JP2017535664A - 水溶性ポリビニルアルコールブレンドフィルム、関連方法及び関連物品 - Google Patents
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Abstract
Description
開示される種々の方法、工程、組成物及び物品に関する以下の詳細な説明は、添付の図面を参照してなされる。
水溶性フィルム組成物、当該組成物に使用するための任意の成分、及び当該組成物の作製方法は、比較的薄い水溶性フィルム(例えば、パウチ材料)の作製に使用される場合であれそれ以外の場合であれ、当該技術分野においてよく知られている。
企図される1種類の実施形態は、例えば、本明細書に記載される種類及び量に従って第1のPVOHコポリマー及び第2のPVOHポリマーを本明細書に記載の好ましい任意の二次添加剤とともに、混合、共キャスティング又は溶着することによって形成される水溶性フィルムを特徴とする。ポリマーが最初に混合される場合、水溶性フィルムは、その後、好ましくは、得られた混合物を(例えば、他の可塑剤及び他の添加剤とともに)キャスティングしてフィルムを形成することによって形成される。ポリマーが溶着される場合、水溶性フィルムは、例えば、溶剤溶着又は熱溶着によって形成することができる。企図される他の種類の実施形態は、押出成形、例えば、インフレーション成形によって形成される水溶性フィルムを特徴とする。企図される1つの非限定的な実施形態において、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ターポリマーをブレンドしたフィルムは、インフレーション成形によって形成される。
本開示のパウチは、少なくとも1つの密封区画を含み得る。したがって、パウチは、1つの区画又は多数の区画を含み得る。図1は、境界面30で水溶性ポリマーフィルム10、20を密封することにより形成された水溶性パウチ100である物品を示す。フィルム10、20の一方又は両方は、第1のPVOHコポリマーと第2のPVOHポリマーのPVOH樹脂ブレンドを含む。フィルム10、20は、水性環境へ放出するための任意の所望の組成物50を収容する、パウチ内部容器体積40を画定する。組成物50は、特に限定されないが、例えば、後述される種々の洗浄組成物のいずれかが挙げられる。多区画を備える実施形態(図示せず)において、各区画には、同じ及び/又は異なる組成物が収容されてもよい。また、組成物は、限定するものではないが、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。いくつかの実施形態において、パウチは、第1、第2及び第3の区画を含み、各区画には、それぞれ第1、第2及び第3の異なる組成物が収容される。
企図される1種類の実施形態は、本明細書に記載のとおりに作製された水溶性フィルムの熱成形性が良好であることを特徴とする。熱成形可能なフィルムとは、加熱及び加力により成形することができるフィルムである。
本物品(例えば、パウチ又はパケットの形態)は、各種組成物、例えば、家庭用ケア組成物を含有し得る。多区画パウチは、それぞれ別々の区画中に、同じ又は異なる組成物を含有してよい。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未満にあり得る。典型的に、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、パウチ又は区画の形態であってよく、その中に組成物を含有する。
洗剤組成物は、約1重量%〜80重量%の界面活性剤を含み得る。界面活性剤は、特に、第1の組成物の構成成分として好ましい。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み得る。
本組成物中の溶媒系は、水のみを含有する溶媒系又は有機溶媒と水の混合物を含有する溶媒系であってよい。好ましい有機溶媒には、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。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C1〜C4アルカノールアミンも使用することができる。溶媒系は、例えば本開示の無水固体の実施形態のように存在しなくてもよいが、より典型的には、約0.1%〜約98%、好ましくは少なくとも約1%〜約50%、より一般的には約5%〜約25%の範囲の濃度で存在する。典型的に、本組成物は、特に液体形態である場合、組成物の重量に対して、50%未満の水、好ましくは約0.1%〜約20%の水、より好ましくは約0.5%〜約15%又は約5%〜約12%の水を含む。
無機及び有機漂白剤は、本明細書における使用に適した洗浄活性物質である。無機漂白剤には、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などの過酸化水素化物塩が挙げられる。無機過酸化水素化物塩は、通常アルカリ金属塩である。無機過酸化水素化物塩は、更なる保護のない結晶性固体として含まれてよい。あるいは、当該塩は、当該技術分野において知られているように、コーティングされてもよい。
