CN114901736A - 多层水分散性制品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及多层水分散性制品、任选地膜，其包含有包含水溶性聚合物的聚合物层和包含蜡的蜡层，其中基于100重量份的所述水溶性聚合物，所述蜡以5‑200PHR的量存在，并且所述水分散性制品具有60g H2O/m2/天至300g H2O/m2/天的湿蒸气透过率(MVTR)。

Description

多层水分散性制品
相关申请的交叉引用
本申请根据35 U.S.C.§119(e)要求2019年10月25日提交的美国临时专利申请序列第62/926,293号的权益，其全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开总体上涉及水分散性制品，例如多层水分散性制品。具体地，本公开涉及包括水溶性聚合物和蜡的水分散性制品。更具体地，本公开涉及多层水分散性制品，其具有包含水溶性聚合物的水分散性衬底层或材料和设置或布置在所述衬底层或材料的表面上的水分散性涂层或材料。本公开涉及水分散性制品，其中所述制品具有约20g H2O/m2/天或更低，例如10g H2O/m2/天或更低的湿蒸气透过率(moisture vapor transmission rate)(MVTR)。
背景技术
水溶性和水分散性制品经常用作包装，以简化待递送的组合物的分散、倾注、溶解以及投配。消费者可以将包装组合物直接添加到混合容器，如桶、水槽或任何适合盛水的容器中。有利地是，这提供了精确的投配，同时为消费者消除测量组合物的需要。包装组合物还可以减少与从产品容器分配组合物，例如倾倒或舀取材料相关的混乱。总而言之，可溶且可分散的预先测量的包装或制品为消费者在多种应用中的使用提供了便利性。
用于制造当前市售的包装的水分散性制品可用于盛装苛刻化学品或另外受水的存在影响的材料，例如吸湿性组合物或水活化组合物。值得注意的是，可盛装如酵母(一种在水的存在下活化的成分)的材料的单位剂量包装或小袋将在工业规模烘烤中特别有利，因为酵母将与湿气分离直至其有意活化。此外，可盛装苛刻化学品的单位剂量小袋将特别有利于保护消费者免于直接接触此类化学品。然而，目前，用于这些应用的水溶性聚合物可在长期暴露于其中所含的苛刻化学品之后不完全溶解，或可允许湿气从环境渗透至其中所含的组分。当例如使用小袋装纳苛刻的氧化化合物(如氯化化合物)或食品成分(如酵母、糖或盐)时，可能尤其产生此类问题。
因此，需要可盛装苛刻化学品和/或其它可受湿气的存在影响的材料，但在与所述化学品和/或材料接触之后保持水分散性的水分散性制品。
发明内容
本公开的一个方面提供了一种多层水分散性制品，任选地为膜，其包含水溶性聚合物和蜡，其中基于100重量份的水溶性聚合物，所述蜡以约5PHR至约30PHR的范围的量存在，并且所述水分散性制品具有约20g H2O/m2/天或更低的湿蒸气透过率(MVTR)。
本公开的另一方面提供了一种制备多层水分散性制品的方法，所述方法包含将水溶性聚合物和蜡乳液混合以提供初级组合物，并且浇铸或挤出初级组合物以提供多层水分散性制品，其中所述水分散性制品具有约20g H2O/m2/天或更低的湿蒸气透过率(MVTR)。
本公开的另一方面提供了一种多层水分散性制品，其包括厚度在约5μm至约400μm的范围内的水分散性衬底层和位于所述衬底层上的水分散性涂层，所述涂层具有在约0.5μm至约100μm范围内的厚度，其中所述多层水分散性制品具有约20g H2O/m2/天或更低，例如10g H2O/m2/天或更低的湿蒸气透过率(MVTR)。
本公开的另一方面提供了一种多层水分散性制品，其包括厚度在约0.5mm至约10mm范围内的水分散性衬底层和位于所述衬底层上的水分散性涂层，所述涂层具有在约0.5μm至约250μm范围内的厚度，其中所述多层水分散性制品具有20g H2O/m2/天或更低，例如10g H2O/m2/天或更低的湿蒸气透过率(MVTR)。
本公开的另一方面提供了一种制备水分散性制品的方法，所述方法包括提供厚度在约0.5mm至约10mm的范围内的水分散性衬底层；在约20℃至200℃的范围内的温度下提供水分散性涂层，所述涂层包括水分散性石蜡、氧化聚乙烯、微晶蜡、矿物油、天然石油蜡、合成石油蜡、木松香、巴西棕榈蜡、小烛树蜡、蜂蜡、虫胶、甘油三酯、亚麻籽油、玉米油、菜籽油、大麻油、椰子油、前述中的任一种的衍生物或前述中的任一种的混合物；使所述衬底层的表面与所述涂层接触以提供其上具有涂层的衬底层，其中所述涂层具有在约0.5μm至约250μm范围内的厚度，任选地冷却和/或干燥所述涂层，从而提供多层水分散性制品，其中选择所述水分散性衬底层和所述水分散性涂层以提供具有20g H2O/m2/天或更低，例如10gH2O/m2/天或更低的湿蒸气透过率(MVTR)的多层水分散性制品。
本公开的另一方面提供了一种制备水分散性制品的方法，所述方法包括提供厚度在约0.5mm至约10mm的范围内的水分散性衬底层；提供水分散性涂层，所述涂层包括水分散性聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)、聚乙烯吡咯烷酮、季铵聚合物、聚乙酸乙烯酯、乙烯-乙烯醇、海藻酸盐、多糖、前述中的任一种的衍生物或前述中的任一种的混合物，以提供具有在约0.5μm至约250μm的范围内的厚度的涂层；使所述涂层与所述衬底层接触以提供多层水分散性制品，其中选择所述水分散性衬底层和所述水分散性涂层以提供具有20g H2O/m2/天或更低，例如10g H2O/m2/天或更低的湿蒸气透过率(MVTR)的多层水分散性制品。
对于本文所述的组合物、制品和方法，预期任选的特征，包括但不限于其组分和组成范围选自本文所提供的各个方面、实施例和实例。
通过阅读下面的详细描述，本领域普通技术人员将清楚其它方面和优点。虽然制品、小袋和其制造方法容许有多种形式的实施例，但下文的描述包括具体实施例，其中应理解，本公开是说明性的并且并不意图将本发明限制于本文所述的具体实施例。
附图说明
为了进一步便于理解本公开，一个附图附于此。
图1示出了本公开的制品的横截面积，该制品包括有包含水溶性聚合物的聚合物层10、包含蜡的蜡层20和包含水溶性聚合物和蜡的混合物的中间区域30。
具体实施方式
在实施例中，本公开提供了包含水溶性聚合物和蜡的多层水分散性制品。在实施例中，本公开提供了多层水分散性制品，所述多层水分散性制品包括聚合物层(包括例如水溶性聚合物)和蜡层(包括例如蜡)。如本文所述，制品是多层水分散性制品。如本文所用，术语“多层水分散性制品”可指通过包括用涂层涂布独特的自撑式衬底层以提供多层制品的方法制备的制品。尽管有此过程，但一般技术人员应理解，以此方式制备的制品仍可能不具有离散或以其它方式不同的层，也就是说，涂层可缠结、融合、交织、共混或以其它方式与衬底层的表面相关联，从而在衬底层上提供相互作用的屏障，所述屏障可与衬底层自身一起促进制品的湿蒸气透过率。可替代地或另外地，术语“多层水分散性制品”可以指通过包括将组分(例如，组成衬底和/或涂层的组分)在单一组合物中混合在一起，然后由单一组合物浇铸、挤出或以其它方式形成(例如模制)制品的工艺制备的制品。通过该工艺形成的制品可能经历“起霜效应”，其中一些组分迁移通过制品到达制品的表面，以在制品的表面上提供多层的“准涂层”。有利地，相对于不包括蜡或涂层材料的水分散性膜，本公开的制品，例如水分散性膜，可以表现出基本上保持的或改善的功能性质，包括但不限于可成形性和密封性质(例如，形成和密封小袋)，以及拉伸性质。进一步有利地，制品的MVTR可随时间维持(例如储存寿命)，但在使用时易于分散。
适合制品的实例可包括但不限于膜、容器和由膜制成的物品(例如单位剂量小袋、包装)，和可注射模制物品，例如瓶、翻盖式包装(clamshell)、盒等。
包括衬底层和涂层的多层水分散性制品
本公开的一个方面提供了一种多层水分散性制品，例如膜、小袋或瓶，其包括厚度在约5μm至约400μm范围内的水分散性衬底层和位于所述衬底层上的水分散性涂层，所述涂层具有在约0.5μm至约100μm的范围内的厚度，其中所述水分散性制品具有约20g H2O/m2/天或更低，例如10g H2O/m2/天或更低的湿蒸气透过率(MVTR)。
衬底层和涂层不受特别限制，条件是其各自为水分散性或水溶性的并且由其形成的多层制品为水分散性或水溶性的。如本文所用，“水溶性”意指根据如本文所述的溶解和崩解测试MSTM 205，在300s之后，在烧杯溶液中不存在制品和/或层的可见粒子或未溶解片段。也就是说，如本文所述，水溶性制品在300s后具有约0％的残留在滑块安装件中的残留物百分比。如本文所用，“水分散性的”是指，根据如本文所述的溶解和崩解测试MSTM 205，在300s后，在烧杯溶液中可能存在一些制品和/或层的可见的颗粒或未溶解的片段。也就是说，如本文所述，水分散性制品在300s后具有约25％或更少的残留在滑块安装件中的残留物百分比。
衬底层
在实施例中，衬底层包括水分散性聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)、聚乙烯吡咯烷酮、季铵聚合物、海藻酸盐、多糖、蛋白质、pH调节蛋白质、木浆、非木浆、非织造纤维、天然泡沫、合成泡沫、前述中的任一种的衍生物或前述中的任一种的混合物。
在实施例中，衬底层包括聚乙烯醇(PVOH)。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)制备的合成树脂。完全水解的PVOH(其中几乎所有的乙酸酯基团都已经被转化为醇基团)是一种强氢键结合、高度结晶的聚合物，其仅在高于约140℉(约60℃)的温度的热水中溶解。如果在聚乙酸乙烯酯的水解后允许保留足够数量的乙酸酯基团，即PVOH聚合物被部分水解，则该聚合物的氢键结合更弱，结晶度更低，并且通常在低于约50℉(约10℃)的温度的冷水中可溶。因此，部分水解的聚合物为乙烯醇-乙酸乙烯酯共聚物，其为PVOH共聚物，但通常被称作均聚物PVOH或未改性的PVOH。
在实施例中，衬底层包括未改性的聚乙烯醇。在实施例中，衬底层包括阴离子基团改性的PVOH。阴离子基团改性的PVOH可以是聚乙烯醇与阴离子基团的共聚物。存在于衬底层中的PVOH树脂可包括一或多种PVOH聚合物，或可由单一PVOH聚合物组成或基本由单一PVOH聚合物组成。
当衬底层包括阴离子基团改性的聚乙烯醇时，PVOH可经选自以下的阴离子基团改性：乙烯基乙酸、马来酸、马来酸单烷基酯、马来酸二烷基酯、马来酸单甲酯、马来酸二甲酯、顺丁烯二酸酐、反丁烯二酸、富马酸单烷基酯、富马酸二烷基酯、富马酸单甲酯、富马酸二甲酯、衣康酸、衣康酸单甲酯、衣康酸二甲酯、衣康酸酐、羧酸、磺酸氨基丙酯、n-乙烯基吡咯烷酮、n-乙烯基己内酰胺、前述中的任一种的碱金属盐、前述中的任一种的酯、前述中的任一种的衍生物或前述中的任一种的组合。任选地，聚乙烯醇可经选自以下中的一或多种的阴离子基团改性：马来酸、马来酸单烷基酯、马来酸二烷基酯、马来酸单甲酯、马来酸二甲酯、顺丁烯二酸酐、前述中的任一种的碱金属盐、前述中的任一种的酯和前述中的任一种的组合。另外任选地，聚乙烯醇可经由以下各者组成的阴离子基团改性：马来酸、马来酸单甲酯、马来酸二甲酯、顺丁烯二酸酐、前述中的任一种的碱金属盐、前述中的任一种的酯和前述中的任一种的组合。
当衬底层包括阴离子基团改性的PVOH时，改性程度不受特定限制。在实施例中，一或多个阴离子基团以在约0.5mol.％至约10mol.％、约1mol.％至约9mol.％、约1.5mol.％至约8mol.％、约2mol.％至约6mol.％、约3mol.％至约5mol.％或约1mol.％至约4mol.％的范围内，例如至少约0.5mol.％、约1.0mol.％、约1.5mol.％、约2.0mol.％、约2.5mol.％、约3.0mol.％、约3.5mol.％或约4.0mol.％的量和/或在多种实施例中最多约3.0mol.％、约4.0mol.％、约4.5mol.％、约5.0mol.％、约6.0mol.％、约8.0mol.％或约10mol.％的量存在于PVOH中。在实施例中，阴离子基团改性的聚乙烯醇包括至少约0.5mol.％的改性。在实施例中，阴离子基团改性的聚乙烯醇包括约1.0mol.％至约4.0mol.％的改性。在实施例中，阴离子基团改性的聚乙烯醇包括约1.0mol.％至约3.5mol.％的改性。
在实施例中，当存在于衬底层中时，基于衬底层的重量，PVOH树脂的量可以在至少约50wt.％、约55wt.％、约60wt.％、约65wt.％、约70wt.％、约75wt.％、约80wt.％、约85wt.％或约90wt.％和/或最多约60wt.％、约70wt.％、约80wt.％、约90wt.％、约95wt.％或约99wt.％的范围内。
在实施例中，当以未改性的PVOH或阴离子基团改性的PVOH存在时，衬底层的总PVOH树脂含量可以具有至少约80mol.％、约84mol.％、约85mol.％、约88mol.％或约90mol.％且至多约99.7mol.％、约99mol.％、约98mol.％、约96mol.％或约80mol.％，例如在约80mol.％至约99.7mol.％、约84mol.％至约90mol.％、约85mol.％至约88mol.％、约86.5mol.％至约88mol.％、约88mol.％至约90mol.％、约94mol.％至约98mol.％、约85mol.％至约99.7mol.％、约87mol.％至约98mol.％、约89mol.％至约97mol.％或约90mol.％至约96mol.％的范围内，例如约88mol.％、约90mol.％、约92mol.％、约94mol.％或约96mol.％的水解度(D.H.或DH)。如本文所用，水解度表示为转化为乙烯醇单元的乙酸乙烯酯单元的摩尔百分比。在实施例中，PVOH具有至少88mol.％的水解度。在实施例中，PVOH具有至少90mol.％的水解度。在实施例中，PVOH具有小于99mol.％的水解度。
PVOH聚合物的粘度(μ)通过使用具有UL适配器的布鲁克菲尔德LV型粘度计测量新制备的溶液来确定，如BS EN ISO 15023-2:2006附录E布鲁克菲尔德测试方法中所述。国际惯例是规定4％聚乙烯醇水溶液在20℃时的粘度。除非另有说明，否则本文以厘泊(cP)表示的所有粘度应被理解为是指4％聚乙烯醇水溶液在20℃时的粘度。类似地，当聚合物被描述为具有(或不具有)特定粘度时，除非另有说明，否则意味着规定的粘度是聚合物的平均粘度，其固有地具有对应的分子量分布。另外，当树脂包括一或多种PVOH聚合物的掺合物并且树脂/掺合物被描述为具有(或不具有)特定粘度时，除非另有说明，否则预期规定的粘度是树脂/掺合物的加权平均粘度，其固有地具有对应的加权平均分子量分布。
在其中衬底层包括PVOH的实施例中，PVOH可以具有至少约5cP、约6cP、约8cP、约10cP、约12cP、约13cP、约13.5cP、约14cP、约15cP、约16cP、约17cP、约18cP、约19cP或约20cP且至多约30cP、约28cP、约27cP、约26cP、约24cP、约22cP、约20cP、约19cP、约18cP或约17.5cP，例如在约10cP至约30cP、或约13cP至约27cP、或约13.5cP至约20cP、或约18cP至约22cP、或约14cP至约19cP、或约16cP至约18cP、或约17cP至约16cP的范围内，例如23cP或20cP或16.5cP的平均粘度。所属领域中众所周知的是，PVOH的粘度与PVOH的重均分子量
Figure BDA0003614441710000061
相关，且粘度常用作
Figure BDA0003614441710000062
的代表。
可用于衬底层中的其它水分散性聚合物可包括但不限于乙烯醇-乙酸乙烯酯共聚物，有时称为PVOH均聚物(或未改性的PVOH)、聚乙酸乙烯酯、乙烯乙烯醇、聚丙烯酸酯、聚(甲基)丙烯酸酯、水分散性丙烯酸酯共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亚胺、聚环氧烷、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸和其盐、聚甲基丙烯酸、聚羧酸和其盐、聚氨基酸、聚酰胺、明胶、季铵聚合物、聚甲基丙烯酸酯和前述中的任一种的组合。此类水分散性聚合物(PVOH或其它)可商购自多种来源。
衬底层可包括水分散性天然聚合物，如多糖，包括但不限于瓜尔胶、阿拉伯胶、黄原胶、角叉菜胶、淀粉、纤维素、纤维素醚(如羧甲基纤维素)、纤维素酯、纤维素酰胺、糖原(glycogen)、几丁质、水分散性聚合物衍生物，包括但不限于改性淀粉、乙氧基化淀粉和羟丙基化淀粉，前述的共聚物和前述中的任一种的组合。
衬底层可包括蛋白质。在实施例中，衬底层包括经pH调节蛋白质。合适的蛋白质的实例包括但不限于大豆、乳清、酪蛋白、酪蛋白酸盐和普鲁兰(pullalan)。这些蛋白质中的每一种可或可不经pH调节且仍适合于根据本公开的衬底层。
衬底层可包括部分由木浆和非木浆制成的水分散性纸。在实施例中，衬底层包括木浆。木浆来源的合适实例包括但不限于来自针叶树和阔叶树的木材。在实施例中，衬底层包括非木浆。非木浆的来源的合适实例包括但不限于大麻、棉绒、洋麻、甘蔗渣和马尼拉麻。
在其中衬底层包括木浆或非木浆的实施例中，衬底层可进一步包括额外助剂，如增塑剂、天然聚合物、水分散性聚合物、粘合剂、表面活性剂和/或碱金属化合物。
水分散性纸的组合物的实例是本领域众所周知的，并且在例如美国专利第9,388,532号、美国专利第5,935,384号、美国专利第7,758,724号、美国专利申请公开第2005/0092451号、欧洲专利第0 372 388B1号、欧洲专利申请公开第0 609 808A1号和美国专利第3,034,922号中有所教导，其每一个通过引用以其整体并入本文。
在实施例中，衬底层包括羧甲基纤维素和经马来酸单甲酯改性的聚乙烯醇。在一些实施例中，衬底层包括未改性的聚乙烯醇。
衬底层可进一步包括一或多种增塑剂。增塑剂是液体、固体或半固体，其添加到材料(通常为树脂或弹性体)中，使材料更软、更柔性(通过降低聚合物的玻璃转变温度和结晶度)，且更易于处理。聚合物可以替代地通过对聚合物或单体进行化学改性而在内部塑化。此外，或可替代地，聚合物可以通过添加合适的增塑剂而在外部塑化。水被认为是PVOH和其它聚合物的非常有效的增塑剂；包括但不限于水溶性聚合物，然而，水的挥发性使其效用受到限制，因为聚合物膜需要对包括低和高相对湿度的多种环境条件具有至少一些抗性(稳健性)。
合适的非水增塑剂包括但不限于甘油、二甘油、山梨醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、二丙二醇、四甘醇、丙二醇、至多400MW的聚乙二醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷(TMP)、聚醚多元醇、2-甲基-1,3-丙二醇(如MP
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)、乙醇胺、异麦芽酮糖醇、麦芽糖醇、木糖醇、赤藓糖醇、阿东糖醇、半乳糖醇、季戊四醇、甘露醇以及前述的组合。
