JPH05193064A - 水溶性積層フィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ガスバリヤ性、水に対する速溶性及び熱溶着
性に優れると共に、紙力強度の高い新規フィルム状機能
性材料を提供すること。 【構成】 本発明の水溶性積層フィルムは、活性水素基
２個を有する有機化合物に好ましくは50％以上のエチレ
ンオキサイドを含むエチレンオキサイドを含むアルキレ
ンオキサイドを付加重合せしめたポリアルキレングリコ
ール化合物(A) と、２価カルボン酸、その無水物又はそ
の低級アルキルエステル(B) とを反応させることにより
得られる水溶性高分子化合物からなる膜状物に水溶性紙
が積層した構造を有する。積層は熱圧着によるのが好ま
しい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガスバリヤ性に優れる
と共に、紙力強度の高い新規な水溶性積層フィルムに関
する。

【０００２】

【従来の技術】

(1) 背景 今日、新しい機能を持つ高分子化合物が開発されるにつ
れ、それを使用した新規な用途が開発されるのが一般で
ある。この傾向は包装フィルムの分野にも見られ、耐気
体透過性、耐熱性、水溶性、微生物分解性など、種々の
特性を持つ機能性包装材の出現が嘱望されている。

【０００３】(2) 従来技術の問題点 水溶性フィルムも上で述べて機能性包装材の一つであっ
て、既に、澱粉、アミロース、アルギン酸ナトリウム、
キサンタンガム、プルラン、各種植物ガム、カルボキシ
メチルセルロースなどの天然高分子材料を製膜したもの
が知られており、より最近ではポリアルキレングリコー
ルを主体とした膜状製品も出現し、その優れた冷水可溶
性の点で注目されている。しかしこれらの膜状製品は一
般に強度が弱く、しかも高い伸び率を有するため、その
侭では包装材として適しない。

【０００４】一方、カルボキシメチルセルロース化した
パルプやリンターを抄造して作った水溶性紙も既に知ら
れており、抗張力、通気性などの点では従来の紙と同等
であるので、生理用品などに利用されているが、水に対
する速溶性に欠けるのみならず、包装材料に要望される
熱溶着性に欠ける。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上の事情に鑑み、本
発明は、ガスバリヤ性、水に対する速溶性及び熱溶着性
に優れると共に、紙力強度の高い新規フィルム状複合材
料を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

(1) 概念 本発明者は上記課題を達成するための手段に付き鋭意研
究を進めた結果、水溶性フィルムとして特定のポリアル
キレングリコール化合物を採択し、これと水溶性紙とラ
ミネートすることにより、ほぼ所期の目的を達成しうる
ことを見出した。

【０００７】(2) 概要 以上の知見に基づき、本発明は、活性水素基２個を有す
る有機化合物にエチレンオキサイドを含むアルキレンオ
キサイドを付加重合せしめたポリアルキレングリコール
化合物(A) と、２価カルボン酸、その無水物又はその低
級アルキルエステル(B) とを反応させることにより得ら
れる水溶性高分子化合物からなる膜状物と水溶性紙とか
らなることを特徴とする水溶性積層フィルムを要旨とす
る。以下、本発明を構成する諸要素、発明対象物の用途
などにつき項分けして説明する。

【０００８】(3) 水溶性高分子化合物 本発明フィルムを構成する水溶性高分子化合物は、活性
水素を２個有するポリアルキレングリコール化合物(A)
と、２価カルボン酸、その無水物又はその低級アルキル
エステル(B) との縮合物である。

【０００９】ここに“活性水素を２個有するポリアルキ
レングリコール化合物(A) ”とは、例えばエチレングリ
コール、ジエチレングリコール、プロピレングリコー
ル、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオー
ル、ネオペンチルグリコール、ビスフェノールＡ、ポリ
エチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリ
テトラメチレングリコール、アニリン、ブチルアミン、
オクチルアミン、ラウリルアミン又はヘキシルアミン等
の２個の活性水素を有する化合物を原料として、

【００１０】これにエチレンオキサイド、プロピレンオ
キサイド、１，２−エポキシブタン、１，２−エポキシ
ペンタン、１，２−エポキシヘプタン、１，２−エポキ
シオクタン、１，２−エポキシノナン等のα−オレフィ
ンオキサイド、スチレンオキサイド又はグリシジルエー
テル等を重合させることにより得られるものである。但
し、本化合物中のエチレンオキサイドの含量は50％以上
であることが望ましい。

【００１１】また“２価カルボン酸、その無水物又はそ
の低級アルキルエステル(B) ”とは、例えばマロン酸、
コハク酸、マレイン酸、フマル酸、アジピン酸、セバチ
ン酸、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、イタコ
ン酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、７，12−ジメ
チル−７，11−オクタデカジエン−１，18−カルボン
酸、７，12−ジメチル−オクタデカン−１，18−ジカル
ボン酸若しくはこれらのダイマー酸、酸無水物又はこれ
のモノ−若しくはジ−メチル、エチル若しくはプロピル
エステル等を意味する。

