JP2017533304A - 可塑剤のブレンドを含んだ水溶性ポリビニルアルコールフィルムを含む物品、及び関連する方法 - Google Patents

可塑剤のブレンドを含んだ水溶性ポリビニルアルコールフィルムを含む物品、及び関連する方法 Download PDF

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Abstract

本明細書では、ポリビニルアルコール(PVOH)ポリマーと、少なくとも3種類の可塑剤の組み合わせとを含む水溶性フィルムを含む物品を開示する。可塑剤の組み合わせは、第1の可塑剤としてのジプロピレングリコール、第2の可塑剤としての、ソルビトールなどの糖アルコール、及び第3の可塑剤としての、グリセリンなどのポリオールを含む。PVOHポリマー及び可塑剤が、特定の割合でブレンドされ、かつ/又は物理的及び化学的フィルム特性に関連した異なる基準に関して選択される場合、PVOH樹脂ブレンドから形成される得られる水溶性フィルムは、フィルムの水溶性特性を維持した強いフィルムシールを与える、経時引張強度、経時溶融転移点差の上昇、経時接着力の値、及び/又はシール剥離に対する耐性の有益な組み合わせ4)を示す。

Description

本開示は、水溶性フィルムと、そのフィルムに近接した家庭用ケア組成物とを含む物品であって、フィルムがポリビニルアルコール(PVOH)樹脂と可塑剤のブレンドとを含み、液体、固体、又はそれらの組み合わせと接触させるために使用することができる、物品に関する。本開示は、フィルム、並びに、例えば必要に応じて洗剤などの活性成分で充填されることで、計量された1回分のパウチを形成するフィルムから製造される、パケット及びパウチなどの物品の製造方法に更に関する。より詳細には、本開示は、最終用途における向上した物理的及び化学的特性、詳細には向上したフィルムシール強度、及び/又は、パケットを形成するための封止後に化学物質と接触する際の溶解度特性の変化に対する耐性、又はその両方、並びに適当な加工性などの1つ以上の有用性を有する、かかるフィルム、物品、パケット、及びパウチに関する。
水溶性ポリマーフィルムは、投入しようとする材料の分散、注ぎ入れ、溶解、及び1回分の計量を簡単にするためのパッケージング材料として一般的に使用されている。例えば、水溶性フィルムから製造されたパケットは、例えば、洗濯用洗剤又は食器用洗剤を収容したパウチのように、家庭用ケア組成物をパッケージングするために一般的に使用されている。消費者は、バケツ、流し又は洗濯機などの混合容器にパウチを直接加えることができる。有利な点として、これにより、正確な1回分の計量が可能になると同時に消費者が組成物を計量する必要がなくなる。こうしたパウチにより、例えば、ボトルから液体洗濯洗剤を注ぐとなど、容器から同様の組成物を分配する際に伴う液体のこぼれを低減することもできる。こうしたパウチは更に、内部の組成物を使用者の手との接触から隔離する。このように、予め計量された物質が入った可溶性のポリマーフィルムのパケットは、種々の用途において消費者に利便性を与えるものである。
パケットなどの物品を製造するために使用される一部の水溶性ポリマーフィルムでは、洗浄サイクルの間の溶解が不完全であり、洗浄液中の品物の上にフィルム残留物が残ることがある。このような問題は、例えばパウチが冷水中(例えば5℃かつ/又は最大で10℃若しくは15℃の水)、短時間の洗浄サイクル、及び/又は低水量の洗浄サイクル(例えば約3L〜約20Lの洗浄液)で使用される場合など、パウチが過酷な洗浄条件下で使用される場合に特に生じやすい。特に、環境問題及びエネルギーコストのために、消費者はより低温の洗浄水及び短時間の洗浄サイクルを使用することを望むようになっている。
水溶性の1回単位用量(SUD)物品を形成するには、水溶性フィルムの少なくとも上側層を水溶性フィルムの下側層と接着することができる。多区画パウチの場合では、いわゆる重ね合わせ型多区画パウチとして、1つのパウチ区画を、水溶性フィルムの中間層によって第2のパウチ区画から隔離することがしばしば望ましい。このような重ね合わせ型多区画パウチでは、上部フィルムと中間フィルムとの間、及び中間フィルムと下部フィルムとの間にシールが存在する。多区画パウチの別の実施形態では、2つのパウチ区画が隣り合わせで配置され、例えば、パウチ区画間の中間領域で封止された2層の水溶性フィルムを有する。このような隣り合わせ型のパウチでは、一方の区画から他方の区画へとシールを通過して液体が移動することを防止するために、隣り合った区画間の高いシール性が望まれる。当該技術分野では周知のこのようなパウチは、望ましい強さのシールを有していない。層同士を互いにヒートシールすることにより強いシールを形成することが可能であるものの、これにより、ヒートシールの縁の強度が低くなり、パウチに漏れが生じるといった問題につながりうる。更に、ヒートシールは更なる結晶性を誘因する場合があり、溶液シールによって形成される同様のシールと比較して溶解しにくいシールを生じうる。
高い水溶性(例えば冷水中の溶解度)、化学物質耐性、フィルム若しくはフィルムで形成されたパウチと接触する洗濯活性成分、他の洗剤活性成分、又は他の組成物との化学的及び物理的相溶性、並びに、強いシール、高い引張強度、及び高い加工性を含む望ましい機械的特性といった所望の特性を有する水溶性フィルム、及びパケットなどの関連する物品が依然として求められている。フィルムとして、又はフィルムで形成された組成物を収容したパウチとして形成された後、サプライチェーンの事情によって、最終製品が使用されるまでに相当の時間が経過する場合がる(例えば常温又は高温で)。したがって、このような時間の経過後及びフィルム特性の変化後の向上した機械的特性(例えばシール強度、引張強度)が更に求められている。
本開示は、水溶性フィルムと、その水溶性フィルムに近接した家庭用ケア組成物とを含む物品であって、水溶性フィルムが、ポリビニルアルコール(PVOH)ポリマー(例えば1種類以上のPVOHホモポリマー、1種類以上のPVOHコポリマー、及びこれらの組み合わせ)、及び少なくとも3種類の可塑剤の組み合わせを含む、物品に関する。可塑剤の組み合わせは、第1の可塑剤としてのジプロピレングリコール、第2の可塑剤としての糖アルコール(例えばソルビトール)、及び第3の可塑剤としてのポリオール(例えばグリセリン)を含む。PVOHポリマー及び可塑剤が、特定の割合でブレンドされ、かつ/又は物理的及び化学的フィルム特性に関連した異なる基準に関して選択される場合、PVOH樹脂から形成される得られる水溶性フィルムは、経時引張強度、経時溶融転移点差の上昇、経時接着力の値、及び/又はシール剥離に対する耐性の有益な組み合わせ(例えば、そのうちの2つ、3つ、又は4つ)を示す。このような特性の組み合わせは、強く、かつ、例えばヒートシールを用いずに形成されたフィルム間シールを含む、フィルムの水溶性特性を維持するフィルムシールを形成することを可能とする(例えば溶剤接合又は溶剤封止により、かつ/又は熱を加えることなく)。
本明細書はまた、水溶性フィルムと、そのフィルムに近接した家庭用ケア組成物とを含む物品であって、フィルムが、ポリビニルアルコール(PVOH)ポリマーと、第1の可塑剤としてのジプロピレングリコールと、第2の可塑剤としての糖アルコールと、第3の可塑剤としてのポリオールとを含み、第3の可塑剤が、第1の可塑剤及び前記第2の可塑剤と異なる、物品にも関する。一改良例では、水溶性フィルムは、ポリビニルアルコール(PVOH)ポリマーと、第1の可塑剤としてのジプロピレングリコールと、第2の可塑剤としてのソルビトールと、第3の可塑剤としてのグリセリンとを含み、水溶性フィルム中において、第1、第2、及び第3の可塑剤は、水溶性フィルム中の全樹脂100部に対し(phr)、約5部〜約50部の範囲の全可塑剤の合計量で存在する。別の改良例では、水溶性フィルム中において、第1の可塑剤は、水溶性フィルム中の第1、第2、及び第3の可塑剤の合計量に対して約10重量%〜約65重量%の範囲の量で存在する。別の改良例では、水溶性フィルム中において、第2の可塑剤は、水溶性フィルム中の第1、第2、及び第3の可塑剤の合計量に対して約10重量%〜約65重量%の範囲の量で存在する。別の改良例では、水溶性フィルム中において、第3の可塑剤は、水溶性フィルム中の第1、第2、及び第3の可塑剤の合計量に対して約25重量%〜約80重量%の範囲の量で存在する。
本開示はまた、異なる開示される実施形態のいずれかの水溶性フィルムと、そのフィルムに隣接した家庭用ケア組成物とを含む物品であって、前記フィルムの第1の表面が同じフィルムの第2の表面に溶剤封止されるか、又は異なる開示される実施形態のいずれかの第2のフィルムの表面に溶剤封止された、物品にも関する。
本開示はまた、内部パウチ体積(例えば内部パウチ体積内に収容された組成物を更に含む)を画定するパウチの形態の異なる開示された実施形態のいずれかの水溶性フィルムを含む物品にも関する。
本開示はまた、本明細書に述べられる物品を形成する方法であって、内部パウチ容器体積を画定する水溶性フィルムを提供する工程と、容器体積に家庭用ケア組成物を充填する工程と、フィルムを封止して、組成物を収容した封止区画を形成する工程と、を含む、方法に関する。
本開示はまた、基材を処理する方法であって、基材を、本明細書に述べられる物品と接触させる工程を含む、方法にも関する。
本開示は、水溶性フィルムと、そのフィルムに近接した家庭用ケア組成物とを含む物品を製造するための方法であって、ポリビニルアルコール(PVOH)ポリマー、第1の可塑剤、第2の可塑剤、及び第3の可塑剤を選択する工程と、少なくとも第1のフィルム特性及び第2のフィルム特性の所望の範囲を選択する工程と、PVOHポリマー、第1の可塑剤、第2の可塑剤、及び第3の可塑剤の異なる濃度で、PVOHポリマー、第1の可塑剤、第2の可塑剤、及び第3の可塑剤を含む複数の水溶性フィルムを形成する工程であって、水溶性フィルムの少なくとも1つが、第1及び第2のフィルム特性のそれぞれについて所望の範囲内のフィルム特性を有する、工程と、形成された水溶性フィルムのそれぞれの第1及び第2のフィルム特性を測定する工程と、形成された複数の水溶性フィルムからPVOHポリマー、第1の可塑剤、第2の可塑剤、及び第3の可塑剤のそれぞれのフィルム濃度を特定する工程であって、特定されたフィルム濃度が、各特性の所望の範囲内の第1のフィルム特性及び第2のフィルム特性を有する、工程と、PVOHポリマー、第1の可塑剤、第2の可塑剤、及び第3の可塑剤を特定されたフィルム濃度で含むフィルムを形成する工程と、を含む、方法に関する。
本開示はまた、水溶性ポリビニルアルコールフィルムの可塑剤としてのジプロピレングリコールを、糖アルコール可塑剤及びポリオール可塑剤と組み合わせた使用であって、(a)経時溶融転移点差試験により測定される、フィルムの経時溶融転移点差の上昇、(b)経時接着力試験により測定される、フィルムの経時接着力の値、及び(c)経時引張強度試験により測定される、フィルムの経時引張強度のうちの1つ以上を向上させるための使用にも関する。
異なる実施形態の特定の一改良例では、水溶性フィルムは、以下の3つの特性(a)、(b)、及び(c)、すなわち、(a)経時溶融転移点差試験により測定される場合に経時溶融転移点差の上昇が約12℃以下、(b)経時接着力試験により測定される場合に経時接着力の値が少なくとも約1300g/s、及び(c)経時引張強度試験により測定される場合に経時引張強度が少なくとも約25MPa、のうちの少なくとも2つを有する。別の改良例では、水溶性フィルムは、以下の3つの特性(a)、(b)、及び(c)、すなわち、(a)経時溶融転移点差試験により測定される場合に経時溶融転移点差の上昇が約11℃以下、(b)経時接着力試験により測定される場合に経時接着力の値が少なくとも約1900g/s、及び(c)経時引張強度試験により測定される場合に経時引張強度が少なくとも約30MPa、のうちの少なくとも2つを有する。別の改良例では、水溶性フィルムは、以下の3つの特性(a)、(b)、及び(c)、すなわち、(a)経時溶融転移点差試験により測定される場合に経時溶融転移点差の上昇が約11℃以下、(b)経時接着力試験により測定される場合に経時接着力の値が少なくとも約2500g/s、及び(c)経時引張強度試験により測定される場合に経時引張強度が少なくとも約32.5MPa、のうちの少なくとも2つを有する。
本明細書に述べられる物品、組成物及び方法において、成分、その組成範囲、置換基、条件、及び工程を含むがこれらに限定されない任意の要素は、本明細書で提供される異なる態様、実施形態、及び実施例から選択することが想到される。
更なる態様及び利点は、以下の詳細な説明及び添付図面を検討することで当業者には明らかになるであろう。本組成物及び方法には様々な形態の実施形態が可能であるが、以下の説明文は、本開示が例示的なものであるという理解の下で具体的な実施形態を含むが、本発明を本明細書に記載されるこれらの具体的な実施形態に限定することを目的とするものではない。
様々な開示される方法、プロセス、組成物、及び物品の以下の詳細な説明は、添付図面を参照したものである。
内部に組成物が収容された水溶性パウチ物品の側断面図である。 グリセリン、ソルビトール、及び更なる可塑剤を含む異なる可塑剤のブレンドを組み込んだ本開示に基づくPVOHフィルムのモル体積の関数として経時引張強度の値を示したグラフである。 グリセリン、ソルビトール、及び更なる可塑剤を含む異なる可塑剤のブレンドを組み込んだ本開示に基づくPVOHフィルムのモル体積の関数として総和シール断裂率の値を示したグラフである。 ジプロピレングリコール、ソルビトール、及びグリセリンを異なる総可塑剤添加量で含む(4A:44.4phrの可塑剤添加量、4B:37.0phrの可塑剤添加量、4C:29.6phrの可塑剤添加量)異なる可塑剤比のブレンドを組み込んだ、本開示に基づくPVOHコポリマーブレンドフィルムについて、経時溶融転移点差の値(すなわち、フィルムのエイジングを行った際の溶融転移点の値の差)、経時接着力の値、及び経時引張強度の値を示した一連のシンプレックス等高線プロットである。 ジプロピレングリコール、ソルビトール、及びグリセリンを異なる総可塑剤添加量で含む(4A:44.4phrの可塑剤添加量、4B:37.0phrの可塑剤添加量、4C:29.6phrの可塑剤添加量)異なる可塑剤比のブレンドを組み込んだ、本開示に基づくPVOHコポリマーブレンドフィルムについて、経時溶融転移点差の値(すなわち、フィルムのエイジングを行った際の溶融転移点の値の差)、経時接着力の値、及び経時引張強度の値を示した一連のシンプレックス等高線プロットである。 ジプロピレングリコール、ソルビトール、及びグリセリンを異なる総可塑剤添加量で含む(4A:44.4phrの可塑剤添加量、4B:37.0phrの可塑剤添加量、4C:29.6phrの可塑剤添加量)異なる可塑剤比のブレンドを組み込んだ、本開示に基づくPVOHコポリマーブレンドフィルムについて、経時溶融転移点差の値(すなわち、フィルムのエイジングを行った際の溶融転移点の値の差)、経時接着力の値、及び経時引張強度の値を示した一連のシンプレックス等高線プロットである。 ジプロピレングリコール、ソルビトール、及びグリセリンを29.6phr(樹脂(この場合、PVOH樹脂)100部に対する部)の可塑剤添加量で含む異なる可塑剤のブレンドを組み込んだ、本開示に基づくPVOHコポリマーブレンドフィルムについて、選択された経時溶融転移点差の値、経時接着力の値、及び経時引張強度の値の第1の組み合わせを満たす可塑剤組成物を示すシンプレックスプロットである。 ジプロピレングリコール、ソルビトール、及びグリセリンを29.6phrの可塑剤添加量で含む異なる可塑剤のブレンドを組み込んだ、本開示に基づくPVOHコポリマーブレンドフィルムについて、選択された経時溶融転移点差の値、経時接着力の値、及び経時引張強度の値の第2の組み合わせを満たす可塑剤組成物を示すシンプレックスプロットである。 ジプロピレングリコール、ソルビトール、及びグリセリンを29.6phrの可塑剤添加量で含む異なる可塑剤のブレンドを組み込んだ、本開示に基づくPVOHコポリマーブレンドフィルムについて、選択された経時溶融転移点差の値、経時接着力の値、及び経時引張強度の値の第3の組み合わせを満たす可塑剤組成物を示すシンプレックスプロットである。 ジプロピレングリコール、ソルビトール、及びグリセリンを37.0phrの可塑剤添加量で含む異なる可塑剤のブレンドを組み込んだ、本開示に基づくPVOHコポリマーブレンドフィルムについて、選択された経時溶融転移点差の値、経時接着力の値、及び経時引張強度の値の第1の組み合わせを満たす可塑剤組成物を示すシンプレックスプロットである。 ジプロピレングリコール、ソルビトール、及びグリセリンを37.0phrの可塑剤添加量で含む異なる可塑剤のブレンドを組み込んだ本開示に基づくPVOHコポリマーブレンドフィルムの経時溶融転移点差の値及び経時引張強度の値を示すグラフを含む。 ジプロピレングリコール、ソルビトール、及びグリセリンを37.0phrの可塑剤添加量で含む異なる可塑剤のブレンドを組み込んだ本開示に基づくPVOHコポリマーブレンドフィルムの総和シール断裂率の値を示すグラフを含む。
本明細書では、水溶性フィルムと、そのフィルムに近接した家庭用ケア組成物とを含む物品であって、水溶性フィルムが、ポリビニルアルコールポリマーと、少なくともジプロピレングリコール及び本明細書に述べられる1種類の更なる可塑剤を含む可塑剤のブレンドとを含む、物品、並びにそのフィルムで形成されるか又は他の形でそのフィルムを含む投入パウチを開示する。
パケットなどの物品を製造するために用いられる一部の水溶性ポリマーフィルムには、例えば洗濯関連組成物を収容したパケット用の洗濯洗浄サイクル時など、通常の使用時に水に完全に溶けないものがある(例えばこれにより洗浄液中の品物に残留物が残る)。
PVOHベースの水溶性ポリマーフィルムは、溶解度特性が変化しやすい。co−ポリ(酢酸ビニルビニルアルコール)ポリマー中のアセテート基は、酸又はアルカリ加水分解によって加水分解可能であることが当業者により知られている。加水分解度が高くなるほど、PVOHホモポリマー樹脂から製造されるポリマー組成物の機械的強度は高くなるが、低い温度での溶解度は低下する(例えば完全な溶解にはお湯の温度を要する)。したがって、PVOHホモポリマー樹脂がアルカリ性環境(例えば洗濯用漂白添加剤により生じる)に曝露されると、樹脂は、特定の水性環境(例えば冷水媒体)中に速やかかつ完全に溶解するものから、水性環境中への溶解が遅く、かつ/又は不完全であるものへと変化する場合があり、これにより洗浄サイクルの終了時に溶け残ったポリマー残留物が生じうる。これは、市販のPVOHホモポリマー樹脂に典型的な酢酸ビニル/アルコールコポリマーのみをベースとしたフィルムの応用における固有の弱点である。
ビニルアルコール/加水分解アクリル酸メチルナトリウム塩樹脂のような、ペンダントカルボキシル基を有するPVOHコポリマー樹脂は、隣り合ったペンダントカルボキシル基とアルコール基との間でラクトン環を形成する場合があり、これによりPVOHコポリマー樹脂の水溶性が低下しうる。洗濯用漂白添加剤のような強塩基の存在下では、比較的暖かく(周囲環境)、かつ高湿度の条件下で数週間が経過するとラクトン環が開環しうる(例えばラクトン環の開環反応により、水溶性の高い対応するペンダントカルボキシル基とアルコール基とを形成する)。したがって、PVOHホモポリマーフィルムに認められる効果に反して、このようなPVOHコポリマーフィルムは、保管中のパウチ内でのフィルムとアルカリ性組成物との化学的相互作用によってより溶解度が高くなりうるものと考えられる。その結果、パケットは、経時変化するにしたがって、次第に高温洗浄サイクル(通常は40℃)の間に溶解が早くなりすぎるようになり、これにより、漂白剤の存在及びその結果生じるpHの影響のために特定の洗濯活性成分の効果が低下しうる。
特定の用途に適したフィルム(例えば洗浄作業用のパウチに組成物が入った物品)を配合するうえで、とりわけ、強く、かつフィルムの水溶性特性を維持するフィルム間シールを形成する場合には、複数の因子を考慮しなければならない。これらの因子としては、以下が挙げられる。すなわち、(1)経時引張強度、経時引張強度が高いほど、一般的にはより強いパウチを表し、フィルムがシールの制限要素又は最も強度の低い要素である場合にはより強いパウチシールを表す;(2)経時溶融転移点上昇差、経時変化の際の融点上昇が低いほど、結晶成長領域(シールを弱くする)が防止され、非晶質ポリマー領域(シールを強くする)が維持されることを表す;(3)経時接着力値、より高い接着力値が好ましく、シール強度を表している;及び(4)シール剥離又は層間剥離に対する耐性、引張力がシールに加えられた場合にシールが剥離する代わりに破れる傾向は、高いシール強度を表す(例えばシール強度ではなく、フィルムの機械的強度が制限因子である場合)。PVOH又は他のものであれ、水溶性ポリマー樹脂はしばしば、これらの因子の一部に関して適当な特性を有しうるが、これらの因子の他のものに関しては低い特性を有しうる。したがって、これらの因子のすべてではないにしても多くが、フィルムにおいて好ましい特性を有する水溶性フィルムを提供することが望ましいと考えられるが、これは、詳細には、高温での異なる経時変化試験によって特徴付けられる好ましい特性は、実際の使用時により低い温度でのより長期の保管時間後のフィルムの同様の好ましい特性を表しうるためである。
