Улучшенные водорастворимые пленки на основе смеси пвс-полимеров и пакеты из них

Улучшенные водорастворимые пленки на основе смеси пвс-полимеров и пакеты из них

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Данная заявка заявляет преимущество приоритета предварительных патентных заявок США 61/299836 и 61/299834, поданных 29 января 2010 года, каждая из которых включена сюда путем ссылки в полном объеме.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится, главным образом, к водорастворимым пленкам, используемым для контакта с жидкостями, к способам получения пленок, к изготовленным из пленок пакетам и мешкам, которые, в некоторых случаях, наполнены активными компонентами, такими как детергенты, с получением упаковки с дозированным содержимым. Более конкретно, изобретение относится к таким пленкам, пакетам и мешкам, которые сочетают в себе улучшенные характеристики при обработке во влажных условиях, повышенную растворимость в холодной воде и соответствующую технологичность.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Водорастворимые полимерные пленки обычно используются в качестве упаковочного материала для упрощения засыпки, заливки, растворения и дозирования материала, подлежащего доставке. Например, пакеты, сделанные из водорастворимой пленки, широко используют для упаковки композиций, применяемых в быту, например, мешок со средством для стирки белья или со средством для мытья посуды. Потребитель может непосредственно поместить мешок в смеситель, такой как ведро, раковина или стиральная машина. Преимущество заключается в том, что таким образом обеспечивается точное дозирование, что исключает необходимость для потребителя отмеривать композицию. Мешок также может уменьшить неудобство в работе, связанное с загрузкой аналогичной композиции из емкости, например, с заливкой жидкого моющего средства для стирки из бутылки. В целом, растворимые пакеты из полимерной пленки, содержащие предварительно отмеренное количество агентов, обеспечивают потребителю удобное использование их в быту в различных целях.

Некоторые водорастворимые полимерные пленки, используемые для изготовления пакетов, будут не полностью растворяться во время цикла стирки, в результате чего остаток пленки будет оставаться на различных элементах внутри стиральной машины. Такие проблемы могут возникать, в частности, когда мешок используют в экстремальных условиях стирки, например, при использовании холодной воды, то есть воды с температурой 5ºC. Примечательно, что экологические проблемы и стоимость электроэнергии являются главными факторами, определяющими желание потребителя использовать для мытья более холодную воду.

Альтернативно, водорастворимые полимерные пленки, которые полностью растворяются в холодной воде, могут быть слишком чувствительными к воздействию влаги и влажности, чтобы из них делать пакеты для потребительского рынка. Например, высокая влажность или капли воды при обработке мешков мокрыми руками могут вызвать склеивание растворимых пакетов вместе и/или растворение пакетов, что приведет к утечке их содержимого.

Пакеты, изготовленные из некоторых пленок, содержащих полимеры на основе поливинилового спирта, позволили достаточно успешно решить вышеупомянутые проблемы. Однако растворимость в холодной воде некоторых пленок на основе поливинилового спирта может уменьшаться, когда они находятся в контакте с моющими средствами определенных композиций. Не привязываясь к теории, полагают, что пленка становится менее растворимой из-за химических взаимодействий между пленкой и композицией внутри упаковки. Следовательно, пакеты, со временем, могут не полностью растворяться в холодной воде во время цикла стирки, что в свою очередь, может приводить к остаткам пленки на различных элементах внутри стиральной машины.

Пакеты, сделанные из водорастворимых пленок на основе полимеров, отличных от полимеров на основе поливинилового спирта, могут не решить успешно вышеупомянутые проблемы. Например, полимерная пленка, содержащая крахмал и/или целлюлозу может обеспечить хорошую стойкость против капель воды. Тем не менее, для достижения хорошей растворимости в холодной воде такая пленка, возможно, должна быть настолько тонкой, что ее механические свойства, в том числе, связанные с технологичностью, оказываются под угрозой. Кроме того, пленки, содержащие крахмал и/или целлюлозу, нелегко подвергаются обработке, учитывая относительно низкую механическую прочность при растяжении или удлинении по сравнению с пленками аналогичной толщины на основе полимеров поливинилового спирта.

