МНОГОСЛОЙНЫЕ ВОДОДИСПЕРГИРУЕМЫЕ ИЗДЕЛИЯ Российский патент 2024 года по МПК B32B27/08 B32B27/30 C08L101/14 B65D65/46 

Перекрёстная ссылка на родственные заявки

Эта заявка испрашивает приоритет на основании 35 U.S.C. §119(e) по предварительной заявке US 62/926,293, поданной 25 октября 2019 г., полное раскрытие которой включено в описание ссылкой.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в основном относится к вододиспергируемым изделиям, таким как многослойные вододиспергируемые изделия. В частности, изобретение относится к диспергируемым в воде изделиям, включающим водорастворимый полимер и воск. Более конкретно, раскрытие относится к многослойным диспергируемым в воде изделиям, имеющим диспергируемый в воде слой или материал подложки, включающий водорастворимый полимер, и слой или материал вододиспергируемого покрытия, расположенный или размещённый на поверхности слоя или материала подложки. Раскрытие относится к вододиспергируемому изделию, в котором изделие имеет скорость пропускания паров влаги (MVTR) около 20 г H₂O/м²/сутки или менее, например 10 г H₂O/м²/сутки или менее.

Известный уровень техники

Водорастворимые и вододиспергируемые изделия обычно используются в качестве упаковки для упрощения диспергирования, заливки, растворения и дозирования композиции, подлежащей доставке. Потребитель может добавить упакованную композицию непосредственно в сосуд для смешивания, такой как ведро, ванна или любой сосуд, пригодный для хранения воды. Преимущественно это обеспечивает точное дозирование, устраняя при этом необходимость для потребителя отмерять композицию. Упакованная композиция может также уменьшить беспорядок, связанный с выгрузкой композиции из контейнера с продуктом, например, при выливании или выкачивания материала. Таким образом, растворимые и диспергируемые предварительно дозированные упаковки или изделия обеспечивают удобство использования потребителем в различных областях применения.

Вододиспергируемые изделия, которые используются для изготовления продаваемых в настоящее время упаковок, могут быть пригодны для содержания агрессивных химикатов или материалов, иным образом подверженных воздействию воды, например, гигроскопичных композиций или композиций, активируемых водой. Примечательно, что упаковка или пакет с разовой дозой, который может содержать такие материалы, как дрожжи, ингредиент, который активируется в присутствии воды, был бы особенно выгоден при выпечке в промышленных масштабах, поскольку дрожжи будут отделены от влаги до тех пор, пока их не активируют. Кроме того, пакет с единичной дозой, который может содержать агрессивные химические вещества, был бы особенно полезен для защиты потребителя от прямого контакта с такими химическими веществами. Однако в настоящее время водорастворимые полимеры, используемые в этих применениях, могут не полностью растворяться после длительного воздействия агрессивного химического вещества, содержащегося в них, или могут допускать проникновение влаги из окружающей среды к содержащимся в них компонентам. Такие проблемы особенно могут возникнуть, когда пакет используется, например, для содержания агрессивных окисляющих соединений, таких как хлорированные соединения, или пищевых ингредиентов, таких как дрожжи, сахар или соль.

Таким образом, существует потребность в вододиспергируемых изделиях, которые могут сохранять агрессивные химикаты и/или другие материалы, на которые может воздействовать присутствие влаги, но которые остаются вододиспергируемыми после контакта с указанным химикатом и/или материалами.

Краткое изложение существа изобретения

В одном аспекте настоящего изобретения предложено многослойное вододиспергируемое изделие, необязательно плёнка, включающее водорастворимый полимер и воск, причём воск присутствует в количестве около 5 - 30 масс. частей относительно 100 масс. частей водорастворимого полимера, и вододиспергируемое изделие имеет скорость пропускания паров влаги (MVTR) около 20 г H₂O/м²/сутки или менее.

Другой аспект настоящего изобретения относится к способу изготовления многослойного вододиспергируемого изделия, включающему смешивание водорастворимого полимера и восковой эмульсии для получения первичной композиции, и отливку или экструзию первичной композиции для получения многослойного вододиспергируемого изделия, при этом вододиспергируемое изделие имеет скорость пропускания паров влаги (MVTR) около 20 г H₂O/м²/сутки или менее.

В другом аспекте изобретения предложено многослойное вододиспергируемое изделие, включающее вододиспергируемый слой подложки, имеющий толщину в диапазоне около 5 - 400 мкм, и вододиспергируемый слой покрытия на слое подложки, причем слой покрытия имеет толщину в диапазоне около 0,5 - 100 мкм, при этом многослойное вододиспергируемое изделие имеет скорость пропускания паров влаги (MVTR) около 20 г H₂O/м²/сутки или менее, например, 10 г H₂O/м²/сутки или менее.

В другом аспекте изобретения предложено многослойное вододиспергируемое изделие, включающее вододиспергируемый слой подложки, имеющий толщину в диапазоне около 0,5 - 10 мм, и вододиспергируемый слой покрытия на слое подложки, причем слой покрытия имеет толщину в диапазоне около 0,5 - 250 мкм, при этом многослойное вододиспергируемое изделие имеет скорость пропускания паров влаги (MVTR) 20 г H₂O/м²/сутки или менее, например, 10 г H₂O/м²/сутки или менее.

Другой аспект изобретения относится к способу изготовления вододиспергируемого изделия, включающему создание вододиспергируемого слоя подложки, имеющего толщину в диапазоне около 0,5 - 10 мм, создание вододиспергируемого покрытия, включающего вододиспергируемый парафиновый воск, окисленный полиэтилен, микрокристаллический воск, минеральное масло, натуральный нефтяной воск, синтетический нефтяной воск, древесную канифоль, карнаубский воск, канделильский воск, пчелиный воск, шеллак, триглицерид, льняное масло, кукурузное масло, масло канолы, конопляное масло, кокосовое масло, производное любого из вышеперечисленных веществ или смесь любого из вышеперечисленных веществ при температуре в диапазоне около 20 - 200°C, контактирующий с поверхностью слоя подложки с покрытием для получения слоя подложки, имеющего слой покрытия на нём, при этом слой покрытия имеет толщину в диапазоне около 0,5 - 250 мкм, необязательно охлаждение и/или сушку слоя покрытия, тем самым получая многослойное вододиспергируемое изделие, в котором вододиспергируемый слой подложки и слой вододиспергируемого покрытия выбирают так, чтобы получить многослойное вододиспергируемое изделие со скоростью пропускания паров влаги (MVTR) 20 г H₂O/м²/сутки или менее, например 10 г H₂O/м²/сутки или менее. [0011] В другом аспекте настоящего изобретения предложен способ изготовления вододиспергируемого изделия, включающий создание вододиспергируемого слоя подложки, имеющего толщину в диапазоне около 0,5 - 10 мм, создание вододиспергируемого слоя покрытия, включающего вододиспергируемый поливиниловый спирт, полиакриламид, поли(акриловую кислоту), поли(метакриловую кислоту), поливинилпирролидон, полимер четвертичного аммония, поливинилацетат, этиленвиниловый спирт, альгинат, полисахарид, производное любого из вышеперечисленных веществ или их смесь, для получения слоя покрытия, имеющего толщину в диапазоне около 0,5 - 250 мкм; контактирование слоя покрытия со слоем подложки для получения многослойного вододиспергируемого изделия, при этом слой вододиспергируемой подложки и слой вододиспергируемого покрытия выбирают для получения многослойного вододиспергируемого изделия со скоростью пропускания паров влаги (MVTR) 20 г H₂O/м²/сутки или менее, например 10 г H₂O/м²/сутки или менее.

Предполагается, что для композиций, изделий и способов, описанных в настоящем документе, необязательные признаки, включая, но не ограничиваясь ими, компоненты состава и их диапазоны, выбирают из различных аспектов, вариантов осуществления и примеров, представленных в настоящем документе.

Дополнительные аспекты и преимущества будут очевидны специалистам в данной области техники из обзора следующего подробного описания. Несмотря на то, что изделие(я), пакет и способы их изготовления допускают различные осуществления, нижеследующее описание включает конкретные осуществления с пониманием того, что раскрытие носит иллюстративный характер и не предназначено для ограничения изобретения конкретными описанными осуществлениями.

Краткое описание чертежей

Для дальнейшего облегчения понимания настоящего изобретения к нему прилагается одна фигура.

Фиг. 1 представляет поперечное сечение изделия по настоящему раскрытию, включающего полимерный слой 10, включающий водорастворимый полимер, восковой слой 20, включающий воск, и промежуточную область 30, включающую смесь водорастворимого полимера и воска.

Подробное описание

В осуществлениях изобретение предлагает многослойные вододиспергируемые изделия, включающие водорастворимый полимер и воск. В осуществлениях изобретение предлагает многослойные вододиспергируемые изделия, включающие полимерный слой (включая, например, водорастворимый полимер) и восковой слой (включая, например, воск). В соответствии с описанием, изделие представляет собой многослойное вододиспергируемое изделие. Термин «многослойное вододиспергируемое изделие», используемый в описании, может относиться к изделию, полученному с помощью способа, который включает нанесение слоя покрытия на отдельный самонесущий слой подложки для получения многослойного изделия. Несмотря на этот способ, специалисту в данной области техники должно быть понятно, что изделие, изготовленное таким образом, всё еще может не иметь дискретных или других отдельных слоёв, то есть слой покрытия может быть спутан, сплавлен, переплетён, смешан или иным образом связан с поверхностью слоя подложки, обеспечивая интерактивный барьер на слое подложки, который может обеспечить, наряду с самим слоем подложки, скорость пропускания паров влаги через изделие. Альтернативно или дополнительно термин «многослойное вододиспергируемое изделие» может относиться к изделию, полученному с помощью способа, который включает смешивание компонентов (например, компонентов, составляющих подложку и/или слой покрытия) совместно в единой композиции с последующим отливкой, экструдированием или иным формованием (например, отливкой) изделия из единой композиции. Изделия, сформированные с помощью этого способа, могут подвергаться «эффекту помутнения», при котором некоторые компоненты мигрируют через изделие к поверхности изделия, образуя многослойное «квазипокрытие» на поверхности изделия. Преимущественно изделия согласно настоящему изобретению, например, вододиспергируемая плёнка, могут демонстрировать, по существу, сохранённые или улучшенные функциональные свойства по сравнению с вододиспергируемой плёнкой, не содержащей воск или материал покрытия, включая, помимо прочего, формуемость и герметизирующие свойства (например, формирование и герметизацию пакета), а также свойства при растяжении. Кроме того, преимущество состоит в том, что MVTR изделия может сохраняться с течением времени (например, в течение срока хранения), но при этом легко диспергироваться при использовании.

Примеры подходящих изделий могут включать, но не ограничиваются ими, плёнки, контейнеры и предметы, изготовленные из плёнок (например, пакеты с разовыми дозами, упаковку), и предметы, изготавливаемые литьём под давлением, такие как бутылки, створчатые упаковки, коробки и тому подобное.

Многослойные вододисперсируемые изделия, включающие слой подложки и слой покрытия

В одном аспекте настоящего изобретения предложено многослойное вододиспергируемое изделие, такое как плёнка, пакет или бутылка, включающее вододиспергируемый слой подложки, имеющий толщину в диапазоне около 5 - 400 мкм, и слой вододиспергируемого покрытия на слое подложки, причём слой покрытия имеет толщину в диапазоне около 0,5 - 100 мкм, при этом вододиспергируемое изделие имеет скорость пропускания паров влаги (MVTR) около 20 г H₂O/м²/сутки или менее, например, 10 г H₂O/м²/сутки или менее.

Слой подложки и слой покрытия конкретно не ограничены при условии, что каждый из них является вододиспергируемым или водорастворимым, а многослойное изделие, сформированное из них, является вододиспергируемым или водорастворимым. В соответствии с использованием в описании термин «водорастворимый» означает, что в соответствии с тестом на растворение и разрушение MSTM 205, как описано в заявке, через 300 с в растворе в стакане не остаётся видимых частиц или не растворившихся фрагментов изделия и/или слоя(ёв). То есть, водорастворимое изделие имеет процент остатка, как описано в заявке, около 25% или менее, остающийся в рамке держателя через 300 с.

Слой подложки

В осуществлениях слой подложки включает вододиспергируемый поливиниловый спирт, полиакриламид, поли(акриловую кислоту), поли(метакриловую кислоту), поливинилпирролидон, полимеры четвертичного аммония, альгинат, полисахарид, белок, белок с регулируемым рН, древесную целлюлозу, не древесную волокнистую массу, нетканое волокно, натуральный пеноматериал, синтетический пеноматериал, их производные или их смесь.

В осуществлениях слой подложки включает поливиниловый спирт (PVOH). Поливиниловый спирт представляет собой синтетическую смолу, обычно получаемую путем алкоголиза, обычно называемого гидролизом или омылением, поливинилацетата. Полностью гидролизованный PVOH, в котором практически все ацетатные группы преобразованы в спиртовые группы, представляет собой высококристаллический полимер с прочными водородными связями, который растворяется только в горячей воде при температуре выше около 140°F (около 60°C). Если после гидролиза поливинилацетата остаётся достаточное количество ацетатных групп, то есть полимер PVOH частично гидролизуется, то полимер слабее связан водородными связями, менее кристалличен и обычно растворим в холодной воде при температуре температуры ниже около 50°F (около 10°C). Таким образом, частично гидролизованный полимер представляет собой сополимер винилового спирта и винилацетата, который представляет собой сополимер PVOH, но обычно его называют гомополимером PVOH или немодифицированным PVOH.

