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CN119546675A - 水溶性薄膜和药剂包装体、以及药剂包装体的制造方法 - Google Patents

水溶性薄膜和药剂包装体、以及药剂包装体的制造方法 Download PDF

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CN119546675A
CN119546675A CN202380053004.3A CN202380053004A CN119546675A CN 119546675 A CN119546675 A CN 119546675A CN 202380053004 A CN202380053004 A CN 202380053004A CN 119546675 A CN119546675 A CN 119546675A
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soluble film
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pva
film
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CN202380053004.3A
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工藤勇真
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

提供:成型时对模具的追随性优异、能够成型为外观优异的包装体的聚乙烯醇系水溶性薄膜。一种水溶性薄膜,其特征在于,其为含有聚乙烯醇系树脂(A)的水溶性薄膜,利用动态粘弹性测定装置进行拉伸蠕变试验而得到的初始弹性模量为2.5~10MPa。

Description

水溶性薄膜和药剂包装体、以及药剂包装体的制造方法
技术领域
本发明涉及以聚乙烯醇系树脂作为主成分的水溶性薄膜和药剂包装体,更详细而言,涉及:在包装液体洗涤剂等药剂而制成包装体时,成型时对模具的追随性优异、能够成型为外观优异的包装体的水溶性薄膜和药剂包装体及其制造方法。
背景技术
聚乙烯醇系薄膜是热塑性树脂且具有水溶性的聚乙烯醇系树脂形成的薄膜,一直以来,充分利用聚乙烯醇的水溶性,还被用作以溶解于水中的水溶性作为特征的水溶性薄膜,在宽广的领域中被使用。具体而言,用于农药、洗涤剂等药剂的包装(单位包装)用途、(水压)转印用薄膜、餐巾纸·纸尿裤等生理用品、造瘘袋等污染物处理用品、吸血片等医疗用品、育苗片·种子带·刺绣用基布等临时基材等。
这些当中,农药、洗涤剂等药剂的单位包装用途中,不仅有节省在使用时无需每次测量药剂量的工夫,而且有不会污染手这样的优点,特别是针对液体洗涤剂那样的液体制品的单位包装(独立包装)用途正扩大。
例如,提出了:适于将深拉型材(deep-drawn profiles)热成型的、洗涤剂、餐具用洗涤剂等家庭护理组合物的包装中使用的水溶性薄膜(例如,参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2017/132540号
发明内容
发明要解决的问题
这样的独立包装体通常具有1个或多个分区,包括各种各样的形状、尺寸。近些年,特别是液体洗涤剂的独立包装中,从清洗作用的改善、外观性的观点出发,设计出了具有更复杂形状、尺寸的分区的包装体,为了将这样的独立包装体成型而使用深拉、复杂形状的模具进行了成型。
然而,若使用现有的水溶性薄膜进行成型,则薄膜对模具的追随性差、得到的包装体的张力差、或形状变形、或产生褶皱而外观差,因此要求进一步的改善。
因此,在这样的背景下,本发明提供:在包装液体洗涤剂等药剂而制成包装体时,成型时对模具的追随性优异、能够成型为外观优异的包装体的水溶性薄膜和用前述水溶性薄膜包装各种药剂而成的药剂包装体。另外,同时提供前述制造药剂包装体的方法。
用于解决问题的方案
然而,本发明人鉴于上述情况而进行了深入研究,结果发现:着眼于包装体成型时的薄膜对模具的追随性与薄膜的弹性模量的关系性,将通过蠕变试验而得到的初始的弹性模量设为特定范围,从而即使在深拉、复杂形状的模具中也能够得到追随性优异的水溶性薄膜,通过使用上述水溶性薄膜而制成包装体,从而能够得到有张力、无变形、无褶皱的外观优异的包装体。
即,本发明的要旨如下所述。
[1]
一种水溶性薄膜,其特征在于,其为含有聚乙烯醇系树脂(A)的水溶性薄膜,利用动态粘弹性测定装置进行拉伸蠕变试验而得到的初始弹性模量为2.5~10MPa。
[2]
根据[1]所述的水溶性薄膜,其特征在于,还含有增塑剂(B),前述增塑剂(B)的含量相对于前述聚乙烯醇系树脂(A)100质量份为3~25质量份。
[3]
根据[1]或[2]所述的水溶性薄膜,其特征在于,前述聚乙烯醇系树脂(A)含有阴离子性基团改性聚乙烯醇系树脂。
[4]
根据[1]~[3]中任一项所述的水溶性薄膜,其特征在于,前述聚乙烯醇系树脂(A)含有成为前述(A)成分的主成分的聚乙烯醇系树脂(a1)以及在与前述(a1)成分的关系中满足下述(α)的聚乙烯醇系树脂(a2)。
(α)聚乙烯醇系树脂(a2)的20℃下的4质量%水溶液粘度高于聚乙烯醇系树脂(a1)的20℃下的4质量%水溶液粘度。
[5]
根据[4]所述的水溶性薄膜,其特征在于,前述聚乙烯醇系树脂(a1)为改性聚乙烯醇系树脂。
[6]
一种药剂包装体,其特征在于,其包含:由[1]~[5]中任一项所述的水溶性薄膜形成的包装体和包装于前述包装体中的药剂。
[7]
根据[6]所述的药剂包装体,其特征在于,前述药剂包装体具有多个分区,在至少1个分区中包装有药剂。
[8]
根据[6]或[7]所述的药剂包装体,其特征在于,前述药剂为液体洗涤剂。
[9]
一种制造药剂包装体的方法,其特征在于,其为使用2张以上的水溶性薄膜制造药剂包装体的方法,该方法中,用模具将第1水溶性薄膜真空成型,在通过前述真空成型而成型的第1水溶性薄膜中投入药剂,将前述成型的第1水溶性薄膜与第2水溶性薄膜贴合从而包装药剂来制造药剂包装体,前述第1水溶性薄膜为[1]~[5]中任一项所述的水溶性薄膜。
[10]
根据[9]所述的制造药剂包装体的方法,其特征在于,通过前述真空成型而成型的第1水溶性薄膜的最薄部的膜厚为前述真空成型前的第1水溶性薄膜的膜厚的35%以下。
发明的效果
本发明的水溶性薄膜在包装液体洗涤剂等药剂时,成型时对模具的追随性优异,能够成型为有张力、无变形、无褶皱的外观优异的包装体。
具体实施方式
本说明书中表述为“X~Y”(X,Y为任意的数字)的情况下,只要没有特别声明,则还包括“X以上且Y以下”的含义,以及“优选大于X”或“优选小于Y”的含义。
另外,“X和/或Y(X,Y为任意的构成)”是指X和Y中的至少一者,是指仅X、仅Y、X和Y这3种含义。
另外,有时将聚乙烯醇简记为“PVA”、将以聚乙烯醇系树脂作为主成分的薄膜简记为“PVA系薄膜”、进而将以聚乙烯醇系树脂作为主成分的水溶性薄膜简记为“PVA系水溶性薄膜”。
以下,对本发明进行具体地说明。
本发明的一实施方式的水溶性薄膜(以下有时称为“本水溶性薄膜”)的特征在于,其为含有聚乙烯醇系树脂(A)的水溶性薄膜,利用动态粘弹性测定装置进行拉伸蠕变试验而得到的初始弹性模量为2.5~10MPa。
