JP5406711B2 - 水溶性ポリビニルアルコール系フィルムのロール状物およびその保管方法 - Google Patents
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Description
本発明の別の目的は、柔軟で延伸性のある水溶性PVAフィルムであっても、保管時の残存応力を低減でき、フィルムに歪みやシワが発生するのを防止できる水溶性PVAフィルムのロール状物の製造方法を提供することにある。
本発明のさらに別の目的は、湿度や温度などの環境変化により影響を受けやすい水溶性PVAフィルムのロール状物であっても、長期間保管可能な保管方法を提供することを目的とする。
間隙率(%)={(π/4)(H2−D2)/(L×M)}×100−100
H・・フィルムロールの直径(mm)
D・・コアの外径(mm)
L・・フィルムの長さ(m)
M・・フィルムの平均厚さ(μm)
前記ロール状物から前記ポリビニルアルコールフィルムを巻き出し、フィルム流れ方向に均一に1m幅あたり2kgfの張力をかけた場合、フィルムの幅方向に存在するフィルムの歪み部分の合計幅が、フィルム全幅の10%以下である。
また、前記製造方法で得られたロール状物は、保管の際にフィルムが変形しにくいため、保管後に巻き出した際であっても、フィルムにシワが実質的に生じないだけでなく、そのため、ロール状物からフィルムを改めて巻き出す際に破れなどが発生することがなく、均質な水溶性PVAフィルムを極めてスムーズに取り出すことができる。
本発明の水溶性PVAフィルムのロール状物は、後述する特定の水分含有率および可塑剤含有率を有する水溶性PVAフィルムを、所定の条件で巻き取ることにより得ることができる。なお、ロール状物から巻きだされた水溶性PVAフィルムには、ほとんど歪み部分が存在せず、フィルムの幅方向に存在するフィルムの歪み部分の合計幅は、フィルム全幅の10%以下である。
本発明において、水溶性PVAフィルムは、20℃の水中において撹拌により溶解し、より詳細には、20℃の水中において撹拌による完溶時間が500秒以下であり、好適には300秒以下、より好適には200秒以下である。完溶時間の下限についてはとくに制限はないが、1秒以上が好適であり、さらに好適には2秒以上である。本発明は、このように水溶性に優れたPVAフィルムをロール状物にしたときに、とくに顕著な効果を奏する。
Po =([η]×103 /8.29)(1/0.62)
CH2=CH−N(R1)−C(=O)−R2 (I)
(式中、R1は水素原子または炭素数1〜3のアルキル基を表し、R2は水素原子または炭素数1〜5のアルキル基を表す)
ここで、Aは乾燥前のフィルムの重量、Bは乾燥後のフィルムの重量を示す。
ロール状物から巻きだしたフィルムの歪み部分が、所定の範囲内である場合、巻きだしたフィルムにシワが形成されるのを有効に抑制でき、商品ロスを低減することができる。
間隙率(%)={π(H/2)2−π(D/2)2}/(L×M)×100−100
すなわち、
間隙率(%)={(π/4)(H2−D2)/(L×M)}×100−100
H・・フィルムのロール状物の直径(mm)
D・・筒状のコアの外径(mm)
L・・フィルムの長さ(m)
M・・フィルムの平均厚さ(μm)
D・・10〜200mm、好適には20〜150mm
L・・200〜3000m、好適には300〜2000m
M・・10〜150μm、好適には15〜100μm
なお、ここで、フィルムロールの直径(H)および筒状のコアの外径(D)は、任意の断面において直交する2箇所の長さの平均値である。
フィルム平均厚み(μm)=フィルム重量(g/m2)÷乾燥密度(g/cm3)
フィルム表面の粗面度を調整する他の方法としては、後述するスリップ剤を予めフィルムの内部に含有させる方法もあり、この方がエンボス工程を省略できる事、エンボス工程による不具合、ロスを低減することが出来経済的である事が多い。この場合のスリップ剤の添加量としては、PVAに対し0.1〜5重量%、好適には0.5〜4重量%である。フィルム表面の粗面度を調整するには、エンボス加工を施す方法とスリップ剤を添加する方法のどちらか一方を採用してもよいし、両者の方法を併用することもできる。
上述した水溶性PVA系フィルムのロール状物は、以下の方法により製造できる。