В осуществлениях слой подложки включает немодифицированный поливиниловый спирт. В осуществлениях слой подложки включает PVOH, модифицированный анионной группой. PVOH, модифицированный анионной группой, может представлять собой сополимер поливинилового спирта и анионной группы. Смола PVOH, присутствующая в слое подложки, может включать один или несколько полимеров PVOH или может состоять или состоять по существу из одного полимера PVOH.

Когда слой подложки включает поливиниловый спирт, модифицированный анионной группой, PVOH может быть модифицирован анионной группой, выбранной из винилуксусной кислоты, малеиновой кислоты, моноалкилмалеата, диалкилмалеата, монометилмалеата, диметилмалеата, малеинового ангидрида, фумаровой кислоты, моноалкилфумарата, диалкилфумарата, монометилфумарата, диметилфумарата, итаконовой кислоты, монометилитаконата, диметилитаконата, итаконового ангидрида, карбоновой кислоты, аминопропилсульфоната, н-винилпирролидона, н-винилкапролактама, соли щелочного металла любого из вышеперечисленных веществ, сложного эфира любого из вышеперечисленных веществ, их производных или их смесей. Необязательно поливиниловый спирт может быть модифицирован анионной группой, выбранной из малеиновой кислоты, моноалкилмалеата, диалкилмалеата, монометилмалеата, диметилмалеата, малеинового ангидрида, соли щелочного металла любого из вышеперечисленных веществ, сложного эфира любого из вышеперечисленных веществ и комбинации любых вышеперечисленных веществ. Кроме того, необязательно поливиниловый спирт может быть модифицирован анионной группой, выбранной из малеиновой кислоты, монометилмалеата, диметилмалеата, малеинового ангидрида, соли щелочного металла любого из вышеперечисленных веществ, сложного эфира любого из вышеперечисленных веществ и их комбинации.

Когда слой подложки включает PVOH, модифицированный анионной группой, степень модификации особо не ограничивается. В осуществлениях одна или несколько анионных групп присутствуют в PVOH в количестве около 0,5 - 10% мол., около 1 - 9% мол., около 1,5 - 8% мол., около 2 - 6% мол., около 3 - 5% мол. или около 1 - 4% мол., например по меньшей мере около 0,5, около 1,0, около 1,5, около 2,0, около 2,5, около 3,0, около 3,5 или около 4,0% мол. и/или до 3,0, около 4,0, около 4,5, около 5,0, около 6,0, около 8,0 или около 10% мол. в различных осуществлениях. В осуществлениях поливиниловый спирт, модифицированный анионной группой, включает по меньшей мере около 0,5% мол. модифицирующей группы. В осуществлениях поливиниловый спирт, модифицированный анионной группой, включает около 1,0 - 4,0% мол. модифицирующей группы. В осуществлениях поливиниловый спирт, модифицированный анионной группой, включает около 1,0 - 3,5% мол. модифицирующей группы.

В осуществлениях количество PVOH смолы, когда она присутствует в слое подложки, может находиться в диапазоне по меньшей мере около 50% масс., около 55% масс., около 60% масс., около 65% масс., около 70% масс., около 75% масс., около 80% масс., около 85% масс., или около 90% масс., и/или до 60% масс., около 70% масс., около 80 % масс., около 90 % масс., около 95 % масс. или около 99 % масс. относительно массы слоя подложки.

В осуществлениях общее содержание PVOH смолы в слое подложки, когда она присутствует либо в виде немодифицированного PVOH, либо PVOH, модифицированного анионной группой, может иметь степень гидролиза (D.H. или DH) по меньшей мере около 80% мол., около 84% мол., около 85% мол., около 88% мол. или около 90% мол. и более около 99,7% мол., около 99% мол., около 98% мол., около 96 мол. % или около 80% мол., например, в диапазоне около 80 - 99,7% мол., около 84 - 90% мол., около 85 - 88% мол., около 86,5 - 88% мол., около 88 - 90% мол., около 94 - 98% мол., около 85 - 99,7% мол., около 87 - 98% мол., около 89 - 97% мол. или около 90 - 96% мол., например, около 88% мол., около 90% мол., около 92% мол., около 94% мол. или около 96% мол.

В соответствии с использованием в описании степень гидролиза выражается в мольных процентах звеньев винилацетата, превращённых в звенья винилового спирта. В осуществлениях PVOH имеет степень гидролиза по меньшей мере 88% мол. В осуществлениях PVOH имеет степень гидролиза по меньшей мере 90% мол. В осуществлениях PVOH имеет степень гидролиза менее 99% мол.

Вязкость полимера PVOH (µ) определяют путём использования при измерении свежеприготовленного раствора с использованием вискозиметра Brookfield LV с адаптером UL, как описано в стандарте BS EN ISO 15023-2:2006, приложение E, метод испытаний Brookfield. В международной практике вязкость 4% водных растворов поливинилового спирта указывается при 20°C. Все вязкости, указанные в описании приведённые в сантипуазах (сП), следует понимать как относящиеся к вязкости 4% водного раствора поливинилового спирта при 20°C, если не указано иное. Аналогичным образом, когда полимер описан как имеющий (или не имеющий) определённую вязкость, если не указано иное, подразумевается, что указанная вязкость представляет собой среднюю вязкость для полимера, который по своей природе имеет соответствующее молекулярно-массовое распределение. Кроме того, когда смола включает смесь одного или нескольких полимеров PVOH, и смола/смесь описана как имеющая (или не имеющая) определённую вязкость, если не указано иное, подразумевается, что указанная вязкость является средневзвешенной вязкостью для смолы/смеси, которая по своей природе имеет соответствующее средневзвешенное молекулярно-массовое распределение.

В осуществлениях, в которых слой подложки включает PVOH, PVOH может иметь среднюю вязкость по меньшей мере около 5 сП, около 6 сП, около 8 сП, около 10 сП, около 12 сП, около 13 сП, около 13,5 сП, около 14 сП, около 15 сП, около 16 сП, около 17 сП, около 18 сП, около 19 сП или около 20 сП и не более около 30 сП, около 28 сП, около 27 сП, около 26 сП, около 24 сП, около 22 сП, около 20 сП, около 19 сП, около 18 сП или около 17,5 сП, например, в диапазоне около 10 - 30 сП, или около 13 - 27 сП, или около 13,5 - 20 сП, или около 18 - 22 сП, или около 14 - 19 сП, или около 16 - 18 сП, или около 17 - 16 сП, например, 23 сП, или 20 сП, или 16,5 сП. В данной области техники хорошо известно, что вязкость PVOH коррелирует со средневесовой молекулярной массой PVOH, и часто вязкость используется в качестве заменителя .

Другие вододиспергируемые полимеры, которые можно использовать в слое подложки, могут включать, но не ограничиваются ими, сополимер винилового спирта и винилацетата, иногда называемый гомополимером PVOH (или немодифицированный PVOH), поливинилацетаты, этиленвинилацетатные спирты, полиакрилаты, поли(мет)акрилаты, вододиспергируемые акрилатные сополимеры, поливинилпирролидон, полиэтиленимин, полиалкиленоксиды, полиакриламиды, полиакриловые кислоты и их соли, полиметакриловые кислоты, поликарбоновые кислоты и их соли, полиаминокислоты, полиамиды, желатины, полимеры четвертичного аммония, полиметакрилаты и их комбинации. Такие вододиспергируемые полимеры, будь то PVOH или другие полимеры, коммерчески доступны из различных источников.

Слой подложки может включать вододиспергируемые природные полимеры, такие как полисахариды, включая, но не ограничиваясь ими, гуаровую камедь, аравийскую камедь, ксантановую камедь, каррагинан, крахмал, целлюлозы, простые эфиры целлюлозы (такие как карбоксиметилцеллюлоза), сложные эфиры целлюлозы, амиды целлюлозы, гликоген, хитин, вододиспергируемые полимерные производные, включая, но не ограничиваясь ими, модифицированные крахмалы, этоксилированный крахмал и гидроксипропилированный крахмал, сополимеры вышеперечисленного и их комбинации.

Слой подложки может включать белки. В осуществлениях слой подложки включает белки с регулируемым рН. Примеры подходящих белков включают, но не ограничиваются ими, сою, сыворотку, казеин, казеинат и пуллалан. рН каждого из этих белков может быть, а может и не быть скорректирован, и они всё равно подходят для слоя подложки в соответствии с изобретением.

Слой подложки может включать вододиспергируемую бумагу(и), изготовленную частично из древесной массы и недревесной массы. В осуществлениях слой подложки включает древесную массу. Подходящие примеры источников древесной массы включают, но не ограничиваются ими, древесину хвойных и широколиственных деревьев. В осуществлениях слой подложки включает недревесную целлюлозу. Подходящие примеры источников недревесной целлюлозы включают, но не ограничиваются ими, пеньку, очёсы, кенаф, багассу и манильскую коноплю.

В осуществлениях, в которых слой подложки включает древесную целлюлозу или недревесную целлюлозу, слой подложки может дополнительно включать дополнительные вспомогательные вещества, такие как пластификаторы, натуральные полимеры, вододиспергируемые полимеры, связующие вещества, поверхностно-активные вещества и/или соединения щелочных металлов.

Примеры композиций вододиспергируемых бумаг хорошо известны в данной области техники и описаны, например, в US 9,388,532, US 5,935,384, US 7,758,724, US 2005/0092451, EP 0372388 B1, EP 0609808 A1 и US 3,034,922, каждый из которых полностью включён в настоящее описание ссылкой.

В осуществлениях слой подложки включает карбоксиметилцеллюлозу и поливиниловый спирт, модифицированный монометилмалеатом. В некоторых осуществлениях слой подложки включает немодифицированный поливиниловый спирт.

Слой подложки может дополнительно включать один или несколько пластификаторов. Пластификатор представляет собой жидкость, твёрдое или полутвёрдое вещество, которое добавляют к материалу (обычно смоле или эластомеру), делая этот материал более мягким, гибким (за счёт снижения температуры стеклования и кристалличности полимера) и более легко поддающимся обработке. В качестве альтернативы полимер может быть пластифицирован путём химической модификации полимера или мономера. Кроме того, или в качестве альтернативы, полимер может быть поверхностно пластифицирован добавлением подходящего пластифицирующего агента. Вода считается очень эффективным пластификатором для PVOH и других полимеров; включая водорастворимые полимеры, но не ограничиваясь ими, однако летучесть воды ограничивает её пригодность, поскольку полимерные плёнки должны иметь по меньшей мере некоторую устойчивость (прочность) к различным условиям окружающей среды, включая низкую и высокую относительную влажность.

Подходящие неводные пластификаторы включают, но не ограничиваются ими, глицерин, диглицерин, сорбит, этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, дипропиленгликоль, тетраэтиленгликоль, пропиленгликоль, полиэтиленгликоли с молекулярной массой до 400, неопентилгликоль, триметилолпропан (ТМП), полиэфирполиолы, 2-метил-1,3-пропандиол (например, MP Diol®), этаноламины, изомальт, мальтит, ксилит, эритрит, адонит, дульцит, пентаэритрит, маннит и их комбинации.

Когда присутствует, общее количество неводного пластификатора в слое подложки, может находиться в диапазоне до 50% масс. относительно массы слоя подложки, например, около 5 - 50%, около 10 - 45% масс., около 20 - 45% масс., около 15 - 35% масс. или около 20 - 30% масс. %, например, около 25% масс. относительно массы слоя подложки. Общее количество пластификатора также может быть выражено в частях на 100 частей смолы, например, в частях на 100 частей смолы на основе поливинилового спирта. Таким образом, общее количество пластификатора может находиться в диапазоне около 2 - 30 масс. частей, около 5 - 25 масс. частей, около 2 - 11 масс. частей, около 5 - 10 масс. частей, около 15 - 20 масс. частей, около 16 - 18 масс. частей, около 21 - 27 масс. частей, около 23 - 25 масс. частей или менее около 25 масс. частей, менее около 20 масс. частей, менее около 17,5 масс. частей, менее около 12 масс. частей, менее около 10 масс. частей, менее около 8 масс. частей, менее около 7,5 масс. частей или по меньшей мере 2 масс. части, по меньшей мере 5 масс. частей, по меньшей мере 6,5 масс. частей, по меньшей мере 10 масс. частей или, по меньшей мере 15 масс. частей.

Содержание пластификатора, соответствующие содержанию в приведенных примерах, специально рассматриваются как репрезентативные количества для рецептур слоёв подложки с различными другими ингредиентами, описанными в настоящем документе, и в качестве различных верхних и нижних границ диапазонов. Конкретные количества пластификаторов могут быть выбраны в конкретном осуществлении на основе описанных здесь факторов, включая требуемую гибкость слоя подложки и характеристики превращения слоя подложки. При низком содержании пластификатора слои подложки могут стать хрупкими, труднообрабатываемыми или склонными к разрушению. При повышенных содержаниях пластификатора слои подложки могут быть слишком мягкими, непрочными или труднообрабатываемыми для требуемого использования.

