JP4592150B2 - 水溶性フィルムのエンボス加工方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水溶性フィルムのエンボス加工方法に関し、更に詳しくは、ピンホールのない、見かけ膜厚の良好なエンボス加工が施された水溶性フィルムを得るためのエンボス加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ポリビニルアルコール系フィルム等の水溶性フィルムからなる包材は、農薬、薬剤、染料、洗剤、肥料、化粧品、生理用品等を収容するための材料として多用されている。かかる包材は直接、水性媒体中へ投入して包材を分解又は溶解せしめて溶液を得たり、使用時に開封した包材をそのまま水に流して捨てる等の長所を有しているが、かかる水溶性ポリビニルアルコール系フィルムは吸湿性を有しているため、高湿時においてはその表面がしばしば粘着性を帯びてフィルムどうしがブロッキングする傾向があり、又、低湿時においてはひび割れを生じやすく、しかも一般に折り曲げに対する抵抗力が弱いという欠点を有しているものである。
【０００３】
かかる対策として、特開平７−２９０５６７号公報では、水溶性フィルムにエンボス加工を施すことにより、水への分散性並びに溶解性が良好で、耐ブロッキング性の改善を提案しているが、該公報開示技術では、エンボス加工において特定の凹凸形状を形成せしめることの記載はあるものの、該エンボス加工については何ら具体的な示唆はない。通常、フィルムにエンボス加工を施す際は、エンボスロール（１）とバックアップロール（２）の間を、フィルムを通過させることにより行われており、かかるバックアップロールとしては繊維状又はゴム状のものが用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来のバックアップロール（２）を用いて得られるエンボス加工フィルムでは、エンボス処理された面でピンホールが生じやすく、ペースト状、液状の内容物を包装した場合では、中身がしみ出したり、漏れだしたりする等の問題があるため、更なる改善が望まれている。
【０００５】
そこで、本発明ではこのような背景下において、ピンホールのない、見かけ膜厚の良好なエンボス加工が施された水溶性フィルムを得るための加工方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
しかるに、本発明者等はかかる課題について鋭意研究をした結果、エンボスロール（１）とバックアップロール（２）の間に水溶性フィルムを通過させて、該フィルム面にエンボス加工を行うに当たり、
（Ｉ）水溶性フィルムの膜厚が１０〜７０μｍであること、
（II）該バックアップロール（２）として、ロール表面硬度がＡ６０°〜Ａ９０°（ＪＩＳ Ｋ ６３０１に準じた測定方法に基づく値）であるバックアップロールを用いること、
（III）バックアップロール（２）による水溶性フィルムのエンボスロール（１）への押圧力が３０〜８０ｋｇ／ｃｍであること、及び、
（IV）エンボス加工時の水溶性フィルムの含水率が４〜１５重量％であることを特徴とする水溶性フィルムのエンボス加工方法が、上記目的に合致することを見出し、本発明を完成した。
【０００７】
本発明において、特にエンボスロール（１）の表面温度が１００〜１８０℃で、かつ、バックアップロール（２）の表面温度が５０℃以上であることがエンボス形状が良好である点で好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を詳細に述べる。
本発明の水溶性フィルムの原料である水溶性樹脂としては、特に限定されず、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂、カルボキシメチルセルロース類、ポリエチレンオキサイド類、プルラン類等の合成又は天然物誘導体の各種樹脂材料が挙げられるが、中でもポリビニルアルコール系樹脂が特に好ましい。
【０００９】
ポリビニルアルコール系樹脂としては、通常、酢酸ビニルを重合したポリ酢酸ビニルをケン化して製造されるものであるが、本発明では必ずしもこれに限定されるものではなく、少量の不飽和カルボン酸（塩、エステル、アミド、ニトリル等を含む）、オレフィン類、ビニルエーテル類、不飽和スルホン酸塩類、ポリオキシアルキレンアリルエーテル類等、酢酸ビニルと共重合可能な成分を含有していてもよい。
【００１０】
かかるポリビニルアルコール系樹脂のなかでも、特にケン化度が７０〜１００モル％が好ましく、更には８０〜９８モル％が好ましい。かかるケン化度が７０モル％未満ではフィルムの強度が劣る傾向にあり好ましくない。
又、平均重合度は３００〜４０００、更には５００〜３０００が好ましく、該平均重合度が３００未満ではフィルムの強度が劣り、４０００を越えると製膜性が悪くなり好ましくない。
【００１１】
上記水溶性樹脂は、樹脂溶液としてロール、ドラム、エンドレスベルト等の平滑な金属面上に流延する方法や、あるいは該樹脂に適宜水又は可塑剤を加えて押出法等の手段によって溶融成形する方法等により、水溶性フィルム（Ａ）とする。
【００１２】
又、必要に応じて、ポリビニルアルコール系樹脂等の水溶性樹脂には、例えばグリセリン、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等の多価アルコール類の可塑剤や、フェノール系、アミン系等の抗酸化剤、リン酸エステル類等の安定剤の他、着色料、香料、増量剤、消包剤、剥離剤、紫外線吸収剤、無機粉体、界面活性剤等の通常の添加剤等を添加しても差し支えない。
更に、必要に応じて、水溶性樹脂は２種以上混合して製膜してもよい。
【００１３】
該水溶性フィルム（Ａ）の膜厚については、特に限定されないが、１０〜７０μｍである必要で、より好ましくは１５〜６５μｍであり、１０μｍ未満では機械強度が不足することとなり、７０μｍを越えると溶解性の低下や製膜効率の低下を招き好ましくない。
【００１４】