自動食器洗い用洗剤に使用するのに好ましい界面活性剤は、それ自体が低起泡性であるか、又は他の構成成分(例えば、泡抑制剤)と組み合わせて低起泡性のものである。本明細書における使用に好ましいものは、低曇点及び高曇点の非イオン性界面活性剤及びこれらの混合物、例えば、非イオン性アルコキシル化界面活性剤(特にC6〜C18一級アルコールから誘導されたエトキシレート)、エトキシル化−プロポキシル化アルコール(例えば、Olin社のPoly-Tergent(登録商標)SLF18)、エポキシ末端ポリ(オキシアルキル化)アルコール(例えば、Olin社のPoly-Tergent(登録商標)SLF18B、国際公開第94/22800A号参照)、エーテル末端ポリ(オキシアルキル化)アルコール界面活性剤、及びポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロックポリマー化合物、例えば、BASF-Wyandotte社(Wyandotte, Michigan)のPLURONIC(登録商標)、REVERSED PLURONIC(登録商標)及びTETRONIC(登録商標);C12〜C20アルキルアミンオキシドなどの両性界面活性剤(本明細書における使用に好ましいアミンオキシドに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)、及びMiranol(商標)C2Mなどのアルキル両性カルボン酸界面活性剤;及びベタイン及びスルタインなどの双性イオン性界面活性剤;並びにこれらの混合物である。本明細書における使用に好適な界面活性剤は、例えば、米国特許第3,929,678A号、米国特許第4,259,217A号、欧州特許第0414549A号、国際公開第93/08876A号及び国際公開第93/08874A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。
本明細書に記載される洗剤組成物の使用に好適なビルダーには、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、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及びトリポリリン酸ナトリウムとトリポリリン酸カリウムの混合塩を含む、水溶性ビルダーが挙げられる。
本明細書に記載のフィルム、物品及びその中に収容される組成物は、基材、例えば、布地又は硬質表面の処理に使用することができ、例えば、フィルム、物品及び/又はその中に収容される組成物を基材に接触させることによって行う。接触工程は、手動で行われてもよいし、自動機械、例えば、自動(縦型又はドラム式)洗濯機又は自動食洗機で行われてもよい。接触工程は、水の存在下で行うことができ、水の温度は、最大約80℃、又は最大約60℃、又は最大約40℃、又は最大約30℃、又は最大約20℃、又は最大約15℃、又は最大約10℃、又は最大約5℃であってよい。上述のとおり、本フィルム及び本フィルムから作られた物品は、特に冷水への溶解に適していることから、冷水洗浄(例えば、約1℃〜約30℃、又は約5℃〜約20℃)における利点を提供する。接触工程に続き、すすぎサイクルを複数回行ってもよいし、1回だけでもよい。これは、フィルムの溶解特性が良好であり、フィルムの溶解及び/又はその中に収容された内容物の放出に必要な水が少ないためである。
溶解槽(DC)試験に従った未溶解残留物について特性決定又は試験される水溶性フィルムは、以下の材料を使用して以下のとおりに分析する。
1.ビーカー(4000ml)
2.ステンレス鋼ワッシャ(OD3.5インチ(88.9mm)、ID1.875インチ(47.6mm)、厚さ0.125インチ(3.18mm))
3.スチレンブタジエンゴムガスケット(OD3.375インチ(85.7mm)、ID1.91インチ(48.5mm)、厚さ0.125インチ(3.18mm))
4.ステンレス鋼製スクリーン(OD3.0インチ(76.2mm)、200×200メッシュ、ワイヤOD0.0021インチ(0.053mm)、304SSステンレス鋼製金網)
5.温度計(0℃〜100℃、精度+/−1℃)
6.切断パンチ(直径1.5インチ(38.1mm))
7.タイマー(秒単位の精度)
8.逆浸透(RO)水
9.バインダークリップ(サイズ#5又は同等)
10.アルミニウム製皿(OD2.0インチ(50.8mm)
11.超音波処理器
1.フィルム試験片を秤量し、試験全体を通して試験片を追跡する。最初のフィルム重量(Fo)を記録する。
2.各試験片のための超音波処理した清潔で乾燥したスクリーン2枚1組を秤量し、試験全体を通して追跡する。初期スクリーン重量を記録する(2枚の合わせたスクリーンについて総称的にSoとする)。
3.フィルム試験片を2つのスクリーンの中央に平らに挟み、2つのゴム製ガスケット(スクリーンとワッシャの間に各側面ガスケット1つずつ)と、次いで2つのワッシャを続けることによって試験溶解槽を組み立てる。
4.ワッシャの周りに4つのバインダークリップを等間隔で置き、スクリーンにかからないようにクリップを折り畳み、溶解槽アセンブリを固定する。
5.実験室の室温(72+/−3°F、22+/−2℃)でビーカーに1,500mlのRO水を入れ、室温を記録する。
6.所定の浸漬時間5分にタイマーをセットする。
