JPH0275650A - 水溶性フイルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利里況見 本発明は水溶性フィルムに関する。更に詳しくはけん化
度５０〜９５モル％で、かつポリビニルエステルを酸け
ん化して得られるポリビニルアルコールを必須成分とし
て含有することを特徴とする、冷水溶解性にすぐれ、か
つ耐アルカリ性にすぐれた水溶性フィルムに関する。

Ｂ　従来の珠二衡− 水溶性フィルムは洗濯用洗剤のユニット包装や、殺虫剤
、漂白剤、洗浄剤の包装、洗濯する衣服の短期保管用バ
ッグ（ランドリーバッグ）、園芸用種苗の包装用等に広
く用いられている。水溶性フィルムを用いて人体に有害
な物質を包装すれば、ａ害物質に人間が直接触れること
がなく、また使用時には迅速に水溶性フィルムが水に溶
解ないし分散するので、取扱いがきわめて容易となる。

ランドリーバッグは、洗濯する衣服の短期保管に適し、
臭気の発生を防止し、またけい帯性にすぐれ、かつ洗濯
時にはバッグと一括投入すれば良いので取扱いも容易と
なるなど、すぐれた特徴を有する。

園芸用種苗の包装では水溶性フィルムがスペーサー的な
役割をはたし、種同士の距離があらかじめセットされて
いるので、これをそのまま植えればよいので作業性が向
上し、かつ土中で包装が迅速に溶解し、種苗の発育に何
ら影響を与えないため、賞月されている。

従来より水溶性フィルムとしては、ポリビニルアルコー
ル系フィルム、とりわけ部分けん化ポリビニルアルコー
ル系フィルムが用いられてきた。

ポリビニルアルコール系フィルムは、皮膜が強靭で透明
性にすぐれ、印刷性もよく、かつ適度なけん化度に調節
されたものは、冷水への溶解性も良好というすぐれた特
徴を有している。

Ｃ９発明的！−＆−Ｌ−卓一ラークうる」１しかしなが
ら通常のアルカリけん化法で製造されたポリビニルアル
コールは、けん化度が上がるにしたがって結晶性が増し
、結晶部分が冷水には溶解しないので、高けん化度のポ
リビニルアルコールは冷水不溶性となる性質を有してい
る。このため完全けん化のポリビニルアルコール系フィ
ルムは冷水溶解性フィルムとしては用いられず、けん化
度８０〜９０モル％の部分けん化ポリビニルアルコール
が用いられてきた。しかしながら通常の部分けん化ポリ
ビニルアルコールでは結晶性の抑制が不充分で、フィル
ムを作製した当初は充分な冷水溶解性が得られるのであ
るが、長期保存した場合に徐々に結晶が成長するためか
、冷水溶解性が低下するという欠点があった。またフィ
ルムの内容物が洗剤等のアルカリ性ないし酸性物質であ
る場合、部分けん化ポリビニルアルコールのけん化度が
徐々に上昇し、長期保存した場合に冷水溶解性が低下す
るという欠点があった。

冷水可溶性を長期間保持するためには部分けん化ポリビ
ニルアルコールのけん化度を下げることが効果があるが
、アルカリけん化でけん化度を８０モル％以下に下げた
場合、部分けん化ポリビニルアルコールの疎水性が強（
なって、曇点が低下して温水不溶性となったり、さらに
けん化度を下げると、水不溶性となるため、満足すべき
ものが得られないのが現状であった。そのためポリビニ
ルアルコールに各種変性基を導入することによって、上
記欠点を補なうことも提案されてはいるか、コスト高に
なったり、フィルムの柔軟性が湿度依存性の大きなもの
になったり、製造が技術的に困難であったり等、不利な
点も多い。

Ｄ　魂差濠−解決す７２　？、＝めの手段本発明者らは
、従来の部分けん化ポリビニルアルコール系フィルムの
上記欠点を解決すべく検討を重ねた結果、けん化度５０
〜９５モル％で、かつポリビニルエステルを酸けん化し
て得られるポリビニルアルコールを必須成分として用い
ることにより、本発明を完成するにいたったものである
。

即ち、けん化度５０〜９５モル％で、かつ酸けん化によ
って得られるポリビニルアルコールは、従来のアルカリ
けん化法によるポリビニルアルコールと異なり、高けん
化度になっても、結晶化速度が遅く、冷水可溶性を維持
し、低けん化度の場合でも曇点が低下して温水や冷水に
不溶になる傾向が小さく、冷水可溶性が大きい。また分
子間の相互作用が比較的に小さくなり、すぐれた流動性
や溶融特性が得られるなどの特徴を見いだし本発明に到
達したものである。

本発明に用いられるポリビニルアルコールは、ビニルエ
ステルを従来の方法で重合後、溶液中で硫酸、塩酸、燐
酸などの無機酸またはｐ−トルエンスルホン酸などの有
機酸などを触媒として酸けん化して得られるものである
。またビニルエステルの具体的な例としては、ギ酸ビニ
ル、酢酸ビニル、酪酸ビニル、ピパリン酸ビニル、パー
サティック酸ビニル等があげられるが、このうち酢酸ビ
ニルが工業的に最も好ましい単壜体である。