かくして得られた水溶性フィルム（Ａ）は、次にエンボス加工が施される。
かかるエンボス加工においては、エンボスロール（１）及びバックアップロール（２）を用いて、水溶性フィルム（Ａ）のエンボス加工が行われる。
【００１５】
該エンボスロール（１）としては、彫刻又は旋盤加工等により、その表面が凸状に形成された金属ロール又はセラミックロール等が用いられる。かかる凸部の形状については、格子状、絹目状、亀甲状、菱型状等が挙げられ、１０〜２００メッシュ、好ましくは２０〜１００メッシュの凸部を有したロールが用いられる。
【００１６】
かかる凸部のメッシュが１０メッシュ未満では細かな凹凸感のあるフィルムが得られなくなり、２００メッシュを越えると立体感のあるエンボス加工が得られなくなり好ましくない。
【００１７】
一方、バックアップロール（２）として、本発明では、ロール表面硬度がＡ６０°〜Ａ９０°であるバックアップロールを用いることを最大の特徴とするものである。かかるロール表面硬度がＡ６０°未満では充分な見かけ膜厚が得られず、又、Ａ９０°を越えると見かけ膜厚は得られるものの充分なエンボス柄の転写が行えず、又ピンホールも多発し本発明の効果を発揮しない。
【００１８】
ここで、表面硬度とは、ＪＩＳ Ｋ ６３０１に準じた測定方法により求められる硬度であり、Ａ形硬さ試験機を用いて測定される。
【００１９】
本発明では、バックアップロール（２）として、上記範囲のロール表面硬度を有するものであれば特に限定されず、例えばウレタン系、シリコーン系、フッ素系、オレフィン系等の合成ゴム等が被覆されたロールであることが好ましい。
【００２０】
本発明においては、水溶性フィルム（Ａ）を、上記の如きエンボスロール（１）とバックアップロール（２）の間を通過させることによりエンボス加工を行うわけであるが、かかるバックアップロール（２）による水溶性フィルムのエンボスロール（１）への押圧力は３０〜８０ｋｇ／ｃｍである。
【００２１】
かかる押圧力が３０ｋｇ／ｃｍ未満では充分な深さを有するエンボス加工が得られず、８０ｋｇ／ｃｍを越えるとエンボスフィルムの厚みが部分的に薄くなり機械的強度が低下し易くなり、又ピンホールが発生する傾向にあり好ましくない。
【００２２】
又、本発明では、エンボス加工時のエンボスロール（１）の表面温度が１００〜１８０℃であり、かつ、バックアップロール（２）の表面温度が５０℃以上であることが好ましい。エンボスロール（１）のより好ましい表面温度は１０５〜１７０℃であり、特に好ましくは１１０〜１６０℃であり、バックアップロール（２）のより好ましい表面温度は６０〜１１０℃であり、特に好ましくは７０〜１００℃である。
【００２３】
エンボスロール（１）の表面温度が１００℃未満では充分な深さを有するエンボス加工が得られなくなり、１８０℃を越えるとフィルムの溶解性が低下することとなり好ましくない。又、バックアップロール（２）の表面温度が５０℃未満では充分な深さを有するエンボス加工が得られなくなり好ましくない。
【００２４】
更に、本発明では、エンボス加工を行うに当たり、上記水溶性フィルム（Ａ）の含水率が４〜１５重量％であることが必要で、より好ましくは５〜１２重量％、特に好ましくは６〜１０重量％である。
かかる含水率が上記範囲以外では充分な深さを有するエンボス加工が得られなくなり好ましくない。
【００２５】
水溶性フィルム（Ａ）の含水率を上記範囲に調整する方法としては、製膜後乾燥前の水溶性フィルム（Ａ）を引き続き乾燥して含水率を調整したり、含水率４重量％未満の水溶性フィルム（Ａ）を水に浸漬あるいは調湿等を施して含水率を調整したりする方法等が挙げられる。
【００２６】
かくして本発明のエンボス加工方法によりエンボス加工が施された水溶性フィルムの凹凸形状については、特に限定されず適宜選択されるが、１０〜２００メッシュ、好ましくは２０〜１００メッシュの格子状、絹目状、亀甲状、菱型状等の柄を有する凹凸形状であることが好ましい。
【００２７】
又、該エンボス加工された後の水溶性フィルムの見かけ膜厚については、真の膜厚の１．５倍以上であることが好ましく、より好ましくは２〜４倍である。
【００２８】
本発明の加工方法により得られる水溶性フィルムは、ピンホールのない、見かけ膜厚の良好なエンボス加工が施された水溶性フィルムであり、農薬、薬剤、染料、洗剤、肥料、化粧品、生理用品等の包材として、特には液体包装用として非常に有用なものである。
【００２９】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
なお、例中「部」、「％」とあるのは、断りのない限り重量基準を意味する。
【００３０】
実施例１
ポリビニルアルコール（平均重合度１７００、ケン化度８８モル％）の２５％濃度の水溶液を、９３℃の熱ロールへ流延し、製膜し、更に含水率を１０重量％に調湿して、厚さ３０μｍの水溶性フィルム（Ａ−１）を製造した。
【００３１】
水溶性フィルム（Ａ−１）を、１２０℃に加熱されたエンボスロール（１ａ）（４０メッシュの絹目状）と８０℃に加熱されたバックアップロール（２ａ）（ロール表面硬度：Ａ８０°）との間を押圧力５０ｋｇ／ｃｍで、４０ｍ／ｍｉｎの速度で通過させ、エンボス加工を施し、４０メッシュの絹目状柄を形成させた。
【００３２】
得られた水溶性フィルムについて、見かけ膜厚と耐ピンホール性を評価した。
尚、耐ピンホール性については下記の如く評価した。
【００３３】
（耐ピンホール性）
得られた水溶性フィルムを、ろ紙上に置き、その表面にピンホール検査液（キシダ化学社製、「ローダミンＢ」の０．１％メタノール溶液）をハケにて塗布し、裏面でのピンホールによるしみだし箇所を測定することにより評価した。尚、評価基準は下記の通りである。
○・・・しみだしなし
×・・・しみだしあり
【００３４】
実施例２〜４、比較例１〜２
実施例１において、表１に示す如き水溶性フィルム（Ａ）を用い、表２に示す如き加工条件で行った以外は同様に行い、エンボス加工が施された水溶性フィルムを得、実施例１と同様の評価を行った。
実施例及び比較例の結果を表３に示す。
【００３５】

