WO2021145021A1 - 水溶性フィルム、及びそれを有する薬剤封入用包装カプセル材料 - Google Patents
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Abstract
Description
また、アニオン基変性ポリビニルアルコールの粘度も、それの分子量、即ち重合度に依存し、ケン化度や変性種・変性度によっても影響される。
各実施例及び比較例にて使用したポリビニルアルコール(PVA)樹脂は、以下の通りである。
樹脂1:4質量%水溶液粘度29mPa・s、重合度1700、ケン化度97モル%、変性度1.9モル%、マレイン酸変性ポリビニルアルコール
樹脂2:4質量%水溶液粘度28mPa・s、重合度1700、ケン化度93モル%、変性度1.9モル%、マレイン酸変性ポリビニルアルコール
樹脂3:4質量%水溶液粘度28mPa・s、重合度1700、ケン化度88モル%、変性度1.9モル%、マレイン酸変性ポリビニルアルコール
樹脂4:4質量%水溶液粘度29mPa・s、重合度1700、ケン化度94モル%、変性度3.6モル%、マレイン酸変性ポリビニルアルコール
酢酸ビニルエステル・マレイン酸共重合体の一部分を加水分解したアニオン基変性ポリビニルアルコールである樹脂1の100質量部に対して、可塑剤としてグリセリン30質量部、亜硫酸ナトリウム1.5質量部、ポリオキシエチレンラウリルエーテル酢酸ナトリウム0.5質量部及び水を混練して、水溶性のアニオン基変性ポリビニルアルコール組成物を調製した。この組成物の粘度は、85℃でB型粘度計により測定したところ約3000mPa・sであった。キャスト表面として平滑な金属ロールを用意し、その表面を純水で湿らせた布で拭いて清浄した。金属ロールの表面温度を約80℃に加熱しつつ、水溶性のアニオン基変性ポリビニルアルコール組成物を所定の厚さとなるように金属ロールにキャストした。金属ロールを回転させながら、5~10分間乾燥させて、厚さ20~90μm(20、30、40、50、75及び90μm)であって薬剤を封入する包装カプセル成形用である水溶性フィルムを作製した。
酢酸ビニルエステル・マレイン酸共重合体の一部分を加水分解したアニオン基変性ポリビニルアルコール、及び可塑剤を表1に記載されたものを用いたこと以外は、実施例1(A)と同様にして、表1及び表2に示すように、本発明を適用する実施例2(A)~7(A)の包装カプセル成形用の水溶性フィルムと、本発明を適用外の比較例1(A)~5(A)の水溶性フィルムとを、作製した。
酢酸ビニルエステル・マレイン酸共重合体の一部分を加水分解したアニオン基変性ポリビニルアルコール、及び可塑剤を表1に記載されたものを用い、亜硫酸ナトリウム1.5質量部、ハイアミロースコーンスターチ(平均粒子径15μm、見掛比重0.40~0.70g/ml)2部、ジ-2-エチルヘキシルスルホコハク酸ナトリウム:ジオクチルスルホサクシネート0.2部、ポリオキシエチレンアルキルエーテルサルフェート硫酸塩0.2部、及び水を混錬して、水溶性のアニオン基変性ポリビニルアルコール組成物を調製した。この組成物の粘度は、85℃でB型粘度計により測定したところ約3000mPa・sであった。キャスト表面として、マット仕上げによる凹凸のついた金属ロールを用意し、その表面を純水で湿らせた布で拭いて清浄した。金属ロールの表面温度を約80℃に加熱しつつ、水溶性のアニオン基変性ポリビニルアルコール組成物を所定の厚さとなるように金属ロールにキャストした。金属ロールを回転させながら、5~10分間乾燥させて、キャスト表面のマット仕上げに対応する凹凸を有するもので厚さ20~90μm(20、30、40、50、75及び90μm)であって薬剤を封入する包装カプセル成形用である水溶性フィルムを作製した。