Слой подложки может содержать другие вспомогательные агенты и агенты для обработки, такие как, но не ограничиваясь ими, поверхностно-активные вещества, диспергаторы, смазывающие вещества, разделительные агенты, агенты скольжения, наполнители, разбавители, сшивающие агенты, агенты, препятствующие слипанию, антиоксиданты, вещества, снижающие клейкость, антивспениватели (пеногасители), наночастицы, такие как слоистые наноглины силикатного типа (например, монтмориллонит натрия), отбеливающие агенты (например, метабисульфит натрия, бисульфит натрия или другие), аверсивные агенты, такие как горькие вещества (например, соли денатония, такие как бензоат денатония, сахарид денатония и хлорид денатония, октаацетат сахарозы, хинин, флавоноиды, такие как кверцетин и наринген, квассиноиды, такие как квассин и бруцин) и жгучие вещества (например, капсаицин, пиперин, аллилизотиоцианат и резинфератоксин), а также другие функциональные ингредиенты в количествах, подходящих для их целевого назначения. В осуществлениях слой подложки может включать наполнитель, поверхностно-активное вещество, агент, препятствующий слипанию, антиоксидант, добавку, понижающую трение, диспергатор или их комбинации.

Поверхностно-активные вещества для использования в водорастворимых плёнках могут быть использованы в слое подложки, и такие поверхностно-активные вещества хорошо известны в данной области техники. Поверхностно-активные вещества необязательно включают для облегчения диспергирования раствора смолы при литье или экструзии. Подходящие поверхностно-активные вещества для слоёв подложки по настоящему изобретению включают, но не ограничиваются ими, диалкилсульфосукцинаты, лактилированные эфиры жирных кислот глицерина и пропиленгликоля, лактиловые эфиры жирных кислот, алкилсульфаты натрия, полисорбат 20, полисорбат 60, полисорбат 65, полисорбат 80, простые эфиры алкилполиэтиленгликоля, лецитин, ацетилированные сложные эфиры жирных кислот глицерина и пропиленгликоля, лаурилсульфат натрия, ацетилированные сложные эфиры жирных кислот, оксид миристилдиметиламина, хлорид триметилталлоуалкиламмония, соединения четвертичного аммония, их соли и комбинации. Слишком малое количество поверхностно-активного вещества может иногда приводить к тому, что слой подложки будет иметь отверстия, тогда как слишком большое количество поверхностно-активного вещества может привести к тому, что слой подложки будет жирным или маслянистым на ощупь из-за избытка поверхностно-активного вещества, присутствующего на поверхности слоя подложки. Таким образом, поверхностно-активные вещества могут быть включены в слой подложки в количестве менее около 2 масс. частей, например, менее около 1 масс. части или, например, менее около 0,5 масс. частей.

Одним из типов вторичного компонента, предполагаемого для использования, является пеногаситель. Пеногасители могут способствовать слипанию пузырьков пены. Подходящие пеногасители для использования в слоях подложки в соответствии с настоящим изобретением включают, но не ограничиваются ими, гидрофобные диоксиды кремния, например диоксид кремния, силоксан, силиконовые эфиры или пирогенный диоксид кремния с низкими размерами частиц, а также патентованные пеногасители, не содержащие минерального масла, включая пеногасители Foam Blast® поставляемые Emerald Performance Materials, включая Foam Blast® 327, Foam Blast® UVD, Foam Blast® 163, Foam Blast® 269, Foam Blast® 338, Foam Blast® 290, Foam Blast® 332, Foam Blast® 349, Foam Blast® 550 и Foam Blast® 339. В осуществлениях пеногасители можно использовать в количестве 0,5 масс. частей или менее, например, 0,05 масс. частей, 0,04 масс. частей, 0,03 масс. частей, 0,02 масс. частей или 0,01 масс. частей.

Подходящие наполнители/разбавители/препятствующие слипанию/снижающие клейкость агенты включают, но не ограничиваются ими, крахмалы, модифицированные крахмалы, сшитый поливинилпирролидон, сшитую целлюлозу, микрокристаллическую целлюлозу, диоксид кремния, оксиды металлов, карбонат кальция, тальк, слюду, стеариновую кислоту и их соли металлов, например, стеарат магния. Предпочтительными материалами являются крахмалы, модифицированные крахмалы и диоксид кремния. В одном осуществлении количество наполнителя/разбавителя/препятствующего слипанию/снижающего клейкость агента в слое подложки может находиться в диапазоне около 1 - 6% масс. или около 1 - 4% масс. или около 2 - 4% масс., или, например, около 1 - 6 масс. частей, или около 1 - 4 масс. частей, или около 2 - 4 масс. частей.

Агент, препятствующий слипанию, например, SiO₂ и/или стеариновая кислота, может присутствовать в слое подложки в количестве по меньшей мере 0,1 масс. частей, или по меньшей мере 0,5 масс. частей, или по меньшей мере 1 масс. частей, или в диапазоне около 0,1 - 5,0 масс. частей, или около 0,1 - 3,0 масс. частей, или около 0,4 до 1,0 масс. частей, или около 0,5 - 0,9 масс. частей, или около 0,5 - 2 масс. частей, или около 0,5 - 1,5 масс. частей, или от 0,1 до 1,2 масс. частей или 0,1 - 2,7 масс. частей, например, 0,5 масс. частей, 0,6 масс. частей, 0,7 масс. частей, 0,8 масс. частей или 0,9 масс. частей.

Подходящий средний размер частиц агента, препятствующего слипанию, включает медианный размер в диапазоне около 3 или около 4 - 11 микрон, или около 4 - 8 микрон, или около 5 - 6 микрон, например, 5, 6, 7, 8, 9, 10 или 11 мкм. Подходящим SiO₂ является необработанный синтетический аморфный диоксид кремния, предназначенный для использования в водных системах.

В осуществлениях слой подложки может быть съедобным. Например, слой подложки может состоять в основном из пищевых ингредиентов или состоять только из них. Компонентами для включения в такие слои подложки могут быть компонентами, определёнными Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов US как «общепризнанные безопасными» (GRAS), и/или компоненты с присвоенными допустимыми Е-номерами в Европейском союзе, и/или компоненты. которые ещё не определены как GRAS или с присвоенным E-номером, но прошли надлежащее тестирование и показали себя как безопасные для потребления человеком в количествах, предлагаемых для использования в слое подложки. В осуществлениях слой подложки может быть пищевым продуктом или включать его, например, пищевым продуктом для потребления человеком или пищевым продуктом для потребления животными.

В осуществлениях слой подложки может быть сформирован литьём или экструдированием. В таких осуществлениях раствор, используемый для литья, экструзии или иного формирования слоя подложки, может иметь вязкость в диапазоне около 5000 - 30000 сП, около 10000 - 25000 сП или около 15000 - 20000 сП, например, около 5000 сП, около 6000 сП, около 10000 сП, около 12000 сП, около 13000 сП, около 13500 сП, около 14000 сП, около 15000 сП, около 16000 сП, около 17000 сП, около 18000 сП, около 19,0 сП около 20000 сП, около 23000 сП, около 25000 сП, около 27000 сП или около 30000 сП. [0048] Толщина слоя подложки конкретно не ограничена. Кроме того, в зависимости от способа изготовления многослойного вододиспергируемого изделия, как предусмотрено в изобретении, в осуществлениях каждый слой подложки и слой покрытия не являются отдельными слоями в многослойном изделии, так что отдельные толщины слоя покрытия и слоя подложки легко различимы. Однако в осуществлениях, в которых слой покрытия наносят на поверхность слоя подложки, можно определить толщину слоя подложки. В этих осуществлениях, например, слой подложки может иметь толщину в диапазоне около 5 - 25000 мкм (25 мм), около 10 - 20000 мкм (20 мм), около 100 - 15000 мкм ( 15 мм), около 250 - 10000 мкм (10 мм), около 500 - 5000 мкм (5 мм) или около 750 - 1000 мкм (1 мм), например, около 5, около 10, около 15, около 25, около 50, около 75, около 100, около 150, около 200, около 250, около 300, около 350, около 400, около 450, около 500, около 550, около 600, около 650, около 700, около 750, около 800, около 850, около 900, около 950, около 1000, около 2000, около 3000, около 4000, около 5000, около 6000, около 7000, около 8000, около 9000, около 10000, около 15000, около 20000 или около 25000 мкм.

В некоторых осуществлениях слой подложки имеет толщину в диапазоне около 5 - 400 мкм, около 10 - 350 мкм, около 15 - 340 мкм, около 50 - 300 мкм, около 75 - 275 мкм, около 90 - 250 мкм, около 100 - 225 мкм, около 115 - 200 мкм, около 125 - 175 мкм или около 140 - 152 мкм, например, около 5, около 10, около 12, около 15, около 20, около 40, около 45, около 50, около 55, около 60, около 65, около 70, около 75, около 80, около 85, около 90, около 95, около 100, около 105, около 110, около 115, около 120, около 125, около 130, около 135, около 140, около 145, около 150, около 152, около 160, около 165, около 170, около 175, около 180, около 185, около 190, около 195, около 200, около 205, около 210, около 215, около 220, около 225, около 230, около 235, около 240, около 245, около 250, около 255, около 260, около 265, около 270, около 275, около 280, около 285, около 290, около 295, около 300, около 305, около 310, около 315, около 320, около 325, около 330, около 335, около 340, около 345, около 350, около 355, около 356, около 375 или около 400 мкм.

Например, в осуществлениях слой подложки включает вододиспергируемую бумагу, имеющую толщину в диапазоне около 5 - 356 мкм. В некоторых осуществлениях слой подложки включает водорастворимую или вододиспергируемую плёнку, имеющую толщину в диапазоне около 12 - 152 мкм.

В осуществлениях, в которых изделие представляет собой плёнку, слой подложки может иметь толщину в диапазоне, например, около 5 - 152 мкм, около 10 - 150 мкм, около 15 - 140 мкм, около 50 - 125 мкм, около 75 - 115 мкм или около 90 - 100 мкм, например, около 5, около 10, около 15, около 20, около 40, около 45, около 50, около 55, около 60, около 65, около 70, около 75, около 80, около 85, около 90, около 95, около 100, около 110, около 115, около 120, около 125, около 130, около 135, около 140, около 145, около 150 или около 152 мкм.

В осуществлениях, в которых изделие представляет собой объект для литья под давлением и т.п., такой как, например, контейнер с открытым внутренним объёмом, такой как бутылка, коробка, створчатая упаковка и т.п., слой подложки может иметь толщину в диапазоне около 500 мкм (0,5 мм) - 10 000 мкм (10 мм), около 700 мкм (0,7 мм) - 9000 мкм (9 мм), около 1000 мкм (1 мм) - 7500 мкм (7,5 мм). ), около 2000 мкм (2 мм) - 6000 мкм (6 мм) или около 3000 мкм (3 мм) - 5000 мкм (5 мм), например, около 500, около 600, около 700, около 750, около 800, около 850, около 900, около 1000, около 1250, около 1500, около 1750, около 2000, около 2500, около 3000, около 3500, около 4000, около 4500, около 5000, около 5500, около 6000, около 6500, около 7000, около 7500, около 8000, около 8500, около 9000, около 9500 или около 10000 мкм.

Слой покрытия

Вододиспергируемое изделие в соответствии с изобретением включает слой покрытия. Слой покрытия имеет состав, отличный от слоя подложки, и может служить дополнительным барьером для изделия. Как правило, слой покрытия может улучшить устойчивость слоя подложки и/или изделия к влаге без ухудшения способности изделия диспергироваться в воде. То есть слой покрытия может выступать в качестве барьера для дополнительной защиты содержимого вододиспергируемого изделия от влаги или паров воды в воздухе, например, при хранении во влажной среде перед использованием.

Состав слоя покрытия особо не ограничивается. В осуществлениях слой покрытия включает вододиспергируемый парафиновый воск, окисленный полиэтилен, микрокристаллический воск, минеральное масло, натуральный нефтяной воск, синтетический нефтяной воск, древесную канифоль, карнаубский воск, канделильский воск, пчелиный воск, шеллак, триглицерид, льняное масло, кукурузное масло, масло канолы, конопляное масло, кокосовое масло, немодифицированный поливиниловый спирт, поливиниловый спирт, модифицированный анионной группой, полиакриламид, поли(акриловую кислоту), поли(метакриловую кислоту), поливинилпирролидон, полимеры четвертичного аммония, поливинилацетат, этиленвиниловый спирт, альгинат, полисахарид, производное любого из вышеперечисленных веществ или смесь любых из вышеперечисленных веществ.

В осуществлениях слой покрытия включает смесь двух или более различных восков. Например, слой покрытия может включать смесь двух или более восков, включая, но не ограничиваясь ими, парафиновый воск, микрокристаллический воск, натуральный нефтяной воск, синтетический нефтяной воск, карнаубский воск, канделильский воск и/или пчелиный воск.

