JP2012072353A - Polyvinyl alcohol film, and method for producing polyvinyl alcohol film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポリビニルアルコール系フィルムに関し、さらに詳しくは、難燃性および透明性に優れたポリビニルアルコール系フィルムに関するものである。 The present invention relates to a polyvinyl alcohol film, and more particularly to a polyvinyl alcohol film excellent in flame retardancy and transparency.
一般に、ポリビニルアルコール系フィルムは、親水性、耐有機溶剤性、透湿性、離型性等の特性を有し、広範囲に使用されている。
しかし、その化学構造上、ポリビニルアルコール系フィルム自体は可燃性であり、容易に着火、燃焼するという重大な問題点を有している。
一方、最近では、安全保安面から、構造物、内装材、シートなどの難燃化が要求されており、特に、カーテン等のインテリア製品、工事用シート、養生シート、ロープ等の産業用資材、テント、帆布等の繊維製品に対して難燃化の要請が高まっているのが実情で、これらの用途にポリビニルアルコール系フィルムを適用する場合には、難燃性を付与することが不可欠となっている。
In general, polyvinyl alcohol-based films have properties such as hydrophilicity, organic solvent resistance, moisture permeability, and releasability, and are widely used.
However, due to its chemical structure, the polyvinyl alcohol film itself is flammable and has a serious problem of being easily ignited and burned.
On the other hand, recently, from the viewpoint of safety and security, flame retarding of structures, interior materials, sheets, etc. has been demanded. Especially, interior products such as curtains, industrial materials such as construction sheets, curing sheets, ropes, There is an increasing demand for flame retardants for textile products such as tents and canvases. When applying polyvinyl alcohol films for these applications, it is essential to provide flame retardancy. ing.
従来より、ポリビニルアルコールに難燃性を付与するには、一般に含ハロゲン有機化合物、含リン有機化合物、含硫黄化合物、含窒素化合物、無機化合物等を配合することが知られているが、特に含ハロゲン有機化合物については、環境に対する配慮からその使用に制約を受けることが多く、ハロゲンフリーであることが求められており、例えば、樹脂組成物中に、ポリホウ酸ナトリウムを混練して含有させる難燃性樹脂組成物が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, in order to impart flame retardancy to polyvinyl alcohol, it is generally known to blend halogen-containing organic compounds, phosphorus-containing organic compounds, sulfur-containing compounds, nitrogen-containing compounds, inorganic compounds, etc. Halogen organic compounds are often restricted in their use due to environmental considerations, and are required to be halogen-free. For example, flame retardants containing sodium polyborate mixed in a resin composition. A functional resin composition has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、上記特許文献1に開示技術は、樹脂にポリホウ酸ナトリウムを混練するものであり、例えば、樹脂として、ポリビニルアルコールを用いた場合には混練時に粘度が高くなって充分な均一混合ができないうえに、ポリビニルアルコール系フィルムとして製膜することも非常に困難なものであった。そのため、難燃性に優れたポリビニルアルコール系フィルムを得るにはまだまだ改良の余地の残るものであった。 However, the technique disclosed in Patent Document 1 kneads sodium polyborate into a resin. For example, when polyvinyl alcohol is used as the resin, the viscosity increases during kneading and sufficient uniform mixing cannot be performed. Furthermore, it was very difficult to form a polyvinyl alcohol film. Therefore, there is still room for improvement in order to obtain a polyvinyl alcohol film excellent in flame retardancy.
そこで、本発明においてはこのような背景において、難燃性に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を目的とするものであり、更に、そのポリビニルアルコール系フィルムの製造方法も提供するものである。 Therefore, in the present invention, in such a background, an object is to provide a polyvinyl alcohol film excellent in flame retardancy, and further provide a method for producing the polyvinyl alcohol film. .
しかるに、本発明者はかかる事情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、ポリビニルアルコール系フィルム中におけるホウ素含有量が難燃性に大きく寄与することを見出し、本発明を完成した。 However, as a result of intensive studies in view of such circumstances, the present inventor has found that the boron content in the polyvinyl alcohol film greatly contributes to flame retardancy, and completed the present invention.
即ち、本発明の要旨は、ポリビニルアルコール系フィルム中のホウ素原子含有量が3000〜50000mg/kgであるポリビニルアルコール系フィルムに関するものである。 That is, the gist of the present invention relates to a polyvinyl alcohol film having a boron atom content in the polyvinyl alcohol film of 3000 to 50000 mg / kg.
また、本発明においては、ただ単に、ポリビニルアルコール系樹脂に難燃剤を含有させ製膜しようとするのではなく、一旦製膜したポリビニルアルコール系フィルムをホウ素化合物溶液中に浸漬することにより、ポリビニルアルコール系フィルム中にホウ素原子を有効に含有せしめることができるものであり、生産性の点で好ましいものである。 In the present invention, the polyvinyl alcohol resin is not simply made to contain a flame retardant in the polyvinyl alcohol resin, but is formed by immersing the once formed polyvinyl alcohol film in a boron compound solution. Boron atoms can be effectively contained in the system film, which is preferable in terms of productivity.
本発明のポリビニルアルコール系フィルムは、難燃性および透明性に優れた効果を有するものであり、特に、産業用資材や建築用資材等の用途(例えば、引火性物質使用環境下で用いられる養生シート等)や内装材用途等に非常に有用である。 The polyvinyl alcohol-based film of the present invention has an effect excellent in flame retardancy and transparency, and is particularly used for industrial materials and building materials (for example, curing used in an environment where flammable substances are used). Sheet) and interior materials.
以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明のポリビニルアルコール系フィルム(以下、ポリビニルアルコールをPVAと略記することがある。)は、PVA系フィルム中のホウ素原子含有量が3000〜50000mgである。
The present invention is described in detail below.
The polyvinyl alcohol film of the present invention (hereinafter, polyvinyl alcohol may be abbreviated as PVA) has a boron atom content in the PVA film of 3000 to 50000 mg.
本発明において、PVA系フィルム中のホウ素原子含有量が少なすぎると十分な難燃効果を得ることができず、多すぎるとフィルムが脆くなりすぎることになる。かかるPVA系フィルム中のホウ素原子含有量の好ましい範囲は5000〜40000mg/kg、特に好ましい範囲は8000〜30000mg/kgである。 In the present invention, if the boron atom content in the PVA film is too small, a sufficient flame retardant effect cannot be obtained, and if it is too much, the film becomes too brittle. The preferable range of the boron atom content in the PVA film is 5000 to 40000 mg / kg, and the particularly preferable range is 8000 to 30000 mg / kg.
なお、本発明のPVA系フィルム中のホウ素原子の含有量は、以下のようにして測定される。
即ち、ホウ素原子が含有されたPVA系フィルムの約1gをアルカリ(炭酸ナトリウムカリウム)8gで溶融分解し、250mlに定容して、サーモフィッシャーサイエンディフィック株式会社製のICP(誘導結合プラズマ)発光分光分析装置に導入してフィルム中のホウ素含有量を定量する。
In addition, content of the boron atom in the PVA-type film of this invention is measured as follows.
That is, about 1 g of a PVA film containing boron atoms is melt-decomposed with 8 g of alkali (potassium sodium carbonate), and the volume is adjusted to 250 ml. ICP (inductively coupled plasma) light emission from Thermo Fisher Scientific Co., Ltd. The boron content in the film is quantified by introducing into a spectroscopic analyzer.
