ВОДОРАСТВОРИМЫЕ ИЗДЕЛИЯ С РАЗОВОЙ ДОЗОЙ, ИЗГОТОВЛЕННЫЕ ИЗ КОМБИНАЦИИ РАЗЛИЧНЫХ ПЛЕНОК И СОДЕРЖАЩИЕ КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ БЫТОВОГО ПРИМЕНЕНИЯ
WATER-SOLUBLE ARTICLES WITH A SINGLE DOSE, MADE FROM A COMBINATION OF DIFFERENT FILMS AND CONTAINING COMPOSITIONS FOR HOUSEHOLD USE

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее описание относится к водорастворимым изделиям с разовой дозой, изготовленным из комбинации химически различных водорастворимых пленок и содержащим композиции для бытового применения, которые по меньшей мере частично заключены в по меньшей мере одном отсеке с помощью водорастворимых пленок.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Водорастворимые полимерные пленки часто используют в качестве упаковочных материалов для упрощения распыления, наливания, растворения и дозирования материала, подлежащего доставке. Например, водорастворимые изделия с разовой дозой, изготовленные из водорастворимой пленки, обычно используют для упаковки композиций для бытового применения, например, мешки, содержащие моющее средство для стирки или мойки посуды. Потребитель может напрямую помещать водорастворимое изделие с разовой дозой, например мешок, в смесительное устройство, такое как ведро, раковина или стиральная машина. Преимуществом является то, что это обеспечивает точное дозирование, устраняя при этом необходимость отмеривания композиции потребителем. Водорастворимое изделие с разовой дозой также может уменьшать загрязнения, возникающие при подаче такой композиции из контейнера, например, при наливании моющего средства для стирки из бутыли. Водорастворимое изделие с разовой дозой также исключает возможность контакта с руками пользователя за счет изоляции композиции. В целом водорастворимые изделия с разовой дозой, содержащие предварительно отмеренное количество агентов, обеспечивают удобство использования для потребителя в различных областях применения.
Некоторые водорастворимые полимерные пленки, которые используют для изготовления водорастворимых изделий с разовой дозой, не полностью растворяются в цикле стирки, оставляя остатки пленки на элементах внутри стиральной машины. Такие проблемы могут возникать при применении водорастворимого изделия с разовой дозой в жестких условиях стирки, таких как использование водорастворимого изделия с разовой дозой в холодной воде (например, при температуре воды всего 5°C и/или до 10°C или 15°C), в коротком цикле стирки и/или в цикле стирки с малым количеством воды (например, с добавлением от приблизительно 3 л до приблизительно 20 л моющего раствора). Примечательно, что экологические проблемы и затраты на электроэнергию заставляют потребителя стремиться использовать для стирки более холодную воду и более короткие циклы стирки.
Кроме того, желательно, чтобы водорастворимое изделие с разовой дозой обладало достаточной прочностью как сразу после изготовления, так и при хранении, чтобы выдержать воздействие усилий, которые могут быть приложены во время упаковки, транспортировки, хранения и использования. Достаточная прочность может быть особенно предпочтительна для мешков, которые представляют собой капсулы с жидкими композициями, такими как моющее средство для стирки, во избежание случайного разрыва и/или утечки.
Кроме того, желательно, чтобы водорастворимое изделие с разовой дозой имело достаточную прочность герметизации для уменьшения преждевременной утечки моющего средства из водорастворимого изделия с разовой дозой и, таким образом, для уменьшения загрязнения других водорастворимых изделий с разовой дозой, находящихся в контейнере. Недостаточная прочность герметизации может также привести к преждевременному разрыву водорастворимого изделия с разовой дозой при воздействии усилий, приложенных во время упаковки, транспортировки, хранения или использования.
Сохраняется потребность в водорастворимых пленках и водорастворимых изделиях с разовой дозой, таких как мешки, обладающих желательными характеристиками – хорошей растворимостью в воде, надлежащей прочностью мешка и прочностью герметизации, химической стойкостью, химической и физической совместимостью с активными веществами для стирки или другими композициями, контактирующими с пленкой или сформированным из нее водорастворимым изделием с разовой дозой, и/или желательными механическими свойствами, такими как деформируемость после термоформования и/или достаточной герметизации. Было обнаружено, что водорастворимые изделия с разовой дозой в соответствии с настоящим описанием обладают оптимальной растворимостью в воде, прочностью герметизации и прочностью мешка.
ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее описание относится к водорастворимому изделию с разовой дозой, содержащему по меньшей мере один герметизированный отсек, содержащий по меньшей мере одну композицию для бытового применения, причем водорастворимое изделие с разовой дозой содержит первую водорастворимую пленку, содержащую первую водорастворимую смолу; и вторую водорастворимую пленку, содержащую вторую водорастворимую смолу; причем первая пленка герметично скреплена со второй пленкой с образованием по меньшей мере одного герметизированного отсека; при этом первая водорастворимая смола содержит по меньшей мере один гомополимер поливинилового спирта, или по меньшей мере один сополимер поливинилового спирта, или их смесь, причем по меньшей мере один гомополимер поливинилового спирта, или по меньшей мере один сополимер поливинилового спирта, или их смесь имеет вязкость 4%-го раствора в деминерализованной воде при 25°C в диапазоне от приблизительно 8 сП до приблизительно 40 сП, или от приблизительно 12 сП до приблизительно 30 сП, или от приблизительно 14 сП до приблизительно 25 сП; и при этом вторая водорастворимая смола содержит по меньшей мере один гомополимер поливинилового спирта, или по меньшей мере один сополимер поливинилового спирта, или их смесь, причем по меньшей мере один гомополимер поливинилового спирта, или по меньшей мере один сополимер поливинилового спирта, или их смесь имеет вязкость 4%-го раствора в деминерализованной воде при 25°C в диапазоне от приблизительно 4 сП до приблизительно 35 сП, или от приблизительно 10 сП до приблизительно 20 сП, или от приблизительно 10 сП до приблизительно 15 сП, или от приблизительно 12 сП до приблизительно 14 сП; и при этом вязкость 4%-го раствора в деминерализованной воде при 25°C по меньшей мере одного гомополимера поливинилового спирта, или по меньшей мере одного сополимера поливинилового спирта, или их смеси первой водорастворимой смолы больше, чем вязкость 4%-го раствора в деминерализованной воде при 25°C по меньшей мере одного гомополимера поливинилового спирта, или по меньшей мере одного сополимера поливинилового спирта, или их смеси второй водорастворимой смолы, а разница между вязкостью 4%-го раствора в деминерализованной воде при 25°C по меньшей мере одного гомополимера поливинилового спирта, или по меньшей мере одного сополимера поливинилового спирта, или их смеси первой водорастворимой смолы и вязкостью 4%-го раствора в деминерализованной воде при 25°C по меньшей мере одного гомополимера поливинилового спирта, или по меньшей мере одного сополимера поливинилового спирта, или их смеси второй водорастворимой смолы составляет от приблизительно 2 сП до приблизительно 20 сП, или от приблизительно 3 сП до приблизительно 15 сП, или от приблизительно 4 сП до приблизительно 12 сП.
Настоящее изобретение также относится к способам получения и применения таких мешков.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Представленные в настоящем документе фигуры являются по существу иллюстративными и не имеют ограничительного характера.
На фиг. 1 представлено схематическое изображение базовой конфигурации для испытания изделия с разовой дозой на прочность и на герметичность.
На фиг. 2 представлен вид мешка сбоку в поперечном сечении.
На фиг. 3 показан мешок с несколькими отделениями.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Определения
В настоящем документе термины в единственном числе в патенте следует понимать как обозначающие один или более из заявленных или описанных объектов. При использовании в настоящем документе термины «включать в себя», «включает в себя» и «включающий в себя» считаются не имеющими ограничительного характера. Композиции в соответствии с настоящим описанием могут содержать компоненты настоящего описания, по существу состоять из или состоять из них.
В настоящем документе могут использоваться термины «по существу свободный от» или «по существу не содержащий». Это означает, что указанный материал как минимум специально не добавлялся в композицию, чтобы стать ее частью, или предпочтительно не присутствует в обнаруживаемых аналитическими методами количествах. Подразумевается, что включены композиции, в которых указанный материал присутствует только в качестве примеси в одном из других материалов, которые включены преднамеренно. Указанный материал может присутствовать, если он вообще присутствует, на уровне менее чем 1%, или менее чем 0,1%, или менее чем 0,01%, или даже 0% по массе композиции.