【００１２】上記水溶性高分子化合物は、上記グリコー
ル化合物(A) と２価カルボン酸化合物(B) を通常使用さ
れる縮合反応用触媒の存在又は不在下に、仕込み反応温
度120 〜200 ℃において、常圧又は減圧下にエステル化
若しくはエステル交換反応させることにより製造され
る。

【００１３】(4) 水溶性高分子化合物の製膜 上記水溶性高分子化合物は、上記(2) 項で述べた水溶性
高分子化合物（水溶性樹脂）を軟化点以上の温度で、例
えばＴダイ、リングダイなどを用いる押出ダイ法、カレ
ンダー法、インフレーション法又は流延法などの常法に
従って製膜することにより製造できる。例えばＴダイを
使用する押出法では、エクストルーダーのバレル及びダ
イの温度を上記高分子化合物の軟化温度より30〜50℃高
い温度に調節し、ダイからの樹脂吐出量（レート）及び
巻き取り速度を調整して被押出フィルムの厚さを調節す
る。

【００１４】適当なフィルムの厚さは、凡そ５〜200 μ
ｍである。因に、このような熱可塑性の利用は、水溶性
樹脂微粉末をバインダーで結着させていた従来の水溶性
樹脂フィルムの製造法に比し工業的に極めて有利であ
る。なお所望により、ポリアルキレン系樹脂を少量混和
して製膜物の対水溶解性を調節することもできる。

【００１５】(5) 水溶性紙 本発明において“水溶性紙”というのは少なくとも水に
完全に分散する性質を持つ紙状物をいう。市販の水溶性
紙としては、例えば繊維状カルボキシメチルセルロース
に製紙用繊維を混合、抄紙してなる《ディゾルボ》（三
島製紙株式会社製）、コットンリンターのカルボキシメ
チル化物を主材とする《ベンリーゼ》（旭化成株式会社
製）などがあるが、同様の性質を有するものであれば他
の紙でもよい。

【００１６】(6) 積層 本発明に係る水溶性積層フィルムは、上記(4) の膜状水
溶性高分子化合物を(5) の水溶性紙と積層することによ
り得られる。ここに積層手段としては接着剤を利用する
ことも可能であるが、実用的には、該膜状水溶性高分子
化合物と該水溶性紙とを重ね合わせ、50〜120 ℃、圧力
１〜100kg/cm² の条件で熱圧着するのが望ましい。この
際、加熱及び加圧は、小規模には平板状プレスで、工業
的には一対の加熱ロールの間にそれぞれ挟んで行うのが
好適である。熱により膜状水溶性高分子化合物は溶融
し、圧力により水溶性紙の繊維間にアンカリングして完
全に一体化する。

【００１７】(7) 本発明の水溶性積層フィルムの物性及
び用途 以上の水溶性積層フィルムは、水溶性フィルムと水溶性
紙の特徴を併有することが特徴的である。即ち、本水溶
性積層フィルムは、ヒートシール性及びガスバリヤ性を
有するに係わらず強度に優れ、包装材料として必要な低
い耐伸び率を備え、かつ印刷や鉛筆、ボールペン等によ
る記録も自由である。そして水にそのまま溶解する。こ
のため、水に溶解又は分散させて使用する各種の粉末又
は顆粒状製品の分包用包装材、例えば医薬品、染料、洗
剤、工業薬品、農薬、調味料、ＤＩＹ用セメント、石
灰、焼き石膏、焼き明ばん等の包装材として広い用途を
有する。

【００１８】

【作用】本発明積層フィルムの水溶性樹脂膜を構成する
水溶性高分子化合物は分子内に多数のエーテル結合を有
するため水に対しての親和力が大きく、かつ分子構造が
直鎖状のため易水溶性であるが、ガスバリヤ性と熱融着
性を有する。

【００１９】一方、上記水溶性樹脂膜と積層された水溶
性紙は、ガスバリヤ性及び熱融着性を有しないが、その
代わり機械的強度に優れ、伸びが小さい。このため、本
発明の水溶性積層フィルムは、水溶性高分子化合物及び
水溶性紙両者の性質を兼ね備え、ガスバリヤ性、熱融着
性及び機械的強度の何れにも優れた水溶性フィルムの資
質を有する。

【００２０】

【実施例】以下、実施例及び比較例により発明実施の態
様及び効果を示すが、例示は単に説明用のもので、発明
の内包・外延を限るものではない。

【００２１】実施例１ ポリエチレングリコール（分子量8400）840 重量部（以
下同様）とジメチルセバチン酸23.2部を用いて通常の重
縮合反応を行い、10％水溶液粘度が600cps（Ｂ型粘度計
で温度30℃で測定、以下同じ）の水溶性高分子化合物
（水溶性樹脂）を得た。

