ВОДОРАСТВОРИМАЯ ПЛЕНКА ИЗ ПОЛИВИНИЛОВОГО СПИРТА, СВЯЗАННЫЕ МЕТОДЫ И СВЯЗАННЫЕ ИЗДЕЛИЯ
POLYVINYL ALCOHOL WATER-SOLUBLE FILM, RELATED TECHNIQUES AND RELATED PRODUCTS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Данное описание в целом относится к водорастворимым пленкам и связанным с ними пакетам. Более конкретно, данное описание относится к водорастворимым пленкам на основе поливинилового спирта, которые содержат сополимеры смолы поливинилового спирта (ПВС) и которые можно применять для контакта с жидкостями, твердыми веществами или их комбинациями с одним или несколькими преимуществами, такими как сохранение жесткости пленки и поддержание упругости пакета при заключении жидких композиций, таких как полиолы с малой молекулярной массой, и/или улучшенное отделение от ленты.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Водорастворимые полимерные пленки, как правило, применяют в качестве упаковочных материалов для упрощения диспергирования, наливания, растворения и дозирования доставляемого материала. Например, пакеты, изготовленные из водорастворимой пленки, как правило, применяют для упаковки композиций для ухода за домом, таких как средства для стирки и моющие средства для посуды. Потребитель может непосредственно добавить композицию в пакете в емкость для смешивания, такую как ведро, раковина или стиральная машина. Преимущественно это обеспечивает точное дозирование, устраняя при этом необходимость для потребителя отмеривать композицию. Пакетированная композиция также может уменьшить беспорядок, который может быть связан с дозированием аналогичной композиции из емкости, например, при наливании жидкого моющего средства для стирки из бутылки. В целом, предварительно отмеренные пакеты из растворимой полимерной пленки обеспечивают удобство использования потребителем в различных областях применения.
[0003] Некоторые водорастворимые полимерные пленки, которые применяют для изготовления пакетов, имеющихся в настоящее время на рынке, взаимодействуют с компонентами пакета (например, моющими средствами), что влияет на свойства пакета, например, способность сохранять жесткость пленки. Например, пакеты могут демонстрировать смягчение пленки с течением времени при контакте с содержимым в них, таким как жидкие растворители, как правило, применяемые в жидких моющих композициях, и полиолы с малой молекулярной массой. Такое смягчение может, например, снизить упругость пакета и придать пакету рыхлый и обвисший вид и ощущение. В другом типе проблемы на прозрачность пленки может влиять эффект помутнения компонентов пакета, мигрирующих через пленку. В другом типе проблемы растворимость пленки может со временем уменьшаться при контакте с ее содержимым, что приводит к нежелательному остатку, остающемуся после стирки.
[0004] Кроме того, в ПОСТАНОВЛЕНИИ КОМИССИИ (ЕС) № 1297/2014 от 5 декабря 2014 г. внесены поправки, в целях ее адаптации к техническому и научному прогрессу, в Регламент (ЕС) № 1272/2008 Европейского парламента и Совета по классификации, маркировки и упаковки веществ и смесей, с требованием дополнительных положений для жидких потребительских стиральных порошков в дозировках для одноразового использования, содержащихся в растворимой упаковке. Среди данных положений были требования, чтобы растворимая упаковка сохраняла жидкое содержание не менее 30 секунд, когда данная растворимая упаковка помещается в воду при 20 °C. Естественно, что после этого пленка должна разрушиться и предпочтительно полностью раствориться, чтобы высвободить содержимое пакета.
[0005] Таким образом, в данной области техники существует потребность в водорастворимой пленке, которая является водорастворимой и может быть сформирована в упаковки для хранения жидких композиций, которые могут быть термоформованы или заполнены вертикальной формой, которые сохраняют жесткость пленки и остаются упругими, сохраняют приемлемые свойства прозрачности и/или демонстрируют приемлемое отделение от ленты без ухудшения окончательной растворимости водорастворимой пленки.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0006] В одном аспекте данного описания предложена водорастворимая пленка, содержащая сополимер поливинилового спирта (ПВС), содержащий первое анионное мономерное звено, выбранное из группы, включающей алкилакрилаты, алкилалкакрилаты, гидролизованные соли щелочных металлов вышеперечисленного и комбинации вышеперечисленного; и где указанный сополимер ПВС имеет степень кристалличности по меньшей мере около 1% в пересчете на общую массу указанного сополимера.
[0007] Способы изменения кристалличности водорастворимой пленки включают (A) отжиг пленки, (B) тепловое вытягивание (вытягивание при степени вытягивания в одном направлении) пленки и затем, необязательно, отжиг пленки, (C) смешивание указанного сополимера ПВС со смолой ПВС с более высокой степенью кристалличности, и их комбинации.
[0008] В другом аспекте данного изобретения предложено изделие, содержащее водорастворимую пленку по данному описанию в форме пакета, определяющего внутренний объем пакета.
[0009] Дополнительные аспекты и преимущества будут понятны специалистам с обычной квалификацией в данной области техники после изучения последующего подробного описания. Хотя указанные пленка, мешок и способы их получения допускают варианты реализации изобретения изобретения в различных формах, описание ниже включает конкретные варианты реализации изобретения с пониманием того, что данное описание является иллюстративным и не предназначено для ограничения данного изобретения конкретными вариантами реализации изобретения, описанными в данном документе.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
[0010] На ФИГ.1 проиллюстрирована клетка из проволочного каркаса (показана с открытым верхом, чтобы лучше проиллюстрировать содержащиеся в ней водорастворимые пакеты) для применения в испытании на высвобождение жидкости, описанном в данном документе.
[0011] На ФИГ. 2 проиллюстрировано устройство для проведения испытания на высвобождение жидкости, включающее стакан, установленный на штативе, штатив, удерживающий стержень для опускания клетки в стакан, причем данный стержень фиксируется с помощью хомута с установочным винтом (не показан).
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0012] В данном описании предложена водорастворимая пленка, содержащая сополимер поливинилового спирта (ПВС), содержащий первое анионное мономерное звено, выбранное из группы, включающей алкилакрилаты, алкилалкакрилаты, гидролизованные соли щелочных металлов вышеперечисленного и комбинации вышеперечисленного; и где указанный сополимер ПВС имеет степень кристалличности по меньшей мере около 1% в пересчете на общую массу указанного сополимера. В данном изобретении дополнительно предложено изделие, содержащее водорастворимую пленку по данному описанию в форме пакета, определяющего внутренний объем пакета. В вариантах реализации изобретения указанное изделие дополнительно включает композицию, содержащуюся во внутреннем объеме пакета. Необязательно, композиция, содержащаяся во внутреннем объеме пакета, является жидкой композицией. Необязательно указанная жидкая композиция представляет собой жидкое моющее средство. Необязательно, указанное жидкое моющее средство содержит полиол с малой молекулярной массой. Необязательно, композиция, содержащаяся во внутреннем объеме пакета, является твердой.
[0013] В вариантах реализации изобретения композиция, содержащаяся во внутреннем объеме пакета, представляет собой жидкость, и указанное изделие имеет время отсроченного высвобождения, составляющее по меньшей мере 30 секунд по данным измерения испытания на высвобождение жидкости. В вариантах реализации изобретения композиция, содержащаяся во внутреннем объеме пакета, представляет собой жидкость, и указанное изделие имеет прочность на сжатие более 300 Н по данным измерения в испытании на сжатие. В вариантах реализации изобретения композиция, содержащаяся во внутреннем объеме пакета, представляет собой жидкость, и указанное изделие имеет прочность на сжатие менее 2000 Н по данным измерения в испытании на сжатие.
[0014] Как используется в данном документе, термин «содержащий» или «включающий» означает различные компоненты, ингредиенты или стадии, которые могут совместно применяться при практическом применении по данному описанию. Соответственно, термин «содержащий» охватывает более ограничительные термины «состоящий по существу из» и «состоящий из». Данные композиции могут включать, состоять по существу из или состоять из любых из требуемых и необязательных элементов, описанных в данном документе. Например, термоформованный пакет может «состоять по существу из» пленки, описанной в данном документе, для применения ее характеристик термоформования, также включая нетермоформованную пленку (например, часть крышки) и дополнительную маркировку на пленке, например, посредством струйной печати. Изобретение, иллюстративно описанное в данном документе, может соответствующим образом применяться на практике при отсутствии какого-либо элемента или стадии, которые конкретно в данном документе не описаны.
[0015] Все проценты, части и соотношения, упомянутые в данном документе, основаны на общей сухой массе композиции пленки или общей массы композиции содержимого пакета по данному описанию, в зависимости от обстоятельств, и все выполненные измерения проведены при около 25 °C, если не указано иное. Все массы, относящиеся к перечисленным ингредиентам, основаны на активном уровне и, следовательно, не включают носители или побочные продукты, которые могут содержаться в коммерчески доступных материалах, если не указано иное.
[0016] Все диапазоны, указанные в данном документе, включают все возможные подмножества диапазонов и любые комбинации таких подмножеств диапазонов. По умолчанию, диапазоны включают указанные конечные точки, если не указано иное. Если предложен диапазон значений, подразумевается, что каждое промежуточное значение между верхним и нижним пределом данного диапазона и любым другим заявленным или промежуточным значением в данном указанном диапазоне охватывается в данном описании. Верхний и нижний пределы данных меньших диапазонов могут независимо включаться в меньшие диапазоны и также включены в данное описание с учетом любого специально исключенного предела в указанном диапазоне. Если указанный диапазон включает один или оба предела, диапазоны, исключающие один или оба включенных предела, также рассматриваются как часть данного описания.
[0017] Особо предполагается, что для любого числового значения, описанного в данном документе, например, в качестве параметра описываемого объекта изобретения или части диапазона, связанного с описанным объектом изобретения, альтернативой, которая составляет часть данного описания, является функционально эквивалентный диапазон, окружающий конкретное числовое значение (например, для размера, указанного как «40 мм», предполагаемый альтернативный вариант реализации изобретения составляет «около 40 мм»).
[0018] Как используется в данном документе, термины «пакет(пакеты)» и «мешок (мешки)» следует считать взаимозаменяемыми. В определенных вариантах реализации изобретения термины пакет (пакеты) и мешок (мешки), соответственно, используют для обозначения контейнера, изготовленного с использованием пленки, и полностью герметичного контейнера, предпочтительно содержащего запечатанный в нем материал, например, в форме системы доставки отмеренной дозы. Запечатанные пакеты могут быть изготовлены любым подходящим способом, включая такие способы и признаки, как герметизация термосваркой, герметизация сваркой растворителем и склеивание (например, с применением водорастворимого клея).
[0019] Как используется в данном документе, и если не указано иное, термины «мас. %» предназначены для обозначения состава идентифицированного элемента «сухих» (не содержащих воды) частей по массе всей пленки, включая остаточную влажность. в пленке (если применимо, как при описании пленки) или частей по массе всей композиции, заключенной в пакет (если применимо).
[0020] Как используется в данном документе, и если не указано иное, термин «м.ч.» предназначен для обозначения состава идентифицированного элемента в частях на сто частей водорастворимой полимерной смолы (будь то ПВС или другие полимерные смолы, если не указано иное) в водорастворимой пленке или в растворе, используемом для изготовления данной пленки.
[0021] Указанная пленка может быть изготовлена любым пригодным способом, включающим метод литья из раствора. Способы формирования контейнеров из пленок известны в данной области техники. Указанную пленку можно применять для формирования контейнера (пакета) любым пригодным способом, включающим вертикальное формование, заполнение и запечатывание (VFFS) или термоформование. Указанную пленку можно запечатывать любым пригодным способом, включающим, например, герметизацию растворителем или термосварку слоев пленки, например, по периферии контейнера. Указанные пакеты можно применять, например, для дозирования материалов, которые должны быть доставлены в объемную водную среду.
[0022] Предполагается, что пленка, пакеты и связанные способы получения и применения включают варианты реализации изобретения, включающие любую комбинацию одного или более дополнительных необязательных элементов, признаков и стадий, дополнительно описанных ниже (включая те, что показаны в примерах и на графических материалах), если не указано иное.
[0023] В любом варианте реализации изобретения указанный водорастворимый пакет может содержать (заключать) композицию. Указанная композиция может быть выбрана из жидкости, твердого вещества или их комбинации. Как используется в данном документе, термин «жидкость» включает свободно текучие жидкости, а также пасты, гели, пены и муссы. Неограничивающие примеры жидкостей включают жидкие моющие композиции для мягких и жестких условий, усилители ткани, моющие гели, как правило, применяемые для стирки, отбеливатели и добавки для стирки. В указанной жидкости могут содержаться газы, например, взвешенные пузырьки, или твердые вещества, например частицы. Как используется в данном документе, термин «твердое вещество» включает, но не ограничивается ими, порошки, агломераты и их смеси. Неограничивающие примеры твердых веществ включают: гранулы, микрокапсулы, шарики, лапшу и перламутровые шарики. Твердые композиции могут обеспечивать техническую пользу, включающую, но не ограничиваясь ими, преимущества стирки, преимущества предварительной обработки и/или эстетические эффекты.
[0024] В любом из вариантов реализации изобретения, ориентированных на стирку, указанная композиция может быть выбрана из группы, например, жидких моющих композиций для мягких условий и жидких моющих композиций для жестких условий, порошкообразных моющих композиций, усилителей ткани, моющих гелей, как правило, применяемых для стирки, и отбеливателей (например, органических или неорганических отбеливателей) и добавок для стирки.
Водорастворимая Пленка
[0025]
[0026] Пленка и связанные с ней пакеты, описанные в данном документе, содержат водорастворимую пленку. Указанная пленка может иметь любую пригодную толщину, и толщина пленки около 76 микрон (мкм) является типичной для композиций моющего средства в пакетах и является особенно предполагаемой. Другие предполагаемые значения и диапазоны включают значения в диапазоне от около 5 до около 200 мкм, или в диапазоне от около 20 до около 100 мкм, или от около 40 до около 90 мкм, или от около 50 до 80 мкм, или от около 60 до 65 мкм, например 65 мкм, 76 мкм или 88 мкм.
[0027] СМОЛА ПВС
[0028] Поливиниловый спирт представляет собой синтетическую смолу, как правило, получаемую алкоголизом, обычно называемым гидролизом или омылением, поливинилацетата. Полностью гидролизованный ПВС, в котором практически все ацетатные группы преобразованы в спиртовые группы, представляет собой высококристаллический полимер с сильными водородными связями, который растворяется только в горячей воде - при температуре более 140 °F (около 60 °C). Если после гидролиза поливинилацетата остается достаточное количество ацетатных групп, то есть, полимер ПВС является частично гидролизованный, тогда указанный полимер более слабо связан водородными связями, менее кристалличен и, как правило, растворим в холодной воде - менее, чем около 50 °F (около 10 °C). По существу, указанный частично гидролизованный полимер представляет собой сополимер винилового спирта и винилацетата, который представляет собой сополимер ПВС, но, как правило, его называют ПВС.
[0029] Степень гидролиза (СГ) полимера ПВС, содержащегося в водорастворимых пленках по данному описанию, может находиться в диапазоне от около 75% до около 99% (например, от около 79% до около 92%, от около 88% до 92%, от около 86,5% до около 89% или около 88%, 90% или 92%, например, для композиций, растворимых в холодной воде; от около 90% до около 99%, от около 92% до около 99%, от около 95% до около 99%, около 98%, около 99% или более 99%).
[0030] Хотя СГ конкретно является мерой количества ацетатов, удаленных из поливинилацетатного полимера (например, посредством гидролиза, омыления), она наиболее часто используется для понимания количества ацетата, остающегося в полимере или сополимере ПВС. Ацетатные группы образуют аморфные или некристаллические области сополимера ПВС. Следовательно, следующее может быть указано как приближение: чем выше СГ, тем относительно выше кристалличность сополимера ПВС или смесей сополимера ПВС.
[0031] В частности, смола ПВС будет включать частично или полностью гидролизованный сополимер ПВС, который содержит анионное мономерное звено, мономерное звено винилового спирта и, необязательно, мономерное звено винилацетата.
[0032] Водорастворимые полимерные пленки на основе ПВС могут быть подвержены изменению характеристик растворимости. Ацетатная группа в сополимере со-поли(винилацетат-виниловый спирт) известна специалистам в данной области техники как гидролизуемая кислотным или щелочным гидролизом. По мере увеличения степени гидролиза полимерная композиция, полученная из гомополимерной смолы ПВС, будет иметь повышенную механическую прочность, но пониженную растворимость при более низких температурах (например, требующая температуры горячей воды для полного растворения). Соответственно, воздействие на гомополимер смолы ПВС в щелочной среде (например, в результате применения отбеливающей добавки для стирки) может превратить указанную смолу из смолы, которая быстро и полностью растворяется в данной водной среде (например, в среде холодной воды), в смолу, которая растворяется медленно и/или не полностью в данной водной среде, что может привести к образованию нерастворенного полимерного остатка в конце цикла стирки. Данный естественный недостаток при применении пленок на основе только сополимера винилацетата/винилового спирта, типичным примером которых являются коммерческие гомополимерные смолы ПВС.
[0033] Смолы сополимера ПВС с боковыми карбоксильными группами, такие как, например, смолы виниловый спирт/гидролизованная натриевая соль метилакрилата, могут образовывать лактоновые кольца между соседними боковыми карбоксильными и спиртовыми группами, тем самым снижая растворимость смолы сополимера ПВС в воде. В присутствии сильного основания, такого как отбеливающая добавка для стирки, лактоновые кольца могут открываться в течение нескольких недель в относительно теплых (окружающих) условиях и при высокой влажности (например, через реакции раскрытия лактоновых колец с образованием соответствующего бокового карбоксила и спиртовой группы) с повышенной растворимостью в воде. Таким образом, в отличие от эффекта, наблюдаемого с гомополимерными пленками ПВС, считается, что такая пленка сополимера ПВС может стать более растворимой из-за химических взаимодействий между пленкой и щелочной композицией внутри пакета во время хранения. Следовательно, по мере старения, указанные пакеты могут становиться все более склонными к преждевременному растворению во время цикла горячей стирки (номинально 40 °C) и могут, в свою очередь, снижать эффективность некоторых активных веществ для стирки из-за присутствия отбеливающего агента и влияния результирующего pH.
