JPH0517653A

JPH0517653A - ポリビニルアルコール系フイルム

Info

Publication number: JPH0517653A
Application number: JP16806091A
Authority: JP
Inventors: Michitaka Sawada; 道隆澤田; Yoshihei Meiwa; 善平明和
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1991-07-09
Filing date: 1991-07-09
Publication date: 1993-01-26

Abstract

(57)【要約】【目的】包装材としてのフィルム強度を有し、冷水に
すばやく溶解し、耐酸耐アルカリ等耐薬剤性を有するポ
リビニルアルコール系フィルムを提供する。【構成】イタコン酸変性ポリビニルアルコール100 重
量部に対し、25℃における１％水溶液の粘度が 100〜70
00 cpsであるカルボキシメチルセルロース５〜20重量部
を配合した組成物からなるポリビニルアルコール系フィ
ルム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は冷水速溶性ポリビニルア
ルコール系フィルムに関する。更に詳しくは包装材とし
てのフィルム強度を有し、冷水にすばやく溶解し、耐酸
耐アルカリ等耐薬剤性を有するポリビニルアルコール系
フィルムに関するものであり、本発明のフィルムは種々
の物品の包装に用いることができ、とりわけ、粉末・粒
状等の固体洗浄剤を包装し、個装洗浄剤として利用する
ことができる。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
薬剤、洗剤、使い捨て日用品、化粧品、生理用品等の包
装に水溶性フィルムの要望が急増している。これらは、
包装されたまま水に溶解して使用するか、又は、使用時
に開封した包材をそのまま水に流して捨てることができ
るよう、使用する水の温度で容易に溶解することが特に
要求される。従来、こうした水溶性フィルムとしては、
プルラン、セルロース誘導体、ポリビニルアルコール
（以降、PVA と略す）、ポリエチレンオキサイド、ポリ
ビニルエーテル、ポリビニルピロリドン等、天然及び合
成樹脂から成るものが知られている。中でも酢酸ビニル
の重合体を鹸化して得られる PVAフィルムは、その優れ
た機械的性質及びガスバリヤー性から包装材フィルムと
して広く用いられている。

【０００３】PVA の特徴の一つは水溶性が鹸化度によっ
て異なることにある。速やかな水溶性を有するPVA は主
として鹸化度80〜95モル％の領域にある部分鹸化PVA と
呼ばれるものであり、鹸化度98モル％以上のPVA は完全
鹸化PVA と呼ばれ、長期間水中に放置されたり、熱湯中
に投入されれば溶解するが、冷水に対して速やかな溶解
性を有していない。一方、部分鹸化PVA の大きな欠点
は、アルカリ性物質と接触すると、残存エステル基の鹸
化反応が進行し、鹸化度が上昇して冷水に対する速やか
な溶解性が失われることにある。このようなPVA の性質
を改良するため、先に本出願人は特開昭62−156112号公
報において、ビニルモノマー単位を基準とする粘度平均
重合度が200 〜500 であり、ビニルアルコール単位が70
〜90モル％、ビニルアセテート単位が０〜２モル％であ
り、且つアセタール化度が10〜30モル％であり、アルキ
ルアセタールの平均アルキル鎖長が炭素数0.34〜1.70で
あるPVA 誘導体を提案しているが、この誘導体から成る
フィルムは冷水速溶性、耐アルカリ性に優れているが、
強度が弱く、高強度を要求される包装材には適さない。
この点を改良するため、本出願人は更に特開昭64−2940
8 号で、ビニルモノマー単位を基準とする粘度平均重合
度が 550〜2500であり、ビニルアルコール単位が70〜90
モル％、ビニルアセテート単位が０〜２モル％であり、
且つアセタール化度が10〜30モル％であり、アルキルア
セタールの平均アルキル鎖長が炭素数0.34〜1.70である
PVA誘導体と、特開昭62−156112号公報で提案したPVA
誘導体とからなり、前者を30〜90重量％含有する冷水速
溶性PVA 系誘導体フィルムを提案している。しかしこの
誘導体から成るフィルムも、強度は向上しているが、衣
料用洗剤の包装用フィルムに用いた時、PVA 誘導体が衣
料及び洗浄槽壁に付着（再汚染）する欠点を有する。