Водорастворимые изделия с разовой дозой настоящего описания могут содержать композицию, например композицию для бытового применения. Композиция может быть выбрана из жидкости, твердого вещества или их комбинации. В настоящем документе термин «жидкость» включает в себя свободнотекучие жидкости, а также пасты, гели, пены и муссы. Не имеющие ограничительного характера примеры жидкостей включают в себя композиции высокоэффективных и среднеэффективных жидких моющих средств, улучшители свойств ткани, моющие гели, обычно используемые для стирки, добавки для отбеливания и стирки. Жидкости могут содержать газы, например взвешенные пузырьки, или твердые вещества, например частицы. В настоящем документе термин «твердое вещество» включает в себя, без ограничений, порошки, агломераты и их смеси. Не имеющие ограничительного характера примеры твердых веществ включают в себя: гранулы, микрокапсулы, микросферы, нити и перламутровые шарики. Твердые композиции могут обеспечивать техническое преимущество, включая, без ограничений, преимущества использования во время стирки, преимущества предварительной обработки и/или эстетические эффекты.
При использовании в настоящем документе термин «гомополимер» по существу охватывает полимеры, имеющие один тип повторяющихся мономерных звеньев (например, полимерная цепь, состоящая или по существу состоящая из одного повторяющегося мономерного звена). Для конкретного случая поливинилового спирта (ПВС), термин «гомополимер» (или «ПВС-гомополимер», или «ПВС-полимер») дополнительно включает в себя сополимеры, имеющие некоторое распределение мономерных звеньев винилового спирта и мономерных звеньев винилацетата в зависимости от степени гидролиза (например, полимерная цепь, состоящая или по существу состоящая из мономерных звеньев винилового спирта и мономерных звеньев винилацетата). В ограниченном случае 100%-го гидролиза ПВС-гомополимер может включать в себя истинный гомополимер, имеющий только звенья винилового спирта.
В настоящем документе термин «сополимер» по существу включает в себя полимеры, имеющие два или более типов повторяющихся мономерных звеньев (например, полимерная цепь, состоящая из или состоящая по существу из двух или более различных повторяющихся мономерных звеньев независимо от того, являются ли они статистическими сополимерами, блок-сополимерами и т.д.). Для конкретного случая ПВС термин «сополимер» (или «ПВС-сополимер») дополнительно включает в себя сополимеры, имеющие распределение мономерных звеньев винилового спирта и мономерных звеньев винилацетата в зависимости от степени гидролиза, а также по меньшей мере еще одно повторяющееся мономерного звено другого типа (например, тройная (или более) сополимерная цепь, состоящая из или состоящая по существу из мономерных звеньев винилового спирта, мономерных звеньев винилацетата и одного или более других мономерных звеньев, например, анионных мономерных звеньев). В предельном случае 100%-го гидролиза ПВС-сополимер может включать в себя сополимер, имеющий звенья винилового спирта и одно или более других мономерных звеньев, но не звенья винилацетата.
Если не указано иное, все уровни компонента или композиции относятся к активной части данного компонента или композиции и исключают примеси, например остаточные растворители или побочные продукты, которые могут присутствовать в доступных в продаже источниках таких компонентов или композиций.
Если не указано иное, все температуры в настоящем документе приведены в градусах Цельсия (°C). Если не указано иное, все измерения, описанные в настоящем документе, проведены при 20°C, при атмосферном давлении, и при 50%-й относительной влажности.
В настоящем описании все процентные значения приведены по массе от общей массы композиции, если конкретно не указано иное. Все соотношения являются массовыми соотношениями, если конкретно не указано иное.
Следует понимать, что каждое максимальное числовое ограничение, встречающееся в данном описании, включает в себя каждое меньшее числовое ограничение, как если бы такие меньшие числовые ограничения были явным образом указаны в настоящем документе. Каждое минимальное числовое ограничение, встречающееся в данном описании, будет включать в себя каждое большее числовое ограничение, как если бы такие большие числовые ограничения были в прямой форме указаны в настоящем документе. Каждый числовой диапазон, встречающийся в настоящем описании, будет включать каждый более узкий числовой диапазон, который находится в пределах такого более широкого числового диапазона, как если бы все такие более узкие числовые диапазоны были явно указаны в настоящем документе.
Водорастворимое изделие с разовой дозой
Водорастворимое изделие с разовой дозой, описанное в настоящем изобретении, содержит первую водорастворимую пленку и вторую водорастворимую пленку, имеющие такую форму, что изделие с разовой дозой содержит по меньшей мере один внутренний отсек, окруженный водорастворимыми пленками. Водорастворимые пленки герметично скреплены друг с другом с образованием внутреннего отсека таким образом, что во время хранения композиция моющего средства не вытекает из этого отсека. Однако при добавлении водорастворимого изделия с разовой дозой в воду водорастворимая пленка растворяется и высвобождает содержимое внутреннего отсека в моющий раствор. Водорастворимое изделие с разовой дозой может быть мешком.
Участок, в котором две пленки соединяются и герметично скрепляются, называется участком герметизации. Участок герметизации часто содержит «кайму» или «фланец», который включает в себя участок первой водорастворимой пленки, герметично скрепленный с участком второй водорастворимой пленки и выступающий обычно от основной части изделия с разовой дозой. Предпочтительный способ изготовления изделия с разовой дозой более подробно описывается ниже.
Под отсеком следует понимать замкнутое внутреннее пространство внутри изделия с разовой дозой, которое вмещает композицию моющего средства. В процессе производства первой водорастворимой пленке в соответствии с настоящим изобретением можно придать соответствующую форму с образованием открытого отсека, в который добавляют композицию моющего средства. Затем поверх первой пленки в соответствии с настоящим изобретением наносят вторую водорастворимую пленку таким образом, чтобы закрыть отверстие отсека. После этого первую и вторую пленки герметично скрепляют вместе вдоль области герметизации.
Изделие с разовой дозой может содержать более одного отсека, даже по меньшей мере два отсека или даже по меньшей мере три отсека. Отсеки могут быть выполнены с наложением друг на друга, т.е. один отсек расположен поверх другого. В такой ориентации изделие с разовой дозой будет содержать три пленки: верхнюю, среднюю и нижнюю. Средняя пленка предпочтительно будет соответствовать второй водорастворимой пленке в соответствии с настоящим изобретением, а верхняя и нижняя пленки будут соответствовать первой водорастворимой пленке в соответствии с настоящим изобретением. В альтернативном варианте осуществления отсеки могут быть расположены бок о бок, т.е. ориентированы рядом друг с другом. Отсеки могут даже иметь ориентацию «шина и обод», т.е. первый отсек расположен рядом со вторым отсеком, но первый отсек по меньшей мере частично окружает второй отсек, но при этом не полностью закрывает второй отсек. В альтернативном варианте осуществления один отсек может быть полностью окружен другим отсеком. В такой конфигурации с несколькими отсеками первой водорастворимой пленке в соответствии с настоящим изобретением можно придать соответствующую форму с образованием открытого отсека, в которое добавляют композицию моющего средства. Затем поверх первой пленки в соответствии с настоящим изобретением наносят вторую водорастворимую пленку таким образом, чтобы закрыть отверстие отсека.
Если изделие с разовой дозой содержит по меньшей мере два отсека, один из отсеков может быть меньше другого отсека. Если изделие с разовой дозой содержит по меньшей мере три отсека, два отсека могут быть меньше третьего отсека, и предпочтительно меньшие отсеки накладывают на больший отсек. Наложенные отсеки предпочтительно ориентируют бок о бок.
В конфигурации с множеством отсеков композиция моющего средства в соответствии с настоящим изобретением может содержаться в по меньшей мере одном из отсеков. Она может, например, содержаться лишь в одном отсеке или может содержаться в двух отсеках или даже в трех отсеках.
Все отсеки могут содержать одинаковые или разные композиции. Разные композиции могут иметь одну и ту же форму или же они могут иметь разные формы.
Водорастворимое изделие с разовой дозой может содержать по меньшей мере два внутренних отсека, причем композиция жидкого моющего средства для стирки содержится в по меньшей мере одном из отсеков, предпочтительно при этом изделие с разовой дозой содержит по меньшей мере три отсека, при этом композиция моющего средства содержится в по меньшей мере одном из отсеков.
