ES2957578T3 - Película de envasado soluble en agua - Google Patents

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Abstract

La presente invención proporciona una película de envasado soluble en agua con la que es posible evitar el deterioro de la apariencia externa, tal como el enturbiamiento con el tiempo, y evitar reducciones en las propiedades de sellado, especialmente las propiedades de termosellado, y que también hace posible lograr una solubilidad excepcional en agua y resistencia a la degradación después del envasado. La presente invención es una película de embalaje soluble en agua que contiene un alcohol polivinílico, un plastificante y un ácido dicarboxílico que contiene un grupo hidroxilo, en donde el ácido dicarboxílico que contiene un grupo hidroxilo es tal que el coeficiente de grupo hidroxilo obtenido dividiendo el peso -el peso molecular medio en número de grupos hidroxilo es 90 o superior, y el contenido de ácido dicarboxílico que contiene grupos hidroxilo es de 1 a 5 partes en peso. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Película de envasado soluble en agua
Campo técnico
La presente invención se refiere a una película de envasado soluble en agua que puede prevenir defectos de aspecto tales como el enturbiamiento y el deterioro de las propiedades de sellado, especialmente de las propiedades de sellado térmico, a lo largo de un periodo largo de tiempo y lograr menos deterioro y una excelente solubilidad en agua después del envasado.
Antecedentes de la técnica
Se ha usado ampliamente poli(alcohol vinílico) (más adelante en el presente documento, también denominado PVA) como material de envasado porque tiene una transparencia, una resistencia a aceites, una resistencia química y propiedades de barrera frente a los gases contra el oxígeno o similares excelentes. Se ha usado a menudo PVA como material de envasado para alimentos, productos farmacéuticos, productos químicos industriales, productos agroquímicos y similares cuyas propiedades se ven afectadas en gran medida por el deterioro debido a la oxidación.
Además, también se ha usado PVA como película o lámina para la protección temporal de productos y piezas debido a su alta solubilidad en agua. El PVA usado como película para la protección temporal, tal como la protección superficial durante la metalistería, la protección durante la vulcanización de piezas de caucho y la protección superficial de artículos moldeados de resina, puede retirarse fácilmente mediante agua, agua templada o agua caliente. Esto permite la omisión de una etapa de desprender y descartar las películas protectoras.
Como película de PVA de este tipo, por ejemplo, el documento de patente 1 da a conocer una película soluble en agua que contiene: el 50 % en peso o más de una resina de poli(alcohol vinílico) soluble en agua que tiene una viscosidad promedio en el intervalo de aproximadamente 13,5 a aproximadamente 20 cP y un grado de hidrólisis en el intervalo de aproximadamente el 84 a aproximadamente el 92 %; y el 30 % en peso o menos de una resina de PVOH que tiene una viscosidad promedio menor de aproximadamente 11 cP.
El documento de patente 2 da a conocer una película soluble en agua que contiene de 1 a 50 partes en peso de un plastificante y de 5 a 50 partes en peso de almidón basado en 100 partes en peso de un poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico.
El documento de patente 3 da a conocer una película soluble en agua formada a partir de un poli(alcohol vinílico) que contiene un anillo de pirrolidona que contiene del 1 al 20 % en mol de una unidad de copolimerización que contiene un anillo de 1,2-pirrolidona en una molécula y que tiene un grado de saponificación del 50 al 99 % en mol. El documento JP 2003-104435 da a conocer una película soluble en agua para el envasado de un compuesto que contiene cloro, que comprende un poli(alcohol vinílico) (PVOH) modificado que contiene del 1 al 10 % en mol de una unidad de monómero de N-vinilamida en la molécula.
Lista de referencias
Bibliografía de patentes
Documento de patente 1: JP 2013-518008 T
Documento de patente 2: JP 2001-106854 A
Documento de patente 3: JP H02-124945 A
Sumario de la invención
Problema técnico
Desafortunadamente, la película soluble en agua dada a conocer en el documento de patente 1 tiene una baja resistencia a agentes sanitarios que contienen cloro, productos químicos oxidantes, o similares, se deteriora a lo largo del tiempo y se vuelve insoluble o escasamente soluble en agua durante el almacenamiento a largo plazo, lo que impide su uso como película soluble en agua. La película soluble en agua dada a conocer en el documento de patente 2 también tiene baja resistencia a productos químicos, lo que deteriora la película.
Mientras tanto, la película soluble en agua dada a conocer en el documento de patente 3 tiene una excelente resistencia química. Desafortunadamente, el anillo de pirrolidona reduce la solubilidad en agua del poli(alcohol vinílico), lo que proporciona desventajas a la película cuando se usa para el envasado de productos químicos, tales como requerir tiempo para liberar los productos químicos.
Además, los productos convencionales después del almacenamiento a largo plazo, tal como un almacenamiento de 6 meses, pueden tener defectos de aspecto tales como enturbiamiento sobre las superficies de los mismos o deterioro de las propiedades de sellado, especialmente de las propiedades de sellado térmico. Estas desventajas pueden superarse reduciendo los componentes aditivos. Desafortunadamente, tal reducción de componentes aditivos reduce la resistencia a medicamentos (resistencia química) requerida para el envasado de productos químicos.
La presente invención tiene como objetivo proporcionar una película de envasado soluble en agua que pueda prevenir defectos de aspecto tales como el enturbiamiento y el deterioro de las propiedades de sellado, especialmente de las propiedades de sellado térmico, a lo largo de un periodo largo de tiempo y lograr menos deterioro y una excelente solubilidad en agua después del envasado.
Solución al problema
La presente invención se refiere a una película de envasado soluble en agua que contiene: un poli(alcohol vinílico); un plastificante; y un ácido dicarboxílico que contiene un grupo hidroxilo, teniendo el ácido dicarboxílico que contiene un grupo hidroxilo un coeficiente de grupos hidroxilo, que es un cociente de dividir un peso molecular promedio en peso entre el número de grupos hidroxilo, de 90 o más, conteniendo la película el ácido dicarboxílico que contiene un grupo hidroxilo en una cantidad de 1 a 5 partes en peso.
La presente invención se describirá a continuación en detalle.
El presente inventor halló que la adición de proporciones predeterminadas de un plastificante y un ácido dicarboxílico que contiene un grupo hidroxilo a un poli(alcohol vinílico) como componente de una película de PVA puede proporcionar una película de envasado soluble en agua que puede prevenir defectos de aspecto tales como el enturbiamiento y una reducción en la resistencia de una porción de sellado a lo largo de un periodo largo de tiempo. El inventor también halló que una película de envasado soluble en agua de este tipo usada como película de envasado de productos químicos para el envasado de productos químicos es menos probable que experimente un deterioro de la solubilidad en agua debido al contacto con los productos químicos incluso después del almacenamiento a largo plazo, completando la presente invención.
A continuación en el presente documento, se describen los componentes usados para la película de envasado soluble en agua de la presente invención.
(Poli(alcohol vinílico) (PVA))
La película de envasado soluble en agua de la presente invención contiene poli(alcohol vinílico).
El poli(alcohol vinílico) es un material constituyente principal de la película de envasado soluble en agua de la presente invención.
El poli(alcohol vinílico) incluye poli(alcoholes vinílicos) no modificados, así como poli(alcoholes vinílicos) modificados. Los ejemplos de los poli(alcoholes vinílicos) modificados incluyen un poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico, un poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona, un poli(alcohol vinílico) modificado con amina y un poli(alcohol vinílico) modificado con ácido carboxílico.
El poli(alcohol vinílico) se obtiene polimerizando un éster vinílico para preparar un polímero y saponificando, concretamente hidrolizando, el polímero según un método convencionalmente conocido. Para la saponificación, se usa habitualmente un álcali o un ácido. Preferiblemente, se usa un álcali para la saponificación. Como poli(alcohol vinílico), puede usarse un tipo de poli(alcohol vinílico) o pueden usarse dos o más tipos de poli(alcoholes vinílicos) en combinación.
Los ejemplos del éster vinílico incluyen acetato de vinilo, formiato de vinilo, propionato de vinilo, butirato de vinilo, pivalato de vinilo, versatato de vinilo, laurato de vinilo, estearato de vinilo y benzoato de vinilo.
