CN109863237A - 具有低摩擦系数的水溶性膜 - Google Patents
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Abstract
本发明提供水溶性膜,包含水溶性聚乙烯醇、增塑剂以及淀粉的混合物,其中(a)所述淀粉包含约5phr至约30phr的量的羟丙基化淀粉;(b)所述淀粉包含约2.5phr至约30phr的量的具有大于约2%的改性程度的改性淀粉;(c)所述淀粉为具有约20%至约80%的直链淀粉含量的未改性的淀粉;或(d)所述淀粉包含具有约23%至约95%的直链淀粉含量的羟丙基化淀粉,并且所述聚乙烯醇包含未改性的聚乙烯醇或阴离子改性的聚乙烯醇,前提条件为阴离子改性剂不为丙烯酸酯。本发明进一步提供密封制品,包含限定内部袋状物体积的呈袋状物形式的水溶性膜。
Description
技术领域
本发明一般地涉及水溶性膜和相关包装袋。更具体地,本发明涉及聚乙烯醇类水溶性膜,其可显示低摩擦系数,且因此显示降低的对表面(如转化设备及其他水溶性膜)的黏着趋势。
背景技术
水溶性聚合物膜通常用作用于简化待传递材料的分散、倾倒、溶解以及供料的包装材料。消费者可将袋装组合物直接添加至混合容器中,诸如桶、槽或任何适用于保持水的容器。有利的是,这提供精确供料,同时消除消费者测量组合物的需求。袋装组合物也可减少与从产品容器分配材料相关的脏乱,如倒入或挖出材料。总而言之,可溶性预测量聚合物膜袋在各种应用中为消费者使用提供便利。
然而,由水溶性聚合物制备的水溶性膜可黏着至上面形成所述水溶性膜(或转化成例如袋子)的表面和/或其他水溶性膜。此类问题尤其可在膜形成袋子及袋子与第二包装网一起储存时发生。已使用防黏剂降低水溶性膜的黏性,以致力于防止与制造表面的黏合及在袋子储存期间袋子与袋子的黏合。然而,包括防黏剂(尤其以较高负载量)通常对所得膜的机械特性具有不利作用。特定地,水溶性膜的拉伸强度通常降低,引起难以将膜加工成单剂量袋。替代性解决方案包含用滑石、淀粉或类似颗粒对膜进行撒粉;然而打粉过程通常脏乱且产生废弃的粉末材料及机器停工时间。
因此,本领域中存在这样的需要:可形成水溶性包装袋且具有降低的与其他水溶性膜黏着的趋势的保持水溶性的水溶性膜。
发明内容
本发明的一个方面提供水溶性膜,包含水溶性聚乙烯醇、增塑剂以及淀粉的混合物,其中以膜的总重量计,聚乙烯醇以约20重量%至约95重量%的量存在,且淀粉包含以约5phr至约30phr范围内的量存在的羟丙基化淀粉。
本发明的相关方面提供密封制品,包含限定内部袋状物体积的呈袋状物形式的水溶性膜,所述水溶性膜包含水溶性聚乙烯醇、增塑剂以及淀粉的混合物,其中以膜的总重量计,所述聚乙烯醇以约20重量%至约95重量%的量存在,且淀粉包含以约5phr至约30phr范围内的量存在的羟丙基化淀粉。
本发明的另一方面提供水溶性膜,包含水溶性聚乙烯醇、增塑剂以及改性的淀粉的混合物,其中以膜的总重量计,聚乙烯醇以约20重量%至约95重量%的量存在,且改性的淀粉具有大于约2%的改性程度且以约2.5phr至约30phr范围内的量存在。
本发明的一个相关方面提供密封制品,包含限定内部袋状物体积的呈袋状物形式的水溶性膜,所述水溶性膜包含水溶性聚乙烯醇、增塑剂以及改性的淀粉的混合物,其中以膜的总重量计,聚乙烯醇以约20重量%至约95重量%的量存在,且改性的淀粉具有大于约2%的改性程度且以约2.5phr至约30phr范围内的量存在。
本发明的另一方面提供水溶性膜,包含水溶性聚乙烯醇、增塑剂以及未改性的淀粉的混合物,其中以膜的总重量计,聚乙烯醇以约20重量%至约95重量%的量存在,且淀粉具有约20%至约80%范围内的直链淀粉含量。
本发明的相关方面提供密封制品,包含限定内部袋状物体积的呈袋状物形式的水溶性膜,所述水溶性膜包含水溶性聚乙烯醇、增塑剂以及未改性的淀粉的混合物,其中以膜的总重量计,聚乙烯醇以约20重量%至约95重量%的量存在,且淀粉具有约20%至约80%范围内的直链淀粉含量。
本发明的另一方面提供水溶性膜,包含水溶性聚乙烯醇与增塑剂及羟丙基改性的淀粉的混合物,其中以膜的总重量计,聚乙烯醇以约20重量%至约95重量%的量存在,所述淀粉具有约23%至约95%范围内的直链淀粉含量且所述聚乙烯醇包括未改性的聚乙烯醇或阴离子改性的聚乙烯醇共聚物,前提条件为阴离子改性剂不为丙烯酸酯。
本发明的相关方面提供密封制品,包含限定内部袋状物体积的呈袋状物形式的水溶性膜,所述水溶性膜包含水溶性聚乙烯醇与增塑剂及羟丙基改性的淀粉的混合物,其中以膜的总重量计,聚乙烯醇以约20重量%至约95重量%的量存在,淀粉具有约23%至约95%范围内的直链淀粉含量且聚乙烯醇包括未改性的聚乙烯醇或阴离子改性的聚乙烯醇共聚物,前提条件为阴离子改性剂不为丙烯酸酯。
本发明的另一方面提供密封制品,包含限定内部袋状物体积的呈袋状物形式的水溶性膜,所述水溶性膜根据本文中所描述的任何方面或实施方式定义。
对于本文中所描述的组合物,考虑任选的特征(包含(但不限于)组分及其组成范围)选自本文中提供的各方面、实施方式以及实施例。例如,实施例6至45中描述的实施方式及调配方法可与本说明书中提供的任意其他特征组合。
由以下详细说明书的综述,进一步的方面及优势对本领域普通技术人员而言将是显而易见的。尽管本发明的膜及袋状物易受不同形式实施方式的影响,但以下描述包含特定实施方式,其中理解公开内容为说明性的且不意欲将本发明限于本文中所描述的特定实施方式。
附图说明
为了进一步促进对本发明的理解,在此附上两个附图。
图1展示直链淀粉及支链淀粉的说明。
图2展示用于测量膜样品的摩擦系数的装置的实例。
具体实施方式
本发明的一个方面提供水溶性膜,包含水溶性聚乙烯醇、增塑剂以及淀粉的混合物,其中以膜的总重量计,聚乙烯醇以约20重量%至约95重量%的量存在,且淀粉包含以约5phr至约30phr范围内的量存在的羟丙基化淀粉。
意外的是,根据此方面的膜可经设计以提供以下的组合:(1)极佳的使用自动化设备在高淀粉负载下转化成袋状物的能力(可转化性),如由根据下文所描述的拉伸强度测试的在约45MPa至约60MPa范围内的拉伸强度表征的;(2)极佳的水溶性,如由根据MSTM-205的100秒或更短的冷水(10℃)溶解时间表征的;以及(3)良好的膜对膜抗黏着特性,如由约5或更低的相对较低的光滑对光滑静态摩擦系数(COF)表征的,如藉由下文所描述的摩擦系数测试所测量的。
本发明的相关方面提供密封制品,包含限定内部袋状物体积的呈袋状物形式的水溶性膜,所述水溶性膜包含水溶性聚乙烯醇、增塑剂以及淀粉的混合物,其中以膜的总重量计,所述聚乙烯醇以约20重量%至约95重量%的量存在,且淀粉包含以约5phr至约30phr范围内的量存在的羟丙基化淀粉。
在实施方式中,羟丙基化淀粉具有约65%至约95%范围内的直链淀粉含量。如本文中所使用且除非另外规定,否则直链淀粉的百分比为以具有约12重量%的水的基本上由水、直链淀粉以及支链淀粉组成的淀粉中的直链淀粉及支链淀粉的总重量计的重量百分比。例如,具有65%直链淀粉含量的淀粉的支链淀粉含量为35%。如图1中所示,直链淀粉包括经由α(1→4)糖苷键连接的α-D-葡萄糖单元的线形螺旋聚合物,且支链淀粉包括由(1→4)糖苷键以线形方式连接的葡萄糖的高支链聚合物,且分支是藉由α(1→6)键发生的,例如每24至30个葡萄糖单元发生一次。不意欲受理论约束,相信典型的改性的淀粉(例如羟丙基化、羟乙基化淀粉或经乙酸酯改性的淀粉)具有遍及直链淀粉及支链淀粉链随机或基本上随机分布的改性(例如羟丙基、羟乙基或乙酸酯基)。在一个方面中,本文中使用的改性的淀粉(例如羟丙基化或羟乙基化淀粉)将具有遍及直链淀粉及支链淀粉链随机分布的改性。在替代性方面中,本文中使用的改性的淀粉(例如羟丙基化或羟乙基化淀粉)将具有遍及直链淀粉及支链淀粉链非随机分布的改性。
在实施方式中,羟丙基化淀粉可具有约4%至约8%范围内的改性量。如本文中所使用且除非另外规定,否则淀粉的改性程度为重量百分比。淀粉的改性也可表征为取代度(DS),在0与3之间,其中DS为0意指各葡萄糖环上不存在改性的OH基团,且DS为3意指各葡萄糖环上的全部3个OH基团已改性。在实施方式中,羟丙基化淀粉可具有在约0.05至约0.4,或约0.1至约0.3范围内的DS,例如或约0.1、约0.2、约0.3或约0.4。在实施方式中,淀粉以约6phr至约16phr范围内的量存在。在实施方式中,淀粉以约6phr至约10phr范围内的量存在。在实施方式中,淀粉以约12phr至约16范围内的量存在于水溶性膜中。在实施方式中,水溶性膜具有至少40MPa的拉伸强度,如藉由本文中所描述的拉伸强度测试所测定的。在实施方式中,聚乙烯醇包括选自以下组成的组的聚乙烯醇:聚乙烯醇均聚物、具有阴离子改性的聚乙烯醇共聚物以及前述的组合。
在实施方式中,水溶性膜的光滑对光滑(G至G)静态摩擦系数为约5或更低,或约0.1至约5,或约0.5至约5,如藉由本文中所描述的摩擦系数测试所测定的。水溶性膜的光滑侧面是指在浇铸至浇铸表面上的水溶性膜的空气侧。水溶性膜的不光滑侧面是指浇铸至浇铸表面上的水溶性膜的浇铸表面侧。在实施方式中,水溶性膜由与不包含淀粉的等效膜调配物相比降低的G-G静态摩擦系数表征。G-G静态摩擦系数越低,膜(或由其形成的袋状物)黏着至上面形成所述膜(或转化成例如袋子)的表面和/或其他水溶性膜的可能性越低。如本文中所使用,“光滑对光滑静态摩擦系数”是指具有相同调配物的两个水溶性膜的光滑侧之间的静态摩擦系数。如本文中所使用,“光滑对不光滑静态摩擦系数”是指具有相同调配物的两个水溶性膜的光滑侧与不光滑侧之间的静态摩擦系数。如本文中所使用,“不光滑对不光滑静态摩擦系数”是指具有相同调配物的两个水溶性膜的不光滑侧之间的静态摩擦系数。本文中所描述的摩擦系数为光滑对光滑静态摩擦系数。对于既定浇铸水溶性膜,光滑对光滑静态摩擦系数典型地高于光滑对不光滑静态摩擦系数及不光滑对不光滑摩擦系数。不意欲受理论约束,相信浇铸膜的光滑对光滑静态摩擦系数表示与浇铸膜具有相同膜调配物的吹塑膜的静态摩擦系数,因为吹塑膜不浇铸至浇铸表面上且因此,吹塑膜的所有侧面可视为空气或“光滑”侧。
在实施方式中,密封制品包括内部袋状物体积中所含的组合物。在实施方式中,内部袋状物体积中所含的组合物为清洁剂组合物。在实施方式中,清洁剂组合物包括表面活性剂、漂白剂、酶、香料、染料或着色剂、溶剂以及其组合。
本发明的另一方面提供水溶性膜,包含水溶性聚乙烯醇、增塑剂以及改性的淀粉的混合物,其中以膜的总重量计,聚乙烯醇以约20重量%至约95重量%的量存在,且改性的淀粉具有大于约2%的改性程度且以约2.5phr至约30phr范围内的量存在。
意外的是,根据此方面的膜可经设计以提供以下的组合:(1)极佳的在高淀粉负载下使用自动化设备转化成袋状物的能力(可转化性),如由根据下文所描述的拉伸强度测试的在约45MPa至约60MPa范围内的拉伸强度表征的;(2)极佳的水溶性,如由根据MSTM-205的100秒或更短的冷水(10℃)溶解时间表征的;以及(3)良好的膜对膜抗黏着特性,如由约5或更低的相对较低的光滑对光滑静态摩擦系数(COF)表征的,如藉由下文所描述的摩擦系数测试所测量的。
本发明的一个相关方面提供密封制品,包含限定内部袋状物体积的呈袋状物形式的水溶性膜,所述水溶性膜包含水溶性聚乙烯醇、增塑剂以及改性的淀粉的混合物,其中以膜的总重量计,聚乙烯醇以约20重量%至约95重量%的量存在,且改性的淀粉具有大于约2%的改性程度且以约2.5phr至约30phr范围内的量存在。
在实施方式中,改性的淀粉具有约4%至约8%的改性程度。在实施方式中,改性的淀粉具有约65%至约95%范围内的直链淀粉含量。在实施方式中,改性的淀粉包括羟烷基改性,且烷基具有三个或更多个碳,或三至八个碳,或三至五个碳,或三个碳的链长。如本文中所使用,“烷基”是指含有一至三十个碳原子,例如一至二十个碳原子,或一至十个碳原子的直链及支链饱和烃基。烷基的非限制性实例包含甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基(2-甲基丙基)、叔丁基(1,1-二甲基乙基)、3,3-二甲基戊基以及2-乙基己基。除非另有指示,否则烷基可为未经取代的烷基或经取代的烷基。如本文中所使用,“羟烷基”是指经羟基取代的烷基。羟烷基的非限制性实例包含羟甲基、羟乙基、羟丙基、羟丁基及其类似物。
在实施方式中,聚乙烯醇包括选自以下组成的组的聚乙烯醇:聚乙烯醇均聚物、具有阴离子改性的聚乙烯醇共聚物以及前述的组合。在实施方式中,淀粉以约6phr至约16phr范围内的量存在。在实施方式中,淀粉以约6phr至约10phr范围内的量存在。在实施方式中,淀粉以约12phr至约16phr范围内的量存在。在实施方式中,水溶性膜具有至少约40MPa且至多约60MPa的拉伸强度,如藉由本文中所描述的拉伸强度测试所测定。在实施方式中,水溶性膜的G-G静态摩擦系数为约5或更低,或约0.1至约5,或约0.5至约5,或约0.1至约3,或约0.1至约2,如藉由本文中所描述的摩擦系数测试所测定。在实施方式中,水溶性膜由与不包含淀粉的等效膜调配物相比降低的G-G静态摩擦系数表征。
在实施方式中,密封制品包括内部袋状物体积中所含的组合物。在实施方式中,内部袋状物体积中所含的组合物为清洁剂组合物。在实施方式中,清洁剂组合物包括表面活性剂、漂白剂、酶、香料、染料或着色剂、溶剂以及其组合。
本发明的另一方面提供水溶性膜,包含水溶性聚乙烯醇、增塑剂以及未改性的淀粉的混合物,其中以膜的总重量计,聚乙烯醇以约20重量%至约95重量%的量存在,且淀粉具有约20%至约80%范围内的直链淀粉含量。
