ВОДОРАСТВОРИМАЯ ПЛЕНКА, ПАКЕТЫ ИЗ ПЛЕНКИ И СПОСОБЫ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
WATER-SOLUBLE FILM, FILM PACKAGES, AND METHODS FOR PRODUCTION AND APPLICATION THEREOF

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
[0001] Согласно Кодексу законов США, раздел 35, 119(e), в настоящей заявке испрошен приоритет на основании предварительной заявки на патент США № 62/322216, поданной 13 апреля 2016 года, полное содержание которой включено в данный документ посредством ссылки.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Область техники
[0002] Настоящее описание относится, в целом, к водорастворимым пленкам. Более конкретно, настоящее описание относится к водорастворимым пленкам на основе поливинилового спирта, подходящим для упаковки ингредиентов и их высвобождения в холодную воду по истечении требуемого времени.
Краткое описание родственной технологии
[0003] Водорастворимые полимерные пленки обычно используют в качестве упаковочных материалов для упрощения диспергирования, выливания, растворения и дозирования материала, подлежащего введению. Например, пакеты из водорастворимой пленки обычно используют для упаковки композиций бытовой химии, таких как моющие средства для стирки или для мытья посуды. Потребитель может напрямую помещать пакетированную композицию в смесительную емкость, такую как ведро, раковина или стиральная машина. Обеспечивает преимущество точного дозирования, при этом устраняя для потребителя необходимость измерения количества композиции. Пакетированная композиция также может минимизировать проблемы, связанные с дозированием аналогичной композиции из флакона, например, наливанием жидкого стирального средства из бутылки. В целом, растворимые дозированные пакеты из полимерной пленки обеспечивают удобство потребительского использования в самых разных областях применения.
[0004] Некоторые водорастворимые полимерные пленки, используемые для изготовления пакетов, имеющихся на рынке, могут не полностью растворяться во время цикла стирки, оставляя остатки пленки на изделиях в стиральной машине. Такие проблемы могут возникать особенно в тех случаях, когда пакет используют в жестких условиях стирки, например, когда пакет используют в холодной воде, т.е. в воде при температуре всего 5°C. Следует отметить, что экологические проблемы и энергетические затраты стимулируют желание потребителей использовать холодную воду для стирки.
[0005] Недавно в соответствии с Регламентом комиссии (ЕС) № 1297/2014 от 5 декабря 2014 года, в целях адаптации к техническому и научному прогрессу, внесены поправки в Регламент (ЕС) № 1272/2008 Европейского парламента и Совета по классификации, маркировке и упаковке веществ и смесей, требующие дополнительных условий для жидкого бытового стирального средства в дозировках для одноразового использования, содержащихся в растворимой упаковке. Среди этих условий были требования, согласно которым растворимая упаковка должна сохранять жидкое содержимое в течение по меньшей мере 30 секунд при внесении растворимой упаковки в воду при 20°C.
[0006] Таким образом, в данной области техники существует потребность в водорастворимой пленке, растворимой в холодной воде, из которой можно изготавливать пакеты для упаковки жидких моющих средств, и которая обладает требуемыми свойствами, такими как растворение пленок, включая количество остатка пленки после воздействия воды, и другими физическими свойствами, такими как прочность упаковки. Было обнаружено, что свойства растворения водорастворимой пленки и прочность упаковки являются взаимоисключающими свойствами, и что необходим тщательный выбор для сбалансированного компромисса указанных свойств.
Сущность изобретения
[0007] Настоящая заявка относится к пленке, содержащей смесь по меньшей мере двух различных полимеров поливинилового спирта (PVOH), причем от 10% до 50% по массе указанной смеси по меньшей мере двух различных полимеров поливинилового спирта составляет первый полимер поливинилового спирта, содержащий по меньшей мере два мономера, - первый мономер, содержащий мономерное звено из малеиновой кислоты, второй мономер, содержащий мономерное звено из винилового спирта, и необязательно третий мономер, содержащий мономерное звено винилацетата, и количество мономерного звена из малеиновой кислоты составляет от 3 мол. % до 6 мол. % от первого полимера поливинилового спирта; от 50% до 90% по массе указанной смеси по меньшей мере двух различных полимеров поливинилового спирта составляет второй полимер поливинилового спирта, состоящий из мономерных звеньев винилового спирта и (необязательно) мономерных звеньев винилацетата.
[0008] Предусмотрено, что для композиций и способов, описанных в данном документе, необязательные признаки, включая, но не ограничиваясь этим, компоненты, их композиционные диапазоны, заместители, условия и стадии, подлежат выбору из различных аспектов, вариантов реализации и примеров, приведенных в настоящем документе.
[0009] Дополнительные аспекты и преимущества станут понятны специалистам в данной области техники из обзора следующего подробного описания, рассмотренного вместе с графическими материалами. Несмотря на то, что пленка, пакет и способы их получения могут быть реализованы различными вариантами в различных формах, изложенное далее описание включает конкретные варианты реализации, которые следует понимать как иллюстрацию настоящего описания, но не ограничение настоящего изобретения до конкретных вариантов реализации, описанных в данном документе.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0010] Для дальнейшего облегчения понимания настоящего изобретения, к настоящему документу прилагаются 4 чертежа.
[0011] На фиг. 1 представлена диаграмма прочностных свойств пакета из водорастворимых пленок.
[0012] На фиг. 2 представлена схема оборудования и ориентация пакета в методе испытания пакета на прочность.
[0013] На фиг. 3 представлен пример клетки из проволочного каркаса (показана с раскрытым верхом для лучшей иллюстрации водорастворимых пакетов, находящихся в ней) для использования в описанном испытании на пропускание жидкости.
[0014] На фиг. 4 показано устройство для проведения описанного испытания на пропускание жидкости, содержащее стакан, опирающийся на подставку, подставку, удерживающую стержень для опускания клетки в стакан, и стержень, который крепится с помощью хомута с зажимным винтом (не показан).
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0015] Определения
[0016] «Содержит» в данном контексте означает, что различные компоненты, ингредиенты или стадии можно использовать совместно при практическом осуществлении настоящего раскрытия. Соответственно, термин «содержащий» охватывает более ограничительные термины «состоящий по существу из» и «состоящий из». Предложенные композиции могут содержать, состоять по существу или состоять из необходимых и необязательных элементов, описанных в данном документе.
[0017] «Жидкость» в данном контексте включает пасты, жидкости, гели, пены и муссы. Неограничивающие примеры жидкостей включают: жидкие моющие композиции для работы в облегченном и жестком режиме, усилители ткани, композиции для чистки твердых поверхностей, моющие гели, обычно используемые для стирки и мытья посуды, отбеливающие и стиральные добавки, шампуни, средства для мытья тела и другие композиции для личной гигиены. Газы (например, взвешенные пузырьки или твердые частицы, например, частицы) могут быть включены в жидкость. Особого внимания заслуживают жидкие моющие композиции для работы в облегченном и жестком режиме, например, для стирки белья.
[0018] Все проценты, части и отношения основаны на общей сухой массе пленочной композиции или на общей массе композиции содержимого пакета согласно настоящему изобретению, и все измерения сделаны при температуре примерно 25°C, если не указано иное. Все массы, которые относятся к перечисленным ингредиентам, основаны на содержании активного вещества и, следовательно, не включают носители или побочные продукты, которые могут содержаться в имеющихся в продаже материалах, если не указано иное.
[0019] Все диапазоны, указанные в настоящем документе, включают все возможные подмножества диапазонов и любые комбинации таких диапазонов подмножества. По умолчанию диапазоны включают указанные конечные точки, если не указано иное. Если приведен диапазон значений, следует понимать, что в настоящее описание включено каждое промежуточное значение между верхним и нижним пределом указанного диапазона и любым другим заявленным или промежуточным значением в указанном диапазоне. Верхний и нижний пределы этих меньших диапазонов могут быть независимо включены в меньшие диапазоны и также включены в настоящее описание, кроме любого специально исключенного предела в указанном диапазоне. Если заявленный диапазон включает один или оба предела, то диапазоны, исключающие один или оба из включенных пределов, также рассматриваются как часть настоящего описания.
[0020] Очевидно, что для любого числового значения, описанного в настоящем документе, например, в качестве параметра описываемого предмета или части диапазона, связанного с описанным предметом, альтернатива, которая является частью описания, представляет собой функционально эквивалентный диапазон вокруг конкретного числового значения (например, для размера, описанного как «40 мм», предусмотренный альтернативный вариант реализации «примерно 40 мм»).
[0021] Пакеты, описанные в настоящем документе, содержат водорастворимую пленку. Ниже описаны водорастворимая пленка, пакеты, содержащие водорастворимую пленку, композиции, содержащиеся в пакетах (например, «пакетированные композиции»), упаковка для пакетов и способы стирки с применением пакета.
[0022] В данном контексте термины пакет(-ы) и мешочек(-ки) следует понимать взаимозаменяемо. В некоторых вариантах реализации термины пакет(-ы) и мешочек(-ки), соответственно, использованы для обозначения контейнера, изготовленного с использованием пленки, и герметичного контейнера, предпочтительно содержащего определенный материал, запечатанный в нем, например, в форме системы доставки дозированного количества. Запечатанные пакеты можно получать любым подходящим способом, включая такие способы и приемы, как термическая сварка, сварка растворителем и склеивание с помощью адгезива (например, с использованием водорастворимого адгезива).
[0023] В данном контексте и если не указано иное, термины «масс. %» и «% масс.» предназначены для обозначения содержания указанного элемента в «сухих» (неводных) частях по массе от всей пленки (если это применимо) или в частях по массе от всей композиции, заключенной в пакет (если применимо). В данном контексте и если не указано иное, термин «PHR» обозначает содержание указанного элемента в частях на сто частей водорастворимого полимера (или смолы; будь то PVOH или иное) в водорастворимой пленке.
[0024] Вязкость полимера PVOH (μ) определяют путем измерения свежеприготовленного раствора с использованием вискозиметра типа Brookfield LV с адаптером UL, как описано в британском стандарте метода испытания по Брукфильду EN BNF 15023-2: 2006, Приложение E. В международной практике указывается вязкость 4% водных растворов поливинилового спирта при 20°С. Все вязкости, указанные в данном контексте в сантипуазах (сП), относятся к вязкости 4% водного раствора поливинилового спирта при 20°C, если не указано иное. Аналогично, если смола описана как имеющая (или не имеющая) определенную вязкость, то, если не указано иное, это означает, что указанная вязкость представляет собой среднюю вязкость для данной смолы, которая по своей природе имеет соответствующее молекулярно-массовое распределение.
[0025] Как описано ниже, пленка, описанная в настоящем документе, неожиданно обеспечивает баланс свойств растворимости пленки и прочности пакетов, изготовленных из такой водорастворимой пленки, для выбора требуемой водорастворимой пленки.
[0026] Указанная пленка содержит смесь водорастворимого сополимера поливинилового спирта (PVOH), пластификатор, поверхностно-активное вещество и необязательные ингредиенты.
[0027] Такую пленку можно получать методом отливки из раствора. Пленку можно использовать для получения контейнера (мешочка) любым подходящим способом, включая термоформование и, например, сварку растворителем или термическую сварку слоев пленки по периферии контейнера. Например, пакеты можно использовать для дозированного введения материалов в нерасфасованную воду.
[0028] Предполагается, что пленка, пакеты и соответствующие способы получения и применения включают любую комбинацию одного или более из дополнительных необязательных элементов, признаков и стадий, дополнительно описанных ниже (включая представленные в примерах и на чертежах), если не указано иное.
[0029] Водорастворимая пленка
[0030] Описанная в настоящем документе пленка и соответствующие пакеты содержат пластифицированную, полученную литьем из раствора, водорастворимую пленку. В одном аспекте водорастворимая пленка содержит, в целом, по меньшей мере примерно 50 масс. % смеси смолы PVOH, содержащей по меньшей мере два полимера PVOH. Пленка может иметь любую подходящую толщину, и типичной и специально предусмотренной толщиной пленки является примерно 76 микрон (мкм). Другие предусмотренные значения и диапазоны включают значения в диапазоне от примерно 50 до 80 мкм, или от примерно 5 до примерно 200 мкм, или от примерно 20 мкм до примерно 100 мкм, или от примерно 40 до примерно 85 мкм, или от примерно 60 до примерно 78 мкм, или от примерно 35 мкм до примерно 100 мкм, например, примерно 65 мкм или примерно 76 мкм. Необязательно, водорастворимая пленка может представлять собой отдельную пленку, состоящую из одного слоя или множества подобных слоев.
[0031] СМЕСЬ СМОЛЫ PVOH
[0032] Описанная в настоящем документе пленка содержит по меньшей мере два различных полимера поливинилового спирта (PVOH), которые образуют компонент PVOH смолы в указанной пленке. Требуемые физические свойства полученной пленки из указанной смеси смол PVOH обеспечивает возможность оптимизировать свойства водорастворимой пленки в отношении баланса между растворимостью и прочностью упаковки, изготовленной из такой водорастворимой пленки.
[0033] Поливиниловый спирт представляет собой синтетическую смолу, обычно получаемую алкоголизом, обычно называемым гидролизом или омылением, поливинилацетата. Полностью гидролизованный PVOH, где практически все ацетатные группы были превращены в спиртовые группы, представляет собой прочно связанный водородными связями, высококристаллический полимер, который растворяется только в горячей воде - при температуре выше примерно 140°F (примерно 60°C). Если после гидролиза поливинилацетата осталось достаточное количество ацетатных групп, то есть полимер PVOH является частично гидролизованным, то указанный полимер слабее связан водородными связями, является менее кристаллическим и более растворимым в холодной воде - при температуре ниже примерно 50°F (примерно 10°C). Таким образом, частично гидролизованный полимер представляет собой сополимер винилового спирта и винилацетата, который является сополимером PVOH, но обычно его называют PVOH.
[0034] Смолы сополимера PVOH с боковыми карбоксильными группами, такие как смолы на основе винилового спирта/гидролизованной натриевой соли метилакрилата, могут образовывать лактонные кольца между соседними боковыми карбоксильными и спиртовыми группами, что снижает растворимость в воде сополимерной смолы PVOH. В присутствии сильного основания, такого как отбеливающая добавка для стирки, лактонные кольца могут раскрываться за нескольких недель при относительно теплых (окружающих) условиях и в условиях высокой влажности (например, посредством реакций с раскрытием лактонного кольца с образованием соответствующих боковых карбоксильных и спиртовых групп с повышенной растворимостью в воде). Таким образом, в отличие от эффекта, наблюдаемого для пленок из гомополимера PVOH, полагают, что такая пленка из сополимера PVOH может стать более растворимой благодаря химическим взаимодействиям между пленкой и щелочной композицией внутри пакета в процессе хранения. Следовательно, по мере их старения пакеты могут становиться все более склонными к преждевременному растворению во влажных или сырых условиях хранения или при случайном воздействии воды, что приводит к уменьшению прочности пакета и/или снижению эффективности некоторых активных компонентов средств для стирки вследствие присутствия отбеливающего агента и влияния конечного рН. Альтернативно, при приведении в контакт указанной пленки с композицией, имеющей примерно нейтральный рН, например, рН от 7 до 8, количество лактонных колец может увеличиваться, что может обусловливать относительную нерастворимость пакета.
[0035] Смесь смолы PVOH содержит смесь двух или более смол PVOH, первая смола PVOH выбрана из частично или полностью гидролизованного сополимера PVOH, который представляет собой полимер, полученный из малеиновой кислоты, который содержит мономерное звено, полученное из малеиновой кислоты, мономерное звено винилового спирта и необязательно винилацетатное мономерное звено, и вторая смола PVOH представляет собой частично или полностью гидролизованный сополимер PVOH, который содержит мономерное звено винилового спирта и необязательно винилацетатное мономерное звено.
1
6
[0036] В различных вариантах реализации мономерное звено, полученное из малеиновой кислоты, может представлять собой одну или более из малеиновой кислоты, моноалкилмалеата, диалкилмалеата, монометилмалеата, диметилмалеата, малеинового ангидрида, солей щелочных металлов вышеуказанных соединений (например, солей натрия, калия или других щелочных металлов), сложных эфиров вышеуказанных соединений (например, метилового, этилового или других С-С алкиловых сложных эфиров) и их комбинаций (например, несколько типов анионных мономеров или эквивалентных форм одного анионного мономера). Например, мономерная единица, полученная из малеиновой кислоты, может содержать один или более из моноалкилмалеата, диалкилмалеата и их солей с щелочными металлами (например, натриевых солей). Аналогично, анионный мономер может содержать один или более из монометилмалеата, диметилмалеата и их солей с щелочными металлами (например, натриевых солей).
[0037] Количество введения мономерных звеньев или функциональных групп, полученных из малеиновой кислоты, в смоле PVOH, может составлять от 1 до 10 мол. %, или от 1,5 до 8 мол. %, или от 2 до 6 мол. %, или от 3 до 6 мол. %, или от 3 до 5 мол. %, или от 1 до 4 мол. %, например, 2 мол.%, 3 мол. %, 3,5 мол. %, 4 мол. %, 4,5 мол. %, 5 мол. %, 6 мол. %, 7 мол. % или 8 мол. %.
[0038] В другом аспекте количество боковых групп, вводимых путем сополимеризации, может составлять от 1 до 20%, или от 1,5% до 8%, или от 6% до 12%, или от 2% до 12%, или от 2% до 10%, или по меньшей мере 2,5%, или по меньшей мере 3%, или по меньшей мере 3,5%, например, 2%, 3%, 6% или 8%.