当存在时，基于衬底层的重量，存在于衬底层中的非水增塑剂的总量可以在最多约50wt.％的范围内，例如基于衬底层的重量，约5wt.％％至约50wt.％、约10wt.％至约45wt.％、约20wt.％至约45wt.％、约15wt.％至约35wt.％、或约20wt.％至约30wt.％，例如约25wt.％。增塑剂的总量还可以以每100份树脂的份数，例如每100份聚乙烯醇树脂的份数表示。因此，增塑剂的总量可以在约2PHR至约30PHR、约5PHR至约25PHR、约2PHR至约11PHR、约5PHR至约10PHR、约15PHR至约20PHR、约16PHR至约18PHR、约21PHR至约27PHR、约23PHR至约25PHR、或小于约25PHR、小于约20PHR、小于约17.5PHR、小于约12PHR、小于约10PHR、小于约8PHR、小于约7.5PHR、或至少2PHR、至少5PHR、至少6.5PHR、至少10PHR或至少15PHR的范围内。
与本文所述的实例一致的增塑剂含量具体地说预期为具有本文中所述的各种其它成分的衬底层调配物的代表性含量，以及范围的各种上限和下限。在特定实施例中，可基于本文所述的因素，包括所需衬底层柔性和衬底层的转化特征来选择增塑剂的具体量。在低增塑剂含量下，衬底层可变得脆性，难以加工，或易于断裂。在升高的增塑剂含量下，衬底层可能过软、过弱或难以加工用于所需用途。
衬底层可含有其它助剂和处理剂，例如但不限于表面活性剂、分散剂、润滑剂、脱模剂、滑爽剂、填充剂、增量剂、交联剂、防结块剂、抗氧化剂、防粘剂、防泡剂(消泡剂)、诸如层状硅酸盐型纳米粘土(例如，钠蒙脱石)的纳米粒子、漂白剂(例如，偏亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钠或其它)、诸如苦味剂(例如，地那铵盐，诸如地那铵苯甲酸盐、地那铵糖和地那铵氯化物；蔗糖八乙酸酯；奎宁；类黄酮，诸如槲皮素和柚皮素；以及类胡萝卜素，诸如苦味素和马钱子碱)的厌恶剂以及辛味剂(例如，辣椒碱、胡椒碱、异硫氰酸烯丙酯和树脂氟瑞辛)，和其它功能成分，其量适合于其预期目的。在实施例中，衬底层可包括填充剂、表面活性剂、防结块剂、抗氧化剂、滑爽剂、分散剂或前述的组合。
用于水溶性膜的表面活性剂可用于衬底层中，且此类表面活性剂为所属领域中众所周知的。任选地，包括表面活性剂以帮助在浇铸或挤出时分散树脂溶液。适用于本公开的衬底层的表面活性剂包括但不限于磺基丁二酸二烷基酯、甘油和丙二醇的乳酸化脂肪酸酯、脂肪酸的乳酸酯、烷基硫酸钠、聚山梨醇酯20、聚山梨醇酯60、聚山梨醇酯65、聚山梨醇酯80、烷基聚乙二醇醚、卵磷脂、甘油和丙二醇的乙酰化脂肪酸酯、十二烷基硫酸钠、脂肪酸的乙酰化酯、肉豆蔻基二甲基氧化胺、三甲基牛脂烷基氯化铵、季铵化合物、其盐和前述中的任一种的组合。过少表面活性剂有时可产生具有孔的衬底层，而过多表面活性剂可产生具有来自存在于衬底层表面上的过量表面活性剂的油腻或油性感觉的衬底层。因此，表面活性剂可以小于约2PHR，例如小于约1PHR或小于约0.5PHR的量包括于衬底层中。
预期使用的一种类型的次级组分是消泡剂。消泡剂可帮助泡沫气泡的聚结。适用于根据本公开的衬底层的消泡剂包括但不限于疏水性二氧化硅，例如细颗粒尺寸的二氧化硅、硅氧烷、硅酮醚或煅制二氧化硅，以及专有的非矿物油消泡剂，包括可从EmeraldPerformance Materials获得的Foam
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消泡剂，包括Foam
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327、Foam
Figure BDA0003614441710000093
UVD、Foam
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163、Foam
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269、Foam
Figure BDA0003614441710000096
338、Foam
Figure BDA0003614441710000097
290、Foam
Figure BDA0003614441710000098
332、Foam
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349、Foam
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550和Foam
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339。在实施例中，消泡剂可以以0.5PHR或更少，例如0.05PHR、0.04PHR、0.03PHR、0.02PHR或0.01PHR的量使用。
合适的填充剂/增量剂/防结块剂/防粘剂包括但不限于淀粉、改性淀粉、交联聚乙烯吡咯烷酮、交联纤维素、微晶纤维素、二氧化硅、金属氧化物、碳酸钙、滑石、云母、硬脂酸及其金属盐，例如硬脂酸镁。优选的材料为淀粉、改性淀粉以及二氧化硅。在一种类型的实施例中，衬底层中填充剂/增量剂/防结块剂/防粘剂的量可以在例如约1wt％至约6wt％、或约1wt.％至约4wt.％、或约2wt.％至约4wt.％、或约1PHR至约6PHR、或约1PHR至约4PHR、或约2PHR至约4PHR的范围内。
防结块剂，例如SiO2和/或硬脂酸可以以至少0.1PHR、或至少0.5PHR、或至少1PHR，或在约0.1PHR至5.0PHR、或约0.1PHR至约3.0PHR、或约0.4PHR至1.0PHR、或约0.5PHR至约0.9PHR、或约0.5PHR至约2PHR、或约0.5PHR至约1.5PHR、或0.1PHR至1.2PHR、或0.1PHR至2.7PHR的范围内，例如0.5PHR、0.6PHR、0.7PHR、0.8PHR或0.9PHR的量存在于衬底层中。
防结块剂的合适的中值粒度包括在约3或约4微米至约11微米、或约4至约8微米、或约5至约6微米范围内，例如5、6、7、8、9、10或11微米的中值大小。合适的SiO2是设计用于水性系统中的未处理的合成非晶形氧化硅。
在实施例中，衬底层可以是可食用的。举例来说，衬底层可主要由或仅由可食用成分组成。用于包括在此类衬底层中的组分可为美国食品和药物管理局(United StatesFood and Drug Administration)指定为“一般认为安全(Generally Recognized asSafe)”(GRAS)的那些，和/或在欧盟具有指定的、允许的E编号的组分，和/或尚未指定为GRAS或经E编号，但已经通过适当测试并且已证实在建议用于衬底层中的量下对人类食用安全的组分。在实施例中，衬底层可以是食品或可以包括食品，例如用于人类消费的食品或用于动物消费的食品。
在实施例中，衬底层可通过浇铸或挤出形成。在此类实施例中，用于浇铸、挤出或以其它方式形成衬底层的溶液可具有在以下范围内的粘度：约5,000cP至约30,000cP、约10,000cP至约25,000cP或约15,000cP至约20,000cP，例如约5,000cP、约6,000cP、约10,000cP、约12,000cP、约13,000cP、约13,500cP、约14,000cP、约15,000cP、约16,000cP、约17,000cP、约18,000cP、约19,000cP、约20,000cP、约23,000cP、约25,000cP、约27,000cP或约30,000cP。
衬底层的厚度不受特定限制。此外，根据如本文提供的制备多层水分散性制品的方法，在实施例中，衬底层和涂层在多层制品中不是各自离散的层，使得可以容易地辨别涂层和衬底层的各自厚度。然而，在其中涂层被施加到衬底层的表面的实施例中，可以确定衬底层的厚度。在这些实施例中，例如，衬底层可以具有在约5μm至约25,000μm(25mm)、约10μm至约20,000μm(20mm)、约100μm至约15,000μm(15mm)、约250μm至约10,000μm(10mm)、约500μm至约5,000μm(5mm)或约750μm至约1,000μm(1mm)的范围内，例如约5μm、约10μm、约15μm、约25μm、约50μm、约75μm、约100μm、约150μm、约200μm、约250μm、约300μm、约350μm、约400μm、约450μm、约500μm、约550μm、约600μm、约650μm、约700μm、约750μm、约800μm、约850μm、约900μm、约950μm、约1000μm、约2000μm、约3000μm、约4000μm、约5000μm、约6000μm、约7000μm、约8000μm、约9000μm、约10,000μm、约15,000μm、约20,000μm或约25,000μm的厚度。
在一些实施例中，衬底层具有在约5μm至约400μm、约10μm至约350μm、约15μm至约340μm、约50μm至约300μm、约75μm至约275μm、约90μm至约250μm、约100μm至约225μm、约115μm至约200μm、约125μm至约175μm或约140μm至约152μm的范围内，例如约5μm、约10μm、约12μm、约15μm、约20μm、约40μm、约45μm、约50μm、约55μm、约60μm、约65μm、约70μm、约75μm、约80μm、约85μm、约90μm、约95μm、约100μm、约105μm、约110μm、约115μm、约120μm、约125μm、约130μm、约135μm、约140μm、约145μm、约150μm、约152μm、约160μm、约165μm、约170μm、约175μm、约180μm、约185μm、约190μm、约195μm、约200μm、约205μm、约210μm、约215μm、约220μm、约225μm、约230μm、约235μm、约240μm、约245μm、约250μm、约255μm、约260μm、约265μm、约270μm、约275μm、约280μm、约285μm、约290μm、约295μm、约300μm、约305μm、约310μm、约315μm、约320μm、约325μm、约330μm、约335μm、约340μm、约345μm、约350μm、约355μm、约356μm、约375μm或约400μm的厚度。
例如，在实施例中，衬底层包括厚度在约5μm至约356μm范围内的水分散性纸。在一些实施例中，衬底层包括厚度在约12μm至约152μm范围内的水溶性膜或水分散性膜。
在其中制品是膜的实施例中，衬底层可以具有例如在约5μm至约152μm、约10μm至约150μm、约15μm至约140μm、约50μm至约125μm、约75μm至约115μm或约90μm至约100μm的范围内，例如约5μm、约10μm、约15μm、约20μm、约40μm、约45μm、约50μm、约55μm、约60μm、约65μm、约70μm、约75μm、约80μm、约85μm、约90μm、约95μm、约100μm、约110μm、约115μm、约120μm、约125μm、约130μm、约135μm、约140μm、约145μm、约150μm或约152μm的厚度。
在其中制品是可注射模制的物体等(诸如，例如具有开放内部容积的容器，例如瓶、盒、翻盖式包装等)的实施例中，衬底层可以具有在约500μm(0.5mm)至约10,000μm(10mm)、约700μm(0.7mm)至约9,000μm(9mm)、约1,000μm(1mm)至约7,500μm(7.5mm)、约2,000μm(2mm)至约6,000μm(6mm)或约3,000μm(3mm)至约5,000μm(5mm)的范围内，例如约500μm、约600μm、约700μm、约750μm、约800μm、约850μm、约900μm、约1000μm、约1250μm、约1500μm、约1750μm、约2000μm、约2500μm、约3000μm、约3500μm、约4000μm、约4500μm、约5000μm、约5500μm、约6000μm、约6500μm、约7000μm、约7500μm、约8000μm、约8500μm、约9000μm、约9500μm或约10,000μm的厚度。
涂层
根据本公开的水分散性制品包括涂层。涂层具有与衬底层不同的组成，且可充当制品的额外屏障。一般来说，涂层可改良衬底层和/或制品对湿气的耐性，而不会不利地影响制品的水分散性。也就是说，涂层可充当屏障以进一步保护水分散性制品的内含物不受空气中的湿气或水蒸气的影响，例如，当在使用之前储存于潮湿环境中时。
涂层的组成不受特定限制。在实施例中，涂层包括水分散性石蜡、氧化聚乙烯、微晶蜡、矿物油、天然石油蜡、合成石油蜡、木松香、巴西棕榈蜡、小烛树蜡、蜂蜡、虫胶、三酸甘油酯、亚麻籽油、玉米油、菜籽油、大麻油、椰子油、未改性的聚乙烯醇、阴离子基团改性的聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)、聚乙烯吡咯烷酮、季铵聚合物、聚乙酸乙烯酯、乙烯-乙烯醇、海藻酸盐、多糖、前述中的任一种的衍生物或前述中的任一种的混合物。
在实施例中，涂层包括两种或更多种不同蜡的掺合物。举例来说，涂层可包括两种或更多种蜡的掺合物，包括但不限于石蜡、微晶蜡、天然石油蜡、合成石油蜡、巴西棕榈蜡、小烛树蜡和/或蜂蜡。
当两种蜡的掺合物被包括在涂层中时，第一种蜡可以占蜡掺合物的约5wt％至约95wt％、约10wt％至约90wt％、约30wt％至约70wt％或40wt％至约60wt％，例如，第一种蜡可以占蜡掺合物的约5wt％、约10wt％、约15wt％、约20wt％、约25wt％、约30wt％、约40wt％、约45wt％、约50wt％、约55wt％、约60wt％、约65wt％、约70wt％、约75wt％、约80wt％、约85wt％、约90wt％或约95wt％。类似地，第二种蜡可以占蜡掺合物的约5wt％至约95wt％、约10wt％至约90wt％、约30wt％至约70wt％或40wt％至约60wt％，例如，第二种蜡可以占蜡掺合物的约5wt％、约10wt％、约15wt％、约20wt％、约25wt％、约30wt％、约40wt％、约45wt％、约50wt％、约55wt％、约60wt％、约65wt％、约70wt％、约75wt％、约80wt％、约85wt％、约90wt％或约95wt％。在其中涂层由蜡掺合物组成或主要由蜡掺合物组成的实施例中，第一种蜡和第二种蜡的前述量是以涂层的总重量计。
涂层可包括多于两种蜡，例如三种、四种、五种或六种不同蜡的掺合物。每一种蜡可以适合于提供根据本公开的涂层的任何量存在。
在一些实施例中，涂层可由或主要由石蜡组成。在实施例中，涂层可由或主要由蜂蜡组成。在实施例中，涂层包括约5wt％至约95wt％的石蜡和约5wt％至约95wt％的蜂蜡。例如，涂层中蜂蜡与石蜡的比率可以在约0:100至约100:0、约5:95至约95:5、约10:90至约90:10、约25:75至约75:25、约40:60至约60:40或约50:50的范围内。
涂层可含有其它助剂和处理剂，诸如但不限于表面活性剂、分散剂、润滑剂、脱模剂、滑爽剂、填充剂、增量剂、交联剂、防结块剂、抗氧化剂、防粘剂、防泡剂(消泡剂)、诸如层状硅酸盐型纳米粘土(例如，钠蒙脱石)的纳米粒子、漂白剂(例如，偏亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钠或其它)、诸如苦味剂(例如，地那铵盐，诸如地那铵苯甲酸盐、地那铵糖和地那铵氯化物；蔗糖八乙酸酯；奎宁；类黄酮，诸如槲皮素和柚皮素；以及类胡萝卜素，诸如苦味素和马钱子碱)的厌恶剂以及辛味剂(例如，辣椒碱、胡椒碱、异硫氰酸烯丙酯和树脂氟瑞辛)，和其它功能成分，其量适合于其预期目的。在实施例中，涂层可包括填充剂、表面活性剂、防结块剂、漂白剂、抗氧化剂、分散剂、滑爽剂或前述中的任一种的组合。
用于水溶性膜的表面活性剂可用于涂层中，且此类表面活性剂为所属领域中众所周知的。任选地，包括表面活性剂以帮助在浇铸或挤出时分散树脂溶液。适用于本公开的涂层的表面活性剂包括但不限于磺基丁二酸二烷基酯、甘油和丙二醇的乳酸化脂肪酸酯、脂肪酸的乳酸酯、烷基硫酸钠、聚山梨醇酯20、聚山梨醇酯60、聚山梨醇酯65、聚山梨醇酯80、烷基聚乙二醇醚、卵磷脂、甘油和丙二醇的乙酰化脂肪酸酯、十二烷基硫酸钠、脂肪酸的乙酰化酯、肉豆蔻基二甲基氧化胺、三甲基牛脂烷基氯化铵、季铵化合物、其盐和前述中的任一种的组合。过少表面活性剂有时可产生具有孔的涂层，而过多表面活性剂可产生具有来自存在于衬底层表面上的过量表面活性剂的油腻或油性感觉的涂层。因此，表面活性剂可以小于约2PHR，例如小于约1PHR或小于约0.5PHR的量包括于涂层中。
预期使用的一种类型的次级组分是消泡剂。消泡剂可帮助泡沫气泡的聚结。适用于根据本公开的涂层的消泡剂包括但不限于疏水性二氧化硅，例如细颗粒尺寸的二氧化硅、硅氧烷、硅酮醚或煅制二氧化硅，以及专有的非矿物油消泡剂，包括可从EmeraldPerformance Materials获得的Foam
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消泡剂，包括Foam
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327、Foam
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UVD、Foam
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163、Foam
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269、Foam
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338、Foam
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290、Foam
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332、Foam
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349、Foam
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550和Foam
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339。在实施例中，消泡剂可以以0.5PHR或更少，例如0.05PHR、0.04PHR、0.03PHR、0.02PHR或0.01PHR的量使用。
合适的填充剂/增量剂/防结块剂/防粘剂包括但不限于淀粉、改性淀粉、交联聚乙烯吡咯烷酮、交联纤维素、微晶纤维素、二氧化硅、硅藻土、金属氧化物、碳酸钙、滑石、云母、硬脂酸及其金属盐，例如硬脂酸镁。优选的材料为淀粉、改性淀粉以及二氧化硅。在一种类型的实施例中，衬底层中填充剂/增量剂/防结块剂/防粘剂的量可以在例如约1wt％至约6wt％、或约1wt.％至约4wt.％、或约2wt.％至约4wt.％、或约1PHR至约6PHR、或约1PHR至约4PHR、或约2PHR至约4PHR的范围内。