В настоящее время никакие коммерчески доступные пленки не справляются адекватным образом с этими тремя ситуациями. Таким образом, сохраняется необходимость в пакетах из водорастворимых пленок, имеющих желаемые характеристики, а именно, хорошая растворимость в холодной воде, стойкость к каплям воды и механические свойства, включая, но, не ограничиваясь, хорошую технологичность.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Первым аспектом настоящего изобретения является водорастворимая пленка, которая содержит, по меньшей мере, 50% масс. водорастворимой смолы на основе поливинилового спирта, то есть ПВС-смолы, имеющей среднюю вязкость, по меньшей мере, приблизительно 13,5 сП, 14 сП, 15 сП, 16 сП или 17 сП и, самое большее, приблизительно 20 сП, 19 сП, 18 сП, 17,5 сП для 4 масс. % водного раствора при 20°C, например, в диапазоне от приблизительно 13,5 сП до приблизительно 20 сП, или от приблизительно 14 сП до приблизительно 19 сП, или от приблизительно 16 сП до приблизительно 18 сП, или от приблизительно 17 сП до приблизительно 17,5 сП; и степень гидролиза, по меньшей мере, 84% или 85% и, самое большее, приблизительно 90%, 89%, 88% или 87%, например, в диапазоне от приблизительно 84% до приблизительно 90%, или от 85% до 88%, или от 86,5%; смолы, кроме того, содержащей не более, чем 30% масс. полимера на основе поливинилового спирта (ПВС-полимера) со средней вязкостью, меньше чем, приблизительно 11 сП и индексом полидисперсности в диапазоне от приблизительно 1,8 до приблизительно 2,3.

Вторым аспектом настоящего изобретения является водорастворимая пленка, которая содержит от приблизительно 4 до приблизительно 10% масс. воды, по меньшей мере, 50% масс. ПВС-смолы, смолы, содержащей смесь первого и второго ПВС-полимера, причем первый ПВС-полимер имеет вязкость, по меньшей мере, 8 сП или 10 сП и, самое большее, 40 сП, 20 сП или 15 сП, например, в диапазоне от приблизительно 8 сП до приблизительно 40 сП, или от приблизительно 10 сП до приблизительно 20 сП, или от приблизительно 10 сП до приблизительно 15 сП; и второй ПВС-полимер имеет вязкость, по меньшей мере, 10 сП или 20 сП и, самое большее, 40 сП, 30 сП, или 25 сП, например, в диапазоне от приблизительно 10 сП до приблизительно 40 сП, или от приблизительно 20 сП до приблизительно 30 сП, или от приблизительно 20 сП до приблизительно 25 сП; вязкость первого ПВС-полимера меньше, чем вязкость второго ПВС-полимера, и смола содержит не более чем 30% масс. ПВС-полимера со средней вязкостью меньше, чем приблизительно 11 сП и индексом полидисперсности в диапазоне от приблизительно 1,8 до приблизительно 2,3.

Третьим аспектом настоящего изобретения является водорастворимая пленка, которая содержит от приблизительно 4 до приблизительно 10% масс. воды, по меньшей мере, 50% масс. ПВС-смолы и, в некоторых случаях, пластификатор; смолы с в диапазоне приблизительно 50000 до приблизительно 300000 Дальтон и степенью гидролиза в диапазоне от приблизительно 84% до приблизительно 90%, или от приблизительно 85% до приблизительно 88%; смолы, которая, кроме того, имеет не более чем 30% масс. ПВС-полимера с меньше, чем приблизительно 70000 Дальтон.

Четвертым аспектом настоящего изобретения является водорастворимая пленка, которая содержит, по меньшей мере, 50% масс. ПВС-смолы со значением Индекса отбора смолы (ИОС, RSI) в диапазоне от 0,255 до 0,315, или от 0,260 до 0,310, или от 0,265 до 0,305, или от 0,270 до 0,300, или от 0,275 до 0,295, предпочтительно 0,270 до 0,300.

Пятым аспектом настоящего изобретения является способ получения водорастворимой пленки, которая содержит от приблизительно 4 до приблизительно 10% масс. воды, по меньшей мере, 50% масс. ПВС-смолы и, в некоторых случаях, пластификатор; способ, включающий, формование пленки из ПВС-смолы со средней вязкостью в диапазоне от приблизительно 13,5 сП до приблизительно 20 сП и степенью гидролиза, по меньшей мере, 84% или 85% и, самое большее, приблизительно 92%, 89%, 88% или 87%, например, в диапазоне от приблизительно 84% до приблизительно 90%, или от 85% до 88%, или 86,5%; смолы, кроме того, содержащей не более, чем 30% масс. ПВС-полимера со средней вязкостью меньшей, чем приблизительно 11 сП и индексом полидисперсности в диапазоне от приблизительно 1,8 до приблизительно 2,3.

Шестым аспектом настоящего изобретения является герметичный мешок или пакет, который содержит пленку на основе ПВС, как описано здесь, например, в одном или более из первого до пятого аспектов.

В любом одном из вариантов воплощения шестого аспекта изобретения пленка на основе ПВС является внешней стенкой мешка или пакета.

