CN101163732A - 水溶性组合物和结构及其制备和使用方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了增塑的水溶性组合物和结构(例如，薄膜)，其包括水溶性聚合物、亲水性纳米级微粒、增塑剂，和可进一步包括一种或多种助剂如用于所述聚合物的交联剂、增塑剂、表面活性剂、增量剂和脱模剂。还公开了由此类组合物和薄膜制成的容器，以及此类制品的制备和使用方法。

Description

水溶性组合物和结构及其制备和使用方法

技术领域

本发明大体上涉及用于与液体接触的水溶性薄膜和其它水溶性结构。更具体地说，本公开内容涉及具有改进的液体阻隔性能的这种组合物。

背景技术

现有的提供具有液体阻隔性能的水溶性薄膜的努力已经涉及将水不溶性材料的一个或多个涂层施加到薄膜上。

与单独的聚合物相比，已知某些聚合物/纳米粘土复合材料提高气体阻隔性能、耐火性、热变形和机械性能。

发明内容

本发明的一方面提供一种组合物，该组合物包括水溶性聚合物、亲水性纳米级微粒、溶剂和增塑剂，并且可以进一步包括交联剂。组合物可以用于制造水溶性结构，例如薄膜。

本发明的另一方面提供一种水溶性结构，例如薄膜，该结构包括水溶性聚合物、亲水性纳米级微粒和增塑剂，并且可进一步包括用于所述聚合物的交联剂。

本发明的又一方面提供一种由所述水溶性组合物或薄膜制成的容器，在所述容器中可封装液体。

本发明的再一个方面提供一种所述水溶性结构如薄膜的制备方法，包括以下步骤：制备亲水性纳米级微粒、水溶性聚合物、溶剂和增塑剂的混合物，并且可进一步包括交联剂的混合物，然后除去所述溶剂以形成水溶性结构。

本发明的另一方面提供使用所述组合物、所述结构、所述薄膜或所述容器的方法，包括以下步骤：用它们封装液体并在限定的条件，如温度和物理破裂的程度下释放所述液体。

通过研究以下详细描述，其它方面和优点对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。虽然所述组合物、薄膜、制品和方法容许各种形式的实施方案，但是对于下文描述包括的具体的实施方案应该理解的是所述公开内容是说明性的，并且没有将本发明限制在所描述的具体实施方案的意图。

具体实施方式

一个实施方案是一种组合物和由所述组合物制成的诸如薄膜的结构，其包括水溶性聚合物，如聚乙烯醇(PVOH)，增塑剂，纳米级亲水性微粒，如钠蒙脱土，并且可进一步包括用于所述聚合物的交联剂，如硼酸。所述结构(例如，薄膜)提高了液体阻隔性能。

薄膜实施方案优选是独立式的，即不附着于任何基材如呈涂层形式的基材。薄膜优选是均质的，即具有单一组成，如单层薄膜，或由相同组合物形成的多层薄膜。

所述水溶性聚合物优选是PVOH。还可考虑纤维素醚，如羟丙基甲基纤维素(HPMC)和水溶性聚合物的结合物。基于薄膜的重量(wt％)，所述水溶性聚合物优选以大约45wt％到大约85wt％，例如60wt％，大约72wt％或74wt％的量包含在薄膜中。

如果使用聚乙烯醇或其共聚物，则PVOH可以部分或完全水解。聚乙烯醇(PVOH)是通常通过聚乙酸乙烯酯的醇解，通常称作水解或皂化，制备的合成树脂。

其中几乎所有的乙酸酯基团都已经转变成醇基(例如，98％或更高的水解度)的完全水解的PVOH是强氢键键合的、高度结晶的聚合物，其仅溶于热水中——例如，在大约60℃和更高的温度下迅速溶解。