7.溶解槽アセンブリをビーカー内に入れ、タイマーを直ちに開始する。溶解槽アセンブリは、およそ45度の進入角度で水面へ入れる。この進入角度は、槽から気泡を取り除くのに役立つ。試験片フィルムがビーカー底部から約10mmで水平配置されるように、溶解槽アセンブリを底部の上に静置する。溶解槽アセンブリの折り畳まれた4つのバインダークリップは、ビーカー底部からの約10mmのフィルムクリアランスを保つのに好適であるが、任意の他の同等の支持手段を使用してもよい。
8.所定の浸漬時間5分が経過した時点で、溶解槽アセンブリをおよそ45度の角度でビーカーからゆっくり取り出す。
9.溶解槽アセンブリをアルミニウム製皿の上に水平に保持し、スクリーンからのあらゆる水滴を受け取り、バインダークリップ、ワッシャ及びガスケットを慎重に取り外す。挟まれたスクリーンは開けない。
10.挟まれたスクリーン(すなわち、スクリーン/未溶解残留フィルム/スクリーン)をアルミニウム製皿の上に置き、100℃のオーブン中に30分間置いて乾燥させる。
11.あらゆる未溶解残留フィルムを中に含む、挟まれたスクリーンの乾燥セットを秤量する。溶解槽アセンブリがビーカーから最初に取り出されたとき、また乾燥中にパン中に捕捉され、パンから(例えば、掻き取ることにより)回収された乾燥フィルムのあらゆる滴を測定し、この乾燥スクリーンの重量に加算する。挟まれたスクリーンの最終重量を記録する(乾燥フィルムの滴を含めて総称的にSfとする)。
12.残されたフィルム試験片の残留率(%)(「DC残留」):DC残留率(%)=100×((Sf−So)/Fo)を算出する。
13.挟まれたスクリーンをビーカーのRO水中に約20分間浸すことによって洗浄する。次いで、スクリーンを分解し、超音波処理器(電源を入れ、RO水を満たしたもの)で少なくとも5分間、又はスクリーン上に残留物が認められなくなるまで最終すすぎを行う。
引張強度(TS)試験に従った引張強度及びモジュラス(MOD)試験に従ったモジュラス(又は引張モジュラス)について特性決定又は試験される水溶性フィルムは、以下のとおりに分析する。手順は、ASTM D 882(「Standard Test Method for Tensile Properties of Thin Plastic Sheeting」)又は同等法に従った引張強度の測定及び100%伸び時におけるモジュラスの測定を含む。INSTRON引張試験装置(モデル5544引張試験機又は同等機)をフィルムデータの収集に使用する。寸法安定性及び再現性を確保するために信頼性の高い切断工具を使用して、少なくとも3つの試験片をそれぞれ切り出し、各測定に関して縦方向(MD)(適用可能な場合)で試験を行う。試験は、23±2.0℃及び35±5%相対湿度の標準的な実験室雰囲気下で実施される。引張強度又はモジュラス測定には、厚さ3.0±0.15mil(又は76.2±3.8μm)を有する1枚のフィルムシートから1インチ幅(2.54cm)のサンプルを準備する。次いで、サンプルをINSTRON引張試験機に移し、35%相対湿度環境での暴露を最小限にしつつ試験を続ける。引張試験機は、製造者の説明書に従って準備し、500Nロードセルを装着し、較正する。適切なグリップ及びフェースを取り付ける(型番2702−032のゴムコーティングされた幅25mmのフェースを有するINSTRONグリップ又は同等物)。サンプルを引張試験機に取り付け、分析して、100%モジュラス(すなわち、100%フィルム伸びに達するのに必要な応力)及び引張強度(すなわち、フィルムが破断するのに必要な応力)を特定する。
アニオン性アミノプロピルスルホン酸塩(AMPS)を含むPVOHコポリマー、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及び/又は2−メチルアクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸コモノマー並びにこれらの塩を含むものは、老化するにつれて、ポリマーからAMPS基が切断されることが観察されている。このAMPS基のポリマーからの分離により、フィルム中に遊離アミノプロピルスルホン酸分子が生じることになる。このような分子は、表面活性であり、フィルム表面に移動して、その表面で視覚的に許容されない結晶を形成する場合がある(すなわち、望ましくないフィルム白化が生じる)。これにより、特にパウチの形成に水シールを使用するときには、シーリング上の問題が生じる可能性があり、水溶性フィルム樹脂中における望ましくないラクトン環形成率が増す可能性がある。これらの問題は、PVOHアニオン性コポリマー中のAMPSコモノマーの含有率(例えば、AMPSのモル%で表される)が上がるのに対応して、増大する。
RAF=(2×DC)+(10×A) (I)
等式I中、DCは、上記のDC試験により測定されたフィルムのDC残留値(重量%単位)であり、Aは、フィルム中のPVOHポリマーとPVOHコポリマーに対する、全てのアクリルアミドメチルプロパンスルホン酸アニオン性重合モノマー(例えば、その酸、塩及び任意にエステルの各形態を含む)の含有率(モル%単位)である。
A(モル%)=100×(γ/(2α+2β+γ)) (II)