本発明において、PVA系フィルム中に含有されるホウ素原子としては、例えば、ホウ酸、ホウ砂、ポリホウ酸金属塩等のホウ素化合物に由来されるもの等が挙げられ、ポリホウ酸金属塩としては、例えば、ポリホウ酸金属ナトリウム、ポリホウ酸金属カリウム等が挙げられる。中でも、水溶性が良好なホウ素化合物であることがPVA系フィルム中に容易にホウ素原子を含有させることができる点で好ましい。 In the present invention, examples of the boron atom contained in the PVA-based film include those derived from boron compounds such as boric acid, borax, and polyboric acid metal salts. For example, sodium polyborate, potassium metal borate and the like can be mentioned. Among these, a boron compound having good water solubility is preferable in that a boron atom can be easily contained in the PVA film.
PVA系フィルム中にホウ素原子を含有させる方法としては、例えば、(1)PVA系フィルムを製膜する前のPVA系樹脂中にホウ素化合物を含有させ、かかる樹脂溶液をフィルム製膜する方法が考えられるが、かかる方法では、混練時に粘度が高くなって充分な均一混合ができない等の問題が発生したりして、ポリビニルアルコール系フィルムとして製膜することが困難となる。そのため、例えば、(2)予めPVA系樹脂よりフィルム製膜しPVA系フィルムを製造した後にかかるPVA系フィルムをホウ素化合物溶液中に浸漬させる方法、(3)予め製造したPVA系フィルムにホウ素化合物溶液を噴霧する方法、(4)予め製造したPVA系フィルムにホウ素化合物溶液をコートする方法、などが挙げられるが、効率よくホウ素化合物を含有させることができる点で(2)の方法がより好ましい。 Examples of the method for containing boron atoms in the PVA film include (1) a method in which a boron compound is contained in a PVA resin before forming the PVA film, and the resin solution is formed into a film. However, such a method makes it difficult to form a polyvinyl alcohol film due to problems such as high viscosity during kneading and insufficient uniform mixing. Therefore, for example, (2) A method of immersing the PVA film in a boron compound solution after producing a PVA film by previously forming a film from a PVA resin, and (3) a boron compound solution in a previously produced PVA film. (4) A method in which a PVA-based film produced in advance is coated with a boron compound solution. The method (2) is more preferable in that the boron compound can be efficiently contained.
また、本発明のPVA系フィルムについては、30℃の水中に10分間浸漬させた後の重量減少率が20%以下であることが形状安定性や加工適正の点で好ましい。かかる重量減少率が高すぎるとフィルムの形状が浸漬前と比べ変化が大きくフィルムとしての形状が維持できないことに加え、ホウ素化合物溶液への浸漬工程に支障をきたす傾向がある。かかる重量減少率の好ましい範囲は15%以下、特に好ましくは10%以下である。なお、重量減少率の下限値としては、通常0.1%である。 Moreover, about the PVA-type film of this invention, it is preferable from the point of shape stability or a process appropriateness that the weight reduction rate after being immersed in 30 degreeC water for 10 minutes is 20% or less. If the weight reduction rate is too high, the shape of the film is greatly changed compared with that before immersion, and the shape as a film cannot be maintained, and the immersion process in the boron compound solution tends to be hindered. The preferred range of such weight loss rate is 15% or less, particularly preferably 10% or less. The lower limit value of the weight reduction rate is usually 0.1%.
ここで、上記の重量減少率は、以下のようにして測定される。
即ち、100mm×100mmのサイズでフィルムを切り出し、切り出したフィルムを100℃の環境で5分間乾燥させた後、その重量(α)を測定する。その後、フィルムを30℃の水に10分間浸漬させた後、水中から取り出し、そのままの状態で100℃の環境で10分間乾燥させ、その重量(β)を測定する。測定された重量(α)と重量(β)より、以下の式に従い、重量減少率を算出する。
重量減少率(%)=〔(α)−(β)/(α)〕×100
Here, the weight reduction rate is measured as follows.
That is, a film having a size of 100 mm × 100 mm is cut out, the cut film is dried in an environment of 100 ° C. for 5 minutes, and the weight (α) is measured. Then, after immersing the film in water at 30 ° C. for 10 minutes, the film is taken out from the water, dried as it is in an environment of 100 ° C. for 10 minutes, and its weight (β) is measured. From the measured weight (α) and weight (β), the weight reduction rate is calculated according to the following formula.
Weight reduction rate (%) = [(α) − (β) / (α)] × 100
本発明のPVA系フィルムは、PVA系樹脂を用いて、以下のようにして製造される。
本発明で用いられるPVA系樹脂は、常法に従って、ビニルエステル系化合物を重合し、次いでこれをケン化することにより得られるものである。本発明では、PVA系樹脂は単独のみならず必要に応じて2種以上混合して用いてもよい。
The PVA film of the present invention is produced as follows using a PVA resin.
The PVA resin used in the present invention is obtained by polymerizing a vinyl ester compound and then saponifying it in accordance with a conventional method. In the present invention, the PVA resin may be used alone or in combination of two or more as required.
上記ビニルエステル系化合物としては、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あげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられるが、実用上、酢酸ビニルが好適に用いられる。 Examples of the vinyl ester compounds include vinyl formate, vinyl acetate, vinyl trifluoroacetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl caprate, vinyl laurate, vinyl versatate, vinyl palmitate, and vinyl stearate. . These may be used alone or in combination of two or more, but vinyl acetate is preferably used practically.
また、本発明で用いられるPVA系樹脂としては、通常未変性のPVA樹脂を用いることが好ましいが、部分的に変性された変性PVA系樹脂を用いてもよい。変性PVA系樹脂としては、ビニルエステル系化合物に他の単量体を少量共重合させたものが挙げられ、この場合の単量体の割合は本発明の効果を阻害しない範囲であり、例えば10モル%以下、好ましくは7モル%以下である。 In addition, as the PVA resin used in the present invention, it is usually preferable to use an unmodified PVA resin, but a partially modified PVA resin may be used. Examples of the modified PVA resin include those obtained by copolymerizing a small amount of other monomers with a vinyl ester compound, and the ratio of the monomers in this case is in a range that does not inhibit the effect of the present invention. The mol% or less, preferably 7 mol% or less.
上記他の単量体としては、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また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、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)アリルエーテル等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、ジアクリルアセトンアミド、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、塩化ビニリデン等があげられる。これらの他の単量体は、単独でもしくは2種以上併せて用いてもよい。なお、本発明において、(メタ)アリルとはアリルあるいはメタリル、(メタ)アクリルとはアクリルあるいはメタクリル、(メタ)アクリレートとはアクリレートあるいはメタクリレートをそれぞれ意味する。 Examples of the other monomers include olefins such as ethylene, propylene, isobutylene, α-octene, α-dodecene, α-octadecene, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, maleic anhydride, and itacone. Unsaturated acids such as acids or salts thereof, mono- or dialkyl esters, nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile, amides such as acrylamide and methacrylamide, olefin sulfones such as ethylene sulfonic acid, allyl sulfonic acid, and methallyl sulfonic acid Acids or salts thereof, alkyl vinyl ethers, polyoxyethylene (meth) allyl ether, polyoxyalkylene (meth) allyl ether such as polyoxypropylene (meth) allyl ether, polyoxyethylene (meth) acrylate Polyoxyalkylene (meth) acrylates such as polyoxypropylene (meth) acrylate, polyoxyalkylene (meth) acrylamides such as polyoxyethylene (meth) acrylamide, polyoxyethylene (meth) acrylamide, and polyoxyethylene [1- (meta ) Acrylamide-1,1-dimethylpropyl] ester, polyoxyethylene vinyl ether, polyoxypropylene vinyl ether, polyoxyethylene allylamine, polyoxypropylene allylamine, polyoxyethylene vinylamine, polyoxypropylene vinylamine, diacrylacetone amide, N -Acrylamide methyltrimethylammonium chloride, allyltrimethylammonium chloride, dimethyldiallylammonium chloride Dimethylallyl vinyl ketone, N- vinylpyrrolidone, vinyl chloride, vinylidene chloride and the like. These other monomers may be used alone or in combination of two or more. In the present invention, (meth) allyl means allyl or methallyl, (meth) acryl means acryl or methacryl, and (meth) acrylate means acrylate or methacrylate.