如果在聚乙酸乙烯酯的水解之后允许保留足够数目的乙酸酯基团，则PVOH聚合物被称为是部分水解的，所述聚合物是较弱地氢键键合的和较小程度地结晶，并且可溶于冷水中——例如，在大约10℃和更高的温度下迅速溶解。

完全和部分水解的PVOH类型通常均被称为PVOH均聚物，虽然部分水解的类型实际上是乙烯醇-乙酸乙烯酯的共聚物。

可溶于中等冷/热水的薄膜可以包括，例如，部分水解的PVOH的共混物(例如，具有大约94％到大约98％的水解度)，并且仅易溶于温水中——例如，在大约40℃和更高的温度下迅速溶解。

术语PVOH共聚物通常用来描述通过乙烯基酯，有代表性的是乙酸乙烯酯，和另一种单体的共聚物的水解获得的聚合物。通过改变共聚单体的种类和数量可以使PVOH共聚物适应所需的薄膜特性。共聚的实例是乙酸乙烯酯与羧酸或与羧酸的酯的那些共聚合。同样，如果这些共聚物中的乙酸酯基团的水解仅是部分的，则所得的聚合物虽然通常称其为共聚物，但也可以称作PVOH三元共聚物——具有乙酸乙烯酯、乙烯醇和羧酸基团。

本领域中已知的是，与部分水解类型的PVOH均聚物相比，许多PVOH共聚物由于其结构可以更加迅速地溶于冷水中。因此这种共聚物已经大量地用于制造各种液体和粉状产品的以单元剂量呈现的包装薄膜，这些产品包括但不限于：农用化学品、家用和工业清洁化学制品、洗涤清洁剂、水处理化学制品等。

在一类实施方案中，所述薄膜是可溶于热水的。在可考虑的一种这样的实施方案中，所述薄膜在10分钟内，优选在5分钟内溶于80℃的水中。这种薄膜可以包括完全水解的PVOH和用于所述PVOH的交联剂。

在另一种类实施方案中，所述薄膜是可溶于冷水的。在可考虑的一种这种实施方案中，所述薄膜在10分钟内，优选在5分钟内溶于10℃的水中。这种薄膜可以包括部分水解的PVOH(例如，大约70％到大约90％，有代表性地为大约80％到大约90％的水解度)，可包括交联剂，也可不包括。

在另一类实施方案中，所述薄膜是可溶于中等冷/热水的，或是可崩解的。这种薄膜可以包括，例如，部分水解的PVOH(例如，具有大约94％到大约98％的水解度)的共混物，或者可进一步包括交联剂。可溶于中等冷/热水的薄膜也可以设计成在冷或温水中破裂成碎片。在可考虑的一个这种实施方案中，所述薄膜在20分钟内，优选在10分钟内在室温下的水中破裂成碎片，例如用于可冲洗的应用中。

所述亲水性纳米级微粒选自如下组中：天然层状硅酸盐材料(粘土)，包括：蒙脱石(smectite)族的纳米粘土，合成层状硅酸盐(例如，可以从Laporte Industries PIc，UK获得的LAPONITE粘土)，纳米结晶主族金属氧化物，纳米结晶稀土金属氧化物，纳米结晶过渡金属氧化物，上述物质的纳米结晶混合氧化物；纳米结晶主族金属磷酸盐和膦酸盐，纳米结晶过渡金属磷酸盐和膦酸盐以及纳米结晶碱土金属磷酸盐和膦酸盐；纳米结晶硫族元素化物；纳米结晶富勒烯聚集体，和任何上述物质的组合。

