JPWO2016056574A1 - 変性ポリビニルアルコール、樹脂組成物及びフィルム - Google Patents

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Abstract

本発明は、冷水溶解性、機械的強度及び耐薬品性に優れるフィルムを形成可能な変性ポリビニルアルコールの提供を目的とする。本発明は、式(I)で表される単量体単位及び式(II)で表される構造単位を含む変性ポリビニルアルコールであって、上記変性ポリビニルアルコールの全単量体単位に対する単量体単位(I)の含有率が0.05モル%以上10モル%以下であり、上記変性ポリビニルアルコールの全単量体単位に対する構造単位(II)の含有率が0.001モル%以上0.5モル%以下であり、粘度平均重合度が300以上3,000以下、ケン化度が82モル%以上99.5モル%以下である。式(I)中、R1は、水素原子又はアルキル基である。R2は、−R3−SO3−X+、−R3−N+(R4)3Cl−又は水素原子である。R3は、アルカンジイル基である。X+は、水素原子、金属原子又はアンモニウム基である。R4は、アルキル基である。

Description

本発明は、特定の粘度平均重合度及びケン化度を有し、さらに特定のアクリルアミド単位及びラクトン環単位を含む変性ポリビニルアルコール、この変性ポリビニルアルコールを含有する樹脂組成物、並びにこの変性ポリビニルアルコールを含有するフィルムに関する。
ポリビニルアルコール(以下、「PVA」と略記することがある)は水溶性の合成高分子として知られており、他の合成高分子と比べて強度特性、造膜性等に優れているため、例えば紙加工、繊維加工、接着剤、乳化重合及び懸濁重合用の安定剤、無機物のバインダー、フィルム等の用途に広範囲に用いられている。
上記フィルムの用途としては水溶性フィルムが挙げられる。近年、農薬、洗濯用洗剤、漂白剤、トイレタリー製品、工業用薬品等をはじめとする各種薬品類を一定量ずつ水溶性フィルムにより密封包装して(ユニット包装)、使用時にその包装形態のまま水中に投入し、内容物を包装フィルムごと水に溶解又は分散させて使用する方法が行われるようになってきている。このユニット包装の利点は、使用時に危険な薬品に直接触れることなく使用できること、内容物の一定量が包装されているために使用時に計量する必要がないこと、薬品を包装している容器の使用後の処理が不要であること等である。
ところで、PVAはケン化度が高くなるに従って結晶性が増し、冷水に溶解しない結晶部分の割合が増すため、ユニット包装用等の冷水溶解性フィルムの用途には、完全ケン化タイプと言われるケン化度の高いPVAではなく、部分ケン化無変性PVAが用いられている。この部分ケン化無変性PVAを用いた水溶性フィルムは、冷水に溶解し易く、機械的強度が優れる等の特長を有している。
従来の部分ケン化無変性PVAフィルムは、これにアルカリ性又は酸性の物質を包装した場合、保存中に部分ケン化無変性PVAフィルム中に残存するアセトキシ基のケン化が起こり、結晶化が進んでフィルムが不溶化し易いという不都合がある。さらに、部分ケン化無変性PVAフィルムは、これに農薬や殺菌剤等の塩素含有化合物を包装して長期間放置した場合、フィルムが着色したり硬化したりすると共に、水溶性が経時的に低下して水に不溶化又は難溶化するため、薬品がフィルムに包装されたままの状態で水に溶解又は分散し難くなるという不都合がある。
このような課題を解決するものとして、特許文献1には、オキシアルキレン基、スルホン酸基又はカチオン性基を含有するPVAを製膜してなる水溶性フィルムが開示されている。特許文献2にはカルボキシ基及び/又はスルホン酸基を含有する単量体単位を有する変性PVA及び多価アルコールを含む組成物からなる水溶性フィルムが開示されている。特許文献3には、ビニルアルコール単位及び2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸単位を有する変性PVAを含有する冷水溶解性フィルムが開示されている。特許文献4には、N−ビニルアミド系単量体単位並びにカルボキシ基及び/又はラクトン環を含有する変性PVAからなる水溶性フィルムが開示されている。
しかし近年では、作業性、環境保護等の観点から、冷水溶解性、機械的強度及び耐薬品性の要求特性を同時に満たす水溶性フィルムが求められている。これに対し、上記従来の変性PVAを用いて得られる水溶性フィルムでは、これらの要求特性を十分満足できていない。
特開昭63−168437号公報 特開2005−139240号公報 特表2008−542520号公報 特開2003−171424号公報
本発明は、上述のような事情に基づいてなされたものであり、冷水溶解性、機械的強度及び耐薬品性に優れるフィルムを形成可能な変性ポリビニルアルコール、この変性ポリビニルアルコールを含有する樹脂組成物、並びにこの変性ポリビニルアルコールを含有するフィルムの提供を目的とする。
本発明者らは上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、特定のアクリルアミド単位及びラクトン環単位を含み、これらアクリルアミド単位及びラクトン環単位の含有率が特定範囲である特定の変性PVAが、冷水溶解性、機械的強度及び耐薬品性に優れるフィルムを形成できることを見出し、当該知見に基づいてさらに検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
上記課題を解決するためになされた本発明は、下記式(I)で表される単量体単位(以下、「単量体単位(I)」ともいう)及び下記式(II)で表される構造単位(以下、「構造単位(II)」ともいう)を含む変性PVAであって、上記変性PVAの全単量体単位に対する単量体単位(I)の含有率が0.05モル%以上10モル%以下であり、上記変性PVAの全単量体単位に対する構造単位(II)の含有率が0.001モル%以上0.5モル%以下であり、粘度平均重合度が300以上3,000以下、ケン化度が82モル%以上99.5モル%以下である変性PVA(以下、「変性PVA(A)」ともいう)である。
Figure 2016056574
(式(I)中、Rは、水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基である。Rは、−R−SO 、−R−N(RCl又は水素原子である。Rは、炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルカンジイル基である。Xは、水素原子、金属原子又はアンモニウム基である。Rは、炭素数1〜5の直鎖状又は分岐状のアルキル基である。複数のRは、同一でも異なっていてもよい。)
Figure 2016056574
(式(II)中、Rは、水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基である。)
当該変性PVA(A)は、特定含有率の単量体単位(I)及び構造単位(II)を含み、かつ特定の粘度平均重合度及びケン化度を有することで、冷水溶解性、機械的強度及び耐薬品性に優れるフィルムを形成することができる。なお、上記粘度平均重合度及びケン化度は、JIS−K6726−1994に記載の方法により測定される。
本発明は、当該変性PVA(A)を含有する樹脂組成物を含む。当該樹脂組成物は、当該変性PVA(A)を含有するので、冷水溶解性、機械的強度及び耐薬品性に優れるフィルムを形成することができる。
本発明は、当該変性PVA(A)を含有するフィルムを含む。当該フィルムは、当該変性PVA(A)を含有するので、冷水溶解性、機械的強度及び耐薬品性に優れる。
以上説明したように本発明の変性PVAは、冷水溶解性、機械的強度及び耐薬品性に優れるフィルムを形成することができる。従って、本発明の変性PVA、樹脂組成物及びフィルムは、衣料用洗剤、漂白剤、農薬等の各種薬品の包装材に好適に用いられる。