[0039] Альтернативно или дополнительно, звено(-я) анионного мономера, такие как мономерные звенья, полученные из малеиновой кислоты, можно описать по количеству анионных мономерных звеньев, присутствующих в пленке PVOH, например, в молярном содержании (мол. %) анионных мономерных звеньев относительно общего количества PVOH полимера в пленке (например, общего содержания PVOH полимера, включая гомополимер(-ы) и сополимер(-ы), в смеси смол PVOH). Анионное мономерное звено(-я) может присутствовать в водорастворимой пленке в количестве от примерно 0,3 мол. % до примерно 3 мол. % от общего содержания PVOH полимера в пленке. Звено(-я) анионного мономера могут присутствовать в пленке в количестве по меньшей мере примерно 0,3, 0,5, 0,75, 1,0 или 1,2 мол. %, и/или до 3,0, 2,5, 2,0 или 1,7 мол. % от общего содержания PVOH полимера в пленке. Например, первый полимер PVOH, который содержит (карбоксилированные) анионные мономерные звенья, полученные из малеиновой кислоты, можно смешивать со вторым PVOH полимером, таким как гомополимер, в соотношении от примерно 20 масс. %/80 масс. % смеси до примерно 80 масс. %/20 масс. % до достижения среднего содержания анионного мономерного звена в смеси от примерно 0,5 мол. % до примерно 3 мол. % от общего количества PVOH полимера. В другом варианте реализации вышеуказанное содержание анионного мономерного звена может быть выражено относительно общего содержания водорастворимого полимера PVOH в пленке. В другом варианте реализации вышеуказанное содержание анионного мономерного звена может быть выражено относительно общего содержания водорастворимого полимера в пленке, PVOH или иным образом.
[0040] Растворитель для омыления поливинилацетата до поливинилового спирта обычно представляет собой метанол, который может оставаться в готовом порошке PVOH даже после сушки. При растворении PVOH метанол высвобождается в атмосферу. Таким образом, желательно снизить содержание метанола в порошке PVOH до менее 3 масс. % или даже менее 1 масс. %. Способы удаления летучих органических соединений включают подачу водосодержащего газа на стадии сушки для замены летучих органических соединений в полимерах PVOH на воду. Однако PVOH, модифицированный сложными моноэфирами, сложными диэфирами или ангидридами этиленненасыщенных дикарбоновых кислот, имеет высокое сродство к воде, и применение водосодержащего газа приводит к растворению поверхности частиц порошка и агломерации частиц, что затрудняет переработку PVOH. Альтернативно, для удаления остаточного метанола используют длительное нагревание при высоких температурах. Однако такие высокие температуры способствуют сшиванию между гидроксильным фрагментом PVOH и сложным моноэфиром, сложным диэфиром и/или ангидридом, что приводит к получению нерастворимых компонентов.
[0041] Для уменьшения количества остаточного метанола в сополимерах PVOH, омыленный сополимер промывают в смеси метанола/метилацетата с объемным (об.) содержанием метилацетата примерно 45 об. % или более, 60 об. % или более, или 70 об. % или более. Например, гель PVOH, полученный после стадии омыления, можно растирать с метанолом/метилацетатом в соотношении 15/85 (об./об.).
[0042] Кроме того, для уменьшения содержания метанола, размер частиц готовой смолы PVOH можно уменьшать, так чтобы более 95 масс. % частиц проходили через сито 1,0 мм, или более 30% частиц проходили через сито 500 мкм, или более 45% частиц проходили через сито 500 мкм. Если размер частиц готовой смолы PVOH слишком велик, то испарение метанола становится затруднительным.
[0043] Для сополимера PVOH, содержащего сложные моноэфиры, сложные диэфиры или ангидриды этиленненасыщенной дикарбоновой кислоты, количество нерастворимых компонентов можно уменьшать посредством регулирования отношения образования лактонного кольца к модификации сополимера путем частичного омыления. Отношение образования лактонного кольца к модификации сополимера может быть описано уравнением (Q):
0,05 ≤ Y/X < 0,98 (Q)
[0044] где X представляет собой модификацию сополимера, а Y представляет собой образование лактонного кольца. Для уменьшения количества нерастворимых материалов, отношение Y/X составляет примерно 0,80 или менее, примерно 0,60 или менее, или примерно 0,40 или менее.
1
4
6
[0045] Дополнительные сомономеры включают анионные мономеры, включая винилуксусную кислоту, малеиновую кислоту, моноалкилмалеат, диалкилмалеат, малеиновый ангидрид, фумаровую кислоту, моноалкилфумарат, диалкилфумарат, монометилфумарат, диметилфумарат, фумаровый ангидрид, итаконовую кислоту, монометилитаконат, диметилитаконат, итаконовый ангидрид, соли вышеуказанных соединений с щелочными металлами (например, соли натрия, калия или других щелочных металлов), сложные эфиры вышеуказанных соединений (например, метиловые, этиловые или другие C-C или C сложные алкиловые эфиры) и их комбинации (например, несколько типов анионных мономеров или эквивалентных форм одного анионного мономера).
[0046] Указанное количество полимера PVOH, полученного из малеиновой кислоты, объединяют с поливинилом PVOH, состоящим из мономерных звеньев винилового спирта и (необязательно) мономерных звеньев винилацетата (например, гомополимера PVOH, который представляет собой либо полностью гидролизованный поливиниловый спирт, либо частично гидролизованную комбинацию поли(винилового спирта-со-винилацетата).
[0047] Гомополимер PVOH, состоящий из мономерных звеньев винилового спирта и (необязательно) винилацетатных мономерных звеньев, содержит от примерно 50% до примерно 90% по массе смеси смол PVOH, или от примерно 50% до примерно 80%, или от примерно 50% до примерно 70%, или от примерно 60% до примерно 70% по массе смеси смол PVOH.
[0048] Гомополимер PVOH, состоящий из мономерных звеньев винилового спирта и (необязательно) винилацетатных мономерных звеньев, может быть выбран из одного или более различных гомополимеров PVOH. Гомополимеры PVOH могут различаться по вязкости, по степени гидролиза или и тем, и другим.
[0049] В данной области техники хорошо известно, что вязкость смол PVOH коррелирует со средневесовой молекулярной массой  смолы PVOH, и вязкость часто используют для приблизительного описания средневесовой молекулярной массы. Гомополимер PVOH может иметь вязкость от примерно 3,0 до примерно 40,0 сП, или от 7,0 до примерно 30,0 сП, или от примерно 10,0 до примерно 35,0 сП, или 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40 сП. Конкретные неограничивающие примеры включают:
POVAL * Название марки
Вязкость[сП]
4-88
3,5-4,5
6-88
5,0-6,0
8-88
7,0-9,0
13-88
11,5-14,5
18-88
16,5-19,8
23-88
21,5-24,5
26-88
24,5-27,5
32-88
30,0-34,0
40-88
38,0-42,0
3-80
2,8-3,3
26-80
21,0-31,0
32-80
29,0-35,0
40-80
37,0-45,0
5-82
4,5-5,2
3-85
3,4-4,0
* производства Kuraray
[0050] Гомополимерная смола PVOH может иметь степень гидролиза (D.H. или DH) по меньшей мере 80%, 84% или 85% и не более примерно 99,7%, 98%, 96% или 80%, например, от примерно 84% до примерно 90%, или от 85% до 88%, или 86,5%, или от 85% до 99,7%, от примерно 88% до 98%, или от 90% до 96%, например, 91%, 92%, 93%, 94%, 95% или 96%. В данном контексте степень гидролиза выражена в виде молярного процента винилацетатных звеньев, превращенных в звенья винилового спирта. Конкретные неограничивающие примеры включают:
POVAL * Название марки
Степеньгидролиза[мол. %]
4-88
86,7-88,7
6-88
86,7-88,7
8-88
86,7-88,7
13-88
86,7-88,7
18-88
86,7-88,7
23-88
86,7-88,7
26-88
86,7-88,7
32-88
86,7-88,7
40-88
86,7-88,7
3-80
78,5-81,5
26-80
78,0-81,0
32-80
78,0-81,0
40-80
78,0-81,0
5-82
80,0-83,0
3-85
84,2-86,2
* производства Kuraray
[0051] Первая смола PVOH, полимер PVOH, полученный из малеиновой кислоты, составляет оставшуюся часть смеси смол PVOH или от примерно 10% до примерно 50% по массе смеси смол PVOH из полимера PVOH, полученного из малеиновой кислоты, или от примерно 20% до примерно 50%, или от примерно 30% до примерно 50%, или от примерно 30% до примерно 40% по массе смеси смол PVOH.
1
4
6
[0052] PVOH полимер, полученный из малеиновой кислоты, имеет вязкость от примерно 15 до примерно 20 сП или от 15 до примерно 18 сП. Степень гидролиза полимера PVOH, полученного из малеиновой кислоты, составляет от примерно 88,0 мол. % до примерно 98,0 мол. %, или от 90,0 мол.% до примерно 94 мол. %, или от 88,0 мол. % до 92,0 мол. %, или от примерно 60% до примерно 99%, или от примерно 80% до примерно 98%, или от примерно 83% до примерно 95%, или от примерно 85% до примерно 92%. Одним из примеров является полимер PVOH, полученный из малеиновой кислоты, соли вышеуказанных соединений с щелочными металлами (например, соли натрия, калия или других щелочных металлов), сложные эфиры вышеуказанных соединений (например, метиловые, этиловые или другие C-C или C сложные алкиловые эфиры) и их комбинации с вязкостью от 15 до 20 сП со степенью гидролиза от 88,0 мол. % до 92,0 мол. %.
1
[0053] Альтернативно, анионно модифицированный полимер PVOH может иметь вязкость от примерно 10 сП до примерно 40 сП, или от примерно 10 сП до примерно 30 сП, или от примерно 12 сП до примерно 25 сП, или от 14 сП до 20 сП. Первая вязкость μ может составлять от примерно 4 сП до примерно 24 сП (например, по меньшей мере примерно 4, 8, 10 или 12 сП и/или до примерно 12, 16, 20 или 24 сП, например, от примерно 10 сП до примерно 16 сП или от примерно 10 сП до примерно 20 сП), и степень гидролиза составляет от примерно 60% до примерно 99%, предпочтительно от примерно 80% до примерно 98%, предпочтительно от примерно 83% до примерно 95%, предпочтительно от примерно 85% до примерно 92%.
1
2
2
1
[0054] Смесь смолы PVOH может иметь вязкость смеси от примерно 10,0 до примерно 25,0 сП, или от примерно 12,0 до примерно 20,0 сП, или от примерно 13,0 до примерно 16,0 сП, или от примерно 14,0 до примерно 15,5 сП. Может быть желательно иметь первый полимер PVOH, полимер PVOH, полученный из малеиновой кислоты, имеющий первую вязкость (μ) от примерно 10 сП до примерно 30 сП, и второй полимер PVOH, гомополимер PVOH, состоящий по существу из мономерных звеньев винилового спирта и необязательно винилацетатных мономерных звеньев, имеющий вторую вязкость (μ) примерно 40 сП или менее. В другом уточнении различных вариантов реализации разность вязкости |μ - μ| для полимера PVOH, полученного из малеиновой кислоты, и гомополимера PVOH составляет от примерно 0 сП до примерно 10 сП (например, от примерно 0 сП до примерно 5 сП).
[0055] Не ограничиваясь теорией, полагают, что выбор комбинации полимера PVOH, полученного из малеиновой кислоты, и гомополимера PVOH дает требуемые физические свойства для растворимости с уменьшением количества остатка водорастворимой пленки, сбалансированные с прочностью упаковки, изготовленной из такой водорастворимой пленки.
1
4
6
[0056] Смесь смолы PVOH может содержать анионный полимер PVOH, в котором анионные мономерные звенья включают звенья виниловой полимеризации, соответствующие виниловым анионным мономерам, включая винилуксусную кислоту, малеиновую кислоту, моноалкилмалеат, диалкилмалеат, малеиновый ангидрид, фумаровую кислоту, моноалкилфумарат, диалкилфумарат, монометилфумарат, диметилфумарат, фумаровый ангидрид, итаконовую кислоту, монометилитаконат, диметилитаконат, итаконовый ангидрид, соли вышеуказанных соединений с щелочными металлами (например, натриевые, калиевые или другие соли щелочных металлов), сложные эфиры вышеуказанных соединений (например, метиловые, этиловые или другие C-C или C сложные алкиловые эфиры) и их комбинации (например, несколько типов анионных мономеров или эквивалентных форм одного анионного мономера). Другой анионный полимер PVOH, содержащий анионные мономерные звенья, может присутствовать в другом полимере PVOH в количестве от примерно 3 мол. % до примерно 6 мол. %, или от примерно 3 мол. % до примерно 5 мол. %, или от примерно 3,5 мол. % до примерно 4,5 мол. %, или от примерно 4 мол. % до примерно 4,5 мол. %, по отдельности или вместе.
[0057] Водорастворимая пленка может содержать по меньшей мере примерно 50 масс. %, 55 масс. %, 60 масс. %, 65 масс. %, 70 масс. %, 75 масс. %, 80 масс. %, 85 масс. % или 90 масс. %, и/или до примерно 60 масс. %, 70 масс. %, 80 масс. %, 90 масс. %, 95 масс. % или 99 масс. % смеси смолы PVOH.
[0058] В одном аспекте первый полимер PVOH присутствует в водорастворимой пленке в количестве от примерно 30 масс. % до примерно 90 масс. % (или от примерно 40 масс. % до примерно 60 масс. %, от примерно 40 масс. % до примерно 70 масс. %) от всех полимеров PVOH и сополимеров PVOH в пленке (т.е. относительно массы смеси смолы PVOH). Например, первый сополимер PVOH может присутствовать в количестве по меньшей мере 30 масс. %, 40 масс. %, 45 масс. %, 50 масс. %, 55 масс. %, 60 масс. % или 65 масс. %, и/или до примерно 55 масс. %, 60 масс. %, 65 масс.%, 70 масс. %, 75 масс. %, 80 масс. %, 85 масс. % или 90 масс. % от общего количества PVOH полимеров и PVOH сополимеров в пленке. В другом аспекте вышеуказанные концентрации первого полимера PVOH альтернативно или дополнительно могут быть выражены относительно общего содержания водорастворимого полимера в пленке, PVOH или иным образом.
[0059] В одном аспекте второй полимер PVOH присутствует в количестве от примерно 10 масс. % до примерно 70 масс. % (или от примерно 30 масс. % до примерно 60 масс. %, от примерно 40 масс. % до примерно 60 масс. %) от всех PVOH полимеров и PVOH сополимеров в пленке (т.е. относительно массы смеси смолы PVOH). Например, второй полимер PVOH может присутствовать в количестве по меньшей мере 10 масс. %, 20 масс. %, 30 масс. % или 40 масс. %, и/или до примерно 40 масс. %, 50 масс. %, 60 масс. % или 70 масс. % от всех PVOH полимеров и PVOH сополимеров в пленке. В другом аспекте вышеуказанные концентрации второго полимера PVOH альтернативно или дополнительно могут быть выражены относительно общего содержания водорастворимого полимера в пленке, PVOH или иным образом.
[0060] ВЯЗКОСТЬ
[0061] Вязкость полимера PVOH (μ) определяют путем измерения свежеприготовленного раствора с использованием вискозиметра типа Brookfield LV с адаптером UL, как описано в британском стандарте метода испытания по Брукфильду EN BNF 15023-2:2006, Приложение E. В международной практике указывается вязкость 4% водных растворов поливинилового спирта при 20°С. Все вязкости, указанные в данном контексте в сантипуазах (сП), относятся к вязкости 4% водного раствора поливинилового спирта при 20°C, если не указано иное. Аналогично, если смола описана как имеющая (или не имеющая) определенную вязкость, то, если не указано иное, это означает, что указанная вязкость представляет собой среднюю вязкость для данной смолы, которая по своей природе имеет соответствующее молекулярно-массовое распределение.
[0062] ДРУГИЕ ВОДОРАСТВОРИМЫЕ ПОЛИМЕРЫ
[0063] Другие водорастворимые полимеры для использования в дополнение к смеси смолы PVOH для получения водорастворимой пленки могут включать, но не ограничиваются ими, полиакрилаты, водорастворимые акрилатные сополимеры, поливинилпирролидон, полиэтиленимин, пуллулан, водорастворимые природные полимеры, включая, но не ограничиваясь этим, гуаровую камедь, гуммиарабик, ксантановую камедь, каррагенан и крахмал, водорастворимые производные полимеров, включая, но не ограничиваясь этим, модифицированные крахмалы, этоксилированный крахмал и гидроксипропилированный крахмал, сополимеры вышеуказанных соединений и комбинации любых вышеуказанных соединений. Кроме того, другие водорастворимые полимеры могут включать полиалкиленоксиды, полиакриламиды, полиакриловые кислоты и их соли, целлюлозы, простые эфиры целлюлозы, сложные эфиры целлюлозы, амиды целлюлозы, поливинилацетаты, поликарбоновые кислоты и их соли, полиаминокислоты, полиамиды, желатины, метилцеллюлозы, карбоксиметилцеллюлозы и их соли, декстрины, этилцеллюлозы, гидроксиэтилцеллюлозы, гидроксипропилметилцеллюлозы, мальтодекстрины, полиметакрилаты и комбинации любых вышеуказанных соединений. Такие водорастворимые полимеры, будь то PVOH или другие, имеются в продаже у различных поставщиков.
[0064] Особенно подходящее применение других водорастворимых полимеров описано в US 682159 B1, кол. 3, стр. 65 - кол. 4, стр. 56.
[0065] ПЛАСТИФИКАТОРЫ

[0066] Пластификатор может включать, но не ограничивается этим, глицерин, диглицерин, сорбит, этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, дипропиленгликоль, тетраэтиленгликоль, пропиленгликоль, полиэтиленгликоли с ММ до 400, неопентилгликоль, триметилолпропан, простые полиэфирполиолы, сорбит, 2-метил-1,3-пропандиол (например, MP Diol), этаноламины и их смеси. Пластификатор может быть выбран из глицерина, сорбита, триэтиленгликоля, пропиленгликоля, дипропленгликоля, 2-метил-1,3-пропандиола, триметилолпропана или их комбинации. В одном варианте реализации пластификатор включает глицерин, сорбит и 2-метил-1,3-пропандиол. В другом варианте реализации пластификатор включает глицерин, сорбит и триметилолпропан. Общее количество пластификатора может составлять от примерно 10 масс. % до примерно 45 масс. %, или от примерно 15 масс. % до примерно 45 масс. %, или от примерно 15 масс. % до примерно 40 масс. %, или от примерно 20 масс. % до примерно 30 масс. %, например, примерно 15 масс. %, 20 масс. %, 25 масс. %, 30 масс. %, 35 масс. %, 40 масс. % относительно общей массы пленки. Термин «PHR» относится к содержанию указанного элемента в частях на сто частей водорастворимого полимера (или смолы; будь то PVOH или иное) в водорастворимой пленке. Подходящее содержание одного или более пластификаторов составляет от 5 PHR до 50 PHR, например, от 10 PHR до 40 PHR, например, от 20 PHR до 40 PHR.