意外的是,根据此方面的膜可经设计以提供以下的组合:(1)极佳的水溶性,如由根据MSTM-205的100秒或更短的冷水(10℃)溶解时间表征,(2)极佳的膜对膜抗黏着特性,如由约1或更低的相对较低的光滑对光滑静态摩擦系数(COF)表征,如藉由下文所描述的摩擦系数测试所测量;以及(3)良好的在高淀粉负载下使用自动设备转化成袋状物的能力(可转化性),如由根据下文所描述的拉伸强度测试的在约40MPa至约60MPa范围内的拉伸强度表征。
本发明的相关方面提供密封制品,包含限定内部袋状物体积的呈袋状物形式的水溶性膜,所述水溶性膜包含水溶性聚乙烯醇、增塑剂以及未改性的淀粉的混合物,其中以膜的总重量计,聚乙烯醇以约20重量%至约95重量%的量存在,且淀粉具有约20%至约80%范围内的直链淀粉含量。
在实施方式中,以膜的总重量计,聚乙烯醇以约85重量%至约95重量%的量存在于水溶性膜中。在实施方式中,未改性的淀粉以约2phr至约30phr范围内的量存在。在实施方式中,未改性的淀粉以约2phr至约5phr范围内的量存在。在实施方式中,水溶性膜具有约1或更低的G-G静态摩擦系数。在实施方式中,水溶性膜由与不包含淀粉的等效膜调配物相比降低的光滑对光滑静态摩擦系数表征。
在实施方式中,密封制品包括内部袋状物体积中所含的组合物。在实施方式中,内部袋状物体积中所含的组合物为清洁剂组合物。在实施方式中,清洁剂组合物包括表面活性剂、漂白剂、酶、香料、染料或着色剂、溶剂以及其组合。
本发明的另一方面提供水溶性膜,包含水溶性聚乙烯醇与增塑剂及经羟丙基改性的淀粉的混合物,其中以膜的总重量计,聚乙烯醇以约20重量%至约95重量%的量存在,所述淀粉具有约23%至约95%范围内的直链淀粉含量且所述聚乙烯醇包括未改性的聚乙烯醇或阴离子改性的聚乙烯醇共聚物,前提条件为阴离子改性剂不为丙烯酸酯。
意外的是,根据此方面的膜可经设计以提供以下的组合:(1)极佳的使用自动化设备在高淀粉负载下转化成袋状物的能力(可转化性),如由根据下文所描述的拉伸强度测试的在约45MPa至约60MPa范围内的拉伸强度表征;(2)极佳的水溶性,如由100秒或更短的冷水(10℃)溶解时间表征;以及(3)良好的膜对膜抗黏着特性,如由约5或更低的相对较低的光滑对光滑静态摩擦系数(COF)表征,如藉由下文所描述的摩擦系数测试所测量。
本发明的相关方面提供密封制品,包含限定内部袋状物体积的呈袋状物形式的水溶性膜,所述水溶性膜包含水溶性聚乙烯醇与增塑剂及经羟丙基改性的淀粉的混合物,其中以膜的总重量计,聚乙烯醇以约20重量%至约95重量%的量存在,淀粉具有约23%至约95%范围内的直链淀粉含量且聚乙烯醇包括未改性的聚乙烯醇或阴离子改性的聚乙烯醇共聚物,前提条件为阴离子调节剂不为丙烯酸酯或烷基丙烯酸酯。
在实施方式中,淀粉以约5phr至约12phr范围内的量存在。在实施方式中,水溶性膜具有约5或更低,或约0.1至约5,或约0.5至约5,或约0.1至3,或约0.1至2的G-G静态摩擦系数。在实施方式中,淀粉具有约50重量%至约95重量%范围内的直链淀粉含量。在实施方式中,经羟丙基改性的淀粉包含大于2%的羟丙基改性,例如2.1%至8%的羟丙基改性。在实施方式中,经羟丙基改性的淀粉包含约4%至约8%的羟丙基改性。在实施方式中,水溶性膜由与不包含淀粉的等效膜调配物相比降低的光滑对光滑静态摩擦系数表征。
在实施方式中,密封制品包括内部袋状物体积中所含的组合物。在实施方式中,内部袋状物体积中所含的组合物为清洁剂组合物。在实施方式中,清洁剂组合物包括表面活性剂、漂白剂、酶、香料、染料或着色剂、溶剂以及其组合。
作为根据本发明的水溶性膜来考虑,厚度为约1.5mil(约0.038mm)的膜根据MonoSol测试方法MSTM-205在20℃(68℉)温度下历时300秒或更短时间溶解于水中。
如本文中所使用,“包括”意谓各种组件、成分或步骤可结合用于实践本发明。因此,术语“包括”涵盖限制性更高的术语“基本上由……组成”及“由……组成”。本发明组合物可包括本文中所公开的所需和任选要素中的任一者、基本上由其组成或由其组成。例如,热成型包装袋可“基本上由本文中所描述的膜组成”以使用其热成型特征,同时包含非热成型膜(例如,封盖部分)及任选的膜上标记,例如藉由喷墨印刷。本文中示例性公开的本发明可适当地在不存在本文中未特定公开的任何要素或步骤的情况下实践。
本文所提及的所有百分比、份数及比率视具体情况而定以膜组合物的总干重计或以本发明的包装袋内含物组合物的总重量计,且除非另外说明,否则所有测量在约25℃下进行。除非另外说明,否则所有此类重量在其涉及所列成分时皆基于活性量,且因此不包含可包含于市售材料中的载剂或副产物。
本文中所阐述的所有范围包含范围的所有可能子集及此类子集范围的任何组合。除非另外陈述,否则默认范围包含所陈述的端点。当提供值的范围时,应理解,所述范围的上限与下限之间的各中间值及任何其他陈述值或所述陈述范围内的中间值涵盖于本发明内。此等较小范围的上限及下限可独立地包含于较小范围内且也涵盖于本发明内,在所陈述范围内受到任何特定排他性限制。当所陈述的范围包含界限值中的一者或两者时,排除此等所包含的界限值中的一者或两者的范围也预期为本发明的一部分。
明确考虑,对于本文中所描述的任何数值,例如作为所述主题的参数或与所述主题相关的范围的部分,组成部分说明书的替代方案为围绕特定数值的功能等效范围,例如,对于公开为“40mm”的尺寸,考虑替代实施方式为“约40mm”。类似地,作为替代实施方式,由“约”描述的值明确地包含特定值本身(例如对于描述为“约40”的端点,所考虑的替代实施方式为“40”)。
如本文中所使用,术语包装袋及袋状物应视为可互换的。在某些实施方式中,术语包装袋及袋状物分别用于指使用膜制得的容器及其中优选具有密封材料的密封容器,例如呈测量剂量递送系统形式。密封袋可由任何适合的方法制成,包含如热封、溶剂焊接以及黏合剂密封(例如使用水溶性黏合剂)等方法及特征。
如本文中所使用且除非另外规定,否则术语“重量%(wt.%/wt%)”意欲指所鉴别的要素的组合物呈以整个膜((适当时)包含膜中的残余水分)的重量计的“干”(无水)份数,或(适当时)以密封于袋状物内的整个组合物的重量计的份数。
如本文中所使用且除非另外规定,否则术语“PHR”(“phr”)意指水溶性膜中以每一百份水溶性聚合物树脂(无论PVOH或其他聚合物树脂,但不包含淀粉)计的所鉴别的要素的组合物的份数。
膜可藉由任何适合的方法制备,包含溶液浇铸方法。膜可用于藉由任何适合的方法形成容器(袋状物),包含垂直形式、填充以及密封(VFFS);旋转鼓水平形式、填充以及密封性;或热成形,及例如容器边缘周围的膜层的溶剂密封或热封。例如,袋状物可用于对待递送至大量水中的材料进行配量。
在任何实施方式中,水溶性袋状物可在袋状物的限定内部体积中含有(封闭)组合物。组合物可选自液体、固体或其组合。如本文中所使用,“液体”包含自由流动液体,以及浆料、凝胶、泡沫及慕斯(mouss)。液体的非限制性实例包含清洁剂组合物,诸如液体轻负荷及液体重负荷液体清洁剂组合物、粉末清洁剂组合物、用于手洗和/或机洗的盘碟清洁剂;硬表面清洁组合物、织物增强剂、通常用于洗衣的清洁剂凝胶,以及漂白剂及洗衣添加剂、剃须膏、皮肤护理物、毛发护理组合物(洗发剂及护发素)以及沐浴露。此类清洁剂组合物可包括表面活性剂、漂白剂、酶、香料、染料或着色剂、溶剂以及其组合。任选地,清洁剂组合物选自由以下组成的组:洗衣清洁剂、餐具清洁剂、硬表面清洁组合物、织物增强剂组合物、剃须膏、皮肤护理物、毛发护理组合物(洗发剂及护发素)以及沐浴露,以及其组合。
液体的进一步非限制性实例包含非家用护理组合物,包含农业组合物、汽车组合物、航空组合物、食物及营养性组合物、工业组合物、家畜组合物、海洋组合物、医学组合物、商用组合物、军用及半军用组合物、办公室组合物以及休闲及公园组合物、宠物组合物、水处理组合物,包含适用于任何此类用途的清洗及清洁剂组合物。在实施方式中,内部袋状物体积中所含的组合物为清洁剂组合物。
气体(例如悬浮气泡)或固体(例如颗粒)可包含于液体内。如本文中所使用的“固体”包含(但不限于)粉末、聚结物以及其混合物。固体的非限制性实例包含:微粒、微胶囊、珠粒、条状物以及珠光球。固体组合物可提供技术优势,包含(但不限于)洗涤优势、处理前优势和/或美观作用,诸如具有香料的微胶囊或具有酶的微胶囊。
除非另外陈述,否则考虑膜、袋状物以及相关制造及使用方法包含有包含下文进一步描述的其他任选的要素、特征以及步骤中的一种或多种的任何组合的实施方式(包含实施例中展示的那些)。
水溶性膜
本文中所描述的水溶性膜包括聚乙烯醇(PVOH)树脂、改性的聚乙烯醇树脂或其组合。在实施方式中,PVOH包含选自由以下组成的组的PVOH树脂:PVOH均聚物、具有阴离子改性的PVOH共聚物以及前述的组合。膜可具有任何适合的厚度,且约76微米(μm)的膜厚度为典型的且特定考虑的。所考虑的其他值及范围包含在约5至约200μm范围内,或在约20至约100μm,或约40至约90μm,或约50至80μm,或约或约60至65μm范围内的值,例如65μm、76μm或88μm。
PVOH树脂
本文中所描述的膜包含一种或多种PVOH聚合物以组成膜的PVOH树脂内含物,且可包含PVOH共聚物。
聚乙烯醇为通常藉由聚乙酸乙烯酯的醇解制备的合成树脂,所述醇解通常称为水解或皂化。PVOH中几乎所有乙酸酯基已转化为醇基的完全水解的PVOH为一种氢键结牢固、高度结晶的聚合物,其仅溶解于高于约140℉(约60℃)的热水中。若在聚乙酸乙烯酯水解后使足够数目的乙酸酯基残留,即PVOH聚合物部分水解,则聚合物氢键结合较弱、结晶度较低,且通常可溶于低于约50℉(约10℃)的冷水中。因而,部分水解的聚合物为乙烯醇-乙酸乙烯酯共聚物,即,PVOH共聚物,但通常称为PVOH。
如本文所用,术语“均聚物”通常包含具有单一类型的单体重复单元的聚合物(例如由或主要由单一单体重复单元组成的聚合物链)。针对PVOH的特定情形,取决于水解度,术语“均聚物”(或“PVOH均聚物”或“PVOH聚合物”)进一步包含具有乙烯醇单体单元及乙酸乙烯酯单体单元的分布的共聚物(例如由或主要由乙烯醇及乙酸乙烯酯单体单元组成的聚合链)。在100%水解的限制性情形下,PVOH均聚物可包括仅具有乙烯醇单元的真实均聚物。
PVOH聚合物的黏度(μ)藉由使用具有UL适配器的Brookfield LV型黏度计(如英国标准EN ISO 15023-2:2006附件E Brookfield测试方法中所描述)测量新制溶液来测定。国际惯例为在20℃下表明4%聚乙烯醇水溶液的黏度。应理解,除非另外规定,否则本文中以厘泊(cP)指定的所有黏度是指4%聚乙烯醇水溶液在20℃下的黏度。类似地,当树脂描述为具有(或不具有)特定黏度时,除非另外规定,否则所指定的黏度意欲为本身具有相应分子量分布的树脂的平均黏度。
当PVOH树脂为PVOH聚合物共混物时,可基于加权平均黏度对数来选择树脂。包含两种或更多种PVOH聚合物的PVOH树脂的是藉由公式计算,其中μι为各个PVOH聚合物的黏度。
作为参考,水溶性膜包含在20℃下具有4%溶液黏度的PVOH树脂或树脂共混物。在各种实施方式中,黏度可在约4厘泊至约30cP、约5cP至约28cP、约12cP至约25cP、约18cP至约26CP、约14cP至约23cP、约22cP至约26cP,或约15cP至约20cP范围内,例如约10cP、约11cP、约12cP、约13cP、约14cP、约14.5cP、约15cP、约16cP、约16.5cP、约17cP、约17.5cP、约18cP、约18.5cP、约19cP、约19.5cP、约20cP、约21cP、约22cP、约23cP、约24cP、约25cP、约26cP、约27cP、约28cP、约29cP或约30cP。本领域中众所周知,PVOH树脂的黏度与PVOH树脂的重量平均分子量相关,且黏度常用作的代指。
PVOH树脂可具有至少80%、84%或85%且至多约99.7%、98%、96%或80%的水解度(D.H.或DH),例如在约84%至约90%,或85%至88%,或86.5%范围内,或在85%至99.7%、约88%至98%,或90%至96%范围内,例如90%、91%、92%、93%、94%、95%或96%,或在约87至93范围内。如本文中所使用,水解度表示为转化成乙烯醇单元的乙酸乙烯酯单元的摩尔百分比。
此外,当PVOH树脂为PVOH聚合物共混物时,需要选择具有以下算术加权平均水解度的PVOH共混物:在约80%与约99.7%之间、在约85与约98%之间,或在约87与约93%之间,或约96与98%之间,例如约85%,或约86%,或约87%,或约87.5%,或约88%或约88.5%,或约89%,或约89.5%,或约90%,或约91%,或约92%,或约93%,或约94%,或约95%,或约96%,或约96.5%,或约97%,或约97.5%,或约98%。例如,藉由式计算包括两种或更多种PVOH聚合物的PVOH树脂的其中Wi为各个PVOH聚合物的重量百分比且Hi为各个水解度。
水溶性膜可包含PVOH共聚物,其可为包含乙烯醇单体单元、乙酸乙烯酯单体单元(即,当不完全水解时)以及单一类型的阴离子单体单元(例如其中单一类型的单体单元可包含阴离子单体单元的等效酸形式、盐形式以及任选的酯形式)的PVOH三元聚合物。在一些方面中,PVOH共聚物可包含两种或更多种类型的阴离子单体单元。可用于PVOH共聚物的阴离子单体单元的大体类别包含对应于单羧酸乙烯基单体、其酯及酸酐、具有可聚合双键的二羧酸单体、其酯及酸酐以及前述任一者的碱金属盐的乙烯基聚合单元。适合的阴离子单体单元的实例包含对应于乙烯基阴离子单体的乙烯基聚合单元,所述乙烯基阴离子单体包含乙烯基乙酸、顺丁烯二酸、顺丁烯二酸单烷基酯、顺丁烯二酸二烷基酯、顺丁烯二酸酐、反丁烯二酸、反丁烯二酸单烷基酯、反丁烯二酸二烷基酯、反丁烯二酸酐、衣康酸、衣康酸单烷基酯、衣康酸二烷基酯、衣康酸酐、甲基顺丁烯二酸、甲基顺丁烯二酸单烷基酯、甲基顺丁烯二酸二烷基酯、甲基顺丁烯二酸酐、甲基反丁烯二酸、甲基反丁烯二酸单烷基酯、甲基反丁烯二酸二烷基酯、甲基反丁烯二酸酐、戊烯二酸、戊烯二酸单烷基酯、戊烯二酸二烷基酯、戊烯二酸酐、丙烯酸烷基酯、烷基丙烯酸烷基酯、乙烯基磺酸、前述的碱金属盐、前述的酯以及前述的组合。在实施方式中,阴离子单体单元不为丙烯酸酯或烷基丙烯酸烷基酯。
