JPH04232046A - 水溶性フィルム - Google Patents

水溶性フィルム

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JPH04232046A JP3113430A JP11343091A JPH04232046A JP H04232046 A JPH04232046 A JP H04232046A JP 3113430 A JP3113430 A JP 3113430A JP 11343091 A JP11343091 A JP 11343091A JP H04232046 A JPH04232046 A JP H04232046A
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリマーフィルム、特
に苛性アルカリ材料の包装に適した水溶性フィルムに関
する。
【0002】
【従来の技術】苛性アルカリ材料又は潜在的な危険物、
例えば洗剤、石鹸、農薬(殺虫剤)及び化学肥料は現在
、通常ディスペンサ(例えば高密度ポリエチレンボトル
)又は他の容器に詰められている。ディスペンサ又は容
器は、化学物質の使用後に環境上安全に処分せねばなら
ない。このことは技術的に困難であり且つ費用がかかり
得る。
【0003】このような苛性アルカリ若しくは他の危険
な化学物質又は農薬の使用上での他の問題点は、使用者
の安全性である。このように危険な化学物質を含んでい
るディスペンサ又は容器を設置し、使用し、また処分す
る際に、分配又は貯蔵システムが適切に機能しなければ
、使用者の安全性は脅かされ得る。
【0004】
【課題を解決するための手段】苛性アルカリの又は潜在
的に危険な化学物質、農薬等を環境面及び安全面に適う
ように貯蔵するための好適且つ有効な方法を提供するこ
とが本発明の目的である。
【0005】本発明は、多量の化学物質(例えば苛性ア
ルカリ化学物質)を実際に有効に貯蔵することができ、
また最終使用者が化学物質を取出すために容器を開ける
必要のない多層フィルムを提供する。
【0006】本発明の1つの特徴としては、水溶性フィ
ルムは、水溶性ポリマー材料からなる外層と、フィルム
から形成されるパッケージ内の物質と共存し得るポリマ
ー材料からなる内層とを含んでいる。
【0007】本発明の他の特徴としては、水溶性フィル
ムの製造方法は、水溶性ポリマー材料の外層を押出し、
フィルムから形成されるパッケージ内の物質と共存し得
るポリマー材料の内層を押出し、次にこれら2つの層を
結合して水溶性フィルムを製造する段階からなる。
【0008】本発明の他の特徴としては、水溶性容器は
、水溶性ポリマー材料からなる外層と、物質の充填時に
パッケージ内の物質と共存し得るポリマー材料からなる
内層とを有するフィルムからなり、フィルムを密閉する
と閉鎖容器が形成される。
【0009】
【実施例】本発明は、図1を参照すれば更によく理解さ
れよう。
【0010】図1を参照すると、水溶性フィルム10は
水溶性ポリマー材料の外層12を含んでいる。
【0011】この外層12は完全加水分解したポリビニ
ルアルコール(PVA)(例えばAir  Produ
cts製Vinex  1003)であり得る。
【0012】外層12の完全加水分解したPVAは、冷
水には溶けないが、水温が高くなると溶解度が増すこと
を特徴とする。通常約120°Fを越える水温では、V
inex  1003樹脂のような完全加水分解したP
VAは完全に水に溶ける。
【0013】外層12は低融点水溶性被膜であってもよ
い。“低融点”とは約120〜180°Fの、好ましく
は約130〜170°Fの、更に好ましくは約140〜
160°Fの、最も好ましくは約150°Fの融点を意
味する。
【0014】内層16は、フィルムから製造されるパッ
ケージ内の物質と共存し得るポリマー材料からなる。層
16は通常、フィルムから形成されるパッケージの最も
内側の層であり、従って詰められている苛性アルカリ化
学物質、農薬、化学肥料等と接触している。本明細書で
は、pHが7以上の、即ちアルカリ性の化学物質又は化
学物質の混合物を意味するために“苛性アルカリ”とい
う用語を使用する。
【0015】層16は、フィルムから形成されるパッケ
ージ内の物質と共存し得る種々のポリマー材料、即ちポ
リマー、コポリマー、ターポリマー等のいずれかであり
得る。“共存し得る”という用語は、内層16が、通常
の貯蔵及び使用中に、層16の材料がパッケージ内の物
質と接触してもそれほど分解又は崩壊しないような組成
からなっていることを意味している。その代わり層16