El éster vinílico puede polimerizarse mediante cualquier método. Los ejemplos del método de polimerización incluyen polimerización en disolución, polimerización en masa y polimerización en suspensión.
Los ejemplos de un catalizador de polimerización usado en la polimerización del éster vinílico incluyen peroxidicarbonato de 2-etilhexilo (“TrigonoxEHP” disponible de Tianjin McEIT Co., ltd ), 2,2'-azobisisobutironitrilo (AIBN) y peroxineodecanoato de t-butilo. Los ejemplos también incluyen peroxidicarbonato de bis(4-tbutilciclohexilo), peroxidicarbonato de di-n-propilo, peroxidicarbonato de di-n-butilo, peroxidicarbonato de di-cetilo y peroxidicarbonato de di-sec-butilo. Estos catalizadores de polimerización pueden usarse solos, o en combinación de dos o más.
El polímero obtenido polimerizando el éster vinílico es preferiblemente un poli(éster vinílico) porque el grado de saponificación puede controlarse fácilmente dentro de un intervalo preferible. El polímero obtenido polimerizando el éster vinílico puede ser un copolímero del éster vinílico y un monómero diferente. Dicho de otro modo, el poli(alcohol vinílico) puede prepararse a partir de un copolímero de un éster vinílico y el monómero diferente. Los ejemplos del monómero diferente, concretamente, un comonómero que va a copolimerizarse, incluyen olefinas, ácido (met)acrílico y sales del mismo, (met)acrilatos, derivados de (met)acrilamida, N-vinilamidas, vinil éteres, nitrilos y haluros de vinilo. Los ejemplos también incluyen compuestos de alilo, ácido maleico y sales del mismo, maleatos, ácido itacónico y sales del mismo, itaconatos, compuestos de vinilsililo y acetato de isopropenilo. Los monómeros diferentes pueden usarse solos, o en combinación de dos o más.
Los ejemplos de las olefinas incluyen etileno, propileno, 1-buteno e isobuteno. Los ejemplos de los (met)acrilatos incluyen (met)acrilato de metilo, (met)acrilato de etilo, (met)acrilato de n-propilo, (met)acrilato de i-propilo, (met)acrilato de n-butilo y (met)acrilato de 2-etilhexilo. Los ejemplos de los derivados de (met)acrilamida incluyen acrilamida, N-metilacrilamida, N-etilacrilamida, N,N-dimetilacrilamida y ácido (met)acrilamidapropanosulfónico y sales de los mismos. Los ejemplos de las N-vinilamidas incluyen N-vinilpirrolidona, N-vinilformamida, N-vinilacetamida y N-metil-N-vinilacetamida. Los ejemplos de los vinil éteres incluyen metil vinil éter, etil vinil éter, npropil vinil éter, i-propil vinil éter y n-butil vinil éter. Los ejemplos de los nitrilos incluyen (met)acrilonitrilo. Los ejemplos de los haluros de vinilo incluyen cloruro de vinilo y cloruro de vinilideno. Los ejemplos de los compuestos de alilo incluyen acetato de alilo y cloruro de alilo. Los ejemplos de los compuestos de vinilsililo incluyen viniltrimetoxisilano.
El poli(alcohol vinílico) contiene preferiblemente un poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico.
Cuando está contenido poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico, puede controlarse fácilmente la resistencia a medicamentos de la película de envasado soluble en agua y el tiempo de disolución de la misma tras la liberación de los productos químicos.
Los ejemplos del poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico incluyen, además de los obtenidos mediante la copolimerización de un poli(alcohol vinílico) no modificado y un monómero que contiene un grupo ácido sulfónico, los obtenidos mediante la adición de un grupo ácido sulfónico a un poli(alcohol vinílico) no modificado.
El poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico no está limitado siempre que un grupo ácido sulfónico se introduzca mediante modificación, y es preferiblemente uno en el que el grupo ácido sulfónico está unido a una cadena principal polimérica a través de un grupo de unión.
Los ejemplos del grupo de unión incluyen un grupo amida, un grupo alquileno, un grupo éster y un grupo éter. En particular, se prefiere una combinación de un grupo amida y un grupo alquileno.
El grupo ácido sulfónico se forma preferiblemente a partir de un sulfonato, y es de manera particularmente preferible un grupo sulfonato de sodio.
El poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico es de manera particularmente preferible uno en el que un grupo sulfonato de sodio está unido a una cadena principal polimérica a través de un grupo de unión. Se prefiere más uno en el que un grupo sulfonato de sodio está unido a una cadena principal polimérica a través de un grupo amida. Se prefiere todavía más uno en el que un grupo sulfonato de sodio está unido a una cadena principal polimérica a través de un grupo amida y un grupo alquileno.
Cuando el poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico es un poli(alcohol vinílico) modificado con sulfonato de sodio, el poli(alcohol vinílico) modificado con sulfonato de sodio tiene preferiblemente una unidad estructural representada por la siguiente fórmula (1):
[Fórm. quím. 1]
en la que R1 representa un grupo alquileno C1-C4.
En cuanto a la cantidad de la unidad estructural que tiene un grupo ácido sulfónico en el poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico (a continuación en el presente documento, también denominada cantidad modificada con ácido sulfónico), el límite inferior es preferiblemente del 0,1 % en mol, más preferiblemente el 0,2 % en mol, todavía más preferiblemente el 0,5 % en mol, de manera particularmente preferible el 1,0 % en mol. El límite superior de la cantidad modificada con ácido sulfónico es preferiblemente del 9,0 % en mol, más preferiblemente el 7,0 % en mol, todavía más preferiblemente el 6,0 % en mol, aún más preferiblemente el 5,5 % en mol, de manera particularmente preferible el 5,0 % en mol, lo más preferiblemente el 4,5 % en mol.
Cuando la cantidad modificada con ácido sulfónico satisface el límite inferior preferido y el límite superior preferido, pueden controlarse fácilmente la resistencia a medicamentos de la película de envasado soluble en agua y el tiempo de disolución de la misma tras la liberación de los productos químicos.
En cuanto al grado de saponificación del poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico, el límite inferior es preferiblemente del 80,0 % en mol, más preferiblemente el 85,0 % en mol, todavía más preferiblemente el 87,0 % en mol, de manera particularmente preferible el 90,0 % en mol. El límite superior del grado de saponificación es preferiblemente del 99,9 % en mol, más preferiblemente el 99,0 % en mol, todavía más preferiblemente el 98,0 % en mol, de manera particularmente preferible el 97,0 % en mol.
Cuando el grado de saponificación satisface el límite inferior preferido y el límite superior preferido, pueden controlarse fácilmente la resistencia al agua de la película de envasado soluble en agua y el tiempo de disolución de la misma tras la liberación de los productos químicos.
Para mejorar adicionalmente el equilibrio entre la resistencia al agua y el tiempo de disolución, el grado de saponificación del poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico es de manera particularmente preferible del 85,0 % en mol o mayor y el 97,0 % en mol o menor.
El poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico tiene una desviación estándar (ct) de la distribución del grado de saponificación de preferiblemente 0,1 a 1,0 mol.
Cuando la desviación estándar de la distribución del grado de saponificación satisface el límite inferior preferido y el límite superior preferido, la película de envasado soluble en agua tiene mejor solubilidad y mejor resistencia química para lograr una mejora bien equilibrada en el tiempo de disolución de la película tras la liberación de los productos químicos y el periodo de almacenamiento de la misma cuando se usa para el envasado de productos químicos.
En cuanto a la desviación estándar de la distribución del grado de saponificación del poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico, el límite inferior es más preferiblemente del 0,2 % en mol y el límite superior es más preferiblemente del 0,9 % en mol.
El grado de polimerización del poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico no está limitado, y el límite inferior del mismo es preferiblemente de 400, más preferiblemente 500, todavía más preferiblemente 600, de manera particularmente preferible 900. El límite superior del grado de polimerización es preferiblemente de 2.000, más preferiblemente 1.800, todavía más preferiblemente 1.500. Cuando el grado de polimerización satisface el límite inferior preferido y el límite superior preferido, una disolución acuosa del mismo tiene una viscosidad adecuada para la formación de una película de envasado soluble en agua. Cuando el grado de polimerización satisface el límite superior preferido, la película de envasado soluble en agua tiene mejor resistencia para tener resistencia al agua.