优选的是亲水性纳米粘土，它们选自蒙脱石族的纳米粘土(例如滑间皂石(aliettite)、贝得石、水辉石(hectorite)、蒙脱土(montmorillonite)、绿脱石(nontronite)、皂石(saponite)、锌蒙脱石(sauconite)、硅镁石(stevensite)、锂蒙脱石(swinefordite)、铬岭石(volkonskoite)、雅洪托夫石(yakhontovite)和无铝锌皂石(zincsilite))。更优选的是蒙脱土如钠蒙脱土(sodium montmorillonite)。钠蒙脱土可购自德克萨斯的Gonzales的Southern Clay Products，Inc.，商品名CLOISITE NA。蒙脱土粘土天然地形成片状结构的堆叠体，或薄片。这些薄片之间的间隔称作廊道间隔。在适当条件下，所述廊道间隔可以充满所述水溶性聚合物。这增加了所述薄片之间的距离(d间距)，使粘土溶胀。用聚合物溶胀的粘土薄片被称为是插层的。如果所述粘土过度溶胀以致它不再组成堆叠体，则称其是剥离的。

在一类实施方案中，考虑使用平均薄片厚度为至多大约10纳米并且长径比为至少大约50的纳米级微粒。例如，大约1纳米到大约10纳米的平均薄片厚度，和各自为大约50纳米到大约1.5微米的高度和宽度。例如，长径比可以为大约100到大约1000，或大约100到大约500。认为CLOISITENA钠蒙脱土纳米粘土具有大约7微米的标称颗粒尺寸，颗粒尺寸分布为大约1微米到大约15微米。据信单个CLOISITE NA钠蒙脱土纳米粘土薄片为大约1纳米厚并且具有大约70纳米到大约150纳米的平均直径。据信CLOISITENA的d间距大约为12。在本发明的薄膜中，优选至少将所述纳米级微粒薄片插层，或可以将它们剥离。插层、剥离和均匀分散到聚合物中的方法在现有技术中是已知的。例如，剥离和均匀分散到水溶性聚合物中的过程可以包括剪切混合，其中可以改变剪切速率和停留时间以达到所需的结果。

基于薄膜的重量，亲水性纳米级微粒优选以至多大约10wt％或小于10wt％，例如大约1wt％到大约10wt％，或6wt％到大约10wt％的量存在。例如，可以以大约7wt％或大约10wt％的量添加钠蒙脱土用于可溶于热水的PVOH薄膜，以大约4wt％的量添加钠蒙脱土用于可溶于冷水的PVOH薄膜。其它的实施方案考虑使用较低含量的包括纳米粘土的纳米级微粒，如大约5wt％或更少，小于5wt％，大约4wt％或更少，小于4wt％，1wt％到5wt％，和1wt％到4wt％。

对于作为水溶性聚合物的PVOH，所述交联剂可以是任何可以与PVOH的羟基形成化学键的化学试剂。这些交联剂包括，但不限于，单醛(例如，甲醛和乙醇醛)，二醛(例如，乙二醛、戊二醛和丁二醛)，含醛的树脂(例如三羟甲基蜜胺)，二羧酸(例如，马来酸、草酸、丙二酸和琥珀酸)，柠檬酸，缩水甘油基和其它双官能化甲基丙烯酸酯，N-内酰胺羧酸酯，二硫酚(例如，间-苯并二硫酚)，硼酸和硼酸盐，碳酸铵锆，无机聚离子(例如，钼酸盐和钨酸盐)，铜盐和其它1B族金属的盐，聚酰胺-表氯醇树脂(聚氮杂环丁烷预聚物)，和任何上述物质的组合。

出于对最终薄膜溶解度的考虑，交联剂优选是具有一个或多个以下官能团的那些交联剂：通过不稳定极性共价相互作用形成配合物的那些交联剂，通过离子相互作用交联的那些交联剂，通过氢键相互作用交联的那些交联剂，和这些交联剂的组合，而不是与羟基发生直接缩合反应(如分别与羧酸和醛的酯化和缩醛反应)的那些交联剂。这些优选的交联剂的实例是硼酸盐，硼酸，碳酸铵锆，无机聚离子如钼酸盐和钨酸盐，铜盐和其它1B族金属的盐，聚酰胺-表氯醇树脂，以及它们的组合。