【００３６】

【００３７】

【００３８】
【発明の効果】
本発明の水溶性フィルムのエンボス加工方法は、エンボスロール（１）とバックアップロール（２）の間に水溶性フィルムを通過させて該フィルム面にエンボス加工を行うに当たり、（Ｉ）水溶性フィルムの膜厚が１０〜７０μｍであり、（II）該バックアップロール（２）として、ロール表面硬度がＡ６０°〜Ａ９０°（ＪＩＳ Ｋ ６３０１に準じた測定方法に基づく値）であるバックアップロールを用い、（III）バックアップロール（２）による水溶性フィルムのエンボスロール（１）への押圧力が３０〜８０ｋｇ／ｃｍであり、更に、（IV）エンボス加工時の水溶性フィルムの含水率が４〜１５重量％であるため、ピンホールのない、見かけ膜厚の良好なエンボス加工が施された水溶性フィルムを得ることができるものであり、得られた水溶性フィルムは、農薬、薬剤、染料、洗剤、肥料、化粧品、生理用品等の包材として、特には液体包装用として非常に有用なものである。

Claims (3)

1. エンボスロール（１）とバックアップロール（２）の間に水溶性フィルムを通過させて、該フィルム面にエンボス加工を行うに当たり、
   （Ｉ）水溶性フィルムの膜厚が１０〜７０μｍであること、
   （II）該バックアップロール（２）として、ロール表面硬度がＡ６０°〜Ａ９０°（ＪＩＳ Ｋ ６３０１に準じた測定方法に基づく値）であるバックアップロールを用いること、
   （III）バックアップロール（２）による水溶性フィルムのエンボスロール（１）への押圧力が３０〜８０ｋｇ／ｃｍであること、及び、
   （IV）エンボス加工時の水溶性フィルムの含水率が４〜１５重量％であること、
   を特徴とする水溶性フィルムのエンボス加工方法。
2. エンボスロール（１）の表面温度が１００〜１８０℃で、かつ、バックアップロール（２）の表面温度が５０℃以上であることを特徴とする請求項１記載の水溶性フィルムのエンボス加工方法。
3. 水溶性フィルムがポリビニルアルコール系フィルムであることを特徴とする請求項１または２記載の水溶性フィルムのエンボス加工方法。