В любом одном из вариантов воплощения шестого аспекта изобретения мешок или пакет может содержать одну герметичную или герметизируемую камеру или несколько герметичных или герметизируемых камер, в некоторых случаях с внешними стенками всего мешка или пакета, содержащего пленку на основе ПВС согласно изобретению и, кроме того, в некоторых случаях, с, по меньшей мере, одной внутренней стенкой, также содержащей пленку на основе ПВС согласно изобретению. Пленка или пленки на основе ПВС, образующие одну или более внешних стенок мешка или пакета могут быть теми же или отличными от пленки или пленок, образующих одну или более внутренних стенок многокамерного мешка или пакета и, в некоторых случаях являются теми же.

В любом одном из вариантов воплощения шестого аспекта изобретения значение Индекса отбора смолы для ПВС-смол в пленке на основе ПВС может быть в диапазоне от 0,255 до 0,315, или от 0,260 до 0,310, или от 0,265 до 0,305, или от 0,270 до 0,300, или от 0,275 до 0,295, предпочтительно от 0,270 до 0,300.

В одном варианте воплощения шестого аспекта изобретения мешок содержит первую и вторую герметичную камеру. Вторая камера в большинстве случаев является наложенной на первую герметичную камеру, так что вторая герметичная камера и первая герметичная камера имеют общую стенку, внутреннюю по отношению к мешку.

В одном варианте воплощения шестого аспекта изобретения мешок, содержащий первую и вторую камеру, дополнительно содержит третью герметичную камеру. Третья герметичная камера в большинстве случаев является наложенной на первую герметичную камеру, так что третья герметичная камера и первая герметичная камера имеют общую стенку, внутреннюю по отношению к мешку.

В некоторых вариантах воплощения изобретения согласно шестому аспекту изобретения первая композиция и вторая композиция по отдельности выбраны из жидкостей и порошков. Например, варианты воплощения изобретения могут включать следующие комбинации: жидкость, жидкость; жидкость, порошок; порошок, порошок; и порошок, жидкость.

В некоторых вариантах воплощения изобретения согласно шестому аспекту изобретения первая, вторая и третья композиции по отдельности выбраны из жидкостей и порошков. Например, варианты воплощения изобретения могут включать следующие комбинации: твердое вещество, жидкость, жидкость; твердое вещество, твердое вещество, жидкость; и жидкость, жидкость, жидкость.

В любом одном из вариантов воплощения шестого аспекта изобретения единственная камера или несколько герметичных камер содержат композицию. При наличии множества камер каждая из камер может содержать одинаковую или разную композицию. Композиция выбрана из жидкости, твердого вещества или их комбинации. «Жидкость», как используется здесь, включает пасты, жидкости, гели, пены или мусс. Примеры жидкостей включают, не ограничиваясь, жидкие моющие композиции для удаления легких загрязнений и для удаления сильных загрязнений, усилители стирки, чистящие композиции для твердой поверхности, моющие гели, обычно используемые для стирки и мытья посуды, отбеливатели и добавки для стирки, шампуни, моющие средства для тела и другие композиции для средств личной гигиены. Жидкости могут содержать газы, например, суспендированные пузырьки или твердые вещества, например, частицы. «Твердое вещество», как используется здесь, включает порошки, агломераты или их смеси. Примеры твердых веществ включают, не ограничиваясь: микрокапсулы; гранулы; лентовидные частицы; и перламутровые шарики. Твердые вещества, например, твердая композиция (-и), могут быть выгодными с технической точки зрения, в том числе, но не ограничиваясь этим, благодаря преимуществам во время мойки, предварительной обработки и/или созданию эстетических эффектов.

В любом одном варианте воплощения шестого аспекта изобретения композиция может быть выбрана из группы, включающей жидкие моющие композиции для удаления легких загрязнений и для удаления сильных загрязнений, порошковые моющие композиции, моющие средства для ручного мытья посуды и/или мытья посуды в посудомоечной машине; чистящие композиции для твердой поверхности, усилители стирки, моющие гели, обычно используемые для стирки белья, и отбеливатели и добавки для стирки, шампуни и моющие средства для тела и другие композиции для средств личной гигиены.

Другие аспекты и преимущества будут видны специалистам в этой области из просмотра следующего подробного описания и прилагаемых к нему чертежей. Несмотря на то, что композиции, пленки, мешки и пакеты, описанные здесь, допускают варианты воплощения изобретения в различных формах, дальнейшее описание включает конкретные варианты воплощения изобретения с пониманием того, что раскрытие изобретения является иллюстративным и не предназначено для ограничения изобретения конкретными вариантами воплощения изобретения, описанными в настоящем документе.

