JP2912149B2 - ポリビニルアルコール系フィルム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は物品の包装に用いられる
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）系フィルムに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＰＶＡ系樹脂は、ガラス転移温度が高く
常温では脆いので、ガラス転移温度を低くし、柔軟性を
付与するために可塑剤を含有させるのが普通である。し
かし、可塑剤の含有されたＰＶＡ系フィルムは、常温、
常湿度で比較的短期間のうちは、強靭で機械物性に優
れ、透明で光沢がよく、水蒸気の透過性がよく湿気によ
る曇りも生じにくい。また、カスバリア性があり、耐油
性にも優れ、帯電性も低く汚れにくい。さらに、印刷や
製袋などへの二次加工もしやすく、このような点から多
用されている。

【０００３】通常、ＰＶＡ系フィルムの可塑剤には、グ
リコール類、多価アルコール類、アミン類などが単独あ
るいは混合して使用されている。グリコール類として、
エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチ
レングリコール、低分子量ポリエチレングリコールなど
が、多価アルコール類として、グリセリン、ポリグリセ
リン、ソルビット、トリメチロールプロパン、３−メチ
ル−１，３，５−ペンタン−トリオールなどが、またア
ミン類として、エタノールアミン、トリエタノールアミ
ン、エチレンアミン、ジエチレンアミン、エチレンジア
ミンなどがそれぞれ挙げられる。この中で最も多く使用
されているのは多価アルコール類のグリセリンである。

【０００４】ＰＶＡ系フィルムは、一般にこのような可
塑剤が含有されているＰＶＡ系樹脂組成物からフィルム
を形成されるが、とりわけけん化度の高いＰＶＡ系フィ
ルムは主に繊維製品の包装に使われる。しかし繊維製品
は包装されてから店頭に陳列されるまで長期間、包装袋
のまま段ボールで倉庫に保管されることがあり、このよ
うな場合にＰＶＡ系フィルムが周囲の湿度変化で吸湿、
放湿する性質があるため、夏の高温高湿下ではフィルム
の腰がなくなり、冬の低温低湿下では固く脆くなる事実
があった。また、このようなＰＶＡ系樹脂が吸放湿する
と可塑剤がフィルム内を移動し、空気中に飛散したり、
夏は表面にしみ出てべとつき、包装されている繊維製品
や段ボール箱の内側に転移して製品を汚したり、ＰＶＡ
系フィルム自体が柔軟性がなくなって脆くなり、破れや
すくなる欠陥があった。

【０００５】一方、けん化度の低いＰＶＡ系フィルムは
水溶性が高く、農薬、殺菌剤、殺虫剤などの水溶性の粉
末や顆粒の包装に使われ、使用時に水溶性フィルムで包
装したまま水中に投入して溶解することができるため便
利である。しかし、周囲の湿度変化で吸湿、放湿する性
質によってフィルム中の水分が移動し、特に夏の高温高
湿下ではフィルムの腰がなくなり、冬の低温低湿下では
固く脆くなる。水溶性の粉末や顆粒物などは、吸湿性が
強く、周囲から水分を奪ったり水分を与えたりするため
このような粉末の包装にＰＶＡ系フィルムを使用すると
きは、水溶性の粉末に触れるとＰＶＡ系フィルムの水分
の移動が激しくなり可塑剤は失われやすくなって、ＰＶ
Ａ系フィルムの包装袋が破損する欠陥があった。

【０００６】このようなＰＶＡ系フィルムの有していた
高温高湿下での可塑剤のしみ出し、柔軟性の問題を解決
するために特公昭58-12301号公報には、多価アルコール
またはアルカノールアミンとアクリル酸エステルとのマ
イクル型反応物が記載されているが、高温高湿下での可
塑型のしみ出しはないものの、低温低湿下での柔軟性は
不十分で、満足できる諸物性を備えたＰＶＡフィルムが
得られなかった。また、高温高湿、低温低湿条件下での
耐湿性、ブロッキングやプリードをおこさない可塑剤と
して末端にアルキル基を持つ水溶性ポリグリシドールが
特開昭61-98752号公報に記載されているが、同様に低温
低湿下での柔軟性の維持は不十分であり、満足できる諸
物性のものが得られなかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記の課題を
解決するためなされたもので、長期間低温低湿下でも柔
軟性が維持され、高温高湿下においても可塑剤のしみ出
しによるべとつきがなく、成形時に成形金型の金属面か
ら透明性や光沢が損なわれることなく容易に剥がすこと
ができるＰＶＡ系フィルムを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、ＰＶＡ系
樹脂に２−ピロリドン−５−カルボン酸および／または
２−ピロリドン−５−カルボン酸塩を可塑剤として含有
させてＰＶＡ系フィルムとすると、前記課題を達成する
ことを見出して本発明をなすに至った。すなわち、本発
明はＰＶＡ系樹脂は２−ピロリドン−５−カルボン酸お
よびその塩よりなる群から選択される少くとも１種の化
合物を可塑剤として含有させてなるＰＶＡ系フィルムで
ある。本発明における２−ピロリドン−５−カルボン酸
の塩としては、リチウム、ナトリウム、カリウムなどの
アルカリ金属塩、またはカルシウム、マグネシウム、バ
リウムなどアルカリ土類金属塩である。