[0034] При создании пригодной пленки для данного применения (например, пакетированного изделия для стирки) необходимо учитывать множество факторов. Данные факторы включают: (1) прочность пленки, где более высокая прочность желательно переводится в большую герметичность пакета, когда пленка является слабым звеном в уплотнении; (2) модуль упругости пленки, где более высокий модуль желательно обеспечивает более высокую жесткость пленки, более высокую упругость пакета и более низкую вероятность размягчения, разрыхления и провисания при составлении пакета, инкапсулирующего жидкую композицию, и/или деформации и прилипанию к другим пленкам при загрузке друг на друга при производстве или в конечной потребительской упаковке; (3) значение коэффициента набухания пленки после воздействия жидкого раствора, при этом более низкое значение коэффициента набухания желательно обеспечивает большую жесткость пленки и более высокую упругость пакета и меньшую вероятность размягчения, разрыхления и обвисания при составлении пакета, инкапсулирующего жидкую композицию; (4) остаток растворения, где более низкое значение остатка желательно снижает вероятность остаточной пленки, остающейся после агрессивных условий стирки (например, при малом количестве воды (например, при перегрузке стиральной машины) и условиях холодной воды для стирки); (5) степень и тип анионной модификации, при которых определенные модификации полимера желательно снижают риск помутнения компонентов пакета, таких как пластификаторы, и/или размягчения пленки, когда пленка входит в состав пакета, инкапсулирующего композицию; и (6) кристалличность пленки, где более низкое значение кристалличности желательно снижает вероятность остаточной пленки, остающейся после агрессивных условий стирки, а более высокое значение кристалличности желательно снижает вероятность размягчения, разрыхления или провисания при составлении пакета, инкапсулирующего жидкую композицию. Часто водорастворимые полимерные смолы, будь то ПВС или другие, могут иметь пригодные характеристики в отношении некоторых из данных факторов, но они могут иметь плохие характеристики в отношении других из данных факторов. Соответственно, желательно предложение водорастворимой пленки, в которой многие, если не все, из данных факторов имели бы благоприятные свойства в указанной пленке.
[0035] С учетом данных факторов данное описание включает водорастворимую пленку, содержащую смесь смолы поливинилового спирта (ПВС) и, необязательно, один или более дополнительных компонентов, включающих пластификаторы, наполнители, поверхностно-активные вещества и другие добавки, как более подробно описано ниже. Смесь смол ПВС включает сополимер ПВС, содержащий один или более типов анионных мономерных звеньев (например, трехкомпонентный (или более высококомпонентный) сополимер ПВС).
[0036] В некоторых аспектах указанная смола ПВС содержит только сополимер ПВС. В альтернативном варианте или дополнительно, сополимер ПВС, водорастворимая пленка или оба могут быть охарактеризованы как не содержащие или практически не содержащие других полимеров (например, в целом других водорастворимых полимеров, в частности других полимеров на основе ПВС или обоих). Как используется в данном документе, термин «практически не содержит» означает, что первый и второй сополимеры ПВС составляют по меньшей мере 95 мас. %, по меньшей мере 97 мас. % или по меньшей мере 99 мас. % от общего количества водорастворимых полимеров в водорастворимой пленке. В других аспектах и вариантах реализации изобретения указанная водорастворимая пленка может содержать один или более дополнительных водорастворимых полимеров. Например, сополимер ПВС может содержать второй полимер ПВС, третий полимер ПВС, четвертый полимер ПВС и т. д. (например, один или более дополнительных гомополимеров ПВС или сополимеров ПВС с анионными мономерными звеньями или без них). Например, указанная водорастворимая пленка может содержать по меньшей мере второй (или третий, четвертый и т. д.) водорастворимый полимер, который не является сополимером ПВС.
[0037] Указанный сополимер ПВС может представлять собой трехкомпонентный сополимер ПВС, содержащий мономерные звенья винилового спирта, мономерные звенья винилацетата (т. е., когда он не полностью гидролизован), и индивидуальный тип анионного мономерного звена (например, где указанный индивидуальный тип мономерного звена может включать эквивалентные формы кислоты, формы соли и, необязательно, формы сложного эфира анионного мономерного звена). В некоторых аспектах указанный сополимер ПВС может содержать два или более типов анионных мономерных звеньев. Общие классы анионных мономерных звеньев, которые можно применять для сополимера ПВС, включают звенья виниловой полимеризации, соответствующие виниловым мономерам монокарбоновой кислоты, их сложным эфирам и ангидридам, мономерам дикарбоновой кислоты, имеющим полимеризируемую двойную связь, их сложным эфирам и ангидридам и солям щелочных металлов любых из вышеперечисленных. Примеры пригодных анионных мономерных звеньев включают звенья виниловой полимеризации, соответствующие виниланионным мономерам, включающим винилуксусную кислоту, малеиновую кислоту, моноалкилмалеат, диалкилмалеат, малеиновый ангидрид, фумаровую кислоту, моноалкилфумарат, диалкилфумарат, фумаровый ангидрид, итаконовую кислоту, моноалкилитаконат, диалкилитаконат, итаконовый ангидрид, цитраконовую кислоту, моноалкилцитраконат, диалкилцитраконат, цитраконовый ангидрид, мезаконовую кислоту, моноалкилмезаконат, диалкилмезаконат, мезаконовый ангидрид, глутаконовую кислоту, моноалкилглутаконат, диалкилглутаконат, глутаконовый ангидрид, алкилакрилаты, алкилалкакрилаты, соли щелочных металлов вышеперечисленного, гидролизованные соли щелочных металлов вышеперечисленного, сложные эфиры вышеперечисленного и комбинации вышеперечисленного.
цис-
транс-
[0038] В одном типе вариантов реализации изобретения указанный сополимер ПВС представляет собой сополимер, модифицированный карбоксильными группами. В другом аспекте указанный сополимер ПВС можно модифицировать мономером дикарбоксильного типа. В одном классе данных вариантов реализации изобретения α-углероды обоих карбонилов связаны с ненасыщенной связью (например, малеиновая кислота, фумаровая кислота). В другом классе данных вариантов реализации изобретения α-углероды обоих карбонилов связаны с ненасыщенной связью, и указанная ненасыщенная связь дополнительно замещена, например, метильной группой (например, цитраконовая кислота, мезаконовая кислота). В другом классе данных вариантов реализации изобретения β-углерод одного карбонила и α-углерод другого карбонила связаны с ненасыщенной связью (например, итаконовая кислота,  глутаконовая кислота, глутаконовая кислота). Предполагаются мономеры, которые содержат алкилкарбоксильные группы. Особенно предполагается сомономер малеатного типа (например, диалкилмалеат или моноалкилмалеат, включающий монометилмалеат).
[0039] В вариантах реализации изобретения сополимер ПВС может содержать анионный мономер, выбранный из группы, включающей малеиновый ангидрид, его соли щелочных металлов и комбинации вышеперечисленного.
[0040] Уровень содержания одного или более анионных мономерных звеньев в сополимере ПВС особо не ограничивается. В вариантах реализации изобретения одно или более анионных мономерных звеньев могут присутствовать в сополимере ПВС в количестве в диапазоне от около 1 мол. % до около 6 мол. % или 10 мол. % (например, по меньшей мере 1,0, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0, 3,5 или 4,0 мол. % и/или вплоть до около 3,0, 4,0, 4,5, 5,0, 6,0, 8,0 или 10 мол. % в различных вариантах реализации изобретения).
[0041] Сополимер ПВС также может характеризоваться уровнем боковых групп, присутствующих в сополимере. Смолы сополимера ПВС с боковыми карбоксильными группами могут образовывать лактоновые кольца между соседними боковыми карбоксильными и спиртовыми группами. Лактоновые кольца можно раскрыть в присутствии едкого щелочного агента, как известно в данной области техники. Полимер, содержащий лактон, можно обработать щелочью так, что все лактоновые кольца открываются или открываются только некоторые из них. Соответственно, эффективный уровень боковых групп, присутствующих в сополимере, может не соответствовать уровню содержания анионных мономерных звеньев. Например, в сополимерах ПВС-метилакрилата образуются лактоновые кольца, и их можно обрабатывать так, чтобы, например, открылось 70% лактоновых колец. Таким образом, если метилакрилат содержится в ПВС на уровне 5 мол. %, полученный сополимер будет содержать эффективное количество около 3,5 мол. % боковых групп после раскрытия 70% лактоновых колец. Кроме того, если анионный мономер представляет собой дикарбоксилат, такой как соль, кислота малеинового ангидрида или его сложный эфир, указанный сополимер может содержать две боковые группы на анионное мономерное звено, содержащееся в указанном сополимере, и, таким образом, потенциально две эффективных боковых группы на каждый анионный мономер.
[0042] Уровень боковых групп в сополимерах ПВС особо не ограничивается. В вариантах реализации изобретения боковые группы присутствуют в сополимере ПВС в количестве в диапазоне от около 2 мол. % до около 6 мол. % или 10 мол. % (например, по меньшей мере 2,0, 2,5, 3,0, 3,5 или 4,0 мол. % и/или вплоть до около 3,0, 4,0, 4,5, 5,0, 6,0, 8,0 или 10 мол. % в различных вариантах реализации изобретения). Смесь смол ПВС может иметь среднеарифметическое количество боковых групп () в диапазоне от около 2 мол. % до около 10 мол. %. То есть, первая боковая группа и вторая боковая группа вместе присутствуют в объединенном количестве в диапазоне от около 2 мол. % до около 10 мол. %. Средневзвешенное арифметическое значение боковых групп  рассчитывают по формуле  где  представляет собой процент по массе соответствующего сополимера ПВС и  представляет собой соответствующий мол. % боковых групп в указанном сополимере ПВС.
[0043] Указанная водорастворимая пленка может содержать по меньшей мере около 50 мас. %, 55 мас. %, 60 мас. %, 65 мас. %, 70 мас. %, 75 мас. %, 80 мас. %, 85 мас. % или 90 мас. %, и/или вплоть до около 60 мас. %, 70 мас. %, 80 мас. %, 90 мас. %, 95 мас. % или 99 мас. % сополимера ПВС. В вариантах реализации изобретения указанный сополимер ПВС присутствует в указанной водорастворимой пленке в количестве в диапазоне от около 50 мас. % до 90 мас. %. Если выбрана смесь смолы сополимера ПВС и смолы другого полимера ПВС, то указанная комбинация смолы сополимера ПВС и смолы другого полимера ПВС присутствует в указанной водорастворимой пленке в количестве в диапазоне от около 50 мас. % до 90 мас. %.
1
1
2
2
[0044] В аспекте водорастворимой пленки сополимер ПВС содержит одно или более первых анионных мономерных звеньев. Анионные мономерные звенья в сополимере ПВС могут быть одинаковыми или разными в различных вариантах реализации изобретения. Для справки, сополимер ПВС обозначается как имеющий первый уровень боковых групп (a) и первый уровень содержания (b) первых анионных мономерных звеньев. Указанный сополимер ПВС может обозначаться как имеющий второй уровень боковых групп (a) и второй уровень содержания (b) вторых анионных мономерных звеньев.
1
2
1
2
[0045] В уточнении данного аспекта сополимер ПВС выбран таким образом, чтобы разница между a и a находилась в диапазоне от около 0,5 мол. % до около 12 мол. % (или от около 1 мол. % до около 11 мол. %, от около 2 мол. % до около 10 мол. % или от около 3 мол. % до 6 мол. %), и в более общем случае может составлять по меньшей мере 0,5, 1 или 2 мол. % и/или вплоть до около 1, 2, 3, 4, 5, 10 или 12 мол. %. По отдельности, уровень боковых групп (a) для сополимера ПВС может находиться в диапазоне от около 2 мол. % до около 6 мол. % (или от около 3 мол. % до около 5 мол. %, от около 3 мол. % до около 4 мол. % или около 2 мол. %, около 2,5 мол. %, около 3 мол. %, около 3,5 мол. %, около 4 мол. %, около 4,5 мол. %, около 5 мол. %, около 5,5 мол. % или около 6 мол. %). В альтернативном варианте или дополнительно, уровень боковых групп (а) для вторых анионных мономерных звеньев может находиться в диапазоне от около 6 мол. % до около 12 мол. % (или от около 6 мол. % до около 10 мол. %, или от около 7 мол. % до около 9 мол. %, или около 6 мол. %, около 6,5 мол. %, около 7 мол. %, около 7,5 мол. %, около 8 мол. %, около 8,5 мол. %, около 9 мол. %, около 9,5 мол. %, около 10 мол. %, около 10,5 мол. %, около 11 мол. %, около 11,5 мол. % или около 12 мол. %).
1
2
1
2
[0046] В вариантах реализации изобретения сополимер ПВС выбран таким образом, чтобы разница между b и b находилась в диапазоне от около 0,2 мол. % до около 2 мол. % (или от около 0,3 мол. % до около 1,5 мол. % или от около 0,4 мол. % до около 1,2 мол. %), и в более общем случае может составлять по меньшей мере 0,2, 0,3 или 0,4 мол. % и/или вплоть до около 0,6, 0,8 или 1,0 мол. %. По отдельности, уровень содержания (b) первых анионных мономерных звеньев может находиться в диапазоне от около 3 мол. % до около 8 мол. % (или от около 4 мол. % до около 6 мол. %, например около 5 мол. %) в первом сополимере ПВС. В альтернативном варианте или дополнительно, уровень содержания (b) вторых анионных мономерных звеньев может находиться в диапазоне от около 2 мол. % до около 6 мол. % (или от около 3 мол. % до около 5 мол. %, например около 4 мол. %) во втором сополимере ПВС.
[0047] Степень гидролиза (СГ) сополимера ПВС, содержащегося в водорастворимых пленках по данному описанию, может находиться в диапазоне от около 75% до около 99% (например, от около 79% до около 92%, от около 88% до 92%, от около 86,5% до около 89% или около 88%, 90% или 92%, например, для композиций, растворимых в холодной воде; от около 90% до около 99%, от около 92% до около 99%, от около 95% до около 99%, около 98%, около 99% или более 99%).
[0048] СГ указывает на количество ацетатных групп в сополимере ПВС (или в любом другом полимере ПВС), которые гидролизовались до гидроксильных групп. Ацетатные группы образуют аморфные или некристаллические области сополимера ПВС. Следовательно, следующее может быть указано как приближение: чем выше СГ, тем выше кристалличность сополимера ПВС или смесей сополимера ПВС.
[0049] По мере того, как степень гидролиза уменьшается, пленка, изготовленная из смолы будет иметь уменьшенную механическую прочность, но более быструю растворимость при температуре менее, чем около 20 °С. По мере увеличения степени гидролиза пленка, изготовленная из указанного полимера, будет иметь тенденцию становиться механически прочнее, а способность к термоформованию будет снижаться. Степень гидролиза ПВС может быть выбрана так, чтобы растворимость полимера в воде зависела от температуры, и, таким образом, также влияла на растворимость пленки, изготовленной из указанного полимера и дополнительных ингредиентов. В одном варианте пленка является растворимой в холодной воде. Для полимера со-поли(винилацетата и винилового спирта), который не включает какие-либо другие мономеры (например, не сополимеризованый с анионным мономером) пленка, растворимая в холодной воде, растворимая в воде при температуре менее 10 °С, может содержать ПВС со степенью гидролиза в диапазоне от около 75% до около 90%, или в диапазоне от около 80% до около 90%, или в диапазоне от около 85% до около 90%. В другом варианте пленка является растворимой в горячей воде. Для полимера со-поли(винилацетата и винилового спирта), который не включает какие-либо другие мономеры (например, не сополимеризованый с анионным мономером) пленка, растворимая в горячей воде, растворимая в воде при температуре по меньшей мере около 60 °С, может содержать ПВС со степенью гидролиза по меньшей мере около 98%.
W
H
i
i
[0050] Степень гидролиза смеси смол также может быть охарактеризована средневзвешенной арифметической степенью гидролиза (). Например,  для смолы ПВС, содержащей два или более полимера ПВС, рассчитывается по формуле  где  представляет собой процент по массе соответствующего полимера ПВС, а  представляет собой соответствующие степени гидролиза.
[0051] Вязкость полимера ПВС (µ) определяют путем измерения свежеприготовленного раствора с помощью вискозиметра Brookfield LV с адаптером UL, как описано в британском стандарте EN ISO 15023-2:2006 Annex E метод по Брукфилду. В международной практике принято указывать вязкость 4% водных растворов поливинилового спирта при 20 °C. Все значения вязкости, указанные в данном документе в сантипуазах (сП), следует понимать как относящиеся к вязкости 4% водного раствора поливинилового спирта при 20 °C, если не указано иное. Подобным образом, когда смола описана как имеющая (или не имеющая) конкретную вязкость, если не указано иное, подразумевается, что указанная вязкость представляет собой среднюю вязкость для смолы, которая по своей природе имеет соответствующее распределение молекулярной массы.
1
1
[0052] Для справки, сополимер ПВС обозначается как имеющий вязкость 4% раствора при 20 °C (µ). Вязкость µ может находиться в диапазоне от около 4 сП до около 40 сП (например, по меньшей мере около 4, 8, 10, 12 или 16 сП и/или вплоть до около 12, 16, 20, 24, 30 или 40 сП, например, от около 12 сП до около 30 сП, от около 10 сП до около 16 сП, от около 10 сП до около 20 сП или от около 20 сП до около 30 сП). Когда смесь смол ПВС содержит две или более смол ПВС, выбранных из смол сополимера ПВС и другого полимера ПВС, вышеуказанные значения вязкости могут применяться к каждому полимеру ПВС или сополимеру ПВС индивидуально. В данной области техники хорошо известно, что вязкость смол ПВС коррелирует со среднемассовой молекулярной массой  смолы ПВС, и часто вязкость используется как показатель . Таким образом, среднемассовая молекулярная масса водорастворимых полимеров, включающих первый сополимер ПВС и второй сополимер ПВС, может находиться в диапазоне, например, от около 30000 до около 175000, от около 30000 до около 100000 или от около 55000 до около 80000. Что касается средней вязкости смеси смол ПВС, используют средневзвешенное натуральнологарифмическое вязкости .  для смолы ПВС, которая содержит два или более полимеров ПВС, рассчитывают по формуле  где µι представляет собой вязкость соответствующих полимеров ПВС.