在实施方式中,阴离子单体单元选自由以下组成的组:乙烯基乙酸、丙烯酸烷基酯、顺丁烯二酸、顺丁烯二酸单烷基酯、顺丁烯二酸二烷基酯、顺丁烯二酸单甲酯、顺丁烯二酸二甲酯、顺丁烯二酸酐、反丁烯二酸、反丁烯二酸单烷基酯、反丁烯二酸二烷基酯、反丁烯二酸单甲酯、反丁烯二酸二甲酯、反丁烯二酸酐、衣康酸、衣康酸单甲酯、衣康酸二甲酯、衣康酸酐、甲基顺丁烯二酸、甲基顺丁烯二酸单烷基酯、甲基顺丁烯二酸二烷基酯、甲基顺丁烯二酸酐、甲基反丁烯二酸、甲基反丁烯二酸单烷基酯、甲基反丁烯二酸二烷基酯、甲基反丁烯二酸酐、戊烯二酸、戊烯二酸单烷基酯、戊烯二酸二烷基酯、戊烯二酸酐、乙烯基磺酸、烷基磺酸、乙烯磺酸、2-丙烯酰胺基-1-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、2-甲基丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酸2-磺乙酯、前述的碱金属盐、前述的酯以及前述的组合。在实施方式中,阴离子单体单元选自由以下组成的组:乙烯基乙酸、顺丁烯二酸、顺丁烯二酸单烷基酯、顺丁烯二酸二烷基酯、顺丁烯二酸单甲酯、顺丁烯二酸二甲酯、顺丁烯二酸酐、反丁烯二酸、反丁烯二酸单烷基酯、反丁烯二酸二烷基酯、反丁烯二酸单甲酯、反丁烯二酸二甲酯、反丁烯二酸酐、衣康酸、衣康酸单甲酯、衣康酸二甲酯、衣康酸酐、甲基顺丁烯二酸、甲基顺丁烯二酸单烷基酯、甲基顺丁烯二酸二烷基酯、甲基顺丁烯二酸酐、甲基反丁烯二酸、甲基反丁烯二酸单烷基酯、甲基反丁烯二酸二烷基酯、甲基反丁烯二酸酐、戊烯二酸、戊烯二酸单烷基酯、戊烯二酸二烷基酯、戊烯二酸酐、乙烯基磺酸、烷基磺酸、乙烯磺酸、2-丙烯酰胺基-1-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、2-甲基丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、前述的碱金属盐、前述的酯以及前述的组合。在实施方式中,阴离子单体单元选自由以下组成的组:顺丁烯二酸、顺丁烯二酸单烷基酯、顺丁烯二酸二烷基酯、顺丁烯二酸单甲酯、顺丁烯二酸二甲酯、顺丁烯二酸酐、反丁烯二酸、反丁烯二酸单烷基酯、反丁烯二酸二烷基酯、反丁烯二酸单甲酯、反丁烯二酸二甲酯、反丁烯二酸酐、衣康酸、伊康酸单甲酯、伊康酸二甲酯、伊康酸酐、甲基顺丁烯二酸、甲基顺丁烯二酸单烷基酯、甲基顺丁烯二酸二烷基酯、甲基顺丁烯二酸酐、甲基反丁烯二酸、甲基反丁烯二酸单烷基酯、甲基反丁烯二酸二烷基酯、甲基反丁烯二酸酐、戊烯二酸、戊烯二酸单烷基酯、戊烯二酸二烷基酯、戊烯二酸酐、前文的碱金属盐、前文的酯以及前述的组合。在实施方式中,阴离子单体单元不为丙烯酸酯或烷基丙烯酸烷基酯。
在一种实施方式中,PVOH为经羧基改性的共聚物。在另一方面中,PVOH可经二羧基型单体改性。在一种此等实施方式中,两个羰基的α碳皆与不饱和键连接(例如顺丁烯二酸、反丁烯二酸)。在另一种此等实施方式中,两个羰基的α碳皆与不饱和键连接,且不饱和键进一步经例如甲基分支取代(例如甲基顺丁烯二酸、甲基反丁烯二酸)。在另一种此等实施方式中,一个羰基的β碳及另一个羰基的α碳与不饱和键连接(例如衣康酸、顺戊烯二酸、反戊烯二酸)。考虑提供烷基羧基的单体。尤其考虑顺丁烯二酸类型(例如顺丁烯二酸、顺丁烯二酸二烷基酯(包含顺丁烯二酸二甲酯)、顺丁烯二酸单烷基酯(包含顺丁烯二酸单甲酯)或顺丁烯二酸酐)共聚单体。
在实施方式中,阴离子单体单元包括顺丁烯二酸衍生的单体。顺丁烯二酸衍生的单体可为以下中的一种或多种:顺丁烯二酸、顺丁烯二酸单烷基酯、顺丁烯二酸二烷基酯、顺丁烯二酸单甲酯、顺丁烯二酸二甲酯、顺丁烯二酸酐、前述的碱金属盐(例如钠、钾或其他碱金属盐)、前述的酯(例如甲基、乙基或其他C1-C4或C6烷基酯)以及其组合(例如多种类型的阴离子单体或相同阴离子单体的等效形式)。例如,顺丁烯二酸衍生的单体可包含一种或多种顺丁烯二酸单烷基酯、顺丁烯二酸二烷基酯及其碱金属盐(例如钠盐)。类似地,阴离子单体可包含以下中的一种或多种:顺丁烯二酸单甲酯、顺丁烯二酸二甲酯以及其碱金属盐(例如钠盐)。
用于使聚乙酸乙烯酯皂化成聚乙烯醇的溶剂通常为甲醇,其甚至可在干燥的后残留于所得PVOH粉末中。在溶解PVOH时,甲醇释放至大气中。因此,需要使PVOH粉末中残留的甲醇含量降低至小于3重量%,或甚至小于1重量%。用于移除挥发性有机化合物的方法包含在干燥步骤期间供应含水气体,以用水置换PVOH聚合物中的挥发性有机化合物。然而,用烯属不饱和二羧酸的单酯、二酯或酐改性的PVOH对水具有高亲和力且使用水气引起粉末颗粒的表面溶解及颗粒聚集,其使得难以处理PVOH。可选地,已使用在高温下延长加热以移除残余甲醇。然而,此类高温促进PVOH羟基部分与单酯、二酯和/或酸酐单元之间的交联,产生不可溶组分。
为了降低PVOH共聚物中残余甲醇的量,在具有约45体积%或更高、60体积%或更高或70体积%或更高的乙酸甲酯含量的甲醇/乙酸甲酯混合物中洗涤经皂化的共聚物。例如,可用15/85(v/v)的比率的甲醇/乙酸甲酯磨碎在皂化步骤的后获得的PVOH凝胶。
进一步,为了降低甲醇的量,可降低最终PVOH树脂的粒度使得超过95重量%通过1.0mm筛,或超过30%通过500微米筛,或超过45%通过500微米筛。若最终PVOH树脂的粒度过大,则甲醇的挥发变得困难。
对于含有烯属不饱和二羧酸的单酯、二酯或酐的PVOH共聚物,可藉由借助于部分皂化控制内酯环形成与共聚物改性的比率来降低不可溶组分的量。内酯环形成与共聚物改性的比率可由方程式(Q)描述:
0.05≤Y/X<0.98(Q)
其中X为共聚物改性且Y为内酯环形成。为了降低不可溶物质的量,Y/X为约0.80或更低、约0.60或更低或约0.40或更低。
当PVOH树脂包括包含阴离子单体的PVOH共聚物时,PVOH共聚物中一种或多种阴离子单体单元的并入含量不受特定限制。在实施方式中,一种或多种阴离子单体单元以约1摩尔%至10摩尔%,或1.5摩尔%至约8摩尔%,或约2摩尔%至约6摩尔%,或约3摩尔%至约5摩尔%,或约1摩尔%至约4摩尔%(例如在各种实施方式中,至少1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5或4.0摩尔%和/或至多约3.0、4.0、4.5、5.0、6.0、8.0或10摩尔%)范围内的量存在于PVOH共聚物中。
以膜的总重量计,水溶性膜可含有至少约20重量%、30重量%、40重量%、50重量%、55重量%、60重量%、65重量%、70重量%、75重量%、80重量%、85重量%或90重量%和/或至多约60重量%、70重量%、80重量%、90重量%、95重量%或99重量%的PVOH树脂或树脂共混物。在实施方式中,以膜的总重量计,PVOH树脂或树脂共混物以约20重量%至约95重量%的量存在于膜中。在实施方式中,以膜的总重量计,PVOH树脂或树脂共混物以约60重量%至约95重量%的量存在于膜中。在实施方式中,以膜的总重量计,PVOH树脂或树脂共混物以约85重量%至约95重量%的量存在于膜中。
在实施方式中,PVOH树脂包括PVOH聚合物的共混物。在实施方式中,PVOH树脂共混物包括以阴离子改性的PVOH聚合物。在前述实施方式的改进中,PVOH树脂共混物进一步包括选自第二阴离子改性的PVOH聚合物或PVOH均聚物的第二PVOH聚合物。在其中PVOH树脂共混物包括两种阴离子改性的PVOH聚合物的实施方式中,所述两种阴离子改性的PVOH聚合物可具有相同阴离子改性或不同阴离子改性。例如,两种阴离子改性的PVOH聚合物可各自为经马来酸改性的聚合物。此外,两种阴离子改性的PVOH聚合物可为例如经马来酸改性的聚合物及经乙酸酯改性的聚合物。在其中两种阴离子改性的PVOH聚合物具有相同阴离子改性的实施方式中,两种阴离子改性的PVOH聚合物之间选自黏度、水解度和/或阴离子改性程度的至少一种性质可不同。
淀粉
本文中所描述的水溶性膜包括淀粉和/或改性的淀粉。改性的淀粉的非限制性实例包含乙基化淀粉、羟乙基化淀粉、丙基化淀粉、羟丙基化淀粉以及经乙酸酯改性的淀粉。
以PVOH树脂的总量计,可提供至少约2phr、2.5phr、5phr、6phr、7phr、10phr、12phr、15phr、20phr或22phr和/或至多约5phr、10phr、12phr、16phr、20phr、22phr、24phr、26phr或30phr的量的淀粉。例如,可提供约2.5phr至约30phr,或约5phr至约30phr,或约5phr至约30phr,或约5phr至约15phr,或约6phr至约10phr,或约12phr至约16phr,或约2phr至约5phr,或约5phr至约12phr,或约2phr、约2.5phr、约3phr、约7phr、约8phr、约9phr、约13phr、约14phr、约16phr、约20phr、约22phr、约24phr、约25phr或约26phr范围内的量的淀粉。
淀粉可具有至少约20%、约23%、约25%、约30%、约40%、约50%、约60%、约65%或约75%和/或至多约60%、约70%、约80%、约85%或约95%的直链淀粉含量,例如在约65%至约95%,或约75%至约85%,或约20%至约80%,或约25%至约70%,或约30%至约70%,或约40%至约60%,或约23%至约95%范围内。
具有约20%至约80%之间的直链淀粉含量的淀粉来源包含橡树果、苹果、竹芋粉、大麦、复活节百合、榆树、白木质、鸢尾属植物块茎、玉米、高直链淀粉玉米、燕麦、豌豆、马铃薯、西米以及小麦。具有约23%至约95%之间的直链淀粉含量的淀粉来源包含橡树果、苹果、复活节百合、鸢尾属植物块茎、玉米、高直链淀粉玉米、燕麦、豌豆、西米以及小麦。
直链淀粉含量的测定可藉由碘复合物形成实现,如Amylose and AmylopectinContent of Starches Determined by their Iodine Complex Formation,F.L.Bates,D.French及R.E.Rundle,J.Am.Chem.Soc.,1943,65(2),第142-148页所论述。
含有小于45%的支链淀粉的高直链淀粉淀粉更宜用美国专利第5,300,145号(以引用的方式并入本文中),第8栏第14行-第9栏第68行中所概述的改性的电位计式碘方法测量。具有超过55%、超过70%以及超过89%的直链淀粉量的高直链淀粉淀粉为本文中所包含的实施方式。
本文中适用的淀粉中的支链淀粉可包含高分子量部分、中等分子量部分以及低分子量部分。分子量部分可藉由Journal of Cereal Science),27(1998)289-299,Shi,Y.,Capitani,T.,Trzasko,P.及Jeffoat,R.中论述的凝胶渗透层析测定。具有含有全部三种重量部分的支链淀粉内含物的高直链淀粉淀粉为本文中所包含的实施方式。例如,高直链淀粉淀粉可包含2-32%(诸如31.1%)之间的支链淀粉的高分子量部分、59-71%(诸如59.5%)之间的直链及支链(支链淀粉与直链淀粉的混合物)的中等分子量部分以及9-27%(诸如9.4%)之间的低分子量部分(直链淀粉)。
当淀粉呈固态时,其平均粒度不应超过6微米,例如,可提供约1至约6微米、约1微米至约5.5微米、约1.5微米至约5微米、约2微米至约5微米、约2微米至约4微米、约3微米至约5微米、约3微米至约4微米(例如约1、2、3、4、5或6微米)范围内的淀粉。不意欲受理论约束,相信当淀粉的平均粒度增加至超过6微米时,所得膜的物理性质(诸如拉伸强度及伸长率)受不利影响。本领域中熟知在水及热存在下,淀粉将由于膨胀而增加一定程度的尺寸(例如约6微米至约8微米),且接着随时间推移而分解。因此,如本文中所使用,淀粉的“平均粒度”是指淀粉原料的干燥颗粒。用于测定干燥淀粉的平均粒度的方法为本领域中所熟知的。
当将水中的淀粉加热至低于淀粉胶凝温度的温度时,淀粉将膨胀。当将水中的淀粉加热至大于或等于淀粉胶凝温度的温度时,淀粉将分解且形成凝胶。给定淀粉的胶凝温度取决于淀粉的多种特性,包含(但不限于)用于生产淀粉的植物类型、淀粉中的交联度、淀粉的改性程度以及直链淀粉的含量。在实施方式中,淀粉的胶凝温度高于水溶性膜原料在水中混合时的温度。在实施方式中,水中淀粉的胶凝温度超过约75℃、超过约80℃、超过约85℃、超过约90℃或超过约95℃且为至多约300℃、至多约250℃、200℃或150℃,例如在约80℃至约200℃,或约85℃至约150℃范围内。水性溶液中存在其他化学物质可影响淀粉的胶凝化特性。
淀粉可具有至少约2%、约4%、约5%或约6%和/或至多约4%、约6%、约7%或约8%的改性程度,例如高于约2%或在约2%至约8%、约4%至约8%或约5%至约7%范围内。
在实施方式中,两种或更多种淀粉可一起使用以形成淀粉共混物。淀粉共混物可包含组合,诸如两种未改性的淀粉、两种改性的淀粉或未改性的淀粉及改性的淀粉。例如,可将两种或更多种未改性的淀粉共混在一起以获得约20%至约95%或约40%至约60%的平均直链淀粉含量。意外的是,发现在使用淀粉的共混物时,共混物中的每种淀粉以与每种淀粉在作为唯一的淀粉使用时相同的方式独立地影响最终膜的特性。因此,共混物中的每种淀粉可独立地具有如本文中所描述的改性程度、胶凝温度、粒度和/或直链淀粉含量。
在实施方式中,淀粉包括羟丙基化淀粉且以约5phr至约30phr,任选约6phr至约10phr或约12phr至约16phr范围内的量存在于水溶性膜中。任选地,羟丙基化淀粉具有约65%至约95%或约75%至约85%范围内的直链淀粉含量。任选地,羟丙基化淀粉具有约4%至约8%或约5%至约7%的改性程度。在实施方式中,包括羟丙基化淀粉且具有约76微米的厚度的水溶性膜具有小于约90秒的冷水可溶性,如藉由MSTM-205所测量。