此处,本发明中,利用动态粘弹性测定装置进行拉伸蠕变试验而得到的初始的弹性模量是如下测定和计算出的值。即,将在23℃、40%RH的环境下静置24小时的水溶性薄膜切取成流动方向(MD)60mm、宽度方向(TD)5mm而得到测定样品。是对于得到的测定样品使用动态粘弹性测定装置“DMAQ800”(TAInstruments Japan公司制)并在下述的设定条件下测定弹性模量后而算出的值。
[设定条件]
卡盘间距:5mm
薄膜宽度:5mm
测定(设定)温度:30℃
测定模式:DMACreep
载荷:16.1MPa
保持时间:0.5分钟
缓和时间:5分钟
[计算方法]
利用以下的方法计算初始(自测定开始起0.004分钟后)的弹性模量(MPa)。即,基于测定开始时的薄膜的长度(L0)和自测定开始起0.004分钟后的薄膜的长度(L)计算出应变(ε)(应变(ε)=(L-L0)×100/L0)。此处使用得到的应变(ε)和设定载荷16.1MPa计算出弹性模量。(弹性模量(MPa)=16.1/应变(ε))。
从提高成型时对模具的追随性、得到有张力、无变形、无褶皱的外观优异的包装体的观点出发,本水溶性薄膜的利用动态粘弹性测定装置进行拉伸蠕变试验而得到的初始的弹性模量为2.5~10.0MPa是重要的。上述弹性模量优选为3.0~9.0MPa、特别优选为3.5~8.0MPa、进一步优选为3.8~7.5MPa、特别优选为4.0~7.0MPa。前述弹性模量过大时,成型时的薄膜对模具的追随性是不充分的,因此无法得到期望形状的成型体,有包装体的外观变差的倾向。另外,前述弹性模量过小时,有薄膜的机械物性低,包装体容易发生破袋,无法得到充分的压缩强度的倾向。
以下,对构成本水溶性薄膜的各成分等进行说明。
〔PVA系树脂(A)〕
本水溶性薄膜是以PVA系树脂(A)作为主成分的水溶性薄膜。此处,以PVA系树脂(A)作为主成分是指:PVA系树脂(A)相对于水溶性薄膜整体通常含有50质量%以上、优选含有55质量%以上、特别优选含有60质量%以上。上述含量过少时,有对水的溶解性、薄膜的机械物性降低的倾向。对于上述含量的上限,从制成液体洗涤剂包装体时的经时的形状稳定性的方面出发,通常为99质量%以下、优选为95质量%以下、特别优选为90质量%以下。
需要说明的是,“水溶性薄膜”表示溶解于常温(20℃)左右的水中的薄膜。本发明中,薄膜的溶解性可以如下所述进行评价。将水溶性薄膜切割成3cm×5cm的尺寸,放入装有水(1升)的1升烧杯中,用夹具进行固定,将水温保持在20℃并时通过搅拌器进行搅拌(转子长度3cm、转速750rpm),通过目视看不到该薄膜的直径1mm以上的不溶微粒的分散的情况视为溶解。
作为本水溶性薄膜中使用的PVA系树脂(A),可列举出未改性PVA、改性PVA系树脂。
未改性PVA和改性PVA系树脂可以使用本技术领域中公知的制造方法进行制造,例如,可如下进行制造。
未改性PVA可以通过将乙烯基酯系化合物聚合而得到的乙烯基酯系聚合物进行皂化而制造。
作为上述乙烯基酯系化合物,例如可列举出甲酸乙烯酯、乙酸乙烯酯、三氟乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、癸酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、叔碳酸乙烯酯、棕榈酸乙烯酯、硬脂酸乙烯酯等,优选使用乙酸乙烯酯。前述乙烯基酯系化合物可以单独使用,也可以组合使用2种以上。
改性PVA系树脂可以通过使前述乙烯基酯系化合物与能跟乙烯基酯系化合物共聚的不饱和单体共聚后进行皂化而制造。
作为能跟前述乙烯基酯系化合物共聚的不饱和单体,例如可列举出乙烯、丙烯、异丁烯、α-辛烯、α-十二烯、α-十八烯等烯烃类、3-丁烯-1-醇、4-戊烯-1-醇、5-己烯-1-醇等含羟基的α-烯烃类及其酰化物等衍生物;丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、马来酸、马来酸酐、衣康酸、十一烯酸等不饱和酸类、其盐、单酯、或者二烷基酯;双丙酮丙烯酰胺、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺等酰胺类;乙烯磺酸、烯丙基磺酸、甲基烯丙基磺酸等烯烃磺酸类或其盐、N-乙烯基吡咯烷酮等。这些可以单独使用或组合使用2种以上。
另外,作为改性PVA系树脂,例如可列举出在侧链具有伯羟基者,例如侧链的伯羟基数通常为1~5个、优选为1~2个、特别优选为1个,进而,除伯羟基以外还优选具有仲羟基。作为上述改性PVA系树脂,例如可列举出在侧链具有羟基烷基的PVA系树脂、在侧链具有1,2-二醇结构单元的PVA系树脂等。在侧链具有1,2-二醇结构单元的PVA系树脂例如可以通过如下方法进行制造:(1)将乙酸乙烯酯与3,4-二乙酰氧基-1-丁烯的共聚物皂化的方法;(2)将乙酸乙烯酯与碳酸乙烯基亚乙酯的共聚物皂化和脱碳酸的方法;(3)将乙酸乙烯酯与2,2-二烷基-4-乙烯基-1,3-二氧戊环的共聚物皂化和脱缩酮化的方法;(4)将乙酸乙烯酯与甘油单烯丙基醚的共聚物皂化的方法等。
作为本水溶性薄膜中使用的改性PVA系树脂,从溶解性的方面出发,优选通过选自羧基、磺酸基、磷酸基、吡咯烷酮环基等中的至少1种亲水性基团进行了改性而成者。需要说明的是,这些改性基团还包括这些官能团的钠、钾等盐。其中,优选使用阴离子性基团改性PVA系树脂,作为阴离子性基团的种类,例如可列举出羧基、磺酸基、磷酸基等,从溶解性的经时稳定性的方面出发,特别优选为羧基、磺酸基,进一步优选为羧基。
前述羧基改性PVA系树脂可以利用任意的方法制造,作为制造方法,例如可列举出如下方法:(i)将具有羧基的不饱和单体与乙烯基酯系化合物共聚后进行皂化的方法、(ii)将具有羧基的醇、醛或者硫醇等作为链转移剂,使其共存而将乙烯基酯系化合物聚合后进行皂化的方法等。
作为前述(i)的方法中的具有羧基的不饱和单体,可列举出烯属不饱和二羧酸(马来酸、富马酸、衣康酸等)、或烯属不饱和二羧酸单酯(马来酸单烷基酯、富马酸单烷基酯、衣康酸单烷基酯等)、或烯属不饱和二羧酸二酯(马来酸二烷基酯、富马酸二烷基酯、衣康酸二烷基酯等)〔其中,这些二酯需要在进行共聚物的皂化时通过水解而变为羧基〕、或烯属不饱和羧酸酐(马来酸酐、衣康酸酐等)、或者烯属不饱和单羧酸((甲基)丙烯酸、巴豆酸等)等单体和它们的盐,其中,优选使用马来酸、马来酸单烷基酯、马来酸二烷基酯、马来酸盐、马来酸酐、衣康酸、衣康酸单烷基酯、衣康酸二烷基酯、(甲基)丙烯酸等,特别优选使用马来酸、马来酸单烷基酯、马来酸二烷基酯、马来酸盐、马来酸酐,进一步优选使用马来酸单烷基酯。这些可以单独使用或组合使用2种以上。
前述(ii)的方法中,特别是源自链转移效果大的硫醇的化合物是有效的,可列举出以下的通式(1)~(3)所示的化合物。
[上述通式(1)中,n为0~5的整数。]
[上述通式(2)中,n为0~5的整数。另外,R1、R2、R3分别表示氢原子或低级烷基(也可以包含取代基)。]
[其中,上述通式(3)中,n为0~20的整数。]
另外,还可列举出前述通式(1)~(3)所示的化合物的盐。具体而言,例如可列举出巯基乙酸盐、2-巯基丙酸盐、3-巯基丙酸盐、2-巯基硬脂酸盐等。这些化合物可以单独使用或组合使用2种以上。
需要说明的是,除了前述具有羧基的不饱和单体、乙烯基酯系化合物以外,也可以在不损害水溶性的范围内含有其他通常的单体来进行聚合,作为这些单体,例如可以使用烯属不饱和羧酸的烷基酯、饱和羧酸的烯丙基酯、α-烯烃、烷基乙烯基醚、烷基烯丙基醚、以及(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯腈、苯乙烯、氯乙烯等。这些可以单独使用或组合使用2种以上。