Первая и вторая водорастворимые пленки
Водорастворимое изделие с разовой дозой содержит первую водорастворимую пленку и вторую водорастворимую пленку, причем первая водорастворимая пленка и вторая водорастворимая пленка химически отличаются друг от друга.
Во избежание недоразумений, в контексте настоящего изобретения «химически отличный» в настоящем документе означает, что «первичные пленки», т.е. пленки, полученные от поставщика/производителя, до размотки на устройстве для изготовления изделия с разовой дозой содержат по меньшей мере одно вещество, присутствующее в по меньшей мере одной из пленочных композиций, которое отличает первую пленочную композицию от второй и влияет по меньшей мере на одно из физических свойств пленки, таких как влагоемкость, модуль упругости при растяжении и прочность на растяжение при разрыве в соответствии с методом (-ами) испытаний, описанным (-и) в настоящем документе, делая это по меньшей мере одно физическое свойство пленки отличным для первой и второй пленки. Меняющиеся химические составы пленок вследствие естественных производственных процессов, т.е. колебания состава от партии к партии, как таковые не считаются химически различными пленками в рамках объема настоящего изобретения.
Не имеющие ограничительного характера примеры химически дифференцирующих веществ включают в себя применение различных полимерных целевых смол и/или их содержания, различных композиций пластификатора и/или их содержания, или различных поверхностно-активных веществ и/или их содержания. Водорастворимые изделия с разовой дозой, содержащие пленки, отличающиеся только физическими свойствами, но имеющие одинаковое содержание вещества, такие как пленки, отличающиеся только толщиной пленки, считаются выходящими за рамки объема настоящего изобретения. Изделия с разовой дозой, изготовленные из пленок, отличающихся только наличием или отсутствием слоя покрытия, также считаются выходящими за рамки объема изобретения.
Первую водорастворимую пленку предпочтительно подвергают термоформованию в процессе производства изделия с разовой дозой. В настоящем документе «термоформование» означает, что перед деформацией пленку нагревают, например, посредством пропускания пленки под инфракрасной лампой, при этом этап деформации предпочтительно реализуется посредством укладки водорастворимой пленки над полостью и посредством приложения вакуума или пониженного давления внутри полости под пленкой. Вторую водорастворимую пленку можно подвергать термоформованию в процессе производства изделия с разовой дозой. В альтернативном варианте осуществления вторую водорастворимую пленку можно не подвергать термоформованию в процессе производства изделия с разовой дозой. Первую водорастворимую пленку предпочтительно подвергают термоформованию в процессе производства изделия с разовой дозой, а вторую водорастворимую пленку не подвергают термоформованию в процессе производства изделия с разовой дозой.
Первая водорастворимая пленка и вторая водорастворимая пленка перед включением в состав изделия с разовой дозой могут независимо иметь толщину от 40 мкм до 100 мкм, предпочтительно от 60 мкм до 90 мкм, более предпочтительно от 70 мкм до 80 мкм.
Перед включением в состав изделия с разовой дозой разница в толщине между первой водорастворимой пленкой и второй водорастворимой пленкой предпочтительно составляет менее 50%, предпочтительно менее 30%, более предпочтительно менее 20%, еще более предпочтительно менее 10%, или же толщины могут быть одинаковыми.
Первая водорастворимая пленка и вторая водорастворимая пленка предпочтительно представляют собой однослойные пленки, более предпочтительно изготавливаемые посредством отливки из раствора.
Первая водорастворимая пленка предпочтительно содержит первую водорастворимую смолу, а вторая водорастворимая пленка содержит вторую водорастворимую смолу. Первая водорастворимая смола предпочтительно содержит по меньшей мере один гомополимер поливинилового спирта, или по меньшей мере один сополимер поливинилового спирта, или их смесь, и вторая водорастворимая смола содержит по меньшей мере один гомополимер поливинилового спирта, или по меньшей мере один сополимер поливинилового спирта, или их смесь.
По меньшей мере один гомополимер поливинилового спирта, или по меньшей мере один сополимер поливинилового спирта, или их смесь первой водорастворимой пленки и по меньшей мере один гомополимер поливинилового спирта, или по меньшей мере один сополимер поливинилового спирта, или их смесь второй водорастворимой пленки предпочтительно независимо имеют вязкость 4%-го раствора в деминерализованной воде при 25°C в диапазоне от 4 сП до 40 сП, предпочтительно от 10 сП до 30 сП, более предпочтительно от 11 сП до 26 сП. Первая водорастворимая смола более предпочтительно содержит по меньшей мере один гомополимер поливинилового спирта, или по меньшей мере один сополимер поливинилового спирта, или их смесь, имеющие вязкость 4%-го раствора в деминерализованной воде при 25°C в диапазоне от приблизительно 8 сП до приблизительно 40 сП, или от приблизительно 12 сП до приблизительно 30 сП, или от приблизительно 14 сП до приблизительно 26 сП, и вторая водорастворимая смола содержит один гомополимер поливинилового спирта, или по меньшей мере один сополимер поливинилового спирта, или их смесь, имеющие вязкость 4%-го раствора в деминерализованной воде при 25°C в диапазоне от приблизительно 4 сП до приблизительно 35 сП, или от приблизительно 10 сП до приблизительно 20 сП, или от приблизительно 10 сП до приблизительно 15 сП, или от приблизительно 11 сП до приблизительно 14 сП.
Вязкость 4%-го раствора в деминерализованной воде при 25°C по меньшей мере одного гомополимера поливинилового спирта, или по меньшей мере одного сополимера поливинилового спирта, или их смеси первой водорастворимой смолы предпочтительно больше, чем вязкость 4%-го раствора в деминерализованной воде при 25°C по меньшей мере одного гомополимера поливинилового спирта, или по меньшей мере одного сополимера поливинилового спирта, или их смеси второй водорастворимой смолы. Разница между вязкостью 4%-го раствора в деминерализованной воде при 25°C по меньшей мере одного гомополимера поливинилового спирта, или по меньшей мере одного сополимера поливинилового спирта, или их смеси первой водорастворимой смолы и вязкостью 4%-го раствора в деминерализованной воде при 25°C по меньшей мере одного гомополимера поливинилового спирта, или по меньшей мере одного сополимера поливинилового спирта, или их смеси второй водорастворимой смолы предпочтительно составляет от приблизительно 2 сП до приблизительно 20 сП, или от приблизительно 3 сП до приблизительно 15 сП, или от приблизительно 4 сП до приблизительно 12 сП.
В настоящем документе «разница» означает разницу значения вязкости 4%-го раствора в деминерализованной воде при 25°C по меньшей мере одного гомополимера поливинилового спирта, или по меньшей мере одного сополимера поливинилового спирта, или их смеси первой водорастворимой смолы и значения вязкости 4%-го раствора в деминерализованной воде при 25°C по меньшей мере одного гомополимера поливинилового спирта, или по меньшей мере одного сополимера поливинилового спирта, или их смеси второй водорастворимой смолы.
c1
c2
h1
h2
blend1
blend2
1
c1
2
h1
∧
Когда каждая из первой водорастворимой смолы и второй водорастворимой смолы содержит смесь гомополимера поливинилового спирта и сополимера поливинилового спирта, содержащего анионное мономерное звено, сополимер поливинилового спирта первой водорастворимой смолы, содержащий анионное мономерное звено, может иметь первую вязкость (µ); сополимер поливинилового спирта второй водорастворимой смолы, содержащий анионное мономерное звено, может иметь вторую вязкость (µ); гомополимер поливинилового спирта первой водорастворимой смолы может иметь первую вязкость (µ); гомополимер поливинилового спирта второй водорастворимой смолы может иметь вторую вязкость (μ); первая водорастворимая смола может иметь вязкость смеси (μ); и вторая водорастворимая смола может иметь вязкость смеси (μ). Значения вязкости смесей являются средневзвешенными и могут быть рассчитаны следующим образом: вязкость смеси = e  (w(ln μ) + w(ln μ)), где e представляет собой число Эйлера, а w — массовый % от общей массы соответствующей водорастворимой смолы. И разницу вязкости можно рассчитать различными способами:
c1
c2
h2
h1
(i) ⎪μ - μ⎪ > 0, где μ = μ;
h1
h2
c2
c1
(ii) ⎪μ - μ⎪ > 0, где μ = μ; или
blend1
blend2
(iii) ǀμ - μǀ > 0.