不意欲受理论约束,本领域普通技术人员将预期随着膜中存在的淀粉的量增加,膜的机械特性(例如拉伸强度及撕裂强度)降低。如以下说明,当未改性的淀粉以约80:20(即,约25phr淀粉)或更高(例如70:30)的PVOH树脂与淀粉比率存在于水溶性膜中时,与以小于80:20(例如97:3)的PVOH树脂与淀粉比率包含淀粉的等效水溶性膜相比,膜的拉伸强度及撕裂强度显著降低。
有利的是,意外发现随着膜中所包含的羟丙基化淀粉的量在约2.5phr至约30phr范围内增加,保持了包含羟丙基化淀粉的膜的机械特性(即,不显著降低)。在实施方式中,水溶性膜包含以约5phr至约30phr范围内的量存在的羟丙基化淀粉,所述膜具有至少约40MPa或至少约45MPa至约60MPa的拉伸强度。不意欲受理论约束,相信当改性的淀粉为其中烷基包括3个或更多个碳原子(例如3至8个碳原子)的经羟烷基改性的淀粉时,羟烷基链破坏直链淀粉的螺旋结构,使直链淀粉与聚乙烯醇链更紧密地缔合,使所得膜与包含未改性的淀粉的膜相比具有增加的机械强度。
不意欲受理论约束,相信对于包含淀粉的水溶性膜,随着膜中的淀粉量增加,G-G静态摩擦系数降低。在实施方式中,水溶性膜包含约5phr至约30phr范围内的羟丙基化淀粉,且膜具有约5或更低、约3或更低、约2或更低或约1或更低的G-G静态摩擦系数。在实施方式中,水溶性膜包含约5phr至约30phr范围内的羟丙基化淀粉,且膜由与不包含淀粉的等效膜调配物相比降低的光滑对光滑静态摩擦系数表征。
在实施方式中,淀粉包括具有高于约2%的改性程度的改性的淀粉,且改性的淀粉以约2.5phr至约30phr,任选约6phr至约16phr,或约6phr至约10phr,或约12至约16phr范围内的量存在。任选地,改性程度为约4%至约8%或约5%至约7%。任选地,改性的淀粉具有约65%至约95%或约75%至约85%范围内的直链淀粉含量。任选地,改性的淀粉包括羟烷基改性且烷基具有三个或更多个碳原子的链长。在实施方式中,包括具有高于约2%的改性程度且具有约76微米的厚度的改性的淀粉的水溶性膜具有小于约90秒的冷水可溶性,如藉由MSTM-205所测量的。
不意欲受理论约束,相信当改性的淀粉具有高于约2%的改性程度时,随着膜中所包含的淀粉量在约2.5phr至约30phr范围内增加,保持包含所述改性的淀粉的膜的机械特性(即,不显著降低)。在实施方式中,水溶性膜包含以约2.5phr至约30phr范围内的量存在的具有大于2%的改性程度的改性的淀粉,且膜具有至少约40MPa或至少约45MPa至约60MPa的拉伸强度。不意欲受理论约束,相信当改性的淀粉具有高于约2%(例如4%至8%)的改性程度时,改性破坏直链淀粉的螺旋结构,使直链淀粉与聚乙烯醇链更紧密地缔合,使所得膜与包含未改性的淀粉的膜相比具有增加的机械强度。
在实施方式中,水溶性膜以约2.5phr至约30phr范围内的量包含具有高于约2%的改性程度的改性的淀粉,所述膜具有约5或更低、约3或更低、约2或更低或约1或更低的G-G静态摩擦系数。在实施方式中,水溶性膜以约2.5phr至约30phr范围内的量包含具有大于2%的改性程度的改性的淀粉,且膜由与不包含淀粉的等效膜调配物相比降低的光滑对光滑静态摩擦系数表征。
在实施方式中,水溶性膜包含具有约20%至约80%,任选约25%至约70%、约30%至约70%或约40%至约60%范围内的直链淀粉含量的未改性的淀粉。任选地,未改性的淀粉以约2phr至约30phr,或约2phr至约5phr范围内的量存在。有利的是,发现当水溶性膜包含具有高于约20%且小于约80%范围内的直链淀粉含量的未改性的淀粉时,即使在低淀粉负载(例如约2phr至约5phr)下,膜仍具有约1或更低的G-G静态摩擦系数。在实施方式中,水溶性膜包含具有约20%至约80%,任选约25%至约70%、约30%至约70%或约40%至约60%范围内的直链淀粉含量的未改性的淀粉,且膜由与并包含淀粉的等效膜调配物相比降低的光滑对光滑静态摩擦系数表征。
在实施方式中,水溶性膜包含具有约23%至约95%范围内的直链淀粉含量的经羟丙基改性的淀粉,且PVOH树脂包含未改性的聚乙烯醇、阴离子改性的聚乙烯醇共聚物或其组合,前提条件为阴离子调节剂不为丙烯酸酯。任选地,羟丙基化淀粉以约5phr至约12phr范围内的量存在。任选地,羟丙基化淀粉具有约50%至约95%范围内的直链淀粉含量。进一步任选地,羟丙基化淀粉包含超过2%的羟丙基改性,或约4%至约8%的羟丙基改性。不意欲受理论约束,相信丙烯酸酯部分与经羟烷基改性的淀粉不利地相互作用,引起膜具有高G-G静态摩擦系数。在实施方式中,包含具有约23%至约95%范围内的直链淀粉含量的经羟丙基改性的淀粉的水溶性膜具有约5或更低的光滑对光滑静态摩擦系数,且PVOH树脂包含未改性的聚乙烯醇、阴离子改性的聚乙烯醇共聚物或其组合,前提条件为阴离子调节剂不为丙烯酸酯。在实施方式中,包含具有约23%至约95%范围内的直链淀粉含量的经羟丙基改性的淀粉的水溶性膜由与不包含淀粉的等效膜调配物相比降低的光滑对光滑静态摩擦系数表征,且PVOH树脂包含未改性的聚乙烯醇、阴离子改性的聚乙烯醇共聚物或其组合,前提条件为阴离子调节剂不为丙烯酸酯。
其他水溶性聚合物
用于添加至PVOH树脂或树脂共混物中的其他水溶性聚合物可包含(但不限于)乙烯醇-乙酸乙烯酯共聚物(有时称为PVOH均聚物)、聚丙烯酸酯、水溶性丙烯酸酯共聚物、聚乙烯吡咯啶酮、聚乙二亚胺、普鲁兰(pullulan)、水溶性天然聚合物(包含(但不限于)瓜尔胶(guar gum)、阿拉伯胶(gum Acacia)、三仙胶、角叉菜胶以及淀粉(上文未预先论述))、经水溶性聚合物改性的淀粉(上文未以其它方式论述)(包含(但不限于)乙基化淀粉、羟乙基化淀粉以及羟丙基化淀粉)、前述的共聚物以及任意前述组合。其他水溶性聚合物可包含聚氧化烯、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸及其盐、纤维素、纤维素醚、纤维素酯、纤维素酰胺、聚乙酸乙烯酯、聚羧酸及其盐、聚胺基酸、聚酰胺、明胶、甲基纤维素、羧甲基纤维素及其盐、糊精、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、麦芽糊精、聚甲基丙烯酸酯以及任意前述组合。此类水溶性聚合物(PVOH或其他)可自各种来源商购。在实施方式中,水溶性膜不包含聚丙烯酸酯、水溶性丙烯酸酯共聚物、聚丙烯酸或其盐。
水溶性膜可以以适合于其预期目的的量含有其他助剂及加工助剂,诸如(但不限于)增塑剂、增塑剂相容剂、表面活性剂、润滑剂、脱模剂、填充剂、增量剂、交联剂、抗结块剂、抗氧化剂、防黏剂、消泡剂、纳米颗粒(诸如分层硅酸盐型纳米黏土(例如钠蒙脱石))、漂白剂(例如偏亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钠或其他)、厌恶剂(诸如苦味剂(例如地那铵盐(denatonium salts),诸如地那铵苯甲酸盐、地那铵糖以及氯化地那铵;蔗糖八乙酸酯;奎宁;类黄酮,诸如槲皮素及柚皮素;以及苦木苦味素,诸如苦木素及马钱子碱)及辛味剂(例如辣椒碱、胡椒碱、异硫氰酸烯丙酯以及树脂氟瑞辛))以及其他功能性成分。包含增塑剂的实施方式为优选的。在实施方式中,水溶性膜包含表面活性剂、抗氧化剂、苦味剂、去污聚合物、抗再沉积助剂、螯合剂、助洗剂、香料或其组合。单独或共同地,助剂的量可为至多约50重量%、20重量%、15重量%、10重量%、5重量%、4重量%和/或至少0.01重量%、0.1重量%、1重量%或5重量%。
在其中水溶性膜组分添加至溶剂中且混合或保持在高温下的方法(诸如溶剂浇铸)中,组合物可经历褐变。此类褐变对于大部分水溶性膜应用为不期望的,因为需要透明膜。因此,本文中所描述的方法及组合物可进一步包含以所得膜的重量计,将亚硫酸氢盐或偏亚硫酸氢盐以约0.10重量%至约0.75重量%范围内的量添加至组合物中,例如在约0.4重量%至约0.7重量%范围内,以防止经加热的组合物的褐变。
增塑剂
增塑剂为添加至材料(通常树脂或弹性体),使所述材料更软、更具可挠性(藉由降低聚合物的玻璃化转变温度)且更易于加工的液体、固体或半固体。聚合物可替代地藉由化学改性聚合物或单体而内部塑化。此外或在替代例中,聚合物可藉由添加适合的增塑剂而外部塑化。
增塑剂可包含(但不限于)甘油、双甘油、山梨糖醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、四乙二醇、丙二醇、聚乙二醇(至多400MW)、新戊二醇、三羟甲基丙烷、聚醚多元醇、2-甲基-1,3-丙二醇乙醇胺、甘油环氧丙烷聚合物(诸如可自The DowChemical Company购得的VoranolTM)以及其混合物。在实施方式中,增塑剂选自由以下组成的组:甘油、丙二醇、山梨糖醇、三羟甲基丙烷、聚乙二醇(至多400MW)、甘油环氧丙烷聚合物(诸如可自The Dow Chemical Company购得的VoranolTM)、2-甲基-1,3-丙二醇、木糖醇以及前述的组合。在实施方式中,增塑剂选自由以下组成的组:甘油、山梨糖醇、2-甲基-1,3-丙二醇以及其组合。
以总膜重量计,增塑剂的总量可在约10重量%至约45重量%,或约15重量%至约35重量%,或约20重量%至约30重量%,或约20重量%至约45重量%范围内,例如约25重量%。在实施方式中,水溶性膜中的增塑剂的量以水溶性膜中每100份总水溶性聚合物(PHR)计的份数表示,且以例如至少1PHR、至少5PHR、至少10PHR、至少15PHR、至少20PHR、至少25PHR、至少30PHR或至少35PHR的量存在。例如,增塑剂的总量可为至多40PHR或45PHR或50PHR。增塑剂的总量可在例如约1PHR至约40PHR,或约10PHR至约40PHR,或约30PHR至约50PHR,或约32.5PHR至约42.5PHR,或约35PHR至约45PHR,或约35PHR至约40PHR,或超过30PHR且小于45PHR,或40PHR至50PHR范围内。在特定实例中,增塑剂的特定量可基于所需膜可挠性及水溶性膜的可加工性特征来选择。在低增塑剂含量下,膜可变脆、难以加工或易于断裂。在较高增塑剂含量下,膜可过软、薄弱或难以处理用于所需用途。
表面活性剂
用于水溶性膜的表面活性剂为本领域中所熟知的。任选地,包含表面活性剂以有助于树脂溶液在浇铸的后分散。适合的表面活性剂可包含非离子性、阳离子性、阴离子以及两性离子性类别。适合的表面活性剂包含(但不限于)聚氧乙烯化聚氧丙烯二醇、醇乙氧基化物、烷基苯酚乙氧基化物、叔炔二醇及烷醇酰胺(非离子剂)、聚氧乙烯化胺、季铵盐及季铵化聚氧乙烯化胺(阳离子剂),以及氧化胺、N-烷基甜菜碱及磺基甜菜碱(两性离子剂)。其他适合的表面活性剂包含磺基丁二酸钠二辛酯、丙三醇及丙二醇的乳酰化脂肪酸酯、脂肪酸的乳酰酯、烷基硫酸钠、聚山梨醇酯20、聚山梨醇酯60、聚山梨醇酯65、聚山梨醇酯80、卵磷脂、丙三醇及丙二醇的乙酰化脂肪酸酯及脂肪酸的乙酰化酯以及其组合。在实施方式中,表面活性剂选自由以下组成的组:聚氧乙烯化聚氧丙烯二醇、醇乙氧基化物、烷基酚乙氧基化物、叔炔二醇及烷醇酰胺、聚氧乙烯化胺、季铵盐及季铵化聚氧乙烯化胺及氧化胺、N-烷基甜菜碱及磺基甜菜碱以及其组合。
在各种实施方式中,水溶性膜中表面活性剂的量在约0.1重量%至约8.0重量%,或约1.0重量%至约7.0重量%,或约3重量%至约7重量%,或约5重量%至约7重量%范围内。在实施方式中,水溶性膜中的表面活性剂的量以水溶性膜中每100份总水溶性聚合物(phr)计的份数表示,且以约0.5phr至约12phr、约1.0phr至约11.0phr、约3.0phr至约10.5phr或约1.0phr至约2.0phr范围内存在。
适合的润滑剂/脱模剂可包含(但不限于)脂肪酸及其盐、脂肪醇、脂肪酯、脂肪胺、脂肪胺乙酸酯及脂肪酰胺。优选润滑剂/脱模剂为脂肪酸、脂肪酸盐以及脂肪胺乙酸酯。在一种实施方式中,水溶性膜中润滑剂/脱模剂的量在约0.02重量%至约1.5重量%,任选约0.1重量%至约1重量%范围内。
适合的填充剂/增量剂/抗结块剂/防黏剂包含(但不限于)交联聚乙烯吡咯啶酮、交联纤维素、微晶纤维素、二氧化硅、金属氧化物、碳酸钙、滑石、云母、硬脂酸及其金属盐,例如硬脂酸镁。任选地,除一种上述特定淀粉组分以外,水溶性物质可包含其他未改性的淀粉或改性的淀粉,例如以约5phr至约30phr范围内的量存在的羟丙基化淀粉,或具有高于约2%的改性程度且以约2.5phr至约30phr范围内的量存在的改性的淀粉,或具有约20%至约80%范围内的直链淀粉含量的未改性的淀粉,或具有约23%至约95%范围内的直链淀粉含量的经羟丙基改性的淀粉(当聚乙烯醇包括未改性的聚乙烯醇或阴离子改性的聚乙烯醇共聚物时),前提条件为阴离子调节剂不为丙烯酸酯。优选材料为淀粉、改性的淀粉以及二氧化硅。在一种实施方式中,水溶性膜中填充剂/增量剂/抗结块剂/防黏剂的量可例如在约1重量%至约6重量%,或约1重量%至约4重量%,或约2重量%至约4重量%,或约1phr至约6phr,或约1phr至约4phr,或约2phr至约4phr范围内。在实施方式中,当除一种上述特定淀粉组分以外,水溶性膜中包含淀粉或改性的淀粉时,以膜中所包含的所有淀粉的总重量计,所述其他淀粉组分将以小于约50重量%的量提供。不意欲受理论束缚,相信由包括上述淀粉组分使本发明的水溶性膜具有的任何优势不受包含向水溶性膜提供更小优势或不向水溶性膜提供优势的其他淀粉组分影响。
水溶性膜可进一步具有至少4重量%的残余水分含量,例如在约4至约10重量%范围内,如藉由卡尔费歇尔滴定(Karl Fischer titration)所测量。