另外,作为前述羧基改性PVA系树脂的制造方法,不限定于前述方法,例如也可以实施使二羧酸、醛羧酸、羟基羧酸等具备与羟基有反应性的官能团的含羧基化合物跟PVA系树脂(部分皂化物或完全皂化物)进行后反应的方法等。
另外,使用通过磺酸基改性而得到的磺酸改性PVA系树脂的情况下,例如可以利用如下方法制造:将乙烯基磺酸、苯乙烯磺酸、烯丙基磺酸、甲基烯丙基磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸等共聚成分与乙烯基酯系化合物共聚后进行皂化的方法;将乙烯基磺酸或其盐、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸或其盐等与PVA系树脂进行迈克尔加成的方法等。
另一方面,作为将前述未改性PVA后改性的方法,可列举出将未改性PVA进行乙酰乙酸酯化、缩醛化、氨酯化、醚化、接枝化、磷酸酯化、氧化烯化的方法等。
本水溶性薄膜中,从改善薄膜对水的溶解性、特别是对冷水(例如10℃以下)的溶解性、或所包装的物质为碱性物质的情况下抑制经时的溶解性降低的方面出发,优选含有改性PVA系树脂,特别优选含有阴离子性基团改性PVA系树脂,进一步优选含有羧基改性PVA系树脂。
本水溶性薄膜中使用羧基改性PVA系树脂的情况下,从操作性、与乙烯基酯系单体的聚合性高且生产率优异的方面出发,优选马来酸改性PVA系树脂、衣康酸改性PVA系树脂,特别是从包装了药剂时的薄膜的溶解性的经时稳定性的方面(特别是不受到药剂的pH影响的方面)出发,优选使用马来酸改性PVA系树脂。
PVA系树脂(A)的平均皂化度优选为80摩尔%以上,特别优选为82~99.9摩尔%、进一步优选为85~98.5摩尔%、特别优选为90~97摩尔%。上述平均皂化度过小时,有薄膜对水的溶解性降低的倾向。平均皂化度即使过大也有水溶性降低的倾向。另外,从溶解性和优异的成型性(模具追随性)的平衡的方面出发,平均皂化度更优选为90~99.9摩尔%,特别优选为91~98.5摩尔%、进一步优选为92~97摩尔%。
需要说明的是,前述PVA系树脂(A)的平均皂化度是指PVA系水溶性薄膜中包含的PVA系树脂整体的平均皂化度为这些范围。PVA系水溶性薄膜含有多种PVA系树脂时的PVA系树脂(A)整体的平均皂化度是使用PVA系树脂(A)整体中包含的各PVA系树脂的比例和平均皂化度并利用下述式子而求出的。
(式)PVA系树脂(A)整体的平均皂化度=PVA系树脂(i)的含有比例×PVA系树脂(i)的平均皂化度+PVA系树脂(ii)的含有比例×PVA系树脂(ii)的平均皂化度+…
特别是,使用未改性PVA作为PVA系树脂(A)的情况下,其平均皂化度优选为80摩尔%以上,特别优选为82~99摩尔%、进一步优选为85~90摩尔%。上述平均皂化度过小时,有水溶性、特别是包装了药剂等时的薄膜的经时溶解性降低的倾向。需要说明的是,平均皂化度即使过大也有对水的溶解性降低的倾向。
另一方面,使用改性PVA系树脂作为PVA系树脂(A)的情况下,其平均皂化度优选为80摩尔%以上,特别优选为85~99.9摩尔%、进一步优选为90~98摩尔%。上述平均皂化度过小时,有薄膜的溶解性、特别是包装了药剂等时的薄膜的经时溶解性降低的倾向。需要说明的是,平均皂化度即使过大也有对水的溶解性降低的倾向。
进而,使用阴离子性基团改性PVA系树脂作为PVA系树脂(A)的情况下,其平均皂化度优选为85摩尔%以上,特别优选为88~99摩尔%、进一步优选为90~98摩尔%、特别优选为92~97摩尔%。皂化度为该范围时,薄膜的经时溶解性的降低抑制和成型性变得更优异。上述平均皂化度过小时,有由于作为包装对象的药剂的pH而水溶性薄膜对水的溶解性经时地降低的倾向。需要说明的是,平均皂化度过大时,有对水的溶解性降低的倾向。
前述的平均皂化度依据JIS K 6726 3.5进行测定。
本水溶性薄膜中使用的前述PVA系树脂(A)的聚合度通常可以用水溶液粘度表示,20℃下的4质量%水溶液粘度优选为5~55mPa·s,进一步优选为10~50mPa·s、特别优选为15~45mPa·s、特别优选为17~43mPa·s、21~40mPa·s、进一步优选为21.5~38mPa·s。
需要说明的是,前述PVA系树脂(A)的20℃下的4质量%水溶液粘度是指PVA系水溶性薄膜中包含的PVA系树脂整体的20℃下的4质量%水溶液粘度为这些范围。水溶性薄膜含有多种PVA系树脂时的PVA系树脂(A)整体的20℃下的4质量%水溶液粘度是使用PVA系树脂(A)整体中包含的各PVA系树脂的比例及20℃下的4质量%水溶液粘度并利用下述式子而求出的。
(式)PVA系树脂(A)整体的20℃下的4质量%水溶液粘度=PVA系树脂(i)的含有比例×PVA系树脂(i)的20℃下的4质量%水溶液粘度+PVA系树脂(ii)的含有比例×PVA系树脂(ii)的20℃下的4质量%水溶液粘度+…
另外,使用未改性PVA作为PVA系树脂(A)的情况下,20℃下的4质量%水溶液粘度优选为5~60mPa·s,进一步优选为10~50mPa·s、特别优选为15~45mPa·s。
此外,使用改性PVA系树脂作为PVA系树脂(A)的情况下,20℃下的4质量%水溶液粘度优选为5~50mPa·s,进一步优选为15~45mPa·s、特别优选为17~40mPa·s、特别优选为21~38mPa·s、进一步优选为21.5~35mPa·s。
粘度为该范围时,水溶性薄膜的机械强度优异、成型性也变得优异。上述粘度过小时,有作为包装材料的水溶性薄膜的机械强度降低的倾向,另一方面,过大时,有生产率降低的倾向。
前述4质量%水溶液粘度依据JIS K 6726 3.11.2进行测定。
前述改性PVA系树脂的改性量优选为1~15摩尔%,特别优选为1.5~12摩尔%、进一步优选为2~8摩尔%。上述改性量过少时,有对水的溶解性降低的倾向,过多时,有PVA系树脂的生产率降低、或生物降解性降低的倾向,另外,有容易引起粘连的倾向。
本水溶性薄膜中,前述PVA系树脂(A)可以分别单独使用,也可以组合使用皂化度、粘度、改性种、改性量等中的至少1者不同的2种以上等,例如,可以组合使用2种以上的未改性PVA彼此、可以组合使用2种以上的改性PVA系树脂彼此、可以组合使用未改性PVA和改性PVA系树脂各1种以上等。
其中,从溶解性的方面出发,PVA系树脂(A)优选含有改性PVA系树脂,从水封性、制成包装体时的压缩强度的方面出发,优选组合使用未改性PVA和改性PVA系树脂各1种以上,特别优选为组合使用未改性PVA和阴离子性基团改性PVA系树脂各1种以上。
另外,从抑制包装体过快溶解的方面、进一步改善薄膜的成型时的追随性的方面出发,优选含有20℃下的4质量%水溶液粘度不同的2种以上的PVA系树脂,进而,作为上述2种以上的PVA系树脂,优选含有成为主成分的第一PVA系树脂(a1)以及在与前述第一PVA系树脂(a1)的关系中满足下述(α)的第二PVA系树脂(a2)。
(α)PVA系树脂(a2)的20℃下的4质量%水溶液粘度(V2)高于PVA系树脂(a1)的20℃下的4质量%水溶液粘度(V1)(V2>V1)。
从抑制包装体过快溶解的方面、薄膜的成型时的追随性的方面出发,特别优选为第一PVA系树脂(a1)与第二PVA系树脂(a2)的20℃下的4质量%水溶液粘度的差值(|V2-V1|)为1.5mPa·s以上,特别优选为2mPa·s以上、3mPa·s以上、5mPa·s以上、10mPa·s以上,进一步优选为大于10mPa·s。粘度差值的上限优选为35mPa·s以下,优选为30mPa·s以下、更优选为25mPa·s以下。