【０００９】このような２−ピロリドン−５−カルボン
酸および／またはその塩は、フィルム成形時にＰＶＡ系
樹脂に可塑剤として含有させて用いられる。前記可塑剤
の添加量は、ＰＶＡ系フィルムの用途により適宜選択す
ることができるが一般的にはＰＶＡ系樹脂１００重量部
に対し２〜４０重量部、好ましくは５〜３０重量部が適
当である。ベースとなるＰＶＡ系樹脂はＰＶＡの外に、
ビニルアルコール共重合体、あるいはそれらの誘導体が
含まれる。また、ＰＶＡのけん化度は７０モル％以上、
重合度３００以上、好ましくはけん化度７５モル％以
上、重合度５００以上のＰＶＡが適当である。ビニルア
ルコール共重合体は不飽和カルボン酸−酢酸ビニル共重
合体のけん化物などがある。その場合の不飽和カルボン
酸としては、アクリル酸、マレイン酸、イタコン酸、フ
マル酸、酢酸アリルなどが挙げられる。さらに他のＰＶ
Ａ誘導体は、前記ＰＶＡもしくはビニルアルコール共重
合体の無水コハク酸、無水フタル酸、無水マレイン酸な
どの酸無水物のエステル化物が適当である。また、前記
ＰＶＡ系フィルムに対しては、従来から知られているグ
リコール類、多価アルコール類、アミン類などの可塑剤
を併用してもよく、さらに必要に応じて活性剤、香料、
顔料などを適宜添加してもよい。

【００１０】前記２−ピロリドン−５−カルボン酸およ
び／または２−ピロリドン−５−カルボン酸塩を含有さ
せた本発明のフィルムは、次のようにして成膜される。
例えば濃度１０〜３０重量％のＰＶＡ系樹脂組成物の水
溶液あるいはスラリーを調製し、ロール、ドラム、エン
ドレスベルトなどの平滑な金属面上に流延して熱風等で
乾燥する流延法、あるいは水などを添加して３０〜５０
重量％のＰＶＡ系樹脂のフレークを調製し、押出樹脂Ｔ
ダイなどでフィルム状に溶融成形して、熱風等で乾燥す
る押出し成膜法などがある。

【００１１】このようにして成膜されたＰＶＡ系フィル
ムは、ＰＶＡが高けん化度の場合は、主としてカッター
シャツ、セーター、下着、シーツ、毛布、布団、毛糸な
どの繊維製品の包装に用い、低けん化度の場合は、主と
して水溶性の農薬、殺菌剤、殺虫剤、除草剤、洗浄剤、
染料、顔料などの包装に用いるのが適当である。

【００１２】

【作用】可塑剤として用いる２−ピロリドン−５−カル
ボン酸および／または２−ピロリドン−５−カルボン酸
塩は、低温低湿下でもＰＶＡ系フィルムの柔軟性を向上
させる可塑化作用があるばかりでなく、ＰＶＡ系樹脂に
対する相溶性がよく、高温高湿下でもにじみ出しがない
という特性を有するとともにフィルムに成形するとき、
成形機のロール、ドラム、エンドレスベルト、ダイ、ス
クリューなどの接触金属面と剥がれやすくする作用もあ
る。また、この可塑剤はＰＶＡ系フィルム特有の透明性
や光沢を損ねることもほとんどない。さらに植物油、鉱
油、炭化水素、ケトン、エステルなどの溶媒を本発明の
フィルムで包装しても可塑剤がこれらの溶媒に溶出する
こともなく、長時間柔軟性を保つことができる優れた効
果を奏するものである。

【００１３】

【発明の効果】本発明のＰＶＡ系フィルムは、低温低湿
下では柔軟性を維持し、高温高湿下では、可塑剤がにじ
み出てくることがなく、べたつきもない。したがって包
装内容物を汚すこともなく、可塑剤が消失し、脆化して
破れやすくなることもなく、ＰＶＡ系フィルム特有の強
靭性は維持している。さらに剥離性に優れていて、成膜
時に用いる成形機の金属面から容易に剥がすことがで
き、裂け目も傷もなく、工業上効率良く製造でき、平滑
で透明で光沢もよいので実用上きわめて有用である。

