JP7192773B2 - ポリビニルアルコール系フィルム及び薬剤包装体 - Google Patents
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Description
このようなユニット包装用途においては、最近では意匠性の観点から、透明性が高い水溶性フィルムや、印刷適性に優れた水溶性フィルムが求められており、印刷時に印刷不良の原因となる埃や塵等の異物がフィルム表面に付着することがないように帯電防止性能に優れる等、従来よりも多様な物性を満足することが必要となっている。
[1]ポリビニルアルコール系樹脂(A)、及び炭素数2~4の脂肪酸(b1)と多価アルコールとのエステル(B)を含有するポリビニルアルコール系フィルムであって、上記エステル(B)の含有量が1~4000ppmである、ポリビニルアルコール系フィルム。
[2]上記ポリビニルアルコール系樹脂(A)が、変性ポリビニルアルコール系樹脂である、[1]記載のポリビニルアルコール系フィルム。
[3]上記ポリビニルアルコール系樹脂(A)が、ケン化度、粘度、変性種、変性量のうち少なくとも1つが異なる2種以上のポリビニルアルコール系樹脂を含有するポリビニルアルコール系樹脂である、[1]記載のポリビニルアルコール系フィルム。
[4]上記変性ポリビニルアルコール系樹脂が、カルボキシル基変性ポリビニルアルコール系樹脂である、[2]記載のポリビニルアルコール系フィルム。
[5]上記2種以上のポリビニルアルコール系樹脂が、未変性ポリビニルアルコール系樹脂と変性ポリビニルアルコール系樹脂を含有する、[3]記載のポリビニルアルコール系フィルム。
[6]上記未変性ポリビニルアルコール系樹脂と上記変性ポリビニルアルコール系樹脂の含有比率が重量比で、上記未変性ポリビニルアルコール系樹脂/上記変性ポリビニルアルコール系樹脂=1/99~99/1である、[5]記載のポリビニルアルコール系フィルム。
[7]上記多価アルコールが、炭素数2~6の多価アルコール(b2)である、[1]~[6]いずれかに記載のポリビニルアルコール系フィルム。
[8]更に、可塑剤(C)を含有する、[1]~[7]いずれかに記載のポリビニルアルコール系フィルム。
[9]上記可塑剤(C)に対する上記エステル(B)の重量含有比率(B)/(C)が0.00001~0.015である、[8]記載のポリビニルアルコール系フィルム。
[10]上記エステル(B)がグリセリンの酢酸エステルである、[1]~[9]いずれかに記載のポリビニルアルコール系フィルム。
[11]水溶性フィルムである、[1]~[9]いずれかに記載のポリビニルアルコール系フィルム。
[12][1]~[11]いずれかに記載のポリビニルアルコール系フィルムで形成された包装体と、上記包装体に包装された薬剤とからなる、薬剤包装体。
[13]上記薬剤が洗剤である、[12]記載の薬剤包装体。
[14]上記洗剤が液体洗剤である、[13]記載の薬剤包装体。
本発明のポリビニルアルコール系フィルムは、ポリビニルアルコール系樹脂(A)、炭素数2~4の脂肪酸(b1)と多価アルコールとのエステル(B)を1~4000ppm含有することが必要である。
上記ポリビニルアルコール系樹脂(A)としては、変性ポリビニルアルコール系樹脂が好ましく、また、ケン化度、粘度、変性種、変性量のうち少なくとも1つが異なる2種以上のポリビニルアルコール系樹脂を含有するポリビニルアルコール系樹脂も好ましい。
具体的には、フィルム試料(約5mg)を動的ヘッドスペース装置にて120℃、30分間の条件で多価アルコールの低級脂肪酸エステルを揮発させて、凝集装置により捕集したガス成分をGC/MS装置にて同定、定量を行う。GCのMSスペクトルより多価アルコールの低級脂肪酸エステル成分を同定して、各多価アルコールの低級脂肪酸エステル成分の検量線をもとにGCで得られたアバンダンス強度のピーク面積より揮発量を求めて、測定に供したフィルム試料重量から換算することで、PVA系フィルムにおける多価アルコールの低級脂肪酸エステル(B)の含有量を求めることができる。
多価アルコールの低級脂肪酸エステル(B)を2種以上併せて含有している場合には、検出された各多価アルコールの低級脂肪酸エステル(B)の含有量を合計した値を多価アルコールの低級脂肪酸エステル(B)の含有量として算出することができる。