Дополнительные особенности изобретения, такие как конкретные компоненты, их диапазоны в композиции, заместители, условия и стадии способа, можно выбрать из различных примеров, приведенных в настоящем документе.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

С целью дальнейшего упрощения понимания настоящего изобретения в настоящем документе приведены восемь чертежей, где на фиг.1-8 показаны примеры остатков моющих средств с оценками 0-7, соответственно.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Термины массовые % и % масс., как используются здесь, относятся к содержанию определенного элемента в композиции в сухих частях по массе от массы всей пленки (когда применяется) или в частях по массе от массы всей композиции, заключенной в мешок (когда применяется), если не указано иное.

Все измерения выполнены при температуре 25°C, если не указано иное. В основе всех масс, относящихся к перечисленным ингредиентам, лежит уровень (содержание) активного вещества и, следовательно, они не включают в себя носители или побочные продукты, которые могут содержаться в коммерчески доступных материалах, если не указано иное.

Общее описание пленки

Одна из проблем, решаемая вариантами воплощения настоящего изобретения, заключается в том, что предлагается пленка, которая легко растворяется в воде, показывает хорошую стойкость к остаточной влаге и является технологичной. Высокомолекулярные полимеры на основе поливинилового спирта обладают сравнительно хорошей стойкостью к остаточной влаге, но плохо растворимы в воде и трудно поддаются термоформованию, что частично обусловлено тепловой чувствительностью ПВС-полимера. Низкомолекулярные полимеры на основе поливинилового спирта обладают хорошей растворимостью в холодной воде, но слишком реагируют на остаточную влагу, чтобы их можно было использовать в промышленном или потребительском секторе и они с трудом поддаются термоформованию, что частично, обусловлено проколами и последующим просачиванием через них при наполнении изделий жидкостями или гелями. Здесь описана система ПВС-полимера и соответствующей пленки, что неожиданно решает все три проблемы.

Предполагается, что пленка, пакеты, изготовленные из пленки, и связанные с ними способы, включают варианты воплощения изобретения, в том числе, любую комбинацию одного или более из дополнительных возможных элементов, характеристик и стадий, дополнительно описанных ниже, если не указано иное.

Термин «содержащий, включающий», как используется здесь, указывает на возможность включения других агентов, элементов, стадий или характеристик в дополнение к указанным.

Термины пакет(ы) и мешок (мешки), как используются здесь, следует считать взаимозаменяемыми. В определенных вариантах воплощения изобретения термины пакет(ы) и мешок (мешки), соответственно, относятся к контейнеру, изготовленному с использованием пленки и к герметичному контейнеру предпочтительно с герметично закрытым в нем материалом, в форме дозированного количества, подлежащего доставке. Герметичные мешки могут быть изготовлены любым подходящим способом, включая такие способы и приемы, как термосваривание, сварка растворителем и герметизация клеем (например, с помощью водорастворимого клея).

Композиция на основе ПВС-смолы

Пленкообразующая композиция, описанная здесь, включает один или более ПВС-полимеров для приготовления ПВС-смолы, содержащейся в пленке. Один или несколько ПВС-полимеров могут быть выбраны или смешаны с помощью приведенных здесь инструкций, чтобы получить изделие, такое как пленка, растворимая в водных растворах. Такие водорастворимые пленки могут найти применение, например, при изготовлении герметичных мешков для отсроченного высвобождения моющих средств или добавок для полоскания, таких как те, что входят в композиции моющих средств для стирки.

Поливиниловый спирт является синтетической смолой, получаемой, главным образом, путем алкоголиза поливинилацетата, обычно называемого гидролизом или омылением. Полностью гидролизованный поливиниловый спирт, где фактически все ацетатные группы превращены в спиртовые группы, характеризуется сильными водородными связями и является высококристалличным полимером, который растворяется только в горячей воде - с температурой больше, чем приблизительно 140ºF (приблизительно 60ºC). Если после гидролиза поливинилацетата оставляют достаточное количество ацетатных групп, то есть ПВС-полимер является частично гидролизованным, то полимер обладает более слабыми водородными связями, является менее кристалличным и, как правило, растворим в холодной воде - менее чем приблизительно 50ºF (приблизительно 10ºC). Итак, частично гидролизованный ПВС-полимер является сополимером винилового спирта и винилацетата, то есть ПВС-сополимером. Таким образом, один или более растворимых в воде, частично гидролизованных ПВС-сополимеров применяют в описанных композициях.