Когда смесь двух восков включена в слой покрытия, первый воск может составлять около 5 - 95% масс., около 10 - 90% масс., около 30 - 70% масс. % или 40 - 60% масс. смеси восков, например, первый воск может составлять около 5, около 10, около 15, около 20, около 25, около 30, около 40, около 45, около 50, около 55, около 60, около 65, около 70, около 75, около 80, около 85, около 90 или около 95% масс. смеси восков. Точно так же второй воск может составлять около 5 - 95% масс., около 10 - 90% масс., около 30 - 70% масс. или 40 - 60% масс. смеси восков, например, второй воск может составлять около 5, около 10, около 15, около 20, около 25, около 30, около 40, около 45, около 50, около 55, около 60, около 65, около 70, около 75, около 80, около 85, около 90 или около 95% масс. смеси восков. В осуществлениях, в которых слой покрытия состоит или по существу состоит из смеси восков, вышеуказанные количества первого воска и второго воска приведены относительно общей массы слоя покрытия.

Слой покрытия может включать смесь более двух восков, например, трёх, четырёх, пяти или шести различных восков. Каждый воск может присутствовать в любом количестве, подходящем для приготовления слоя покрытия в соответствии с изобретением.

В некоторых осуществлениях слой покрытия может состоять или по существу состоять из парафинового воска. В осуществлениях слой покрытия может состоять или по существу состоять из пчелиного воска. В осуществлениях слой покрытия включает около 5 - 95% масс. парафинового воска и около 5 - 95% масс. пчелиного воска. Например, соотношение пчелиного воска к парафиновому воску в слое покрытия может находиться в диапазоне около 0:100 - 100:0, около 5:95 - 95:5, около 10:90 - 90: 10, около 25:75 - 75:25, около 40:60 - 60:40 или около 50:50.

Слой покрытия может содержать другие вспомогательные агенты и агенты для обработки, такие как, но не ограничиваясь ими, поверхностно-активные вещества, диспергаторы, смазывающие вещества, разделительные агенты, агенты скольжения, наполнители, разбавители, сшивающие агенты, агенты, препятствующие слипанию, антиоксиданты, вещества, снижающие клейкость, антивспениватели (пеногасители), наночастицы, такие как слоистые наноглины силикатного типа (например, монтмориллонит натрия), отбеливающие агенты (например, метабисульфит натрия, бисульфит натрия или другие), аверсивные агенты, такие как горькие вещества (например, соли денатония, такие как бензоат денатония, сахарид денатония и хлорид денатония, октаацетат сахарозы, хинин, флавоноиды, такие как кверцетин и наринген, квассиноиды, такие как квассин и бруцин) и жгучие вещества (например, капсаицин, пиперин, аллилизотиоцианат и резинфератоксин), а также другие функциональные ингредиенты в количествах, подходящих для их целевого назначения. В осуществлениях слой покрытия может включать наполнитель, поверхностно-активное вещество, агент, препятствующий слипанию, отбеливающий агент, антиоксидант, диспергатор, агент скольжения или их комбинации.

Поверхностно-активные вещества для использования в водорастворимых плёнках могут быть использованы в слое покрытия, и такие поверхностно-активные вещества хорошо известны в данной области техники. Поверхностно-активные вещества необязательно включаются для облегчения диспергирования раствора смолы при литье или экструзии. Подходящие поверхностно-активные вещества для слоёв покрытия по настоящему изобретению включают, но не ограничиваются ими, диалкилсульфосукцинаты, лактилированные сложные эфиры жирных кислот с глицерином и пропиленгликолем, лактиловые сложные эфиры жирных кислот, алкилсульфаты натрия, полисорбат 20, полисорбат 60, полисорбат 65, полисорбат. 80, простые эфиры алкилполиэтиленгликоля, лецитин, ацетилированные сложные эфиры жирных кислот глицерина и пропиленгликоля, лаурилсульфат натрия, ацетилированные сложные эфиры жирных кислот, оксид миристилдиметиламина, хлорид триметилталлоуалкиламмония, соединения четвертичного аммония, их соли и комбинации. Слишком малое количество поверхностно-активного вещества может иногда приводить к тому, что слой покрытия будет иметь отверстия, тогда как слишком большое количество поверхностно-активного вещества может привести к тому, что слой покрытия будет жирным или маслянистым на ощупь из-за избытка поверхностно-активного вещества, присутствующего на поверхности слоя подложки. Таким образом, поверхностно-активные вещества могут быть включены в слой покрытия в количестве менее около 2 масс. частей, например, менее около 1 масс. части или, например, менее около 0,5 масс. частей.

Одним типом вторичного компонента, предполагаемого для использования, является пеногаситель. Пеногасители могут способствовать слипанию пузырьков пены. Подходящие пеногасители для использования в слоях покрытия в соответствии с настоящим изобретением включают, но не ограничиваются ими, гидрофобные диоксиды кремния, например диоксид кремния, силоксан, силиконовые эфиры или пирогенный диоксид кремния с низкими размерами частиц, а также патентованные пеногасители, не содержащие минерального масла, включая пеногасители Foam Blast® поставляемые Emerald Performance Materials, включая Foam Blast® 327, Foam Blast® UVD, Foam Blast® 163, Foam Blast® 269, Foam Blast® 338, Foam Blast® 290, Foam Blast® 332, Foam Blast® 349, Foam Blast® 550 и Foam Blast® 339. В осуществлениях пеногасители можно использовать в количестве 0,5 масс. частей или менее, например, 0,05 масс. частей, 0,04 масс. частей, 0,03 масс. частей, 0,02 масс. частей или 0,01 масс. частей.

Подходящие наполнители/разбавители/препятствующие слипанию/снижающие клейкость агенты включают, но не ограничиваются ими, крахмалы, модифицированные крахмалы, сшитый поливинилпирролидон, сшитую целлюлозу, микрокристаллическую целлюлозу, диоксид кремния, диатомит, оксиды металлов, карбонат кальция, тальк, слюду, стеариновую кислоту и их соли металлов, например, стеарат магния. Предпочтительными материалами являются крахмалы, модифицированные крахмалы и диоксид кремния. В одном осуществлении количество наполнителя/разбавителя/препятствующего слипанию/снижающего клейкость агента в слое покрытия может находиться в диапазоне около 1 - 6% масс. или около 1 - 4% масс. или около 2 - 4% масс., или, например, около 1 - 6 масс. частей, или около 1 - 4 масс. частей, или около 2 - 4 масс. частей.

Агент, препятствующий слипанию, например, SiO₂ и/или стеариновая кислота, может присутствовать в слое покрытия в количестве по меньшей мере 0,1 масс. части или по меньшей мере 0,5 масс. частей или по меньшей мере 1 масс. части, или в к диапазоне около 0,1 - 5,0 масс. частей, или около 0,1 - 3,0 масс. частей, или около 0,4 - 1,0 масс. частей, или около 0,5 - 0,9 масс. частей, или около 0,5 - 2 масс. частей, или около 0,5 - 1,5 масс. частей, или 0,1 - 1,2 масс. частей или 0,1 - 2,7 масс. частей, например, 0,5 масс. частей, 0,6 масс. частей, 0,7 масс. частей, 0,8 масс. частей или 0,9 масс. частей.

Подходящий медианный размер частиц агента, препятствующего слипанию, включает средний размер в диапазоне около 3 или около 4 - 11 микрон, или около 4 - 8 микрон, или около 5 - 6 микрон, например, 5, 6, 7, 8, 9, 10 или 11 мкм. Подходящим SiO₂ является необработанный синтетический аморфный диоксид кремния, предназначенный для использования в водных системах.

В осуществлениях слой покрытия может быть съедобным. Например, слой покрытия может состоять в основном из пищевых ингредиентов или состоять только из них. Компонентами для включения в такие слои покрытия могут быть компоненты, определёнными Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов US как «общепризнанные безопасными» (GRAS), и/или компоненты с присвоенными допустимыми Е-номерами в Европейском союзе, и/или компоненты. которые ещё не определены как GRAS или с присвоенным E-номером, но прошли надлежащее тестирование и показали себя как безопасные для потребления человеком в количествах, предлагаемых для использования в слое покрытия. В осуществлениях слой подложки может быть пищевым продуктом или включать его, например, пищевым продуктом для потребления человеком или пищевым продуктом для потребления животными.

Слой покрытия можно также охарактеризовать по его температуре плавления. В осуществлениях слой покрытия имеет температуру плавления в диапазоне около 40 - 100°С, около 50 - 90°С или около 65 - 85°С, например, около 40°С, около 50°С, около 60°С, около 65°С, около 70°С, около 75°С, около 80°С, около 85°С, около 90°С или около 100°С.

В осуществлениях слой покрытия не содержит пластификаторов. Альтернативно, в осуществлениях слой покрытия может включать пластификаторы. При включении в слой покрытия пластификатор может включать, например, воду, глицерин, диглицерин, сорбит, этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, дипропиленгликоль, тетраэтиленгликоль, пропиленгликоль, полиэтиленгликоли с молекулярной массой до 400, неопентилгликоль, триметилолпропан (ТМП), полиэфирполиолы, 2-метил-1,3-пропандиол (например, MP Diol®), этаноламины, изомальт, мальтит, ксилит, эритрит, адонит, дульцит, пентаэритрит, маннит и их комбинации.

В осуществлениях, в которых слой подложки и слой покрытия содержат пластификаторы, пластификатор слоя подложки может быть таким же или отличным от пластификатора слоя покрытия. В некоторых типах изделий, когда пластификатор включается в слой покрытия в количестве, превышающем, например, около 40% масс. относительно массы слоя покрытия, пластификатор может просачиваться и мигрировать в слой подложки, что может повлиять на барьерные свойства слоя покрытия и последующего вододиспергируемого изделия. Таким образом, в осуществлениях, в которых каждый из слоя покрытия и слоя подложки включает пластификатор, слой покрытия необязательно включает пластификатор в количестве не более около 40% масс., например, около 1 - 40% масс., около 5 - 35% масс., около 10 - 30% масс. или около 15 - 25% масс., например, около 5, около 6, около 7, около 8, около 9, около 10, около 12, около 15, около 17, около 20, около 23, около 25, около 27, около 30, около 32, около 35, около 37 или около 40% масс. относительно общей массы слоя покрытия. В некоторых осуществлениях может оказаться преимущественным включение пластификатора в слой покрытия и/или слой подложки в количестве, например, около 25 - 40% масс., чтобы способствовать дезинтеграции и диспергируемости слоя(ёв) и/или изделия. В других осуществлениях может оказаться преимущественным включение пластификатора в слой покрытия и/или подложки в количестве в диапазоне, например, около 1 - 25% масс., для замедления миграции пластификатора(ов) и последующего разрушения и диспергируемости слоя(ёв) и/или изделия.

Толщина слоя покрытия конкретно не ограничена, при условии, что слой покрытия имеет толщину, которая способна обеспечить подходящий барьер для влаги для слоя подложки и последующего изделия без отслаивания и/или растрескивания. В зависимости от конкретного способа изготовления многослойного вододиспергируемого изделия (а также состава каждого слоя подложки и слоя покрытия), как предусмотрено в настоящей заявке, в осуществлениях слой подложки и слой покрытия не обязательно являются отдельными слоями в многослойном изделии, так что отдельные толщины слоя покрытия и слоя подложки могут быть легко различимы. В некоторых осуществлениях, в которых слой покрытия не является самонесущим слоем и нанесён на поверхность слоя подложки, толщина слоя покрытия может быть незначительной по сравнению с толщиной слоя подложки. Однако в осуществлениях, в которых слой покрытия наносится на поверхность слоя подложки, и его толщина может быть различима, слой покрытия может иметь толщину в диапазоне около 0,5 - 250 мкм, около 1 - 200 мкм, около 10 - 150 мкм, около 50 - 100 или около 1 - 76 мкм, около 5 - 51 мкм или около 10 - 25 мкм, например, около 0,5, около 1, около 2, около 3, около 4, около 5, около 6, около 7, около 8, около 9, около 10, около 11, около 12, около 13, около 14, около 15, около 16, около 17, около 18, около 19, около 20, около 21, около 22, около 23, около 24, около 25, около 30, около 35, около 40, около 45, около 50, около 51, около 52, около 53, около 54, около 55, около 60, около 70, около 71, около 72, около 73, около 74, около 75, около 76, около 80, около 85, около 90, около 95, около 100, около 110, около 120, около 130, около 140, около 150, около 160, около 170, около 180, около 190, около 200, около 210, около 220, около 230, около 240 или около 250 мкм.

В осуществлениях слой подложки включает немодифицированную смолу на основе поливинилового спирта, а слой покрытия включает пчелиный воск и эмульгатор. В осуществлениях слой подложки включает поливиниловый спирт, модифицированный анионной группой, и слой покрытия включает пчелиный воск и эмульгатор. В осуществлениях слой подложки включает смолу на основе немодифицированного поливинилового спирта, а слой покрытия включает пчелиный воск и полисорбат 80. В осуществлениях слой подложки включает поливиниловый спирт, модифицированный анионной группой, а слой покрытия включает пчелиный воск и полисорбат 80.

