CN102781978B - 具有改善的溶解和应力性质的水溶性膜以及由其制备的小袋 - Google Patents
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Abstract
公开了小袋,其具有至少一个含有第一组合物的密封隔室。至少一个密封隔室中的至少一个壁由具有任何适合厚度的水溶性膜制成。所述水溶性膜包含PVOH聚合物使得当膜具有约76微米的厚度时膜的特征在于溶解指数为约620至约920、或约665至约920、或约710至约920;并且应力指数为约145至约626、或约155至约480、或约165至约325。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求均于2010年1月29日提交的美国临时专利申请61/299,836和61/299,834的优先权权益,每篇临时申请均以引用的方式全文并入本文。
发明领域
本公开整体涉及水溶性膜和包含水溶性膜的小袋。更具体地,本公开涉及水溶性膜和包含具有所需特性的水溶性膜的小袋,所需特性包括良好的冷水溶解性、湿手水分抗性和机械特性。
发明背景
水溶性聚合物膜通常用作包装材料以简化待递送物质的分散、倾注、溶解和量化。例如,由水溶性膜制得的小袋通常用于包装家用护理组合物,例如,衣物或碗盘清洁剂。消费者可以直接将小袋装组合物添加到混合容器(例如桶、水槽或洗衣机)中。有利地,这可提供精确的定量同时不需要消费者对组合物进行测量。小袋装组合物也可以减少混乱,该混乱与从容器将类似的组合物分配,例如从瓶子倾注液体衣物清洁剂有关。总之,可溶性预先测量聚合物小袋在多种应用中为消费者的使用提供便利。
用于制备目前市售的一些水溶性聚合物膜在洗涤循环过程中可能不能完全溶解,在洗涤物内的物件上留下膜残留物。当小袋在极端(stressed)洗涤条件下使用时,例如当小袋在冷水,即在低至5℃的水中使用时,可尤其发生此类问题。值得注意的是,环境关注和能量成本致使消费者希望使用较冷的洗涤水。
或者,完全溶解在冷水中的水溶性聚合物膜可能对水分和湿气过于敏感而无法使小袋进入消费市场。例如,由用湿润的手处理小袋而带来的高湿气或水滴可导致可溶小袋粘连在一起和/或溶穿包装膜而引起小袋内容物的渗漏。
由包含聚乙烯醇聚合物的一些膜制成的小袋已在解决上述问题方面取得一定的成功。然而,在这些小袋的使用寿命期间,当一些聚乙烯醇膜与某些清洁剂组合物接触时,一些聚乙烯醇膜的冷水溶解性可能降低。不受理论限制,认为膜的溶解性变低,是由于膜和小袋内组合物之间的化学作用所致。因此,当它们老化时,这些小袋在冷洗涤循环过程中可变得不能完全溶解,并可能转而在洗涤物内的物件上留下膜残留物。
由包含除聚乙烯醇聚合物之外的聚合物的水溶性膜制成的小袋可能无法顺利地解决各前述问题。例如,包含淀粉和/或纤维素的聚合物膜可以提供良好的湿手水分抗性(wet hand moisture resistance)。然而,为达到良好的冷水溶解性,这样的膜必须要很薄以致于其机械性能(包括与加工性相关的那些性能)受到损害。而且,包含淀粉和/或纤维素的膜几乎难于加工,因为与包含聚乙烯醇聚合物的类似厚度的膜相比,它们相对缺乏机械拉伸性或伸长率。
因此,仍存在对包含水溶性膜的小袋的需求,该膜具有良好冷水溶解性(甚至当老化时)、湿手水分抗性和机械性能(包括但不限于良好的加工性)的所需特性。
发明概述
本公开提供了通过提供具有新特性组合的水溶性膜来解决每一个前述问题的方法。这些特性分别如下量化。
冷水溶解性被量化为膜的溶解时间。使用公开的载片溶解试验测量溶解时间。
湿手水分抗性通过膜对水分和湿气的敏感性,即膜的湿处理特性来量化。湿手水分抗性使用如下所列的破裂强度试验来测量。
组合这两种物理特性以提供膜的溶解指数。鉴于这些参数中的每一种与消费者体验的不同方面(即在洗涤过的衣物上的小袋残余物和由于与湿手接触而使小袋粘在一起)相关,因此在用于方程(1)中所定义的溶解指数的方程中对它们差异性加权:
(1)溶解指数=7*(溶解时间)+(破裂强度)
膜的机械特性通过其在100%伸长率时的应力和其最终抗拉强度来量化。这些量利用ASTM D 882“塑料薄板材抗拉特性的标准试验方法(Standard Test Method for TensileProperties of Thin Plastic Sheeting)”来测量。
将这两种膜机械特性组合以提供如以下方程(2)所定义的膜的应力指数:
(2)应力指数=(在100%伸长率时的应力)*(最终抗拉强度)
不希望受理论限制,认为具有过高溶解指数(即高于约920)的膜可提供在使用过程中不完全溶解的小袋。另一方面,据信具有过低溶解指数(即低于约620)的膜可向消费市场提供对水分和湿气过于敏感的小袋。而且,据信具有过高应力指数(即高于约626)的膜可由于模制成空腔的难度而难以加工成小袋。另一方面,据信具有过低应力指数(即低于约145)的膜可在加工成小袋过程中易于形成针孔。
根据本公开的小袋具有至少一个含有第一组合物的密封隔室,其中至少一个密封隔室的至少一个壁由具有任何适合厚度的水溶性膜制成,所述水溶性膜包含一种或多种聚乙烯醇(PVOH)聚合物使得当膜具有约76微米(μm)的厚度时其特征在于:(a)溶解指数为约620至约920、或约665至约920、或约710至约920;以及(b)应力指数为约145至约626、或约155至约480、或约165至约325。
附图简述
可参考所附附图更容易地理解本公开,在附图中:
图1是用于测定膜样品的水崩解和溶解时间的试验装置的透视图;
图2是说明用于测定膜样品的水溶性的方法的试验装置和试验装备的透视图;以及
图3是图2的试验装备的顶视图。
发明详述
定义
如本文所使用,“包含”是指可结合地用于实施本公开的各种组分、成分或步骤。因此,术语“包含”包括更具限定性的术语“基本上由…组成”和“由…组成”。本发明组合物可包含本文公开的所需且任选的元素、基本上由本文公开的所需且任选的元素组成或由本文公开的所需且任选的元素组成。
如本文所使用,“老化”膜是指已在长时段内暴露于(或接触)液体和/或粉末组合物的膜,其代表实际的消费者使用体验,即从产品制造、运输和贮存于消费者家中直到产品使用。用于测试目的的“老化”膜的方法在下面详细描述。
如本文所使用,“新(Fresh)”膜是指未暴露于用于典型的消费者清洗产品的液体或粉末组合物的膜。这种膜可能已通过典型的膜运输和/或贮存于制造工厂而暴露于环境空气水分。
如本文所使用,“液体”包括膏、液体、凝胶、泡沫和摩丝。液体的非限制性实例包括轻垢型和重垢型液体清洁剂组合物、织物增强剂、硬表面清洁剂组合物、通常用于衣物和洗碗盘的清洁剂凝胶、漂白剂和衣物添加剂、香波,沐浴剂以及其它个人护理组合物。气体(例如,悬浮的泡沫)或固体(例如颗粒)可以包含在液体内。
如本文所使用,“固体”包括粉末、凝聚块或其混合物。固体的非限制性实例包括:微囊体;珠体;条状物(noodle);和珠光球体。固体(例如固体组合物)可以提供技术益处,包括但不限于彻底清洁(through-the-wash)益处,预处理益处和/或美观效果。
如本文所使用,“织物护理有益试剂”是指当衣服或织物上存在足量的物质时,可向衣服和织物(特别是对含棉和富含棉衣服和织物)提供织物护理益处例如织物软化、颜色保护、减少起球/起毛、抗磨损、抗起皱等的任何物质。织物护理有益试剂的非限定性实例包括阳离子表面活性剂、硅酮、聚烯烃蜡、乳胶、油性糖衍生物、阳离子型多糖、聚氨酯、脂肪酸及其混合物。
如本文所使用,“沉积助剂”是指显著增加在洗涤期间织物护理有益试剂在织物上的沉积的任何阳离子聚合物或阳离子聚合物的组合。
所有百分比、份数和比率基于膜组成的总干重或本公开的包装内容物组成的总重并且除非另有说明,否则所有的测量均在约25℃进行。除非另有说明,否则当它们属于所列成分时,所有这样的重量均基于活性组分含量,因此不包括可能包含在商购材料中的载体或副产物。
本文公开的所有数值范围意指包括范围内的每个单独数字并且包括所公开的范围上限和下限的任何组合。
本文所公开的尺寸和值不应理解为严格地限于所述的准确数值。相反,除非另有说明,否则每个此类尺寸意在表示所述值和在该值周围的功能上等效的范围。例如,公开为“40mm”的尺寸意指表示“约40mm”。
本文所述的小袋包含水溶性膜。下文描述了水溶性膜、包含水溶性膜的小袋、包含在小袋中的组合物(即,“小袋组合物”)、用于小袋的包装和利用小袋进行洗涤的方法。
如本文所使用,应该认为术语包装和小袋是可互换的。在某些实施方案中,术语包装和小袋分别用于表示使用膜制备的容器和优选地内部密封有材料的密封容器,例如呈测量剂量递送系统的形式。密封的小袋可以由任何适当的方法制备,包括这样的方法和特征,例如热密封、溶剂焊接和粘合剂密封(例如,使用水溶性粘合剂)。
水溶性膜
本文所述的小袋包含水溶性膜。所述水溶性膜包含总计为约50重量%的包含一种或多种PVOH聚合物的PVOH树脂。所述膜可具有任何适合厚度使得当膜具有约76微米(μm)的厚度时,其特征在于:(a)溶解指数为约620至约920、或约665至约920、或约710至约920;以及(b)应力指数为约145至约626、或约155至约480、或约165至约325。所述膜可任选地具有以下特性的任何一种或多种:
本文所述的膜包括一种或多种聚乙烯醇(PVOH)聚合物以构成膜的PVOH树脂含量。一种或多种PVOH聚合物可以通过本文的教导选择或共混以得到制品,例如可溶于水溶液的膜。高分子量PVOH聚合物提供相当好的残余水分抗性但是在水中溶解性较差并难以热成型,这部分归因于PVOH聚合物的热敏感性。低分子量PVOH聚合物提供良好的冷水溶解性但是与残余水分的反应性过高而无法用于商业或消费环境中并且难以热成型,这部分归因于填充液体或凝胶时的塞孔(pinholing)和随后的渗流。