Первая водорастворимая смола может содержать смесь гомополимера поливинилового спирта и сополимера поливинилового спирта, содержащего анионное мономерное звено, причем смесь предпочтительно содержит от приблизительно 0% до приблизительно 70% сополимера поливинилового спирта, содержащего анионное мономерное звено, от массы первой водорастворимой смолы, и от приблизительно 30% до приблизительно 100% гомополимера поливинилового спирта от массы первой водорастворимой смолы, причем смесь более предпочтительно содержит от приблизительно 10% до приблизительно 70%, еще более предпочтительно от приблизительно 15% до менее 65%, еще более предпочтительно от приблизительно 20% до приблизительно 50%, наиболее предпочтительно от приблизительно 30% до приблизительно 40% сополимера поливинилового спирта, содержащего анионное мономерное звено, и от приблизительно 30% до приблизительно 90%, или от более 35% до приблизительно 85%, или от приблизительно 50% до приблизительно 80%, или от приблизительно 60% до приблизительно 70% гомополимера поливинилового спирта от массы первой водорастворимой смолы в расчете на общую массу первой водорастворимой смолы. Сополимер поливинилового спирта может присутствовать в концентрации, которая вместе с концентрацией гомополимера поливинилового спирта составляет в сумме 100%.
Вторая водорастворимая смола может содержать смесь гомополимера поливинилового спирта и сополимера поливинилового спирта, содержащего анионное мономерное звено, причем смесь предпочтительно содержит от приблизительно 0% до приблизительно 70% сополимера поливинилового спирта, содержащего анионное мономерное звено, и от приблизительно 30% до приблизительно 100% гомополимера поливинилового спирта в расчете на общую массу второй водорастворимой смолы в пленке, причем смесь более предпочтительно содержит от приблизительно 10% до приблизительно 70%, еще более предпочтительно от приблизительно 15% до приблизительно 65%, еще более предпочтительно от приблизительно 20% до приблизительно 50%, наиболее предпочтительно, от приблизительно 30% до приблизительно 40% сополимера поливинилового спирта, содержащего анионное мономерное звено, и от приблизительно 30% до приблизительно 90%, или от приблизительно 35% до приблизительно 85%, или от приблизительно 50% до приблизительно 80%, или от приблизительно 60% до приблизительно 70% гомополимера поливинилового спирта от массы второй водорастворимой смолы в расчете на общую массу второй водорастворимой смолы в пленке. Сополимер поливинилового спирта может присутствовать в концентрации, которая вместе с концентрацией гомополимера поливинилового спирта составляет в сумме 100%.
Анионное мономерное звено, содержащееся в сополимере поливинилового спирта первой смолы, содержащееся в сополимере поливинилового спирта второй смолы, или их смесь можно независимо выбрать из группы, состоящей из анионных мономеров, полученных из винилуксусной кислоты, алкилакрилатов, малеиновой кислоты, моноалкилмалеата, диалкилмалеата, монометилмалеата, диметилмалеата, малеинового ангидрида, фумаровой кислоты, моноалкилфумарата, диалкилфумарата, монометилфумарата, диметилфумарата, фумарового ангидрида, итаконовой кислоты, монометилитаконата, диметилитаконата, итаконового ангидрида, цитраконовой кислоты, моноалкилцитраконата, диалкилцитраконата, цитраконового ангидрида, мезаконовой кислоты, моноалкилмезаконата, диалкилмезаконата, мезаконового ангидрида, глутаконовой кислоты, моноалкилглутаконата, диалкилглутаконата, глутаконового ангидрида, винилсульфокислоты, алкилсульфокислоты, этиленсульфокислоты, 2-акриламидо-1-метилпропансульфокислоты, 2-акриламидо-2-метилпропансульфокислоты, 2-метилакриламидо-2-метилпропансульфокислоты, 2-сульфоэтилакрилата, их солей щелочных металлов, их сложных эфиров и их комбинаций;
анионное мономерное звено предпочтительно выбрано из группы, состоящей из анионных мономеров, полученных из малеиновой кислоты, моноалкилмалеата, диалкилмалеата, малеинового ангидрида, их солей щелочных металлов, их сложных эфиров и их комбинаций;
анионное мономерное звено более предпочтительно выбрано из группы, состоящей из анионных мономеров, полученных из малеиновой кислоты, монометилмалеата, диметилмалеата, малеинового ангидрида, их солей щелочных металлов, их сложных эфиров и их комбинаций.
Первый и второй сополимеры поливинилового спирта предпочтительно независимо содержат от 2 мол. % до 8 мол. %, более предпочтительно от 3 мол. % до 5 мол. %, наиболее предпочтительно от 1 мол. % до 4 мол. % анионного мономерного звена по отношению к общему количеству присутствующего сополимера поливинилового спирта.
Первый гомополимер поливинилового спирта и второй гомополимер поливинилового спирта, и первый сополимер поливинилового спирта и второй сополимер поливинилового спирта предпочтительно независимо имеют степень гидролиза от 80% до 99%, предпочтительно от 85% до 95%, более предпочтительно от 87% до 93%.
Первая водорастворимая пленка и вторая водорастворимая пленка предпочтительно независимо имеют содержание водорастворимой смолы от 30% до 90%, более предпочтительно от 40% до 80%, еще более предпочтительно от 50% до 75%, наиболее предпочтительно от 60% до 70% от массы пленки.
Первая водорастворимая пленка имеет первую влагоемкость, а вторая водорастворимая пленка имеет вторую влагоемкость, причем первая влагоемкость меньше второй влагоемкости.
Разница между влагоемкостью первой водорастворимой пленки и второй водорастворимой пленки составляет от 0,01% до 1%, предпочтительно от 0,03% до 0,5%, наиболее предпочтительно от 0,05% до 0,3%. Первая водорастворимая пленка и вторая водорастворимая пленка более подробно описаны ниже. В настоящем документе «разница» означает разницу между значением первой влагоемкости и значением второй влагоемкости. В настоящем документе «влагоемкость» означает способность пленки поглощать воду за установленный период времени при определенной относительной влажности и температуре, измеренную как увеличение массы испытываемой пленки. Способ измерения влагоемкости более подробно описан ниже.
Первая водорастворимая пленка предпочтительно имеет влагоемкость от 1% до 10%, более предпочтительно от 2% до 8%, наиболее предпочтительноот 3% до 6%.
Вторая водорастворимая пленка предпочтительно имеет влагоемкость от 1,5% до 12%, более предпочтительно от 2,5% до 10%, наиболее предпочтительноот 3,5% до 8%.
Первая водорастворимая пленка может иметь первую относительную деформацию растяжения при разрыве от 300% до 1600%, предпочтительно от 400% до 1200%, более предпочтительно от 600% до 1200%. Способ определения относительной деформации растяжения при разрыве более подробно описан ниже.
Вторая водорастворимая пленка может иметь вторую относительную деформацию растяжения при разрыве от 300% до 1200%, предпочтительно от 500% до 1000%, более предпочтительно от 500% до 1000%. В настоящем документе «относительная деформация растяжения при разрыве» означает способность пленки, предварительно уравновешенной композицией моющего средства, контактирующей с пленкой в составе изделия с разовой дозой, содержащего указанные пленку и композицию моющего средства, удлиняться до наступления разрыва при воздействии на нее усилия. Способ определения относительной деформации растяжения при разрыве более подробно описан ниже.
Разница между первой относительной деформацией растяжения при разрыве и второй относительной деформацией растяжения при разрыве может составлять от 10% до 1000%, предпочтительно от 100% до 750%, более предпочтительноот 200% до 500%. В настоящем документе «разница относительной деформации растяжения при разрыве» означает разницу между значением первой относительной деформации растяжения при разрыве и значением второй относительной деформации растяжения при разрыве.
Первая водорастворимая пленка предпочтительно имеет первый модуль упругости при растяжении, вторая водорастворимая пленка имеет второй модуль упругости при растяжении, причем первый модуль упругости при растяжении больше, чем второй модуль упругости при растяжении, и разница между первым модулем упругости при растяжении и вторым модулем упругости при растяжении составляет от 0,5 МПа до 10 МПа, предпочтительноот 1 МПа до 8 МПа, более предпочтительно от 2 МПа до 7 МПа.