これらの因子を考慮し、本開示は、水溶性フィルムと、その水溶性フィルムに近接した家庭用ケア組成物とを含む物品であって、水溶性フィルムが、ポリビニルアルコール(PVOH)ポリマー及び少なくとも3種類の可塑剤の組み合わせを含む、物品を含むものである。可塑剤とは、材料(通常は樹脂又はエラストマー)に添加されてその材料をより柔らかく、より曲げやすく(ポリマーのガラス転移温度を下げることにより)、より加工しやすくする液体、固体、又は半固体である。ポリマーは、ポリマー又はモノマーを化学的に修飾することによって内部的に可塑化させることができる。これに加えるか又はこれに代えて、ポリマーは適当な可塑剤を加えることによって外部的に可塑化させることもできる。本明細書に述べられるフィルムにおける可塑剤の組み合わせには、第1の可塑剤としてジプロピレングリコール、第2の可塑剤として糖アルコール、並びに、第1の可塑剤及び第2の可塑剤と異なる第3の可塑剤としてポリオールが含まれる。1つのタイプの実施形態では、水溶性フィルムは、第1、第2、及び第3の可塑剤以外の可塑剤を実質的に含まない(例えば、他の可塑剤をまったく含まないか、又は約1phr未満の他の可塑剤を含むか、又は約0.5phr未満の他の可塑剤を含むか、又は約0.2phr未満の他の可塑剤を含む)。他の実施形態では、水溶性フィルムは、第1、第2、及び第3の可塑剤以外の更なる可塑剤を含むことができる(例えば糖アルコール、ポリオール、又はそれ以外)。フィルムは、必要に応じて、充填剤、界面活性剤、及びPVOHフィルムの分野では周知の、下記により詳細に述べるような他の添加剤を含む1つ以上の更なる成分を含むことができる。糖アルコール可塑剤は、例えば、イソマルト、マルチトール、ソルビトール、キシリトール、エリスリトール、アドニトール、ズルシトール、ペンタエリスリトール、又はマンニトールであってよい。特定の一態様では、糖アルコ−ル可塑剤は、ソルビトール、又はイソマルトなどのソルビトール含有可塑剤であってよい。ポリオール可塑剤は、例えば、グリセリン、ジグリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、分子量400以下のポリエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、トリメチロールプロパン、又はポリエーテルポリオールであってよい。特定の一態様では、ポリオール可塑剤は、グリセリン、プロピレングリコール、又は1,3−プロパンジオール、例えばグリセリンであってよい。一群の実施形態では、水溶性フィルムは、ポリビニルアルコール(PVOH)ポリマーと、第1の可塑剤としてジプロピレングリコール、第2の可塑剤としてソルビトール、及び第3の可塑剤としてグリセリンを含む可塑剤のブレンドとを含む。
水溶性フィルムは、室温及び/又は通常の使用温度、保管温度、若しくは輸送温度で一般的に固体である少なくとも1種類の可塑剤(例えば第2の可塑剤、第3の可塑剤として、又はその他の可塑剤として)、例えば、約10℃若しくは20℃〜約30℃、40℃、若しくは50℃の範囲で固体であり、かつ/又はこれらの範囲よりも高い融点(例えば流延法などの一般的なフィルム形成プロセスよりも低いが、一般的な使用、保管、又は輸送温度よりも高い融点)を有する少なくとも1種類の可塑剤を含むことができる。かかる固体可塑剤の例としては、ソルビトール(融点95℃)及びトリメチロールプロパン(融点58℃)が挙げられる。これに加えるか又はこれに代えて、水溶性フィルムは、室温及び/又は通常の使用温度、保管温度、若しくは輸送温度で一般的に液体である、例えば、約10℃若しくは20℃〜約30℃、40℃、若しくは50℃の範囲で液体であり、かつ/又はこれらの範囲よりも低い融点を有する少なくとも1種類の可塑剤(例えば第2の可塑剤、第3の可塑剤として、又はその他の可塑剤として)を含むことができる。
水溶性フィルム中において、第1、第2、及び第3の可塑剤は、水溶性フィルム中の全樹脂100部に対し(phr)、約5部〜約50部の範囲の全可塑剤の合計量で存在してよい。特定の実施形態では、水溶性フィルム中において、3種類の可塑剤は、約5phr〜約40phr、例えば約10phr、15phr若しくは30phr〜約40phr、約10phr若しくは15phr〜約30phr若しくは35phr、又は約20phr若しくは25phr〜約35phrの範囲の合計量で存在してよい。3種類の可塑剤は、互いに対して任意の望ましい相対量で存在することができる。異なる態様において、水溶性フィルム中において、第1、第2、及び/又は第3の可塑剤のそれぞれは、水溶性フィルム中の第1、第2、及び第3の可塑剤の合計量に対して約10重量%〜約80重量%の範囲の量で個々に存在することができる。一態様では、水溶性フィルム中において、第1の可塑剤は、水溶性フィルム中の第1、第2、及び第3の可塑剤の合計量に対して約10重量%〜約65重量%(例えば少なくとも約10、15、若しくは20重量%、かつ/又は最大で約20、30、40、50、若しくは65重量%)の範囲の量で存在する。別の態様では、水溶性フィルム中において、第2の可塑剤は、水溶性フィルム中の第1、第2、及び第3の可塑剤の合計量に対して約10重量%〜約65重量%(例えば少なくとも約10、15、若しくは20重量%、かつ/又は最大で約20、30、40、50、若しくは65重量%)の範囲の量で存在する。別の態様では、水溶性フィルム中において、第3の可塑剤は、水溶性フィルム中の第1、第2、及び第3の可塑剤の合計量に対して約25重量%〜約80重量%(例えば少なくとも約25、30、35、若しくは40重量%、かつ/又は最大で約50、60、70、75、若しくは80重量%)の範囲の量で存在する。
第1のジプロピレングリコール可塑剤、第2の可塑剤(例えばソルビトール又はその他)、及び第3の可塑剤(例えばグリセリン又はその他)の異なる特定の濃度の組み合わせが想到される。
水溶性フィルム中において、第1の可塑剤は約10重量%〜約40重量%(例えば約20重量%〜約40重量%)の範囲の量で存在してよく、水溶性フィルム中において、第2の可塑剤は、約10重量%〜約30重量%(例えば約10重量%〜約30重量%)の範囲の量で存在してよく、水溶性フィルム中において、第3の可塑剤は、約40重量%〜約70重量%(例えば約50重量%〜約60重量%)の範囲の量で存在してよく、ただし、各重量濃度は、水溶性フィルム中の第1、第2、及び第3の可塑剤の合計量に対するものである。これらのタイプの実施形態では、水溶性フィルム中において、3種類の可塑剤は、約25phr〜約40phr又は45phrの範囲の合計量で存在してよい。これらのタイプの実施形態に基づくフィルムは、場合により、経時引張強度試験により測定した場合に少なくとも約25MPa又は30MPa(例えば最大で約30、35、38、40、45、又は50MPa)の経時引張強度を有することができる。これに代えるか又はこれに加えて、フィルムは、総和シール断裂試験により測定した場合に少なくとも約170%(例えば最大で約180%又は200%)のシール断裂率の値を有することができる。
水溶性フィルム中において、第1の可塑剤は、約13重量%〜約46重量%の範囲の量で存在してよく、水溶性フィルム中において、第2の可塑剤は、約13重量%〜約58重量%の範囲の量で存在してよく、水溶性フィルム中において、第3の可塑剤は、水溶性フィルム中の第1、第2、及び第3の可塑剤の合計量に対して、約28重量%〜約73重量%の範囲の量で存在してよく、ただし、各重量濃度は、水溶性フィルム中の第1、第2、及び第3の可塑剤の合計量に対するものである。これらのタイプの実施形態では、水溶性フィルム中において、3種類の可塑剤は、場合により、約25phr又は30phr〜約40phr又は45phrの範囲の合計量で存在してよい。
水溶性フィルム中において、第1の可塑剤は、約13重量%〜約38重量%の範囲の量で存在してよく、水溶性フィルム中において、第2の可塑剤は、約16重量%〜約58重量%の範囲の量で存在してよく、水溶性フィルム中において、第3の可塑剤は、約28重量%〜約71重量%の範囲の量で存在してよく、ただし、各重量濃度は、水溶性フィルム中の第1、第2、及び第3の可塑剤の合計量に対するものである。これらのタイプの実施形態では、水溶性フィルム中において、3種類の可塑剤は、場合により、約25phr又は30phr〜約40phr又は45phrの範囲の合計量で存在してよい。
水溶性フィルム中において、第1の可塑剤は、約13重量%〜約58重量%の範囲の量で存在してよく、水溶性フィルム中において、第2の可塑剤は、約13重量%〜約58重量%の範囲の量で存在してよく、水溶性フィルム中において、第3の可塑剤は、約28重量%〜約73重量%の範囲の量で存在してよく、ただし、各重量濃度は、水溶性フィルム中の第1、第2、及び第3の可塑剤の合計量に対するものである。これらのタイプの実施形態では、水溶性フィルム中において、3種類の可塑剤は、場合により、約20phr又は25phr〜約30phr又は35phrの範囲の合計量で存在してよい。
水溶性フィルム中において、第1の可塑剤は、約13重量%〜約50重量%の範囲の量で存在してよく、水溶性フィルム中において、第2の可塑剤は、約13重量%〜約50重量%の範囲の量で存在してよく、水溶性フィルム中において、第3の可塑剤は、約36重量%〜約73重量%の範囲の量で存在してよく、ただし、各重量濃度は、水溶性フィルム中の第1、第2、及び第3の可塑剤の合計量に対するものである。これらのタイプの実施形態では、水溶性フィルム中において、3種類の可塑剤は、場合により、約20phr又は25phr〜約30phr又は35phrの範囲の合計量で存在してよい。
水溶性フィルム中において、第1の可塑剤は、約13重量%〜約45重量%の範囲の量で存在してよく、水溶性フィルム中において、第2の可塑剤は、約19重量%〜約52重量%の範囲の量で存在してよく、水溶性フィルム中において、第3の可塑剤は、約35重量%〜約65重量%の範囲の量で存在してよく、ただし、各重量濃度は、水溶性フィルム中の第1、第2、及び第3の可塑剤の合計量に対するものである。これらのタイプの実施形態では、水溶性フィルム中において、3種類の可塑剤は、場合により、約20phr又は25phr〜約30phr又は35phrの範囲の合計量で存在してよい。
水溶性フィルム中において、第1の可塑剤は、約13重量%〜約39重量%の範囲の量で存在してよく、水溶性フィルム中において、第2の可塑剤は、約22重量%〜約38重量%の範囲の量で存在してよく、水溶性フィルム中において、第3の可塑剤は、約39重量%〜約64重量%の範囲の量で存在してよく、ただし、各重量濃度は、水溶性フィルム中の第1、第2、及び第3の可塑剤の合計量に対するものである。これらのタイプの実施形態では、水溶性フィルム中において、3種類の可塑剤は、場合により、約20phr又は25phr〜約30phr又は35phrの範囲の合計量で存在してよい。
水溶性フィルム中において、第1の可塑剤は、約13重量%〜約19重量%の範囲の量で存在してよく、水溶性フィルム中において、第2の可塑剤は、約41重量%〜約52重量%の範囲の量で存在してよく、水溶性フィルム中において、第3の可塑剤は、約35重量%〜約44重量%の範囲の量で存在してよく、ただし、各重量濃度は、水溶性フィルム中の第1、第2、及び第3の可塑剤の合計量に対するものである。これらのタイプの実施形態では、水溶性フィルム中において、3種類の可塑剤は、場合により、約20phr又は25phr〜約30phr又は35phrの範囲の合計量で存在してよい。
水溶性フィルムの様々な特定の経時特性の組み合わせが想到される。
水溶性フィルムは、以下の3つの特性(a)、(b)、及び(c)のうちの少なくとも2つを有することができる。すなわち、(a)経時溶融転移点差試験により測定される場合に経時溶融転移点差の上昇が約12℃以下(例えば約0、2、又は4℃〜約12℃)、(b)経時接着力試験により測定される場合に経時接着力の値が少なくとも約1300g/s、及び(c)経時引張強度試験により測定される場合に経時引張強度が少なくとも約25MPa(例えば最大約30、35、38、40、45、又は50MPa)。1つのタイプの実施形態では、フィルムは、特性(a)と(b)を有する。別のタイプの実施形態では、フィルムは、特性(a)と(c)を有する。別のタイプの実施形態では、フィルムは、特性(b)と(c)を有する。別のタイプの実施形態では、フィルムは、3つの特性(a)、(b)、及び(c)すべてを有する。
水溶性フィルムは、以下の3つの特性(a)、(b)、及び(c)のうちの少なくとも2つを有することができる。すなわち、(a)経時溶融転移点差試験により測定される場合に経時溶融転移点差の上昇が約11℃以下(例えば約0、2、又は4℃〜約11℃)、(b)経時接着力試験により測定される場合に経時接着力の値が少なくとも約1900g/s、及び(c)経時引張強度試験により測定される場合に経時引張強度が少なくとも約30MPa(例えば最大約35、38、40、45、又は50MPa)。1つのタイプの実施形態では、フィルムは、特性(a)と(b)を有する。別のタイプの実施形態では、フィルムは、特性(a)と(c)を有する。別のタイプの実施形態では、フィルムは、特性(b)と(c)を有する。別のタイプの実施形態では、フィルムは、3つの特性(a)、(b)、及び(c)すべてを有する。
水溶性フィルムは、以下の3つの特性(a)、(b)、及び(c)のうちの少なくとも2つを有することができる。すなわち、(a)経時溶融転移点差試験により測定される場合に経時溶融転移点差の上昇が約11℃以下(例えば約0、2、又は4℃〜約11℃)、(b)経時接着力試験により測定される場合に経時接着力の値が少なくとも約2500g/s、及び(c)経時引張強度試験により測定される場合に経時引張強度が少なくとも約32.5MPa(例えば最大約35、38、40、45、又は50MPa)。1つのタイプの実施形態では、フィルムは、特性(a)と(b)を有する。別のタイプの実施形態では、フィルムは、特性(a)と(c)を有する。別のタイプの実施形態では、フィルムは、特性(b)と(c)を有する。別のタイプの実施形態では、フィルムは、3つの特性(a)、(b)、及び(c)すべてを有する。
水溶性フィルムのPVOHポリマーは特に限定されず、単一のPVOHホモポリマー、単一のPVOHコポリマー、又はPVOHホモポリマー、コポリマー、及びそれらの組み合わせのブレンドを含みうる。いくつかの態様では、水溶性フィルムは、PVOHポリマー以外の水溶性ポリマーを含むことができる。一群の実施形態では、PVOHポリマーは、ビニルアルコールモノマー単位及び場合により酢酸ビニルモノマー単位を含む部分又は完全加水分解されたPVOHホモポリマーとすることができる。別のタイプの実施形態では、PVOHポリマーは、アニオン性モノマー単位、ビニルアルコールモノマー単位、及び場合により酢酸ビニルモノマー単位を含む部分又は完全加水分解されたPVOHコポリマーとすることができる。異なる実施形態において、アニオン性モノマーは、ビニル酢酸、マレイン酸、マレイン酸モノアルキル、マレイン酸ジアルキル、マレイン酸モノメチル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸無水物、フマル酸、フマル酸モノアルキル、フマル酸ジアルキル、フマル酸モノメチル、フマル酸ジメチル、フマル酸無水物、イタコン酸、イタコン酸モノメチル、イタコン酸ジメチル、イタコン酸無水物、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、エチレンスルホン酸、2−アクリルアミド−1−メチルプロパンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−メチルアクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、アクリル酸2−スルホエチル(sufoethyl)、前述のアルカリ金属塩(例えば、ナトリウム、カリウム、又は他のアルカリ金属塩)、前述のエステル(例えばメチル、エチル、又は他のC〜C又はCアルキルエステル)、及びこれらの組み合わせ(例えば複数の種類のアニオン性モノマー又は同じアニオン性モノマーの同等の形態)のうちの1つ以上であってよい。例えば、アニオン性モノマーは、1つ以上のアクリルアミドメチルプロパンスルホン酸(例えば2−アクリルアミド−1−メチルプロパンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−メチルアクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸)、それらのアルキル金属塩(例えばナトリウム塩)を含みうる。同様に、アニオン性モノマーは、マレイン酸モノメチル、及びそのアルカリ金属塩(例えばナトリウム塩)のうちの1つ以上を含みうる。PVOH以外の水溶性ポリマーの例としては、ポリエチレンイミン、ポリビニルピロリドン、ポリアルキレンオキシド、ポリアクリルアミド、セルロースエーテル、セルロースエステル、セルロースアミド、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ゼラチン、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース及びそれらの塩、デキストリン、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、マルトデキストリン、デンプン、加工デンプン、グアーガム、アカシアガム、キサンタンガム、カラギーナン、並びにポリアクリレート及びそれらの塩が挙げられる。
上記に述べたように、PVOHポリマーは、PVOHポリマーのブレンド、例えば、2種類以上の異なるPVOHホモポリマーを含むブレンド、2種類以上の異なるPVOHコポリマーを含むブレンド、又は少なくとも1種類のPVOHホモポリマーと少なくとも1種類のPVOHコポリマーとを含むブレンドを含むことができる。特定のPVOHコポリマーブレンドの実施形態では、ブレンドは、第1のアニオン性モノマー単位を含む第1のPVOHコポリマーと、第1のアニオン性モノマー単位とは異なる第2のアニオン性モノマー単位を含む第2のPVOHコポリマーとを含む。例えば、第1のアニオン性モノマーは、1つ以上のアクリルアミドメチルプロパンスルホン酸及びそのアルカリ金属塩を含んでよく、第2のアニオン性モノマーは、1つ以上のマレイン酸モノメチル及びそのアルカリ金属塩を含んでよい。第1のPVOHコポリマーは、フィルム中の全PVOHポリマーの約10重量%〜約80重量%(例えば10重量%〜60重量%、40重量%〜60重量%、10重量%〜30重量%)の範囲の量で存在してよく、第2のPVOHコポリマーは、フィルム中の全PVOHポリマーの約20重量%〜約90重量%(例えば40重量%〜90重量%、40重量%〜60重量%、70重量%〜90重量%)の範囲の量で存在してよい。
一態様では、本開示は、選択されたPVOHポリマーと、3種類以上の可塑剤、例えば第1の可塑剤(例えばジプロピレングリコール)、第2の可塑剤(例えばソルビトールなどの糖アルコール)、及び第3の可塑剤(例えばグリセリンなどのポリオール)とを含む水溶性フィルムを製造するための方法に関する。樹脂及び可塑剤成分以外に、少なくとも第1のフィルム特性及び第2のフィルム特性の所望の範囲を本明細書の教示によって得ることができる(例えば、経時溶融転移点差の上昇、経時接着力の値、及びシール断裂率の値などの特性)。そのような所望の範囲は、所望の上限値、所望の下限値、又は所望の下限値と上限値との間の範囲を反映することができる。第1及び第2のフィルム特性以外の更なるフィルム特性(例えば、第3のフィルム特性、第4のフィルム特性...といった具合)も、フィルムの製造時に考慮することができる。次いで、PVOHポリマー、第1の可塑剤、第2の可塑剤、及び第3の可塑剤をPVOHポリマーの1つ以上のものに対して異なる濃度で含む複数の水溶性フィルム、第1の可塑剤、第2の可塑剤、並びに第3の可塑剤を形成する(例えば一定の濃度の他の任意のフィルム添加剤を更に含む)。実施例4に示されるように、複数の水溶性フィルムには、所定の総可塑剤添加量の少なくとも4つの異なるフィルムが含まれうる(例えば、可塑剤組成物のシンプレックス領域の各頂点における3つのフィルム配合及びシンプレックス領域の内側の位置における少なくとも1つのフィルム配合)。水溶性フィルムの少なくとも1つは、第1及び第2のフィルム特性のそれぞれについて所望の範囲内のフィルム特性を有することができる(例えば必要に応じて本明細書の教示の範囲内の配合の変化の反復によって)。一態様では、水溶性フィルムの少なくとも1つが、第1及び第2のフィルム特性のそれぞれの所望の範囲の外側のフィルム特性を有することができる(例えば望ましい組成物特性と望ましくない組成物特性との間の境界の内挿を促すことによって、例えば特性の等高線マップを生成する)。次いで、複数の水溶性フィルムのそれぞれについて、第1及び第2のフィルム特性(例えば当てはまる場合には、更に第3、第4、...のフィルム特性)を、例えば任意の適当な分析法によって、形成された水溶性フィルムのそれぞれについて測定する。各フィルムの関連する特性を測定した後、形成された複数の水溶性フィルムから、PVOHポリマー、第1の可塑剤、第2の可塑剤、及び第3の可塑剤のそれぞれについてフィルム濃度を特定することにより、特定されたフィルム濃度は、第1のフィルム特性及び第2のフィルム特性(例えば当てはまる場合には、更に第3、第4、...のフィルム特性)を各特性の所望の範囲内で有することになる。例えば、試験したフィルムのフィルム特性の内挿又はカーブフィッティングを用いて、フィルム濃度の選択についてマップ(例えば、PVOH樹脂に対して固定された可塑剤濃度を有する3可塑剤システムの2Dシンプレックスマップ)又は他の特性−フィルム濃度の関係を生成することができる。次いで、特定されたフィルム濃度でPVOHポリマー、第1の可塑剤、第2の可塑剤、及び第3の可塑剤を含む(例えば複数のフィルムを製造する場合に使用される他の任意のフィルム添加剤以外に)フィルムを、任意の適当な方法(例えば溶液流延法など)を用いて形成する。