Многослойные вододисперсируемые изделия, включающие водорастворимый полимер и воск

В раскрытии дополнительно предложено многослойное вододиспергируемое изделие, такое как плёнка, включающая водорастворимый полимерный слой, включающий водорастворимый полимер, и восковой слой, включающий воск.

Водорастворимый полимер может быть любым из полимеров, описанных здесь для слоя подложки изделия. Например, в осуществлениях водорастворимый полимер может включать, но не ограничиваться ими, поливиниловый спирт, полиакриламид, поли(акриловую кислоту), поли(метакриловую кислоту), поливинилпирролидон, полимеры четвертичного аммония, простой эфир целлюлозы и их смеси. В осуществлениях водорастворимый полимер включает немодифицированный поливиниловый спирт. В осуществлениях водорастворимый полимер включает смолу, модифицированную анионной группой и модифицированную итаконовой кислотой, монометилмалеатом, аминопропилсульфонатом, малеиновой кислотой, малеиновым ангидридом, н-винилпирролидоном, н-винилкапролактамом, их производными или их комбинацией. Например, в осуществлениях водорастворимый полимер включает смесь немодифицированного поливинилового спирта и поливинилового спирта, модифицированного анионной группой. В осуществлениях поливиниловый спирт, модифицированный анионной группой, включает поливиниловый спирт, модифицированный монометилмалеатом. В осуществлениях водорастворимый полимер включает простой эфир целлюлозы. Без намерения быть связанными какой-либо теорией полагают, что простые эфиры целлюлозы могут быть использованы не только в качестве ингредиентов, образующих плёнку/изделие, но также в качестве стабилизаторов и/или растворителей воска в многослойном вододиспергируемом изделии. В осуществлениях водорастворимый полимер включает карбоксиметилцеллюлозу. В осуществлениях водорастворимый полимер включает поливиниловый спирт, такой как немодифицированный поливиниловый спирт, и простой эфир целлюлозы, такой как карбоксиметилцеллюлоза.

Вязкость, степень модификации, степень гидролиза и другие характеристики поливинилового спирта могут быть такими, как описано выше для поливинилового спирта, используемого в слое подложки. Например, в осуществлениях поливиниловый спирт, модифицированный анионной группой, включает по меньшей мере около 0,5% мол. модифицирующей анионной группы, например, около 1,0 - 4,0% мол. модифицирующей анионной группы, или около 1,0 - 3,5% мол. модифицирующей анионной группы. В осуществлениях поливиниловый спирт (например, немодифицированный и/или модифицированный анионной группой поливиниловый спирт) имеет степень гидролиза по меньшей мере 88% мол., например, в диапазоне около 90 - 99% мол. В осуществлениях поливиниловый спирт имеет вязкость 4% водного раствора при 20°C по меньшей мере около 6 сП, например, около 6 сП, 8 сП, 10 сП, 12 сП или 15 сП.

Воск может включать парафиновый воск, микрокристаллический воск, натуральный нефтяной воск, синтетический нефтяной воск, карнаубский воск, канделильский воск, пчелиный воск и их смесь. В осуществлениях воск включает смесь двух или более различных восков. В осуществлениях воск включает парафиновый воск, пчелиный воск или их комбинацию. Относительные количества восков в восковой смеси могут быть такими, как описано выше для воска в слое покрытия. Например, в осуществлениях воск может включать около 10 - 90% масс. парафинового воска и около 10 - 90% масс. пчелиного воска относительно общей массы воска. В осуществлениях воск может состоять из парафинового воска, пчелиного воска или их комбинации. В осуществлениях воск включает эмульсию воска. Эмульсия воска может включать около 5 - 30% масс. воска общей массы эмульсии. То есть, в осуществлениях, когда воск включает смесь двух восков, и восковая смесь находится в форме восковой эмульсии, каждый из двух разных восков может присутствовать в количестве около 10 - 90% масс. воска смеси восков, и смесь восков может присутствовать в количестве около 5 - 30% масс. эмульсии воска (т.е. каждый воск может присутствовать в количестве около 0,5 - 27% масс. эмульсии воска).

В осуществлениях воск включён в количестве по меньшей мере около 5 масс. частей и/или около 200 масс. частей. В некоторых осуществлениях воск может быть включён в изделие в количестве по меньшей мере около 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 26, 26, 27, 28, 29, 30, 50, 75, 100, 115, 150, 170, 171, 172, 175 или 180 и/или до около 200, 195, 190, 185, 180, 175, 174, 172, 170, 165, 160, 150, 116, 100, 75, 50, 45, 40, 30, 29, 28, 27, 26, 25, 24, 23, 22, 21, 20, 19, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7 или 6 масс. частей. Например, в осуществлениях воск присутствует в количестве около 5 - 200 масс. частей, около 5 - 190 масс. частей, около 5 - 175 масс. частей, около 5 - 115 масс. частей, около 115 - 172 масс. частей, около 5 - 100 масс. частей, около 5 - 30 масс. частей, около 5 - 29 масс. частей, около 5 - 28 масс. частей, около 5 - 25 масс. частей, около 5 - 22 масс. частей, около 5 - 20 масс. частей, около 5 - 18 масс. частей, около 5 - 15 масс. частей, около 5 - 12 масс. частей, около 5 - 10 масс. частей, около 5 - 7 масс. частей, 6 до 30 масс. частей, 6 - 29 масс. частей, около 6 - 28 масс. частей, около 6 - 25 масс. частей, около 6 - 22 масс. частей, около 6 - 20 масс. частей, около 6 - 18 масс. частей, около 6 - 15 масс. частей, около 6 - 12 масс. частей, около 6 - 10 масс. частей, около 6 - 7 масс. частей, около 7 - 30 масс. частей, около 7 - 28 масс. частей, около 7 - 25 масс. частей, около 7 - 22 масс. частей, около 7 PH R - 20 масс. частей, около 7 - 18 масс. частей, около 7 - 15 масс. частей, около 7 - 12 масс. частей, около 7 - 10 масс. частей, около 7 - 8 масс. частей, около 10 - 30 масс. частей, около 10 - 29 масс. частей, около 10 - 28 масс. частей, около 10 - 25 масс. частей, около 10 - 22 масс. частей, около 10 - 20 масс. частей, около 10 - 18 масс. частей, около 10 - 15 масс. частей, около 10 - 12 масс. частей, около 12 - 30 масс. частей, около 12 - 28 масс. частей, около 12 - 25 масс. частей, около 12 - 22 масс. частей, около 12 - 20 масс. частей, около 12 - 18 масс. частей, около 12 - 16 масс. частей, около 12 - 14 масс. частей, около 12 - 13 масс. частей, около 15 - 30 масс. частей, около 15 - 28 масс. частей, около 15 - 25 масс. частей, около 15 - 22 масс. частей, около 15 - 20 масс. частей, около 15 - 18 масс. частей, около 15 - 16 масс. частей, около 18 - 30 масс. частей, около 18 - 28 масс. частей, около 18 - 25 масс. частей, около 18 - 22 масс. частей, около 18 - 20 масс. частей, около 20 - 30 масс. частей, около 20 - 28 масс. частей, около 20 - 25 масс. частей, около 20 - 22 масс. частей, около 22 - 30 масс. частей, около 22 - 28 масс. частей, около 22 - 25 масс. частей, около 22 - 24 масс. частей, около 25 - 30 масс. частей, около 25 - 28 масс. частей, около 25 - 27 масс. частей, около 28 - 30 масс. частей или около 29 - 30 масс. частей. Без намерения быть связанным теорией количество воска в изделии, как полагают, оказывает значительное влияние на MVTR изделия.

В качестве альтернативы или дополнительно количество воска в изделии может быть указано относительно массы. В осуществлениях воск присутствует в количестве по меньшей мере около 5, 10, 15, 20, 15, 30 или 40% масс. и/или до около 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, или 10% масс. относительно общей массы изделия. Например, воск может присутствовать в количестве около 5 - 50% масс., около 10 - 45% масс., около 15 - 40% масс., около 20 - 35% масс. или около 25 - 30% масс. относительно общей массы плёнки.

Воск может иметь температуру плавления такую, что описана выше для слоя покрытия. Например, воск может иметь температуру плавления в диапазоне около 40 - 100°С, около 50 - 90°С, около 60 - 80°С или около 65 - 75°С.

В осуществлениях изделие может включать первую поверхность и вторую поверхность, противоположную первой поверхности, при этом первая поверхность включает полимерный слой, а вторая поверхность включает восковой слой. В осуществлениях воск может образовывать по меньшей мере часть внешней поверхности вододиспергируемого изделия. В осуществлениях воск может образовывать по меньшей мере часть внутренней поверхности вододиспергируемого изделия. Например, в некоторых осуществлениях, в которых изделие представляет собой плёнку в форме пакета, определяющего внутренний объём вмещающий композицию, в котором внутренняя поверхность плёнки обращена к внутреннему объёму пакета, а внешняя поверхность плёнки противоположна внутренней поверхности, воск может образовывать по меньшей мере часть внешней поверхности пакета и/или по меньшей мере часть внутренней поверхности пакета (т.е. поверхность, контактирующую с композицией, содержащейся в пакете). В осуществлениях воск может образовывать по меньшей мере часть внутренней поверхности и внешней поверхности изделия.

В осуществлениях изделие, включающее водорастворимый полимер и воск, могут представлять собой многослойное вододиспергируемое изделие, включающее самонесущее изделие, изготовленное из композиции, включающей смесь водорастворимого полимера и воска, в котором во время формирования изделия часть воска мигрирует через композицию к поверхности изделия, тем самым обеспечивая изделие, в котором по меньшей мере часть воска и водорастворимый полимер образуют противоположные поверхности изделия. Как показано на фиг. 1, изделие может включать полимерный слой 10, включающий водорастворимый полимер, восковой слой 20, включающий воск, и промежуточную область 30, расположенную между полимерным слоем и восковым слоем, при этом промежуточная область включает смесь водорастворимого полимера и воска. Без намерения быть связанным теорией полагают, что воск присутствует в виде отдельной фазы, которая может быть диспергирована внутри водорастворимого полимера или поверх него. Когда часть воска протекает/мигрирует (например, фаза отделяется) через композицию на поверхность изделия, она может образовывать сплошное или прерывистое «квази» покрытие на изделии. То есть изделие может иметь поверхность, где по меньшей мере часть поверхности представляет собой воск и по меньшей мере часть поверхности представляет собой водорастворимый полимер (например, воск образует прерывистую фазу, и поверхность изделия может имеют открытые участки без воска). В некоторых случаях воск может образовывать сплошное «квази» покрытие на поверхности, так что вся поверхность изделия состоит из воска. Как правило, фаза воска может выделяться на одной или нескольких внешних поверхностях изделия (например, на одной или обеих поверхностях плёнки). В осуществлениях, в которых восковая фаза выделяется на двух или более внешние поверхностях изделия, количество воска на каждой поверхности может быть одинаковым (например, около 50% масс. воска на каждой поверхности плёнки относительно общей массы воска, который разделился на фазы) или могут быть разными (например, существенное или предпочтительное выделение фаз на одной поверхности). В осуществлениях, в которых изделие имеет две внешние поверхности, фаза воска может выделяться по существу на одной поверхности, так что воск и полимер образуют противоположные поверхности. В соответствии с использованием в описании фаза воска выделяется на «по существу одной поверхности», когда количество воска на указанной поверхности составляет более около половины воска, который выделяется на этой фазе, на основе сравнения силы сигнала нарушенного полного внутреннего отражения (ATR-FTIR). для пиков, отнесённых к воску (например, асимметричные и симметричные колебания CH₂ в диапазоне 2850 - 2950 см^-1) для каждой поверхности. Таким образом, изделие может включать восковую фазу на каждой поверхности и при этом считаться имеющим противоположные стороны, включающие лицевую поверхность полимерной фазы и лицевую поверхность восковой фазы.

В осуществлениях изделие, включающее водорастворимый полимер и воск, представляет собой многослойное вододиспергируемое изделие, включающее слой подложки, включающий водорастворимый полимер, и слой покрытия, включающий воск. Осуществления этого изделия, имеющие подложку и слой покрытия, подробно описаны выше.

Изделие может дополнительно включать вспомогательные агенты или дополнительные компоненты. В осуществлениях полимерный слой и/или восковой слой дополнительно включают одно или несколько веществ из окисленного полиэтилена, минерального масла, древесной канифоли, шеллака, триглицерида, льняного масла, кукурузного масла, масла канолы, конопляного масла, кокосового масла, немодифицированного поливинилового спирта, поливинилового спирта, модифицированного анионной группой, полиакриламида, поли(акриловой кислоты), поли(метакриловой кислоты), поливинилпирролидона, полимеров четвертичного аммония, поливинилацетата, этиленвинилового спирта, альгината, полисахарида, белка, белка с регулируемым рН, древесиной целлюлозы, недревесной целлюлозы, нетканого волокна, натурального пеноматериала, синтетического пеноматериала, их производных или их смеси. В осуществлениях изделие дополнительно включают одно или несколько веществ из минерального масла, триглицерида, льняного масла, кукурузного масла, масла канолы, конопляного масла, кокосового масла их производных или их смеси.