ここで、内部ヘイズとは、表面凹凸など表面散乱に伴う光散乱因子を取り除いた状態でフィルムの光散乱物性を評価した数値であり、PVA結晶状態や屈折率の異なる添加剤の分散状態などによって影響を受ける。一般的には、フィルム透明度の指標として用いられており、内部ヘイズの数値が低くなるに従いフィルム内部の透明性が良好であることを示す。
一方で、可塑剤を配合したPVA系フィルムにおいて多価アルコールの低級脂肪酸エステル(B)を少量添加することで、PVA系樹脂と可塑剤間の可塑効果に対する補助作用が働き、PVA結晶が微細化されることでフィルムの透明性が向上するものと考えられる。
まず、本発明で用いられるPVA系樹脂(A)について説明する。
本発明で用いられるPVA系樹脂(A)としては、未変性PVA系樹脂や変性PVA系樹脂が挙げられる。PVA系樹脂(A)は、未変性PVA系樹脂や変性PVA系樹脂から選択される1種のPVA系樹脂でもよいし、2種以上のPVA系樹脂を含有するPVA系樹脂でもよい。なかでも、1種以上の変性PVA系樹脂を含有する変性PVA系樹脂や、ケン化度、粘度、変性種、変性量のうち少なくとも1つが異なる2種以上のPVA系樹脂を含有するPVA系樹脂が好ましい。前記2種以上のPVA系樹脂を含有するPVA系樹脂の具体例としては、未変性PVA系樹脂同士を2種以上含有すること、変性PVA系樹脂同士を2種以上含有すること、未変性PVA系樹脂と変性PVA系樹脂を併用して2種以上含有すること等が挙げられるが、なかでも、未変性PVA系樹脂と変性PVA系樹脂を含有することが好ましい。
また、フィルム強度の点からは、未変性PVA系樹脂と変性PVA系樹脂を含有することが好ましく、特には未変性PVA系樹脂とアニオン性基変性PVA系樹脂を含有することが好ましく、更には未変性PVA系樹脂とカルボキシル基変性PVA系樹脂を含有することが好ましい。
特に水への溶解性や水シール性等のフィルム物性の観点からは、未変性PVA系樹脂/変性PVA系樹脂が5/95~40/60であることが好ましく、特に好ましくは6/94~30/70、更に好ましくは7/93~20/80である。未変性PVA系樹脂の含有割合が少なすぎると水シール性が低下する傾向があり、変性PVA系樹脂の含有割合が小さすぎると溶解性が低下する傾向がある。
本発明で用いられる多価アルコールの低級脂肪酸エステル(B)は、炭素数2~4の脂肪酸(b1)と多価アルコールとのエステルであり、多価アルコールの少なくとも一つの水酸基に対して、炭素数2~4の脂肪酸(b1)がエステル結合した化合物である。
炭素数2~6の多価アルコール(b2)の具体例としては、例えば、エチレングリコール(1,2-エタンジオール)等の炭素数2の多価アルコール類、プロピレングリコール(1,2-プロパンジオール)、1,3-プロパンジオール、グリセリン(1,2,3-プロパントリオール)等の炭素数3の多価アルコール類、1,2-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、1,2,3-ブタントリオール、1,2,4-ブタントリオール、エリスリトール(1,2,3,4-ブタンテトラオール)、トレイトール等の炭素数4の多価アルコール類、1,2-ペンタンジオール、1,5-ペンタンジオール、2,4-ペンタンジオール、1,2,5-ペンタントリオール、ペンタエリスリトール、ネオペンチルグリコール、キシリトール、アラビトール、フシトール等の炭素数5の多価アルコール類、1,2-ヘキサンジオール、1,6-ヘキサンジオール、1,2,6-ヘキサントリオール、トリメチロールプロパン、グルコース、フルクトース、マンニトール、ソルビトール、イノシトール等の炭素数6の多価アルコール類等が挙げられる。
本発明のPVA系フィルムにおいては、PVA系樹脂(A)、多価アルコールの低級脂肪酸エステル(B)以外に、更に可塑剤(C)を含有させることが、フィルムに柔軟性や、成形容易性を付与する点で好ましい。可塑剤(C)は1種のみを用いても、2種以上を併用してもよいが、2種以上を併用することが、包装体として用いる場合のフィルム自身の強靭さや、特に液体洗剤を包装した際の包装体の経時的な形状安定性の点で好ましい。PVA系フィルム中の可塑剤(C)の分子量は、通常、50~2000であり、特には60~500、更には80~250が好ましい。
上記のなかでも、PVA系フィルムの引張強度の点で融点が85℃以上、特には90℃以上のものが好ましい。なお、融点の上限は通常300℃、特には200℃が好ましい。