開示される水溶性フィルム、そのフィルムを含む投入パウチなどの物品、及び関連する方法は、特に断らない限り、更に下記に述べる更なる任意の要素、機構、及び工程(図面及び実施例に示されるものを含む)のうちの1つ以上のものの任意の組み合わせを含む実施形態を含むことが考えられる。
いずれの実施形態においても、水溶性パウチなどの物品は、組成物を収容することができる。組成物は、一般的には家庭用ケア組成物である。組成物は、液体、固体、又はこれらの組み合わせから選択することができる。本明細書で使用するところの「液体」には、自由流動する液体、並びにペースト、ゲル、泡、及びムースが含まれる。液体の非限定的な例としては、軽質及び重質液体洗剤組成物、ファブリックエンハンサー、洗濯に一般的に使用される洗剤ゲル、漂白剤、及び洗濯添加剤が挙げられる。例えば浮遊気泡のような気体、又は例えば粒子のような固体を液体中に含めることができる。本明細書で使用するところの「固体」には、これらに限定されるものではないが、粉末、凝集体、及びこれらの混合物が含まれる。固体の非限定的な例としては、顆粒、マイクロカプセル、ビーズ、ヌードル、及びパール化ボールが挙げられる。固体組成物は、これらに限定されるものではないが、洗浄中効果、前処理効果、及び/又は美的効果を含む技術的効果を与えてもよい。
洗濯を中心とした実施形態のいずれにおいても、組成物は、例えば、液体軽質及び液体重質液体洗剤組成物、粉末洗剤組成物、ファブリックエンハンサー、洗濯に一般的に使用される洗剤ゲル、及び漂白剤(例えば有機又は無機漂白剤)、及び洗濯添加剤の群から選択することができる。
本明細書で使用するところの「ホモポリマー」なる用語には、一般的に、1種類のモノマー繰り返し単位を有するポリマーが含まれる(例えば、1種類のモノマー繰り返し単位で構成されるか又は本質的に構成されるポリマー鎖)。PVOHの特定の場合では、「ホモポリマー」(又は「PVOHホモポリマー」)なる用語には、加水分解度に応じてビニルアルコールモノマー単位及び酢酸ビニルモノマー単位の分布を有するコポリマーが更に含まれる(例えば、ビニルアルコール及び酢酸ビニルモノマー単位で構成されるか又は本質的に構成されるポリマー鎖)。100%の加水分解の限定的な場合では、PVOHホモポリマーは、ビニルアルコール単位のみを有する真のホモポリマーが含まれうる。
本明細書で使用するところの「コポリマー」なる用語には、2種類以上のモノマー繰り返し単位を有するポリマーが一般的に含まれる(例えば、ランダムコポリマー、ブロックコポリマーなどとして、2種類以上の異なるモノマー繰り返し単位で構成されるか又は本質的に構成されるポリマー鎖)。PVOHの特定の場合では、「コポリマー」(又は「PVOHコポリマー」)なる用語には、加水分解度に応じて、ビニルアルコールモノマー単位及び酢酸ビニルモノマー単位、並びに少なくとも1つの他の種類のモノマー繰り返し単位の分布を有するコポリマーが更に含まれる(例えば、ビニルアルコールモノマー単位、酢酸ビニルモノマー単位、及び1種類以上の他のモノマー単位、例えばアニオン性モノマー単位又はアルキレン(エチレンなど)モノマー単位で構成されるか又は本質的に構成されるター(又はそれよりも高次の)ポリマー鎖)。100%の加水分解の限定的な場合では、PVOHコポリマーには、ビニルアルコール単位及び1種類以上の他のモノマー単位を有するが、酢酸ビニル単位は有さないコポリマーが含まれうる。
明細書で使用される場合、用語「含む(comprising)」は、特定されているもの以外の他の剤、要素、工程、又は特徴を潜在的に含むことを示す。
特に断らない限り、本明細書で使用するところの「重量%(wt.%)」及び「重量%(wt%)」なる用語は、特定された要素の組成を、フィルム全体の「乾燥」(水を含まない)重量部(当てはまる場合)、又はパウチ内に封入された組成物全体の重量部(当てはまる場合)で表したものを指すものとする。特に断らない限り、本明細書で使用するところの「phr」なる用語は、特定された要素の組成を、水溶性フィルム中の水溶性ポリマー(又は樹脂;PVOH又はその他の)100部に対する部で表したものを指すものとする。
本明細書に記載されるすべての範囲は、各範囲のすべての可能なサブセット及びかかるサブセットの範囲の任意の組み合わせを含む。特に断らない限り、各範囲は記載される端点を当初の段階で含む。ある範囲の値が与えられる場合、その範囲の上限値と下限値との間の各中間値、及びその記載される範囲内の他の任意の記載される値若しくは中間値が本開示の範囲内に包含される点は理解されよう。これらのより狭い範囲の上限値及び下限値は独立してより狭い範囲内に含まれてよく、やはり本開示の範囲内に包含され、その記載される範囲内の任意の具体的に除外される限界値に従う。記載される範囲が、一方又は両方の限界値を含む場合、これらの含まれる限界値の一方又は両方を除外する範囲もまた、本開示の一部であると考えられる。
水溶性フィルム組成物
水溶性フィルム組成物、水溶性フィルム組成物中に使用される任意成分、及び、その製造方法は、比較的薄い水溶性フィルム(例えばパウチ材料など)の製造に使用されるものであってもその他のものであっても当該技術分野では周知のものである。
一群の実施形態では、水溶性フィルムは、そのホモポリマー(例えば、ビニルアルコール及び酢酸ビニルモノマー単位のみを実質的に含む)、そのコポリマー(例えば、ビニルアルコール及び酢酸ビニル単位以外に1種類以上の他のモノマー単位を含む)、及びそれらの混合物を含むポリビニルアルコール(PVOH)を含む。PVOHは、通常は加水分解又はけん化と呼ばれる、ポリ酢酸ビニルのアルコール分解により一般的に調製される合成樹脂である。実質上すべてのアセテート基がアルコール基に変換された、完全加水分解されたPVOHは、強く水素結合した高結晶性ポリマーであり、約60℃(約140°F)より高い温水にのみ溶解する。ポリ酢酸ビニルの加水分解後に充分な数のアセテート基が残されている場合には、PVOHポリマーは部分加水分解ポリマーとして知られ、より弱く水素結合した低結晶性のものであり、約10℃(約50°F)よりも低い温度の冷水に溶解する。中間的冷水又は温水溶解性フィルムは、例えば、中間的部分加水分解されたPVOH(例えば約94%〜約98%の加水分解度)を含み、温水にのみに容易に溶解し、例えば約40℃よりも高い温度で速やかに溶解する。完全及び部分加水分解型PVOHは、部分加水分解型は厳密にはビニルアルコール/酢酸ビニルコポリマーであるが、いずれもPVOHホモポリマーと一般的に呼ばれている。
本開示の水溶性フィルム中に含まれるPVOHポリマー及びPVOHコポリマーの加水分解度(DH)は、約75%〜約99%(例えば冷水溶解性組成物では、約79%〜約92%、約86.5%〜約89%、又は約88%;約90%〜約99%、約92%〜約99%、又は約95%〜約99%)の範囲内であってよい。加水分解度が低くなるにしたがって、樹脂で形成されたフィルムは機械的強度が低下するが、約20℃以下の温度における溶解度はより速くなる。加水分解度が高くなるにしたがって、ポリマーで形成されたフィルムは、機械的強度が高くなる傾向を有し、温度変形性は低くなる傾向にある。PVOHの加水分解度は、ポリマーの水溶性が温度依存性であるように選択することができ、これにより、ポリマーで形成されたフィルムの溶解度、任意の相溶剤ポリマー、及び更なる成分も影響される。1つの選択肢では、フィルムは冷水溶解性である。10℃未満の温度の水に溶解する冷水溶解性フィルムは、加水分解度が約75%〜約90%の範囲、又は約80%〜約90%の範囲、又は約85%〜約90%の範囲であるPVOHを含むことができる。別の選択肢では、フィルムは温水溶解性である。少なくとも約60℃の温度の水に溶解する温水溶解性フィルムは、加水分解度が少なくとも約98%であるPVOHを含むことができる。
ブレンド中でPVOHポリマー及びPVOHコポリマー以外に使用される他の水溶性ポリマーとしては、これらに限定されるものではないが、改質ポリビニルアルコール、ポリアクリレート、水溶性アクリレートコポリマー、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイミン、プルラン;グアーガム、アカシアガム、キサンタンガム、カラギーナン、及びデンプンを含むがこれらに限定されない水溶性天然ポリマー;加工デンプン、エトキシ化デンプン、及びヒドロキシプロピル化デンプンを含むがこれらに限定されない水溶性ポリマー誘導体;前述のコポリマー及び前述の任意の組み合わせを挙げることができる。更なる他の水溶性ポリマーとしては、ポリアルキレンオキシド、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸及びそれらの塩、セルロース、セルロースエーテル、セルロースエステル、セルロースアミド、ポリ酢酸ビニル、ポリカルボン酸及びそれらの塩、ポリアミノ酸、ポリアミド、ゼラチン、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース及びそれらの塩、デキストリン、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、マルトデキストリン、及びポリメタクリレートを挙げることができる。かかる水溶性ポリマーは、PVOHも他のものも様々な販売元から市販されている。前述の水溶性ポリマーのいずれも、フィルム形成ポリマーとして使用するのに一般的に適している。一般的に、水溶性フィルムは、コポリマー及び/又は前述の樹脂のブレンドを含むことができる。
水溶性ポリマー(例えば1種類又は複数のPVOHポリマー)は、フィルム中に、例えば約30重量%又は50重量%〜約90重量%又は95重量%の範囲の量で含まれてよい。すべての可塑剤、相溶剤、及び二次的添加剤を合わせた量に対する全水溶性ポリマーの量の重量比は、例えば約0.5〜約18、約0.5〜約15、約0.5〜約9、約0.5〜約5、約1〜3、又は約1〜2の範囲であってよい。可塑剤及び他の非ポリマー成分の特定の量は、特定の実施形態において、所望の機械的フィルム特性を考慮して、フィルムの可撓性を調節し、加工性が付与されるように、目的とする水溶性フィルムの用途に基づいて選択することができる。
本明細書に述べられるフィルムにおいて使用するための水溶性ポリマー(PVOHポリマー及びPVOHコポリマーを含むがこれらに限定されない)は、例えば、約3.0〜約30.0cP、約3.0〜約27.0cP、約4.0〜約24.0cP、約4.0〜約23.0cP、約4.0cP〜約15.0cP、又は約6.0〜約10.0cP、少なくとも約3.0cP、4.0cP、6.0cP、8.0cP、10.0cP、若しくは12.0cP、かつ/又は最大約12.0cP、16.0cP、20.0cP、24.0cP、若しくは30.0cPの範囲の粘度によって特徴付けることができる。ポリマーの粘度は、英国規格EN ISO15023−2:2006補遺Eブルックフィールド試験方法に記載されるように、ブルックフィールドLV型粘度計をULアダプターと共に使用して新たに調製した溶液を測定することにより判定される。20℃での4%ポリビニルアルコール水溶液の粘度を記載することが国際的な慣わしとなっている。cPで表される本明細書に記載されるポリマーの粘度は、特に断らない限り、20℃での4%水溶性ポリマー水溶液の粘度を指すものとして理解されるべきである。
水溶性ポリマー(PVOH又はその他のもの)の粘度は、同じPVOHポリマーの重量平均分子量
Figure 2017533304
と相関しており、しばしば粘度が
Figure 2017533304
の代わりに用いられる点は当該技術分野において周知である。したがって、第1のPVOHコポリマー及び第2のPVOHポリマー又は第2のPVOHコポリマーを含む水溶性ポリマーの重量平均分子量は、約30,000〜約175,000、又は約30,000〜約100,000、又は約55,000〜約80,000の範囲であってよい。
水溶性フィルムは、他の補助剤及び加工剤、例えば、これらに限定されるものではないが、可塑剤、可塑剤相溶剤、界面活性剤、潤滑剤、離型剤、充填剤、増量剤、架橋剤、ブロッキング防止剤、酸化防止剤、粘着性除去剤、消泡剤、層状ケイ酸塩型ナノクレイ(例えば、モンモリロナイトナトリウム)などのナノ粒子、漂白剤(例えば、メタ重亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム又は他のもの);苦味剤などの忌避剤(例えば安息香酸デナトニウム、デナトニウムサッカライド、及び塩化デナトニウムなどのデナトニウム塩;オクタアセチルスクロース;キニーネ;ケルセチン及びナリンギン(naringen)などのフラボノイド;並びにクアシン及びブルシンなどのクアシノイド)、並びに刺激剤(例えばカプサイシン、ピペリン、アリルイソチオシアネート、及びレシニフェラトキシン)、並びに他の機能性成分を、それらの目的とする用途に適した量で含有することができる。可塑剤を含む実施形態が好ましい。かかる剤の量は、個別に、又は合計で、最大約50重量%、20重量%、15重量%、10重量%、5重量%、4重量%かつ/又は少なくとも0.01重量%、0.1重量%、1重量%、若しくは5重量%であってよい。
第1、第2、第3、又は他の可塑剤のいずれとしても、可塑剤としては、グリセリン、ジグリセリン、ソルビトール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、分子量400以下のポリエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン、ポリエーテルポリオール、ソルビトール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、エタノールアミン、及びこれらの混合物を挙げることができるがこれらに限定されない。好ましい可塑剤としては、グリセリン、ソルビトール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、トリメチロールプロパン、又はこれらの組み合わせがある。可塑剤の総量は、全フィルム重量に対して約10重量%〜約40重量%、又は約15重量%〜約35重量%、又は約20重量%〜約30重量%の範囲内、例えば、約20重量%〜約25重量%であってよい。グリセリン、ジプロピレングリコール、及びソルビトールを組み合わせて使用してもよい。必要に応じて、グリセリンは、全フィルム重量に対して約5重量%若しくは約10重量%〜約30重量%、又は5重量%若しくは約10重量%〜約20重量%の量で使用することができる。必要に応じて、ジプロピレングリコールは、全フィルム重量に対して約1重量%〜約20重量%、又は約2%若しくは約3重量%〜約10重量%若しくは15重量%の量で使用することができる。所望により、ソルビトールは、全フィルム重量に対して約1重量%〜約20重量%、又は約2重量%若しくは3重量%〜約10重量%若しくは15重量%の量で用いることができる。可塑剤の具体的な量は、特定の実施形態において、水溶性フィルムの所望のフィルム柔軟性及び加工性特性に基づいて選択することができる。可塑剤の濃度が低いと、フィルムが脆くなるか、加工しにくくなるか、又は破断しやすくなる恐れがある。可塑剤の濃度が高いと、フィルムが所望の用途には柔らかくなりすぎるか、強度が低くなりすぎるか、又は加工しにくくなる。
適当な界面活性剤としては、非イオン性、カチオン性、アニオン性及び双極性の部類を挙げることができる。適当な界面活性剤としては、ポリオキシエチレン化ポリオキシプロピレングリコール、アルコールエトキシレート、アルキルフェノールエトキシレート、第三級アセチレングリコール及びアルカノールアミド(非イオン性物質)、ポリオキシエチレン化アミン、第四級アンモニウム塩、及び四級化されたポリオキシエチレン化アミン(カチオン性物質)、並びにアミンオキシド、N−アルキルベタイン及びスルホベタイン(双極性物質)が挙げられるが、これらに限定されない。他の適当な界面活性剤としては、スルホコハク酸ジオクチルナトリウム、グリセロール及びプロピレングリコールのラクチル化脂肪酸エステル、脂肪酸のラクチルエステル、アルキル硫酸ナトリウム、ポリソルベート20、ポリソルベート60、ポリソルベート65、ポリソルベート80、レシチン、グリセロール及びプロピレングリコールのアセチル化脂肪酸エステル、及び、脂肪酸のアセチル化エステル、並びにこれらの組み合わせが挙げられる。異なる実施形態において、水溶性フィルム中の界面活性剤の量は、約0.1重量%〜2.5重量%、場合により約1.0重量%〜2.0重量%の範囲である。
適当な潤滑剤/離型剤としては、脂肪酸及びそれらの塩類、脂肪族アルコール、脂肪酸エステル、脂肪族アミン、脂肪族アミンアセテート及び脂肪酸アミドを挙げることができるが、これらに限定されない。好ましい潤滑剤/離型剤は、脂肪酸、脂肪酸塩、及び脂肪族アミンアセテートである。1つのタイプの実施形態では、水溶性フィルム中の潤滑剤/離型剤の量は、約0.02重量%〜約1.5重量%、場合により約0.1重量%〜約1重量%の範囲である。
適当な充填剤/増量剤/ブロッキング防止剤/粘着性除去剤としては、デンプン、加工デンプン、架橋ポリビニルピロリドン、架橋セルロース、微結晶セルロース、シリカ、金属酸化物、炭酸カルシウム、タルク及び雲母が挙げられるが、これらに限定されない。好ましい材料は、デンプン、加工デンプン及びシリカである。1つのタイプの実施形態では、水溶性フィルム中の充填剤/増量剤/ロッキング防止剤/粘着性除去剤の量は、約0.1重量%〜約25重量%、又は約1重量%〜約10重量%、又は約2重量%〜約8重量%、又は約3重量%〜約5重量%の範囲である。デンプンが存在しない場合、適当な充填剤/増量剤/ロッキング防止剤/粘着性除去剤の1つの好ましい範囲は、約0.1重量%若しくは約1重量%〜約4重量%若しくは約6重量%、又は約1重量%〜約4重量%、又は約1重量%〜約2.5重量%である。
水溶性フィルムは、カールフィッシャー滴定法により測定した場合に、少なくとも4重量%、例えば、又は約4〜約10重量%の範囲の残留含水量を更に有してもよい。
フィルムなどの水溶性ポリマー組成物の他の特性については、米国特許出願公開第2011/0189413号及び米国特許出願第13/740,053号に見ることができ、これらをいずれもその全容にわたって本明細書に援用するものである。
フィルムの製造法
想到される一群の実施形態は、例えば、PVOHポリマー(又はブレンドシステムの場合には複数のPVOHポリマー)を、第1、第2、及び第3の可塑剤と共に、本明細書に述べられるあらゆる任意の二次的添加剤と併せて、混合、共流延、又は溶着することによって形成された水溶性フィルムによって特徴付けられる。ポリマーが最初に混合される場合、水溶性フィルムは、得られた混合物を(例えば他の可塑剤及び他の添加剤と共に)流延してフィルムを形成することによって形成されることが好ましい。ポリマーが溶着される場合、例えば、溶媒又は熱溶着により水溶性フィルムを形成してもよい。想到される別の一群の実施形態は、例えば押出ブロー成形などの押出成形により形成される水溶性フィルムによって特徴付けられる。想到される非限定的な一実施形態では、PVOHポリマー及びアクリルアミドメチルプロパンスルホン酸PVOHターポリマーブレンドフィルムがブロー押出成形によって成形される。
フィルムは、任意の適当な厚さを有することができる。例えば、フィルムは、約5〜約200μmの範囲、又は約20〜約100μmの範囲、又は約40〜約85μm、例えば76μmの厚さを有することができる。
必要に応じて、水溶性フィルムは、1層又は複数の同様の層からなる自立式フィルムとすることができる。更に必要に応じて、水溶性フィルムは少なくとも1つの層を有してよく、組成の異なる1つ以上の更なる層を含むことができる。
このフィルムは、洗浄活性物質を含む洗剤組成物を収容することによりパウチを形成する、パケットなどの物品を製造するうえで有用である。洗浄活性物質は、粉末、ゲル、ペースト、液体、錠剤、又はそれらの任意の組み合わせのような任意の形態を取ることができる。フィルムは、改善された湿潤処理及び冷水残留物の低減が望まれる、他のあらゆる用途においても有用である。フィルムの実施形態は、例えば、形成時又は制御されたエイジング条件下で所定の時間後に好ましい機械的特性(例えばシール強度、引張強度など)を示すこともできる。フィルムは、パウチ及び/又はパケットの少なくとも1つの側壁を形成し、必要に応じてパウチ及び/又はパケット全体を形成してもよく、好ましくは少なくとも1つの側壁の外表面を形成する。
本明細書に述べられるフィルムを使用して、同じフィルムで、又は他のポリマー材料のフィルムとの組み合わせにより形成された2つ以上の区画を有するパケットなどの物品を製造することも可能である。更なるフィルムは、例えば、当該技術分野において周知であるように、同じか又は異なるポリマー材料の流延、吹込成形、押出成形又は押出ブロー成形により得ることができる。1つのタイプの実施形態では、更なるフィルムとしての使用に適したポリマー、コポリマー、又はそれらの誘導体は、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアルキレンオキシド、ポリアクリル酸、セルロース、セルロースエーテル、セルロースエステル、セルロースアミド、ポリビニルアセテート、ポリカルボン酸及びその塩、ポリアミノ酸又はペプチド、ポリアミド、ポリアクリルアミド、マレイン酸/アクリル酸のコポリマー、デンプン及びゼラチンを含む多糖類、キサンタンなどの天然ゴム、並びにカラギーナンから選択される。例えば、ポリマーは、ポリアクリレート及び水溶性アクリレートコポリマー、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、デキストリン、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、マルトデキストリン、ポリメタクリレート、並びにこれらの組み合わせから選択されてもよく、又はポリビニルアルコール、ポリビニルアルコールコポリマー、及びヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)、並びにこれらの組み合わせから選択されてもよい。想到される一群の実施形態は、例えば、上記に述べたPVOH樹脂ブレンドのようなパケット材料中のポリマーの濃度が少なくとも60%であることによって特徴付けられる。
