JP2002275339A - ポリビニルアルコール系フィルム - Google Patents
ポリビニルアルコール系フィルムInfo
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Abstract
れ、さらに土中での溶解性にも優れ、耐ブロッキング性
にも優れたポリビニルアルコール系フィルムを提供する
こと。 【解決手段】 ケン化度が65モル%以上で75モル%
未満のポリビニルアルコール(A)およびケン化度が7
5モル%以上のポリビニルアルコール(B)を含有して
なり、かつポリビニルアルコール(A)とポリビニルア
ルコール(B)のケン化度の差を3モル%以上としてな
る。
Description
ール(以下、PVAと略記することがある)系フィルム
に関し、さらに詳しくは、水溶性に優れ、特にその時の
溶解挙動に優れ、さらに土中での溶解性にも優れ、耐ブ
ロッキング性にも優れたPVA系フィルムに関する。
して、農薬や洗剤等の薬剤の包装(ユニット包装)用
途、(水圧)転写用フィルム、ナプキン・紙おむつ等の
生理用品、オストミーバッグ等の汚物処理用品、吸血シ
ート等の医療用品、育苗シート・シードテープ・刺繍用
基布等の一時的基材、などに用いられている。中でも、
シードテープは、土中に埋設された後、土中の水分によ
りテープ基材が溶解するという特殊な使い方をされるも
のである。
を一定粒数ずつ、一定間隔に封入したテープで、かかる
テープを畑等の土の表面に並べてその上から土を被せる
ことにより、一定量の種子を一定間隔に土中に埋める
(蒔く)ことができ、その後は、土中の水分や浸透して
きた雨水等によりテープ基材が溶解して、封入された種
子が露出して土中で成長(発芽)するというものであ
る。かかるシードテープ用途においては、土中での水分
により溶解することが重要で、一般の水中に投入(或い
は放置)した場合よりも、水分量は少ないことも考えら
れ、より良好な水溶性が望まれるところである。
は、PVAそのものを変性したり或いはPVAのケン化
度を下げたり、また、特開昭57−125240号公報
に見られるように他の水溶性高分子を配合したりするこ
とが試みられているが、得られるPVAフィルムの機械
的強度、耐ブロッキング性等を考慮すれば、2種のPV
Aをブレンドすることが有用で、かかる方法として、本
出願人も、特公昭43−1487号公報で、ケン化度9
7モル%以上の高ケン化PVAとケン化度75〜92モ
ル%の低ケン化PVAと澱粉からなるPVA系フィルム
を提案した。
PVA系フィルムは、当時としては良好な水溶性であっ
て一般的な水溶性の条件は満足するものであったが、上
記のようなシードテープ用途においては、改善の余地が
あった。また、シードテープ等の用途においては、かか
るテープをロール状で保管することが多く、長期間保存
してもテープ同士がブッロキングしない耐ブロッキング
性も望まれるところである。すなわち、本発明の目的と
するところは、より速く水に溶解し、またその溶解挙動
もじわじわと徐々に溶解するのではなく、フィルムを水
に漬けると同時に瞬時にフィルム自体が分散するような
溶解挙動を示し、さらには土中のような水分量の少ない
状態でも溶解性に優れ、耐ブロッキング性にも優れたP
VA系フィルムを得ることである。
の如き現況に鑑み、2種のPVAのブレンドについて鋭
意研究した結果、ケン化度が65モル%以上で75モル
%未満のPVA(A)およびケン化度が75モル%以上
のPVA(B)を含有してなり、かつPVA(A)とP
VA(B)のケン化度の差が3モル%以上であるPVA
系フィルムが、上記のような溶解挙動を示し、また、土
中等の水分の少ない状態でも溶解性に優れ、耐ブロッキ
ング性にも優れることを見いだして本発明を完成するに
至った。
明する。本発明で用いるPVA(A)は、ケン化度が6
5モル%以上で75モル%未満のPVAで、かかるPV
Aは公知の方法で製造することができる。すなわち、ビ
ニルエステル系化合物を重合して得られたビニルエステ
ル系重合体をケン化して得られるものである。
ギ酸ビニル、酢酸ビニル、トリフルオロ酢酸ビニル、プ
ロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラ
ウリル酸ビニル、バーサティック酸ビニル、パルミチン
酸ビニル、ステアリン酸ビニル等が単独又は併用で用い
られるが、実用上は酢酸ビニルが好適である。
阻害しない範囲において、他の単量体を共重合させるこ
とも可能で、かかる単量体としては、例えばエチレン、