需要说明的是,成为前述主成分的第一PVA系树脂(a1)是指PVA系树脂中含量最多的PVA系树脂。
成为主成分的第一PVA系树脂、即PVA系树脂中含量最多的PVA系树脂以相同含量存在2种以上的情况下,将任一种PVA系树脂作为PVA系树脂(A)的主成分即第一PVA系树脂(a1)时,其他PVA系树脂中满足(α)的关系者作为第二PVA系树脂(a2),不满足(α)的关系者作为第三PVA系树脂(a3)。即,将任一种PVA系树脂作为第一PVA系树脂(a1)时,对于第一PVA系树脂(a1)优选含有满足前述(α)的PVA系树脂。此时,将另一种PVA系树脂作为第一PVA系树脂(a1)时,其他PVA系树脂中也可以含有满足(α)的关系的第二PVA系树脂(a2)(该PVA系树脂为第二PVA系树脂(a2)),不满足(α)的关系者为第三PVA系树脂(a3)。
另外,前述第二PVA系树脂(a2)是指在与前述第一PVA系树脂(a1)的关系中满足前述(α)的PVA系树脂,第二PVA系树脂(a2)可以单独使用或组合使用2种以上。即,PVA系树脂(A)含有3种以上的PVA系树脂的情况下,第二PVA系树脂(a2)可以仅含有1种也可以含有2种以上,含有2种以上的情况下,对于第一PVA系树脂(a1),各自满足前述(α)即可。
另外,前述第三PVA系树脂(a3)选自未改性PVA、改性PVA系树脂,是指平均皂化度、粘度、改性种、改性量中的至少1者与第一PVA系树脂(a1)和第二PVA系树脂(a2)不同的PVA系树脂。第三PVA系树脂可以单独使用或组合使用2种以上。
第一PVA系树脂(a1)的20℃下的4质量%水溶液粘度特别优选为5~50mPa·s,进一步优选为15~45mPa·s、特别优选为17~40mPa·s、特别优选为21~35mPa·s、进一步优选为21.5~30mPa·s。
上述粘度为该范围时,薄膜的成型性变得更优异。上述粘度过小时,有作为包装材料的水溶性薄膜的强度降低的倾向,另一方面,过大时,有制膜时的水溶液粘度高而生产率降低的倾向。
第二PVA系树脂(a2)的20℃下的4质量%水溶液粘度特别优选为10~60mPa·s,进一步优选为15~55mPa·s、特别优选为17~50mPa·s、特别优选为21~48mPa·s、进一步优选为22~45mPa·s。
上述粘度为该范围时,薄膜的成型性变得更优异。上述粘度过小时,有作为包装材料的水溶性薄膜的强度降低、或在制成包装体时薄膜的溶解变得过快的倾向,另一方面,过大时,有制膜时的水溶液粘度高而生产率降低的倾向。
前述PVA系树脂(a1)相对于PVA系树脂(a2)的含有质量比(PVA系树脂(a1)/PVA系树脂(a2))优选为95/5~60/40,特别优选为94/6~70/30、进一步优选为93/7~80/20。
PVA系树脂(a2)的含有比例过少时,有水封性降低、或包装体的溶解变得过快、薄膜的成型时的追随性降低的倾向,PVA系树脂(a1)的含有比例过少时,有经时地溶解性降低的倾向。
前述PVA系树脂(a1)的平均皂化度优选为80摩尔%以上,特别优选为85~99摩尔%、进一步优选为90~98摩尔%。上述平均皂化度过小时,有水溶性薄膜对水的溶解性降低的倾向。需要说明的是,平均皂化度即使过大也有对水的溶解性降低的倾向。
前述PVA系树脂(a2)的平均皂化度优选为80摩尔%以上,特别优选为82~99摩尔%、进一步优选为85~90摩尔%。上述平均皂化度过小时,有水溶性薄膜对水的溶解性降低的倾向。另外,有薄膜的均匀拉伸性降低、包装体的溶解变得过快的倾向。需要说明的是,平均皂化度即使过大也有对水的溶解性降低的倾向。
前述PVA系树脂(a1)与PVA系树脂(a2)的平均皂化度差的绝对值优选为8摩尔%以下,更优选为7摩尔%以下。
上述平均皂化度差过大时,有薄膜的机械物性降低、或薄膜的均匀拉伸性降低、包装体的溶解变得过快的倾向。
对于前述PVA系树脂(a1)和PVA系树脂(a2),可以是:(1)PVA系树脂(a1)和PVA系树脂(a2)均为改性PVA系树脂;(2)PVA系树脂(a1)为改性PVA系树脂、PVA系树脂(a2)为未改性PVA;(3)PVA系树脂(a1)和PVA系树脂(a2)均为未改性PVA等中的任意者,从薄膜的溶解性的经时稳定性的方面出发,PVA系树脂(a1)优选为改性PVA系树脂,另外,从薄膜的水封性、薄膜的成型时的追随性的方面出发,优选(2),特别优选含有阴离子性基团改性PVA系树脂作为PVA系树脂(a1)、含有未改性PVA作为PVA系树脂(a2),特别优选含有羧基改性PVA系树脂作为PVA系树脂(a1)、含有未改性PVA作为PVA系树脂(a2)。
前述(1)或(2)中的改性PVA系树脂的改性量优选为1~15摩尔%,进一步优选为1.5~12摩尔%、特别优选为2~8摩尔%、特别优选为2~4摩尔%。
上述改性量过少时,有薄膜对水的溶解性降低的倾向,过多时,有PVA系树脂的生产率降低、或生物降解性降低的倾向,另外,有薄膜容易发生粘连的倾向。
〔增塑剂(B)〕
本水溶性薄膜中,从在制成包装体时对薄膜赋予适度的柔软性的方面出发,优选含有增塑剂(B)。增塑剂(B)可以仅使用1种,也可以组合使用2种以上。
作为上述增塑剂(B),通常可列举出甘油、双甘油、三甘油等甘油类、三乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、二丙二醇、丙二醇等亚烷基二醇类、三羟甲基丙烷、山梨糖醇、木糖醇、麦芽糖醇等糖醇等。其中,从获得容易且以少量可以得到增塑效果的方面出发,优选使用甘油、聚乙二醇、双甘油。
本水溶性薄膜中,从薄膜的成型时对模具的追随性、机械物性的方面出发,优选使用熔点为50℃以下的多元醇(b1)(以下,有时简记为“增塑剂(b1)”。),作为熔点为50℃以下的多元醇(b1),可列举出脂肪族醇、例如优选列举出乙二醇(-13℃)、二乙二醇(-11℃)、三乙二醇(-7℃)、丙二醇(-59℃)、四乙二醇(-5.6℃)、1,3-丙二醇(-27℃)、1,4-丁二醇(20℃)、1,6-己二醇(40℃)、三丙二醇、分子量2000以下的聚乙二醇等二元醇、甘油(18℃)、双甘油、三乙醇胺(21℃)等三元以上的醇。这些可以单独使用或组合使用2种以上。需要说明的是,()内表示熔点。前述中,从水溶性薄膜的柔软性的方面出发,特别优选熔点为30℃以下者,进一步优选为20℃以下者。需要说明的是,熔点的下限通常为-80℃,优选为-10℃、特别优选为0℃。
进而,增塑剂(b1)中,1分子中的羟基数优选为4个以下,特别是从容易控制在常温(25℃)附近的柔软性的方面出发,优选3个以下的情况,具体而言,例如,甘油等是适合的。
另外,作为增塑剂(b1),从容易控制柔软性的方面出发,分子量优选为100以下,特别优选为50~100、进一步优选为60~95,具体而言,例如,甘油等是适合的。
另外,本水溶性薄膜中组合使用2种以上增塑剂(B)的情况,从水溶性薄膜的强韧性、制成包装体时的经时的形状稳定性等的方面出发,优选使用熔点为80℃以上的多元醇(b2)(以下,有时简记为“增塑剂(b2)”。)。