物品
本開示の物品は、水溶性フィルムと、そのフィルムに近接した組成物、一般的には家庭用ケア組成物とを含むものである。
本開示の物品は、少なくとも1つの封止された区画を有することができるパウチを含みうる。したがって、パウチは単一の区画又は複数の区画を含みうる。図1は、水溶性パウチ100が接合面30において封止された水溶性ポリマーフィルム10、20で形成された物品を示している。フィルム10、20の一方又は両方は、PVOHポリマーと、第1、第2、及び第3の可塑剤とを含んでいる。フィルム10、20は、水性環境中に放出するための任意の所望の組成物50を収容する内部パウチ容器体積40を画定している。組成物50は特に限定されず、例えば下記に述べる各種の洗浄組成物のいずれも含まれる。複数の区画(図示せず)を有する実施形態では、各区画は、同じか、かつ/又は異なる組成物を収容することができる。また、組成物は、液体、固体、及びこれらの組み合わせ(例えば、液体中に懸濁した固体)などの任意の好適な形態を取ることができるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、パウチは、それぞれが異なる第1、第2、及び第3の組成物を収容した第1、第2、及び第3の区画を有する。
多区画パウチの区画は、同じであるか又は異なる大きさ及び/又は容量であってもよい。本発明の多区画パウチの区画は、分離されていてもよく、又は任意の適当な様式で接合されてもよい。いくつかの実施形態では、第2及び/又は第3及び/又はそれに続く区画は、第1の区画に重ね合わされる。一実施形態では、第3の区画を第2の区画に重ね合わせ、次にこれを挟み込まれた形態で第1の区画に重ね合わせることができる。あるいは、第2及び第3の区画を第1の区画に重ね合わせることもできる。しかしながら、第1、第2、及び場合により第3及びそれに続く区画を、隣り合わせの関係で互いに取り付けることもできる。各区画を1列にパックし、それぞれの区画を個別にミシン目線によって分離できるようにすることもできる。これにより、それぞれの区画を、最終使用者が列の残りの部分から個々に切り離すことによって、例えば1つの区画からの組成物によって衣類の前処理又は後処理を行うことができる。いくつかの実施形態では、例えばタイヤとリムの形態、又はパウチにパウチが入った形態で、第1の区画を少なくとも第2の区画によって包囲してもよい。
いくつかの実施形態では、多区画パウチは、大きな第1の区画と2つのより小さな区画からなる3つの区画を含む。第2及び第3のより小さな区画は、第1のより大きな区画に重ね合わせられる。区画の大きさ及び形状は、この構成を実現できるように選択される。区画の形状は、同じであっても異なっていてもよい。いくつかの実施形態において、第2の区画、及び場合により第3の区画は、それぞれ、第1の区画と比べて異なる幾何学的形状及び形状を有する。これらの実施形態において、第2の区画、及び場合により第3の区画は、第1の区画上のデザイン内に配置される。このデザインは、例えばコンセプト又は取扱の説明に役立つように装飾的、教育的、例証的であってもよく、及び/又は製品の供給元を示すために使用されてもよい。いくつかの実施形態において、第1の区画は、周縁部の周りで封止された2つの大きな面を有する最も大きな区画であり、第2の区画はこれより小さく、第1の区画の1つの面の表面積の約75%未満、又は約50%未満を覆っている。第3の区画が存在する実施形態では、前述の構造は同じであってもよいが、第2及び第3の区画は、第1の区画の1つの面の表面積の約60%未満、又は約50%未満、又は約45%未満を覆っている。
本開示の物品、パウチ及び/又はパケットは、1つ以上の異なるフィルムを含んでもよい。例えば、単一区画の実施形態では、パケットは、それ自体の上に折り畳まれて縁部で封止された1つの壁から形成されてもよく、あるいは、縁部で互いに封止された2つの壁から形成されてもよい。複数の区画の実施形態では、あらゆる所与のパケット区画が、単一フィルム、又は異なる組成を有する複数のフィルムから形成される壁を含むことができるように、パケットは1つ以上のフィルムから形成されてもよい。一実施形態では、多区画パウチは、上外壁、下外壁、及び仕切り壁の、少なくとも3つの壁を含む。上外壁及び下外壁は、一般に対向しており、パウチの外面を形成する。仕切り壁は、パウチの内部にあり、一般には対向する外壁に封止線に沿って固定されている。仕切り壁は、多区画パウチの内部を少なくとも第1の区画及び第2の区画に分離する。
パウチ又はパケットであってよい物品は、任意の適当な装置及び方法を用いて製造することができる。例えば、単一区画パウチは、一般に当該技術分野において既知の垂直式充填法、水平式充填法、又は回転ドラム式充填法を用いて製造することができる。かかるプロセスは、連続的であっても断続的であってもよい。フィルムを湿らせて、かつ/又は加熱して、その展性を高めてもよい。この方法では、フィルムを適当な成形型の中に引き込むために真空を用いることもできる。フィルムを成形型に引き込む真空は、フィルムが表面の水平部にある時点で、約0.2〜約5秒、約0.3〜約3、又は約0.5〜約1.5秒の間適用することができる。この真空は、例えば、10mbar〜1000mbarの範囲、又は100mbar〜600mbarの範囲の陰圧を与えるようなものでよい。
その中にパケットなどの物品が形成される成形型は、必要とされるパウチ寸法に応じて、任意の形状、長さ、幅及び深さを有してもよい。成形型はまた、必要に応じて、寸法及び形状が互いに異なっていてもよい。例えば、最終パウチの体積は、約5mL〜約300mL、約10〜150mL、又は約20〜約100mLであってもよく、成形型の寸法はこれにしたがって調整される。
物品(例えばパケット又はパウチ)は、第1及び第2の封止区画を有することができる。第2の区画は、第2の封止区画及び第1の封止区画がパウチの内部にある仕切り壁を共有するように、第1の封止区画と概ね重ね合わせ関係にある。
物品(例えばパケット又はパウチ)は、第1及び第2の封止区画を有し、更に第3の封止区画を有することができる。第3の封止区画は、第3の封止区画及び第1の封止区画がパウチの内部にある仕切り壁を共有するように、第1の封止区画と概ね重ね合わせ関係にある。
第1の組成物及び第2の組成物は、以下の組み合わせ、すなわち、液体/液体、液体/粉末、粉末/粉末、及び粉末/液体のうちの1つから選択することができる。
第1、第2、及び第3の組成物は、以下の組み合わせ、すなわち、固体/液体/液体、及び液体/液体/液体のうちの1つから選択することができる。
単一区画又は複数の封止区画は組成物を収容することができる。複数の区画は、それぞれ、同じ又は異なる組成物を収容してもよい。組成物は、液体、固体又はこれらの組み合わせから選択される。
組成物は、液体軽質及び液体重質液体洗剤組成物、粉末洗剤組成物、手洗い及び/又は機械洗い用食器洗剤、硬質表面洗浄組成物、布地柔軟剤、洗濯で一般に使用される洗剤ゲル、漂白剤及び洗濯添加剤、シャンプー、並びにボディソープからなる群から選択されてもよい。
成形、封止及び熱成形
想到される一群の実施形態は、本明細書に記載の通りに製造された水溶性フィルムの良好な熱成形性によって特徴付けられる。熱成形フィルムは、熱及び力の印加によって成形され得るフィルムである。
フィルムの熱成形は、フィルムを加熱し、成形型で成形した後、フィルムを冷却すると、フィルムが成形型の形状に維持されるプロセスである。任意の適当な手段を使用して熱を加えることができる。例えば、フィルムは、表面上に供給する前に、又は表面上に供給してすぐに、加熱要素の下あるいは熱風の中を通過させることで直接加熱できる。あるいは、フィルムは、例えば、表面を加熱するか、又はフィルム上に熱い物を適用することにより間接的に加熱されてもよい。いくつかの実施形態では、フィルムは赤外光を使用して加熱される。フィルムは、約50〜約150℃、約50〜約120℃、約60〜約130℃、約70〜約120℃、又は約60〜約90℃の温度に加熱することができる。熱成形は、熱で軟化したフィルムを成形型上に手動でドレーピングするプロセス、又は圧力を誘発させて、軟化したフィルムを成形型に成形するプロセス(例えば、真空成形)、又は正確な温度が既知のシートを成形及び仕上げステーションに新たに押出成形する自動高速割り出しプロセス、又はフィルムを自動配置し、プラグ及び/又は空気で伸張し、圧力成形するプロセス、のいずれか1つ以上により実行されうる。
あるいは、任意の適当な手段、例えば、フィルムを表面上に供給する前に又はフィルムが表面上にある時点で、湿潤剤(水、フィルム組成物の溶液、フィルム組成物用の可塑剤、又は前述の任意の組み合わせ)をフィルムに直接吹き付けることによって、又は表面を間接的に濡らすことによって、あるいはフィルムの上に濡れた部材を適用することによって、フィルムを濡らすことができる。
フィルムを加熱及び/又は濡らした後、好ましくは真空を使用して、フィルムを適切な成形型の中に引き込んでもよい。成形フィルムの充填は、任意の適当な手段を行われてもよい。いくつかの実施形態では、最も好ましい方法は、製品の形状及び所要の充填速度によって異なるであろう。いくつかの実施形態では、成型フィルムは、インライン充填技術により充填される。次に、充填された開放パケットは、第2のフィルムを使用して任意の適当な方法によって閉じられて、パウチが形成される。これは、水平位置にある間に連続定速運動で行われてもよい。閉鎖は、開放パケットを覆って及びその上に第2のフィルム、好ましくは水溶性フィルムを連続的に供給し、次いで好ましくは、典型的には成形型と成形型との間、したがってパケットとパケットとの間の領域で第1のフィルムと第2のフィルムを共に封止することにより行われることが好ましい。
パケット及び/又はその個々の区画を封止する任意の適当な方法を用いることができる。このような手段の非限定的な例には、熱融着、溶剤溶着、溶剤又は湿式封止、及びこれらの組み合わせが挙げられる。典型的には、封止を形成することになる領域のみが熱又は溶剤により処理される。熱又は溶剤は、いずれかの方法により、典型的には閉鎖材料の上に、典型的には封止を形成することになる領域の上のみに適用されることができる。溶剤若しくは湿式封止又は溶着を用いる場合、熱も加えることが好ましい場合がある。好ましい湿式又は溶剤封止/溶着方法は、溶剤を成形型間、又は閉鎖材料上に、例えば、これをこれらの領域上に噴霧又は印刷することにより選択的に適用すること、次いで圧力をこれらの領域に適用して封止を形成することを含む。例えば、上記に述べたようなシーリングロール及びベルト(必要に応じて熱も与える)を使用することができる。本開示によって特に有利となる1つのタイプの実施形態は、フィルムをそれ自体又は別の同様のフィルムに対して、溶剤封止により、場合により熱を加えることなく、封止することである。
次いで、形成されたパウチを切断装置によって切断してもよい。切断は、任意の既知の方法を用いて行うことができる。切断はまた、連続方式で、並びに好ましくは一定速度で及び好ましくは水平位置にある間に行うことが好ましい場合がある。切断装置は、例えば鋭利な物品又は高温の物品又はレーザーとすることができ、後者の場合には、高温の物品又はレーザーがフィルム/封止領域を「焼き切る」。
多区画パウチの異なる区画は、隣り合わせ型の様式で共に形成されてもよく、その場合、得られる接合したパウチは、切断によって分離されても、されなくてもよい。あるいは、区画を別々に製造することもできる。
いくつかの実施形態では、以下の工程を含むプロセスによりパウチを製造することができる。すなわち、a)第1の区画を形成する工程(上記に述べたように)、b)工程(a)で形成された閉じた区画の一部又はすべての内部に凹部を形成して、上記の第1の区画の上に重ね合わせられる第2の成形区画を作り出す工程、c)第2の区画を充填し、第3のフィルムを用いて閉じる工程、d)第1、第2、及び第3のフィルムを封止する工程、及び、e)各フィルムを切断して多区画パウチを製造する工程。工程(b)で形成される凹部は、工程(a)で調製された区画に真空を適用することによって得ることができる。
いくつかの実施形態では、欧州特許出願第08101442.5号又は国際公開第2009/152031号に記載されるように、第2の区画、及び/又は第3の区画は、個別の工程で製造した後、第1の区画と組み合わせることができる。
いくつかの実施形態では、以下の工程を含むプロセスによりパウチを製造することができる。すなわち、a)第1の成形機で第1のフィルムを使用し、場合により熱及び/又は真空を用いて、第1の区画を形成する工程、b)第1の区画に第1の組成物を充填する工程、c)第2の成形機で第2のフィルムを変形させて、場合により熱及び真空を用いて第2の成型区画及び場合により第3の成型区画を製造する工程、d)第2の区画及び場合により第3の区画に充填する工程、e)第3のフィルムを用いて第2の区画及び場合により第3の区画を封止する工程、f)封止した第2の区画及び場合により第3の区画を、第1の区画上に配置する工程、g)第1、第2、及び場合により第3の区画を封止する工程、及び、h)各フィルムを切断して多区画パウチを製造する工程。
第1及び第2の成形機は、上記のプロセスを実施するための適合性に基づいて選択され得る。いくつかの実施形態では、第1の成形機は、好ましくは水平成形機であり、第2の成形機は、好ましくは第1の成形機上に位置する、好ましくは回転ドラム成形機である。
適切な供給ステーションの使用により、多数の異なる若しくは区別される組成物、及び/又は異なる若しくは区別される液体、ゲル、若しくはペースト組成物を組み込んだ多区画パウチが製造可能でありうることは理解されるであろう。
フィルム及び/又はパウチには、活性剤、潤滑剤、忌避剤、又はこれらの混合物などの適当な材料を噴霧するか又はまぶすことができる。フィルム及び/又はパウチには、例えばインク及び/又は活性剤で印刷することができる。
組成物
本開示の物品は、組成物、一般的には家庭用ケア組成物を含む。組成物は水溶性フィルムに近接する。組成物は、フィルムから約10cm未満、又は約5cm未満、又は約1cm未満に配置することができる。一般的に、組成物は、フィルムに隣接するか、又はフィルムと接触する。フィルムは、内部に組成物が収容されたパウチ又は区画の懸濁液位置とすることができる。
本発明のパウチは、様々な組成物を収容することができる。多区画パウチは、それぞれ個々の区画に同じ又は異なる組成物を収容することができる。
上記に述べたように、フィルム及びパウチは、交換可能な水素イオンを有する材料、例えばアミン/脂肪酸平衡、及び/又はアミン/アニオン性界面活性酸平衡のような酸/塩基平衡によって特徴付けられる組成物をパッケージングする(例えば直接接触して)うえで特に有利である。
本開示のこの特徴を利用して、非相溶性成分(例えば、漂白剤と酵素)を含む組成物を互いから物理的に分離又は隔離された状態に維持することができる。このような仕切りは、このような成分の耐用年数を延ばし、かつ/又は物理的不安定性を低減することができると考えられる。これに加えるか又はこれに代えて、このような仕切りは、欧州特許出願第09161692.0号に記載されるような審美的利益を提供することができる。
有用な家庭用ケア組成物の非限定的な例としては、軽質及び重質液体洗剤組成物、硬質表面洗浄用組成物、洗濯に一般的に使用される洗剤ジェル、漂白及び洗濯添加剤、ファブリックエンハンサー組成物(柔軟仕上げ剤)、シャンプー、ボディソープ、並びに他のパーソナルケア組成物が挙げられる。本発明のパウチに使用される組成物は、液体、固体、又は粉末の形態を取ることができる。液体組成物は、固体を含んでいてもよい。固体は、マイクロカプセル、ビーズ、ヌードル、若しくは1つ以上の真珠光沢ボール、又はこれらの混合物等の粉末又は粒塊を含んでもよい。このような固体要素は、洗浄を通して、又は前処理、遅延、若しくは順次放出成分として技術的利点を提供することができる。これに加えるか又はこれに代えて、固体要素は、審美的効果を提供することができる。
本明細書に述べられるフィルムに封入される組成物は、配合成分及び組成物の目的などの因子に応じて任意の適当な粘度を有することができる。一実施形態では、組成物は、剪断速度20s−1及び温度20℃で100〜3,000cP、あるいは300〜2,000cP、あるいは500〜1,000cPの高い剪断粘度の値を有し、剪断速度1s−1及び温度20℃で500〜100,000cP、あるいは1000〜10,000cP、あるいは1,300〜5,000cPの低い剪断粘度の値を有する。粘度の測定方法は、当該技術分野で既知である。本発明によると、粘度測定は、回転レオメータ、例えばTA instrument社のAR550を用いて実施される。この器具は、等方性の液体用に約50〜60μmの間隙を有する40mmの2°又は1°の円錐固定具、又は液体を含有する粒子用に1000μmの間隙を有する40mmの平坦なスチールプレートを有している。この測定は、調整工程、ピーク保持、及び連続傾斜工程を含むフロー手順を用いて実施される。調整工程では、測定温度を20℃に設定し、剪断速度10s−1で10秒間の予備剪断を行い、選択された温度で60秒間の平衡化を行う。ピーク保持では、10秒ごとにサンプリングを行いながら20℃で0.05s−1の剪断速度を3分間加える。連続傾斜工程では、20℃で0.1〜1200s−1の剪断速度で3分間行って完全なフロープロファイルを得る。
洗濯、洗濯添加剤及び/又はファブリックエンハンサー組成物を含む物品において、組成物は、以下の非限定的な成分リストのうちの1つ以上を含んでもよい。すなわち、衣類ケア効果剤、洗浄性酵素、沈着助剤、レオロジー変性剤、ビルダー、漂白剤(bleach)、漂白剤(bleaching agent)、漂白剤前駆体、漂白促進剤、漂白触媒、香料及び/又は香料マイクロカプセル(例えば、米国特許第5,137,646号を参照)、香料充填ゼオライト、デンプン封入アコード、ポリグリセロールエステル、白色剤、パールエッセンス剤酵素安定剤系、アニオン性染料の固着剤を含む除去剤、アニオン性界面活性剤の錯化剤、及びこれらの混合物、蛍光増白剤又は蛍光剤、汚れ放出ポリマー及び/又は汚れ懸濁ポリマーを含むがこれらに限定されないポリマー、分散剤、消泡剤、非水性溶剤、脂肪酸、抑泡剤、例えばシリコーン抑泡剤(米国特許出願公開第2003/0060390(A1)号、65〜77段落を参照)、カチオン性スターチ(米国特許出願公開第2004/0204337(A1)号、及び同第2007/0219111(A1)号を参照)、泡分散剤(米国特許出願公開第2003/0126282(A1)号、89〜90段落を参照)、直接染料、色相染料(hueing dye)(米国特許出願公開第2014/0162929(A1)号を参照)、着色剤、乳白剤、酸化防止剤、トルエンスルホン酸塩、クメンスルホン酸塩、及びナフタレンスルホン酸塩などのヒドロトロープ、色スペックル剤(color speckle)、着色ビーズ、球、又は押出品、クレイ軟化剤、抗菌剤。これらの成分の1つ以上のものは、欧州特許出願公開第09161692.0号、米国特許出願公開第2003/0139312(A1)号、及び米国特許出願第61/229,981号に更に記載されている。これに加えるか又はこれに代えて、組成物は、界面活性剤、第四級アンモニウム化合物、及び/又は溶媒系を含有してもよい。第四級アンモニウム化合物は、衣類柔軟剤などのファブリックエンハンサー組成物中に存在してよく、構造がNR (ただし、Rはアルキル基又はアリール基である)の正に帯電した多原子イオンである第四級アンモニウムカチオンを含む。
界面活性剤
洗剤組成物は、約1%〜80重量%の界面活性剤を含みうる。界面活性剤は、第1の組成物の成分として特に好ましい。好ましくは、第1の組成物は、約5重量%〜50重量%の界面活性剤を含む。第2及び第3の組成物は、0.1〜99.9%の濃度で界面活性剤を含んでもよい。
使用される洗浄性界面活性剤は、アニオン性、非イオン性、双極性イオン、両性若しくはカチオン性の種類のものであってもよく、又はこれらの種類の界面活性剤の相容性混合物を含んでもよい。より好ましくは、界面活性剤は、アニオン性、非イオン性、カチオン性の界面活性剤、及びこれらの混合物からなる群から選択される。好ましくは、組成物はベタイン系界面活性剤を実質的に含まない。本明細書で有用な洗浄用界面活性剤は、米国特許第3,664,961号、同第3,919,678号、同第4,222,905号、及び同第4,239,659号に記載されている。アニオン性及び非イオン性界面活性剤が好ましい。
有用なアニオン性界面活性剤は、それら自体が、いくつか異なる種類の界面活性剤であってよい。例えば、高級脂肪酸の水溶性塩、即ち「石鹸」は、本明細書の組成物において有用なアニオン性界面活性剤である。これには、約8〜約24個の炭素原子、好ましくは約12〜約18個の炭素原子を含有する高級脂肪酸のナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、及びアルキルアンモニウム塩のようなアルカリ金属石鹸が挙げられる。石鹸は、脂肪及び油の直接鹸化によって、又は遊離脂肪酸の中和によって製造することができる。特に有用であるのは、ココヤシ油及び獣脂から誘導される脂肪酸の混合物のナトリウム塩及びカリウム塩、即ち、ナトリウム又はカリウム獣脂及びココヤシ石鹸である。