聚乙烯醇是通常通过聚乙酸乙烯酯的醇解(通常称为水解或皂化)而制备的合成树脂。完全水解的PVOH(其中实际上所有的乙酸酯基团已经转化成醇基团)是强氢键连接的、高结晶聚合物,其仅溶于热水–大于约140℉(约60℃)。如果在聚乙酸乙烯酯水解之后允许保留足够数目的乙酸酯基团,即PVOH聚合物是部分水解的,那么聚合物是较弱氢键连接的、结晶度较低的并且通常溶解于冷水-小于约50℉(约10℃)。因此,部分水解的聚合物是乙烯醇-乙酸乙烯酯共聚物,即为PVOH共聚物。因此,一种或多种部分水解的PVOH共聚物用于所述组合物。
膜的总PVOH树脂含量的水解度可以为至少80%、84%或85%且至多约92%、90%、89%、88%或87%,例如在约84%至约90%,或85%至88%或86.5%的范围内。如本文所使用,水解的程度表示为转化成乙烯醇单元的乙酸乙烯酯单元的百分比。
PVOH聚合物的粘度(μ)通过使用具有UL接头的Brookfield LV型粘度计新鲜制备的溶液来确定,如描述于英国标准EN ISO 15023-2:2006附录E Brookfield测试方法中所述。国际惯例是陈述4%聚乙烯醇水溶液在20℃时的粘度。本文指定的所有以厘泊(cP)计的粘度应该理解为表示4%聚乙烯醇水溶液在20℃时的粘度,除非另有说明。类似地,当将树脂描述为具有(或不具有)特定粘度时,除非另有说明,否则规定粘度是树脂的平均粘度,其本身具有相应的分子量分布。根据PVOH树脂,树脂的多分散性指数(PDI)可以在约1.5至约5的范围内,或更大。商业PVOH聚合物的PDI通常在约1.8至约2.3的范围内,并且典型的商业PVOH聚合物的PDI可低至1.7且高至2.9。这些商业PVOH聚合物通常根据规定标称粘度和规定水解度区分;例如MOWIOL 13-88具有13cP的规定标称粘度和88%的规定水解度。
PVOH树脂的粘度平均值可以为至少约13.5cP、14cP、15cP、16cP或17cP且至多约20cP、19cP、18cP、17.5cP,例如在约13.5cP至约20cP,或约14cP至约19cP,或约16cP至约18cP,或约17cP至约17.5cP的范围内。本领域熟知的是,PVOH树脂的粘度与PVOH树脂的重均分子量有关,并且通常粘度可用于代表因此,本公开关于PVOH树脂的粘度变化对本文公开的水溶性膜的性能或特性的影响的教导相应地适用于PVOH树脂的变化对所述性质的影响。
可商购的PVOH树脂的多分散性指数(PDI)值通常为约1.8至约2.2。用于本文的总PVOH树脂含量的PDI值可以为至少1.3、1.5、1.8、2、2.5、3,且至多6、5.5、5、4.5、4、3.5,例如在约1至约5,或约2至约4.5的范围内,或在约2.5至约4的范围内。
PVOH聚合物的混合物
PVOH树脂可以包括PVOH聚合物的混合物。例如,PVOH树脂可以包括至少两种PVOH聚合物,其中如本文使用,第一PVOH聚合物的粘度小于第二PVOH聚合物的粘度。第一PVOH聚合物的粘度可以为至少约8cP、10cP、12cP或13cP且至多约40cP、20cP、15cP或13cP,例如在约8cP至约40cP,或约10cP至约20cP,或约10cP至约15cP,或约12cP至约14cP,或13cP的范围内。而且,第二PVOH聚合物的粘度可以为至少约10cP、20cP或22cP且至多约40cP、30cP、25cP或24cP,例如在约10cP至约40cP,或20至约30cP,或约20至约25cP,或约22至约24,或约23cP的范围内。
单独的PVOH聚合物可以具有任何适当的水解度,条件是总PVOH树脂含量的水解度的水解度在本文描述的范围内。
任选地,PVOH树脂可以另外或替代地包括在约50,000至约300,000道尔顿或约60,000至约150,000道尔顿范围内的第一PVOH聚合物;和在约60,000至约300,000道尔顿或约80,000至约250,000道尔顿范围内的第二PVOH聚合物。
PVOH树脂仍可以进一步包括一种或多种另外的PVOH聚合物,该聚合物的粘度在约10至约40cP的范围内且水解度在约84%至约92%的范围内。
当PVOH树脂包括平均粘度小于约11cP且多分散性指数在约1.8至约2.3范围内的第一PVOH聚合物时,那么在一种类型的实施方案中,PVOH树脂包含小于约30重量%的第一PVOH聚合物。类似地,PVOH树脂可包含小于约30重量%的小于约70,000道尔顿的PVOH聚合物。
在本文描述的膜的总PVOH树脂含量中,PVOH树脂可以包含约10重量%、15重量%、20重量%、25重量%、30重量%、35重量%、40重量%、45重量%、50重量%、55重量%、60重量%、65重量%、70重量%、75重量%、80重量%、85重量%、90重量%的第一PVOH聚合物,和约10重量%、15重量%、20重量%、25重量%、30重量%、35重量%、40重量%、45重量%、50重量%、55重量%、60重量%、65重量%、70重量%、75重量%、80重量%、85重量%、90重量%的第二PVOH聚合物,例如约30至约85重量%的第一PVOH聚合物,或约45至约55重量%的第一PVOH聚合物。例如,PVOH树脂可以包含约50重量%的每种PVOH聚合物,其中第一PVOH聚合物的粘度为约13cP以及第二PVOH聚合物的粘度为约23cP。
一种类型的实施方案的特征在于,PVOH树脂包括约40至约85重量%的粘度在约10至约15cP的范围内且水解度在约84%至约92%的范围内的第一PVOH聚合物。另一种类型的实施方案的特征在于,PVOH树脂包括约45至约55重量%的粘度在约10至约15cP的范围内且水解度在约84%至约92%的范围内的第一PVOH聚合物。PVOH树脂可以包括约15至约60重量%的粘度在约20至约25cP的范围内且水解度在约84%至约92%的范围内的第二PVOH聚合物。一种预期类型实施方案的特征在于,PVOH树脂包括约45至约55重量%的第二PVOH聚合物。
当PVOH树脂包括多种PVOH聚合物时,PVOH树脂的PDI值大于任何所包含的单独PVOH聚合物的PDI值。任选地,PVOH树脂的PDI值大于2.2,2.3,2.4,2.5,2.6,2.7,2.8,2.9,3.0,3.1,3.2,3.3,3.4,3.5,3.6,3.7,3.8,3.9,4.0,4.5,或5.0。
膜组合物
水溶性膜可以包含总计为至少约50重量%、55重量%、60重量%、65重量%、70重量%、75重量%、80重量%、85重量%、90重量%的PVOH聚合物。
在选择PVOH树脂时,有利的是选择PDI值大于约2、2.2、2.4、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6、4.8或5.0的PVOH树脂;例如,PVOH树脂的PDI值可以大于包含在树脂中的任何单独PVOH聚合物的PDI值。
而且,有利的是选择加权平均水解度介于约80和约92%之间,或介于约83和约90%之间或介于约85至89%之间的PVOH树脂。通过公式计算,其中Wi是各PVOH聚合物的重量分数,Hi是各自的水解度。
还有利的是选择加权对数粘度平均值介于约10至约25之间,或介于约12至22之间,或介于约13.5至约20之间的PVOH树脂。通过公式计算,其中μt是各PVOH聚合物的粘度。
另外,有利的是选择树脂选择指数(RSI)在0.255至0.315,或0.260至0.310,或0.265至0.305,或0.270至0.300,或0.275至0.295,优选0.270至0.300范围内的PVOH树脂。RSI通过公式∑(Wi|μi-μt|)/∑(Wiμi)计算,其中μt是17,μi是各PVOH聚合物的平均粘度,且Wi是各PVOH聚合物的重量分数。
任选地,水溶性膜优选为由一个层或多个类似的层组成的自支撑膜。水溶性膜可以进一步任选地基本上由本文描述的PVOH树脂和增塑剂以及添加剂组成,并且基本上不含会影响溶解性、热成型性能或溶解性和热成型性能两者的其它膜层。
膜的PVOH树脂部分可基本上由PVOH聚合物组成或完全由PVOH聚合物组成。除PVOH聚合物之外,水溶性膜也可以包含成膜聚合物。这些另外的聚合物可以存在于膜中,其重量百分比基于膜的总重量为约0.1至约40%,或为约1至约30%。非限制性实例包括淀粉、纤维素材料、磺基聚酯及其混合物。其它非限制性实例包括:聚环氧烷、聚丙烯酸、聚乙烯基吡咯烷酮、纤维素、纤维素醚、纤维素酯、纤维素酰胺、聚乙酸乙烯酯、多羧酸和盐、聚氨基酸或肽、聚酰胺、聚丙烯酰胺、马来酸/丙烯酸的共聚物、多糖,包括淀粉和白明胶、天然树胶例如黄原胶和角叉胶。
水溶性膜可以包含其它辅助剂和加工剂,例如但不限于增塑剂、润滑剂、脱模剂、填料、增量剂、交联剂、抗粘连剂、抗氧化剂、消粘剂(detackifying agent)、消泡剂、纳米颗粒例如层状硅酸盐类型纳米粘土(例如,钠蒙脱石)、漂白剂(例如,亚硫酸氢钠或其它)和其它功能性成分,其含量适用于它们的预期用途。包括增塑剂的实施方案是优选的。这样的试剂单独或总共的含量可以为至多约50重量%,至多约20重量%,或至多15重量%,或至多约10重量%,或至多约5重量%,例如,至多4重量%。
增塑剂可以包括但不限于甘油、二甘油、山梨糖醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、丙二醇、至多400MW的聚乙二醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷、聚醚多元醇、2-甲基-1,3-丙二醇、乙醇胺及其组合。优选的增塑剂是甘油、山梨糖醇、三甘醇、丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、三羟甲基丙烷及其组合。增塑剂的总含量可在约1重量%至约40重量%,约10重量%至约40重量%,或约15重量%至约35重量%,或约20重量%至约30重量%的范围内,例如约25重量%。可以使用甘油、丙二醇和山梨糖醇的组合。任选地,甘油的用量可以为约5重量%至约30重量%,或约5重量%至约20重量%,例如约13重量%。任选地,丙二醇的用量可以为约1重量%至约20重量%,或约3重量%至约10重量%,例如为约6重量%。任选地,山梨糖醇的用量可以为约1重量%至约20重量%,或约2重量%至约10重量%,例如约5重量%。