В настоящем документе «разница» означает разницу между значением первого модуля упругости при растяжении и значением второго модуля упругости при растяжении. В настоящем документе «модуль упругости при растяжении» означает способность пленки удлиняться при воздействии на нее усилия. Способ измерения модуля упругости при растяжении более подробно описан ниже.
Первый модуль упругости при растяжении предпочтительно составляет от 1 МПа до 20 МПа, более предпочтительно от 3 МПа до 20 МПа.
Второй модуль упругости при растяжении предпочтительно составляетот 1 МПа до 15 МПа, более предпочтительно от 3 МПа до 15 МПа.
Водорастворимое изделие с разовой дозой предпочтительно имеет профиль растворения менее 6,2, предпочтительно менее 6, более предпочтительноменее 5,8 в соответствии с методом испытания изделия с разовой дозой на растворимость при машинной стирке, описанным ниже.
Первая и/или вторая пленка может независимо быть непрозрачной, прозрачной или полупрозрачной. Первая и/или вторая пленка может независимо содержать область печати. Область печати может покрывать от 10 до 80% поверхности пленки; или от 10 до 80% поверхности пленки, которая находится в контакте с внутренним пространством отсека; или от 10 до 80% поверхности пленки иот 10 до 80% поверхности отсека.
Область печати может покрывать сплошную часть пленки или может покрывать ее участки, т. е. содержать небольшие области печати, которые в совокупности составляют от 10 до 80% поверхности пленки или поверхности пленки, находящейся в контакте с внутренним пространством отсека, или оба варианта.
Область печати может содержать краски, пигменты, красители, подсинивающие агенты или их смеси. Область печати может быть непрозрачной, прозрачной или полупрозрачной.
Область печати может содержать один цвет или может содержать множество цветов, даже три цвета. Область печати может содержать белый, черный, синий, красный цвета или их смесь. Печать может присутствовать в виде слоя на поверхности пленки или может по меньшей мере частично проникать в пленку. Пленка имеет первую сторону и вторую сторону. Область печати может присутствовать на одной из двух сторон пленки или на обеих сторонах пленки. В альтернативном варианте осуществления область печати может по меньшей мере частично содержаться внутри самой пленки.
Область печати может быть изготовлена с использованием стандартных методик, таких как флексографическая печать или струйная печать. Область печати предпочтительно изготавливают посредством флексографической печати, при которой осуществляют печать на пленке, а затем выполняют формование в виде открытого отсека. Затем этот отсек заполняют композицией моющего средства, помещают над этим отсеком вторую пленку и герметично скрепляют с первой пленкой. Область печати может присутствовать на одной из двух сторон или на обеих сторонах пленки.
В альтернативном варианте исполнения краска или пигмент могут быть нанесены во время производства пленки таким образом, чтобы была окрашена вся пленка или по меньшей мере ее часть.
Первая и/или вторая пленка может независимо содержать создающее отвращение средство, например создающее горький вкус средство. Подходящие создающие горький вкус средства включают в себя, без ограничений, нарингин, октаацетат сахарозы, гидрохлорид хинина, бензоат денатония или их смеси. В пленке может использоваться создающее отвращение средство в любой подходящей концентрации. Подходящие уровни включают в себя, без ограничений, от 1 до 5000 ч./млн, или даже от 100 до 2500 ч./млн, или дажеот 250 до 2000 ч./млн.
Первая и/или вторая пленка может также содержать другие активные вещества, которые обычно известны специалисту в данной области, включая воду, пластификатор и поверхностно-активное вещество.
Композиция моющего средства
Композиция моющего средства может иметь форму свободносыпучего порошка, жидкости, прессованного твердого вещества, геля или их смеси.
Композиция моющего средства может иметь форму свободносыпучего порошка. Такой свободносыпучий порошок может иметь средний размер частиц с диаметром от 100 мкм до 1500 мкм, предпочтительно от 100 мкм до 1000 мкм, более предпочтительно от 100 мкм до 750 мкм. Специалистам в данной области будут известны стандартные методики измерения размера частиц. Композиция моющего средства может представлять собой свободнотекучую композицию моющего средства для стирки.
Композиция моющего средства может представлять собой жидкость. В отношении композиции жидкого моющего средства настоящего изобретения термин «жидкость» охватывает такие формы, как дисперсии, гели, пасты и т.п. Жидкая композиция может также включать в себя газы в соответствующем выделенном виде. Однако жидкая композиция не включает в себя формы, которые в целом не являются жидкостями, например, таблетки или гранулы.
Композиция моющего средства может представлять собой композицию жидкого моющего средства для стирки. Термин «композиция жидкого моющего средства для стирки» относится к любой композиции моющего средства для стирки, содержащей жидкость, способную смачивать и пропитывать ткань, например, очищая одежду в бытовой стиральной машине.
Композиция моющего средства для стирки используется во время основного процесса стирки, но может также использоваться в качестве композиции для предварительной обработки или замачивания.
Композиции моющего средства для стирки включают в себя моющие средства для тканей, смягчители тканей, моющие средства и смягчители типа «2 в 1», композиции для предварительной обработки и т.п.
Композиция моющего средства для стирки может содержать ингредиент, выбранный из отбеливателя, катализатора отбеливания, красителя, красящего пигмента, осветлителя, очищающих полимеров, включая алкоксилированные полиамины и полиэтиленимины, высвобождающего грязь полимера, поверхностно-активного вещества, растворителя, ингибитора переноса красителей, хелатирующего вещества, моющего компонента, фермента, ароматического вещества, инкапсулированного ароматического вещества, поликарбоксилатов, модификаторов реологии, структурообразующего средства, гидротропов, пигментов и красителей, замутнителей, консервантов, антиоксидантов, технологических добавок, полимеров с кондиционирующим действием, включая катионные полимеры, антибактериальных средств, регуляторов pH, таких как гидроксиды и алканоламины, подавителей пенообразования и их смесей.
Поверхностно-активные вещества могут быть выбраны из анионных, катионных, цвиттер-ионных, неионогенных, амфотерных или их смесей. Композиция для ухода за тканями предпочтительно содержит анионное, неионогенное поверхностно-активное вещество или их смеси.
Анионное поверхностно-активное вещество может быть выбрано из линейного алкилбензолсульфоната, алкилэтоксилатсульфата и их комбинаций.
Подходящие анионные поверхностно-активные вещества, применимые в настоящем изобретении, содержат любые из традиционных типов анионных поверхностно-активных веществ, как правило, используемых в продуктах жидких моющих средств. Они включают в себя алкилбензолсульфоновые кислоты и их соли, а также алкоксилированные или неалкоксилированные алкилсульфатные материалы.
1
1
1
m
2m
n
8
16
Неионогенное поверхностно-активное вещество может быть выбрано из алкоксилата жирных спиртов, полученного оксосинтезом алкоксилата жирных спиртов, алкоксилатов спирта Гербе, алкоксилатов алкилфенолового спирта или их смеси. Подходящие неионогенные поверхностно-активные вещества для использования в настоящем изобретении включают в себя неионогенные поверхностно-активные вещества на основе алкоксилатов спиртов. Алкоксилаты спиртов представляют собой вещества, соответствующие общей формуле: R(CHO)OH, где R — алкильная группа C–C, m имеет значение от 2 до 4, а n находится в диапазоне от 2 до 12. В одном аспекте R представляет собой алкильную группу, которая может быть первичной или вторичной и которая содержит от приблизительно 9 до 15 атомов углерода или от приблизительно 10 до 14 атомов углерода. В одном аспекте алкоксилированные жирные спирты будут также представлять собой этоксилированные вещества, которые содержат в среднем от приблизительно 2 до 12 этиленоксидных фрагментов на молекулу, или от приблизительно 3 до 10 этиленоксидных фрагментов на молекулу.
Оттеночные красители, применяемые в настоящее время в композициях моющего средства для стирки, могут содержать полимерные или неполимерные красители, пигменты или их смеси. Оттеночный краситель предпочтительно содержит полимерный краситель, содержащий хромофорный компонент и полимерный компонент. Хромофорный компонент отличается тем, что при попадании света он поглощает свет в диапазоне длин волн синей, красной, фиолетовой, пурпурной частей спектра или их комбинации. В одном аспекте хромофорный компонент демонстрирует максимальный спектр поглощения от приблизительно 520 нанометров до приблизительно 640 нанометров в воде и/или метаноле, а в другом аспекте от приблизительно 560 нанометров до приблизительно 610 нанометров в воде и/или метаноле.