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
f
[0053] В другом аспекте водорастворимой пленки первый сополимер ПВС и второй сополимер ПВС могут быть выбраны для смеси смолы ПВС таким образом, чтобы полученная водорастворимая пленка сохраняла жесткость пленки и сохраняла упругость пакета (например, с меньшей вероятностью разрыхлялась и провисала) при контакте с жидким содержимым пакета и, предпочтительно, с сохранением или улучшением растворения, остатка и механических свойств. В некоторых вариантах реализации изобретения указанная водорастворимая пленка имеет свойство, при котором (а) водорастворимая пленка имеет значение остатка около 35 мас. % или менее, около 40 мас. % или менее, около 45 мас. % или менее или около 48 мас. % или менее (например, в диапазоне от около 12 мас. % до около 48 мас. %, от около 25 мас. % до около 48 мас. %, от около 10 мас. % до около 45 мас. %, от около 20 мас. % до около 45 мас. % или от около 25 мас. % до около 40 мас. %) по данным измерения в испытании камеры растворения (описанном ниже). В некоторых вариантах реализации изобретения указанная водорастворимая пленка имеет свойство, при котором (b) водорастворимая пленка имеет среднее значение прочности на разрыв (в машинном направлении (MD)), по меньшей мере, около 35 МПа (например, в диапазоне от около 35 МПа до около 90 МПа, от около 50 МПа до около 90 МПа, от около 55 МПа до около 75 МПа, от около 55 МПа до около 85 МПа или от около 60 МПа до около 85 МПа, например, по меньшей мере около 35 МПа, по меньшей мере около 50 МПа, по меньшей мере около 55 МПа, по меньшей мере около 60 МПа, по меньшей мере около 65 МПа и вплоть до около 65 МПа, вплоть до около 75 МПа, вплоть до около 85 МПа или вплоть до около 90 МПа) по данным измерения в испытании на прочность на разрыв (описанном ниже (при 23 °C, ОВ 35%)). В некоторых вариантах реализации изобретения указанная водорастворимая пленка имеет свойство, при котором (c) водорастворимая пленка имеет значение модуля упругости (МОД) (в MD), по меньшей мере около 35 Н/мм (например, в диапазоне от около 35 Н/мм до около 210 Н/мм, от около 35 Н/мм до около 170 Н/мм, от около 35 Н/мм до около 130 Н/мм , от около 35 Н/мм до около 120 Н/мм или от около 35 Н/мм до около 110 Н/мм) по данным измерения в испытании на модуль упругости (описанного ниже). В некоторых вариантах реализации изобретения указанная водорастворимая пленка имеет свойство, при котором (d) водорастворимая пленка имеет значение кристалличности (X) по меньшей мере 15% (например, в диапазоне от около 15% до около 50%, от около 15% до около 40%, от около 15% до около 35%, от около 15% до около 30%, от около 15% до около 25% или от около 15% до около 20%) по данным измерения в испытании на кристалличность (описанном ниже), использованном для получения пленки. В некоторых вариантах реализации изобретения указанная водорастворимая пленка имеет свойство, при котором (e) водорастворимая пленка устойчива к эффекту помутнения, что определяется визуальным осмотром непрозрачности пленки материала пакета относительно непрозрачности пленки при изготовлении. В некоторых вариантах реализации изобретения указанная водорастворимая пленка имеет свойство, при котором (f) водорастворимая пленка имеет значение коэффициента набухания, которое не более, чем в 10 раз выше от значения коэффициента набухания пленки, полученной идентичным образом, которая содержит только первый сополимер ПВС, по данным измерения в испытании на набухание пленки (описанном ниже). В различных вариантах реализации изобретения указанная водорастворимая пленка имеет свойства (a) и (b), (a) и (c), (a) и (d), (a) и (e), (a) и (f), (b) и (c), (b) и (d), (b) и (e), (b) и (f), (c) и (d), (c) и (e), (c) и (f), (d) и (e), (d) и (f), (e) и (f), (a) и (b) и (c), (a) и (b) и (d), (a) и (b) и (e), (a) и (b) и (f), (a) и (c) и (d), (a) и (c) и (e), (a) и (c) и (f), (a) и (d) и (e), (a) и (d) и (f), (a) и (e) и (f), (b) и (c) и (d), (b) и (c) и (e), (b) и (c) и (f), (b) и (d) и (e), (b) и (d) и (f), (b) и (e) и (f), (c) и (d) и (e), (c) и (d) и (f), (c) и (e) и (f), (d) и (e) и (f), (a) и (b) и (c) и (d), (a) и (b), и (c) и (e), (a) и (b) и (c) и (f), (a) и (b) и (d) и (e), (a) и (b) и (d) и (f), (a) и (b) и (e) и (f), (a) и (c) и (d) и (e), (a) и (c) и (d) и (f), (a) и (c) и (e) и (f), (a) и (d) и (e) и (f), (b) и (c) и (d) и (e), (b) и (c) и (d) и (f), (b) и (d) и (e) и (f), (a) и (b) и (c) и (d) и (e), (a) и (b) и (c) и (d) и (f), (a) и (c) и (d) и (e) и (f), (a) и (b) и (d) и (e) и (f), (a) и (b) и (c) и (e) и (f) или (a) и (b) и (c) и (d) и (e) и (f).
f
f
[0054] В некоторых аспектах пленка ПВС в соответствии с данным описанием позволяет получать водорастворимые пленки, обладающие сочетанием желаемых физических и химических свойств, даже когда смолы ПВС, содержащиеся в пленке, недостаточны в отношении кристалличности. В некоторых вариантах реализации изобретения указанная водорастворимая пленка имеет свойство, при котором водорастворимая пленка имеет значение кристалличности (X) по меньшей мере 15% (например, в диапазоне от около 15% до около 50%, от около 15% до около 40%, от около 15% до около 35%, от около 15% до около 30%, от около 15% до около 25% или от около 15% до около 20%) по данным измерения в испытании на кристалличность (описанном ниже). В некоторых вариантах реализации изобретения указанная водорастворимая пленка имеет свойство, при котором водорастворимая пленка имеет значение кристалличности (X) по меньшей мере 1%, по меньшей мере 3%, по меньшей мере 5% или по меньшей мере 10% и вплоть до около 10%, вплоть до около 12%, вплоть до около 15%, вплоть до около 17% или вплоть до около 20% (например, в диапазоне от около 1% до около 20%, от около 2% до около 18%, от около 3% до около 16% или от около 5% до около 15%) по данным измерения в испытании на кристалличность (описанном ниже).
[0055] Как правило, кристалличность водорастворимой пленки может быть увеличена путем нагревания пленки, например, путем отжига пленки.
[0056] Водорастворимая пленка может быть отожжена при температуре в диапазоне от 60 до 180 °С, например, при 90 °С, 100 °С, 105 °С, 120 °С и 180 °С. Отжиг включает нагрев пленки выше ее температуры перекристаллизации пленки (или, необязательно, смолы сополимера ПВС), выдерживание пленки при повышенной температуре в течение определенного периода времени, а затем охлаждение пленки. По мере охлаждения пленка перекристаллизуется. Необязательно, охлаждение можно контролировать, понижая температуру пленки (например, понижая температуру окружающего воздуха вокруг пленки или обтекающего пленку) в режиме изменения температуры от времени. Выбор температуры отжига влияет на решение специалиста в данной области техники относительно продолжительности отжига водорастворимой пленки во время фазы повышенного нагрева. Подходящее время включает, например, от 10 до 90 минут. Один из вариантов представляет собой отжиг водорастворимой пленки при 100 °С в течение 60 минут. Другой из вариантов представляет собой отжиг водорастворимой пленки при 180 °С в течение 10 минут. Другой из вариантов представляет собой отжиг водорастворимой пленки при 90 °С в течение 15, 30, 45, 60, 75 или 90 минут. Другой из вариантов представляет собой отжиг водорастворимой пленки при 105 °С в течение 15, 30, 45, 60, 75 или 90 минут. Другой из вариантов представляет собой отжиг водорастворимой пленки при 120 °С в течение 15, 30, 45, 60, 75 или 90 минут.
[0057] Тепловое вытягивание представляет собой процесс нагревания водорастворимой пленки с последующим растяжением образца в машинном направлении (MD) и/или в поперечном направлении (TD) до желаемой степени вытягивания, удержание пленки и последующий отжиг пленки для сохранения степени вытягивания. Необязательно, температура пленки может быть повышена выше температуры перекристаллизации пленки и/или смолы сополимера ПВС. Пленку можно растягивать до степени вытягивания от 1 до 7 на воздухе при температуре 120°C или 180 °C. Растянутую пленку можно выдерживать при повышенной температуре для термической обработки при сохранении растянутой длины. Водорастворимая пленка может быть подвержена термической обработке и/или отожжена при температурах от 60 до 180 °С, например, при 90 °С, 100 °С, 105 °С, 120 °С и 180 °С. Выбор температуры влияет на решение специалиста в данной области техники относительно продолжительности обработки водорастворимой пленки. Подходящее время включает от 10 до 90 минут. Один из вариантов представляет собой термическую обработку водорастворимой пленки при 100 °С в течение 60 минут. Другой из вариантов представляет собой термическую обработку водорастворимой пленки при 180 °С в течение 10 минут. Другой из вариантов представляет собой термическую обработку водорастворимой пленки при 90 °С в течение 15, 30, 45, 60, 75 или 90 минут. Другой из вариантов представляет собой термическую обработку водорастворимой пленки при 105 °С в течение 15, 30, 45, 60, 75 или 90 минут. Другой из вариантов представляет собой термическую обработку водорастворимой пленки при 120 °С в течение 15, 30, 45, 60, 75 или 90 минут. Тепловое вытягивание обсуждается в статье Structure and Physico-Chemical Properties of Polyvinyl Alcohol, Stretched at the Amorphous State and Anneals, Hyon,. S.H, Chu, H.D., Kitamaru, R., Bull. Inst. Chem, Res., Kyoto Univ., Vol. 53, No. 4, pp. 367-380; 1975 (включено посредством ссылки).
[0058] Степень кристалличности водорастворимой пленки измеряют со всеми желаемыми компонентами водорастворимой пленки. Считается, что водорастворимая пленка, содержащая сополимер ПВС, смешанный со вторым полимером ПВС с более высокой степенью кристалличности, увеличивает общую степень кристалличности водорастворимой пленки.
[0059] Каждый сополимер ПВС в смеси может иметь по крайней мере один нежелательный признак для определенного свойства, но в определенных вариантах реализации водорастворимой пленки, содержащей указанную смесь, можно обеспечить желаемый признак для определенного свойства каждого сополимера ПВС. Например, смесь смолы ПВС может содержать первый и второй сополимеры ПВС так, что соответствующая водорастворимая пленка первого сополимера ПВС имеет свойство (а), а соответствующая водорастворимая пленка второго сополимера ПВС не имеет свойство (а). В альтернативном варианте или дополнительно, смесь смолы ПВС может содержать первый и второй сополимеры ПВС так, что соответствующая водорастворимая пленка первого сополимера ПВС не имеет свойство (b), а соответствующая водорастворимая пленка второго сополимера ПВС имеет свойство (b). В альтернативном варианте или дополнительно, смесь смолы ПВС может содержать первый и второй сополимеры ПВС так, что соответствующая водорастворимая пленка первого сополимера ПВС не имеет свойство (c), а соответствующая водорастворимая пленка второго сополимера ПВС имеет свойство (c). В альтернативном варианте или дополнительно, смесь смолы ПВС может содержать первый и второй сополимеры ПВС так, что соответствующая водорастворимая пленка первого сополимера ПВС не имеет свойство (d), а соответствующая водорастворимая пленка второго сополимера ПВС имеет свойство (d). В альтернативном варианте или дополнительно, смесь смолы ПВС может содержать первый и второй сополимеры ПВС так, что соответствующая водорастворимая пленка первого сополимера ПВС не имеет свойство (e), а соответствующая водорастворимая пленка второго сополимера ПВС имеет свойство (e). В альтернативном варианте или дополнительно, смесь смолы ПВС может содержать первый и второй сополимеры ПВС так, что соответствующая водорастворимая пленка первого сополимера ПВС не имеет свойство (f), а соответствующая водорастворимая пленка второго сополимера ПВС имеет свойство (f). Соответствующий сополимер ПВС означает водорастворимую пленку, содержащую только первый сополимер ПВС или второй сополимер ПВС в качестве водорастворимой полимерной смолы, но в остальном содержащую тот же тип и количества пластификаторов и других добавок, имеющую такую же толщину и т. д.
[0060] ДРУГИЕ ВОДОРАСТВОРИМЫЕ ПОЛИМЕРЫ
[0061] Другие водорастворимые полимеры для применения в дополнение к первому и, необязательно, второму сополимерам ПВС могут включать, но не ограничиваются ими, сополимер винилового спирта и винилацетата, иногда называемый гомополимером ПВС, поливиниловый спирт-со-2-акриламидо-2-метилпропансульфоновую кислоту (PVOH-co-AMPS), полиакрилаты, водорастворимые сополимеры акрилата, поливинилпирролидон, полиэтиленимин, пуллулан, водорастворимые природные полимеры, включающие, но не ограничиваясь ими, гуаровую камедь, камедь акации, ксантановую камедь, каррагинан и крахмал, производные водорастворимых полимеров, включающие, но не ограничиваясь ими, модифицированные крахмалы, этоксилированный крахмал и гидроксипропилированный крахмал, сополимеры вышеперечисленных и комбинации любых из вышеперечисленных. Еще 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 из вышеперечисленных. Такие водорастворимые полимеры, будь то ПВС или другие, коммерчески доступны из множества источников.
[0062] В вариантах реализации изобретения смесь смол ПВС состоит по существу из первого сополимера ПВС и второго сополимера ПВС. В вариантах реализации изобретения указанная водорастворимая пленка содержит, по меньшей мере, третий водорастворимый полимер, который отличается от полимера ПВС.
[0063] Указанная водорастворимая пленка может содержать другие вспомогательные агенты и технологические агенты, такие как, но не ограничиваясь ими, пластификаторы, агенты, улучшающие совместимость с пластификаторами, поверхностно-активные вещества, смазочные агенты, антиадгезивы, наполнители, разбавители, сшивающие агенты, агенты, препятствующие слипанию, антиоксиданты, агенты, снижающие липкость, пеногасители, наночастицы, такие как наноглины слоистого силикатного типа (например, монтмориллонит натрия), отбеливающие агенты (например, метабисульфит натрия, бисульфит натрия или другие), агенты, вызывающие отвращение, 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 квассиноиды, такие как квассин и бруцин) и острые вещества (например, капсаицин, пиперин, аллилизотиоцианат и резинфератоксин) и другие функциональные ингредиенты в количествах, пригодных для предполагаемых целей. Варианты реализации изобретения, содержащие пластификаторы, являются предпочтительными. Количество таких агентов может составлять вплоть до около 50 мас. %, 20 мас. %, 15 мас. %, 10 мас. %, 5 мас. %, 4 мас. % и/или по меньшей мере 0,01 мас. %, 0,1 мас. %, 1 мас. % или 5 мас. % по отдельности или вместе.
[0064] ПЛАСТИФИКАТОРЫ
[0065] Пластификатор представляет собой жидкость, твердое вещество или полутвердое вещество, которое добавляют к материалу (как правило, к смоле или эластомеру), делая данный материал более мягким, более гибким (за счет снижения температуры стеклования полимера) и более легким в обработке. В альтернативном варианте указанный полимер может быть пластифицирован изнутри путем химической модификации указанного полимера или мономера. Дополнительно или в альтернативном варианте, указанный полимер может быть пластифицирован извне путем добавления пригодного пластифицирующего агента. Не ограничиваясь теорией, считается, что аморфные области сополимера ПВС подвержены влиянию пластификаторов, а кристаллические области остаются незатронутыми пластификаторами.
[0066] Указанный пластификатор может включать, но не ограничивается ими, глицерин, диглицерин, сорбит, этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, дипропиленгликоль, тетраэтиленгликоль, пропиленгликоль, полиэтиленгликоль до 400 MW, неопентилгликоль, триметилолпропан, полиэфирполиолы, сорбит, 2-метил-1,3-пропандиол (MPDiol), этаноламины и их смеси. Предпочтительный пластификатор представляет собой глицерин, сорбит, триэтиленгликоль, пропиленгликоль, дипропиленгликоль, 2-метил-1,3-пропандиол, триметилолпропан или их комбинацию. Общее количество пластификатора может находиться в диапазоне от около 10 мас. % до около 40 мас. %, от около 15 мас. % до около 35 мас. % или от около 20 мас. % до около 30 мас. %, например, около 25 мас. % от общей массы пленки. Можно применять комбинации глицерина, дипропиленгликоля и сорбита. Необязательно, глицерин можно использовать в количестве от около 5 мас. % до около 30 мас. % или от 5 мас. % до около 20 мас. %, например, около 13 мас. %. Необязательно, дипропиленгликоль можно использовать в количестве от около 1 мас. % до около 20 мас. % или от около 3 мас. % до около 10 мас. %, например 6 мас. %. Необязательно, сорбит можно использовать в количестве от около 1 мас. % до около 20 мас. % или от около 2 мас. % до около 10 мас. %, например, около 5 мас. %. Конкретные количества пластификаторов могут быть выбраны в конкретном варианте реализации изобретения на основе желаемой гибкости пленки и признаков технологичности водорастворимой пленки. При низких уровнях пластификатора пленки могут стать хрупкими, трудными для обработки или склонными к разрушению. При повышенных уровнях пластификатора пленки могут быть слишком мягкими, непрочными или трудными для обработки для желаемого применения. Полиолы могут также играть роль в пленке в качестве увлажнителей, регулирующих влажность, из-за их сродства к воде.
[0067] В некоторых вариантах реализации изобретения указанный пластификатор может включать глицерин, сорбит и триметилолпропан. Необязательно, пластификатор может содержаться в количестве, превышающем или равном 30 м.ч. или более 40 м.ч., например, в диапазоне от около 30 м.ч. до около 75 м.ч., от около 30 м.ч. до около 70 м.ч., от около 30 м.ч. до около 60 м.ч., от около 30 м.ч. до около 50 м.ч. или от около 30 м.ч. до около 45 м.ч.
[0068] В некоторых вариантах реализации изобретения указанный пластификатор может включать глицерин, сорбит и 2-метил-1,3-пропандиол. Необязательно, пластификатор может содержаться в количестве менее 30 м.ч. или менее 25 м.ч., например, в диапазоне от около 5 м.ч. до около 30 м.ч., от около 10 м.ч. до около 30 м.ч., от около 15 м.ч. до около 30 м.ч., от около 5 м.ч. до около 29 м.ч., от около 5 м.ч. до около 25 м.ч., от около 10 м.ч. до около 25 м.ч. или от около 15 м.ч. до около 25 м.ч.
[0069] В некоторых вариантах реализации изобретения указанный пластификатор может включать первый пластификатор, имеющий молекулярную массу 92 г/моль или более, и второй пластификатор, имеющий молекулярную массу 150 г/моль или более. Например, первый пластификатор может иметь молекулярную массу в диапазоне от около 92 г/моль до около 149 г/моль, от около 92 г/моль до около 140 г/моль, от около 92 г/моль до около 130 г/моль. от около 92 г/моль до около 120 г/моль, от около 92 г/моль до около 110 г/моль или от около 92 г/моль до около 100 г/моль, а второй пластификатор может иметь молекулярную массу в диапазоне от около 150 г/моль до 200 г/моль, например, от около 150 г/моль до около 190 г/моль, от около 160 г/моль до около 190 г/моль, от около 170 г/моль до около 190 г/моль или от около 180 г/моль до около 190 г/моль.
[0070] Понятно, что отдельные пластификаторы могут характеризоваться параметрами растворимости Хансена, которые находятся за пределами определенной области Хансена, но что при смешивании пластификаторов полученная комбинация или соотношение может затем попадать в заданную область Хансена. Соответственно, когда для полимерной смолы применяют более одного пластификатора, комбинация будет выбрана так, чтобы она характеризовалась Параметрами Растворимости Хансена (HSP), описанными в данном документе.
D
P
H
T
Т
D
P
H
D
P
H
2
2
2
2
[0071] Характеристики растворимости материала могут быть охарактеризованы тремя отдельными силами: дисперсионными силами (δ), полярными силами (δ) и силами водородных связей (δ). Отдельные силы можно объединить в общее значение энергии когезии (δ), как показано в уравнении 1: (δ) = (δ) + (δ) + (δ). (1) В дополнение к репрезентативным параметрам растворимости для одного компонента, область Хансена может быть определена в пространстве Хансена как сфера с отдельными параметрами растворимости (δ), (δ) и (δ) в качестве центра и радиусом RAD, определяющим объем сферы.
D
P
H
D
P
H
[0072] В другом аспекте определение области Хансена может дополнительно включать «основные» значения. Основные значения определяют, насколько центр сферы (определяемый δ, δ, δ и RAD) может в некотором смысле перемещаться в направлениях δ, δ и δ (+ или -) для расширения области Хансена. Таким образом, чем больше основные значения, тем менее точно область Хансена приближается к истинно сферической области.