【００１４】以下、本発明の実施例を説明する。

【実施例１〜９】表−１に示すようにＰＶＡの種類、可
塑剤の種類、添加量をそれぞれ変え、ＰＶＡ１００重量
部に水９００重量部を加え、加熱しながら撹拌して溶解
して、濃度１０重量％の水溶液を調製する。この水溶液
に２−ピロリドン５−カルボン酸および／または２−ピ
ロリドン−５−カルボン酸塩を添加し、８０℃まで加熱
したクロムメッキドラム上に流延して３分間乾燥し、厚
さ０．０４ｍｍの無色透明で柔軟性のあるフィルムを得
た。これらのフィルムの諸性質を表−２に示す。本発明
の実施例１〜９の２−ピロリドン５−カルボン酸および
／または２−ピロリドン−５−カルボン酸塩は、比較例
１〜３の従来から使用されている可塑剤のグリセリンに
比べ、長期間あるいは低温低湿下での柔軟性、高温高湿
下での可塑剤のしみ出しによるべとつき性、可塑剤の残
存率、透明性、成形金属面からの剥離性においてすぐれ
ている。

【００１５】なお、表中のＰＶＡの種類欄で、信越Ａは
完全けん化ＰＶＡ、けん化度９９モル％、重合度１７５
０（信越化学工業株式会社製『信越ポバールＡ』）を示
す。信越Ｐ−２０は部分けん化ＰＶＡ、けん化度８８モ
ル％、重合度２０００（信越化学工業株式会社製『信越
ポバールＰ−２０』）を示す。クラレＫＭ−１１８はイ
タコン酸変性ＰＶＡ（クラレ株式会社製『ポバールＫＭ
−１１８』）を示す。添加量はＰＶＡ系樹脂１００重量
に対して添加した２−ピロリドン−５−カルボン酸およ
び／または２−ピロリドン−５−２カルボン酸塩の重量
部を示す。

【００１６】このようにして得られたフィルムについて
（イ）透明性、（ロ）相溶性、（ハ）高温高湿状態での
滲出性、（ニ）低温低湿状態での柔軟性、（ホ）可塑剤
の残存率、（ヘ）剥離性について次のように測定し評価
した。 （イ）透明性の評価は２３℃、相対湿度５０％ＲＨの雰
囲気中に５日間放置した後、濁りなく透明状態のままで
あれば○、わずかに白く濁れば△、白く半透明に濁れば
×と評価することとした。 （ロ）相溶性の評価は２３℃、相対湿度５０％ＲＨ下に
５日間放置し、外観に水分のはじきやむらが全くない場
合は○、わずかに水分のはじきやむらが生じた場合は
△、はじきやむらが多く発生した場合は×と評価するこ
ことした。 （ハ）高温高湿状態でのにじみ出しの評価は温度４０
℃、相対湿度８５％ＲＨ下に１０日間放置した後のフィ
ルム表面のべたつきを調べた。全く外観に変化がなかっ
た場合は○、わずかにフィルム表面がべたついた場合は
△、にじみ出しが激しくフィルム表面がかなりべとつい
た場合×と評価することとした。 （ニ）低温低湿状態での柔軟性の評価は次のようにし
た。シリカゲルの入ったデシケーターにフィルムを入
れ、２０℃の雰囲気下に５日間放置した後、−１０℃の
雰囲気下でフィルムを取りだし、フィルムを曲げたとき
の状態を観察した。折り曲げてその折り目を強く押して
も割れなかった場合は○、折り曲げてその折れ目を強く
押したら割れた場合は△、折り曲げただけで割れた場合
は×と評価することとした。

【００１７】（ホ）可塑剤の残存率の評価はフィルムを
脱脂綿で挟み、温度４０℃、相対湿度３０％ＲＨ下に１
０日間放置した後フィルムを取り出してフィルム中の可
塑剤量を測定し、次式で可塑剤の残存率を算出して評価
した。 可塑剤の残存率（％）＝（試験後の可塑剤の量÷初期の
可塑剤の添加量）×１００ 可塑剤の残存率が８１％以上であった場合は○、可塑剤
の残存率が３０〜８０％であった場合は△、可塑剤の残
存率が２９％以下であった場合は×と評価することとし
た。 （ヘ）成形時のフィルムと金属表面との剥離性の評価は
次式で収縮率を求めて評価した。 収縮率（％）＝（フィルムをキャストした幅−剥離後の
フィルム幅）÷フィルムをキャストした幅×１００ 収縮率が０〜５％未満であった場合は○、収縮率が５〜
１０％未満であった場合は△、収縮率が１０％以上であ
った場合は×と評価することとした。

【００１８】

【表１】

【００１９】

【表２】

【００２０】２−ピロリドン−５−カルボン酸および／
またはその塩を可塑剤として用いた場合は、透明性と相
溶性はグリセリンと同様に優れているが、高温高湿下で
の滲み出し性がグリセリンよりも優れているので表面に
出てきてべとつくことがない。また、可塑性の残存性が
グリセリンよりも優れているので低温低湿下での柔軟性
も優れ、長期にわたり柔軟性が維持され、脆くなって破
れることはない。さらに剥離性に優れているので成膜時
に成型金型から容易に剥がすことができる。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリビニルアルコール系樹脂に２−ピロ
   リドン−５−カルボン酸およびその塩よりなる群から選
   択される少くとも１種の化合物を可塑剤として含有させ
   てなることを特徴とするポリビニルアルコール系フィル
   ム。