【０００４】一方、不飽和カルボン酸類を変性成分とす
るPVA が特開昭49−119902号公報、特開昭53−91995 号
公報等に開示されているが、それらの用途は再汚染性の
優れた洗剤組成物、あるいは紙のコーティング、表面サ
イジング等、限られたものでしかない。また、特開昭63
−168437号公報においては、本発明と同じ洗剤等のアル
カリ性物質包装用のPVA フィルムが開示されている。そ
こでは、カルボン酸で変性したPVA フィルムでは耐熱性
や柔軟性が劣るとし、これを解決するために、オキシア
ルキレン基、スルホン酸基、カチオン性基の少なくとも
一種を含有するPVA からなるフィルムが提案されてい
る。しかしながら、本発明者らの検討したところによる
と、これらフィルムにおいても、洗剤包装用フィルムと
して好ましい強度・耐アルカリ性・冷水速溶性・耐ブロ
ッキング性の他、洗浄時に衣類を再汚染しないこと等の
要求特性をすべて満たすものは得られていない。

【０００５】そこで本出願人は、特開平２−163149号公
報にてイタコン酸で変性したPVA を洗剤包装用フィルム
として用いることを提案しているが、このフィルムは強
度・耐アルカリ性・非再汚染性に優れており、冷水にも
可溶ではあるが、溶解速度が洗剤包装用としては満足ゆ
くものではなかった。本発明の目的は、このような状況
下に、包装材としてのフィルム強度、耐酸耐アルカリ等
耐薬剤性を持ち、洗剤包装用に用いた場合に汚染性を有
しない、高湿度下でも粘着せず、冷水にすばやく溶解す
るPVA 系フィルムを提案せんとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決すべく鋭意検討した結果、イタコン酸変性PVA に特
定のカルボキシメチルセルロース（以下CMC と略す）を
配合してなる組成物を製膜することにより得られるPVA
系フィルムが上記課題を満足することを見出し、本発明
に至った。即ち、本発明は、イタコン酸変性PVA 100 重
量部に対し、25℃における１％水溶液の粘度が 100〜70
00 cpsであるCMC ５〜20重量部を配合した組成物からな
ることを特徴とするポリビニルアルコール系フィルムを
提供するものである。

【０００７】本発明において用いられるイタコン酸変性
PVA としては、酢酸ビニルとイタコン酸とを必須モノマ
ー単位とする共重合体を鹸化して得られるポリビニルア
ルコール系重合体であって、イタコン酸単位の含量が２
〜８モル％、ビニルアルコール単位の含量が88〜98モル
％、酢酸ビニル単位の含量が０〜４モル％であるものが
好ましい。上記イタコン酸変性PVA のイタコン酸単位の
含量は２〜８モル％が好適であり、イタコン酸単位の含
量が２モル％より少ないと本発明の目的とする改善効果
が乏しく、又、８モル％より多くなるとビニルアルコー
ル単位との相互関与によるものか、水を含んだ時ゲル状
化して冷水可溶性が低下する欠点を生じ、特に高分子量
程冷水可溶性が低下する。また、未鹸化の酢酸ビニル単
位の含量は０〜４モル％が好適であり、４モル％より多
いとアルカリ性剤と接触したとき鹸化が進行し、当初の
組成が変化して冷水速溶性が低下し、好ましくない。本
発明において、フィルム強度、再付着防止性、冷水速溶
性、アルカリ薬剤と接した時の長期安定性等のバランス
から、最も好ましいイタコン酸変性PVA の組成は、イタ
コン酸単位の含量が３〜６モル％、ビニルアルコール単
位の含量が92〜97モル％、酢酸ビニル単位の含量が０〜
２モル％である。又、イタコン酸単位は酸の一部又は全
部がアルカリ金属、アンモニウム等の１価カチオンの塩
になっていてもよい。又、上記イタコン酸変性PVA は組
成、分子量等が一種に限らず二種以上の混合物であって
もよい。