<変性PVA(A)>
当該変性PVA(A)は、下記式(I)で表される単量体単位(I)と後述する式(II)で表される構造単位(II)とを含み、通常ビニルアルコール単位をさらに含む。また、当該変性PVA(A)は、さらに他の単量体単位を含んでいてもよい。ここで「構造単位」とは、当該変性PVA(A)に含まれる部分構造であって、1又は複数の単量体に由来するものをいう。「単量体単位」とは、1の単量体に由来する構造単位をいう。
当該変性PVA(A)は、特定含有率の単量体単位(I)及び構造単位(II)を含み、かつ特定の粘度平均重合度及びケン化度を有することで、冷水溶解性、機械的強度及び耐薬品性に優れるフィルムを形成することができる。当該変性PVA(A)が上記構成を有することで上記効果を奏する理由については必ずしも明確ではないが、構造単位(II)による当該変性PVA(A)の水素結合の阻害作用と、構造単位(II)の低い反応性が寄与するものと考えられる。
[単量体単位(I)]
単量体単位(I)は、下記式(I)で表される単量体単位である。
Figure 2016056574
上記式(I)中、Rは、水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基である。Rは、−R−SO 、−R−N(RCl又は水素原子である。Rは、炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルカンジイル基である。Xは、水素原子、金属原子又はアンモニウム基である。Rは、炭素数1〜5の直鎖状又は分岐状のアルキル基である。複数のRは、同一でも異なっていてもよい。
上記Rで表される炭素数1〜8の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基等が挙げられる。
上記Rとしては、当該変性PVA(A)の合成容易性等の観点から水素原子及びメチル基が好ましく、水素原子がより好ましい。
上記Rで表される炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルカンジイル基としては、例えば−CH−、−CH(CH)−、−CH−CH−、−CH(CH)−CH−、−CH(CHCH)−CH−、−CH(CH)−CH(CH)−、−C(CH−CH−、−C(CH−CH(CH)−、−CH−CH−CH−、−CH−CH−CH−CH−等が挙げられ、上記Rが非対称である場合において、その向きは特に制限されない。
上記Rとしては、−C(CH−CH−及び−CH−CH−CH−が好ましい。上記Rが−C(CH−CH−である場合、上記Rに隣接する−C(=O)NH−と共に表記すると−C(=O)NH−C(CH−CH−となるような上記Rの向きが好ましい。つまり、上記Rが−C(CH−CH−である場合の上記Rとしては、−C(CH−CH−SO 、及び−C(CH−CH−N(RClが好ましい。
上記Xで表される金属原子としては、例えばアルカリ金属原子(リチウム原子、ナトリウム原子、カリウム原子等)、アルカリ土類金属原子(カルシウム原子等)などが挙げられる。
上記Xで表されるアンモニウム基としては、例えばテトラメチルアンモニウム基、テトラエチルアンモニウム基、テトラプロピルアンモニウム基、NH、モノメチルアンモニウム基、ジメチルアンモニウム基、トリメチルアンモニウム基等が挙げられる。
得られるフィルムの冷水溶解性の観点から、上記Xとしては、水素原子及びアルカリ金属原子が好ましく、水素原子及びナトリウム原子がより好ましい。
上記Rで表される炭素数1〜5の直鎖状又は分岐状のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、n−ペンチル基等が挙げられる。これらのうち、メチル基が好ましい。
当該変性PVA(A)の全単量体単位に対する単量体単位(I)の含有率の下限としては、0.05モル%であり、0.10モル%が好ましく、0.15モル%がより好ましい。一方、単量体単位(I)の含有率の上限としては、10モル%であり、8モル%が好ましく、7モル%がより好ましい。単量体単位(I)の含有率が上記範囲にあることで、当該変性PVA(A)は、冷水溶解性、機械的強度及び耐薬品性に優れるフィルムを形成することができる。ここで「全単量体単位」とは、当該変性PVA(A)を構成する単量体単位の合計をいう。但し、上記合計の算出では、1個の構造単位がn個の単量体単位によって形成されている場合、上記1個の構造単位につきn個の単量体単位が存在するものとして計算する(nは、1以上の整数)。例えば、後述する構造単位(II)は、2個の単量体単位により形成されるため、1個の構造単位(II)につき2個の単量体単位が存在するものとして上記合計を計算する。
[構造単位(II)]
構造単位(II)は、下記式(II)で表される構造単位である。当該変性PVA(A)は上記構造単位(II)を含むことで、冷水溶解性、機械的強度及び耐薬品性に優れるフィルムを形成することができる。
Figure 2016056574
上記式(II)中、Rは、水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基である。
上記Rで表される炭素数1〜8の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基としては、例えば上記Rとして例示したものと同様の基等が挙げられる。上記Rとしては、構造単位(II)を与える単量体の合成容易性等の観点から水素原子及びメチル基が好ましく、水素原子がより好ましい。
当該変性PVA(A)の全単量体単位に対する構造単位(II)の含有率の下限としては、0.001モル%であり、0.005モル%が好ましく、0.01モル%がより好ましく、0.02モル%がさらに好ましい。一方、構造単位(II)の含有率の上限としては、0.5モル%であり、0.4モル%が好ましく、0.2モル%がより好ましい。構造単位(II)の含有率を上記範囲とすることで、当該変性PVA(A)は、冷水溶解性、機械的強度及び耐薬品性に優れるフィルムを形成することができる。
後述の通り、構造単位(II)は、ビニルアルコール単位と単量体単位(I)との反応により形成される。つまり、上述の構造単位(II)の含有率を2倍した値が、構造単位(II)を形成する単量体単位の含有率に相当する。具体的な構造単位(II)を形成する単量体単位の含有率の下限としては、通常0.002モル%であり、0.01モル%が好ましく、0.02モル%がより好ましく、0.04モル%がさらに好ましい。一方、上記含有率の上限としては、通常1モル%であり、0.8モル%が好ましく、0.4モル%がより好ましい。構造単位(II)を形成する単量体単位の含有率を上記範囲とすることで、構造単位(II)の含有率を上述の範囲に調整することができる。
単量体単位(I)及び構造単位(II)の各含有率は、当該変性PVA(A)のH−NMR測定により求めることができる。具体的には、当該変性PVA(A)をDOに溶解させ、600MHzのH−NMR測定装置を用いて80℃で測定することにより求めることができる。例えば、当該変性PVA(A)が単量体単位(I)として下記式(I’)で表される2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸ナトリウム(AMPS)に由来する単量体単位(AMPS単位)を含み、構造単位(II)として下記式(II’)で表される構造単位(構造単位(II’))を含み、後述するビニルエステル単位として下記式(III’)で表される酢酸ビニルに由来する単量体単位(酢酸ビニル単位)を含み、且つ、当該変性PVA(A)が不純物として酢酸ナトリウムを含有する場合、以下の方法により単量体単位(I)の含有率及び構造単位(II)の含有率を求めることができる。