水溶性膜的残余含水量可以进一步为至少4重量%,例如在约4至约10重量%的范围内,通过Karl Fischer滴定测得。
本发明的其它具体实施方案包括具有组合平均水解度,加权对数平均粘度和树脂选择指数的膜,如下表I中各单元格所示。
表I
制备膜的方法
一种预期类型的实施方案的特征在于,水溶性膜通过例如混合、共浇注或焊接第一PVOH聚合物和第二PVOH聚合物来形成。如果首先混合聚合物,那么水溶性膜优选地通过浇注所得混合以形成膜而形成。如果聚合物是焊接的,那么水溶性膜可以通过例如溶剂或热焊接形成。
膜可用于形成小袋以容纳包含清洁活性组分的清洁剂组合物,从而形成包装。清洁活性组分可以采用任何形式,例如粉末、凝胶、膏、液体、片剂或其任何组合。膜也用于需要改善的湿处理和低冷水残留的任何其它应用。膜形成小袋和/或包装的至少一个侧壁,任选地为整个小袋和/或包装,并且优选至少一个侧壁的外表面。
本文描述的膜也可以用于制备具有两个或更多个隔室的小袋,该隔室由相同的膜或与其它聚合物材料的膜的组合制成。另外的膜可以例如通过相同或不同聚合物材料的浇注、吹塑、挤出或吹胀挤出获得,如本领域所知。在一种类型的实施方案中,适宜用作其它膜的聚合物、共聚物或其衍生物选自聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚环氧烷、聚丙烯酸、纤维素、纤维素醚、纤维素酯、纤维素酰胺、聚乙酸乙烯酯、多羧酸和盐、聚氨基酸或肽、聚酰胺、聚丙烯酰胺、马来酸/丙烯酸的共聚物、多糖,包括淀粉和白明胶、天然树胶例如黄原胶和角叉胶。例如,聚合物可以选自聚丙烯酸酯和水溶性丙烯酸酯共聚物、甲基纤维素、羧基甲基纤维素钠、糊精、乙基纤维素、羟基乙基纤维素、羟基丙基甲基纤维素、麦芽糖糊精、聚甲基丙烯酸酯及其组合,或选自聚乙烯醇、聚乙烯醇共聚物和羟基丙基甲基纤维素(HPMC),及其组合。一种可用类型的实施方案的特征在于小袋材料例如上述PVOH树脂中的聚合物含量为至少60%。
小袋
本公开的小袋包括至少一个密封隔室。因此小袋可以包含单个隔室或多个隔室。在包含多个隔室的实施方案中,各隔室可以包含相同和/或不同的组合物。反过来,组合物可以采用任何适当的形式,包括但不限于液体、固体及其组合(例如悬浮在液体中的固体)。在一些实施方案中,小袋包括第一、第二和第三隔室,其各自分别包含不同的第一、第二和第三组合物。在一些实施方案中,组合物可以在外观上相异,如描述于欧洲专利申请第09161692.0号(提交于2009年6月2日,转让给Procter & Gamble Company)。
多隔室小袋的隔室可以具有相同或不同的尺寸和/或体积。本发明多隔室小袋的隔室可以按任何适当的方式分离或结合。在一些实施方案中,第二和/或第三和/或之后的隔室叠置于第一隔室之上。在一个实施方案中,第三隔室可以叠置于第二隔室之上,第二隔室又以夹心构造叠置于第一隔室之上。或者,第二和第三隔室可以叠置于第一隔室之上。然而,也同样可以设想,第一、第二和任选的第三和之后的隔室可以彼此以并列关系连接。隔室可以成串包装,各隔室可单独地通过穿孔线分离。因此各隔室可以由终端用户从线串的残余物上单独地撕下,例如,从而用来自隔室的组合物预处理或后处理织物。
在一些实施方案中,多隔室小袋包括三个隔室,由一个大的第一隔室和两个较小的隔室组成。第二和第三较小的隔室叠置于第一较大的隔室之上。将隔室的尺寸和几何结构选择为使得该布置是可实现的。隔室的几何结构可以相同或不同。在一些实施方案中,与第一隔室相比,第二和任选的第三隔室各自具有不同的几何结构和形状。在这些实施方案中,第二和任选的第三隔室布置在第一隔室上的设计中。设计可以是装饰性的、教育性的或说明性的,例如以说明概念或指导和/或用于指示产品的来源。在一些实施方案中,第一隔室是最大的隔室,其具有两个大的绕周长密封的面,而第二隔室较小,其覆盖第一隔室一个面的表面积的小于约75%或小于约50%。在其中存在第三隔室的实施方案中,上述结构可以相同,但是第二和第三隔室覆盖第一隔室一个面的表面积的小于约60%,或小于约50%,或小于约45%。
本公开的小袋可以包含一种或多种不同的膜。例如,在单隔室实施方案中,小袋可以由一个壁制成,该壁自身折叠并在边缘处密封,或作为另外的选择,由两个壁制成,这两个壁在边缘处密封在一起。在多隔室实施方案中,小袋可以由一个或多个膜制成,使得任何给定的小袋隔室可以包括由具有不同组成的单个膜或多个膜制成的壁。在一个实施方案中,多隔室小袋包括至少三个壁:外部上壁;外部下壁;和分隔壁。外部上壁和外部下壁通常相对并形成小袋的外部。分隔壁在小袋的内部并且沿着密封线固定至大致相对的外壁。分隔壁将多隔室小袋的内部分成至少第一隔室和第二隔室。
小袋可以使用任何适当的设备和方法制备。例如,单隔室小袋可以使用本领域通常已知的垂直型填充、水平型填充或转筒式填充技术来制备。此类方法可以是连续的或间歇的。可以润湿和/或加热膜以增加其延展性。该方法也可以包括使用真空将膜吸进适当的模具中。一旦膜位于表面的水平部分上,将膜吸进模具的真空抽吸就可以施加约0.2秒至约5秒,或约0.3秒至约3秒,或约0.5秒至约1.5秒。该真空可以使得其提供例如在10毫巴至1000毫巴之间或在100毫巴至600毫巴的减压。
其中可以制造小袋的模具可以具有任何形状、长度、宽度和深度,这取决于小袋的所需尺寸。如果需要,模具之间的尺寸和形状也可发生变化。例如,最终小袋的体积可以是约5ml至约300ml,或约10ml至150ml,或约20ml至约100ml,并且相应地调节模具的尺寸。
可在通常称为热成型的方法中将热量施加于膜。可以使用任何适宜的方式施加热量。例如,可在膜被供给到表面上之前或其一旦位于表面上,便使其从加热元件下方通过或穿过热空气,从而对膜直接加热。或者,可例如通过加热表面或施加物品体到膜上来对膜间接加热。在一些实施方案中,使用红外灯加热膜。可以将膜加热至约50至约150℃、约50至约120℃、约60至约130℃、约70至约120℃或约60至约90℃的温度。或者,可以通过任何适当的方法将膜润湿,例如在膜被供给到表面上之前或其一旦位于表面上,便通过喷洒润湿剂(包括水,膜材料的溶液或膜材料的增塑剂)到膜上来直接润湿,或通过施加润湿物品到膜上润湿表面来间接润湿。
一旦膜已被加热和/或润湿,就可以将其吸进适当的模具中,优选地使用真空。模塑膜的填充可以通过使用任何适宜的方式实现。在一些实施方案中,最优选的方法将取决于产品形式和所需的填充速度。在一些实施方案中,模塑膜通过在线填充技术填充。然后使用第二膜通过任何适当的方法将填充的敞开小袋封闭。这可以在水平位置和在连续的匀速运动中实现。封闭可按如下方式实现:通过连续供给第二膜(优选为水溶性膜)到敞开小袋上,然后优选地将第一和第二膜密封在一起,其通常位于模具之间并因此位于小袋之间的区域。
可以利用密封小袋和/或其各个隔室的任何适当的方法。此类方式的非限制性实例包括热密封,溶剂焊接,溶剂或湿润密封,及其组合。通常,仅对要形成密封的区域用热量或溶剂进行处理。可以通过任何方法施加热量或溶剂,其通常施加在封闭的材料上,并且通常仅位于要形成密封的区域上。如果使用溶剂或润湿密封或焊接,也可以优选地施加热量。优选的湿润或溶剂密封/焊接方法包括选择性地将溶剂施加到模具之间的区域或施加到封闭的材料上,该施加通过例如将溶剂喷洒或印刷到这些区域上,然后对这些区域施加,从而形成密封来实现。例如,可以使用如上所述的密封辊和带(任选地也提供热量)。
然后通过切割设备切割形成的小袋。切割可以使用任何已知方法实现。可以优选的是,切割也以连续方式进行,并且优选地使用恒定速度和优选地同时处于水平位置。切割设备可例如是尖锐物品或热物品,由此在后一种情况下,热物品“燃烧”穿透膜/密封区域。
可以按并列型式将多隔室小袋的不同隔室制备在一起,其中所得的结合小袋可以或不可以通过切割分开。或者,隔室可以分开制备。
在一些实施方案中,小袋可以根据包括以下步骤的方法制备:
a)形成第一隔室(如上描述);
b)在步骤(a)中形成的封闭隔室的一些或全部内形成凹部,从而产生叠置于第一隔室上方的第二模塑隔室;
c)通过第三膜填充和封闭第二隔室;
d)密封第一、第二和第三膜;和
e)切割膜以制得多隔室小袋。
步骤(b)中形成的凹部可以通过对步骤a)中制备的隔室施加真空来实现。
在一些实施方案中,第二和/或第三隔室可以在单独的步骤中制备,然后与第一隔室组合,如WO 2009/152031(提交于2008年6月13日,转让给Procter & GambleCompany)中所述。
在一些实施方案中,小袋可以根据包括以下步骤的方法制备:
a)任选地使用热量和/或真空,在第一成型机上使用第一膜来形成第一隔室;
b)用第一组合物填充第一隔室;
c)在第二成型机上,任选地使用热量和真空使第二膜变形,从而制得第二和任选的第三模塑隔室;
d)填充第二和任选的第三隔室;
e)使用第三膜密封第二和任选的第三隔室;
f)将密封的第二和任选的第三隔室置于第一隔室上;
g)密封第一、第二和任选的第三隔室;和
h)切割膜以制得多隔室小袋。
第一和第二成型机可以基于它们进行以上方法的适宜性选择。在一些实施方案中,第一成型机优选为卧式成型机,第二成型机优选为转筒式成型机,其优选地设置在第一成型机上方。
应该理解,通过使用适当的供给工位,可以制造多隔室小袋,其包含多种不同的或独特的组合物和/或不同或独特的液体、凝胶或膏组合物。
小袋组合物
本发明小袋可以包含各种组合物。多隔室小袋在每个单独的隔室中可以包含相同或不同的组合物。本公开的该特征可以用于保持包含不相容性成分(例如,漂白剂和酶)的组合物彼此物理分离或分隔。据信这样的分隔可以延长使用寿命和/或降低这些成分的物理不稳定性。除此之外或作为另外的选择,这样的分隔可以提供美观益处,如描述于欧洲专利申请第09161692.0号(提交于2009年6月2日,转让给Procter & Gamble Company)。
有用组合物的非限制性实例包括轻垢型和重垢型液体清洁剂组合物、硬表面清洁剂组合物、织物增强剂、通常用于衣物的清洁剂凝胶、漂白剂和衣物添加剂、香波、沐浴剂和其它个人护理组合物。用于本发明小袋的组合物可以采取液体、固体或粉末的形式。液体组合物可以包含固体。固体可以包括粉末或凝聚块,例如微囊体,珠体,条状物或一种或多种珠光球体或其混合物。这样的固体成分可通过洗涤或以预处理、延迟或依序释放组分来提供技术益处;除此之外或作为另外的选择,其可以提供美学效果。