Хотя может быть применен любой подходящий хромофор, красящий хромофор предпочтительно выбирают из бензодифуранов, метина, трифенилметанов, нафталимидов, пиразола, нафтохинона, антрахинона, азо, оксазина, азина, ксантена, трифенодиоксазина и фталоцианиновых красящих хромофоров. Предпочтительными являются моно- и диазо-красящие хромофоры.
Краситель может быть введен в состав композиции моющего средства в виде неочищенной смеси, которая является непосредственным результатом метода органического синтеза. Кроме полимера с красителем возможно также присутствие незначительных количеств непрореагировавших исходных материалов, продуктов побочных реакций и смесей полимеров с красителем, содержащих цепи повторяющихся звеньев различной длины, что можно ожидать в результате любого этапа полимеризации.
Композиции моющего средства для стирки могут содержать один или более ферментов моющего средства, обеспечивающих очищающие характеристики и/или преимущества для ухода за тканью. К примерам подходящих ферментов относятся, без ограничений, гемицеллюлазы, пероксидазы, протеазы, целлюлазы, ксиланазы, липазы, фосфолипазы, эстеразы, кутиназы, пектиназы, кератаназы, редуктазы, оксидазы, фенолоксидазы, липоксигеназы, лигниназы, пуллуланазы, танназы, пентозаназы, маланазы, β-глюканазы, арабинозидазы, гиалуронидаза, хондроитиназа, лакказа и амилазы или их смеси. Типовая комбинация представляет собой смесь традиционно применяемых ферментов, таких как протеаза, липаза, кутиназа и/или целлюлаза в сочетании с амилазой.
Композиции моющих средств для стирки настоящего изобретения могут содержать один или более отбеливающих агентов. Подходящие отбеливающие агенты, отличные от катализаторов отбеливания, включают в себя фотоотбеливатели, активаторы отбеливания, перекись водорода, источники перекиси водорода, предварительно образованные надкислоты и их смеси.
Композиция может содержать осветлитель. Подходящими осветлителями являются стильбены, такие как осветлитель 15. Другими подходящими осветлителями являются гидрофобные осветлители и осветлитель 49. Осветлитель может быть в форме микронизированного аэрозоля, имеющего средневесовой размер частиц в диапазоне от 3 до 30 мкм, илиот 3 мкм до 20 мкм, или от 3 до 10 мкм. Осветлитель может иметь альфа- или бета-кристаллическую форму.
Кроме того, композиции настоящего изобретения могут необязательно содержать одно или более хелатирующих веществ меди, железа и/или марганца. Хелатирующее вещество может содержать 1-гидроксиэтандифосфоновую кислоту (HEDP) и ее соли; N,N-дикарбоксиметил-2-аминопентан-1,5-дикарбоновой кислоты и ее солей; 2-фосфонобутан-1,2,4-трикарбоновой кислоты и ее солей; и любой их комбинации.
Композиции настоящего изобретения могут также включать в себя один или более ингибиторов переноса красителей. Подходящие полимерные ингибиторы переноса красителей включают в себя, без ограничений, полимеры поливинилпирролидона, полимеры полиамин-N-оксида, сополимеры N-винилпирролидона и N-винилимидазола, поливинилоксазолидоны и поливинилимидазолы или их смеси.
Композиция моющего средства для стирки может содержать один или более полимеров. Подходящие полимеры включают в себя карбоксилатные полимеры, полиэтиленгликолевые полимеры, высвобождающие грязь полиэфирные полимеры, такие как терефталатные полимеры, аминные полимеры, целлюлозные полимеры, полимеры, ингибирующие перенос красителей, полимеры, блокирующие краситель, такие как конденсационный олигомер, полученный путем конденсации имидазола и эпихлоргидрина, необязательно в соотношении 1 : 4 : 1, полимерные производные гексаметилендиамина и любую их комбинацию.
2
Другие подходящие целлюлозные полимеры могут иметь степень замещения (DS) от 0,01 до 0,99 и такую степень блочности (DB), что либо DS + DB равняется по меньшей мере 1,00, либо DB + 2DS - DS равняется по меньшей мере 1,20. Замещенный целлюлозный полимер может иметь степень замещения (DS) по меньшей мере 0,55. Замещенный целлюлозный полимер может иметь степень блочности (DB) по меньшей мере 0,35. Для замещенного целлюлозного полимера DS + DB может составлять от 1,05 до 2,00. Подходящий замещенный целлюлозный полимер представляет собой карбоксиметилцеллюлозу.
Еще одним подходящим целлюлозным полимером является катионно-модифицированная гидроксиэтилцеллюлоза.
Подходящие ароматические вещества включают в себя микрокапсулы с ароматическим веществом, системы доставки ароматических веществ с применением полимеров, включая комплексы оснований Шиффа с ароматическим веществом/полимером, сочетания отдушек, инкапсулированных в крахмале, содержащие отдушку цеолиты, сочетания цветущих ароматов и любую их комбинацию. Подходящей микрокапсулой с ароматическим веществом является микрокапсула на основе меламиноформальдегидной смолы, обычно содержащая ароматическое вещество, инкапсулированное в оболочку, содержащую меламиноформальдегидную смолу. Для таких микрокапсул с ароматическим веществом может быть очень полезно содержать в оболочке катионный материал и/или катионный материал-предшественник, такой как поливинилформамид (PVF) и/или катионно-модифицированную гидроксиэтилцеллюлозу (catHEC).
Подходящие подавители пенообразования включают в себя силикон и/или жирную кислоту, такую как стеариновая кислота.
Композиция моющего средства для стирки может быть окрашена. Цвет композиции жидкого моющего средства для стирки может быть таким же, что и цвет любой области печати на пленке, или отличным от него. Каждый отсек изделия с разовой дозой может иметь разный цвет. Предпочтительно, композиция жидкого моющего средства для стирки содержит непрямой краситель, имеющий среднюю степень алкоксилирования, равную по меньшей мере 16.
По меньшей мере один отсек изделия с разовой дозой может содержать твердое вещество. При его наличии твердое вещество может присутствовать в концентрации по меньшей мере 5% от массы изделия с разовой дозой.
Способ изготовления изделия с разовой дозой
Специалистам в данной области будут известны способы изготовления композиции моющего средства настоящего изобретения. Специалистам в данной области будут известны стандартные способы и оборудование для изготовления композиций моющих средств.
Специалистам в данной области будут известны стандартные технологии изготовления изделия с разовой дозой согласно любому аспекту настоящего изобретения. Могут применяться стандартные способы формирования, включая, без ограничений, методики термоформования и вакуумного формования.
Предпочтительный способ изготовления водорастворимого изделия с разовой дозой в соответствии с настоящим изобретением включает стадии формования первой водорастворимой пленки в форме для литья с образованием открытой полости, заполнения полости композицией моющего средства, наложения второй пленки поверх первой пленки для закрытия полости и герметичного скрепления первой и второй пленок вместе, предпочтительно посредством запечатывания с применением растворителя, причем растворитель предпочтительно содержит воду, с получением водорастворимого изделия с разовой дозой.
Протоколы проверок
1. Метод испытания изделия с разовой дозой на растворимость при машинной стирке
Данный метод предназначен для оценки свойств относительной растворимости водорастворимых изделий с разовой дозой в жестких условиях стирки в стиральной машине. Для этого метода использовали программируемую стиральную машину Electrolux типа W565H, скорректированную загрузку EMPA221 (источник EMPA221: компания Swissatest — SWISSatest testsmaterials, Movenstrasse 12 CH9015 St Gallen, Швейцария) и оборудование для съемки Digieye (Digieye от VeriVide).