作为前述的熔点为80℃以上的多元醇(b2),可以使用多种糖醇、单糖类、多糖类,其中,例如可列举出水杨醇(83℃)、邻苯二酚(105℃)、间苯二酚(110℃)、对苯二酚(172℃)、双酚A(158℃)、双酚F(162℃)、新戊二醇(127℃)等二元醇、间苯三酚(218℃)等三元醇、赤藓糖醇(121℃)、苏糖醇(88℃)、季戊四醇(260℃)等四元醇、木糖醇(92℃)、阿糖醇(103℃)、岩藻糖醇(153℃)、葡萄糖(146℃)、果糖(104℃)等五元醇、甘露糖醇(166℃)、山梨糖醇(95℃)、肌醇(225℃)等六元醇、乳糖醇(146℃)、蔗糖(186℃)、海藻糖(97℃)等八元醇、麦芽糖醇(145℃)等九元以上的醇。这些可以单独使用或组合使用2种以上。需要说明的是,()内表示熔点。
前述中,从水溶性薄膜的拉伸强度的方面出发,优选熔点为85℃以上者,特别优选为90℃以上者。需要说明的是,熔点的上限优选为300℃、特别优选为200℃。
进而,增塑剂(b2)中,从与PVA系树脂(A)的相溶性的方面出发,也优选1分子中的羟基数为4个以上,特别优选为5~10个、进一步优选为6~8个,具体而言,例如,作为适合的例子,可列举出山梨糖醇、蔗糖、海藻糖等。
另外,作为增塑剂(b2),从水溶性薄膜的强韧性的方面出发,分子量优选为150以上,特别优选为160~500、进一步优选为180~400,具体而言,例如,作为适合的例子,可列举出山梨糖醇、蔗糖等。
本水溶性薄膜中使用的增塑剂(B)的含量相对于PVA系树脂(A)100质量份优选为3~25质量份,更优选为5~22质量份、特别优选为7~20质量份、进一步优选为8~18质量份、特别优选为8.5~16质量份。
上述增塑剂(B)的含量过少时,有如下倾向:机械物性变得不充分、薄膜变得过硬、或低湿环境下变脆、或薄膜的成型时的追随性降低而包装体的外观变差、或在制成包装体时张力经时降低。
另外,过多时,有如下倾向:薄膜变得过柔而容易发生粘连、或包装体的尺寸稳定性降低。
多元醇(b1)的含量相对于PVA系树脂(A)100质量份优选为3~25质量份,特别优选为5~20质量份、进一步优选为7~18质量份、特别优选为8~16质量份。
上述多元醇(b1)的含量过少时,有机械物性降低、或薄膜的成型时的追随性降低而包装体的外观变差的倾向。
另外,多元醇(b1)相对于增塑剂(B)整体优选多于50质量%,特别优选为70质量%以上、进一步优选为80质量%以上、特别优选为85质量%以上、进一步优选为90质量%以上、优选为97质量%以上。
上述多元醇(b1)的含量过少时,有机械物性降低、或薄膜的成型时的追随性降低而包装体的外观变差的倾向。
使用增塑剂(b2)时的含量相对于PVA系树脂(A)100质量份优选为1~10质量份,特别优选为1.5~8质量份、进一步优选为2~6质量份。
上述增塑剂(b2)的含量过少时,有在制成包装体时薄膜的张力降低的倾向,过多时,有薄膜机械物性、成型时的追随性降低而包装体的外观变差的倾向。
〔填料(C)〕
本水溶性薄膜中,根据需要可以进一步含有填料(C)。
填料(C)是出于耐粘连性的目的而含有的,可列举出有机填料、无机填料,其中,适合使用有机填料。这些可以单独使用或组合使用2种以上。
作为填料(C)的平均粒径,优选为0.1~50μm,特别优选为1~35μm。需要说明的是,前述填料(C)的平均粒径是利用激光衍射式粒度分布测定装置测得的值,根据得到的累积体积分布的D50值(累积50%的粒径)而算出。
本水溶性薄膜中使用的有机填料是指由有机化合物构成的针状·棒状、层状、鳞片状、球状等任意形状所形成的颗粒状物质(1次颗粒)、或该颗粒状物质的聚集体(2次颗粒)。
作为上述有机填料,主要选自高分子化合物中,例如可列举出三聚氰胺系树脂、聚(甲基)丙烯酸甲酯系树脂、聚苯乙烯系树脂、以及淀粉、聚乳酸等生物降解性树脂等。这些可以单独使用或组合使用2种以上。这些当中,优选聚(甲基)丙烯酸甲酯系树脂、聚苯乙烯系树脂、淀粉、等生物降解性树脂,特别是从对于PVA系树脂(A)等的分散性的方面出发,优选淀粉。
作为前述淀粉,例如可列举出生淀粉(玉米淀粉、马铃薯淀粉、甘薯淀粉、小麦淀粉、木薯(cassava)淀粉、西米淀粉、木薯(tapioca)淀粉、高粱淀粉、米淀粉、豆淀粉、葛淀粉、蕨淀粉、莲子淀粉、菱角淀粉等)、物理改性淀粉(α-淀粉、分级直链淀粉、湿热处理淀粉等)、酶改性淀粉(水解糊精、酶解糊精、直链淀粉等)、化学分解改性淀粉(酸处理淀粉、次氯酸氧化淀粉、二醛淀粉等)、化学改性淀粉衍生物(酯化淀粉、醚化淀粉、阳离子化淀粉、交联淀粉等)等。这些可以单独使用或组合使用2种以上。其中,从获得容易性、经济性的方面出发,优选使用生淀粉、特别优选使用玉米淀粉、米淀粉。
有机填料的平均粒径优选为3~50μm,特别优选为10~40μm、进一步优选为15~35μm。
上述平均粒径过小时,有薄膜的粘连性变高的倾向,过大时,有填料彼此容易聚集而分散性降低、或薄膜的成型加工时、拉伸时形成针孔的倾向。
本水溶性薄膜中使用的无机填料是指由无机化合物构成的针状·棒状、层状、鳞片状、球状等任意形状所形成的颗粒状物质(1次颗粒)、或该颗粒状物质的聚集体(2次颗粒)。
作为无机填料,例如可列举出硅石(二氧化硅,Silicon dioxide)、硅藻土、氧化钛、氧化钙、氧化镁、氧化铝、氧化钡、氧化锗、氧化锡、氧化锌等氧化物系无机化合物、滑石、粘土、高岭土、云母、石棉、石膏、石墨、玻璃微珠(glass balloons)、玻璃珠(glass beads)、硫酸钙、硫酸钡、硫酸铵、亚硫酸钙、碳酸钙、晶须状碳酸钙、碳酸镁、片钠铝石、白云石、钛酸钾、炭黑、玻璃纤维、氧化铝纤维、硼纤维、加工矿物纤维、碳纤维、碳中空球、膨润土、蒙脱石、铜粉、硫酸钠、硫酸钾、硫酸锌、硫酸铜、硫酸铁、硫酸镁、硫酸铝、硫酸铝钾、硝酸铵、硝酸钠、硝酸钾、硝酸铝、氯化铵、氯化钠、氯化钾、氯化镁、氯化钙、磷酸钠、铬酸钾等。这些可以单独使用或组合使用2种以上。
前述中,优选使用氧化物系无机化合物、滑石,进一步优选使用氧化钛、滑石、二氧化硅,特别优选使用二氧化硅。
无机填料的平均粒径优选为1~20μm,特别优选为2~15μm、进一步优选为3~10μm。上述平均粒径过小时,有薄膜的粘连性变高、薄膜的柔软性、韧性降低等的倾向,过大时,有水封性降低的倾向。
前述填料(C)的含量相对于PVA系树脂(A)100质量份优选为1~30质量份,特别优选为2~25质量份、进一步优选为2.5~20质量份。上述含有比例过少时,有粘连性变高的倾向,过多时,有薄膜的柔软性、靱性降低的倾向。
另外,从薄膜的耐粘连性与制成包装体时的外观(透明性、光泽等)的平衡、薄膜的耐粘连性与成型性的平衡的观点出发,相对于PVA系树脂(A)100质量份,优选以8质量份以下含有,特别优选为6质量份以下、进一步优选为0.1~5.5质量份、0.5~5.0质量份、1~4.5质量份、1.5~4.0质量份、2~3.5质量份。
本水溶性薄膜中,对于前述增塑剂(B)和填料(C),质量含有比率(B)/(C)优选为1.5~25,特别优选为1.8~20、进一步优选为2.0~18、特别优选为2.5~15。
通过使上述含有比例为该范围,从而能够改善对模具的追随性而不损害薄膜的机械物性。
需要说明的是,上述含有比例过小(填料多,增塑剂少)时,有薄膜对模具的追随性变得不充分、所成型的包装体的外观变差的倾向,过大(填料少,增塑剂多)时,有薄膜的耐粘连性、机械物性降低的倾向。
〔表面活性剂(D)〕
本水溶性薄膜中,根据需要可以含有表面活性剂(D)。
