JPH0632976A

JPH0632976A - 水溶性フィルム

Info

Publication number: JPH0632976A
Application number: JP4112298A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Tanaka; 智田中; Hideo Okubo; 秀雄大久保
Original assignee: Sanyo Chemical Industries Ltd
Current assignee: Sanyo Chemical Industries Ltd
Priority date: 1992-04-03
Filing date: 1992-04-03
Publication date: 1994-02-08

Abstract

(57)【要約】【構成】ポリエチレングリコールなどの水溶性ポリオ
キシアルキレン化合物とジフェニルメタンジイソシアネ
ートなどのポリイソシアネートとの反応により得られる
ポリウレタン樹脂からなる水溶性フィルム。【効果】上記フィルムはポリビニルアルコールなどの
既存のフイルムにくらべ伸度に優れ、水への溶解性が早
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、柔軟性および伸びが優
れ、水への溶解性が速い水溶性ポリウレタン系フィルム
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、工業的に普及している水溶性フィ
ルムとしては、ポリビニルアルコール系フィルムなどが
知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ポリビニルア
ルコール系フイルムは伸びが十分でなかったため、包装
材料などとして用いる場合、形状に追随して密着した包
装を行なうことが困難であった。また使用時水への溶解
性が遅いため、さらに速い溶解性を求められる際、対応
できなかった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記問題
点を解決すべく鋭意検討した結果、特定の水溶性ポリウ
レタン樹脂から形成されるフィルムがこれらの要求に対
応するものであることを見いだし、本発明に到達した。
すなわち本発明は、ヒドロキシル基を有する水溶性ポリ
オキシアルキレン化合物（ａ）およびポリイソシアネー
ト（ｂ）から誘導され、重量分子量が２万〜１００万の
水溶性ポリウレタン樹脂（１）から形成されてなり、該
ポリウレタン樹脂（１）中のオキシエチレン単位の含有
重量が５０％以上であり、伸びが３００％以上であるこ
とを特徴とする水溶性フイルムである。

【０００５】本発明において、ヒドロキシル基を有する
水溶性ポリオキシアルキレン化合物（ａ）としては、例
えばヒドロキシル基を有する化合物に、エチレンオキサ
イド（ＥＯ）および必要により他のアルキレンオキサイ
ドが付加したものが挙げられる。ヒドロキシル基を有す
る化合物としては、例えば、脂肪族一価アルコール類
（メタノール、エタノール、オクチルアルコール、ドデ
シルアルコール、トリデシルアルコール、ステアリルア
ルコール、オレイルアルコールなど）；一価フェノール
類（フェノール、クレゾール、エチルフェノール、イソ
ブチルフェノール、オクチルフェノール）、多価フェノ
ール類（ヒドロキノン、カテコールなど）；ビスフェノ
ール類（ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳ、テトラ
メチルビスフェノールＡ、テトラメチルビスフェノール
Ｓなど）；多価アルコール類（エチレングリコール、プ
ロピレングリコール、ヘキシレングリコール、ジメチロ
ールプロピオン酸（塩）、グリセリン、トリメチロール
プロパン、トリメチロールエタン、ペンタエリスリトー
ル、ソルビトール、ショ糖など）；並びに、水があげら
れる。これらのうち好ましいものは多価アルコール類、
多価フェノール類および水であり、特に好ましいものは
エチレングリコール、プロピレングリコール及び水であ
る。

【０００６】上記の必要により用いる他のアルキレンオ
キサイドの具体例としては、プロピレンオキサイド（Ｐ
Ｏ）、１，２−ブチレンオキサイド（ＢＯ）、テトラヒ
ドロフラン、α−オレフィンオキサイド、アルキレンオ
キサイド置換体（エピクロロヒドリン、スチレンオキサ
イドなど）などがあげられる。他のアルキレンオキサイ
ドを用いる場合、これらのうち好ましいものはＰＯであ
る。他のアルキレンオキサイドをＥＯと併用する場合
は、（ａ）および（１）の各々が水溶性である範囲内で
あればよい。例えば、ＥＯとＰＯを併用する場合はＰＯ
はＥＯの重量に対し、通常５０％以下、好ましくは３０
％以下とすればよい。ＥＯおよび必要により用いる他の
アルキレンオキサイドの合計付加モル数は５〜７００モ
ル、好ましくは、２５〜５００モルである。５モル未満
では、ウレタン樹脂（１）が水不溶性となり、７００モ
ルを越えるとポリイソシアネート（ｂ）との反応性が乏
しくなり目的とする性能を有する高分子化合物を得るこ
とが困難となる。ＥＯとともに他のアルキレンオキサイ
ドを用いる場合の付加順序は問わない。また、付加様式
は、ランダム付加でもブロック付加でもよい。但し、
（ａ）を構成するポリオキシアルキレン鎖の末端部分
は、ポリイソシアネートとの反応性の点からＥＯが付加
しているものが好ましい。