まず、ポリビニルアルコールと可塑剤とを含むポリビニルアルコール皮膜を乾燥させて(以下、この工程を皮膜乾燥工程と称する)、可塑剤含有率が1〜30重量%であるとともに水分含有率が1〜10重量%であるPVA系フィルムを形成する。前記PVA皮膜は、前述したように、流延製膜法、湿式製膜法、ゲル製膜法、およびこれらの組み合わせによる方法や、可塑剤を含むPVA(水分、有機溶剤などを含んでいてもよい)を溶融して行う溶融押出製膜法などを好適に利用して形成できる。
製膜後、皮膜乾燥工程を経て形成されたPVAフィルムは、さらにフィルムを筒状のコアに対して所定の巻き取り張力で巻き取る巻き取り工程を経て、ロール状物を形成する。
(実施例1)
けん化度88モル%、重合度1700のPVA15重量部、グリセリン0.65重量部を含有するPVA濃度が15重量%の水溶液を、コンベアベルト上に流延し、ベルト上で120℃の熱風をあてながら5分間乾燥することにより皮膜を得、次いで、これを梨地加工(150メッシュのサンドブラスト処理)された金属ロール上を通過させて、片面をエンボス加工した後、フィルムの両端をレザー刃にて裁断して、フィルム幅(W)500mm、フィルム厚さ(M)30μm、粗面度がエンボス面0.3μm、非エンボス面0.15μm(KosakaLaboratory社製のSE1700で触針半径2μm、測定速さ0.5m/秒、カットオフ値λc=0.8で測定した)のPVAフィルム{長さ(L)1000m(余分なし)}を得、これを表面がポリエチレン加工された円筒状の紙管{紙管の外径(D)88.2mm、肉厚6mm}に、初期巻き取り張力15kgf、巻き取り速度40m/分、タッチ圧3kgf/m2、テーパー75%の条件で巻きつけることにより、水溶性PVAフィルムのロール状物{ロール状物の断面の直径(H)221mm}を得た。なお、前記巻き取り張力を、フィルム幅1m当りの巻き取り張力に換算すると、その値は30kgf/1m幅である。
実施例1においてPVAフィルムを紙管に巻きつける際の巻き取り張力を10kgfとした以外は実施例1と同様にして、水溶性PVAフィルムのロール状物{ロール状物の断面の直径(H)228mm}を得た。得られたロール状物を、実施例1と同様にして低密度ポリエチレンフィルムを用いて二重巻きに包装し、さらに実施例1と同様にして倉庫に半年間保管した。保管後に包装体から取り出したロール状物から水溶性PVAフィルムを巻き出した。そのときの水溶性PVAフィルムの歪みおよびシワの状況を実施例1と同様に判定した結果を表1に示す。なお、前記巻き取り張力を、フィルム幅1m当りの巻き取り張力に換算すると、その値は20kgf/1m幅である。
実施例1においてPVAフィルムを紙管に巻きつける際の巻き取り速度を50m/分とした以外は実施例1と同様にして、水溶性PVAフィルムのロール状物{ロール状物の断面の直径(H)219mm}を得た。得られたロール状物を、実施例1と同様にして低密度ポリエチレンフィルムを用いて二重巻きに包装し、さらに実施例1と同様にして倉庫に半年間保管した。保管後に包装体から取り出したロール状物から水溶性PVAフィルムを巻き出した。そのときの水溶性PVAフィルムの歪みおよびシワの状況を実施例1と同様に判定した結果を表1に示す。
実施例1において、皮膜の片面にエンボス加工を施した後に、ニッカ社製の電子スプレーK−IIIを用いて、ニッカ社製のデンプン粉末を0.05g/m2の付着量になるように表面に塗布した以外は実施例1と同様にして、水溶性PVAフィルムのロール状物{ロール状物の断面の直径(H)230mm}を得た。得られたロール状物を、実施例1と同様にして低密度ポリエチレンフィルムを用いて二重巻きに包装し、さらに実施例1と同様にして倉庫に半年間保管した。保管後に包装体から取り出したロール状物から水溶性PVAフィルムを巻き出した。そのときの水溶性PVAフィルムの歪みおよびシワの状況を実施例1と同様に判定した結果を表1に示す。
実施例1において、けん化度88モル%、重合度1700のPVA15重量部、グリセリン0.65重量部を含有するPVA濃度が15重量%の水溶液に代えて、けん化度88モル%、重合度1700のPVA15重量部、グリセリン0.7重量部、コーンスターチ(平均粒径約15μm)0.5重量部を含有するPVA濃度が15重量%の水溶液を用いた以外は実施例1と同様にして、水溶性PVAフィルムのロール状物{ロール状物の断面の直径(H)231mm}を得た。水溶性PVAフィルムの組成はPVA/グリセリン/水分/デンプン=90/4/3/3(重量%)であった。