在包含衣物、衣物添加剂和/或织物增强剂组合物的小袋中,组合物可以包含以下非限制性成分清单中一种或多种:织物护理有益试剂;去污酶;沉积助剂;流变改性剂;助洗剂(builder);漂白物;漂白剂;漂白剂前体;漂白促进剂;漂白催化剂;香料和/或香料微囊体(参见例如US 5,137,646);负载香料的沸石;淀粉包封的调和物(starch encapsulated accord);聚甘油酯;增白剂;珠光剂;酶稳定体系;清除剂,包括阴离子染料的固定剂、阴离子表面活性剂的络合剂及其混合物;光学增白剂或荧光增白剂;聚合物,包括但不限于防污聚合物和/或悬污聚合物;分散剂;消泡剂;无水溶剂;脂肪酸;抑泡剂,例如,硅酮抑泡剂(参见:美国公开第2003/0060390A1号,65-77);阳离子淀粉(参见:US 2004/0204337A1和US2007/0219111A1);浮渣分散剂(参见:US 2003/0126282A1,89–90);染料;着色剂;遮光剂;抗氧化剂;助水溶物例如甲苯磺酸盐,枯烯磺酸盐和萘磺酸盐;色斑(color speckle);有色珠体(colored bead),球体或挤出物;粘土软化剂。这些清洁剂中的任一种或多种进一步描述于欧洲专利申请第09161692.0号(提交于2009年6月2日),美国公开第2003/0139312A1号(提交于2000年5月11日)和美国专利申请第61/229981号(提交于2009年7月30日),其各自均转让给Procter & GambleCompany。除此之外或作为另外的选择,组合物可以包含表面活性剂和/或溶剂体系,各自在以下描述。
表面活性剂
本公开的清洁剂组合物优选包含约1重量%至80重量%的表面活性剂。表面活性剂作为第一组合物的组分是特别优选的。优选地,第一组合物包含约5重量%至50重量%的表面活性剂。第二和第三组合物可以包含含量为0.1至99.9%的表面活性剂。
所用清洁剂表面活性剂可以是阴离子、非离子、两性离子、两性或阳离子类型并且可以包含这些类型的相容混合物。更优选地,表面活性剂选自阴离子、非离子、阳离子表面活性剂及其混合物。可用于本文的清洁剂表面活性剂描述于Norris的1972年5月23日公布的美国专利3,664,961、Laughlin等人的1975年12月30日公布的美国专利3,919,678、Cockrell的1980年9月16日公布的美国专利4,222,905和Murphy的1980年12月16日公布的美国专利4,239,659。阴离子和非离子表面活性剂是优选的。
有用的阴离子表面活性剂本身可以是几种不同类型。例如,高级脂肪酸的水溶性盐,即"皂",是本文组合物中有用的阴离子表面活性剂。这包括碱金属皂例如包含约8至约24个碳原子和优选为约12至约18个碳原子的高级脂肪酸的钠盐、钾盐、铵盐和烷基铵盐。皂可以通过脂肪和油的直接皂化或通过游离脂肪酸的中和制备。特别有用的是源自椰油和牛脂的脂肪酸混合物的钠盐和钾盐,即,钠或钾的牛脂和椰油皂。
适用于本文的其它无皂的阴离子表面活性剂包括水溶性盐,优选的是在其分子结构中具有约10至约20个碳原子的烷基和硫酸或硫酸酯基团的有机硫酸反应产物的碱金属盐和铵盐。(包含在术语"烷基"中的是酰基的烷基部分)。该合成表面活性剂组的实例包括:a)钠、钾和铵的烷基硫酸盐,特别是通过将还原牛脂或椰油的甘油酯制得的高级醇(C8-C18碳原子)硫酸化而获得的那些;b)钠、钾和铵的烷基聚乙氧基化物硫酸盐,特别是其中烷基包含10至22、优选为12至18个碳原子,并且其中聚乙氧基化物链包含1至15、优选为1至6个乙氧基化物部分的那些;和c)钠和钾的烷基苯磺酸盐,其中烷基在直链或支链构型中包含约9至约15个碳原子,例如,美国专利2,220,099和2,477,383中所述类型的那些。尤其有用的是线性直链烷基苯磺酸盐,其中烷基中碳原子的平均数目为约11至13,缩写为C11-C13LAS。
在一些实施方案中,总阴离子表面活性剂即皂型和非皂型阴离子表面活性剂以约1重量%至约65重量%、约2重量%至约50重量%或约5重量%至约45重量%的重量百分比存在于组合物中。
优选的非离子表面活性剂是具有式R1(OC2H4)nOH的那些,其中R1是C10-C16烷基或C8-C12烷基苯基,并且n是3至约80。特别优选的是C12-C15醇与每摩尔醇约5至约20摩尔环氧乙烷的缩合产物,例如,C12-C13醇与每摩尔醇约6.5摩尔环氧乙烷的缩合产物。
溶剂体系
本发明组合物中的溶剂体系可以是包含单独的水或包含有机溶剂与水的混合物的溶剂体系。优选的有机溶剂包括1,2-丙二醇、乙醇,甘油、一缩二丙二醇、甲基丙二醇及其混合物。可以使用其它低级醇,C1-C4烷醇胺例如单乙醇胺和三乙醇胺。溶剂体系可例如不存在于本公开的无水固体实施方案中,但更通常而言以范围为约0.1%至约98%,优选至少约1%至约50%,更通常约5%至约25%的含量存在。
本文的组合物可通常通过将各成分混合在一起进行制备。如果使用珠光物质,那么它应该在混合后期添加。如果使用流变改性剂,那么优选的是首先形成预混合物,在该预混合物内流变改性剂分散到水底一部分和最终用于构成组合物的任选的其它成分中。该预混合物以使得其形成结构化液体的方式形成。然后可在搅拌预混合物的同时向此结构化的预混合物中添加表面活性剂和必要的衣物辅助材料以及水,无论要使用何种任选的清洁剂组合物辅料。
有用的组合物的pH可以为约4至约12,约5至约11,约6至约10,约6.5至约8.5,或约7.0至约7.5。洗衣清洁剂组合物的pH可以为约8至约10。衣物清洁剂添加剂组合物的pH可以为约4至约8。织物增强剂的pH可以为约4至约8。
清洁剂的pH定义为清洁剂的10%(重量/体积)水溶液在20±2℃的pH;对于固体和粉末状清洁剂,该定义为清洁剂的1%(重量/体积)水溶液在20±2℃的pH。能够测量pH达到±0.01pH精度的任何测量仪是适宜的。Orion测量仪(ThermoScientific,Clintinpark–Keppekouter,Ninovesteenweg 198,9320Erembodegem–Aalst,Belgium)或等同物是可接受的仪器。pH计应该装备具有氯化亚汞或银/氯化银参照的适宜的玻璃电极。实例包括Mettler DB 115。电极应该储存在厂商推荐的电解液溶液中。
清洁剂的10%水溶液根据以下工序制备。用能够精确称量至±0.02克的砝码称量10±0.05克的样品。将样品转移至100mL的容量瓶中,用纯化的水(去离子水和/或蒸馏水是适宜的,条件是水的电导率<5μS/cm)稀释定容,并充分混合。将约50mL所得溶液倒入烧杯,将温度调节至20±2℃并根据pH计厂商的标准工序测量pH(关键是遵照厂商的说明书来同样设置和校准pH组件)。
对于固体和粉末状清洁剂,清洁剂的1%水溶液根据以下工序制备。用能够精确称量至±0.02克的砝码称量10±0.05克的样品。将样品转移至1000mL的容量瓶中,用纯化的水(去离子水和/或蒸馏水是适宜的,条件是水的电导率<5μS/cm)稀释定容,并充分混合。将约50mL所得溶液倒入烧杯,将温度调节至20±2℃并根据pH计厂商的标准工序测量pH(关键是遵照厂商的说明书并且来同样设置和校准pH组件)。
包装
本公开的小袋可放置于包装中以用于贮存和/或销售。在一些实施方案中,包装可以是透视型或部分透视型容器,例如透明或半透明包、桶、纸盒或瓶。包装可由塑料或任何其它适合材料制成,条件是该材料足够硬实以在运输期间保护小袋。这种包装也是非常有用的,因为使用者不需打开包装来察看里面还剩几个小袋。或者,包装可具有非透视型外包装,可具有表示视觉上明显的包装内容物标记或插图。在一些实施方案中,包装可提供至少部分水分屏障。
洗涤方法:
本公开的小袋可适合于清洁应用,包括但不限于清洁衣物、碗碟和身体(例如洗发剂或皂)。小袋可适合于手洗和/或机洗条件。当机洗时,小袋可从分配抽屉递送或可直接进入洗涤机滚筒。
试验方法:
下面提供了用于获得与所要求保护的膜特性相关的数据的试验方法。
测量粘度:
如British Standard EN ISO 15023-2:2006 Annex E Brookfield试验方法中所述,通过测量新制备的溶液使用具有UL接头的Brookfield LV型粘度计来测定PVOH聚合物的粘度(μ)。国际惯例是陈述4%聚乙烯醇水溶液在20℃时的粘度。应理解,本文指定的所有以厘泊(cP)计的粘度是指4%聚乙烯醇水溶液在20℃时的粘度,除非另有说明。
老化膜:
如下制备老化膜。3”×3”小袋由新膜制成并且密封在其中的是50ml的成分在表II中描述的测试组合物。新膜的光泽面形成小袋的外侧而膜的无光泽面形成小袋的内侧。
表II
为了确保待测试的膜区域完全与测试组合物接触,将小袋充满以将气泡减到最少。然后将小袋置于衬有笔记本纸的铝托盘中。然后将托盘热密封于4密尔高密度聚乙烯(“HDPE”)包中。使用17”×22”HDPE包来封装13”×18”托盘。使用13.5”×17”HDPE包来封装9.5”×13”托盘。将托盘保持在一定方向以使小袋内的任何气泡保持在小袋远离待测试的膜区域的角落。将含有小袋的托盘置于控制在38℃和45%相对湿度(RH)的烘箱中达120小时。然后将小袋从烘箱中移除,保持在HDPE包中并且允许回到室温(20±5℃)和约25%RH。从烘箱移除5至8小时内,将小袋切开,小心勿切到待测试的膜区域。从小袋排出测试组合物。将小袋进一步切割以除去所有密封的区域并且将待测试的区域中的膜擦干净,不残留任何测试组合物。在将小袋切开的10分钟内,然后将所得老化膜进行下述的破裂强度和载片溶解试验。
载片溶解试验:
参考附图1-3,公开了MONOSOL试验方法205(MSTM 205)。
装置和材料:
600mL烧杯12
磁力搅拌器14(Labline Model No.1250或等同物)
磁力搅拌棒16(5cm)
温度计(0至100℃.,±1℃.)