けん化度は５０〜９５モル％、より好ましくは６０〜９
０モル％がよい。けん化度が低すぎるとフィルム強度が
不足したり、水溶性が小さくなる傾向があり好ましくな
い。けん化度が高いと初期の水溶性が十分発現しなかっ
たり、フィルムが固（なったり、熱溶融成形性が低下す
る傾向があり好ましくない。とくにけん化度が高くなり
すぎると、酸けん化によるすぐれた特徴が失なわれる欠
点がある。

本発明のポリビニルアルコールの重合度としては特に制
限はないが、好ましくは１００〜４０００、より好まし
くは２００〜２０００が良い。重合度が低すぎると得ら
れるフィルムの強度が低くなり、逆に高すぎると水溶液
の粘度が高くなったり、溶融粘度が高くなって、フィル
ム作製時の加工性が不良となるため好ましくない。

本発明のポリビニルアルコールが少量の他の成分を分子
内に含むことは、本発明の主旨を妨げない程度において
何ら差しつかえない。そのような他の成分の導入法の具
体例としては、例えば（メタ）アクリル酸、マレイン酸
、無水マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸
等のカルボキシル基含有単量体またはその塩、アクリル
アミド−２−メチルプロパンスルホン酸ソーダ、アリル
スルホン酸ソーダ、ビニルスルホン酸ソーダ等のスルホ
ン酸基含有単量体、（メタ）アクリルアミド−プロピル
−トリメチルアンモニウムクロリド等の４級アンモニウ
ム塩含有単量体等のアニオンまたはカチオン性単量体を
共重合する方法がある。

しかしながらこのようなイオン性単量体を共重合せしめ
た場合には得られるフィルムの湿度依存性が大きくなり
、低湿度下では硬く、高湿度下ではフィルムがべたつく
傾向であるので好ましくない。

したがってこのような単量体の含有量は２モル％未満と
すべきである。

９竜の他の成分のその他の具体例としては、エチレン、
プロピレン等のα−オレフィン類、（メタ）アクリル酸
エステル類、アクリルアミド、ジメチルアクリルアミド
、Ｎ−メチロールアクリルアミド等のアミド基含有単量
体、アルキルビニルエーテル類、トリノトキシビニルン
ラン等のノリル基含有単量体、アリルアルコール、ジメ
チルアリルアルコール、イソプロペニルアルコ°−ル等
の水酸基歯打単量体、アリルアセテート、ジメチルアリ
ルアセテート、イソプロペニルアセテート等のアセチル
基含有単隋体、塩化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲ
ン含有単量体、スチレン等の芳香族系単１１１体を重合
時に共存させておく方法がある。

本発明の水溶性フィルムにはキャスト法、溶融成形法等
の従来公知のフィルム製造法が好適に適用できる。とり
わけ、本発明の酸けん化により発現する効果により溶融
温度が低下せしめられているので、従来の部分けん化ポ
リビニルアルコールには不向きであった溶融成形が容易
である。

得られろフィルムの厚みは特に制限はないが、通常５〜
２００μのものが好んで用いられる。また得られたフィ
ルムにエンボス加工、プラズマ処理、密着防止加工等の
表面加工を施すこともできる。

本発明の水溶性フィルムは酸けん化によるけん化度５０
〜９５モル％のポリビニルアルコール単独でら充分に性
能を発揮するものであるが、必要に応じ、グリセリン、
ジグリセリン、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、ポリエチレングリコー
ル、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、
マンニトール、ソルビトール、２．３−ブタンジオール
、１゜３−ブタンジオール等の多価アルコールを可塑剤
、吸湿剤として添加してもさしつかえない。またジメチ
ルアセトアミド等のアミド類、トリエタノールアミン等
のアミン類、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類
等を可塑剤、吸湿剤として添加してもさしつかえない。

さ、らに通常のポリビニルアルコールやポリアクリル酸
またはその塩、ポリアクリルアミド、デンプン類、セル
ロース類等を併用することもさしつかえない。またクレ
ー、タルク、酸化チタン、炭酸カルシウム等の顔料や、
色素、界面活性剤、スリップ性付与剤等を配合すること
も、もちろん差しつかえない。

Ｅ９作用および発明の効」 本発明の水溶性フィルムは、水溶性にすぐれ、かつ耐ア
ルカリ性、耐酸性にすぐれるという特徴を有している。

これは酸けん化により、ポリビニルアルコールが種々の
すぐれた性能を発現することによるものと推定される。

即ち、高けん化度になっても残存酢酸基がポリビニルア
ルコール中での結晶性を阻害するため、経時的な結晶化
による水溶性の低下が実質的に小さく、さらにアルカリ
性物質や酸性物質を接触してもげん化される速度が遅く
、けん化度が上昇した場合でも結晶化が抑えられている
ので水溶性の低下が小さいため、耐アルカリ性、耐酸性
にすぐれていると考えられる。