Вся ПВС-смола, содержащаяся в пленке, может иметь степень гидролиза, равную, по меньшей мере, 80%, 84% или 85% и, самое большее, приблизительно 92%, 89%, 88% или 87%, например, в диапазоне от приблизительно 84% до приблизительно 90%, или от 85% до 88%, или 86,5%. Степень гидролиза, как используется здесь, выражена в процентах винилацетатных звеньев, превращенных в винилспиртовые звенья.

Вязкость ПВС-полимера (µ) определяют путем измерения свежеприготовленного раствора на вискозиметре Brookfield LV с адаптером UL, как описано в Британском стандарте EN ISO 15023-2:2006, тест Annex E Brookfield Test. В международной практике принято определять вязкость 4%-ных водных растворов поливинилового спирта при температуре 20ºC. Все вязкости, указанные в настоящем документе в сП относятся к вязкости 4%-ного водного раствора поливинилового спирта при температуре 20ºC, если не указано иное. Аналогично, если смолу описывают, как имеющую (или не имеющую) конкретную вязкость, если не указано иное, то предполагается, что указанная вязкость является средней вязкостью смолы, которая естественно имеет соответствующее молекулярно-массовое распределение. В зависимости от ПВС-смолы индекс полидисперсности смолы (ИПД) может быть в диапазоне от приблизительно 1,5 до приблизительно 5, или выше. ИПД коммерческих ПВС-полимеров обычно находятся в диапазоне от приблизительно 1,8 до приблизительно 2,3, и типичные коммерческие ПВС-полимеры могут иметь ИПД такой низкий как 1,7 и такой высокий как 2,9. Эти коммерческие ПВС-полимеры обычно отличаются, главным образом, специфической номинальной вязкостью и специфической степенью гидролиза; например, полимер марки MOWIOL 13-88 имеет специфическую, номинальную вязкость, равную 13 сП и специфическую степень гидролиза, равную, 88%.

ПВС-смола может иметь среднюю вязкость, по меньшей мере, приблизительно 13,5 сП, 14 сП, 15 сП, 16 сП или 17 сП и, самое большее, приблизительно 20 сП, 19 сП, 18 сП, 17,5 сП, например, в диапазоне от приблизительно 13,5 сП до приблизительно 20 сП, или от приблизительно 14 сП до приблизительно 19 сП, или от приблизительно 16 сП до приблизительно 18 сП, или от приблизительно 17 сП до приблизительно 17,5 сП. Хорошо известно в данной области, что вязкость ПВС-полимера коррелирует со среднемассовой молекулярной массой того же ПВС-полимера и часто вязкость используют для приближенной оценки . Следовательно, идеи настоящего изобретения, касающиеся влияния изменений вязкости ПВС-смолы на эксплуатационные качества или характеристики водорастворимых пленок, описанных здесь, соответственно применяют и в отношении влияния изменений в ПВС-смолы на те же свойства пленок.

Коммерчески доступные ПВС-полимеры обычно имеют значение индекса полидисперсности (ИПД) от приблизительно 1,8 до приблизительно 2,2. Вся ПВС-смола, содержащаяся в пленке, используемой в настоящем изобретении, может иметь значение ИПД, по меньшей мере, равное 1,3; 1,5; 1,8; 2; 2,5; 3 и, самое большее, 6; 5,5; 5; 4,5; 4; 3,5; например в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 5, или от приблизительно 2 до приблизительно 4,5, или, по меньшей мере, 2,5 или, по меньшей мере, 3 или в диапазоне от приблизительно 2,5 до приблизительно 4.

Смесь ПВС-полимеров

ПВС-смола может содержать смесь ПВС-полимеров. Например, ПВС-смола может содержать, по меньшей мере, два ПВС-полимера, где, как используется здесь, первый ПВС-полимер имеет вязкость меньше, чем вязкость второго ПВС-полимера. Первый ПВС-полимер имеет вязкость, по меньшей мере, приблизительно 8 сП, 10 сП, 12 сП или 13 сП и, самое большее, приблизительно 40 сП, 20 сП, 15 сП или 13 сП, например, в диапазоне от приблизительно 8 сП до приблизительно 40 сП, или от приблизительно 10 сП до приблизительно 20 сП, или от приблизительно 10 сП до приблизительно 15 сП, или от приблизительно 12 сП до приблизительно 14 сП, или 13 сП. Кроме того, второй ПВС-полимер может иметь вязкость, по меньшей мере, приблизительно 10 сП, 20 сП или 22 сП и, самое большее, приблизительно 40 сП, 30 сП, 25 сП или 24 сП, например, в диапазоне от приблизительно 10 сП до приблизительно 40 сП, или от 20 сП до приблизительно 30 сП, или от приблизительно 20 сП до приблизительно 25 сП, или от приблизительно 22 сП до приблизительно 24 сП, или приблизительно 23 сП.