【０００８】本発明において用いられるCMC の配合量
は、イタコン酸変性PVA 100 重量部に対して５〜20重量
部であり、配合量が５重量部未満であると冷水速溶性に
対する十分な効果が得られず、20重量部を超えるとフィ
ルム強度が低下し、洗浄用包装材としては使用困難とな
るためである。本発明において配合されるCMC として
は、エーテル化度は特に制限なく、25℃における１％水
溶液の粘度が100〜7000cpsのものであり、好ましくは20
0〜5000cps のもの、特に好ましくは300 〜2000cps の
ものである。粘度が100 cps より低いとイタコン酸変性
PVA に対する相溶性が良くなりすぎるためにCMC のミク
ロ分散により発現する冷水速溶性が不十分となり、また
7000cps を越えると混合が困難となりフィルム化不能と
なる。CMC は一種に限らず、二種以上の混合物であって
もよい。本発明で好ましく用いられるCMC としては、山
陽国策パルプ株式会社製サンローズF150LC, F30MC, F10
0MC, F300HC等が挙げられる。

【０００９】本発明の冷水速溶性 PVA系フィルムに用い
られる上記イタコン酸変性PVA の製法は特に制限されな
い。例えば特開昭53−91995 号公報に開示されている方
法等を用いることができる。本発明の冷水速溶性PVA系
フィルムの製法は特に制限されないが、従来よりPVA系
フィルムの製法として用いられている方法が好適に用い
られる。例えば、水を溶剤として用い、ドラム又はベル
ト上にキャスティングし、乾燥するキャスティング方式
が適用できる。フィルムの厚さは特に限定されないが、
通常10〜100 μであり、好適には15〜50μである。

【００１０】本発明の冷水速溶性PVA 系フィルムに於い
て、柔軟性を要求される場合には可塑剤を用いてもよ
い。使用される可塑剤は特に制限されず、種々の公知の
ものを用い得るが、特に多価アルコール系可塑剤が好ま
しい。多価アルコール系可塑剤としては、例えば、エチ
レングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチ
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、プロピレングリコール、ジプロピレングリ
コール、トリプロピレングリコール、グリセリン、トリ
メチロールプロパン、３−メチルペンタン−1,3,5 −ト
リオール、ジグリセリン等が挙げられる。これらの可塑
剤は一種でもよく、二種以上を併用してもよく、通常、
上記変性PVA 100重量部に対し５〜20重量部配合され
る。又、フィルム化時の剥離性、フィルム保存時のブロ
ッキング防止性、冷水溶解時の親水性向上のために界面
活性剤を用いても良い。上記界面活性剤は特に限定され
ず、アニオン系、ノニオン系、カチオン系等一般の界面
活性剤が用いられる。

【００１１】又、フィルム形状は平滑でもよいが、エン
ボス加工等によりフィルムに凹凸をつけることは、「冷
水速溶性」と「ブロッキング防止性」から特に有効であ
る。尚、本発明で冷水とは、０〜40℃の水をいう。凹凸
によるフィルム表面積の増加は、水とフィルムとの接触
面積の増加となり、冷水速溶性が増す。また、水溶性フ
ィルムは保存時吸湿してブロッキングしやすいが、凹凸
によるフィルム同士の接触面積の低下は、再付着防止性
等、他の物性に全く害を与えないブロッキング防止法で
本発明の用途には特に有効である。好ましい凹凸の形状
は10〜60メッシュの格子状又は亀甲状等で、フィルムの
一部分乃至は全体が凹凸化し、みかけ厚さが真の厚さの
1.5 倍以上、特に２倍以上であるものが好ましい。凹凸
化の方法は特に制限されず、例えば、凹凸面を有する支
持体上にキャスティングしてもよく、フラットフィルム
をエンボッシングカレンダーによって後加工で成形して
もよい。

