JPH09157422A - 水に対する濡れ性が良好なグラフト化ポリビニルアルコールフィルム及びその製造方法 - Google Patents

水に対する濡れ性が良好なグラフト化ポリビニルアルコールフィルム及びその製造方法

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JPH09157422A
JPH09157422A JP31628295A JP31628295A JPH09157422A JP H09157422 A JPH09157422 A JP H09157422A JP 31628295 A JP31628295 A JP 31628295A JP 31628295 A JP31628295 A JP 31628295A JP H09157422 A JPH09157422 A JP H09157422A
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JP
Japan
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film
mixed monomer
polyvinyl alcohol
water
acrylamide
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JP31628295A
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English (en)
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Takashi Gonda
貴司 権田
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Shin Etsu Polymer Co Ltd
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Polymer Co Ltd
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】水に対する濡れ性が良好なポリビニルアルコー
ルフィルム及びその製造方法を提供する。 【解決手段】けん化度95モル%以上かつ重合度 500〜25
00のPVAフィルム表面に、(1)アクリルアミドAとアク
リル酸Bとの重量比 A/Bが 100/0〜 40/60の混合モノマ
ー系、或は(2) アクリルアミドAとN-ビニル-2- ピロリ
ドンCとの重量比A/Cが 100/0〜5/95の混合モノマー系
の内、少なくとも1種の混合モノマー系をグラフト共重
合させてなる水に対する濡れ性が良好なPVAフィル
ム、及び上記2種類の混合モノマー系の内、少なくとも
1種の混合モノマー系を含む水溶液をPVAフィルム表
面に塗工し、塗工面側から紫外線を 120〜1000mJ/cm2
積算光量で照射してグラフト共重合させ、フィルム表面
に残存している非グラフト物を除去する該PVAフィル
ムの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はポリビニルアルコー
ルフィルム表面にアクリルアミドとアクリル酸との混合
モノマー系、或はアクリルアミドとN−ビニル−2−ピ
ロリドンとの混合モノマー系の内、少なくとも1種を、
紫外線を用いてグラフト共重合させてなる水に対する濡
れ性が良好なグラフト化ポリビニルアルコールフィルム
及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来からプラスチックフィルム表面の水
に対する濡れ性を改善するために種々の提案がなされて
いるが、次のような方法がある。 1)樹脂中に界面活性剤等の表面改質剤を練り込み、成
形後、樹脂との相溶性を利用してフィルム表面にブリー
ドアウトさせる方法、又は、成形品表面に界面活性剤等
の表面改質剤を塗布する方法。 2)プラスチックフィルム表面をグロー放電或はコロナ
放電等で物理的改質処理する方法。 3)プラスチックフィルム表面に親水性ビニルモノマー
をグラフト共重合させる方法で、これには触媒としてセ