Индивидуальные ПВС-полимеры могут иметь любую подходящую степень гидролиза, пока степень гидролиза ПВС-смолы находится в пределах диапазонов, описанных здесь.

В некоторых случаях ПВС-смола может, в дополнение или как вариант, содержать первый ПВС-полимер с в диапазоне от приблизительно 50000 до приблизительно 300000 Дальтон, или от приблизительно 60000 до приблизительно 150000 Дальтон; и второй ПВС-полимер с в диапазоне от приблизительно 60000 до приблизительно 300000 Дальтон, или от приблизительно 80000 до приблизительно 250000 Дальтон.

ПВС-смола может, кроме того, содержать один или более дополнительных ПВС-полимеров, которые имеют вязкость в диапазоне от приблизительно 10 до приблизительно 40 сП и степень гидролиза в диапазоне от приблизительно 84% до приблизительно 92%.

Когда ПВС-смола содержит первый ПВС-полимер со средней вязкостью меньше, чем приблизительно 11 сП и индексом полидисперсности в диапазоне от приблизительно 1,8 до приблизительно 2,3, то в одном типе варианта воплощения изобретения ПВС-смола содержит меньше, чем приблизительно 30% масс. первого ПВС-полимера. Аналогично, когда ПВС-смола содержит первый ПВС-полимер со средней вязкостью меньше, чем приблизительно 11 сП и индексом полидисперсности в диапазоне от приблизительно 1,8 до приблизительно 2,3, то в другом, не исключительном, типе варианта воплощения изобретения ПВС-смола содержит меньше, чем приблизительно 30% масс. первого ПВС-полимера, имеющего меньше, чем приблизительно 70000 Дальтон.

В расчете на суммарное содержание ПВС-смолы в пленке, описанной здесь, ПВС-смола может содержать приблизительно 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90% масс. первого ПВС-полимера и приблизительно 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90% масс. второго ПВС-полимера, например, от приблизительно 30 до приблизительно 85% масс. первого ПВС-полимера, или от приблизительно 45 до приблизительно 55% масс. первого ПВС-полимера. Например, ПВС-смола может содержать приблизительно 50% масс. каждого ПВС-полимера, где вязкость первого ПВС-полимера равна приблизительно 13 сП и вязкость второго ПВС-полимера равна приблизительно 23 сП.

Один тип варианта воплощения изобретения характеризуется тем, что ПВС-смола содержит от приблизительно 40 до приблизительно 85% масс. первого ПВС-полимера, имеющего вязкость в диапазоне от приблизительно 10 до приблизительно 15 сП и степень гидролиза в диапазоне от приблизительно 84% до приблизительно 92%. Другой тип варианта воплощения изобретения характеризуется тем, что ПВС-смола содержит от приблизительно 45 до приблизительно 55% масс. первого ПВС-полимера, имеющего вязкость в диапазоне от приблизительно 10 до приблизительно 15 сП и степень гидролиза в диапазоне от приблизительно 84% до приблизительно 92%. ПВС-смола может содержать от приблизительно 15 до приблизительно 60% масс. второго ПВС-полимера, имеющего вязкость в диапазоне от приблизительно 20 до приблизительно 25 сП и степень гидролиза в диапазоне от приблизительно 84% до приблизительно 92%. Один предусмотренный класс вариантов воплощения изобретения характеризуется тем, что ПВС-смола содержит от приблизительно 45 до приблизительно 55% масс. второго ПВС-полимера.

Когда ПВС-смола содержит несколько ПВС-полимеров, то значение ИПД ПВС-смолы выше, чем значение ИПД любого отдельного ПВС-полимера, который она содержит. В некоторых случаях значение ИПД ПВС-смолы выше, чем 2,2; 2,3; 2,4; 2,5; 2,6; 2,7; 2,8; 2,9; 3,0; 3,1; 3,2; 3,3; 3,4; 3,5; 3,6; 3,7; 3,8; 3,9; 4,0; 4,5; или 5,0.

Пленочная композиция

Водорастворимая пленка может содержать, по меньшей мере, приблизительно 50% масс., 55% масс., 60% масс., 65% масс., 70% масс., 75% масс., 80% масс., 85% масс., 90% масс. ПВС-смолы.

При выборе ПВС-смолы желательно выбирать ПВС-смолу, которая имеет значение ИПД выше, чем приблизительно 2; 2,2; 2,4; 2.6; 2,8; 3,0; 3,2; 3,4; 3,6; 3,8; 4,0; 4,2; 4,4; 4,6; 4,8; или 5,0; например, значение ИПД ПВС-смолы может быть выше, чем значение ИПД любого индивидуального ПВС-полимера, содержащегося в этой смоле.