またポリビニルアルコールのけん化度を８０モル％以下
にさげると、従来のアルカリけん化によるポリビニルア
ルコールでは残存酢酸基相互の疎水性が強くなり、曇点
が低下し、温水や冷水にとけにくくなるが、本発明の酸
けん化によるポリビニルアルコールでは、けん化度が８
０モル％以下でも冷水可溶性を維持するため、柔軟性に
すぐれた水溶性フィルムを提供することができるのであ
る。

また本発明の酸けん化によるポリビニルアルコールは、
ポリマー分子間の相互作用を小さくし、けん化度を小さ
くできることもあいまって、溶融温度や溶融粘度がさが
るので、水を用いず押出製膜や、溶融成形が可能である
というすぐれた特徴を有しているものである。

以下実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明
はこれらになんら限定されるものではない。

なお以下で「部」または１％」は、特にことわらない限
り「重量部」または「重量％」を意味する。

実施例１〜４ 本発明の水溶性フィルムに用いるポリビニルアルコール
は、対応するポリ酢酸ビニル系樹脂を各種溶媒中で酸け
ん化を行ない得られたものを使用した。詳細を表１にま
とめて記した。

実施例１に用いたポリビニルアルコールの１４％水溶液
を用いて、ドラム製膜機でドラム温度７０℃でキャスト
製膜し、厚み４０μのフィルムを得た。このものを２０
℃、４０％Ｒ）（下と、２０℃。

６０％ＲＨ下と、２０℃、８４％ｒｌＨ下でそれぞれ１
週間調湿し、次に記す各種フィルムのテストを行なった
。実施例２以下も同様にしてフィルムを作成し、コＭ湿
後テストに供した。

〔触感テスト〕調湿したフィルムを手で柔軟性、べたつ
きなどの判定を行なった。

〔水溶性テスト〕　２０℃、６０％ＲＨ下で調湿したフ
ィルムを３Ｘ３ｃｍの穴のあいた２枚の板紙にはさみホ
ッチキスで固定した。これを２０℃の蒸留水に浸漬しフ
ィルムが完全に溶解する時間を測定した。またフィルム
を１５０℃で３０分間熱処理したものについても、同様
に上記水溶性テストを行なった。

〔耐アルカリ性テスト〕　フィルムで５×１０１の袋を
つくり、内部に炭酸ナトリウム・ＩＯ水和物３０ｇを入
れてヒートソーラーで口を封じ、４０℃、８０％ＲＨ下
で２力月静置した。２力月後、袋を開封して内容物をよ
（除去した後、２０℃で前記水溶性テストを実施した。

〔耐酸性テスト〕　上記の耐アルカリ性テストの炭酸ナ
トリウム・ｌＯ永和物の代りにクエン酸を用いた他は同
様のテストを行なった。

比較例１ 重合度５５０、けん化度８２モル％のポリビニルアルコ
ールを、対応するポリ酢酸ビニルの４０％メタノール溶
液へ水酸化ナトリウムメタノール溶液を加えて、４０℃
でけん化して得た。このポリビニルアルコールを実施例
１〜４と同様の試験を実施した。結果を合せて表１に示
す。

比較例２ 比較例１と同様にアルカリけん化を行ない、重合度１７
３０、けん化度８８モル％のポリビニルアルコールを用
いて実施例１〜４と同様の試験を実施した。結果を合せ
て表１に示す。

以下余白 実施例５ 表１の実施例！で用いたポリビニルアルコール１００部
とソルビトール３部、マンニトール２部、グリセリン５
部を混合した後、押出し機で温度１６０℃で溶融押出し
し、ペレタイザーを用いてベレット化した。このベレッ
トをインフレーション成形機を用いてインフレダイ温度
１７０’Ｃでインフレーション成形し、折り巾１０ｃ■
、１枚あたりの厚み４０μの筒を折りたたんだ形のフィ
ルムを得た。一方の口をヒートシールして封じ、市販の
粉状洗剤を３０μ入れた後ヒートシールした。

４０℃、６０％ＲＨ下で３力月放置後とりだして撹拌し
ている水の中に投じ、水溶性を観察したところ、水溶性
は良好で６０〜９０秒の間で完溶した。

比較例３ 実施例５に用いたポリビニルアルコールの代りに、比較
例！に用いたポリビニルアルコールを用いた以外は、実
施例５と同様にインフレーション成形を行なったが、溶
融粘度が高＜　１７０”Ｃでは成形不能であった。加熱
部、インフレダイの温度を１９０℃に上げて成形を試み
たが、メルトテンションが２０〜３０　＋ａ／分の引き
とり速度で０．５ｇ以下と低く、きれいな成膜ができな
かった。

比較例Ｉで作成したドラム成膜で得たフィルムを用いて
実施例５と同様洗剤を包装した後、試験を行なったとこ
ろ、水溶性は不良で、１分後でもフィルムが破れず、３
公債フィルムが破れ、洗剤は水に溶出したが、１５分後
でも未溶解のフィルム片が残った。

特許出願人　株式会社　り　ラ　し 代　理　人　弁理士本多　堅

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）けん化度５０〜９５モル％で、かつポリビニルエ
   ステルを酸けん化して得られるポリビニルアルコールを
   必須成分として含有することを特徴とする水溶性フィル
   ム。