用于PVOH的特别优选的交联剂是硼酸和聚酰胺-表氯醇树脂。优选的水溶性聚酰胺-表氯醇可购自特拉华州威尔明顿的Hercules，Inc.，商品名为POLYCUP 172(12％树脂)。

基于薄膜的重量，交联剂优选以至多大约10wt％，例如大约1wt％到大约10wt％，或5wt％到大约10wt％的量存在。例如，水溶性聚酰胺-表氯醇树脂优选以大约7wt％的量与PVOH一起使用。作为另一种实例，硼酸优选以大约5wt％的量与PVOH一起使用。

所述薄膜组合物和薄膜可以，例如以适合于其所需目的的用量，包含其它的辅助成膜剂和加工助剂，例如，但不限于：增塑剂、润滑剂、脱模剂、填料、增量剂、防结块剂、去粘剂、消泡剂和其它的功能性成分。

包括增塑剂的实施方案是优选的，例如甘油。例如，在优选的实施方案中，与PVOH一起，以大约10wt％到大约15wt％，例如大约11wt％，大约12wt％，或大约15wt％的量使用甘油。其它的适合与PVOH使用的增塑剂在本领域中是已知的并且考虑用于本文描述的薄膜中。

增塑的薄膜是柔性的。例如，拉伸性能可以用作柔韧性的量度。本领域中已知的测量拉伸性能的一种方法是ASTMD882“薄塑料薄膜的拉伸性能(Tensile Properties of Thin Plastic Sheeting)”。因此，在一类实施方案中，所述柔性薄膜在大约500psi(3.45MPa)到大约8000psi(55.2MPa)的范围内具有100％模量值(ASTMD-882)。在另一类实施方案中，所述柔性薄膜具有在大约100％到大约700％的极限伸长值(ASTMD-882)。所述柔性薄膜优选同时具有大约500psi(3.45MPa)到大约8000psi(55.2MPa)范围内的100％模量和在大约500psi(3.45MPa)到大约8000psi(55.2MPa)范围内的100％模量(ASTMD-882)。

就柔韧性的拉伸性能量度而言，优选的柔性薄膜具有大约1000psi(6.9MPa)到大约5000psi(34.5MPa)的100％模量值。优选的柔性薄膜还可以具有大约150％到大约400％的极限伸长值。因此，特别优选的柔性薄膜同时具有大约1000psi(6.9MPa)到大约5000psi(34.5MPa)的100％模量和大约150％到大约400％的极限伸长值。

现有的基于完全水解的PVOH的可溶于热水的薄膜对于冷或温的水性液体不是不可渗透的，在直接接触时，所述薄膜将吸收大量水，在该过程中其机械性能变得较弱，并且最终允许大量水穿过薄膜。通过在成膜组合物中引入例如至多大约5wt％或大约10wt％的钠蒙脱土纳米粘土，连同例如至多大约10wt％的交联剂如硼酸和/或水溶性聚酰胺-表氯醇，可以形成完全水不可渗透的PVOH薄膜，而该薄膜仍然具有柔性并且可溶于热水。

基于部分水解的PVOH树脂的可溶于冷水的薄膜或其它包括共聚物的可溶于冷水的树脂通常用来包装单元剂量的液体制剂，包括无水制剂如洗涤剂。这些薄膜通常有“渗液”的倾向，从而该基本无水的液体渗出所述薄膜并且在外表面上显现。通过在部分水解的PVOH成膜组合物中引入例如，钠蒙脱土纳米粘土，或者进一步加入交联剂，可以形成基于PVOH的薄膜，其对于基本上无水的液体是不可渗透的，但是仍然可溶于冷水。