本明細書に用いるのに適当な、石鹸以外のその更なるアニオン性界面活性剤としては、その分子構造内に約10〜約20個の炭素原子を含有するアルキル基とスルホン酸又は硫酸エステル基とを有する有機イオウ反応生成物の、水溶性塩、好ましくはアルカリ金属及びアンモニウム塩が挙げられる。(用語「アルキル」にはアシル基のアルキル部分が含まれる)この群の合成界面活性剤の例としては、a)アルキル硫酸ナトリウム、アルキル硫酸カリウム及びアルキル硫酸アンモニウム、特に獣脂又はココナッツ油のグリセリドを還元することにより製造されるような高級アルコール(C〜C18)を硫酸化して得られる界面活性剤、b)アルキルポリエトキシレート硫酸ナトリウム、アルキルポリエトキシレート硫酸カリウム、及びアルキルポリエトキシレート硫酸アンモニウム、特に、アルキル基が、10〜22個、好ましくは12〜18個の炭素原子を含有し、ポリエトキシレート鎖が1〜15個、より好ましくは1〜6個のエトキシレート部分を含有する界面活性剤、並びにc)アルキル基が約9〜約15個の炭素原子を、直鎖又は分子鎖の配置で含有するアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム及びアルキルベンゼンスルホン酸カリウム、例えば、米国特許第2,220,099号及び同第2,477,383号に記述されている種類の界面活性剤が挙げられる。とりわけ価値があるのは、アルキル基の平均炭素原子数が約11〜13個の、C11〜C13 LASと略される、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩である。
好ましい非イオン性界面活性剤は、R(OCOHの式で表されるものであり、式中、Rは、C10〜C16のアルキル基又はC〜C12のアルキルフェニル基であり、nは、3〜約80である。特に好ましいのは、C12〜C15アルコールとアルコール1モル当たり約5〜約20モルのエチレンオキシドとの縮合生成物であり、例えば、C12〜C13アルコールをアルコール1モル当たり約6.5モルのエチレンオキシドと縮合したものである。
溶媒系
本発明の組成物における溶媒系は、水だけ、又は有機溶媒と水との混合物を含有する溶媒系であることができる。好適な有機溶媒としては、1,2−プロパンジオール、エタノール、グリセロール、ジプロピレングリコール、メチルプロパンジオール、及びこれらの混合物が挙げられる。また、他の低級アルコール、モノエタノールアミン及びトリエタノールアミンなどのC〜Cアルカノールアミンを使用してもよい。溶媒系は、例えば本開示の無水固形物実施形態に、無くてもよいが、より典型的には約0.1%〜約98%の範囲にある濃度で存在でき、好ましくは少なくとも約1%〜約50%、より通常的には約5%〜約25%で存在する。一般的に、本組成物は、特に液体の形態である場合に、組成物の50重量%未満の水、好ましくは約0.1重量%〜約20重量%の水、又はより好ましくは約0.5重量%〜約15重量%、又は約5重量%〜約12重量%の水を含む。
本明細書の組成物は、一般的に成分を共に混合することにより調製することがでできる。パールエッセンス材を使用する場合、混合の後の方の段階で添加するべきである。レオロジー変性剤を使用する場合、プレミックスを最初に調製することが好ましく、レオロジー変性剤は、組成物を構成するために最終的に用いられる、水及び所望により他の配合成分の一部に分散させる。このプレミックスは、構造化された液体を形成するこのような方法で形成される。次に、この構造化したプレミックスを攪拌しながら添加することができ、水及びあらゆる任意の洗剤組成物補助剤と共に、界面活性剤及び必須の洗剤補助剤材料を使用できる。
有用な組成物のpHは、約2〜約12、約4〜約12、約5.5〜約9.5、約6.5〜約8.5、又は約6.5〜約8.2であってもよい。洗濯洗剤組成物は、約6〜約10、約6.5〜約8.5、約7〜約7.5、又は約8〜約10のpHを有していてもよい。自動食器洗浄組成物は、約8〜約12のpHを有していてもよい。洗濯洗剤添加剤組成物は、約4〜約8のpHを有していてもよい。ファブリックエンハンサーは、約2〜約8、又は約2〜約4、又は約2.5〜約3.5、又は約2.7〜約3.3のpHを有することができる。
洗剤のpHは、20±2℃における洗剤の10%(重量/体積)水溶液のpHとして定義され、固形及び粉末洗剤に関しては、20±2℃における洗剤の1%(重量/体積)水溶液のpHとして定義される。pHを±0.01pHの単位で測定することが可能な任意の測定計が適当である。Orionメータ(Thermo Scientific,Clintinpark−Keppekouter,Ninovesteenweg 198,9320 Erembodegem−Aalst,Belgium)又は均等物が、許容可能な器具である。pHメータは、カロメル又は銀/塩化銀基準を有する適切なガラス電極を備えていなければならない。例としては、Mettler DB 115が挙げられる。電極は、製造業者が推奨する電解質溶液に保存する必要がある。
洗剤の10%水溶液は、以下の手順にしたがって調製される。10±0.05グラムの試料を、±0.02グラムまで正確に測定することが可能な天秤で計量する。試料を100mLのメスフラスコに移し、精製水(水の導電度が<5μS/cmである限り、脱イオン水及び/又は蒸留水が適当である)で容量まで希釈し、充分に混合する。得られた溶液の約50mLをビーカーに注ぎ、温度を20±2℃に調整し、pHメータ製造業者の標準的な手順にしたがってpHを測定する(製造業者の指示に従い、pHアセンブリを設定及び較正することも重要である)。
固体及び粉末洗剤では、以下の手順にしたがって洗剤の1%水溶液を調製する。試料10±0.05グラムを±0.02グラムまで正確に測定することが可能な天秤で計量する。試料を1000mLメスフラスコに移し、精製水(水の伝導度が<5μS/cmである限り、脱イオン水及び/又は蒸留水が適当である)で容量まで希釈し、充分に混合する。得られた溶液の約50mLをビーカーに注ぎ、温度を20±2℃に調整し、pHメータ製造業者の標準的な手順にしたがってpHを測定する(製造業者の指示に従い、pHアセンブリを設定及び較正することも重要である)。
漂白剤
無機及び有機漂白剤は、本明細書において用いるのに適当な洗浄活性物質である。無機漂白剤としては、過ホウ酸塩、過炭酸塩、過リン酸塩、過硫酸塩及び過ケイ酸塩等の過水和物塩が挙げられる。無機過水和物塩は、通常、アルカリ金属塩である。無機過水和物塩は、追加の保護なしで結晶質固体として含まれてよい。あるいは、塩は、当該技術分野において既知の通りにコーティングされ得る。
アルカリ金属過炭酸塩、特に過炭酸ナトリウムは、本明細書に記載される洗剤組成物に使用するための好ましい過酸化水素化物である。過炭酸塩は、最も好ましくは、製品内(in-product)安定性を提供するコーティングされた形態で製品に取り込まれる。製品内安定性を提供する適当なコーティング材料は、水溶性アルカリ金属硫酸塩と炭酸塩との混合塩を含む。そのようなコーティングは、コーティングプロセスと共に、それぞれが参照により本明細書に組み込まれる、英国特許第1,466,799号、並びに米国特許第3,975,280号、同第4,075,116号、及び同第5,340,496号で既に説明されている。混合塩コーティング材料と過炭酸塩との重量比は、1:99〜1:9、好ましくは1:49〜1:19の範囲内にある。好ましくは、混合塩は、一般式NaSO+n+NaCOを有する硫酸ナトリウム及び炭酸ナトリウムのものである(式中、nは、0.1〜3、好ましくは0.3〜1.0、より好ましくは0.2〜0.5である)。製品安定性を提供する別の適当なコーティング材料は、SiO:NaO比が1.8:1〜3.0:1、好ましくは1.8:1〜2.4:1であるケイ酸ナトリウム、及び/又はメタケイ酸ナトリウムを含み、好ましくはペルオキシモノ過硫酸カリウムのような無機過水和物塩の2重量%〜10重量%、(通常3重量%〜5重量%)の濃度のSiOが適用される。ケイ酸マグネシウム、ケイ酸塩及びホウ酸塩、ケイ酸及びホウ酸、ワックス、油、及び脂肪石鹸を含有する他のコーティングもまた、有利に使用することができる。
有機漂白剤としては、ジアシル及びテトラアシルペルオキシドを含む有機ペルオキシ酸、特に、ジペルオキシドデカン二酸(diperoxydodecanedioc acid)、ジペルオキシテトラデカン二酸(diperoxytetradecanedioc acid)、及びジペルオキシヘキサデカン二酸(diperoxyhexadecanedioc acid)を挙げることができる。過酸化ジベンゾイルは、本明細書において好ましい有機ペルオキシ酸である。ジアシルペルオキシド、特にジベンゾイルペルオキシドは、約0.1〜約100マイクロメートル、好ましくは約0.5〜約30マイクロメートル、より好ましくは約1〜約10マイクロメートルの重量平均径を有する粒子の形態で存在し得る。好ましくは、少なくとも約25%〜100%、より好ましくは少なくとも約50%、更により好ましくは少なくとも約75%、最も好ましくは少なくとも約90%の粒子が、10マイクロメートルより小さく、好ましくは6マイクロメートルより小さい。
その他の有機漂白剤としては、ペルオキシ酸が挙げられ、特定の例は、アルキルペルオキシ酸及びアリールペルオキシ酸である。好ましい代表例は、(a)ペルオキシ安息香酸及びその環置換誘導体、例えば、アルキルペルオキシ安息香酸、並びにペルオキシ−α−ナフトエ酸及びモノ過フタル酸マグネシウム、(b)脂肪族又は置換脂肪族ペルオキシ酸、例えば、ペルオキシラウリン酸、ペルオキシステアリン酸、ε−フタルイミドペルオキシカプロン酸[フタロイミノペルオキシヘキサン酸(PAP)]、o−カルボキシベンズアミドペルオキシカプロン酸、N−ノネニルアミドペルアジピン酸、及びN−ノネニルアミドペルコハク酸、並びに(C)脂肪族及び芳香脂肪族(araliphatic)ペルオキシジカルボン酸、例えば1,12−ジペルオキシカルボン酸、1,9−ジペルオキシアゼライン酸、ジペルオキシセバシン酸、ジペルオキシブラシル酸、ジペルオキシフタル酸、2−デシルジペルオキシブタン−1,4−二酸、N,N−テレフタロイルジ(6−アミノペルカプロン酸)である。
漂白活性化剤は、60℃以下の温度での洗浄過程において漂白作用を増強する有機過酸前駆体を含みうる。本明細書で用いるのに適当な漂白活性化剤としては、過加水分解条件(perhydrolysis condition)下で、好ましくは1〜10個の炭素原子、特に2〜4個の炭素原子を有する脂肪族ペルオキシカルボン酸、及び/又は任意に置換された過安息香酸をもたらす化合物が挙げられる。適当な物質は、指定された炭素原子数のO−アシル及び/若しくはN−アシル基並びに/又は任意選択的に置換されたベンゾイル基を有する。好ましいのは、ポリアシル化アルキレンジアミン、特にテトラアセチルエチレンジアミン(TAED)、アシル化トリアジン誘導体、特に1,5−ジアセチル−2,4−ジオキソヘキサヒドロ−1,3,5−トリアジン(DADHT)、アシル化グリコールウリル、特にテトラアセチルグリコールウリル(TAGU)、N−アシルイミド、特にN−ノナノイルスクシンイミド(NOSI)、アシル化フェノールスルホネート、特にn−ノナノイル−又はイソノナノイルオキシベンゼンスルホネート(n−又はイソ−NOBS)、無水カルボン酸、特に無水フタル酸、アシル化多価アルコール、特にトリアセチン、二酢酸エチレングリコール及び2,5−ジアセトキシ−2,5−ジヒドロフラン、更にはトリエチルアセチルクエン酸塩(TEAC)である。
本明細書の洗剤組成物に使用するうえで好ましい漂白剤触媒としては、マンガントリアザシクロノナン及び関連する錯体(米国特許第4,246,612号、同第5,227,084(A)号);Co、Cu、Mn及びFeビスピリジルアミン及び関連する錯体(米国特許第5,114,611号);並びにペンタミン酢酸コバルト(III)及び関連する錯体(米国特許第4,810,410号)が挙げられる。本明細書に用いるのに適した漂白触媒の完全な記述は、参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第6,599,871号に見出すことができる。
食器洗浄剤
自動食器洗い用洗剤に使用するための好ましい界面活性剤は、それ自体が低起泡性である、又は他の構成成分(例えば、抑泡剤)と組み合わされる。本明細書に用いるのに好ましいのは、低及び高曇点非イオン性界面活性剤、並びにこれらの混合物であり、非イオン性アルコキシル化界面活性剤(特にC〜C18の1級アルコールから誘導されるエトキシレート)、エトキシル化−プロポキシル化アルコール(例えば、Olin CorporationのPoly−Tergent(登録商標)SLF18)、エポキシ末端保護ポリ(オキシアルキル化)アルコール(例えば、Olin CorporationのPoly−Tergent(登録商標)SLF18B、国際公開第94/22800(A)号を参照)、エーテル末端保護ポリ(オキシアルキル化)アルコール界面活性剤、及びBASF−Wyandotte Corp.(Wyandotte,Michigan)によるPLURONIC(登録商標)、REVERSED PLURONIC(登録商標)、及びTETRONIC(登録商標)のようなブロックポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンポリマー化合物;C12〜C20のアルキルアミンオキシド(本明細書に用いるのに好ましいアミンオキシドとしては、ラウリルジメチルアミンオキシド及びヘキサデシルジメチルアミンオキシドが挙げられる)のような両性界面活性剤、並びにMiranol(商標)C2Mのようなアルキルアンホカルボン酸界面活性剤、ベタイン及びスルタインのような双極性界面活性剤、並びにこれらの混合物が挙げられる。本明細書での使用に適した界面活性剤は、例えば、米国特許第3,929,678(A)号、同第4,259,217(A)号、欧州特許第0414549(A)号、国際公開第93/08876(A)号及び同第93/08874(A)号に開示されている。界面活性剤は、洗剤組成物の約0.2重量%〜約30重量%、より好ましくは約0.5重量%〜約10重量%、最も好ましくは約1重量%〜約5重量%の濃度で存在し得る。
他の組成物及び添加剤
本明細書に述べられる洗剤組成物に使用するのに適したビルダーとしては、クエン酸塩、炭酸塩、ケイ酸塩、及びポリリン酸塩、例えば、トリポリリン酸ナトリウム及びトリポリリン酸ナトリウム六水和物、トリポリリン酸カリウム、並びにトリポリリン酸ナトリウム及びカリウムの混合塩のような水溶性ビルダーが挙げられる。
本明細書に述べられる洗剤組成物に使用するのに適した酵素としては、細菌又は真菌のセルラーゼ、例えば、CAREZYME及びCELLUZYME(Novo Nordisk A/S)など;ペルオキシダーゼ;リパーゼ、例えば、AMANO−P(Amano Pharmaceutical Co.)、M1 LIPASE及びLIPOMAX(Gist−Brocades)、並びにLIPOLASE及びLIPOLASE ULTRA(Novo)など;クチナーゼ、プロテアーゼ、例えば、ESPERASE、ALCALASE、DURAZYM及びSAVINASE(Novo)、並びにMAXATASE、MAXACAL、PROPERASE及びMAXAPEM(Gist−Brocades)など;α及びβアミラーゼ、例えば、PURAFECT OX AM(Genencor)及びTERMAMYL、BAN、FUNGAMYL、DURAMYL、及びNATALASE(Novo);ペクチナーゼ;並びにこれらの混合物が挙げられる。酵素は、本明細書では、小球(prills)、顆粒(granulates)、又は共顆粒(cogranulates)として、典型的に洗浄組成物の約0.0001重量%〜約2重量%の範囲内の純酵素濃度で添加することができる。
本明細書に述べられる洗剤組成物に使用するのに適した抑泡剤としては、低曇点を有する非イオン性界面活性剤が挙げられる。本明細書で使用される場合、「曇点」とは、温度が上昇するにつれて界面活性剤の溶解性が低下する結果となる非イオン性界面活性剤の周知の特性であり、第2相の出現が観察できる温度を、「曇点」と呼ぶ。本明細書で使用される場合、「低曇点」非イオン性界面活性剤とは、30℃未満、好ましくは約20℃未満、更により好ましくは約10℃未満、及び最も好ましくは約7.5℃未満の曇点を有する非イオン性界面活性剤系成分として定義される。低曇点非イオン性界面活性剤としては、非イオン性アルコキシル化界面活性剤、特に1級アルコールから誘導されるエトキシレート、及びポリオキシプロピレン/ポリオキシエチレン/ポリオキシプロピレン(PO/EO/PO)リバースブロックポリマーを挙げることができる。また、このような低曇点の非イオン性界面活性剤としては、例えば、エトキシル化−プロポキシル化アルコール(例えば、BASFのPOLY−TERGENT SLF18)及びエポキシ末端処理ポリ(オキシアルキル化)アルコール(例えば、米国特許第5,576,281(A)号に記載される非イオン性のBASFのPOLY−TERGENT SLF18Bシリーズ)を挙げることができる。
本明細書に記載される洗剤組成物に使用するのに適したその他の構成要素としては、再付着防特性、汚れ放出特性、又はその他の洗浄特性を有する洗浄ポリマーが挙げられる。本明細書において使用される再付着防止重合体としては、SOKALAN PA30、PA20、PA15、PA10、並びにSOKALAN CP10(BASF GmbH)、ACUSOL 45N、480N、460N(Rohm and Haas)、SOKALAN CP5などのアクリル酸/マレイン酸共重合体、及びアクリル/メタクリル共重合体などのアクリル酸含有重合体が挙げられる。他の適当なポリマーとしては、アルコキシル化ポリアルキレンイミン(例えばPEI600 EO20及び/又はエトキシサルフェート化ヘキサメチレンジアミンジメチル第四級アンモニウムカチオン)(必要に応じて第四級化される)などのアミンベースのポリマーが挙げられる。本明細書において使用される汚れ放出ポリマーとしては、アルキル及びヒドロキシアルキルセルロース(米国特許第A−4,000,093(A)号)、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン及びこれらのコポリマー、並びにエチレングリコール、プロピレングリコール及びこれらの混合物のテレフタレートエステルをベースとする、非イオン性及びアニオン性ポリマーが挙げられる。
また重金属イオン封鎖剤及び結晶成長阻害剤、例えば、塩及び遊離酸形態のジエチレントリアミンペンタ(メチレンホスホネート)、エチレンジアミンテトラ(メチレンホスホネート)ヘキサメチレンジアミンテトラ(メチレンホスホネート)、エチレンジホスホネート、ヒドロキシ−エチレン−1,1−ジホスホネート、ニトリロトリアセテート、エチレンジアミノテトラアセテート、エチレンジアミン−N,N’−ジサクシネートもまた、洗剤での使用に適している。
また、本明細書に記載の洗剤組成物に使用するのに適しているのは、例えば、有機銀コーティング剤(特に、Wintershall(Salzbergen,Germany)から販売されるWINOG70のようなパラフィン)、窒素含有腐食防止剤化合物(例えば、ベンゾトリアゾール及びベンズイミダゾール、英国特許1137741(A)号を参照)、並びにMn(II)化合物、特に有機配位子のMn(II)塩のような腐食防止剤である。
本明細書の洗剤組成物に使用するのに適当な他の成分としては、例えばカルシウムイオン、ホウ酸及びプロピレングリコールのような酵素安定化剤が挙げられる。
適当なすすぎ添加剤は、当該技術分野において既知である。典型的に、市販の食器洗浄用すすぎ補助剤は、低起泡性脂肪族アルコールポリエチレン/ポリプロピレングリコールエーテル、可溶化剤(例えば、クメンスルホネート)、有機酸(例えば、クエン酸)及び溶媒(例えば、エタノール)の混合物である。こうしたすすぎ補助剤の機能は、水滴、筋、又はフィルムが、以降の乾燥方法後に残らないように、薄い凝集性フィルムの形態ですすいだ表面から排出され得るような方法で水の界面張力に影響することである。欧州特許第0197434(B1)号は、界面活性剤として混合エーテルを含有するすすぎ補助剤を記載している。柔軟仕上げ剤及び同類のもののようなすすぎ添加剤も同様に考えられ、本明細書の開示に従うフィルムへの封入に適している。
使用方法
本明細書に述べられるフィルム及び物品、並びにそれらに含まれる組成物は、例えば基材をフィルム、物品、及び/又はそれらに含まれる組成物と接触させることにより、例えば衣類又は硬質表面などの基材を処理するために使用することができる。接触工程は、手作業で、又は自動的な機械、例えば自動(上部又は前部装填式の)洗濯機若しくは自動食器洗浄機で行うことができる。接触工程は、約80℃以下、又は約60℃以下、又は約40℃以下、又は約30℃以下、又は約20℃以下、又は約15℃以下、又は約10℃以下、又は約5℃以下の温度であってよい水の存在下で行うことができる。上記で述べたように、本発明のフィルム及びそのフィルムから製造された物品は、冷水への溶解に特に適しており、したがって、冷水洗浄(例えば約1℃〜約30℃、又は約5℃〜約20℃)において効果を与えるものである。接触工程の後に、複数回のすすぎサイクル、又は更には1回のすすぎサイクルを行ってもよい。フィルムは高い溶解特性を有するため、フィルムを溶解し、かつ/又はフィルム内に収容された内容物を放出させるのにそれほど水を必要としない。
本開示の具体的な想到される各態様を、以下の番号を付した段落において本明細書に記載する。