耐カール性に優れる点や強度と柔軟性のバランスが良い点からは、可塑剤(C1)と(C2)に加えて、更に可塑剤(C3)として融点が50℃より大きく80℃未満である多価アルコールの3種類の可塑剤を用いることが好ましく、特には可塑剤(C3)としてトリメチロールプロパンを用いることが好ましい。
かかる可塑剤(C1)が少なすぎるとPVA系フィルムが硬くなりすぎる傾向があり、多すぎるとPVA系フィルムが柔らかくなりすぎる傾向がある。また、可塑剤(C2)が少なすぎるとPVA系フィルムが硬くなりすぎる傾向があり、低湿環境下で脆くなる傾向があり、多すぎるとPVA系フィルムが柔らかくなり過ぎて、ブロッキングが生じやすくなる傾向がある。
上記フィラー(D)は、耐ブロッキング性の目的で含有されるものであり、有機フィラー(D1)や無機フィラー(D2)が挙げられるが、なかでも有機フィラー(D1)が好適に用いられる。また、包装体作成時の水シール性改良の点からは、有機フィラー(D1)と無機フィラー(D2)の両方を併用することが好ましい。フィラー(D)の平均粒子径は、通常、1~50μmである。
かかる有機フィラー(D1)としては、主に高分子化合物の中から選択され、例えば、メラミン系樹脂、ポリメチル(メタ)アクリレート系樹脂、ポリスチレン系樹脂の他、澱粉、ポリ乳酸等の生分解性樹脂等が挙げられる。これらのなかでも、ポリメチル(メタ)アクリレート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、澱粉、等の生分解性樹脂が好ましく、特にはPVA系樹脂(A)に対する分散性の点から澱粉が好ましい。
無機フィラー(D2)としては、例えば、シリカ(二酸化ケイ素)、珪藻土、酸化チタン、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化バリウム、酸化ゲルマニウム、酸化スズ、酸化亜鉛等の酸化物系無機化合物や、タルク、クレー、カオリン、雲母、アスベスト、石膏、グラファイト、ガラスバルーン、ガラスビーズ、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸アンモニウム、亜硫酸カルシウム、炭酸カルシウム、ウィスカー状炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ドーソナイト、ドロマイト、チタン酸カリウム、カーボンブラック、ガラス繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、加工鉱物繊維、炭素繊維、炭素中空球、ベントナイト、モンモリロナイト、銅粉、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸亜鉛、硫酸銅、硫酸鉄、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、硫酸アルミニウムカリウム、硝酸アンモニウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸アルミニウム、塩化アンモニウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、リン酸ナトリウム、クロム酸カリウム等が挙げられる。
上記フィラー(D)は、単独で、もしくは2種以上併せて用いることができる。
本発明で用いられる界面活性剤(E)は、PVA系フィルム製造時のキャスト面からの剥離性改善の目的で含有されるものであり、通常、ノニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、アニオン界面活性剤が挙げられる。例えば、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルノニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸エステルモノエタノールアミン塩、ポリオキシエチレンラウリルアミノエーテル、ポリオキシエチレンステアリルアミノエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアミノエーテル等が挙げられ、なかでも、製造安定性の点でポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸エステルモノエタノールアミン塩、ポリオキシエチレンラウリルアミノエーテルが好適である。
上記界面活性剤(E)は、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