[0067] Например, для комбинации глицерина, сорбита и 2-метил-1,3-пропандиола общее количество пластификатора может составлять от примерно 10 масс. % до примерно 40 масс. %, или от примерно 15 масс. % до примерно 45 масс. %, или от примерно 20 масс. % до примерно 30 масс. %, или от примерно 22 масс. % до примерно 28 масс. %, например, 15 масс. %, 20 масс. %, 25 масс. %, 30 масс. %, 35 масс. %, 40 масс. %. Указанные диапазоны обычно ниже, поскольку два из данных пластификаторов (глицерин и 2-метил-1,3-пропандиол) являются жидкостями при комнатной температуре, а один (сорбит) является твердым веществом при комнатной температуре. Необязательно глицерин можно использовать в количестве от примерно 2 масс. % до примерно 25 масс. %, или от 3 масс. % до примерно 20 масс. %, или от примерно 4 масс. % до примерно 14 масс. %, или от примерно 6 масс. % до примерно 12 масс. %, например, примерно 9 масс. %. Необязательно, сорбит можно использовать в количестве от примерно 0,1 масс. % до примерно 20 масс. %, или от примерно 0,5 масс. % до примерно 15 масс. %, или от примерно 1 масс. % до примерно 10 масс. %, или от примерно 2 масс. % до примерно 6 масс. %, например, примерно 3,3 масс. %. Необязательно, 2-метил-1,3-пропандиол можно использовать в количестве от примерно 5 масс. % до примерно 30 масс. %, или от примерно 10 масс. % до примерно 22,5 масс. %, или от примерно 12 масс. % до примерно 18 масс. %, например 16 масс. %. В другом аспекте количество пластификаторов можно выразить в PHR. Так, например, для комбинации глицерина, сорбита и 2-метил-1,3-пропандиола (MPD) общее количество пластификатора может составлять, например, по меньшей мере 20 PHR или по меньшей мере 25 PHR. Например, общее количество пластификатора может составлять до 40 PHR или 45 PHR. Общее количество пластификатора может составлять, например, 20-40 PHR, или 25-40 PHR, или 25-35 PHR, или 25-30 PHR. Общее количество пластификатора может составлять 34 или 37 PHR.
[0068] В другом примере, для комбинации глицерина, сорбита и триметилолпропана, общее количество пластификатора может составлять от примерно 25 масс. % до примерно 50 масс. %, или от примерно 30 масс. % до примерно 45 масс. %, или от примерно 35 масс. % до примерно 45 масс. %, или от примерно 40 масс. % до примерно 45 масс. %, например, 35 масс. %, 40 масс. %, 42 масс. %, 45 масс. %, 47 масс. %, 50 масс. %. Указанные диапазоны обычно выше, поскольку два из данных пластификаторов (сорбит и TMP) являются твердыми веществами при комнатной температуре, а один (глицерин) является жидкостью. Необязательно, глицерин можно использовать в количестве от примерно 5 масс. % до примерно 40 масс. %, или от 10 масс. % до примерно 35 масс. %, или от примерно 15 масс. % до примерно 30 масс. %, например, примерно 20 масс. %. Необязательно, сорбит можно использовать в количестве от примерно 1 масс. % до примерно 20 масс. %, или от примерно 3 масс. % до примерно 20 масс. %, или от примерно 5 масс. % до примерно 15 масс. %, например, 10 масс. %. Необязательно, триметилолпропан можно использовать в количестве от примерно 1 масс. % до примерно 25 масс. %, или от примерно 2 масс. % до примерно 20 масс. %, или от примерно 5 масс. % до примерно 15 масс. %, например, примерно 10 масс. %. В другом аспекте количество пластификаторов выразить в PHR. Так, например, для комбинации глицерина, сорбита и триметилолпропана (TMP), общее количество пластификатора может составлять, например, по меньшей мере 30 PHR или по меньшей мере 35 PHR. Например, общее количество пластификатора может составлять, например, до 40 PHR или 45 PHR, или 50 PHR. Общее количество пластификатора может составлять, например, 30-50 PHR, от примерно 32,5 PHR до примерно 42,5 PHR, или 35-45 PHR, или 35-40 PHR, или более 30 PHR и менее 45 PHR, или от 40 PHR до 50 PHR. Общее количество пластификатора может составлять 34 или 37,5 PHR.
[0069] Содержание пластификатора, соответствующее уровням в примерах, описанных в настоящем документе, специально предусмотрено и как иллюстративное содержание для пленочных композиций с различными другими ингредиентами, описанными в данном документе, и в качестве верхнего и нижнего предела для диапазонов. Конкретные количества пластификаторов можно выбирать в конкретном варианте реализации на основании факторов, описанных в настоящем документе, включая требуемую гибкость пленки и свойства конверсии водорастворимой пленки. При низком содержании пластификатора пленки могут стать хрупкими, трудно поддающимися обработке или подверженными разрушению. При повышенном содержании пластификатора пленки могут быть слишком мягкими, непрочными или трудно поддающимися обработке для предполагаемого применения.
[0070] Пластификатор представляет собой жидкое, твердое или полутвердое вещество, которое добавляют к материалу (обычно смоле или эластомеру), в результате чего указанный материал становится мягче, более гибким (благодаря уменьшению температуры стеклования полимера) и более простым в обработке. Альтернативно, полимер можно подвергать внутренней пластификации посредством химической модификации полимера или мономера. В качестве дополнения или альтернативы, полимер можно подвергать внешней пластификации посредством добавления подходящего пластифицирующего агента. Комбинация пластификаторов для пленки, описанной в настоящем документе, содержит глицерин в качестве первого пластификатора, сахарный спирт в качестве второго пластификатора и многоатомный спирт в качестве третьего пластификатора, который отличен от первого пластификатора и второго пластификатора.
[0071] В данном контексте и если не указано иное, термин «PHR» обозначает содержание указанного элемента в частях на сто частей водорастворимого полимера (или смолы; будь то PVOH или иное) в водорастворимой пленке.
[0072] В некоторых вариантах реализации водорастворимая пленка может содержать по меньшей мере один пластификатор (например, в качестве второго пластификатора, третьего пластификатора или иного варианта), который, в целом, является твердым при комнатной температуре и/или при обычных температурах применения, хранения или транспортировки, например, пластификатор, который является твердым в диапазоне от примерно 10°С или 20°С до примерно 30°С, 40°С или 50°С, и/или имеет температуру плавления выше указанного диапазона (например, температура плавления ниже обычной температуры процесса формования пленки, такого как литье, но выше обычной температуры применения, хранения или транспортировки). Примеры таких твердых пластификаторов включают сорбит (температура плавления 95°C) и триметилолпропан (температура плавления 58°C). Дополнительно или альтернативно, водорастворимая пленка может содержать по меньшей мере один пластификатор (например, в качестве второго пластификатора, третьего пластификатора или иного варианта), который обычно является жидким при комнатной температуре и/или при обычной температуре применения, хранения или транспортировки, например, который является жидким в диапазоне от примерно 10°С или 20°С до примерно 30°С, 40°С или 50°С, и/или имеет температуру плавления ниже указанного диапазона.
[0073] НАПОЛНИТЕЛЬ, ПРЕПЯТСТВУЮЩИЙ СЛИПАНИЮ
2
2
2
2
[0074] SiO способствует достижению низкого коэффициента трения для обеспечения пригодности для получения пакетов и необязательно способствует уменьшению остатка. Как только концентрация наполнителя, препятствующего слипанию (например, SiO), приближается к 0, проявляется тенденция к увеличению силы трения (то есть силы, необходимой для отделения одного слоя пленки от другого на рулоне). Предусмотрено минимальное содержание наполнителя, препятствующего слипанию (например, SiO), и выше определенной концентрации дальнейшее снижение блокирующей силы, обеспечиваемой наполнителем, препятствующим слипанию (например, SiO), будет ограничено, если вообще будет происходить. Другими словами, уменьшение блокирующей силы с помощью дополнительного количества обычно будет иметь «форму обратной буквы S», как показано на фиг. 1.
2
2
2
[0075] Наполнитель, препятствующий слипанию (например, SiO), может присутствовать в пленке в количестве по меньшей мере 0,1 PHR, или по меньшей мере 0,5 PHR, или по меньшей мере 1 PHR, или от примерно 0,1 до 3,0 PHR, или от примерно 0,3 до примерно 2,0 PHR, или от примерно 0,4 до 1,0 PHR, или от примерно 0,5 до примерно 0,9 PHR, или от примерно 0,5 до примерно 2 PHR, или от примерно 0,5 до примерно 1,5 PHR, или от 0,1 до 1,2 PHR, или от 0,1 до 2,7 PHR, например, 0,5 PHR, 0,6 PHR, 0,6 PHR, 0,8 PHR или 0,9 PHR. Не ограничиваясь какой-либо конкретной теорией, полагают, что уменьшение блокирования, обеспечиваемое 0,5 PHR наполнителя, препятствующего слипанию (например, SiO), не будет линейным - например, уменьшение блокирования от 0,5 до 1,0 будет больше, чем уменьшение от 1,0 до 1,5. Легко увидеть, что в какой-то момент, если содержание наполнителя, препятствующего слипанию (например, SiO), будет достаточно высоким, то содержание смолы PVOH будет недостаточным для связывания частиц друг с другом.
2
[0076] Кроме диоксида кремния/кремнезема для применения в качестве агентов против слипания/наполнителей предусмотрен также карбонат кальция и тальк. Подходящий средний размер частиц агента против слипания/наполнителя включает средний размер от примерно 3 или примерно 4 мкм до примерно 11 мкм, или от примерно 4 до примерно 8 мкм, или от примерно 5 до примерно 6 мкм, например, 5, 6, 7, 8 или 8 мкм. Подходящий SiO представляет собой необработанный синтетический аморфный диоксид кремния, предназначенный для применения в водных системах. Дополнительные агенты, известные в данной области техники для использования в пленках из поливинилового спирта в качестве агентов против слипания и наполнителей, включают крахмалы, модифицированные крахмалы, сшитый поливинилпирролидон, сшитую целлюлозу, микрокристаллическую целлюлозу, оксиды металлов и слюду.
[0077] МОДИФИКАТОР ВЫСВОБОЖДЕНИЯ
[0078] Не ограничиваясь какой-либо конкретной теорией, полагают, что стеариновая кислота эффективно действует в качестве модификатора высвобождения по одной или более из следующих причин: (а) она имеет температуру плавления ниже температуры кипения воды, которую используют для получения литьевого раствора смолы PVOH и добавок; поэтому кислоты с температурой плавления ниже примерно 90°C являются особенно предпочтительными; (b) она имеет достаточно длинную алкильную цепь, которая эффективно может быть «восковым» веществом, способствующим уменьшению блокирования и снижению коэффициента трения; (c) она имеет достаточно высокую температуру плавления, которая значительно выше типичных повышенных температур, которые воздействуют на водорастворимую пленку при транспортировке и хранении, например, в установке превращения пленки в пакеты, а затем из установок превращения пленки в пакеты к потребителям в виде готовых изделий (например, до 70°C в экстремальных условиях, хотя более типично не более 50°C или 40°C; соответственно, предусмотрены кислоты с температурой плавления выше примерно 50°C или выше примерно 60°C, или выше около 70°C. Таким образом, предусмотрены воскообразные кислоты, имеющие температуру плавления от примерно 50°C до примерно 90°C, или от примерно 60°C до примерно 90°C, или от примерно 70°C до примерно 90°C.
[0079] Также предусмотрены жирные кислоты, сложные эфиры жирных кислот, амиды жирных кислот, линейные или разветвленные варианты любых вышеуказанных соединений, насыщенные или ненасыщенные варианты любых вышеуказанных соединений, замещенные или незамещенные варианты любых вышеуказанных соединений, особенно те, температура плавления которых выше примерно 50°C, или выше примерно 60°C, или выше примерно 70°C, или составляет от примерно 50°C до примерно 90°C, или от примерно 60°C до примерно 90°C, или от примерно 70°C до примерно 90°C, и комбинации любых из вышеперечисленных соединений. Также предусмотрены соли жирных кислот, имеющие температуру плавления выше примерно 50°C, или выше примерно 60°C, или выше примерно 70°C, или от примерно 50°C до примерно 90°C, или от примерно 60°C до примерно 90°C, или от примерно 70°C до примерно 90°C, и комбинации любых из вышеперечисленных соединений. Также предусмотрены ацетаты жирных аминов и жирные спирты, имеющие температуру плавления выше примерно 50°C, или выше примерно 60°C, или выше примерно 70°C, или от примерно 50°C до примерно 90°C, или от примерно 60°C до примерно 90°C, или от примерно 70°C до примерно 90°C, и комбинации любых из вышеперечисленных соединений, например, ацетат гидрированного таллового амина. Для применения в пленке предусмотрены комбинации одного или более модификаторов высвобождения.
[0080] В частности, предусмотрено одно или более соединений, выбранных из группы, состоящей из додекановой кислоты (Тпл. 44°C), тридекановой кислоты (Тпл. 45°C), тетрадекановой кислоты (Тпл. 54°C), пентадекановой кислоты (Тпл. 43°C), гексадекановой кислоты (Тпл. 63°C), гептадекановой кислоты (Тпл. 63°C), октадекановой/стеариновой кислоты (Тпл. 70°C), нонадекановой кислоты (Тпл. 69°C), эйкозановой кислоты (Тпл. 77°C), генэйкозановой кислоты (Тпл. 82°C), докозановой кислоты (Тпл. 81°C), трикозановой кислоты (Тпл. 79° С), тетракозановой кислоты (Тпл. 88°С), пентакозановой кислоты (Тпл. 84°С), гексакозановой кислоты (Тпл. 88°С), гептакозановой кислоты (Тпл. 82°С), октакозановой кислоты (Тпл. 90°С), нонакозановой кислоты (Тпл. 90°C), триаконтановой кислоты (Тпл. 94°C), метилового эфира эйкозановой кислоты (Тпл. 46°C), метилового эфира генэйкозановой кислоты (Тпл. 49°C), метилового эфира докозановой кислоты (Тпл. 54°C), метилового эфира трикозановой кислоты (Тпл. 53° С), метилового эфира тетракозановой кислоты (Тпл. 60°С), метилового эфира пентакозановой кислоты (Тпл. 61°С), метилового эфира гексакозановой кислоты (Тпл. 64°С), метилового эфира гептакозановой кислоты (Тпл. 64°C), метилового эфира октакозановой кислоты (Тпл. 67°C), метилового эфира нонакозановой кислоты (Тпл. 69°C), триаконтановой кислоты (Тпл. 72°C), и особенно те, которые имеют температуру плавления от 60°C до 80°C.
[0081] Стеариновая кислота, в частности, не является водорастворимой, но плавится ниже 100°C, обеспечивая возможность ее плавления и смешивания в водном растворе, подлежащем отливке, что обеспечивает преимущества, включая, но не ограничиваясь этим, пригодность пленки для получения пакетов, кратковременную поверхностную водостойкость и характеристики препятствия слипанию.
[0082] Оптимальная концентрация модификатора высвобождения (например, стеариновой кислоты) в некоторых вариантах реализации может зависеть от способа превращения пленки в пакет. Если пленку превращают в пакет с применением термической сварки, то она может легко переносить более высокое содержание модификатора высвобождения (например, стеариновой кислоты), чем при запаивании пакета с помощью растворителя (например, при герметизации с помощью воды). Это связано с тем, что термический сварной шов образуется в результате спекания расплавленного PVOH и более подвержен влиянию объемных свойств пленки, а не только пленочной поверхности, где в некоторых вариантах реализации может концентрироваться модификатор высвобождения (например, стеариновая кислота). Если модификатор высвобождения (например, стеариновая кислота) находится преимущественно у поверхности, то вода не будет растворять стеариновую кислоту; поэтому PVOH не будет легко растворяться с образованием прочного шва. Не ограничиваясь какой-либо конкретной теорией, полагают, что для некоторых модификаторов высвобождения, например, стеариновой кислоты, та сторона пленки, которая обращена к воздуху (в отличие от сварной стороны пленки), будет содержать больше модификатора высвобождения. Такая неоднородность в некоторых вариантах реализации может быть выгодной, поскольку она способствует свариванию пленки на свариваемых сторонах/поверхностях пленки, а воздушные стороны/поверхности, которые могут образовывать внешнюю часть пакета и, следовательно, будут подвержены действию воды, будут менее растворимы.
[0083] В данном контексте и если не указано иное, термин «PHR» обозначает содержание указанного элемента в частях на сто частей водорастворимого полимера (или смолы; будь то PVOH или иное) в водорастворимой пленке. Как правило, модификатор высвобождения (например, стеариновая кислота) может присутствовать в пленке в количестве по меньшей мере 0,1 PHR, или по меньшей мере 0,5 PHR, или по меньшей мере 1 PHR, или от примерно 0,1 до 3,0 PHR, или от примерно 0,3 до примерно 2,0 PHR, или от примерно 0,4 до 1,0 PHR, или от примерно 0,5 до примерно 0,9 PHR, или от 1,0 до 1,5 PHR, или от примерно 0,5 до примерно 2 PHR, или от примерно 0,5 до примерно 1,5 PHR, или от 0,1 до 1,2 PHR, например, 0,5 PHR, 0,6 PHR, 0,7 PHR, 0,8 PHR, 0,9 PHR, 1,0 PHR, 1,1 PHR, 1,2 PHR, 1,3 PHR, 1,4 PHR или 1,5 PHR.