作为表面活性剂(D),是出于改善制造本水溶性薄膜时的自浇铸面的剥离性的目的而含有的,可列举出非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂等。例如可列举出聚氧乙烯壬基苯基醚、聚氧乙烯辛基壬基醚、聚氧乙烯十二烷基苯基醚、聚氧乙烯烷基烯丙基醚、聚氧乙烯山梨醇酐单月桂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单棕榈酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单油酸酯、聚氧化烯烷基醚磷酸酯单乙醇胺盐、聚氧乙烯月桂基氨基醚、聚氧乙烯硬脂基氨基醚等聚氧乙烯烷基氨基醚等,可使用1种或组合使用2种以上。其中,从制造稳定性的方面出发,聚氧化烯烷基醚磷酸酯单乙醇胺盐、聚氧乙烯月桂基氨基醚是适合的。
上述表面活性剂(D)的含量相对于PVA系树脂(A)100质量份优选为0.1~5质量份,特别优选为0.2~4.5质量份、进一步优选为0.3~4质量份。上述含量过少时,有制膜装置的浇铸面与所制膜的水溶性薄膜的剥离性降低而生产率降低的倾向,过多时,有产生将水溶性薄膜制成包装体时所实施的密封时的粘接强度降低等不良情况的倾向。
需要说明的是,本水溶性薄膜中,在不阻碍发明的目的的范围内,在抑制黄变方面优选进一步配混抗氧化剂。作为上述抗氧化剂,例如可列举出亚硫酸钠、亚硫酸钾、亚硫酸钙、亚硫酸铵等亚硫酸盐、酒石酸、抗坏血酸、硫代硫酸钠、邻苯二酚、雕白粉等。这些可以单独使用或组合使用2种以上。其中,优选亚硫酸盐、特别优选为亚硫酸钠。抗氧化剂的配混量相对于PVA系树脂(A)100质量份优选0.1~10质量份,进一步优选为0.2~5质量份、特别优选为0.3~3质量份。
另外,本水溶性薄膜中,在不阻碍发明的目的的范围内,还可以进一步含有香料、防锈剂、防霉剂、着色剂、增量剂、消泡剂、紫外线吸收剂、荧光增白剂、液体石蜡类、苦味成分(例如,苯甲酸地那铵等)等。这些可以单独使用或组合使用2种以上。
<水溶性薄膜的制造>
本水溶性薄膜中,配混前述PVA系树脂(A)、优选进一步配混增塑剂(B)、根据需要进而配混填料(C)和表面活性剂(D)等,使用水进行溶解或分散而制备制膜原料,进行制膜而成为水溶性薄膜。以下,对制造本水溶性薄膜的工序进行说明。
〔溶解工序〕
溶解工序中,使用水将前述配混的各成分所形成的PVA系树脂组合物溶解或分散,制备成为制膜原料的水溶液或水分散液。
作为将前述PVA系树脂组合物溶解于水中时的溶解方法,通常采用常温溶解、高温溶解、加压溶解等,其中,从未溶解物少、生产率优异的方面出发,优选高温溶解。
上述制膜原料的固体成分浓度优选为10~65质量%,特别优选为12~50质量%、进一步优选为15~40质量%。上述浓度过低时,有薄膜的生产率降低的倾向,过高时,有粘度变得过高、制膜原料的消泡需要时间、或薄膜制膜时产生分模线的倾向。
〔制膜工序〕
制膜工序中,通过将溶解工序中制备的制膜原料赋形为膜状、根据需要实施干燥处理,从而制备成含水率低于15质量%的本水溶性薄膜。
在进行制膜时,例如,可以采用熔融挤出法、流延法等方法,从膜厚的精度的方面出发,优选流延法。
在进行流延法时,例如,使前述制膜原料从T型狭缝模等狭缝喷出,流延在环带、滚筒(drumroll)的金属表面、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜、聚丙烯等塑料基材等浇铸面,进行干燥,从而能够制造本水溶性薄膜。
制膜工序中,输送干燥后自浇铸面等剥离的本水溶性薄膜并进行卷绕,卷绕于芯管,从而制备膜卷。
得到的膜卷可以直接作为制品供给,但优选也可以以切割成期望尺寸的薄膜宽度的膜卷的形式供给。
如此,能够制造本水溶性薄膜。
作为本水溶性薄膜的厚度,根据用途等进行适宜选择,优选为10~130μm、特别优选为20~110μm、进一步优选为30~100μm、特别优选为45~90μm。上述厚度过薄时,有薄膜的机械强度降低的倾向,过厚时,有在水中的溶解速度变慢的倾向,有制膜效率也降低的倾向。
作为本水溶性薄膜的宽度,根据用途等进行适宜选择,优选为300~5000mm、特别优选为500~4000mm、进一步优选为600~3000mm。上述宽度过窄时,有生产效率降低的倾向,过宽时,有松弛、膜厚控制变得困难的倾向。
作为本水溶性薄膜的长度,根据用途等进行适宜选择,优选为100~20000m、特别优选为800~15000m、进一步优选为1000~10000m。上述长度过短时,有薄膜的切换需要工夫的倾向,过长时,有卷紧所致的外观不良、质量变得过重的倾向。
另外,本水溶性薄膜的表面可以是平滑的,但从耐粘连性、加工时的滑动性、制品彼此的密合性减少和外观的方面出发,还优选预先对薄膜的单面或两面实施压花图案、微细凹凸图案、特殊雕刻图案等凹凸加工。
另外,从机械强度、热封性的方面出发,本水溶性薄膜的含水率优选为3~15质量%,特别优选为5~10质量%、进一步优选为6~8质量%。上述含水率过低时,有薄膜变得过硬、制成包装体时的成型性、包装体的耐冲击性降低、或密封变得不良的倾向,过高时,有容易发生粘连的倾向。在调整至上述含水率时,通过适宜设定干燥条件、调湿条件而能够实现。
需要说明的是,前述含水率依据JIS K 6726 3.4进行测定,将得到的挥发成分的值作为含水率。
如此得到的本水溶性薄膜满足前述特定的弹性模量是重要的,为了将上述弹性模量调整至前述范围,例如可列举出如下方法:(1)相对减少增塑剂(B)的总量,使增塑剂(b1)的比例增多的方法;(2)调整增塑剂和填料的含有比例的方法等。其中,从保持水溶性薄膜的各种物性的同时能够控制前述物性的方面出发,优选前述(1)的方法。
本水溶性薄膜在农药、洗涤剂等药剂的单位包装用途、(水压)转印用薄膜、餐巾纸·纸尿裤等生理用品、造瘘袋等污染物处理用品、吸血片等医疗用品、育苗片·种子带·刺绣用基布等临时基材等各种包装用途等中是有用的。特别是可以适宜用于洗涤用洗涤剂、餐具清洗用洗涤剂等药剂的单位包装用途。
<药剂包装体>
作为本发明的一实施方式的药剂包装体是在由本水溶性薄膜形成的包装体包封有药剂等而成者。独立包装体在保存时保持了包封有药剂等的形状。此外,在使用时,将包装体整体投入水,独立包装体(本水溶性薄膜)与水接触而独立包装体(本水溶性薄膜)溶解,药剂等从独立包装体中溶解或分散于水中,发挥药剂的效果。
作为所包封的药剂,例如可列举出杀虫剂、杀菌剂、除草剂等农药、肥料、洗涤剂等,特别优选为洗涤用洗涤剂、餐具清洗用洗涤剂等洗涤剂。药剂的形状可以为液体,可以为固体,也可以为凝胶状,液体的情况为液态,固体的情况,可列举出颗粒状、片剂状、粉状等。药剂优选溶解或分散于水中使用的药剂,特别是对于包装液体洗涤剂是有用的。另外,药剂的pH也可以是碱性、中性、酸性中的任意者。
作为前述的液体洗涤剂,pH值优选为6~12,特别优选为6.5~11、进一步优选为7~8。另外,液体洗涤剂的水分量优选为15质量%以下,特别优选为0.1~10质量%、进一步优选为0.1~7质量%。为上述范围内时,水溶性薄膜不会发生凝胶化或不溶化而水溶性变得优异。
需要说明的是,前述pH值依据JIS K 3362 8.3进行测定。另外,水分量依据JIS K3362 7.21.3进行测定。
液体洗涤剂只要是流动性、且根据容器而改变形状的液态的药剂,其粘度就没有特别限定,优选为10~200mPa·s。需要说明的是,上述液体药剂的粘度通过常温下的B型旋转粘度计进行测定。
使用本水溶性薄膜,包装液体洗涤剂等药剂而制成药剂包装体时,可以采用公知的方法。例如可列举如下制造方法,其为使用2张以上的水溶性薄膜制造药剂包装体的方法,该方法中,用模具将第1水溶性薄膜真空成型,在通过前述真空成型而成型的第1水溶性薄膜中投入药剂,将前述成型的第1水溶性薄膜与其他第2水溶性薄膜贴合从而包装药剂来制造药剂包装体,作为前述第1水溶性薄膜,使用前述的本水溶性薄膜。