【００２２】以上の水溶性樹脂をフィルム成形用Ｔ−ダ
イ装置の付いた押出成形機を用いて、シリンダー温度10
0 ℃、ダイス温度100 ℃の条件で厚さ20μｍのフィルム
状に成形後、水溶性紙《ディゾルボＷＡ》（前出）と重
ね合わせ、プレスで温度100℃、圧力20kg/cm²で５分間
熱圧着して水溶性積層フィルムを得た。

【００２３】得られたフィルムを機械的物性及びガス透
過性の両点につき対照と比較テストした結果を下表１に
示す（以下、実施例２〜６においても同じ。）。同表が
示すように、積層により抗張力、伸び率及びガス透過性
の各性質が綜合的に大幅に向上していることが判る。

【００２４】実施例２ 実施例１と同様にして、ポリエチレングリコール（分子
量20000 ）200 部とジメチルテレフタル酸1.94部とから
10％水溶液粘度が550cpsの水溶性樹脂を合成した後、厚
さ20μｍの水溶性フィルムに賦形した。次いで実施例１
と同様に水溶性紙《ディゾルボＷＡ》と熱圧着して下表
１の水溶性積層フィルムを得た。

【００２５】実施例３ 実施例１と同様にして、ポリエチレングリコール（分子
量20000 ）200 部とジメチルテレフタル酸1.94部とから
10％水溶液が粘度550cpsの水溶性樹脂を合成した後、50
μｍの水溶性フィルムを得た。これを前各例と同様に水
溶性紙《ディゾルボＷＡ》と熱圧着したところ、下表１
の水溶性積層フィルムが得られた。

【００２６】実施例４ 実施例１と同様にして、ポリエチレングリコール（分子
量3000）30部とジメチルアジピン酸1.76部とから10％水
溶液粘度が500cpsの水溶性樹脂を合成し、厚さ100μｍ
の水溶性フィルムに成形した。次いで、前各例と同様に
水溶性紙《ディゾルボＷＡ》と熱圧着することにより、
下表１の水溶性積層フィルムを得た。

【００２７】実施例５ ポリプロピレングリコール（分子量20000)20部にエチレ
ンオキサイド180 部を付加反応させ、平均分子量20000
のポリアルキレングリコールを得た。次に、ここで得た
ポリアルキレングリコール200 部をジメチルテレフタル
酸1.94部と重縮合させて10％水溶液粘度が500cpsの水溶
性樹脂を得た。

【００２８】以上の水溶性樹脂を、実施例１と同様にし
て厚さ70μｍの水溶性フィルムに成形した後、前各例と
同様に水溶性紙《ディゾルボＷＡ》と熱圧着することに
より、下表１の水溶性積層フィルムを得た。

【００２９】実施例６ 実施例１と同様にして、ポリエチレングリコール（分子
量20000 ）200 部とジメチルテレフタル酸1.94部とから
を用いて10％水溶粘度が500cpsの水溶性樹脂を合成し
た。これを実施例１に準じて厚さ50μｍの水溶性フィル
ムに賦形後、前各例と同様に水溶性紙《ディゾルボＷ
Ａ》と熱圧着することにより、下表１の水溶性積層フィ
ルムが得られた。下表比較例２との対比から明らかなよ
うに、単一の水溶性フィルムの酸素透過性が、積層によ
り大幅に低減している事実が注目される。

【００３０】実施例７ 実施例１と同様にして、ポリエチレングリコール（分子
量20000 ）200 部と、7,12−ジメチル−7,11−オクタデ
カジエン−1,18−ジカルボン酸ジメチル3.78部とを用い
て10％水溶液が粘度10550cpsの水溶性樹脂を合成し、次
いで実施例１と同様に厚さ70μｍの膜状に成形した。

【００３１】以上の膜状水溶性樹脂を、前各例と同様に
水溶性紙《ディゾルボＷＡ》と熱圧着することにより、
下表１の水溶性積層フィルムが得られた。

【００３２】

【表１】

【００３３】注：1)JIS K 6310に準じて測定。2)MOCON
社製OX-TRAN100A/TWIN機を用いて温度２５℃、湿度６５
％で測定。3)三島製紙製水溶性紙《ディゾルボＷＡ》、
目付量30g/m²。4)実施例６の水溶性高分子フィルム単
独。5)ガス透過量著大。

【００３４】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明は、特定の膜
状水溶性高分子化合物を水溶性紙と一体的に積層するこ
とにより、前者のガスバリヤ性と速溶性及び後者の伸び
難さを相乗的に高めた新規なフィルム状機能性材料を提
供できたことにより、包装分野その他の発展に貢献す
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 活性水素基２個を有する有機化合物にエ
   チレンオキサイドを含むアルキレンオキサイドを付加重
   合せしめたポリアルキレングリコール化合物(A) と、２
   価カルボン酸、その無水物又はその低級アルキルエステ
   ル(B) とを反応させることにより得られる水溶性高分子
   化合物からなる膜状物と水溶性紙とからなることを特徴
   とする水溶性積層フィルム。
2. 【請求項２】 アルキレンオキサイド中のエチレンオキ
   サイドの含量が50％以上である請求項１の水溶性積層フ
   ィルム。