LDPE

リサイクル前EVOH［C2＝35mol％］4

リサイクル後3MFR［g ／ 10 分］

パンクチャー衝撃強度［KJ ／ m］

532

101020304021050

メルセン H001

H3029A 配合比［wt％］図２メルセンH3029A の配合比とパンクチャー衝撃強度の関係（射出成形体、厚み＝0.7mm）

LDPE

6

EVOH［C2＝35mol％］100

リサイクル前後の MFR

7

EVOH＋LDPE＋H3029A［30％］1015432
メルセン H001

1PE－g－MAH

00.1020406080

EVOH 配合比［wt％］

図３66

図４

黄色度 YI［－］

酸素透過度［cc ／ m2・24h・atm］

1000

PE－g－MAH（組成：LDPE67％、EVOH11％、メルセン H001 又は PE－g－MAH22％）

EVOH の配合比と酸素透過度の関係（射出成形体、厚み＝0.7mm）

01002468

押出回数［回］（組成：LDPE67％、EVOH11％、メルセン H001 又は PE－g－MAH22％）

図５

繰り返しリサイクルによる黄色度変化

東ソー研究・技術報告第 64 巻（2020）

層フィルムの物性（透明性、酸素バリア性、接着性）

4．押出成形助剤用メルセンＨの特長は殆ど変化しないことを確認しているが（図７）、積層構成や加工条件、製品の要求性能等を十分確認の上

EVOH は、押出成形機内で金属との相互作用が大き使用することが好ましい。

いことから金属壁面近傍の流速が低く、ヤケ、フィッ7）

シュアイ、ゲル、スジ等の外観不良を生じやすい 。
そこで当社は、EVOH の流動性を改良させる新たな押5．おわりに出成形助剤（メルセン H6822X）を開発した。
図 ６ に そ の 効 果 を 表 す モ デ ル 実 験（ 着 色 剤 を 含

本稿では、メルセン H の特長を活かした新たな 3

む EVOH を押出機に充満させた後、着色剤を含まなグレード（EVOH の接着改質剤、易リサイクル接着剤、い EVOH に切り替え）の結果を示す。退色が遅いほ押出成形助剤）を紹介した。バリア性に優れる EVOH

ど EVOH の金属壁面近傍での流速が低いことを示すの使用を容易にすることができ、フードロスやプラスが、メルセン H6822X を少量添加した系は退色が早く、チックごみの低減に貢献できることを期待している。

EVOH の押出機内での滞留時間が短いことが分かる。

更に、今後も独自のケン化反応技術やブレンド技術をなお、メルセン H6822X を 2 〜 5wt％添加しても多駆使し、メルセン H を通して社会に貢献していきたい。

表２

各接着剤の接着性能比較＊1
層間接着強度ヒートシール強度＊2［N ／ 15mm］［N ／ 15mm］

メルセン H001（開発品）

5.117

メルセン H6051K（現行品）

0.37

PE－g－MAH

6.518接着剤層

6．引用文献１）大友寛二、新原英雄、兼重洋右、東ソー研究・技術報告、29、145（1985）
２）竹本有光、森下＊1 構成：LDPE／接着剤／ EVOH ／接着剤／ LDPE＝20／ 5 ／ 5 ／ 5 ／ 20（μm）＊2 LDPE 面同士のヒートシール部の強度

功、大嶽真都、東ソー研究・技術報告、53、57（2009）
2分

3分

4分

5分

6分

8分

10 分

15 分

20 分

サンプル
EVOH

EVOH ／ H6822X（2％）

EVOH ／ H6822X（5％）

図６1412108012345H6822X 添加量［％］610（b）酸素透過度15
層間接着強度［N ／ 15mm］（a）ヘーズ

酸素透過度［（cc ／ m2・24h・atm）］

ヘーズ［％］

16

押出成形助剤添加の効果

10.1（c）層間接着強度

105001234560H6822X 添加量［％］123456H6822X 添加量［％］（構成：PP ／接着剤／（EVOH＋H6822X）／接着剤／ PP＝30 ／ 10 ／ 10 ／ 10 ／ 30（μm））

図７

押出成形助剤の添加が EVOH のフィルム物性に及ぼす影響

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TOSOH Research & Technology Review Vol.64（2020）３）S. Y. Lee, J. Appl. Polym. Sci ., 68, 1245（1998）４）J. Ho Yeo, Adv. Polym. Technol ., 20（3）, 191（2001）５）S. Wu，Poly. Eng. Sci.，27，335（1987）
６）B. D. Favis，Polymer，32，1474（1991）
７）特開 2014 − 98169

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