本発明のPVA系フィルムは、多価アルコールの低級脂肪酸エステル(B)を含有するPVA系樹脂組成物の水溶液(製膜原料)を調製し、製膜することにより製造することができる。
詳細には、PVA系樹脂(A)、好ましくは更に可塑剤(C)、フィラー(D)、界面活性剤(E)等を含有してなるPVA系樹脂組成物を水で溶解または分散してPVA系樹脂水溶液を得る溶解工程、溶解工程で得られたPVA系樹脂水溶液に対して多価アルコールの低級脂肪酸エステル(B)を含有させて製膜原料を調製する製膜原料の調製工程、上記工程で得られた製膜原料を用いてPVA系フィルム製膜する製膜工程、をこの順序で含有する製造方法によってPVA系フィルムを製造することができる。
〔溶解工程〕
溶解工程は、PVA系樹脂組成物を水で溶解または分散して、PVA系樹脂水溶液を調製する工程である。
なお、溶解工程はPVA系樹脂組成物が水に溶解または分散して未溶解物のないPVA系樹脂水溶液を得るまでの工程を示す。
上記PVA系樹脂組成物を水に溶解する際の溶解方法としては、通常、常温溶解、高温溶解、加圧溶解等が採用され、なかでも、未溶解物が少なく、生産性に優れる点から高温溶解、加圧溶解が好ましい。
溶解温度としては、高温溶解の場合には、通常80~100℃、好ましくは90~95℃であり、加圧溶解の場合には、通常80~130℃、好ましくは90~120℃である。溶解時間としては、溶解温度、溶解時の圧力により適宜調整すればよいが、通常1~20時間、好ましくは2~15時間、更に好ましくは3~10時間である。溶解時間が短すぎると未溶解物が残る傾向にあり、長すぎると生産性が低下する傾向にある。
上記溶解工程で調製したPVA系樹脂水溶液に対して、多価アルコールの低級脂肪酸エステル(B)を含有させて、製膜原料を得る工程である。
製膜工程では、上記製膜原料の調製工程で調製した製膜原料を膜状に賦形し、必要に応じて乾燥処理を施すことで、水分率を15重量%以下にしたPVA系フィルムに製膜する工程である。
製膜に当たっては、例えば、溶融押出法や流延法等の方法を採用することができ、膜厚の精度の点で流延法が好ましい。
流延法を行うに際しては、例えば、上記製膜原料を、(i)アプリケーター、バーコーター等を用いてギャップ間に通過させて金属表面等のキャスト面に流延する方法、(ii)T型スリットダイ等のスリットから吐出させ、エンドレスベルトやドラムロールの金属表面等のキャスト面に流延する方法等により製膜原料を流延した後に乾燥することにより本発明のPVA系フィルムを製造することができる。
流延後、キャスト面上で製膜原料を乾燥させるのであるが、上記キャスト面の表面温度は、50~110℃であることが好ましく、特に好ましくは70~100℃である。かかる表面温度が低すぎると、乾燥不足でフィルムの含水率が高くなり、ブロッキングしやすくなる傾向があり、高すぎると製膜原料が発泡し、製膜不良となる傾向がある。
また、製膜時の乾燥においては、熱ロールによる乾燥、フローティングドライヤーを用いてフィルムに熱風を吹き付ける乾燥や遠赤外線装置、誘電加熱装置による乾燥等を併用することもできる。
かかる凹凸加工に際しては、加工温度は、通常60~150℃であり、好ましくは80~140℃である。加工圧力は、通常2~8MPa、好ましくは3~7MPaである。加工時間は、上記加工圧力、製膜速度にもよるが、通常0.01~5秒間であり、好ましくは0.1~3秒間である。
また、必要に応じて、凹凸加工処理の後に、熱によるフィルムの意図しない延伸を防止するために、冷却処理を施してもよい。
このようにして、本発明のPVA系フィルムを製造することができる。
長尺形状のPVA系フィルムを製造する場合においては、上記の製膜工程の後で、巻取工程、包装、保管、輸送等が必要に応じて実施される。
巻取工程では、製膜工程でキャスト面等から剥離したPVA系フィルムを搬送して巻き取り、芯管(S1)に巻き取ることによりフィルムロールに調整する。得られたフィルムロールは、そのまま製品として供給することもできるが、好ましくは巻き取ったPVA系フィルムを所望のサイズ幅にスリットした後、フィルム幅に見合った長さの芯管(S2)に巻き取り直し、所望のサイズのフィルムロールとして供給することもできる。
芯管(S1)の内径は、3~30cmが好ましく、より好ましくは10~20cmである。芯管(S1)の肉厚は、1~30mmが好ましく、より好ましくは2~25mmである。芯管(S1)の長さは、PVA系フィルムの幅より長くすることが必要で、フィルムロールの端部から1~50cm突出するようにすることが好ましい。