老化後引張強度(「ATS」又は「老化後引張」)試験に従った引張強度及び任意にモジュラス(又は引張モジュラス)について特性決定又は試験される水溶性フィルムは、以下のとおりに分析する。手順は、ASTM D 882(「Standard Test Method for Tensile Properties of Thin Plastic Sheeting」)又は同等法に従った引張強度の測定及び任意に100%伸び時におけるモジュラスの測定を含む。INSTRON引張試験装置(モデル5544引張試験機又は同等機)をフィルムデータの収集に使用する。少なくとも3つの試験片を作ることができる大きさのフィルムサンプルのコンディショニングをまず行う。フィルムサンプルをアルミ箔ラミネート袋中に最小のヘッドスペースで入れ、ヒートシールで密封する。袋を35℃のオーブン中に14日間置く。14日後、袋を取り出し、23℃まで放冷する。寸法安定性及び再現性を確保するために信頼性の高い切断工具を使用して、試験片をそれぞれ切り出し、各測定に関して縦方向(MD)(適用可能な場合)で試験を行う。試験は、23±2.0℃及び35±5%相対湿度の標準的な実験室雰囲気下で実施される。引張強度又はモジュラス測定には、厚さ3.0±0.15mil(又は76.2±3.8μm)を有する1枚のフィルムシートから1インチ幅(2.54cm)のサンプルを準備する。次いで、サンプルをINSTRON引張試験機に移し、35%相対湿度環境での暴露を最小限にしつつ試験を続ける。引張試験機は、製造者の説明書に従って準備し、500Nロードセルを装着し、較正する。適切なグリップ及びフェースを取り付ける(型番2702−032のゴムコーティングされた幅25mmのフェースを有するINSTRONグリップ又は同等物)。サンプルを引張試験機に取り付け、分析して、引張強度(すなわち、フィルムが破断するのに必要な応力)及び任意に100%モジュラス(すなわち、100%フィルム伸びに達するのに必要な応力)を特定する。
総シール引裂(「SST」又は「シール引裂総計(%)」)試験に従ったシール強度について特性決定又は試験される水溶性フィルムは、以下のとおりに分析する。手順は、シール強度の測定を含み、このシール強度は、フィルムを引き離したときに、フィルム層がシール剥離を生じるのではなく、フィルムが裂ける、シールのパーセント(又は割合)である。強いシールは引裂の結果を示し(すなわち、シールが剥離する前にフィルムを引き裂くのに十分な力が加えられる)、一方、弱いシールは剥離の結果を示す(すなわち、フィルムを引き裂くのに十分な力が加えられる前に2つのシールしたフィルムが剥離する)。INSTRON引張試験装置(モデル5544引張試験機又は同等機)をフィルムデータの収集に使用し、アニロックスローラー140/10を備えるESIPROOFプルーフィング装置又は同等装置を使用して2枚のフィルムを水でシールする。少なくとも3つの試験片を作ることができる大きさのフィルムサンプルのコンディショニングをまず行う。フィルム試験片をアルミ箔ラミネート袋中に最小のヘッドスペースで入れ、ヒートシールで密封する。袋を38℃のオーブン中に11日間置く。11日後、袋を取り出し、23℃±2.0℃まで放冷する。
老化後融解転移デルタ試験(「AMTD」又は「dTm1」)試験に従って融解温度上昇について特性決定又は試験される水溶性フィルムは、以下のとおりに分析する。AMTD値は、2週間の老化/アニーリング後の融解温度Tm1値から老化前のTm1値を引いた値である。ポリマーの融点は、ポリマー中の結晶サイズ/数が増えるにつれて上昇し得る。低いAMTD値は、転化プロセスにおける良好なシーリングと関連付けられており、結晶度の増加が小さいことを表すことから、シーリングに有効な可動性の高い非晶質領域を提供すると考えられる。より低いAMTD値が好ましい。老化させるため、フィルムサンプルのコンディショニングをまず行う。フィルムサンプルをアルミ箔ラミネート袋中に最小のヘッドスペースで入れ、ヒートシールで密封する。袋を35℃のオーブン中に14日間置く。14日後、袋を取り出し、室温(23.0℃±2.0℃)まで放冷する。
老化後接着(「AA」又は「2W−PA」)試験に従った接着(又は粘着)について特性決定又は試験される水溶性フィルムは、以下のとおりに分析する。AA試験値は、粘着(接着)試験の正の曲線下面積である。正の面積は、接着仕事に類似するか、又は同等のものである。老化させるため、少なくとも3つの試験片を作ることができるフィルムサンプルのコンディショニングをまず行う。フィルムサンプルをアルミ箔ラミネート袋中に最小のヘッドスペースで入れ、ヒートシールで密封する。袋を35℃のオーブン中に14日間置く。14日後、袋を取り出し、室温(23.0℃±2.0℃)まで放冷する。より高いAA値が好ましく、シールの強さを表す。
1.下部プラットフォームから20.5cm上にスプレーガンを配置する。
2.水を噴霧して、下のフィルム層の中央に0.04gの水を塗布する。
3.上部プローブをフィルム層が互いに合わさるまで下げ、50kgの圧力を2秒間加える。水塗布と層合わせとの間の時間は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)。
5.上部プローブを12mm/秒の一定速度で上に戻す。
6.フィルム試験片の接着仕事として「正の面積」を記録する。