1.水溶性フィルムと、該フィルムに近接した家庭用ケア組成物とを含む物品であって、前記水溶性フィルムが、ポリビニルアルコール(PVOH)ポリマー、第1の可塑剤としてのジプロピレングリコール、第2の可塑剤としての糖アルコール、及び第3の可塑剤としてのポリオールを含み、前記第3の可塑剤が、前記第1の可塑剤及び前記第2の可塑剤と異なる、物品。
2.水溶性フィルムを含む物品であって、前記水溶性フィルムが、水溶性ポリビニルアルコール(PVOH)ポリマー(例えば架橋PVOHポリマー)、第1の可塑剤としてのジプロピレングリコール、第2の可塑剤としての糖アルコール、及び第3の可塑剤としてのポリオールを含み、前記第3の可塑剤が、前記第1の可塑剤及び前記第2の可塑剤と異なる、物品。
3.前記糖アルコールが、イソマルト、マルチトール、ソルビトール、キシリトール、エリスリトール、アドニトール、ズルシトール、ペンタエリスリトール、及びマンニトールからなる群から選択される、上記の段落のいずれかに記載の物品。
4.前記糖アルコールがソルビトールである、前の段落に記載の物品。
5.前記ポリオールが、グリセリン、ジグリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、分子量400以下のポリエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、プロピレングリコール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、トリメチロールプロパン、及びポリエーテルポリオールからなる群から選択される、上記の段落のいずれかに記載の物品。
6.前記ポリオールがグリセリンである、前の段落に記載の物品。
7.前記糖アルコールがソルビトールであり、前記ポリオールがグリセリンである、上記の段落のいずれかに記載の物品。
8.前記ポリビニルアルコール(PVOH)ポリマー、前記第1の可塑剤としてのジプロピレングリコール、前記第2の可塑剤としてのソルビトール、及び第3の可塑剤としてのグリセリンを含み、前記フィルム中において、前記第1、第2、及び第3の可塑剤が、前記フィルム中の全樹脂100部に対し(phr)、約5部〜約50部の範囲の全可塑剤の合計量で存在する、上記の段落のいずれかに記載の物品。
9.前記フィルムが、前記第1、第2、及び第3の可塑剤以外の可塑剤を実質的に含まない、上記の段落のいずれかに記載の物品。
10.前記フィルムが、約50℃よりも高い融点を有する固体可塑剤を含む、上記の段落のいずれかに記載の物品。
11.前記固体可塑剤が前記第2の可塑剤でもある、前の段落に記載の物品。
12.前記フィルム中において、前記第1、第2、及び第3の可塑剤が、前記フィルム中の全樹脂100部に対し(phr)、約5部〜約40部の範囲の合計量で存在する、上記の段落のいずれかの物品。
13.前記フィルム中において、前記第1、第2、及び第3の可塑剤が、約10phr〜約40phr、又は約20phr〜約35phrの合計量で存在する、前の段落に記載の物品。
14.前記フィルムが、経時引張強度試験により測定した場合に少なくとも約25MPaの経時引張強度を有し、前記フィルムが、総和シール断裂試験により測定した場合に少なくとも約170%のシール断裂率の値を有する、上記の段落のいずれかに記載の物品。
15.前記フィルムが、経時引張強度試験により測定した場合に少なくとも約30MPaの経時引張強度を有する、上記の段落のいずれかに記載の物品。
16.前記フィルム中において、前記第1の可塑剤が、前記フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約10重量%〜約40重量%の範囲の量で存在し、前記フィルム中において、前記第2の可塑剤が、前記フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約10重量%〜約30重量%の範囲の量で存在し、前記フィルム中において、前記第3の可塑剤が、前記フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約40重量%〜約70重量%の範囲の量で存在する、段落14又は15に記載の物品。
17.前記フィルム中において、前記第1の可塑剤が、前記フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約10重量%〜約65重量%の範囲の量で存在する、上記の段落のいずれかに記載の物品。
18.前記フィルム中において、前記第2の可塑剤が、前記フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約10重量%〜約65重量%の範囲の量で存在する、上記の段落のいずれかに記載の物品。
19.前記フィルム中において、前記第3の可塑剤が、前記フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約25重量%〜約80重量%の範囲の量で存在する、上記の段落のいずれかに記載の物品。
20.前記フィルム中において、前記第1の可塑剤が、前記フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約13重量%〜約46重量%の範囲の量で存在し、前記フィルム中において、前記第2の可塑剤が、前記フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約13重量%〜約58重量%の範囲の量で存在し、前記フィルム中において、前記第3の可塑剤が、前記フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約28重量%〜約73重量%の範囲の量で存在する、上記の段落のいずれかに記載の物品。
21.前記フィルム中において、前記第1の可塑剤が、前記フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約13重量%〜約38重量%の範囲の量で存在し、前記フィルム中において、前記第2の可塑剤が、前記フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約16重量%〜約58重量%の範囲の量で存在し、前記フィルム中において、前記第3の可塑剤が、前記フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約28重量%〜約71重量%の範囲の量で存在する、上記の段落のいずれかに記載の物品。
22.前記フィルム中において、前記第1の可塑剤が、前記フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約13重量%〜約58重量%の範囲の量で存在し、前記フィルム中において、前記第2の可塑剤が、前記フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約13重量%〜約58重量%の範囲の量で存在し、前記フィルム中において、前記第3の可塑剤が、前記フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約28重量%〜約73重量%の範囲の量で存在する、上記の段落のいずれかに記載の物品。
23.前記フィルム中において、前記第1の可塑剤が、前記フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約13重量%〜約50重量%の範囲の量で存在し、前記フィルム中において、前記第2の可塑剤が、前記フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約13重量%〜約50重量%の範囲の量で存在し、前記フィルム中において、前記第3の可塑剤が、前記フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約36重量%〜約73重量%の範囲の量で存在する、上記の段落のいずれかに記載の物品。
24.前記フィルム中において、前記第1の可塑剤が、前記フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約13重量%〜約45重量%の範囲の量で存在し、前記フィルム中において、前記第2の可塑剤が、前記フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約19重量%〜約52重量%の範囲の量で存在し、前記フィルム中において、前記第3の可塑剤が、前記フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約35重量%〜約65重量%の範囲の量で存在する、上記の段落のいずれかに記載の物品。
25.前記フィルム中において、前記第1の可塑剤が、前記フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約13重量%〜約39重量%の範囲の量で存在し、前記フィルム中において、前記第2の可塑剤が前記フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約22重量%〜約38重量%の範囲の量で存在し、前記フィルム中において、前記第3の可塑剤が、前記フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約39重量%〜約64重量%の範囲の量で存在する、上記の段落のいずれかに記載の物品。
26.前記フィルム中において、前記第1の可塑剤が、前記フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約13重量%〜約19重量%の範囲の量で存在し、前記フィルム中において、前記第2の可塑剤が、前記フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約41重量%〜約52重量%の範囲の量で存在し、前記フィルム中において、前記第3の可塑剤が、前記フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約35重量%〜約44重量%の範囲の量で存在する、上記の段落のいずれかに記載の物品。
27.前記フィルムが、以下の3つの特性(a)、(b)、及び(c)、すなわち、(a)経時溶融転移点差試験により測定される場合に経時溶融転移点差の上昇が約12℃以下、(b)経時接着力試験により測定される場合に経時接着力の値が少なくとも約1300g/s、及び(c)経時引張強度試験により測定される場合に経時引張強度が少なくとも約25MPa、のうちの少なくとも2つを有する、上記の段落のいずれかに記載の物品。
28.前記フィルムが、以下の3つの特性(a)、(b)、及び(c)、すなわち、(a)経時溶融転移点差試験により測定される場合に経時溶融転移点差の上昇が約11℃以下、(b)経時接着力試験により測定される場合に経時接着力の値が少なくとも約1900g/s、及び(c)経時引張強度試験により測定される場合に経時引張強度が少なくとも約30MPa、のうちの少なくとも2つを有する、上記の段落のいずれかに記載の物品。
29.前記フィルムが、以下の3つの特性(a)、(b)、及び(c)、すなわち、(a)経時溶融転移点差試験により測定される場合に経時溶融転移点差の上昇が約11℃以下、(b)経時接着力試験により測定される場合に経時接着力の値が少なくとも約2500g/s、及び(c)経時引張強度試験により測定される場合に経時引張強度が少なくとも約32.5MPa、のうちの少なくとも2つを有する、上記の段落のいずれかに記載の物品。
30.前記フィルムが、前記3つの特性(a)、(b)、及び(c)のすべてを有する、段落27〜29のいずれかに記載の物品。
31.前記フィルムが、前記第1、第2、及び第3の可塑剤以外の可塑剤、可塑剤相溶剤、潤滑剤、離型剤、充填剤、増量剤、架橋剤、ブロッキング防止剤、酸化防止剤、粘着性除去剤、消泡剤、ナノ粒子、漂白剤、界面活性剤、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される1つ以上の成分を更に含む、上記の段落のいずれかに記載の物品。
32.前記PVOHポリマーが、ビニルアルコールモノマー単位及び場合により酢酸ビニルモノマー単位から本質的になるPVOHホモポリマーを含む、上記の段落のいずれかに記載の物品。
33.前記PVOHポリマーが、アニオン性モノマー単位、ビニルアルコールモノマー単位、及び場合により酢酸ビニルモノマー単位を含むPVOHコポリマーを含む、上記の段落のいずれかに記載の物品。
34.前記アニオン性モノマーが、ビニル酢酸、マレイン酸、マレイン酸モノアルキル、マレイン酸ジアルキル、マレイン酸モノメチル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸無水物、フマル酸、フマル酸モノアルキル、フマル酸ジアルキル、フマル酸モノメチル、フマル酸ジメチル、フマル酸無水物、イタコン酸、イタコン酸モノメチル、イタコン酸ジメチル、イタコン酸無水物、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、エチレンスルホン酸、2−アクリルアミド−1−メチルプロパンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−メチルアクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、アクリル酸2−スルホエチル(sufoethyl)、前述のアルカリ金属塩、前述のエステル、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、前の段落に記載の物品。
35.前記アニオン性モノマーが、アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸、それらのアルキル金属塩、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、段落33に記載の物品。
36.前記アニオン性モノマーが、マレイン酸モノメチル、そのアルカリ金属塩、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、段落33に記載の物品。
37.前記PVOHポリマーが、2種類以上の異なるPVOHホモポリマーを含むポリマーブレンドを含む、上記の段落のいずれかに記載の物品。
38.前記PVOHポリマーが、2種類以上の異なるPVOHコポリマーを含むポリマーブレンドを含む、上記の段落のいずれかに記載の物品。
39.前記ポリマーブレンドが、第1のアニオン性モノマー単位を含む第1のPVOHコポリマーと、前記第1のアニオン性モノマー単位とは異なる第2のアニオン性モノマー単位を含む第2のPVOHコポリマーとを含む、前の段落に記載の物品。
40.前記第1のアニオン性モノマーが、アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸、それらのアルキル金属塩、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され、前記第2のアニオン性モノマーが、マレイン酸モノメチル、そのアルカリ金属塩、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、前の段落に記載の物品。
41.前記第1のPVOHコポリマーが、前記フィルム中の全PVOHポリマーの約10重量%〜約80重量%の範囲の量で存在し、前記第2のPVOHコポリマーが、前記フィルム中の全PVOHポリマーの約20重量%〜約90重量%の範囲の量で存在する、前の段落に記載の物品。
42.前記PVOHポリマーが、少なくとも1つのPVOHホモポリマーと少なくとも1つのPVOHコポリマーとを含むポリマーブレンドを含む、上記の段落のいずれかに記載の物品。
43.前記PVOHポリマーが、約75%〜約99%の範囲の加水分解度を有する、上記の段落のいずれかに記載の物品。
44.前記PVOHポリマーが、約4cP〜約24cPの範囲の20℃での4%溶液粘度を有する、上記の段落のいずれかに記載の物品。
45.前記フィルムが、PVOHポリマー以外の水溶性ポリマーを更に含む、上記の段落のいずれかに記載の物品。
46.前記水溶性ポリマーが、ポリエチレンイミン、ポリビニルピロリドン、ポリアルキレンオキシド、ポリアクリルアミド、セルロースエーテル、セルロースエステル、セルロースアミド、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ゼラチン、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース及びそれらの塩、デキストリン、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、マルトデキストリン、デンプン、加工デンプン、グアーガム、アカシアガム、キサンタンガム、カラギーナン、ポリアクリレート及びそれらの塩、それらのコポリマー、それらのブレンド、並びにそれらの組み合わせからなる群から選択される、前の段落に記載の物品。
47.上記の段落のいずれかに記載のフィルムであって、前記フィルムの第1の表面が同じフィルムの第2の表面に溶剤封止されるか、又は上記の段落のいずれかに記載の第2のフィルムの表面に溶剤封止された、フィルムを有する、上記の段落のいずれかに記載の物品。
48.前記フィルムが、内部パウチ体積を画定するパウチの形態である、上記の段落のいずれかに記載の物品。
49.前記家庭用ケア組成物が、前記内部パウチ体積内に収容されている、前の段落に記載の物品。
50.少なくとも1つの封止された区画を有するパウチの形態である、段落1〜49のいずれかに記載の物品。
51.前記少なくとも1つの区画が少なくとも1つの壁を有し、該少なくとも1つの壁が前記水溶性フィルムを含む、段落50に記載の物品。
52.前記パウチが、少なくとも2つの区画を有する、段落50又は51に記載の物品。
53.第2の区画が、第1の区画に重ね合わされている、段落50〜52のいずれかに記載の物品。
54.前記パウチが、少なくとも3つの区画を有する、段落50〜53のいずれかに記載の物品。
55.第2の区画及び第3の区画が、第1の区画に重ね合わされている、段落50〜54のいずれかに記載の物品。
56.前記家庭用ケア組成物が、前記少なくとも1つの区画内に収容されている、段落50〜55のいずれかに記載の物品。
57.前記組成物が、軽質液体洗剤組成物、重質液体洗剤組成物、硬質表面洗浄組成物、洗濯に一般的に使用される洗剤ゲル、漂白組成物、洗濯添加剤、ファブリックエンハンサー組成物、シャンプー、ボディソープ、他のパーソナルケア組成物、及びこれらの混合物からなる群から選択される、上記の段落のいずれかに記載の物品。
58.前記家庭用ケア組成物が、界面活性剤を含む、上記の段落のいずれかに記載の物品。
59.前記家庭用ケア組成物が、液体、固体、粉末、又はこれらの混合物の形態である、上記の段落のいずれかに記載の物品。
60.前記家庭用ケア組成物が前記フィルムと接触している、上記の段落のいずれかに記載の物品。
61.段落1〜59のいずれかに記載の物品を形成する方法であって、内部パウチ容器体積を画定する前記フィルムを提供する工程と、前記容器体積に前記家庭用ケア組成物を充填する工程と、前記フィルムを封止して前記組成物を収容した封止区画を形成する工程と、を含む方法。
62.基材を処理する方法であって、前記基材を、段落1〜60のいずれかに記載の物品、又はその中に収容された組成物と、通常は水の存在下で接触させる工程を含む、方法。
63.上記の段落のいずれかに記載のフィルムを製造するための方法であって、ポリビニルアルコール(PVOH)ポリマー、第1の可塑剤、第2の可塑剤、及び第3の可塑剤を選択する工程と、少なくとも第1のフィルム特性及び第2のフィルム特性の所望の範囲を選択する工程と、前記PVOHポリマー、前記第1の可塑剤、前記第2の可塑剤、及び前記第3の可塑剤の異なる濃度で、前記PVOHポリマー、前記第1の可塑剤、前記第2の可塑剤、及び前記第3の可塑剤を含む複数のフィルムを形成する工程であって、前記フィルムの少なくとも1つが、前記第1及び第2のフィルム特性のそれぞれについて前記所望の範囲内のフィルム特性を有する、工程と、前記形成されたフィルムのそれぞれの前記第1及び第2のフィルム特性を測定する工程と、前記形成された複数のフィルムから前記PVOHポリマー、前記第1の可塑剤、前記第2の可塑剤、及び前記第3の可塑剤のそれぞれのフィルム濃度を特定する工程であって、前記特定されたフィルム濃度が、各特性の前記所望の範囲内の第1のフィルム特性及び第2のフィルム特性を有する、工程と、前記PVOHポリマー、前記第1の可塑剤、前記第2の可塑剤、及び前記第3の可塑剤を前記特定されたフィルム濃度で含むフィルムを形成する工程と、を含む、方法。
64水溶性ポリビニルアルコールフィルムの可塑剤としてのジプロピレングリコールを、糖アルコール可塑剤及びポリオール可塑剤と組み合わせた使用であって、(a)経時溶融転移点差試験により測定される、フィルムの経時溶融転移点差の上昇、(b)経時接着力試験により測定される、フィルムの経時接着力の値、及び(c)経時引張強度試験により測定される、フィルムの経時引張強度のうちの1つ以上を向上させるための、使用。
経時引張強度試験