実施例1(A)~実施例8(A)及び比較例1(A)~比較例5(A)で得られた各厚さの水溶性フィルムを39mm×32mmにカットしてフィルム試料片を得た。34mm×23mmの窓があいた二枚の矩形のプラスチックマウントにこれら各フィルム試料片を夫々別々に挟み込んで窓が塞がれるようにセットして、吊り下げ治具に固定した。次に1Lビーカーに蒸留水800mLを入れて水温を20℃に保った水浴を、スターラー(攪拌子長:約5cm、回転数:400rpm)により攪拌した。吊り下げ治具に装着したプラスチックマウントに固定したフィルム試料片を、水浴中の水に浸漬し、フィルム試料片のどこか1箇所が破れた時点を分散時間として、測定した。分散時間を確認した後、プラスチックマウントを上下させながら叩くことによりフィルム試料片をプラスチックマウントから叩き落として、フィルム試料片が水中に浮遊するようにした。フィルム試料片が全て溶解し、目視にて残存が視認できなくなった時点を完溶時間として、測定した。ここで溶解とは、かかるフィルムが視認できなくなることをいい、このとき直径1mm以下の不溶微粒子が分散している場合も溶解の意味に含めるものである。その結果をまとめて、表1及び表2に示す。
34mm×23mmの窓があいた二枚の矩形のプラスチックマウントの窓の長辺側の一方を切断して開口し、34mmの幅を有する略逆U字状の切り欠きプラスチックマウントを用意した。実施例1(A)~8(A)及び比較例1(A)~5(A)で得られた各厚さの水溶性フィルムを、切り欠きプラスチックマウントの開口よりも大きい39mm×32mmにカットして、フィルム試料片を得た。略逆U字状の切り欠きプラスチックマウントにこれら各フィルム試料片を夫々別々に挟み込んで窓が塞がれるようにセットして、専用治具に固定した。吊り下げ治具に装着した切り欠きプラスチックマウントに固定したフィルム試料片を、予め準備しておいた水浴(1Lビーカー、蒸留水800mL、攪拌なし)中の水温20℃の水に静かに挿入し、フィルム試料片全体が浸漬する状態にした。この時、切り欠きプラスチックマウントは略逆U字状となり開口が下向きとなるように水中に静置し、切り欠きプラスチックマウント上部のフィルム試料片が千切れた時点を溶解時間として、測定した。その結果をまとめて、表1及び表2に示す。
実施例1(A)~8(A)及び比較例1(A)~5(A)で得られた水溶性フィルムについて、引張試験機AGS-1kN(株式会社島津製作所製:商品名)を用いてJIS K 7127(1999)に基づいて測定した。測定条件は以下の通りである。
測定環境:23℃、50%RH
フィルム試験片:幅15mm×長さ150mm
チャック間距離:100mm
引張試験スピード:300mm/分間
測定に用いたフィルムは、水分率5~9%となるように所定環境で調湿した。
得られた引張弾性率とフィルム水分率の結果をまとめて、表1及び表2に示す。
引張弾性率測定試験に用いた水溶性フィルムの水分率は、カールフィッシャー法水分測定装置AQV-2200s(平沼産業株式会社製:商品名)を用いて測定した。
[使用した水溶性フィルム]
トップ用水溶性フィルム、及びボトム用水溶性フィルムを用いて、カプセルを作製し、溶解性について評価した。トップ用フィルムとして、比較例2(A)で作製した厚さ75μmの水溶性フィルムを用いた。
ボトム用フィルムとして、実施例1(A)~実施例8(A)、及び比較例1(A)~比較例2(A)、比較例5(A)で作製した厚さ30μm、40μm及び50μmの水溶性フィルムを用いた。
[使用した洗濯用液体洗剤]
洗濯用液体洗剤として、直鎖型アルキル(C10~C15)ベンゼンスルホン酸を35.5質量%、モノエタノールアミン5質量%、グリセリン21質量%、プロピレングリコール28質量%、亜硫酸ナトリム0.5質量%、及び水10質量%の合計100質量%からなる洗剤を調製した。
[カプセル作製方法]