D
P
H
D
P
H
[0073] Расчеты для оценки различных значений HSP могут быть выполнены с использованием коммерчески доступного программного пакета, такого как HSPIP (доступного на интернет-сайте Hansen Solubility Parameters, в настоящее время в 4 издании). Экспериментально могут быть испытаны хорошие пластификаторы и плохие пластификаторы, и координаты HSP δ, δ и δ для материала могут быть определены экспериментально. В альтернативном варианте отдельные координаты HSP δ, δ и δ можно вычислить с использованием методологии Y-MB (включенной в программное обеспечение HSPIP). Независимо от метода, выбранного для оценки параметров HSP, для всех интересующих пластификаторов и полимерных компонентов целесообразно использовать согласованный метод. Например, параметры HSP для распространенных пластификаторов приведены в таблице ниже.
<b>Название</b>
<b>Аббр</b>
<b>δD</b>
<b>δP</b>
<b>δH</b>
Пропиленгликоль
PG
16,8
10,4
21,3
2-метилпропандиол
2M-1,3PD
17,1
9,4
20,7
Диэтиленгликоль
DEG
16,6
12
19
Триметилолпропан
TMP
17,1
9,9
21,1
Диглицерин
DG
17,4
11,9
26,6
Дипропиленгликоль
DPG
16,5
10,6
17,7
Триэтиленгликоль
TEG
16
12,5
18,6
Глицерин
GLY
17,4
11,3
27,2
Полиэтиленгликоль 200
PEG200
16,4
9,4
15,3
[0074] ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА
[0075] Поверхностно-активные вещества для применения в водорастворимых пленках хорошо известны в данной области техники. Необязательно поверхностно-активные вещества добавляют для способствования диспергированию раствора смолы при литье. Пригодные поверхностно-активные вещества могут включать неионогенные, катионные, анионные и цвиттерионные классы. Пригодные поверхностно-активные вещества включают, но не ограничиваются ими, пропиленгликоли, диэтиленгликоли, моноэтаноламин, полиоксиэтиленированные полиоксипропиленгликоли, этоксилаты спиртов, этоксилаты алкилфенолов, третичные ацетиленовые гликоли и алканоламиды (неионогенные), полиоксиэтиленированные амины, четвертичные аммониевые соли и кватернизованные полиоксиэтиленированные амины (катионные), соли щелочных металлов высших жирных кислот, содержащих от 8 до 24 атомов углерода, алкилсульфаты, алкилполиэтоксилатсульфаты и алкилбензолсульфонаты (анионные), и оксиды аминов, N-алкилбетаины и сульфобетаины (цвиттерионные). Другие пригодные поверхностно-активные вещества включают диоктилсульфосукцинат натрия, сложные эфиры глицерина и пропиленгликоля молочнокислых жирных кислот, сложные эфиры молочной кислоты жирных кислот, натрий алкилсульфаты, полисорбат 20, полисорбат 60, полисорбат 65, полисорбат 80, лецитин, ацетилированные сложные эфиры жирных кислот глицерина и пропиленгликоля, ацетилированные сложные эфиры жирных кислот и их комбинации. В различных вариантах реализации изобретения количество поверхностно-активного вещества в водорастворимой пленке находится в диапазоне от около 0,1 мас. % до 2,5 мас. %, необязательно, от около 1,0 мас. % до 2,0 мас. %. В вариантах реализации изобретения количество поверхностно-активного вещества в водорастворимой пленке выражается в частях на 100 частей общего водорастворимого полимера (м.ч.) в водорастворимой пленке и оно присутствует в диапазоне от около 0,5 м.ч. до около 4 м.ч., от около 0,75 м.ч. до около 3,0 м.ч., от около 1,0 м.ч. до около 2,5 м.ч., от около 1,0 м.ч. до около 2,0 м.ч. или около 1,5 м.ч.
[0076] Поверхностно-активные вещества можно охарактеризовать с точки зрения гидрофильно-липофильного баланса (ГЛБ). Метод Гриффина был описан в 1954 г. (Griffin WC: "Calculation of HLB Values of Non-Ionic Surfactants," Journal of the Society of Cosmetic Chemists 5 (1954): 259) и используется в данной области техники для определения значений ГЛБ для неионогенных поверхностно-активных веществ следующим образом: ГЛБ=20*Mh/M, где Mh представляет собой молекулярную массу гидрофильной части молекулы, а M представляет собой молекулярную массу всей молекулы, что дает значение ГЛБ по шкале от 0 до 20. Значение ГЛБ 0 соответствует полностью липофильной/гидрофобной молекуле, а значение 20 соответствует полностью гидрофильной/липофобной молекуле.
[0077] Было обнаружено, что смеси поверхностно-активных веществ являются предпочтительными для водорастворимых пленок, содержащих анионные мономеры, выбранные из группы, включающей малеиновую кислоту, малеиновый ангидрид, моноалкилмалеаты, диалкилмалеаты и их комбинации. В частности, для водорастворимых пленок, содержащих один или более из вышеупомянутых малеатных мономеров, усилие, необходимое для отрыва пленки от производственной ленты (сила «отделения от ленты»), может быть преимущественно уменьшено, если указанная водорастворимая пленка содержит смесь поверхностно-активных веществ. Таким образом, в одном аспекте настоящего описания второй сополимер ПВС содержит анионный мономер, выбранный из группы, включающей малеиновую кислоту, малеиновый ангидрид, моноалкилмалеаты, диалкилмалеаты и их комбинации, где общий уровень анионных боковых групп из первого сополимера ПВС и второго сополимера ПВС составляет по меньшей мере около 3 мол. %, по меньшей мере около 3,5 мол. %, по меньшей мере около 4,0 мол. %, по меньшей мере около 6 мол. % или по меньшей мере около 8 мол. %, а водорастворимая пленка дополнительно содержит первое неионогенное поверхностно-активное вещество, второе поверхностно-активное вещество на основе оксида амина и третье поверхностно-активное вещество, выбранное из группы, включающей анионное поверхностно-активное вещество, катионное поверхностно-активное вещество и их комбинации. В уточнениях вышеуказанного аспекта неионогенное поверхностно-активное вещество выбрано из группы, включающей полиоксиэтиленированные полиоксипропиленгликоли, этоксилаты спиртов, этоксилаты алкилфенолов, третичные ацетиленовые гликоли, алканоламиды и их комбинации. В уточнениях указанное поверхностно-активное вещество на основе оксида амина выбрано из группы, включающей диметилоктиламиноксид, диметилдециламиноксид, диметилдодециламиноксид, диметилтетрадециламиноксид, диметилгексадециламиноксид, диметилоктадециламиноксид и комбинации вышеперечисленного. Следует понимать, что коммерчески доступные поверхностно-активные вещества на основе оксидов аминов могут быть смесями вышеперечисленных, поскольку источник аминов может содержать распределение аминов с различной длиной цепи. Соответственно, в качестве примера, в некоторых вариантах реализации изобретения «диметилдодециламиноксид» может включать распределение оксидов аминов, в котором средний оксид амина и/или основная фракция оксида амина включает додецильную цепь. В уточнениях указанное третье поверхностно-активное вещество представляет собой анионное поверхностно-активное вещество и включает диоктилсульфосукцинат натрия. В уточнениях указанное третье поверхностно-активное вещество представляет собой катионное поверхностно-активное вещество, выбранное из группы, включающей полиоксиэтиленированные амины, четвертичные аммониевые соли, кватернизованные полиоксиэтиленированные амины и их комбинации. В вариантах реализации изобретения первое, второе и третье поверхностно-активные вещества присутствуют в водорастворимой пленке в общем количестве от около 0,5 м.ч. до около 4 м.ч., от около 0,75 м.ч. до около 3,0 м.ч., от около 1,0 м.ч. до около 2,5 м.ч., от около 1,0 м.ч. до около 2,0 м.ч. или около 1,5 м.ч.
[0078] В уточнениях вышеуказанного аспекта каждое из первого, второго и третьего поверхностно-активных веществ присутствует в количестве в диапазоне от около 1 мас. % до около 98 мас. % от общего количества поверхностно-активных веществ, или от около 10 мас. % до около 80 мас. %, от около 15 мас. % до около 70 мас. %, от около 16 мас. % до около 68 мас. %, от около 17 мас. % до около 42 мас. % или от около 30 мас. % до около 40 мас. %.
[0079] В вариантах реализации изобретения соотношение поверхностно-активного вещества с самой высокой концентрацией к поверхностно-активному веществу с самой низкой концентрацией находится в диапазоне от около 98:1 до 1:1, от около 8:1 до 1:1, от около 4,5:1 до 1:1, от около 4,25:1 до 1:1, от около 4:1 до 1:1, от около 3,5:1 до 1:1, от около 3:1 до 1:1, от около 2,5:1 до 1:1 или от около 1,5:1 до 1:1. В вариантах реализации изобретения соотношение первого, второго и третьего поверхностно-активных веществ находится в диапазоне от 1:0,4:1 до 1:1:1.
[0080] В вариантах реализации изобретения указанная водорастворимая пленка по существу не содержит других поверхностно-активных веществ кроме указанных первого, второго и третьего поверхностно-активных веществ. Как используется в данном документе, термин «практически не содержит» означает, что первое, второе и третье поверхностно-активные вещества составляют по меньшей мере 95 мас. %, по меньшей мере 97 мас. % или по меньшей мере 99 мас. % от общего количества поверхностно-активных веществ в водорастворимой пленке.
[0081] В вариантах реализации изобретения указанное первое поверхностно-активное вещество включает этоксилат спирта, указанное второе поверхностно-активное вещество включает диметилтетрадециламиноксид, указанное третье поверхностно-активное вещество включает диоктилсульфосукцинат натрия, каждое первое, второе и третье поверхностно-активные вещества содержатся в количестве в диапазоне от около 30 мас. % до около 40 мас. % от общего количества поверхностно-активных веществ, и указанные поверхностно-активные вещества содержатся в водорастворимой пленке в общем количестве около 1,5 частей общего количества поверхностно-активного вещества на 100 частей общего количества водорастворимой смолы (м.ч.) в водорастворимой пленке.
[0082] В вариантах реализации изобретения указанное первое поверхностно-активное вещество включает этоксилат спирта, указанное второе поверхностно-активное вещество включает диметилтетрадециламиноксид, указанное третье поверхностно-активное вещество включает четвертичную аммониевую соль, каждое первое, второе и третье поверхностно-активные вещества содержатся в количестве в диапазоне от около 30 мас. % до около 40 мас. % от общего количества поверхностно-активных веществ, и указанные поверхностно-активные вещества содержатся в водорастворимой пленке в общем количестве около 1,5 частей общего количества поверхностно-активного вещества на 100 частей общего количества водорастворимой смолы (м.ч.) в водорастворимой пленке.
[0083] Пригодные смазывающие агенты/антиадгезивы могут включать, но не ограничиваются ими, жирные кислоты и их соли, жирные спирты, сложные эфиры жирных кислот, жирные амины, ацетаты жирных аминов и жирные амиды. Предпочтительными смазывающими агентами/антиадгезивами являются жирные кислоты, соли жирных кислот и ацетаты жирных аминов. В одном типе вариантов реализации изобретения количество смазывающего агента/антиадгезива в указанной водорастворимой пленке находится в диапазоне от около 0,02 мас. % до около 1,5 мас. %, необязательно, от около 0,1 мас. % до около 1 мас. %.
[0084] Наполнители могут быть содержаться в водорастворимых пленках и могут включать объемообразующие агенты, разбавители, агенты, препятствующие слипанию, агенты, снижающие липкость, и их комбинации. Пригодные наполнители/объемообразующие агенты/разбавители/агенты, препятствующие слипанию/агенты, уменьшающие липкость, включают, но не ограничиваются ими, крахмалы, модифицированные крахмалы, сшитый поливинилпирролидон, сшитую целлюлозу, микрокристаллическую целлюлозу, диоксид кремния, оксиды металлов, карбонат кальция, тальк, слюду, стеариновую кислоту и ее соли металлов, например стеарат магния. Предпочтительными материалами являются крахмалы, модифицированные крахмалы и диоксид кремния. В одном типе вариантов реализации изобретения количество наполнителя/разбавителя/агента, препятствующего слипанию/агента, снижающего липкость в водорастворимой пленке может находиться в диапазоне, например, от около 1 мас. % до около 6 мас. %, от около 1 мас. % до около 4 мас. %, от около 2 мас. % до около 4 мас. %, или от около 1 м.ч. до около 6 м.ч., от около 1 м.ч. до около 4 м.ч. или от около 2 м.ч. до около 4 м.ч.
[0085] В некоторых вариантах реализации изобретения указанная водорастворимая пленка может содержать 2 или более м.ч. (например, от 2 м.ч. до 6 м.ч. или от 2 м.ч. до 4 м.ч.) наполнителя. В некоторых вариантах реализации изобретения указанная пленка содержит 2 или более м.ч. (например, от 2 м.ч. до 6 м.ч. или от 2 м.ч. до 4 м.ч.) наполнителя, и указанный наполнитель включает объемообразующий агент, агент, препятствующий слипанию, или их комбинацию. Не ограничиваясь теорией, считается, что содержание 2 или более м.ч. (например, от 2 м.ч. до 6 м.ч. или от 2 м.ч. до 4 м.ч.) наполнителя может быть полезным для предотвращения просачивания или миграции пластификатора из пленки, когда пластификатор содержится в количестве, большем или равном 30 м.ч., например, в диапазоне от 30 м.ч. до 50 м.ч.
2
[0086] Антиадгезивный агент (например, SiO и/или стеариновая кислота) может присутствовать в пленке в количестве не менее 0,1 м.ч., не менее 0,5 м.ч., или не менее 1 м.ч., или в диапазоне от около 0,1 до 5,0 м.ч., от около 0,1 до около 3,0 м.ч., от около 0,4 до 1,0 м.ч., от около 0,5 до около 0,9 м.ч., от около 0,5 до около 2 м.ч., от около 0,5 до около 1,5 м.ч., от 0,1 до 1,2 м.ч. или от 0,1 до 2,7 м.ч., например, 0,5 м.ч., 0,6 м.ч., 0,7 м.ч., 0,8 м.ч. или 0,9 м.ч.
2
[0087] Подходящий средний размер частиц для антиадгезивного агента включает средний размер в диапазоне от около 3 микрон до около 11 микрон, от около 4 микрон до около 11 микрон, от около 4 микрон до около 8 микрон или от около 5 микрон до около 6 микрон, например, 5, 6, 7, 8 или 9 микрон. Пригодный SiO представляет собой необработанный синтетический аморфный диоксид кремния, предназначенный для применения в водных системах.
[0088] Водорастворимая пленка может дополнительно иметь остаточную влажность не менее 4 мас. %, например, в диапазоне от около 4 до около 10 мас. % по данным измерения титрованием по Карлу Фишеру.
[0089] Чтобы считаться водорастворимой пленкой в соответствии с данным описанием, пленка толщиной около 1,5 мил (около 0,038 мм) растворяется в воде за 300 секунд или менее при температуре 20 °C (68 °F) в соответствии с методом испытания MonoSol MSTM-205.
Способ Получения Пленки
[0090] Один предполагаемый класс вариантов реализации изобретения характеризуется тем, что указанную водорастворимую пленку формуют путем окунания в раствор. Способы формования ПВС окунанием в раствор хорошо известны в данной области техники. Например, в процессе формования пленки полимеры поливинилового спирта и вторичные добавки растворяют в растворителе, как праило, в воде, дозируют на поверхность, дают по существу высохнуть (или принудительно сушат) с образованием литой пленки, а затем полученную литую пленку снимают с литейной поверхности. Указанный способ можно выполнять периодически, но его более эффективно выполнять непрерывно.
[0091] При формировании непрерывных пленок поливинилового спирта обычной практикой является дозирование раствора на движущуюся литейную поверхность, например, на непрерывно движущийся металлический барабан или ленту, и удаление по существу растворителя из жидкости (например, путем сушки нагретым воздухом), посредством чего формируется самонесущая литая пленка, а затем полученную литую пленку снимают с литейной поверхности. Указанный раствор необязательно можно отмерять или наносить на несущую пленку, высвобождающую подложку или удаляемую подкладку, в результате чего после удаления растворителя полученная отлитая пленка или покрытие могут быть отделены от несущей пленки, высвобождающей подложки или удаляемой подкладки (например, немедленно после высыхания или в более поздний момент времени, например, перед применением) или остаться прикрепленными к несущей пленке, высвобождающей подложке или удаляемой подкладке. Пленка или покрытие, полученные на несущей пленке, высвобождающей подложке или удаляемой подкладке, могут являться самонесущими или не самонесущими.
[0092] Как правило, количество воды в отмеряемом растворе поливинилового спирта, дополнительных смол и/или вторичных компонентов для литья пленки выбрано таким образом, чтобы при нагревании раствора до температуры литья указанный раствор имел самый высокий уровень твердых веществ ниже точки перегиба вязкости. Способы определения количества твердых веществ в точке перегиба вязкости известны в данной области техники. Как правило, содержание воды в отмеряемом растворе может составлять от 60 до 85% воды или от 60 до 75% воды для обеспечения пригодных растворов для литья в типичных литейных растворах. Вязкость литейного раствора может составлять, например, по меньшей мере около 20000 сП при 185 °F (85 °C), по меньшей мере 30000 сП при 185 °F (85 °C), например, от около 40000 сП до около 50000 сП при 185 °F (85 °C).
[0093] Указанный раствор может быть отлит при любой пригодной температуре так, что указанная пленка имеет температуру, например, в диапазоне от около 25°C до около 150 °C, от около 30°C до около 140 °C, от около 40°C до около 130 °C, от около 50°C до около 125 °C, от около 50°C до около 110°C или от около 50°C до около 105°C во время сушки. Не ограничиваясь теорией, считается, что по мере того, как температура раствора для литья и температура пленки снижается ниже, чем около 50 °C, время, необходимое для сушки пленки, нежелательно увеличивается, а длина сушильной камеры, необходимая для полной сушки отлитого раствора, нежелательно увеличивается. Кроме того, не ограничиваясь теорией, считается, что когда температура раствора и пленки повышается выше, чем около 105 °C, растворитель может быстро выкипать из пленки, что приводит к дефектам на поверхности пленки, таким как отверстия или пузыри в готовой пленке и/или способствует нежелательным реакциям между соседними цепями скелета ПВС, что приводит к пленке, имеющей пониженную растворимость.
[0094] В процессе непрерывного или полунепрерывного литья движущаяся поверхность литья может иметь скорость линии в диапазоне от около 5 м/мин до около 50 м/мин. Указанная скорость линии может влиять на свойства получаемой пленки, например, на физические свойства, толщину, остаточное содержание влаги и качество пленки. Как правило, при уменьшении скорости линии толщина получаемой пленки будет увеличиваться, а при увеличении скорости линии толщина полученной пленки будет уменьшаться, если скорость подачи раствора останется постоянной. Как правило, по мере увеличения скорости линии время пребывания пленки в сушилке уменьшается, что требует повышения температуры сушки, что может привести к дефектам сушки или слипанию при достаточно высоких температурах. Напротив, с уменьшением линейной скорости время пребывания пленки в сушилке увеличивается.
[0095] Необязательно, указанная водорастворимая пленка может быть свободно стоящей пленкой, состоящей из одного слоя или множества подобных слоев.