そして、上記ビニルエステル系化合物を用いて重合(あるいは共重合)を行うに際しては、特に制限はなく公知の重合方法が用いられるが、通常は、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行なわれる。また、溶液重合以外に、乳化重合、懸濁重合も可能である。 The polymerization (or copolymerization) using the vinyl ester compound is not particularly limited and a known polymerization method is used. Usually, an alcohol such as methanol, ethanol or isopropyl alcohol is used as a solvent. Solution polymerization is performed. In addition to solution polymerization, emulsion polymerization and suspension polymerization are also possible.
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、反応温度は通常35℃〜沸点、より好ましくは50〜80℃程度の範囲から選択される。 The polymerization reaction is carried out using a known radical polymerization catalyst such as azobisisobutyronitrile, acetyl peroxide, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, and the reaction temperature is usually 35 ° C. to boiling point, more preferably 50 It is selected from a range of about ~ 80 ° C.
つぎに、得られたビニルエステル系重合体をケン化するにあたっては、上記ビニルエステル系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て行なわれる。上記アルコールとしては、メタノール、エタノール、ブタノール等があげられ、上記アルコール中のビニルエステル系共重合体の濃度は、20〜50重量%の範囲内にて適宜選択される。 Next, when the obtained vinyl ester polymer is saponified, the vinyl ester polymer is dissolved in an alcohol in the presence of an alkali catalyst. Examples of the alcohol include methanol, ethanol, butanol, and the concentration of the vinyl ester copolymer in the alcohol is appropriately selected within a range of 20 to 50% by weight.
上記ケン化時の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、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ようなアルカリ触媒を用いることができる。上記アルカリ触媒の使用量は、ビニルエステル系重合体に対して1〜100ミリモル当量の範囲内にて適宜選択すればよい。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。
このようにしてPVA系樹脂が得られる。
As the alkali catalyst during the saponification, alkali catalysts such as alkali metal hydroxides and alcoholates such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium methylate, sodium ethylate and potassium methylate can be used. What is necessary is just to select the usage-amount of the said alkali catalyst suitably in the range of 1-100 millimol equivalent with respect to a vinyl ester polymer. In some cases, saponification with an acid catalyst is also possible.
In this way, a PVA resin is obtained.
また、PVA系樹脂として、側鎖に1,2−ジオール結合を有するPVA系樹脂を用いることも好ましく、上記側鎖に1,2−ジオール結合を有するPVA系樹脂は、例えば、(ア)酢酸ビニルと3,4−ジアセトキシ−1−ブテンとの共重合体をケン化する方法、(イ)酢酸ビニルとビニルエチレンカーボネートとの共重合体をケン化及び脱炭酸する方法、(ウ)酢酸ビニルと2,2−ジアルキル−4−ビニル−1,3−ジオキソランとの共重合体をケン化及び脱ケタール化する方法、(エ)酢酸ビニルとグリセリンモノアリルエーテルとの共重合体をケン化する方法、等により得られる。 Further, as the PVA resin, it is also preferable to use a PVA resin having a 1,2-diol bond in the side chain, and the PVA resin having a 1,2-diol bond in the side chain is, for example, (a) acetic acid A method of saponifying a copolymer of vinyl and 3,4-diacetoxy-1-butene, (a) a method of saponifying and decarboxylating a copolymer of vinyl acetate and vinyl ethylene carbonate, and (c) vinyl acetate. Of saponifying and deketalizing a copolymer of 2,2-dialkyl-4-vinyl-1,3-dioxolane, and (d) saponifying a copolymer of vinyl acetate and glycerol monoallyl ether. Obtained by a method, etc.
本発明において、上記PVA系樹脂の平均ケン化度が、90モル%以上あることが好ましく、特には93〜99.9モル%、更には95〜99.9モル%、殊には96〜99.9モル%であることが好ましい。PVA系樹脂の平均ケン化度が低すぎるとホウ素原子を含有させるに際して、ホウ素化合物水溶液に浸漬する場合に水温によっては溶解が進み形状が維持されなくなってしまう傾向がある。なお、上記平均ケン化度は、JIS K 6726に準じて測定される。 In the present invention, the average saponification degree of the PVA-based resin is preferably 90 mol% or more, particularly 93 to 99.9 mol%, more preferably 95 to 99.9 mol%, particularly 96 to 99. It is preferably 9 mol%. If the average saponification degree of the PVA-based resin is too low, when the boron atom is contained, when it is immersed in the boron compound aqueous solution, the shape tends to be maintained depending on the water temperature. The average degree of saponification is measured according to JIS K 6726.
さらに、PVA系樹脂の20℃における4重量%水溶液の平均粘度は、5〜70mPa・sの範囲であることが好ましく、より好ましくは15〜60mPa・sの範囲である。4重量%水溶液の平均粘度が低すぎるとフィルムの強度が低下する傾向がある。一方、4重量%水溶液の平均粘度が高すぎると粘度が高く製膜するのに困難となる傾向がある。なお、上記4重量%水溶液の20℃における平均粘度は、JIS K 6726に準じて測定される。 Furthermore, the average viscosity of a 4 wt% aqueous solution of the PVA resin at 20 ° C. is preferably in the range of 5 to 70 mPa · s, more preferably in the range of 15 to 60 mPa · s. If the average viscosity of the 4% by weight aqueous solution is too low, the strength of the film tends to decrease. On the other hand, if the average viscosity of the 4% by weight aqueous solution is too high, the viscosity tends to be high and it becomes difficult to form a film. The average viscosity of the 4% by weight aqueous solution at 20 ° C. is measured according to JIS K 6726.
そして、PVA系フィルムは、上記PVA系樹脂を用いて製膜することにより製造されるが、かかるPVA系樹脂のみからなる場合以外にも、かかるPVA系樹脂に、可塑剤、界面活性剤、フィラーなどを適宜配合して製膜することにより製造することも好ましい。 And although a PVA-type film is manufactured by forming into a film using the said PVA-type resin, in addition to the case where it consists only of this PVA-type resin, a plasticizer, surfactant, filler is added to this PVA-type resin. It is also preferable to produce the film by appropriately blending and the like.
上記可塑剤としては、例えば、グリセリン、ジグリセリン、トリグリセリン等のグリセリン類、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ジプロピリングリコール等のアルキレングリコール類やトリメチロールプロパン等があげられる。これらは単独であるいは2種以上併せて用いられる。 Examples of the plasticizer include glycerins such as glycerin, diglycerin, and triglycerin, alkylene glycols such as triethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, and dipropylin glycol, and trimethylolpropane. These may be used alone or in combination of two or more.
上記PVA系樹脂に配合される可塑剤の配合量は、PVA系樹脂100重量部に対して、30重量部以下であることが好ましく、特に好ましくは20重量部以下である。上記可塑剤の配合量が多すぎると、フィルムの腰がなくなり扱いにくくなる傾向がある。 It is preferable that the compounding quantity of the plasticizer mix | blended with the said PVA-type resin is 30 weight part or less with respect to 100 weight part of PVA-type resin, Most preferably, it is 20 weight part or less. If the amount of the plasticizer is too large, the film tends to become dull and difficult to handle.