実施例1において、けん化度88モル%、重合度1700のPVA15重量部、グリセリン0.65重量部を含有するPVA濃度が15重量%の水溶液に代えて、けん化度88モル%、重合度1700のPVA15重量部、グリセリン0.7重量部、ホウ酸0.05重量部を含有するPVA濃度が15重量%の水溶液を用いた以外は実施例1と同様にして、水溶性PVAフィルムのロール状物{ロール状物の断面の直径(H)228mm}を得た。水溶性PVAフィルムの組成はPVA/グリセリン/水分/ホウ酸=90/4/3/0.3(重量%)であった。
実施例1において、けん化度88モル%、重合度1700のPVAに代えて、けん化度88モル%、重合度2000のPVAを用いた以外は実施例1と同様にして、水溶性PVAフィルムのロール状物{ロール状物の断面の直径(H)225mm}を得た。水溶性PVAフィルムの組成はPVA/グリセリン/水分=93/4/3(重量%)であった。
得られたロール状物を、実施例1と同様にして低密度ポリエチレンフィルムを用いて二重巻きに包装し、さらに実施例1と同様にして倉庫に半年間保管した。保管後に包装体から取り出したロール状物から水溶性PVAフィルムを巻き出した。そのときの水溶性PVAフィルムの歪みおよびシワの状況を実施例1と同様に判定した結果を表1に示す。
実施例1において、PVAの使用量を15重量部から13重量部に変え、グリセリンの使用量を0.65重量部から2.4重量部に変えたことに加えて、熱風の温度を120℃から116℃に変え、さらに実施例4と同様に、皮膜の片面にエンボス加工を施した後に、ニッカ社製の電子スプレーK−IIIを用いて、ニッカ社製のデンプン粉末を0.05g/m2の付着量になるように表面に塗布した以外は実施例1と同様にして、水溶性PVAフィルムのロール状物{ロール状物の断面の直径(H)229mm}を得た。水溶性PVAフィルムの組成はPVA/グリセリン/水分=80/15/5(重量%)であった。
実施例8において、けん化度88モル%、重合度1700のPVAに代えて、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸(AMPS)で変性されたけん化度88モル%、重合度1700の変性PVA(変性度:モノマー基数/変性PVA全体のユニット数の比で2:100(=2モル%)を用いたことに加えて、熱風の温度を熱風の温度を116℃から140℃に変え、乾燥時間を5分から10分に延長した以外は実施例8と同様にして、水溶性PVAフィルムのロール状物{ロール状物の断面の直径(H)336mm}を得た。水溶性PVAフィルムの組成はPVA/グリセリン/水分=80/15/5(重量%)であった。水溶性PVAフィルムのフィルム厚さ(M)は80μmであった。
実施例1において、包装体を保管する際の温度を40℃とし、湿度を55%RHとした以外は実施例1と同様にして倉庫に半年間保管した。保管後に包装体から取り出したロール状物から水溶性PVAフィルムを巻き出した。そのときの水溶性PVAフィルムの歪みおよびシワの状況を実施例1と同様に判定した結果を表1に示す。なお、保管後の水溶性フィルムは、若干のシワが確認されたが、このシワは印刷時の張力により容易に消失し、フィルムの加工上、全く問題とならない程度のシワであった。
実施例1において、巻き取り張力を7kgfにした以外は実施例1と同様にしてロール状物を得た。そのときの水溶性PVAフィルムの状況を実施例1と同様に判定した結果を表1に示す。
実施例1において、テーパーを85%にした以外は実施例1と同様にしてロール状物を得た。そのときの水溶性PVAフィルムの状況を実施例1と同様に判定した結果を表1に示す。
実施例1で用いた水溶液中にさらに実施例4で用いたデンプン粉末を0.49重量部添加した以外は、実施例1と同様にしてロール状物を得た。そのときの水溶性PVAフィルムの状況を実施例1と同様に判定した結果を表1に示す。
実施例1においてPVAフィルムを紙管に巻きつける際の巻き取り張力を30kgfとした以外は実施例1と同様にして、水溶性PVAフィルムのロール状物{ロール状物の断面の直径(H)217mm}を得た。得られたロール状物を、実施例1と同様にして低密度ポリエチレンフィルムを用いて二重巻きに包装し、さらに実施例1と同様にして倉庫に半年間保管した。保管後に包装体から取り出したロール状物から水溶性PVAフィルムを巻き出した。そのときの水溶性PVAフィルムの歪みおよびシワの状況を実施例1と同様に判定した結果を表1に示す。なお、前記巻き取り張力を、フィルム幅1m当りの巻き取り張力に換算すると、その値は60kgf/1m幅である。