【０００７】ヒドロキシル基を有する水溶性ポリオキシ
アルキレン化合物（ａ）の具体例としては、例えば、ポ
リエチレングリコール（数平均分子量２，０００、４，
０００、６，０００、２０，０００など）、ポリオキシ
エチレンノニルフェニルエーテル（ＥＯ付加モル数４０
モル、５０モル、７０モルなど）、ポリプロピレングリ
コールにＥＯを付加したブロック共重合物（数平均分子
量６，０００、９，０００、１２，０００等；ＥＯ含有
重量８０％）、グリセリン、トリメチロールプロパンな
どの多価アルコールのＥＯ単独付加物、同様の多価アル
コールにＰＯについでＥＯを付加した化合物（付加モル
数５０、１００、２００モルなど；ＥＯ含有重量８０
％）およびこれらの２種以上の併用があげられる。

【０００８】また、（ａ）とともに必要に応じて、該水
溶性ポリウレタン樹脂（１）の水溶性を阻害しない程度
であれば他のヒドロキシル基を有する化合物を使用する
ことができる。この他のヒドロキシル基を有する化合物
としては（ａ）の前駆物質として例示したヒドロキシル
基を有する化合物（但し、水を除く。）が挙げられる。
この化合物の使用量は、（ａ）に対して通常１０重量％
以下である。

【０００９】本発明において、ポリイソシアネート
（ｂ）としては、例えば、エチレンジイソシアネート、
ヘキシレンジイソシアネート、1,5−ナフチレンジイソ
シアネート、4,4' −ジフェニルメタンジイソシアネー
ト、4,4'−ジフェニルジメチルメタンジイソシアネー
ト、ジもしくはテトラアルキルジフェニルメタンジイソ
シアネート、4,4'−ジベンジルジイソシアネート、1,3
−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイ
ソシアネート、トリレンジイソシアネート（2,4および
2,6などの各異性体）、イソホロンジイソシアネート、
キシリレンジイソシアネートなどのジイソシアネート
類、トリレンジイソシアネートとトリメチロールプロパ
ンとの反応物、アニリンを塩酸の存在下でホルムアルデ
ヒドを反応させて得たポリアミンをホスゲン化して得ら
れるポリフェニルメタンポリイソシアネート、これらの
製造工程で得られる粗製ポリイソシアネートおよびこれ
らの２種以上の混合物を挙げることができる。これらの
うち好ましいものは、ジイソシアネート類および粗製ジ
フェニルメタンジイソシアネートである。

【００１０】該ポリウレタン樹脂（１）を構成する
（ａ）中のＯＨ基と（ｂ）中のイソシアネート基との当
量比は、通常（０．８〜１．２）：１である。上記の範
囲内では、本発明のフィルムの伸びおよび水への溶解性
が良好となる。該ポリウレタン樹脂（１）の重量平均分
子量は、通常２０，０００〜１，０００，０００、好ま
しくは３０，０００〜５００，０００であり、重量平均
分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ）は、通常１．３
〜５．０、好ましくは１．５〜３．０である。該ポリウ
レタン樹脂（１）中のオキシエチレン単位の含有重量は
通常５０％以上、好ましくは７０〜９８％である。オキ
シエチレン単位がこれ未満では水溶性が不十分である。

【００１１】該ポリウレタン樹脂（１）の製法を例示す
ると、通常のウレタンプレポリマーを作成する方法で
（ａ）および（ｂ）を反応させることにより（１）が得
られる。反応温度は通常３０〜２００℃、好ましくは５
０〜１８０℃である。反応時間は、通常０．１〜３０時
間好ましくは、０．１〜８時間である。この反応は、溶
剤中で行ってもよい。溶剤としては、アセトン、テトラ
ヒドロフラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホ
キサイド、トルエン、ジオキサン等が挙げられる。これ
ら溶剤を用いる場合は、反応後、溶剤を除去して（１）
を得る。

【００１２】本発明のフィルム形成に際しては、該ポリ
ウレタン樹脂（１）とともに必要に応じて、他のフィル
ム形成性水溶性樹脂（２）を用いてもよい。この他のフ
ィルム形成性水溶性樹脂（２）としてはポリビニルアル
コール、デンプン、エチレン−ブタジエン系ラテック
ス、アクリル系ラテックス、酢酸ビニル系ラテックスな
どが挙げられる。他のフィルム形成性水溶性樹脂（２）
のウレタン樹脂（１）に対する割合は特に限定されない
が、通常、８０重量％以下、好ましくは６０重量％以下
である。更に必要に応じて消泡剤、浸透剤、離型剤、界
面活性剤など公知の添加剤を併用することもできる。こ
れらの添加剤の添加量は本発明のフィルムに対して２０
重量％以下が好ましく、多量に添加すると、フィルム形
成性が劣る。