芯管(S2)の内径は、3~30cmが好ましく、より好ましくは10~20cmである。芯管(S2)の肉厚は、1~30mmが好ましく、より好ましくは3~25mmである。芯管(S2)の長さは、製品のPVA系フィルム幅と同等或いはそれ以上の長さのものであればよく、好ましくは同等~50cm長いものである。
かかるスリットに当たっては、シェア刃やレザー刃等を用いてスリットされるが、好ましくはシェア刃でスリットすることがスリット断面の平滑性の点で好ましい。
帯電防止剤としては、例えば、アルキルジエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、高級脂肪酸アルカノールアミド、ソルビタン脂肪酸エステル等が使用される。
保護パッドの形状は、フィルムロールにあわせて、円盤状のシート、フィルムが実用的である。保護効果を顕著にするため発泡体、織物状、不織布状等の緩衝機能を付加させるのがよい。また、湿度からフィルムロールを守るため乾燥剤を別途封入したり、上記保護パッドに積層または混入したりしておくこともできる。保護パッドの素材はプラスチックが有利であり、その具体例としては、例えば、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル等が挙げられる。
市販されているシート状乾燥剤の例としては、アイディ社製の「アイディシート」や品川化成社製の「アローシート」、「ゼオシート」、ハイシート工業社製の「ハイシートドライ」等がある。
なかでも、本発明のPVA系フィルムは、透明性が高く、帯電防止性能に優れることから印刷特性も高いため意匠性に優れており、かつ、変性PVA系樹脂を含有するPVA系樹脂からなる場合には、冷水溶解性にも優れるため、薬剤等の個包装用途(薬剤包装体)に有用である。
また、2種以上のPVA系樹脂を含有するPVA系樹脂からなる場合には、冷水溶解性、シール性にも優れるため、薬剤等の個包装用途(薬剤包装体)に特に有用である。
本発明の薬剤包装体は、包装材と、包装材に内包された薬剤からなり、好ましくは、包装材と、包装材に内包された薬剤のみからなる。本発明の薬剤包装体は、本発明のPVA系フィルムで薬剤を内包してなる包装体である。水溶性のPVA系フィルムで包装されているため、包装体ごと水に投入し、PVA系フィルムが溶解した後に、薬剤が水に溶解または分散して、薬剤の効果を発現するため、1回分等の比較的少量の薬剤が包装されている薬剤包装体に好適である。
薬剤の形状は、液体であっても固体であってもよく、液体の場合は、液状であり、固体の場合は、顆粒状、錠剤状、粉状等が挙げられる。薬剤は、水に溶解または分散させて用いる薬剤が好ましく、本発明においては、とりわけ液体洗剤を内包することが好ましい。
また、薬剤のpHは、アルカリ性、中性、酸性のいずれであってもよい。
液体洗剤包装体は、保存の際には液体洗剤を内包した形状が保持されている。そして、使用時(洗濯時)には、包装体(PVA系フィルム)が水と接触することにより、包装体が溶解して内包されている液体洗剤が包装体から流出することとなる。
液体洗剤包装体の大きさは、通常長さ10~50mm、好ましくは20~40mmである。
また、PVA系フィルムからなる包装体のフィルムの厚みは、通常10~120μm、好ましくは15~110μm、より好ましくは20~100μmである。
内包される液体洗剤の量は、通常5~50mL、好ましくは10~40mLである。
例えば、2枚のPVA系フィルムを用いて貼り合わせることにより製造され、成型装置の下部にある金型の上に、フィルム(ボトムフィルム)を固定し、装置の上部にもフィルム(トップフィルム)を固定する。ボトムフィルムをドライヤーで加熱し、金型に真空成型し、その後、成型されたフィルムに液体洗剤を投入した後、トップフィルムとボトムフィルムを圧着する。圧着した後は真空を解放し、包装体を得ることができる。
なお、上記pH値は、JIS K 3362 8.3に準拠して測定され、水分量は、JIS K 3362 7.21.3に準じて測定される。また、上記粘度は、常温下におけるB型回転粘度計にて測定される。