Figure 2016056574
Figure 2016056574
Figure 2016056574
まず、構造単位(II’)のHaに由来する2.8ppm〜3.1ppmのピーク面積をaとする。次に、AMPS単位の6つのHbに由来する1.45ppm〜1.55ppmのピーク面積を6で除した値をbとする。さらに、酢酸ビニル単位のHcに由来する4.5ppm〜5.4ppmのピーク面積をcとする。そして、酢酸ナトリウムの3つのプロトンに由来する1.9ppm〜2.0ppmのピーク面積を3で除した値をdとする。また、0.2ppm〜2.8ppmのメチレン基由来のピーク面積をAとする。上記構造単位a〜d中の0.2ppm〜2.8ppmにケミカルシフトを有するプロトンの数及びAの値から、次式を用いてビニルアルコール単位の1つのプロトン当たりのピーク面積eを算出する。
e=[A−a×4−b×9−c×5−d×3]/2
続いて、a〜eの値から、次式を用いて単量体単位(I)の含有率及び構造単位(II)の含有率をそれぞれ算出する。
単量体単位(I)の含有率(モル%)=b×100/(2×a+b+c+e)
構造単位(II)の含有率(モル%)=a×100/(2×a+b+c+e)
なお、次式を用いて構造単位(II)を形成する単量体単位の含有率も算出できる。
構造単位(II)を形成する単量体単位の含有率(モル%)=2×a×100/(2×a+b+c+e)
上述の通り、構造単位(II)は、2個の単量体単位から形成される。そのため、単量体単位(I)の含有率と、構造単位(II)を形成する単量体単位の含有率と、その他の単量体単位の含有率との合計は通常100モル%となるが、単量体単位(I)の含有率と、構造単位(II)の含有率と、その他の単量体単位の含有率との合計は通常100モル%を下回る。
(変性PVA(A)の製造方法)
当該変性PVA(A)は、例えばビニルエステル単量体と単量体単位(I)を与える単量体(例えばHC=C(R)−C(=O)NH−R等)とを共重合させて得られるビニルエステル共重合体を、アルコール溶液中でアルカリ触媒又は酸触媒を用いてケン化することにより製造することができる。構造単位(II)は、ビニルエステル単位をケン化して得られるビニルアルコール単位が有する水酸基と、単量体単位(I)が有するアミド基とを反応させることにより形成することができる。当該変性PVA(A)中の単量体単位(I)及び構造単位(II)の含有率は、単量体単位(I)を与える単量体の種類、けん化反応に供する原料溶液中の含水率、けん化反応に供するアルカリのモル比、けん化反応後の乾燥時の当該変性PVA(A)の樹脂温度、及び乾燥時間を特定の範囲に調整することによって制御できる。
上記ビニルエステル単量体としては、例えばギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、ピバリン酸ビニル、バーサチック酸ビニル等が挙げられる。これらのうち、酢酸ビニルが好ましい。
ビニルエステル単量体と単量体単位(I)を与える単量体とを共重合させる方法としては、例えば塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法等の公知の方法が挙げられる。これらの方法のうち、無溶媒で行う塊状重合法及びアルコール等の溶媒を用いて行う溶液重合法が好ましく、本発明の効果を高める点では、低級アルコールの存在下で重合する溶液重合法がより好ましい。上記低級アルコールとしては、炭素数3以下のアルコールが好ましく、メタノール、エタノール、n−プロパノール及びイソプロパノールがより好ましく、メタノールがさらに好ましい。塊状重合法や溶液重合法で重合反応を行うにあたって、反応の方式は回分式及び連続式のいずれの方式も採用することができる。
重合反応に使用される開始剤としては、例えば2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)等のアゾ系開始剤;過酸化ベンゾイル、n−プロピルパーオキシカーボネート等の有機過酸化物系開始剤などの公知の開始剤が挙げられる。重合反応を行う際の重合温度については特に制限はないが、5℃以上200℃以下の範囲が適当である。
ビニルエステル単量体と単量体単位(I)を与える単量体とを共重合させる際には、本発明の効果が損なわれない範囲内で、さらに共重合可能な単量体を共重合させることができる。このような単量体としては、エチレン、プロピレン、1−ブテン、イソブテン、1−ヘキセン等のα−オレフィン;N−メチルアクリルアミド、N−エチルアクリルアミド等のアクリルアミド誘導体;N−メチルメタクリルアミド、N−エチルメタクリルアミド等のメタクリルアミド誘導体;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル等のビニルエーテル;エチレングリコールビニルエーテル、1,3−プロパンジオールビニルエーテル、1,4−ブタンジオールビニルエーテル等のヒドロキシ基含有ビニルエーテル;アリルアセテート;プロピルアリルエーテル、ブチルアリルエーテル、ヘキシルアリルエーテル等のアリルエーテル;オキシアルキレン基を有する単量体;酢酸イソプロペニル;3−ブテン−1−オール、4−ペンテン−1−オール、5−ヘキセン−1−オール、7−オクテン−1−オール、9−デセン−1−オール、3−メチル−3−ブテン−1−オール等のヒドロキシ基含有α−オレフィン;ビニルトリメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、ビニルジメチルメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルジメチルエトキシシラン、3−(メタ)アクリルアミドプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリルアミドプロピルトリエトキシシラン等のシリル基を有する単量体などが挙げられる。これらの単量体の使用量の上限としては、その使用される目的及び用途等によっても異なるが、共重合に用いられる全単量体に対して20モル%が好ましく、10モル%がより好ましい。
上述の方法により得られたビニルエステル共重合体を、例えばアルコール溶媒中でケン化し、続いて乾燥を行うことで当該変性PVA(A)を得ることができる。当該変性PVA(A)を得るためには、特にケン化に供するケン化原料溶液の含水率、乾燥時の当該変性PVA(A)の樹脂温度及び乾燥時間を後述するような特定の範囲にすることが好ましい。
上記共重合工程で得られたビニルエステル共重合体及び溶媒を含有する溶液に、さらに少量の水を添加することによりケン化原料溶液を調製することができる。得られるケン化原料溶液の含水率の下限としては、1質量%が好ましく、1.2質量%がより好ましい。一方、得られるケン化原料溶液の含水率の上限としては、2質量%が好ましく、1.8質量%がより好ましい。上記含水率が上記下限未満の場合はラクトン化が進行しやすいため、構造単位(II)の含有率が高くなりすぎる傾向にある。一方、上記含水率が上記上限を超える場合、ラクトン構造の開環が進行しやすいため、構造単位(II)の形成が抑制される傾向にある。
ケン化反応に用いることができる溶媒としては、例えばメタノール、酢酸メチル、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド等が挙げられる。これらの溶媒のうち、メタノールが好ましい。