実施例1(A)~実施例8(A)、及び比較例1(A)~比較例2(A)、比較例5(A)で作製したボトム用水溶性フィルムを夫々、シワやタルミがないように張った状態で、キャビティ1(開口部面積2000mm2、深さ15mmの丸みを帯びた角を有する箱形状の空洞)を有する金型上にセットした。その水溶性フィルムを約90℃、3秒間加熱し、真空成型によりキャビティ1に水溶性フィルムを追従させ、窪んだ水溶性フィルムシートを成形した。キャビティ1上の水溶性フィルムシートの窪みに調製した洗濯用液体洗剤約22mLを充填した。次いで、トップ用フィルムとして比較例2(A)で作製した厚さ75μmの水溶性フィルムに水塗布量が35~50g/m2となるように水で湿らせたラボタオル(株式会社ユニケミー製)を用いて塗布した。その水塗布したトップ用フィルムをすぐにボトム側となる窪みの縁で水溶性フィルムシートと、1.5kgの金属ロールを用いて圧着させ貼り合わせた後、約1分30秒間保持した後、真空引きを止め、キャビティ1から、カプセル列を取り出し、裁断して、夫々実施例1(B)~実施例8(B)、及び比較例1(B)~比較例2(B)、比較例5(B)のカプセル試験サンプルを作製した。この時、実施例1(B)~実施例7(B)、及び比較例1(B)~比較例2(B)、比較例5(B)はキャスト面側がカプセルの外側になるように貼り合わせ、実施例8(B)はキャスト面側がカプセル内側になるように貼り合わせた。すべてのカプセルは光沢感のあるカプセル外観であった。
先ず、金属製フタ付きカゴの中に、カプセルのボトム側が上になるように実施例1(B)~実施例8(B)、及び比較例1(B)~比較例2(B)、比較例5(B)のカプセル試験サンプルを夫々1個だけ入れ、フタを閉めた。1Lビーカーに蒸留水1Lを入れ20℃に保ったまま、金属製フタ付きカゴが完全に浸漬するように、ビーカーにゆっくり投入した。カプセル内部の空気または洗剤が漏れ出るまでにかかった時間(秒間)を、カプセル溶解時間として測定した。その結果をまとめて、表1及び表2に示す。
洗濯用液体洗剤を用いなかったこと以外は、実施例1(B)~実施例8(B)、及び比較例1(B)~比較例2(B)、比較例5(B):カプセルの作製と同様にして、実施例1(C)~実施例8(C)、及び比較例1(C)~比較例2(C)、比較例5(C)の空カプセルを作製した。
実施例1(C)~実施例8(C)、及び比較例1(C)~比較例2(C)、比較例5(C)の空カプセルのボトム側に、均等な間隔で測定点をプロットし、縦7点×横7点の計49点について、ダイヤルゲージ(株式会社ミツトヨ製)を用いて厚み測定を行った。そのうちの最低厚さを、表1及び表2にまとめて示す。
実施例1(A)~実施例8(A)、比較例1(A)~比較例2(A)のポリビニルアルコール系樹脂フィルムのフィルム厚みが75μm、90μmのものを2枚重ね、ヒートシールテスターTP-701B(テスター産業株式会社製:商品名)を用いて熱シールし、貼り合わせフィルムを得た。
また、実施例1(A)~実施例8(A)のフィルム厚み90μmのものと比較例2(A)のフィルム厚み75μmのものを重ねて熱シールし、貼り合わせフィルムを得た。
熱シールの条件は以下の通りである。
シール上段:幅10mmのテフロンコート(テフロンは登録商標)を施したアルミ製シールバー、160℃
シール下段:テフロンテープ(テフロンは登録商標)を施したゴム製プレート、30℃
シール時間:1秒間
シール圧:0.2MPa
貼り合わせフィルムから、9mm×32mmの大きさに切り出し、熱シール貼り合わせ部溶解性試験用サンプルとして、実施例1(D)~実施例8(D)、及び比較例1(D)~比較例2(D)のフィルム試験片を得た。
9mm×32mmにカットした熱シール貼り合わせ部溶解性試験用サンプルのフィルム試験片を、34mm×23mmの窓があいた二枚の矩形のプラスチックマウントの短手方向に沿って窓の中央寄りにセットして、吊り下げ治具に固定した。次に1Lビーカーに蒸留水800mLを入れて水温を40℃に保った水浴を、スターラー(攪拌子長:約5cm、回転数:400rpm)により攪拌した。吊り下げ治具に装着したプラスチックマウントに固定したフィルム試験片を、水浴中の水に浸漬し、フィルム試験片のどこか1箇所が破断したのを確認した後、プラスチックマウントを上下させながら叩くことによりプラスチックマウントからフィルム試験片を叩き落として、水中にフィルム試験片が浮遊するようにした。フィルム試験片が全て溶解し、目視にて残存が確認できなくなった時点を、完溶時間とした。完溶したと判断した時点で、攪拌を止め、残渣確認までを一連の工程とする。ここで溶解とはかかるフィルムが視認できなくなることをいい、このとき直径1mm以下の不溶微粒子が分散している場合も溶解の意味に含めるものである。その結果をまとめて、表1及び表2に示す。