防结块剂，例如SiO2和/或硬脂酸可以以至少0.1PHR、或至少0.5PHR、或至少1PHR，或在约0.1PHR至5.0PHR、或约0.1PHR至约3.0PHR、或约0.4PHR至1.0PHR、或约0.5PHR至约0.9PHR、或约0.5PHR至约2PHR、或约0.5PHR至约1.5PHR、或0.1PHR至1.2PHR、或0.1PHR至2.7PHR的范围内，例如0.5PHR、0.6PHR、0.7PHR、0.8PHR或0.9PHR的量存在于涂层中。
防结块剂的合适的中值粒度包括在约3或约4微米至约11微米、或约4至约8微米、或约5至约6微米范围内，例如5、6、7、8、9、10或11微米的中值大小。合适的SiO2是设计用于水性系统中的未处理的合成非晶形氧化硅。
在实施例中，涂层可以是可食用的。举例来说，涂层可主要由或仅由可食用成分组成。用于包括在此类涂层中的组分可为美国食品和药物管理局指定为“一般认为安全”(GRAS)的那些，和/或在欧盟具有指定的、允许的E编号的组分，和/或尚未指定为GRAS或经E编号，但已经通过适当测试并且已证实在建议用于涂层中的量下对人类食用安全的组分。在实施例中，衬底层可以是食品或包括食品，例如用于人类消费的食品或用于动物消费的食品。
涂层还可通过其熔点来表征。在实施例中，涂层具有在约40℃至约100℃、约50℃至约90℃、或约65℃至约85℃的范围内，例如约40℃、约50℃、约60℃、约65℃、约70℃、约75℃、约80℃、约85℃、约90℃或约100℃的熔点。
在实施例中，涂层不含增塑剂。或者，在实施例中，涂层可包括增塑剂。当被包括在涂层中时，增塑剂可以包括，例如，水、甘油、二甘油、山梨醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、二丙二醇、四甘醇、丙二醇、至多400MW的聚乙二醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷(TMP)、聚醚多元醇、2-甲基-1,3-丙二醇(如MP
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)、乙醇胺、异麦芽酮糖醇、麦芽糖醇、木糖醇、赤藓糖醇、阿东糖醇、半乳糖醇、季戊四醇、甘露醇以及前述的组合。
在其中衬底层和涂层各自包括增塑剂的实施例中，衬底层的增塑剂可以与涂层的增塑剂相同或不同。在一些类型的制品中，基于涂层的重量，当增塑剂以大于例如约40wt％的量包括在涂层中时，增塑剂会渗出并迁移到衬底层中，这会影响涂层和后续水分散性制品的屏障性能。因此，在其中涂层和衬底层各自包括增塑剂的实施例中，基于涂层的总重量，涂层任选地包括不大于约40wt％，例如约1wt％至约40wt％、约5wt％至约35wt％、约10wt％至约30wt％或约15wt％至约25wt％，例如约5wt％、约6wt％、约7wt％、约8wt％、约9wt％、约10wt％、约12wt％、约15wt％、约17wt％、约20wt％、约23wt％、约25wt％、约27wt％、约30wt％、约32wt％、约35wt％、约37wt％或约40wt％的量的增塑剂。在一些实施例中，在涂层和/或衬底层中包括例如在约25wt％至约40wt％的范围内的量的增塑剂可能是有利的，以有助于层和/或制品的崩解和分散。在其它实施例中，在涂层和/或衬底层中包括例如在约1wt％至约25wt％的范围内的量的增塑剂可能是有利的，以减缓增塑剂的迁移以及后续层和/或制品的崩解和分散。
涂层的厚度不受特定限制，只要涂层具有能够为衬底层和后续制品提供合适的湿气屏障而不剥离和/或开裂的厚度即可。根据制备多层水分散性制品的具体方法(以及衬底和涂层各自的组成)，如本文所提供的，在实施例中，衬底层和涂层不一定是多层制品中的各自离散的层，使得涂层和衬底层的各自厚度可以容易辨别。在一些实施例中，其中涂层不是自撑层并且被施加至衬底层的表面，涂层的厚度相对于衬底层的厚度可忽略。然而，在其中涂层被施加到衬底层的表面并且厚度可以被辨别的实施例中，涂层可以具有在约0.5μm至约250μm、约1μm至约200μm、约10μm至约150μm、约50μm至约100μm、或约1μm至约76μm、约5μm至约51μm或约10μm至约25μm的范围内，例如约0.5μm、约1μm、约2μm、约3μm、约4μm、约5μm、约6μm、约7μm、约8μm、约9μm、约10μm、约11μm、约12μm、约13μm、约14μm、约15μm、约16μm、约17μm、约18μm、约19μm、约20μm、约21μm、约22μm、约23μm、约24μm、约25μm、约30μm、约35μm、约40μm、约45μm、约50μm、约51μm、约52μm、约53μm、约54μm、约55μm、约60μm、约70μm、约71μm、约72μm、约73μm、约74μm、约75μm、约76μm、约80μm、约85μm、约90μm、约95μm、约100μm、约110μm、约120μm、约130μm、约140μm、约150μm、约160μm、约170μm、约180μm、约190μm、约200μm、约210μm、约220μm、约230μm、约240μm或约250μm的厚度。
在实施例中，衬底层包含未改性的聚乙烯醇树脂，并且涂层包含蜂蜡和乳化剂。在实施例中，衬底层包含阴离子基团改性的聚乙烯醇，并且涂层包含蜂蜡和乳化剂。在实施例中，衬底层包含未改性的聚乙烯醇树脂，并且涂层包含蜂蜡和聚山梨醇酯80。在实施例中，衬底层包含阴离子基团改性的聚乙烯醇，并且涂层包含蜂蜡和聚山梨醇酯80。
包括水溶性聚合物和蜡的多层水分散性制品
本公开进一步提供了一种多层水分散性制品，例如膜，其包含有包含水溶性聚合物的水溶性聚合物层和包含蜡的蜡层。
水溶性聚合物可以是本文所述的用于制品的衬底层的聚合物中的任一种。例如，在实施例中，水溶性聚合物可以包括但不限于聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)、聚乙烯吡咯烷酮、季铵聚合物、纤维素醚和前述中的任一种的任何混合物。在实施例中，水溶性聚合物包括未改性的聚乙烯醇。在实施例中，水溶性聚合物包括用衣康酸、马来酸单甲酯、氨基丙基磺酸酯、马来酸、马来酸酐、n-乙烯基吡咯烷酮、n-乙烯基己内酰胺、前述中的任一种的衍生物或前述中的任一种的组合改性的阴离子基团改性的树脂。例如，在实施例中，水溶性聚合物包括未改性的聚乙烯醇和阴离子基团改性的聚乙烯醇的混合物。在实施例中，阴离子基团改性的聚乙烯醇包含用马来酸单甲酯改性的聚乙烯醇。在实施例中，水溶性聚合物包含纤维素醚。不希望受理论的束缚，据信纤维素醚不仅可用作膜/制品形成成分，而且还可用作多层水分散性制品中蜡的稳定剂和/或溶解助剂。在实施例中，水溶性聚合物包含羧甲基纤维素。在实施例中，水溶性聚合物包含聚乙烯醇如未改性的聚乙烯醇，和纤维素醚如羧甲基纤维素。
聚乙烯醇的粘度、改性的量、水解度和其它特性可以如上文针对在衬底层中使用的聚乙烯醇所述。例如，在实施例中，阴离子基团改性的聚乙烯醇包含至少约0.5mol％的阴离子基团改性，例如约1.0mol％至约4.0mol％的阴离子基团改性，或约1.0mol％至约3.5mol％的阴离子基团改性。在实施例中，聚乙烯醇(例如，未改性的和/或阴离子基团改性的聚乙烯醇)具有至少88mol％，例如在约90mol％至小于99mol％的范围内的水解度。在实施例中，聚乙烯醇在20℃下具有至少约6cP，例如约6cP、8cP、10cP、12cP或15cP的4％水溶液粘度。
蜡可以包括石蜡、微晶蜡、天然石油蜡、合成石油蜡、巴西棕榈蜡、小烛树蜡、蜂蜡以及前述中的任一种的任何混合物。在实施例中，蜡包含两种或更多种不同蜡的掺合物。在实施例中，蜡包含石蜡、蜂蜡或其组合。蜡掺合物中蜡的相对量可以如上文针对涂层中的蜡所述。例如，在实施例中，基于蜡的总重量，蜡可以包含约10wt％至约90wt％的石蜡和约10wt％至约90wt％的蜂蜡。在实施例中，蜡可以由石蜡、蜂蜡或其组合组成。在实施例中，蜡包含蜡乳液。基于乳液的总重量，蜡乳液可以包含约5wt％至约30wt％的蜡。也就是说，在实施例中，当蜡包含两种蜡的蜡掺合物，并且蜡掺合物是蜡乳液的形式时，两种不同蜡中的每一种可以以蜡掺合物中蜡的约10wt％至约90wt％的范围内的量存在，并且蜡掺合物可以以蜡乳液的约5wt％至约30wt％的量存在(即，每种蜡可以以蜡乳液的约0.5wt％至约27wt％的范围内的量存在)。
在实施例中，蜡以至少约5PHR和/或至多约200PHR的量被包括。在一些实施例中，蜡可以以至少约5PHR、6PHR、7PHR、8PHR、9PHR、10PHR、11PHR、12PHR、13PHR、14PHR、15PHR、16PHR、17PHR、18PHR、19PHR、20PHR、21PHR、22PHR、23PHR、24PHR、26PHR、26PHR、27PHR、28PHR、29PHR、30PHR、50PHR、75PHR、100PHR、115PHR、150PHR、170PHR、171PHR、172PHR、175或180PHR和/或至多约200PHR、195PHR、190PHR、185PHR、180PHR、175PHR、174PHR、172PHR、170PHR、165PHR、160PHR、150PHR、116PHR、100PHR、75PHR、50PHR、45PHR、40PHR、30PHR、29PHR、28PHR、27PHR、26PHR、25PHR、24PHR、23PHR、22PHR、21PHR、20PHR、19PHR、18PHR、17PHR、16PHR、15PHR、14PHR、13PHR、12PHR、11PHR、10PHR、9PHR、8PHR、7或6PHR的量被包括在制品中。例如，在实施例中，蜡以约5PHR至约200PHR、约5PHR至约190PHR、约5PHR至约175PHR、约5PHR至约115PHR、约115PHR至约172PHR、约5PHR至约100PHR、约5PHR至约30PHR、5PHR至约29PHR、约5PHR至约28PHR、约5PHR至约25PHR、约5PHR至约22PHR、约5PHR至约20PHR、约5PHR至约18PHR、约5PHR至约15PHR、约5PHR至约12PHR、约5PHR至约10PHR、约5PHR至约7PHR、6PHR至约30PHR、6PHR至约29PHR、约6PHR至约28PHR、约6PHR至约25PHR、约6PHR至约22PHR、约6PHR至约20PHR、约6PHR至约18PHR、约6PHR至约15PHR、约6PHR至约12PHR、约6PHR至约10PHR、约6PHR至约7PHR、约7PHR至约30PHR、约7PHR至约28PHR、约7PHR至约25PHR、约7PHR至约22PHR、约7PHR至约20PHR、约7PHR至约18PHR、约7PHR至约15PHR、约7PHR至约12PHR、约7PHR至约10PHR、约7PHR至约8PHR、约10PHR至约30PHR、约10PHR至约29PHR、约10PHR至约28PHR、约10PHR至约25PHR、约10PHR至约22PHR、约10PHR至约20PHR、约10PHR至约18PHR、约10PHR至约15PHR、约10PHR至约12PHR、约12PHR至约30PHR、约12PHR至约28PHR、约12PHR至约25PHR、约12PHR至约22PHR、约12PHR至约20PHR、约12PHR至约18PHR、约12PHR至约16PHR、约12PHR至约14PHR、约12PHR至约13PHR、约15PHR至约30PHR、约15PHR至约28PHR、约15PHR至约25PHR、约15PHR至约22PHR、约15PHR至约20PHR、约15PHR至约18PHR、约15PHR至约16PHR、约18PHR至约30PHR、约18PHR至约28PHR、约18PHR至约25PHR、约18PHR至约22PHR、约18PHR至约20PHR、约20PHR至约30PHR、约20PHR至约28PHR、约20PHR至约25PHR、约20PHR至约22PHR、约22PHR至约30PHR、约22PHR至约28PHR、约22PHR至约25PHR、约22PHR至约24PHR、约25PHR至约30PHR、约25PHR至约28PHR、约25PHR至约27PHR、约28PHR至约30PHR或约29PHR至约30PHR范围的量存在。不希望受理论的束缚，据信制品中蜡的量对制品的MVTR具有显著影响。可替代地或另外地，制品中蜡的量可以基于重量来描述。在实施例中，基于制品的总重量，蜡以至少约5wt％、10wt％、15wt％、20wt％、15wt％、30wt％或40wt％和/或至多约50wt％、45wt％、40wt％、35wt％、30wt％、25wt％、20wt％或10wt％的量存在。例如，基于膜的总重量，蜡可以以约5wt％至约50wt％、约10wt％至约45wt％、约15wt％至约40wt％、约20wt％至约35wt％或约25wt％至约30wt％范围的量存在。
蜡可以具有如上文针对涂层所述的熔点。例如，蜡可以具有约40℃至约100℃、约50℃至约90℃、约60℃至约80℃或约65℃至约75℃范围内的熔点。
在实施例中，制品可以包括第一面和与第一面相对的第二面，其中第一面包含聚合物层，并且第二面包含蜡层。在实施例中，蜡可以形成水分散性制品的外表面的至少一部分。在实施例中，蜡可以形成水分散性制品的内表面的至少一部分。例如，在一些实施例中，其中所述制品是小袋形式的膜，所述小袋限定用于容纳组合物的内部小袋体积，其中所述膜的内表面面向所述内部小袋体积并且所述膜的外表面与所述内表面相对，所述蜡可以形成所述小袋的外表面的至少一部分和/或所述小袋的内表面的至少一部分(即，与包含在所述小袋内的组合物接触的表面)。在实施例中，蜡可以形成制品的内表面和外表面中的每一个的至少一部分。
在实施例中，包括水溶性聚合物和蜡的制品可以是包含自支撑制品的多层水分散性制品，所述自支撑制品由包含水溶性聚合物和蜡的混合物的组合物制备，其中在制品形成期间，一部分蜡迁移通过组合物到达制品的表面，从而提供其中至少一部分蜡和水溶性聚合物形成制品的相对面的制品。如图1所示，所述制品可以包含有包含水溶性聚合物的聚合物层10、包含蜡的蜡层20和设置在聚合物层与蜡层之间的中间区域30，所述中间区域包含水溶性聚合物和蜡的混合物。不希望受理论的束缚，据信蜡是作为可以分散在水溶性聚合物内或顶部的单独相存在。当蜡的所述部分扩散/迁移(例如相分离)通过组合物到达制品的表面时，其可以在制品上形成连续或不连续的“准”涂层。也就是说，制品可以具有这样的表面：其中至少一部分表面是蜡，并且至少一部分表面是水溶性聚合物(例如，蜡形成不连续相，并且制品的表面可以具有没有蜡的暴露区域)。在一些情况下，蜡可以在表面上形成连续的“准”涂层，使得制品的整个表面包含蜡。通常，蜡可以相分离到制品的一或多个外表面(例如，膜的一或两个表面)。在其中蜡相分离到制品的两个或更多个外表面的实施例中，在每个表面处的蜡的量可以是相同的(例如，对于膜，基于相分离的蜡的总重量，在每个表面处的蜡为约50wt.％)或可以是不同的(例如，在一个表面处显著或优先的相分离)。在其中制品具有两个外表面的实施例中，蜡可以相分离到基本上一个表面，使得蜡和聚合物形成相对的面。如本文所使用的，基于对每个表面的与蜡相关的峰(例如，2850cm-1至2950cm-1范围内的CH2不对称和对称振动)的衰减的总反射率(ATR-FTIR)信号强度的比较，当所述表面处的蜡的量构成相分离的蜡的超过约一半时，蜡相分离到“基本上一个表面”。因此，制品可以在每个表面上包含蜡相，并且仍然被认为具有包含聚合物相面和蜡相面的相对面。
在实施例中，包括水溶性聚合物和蜡的制品是多层水分散性制品，其包含有包含水溶性聚合物的衬底层和包含蜡的涂层。上文详细地描述了具有衬底和涂层的该制品的实施例。
制品可以进一步包括助剂或额外组分。在实施例中，聚合物层和/或蜡层进一步包含氧化聚乙烯、矿物油、木松香、虫胶、甘油三酯、亚麻子油、玉米油、菜籽油、大麻油、椰子油、未改性的聚乙烯醇、阴离子基团改性的聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)、聚乙烯吡咯烷酮、季铵聚合物、聚乙酸乙烯酯、乙烯-乙烯醇、海藻酸盐、多糖、蛋白质、pH调节蛋白质、木浆、非木浆、非织造纤维、天然泡沫、合成泡沫、前述中的任一种的衍生物或其混合物中的一或多种。在实施例中，制品进一步包含矿物油、甘油三酯、亚麻子油、玉米油、菜籽油、大麻油、椰子油、前述中的任一种的衍生物或其混合物中的一或多种。
在实施例中，聚合物层和/或蜡层进一步包含增塑剂、填充剂、表面活性剂、防结块剂、抗氧化剂、滑爽剂、分散剂或前述中的任一种的组合。增塑剂、填充剂、表面活性剂、防结块剂、抗氧化剂、滑爽剂、分散剂或其组合中的每一种可以如上文针对具有衬底层和涂层的水分散性制品所述。例如，在实施例中，聚合物层和/或蜡层进一步包含增塑剂，例如甘油、二甘油、丙二醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、至多MW 400的聚乙二醇、山梨醇、2-甲基-1,3-丙二醇(MPD)、乙醇胺、三羟甲基丙烷(TMP)、聚醚多元醇、异麦芽酮糖醇、麦芽糖醇、木糖醇、赤藓糖醇、阿东糖醇、半乳糖醇、季戊四醇、甘露醇或前述中的任一种的组合。在实施例中，聚合物层和/或蜡层包含木糖醇、山梨醇或其组合。在实施例中，聚合物层包含增塑剂，并且增塑剂包括甘油、山梨醇、木糖醇或其组合。
在实施例中，增塑剂、填充剂、表面活性剂、防结块剂、抗氧化剂、滑爽剂、分散剂或其组合可以与水溶性聚合物混合。
在实施例中，水溶性聚合物包含未改性的聚乙烯醇树脂和羧甲基纤维素的混合物，并且蜡包含蜡乳液，所述蜡乳液包含蜂蜡和聚山梨醇酯80。在实施例中，制品包含有包含未改性的聚乙烯醇树脂、羧甲基纤维素的水分散性膜、包含蜂蜡、聚山梨醇酯80的蜡乳液和包含甘油、山梨醇、木糖醇或其组合的增塑剂掺合物。
制备多层水分散性制品的方法
本公开还涉及多层水分散性制品的制造。
方法A
根据制品和其应用，制品可使用任何已知的方法形成，诸如，例如挤出、吹塑挤出、热成型、注塑成型、浸渍成型、拉伸成型、吹塑成型、溶剂浇铸等。
在其中制品为水分散性膜的实施例中，衬底层可经由溶剂浇铸、吹塑成型、挤出或吹塑挤出形成。用于溶剂浇铸衬底层(其可包括例如PVOH)的方法在所属领域中众所周知。举例来说，在PVOH层的成膜方法中，将聚乙烯醇树脂和次级添加剂溶解在溶剂(通常是水)中，计量加到表面上，使其基本上干燥(或强制干燥)以形成浇铸膜，且接着将所得的浇铸膜从浇铸表面上去除。过程可以分批执行，并且在连续过程中更有效地执行。
在形成连续的聚乙烯醇膜时，传统实践是计量到移动浇铸表面上的溶液，移动浇铸表面为例如连续移动的金属筒或带，以使溶剂基本上从液体中去除，由此形成自支撑式浇铸膜，且随后从浇铸表面剥离所得的浇铸膜。