ビニルエステル共重合体のケン化反応の触媒としては、通常アルカリ性物質が用いられる。上記アルカリ性物質としては、例えば水酸化カリウム、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属の水酸化物、ナトリウムメトキシド等のアルカリ金属アルコキシド等が挙げられる。上記触媒の使用量の下限としては、ビニルエステル共重合体のビニルエステル単位に対するモル比で、0.002が好ましく、0.004がより好ましい。一方、上記触媒の使用量の上限としては、ビニルエステル共重合体のビニルエステル単位に対するモル比で、0.2が好ましく、0.1がより好ましい。ケン化触媒は、ケン化反応の初期に一括して添加してもよいし、あるいはケン化反応の初期に一部を添加し、残りをケン化反応の途中で追加して添加してもよい。
ケン化反応の温度の下限としては、5℃が好ましく、20℃がより好ましい。一方、ケン化反応の温度の上限としては、80℃が好ましく、70℃がより好ましい。ケン化反応の時間の下限としては、5分間が好ましく、10分間がより好ましい。一方、ケン化反応の時間の上限としては、10時間が好ましく、5時間がより好ましい。ケン化反応は、回分式及び連続式のいずれの方式によっても行うことができる。ケン化反応の終了後に、必要に応じて、残存する触媒を中和してもよい。使用可能な中和剤としては、例えば酢酸、乳酸等の有機酸、酢酸メチル等のエステル化合物などが挙げられる。
ケン化後に必要に応じて当該変性PVA(A)を洗浄する工程を設けてもよい。洗浄液としては、メタノール等の低級アルコールを主成分とし、さらに水及び/又はケン化工程において生成するものと同じ酢酸メチル等のエステルを含有する溶液を用いることができる。
続いて、洗浄後の変性PVA(A)を乾燥することにより当該変性PVA(A)を得ることができる。具体的な乾燥方法としては、円筒乾燥機を使用した熱風乾燥が好ましい。乾燥時の当該変性PVA(A)の樹脂温度の下限としては、100℃が好ましく、105℃がより好ましい。一方、乾燥時の当該変性PVA(A)の樹脂温度の上限としては、125℃が好ましく、118℃がより好ましく、115℃がさらに好ましい。また、乾燥時間の下限としては、2時間が好ましく、3時間がより好ましい。一方、乾燥時間の上限としては、5時間が好ましく、4時間がより好ましい。乾燥時の条件を上記範囲にすることにより、最終的に得られる当該変性PVA(A)における構造単位(II)の含有率を、好ましい範囲に調整することができる。
当該変性PVA(A)の粘度平均重合度の下限としては、300であり、400が好ましく、500がより好ましい。一方、上記粘度平均重合度の上限としては、3,000であり、2,500が好ましく、2,000がより好ましい。上記粘度平均重合度が上記下限未満の場合、得られるフィルムの機械的強度が低下する。一方、上記粘度平均重合度が上記上限を超える場合、当該変性PVA(A)の溶液粘度又は溶融粘度が高くなって作業性が低下したり、得られるフィルムの冷水溶解性が低下したりする。当該変性PVA(A)の粘度平均重合度は、JIS−K6726−1994に記載の方法により測定される。
当該変性PVA(A)のケン化度の下限としては、82モル%であり、84モル%が好ましく、86モル%がより好ましい。一方、当該変性PVA(A)のケン化度の上限としては、99.5モル%であり、99.4モル%が好ましく、99.3モル%がより好ましい。当該変性PVA(A)のケン化度が上記下限未満である場合、得られるフィルムのコシが無くなり形態安定性が低下したり、また、得られるフィルムにアルカリ性物質又は酸性物質を包装して保管する場合に、フィルムの冷水溶解性が低下したりする場合がある。一方、ケン化度が上記上限を超える場合、当該変性PVA(A)を工業的に安定に製造することができず、このような当該変性PVA(A)からは製膜を安定に行うことができない傾向にある。当該変性PVA(A)のケン化度はJIS−K6726−1994に記載の方法により測定される。
<樹脂組成物>
本発明の樹脂組成物は、当該変性PVA(A)を含有する。当該樹脂組成物は、当該変性PVA(A)を含有するので、冷水溶解性、機械的強度及び耐薬品性に優れるフィルムを形成することができる。当該樹脂組成物における当該変性PVA(A)の含有率の下限としては、30質量%が好ましく、50質量%がより好ましく、70質量%がさらに好ましい。一方、上記含有率の上限としては、99質量%が好ましく、95質量%がより好ましく、90質量%がさらに好ましい。
当該樹脂組成物における当該変性PVA(A)以外の成分としては、例えば糖類、可塑剤、無機フィラー、他の添加剤等が挙げられる。
(糖類)
上記糖類としては、例えばグルコース等の単糖類、オリゴ糖、多糖類、鎖状糖アルコール等が挙げられる。上記多糖類としては、例えば澱粉、セルロース、キチン、キトサン、ヘミセルロース、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ペクチン、プルラン、寒天、アルギン酸、カラギーナン、デキストリン、トレハロース等が挙げられ、これらのうち1種又は2種以上を用いることができる。上記鎖状糖アルコールとしては、例えばトレイット、エリトリット等の炭素数4のテトリット類、アラビット、キシリット等の炭素数5のペンチット類、グリシット、マンニット、ソルビット等の炭素数6のヘキシット類等が挙げられる。当該樹脂組成物は、上記糖類を含有することにより、得られるフィルムの冷水溶解性を高めたり、耐ホウ酸イオン性を高めたり、薬品包装後、特に当該変性PVA(A)を劣化させる薬品(塩素系物質等)を包装した後の冷水溶解性の低下を抑制することができる。これらの糖類のうち、澱粉が好ましい。澱粉としては、例えばトウモロコシ、馬鈴薯等の生澱粉、加工澱粉(デキストリン、酸化澱粉、エーテル化澱粉、カチオン化澱粉等)などを用いることができる。
一般に、PVAと糖類とは相溶性が悪いため、糖類を多量に樹脂組成物に含有させた場合、得られるフィルムはフィルム強度等の機械的物性が大幅に低下するが、当該樹脂組成物に用いられる当該変性PVA(A)は糖類、特に澱粉との相溶性に優れるという特徴を有するので、糖類を多量に含有させることができる。当該樹脂組成物が上記糖類を含有する場合、当該変性PVA(A)100質量部に対する上記糖類の含有量の下限としては、1質量部が好ましく、2質量部がより好ましく、3質量部がさらに好ましい。一方、上記糖類の含有量の上限としては、100質量部が好ましく、90質量部がより好ましく、80質量部がさらに好ましい。上記糖類の含有量が上記下限以上であると、得られるフィルムの冷水溶解性が向上する。一方、上記糖類の含有量が上記上限以下であると、得られるフィルムの低温での耐衝撃性が向上する。
(可塑剤)
一般に、水溶性フィルムには、高温多湿の地域や寒冷地での使用にも耐え得るような強度やタフネスが要求され、特に低温での耐衝撃性が必要とされる。当該樹脂組成物は、可塑剤を含有することで、低温での耐衝撃性を向上させたり、フィルムのガラス転移点を下げたり、水に対する溶解性を向上させたりすることができる。
上記可塑剤としては、PVAの可塑剤として一般に用いられているものであれば特に制限はなく、例えばグリセリン、ジグリセリン、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、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、1,3−ブタンジオール等の多価アルコール類;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリエーテル類;ポリビニルピロリドン等のポリビニルアミド類;N−メチルピロリドン、ジメチルアセトアミド等のアミド化合物;グリセリン、ペンタエリスリトール、ソルビトール等の多価アルコールにエチレンオキサイドを付加した化合物や水などが挙げられ、これらは1種又は2種以上を用いることができる。これらの可塑剤の中でも、冷水溶解性を向上させる観点から、グリセリン、ジグリセリン、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、トリメチロールプロパン、ポリエチレングリコール及びポリビニルピロリドンが好ましく、可塑剤のブリードアウトによるフィルムの冷水溶解性低下を抑制する観点から、グリセリン、ジグリセリン、トリメチロールプロパン、ポリエチレングリコール及びポリビニルピロリドンがより好ましい。
