JP2023507329A - 水溶性フィルム及び水溶性フィルムで形成された水溶性単位用量物品 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の第1の態様は、水溶性フィルムである。水溶性フィルムは、水溶性ポリマーを含み、水溶性ポリマーは、カゼイン塩ポリマーとポリビニルアルコールホモポリマーとのブレンドを含む。カゼイン塩ポリマーについては以下でより詳細に説明し、ポリビニルアルコールホモポリマーについても以下でより詳細に説明する。
カゼインは、水に比較的不溶性の牛乳由来のタンパク質である。しばしば、カゼインは、牛乳(カゼイン酸)又はレンネット(レンネットカゼイン)に酸を加えた後の沈殿によって得られる。カゼイン塩は、カゼインの塩として定義され、その対イオンは、一般的には、カルシウム、カリウム、アンモニウム、マグネシウム及びナトリウム、又はこれらの混合物、最も好ましくはナトリウムからなる群から選択される。
水溶性フィルムは、ポリビニルアルコールホモポリマーを含む。
本発明による水溶性フィルムは、本明細書に記載される種類及び量に従って、カゼイン塩ポリマーとポリビニルアルコールホモポリマーとを本明細書に記載される好ましくかつ任意選択的な二次添加剤と共に、混合、共流延(co-casting)、又は溶着することによって形成することができる。ポリマーが最初に混合される場合、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共に)流延してフィルムを形成することにより水溶性フィルムを形成する。ポリマーが溶着される場合、例えば、溶剤又は熱溶着により、水溶性フィルムを形成してもよい。別の態様は、押出成形、例えばブロウン押出成形(blown extrusion)によって形成される水溶性フィルムを特徴とする。最も好ましくは、本発明による水溶性フィルムは、溶液流延によって調製される。
本発明の更なる態様は、本発明による水溶性フィルムと、トリートメント組成物と、少なくとも1つの内部区画と、を含む水溶性単位用量物品であって、トリートメント組成物が、少なくとも1つの区画内に収容されている、水溶性単位用量物品である。トリートメント組成物について、以下でより詳細に説明する。
トリートメント組成物は、洗濯洗剤組成物、洗濯柔軟化組成物、自動食器洗浄組成物、硬質表面洗浄組成物、又はこれらの混合物から選択することができ、好ましくは洗濯洗剤組成物であり、好ましくは、トリートメント組成物は、液体、粉末、又はこれらの混合物であり、好ましくは液体組成物である。
1.フィルム崩壊時間:
MSTM-205崩壊プロトコルを10℃の脱塩水中で実施した後、異なるカゼインナトリウム/ポリビニルアルコールホモポリマーベースの水溶性フィルムの冷水フィルム崩壊プロファイルを測定した。この試験では、3つの複製物の平均フィルム破断時間(秒)を記録した。
MSTM-119 Standard Test Method for Residue with Dissolution Chamber by Monosolを20℃の脱塩水中で実施した後、異なるカゼインナトリウム/ポリビニルアルコールホモポリマーベースの水溶性フィルムの冷水溶解プロファイルを測定した。この試験では、3つの複製物について、水中にフィルムを10分間浸漬した後の溶解したフィルムの平均の比率(%)を記録した。
水溶性フィルムの試験試料を、以下のようにして破断時引張ひずみ率(%)について分析した。この手順は、ASTM D882(「Standard Test Method for Tensile Properties of Thin Plastic Sheeting」)に従って破断時引張ひずみ率(%)を測定することを含む。INSTRON引張試験装置(モデル5544引張試験機又は同等のもの、Instron Industrial Products,825 University Ave.,Norwood,MA 02062-2643)を、フィルムデータの試料採集のために使用した。寸法安定性及び再現性を確保するために、それぞれ信頼性の高い切断ツール(例えば、Thwing Albert Instrument Company(Philadelphia,PA U.S.A.)製のJDC高精度試料カッターモデル1-10)で切断した5つの試験標本を試験した。水溶性フィルムは、24時間かけて試験環境条件に予め調整した。