プロピレン、イソブチレン、α−オクテン、α−ドデセ
ン、α−オクタデセン等のオレフィン類、アクリル酸、
メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン
酸、イタコン酸等の不飽和酸類あるいはその塩あるいは
モノ又はジアルキルエステル等、アクリロニトリル、メ
タア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
ンスルホン酸あるいはその塩、アルキルビニルエーテル
類、N−アクリルアミドメチルトリメチルアンモニウム
クロライド、アリルトリメチルアンモニウムクロライ
ド、ジメチルジアリルアンモニウムクロリド、ジメチル
アリルビニルケトン、N−ビニルピロリドン、塩化ビニ
ル、塩化ビニリデン、ポリオキシエチレン(メタ)アリ
ルエーテル、ポリオキシプロピレン(メタ)アリルエー
テルなどのポリオキシアルキレン(メタ)アリルエーテ
ル、ポリオキシエチレン(メタ)アクリレート、ポリオ
キシプロピレン(メタ)アクリレート等のポリオキシア
ルキレン(メタ)アクリレート、ポリオキシエチレン
(メタ)アクリルアミド、ポリオキシプロピレン(メ
タ)アクリルアミド等のポリオキシアルキレン(メタ)
アクリルアミド、ポリオキシエチレン(1−(メタ)ア
クリルアミド−1,1−ジメチルプロピル)エステル、
ポリオキシエチレンビニルエーテル、ポリオキシプロピ
レンビニルエーテル、ポリオキシエチレンアリルアミ
ン、ポリオキシプロピレンアリルアミン、ポリオキシエ
チレンビニルアミン、ポリオキシプロピレンビニルアミ
ン等を挙げることができる。
特に制限はなく公知の重合方法が任意に用いられるが、
普通メタノール、エタノールあるいはイソプロピルアル
コール等のアルコールを溶媒とする溶液重合が実施され
る。勿論、乳化重合、懸濁重合も可能である。また、重
合反応は、アゾビスイソブチロニトリル、過酸化アセチ
ル、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウロイルなどの公知の
ラジカル重合触媒を用いて行われ、反応温度は35℃〜
沸点(更には40〜80℃、特には50〜80℃)程度
の範囲から選択される。
するに当たっては、該重合体をアルコールに溶解してア
ルカリ触媒の存在下に行なわれる。アルコールとしては
メタノール、エタノール、ブタノール等が挙げられる。
アルコール中の共重合体の濃度は20〜50重量%の範
囲から選ばれる。ケン化触媒としては水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム、ナトリウムメチラート、ナトリウ
ムエチラート、カリウムメチラート等のアルカリ金属の
水酸化物やアルコラートの如きアルカリ触媒を用いるこ
とができる。かかる触媒の使用量はビニルエステルに対
して1〜100ミリモル当量にすればよい。なお、場合
によっては、酸触媒によりケン化することも可能であ
る。
ることができるのであるが、かかるPVA(A)のケン
化度は、65モル%以上で75モル%未満とすることが
必要である。該ケン化度が、65モル%未満では、得ら
れるフィルムの保存安定性が低下し、逆に75モル%以
上では、溶解挙動に劣って本発明の目的を達成できな
い。
粘度については特に限定されないが、3〜70mPa・
s(更には3〜60mPa・s、特には3〜45mPa
・s)が好ましく、かかる粘度が3mPa・s未満では
フィルムの機械強度が不足し、特にシードテープ用途に
供した時には、フィルムからテープへのスリット工程或
いは種子を封入する際に、前者ではフィルムが伸び、後
者では種子の間隔を一定に保てない等の不都合が生じる
恐れがあり、逆に該粘度が70mPa・sを越えるとフ
ィルム製膜時の水溶液粘度が高くなり、生産性が低下す
るなど実用上好ましくない。
A(A)と同様に製造することが可能であるが、ケン化
度を75モル%以上とする必要がある。かかるケン化度
が、75モル%未満ではフィルムの機械的強度が極端に
低下して本発明目的を達成することができない。該PV
A(B)の20℃における4重量%粘度についても特に
限定されないが、上記のPVA(A)と同様の理由で1
0〜70mPa・s(更には15〜70mPa・s、特
には20〜60mPa・s)のものを用いることが好ま
しく、さらには、PVA(A)よりも該粘度が大きいも
のを用いることが好ましい。
PVA(A)およびPVA(B)を含有してなるもので
あるが、含有されるPVA(A)とPVA(B)のケン
