JP2636644B2 - 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

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靖之 藤井
道隆 澤田
郁夫 鈴木
直樹 若杉
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリビニルアルコール
系フィルムに関する。更に詳しくは、フィルム化時、乾
燥ドラム或いは乾燥ベルトからの剥離性が向上され、収
縮率が少なく、“むら”や“しわ”の生じないポリビニ
ルアルコール系フィルムに関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
洗剤、殺菌剤、染剤、農薬などの包装に水溶性フィルム
が利用されている。水溶性フィルムの製造における代表
的な水溶性フィルム原料としてポリビニルアルコールが
使用されている。
【0003】通常、キャスティング方式でフィルムを製
膜する場合、原料ポリビニルアルコールは濃度10〜20重
量%で水に溶解され、製膜原液とされる。この原液は、
回転する乾燥ドラム又は乾燥ベルトの上にスリットを通
じて流延されるか、ロールコーターによって塗布され
る。塗布された原液は、乾燥ドラム又は乾燥ベルト上で
水分を蒸発して乾燥されたフィルムとなる。この時、剥
離剤、更に均一化剤用途として、使用する原料ポリビニ
ルアルコールに応じて、それに適した界面活性剤等を製
膜原液に配合するのが常である。特開昭49−55748 号公
報、特開昭49−81889 号公報、特公昭50−38653 号公報
では、リン酸モノエステル、或いはジエステル系の化合
物をポリビニルアルコールに添加したり、金属ドラム面
に塗布したりすることにより、剥離性の向上が得られる
ことを開示している。また、特公昭52−2416号公報には
ポリアミン系カチオン活性剤、特公昭52−22856 号公報
にはポリオキシエチレンアルキルアミン類によっても同
様の効果が得られることが開示されている。また、高級
脂肪族アミンの使用も知られている。
【0004】しかし、前記の用途、分野においても生産
性向上、省力化等の技術革新、産業構造の変化、製品や
素材の変化等に伴い、代表的な水溶性フィルム原料であ
るポリビニルアルコールに対する要求も高度になり、且
つ多様化している。このようなニーズの変化に対し、従
来の“重合度”と”ケン化度”の組み合わせによるポリ
ビニルアルコールの改良だけでは、性能的に限界がある
為、新しいタイプのアニオン基変性ポリビニルアルコー
ルが開発されつつある。その中でも、酢酸ビニルとアニ
オン基を有するビニルモノマーとを必須モノマー単位と
する共重合体をケン化して得られるアニオン基変性ポリ
ビニルアルコールは、洗剤用フィルム原料として溶解性
に優れており、今後新しい水溶性フィルム原料として期
待されている。
【0005】しかし、アニオン基変性ポリビニルアルコ
ールを用いて水溶性フィルムを製造するにあたり、上記
化合物を配合しても、製膜原液に濁りを生じたり、また
剥離性及びフィルムの表面状態の面でも満足する結果を
与えなかった。また、金属ドラム面に上記化合物を塗布
しても結果は同じであった。従って、アニオン基変性ポ
リビニルアルコールを原料とするフィルムにおいては、
剥離性が良く、収縮率が少なく、表面状態の優れたフィ
ルムは得られていないのが現状である。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決すべく鋭意研究の結果、アニオン基変性ポリビニル
アルコールに、特定のカチオン界面活性剤とノニオン界
面活性剤を特定の比率で配合してなる組成物から得られ
るフィルムが上記課題を充分満足することを見出し、本
発明を完成するに至った。
【0007】すなわち本発明は、平均重合度が 500〜30
00のアニオン基変性ポリビニルアルコール100 重量部に
対して、下記一般式(1) で表される第4級アンモニウム
塩型カチオン界面活性剤と、下記一般式(2) で表される
ノニオン界面活性剤とを、カチオン界面活性剤/ノニオ
ン界面活性剤=9/1〜1/9の重量比で且つ両者の合
計で0.01〜3.0 重量部配合してなる組成物から製造され
ることを特徴とするポリビニルアルコール系フィルムを
提供するものである。
【0008】
【化2】
【0009】〔式中、R1は炭素数8以上のアルキル基又
はアルケニル基、R2,R3はそれぞれ炭素数2以下のアル
キル基、R4は炭素数7以下のアルキル基もしくはアルケ