形成涂层的方法可包括熔融共混。熔融共混的方法是所属领域中众所周知的。举例来说，当涂层包括两种或更多种蜡时，将蜡熔融并共混在一起的温度必须高于各蜡的熔点，但低于各蜡的褐变点。可替代地或另外地，当涂层包括水分散性石蜡、氧化聚乙烯、微晶蜡、矿物油、天然石油蜡、合成石油蜡、木松香、巴西棕榈蜡、小烛树蜡、蜂蜡、虫胶、甘油三酯、亚麻籽油、玉米油、菜籽油、大麻油、椰子油、前述中的任一种的衍生物或前述中的任一种的混合物时，混合涂层的温度可以在环境室温至约200℃的范围内。例如，涂层可以在约20℃至约200℃、约25℃至约175℃、约30℃至约150℃、约25℃至约125℃、40℃至约100℃、约50℃至约90℃或约65℃至约85℃的范围内，例如约20℃、约25℃、约30℃、约35℃、约40℃、约50℃、约60℃、约65℃、约70℃、约75℃、约80℃、约85℃、约90℃、约100℃、约115℃、约120℃、约125℃、约130℃、约140℃、约150℃、约160℃、约170℃、约180℃、约190℃或约200℃的温度下混合。
在实施例中，涂层可如上文所述地以溶液形式制备并且浇铸。
在实施例中，可通过例如根据所属领域中已知的方法对衬底层进行溶剂浇铸或挤出，且接着使熔融共混涂层接触或施加至衬底层的一或多个表面，任选地接着干燥来形成多层水分散性制品。如所属领域中众所周知，可例如使用绕线棒(例如迈耶棒(Mayer rod))来施加涂层。替代方法包括例如喷涂、浸涂、旋涂和流涂。
在实施例中，可通过例如根据所属领域中已知的方法对衬底层进行溶剂浇铸或挤出，且接着通过模具处理涂层且将涂层施加至衬底层的表面，任选地接着干燥来形成多层水分散性制品。涂层可熔融共混或为溶液，这部分取决于其组成。
在实施例中，可通过例如通过溶剂浇铸和干燥独立地制备衬底层和涂层，并且随后将干燥的衬底层层压至干燥的涂层以提供水分散性制品来形成多层水分散性制品。
涂层可以适合于制备根据本公开的多层制品的任何重量施加至衬底层。例如，涂层可以具有在约5g/m2至约100g/m2、约10g/m2至约90g/m2、约20g/m2至约80g/m2、约30g/m2至约70g/m2或约40g/m2至约60g/m2的范围内，例如约8g/m2、约10g/m2、约13g/m2、约15g/m2、约17g/m2、约20g/m2、约22g/m2、约25g/m2、约28g/m2、约30g/m2、约32g/m2、约35g/m2、约38g/m2、约40g/m2、约42g/m2、约45g/m2、约47g/m2、约50g/m2、约52g/m2、约55g/m2、约57g/m2、约60g/m2、约62g/m2、约65g/m2、约67g/m2、约70g/m2、约72g/m2、约75g/m2、约77g/m2、约80g/m2、约85g/m2、约90g/m2、约95g/m2或约100g/m2的涂层重量。
在实施例中，将涂层施加至衬底层的一个表面以提供具有至少两层(即，衬底层和涂层)的多层水分散性制品。在实施例中，衬底层被涂布在衬底层的两个表面上，以提供具有三层的水分散性制品(即在两个相对的涂层之间具有一个衬底层)。在实施例中，具有相同或不同组成的多个涂层可施加到衬底层的任一面以提供多层制品。
在实施例中，衬底层可形成为例如包、小袋、瓶或盒，且随后通过例如浸涂、旋涂、流涂等涂布有涂层以提供多层水分散性制品。在实施例中，多层水分散性制品(包括衬底层和第一涂层)可形成为例如包、小袋、瓶或盒，且随后通过例如浸涂、旋涂、流涂等涂布有具有与第一涂层相同或不同组成的第二涂层以提供涂布的多层水分散性制品。在实施例中，制备多层水分散性制品以使得涂层形成制品的内表面，并且当制品随后通过例如浸涂涂布时，制品包含涂层-衬底层-涂层配置。在实施例中，制备多层水分散性制品以使得涂层形成制品的外表面，并且当制品随后通过例如浸涂涂布时，制品包含衬底层-涂层配置。涂层的数目和其所施加到的衬底层的特定面不受特定限制。
方法B
本公开的多层水分散性制品还可以通过混合水溶性聚合物和蜡乳液以提供初级组合物，并且浇铸或挤出初级组合物以提供多层水分散性制品来制备，其中水分散性制品具有约20g H2O/m2/天或更低的湿蒸气透过率(MVTR)。初级组合物可以是乳液的形式。当通过挤出初级组合物形成制品时，初级组合物不有意地包括水。也就是说，初级组合物可以包括存在于每种组分中的残留水，但并未有意地添加额外的水。不希望受理论的束缚，据信将初级组合物制备成乳液有助于保持蜡相和水溶性相。
水溶性聚合物可以如本文提供的选择。例如，在实施例中，水溶性聚合物选自由聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)、聚乙烯吡咯烷酮、季铵聚合物、纤维素醚和前述中的任一种的任何混合物组成的群组。在实施例中，水溶性聚合物包括未改性的聚乙烯醇。在实施例中，水溶性聚合物包括用衣康酸、马来酸单甲酯、氨基丙基磺酸酯、马来酸、马来酸酐、n-乙烯基吡咯烷酮、n-乙烯基己内酰胺、前述中的任一种的衍生物或前述中的任一种的组合改性的阴离子基团改性的树脂。例如，在实施例中，水溶性聚合物包括未改性的聚乙烯醇和阴离子基团改性的聚乙烯醇的混合物。在实施例中，阴离子基团改性的聚乙烯醇包含用马来酸单甲酯改性的聚乙烯醇。在实施例中，水溶性聚合物包含纤维素醚。例如，在实施例中，水溶性聚合物包含羧甲基纤维素。在实施例中，水溶性聚合物包含聚乙烯醇如未改性的聚乙烯醇，和纤维素醚如羧甲基纤维素。
聚乙烯醇的粘度、改性的量、水解度和其它特性可以如本文所述。例如，在实施例中，阴离子基团改性的聚乙烯醇包含至少约0.5mol％的改性，例如约1.0mol％至约4.0mol％的改性，或约1.0mol％至约3.5mol％的改性。在实施例中，聚乙烯醇(例如，未改性的和/或阴离子基团改性的聚乙烯醇)具有至少88mol％，例如在约90mol％至小于99mol％的范围内的水解度。在实施例中，聚乙烯醇在20℃下具有至少约6cP，例如约6cP、8cP、10cP、12cP或15cP的4％水溶液粘度。
如本文所提供的，所述方法包含将水溶性聚合物与蜡乳液混合。蜡乳液可以包括石蜡、微晶蜡、天然石油蜡、合成石油蜡、巴西棕榈蜡、小烛树蜡、蜂蜡和前述中的任一种的任何混合物。在实施例中，蜡乳液包含两种或更多种不同蜡的掺合物。在实施例中，蜡乳液包含石蜡、蜂蜡或其组合。在实施例中，基于蜡乳液的总重量，蜡乳液包含在约5wt％至约30wt％的范围内的量的石蜡、蜂蜡或其组合，例如，约10wt％至约25wt％、约10wt％至约15wt％、约15wt％至约30wt％、约20wt％至约30wt％或约15wt％至约20wt％。在实施例中，蜡乳液的蜡由石蜡、蜂蜡或其组合组成。在实施例中，蜡乳液由石蜡、蜂蜡或其组合、乳化剂和载体溶剂组成。在实施例中，载体溶剂包含水。
在实施例中，乳化剂可以是非离子表面活性剂，例如甘油的脂肪酸酯或山梨醇的脂肪酸酯。合适的乳化剂的实例包括但不限于脱水山梨醇单月桂酸酯、脱水山梨醇单硬脂酸酯、脱水山梨醇三硬脂酸酯、聚山梨醇酯20、聚山梨醇酯40、聚山梨醇酯60、聚山梨醇酯80、甘油单硬脂酸酯、甘油单月桂酸酯或其任意组合。在实施例中，乳化剂包括聚山梨醇酯80。
基于100重量份的水溶性聚合物，蜡乳液可以以在至少约70PHR、80PHR、90PHR、95PHR、98PHR或100PHR和/或至多约150PHR、140PHR、130PHR、120PHR、110PHR、100PHR、95PHR或90PHR的范围内的量存在于混合物中。在实施例中，蜡乳液以在约70PHR至约200PHR、约70PHR至约150PHR、约90PHR至约120PHR或约95PHR至约115PHR的范围内的量存在于初级组合物中。
蜡乳液和/或初级组合物可以包括额外的成分，诸如例如增塑剂、填充剂、表面活性剂、防结块剂、抗氧化剂、滑爽剂、分散剂或其任意混合物。可以如上述提供的选择和包括这些额外的成分中的每一种。例如，在实施例中，增塑剂包括甘油、二甘醇、丙二醇、二丙二醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、至多MW 400的聚乙二醇、山梨醇、2-甲基-1,3-丙二醇(MPD)、乙醇胺、三羟甲基丙烷(TMP)、聚醚多元醇、异麦芽酮糖醇、麦芽糖醇、木糖醇、赤藓糖醇、阿东糖醇、半乳糖醇、季戊四醇、甘露醇或前述中的任一种的组合。在实施例中，增塑剂包含山梨醇、木糖醇或其组合。在实施例中，所述方法进一步包含将所述水溶性聚合物和所述蜡乳液与一或多种在增塑剂、填充剂、表面活性剂、防结块剂、抗氧化剂、滑爽剂和分散剂的群组中的额外组分混合以提供所述初级组合物。
初级组合物可以进一步包括助剂或额外组分。在实施例中，初级组合物进一步包含氧化聚乙烯、矿物油、木松香、虫胶、甘油三酯、亚麻子油、玉米油、菜籽油、大麻油、椰子油、未改性的聚乙烯醇、阴离子基团改性的聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)、聚乙烯吡咯烷酮、季铵聚合物、聚乙酸乙烯酯、乙烯-乙烯醇、海藻酸盐、多糖、蛋白质、pH调节蛋白质、木浆、非木浆、非织造纤维、天然泡沫、合成泡沫、前述中的任一种的衍生物或其混合物中的一或多种。
在实施例中，初级组合物进一步包含增塑剂、填充剂、表面活性剂、防结块剂、抗氧化剂、滑爽剂、分散剂或前述中的任一种的组合。增塑剂、填充剂、表面活性剂、防结块剂、抗氧化剂、滑爽剂、分散剂或其组合中的每一种可以如上文针对具有衬底层和涂层的水分散性制品所述。例如，在实施例中，初级组合物进一步包含增塑剂，例如甘油、二甘油、丙二醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、至多MW 400的聚乙二醇、山梨醇、2-甲基-1,3-丙二醇(MPD)、乙醇胺、三羟甲基丙烷(TMP)、聚醚多元醇、异麦芽酮糖醇、麦芽糖醇、木糖醇、赤藓糖醇、阿东糖醇、半乳糖醇、季戊四醇、甘露醇或前述中的任一种的组合。在实施例中，初级组合物包含木糖醇、山梨醇或其组合。在实施例中，基于100重量份的水溶性聚合物，增塑剂可以以在约10PHR至约25PHR的范围内的量存在于初级组合物中。
所述方法包括混合水溶性聚合物和蜡乳液。水溶性聚合物和蜡乳液混合的温度可以是在约15℃至约100℃、约20℃至约90℃、约20℃至约85℃或约25℃至约70℃的范围内，例如约15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃或100℃。如上所述，水溶性聚合物和蜡乳液混合的温度将部分地取决于蜡的熔化温度和/或褐变温度。此外，温度也可能取决于蜡的凝固点。如果混合温度太低，蜡会冻结，导致其沉淀或“冲出”乳液。
所述方法进一步包括浇铸或挤出初级组合物以提供多层水分散性制品。在实施例中，多层水分散性制品可以通过例如根据本领域已知的方法溶剂浇铸初级组合物来形成。除了浇铸之外，在实施例中，制品可以通过挤出由初级组合物形成。如本文所使用的，术语“挤出”包括挤出和吹塑挤出。挤出和吹塑挤出的方法在本领域中是已知的。在浇铸或挤出时，并且不希望受理论的束缚，据信来自蜡乳液的蜡经历“起霜效应”，其导致蜡迁移通过整个制品(例如膜等)到达制品的表面。因此，已经“起霜”到表面上的蜡可以存在于制品的内表面和/或外表面的至少一部分上，从而在制品上形成连续或不连续的“准”涂层。重要的是，“涂层”和/或“衬底”(部分地由水溶性聚合物形成)的厚度无法辨别，因为蜡的起霜在整个制品中不一定是均匀的。
除了浇铸和挤出之外，在实施例中，制品可以通过吹塑由初级组合物形成，如本领域已知的。
包/小袋
根据本公开的制品可适用于容纳组合物。所容纳的组合物可以采取任何形式，例如粉末、凝胶、糊剂、毛料、液体、固体、片剂或其任何组合(例如，悬浮在液体中的固体)。制品还适用于需要改进的湿式处理和低水蒸气渗透的任何应用。
在其中多层水分散性制品为水分散性膜的实施例中，膜可形成小袋或包。合意地，水分散性膜形成小袋的至少一个侧壁，任选地整个小袋。因此，在一些实施例中，多层水分散性制品为界定内部小袋体积的小袋形式的水分散性膜。
多层水分散性制品还可以是具有两个或更多个隔室的包，所述隔室由相同衬底层和/或涂层组成制成，或与不同衬底层和/或涂层组成的制品组合。额外制品可例如通过对相同或不同聚合材料的浇铸、吹塑成型、挤出或吹塑挤出获得，如所属领域中所已知。在一种类型的实施例中，适合用作额外制品的聚合物、共聚物或其衍生物选自聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、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、聚羧酸和盐、聚氨基酸或肽、聚酰胺、聚丙烯酰胺、顺丁烯二酸/丙烯酸的共聚物、包括淀粉和明胶的多糖、天然胶如黄原胶和角叉菜胶。举例来说，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。一类预期的实施例的特征在于包材料中聚合物的水平，例如PVOH共聚物为至少60％。
本公开的制品可包括至少一个密封隔室。因此，制品可包含单个隔室或多个隔室。在其中制品为水分散性膜的实施例中，制品可由例如两层根据本公开的水分散性多层膜形成，在界面处密封，或由在自身上折叠且密封的单个多层膜形成。膜中的一或两个可包括本文所述的水分散性膜。因此，密封膜限定了具有内部小袋容器体积的制品，所述体积含有用于释放至水性环境中的任何所需组合物。组合物不受具体限制，例如包括下文所述的多种组合物中的任一种。在包含多个隔室的实施例中，每个隔室可以含有相同和/或不同的组合物。反过来，组合物可以采取任何合适的形式，包括但不限于液体、固体、压制固体(片剂)及其组合(例如悬浮在液体中的固体)。在实施例中，制品包含第一、第二和第三隔室，其中的每一个分别含有不同的第一、第二和第三组合物。
多隔室制品的隔室可具有相同或不同的大小和/或体积。本发明多隔室小袋的隔室可以按任何合适的方式分开或结合。在实施例中，第二和/或第三和/或后续隔室叠加在第一隔室上。隔室可以包装成串，每一隔室可以通过穿孔线单独地分开。因此，每一隔室可由最终用户从串的剩余部分单独地撕下。
在实施例中，本公开的制品可包含一或多个不同膜。举例来说，在单个隔室实施例中，包可以由自身折叠且在边缘处密封的一个壁，或替代地在边缘处密封在一起的两个壁制成。在多隔室实施例中，包可以由一或多个膜制成，使得任何给定包隔室可以包含由具有不同组合物的单个膜或多个膜制成的壁。
制品可以使用任何合适的设备和方法制备。举例来说，单个隔室小袋可以使用本领域通常已知的垂直成型填充、水平成型填充或旋转鼓填充技术制成。这些工艺可以是连续的或间歇的。可例如对制品进行润湿和/或加热以增加其延展性。所述方法还可涉及使用真空、阳模辅助或强制空气将制品吸入或压入合适的模具中。一旦制品在表面的水平部分上，将制品吸入模具中的真空或强制空气可以施加持续约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。此真空或强制空气可使得其提供例如在10毫巴至1000毫巴范围内，或在100毫巴至600毫巴范围内的压力。
可在其中制造制品的模具可取决于小袋的所需尺寸而具有任何形状、长度、宽度和深度。如果需要，则模具的尺寸和形状也可彼此不同。例如，最终制品的体积可以是约5ml至约300ml、或约10ml至300ml、或约20ml至约300ml，并且相应地调整模具尺寸。本公开的制品可具有适合于提供单位剂量的任何大小。单位剂量制品的大小将取决于最终应用。举例来说，用于例如游泳池等大量水应用的制品可具有大于约25ml且小于约500ml，例如250ml的内部容积。举例来说，用于例如水疗池(spa)或热水浴缸等大量水应用的制品可具有大于25ml且小于约200ml，例如100ml的内部体积。举例来说，用于烘烤应用的制品，例如用于容纳酵母的制品可具有大于25ml且小于约100ml，例如50ml的内部体积。在实施例中，制品可以具有至少约25ml、或至少约50ml、或至少约100ml、或至少约150ml、或至少约200ml、或至少约250ml、或至少约300ml、和/或至多约500ml、至多约400ml、至多约300ml、至多约200ml或至多约100ml的内部体积。在实施例中，制品的内含物可以是呈松散粉末或压制片剂形式的粉末。松散粉末或压制片剂可以以至少约25g、或至少约100g、或至少约150g、或至少约200g、或至少约250g、或至少约300g、或至少约400g、或至少约500g、或至少约550g或至少约600g，例如在约100g至约600g、或约250g至约550g、或约500g至约600g、或约25g至约300g的范围内的量提供。本公开的制品可以具有至少约12.5cm(约5英寸)、至少约15.25cm(约6英寸)、至少约18cm(约7英寸)或至少约23cm(约9英寸)的长度。在实施例中，本公开的制品可以具有至少约7.5cm(约3英寸)、至少约10cm(约4英寸)或至少约12.5cm(约5英寸)的宽度。在实施例中，制品可以具有约12.5cm至约15.25cm(约5英寸至约6英寸)的长度和约7.5cm至约10cm(约3英寸至约4英寸)的宽度。
在实施例中，单个隔室或多个密封隔室含有组合物。多个隔室可以各自含有相同或不同的组合物。组合物选自液体、固体或其组合。
在实施例中，多层水分散性制品可安置于较大制品内，其中较大制品可具有与本文所述的制品相同或不同的组成。举例来说，在烘烤应用中，第一多层水分散性制品可在其密封隔室内含有包含酵母的组合物，且制品可安置于含有包含例如面粉的组合物的较大第二多层水分散性密封制品内。
多层水分散性膜的垂直成型、填充和密封
在其中水分散性制品为膜的实施例中，水分散性膜可成型为密封制品。在实施例中，密封制品为垂直成型、填充和密封制品，例如小袋。垂直成型、填充和密封(VFFS)过程为常规自动化过程。VFFS包括一种设备，例如将单片膜包裹在垂直定向的进料管周围的组装机。机器热封或以其它方式将膜的相对边缘固定在一起以产生侧密封并形成膜的中空管。随后，机器热封或以其它方式产生底部密封，从而限定具有敞开顶部的容器部分，在敞开顶部处稍后将形成顶部密封。机器通过敞开顶端将规定量的可流动产品引入容器部分。一旦容器包括所需量的产品，机器就将膜推进到另一个热封装置，例如，以产生顶部密封。最后，机器将膜推进到切割器，切割器立即在顶部密封的正上方切割膜以提供填充的包装。
在操作期间，组装机使膜从辊前进以形成包装。因此，膜必须能够容易地推进通过机器且不粘附到机器组装件，或为脆性的，以便在处理期间断裂。
衬底层和涂层在密封制品中的定向不受特定限制，且可取决于制品的最终用途。举例来说，在实施例中，衬底层形成小袋的外表面，且涂层形成小袋的内表面。在实施例中，衬底层形成小袋的内表面，且涂层形成小袋的外表面。在其中衬底层的两个表面都与涂层接触的实施例中，涂层可形成小袋的内表面和外表面。
多层水分散性膜的成形、密封和热成型
在其中多层水分散性制品为膜的实施例中，膜可为可热成型的。可热成型的膜是可以通过施加热和力塑形的一种膜。在衬底层中具有相对较高水平的增塑剂(例如，约20wt.％至约45wt.％)的水分散性膜属于被认为特别适合于这类工艺的那些，而在衬底层中具有相对较低水平的增塑剂(例如，约5wt.％至约20wt.％)的水分散性膜可以通过控制热成型条件(例如温度、机器速度、停留时间等)来热成型。