化度の差を3モル%以上(更には3〜20モル%、特に
は5〜18モル%)にする必要があり、かかるケン化度
の差が3モル%未満では、溶解挙動に劣って本発明目的
を達成することができない。
割合については、特に限定されないが、その含有割合
(A/B)を20/80〜80/20(更には30/7
0〜70/30、特には40/60〜60/40)(重
量比)とすることが好ましく、かかる含有割合が、20
/80未満或いは80/20を越えると溶解挙動が低下
する傾向にあり好ましくない。
PVA(A)およびPVA(B)以外に、他の第三成分
を配合することも可能で、フィルム溶解挙動と機械的強
度の両立を考慮すれば、平均粒子径が2〜90μmの充
填材(C)を含有させることが好ましい。かかる充填材
(C)の平均粒子径が2μm未満では、溶解挙動の改善
効果が発現しにくく、逆に90μmを越えると機械的強
度が低下する傾向にあり好ましくない。
粒子径を満足するものであれば特に限定されないが、本
発明の目的を考慮すれば、澱粉や無機粉末が好ましい。
シ澱粉、馬鈴薯澱粉、甘藷澱粉、コムギ澱粉、キッサバ
澱粉、サゴ澱粉、タピオカ澱粉、モロコシ澱粉、コメ澱
粉、マメ澱粉、クズ澱粉、ワラビ澱粉、ハス澱粉、ヒシ
澱粉等);物理的変性澱粉(α−澱粉、分別アミロー
ス、湿熱処理澱粉等);酵素変性澱粉(加水分解デキス
トリン、酵素分解デキストリン、アミロース等);化学
分解変性澱粉(酸処理澱粉、次亜塩素酸酸化澱粉、ジア
ルデヒド澱粉等);化学変性澱粉誘導体(エステル化澱
粉、エーテル化澱粉、カチオン化澱粉、架橋澱粉等)な
どが用いられる。なお、化学変性澱粉誘導体のうちエス
テル化澱粉としては、酢酸エステル化澱粉、コハク酸エ
ステル化澱粉、硝酸エステル化澱粉、リン酸エステル化
澱粉、尿素リン酸エステル化澱粉、キサントゲン酸エス
テル化澱粉、アセト酢酸エステル化澱粉など、エーテル
化澱粉としては、アリルエーテル化澱粉、メチルエーテ
ル化澱粉、カルボキシメチルエーテル化澱粉、ヒドロキ
シエチルエーテル化澱粉、ヒドロキシプロピルエーテル
化澱粉など、カチオン化澱粉としては、澱粉と2−ジエ
チルアミノエチルクロライドの反応物、澱粉と2,3−
エポキシプロピルトリメチルアンモニウムクロライドの
反応物など、架橋澱粉としては、ホルムアルデヒド架橋
澱粉、エピクロルヒドリン架橋澱粉、リン酸架橋澱粉、
アクロレイン架橋澱粉などが挙げられ、中でも入手の容
易さや経済性点から、生澱粉が好適に用いられる。
クレー、シリカ、ケイ藻土、カオリン、雲母、アスベス
ト、石膏、グラファイト、ガラスバルーン、ガラスビー
ズ、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸アンモニウ
ム、亜硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、ウイスカー状
炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドーソナイト、ド
ロマイト、チタン酸カリウム、カーボンブラック、ガラ
ス繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、加工鉱物繊維、炭
素繊維、炭素中空球、ベントナイト、モンモリロナイ
ト、銅粉などが挙げられる。
定はされないが、PVA(A)とPVA(B)の合計量
100重量部に対して10〜40重量部(更には10〜
30重量部)であることが好ましく、かかる含有割合が
10重量部未満では添加効果に乏しく、逆に40重量部
を越えるとフィルム製膜工程での成形性が悪く、また得
られるフィルムの機械的強度が低下して好ましくない。
A(A)及びPVA(B)、或いはPVA(A)とPV
A(B)と充填材(C)を含有するもので、上記の如き
(A)及び(B)、或いは(A)〜(C)のブレンド物
を製膜(フィルム化)すればよく、かかる製膜に当たっ
ては、特に限定されることなく公知の方法を採用するこ
とができる。
明すれば、該ブレンド物(粉末)に水を加えて固形分濃
度が10〜50重量%(更には15〜35重量%)のブ
レンド物の水溶液を得て、必要に応じて、剥離剤(ソル
ビタンエステルエーテル等)、可塑剤(グリセリン、ジ
グリセリン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレン
グリコール等)、ハジキ防止剤(ポリオキシエチレンア
ルキルフェニルエーテル等)を、ブレンド物100重量
部に対して、それぞれ0.1〜10重量部(更には0.