前述第1水溶性薄膜也可以为层叠2张以上的水溶性薄膜而成的水溶性薄膜。另外,层叠2张以上的水溶性薄膜而成的第1水溶性薄膜的至少一层或全部层为本水溶性薄膜即可,优选全部层为本水溶性薄膜。需要说明的是,层叠2张以上的水溶性薄膜而成的第1水溶性薄膜的层数通常为3层以下。
另外,前述第2水溶性薄膜可以为本水溶性薄膜,也可以为其他水溶性薄膜,但优选为本水溶性薄膜。具体而言,例如,前述第2水溶性薄膜可以是初始弹性模量不在2.5~10MPa的范围内的水溶性薄膜,但优选使用本水溶性薄膜。另外,前述第2水溶性薄膜也可以为层叠2张以上的水溶性薄膜而成的水溶性薄膜。另外,层叠2张以上的水溶性薄膜而成的第2水溶性薄膜优选至少一层或全部层为本水溶性薄膜,优选全部层为本水溶性薄膜。需要说明的是,层叠2张以上的水溶性薄膜而成的第2水溶性薄膜的层数通常为3层以下。
根据使用了本水溶性薄膜的制造方法,即使在进行了使前述第1水溶性薄膜的最薄部的膜厚为模具成型前的第1水溶性薄膜的膜厚的35%以下、30%以下那样的深拉的情况下,也可以得到追随性优异的水溶性薄膜,通过使用上述水溶性薄膜而制成包装体,从而可以得到有张力、无变形、无褶皱的外观优异的包装体。
使用了本水溶性薄膜的包装体更具体而言通过使用2张本水溶性薄膜进行贴合而制造,将薄膜(底膜)固定在位于成型装置的下部的模具上,在装置的上部也固定薄膜(顶膜)。用干燥机、热辊等加热底膜,在模具中真空成型,然后,在经成型的薄膜中投入液体洗涤剂等药剂后,将顶膜和底膜压接。压接后释放真空,能够得到包装体。
作为薄膜的压接方法,例如可列举出:(1)进行热封的方法;(2)进行水封的方法;(3)进行胶封的方法等,其中,(2)进行水封的方法的优点在于有通用性且生产率优异。
模具可以根据药剂的种类、用途使用各种尺寸、形状的模具,也可以具有多个分区。
需要说明的是,通常在成型为包装体时,在薄膜被拉伸2.5倍以上的情况下、包装体的最薄部膜厚成为原本的薄膜膜厚的35%以下、优选成为30%以下的情况下可称为深拉成型。
前述药剂包装体的表面通常可列举出是平滑的,从耐粘连性、加工时的滑动性、制品(包装体)彼此的密合性减少和外观的观点出发,也可以对包装体(本水溶性薄膜)的外表面实施压花图案、微细凹凸图案、特殊雕刻图案、等凹凸加工。
前述药剂包装体的药剂保持时间(直至破袋为止的时间)通常超过30秒。上限还取决于药剂的种类、使用方法,洗涤用液体洗涤剂的包装体的情况通常优选为300秒以下。
前述药剂包装体的破袋时间通过如下方式得到:将药剂包装体在23℃、50%RH环境下静置1天后,漂浮于20℃的离子交换水中,测定直至包装体发生破袋而药剂开始泄漏所需的时间,从而得到。
药剂包装体的形状可适宜选择,没有特别限定,例如为大致立方体状、大致球体状、大致扁平球体状、大致泪滴体状等,也可以具有多个分区。
药剂包装体中的前述多个分区的分区数可根据药剂的种类等进行适宜选择,没有特别限定,例如为2~10分区,优选3~8分区,更优选为4~6分区。另外,前述多个分区优选根据分区包装种类不同的药剂。
药剂包装体的尺寸(容积、长度、宽度、厚度)可进行适宜选择,内容物的容积也可进行适宜选择。
例如,药剂包装体的容积通常为1~50mL、优选为5~45mL、特别优选为10~40mL。
药剂包装体的厚度通常为0.5~60mm、优选为5~50mm、更优选为10~40mm。
药剂包装体的长度通常为10~80mm、优选为15~70mm、更优选为20~60mm。
药剂包装体的宽度通常为10~80mm、优选为15~70mm、更优选为20~60mm。
实施例
以下,列举实施例对本发明进行进一步具体地说明,但只要本发明不超过其主旨就不限定于以下的实施例。需要说明的是,例中,“份”、“%”是指质量基准。
作为水溶性薄膜的材料成分,准备以下的物质。
·改性PVA系树脂(a1):20℃下的4质量%水溶液粘度22mPa·s、平均皂化度94摩尔%、基于马来酸单甲酯的改性量2.2摩尔%的羧基改性PVA系树脂
·未改性PVA(a2):20℃下的4质量%水溶液粘度43mPa·s、平均皂化度88摩尔%的未改性PVA
·增塑剂(b1):甘油
·填料(c1):玉米淀粉(平均粒径20μm)
·表面活性剂(d1):聚氧化烯烷基醚磷酸酯单乙醇胺盐
<实施例1>
将作为PVA系树脂(A)的改性PVA系树脂(a1)90份、未改性PVA(a2)10份、作为增塑剂(B)的甘油(b1)18份、作为填料(C)的玉米淀粉(c1)2份、作为表面活性剂(D)的聚氧化烯烷基醚磷酸酯单乙醇胺盐(d1)0.2份和水混合,进行溶解处理,得到固体成分浓度28%的树脂组合物的水分散液即制膜原料。
将得到的制膜原料流延在聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜上,以0.66m/分钟的速度通过长度3m的干燥室(105℃)中进行干燥,得到厚度76μm、水分率8.5%的水溶性薄膜。
<实施例2~6、比较例1>
实施例1中,如表1所示变更组成,除此以外同样地进行,得到水溶性薄膜。
使用前述实施例1~6、比较例1中得到的水溶性薄膜,根据下述所示的方法评价了薄膜。将结果示于下述的表1。需要说明的是,表1中的“-”表示未评价。
〔利用动态粘弹性测定装置进行拉伸蠕变试验而得到的初始的弹性模量〕
利用动态粘弹性测定装置进行拉伸蠕变试验而得到的初始的弹性模量如下进行测定、计算。即,将前述中得到的水溶性薄膜在23℃、40%RH的环境下静置24小时后,切取成流动方向(MD)60mm、宽度方向(TD)5mm,得到测定样品。对于得到的测定样品,使用动态粘弹性测定装置“DMAQ800”(TA Instruments Japan公司制),在下述的条件下测定弹性模量,进行计算。
[设定条件]
卡盘间距:5mm
薄膜宽度:5mm
测定(设定)温度:30℃
测定模式:DMA Creep
载荷:16.1MPa
保持时间:0.5分钟
缓和时间:5分钟
[计算方法]
利用以下的方法计算出初始(自测定开始起0.004分钟后)的弹性模量(MPa)。即,基于测定开始时的薄膜的长度(L0)和自测定开始起0.004分钟后的薄膜的长度(L)计算出应变(ε)(应变(ε)=(L-L0)×100/L0)。使用此处得到的应变(ε)和设定载荷16.1MPa计算出弹性模量。(弹性模量(MPa)=16.1/应变(ε))。
〔追随性〕
将前述中得到的水溶性薄膜(厚度76μm)在23℃、40%RH调湿条件下静置24小时后,使用Engel公司制包装体制造机,按照下述的步骤制作包装体时,通过目视评价该薄膜对模具是否追随。
即,将水溶性薄膜(底膜)固定在位于装置的下部的模具(所成型的包装体的大小:纵约45mm、横约42mm、高度约36mm)上,在装置的上部也固定水溶性薄膜(顶膜)。然后,在模具中将底膜真空成型,评价了对模具是否追随。
然后,将水0.25g涂布于顶膜整面(纵80mm、横140mm),将顶膜和底膜压接,压接10秒后,释放真空,得到不具有包封物的包装体(最薄部膜厚:25μm)。
[评价基准]
○(very good)…薄膜沿着模具在低于30秒下充分地追随。
△(good)…在薄膜与模具之间观察到轻微的间隙、或直至充分追随至模具需要30秒以上。
×(poor)…薄膜明显漂浮于模具上而未追随。
〔外观〕
另外,目视观察在前述〔追随性〕的评价中制作的包装体的外观,进行评价。
[评价基准]
○(very good)…包装体未观察到变形、褶皱。