提供中等冷/热水可溶性的基于PVOH树脂体系的薄膜通常经配制以使它们在冷水中破裂成碎片。这些薄膜用于例如，诸如女性卫生产品和造口术产品的可冲洗应用中。通过在所述成膜组合物中引入例如钠蒙脱土纳米粘土，或者进一步引入交联剂(如硼酸)，可以显著地增强所述薄膜的液体阻隔性能，而同时保持所需的在冷水中的破裂性能。这种性能的增强可以允许，例如更自由的选择PVOH树脂体系。

如上所述，所述薄膜是水溶性的并且可以设计成在各种水温下或各个水温范围内崩解和/或溶解。通过包含在此描述的纳米级微粒，还可以使所述薄膜对水和/或其它液体在不同程度上不可渗透。例如，在此所描述的那样，可以使可溶于热水的薄膜容器直接装盛冷或温的水性液体，而不发生液体的渗透。

所述薄膜可以在需要水溶性，同时还需要液体不渗透性的各种应用中使用。

在优选的实施方案中，通常所述薄膜具有至多大约250微米，如大约20微米到大约100微米，或例如75微米的厚度。

对于诸如造口术的应用，可以通过使用本领域中已知的涂覆技术涂覆本发明的薄膜来获得具有提高的气体(例如，气味)阻隔性能的薄膜，所述涂覆技术包括用于沉积高阻隔的有机可溶性聚合物如聚偏二氯乙烯和乙烯-乙烯醇共聚物的印刷型的方法。其它可考虑的涂覆技术包括溅镀、阴极弧蒸发和脉冲激光烧蚀的物理气相沉积(PVD)技术，和包括优选的等离子增强的化学气相沉积CVD(PECVD)法的化学气相沉积(CVD)法。可考虑的PECVD涂料包括氧化硅和含硅聚合物。可以在所述薄膜的一面或两面上提供涂层。优选地，以不会损害所需的水溶性或在水中崩解(例如可冲洗性)的特性的厚度提供这种涂层。在微米和亚微米范围内的涂层可被考虑(例如，几百纳米)。

由所述薄膜或薄膜组合物制成的容器也被加以考虑。可以通过任何方法将所述薄膜形成容器，例如包装袋，或者可以用所述薄膜组合物直接制成容器。例如，可以由例如热封、溶剂粘合、超声波或介电焊接、或射频密封沿边缘粘结(例如，彼此粘结)的两片(例如，膜幅或膜片)薄膜形成包装袋。所述容器可以构造为各种形状并且具有各种密封轮廓。如果要通过崩解或者溶解薄膜之外的方法释放包装在其中的材料，所述容器也可以包括一个或多个开口。

在其它实施方案中，可以由折叠并沿折叠部分的边缘自密封的连续膜幅形成包装袋。有许多可以由例如一幅或两幅薄膜形成并且填充这种包装袋的封装机器。

可考虑的是在一类实施方案中，在所述薄膜容器中封装或包含液体。例如，所述液体可以是水性的、基本上无水的或者无水的。预期的是所述液体可以与所述薄膜的至少一部分直接接触。

可考虑的制造水溶性薄膜的方法，该方法包括以下步骤：制造亲水性纳米级微粒、水溶性聚合物、增塑剂和水性溶剂，或者可进一步包括交联剂的混合物，然后除去所述溶剂以形成增塑的水溶性薄膜。也可以将水溶性聚合物和纳米级微粒干混，并且将所述共混物与水性溶剂混合。

所述组分，例如所述亲水性纳米级微粒、水溶性聚合物、增塑剂、溶剂和交联剂，在所述混合物中的含量优选为结合上述组合物和薄膜的优选实施方案描述的量，或与一个或多个以下实施例一致的量。在干燥之前所述组合物的固体含量可以在任何所需的范围内，例如大约20wt％到大约40wt％。

优选地，该方法还包括剪切混合所述混合物的步骤。所述剪切混合方法可以包括升高含有亲水性纳米级微粒的液体混合物的温度的步骤，例如将水性溶液的温度升高至沸点附近的温度。该方法可以任选地包括旨在添加其它膜组分、混合和成膜的步骤。例如，该方法可以包括加热所述成膜组合物以除去溶剂的步骤。