上記可塑剤としての上記ポリエチレングリコールの数平均分子量としては、特に制限はないが、当該変性PVA(A)との相溶性及びブリードアウトによる冷水溶解性の低下を抑制する観点から、100以上1,000以下が好ましい。上記可塑剤としての上記ポリビニルピロリドンの重量平均分子量としては、特に制限はないが、当該変性PVA(A)との相溶性の点から1,000以上20,000以下が好ましい。
当該樹脂組成物が上記可塑剤を含有する場合、上記可塑剤の含有量の下限としては、当該変性PVA(A)100質量部に対して1質量部が好ましく、10質量部がより好ましい。一方、上記可塑剤の含有量の上限としては、当該変性PVA(A)100質量部に対して50質量部が好ましく、40質量部がより好ましい。上記可塑剤の含有量が上記下限以上であることにより、上記可塑剤を含有することによる上記効果を十分に発揮させることができる。一方、上記可塑剤の含有量が上記上限以下であることにより、上記可塑剤のブリードアウトが抑制され、得られるフィルムの耐ブロッキング性が向上する。また、得られるフィルムの水に対する溶解速度の点から、当該変性PVA(A)100質量部に対して上記可塑剤を20質量部以上の割合で含有するとよい。一方、得られるフィルムのコシ(製袋機等の工程通過性)の観点からは、当該変性PVA(A)100質量部に対して上記可塑剤を40質量部以下の割合で含有するとよい。得られるフィルムの冷水溶解性を向上させる観点からは、上記可塑剤の含有量は多いほど好ましく、さらに、上記可塑剤の含有量が多いほどヒートシール温度が低下し、フィルム製袋時の生産性が向上する傾向がある。特に、得られるフィルムのヒートシール温度が170℃以下となるような割合で上記可塑剤を含有することが好ましく、160℃以下となるような割合で上記可塑剤を含有することがさらに好ましい。また、上記可塑剤の含有量は、得られるフィルムの強度やヤング率の大きさに影響を与えやすいため、上記強度及びヤング率も考慮して上記可塑剤の含有量を調整するとよい。
(無機フィラー)
上記無機フィラーとしては、例えばシリカ、炭酸カルシウム、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、珪藻土、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、ゼオライト、酸化亜鉛、珪酸、珪酸塩、マイカ、炭酸マグネシウム、カオリン、ハロイサイト、パイロフィライト、セリサイト等のクレー、タルク等が挙げられる。これらのうち2種以上を併用してもよい。上記無機フィラーの平均粒子径の下限としては、得られるフィルムの耐ブロッキング性の観点から、1μmが好ましい。一方で、上記平均粒子径の上限としては、当該樹脂組成物への分散性の点から、10μmが好ましい。上記無機フィラーを含有することにより発現するフィルムの耐ブロッキング性と、当該樹脂組成物への上記無機フィラーの分散性との両方の要求特性を満足させるには、平均粒子径が1μm〜7μm程度の大きさの無機フィラーを用いることが好ましい。
当該樹脂組成物が上記無機フィラーを含有する場合、得られるフィルムの耐ブロッキング性の観点から、上記無機フィラーの含有量の下限としては、当該変性PVA(A)100質量部に対して、0.5質量部が好ましく、0.7質量部がより好ましく、1質量部がさらに好ましい。一方、当該樹脂組成物への上記無機フィラーの分散性及び得られるフィルムの冷水溶解性の観点から、上記無機フィラーの含有量の上限としては、20質量部が好ましく、15質量部がより好ましく、10質量部がさらに好ましい。
(他の添加剤)
当該樹脂組成物は、さらに必要に応じて、着色剤、香料、増量剤、消泡剤、剥離剤、紫外線吸収剤、界面活性剤等の他の添加剤を適宜含有してもよい。当該樹脂組成物が上記界面活性剤を含有する場合、上記界面活性剤の含有量としては、製膜装置のダイスやドラム等の金属表面と、製膜したフィルムやフィルム原液との剥離性を向上させる観点から、当該変性PVA(A)100質量部に対して、0.01質量部以上5質量部以下が好ましい。また、当該樹脂組成物は、必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲内で、当該変性PVA(A)とは異なる種類のPVA、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸又はその塩等の水溶性高分子を含有してもよい。さらに、当該樹脂組成物は、酢酸ナトリウム等のアルカリ金属塩をさらに含有してもよい。当該樹脂組成物が上記アルカリ金属塩を含有する場合、上記アルカリ金属塩の金属元素換算の含有量としては、当該変性PVA(A)100質量部に対して、例えば0.1質量部以上5質量部以下である。
(樹脂組成物の調製)
当該樹脂組成物は、当該変性PVA(A)と、上述したような当該変性PVA(A)以外の成分とを混合することにより調製することができる。具体的には、例えばこれらの成分を撹拌槽中で溶媒に溶解又は分散させ、必要に応じてその後溶媒を除去する方法、押出機中で溶融混練する方法等の公知の方法で調製することができる。
(樹脂組成物の形態)
当該樹脂組成物の形態に特に制限はなく、例えば粉末状、チップ状、塊状、溶液状等が挙げられる。また、後述するフィルムや、あるいは各種立体形状等の成形体の形態であってもよい。
<フィルム>
本発明のフィルムは、当該変性PVA(A)を含有する。当該フィルムは、当該変性PVA(A)のみを含有していてもよいし、上述した本発明の樹脂組成物から構成されていてもよい。当該フィルムは、当該変性PVA(A)を含有するので、冷水溶解性、機械的強度及び耐薬品性に優れる。従って、当該フィルムは、衣料用洗剤、漂白剤、農薬等の各種薬品の包装材として好適に用いられる。
当該フィルムの強度と冷水溶解性とのバランスの観点から、当該フィルムの平均厚みの下限としては、10μmが好ましく、20μmがより好ましく、30μmがさらに好ましい。当該フィルムの平均厚みの上限としては、200μmが好ましく、150μmがより好ましく、120μmがさらに好ましい。当該フィルムの平均厚みが上記下限以上であると、フィルムの強度がより向上する。一方、当該フィルムの平均厚みが上記上限以下であると、より低コストでフィルムを製造することができる。
当該フィルムの耐ブロッキング性を向上させるために、必要に応じて、当該フィルム表面をロールマット化したり、シリカや澱粉等のブロッキング防止用の粉体を当該フィルムに塗布したり、エンボス処理を行ったりすることができる。当該フィルム表面のロールマット化は、製膜時に乾燥前の当該フィルムが接するロールに微細な凹凸を形成しておくことにより施すことができる。エンボス処理は、一般にフィルムが形成された後で、熱や圧力を加えながらエンボスロールとゴムロールとでニップすることにより行うことができる。粉体の塗布はブロッキング防止の効果が大きいが、当該フィルムの用途によっては使用できないことがあるため、ブロッキング防止の方法としては、ロールマット化及びエンボス処理が好ましく、ブロッキング防止効果の大きさの点からロールマット化がより好ましい。
当該フィルムの実用性の観点からは、当該フィルムの引張破断強度の下限としては、2.0kg/cmが好ましく、2.1kg/cmがより好ましく、2.2kg/cmがさらに好ましい。一方、当該フィルムの引張破断強度の上限としては、特に限定されないが、例えば5.0kg/cmである。また、当該フィルムの製袋機等の工程通過性の観点からは、当該フィルムのヤング率の下限としては、2.0kg/mmが好ましく、2.1kg/mmがより好ましく、2.2kg/mmがさらに好ましい。一方、当該フィルムのヤング率の上限としては、特に限定されないが、例えば5.0kg/mmである。