制造膜的方法
一种考虑类别的实施方式由水溶性包装袋的水溶性膜由例如溶剂浇铸形成来表征。用于PVOH的溶剂浇铸的方法为本领域中熟知的。例如,在成膜方法中,聚乙烯醇聚合物及二级添加剂溶解于溶剂(典型地水)中,计量于表面上,使其实质上干燥(或强制干燥)以形成浇注膜,且随后将所得铸造膜自浇注表面移除。该方法可分批进行,且以连续方法进行较为有效。例如,将水或溶剂加热至约80至90℃范围内的温度,首先将增塑剂、淀粉以及第二添加剂添加至水或溶剂中,接着添加表面活性剂。搅拌混合物直至形成均匀混合物。接着将成膜树脂添加至混合物中且在约80至90℃下混合直至均匀。
在聚乙烯醇连续膜的形成中,传统惯例为将方案的溶液计量于移动浇铸表面上,例如连续移动金属鼓或带,使溶剂大体上自液体中移除,由此形成自撑式浇铸膜,且随后将所得浇铸膜自浇铸表面剥离。
任选地,水溶性膜可为由一个或多个相同层组成的自支撑膜。
残余水分含量
水溶性膜可进一步具有至少4重量%的残余水分含量,例如在约4至约10重量%范围内,如藉由卡尔费歇尔滴定所测量。
袋状物/包装袋
本文中所公开的水溶性膜适用于制造密封制品,所述密封制品呈袋状物形式,限定用于含有其中的组合物的内部袋状物体积。“密封制品”涵盖具有排气孔的密封隔室,例如在其中隔室包围可排放气体的固体的实施方式中。袋状物组合物可呈任何形式,诸如粉末、凝胶、浆料、液体、锭状物或其任何组合。膜也适用于其中需要改良的湿式处理及低冷水残余物的任何其他应用。
本文中所描述的膜也可用于制造具有两个或更多个由相同膜或与其他聚合物材料的膜组合制成的隔室的包装袋。如本领域中已知,其他膜可例如藉由浇铸、吹塑模制、挤压或吹塑挤压所述膜或不同聚合材料来获得。在一种实施方式中,适用作其他膜的聚合物、共聚物或其衍生物选自聚乙烯醇、聚乙烯吡咯啶酮、聚氧化烯、聚丙烯酸、纤维素、纤维素醚、纤维素酯、纤维素酰胺、聚乙酸乙烯酯、聚羧酸及盐、聚胺基酸或肽、聚酰胺、聚丙烯酰胺、顺丁烯二酸/丙烯酸的共聚物、包含淀粉及明胶的多醣、诸如黄原胶及角叉菜胶的天然胶。例如,聚合物可选自聚丙烯酸酯及水溶性丙烯酸酯共聚物、甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、糊精、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、麦芽糊精、聚甲基丙烯酸酯以及其组合,或选自聚乙烯醇、聚乙烯醇共聚物及羟丙基甲基纤维素(HPMC)以及其组合。一种考虑类别的实施方式的特征在于:如上文所描述,包装袋材料中的聚合物,例如上文所描述的PVOH共聚物的含量为至少60%。
本发明的袋状物可包含至少一个密封隔室。因此,袋状物可包括单个隔室或多个隔室。水溶性袋可由在界面处密封的两层水溶性聚合物膜或由自身折迭且密封的单个膜形成。所述膜中的一者或两者包含上文所描述的PVOH膜。所述膜限定内部袋状物容器体积,所述体积含有用于释放至水性环境中的任何所需组合物。组合物不受特定限制,例如包含下文所描述的多种组合物中的任一者。在包括多个隔室的实施方式中,各隔室可含有相同和/或不同组合物。又,组合物可呈任何适合的形式,包含(但不限于)液体、固体、挤压固体(锭状物)以及其组合(例如悬浮于液体中的固体)。在实施方式中,袋状物包括第一、第二以及第三隔室,其中每一者分别含有不同的第一、第二以及第三组合物。
多隔室袋状物的隔室可具有相同或不同尺寸和/或体积。本发明的多隔室袋状物的隔室可为单独的或以任何适合方式连接。在实施方式中,第二和/或第三和/或后续隔室迭加于第一隔室上。在实施方式中,第二和/或第三和/或后续隔室并列定向或同心定向。隔室可以串形式封装,每个隔室可由穿孔线个别地分隔。因此,各隔室可藉由最终使用者从所述串的其余部分单独地撕破。
隔室的几何结构可相同或不同。在实施方式中,任选第三及后续隔室各自具有与第一及第二隔室相比不同的几何结构及形状。在此等实施方式中,任选第三及后续隔室以在第一或第二隔室上的设计而配置。该设计可为装饰性、教导性或说明性的,例如说明概念或指令和/或用以指示产品来源。
本发明的袋状物和/或包装袋可包括一个或多个不同膜。例如,在单个隔室实施方式中,包装袋可由在自身上折迭且在边缘处密封的一个壁制成,或替代性地,由在边缘处密封在一起的两个壁制成。在多隔室实施方式中,包装袋可由一个或多个膜制成,使得任何既定包装袋隔室可包括由单个膜或多个具有不同组成的膜制成的壁。
袋状物及包装袋可使用任何适合的设备及方法制成。例如,单隔室袋状物可使用本领域中通常已知的垂直形式填充、水平形式填充或旋转鼓填充技术制成。此类方法可为连续的或间断的。可以使膜潮湿和/或加热以增加其延展性。所述方法也可涉及使用真空来将膜吸至适合模具中。在膜处于表面的水平部分后,将膜拉伸至模具中的真空可施加约0.2至约5秒,或约0.3至约3,或约0.5至约1.5秒。此真空可使得其提供例如在10mbar至1000mbar范围内,或在100mbar至600mbar范围内的负压。
取决于袋状物的所需尺寸,可制得包装袋的模具可具有任何形状、长度、宽度以及深度。若需要,则也可随模具改变尺寸及形状。例如,最终袋状物的体积可为约5ml至约300ml,或约10ml至150ml,或约20ml至约100ml,且相应地调节模具尺寸。
成形、密封性以及热成形
可热成形膜为可藉由施加热及力成形的膜。
膜的热成形为加热膜、使其成形(例如在模具中)且随后使膜冷却的过程,藉此膜将保持其形状,例如模具的形状。可使用任何适合手段施加热。例如,可藉由以下直接加热膜:在将膜供应至表面上之前或当膜处于表面时,使膜通过加热组件下方或通过热空气。可选地,可例如藉由加热表面或将热对象施加至膜上,对膜进行间接加热。在实施方式中,使用红外光加热膜。可将膜加热至约50至约150℃,约50至约120℃,约60至约130℃,约70至约120℃,或约60至约90℃范围内的温度。热成形可藉由以下方法中的任何一种或多种进行:在模具上方手动覆盖热软化膜,或将软化膜压力感应成形至模具(例如真空成形),或将具有精确已知温度的新压出片材自动高速索引至成形及修整台中,或自动放置、插入和/或气动拉伸及加压成形膜。
可选地,可藉由任何适合手段将膜湿润,例如在将膜供应表面上之前或在表面上时,藉由将湿润剂(包含水,膜组合物、用于膜组合物的增塑剂或前述的任何组合的溶液)喷洒至膜上进行直接湿润;或藉由湿润表面或藉由将湿对象施加至膜上进行间接湿润。
一旦膜已经加热和/或湿润,即可将其吸入适合的模具中,优选使用真空。模制膜的填充可藉由利用任何适合的手段来实现。在实施方式中,最优选方法将取决于产品形式及所需填充速度。在实施方式中,模制膜藉由在线填充技术填充。随后使用第二膜,藉由任何适合的方法封闭经填充的敞口包装袋,形成袋状物。此可在水平位置中且在连续恒定运动中完成。封闭可藉由以下完成:将第二膜,优选水溶性膜连续地供应敞开包装袋上方且至敞开包装袋上且随后优选将第一及第二膜密封在一起,通常在模具之间的区域中且因此介于包装袋之间。
可利用密封包装袋和/或其个别隔室的任何适合的方法。此类方法的非限制性实例包含热封、溶剂焊接、溶剂或湿式密封及其组合。典型地,仅形成密封件的区域用热或溶剂处理。可藉由任何方法施加热或溶剂,通常对封闭材料施加,且通常仅对待形成密封件的区域施加。若使用溶剂或湿式密封或焊接,则也施加热可为优选的。优选湿式或溶剂密封/焊接方法包含:藉由例如将溶剂喷洒或印刷至介于模具之间的区域上或封闭材料上而将溶剂选择性地涂覆至此等区域上,且随后在此等区域上施加压力,以形成密封件。例如,可使用如上文所述的密封辊及带(任选也提供热)。
随后可藉由切割器件切割所形成的袋状物。可使用任何已知方法完成切割。也以连续方式进行切割可为优选的,且优选以恒定速度且优选同时处于水平位置切割。切割器件例如可为尖锐对象或热对象或激光器,由此在后两种情况下,所述热对象或激光器『燃烧』穿过膜/密封区域。
多隔室袋状物的不同隔室可以并列风格或同心风格制造在一起,其中所得连接的袋状物可或可不藉由切割来分离。可选地,可单独制造隔室。
在实施方式中,袋状物可根据包含以下步骤的方法制得:a)形成第一隔室(如上文所述);b)在步骤(a)中形成的一些或所有封闭隔室内形成凹部,以产生迭加于第一隔室上方的第二模制隔室;c)借助于第三膜填充及封闭第二隔室;d)密封第一、第二以及第三膜;以及e)切割所述膜以产生多隔室袋状物。形成于步骤步骤(b)中的凹部可藉由施加真空至步骤(a)中制备的隔室来达成。
在实施方式中,第二和/或第三隔室可在单独步骤中制得,且接着与第一隔室组合,如欧洲专利申请第08101442.5号或美国专利申请公开第2013/240388A1号或WO2009/152031中所描述。
在实施方式中,可根据包括以下步骤的方法制得袋状物:a)形成第一隔室,任选使用热和/或真空,在第一成形机上使用第一膜;b)用第一组合物填充第一隔室;c)任选用第二组合物填充第二隔室;d)用第二膜将第一及任选的第二隔室密封至第一膜;以及e)切割膜以产生多隔室袋状物。
在实施方式中,袋状物可根据包括以下步骤的方法制得:a)形成第一隔室,任选使用热和/或真空,在第一成形机上使用第一膜;b)用第一组合物填充第一隔室;c)任选使用热及真空在第二成形机器上使第二膜变形以制造第二模制隔室及任选的第三模制隔室;d)填充第二隔室及任选的第三隔室;e)使用第三膜密封第二隔室及任选的第三隔室;f)将密封的第二隔室及任选的第三隔室放置于第一隔室上;g)密封第一隔室、第二隔室以及任选的第三隔室;以及h)切割所述膜以产生多隔室袋状物。
可基于执行以上方法的适合性来选择第一及第二成形机。在实施方式中,第一成形机优选为水平成形机,且第二成形机优选为旋转鼓成形机,其优选位于第一成形机上方。
应理解,藉由使用适合的供应站,可能制造出合并有多种不同或独特组合物和/或不同或独特液体、凝胶或浆料组合物的多隔室袋状物。
在实施方式中,膜和/或袋状物用适合的材料(诸如活性剂、润滑剂、厌恶剂或其混合物)喷洒或涂粉。在实施方式中,用例如油墨和/或活性剂印刷膜和/或袋状物。
垂直形式、填充以及密封
在实施方式中,本发明的水溶性膜可形成为密封制品。在实施方式中,密封制品为垂直形式、填充且密封的制品。垂直形式、填充以及密封(VFFS)过程为传统自动过程。VFFS包含诸如组装机的装置,其使一张膜包裹经垂直定向的送料管。机器加热密封件或以其他方式使膜的相对边缘固定在一起以产生侧面密封及形成膜的中空管。接着,机器加热密封件或以其他方式产生底部密封,由此限定具有开放顶部的容器部分,其中将稍后形成顶部密封。机器经由开放顶端将指定量的可流动产物引入容器部分。在容器包含所需量的产物后,机器使膜进入另一热封器件,例如以产生顶部密封。最终,机器使膜进入切割机,其切割紧靠顶部密封上方的膜以提供经填充的包装袋。
在操作过程中,组装机使膜自一个辊前进以形成包装袋。因此,膜必须能够容易地前进通过机器且不黏附于机器组件或变得太脆以至于在处理期间破裂。
可在Rovema VFFS机器或等效物上藉由VFFS转化水溶性膜。在78℉(约25.5℃)标准实验室气氛及24%相对湿度中制备袋状物/包装袋。制备未经填充的袋子及用盐填充的袋子。在最大填充程度下将含有盐的袋子填充至1.2lbs(约550g)。水平密封温度为225℉(约107℃),且视需要改变垂直密封温度以产生良好密封,例如在约255℉(约124℃)与280℉(约138℃)之间。
袋状物内含物
本发明的制品(例如呈袋状物或包装袋形式)可含有多种组合物,例如家庭护理组合物(清洁剂组合物)或非家庭护理组合物。多隔室袋状物可在每个单独隔室中含有相同或不同组合物。组合物接近水溶性膜。自膜开始,组合物可小于约10cm,或小于约5cm,或小于约1cm。通常,组合物与膜相邻或与膜接触。膜可呈袋状物或隔室形式,其中含有组合物。
袋状物的内部膜可用作分隔以保持含有不相容成分的组合物彼此物理上分离。相信此类分隔可延长此类成分的使用寿命和/或降低物理不稳定性。可选地或另外,此类分隔可提供美观效益,如美国专利第8,835,372号中所描述。
在实施方式中,组合物可选自清洁剂组合物的组,如液体轻负荷及液体重负荷液体清洁剂组合物、粉末清洁剂组合物、用于手洗和/或机洗的盘碟清洁剂;硬表面清洁组合物、织物增强剂、通常用于洗衣的清洁剂凝胶,以及漂白剂及洗衣添加剂、剃须膏、皮肤护理物、毛发护理组合物(洗发剂及护发素)以及沐浴露。此类清洁剂组合物可包括表面活性剂、漂白剂、酶、香料、染料或着色剂、溶剂以及其组合。
在实施方式中,组合物可选自非家庭护理组合物的组,包含农业组合物、汽车组合物、航空组合物、食物及营养性组合物、工业组合物、家畜组合物、海洋组合物、医学组合物、商用组合物、军用及半军用组合物、办公室组合物以及休闲及公园组合物、宠物组合物、水处理组合物,包含适用于任何此类用途的清洗及清洁剂组合物。
在实施方式中,内部袋状物体积中所含的组合物为清洁剂组合物。任选地,清洁剂组合物选自由以下组成的组:洗衣清洁剂、餐具清洁剂、硬表面清洁组合物、织物增强剂组合物、剃须膏、皮肤护理物、毛发护理组合物(洗发剂及护发素)、沐浴露以及其组合。
有用的非家庭护理组合物的非限制性实例包含农业组合物、汽车组合物、航空组合物、食物及营养性组合物、工业组合物、家畜组合物、海洋组合物、医学组合物、商用组合物、军用及半军用组合物、办公室组合物以及休闲及公园组合物、宠物组合物、水处理组合物,包含适用于任何此类用途的清洗及清洁剂组合物。用于本发明的袋状物中的组合物可呈液体、固体或粉末形式。液体组合物可包括固体。固体可包含粉末或聚结物,诸如微胶囊、珠粒、条状物或一个或多个珠光球或其混合物。通过洗涤或作为处理前、延迟或依序释放组分,此类固体组件可提供技术优势;可选地或另外,其可提供美观作用(例如香料微胶囊)。