使膜热成型是将膜加热、将膜成型(例如在模具中)，然后允许膜冷却的工艺，在此工艺中，膜将保持其形状，例如模具的形状。可使用任何合适的手段施加热量。举例来说，在将膜供给到表面上之前或一旦供给到表面上时，可通过使膜在加热元件下穿过或通过热空气而直接加热膜。替代地，可间接加热，例如通过加热表面或将热物件施加到膜上。在实施例中，膜使用红外光加热。膜可以被加热到在约50℃至约260℃、约50℃至约200℃、约60℃至约150℃、约70℃至约120℃、或约60℃至约90℃的范围内的温度。不希望受理论的束缚，据信加热的持续时间应与加热温度成反比，以防止衬底和/或涂层褐变。热成型可以通过以下工艺中的任一或多种进行：将热软化的膜手动覆盖在模具上，或者将软化的膜压力诱导成型到模具上(例如，真空成型)，或者将具有精确已知温度的新挤出的片材自动高速分度到成型和修整站，或者膜的自动放置、插塞和/或气动拉伸和加压成型。
替代地，可通过任何适合方式将膜润湿，例如在将膜供给到表面上之前或一旦供给到表面上时，通过将润湿剂(包括水，膜组合物、用于膜组合物的增塑剂或上述的任何组合的溶液)喷洒到膜上进行直接润湿；或通过润湿表面或通过将湿物件施加到膜上进行间接润湿。
一旦膜被加热和/或润湿，就可以将其吸入合适的模具中，优选使用真空。模制膜的填充可以通过利用任何合适方式实现。在实施例中，最优选方法将取决于产品形式和所需填充速度。在实施例中，模制膜通过在线填充技术填充。随后使用第二膜，通过任何适合方法封闭经填充的开口包，以形成小袋。这可在水平位置和连续的、恒定运动的同时完成。封闭可通过以下完成：将第二膜，优选水分散性膜连续地供给到开口包上方并且到开口包上并且随后优选将第一膜和第二膜密封在一起，通常在模具之间的区域中并且因此介于包之间。
可利用任何合适的密封包和/或其各个隔室的方法。这类手段的非限制性实例包括热封、溶剂焊接、溶剂或湿法密封，及其组合。通常，仅形成密封的区域用热或溶剂处理。可以通过任何方法施加热量或溶剂，通常对封闭材料施加，且通常仅对待形成密封的区域施加。在实施例中，涂层不施加至用于形成密封的材料的表面。也就是说，在实施例中，可存在可用于密封的未涂布衬底层，使得密封形成于衬底层的两个表面之间。举例来说，当涂层形成制品的内表面时，涂层可不施加至衬底层的外缘和/或其用于形成密封的任何表面。在一些实施例中，涂层施加至整个衬底层且可用于形成密封。如果使用溶剂或湿法密封或焊接，那么优选也施加热量。形成密封的温度可以在约240℉(约116℃)至约400℉(约204℃)的范围内，例如约240℉(约116℃)、约250℉(约121℃)、约260℉(约127℃)、约270℉(约132℃)、约280℉(约138℃)、约290℉(约143℃)、约300℉(约149℃)、约310℉(约154℃)、约320℉(约160℃)、约330℉(约166℃)、约340℉(约171℃)、约350℉(约177℃)、约360℉(约182℃)、约370℉(约188℃)、约380℉(约193℃)、约390℉(约199℃)或约400℉(约204℃)。优选的湿法或溶剂密封/焊接方法包括选择性地将溶剂施加到模具之间的区域上，或者施加到封闭材料上，例如通过将溶剂喷射或印刷到这些区域上，然后在这些区域上施加压力，以形成密封。例如可以使用如上文所述的密封辊和带(任选地还提供热量)。
在实施例中，密封制品的剥离强度可以是至少10N，如通过本文所述的剥离强度测量测试所测量。
可以随后由切割装置切割形成的小袋。切割可使用任何已知方法完成。还可以连续方式进行切割是优选的，并且优选以恒定速度并且优选同时处于水平位置。切割装置可以例如是尖锐物件，或热物件，或激光，由此在后面的状况中，热物件或激光‘烧’穿过膜/密封区域。
多隔室小袋的不同隔室可以并排形式制造在一起，其中所得互接小袋可以通过或不通过切割分开。替代地，隔室可单独制造。
在实施例中，可以根据包含以下步骤的工艺来制备小袋：a)形成第一隔室(如上所述)；b)在步骤(a)中形成的封闭隔室内或全部封闭隔室内形成凹槽，以产生叠加在第一隔室上方的第二模制隔室；c)通过第三膜填充和封闭第二隔室；d)密封第一膜、第二膜和第三膜；和e)切割膜以产生多隔室小袋。步骤(b)中形成的凹槽可以通过对步骤(a)中制备的隔室施加真空来实现。
在实施例中，第二隔室和/或第三隔室可以在单独的步骤中制备，然后与第一隔室结合，如在欧洲专利申请号08101442.5或美国专利申请公开第2013/240388A1号或第WO2009/152031号中所述。
在实施例中，可以根据包含以下步骤的工艺来制备小袋：a)任选地使用热和/或真空，在第一成型机上使用第一膜形成第一隔室；b)用第一组合物填充第一隔室；c)在第二成型机上，任选地使用热和真空使第二膜变形，以制造第二模制隔室和任选的第三模制隔室；d)填充第二隔室和任选的第三隔室；e)使用第三膜密封第二隔室和任选的第三隔室；f)将密封的第二隔室和任选的第三隔室放置到第一隔室上；g)密封第一隔室、第二隔室和任选的第三隔室；和h)切割膜以产生多隔室小袋。
可以基于其执行上述工艺的合适性来选择第一和第二成型机。在实施例中，第一成型机优选地是水平成型机，且第二成型机器优选地是旋转鼓成型机，其优选地定位于第一成型机上方。
应理解，通过使用适当的供给站，可能制造出并入有多种不同或独特组合物和/或不同或独特液体、凝胶或膏体组合物的多隔室小袋。
在实施例中，膜和/或小袋喷涂或撒布有合适的材料，例如活性剂、润滑剂、厌恶剂或其混合物。在实施例中，例如使用油墨和/或活性剂在膜和/或小袋上进行印刷。
多层水分散性制品的内含物
本发明制品(例如呈小袋、包、瓶等形式)可含有各种组合物，例如水处理组合物。多隔室小袋可在每个单独的隔室中含有相同或不同的组合物。组合物接近多层水分散性制品的内表面。组合物可以距离制品表面小于约10cm、或小于约5cm、或小于约1cm、或小于约1mm或小于约0.1mm。通常，组合物与制品的表面相邻或与制品的表面接触。制品可呈其中含有组合物的小袋、瓶或隔室的形式。
在实施例中，根据本公开的多层水分散性膜例如通过VFFS成型为密封小袋，并且围封组合物。在实施例中，多层水分散性制品为瓶，所述瓶围封组合物。在实施例中，组合物为液体组合物。在实施例中，液体组合物具有高水含量，即基于组合物的总重量，水含量高于约10wt％。在实施例中，组合物为干燥组合物。在实施例中，组合物为氯化或溴化组合物。在实施例中，组合物为水处理剂。这类试剂可以包括侵蚀性氧化化学品，例如如在美国专利申请公开第2014/0110301号和美国专利第8,728,593号中所述。例如，试剂可以包括次氯酸盐，如次氯酸钠、次氯酸钙和次氯酸锂；氯化异氰脲酸酯，例如二氯异氰脲酸(也被称为“二氯”或二氯-s-三嗪三酮、1,3-二氯-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三酮)和三氯异氰脲酸(TCCA，也被称为“三氯”或1,3,5-三氯-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三酮)或三氯异氰脲酸酯(TC)；氯酸盐和高氯酸盐。还涵盖试剂的盐和水合物。例如，二氯异氰尿酸可以以二氯异氰尿酸钠、二氯异氰尿酸钠二水合物等提供。含有溴的试剂也适用于单位剂量包装应用，如溴化异氰尿酸酯、溴酸盐、过溴酸盐、l,3-二溴-5,5-二甲基乙内酰脲(DBDMH)、2,2-二溴-3-腈基丙酰胺(DBNPA)、二溴氰基乙酸酰胺、1-溴-3-氯-5,5-二甲基乙内酰脲(BCDMH)；和2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇等。可包括于组合物中的其它合适的试剂包括但不限于过硼酸盐、高碘酸盐、过硫酸盐、高锰酸盐、铬酸盐、重铬酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、过氧化物、酮过氧化物、过氧酸无机酸和其组合。
在实施例中，组合物包括三氯氰尿酸(TCCA)、二氯异氰尿酸、三氯异氰尿酸盐(TC)、硫酸氢钠、二氯异氰尿酸钠、次氯酸钠、次氯酸钙、次氯酸锂、碳酸钠、碳酸氢钠、氰尿酸、1-溴-3-氯-5,5-二甲基乙内酰脲(BCDMH)、2,2-二溴-3-腈基丙酰胺(DBNPA)、二溴氰基乙酸酰胺、2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇、过硼酸钠、过氧硫酸钾、硼砂、单过氧硫酸钾、柠檬酸、酒石酸、聚乙酸、乙二胺四乙酸、氯化钠、氯化钙、氯化镁、氯化钾、戊二醛、乙二醛、硫酸钠、三聚磷酸盐、焦磷酸四钠、多价金属盐或前述的组合。
在另一方面，组合物可以是可食用的。举例来说，组合物可主要由或仅由可食用成分组成。用于包括在此类组合物中的组分可为美国食品和药物管理局指定为“一般认为安全”(GRAS)的那些，和/或在欧盟具有指定的、允许的E编号的组分，和/或尚未指定为GRAS或经E编号，但已经通过适当测试并且已证实在建议用于组合物中的量下对人类食用安全的组分。在实施例中，组合物是食品，例如用于人类消费的食品，或用于动物消费的食品。在实施例中，组合物是在暴露于湿气(例如湿度)时吸湿、活化或改变组成的食品。在实施例中，组合物包括酵母、糖、盐、淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、调味剂、柠檬酸、酒石酸、聚乙酸、肉桂醛、燕麦、麸、干果、乳酪、咸饼干(crackers)、饼干(biscuits)或前述的组合。
在一个实施例中，所述组合物可以包括洗涤剂组合物，例如液体轻型和液体重型液体洗涤剂组合物、粉末洗涤剂组合物、用于洗手和/或机器洗涤的餐具洗涤剂；硬表面清洁组合物、织物增强剂、通常用于洗衣的洗涤剂凝胶、漂白剂和洗衣添加剂、剃须膏、皮肤护理、头发护理组合物(洗发剂和调理剂)和沐浴液。此类清洁剂组合物可包含表面活性剂、漂白剂、酶、香料、染料或着色剂、溶剂和其组合。
在一种类型的实施例中，组合物可为非家用护理组合物。例如，非家用护理组合物可选自以下的组合物：农业组合物、航空组合物、食品和营养组合物、工业组合物、畜牧业组合物、海洋组合物、医药组合物、商业组合物、军用和准军用组合物、办公室组合物以及娱乐和公园组合物、宠物组合物、水处理组合物，包括适用于任何此类用途的清洁和洗涤剂组合物，但不包括织物和家用护理组合物。
在一种类型的实施例中，组合物可以包括农用化学品，例如一或多种杀昆虫剂、杀真菌剂、除草剂、杀虫剂、杀螨剂、驱虫剂、引诱剂、脱叶剂、植物生长调节剂、肥料、杀细菌剂、微量营养素和微量元素。合适的农用化学品和二级药剂描述于美国专利第6,204,223号和第4,681,228号以及EP 0989803 A1中。例如，合适的除草剂包括百草枯盐(例如百草枯二氯化物或百草枯双(甲基磺酸盐)、敌草快盐(例如敌草快二溴化物或敌草快藻酸盐)和草甘膦或其盐或酯(例如草甘膦异丙基铵、草甘膦钠(glyphosate sesquisodium)或草甘膦三甲基硫盐，也被称为磺基水杨酸盐)。不兼容的农作物保护化学品对可以在分开的室中使用，例如美国专利第5,558,228号中所述。可以使用的不兼容的农作物保护化学品对包括，例如，苄嘧磺隆和禾草特；2,4-D和噻吩磺隆；2,4-D和2-[[[[N-4-甲氧基-6-甲基-1,3,5-三嗪-2-基)-N-甲氨基]羰基]氨基]-磺酰基]苯甲酸甲酯；2,4-D和甲磺隆；代森锰或代森锰锌和苯菌灵；草甘膦和甲磺隆；四溴菊酯和任何有机磷酸盐如久效磷或乐果(dimethoate)；溴苯腈和N-[[4,6-二甲氧基嘧啶-2-基)-氨基]羰基]-3-(乙基磺酰基)-2-吡啶-磺酰胺；溴苯腈和2-[[[[(4-甲基-6-甲氧基)-1,3,5-三嗪-2-基)氨基]羰基]氨基]磺酰基]-苯甲酸甲酯；溴苯腈和2-[[[[N-(4-甲氧基-6-甲基-1,3,5-三嗪-2-基)-N-甲基氨基]羰基]氨基]-磺酰基]苯甲酸甲酯。在另一种相关类型的实施例中，组合物可以包括一或多种种子，任选地连同土壤，并且进一步任选地连同一或多种选自覆盖物、沙子、泥煤苔藓、水果冻晶体和肥料的额外组分，例如包括美国专利第8,333,033号中所述的实施例的类型。
各种其它类型的组合物预期用于本文所述的包中，包括颗粒，例如绒羽，例如如在US RE29059 E中所述；超吸收聚合物，例如如在美国专利申请公开第2004/0144682号和第2006/0173430号中所述；颜料和着色剂(tinter)，例如如在美国专利第3,580,390号和美国专利申请公开第2011/0054111号中所述；钎焊剂(例如碱金属氟铝酸盐、碱金属氟硅酸盐和碱金属氟锌酸盐)，例如如在美国专利第8,163,104号中所述；食品(例如，咖啡粉或干汤)，如在美国专利申请公开第2007/0003719号中所述；和伤口敷料，例如如美国专利第4,466,431号中所述。
小袋内含物的pH不受特定限制，并且多层水分散性制品可含有pH另外不适合于所属领域中已知和使用的水溶性单位剂量包装的组分。例如，制品内含物可以具有在约3至约10、约3至约5.5、约8至约10、约4至约9、约5至约8、或6至约7的范围内，例如约3、约3.5、约4、约4.5、约5、约5.5、约6、约6.5、约7、约7.5、约8、约8.5、约9、约9.5或约10的pH。
在本公开的PVOH膜旨在用于包括苛刻化学品的包装制剂的情况下，如在本公开的实施例中，包装的制剂优选地被设计成符合由相关监管机构和/或法定或监管规定(包括但不限于加利福尼亚提案65和纽约州卫生部)建立的标准。因此，包含在本公开的PVOH膜中的任何副产物污染物的量完全在这类标准内。例如，PVOH膜污染物可以包括1,4-二噁烷。如本文所使用的，术语“1,4-二噁烷”和“二噁烷”可互换使用。二噁烷可以作为污染物存在于某些膜成分中，例如包括环氧乙烷基团的合成增塑剂和/或表面活性剂(例如低聚多元醇、聚乙二醇、聚山梨醇酯和羟乙基化的加工油，例如月桂醇乙氧基化物)。不希望受理论的束缚，据信当制备含有环氧乙烷的表面活性剂或增塑剂时，环氧乙烷单体发生聚合，在此期间，可以产生一些二噁烷作为副产物。二噁烷于是难以从表面活性剂和增塑剂中纯化出来，并且可能作为少量杂质残留在其中。因此，可以通过限制含有环氧乙烷的表面活性剂和增塑剂的量来限制水溶性膜中存在的二噁烷的量。在一些实施例中，水溶性膜中使用的表面活性剂可以包括小于1phr、小于0.8phr或小于0.5phr的含有环氧乙烷的表面活性剂。在一些实施例中，水溶性膜中使用的增塑剂可以包括小于20phr、小于10phr、小于5phr或小于1phr的含有环氧乙烷的增塑剂。在实施例中，本文公开的水溶性膜可以包括少于10ppm的二噁烷。在实施例中，本文公开的水溶性膜可以包括少于5ppm的二噁烷。在实施例中，本文公开的水溶性膜可以包括约0.0001ppm至约10ppm的二噁烷、或约0.0001ppm至约8ppm、或约0.0001ppm至约5ppm、或约0.0001ppm至约4ppm、或约0.0001ppm至约2ppm、或约0.0001ppm至约1ppm、或约0.001ppm至约2ppm、或约0.01ppm至约1ppm的二噁烷。
湿蒸气透过率(MVTR)测试
根据本公开的多层水分散性制品的特征可在于透过制品或其层的湿气的量。可通过湿蒸气透过率(MVTR)测量和描述湿气对一或多个层的透过。MVTR测量为每单位面积屏障透过的水的每日质量(g H2O/m2/天)。
可针对衬底层、涂层和多层水分散性制品中的每一个确定MVTR。
MVTR是使用ASTM F-1249测量的。在测试前，将样品在23℃和35％RH下调理至少8小时且不超过48小时，例如约24小时。测量在约38℃和50％RH下进行，其中涂层被暴露于水源。
在实施例中，多层水分散性制品可以具有约300g H2O/m2/天或更低、约275g H2O/m2/天或更低、约250g H2O/m2/天或更低、约225g H2O/m2/天或更低、约200g H2O/m2/天或更低、约175g H2O/m2/天或更低、约150g H2O/m2/天或更低、约125g H2O/m2/天或更低、约100gH2O/m2/天或更低、约90g H2O/m2/天或更低、约80g H2O/m2/天或更低、约70g H2O/m2/天或更低、约60g H2O/m2/天或更低、约20g H2O/m2/天或更低或约10g H2O/m2/天或更低，例如约300g H2O/m2/天或更低、约250g H2O/m2/天或更低、约205g H2O/m2/天或更低、约100g H2O/m2/天或更低、约75g H2O/m2/天或更低、约60g H2O/m2/天或更低、约50g H2O/m2/天或更低、约40g H2O/m2/天或更低、约30g H2O/m2/天或更低、约22g H2O/m2/天或更低、约18g H2O/m2/天或更低、约16g H2O/m2/天或更低、约15g H2O/m2/天或更低、约14g H2O/m2/天或更低、约12H2O/m2/天或更低、约10g H2O/m2/天或更低、约8g H2O/m2/天或更低、约7g H2O/m2/天或更低、约5g H2O/m2/天或更低、约3g H2O/m2/天或更低、约2.5g H2O/m2/天或更低、约1g H2O/m2/天或更低或约0.5g H2O/m2/天或更低的MVTR。在实施例中，水分散性制品可以具有在约0.05g H2O/m2/天至约60g H2O/m2/天、约0.05g H2O/m2/天至约25g H2O/m2/天、约0.05g H2O/m2/天至约22g H2O/m2/天、约0.05g H2O/m2/天至约20g H2O/m2/天、约0.05g H2O/m2/天至约18g H2O/m2/天、约0.10g H2O/m2/天至约16g H2O/m2/天、约0.15g H2O/m2/天至约14g H2O/m2/天、约0.50g H2O/m2/天至约12g H2O/m2/天、约0.75g H2O/m2/天至约10g H2O/m2/天、约10g H2O/m2/天至约20g H2O/m2/天、约12g H2O/m2/天至约18g H2O/m2/天、约14g H2O/m2/天至约16g H2O/m2/天、约0.05g H2O/m2/天至约10g H2O/m2/天、约1g H2O/m2/天至约8g H2O/m2/天、约2g H2O/m2/天至约6g H2O/m2/天或约3g H2O/m2/天至约5g H2O/m2/天的范围内，例如约0.05g H2O/m2/天、约0.1g H2O/m2/天、约0.5g H2O/m2/天、约1g H2O/m2/天、约1.5g H2O/m2/天、约2g H2O/m2/天、约2.5g H2O/m2/天、约3g H2O/m2/天、约3.5g H2O/m2/天、约4g H2O/m2/天、约4.5g H2O/m2/天、约5g H2O/m2/天、约5.5g H2O/m2/天、约6g H2O/m2/天、约6.5gH2O/m2/天、约7g H2O/m2/天、约7.5g H2O/m2/天、约8g H2O/m2/天、约8.5g H2O/m2/天、约9gH2O/m2/天、约9.5g H2O/m2/天、约10g H2O/m2/天、约10.5g H2O/m2/天、约11g H2O/m2/天、约11.5g H2O/m2/天、约12g H2O/m2/天、约12.5g H2O/m2/天、约13g H2O/m2/天、约13.5g H2O/m2/天、约14g H2O/m2/天、约14.5g H2O/m2/天、约15g H2O/m2/天、约15.5g H2O/m2/天、约16gH2O/m2/天、约16.5g H2O/m2/天、约17g H2O/m2/天、约17.5g H2O/m2/天、约18g H2O/m2/天、约18.5g H2O/m2/天、约19g H2O/m2/天、约19.5g H2O/m2/天、约20g H2O/m2/天、约22g H2O/m2/天、约25g H2O/m2/天、约30g H2O/m2/天、约35g H2O/m2/天、约40g H2O/m2/天、约45g H2O/m2/天、约50g H2O/m2/天、约55g H2O/m2/天或约60g H2O/m2/天的MVTR。