経時引張強度試験(「ATS」又は「経時張力」)試験にしたがって引張強度によって、更に必要に応じて弾性率(又は引張応力)によって特徴付けられる、又は引張強度及び必要に応じて弾性率について試験しようとする水溶性フィルムを、以下のように分析する。この手順は、ASTM D882(「薄いプラスチックシート材の引張特性の標準的試験方法」)又は同等の方法にしたがって引張強度を測定すること、及び必要に応じて100%伸長率における弾性率を測定することを含む。インストロン引張試験装置(モデル5544引張試験機又は同等の装置)をフィルムのデータの収集に使用する。最低でも3つの試験片を作製することが可能な大きさのフィルム試料を、ヘッドスペースを最小とし、ヒートシールで閉じたホイルラミネートパウチにフィルム試料を入れることによって最初にコンディショニングする。パウチを35℃のオーブン中に14日間置く。14日後、パウチを取り出し、23℃にまで冷ます。試験片を、寸法安定性及び再現性を保証するために信頼性の高い切断工具でそれぞれ切り出し、各測定において機械方向(MD)(当てはまる場合)で試験する。試験は、23±2.0℃かつ相対湿度35±5%の標準的な実験室雰囲気中で実施する。引張強度及び弾性率の測定を行うため、幅2.54cm(1”)、厚さ76.2±3.8μm(又は3.0±0.15ミル)の1枚のフィルムシートから試料を作製する。次いで、試料をインストロン引張試験機に移して、相対湿度35%の環境への曝露を最小限に抑えつつ試験を進める。引張試験機は500Nロードセルを備え、製造者の指示にしたがって準備し、較正する。適正なグリップ及びフェース面を取り付ける(ゴムでコーティングされた幅25mmのモデル番号2702−032のフェース面を有するINSTRONグリップ、又は同等のもの)。各試料を引張試験機内に取り付け、引張強度(すなわちフィルムを破断するために要する応力)、及び必要に応じて100%弾性率(すなわち100%のフィルム伸長率を得るのに要する応力)を測定するために分析を行う。
本開示に基づく水溶性フィルムの適当な挙動は、ATS試験によって測定した場合に、少なくとも約25MPa、30MPa、又は32.5MPaのATS値がによって特徴付けられる。一般的に、より高いATS値は、一般的により強いパウチに相当し、フィルムがシールの制限的要素又は最も低強度の要素である場合にはパウチのより強いシールに相当することから望ましい。異なる実施形態において、水溶性フィルムは、少なくとも約25、30、32.5、若しくは35Mpaかつ/又は最大で約30、35、38、40、45、若しくは50MPaのATS値を有する。
総和シール断裂試験
総和シール断裂試験(「SST」又は「総和シール断裂率(%)」)試験にしたがってシール強度によって特徴付けられる、又はシール強度について試験しようとする水溶性フィルムを、以下のように分析する。この手順は、シールを形成するフィルムの層が引き離されるときにフィルムの層が剥離する代わりにフィルムが断裂するシール強度を、シールの比率(%)(又は割合)として測定することを含む。強いシールが「断裂」の結果を生じる(すなわち、シールが剥離する前にフィルムが断裂するだけの充分な力が作用する)のに対して、弱いシールは「剥離」の結果を生じる(すなわち、フィルムが断裂するだけの充分な力が作用する前に2枚の封止されたフィルムが剥離する)。インストロン引張試験装置(モデル5544引張試験機又は同等の装置)をフィルムのデータの収集に使用し、アニロックスローラ140/10を備えたESIPROOFプルーフィング装置又は同等の装置を使用して2枚のフィルムを水で封止する。最低でも5つの試験片を作製することが可能な大きさのフィルム試料を、ヘッドスペースを最小とし、ヒートシールで閉じたホイルラミネートパウチにフィルム試験片を入れることによって最初にコンディショニングする。パウチを38℃のオーブン中に11日間置く。11日後、パウチを取り出し、23℃±2.0℃にまで冷ます。
SST試験を以下のようにして行う。すなわち、機械方向(MD)に300mmの寸法を有する4枚の100mm×300mmのフィルムシートを切断することによって試験片を作製する。2枚のシートで、一方のシートの四隅を表面にテープで留める。他方のシートを、テープ留めされたシートの上に、適当な表面同士が接触するようにして重ねる。テープ留めされた他方のシートの上に、残りのシートを、(1)グロス面(すなわち、キャスティングしたフィルムの基材接触面)をマット表面側(すなわちキャスティングしたフィルムの空気乾燥される面)と接触させる(すなわちマット/グロスシールを形成して評価するため)か、又は(2)マット面をマット表面と接触させる(すなわちマット/マットシールを形成して評価するため)ようにして置く。それぞれの上側シートの一方の100mmの端部をテープで留めて下側シートに固定する。それぞれの上側シートの固定されていない方の端部を、140/10アニロックスローラを使用してESIPROOFプルーフィングローラに通す。0.5mLの水をドクターブレードに塗る。ローラを一定の速度(75mm/秒)で引いて上側フィルムをコートして、下側シートに固定する。フィルムを10〜15分間、接合させる。ストリップパンチ又はサンプルカッターを使用して、横断方向(TD)に幅25.4mmの試料を切断する。インストロン試験機に移した後は、環境への曝露を最小限に抑えつつ試験を進める。フィルムグリップ間の間隔を6mmに、クロスヘッドの速度を254mm/分に設定する。封止されていない試験片の端(フラップ)を試験機のグリップ内に、試験片がグリップと整列し、グリップに平行となるように注意して置く。試験を開始し、フラップに荷重を加えて、封止された層を断裂又は分離させる。2つのフラップの少なくとも一方が、フラップの幅の少なくとも25%の断裂を示した場合に、シール性能を「断裂」として記録する。そうでない場合には、シール性能を「剥離」として記録する。
試験を、マット/グロスシール試験片及びマット/マットシール試験片の両方について行う。これらのいずれのシールの構成も、本開示に基づく水溶性パウチのシールを形成するために一般的に用いられているものである。それぞれのタイプのシールについて断裂したシールの比率(%)を互いに合計することによって、SST値を得る。例えば、マット/グロスシールの100%が断裂し、マット/マットシールの100%が断裂した場合には、SST値は200%となる。
本開示に基づく水溶性フィルムの適当な挙動は、少なくとも約50%、100%、150%、170%、180%若しくは190%かつ/又は最大で約160%、180%若しくは200%(例えば約170%又は180%〜200%)のSST値によって特徴付けられる。これらの範囲内では、フィルムは高いシール強度を示す。
経時溶融転移点差試験
経時溶融転移点差(「AMTD」又は「dTm1」)試験にしたがって融点によって特徴付けられる、又は融点について試験しようとする水溶性フィルムを、以下のように分析する。AMTD値は、2週間のエイジング/アニーリング後の融点Tm1の値からエイジング前のTm1の値を引いたものである。ポリマーの融点は、ポリマー中の結晶子の大きさ/数が増大するにしたがって高くなりうる。より低いAMTDの値は、変換プロセスにおけるより良好なシール形成と関連づけられており、結晶化度の成長がより低いことを示しているものと考えられ、これにより、シール形成に利用可能な、より可動性の高い、非晶質の領域が与えられる。より低いAMTD値が好ましい。エイジングを行うため、ヘッドスペースを最小とし、ヒートシールで閉じたホイルラミネートパウチに入れることによってフィルム試料を最初にコンディショニングする。パウチを35℃のオーブン中に14日間置く。14日後、パウチを取り出し、室温(23℃±2.0℃)にまで冷ます。
TA Instruments Q2000示差走査熱量計(DSC)又は同等の装置を、50mL/分の窒素でパージし、温度傾斜の間の重量損失を防止するために、TZEROアルミニウム密封パン(TA Instrumentsより販売されるもの)と共に使用して試験を行う。試験するフィルム試験片は、パンに収まる、全体で約3〜5mgの試料を与えるように小片に切断する(例えば約3つの積層された切断フィルム片)。DSC試験は、(1)−75.00℃で平衡化し、次いで(2)200.00℃まで10.00℃/分で温度傾斜させてDSC曲線を生成することによって行う。曲線が生成された時点で、標準的な熱量分析法にしたがって、すべての転移点を、T、Tm1、及びTm2として記録し、Tm1のエンタルピーを記録する。DSC試験は、エイジング前の初期のフィルムと、35℃で2週間のエイジング後のフィルムで行う。次いで、AMTD値を、Tm1,エイジング後−Tm1,初期として計算する。
本開示に基づく水溶性フィルムの適当な挙動は、約4、6、8、10、11、若しくは12℃以下かつ/又は少なくとも約0、2、4、6、若しくは8℃(例えば約0、2、若しくは4℃〜約11若しくは12℃)のAMTD値によって特徴付けられる。これらの範囲内では、フィルムは、特にパケット又はパウチに形成された後、向上したシール強度を示す。
経時接着力試験
経時接着力(「AA」又は「2W−PA」)試験にしたがって接着力によって特徴付けられる、又は接着力について試験しようとする水溶性フィルムを、以下のように分析する。AA試験の値は、粘着度(接着力)試験の正の曲線下面積である。この正の面積は、接着力の仕事と同様であるか又は同等である。エイジングを行うため、最低でも3つの試験片を作製することが可能なフィルム試料を、ヘッドスペースを最小とし、ヒートシールで閉じたホイルラミネートパウチに入れることによって最初にコンディショニングする。パウチを35℃のオーブン中に14日間置く。14日後、パウチを取り出し、室温(23℃±2.0℃)にまで冷ます。より高いAA値が好ましく、シール強度を表している。
試験は、パスタ固さ計測具及び水をかけるためのオーバーヘッドプローブスプレーガン(BADGER 200−3又は同等の装置)を備えたStable Microsystems(XT+仕様)テクスチャー分析装置又は同等の装置を使用して行う。試験は、以下の標準的な粘着度法のパラメータを用いて行う。すなわち、コート重量0.04g、開放時間10秒、シール力50kg、シール時間2秒、及び硬化時間60秒。制御された条件下(21℃、相対湿度35%)で、14cm×9cmの2枚のフィルム片を切り出し、両面テープを使用して1つの層をパスタ固さ計測具(下側プラットフォーム)に固定し、1つの層を存在しうる皺を注意深く伸ばすことによって上側プローブに固定することにより、試料を作製する。これらの試験片複成物を、以下の手順にしたがって試験する。
1.スプレーガンを下側プラットフォームの20.5cm上に配置する。
2.水を噴射して下側フィルム層の中心に0.04gの水を塗布する。
3.フィルム層同士が合わされるまで上側プローブを下降させ、50kgの圧力を2秒間加える。水の塗布とフィルムを合わせるまでの間の時間は10秒に設定する。
4.圧力を解放し、接触を60秒間維持する(緩和力100gで)。
5.上側プローブを12mm/秒の一定速度で再び上昇させる。
6.「正の面積」を、フィルム試験片の接着力の仕事として記録する。
本開示に基づく水溶性フィルムの適当な挙動は、少なくとも約1300、1900、若しくは2500g/s、かつ/又は最大で約3000、4500、6000、8000、10000、15000、若しくは20000g/sのAA値によって特徴付けられる。これらの下限閾値よりも上(例えば更に上限値によって規定される範囲内)では、フィルムは、向上したシール強度を示す。
実施例1:可塑剤のブレンドシリーズ1
実施例1は、PVOHホモポリマーのブレンドと、グリセリン、ソルビトール、及び一連の異なるポリオール可塑剤から選択される1つを含む3種類の異なる可塑剤とに基づいた一連の水溶性フィルムを表す。PVOHホモポリマーのブレンドは、13cPの4%溶液粘度を有する第1の部分加水分解PVOHホモポリマーと、23cPの4%溶液粘度を有する第2の部分加水分解PVOHホモポリマーとの50重量%/50重量%のブレンドである。各フィルムは、(i)それぞれのPVOHホモポリマー樹脂(樹脂100重量部に対し(phr)、100重量部)、(ii)グリセリン可塑剤(21.7phr)、(iii)ソルビトール可塑剤(5.7phr)、(iv)ポリオール可塑剤(11phr)、(v)加工デンプン充填剤(約2〜4phr)、(vi)界面活性剤及び他の加工助剤(約5〜7phr)、並びに(vii)残部の水を含んでいた。ポリオール可塑剤は、プロピレングリコール(PG)、2−メチル−1,3−プロパンジオール(2M−1,3−PD)、ジエチレングリコール(DEG)、トリメチロールプロパン(TMP)、ジプロピレングリコール(DPG)、トリエチレングリコール(TEG)、又はジグリセリン(DG)を変えて用いた。可塑剤の総添加量は38.4phrであった。前述の水性組成物を流延して76.2±3.8μm(又は3.0±0.15ミル)のフィルム試料を形成し、これらのフィルム試料を、上記の方法により、それらのATS値及びSST値について試験した。表1に、実施例1のポリオール可塑剤のモル体積(MVol;ml/mol)を含む、フィルム特性をまとめて示す。
Figure 2017533304
実施例1の図2は、モル体積の増加に応じて減少する経時引張強度の一般的に好ましくない傾向を示している。モル体積と観察された引張強度との間の概ね逆比例の関係は、可塑剤の機能に影響するモル体積の役割と一致している。特定の可塑剤のモル体積(例えば、25℃の可塑剤密度の逆数として測定することができ、モルベースで表される)は、可塑剤分子の大きさと一般的に関係している。より大きなモル体積を有するより大きな可塑剤分子は、ポリマー鎖のセグメント(例えば同じ、又は異なるポリマー鎖からの)に隣接してより曲がりくねった経路を有する傾向にあり、これにより、可塑剤として機能する分子の能力が制限されうる。図2は、DPGをデータの傾向から除いた場合の88%という妥当なRの相関値を示している。図2は、DPGが、その比較的高いモル体積、及び同等のモル体積を有する他の可塑剤(TMP、DG、TEG)が大幅に低い経時引張強度を有することにもかかわらず、驚くほど高い経時引張強度を有していることから、ブレンド中の他のポリオール可塑剤の中でも明らかに際立っていることを示している。可塑剤のモル体積と同様、可塑剤を選択するためにハンセン溶解度パラメータ(「HSP」又は「δ」)が用いられている。しかしながら、表2に見られるように、HSP値と経時引張強度との間に認識可能な相関は認められない。
実施例1の図3は、DPGが驚くほど高い総和シール断裂率の値を有していることを更に示している。SST値は、マット/マットシール及びマット/グロスシールにおいて断裂モードで破断する水シールの比率(%)の合計であり、水溶性フィルムパケットの一般的なシール形態を表す。最も高い可能なSST値は200%であり、この値は、グリセリン、ポリオール、及びソルビトールと組み合わされる第3の可塑剤としてDPGのみにおいて得られている。
実施例2:可塑剤のブレンドシリーズ2
実施例2は、PVOHホモポリマーのブレンドと、グリセリン、一連の糖アルコール可塑剤から選択される1つ、及びプロピレングリコール(PG)又はジプロピレングリコール(DPG)を含む3種類の異なる可塑剤とに基づいた一連の水溶性フィルムを表す。PVOHホモポリマーのブレンドは、13cPの4%溶液粘度を有する第1の部分加水分解PVOHホモポリマーと、23cPの4%溶液粘度を有する第2の部分加水分解PVOHホモポリマーとの50重量%/50重量%のブレンドである。各フィルムは、(i)それぞれのPVOHホモポリマー樹脂(樹脂100重量部に対し(phr)、100重量部)、(ii)グリセリン可塑剤(21.7phr)、(iii)糖アルコール可塑剤(5.7phr)、(iv)プロピレングリコール又はジプロピレングリコール可塑剤(11phr)、(v)加工デンプン充填剤(約2〜4phr)、(vi)界面活性剤及び他の加工助剤(約5〜7phr)、並びに(vii)残部の水を含んでいた。糖アルコールは、ソルビトール(S)、キシリトール(X)、又はマンニトール(M)を変えて用いた。可塑剤の総添加量は38phrであった。上前述の水性組成物を流延して76.2±3.8μm(又は3.0±0.15ミル)のフィルム試料を形成し、これらのフィルム試料を、上記の方法により、それらのSST値について試験した。表2に実施例2のフィルム特性をまとめるが、表2は、ソルビトールとジプロピレングリコールとの組み合わせを含むフィルムにおいて、200%の可能な最大のSST値が得られることを示している。
Figure 2017533304
実施例3:可塑剤のブレンドシリーズ3
実施例3は、PVOHコポリマーのブレンドと、グリセリン、一連の糖アルコール可塑剤から選択される1つ、及びジプロピレングリコールを含む3種類の異なる可塑剤とに基づいた一連の水溶性フィルムを表す。PVOHコポリマーのブレンドは、マレイン酸モノメチル(ナトリウム塩)コモノマー(MMM)を含む第1の部分加水分解PVOHコポリマーと、アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸(ナトリウム塩)コモノマー(AMPS)を含む第2の部分加水分解PVOHコポリマーとの80重量%/20重量%ブレンドである。各フィルムは、(i)それぞれのPVOHコポリマー樹脂(樹脂100重量部に対し(phr)、100重量部)、(ii)グリセリン可塑剤(16.2phr)、(iii)糖アルコール可塑剤(10.4phr)、(iv)ジプロピレングリコール可塑剤(10.4phr)、(v)加工デンプン充填剤(約2〜4phr)、(vi)界面活性剤及び他の加工助剤(約5〜7phr)、並びに(vii)残部の水を含んでいた。糖アルコールは、ソルビトール(S)、キシリトール(X)、又はマンニトール(M)を変えて用いた。可塑剤の総添加量は37phrであった。前述の水性組成物を流延して76.2±3.8μm(又は3.0±0.15ミル)のフィルム試料を形成し、これらのフィルム試料を、上記の方法により、それらのSST値について試験した。表3に実施例3のフィルム特性をまとめるが、表3は、ソルビトールとジプロピレングリコールとの組み合わせを含むフィルムでは、他の糖アルコール可塑剤(例えばソルビトールでは60%、キシリトール及びマンニトールでは0%)と比較して大幅に向上したSST値が得られることを示している。
Figure 2017533304
実施例4:可塑剤のブレンドシリーズ4
実施例4は、PVOHコポリマーのブレンドと、グリセリン、ソルビトール、及びジプロピレングリコールを含む3種類の異なる可塑剤とに基づいた一連の水溶性フィルムを表す。PVOHコポリマーのブレンドは、マレイン酸モノメチル(ナトリウム塩)コモノマー(MMM)を含む第1の部分加水分解PVOHコポリマーと、アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸(ナトリウム塩)コモノマー(AMPS)を含む第2の部分加水分解PVOHコポリマーとの80重量%/20重量%ブレンドである。各フィルムは、(i)それぞれのPVOHコポリマー樹脂(樹脂100重量部に対し(phr)、100重量部)、(ii)グリセリン可塑剤(G;変量phr)、(iii)ソルビトール可塑剤(S;変量phr)、(iv)ジプロピレングリコール可塑剤(DPG;変量phr)、(v)加工デンプン充填剤(約2〜4phr)、(vi)界面活性剤及び他の加工助剤(約5〜7phr)、並びに(vii)残部の水を含んでいた。可塑剤の総添加量は29.6phr、37.0phr、又は44.4phrであり、3つの可塑剤間の相対比を各フィルムで変えた。前述の水性組成物を流延して76.2±3.8μm(又は3.0±0.15ミル)のフィルム試料を形成し、これらのフィルム試料を、上記の方法により、ATS値、AA値、AMTD値、SST値について試験した。表4に、実施例4のフィルム特性をまとめるが、表4は、ソルビトールとジプロピレングリコールとの組み合わせを含むフィルムでは、広範囲の可塑剤ブレンド相対組成物及び総添加量にわたって好ましい特性の組み合わせが得られることを示している。例えば、本開示に基づくフィルムは、以下の特性、すなわち、(a)約12℃又は11℃未満のAMTD値、(b)少なくとも約1300g/s、1900g/s、又は2500g/sのAA値、及び(c)少なくとも約25MPa、30MPa、又は32.5MPaのATS値のうちの少なくとも2つを有するように配合することができる。
Figure 2017533304
実施例4は、3つの可塑剤(G、S、DPG)の比を変え、3つの総可塑剤添加量(29.6、37.0、及び44.4phr)で評価を行った一連のフィルムを示している。表4に一般的に見られるように、ATS値、AMTD値、及びAA値は、特に各特性の組み合わせについて、また、各特性の望ましいエンドユース特性を表す特性の閾値に関して、より低い総可塑剤量で概ね改善している(例えば実施例4において29.6phrは37.0phrよりも良く、37.0phrは44.4phrよりも良くなっている)。実施例4の結果に基づけば、ATS、AMTD、及びAA値の第1、第2、及び第3の目標閾値が以下のように特定された。すなわち、(1)少なくとも25MPa、12℃以下、及び少なくとも1300g/s、(2)少なくとも30MPa、11℃以下、及び少なくとも1900g/s、並びに(3)少なくとも32.5MPa、11℃以下、及び少なくとも2500g/s。
実施例4の図4は、AMTD(dTm1)、AA(2W−PA)、及びATS(経時引張)値の等高線プロットを示している。各プロットは、AMTDが減少し、AAが増大し、ATSが増大する好ましい性能の方向を示す矢印を有している。この一連のプロットでは2つの特に注目に値する点がある。最初に、AMTDを例にとると、44.4phrでは矢印は下を向いているが、37.0phrでは矢印は左から右に下がっており、最後に29.6phrでは矢印は上を向いている。これらのシンプレックスプロット及び対応する表4では、個々の性能基準のすべてのものを同時に最適化する配合(例えば、AA及びATS値を最大化しつつAMTD値を最小化する)は特定されない。しかしながら、これらの性能基準の2つ又は3つが望ましい閾値を満たすか又はそれを上回る配合空間が存在している。