模板,不锈钢(3.8cm×3.2cm)
计时器(0-300秒,准确至秒)
Polaroid 35mm载片支架20(或等同物)
MONOSOL 35mm载片支架夹持器25(或等同物,参见图1)
蒸馏水
试验样本:
1.使用不锈钢模板从膜样品切割三个试验样本(即,3.8cm×3.2cm样本)。如果从膜网切割,那么样本应沿着网的横向方向从网的区域间隔均匀地切割。
2.将每一个样本锁定在单独的35mm载片支架20中。
3.用500mL蒸馏水填充烧杯12。用温度计测量水温并且如有需要,加热或冷却水以维持在10℃(约50℉)的温度。
4.标记水柱的高度。将磁力搅拌器14置于夹持器25的基座27上。将烧瓶12置于磁力搅拌器14上,将磁力搅拌棒16加至烧杯12,开启搅拌器14,并且调节搅拌速度直至产生的漩涡约为水柱高的1/5。标记漩涡深度。
5.将35mm载片支架20固定在MONOSOL 35mm载片支架夹持器25(图1)的弹簧夹26中以使载片支架20的长端21与水面平行,如图2中所示。设定夹持器25的高度调节器28以使当落下时弹簧夹26的末端比水表面低0.6cm。载片支架20的短载片23之一应靠近烧杯12的侧面,另一个直接置于搅拌棒16的中心之上以使膜表面与水流垂直,如图3中所示。
6.在一次运动中,将固定的载片和弹簧夹下落至水中并且启动计时器。当膜破裂开时崩解发生。当所有可见膜从载片支架释放时,提升载片离开水同时继续监测未溶解膜碎片的溶液。当所有膜碎片不在可见并且溶液变得澄清时溶解发生。
数据记录:
结果应包括以下各项:
完整样品鉴定;
单独和平均的崩解时间和溶解时间;以及
测试样品的水温。
获得完全溶解的时间(以秒计)。
在100%伸长率试验时的应力:
利用ASTM D 882”塑料薄板材抗拉特性的标准试验方法”测量膜在100%伸长率时的应力。在5544型抗拉试验机上进行试验。试验中所用的夹可能影响试验结果。因此,利用具有型号2702-032面(为橡胶涂覆的且25mm宽)的夹进行本试验。
最终抗拉强度试验:
利用ASTM D 882”塑料薄板材抗拉特性的标准试验方法”测量最终抗拉强度。在5544型抗拉试验机上进行试验。试验中所用的夹可能影响试验结果。因此,利用具有型号2702-032面(为橡胶涂覆的且25mm宽)的夹进行本试验。
破裂强度试验:
将4μl滴的通过反渗透(在23℃)获得的去离子水置于待测试的膜区域(在约23℃和约25%RH)并且用膜后压力为2.5磅/平方英寸(“psig”)的压缩空气牢固地夹持。将液滴轻轻地放入所夹持的膜的直径为21mm的圆形暴露区域的中央。记录液滴放置与破裂之间的时间(即,压力为2.0psig或更低的时间)。记录膜测厚仪(Filmgauge)。待测试的膜区域在其形成典型小袋外表面的光泽面接收液滴。因此,在本试验中新膜或老化膜的光泽面接收液滴。
热压成型试验:
本公开描述的膜优选为可热成型的。在本文中,如果在热成型过程之后获得的模塑膜的针孔试验结果小于2%,优选小于1%,更优选小于0.5%,则膜是可热成型的(通过热成型转化测试)。在热成型过程之后获得的模塑膜任选地可以具有加压针孔试验结果,该结果小于4%,优选小于2%,更优选小于1%。
使膜热成型是是加热膜,使其在模具中成型,然后使膜冷却,由此膜将保持模具形状的方法。热成型可以通过以下过程中的任何一种或多种进行:用手将热软化的膜覆盖在模具上,或压力诱导软化的膜成型到模具中(例如,真空成型),或自动高速指引具有精确已知温度的新鲜挤出的片材进入成型和修整工位,或自动布置、将膜堵塞和/或气动拉伸和压力成型。膜拉伸的程度由面拉伸比定义,面拉伸比是凹处(或空腔)表面积除以热成型之前的膜表面积。面拉伸比(也称为面拉伸深度)可以根据描述于Technology of Thermoforming,James L.Throne,Hanserpublisher,(1996)第7.4章,第488-494页(ISBN 3-446-17812-0)的方法计算。本文中对于热成型膜而言,面拉伸比可介于1.05和2.7之间;优选在1.2至2.3的范围内;最优选在1.3至2.0的范围内。
针孔试验可以在起始厚度在25至150μm、优选50至100μm、最优选60至90μm的范围内的膜上进行。膜的厚度可以使用本领域技术人员已知的任何技术测量。例如,其可以使用电子测厚仪,即Thwing-Albert型号89-100(Thwing-Albert;14W.Collings Avenue,West Berlin NJ 08091 USA)实现。在厚度测量之前,需要将膜在22±5℃和40±20%相对湿度下调节至少24小时。得到约60mm宽×约60mm长的膜片,并得到25个测量值(在整个片材上分开进行测量)。厚度因此是25个测量值+/-标准偏差的平均值。
针孔试验和加压针孔试验测量小袋的渗漏百分比,所述小袋在其至少一侧包括热成型膜。用于试验的样品的制备包括由PVOH膜制备水溶性容器的过程,这通过将PVOH膜热成型进凹处,用组合物填充凹处,将第二膜放在填充的凹处的顶端并将两个膜密封在一起来实现。密封可以通过任何适当的方法进行。例如,密封可以按WO 02/16205中公开的方法进行,其公开内容以引用的方式并入本文。此处,将厚度为76μm±4μm的膜在105±15℃下热成型到空腔中。所述空腔在22±5℃和40±20%RH的大气条件下的面拉伸比为2.0,以形成最小厚度为30μm±5μm的热成型膜。然后用包括表1中的物质的测试溶液填充该热成型膜,并将其密封以形成小袋。
表III
重量%
接着,将小袋分别放在吸收纸上,其中热成型膜在22±5℃和40±20%RH下与吸收纸接触24小时。在24小时之后,对已经在膜的热成型部分上渗漏(与渗漏穿过密封处或穿过由密封过程产生的缺口相比)的所有小袋进行计数。然后通过((渗漏的小袋的数目)/小袋的总数)*100%确定具有针孔的小袋的百分比。优选地,制造和测试约500个小袋。值得注意的是,施加压力到密封的小袋可有利于发现针孔。因此,加压针孔试验遵循与针孔试验相同的过程,但是增加了一个步骤,即在将小袋置于吸收纸上之后,将砝码(约0.1N/cm2)置于小袋之上。
实施例
以下是为了制备根据本公开的小袋而组合的膜和组合物的示例性实施方案。除非另有指明,所有值以总组合物的重量百分比提供并且“达到100”或“配重”等是指添加所参考的成分以使所提供的值的总和达到100。
I.膜
以下样品通过混合指定重量百分比的指定聚合物制备。PVOH聚合物通常由聚合物等级产品编号命名。例如,PVOH聚合物13-88是部分水解的聚乙烯醇,其具有指定的标称粘度(约13cP)和标称水解度(表示为转化成乙烯醇单元的乙酸乙烯酯的百分比,为约88%)。用于形成下列实施例的PVOH聚合物以它们的聚合物等级产品编号来命名。
参考表IV,通过在水中混合指定聚合物与增塑剂和其它少量添加剂例如加工助剂来制备膜。下表中的树脂的重量%指定为总PVOH树脂含量的重量份。树脂与以下物质形成基于干重的膜组分的主要部分(基于总重量为约67%至约75%,平均为69%):约19重量%至29重量%(平均为24重量%)的全部增塑剂,包括甘油、丙二醇和山梨糖醇;和微量(总共为约3重量%至8重量%)的稳定剂和加工助剂,包括抗粘连剂、消泡剂、漂白剂、填料和表面润湿剂。使溶液保持在约71℃至约93℃的温度并通过将热溶液施涂于光滑表面并将水烘干来进行浇注以形成厚度为约60至90μm(通常76μm)以及残余含水量为约4至约10重量%(通过Karl Fischer滴定测得)的膜。
表IV
II.组合物
以下组合物A至Q可用于本公开的小袋的一个或多个隔室。
组合物A至Q是通过将存在于表V和VI中的成分混合而制备的液体衣物清洁剂:
表V
1 优选的LAS还包含直链构型的含约9至约15个碳原子的烷基。
表VI
组合物H是通过将表VII中的成分混合而制备的漂白添加剂。
表VII
H | |
过碳酸钠 | 25 |
漂白活化剂 | 7 |
碳酸钠 | 15 |
枸橼酸钠 | 10 |
沸石 | 10 |
硫酸钠 | 15 |
酶 | 2 |
光学增白剂 | 2 |
杂类物质 | 达到100 |
1 四乙酰基乙二胺
组合物I至N是通过将存在于表VIII中的成分混合而制备的粒状衣物清洁剂:
表VIII
1 无规接枝共聚物是具有聚环氧乙烷主链和多个聚乙酸乙烯酯侧链的聚乙酸乙烯酯接枝的聚环氧乙烷共聚物。聚环氧乙烷主链的分子量为约6000,并且聚环氧乙烷与聚乙酸乙烯酯的重量比为约40至60并且每50个环氧乙烷单元具有不超过1个接枝点。
组合物O至T是通过将表IX和表X中存在的成分混合并且将液体和固体组合物密封在单独隔室中而制备的液体、单隔室(Q、R、S和T)和液体与固体多隔室(O、P)织物增强剂:
表IX
O | P | Q | R | |
DC346G(ex Dow-Corning) | 20.00 | 20.00 | 20.00 | 20.00 |
AES | 1.16 | 1.16 | 1.16 | 1.16 |
Neodol 23-9 | 5.00 | 5.00 | 5.00 | 5.00 |
瓜尔胶 | 0.67 | 0.67 | 0.67 | 0.67 |
甘油 | 22.00 | 22.00 | 22.00 | 22.00 |
丙二醇 | 11.00 | 11.00 | 11.00 | 11.00 |
PEG 400 | 23.20 | 23.20 | 23.20 | 23.20 |
Diutan胶 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
染料 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
香料 | 3.50 | 2.50 | 3.50 | 2.50 |
香料微囊 | --- | 1.25 | --- | 1.25 |
HCl | 0.13 | 0.13 | 0.13 | 0.13 |
Adogen 443 | --- | --- | 0.25 | 0.25 |
水 | 配重 | 配重 | 配重 | 配重 |
固体组合物 | ||||
二硬脂酸胺 | 25.00 | 25.00 | ---- | ---- |
枯烯磺酸 | 25.00 | 25.00 | ---- | ---- |
硫酸Na | 50.00 | 50.00 | ----- | ----- |
表X
S | T | |