在其中在制品中包含的组合物是含有例如苛刻的氧化性化学品的水处理的实施例中，水分散性制品的MVTR可以在例如约4g H2O/m2/天至约20g H2O/m2/天、约4g H2O/m2/天至约18g H2O/m2/天、约4g H2O/m2/天至约15g H2O/m2/天、约4g H2O/m2/天至约12g H2O/m2/天、约4g H2O/m2/天至约10g H2O/m2/天、约5g H2O/m2/天至约9g H2O/m2/天或6g H2O/m2/天至约8g H2O/m2/天的范围内，例如约4g H2O/m2/天、约4.5g H2O/m2/天、约5g H2O/m2/天、约5.5g H2O/m2/天、约6g H2O/m2/天、约6.5g H2O/m2/天、约7g H2O/m2/天、约7.5g H2O/m2/天、约8g H2O/m2/天、约8.5g H2O/m2/天、约9g H2O/m2/天、约9.5g H2O/m2/天、约10g H2O/m2/天、约10.5g H2O/m2/天、约11g H2O/m2/天、约11.5g H2O/m2/天、约12g H2O/m2/天、约12.5g H2O/m2/天、约13g H2O/m2/天、约13.5g H2O/m2/天、约14g H2O/m2/天、约14.5g H2O/m2/天、约15g H2O/m2/天、约15.5g H2O/m2/天、约16g H2O/m2/天、约16.5g H2O/m2/天、约17g H2O/m2/天、约17.5g H2O/m2/天、约18gH2O/m2/天、约18.5g H2O/m2/天、约19g H2O/m2/天、约19.5g H2O/m2/天或约20g H2O/m2/天。在其中在制品中包含的组合物是水敏性的(即它是吸湿性的或水活化的)实施例中，水分散性制品的MVTR可以在例如约0.05g H2O/m2/天至约10g H2O/m2/天、约0.1g H2O/m2/天至约8gH2O/m2/天、约0.15g H2O/m2/天至约6g H2O/m2/天、约0.05g H2O/m2/天至约5g H2O/m2/天、约0.5g H2O/m2/天至约4g H2O/m2/天或1g H2O/m2/天至约3g H2O/m2/天的范围内，例如约0.05gH2O/m2/天、约0.1g H2O/m2/天、约0.5g H2O/m2/天、约1g H2O/m2/天、约1.5g H2O/m2/天、约2gH2O/m2/天、约2.5g H2O/m2/天、约3g H2O/m2/天、约3.5g H2O/m2/天、约4g H2O/m2/天、约4.5gH2O/m2/天、约5g H2O/m2/天、约5.5g H2O/m2/天、约6g H2O/m2/天、约6.5g H2O/m2/天、约7gH2O/m2/天、约7.5g H2O/m2/天、约8g H2O/m2/天、约8.5g H2O/m2/天、约9g H2O/m2/天、约9.5gH2O/m2/天或约10g H2O/m2/天。在实施例中，水分散性制品的MVTR可以在例如约60g H2O/m2/天至约300g H2O/m2/天、约60g H2O/m2/天至约250g H2O/m2/天、约70g H2O/m2/天至约205gH2O/m2/天、约75g H2O/m2/天至约200g H2O/m2/天、约100g H2O/m2/天至约200g H2O/m2/天、约125g H2O/m2/天至约175g H2O/m2/天或约140g H2O/m2/天至约150g H2O/m2/天的范围内。有利地，具有在约60g H2O/m2/天至约300g H2O/m2/天的范围内的MVTR的制品可以提供膜透气性，所述膜透气性可以根据需要允许湿气进入和/或逸出制品。这类制品的一个合适的实例是由所述膜制备的小袋，其中小袋含有包装在其中的干燥剂(例如硅胶)。该小袋可以被包括在可能易受水影响的其它物品的包装中，使得当湿气渗入包装时，湿气将通过膜被吸入含有干燥剂的小袋中，从而增加例如包装的物品的保质期。
一般来说，可以根据包装的组合物对水和/或湿气的耐受性来调节MVTR。例如，在包装的组合物是具有长保质期的食品的情况下，至多约300g H2O/m2/天的MVTR可能是合适的。类似地，当包装的组合物是具有短的保质期的食品时，小于约60g H2O/m2/天的MVTR可能是合适的。
当作为离散层提供时，或当膜由水溶性聚合物和蜡的混合物制备时，单独的水溶性聚合物、膜或衬底层的MVTR可以在约10g H2O/m2/天至约350g H2O/m2/天、约50g H2O/m2/天至约300g H2O/m2/天、约100g H2O/m2/天至约200g H2O/m2/天或约125g H2O/m2/天至约175g H2O/m2/天的范围内，例如约10g H2O/m2/天、约20g H2O/m2/天、约30g H2O/m2/天、约40gH2O/m2/天、约50g H2O/m2/天、约55g H2O/m2/天、约60g H2O/m2/天、约65g H2O/m2/天、约70gH2O/m2/天、约75g H2O/m2/天、约80g H2O/m2/天、约90g H2O/m2/天、约100g H2O/m2/天、约125g H2O/m2/天、约150g H2O/m2/天、约175g H2O/m2/天、约200g H2O/m2/天、约225g H2O/m2/天、约250g H2O/m2/天、约275g H2O/m2/天、约300g H2O/m2/天、约315g H2O/m2/天、约325gH2O/m2/天或约350g H2O/m2/天。不希望受理论的束缚，相信MVTR可以随着这类层的厚度而变化。也就是说，随着聚合物/衬底层的厚度的增加，MVTR可以降低，并且随着聚合物/衬底层的厚度的减小，MVTR可以增加。
在其中涂层/蜡作为离散层提供的实施例中，单独的涂层/蜡可以具有比衬底层的MVTR小至少约0.05g H2O/m2/天的MVTR。例如，单独的涂层/蜡的MVTR可以比衬底层的MVTR小至少约0.05g H2O/m2/天、约0.06g H2O/m2/天、约0.07g H2O/m2/天、约0.08g H2O/m2/天、约0.09g H2O/m2/天、约0.1g H2O/m2/天、约0.25g H2O/m2/天、约0.5g H2O/m2/天、约0.75g H2O/m2/天、约1.0g H2O/m2/天、约1.5g H2O/m2/天、约2g H2O/m2/天、约3g H2O/m2/天、约4g H2O/m2/天、约5g H2O/m2/天、约6g H2O/m2/天、约7g H2O/m2/天、约8g H2O/m2/天、约9g H2O/m2/天、约10g H2O/m2/天、约11g H2O/m2/天、约12g H2O/m2/天、约13g H2O/m2/天、约14g H2O/m2/天、约15g H2O/m2/天、约16g H2O/m2/天、约17g H2O/m2/天、约18g H2O/m2/天、约19g H2O/m2/天或约20g H2O/m2/天。
当作为离散层提供时，单独的涂层/蜡的MVTR可以在至多约20g H2O/m2/天或至多约10g H2O/m2/天的范围内，例如涂层的MVTR可以为0g H2O/m2/天、约0.05g H2O/m2/天、约0.1g H2O/m2/天、约0.25g H2O/m2/天、约0.5g H2O/m2/天、约0.75g H2O/m2/天、约1g H2O/m2/天、约2g H2O/m2/天、约3g H2O/m2/天、约4g H2O/m2/天、约5g H2O/m2/天、约6g H2O/m2/天、约7g H2O/m2/天、约8g H2O/m2/天、约9g H2O/m2/天、约10g H2O/m2/天、约11g H2O/m2/天、约12gH2O/m2/天、约13g H2O/m2/天、约14g H2O/m2/天、约15g H2O/m2/天、约16g H2O/m2/天、约17gH2O/m2/天、约18g H2O/m2/天、约19g H2O/m2/天或约20g H2O/m2/天。不希望受理论的束缚，相信MVTR可以随着涂层/蜡的厚度而变化。也就是说，随着涂层/蜡的厚度的增加，MVTR可以降低，并且随着涂层/蜡的厚度的减少，MVTR可以增加。
不希望受理论的束缚，据信多层水分散性制品的MVTR取决于衬底和涂层的组成，以及衬底和涂层的MVTR值，和/或用于制备衬底和/或涂层的材料。也就是说，水分散性多层制品的MVTR不一定等于涂层(即，具有最低理论MVTR的层)的MVTR。重要的是，当施加时，据信涂层不提供与衬底层接触的离散的或以其它方式不同的层。替代地，涂层可与衬底层的表面缠结、融合、交织、共混或以其它方式相关联，从而在衬底层上提供相互作用的屏障，所述屏障可与衬底层自身一起促进制品的湿蒸气透过率。因此，相信所得多层制品的MVTR取决于衬底层和涂层两者的MVTR，以及用于形成所述层的材料和组合物。
透明度/黄度
水分散性多层制品的特征可在于其透明度和/或黄度。具体地，该制品可以通过在38℃、80％RH环境中调理8周后的其透明度和/或黄度来表征。如本领域众所周知的，通过使用F12光源和10°标准观测器测量排除光谱(SPEX)，使用L*a*b*色标通过绝对b*值来确定制品的透明度和/或黄度。
在实施例中，在38℃、80％RH环境中调理8周后，水分散性多层制品具有5或更小的绝对b*值。例如，水分散性多层制品可以具有例如0、约0.1、约0.25、约0.5、约0.75、约1.0、约1.25、约1.5、约1.75、约2.0、约2.5、约2.75、约3、约3.25、约3.5、约3.75、约4.0、约4.25、约4.5、约4.75或约5.0的绝对b*值。在实施例中，在38℃、80％RH环境中调理8周后，绝对b*值不超过约3.75。在实施例中，在38℃、80％RH环境中调理8周后，绝对b*值不超过约2.5。
绝对b*值可以通过使用如在ASTM E313-15“根据仪器测量的颜色坐标计算黄度和白度指数的标准实施规程(Standard Practice for Calculating Yellowness andWhiteness Indices from Instrumentally Measured Color Coordinates)”中所述的方法被转换为传统的黄度指数(YI)值。
摩擦系数(COF)测试
摩擦系数方法测试两块材料针对彼此摩擦的摩擦力；测量将一块材料移向另一块材料所需的力。启动滑车的力(静摩擦)和保持滑车移动的力(动摩擦)均使用ASTM D1894“塑料膜和薄片的摩擦测试(Friction Testing of Plastic Film and Sheeting)”，通过测力计来测量。可针对单独的衬底层、单独的涂层或包含衬底层和涂层两者的制品来测量COF。
如本文所述的测试用于测量根据本公开的制品(如膜)的涂层表面的COF。该方法使用
Figure BDA0003614441710000361
摩擦系数测试夹具型号2810-005或同等产品(其代表性图在在图2中示出)和
Figure BDA0003614441710000362
测试机型号#5543或同等产品。
测试设备包括摩擦夹具10，在摩擦夹具上搁置有摩擦滑车12，在摩擦滑车上固定有膜样品14。滑车12通过拉绳20与上夹18连接，拉绳与固定在摩擦夹具10上的滑轮22接合。下联轴器24将测试夹具固定到
Figure BDA0003614441710000363
测试机上(未示出)。
根据
Figure BDA0003614441710000364
方法Blue Hill程序：“系统：在指定通道上从开始值到结束值的数据中搜索最大值；确定上升和下降最大值的百分比的第一数据点，并将此点指定为第一峰值；使用以下等式来确定静摩擦系数：静摩擦＝第一峰值/滑车重量；使用以下等式来计算从第一峰值到结束值的区域的平均负载：平均负载＝能量/延伸的变化；以及使用以下等式来确定动摩擦系数：动摩擦＝平均负载/滑车重量。”
测试样本应由具有以下尺寸的样品组成：(滑车为5英寸×5英寸正方形(12.7cm×12.7cm正方形)且表面为5英寸×8英寸矩形(12.7cm×20.3cm)，以形成测试区域。虽然认为膜厚度不会影响静态COF，但膜可以具有3.0±0.1密耳(或76.2±2.5μm)的厚度。可使用例如适当尺寸的剃刀片和模板来切割样品。适用时，样品应切割成与浇铸膜的机器方向平行的长尺寸。同样，在适用时，应注意5英寸×5英寸样品方向，并在测试中定向，以使得牵引滑车的方向与膜样品的机器方向平行。
在测试前，应将测试样本在75℉±5℉和相对湿度35％±5％下调理不少于8小时，并且在相同的温度和相对湿度条件下进行测试。
COF设备的安装程序
1、从
Figure BDA0003614441710000371
摩擦系数测试夹具型号2810-005的下钳口上去除U形夹销，并且去除。
2、从上钳口去除U形夹销，并且去除。
3、将摩擦夹具的下联轴器放在
Figure BDA0003614441710000372
测试机型号#5543的底座适配器上。
4、将其与U形夹销配合。
5、将拉绳一端的环滑到上部U形夹销上，并更换锁夹。
6、校准测试机型号#5543
7、将拉绳另一端的环滑到摩擦滑车挂钩上。
8、确保滑轮能够自由旋转
9、移动滑车，直到拉绳没有松弛，并且朝向滑轮周围的槽中。
10、放置
Figure BDA0003614441710000373
摩擦系数测试夹具型号2810-005的移动十字头(上横梁)，使得存在足够的行进空间以沿着整个50mm测试拉动摩擦滑车，而不会使滑车进入滑轮。
11、当十字头移动时，保持绳索拉紧。
12、用Instron#5543控制面板上的JOG控制，设定延伸限制，使得摩擦滑车的远端不超过摩擦夹具的背面(垂直于运动的轴线且距离滑轮最远的平面)。按GL按钮来设置行程限制。这可防止摩擦滑车在测试过程中与滑轮发生碰撞，并确保适当地测量相关样品的摩擦系数。
13、测试夹具现在已准备好用于测试。
样本放置程序
1、将表面样品以适当的方向放置在铝摩擦夹具上。
2、将表面样品紧紧拉过铝表面的边缘，并将样品粘在摩擦夹具的底部。
3、重要的是沿距联轴器最远的摩擦夹具端部用胶带粘住，以避免滑车粘在表面上。
4、确保材料拉紧，但未拉伸。
5、用5×5英寸的样品包裹摩擦滑车
6、用胶带将前缘重叠部分粘在滑车顶部，确保没有多余的材料粘在表面样品上。
7、用胶带将样品的其它边缘粘在摩擦滑车上，以确保样品在被测量的接触表面上绷紧。
8、确保在滑车与摩擦夹具的相关表面之间将没有胶带。
9、摩擦表面和摩擦滑车上的样品应绷紧，无褶皱或凸起；这些将导致测量COF的误差。
10、检查滑车，确保没有异物接触测试表面。
11、将滑车连接到拉绳上，并将滑车轻轻地放在摩擦台上，以防止两个样本之间出现任何不自然的粘结，立即开始测试。
12、确保在完全伸展时，滑车完全位于放置在摩擦夹具上的样品上方，并且不会接触胶带或悬挂在摩擦夹具的边缘上。
执行COF测试
1、按照要求的方向(例如涂层侧或衬底层侧)测试不少于三个样本。
2、膜的涂层侧取向应为将膜样品放置在铝测试表面上，且用于测试的衬底层侧应包含包裹在滑车周围的材料。
3、在处理膜样本时，务必戴上无粉末的、防潮手套；粉末或湿气可能会影响测试的准确性。
4、如上所述切割样品，例如使用模板。
5、将包裹在第一个样本中的摩擦滑车放置在距离滑轮最远的摩擦夹具末端。
6、确保拉绳被拉紧。
7、从测试屏幕中打开标题为“COF.im ptf”的摩擦系数测试。
8、点击屏幕上的开始按钮开始测试。
9、完成样本测试运行后，点击“确定(ok)”并使摩擦滑车返回到起始位置，并更换摩擦滑车和夹具上的膜样本。重复测试。
制品的特征可在于在4.0或更小、或2.0或更小、或1.5或更小、或1.25或更小、或1.0或更小，例如1.0、0.9、0.8、0.7、0.6或甚至更小的范围内的静态COF。在另一方面，静态COF可小于4.0、或小于约2.4、或小于2或小于1。
在一个方面，制品的特征可在于具有小于0.45的静态COF、在40MPa至60MPa范围内的拉伸强度以及在1000g/mil至2100g/mil或1150g/mil至2100g/mil范围内的撕裂强度。
剥离强度测量
如所描述，根据本公开的多层水分散性制品可以是膜。多层膜可以是可热封的。如本文所用，术语“可热封”以具有至少10N的剥离强度的多层膜为特征。至少10N的剥离强度指示膜失效，即，膜断裂或撕裂而非密封膜剥离分开。
使用并有ASTM D 1876(T-剥离测试)和ASTM D 903-98的MSTM-133来收集剥离强度测量值。
对于剥离强度测定，通过切割六个4"×5"膜薄片来制备测试样本。将无光泽表面朝上的一个薄片与另一个薄片重叠，以使两个无光泽表面彼此接触。这产生无光泽-无光泽取向。将膜(包含两个薄片)插入到TS-12热封机(Heat Sealer)的夹钳中并且在适当的热封温度下密封。为了确定特定膜的适当热封温度，切割多个样品并且在热封机的温度范围内进行分析。在5℉至10℉(2.8℃至5.6℃)的递增温度下对样品进行分析。重复密封直至达到产生优质密封的温度为止。优质密封的特征可在于两个薄片不易于使用手施加的力剥离分开，并且薄片在密封处不鼓泡或燃烧。当产生优质密封时，针对所有取向(例如无光泽对无光泽、光泽对光泽以及无光泽对光泽)制备样本。
对于剥离测试，橡胶夹之间存在0.25"(0.39cm)间距，所有四个橡胶夹都是平的和正方形的。沿机器方向(MD)切割三个(或更多个)1"宽(2.54cm)的样品。将各样品的未密封翼片置于测试机的夹子中，小心确保样本与夹子对准并且与其平行，并且样本没有在测试机夹钳中拉得过紧。平衡负载并且根据设备制造商的说明起始测试。测试结束时，将撕裂或分离层所需的张力(以N为单位)记录为剥离强度。类似地，对于拉伸强度，将三个(或更多个)1"宽(2.54cm)的单片样品安装到拉伸测试机中，并进行分析以确定膜的峰值强度(以N为单位)。
拉伸强度测试和伸长率测试(ASTM D 882)
此外，当根据本公开的水分散性制品呈膜的形式时，如下地分析可根据拉伸强度测试来表征或测试拉伸强度，并且根据伸长率测试来表征或测试断裂伸长率的膜。程序包括根据ASTM D 882(“薄塑料薄片的拉伸特性的标准测试方法(Standard Test Method forTensile Properties of Thin Plastic Sheeting)”)或等效方法来测定拉伸强度以及测定断裂伸长率。使用
Figure BDA0003614441710000391