ニル基又は炭素数が任意のフェニルアルキル基、ヒドロ
キシアルキル基もしくはポリオキシアルキレン基であ
り、X は任意のアニオン形成基である。〕 R5−O(C2H4O)n−H 一般式(2) 〔式中、R5は炭素数8以上のアルキル基、アルケニル基
又はアルキルフェニル基であり、n は30以下の正数であ
る。〕本発明に用いられるアニオン基変性ポリビニルア
ルコールは、酢酸ビニルとアニオン基を有するビニルモ
ノマーとを必須とする共重合体をケン化して得られる重
合体である。共重合変性に用いられるアニオン基を有す
るビニルモノマーとしては、アクリル酸、クロトン酸、
マレイン酸、フマール酸、イタコン酸などの不飽和カル
ボン酸、あるいはこれらのエステルもしくは無水物、ビ
ニルスルホン酸、アクリルスルホン酸などの不飽和スル
ホン酸が挙げられる。アニオン基変性ポリビニルアルコ
ールは、平均重合度 500〜3000のものが使用され、平均
重合度が500 より小さいとフィルムとしての強度が劣
る。また、平均重合度が3000より大きいと製膜性が悪く
なる。更にケン化度が80%未満であるとフィルムの強度
が劣る傾向にある。
【0010】本発明に用いられる第4級アンモニウム塩
型カチオン界面活性剤は、前記一般式(1) で表されるも
のであれば特に限定されないが、長鎖アルキルベンジル
ジメチルアンモニウム塩、長鎖アルキルヒドロキシエチ
ルジメチルアンモニウム塩、長鎖アルキルトリメチルア
ンモニウム塩等が挙げられる。一般式(1) 中のR1の炭素
数は8以上であるが、R1の炭素数が22より多くなると製
膜原液の相溶性が悪くなるので、R1の炭素数は8〜22が
好ましい。また、一般式(1) 中のX は任意のアニオン形
成基であり、特に限定されないが、クロル、ボロン等の
ハロゲン、アルキルスルホネート、アリールスルホネー
ト、アルキルアリールスルホネート、アルキルサルフェ
ート、ジアルキルスルホスクシネート、アルキルオキシ
ベンゼンスルホネート、アシルイソチオネート、アシル
アルキルタウレート、アルキルエトキシ化サルフェート
及びオレフィンスルホネート等からなる有機アニオン形
成基が挙げられる。
【0011】また、本発明に用いられるノニオン界面活
性剤も前記一般式(2) で表されるものであれば特に限定
されないが、R5の炭素数が22より多くなると製膜原液の
相溶性が悪くなるので、R5の炭素数は8〜22、特に10〜
18が好ましい。具体的には、飽和アルコールエチレンオ
キサイド付加物、不飽和アルコールエチレンオキサイド
付加物、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物
等が挙げられる。なお、一般式(2) 中、n はエチレンオ
キサイド平均付加モル数である。
【0012】本発明においては、前記一般式(1) で表さ
れる第4級アンモニウム塩型カチオン界面活性剤と前記
一般式(2) で表されるノニオン界面活性剤は、カチオン
界面活性剤/ノニオン界面活性剤=9/1〜1/9、好
ましくは4/1〜1/3の重量比で使用されるが、第4
級アンモニウム塩型カチオン界面活性剤が多過ぎると製
膜原液に濁りを生じたり、フィルム化後“むら”や“し
わ”が生じる。ここでいう“むら”とは添加した界面活
性剤とポリビニルアルコールとの相溶性が悪く、フィル
ム厚みに厚薄差が生じることであり、また“しわ”とは
フィルム形成時に部分的に伸ばされてすじ状にできた歪
のことをいう。また、逆にノニオン界面活性剤が多過ぎ
ると乾燥ドラム或いは乾燥ベルトからの剥離性が悪くな
り、更には収縮率も大きくなる。また、これらの本発明
に係る界面活性剤は両者の合計で、アニオン基変性ポリ
ビニルアルコール100 重量部に対して、0.01〜3.0 重量
部、好ましくは0.05〜2.0 配合される。配合量が0.01重
量部より少ないと効果は少ない。また、3.0 重量部より
多く配合することもできるが、フィルムの伸びが大きく
なる。
【0013】なお、界面活性剤としてアニオン界面活性
剤を使用すると乾燥ドラム等からの剥離性が悪く、また
収縮率も大きくなる。更にはフィルムにもむら、はじき
部分等が生じることもあり、本発明では配合される全界
面活性剤中において10重量%以下でなければならない。
【0014】フィルムに柔軟性が要求される場合には、
本発明のポリビニルアルコール系フィルムを製造するた
めの組成物に可塑剤を配合してもよい。使用される可塑
剤は特に限定されず、種々の公知のものを用い得るが、
特に多価アルコール系可塑剤が好ましい。多価アルコー
ル系可塑剤としては、例えば、エチレングリコール、ト
リエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジ
エチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピ
レングリコール、トリプロピレングリコール、グリセリ
ン、トリメチロールプロパン、3−メチルペンタン−1,
3,5 −トリオール、ジグリセリン等が挙げられる。これ
らの可塑剤は一種でもよく、二種以上を併用してもよ
く、通常、本発明に係るアニオン基変性ポリビニルアル
コール100重量部に対し、1〜20重量部配合される。更
に、必要に応じて他の水溶性フィルム形成物質、あるい
はシリカ粉のような微粉末等も配合することができる。
【0015】また、本発明のポリビニルアルコール系フ
ィルムは、エンボッシングカレンダー等によりフィルム
の後加工で凹凸をつける工程においても、剥離性及び収
縮防止性の点で有効である。
【0016】本発明のポリビニルアルコール系フィルム
は、包装材としての良好な表面外観を有し、幅広い分野
に応用可能である。例えば衣料用洗剤、漂白剤、農薬等
の粉末、粒状、塊状の薬剤包装、ランドリーバックをは
じめとする使い捨て日用品、化粧品、生理用品等の包装
材として有用である。
【0017】
【発明の効果】本発明によれば、製膜や加工をする際、
乾燥ドラムや乾燥ベルト、加工用ロールなどからの剥離
性に優れ、フィルムの収縮率も少なく、“むら”や“し
わ”の生じないポリビニルアルコール系フィルムが得ら
れる。
【0018】
【実施例】以下、本発明のポリビニルアルコール系フィ
ルムについて、実施例を挙げて詳しく説明するが、本発
明はこれらに何等限定されるものではない。
【0019】実施例1〜6及び比較例1〜6 <フィルムの製造及び物性評価>表1に示したモノマー
組成のポリビニルアルコール(表1中 PVAと表す)15重
量部を水85重量部に溶解し、グリセリンを1.2 重量部の
割合で配合した。
【0020】
【表1】
【0021】更に、この水溶液に、表2,3に示す界面
活性剤を、表2,3に示す割合で配合し、フィルム製造
用原液とした。この原液を、表面温度75℃の回転ドラム
上にキャスティングして乾燥させ、その後ドラムからの
剥離性及び剥離したフィルムの収縮率を求めた。剥離性
の評価基準は以下の通りである。 ○…乾燥ドラムから容易に剥離可能 △…乾燥ドラムから剥離可能であるが、一部がドラムに
付着し、連続運転が困難になる ×…乾燥ドラムから剥離しない また、フィルムの収縮率は、次式により求めた。
【0022】
【数1】
【0023】更に剥離後のフィルムの表面状態(むら、
しわ等)も観察した。結果を表2,3に示す。
【0024】
【表2】
【0025】
【表3】
【0026】表中、ノニオン界面活性剤のpは平均付加
モル数である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08K 5/17 C08K 5/17 (72)発明者 澤田 道隆 和歌山市善明寺727−120 (72)発明者 鈴木 郁夫 豊橋市森岡町16番地13 (72)発明者 若杉 直樹 豊橋市石巻本町字寺前20番地

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平均重合度が 500〜3000のアニオン基変
    性ポリビニルアルコール100 重量部に対して、下記一般
    式(1) で表される第4級アンモニウム塩型カチオン界面
    活性剤と、下記一般式(2) で表されるノニオン界面活性
    剤とを、カチオン界面活性剤/ノニオン界面活性剤=9
    /1〜1/9の重量比で且つ両者の合計で0.01〜3.0 重
    量部配合してなる組成物から製造されることを特徴とす
    るポリビニルアルコール系フィルム。 【化1】 〔式中、R1は炭素数8以上のアルキル基又はアルケニル
    基、R2,R3はそれぞれ炭素数2以下のアルキル基、R4
    炭素数7以下のアルキル基もしくはアルケニル基又は炭
    素数が任意のフェニルアルキル基、ヒドロキシアルキル
    基もしくはポリオキシアルキレン基であり、X は任意の
    アニオン形成基である。〕 R5−O(C2H4O)n−H 一般式(2) 〔式中、R5は炭素数8以上のアルキル基、アルケニル基
    又はアルキルフェニル基であり、n は30以下の正数であ
    る。〕
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