2
[0084] Специалистам в данной области техники понятно, что при увеличении содержания пластификатора механические свойства готовой пленки ухудшаются, и пленка будут растворяться быстрее. Поэтому предусмотрено оптимальное содержание модификатора высвобождения (например, стеариновой кислоты), в некоторых вариантах реализации связанное с концентрацией пластификатора в пленке. На более низком содержании пластификаторов пленка становится менее растворимой, поэтому может потребоваться меньшее количество модификатора высвобождения (например, стеариновой кислоты). И наоборот, при добавлении в пленку большего количества пластификатора, пленка становится более растворимой, а также увеличивается блокирующая сила; следовательно, для достижения наилучших характеристик может потребоваться более высокое содержание наполнителя, препятствующего слипанию (например, SiO), и модификатора высвобождения (например, стеариновой кислоты).
[0085] Так, например, отношение модификатора высвобождения (например, стеариновой кислоты) к общему содержанию пластификаторов может составлять от примерно 1:20 до примерно 1:40, или от примерно 1:28 до примерно 1:40, например 1:31, 1:32, 1:33, 1:34, 1:35 или 1:36 по массе. В другом варианте реализации указанное соотношение может составлять, например, 1:20 до 1:36.
[0086] ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ИНГРЕДИЕНТЫ ПЛЕНОК
[0087] Водорастворимая пленка может содержать другие вспомогательные агенты и технологические добавки, такие как, но не ограничиваясь этим, компатибилизаторы пластификаторов, поверхностно-активные вещества, смазывающие вещества, высвобождающие агенты, наполнители, разбавители, сшивающие агенты, агенты против слипания, антиоксиданты, агенты против липкости, противопенные агенты (пеногасители), наночастицы, такие как слоистые наноглины силикатного типа (например, монтмориллонит натрия), отбеливающие агенты (например, метабисульфит натрия, бисульфит натрия или другие), аверсивные агенты, такие как горькие вещества (например, соли денатония, такие как бензоат денатония, сахарид денатония и хлорид денатония; октаацетат сахарозы; хинин; флавоноиды, такие как кверцетин и наринген; и квазиноиды, такие как квассин и бруцин) и жгучие вещества (например, капсаицин, пиперин, аллилизотиоцианат и ресинифератоксин) и другие функциональные ингредиенты в количествах, подходящих для предполагаемого назначения. Предпочтительными являются варианты реализации, содержащие пластификаторы. Количество таких агентов может составлять до 50 масс. %, 20 масс. %, 15 масс. %, 10 масс. %, 5 масс. %, 4 масс.% и/или по меньшей мере 0,01 масс. %, 0,1 масс. %, 1 масс. % или 5 масс. %, отдельно или в совокупности.
[0088] Подходящие поверхностно-активные вещества могут включать неионогенные, катионные, анионные и цвиттер-ионные классы. Подходящие поверхностно-активные вещества включают, но не ограничиваются ими, полиоксиэтилированные полиоксипропиленгликоли, этоксилаты спиртов, этоксилаты алкилфенола, третичные ацетиленовые гликоли и алканоламиды (неионогенные), полиоксиэтилированные амины, соли четвертичного аммония и кватернизованные полиоксиэтилированные амины (катионные), а также аминоксиды, N-алкилбетаины и сульфобетаины (цвиттер-ионные). Другие подходящие поверхностно-активные вещества включают сульфосукцинат диоктилнатрия, сложные эфиры лактилированных жирных кислот глицерина и пропиленгликоля, лактиловые сложные эфиры жирных кислот, алкилсульфаты натрия, полисорбат 20, полисорбат 60, полисорбат 65, полисорбат 80, лецитин, сложные эфиры ацетилированных жирных кислот глицерина и пропиленгликоля и сложные эфиры ацетилированных жирных кислот, и их комбинации. В различных вариантах реализации количество поверхностно-активного вещества в водорастворимой пленке составляет от примерно 0,1 масс. % до 2,5 масс. %, необязательно от примерно 1,0 масс. % до 2,0 масс. %.
[0089] Подходящие аверсивные агенты включают бензоат денатония и/или его производное. Аверсивный агент можно смешивать с полимерным материалом и/или другими добавками перед получением пленки (например, перед литьем или экструзией пленки). Альтернативно или дополнительно, аверсивный агент можно добавлять к пленке или к пакету после его формования, например, посредством напыления, печати, распыления или другого способа нанесения покрытия.
[0090] ОСТАТОЧНАЯ ВЛАЖНОСТЬ
[0091] Водорастворимая пленка может дополнительно иметь остаточное содержание влаги по меньшей мере, 4 масс. %, например, от примерно 4 до примерно 10 масс. %, по результатам измерения титрованием по Карлу Фишеру.
[0092] РАСТВОРИМОСТЬ В ХОЛОДНОЙ ВОДЕ
[0093] Как отмечено выше, пленки согласно настоящему изобретению и изделия, изготовленные из них, особенно подходят для растворения в холодной воде и, следовательно, обеспечивают преимущества в моющих средствах для холодной воды (например, от примерно 1°С до примерно 30°С или от примерно 5°С до примерно 20°С).
[0094] ОСТАТОК
[0095] Предложенная водорастворимая пленка характеризуется количеством остатка, измеренным в камере для испытания растворимости. Водорастворимую пленку тестируют в камере для испытания растворимости в виде пленки, не подверженной воздействию, и в виде пленки, подверженной воздействию жидкой моющей композиции из таблицы 1 при 38°С в течение 7 дней. Изменение результатов испытаний в камере для измерения растворимости должно быть в пределах ± 5 процентных пунктов для обеспечения требуемого допуска физического свойства согласно настоящей заявке. Результаты измерений в камере для испытания растворимости для приемлемых характеристик должны составлять менее 60% остатка для пленки, не подверженной воздействию, или для пленки, подверженной указанному воздействию.
Испытание в камере растворения
[0096] Испытание остатка в камере растворения обеспечивает измерение растворения пленки в статических условиях, которое обусловлено диффузией. Таким образом, испытание в камере растворения является более репрезентативным для проверки того, насколько хорошо пленка будет растворяться в статических условиях, таких когда пакет для моющего стирального средства удерживаемый между складками ткани во время цикла стирки.
[0097] Водорастворимую пленку, характеризующуюся или подлежащую тестированию на нерастворенный остаток в соответствии с испытанием в камере растворения (DC), анализировали следующим образом, используя следующие материалы: 1. Стакан (4000 мл); 2. Шайбы из нержавеющей стали (внешний диаметр 3,5 дюйма (88,9 мм), внутренний диаметр 1,875 дюйма (47,6 мм), толщина 0,125 дюйма (3,18 мм)); 3. Прокладки из стирол-бутадиенового каучука (внешний диаметр 3,375 дюйма (85,7 мм), внутренний диаметр 1,91 дюйма (48,5 мм), толщина 0,125 дюйма (3,18 мм)); 4. Сита из нержавеющей стали (внешний диаметр 3,0 дюйма (76,2 мм), 200 × 200 меш, внешний диаметр проволоки 0,0021 дюйма (0,053 мм), проволочная сетка из нержавеющей стали 304SS); 5. Термометр (от 0°C до 100°C, с точностью до +/- 1°C); 6. Режущий пуансон (диаметр 1,5 дюйма (38,1 мм)); 7. Таймер (с точностью до ближайшей секунды); 8. Вода, очищенная обратном осмосом (RO); 9. Зажимы для бумаг (размер №5 или эквивалент); 10. Алюминиевые тигли (внешний диаметр 2,0 дюйма (50,8 мм)); а также 11. Ультразвуковой аппарат.
o
o
f
f
o
o
[0098] Для каждой испытываемой пленки вырезали три образца для испытаний из выбранной экспериментальной пленки, имеющей толщину 3,0±0,10 мил (или 76,2±2,5 мкм) с помощью режущего пуансона. При вырезании из пленочного полотна, полученного непрерывным способом, образцы следует вырезать из областей полотна, равномерно расположенных вдоль поперечного направления полотна (то есть перпендикулярно машинному направлению). Затем каждый экспериментальный образец анализировали, используя следующий способ: 1. Взвешивали образец пленки и отслеживали его в течение всего испытания. Записывали исходную массу пленки (F). 2. Взвешивали набор из двух обработанных ультразвуком, чистых и сухих сит для каждого образца и отслеживали их в течение всего испытания. Записывали исходную массу сита (в сумме S для двух сит, взятых вместе). 3. Собирали камеру для растворения образца, плотно укладывая образец пленки по центру между двух сит, затем устанавливали две резиновые прокладки (по одной прокладке на каждой стороне между ситом и шайбой), а затем две шайбы. 4. Закрепляли камеру растворения в сборе с помощью четырех зажимов для бумаги, равномерно расположенными вокруг шайб, и отгибали зажимы в сторону от сит. 5. Наливали в стакан 1500 мл воды RO при комнатной температуре в лаборатории (72 +/- 3°F, 22 +/- 2°C) и записывали комнатную температуру. 6. Устанавливали таймер на заданное время погружения 5 минут. 7. Опускали камеру растворения в сборе в стакан и сразу включали таймер, вставив камеру растворения в сборе под приблизительным углом входа относительно поверхности воды 45 градусов. Такой угол способствует удалению пузырьков воздуха из камеры. Камера растворения в сборе опирается на дно стакана, так что экспериментальный образец пленки расположен горизонтально на расстоянии примерно 10 мм от дна. Для сохранения расстояния примерно 10 мм между камерой растворения в сборе и дном стакана подходят четыре зажима для бумаг, однако можно использовать любую другую эквивалентную опору. 8. По истечении заданного времени погружения 5 минут, медленно извлекали камеру растворения в сборе из стакана под углом примерно 45 градусов. 9. Удерживали камеру растворения в сборе горизонтально над алюминиевым тиглем для улавливания капель, падающих с сит, и осторожно снимали зажимы для бумаги, шайбы и прокладки. Смонтированные вместе сита не раскрывали. 10. Устанавливали смонтированные вместе сита (т.е. сито/остаточная нерастворенная пленка/сито) над алюминиевым тиглем и помещали в печь при 100°С на 30 минут для высыхания. 11. Взвешивали высушенный комплект смонтированных сит, включая остаточную нерастворенную пленку между ними. Измеряли и добавляли к полученной массе высушенных сит все высушенные капли пленки, собранные и извлеченные (например, посредством соскребания) из тигля при первоначальном вынимании камеры растворения в сборе из стакана и в процессе высушивания. Записывали окончательную массу смонтированных вместе сит (в совокупности S, включая высушенные капли пленки). 12. Рассчитывали % остатка («остаток DC») для образца пленки: % остатка DC=100*((S-S)/F). 13. Очищали смонтированные вместе сита, погружая их в стакан с RO водой примерно на 20 минут. Затем разделяли их и окончательно промывали в ультразвуковом устройстве (включенном и наполненном RO водой) в течение по меньшей мере 5 минут или до исчезновения видимого остатка на ситах.
[0099] Если специально не указано иначе, все результаты, описанные в данном документе, являются репрезентативными для времени получения DC остатка в течение 5 минут растворения, т.е. остатка DC (5 мин.).
Испытание на растворение и распад (MSTM 205)
[00100] Пленку можно охарактеризовать или испытать на время растворения и время распада в соответствии с методом испытаний MonoSol 205 (MSTM 205), известным из уровня техники и описанным в US20160024446.
[00101] Оборудование и материалы:
1. Стакан 600 мл
2. Магнитная мешалка (Labline, модель № 1250 или эквивалент)
3. Стержень магнитной мешалки (5 см)
4. Термометр (от 0 до 100°C ± 1°C)
5. Матрица, нержавеющая сталь (3,8 см х 3,2 см)
6. Таймер (0-300 секунд, с точностью до ближайшей секунды)
7. Рамка для слайда Polaroid 35 мм (или эквивалент)
8. Держатель рамки для слайда MonoSol 35 мм (или эквивалент)
9. Дистиллированная вода
[00102] Для каждой испытываемой пленки вырезали три образца для испытаний из образца пленки с помощью матрицы из нержавеющей стали (т.е. образец 3,8 см х 3,2 см). При вырезании из пленочного полотна, образцы следует вырезать из областей полотна, равномерно расположенных вдоль поперечного направления полотна. Затем каждый экспериментальный образец анализировали, используя следующий способ.
1. Фиксировали каждый образец в отдельной рамке для слайдов размером 35 мм.
2. Наливали в стакан 500 мл дистиллированной воды. Измеряли температуру воды термометром и, при необходимости, нагревали или охлаждали воду для поддержания температуры при 20°C (примерно 68°F).
3. Отмечали высоту столба воды. Устанавливали магнитную мешалку на основание держателя. Помещали стакан на магнитную мешалку, в стакан помещали стержень магнитной мешалки, включали мешалку и регулировали скорость перемешивания до образования воронки, которая составляла примерно одну пятую высоты водяного столба. Отмечали глубину воронки.
4. Закрепляли рамку слайда размером 35 мм в зажиме типа «крокодил» держателя рамки слайда MonoSol размером 35 мм так, чтобы длинный конец рамки слайда был параллелен поверхности воды. Регулятор глубины держателя необходимо устанавливать так, чтобы при опускании конец зажима был на 0,6 см ниже поверхности воды. Одна из коротких сторон рамки слайда должна быть расположена рядом с боковой стенкой стакана, а другая должна быть расположена непосредственно над центром стержня мешалки, чтобы поверхность пленки была перпендикулярна потоку воды.
5. Одним движением опускали закрепленный слайд и зажим в воду и включали таймер. Разрушение происходит при отрыве пленки. Когда вся видимая пленка отделялась от рамки слайда, поднимали слайд из воды, продолжая визуально определять содержание не растворенных фрагментов пленки в растворе. Растворение происходит тогда, когда все фрагменты пленки визуально исчезают, и раствор становится прозрачным.
[00103] Результаты должны включать следующее: полная идентификация образца; индивидуальное и среднее время разрушения и растворения; и температура воды, при которой испытывали образцы.
[00104] Время разрушения (I) пленки и время растворения (I) пленки можно корректировать по стандартной или эталонной толщине пленки, используя экспоненциальные алгоритмы, представленные ниже в Уравнении 1 и Уравнении 2, соответственно.
коррект.
измерен.
1,93
I= I x (эталонная толщина/измеренная толщина) [1]
коррект.
измерен.
1,83
S= S x (эталонная толщина/измеренная толщина) [2]
[00105] МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
[00106] Испытание прочности пакета
[00107] Для измерения прочности пакета использовали устройство для измерения прочности пакета, представленное на фиг. 2, например, универсальный прибор для испытания материалов Instron (Instron Industrial Products, 825 University Ave., Норвуд, штат Массачусетс, 02062-2643) с датчиком напряжения максимум 100 кН (килоньютон), используя заранее сформованный пакет из пленки, описанной выше, с композицией моющего средства, содержащейся в указанном пакете. Многокамерные водорастворимые пакеты такой же формы, как пакеты Ariel 3-в-1 производства компании Procter & Gamble, имеющиеся в продаже в Великобритании в апреле 2016 года, были изготовлены на однополосном устройстве получения пакетов с помощью термовакуумного формования, которое включало предварительный нагрев первой водорастворимой пленки (описанной в таблицах 1 и 2) до 120°С с последующим вытягиванием первой пленки в полость глубиной примерно 20 мм с помощью вакуума (220 мбар). Нижние отделения наполняли, используя примерно 25 мл жидкого моющего средства, такого как Ariel 3-в-1 компании Procter & Gamble, доступного на рынке Великобритании в апреле 2016 года, а затем заполненные отделения герметизировали посредством сварки растворителем, нанося воду на нижнюю пленку отдельно полученных верхних отделений. Верхние отделения получали на вращающемся барабане, вытягивая предварительно нагретую (120°C) вторую водорастворимую пленку в полость с помощью вакуума (220 мбар), заполняя отделения и закрывая наполненные открытые верхние отделения с помощью третьей водорастворимой пленки посредством сварки растворителем с использованием воды. Третья водорастворимая пленка становится средней пленкой в готовом продукте, представляющем собой пакет из нескольких наложенных друг на друга отделений. Предварительное кондиционирование материала (по меньшей мере 1 час) и изготовление пакета осуществляли в комнатных условиях с относительной влажностью 35% и 22-24°С.
[00108] Указанный пакет 110, содержащий пленку, описанную в настоящем документе, помещали в вакуумированный пластиковый мешок 100 (150 мм на 124 мм с укупорочным средством толщиной 60 мкм, например, зажим Raja RGP6B) для предотвращения загрязнения рабочей среды при разрыве пакета, и хранили при относительной влажности 40-50% и 22-24°C) в течение одного дня или менее перед проведением измерения.
[00109] Сжимая полученный пакет, измеряли общую прочность (в ньютонах) пакета, оказывая давление на внешнюю пленку и области герметизации пакета. Прочность мешочка (в ньютонах) определяли как максимальную нагрузку, которую может выдерживать мешочек до нарушения структурной целостности (например, разрыва) с высвобождением внутреннего содержимого. После внесения в вакуумированный пластиковый мешок 100, пакет 110 размещали по центру между двумя компрессионными пластинами 120, 130 прибора. Пакет 110 помещали в вертикальном положении, так что ширина уплотнения 140 (в реальных испытуемых мешочках 43 мм) находилась между компрессионными пластинами, чтобы давление было оказано на шов по ширине. Для обеспечения сжатия скорость пластины 120, 130 устанавливали на 60 мм/мин. При нарушении структуры пакета прибор автоматически записывал значение прочности мешочка (т.е. силу, при которой произошел разрыв пакета). Для каждой группы испытаний проводили десять экспериментов и записывали среднюю прочность мешочка.