Los ejemplos de un método para la producción del poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico incluyen un método en el que, tras la polimerización de un poli(alcohol vinílico) no modificado, el poli(alcohol vinílico) no modificado se copolimeriza con un monómero que contiene un grupo ácido sulfónico, y un método en el que se añade un grupo ácido sulfónico a un poli(alcohol vinílico) no modificado.
La cantidad del poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico es preferiblemente de 10 a 100 partes en peso en 100 partes en peso del poli(alcohol vinílico).
Contener el poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico en una cantidad de 10 partes en peso o más permite que la película de envasado soluble en agua tenga resistencia química mejorada y mantenga una alta solubilidad en agua incluso después del almacenamiento a largo plazo después del envasado. Para ajustar las propiedades físicas de la película (por ejemplo, resistencia a la tracción, alargamiento a la rotura y módulo) de la película soluble en agua resultante, pueden usarse de manera adecuada un poli(alcohol vinílico) no modificado y un poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona en combinación.
En cuanto a la cantidad del poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico, el límite inferior es preferiblemente de 25 partes en peso, más preferiblemente 50 partes en peso, y el límite superior es preferiblemente de 90 partes en peso, más preferiblemente 80 partes en peso, en 100 partes en peso del poli(alcohol vinílico).
Preferiblemente, el poli(alcohol vinílico) incluye además un poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona.
Contener el poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona permite que la película de envasado soluble en agua tenga menos alteración del color incluso cuando se usa para el envasado de un agente sanitario que contiene cloro o un producto químico oxidante.
El poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona no está limitado siempre que se introduzca un grupo que contiene un anillo de pirrolidona mediante modificación, y es preferiblemente uno en el que un grupo que contiene un anillo de pirrolidona está unido a una cadena principal polimérica directamente o a través de un grupo de unión. Los ejemplos del grupo de unión incluyen un grupo alifático, un grupo aromático, un grupo amida, un grupo alquileno, un grupo éster y un grupo éter. El número de carbonos del grupo alifático es preferiblemente de 1 a 6, más preferiblemente de 1 a 4, y el número de carbonos del grupo aromático es preferiblemente de 12 o menos. Los ejemplos del poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona incluyen uno obtenido mediante copolimerización de un poli(alcohol vinílico) no modificado y un monómero que contiene un grupo que contiene un anillo de pirrolidona y uno obtenido mediante la adición de un grupo que contiene un anillo de pirrolidona a un poli(alcohol vinílico) no modificado. El poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona puede ser un poli(alcohol vinílico) que contiene un oligómero de vinilpirrolidona como cadena de injerto.
El poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona tiene preferiblemente una unidad estructural que tiene un grupo que contiene un anillo de pirrolidona, representado por la siguiente fórmula (2):
[Fórm. quím. 2]
En cuanto a la cantidad de la unidad estructural que tiene un grupo que contiene un anillo de pirrolidona en el poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona (a continuación en el presente documento, también denominada cantidad modificada con un anillo de pirrolidona), el límite inferior es preferiblemente del 0,1 % en mol, más preferiblemente el 0,2 % en mol, todavía más preferiblemente el 0,5 % en mol, de manera particularmente preferible el 1,0 % en mol. El límite superior de la cantidad modificada con un anillo de pirrolidona es preferiblemente del 20,0 % en mol, más preferiblemente el 18,0 % en mol, todavía más preferiblemente el 15,0 % en mol, de manera particularmente preferible el 10,0 % en mol.
Cuando la cantidad modificada con un anillo de pirrolidona satisface el límite inferior preferido y el límite superior preferido, es menos probable que la película resultante experimente una alteración del color incluso cuando se usa para el envasado de un agente sanitario que contiene cloro o un producto químico oxidante.
En cuanto al grado de saponificación del poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona, el límite inferior es preferiblemente del 80,0 % en mol, más preferiblemente el 85,0 % en mol, todavía más preferiblemente el 87,0 % en mol, de manera particularmente preferible el 90,0 % en mol. El límite superior del grado de saponificación es preferiblemente del 99,9 % en mol, más preferiblemente el 99,0 % en mol, todavía más preferiblemente el 98,0 % en mol, de manera particularmente preferible el 97,0 % en mol.
Cuando el grado de saponificación satisface el límite inferior preferido y el límite superior preferido, pueden controlarse fácilmente la resistencia al agua de la película de envasado soluble en agua y el tiempo de disolución de la misma tras la liberación de los productos químicos.
Para mejorar adicionalmente el equilibrio entre la resistencia al agua y el tiempo de disolución, el grado de saponificación del poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona es de manera particularmente preferible del 85,0 % en mol o mayor y el 97,0 % en mol o menor.
El grado de saponificación se mide en conformidad con la norma JIS K6726. El grado de saponificación indica la proporción de unidades realmente saponificadas con respecto a las unidades de alcohol vinílico entre las unidades que van a convertirse en unidades de alcohol vinílico mediante saponificación.
El grado de saponificación puede ajustarse mediante cualquier método. El grado de saponificación puede ajustarse de manera adecuada por las condiciones de saponificación, concretamente las condiciones de hidrólisis.
El poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona tiene una desviación estándar (a) de la distribución del grado de saponificación de preferiblemente el 0,1 al 1,0 % en mol.
Cuando la desviación estándar de la distribución del grado de saponificación satisface el límite inferior preferido y el límite superior preferido, la película de envasado soluble en agua tiene mejor solubilidad y mejor resistencia química para lograr una mejora bien equilibrada en el tiempo de disolución de la película tras la liberación de los productos químicos y el periodo de almacenamiento de la misma cuando se usa para el envasado de productos químicos.
En cuanto a la desviación estándar de la distribución del grado de saponificación del poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona, el límite inferior es más preferiblemente del 0,2 % en mol y el límite superior es más preferiblemente del 0,9 % en mol.
La desviación estándar de la distribución del grado de saponificación es un índice que muestra variaciones del grado de saponificación en el PVA, y puede calcularse basándose en la medición mediante FT-IR o similares. El grado de polimerización del poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona no está limitado, y el límite inferior es preferiblemente de 400, más preferiblemente 500, todavía más preferiblemente 600, de manera particularmente preferible 900. El límite superior del grado de polimerización es preferiblemente de 2.000, más preferiblemente 1.800, todavía más preferiblemente 1.500. Cuando el grado de polimerización satisface el límite inferior preferido y el límite superior preferido, una disolución acuosa del mismo tiene una viscosidad adecuada para la formación de una película de envasado soluble en agua. Cuando el grado de polimerización satisface el límite superior preferido, la película de envasado soluble en agua tiene mejor resistencia para tener resistencia al agua. El grado de polimerización se mide en conformidad con la norma JIS K6726.
Los ejemplos de un método para la producción del poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona incluyen un método de copolimerizar un poli(alcohol vinílico) no modificado y un monómero que contiene un grupo que contiene un anillo de pirrolidona y un método de añadir un grupo que contiene un anillo de pirrolidona a un poli(alcohol vinílico) no modificado.
La cantidad del poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona es preferiblemente de 0,1 a 50 partes en peso en 100 partes en peso del poli(alcohol vinílico).
Contener el poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona en una cantidad de 0,1 partes en peso o más y 50 partes en peso o menos permite que la película resultante tenga niveles altos en la totalidad de resistencia a medicamentos, propiedades físicas de película y solubilidad en agua.
En cuanto a la cantidad del poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona, el límite inferior es más preferiblemente de 10 partes en peso, todavía más preferiblemente 20 partes en peso, y el límite superior es más preferiblemente de 45 partes en peso, todavía más preferiblemente 35 partes en peso, en 100 partes en peso del poli(alcohol vinílico).
Cuando están contenidos ambos del poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona y el poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico, se prefiere lo siguiente.