PVA系樹脂(A)として、20℃における4%水溶液粘度22mPa・s、平均ケン化度94モル%、マレイン酸モノメチルエステルによる変性量2.0モル%のカルボキシル基変性PVA(A1)を100部、可塑剤(C)としてソルビトール(C1)を20部及びグリセリン(C2)を20部、フィラー(D)として澱粉(D1)(平均粒子径20μm)を8部、界面活性剤(E)としてポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸エステルモノエタノールアミン塩を0.2部、及び水525部を混合し、90℃の条件で90分間撹拌を行って変性PVA系樹脂(A1)を溶解させて、固形分濃度22%のPVA系樹脂水溶液を得た。
上記のPVA系樹脂水溶液を80℃に温度調整したのち、上記のPVA系樹脂水溶液に対して多価アルコールの低級脂肪酸エステル(B)として純度41.5%のジアセチン試薬((b1)=酢酸と、(b2)=グリセリンとのエステル)(東京化成工業社製)を0.15部(ジアセチン量:0.062部)添加して、撹拌機(アズワン社製、MIX-ROTAR「MR-5」)を用いて30分間の撹拌混合を行い製膜原料を得た。
ついで、ジアセチンを撹拌混合したPVA系樹脂水溶液を80℃に加温して30分間静置保管した後、ギャップ740μmのアプリケーターを用いて表面温度を85℃に調整したクロムメッキ表面処理した金属板の上に流延した。流延したPVA系樹脂水溶液を温度85℃の金属板上で7分30秒間乾燥させた後、金属板から25mm/秒の速度で乾燥フィルムを剥離させて長さ20cm、幅15cm、厚み85μm、水分率5.8重量%のPVA系フィルムを得た。
実施例1-1においてジアセチン試薬の添加量を1部(ジアセチン量:0.415部)に変えた以外は同様にして、PVA系フィルムを得た。
実施例1-1において、ジアセチン試薬を添加しなかった以外は同様にして、PVA系フィルムを得た。
実施例1-1において、ジアセチン試薬の添加量を5部(ジアセチン量:2.1部)に変えた以外は同様にして、PVA系フィルムを得た。
PVA系樹脂(A)として、20℃における4%水溶液粘度22mPa・s、平均ケン化度94モル%、マレイン酸モノメチルエステルによる変性量2.0モル%のカルボキシル基変性PVA(A1)を90部、20℃における4%水溶液粘度18mPa・s、平均ケン化度88モル%の未変性PVA(A2)を10部、可塑剤(C)としてソルビトール(C1)を20部及びグリセリン(C2)を20部、フィラー(D)として澱粉(D1)(平均粒子径20μm)を8部、界面活性剤(E)としてポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸エステルモノエタノールアミン塩を0.2部、及び水525部を混合し、90℃の条件で90分間撹拌を行ってPVA系樹脂組成物を溶解させて、固形分濃度22%のPVA系樹脂水溶液を得た。
上記のPVA系樹脂水溶液を80℃に温度調整したのち、上記のPVA系樹脂水溶液に対して多価アルコールの低級脂肪酸エステル(B)として純度41.5%のジアセチン試薬((b1)=酢酸と、(b2)=グリセリンとのエステル)(東京化成工業社製)を0.15部(ジアセチン量:0.062部)添加して、撹拌機(アズワン社製、MIX-ROTAR「MR-5」)を用いて30分間の撹拌混合を行い製膜原料を得た。
ついで、ジアセチンを撹拌混合したPVA系樹脂水溶液を80℃に加温して30分間静置保管した後、ギャップ740μmのアプリケーターを用いて表面温度を85℃に調整したクロムメッキ表面処理した金属板の上に流延した。流延したPVA系樹脂水溶液を温度85℃の金属板上で7分30秒間乾燥させた後、金属板から25mm/秒の速度で乾燥フィルムを剥離させて長さ20cm、幅15cm、厚み85μm、水分率5.8重量%のPVA系フィルムを得た。
実施例2-1においてジアセチン試薬の添加量を1部(ジアセチン量:0.415部)に変えた以外は同様にして、PVA系フィルムを得た。
実施例2-1において、ジアセチン試薬を添加しなかった以外は同様にして、PVA系フィルムを得た。
実施例2-1において、ジアセチン試薬の添加量を5部(ジアセチン量:2.1部)に変えた以外は同様にして、PVA系フィルムを得た。
(測定方法)
PVA系フィルムの多価アルコールの低級脂肪酸エステル(B)含有量について、動的ヘッドスペース装置を備えたGC/MS装置を用いて以下に示した条件で測定した。
<動的ヘッドスペース条件>
・加熱脱着装置: TDS-3(ゲステル社製)
・試料量 : 約5mg
・加熱条件 : 120℃、30分間
<GC/MS測定条件>
・GC部装置: Agilent 7890GC(アジレント・テクノロジー社製)
・カラム : DB-WAX(架橋PEGキャピラリーカラム)