図5〜8は、上記に述べたATS、AMTD、及びAA値の3つの目標閾値のそれぞれについて重ね合わせ等高線プロットを示している。プロットの白い空間は、3つの基準すべてがその総可塑剤量及び可塑剤比において満たされる領域を示し、グレーの空間は、少なくとも1つの基準が満たされていない領域を示す。例えば図5では、「A」で示される線は、12℃よりも高いAMTD値を有するフィルム組成物(グレーの領域)と12℃未満のAMTD値を有するフィルム組成物(白い領域)との間の境界を示している。最も低いレベルの可塑剤添加量(29.6phr)では、左から右に向かって減少する白色部分の領域は、それぞれ、第1、第2、及び第3の標的閾値に相当する。
実施例5:PVOHコポリマーのブレンドシリーズ
実施例5は、PVOHコポリマーのブレンドと、グリセリン、ソルビトール、及びジプロピレングリコールを含む3種類の異なる可塑剤とに基づいた一連の水溶性フィルムを表す。PVOHコポリマーのブレンドは、マレイン酸モノメチル(ナトリウム塩)コモノマー(MMM)を含む第1の部分加水分解PVOHコポリマーと、アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸(ナトリウム塩)コモノマー(AMPS)を含む第2の部分加水分解PVOHコポリマーとの異なる比のブレンドである。各フィルムは、(i)それぞれのPVOHコポリマー樹脂(樹脂100重量部に対し(phr)、100重量部)、(ii)グリセリン可塑剤(16.2phr)、(iii)ソルビトール可塑剤(10.4phr)、(iv)ジプロピレングリコール可塑剤(10.4phr)、(v)加工デンプン充填剤(約2〜4phr)、(vi)界面活性剤及び他の加工助剤(約5〜7phr)、並びに(vii)残部の水を含んでいた。可塑剤の総添加量は37phrであった。コポリマーブレンド中のPVOH−co−MMMの量は、0重量%〜100重量%の範囲であった。前述の水性組成物を流延して76.2±3.8μm(又は3.0±0.15ミル)のフィルム試料を形成し、これらのフィルム試料を、上記の方法により、ATS値、AA値、AMTD値、SST値について試験した。表5に、実施例5のフィルム特性をまとめるが、表5は、ソルビトールとジプロピレングリコールとの組み合わせを含むフィルムでは、広範囲のコポリマーブレンド組成物にわたって好ましい特性の組み合わせが得られることを示している。
Figure 2017533304
実施例5の図9は、AMTD値及びATS値のいずれの応答も、PVOH−co−MMM(%M)含量の関数として非線形であることを示している。この非線形応答は、複合則(Rule-of Mixtures)(ROM)より線形内挿したベースラインに対して実質的に好ましい偏差である。約20重量%〜80重量%のPVOH−co−MMMの範囲にわたってAMTDの値は大幅に減少し、約20重量%〜50重量%のPVOH−co−MMMの範囲にわたってATSの値は大幅に増大している。実施例5の図10は、PVOH−co−MMM/PVOH−co−AMPSの80重量%/20重量%のブレンドが、試験したすべての他の比と比較して驚くほど良好なSST値を示すことを示している。60%のSST値は、実施例1の200%のSST値と比較して低いものの、80重量%/20重量%のブレンドは、実施例5の一連のフィルムにおいて比較的良好な性能で際立っている。
実施例6:例示的組成物
表6〜14に、本明細書に述べられる物品を構成することができる例示的な組成物を示す。例えば、非限定的な例であることを意図した以下の組成物は、本明細書に述べられる水溶性フィルム、例えばパウチ内に封入することができる。
漂白添加剤は、表6に示される成分を含むことができる。
Figure 2017533304
テトラアセチルエチレンジアミン
顆粒状洗濯用洗剤は、表7に示される成分を含むことができる。
Figure 2017533304
液体洗濯用洗剤は、表8に示される成分を含むことができる。
Figure 2017533304
好ましいLASは、直鎖構造中に約9〜約15個の炭素原子を有するアルキル基も含む。
洗剤は、表9に示される成分を含むことができる。
Figure 2017533304
組成物は、表10に示される配合を有することができる。
Figure 2017533304
ジ(アシルオキシエチル)(2−ヒドロキシエチル)メチルアンモニウムメチルサルフェート(アシル基は部分水素添加キャノーラ脂肪酸から誘導される)。
部分水素添加キャノーラ脂肪酸。
2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタンジオール
PEG6コカミド−ココナツ脂肪酸のポリエチレングリコールアミド
ヒドロキシエタンジホスホン酸のナトリウム塩
供給元により柔軟活性物質に含まれる物質
多区画パウチは複数の有益剤を収容することができる。非限定的な例として、2区画又は3区画パウチは、表11に示される配合物を別々の包囲空間の中に収容することができ、用量は各包囲空間内の配合物の量となる。
Figure 2017533304
米国特許第7169744号に記載される硫酸モノ−[2−(3,4−ジヒドロ−イソキノリン−2−イル)−1−(2−エチル−ヘキシルオキシメチル)−エチル]エステル
PAP=フタロイル−アミノ−ペルオキシカプロン酸、70%活性湿潤ケーキとして
−NH1個当たり20個のエトキシレート基を有するポリエチレンイミン(MW=600)。
エトキシル化チオフェン、EO(R+R)=5
RA=アルカリ保存性(NaOHのg/用量)
多成分パウチの別の実施形態では、各包囲空間は液状及び固形の有益剤で充填することができる。1つの包囲空間が液体で充填され、1つの包囲空間が固体で充填された2区画パウチの非限定的な例は、表12及び表13に示される配合物の組み合わせを含む。
Figure 2017533304
直鎖C11〜13アルキルベンゼンスルホン酸
ビス((CO)(CO))(CH)−N−CxH2x−N−(CH)−ビス((CO)(CO))(式中、nは15〜30であり、及びxは3〜8である)。
ランダムグラフトコポリマーは、ポリエチレンオキシド主鎖及び複数のポリ酢酸ビニル側鎖を有する、ポリ酢酸ビニルグラフト化ポリエチレンオキシドコポリマーである。ポリエチレンオキシド主鎖の分子量は、約6000であり、ポリエチレンオキシドとポリ酢酸ビニルとの重量比は、約40〜60であり、エチレンオキシド単位50個当たりのグラフト点は1個以下である。
Figure 2017533304
専門業者によって使用される場合がある硬質表面洗浄組成物は、表14に示される配合物を含むことができる。
Figure 2017533304
前述の記載は、理解を明確にするためにのみ与えられているものであり、当業者にとって本発明の範囲内の変更は自明のことであるので、前述の記載によって不必要な限定が行われるものではないことが理解されるべきである。
本明細書及びそれに続く「特許請求の範囲」の全体を通じて、文脈上、そうでない必要性がない限り、「comprise」なる単語、並びに「comprises」及び「comprising」といったその変化形は、記載される整数若しくは工程又は整数群若しくは工程群を包含するが、他のあらゆる整数若しくは工程又は整数群若しくは工程群を除外しないことを示唆するものとして理解されよう。
組成物が構成成分又は材料を含むものとして記載されている本明細書を通じて、組成物はまた、特に別途記載のない限り、記載の構成成分又は材料の任意の組み合わせから本質的になる又はなることができることが想到される。同様に、方法が特定の工程を含むものとして述べられている場合、こうした方法もまた、そうでない旨が述べられない限り、記載される工程の任意の組み合わせで本質的に構成されるか、又はこうした工程の任意の組み合わせで構成されてもよいことは想到されよう。本明細書において解説的に開示した本発明は、本明細書において具体的には開示されていない任意の要素又は工程がなくても適切に実践することができる。
本明細書に開示されている方法の実践、及びその個別の工程は、手動で及び/又は電子装置の援助により若しくは電子装置によって提供される自動操作によって実行することができる。特定の実施形態を参照してプロセスが説明されてきたが、当業者は、本方法に関連する操作を実施する他の方法を用いることができることを容易に理解するであろう。例えば、種々の工程の順序は、特に別途記載のない限り、本方法の範囲又は趣旨から逸脱することなく変更されてもよい。更に、個別の工程のいくつかは、追加の工程に組み込むこと、省略すること、又は更に細分化することができる。
本明細書で引用されたすべての特許、刊行物、及び参考文献は、参照により本明細書に完全に組み込まれる。本開示と組み込まれた特許、刊行物、及び参考文献との間に不一致がある場合には、本開示が支配しなければならない。
本明細書に開示する寸法及び値は、列挙された正確な数値に厳密に限られるとして理解されるべきではない。むしろ、特に指定されない限り、こうした各寸法は、列挙された値と、その値周辺の機能的に同等の範囲との両方を意味することが意図される。例えば、「40mm」として開示される寸法は、「約40mm」を意味することを意図する。
「発明を実施するための形態」において引用されたすべての文献は、関連部分において参照により本明細書に組み込まれている。いかなる文書の引用も、それが本発明に対する先行技術であることを認めるものとして解釈されるべきではない。本書における用語のいずれかの意味又は定義が、参考として組み込まれた文献における同一用語のいずれかの意味又は定義と相反する限りにおいて、本書においてその用語に与えられた意味又は定義が適用されるものとする。
以上、本発明の特定の諸実施形態を図示、説明したが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく他の様々な変更及び改変を行いうる点は当業者には自明であろう。それゆえ、添付の「特許請求の範囲」内で、本発明の範囲内にあるすべてのそのような変更及び修正を網羅するものとする。

Claims (28)

  1. 物品であって、
    a.水溶性フィルムであって、
    ポリビニルアルコール(PVOH)ポリマーと、
    第1の可塑剤としてのジプロピレングリコールと、
    第2の可塑剤としての糖アルコールと、
    前記第1の可塑剤及び前記第2の可塑剤と異なる第3の可塑剤としてのポリオールと、を含む、水溶性フィルムと、
    b.家庭用ケア組成物と、を含み、好ましくは前記家庭用ケア組成物が前記水溶性フィルムと接触する、物品。
  2. 前記糖アルコールが、イソマルト、マルチトール、ソルビトール、キシリトール、エリスリトール、アドニトール、ズルシトール、ペンタエリスリトール、及びマンニトールからなる群から選択され、好ましくは前記糖アルコールがソルビトールである、請求項1に記載の物品。
  3. 前記ポリオールが、グリセリン、ジグリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、分子量400以下のポリエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、プロピレングリコール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、トリメチロールプロパン、及びポリエーテルポリオールからなる群から選択され、好ましくは前記ポリマーがグリセリンである、請求項1又は2に記載の物品。
  4. 前記水溶性フィルムが、
    前記ポリビニルアルコール(PVOH)ポリマーと、
    前記第1の可塑剤としてのジプロピレングリコールと、
    前記第2の可塑剤としてのソルビトールと、
    前記第3の可塑剤としてのグリセリンと、を含み、
    前記水溶性フィルム中において、前記第1、第2、及び第3の可塑剤が、前記水溶性フィルム中の全樹脂100部に対し(phr)、約5部〜約50部の範囲の全可塑剤の合計量で存在する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の物品。
  5. 前記水溶性フィルム中において、前記第1、第2、及び第3の可塑剤が、前記水溶性フィルム中の全樹脂100部に対し(phr)、約5部〜約40部の範囲の全可塑剤の合計量で存在する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の物品。
  6. 前記水溶性フィルムが、経時引張強度試験により測定した場合に少なくとも約25MPaの経時引張強度を有し、
    前記水溶性フィルムが、総和シール断裂試験により測定した場合に少なくとも約170%のシール断裂率の値を有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の物品。
  7. 前記水溶性フィルム中において、前記第1の可塑剤が、前記水溶性フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約10重量%〜約40重量%の範囲の量で存在し、
    前記水溶性フィルム中において、前記第2の可塑剤が、前記水溶性フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約10重量%〜約30重量%の範囲の量で存在し、
    前記水溶性フィルム中において、前記第3の可塑剤が、前記水溶性フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約40重量%〜約70重量%の範囲の量で存在する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の物品。
  8. 前記水溶性フィルム中において、前記第1の可塑剤が、前記水溶性フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約10重量%〜約65重量%の範囲の量で存在する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の物品。
  9. 前記水溶性フィルム中において、前記第2の可塑剤が、前記水溶性フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約10重量%〜約65重量%の範囲の量で存在する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の物品。
  10. 前記水溶性フィルム中において、前記第3の可塑剤が、前記水溶性フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約25重量%〜約80重量%の範囲の量で存在する、請求項1〜9のいずれか一項に記載の物品。
  11. 前記水溶性フィルム中において、前記第1の可塑剤が、前記水溶性フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約13重量%〜約58重量%の範囲の量で存在し、
    前記水溶性フィルム中において、前記第2の可塑剤が、前記水溶性フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約13重量%〜約58重量%の範囲の量で存在し、
    前記水溶性フィルム中において、前記第3の可塑剤が、前記水溶性フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約28重量%〜約73重量%の範囲の量で存在する、請求項1〜10のいずれか一項に記載の物品。
  12. 前記水溶性フィルム中において、前記第1の可塑剤が、前記水溶性フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約13重量%〜約19重量%の範囲の量で存在し、
    前記水溶性フィルム中において、前記第2の可塑剤が、前記水溶性フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約41重量%〜約52重量%の範囲の量で存在し、
    前記水溶性フィルム中において、前記第3の可塑剤が、前記水溶性フィルム中の前記第1、第2、及び第3の可塑剤の前記合計量に対して約35重量%〜約44重量%の範囲の量で存在する、請求項1〜11のいずれか一項に記載の物品。
  13. 前記水溶性フィルムが、以下の3つの特性(a)、(b)、及び(c)、すなわち、
    (a)経時溶融転移点差試験により測定される場合に経時溶融転移点差の上昇が約12℃以下、
    (b)経時接着力試験により測定される場合に経時接着力の値が少なくとも1300g/s、及び
    (c)経時引張強度試験により測定される場合に経時引張強度が少なくとも約25MPa、のうちの少なくとも2つを有する、請求項1〜12のいずれか一項に記載の物品。
  14. 前記水溶性フィルムが、前記第1、第2、及び第3の可塑剤以外の可塑剤、可塑剤相溶剤、潤滑剤、離型剤、充填剤、増量剤、架橋剤、ブロッキング防止剤、酸化防止剤、粘着性除去剤、消泡剤、ナノ粒子、漂白剤、界面活性剤、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される1つ以上の成分を更に含む、請求項1〜13のいずれか一項に記載の物品。
  15. 前記PVOHポリマーが、アニオン性モノマー単位、ビニルアルコールモノマー単位、及び場合により酢酸ビニルモノマー単位を含むPVOHコポリマーを含む、請求項1〜14のいずれか一項に記載の物品。
  16. 前記アニオン性モノマーが、ビニル酢酸、マレイン酸、マレイン酸モノアルキル、マレイン酸ジアルキル、マレイン酸モノメチル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸無水物、フマル酸、フマル酸モノアルキル、フマル酸ジアルキル、フマル酸モノメチル、フマル酸ジメチル、フマル酸無水物、イタコン酸、イタコン酸モノメチル、イタコン酸ジメチル、イタコン酸無水物、ビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、エチレンスルホン酸、2−アクリルアミド−1−メチルプロパンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−メチルアクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、アクリル酸2−スルホエチル(sufoethyl)、前述のアルカリ金属塩、前述のエステル、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項15に記載の物品。
  17. 前記PVOHポリマーが、2種類以上の異なるPVOHコポリマーを含むポリマーブレンドを含む、請求項1〜16のいずれか一項に記載の物品。
  18. 前記ポリマーブレンドが、第1のアニオン性モノマー単位を含む第1のPVOHコポリマーと、前記第1のアニオン性モノマー単位とは異なる第2のアニオン性モノマー単位を含む第2のPVOHコポリマーとを含み、
    前記第1のアニオン性モノマーが、アクリルアミドメチルプロパンスルホン酸、それらのアルキル金属塩、及びそれらの組み合わせからなる群から選択され、
    前記第2のアニオン性モノマーが、マレイン酸モノメチル、そのアルカリ金属塩、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項17に記載の物品。
  19. 前記第1のPVOHコポリマーが、前記フィルム中の全PVOHポリマーの約10重量%〜約80重量%の範囲の量で存在し、
    前記第2のPVOHコポリマーが、前記フィルム中の全PVOHポリマーの約20重量%〜約90重量%の範囲の量で存在する、請求項17又は18に記載の物品。
  20. 前記物品が、少なくとも1つの封止された区画、好ましくは少なくとも2つの区画、より好ましくは少なくとも3つの区画を有するパウチの形態である、請求項1〜19のいずれか一項に記載の物品。
  21. 前記少なくとも1つの区画が少なくとも1つの壁を有し、該少なくとも1つの壁が前記水溶性フィルムを含む、請求項20に記載の物品。
  22. 第2の区画が、第1の区画に重ね合わされている、請求項20又は21に記載の物品。
  23. 前記家庭用ケア組成物が、前記少なくとも1つの区画内に収容されている、請求項20〜22のいずれか一項に記載の物品。
  24. 前記家庭用ケア組成物が、軽質液体洗剤組成物、重質液体洗剤組成物、硬質表面洗浄組成物、洗濯に一般的に使用される洗剤ゲル、漂白組成物、洗濯添加剤、ファブリックエンハンサー組成物、シャンプー、ボディソープ、他のパーソナルケア組成物、及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項1〜23のいずれか一項に記載の物品。
  25. 前記家庭用ケア組成物が界面活性剤を含む、請求項1〜24のいずれか一項に記載の物品。
  26. 前記家庭用ケア組成物が、液体、固体、粉末、又はこれらの混合物の形態である、請求項1〜25のいずれか一項に記載の物品。
  27. 請求項1〜26のいずれか一項に記載の物品を形成する方法であって、
    内部パウチ容器体積を画定する前記水溶性フィルムを提供する工程と、
    前記容器体積に家庭用ケア組成物を充填する工程と、
    前記フィルムを封止して前記組成物を収容した封止区画を形成する工程と、を含む方法。
  28. 基材を処理する方法であって、前記基材を、請求項1〜27のいずれか一項に記載の物品と接触させる工程を含む、方法。
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