溶融成形用ＰＶＡ系樹脂

溶融成形用ＰＶＡ系樹脂

目次ページ

1．はじめに······························· 3
2．概要··································· 3
3．ＣＰシリーズの銘柄と代表特性 ··········· 3
4．ＣＰシリーズの水溶性 ··················· 4
5．ＣＰシリーズの耐溶剤性 ················· 4
6．ＣＰシリーズの成形品機械的物性·········· 56-1．機械的物性························· 56-2．フィルム物性······················· 66-3．酸素透過性························· 67．ＣＰシリーズの溶融成形法 ··············· 77-1．押出成形··························· 87-2．射出成形··························· 98．ＣＰシリーズの用途展開 ················ 108-1．フィルム、ボトル·················· 108-2．ラミネート加工···················· 108-3．樹脂改質剤························ 108-4．その他 ··························· 109．廃棄処理方法·························· 119-1．焼却 ····························· 119-2．廃水負荷（0.5wt%水溶液） ·········· 119-3．生分解性·························· 112溶融成形用ＰＶＡ系樹脂

1．はじめに水溶性合成高分子の代表として位置付けることができるポリビニと、タフネスの高い皮膜を形成すること、天然物や無機物等への接ルアルコール（ポバール）は酢酸ビニルを重合・けん化することで着性が高いこと等があげられます。これらのユニークな特徴を生か得られる合成樹脂です。重合度やけん化度の違いによりポリマーのして、合成繊維ビニロンやビニロンフィルムの原料、繊維加工剤、物性を変化させることができ、種々の銘柄が揃えられています。特紙加工剤、接着剤、無機物バインダー、塩化ビニル樹脂の重合安定

徴としては水溶性であることと併せて、結晶性のポリマーであるこ剤等、広い範囲で利用されています。

2．概要

3．ＣＰシリーズの銘柄と代表特性

これまで、ポバールは溶融温度と化学構造に変化が生じる分解温

ＣＰシリーズはストランドカット形のペレット（2.5φ× 3.01）で度がほとんど同じであるため、溶融成形には不向きとされてきましあり、20kg の防湿紙袋（初期水分率 0.5wt%以下）に包装しておりまた。従って、ポバール水溶液からビニロン繊維やビニロンフィルムす。

を成形することはできても、溶融成形で得られるブロー成形ボトル、押出、射出等の溶融成形法でフィルム・シート・ボトル・紙複合射出成形品等の各種成形品を得ることは困難でした。

品、他各種の水溶性の成形品を加工できます。

今回、我々はポバールの重合度とけん化度等を工夫することで溶ＣＰシリーズは融温度を 160℃～180℃に下げたポバールを開発しました。これによ1．可塑剤の添加率（20wt%以下）

り、“ 溶融成形用「クラレポバール」ＣＰシリーズ ”は、“ 水に2．無機物の添加率（30wt%以下）溶ける ”というポバール最大の特徴を維持しながら、ポリエチレン3．ＭＦＲ（100g/10min 以下）やポリ塩化ビニル等と同様に、簡単に溶融成形が可能となりました。

等の組み合わせにより、特徴のあるグレードを設計することが可能です。

表 1．ＣＰシリーズの代表的特性値
ＣＰ－１０００ＣＰ－１２１０（開発品）

（開発品）

℃

174

161

g／10min

2項 目単位融 点
ＭＦＲ

ＣＰ－１２２０Ｔ１０ＬＤＰＥ

ＰＳｔ

160～170109

非晶性732.54444

溶融粘度

poise

2.3×10

1.6×10

3.3×10－－ガラス転移温度

℃

55

2642－

－

比 熱

cal／g･℃

0.4

0.40.4－

－

密 度

g／cm3

1.25

1.25

1.30

0.92

1.05

屈折率

－

1.50

1.50－

－－

2ＭＦＲ：190℃、2.16kg（ＰＳｔ：200℃、5kg）； 溶融粘度：180℃×10
密 度：25℃ ； 屈折率：20℃

31／S

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4．ＣＰシリーズの水溶性

5．ＣＰシリーズの耐溶剤性

ＣＰシリーズは水中で容易に溶解する特性を有します。40μm 厚の各グレードの溶融押し出しフィルム（厚み 40μm）を作成し、表 3フィルムの蒸溜水中（20℃；攪拌）での溶解時間（秒）を表 2 に示に示す溶剤中に 20℃で浸漬・放置し、1 週間後と 1 ヶ月後の膨潤度します。溶解時間は成形品の厚みに依存し、例えば 500μm 厚のシーと溶出率を測定しました。