可考虑的成膜操作如溶液流延、吹塑和片材挤出。

还可考虑所述薄膜和由其制造的容器的使用方法。所述薄膜可以用作阻隔物以约束液体，包括水性液体，例如作为容器壁或作为由所述薄膜制成的整个容器。因此，该方法可以包括以下步骤：由所述的组合物或者薄膜形成在使用中接触液体的容器的至少一部分。

所述方法还可以包括以下步骤：将至少部分地由所述的水溶性结构制成的容器的液体内容物加热至足以溶解所述结构的温度，从而释放所述液体内容物。所述方法还可以包括使所述的水溶性结构与在足以溶解该结构的温度下的水相接触的步骤。例如，可以用热水洗涤包含在由所述增塑的水溶性薄膜形成的容器中的水性组分以溶解该薄膜并且释放所述水性内容物。

实施例

提供以下实施例用以说明而非限制本发明的范围的意图。

实施例1

由30％固体的水溶液制备75微米厚的可溶于热水的薄膜，所述水溶液包含4.04wt％钠蒙脱土(CLOISITE NA)、4.98wt％水溶性聚酰胺-表氯醇树脂(POLYCUP 172)、11.8wt％作为增塑剂的甘油和78.68wt％完全水解的聚乙烯醇(ELVANOL 71-30)，余量为表面活性剂和脱模剂。将该溶液剪切混合30分钟。通过如下方法制备薄膜：将所述溶液从槽缝模头中流延到加热到85℃的连续的不锈钢带上，并且通过让湿薄膜穿过具有设置为450(区1)和350(区2)的两个温度区的燃气干燥箱而将其干燥。对该薄膜的小角度X射线散射(SAXS)研究表明借助于PVOH渗透，纳米粘土的微观结构被插层，薄片d间距增加了大约50％，达到18。将该薄膜制成的小袋能够装盛38℃的水24小时，而没有水的渗透或薄膜的软化。所述薄膜在大约17秒内溶解于80℃的蒸馏水中。当适当形成所述薄膜时，其可用作用于基本为水性液体的可溶于热水的容器。

实施例2

由30％固体的水溶液制备75微米厚的可溶于热水的薄膜，该水溶液包含7.15wt％钠蒙脱土(CLOISITE NA)、7.4wt％水溶性聚酰胺-表氯醇(POLYCUP 172)、11.1wt％作为增塑剂的甘油和74.0wt％完全水解的聚乙烯醇(ELVANOL 71-30)，余量为表面活性剂和脱模剂。将该溶液剪切混合，将温度从室温升高至大约100℃，然后冷却到大约85℃。按如下方法制备薄膜：使用刮刀装置将所述溶液流延到加热至85℃的不锈钢表面上，并且使湿薄膜干燥大约10分钟。将薄膜制成小袋，所述小袋能够装盛38℃的水24小时，而没有水的渗透或薄膜的软化。所述薄膜在大约35秒内溶解于80℃的蒸馏水中。当适当形成所述薄膜时，其可用作用于基本上水性的液体的可溶于热水的容器。

实施例3

由30％固体的水溶液制备75微米厚的可溶于热水的薄膜，该水溶液包含10.1wt％钠蒙脱土(CLOISITE NA)、5.1％硼酸、12.1wt％的作为增塑剂的甘油和72.4wt％完全水解的聚乙烯醇(ELVANOL 71-30)，余量为表面活性剂和脱模剂。将该溶液剪切混合，将温度从室温升高至大约100℃，然后冷却至大约85℃。按如下方法制备薄膜：使用刮刀装置将所述溶液流延到加热至85℃的不锈钢表面上，并且使湿薄膜干燥大约10分钟。将薄膜制成小袋，所述小袋能够装盛38℃的水24小时的，而没有水的渗透或薄膜的软化。所述薄膜在大约25秒内溶解于80℃的蒸馏水中。当适当地形成所述薄膜时，其可用作用于基本上水性的液体的可溶于热水的容器。