【００１２】本発明の冷水速溶性 PVA系フィルムは、包
装材としてのフィルム強度、耐酸耐アルカリ等耐薬剤
性、再付着防止性、冷水速溶性、高湿度下での非粘着性
等の特性を有し、幅広い分野に応用可能である。例え
ば、衣料用洗剤、漂白剤、農薬等の粉末・粒状・錠剤状
・塊状の薬剤包装材、ランドリーバックをはじめ使い捨
て日用品、化粧品、生理用品等の包装材等として有用で
ある。特に一回の使用分を１又は２以上に個装し、その
まま洗浄系に投入して使用する個装洗浄剤の包装用に好
適である。これら個装洗浄剤におけるフィルムの「冷水
速溶性」とは、使用時、洗浄系に投入すると速やかに破
袋して洗剤を洗浄系になるべく早く放出することである
（真の溶解は洗濯時間（５〜７分）中に完了すればよ
い）。フィルムに凹凸があると、投入直後の吸水膨潤時
の速度差によって応力が部分的に集中して破壊しやすく
なり、機械撹拌による弱い力でも破袋時間が短縮される
ので好ましい。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の冷水速溶性 PVA系フィルムに
ついて、実施例を挙げて詳しく説明するが、本発明はこ
れらに何等限定されるものではない。尚、「部」及び
「％」は特に指定しない場合は重量基準である。

【００１４】イタコン酸変性PVA 系重合体の製造例１〜
２温度制御設備、撹拌装置、水冷コンデンサー、滴下ロ
ート、温度計、窒素導入管を備えた重合缶に酢酸ビニル
を 350部、メタノールを40部、イタコン酸の25％メタノ
ール溶液を２部仕込み、撹拌下60℃に加熱した。窒素置
換後、2,2'−アゾビスイソブチロニトリル0.25部をメタ
ノール20部と共に加え、重合開始時点より、重合系の固
形分濃度を測定しつつ、イタコン酸の25％メタノール溶
液24.8部を3.5 時間かけて均等に滴下した後、チオ尿素
を加えて重合を停止した。この共重合体ペーストにメタ
ノール蒸気を吹き込んで酢酸ビニルを除去した後、メタ
ノールで30％溶液とした。この溶液の 200部を40℃で撹
拌しながら10％NaOHメタノール溶液33部で鹸化し、ゲル
状物を得た。このゲルをミキサーで粉砕し、メタノール
で洗浄した後、100 ℃で２時間乾燥し白色粉末のPVA 系
重合体を得た。得られたPVA系重合体についてIR, N
MR により組成分析を行った。更に、単量体組成を変え
た以外はPVA 系重合体と同様の方法でPVA 系重合体
を得た。得られたPVA 系重合体〜の組成等は表１に
まとめて示す。

【００１５】PVA 系重合体及び比較のPVA 系重合体として、次の, の市販のPVA
を用いた。 PVA 系重合体…クラレ（株）製 PVA217 PVA 系重合体…クラレ（株）製 PVA117PVA 系重合体の比較製造例１重合度450 、鹸化度98.5モル％のPVA 100部に水400
部を加えて溶解し、濃硫酸２部、アセトアルデヒド20部
を加えた。撹拌下加熱昇温し、75℃で５時間反応し、10
％NaOH水溶液でpH５〜７に調製し、PVA 系重合体を得
た。アセタール化度は18.5モル％であった。組成は表１
に示す。

【００１６】

【表１】

【００１７】実施例１ PVA 系重合体15部を水85部に溶解し、CMC 〔山陽国策
パルプ（株）製サンローズF100MC〕を1.5 部、グリセリ
ンを1.5 部、エマルゲン108 〔花王（株）製ポリオキシ
エチレン（６モル）ラウリルエーテル〕0.3 部の割合で
添加した。この水溶液を表面温度75℃の回転ドラム上に
キャスティングしてフィルム化し、乾燥厚み25.3μのフ
ィルムを得た。得られたフィルムについて下記に示す方
法により物性を評価した。各評価項目で測定された結果
を表２にまとめて示す。

【００１８】＜評価法＞フィルム強度の測定得られたフィルムを20℃, 65％RHに48時間保存後、オ
ートグラフ〔（株）島津製作所製〕で引っ張り試験を
し、破断強度、破断伸度を測定した。