トの場合は約 2 時間の溶解時間が必要となります。
図 1 に水溶性の一例を示します。

表 2．ＣＰシリーズの水溶性
水溶性レベル

ＣＰ－１０００ＣＰ－１２１０

ＣＰ－１２２０Ｔ１０

フィルムが破断する（秒）847

フィルムが破断して分散する（秒）151411

フィルムが完全に溶解する（秒）974419表 3．ＣＰシリーズの耐溶剤性
グレード

溶 剤

ＣＰ－１０００ＣＰ－１２１０

膨潤度（倍）

溶出率（wt%）

1 週間

1 ヶ月

1 週間

1 ヶ月

メタノール

1.9

2.2

8.5

11.9

トルエン

1.2

1.2

0.7

4.2

酢酸エチル

1.3

1.203.5

サラダ油

1.0

1.102.8

メタノール

2.2

1.9

18.7

21.6

トルエン

1.2

1.2

9.6

11.4

酢酸エチル

1.2

1.2

10.8

13.6

サラダ油

1.1

1.109.2

水 温：25℃（静止水）
ボトル：ＣＰ－１２１０
ダイレクトブロー成形
厚み／0.7mm，高さ／10cm

0 分後

30 分後

図 1．ＣＰシリーズの水溶性

460 分後

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6．ＣＰシリーズの成形品機械的物性
ポバールと同様に吸湿性が高く、20℃×65%RH の条件での平衡含水率

ＣＰシリーズの中で低温低湿度下での柔軟性を考慮したグレード

は 10～15wt%あり、機械的性質は水分の影響を大きく受けます。

がＣＰ－１２１０であり、汎用ポバールと同等の柔軟性があるＣＰ－１０００と比べると 5～10 倍の引張伸度を示します。また、汎用

6-1．機械的物性表 4．ＣＰシリーズの成形品機械的物性
項 目
測定条件

ＣＰ－１０００ ＣＰ－１２１０

ＣＰ－１２２０Ｔ１０

ＬＤＰＥＰＳｔ（単位）
引 張 強 度2

JIS K 7113

kg／ mm23℃×0%RH

引 張 伸 度JIS K 7113%

23℃×0%RH

引 張 弾 性率

JIS K 7113

kg／ mm223℃×0%RH

曲 げ 強 度JIS K 7203

kg／ mm223℃×0%RH

ア イ ゾ ット衝 撃 強 度kg･cm／cm

JIS K 7110

114.42.91.92.71114083

600

35190

12090－－175.51.3－4.6

1.41.4－－9.0

23℃×0%RH

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6-2．フィルム物性表 5．ＣＰシリーズのフィルム物性
項 目
測定条件