实施例4

由38wt％固体的水溶液制备75微米厚的可溶于冷水的薄膜，该水溶液包含4.0wt％钠蒙脱土(CLOISITE NA)、14.7wt％的作为增塑剂的甘油和60.0wt％的羧酸酯改性的聚乙烯醇，余量为表面活性剂、增量剂和脱模剂。将该溶液剪切混合，将温度从室温升高至大约100℃，然后冷却到大约85℃。按如下方法制备薄膜：使用刮刀装置将所述溶液流延到加热至85℃的不锈钢表面上，并且使湿薄膜干燥大约10分钟。将薄膜放在装有60ml丙二醇的100ml烧杯的顶上，并且用橡皮圈在烧杯边的下面将其紧紧地固定以使该薄膜在整个顶部拉紧。倒置烧杯并且夹持在实验室夹具中保持24小时。这段时间之后，没有观察到薄膜的渗透、软化或下垂。由于吸收了丙二醇，所述薄膜在暴露区域的重量增加了9％。使用不包含钠蒙脱土的薄膜进行的类似的实验结果为24小时后所述薄膜的显著软化和下垂。由于吸收了丙二醇，所述薄膜在暴露区域的重量增加了30％。所述含钠蒙脱土的薄膜在130秒内溶解于10℃的蒸馏水中。该薄膜可用作用于液体制剂的可溶于冷水的单位剂量包装薄膜，所述液体制剂会渗透常规聚乙烯醇薄膜。

实施例5

由30％固体的水溶液制备75微米厚的可溶于温水的薄膜，该水溶液包含4.0wt％钠蒙脱土(CLOISITE Na)、13.3wt％作为增塑剂的甘油、18.0wt％的水解度为96％的聚乙烯醇(CELVOL 425)和54.0wt％的水解度为98％的聚乙烯醇(MOWIOL 20-98)，余量为改性淀粉(11.0wt％)、表面活性剂和脱模剂。将该溶液剪切混合，将温度从室温升高至大约100℃，然后冷却到大约85℃。按如下方法制备薄膜：使用刮刀装置将所述溶液流延到加热至85℃的不锈钢表面上，并且使湿薄膜干燥大约10分钟。将所述薄膜制成小袋，所述小袋能够装盛38℃的水24小时，而没有水的渗透或薄膜的软化。当在21℃的蒸馏水中适当搅拌时，所述薄膜在大约10分钟内崩解为碎片。当适当形成所述薄膜时，其可用于冷水可冲洗的应用中，如造口术用袋、便盆衬里和便桶衬里。

给出以述描述仅用于清楚地理解，不应理解为是不必要的限制，因为在本发明范围内的修改对本领域普通技术人员来说是显而易见的。

与现有的用于装盛液体的水溶性薄膜相比，本文的薄膜和容器的实施方案可以具有一个或多个优点。例如，现有的薄膜包括一个或多个水不溶性材料的涂层，而当使用本文描述的薄膜时，可包括也可不包括这种涂层。显然，省去二次涂覆操作使制造方法简化和有效。此外，在水溶性薄膜上提供这种涂层通常面临巨大的技术挑战，因为当所述水溶性薄膜在其最终使用或其处理中溶解时通常要求这种涂层分解为颗粒，而所述涂层还必须提供所需的用于特定应用的液体阻隔性能。省去二次涂层可以消除在所述薄膜溶解后由来自这种涂层的残余颗粒物质所带来的潜在问题。

在其中将组合物和薄膜描述为包括组分或材料的整个说明书中，除非另外描述，认为所述组合物和薄膜还可以主要由，或由所列出的组分或材料的任何组合构成。例如，可考虑由、或者主要由水溶性聚合物如PVOH、增塑剂、亲水性纳米级微粒如纳米粘土、用于所述聚合物的交联剂和可任选的一种或多种其它填料或助剂构成的水溶性薄膜。