当該フィルムの冷水溶解性の程度としては、実施例の欄において後述する方法で冷水溶解性を測定した際の当該フィルムが完全に溶解するまでの時間(但し、当該フィルムの平均厚みが50μmでない場合には、下記式(1)に従って当該フィルムの平均厚みが50μmである場合に換算した時間)として、45秒未満であることが好ましく、40秒未満であることがより好ましく、30秒未満であることがさらに好ましく、25秒未満であることが特に好ましい。
換算した時間(秒) = (50/フィルムの平均厚み(μm)) × 測定された時間(秒)・・・(1)
(フィルムの製造方法)
当該フィルムの製造方法は特に限定されるものではなく、キャスト法、溶融押し出し法等の公知の方法により製造できる。例えば、当該変性PVA(A)と所望により当該変性PVA(A)以外の成分とを水性溶媒(例えば水)に溶解し、得られる溶液を平滑な流延面に載置させ、上記水性溶媒が蒸発した後、上記流延面から剥離すると、透明で均一な本発明のフィルムが得られる。上記水性溶媒としては、水が好ましい。上記流延面は、スチール、アルミニウム、ガラス、ポリマー(例えばポリオレフィン、ポリエチレン、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリハロカーボン等)などのように、平滑で硬質の材料であればよい。上記水性溶媒の蒸発速度は、上記流延面を加熱するか、沈着した溶液を例えば加熱空気か赤外線に曝すことにより高めることができる。上記流延面は平らなものでもよいし、例えば標準(ドラム型)の工業用のフィルム製造用流延機のように、円筒形のものであってもよい。当該フィルムは、次いでオーブン乾燥することで得られる。
以下、実施例を用いて本発明を更に具体的に説明する。以下において「部」及び「%」は、特に断りのない限り質量基準を意味する。「重合度」は「粘度平均重合度」を意味する。
[PVAの重合度及びケン化度]
PVA(変性PVAを含む)の重合度及びケン化度は、JIS−K6726−1994に記載の方法により求めた。
[単量体単位(I)の含有率]
変性PVAにおける単量体単位(I)の含有率は、H−NMRを用いた方法に準じて求めた。
[構造単位(II)の含有率]
変性PVAにおける構造単位(II)の含有率は、H−NMRを用いた方法に準じて求めた。
[フィルムの冷水溶解性の評価方法]
10℃の恒温バスにマグネティックスターラーを設置した。1リットルの蒸留水を入れた1リットルのガラスビーカーを上記恒温バスに入れ、5cmの回転子を用いて250rpmで撹拌を行った。上記ビーカー内の蒸留水が10℃になった後、冷水溶解性の測定を次のように行った。すなわち、フィルムを40mm×40mmの正方形に切り、これをスライドマウントにはさみ、10℃の撹拌している上記水中に浸漬してフィルムの溶解状態を観察し、フィルムが完全に溶解するまでの時間(秒数)を測定した。冷水溶解性は、フィルムが完全に溶解するまでの時間が30秒未満の場合を「AA」(特に良好)と判定し、30秒以上45秒未満の場合を「A」(良好)と判定し、45秒以上の場合を「B」(不良)と判定した。
[耐薬品性の評価方法]
フィルムから10cm×15cmの袋を作り、内部に薬品としてのボルドー剤と珪藻土との混合物(質量比1:3)40gを入れ、140℃で熱シールして密封した。この包装体をさらにアルミニウムにポリエチレンをラミネートしたフィルムで包み、熱シールすることにより二重に密封包装し、薬品を密封した包装体から水や可塑剤が飛散しないようにした。これを長期保存の促進試験として、40℃の恒温器に入れて放置し、4週間後に取り出して、包装していたフィルムの冷水溶解性を上述の方法にて測定し、薬品包装前との経時変化を調べた。耐薬品性は、促進試験前後においてフィルムが完全に溶解するまでの時間の差が5秒未満の場合を「A」(良好)と判定し、5秒以上の場合を「B」(不良)と判定した。
[ヤング率及び引張破断強度の測定方法(機械的強度)]
幅10mmのフィルムを、20℃、65%RHの雰囲気のもとで1週間調湿した後、オートグラフで引張り試験を行った。チャック間隔は50mm、引張り速度は500mm/minとした。ヤング率が2.0kg/mm以上であり、引張破断強度が2.0kg/cm以上の場合を「A」(良好)と判定し、ヤング率が2.0kg/mm未満であるか、又は引張破断強度が2.0kg/cm未満である場合を「B」(不良)と判定した。
[実施例1]
(PVA−1の合成)
還流冷却器、原料供給ライン、反応液取出ライン、温度計、窒素導入口及び撹拌翼を備えた重合槽(連続重合装置)を用いた。この重合槽に酢酸ビニル(VAM)(656L/hr)、メタノール(MeOH)(60L/hr)、変性種として2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸ナトリウム(AMPS)の20質量%メタノール溶液(125L/hr)、及び2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメトキシバレロニトリル)(AMV)の2質量%メタノール溶液(23L/hr)を定量ポンプを用いて連続的に供給した。その後、重合槽内の液面が一定になるように重合槽から重合液を連続的に取り出した。このとき、重合槽から取り出される重合液中の酢酸ビニルの重合率が40%になるよう調整した。重合槽の滞留時間は4時間であった。重合槽から取り出される重合液の温度は63℃であった。重合槽から重合液を取り出し、この重合液にメタノール蒸気を導入することで未反応の酢酸ビニルの除去を行い、変性ポリ酢酸ビニル(変性PVAc)のメタノール溶液(濃度35%)を得た。
上記変性PVAcのメタノール溶液にメタノール及び水を添加してなる含水率1.2質量%の変性PVAc/メタノール溶液(濃度32質量%)(ケン化原料溶液)を4,700L/hrでフィードし、水酸化ナトリウム/メタノール溶液(濃度4質量%)(ケン化触媒溶液)を165L/hrでフィードした(変性PVAc中の酢酸ビニル単位に対する水酸化ナトリウムのモル比0.01)。フィードされたケン化原料溶液及びケン化触媒溶液はスタティックミキサーを用いて混合した。得られた混合物をベルト上に載置し、40℃の温度条件下で18分保持して、ケン化反応を進行させた。ケン化反応により得られたゲルを粉砕し、脱液した。得られた変性PVA粉末(樹脂分)を連続的に600kg/hrの速度で乾燥機に供給した(樹脂温度105℃)。乾燥機内の粉体の平均滞留時間は4時間であった。その後、粉砕を行い、変性PVA(PVA−1)を得た。得られたPVA−1の粘度平均重合度は1,500、ケン化度は95モル%、単量体単位(I)の含有率は3.0モル%、構造単位(II)の含有率は0.01モル%であった。
(フィルムの作製)
上記合成したPVA−1の100質量部に対し、可塑剤としてグリセリンを15質量部、糖類としてエーテル化澱粉を10質量部、無機フィラーとして平均粒子径3μmのタルクを5質量部、ナトリウム元素換算で酢酸ナトリウムを0.8質量部、及び水を添加して均一な5質量%水溶液(含水率95質量%)を調製した。この水溶液をポリエステルフィルム上に流延して室温で乾燥した後、ポリエステルフィルムから剥離することにより、平均厚み50μmのフィルムを作製した。得られたフィルムに100℃で10分間熱処理を行った。
[実施例2〜5、及び比較例1〜6]
(PVA−2〜PVA−11の合成)
表1に記載した条件に変更したこと以外は、PVA−1と同様の方法により、PVA(PVA−2〜PVA−11)を合成した。
Figure 2016056574
(フィルムの作製)