Скорректированная загрузка EMPA221 была получена посредством окрашивания загрузки в оранжевый цвет с помощью коммерчески доступных решений для окрашивания в стиральной машине (краситель для окрашивания в стиральной машине Dylon goldfish orange (№ 55)). Для окрашивания загрузки можно использовать любую стандартную бытовую стиральную машину с применением стандартного цикла для хлопчатобумажных изделий при 40°C. В барабан стиральной машины поместили 500 г соли и 200 г оранжевого красителя для стиральной машины Dylon goldfish orange. Барабан перемещали последовательно влево и вправо, пока соль и краситель не перестали быть заметными. Предметы 25 EMPA 221 (размер 50 см × 50 см, обметанные по кромкам для предотвращения разлохмачивания) последовательно равномерно распределяли по барабану, не складывая их. Был проведен стандартный цикл стирки хлопчатобумажных изделий при 40°C при жесткости воды 0,26 г/л (15 гранов на галлон). После завершения цикла в дозатор добавили 50 г стирального порошка Ariel Sensitive и выполнили обычный цикл стирки хлопчатобумажных изделий при 40°C при жесткости воды 0,26 г/л (15 гранов на галлон). После завершения этого цикла выполнили 2 дополнительных обычных цикла стирки хлопчатобумажных изделий при 40°C без моющего средства при жесткости воды 0,26 г/л (15 гранов на галлон) с последующей сушкой посредством развешивания на воздухе.
Обратите внимание: абсолютно новые предметы EMPA221 перед окрашиванием необходимо расшлихтовать, для чего 25 предметов помещают в стиральную машину Miele с передней загрузкой и выполняют 2 коротких цикла для хлопчатобумажных изделий при 60°C (приблизительная продолжительность 1 ч 30 мин) с 50 г порошка Ariel Sensitive при жесткости воды 0,26 г/л (15 гранов на галлон), после чего выполняют еще 2 коротких цикла для хлопчатобумажных изделий при 60°C (приблизительная продолжительность 1 ч 30 мин) без моющего средства при жесткости воды 0,26 г/л (15 гранов на галлон) с последующей сушкой в барабане.
Для программируемых стиральных машин Electrolux W565 задавали 2 программы. Первая программа предназначена для равномерного увлажнения загрузки (программа предварительного увлажнения). Вторую программу (программа растворения) использовали для моделирования 10 мин с настройкой напряженного цикла по Западной Европе, с последующим выкачиванием воды и запуском вращения в течение 3 мин при 1100 об/мин.
Загрузку, состоящую из 50 окрашенных тканей EMPA221 (прибл. 2,45 кг), равномерно разместили в стиральной машине Electrolux W565 и запустили программу предварительного увлажнения. После программы предварительного увлажнения по влажной загрузке равномерно распределили 6 водорастворимых изделий с разовой дозой, после чего запустили программу растворения. В конце полной программы влажную загрузку переместили в сортировочное помещение (условия освещения D65) для оценки остатков специалистами-сортировщиками. Каждую ткань, на которой имелись участки обесцвечивания из-за оставшегося моющего средства или избыточного количества ПВА, отбирали из загрузки для анализа изображений.
Данный анализ изображений проводили путем получения изображений каждой стороны отобранных тканей с помощью камеры Digi-Eye (настройка: «Рассеянный свет d90. Время затвора 1/4. Апертура 8»). Ткани необходимо разместить на сером или черном фоне для усиления контраста. После этого оценивали изображение с помощью программного обеспечения для анализа изображений для расчета общего размера остатка, обнаруженного в загрузке (подсчет пикселей). Этот инструмент позволяет обнаружить остатки посредством определения участков, имеющих цвет, отличный от нормального балласта, с помощью определения пороговой величины дельта E (дельта E от 6). Затем подсчитывается результирующий остаток посредством вычисления общей площади остатков, присутствующих в загрузке и одной машине. Рассчитали логарифмическое значение общей площади остатка и зарегистрировали среднее значение 4 внешних параллельных тестов, т.е. 4 различных прогонов стиральной машины.
2. Метод испытаний изделия с разовой дозой на прочность и на герметичность
Данный метод испытания описывает практическую методику определения прочности и герметичности изделия с разовой дозой с помощью прибора Instron Universal Materials Testing Instrument (Instron Industrial Products, 825 University Ave., Norwood, MA 02062-2643) с максимальным значением для датчика нагрузки, равным 100 кН (килоньютонов). Посредством сжатия изделия с разовой дозой данный способ определяет общую прочность изделия с разовой дозой (в Ньютонах), воздействуя давлением на пленку и области герметизации. Прочность изделия с разовой дозой (в Ньютонах) определяется как максимальная нагрузка, которую может выдержать изделие с разовой дозой, прежде чем порвется. Изделия с разовой дозой, которые вскрывают на участке герметизации при давлении менее 250 Н, регистрируют как нарушения герметичности и не учитывают при определении средней прочности изделия с разовой дозой.
Прочность и герметичность изделия с разовой дозой определяют не ранее чем через один час после изготовления изделия с разовой дозой, чтобы пленка/изделия с разовой дозой успели стабилизироваться после преобразования. Метод выполняли при комнатных условиях, при относительной влажности (RH) 30–40% и 20–23°C. Изделиям с разовой дозой, находящимся на хранении, дали возможность достигнуть равновесия со средой комнаты для испытаний в течение одного часа перед тестированием.
На фиг. 1 представлено схематическое изображение базовой конфигурации для испытания изделия с разовой дозой на прочность и на герметичность. Для измерения прочности и герметичности изделия с разовой дозой изделие 510 с разовой дозой помещали в пластиковый деаэрированный пакет 500 (150 мм на 124 мм с застежкой, толщиной 60 мкм, например Raja grip RGP6B) для предотвращения загрязнения рабочей среды при разрыве изделия с разовой дозой. После закрытия пакета изделие с разовой дозой 510 располагают по центру между двумя компрессионными пластинами 520, 530 прибора. Изделие 510 с разовой дозой устанавливают в вертикальное положение, чтобы размер по ширине 540 герметизации (например, наименьший размер в пределах определенной прямоугольной плоскости, едва охватывающий участок герметизации — 41 мм в фактически испытанных изделиях с разовой дозой) находился между компрессионными пластинами (направление по оси x) так, чтобы напряжение воздействовало на ширину герметизации. Для сжатия устанавливают скорость уменьшения расстояния между пластинами 520 и 530, равную 60 мм/мин. Для каждого этапа испытаний проводят десять повторов и регистрируют средние данные по прочности изделия с разовой дозой и герметичности.
3. Испытание на относительную деформацию растяжения и испытание на модуль упругости при растяжении
Водорастворимую пленку, характеризующуюся относительной деформацией растяжения и подлежащую испытанию на растяжение в соответствии с методикой испытания на относительную деформацию растяжения (TS) и испытанию для определения модуля упругости при растяжении (или растягивающего напряжения) в соответствии с методикой испытания на модуль упругости (MOD), анализировали следующим образом. Процедура включает в себя определение относительной деформации растяжения и определение модуля упругости при растяжении в соответствии со стандартом ASTM D 882 («Standard Test Method for Tensile Properties of Thin Plastic Sheeting»). Для сбора данных о пленке использовали прибор для испытаний на растяжение INSTRON (Модель 5544 Tensile Tester или эквивалент — Instron Industrial Products, 825 University Ave., Norwood, MA 02062-2643). Минимум три испытательных образца, каждый из которых вырезали надежными режущими инструментами (например, прецизионный резак для образцов JDC, модель 1-10, от компании Thwing Albert Instrument Company, г. Филадельфия, штат Пенсильвания, США) для обеспечения постоянства размеров и воспроизводимости, испытывали в направлении обработки (MD) (в применимых случаях), т.е. водорастворимую пленку раскручивали в направлении намотки/размотки рулона пленки для каждого измерения. Водорастворимые пленки предварительно кондиционировали для обеспечения соответствия внешним условиям при испытаниях в течение минимум 48 ч. Испытания проводили в стандартной лабораторной атмосфере при температуре 23 ± 2,0°C и относительной влажности 35 ± 5%. Для определения относительной деформации растяжения или модуля упругости готовят образцы одного листа пленки шириной 2,54 см (1 дюйм) и толщиной 76,2 ± 3,8 мкм (или 3,0 ± 0,15 мил). Для определения модуля упругости при растяжении испытывали первичные пленки. Для испытаний на относительную деформацию растяжения испытательные пленки сначала предварительно погружали в моющее средство для испытаний в соответствии с описанным ниже протоколом. Затем образец переносили в прибор для испытаний на растяжение INSTRON для проведения испытания. Прибор для испытаний на растяжение готовили в соответствии с инструкциями производителя, оснащали датчиком нагрузки на 500 Н и калибровали. Устанавливали соответствующие зажимы и рабочие поверхности (зажимы INSTRON с рабочими поверхностями модели № 2702-032 с резиновым покрытием и шириной 25 мм или эквивалентные). Образцы устанавливали в прибор для испытаний на растяжение, растягивали со скоростью 1 Н/мин и анализировали для определения модуля упругости при растяжении (т.е. наклона кривой напряжение-деформация в области упругой деформации) и относительной деформации растяжения при разрыве (т.е. % удлинения, достигаемый в момент разрыва пленки, т.е. на 100% соответствует начальной длине, на 200% соответствует пленке, которая в момент разрыва удлинилась в 2 раза). Рассчитывали и регистрировали среднее значение для минимум трех испытательных образцов.