В осуществлениях полимерный слой и/или восковой слой дополнительно включает пластификатор, наполнитель, поверхностно-активное вещество, агент, препятствующий слипанию, антиоксидант, агент скольжения, диспергатор или их комбинацию. Каждый из пластификатора, наполнителя, поверхностно-активного вещества, агента, препятствующего слипанию, антиоксиданта, агента скольжения, диспергатора или их комбинации может быть таким, как описано выше для вододиспергируемого изделия, имеющего слой подложки и слой покрытия. Например, в осуществлениях полимерный слой и/или восковой слой дополнительно включает пластификатор, такой как глицерин, диглицерин, пропиленгликоль, этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, полиэтиленгликоль с молекулярной массой до 400, сорбит, 2-метил-1,3-пропандиол (MPD), этаноламины, триметилолпропан (TMP), полиэфирполиол, изомальт, мальтит, ксилит, эритрит, адонит, дульцит, пентаэритрит, маннит или их комбинацию. В осуществлениях полимерный слой и/или восковой слой включает ксилит, сорбит или их комбинацию. В осуществлениях полимерный слой включает пластификатор, а пластификатор включает глицерин, сорбит, ксилит или их комбинацию.

В осуществлениях пластификатор, наполнитель, поверхностно-активное вещество, агент, препятствующий слипанию, антиоксидант, агент скольжения, диспергатор или их комбинация могут быть смешаны с водорастворимым полимером.

В осуществлениях водорастворимый полимер включает смесь смолы на основе немодифицированного поливинилового спирта и карбоксиметилцеллюлозы, а воск включает восковую эмульсию, включающую пчелиный воск и полисорбат 80. В осуществлениях изделие включает вододиспергируемую плёнку, включающую смолу на основе немодифицированного поливинилового спирта, карбоксиметилцеллюлозу, восковую эмульсию, включающую пчелиный воск, полисорбат 80 и смесь пластификаторов, включающую глицерин, сорбит, ксилит или их комбинацию.

Способы изготовления многослойных вододисперсируемых изделий

Настоящее изобретение также относится к изготовлению многослойных вододиспергируемых изделий.

Метод А

В зависимости от изделия и его применения изделие может быть сформировано с использованием любого известного способа, такого как, например, экструзия, экструзия с раздувом, термоформование, литьевое прессование, формование окунанием, формование с вытяжкой, выдувное формование, формование окунанием в раствор и тому подобное.

В осуществлениях, в которых изделие представляет собой вододиспергируемую плёнку, слой подложки может быть сформирован посредством формования окунанием в раствор, выдувным формованием, экструзией или экструзией с раздувом. Способы формования окунанием в раствор слоя подложки, который может включать, например, PVOH, хорошо известны в данной области техники. Например, в процессе формования плёнки слоя PVOH поливиниловый спирт и вторичные добавки растворяют в растворителе, как правило, в воде, дозируют на поверхность, дают, по существу, высохнуть (или подвергают принудительной сушке) для формирования литой плёнки, а затем полученную литую плёнку удаляют с разливочной поверхности. Процесс может выполняться периодически, и более эффективно он выполняется непрерывным образом.

При формировании непрерывных плёнок поливинилового спирта общепринятой практикой является дозирование раствора на движущуюся разливочную поверхность, например, на непрерывно движущийся металлический барабан или ленту, что приводит к существенному удалению растворителя из жидкости, в результате чего образуется самонесущая литая плёнка, а затем снятию полученной литой плёнки с разливочной поверхности.

Процесс формирования слоя покрытия может включать смешивание в расплаве. Способы смешивания в расплаве хорошо известны в данной области техники. Например, когда слой покрытия включает два или более восков, температура, при которой воски плавятся и смешиваются друг с другом, должна быть выше, чем точка плавления каждого из восков, но ниже, чем температура потемнения восков. Альтернативно или дополнительно, когда слой покрытия включает вододиспергируемый парафиновый воск, окисленный полиэтилен, микрокристаллический воск, минеральное масло, натуральный нефтяной воск, синтетический нефтяной воск, древесную канифоль, карнаубский воск, канделильский воск, пчелиный воск, шеллак, триглицерид, льняное масло, кукурузное масло, масло канолы, конопляное масло, кокосовое масло их производные или их смеси, температура, при которой смешивается слой покрытия, может находиться в диапазоне от комнатной температуры до около 200°С. Например, слой покрытия можно смешивать при температурах в диапазоне около 20 - 200°С, около 25 - 175°С, около 30 - 150°С, около 25 - 125°С, 40 - 100°С, около 50 - 90°С или около 65 - 85°С, например, около 20°С, около 25°С, около 30°С. С, около 35°С, около 40°С, около 50°С, около 60°С, около 65°С, около 70°С, около 75°С, около 80°С, около 85°С, около 90°С С, около 100°С, около 115°С, около 120°С, около 125°С, около 130°С, около 140°С, около 150°С, около 160°С, около 170°С, около 180°С С, около 190°С или около 200°С.

В осуществлениях слой покрытия может быть приготовлен в виде раствора и отлит, как описано выше.

В осуществлениях многослойное вододиспергируемое изделие может быть сформировано, например, формованием окунанием в раствор или экструзией слоя подложки в соответствии со способами, известными в данной области техники, и последующим контактированием или нанесением смешанного расплава слоя покрытия на одну или несколько поверхностей слоя подложки, необязательно с последующей сушкой. Слой покрытия можно наносить, например, с помощью стержня с проволочной обмоткой, такого как ракель Майера, как это хорошо известно в данной области техники. Альтернативные способы включают, например, нанесение покрытия распылением, нанесение покрытия окунанием, нанесение покрытия центрифугированием и нанесение покрытия струйным обливом.

В осуществлениях многослойное вододиспергируемое изделие может быть сформировано, например, формованием окунанием в раствор или экструзией слоя подложки в соответствии с известными в данной области способами, а затем обработки слоя покрытия через фильеру и нанесения слоя покрытия на поверхность слоя подложки, необязательно с последующей сушкой. Слой покрытия может быть смешан в расплаве или растворе, что частично зависит от его состава.

В осуществлениях многослойное вододиспергируемое изделие может быть сформировано путём независимого приготовления слоя подложки и слоя покрытия, например, формованием окунанием в раствор и сушки, и последующего ламинирования высушенного слоя подложки с высушенным слоем покрытия, чтобы получить вододиспергируемое изделие.

Слой покрытия может быть нанесён на слой подложки любой массы, подходящей для изготовления многослойного изделия в соответствии с изобретением. Например, слой покрытия может иметь массу покрытия в диапазоне около 5 - 100 г/м², около 10 - 90 г/м², около 20 - 80 г/м², около 30 - 70 г/м² или около 40 - 60 г/м², например около 8, около 10, около 13, около 15, около 17, около 20, около 22, около 25, около 28, около 30, около 32, около 35, около 38, около 40, около 42, около 45, около 47, около 50, около 52, около 55, около 57, около 60, около 62, около 65, около 67, около 70, около 72, около 75, около 77, около 80, около 85, около 90, около 95 или около 100 г/м².

В осуществлениях слой покрытия наносят на одну поверхность слоя подложки для получения многослойного вододиспергируемого изделия, имеющего по меньшей мере два слоя, то есть слой подложки и слой покрытия. В осуществлениях покрывают обе поверхности слоя подложки, чтобы получить вододиспергируемое изделие, имеющее три слоя (т.е. слой подложки между двумя обращенными друг к другу слоями покрытия). В осуществлениях несколько слоёв покрытия, имеющих один и тот же или разные составы, могут быть нанесены на любую сторону слоя подложки для получения многослойного изделия.

В осуществлениях слой подложки может быть сформирован, например, в виде пакета, пакетика, бутылки или коробки, а затем покрыт слоем покрытия, например, окунанием, центрифугированием, обливом, и т.п. для получения многослойного вододиспергируемого изделия. В осуществлениях многослойное вододиспергируемое изделие (включая слой подложки и первый слой покрытия) может быть сформировано, например, в виде пакета, пакетика (саше), бутылки или коробки и затем покрыто вторым слоем покрытия, имеющим тот же или другой состав, что и первый слой покрытия, например, методом погружения, центрифугированием, обливом и т.п. для получения многослойного вододиспергируемого изделия с покрытием. В осуществлениях многослойное вододиспергируемое изделие изготавливают таким образом, что слой покрытия образует внутреннюю поверхность изделия, и когда на изделие впоследствии наносят покрытие, например, погружением, изделие включает конфигурацию слой покрытия - слой подложки - слой покрытия. В осуществлениях многослойное вододиспергируемое изделие изготавливают таким образом, что слой покрытия образует внешнюю поверхность изделия, и когда на изделие впоследствии наносят покрытие, например, окунанием, изделие имеет конфигурацию слой подложки – слой покрытия. Количество слоёв покрытия и конкретная поверхность слоя подложки, на которую они наносятся, конкретно не ограничены.

Метод Б

Многослойные вододиспергируемые изделия, согласно настоящему изобретению, также могут быть получены путем смешивания водорастворимого полимера и восковой эмульсии для получения первичной композиции и отливки или экструзии первичной композиции для получения многослойного вододиспергируемого изделия, причём вододиспергируемое изделие имеет скорость пропускания паров влаги (MVTR) около 20 г H₂O/м²/сутки или менее. Первичная композиция может иметь форму эмульсии. Когда изделие формируют путём экструзии первичной композиции, в первичную композицию умышленно не включает воду. То есть первичная композиция может включать остаточную воду, присутствующую в каждом из компонентов, но дополнительная вода специально не добавляется. Без намерения быть связанными какой-либо теорией полагают, что приготовление первичной композиции в виде эмульсии способствует сохранению восковой и водорастворимой фаз.

Водорастворимый полимер может быть выбран согласно настоящему описанию. Например, в осуществлениях водорастворимый полимер выбран из группы, состоящей из поливинилового спирта, полиакриламида, поли(акриловой кислоты), поли(метакриловой кислоты), поливинилпирролидона, полимеров четвертичного аммония, простого эфира целлюлозы и их смеси. В осуществлениях водорастворимый полимер включает немодифицированный поливиниловый спирт. В осуществлениях водорастворимый полимер включает смолу, модифицированную анионной группой и модифицированную итаконовой кислотой, монометилмалеатом, аминопропилсульфонатом, малеиновой кислотой, малеиновым ангидридом, н-винилпирролидоном, н-винилкапролактамом, их производными или их комбинацией. Например, в осуществлениях водорастворимый полимер включает смесь немодифицированного поливинилового спирта и поливинилового спирта, модифицированного анионной группой. В осуществлениях поливиниловый спирт, модифицированный анионной группой, включает поливиниловый спирт, модифицированный монометилмалеатом. В осуществлениях водорастворимый полимер включает простой эфир целлюлозы. Например, в осуществлениях водорастворимый полимер включает карбоксиметилцеллюлозу. В осуществлениях водорастворимый полимер содержит поливиниловый спирт, такой как немодифицированный поливиниловый спирт, и простой эфир целлюлозы, такой как карбоксиметилцеллюлоза.

Вязкость, степень модификации, степень гидролиза и другие характеристики поливинилового спирта могут быть такими, как описано в заявке. Например, в осуществлениях поливиниловый спирт, модифицированный анионной группой, включает по меньшей мере около 0,5% мол. модифицирующей группы, например, около 1,0 - 4,0% мол. модифицирующей группы, или около 1,0 - 3,5% мол. модифицирующей группы. В осуществлениях поливиниловый спирт (например, немодифицированный и/или модифицированный анионной группой поливиниловый спирт) имеет степень гидролиза по меньшей мере 88% мол., например, в диапазоне от около 90% мол. до менее 99% мол. В осуществлениях поливиниловый спирт имеет вязкость 4% водного раствора при 20°C по меньшей мере около 6 сП, например, около 6 сП, 8 сП, 10 сП, 12 сП или 15 сП.

Как предусмотрено в изобретении, способ включает смешивание водорастворимого полимера с восковой эмульсией. Восковая эмульсия может включать парафиновый воск, микрокристаллический воск, натуральный нефтяной воск, синтетический нефтяной воск, карнаубский воск, канделильский воск, пчелиный воск и их смесь. В осуществлениях восковая эмульсия включает смесь двух или более различных восков. В осуществлениях восковая эмульсия включает парафиновый воск, пчелиный воск или их комбинацию. В осуществлениях восковая эмульсия включает парафиновый воск, пчелиный воск или их комбинацию в количестве около 5 - 30% масс. относительно общей массы восковой эмульсии, например, около 10 - 25% масс., около 10 - 15% масс., около 15 - 30% масс., около 20 - 30% масс. или около 15 - 20% масс. В осуществлениях воск восковой эмульсии состоит из парафинового воска, пчелиного воска или их комбинации. В осуществлениях восковая эмульсия состоит из парафинового воска, пчелиного воска или их комбинации, эмульгатора и растворителя-носителя. В осуществлениях растворитель-носитель включает воду.