Испытание на прочность и испытание модуля (ASTM D 882)

[00110] Пленку, характеризующуюся или подлежащую тестированию на прочность при растяжении в соответствии с испытанием на прочность при растяжении и испытанием модуля (или растягивающего напряжения) в соответствии с испытанием модуля анализировали следующим образом. Процедура включает определение прочности на растяжение и определение модуля при относительном удлинении 10% в соответствии с ASTM D 882 («Стандартный метод испытания свойств при растяжении свойства тонких пластиковых листов») или эквивалентом. Для получения данных о пленке использовали прибор для испытания на растяжение INSTRON (прибор для испытания на растяжение модели 5544 или эквивалент). Для каждого измерения использовали минимум три экспериментальных образца, каждый вырезали с помощью надежных режущих инструментов для обеспечения размерной стабильности и воспроизводимости, и испытывали в машинном направлении (MD) (если применимо). Испытания проводили в стандартной лабораторной атмосфере при 23±2,0°C и относительной влажности 35±5%. Для определения прочности при растяжение или модуля получали образцы одиночного пленочного листа шириной 1 дюйм (2,54 см) с толщиной 3,0±0,15 мил (или 76,2±3,8 мкм). Затем образец переносили в прибор для испытания на растяжение INSTRON для продолжения тестирования при минимизации воздействия в условиях относительной влажности 35%. Прибор для испытания на растяжение подготавливали по инструкциям производителя, оснащали тензодатчиком 500 Н и калибровали. Устанавливали правильные зажимы и поверхности (зажимы INSTRON имеют поверхности модели номер 2702-032 с резиновым покрытием и шириной 25 мм, или эквивалент). Образцы устанавливали в прибор для испытания на растяжение и анализировали для определения модуля при удлинении 10% (т.е. напряжения, необходимого для достижения удлинения пленки 10%) и прочности на растяжение (т.е. напряжения, необходимого для разрушения пленки).
[00111] Подходящие свойства пленок согласно настоящему описанию определяли по значениям прочности при растяжении, измеренным в испытании на прочность при растяжении, которые не сильно отличались после 7 дней воздействия жидкой моющей композиции из таблицы 1 при 38°C. Как правило, более высокие значения прочности при растяжении являются необходимыми, поскольку они соответствуют более прочным швам пакета, когда пленка является лимитирующим или самым слабым элементом шва. В различных вариантах реализации изменение значений прочности пленки при растяжении составляет менее ± 2, при воздействии на водорастворимую пленку жидких моющих композиций. Значения прочности при растяжение должны быть выше 25 Мпа для пленок, не подверженных и подверженных воздействию.
2
2
2
2
2
[00112] Подходящие свойства пленок согласно настоящему описанию определяли по значениям модуля при растяжении 10%, составляющим по меньшей мере примерно 5 Н/мм , по результатам измерения в испытании модуля. Как правило, более высокие значения модуля при удлинении 10% являются необходимыми с точки зрения получения пакетов с большей жесткостью и меньшей вероятностью деформации и слипания друг с другом при укладке друг на друга в процессе производства. В различных вариантах реализации указанная пленка имеет модуль при удлинении 10% по меньшей мере, примерно 5 Н/мм и/или до примерно 80 Н/мм или 100 Н/мм (например, примерно 5, примерно 10, примерно 20, примерно 30, примерно 40, примерно 50, примерно 60, примерно 70, примерно 80, примерно 90 или примерно 100 Н/мм).
Прочность на разрыв
o
o
[00113] Прочность на разрыв (в г/мил, измеренная при 23°C) можно оценить с помощью прибора для испытания прочности на разрыв Elmdorf модели 40043 или эквивалента. Указанный способ включает определение средней силы в граммах на мил толщины образца, необходимой для распространения разрыва по определенной длине пленки из поливинилового спирта (PVOH). Силу в граммах, необходимую для распространения разрыва по пленке, измеряют с помощью точно откалиброванного маятникового устройства. Двигаясь под действием силы тяжести, маятник качается по дуге, отрывая образец от предварительно разрезанной прорези. Образец удерживается неподвижно с одной стороны, а другая его сторона закреплена на маятнике. Указатель на шкале показывает потерю энергии качания маятника. Индикация шкалы зависит от силы, необходимой для разрыва образца. Указанный способ подходит для определения относительной устойчивости к разрыву пленок из PVOH. Водорастворимые пленки можно оценивать на приборе для испытания прочности на разрыв Elmendorf модели № 40043 на пленках, предварительно кондиционированных при температуре (75F±5F) (примерно 24°C) и относительной влажности (35%±5%) в течение не менее 8 часов до начала испытания.
[00114] В различных вариантах реализации пленки, описанные в настоящем документе, имеют прочность на разрыв по меньшей мере 1000 г/мил, или по меньшей мере 1150 г/мил, или по меньшей мере 1700 г/мил, или в диапазоне 1000-2000 г/мил, или от 1150 до 2000 г/мил, или, например, от 1700 до 2000 г/мил.
[00115] ПОЛУЧЕНИЕ ПАКЕТА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ВЫСВОБОЖДЕНИЯ ЖИДКОСТИ
[00116] Однокамерные экспериментальные пакеты можно получать с помощью машины для получения образцов из ПВА производства компании Cloud Packaging Equipment, № 3657, а также экспериментального блока матриц с углублениями, содержащего четыре полости.
[00117] Геометрия полости формы, используемой для термоформования пленки и получения экспериментального пакета, определена нижней внутренней стенкой и множеством вертикальных внутренних боковых стенок. При взгляде сверху вертикальные внутренние боковые стенки определяют, в целом, прямоугольную форму. Вертикальные внутренние боковые стенки в первой паре отстоят друг от друга на 2,489 дюйма, а вертикальные внутренние стенки во второй паре отстоят друг от друга на 1,899 дюйма. Кроме того, переход между нижней внутренней стенкой и каждой из вертикальных внутренних боковых стенок определен радиусом кривизны 0,375 дюйма. Кроме того, переход между каждой вертикальной боковой стенкой и смежной вертикальной боковой стенкой имеет радиус кривизны 0,375 дюйма. Помимо этого, углубление формы имеет глубину, определяемую расстоянием между нижней внутренней стенкой и открытым краем формы, равным 0,375 дюйма. Радиусы кривизны позволяют получать в такой пресс-форме пленочный пакет с закругленными углами, с получением пакета, имеющего, в целом, прямоугольную форму и округлый переход к поверхности нижней пленки. Наконец, указанное углубление обеспечено отверстиями вдоль нижней поверхности для вакуумирования пленки и втягивания пленки в форму, в соответствии с обычным вакуумным термоформованием и работой машины для изготовления образцов из ПВА № 3657.
[00118] На практике полость формы (экспериментальный блок с углублениями) может содержать несколько углублений с одинаковой геометрией полости формы для получения сразу нескольких пакетов. В принципе, полость формы может содержать несколько различных углублений с различной геометрией полости формы для испытания различных конфигураций, если по существу единственной переменной является конфигурация полости. Пленку основы получают термоформованием в указанных углублениях формы. Каждую полость заполняют, используя 35 мл экспериментального раствора, а затем в машину подают пленку такого же типа для использования в качестве закрывающей пленки. В соответствии с работой машины для получения образцов из ПВА № 3657, затем закрывающую пленку приваривают к пленке основы с помощью воды и давления для скрепления пленки основы и закрывающей пленки друг с другом вокруг наполненных углублений, и после герметизации наполненные пакеты разделяют посредством разрезания окружающей пленки.
[00119] Пленка имеет толщину 3,0±0,10 мил (или 76,2±2,5 мкм). Параметры формования и герметизации приведены ниже.
[00120] Параметры формования: температура нагревателя - 500°F; время нагрева - 10 с; использованный вакуум - 24,7 мм рт. ст.
[00121] Параметры герметизации: скорость вращения капилляра - 60; уровень воды - 60; скорость вращения приводного ролика - 57 (все эти параметры являются безразмерными заданными значениями); время работы лентоведущей системы - 13 с; время нанесения воды - 6 с; время растяжения - 0,1 с; время запечатывания - 20 с; давление герметизации при запечатывании - 6,8 бар.
ИСПЫТАТЕЛЬНЫЙ РАСТВОР
[00122] Испытательный раствор (образец моющего средства для стирки) для наполнения пакета перед проведением испытания пакета на вытекание жидкости описан ниже в Таблице 1. Специалисты в данной области техники, с учетом представленного описания, могут осуществить формование, наполнение и запечатывание пакетов.
Таблица 1
Ингредиент
Масс. % испытательного раствора
Моноэтаноламин
8,57%
Додецилбензолсульфоновая кислота
23,81%
Олеиновая кислота
19,05%
Этоксилат лаурилового спирта - 7EO
23,81%
Пропиленгликоль
9,52%
Диэтиленгликоль
9,52%
Вода
5,71%
ИСПЫТАНИЕ ВЫСВОБОЖДЕНИЯ ЖИДКОСТИ
[00123] Водорастворимую пленку и/или пакет, характеризующийся или подлежащий тестированию на замедленную растворимость в соответствии с испытанием высвобождения жидкости, анализировали следующим образом, используя следующие материалы:
Стакан объемом 2 литра и 1,2 литра деионизированной (DI) воды
Водорастворимый пакет, подлежащий испытанию (полученный так, как описано выше, с использованием описаний в разделах «Получение пакета» и «Испытательный раствор»); пленка имеет толщину 3,0±0,10 мил (или 76,2±2,5 мкм); пакет предварительно кондиционировали в течение двух недель при температуре 38°C.
Термометр
Проволочный каркас
Таймер
[00124] Перед проведением эксперимента необходимо убедиться, что имеется достаточное количество DI воды для повторения эксперимента пять раз, а также убедиться, что проволочный каркас и химический стакан являются чистыми и сухими.
[00125] Проволочный каркас представляет собой проволочный каркас с пластиковым покрытием (4 дюйма × 3,5 дюйма × 2,5 дюйма) (10 см × 9 см × 6,4 см) без острых краев, или аналог. Калибр проволоки должен составлять примерно 1,25 мм, и квадратные проволочные отверстия должны иметь размер 0,5 дюйма (1,27 см). Пример изображения каркаса 300 с экспериментальными пакетами 310 представлен на фиг. 3.
[00126] Для настройки эксперимента необходимо осторожно поместить водорастворимый пакет в клетку, не поцарапав пакет на клетке и обеспечив свободное пространство для движения пакета. Не следует прочно прикреплять пакет к проволочному каркасу, но он должен быть надежно закреплен и не выпадать из клетки. Ориентация пакета в клетке должна быть такой, чтобы допускалась естественная плавучесть пакета (если таковая имеется) (то есть та сторона пакета, которая будет всплывать, должна быть размещена кверху). Если пакет симметричен, то ориентация пакета обычно не имеет значения.
[00127] Затем в стакан объемом 2 литра наливали 1200 мл DI воды при 20°С.
[00128] Затем опускали проволочный каркас с помещенным в него пакетом в воду. Необходимо убедиться, что клетка находится на расстоянии 1 дюйма (2,54 см) от дна стакана. Пакет должен быть обязательно полностью погружен со всех сторон. Необходимо убедиться, что клетка устойчива и не движется, затем следует включить таймер, как только пакет опустится в воду. Положение клетки по отношению к воде в стакане можно регулировать и удерживать любыми подходящими способами, на пример, с помощью зажима, закрепленного над стаканом, и стержня, прикрепленного к верхней части клетки. Зажим может зацеплять стержень для фиксации положения клетки, а натяжение на зажиме можно ослабить для опускания клетки в воду. В качестве альтернативы зажиму можно использовать другие способы фрикционного зацепления, например, хомут с зажимным винтом. На фиг. 4 показан стакан 400, установленный на подставку 410, подставка, удерживающая стержень 420 для опускания клетки (не показана) в стакан 400, стержень 420, который может удерживать фиксированное вертикальное положение с помощью хомута 440, имеющего зажимной винт (не показан), который зацепляет стержень 420, например, посредством трения или зацепления с отверстием (не показан) в стержне 420.
[00129] Высвобождение жидкого содержимого определяют как первый видимый выход жидкости из погруженного пакета.
[00130] Необходимо использовать таймер для записи времени высвобождения жидкого содержимого в окружающую воду (время высвобождения) с точкой остановки 45 секунд.
[00131] Каждому пакету присваивают оценку «проходит» или «не проходит» испытание. Оценку «проходит» ставят, если растворимый пакет удерживает жидкое содержимое в течение 30 с или более. Оценку «не проходит» ставят, если растворимый пакет не удерживает жидкое содержимое в течение по меньшей мере 30 секунд.
[00132] Процесс повторяли пять раз с новой DI водой и новым водорастворимым пакетом для каждой испытываемой пленки.
[00133] В целом, испытывали 5 пакетов для каждого типа образца пленки, если не указано иное.
Способ получения пленки
[00134] Как упомянуто выше, настоящее описание относится к получению пленок из поливинилового спирта и, в частности, к пленкам, получаемым литьем с применением растворителя. Способы литья PVOH с растворителем хорошо известны в данной области техники. Например, в процессе формования пленки смолу(-ы) поливинилового спирта и вторичные добавки растворяют в растворителе, обычно в воде, с получением раствора для литья, затем раствор для литья подают в отмеренном количестве на поверхность, затем раствор для литья оставляют до существенного высушивания (или принудительно сушат) с получением литой пленки, а затем полученную литую пленку снимают с поверхности для литья. Процесс можно осуществлять периодически, но более эффективно его осуществляют непрерывно.
[00135] При получении непрерывных пленок из поливинилового спирта обычной практикой является дозированное нанесение раствора на движущуюся поверхность для литья, например, непрерывно движущийся металлический барабан или ленту, что приводит к существенному удалению растворителя из жидкости с образованием самонесущей литой пленки, с последующим съемом полученной литой пленки с поверхности для литья.
[00136] Необязательно, водорастворимая пленка может представлять собой отдельную пленку, состоящую из одного слоя или из множества подобных слоев.
[00137] Водорастворимая пленка может содержать печатную область. Область печати может покрывать непрерывную часть пленки или может покрывать ее части. Область печати может содержать чернила, пигменты, красители, подсинивающие агенты или их смеси. Область печати может содержать один цвет или может содержать несколько цветов, например, 2, 3 или 4 цвета. Печать может присутствовать в виде слоя на поверхности пленки или может по меньшей мере частично проникать в пленку. Таким образом, указанный способ может необязательно включать стадию печати на поверхности пленки с помощью чернил, пигмента, красителя, подсинивающего агента или их смеси.
[00138] Пленка содержит первую сторону и вторую сторону. Область печати может быть обеспечена с использованием стандартных технологий, таких как флексографическая печать или струйная печать. Область печати может быть на любой стороне или на обеих сторонах пленки. Таким образом, указанный способ может включать необязательную стадию печати на одной или более сторонах пленки с помощью чернил, пигмента, красителя, подсинивающего агента или их смеси. Альтернативно, чернила или пигмент можно добавлять в качестве вторичной добавки на стадии растворения при изготовлении пленки таким образом, чтобы была окрашена вся или по меньшей мере часть пленки.
ПАКЕТЫ
[00139] Указанная пленка подходит для получения образующего мешочек пакета, содержащего моющую композицию, которая содержит чистящие активные вещества. Чистящие активные вещества могут принимать любую форму, такую как порошки, гели, пасты, жидкости, таблетки, или любую их комбинацию. Указанная пленка также подходит для любых других применений, в которых желательна улучшенная работа во влажных условиях и низкое содержание остатка в холодной воде. Пленка образует по меньшей мере одну боковую стенку мешочка и/или пакета, необязательно весь мешочек и/или пакет, и предпочтительно внешнюю поверхность по меньшей мере одной боковой стенки.
[00140] Пленку, описанную в настоящем документе, также можно использовать для получения пакета с двумя или более отделениями, выполненными из одной и той же пленки или в сочетании с пленками из других полимерных материалов. Дополнительные пленки могут быть получены, например, путем литья, выдувного формования, экструзии или экструзии с раздувом из того же или другого полимерного материала, известного в данной области техники. В одном варианте реализации полимеры, сополимеры или их производные, которые подходят для применения в качестве дополнительной пленки, выбраны из поливиниловых спиртов, поливинилпирролидона, полиалкиленоксидов, полиакриловой кислоты, целлюлозы, простых эфиров целлюлозы, сложных эфиров целлюлозы, амидов целлюлозы, поливинилацетатов, поликарбоновых кислот и солей, полиаминокислот или пептидов, полиамидов, полиакриламида, сополимеров малеиновой/акриловой кислот, полисахаридов, включая крахмал и желатин, природных камедей, таких как ксантан, и каррагинанов. Например, полимеры могут быть выбраны из полиакрилатов и водорастворимых акрилатных сополимеров, метилцеллюлозы, карбоксиметилцеллюлозы натрия, декстрина, этилцеллюлозы, гидроксиэтилцеллюлозы, гидроксипропилметилцеллюлозы, мальтодекстрина, полиметакрилатов и их комбинаций, или выбраны из поливиниловых спиртов, сополимеров поливинилового спирта и гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦ) и их комбинаций. Один предусмотренный класс вариантов реализации характеризуется содержанием полимера в материале пакета, например, сополимера PVOH, описанного выше, составляющим по меньшей мере 50%, как описано выше.
[00141] Пакеты согласно настоящему описанию могут содержать по меньшей мере одно герметичное отделение. Таким образом, пакеты могут содержать одно отделение или несколько отделений. Водорастворимый пакет может быть получен из двух слоев водорастворимой полимерной пленки, запечатанных на поверхности раздела, или из одной пленки, сложенной и запечатанной. Одна или обе пленки включают пленку PVOH, описанную выше. Если пакет содержит несколько отделений, то пакет может быть изготовлен из одной или более пленок таким образом, что любое данное отделение пакета может содержать стенки, выполненные из одной пленки или из нескольких пленок, имеющих разный состав. Пленки определяют внутренний объем пакета, который содержит любую желаемую композицию для высвобождения в водную среду. Указанная композиция не имеет специального ограничения, например, включает любую из множества чистящих композиций, описанных ниже. В вариантах реализации, включающих несколько отделений, каждое отделение может содержать одинаковые и/или разные композиции. В свою очередь, композиции могут принимать любую подходящую форму, включая, но не ограничиваясь ими, жидкость, твердое вещество и их комбинации (например, твердое вещество, суспендированное в жидкости). В некоторых вариантах реализации пакеты содержат первое, второе и третье отделение, каждое из которых, соответственно, содержит различные первую, вторую и третью композиции. В частности, предусмотрены жидкие моющие средства.