Кроме того, желательно выбирать ПВС-смолу, которая имеет взвешенное, среднее значение степени гидролиза между приблизительно 80 и приблизительно 92%, или между приблизительно 83 и приблизительно 90 %, или приблизительно 85 и 89%. Например, для ПВС-смолы, которая содержит два или более ПВС-полимеров рассчитывают по формуле , где W _i - это массовый процент соответствующего ПВС-полимера и H _i - это соответствующие степени гидролиза.

Еще кроме того, желательно выбирать ПВС-смолу, которая имеет взвешенное среднее значение логарифмической вязкости между приблизительно 10 и приблизительно 25, или между приблизительно 12 и 22, или между приблизительно 13,5 и приблизительно 20. Значение для ПВС-смолы, которая содержит два или более ПВС-полимера, рассчитывают по формуле , где µ_i - вязкость соответствующих ПВС-полимеров.

Еще кроме того, желательно выбирать ПВС-смолу, которая имеет значение Индекса отбора смолы (ИОС, RSI) в диапазоне от 0,255 до 0,315, или от 0,260 до 0,310, или от 0,265 до 0,305, или от 0,270 до 0,300, или 0,275 до 0,295, предпочтительно от 0,270 до 0,300. Значение ИОС (RSI) рассчитывают по формуле , где µ_t - семнадцать; µ_i - средняя вязкость каждого из соответствующих ПВС-полимеров и W _i - массовый процент соответствующих ПВС-полимеров.

В некоторых случаях водорастворимой пленкой предпочтительно является автономная пленка, состоящая из одного слоя или нескольких одинаковых слоев. Водорастворимая пленка может, кроме того, в некоторых случаях, содержать, главным образом, ПВС-смолу и пластификаторы и добавки, как описано в настоящем документе, и не включать, в значительной степени, других пленочных слоев, которые влияют на растворимость, на характеристики термоформования, или как на растворимость, так и на характеристики термоформования.

Доля ПВС-смолы в пленке состоит, в значительной степени, из ПВС-полимеров (то есть может включать примеси, присутствующие, например, в продукте полимеризации заводского изготовления) или состоит полностью из ПВС-полимера. Водорастворимая пленка также может содержать пленкообразующие полимеры в дополнение к ПВС-смоле. Эти дополнительные полимеры могут присутствовать в пленке в массовом проценте от приблизительно 0,1 до приблизительно 40%, или от приблизительно 1 до приблизительно 30%, в расчете на общую массу пленки. Не имеющие ограничительного характера примеры включают крахмал, целлюлозные материалы, сульфополиэфиры и их смеси. Кроме того, не имеющие ограничительного характера примеры включают: полиалкиленоксиды, полиакриловую кислоту, поливинилпирролидон, целлюлозу, эфиры целлюлозы, сложные эфиры целлюлозы, амиды целлюлозы, поливинилацетаты, поликарбоновые кислоты и соли, полиаминокислоты или пептиды, полиамиды, полиакриламид, сополимеры малеиновой/акриловой кислот, полисахариды, включая крахмал и желатин, натуральные смолы, такие как ксантан и каррагиннаны.

Водорастворимая пленка может содержать, другие вспомогательные агенты и технологические агенты, такие как, но не ограничиваясь ими, пластификаторы, смазки, разделительные смазки, наполнители, расширители, сшивающие агенты, антиадгезивы, антиоксиданты, вещества, снижающие клейкость, противовспениватели, наночастицы, такие как слоистые наноглины силикатного типа (например, монтмориллонит натрия), отбеливающие агенты (например, метабисульфит натрия, бисульфит натрия или другие) и другие функциональные ингредиенты в количествах, подходящих для конкретных целей. Варианты воплощения изобретения, включающие пластификаторы, являются предпочтительными. Количество таких агентов может быть до приблизительно 50% масс., до приблизительно 20% масс. или до 15% масс., или до приблизительно 10% масс. или до приблизительно 5% масс., например, до 4% масс., по отдельности или все вместе.