実施例1〜5は、各々が単一のPVOHポリマー又はPVOHコポリマー樹脂A〜Eをそれぞれ含むように形成した水溶性フィルムを示す。樹脂A及びBは、アニオン性コモノマーを含まず、4%水溶液粘度が異なる、部分的に加水分解したPVOHポリマーであった。樹脂Cは、アニオン性マレイン酸モノメチル(ナトリウム塩)コモノマーを1.82モル%の含有率で含む、部分的に加水分解したPVOHコポリマーであった(すなわち、樹脂Cは、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マレイン酸モノメチル(ナトリウム塩)モノマー単位を含むPVOHターポリマーであった)。樹脂D及びEは、アニオン性2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸(ナトリウム塩)コモノマーをそれぞれ1.77モル%及び3.70モル%の含有率で含む、部分的に加水分解したPVOHコポリマーであった(すなわち、樹脂D及びEは、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2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸(ナトリウム塩)モノマー単位を含むPVOHターポリマーであった)。フィルムは、(i)それぞれの樹脂(100重量部/樹脂100重量部(phr))、(ii)グリセロール可塑剤(約20〜22phr)、(iii)プロピレングリコール可塑剤(約10〜12phr)、(iv)ソルビトール可塑剤(約5〜6phr)、(v)修飾デンプン充填剤(約2〜4phr)、(vi)界面活性剤及び他の加工助剤(約5〜7phr)、並びに(vii)残留水(約9〜10phr)を含んだ。前述の水性組成物をキャストして3.0±0.15mil(又は76.2±3.8μm)のフィルム試料を作製し、それぞれのDC残留値、TS値及びMOD値について、上記方法により試験した。表1は、実施例1〜5の樹脂及びフィルム特性についてまとめたものである。表1中、フィルムのアニオン性コモノマー(AC)含有量は、フィルム中の全てのPVOH樹脂(すなわち、可塑剤及び樹脂以外の他の構成成分は除外される)に対するモル基準で示されている。AC値は更に、それがAMPSコモノマー単位(A)又はマレイン酸モノメチルコモノマー単位(M)のどちらに該当するのかについても記載される。
実施例6〜11は、各々がPVOHポリマー又はPVOHコポリマー樹脂A〜Eのうちの2つからなるブレンドを含むように形成した水溶性フィルムを示す。個々のブレンドは、PVOH樹脂AとE(実施例6)、AとC(実施例7)、AとD(実施例8)、BとE(実施例9)、AとB(実施例10)、及びCとE(実施例11)を含んだ。ブレンドフィルムは、所定のブレンドを形成する2つの樹脂を、以下の表2〜7に指定する相対重量比の範囲で合計100phr含み、可塑剤及び他の添加剤は、比較例1〜5に関して記載した量及び種類とした。前述のブレンドフィルム組成の水性組成物をキャストして3.0±0.15mil(又は76.2±3.8μm)のフィルム試料を作製し、それぞれのDC残留値、TS値及びMOD値について、上記方法により試験した。表2〜7は、実施例6〜11の樹脂及びフィルム特性についてまとめたものである。表2〜7のそれぞれの最初と最後の項目は、フィルム配合の単一樹脂の限界値を示し(例えば、比較例1〜5に示すものと同様)、残りの値は、2種樹脂ブレンド配合を示す。表2〜7中、フィルムのアニオン性コモノマー(AC)含有量は、フィルム中の全てのポリマー樹脂(すなわち、存在する両方の樹脂を含むが、可塑剤及び樹脂以外の他の構成成分は除外される)に対するモル基準で示されており、AC値は更に、それがAMPSコモノマー単位(A)又はマレイン酸モノメチルコモノマー単位(M)のどちらに該当するのかについても記載される。
実施例12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つの異なる可塑剤とをベースにした一連の水溶性フィルムを示す。PVOHコポリマーブレンドは、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の部分的に加水分解した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の部分的に加水分解したPVOHコポリマーとの変率ブレンドである。フィルムは、(i)それぞれのPVOHコポリマー樹脂(100重量部/樹脂100重量部(phr))、(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)修飾デンプン充填剤(約2〜4phr)、(vi)界面活性剤及び他の加工助剤(約5〜7phr)、並びに(vii)残留水を含んだ。可塑剤の全添加量は、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%の範囲とした。前述の水性組成物をキャストして3.0±0.15mil(又は76.2±3.8μm)のフィルム試料を作製し、それぞれのATS値、AA値、AMTD値、SST値について、上記方法により試験した。表8は、実施例12のフィルム特性についてまとめたものであり、PVOHコポリマーブレンドを含むフィルムが、種々のコポリマーブレンド組成物と比較して、好ましい特性の組み合わせを達成することを示している。