[00142] Отделения пакетов пакетов с несколькими отделениями могут быть одного или разных размеров и/или объемов. Отделения представленных пакетов с несколькими отделениями могут быть разделены или соединены любым подходящим способом. В некоторых вариантах реализации второй, и/или третий, и/или последующие отделения наложены на первое отделение. В одном варианте реализации третье отделение может быть наложено на второе отделение, которое, в свою очередь, наложено на первое отделение в конфигурации сэндвича. В качестве альтернативы второе и третье отделения могут быть наложены на первое отделение. Однако также предусмотрено, что первое, второе и необязательно третье и последующие отделения могут быть присоединены друг к другу бок о бок. Указанные отделения могут быть упакованы в цепочку, причем каждое отделение индивидуально разделяется линией перфорации. Следовательно, каждое отделение может индивидуально отрываться от остальной цепочки конечным потребителем, например, для предварительной обработки или последующей обработки ткани композицией из такого отделения. В некоторых вариантах реализации первое отделение может быть окружено по меньшей мере вторым отделением, например, в конфигурации покрышки и обода или в конфигурации пакета в пакете.
[00143] В некоторых вариантах реализации пакеты с несколькими отделениями содержат три отделения, состоящих из большого первого отделения и двух отделений меньшего размера. Второе и третье отделения меньшего размера накладываются на первое отделение большего размера. Размер и геометрия отделения выбираются таким образом, что указанная компоновка является осуществимой. Геометрия отделений может быть одинаковой или различной. В некоторых вариантах реализации второе и необязательно третье отделение имеют различную геометрию и форму, по сравнению с первым отделением. В таких вариантах реализации второе и необязательно третье отделения расположены в соответствии с конструкцией первого отделения. Дизайн может быть декоративным, образовательным или иллюстративным, например, для иллюстрации концепции или инструкции, и/или для указания происхождения продукта. В некоторых вариантах реализации первое отделение является самым большим отделением, имеющим две большие поверхности, запечатанные по периметру, а второе отделение имеет меньший размер, покрывающий менее чем примерно 75% или менее чем примерно 50% площади одной поверхности первого отделения. В тех вариантах реализации, в которых имеется третье отделение, вышеупомянутая структура может быть такой же, но второе и третье отделения покрывают менее чем примерно 60%, или менее чем примерно 50%, или менее чем примерно 45% площади одной поверхности первого отделения.
[00144] Пакеты и/или мешочки согласно настоящему описанию могут содержать одну или более разных пленок. Например, в вариантах реализации с одним отделением пакет может быть изготовлен из одной стенки, которая сложена сама на себя и запечатана по краям, или, альтернативно, из двух стенок, запечатанных по краям. В вариантах реализации с несколькими отделениями пакет может быть изготовлен из одной или более пленок таким образом, что любое данное отделение пакета может содержать стенки, выполненные из одной пленки или из нескольких пленок, имеющих разный состав. В одном варианте реализации пакет с несколькими отделениями содержит по меньшей мере три стенки: внешнюю верхнюю стенку; внешнюю нижнюю стенку; и разделительную стенку. Внешняя верхняя стенка и внешняя нижняя стенка, как правило, противоположны и образуют внешнюю сторону пакета. Разделительная стенка является внутренней частью пакета и прикреплена к противоположным внешним стенкам вдоль линии шва. Разделительная стенка разделяет внутреннюю часть пакета с несколькими отделениями на по меньшей мере первое отделение и второе отделение.
[00145] Пакеты и мешочки могут быть изготовлены с применением любого подходящего оборудования и метода. Например, пакеты с одним отделением могут быть изготовлены с использованием формы вертикального заполнения, формы горизонтального заполнения или способов заполнения вращающимся барабаном, широко известными в данной области техники. Такие способы могут быть непрерывными или периодическими. Пленку можно увлажнять и/или нагревать для повышения ее пластичности. Указанный способ может также включать использование вакуума для затягивания пленки в подходящую форму. Вакуумную вытяжку пленки в пресс-форму можно осуществлять в течение от примерно 0,2 до 5 секунд, или от примерно 0,3 до примерно 3, или от примерно 0,5 до примерно 1,5 секунды после установки пленки на горизонтальную часть поверхности. Вакуум может быть таким, чтобы обеспечивать пониженное давление от 10 мбар до 1000 мбар или, например, от 100 мбар до 600 мбар.
[00146] Формы, в которых могут быть изготовлены пакеты, могут иметь любую форму, длину, ширину и глубину, в зависимости от требуемых размеров пакетов. Формы также могут варьироваться по размеру и форме от одной к другой, если это необходимо. Например, объем готовых пакетов может составлять от примерно 5 мл до примерно 300 мл, или от примерно 10 до 150 мл, или от примерно 20 до примерно 100 мл, и размеры форм регулируют соответствующим образом.
[00147] В одном варианте реализации пакет содержит первое и второе герметичные отделения. Второе отделение, в общем, наложено на первое герметичное отделение, так что второе герметичное отделение и первое герметичное отделение имеют общую внутреннюю стенку перегородки пакета.
[00148] В одном варианте реализации пакет, содержащий первое и второе отделения, дополнительно содержит третье герметичное отделение. Третье герметичное отделение, в целом, наложено на первое герметичное отделение, так что третье герметичное отделение и первое герметичное отделение имеют общую внутреннюю стенку перегородки пакета.
[00149] В некоторых вариантах реализации первая композиция и вторая композиция выбраны из одной из следующих комбинаций: жидкость, жидкость; жидкость, порошок; порошок, порошок; и порошок, жидкость.
[00150] В некоторых вариантах реализации первая, вторая и третья композиции выбраны из одной из следующих комбинаций: твердое вещество, жидкость, жидкость; и жидкость, жидкость, жидкость.
[00151] В одном варианте реализации одно отделение или множество герметичных отделений содержат определенную композицию. Каждое из множества отделений может содержать одну и ту же или разные композиции. Указанная композиция выбрана из жидкости, твердого вещества или их комбинации.
[00152] В одном варианте реализации указанная композиция может быть выбрана из композиций бытовой химии, таких как группа жидких моющих композиций для работы в облегченном и жестком режиме, порошкообразные моющие композиции, средства для мытья посуды для ручного и/или машинного мытья; чистящие композиции для твердых поверхностей, усилители тканей, моющие гели, обычно используемые для стирки, а также отбеливающие и стиральные добавки, шампуни и средства личной гигиены.
Формование, герметизация и термоформование
[00153] Как упомянуто выше, описанная в настоящем документе пленка пригодна для термоформования. Пленка для термоформования представляет собой пленку, которую можно формовать с помощью нагревания и давления.
[00154] Термоформование пленки представляет собой процесс нагревания пленки, ее формования (например, в форме), с последующим обеспечением охлаждения пленки, в результате которого пленка приобретает свою форму, например, а затем позволяет пленке остыть, после чего пленка будет иметь свою форму, например форму использованной матрицы. Нагревание можно обеспечивать с помощью любых подходящих средств. Например, пленку можно непосредственно нагревать, пропуская ее под нагревательным элементом или через горячий воздух, до подачи ее на поверхность или непосредственно на поверхности. Альтернативно, ее можно нагревать косвенно, например, посредством нагревания поверхности или прикладывания горячего элемента на пленку. В некоторых вариантах реализации пленку нагревают с помощью инфракрасного света. Пленку можно нагревать до температуры от примерно 50 до примерно 150°С, от примерно 50 до примерно 120°С, от примерно 60 до примерно 130°С, от примерно 70 до примерно 120°С или от примерно 60 до примерно 90°С. Термоформование можно осуществлять одним или более из следующих способов: ручное драпирование термически размягченной пленки на форме или формование размягченной пленки в форме под давлением (например, вакуумное формование), или автоматическую высокоскоростную пошаговую подачу только что экструдированного листа с точной известной температурой на станцию формования и обрезки, или автоматическое размещение, штампование и/или пневматическое растяжение и формование пленки под давлением.
[00155] Альтернативно, пленку можно смачивать любым подходящим способом, например, непосредственно путем распыления смачивающего агента (включая воду, раствор пленочной композиции, пластификатор для пленочной композиции или любую комбинацию вышеуказанных агентов) на пленку перед ее подачей на поверхность или непосредственно на поверхности, или косвенно путем смачивания поверхности или прикладывания влажного элемента к пленке.
[00156] После нагревания и/или смачивания пленки ее можно втягивать в подходящую форму, предпочтительно с помощью вакуума. Наполнение формованной пленки можно осуществлять с помощью любых подходящих средств. В некоторых вариантах реализации наиболее предпочтительный способ зависит от формы продукта и необходимой скорости наполнения. В некоторых вариантах реализации формованную пленку наполняют поточными технологиями наполнения. Затем наполненные, открытые пакеты закрывают второй пленкой, формируя пакеты, любым подходящим способом. Это можно осуществлять в горизонтальном положении и при непрерывном, постоянном движении. Закрывание можно осуществлять посредством непрерывной подачи второй пленки, предпочтительно водорастворимой пленки, поверх и на открытые пакеты, с последующим предпочтительным запечатыванием первой и второй пленки друг с другом, обычно в области между формами и, следовательно, между пакетами.
[00157] Можно использовать любой подходящий способ запечатывания пакета и/или его отделений. Неограничивающие примеры таких способов включают термическую сварку, сварку растворителем или влажную сварку, и их комбинации. Как правило, термически обрабатывают или обрабатывают растворителем только ту область, которая предназначена для образования шва. Тепло или растворитель можно наносить любым способом, как правило, на закрывающий материал, и обычно только на области, которые должны образовывать шов. При использовании запечатывания или сварки с помощью растворителя или воды, может быть предпочтительным одновременное использование нагревания. Предпочтительным является запечатывание/сварка с помощью воды или растворителя в области между формами или на закрывающем материале, например, посредством распыления или печати в указанных областях с последующим прессованием в указанных областях с получением шва. Например, можно использовать уплотнительные ролики и ленты, как описано выше (необязательно с одновременным нагреванием).
[00158] Затем сформованные пакеты можно разрезать с помощью режущего устройства. Резку можно осуществлять любым известным способом. Предпочтительной также может быть непрерывная резка, и предпочтительно с постоянной скоростью, и предпочтительно в горизонтальном положении. Режущее устройство может быть, например, острым элементом или горячим элементом, или лазером, и в последних случаях горячий элемент или лазер «прожигает» область герметизации/пленки.
[00159] Различные отделения пакетов с несколькими отделениями могут быть изготовлены вместе в конфигурации «бок о бок», в которой получающиеся в результате пакеты могут быть или не быть разделены путем разрезания. В качестве альтернативы, отделения могут быть выполнены отдельно.
[00160] В некоторых вариантах реализации пакеты могут быть изготовлены в соответствии со способом, включающим стадии: а) формования первого отделения (как описано выше); b) формования углубления внутри некоторых или всех закрытых отделений, полученных на стадии (а), с получением второго формованного отделения, расположенного над первым отделением; c) заполнения и закрывания вторых отделений с помощью третьей пленки; d) запечатывания первой, второй и третьей пленок; и e) разрезания пленок с получением пакета с несколькими отделениями. Углубление, образованное на стадии (b), можно получать посредством обеспечения вакуума в отделении, полученном на стадии (а).
[00161] В некоторых вариантах реализации второе и/или третье отделение(-ия) можно получать на отдельной стадии, а затем объединять с первым отделением, как описано в публикации заявки на патент США № 2014/345064 A1 или в публикации заявки на патент США № 2009/312220 A1.
[00162] В некоторых вариантах реализации пакеты можно получать в соответствии со способом, включающим стадии: а) формования первого отделения, необязательно с использованием нагревания и/или вакуума, с применением первой пленки на первой формовочной машине; b) наполнения первого отделения первой композицией; c) деформации второй пленки на второй формовочной машине, необязательно с использованием нагревания и/или вакуума, с получением второго и необязательно третьего формованного отделения; d) наполнения второго и необязательно третьего отделения; e) запечатывания второго и необязательно третьего отделения с использованием третьей пленки; f) размещения запечатанного второго и необязательно третьего отделения на первом отделении; g) запечатывания первого, второго и необязательно третьего отделений; и h) разрезания пленок с получением пакета с несколькими отделениями.
[00163] Первая и вторая формовочные машины могут быть выбраны на основе их пригодности для выполнения вышеуказанного процесса. В некоторых вариантах реализации первая формовочная машина предпочтительно представляет собой горизонтальную формовочную машину, а вторая формовочная машина предпочтительно представляет собой формовочную машину с вращающимся барабаном, предпочтительно расположенную над первой формовочной машиной.
[00164] Следует понимать, что при использовании соответствующих подающих станций существует возможность изготовления пакетов с несколькими отделениями, содержащих множество разных или отличных композиций и/или разных или отличных жидких, гелеобразных или пастообразных композиций.
[00165] В некоторых вариантах реализации пленку и/или пакет обрабатывают посредством напыления или разбрызгивания подходящего материала, такого как активный агент, смазывающее вещество, аверсивный агент или их смеси. В некоторых вариантах реализации на пленку и/или пакет наносят печать, например, с помощью чернил и/или активного агента.
Содержимое пакетов
[00166] Предложенные изделия (например, в форме мешочков или пакетов) могут содержать различные композиции, например композиции бытовой химии и другие композиции для применения, не связанного с домашним хозяйством, например, сельскохозяйственные композиции и композиции для очистки воды. Пакет с несколькими отделениями может содержать одну и ту же или разные композиции в каждом отделении. Указанная композиция находится в непосредственной близости от водорастворимой пленки. Композиция может отстоять от пленки на расстояние менее чем примерно 10 см, или менее чем примерно 5 см, или менее чем примерно 1 см. Как правило, композиция находится в непосредственной близости от указанной пленки или приведена в контакт с указанной пленкой. Пленка может быть в форме пакета или отделения, содержащего указанную композицию.
[00167] Как описано выше, пленка и пакет особенно подходят для упаковки (например, в непосредственном контакте) материалов, содержащих обменивающиеся ионы водорода, например, композиций, характеризующихся кислотно-основным равновесием, таким как равновесие между амином и жирной кислотой и/или равновесие между амином и анионной поверхностно-активной кислотой.
[00168] Указанный признак изобретения можно использовать для сохранения композиций, содержащих несовместимые ингредиенты (например, отбеливатели и ферменты), в физически раздельном состоянии или отдельно друг от друга. Считают, что такое разделение может увеличивать срок годности и/или уменьшать физическую нестабильность указанных ингредиентов. Дополнительно или альтернативно, такое разделение может обеспечивать эстетические преимущества, как описано в европейской патентной заявке № 09161692.0.
[00169] Неограничивающие примеры подходящих композиций (например, композиций бытовой химии) включают жидкие моющие композиции для работы в облегченном и жестком режиме, чистящие композиции для твердых поверхностей, моющие гели, обычно используемые для стирки, отбеливающие и стиральные добавки, композиции для усиления тканей (такие как кондиционеры для белья), шампуни, средства для мытья тела и другие композиции для личной гигиены. Композиции, подходящие для применения в предложенных пакетах, могут иметь форму жидкости, твердого вещества или порошка. Жидкие композиции могут содержать твердое вещество. Твердые вещества могут содержать порошок или агломераты, такие как микрокапсулы, шарики, полоски или один или более перламутровых шариков, или их смеси. Такой твердый элемент может обеспечить техническое преимущество для мытья или в качестве компонента предварительной обработки, компонента с замедленным или последовательным высвобождением; дополнительно или альтернативно, он может обеспечить эстетический эффект.
-1
-1
o
-1
-1
-1
[00170] Композиции, инкапсулированные в пленки, описанные в настоящем документе, могут иметь любую подходящую вязкость, в зависимости от таких факторов, как составные ингредиенты и назначение композиции. В одном варианте реализации композиция имеет значение вязкости в условиях высокого сдвига, при скорости сдвига 20 с и температуре 20°С, от 100 до 3000 сП, альтернативно от 300 до 2000 сП, альтернативно от 500 до 1000 сП, и значение вязкости в условиях низкого сдвига, при скорости сдвига 1 с и температуре 20°С, от 500 до 100000 сП, альтернативно от 1000 до 10000 сП, альтернативно от 1300 до 5000 сП. Способы измерения вязкости известны в данной области техники. В соответствии с настоящим изобретением, измерения вязкости проводили с использованием ротационного реометра, например, AR550 компании TA instruments. Указанный прибор содержит конический элемент размером 40 мм с углом 2° или 1°, с зазором примерно 50-60 мкм для изотропных жидкостей, или плоскую стальную пластину размером 40 мм с зазором 1000 мкм для жидкостей, содержащих твердые частицы. Измерение проводили с использованием проточного способа, включающего стадию кондиционирования, удержание пика и стадию непрерывного изменения скорости. Стадия кондиционирования включает установку температуры измерения при 20 C, предварительный сдвиг в течение 10 секунд при скорости сдвига 10 с и уравновешивание в течение 60 секунд при выбранной температуре. Удержание пика включает использование скорости сдвига 0,05 с при 20°C в течение 3 мин с отбором проб каждые 10 секунд. Стадию непрерывного изменения скорости выполняют при скорости сдвига от 0,1 до 1200 с в течение 3 минут при 20°C с получением полного профиля потока.
4
+
[00171] В пакетах, содержащих композиции для стирки, композиции стиральной добавки и/или композиции усилителя ткани, указанные композиции могут содержать один или более из следующего неограничивающего списка ингредиентов: агент для ухода за тканью; моющий фермент; добавка для осаждения; модификатор реологии; моющий компонент детергента; отбеливатель; отбеливающий агент; предшественник отбеливателя; усилитель отбеливателя; катализатор отбеливания; отдушка и/или парфюмерные микрокапсулы (см., например, US 5137646); цеолит с парфюмерной композицией; ароматическая композиция, инкапсулированная в крахмал; сложные эфиры полиглицерина; обесцвечивающий агент; перламутровый агент; системы стабилизации ферментов; агенты-поглотители, включая фиксирующие агенты для анионных красителей, комплексообразователи для анионных поверхностно-активных веществ, и их смеси; оптические отбеливатели или флуоресцентные добавки; полимеры, включая, но не ограничиваясь этим, грязеотталкивающий полимер и/или полимер, суспендирующий загрязнения; диспергаторы; противопенные; неводный растворитель; жирные кислоты; пеногасители, например, кремнийорганические пеногасители (см.: публикация США № 2003/0060390 A1, 65-77); катионные крахмалы (см.: US 2004/0204337 A1 и US 2007/0219111 A1); дисперсные дисперсии (см.: US 2003/0126282 A1, 89-90); основные красители; оттеночные красители (см.: US 2014/0162929A1); окрашивающие вещества; замутнители; антиоксиданты; гидротропные добавки, такие как толуолсульфонаты, кумолсульфонаты и нафталинсульфонаты; цветные вкрапления; цветные гранулы, сферы или экструдаты; средства для размягчения загрязнений; антибактериальные агенты. Любой ингредиент или несколько из указанных ингредиентов дополнительно описаны в заявке на европейский патент № 09161692.0, в публикации US 2003/0139312A1 и в заявке на патент США № 61/229981. Дополнительно или альтернативно, указанные композиции могут содержать поверхностно-активные вещества, четвертичные аммониевые соединения и/или системы растворителей. Четвертичные аммониевые соединения могут присутствовать в композициях для облагораживания тканей, таких как кондиционеры для тканей, и содержат катионы четвертичного аммония, которые представляют собой положительно заряженные многоатомные ионы структуры NR, где R представляет собой алкильную группу или арильную группу.