リウムイオン(4価)を用いる化学的方法、特公平7−
21077号公報記載の電子線照射によるモノマーのグ
ラフト重合法及び特開平4−288350号公報記載の
コロナ放電表面処理と電子線照射によるモノマーのグラ
フト重合法、その他にγ線照射によるモノマーのグラフ
ト重合法等が提案されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
1)の方法は界面活性剤が水と繰り返し接触すると、界
面活性剤が溶解流出してしまい水との濡れ性が低下して
しまう。2)の方法は初期効果は優れているが効果の持
続性が著しく劣っている。3)の方法の内、化学的方法
に関しては生産或は製造工程において、反応後乳化剤を
除去するのが難しく、また、ブロック共重合体を生成し
てしまい工業化は困難である。また、電子線或はγ線等
の高エネルギー線源を用いる方法は高エネルギー発生線
源等の設備を必要としコスト的に問題がある。
【0004】従って、本発明は上記従来の問題点を解決
するため、低エネルギー線源による低コスト線源装置を
使用して、ポリビニルアルコールフィルム表面に混合モ
ノマー系をグラフト共重合させた水に対する濡れ性が良
好なグラフト化ポリビニルアルコールフィルム及びその
製造方法を提供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は、かかる課題
を解決するために、ベースフィルムには親水性の高いポ
リビニルアルコールフィルムに着目し、水に対する濡れ
性改善にはアクリル系モノマーを、グラフト共重合用低
コスト線源には紫外線を選択して鋭意研究した結果、ア
クリルアミド単独ではポリビニルアルコールフィルム表
面の水に対する濡れ性を改善することができるが、アク
リル酸及びN−ビニル−2−ピロリドンは夫々単独では
改善することはできず、これらのモノマーはアクリルア
ミドとの混合系で改善できることを見出し、諸条件を確
立して本発明を完成した。
【0006】即ち、本発明は、けん化度95モル%以上
かつ重合度500〜2500のポリビニルアルコールフ
ィルム表面に、(1)アクリルアミド(A)とアクリル
酸(B)との重量比A/Bが100/0〜40/60の
混合モノマー系、或は、(2)アクリルアミド(A)と
N−ビニル−2−ピロリドン(C)との重量比A/Cが
100/0〜5/95の混合モノマー系の内、少なくと
も1種の混合モノマー系をグラフト共重合させてなるこ
とを特徴とする水に対する濡れ性が良好なグラフト化ポ
リビニルアルコールフィルム、並びに上記2種類の混合
モノマー系の内、少なくとも1種の混合モノマー系を含
む水溶液をポリビニルアルコールフィルム表面に塗工
し、塗工面側から紫外線を積算光量120mJ/cm2
以上1000mJ/cm2 以下の範囲で照射して混合モ
ノマーをポリビニルアルコールフィルムにグラフト共重
合させ、その後、グラフト化ポリビニルアルコールフィ
ルム表面に残存している非グラフト物を除去することを
特徴とする水に対する濡れ性が良好なグラフト化ポリビ
ニルアルコールフィルムの製造方法を要旨とするもので
ある。
【0007】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明のポリビニルアルコール(以下PVAと略称する)
フィルムとしては、酢酸ビニル、ぎ酸ビニル等のビニル
エステル或はt−ブチルエーテル、トリメチルシリルビ
ニルエーテル等のビニルエーテルを重合させた重合体を
酸またはアルカリで加水分解して得られるが、一般的に
は酢酸ビニルを重合させたポリ酢酸ビニルを加水分解し
て得られるPVAから製造されたフィルムがコストの面
から好適である。
【0008】PVAフィルムの成形に用いられるPVA
としては、けん化度95モル%以上、好ましくは98モ
ル%以上、重合度は500〜3000、好ましくは10
00〜2500である。けん化度が95モル%未満のP
VAより成形されたフィルムは、耐水性に劣るためグラ
フト共重合反応中フィルムが溶解してしまい好ましくな
い。重合度が500未満では薄膜の強度が低下しフィル
ム表面にクラックが発生し易く取扱いが難しい。重合度