La razón de la cantidad de la unidad estructural que tiene un grupo que contiene un anillo de pirrolidona en el poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona y la cantidad de la unidad estructural que tiene un grupo ácido sulfónico en el poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico (cantidad de una unidad estructural que tiene un grupo que contiene un anillo de pirrolidona/cantidad de una unidad estructural que tiene un grupo ácido sulfónico) está preferiblemente dentro de un intervalo predeterminado. En cuanto a la razón de la cantidad de una unidad estructural que tiene un grupo que contiene un anillo de pirrolidona/cantidad de una unidad estructural que tiene un grupo ácido sulfónico, el límite inferior es preferiblemente de 0,08, más preferiblemente 0,1, todavía más preferiblemente 0,2, y el límite superior es preferiblemente de 3, más preferiblemente 2, todavía más preferiblemente 1. Esta estructura puede reducir o prevenir la exudación y el deterioro de las propiedades de sellado (especialmente de las propiedades de sellado térmico).
Cuando están contenidos ambos del poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona y el poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico, se prefiere lo siguiente.
La razón en peso del poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona y el poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico (poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona/poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico) está preferiblemente dentro de un intervalo predeterminado para reducir o prevenir la exudación y el deterioro de las propiedades de formación de lámina. En cuanto a la razón de poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona/poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico, el límite inferior es preferiblemente de 0,1, más preferiblemente 0,2, todavía más preferiblemente 0,25, y el límite superior es preferiblemente de 2, más preferiblemente 1,5, todavía más preferiblemente 1.
En cuanto a la razón del grado de polimerización del poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona y el grado de polimerización del poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico (grado de polimerización del poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona/grado de polimerización del poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico), el límite inferior es preferiblemente de 0,5, más preferiblemente 0,8, y el límite superior es preferiblemente de 1,5, más preferiblemente 1,2.
El poli(alcohol vinílico) puede contener un poli(alcohol vinílico) no modificado además del poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona y el poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico.
En el poli(alcohol vinílico) no modificado, el límite inferior del grado de saponificación es preferiblemente del 80,0 % en mol y el límite superior del mismo es preferiblemente del 99,0 % en mol.
Cuando el grado de saponificación satisface el límite inferior y el límite superior, pueden controlarse fácilmente la resistencia al agua de la película de envasado soluble en agua y el tiempo de disolución de la misma tras la liberación de los productos químicos, y la película puede lograr una mejora bien equilibrada en la resistencia al agua y el tiempo de disolución.
En cuanto al grado de saponificación del poli(alcohol vinílico) no modificado, el límite inferior es más preferiblemente del 85,0 % en mol y el límite superior es más preferiblemente del 95,0 % en mol.
El poli(alcohol vinílico) no modificado tiene una desviación estándar(a)de la distribución del grado de saponificación de preferiblemente el 0,1 al 1,0 % en mol.
Cuando la desviación estándar de la distribución del grado de saponificación satisface el límite inferior y el límite superior, la película de PVA tiene mejor solubilidad y mejor resistencia química para lograr una mejora bien equilibrada en el tiempo de disolución de la película tras la liberación de los productos químicos y el periodo de almacenamiento de la misma cuando se usa para el envasado de productos químicos.
En cuanto a la desviación estándar de la distribución del grado de saponificación del PVA, el límite inferior es más preferiblemente del 0,2 % en mol y el límite superior es más preferiblemente del 0,9 % en mol.
El grado de polimerización del poli(alcohol vinílico) no modificado no está limitado. El límite inferior del grado de polimerización del poli(alcohol vinílico) no modificado es preferiblemente de 400, más preferiblemente 500, todavía más preferiblemente 600, de manera particularmente preferible 900. El límite superior del grado de polimerización es preferiblemente de 2.500, más preferiblemente 2.000, todavía más preferiblemente 1.500. Cuando el grado de polimerización satisface el límite inferior y el límite superior, una disolución acuosa del mismo tiene una viscosidad adecuada para la formación de una película de envasado soluble en agua. Cuando el grado de polimerización satisface el límite superior anterior, la película de PVA tiene mejor resistencia para tener resistencia al agua.
En cuanto a la cantidad del poli(alcohol vinílico) no modificado en 100 partes en peso del poli(alcohol vinílico), el límite inferior es preferiblemente de 5 partes en peso y el límite superior es preferiblemente de 30 partes en peso. Además, el poli(alcohol vinílico) puede incluir un poli(alcohol vinílico) modificado diferente del poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona y el poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico.
Los ejemplos del poli(alcohol vinílico) modificado diferente incluye poli(alcoholes vinílicos) modificados que contienen grupos de modificación tales como un grupo amino y un grupo carboxilo (por ejemplo, poli(alcoholes vinílicos) modificados con amina y poli(alcoholes vinílicos) modificados con ácido carboxílico).
El poli(alcohol vinílico) modificado diferente puede ser uno obtenido mediante la copolimerización de un poli(alcohol vinílico) no modificado y un monómero que contiene un grupo de modificación o uno obtenido mediante la adición de un grupo de modificación a un poli(alcohol vinílico) no modificado.
Cuando el poli(alcohol vinílico) modificado diferente es un poli(alcohol vinílico) modificado con un grupo amino, el poli(alcohol vinílico) modificado con un grupo amino tiene preferiblemente una unidad estructural representada por la siguiente fórmula (3):
[Fórm. quím. 3]
en la que R2 representa un enlace sencillo o un grupo alquileno C0-C10.
Cuando el poli(alcohol vinílico) modificado diferente es un poli(alcohol vinílico) modificado con un grupo carboxilo, el poli(alcohol vinílico) modificado con un grupo carboxilo tiene preferiblemente una unidad estructural representada por la siguiente fórmula (4-1), (4-2) o (4-3):
[Fórm. quím. 4]
en las que X1, X2, X3, X4 y X5 representan cada uno independientemente un átomo de hidrógeno, un átomo de metal o un grupo metilo. Dicho de otro modo, el grupo carboxilo incluido en la unidad estructural que tiene un grupo carboxilo tal como se usa en el presente documento incluye sales y ésteres metílicos de grupos carboxilo. Un ejemplo del átomo de metal es un átomo de sodio.
En la fórmula (4-2), R3 representa un grupo alquileno C1-C10.
En cuanto a la cantidad de la unidad estructural que tiene un grupo de modificación en el poli(alcohol vinílico) modificado diferente, el límite inferior es preferiblemente del 0,2 % en mol y el límite superior es preferiblemente del 10 % en mol. Cuando la cantidad de la unidad estructural que tiene un grupo de modificación satisface el límite inferior y el límite superior, la película resultante es resistente a los agentes sanitarios que contienen cloro o productos químicos oxidantes, concretamente no se altera el color ni se desgarra por tales agentes o productos químicos a lo largo de un periodo largo de tiempo.
El límite inferior de la cantidad de la unidad estructural que tiene un grupo de modificación es más preferiblemente del 0,5 % en mol y el límite superior de la misma es más preferiblemente del 8 % en mol.
En cuanto a la cantidad del poli(alcohol vinílico) modificado diferente en 100 partes en peso del poli(alcohol vinílico), el límite inferior es preferiblemente de 1 parte en peso y el límite superior es preferiblemente de 10 partes en peso.
El poli(alcohol vinílico) es preferiblemente un poli(alcohol vinílico) que incluye un poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico y un poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona, un poli(alcohol vinílico) que incluye un poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico solo, o un poli(alcohol vinílico) que incluye un poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico y un poli(alcohol vinílico) no modificado.
Entre estos, se usa más preferiblemente un poli(alcohol vinílico) que incluye un poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico solo o un poli(alcohol vinílico) que incluye un poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico y un poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona. Un poli(alcohol vinílico) que incluye el poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico solo puede proporcionar mejor solubilidad en agua que un poli(alcohol vinílico) que incluye un poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona o un poli(alcohol vinílico) no modificado. Un poli(alcohol vinílico) que incluye un poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico y un poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona pueden proporcionar una resistencia de bloqueo más mejorada y permiten como resultado extender una película enrollada con una fuerza más pequeña que un poli(alcohol vinílico) que incluye el poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico solo.