実施例1(A)~8(A)、比較例1(A)~2(A)のポリビニルアルコール系樹脂フィルムのフィルム厚みが75μm、90μmのものを夫々、A4サイズに切断した。厚み75μmのフィルムシート片に、水で湿らせたラボタオル(株式会社ユニケミー製)を用いて、水塗布量が35~50g/m2になるように塗布した。直ぐに、その上に水を塗布していない90μmのフィルムシート片に重ね、1.5kgのアルミ製ローラーで3回圧着し、貼り合わせた。また、水を塗布した比較例2(A)のフィルム厚み75μmの上に、水を塗布していない実施例1(A)~実施例8(A)のフィルム厚み90μmのものを重ね、上下でフィルムの種類が異なる組合せでも作製した。得られた貼り合わせフィルムから、9mm×32mmの大きさにサンプルを切り出し、水シール貼り合わせ部溶解性測定用サンプルとして、実施例1(E)~実施例8(E)、及び比較例1(E)~比較例2(E)のフィルム試験片を得た。
前記の熱シール貼り合わせ部溶解性試験と同様にして、実施例1(E)~実施例8(E)、及び比較例1(E)~比較例2(E)のフィルム試験片について、溶解性を検討した。その結果を、まとめて表1及び表2に示す。
実施例1(A)~実施例8(A)、及び比較例1(A)~比較例5(A)で作製した90μmのボトム用水溶性フィルムを、夫々、シワやタルミがないように張った状態で、キャビティ2(開口部面積1800mm2、深さ25mmの丸みを帯びた角を有する箱形状の空洞)を有する金型上にセットした。その水溶性フィルムを約90℃、3秒間加熱し、真空成型し、実施例1(F)~実施例8(F)、及び比較例1(F)~比較例5(F)のカプセルボトムを調製した。真空引き後、水溶性フィルムがキャビティ2に追従しているものを〇、追従していないものを×として、サーモフォーム適性を評価した。追従していない場合、規定量内容物が入らず、製品の要求品質を満たさない。サーモフォーム適性の結果を、まとめて表1及び表2に示す。
[使用した水溶性フィルム]
トップ用水溶性フィルム、及びボトム用水溶性フィルムを用いて、カプセルを作製し、張り感について評価した。トップ用水溶性フィルム及びボトム用水溶性フィルムとして、実施例1(A)~実施例8(A)、及び比較例1(A)~比較例2(A)、比較例5(A)で作製した厚さ75μmの水溶性フィルムを用いた。
[使用した洗濯用液体洗剤]及び[カプセル作製方法]
水溶性フィルムを代えたこと以外は、実施例1(B)~実施例8(B)、及び比較例1(B)~比較例2(B)、比較例5(B)と同様にして、夫々実施例1(G)~実施例8(G)、及び比較例1(G)~比較例2(G)、比較例5(G)のカプセル試験サンプルを作製した。
実施例1(G)~実施例8(G)、及び比較例1(G)~比較例2(G)、比較例5(G)のカプセル試験サンプルをキャビティから取り出し後、室温環境下で約7分間静置した。約7分間後、カプセル試験サンプルの高さをハイトゲージAbsolute digimrtic heightgage(株式会社ミツトヨ製:商品名)を用いて測定し、この時の高さを初期高さ(h0)とした。その後、23℃-50%RH環境下で保管し、3日後のカプセル高さを保管後高さ(h1)とした。カプセル高さ維持率=h1/h0とし、カプセル高さ維持率が、86%以上を◎、80%以上86%未満を〇、80%未満を△とした。◎及び〇はカプセル張り感が良く、より消費者に好まれる外観を有することを意味する。カプセル高さ維持率の結果を、まとめて表1及び表2に示す。