[0096] ПАКЕТЫ
[0097] Пленка, описанная в данном документе, является пригодной для изготовления пакетов, содержащих в них композицию. Композиция пакета может иметь любую форму, такую как порошки, гели, пасты, жидкости, таблетки или любую их комбинацию. Указанная пленка также пригодна для любого другого применения, в котором желательны улучшенная устойчивость к жидкостям и низкий уровень остатка в холодной воде. Указанная пленка образует по крайней мере одну боковую стенку пакета, необязательно, весь пакет и предпочтительно, внешнюю поверхность по меньшей мере одной боковой стенки.
[0098] Пленку, описанную в данном документе, также можно применять для изготовления пакета с двумя или более отделениями, изготовленными из одной и той же пленки, или в комбинации с пленками из других полимерных материалов. Дополнительные пленки могут быть получены, например, литьем, выдувным формованием, экструзией или выдувной экструзией того же или другого полимерного материала, как известно в данной области техники. В одном типе вариантов реализации изобретения указанные полимеры, сополимеры или их производные, пригодные 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 их солей, полиаминокислот или пептидов, полиамидов, полиакриламида, сополимеров малеиновой/акриловой кислот, полисахаридов, включающих крахмал и желатин, природных камедей, таких как ксантан и каррагинаны. Например, указанные полимеры могут быть выбраны из полиакрилатов и водорастворимых сополимеров акрилата, метилцеллюлозы, натрий карбоксиметилцеллюлозы, декстрина, этилцеллюлозы, гидроксиэтилцеллюлозы, гидроксипропилметилцеллюлозы, мальтодекстрина, полиметакрилатов и их комбинаций, или выбраны из поливиниловых спиртов, сополимеров поливиниловых спиртов и гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦ), и их комбинаций. Один предполагаемый класс вариантов реализации изобретения характеризуется уровнем полимера в материале пакета, например сополимера ПВС, описанном выше, как описано выше, составляющим от, по меньшей мере, 60 мас. % и вплоть до 99 мас. %.
[0099] Пакеты по данному описанию могут содержать по меньшей мере одно герметичное отделение. Таким образом, указанные пакеты могут содержать одно или более отделений. Водорастворимый пакет может быть сформирован из двух слоев водорастворимой полимерной пленки, запечатанных на границе раздела, или из одной пленки, которую складывают и запечатывают. Одна или обе пленки включают пленку ПВС, описанную выше. Пленки определяют внутренний объем пакета-контейнера, который содержит любую желаемую композицию для высвобождения в водную среду. Указанная композиция конкретно не ограничена, например, включающая любую из множества композиций, описанных ниже. В вариантах реализации изобретения, содержащих несколько отделений, каждое отделение может содержать идентичные и/или разные композиции. В свою очередь, указанные композиции могут принимать любую подходящую форму, включающую, но не ограничиваясь ими, жидкость, твердое вещество и их комбинации (например, твердое вещество, суспендированное в жидкости). В вариантах реализации изобретения указанные пакеты содержат первое, второе и третье отделения, каждое из которых соответственно содержит различную первую, вторую и третью композиции.
[00100] Указанные отделения пакетов с несколькими отделениями могут иметь одинаковый или разные размеры и/или объем. Указанные отделения пакетов с несколькими отделениями могут являться отдельными или соединенными любым подходящим способом. В вариантах реализации изобретения второе и/или третье и/или последующие отделения накладывают на первое отделение. В одном варианте реализации изобретения указанное третье отделение может быть наложено на второе отделение, которое, в свою очередь, наложено на первое отделение в конфигурации «сэндвич». В альтернативном варианте указанное второе и третье отделения могут являться наложенными на первое отделение. Однако, также в равной степени предусмотрено, что первое, второе и, необязательно, третье и последующие отделения могут быть прикреплены друг к другу бок о бок. Указанные отделения могут быть упакованы в ленту, причем каждое отделение отдельно отделяется линией перфорации. Следовательно, каждое отделение может быть индивидуально оторвано от оставшейся части ленты конечным пользователем, например, для предварительной или последующей обработки ткани композицией из данного отделения. В вариантах реализации изобретения первое отделение может быть окружено, по меньшей мере, вторым отделением, например, в конфигурации «покрышка и обод» или в конфигурации «пакет в пакете».
[00101] В вариантах реализации изобретения пакеты с несколькими отделениями содержат три отделения, состоящее из большого первого отделения и двух меньших отделений. Указанное второе и третье меньшие отделения являются наложенными на первое большее отделение. Размер и геометрия указанных отделений выбраны таким образом, чтобы данное расположение было достижимым. Геометрия указанных отделений может быть одинаковой или разной. В вариантах реализации изобретения указанное второе и, необязательно, третье отделение имеет другую геометрию и форму по сравнению с первым отделением. В данных вариантах реализации изобретения второе и, необязательно, третье отделение расположены в виде конструкции на первом отделении. Указанная конструкция может быть декоративной, образовательной или иллюстративной, например, для иллюстрации концепции или инструкции и/или применения для обозначения происхождения продукта. В вариантах реализации изобретения первое отделение является самым большим отделением, имеющим две большие поверхности, герметизированные по периметру, а второе отделение имеет меньший размер, покрывающий менее чем около 75% или менее чем около 50% площади поверхности одной стороны первого отделения. В вариантах реализации изобретения, в которых есть третье отделение, вышеупомянутая структура может быть такой же, но второе и третье отделения покрывают менее чем около 60%, менее чем около 50% или менее чем около 45% площади поверхности одной стороны первого отделения.
[00102] Пакеты по данному описанию могут содержать одну или несколько разных пленок. Например, в вариантах реализации изобретения с одним отделением указанный пакет может состоять из одной стенки, которая загибается сама на себя и герметизируется по краям, или, в альтернативном варианте, из двух стенок, которые герметично соединяются по краям. В вариантах реализации изобретения с несколькими отделениями указанный пакет может состоять из одной или нескольких пленок, так что любое заданное отделение пакета может содержать стенки, изготовленные из одной пленки или нескольких пленок, имеющих разные композиции. В одном варианте реализации изобретения пакет с несколькими отделениями содержит по меньшей мере три стенки: внешнюю верхнюю стенку; внешнюю нижнюю стенку; и перегородку. Указанная внешняя верхняя стенка и внешняя нижняя стенка, как правило, расположены на противоположных сторонах и образуют внешнюю часть пакета. Указанная перегородка находится внутри пакета и прикреплена к, как правило, противоположным внешним стенкам вдоль линии уплотнения. Указанная перегородка разделяет внутреннюю часть пакета с несколькими отделениями, по меньшей мере, на первое отделение и второе отделение.
[00103] Пакеты можно изготавливать с применением любого пригодного оборудования и любым способом. Например, пакеты с одним отделением можно изготавливать методами заполнения вертикальной формы, заполнения горизонтальной формы или заполнения вращающегося барабана, широко известными в данной области техники. Такие способы могут являться как непрерывными, так и прерывистыми. Указанную пленку можно увлажнять и/или нагревать для повышения ее пластичности. Указанный способ также может включать применение вакуума для вытягивания пленки в пригодную литейную форму. Вакуумное вытягивание указанной пленки в литейную форму можно осуществлять в течение от около 0,2 до около 5 секунд, от около 0,3 до около 3 секунд или от около 0,5 до около 1,5 секунд, с момента, когда пленка оказывается на горизонтальной части поверхности. Данный вакуум может быть таким, чтобы обеспечивать пониженное давление в диапазоне от 10 мбар до 1000 мбар или, например, в диапазоне от 100 мбар до 600 мбар.
[00104] Литейные формы, в которых можно изготавливать пакеты, могут иметь любую форму, длину, ширину и глубину в зависимости от требуемых размеров пакетов. При желании, указанные литейные формы могут также различаться по размеру и форме. Например, объем готовых пакетов может составлять от около 5 мл до около 300 мл, от около 10 мл до 150 мл или от около 20 мл до около 100 мл, и размеры литейных форм регулируют соответствующим образом.
[00105] В одном варианте реализации изобретения указанный пакет содержит первое и второе герметичное отделение. Второе отделение, как правило, совмещено с первым герметичным отделением, так что второе герметичное отделение и первое герметичное отделение имеют общую внутреннюю перегородку пакета.
[00106] В одном варианте реализации изобретения указанный пакет содержащий первое и второе отделения, дополнительно содержит третье герметичное отделение. Третье герметичное отделение, как правило, совмещено с первым герметичным отделением, так что третье герметичное отделение и первое герметичное отделение имеют общую внутреннюю перегородку пакета.
[00107] В вариантах реализации изобретения указанная первая композиция и вторая композиция выбраны из одной из следующих комбинаций: жидкость, жидкость; жидкость, порошок; порошок, порошок; и порошок, жидкость.
[00108] В некоторых вариантах реализации изобретения указанная первая, вторая и третья композиции выбраны из одной из следующих комбинаций: твердое вещество, жидкость, жидкость и жидкость, жидкость, жидкость.
[00109] В одном варианте реализации изобретения указанное индивидуальное отделение или множество герметичных отделений содержит композицию. Каждое из множества отделений может содержать одинаковые или разные композиции. Указанная композиция выбрана из жидкости, твердого вещества или их комбинации.
[00110] В одном варианте реализации изобретения указанная композиция может быть выбрана из группы, например, жидких моющих композиций для мягких условий и жидких моющих композиций для жестких условий, порошкообразных моющих композиций, средств для ручного мытья посуды и/или посудомоечных машин; композиций для очистки твердых поверхностей, усилителей ткани, моющих гелей, как правило, применяемых для стирки, и отбеливателей и добавок для стирки, шампуней и средств для мытья тела.
Вертикальная форма, Заполнение и Герметизация
[00111] Один из традиционных автоматизированных процессов включает процесс вертикального формования, заполнения и запечатывания (VFFS). VFFS включает устройство, такое как сборочная машина, которая наматывает один кусок пленки вокруг вертикально ориентированной трубы для подачи. Указанная машина запечатывает термосваркой или иным образом скрепляет противоположные края пленки вместе для создания бокового уплотнения и образования полой трубки из пленки. Затем указанная машина запечатывает термосваркой или иным образом создает нижнее уплотнение, тем самым образуя часть контейнера с открытым верхом, где позже будет сформировано верхнее уплотнение. Указанная машина вводит определенное количество текучего продукта в контейнер через открытый верхний конец. Как только контейнер содержит желаемое количество продукта, указанная машина продвигает пленку к другому устройству термосваривания, например, для создания верхнего уплотнения. Наконец, указанная машина продвигает пленку к резаку, который разрезает пленку непосредственно над верхним швом для получения заполненной упаковки.
[00112] Во время работы сборочная машина продвигает пленку из рулона для формирования упаковки. Соответственно, указанная пленка должна иметь возможность легко продвигаться через установку и не прилипать к узлу установки или не являться настолько хрупкой, чтобы ломаться во время обработки.
Формование, герметизирование и термоформование
[00113] Термоформируемая пленка представляет собой пленку, которой можно придать форму путем приложения тепла и силы. В целом, пленки по данному описанию являются поддающимися термоформованию.
[00114] Как известно в данной области техники, термоформование пленки представляет собой процесс нагревания пленки, придания ей формы (например, в литейной форме) и последующего охлаждения пленки, в результате чего пленка будет сохранять свою форму, например форму литейной формы. Тепло можно прилагать любыми пригодными способами. Например, пленку можно нагревать непосредственно, пропуская ее под нагревательным элементом или сквозь горячий воздух, перед подачей на поверхность или уже на поверхности. В альтернативном варианте ее можно нагревать косвенно, например, путем нагрева поверхности или наложения на пленку горячего предмета. В вариантах реализации изобретения указанную пленку нагревают с использованием инфракрасного света. Указанную пленку можно нагревать до температуры в диапазоне от около 50 до около 150 °C, от около 50 до около 120 °C, от около 60 до около 130 °C, от около 70 до около 120°C или от около 60 до около 90 °C. Термоформование может быть выполнено любым одним или более из следующих способов: ручное обкладывание термически размягченной пленки на литейную форму, формование размягченной пленки на литейную форму под давлением (например, вакуумное формование), автоматическое высокоскоростное направление свежеэкструдированного листа, имеющего точно известную температуру, в формовочную и обрезную станцию, или автоматическое размещение, вставку и/или пневматическое вытягивание и формование пленки под давлением.
[00115] В альтернативном варианте указанную пленку можно смачивать любыми пригодными способами, например, непосредственно путем распыления смачивающего агента (включающего воду, раствор композиции пленки, пластификатор композиции пленки или любую комбинацию вышеперечисленного) на пленку до ее подачи на поверхность уже на поверхности, или косвенно, путем смачивания поверхности или путем наложения на пленку влажного предмета.
[00116] После того, как пленка нагрета и/или намочена, ее можно вытягивать в пригодную литейную форму, предпочтительно, с применением вакуума. Заполнение отлитой пленки можно осуществлять любыми пригодными способами. В вариантах реализации изобретения наиболее предпочтительный способ будет зависеть от формы продукта и требуемой скорости наполнения. В вариантах реализации изобретения указанную отлитую пленку заполняют текущими технологиями заполнения. Затем заполненные открытые пакеты закрывают с образованием пакетов с применением второй пленки любым пригодным способом. Это может быть выполнено в горизонтальном положении и при непрерывном постоянном движении. Указанное герметизирование можно выполнять путем непрерывной подачи второй пленки, предпочтительно, водорастворимой пленки, поверх открытых пакетов и на них, и затем, предпочтительно, скрепления первой и второй пленки вместе, как правило, в области между литейными формами и, таким образом, между пакетами.
[00117] Можно применять любой пригодный способ запечатывания пакета и/или его отдельных отделений. Неограничивающие примеры таких способов включают термосварку, сварку растворителем, герметизирование растворителем или влажное герметизирование и их комбинации. Как правило, только ту область, которая должна образовывать уплотнение, обрабатывают нагреванием или растворителем. Нагревание или растворитель можно прилагать любым способом, как правило, на закрывающий материал и, как правило, только на области, которые должны образовывать уплотнение. Если применяют герметизирование или сварку влажным способом или с применением растворителя, может являться предпочтительным совместное применение тепла. Предпочтительные методы герметизирования/сварки влажным способом или с применением растворителя включают выборочное нанесение растворителя на область между литейными формами или на герметизирующий материал, например, путем распыления или печати на данных участках с последующим приложением давления на данные участки для образования уплотнения. Например, можно применять уплотнительные валки и ремни, как описано выше (необязательно, также обеспечивающие тепло).
[00118] Сформированные пакеты затем можно разрезать режущим устройством. Резку можно производить любым пригодным способом. Может быть предпочтительным, чтобы резку также производили непрерывно, предпочтительно, с постоянной скоростью и, предпочтительно, в горизонтальном положении. Указанное режущее устройство может представлять собой, например, острый предмет, горячий предмет или лазер, при этом в последних случаях указанный горячий предмет или лазер «прожигает» пленку/зону запечатывания.
[00119] Различные отделения пакетов с несколькими отделениями могут быть выполнены вместе в стиле «бок о бок», при этом полученные совместно соединенные пакеты могут быть разделены или не разделены путем разрезания. В альтернативном варианте, указанные отделения можно изготовить отдельно.
[00120] В вариантах реализации изобретения пакеты могут быть изготовлены в соответствии со способом, включающим следующие стадии: а) формирование первого отделения (как описано выше); b) формирование углубления внутри или во всем закрытом отделении, сформированном на стадии (а), для создания второго отлитого отделения, наложенного над первым отделением; c) заполнение и запечатывание вторых отделений третьей пленкой; d) герметизация первой, второй и третьей пленок; и e) разрезание пленок с получением пакета с несколькими отделениями. Указанное углубление, образованное на стадии (b), может быть достигнуто путем приложения вакуума к отделению, изготовленному на стадии (a).
[00121] В вариантах реализации изобретения второе и/или третье отделение (отделения) могут быть изготовлены на отдельной стадии, а затем объединены с первым отделением, как описано в публикации заявки на патент США № 2014/345064 A1 или публикации заявки на патент США № 2009/312220 A1.
[00122] В вариантах реализации изобретения пакеты могут быть изготовлены в соответствии со способом, включающим следующие стадии: a) формирование первого отделения, необязательно, с применением тепла и/или вакуума, с использованием первой пленки на первой формовочной машине; b) заполнение первого отделения первой композицией; c) на второй формовочной машине деформирование второй пленки, необязательно, с применением тепла и вакуума, для изготовления второго и, необязательно, третьего отлитого отделения; d) заполнение второго и, необязательно, третьего отделений; e) герметизация второго и, необязательно, третьего отделений с использованием третьей пленки; f) размещение герметичных второго и, необязательно, третьего отделений на первом отделении; g) герметизация первого, второго и, необязательно, третьего отделений; и h) разрезание пленок для получения пакета с несколькими отделениями.
[00123] Указанная первая и вторая формовочные машины могут быть выбраны на основании их пригодности для выполнения вышеуказанного процесса. В вариантах реализации изобретения указанная первая формовочная машина предпочтительно представляет собой горизонтальную формовочную машину, а указанная вторая формовочная машина предпочтительно представляет собой формовочную машину с вращающимся барабаном, предпочтительно, расположенную над первой формовочной машиной.
[00124] Следует понимать, что при применении соответствующих станций подачи можно производить пакеты с несколькими отделениями, содержащие ряд различных или отличительных композиций и/или различных или отличительных жидких, гелевых или пастообразных композиций.
[00125] В вариантах реализации изобретения на указанную пленку и/или пакет распыляют или посыпают пригодный материал, такой как активный агент, лубрикант, агент, вызывающий отвращение, или их смеси. В вариантах реализации изобретения указанная пленка и/или пакет являются напечатанными, например, с помощью чернил и/или активного агента.
Содержимое Пакета
[00126] Данные изделия (например, в форме пакетов) могут содержать различные композиции, например, составы для ухода за домом. Пакет с несколькими отделениями может содержать одинаковые или различные композиции в каждом отдельном отделении. Указанная композиция находится близко к водорастворимой пленке. Указанная композиция может находиться на расстоянии менее, чем около 10 см, менее, чем около 5 см, или менее, чем около 1 см от пленки. Как правило, указанная композиция прилегает к указанной пленке или контактирует с указанной пленкой. Указанная пленка может находиться в виде пакета или отделения, содержащего композицию.
[00127] Данную особенность данного описания можно использовать для сохранения композиций, содержащих несовместимые ингредиенты (например, отбеливатель и ферменты), физически отделенные друг от друга. Считается, что такое разделение может продлить срок службы и/или уменьшить физическую нестабильность таких ингредиентов. Дополнительно или в альтернативном варианте такое разделение может обеспечить эстетические преимущества, как описано в публикации заявки на патент США № 2010/305020 A1.
[00128] Неограничивающие примеры пригодных композиций (например, композиции для ухода за домом) включают жидкие моющие композиции для мягких и жестких условий, композиции для чистки твердых поверхностей, моющие гели, как правило, применяемые для стирки, отбеливатели и добавки для стирки, композиции усилителя ткани (например, смягчители ткани), шампуни, гели для тела и другие средства личной гигиены. Композиции для применения в данных пакетах могут иметь форму жидкости, твердого вещества или порошка. Жидкие композиции могут содержать твердое вещество. Твердые вещества могут включать порошок или агломераты, такие как микрокапсулы, шарики, лапшу, один или более перламутровых шариков или их смеси. Такой твердый элемент может обеспечить техническую пользу при стирке или в качестве компонента предварительной обработки, замедленного или последовательного высвобождения; дополнительно или в альтернативном варианте, он может придать эстетический эффект.