20℃及び相対湿度33%の標準的な実験室雰囲気中で試験を実施した。厚さ3.0±0.15ミル(又は76.2±3.8μm)を有する単一のフィルムシートの幅1インチ(2.54cm)の試料を調製した。次に試料をINSTRON引張試験機に移して、試験を進めた。引張試験機は、500Nロードセルを備え、製造者の指示に従って準備し、校正した。適正なグリップ及びフェース面を取り付けた(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)。試料を引張試験機に装着し、1N/分の速度で伸長し、分析して、応力-ひずみ曲線を決定した。破断時 引張ひずみ率(%)は、応力-ひずみ曲線から抽出され、例えば、このデータは、フィルムが破断する引張ひずみ率(%)である(この値は高いほど良く、好ましくは>150%、より好ましくは>250%、最も好ましくは>250%である)。3つの試験標本の平均を計算し、報告した。
出発ポリマー材料:
・PVAホモポリマー:Mowiol 18/88(例、Sigma Aldrich)
・カゼインナトリウム:牛乳由来のカゼインナトリウム塩(例、Sigma Aldrich)
ポリマーブレンド:
・100%カゼインナトリウム
・重量比80/20のカゼインナトリウム/PVAホモポリマー
・重量比60/40のカゼインナトリウム/PVAホモポリマー
・重量比50/50のカゼインナトリウム/PVAホモポリマー
・重量比40/80のカゼインナトリウム/PVAホモポリマー
・重量比20/80のカゼインナトリウム/PVAホモポリマー
・100%PVA ホモポリマー
それぞれのポリマーブレンドからの水溶性フィルムは、本明細書に詳しく述べられるプロセスに従って調製した。
・ポリマー樹脂/粉末を脱灰水に投入して、15%溶液を調製する。可塑剤及び他の添加剤を、各比に従って添加した。混合物を50mLのガラス瓶中で200rpmで撹拌する。溶液を、還流下のプロピレングリコール浴中、80℃で4時間加熱する。
・ポリマーを水中に十分に溶解させて均質な溶液とし、超音波処理及び吸引によって気泡を送り込んだ。
・均質な溶液を、処理したガラス支持体上に注ぐ(CHCl3中、ClSi(CH3)3)。
・溶液を、250μm~350μmの範囲の湿潤間隙を有するフィルムアプリケータを使用して薄層に広げる。
・得られたフィルムを、終夜、周囲条件(22℃、35%RH)で静置する。
・乾燥したフィルムを支持体から剥離する。
表1に、本明細書に記載されるフィルム製造プロセスに従って上記に列挙したポリマーブレンドから調製された水溶性フィルムの平均フィルム破断時間(秒)、平均フィルム溶解率(%)、及び平均破断時引張ひずみ率(%)の値を報告する。これらの結果から、本発明によるカゼインナトリウム-ポリビニルアルコールホモポリマーブレンドに基づいた水溶性フィルムは、その水溶性ポリマーブレンドの一部としてカゼインナトリウムを含まず、したがって本発明の範囲外である水溶性フィルムと比較して、フィルム溶解プロファイルが大幅に改善されており(例えば、溶解率(%)がより高い)、誤って水に曝露される際の早期の崩壊に対してより高い耐性を示す(例えば、初期フィルム破裂が遅延される)ことが明らかに分かる。本発明によるこれらのカゼインナトリウム-ポリビニルアルコールホモポリマーブレンドはまた、フィルムの変形を可能とするうえで適当な機械的特性も示す(破断時引張ひずみ率(%)>150%)。
Claims (15)
- 水溶性フィルムであって、水溶性ポリマーを含み、前記水溶性ポリマーが、カゼイン塩ポリマーとポリビニルアルコールホモポリマーとのブレンドを含み、
前記ポリビニルアルコールホモポリマーが、75%~100%の平均加水分解度(%)を有し、
前記ポリビニルアルコールホモポリマーが、1~30mPasの平均粘度を有し、前記粘度が、20℃で脱塩水中の4%水溶液として測定される、水溶性フィルム。 - 前記カゼイン塩ポリマーと前記ポリビニルアルコールホモポリマーとの重量比が、25:75~95:5、好ましくは30:70~80:20、より好ましくは35:65~60:40、最も好ましくは40:60~50:50である、請求項1に記載の水溶性フィルム。
- 前記水溶性ポリマーが、前記フィルムの50重量%~95重量%、好ましくは55重量%~90重量%、より好ましくは60重量%~80重量%で存在する、請求項1又は2に記載の水溶性フィルム。