が3000を越えるとPVAの溶融粘度が著しく高くな
りフィルムの成形が困難となる。
【0009】これらPVAを成膜する方法は、独立薄膜
を得ることができる成膜法であればどのような方法でも
よいが、工業的にはインフレーション成形法或はT−ダ
イを用いた溶融押出成形法が成形能率が高く好ましい。
このPVAフィルムは無延伸フィルム、一軸延伸フィル
ムまたは二軸延伸フィルムの何れであってもよいし、ま
た、乾燥後熱処理を施したフィルムも用いることができ
る。PVAフィルムの厚みは、5〜100μm、特には
20〜50μmが好ましい。5μm未満及び100μm
を超えるとフィルムの成形は著しく困難でありコスト的
に問題がある。
【0010】このPVAフィルムのPVAには、必要に
応じてフィルムの耐水性及びグラフト共重合反応の反応
性を損なわない程度に、カルボキシメチルセルロース、
ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース誘導体、澱
粉またはその誘導体、キサンタンガム、カラギナン等の
多糖類、ポリアクリル酸またはその誘導体、ポリアクリ
ルアミド、ポリ−N−ビニルピロリドン、ポリエチレン
オキサイド等の水溶性合成樹脂、グリセリン、ポリエチ
レングリコールまたはエタノールアミン等の可塑剤、ノ
ニオン性或はアニオン性界面活性剤、アセチレンアルコ
ール、PVA系樹脂の各種架橋剤、pH調節剤、各種消
泡剤、防腐剤等も添加することができる。
【0011】このPVAフィルムにグラフト共重合させ
る混合モノマー系は、(1)アクリルアミド(A)とア
クリル酸(B)との重量比A/Bが100/0〜40/
60、或は(2)アクリルアミド(A)とN−ビニル−
2−ピロリドン(C)との重量比A/Cが100/0〜
5/95の範囲であることが好ましい。更に好ましくは
A/Bが100/0〜50/50、A/Cが100/0
〜25/75である。アクリルアミド(A)とアクリル
酸(B)との混合モノマー系において、アクリルアミド
の比が40より小さくなると、グラフト共重合反応後の
PVAフィルム(以下、グラフト化PVAフィルムとい
う)の水に対する濡れ性はPVAフィルムの水に対する
濡れ性より劣り好ましくない。また、アクリルアミド
(A)とN−ビニル−2−ピロリドン(C)との混合モ
ノマー系において、アクリルアミドの比が5より小さく
なると、グラフト化PVAフィルムの水に対する濡れ性
は、PVAフィルムの水に対する濡れ性より劣り好まし
くない。また、混合モノマー系で、アクリル酸またはN
−ビニル−2−ピロリドンが0の場合は、アクリルアミ
ド単独モノマーになる。
【0012】上記混合モノマー系は、通常水溶液の状態
で用いられる。混合モノマーを含む水溶液中の水の組成
範囲は、2重量%から95重量%である。この水溶液に
は光増感剤、有機溶媒、増粘剤等を添加することができ
る。PVAフィルム表面に上記グラフト用混合モノマー
系を塗工する方法としては、ワイヤーバー、ナイフコー
ティング、ロールコーティング、流し塗り、ハケ塗り、
スプレー塗装等の公知の方法により塗工することができ
る。
【0013】本発明において、上記混合モノマー系をP
VAフィルム表面にグラフト共重合させるエネルギー源
としては紫外線がよく、その波長は通常の紫外線ランプ
の波長である250〜500nmの範囲のものであれば
よく、この範囲外では濡れ性改善効果は認められない。
また、紫外線を発生させる光源としては、高圧水銀ラン
プまたはメタルハライドランプが好ましい。グラフト化
に必要な紫外線積算光量は、120mJ/cm2 以上1
000mJ/cm2 以下であり、好ましくは250mJ
/cm2 以上900mJ/cm2 以下である。120m
J/cm2 未満の場合は、PVAフィルムの濡れ性を改
質させる効果が認められず好ましくなく、1000mJ
/cm2 を越える場合も同様に効果が認められなかっ
た。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の作用は、PVAフィルム
表面にアクリルアミドとアクリル酸との混合モノマー系
或はアクリルアミドとN−ビニル−2−ピロリドンとの
混合モノマー系を紫外線によりグラフト共重合させるこ
