JPH04170405A

JPH04170405A - 水溶性フイルム

Info

Publication number: JPH04170405A
Application number: JP29812790A
Authority: JP
Inventors: Kazutoshi Terada; 和俊寺田; Hitoshi Maruyama; 均丸山; Akira Saito; 章齋藤
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 1990-11-01
Filing date: 1990-11-01
Publication date: 1992-06-18

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、　　の１本発明は水溶性フィルムに関する。さらに詳しくは、冷
水溶解性、耐アルカリ性に優れ、かつ樟械的強度に優れ
た水溶性フィルムに関する。

旦−」Ｌヱ１」１五− 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荷置な
物質を包装すれば、有害物質に人間が直接触れることｈ
（なく、また使用時には迅速に水溶性フィルム力く水１
こ溶解なシ）シ分散するので、取扱いがきわめて容５と
なる。ランドリーバッグは、洗濯する衣服の短期保管１
こ適し、臭気の発生を防止し、また携帯性（こすぐれ、
かつ洗濯時には、）くラグごと一括投入すれ（Ｉ良し）
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、水溶性フイルムカ（スペーサー
的な役割をはたし、種同士の距離ｈ（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
性力く向上し、力１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：すんイヒポリビニルアル
コール系フィルムが用ν１られてきた。

ポリビニルアルコール系フィルムは、皮膜力く強靭で透
明性にすぐれ、印刷性もよく、力）つ適度な１すん化度
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Ｌ）る。

Ｃ１Ｂが　決しようとする課題しかしながら、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。

経時的結晶成長を抑制したり、アルカリまたは酸でのけ
ん化度の上昇を遅延させるためには、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
、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くなって曇点か低下
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、本質的にこの方法では満足すべき
ものが得られないのが現状である。

この部分けん化ポリビニルアルコールの持つ欠点を改良
すべく、ポリビニルアルコールを変性する試みがなされ
ている。例えば特開昭６４−１４２４４号公報や特開平
２−１６３１４９号公報にはカルボキシル基で変性され
たポリビニルアルコールからなる冷水可溶性フィルムを
用いることが記載されている。しかしながら、これらの
フィルムでは、長期保存した場合やアルカリ性物質を包
装した場合の水溶性の低下は防止できるものの、フィル
ムの強度が小さく、実用上満足できるものとは言えなか
った。

Ｄ　課題を解決する為の手段本発明者らは、ポリビニルアルコール系フィルムの上記
欠点を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、カルボキシル
基を有する単量体単位を分子内に１〜１０モル％含有し
、けん化度８０モル％以上で、かつ２０℃における４重
量％水溶液の粘度が４６ｃｐｓ以上である変性ポリビニ
ルアルコールからなる水溶性フィルムを見い出し、本発
明を完成させるに到った。

本発明に用いられるカルボキシル基を有する単量体単位
を分子内に含有する変性ポリビニルアルコール（以下、
カルボキシル基変性ポリビニルアルコールと略記する）
中のカルボキシル基を有する単量体単位の含量は１〜１
０モル％、好ましくは１〜５モル％、最も好ましくは１
．５〜４モル％である。

カルボキシル基を有する単量体の含量が少な過ぎる場合
には、得られたフィルムの水溶性が低下して水中での溶
解時間が長くなったり、フィルムの長期保存により冷水
への溶解性が低下したり、アルカリ性物質を包装した場
合に冷水への溶解性が低下するため好ましくない。逆に
カルボキシル基を有する単量体の含量が多過ぎる場合に
はフィルムが吸湿しすぎてベタつきが発生したり、機械
的強度が低くなってしまうため好ましくない。

本発明に用いられるカルホキシル基変性ポリビニルアル
コールのけん化度は８０モル％以上、好ましくは８５モ
ル％以上、より好ましくは９５モル％以上である。けん
化度が低過ぎると、フィルムの水溶性が低下したり、機
械的強度が低下するため好ましくない。

本発明に用いられるカルボキシル基変性ポリビニルアル
コールの重合度は２０℃における４重量％水溶液粘度（
以下、４％水溶液粘度と略記する）を指標として表わす
と、４６ｃｐｓ以上、好ましくは５０ｃｐｓ以上が良い
。