実施例1においてPVAフィルムを紙管に巻きつける際の初期巻き取り張力を2kgf、テーパーを85%とした以外は実施例1と同様にして、水溶性PVAフィルムのロール状物{ロール状物の断面の直径(H)240mm}を得た。得られたロール状物を、実施例1と同様にして低密度ポリエチレンフィルムを用いて二重巻きに包装し、さらに実施例1と同様にして倉庫に半年間保管した。保管後に包装体から取り出したロール状物から水溶性PVAフィルムを巻き出した。そのときの水溶性PVAフィルムの歪みおよびシワの状況を実施例1と同様に判定した結果を表1に示す。なお、前記巻き取り張力を、フィルム幅1m当りの巻き取り張力に換算すると、その値は4kgf/1m幅である。
実施例1において、グリセリンの使用量を0.65重量部から0.08重量部に変えた以外は実施例1と同様にして、水溶性PVAフィルムのロール状物{ロール状物の断面の直径(H)223mm}を得た。水溶性PVAフィルムの組成はPVA/グリセリン/水分=96.5/0.5/3(重量%)であった。
得られたロール状物を、実施例1と同様にして低密度ポリエチレンフィルムを用いて二重巻きに包装し、さらに実施例1と同様にして倉庫に半年間保管した。保管後に包装体から取り出したロール状物から水溶性PVAフィルムを巻き出した。そのときの水溶性PVAフィルムの歪みおよびシワの状況を実施例1と同様に判定した結果を表1に示す。
実施例1において、グリセリンの使用量を0.65重量部から7.4重量部に変えた以外は実施例1と同様にして、水溶性PVAフィルムのロール状物{ロール状物の断面の直径(H)220mm}を得た。水溶性PVAフィルムの組成はPVA/グリセリン/水分=65/32/3(重量%)であった。
得られたロール状物を、実施例1と同様にして低密度ポリエチレンフィルムを用いて二重巻きに包装し、さらに実施例1と同様にして倉庫に半年間保管した。保管後に包装体から取り出したロール状物から水溶性PVAフィルムを巻き出した。そのときの水溶性PVAフィルムの歪みおよびシワの状況を実施例1と同様に判定した結果を表1に示す。
実施例1において、熱風の温度を120℃から170℃に変えた以外は実施例1と同様にして、水溶性PVAフィルムのロール状物{ロール状物の断面の直径(H)231mm}を得た。水溶性PVAフィルムの組成はPVA/グリセリン/水分=95.3/4.1/0.6(重量%)であった。
得られたロール状物を、実施例1と同様にして低密度ポリエチレンフィルムを用いて二重巻きに包装し、さらに実施例1と同様にして倉庫に半年間保管した。保管後に包装体から取り出したロール状物から水溶性PVAフィルムを巻き出した。そのときの水溶性PVAフィルムの歪みおよびシワの状況を実施例1と同様に判定した結果を表1に示す。
実施例1において、熱風の温度を120℃から70℃に変えた以外は実施例1と同様にして、水溶性PVAフィルムのロール状物{ロール状物の断面の直径(H)224mm}を得た。水溶性PVAフィルムの組成はPVA/グリセリン/水分=84.4/3.6/12(重量%)であった。
得られたロール状物を、実施例1と同様にして低密度ポリエチレンフィルムを用いて二重巻きに包装し、さらに実施例1と同様にして倉庫に半年間保管した。保管後に包装体から取り出したロール状物から水溶性PVAフィルムを巻き出した。そのときの水溶性PVAフィルムの歪みおよびシワの状況を実施例1と同様に判定した結果を表1に示す。
比較例2において、包装体を保管する際の温度を40℃にし、湿度を55%RHにした以外は実施例1と同様にして倉庫に半年間保管した。保管後に包装体から取り出したロール状物から水溶性PVAフィルムを巻き出した。そのときの水溶性PVAフィルムの歪みおよびシワの状況を実施例1と同様に判定した結果を表1に示す。
比較例2において、包装体を保管する際の温度を5℃にし、湿度を55%RHにした以外は実施例1と同様にして倉庫に半年間保管した。保管後に包装体から取り出したロール状物から水溶性PVAフィルムを巻き出した。そのときの水溶性PVAフィルムの歪みおよびシワの状況を実施例1と同様に判定した結果を表1に示す。
実施例1において、ロール状物を二軸延伸ナイロン(30μm、透湿係数134g/m2/日)で包装した以外は、実施例1と同様に保管した。そのときの水溶性PVAフィルムの歪みおよびシワの状況を実施例1と同様に判定した結果を表1に示す。