当使用液体组合物时,取决于诸如组合物的所调配的成分及目的因素,由本文中所描述的膜封装的组合物可具有任何适合的黏度。在一个实施方式中,组合物在20s-1的剪切率及20℃的温度下具有100至3,000cP,可选地300至2,000cP,可选地500至1,000cP的高剪切黏度值,且在1s-1的剪切率及20℃的温度下具有500至100,000cP,可选地1000至10,000cP,可选地1,300至5,000cP的低剪切黏度值。测量黏度的方法为本领域中已知的。根据本发明,使用旋转流变仪(例如TA instruments AR550)进行黏度测量。仪器包含具有约50-60μm间隙的40mm 2°或1°锥形夹具以用于各向同性液体,或具有1000μm间隙的40mm平坦钢板以用于含有颗粒的液体。测量使用含有调节步骤、峰值保持及连续匀变步骤的流动程序进行。调节步骤涉及将测量温度设定于20℃,在10s-1的剪切率下预剪切10秒,及在所选择温度下平衡60秒。峰值保持涉及在20℃下施加0.05s-1的剪切率持续3分钟,每隔10秒进行取样。连续匀变步骤在20℃下以0.1至1200s-1的剪切率进行3分钟以获得完全流量概况。
如上文所描述,组合物可为非家庭护理组合物。例如,非家庭护理组合物可选自农业组合物、汽车组合物、航空组合物、食物及营养性组合物、工业组合物、家畜组合物、海洋组合物、医学组合物、商用组合物、军用及半军用组合物、办公室组合物以及休闲及公园组合物、宠物组合物、水处理组合物,包含适用于任何此类用途的清洗及清洁剂组合物。
在一种实施方式中,组合物可包含农用化学品,例如一种或多种杀虫剂、杀真菌剂、除草剂、农药、杀螨剂、驱虫剂、引诱剂、脱叶剂、植物生长调节剂、肥料、杀菌剂、微量营养素及微量元素。适合的农用化学品及第二药剂描述于美国专利第6,204,223号及第4,681,228号以及EP 0989803 A1中。例如,适合的除草剂包含百草枯(paraquat)盐(例如百草枯二氯化物或百草枯双(甲基硫酸盐))、敌草快(diquat)盐(例如敌草快二溴化物或敌草快海藻酸盐),以及草甘膦(glyphosate)或其盐或酯(诸如草甘膦异丙铵、草甘膦倍半钠或草甘膦三甲基硫盐,也称为草硫膦(sulfosate))。不兼容的作物保护化学品对可用于独立腔室中,例如美国专利第5,558,228号中所描述。可使用的不兼容的作物保护化学品对包含例如甲基苄磺隆(bensulfuron methyl)与草达灭(molinate);2,4-D与噻吩磺隆(thifensulfuron methyl);2,4-D与2-[[[[N-4-甲氧基-6-甲基-1,3,5-三嗪-2-基)-N-甲基胺基]羰基]胺基]-磺酰基]苯甲酸甲酯;2,4-D与甲磺隆(metsulfuron methyl);代森锰(maneb)或锌代森锰(mancozeb)与苯来特(benomyl);草甘膦与甲磺隆;四溴菊酯(tralomethrin)与任何有机磷酸盐(诸如久效磷(monocrotophos)或乐果(dimethoate));溴苯腈与N-[[4,6-二甲氧基嘧啶-2-基)-胺基]羰基]-3-(乙磺酰基)-2-吡啶-磺酰胺;溴苯腈与2-[[[[(4-甲基-6-甲氧基)-1,3,5-三嗪-2-基)胺基]羰基]胺基]磺酰基]-苯甲酸甲酯;溴苯腈与2-[[[[N-4-甲氧基-6-甲基-1,3,5-三嗪-2-基)-N-甲基胺基]羰基]胺基]-磺酰基]苯甲酸甲酯。在另一相关类型的实施方式中,组合物可包含一个或多个种子,任选连同土壤一起,且进一步任选连同选自覆盖物、砂、泥炭藓、水冻胶晶体及肥料的一种或多种额外组分一起,例如包含描述于美国专利第8,333,033号中的实施方式的类型。
在另一类型的实施方式中,组合物为水处理剂。此类试剂包含侵袭性氧化化学物质,例如美国专利申请公开第2014/0110301号及美国专利第8,728,593号中所描述。例如,消毒剂可包含次氯酸盐,诸如次氯酸钠、次氯酸钙以及次氯酸锂;氯化异氰尿酸,诸如二氯异三聚氰酸(也称为“二氯”或二氯-s-三嗪三酮、1,3-二氯-1,3,5-三嗪-2,4,6-三酮)及三氯异三聚氰酸(也称为“三氯”或1,3,5-三氯-1,3,5-三嗪-2,4,6-三酮)。也涵盖消毒化合物的盐及水合物。例如,二氯异三聚氰酸可以二氯异氰尿酸钠、二氯异氰尿酸钠二水合物以及其他形式提供。含有溴的消毒剂也可用于单位剂量包装应用,诸如1,3-二溴-5,5-二甲基乙内酰脲(DBDMH)、2,2-二溴-3-氮基丙酰胺(DBNPA)、二溴氰基乙酰胺、1-溴-3-氯-5,5-二甲基乙内酰脲;以及2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇等。氧化剂可为描述于美国专利第7,476,325号中的一者,例如过氧硫酸氢钾。组合物可为pH值调节化学品,例如美国专利申请公开第2008/0185347号中所描述,且可包含例如酸组分及碱组分,使得组合物在与水接触时起泡且调节水pH值。适合的成分包含碳酸氢钠、硫酸氢钠、氢氧化钾、胺基磺酸、有机羧酸、磺酸及磷酸二氢钾。缓冲剂共混物可包含例如硼酸、碳酸钠、乙醇酸以及单过氧硫酸过硫酸氢钾。
水处理剂可为或可包含絮凝剂,例如美国专利申请公开第2014/0124454号中所描述。絮凝剂可包含聚合物絮凝剂,例如聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺共聚物,诸如氯化二烯丙基二甲基铵(DADMAC)、二甲胺基乙基丙烯酸酯(DMAEA)、二甲胺基乙基甲基丙烯酸酯(DMAEM)、氯化3-甲基酰胺丙基三甲基铵(MAPTAC)或丙烯酸;阳离子性聚丙烯酰胺;阴离子聚丙烯酰胺;中性聚丙烯酰胺;多元胺;聚乙烯胺;聚乙烯亚胺;氯化聚二甲基二烯丙基铵;聚氧化乙烯;聚乙烯醇;聚乙烯吡咯啶酮;聚丙烯酸;聚磷酸;聚苯乙烯磺酸;或其任何组合。絮凝剂可选自聚葡萄胺糖乙酸盐、聚葡萄胺糖乳酸盐、聚葡萄胺糖己二酸盐、聚葡萄胺糖麸胺酸盐、聚葡萄胺糖丁二酸盐、聚葡萄胺糖苹果酸盐、聚葡萄胺糖柠檬酸盐、聚葡萄胺糖反丁烯二酸盐、聚葡萄胺糖盐酸盐以及其组合的丙烯酰胺共聚物。水处理组合物可包含磷酸盐移除物质,例如选自锆化合物、稀土镧系盐、铝化合物、铁化合物或其任何组合中的一种或多种。
组合物可为水垢移除组合物,例如柠檬酸或顺丁烯二酸或其硫酸盐,或其任何混合物,例如美国专利申请第2006/0172910号中所描述。
考虑本文中所描述的包装袋中使用各种其他类型的组合物,包含颗粒(例如绒羽),例如US RE29059E中所描述;超吸水性聚合物,例如美国专利申请公开第2004/0144682号及第2006/0173430号中所描述;颜料及调色浆,例如美国专利第3,580,390号及美国专利申请公开第2011/0054111号中所描述;硬焊焊剂(例如碱金属氟铝酸盐、碱金属氟硅酸盐及碱金属氟锌酸盐),例如美国专利第8,163,104号中所描述;食品对象(例如咖啡粉或干汤),如美国专利申请公开第2007/0003719号中所描述;及伤口涂剂,例如美国专利第4,466,431号中所描述。
溶解及崩解测试(MSTM 205)
膜可藉由根据本领域中已知的方法,MonoSol测试方法205(MSTM 205)的溶解时间及崩解时间表征或针对该等时间进行测试。参见例如美国专利第7,022,656号。
装置及材料:
1. 600mL烧杯
2.磁性搅拌器(Labline型号1250或等效物)
3.磁性搅拌棒(5cm)
4.温度计(0至100℃±1℃)
5.模板,不锈钢(3.8cm×3.2cm)
6.定时器(0-300秒,精确至最近的秒)
7.Polaroid 35mm滑动夹(或等效物)
8.MonoSol 35mm滑动夹保持器(或等效物)
9.蒸馏水
对于待测试的每个膜,使用不锈钢模板从膜样品切割出三个测试样品(即,3.8cm×3.2cm样品)。若从膜卷材切割,则应该沿着卷材的横向从卷材区域均匀隔开切割样品。随后使用以下程序分析每个测试样品。
1.将每个样品锁定于独立的35mm滑动夹中。
2.用500mL蒸馏水填充烧杯。用温度计测量水温,且视需要加热或冷却水以保持温度为20℃(约68℉)。
3.标记水柱高度。将磁性搅拌器放置于保持器底座上。将烧杯放置于磁性搅拌器上,添加磁性搅拌棒至烧杯,开启搅拌器,且调节搅拌速度直至产生漩涡,该漩涡为水柱的高度的约五分之一。标记漩涡深度。
4.将35mm滑动夹固定于35mm滑动夹保持器的鳄鱼夹中,使得滑动夹的长端平行于水表面。保持器的深度调节器应设定为当夹具下降时,夹具的末端将低于水表面0.6cm。滑动夹的一个短侧应紧邻烧杯侧面,且另一个短侧应直接安置于搅拌棒的中心上方,使得膜表面垂直于水的流动。
5.在一个运动中,将所固定的滑块及夹具降低至水中且启动定时器。当膜裂开时发生崩解。当从滑动夹释放出所有可见膜时,使滑块自水中升起来,同时继续监控溶液中未溶解的膜片段。当所有膜片段不再可见且溶液变透明时发生溶解。
结果应包含以下:完整样品鉴别;个别及平均崩解及溶解时间;以及测试样品时的水温。
膜崩解时间(I)及膜溶解时间(S)可分别使用下文展示的方程式1及方程式2中的指数算法相对于标准物或参考膜厚度校正。
I校正=I测量/(参考厚度/测量厚度)1.83 [1]
S校正=S测量/(参考厚度/测量厚度)1.93 [2]
拉伸强度测试
由根据拉伸强度测试的拉伸强度表征或待测试拉伸强度的膜分析如下。所述程序包含根据ASTM D 882(“用于薄塑料片的拉伸特性的标准测试方法”)或等效物测定拉伸强度。使用拉伸测试装置(型号5544拉伸测试器或等效物)收集膜数据。关于每个测量,(在适用情况下)沿纵向(machine direction;MD)测试最少三个测试样品,各自用可靠的切割工具切割以确保尺寸稳定性及再现性。在23℃±2.0℃及35%±5%相对湿度的标准实验室气氛中进行测试。对于拉伸强度测定,制备1”宽(2.54cm)的厚度为3.0±0.15mil(或76.2±3.8μm)的单片膜样品。随后将样品转移至拉伸测试机进行测试,同时使在35%相对湿度环境中的暴露降至最低。根据制造商说明,准备好配备有500N测力计且经校准的拉伸测试机。安装恰当的夹具及表面(夹具,具有型号2702-032表面,其经橡胶涂布且宽度为25mm,或等效物)。将样品安装至拉伸测试机中且分析以测定拉伸强度(即,使膜破裂所需的应力)。
根据本发明的膜的适合的性质由至少约40MPa的拉伸强度值(纵向(MD))标记,如藉由拉伸强度测试所测量。在各种实施方式中,膜具有至少40MPa和/或至多约60MPa的拉伸强度值(例如约40、约45、约60、约55或约60MPa)。
撕裂强度测试
此方法涵盖测定以每密耳样品厚度计的使撕裂传播达到指定聚乙烯醇(PVOH)膜长度所需的平均力(g)。使用经精确校准的摆锤器件测量使撕裂传播跨越膜所需的力(g)。受重力影响,摆锤沿弧线摆动,自预先切割的缝隙撕裂样品。在一侧上保持样品静止且另一侧固定至摆锤上。摆锤摆动的能量损失由天平上的指针指示。所述天平示数为撕裂样品所需的力的函数。此方法具有与PVOH膜的抗撕裂性相关分级的值。根据用于聚乙烯醇膜的抗传播撕裂性的MSTM 107RD标准测试方法,用40043型Elmendorf撕裂测试仪评估水溶性膜。
在测试前,在约23℃+/-3℃(73℉+/-5℉)的温度及约35%±5%的相对湿度下调节水溶性膜不小于8小时。在23℃+/-3℃(73℉+/-5℉)的温度及35%±5%的相对湿度的标准实验室气氛中进行测试。平均撕裂力(克力/密耳)计算如下:
撕裂力(g/mil)=(增加重量(g)/100)×天平读数/膜厚度(mil)
根据本发明的膜的适合的性质由至少约800g/mil的撕裂强度值(纵向(MD))标记,如藉由撕裂强度测试所测量。在各种实施方式中,膜具有至少500g/mil和/或至多约2000g/mil(例如约500、约800、约1000、约1200或约1500g/mil)的撕裂强度值(MD)。
摩擦系数测试
摩擦系数方法测试两片材料彼此相对摩擦的摩擦力;测量使一片材料相对于另一片移动所需的力。使用ASTM D1894“塑料膜及薄片的摩擦测试”,藉由测力计测量开始滑动所需的力(静摩擦力)及保持滑动所需的力(动摩擦力)二者。
所述方法使用2810-005型摩擦系数测试夹具或等效物,其代表图展示于图2中,及5543型测试机或等效物。
测试装置包含摩擦夹具10,上面安置有摩擦滑板12,其上面固定有膜样品14。滑板12经由拉绳20与上部握柄18连接,所述拉绳20与紧固至摩擦夹具10的滑轮22啮合。下部耦合器24将测试夹具固定至测试机(未图示)。
根据方法Blue Hill程序:“所述系统:在指定通道上针对最大值自开始值至结束值检索数据;测定上升及降低达到最大值百分比的第一数据点且指定此点作为第一峰值;使用以下方程式测定静态摩擦系数:静态摩擦力=第一峰值/滑板重量;使用以下方程式计算自第一峰值至结束值的区域的平均负载:平均负载=能量/延伸部分的变化;以及使用以下方程式测定动态摩擦系数:动态摩擦=平均负载/滑板重量”。
测试样品应由具有以下尺寸的样品组成以形成测试区域:对于滑板,5英寸×5英寸正方形(12.7cm×12.7cm正方形),对于表面,5英寸×8英寸矩形(12.7cm×20.3cm)。尽管相信膜厚度不影响静态COF,但膜可具有3.0±0.10mil(或76.2±2.5μm)的厚度。可使用例如剃刀片及具有适合的尺寸的模板切割样品。适当时,应沿平行于浇铸膜的纵向的长维度切割样品。又适当时,测试中应注意及定向5英寸×5英寸样品方向,使得拉动滑板的方向与膜样品的纵向平行。
在测试前,测试样品应在75℉±5℉及相对湿度35%±5%下调节不小于8小时,且在相同温度及相对湿度条件下进行测试。
COF装置的安装程序
1.在2810-005型摩擦系数测试夹具上自下部夹爪去掉铆钉插销,且移除。
2.自上部夹爪去掉铆钉插销,且移除。
3.在下方安置摩擦夹具,连接至5543型测试机的底部适配器上。