-1
-1
-1
-1
-1
[00129] Композиции, инкапсулированные в пленки, описанные в данном документе, могут иметь любую пригодную вязкость в зависимости от таких факторов, как ингредиенты состава и назначение композиции. В одном варианте реализации изобретения указанная композиция имеет высокое значение вязкости при сдвиге при скорости сдвига 20 с и температуре 20 °C, от 100 до 3000 сП, в альтернативном варианте от 300 до 2000 сП, в альтернативном варианте от 500 до 1000 сП и низкое значение вязкости при сдвиге при скорости сдвига 1 с и температуре 20°C от 500 до 100 000 сП, в альтернативном варианте от 1000 до 10 000 сП, в альтернативном варианте от 1300 до 5000 сП. Способы измерения вязкости известны в данной области техники. В соответствии с данным описанием измерения вязкости при сдвиге композиций, отличных от растворов полимеров ПВС, проводят с использованием ротационного реометра, например, TA instruments AR550. В состав данного прибора входит приспособление с конусом 40 мм 2° или 1° с зазором около 50-60 мкм для изотропных жидкостей или плоская стальная пластина 40 мм с зазором 1000 мкм для жидкостей, содержащих частицы. Измерение выполняют с применением потоковой методики, которая включает стадию кондиционирования, удержание пика и стадию непрерывного линейного изменения. Указанная стадия кондиционирования включает установку температуры измерения на 20 °C, предварительный сдвиг в течение 10 секунд при скорости сдвига 10 с и уравновешивание 60 секунд при выбранной температуре. Указанное удержание пика включает приложение скорости сдвига 0,05 с при 20°C в течение 3 минут с отбором проб каждые 10 секунд. Указанную стадию непрерывного линейного изменения выполняют при скорости сдвига от 0,1 до 1200 с в течение 3 минут при 20°C для получения полного профиля потока.
4
+
[00130] В пакетах, содержащих композиции для стирки, добавки для стирки и/или усилители ткани, указанные композиции могут содержать один или более из следующего неограничивающего списка ингредиентов: средство, улучшающее уход за тканью; моющий фермент; средство для осаждения; модификатор реологии; модификатор; отбеливатель; отбеливающий агент; прекурсор отбеливателя; усилитель отбеливания; катализатор отбеливания; отдушки и/или микрокапсулы отдушек (см., например, патент США № 5137646); цеолит, загруженный отдушкой; сочетание отдушек, инкапсулированное крахмалом; сложные эфиры полиглицерина; отбеливающий агент; агент для перламутрового блеска;системы стабилизации ферментов; поглотители, включающие фиксаторы для анионных красителей, комплексообразователи для анионных поверхностно-активных веществ и их смеси; оптические отбеливатели или усилители флуоресценции; полимер, включающий, но не ограничиваясь этим, грязеотталкивающий полимер и/или полимер для суспендирования грязи; диспергенты; пеногасители; неводный растворитель; жирная кислота; подавители образования мыльной пены, например, силиконовые подавители образования мыльной пены (см.: публикацию заявки на патент США № 2003/0060390 A1, пар. 65-77); катионные крахмалы (см.: US 2004/0204337 A1 и US 2007/0219111 A1); диспергаторы накипи (см.: US 2003/0126282 A1, пар. 89-90); основные красители; оттеночные красители (см.: US 2014/0162929 A1); красители; замутняющий агент; антиоксидант; гидротропы, такие как толуолсульфонаты, кумолсульфонаты и нафталинсульфонаты; цветные вкрапления; цветные гранулы, сферы или экструдаты; смягчающие агенты на основе глины; антибактериальные агенты. Любой один или более из данных ингредиентов дополнительно описан в публикации заявки на патент США № US 2010/305020 A1, публикации заявки на патент США № 2003/0139312 A1 и публикации заявки на патент США № 2011/0023240 A1. Дополнительно или в альтернативном варианте указанные композиции могут содержать поверхностно-активные вещества, четвертичные аммониевые соединения, и/или системы растворителей. Четвертичные аммониевые соединения могут присутствовать в композициях усилителя ткани, таких как смягчители ткани, 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
[00131] Моющие композиции могут содержать от около 1% до 80% по массе поверхностно-активного вещества. Поверхностно-активное вещество особенно предпочтительно в качестве компонента первой композиции. Предпочтительно, первая композиция содержит от около 5% до 50% по массе поверхностно-активного вещества. Вторая и третья композиции могут содержать поверхностно-активное вещество в количестве от 0,1 до 99,9%.
[00132] Применяемые моющие поверхностно-активные вещества могут иметь анионный, неионогенный, цвиттерионный, амфолитный или катионный тип или могут содержать совместимые смеси данных типов. Более предпочтительно, указанные поверхностно-активные вещества выбраны из группы, включающей анионные, неионогенные, катионные поверхностно-активные вещества и их смеси. Предпочтительно, указанные композиции практически не содержат бетаиновых поверхностно-активных веществ. Моющие поверхностно-активные вещества, применяемые в данном документе, описаны в патентах США № 3664961; 3919678; 4222905; и 4239659. Предпочтительными являются анионные и неионогенные поверхностно-активные вещества.
[00133] Пригодные анионные поверхностно-активные вещества могут иметь несколько различных типов сами по себе. Например, водорастворимые соли высших жирных кислот, то есть «мыла», являются пригодными анионными поверхностно-активными веществами в композициях по данному изобретению. Они включают мыла щелочных металлов, такие как соли натрия, калия, аммония и алкиламмония высших жирных кислот, содержащих от около 8 до около 24 атомов углерода, предпочтительно, от около 12 до около 18 атомов углерода. Мыла можно получать путем прямого омыления жиров и масел или путем нейтрализации свободных жирных кислот. Особенно пригодными являются натриевые и калиевые соли смесей жирных кислот, полученных из кокосового масла и животного жира, то есть, натриевое или калиевое животное и кокосовое мыло.
8
18
11
13
[00134] Дополнительные анионные поверхностно-активные вещества не на основе мыла, пригодные для применения в данном документе, включают водорастворимые соли, предпочтительно, соли щелочного металла и аммониевые соли органических серосодержащих продуктов, имеющих в своей молекулярной структуре алкильную группу, содержащую от около 10 до около 20 атомов углерода, и группу сложного эфира сульфоновой кислоты или серной кислоты. (Термин «алкил» включает алкильную часть ацильных групп.) Примеры данной группы синтетических поверхностно-активных веществ включают: a) алкилсульфаты натрия, калия и аммония, особенно, полученные сульфатированием высших спиртов (C-C), такие как полученные путем восстановления глицеридов животного или кокосового масла; b) алкилполиэтоксилатсульфаты натрия, калия и аммония, особенно те, в которых алкильная группа содержит от 10 до 22, предпочтительно, от 12 до 18 атомов углерода, и где полиэтоксилатная цепь содержит от 1 до 15, предпочтительно, от 1 до 6 этоксилатных остатков; и c) алкилбензолсульфонаты натрия и калия, в которых алкильная группа содержит от около 9 до около 15 атомов углерода в конфигурации прямой или разветвленной цепи, например, типа, описанного в патентах США № 2220099 и 2477383. Особенно ценными являются линейные алкилбензолсульфонаты с прямой цепью, в которых среднее число атомов углерода в алкильной группе составляет от около 11 до 13, сокращенно C-C LAS.
1
2
4
n
1
10
16
8
12
12
15
12
13
[00135] Предпочтительными неионогенными поверхностно-активными веществами являются те, которые имеют формулу R(OCH)OH, где R представляет собой C-C алкильную группу или C-C алкилфенильную группу, и n равно от 3 до около 80. Особенно предпочтительными являются продукты конденсации C-C спиртов с от около 5 до около 20 молями этиленоксида на моль спирта, например, C-C спирт, конденсированный с около 6,5 молями этиленоксида на моль спирта.
Система Растворителей
[00136]
1
4
[00137] Система растворителей в моющих композициях может представлять собой систему растворителей, содержащую только воду или смеси органических растворителей с водой. Предпочтительные органические растворители включают 1,2-пропандиол, этанол, глицерин, дипропиленгликоль, метилпропандиол и их смеси. Также можно применять другие низшие спирты, полиолы с малой молекулярной массой, C-C алканоламины, такие как моноэтаноламин и триэтаноламин. Как используется в данном документе, термин «полиол с малой молекулярной массой» означает молекулу с более чем двумя гидроксильными группами, имеющую молекулярную массу в диапазоне от 50 г/моль до 1000 г/моль, от 50 г/моль до 800 г/моль или 50 г/моль до 600 г/моль. Системы растворителей могут отсутствовать, например, в вариантах реализации по данному описанию безводных твердых моющих средств, но, как правило, они присутствуют на уровнях в диапазоне от около 0,1% до около 98%, предпочтительно, по меньшей мере, от около 1% до около 50%, чаще, от около 5% до около 25% по массе. Как правило, данные моющие композиции, особенно когда они находятся в жидкой форме, содержат менее 50% воды, предпочтительно, от около 0,1% до около 20% воды, или более предпочтительно, от около 0,5% до около 15% или от около 3% до около 12% воды от массы композиции. Как правило, данные моющие композиции, особенно когда они находятся в жидкой форме, содержат от около 5% до около 20% или от около 10% до около 15% глицерина от массы композиции. Как правило, данные моющие композиции, особенно когда они находятся в жидкой форме, содержат менее 30% пропиленгликоля, например, от около 0,1% до 25% пропиленгликоля, от 0,5% до 20% пропиленгликоля или от 5% до 15% пропиленгликоля от массы композиции.
[00138] Указанную моющую композицию в данном документе можно, как правило, получить путем смешивания ингредиентов вместе. Если применяют перламутровый материал, его следует добавлять на поздних стадиях смешивания. Если применяют модификатор реологии, предпочтительно сначала сформировать предварительную смесь, в которой модификатор реологии диспергирован в части воды и, необязательно, других ингредиентов, в конечном итоге применяемых для включения в моющие композиции. Данная предварительная смесь сформирована таким образом, что образует структурированную жидкость. Затем в данную структурированную предварительную смесь, пока предварительная смесь находится при перемешивании, можно добавить поверхностно-активное вещество (веществаа) и основные вспомогательные вещества для стирки, а также воду и любые дополнительные добавки к моющей композиции, которые должны применяться.
[00139] pH указанной моющей композиции может составлять от около 2 до около 12, от около 4 до около 12, от около 5,5 до около 9,5, от около 6 до около 8,5 или от около 6,5 до около 8,2. Композиции моющих композиций для стирки могут иметь pH от около 6 до около 10, от около 6,5 до около 8,5, от около 7 до около 7,5 или от около 8 до около 10. Композиции для автоматического мытья посуды могут иметь pH от около 8 до около 12. Композиции добавок для моющих средств для стирки могут иметь pH от около 4 до около 8. Усилители ткани могут иметь pH от около 2 или 4 до около 8, от около 2 до около 4, от около 2,5 до около 3,5 или от около 2,7 до около 3,3.
[00140] pH моющего средства определяют как pH 10% (мас./об.) водного раствора моющего средства при 20 °C ± 2 °C; для твердых частиц и порошкообразного моющего средства его определяют как pH 1% (мас./об.) водного раствора моющего средства при 20 °C ± 2 °C. Пригоден любой измеритель, способный измерять pH с точностью до ± 0,01 единиц pH. Измерители Orion (Thermo Scientific, Clintinpark -Keppekouter, Ninovesteenweg 198, 9320 Erembodegem -Aalst, Бельгия) или эквивалентные являются приемлемыми приборами. Измеритель pH должен быть оснащен пригодным стеклянным каломельным или хлорсеребряным электродом сравнения. Пример включает Mettler DB 115. Электрод должен храниться в растворе электролита, рекомендованном изготовителем.
[00141] 10% водный раствор моющего средства готовят в соответствии со следующей методикой. Образец массой 10 ± 0,05 грамм взвешивают с помощью весов, способных производить измерения с точностью до ± 0,02 грамм. Образец переносят в мерную колбу на 100 мл, разбавляют до объема очищенной водой (деионизированная и/или дистиллированная вода подходит, если проводимость воды <5мкСм/см) и тщательно перемешивают. Около 50 мл полученного раствора наливают в химический стакан, температуру доводят до 20 °C ± 2°C и измеряют pH в соответствии со стандартной методикой производителя pH-метра (крайне важно также следовать инструкциям производителя по настройке и калиброванию измерителя pH).
[00142] Для твердых и порошкообразных моющих средств 1% водный раствор моющего средства готовят в соответствии со следующей методикой. Образец массой 10 ± 0,05 грамм взвешивают с помощью весов, способных производить измерения с точностью до ± 0,02 грамм. Образец переносят в мерную колбу на 1000 мл, разбавляют до объема очищенной водой (деионизированная и/или дистиллированная вода подходит, если проводимость воды <5мкСм/см) и тщательно перемешивают. Около 50 мл полученного раствора наливают в химический стакан, температуру доводят до 20 °C ± 2°C и измеряют pH в соответствии со стандартной методикой производителя pH-метра (крайне важно также следовать инструкциям производителя по настройке и калиброванию измерителя pH).
Отбеливатели
[00143]
[00144] Неорганические и органические отбеливатели являются пригодными чистящими активными веществами для применения в данном документе. Неорганические отбеливатели включают пергидратные соли, такие как перборатные, перкарбонатные, перфосфатные, персульфатные и персиликатные соли. Неорганические пергидратные соли, как правило, представляют собой соли щелочных металлов. Неорганическая пергидратная соль может содержаться в виде твердого кристаллического вещества без дополнительной защиты. В альтернативном варианте, указанная соль может быть покрыта оболочкой, как известно в данной области техники.
2
4
2
3
2
2
2
[00145] Перкарбонаты щелочных металлов, особенно перкарбонат натрия, являются предпочтительными пергидратами для применения в композиции моющего средства, описанной в данном документе. Указанный перкарбонат наиболее предпочтительно вводить в продукты в покрытой форме, что обеспечивает стабильность внутри продукта. Пригодный материал покрытия, обеспечивающий стабильность внутри продукта, включает смешанную соль водорастворимого сульфата и карбоната щелочного металла. Такие покрытия вместе со способами нанесения покрытия ранее были описаны в GB 1466799 и патентах США № 3975280; 4075116; и 5340496, каждый из которых включен в данный документ посредством ссылки в полном объеме. Массовое соотношение смешанной соли материала покрытия к перкарбонату находится в диапазоне от 1:99 до 1:9 и, предпочтительно, от 1:49 до 1:19. Предпочтительно, указанная смешанная соль представляет собой сульфат натрия и карбонат натрия, которая имеет общую формулу NaSO•n•NaCO, где n равно от 0,1 до 3, предпочтительно, от 0,3 до 1,0 и, более предпочтительно, от 0,2 до 0,5. Другой пригодный материал покрытия, обеспечивающий стабильность внутри продукта, включает силикат натрия с соотношением SiO:NaO от 1,8:1 до 3,0:1, предпочтительно, от 1,8:1 до 2,4:1, и/или метасиликат натрия, предпочтительно, наносимый при уровне от 2% до 10% (как правило, от 3% до 5%) SiO по массе неорганической пергидратной соли, такой как пероксимоноперсульфат калия. Также можно успешно применять другие покрытия, содержащие силикат магния, силикатные и боратные соли, силикатную и борную кислоты, воски, масла и жирные мыла.
[00146] Органические отбеливатели могут содержать органические пероксикислоты, включая диацил и тетраацилпероксиды, особенно дипероксидодекандиовую кислоту, диперокситетрадекандиовую кислоту и дипероксигексадекандиовую кислоту. Пероксид дибензоила является предпочтительной органической пероксикислотой в данном документе. Диацилпероксид, особенно, пероксид дибензоила, предпочтительно может присутствовать в форме частиц, имеющих средневзвешенный диаметр от около 0,1 до около 100 микрон, предпочтительно, от около 0,5 до около 30 микрон, более предпочтительно, от около 1 до около 10 микрон. Предпочтительно, по меньшей мере, от около 25% до 100%, более предпочтительно, по меньшей мере, около 50%, еще более предпочтительно, по меньшей мере, около 75%, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, около 90% частиц имеют размер менее 10 мкм, предпочтительно, менее 6 мкм.
[00147] Другие органические отбеливатели включают пероксикислоты, конкретными примерами которых являются алкилпероксикислоты и арилпероксикислоты. Предпочтительными представителями являются: (а) пероксибензойная кислота и ее производные, замещенные в кольце, такие как алкилпероксибензойные кислоты, но также и 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 (c) алифатические и арилалифатические пероксидикарбоновые кислоты, такие как 1,12-дипероксикарбоновая кислота, 1,9-дипероксиазелаиновая кислота, дипероксисебациновая кислота, дипероксибрассиловая кислота, дипероксифталевые кислоты, 2-децилдипероксибутан-1,4-N-диовая кислота, N, N-терефталоилди(6-аминоперкапроновая кислота).
[00148] Активаторы отбеливания могут содержать органические прекурсоры перкислоты, которые усиливают отбеливающее действие в процессе очистки при температуре 60°C и ниже. Активаторы отбеливания, пригодные для применения в данном документе, включают соединения, которые в условиях пергидролиза дают алифатические пероксикарбоновые кислоты, содержащие предпочтительно от 1 до 10 атомов углерода, в частности, от 2 до 4 атомов углерода и/или, необязательно замещенную пербензойную кислоту. Пригодные вещества несут O-ацильные и/или N-ацильные группы с указанным числом атомов углерода и/или необязательно замещенные бензоильные группы. Предпочтение отдается полиацилированным алкилендиаминам, в частности, тетраацетилэтилендиамину (TAED), ацилированным производным триазина, в частности, 1,5-диацетил-2,4-диоксогексагидро-1,3,5-триазину (DADHT), ацилированным гликолурилам, в частности, тетраацетилгликолурилу (TAGU), N-ацилимидам, в частности, N-нонаноилсукцинимиду (NOSI), ацилированным фенолсульфонатам, в частности, н-нонаноил- или изононаноилоксибензолсульфонату (n- или iso-NOBS), ангидридам карбоновых кислот, в частности, фталевому ангидриду, ацилированным многоатомным спиртам, в частности, триацетину, этиленгликоль диацетату и 2,5-диацетокси-2,5-дигидрофурану, а также триэтилацетилцитрату (TEAC).
[00149] Катализаторы отбеливания, предпочтительные для применения в композиции моющего средства, описанной в данном документе, включают триазациклононан марганца и родственные комплексы (патенты США № 4246612 и 5227084); Co, Cu, Mn и Fe-бипиридиламин и родственные комплексы (патент США № 5114611); и пентаминацетат кобальта (III) и родственные комплексы (патент США № 4810410). Полное описание катализаторов отбеливания, пригодных для применения в данном документе, можно найти в патенте США № 6599871, включенном в данный документ посредством ссылки.