４％水溶液粘度が４６ｃｐｓより低い場合には、フィル
ムの機械的強度が低くなり、特に衝撃的な力が加わった
場合にフィルムが破れたり割れたりしやすくなり、また
繰り返し振動が加わった場合（例えば水溶性フィルムで
洗剤を包装した袋を複数個ダンボール箱に詰めトラック
輸送する場合）に、破れたり割れたりするので、本発明
では用いられない。４％水溶液粘度の上限は特に制限は
ないが、フィルム製造時の取扱い性や製造効率の観点か
ら通常１０００ｃｐｓ以下、好ましくは３００ｃｐｓ以
下のものが好んで用いられる。

本発明に用いられるカルボキシル基変性ポリビニルアル
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
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、エチレン、プロピレン等のα−オレフィン類、
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、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン等の
アミド基含有単量体、アルキルビニルエーテル類、トリ
メトキシビニルンラン等のシリル基含有単量体、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
ルアルコール等の水酸基含有単量体、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量体、塩化ビニル、塩化ビニリ
デン等のハロゲン倉荷単量体、スチレン等の芳香族系単
量体を共重合時に共存させておく方法がある。しかしな
がら、本発明の主旨に基づき、これらの単量体の共重合
量は２モル％未満、より好ましくは１モル％未満とすべ
きである。

本発明に用いられるカルボキシル基変性ポリビニルアル
コールを製造する方法に関してはカルボキシル基が導入
されるならば特に制限はないが、通常カルボキシル基あ
るいはその塩やそのエステル基を含有し、かつ二重結合
を含有する単量体を脂肪酸ビニルと共重合後、けん化す
る方法が用いられる。カルボキシル基を有する単量体の
具体例としては、例えばマレイン酸、フマル酸、クロト
ン酸、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、ビニル
酢酸、およびそれらのアルカリ金属塩、アルカリ土類金
属塩、アンモニウム塩、アルキルエステル類、酸無水物
等があげられる。これらのうちでイタコン酸およびその
アルキルエステル類、とりわけイタコン酸が、合成の容
易さと得られたフィルムの水溶性や機械的強度の点で最
も好ましい。脂肪酸ビニルとしては特に制限はないが、
通常酢酸ビニルが用いられる。共重合は従来公知のバル
ク重合、溶液重合、懸濁重合、乳化重合等の′方法が用
いられるが、メタノールを溶媒とする溶液重合が簡便で
最も好ましい。けん化反応も従来公知の各種方法が適用
可能であるが、メタノールを溶媒とし、アルカリ金属水
酸化物を触媒とするエステル交換反応が通常用いられる
。

本発明の水溶性フィルムを製造する方法としては、従来
公知の水溶液をドラム上やベルト上にキャストする方法
や、溶融押出し製膜やブロー成形法が適宜用いられる。

フィルムの厚みとしては特に制限はないが、通常５〜２
００ｕｍ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カルボキシル基含有ポリビニ
ルアルコール単独でも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ＰＶＡ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、セルロース類等を溶融成形性を損ねない範囲
内で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
ろん差しさかえない。

五−」Ｌ血上− 以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発
明はこれらに何ら限定されるものではない。なお、以下
で「部」または「％」は特にことわりのない限り、「重
量部」または「重量％」を意味する。

支九九Ｌイタコン酸と酢酸ビニルとを共重合して得たイタコン酸
含有量２．２モル％の共重合体をけん化し、けん化度９
７．５モル％、４％水溶液粘度５８．０ｃｐｓのカルボ
キシル基変性ポリビニルアルコール（以下重合体［Ａ］
と略記する）を得た。該重合体の８％水溶液を用いて、
ドラム製膜機で製膜し、厚み３２μｍのフィルムを得た
。

このフィルムを２０℃、６５％ＲＲ下で調湿し、フィル
ムを３　Ｘ　３　ｃ＋ａ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”Ｃ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（以
下、水溶性テストと略記する）。また、フィルムを１８
０℃で３０分間熱処理し、結晶化を促進した。このフィ
ルムについても上記水溶性テストを実施し１こ。