4.将其与铆钉插销配合。
5.使拉绳的一个末端的环滑动至上部铆钉插销上,且置换锁夹。
6.校正5543型测试机。
7.使拉绳的另一端上的环滑动至摩擦滑板卡钩上。
8.确保滑轮能够自由旋转。
9.移动滑板直至拉绳不松弛且定向于滑轮周围的凹槽中。
10.安置2810-005型摩擦系数测试夹具的移动十字头(上部头部),使得存在足够的移动空间以沿完整的50mm测试拉动摩擦滑板而不使滑板进入滑轮。
11.在十字头移动时保持绳子紧绷。
12.在Instron#5543对照板上使用JOG对照物,设置延伸限制使得摩擦滑板的远端不超过摩擦夹具的背面(与运动轴垂直且距滑轮最远的平面)。按下GL按钮以设定移动限制。这防止摩擦滑板在测试期间与滑轮冲突,且确保适当地测量相关样品的摩擦系数。
13.现在测试夹具准备好用于测试。
样品程序的安置
1.将表面样品以适合的定向安置于铝摩擦夹具上。
2.在铝表面的边缘上方拉动表面样品使其紧绷且用胶带黏贴摩擦夹具的底面上的样品。
3.重要的是,沿距连接处最远的摩擦夹具的末端黏贴以避免表面上滑板的黏结。
4.确保材料紧绷但未拉伸。
5.用5×5英寸样品包裹摩擦滑板使得膜的纵向与拉动滑板的方向平行。
6.用胶带黏贴在滑板顶部上重迭的前边缘,确保不存在将在样品表面上黏结的过量材料。
7.用胶带黏贴摩擦滑板上样品的其他边缘以确保样品在所测量的接触面上紧绷。
8.确保滑板上相关表面与摩擦夹具之间不存在胶带。
9.摩擦表面及摩擦滑板上的样品应为紧绷的且无皱纹或凸起;皱纹或凸起将在测量COF时引起误差。
10.观测滑板,确保不存在与所测试的表面接触的外来材料。
11.将滑板连接至拉绳且将滑板极轻且平缓地放置于摩擦台上,以防止两个样品之间产生任何非天然黏结,迅速开始测试。
12.确保在完全延伸情况下,滑板完全位于放置于摩擦夹具上的样品上方,且不接触胶带或悬挂于摩擦夹具的边缘上方。
进行COF测试
1.每个所需定向(实例空气侧-空气侧或条带侧-条带侧)测试不少于三个样品。
2.对于空气侧与条带侧测试的组合,膜的空气侧定向应为放置于铝测试表面上的膜样品,且用于测试的条带侧应包括缠绕于滑板周围的材料。
3.确保在操作膜样品时佩戴无尘、防湿手套;粉末或水分可损害测试的精确性。
4.如上文所描述切割样品,例如使用模板。
5.将在第一样品中缠绕的摩擦滑板放置于距滑轮最远的摩擦夹具的末端。
6.确保拉绳拉紧。
7.自测试屏幕打开题为“COF.im ptf”的摩擦系数测试。
8.点击屏幕上的开始按钮以开始测试。
9.在完成样品测试操作时,点击ok且使摩擦滑板返回起始位置且更换摩擦滑板及夹具上的膜样品。重复测试。
膜可由在4.0或更小,或2.0或更小,或1.5或更小,或1.25或更小,或1.0或更小的范围内(例如1.0、0.9、0.8、0.7、0.6或甚至更小)的静态COF表征。在另一方面中,静态COF可小于4.0,或小于约2.5,或小于2,或小于1。
在一个或多个方面中,膜可由具有小于5的G-G静态COF及在40至60MPa范围内的拉伸强度表征。
可根据以下实施例更好地理解根据本发明的水溶性膜,其仅意欲说明水溶性膜且不意欲以任何方式限制本发明的范畴。
实施例
实施例1
制备包含水溶性聚乙烯醇、增塑剂以及改性的淀粉的水溶性膜。膜调配物包含聚乙烯醇共聚物,其具有约4%的顺丁烯二酸酯改性。三种膜调配物进一步包含约26phr的增塑剂、少量加工助剂(例如表面活性剂、抗氧化剂等,总计约1phr)以及以约2.66phr(1a)、约7.98phr(1b)或23.94phr(1c)的含量存在的具有80%直链淀粉含量及约6%羟丙基改性的羟丙基化淀粉。以膜的总重量计,此等膜包含约77重量%(1a)、约74重量%(1b)以及约66重量%(1c)的PVOH树脂。除PVOH树脂以外,三种其他膜调配物包含约26phr的增塑剂、少量加工助剂(例如表面活性剂、抗氧化剂等,总计约1phr)以及以约2.66phr(1d)、约7.98phr(1e)或23.94phr(1f)的含量存在的具有约20%直链淀粉含量及约2%羟丙基改性的羟乙基化淀粉。以膜的总重量计,此等膜包含约77重量%(1d)、约74重量%(1e)以及约66重量%(1f)的PVOH树脂。制备具有约75微米的厚度的膜。根据MSTM-205在10℃下测试膜的冷水可溶性,根据拉伸强度测试来测试拉伸强度,且根据摩擦系数测试来测试摩擦系数。在100秒或更短时间内溶解的膜在以下表1中表示为(+)且在300秒或更短时间内,但超过100秒才溶解的膜在表1中表示为(*)。具有约45MPa或更大的拉伸强度的膜在以下表1中表示为(+),具有小于约45MPa但至少约40MPa或更大的拉伸强度的膜在表1中表示为(*),且具有小于40MPa的拉伸强度的膜在表1中表示为(-)。具有约1或更低的光滑对光滑静态摩擦系数的膜在以下表1中表示为(+),具有约5或更低,但高于约1的光滑对光滑静态摩擦系数的膜在表1中表示为(*),且具有高于约5的摩擦系数的膜在表1中表示为(-)。
表1
表1展示本发明的包括以约5phr至约30phr的量存在的水溶性聚乙烯醇、增塑剂以及羟丙基化淀粉的混合物的膜,其显示良好的冷水可溶性、良好的拉伸强度以及极佳的摩擦系数。表1进一步展示本发明的包括以小于约5phr的量存在的水溶性聚乙烯醇、增塑剂以及羟丙基化淀粉的混合物的膜,其显示良好的冷水可溶性、良好的拉伸强度以及可接受的摩擦系数。表1进一步展示当淀粉负载自约2.5phr增加至约24phr时,包括羟丙基化淀粉的水溶性膜的拉伸强度保持或改善,而包括羟乙基化淀粉的水溶性膜的拉伸强度随淀粉负载增加而降低。
表1进一步展示本发明的包括水溶性聚乙烯醇、增塑剂以及具有高于约2%的改性程度且以约2.5phr至约30phr范围内的量存在的改性的淀粉的混合物的膜,其显示良好的冷水可溶性、良好的拉伸强度以及可接受的摩擦系数,且当在约5至约30phr范围内提供时,其显示良好的冷水可溶性、良好的拉伸强度以及极佳的摩擦系数的组合。表1进一步展示,与以类似负载量含有具有大于2%的改性程度的改性的淀粉的膜相比,含有具有约2%的改性程度且以低负载量(例如约12phr或更低)存在的改性的淀粉的水溶性膜显示增加的摩擦系数。表1进一步展示,当淀粉负载自约2.5phr增加至约24phr时,包括具有高于约2%的改性程度的改性的淀粉的水溶性膜的拉伸强度得以保持或改善,而包括具有小于约2%的改性程度的改性的淀粉的水溶性膜的拉伸强度随淀粉负载增加而降低。
因此,实施例1表明本发明的包括水溶性聚乙烯醇、增塑剂以及以约5phr至约30phr的量存在的羟丙基化淀粉的混合物的水溶性膜及本发明的包括水溶性聚乙烯醇、增塑剂以及具有高于约2%的改性程度且以约5phr至约30phr范围内的量存在的改性的淀粉的混合物的水溶性膜具有良好的冷水可溶性、良好的可转化性以及良好膜对膜抗黏着特性,如由低G-G摩擦系数表明。
实施例2
制备包含水溶性聚乙烯醇、增塑剂以及未改性的淀粉的水溶性膜。膜调配物包含聚乙烯醇共聚物,其具有约4%的顺丁烯二酸酯改性。膜调配物进一步包含约26phr的增塑剂、少量加工助剂(例如表面活性剂、抗氧化剂等,总计约1phr)以及以约2.66phr(2a、2d、2g、2j)、约7.98phr(2b、2e、2h、2k)或23.94phr(2c、2f、2i、2l)的含量存在的未改性的淀粉。三种膜包含具有1%的直链淀粉含量的未改性的淀粉(2a、2b、2c),三种膜包含具有25%的直链淀粉含量的未改性的淀粉(2d、2e、2f),三种膜包含具有50%的直链淀粉含量的未改性的淀粉(2g、2h、2i)且三种膜包含具有80%的直链淀粉含量的未改性的淀粉(2j、2k、2l)。以膜的总重量计,此等膜包含约77重量%(2a、2d、2g、2j)、约74重量%(2b、2e、2h、2k)以及约66重量%(2c、2c、2f、2i、2l)的PVOH树脂。制备具有约75微米的厚度的膜。根据MSTM-205在10℃下测试膜的冷水可溶性,根据拉伸强度测试来测试拉伸强度,且根据摩擦系数测试来测试摩擦系数。在100秒或更短时间内溶解的膜在以下表2中表示为(+),且在300秒或更短时间内但超过100秒才溶解的膜在表2中表示为(*)。具有约45MPa或更大的拉伸强度的膜在以下表2中表示为(+),具有小于约45MPa但至少约40MPa或更大的拉伸强度的膜在表2中表示为(*),且具有小于40MPa的拉伸强度的膜在表2中表示为(-)。具有约1或更低的光滑对光滑静态摩擦系数的膜在以下表2中表示为(+),具有约5或更低但高于约1的光滑对光滑静态摩擦系数的膜在表2中表示为(*),且具有高于约5的摩擦系数的膜在表2中表示为(-)。
表2
表2展示,当以低负载量(例如约2phr至约5phr)提供淀粉时,根据本发明的包含水溶性聚乙烯醇、增塑剂以及具有约20重量%至约80重量%范围内的直链淀粉含量的未改性的淀粉的水溶性膜显示良好的拉伸强度及摩擦系数(2d、2g)。表2进一步说明根据本发明的包含具有约20重量%至约80重量%范围内的直链淀粉含量的未改性的淀粉的水溶性膜的拉伸强度随淀粉负载增加而降低。因此,表2说明本发明的包括水溶性聚乙烯醇、增塑剂以及具有约20重量%及80重量%范围内的直链淀粉含量且以约5phr至约30phr的量存在的未改性的淀粉的混合物的水溶性膜具有良好的可转化性及良好的膜对膜抗黏着特性,如由低G-G摩擦系数表明。
实施例3
制备具有不同聚乙烯醇树脂的水溶性膜且测试光滑对光滑静态摩擦系数。以膜的总重量计,各水溶性膜调配物包含聚乙烯醇树脂,以约74重量%的量提供。所测试的聚乙烯醇树脂包含具有约13cP的黏度及约88的水解度的PVOH均聚物(3a)、具有约23CP的黏度及约88的水解度的PVOH均聚物(3b)、具有5%的丙烯酸甲酯改性的聚乙烯醇共聚物(3c)、具有4%的顺丁烯二酸酯改性的聚乙烯醇共聚物(3d)、具有约2%顺丁烯二酸酯改性的聚乙烯醇共聚物(3e)以及具有4%的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸改性的聚乙烯醇共聚物。每个膜调配物进一步包含约26phr增塑剂、少量加工助剂(例如表面活性剂、抗氧化剂等,总计约1phr)以及以约7.98phr的含量存在的淀粉。所测试的淀粉包含具有50%的直链淀粉含量的未改性的淀粉(3a1-3e1)或具有约80%的直链淀粉含量的经羟丙基改性的淀粉(3a2-3e2)。具有约1或更低的光滑对光滑静态摩擦系数的膜在以下表3中表示为(+)、具有约5或更低但高于约1的光滑对光滑摩擦系数的膜在表3中表示为(*),且具有高于约5的光滑对光滑摩擦系数的膜在表3中表示为(-)。
表3
表3展示未改性的淀粉对光滑对光滑摩擦系数的作用不取决于聚乙烯醇的类型或聚乙烯醇共聚物的改性程度。表3进一步展示,除经丙烯酸甲酯改性的PVOH以外,羟丙基化淀粉可向所有树脂类型提供可接受的摩擦系数。因此,除经丙烯酸酯改性的PVOH以外,羟丙基化淀粉的作用在各树脂类型之间没有显著不同。
实施例4
制备具有不同淀粉的水溶性膜且根据拉伸强度测试及撕裂强度测试来测试拉伸强度及撕裂强度。每个水溶性膜调配物包含以膜的总重量计以约77重量%的量提供的具有顺丁烯二酸酯改性的聚乙烯醇共聚物。膜调配物进一步包含约26phr的增塑剂、少量加工助剂(例如表面活性剂、抗氧化剂等,总计约1phr)以及以约2.66phr的含量存在的淀粉。所测试的淀粉包含具有1%的直链淀粉含量的未改性的淀粉(4a)、具有1%的直链淀粉含量的酸水解淀粉(4b)、具有约25%的直链淀粉含量的未改性的淀粉(4c)、具有约25%的直链淀粉含量的经羟基乙基改性的淀粉(4d)、具有50%的直链淀粉含量的未改性的淀粉(4e)、具有80%的直链淀粉含量的未改性的淀粉(4f)以及具有80%的直链淀粉含量的经羟丙基改性的淀粉(4g)。拉伸强度值及撕裂强度值提供于以下表4中。
表4
表4展示水溶性膜的拉伸强度(约45-55N/mm2)及撕裂强度(约1300至2000g/mil)对于所有膜为相对恒定的。因此,表4表明直链淀粉含量及改性类型不显著影响水溶性膜的机械特性。
实施例5
制备具有不同聚乙烯醇与淀粉比率的水溶性膜且如上文所描述测试拉伸强度及撕裂强度。每个水溶性膜调配物包含具有顺丁烯二酸酯改性的聚乙烯醇共聚物。膜调配物进一步包含约26phr的增塑剂、少量加工助剂(例如表面活性剂、抗氧化剂等,总计约1phr)以及具有约50%的直链淀粉含量的未改性的淀粉。以膜的总重量计,树脂中提供的PVOH的量及PVOH:淀粉的比率为79重量%PVOH及100:0(5a)、77重量%及97:3(5b)、63重量%及80:20(5c)、47重量%及60:40(5d)或32重量%及40:60(5e)。具有约45MPa或更大的拉伸强度的膜在以下表2中表示为(+),具有约40MPa或更大但小于约45MPa的拉伸强度的膜在表2中表示为(*),且具有小于40MPa的拉伸强度的膜在表2中表示为(-)。具有约1500g/mil或更大的撕裂强度的膜在以下表5中表示为(+),具有约500g/mil或更大但小于约1500g/mil的撕裂强度的膜在表5中表示为(*),且具有小于500g/mil的拉伸强度的膜在表5中表示为(-)。
表5
表5展示,当未改性的淀粉以约80:20或更大的PVOH树脂与淀粉比率存在于水溶性膜中时,膜的拉伸强度及撕裂强度与以小于80:20(例如97:3)的PVOH树脂与淀粉比率包含淀粉的等效水溶性膜相比显著降低。
实施例6-45
制备具有以约20重量%与95重量%之间的量存在的不同的聚乙烯醇、以约2.5phr与30phr之间的量存在的不同的淀粉、以约10重量%至约45重量%之间的量存在的增塑剂、以约0.1重量%与8.0重量%之间的量存在的表面活性剂、以约0.01重量%与10重量%之间的量存在的苦味剂以及以约0.01重量%与10重量%之间的量存在的漂白剂的水溶性膜。膜调配物展示于以下表6中。