【００１３】本発明において、フィルムとは、通常のフ
ィルム以外に、シート状物やテープも含む。本発明のフ
ィルムの伸びは、通常３００％以上、好ましくは５００
〜１２００％である。また、引張強度は、通常５０ｋｇ
／ｃｍ²以上、好ましくは１００〜５００ｋｇ／ｃｍ²で
ある。ここで、フィルムの伸びおよび引張強度は、何れ
もＪＩＳＮｏ．Ｚ１７０２の方法で測定することがで
きる。本発明のフイルムは、通常のフィルム成形法を用
いて製造することができる。即ち、該ポリウレタン樹脂
（１）および必要に応じ、他のフィルム形成性水溶性樹
脂（２）や上記添加剤を用い、Ｔダイ法やインフレーシ
ョン法等の溶融押出成形法、または、カレンダー法、キ
ャスティング法などの成形法で本発明のフィルムにする
ことができる。本発明のフィルムは、洗濯用洗剤、殺虫
剤、漂白剤、浴用剤、工業用薬品等の包装用フィルム、
種子帯用シート、水溶性テープなどとして有用である。

【００１４】

【実施例】以下実施例により本発明をさらに説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。なお、実
施例中で使用したポリオキシアルキレン化合物（ａ）及
びポリイソシアネート（ｂ）は以下の通りである。ポリオキシアルキレン化合物（ａ）：ポリオキシアルキレン化合物１=ポリエチレングリコー
ル（数平均分子量6200）ポリオキシアルキレン化合物２=ポリエチレングリコー
ル（数平均分子量20000）ポリオキシアルキレン化合物３=ポリプロピレングリコ
ールＥＯ付加物（数平均分子量8500、ＥＯ=８０重量
％）ポリオキシアルキレン化合物４=ポリプロピレングリコ
ールＥＯ付加物（数平均分子量16500、ＥＯ=８０重量
％）ポリイソシアネート（ｂ）：ポリイソシアネート１=4,4'−ジフェニルメタンジイソ
シアネートポリイソシアネート２=2,4−トリレンジイソシアネート

【００１５】実施例１〜５、比較例１上記ポリオキシアルキレン化合物（ａ）およびポリイソ
シアネート（ｂ）を使用し、下記表１に示すような組合
せで、反応温度８０℃にて、８時間反応させた。この反
応物を水に溶解させた後キャスティング法により本発明
のフイルム［１］〜［５］を得た。なお、（ａ）中のＯ
Ｈ基と（ｂ）中のイソシアネート基との当量比は１．０
とした。ポリビニルアルコール（フィルム［６］）を併
せて示した。

【００１６】

【表１】

【００１７】注）（ａ）欄は用いたポリオキシアルキレ
ン化合物の前記化合物Ｎｏ．（ｂ）欄は用いたポリイソシアネートの前記化合物Ｎ
ｏ．を各々示す。

【００１８】試験例１〜５および比較試験例１フイルム［１］〜［６］について、伸び試験（ＪＩＳ
Ｎｏ．Ｚ１７０２）、引張強度試験（ＪＩＳＮｏ．Ｚ
１７０２）、水溶解試験を実施した結果を下記表２に示
した。水溶解試験は次の方法で試験した。水溶解試験方
法：１０ｍｍ×１０ｍｍ×厚さ１ｍｍのフィルム［１］
〜［６］各々と、水道水２００ｍｌを、３００ｍｌビー
カーにチャージした後、マグネティックスターラーで攪
拌、試料が完全に溶解に至る時間を測定した。（液温度
６０℃、攪拌回転数は約２００ｒｐｍ）

【００１９】

【表２】

【００２０】

【発明の効果】本発明のフイルムは従来のポリビニルア
ルコール系フィルムに比べ、特に伸度が優れている。ま
た、水に対する溶解性に優れる。従って、本発明のフィ
ルムは、洗濯用洗剤、殺虫剤、漂白剤、浴用剤、工業用
薬品等の包装用フィルム、種子帯用シート、水溶性テー
プなどとして有用である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ヒドロキシル基を有する水溶性ポリオキ
シアルキレン化合物（ａ）およびポリイソシアネート
（ｂ）から誘導される、重量平均分子量が２万〜１００
万の水溶性ポリウレタン樹脂（１）から形成されてな
り、該ポリウレタン樹脂（１）中のオキシエチレン単位
の含有重量が５０％以上であり、伸びが３００％以上で
あることを特徴とする水溶性フイルム。
【請求項２】該ポリオキシアルキレン化合物（ａ）
が、多価アルコール類、多価フェノール類もしくは水
に、エチレンオキサイド（ＥＯ）および必要によりプロ
ピレンオキサイド（ＰＯ）（但し、ＰＯはＥＯの重量に
対し、５０％以下）が合計５〜７００モル付加した化合
物である請求項１記載の水溶性フイルム。
【請求項３】請求項１または２記載の該ポリウレタン
樹脂（１）と他のフィルム形成性水溶性樹脂（２）とか
ら形成されてなる水溶性フイルム。