上記界面活性剤は、PVA系フィルムの製膜装置であるドラムやベルト等の金属表面と製膜したフィルムとの剥離性の向上を目的として配合される。上記界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルノニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸エステルモノエタノールアミン塩、ポリオキシエチレンラウリルアミン、ポリオキシエチレンステアリルアミン等のポリオキシエチレンアルキルアミン等が挙げられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。なかでも、剥離性の点でポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸エステルモノエタノールアミン塩、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレートを用いることが好適である。 The surfactant is blended for the purpose of improving the peelability between a metal surface such as a drum or belt, which is a film forming apparatus for a PVA film, and the film formed. Examples of the surfactant include polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene octyl nonyl ether, polyoxyethylene dodecyl phenyl ether, polyoxyethylene alkyl allyl ether, polyoxyethylene sorbitan monolaurate, polyoxyethylene sorbitan mono Polyoxyethylene alkylamines such as palmitate, polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene sorbitan monooleate, polyoxyalkylene alkyl ether phosphate monoethanolamine salt, polyoxyethylene laurylamine, polyoxyethylene stearylamine Etc. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is preferable to use polyoxyalkylene alkyl ether phosphate monoethanolamine salt, polyoxyethylene alkylamine, and polyoxyethylene sorbitan monolaurate from the viewpoint of peelability.
上記界面活性剤の含有量については、PVA系樹脂100重量部に対して0.01〜5重量部であることが好ましく、0.03〜3重量部であることがより好ましい。上記界面活性剤の含有量が少なすぎると、製膜装置のドラムやベルト等の金属表面と製膜したフィルムとの剥離性が低下して製造困難となる傾向があり、逆に多すぎるとブリードアウトし、例えば表面が白化するなどの表面性が低下する原因となる傾向がある。 About content of the said surfactant, it is preferable that it is 0.01-5 weight part with respect to 100 weight part of PVA-type resin, and it is more preferable that it is 0.03-3 weight part. If the content of the surfactant is too small, the peelability between the metal surface of the film forming apparatus, such as a drum or belt, and the film formed tends to be difficult to produce, and conversely if too large, bleeding occurs. It tends to cause a decrease in surface properties such as whitening of the surface.
上記フィラーとしては、例えば、澱粉(各種未加工品だけでなく、エーテル化、酸化、変性品でも良い)やポリメチルメタクリレート等の有機粉末、タルク、雲母、シリカ等の無機粉末等があげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。なかでも、澱粉が好適に用いられる。 Examples of the filler include starch (not only various raw products but also etherified, oxidized, and modified products), organic powders such as polymethyl methacrylate, inorganic powders such as talc, mica, and silica. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, starch is preferably used.
上記PVA系樹脂に配合されるフィラーの配合量は、PVA系樹脂100重量部に対して、0.1〜20重量部であることが好ましく、より好ましくは0.3〜10重量部、特に好ましくは0.5〜8重量部である。フィラーの配合量が少なすぎると、ブロッキングしやすい傾向があり、逆に多すぎると、フィルム強度が低下する傾向がある。 The amount of filler to be blended in the PVA resin is preferably 0.1 to 20 parts by weight, more preferably 0.3 to 10 parts by weight, particularly preferably 100 parts by weight of the PVA resin. Is 0.5-8 parts by weight. If the blending amount of the filler is too small, blocking tends to occur, and conversely if too large, the film strength tends to decrease.
さらに、本発明の効果を妨げない範囲で、抗酸化剤(フェノール系、アミン系等)、安定剤(リン酸エステル類等)、着色料、香料、増量剤、消泡剤、防錆剤、紫外線吸収剤、さらには他の水溶性高分子化合物(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)等の他の添加剤を適宜配合してもよい。 Furthermore, as long as the effects of the present invention are not hindered, antioxidants (phenolic, amine-based, etc.), stabilizers (phosphate esters, etc.), coloring agents, fragrances, extenders, antifoaming agents, rust inhibitors, Other additives such as ultraviolet absorbers and other water-soluble polymer compounds (polysodium acrylate, polyethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, dextrin, chitosan, chitin, methylcellulose, hydroxyethylcellulose, etc.) may be appropriately blended. .
本発明のポリビニルアルコール系フィルムの製造方法について、更に以下の通り詳述する。
まず、上記PVA系樹脂、必要に応じて可塑剤、界面活性剤、フィラー、他の添加剤等を所定の配合量にて配合しフィルム形成材料を調製する。つぎに、Tダイからフィルム形成材料を製膜ベルト上または製膜ドラム上に流延させ、乾燥させることによりフィルム状化させ、必要に応じてさらに熱処理することにより製造される。
The manufacturing method of the polyvinyl alcohol film of the present invention will be further described in detail as follows.
First, a film-forming material is prepared by blending the PVA-based resin and, if necessary, a plasticizer, a surfactant, a filler, other additives, and the like in a predetermined blending amount. Next, a film-forming material is cast from a T-die onto a film-forming belt or film-forming drum, dried to form a film, and further heat-treated as necessary.
ここで、上記製膜ベルトとは、一対のロール間に架け渡されて走行する無端ベルトを有し、Tダイから流れ出たフィルム形成材料を無端ベルト上に流延させるとともに乾燥させるものである。上記無端ベルトは、例えば、ステンレススチールからなり、その外周表面は鏡面仕上げが施されているものが好ましい。 Here, the film-forming belt has an endless belt that runs across a pair of rolls, and the film-forming material flowing out from the T-die is cast on the endless belt and dried. The endless belt is preferably made of, for example, stainless steel, and its outer peripheral surface is mirror-finished.
また、上記製膜ドラムとは、回転するドラム型ロールのことであり、Tダイから流れ出たフィルム形成材料を1個以上の回転ドラム型ロール上に流延し乾燥させるものである。
乾燥温度について、製膜ベルトを用いる場合は、通常、80〜160℃であることが好ましく、特には90〜150℃が好ましい。乾燥温度が低すぎると乾燥不足となりベルトからの剥離が重くなる傾向があり、高すぎると水分率が低くなりすぎ、フィルムが脆くなる傾向がある。
The film-forming drum is a rotating drum-type roll, and the film-forming material flowing out from the T-die is cast onto one or more rotary drum-type rolls and dried.
About a drying temperature, when using a film forming belt, it is preferable that it is 80-160 degreeC normally, and 90-150 degreeC is especially preferable. If the drying temperature is too low, drying tends to be insufficient and peeling from the belt tends to be heavy, while if it is too high, the moisture content tends to be too low and the film tends to become brittle.
また、製膜ドラムを用いる場合は、製膜第一ドラムが通常、80〜100℃であることが好ましく、特には82〜99℃であることが好ましい。乾燥温度が低すぎると乾燥不足となりドラムからの剥離が重くなる傾向があり、高すぎると水分率が低くなりすぎ、フィルムが脆くなる傾向がある。ここで、上記製膜第一ドラムとは、Tダイから流れ出たフィルム形成材料が流延される最上流側に位置するドラム型ロールのことである。 Moreover, when using a film forming drum, it is preferable that film forming first drum is 80-80 degreeC normally, and it is especially preferable that it is 82-99 degreeC. If the drying temperature is too low, drying tends to be insufficient, and peeling from the drum tends to be heavy. Here, the film-forming first drum is a drum-type roll located on the most upstream side where the film forming material flowing out from the T die is cast.