表2に示す各種PVAを用いたこと以外は実施例1と同様にしてフィルムを作製した。
上記得られた各フィルムについて、上記した方法によりフィルムの冷水溶解性、耐薬品性並びに機械的強度(ヤング率及び強度)を測定又は評価した。結果を表2に示した。
Figure 2016056574
表2の結果から、特定のアクリルアミド単位及びラクトン環単位を含み、これらアクリルアミド単位及びラクトン環単位の含有率が特定範囲であり、かつ重合度及びケン化度が特定範囲である特定の変性PVA(A)を含有するフィルムは冷水溶解性、耐薬品性、及び機械的強度に優れることが分かる。一方、PVAが上記要件を満たさない場合、得られるフィルムの冷水溶解性、耐薬品性又は機械的強度が低下することが分かる。
本発明の変性PVAは、冷水溶解性、機械的強度及び耐薬品性に優れるフィルムを形成することができる。従って、本発明の変性PVA、樹脂組成物及びフィルムは、衣料用洗剤、漂白剤、農薬等の各種薬品の包装材に好適に用いられる。

Claims (3)

  1. 下記式(I)で表される単量体単位及び下記式(II)で表される構造単位を含む変性ポリビニルアルコールであって、
    上記変性ポリビニルアルコールの全単量体単位に対する下記式(I)で表される単量体単位の含有率が0.05モル%以上10モル%以下であり、
    上記変性ポリビニルアルコールの全単量体単位に対する下記式(II)で表される構造単位の含有率が0.001モル%以上0.5モル%以下であり、
    粘度平均重合度が300以上3,000以下、ケン化度が82モル%以上99.5モル%以下である変性ポリビニルアルコール。
    Figure 2016056574
    (式(I)中、Rは、水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基である。Rは、−R−SO 、−R−N(RCl又は水素原子である。Rは、炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルカンジイル基である。Xは、水素原子、金属原子又はアンモニウム基である。Rは、炭素数1〜5の直鎖状又は分岐状のアルキル基である。複数のRは、同一でも異なっていてもよい。)
    Figure 2016056574
    (式(II)中、Rは、水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基である。)
  2. 請求項1に記載の変性ポリビニルアルコールを含有する樹脂組成物。
  3. 請求項1に記載の変性ポリビニルアルコールを含有するフィルム。
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR112017024689B1 (pt) 2015-06-17 2022-04-12 Clariant International Ltd Polímeros hidrossolúveis ou incháveis em água, seu processo de produção, seu uso, processo de cimentação de perfurações profundas utilizando uma lama de cimento e mistura polimérica
EP3551163B1 (en) 2016-12-12 2021-02-17 Clariant International Ltd Use of bio-based polymer in a cosmetic, dermatological or pharmaceutical composition
BR112019011780B1 (pt) 2016-12-12 2023-03-07 Clariant International Ltd Polímero compreendendo carbono de material biológico, seu processo de obtenção e seu uso
WO2018108663A1 (en) 2016-12-15 2018-06-21 Clariant International Ltd Water-soluble and/or water-swellable hybrid polymer
US11306170B2 (en) 2016-12-15 2022-04-19 Clariant International Ltd. Water-soluble and/or water-swellable hybrid polymer
US11339241B2 (en) 2016-12-15 2022-05-24 Clariant International Ltd. Water-soluble and/or water-swellable hybrid polymer
EP3554644A1 (en) 2016-12-15 2019-10-23 Clariant International Ltd Water-soluble and/or water-swellable hybrid polymer
JP6888998B2 (ja) * 2017-03-28 2021-06-18 株式会社クラレ ビニルアルコール系共重合体の製造方法
WO2018225717A1 (ja) * 2017-06-05 2018-12-13 株式会社クラレ 側鎖アミノ基含有ビニルアルコール系重合体
JP6909065B2 (ja) * 2017-06-16 2021-07-28 ダイセル・エボニック株式会社 水溶性マトリックス、樹脂粒子を含む予備成形体、及び樹脂粒子の製造方法
JP7007818B2 (ja) * 2017-06-16 2022-02-10 ダイセル・エボニック株式会社 樹脂粒子の製造方法
JP7097011B2 (ja) * 2017-08-30 2022-07-07 東レフィルム加工株式会社 積層体およびそれを用いた封止部材
JP7124707B2 (ja) * 2017-10-18 2022-08-24 三菱ケミカル株式会社 水溶性フィルム及び薬剤包装体
JPWO2020138441A1 (ja) * 2018-12-28 2021-11-04 株式会社クラレ 水溶性フィルムおよび包装体
EP3904232B1 (en) * 2018-12-28 2023-11-22 Kuraray Co., Ltd. Water-soluble film and package
WO2020213554A1 (ja) * 2019-04-15 2020-10-22 株式会社クラレ エチレン-ビニルアルコール共重合体及びそれを用いた水溶液
CN112708003A (zh) * 2019-10-24 2021-04-27 中国石油化工股份有限公司 改性聚乙烯醇
CN112707976A (zh) * 2019-10-24 2021-04-27 中国石油化工股份有限公司 改性聚乙烯醇
CN114426623B (zh) * 2020-10-14 2024-02-09 中国石油化工股份有限公司 改性聚乙烯醇及其制备方法
US20220117714A1 (en) * 2020-10-15 2022-04-21 Zinpro Corporation Biodegradable wrap for veterinary use, especially leg wraps for cattle

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07118407A (ja) * 1993-10-27 1995-05-09 Kuraray Co Ltd 農薬包装用フィルム
JPH09272773A (ja) * 1996-04-05 1997-10-21 Kuraray Co Ltd 水溶性のフィルム