本文公开的方法的实践，以及其各个步骤可以手工和/或借助于电子设备进行。虽然已参照特定的实施方案描述了方法，但是本领域普通技术人员将容易地理解，可以使用实施与所述方法有关的操作的其它方法。例如，在不脱离本方法的范围或精神的情况下可以改变各个步骤的顺序。此外，可以将各个步骤中的一些结合、省去或进一步再分成附加的步骤。

Claims (23)

1.一种薄膜，包括：柔性的、水溶性的、均质薄膜，所述薄膜包含聚乙烯醇、亲水性纳米级微粒和增塑剂。

2.根据权利要求1的薄膜，其中所述水溶性聚合物是聚乙烯醇。

3.根据权利要求2的薄膜，其中所述聚乙烯醇是完全水解的。

4.根据权利要求2的薄膜，其中所述聚乙烯醇具有大约70％到100％的水解度。

5.根据上述权利要求中任一项的薄膜，其中所述亲水性纳米级微粒选自由蒙脱石族粘土、它们的改性形式和上述物质的组合所组成的组中。

6.根据上述权利要求中任一项的薄膜，其中所述亲水性纳米级微粒选自由膨润土、蒙脱土、皂石、水辉石、贝得石、绿脱石、它们的改性形式和上述物质的组合所组成的组中。

7.根据权利要求6的薄膜，其中所述亲水性纳米级微粒是蒙脱土。

8.根据权利要求7的薄膜，其中所述亲水性纳米级微粒是钠蒙脱土。

9.根据上述权利要求中任一项的薄膜，其中基于所述薄膜的重量，所述亲水性纳米级微粒以大约1％到大约10％的量存在。

10.根据权利要求9的薄膜，其中基于所述薄膜的重量，所述亲水性纳米级微粒以大约1％到大约5％的量存在。

11.根据权利要求10的薄膜，其中基于所述薄膜的重量，所述亲水性纳米级微粒以大约1％到大约4％的量存在。

12.根据上述权利要求中任一项的薄膜，进一步包含用于所述聚合物的交联剂。

13.根据权利要求12的薄膜，其中所述交联剂选自硼酸盐、硼酸、碳酸铵锆、无机聚离子、1B族金属盐、聚酰胺-表氯醇树脂和它们的组合。

14.根据权利要求13的薄膜，其中所述交联剂选自硼酸和水溶性聚酰胺-表氯醇。

15.根据权利要求14的薄膜，其中所述交联剂是水溶性聚酰胺-表氯醇。

16.根据权利要求12～16中任一项的薄膜，其中基于所述薄膜的重量，所述交联剂以大约1％到大约10％的量存在。

17.根据上述权利要求中任一项的薄膜，进一步包含气体阻隔涂层。

18.根据权利要求17的薄膜，其中所述气体阻隔涂层包含选自由氧化硅、含硅聚合物和它们的组合所组成的组中的材料。

19.一种制品，包括：至少部分地由根据上述权利要求中任一项的薄膜制成的容器，所述容器容纳液体，并且所述薄膜与所述液体直接接触。

20.在用于装盛液体的增塑的水溶性薄膜容器中的改进，包括在所述薄膜中包含亲水性纳米级微粒。

21.权利要求20的改进，进一步包括在所述薄膜中包含薄膜交联剂。

22.一种方法，包括以下步骤：用柔性的、水溶性的、均质薄膜封装液体，所述薄膜包含水溶性聚合物、亲水性纳米级微粒和增塑剂，然后

在足以溶解所述薄膜的温度下使所述薄膜与水接触，从而释放所述封装的液体。

23.权利要求22的方法，其中所述薄膜进一步包含用于所述聚合物的交联剂。