Пластификатор может включать, но не ограничивается ими, глицерин, диглицерин, сорбитол, этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, тетраэтиленгликоль, пропиленгликоль, полиэтиленгликоли до молекулярной массы 400 MW, неопентилгликоль, триметилолпропан, полиэфиры полиолов, сорбитол, 2-метил-1,3-пропандиол, этаноламины и их смеси. Предпочтительным пластификатором является глицерин, сорбитол, триэтиленгликоль, пропиленгликоль, 2-метил-1,3-пропандиол, триметилолпропан или их комбинация. Общее количество пластификатора может быть в диапазоне от приблизительно 10% масс. до приблизительно 40% масс., или от приблизительно 15% масс. до приблизительно 35% масс., или от приблизительно 20% масс. до приблизительно 30% масс., например, приблизительно 25% масс. Можно использовать комбинации глицерина, пропиленгликоля и сорбитола. В некоторых случаях глицерин можно использовать в количестве от приблизительно 5% масс. до приблизительно 30% масс., или от 5% масс. до приблизительно 20% масс., например, приблизительно 13% масс. В некоторых случаях пропиленгликоль можно использовать в количестве приблизительно от 1% масс. до приблизительно 20% масс., или от приблизительно 3% масс. до приблизительно 10% масс., например, 6% масс. В некоторых случаях сорбитол можно использовать в количестве от приблизительно 1% масс. до приблизительно 20% масс., или от приблизительно 2% масс. до приблизительно 10% масс., например, приблизительно 5% масс.

Подходящие поверхностно-активные вещества (сурфактанты) могут включать неионогенные, катионные, анионные и цвиттер-ионные классы. Предпочтительно используют неионогенные, катионные или цвиттер-ионные классы поверхностно-активных веществ или их комбинации. Подходящие поверхностно-активные вещества включают, но не ограничиваются ими, полиоксиэтилированные полиоксипропиленгликоли, этоксилаты спиртов, этоксилаты алкилфенолов, третичные ацетиленгликоли и алканоламиды (неионогенные), полиоксиэтилированные амины (катионные), четвертичные аммониевые соли и кватернизованные полиоксиэтилированные амины (катионные) и оксиды аминов, N-алкилбетаины и сульфобетаины (цвиттер-ионные). Предпочтительными поверхностно-активными веществами являются этоксилаты спиртов, четвертичные аммониевые соли и оксиды аминов. В одном типе варианта воплощения изобретения количество поверхностно-активного вещества в водорастворимой пленке находится в диапазоне от приблизительно 1,0% масс. до 2,5% масс., в некоторых случаях, от приблизительно 1,0% масс. до 2,0% масс.

Подходящие смазки/разделительные смазки могут включать, но не ограничиваются ими, жирные кислоты и их соли, жирные спирты, эфиры жирных кислот, жирные амины, ацетаты жирных аминов и жирные амиды. Предпочтительными смазками/разделительными смазками являются жирные кислоты, соли жирных кислот и ацетаты жирных аминов. В одном типе варианта воплощения изобретения количество смазки/разделительной смазки в водорастворимой пленке находится в диапазоне от приблизительно 0,02% масс. до приблизительно 1,5% масс., в некоторых случаях от приблизительно 0,1% масс. до приблизительно 1% масс.

Подходящие наполнители/расширители/антиадгезивы/вещества, снижающие клейкость, включают, но не ограничиваются, крахмалы, модифицированные крахмалы, сшитый поливинилпирролидон, сшитую целлюлозу, микрокристаллическую целлюлозу, кремнезем, оксиды металлов, карбонат кальция, тальк и слюду. Предпочтительными материалами являются крахмалы, модифицированные крахмалы и кремнезем. В одном типе варианта воплощения изобретения количество наполнителя/расширителя/антиадгезива/вещества, снижающего клейкость, в водорастворимой пленке находится в диапазоне от приблизительно 0,1% масс. до приблизительно 25% масс., или от приблизительно 1% масс. до приблизительно 10% масс., или от приблизительно 2% масс. до приблизительно 8% масс., или от приблизительно 3% масс. до приблизительно 5% масс. В отсутствие крахмала предпочтительным диапазоном, подходящим для наполнителя/расширителя/антиадгезива/вещества, снижающего клейкость, является диапазон от приблизительно 1% масс. до приблизительно 6% масс., или от приблизительно 1% масс. до приблизительно 4% масс., или от приблизительно 1% масс. до приблизительно 2,5% масс.

Подходящие противовспениватели включают, но не ограничиваются ими, противовспениватели на основе смесей полидиметилсилоксанов и углеводородов. В одном типе варианта воплощения изобретения количество противовспенивателя в водорастворимой пленке находится в диапазоне от приблизительно 0,001% масс. до приблизительно 1,0% масс., или от приблизительно 0,1% масс. до 0,75% масс., или от приблизительно 0,1% масс. до приблизительно 0,6% масс., или от приблизительно 0,4% масс. до приблизительно 0,5% масс.

Водорастворимая пленка может дополнительно содержать остаточную влагу, по меньшей мере, 4% масс., например, в диапазоне от приблизительно 4 до приблизительно 10% масс., определяемую титрованием по Карлу Фишеру.

Характеристики пленки

Один предусмотренный класс вар