*选自以下中的一种或多种:聚乙二醇、山梨糖醇、三羟甲基丙烷、2-甲基-1,3-丙二醇、卫矛醇、赤藻糖醇、甘油环氧丙烷聚合物、己二醇、丙二醇、三乙二醇、沃拉诺尔(voranol)、木糖醇
**选自以下中的一种或多种:阳离子性、阴离子、两性离子性
A为丙烯酸烷基酯单体的PVOH三元聚合物
B为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸单体单元的PVOH三元聚合物
C为在1.75摩尔%下顺丁烯二酸单烷基酯单体单元的PVOH三元聚合物
D为在4.00摩尔%下顺丁烯二酸单烷基酯单体单元的PVOH三元聚合物
E为PVOH均聚物(黏度3;DH 85)
F为PVOH均聚物(黏度4;DH 88)
G为PVOH均聚物(黏度8;DH 88)
H为PVOH均聚物(黏度13;DH 88)
I为PVOH均聚物(黏度15;DH 79)
J为PVOH均聚物(黏度23;DH 88)
K为PVOH均聚物(黏度32;DH 88)
L为PVOH均聚物(黏度40;DH 88)
M为PVOH均聚物(黏度56;DH 98)
N为Casco玉米产品(25%直链淀粉,原生)(Ingredion)
O为V(50%直链淀粉,原生)(Ingredion)
P为(80%直链淀粉,羟丙基化,约2.5%改性)(Ingredion)
因此,实施例6至45展示特定考虑用于制备根据本发明的水溶性膜的膜调配物。
实施例46
由实施例1至45的水溶性膜制备袋状物。尤其,袋状物由在界面处密封的两层水溶性聚合物膜形成,或由在自身上折迭并密封的单一膜形成。在两种方法中,膜限定在不光滑对不光滑界面处密封的内部袋状物容器,其中膜的光滑侧面形成袋状物的外部。
所制备的袋状物进一步填充有包括液体、粉末、凝胶或其组合的组合物。组合物包括诸如表面活性剂、漂白剂、酶、香料、染料或着色剂和/或溶剂(用于液体及凝胶组合物)的组分。
实施例47
使用市售、高速设备使根据本发明的水溶性膜热成形为经填充的袋状物。袋状物展示降低水溶性膜的摩擦系数的实际、现实世界结果。尤其,当具有类似组成但不包含本发明的淀粉的市售膜需要施用粉末(例如滑石,如美国专利第9,290,727号中所描述)以防止所形成的袋状物在操作期间黏着在一起时,由根据本发明的膜制成的袋状物无需施用粉末来防止袋状物与袋状物黏着。所观测到的益处为具有降低的摩擦系数的本发明的膜的结果。
给出前述描述仅为了清楚理解,而不应自其理解为不必要的限制,因为在本发明的范围内的修改对本领域普通技术人员来说可以是显而易见的。
本文中所引用的所有专利、公开及参考文献在此以全文引用的方式并入本文中。在本发明与所并入的专利、公开及参考文献之间发生冲突的情况下,应以本发明为准。
Claims (75)
1.一种水溶性膜,包括水溶性聚乙烯醇、增塑剂以及淀粉的混合物,其中以所述膜的总重量计,所述聚乙烯醇以约20重量%至约95重量%的量存在,且所述淀粉包括以约5phr至约30phr范围内的量存在的羟丙基化淀粉。
2.如权利要求1所述的水溶性膜,其中所述羟丙基化淀粉具有约65%至约95%范围内的直链淀粉含量。
3.如权利要求1或2所述的水溶性膜,其中所述羟丙基化淀粉具有约4%至约8%的改性程度。
4.如前述权利要求中任一项所述的水溶性膜,其中所述淀粉以约6phr至约10phr范围内的量存在。
5.如前述权利要求中任一项所述的水溶性膜,其中所述淀粉以约8phr的量存在,且当藉由MSTM-205测量时,76微米膜具有小于约90秒的冷水可溶性。
6.如权利要求1至3中任一项所述的水溶性膜,其中所述淀粉以约12phr至约16phr范围内的量存在。
7.如前述权利要求中任一项所述的水溶性膜,其中所述膜具有至少40MPa的拉伸强度。
8.如前述权利要求中任一项所述的水溶性膜,其中所述膜具有大于约45MPa的拉伸强度。
9.如前述权利要求中任一项所述的水溶性膜,其中所述膜具有约5或更小的光滑对光滑静态摩擦系数。
10.如前述权利要求中任一项所述的水溶性膜,其中所述增塑剂以约1phr至约40phr范围内的量存在。
11.如前述权利要求中任一项所述的水溶性膜,其中所述增塑剂选自由以下组成的组:甘油、丙二醇、山梨糖醇、三羟甲基丙烷、聚乙二醇、甘油环氧丙烷聚合物、2-甲基-1,3-丙二醇、二甘油、木糖醇以及前述的组合。
12.如前述权利要求中任一项所述的水溶性膜,其中所述增塑剂选自由以下组成的组:2-甲基-1,3-丙二醇、山梨糖醇、甘油以及其组合。
13.如前述权利要求中任一项所述的水溶性膜,进一步包括表面活性剂、抗氧化剂、苦味剂、去污聚合物、抗再沉积助剂、螯合剂、助洗剂、香料或前述的组合。
14.如前述权利要求中任一项所述的水溶性膜,其中所述膜由与不包含淀粉的等效膜调配物相比降低的光滑对光滑静态摩擦系数表征。
15.如前述权利要求中任一项所述的水溶性膜,其中所述聚乙烯醇包括聚乙烯醇均聚物、具有阴离子改性的聚乙烯醇共聚物以及前述的组合。
16.一种密封制品,包括限定内部袋状物体积的袋状物形式的如前述权利要求中任一项所述的水溶性膜。
17.如权利要求16所述的密封制品,进一步包括所述内部袋状物体积中所含的组合物。
18.如权利要求17所述的密封制品,其中所述组合物为清洁剂组合物。
19.如权利要求18所述的密封制品,其中所述清洁剂组合物选自由以下组成的组:洗衣清洁剂、餐具清洁剂、硬表面清洁组合物、织物增强剂组合物、洗发剂、沐浴露以及其组合。
20.一种水溶性膜,包括水溶性聚乙烯醇、增塑剂以及改性的淀粉的混合物,其中以所述膜的总重量计,所述聚乙烯醇以约20重量%至约95重量%的量存在,且所述改性的淀粉具有大于约2%的改性程度且以约2.5至约30phr范围内的量存在。
21.如权利要求20所述的水溶性膜,其中所述改性的淀粉具有约4%至约8%的改性程度。
22.如权利要求20或权利要求21所述的水溶性膜,其中所述改性的淀粉具有约65%至约95%范围内的直链淀粉含量。
23.如权利要求20至22中任一项所述的水溶性膜,其中所述改性的淀粉包括羟烷基改性且烷基具有三个或更多个碳原子的链长。
24.如权利要求20至23中任一项所述的水溶性膜,其中所述聚乙烯醇包括选自由以下组成的组的聚乙烯醇:聚乙烯醇均聚物、具有阴离子改性的聚乙烯醇共聚物以及前述的组合。
25.如权利要求23所述的水溶性膜,其中所述聚乙烯醇包括具有阴离子改性的聚乙烯醇共聚物。
26.如权利要求20至25中任一项所述的水溶性膜,其中所述淀粉以约6phr至约10phr范围内的量存在。
27.如权利要求20至26中任一项所述的水溶性膜,其中所述淀粉以约8phr的量存在,且当藉由MSTM-205测量时,76微米膜具有小于约90秒的冷水可溶性。
28.如权利要求20至25中任一项所述的水溶性膜,其中所述淀粉以约12phr至约16phr范围内的量存在。
29.如权利要求20至28中任一项所述的水溶性膜,其中所述膜具有至少40MPa的拉伸强度。
30.如权利要求20至29中任一项所述的水溶性膜,其中所述膜具有大于约45MPa的拉伸强度。
31.如权利要求20至30中任一项所述的水溶性膜,其中所述膜具有5或更小的光滑对光滑静态摩擦系数。
32.如权利要求20至31中任一项所述的水溶性膜,其中所述增塑剂以约1phr至约40phr范围内的量存在。
33.如权利要求20至32中任一项所述的水溶性膜,其中所述增塑剂选自由以下组成的组:甘油、丙二醇、山梨糖醇、三羟甲基丙烷、聚乙二醇、甘油环氧丙烷聚合物、2-甲基-1,3-丙二醇、二甘油、木糖醇以及前述的组合。
34.如权利要求20至33中任一项所述的水溶性膜,其中所述增塑剂选自由2-甲基-1,3-丙二醇、山梨糖醇、甘油以及其组合组成的组。
35.如权利要求20至34中任一项所述的水溶性膜,进一步包括表面活性剂、抗氧化剂、苦味剂、去污聚合物、抗再沉积助剂、螯合剂、助洗剂、香料或前述的组合。
36.如权利要求20至35中任一项所述的水溶性膜,其中所述膜由与不包含淀粉的等效膜调配物相比降低的光滑对光滑静态摩擦系数表征。
37.一种密封制品,包括限定内部袋状物体积的袋状物形式的如权利要求20至36中任一项所述的水溶性膜。
38.如权利要求37所述的密封制品,进一步包括所述内部袋状物体积中所含的组合物。
39.如权利要求38所述的密封制品,其中所述组合物为清洁剂组合物。
40.如权利要求39所述的密封制品,其中所述清洁剂组合物选自由以下组成的组:洗衣清洁剂、餐具清洁剂、硬表面清洁组合物、织物增强剂组合物、洗发剂、沐浴露以及其组合。
41.一种水溶性膜,包括水溶性聚乙烯醇、增塑剂以及未改性的淀粉的混合物,其中以所述膜的总重量计,所述聚乙烯醇以约20重量%至约95重量%的量存在,且所述淀粉具有20%至80%范围内的直链淀粉含量。
42.如权利要求41所述的水溶性膜,其中以所述膜的总重量计,所述聚乙烯醇以约60重量%至约95重量%的量存在。
43.如权利要求41或权利要求42所述的水溶性膜,其中以所述膜的总重量计,所述聚乙烯醇以约85重量%至约95重量%的量存在。
44.如权利要求41至43中任一项所述的水溶性膜,其中所述淀粉以约2phr至约30phr范围内的量存在。
45.如权利要求41至44中任一项所述的水溶性膜,其中所述淀粉以约2phr至约5phr范围内的量存在。
46.如权利要求41至45中任一项所述的水溶性膜,其中所述膜的光滑对光滑静态摩擦系数为约1。
47.如权利要求41至46中任一项所述的水溶性膜,其中所述淀粉具有约40重量%至约60重量%范围内的直链淀粉含量。
48.如权利要求41至47中任一项所述的水溶性膜,其中所述增塑剂以约1phr至约40phr范围内的量存在。
49.如权利要求41至48中任一项所述的水溶性膜,其中所述增塑剂选自由以下组成的组:甘油、丙二醇、山梨糖醇、三羟甲基丙烷、聚乙二醇、甘油环氧丙烷聚合物、2-甲基-1,3-丙二醇、二甘油、木糖醇以及前述的组合。
50.如权利要求41至49中任一项所述的水溶性膜,其中所述增塑剂选自由以下组成的组:2-甲基-1,3-丙二醇、山梨糖醇以及甘油。
51.如权利要求41至50中任一项所述的水溶性膜,进一步包括表面活性剂、抗氧化剂、苦味剂、去污聚合物、抗再沉积助剂、螯合剂、助洗剂、香料或前述的组合。
52.如权利要求41至51中任一项所述的水溶性膜,其中所述膜由与不包含淀粉的等效膜调配物相比降低的光滑对光滑静态摩擦系数表征。
53.一种密封制品,包括限定内部袋状物体积的袋状物形式的如权利要求41至52中任一项所述的水溶性膜。
54.如权利要求53所述的密封制品,进一步包括所述内部袋状物体积中所含的组合物。
55.如权利要求54所述的密封制品,其中所述组合物为清洁剂组合物。
56.如权利要求55所述的密封制品,其中所述清洁剂组合物选自由以下组成的组:洗衣清洁剂、餐具清洁剂、硬表面清洁组合物、织物增强剂组合物、洗发剂、沐浴露以及其组合。
57.一种水溶性膜,包括水溶性聚乙烯醇与增塑剂及羟丙基改性的淀粉的混合物,其中以所述膜的总重量计,所述聚乙烯醇以约20重量%至约95重量%的量存在,所述淀粉具有23%至95%范围内的直链淀粉含量,且所述聚乙烯醇包括未改性的聚乙烯醇或阴离子改性的聚乙烯醇共聚物,前提条件为所述阴离子改性剂不为丙烯酸酯。
58.如权利要求57所述的水溶性膜,其中以所述膜的总重量计,所述聚乙烯醇以约60重量%至约95重量%的量存在。
59.如权利要求57或权利要求58所述的水溶性膜,其中以所述膜的总重量计,所述聚乙烯醇以约85重量%至约95重量%的量存在。
60.如权利要求57至59中任一项所述的水溶性膜,其中所述淀粉以约5phr至约12phr范围内的量存在。
61.如权利要求57至60中任一项所述的水溶性膜,其中所述膜具有约5或更小的光滑对光滑静态摩擦系数。
62.如权利要求57至61中任一项所述的水溶性膜,其中所述淀粉具有约50重量%至约95重量%范围内的直链淀粉含量。
63.如权利要求57至62中任一项所述的水溶性膜,其中所述羟丙基改性的淀粉包括大于2%的羟丙基改性。
64.如权利要求57至63中任一项所述的水溶性膜,其中所述羟丙基改性的淀粉包括约4%至约8%的羟丙基改性。
65.如权利要求57至64中任一项所述的水溶性膜,其中所述增塑剂以约1phr至约40phr范围内的量存在。
66.如权利要求57至65中任一项所述的水溶性膜,其中所述增塑剂选自由以下组成的组:甘油、丙二醇、山梨糖醇、三羟甲基丙烷、聚乙二醇、甘油环氧丙烷聚合物、2-甲基-1,3-丙二醇、二甘油、木糖醇以及前述的组合。
67.如权利要求57至66中任一项所述的水溶性膜,其中所述增塑剂选自由以下组成的组:2-甲基-1,3-丙二醇、山梨糖醇以及甘油。
68.如权利要求57至67中任一项所述的水溶性膜,进一步包括表面活性剂、抗氧化剂、苦味剂、去污聚合物、抗再沉积助剂、螯合剂、助洗剂、香料或前述的组合。
69.如权利要求57至68中任一项所述的水溶性膜,其中所述膜由与不包含淀粉的等效膜调配物相比降低的光滑对光滑静态摩擦系数表征。
70.一种密封制品,包括限定内部袋状物体积的袋状物形式的如权利要求57至69中任一项所述的水溶性膜。
71.如权利要求70所述的密封制品,进一步包括所述内部袋状物体积中所含的组合物。
72.如权利要求71所述的密封制品,其中所述组合物为清洁剂组合物。
73.如权利要求72所述的密封制品,其中所述清洁剂组合物选自由以下组成的组:洗衣清洁剂、餐具清洁剂、硬表面清洁组合物、织物增强剂组合物、洗发剂、沐浴露以及其组合。
74.如权利要求1至15、20至36、41至52以及57至69中任一项所述的水溶性膜,其中所述淀粉在干燥状态下具有1微米至约6微米范围内的平均粒度。
75.如权利要求1至15、20至36、41至52、57至69以及74中任一项所述的水溶性膜,其中所述淀粉具有大于75℃且至多300℃的胶凝温度。
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