上記乾燥の後、必要に応じて熱処理が行われるが、かかる熱処理の方法としては、例えば、熱ロール(カレンダーロールを含む)、熱風、遠赤外線、誘電加熱等の方法があげられる。また、熱処理される面は、製膜ベルトまたは製膜ドラムに接する面と反対側となる面が好ましいが、ニップしても問題はない。また、熱処理を施すフィルムの水分含有量は、通常、4〜8重量%程度であることが好ましい。さらに、熱処理された後のフィルムの水分含有量は通常、2〜6重量%であることが好ましい。なお、PVA系フィルムの水分率は、例えば、カールフィッシャー水分計(京都電子工業社製、「MKS−210」)を用いて測定することができる。 After the drying, heat treatment is performed as necessary. Examples of the heat treatment method include a hot roll (including a calender roll), hot air, far infrared rays, and dielectric heating. Further, the surface to be heat-treated is preferably a surface opposite to the surface in contact with the film forming belt or the film forming drum, but there is no problem even if it is nipped. Moreover, it is preferable that the water content of the film which heat-processes is about 4 to 8 weight% normally. Furthermore, the water content of the film after the heat treatment is usually preferably 2 to 6% by weight. The moisture content of the PVA film can be measured using, for example, a Karl Fischer moisture meter (“MKS-210” manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.).
上記熱処理機による熱処理は、通常50〜130℃で行うことが好ましく、より好ましくは60〜120℃である。すなわち、上記熱処理の温度が低すぎると、製膜ベルトあるいは製膜第一ドラムに接する面のカールが生じる傾向があり扱いづらくなり、熱処理の温度が高すぎるとフィルムが柔らかくなるため、皺が入らぬように巻き取ろうと引っ張ると長手方向への配向が強まり、幅が縮まる傾向がみられる。さらに、上記熱処理に要する時間は、熱処理ロールの場合、その表面温度にもよるが、通常0.2〜15秒間、好ましくは0.5〜12秒間とすることが好ましい。上記熱処理は、通常、フィルム乾燥のための乾燥ロール処理に引き続き、別体の熱処理ロールあるいはエンボスロールにして通常行われる。 It is preferable to perform heat processing by the said heat processing apparatus normally at 50-130 degreeC, More preferably, it is 60-120 degreeC. That is, if the temperature of the heat treatment is too low, curling of the surface in contact with the film forming belt or the first drum of the film forming tends to be difficult to handle, and if the temperature of the heat treatment is too high, the film becomes soft and wrinkles occur. If the wire is pulled so as to be wound, the orientation in the longitudinal direction becomes stronger and the width tends to be reduced. Further, in the case of a heat treatment roll, the time required for the heat treatment is usually 0.2 to 15 seconds, preferably 0.5 to 12 seconds, although it depends on the surface temperature. The heat treatment is usually performed as a separate heat treatment roll or embossing roll following the drying roll treatment for drying the film.
上記エンボスロールによるエンボス処理はブロッキング防止目的で行われる場合があるが、透明性が低下することから絹目エンボスに限らず梨地エンボスであってもよい。 The embossing treatment by the embossing roll may be performed for the purpose of preventing blocking. However, since the transparency is lowered, not only silk embossing but also satin embossing may be used.
上記方法によりPVA系フィルムが得られるが、得られたPVA系フィルムの水分率としては、2〜6重量%の範囲であることが好ましく、より好ましくは2.3〜5.5重量%である。水分率が低すぎると脆くなる傾向があり、特に可塑剤が少ないとその傾向は高くなる。逆に水分率が高すぎると、ブロッキングする傾向がある。 Although the PVA-type film is obtained by the above method, the moisture content of the obtained PVA-type film is preferably in the range of 2 to 6% by weight, more preferably 2.3 to 5.5% by weight. . If the moisture content is too low, it tends to be brittle, and the tendency is particularly high when the amount of plasticizer is small. Conversely, if the moisture content is too high, blocking tends to occur.
上記PVA系フィルムの水分率の調整方法としては、例えば、下記に示す方法があげられる。すなわち、下記に示す水分率の調整方法に従い、上記範囲内のPVA系フィルムの水分率に設定することが可能となる。 Examples of the method for adjusting the moisture content of the PVA film include the following methods. That is, according to the moisture content adjustment method described below, it is possible to set the moisture content of the PVA film within the above range.
(1)PVA系樹脂を溶解したドープを乾燥して製膜する際の乾燥機温度を上下させてPVA系フィルムの加湿・除湿を行う方法により水分率の調整を行う。ドープの温度は、その温度により乾燥効率に対して影響を及ぼすため、70〜98℃の範囲内にて調整する。また、乾燥に際しては、好ましくは150〜50℃の間で、より好ましくは145〜60℃の間で温度勾配を有する少なくとも2つ以上の熱風乾燥機中にて行うことが好ましく、さらに1〜12分間、より好ましくは1〜11分間乾燥を行うことが水分調整という観点から好ましい。 (1) The moisture content is adjusted by a method of increasing or decreasing the dryer temperature when the dope in which the PVA resin is dissolved is dried to form a film, thereby humidifying and dehumidifying the PVA film. The temperature of the dope is adjusted within the range of 70 to 98 ° C. because the temperature affects the drying efficiency. Further, the drying is preferably performed in at least two or more hot air dryers having a temperature gradient between 150 and 50 ° C., more preferably between 145 and 60 ° C. It is preferable from the viewpoint of moisture adjustment to dry for 1 minute, more preferably 1 to 11 minutes.
上記乾燥温度の勾配範囲が大きすぎたり、乾燥時間が長すぎたりすると、乾燥過多となる傾向があり、逆に乾燥温度の勾配範囲が小さすぎたり、乾燥時間が短すぎたりすると、乾燥不足となる傾向がある。 If the gradient range of the drying temperature is too large or the drying time is too long, there is a tendency to overdry, and conversely if the gradient range of the drying temperature is too small or the drying time is too short, the drying is insufficient. Tend to be.
上記温度勾配は、150〜50℃の間で段階的に乾燥温度を変えていくものであり、通常は、乾燥開始時から温度を徐々に上げていき、所定の含水率になるまで一旦設定した乾燥温度範囲の、最高の乾燥温度に至らせ、つぎに徐々に乾燥温度を低くすることにより最終的に目的とする含水率とすることが効果的である。これは結晶性や剥離性、生産性等を制御するために行われるものであり、例えば、120℃−130℃−115℃−100℃、130℃−120℃−110℃、115℃−120℃−110℃−90℃等の温度勾配設定があげられ、適宜選択され実施される。 The above temperature gradient gradually changes the drying temperature between 150 and 50 ° C. Usually, the temperature is gradually increased from the start of drying and once set until a predetermined moisture content is reached. It is effective to reach the highest moisture temperature in the drying temperature range, and then gradually lower the drying temperature to finally achieve the desired moisture content. This is performed to control crystallinity, releasability, productivity, and the like. For example, 120 ° C-130 ° C-115 ° C-100 ° C, 130 ° C-120 ° C-110 ° C, 115 ° C-120 ° C. The temperature gradient is set such as −110 ° C. to 90 ° C., and is appropriately selected and executed.
(2)PVA系フィルムの巻き取り前に調湿槽に通過させることによりPVA系フィルムの加湿・除湿を行い、水分率の調整を行う。 (2) The PVA film is humidified and dehumidified by passing it through a humidity control tank before winding the PVA film, and the moisture content is adjusted.
(3)PVA系フィルムの巻き取り前、もしくは巻き取り後に、熱処理を行うことによりPVA系フィルムの除湿を行い、水分率の調整を行う。 (3) Before or after winding the PVA film, heat treatment is performed to dehumidify the PVA film and adjust the moisture content.
つぎに、上記PVA系フィルムのヘイズとしては、40%以下であることが好ましく、より好ましくは35%以下である。ヘイズが高すぎるとPVA系フィルムの強度が低下するだけでなく、隠蔽性が高まりすぎる傾向がある。なお、ヘイズの下限値としては通常0.1%程度である。PVA系フィルムのヘイズは、例えば、ヘイズメーター(日本電色工業社製、NDH 2000)を用いて測定することができる。 Next, the haze of the PVA film is preferably 40% or less, more preferably 35% or less. If the haze is too high, not only does the strength of the PVA film decrease, but the concealability tends to increase too much. The lower limit of haze is usually about 0.1%. The haze of the PVA-based film can be measured using, for example, a haze meter (Nippon Denshoku Industries Co., Ltd., NDH 2000).