実施例1においてテーパーを50%にして後は同様にしてロール状物を得た。そのときの水溶性PVAフィルムの歪みおよびシワの状況を実施例1と同様に判定した結果を表1に示す。
Claims (15)
- 水溶性ポリビニルアルコールフィルムが筒状のコアに巻き取られたロール状物であって、
前記ポリビニルアルコールフィルムは、可塑剤含有率が1〜30重量%であるとともに水分含有率が1〜10重量%であり、且つ20℃の水中において撹拌により溶解し、
下記式で定義されるロール状物のフィルム間の間隙率が4〜25%であるロール状物であって、
間隙率(%)={(π/4)(H2−D2)/(L×M)}×100−100
H・・フィルムロールの直径(mm)
D・・筒状のコアの外径(mm)
L・・フィルムの長さ(m)
M・・フィルムの平均厚さ(μm)
前記ロール状物から前記ポリビニルアルコールフィルムを巻き出し、フィルム流れ方向に均一に1m幅あたり2kgfの張力をかけた場合、フィルムの幅方向に存在するフィルムの歪み部分の合計幅が、フィルム全幅の10%以下であるロール状物。
ここで、歪み部分とは、広げたフィルムの法線方向に向かって上方に1.5m離れた位置に蛍光灯(36W、117cm、1本)を配置して光を照射した場合、フィルムの膜面において光が乱反射する部分をさす。 - 請求項1において、水溶性ポリビニルアルコール系フィルムを構成するポリビニルアルコールが、けん化度80〜99.95モル%であるロール状物。
- 請求項1または2において、水溶性ポリビニルアルコール系フィルムの少なくとも一方の面が、エンボス加工されているロール状物。
- 請求項1〜3のいずれか一項において、水溶性ポリビニルアルコール系フィルムの長さ(L)が、100〜3000mであるロール状物。
- 請求項1〜4のいずれか一項において、水溶性ポリビニルアルコール系フィルムが、スリップ剤をその内部に含有するか、またはスリップ剤をその表面に付着させているロール状物。
- 請求項1〜5のいずれか一項において、水溶性ポリビニルアルコール系フィルムが、ホウ素化合物を0.01〜3重量%含有するロール状物。
- 請求項1〜6のいずれか一項において、水溶性ポリビニルアルコール系フィルムが、水圧転写曲面印刷用フィルム、農薬包装用フィルムまたは洗剤包装用フィルムのいずれかであるロール状物。
- 20℃の水中において撹拌により溶解する水溶性ポリビニルアルコール系フィルムのロール状物を製造する方法であって、
ポリビニルアルコールと可塑剤とを含むポリビニルアルコール皮膜を乾燥させ、可塑剤含有率が1〜30重量%であるとともに水分含有率が1〜10重量%であるポリビニルアルコールフィルムを形成する皮膜乾燥工程と、
前記フィルムを筒状のコアに対して巻き取り、ロール状物を形成する巻き取り工程とを備えており、
前記巻き取り工程において、フィルムの巻き取り張力が1m幅あたり5〜40kgfである製造方法。 - 請求項8において、ポリビニルアルコール皮膜が、流延製膜法、湿式製膜法、ゲル製膜法、および溶融押出製膜法から選択される製膜法の少なくとも一つを用いて製膜される製造方法。
- 請求項8または9において、巻き始めの巻き取り張力に対する巻き終わりの張力が、60〜90%である製造方法。
- 請求項8〜10のいずれか一項において、水溶性ポリビニルアルコール系フィルムの長さ(L)が、100〜3000mである製造方法。
- 請求項8〜11のいずれか一項において、乾燥した皮膜に対して、エンボス加工を行う工程をさらに備える製造方法。
- 請求項8〜12のいずれか一項において、前記コアは、外径10〜200mm、且つ肉厚1.5〜20mmである製造方法。
- 請求項8〜13のいずれか一項に記載された製造方法により得られた水溶性ポリビニルアルコール系フィルムのロール状物。
- 請求項1〜7および14のいずれかに記載の水溶性ポリビニルアルコール系フィルムのロール状物を保管する方法であって、
前記ロール状物を、透湿係数が30g/m2/日以下のフィルムで包装した状態で一定の温度範囲にて保管し、
その保管の際の温度範囲の上限が(T−168)℃および18℃のうち高い方の温度(℃)であり、且つ下限が(T−180)℃および10℃のうち低い方の温度(℃)であり、
前記Tがポリビニルアルコール系フィルムの示差熱分析により求められる主ピークの温度(℃)である保管方法。
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