また、別にヒートシーラーを用いてフィルムで５ｘ　１
０ｃ＋ｎの袋をつくり、内部に市販の洗濯洗剤（花王「
アタック４　）　３０ｇをいれてヒートシーラーで口を
封じ、４０℃、８０％ＲＬｌ下で２力月間静置した。２
力月後、それぞれ袋を開封し、内容物をよく除去した後
、２０℃で前記水溶性テストを実施した（以下、洗剤包
装テストと略記する）。結果をまとめて表１に示す。

また、別にヒートソーラーを用いてフィルムで５ｘ　１
０ｃｍの袋を２０個つくり、２０個全部にそれぞれ内部
に市販の家庭用洗濯洗剤（花王「ニュービーズ」）を３
０ｇいれ、ヒートシーラーで口を封じた。

これを各片１５ｃｍの立方体型のダンホール箱にいれ、
振とう機を用いてストローク１０ｃｎで毎秒４回の割合
いで１２０分間上下動させた（以下、振とうテストと略
記する）。テスト後、袋を取り出して見た所、割れたり
破れたりしている袋は皆無であり、まったく異常は観察
されなかった。

また、別にフィルムを巾１ｃｔ＋に切断し、２０℃で′
　　オートグラフを用いて引張り試験（引張り速度１０
００％／１ｉｎ）を行ない、切断に要するエネルギー（
以下、タフネスと略記する）を測定した。結果を合わせ
て表１に示す。

１Ｌ乱ＬユＬカルボキシル基変性ポリビニルアルコールの種類を変え
、場合によって多価アルコール系可塑剤を併用した以外
は実施例１と同様にしてテストを行なった。結果を合わ
せて表１に示す。

Ｌ（九とユ虹用いるポリビニルアルコールの種類を変えた以外は実施
例１と同様にしてテストを行なった。結果を合わせて表
１に示す。

以下余白Ｆ　発明の効果本発明の水溶性フィルムが水溶性にすぐれ、かつ耐アル
カリ性、機械的強度にすぐれる理由については明らかで
はないが、以下のように推定される。

本発明に用いられるカルボキシル基変性ポリビニルアル
コール中のカルボキシル基は親水性が強く水溶性を増す
働きをするものと考えられる。同時に、異種結合として
結晶性を疎害するため経時的な結晶化による水溶性の低
下が実質的にな（、さらにアルカリ性物質と接触し、て
ポリビニルアルコールのけん化度が上昇した場合でもカ
ルボキシル基によって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、耐アルカリ性にすぐれていると
考えられる。

さらに、本発明に用いられるカルホキンル基含有ポリビ
ニルアルコールは４％水溶液粘度が４６ｃｐｓ以上であ
り、高い重合度を持っている。一般にポリビニルアルコ
ールは重合度が高い程、フィルムの機械的強度が増すこ
とが知られているが、同時に水への溶解速度が著しく低
下し、水溶性フィルムにとっては致命的な欠点となるた
め、用いられないのが通例である。ところが本発明の水
溶性フィルムでは驚くべきことに高い重合度のポリビニ
ルアルコールを用いているにもかかわらず、水への溶解
速度が全く低下せず、かつ、フィルムの機械的強度が著
しく向上することが判明した。

フィルムの機械的強度が向上することで、従来たびたび
製袋時にフィルムが割れるとか物品を包装した小袋が輸
送中に割れたり破れたりするというトラブルを著しく減
少させることが可能となり、その意義は大きいと思われ
る。

本発明の水溶性フィルムは洗剤包装や殺虫剤・漂白剤・
洗浄剤・浴用剤・トイレタリー製品等の包装、ランドリ
ーバッグや園芸用種苗の包装等、巾広い用途に用いるこ
とができるものであり、とりわけ優れた耐アルカリ性に
より洗剤包装用として最も好適に用いられものである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）カルボキシル基を有する単量体単位を分子内に１
〜１０モル％含有し、けん化度８０モル％以上で、かつ
２０℃における４重量％水溶液の粘度が４６ｃｐｓ以上
である変性ポリビニルアルコールからなる水溶性フィル
ム。