阳离子软化剂活性组分1 | 65.0 | 65.0 |
脂肪酸2 | 1.8 | 1.8 |
TMPD3 | 14.7 | 14.7 |
椰油酰胺6EO4 | 4.05 | 4.05 |
香料 | 5 | 2.5 |
香料微囊 | --- | 1.25 |
染料 | 0.001 | 0.001 |
己烯乙二醇6 | 5.63 | 5.6 |
乙醇6 | 5.63 | 5.6 |
1 二(酰氧基乙基)(2-羟基乙基)甲基铵甲基硫酸盐,其中酰基源自部分氢化的低芥酸菜子脂肪酸。
2 部分氢化的低芥酸菜籽油(canola)脂肪酸。
3 2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇
4 PEG 6椰油酰胺-椰子脂肪酸的聚乙二醇酰胺。
5 羟基乙烷二膦酸的钠盐
6 由供应商提供的包括软化活性组分的物质。
III.小袋
单隔室小袋利用表IV中所述的膜中的一种或多种和组合物A至N中的一种或多种来制备。制备小袋的方法描述于上文方法部分中。
多隔室小袋利用表IV中所述的膜中的一种或多种来制备。制备小袋的方法描述于上文方法部分中。以下实施例“小袋A”具有三个单独隔室,每个隔室单独地封装下表XI中所述的组合物1-3之一:
表XI
以下示例性小袋B、C和D是多隔室小袋。每个小袋利用表IV中所述的膜中的一种或多种来制备。制备小袋的方法描述于上文方法部分中。小袋B、C和D中的每一个具有三个单独隔室,每个隔室单独地封装下表XII中所述的液体清洁剂组合物1-3之一:
表XII
1 硫酸单-[2-(3,4-二氢-异喹啉-2-基)-1-(2-乙基-己氧基甲基)-乙基]酯,如描述于US7169744
2 PAP=邻苯二甲酰基-氨基-过氧基己酸,作为70%活性湿饼
3 聚乙烯亚胺(MW=600),其中每个-NH具有20个乙氧基化基团。
4 乙氧基化的噻吩,EO(R1+R2)=5
5 RA=储备碱度(例如>5g NaOH当量/100g剂量)
以下实施例是双隔室小袋,其包含来自表XIII的液体组合物(XLi)和来自表XIV的其对应粉末组合物(XPi)。每个小袋利用表IV中所述的膜中的一种或多种来制备。制备小袋的方法描述于上文方法部分中。
表XIII
1.直链C11-13烷基苯磺酸
2.(双(C2H5O)(C2H4O)n)(CH3)-N+-CxH2x-N+-(CH3)-二((C2H5O)(C2H4O)n),其中n=15至30,且x=3至8。
3.无规接枝共聚物是具有聚环氧乙烷主链和多个聚乙酸乙烯酯侧链的聚乙酸乙烯酯接枝的聚环氧乙烷共聚物。聚环氧乙烷主链的分子量为约6000,并且聚环氧乙烷与聚乙酸乙烯酯的重量比为约40至60并且每50个环氧乙烷单元具有不超过1个接枝点。
表XIV
数据
收集根据本公开的膜(每张膜10个样品)和可商购获得的膜的数据。将每个膜作为新膜和老化膜进行测试。使用利用所述数据的以下方程(1)和(2)测定指数:
(1)-溶解指数=7*(老化溶解时间)+(老化破裂强度)
(2)-应力指数=(在100%伸长率时的应力)*(最终抗拉强度)
1.M8630是购自MONOSOL.LLC,Merrillville,IN(USA)的PVOH共聚物膜
2.M8900是购自MONOSOL.LLC,Merrillville,IN(USA)的PVOH共聚物膜
3.样品A是PVOH共聚物膜,其包含作为100%PVOH树脂含量的标称粘度为23cP并且标称水解度为88的PVOH聚合物。
4.样品B是PVOH共聚物膜,其包含2质量份的标称粘度为26cP并且标称水解度为88的PVOH聚合物与1质量份的标称粘度为15cP并且标称水解度为79的PVOH聚合物的比率,所述三部分构成膜中100%的PVOH树脂含量。
本文引用的每个文件(包括任何交叉参考的或相关的专利或申请)据此通过引用整体并入本文,除非明确排除或另有限定。任何文件的引用并不承认其关于公开的或本文要求保护的任何发明是现有技术或承认其单独地或与任何其它一种或多种参考组合物地教导、暗示或公开任何此类发明。此外,如果文件中术语的任何含义或定义与通过引用并入的文件中相同术语的任何含义或定义达到相矛盾的程度,则以本文件中的术语的指定含义或定义为准。
本公开的各方面:
本公开的第一方面是具有任何适合厚度的水溶性膜,所述水溶性膜包含总计为至少50重量%的树脂形式的PVOH聚合物,所述膜包含水溶性聚乙烯醇(PVOH)树脂,使得当膜具有约76微米的厚度时膜的特征在于(a)溶解指数为约620至约920、或约665至约920、或约710至约920;以及(b)应力指数为约145至约626、或约155至约480、或约165至约325,
树脂作为4重量%的水溶液在20℃还具有的粘度为至少约13.5cP、14cP、15cP、16cP或17cP且至多约20cP、19cP、18cP、17.5cP,例如在约13.5cP至约20cP,或约14cP至约19cP,或约16cP至约18cP,或约17cP至约17.5cP的范围内;
且水解度为至少84%或85%且至多约92%,90%,89%,88%或87%,例如在约84%至约90%或85%至88%,或86.5%的范围内;
树脂还具有不超过30重量%的平均粘度小于约11cP且多分散性指数在约1.8至约2.3范围内的PVOH聚合物。
在第一方面的任一实施方案中,树脂可以包含至少两种PVOH聚合物,
第一PVOH聚合物的粘度为至少约8cP,10cP,12cP或13cP且至多约40cP,20cP,15cP或13cP,例如在约8cP至约40cP,或约10cP至约20cP,或约10cP至约15cP,或约12cP至约14cP,或13cP的范围内;且
第二PVOH聚合物的粘度为至少约10cP,20cP或22cP且至多约40cP,30cP,25cP或24cP,例如在约10cP至约40cP或20至约30cP,或约20至约25cP,或约22至约24,或约23cP的范围内;
第一PVOH聚合物的粘度小于第二PVOH聚合物的粘度。
在第一方面的任一实施方案中,树脂可以包含多分散性指数(PDI)值在约1至约5范围内的第一PVOH聚合物;且PDI值在约1至约5范围内的第二PVOH聚合物;各PVOH聚合物的PDI值可以在约1.5至约3;或约1.7至约2.2的范围内。
在第一方面的任一实施方案中,树脂可以包含约10重量%、15重量%、20重量%、25重量%、30重量%、35重量%、40重量%、45重量%、50重量%、55重量%、60重量%、65重量%、70重量%、75重量%、80重量%、85重量%、90重量%的第一PVOH聚合物,和约10重量%、15重量%、20重量%、25重量%、30重量%、35重量%、40重量%、45重量%、50重量%、55重量%、60重量%、65重量%、70重量%、75重量%、80重量%、85重量%、90重量%的第二PVOH聚合物,例如约30至约85重量%的第一PVOH聚合物,或约45至约55重量%的第一PVOH聚合物。
在第一方面的任一实施方案中,全部PVOH树脂的PDI值可以大于约2、2.2、2.4、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6、4.8或5.0;例如,全部树脂的PDI值可以大于包含在树脂中的任何单独PVOH聚合物的PDI值。
在第一方面的任一实施方案中,第一PVOH聚合物的重均分子量可以在约50,000至约300,000道尔顿,或约60,000至约150,000道尔顿的范围内;第二PVOH聚合物的可以在约60,000至约300,000道尔顿,或约80,000至约250,000道尔顿的范围内;任选地,第二PVOH聚合物的可以大于第一PVOH聚合物;和进一步任选地树脂包含不超过约30重量%的小于约70,000道尔顿的PVOH聚合物。
在第一方面的任一实施方案中,膜还可包括增塑剂。
在第一方面的任一实施方案中,膜的残余含水量可以为至少4重量%,例如在约4至约10重量%的范围内。
在第一方面的任一实施方案中,膜的特征可以在于破裂强度试验值为大于约20秒,优选大于30秒,并且更优选大于40秒。
在第一方面的任一实施方案中,膜的特征可以在于洗涤残留物值为至多约4.5、4.0、3.5、3.0、2.9或2.8,优选为至多约2.7、2.6、2.5、2.4、2.3、2.2、2.1或2.0。
在第一方面的任一实施方案中,膜可以是可热成型的。
在第一方面的任一实施方案中,树脂选择指数值可以在0.255至0.315或0.260至0.310或0.265至0.305或0.270至0.300或0.275至0.295,优选0.270至0.300的范围内。
本公开的第二方面是具有任何适合厚度的水溶性膜,所述水溶性膜包含约4至约10重量%的水,和总计为至少50重量%的树脂形式的PVOH聚合物,使得当膜具有约76微米的厚度时膜的特征在于(a)溶解指数为约620至约920、或约665至约920、或约710至约920;以及(b)应力指数为约145至约626、或约155至约480、或约165至约325,
树脂还包含第一和第二PVOH聚合物的共混物,
第一PVOH聚合物的粘度为至少8cP或10cP且至多40cP、20cP或15cP,例如在约8cP至约40cP,或约10cP至约20cP,或约10cP至约15cP的范围内;且
第二PVOH聚合物的粘度为至少10cP或20cP且至多40cP、30cP或25cP,例如在约10cP至约40cP,或约20cP至约30cP,或约20cP至约25cP的范围内;
第一PVOH聚合物的粘度小于第二PVOH聚合物的粘度,
树脂包含不超过30重量%的平均粘度小于约11cP且多分散性指数在约1.8至约2.3范围内的PVOH聚合物。
在第二方面的任一实施方案中,任选地树脂的粘度平均值可以在约13.5cP至约20cP的范围内,且进一步任选地树脂的水解度可以为至少84%或85%且至多约92%、90%、89%、88%或87%,例如在约84%至约90%或85%至88%或86.5%的范围内。
在第二方面的任一实施方案中,树脂可以包含多分散性指数(PDI)值在约1至约5范围内的第一PVOH聚合物;和PDI值在约1至约5范围内的第二PVOH聚合物;各PVOH聚合物的PDI值可以在约1.5至约3;或约1.7至约2.2的范围内。