JP2000309607A (ja) * 1998-12-09 2000-11-07 Kuraray Co Ltd ビニルアルコール系重合体および組成物
JP2001106854A (ja) * 1999-10-08 2001-04-17 Kuraray Co Ltd 樹脂組成物および水溶性フィルム
JP2001322668A (ja) * 2000-05-16 2001-11-20 Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The 薬剤包装用フィルム
JP2003171424A (ja) * 2001-04-20 2003-06-20 Kuraray Co Ltd 水溶性フィルム
JP2004161823A (ja) * 2002-11-11 2004-06-10 Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The 水溶性フィルム
JP2005089655A (ja) * 2003-09-18 2005-04-07 Japan Vam & Poval Co Ltd ポリビニルアルコール系樹脂およびフィルム
JP2005139240A (ja) * 2003-11-04 2005-06-02 Japan Vam & Poval Co Ltd 水溶性フィルムおよび個別包装材

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4599390A (en) * 1983-03-11 1986-07-08 Union Carbide Corporation High molecular weight water-soluble polymers and flocculation method using same
JPH0627205B2 (ja) 1986-12-27 1994-04-13 日本合成化学工業株式会社 アルカリ性物質包装用のポリビニルアルコ−ルフイルム
CA2291217C (en) 1998-12-09 2004-09-21 Kuraray Co., Ltd. Vinyl alcohol polymer and its composition
JP4294189B2 (ja) * 2000-01-20 2009-07-08 株式会社クラレ ポリビニルアルコール系樹脂フィルム
DE60201142T2 (de) 2001-04-20 2005-10-20 Kuraray Co., Ltd., Kurashiki Wasserlösliche Folie und Verpackung, welche dieselbe verwendet
US20030016280A1 (en) * 2001-06-14 2003-01-23 Xing-Ya Li Ink-receptive composition
US7022656B2 (en) 2003-03-19 2006-04-04 Monosol, Llc. Water-soluble copolymer film packet
US7786229B2 (en) 2003-07-11 2010-08-31 Sekisui Specialty Chemicals America, Llc Vinyl alcohol copolymers for use in aqueous dispersions and melt extruded articles
JP2008516016A (ja) * 2004-10-05 2008-05-15 プランティック・テクノロジーズ・リミテッド 成形可能な生分解性ポリマー
US7745517B2 (en) * 2006-05-02 2010-06-29 Sekisui Specialty Chemicals America, Llc Polyvinyl alcohol films with improved resistance to oxidizing chemicals
JP2007311240A (ja) * 2006-05-19 2007-11-29 National Institute Of Advanced Industrial & Technology プロトン伝導性電解質膜及びその製造方法、ならびにその用途
JP2007311239A (ja) * 2006-05-19 2007-11-29 National Institute Of Advanced Industrial & Technology プロトン伝導性電解質膜及びその製造方法、ならびにその用途
US9142835B2 (en) * 2007-11-20 2015-09-22 Sekisui Specialty Chemicals America, Llc Separator film for batteries including oxidation resistant vinyl alcohol copolymer
US8907155B2 (en) * 2010-11-19 2014-12-09 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Biodegradable and flushable multi-layered film
US20140161752A1 (en) * 2012-12-11 2014-06-12 Sekisui Specialty Chemicals America, Llc Pvoh copolymers for personal care applications
CN105408545B (zh) * 2013-05-31 2018-07-13 株式会社可乐丽 具有耐油性的纸复合体
US10336872B2 (en) 2014-10-09 2019-07-02 Kuraray Co., Ltd. Resin composition and film

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07118407A (ja) * 1993-10-27 1995-05-09 Kuraray Co Ltd 農薬包装用フィルム
JPH09272773A (ja) * 1996-04-05 1997-10-21 Kuraray Co Ltd 水溶性のフィルム
JP2000309607A (ja) * 1998-12-09 2000-11-07 Kuraray Co Ltd ビニルアルコール系重合体および組成物
JP2001106854A (ja) * 1999-10-08 2001-04-17 Kuraray Co Ltd 樹脂組成物および水溶性フィルム
JP2001322668A (ja) * 2000-05-16 2001-11-20 Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The 薬剤包装用フィルム
JP2003171424A (ja) * 2001-04-20 2003-06-20 Kuraray Co Ltd 水溶性フィルム
JP2004161823A (ja) * 2002-11-11 2004-06-10 Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The 水溶性フィルム
JP2005089655A (ja) * 2003-09-18 2005-04-07 Japan Vam & Poval Co Ltd ポリビニルアルコール系樹脂およびフィルム
JP2005139240A (ja) * 2003-11-04 2005-06-02 Japan Vam & Poval Co Ltd 水溶性フィルムおよび個別包装材

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