В осуществлениях эмульгатор может представлять собой неионогенное поверхностно-активное вещество, такое как сложные эфиры жирных кислот и глицерина или сложные эфиры жирных кислот и сорбита. Примеры подходящих эмульгаторов включают, но не ограничиваются ими, монолаурат сорбитана, моностеарат сорбитана, тристеарат сорбитана, полисорбат 20, полисорбат 40, полисорбат 60, полисорбат 80, моностеарат глицерина, монолаурат глицерина или их комбинацию. В осуществлениях эмульгатор включает полисорбат 80.

Восковая эмульсия может присутствовать в смеси в количестве по меньшей мере от около 70, 80, 90, 95, 98 или 100 масс. частей и/или до 150, 140, 130, 120, 110, 100, 95 или 90 масс. частей относительно 100 масс. частей водорастворимого полимера. В осуществлениях восковая эмульсия присутствует в первичной композиции в количестве в диапазоне около 70 - 200 масс. частей, около 70 - 150 масс. частей, около 90 - 120 масс. частей или около 95 - 115 масс. частей.

Восковая эмульсия и/или первичная композиция могут включать дополнительные ингредиенты, такие как, например, пластификаторы, наполнители, поверхностно-активные вещества, агенты, препятствующие слипанию, антиоксиданты, агенты скольжения, диспергаторы или их смесь. Каждый из этих дополнительных ингредиентов может быть выбран, как указано выше, и включён в композицию. Например, в осуществлениях пластификатор включает глицерин, диглицерин, пропиленгликоль, дипропиленгликоль, этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, полиэтиленгликоль с молекулярной массой до 400, сорбит, 2-метил-1,3-пропандиол (MPD), этаноламины, триметилолпропан (ТМП), простой полиэфирполиол, изомальт, мальтит, ксилит, эритрит, адонит, дульцит, пентаэритрит, маннит или их комбинацию. В осуществлениях пластификатор включает сорбит, ксилит или их комбинацию. В осуществлениях способ дополнительно включает смешивание водорастворимого полимера и восковой эмульсии с одним или несколькими дополнительными компонентами из группы пластификатора, наполнителя, поверхностно-активного вещества, агента, препятствующего слипанию, антиоксиданта, агента, скольжения и диспергатора для получения первичной композиции.

Первичная композиция может дополнительно включать вспомогательные агенты или дополнительные компоненты. В осуществлениях первичная композиция дополнительно включает один или более веществ из окисленного полиэтилена, минерального масла, древесной канифоли, шеллака, триглицерида, льняного масла, кукурузного масла, масла канолы, конопляного масла, кокосового масла, немодифицированного поливинилового спирта, поливинилового спирта, модифицированного анионной группой, полиакриламида, поли(акриловой кислоты), поли(метакриловой кислоты), поливинилпирролидона, полимеров четвертичного аммония, поливинилацетата, этиленвинилового спирта, альгината, полисахарида, белка, белка с регулируемым рН, древесной целлюлозы, недревесной целлюлозы, нетканого волокна, натурального пеноматериала, синтетического пеноматериала их производных или их смеси.

В осуществлениях первичная композиция дополнительно включает пластификаторы, наполнители, поверхностно-активные вещества, агенты, препятствующие слипанию, антиоксиданты, агенты скольжения, диспергаторы или их любые комбинации. Каждый из пластификатора, наполнителя, поверхностно-активного вещества, агента, препятствующего слипанию, антиоксиданта, агента скольжения, диспергатора или их комбинаций может быть таким, как описано выше для вододиспергируемого изделия, имеющего слой подложки и слой покрытия. Например, в осуществлениях первичная композиция дополнительно включает пластификатор, такой как глицерин, диглицерин, пропиленгликоль, этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, полиэтиленгликоль с молекулярной массой до 400, сорбит, 2-метил-1,3-пропандиол (MPD), этаноламины, триметилолпропан (TMP), простой полиэфирполиол, изомальт, мальтит, ксилит, эритрит, адонит, дульцит, пентаэритрит, маннит или их комбинацию. В осуществлениях первичная композиция включает ксилит, сорбит или их комбинацию. В осуществлениях пластификатор может присутствовать в первичной композиции в количестве около 10 - 25 масс. частей на 100 масс. частей водорастворимого полимера.

Способ включает смешивание водорастворимого полимера и восковой эмульсии. Температура, при которой смешивают водорастворимый полимер и восковую эмульсию, может составлять около 15 - 100°С, около 20 - 90°С, около 20 - 85°С или около 25 - 70°С, например, около 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95 или 100°С. Температура, при которой смешивают водорастворимый полимер и восковую эмульсию, частично будет зависеть от температур плавления и/или потемнения воска, как описано выше. Кроме того, температура может также зависеть от точки замерзания воска. Если температура смешивания слишком низкая, воск может замерзнуть, выпадая в осадок или «выделяясь» из эмульсии.

Способ дополнительно включает отливку или экструзию первичной композиции для получения многослойного вододиспергируемого изделия. В осуществлениях многослойное вододиспергируемое изделие может быть сформировано, например, окунанием в раствор первичной композиции в соответствии со способами, известными в данной области техники. Помимо отливки в осуществлениях изделие может быть сформировано из первичной композиции путём экструзии. Используемый в описании термин «экструзия» включает экструзию и экструзию с раздувом. Способы экструзии и экструзии с раздувом известны в данной области техники. Без намерения быть связанными какой-либо теорией, полагают, что при отливке или экструзии воск из восковой эмульсии подвергается «эффекту расплывания», который заставляет воск мигрировать по всему изделию (например, плёнке и т.д.) на поверхность изделия. Соответственно, воск, «наплывая» на поверхность, может присутствовать по меньшей мере на части внутренней и/или внешней поверхности изделия, тем самым образуя сплошное или прерывистое «квази» покрытие на изделии. Примечательно, что толщина «покрытия» и/или «подложки» (частично образованной водорастворимым полимером) не может быть определена, поскольку расплывание воска не обязательно является однородным по всему изделию.

Помимо литья и экструзии в осуществлениях изделие может быть сформировано из первичной композиции выдувным формованием, как известно в данной области техники.

Пакеты/Саше

Изделие в соответствии с изобретением может быть пригодным для содержания композиции. Содержащаяся композиция может принимать любую форму, такую как порошки, гели, пасты, муссы, жидкости, твёрдые вещества, таблетки или их комбинацию (например, твёрдое вещество, суспендированное в жидкости). Изделие также пригодно для любого применения, в котором желательны улучшенная обрабатываемость во влажном состоянии и низкая паропроницаемость.

В осуществлениях, в которых многослойное вододиспергируемое изделие представляет собой диспергируемую в воде плёнку, плёнка может быть в форме пакетика (саше) или пакета. Предпочтительно вододиспергируемая плёнка образует по меньшей мере одну боковую стенку пакетика, необязательно весь пакетик. Таким образом, в некоторых осуществлениях многослойное вододиспергируемое изделие представляет собой диспергируемую в воде плёнку в форме пакетика, определяющую внутренний объём пакетика.

Многослойное вододиспергируемое изделие также может представлять собой пакет с двумя или более отделениями, выполненными из одинаковых по составу слоёв подложки и/или слоёв покрытия или в комбинации с изделиями с отличающимися по составу слоями подложки и/или слоями покрытия. Дополнительные изделия могут быть получены, например, литьём, формованием с раздувом, экструзией или экструзией с раздувом из того же или другого полимерного материала, как это известно в данной области техники. В одном осуществлении полимеры, сополимеры или их производные, подходящие для использования в качестве дополнительного изделия, выбирают из поливиниловых спиртов, поливинилпирролидона, полиалкиленоксидов, полиакриловой кислоты, целлюлозы, простых эфиров целлюлозы, сложных эфиров целлюлозы, амидов целлюлозы, поливинилацетатов, поликарбоновых кислот и солей, полиаминокислот или пептидов, полиамидов, полиакриламидов, сополимеров малеиновой/акриловой кислот, полисахаридов, включая крахмал и желатин, натуральные камеди, такие как ксантан, и каррагинаны. Например, полимеры могут быть выбраны из полиакрилатов и водорастворимых акрилатных сополимеров, метилцеллюлозы, карбоксиметилцеллюлозы натрия, декстрина, этилцеллюлозы, гидроксиэтилцеллюлозы, гидроксипропилметилцеллюлозы, мальтодекстрина, полиметакрилатов и их комбинаций или выбраны из поливиниловых спиртов, сополимеров поливинилового спирта и гидроксипропилметилцеллюлозы (ГПМЦ) и их комбинации. Один предполагаемый класс осуществлений характеризуется содержанием полимера в материале пакета, например, содержанием сополимера PVOH, составляющим по меньшей мере 60%.

Изделия по настоящему изобретению могут включать по меньшей мере одно герметичное отделение. Так, изделия могут включать одно отделение или несколько отделений. В осуществлениях, в которых изделие представляет собой вододиспергируемую плёнку, изделие может быть сформировано, например, из двух слоёв вододиспергируемой многослойной плёнки в соответствии с изобретением, герметизированных на границе раздела, или из одной многослойной плёнки, сложенной и герметизированной. Одна или обе плёнки могут включать описанную здесь вододиспергируемую плёнку. Соответственно, герметизированные плёнки определяют изделие, имеющее внутренний объём контейнера пакета, который содержит любую требуемую композицию для выделения в водную среду. Композиция конкретно не ограничена, например, включая любую из множества композиций, описанных ниже. В осуществлениях, включающих несколько отделений, каждое отделение может содержать одинаковые и/или разные композиции. В свою очередь, композиции могут находиться в любой подходящей форме, включая без ограничения, жидкие, твёрдые, прессованные твёрдые вещества (таблетки) и их комбинации (например, твёрдое вещество, суспендированное в жидкости). В осуществлениях изделия включают первое, второе и третье отделения, каждое из которых содержит, соответственно, различные первую, вторую и третью композицию.

Отделения изделий с несколькими отделениями могут иметь одинаковый или разные размер(ы) и/или объём(ы). Отделения настоящих многосекционных пакетов могут быть разделены или соединены любым подходящим образом. В осуществлениях второе, и/или третье, и/или последующие отделения накладываются на первое отделение. Отделения могут быть упакованы в цепочку, при этом каждое отделение индивидуально отделяется линией перфорации. Следовательно, каждый отделение может быть отдельно оторвано конечным пользователем от остальной части цепочки.

В осуществлениях изделия, согласно настоящему раскрытию, могут включать одну или несколько различных плёнок. Например, в осуществлениях с одним отделением пакет может состоять из одной стенки, которая сложена сама на себя и герметизирована по краям, или, альтернативно, из двух стенок, герметизированных вместе по краям. В осуществлениях пакет с несколькими отделениями может быть изготовлен из одной или нескольких плёнок, так что любое данное отделение пакета может включать стенки, изготовленные из одной плёнки или нескольких плёнок, имеющих различный состав.

Изделия могут быть изготовлены с использованием любого подходящего оборудования и способа. Например, пакеты с одним отделением могут быть изготовлены с использованием вертикального способа упаковывания, горизонтального способа упаковывания или способов упаковывания с вращающимся барабаном, широко известных в данной области техники. Такие процессы могут быть как непрерывными, так и периодическими. Изделие, например, может быть увлажнено и/или нагрето для повышения его пластичности. Способ может также включать использование вакуума, охватываемой формы или сжатого воздуха для втягивания или нагнетания изделия в подходящую форму. Вакуум или сжатый воздух, втягивающий изделие в форму, может применяться в течение около 0,2 - 5 секунд, или около 0,3 - 3, или около 0,5 - 1,5 секунды, когда изделие находится на горизонтальной части поверхности. Этот вакуум или сжатый воздух могут быть такими, что они обеспечивают давление, например, в диапазоне 10 - 1000 мбар или в диапазоне 100 - 600 мбар.