在第二方面的任一实施方案中,树脂可以包含约10重量%、15重量%、20重量%、25重量%、30重量%、35重量%、40重量%、45重量%、50重量%、55重量%、60重量%、65重量%、70重量%、75重量%、80重量%、85重量%、90重量%的第一PVOH聚合物,和约10重量%、15重量%、20重量%、25重量%、30重量%、35重量%、40重量%、45重量%、50重量%、55重量%、60重量%、65重量%、70重量%、75重量%、80重量%、85重量%、90重量%的第二PVOH聚合物,例如约30重量%至约85重量%或约45重量%至约55重量%的第一PVOH聚合物。
在第二方面的任一实施方案中,全部PVOH树脂的PDI值可以大于约2,2.2,2.4,2.6,2.8,3.0,3.2,3.4,3.6,3.8,4.0,4.2,4.4,4.6,4.8,或5.0;例如,全部树脂的PDI值可以大于包含在树脂中的任何单独PVOH聚合物的PDI值。
在第二方面的任一实施方案中,第一PVOH聚合物的重均分子量可以在约50,000至约300,000道尔顿,或约60,000至约150,000道尔顿的范围内;第二PVOH聚合物的可以在约60,000至约300,000道尔顿,或约80,000至约250,000道尔顿的范围内;第二多元醇聚合物的大于第一多元醇聚合物;和任选地,树脂包含不超过约30重量%的小于约70,000道尔顿的PVOH聚合物。
在第二方面的任一实施方案中,膜的特征可以在于破裂强度试验值为大于约20秒,优选大于30秒,并且更优选大于40秒。
在第二方面的任一实施方案中,膜的特征可以在于洗涤残留物值为至多约4.5、4.0、3.5、3.0、2.9或2.8,优选为至多约2.7、2.6、2.5、2.4、2.3、2.2、2.1或2.0。
在第二方面的任一实施方案中,膜还可包括增塑剂。
在第二方面的任一实施方案中,膜可以是可热成型的。
在第二方面的任一实施方案中,树脂选择指数值可以在0.255至0.315或0.260至0.310或0.265至0.305或0.270至0.300或0.275至0.295,优选0.270至0.300的范围内。
本公开的第三方面是水溶性膜,其具有任何适合厚度并且包含约4至约10重量%的水、总计为至少50重量%的树脂形式的PVOH聚合物和任选的增塑剂;使得当膜具有约76微米的厚度时膜的特征在于(a)溶解指数为约620至约920、或约665至约920、或约710至约920;以及(b)应力指数为约145至约626、或约155至约480、或约165至约325,
树脂还具有在约50,000至约300,000道尔顿的范围内的和
水解度在约84%至约90%或约85%至约88%的范围内;
树脂进一步包含不超过30重量%的小于约70,000道尔顿的PVOH聚合物。
在第三方面的任一实施方案中,任选地树脂的粘度平均值可以在约13.5cP至约20cP的范围内;和进一步任选地,树脂可以包含不超过30重量%的平均粘度小于约11cP且多分散性指数在约1.8至约2.3范围内的PVOH聚合物。
在第三方面的任一实施方案中,树脂可以包含至少两种PVOH聚合物,
第一PVOH聚合物的粘度为至少约8cP、10cP、12cP或13cP且至多约40cP、20cP、15cP或13cP,例如在约8cP至约40cP或约10cP至约20cP或约10cP至约15cP或约12cP至约14cP或13cP的范围内;和
第二PVOH聚合物的粘度为至少约10cP、20cP或22cP且至多约40cP、30cP、25cP或24cP,例如在约10cP至约40cP或20至约30cP或约20至约25cP或约22至约24或约23cP的范围内;
第一PVOH聚合物的粘度小于第二PVOH聚合物的粘度。
在第三方面的任一实施方案中,树脂可以包含多分散性指数(PDI)值在约1至约5范围内的第一PVOH聚合物;和PDI值在约1至约5范围内的第二PVOH聚合物;各PVOH聚合物的PDI值可以在约1.5至约3;或约1.7至约2.2的范围内。
在第三方面的任一实施方案中,树脂可以包含约10重量%、15重量%、20重量%、25重量%、30重量%、35重量%、40重量%、45重量%、50重量%、55重量%、60重量%、65重量%、70重量%、75重量%、80重量%、85重量%、90重量%的第一PVOH聚合物,和约10重量%、15重量%、20重量%、25重量%、30重量%、35重量%、40重量%、45重量%、50重量%、55重量%、60重量%、65重量%、70重量%、75重量%、80重量%、85重量%、90重量%的第二PVOH聚合物,例如约30至约85重量%的第一PVOH聚合物,或约45至约55重量%的第一PVOH聚合物。
在第三方面的任一实施方案中,全部PVOH树脂的PDI值可以大于约2、2.2、2.4、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6、4.8或5.0;例如,全部树脂的PDI值可以大于包含在树脂中的任何单独PVOH聚合物的PDI值。
在第三方面的任一实施方案中,膜的特征可以在于破裂强度试验值为大于约20秒,优选大于30秒,并且更优选大于40秒。
在第三方面的任一实施方案中,膜的特征可以在于洗涤残留物值为至多约4.5、4.0、3.5、3.0、2.9或2.8,优选为至多约2.7、2.6、2.5、2.4、2.3、2.2、2.1或2.0。
在第三方面的任一实施方案中,膜可以是可热成型的。
在第三方面的任一实施方案中,树脂选择指数值可以在0.255至0.315或0.260至0.310或0.265至0.305或0.270至0.300或0.275至0.295,优选0.270至0.300的范围内。
本公开的第四方面是具有任何适合厚度的水溶性膜,所述水溶性膜包含总计为至少50重量%的树脂形式的PVOH聚合物,该PVOH聚合物的树脂选择指数值为0.270至0.300,使得当膜具有约76微米的厚度时膜的特征在于(a)溶解指数为约620至约920、或约665至约920、或约710至约920;以及(b)应力指数为约145至约626、或约155至约480、或约165至约325。
在第四方面的任一实施方案中,任选地,树脂的粘度平均值在约13.5cP至约20cP的范围内,和进一步任选地,水解度为至少84%或85%且至多约92%、90%、89%、88%或87%,例如在约84%至约90%或85%至88%或86.5%的范围内。
在第四方面的任一实施方案中,树脂可以包含至少两种PVOH聚合物,
第一PVOH聚合物的粘度为至少约8cP、10cP、12cP或13cP且至多约40cP、20cP、15cP或13cP,例如在约8cP至约40cP或约10cP至约20cP或约10cP至约15cP或约12cP至约14cP或13cP的范围内;且
第二PVOH聚合物的粘度为至少约10cP、20cP或22cP且至多约40cP、30cP、25cP或24cP,例如在约10cP至约40cP或20至约30cP或约20至约25cP或约22至约24或约23cP的范围内;
第一PVOH聚合物的粘度小于第二PVOH聚合物的粘度。
在第四方面的任一实施方案中,树脂可以包含多分散性指数(PDI)值在约1至约5范围内的第一PVOH聚合物;和PDI值在约1至约5范围内的第二PVOH聚合物;各PVOH聚合物的PDI值可以在约1.5至约3;或约1.7至约2.2的范围内。
在第四方面的任一实施方案中,树脂可以包含约10重量%、15重量%、20重量%、25重量%、30重量%、35重量%、40重量%、45重量%、50重量%、55重量%、60重量%、65重量%、70重量%、75重量%、80重量%、85重量%、90重量%of the第一PVOH聚合物,和约10重量%、15重量%、20重量%、25重量%、30重量%、35重量%、40重量%、45重量%、50重量%、55重量%、60重量%、65重量%、70重量%、75重量%、80重量%、85重量%、90重量%的第二PVOH聚合物,例如约30至约85重量%的第一PVOH聚合物,或约45至约55重量%的第一PVOH聚合物。
在第四方面的任一实施方案中,全部PVOH树脂的PDI值可以大于约2,2.2,2.4,2.6,2.8,3.0,3.2,3.4,3.6,3.8,4.0,4.2,4.4,4.6,4.8或5.0;例如,全部树脂的PDI值可以大于包含在树脂中的任何单独PVOH聚合物的PDI值。
在第四方面的任一实施方案中,第一PVOH聚合物的重均分子量可以在约50,000至约300,000道尔顿,或约60,000至约150,000道尔顿的范围内;第二PVOH聚合物的可以在约60,000至约300,000道尔顿,或约80,000至约250,000道尔顿的范围内;第二多元醇聚合物的大于第一多元醇聚合物;和任选地,树脂包含不超过约30重量%的小于约70,000道尔顿的PVOH聚合物。
在第四方面的任一实施方案中,膜还可包括增塑剂。
在第四方面的任一实施方案中,膜的残余含水量可以为约4至约10重量%。
在第四方面的任一实施方案中,膜的特征可以在于破裂强度试验值为大于约20秒,优选大于30秒,并且更优选大于40秒。
在第四方面的任一实施方案中,膜的特征可以在于洗涤残留物值为至多约4.5、4.0、3.5、3.0、2.9或2.8,优选为至多约2.7、2.6、2.5、2.4、2.3、2.2、2.1或2.0。
在第四方面的任一实施方案中,膜可以是可热成型的。
本公开的第五方面是制备具有任何适合厚度的水溶性膜的方法,所述水溶性膜包含约4至约10重量%的水、总计为至少50重量%的树脂形式的PVOH聚合物和任选的增塑剂,使得当膜具有约76微米的厚度时膜的特征在于(a)溶解指数为约620至约920、或约665至约920、或约710至约920;以及(b)应力指数为约145至约626、或约155至约480、或约165至约325
该方法包括由PVOH树脂形成膜,该PVOH树脂的平均粘度在约13.5cP至约20cP的范围内且水解度为至少84%或85%且至多约92%、90%、89%、88%或87%,例如为约84%至约90%,或85%至88%,或86.5%;该树脂还具有不超过30重量%的平均粘度小于约11cP且多分散性指数在约1.8至约2.3范围内的PVOH聚合物。
在第五方面的任一实施方案中,树脂可以包含至少两种PVOH聚合物,
第一PVOH聚合物的粘度为至少约8cP,10cP,12cP或13cP且至多约40cP,20cP,15cP或13cP,例如在约8cP至约40cP,或约10cP至约20cP,或约10cP至约15cP,或约12cP至约14cP或13cP的范围内;且