また、上記PVA系フィルムの破断伸度としては、23℃、50%RH調湿条件下において、150%以上であることが好ましく、さらには180%以上が好ましい。破断伸度が低すぎると使用時に破断しやすくなる傾向がある。なお、破断伸度の上限としては通常、350%である。ここで、フィルムの破断伸度は、JIS K 7127(1999年)に準拠して測定される。 In addition, the elongation at break of the PVA film is preferably 150% or more, more preferably 180% or more under 23 ° C. and 50% RH humidity control conditions. If the elongation at break is too low, it tends to break during use. The upper limit of elongation at break is usually 350%. Here, the breaking elongation of the film is measured according to JIS K 7127 (1999).
このようにして本発明で用いられるPVA系フィルムが得られる。かかるPVA系フィルムの膜厚は扱いやすさの点及びホウ素原子を含有させやすさの点で10〜120μmであることが好ましく、特には20〜100μm、更には30〜80μmであることが好ましい。 In this way, the PVA film used in the present invention is obtained. The film thickness of such a PVA-based film is preferably 10 to 120 μm, particularly 20 to 100 μm, and more preferably 30 to 80 μm from the viewpoints of ease of handling and easy incorporation of boron atoms.
また、本発明においては、機械的強度を安定付与できる点で、上記PVA系フィルムは延伸されていても良く、かかる延伸方法について以下に説明する。 In the present invention, the PVA-based film may be stretched in that mechanical strength can be stably imparted, and the stretching method will be described below.
延伸するにあたっては、縦(機械)方向に一軸延伸してもよいが、縦・横両方向に二軸延伸することが、上記の物性をより改善することができる点で好ましい。 In stretching, the film may be uniaxially stretched in the longitudinal (machine) direction, but biaxially stretching in both the longitudinal and lateral directions is preferable in terms of further improving the above physical properties.
かかる二軸延伸は、逐次二軸延伸あるいは同時二軸延伸のどちらでもよく、二軸延伸するにあたっては、上記で得られたポリビニルアルコール系フィルムの含水率を3〜30重量%に調整しておくことが好ましく、5〜30重量%に調整しておくことがより好ましい。かかる含水率が低すぎても高すぎでも延伸倍率を充分に高めることができない傾向がある。かかる含水率の調整にあたっては、例えば、上記のポリビニルアルコール系フィルムの乾燥時に含水率を調整したり、含水率3重量%未満のポリビニルアルコール系フィルムを水浸漬、水噴霧あるいは調湿等を施して含水率を調整する方法等をあげることができる。 Such biaxial stretching may be either sequential biaxial stretching or simultaneous biaxial stretching. In biaxial stretching, the water content of the polyvinyl alcohol film obtained above is adjusted to 3 to 30% by weight. It is preferable to adjust to 5 to 30% by weight. If the water content is too low or too high, the draw ratio tends not to be sufficiently increased. In adjusting the moisture content, for example, the moisture content is adjusted at the time of drying the polyvinyl alcohol film, or the polyvinyl alcohol film having a moisture content of less than 3% by weight is immersed in water, sprayed with water, or conditioned. A method for adjusting the water content can be mentioned.
二軸延伸を施した後は、熱固定を行うことが好ましく、かかる熱固定の温度は、ポリビニルアルコール系樹脂の融点より低い温度を選択することが好ましい。ただし、融点より80℃以上低い温度より低い場合は寸法安定性が悪く、収縮率が大きくなり、一方融点より高い場合はフィルムの厚み変動が大きくなる傾向がある。例えば、ポリビニルアルコール系樹脂が酢酸ビニル単独重合体のケン化物である場合の熱固定温度は、140〜250℃が好ましく、より好ましくは150〜230℃であり、また、熱固定時間は1〜30秒間であることが好ましく、より好ましくは5〜10秒間である。 After biaxial stretching, it is preferable to perform heat setting, and the temperature of the heat setting is preferably selected to be lower than the melting point of the polyvinyl alcohol resin. However, when the temperature is lower than the melting point by 80 ° C. or more, the dimensional stability is poor and the shrinkage rate is increased. On the other hand, when the temperature is higher than the melting point, the film thickness tends to increase. For example, when the polyvinyl alcohol-based resin is a saponified product of vinyl acetate homopolymer, the heat setting temperature is preferably 140 to 250 ° C, more preferably 150 to 230 ° C, and the heat setting time is 1 to 30. It is preferable that it is second, More preferably, it is 5 to 10 second.
延伸倍率については、特に制限はないが、縦方向の延伸倍率が1.1〜5倍であることが好ましく、3〜4.5倍であることがより好ましく、横方向の延伸倍率が1.1〜5倍であることが好ましく、3〜4倍であることがより好ましい。該縦方向の延伸倍率が低すぎると延伸による物性向上が得難い傾向があり、高すぎるとフィルムが縦方向へ裂けやすくなる傾向がある。また、横方向の延伸倍率が低すぎると延伸による物性向上が得難い傾向があり、高すぎるとフィルムが破断する傾向がある。 Although there is no restriction | limiting in particular about a draw ratio, It is preferable that the draw ratio of a vertical direction is 1.1-5 times, It is more preferable that it is 3-4.5 times, The draw ratio of a horizontal direction is 1. It is preferably 1 to 5 times, and more preferably 3 to 4 times. If the stretching ratio in the machine direction is too low, it tends to be difficult to improve physical properties by stretching, and if it is too high, the film tends to tear in the machine direction. Moreover, when the draw ratio of a horizontal direction is too low, there exists a tendency for the physical property improvement by extending | stretching to be difficult to obtain, and when too high, there exists a tendency for a film to fracture | rupture.
かくして本発明で用いるPVA系フィルムが得られるが、本発明においては、PVA系フィルム中のホウ素原子含有量が上記の所定含有量となるように含有させるわけであるが、上述の通り、予め製造したPVA系フィルムにホウ素化合物溶液を浸漬する方法が好ましい。 Thus, the PVA film used in the present invention is obtained. In the present invention, the PVA film is contained so that the boron atom content in the PVA film becomes the above predetermined content. A method of immersing the boron compound solution in the prepared PVA film is preferable.
PVA系フィルムにホウ素化合物溶液を浸漬するに際して、ホウ素化合物溶液とする溶媒については、ホウ素化合物を溶解するものであればよいが、中でもPVA系フィルムを膨潤させやすい点で水が好ましい。 In immersing the boron compound solution in the PVA-based film, the solvent used as the boron compound solution may be any solvent that dissolves the boron compound, but water is preferred because it can easily swell the PVA-based film.
また、ホウ素化合物溶液の濃度は、効率よくPVA系フィルムにホウ素原子を含有させることができる点で0.05〜5重量%が好ましく、特には0.1〜4重量%、更には0.2〜3重量%が好ましい。かかる濃度が低すぎるとホウ素原子を効率よく含有させることが困難な傾向があり、高すぎるとフィルム中のホウ素原子含有量にバラツキが生じやすくなる傾向がある。 Further, the concentration of the boron compound solution is preferably 0.05 to 5% by weight, particularly 0.1 to 4% by weight, and more preferably 0.2% in that the PVA film can contain boron atoms efficiently. ~ 3 wt% is preferred. If the concentration is too low, it tends to be difficult to efficiently contain boron atoms, and if it is too high, the boron atom content in the film tends to vary.