En cuanto a la viscosidad de una disolución acuosa al 4 % en peso del poli(alcohol vinílico) medida a 20 °C, el límite inferior es preferiblemente de 3 mPas y el límite superior de la misma es preferiblemente de 30 mPas. Cuando la viscosidad es de 3 mPas o mayor, la película soluble en agua resultante puede tener una resistencia de película suficientemente mejorada. Cuando la viscosidad es de 30 mPas o menor, puede acortarse suficientemente el tiempo de disolución de la película. El límite inferior de la viscosidad es más preferiblemente de 6 mPas, todavía más preferiblemente 8 mPas, y el límite superior es más preferiblemente de 25 mPas, todavía más preferiblemente 20 mPas.
La viscosidad puede medirse en conformidad con la norma JIS K 6726.
En el 100 % en peso de la película de envasado soluble en agua de la presente invención, el límite inferior de la cantidad del poli(alcohol vinílico) es preferiblemente del 70 % en peso y el límite superior de la misma es preferiblemente del 95 % en peso.
Cuando la cantidad del poli(alcohol vinílico) satisface el límite inferior, la película de envasado soluble en agua puede ser una película de mejor calidad sin exudación de un plastificante a partir de la misma. Cuando la cantidad del poli(alcohol vinílico) satisface el límite superior anterior, la película de envasado soluble en agua puede tener adicionalmente mejor resistencia para ser excelentemente adecuada como material de película para el envasado de productos químicos o similares.
(Plastificante)
La película de envasado soluble en agua de la presente invención contiene un plastificante.
Se requiere que la película de envasado soluble en agua tenga alta resistencia a la tracción y alta durabilidad porque puede transportarse, almacenarse o usarse en regiones calientes y húmedas o en regiones frías. Especialmente, se considera que es importante la resistencia al impacto a bajas temperaturas. Al contener un plastificante, la película de envasado soluble en agua de la presente invención puede tener un punto de transición vítrea menor, lo que mejora la durabilidad de la película a bajas temperaturas. Al contener el plastificante, la película de envasado soluble en agua también puede tener mejor solubilidad en agua.
El plastificante puede ser cualquier plastificante usado habitualmente como plastificante para un poli(alcohol vinílico). Los ejemplos del mismo incluyen: alcoholes polihidroxilados tales como glicerol, diglicerol, dietilenglicol, trimetilolpropano, trietilenglicol, dipropilenglicol y propilenglicol.
Los ejemplos también incluyen poliéteres tales como polietilenglicol y polipropilenglicol; derivados de fenol tales como bisfenol A y bisfenol S; compuestos de amida tales como N-metilpirrolidona; compuestos preparados añadiendo óxido de etileno a alcoholes polihidroxilados tales como glicerol, pentaeritritol y sorbitol; y agua. Estos pueden usarse solos, o en combinación de dos o más.
Entre los plastificantes anteriores, se prefieren glicerol, diglicerol, trimetilolpropano, polietilenglicol, polipropilenglicol, trietilenglicol, dipropilenglicol y propilenglicol porque pueden lograrse niveles altos de mejora tanto de la solubilidad en agua como de las propiedades físicas de la película. Puesto que se mejora de manera notable la solubilidad en agua, se prefieren particularmente glicerol, diglicerol, trimetilolpropano y propilenglicol.
La película de envasado soluble en agua de la presente invención contiene de 3 a 20 partes en peso del plastificante basado en 100 partes en peso del poli(alcohol vinílico). Cuando la cantidad del plastificante es de 3 partes en peso o más, puede ejercerse suficientemente el efecto de añadir el plastificante. Cuando la cantidad del plastificante es de 20 partes en peso o menos, puede reducirse o prevenirse la exudación del plastificante, mejorando las propiedades antibloqueo de la película de envasado soluble en agua resultante.
El límite inferior de la cantidad del plastificante es preferiblemente de 4 partes en peso y el límite superior de la misma es preferiblemente de 15 partes en peso. El límite inferior es más preferiblemente de 5 partes en peso y el límite superior es más preferiblemente de 12 partes en peso.
(Ácido dicarboxílico que contiene un grupo hidroxilo)
La película de envasado soluble en agua de la presente invención contiene un ácido dicarboxílico que contiene un grupo hidroxilo (a continuación en el presente documento, también denominado ácido dicarboxílico que contiene grupos hidroxilo). El ácido dicarboxílico que contiene grupos hidroxilo tiene un coeficiente de grupos hidroxilo, que es un cociente de dividir el peso molecular promedio en peso entre el número de grupos hidroxilo, de 90 o más.
Contener el ácido dicarboxílico que contiene grupos hidroxilo permite la prevención de defectos de aspecto a lo largo del tiempo y la reducción o prevención del deterioro de las propiedades de sellado (especialmente de las propiedades de sellado térmico) de la película, mientras que se mejora la resistencia química de la película. El ácido dicarboxílico que contiene grupos hidroxilo incluye sales de un ácido dicarboxílico que contiene grupos hidroxilo.
Los ejemplos del ácido dicarboxílico que contiene grupos hidroxilo incluyen ácidos dicarboxílicos alifáticos que contienen grupos hidroxilo y ácidos dicarboxílicos aromáticos que contienen grupos hidroxilo, prefiriéndose los ácidos dicarboxílicos alifáticos que contienen grupos hidroxilo.
Los ácidos dicarboxílicos alifáticos que contienen grupos hidroxilo pueden ser cualquier ácido dicarboxílico alifático que contiene grupos hidroxilo que tiene la razón de Mw/grupos OH de 90 o más, y los ejemplos de los mismos incluyen ácidos dicarboxílicos tales como ácido málico, ácido tartrónico y ácido citramálico, prefiriéndose particularmente el ácido málico.
Los ejemplos de los ácidos dicarboxílicos aromáticos que contienen grupos hidroxilo incluyen ácido 2-hidroxiftálico, ácido 3-hidroxiftálico, ácido 4-hidroxiftálico, ácido 2-hidroxiisoftálico, ácido 4-hidroxiisoftálico, ácido 5-hidroxiisoftálico, ácido 3-hidroxiisoftálico, ácido quelidámico y ácido 3,3'-metilenbis(6-hidroxi-benzoico).
Los ejemplos del ácido dicarboxílico que contiene grupos hidroxilo incluyen sales de metales alcalinos tales como sales de sodio y sales de potasio, prefiriéndose las sales de sodio.
El ácido dicarboxílico que contiene grupos hidroxilo tiene un coeficiente de grupos hidroxilo (Mw/grupos OH), que es un cociente de dividir el peso molecular promedio en peso (Mw) entre el número de grupos hidroxilo (el número de grupos OH), de 90 o más. Un intervalo de este tipo permite la prevención de defectos de aspecto (enturbiamiento) a lo largo del tiempo y la reducción o prevención del deterioro de las propiedades de sellado (especialmente de las propiedades de sellado térmico). El coeficiente de grupos hidroxilo es preferiblemente de 300 o menos.
Para reducir o prevenir la exudación y el deterioro de las propiedades de formación de lámina, el límite inferior del coeficiente de grupos hidroxilo es más preferiblemente de 100, todavía más preferiblemente 110, aún más preferiblemente 120, y el límite superior es más preferiblemente de 250, todavía más preferiblemente 200, aún más preferiblemente 180, de manera particularmente más preferible 160, lo más preferiblemente 150.
Además, el número de grupos hidroxilo incluidos en el ácido dicarboxílico que contiene grupos hidroxilo es preferiblemente de 2 o menos.
Además, para reducir o prevenir la exudación y el deterioro de las propiedades de formación de lámina, el peso molecular promedio en peso del ácido dicarboxílico que contiene grupos hidroxilo es preferiblemente de 90 a 300. El límite superior es más preferiblemente de 250, todavía más preferiblemente 200, aún más preferiblemente 190, de manera particularmente preferible 170, lo más preferiblemente 155.