の材料は、容器内の物質が浸水にさらされると溶解する
。これらの物質は、包装用材料をひどく損ない得る高苛
性アルカリの化学物質及び洗剤、農薬、化学肥料、石鹸
並びに他の材料を含み得る。
【0016】層16に適した材料には、酸/アクリル酸
塩コポリマー、好ましくはメタクリル酸/アクリル酸エ
チルコポリマー(例えばBelland製GBC258
0及び2600)、スチレン無水マレイン酸コポリマー
(SMA)(Monsanto製Scripset(登
録商標))、EAA又はEMAAの酸含量が少なくとも
約20モル%の、エチレンアクリル酸コポリマー(EA
A)又は(du  Pont製)イオノマーとして知ら
れている金属塩が中和されたエチレンメタクリル酸コポ
リマー(EMAA)、ビニルアクリル酸塩コポリマー(
Vinac(登録商標))、セルロース、ヒドロキシプ
ロピルセルロース(Aqualon製Kluceo(登
録商標))、ポリエーテルブロックアミドコポリマー、
ポリヒドロキシブチル酸又はポリヒドロキシバレリアン
酸(Imperial  Chemical  Ind
ustries製Biopol(登録商標)樹脂)、酸
化ポリエチレン、水溶性のポリエステル又はコポリエス
テル、ポリエチルオキサゾリン(Dow製PEOX  
200)及び水溶性ポリウレタンが含まれる。
【0017】アルミニウムのような非ポリマー材料を水
溶性層12上に被覆するか又はスパッタリングにより付
着させてもよい。
【0018】本発明の積層フィルムでは任意の層14を
有利に使用することもできる。中間層14は、水溶性フ
ィルム全体の引張強度に寄与するポリマー材料からなる
。層14にとって特に好ましいポリマー材料は、部分加
水分解したPVA(例えばAir  Products
製Vinex  2034)である。部分加水分解した
好ましいPVA材料の加水分解率は、好ましくは少なく
とも約60%であり、更に好ましくは少なくとも約70
%である。このように部分加水分解したPVA材料の最
も好ましい加水分解率は85〜98%である。このよう
に部分加水分解したPVA材料は冷水にも温水にも溶け
る。
【0019】中間層14に適した他の材料は酸化ポリエ
チレン(Union  Carbide製Poly  
Ox  WSR)である。
【0020】層14は、フィルム全体の引張強度だけで
なく、嵩、耐酷使性等のような特性にも寄与し得る。
【0021】本発明は、以下の実施例を参照すれば更に
よく理解されよう。
【0022】実施例1 完全加水分解したポリビニルアルコール(Vinex 
 1003)を、部分加水分解したポリビニルアルコー
ル(Vinex  2034)及びメタクリル酸/アク
リル酸エチルコポリマー(Belland  GBC 
 2580)と同時押出しした。
【0023】環状の同時押出し用ダイの温度を400〜
410°Fに設定した。Vinex1003は約360
〜400°F(押出し温度)の温度で流れた。Vine
x2034樹脂は約375〜420°Fの温度で流れた
。BellandGBC  2580は約320〜36
0°Fの温度で流れた。
【0024】実施例1のフィルムの全厚さは約4.0ミ
ルであり、完全加水分解したPVAの外層の厚さが約1
ミル、部分加水分解したPVAの中間層の厚さが約2ミ
ル、物質と共存し得る内層の厚さが約1ミルであった。
【0025】実施例2 実施例1と同様のフィルムを製造したが、内層には水溶
性充填剤を加えた。
【0026】本発明のフィルムは好ましくは、従来技術
でよく知られている同時押出し技術により製造するが、
この同時押出し方法に適さない樹脂は、押出し被覆技術
又は従来の積層技術で加工して、最終的な水溶性フィル
ムを製造し得る。本発明の積層フィルムの任意の層のた
めに別々の層及び被膜を使用することができる。
【0027】本明細書で使用されている“水溶性”とい
う用語は、好ましくは完全に水溶性のフィルム構造体を
意味する。しかしながら、実質的に水溶性ではあるが、
フィルム構造体内に水不溶性の材料を比較的少量有する
フィルム、比較的高い水温でのみ又は限定されたpH条
件下でのみ水に溶ける材料を含んでいるフィルム、及び
水不溶性材料からなる比較的薄い層を含んでいるフィル
ムは全て“水溶性”という用語に含まれる。
【0028】本発明のフィルムは複数の利点を提供する
。使用者はパッケージを開ける必要がなく、従って、潜
在的な危険物にさらされることがない。更には、従来の
容器は再利用できず、従って、容器内の残留物質により
環境に危害が及ぼされ得る。本発明は生分解性パッケー
ジを形成し得る水溶性フィルムを提供し、この容器は、
容器の再利用を心がける必要なく、パッケージ内に適切