表9〜17は、本明細書に記載の物品と組み合わせ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が意図される以下の組成物は、本明細書に記載の水溶性フィルム中、例えばパウチ中に封入することができる。
Claims (42)
- 第1のアニオン性モノマー単位を第1の含有率(a1)で含む第1のPVOHコポリマーと、
第2のアニオン性モノマー単位を第2の含有率(a2)で含む第2のPVOHコポリマーとを含み、
a1−a2がゼロより大きく、前記第1のアニオン性モノマー単位及び前記第2のアニオン性モノマー単位が同じか、又は異なる、
ポリビニルアルコール(PVOH)樹脂ブレンドを含む、水溶性フィルム。 - 前記第1のPVOHコポリマーが、前記フィルム中のPVOHポリマーとPVOHコポリマーの合計のうち約10重量%〜約75重量%の範囲の量で存在する、請求項1に記載の水溶性フィルム。
- 前記第2のPVOHコポリマーが、前記フィルム中のPVOHポリマーとPVOHコポリマーの合計のうち約25重量%〜約90重量%の範囲の量で存在する、請求項1又は2に記載の水溶性フィルム。
- 前記第1のアニオン性モノマー単位及び前記第2のアニオン性モノマー単位が、ともに、前記フィルム中のPVOHポリマーとPVOHコポリマーの合計のうち約2.0モル%〜約3.5モル%の範囲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水溶性フィルム。
- 前記第1のアニオン性モノマー単位及び前記第2のアニオン性モノマー単位が、前記フィルム中のPVOHポリマーとPVOHコポリマーの合計のうち約2.0モル%〜約3.5モル%の範囲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水溶性フィルム。
- 前記第1のアニオン性モノマー及び前記第2の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、無水マレイン酸、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、無水フマル酸、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、2−スルホエチルアクリレート、これらのアルカリ金属塩、これらのエステル及びこれらの組み合わせからなる群から独立して選択される、請求項1〜5のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。
- 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、そのアルカリ金属塩及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1〜6のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。
- 前記第1のアニオン性モノマーが、前記フィルム中のPVOHポリマーとPVOHコポリマーの合計のうち約3モル%未満の量で存在する、請求項7に記載の水溶性フィルム。
- 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これらの組み合わせからなる群から選択される、請求項2〜8のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。
- 前記第1のアニオン性モノマー単位と前記第2のアニオン性モノマー単位が異なる、請求項2〜9のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。
- 前記第1のアニオン性モノマー単位と前記第2のアニオン性モノマー単位が同じである、請求項2〜9のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。
- 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、そのアルカリ金属塩及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、
前記第1のPVOHコポリマーが、前記フィルム中のPVOHポリマーとPVOHコポリマーの合計のうち約10重量%〜約40重量%の範囲の量で存在し、
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これらの組み合わせからなる群から選択され、
前記第2のPVOHコポリマーが、前記フィルム中のPVOHポリマーとPVOHコポリマーの合計のうち約60重量%〜約90重量%の範囲の量で存在し、
a1−a2が約1モル%〜約3モル%の範囲であり、
a1が約3モル%〜約5モル%の範囲であり、
a2が約1モル%〜約3モル%の範囲であり、
前記第1のアニオン性モノマー単位及び前記第2のアニオン性モノマー単位が、前記フィルム中のPVOHポリマーとPVOHコポリマーの合計のうち約2.0モル%〜約2.8モル%の範囲の合計量で存在する、