- 前記フィルムが非水性可塑剤を含み、好ましくは、前記非水性可塑剤が、ポリオール、糖アルコール、及びこれらの混合物から選択され、より好ましくは、グリセロール、1,2-プロパンジオール、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、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ソルビトール、又はこれらの混合物から選択され、最も好ましくは、グリセロール、ソルビトール、トリメチロールプロパン、ジプロピレングリコール、及びこれらの混合物から選択され、好ましくは、前記フィルムが、前記フィルムの5重量%~50重量%、好ましくは10重量%~40重量%、より好ましくは20重量%~30重量%の前記非水性可塑剤を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。
- 前記カゼイン塩ポリマーが、カゼインのアルカリ金属塩から選択され、好ましくはカゼインナトリウムである、請求項1~4のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。
- 前記ポリビニルアルコールホモポリマーが、80%~95%、好ましくは85%~90%の平均加水分解度(%)を有する、請求項1~5のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。
- 前記ポリビニルアルコールホモポリマーが、5~25mPas、好ましくは10~25mPasの平均粘度を有し、前記粘度が、20℃で脱塩水中の4%水溶液として測定される、請求項1~6のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。
- 前記水溶性フィルムが、前記水溶性フィルムの0.1重量%~2.5重量%、好ましくは1重量%~2重量%の量の界面活性剤を含む、請求項1~7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が、カールフィッシャー滴定によって測定した場合に、前記フィルムの少なくとも4重量%、より好ましくは4重量%~15重量%、更により好ましくは5重量%~10重量%の残留含水量を含む、請求項1~8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が、30μm~100μm、好ましくは50μm~90μm、最も好ましくは60μm~85μmの厚さを有する、請求項1~9のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。
- 請求項1~10のいずれか一項に記載の水溶性フィルムと、トリートメント組成物と、少なくとも1つの内部区画と、を含む水溶性単位用量物品であって、前記トリートメント組成物が、前記少なくとも1つの内部区画内に収容されている、水溶性単位用量物品。
- 前記トリートメント組成物が、洗濯洗剤組成物、洗濯柔軟化組成物、自動食器洗浄組成物、硬質表面洗浄組成物、又はこれらの混合物から選択され、好ましくは洗濯洗剤組成物であり、好ましくは、前記トリートメント組成物が、液体、粉末、又はこれらの混合物であり、好ましくは液体組成物である、請求項11に記載の水溶性単位用量物品。
- 前記トリートメント組成物が非石鹸界面活性剤を含み、好ましくは、前記非石鹸界面活性剤が、アニオン性非石鹸界面活性剤、非イオン性界面活性剤、及びこれらの混合物から選択され、好ましくは、前記トリートメント組成物が、前記トリートメント組成物の10重量%~60重量%、より好ましくは20重量%~55重量%の前記非石鹸界面活性剤を含む、請求項11又は12に記載の水溶性単位用量物品。
- 前記トリートメント組成物が、前記トリートメント組成物の15重量%未満、より好ましくは12重量%未満、最も好ましくは5重量%~12重量%、更により好ましくは1重量%~12重量%の水を含む、請求項11~13のいずれか一項に記載の水溶性単位用量物品。
- 前記トリートメント組成物が、前記トリートメント組成物の10重量%~40重量%、好ましくは15重量%~30重量%の非水性溶媒を含む、請求項11~14のいずれか一項に記載の水溶性単位用量物品。
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