な物質を詰めてそのまま使用され得る。
【0029】場合によっては、パッケージは、測定が不
要で、パッケージをそのまま使用できるように予備測定
された部分を含み得る。
【0030】フィルム10の水溶性層12は好ましくは
比較的高い水温でのみ溶けるが、他の“開始”機構を使
用してもよい。例えばある樹脂材料はあるpH範囲内で
は水溶性であり得る。従って、SMA及びEAA又はE
MAA樹脂のような樹脂を比較的低いpH条件下のフィ
ルム構造体に組み込んで、その後、水溶性層が分解する
高いpH環境下で使用され得る容器を形成することがで
きる。
【0031】比較的低温で水に溶ける樹脂又はより広範
なpH条件下で水に溶ける樹脂を使用する場合、フィル
ムは、上包み材料内部にパッケージを密閉することによ
り、偶発的損傷(即ち水による軟弱化又は溶解)から保
護され得る。袋、パウチ等の形態のこのような上包み材
料は従来技術でよく知られ、また通常ポリオレフィンの
単層若しくは多層のフィルム又は積層フィルムからなっ
ている。これらの上包み材料を紙、金属及び合成ポリマ
ー以外の物質から製造することもできる。
【0032】本発明を実施する場合、時折2つの問題が
生じ得る。第1に、これらのフィルムは経時的に粘着性
を有し得る。第2に、フィルムの溶解速度は所望の速度
より遅くなり得る。フィルムを構成している1種以上の
樹脂に水溶性充填剤を加えることにより、これらの問題
をある程度克服することができる。押出し前に又は押出
し中に充填剤を原樹脂内に粉末として配合してこの処理
を実施するのが好ましい。
【0033】このような充填剤は、粘着性を低減して、
一次加工(プロセッシング)及び二次加工(コンバージ
ョン)の作業を改善する粘着防止剤として作用すること
により、粘着性の問題を解決し得る。
【0034】このような充填剤は、急速に溶解すること
もでき、ポリマーの分散を促進し得る。これにより材料
の表面積が増して、溶解が加速される。
【0035】これらの充填剤は適切に選択されると、顔
料としても機能し得る。
【0036】これらの特性(粘着防止作用、溶解作用の
増加又は顔料の機能)の1つ以上を満たす水溶性充填剤
が、好ましくはマスターバッチ又は“完全に脱気されて
平坦になった(fully let down)”形態
の原樹脂に含まれる。充填剤は、フィルムへの二次加工
のために好ましくは十分小さな粒子寸法を有する。約5
ミクロン以下の粒子寸法が好ましい。
【0037】水溶性充填剤を、二軸スクリューのような
従来の配合装置上で原樹脂に配合することができる。水
の代わりにステンレス鋼の冷却用ベルトを使用して、得
られたストランドを冷却し且つ/又は急冷することがで
きる。このようなベルトはSandvik及びBern
dorfから市販されている。次に、従来の押出し作業
で配合樹脂を使用して、水溶性フィルムを製造すること
ができる。
【0038】適切な水溶性充填剤には、水溶性又は実質
的に水溶性であり、また本明細書で開示されたフィルム
構造体に組み込むことのできる任意の材料が含まれる。 好ましい材料は塩であり、更に好ましくはアルカリ塩又
はアルカリ土類塩(例えば炭酸ナトリウム(Na2CO
3)、硫酸ナトリウム(Na2SO4)、塩酸ナトリウ
ム(NaCl)、炭酸カリウム(K2CO3)、硫酸カ
リウム(K2SO4)及び塩酸カリウム(KCl))で
ある。
【0039】これらの水溶性充填剤のうち1種以上が本
発明の水溶性フィルムの1つ以上の層に含まれ得る。充
填剤は所定の層内に任意の適切な濃度で存在し得る。最
適な濃度は、充填剤の種類、原樹脂の種類、フィルムの
特定の最終目的、一次加工及び包装用設備並びに他の要
因によりある程度左右される。フィルムの所定の層での
1種以上の充填剤の好ましい濃度は、層の全重量に対し
て、約100部/106(0.01%)〜200,00
0部/106(20%)である。
【0040】本発明を好ましい実施例に関して説明した
が、当業者は、前述した特許請求の範囲で規定された如
き本発明の範囲を逸脱することなく樹脂の選択、フィル
ムの構造及び加工を変更することができることを理解し
ている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のフィルムの横断面図である。
【符号の説明】
10  水溶性フィルム 12  外層 14  中間層 16  内層

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  水溶性ポリマー材料からなる外層と、
    フィルムから形成されるパッケージ内の物質と共存し得