更に、浸漬温度は10〜50℃であることが好ましく、特には20〜50℃、更には30〜50℃であることが好ましい。かかる浸漬温度が低すぎると効率よくホウ素原子を含有させることが困難となる傾向があり、高すぎると浸漬槽の水分が揮発して濃度が変わってしまう傾向がある。 Furthermore, the immersion temperature is preferably 10 to 50 ° C, particularly 20 to 50 ° C, more preferably 30 to 50 ° C. If the immersion temperature is too low, it tends to be difficult to contain boron atoms efficiently, and if it is too high, the moisture in the immersion tank volatilizes and the concentration tends to change.
浸漬時間は、浸漬温度にもよるが通常30秒〜2時間の範囲で行われるが、特には1分〜1時間、更には2分〜30分であることが好ましい。浸漬時間が短すぎるとホウ素原子含有量が少なくなる傾向があり、長すぎるとホウ素原子が多く含有されフィルムが脆くなる傾向があり、更に生産効率の点でも低下する傾向がある。 The immersion time is usually in the range of 30 seconds to 2 hours, although depending on the immersion temperature, it is preferably 1 minute to 1 hour, more preferably 2 minutes to 30 minutes. If the immersion time is too short, the boron atom content tends to decrease, and if it is too long, the boron atom tends to be contained so that the film tends to become brittle, and the production efficiency tends to decrease.
かくして得られた本発明のPVA系フィルム(ホウ素原子が含有されたPVA系フィルム)は、難燃性能を有し、かつ透明性に優れたフィルムであり、産業用資材や建築用資材等の用途(例えば、引火性物質使用環境下で用いられる養生シート等)や内装材用途等に非常に有用である。 The PVA film of the present invention thus obtained (PVA film containing boron atoms) is a film having flame retardancy and excellent transparency, and is used for industrial materials and building materials. (For example, a curing sheet used in an environment where flammable substances are used) and interior materials are very useful.
以下、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
尚、例中「部」、「%」とあるのは、重量基準を意味する。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated further more concretely, this invention is not limited to a following example, unless the summary is exceeded.
In the examples, “parts” and “%” mean weight basis.
実施例1
平均ケン化度99モル%、4%水溶液の平均粘度(20℃)28mPa・sのPVA100部、グリセリン10部、界面活性剤(ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート)0.3部からなる20%(固形分濃度)のドープをTダイより、表面温度が90℃に調整された回転するステンレス製エンドレスベルトに吐出して流延製膜し、引き続き120℃に調整された梨地エンボスロールにて熱処理を行い、厚み50μmのPVAフィルムを得た。
得られたPVAフィルムを、40℃に調整した2%のホウ酸水溶液に15分浸漬させた後、フィルム表面を特に拭き取ることなくそのままの状態で80℃乾燥機内で5分乾燥させた。得られたホウ素含有PVAフィルムに含まれるホウ素原子含有量の定量を行ったところ17000mg/kgであった。
Example 1
20% (average saponification degree 99 mol%, 4% average viscosity (20 ° C.) of 28 mPa · s PVA 100 parts, glycerin 10 parts, surfactant (polyoxyethylene sorbitan monolaurate) 0.3 parts The dope with a solid content concentration) is discharged from a T-die onto a rotating stainless steel endless belt whose surface temperature is adjusted to 90 ° C., cast into a film, and subsequently heat treated with a satin embossing roll adjusted to 120 ° C. The PVA film having a thickness of 50 μm was obtained.
The obtained PVA film was immersed in a 2% boric acid aqueous solution adjusted to 40 ° C. for 15 minutes, and then dried in an 80 ° C. dryer for 5 minutes as it was without particularly wiping off the film surface. When the boron atom content contained in the obtained boron-containing PVA film was quantified, it was 17000 mg / kg.
なお、ホウ素原子含有量の測定は、以下のようにして行った。
ホウ素含有PVAフィルムの約1gをアルカリ(和光純薬社製、炭酸ナトリウムカリウム(特級))8gで溶融分解し、250mlに定容して、サーモフィッシャーサイエンディフィック株式会社製のICP(誘導結合プラズマ)発光分光分析装置に導入してフィルム中のホウ素含有量を定量した。
The boron atom content was measured as follows.
About 1 g of the boron-containing PVA film is melt-decomposed with 8 g of alkali (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., potassium potassium carbonate (special grade)), and the volume is adjusted to 250 ml. ICP (Inductively Coupled Plasma manufactured by Thermo Fisher Scientific) ) It was introduced into an emission spectroscopic analyzer and the boron content in the film was quantified.
また、得られたホウ素含有PVAフィルムについて、30℃の水中に10分間浸漬させた後の重量減少率を測定したところ6%であった。
なお、重量減少率は以下のようにして測定を行った。
100mm×100mmのサイズでフィルムを切り出し、切り出したフィルムを100℃の環境で5分間乾燥させた後、その重量(α)を測定した。その後、フィルムを30℃の水に10分間浸漬させた後、水中から取り出し、フィルム表面を特に拭き取ることなくそのままの状態で100℃の環境で10分間乾燥させ、その重量(β)を測定した。測定された重量(α)と重量(β)より、以下の式に従い、重量減少率を算出した。
重量減少率(%)=〔(α)−(β)/(α)〕×100
Moreover, about the obtained boron containing PVA film, it was 6% when the weight decreasing rate after being immersed in 30 degreeC water for 10 minutes was measured.
The weight reduction rate was measured as follows.
A film having a size of 100 mm × 100 mm was cut out, and the cut film was dried in an environment of 100 ° C. for 5 minutes, and then its weight (α) was measured. Then, after immersing the film in water at 30 ° C. for 10 minutes, the film was taken out from the water, and the film surface was dried for 10 minutes in an environment at 100 ° C. without wiping off, and the weight (β) was measured. From the measured weight (α) and weight (β), the weight reduction rate was calculated according to the following formula.
Weight reduction rate (%) = [(α) − (β) / (α)] × 100
得られたホウ素含有PVAフィルムについて、以下の評価を行った。
<燃焼試験>
ホウ素含有PVAフィルムを幅25mm×長さ150mmの短冊状に切り出し、一端をピンセットでつまみ、もう一端(下端)より火を着けたローソクの炎を3秒間当ててフィルムの延焼状態を観察し、下記の基準にて評価を行った。
(判定)
×:一旦着火する炎は拡がり10秒以内に全焼した(自消性無し)。
△:着火して一旦燃えるものの5秒以内に炎は消えた。
○:着火しても燃え広がらず消えた。
The following evaluation was performed about the obtained boron containing PVA film.
<Combustion test>
Cut the boron-containing PVA film into a strip of width 25 mm x length 150 mm, pinch one end with tweezers, apply a flame of a candle lit from the other end (bottom end) for 3 seconds, observe the fire spread state of the film, Evaluation was performed according to the criteria.
(Judgment)
X: The flame that ignited once spread and burned out completely within 10 seconds (no self-extinguishing property).
Δ: The flame disappeared within 5 seconds although it ignited and burned once.
○: Even if ignited, it did not spread and disappeared.
実施例2
実施例1において、グリセリンを添加しなかった以外は同様に行いPVAフィルムを得た。
得られたPVAフィルムを、40℃に調整した水浴中に3分間浸漬した後、40℃に調整した1%のポリホウ酸ナトリウム水溶液に30分浸漬させ、その後、特にフィルム表面を拭き取ることなくそのままの状態で80℃乾燥機内で5分乾燥させた。得られたホウ素含有PVAフィルムに含まれるホウ素原子含有量の定量を行ったところ20000mg/kgであった。
また、得られたホウ素含有PVAフィルムについて、重量減少率を測定したところ3%であった。
得られたホウ素含有PVAフィルムについて、実施例1と同様の評価を行った。
Example 2
A PVA film was obtained in the same manner as in Example 1 except that glycerin was not added.