ＣＰ－１０００ ＣＰ－１２１０ＣＰ－１２２０Ｔ１０

ＬＤＰＥ

ＰＳｔ

MD／TD

MD／TD

（単位）
引 張 強 度JIS K 7127

MD／TD

MD／TD

MD／TD

kg／mm220℃×0%RH

6.7／6.7

5.1／5.0

4.6／4.1

20℃×65%RH

2.0／1.4

1.9／1.3

1.9／1.0

2／27／7

引 張 伸 度JIS K 7127

MD／TD

MD／TD

MD／TD

MD／TD

MD／TD

%

20℃×0%RH

1.4／1.5

4.7／4.3

100／100

20℃×65%RH

100／160

180／270210／280

340／600

90／60

4.0－

MD／TD

MD／TD

衝 撃 強 度JIS P 8134

kg・cm

20℃×0%RH

1.3

1.4

1.4

20℃×65%RH

151615

引 裂 強 さJIS K 7128

MD／TD

MD／TD

MD／TD

kg／cm

20℃×0%RH

7.3／3.0

14／5.7－

20℃×65%RH

43／6.2

16／3.6－140／60－－－

突 刺 強 度クラレ法

g

20℃×0%RH

790

670

600

20℃×65%RH

590

380

340

20℃×65%RH

14.1

14.7

13.00.2－

0.32.1－－17

平 衡 含 水率wt%
へ イ ズ 度50μm、%

6-3．酸素透過性ＣＰ－１０００： 70～80 （ cc／m2・day ）40μm のフィルムを用い、65%RH、20℃の条件下で酸素透過性を測

ＣＰ－１２１０：300～400（ cc／m2・day ）定しました。

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7．ＣＰシリーズの溶融成形法①成形時の発泡対策

ＣＰシリーズは、汎用の合成樹脂と同様に各種溶融成形法で使用できます。例えば、フラットダイを用いたキャストフィルム・シー

ＣＰシリーズのペレットは初期水分率を 0.5wt%以下で管理し、防ト成形、共押出ラミネート、ダイレクトブロー成形、射出成形等に湿紙袋に包装していますので、開封直後は問題ありませんが、包装利用できます。各成形別の装置と条件の概要を示します。

開封後長時間放置したペレットは、吸湿するため、成形時に発泡等溶融成形に際しては次の①②に特に留意してください。

が起こる可能性があります。使用前に 60℃、12 時間くらいの条件で再乾燥が必要です。
図 2 に放置時間と吸湿率の関係を示します。

図 2．ＣＰ－１０００の吸湿性②熱分解対策ＣＰシリーズは 200℃以上になると急激に熱分解が進行するため、熱安定性やロングラン性等の点からプロセス温度を 200℃以下に管理する必要があります。また、ペレットを仕込むホッパー下部はペレット同士の融着を防止するために低い温度に設定してください。

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7-1．押出成形（1）押出機仕様例
押出機

40φ

圧縮部 長さ、溝深さ

8D 9.0／2.6Ｌ／Ｄ

26

計量部 長さ、溝深さ

9D 2.6mm

フライト

フルフライト

圧縮比

3.5スクリューピッチ40mm 一定

モーター容量7.5KW

供給部 長さ、溝深さ

9D 9.0mm

スクリーン

50／100／100／50（2）押出条件例
項目

単位

ＣＰ－１０００ＣＰ－１２１０Ｃ1℃

140130

Ｃ2℃

180

175

Ｃ3℃

190

185

アダプター温度℃

190185

ダ度℃

190

185

シリンダー温度

イ温回転数

rpm

3535

吐出量kg／Hr

7.87.8（3）流路形状の留意事項①流路径は押出機先端からダイへ進むにつれ漸次小とします。

③流路径は圧損の許す限りできるだけ小とします。

②流路中に凹凸部・鋭角な角を作らないようにしてください。

④流路はクロムメッキを施し、平滑化します。

（4）樹脂切替
切替前の樹脂→切替後の樹脂

切 替 方 法①低ＭＦＲのＬＤＰＥで先行樹脂を追出す。

ＰＶＡ以外 → ＰＶＡ②後続のＰＶＡのＭＦＲに近いＬＤＰＥで再追出を行い、ＰＶＡに切替える。
ＰＶＡ → ＰＶＡ以外直接切替える。

（5）運転停止
ＬＤＰＥ等に切替え、完全にＰＶＡを追出してから停止してください。

8

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7-2．射出成形（1）成形機仕様および成形条件例
項目単位
日精樹脂工業 ＦＳ 80 Ｓ 12 ＡＳＥＥ

成形機

（射出容量 127cm3／ショット､型締力 80 トン）

成形品

物性評価用テストピース

グレード
シリンダー温度

ＣＰ－１０００ＣＰ－１２１０（後）℃

160160（中）℃

180180（前）℃

180180ノズル温度℃

170170

金型温度℃

3030（1 次）

2kgf／cm

1640

1100

（2 次）

2kgf／cm

910

550

（3 次）

kgf／cm2910

550

スクリュー背圧kgf／cm2

1010

射出時間

sec

1210

冷却時間

sec

4040

射出圧力

（2）樹脂切替
切替前の樹脂→切替後の樹脂切替方法

ＰＶＡ以外→ＰＶＡ

3～5 ショット置換

ＰＶＡ→ＰＶＡ以外

3～5 ショット置換（3）運転停止 ＬＤＰＥ等に切替え、完全にＰＶＡを追出した後、ＬＤＰＥ等の空打ちをして追出してください。

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8．ＣＰシリーズの用途展開
容易に溶融成形でき、水溶性の特徴を有するＣＰシリーズの成形品は多岐に亘る分野での用途展開が期待されています。次に一例を示します。