3〜5重量部)、1〜40重量部(更には3〜35重量
部)、0.1〜10重量部(更には0.3〜5重量部)
配合した後、表面温度が90〜100℃程度の金属ロー
ルや金属ドラムの表面に流延乾燥させて本発明のPVA
系フィルムを得ることができる。本発明においては、特
に、低温でのフィルムの可とう性やフィルム製造時の作
業性等を考慮すれば、可塑剤を配合することが好まし
い。ここで、流延法について説明したが、本発明ではこ
れに限定されるものではない。
れるのであるが、かかるフィルムの厚みは、用途により
一概に言えないが、5〜20μm(更には10〜20μ
m、特には12〜17μm)が好ましく、かかる厚みが
5μm未満ではフィルムの機械的強度が低下し、逆に2
0μmを越えるとフィルムの溶解性が低下すると共に製
膜時の効率が低下して好ましくない。
てもよいが、該フィルムの片面或いは両面にエンボス模
様や梨地模様等を施しておいても良い。なお、本発明の
PVA系フィルムには、本発明の目的を阻害しない範囲
で、他の水溶性高分子(ポリアクリル酸ソーダ、ポリエ
チレンオキサイド、ポリビニルピロリドン、デキストリ
ン、キトサン、キチン、メチルセルロース、ヒドロキシ
エチルセルロース等)、防錆剤、着色剤などを含有させ
ることも可能である。
溶性に優れ、その時の溶解挙動にも優れ、少量の水に対
しても良好な水溶性を示し、保存安定性にも優れ、各種
用途の水溶性フィルムとして有用であるが、本発明のP
VA系フィルムは、特にシードテープ用途に有用で、か
かる用途について説明する。
に用いる一例を挙げれば、該フィルムを一定幅(通常は
1〜5cm程度)にスリットして、テープ状にした後、
該テープを(長手方向に)半分の幅に折って、できた谷
間部分に一定間隔に種子を置いていき、その後フィルム
(テープ)の間に種子がテープに封入されるように半分
に折ったテープを捩ってシードテープとするのである。
また、上記において、テープの強度向上や加工性の向上
のために上記テープに生分解性の糸を絡ませることもあ
る。
埋設され、土中の水分等により、テープ基材が溶解(崩
壊)して、テープ中の封入(テープに挟持)されていた
種子が土中に露出して成長(発芽)していくのである。
ドテープ用途に有用であるが、これ以外にも、農薬や洗
剤等の薬剤の包装(ユニット包装)用途、(水圧)転写
用フィルム、ナプキン・紙おむつ等の生理用品、オスト
ミーバッグ等の汚物処理用品、吸血シート等の医療用
品、育苗シート・刺繍用基布等の一時的基材、などの用
途にも利用することができる。
する。尚、例中「%」、「部」とあるのは特に断りのな
い限り重量基準である。
のPVA(A)60部とケン化度78モル%、4%粘度
48mPa・s(20℃)のPVA(B)40部、及び
トウモロコシ澱粉(平均粒子径70μm)(C)25部
に、可塑剤としてポリエチレングリコール5部、水74
0部を混合して固形分15%PVAの水溶液を得た。
0℃の金属ロールの表面に流延させて、その後105℃
で8分間乾燥させて、厚さ15μmのPVA系フィルム
を得た。得られたPVA系フィルムについて、以下の評
価を行った。
(幅1.5cm×長さ5cm)を、20℃の水に浮かべ
て、該フィルムの溶解挙動を目視観察して、以下のよう
に評価した。 ○・・・瞬時に弾けるように分散した △・・・膨潤して10秒以内に分散した ×・・・膨潤するが10秒を経過しても分散しない
して、得られたPVA系フィルム(幅1.5cm×長さ
5cm)の上下をろ紙(NO.2)で挟んで、ろ紙表面
から霧吹きで、ろ紙の全重量に対して30%になるよう
に水(20℃)を散布後、1時間放置して、表面のろ紙
を取り除いてろ紙に挟まれていたPVA系フィルムの状
態を目視観察して、以下のように評価した。 ○・・・フィルムが完全に溶解していた △・・・フィルムの一部が溶解せずに残っていた ×・・・フィルムが殆ど溶解せずに残っていた
を10枚重ね合わせて、ダンベル社製の打ち抜き機を用
いて10cm×10cmのサイズにカットし、表面が平
らなガラス板上に設置し、さらに、その重ねたフィルム
の上にガラス板(約500g)を載せ、さらにそのガラ
ス板上に2kgの重りを載せて、40℃×60%RH雰
囲気下に72時間放置して促進養生を行ったのち、重ね
合わせたフィルムを引き剥がして、その時の状況で以下