【００１９】冷水溶解性得られたフィルムを７cm×14cmにカットし、２つ折り
にし、２辺を富士工業（株）製ショップシーラーFS-215
型（100V, 400W) にて５mm幅でヒートシールした（140
℃, １kg／cm²,５秒）。得られた袋体に、直鎖アルキル
ベンゼンスルホン酸ソーダ、アルキル硫酸エステルソー
ダ塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル（アルキル
部分の炭素数12〜13、エチレンオキシド付加モル数1
0）、ゼオライト、ソーダ灰、メタケイ酸ソーダから成
る、かさ密度0.7g/cc の粉末洗剤13g を充填し、袋内の
空気を押し出し、残る一辺も同様に５mm幅でヒートシー
ルして、個装洗剤サンプルを得た。40リットル型洗濯機
（（株）東芝製、銀河、2.8kg 洗い）に５℃の水40リッ
トルを入れ、上記個装洗剤サンプルを投入すると共に撹
拌し、サンプルが破袋して洗剤が水に放出される迄の時
間（秒）を測定した。更に５分間撹拌を続けた後、槽内
の水を12メッシュの金網180cm²面を静かに通過させ、槽
内に付着しているフィルム片があれば水で静かに落と
し、同じ金網を通過させ、金網に残ったフィルム量をチ
ェックした。

【００２０】耐アルカリ性上記個装洗剤サンプルを40℃、80％RHに30日保存後、
冷水溶解性を測定した。再付着性綿実油150g、コレステロール30g 、セチルアルコール
６g 、オレイン酸30g 、パルミチン酸20g 、流動パラフ
ィン10g 、カーボンブラック７g 、四塩化エチレン15リ
ットルの超音波分散液に木綿40番ブロードの布を浸漬し
てつくった汚染布を10cm×10cmにカットしたもの５枚
と、同寸法にカットしたポリエステル−綿混紡布５枚を
前記洗剤２g 、フィルム0.04g を水道水１リットルと共
にターゴトメーター（（株）上島製作所製、400型）に
入れ10分間洗浄し、水道水の流水ですすぎ、乾燥後アイ
ロンがけした。このポリエステル−綿混紡布について55
0mμの反射率を測定し、次式で再付着率を算出した。

【００２１】

【数１】

【００２２】この値が小さいほど, 汚れの再付着が少な
いことを示す。実施例２〜３、比較例１〜８ PVA 系重合体及びCMC の種類と量を変更し、その他は実
施例１と同様にしてフィルム化し、性能を評価した。結
果を表２及び表３にまとめて示す。表２及び表３から明
らかなように、実施例１〜３は比較例１〜８に比べ各評
価項目において満足すべき結果を示した。

【００２３】

【表２】

【００２４】

【表３】

【００２５】尚、上記表２及び表３において、CMC の配
合量はPVA 系重合体に対する重量％であり、CMC の種類
は以下の通りである。 F100MC :山陽国策パルプ株式会社製「サンローズ」, エ
ーテル化度0.65〜0.75 F300HC :山陽国策パルプ株式会社製「サンローズ」, エ
ーテル化度0.8 〜1.0 F150LC :山陽国策パルプ株式会社製「サンローズ」, エ
ーテル化度0.55〜0.65 FT-1 :山陽国策パルプ株式会社製「サンローズ」, エ
ーテル化度0.8 〜1.0 F1000MC:山陽国策パルプ株式会社製「サンローズ」, エ
ーテル化度0.65〜０．７５

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【手続補正書】

【提出日】平成４年１０月５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２３】

【表２】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２４】

【表３】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０８Ｌ 29:04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】イタコン酸変性ポリビニルアルコール10
0 重量部に対し、25℃における１％水溶液の粘度が 100
〜7000 cpsであるカルボキシメチルセルロース５〜20重
量部を配合した組成物から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。
【請求項２】イタコン酸変性ポリビニルアルコール
が、酢酸ビニルとイタコン酸とを必須モノマー単位とす
る共重合体を鹸化して得られるポリビニルアルコール系
重合体であって、イタコン酸単位の含量が２〜８モル
％、ビニルアルコール単位の含量が88〜98モル％、酢酸
ビニル単位の含量が０〜４モル％である請求項１記載の
ポリビニルアルコール系フィルム。
【請求項３】カルボキシメチルセルロースの25℃にお
ける１％水溶液の粘度が 200〜5000 cpsである請求項１
又は２記載のポリビニルアルコール系フィルム。
【請求項４】請求項１〜３のいずれか一項に記載のポ
リビニルアルコール系フィルムで固体洗浄剤を包装して
なる個装洗浄剤。