8-1．フィルム、ボトル

8-3．樹脂改質剤

人体に影響を与える可能性のある粉体や液体等をＣＰシリーズのポリエチレンやポリプロレン等にブレンドすることにより親水性フィルムやボトルで包装すれば、包装したまま水中に投入することを付与することができます。水性塗料等との適性が向上されます。

で、人が薬品に触れること無く使用でき、容器回収の手間も省けま

図 3 にポリプロピレンに対するＰＶＡ添加による表面親水性向上効す。例えば、農薬ボトル、染料包装、溶剤包装等の用途があります。

果を示します。

8-2．ラミネート加工

8-4．その他

一般のポバール水溶液塗工では不可能な水溶性紙、水解紙へのラ土木建築関係（スリーブ、パッキング･･･）、農業関係（シードテミネートが可能です。目止め効果とヒートシール性を利用して粉体ープ、苗木容器･･･）の包装材等に使用できます。またクラフト紙等にラミネートすることで、ヒートシールあるいは再湿で接着でき、水洗いすることで剥がせる（粘着剤不要な）ラベルができます。例えば、入浴剤の包装材、洗濯石鹸の包装材、水洗用ラベル等の用途があります。

図 3. ＰＶＡ添加によるＰＰの表面親水性向上効果（ＰＰ：Ｊ１１５Ｇ 宇部興産製）

10溶融成形用ＰＶＡ系樹脂

9．廃棄処理方法
9-1．焼却
一般塵芥と同様に焼却することができます。
（燃焼熱）
ＣＰシリーズ： 5.99×103 Kcal/kg
ポリエチレン：11.1×103 Kcal/kg

9-2．廃水負荷（0.5wt%水溶液）
表 6 に試料濃度 0.5wt%水溶液の廃水負荷の値を示します。

表 6．ＣＰシリーズの廃水負荷
単位ＣＰ－１０００ＣＰ－１２１０コーンスターチ

ＢＯＤmg／l

37413500

ＣＯＤmg／l

4100

4500

3300

9-3．生分解性
表 7 にＣＰシリーズの生分解率を示します。無機培地液 300ml に日間培養し、生分解率を求めています。本試験は汚泥量を増加（9mg

活性汚泥 30mg とＣＰシリーズ 30mg（加熱し、水溶液としています）→30mg）させた以外は JIS K 6950（プラスチック－活性汚泥によるを加え、クーロメーター（大倉電気 OM3001A 型）を用い、25℃で 28好気的生分解度試験方法）に準じています。

表 7．ＣＰシリーズの生分解率
単位

7 日目

14 日目

21 日目

28 日目

ＣＰ－１０００wt%

24.9

68.5

72.2

75.5

ＣＰ－１２１０wt%

31.875.5

80.882.311溶融成形用ＰＶＡ系樹脂【「クラレポバール」の取り扱いおよび保管上の注意】
取り扱い：
1．微粉を含んでおり、溶解槽への仕込み時に粉塵が立つ場合があるので、皮膚および目を保護するために、ゴム手袋および保護眼鏡等を付けてください。
2．大量に取り扱う場合には集塵装置を設置してください。また、静電気、火花を着火源として粉塵爆発を起こす危険性があるので確
実に接地を行い、導電性材料を用いる等の対策が必要です。

保管：
1．水に溶解するので雨水等がかからないように保管してください。
2．吸湿してブロックになりやすいので高温多湿の場所は避けて保管してください。
3．3,000kg 以上の保管については、消防法指定可燃物（可燃性固体類）としての規制を受けます。

【安全性に関して】
安全性についての詳しい情報は製品安全データシートを準備しておりますのでご参照ください。

記載内容は現時点で入手できる資料・情報・データに基づき作成し、正確を期していますが保証するものではありません。注意事項は通常の取り扱いを対象としたもので、必ずしもすべての状況、用途、用法に適合するものではありません。従って、使用者各位の責任において安全な管理・使用条件を設定しご使用ください。

連絡先

株式会社クラレ ポバール樹脂事業部〒100-0004 東京都千代田区大手町 2-6-4（常盤橋タワー）
電話：03-6701-2021 FAX：03-6701-2141

2023.03