・カラム温度: 40℃で5分間保持→ 10℃/分で250℃まで昇温→ 250℃で10分間保持
・注入口温度: -150℃(捕集)→ 250℃
・キャリアーガス: ヘリウム
・カラム流量: 1.0mL/分
・スプリット比: 1/30
・MS部装置: Agilent 5977MSD(アジレント・テクノロジー社製)
・モード : SCANモード
(測定方法)
得られたPVA系フィルムから、試験片1gを切り出し、溶媒としてメタノール100mLを用いて、ソックスレー抽出装置で6時間処理して可塑剤を抽出した。得られた抽出液をエバポレータで濃縮後、メスフラスコで10mLに定容し、定容液10μLを、バイアルビン中でトリメチルシリル化試薬N-methyl-N-trimethylsilyl trifluoroacetamide(MSTFA)400μLと混合及び加温(60℃)することで、可塑剤をトリメチルシリル誘導体化した。誘導体化した液1μLを、ガスクロマトグラフ/質量分析(GC/MS)測定することにより、可塑剤を定量し、得られた重量から、フィルム1gに対する可塑剤量(重量%)を算出した。
(評価方法)
得られたPVA系フィルムから、幅方向中央部で5cm×5cmサイズの水分率測定用の試料を切り出した。切り出したフィルム試料について、フィルム重量(W)を電子天秤で秤量したのち、フィルム試料を水分率0.03%以下の脱水メタノール15mL(S)内に浸漬させて室温,1時間の条件でフィルム内の水分を抽出した。カールフィッシャー水分計(京都電子工業社製、「MKA-610」)を用いて、容量滴定法によって抽出液10mL(E)の水分量を測定し、以下の式からフィルム水分率(重量%)を算出した。
(測定方法)
得られたPVA系フィルムについて、JIS K 7136に準じて、ヘイズメーター「NDH4000」(日本電色工業社製)を用いて測定した。得られたフィルムの表面・裏面にパラフィンオイルを塗布した表面状態で測定した値を内部ヘイズとした。
(測定方法)
得られたPVA系フィルムを縦10cm、横10cmに切り出し、23℃、50%RHで3日間静置した後、三菱ケミカルアナリテック社製「ハイレスタ-UP MCP-HT450」を用いてPVA系フィルムの表面抵抗率(Ω/□)を測定した。なお、表面抵抗率が小さいほど帯電防止性能が高いことを意味する。
得られたPVA系フィルムを3cm×5cmのサイズにカットし、治具に固定した。次に、1リットルビーカーに水(1リットル)を入れ、スターラーにより撹拌(回転子長3cm、回転数750rpm)しながら水温を5℃に保ちつつ、治具に固定したPVA系フィルムをかかる水中に浸漬し、該フィルムが溶解するまでの時間(秒)を測定した。「溶解」の基準として直径1mm以上の不溶微粒子の分散が見られない場合を溶解とした。
PVA系フィルムを23℃、50%RHに24時間調湿を行った後、PVA系フィルムの幅方向における中央部から、PVA系フィルムを一辺がMD方向(流れ方向)と平行となるように50mm×50mmの正方形状にフィルムを切り出し、PVA系フィルム(1)とする。また、PVA系フィルムの幅方向における中央部から、MD方向(流れ方向)と平行な一辺が70mm、TD方向(幅方向)と平行な一辺が15mmの長方形となるようにフィルムを切り出し、PVA系フィルム(2)とする。
(剥離強度の測定)
30cm角のガラス板上に、50mm×50mmに切り出した上記PVA系フィルム(1)を載せ、その上から、PVAスポンジローラ(アイオン社製「シグナスローラー」)に水を充分に含ませ、ローラー全体と水の総重量110gとしたローラーでPVA系フィルム(1)の上を転がせてPVA系フィルムに水を含ませた。その後、もう1枚の、15mm×70mmに切り出した上記PVA系フィルム(2)を、水で濡らしたPVA系フィルム(1)の上に載せ、その上から別のゴム製ローラー(幅250mm、直径60mm、重さ2750g)を2回、転がしてPVA系フィルム2枚を接着させた。
これを1分間静置した後、下部のPVA系フィルム(1)は基板ガラスに固定し、上部のPVA系フィルム(2)の端面に、ばねばかりを取り付け、上方に10cm/秒の速さで引っ張ることで、剥離強度(g/15mm)を測定した。なお、測定は、23℃、50%RH環境下で行った。
これに対して、多価アルコールの低級脂肪酸エステル(B)を含有しない比較例1-1では、実施例に対して内部ヘイズが高く透明性に劣り、また、多価アルコールの低級脂肪酸エステル(B)の含有量が多い比較例1-2では、帯電防止性能は向上したものの、実施例に対して内部ヘイズが高く透明性向上の効果は得られないものであった。