The obtained PVA film was immersed in a water bath adjusted to 40 ° C. for 3 minutes, then immersed in a 1% sodium polyborate aqueous solution adjusted to 40 ° C. for 30 minutes, and then left as it was without particularly wiping the film surface. In the state, it was dried in an 80 ° C. dryer for 5 minutes. When the boron atom content contained in the obtained boron-containing PVA film was quantified, it was 20000 mg / kg.
Moreover, when the weight decreasing rate was measured about the obtained boron containing PVA film, it was 3%.
About the obtained boron containing PVA film, evaluation similar to Example 1 was performed.
実施例3
平均ケン化度99モル%、4%水溶液の平均粘度(20℃)28mPa・sのPVA100部、界面活性剤(ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート)0.3部からなる20%(固形分濃度)のドープをTダイより、表面温度が90℃に調整された回転するステンレス製エンドレスベルトに吐出して流延製膜して未延伸フィルムを得た後、さらに二軸延伸機により3×3倍の二軸延伸を行い、厚み30μmの二軸延伸PVAフィルムを得た。
得られた二軸延伸PVAフィルムを、50℃に調整した2%のポリホウ酸ナトリウム水溶液に30分浸漬させた後、特にフィルム表面を拭き取ることなくそのままの状態で80℃乾燥機内で5分乾燥させた。得られたホウ素含有二軸延伸PVAフィルムに含まれるホウ素原子含有量の定量を行ったところ20000mg/kgであった。
また、得られたホウ素含有PVAフィルムについて、重量減少率を測定したところ2%であった。
得られたホウ素含有PVAフィルムについて、実施例1と同様の評価を行った。
Example 3
Average saponification degree 99 mol%, 4% aqueous solution average viscosity (20 ° C.) 28 mPa · s PVA 100 parts, surfactant (polyoxyethylene sorbitan monolaurate) 0.3 parts 20% (solid content concentration) The dope was discharged from a T-die onto a rotating stainless steel endless belt whose surface temperature was adjusted to 90 ° C. to obtain an unstretched film by casting, and then 3 × 3 times by a biaxial stretching machine. Was biaxially stretched to obtain a biaxially stretched PVA film having a thickness of 30 μm.
After the obtained biaxially stretched PVA film was immersed in a 2% aqueous sodium polyborate solution adjusted to 50 ° C. for 30 minutes, it was dried in an 80 ° C. dryer for 5 minutes without wiping off the film surface. It was. When the boron atom content contained in the obtained boron-containing biaxially stretched PVA film was quantified, it was 20000 mg / kg.
Moreover, when the weight decreasing rate was measured about the obtained boron containing PVA film, it was 2%.
About the obtained boron containing PVA film, evaluation similar to Example 1 was performed.
実施例4
実施例1と同様のPVAフィルムを用いて、40℃に調整した水浴中に3分間浸漬した後、20℃に調整した2%のホウ酸水溶液に30分浸漬させ、その後、特にフィルム表面を拭き取ることなくそのままの状態で80℃乾燥機内で5分乾燥させた。得られたホウ素含有PVAフィルムに含まれるホウ素原子含有量の定量を行ったところ13000mg/kgであった。
また、得られたホウ素含有PVAフィルムについて、重量減少率を測定したところ6%であった。
得られたホウ素含有PVAフィルムについて、実施例1と同様の評価を行った。
Example 4
Using the same PVA film as in Example 1, it was immersed in a water bath adjusted to 40 ° C. for 3 minutes, then immersed in a 2% boric acid aqueous solution adjusted to 20 ° C. for 30 minutes, and then the surface of the film was particularly wiped off. It was made to dry for 5 minutes in an 80 degreeC dryer as it was, without leaving. When the boron atom content contained in the obtained boron-containing PVA film was quantified, it was 13000 mg / kg.
Moreover, when the weight decreasing rate was measured about the obtained boron containing PVA film, it was 6%.
About the obtained boron containing PVA film, evaluation similar to Example 1 was performed.
比較例1
実施例1において、PVAを、平均ケン化度99モル%、4%水溶液の平均粘度(20℃)63mPa・sのPVAに変更した以外は同様に行い、PVAフィルムを得た。
また、得られたPVAフィルムについて、重量減少率を測定したところ9%であった。
得られたPVAフィルムに対して、ホウ素化合物溶液処理を行わず、実施例1と同様の評価を行った。
Comparative Example 1
A PVA film was obtained in the same manner as in Example 1 except that PVA was changed to PVA having an average saponification degree of 99 mol% and a 4% aqueous solution average viscosity (20 ° C.) of 63 mPa · s.
Moreover, when the weight decreasing rate was measured about the obtained PVA film, it was 9%.
Evaluation similar to Example 1 was performed with respect to the obtained PVA film, without performing a boron compound solution process.
比較例2
実施例1において、PVAを、平均ケン化度99モル%、4%水溶液の平均粘度(20℃)63mPa・sのPVAに変更した以外は同様に行い、PVAフィルムを得た。
得られたPVAフィルムを、5℃に調整した1%のポリホウ酸ナトリウム水溶液に3分浸漬させ、その後、特にフィルム表面を拭き取ることなくそのままの状態で80℃乾燥機内で5分乾燥させた。得られたホウ素含有PVAフィルムに含まれるホウ素原子含有量の定量を行ったところ2000mg/kgであった。
また、得られたホウ素含有PVAフィルムについて、重量減少率を測定したところ8%であった。
得られたホウ素含有PVAフィルムについて、実施例1と同様の評価を行った。
実施例及び比較例の評価結果を表1に示す。
Comparative Example 2
A PVA film was obtained in the same manner as in Example 1 except that PVA was changed to PVA having an average saponification degree of 99 mol% and a 4% aqueous solution average viscosity (20 ° C.) of 63 mPa · s.
The obtained PVA film was immersed in a 1% sodium polyborate aqueous solution adjusted to 5 ° C. for 3 minutes, and then dried in an 80 ° C. drier for 5 minutes without wiping off the film surface. When the boron atom content contained in the obtained boron-containing PVA film was quantified, it was 2000 mg / kg.
Moreover, when the weight decreasing rate was measured about the obtained boron containing PVA film, it was 8%.
About the obtained boron containing PVA film, evaluation similar to Example 1 was performed.
The evaluation results of Examples and Comparative Examples are shown in Table 1.
上記の結果から、比較例1のPVA系フィルム単独や、比較例2のホウ素原子を所定量より少なすぎる程度のPVA系フィルムでは炎に接することで一気に燃え広がる結果となるものの、実施例のようなホウ素原子を所定量含有するPVA系フィルムでは、燃え広がることなく炎が消失する結果となり、難燃性を有し、延焼を抑制することができることがわかる。 From the above results, the PVA film of Comparative Example 1 alone or the PVA film of Comparative Example 2 in which the amount of boron atoms is less than a predetermined amount is in contact with the flame and spreads at once, but as in the Examples It can be seen that a PVA-based film containing a certain amount of boron atoms has a result that the flame disappears without spreading and has flame retardancy and can suppress the spread of fire.
本発明のポリビニルアルコール系フィルムは、難燃性および透明性に優れた効果を有するものであり、特に、産業用資材や建築用資材等の用途(例えば、引火性物質使用環境下で用いられる養生シート等)や内装材用途等に非常に有用である。 The polyvinyl alcohol-based film of the present invention has an effect excellent in flame retardancy and transparency, and is particularly used for industrial materials and building materials (for example, curing used in an environment where flammable substances are used). Sheet) and interior materials.
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