Средства для Мытья Посуды
[00150]
6
18
12
20
[00151] Предпочтительным поверхностно-активным веществом для применения в моющих средствах для автоматического мытья посуды является поверхностно-активное вещество с низким пенообразованием само по себе или в комбинации с другими компонентами (например, подавителями образования мыльной пены). Предпочтительными для применения в данном документе являются неионогенные поверхностно-активные вещества с низкой и высокой точкой помутнения и их смеси, включающие неионогенные алкоксилированные поверхностно-активные вещества (особенно, этоксилаты, полученные из первичных C-C спиртов), этоксилированные-пропоксилированные спирты (например, Poly-Tergent SLF18 от Olin Corporation), поли(оксиалкилированные)спирты с эпоксидными концевыми группами (например, Poly-Tergent SLF18B от Olin Corporation - см. WO-A-94/22800), поверхностно-активные вещества на основе поли(оксиалкилированного)спирта с концевыми группами простых эфиров и полимерные соединения блок-полиоксиэтилена-полиоксипропилена, такие как PLURONIC, REVERSED PLURONIC и TETRONIC от BASF-Wyandotte Corp., Виандотт, Мичиган; амфотерные поверхностно-активные вещества, такие как C-C алкиламиноксиды (предпочтительные оксиды аминов для применения в данном документе включают лаурилдиметиламиноксид и гексадецилдиметиламиноксид) и алкиламфокарбоксильные поверхностно-активные вещества, такие как Miranol™ C2M; и цвиттерионные поверхностно-активные вещества, такие как бетаины и сультаины; и их смеси. Поверхностно-активные вещества, пригодные для применения в данном документе, описаны, например, в патентах США № 3929678 и 4259217, в публикации заявки европейского патента ЕР 0414549 A1 и в публикациях патентных заявок РСТ WO 1994/007974 A1 и WO 1994/007986 A1. Поверхностно-активные вещества могут присутствовать в моющем средстве на уровне от около 0,2% до около 30% по массе, более предпочтительно, от около 0,5% до около 10% по массе, наиболее предпочтительно, от около 1% до около 5% от массы моющей композиции.
Прочие Композиции и Добавки
[00152]
[00153] Модификаторы, пригодные для применения в моющей композиции описанной в данном документе, включают водорастворимые модификаторы, включающие цитраты, карбонаты, силикаты и полифосфаты, например, триполифосфат натрия и гексагидрат триполифосфата натрия, триполифосфат калия и смешанные соли триполифосфата натрия и калия.
[00154] Ферменты, пригодные для применения в моющей композиции описанной в данном документе, включают бактериальные и грибковые целлюлазы, включающие CAREZYME и CELLUZYME (Novo Nordisk A/S); пероксидазы; липазы, включающие AMANO-P (Amano Pharmaceutical Co.), M1 LIPASE и LIPOMAX (Gist-Brocades) и LIPOLASE и LIPOLASE ULTRA (Novo); кутиназы; протеазы, включающие ESPERASE, ALCALASE, DURAZYM и SAVINASE (Novo) и MAXATASE, MAXACAL, PROPERASE и MAXAPEM (Gist-Brocades); αиβ амилазы, включающие PURAFECT OX AM (Genencor) и TERMAMYL, BAN, FUNGAMYL, DURAMYL и NATALASE (Novo); пектиназы; и их смеси. Ферменты могут быть добавлены в данную композицию в виде гранул, гранулятов или когранулятов на уровнях, как правило, в диапазоне от около 0,0001% до около 2% чистого фермента от массы чистящей композиции.
[00155] Подавители образования мыльной пены, пригодные для применения в описанной здесь моющей композиции, описанной в данном документе, включают неионогенные поверхностно-активные вещества, имеющие низкую температуру помутнения. «Температура помутнения», как используется в данном документе, является хорошо известным свойством неионогенных поверхностно-активных веществ, которое является результатом того, что поверхностно-активное вещество становится менее растворимым с повышением температуры, температура, при которой наблюдается появление второй фазы, называется «температурой помутнения». Как используется в данном документе, неионогенное поверхностно-активное вещество с «низкой температурой помутнения» определяется как ингредиент системы неионогенного поверхностно-активного вещества, имеющий точку помутнения менее 30 °C, предпочтительно, менее, чем около 20°C и, еще более предпочтительно, менее, чем около 10 C, и, наиболее предпочтительно, менее, чем около 7,5 °C. Неионогенные поверхностно-активные вещества с низкой температурой помутнения могут включать неионогенные алкоксилированные поверхностно-активные вещества, особенно этоксилаты, полученные из первичного спирта, и блок-сополимеры обратного типа полиоксипропилен/полиоксиэтилен/полиоксипропилен (PO/EO/PO). Кроме того, такие неионогенные поверхностно-активные вещества с низкой температурой помутнения могут включать, например, этоксилированный-пропоксилированный спирт (например, BASF POLY-TERGENT SLF18) и поли(оксиалкилированные) спирты с эпоксидными концевыми группами (например, серия неионогенных ПАВ BASF POLY-TERGENT SLF18B, как описано, например, в US-A-5576281).
[00156] Другие пригодные компоненты для применения в моющей композиции, описанной в данном документе, включают очищающие полимеры, обладающие антиотложением, высвобождением грязи или другими моющими свойствами. Полимеры, препятствующие отложению, для применения в данном документе 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/малеиновой кислоты, такие как SOKALAN CP5 и акриловые/метакриловые сополимеры. Другие пригодные полимеры включают полимеры на основе амина, такие как алкоксилированные полиалкиленимины (например, PEI600 EO20 и/или этоксисульфатированные гексаметилендиаминдиметил-четвертичные соединения). Грязеотталкивающие полимеры для применения в данном документе 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.
[00157] Секвестранты тяжелых металлов и ингибиторы роста кристаллов также подходят для применения в указанных моющих средствах, например диэтилентриамин пента(метиленфосфонат), этилендиамин тетра(метиленфосфонат), гексаметилендиамин тетра(метиленфосфонат), этилендифосфонат, гидроксиэтилен-1,1-дифосфонат, нитрилотриацетат, этилендиаминтетрацетат, этилендиамин-N, N'-дисукцинат в их формах солей и свободных кислот.
[00158] Для применения в моющей композиции, описанной в данном документе, также подходит ингибитор коррозии, например, органические средства для покрытия серебром (особенно, парафины, такие как WINOG 70, доступный у Wintershall, Зальцберген, Германия), азотсодержащие соединения ингибиторы коррозии (например, бензотриазол и бензимидазол - см. GB-A-1137741) и соединения Mn(II), особенно, соли Mn(II) органических лигандов.
[00159] Другие пригодные компоненты для применения в моющей композиции, описанной в данном документе, включают стабилизаторы ферментов, например, ион кальция, борную кислоту и пропиленгликоль.
[00160] Пригодные добавки для ополаскивания известны в данной области техники. Коммерческие ополаскиватели для мытья посуды как правило представляют собой смеси простых эфиров полиэтилен/полипропиленгликоля жирных спиртов с низким пенообразованием, солюбилизаторов (например, кумол сульфоната), органических кислот (например, лимонной кислоты) и растворителей (например, этанола). Функция таких ополаскивателей заключается в том, чтобы влиять на поверхностное натяжение воды таким образом, чтобы она могла стекать с ополаскиваемых поверхностей в виде тонкой адгезивной пленки, чтобы не оставалось водяных капель, полос или пленок после последующего процесса сушки. В европейском патенте 0197434 B1 описаны ополаскиватели, которые содержат смешанные простые эфиры в качестве поверхностно-активных веществ. Также предусмотрены добавки для ополаскивания, такие как смягчители ткани и т. п., которые подходят для инкапсулирования в пленку в соответствии с описанием в данном документе.
[00161] Пригодные жидкие моющие средства для стирки (ЖМС) для тестирования совместимости водорастворимых пленок, описанных в данном документе, с жидкими моющими средствами для стирки описаны в таблицах ниже:
<u>ЖМС Один</u>
<u>Мас. %</u>
Моноэтаноламин
8-9%
Додецилбензолсульфоновая кислота
22-26%
Олеиновая кислота
18-21%
Этоксилат Лаурилового Спирта
22-26%
Пропиленгликоль
8-11%
Диэтиленгликоль
8-11%
Вода
4-7%
<u>ЖМС Два</u>
<u>Мас. %</u>
Моноэтаноламин
8-9%
Додецилбензолсульфоновая кислота
22-26%
Олеиновая кислота
18-21%
Этоксилат Лаурилового Спирта
22-26%
Пропиленгликоль
5-7%
Диэтиленгликоль
5-7%
Глицерин
5-7
Вода
4-8%
Способы применения
[00162]
[00163] Пленки и изделия, описанные в данном документе, а также содержащиеся в них композиции, можно применять для обработки субстрата, например, ткани или твердой поверхности, например, путем приведения в контакт субстрата с пленкой, изделием и/или композицией, содержащейся в них. Указанное приведение в контакт можно проводить вручную или в автоматической машине, например, в автоматической стиральной машине (с верхней или фронтальной загрузкой) или в автоматической посудомоечной машине. Стадию приведения в контакт можно проводить в присутствии воды, которая может иметь температуру вплоть до около 80 °C, вплоть до около 60 °C, вплоть до около 40 °C, вплоть до около 30 °C, вплоть до около 20 °C, вплоть до около 15 °C, вплоть до около 10°C или вплоть до около 5 °C. Как отмечалось выше, пленки и изделия из них по данному изобретению особенно пригодны для растворения в холодной воде и поэтому обеспечивают преимущества при стирках холодной водой (например, от около 1°C до около 30°C или от около 5°C до около 20 °C). За стадией приведения в контакт может следовать цикл многократного полоскания или всего один цикл полоскания; поскольку указанная пленка имеет хорошие свойства растворения, требуется меньше воды для растворения пленки и/или высвобождения содержащегося в ней содержимого.
Испытание Остатка Камеры Растворения
°
°
[00164] Водорастворимую пленку, характеризуемую или подлежащую испытанию на наличие нерастворенного остатка в соответствии с испытанием камеры растворения (КР), анализируют следующим образом с использованием следующих материалов: 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 бутадиен-стирольного 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 (наружный диаметр 3,0 дюйма (76,2 мм), 200×200 ячеек, наружный диаметр проволоки 0,0021 дюйма (0,053 мм), сетка из нержавеющей стали 304SS); 5. Термометр (от 0°C до 100 C, точность +/-1 C); 6. Вырубной штамп (диаметр 1,5 дюйма (38,1 мм)); 7. Таймер (с точностью до секунды); 8. Вода обратного осмоса (ОО); 9. Зажимы (размер №5 или аналогичный); 10. Алюминиевые поддоны (внешний диаметр 2,0 дюйма (50,8 мм)); и 11. Соникатор.
o
o
f
f
o
o
[00165] Для каждой пленки, подлежащей испытанию, с помощью вырубного штампа вырезают три образца для испытаний из выбранной пленки для испытаний, имеющей толщину 76 мкм. При вырезании из полотна пленки, полученного непрерывным способом, указанные образцы должны быть вырезаны из участков полотна, равномерно расположенных вдоль поперечного направления полотна (т. е. перпендикулярно машинному направлению). Затем каждый образец для испытаний анализируют следующей методикой: 1. Взвесить образец пленки и проследить за образцом в ходе испытания. Записать начальную массу пленки (F). 2. Взвесить набор из двух обработанных ультразвуком чистых и сухих сит для каждого образца и проследить за ними в ходе испытания. Записать начальные массы сит (в совокупности S для суммарной массы двух сит). 3. Собрать камеру растворения образца, ровно поместив образец пленки между центром двух сит с последующим наложением двух резиновых прокладок (по одной прокладке с каждой стороны между ситом и шайбой), а затем наложить две шайбы. 4. Закрепить узел камеры растворения четырьмя зажимами, равномерно расположенными вокруг шайб, с ручками, отогнутыми от сит. 5. Наполнить химический стакан 1500 мл воды обратного осмоса комнатной температуры лаборатории (72 +/- 3 °F, 22 +/- 2 °C) и записать комнатную температуру. 6. Установить таймер на предписанное время погружения в 5 минут. 7. Поместить узел камеры растворения в стакан и немедленно включить таймер, поместив узел камеры растворения под углом около 45 градусов к поверхности воды. Данный угол входа помогает удалить пузырьки воздуха из камеры. Узел камеры растворения опирается на дно стакана таким образом, что пленка испытуемого образца располагается горизонтально около 10 мм от дна. Четыре загнутых назад зажима узла камеры растворения позволяют поддержание зазора около 10 мм между пленкой и дном стакана, однако можно применять любые другие эквивалентные средства опоры. 8. По истечении предписанного времени погружения, равного 5 минутам, медленно извлечь узел камеры растворения из стакана под углом около 45 градусов. 9. Держать узел камеры растворения горизонтально над алюминиевым поддоном для улавливания капель с сит, и осторожно снять скрепляющие зажимы, шайбы и прокладки. Не разбирать зажатые сита. 10. Поместить зажатые сита (т. е. сито/остаточную нерастворенную пленку/сито) на алюминиевый противень и в духовку при 100°C в течение 30 минут, чтобы они высохли. 11. Взвесить высушенный набор зажатых сит, содержащий всю остаточную нерастворенную пленку в нем. Измерить и добавить к данной массе высушенных сит любые капли высушенной пленки, захваченные и извлеченные из поддона (например, соскабливанием), когда узел камеры растворения был впервые извлечен из стакана и во время сушки. Записать окончательную массу зажатых сит (в совокупности S, включающую высушенные капли пленки). 12. Рассчитать % остатка («остаток КР»), оставшегося для образца пленки: % остатка КР=100*((S - S)/F). 13. Очистить зажатые сетки, замочив их в стакане с водой обратного осмоса в течение около 20 минут. Затем разделить их и выполнить последнее ополаскивание в соникаторе (включенном и наполненном водой обратного осмоса) в течение не менее 5 минут или до тех пор, пока на ситах не исчезнут остатки.
[00166] Пригодное поведение водорастворимых пленок в соответствии с данным описанием характеризуется значениями остатка КР около 35 мас. % или менее, около 40 мас. % или менее, около 45 мас. % или менее или около 48 мас. % или менее по данным измерения в испытании КР. Как правило, более низкие значения остатка КР желательны для уменьшения вероятности остаточной пленки, остающейся на выстиранном изделии после агрессивных условий стирки (например, в условиях низкого уровня воды (например, при перегрузке стиральной машины) и в условиях холодной воды для стирки). В различных вариантах реализации изобретения указанная водорастворимая пленка имеет значение остатка КР, равное по меньшей мере 1, 2, 5, 10, 12, 15, 25, 30 или 35 мас. % и/или вплоть до около 15, 20, 30, 35, 40, 45 или 48 мас. %; (например, от около 3 мас. % до около 48 мас. %, от около 5 мас. % до около 48 мас. %, от около 12 мас. % до около 48 мас. %, от около 25 мас. % до около 48 мас. %, от около 10 мас. % до около 45 мас. %, от около 20 мас. % до около 45 мас. %, от около 25 мас. % до около 40 мас. %, от около 30 мас. % до 40 мас. %, от около 3 мас. % до около 40 мас. % или от около 3 мас. % до около 35 мас. %).
Испытание на Растворение и Распад (MSTM 205)
[00167] Указанную пленку можно охарактеризовать или испытать на время растворения и время распада в соответствии с методом тестирования MonoSol 205 (MSTM 205), известным в данной области техники. См., например, патент США № 7022656.
[00168] Прибор и Материалы
[00169] Стакан 600 мл
[00170] Магнитная мешалка (Labline, модель № 1250 или аналогичная)
[00171] Магнитная палочка для перемешивания (5 см)
[00172] Термометр (от 0 до 100 °C ± 1 °C)
[00173] Шаблон, нержавеющая сталь (3,8 см x 3,2 см)
[00174] Таймер (0-300 секунд, с точностью до секунды)
[00175] Предметное стекло Polaroid 35 мм (или аналогичное)
[00176] Держатель для предметного стекла 35 мм MonoSol (или аналогичный)
[00177] Дистиллированная вода
[00178] Для каждой испытуемой пленки вырезают три образца для испытаний из образца пленки, который представляет собой образец размером 3,8 см х 3,2 см. При вырезании из полотна пленки указанные образцы должны быть вырезаны из участков полотна, равномерно расположенных вдоль поперечного направления полотна. Затем каждый образец для испытаний анализируют следующей методикой.
[00179] Зафиксировать каждый образец на отдельном 35-миллиметровом предметном стекле.
[00180] Наполнить химический стакан 500 мл дистиллированной воды. Измерить температуру воды термометром и, при необходимости, нагреть или охладить воду для поддержания температуры на уровне 20 °C (около 68 °F).
[00181] Отметить высоту столба воды. Установить магнитную мешалку на основание держателя. Поместить стакан на магнитную мешалку, добавить магнитную палочку для перемешивания в стакан, включить мешалку и регулировать скорость перемешивания до тех пор, пока не образуется завихрение, которое составляет около одной пятой высоты столба воды. Отметить глубину завихрения.
[00182] Закрепить 35-миллиметровое предметное стекло в зажиме типа «крокодил» держателя 35-миллиметрового предметного стекла так, чтобы длинный конец предметного стекла был параллелен поверхности воды. Регулятор глубины держателя должен быть установлен таким образом, чтобы при опускании конец зажима находился на 0,6 см ниже поверхности воды. Одна из коротких сторон предметного стекла должна находиться рядом со стенкой стакана, а другая должна располагаться непосредственно над центром палочки для перемешивания так, чтобы поверхность пленки была перпендикулярна потоку воды.
[00183] Одним движением опустить зафиксированное предметное стекло и зажим в воду и запустить таймер. Распад происходит при разрыве пленки. Когда вся видимая пленка высвободилась с предметного стекла, поднять предметное стекло из воды, продолжая контролировать раствор на предмет нерастворенных фрагментов пленки. Растворение происходит, когда все фрагменты пленки больше не видны, а раствор становится прозрачным.
[00184] Результаты должны включать следующее: полную идентификацию образца; индивидуальное и среднее время распада и растворения; и температура воды, при которой были испытаны образцы.
[00185] Время распада пленки (I) и время растворения пленки (I) можно скорректировать до стандартной или эталонной толщины пленки с использованием экспоненциальных алгоритмов, показанных ниже в уравнении 1 и уравнении 2, соответственно.