La película de envasado soluble en agua de la presente invención contiene de 1 a 5 partes en peso del ácido dicarboxílico que contiene grupos hidroxilo basado en 100 partes en peso del poli(alcohol vinílico). Cuando la cantidad del ácido dicarboxílico que contiene grupos hidroxilo es de 1 parte en peso o más, la película puede tener una resistencia química suficientemente mejorada. Cuando la cantidad del ácido dicarboxílico que contiene grupos hidroxilo es de 5 partes en peso o menos, pueden prevenirse adicionalmente los defectos de aspecto (enturbiamiento) a lo largo del tiempo y el deterioro de las propiedades de sellado (especialmente de las propiedades de sellado térmico) de la película de envasado soluble en agua resultante. El límite inferior de la cantidad del mismo es preferiblemente de 2 partes en peso y el límite superior del mismo es preferiblemente de 3,5 partes en peso.
(Ácido dicarboxílico que no contiene ningún grupo hidroxilo)
La película de envasado soluble en agua de la presente invención puede contener además un ácido dicarboxílico que no contiene ningún grupo hidroxilo (a continuación en el presente documento, también denominado ácido dicarboxílico libre de grupos hidroxilo) además del ácido dicarboxílico que contiene grupos hidroxilo.
Esta estructura permite más reducción o prevención de los defectos de aspecto (enturbiamiento) a lo largo del tiempo o del deterioro de las propiedades de sellado (especialmente de las propiedades de sellado térmico) de la película, mientas que se mejora más la resistencia a medicamentos de la película.
Los ejemplos del ácido dicarboxílico libre de grupos hidroxilo incluyen ácidos dicarboxílicos alifáticos libres de grupos hidroxilo y ácidos dicarboxílicos aromáticos libres de grupos hidroxilo, prefiriéndose los ácidos dicarboxílicos alifáticos libres de grupos hidroxilo.
Los ejemplos de los ácidos dicarboxílicos alifáticos libres de grupos hidroxilo incluyen ácido succínico, ácido malónico, ácido glutárico, ácido adípico, ácido pimélico, ácido subérico, ácido glutacónico, ácido azelaico, ácido sebácico, ácido maleico y ácido fumárico.
Los ejemplos de los ácidos dicarboxílicos aromáticos libres de grupos hidroxilo incluyen ácido tereftálico, ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido 4,4'-difenilcarboxílico, ácido 2,6-naftalenodicarboxílico, ácido 2,7-naftalenodicarboxílico y ácido 1,5-naftalenodicarboxílico.
Entre estos se prefiere el ácido succínico.
La película de envasado soluble en agua de la presente invención contiene preferiblemente de 0,5 a 3 partes en peso del ácido dicarboxílico libre de grupos hidroxilo basado en 100 partes en peso del poli(alcohol vinílico). Cuando la cantidad del ácido dicarboxílico libre de grupos hidroxilo es de 0,5 partes en peso o más, puede mejorarse suficientemente la resistencia química. Cuando la cantidad del ácido dicarboxílico libre de grupos hidroxilo es de 3 partes en peso o menos, pueden reducirse o prevenirse adicionalmente los defectos de aspecto (enturbiamiento) a lo largo del tiempo y el deterioro de las propiedades de sellado (especialmente de las propiedades de sellado térmico) de la película de envasado soluble en agua resultante. El límite inferior de la cantidad del mismo es más preferiblemente de 1 parte en peso y el límite superior del mismo es más preferiblemente de 2 partes en peso.
En el caso en el que la película de envasado soluble en agua de la presente invención contenga ambos de un ácido dicarboxílico que contiene grupos hidroxilo y un ácido dicarboxílico libre de grupos hidroxilo, la razón de la cantidad del ácido dicarboxílico libre de grupos hidroxilo y la cantidad del ácido dicarboxílico que contiene grupos hidroxilo (contenido de ácido dicarboxílico que contiene grupos hidroxilo/contenido de ácido dicarboxílico libre de grupos hidroxilo) es preferiblemente de 1/0 a 1/5, más preferiblemente de 1/0 a 1/3. El intervalo para la razón es más preferiblemente de 10/1 a 1/3, de manera particularmente preferible de 5/1 a 1/2. Una razón dentro del intervalo anterior puede lograr niveles altos tanto en la resistencia a medicamentos como en la reducción o prevención del deterioro de las propiedades a lo largo del tiempo.
En una realización de la presente invención, cuando la razón de contenido de ácido dicarboxílico que contiene grupos hidroxilo/contenido de ácido dicarboxílico libre de grupos hidroxilo es de 1/1 a 1/3, la exudación puede reducirse o prevenirse adicionalmente, y cuando la razón es de 3/1 a 1/1, puede mejorarse la resistencia química.
El límite inferior del grosor de la película de envasado soluble en agua de la presente invención es preferiblemente de 10 um y el límite superior es preferiblemente de 200 um. El límite inferior es más preferiblemente de 20 um y el límite superior es más preferiblemente de 150 um. El límite inferior es todavía más preferiblemente de 25 um y el límite superior es todavía más preferiblemente de 100 um. Cuando el grosor de la película de envasado soluble en agua satisface el límite inferior, la película para el envasado de productos químicos tiene una resistencia todavía mejor. Cuando el grosor de la película de envasado soluble en agua satisface el límite superior, la película tiene todavía mayores propiedades de envasado, propiedades de sellado (especialmente propiedades de sellado térmico) y solubilidad en agua como película de envasado soluble en agua. Además, el tiempo de procesamiento se acorta adicionalmente para mejorar adicionalmente la productividad o para proporcionar una solubilidad en agua adecuada tras el uso de un producto envasado.
La película de envasado soluble en agua de la presente invención puede contener además de manera adecuada aditivos habituales tales como colorantes, agentes aromatizantes, agentes de carga, desespumantes, agentes de liberación, absorbentes de rayos ultravioleta y agentes de sabor amargo, si son necesarios.
La película de envasado soluble en agua de la presente invención puede usarse para cualquier aplicación, y puede usarse de manera particularmente preferible como película de envasado de productos químicos. Al tener ambas de resistencia química y alta solubilidad en agua, la película de envasado soluble en agua de la presente invención puede usarse como película de envasado para productos químicos destinados a disolverse en agua antes de su uso para eliminar la necesidad de tocar directamente los productos químicos, logrando una manipulación sencilla. Dicho de otro modo, la eliminación de la necesidad de tocar directamente los productos químicos en el interior de la película logra una manipulación sencilla y segura. Tras el uso, la película de envasado, así como los productos químicos, pueden ponerse en agua, mediante lo cual se disuelve la película en agua para liberar los productos químicos de su interior, logrando una manipulación segura con desechos reducidos.
(Método de producción de la película de envasado soluble en agua)
La película de envasado soluble en agua de la presente invención puede producirse mediante cualquier método, y se produce mediante, por ejemplo, colada de una disolución acuosa de poli(alcohol vinílico) que contiene un poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico, un poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona, un plastificante, un ácido dicarboxílico que contiene grupos hidroxilo y agua sobre un elemento de soporte y secado de la disolución colada. Los ejemplos específicos del método de producción incluyen colada en disolución, recubrimiento con rodillo, recubrimiento por centrifugación, recubrimiento de pantalla, recubrimiento de fuente, inmersión y pulverización.
La disolución acuosa de poli(alcohol vinílico) contiene agua junto con el poli(alcohol vinílico), el plastificante y el ácido dicarboxílico que contiene grupos hidroxilo. El PVA se disuelve principalmente en el agua.
En la disolución acuosa de poli(alcohol vinílico), el límite inferior del contenido de agua basado en 100 partes en peso de los componentes (incluyendo el poli(alcohol vinílico)) distintos de agua es preferiblemente de 300 partes en peso, más preferiblemente 400 partes en peso, todavía más preferiblemente 500 partes en peso.
El límite superior del contenido de agua es preferiblemente de 900 partes en peso, más preferiblemente 800 partes en peso, todavía más preferiblemente 700 partes en peso. Cuando el contenido de agua satisface el límite inferior, la viscosidad de la disolución acuosa de poli(alcohol vinílico) es adecuadamente baja. En un caso de este tipo, se facilita la colada de la disolución acuosa de poli(alcohol vinílico). Cuando el contenido de agua satisface el límite superior, la viscosidad de la disolución acuosa de poli(alcohol vinílico) es adecuadamente alta. En un caso de este tipo, se facilita la colada de la disolución acuosa de poli(alcohol vinílico), se acorta adicionalmente el tiempo de secado, dando como resultado la producción de una película de envasado soluble en agua de mayor calidad en la que se mejora adicionalmente la orientación de la película de envasado soluble en agua.