とにより、原料PVAフィルムよりも水に対する濡れ性
が良好なフィルムが得られるというものである。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施形態を実施例と比較例を
挙げて具体的に説明するが、本発明はこれらに限定され
るものではない。 (実施例1〜10)アクリルアミド(A)(三井東圧化
学社製)とアクリル酸(B)(大阪有機化学社製)とを
重量比でA/B=100/0、75/25、50/5
0、45/55の4水準を設定して混合した。この混合
モノマーを重量比で混合モノマー:メタノール:30%
過酸化水素水=10:80:10となるように配合し
た。この配合物を16cm×16cmサイズの無延伸P
VAフィルム(DE−2、東京セロファン紙社製、けん
化度:99.4モル%、重合度:1700、フィルム厚
さ40μm、水の接触角:28°)の鏡面側にワイヤー
バー#30を用いて厚さウエットで30μmに塗工し
た。塗工後フィルムを金枠に固定し、表1に示す紫外線
積算光量で塗工面側から紫外線を照射した。紫外線照射
装置は、(株)ハイテック製卓上型紫外線照射装置を使
用した。紫外線ランプは、(株)ハイテック製の発光長
12.5cm、ランプ出力80W/cm、波長範囲25
0〜500nmの高圧水銀ランプを使用した。照射後、
フィルムをイオン交換水で洗浄し、フィルム表面の非グ
ラフト共重合物を除去して、得られたグラフト化PVA
フィルムの厚みは40μmとなり、グラフト化前のPV
Aフィルムの厚みと略同じであった。
【0016】また、グラフト化PVAフィルム表面の濡
れ性は、水の接触角により評価した。接触角は、測定溶
液に蒸留水を使用し、協和界面科学(株)製CA−X型
接触角計で測定した。なお、フィルムは測定前にエタノ
ールで洗浄した。グラフト化条件と接触角の測定結果を
表1に示す。グラフト化PVAフィルムの接触角は、グ
ラフト化前のPVAフィルムと比較して低下し、水に対
する濡れ性は著しく向上した。
【0017】(比較例1〜6)アクリルアミド(A)と
アクリル酸(B)とを重量比A/B=0/100、35
/65となるように混合した混合モノマーを使用した以
外は実施例1と同じ工程、条件でグラフト化PVAフィ
ルムを作製し、接触角を測定した。グラフト化条件と接
触角の測定結果を表1に併記した。グラフト化PVAフ
ィルムの接触角は、28°より大きくなり、グラフト化
前のPVAフィルムと比較して濡れ性は低下した。
【0018】
【表1】
【0019】(実施例11〜23)アクリルアミド
(A)とN−ビニル−2−ピロリドン(C)とを重量比
でA/C=100/0、75/25、50/50、25
/75、10/90、6/94の6水準を設定して混合
し、この混合モノマーを重量比で混合モノマー:メタノ
ール:30%過酸化水素水=10:80:10となるよ
うに配合した以外は実施例1と同工程、条件でグラフト
化PVAフィルムを作製し、接触角を測定した。グラフ
ト化条件と接触角の測定結果を表2に記載した。グラフ
ト化PVAフィルムの接触角は、グラフト化前のPVA
フィルムと比較して低下し、水に対する濡れ性は著しく
向上した。
【0020】
【表2】
【0021】(比較例7〜10)アクリルアミド(A)
とN−ビニル−2−ピロリドン(C)とを重量比A/C
=0/100、3/97となるように混合した混合モノ
マーを使用した以外は実施例1と同じ工程、条件でグラ
フト化PVAフィルムを作製し、接触角を測定した。グ
ラフト化条件と接触角の測定結果を表2に併記した。グ
ラフト化PVAフィルムの接触角は、28°より大きく
なり、グラフト化前のPVAフィルムと比較して濡れ性
は低下した。
【0022】(比較例11〜12)アクリルアミド
(A)とアクリル酸(B)とを重量比でA/B=75/
25となるように混合した混合モノマーを使用し、紫外
線積算光量を115mJ/cm2 及び1070mJ/c
2 の2水準で塗工面側から紫外線を照射した以外は実
施例1と同じ工程、条件でグラフト化PVAフィルムを
作製し、接触角を測定した。グラフト化条件と接触角の
測定結果を表2に併記した。グラフト化PVAフィルム
の接触角は、28°より大きくなり、グラフト化前のP