請求項2〜9のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。 - 前記水溶性フィルムの残留値が、溶解槽試験により測定したとき、約48重量%以下である、請求項1〜12のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。
- 前記水溶性フィルムの引張強度平均値が、引張強度試験により測定したとき、少なくとも約33MPaである、請求項1〜13のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。
- 前記水溶性フィルムのモジュラス値が、モジュラス試験により測定したとき、少なくとも約12N/mm2である、請求項1〜14のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。
- 残留−AMPS数(RAF)の値が約55〜約100の範囲であり、
前記RAF値がRAF=(2×DC)+(10×A)で定義され、
DCは、溶解槽試験により測定された、前記フィルムの重量%での残留値であり、
Aは、フィルム中のPVOHポリマーとPVOHコポリマーの合計に対する、全てのアクリルアミドメチルプロパンスルホン酸アニオン性重合モノマーの含有率(モル%単位)である、
請求項1〜15のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。 - 前記PVOH樹脂ブレンドが前記第1のPVOHコポリマー及び前記第2のPVOHコポリマーから本質的になる、請求項1〜16のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。
- 前記第1のPVOHコポリマー及び前記第2のPVOHコポリマーが、それぞれ独立して、約75%〜約99%の範囲の加水分解度を有する、請求項1〜17のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。
- 前記第1のPVOHコポリマーの20℃における4%水溶液粘度が約4cP〜約24cPの範囲であり、前記第2のPVOHコポリマーの20℃における4%水溶液粘度が約12cP〜約30cPの範囲である、請求項1〜18のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。
- PVOHポリマー以外の少なくとも第3の水溶性ポリマーを更に含む、請求項1〜19のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。
- 前記第3の水溶性ポリマーが、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、修飾デンプン、グアーガム、アラビアゴム、キサンタンガム、カラギーナン、ポリアクリレート及びその塩、そのコポリマー、そのブレンド、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項20に記載の水溶性フィルム。
- 可塑剤、可塑剤相溶化剤、潤滑剤、剥離剤、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、界面活性剤及びこれらの組み合わせからなる群から選択される1つ以上の構成成分を更に含む、請求項1〜21のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。
- 前記フィルムの約1重量%〜約40重量%の範囲の量で、1つ以上の可塑剤を更に含む、請求項1〜22のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。
- 請求項1〜23のいずれか一項に記載の水溶性フィルムを、パウチ内部体積を画定するパウチの形態で含む、物品。
- 前記パウチ内部体積中に収容された組成物を更に含む、請求項24に記載の物品。
- 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同じであるか、又は異なる第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、
ポリビニルアルコール(PVOH)樹脂ブレンドを含む、水溶性フィルムであって、
以下の特性(a)と、任意に特性(b)及び(c):
(a)前記水溶性フィルムの残留値が、溶解槽試験により測定したとき、約48重量%以下、
(b)前記水溶性フィルムの引張強度平均値が、引張強度試験により測定したとき、少なくとも約33MPa、
(c)前記水溶性フィルムのモジュラス値が、モジュラス試験により測定したとき、少なくとも約12N/mm2
のうちの少なくとも1つを有する、水溶性フィルム。 - 特性(b)を有する、請求項26に記載の水溶性フィルム。
- 特性(c)を有する、請求項26に記載の水溶性フィルム。
- 特性(b)及び(c)を有する、請求項26に記載の水溶性フィルム。
- 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、そのアルカリ金属塩及びこ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これらの組み合わせからなる群から選択され、