El elemento de soporte puede mantener preferiblemente la disolución acuosa de poli(alcohol vinílico) sobre su superficie tras la colada de la disolución acuosa de poli(alcohol vinílico) y soportar la película de envasado soluble en agua resultante. El elemento de soporte está fabricado de, por ejemplo, una poliolefina, un poliéster, una resina acrílica, o similares. Alternativamente, el elemento de soporte puede estar fabricado de un material distinto de los materiales anteriores. Los ejemplos de la poliolefina incluyen polietileno, polipropileno, copolímeros de etileno-acetato de vinilo y copolímeros de etileno-alcohol vinílico. Los ejemplos del poliéster incluyen tereftalato de polietileno y naftalato de polietileno. El elemento de soporte no está fabricado preferiblemente de poli(alcohol vinílico).
La disolución acuosa de poli(alcohol vinílico) colada sobre el elemento de soporte puede secarse mediante cualquier método adecuado. Los ejemplos del método de secado incluyen secado natural y secado con calor a una temperatura no mayor que la temperatura de transición vítrea del poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona o el poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico.
La película puede formarse, además de mediante el método de colada, extruyendo los componentes en forma de una disolución de alta viscosidad o en estado fundido calentando a partir de una boquilla usando una bomba o una extrusora y moldeándola.
Tras la producción de la película de envasado soluble en agua de la presente invención, la película puede estirarse durante o después del secado. Una etapa de estiramiento de este tipo permite de manera más adecuada la orientación de la película de envasado soluble en agua para estar dentro de un intervalo predeterminado, mediante lo cual pueden controlarse de manera adecuada la solubilidad en agua y la resistencia de la película.
La etapa de estiramiento puede realizarse mediante un método tal como estiramiento con un rodillo, estiramiento con un tensor, estiramiento con un dispositivo de bobinado, estiramiento utilizando contracción por secado, o una combinación de los mismos.
La razón de estiramiento en la etapa de estiramiento es preferiblemente de 1,05 a 3 veces. La razón de estiramiento es más preferiblemente de 1,1 a 2,8 veces.
Efectos ventajosos de la invención
La presente invención puede proporcionar una película de envasado soluble en agua que puede prevenir defectos de aspecto tales como el enturbiamiento y el deterioro de las propiedades de sellado, especialmente de las propiedades de sellado térmico, a lo largo de un periodo largo de tiempo y lograr menos deterioro y una excelente solubilidad en agua después del envasado.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 muestra un método para producir una probeta de tracción para evaluar la retención de resistencia de sellado.
Descripción de las realizaciones
Realizaciones de la presente invención se describen además específicamente a continuación con referencia a, pero sin limitarse a, los ejemplos.
(Ejemplo 1)
Se produjo una disolución acuosa de poli(alcohol vinílico) al 15 % en peso disolviendo en agua 75 partes en peso de un poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico que tiene una unidad estructural representada por la fórmula (1), 25 partes en peso de un poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona que tiene una unidad estructural representada por la fórmula (2), 8 partes en peso de un plastificante, 2 partes en peso de un ácido dicarboxílico que contiene grupos hidroxilo y 1 parte en peso de un ácido dicarboxílico libre de grupos hidroxilo.
El poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico que tiene una unidad estructural representada por la fórmula (1) usado era un poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico que tiene un grado de polimerización de 1.200, un grado de saponificación del 95,4 % en mol y una cantidad modificada con ácido sulfónico del 4,0 % en mol. R1 en la fórmula (1) era un grupo 2-metilenpropileno.
El poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona que tiene una unidad estructural representada por la fórmula (2) usado era un poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona que tiene un grado de polimerización de 1.000, un grado de saponificación del 95,8 % en mol y una cantidad modificada con un anillo de pirrolidona del 4,0 % en mol.
El plastificante en una cantidad de 8 partes en peso contenía 4 partes en peso de glicerol (disponible de FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation) y 4 partes en peso de diglicerol (disponible de Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd.). El ácido dicarboxílico que contiene grupos hidroxilo usado era ácido málico (disponible de FUSO CHEMICAL CO., LTD.). El ácido dicarboxílico libre de grupos hidroxilo usado era ácido succínico (disponible FUSO CHEMICAL CO., LTD.).
Se aplicó la disolución acuosa de poli(alcohol vinílico) obtenida a una película de poli(tereftalato de etileno) (PET) (grosor: 50 um) como elemento de soporte con un aplicador de película automático (disponible de Tester Sangyo Co., Ltd., “PI-1210”), y se secó a 80 °C durante 5 minutos y luego a 100 °C durante 20 minutos. De ese modo, se obtuvo una lámina de una película de envasado soluble en agua (grosor: 50 um) laminada sobre el elemento de soporte.
(Ejemplo 2)
Se obtuvo una lámina de una película de envasado soluble en agua (grosor: 50 um) laminada sobre un elemento de soporte de la misma manera que en el ejemplo 1, excepto porque se usaron 3 partes en peso de ácido málico en lugar de 2 partes en peso de ácido málico y 1 parte en peso de ácido succínico.
(Ejemplo 3)
Se obtuvo una lámina de una película de envasado soluble en agua (grosor: 50 um) laminada sobre un elemento de soporte de la misma manera que en el ejemplo 1, excepto porque se usaron 25 partes en peso de un poli(alcohol vinílico) no modificado (grado de polimerización: 1.300, grado de saponificación: 88,0 % en mol) en lugar de 25 partes en peso del poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona (grado de polimerización: 1.000, grado de saponificación: 95,8 % en mol, cantidad modificada con un anillo de pirrolidona: 4,0%en mol).
(Ejemplo 4)
Se obtuvo una lámina de una película de envasado soluble en agua (grosor: 50 um) laminada sobre un elemento de soporte de la misma manera que en el ejemplo 1, excepto porque no se añadió el poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona y se cambió la cantidad del poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico añadido a 100 partes en peso.
(Ejemplos 5 a 7 y 9 a 15)
Se obtuvo una lámina de una película de envasado soluble en agua (grosor: 50 um) laminada sobre un elemento de soporte de la misma manera que en el ejemplo 1, excepto porque se usaron el poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico, el poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona y el poli(alcohol vinílico) no modificado tal como se muestra en la tabla 1.
El poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico tenía una unidad estructural representada por la fórmula (1) y el poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona tenía una unidad estructural representada por la fórmula (2).
(Ejemplo 8)
Se obtuvo una lámina de una película de envasado soluble en agua (grosor: 50 um) laminada sobre un elemento de soporte de la misma manera que en el ejemplo 1, excepto porque se usaron 3,3 partes en peso de glicerol y 4,3 partes en peso de diglicerol como plastificantes, 1,5 partes en peso de ácido málico como ácido dicarboxílico que contiene grupos hidroxilo y 0,7 partes en peso de ácido succínico como ácido dicarboxílico libre de grupos hidroxilo.
(Ejemplo comparativo 1)
Se obtuvo una lámina de una película de envasado soluble en agua (grosor: 50 um) laminada sobre un elemento de soporte de la misma manera que en el ejemplo 1, excepto porque se usaron 3 partes en peso de ácido cítrico en lugar de 2 partes en peso de ácido málico y 1 parte en peso de ácido succínico.
(Ejemplo comparativo 2)
Se obtuvo una lámina de una película de envasado soluble en agua (grosor: 50 um) laminada sobre un elemento de soporte de la misma que en el ejemplo comparativo 1, excepto porque no se añadió el poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona y se cambió la cantidad del poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico añadido a 100 partes en peso.
(Ejemplo comparativo 3)
Se obtuvo una lámina de una película de envasado soluble en agua (grosor: 50 um) laminada sobre un elemento de soporte de la misma manera que en el ejemplo 1, excepto porque se usaron 3 partes en peso de ácido tartárico en lugar de 2 partes en peso de ácido málico y 1 parte en peso de ácido succínico.