Протокол предварительного погружения пленки
Образец пленки размером 11 см на 12 см приготовили из обеих пленок, предназначенных для образования герметизированного отсека, в котором заключена композиция жидкого моющего средства для бытового применения. Для каждой испытательной пленки требовалось в общей сложности 750 мл композиции жидкого моющего средства для бытового применения, предназначенной для заключения в герметизированный отсек, содержащий испытательные пленки. Днище чистого приемного резервуара из инертного стекла покрыли тонким слоем жидкости и разложили на жидкости подлежащую испытанию пленку; пузырьки воздуха, попавшие под пленку, осторожно отодвинули к боковым сторонам. Затем остальную жидкость осторожно налили сверху на пленку таким образом, чтобы пленка была полностью погружена в жидкость. На пленке не должно быть неровностей, и пузырьки воздуха не должны соприкасаться с пленкой. Пленку держали в контакте с жидкостью и хранили в закрытом резервуаре в течение 6 дней при температуре 35°C и 1 ночи при 21°C. Для каждой испытательной пленки использовали отдельный стеклянный резервуар. Затем пленку извлекали из резервуара для хранения и удаляли излишки жидкости с пленки. На пленку, разложенную на абсорбирующей водостойкой бумаге, поместили кусок бумаги и затем тщательно высушили пленку сухой бумагой. Пленки затем предварительно выдерживали для приведения в соответствие с внешними условиями испытаний на относительную деформацию растяжения, как описано выше. Если планировалось заключать в пленку композиции твердых моющих средств для бытового применения, для испытаний на относительную деформацию растяжения использовали первичные пленки.
4. Способ измерения влагоемкости
Влагоемкость измеряли с помощью прибора для определения динамической сорбции паров (DVS). Для измерений использовали прибор SPS-DVS (модель SPSx-1µ-High load с набором для проницаемости) от компании ProUmid. В приборе DVS для определения сорбции/десорбции влаги применяют гравиметрический метод, и прибор полностью автоматизирован.
Точность системы составляет ±0,6% для относительной влажности (RH) в диапазоне 0–98% и ± 0,3°C при температуре 25°C. Температура может находиться в диапазоне от +5 до +60°C. Микровесы в составе прибора способны фиксировать изменение массы 0,1 мкг. Измеряют 2 одинаковых образца каждой пленки и регистрируют среднее значение влагоемкости.
Для конкретных условий испытания использовали карусельный механизм с 6 чашами, который позволяет испытывать 5 пленок одновременно (1 чашу используют в качестве эталона для микровесов, и она должна оставаться пустой).
На каждой чаше имеется алюминиевое кольцо с винтами, выполненное с возможностью крепления пленок. На чашу весов помещали кусок пленки и после осторожного растягивания сверху помещали кольцо, затем пленку плотно фиксировали винтами, а излишек пленки удаляли. Пленка, покрывающая чашу весов, имела диаметр 80 мм.
Устанавливали температуру 20°C. Устанавливали относительную влажность (RH), равную 35%, на 6 часов, затем постепенно повышали до 50% в течение 5 мин. Относительная влажность оставалась на уровне 50% в течение 12 часов. Общая продолжительность измерения составляла 18 часов.
Время цикла (= промежуток времени между измерением каждой чаши) устанавливали 10 минут, прибор DVS регистрирует каждый результат взвешивания (массу) в зависимости от времени и автоматически вычисляет % Dm (относительное изменение массы в сравнении с начальной массой пленки, т.е. 10% соответствует 10% увеличению массы пленки в сравнении с начальной массы пленки).
Влагоемкость (или %Dm, достигнутый за цикл при относительной влажности 50% RH в течение фиксированного времени 12 часов при 20°C) рассчитывали по разности значения: %Dm при относительной влажности 50% RH (последнее значение, измеренное при 50% RH) минус %Dm при относительной влажности 35% RH (последнее значение перед увеличением до 50% RH).
5. Испытание на растворимость и распад (MSTM 205)
Пленка может быть охарактеризована временем растворения и временем распада или быть испытана для определения времени растворения и времени распада в соответствии с методом испытаний MonoSol Test Method 205 (MSTM 205), который хорошо известен в данной области и описан в US20160024446.
ПРИМЕРЫ
Следующие изделия с разовой дозой подготавливают и испытывают на прочность изделия с разовой дозой, на герметичность и на растворимость мешка согласно протоколам, описанным в настоящем документе. Изделие(-я) с разовой дозой для сравнения находятся вне объема изобретения, и их изготавливают из одинарной пленки, тогда как примеры изделий с разовой дозой в соответствии с изобретением изготавливают из двух различных пленок, отличающихся молекулярной массой гомополимера.
Многокамерные водорастворимые изделия с разовой дозой с размерами 41 мм × 43 мм, глубиной полости 20,1 мм и объемом полости 25 мм изготавливают посредством термоформования/вакуумного формования. Для примера изделия с разовой дозой из двойной пленки пленку A подвергают деформации под вакуумом, а пленку B используют в качестве закрывающей пленки. Стандартную композицию моющего средства в нижнем отсеке водорастворимого изделия с разовой дозой Fairy non-Bio 3 в 1, коммерчески доступную в Великобритании на январь 2016 г., заключали внутри таких изделий с разовой дозой с одним отсеком.
В таблице 1 ниже приведены пленочные композиции, использованные для приготовления сравнительных изделий с разовой дозой и примеров изделий с разовой дозой.
Таблица 1
В таблице 2 ниже приведены сводные результаты по прочности, герметичности и растворимости мешков для изделий сравнения с разовой дозой и для примеров изделий с разовой дозой, полученные в соответствии с протоколами испытаний, описанными в настоящем документе. Мешки в соответствии с изобретением, которые содержат две различные водорастворимые пленки (отличающиеся молекулярной массой гомополимера поливинилового спирта), демонстрируют превосходные прочность, герметичность и профиль растворения мешков по сравнению с примерами сравнения мешков, которые изготовлены из одинарной пленки.
Таблица 2
Размеры и величины, описанные в настоящем документе, не следует понимать как строго ограниченные перечисленными точными числовыми значениями. Напротив, если не указано иное, каждый такой размер должен обозначать как указанное значение, так и функционально эквивалентный диапазон, в который входит это значение. Например, размер, описанный как «40 мм», подразумевает «приблизительно 40 мм».
Каждый документ, упомянутый в настоящем описании, включая любой патент или заявку, на которые имеются перекрестные ссылки в других документах, или любой родственный патент или заявку и любую заявку на патент или патент, на который испрашивается приоритет или преимущество в данной заявке, полностью включен в настоящий документ путем ссылки, если какой-либо из документов не исключен намеренно или не ограничен иным образом. Упоминание любого документа не является признанием, что он представляет собой предшествующий уровень техники в отношении любого изобретения, описанного или заявленного в настоящем документе, или что в нем самом или в любой комбинации с любой другой ссылкой или ссылками представлено, предложено или описано любое такое изобретение. Кроме того, в случае если какое-либо значение или определение термина в этом документе противоречит какому-либо значению или определению этого же термина в документе, включенном в настоящий документ путем ссылки, преимущественную силу имеет значение или определение, закрепленное за этим термином в настоящем документе.
Несмотря на то что в настоящем документе показаны и описаны конкретные варианты осуществления настоящего изобретения, специалистам в данной области будет понятно, что допустимы и другие различные изменения и модификации без отступления от сущности и объема изобретения. Таким образом, подразумевают, что прилагаемая формула изобретения охватывает все такие изменения и модификации в пределах объема настоящего изобретения.