拉伸测试设备(5544型拉伸测试仪或同等产品)来收集膜数据。每次测量沿机器方向(MD)(若适用)测试最少三个测试样本，每一测试样本用可靠的切割工具切割以确保尺寸稳定性和再现性。测试在23±2.0℃和35±5％相对湿度的标准实验室气氛中进行。为了确定拉伸强度或断裂伸长率，制备了厚度为3.0±0.15密耳(或76.2±3.8μm)的1"宽(2.54cm)的单个膜片材的样品。然后将样品在38℃、80％RH下调理8周。然后将样品转移到
Figure BDA0003614441710000401
拉伸测试机上，以继续进行测试，同时使在35％相对湿度环境中的暴露最小化。拉伸测试机按照制造商的说明制备，配备有500N测力计，并被校准。安装了正确的夹子和面(具有型号为2702-032面的
Figure BDA0003614441710000402
夹子，面被涂有橡胶，宽度为25mm，或同等产品)。将样品安装至拉伸测试机中，并且分析以测定断裂伸长率(即，其中杨氏模量(Young's Modulus)适用)和拉伸强度(即，使膜破裂所需的应力)。
根据本公开的膜的合适的行为通过如由拉伸强度测试测得的至少约20MPa的拉伸强度值(在机器方向(MD)上)来标记。在各种实施例中，所述膜具有至少20MPa和/或至多约100MPa(例如，约20MPa、约40MPa、约60MPa、约80MPa或约100MPa)的拉伸强度值。
根据本公开的膜的合适行为通过如由
Figure BDA0003614441710000403
测试机测得的至少约50％的断裂伸长率值(沿机器方向)来标记。在各种实施例中，膜具有至少50％和/或至多约700％(例如，约50％、约100％、约200％、约225％、约250％、约300％、约400％、约425％、约450％、约475％、约500％、约600％或约700％)的断裂伸长率值。
化学稳定性测试
水分散性制品与化学物质的相容性可通过评估制品暴露于化学物质之后的分散性来确定。将多层水分散性制品制备成所需厚度，并且根据任何合适的方法形成包含与制品接触的化学组合物的小袋，例如如上文所述的垂直成型、填充和密封，注塑、填充和密封，或热成型和密封。
含有该化学组合物的制品被储存在环境条件下(23℃和35％RH)，38℃和10％相对湿度(RH)下，或在38℃下在80％RH下。可选择条件以模拟单位剂量制品的实际储存条件。样品储存14天(2周)、28天(4周)、42天(6周)和56天(8周)。
在经过所需储存时间之后，通过使用下文所述的MSTM 205测量崩解和溶解时间来确定制品对化学组合物的稳定性。
溶解和崩解测试(经修改的MSTM 205)
根据修改的MonoSol测试方法205(MSTM 205)，一种所属领域中已知的方法，制品可通过溶解时间和崩解时间来表征或测试溶解时间和崩解时间。参见，例如美国专利第7,022,656号。
设备和材料：
1、500mL烧杯
2、磁力搅拌器(Labline型号1250或同等产品)
3、磁力搅拌棒(5cm)
4、温度计(0至100℃±1℃)
5、模板，不锈钢(3.8cm×3.2cm)
6、计时器(0-300秒，精确到最接近的秒)
7、Polaroid 35mm滑块安装件(或同等产品)
8、MonoSol 35mm滑块安装件支座(或同等产品)
9、蒸馏水
对于每一待测试的制品，使用不锈钢模板从制品样品切割三个测试样本(即，3.8cm×3.2cm样本)。如果从膜幅材切割，则应从沿着幅材的横向方向均匀间隔开的幅材的区域切割样本。然后使用以下程序分析每个测试样本。
1、将每一样本锁扣在单独的35mm滑块安装件中。
2、用500mL的蒸馏水填充烧杯。用温度计测量水温，并且如有必要，加热或冷却水，使温度保持在20℃(68℉)。
3、标记水柱的高度。将磁力搅拌器放置在支座的基底上。将烧杯放置在磁力搅拌器上，将磁力搅拌棒添加到烧杯，接通搅拌器，并调整搅拌速度，直到涡流产生为止，所述涡流是水柱的约五分之一高度。标记涡流的深度。
4、将35mm滑块安装件固定在35mm滑块安装件支座的鳄鱼夹中，使得滑块安装件的长端平行于水表面。支座的深度调整器应设置成使得当下落时，夹具的端部将在水的表面下方0.6cm。滑块安装件的短侧中的一个应紧靠烧杯侧，而另一个定位成在搅拌棒的中心的正上方，使得制品表面垂直于水流。
5、在一个动作中，将固定的滑块和夹具下降到水中并启动计时器。当制品断裂开时发生崩解。在300秒之后，将滑块从水中提出，同时继续监测溶液中未溶解的制品碎片。当所有制品碎片不再可见且溶液变得澄清时发生溶解。如果膜未从滑块上完全溶解，请记下完整保留在滑块上的膜的表面积的大约百分比(％)：0-25％、25-50％、50-75％或75-100％。这被称为残留百分比(％)。
结果应包括以下：完整的样本标识；单独的和平均的崩解和溶解时间；和测试样品时的水温。
可使用下文分别在等式1和等式2中示出的指数算法将制品崩解时间(I)和制品溶解时间(S)校正为标准或参考制品厚度。
I校正的＝I测量的×(参考厚度/测量的厚度)1.93 [1]
S校正的＝S测量的×(参考厚度/测量的厚度)1.83 [2]
本文在以下编号段落中描述了具体涵盖的本公开的实施例。这些实施例在本质上旨在为说明性的并且不旨在为限制性的。
一种多层水分散性制品，任选地为膜，其包含有包含水溶性聚合物的聚合物层和包含蜡的蜡层，其中基于100重量份的所述水溶性聚合物，所述蜡以在约5PHR至约200PHR的范围内的量存在，并且所述水分散性制品具有约60g H2O/m2/天至约300g H2O/m2/天的湿蒸气透过率(MVTR)。
根据段落[00184]所述的多层水分散性制品，其中所述蜡选自由石蜡、微晶蜡、天然石油蜡、合成石油蜡、巴西棕榈蜡、小烛树蜡、蜂蜡和前述中的任一种的任何混合物组成的群组。
根据段落[00184]或[00185]所述的多层水分散性制品，其中所述聚合物层或所述蜡层进一步包含氧化聚乙烯、矿物油、木松香、虫胶、甘油三酯、亚麻油、玉米油、菜籽油、大麻油、椰子油、未改性的聚乙烯醇、阴离子基团改性的聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)、聚乙烯吡咯烷酮、季铵聚合物、聚乙酸乙烯酯、乙烯-乙烯醇、海藻酸盐、多糖、蛋白质、pH调节蛋白质、木浆、非木浆、非织造纤维、天然泡沫、合成泡沫以及前述中的任一种的衍生物中的一或多种。
根据段落[00184]至[00186]中任一段落所述的多层水分散性制品，其中所述水溶性聚合物包含聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)、聚乙烯吡咯烷酮、季铵聚合物、纤维素醚或前述中的任一种的任何混合物。
根据段落[00187]所述的多层水分散性制品，其中所述水溶性聚合物包含未改性的聚乙烯醇。
根据段落[00187]或[00188]所述的多层水分散性制品，其中所述水溶性聚合物包含用衣康酸、马来酸单甲酯、氨基丙基磺酸酯、马来酸、马来酸酐、n-乙烯基吡咯烷酮、n-乙烯基己内酰胺和前述中的任一种的衍生物的群组中的一或多种改性的阴离子基团改性的聚乙烯醇树脂。
根据段落[00189]所述的多层水分散性制品，其中所述阴离子基团改性的聚乙烯醇包含用马来酸单甲酯改性的聚乙烯醇。
根据段落[00189]或[00190]所述的多层水分散性制品，其中所述阴离子基团改性的聚乙烯醇包含至少0.5mol％的阴离子基团改性。
根据段落[00189]至[00191]中任一段落所述的多层水分散性制品，其中所述阴离子基团改性的聚乙烯醇包含约1.0mol％至约4.0mol％的阴离子基团改性。
根据段落[00189]至[00192]中任一段落所述的多层水分散性制品，其中所述阴离子基团改性的聚乙烯醇包含约1.0mol％至约3.5mol％的阴离子基团改性。
根据段落[00187]至[00193]中任一段落所述的多层水分散性制品，其中所述聚乙烯醇具有至少88mol％的水解度。
根据段落[00187]至[00194]中任一段落所述的多层水分散性制品，其中所述聚乙烯醇具有在90mol％至小于99mol％的范围内的水解度。
根据段落[00187]至[00195]中任一段落所述的多层水分散性制品，其中所述聚乙烯醇在20℃下具有至少约6cP的4％水溶液粘度。
根据段落[00187]至[00196]中任一段落所述的多层水分散性制品，其中所述水溶性聚合物包含纤维素醚。
根据段落[00197]所述的多层水分散性制品，其中所述纤维素醚包含羧甲基纤维素。
根据段落[00184]至[00198]中任一段落所述的多层水分散性制品，其中所述制品包含第一面和与所述第一面相对的第二面，其中所述第一面包含所述聚合物层，并且所述第二面包含所述蜡层。
根据段落[00184]至[00199]中任一段落所述的多层水分散性制品，其中所述水分散性制品为限定内部小袋体积的小袋的形式，所述内部小袋体积具有面向所述内部小袋体积的内表面和与所述内表面相对的外表面，并且所述蜡层形成所述小袋的所述外表面的至少一部分。
根据段落[00184]至[00200]中任一段落所述的多层水分散性制品，其中所述水分散性制品为限定内部小袋体积的小袋的形式，所述内部小袋体积具有面向所述内部小袋体积的内表面和与所述内表面相对的外表面，并且所述蜡层形成所述小袋的所述内表面的至少一部分。
根据段落[00184]至[00201]中任一段落所述的多层水分散性制品，其包含设置在所述聚合物层与所述蜡层之间的中间区域，所述中间区域包含所述水溶性聚合物和所述蜡的混合物。
根据段落[00184]至[00202]中任一段落所述的多层水分散性制品，其中所述聚合物层或所述蜡层进一步包含增塑剂。
根据段落[00203]所述的多层水分散性制品，其中所述增塑剂包含甘油、二甘油、丙二醇、二丙二醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、至多MW 400的聚乙二醇、山梨醇、2-甲基-1,3-丙二醇、乙醇胺、三羟甲基丙烷(TMP)、聚醚多元醇、异麦芽酮糖醇、麦芽糖醇、木糖醇、赤藓糖醇、阿东糖醇、半乳糖醇、季戊四醇、甘露醇或前述中的任一种的组合。
根据段落[00184]至[00204]中任一段落所述的多层水分散性制品，其中所述聚合物层或所述蜡层进一步包含填充剂、表面活性剂、防结块剂、抗氧化剂、滑爽剂、分散剂或前述中的任一种的组合。
根据段落[00204]至[00205]所述的多层水分散性制品，其中将所述增塑剂、所述填充剂、所述表面活性剂、所述防结块剂、所述抗氧化剂、所述滑爽剂、所述分散剂或前述中的任一种的组合与所述水溶性聚合物混合。
根据段落[00184]至[00206]中任一段落所述的多层水分散性制品，其中所述蜡包含蜡乳液，所述蜡乳液包含约5wt％至约30wt％的蜡。
根据段落[00184]至[00207]中任一段落所述的多层水分散性制品，其中所述蜡包含石蜡、蜂蜡或其组合。
根据权利要求段落[00184]至[00208]中任一段落所述的多层水分散性制品，其中所述蜡包括两种或更多种不同蜡的掺合物。
根据段落[00208]或[00209]所述的多层水分散性制品，其中基于所述蜡的总重量，所述蜡包含约10wt％至约90wt％的石蜡和约10wt％至约90wt％的蜂蜡。
根据段落[00184]至[00210]中任一段落所述的多层水分散性制品，其中所述蜡具有在约40℃至约100℃的范围内的熔点。
根据段落[00184]至[00211]中任一段落所述的多层水分散性制品，其中所述制品具有在约60g H2O/m2/天至约250g H2O/m2/天的范围内的湿蒸气透过率(MVTR)。
根据段落[00184]至[00212]中任一段落所述的多层水分散性制品，其中所述制品具有在约60g H2O/m2/天至约205g H2O/m2/天的范围内的湿蒸气透过率(MVTR)。
根据段落[00184]至[00213]中任一段落所述的多层水分散性制品，其中所述制品具有在约60g H2O/m2/天至约150g H2O/m2/天的范围内的湿蒸气透过率(MVTR)。
根据段落[00184]至[00214]中任一段落所述的多层水分散性制品，其中所述制品具有在约60g H2O/m2/天至约100g H2O/m2/天的范围内的湿蒸气透过率(MVTR)。
根据段落[00184]至[00215]中任一段落所述的多层水分散性制品，其中所述水溶性聚合物包含未改性的聚乙烯醇树脂和羧甲基纤维素的混合物，并且所述蜡包含有包含蜂蜡、聚山梨醇酯80和水的蜡乳液。
一种制备多层水分散性制品的方法，其包含：
将水溶性聚合物和蜡乳液混合以提供初级组合物；以及，
浇铸或挤出所述初级组合物以提供所述多层水分散性制品，其中所述水分散性制品具有约60g H2O/m2/天至约300g H2O/m2/天的湿蒸气透过率(MVTR)。
根据段落[00217]所述的方法，其中所述水溶性聚合物选自聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)、聚乙烯吡咯烷酮、季铵聚合物和纤维素醚的群组中的一或多种。
根据段落[00218]所述的方法，其中所述水溶性聚合物包含未改性的聚乙烯醇。
根据段落[00218]或[00219]所述的方法，其中所述水溶性聚合物包含用衣康酸、马来酸单甲酯、氨基丙基磺酸酯、马来酸、马来酸酐、n-乙烯基吡咯烷酮、n-乙烯基己内酰胺和前述中的任一种的衍生物的群组中的一或多种改性的阴离子基团改性的聚乙烯醇树脂。
根据段落[00220]所述的方法，其中所述阴离子基团改性的聚乙烯醇包含至少0.5mol％的阴离子基团改性。
根据段落[00220]或[00221]所述的方法，其中所述阴离子基团改性的聚乙烯醇包含约1.0mol％至约4.0mol％的阴离子基团改性。
根据段落[00220]至[00222]中任一段落所述的方法，其中所述阴离子基团改性的聚乙烯醇包含约1.0mol％至约3.5mol％的阴离子基团改性。
根据段落[00218]至[00223]中任一段落所述的方法，其中所述聚乙烯醇具有至少88mol％的水解度。
根据段落[00218]至[00224]中任一段落所述的方法，其中所述聚乙烯醇具有在90mol％至小于99mol％的范围内的水解度。
根据段落[00218]至[00225]中任一段落所述的方法，其中所述聚乙烯醇在20℃下具有至少约6cP的4％水溶液粘度。
根据段落[00218]至[00226]中任一段落所述的方法，其中所述水溶性聚合物包含纤维素醚。
根据段落[00227]所述的方法，其中所述纤维素醚包含羧甲基纤维素。
根据段落[00217]至[00228]中任一段落所述的方法，其中所述蜡乳液包含石蜡、蜂蜡或其组合。
根据段落[00229]所述的方法，其中基于所述蜡乳液的总重量，所述蜡乳液包含在约5wt％至约30wt％的范围内的量的石蜡、蜂蜡或其组合。
根据段落[00217]至[00230]中任一段落所述的方法，其进一步包含将所述水溶性聚合物和所述蜡乳液与包括增塑剂、填充剂、表面活性剂、防结块剂、抗氧化剂、滑爽剂和分散剂的群组中的一或多种额外组分混合以提供所述初级组合物。
根据段落[00231]所述的方法，其中所述增塑剂包含甘油、二甘油、丙二醇、二丙二醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、至多MW 400的聚乙二醇、山梨醇、2-甲基-1,3-丙二醇、乙醇胺、三羟甲基丙烷(TMP)、聚醚多元醇、异麦芽酮糖醇、麦芽糖醇、木糖醇、赤藓糖醇、阿东糖醇、半乳糖醇、季戊四醇、甘露醇或前述中的任一种的组合。
根据段落[00231]或[00232]所述的方法，其中所述增塑剂包含山梨醇、木糖醇或其组合。
根据段落[00231]至[00233]中任一段落所述的方法，其中基于100重量份的所述水溶性聚合物，所述增塑剂以在约10PHR至约25PHR的范围内的量存在于所述初级组合物中。
根据段落[00217]至[00234]中任一段落所述的方法，其中基于100重量份的所述水溶性聚合物，所述蜡乳液以在约70PHR至约200PHR的范围内的量存在于所述初级组合物中。
根据段落[00235]所述的方法，其中基于100重量份的所述水溶性聚合物，所述蜡乳液以在约90PHR至约120PHR的范围内的量存在于所述初级组合物中。
根据本公开的多层水分散性制品可根据以下实例更好地理解，所述实例仅意图说明多层水分散性制品并且不打算以任何方式限制其范围。
实例
实例1：由衬底层和涂层形成多层水分散性制品并表征
经由溶液浇铸和干燥制备包含(A)PVOH/马来酸单甲酯(MMM)共聚物或(B)PVOH均聚物的水分散性衬底层。基于PVOH均聚物的衬底层进一步包括总量为约50PHR(层的约30wt％)的作为增塑剂的甘油、丙二醇、山梨醇和木糖醇，纤维素和其它多种添加剂。基于PVOH/MMM共聚物的衬底层进一步包括总量为约7.5PHR(层的约6.6wt％)的作为增塑剂的甘油、山梨醇和二甘油，淀粉和其它多种添加剂。衬底层具有如表1和2中所示的厚度。
在表1和2所示的指定厚度和重量下，用多种涂层涂覆衬底层。涂层的组成包括100wt％石蜡乳液(AQUACER 494)、100wt％蜂蜡乳液(BEE'S MILK)、50wt％石蜡和50wt％蜂蜡乳液掺合物，以及100wt％马来酸单甲酯聚乙烯醇，其具有约1.7mol％的改性、约26cP的4wt％水溶液粘度和约90％的DH。AQUACER 494是一种石蜡乳液，其含有约50％的石蜡和约2％的硬脂酸盐和乙氧基化脱水山梨醇单硬脂酸酯，其余为水。BEE'S MILK是一种蜂蜡乳液(55wt％固体)，其含有约10-15％的蜂蜡、10-15％的芝麻油和不超过9％的氢化卵磷脂、硬脂酸脱水山梨醇酯、辛乙二醇、苯氧乙醇和己二醇，其余为水。如表2所示，将涂层熔化并使用迈耶棒施加到衬底层上。如果未指明迈耶棒，则通过溶剂浇铸和干燥分别制备涂层，随后通过将涂层压到衬底层上(例如通过层压)将其施加到衬底层上。
表1-4中的所有值均呈现为3个样品的平均值，渗透值除外。渗透值是单一测量的结果。
表1.衬底层组成
Figure BDA0003614441710000471
表2.制品组成
Figure BDA0003614441710000472
然后使用本文所述的方法测试制品在23℃下的MVTR、残留物百分比、崩解和溶解(如由MSTM 205提供的，如上)、剥离强度和摩擦系数(COF，如针对制品的涂层侧测量的)。这些测试的结果展示于下表3和4中。
表3.多层水分散性制品的湿气性能
Figure BDA0003614441710000473
Figure BDA0003614441710000481
*制品A和B表示其上不具有涂层的表1的衬底层。
如表3中所示，制品1、9和12各自具有小于10g H2O/m2/天的MVTR值、小于约30s的崩解时间和小于约120s的溶解时间。制品5和8类似地满足这些标准，除了溶解时间不超过120s以外。相反，在水中浸泡300s后，制品5和8分别显示出平均25％和98％的残留物。具有优越MVTR的制品4分别具有210s和至少300s的崩解和溶解时间。制品14和15展现极佳崩解和溶解时间，但MVTR略高于10g H2O/m2/天，分别为16.4H2O/m2/天和34.6H2O/m2/天。有利地，与其上不具有涂层的对应衬底层相比，具有涂层的所有测试制品均展示MVTR的降低。制品6和13，尽管分别具有约27g H2O/m2/天和16g H2O/m2/天的MVTR，但展现优越的崩解和溶解时间。