(Ejemplo comparativo 4)
Se obtuvo una lámina de una película de envasado soluble en agua (grosor: 50 um) laminada sobre un elemento de soporte de la misma manera que en el ejemplo 1, excepto porque no se añadieron 2 partes en peso de ácido málico y 1 parte en peso de ácido succínico.
(Ejemplo comparativo 5)
Se obtuvo una lámina de una película de envasado soluble en agua (grosor: 50 um) laminada sobre un elemento de soporte de la misma manera que en el ejemplo 1, excepto porque se usaron 0,5 partes en peso de ácido málico en lugar de 2 partes en peso de ácido málico y 1 parte en peso de ácido succínico.
(Ejemplo comparativo 6)
Se obtuvo una lámina de una película de envasado soluble en agua (grosor: 50 um) laminada sobre un elemento de soporte de la misma manera que en el ejemplo 1, excepto porque se usaron 7 partes en peso de ácido málico en lugar de 2 partes en peso de ácido málico y 1 parte en peso de ácido succínico.
(Ejemplo comparativo7)
Se obtuvo una lámina de una película de envasado soluble en agua (grosor: 50 um) laminada sobre un elemento de soporte de la misma manera que en el ejemplo 1, excepto porque se usaron 3 partes en peso de ácido láctico en lugar de 2 partes en peso de ácido málico y 1 parte en peso de ácido succínico.
(Ejemplo comparativo 8)
Se obtuvo una lámina de una película de envasado soluble en agua (grosor: 50 um) laminada sobre un elemento de soporte de la misma manera que en el ejemplo 1, excepto porque se usaron 4 partes en peso de citrato de sodio en lugar de 2 partes en peso de ácido málico y 1 parte en peso de ácido succínico.
(Ejemplo comparativo 9)
Se obtuvo una lámina de una película de envasado soluble en agua (grosor: 50 um) laminada sobre un elemento de soporte de la misma manera que en el ejemplo 1, excepto porque se usaron 4 partes en peso de ácido acético en lugar de 2 partes en peso de ácido málico y 1 parte en peso de ácido succínico.
(Evaluación)
Cada una de las películas de envasado solubles en agua de los ejemplos y los ejemplos comparativos se desprendió del soporte y luego se sometió a las siguientes evaluaciones. La tabla 1 muestra los resultados. (1) Retención del aspecto a lo largo del tiempo (medición de turbidez)
Se cortó la película de envasado soluble en agua resultante en una pieza de 5 cm * 5 cm para proporcionar una muestra de medición. Se dejó la muestra de medición obtenida en un horno de temperatura/humedad constante a una temperatura de 40 °C y una humedad relativa HR del 85 % durante 10 días.
Se midió el valor de turbidez de la película resultante con un medidor de turbidez (NDH5000, disponible de Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.).
(2) Retención de resistencia de sellado
Se cortó la película de envasado soluble en agua resultante en dos láminas cuadradas de 10 cm, y se dejaron reposar las láminas en las mismas condiciones que en “(1) Medición de turbidez”. Luego se laminaron las dos láminas y se sellaron con un medidor de sellado. Se llevó a cabo el sellado mediante adhesión por presión a una temperatura de barra de sellado de 140 °C (temperatura superficial real: 135 °C), una presión fijada de 2,8 kgf/cm2 y una duración de prensado de 0,5 segundos.
Tal como se muestra en la figura 1, se cortó una probeta 3 de tracción de 15 mm de anchura definida por la línea discontinua, que incluía una porción 2 sellada (la porción sombreada, anchura sellada: aproximadamente 1 cm) a partir de una lámina 1 después del sellado. Se tiró de la probeta de tracción resultante a una velocidad de 100 mm/min y se midió la resistencia al desprendimiento con un dispositivo AUTOGRAPH AGS-H (disponible de Shimadzu Corporation).
(3) Resistencia química (solubilidad en agua después del envasado)
Se dejó reposar la película de envasado soluble en agua resultante en un entorno a 23 °C y el 50 % de HR durante 15 horas, y luego se cortó para dar una pieza de 8 cm * 14 cm. Independientemente, se cortó una lámina de material textil no tejido (fabricado de PE y PP) para dar una pieza de 6 cm * 12 cm.
Se dobló por la mitad la película de envasado soluble en agua para intercalar la lámina de material textil no tejido doblada por la mitad. Luego, se colocaron 30 g de pastillas de ácido tricloroisociánurico (^30 mm * 15 mm) en la lámina de material textil no tejido. Después de eso, se sellaron tres lados abiertos de la película de envasado soluble en agua con una anchura de 1 cm, mediante lo cual se obtuvo un producto envasado que contiene las pastillas de ácido tricloroisocianúrico. Se colocó el producto envasado resultante en un recipiente de sellado de 500 ml y se colocó el recipiente en un horno a una temperatura de 60 °C durante 21 días. Luego se abrió el producto envasado y se retiró el contenido, y se usó la película como película para la evaluación de resistencia química.
Se dejó reposar la película para la evaluación de resistencia química en un entorno a 23 °C y el 50 % de HR durante 15 horas, y luego se cortó para dar una pieza de 3 cm * 1,5 cm para proporcionar una probeta. Se midió el peso (Ws) de la probeta y se colocó la probeta en un frasco de PE (20 ml). Se cargó el frasco de PE con aproximadamente 12 ml de agua y luego se agitó a 180 rpm durante 10 minutos. Se filtró el líquido resultante con una malla de acero inoxidable pesada previamente (Wm, con un tamaño de 200 de malla), y se secó la malla de acero inoxidable después de filtrar en un horno a 80 °C.
Luego se dejó reposar la malla de acero inoxidable en un entorno a 23 °C y el 50%de HR durante 15 horas, y luego se midió el peso (Wt) de la malla. Se calculó la tasa de disolución en agua según la siguiente fórmula. Tasa de disolución en agua (%) = [Ws -(Wt - Wm)] / Ws x 100 (%)
[Tabla 1 - Parte 1]
[Tabla 1 - Parte 2]
[Tabla 1 - Parte 3]
Aplicabilidad industrial
La presente invención puede proporcionar una película de envasado soluble en agua que puede prevenir defectos de aspecto tales como el enturbiamiento y el deterioro de las propiedades de sellado, especialmente de las propiedades de sellado térmico, a lo largo de un periodo largo de tiempo y lograr menos deterioro y una excelente solubilidad en agua después del envasado.

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. Película de envasado soluble en agua que comprende:
un poli(alcohol vinílico);
un plastificante; y
un ácido dicarboxílico que contiene un grupo hidroxilo,
teniendo el ácido dicarboxílico que contiene un grupo hidroxilo un coeficiente de grupos hidroxilo, que es un cociente de dividir un peso molecular promedio en peso entre el número de grupos hidroxilo, de 90 o más, conteniendo la película el ácido dicarboxílico que contiene un grupo hidroxilo en una cantidad de 1 a 5 partes en peso.
2. Película de envasado soluble en agua según la reivindicación 1, que comprende además un ácido dicarboxílico que no contiene ningún grupo hidroxilo.
3. Película de envasado soluble en agua según la reivindicación 2, que contiene el ácido dicarboxílico que no contiene ningún grupo hidroxilo en una cantidad de 0,5 a 3 partes en peso basada en 100 partes en peso del poli(alcohol vinílico).
4. Película de envasado soluble en agua según la reivindicación 1, 2 ó 3,
en la que el poli(alcohol vinílico) incluye un poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico.
5. Película de envasado soluble en agua según la reivindicación 4, que contiene el poli(alcohol vinílico) modificado con ácido sulfónico en una cantidad de 10 a 100 partes en peso en 100 partes en peso del poli(alcohol vinílico).
6. Película de envasado soluble en agua según la reivindicación 1, 2, 3, 4 ó 5,
en la que el poli(alcohol vinílico) incluye además un poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona.
7. Película de envasado soluble en agua según la reivindicación 6, que contiene el poli(alcohol vinílico) modificado con un anillo de pirrolidona en una cantidad de 0,1 a 50 partes en peso en 100 partes en peso del poli(alcohol vinílico).
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