Поверхностно-активные вещества
[00172] Указанные моющие композиции могут содержать от примерно 1% до 80% по массе поверхностно-активного вещества. Поверхностно-активное вещество является особенно предпочтительным в качестве компонента первой композиции. Предпочтительно, первая композиция содержит от примерно 5% до примерно 50% по массе поверхностно-активного вещества. Вторая и третья композиции могут содержать поверхностно-активное вещество в количестве от 0,1 до 99,9%.
[00173] Используемые эффективные поверхностно-активные вещества могут быть анионного, неионогенного, цвиттер-ионного, амфолитного или катионного типа или могут содержать совместимые смеси указанных типов. Более предпочтительно, поверхностно-активные вещества выбраны из группы, состоящей из анионных, неионогенных, катионных поверхностно-активных веществ и их смесей. Предпочтительно, указанные композиции по существу не содержат бетаиновых поверхностно-активных веществ. Моющие поверхностно-активные вещества, подходящие согласно настоящему изобретению, описаны в патентах США 3664961; 3919678; 4222905; и 4239659. Предпочтительными являются анионные и неионогенные поверхностно-активные вещества.
[00174] Подходящие анионные поверхностно-активные вещества могут быть нескольких разных типов. Например, водорастворимые соли высших жирных кислот, то есть «мыла», являются подходящими анионными поверхностно-активными веществами в композициях согласно настоящему описанию. Они включают мыла щелочных металлов, такие как натриевые, калиевые, аммониевые и алкиламмониевые соли высших жирных кислот, содержащих от примерно 8 до примерно 24 атомов углерода и предпочтительно от примерно 12 до примерно 18 атомов углерода. Мыла можно получать прямым омылением жиров и масел или нейтрализацией свободных жирных кислот. Особенно подходящими являются натриевые и калиевые соли смесей жирных кислот, полученных из кокосового масла и таллового масла, то есть натриевое или калиевое мыло таллового масла и кокосового масла.
8
18
11
13
[00175] Дополнительные анионные поверхностно-активные вещества, не являющиеся мылом, которые подходят для применения согласно настоящему изобретению, включают водорастворимые соли, предпочтительно соли щелочных металлов и аммония с продуктами реакции органического соединения серы, содержащим в своей молекулярной структуре алкильную группу, содержащую от примерно 10 до примерно 20 атомов углерода, и группу сложного эфира сульфоновой кислоты или серной кислоты. (В термин «алкил» включена алкильная часть ацильных групп). Примеры указанной группы синтетических поверхностно-активных веществ включают: а) алкилсульфаты натрия, калия и аммония, особенно те, которые получены путем сульфатирования высших спиртов (C-C), например, полученных восстановлением глицеридов таллового или кокосового масла; b) сульфаты алкилполиэтоксилата натрия, калия и аммония, особенно те, в которых алкильная группа содержит от 10 до 22, предпочтительно от 12 до 18 атомов углерода, и в которых полиэтоксилатная цепь содержит от 1 до 15, предпочтительно от 1 до 6 этоксилатных фрагментов; и с) алкилбензолсульфонаты натрия и калия, в которых алкильная группа содержит от примерно 9 до примерно 15 атомов углерода, в конфигурации с прямой или разветвленной цепью, например, типа, описанного в патентах США 2220099 и 2477383. Особенно важными являются линейные, неразветвленныые алкилбензолсульфонаты, в которых среднее количество атомов углерода в алкильной группе составляет от 11 до 13, сокращенно C-C ЛАС.
1
2
4
n
1
10
16
8
12
12
15
12
13,
[00176] Предпочтительными неионогенными поверхностно-активными веществами являются соединения формулы R(OCH)OH, где R представляет собой C-C алкильную группу или C-C алкилфенильную группу, и n составляет от 3 до примерно 80. Особенно предпочтительными являются продукты конденсации спиртов С-С, содержащих от примерно 5 до примерно 20 молей этиленоксида на моль спирта, например спирт С-С конденсированный с примерно 6,5 молями этиленоксида на моль спирта.
[0100] Система растворителей
1
4
[00177] Система растворителей в композициях согласно настоящему изобретению может представлять собой систему растворителей, содержащую только воду или смеси органических растворителей с водой. Предпочтительные органические растворители включают 1,2-пропандиол, этанол, глицерин, дипропиленгликоль, 2-метил-1,3-пропандиол и их смеси. Также можно использовать другие низшие спирты, C-C алканоламины, такие как моноэтаноламин и триэтаноламин. Системы растворителей могут отсутствовать, например, в безводных твердых вариантах реализации настоящего изобретения, но более типично содержатся в количестве от примерно 0,1% до примерно 98%, предпочтительно по меньшей мере от примерно 1% до примерно 50%, более часто от примерно 5% до примерно 25%. Как правило, предложенные композиции, особенно в жидкой форме, содержат менее 50% воды, предпочтительно от примерно 0,1% до примерно 20% воды, или более предпочтительно от примерно 0,5% до примерно 15%, или от примерно 5% до примерно 12% воды по массе композиции.
[00178] Композиции согласно настоящему описанию, в общем случае, можно получать смешиванием ингредиентов друг с другом. При использовании перламутрового материала, его следует добавлять на поздних стадиях смешивания. При использовании модификатора реологии, предпочтительно сначала получать предварительную смесь, в которой модификатор реологии диспергируют в части воды, необязательно вместе с другими ингредиентами, которые в конечном итоге используют для получения композиций. Полученную предварительную смесь составляют таким образом, чтобы она образовывала структурированную жидкость. Затем в полученную структурированную предварительную смесь можно добавлять, продолжая перемешивание предварительной смеси, поверхностно-активное вещество(-а) и необходимые вспомогательные вещества для стирального средства, а также воду и любые дополнительные вспомогательные добавки для моющих средств.
[00179] Значение рН подходящих композиций может составлять от примерно 2 до примерно 12, от примерно 4 до примерно 12, от примерно 5,5 до примерно 9,5, от примерно 6 до примерно 8,5 или от примерно 6,5 до примерно 8,2. Композиции моющих средств для стирки могут иметь рН от примерно 6 до примерно 10, от примерно 6,5 до примерно 8,5, от примерно 7 до примерно 7,5, или от примерно 8 до примерно 10. Композиции для посудомоечных машин могут иметь рН от примерно 8 до примерно 12. Композиции моющих добавок для стиральных средств могут иметь рН от примерно 4 до примерно 8. Средства для облагораживания тканей могут иметь рН от примерно 2 или 4 до примерно 8, или от примерно 2 до примерно 4, или от примерно 2,5 до примерно 3,5, или от примерно 2,7 до примерно 3,3.
[00180] Значение рН моющего средства определяют как рН 10% (масса/объем) водного раствора моющего средства при 20 ± 2°С; для твердых веществ и порошкообразного моющего средства его определяют как рН 1% (масса/объем) водного раствора моющего средства при 20 ± 2°С. Подходит любой измерительный прибор, подходящий для измерения рН с точностью до ± 0,01 единицы рН. Подходящими приборами являются рН-метры Orion (Thermo Scientific, Clintinpark-Keppekouter, Ninovesteenweg 198, 9320 Erembodegem-Aalst, Бельгия) или аналоги. рH-метр должен быть оснащен подходящим стеклянным электродом с эталонным каломельным или серебряным/хлорсеребряным электродом. Примером является Mettler DB 115. Электрод следует хранить в рекомендованном производителем растворе электролита.
[00181] 10% водный раствор моющего средства получают в соответствии со следующей процедурой. Образец 10 ± 0,05 г взвешивают на весах с точностью до ± 0,02 г. Образец переносят в мерную колбу объемом 100 мл, разбавляют до метки очищенной водой (деионизированная и/или дистиллированная вода являются подходящими, если проводимость воды составляет <5 μ См/см) и тщательно перемешивают. Примерно 50 мл полученного раствора выливают в химический стакан, температуру доводят до 20 ± 2°С и измеряют рН в соответствии со стандартной процедурой, рекомендованной производителем рН-метра (также важно следовать инструкциям производителя для настройки и калибровки рН-метра).
[00182] Для твердых и порошкообразных моющих средств 1% водный раствор моющего средства получают в соответствии со следующей процедурой. Образец 10 ± 0,05 г взвешивают на весах с точностью до ± 0,02 г. Образец переносят в мерную колбу объемом 1000 мл, разбавляют до метки очищенной водой (деионизированная и/или дистиллированная вода подходят, если проводимость воды составляет <5 μ См/см) и тщательно перемешивают. Примерно 50 мл полученного раствора выливают в химический стакан, температуру доводят до 20 ± 2°С и измеряют рН в соответствии со стандартной процедурой, рекомендованной производителем рН-метра (также важно следовать инструкциям производителя для настройки и калибровки рН-метра).
Отбеливатели
[00183] Неорганические и органические отбеливатели являются подходящими чистящими агентами для применения согласно настоящему изобретению. Неорганические отбеливатели включают пергидратные соли, такие как перборатные, перкарбонатные, перфосфатные, персульфатные и персиликатные соли. Неорганические пергидратные соли обычно представляют собой соли щелочных металлов. Неорганическую пергидратную соль можно использовать в виде кристаллического твердого вещества без дополнительной защиты. Альтернативно, на соль можно наносить покрытие, как известно в данной области техники.
2
4
2
3,
2
2
2
[00184] Перкарбонаты щелочных металлов, в частности, перкарбонат натрия, являются предпочтительными пергидратами для применения в композиции моющего средства, описанной в настоящем документе. Перкарбонат наиболее предпочтительно вводят в продукты в форме с нанесенным покрытием, что обеспечивает стабильность продукта. Подходящий материал покрытия, обеспечивающий стабильность продукта, включает смешанную соль водорастворимого сульфата или карбоната щелочного металла. Такие покрытия, а также способы нанесения покрытий описаны ранее в публикации GB 4666799, и в патентах США № 3975280; 4075116; и 5340496, каждый из которых включен в настоящее описание посредством ссылки. Массовое отношение смешанного солевого материала покрытия к перкарбонату составляет от 1:99 до 1:9 и предпочтительно от 1:49 до 1:19. Предпочтительно смешанная соль представляет собой сульфат натрия и карбонат натрия общей формулы NaSO + n + NaCO где n составляет от 0,1 до 3, предпочтительно от 0,3 до 1,0 и более предпочтительно от 0,2 до 0,5. Другой подходящий материал для покрытия, обеспечивающий стабильность продукта, включает силикат натрия с отношением SiO:NaO от 1,8:1 до 3,0:1, предпочтительно от 1,8:1 до 2,4:1, и/или метасиликат натрия, предпочтительно используемый в количестве от 2% до 10% (обычно от 3% до 5%) SiO по массе относительно неорганической пергидратной соли, такой как пероксимоноперсульфат калия. Также можно использовать другие покрытия, которые содержат силикат магния, силикатные и боратные соли, силикатные и борные кислоты, воски, масла и жирные мыла.
[00185] Органические отбеливатели могут включать органические пероксикислоты, включая диацил- и тетраацилпероксиды, особенно диперокси-додекандионовую кислоту, диперокси-тетрадекандионовую кислоту и диперокси-гексадекандионовую кислоту. Пероксид дибензоила является предпочтительной органической пероксикислотой согласно настоящему описанию. Диацилпероксид, особенно пероксид дибензоила, предпочтительно, может присутствовать в форме частиц со средневесовым диаметром от примерно 0,1 до примерно 100 мкм, предпочтительно от примерно 0,5 до примерно 30 мкм, более предпочтительно от примерно 1 до примерно 10 мкм. Предпочтительно, по меньшей мере, примерно от 25% до 100%, более предпочтительно по меньшей мере примерно 50%, еще более предпочтительно, по меньшей мере, примерно 75%, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, примерно 90% частиц имеют размер менее 10 мкм, предпочтительно менее 6 мкм.
[00186] Другие органические отбеливатели включают пероксикислоты, конкретными примерами которых являются алкилпероксикислоты и арилпероксикислоты. Предпочтительными представителями являются: (а) пероксибензойная кислота и ее производные с замещенным кольцом, такие как алкилпероксибензойные кислоты, а также перокси-α-нафтойная кислота и моноперфталат магния; (b) алифатические или замещенные алифатические пероксикислоты, такие как пероксилауриновая кислота, пероксистеариновая кислота, ε-фталимидопероксикапроновая кислота [фталоиминопероксигексановая кислота (PAP)], о-карбоксибензамидопероксикапроновая кислота, N-нонениламидоперадипиновая кислота и N-нонениламидоперсукцинаты; и (с) алифатические и аралифатические пероксидикарбоновые кислоты, такие как 1,12-дипероксикарбоновая кислота, 1,9-дипероксиазелаиновая кислота, дипероксисебациновая кислота, дипероксибрассиловая кислота, дипероксифталевые кислоты, 2-децилдипероксибутан-1,4-дионовая кислота, N,N-терефталоилди(6-аминоперкапроновая кислота).
[00187] Активаторы отбеливателя могут включать органические предшественники перкислот, которые усиливают отбеливающее действие в процессе очистки при температуре 60°C и ниже. Активаторы отбеливателя, подходящие для применения согласно настоящему описанию, включают соединения, которые в условиях пергидролиза обеспечивают алифатические пероксикарбоновые кислоты, предпочтительно содержащие от 1 до 10 атомов углерода, в частности, от 2 до 4 атомов углерода, и/или необязательно замещенную пербензойную кислоту. Подходящие вещества содержат O-ацильные и/или N-ацильные группы с указанным количеством атомов углерода и/или необязательно замещенные бензоильные группы. Предпочтительными являются полиацилированные алкилендиамины, в частности, тетраацетилэтилендиамин (TAED), ацилированные производные триазина, в частности 1,5-диацетил-2,4-диоксогексагидро-1,3,5-триазин (DADHT), ацилированные гликолурилы, в частности, тетраацетилгликолурил (TAGU), N-ацилимиды, в частности, N-нонаноилсукцинимид (NOSI), ацилированные фенолсульфонаты, в частности, н-нонаноил- или изононаноилоксибензолсульфонат (н- или изо-NOBS), карбоновые ангидриды, в частности фталевый ангидрид, ацилированные многоатомные спирты, в частности триацетин, диацетат этиленгликоля и 2,5-диацетокси-2,5-дигидрофуран, а также триэтилацетилцитрат (TEAC).
[00188] Катализаторы отбеливателя, предпочтительные для применения в составе моющих средств согласно настоящему описанию, включают триазациклононан марганца и родственные комплексы (US 4246612, US A-5227084); биспиридиламин Co, Cu, Mn и Fe и родственные комплексы (US 5114611); и пентаминацетат кобальта (III) и родственные комплексы (US 4810410). Полное описание катализаторов отбеливателя, подходящих для применения согласно настоящему описанию, представлено в патенте США № 6599871, включенном в настоящий документ посредством ссылки.
Агенты для мытья посуды
[00189] Предпочтительное поверхностно-активное вещество для использования в моющих средства для посудомоечных машинах имеет низкое пенообразование само по себе или в комбинации с другими компонентами (например, с пеногасителями). Предпочтительными для применения согласно настоящему описанию являются неионогенные поверхностно-активные вещества с низкой и высокой температурой помутнения, а также их смеси, включая неионогенные алкоксилированные поверхностно-активные вещества (особенно этоксилаты, полученные из первичных спиртов C6-C18), этоксилированные пропоксилированные спирты (например, Poly-Tergent SLF18 производства Olin Corporation), поли(оксиалкилированные) спирты с концевым эпоксидом (например, Poly-Tergent SLF18B производства Olin Corporation - см. WO-A-94/22800), поверхностно-активные вещества на основе поли(оксиалкилированных) спиртов с концевым простым эфиром, а также блок-сополимерные соединения полиоксиэтилена-полиоксипропилена, такие как Pluronic, Reversed Pluronic и Tetronic производства BASF-Wyandotte Corp., Виандот, штат Мичиган; амфотерные поверхностно-активные вещества, такие как C12-C20 алкиламиноксиды (предпочтительные аминоксиды для использования согласно настоящему описанию включают лаурилдиметиламиноксид и гексадецилдиметиламиноксид), а также алкил-амфокарбоновые поверхностно-активные вещества, такие как Miranol™ C2M; и цвиттер-ионные поверхностно-активные вещества, такие как бетаины и султаины; а также их смеси. Поверхностно-активные вещества, подходящие для применения согласно настоящему описанию, описаны, например, в US-A-3929678, US-A-4259217, EP-A-0414549, WO-A-93/08876 и WO-A-93/08874. Поверхностно-активные вещества могут присутствовать в количестве от примерно 0,2% до примерно 30% по массе, более предпочтительно от примерно 0,5% до примерно 10% по массе, наиболее предпочтительно от примерно 1% до примерно 5% по массе моющей композиции.
Другие композиции и добавки
[00190] Моющие компоненты детергента, подходящие для применения в моющей композиции, описанной в настоящем документе, включают водорастворимые моющие компоненты детергента, включая цитраты, карбонаты, силикаты и полифосфаты, например триполифосфат натрия и гексагидрат триполифосфата натрия, триполифосфат калия и смешанные триполифосфатные соли натрия и калия.