скорр
изм
1,93
I=I x (эталонная толщина/измеренная толщина) [1]
скорр
изм
1,83
S=S x (эталонная толщина/измеренная толщина) [2]
Испытание на Прочность на Разрыв и Испытание на Модуль Упругости
[00186] Водорастворимую пленку, характеризуемую или подлежащую испытанию на прочность при разрыв в соответствии с испытанием прочности на разрыв (ПР) и на модуль упругости (или напряжение при растяжении) в соответствии с испытанием на модуль упругости (МОД), анализируют следующим образом. Указанная методика включает определение прочности на разрыв и определение модуля упругости при 10% удлинении в соответствии с ASTM D 882 («Стандартный метод испытаний свойств при растяжении тонких пластиковых листов») или аналогичным. Устройство для испытания на растяжение INSTRON (тестер на растяжение модели 5544 или аналогичный) используют для сбора данных пленки. Для каждого измерения в машинном направлении (MD) (если применимо) испытывают как минимум три тестируемых образца, каждый из которых вырезан надежными режущими инструментами для обеспечения стабильности и воспроизводимости размеров. Испытания проводят в стандартной лабораторной атмосфере при температуре 23 ± 2,0°C и относительной влажности 35 ± 5%. Для определения прочности на разрыв или модуля упругости готовят образцы одного листа пленки шириной 1 дюйм (2,54 см) и толщиной 76 мкм. Затем образец переносят в прибор для испытания на растяжение INSTRON для проведения испытания, минимизируя воздействие окружающей среды с относительной влажностью 35%. Прибор для испытания на растяжение подготовлен в соответствии с инструкциями производителя, оснащен датчиком нагрузки на 500 Н и откалиброван. Установлены правильные зажимы и поверхности (зажимы INSTRON с гранями модели 2702-032 с резиновым покрытием и шириной 25 мм, или аналогичные). Образцы устанавливают в прибор для испытания на растяжение и анализируют для определения модуля 100% упругости (т. е. напряжения, необходимого для достижения 100% удлинения пленки) и прочности на разрыв (т. е. напряжения, необходимого для разрыва пленки).
[00187] Пригодное поведение водорастворимых пленок в соответствии с данным описанием определяют значениями ПР, составляющими по меньшей мере около 30 MПa, по данным испытания на ПР. Как правило, желательны более высокие значения ПР, поскольку они соответствуют более прочной герметизации пакетов, когда пленка является ограничивающим или самым слабым элементом герметизации. В различных вариантах реализации изобретения указанная водорастворимая пленка имеет значение ПР по меньшей мере около 35, 40, 45, 50, 55, 60 или 65 МПа и/или вплоть до около 70, 75, 80, 85 или 90 МПа (например, от около 35 МПа до около 90 МПа, от около 50 МПа до около 90 МПа, от около 55 МПа до около 85 МПа, от около 55 МПа до около 75 МПа или от около 60 МПа до около 85 МПа). В альтернативном варианте или дополнительно, верхняя граница пригодного диапазона значений ПР может иметь значение ПР для соответствующей водорастворимой пленки, содержащей только один полимер ПВС или сополимер ПВС из полимеров ПВС и сополимеров ПВС в смеси смол ПВС (например, соответствующей пленки из индивидуальной смолы, имеющей более высокое значение ПР).
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
[00188] Пригодное поведение водорастворимых пленок в соответствии с данным описанием определяют значениями МОД, составляющими по меньшей мере около 20 Н/мм, по данным испытания на МОД. Как правило, желательны более высокие значения МОД, поскольку они соответствуют пакетам, имеющим большую жесткость и меньшую вероятность деформации и прилипания друг к другу при загрузке друг на друга во время производства или в конечной потребительской упаковке. Кроме того, значения МОД при 100% удлинении соответствуют способности пленки сохранять жесткость и упругость пакета при контакте с жидким содержимым пакета. В частности, пленки, имеющие более высокие значения МОД, соответствуют пакетам, которые с большей вероятностью останутся упругими (например, с меньшей вероятностью будут размягчаться и приобретут неплотный и обвисший вид) при контакте с жидким содержимым пакета, содержащим низкомолекулярный полиол. В различных вариантах реализации изобретения указанная водорастворимая пленка имеет значение МОД по меньшей мере около 30, 35, 40 или 45 Н/мм и/или вплоть до около 210, 200, 170, 130, 120 или 110 Н/мм (например, от около 35 Н/мм до около 170 Н/мм, от около 35 Н/мм до около 130 Н/мм, от около 35 Н/мм до около 120 Н/мм или от около 35 Н/мм до около 110 Н/мм). В альтернативном варианте или дополнительно, верхняя граница пригодного диапазона значений МОД может иметь значение МОД для соответствующей водорастворимой пленки, содержащей только один полимер ПВС или сополимер ПВС из полимеров ПВС и сополимеров ПВС в смеси смол ПВС (например, соответствующей пленки из индивидуальной смолы, имеющей более высокое значение МОД).
Испытание на высвобождение жидкости
[00189] Водорастворимую пленку и/или пакет, характеризируемые или подлежащие испытанию на отсроченную растворимость в соответствии с испытанием на высвобождение жидкости, анализируют следующим образом с использованием следующих материалов: · Стакан на 2 л и 1,2 л деионизированной (ДИ) воды
· Тестируемый водорастворимый пакет; пленка имеет толщину 88 мкм; пакет предварительно кондиционируют в течение двух недель при 38 °C.
· Термометр
· Проволочная клетка
· Таймер
[00190] Перед проведением эксперимента убедиться, что доступно достаточно деионизированной воды, чтобы повторить эксперимент пять раз, и убедиться, что проволочная клетка и стакан чистые и сухие.
[00191] Клетка из проволочного каркаса представляет собой клетку из проволочной сетки с пластиковым покрытием (4 дюйма X 3,5 дюйма X 2,5 дюйма или около 10 см x 9 см x 6 см) без острых краев или аналогичную. Калибр провода должен быть около 1,25 мм, и в нем должны быть квадратные отверстия размером 0,5 дюйма (1,27 см). Примерное изображение клетки 28 с тестовыми пакетами 30 показано на Фиг. 1.
[00192] Для подготовки к испытанию осторожно поместить водорастворимый пакет в клетку, не царапая пакет на клетке и оставив свободное пространство для движения пакета. Не прикреплять пакет плотно проволочной клеткой, при этом убедиться, что он надежно закреплен и не выпадет из клетки. Ориентация пакета в клетке должна быть такой, чтобы позволялась естественная плавучесть пакета, если таковая имеется (т. е. сторона пакета, которая будет плавать сверху, должна располагаться по направлению вверх). Если пакет симметричен, ориентация пакета как правило не имеет значения.
[00193] Затем наполнить химический стакан на 2 л 1200 миллилитрами деионизированной воды с температурой 20 °C.
[00194] Затем опустить клетку из проволочного каркаса с заключенным пакетом в воду. Убедиться, что клетка находится на расстоянии 1 дюйма (2,54 см) от дна стакана. Обязательно полностью погрузить пакет со всех сторон. Убедиться, что клетка устойчива и не двигается, и включить таймер, как только пакет будет опущен в воду. Положение клетки по отношению к воде в химическом стакане можно регулировать и поддерживать любыми пригодными средствами, например, с помощью зажима, закрепленного над стаканом, и стержня, прикрепленного к верхней части клетки. Зажим может зацепиться за стержень, чтобы зафиксировать положение клетки, а натяжение зажима может быть уменьшено, чтобы опустить клетку в воду. В качестве альтернативы зажиму можно применять другие средства фрикционного зацепления, например хомут с установочным винтом, как показано на Фиг. 2 (установочный винт не показан). На Фиг. 2 показан стакан 30, установленный на штативе 40, который удерживает стержень 50 для опускания клетки 10 (не показана) в стакан 30, при этом стержень 50 может удерживать фиксированное вертикальное положение за счет использования манжеты 60, имеющей установочный винт (не показан), который входит в зацепление со стержнем 50, например, за счет трения или за счет зацепления с отверстием (не показано) в стержне 50.
[00195] Высвобождение жидкого содержимого определяется как первое визуальное свидетельство того, что жидкость покидает погруженный пакет.
[00196] Использовать таймер, чтобы записывать, когда жидкое содержимое попадает в окружающую воду (время высвобождения) с точкой остановки 45 секунд.
[00197] Каждой сумке будет присвоена оценка "прошел" или "не прошел". Оценка «прошел» присваивается, если растворимый пакет удерживает жидкость в течение 30 секунд или дольше. Оценка «не прошел» присваивается, если растворимый пакет не удерживает жидкость в течение по меньшей мере 30 секунд.
[00198] Повторить данный процесс с новой деионизированной водой и новым водорастворимым пакетом пять раз для каждой тестируемой пленки.
[00199] Для каждого типа образца пленки протестировать не менее 15 пакетов, если не указано иное.
Измерение в Испытании на Сжатие
[00200] Водорастворимую пленку и/или пакет, характеризируемые или подлежащие испытанию на способность водорастворимой капсулы противостоять силе механического сжатия не менее 300 Н в соответствии с измерением в испытании на сжатие, анализируют следующим образом с использованием следующих материалов:
Instron модели 5544 (или аналогичный)
По крайней мере, в 15 водорастворимых пакетах или капсулах, подлежащих испытанию, пленка имеет толщину 88 мкм; пакеты предварительно выдерживают в течение по меньшей мере 24 часов при температуре 23±1°C и относительной влажности 50±4%.
Сумки на молнии
Две плоские пластины (верхняя пластина: максимальная нагрузка 10 кН T1223-1022/нижняя пластина: максимальная нагрузка 100 кН T489-74)
Датчик нагрузки (статическая нагрузка ±2 кН, максимальный крутящий момент шпинделя 20 Нм, крутящий момент болта 25 Нм и масса 1,2 кг)
Маркер
Шестигранный ключ (6 мм)
[00201] Осмотреть пакет на предмет утечек и затем поместить в сумку на молнии (толщиной около 57 микрон с каждой стороны). Закрыть сумку так, чтобы внутри было минимум воздуха. Обозначить на сумке название и номер образца.
[00202] Открыть способ испытания на сжатие. Скорость нарастания должна составлять 4 мм/с.
[00203] Осторожно поместить образец полостью вниз между двумя пластинами, убедившись, что пакет находится по центру нижней пластины. Переместить капсулу внутри сумки подальше от краев.
[00204] Нажать start, чтобы запустить испытание. По мере сближения двух пластин пакет лопнет. Записать силу сжатия (например, в Ньютонах) и место на пакете, где произошел разрыв. Повторить данный процесс для всех образцов.
[00205] Пригодное поведение водорастворимых пленок в соответствии с данным описанием определяют значениями силы сжатия, составляющими по меньшей мере около 300 Н и менее, чем около 2000 Н, по данным измерения в испытании на сжатие.
Измерение в Испытании на Набухание Пленки
[00206] Водорастворимую пленку и/или пакет, характеризуемые или подлежащие испытанию на устойчивость к набуханию в присутствии жидкой композиции, анализируют следующим образом.
[00207] Три образца пленки берут из разных участков пленки с рулона на более крупном образце пленки. Пуансоном вырезают три квадрата размером 2 на 2 дюйма (около 5×5 см). Измеряют и записывают массу и калибр каждого образца.
[00208] Для каждого образца взвешивают чашку Петри и добавляют в нее 12 г испытательной жидкости. В чашку Петри в центр основания добавляют образец пленки. Добавляют дополнительную испытательную жидкость до тех пор, пока в чашке Петри не будет 20 г испытательной жидкости, и образец пленки полностью не будет покрыт и погружен в испытательную жидкость. На чашку Петри надевают крышку.
[00209] Каждую чашку Петри оборачивают парафильмом и помещают в печь для кондиционирования при температуре 38°C и относительной влажности 80% в течение по меньшей мере 24 часов.
[00210] Кладут измерительную сетку на горизонтальную поверхность. После кондиционирования распаковывают чашки Петри и удаляют образцы пленки. Помещают образцы пленки на измерительную сетку. Записывают длину и ширину образца пленки. Вытирают испытательную жидкость с поверхности образца пленки с помощью KimWipe или аналогичного. Записывают массу и толщину образца пленки.
[00211] Коэффициент набухания представляет собой отношение массы, прибавившейся к пленке, к исходной массе (например, (конечная масса - исходная масса)/исходная масса)).
[00212] Для водорастворимых пленок по данному описанию, включающих смесь смол ПВС, пригодное поведение водорастворимых пленок в соответствии с данным описанием охарактеризовано по сравнению с идентичной водорастворимой пленкой, содержащей только первый сополимер ПВС. В частности, пригодное поведение водорастворимых пленок в соответствии с данным описанием характеризуется значением коэффициента набухания, которое менее чем в десять раз превышает значение коэффициента набухания идентичной водорастворимой пленки, содержащей только первый сополимер ПВС, по данным измерения в испытании на набухание пленки.
Измерение в Испытании на Кристалличность
[00213] Водорастворимую пленку и/или пакет, характеризуемые или подлежащие испытанию на кристалличность пленки, анализируют следующим образом.
[00214] Образцы пленки выдерживают при температуре 22°C и относительной влажности 40% в течение не менее 24 часов. Затем образец увлажненной пленки размером 3 мм на 3 мм помещают для анализа. Затем проводят измерение WAXD с помощью рентгеновского дифрактометра D8 Discover или его эквивалента, оснащенного двумерным детектором (Bruker AXS Co., Ltd.), используя время экспозиции 600 секунд.
[00215] Одномерный профиль (Интенсивность от 2тета) получают путем усреднения кольцевых дифракционных данных фотографического изображения. Получают фоновый профиль, который вычитают из профиля образца для получения профиля с вычтенным фоном. Прямую линию, соединяющую значения интенсивности углов дифракции при 15 градусах и 25 градусах, вычитают из профиля с вычтенным фоном для обеспечения базовой линии.
[00216] С помощью функции Гаусса воспроизводят значения интенсивности в диапазоне углов дифракции от 15 градусов до 17,6 градусов и значения интенсивности в диапазоне от 21 градусов до 21,6 градусов как функцию рассеяния аморфного ПВС. Находят положение пика, ширину пика и высоту пика функции Гаусса аппроксимацией методом наименьших квадратов. Воспроизводят сигналы дифракции при 19,5 градусах и 23 градусах, которые приписываются дифракции 110 и дифракции 200 кристалла ПВС с двумя функциями Гаусса. Находят положение пика, ширину пика и высоту пика аппроксимацией методом наименьших квадратов. Параметры функции Гаусса, приписываемые аморфному ПВС, являются фиксированными. Параметры аппроксимации функций Гаусса, рассматриваемые как кристаллы, являются фиксированными, и три параметра функции Гаусса, приписываемые аморфному ПВС, снова аппроксимируют методом наименьших квадратов. Находят интегральные значения интенсивности трех функций Гаусса. Кажущуюся кристалличность рассчитывают как процент от суммы интегральных значений интенсивности двух функций Гаусса, приписываемых кристаллу ПВС, в общих интегральных значениях интенсивности.
[00217] Водорастворимые пленки в соответствии с данным описанием могут быть лучше поняты в свете следующих примеров, которые предназначены лишь для иллюстрации водорастворимых пленок и никоим образом не предназначены для ограничения объема изобретения.
Примеры
Смола от около 20 мас. % до около 95 мас. % в пересчете на общую массу пленки
Пластификатор от около 10 мас. % до около 45 мас. % в пересчете на общую массу пленки
Поверхностно-активное вещество от около 0,1 мас. % до около 8,0 мас. % в пересчете на общую массу пленки
от 0,01 мас. % до 10 мас. % в пересчете на общую массу пленки
X<sub>f</sub> в результате:
Пример
A
В
C
D
Е
F
G
H
I
J
K
L
M
Глицерин
Необязательно, один или более пластификаторов*
Неионогенное
Необязательно, одно или более поверхностно-активных веществ**
Bitrex
Метабисульфит натрия
Содержание влаги в пленке
1
X
X
X
X
X
X
X
4-9 мас.%
Отжиг или тепловое вытягивание и отжиг
2
X
X
X
X
X
X
X
X
4-9 мас.%
Смешивание смол
3
X
X
X
X
X
X
X
4-9 мас.%
Отжиг или тепловое вытягивание и отжиг
4
X
X
X
X
X
X
X
4-9 мас.%
Отжиг или тепловое вытягивание и отжиг
5
X
X
X
X
X
X
X
X
4-9 мас.%
Смешивание смол
6
X
X
X
X
X
X
X
4-9 мас.%
Отжиг или тепловое вытягивание и отжиг
7
X
X
X
X
X
X
X
4-9 мас.%
Отжиг или тепловое вытягивание и отжиг
8
X
X
X
X
X
X
X
4-9 мас.%
Отжиг или тепловое вытягивание и отжиг
9
X
X
X
X
X
X
X
4-9 мас.%
Отжиг или тепловое вытягивание и отжиг
10
X
X
X
X
X
X
X
4-9 мас.%
Отжиг или тепловое вытягивание и отжиг
11
X
X
X
X
X
X
X
4-9 мас.%
Отжиг или тепловое вытягивание и отжиг
12
X
X
X
X
X
X
X
4-9 мас.%
Отжиг или тепловое вытягивание и отжиг
13
X
X
X
X
X
X
X
4-9 мас.%
Отжиг или тепловое вытягивание и отжиг
14
X
X
X
X
X
X
X
4-9 мас.%
Отжиг или тепловое вытягивание и отжиг
15
X
X
X
X
X
X
X
X
4-9 мас.%
Смешивание смол
16
X
X
X
X
X
X
X
X
4-9 мас.%
Смешивание смол
17
X
X
X
X
X
X
X
X
4-9 мас.%
Смешивание смол
18
X
X
X
X
X
X
X
X
4-9 мас.%
Смешивание смол
19
X
X
X
X
X
X
X
X
X
4-9 мас.%
Смешивание смол
20
X
X
X
X
X
X
X
X
X
4-9 мас.%
Смешивание смол
21
X
X
X
X
X
X
X
X
X
4-9 мас.%
Смешивание смол
22
X
X
X
X
X
X
X
4-9 мас.%
Отжиг или тепловое вытягивание и отжиг
* выбран из одного или более из следующего: полиэтиленгликоль, сорбит, триметилолпропан, 2-метил-1,3-пропандиол, дульцит, эритрит, глицерин, полимеры пропиленоксида, гексиленгликоль, пропиленгликоль, триэтиленгликоль, Voranol, ксилит
** выбран как один или более из следующих типов поверхностно-активных веществ: катионный, анионный, цвиттерионный
А представляет собой трехкомпонентный сополимер ПВС алкилакрилатного мономера
B представляет собой трехкомпонентный сополимер ПВС мономерного звена 2-акриламид-2-метилпропансульфоновой кислоты
C представляет собой трехкомпонентный сополимер ПВС моноалкилмалеатного мономерного звена при 1,75 мол. %
D представляет собой трехкомпонентный сополимер ПВС моноалкилмалеатного мономерного звена при 4,00 мол. %
E представляет собой гомополимер ПВС (вязкость 3; СГ 85)
F представляет собой гомополимер ПВС (вязкость 4; СГ 88)
G представляет собой гомополимер ПВС (вязкость 8; СГ 88)
H представляет собой гомополимер ПВС (вязкость 13; СГ 88)
I представляет собой гомополимер ПВС (вязкость 15; СГ 79)
J представляет собой гомополимер ПВС (вязкость 23; СГ 88)
K представляет собой гомополимер ПВС (вязкость 32; СГ 88)
L представляет собой гомополимер ПВС (вязкость 40; СГ 88)
M представляет собой гомополимер ПВС (вязкость 56; СГ 98)
[00218] Вышеприведенное описание приведено только для ясности понимания, и не должно вносить каких-либо излишних ограничений, поскольку модификации в пределах объема изобретения могут быть очевидны для специалистов в данной области техники.
[00219] Все патенты, публикации и ссылки, упомянутые в данном документе, включены в данное описание в полном объеме посредством ссылки. В случае противоречия между данным документом и включенными патентами, публикациями и ссылками данный документ должен иметь преимущественную силу.