不希望受理论的束缚，用#5迈耶棒施加的涂层(即制品1、2、9、10和12，除了制品4)导致更薄的涂层，通常导致所得的多层水分散性制品比用#30迈耶棒施加的那些(即制品5、6、8、13、14和16)更容易破裂。因此，平均而言，使用#5迈耶棒施加的涂层通常表现出比使用#30棒施加的涂层改善的水分散性(即，平均崩解时间为13.8s)和水溶性(即，平均溶解时间为53.1s)，具有22.7s的平均崩解时间和176.7s的平均溶解时间。
另外，如这些数据所示，因为衬底层B为均聚物并且包含更大量的增塑剂，所以此衬底层通常在水中更快速地崩解。
表4.多层水分散性制品的物理性能
Figure BDA0003614441710000482
Figure BDA0003614441710000491
*制品A和B表示其上不具有涂层的表1的衬底层。
表4中的数据通常证明，除了制品2、10和14之外的所有测试的制品(每一个都具有100wt％蜂蜡的涂层)都具有根据本公开的剥离强度。如表4中进一步展示，在其上具有涂层的制品11和15的剥离强度高于未涂布的衬底层B的剥离强度(即，27.5N)。类似地，除了制品2以外的所有制品均具有高于未涂布的衬底层A(即，5.7N)的剥离强度，制品2具有与未涂布的衬底层类似的密封强度。
实例2：实例1的制品的剥离强度数据
详细地检查了不同密封温度下的剥离强度。如下表5和6中所示，在不同密封温度下评估所测试衬底层中的每一个的各种涂层的剥离强度(N)。表5和6中呈现的数据为三个测量值的平均值且指示密封是否产生剥离(P)或撕裂(T)。
表5.具有多种涂层的PVOH均聚物衬底层的剥离强度数据(N)
Figure BDA0003614441710000492
Figure BDA0003614441710000501
*以一式三份测试这些制品；P*表示三层膜中的两层导致剥离，而一层导致撕裂；T*表示三层膜中的两层导致撕裂，而一层导致剥离。
表6.PVOH/MMM共聚物衬底层的剥离强度数据
Figure BDA0003614441710000502
*以一式三份测试这些制品；P*表示三层膜中的两层导致剥离，而一层导致撕裂；T*表示三层膜中的两层导致撕裂，而一层导致剥离。
表5和6一般展示，根据本公开的制品的热密封在所测试的温度范围内随着温度增加而改进。与其它测试的涂层相比，使用#30迈耶棒涂覆有100wt％石蜡的制品显示出优异的热密封性。
出人意料地且有利地，如表6中所展示，相比于具有未涂布的PVOH/MMM衬底层的制品，涂层倾向于改进具有PVOH/MMM衬底层的制品的密封性。也就是说，对于具有涂布的PVOH/MMM衬底层的制品，导致膜失效(即撕裂)的制品的剥离强度往往高于那些具有未涂布的PVOH/MMM衬底层的制品。例如，当用50:50蜂蜡:石蜡掺合物涂覆时，当分别用#5和#30迈耶棒涂覆涂层时，制品具有至多约16.0N和18.9N范围的密封强度。此外，当用石蜡涂层涂覆时，密封强度范围至多约16.6N。具有厚度为25.4μm或50.8μm的PVOH涂层的制品分别显示出至多约42.7N和66.0N的密封强度。相比之下，未涂布的衬底层具有最大密封强度，仅产生11.5N撕裂。涂布的PVOH/MMM衬底层的密封强度的这种增加是未预期的，特别是考虑到涂布的PVOH-均聚物衬底层的密封强度，其如果不低于未涂布的PVOH-均聚物衬底层的密封强度，也通常是类似的。
实例3：膜MVTR的评估
评估了包含蜡的多种膜的MVTR。根据下表7制备膜。使用如实例1中所述的BEE'SMILK蜂蜡乳液(55wt％固体)作为蜡，并且使用聚山梨醇酯80作为表面活性剂。通常通过将组分混合在一起，然后将所得的溶液浇铸成膜来制备膜。具体地，合并液体组分，然后合并聚乙烯醇树脂。将混合物加热至沸腾，并在65℃下保持过夜(>8小时)，并且使用刮刀或槽模将乳化的混合物制成膜。使用本文所述的方法获得每种膜的MVTR，并在下表7中报告。
表7：测试的膜组成(所有量均以PHR计)
Figure BDA0003614441710000511
如表7所示，通过向膜组合物中添加蜡(膜20相对于膜21)，MVTR从205g H2O/m2/天(膜21)降低到60g H2O/m2/天(膜20)。进一步观察到，减少增塑剂的量对MVTR具有有益的影响(膜20相对于膜18)，但导致膜延展性较差。不希望受理论的束缚，据信在蜡的存在下在增塑剂减少时MVTR的减少将类似地发生，而与增塑剂的特性和物理状态无关。例如，即使甘油、山梨醇和/或木糖醇增塑剂包装被改性以包括如本文所述的其它合适的增塑剂，无论这些增塑剂在室温下是液体还是固体，该趋势预计仍将继续。此外，观察到在没有甘油的情况下，随着蜡的量减少，所得膜的MVTR减少(比较膜17-19)。然而，在存在甘油的情况下，随着蜡的量增加，所得膜的MVTR减少(比较膜20和21)。不希望受理论的束缚，据信蜡可以有助于膜的增塑性能，这继而可以增加膜的MVTR。
实例4：膜的二噁烷含量的评估
由加尔布雷斯实验室(Galbraith Laboratories)使用GLI程序GC-100H测试下表9中所有膜的二噁烷含量(以ppm计)。如下所示，所有膜都有利地表现出低二噁烷含量(例如，小于5ppm二噁烷)。
膜A包括PVOH树脂的掺合物，特别是分别为60:40比率的聚乙烯醇均聚物和4mol％马来酸单甲酯改性的PVOH。该膜进一步包括约28wt％的增塑剂和表面活性剂以及加工助剂，包括约3.5wt％的乙氧基化或多元醇型化学物质。有利的是，膜A具有低于5ppm的二噁烷。
膜B包括PVOH树脂的掺合物，特别是分别为60:40比率的聚乙烯醇均聚物和4mol％马来酸单甲酯改性的PVOH。该膜进一步包括约28wt％的增塑剂、表面活性剂和加工助剂，包括约3.5wt％的乙氧基化或多元醇型化学物质。有利的是，膜B具有低于4ppm的二噁烷。
膜C包括PVOH树脂的掺合物，特别是分别为70:30比率的聚乙烯醇均聚物和4mol％马来酸单甲酯改性的PVOH。该膜进一步包括约28wt％的增塑剂、表面活性剂和加工助剂，包括约3.3wt％的乙氧基化或多元醇型化学物质。有利的是，膜C具有低于3ppm的二噁烷。
膜D包括约63wt％的5mol％丙烯酸甲酯改性的PVOH树脂。该膜进一步包括约35wt％的增塑剂、表面活性剂和加工助剂。有利的是，膜D具有低于4ppm的二噁烷。
膜E包括约63wt％的5mol％丙烯酸甲酯改性的PVOH树脂。该膜进一步包括约35wt％的增塑剂、表面活性剂和加工助剂。有利的是，膜E具有低于2ppm的二噁烷。
膜F包括100PHR的1.7mol％马来酸单甲酯改性的PVOH树脂。该膜进一步包括约13.3PHR的增塑剂、表面活性剂和加工助剂。有利的是，膜F具有低于3ppm的二噁烷。
膜G包括100PHR的1.7mol％马来酸单甲酯改性的PVOH树脂。该膜进一步包括约13.3PHR的增塑剂、表面活性剂和加工助剂。有利的是，膜G具有低于4ppm的二噁烷。
膜H包括100PHR的1.7mol％马来酸单甲酯改性的PVOH树脂和14.67PHR的K-120聚乙烯吡咯烷酮树脂。该膜进一步包括约16PHR的增塑剂、表面活性剂和加工助剂。有利的是，膜H具有低于5ppm的二噁烷。
膜I包括约63wt％的丙烯酸甲酯改性的PVOH树脂。该膜进一步包括约23.6wt％的增塑剂、表面活性剂和加工助剂。有利的是，膜I具有低于5ppm的二噁烷。
膜J包括PVOH树脂，约76.5wt％的4mol％甲基丙烯酸甲酯改性的PVOH树脂。该膜进一步包括约35wt％的增塑剂、表面活性剂和加工助剂。有利的是，膜J具有低于5ppm的二噁烷。
膜K包括100PHR的1.7mol％马来酸单甲酯改性的PVOH树脂。该膜进一步包括约29.4PHR的增塑剂、表面活性剂和加工助剂。有利的是，膜K具有低于3ppm的二噁烷。
表9：PVOH膜的二噁烷含量
膜 测试的膜重量(mg) 二噁烷水平(ppm)<sup>1</sup>
A 276.84 <5
B 371.68 <4
C 474.52 <3
D 397.99 <4
E 656.06 <2
F 522.22 <3
G 381.38 <4
H 308.20 <5
I 287.90 <5
J 310.93 <5
K 426.19 <3
1所列的数字为检出限，并且真实值小于所列的检出限。
给出前面的描述仅是为了清楚理解，并且不应该从中理解不必要的限制，因为本发明范围内的修改对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。
本文引用的所有专利、出版物和参考文献均以引用的方式全部并入本文。在本公开与所并入的专利、出版物和参考文献之间发生冲突的情况下，应以本公开为准。

Claims (53)

1.一种多层水分散性制品，任选地为膜，其包含有包含水溶性聚合物的聚合物层和包含蜡的蜡层，其中基于100重量份的所述水溶性聚合物，所述蜡以在约5PHR至约200PHR的范围内的量存在，并且所述水分散性制品具有约60g H2O/m2/天至约300g H2O/m2/天的湿蒸气透过率(MVTR)。
2.根据权利要求1所述的多层水分散性制品，其中所述蜡选自由石蜡、微晶蜡、天然石油蜡、合成石油蜡、巴西棕榈蜡、小烛树蜡、蜂蜡和前述中的任一种的任何混合物组成的群组。
3.根据权利要求1或2所述的多层水分散性制品，其中所述聚合物层或所述蜡层进一步包含氧化聚乙烯、矿物油、木松香、虫胶、甘油三酯、亚麻油、玉米油、菜籽油、大麻油、椰子油、未改性的聚乙烯醇、阴离子基团改性的聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)、聚乙烯吡咯烷酮、季铵聚合物、聚乙酸乙烯酯、乙烯-乙烯醇、海藻酸盐、多糖、蛋白质、pH调节蛋白质、木浆、非木浆、非织造纤维、天然泡沫、合成泡沫以及前述中的任一种的衍生物中的一或多种。
4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的多层水分散性制品，其中所述水溶性聚合物包含聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)、聚乙烯吡咯烷酮、季铵聚合物、纤维素醚或前述中的任一种的任何混合物。
5.根据权利要求4所述的多层水分散性制品，其中所述水溶性聚合物包含未改性的聚乙烯醇。
6.根据权利要求4或5所述的多层水分散性制品，其中所述水溶性聚合物包含用衣康酸、马来酸单甲酯、氨基丙基磺酸酯、马来酸、马来酸酐、n-乙烯基吡咯烷酮、n-乙烯基己内酰胺和前述中的任一种的衍生物的群组中的一或多种改性的阴离子基团改性的聚乙烯醇树脂。
7.根据权利要求6所述的多层水分散性制品，其中所述阴离子基团改性的聚乙烯醇包含用马来酸单甲酯改性的聚乙烯醇。
8.根据权利要求6或7所述的多层水分散性制品，其中所述阴离子基团改性的聚乙烯醇包含至少0.5mol％的阴离子基团改性。
9.根据权利要求6至8中任一权利要求所述的多层水分散性制品，其中所述阴离子基团改性的聚乙烯醇包含约1.0mol％至约4.0mol％的阴离子基团改性。
10.根据权利要求6至9中任一权利要求所述的多层水分散性制品，其中所述阴离子基团改性的聚乙烯醇包含约1.0mol％至约3.5mol％的阴离子基团改性。
11.根据权利要求4至10中任一权利要求所述的多层水分散性制品，其中所述聚乙烯醇具有至少88mol％的水解度。
12.根据权利要求4至11中任一权利要求所述的多层水分散性制品，其中所述聚乙烯醇具有在90mol％至小于99mol％的范围内的水解度。
13.根据权利要求4至12中任一权利要求所述的多层水分散性制品，其中所述聚乙烯醇在20℃下具有至少约6cP的4％水溶液粘度。
14.根据权利要求4至13中任一权利要求所述的多层水分散性制品，其中所述水溶性聚合物包含纤维素醚。
15.根据权利要求14所述的多层水分散性制品，其中所述纤维素醚包含羧甲基纤维素。
16.根据权利要求1至15中任一权利要求所述的多层水分散性制品，其中所述制品包含第一面和与所述第一面相对的第二面，其中所述第一面包含所述聚合物层，并且所述第二面包含所述蜡层。
17.根据权利要求1至16中任一权利要求所述的多层水分散性制品，其中所述水分散性制品为限定内部小袋体积的小袋的形式，所述小袋具有面向所述内部小袋体积的内表面和与所述内表面相对的外表面，并且所述蜡层形成所述小袋的所述外表面的至少一部分。
18.根据权利要求1至16中任一权利要求所述的多层水分散性制品，其中所述水分散性制品为限定内部小袋体积的小袋的形式，所述小袋具有面向所述内部小袋体积的内表面和与所述内表面相对的外表面，并且所述蜡层形成所述小袋的所述内表面的至少一部分。
19.根据权利要求1至18中任一权利要求所述的多层水分散性制品，其包含设置在所述聚合物层与所述蜡层之间的中间区域，所述中间区域包含所述水溶性聚合物和所述蜡的混合物。
20.根据权利要求1至19中任一权利要求所述的多层水分散性制品，其中所述聚合物层或所述蜡层进一步包含增塑剂。
21.根据权利要求20所述的多层水分散性制品，其中所述增塑剂包含甘油、二甘油、丙二醇、二丙二醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、至多MW 400的聚乙二醇、山梨醇、2-甲基-1,3-丙二醇、乙醇胺、三羟甲基丙烷(TMP)、聚醚多元醇、异麦芽酮糖醇、麦芽糖醇、木糖醇、赤藓糖醇、阿东糖醇、半乳糖醇、季戊四醇、甘露醇或前述中的任一种的组合。
22.根据权利要求1至21中任一权利要求所述的多层水分散性制品，其中所述聚合物层或所述蜡层进一步包含填充剂、表面活性剂、防结块剂、抗氧化剂、滑爽剂、分散剂或前述中的任一种的组合。
23.根据权利要求21或22所述的多层水分散性制品，其中将所述增塑剂、所述填充剂、所述表面活性剂、所述防结块剂、所述抗氧化剂、所述滑爽剂、所述分散剂或前述中的任一种的组合与所述水溶性聚合物混合。
24.根据权利要求1至23中任一权利要求所述的多层水分散性制品，其中所述蜡包含蜡乳液，所述蜡乳液包含约5wt％至约30wt％的蜡。
25.根据权利要求1至24中任一权利要求所述的多层水分散性制品，其中所述蜡包含石蜡、蜂蜡或其组合。
26.根据权利要求1至25中任一权利要求所述的多层水分散性制品，其中所述蜡包含两种或更多种不同蜡的掺合物。
27.根据权利要求25或26所述的多层水分散性制品，其中基于所述蜡的总重量，所述蜡包含约10wt％至约90wt％的石蜡和约10wt％至约90wt％的蜂蜡。
28.根据权利要求1至27中任一权利要求所述的多层水分散性制品，其中所述蜡具有在约40℃至约100℃的范围内的熔点。
29.根据权利要求1至28中任一权利要求所述的多层水分散性制品，其中所述制品具有在约60g H2O/m2/天至约250g H2O/m2/天的范围内的湿蒸气透过率(MVTR)。
30.根据权利要求1至29中任一权利要求所述的多层水分散性制品，其中所述制品具有在约60g H2O/m2/天至约205g H2O/m2/天的范围内的湿蒸气透过率(MVTR)。
31.根据权利要求1至30中任一权利要求所述的多层水分散性制品，其中所述制品具有在约60g H2O/m2/天至约150g H2O/m2/天的范围内的湿蒸气透过率(MVTR)。
32.根据权利要求1至31中任一权利要求所述的多层水分散性制品，其中所述制品具有在约60g H2O/m2/天至约100g H2O/m2/天的范围内的湿蒸气透过率(MVTR)。
33.根据权利要求1至32中任一权利要求所述的多层水分散性制品，其中所述水溶性聚合物包含未改性的聚乙烯醇树脂和羧甲基纤维素的混合物，并且所述蜡包含有包含蜂蜡、聚山梨醇酯80和水的蜡乳液。
34.一种制备多层水分散性制品的方法，其包含：
将水溶性聚合物和蜡乳液混合以提供初级组合物；以及，
浇铸或挤出所述初级组合物以提供所述多层水分散性制品，其中所述水分散性制品具有约60g H2O/m2/天至约300g H2O/m2/天的湿蒸气透过率(MVTR)。
35.根据权利要求34所述的方法，其中所述水溶性聚合物选自聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)、聚乙烯吡咯烷酮、季铵聚合物和纤维素醚的群组中的一或多种。
36.根据权利要求35所述的方法，其中所述水溶性聚合物包含未改性的聚乙烯醇。
37.根据权利要求35或36所述的方法，其中所述水溶性聚合物包含用衣康酸、马来酸单甲酯、氨基丙基磺酸酯、马来酸、马来酸酐、n-乙烯基吡咯烷酮、n-乙烯基己内酰胺和前述中的任一种的衍生物的群组中的一或多种改性的阴离子基团改性的聚乙烯醇树脂。
38.根据权利要求37所述的方法，其中所述阴离子基团改性的聚乙烯醇包含至少0.5mol％的阴离子基团改性。
39.根据权利要求37或38所述的方法，其中所述阴离子基团改性的聚乙烯醇包含约1.0mol％至约4.0mol％的阴离子基团改性。
40.根据权利要求37至39中任一权利要求所述的方法，其中所述阴离子基团改性的聚乙烯醇包含约1.0mol％至约3.5mol％的阴离子基团改性。
41.根据权利要求35至40中任一权利要求所述的方法，其中所述聚乙烯醇具有至少88mol％的水解度。
42.根据权利要求35至41中任一权利要求所述的方法，其中所述聚乙烯醇具有在90mol％至小于99mol％的范围内的水解度。
43.根据权利要求35至42中任一权利要求所述的方法，其中所述聚乙烯醇在20℃下具有至少约6cP的4％水溶液粘度。
44.根据权利要求35至43中任一权利要求所述的方法，其中所述水溶性聚合物包含纤维素醚。
45.根据权利要求44所述的方法，其中所述纤维素醚包含羧甲基纤维素。
46.根据权利要求34至45中任一权利要求所述的方法，其中所述蜡乳液包含石蜡、蜂蜡或其组合。
47.根据权利要求46所述的方法，其中基于所述蜡乳液的总重量，所述蜡乳液包含在约5wt％至约30wt％的范围内的量的石蜡、蜂蜡或其组合。
48.根据权利要求34至47中任一权利要求所述的方法，其进一步包含将所述水溶性聚合物和所述蜡乳液与增塑剂、填充剂、表面活性剂、防结块剂、抗氧化剂、滑爽剂和分散剂的群组中的一或多种额外组分混合以提供所述初级组合物。
49.根据权利要求48所述的方法，其中所述增塑剂包含甘油、二甘油、丙二醇、二丙二醇、乙二醇、二甘醇、三甘醇、至多MW 400的聚乙二醇、山梨醇、2-甲基-1,3-丙二醇、乙醇胺、三羟甲基丙烷(TMP)、聚醚多元醇、异麦芽酮糖醇、麦芽糖醇、木糖醇、赤藓糖醇、阿东糖醇、半乳糖醇、季戊四醇、甘露醇或前述中的任一种的组合。
50.根据权利要求48或49所述的方法，其中所述增塑剂包含山梨醇、木糖醇或其组合。
51.根据权利要求48至50中任一权利要求所述的方法，其中基于100重量份的所述水溶性聚合物，所述增塑剂以在约10PHR至约25PHR的范围内的量存在于所述初级组合物中。
52.根据权利要求34至51中任一权利要求所述的方法，其中基于100重量份的所述水溶性聚合物，所述蜡乳液以在约70PHR至约200PHR的范围内的量存在于所述初级组合物中。
53.根据权利要求52所述的方法，其中基于100重量份的所述水溶性聚合物，所述蜡乳液以在约90PHR至约120PHR的范围内的量存在于所述初级组合物中。
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