前記水溶性フィルムの残留値が、溶解槽試験により測定したとき、約35重量%〜約48重量%の範囲であり、
前記水溶性フィルムの引張強度平均値が、引張強度試験により測定したとき、約33MPa〜約38MPaの範囲であり、
前記水溶性フィルムのモジュラス値が、モジュラス試験により測定したとき、約12.5N/mm2〜約15N/mm2の範囲である、
請求項29に記載の水溶性フィルム。 - 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同じであるか、又は異なる第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、
ポリビニルアルコール(PVOH)樹脂ブレンドを含む、水溶性フィルムであって、
以下の特性(a)と、任意に特性(b)及び(c):
(a)前記水溶性フィルムの残留値が、溶解槽試験により測定したとき、約12重量%〜約48重量%の範囲、
(b)前記水溶性フィルムの引張強度平均値が、引張強度試験により測定したとき、少なくとも約33MPa、
(c)前記水溶性フィルムのモジュラス値が、モジュラス試験により測定したとき、少なくとも約12N/mm2
のうちの少なくとも1つ又は両方を有する、水溶性フィルム。 - 特性(b)を有する、請求項31に記載の水溶性フィルム。
- 特性(c)を有する、請求項31に記載の水溶性フィルム。
- 特性(b)及び(c)を有する、請求項31に記載の水溶性フィルム。
- 残留−AMPS数(RAF)の値が約54〜約100の範囲であり、
前記RAF値がRAF=(2×DC)+(10×A)で定義され、
DCは、溶解槽試験により測定された、前記フィルムの重量%での残留値であり、
Aは、フィルム中のPVOHポリマーとPVOHコポリマーの合計に対する、全てのアクリルアミドメチルプロパンスルホン酸アニオン性重合モノマーの含有率(モル%単位)である、
請求項26〜34のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。 - 前記第1の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、無水マレイン酸、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、無水フマル酸、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、2−スルホエチルアクリレート、これらのアルカリ金属塩、これらのエステル及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項26〜35のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。
- 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、そのアルカリ金属塩及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項26〜36のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。
- 前記第1のアニオン性モノマーが、前記フィルム中のPVOHポリマーとPVOHコポリマーの合計のうち約3モル%未満の量で存在する、請求項37に記載の水溶性フィルム。
- 前記第2の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、無水マレイン酸、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、無水フマル酸、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、2−スルホエチルアクリレート、これらのアルカリ金属塩、これらのエステル及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項26〜38のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。
- 対応する第1のPVOHコポリマー水溶性フィルムが特性(a)を有し、
対応する第2のPVOHコポリマー水溶性フィルムが特性(a)を有しない、
請求項26〜39のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。 - 対応する第1のPVOHコポリマー水溶性フィルムが特性(b)を有さず、
対応する第2のPVOHコポリマー水溶性フィルムが特性(b)を有する、
請求項26〜40のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。 - 対応する第1のPVOHコポリマー水溶性フィルムが特性(c)を有さず、
対応する第2のPVOHコポリマー水溶性フィルムが特性(c)を有する、
請求項26〜41のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。
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