実施例1(A)~実施例8(A)、比較例1(A)~比較例5(A)で作製した厚さ90μmの水溶性フィルムを、23℃, 80%RH環境下に暴露状態で1週間静置した。1週間後、目視でブリードが見られるフィルムを×、見られないフィルムを〇として、耐ブリード性を評価した。その結果を、まとめて表1及び表2に示す。
カプセルの溶解性について、溶解性基準として、30秒間以内にカプセル内部の空気及び/又は洗剤が漏れ出なかったものを可とし、それ以外のものを不可とした。
貼り合わせ部溶解性について、溶解性基準として、10分間以内に完溶したものを可、その範囲外となったものを不可とした。
引張物性について、弾性率基準として、100MPa以下であったものを可、その範囲外となったものを不可とした。
サーモフォーム特性、ブリード性については、〇、×の2段階、カプセル張り感については◎、〇、△の3段階で評価した。
Claims (10)
- 脂肪酸ビニルエステルコモノマー由来繰返しユニットとアニオン基含有繰返しユニットとを有しケン化度を91モル%以上99モル%以下としアニオン基変性度を1.0モル%以上6.0モル%以下とするアニオン基変性ポリビニルアルコールの1種又は2種以上を、前記アニオン基変性ポリビニルアルコールの総量におけるアニオン基変性量が1.0モル%以上3.5モル%以下となるように含みつつ、前記アニオン基変性ポリビニルアルコールの総量100質量部に対し45質量部未満の可塑剤を含んで成形されており、引張弾性率を100MPa以下とするものであって、薬剤を封入する包装カプセル成形用であることを特徴とする水溶性フィルム。
- アニオン基変性ポリビニルアルコールが、ケン化度91モル%以上96モル%以下のアニオン基変性ポリビニルアルコールとケン化度95モル%以上99モル%以下のアニオン基変性ポリビニルアルコールからなることを特徴とする請求項1に記載の水溶性フィルム。
- 前記ケン化度91モル%以上96モル%以下のアニオン基変性ポリビニルアルコールと、前記ケン化度95モル%以上99モル%以下のアニオン基変性ポリビニルアルコールとの質量比が、10~90:90~10であることを特徴とする請求項2に記載の水溶性フィルム。
- 前記アニオン基変性ポリビニルアルコールの4質量%水溶液粘度が、24mPa・s以上45mPa・s以下であることを特徴とする請求項1~3の何れかに記載の水溶性フィルム。
- 前記アニオン基変性ポリビニルアルコール100質量部に対し、22質量部以上45質量部未満の可塑剤を含む請求項1~4の何れかに記載の水溶性フィルム。
- 20℃の水での撹拌下の分散開始時間が、75μm厚さで30秒間以上とし、90μm厚さで40秒間以上とすることを特徴とする請求項1~5の何れかに記載の水溶性フィルム。
- 20℃の水での静置浸漬下の溶解開始時間が、75μm厚さで50秒間以上とし、90μm厚さで70秒間以上とすることを特徴とする請求項1~6の何れかに記載の水溶性フィルム。
- 請求項1~7の何れかからなる薬剤包装カプセル成形用の水溶性フィルムと脂肪酸ビニルエステルコモノマー由来繰返しユニットとアニオン基含有繰返しユニットとを有しケン化度を86モル%以上99モル%以下とするアニオン基変性ポリビニルアルコールからなるトップ用水溶性フィルムとの組み合わせであることを特徴とする薬剤封入用包装カプセル材料。
- 前記薬剤封入用包装カプセルが、20℃の水中にて30秒間以内に、前記薬剤を溶出しないように、耐溶解性を有することを特徴とする請求項8に記載の包装カプセル材料。
- 前記包装カプセル用水溶性フィルムと、前記トップ用水溶性フィルムとが、これらフィルム同士を貼り合わせて薬剤包装カプセルを成形する耳部において、40℃の水中にて10分間以内で完全に溶解するように、溶解性を有することを特徴とする請求項8~9の何れかに記載の包装カプセル材料。
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