第二PVOH聚合物的粘度为至少约10cP,20cP或22cP且至多约40cP,30cP,25cP或24cP,例如在约10cP至约40cP或20至约30cP,或约20至约25cP,或约22至约24,或约23cP的范围内;
第一PVOH聚合物的粘度小于第二PVOH聚合物的粘度。
在第五方面的任一实施方案中,该方法可以包括混合、共浇注或焊接第一PVOH聚合物和第二PVOH聚合物以形成PVOH树脂。
在第五方面的任一实施方案中,树脂可以包含多分散性指数(PDI)值在约1至约5范围内的第一PVOH聚合物;和PDI值在约1至约5范围内的第二PVOH聚合物;并且各PVOH聚合物的PDI值可以在约1.5至约3;或约1.7至约2.2的范围内。
在第五方面的任一实施方案中,树脂可以包含约10重量%、15重量%、20重量%、25重量%、30重量%、35重量%、40重量%、45重量%、50重量%、55重量%、60重量%、65重量%、70重量%、75重量%、80重量%、85重量%、90重量%的第一PVOH聚合物,和约10重量%、15重量%、20重量%、25重量%、30重量%、35重量%、40重量%、45重量%、50重量%、55重量%、60重量%、65重量%、70重量%、75重量%、80重量%、85重量%、90重量%的第二PVOH聚合物,例如约30至约85重量%的第一PVOH聚合物,或约45至约55重量%的第一PVOH聚合物。
在第五方面的任一实施方案中,全部PVOH树脂的PDI值可以大于约2、2.2、2.4、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6、4.8或5.0;例如,全部树脂的PDI值可以大于包含在树脂中的任何单独PVOH聚合物的PDI值。
在第五方面的任一实施方案中,第一PVOH聚合物的重均分子量可以在约50,000至约300,000道尔顿,或约60,000至约150,000道尔顿的范围内;和第二PVOH聚合物的可以在约60,000至约300,000道尔顿,或约80,000至约250,000道尔顿的范围内;第二多元醇聚合物的大于第一多元醇聚合物;和任选地,树脂包含不超过约30重量%的小于约70,000道尔顿的PVOH聚合物。
在第五方面的任一实施方案中,膜的特征可以在于破裂强度试验值为大于约20秒,优选大于30秒,并且更优选大于40秒。
在第五方面的任一实施方案中,膜的特征可以在于洗涤残留物值为至多约4.5、4.0、3.5、3.0、2.9或2.8,优选为至多约2.7、2.6、2.5、2.4、2.3、2.2、2.1或2.0。
在第五方面的任一实施方案中,膜可以是可热成型的。
在第五方面的任一实施方案中,树脂选择指数值可以在0.255至0.315,或为0.260至0.310,或为0.265至0.305,或为0.270至0.300,或为0.275至0.295,优选0.270至0.300的范围内。
本公开的第六方面是可密封的小袋或包装,其包含本文描述的PVOH膜。
在第六方面的任一实施方案中,PVOH膜被布置为小袋或包装的外壁。
在第六方面的任一实施方案中,小袋或包装可以包括单个隔室或多个隔室,任选地整个小袋或包装的外壁包含根据本公开的PVOH膜,且进一步任选地至少一个内壁也包含根据本公开的PVOH膜。PVOH膜或形成小袋或包装的一个或多个外壁的膜可以与形成多隔室小袋或包装的一个或多个内壁的膜相同或不同,并且任选为相同的。
在第六方面的任一实施方案中,树脂选择指数值可以在0.255至0.315,或为0.260至0.310,或为0.265至0.305,或为0.270至0.300,或为0.275至0.295,优选为0.270至0.300的范围内。
本公开的第七方面是具有任何适合厚度的水溶性膜,所述水溶性膜包含至少50重量%的PVOH树脂,使得当膜具有约76微米的厚度时膜的特征在于:(a)溶解指数为约620至约920、或约665至约920、或约710至约920;并且(b)应力指数为约145至约626、或约155至约480、或约165至约325。
本公开的第八方面是包含本文所述(例如在第一方面至第七方面中的任何一个或多个方面中所述)的PVOH膜的小袋。小袋包含至少一个含有第一组合物的密封隔室,其中至少一个密封隔室中的至少一个壁由本文所述的具有任何适合厚度PVOH膜制成。
在根据本公开的第八方面的一些实施方案中,以下的一项或多项可以是真的:所述小袋的至少一个壁被设置为成所述小袋的外壁;至少一个壁与第一组合物相接触;第一组合物选自液体、固体和其混合物;和/或第一组合物包含重量百分比为约1%至约65%的总阴离子表面活性剂。
在根据本公开的第八方面的一些实施方案中,小袋还包含含有第二组合物的第二密封隔室,其中所述第二密封隔室通常与第一密封隔室呈叠置关系,使得第二密封隔室和第一密封隔室共享小袋内部的分隔壁。第二组合物选自液体、固体及其混合物。
在根据本公开的第八方面的一些实施方案中,小袋还包含含有第三组合物的第三密封隔室,其中所述第三密封隔室通常与第一密封隔室呈叠置关系,使得第三密封隔室和第一密封隔室共享小袋内部的分隔壁。第三组合物选自液体、固体及其混合物。
在根据第八方面的一些实施方案中,第一组合物和第二组合物以下组合之一:液体、液体;液体、粉末;粉末、粉末;和粉末、液体。
在根据第八方面的一些实施方案中,第一组合物、第二组合物和第三组合物选自以下组合之一:固体、液体、液体;和液体、液体、液体。
本公开的第九方面是多隔室小袋,其包含含有第一组合物的至少第一密封隔室和含有第二组合物的第二密封隔室,其中第二密封隔室通常与第一密封隔室呈叠置关系,使得第二密封隔室和第一密封隔室共享小袋内部的分隔壁;并且其中第一和第二密封隔室中每一个的至少一个壁由本文所述(例如在第一方面至第七方面中的任何一个或多个方面中所述)的PVOH膜制成。
在根据第九方面的一些实施方案中,第一组合物和第二组合物选自以下组合之一:液体、液体;液体、粉末;粉末、粉末;和粉末、液体。
在本开的第八、第九或第十方面中的任一个中,组合物选自液体轻垢型和液体重垢型液体清洁剂组合物、粉末状的清洁剂组合物、手洗和/或机洗用碗盘清洁剂;硬表面清洁剂组合物、织物增强剂、通常用于衣物的清洁剂凝胶、和漂白剂和衣物添加剂、香波和沐浴剂。
尽管已经说明并描述了本公开的特定实施方案,但是对本领域技术人员而言明显的是可进行各种其它变化和变更而不偏离本发明的精神和范围。因此意图将本发明范围内的所有此类变化和变更涵盖在所附权利要求中。
Claims (23)
1.一种水溶性膜,所述水溶性膜具有良好的湿手水分抗性、良好的冷水溶解性和机械特性的组合,所述水溶性膜包含:
至少50重量%的水溶性聚乙烯醇(PVOH)树脂,所述树脂的平均粘度在13.5cP至20cP的范围内以及水解度在84%至92%的范围内,所述PVOH树脂包括第一PVOH聚合物和第二PVOH聚合物的混合物,所述第一PVOH聚合物具有在50,000至300,000道尔顿范围内的重均分子量,且所述第二PVOH聚合物具有在60,000至300,000道尔顿范围内的重均分子量,其中所述第二PVOH聚合物的重均分子量大于所述第一PVOH聚合物的重均分子量;以及
所述膜还具有不超过30重量%的平均粘度小于11cP的PVOH聚合物;以及
所述膜的进一步特征在于当所述膜具有76微米的厚度时溶解指数在620至920的范围内,并且当所述膜具有76微米的厚度时应力指数在145至626的范围内,
其中所述聚乙烯醇树脂的平均粘度是指4%聚乙烯醇水溶液在20℃时的粘度,
并且其中所述膜是可热压成形的且所述膜具有任何适合厚度。
2.如权利要求1所述的水溶性膜,其中所述PVOH树脂包含粘度在8cP至40cP的范围内的第一PVOH聚合物;和粘度在10cP至40cP的范围内的第二PVOH聚合物。
3.如前述权利要求中任一项所述的水溶性膜,其还包含1重量%至40重量%的增塑剂。
4.如权利要求3所述的所述水溶性膜,其中所述增塑剂包含选自以下的物质:甘油、山梨糖醇、丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇及其混合物。
5.如权利要求1所述的水溶性膜,其还包含至少4重量%的残余水含量。
6.如权利要求1所述的水溶性膜,其进一步的特征在于当所述膜具有76微米的厚度时具有至少25秒的破裂强度。
7.如权利要求1所述的水溶性膜,其中所述树脂的特征在于树脂选择指数值在0.255至0.315的范围内。
8.如权利要求1所述的所述水溶性膜,其特征在于具有在665至920的范围内的溶解指数。
9.如权利要求8所述的所述水溶性膜,其特征在于具有在710至920的范围内的溶解指数。
10.如权利要求1所述的所述水溶性膜,其特征在于具有155至480的应力指数。
11.如权利要求10所述的所述水溶性膜,其特征在于具有165至325的应力指数。
12.如权利要求2所述的所述水溶性膜,其中所述PVOH树脂包含粘度在10cP至20cP的范围内的第一PVOH聚合物。
13.如权利要求12所述的所述水溶性膜,其中所述PVOH树脂包含粘度在10cP至15cP的范围内的第一PVOH聚合物。
14.如权利要求2所述的所述水溶性膜,其中所述PVOH树脂包含粘度在20cP至30cP的范围内的第二PVOH聚合物。
15.如权利要求14所述的所述水溶性膜,其中所述PVOH树脂包含粘度在20cP至25cP的范围内的第二PVOH聚合物。
16.如权利要求3所述的所述水溶性膜,其包含15重量%至35重量%的增塑剂。
17.如权利要求5所述的所述水溶性膜,其中所述残余水含量在4重量%至10重量%的范围内。
18.如权利要求6所述的所述水溶性膜,其中当所述膜具有76微米的厚度时具有至少30秒的破裂强度。
19.如权利要求7所述的所述水溶性膜,其中所述树脂的特征在于树脂选自指数在0.260至0.310的范围内。
20.如权利要求19所述的所述水溶性膜,其中所述树脂的特征在于树脂选自指数在0.265至0.305的范围内。
21.如权利要求20所述的所述水溶性膜,其中所述树脂的特征在于树脂选自指数在0.270至0.300的范围内。
22.一种小袋,其包含前述权利要求中任一项所述的水溶性膜。
23.如权利要求22所述的小袋,其中所述水溶性膜包含模塑膜。
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