VAフィルムと比較して濡れ性は低下した。
【0023】(比較例13)けん化度88モル%、重合
度1000のポリビニルアルコール100重量部に対し
てグリセリン20重量部を添加し、溶融押出成形法によ
りフィルム厚20μmのフィルムを作製した。該フィル
ムを16cm×16cm角に切り出し、片面表面に重量
比でアクリルアミド:メタノール:30%過酸化水素水
=10:80:10のモノマー水溶液をワイヤーバー#
30を用いて塗工した。塗工後フィルムを金枠に固定
し、積算光量540mJ/cm2 の紫外線を照射した
が、紫外線照射中、フィルムが溶解してしまった。
【0024】(比較例14)けん化度99.9モル%、
重合度300のPVAをイオン交換水中に入れ、80℃
以上で加熱溶解した。溶解後、PVA水溶液の濃度を1
0重量%に調整した。次いで厚さ125μmのポリエチ
レンテレフタレートフィルム上にワイヤーバーにて乾燥
厚さが25μmとなるように塗布し、110℃で10分
間乾燥後、ポリエチレンテレフタレートフィルムからP
VAフィルムの剥離を試みたが、フィルムに強度がない
ため部分的な小片しか得られなかった。
【0025】(比較例15)けん化度98.5モル%、
重合度3000のPVAをイオン交換水中に入れ、80
℃以上で加熱溶解した。溶解後、PVA水溶液の濃度を
10重量%に調整したが、粘度が高いため表面の平滑な
フィルムが得られなかった。このため上記PVA水溶液
の濃度を2重量%に希釈したが、表面の平滑なフィルム
は得られなかった。
【0026】
【発明の効果】本発明によれば、水に対する濡れ性が良
好なグラフト化PVAフィルムが、PVAフィルムの表
面に、アクリルアミドとアクリル酸の混合モノマー系或
はアクリルアミドとN−ビニル−2−ピロリドンとの混
合モノマー系を塗布し、紫外線照射に依ってグラフト共
重合させたもので、得られたグラフト化PVAフィルム
表面の水に対する濡れ性を接触角で20°以下とするこ
とも可能であり、結露防止効果を維持することができる
結露防止フィルムの基材として有用であり、グラフト共
重合による表面改質なので、グラフト化前のフィルムの
厚みと殆ど変化がない。また、そのグラフト化には主と
して紫外線をエネルギー源として用いているため、電子
線或は放射線をエネルギー源として行う方法よりは初期
設備投資額が少なく、或は装置の取扱い易さに優れてお
り、工業的価値が高い。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】けん化度95モル%以上かつ重合度500
    〜2500のポリビニルアルコールフィルム表面に、
    (1)アクリルアミド(A)とアクリル酸(B)との重
    量比A/Bが100/0〜40/60の混合モノマー
    系、或は、(2)アクリルアミド(A)とN−ビニル−
    2−ピロリドン(C)との重量比A/Cが100/0〜
    5/95の混合モノマー系、の内、少なくとも1種の混
    合モノマー系をグラフト共重合させてなることを特徴と
    する水に対する濡れ性が良好なグラフト化ポリビニルア
    ルコールフィルム。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の2種類の混合モノマー系
    の内、少なくとも1種の混合モノマー系を含む水溶液を
    ポリビニルアルコールフィルム表面に塗工し、塗工面側
    から紫外線を積算光量120mJ/cm2 以上1000
    mJ/cm2 以下の範囲で照射して混合モノマーをポリ
    ビニルアルコールフィルムにグラフト共重合させ、その
    後該フィルム表面に残存している非グラフト物を除去す
    ることを特徴とする水に対する濡れ性が良好なグラフト
    化ポリビニルアルコールフィルムの製造方法。
JP31628295A 1995-12-05 1995-12-05 水に対する濡れ性が良好なグラフト化ポリビニルアルコールフィルム及びその製造方法 Pending JPH09157422A (ja)

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