[00191] Ферменты, подходящие для применения в композиции моющего средства, описанной в настоящем документе, включают бактериальные и грибковые целлюлазы, включая CAREZYME и CELLUZYME (Novo Nordisk A/S); пероксидазы; липазы, включая AMANO-P (Amano Pharmaceutical Co.), M1 LIPASE и LIPOMAX (Gist-Brocades) и LIPOLASE и LIPOLASE ULTRA (Novo); кутиназы; протеазы, включая ESPERASE, ALCALASE, DURAZYM и SAVINASE (Novo) и MAXATASE, MAXACAL, PROPERASE и MAXAPEM (Gist-Brocades); α и β амилазы, включая PURAFECT OX AM (Genencor) и TERMAMYL, BAN, FUNGAMYL, DURAMYL и NATALASE (Novo); пектиназы; и их смеси. Ферменты можно добавлять в виде небольших кусочков, гранул или когранулятов в количестве, обычно составляющем от примерно 0,0001% до примерно 2% чистого фермента по массе чистящей композиции.
[00192] Пеногасители, подходящие для применения в моющей композиции, описанной в настоящем документе, включают неионогенные поверхностно-активные вещества, имеющие низкую температуру помутнения. В данном контексте «температура помутнения» представляет собой общеизвестное свойство неионогенных поверхностно-активных веществ, которое является результатом того, что поверхностно-активное вещество становится менее растворимым с повышением температуры, и температура, при которой наблюдается появление второй фазы упоминается как «температура помутнения». В данном контексте термин неионогенное поверхностно-активное вещество «с низкой температурой помутнения» определяется как неионогенный ингредиент поверхностно-активной системы, имеющий температуру помутнения менее 30°С, предпочтительно менее примерно 20°С, и более предпочтительно менее примерно 10°С, и наиболее предпочтительно менее примерно 7,5°С. Неионогенные поверхностно-активные вещества с низкой температурой помутнения могут включать неионогенные алкоксилированные поверхностно-активные вещества, особенно этоксилаты, полученные из первичного спирта, и блок-сополимеры полиоксипропилена/полиоксиэтилена/полиоксипропилена обратного типа (PO/EO/PO). Кроме того, такие неионогенные поверхностно-активные вещества с низкой температурой помутнения могут включать, например, этоксилированный-пропоксилированный спирт (например, POLY-TERGENT SLF18 производства BASF) и поли(оксиалкилированные) спирты с концевым эпоксидом (например, неионогенные агенты серии POLY-TERGENT SLF18B производства BASF, описанные, например, в US-A-5776281).
[00193] Другие подходящие компоненты для применения в моющей композиции, описанной в настоящем документе, включают очищающие полимеры, имеющие свойства предотвращения повторного осаждения загрязнения, грязеотталкивания или другие моющие свойства. Полимеры против повторного осаждения загрязнения для применения согласно настоящему описанию включают полимеры, содержащие акриловую кислоту, такие как SOKALAN PA30, PA20, PA15, PA10 и SOKALAN CP10 (BASF GmbH), ACUSOL 45N, 480N, 460N (Rohm and Haas), сополимеры акриловой кислоты и малеиновой кислоты, такие как SOKALAN CP5, и акриловые/метакриловые сополимеры. Другие подходящие полимеры включают полимеры на основе аминов, такие как алкоксилированные полиалкиленимины (например, PEI600 EO20 и/или этоксисульфатированные четвертичные аммониевые гексаметилендиамин-диметил-соединения), которые необязательно могут быть кватернизированы. Грязеотталкивающие полимеры для применения согласно настоящему описанию включают алкил- и гидроксиалкилцеллюлозы (US-A-4000093), полиоксиэтилены, полиоксипропилены и их сополимеры, а также неионогенные и анионные полимеры на основе терефталатных эфиров этиленгликоля, пропиленгликоля, и их смеси.
[00194] Поглотители тяжелых металлов и ингибиторы роста кристаллов также пригодны для применения в моющем средстве, например, пента(метиленфосфонат) диэтилентриамина, тетра(метиленфосфонат) этилендиамина, тетра(метиленфосфонат) гексаметиленадиамина, этилендифосфонат, гидроксиэтилен-1,1-дифосфонат, нитрилотриацетат, этилендиаминтетрацетат, этилендиамин-N,N'-дисукцинат в их форме их солей и свободных кислот.
[00195] Для применения в моющей композиции, описанной в настоящем документе, подходит также ингибитор коррозии, например, агенты покрытий на основе органического серебра (особенно парафины, такие как WINOG 70, выпускаемые компанией Wintershall, Зальцберген, Германия), азотсодержащие ингибиторы коррозии (например, бензотриазол и бензимидазол - см. GB-A-1137741) и соединения Mn (II), в частности соли Mn (II) с органическими лигандами.
[00196] Другие подходящие компоненты для применения в моющей композиции согласно настоящему описанию включают стабилизаторы ферментов, например, ион кальция, борную кислоту и пропиленгликоль.
[00197] Подходящие добавки для полоскания известны в данной области. Доступные в продаже добавки для полоскания посуды обычно представляют собой смеси низкопенных простых эфиров жирных спиртов и полиэтилен/полипропиленгликоля, солюбилизаторов (например, кумолсульфоната), органических кислот (например, лимонной кислоты) и растворителей (например, этанола). Функция таких средств для полоскания заключается в изменении межфазного натяжения воды, чтобы она могла стекать с промытых поверхностей в виде тонкой когерентной пленки, чтобы после дальнейшей сушки на поверхности не оставались капли воды, полосы или пленочные разводы. В европейском патенте 0 197 434 B1 описаны добавки для полоскания, которые содержат смешанные простые эфиры в качестве поверхностно-активных веществ. Предусмотрены также добавки для полоскания, такие как кондиционеры для белья и т.п., и они пригодны для инкапсулирования в пленку согласно настоящему описанию.
Способы применения
[00198] Пленки и изделия, описанные в настоящем документе, а также композиции, содержащиеся в них, можно использовать для обработки подложки, например ткани или твердой поверхности, например, посредством приведения в контакт указанной подложки с пленкой, изделием и/или композицией, содержащейся в них. Стадию приведения в контакт можно осуществлять вручную или в машине-автомате, например, в автоматической стиральной машине (с верхней или фронтальной загрузкой) или в автоматической посудомоечной машине. Стадию приведения в контакт можно осуществлять в присутствии воды, которая может иметь температуру до примерно 80°С, или до примерно 60°С, или до примерно 40°С, или до примерно 30°С, или до примерно 20°С, или до примерно 15°С, или до примерно 10°С, или до примерно 5°С. Как отмечено выше, предложенные пленки и изделия из них особенно подходят для растворения в холодной воде и, следовательно, обеспечивают преимущество при мытье в холодной воде (например, от примерно 1°С до примерно 30°С или от примерно 5°С до примерно 20°С). За стадией приведения в контакт может следовать цикл многократного полоскания или даже один цикл полоскания; поскольку указанная пленка обладает хорошими свойствами растворения, требуется меньшее количество воды для растворения пленки и/или высвобождения ее содержимого.
[00199] Примеры специально рассмотренных аспектов (A1, A2 и т.д.) пленок и способов, описанных в настоящем документе, приведены ниже.
[00200] A1. Пленка, содержащая смесь по меньшей мере двух полимеров поливинилового спирта (PVOH), содержащую (а) от 10 до 50% по массе смеси по меньшей мере двух различных полимеров поливинилового спирта первого полимера поливинилового спирта, содержащего по меньшей мере два мономера, причем первый мономер содержит мономерное звено, полученное из малеиновой кислоты, второй мономер содержит мономерное звено винилового спирта, и необязательно третий мономер содержит мономерное звено винилацетата, и количество мономерных звеньев, полученных из малеиновой кислоты, составляет от 3 мол. % до 6 мол. % от первого полимера поливинилового спирта; и (b) от 50% до 90% по массе смеси по меньшей мере двух различных полимеров поливинилового спирта второго полимера поливинилового спирта, состоящего из мономерных звеньев винилового спирта и (необязательно) мономерных звеньев винилацетата.
[00201] A2. Пленка по п. A1, отличающаяся тем, что вязкость второго полимера поливинилового спирта составляет от примерно 3,0 до примерно 40,0 сП, или от 7,0 до примерно 35,0 сП, или от примерно 10,0 до примерно 30,0 сП, или 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40 сП.
[00202] A3. Пленка по п. A1 или A2, отличающаяся тем, что степень гидролиза (DH) второго полимера поливинилового спирта составляет от примерно 60% до примерно 99%, или от примерно 80% до примерно 98%, или от примерно 83% до примерно 95%, или от примерно 84% до примерно 90%, или от примерно 85% до примерно 92%.
[00203] A4. Пленка по любому из пп. А1-А3, отличающаяся тем, что первый полимер поливинилового спирта содержит мономерное звено, полученное из малеиновой кислоты, в количестве от примерно 3 мол. % до примерно 5 мол. %, от примерно 3,5 мол. % до примерно 4,5 мол. %, или от примерно 4 мол. % до примерно 4,5 мол. %.
[00204] A5. Пленка по любому из пп. А1-А4, отличающаяся тем, что первый полимер поливинилового спирта имеет вязкость от примерно 10 сП до примерно 30 сП, от примерно 12 сП до примерно 25 сП, от примерно 14 сП до примерно 20 сП, от примерно 15 до примерно 20 сП или от 15 до примерно 18 сП.
[00205] A6. Пленка по любому из пп. А1-А5, отличающаяся тем, что смесь по меньшей мере двух различных полимеров поливинилового спирта имеет вязкость смеси от примерно 10,0 до примерно 25,0 сП, или от примерно 12,0 до примерно 20,0 сП, или от примерно 13,0 до примерно 16,0 сП, или от примерно 14,0 до примерно 15,5 сП.
1
2
[00206] A7. Пленка по любому из пп. А1-А6, отличающаяся тем, что первый полимер поливинилового спирта имеет первую вязкость (μ) от примерно 10 сП до примерно 30 спП, и второй полимер поливинилового спирта имеет вторую вязкость (μ), составляющую примерно 40 сП или менее.
2
1
[00207] A8. Пленка по п. A7, отличающаяся тем, что |μ - μ| составляет от примерно 0 сП до примерно 10 сП, предпочтительно от примерно 0 сП до примерно 5 сП.
[00208] A9. Пленка по любому из пп. А1-А8, отличающаяся тем, что второй полимер поливинилового спирта содержит по меньшей мере два различных гомополимера поливинилового спирта.
[00209] A10. Пленка по любому из пп. А1-А9, имеющая толщину от примерно 50 до 80 мкм.
[00210] A11. Пленка по любому из пп. А1-А10, отличающаяся тем, что указанная водорастворимая пленка дополнительно содержит один или более компонентов, выбранных из группы, состоящей из пластификаторов, компатибилизаторов пластификаторов, смазывающих веществ, разделительных агентов, наполнителей, разбавителей, сшивающих агентов, агентов против слипания, антиоксидантов, агентов против липкости, противопенных агентов, наночастиц, отбеливающих агентов, поверхностно-активных веществ и их комбинации.
[00211] A12. Пакет, изготовленный из одной или более пленок по любому из пп. A1-A11.
[00212] A13. Способ получения водорастворимой пленки, включающий стадии:
(а) составление смеси по меньшей мере двух различных полимеров поливинилового спирта (PVOH) в растворителе, содержащей:
(i) от 10 до 50% по массе смеси по меньшей мере двух различных полимеров поливинилового спирта из первого полимера поливинилового спирта, содержащего по меньшей мере два мономера, причем первый мономер содержит мономерное звено, полученное из малеиновой кислоты, второй мономер содержит мономерное звено винилового спирта, и необязательно третий мономер содержит мономерное звено винилацетата, и количество мономерного звена, полученного из малеиновой кислоты, составляет от 3 мол. % до 6 мол. % относительно первого полимера поливинилового спирта; и (b) от 50% до 90% по массе смеси по меньшей мере двух различных полимеров поливинилового спирта из второго полимера поливинилового спирта, состоящего из мономерных звеньев винилового спирта и (необязательно) мономерных звеньев винилацетата,
с получением раствора для литья,
(b) нанесение отмеренного количества раствора для литья на поверхность,
(c) обеспечение возможности по существу высыхания раствора для литья с образованием литой пленки, и
(d) съем полученной литой пленки с литьевой поверхности.
[00213] A14. Способ по п. A13, отличающийся тем, что раствор для литья дополнительно содержит один или более компонентов, выбранных из группы, состоящей из пластификаторов, компатибилизаторов пластификаторов, смазывающих веществ, разделительных агентов, наполнителей, разбавителей, сшивающих агентов, агентов против слипания, антиоксидантов, агентов против липкости, противопенных агентов, наночастиц, отбеливающих агентов, поверхностно-активных веществ и их комбинации.
ПРИМЕРЫ
[00214] Следующие примеры приведены для иллюстрации и не предназначены для ограничения объема изобретения.
[00215] В следующих примерах смеси смол PVOH имеют свойства, описанные ниже в2. Пленки содержат соответствующие смеси смол PVOH (100 массовых частей), (ii) пластификатор глицерин (15,6 PHR), (iii) пластификатор сорбит (9,2 PHR), (iv) пластификатор дипропиленгликоль (9,2 PHR), (v) поверхностно-активные вещества и другие технологические добавки (примерно 5-7 PHR) и (vii) остаточную воду.
Таблица 2
Пленка
мкм
Мономер PVOH, полученный из малеиновой кислоты*
Poval 13-88
Poval 18-88
Тип пластификатора (PHR)
Средний DC остаток (%)
Ст. откл. DC остатка (%)
LLD после погружения (7 дней, 38°C), средний DC остаток (%)
LLD после погружения (7 дней, 38°C), ст. откл. DC остатка (%)
A1
76
70
30
G, S, DPG - 34
17,92
1,12
11,17
7,88
A2
76
50
50
G, S, DPG - 34
31,32
1,77
36,7
1,07
A3
76
30
70
G, S, DPG - 34
42,56
1,25
46,99
3,81
B1
76
70
30
G, S, DPG - 34
29,74
0,44
14,19
3,68
B2
76
50
50
G, S, DPG - 34
43,56
1,94
38,49
9,3
B3
76
30
70
G, S, DPG - 34
52,08
2,4
53,47
2,71
* В соответствии с абзацем [0046], в виде натриевой соли
G=глицерин,
S=сорбит,
DPG=дипропиленгликоль
Таблица 3
Пленка
мкм
Мономер PVOH, полученный из малеиновой кислоты*
Poval 13-88
Poval 18-88
Тип пластификатора (PHR)
Средняя прочность на разрыв (МПа)
Ст. откл. средней прочности на разрыв (МПа)
LLD после погружения (7 дней, 38°C), средняя прочность на разрыв (МПа)
LLD после погружения (7 дней, 38°C), ст. откл. средней прочности на разрыв (МПа)
A1
76
70
30
G, S, DPG - 34
36,6
0,3
31,8
4,4
A2
76
50
50
G, S, DPG - 34
36,1
0,5
31,7
3,5
A3
76
30
70
G, S, DPG - 34
34,3
1,1
30,8
1,4
B1
76
70
30
G, S, DPG - 34
37,1
1,1
33,8
4
B2
76
50
50
G, S, DPG - 34
36,8
1,1
35,6
1,8
B3
76
30
70
G, S, DPG - 34
35,8
0,7
33,4
3,4
* В соответствии с абзацем [0046], в виде натриевой соли
На основании приведенных выше данных, существует тенденция к увеличению содержания PVOH, содержащего мономер, полученный из малеиновой кислоты, в смеси смол PVOH с более низкими значениями DC остатка, что является благоприятным, а также с более высокими значениями прочности на разрыв, что также является благоприятным. Однако не все свойства пленки улучшаются с увеличением содержания PVOH, содержащего мономер, полученный из малеиновой кислоты, в смеси смол PVOH.
Как показано на фиг. 1, было обнаружено, что наблюдается тенденция к увеличению прочности пакетов из смесей смол PVOH А1-А3 и В1-В3, по мере уменьшения содержания мономера, полученного из малеиновой кислоты, в смеси смол PVOH. Таким образом, поскольку растворимость пленок из одинаковых смесей смол PVOH увеличивается с повышением содержания в указанной PVOH, модифицированного малеиновой кислотой, баланс требуемых физических свойств оптимизирован для достижения требуемой растворимости (DC остатка) и прочности (прочности пакета).
[00216] Представленное выше описание приведено лишь для ясности понимания, и оно не подразумевает никаких излишних ограничений, поскольку специалистам в данной области техники могут быть понятны различные модификации в пределах объема настоящего изобретения.
[00217] В тексте настоящего описания и следующей формулы изобретения, если из контекста не следует иное, то термин «содержит» и его варианты, такие как «содержат» и «содержащий», следует понимать как включающий указанный элемент или стадию, или группу элементов или стадий, но не как исключающий любой другой элемент или стадию, или группу элементов или стадий.
[00218] В тексте настоящего описания, если композиции описаны как содержащие компоненты или материалы, предусмотрено, что указанные композиции также могут состоять по существу или состоять из любой комбинации указанных компонентов или материалов, если не указано иное. Аналогичным образом, если способы описаны как включающие определенные стадии, предусмотрено, что указанные способы также могут состоять по существу или состоять из любой комбинации указанных стадий, если не указано иное. Изобретение, иллюстративно описанное в настоящем документе, может быть должным образом осуществлено на практике в отсутствие какого-либо элемента или стадии, которые не описаны в явном виде.
[00219] Практическое осуществление способа, описанного в настоящем документе, и его отдельных стадий может быть реализовано вручную и/или с помощью автоматических приспособлений, обеспечиваемых электронным оборудованием. Несмотря на то, что способы описаны со ссылкой на конкретные варианты реализации, специалистам в данной области техники понятно, что можно использовать другие способы осуществления действий, связанных с указанными способами. Например, порядок различных стадий можно изменять без отступления от объема или сущности указанного способа, если не описано иное. Кроме того, некоторые из отдельных стадий можно объединять, опускать или дополнительно подразделять на дополнительные стадии.
[00220] Все патенты, публикации и ссылки, цитированные в настоящем документе, полностью включены в настоящий документ посредством ссылки. В случае противоречий между настоящим описанием и включенными патентами, публикациями и ссылками, следует руководствоваться настоящим описанием.