また、表2の結果より、5℃の冷水に対しても2分以内と短時間で溶解することから、冷水溶解性が要求される液体洗剤包装への適性が良好であることがわかる。
即ち、上記表1、表2の結果より、変性ポリビニルアルコール系樹脂からなるPVA系フィルムにおいて多価アルコールの低級脂肪酸エステル(B)を特定微量含有する場合には、PVA系フィルムの透明性、帯電防止性能、冷水溶解性の効果がバランスよく得られることがわかる。
これに対して、多価アルコールの低級脂肪酸エステル(B)を含有しない比較例2-1では、実施例に対して内部ヘイズが高く透明性に劣り、また、多価アルコールの低級脂肪酸エステル(B)の含有量が多い比較例2-2では、帯電防止性能は向上したものの、実施例に対して内部ヘイズが高く透明性向上の効果は得られないものであった。
更に、表4の結果より、5℃の冷水に対しても2分以内と非常に短時間で溶解することから、冷水溶解性が要求される液体洗剤包装への適性が良好であることがわかる。また、表4の結果より、実施例2-1、2-2は、更に水シール部分の剥離強度も高いことから、液体洗剤包装への適性が特に良好であることがわかる。
即ち、上記表3、表4の結果より、2種以上のPVA系樹脂を含有するPVA系樹脂からなるPVA系フィルムにおいて多価アルコールの低級脂肪酸エステル(B)を特定微量含有する場合に、PVA系フィルムの透明性、帯電防止性能、冷水溶解性、シール性の効果がバランスよく得られることがわかる。
なかでも、本発明のPVA系フィルムは、透明性が高く、帯電防止性能に優れることから印刷特性も高いため意匠性に優れており、かつ、冷水溶解性にも優れるため、薬剤等の個包装用途(薬剤包装体)に有用である。
Claims (12)
- ポリビニルアルコール系樹脂(A)、及び炭素数2~4の脂肪酸(b1)と多価アルコールとのエステル(B)を含有するポリビニルアルコール系フィルムであって、上記ポリビニルアルコール系樹脂(A)が、カルボキシル基変性ポリビニルアルコール系樹脂であり、上記エステル(B)の含有量が1~4000ppmであることを特徴とするポリビニルアルコール系フィルム。
- 上記ポリビニルアルコール系樹脂(A)が、ケン化度、粘度、変性種、変性量のうち少なくとも1つが異なる2種以上のポリビニルアルコール系樹脂を含有するポリビニルアルコール系樹脂であって、上記2種以上のポリビニルアルコール系樹脂の少なくとも1種のポリビニルアルコール系樹脂がカルボキシル基変性ポリビニルアルコール系樹脂であることを特徴とする請求項1記載のポリビニルアルコール系フィルム。
- 上記2種以上のポリビニルアルコール系樹脂が、未変性ポリビニルアルコール系樹脂とカルボキシル基変性ポリビニルアルコール系樹脂を含有することを特徴とする請求項2記載のポリビニルアルコール系フィルム。
- 上記未変性ポリビニルアルコール系樹脂と上記カルボキシル基変性ポリビニルアルコール系樹脂の含有比率が重量比で、上記未変性ポリビニルアルコール系樹脂/上記カルボキシル基変性ポリビニルアルコール系樹脂=1/99~99/1であることを特徴とする請求項3記載のポリビニルアルコール系フィルム。
- 上記多価アルコールが、炭素数2~6の多価アルコール(b2)であることを特徴とする請求項1~4いずれか一項に記載のポリビニルアルコール系フィルム。
- 更に、可塑剤(C)を含有することを特徴とする請求項1~5いずれか一項に記載のポリビニルアルコール系フィルム。
- 上記可塑剤(C)に対する上記エステル(B)の重量含有比率(B)/(C)が0.00001~0.015であることを特徴とする請求項6記載のポリビニルアルコール系フィルム。
- 上記エステル(B)がグリセリンの酢酸エステルであることを特徴とする請求項1~7いずれか一項に記載のポリビニルアルコール系フィルム。
- 水溶性フィルムであることを特徴とする請求項1~7いずれか一項に記載のポリビニルアルコール系フィルム。
- 請求項1~9いずれか一項に記載のポリビニルアルコール系フィルムで形成された包装体と、上記包装体に包装された薬剤とからなることを特徴とする薬剤包装体。
- 上記薬剤が洗剤であることを特徴とする請求項10記載の薬剤包装体。
- 上記洗剤が液体洗剤であることを特徴とする請求項11記載の薬剤包装体。
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