のように評価した。 ○・・・スムースに引き剥がすことができた ×・・・スムースに引き剥がすことができなかった
モル%、4%粘度6mPa・s(20℃)のPVAを用
いた以外は同様に行ってPVA系フィルムを得て、同様
に評価を行った。
モル%、4%粘度30mPa・s(20℃)のPVAを
用いた以外は同様に行ってPVA系フィルムを得て、同
様に評価を行った。
モル%、4%粘度43mPa・s(20℃)のPVAを
用いた以外は同様に行ってPVA系フィルムを得て、同
様に評価を行った。
含有量をそれぞれ40部および60部とした以外は同様
に行ってPVA系フィルムを得て、同様に評価を行っ
た。
30部とした以外は同様に行ってPVA系フィルムを得
て、同様に評価を行った。
馬鈴薯澱粉(平均粒子系70μm)(C)を用いた以外
は同様に行ってPVA系フィルムを得て、同様に評価を
行った。
タルク(平均粒子系11μm)[林化成社製『タルカン
パウダー PK−C』](C)を用いて、含有量を20
部とした以外は同様に行ってPVA系フィルムを得て、
同様に評価を行った。
シリカ(平均粒子系9μm)[日本シリカ社製『ニップ
シール LP』](C)を用いて、含有量を15部とし
た以外は同様に行ってPVA系フィルムを得て、同様に
評価を行った。
延速度)を調整して、厚さ10μmのPVA系フィルム
を得て、同様に評価を行った。
かった以外は同様に行ってPVA系フィルムを得て、同
様に評価を行った。
モル%、4%粘度6mPa・s(20℃)のPVA、P
VA(B)として、ケン化度75モル%、4%粘度22
mPa・s(20℃)のPVAを用いた以外は同様に行
ってPVA系フィルムを得て、同様に評価を行った。
0モル%、4%粘度8mPa・s(20℃)のPVAを
用いた以外は同様に行ってPVA系フィルムを得て、同
様に評価を行った。
8モル%、4%粘度43mPa・s(20℃)のPVA
を用いた以外は同様に行ってPVA系フィルムを得て、
同様に評価を行った。実施例及び比較例の評価結果を表
1に示す。
種のPVAをブレンドしているため、水溶性に優れ、特
にその時に溶解挙動に優れ、また、土中での溶解性にも
優れ、耐ブロッキング性にも優れるもので、各種水溶性
フィルムの用途に有用で、特にシードテープ用途に有用
である。
9)
のPVA(Α)60部とケン化度78モル%、4%粘度
48mPa・s(20℃)のPVA(Β)40部、及び
トウモロコシ澱粉(平均粒子径70μm)(C)25部
に、可塑剤としてポリエチレングリコール5部、水74
0部を混合して固形分15%のPVA水溶液を得た。
Claims (8)
- 【請求項1】 ケン化度が65モル%以上で75モル%
未満のポリビニルアルコール(A)およびケン化度が7
5モル%以上のポリビニルアルコール(B)を含有して
なり、かつポリビニルアルコール(A)とポリビニルア
ルコール(B)のケン化度の差が3モル%以上であるこ
とを特徴とするポリビニルアルコール系フィルム。 - 【請求項2】 ポリビニルアルコール(A)とポリビニ
ルアルコール(B)の含有割合(A/B)が20/80
〜80/20(重量比)であることを特徴とする請求項
1記載のポリビニルアルコール系フィルム。 - 【請求項3】 さらに、平均粒子径が2〜90μmの充
填材(C)を含有してなることを特徴とする請求項1ま
たは2記載のポリビニルアルコール系フィルム。 - 【請求項4】 平均粒子径が2〜90μmの充填材
(C)が、澱粉及び/又は無機粉体であることを特徴と
する請求項3記載のポリビニルアルコール系フィルム。 - 【請求項5】 平均粒子径が2〜90μmの充填材
(C)の含有割合がポリビニルアルコール(A)とポリ
ビニルアルコール(B)の合計量100重量部に対して
10〜40重量部であることを特徴とする請求項3また
は4記載のポリビニルアルコール系フィルム。 - 【請求項6】 さらに、可塑剤を含有してなることを特
徴とする請求項1〜5いずれか記載のポリビニルアルコ
ール系フィルム。 - 【請求項7】 膜厚が5〜20μmであることを特徴と
する請求項1〜6いずれか記載のポリビニルアルコール
系フィルム。 - 【請求項8】 シードテープ用途に用いることを特徴と
する請求項1〜7いずれか記載のポリビニルアルコール
系フィルム。
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