×(poor)…包装体观察到变形、褶皱。
〔机械物性〕
使用前述中得到的水溶性薄膜,依据JIS K 7127测定拉伸强度和拉伸伸长率。即,在测定前在23℃、50%RH调湿条件下静置24小时后,将水溶性薄膜在该环境下,使用Autograph AG-X Plus(岛津制作所公司制),以拉伸速度200mm/分钟测定拉伸强度和拉伸伸长率(薄膜宽度15mm、卡盘间距50mm)。
[评价基准]
〇(very good)…拉伸强度为10MPa以上、且拉伸伸长率超过300%。
△(good)…拉伸强度为10MPa以上、且拉伸伸长率为200%以上且300%以下。
×(poor)…拉伸强度为0~低于10MPa和/或拉伸伸长率低于200%。
〔溶解性〕
[20℃溶解性]
将前述中得到的水溶性薄膜切割成3cm×5cm的尺寸,放入装有水(1升)的1升烧杯中,用夹具进行固定,边通过搅拌器进行搅拌(转子长度3cm、转速750rpm)边将水温保持在20℃,在未观察到直径1mm以上的不溶微粒的分散的情况下认为该薄膜溶解,评价了溶解所需的时间。
[评价基准]
○(very good)…在低于90秒溶解。
△(good)…在90秒以上且300秒以下溶解。
×(poor)…即使超过300秒后也未溶解。
[10℃溶解性]
将前述中得到的水溶性薄膜切割成3cm×5cm的尺寸,放入装有水(1升)的1升烧杯中,用夹具进行固定,边通过搅拌器进行搅拌(转子长度3cm、转速750rpm)边将水温保持在10℃,在未观察到直径1mm以上的不溶微粒的分散的情况下认为该薄膜溶解,评价了溶解所需的时间。
[评价基准]
◎(excellent)…在低于90秒溶解。
〇(very good)…在90秒以上且低于120秒溶解。
△(good)…在120秒以上且300秒以下溶解。
×(poor)…即使超过300秒后也未溶解。
〔雾度〕
将前述中得到的水溶性薄膜切割成5cm×5cm的尺寸,使用雾度计NDH4000(日本电色工业公司制),依据JIS K 7136测定雾度。
〔光泽度〕
将前述中得到的水溶性薄膜在23℃、40%RH调湿条件下静置24小时后,使用Engel公司制包装体制造机,按照下述的步骤制作了药剂包装体。
即,将水溶性薄膜(底膜)固定在位于装置的下部的模具(所成型的包装体的大小:纵约45mm、横约42mm、高度约30mm)上,在装置的上部也固定水溶性薄膜(顶膜)。将底膜在产生70℃的热风的干燥机中加热4秒,将底膜在模具中真空成型。然后,将市售的衣物用洗涤剂(组成概要:丙二醇11%、甘油7.5%、表面活性剂67%、水14.2%、pH7.5)25mL投入至经成型的水溶性薄膜。将水0.25g涂布于顶膜整面(纵80mm、横140mm),将顶膜和底膜压接,压接10秒后,释放真空,得到液体洗涤剂包装体即药剂包装体。
将得到的液体洗涤剂包装体载置在黑色纸上,将光泽计micro-TRI-gross(BYK-Gardner公司制)水平地轻压在底膜侧的最顶部来测定光泽度,将该操作重复10次,计算出平均值。测定依据JIS Z 8741并在入射角60°、23℃、40%RH调湿条件下进行。
〔压缩强度〕
将前述中得到的水溶性薄膜在23℃、40%RH调湿条件下静置24小时后,使用Engel公司制包装体制造机,按照下述的步骤制作了药剂包装体。
即,将水溶性薄膜(底膜)固定在位于装置的下部的模具(所成型的包装体的大小:纵约45mm、横约42mm、高度约30mm)上,在装置的上部也固定水溶性薄膜(顶膜)。将底膜在产生70℃的热风的干燥机中加热4秒,将底膜在模具中真空成型。然后,将市售的衣物用洗涤剂(组成概要:丙二醇11%、甘油7.5%、表面活性剂67%、水14.2%、pH7.5)25mL投入至经成型的水溶性薄膜。将水0.25g涂布于顶膜整面(纵80mm、横140mm),将顶膜和底膜压接,压接10秒后,释放真空,得到液体洗涤剂包装体即药剂包装体。
使用得到的液体洗涤剂包装体,依据下述所示的方法评价了压缩强度。将结果示于下述的表1。
[评价方法]
将利用前述的方法制作的液体洗涤剂包装体在23℃、40%RH调湿条件下静置1小时后,在该环境下使用Autograph AG-X Plus(岛津制作所公司制),以试验速度200mm/分钟测定液体洗涤剂包装体破袋时的压缩强度。需要说明的是,测力传感器使用5kN。
〔评价基准〕
○(very good)…压缩强度超过1000N。
△(good)…压缩强度为300N以上且1000N以下。
×(poor)…压缩强度低于300N而容易破袋。或者由于密封面容易剥离而破袋。
[表1]
根据前述表1的结果可知:满足本发明中规定的初始弹性模量的实施例1~6的水溶性薄膜的包装体的成型时对模具的追随性、机械物性优异,而且,使用该薄膜并基于深拉的成型中得到的包装体无变形、无褶皱等而外观优异,压缩强度也是充分的,因此适于作为包装用途。需要说明的是,该药剂包装体在压缩强度的评价中,可知没有在密封面容易剥离而破袋的情况,即水封性也优异。
相对于此,使用了不满足本发明规定的初始弹性模量的比较例1的水溶性薄膜的药剂包装体对模具的追随性不充分而得到的包装体有变形且外观差。
前述实施例中,示出了本发明中的具体的方式,但前述实施例仅仅是单纯的示例,不应被解释为限定性的。对于本领域技术人员来说显而易见的是各种各样的变形都在本发明的范围内。
产业上的可利用性
本发明的水溶性薄膜是成型时对模具的追随性优异、能够成型为外观优异的包装体的水溶性薄膜,可以用于各种包装用途,尤其在药剂等单位包装用途中是有用的。

Claims (10)

1.一种水溶性薄膜,其特征在于,其为含有聚乙烯醇系树脂A的水溶性薄膜,该水溶性薄膜利用动态粘弹性测定装置进行拉伸蠕变试验而得到的初始弹性模量为2.5~10MPa。
2.根据权利要求1所述的水溶性薄膜,其特征在于,还含有增塑剂B,所述增塑剂B的含量相对于100质量份所述聚乙烯醇系树脂A为3~25质量份。
3.根据权利要求1或2所述的水溶性薄膜,其特征在于,所述聚乙烯醇系树脂A含有阴离子性基团改性聚乙烯醇系树脂。
4.根据权利要求1或2所述的水溶性薄膜,其特征在于,所述聚乙烯醇系树脂A含有成为所述A成分的主成分的聚乙烯醇系树脂a1并且含有在与所述a1成分的关系中满足下述(α)的聚乙烯醇系树脂a2,
(α)聚乙烯醇系树脂a2的20℃下的4质量%水溶液粘度高于聚乙烯醇系树脂a1的20℃下的4质量%水溶液粘度。
5.根据权利要求4所述的水溶性薄膜,其特征在于,所述聚乙烯醇系树脂a1为改性聚乙烯醇系树脂。
6.一种药剂包装体,其特征在于,包含:由权利要求1或2所述的水溶性薄膜形成的包装体和包装于所述包装体中的药剂。
7.根据权利要求6所述的药剂包装体,其特征在于,所述药剂包装体具有多个分区,在至少1个分区中包装有药剂。
8.根据权利要求6所述的药剂包装体,其特征在于,所述药剂为液体洗涤剂。
9.一种制造药剂包装体的方法,其特征在于,其为使用2张以上的水溶性薄膜制造药剂包装体的方法,该方法中,用模具将第1水溶性薄膜真空成型,在通过所述真空成型而成型的第1水溶性薄膜中投入药剂,将所述成型的第1水溶性薄膜与第2水溶性薄膜贴合从而包装药剂来制造药剂包装体,所述第1水溶性薄膜为权利要求1或2所述的水溶性薄膜。
10.根据权利要求9所述的制造药剂包装体的方法,其特征在于,通过所述真空成型而成型的第1水溶性薄膜的最薄部的膜厚为所述真空成型前的第1水溶性薄膜的膜厚的35%以下。
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