    るポリマー材料からなる内層とを含んでなる水溶性フィ
    ルム。
  2. 【請求項2】  水溶性ポリマー材料の外層が、完全加
    水分解したポリビニルアルコール、部分加水分解したポ
    リビニルアルコール、酸化ポリエチレン及び低融点水溶
    性被膜からなる群の中から選択された材料からなること
    を特徴とする請求項1に記載のフィルム。
  3. 【請求項3】  外層が、約120°Fを越える温度で
    は水に溶けるが、室温では実質的に水に溶けないことを
    特徴とする請求項1に記載のフィルム。
  4. 【請求項4】  内層が、苛性アルカリ材料の存在下で
    劣化しないポリマー材料からなることを特徴とする請求
    項1に記載のフィルム。
  5. 【請求項5】  内層が水溶性ポリマー材料からなるこ
    とを特徴とする請求項1に記載のフィルム。
  6. 【請求項6】  内層が、酸/アクリル酸塩コポリマー
    、スチレン無水マレイン酸コポリマー、エチレンアクリ
    ル酸コポリマー、イオノマー、ビニルアクリル酸塩コポ
    リマー、セルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、
    ポリエーテルブロックアミドコポリマー、ポリヒドロキ
    シブチル酸、ポリヒドロキシバレリアン酸、酸化ポリエ
    チレン、ポリエステル、コポリエステル、ポリエチルオ
    キサゾリン及びポリウレタンからなる群の中から選択さ
    れたポリマー材料からなることを特徴とする請求項1に
    記載のフィルム。
  7. 【請求項7】  フィルムの引張強度、嵩又は耐酷使性
    に寄与する材料からなる中間層を更に含んでいることを
    特徴とする請求項1に記載のフィルム。
  8. 【請求項8】  中間層が水溶性ポリマー材料からなる
    ことを特徴とする請求項1に記載のフィルム。
  9. 【請求項9】  中間層が、完全加水分解したポリビニ
    ルアルコール、部分加水分解したポリビニルアルコール
    及び酸化ポリエチレンからなる群の中から選択された材
    料からなることを特徴とする請求項1に記載のフィルム
  10. 【請求項10】  フィルムが密閉されて、閉鎖容器を
    形成することを特徴とする請求項1に記載のフィルム。
  11. 【請求項11】  水溶性ポリマー材料の外層を押出し
    、フィルムから形成されるパッケージ内の物質と共存し
    得るポリマー材料からなる内層を押出し、次にこれらの
    層を結合して水溶性フィルムを製造する段階からなるこ
    とを特徴とする水溶性フィルムの製造方法。
  12. 【請求項12】  水溶性フィルムの引張強度、嵩又は
    耐酷使性に寄与する材料の中間層を押出して、外層と内
    層との間に該中間層を配置する段階を更に含んでいるこ
    とを特徴とする請求項11に記載の方法。
  13. 【請求項13】  フィルムが、フィルムの層の少なく
    とも1つに、水溶性塩を含んでいることを特徴とする請
    求項1に記載のフィルム。
  14. 【請求項14】  塩がアルカリ塩又はアルカリ土類塩
    であることを特徴とする請求項13に記載のフィルム。
  15. 【請求項15】  塩が、炭酸ナトリウム(Na2CO
    3)、硫酸ナトリウム(Na2SO4)、塩酸ナトリウ
    ム(NaCl)、炭酸カリウム(K2CO3)、硫酸カ
    リウム(K2SO4)及び塩酸カリウム(KCl)から
    なる群の中から選択されることを特徴とする請求項13
    に記載のフィルム。
  16. 【請求項16】  フィルムの層の少なくとも1つの全
    重量に対して、約100部/106(0.01%)〜2
    00,000部/106(20%)の塩が含まれている
    ことを特徴とする請求項13に記載のフィルム。
  17. 【請求項17】  外層及び内層を押出す前に又は押出
    すと同時に、水溶性充填剤を少なくとも1種のポリマー
    材料と混合する段階を更に含んでいることを特徴とする
    請求項11に記載の方法。
  18. 【請求項18】  外層及び内層を押出す前に又は押出
    すと同時に、約100部/106(0.01%)〜20
    0,000部/106(20%)の水溶性充填剤を少な
    くとも1種のポリマー材料と混合する段階を更に含んで
    いることを特徴とする請求項11に記載の方法。
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