Формы для отливки, в которых могут быть изготовлены изделия, могут иметь любую форму, длину, ширину и глубину в зависимости от требуемых размеров пакетов. Формы также могут различаться по размеру и форме от одной к другой, если это необходимо. Например, объём готовых изделий может составлять около 5 - 300 мл, или около 10 - 300 мл, или около 20 - 300 мл, и размеры форм регулируются соответствующим образом. Изделия, согласно настоящему изобретению, могут быть любого размера, подходящего для обеспечения стандартной дозы. Размер изделия с единичной дозой будет зависеть от конечного применения. Например, изделие для применения в больших объёмах воды, таком как плавательный бассейн, может иметь внутренний объём более около 25 мл и менее около 500 мл, например 250 мл. Например, изделие для применения в больших объёмах воды, такое как спа или джакузи, может иметь внутренний объём более 25 мл и менее около 200 мл, например 100 мл. Например, изделие для выпечки, например, содержащее дрожжи, может иметь внутренний объём более 25 мл и менее около 100 мл, например 50 мл. В осуществлениях изделие может иметь внутренний объём по меньшей мере около 25 мл, или по меньшей мере около 50 мл, или по меньшей мере около 100 мл, или по меньшей мере около 150 мл, или по меньшей мере около 200 мл, или по меньшей мере около 250 мл, или по меньшей мере около 300 мл, и/или до около 500 мл, до около 400 мл, до около 300 мл, до около 200 мл или до около 100 мл. В осуществлениях содержимое изделия может представлять собой порошок в виде сыпучего порошка или прессованной таблетки. Сыпучий порошок или прессованная таблетка могут загружаться в количестве по меньшей мере около 25 г, или по меньшей мере около 100 г, или по меньшей мере около 150 г, или по меньшей мере около 200 г, или по меньшей мере около 250 г, или по меньшей мере около 300 г, или по меньшей мере около 400 г, или по меньшей мере около 500 г, или по меньшей мере около 550 г, или по меньшей мере около 600 г, например, в диапазоне около 100 - 600 г, или около 250 - 550 г, или около 500 - 600 г, или около 25 - 300 г. Изделия по настоящему раскрытию могут иметь длину по меньшей мере около 12,5 см (около 5 дюймов), по меньшей мере около 15,25 см (около 6 дюймов), по меньшей мере около 18 см (около 7 дюймов) или по меньшей мере около 23 см (около 9 дюймов). В осуществлениях изделия по настоящему раскрытию могут иметь ширину по меньшей мере около 7,5 см (около 3 дюймов), по меньшей мере около 10 см (около 4 дюймов) или по меньшей мере около 12,5 см (около 5 дюймов). В осуществлениях изделия могут иметь длину около 12,5 - 15,25 см (около 5 - 6 дюймов) и ширину около 7,5 - 10 см (около 3 - 4 дюймов).

В осуществлениях одно отделение или несколько герметизированных отделений содержат композицию. Каждый из нескольких отделений может содержать одинаковую или разные композиции. Композицию выбирают из жидкости, твёрдого вещества или их комбинации.

В осуществлениях многослойное вододиспергируемое изделие может быть помещено внутри изделия большего размера, при этом изделие большего размера может иметь такой же или другой состав, что и изделие, описанное здесь изделие. Например, при использовании для выпечки первое многослойное вододиспергируемое изделие может содержать в своём герметизированном отделении композицию, включающую дрожжи, и изделие может быть помещено в более крупное второе многослойное вододиспергируемое герметичное изделие, содержащее композицию, включающую, например, муку.

Вертикальное формирование, заполнение и герметизация многослойных водо-дисперсирующих плёнок

В осуществлениях, где вододиспергируемое изделие представляет собой плёнку, из вододиспергируемой плёнки можно сформировать герметичное изделие. В осуществлениях герметизированное изделие представляет собой заполненное и герметизированное изделие вертикальной формы, такое как пакет. Вертикальный способ непрерывного упаковывания и укупорки (VFFS) представляет собой обычный автоматизированный процесс. VFFS включает устройство, такое как сборочная машина, которая наматывает цельную плёнку вокруг вертикально ориентированной подающей трубы. Машина термически сваривает или иным образом скрепляет противоположные края плёнки вместе, чтобы создать боковой шов и сформировать полую трубу из плёнки. Затем машина осуществляет термическую сварку или иным образом создаёт нижний шов, тем самым определяя часть контейнера с открытым верхом, где позже будет сформирован верхний шов. Машина вводит определённое количество текучего продукта в контейнерную часть через открытый верхний конец. Как только контейнер включает требуемое количество продукта, машина продвигает плёнку к другому устройству для термической сварки, например, для создания верхнего шва. Наконец, машина продвигает плёнку к резаку, который отрезает плёнку непосредственно над верхним швом, чтобы получить заполненную упаковку.

Во время работы сборочная машина продвигает плёнку из рулона для формирования упаковки. Соответственно, плёнка должна легко проходить через машину, не прилипать к узлам машины и не быть настолько хрупкой, чтобы ломаться во время обработки.

Ориентация слоя подложки и слоя покрытия в герметизированном изделии конкретно не ограничена и может зависеть от конечного использования изделия. Например, в осуществлениях слой подложки образует внешнюю поверхность пакетика, а слой покрытия образует внутреннюю поверхность пакета. В осуществлениях слой подложки образует внутреннюю поверхность пакета, а слой покрытия образует внешнюю поверхность пакета. В осуществлениях, в которых обе поверхности слоя подложки находятся в контакте со слоем покрытия, слой покрытия может образовывать внутреннюю и внешнюю поверхности пакета.

Формирование, герметизация и термоформование многослойных вододиспергируемых плёнок

В осуществлениях, в которых многослойное вододиспергируемое изделие представляет собой плёнку, плёнка может быть термоформируемой. Термоформуемая плёнка является плёнкой, которой можно придать форму за счёт применения тепла и силы. Вододиспергируемые плёнки с относительно более высоким содержанием пластификатора(ов) в слое подложки (например, около 20 - 45% масс.) относятся к числу плёнок, которые считаются особенно подходящими для такого процесса, в то время как вододиспергируемые плёнки с относительно более низким содержанием пластификатора(ов) в слое подложки (например, около 5 - 20% масс.) можно термически формовать, контролируя условия термоформования, такие как температура, скорость машины, время выдержки и т.п.

Термоформование плёнки представляет собой процесс нагрева плёнки, придания ей формы (например, в пресс-форме) и последующего охлаждения плёнки, в результате чего плёнка сохраняет свою форму, например форму пресс-формы. Тепло может быть применено с использованием любых подходящих средств. Например, плёнку можно непосредственно нагревать, пропуская её под нагревательным элементом или через горячий воздух перед подачей на поверхность или на поверхности. В качестве альтернативы её можно нагреть косвенно, например, нагревая поверхность или прикладывая к плёнке горячий предмет. В осуществлениях плёнку нагревают с помощью инфракрасного излучения. Плёнку можно нагревать до температуры в диапазоне около 50 - 260°С, около 50 - 200°С, около 60 - 150°С, около 70 - 120°С или около 60 - 90°С.°С. Без намерения быть связанным теорией считается, что продолжительность нагрева должна быть обратно пропорциональна температуре нагрева, чтобы предотвратить потемнение подложки и/или слоя покрытия. Термоформование может выполняться одним или несколькими из следующих процессов: ручное размещение термически размягченной плёнки в пресс-форме, или формование размягченной плёнки под давлением в пресс-форме (например, вакуумное формование), или автоматическая высокоскоростная периодическая подача свежеэкструдированного листа, имеющего точно известную температуру, в устройство формования и обрезки, или автоматическое размещение и формование под давлением плёнки прессованием и/или пневматически.

В качестве альтернативы, плёнка может быть увлажнена любым подходящим способом, например, непосредственно путем распыления смачивающего агента (включая воду, раствор композиции плёнки, пластификатор для композиции плёнки или их комбинацию) на поверхность плёнки, перед нанесением её на поверхность или на поверхности, или косвенно, смачивая поверхность или прилагая мокрый предмет к плёнке.

После нагрева и/или увлажнения плёнки её можно нанести на соответствующую форму, предпочтительно с использованием вакуума. Заполнение формованной плёнки может быть выполнено с использованием любых подходящих средств. В осуществлениях наиболее предпочтительный способ будет зависеть от формы продукта и требуемой скорости наполнения. В осуществлениях формованная плёнка наполняется поточной технологией наполнения. Заполненные открытые пакеты затем закрывают, формируя пакеты, используя вторую плёнку любым подходящим способом. Это может быть выполнено в горизонтальном положении и при непрерывном, постоянном движении. Закрытие может быть выполнено посредством непрерывной подачи второй плёнки, предпочтительно вододиспергируемой плёнки, поверх и на открытые пакеты, а затем, предпочтительно, герметизации первой и второй плёнки вместе, как правило, в области между формами и, таким образом, между пакетами.

Можно использовать любой подходящий способ герметизации пакета и/или его отдельных отделений. Неограничивающие примеры таких средств включают термическую сварку, сварку растворителем, герметизацию растворителем или мокрую сварку и их комбинации. Обычно нагревом или растворителем обрабатывают только область, которая должна формировать соединение. Тепло или растворитель можно наносить любым способом, как правило, на герметизирующий материал и обычно только на области, которые должны образовывать соединение. В осуществлениях слой покрытия не наносят на поверхности материала, используемого для формирования соединения. То есть в осуществлениях могут быть слои подложки без покрытия, доступные для герметизации, так что соединение образуется между двумя поверхностями слоя подложки. Например, когда слой покрытия образует внутреннюю поверхность изделия, слой покрытия нельзя наносить на внешний край слоя подложки и/или любую его поверхность, используемую для образования соединения. В некоторых осуществлениях слой покрытия наносится на весь слой подложки и может использоваться для образования соединения. Если используется растворитель или влажная герметизация или сварка, предпочтительно также может быть применено тепло. Температуры, при которых формируется шов, могут находиться в диапазоне от около 240°F (около 116°С) до около 400°F (около 204°С), например, около 240 (около 116°С), около 250 (около 121°С), около 260 (около 127°С), около 270 (около 132°С), около 280 (около 138°С), около 290 (около 143°С), около 300 (около 149°С), около 310 (около 154°С), около 320 (около 160°С), около 330 (около 166°С), около 340 (около 171°С), около 350 (около 177°С), около 360 (около 182°C), около 370 (около 188°C), около 380 (около 193°C), около 390 (около 199°C) или около 400°F (около 204°C). Предпочтительные способы влажной герметизации/сварки или герметизации/сварки с растворителем включают выборочное нанесение растворителя на область между пресс-формами или на закрывающий материал, например, путём распыления или их печати на этих областях, а затем приложения давления к этим областям для образования шва. Например, можно использовать запечатывающие ролики и ленты, как описано выше (необязательно также обеспечивающие нагрев).

В осуществлениях герметизированное изделие может иметь прочность на отрыв по меньшей мере 10 Н, измеренную с помощью испытания измерения прочности на отрыв, описанного в заявке.

Сформированные пакеты затем можно разрезать с помощью режущего устройства. Резка может быть осуществлена любым известным способом. Может быть предпочтительным, чтобы резка также выполнялась непрерывным образом, предпочтительно с постоянной скоростью и предпочтительно в горизонтальном положении. Режущим устройством может быть, например, заострённый предмет, горячий предмет или лазер, при этом в последних случаях горячий предмет или лазер «прожигают» плёнку/область герметизации (шва).

Различные отделения многосекционных пакетов могут быть изготовлены параллельно, при этом полученные совместно соединённые пакеты могут быть разделены или не разделены путём разрезания. Альтернативно отделения могут быть изготовлены отдельно.

В осуществлениях пакеты могут быть изготовлены в соответствии со способом, включающим следующие стадии: а) формирование первого отделения (как описано выше); b) формирование углубления внутри или во всём закрытом отделении, сформированном на стадии (а), для создания второго формованного отделения, расположенного над первым отделением; б) заполнение и закрытие вторых отделений с помощью третьей плёнки; в) герметизация первой, второй и третьей плёнок; и г) разрезание плёнок для изготовления пакета с несколькими отделениями. Углубление, сформированное на стадии (б), может быть получено путём создания вакуума в отделении, приготовленном на стадии (а).

В осуществлениях второе и/или третье отделение(я) можно изготовить на отдельной стадии, а затем объединить с первым отделением, как описано в заявке ЕР 08101442.5 или публикации US № 2013/240388 A1 или WO 2009/152031.

В осуществлениях пакеты могут быть изготовлены в соответствии со способом, включающим следующие стадии: а) формирование первого отделения, необязательно с использованием тепла и/или вакуума, с использованием первой плёнки на первой формовочной машине; б) заполнение первого отделения первой композицией; в) на второй формовочной машине деформируют вторую плёнку, необязательно с использованием тепла и вакуума, для изготовления второго и, необязательно, третьего формованного отделения; г) заполнение второго и необязательно, третьего отделений; г) герметизация второго и, необязательно, третьего отделения с использованием третьей плёнки; д) размещение герметизированного второго и, необязательно, третьего отделения на первом отделении; е) герметизация первого, второго и, необязательно, третьего отделений; и ж) разрезание плёнок для изготовления пакета с несколькими отделениями.

Первая и вторая формовочные машины могут быть выбраны на основе их пригодности для выполнения вышеуказанного процесса. В осуществлениях первая формовочная машина предпочтительно представляет собой горизонтальную формовочную машину, а вторая формовочная машина предпочтительно представляет собой формовочную машину с вращающимся барабаном, предпочтительно расположенную над первой формовочной машиной.

Следует понимать, что при использовании соответствующих подающих устройств возможно изготовление пакетов с несколькими отделениями, включающих ряд различных или отличных от других композиций и/или различных или отличных от других жидких, гелевых или пастообразных композиций.

В осуществлениях на плёнку и/или пакет распыляют или их посыпают подходящим материалом, таким как активный агент, смазка, аверсивный агент или их смеси. В осуществлениях плёнку и/или пакет надпечатывают, например, с помощью чернил и/или активного агента.

Содержание многослойных вододисперсируемых изделий

Настоящие изделия (например, в форме саше, пакетов, бутылок и т.п.) могут содержать различные композиции, например, композиции для обработки воды. Саше с несколькими отделениями может содержать одинаковые или разные композиции в каждом из отделений. Композиция находится рядом с внутренней поверхностью многослойного вододиспергируемого изделия. Композиция может находиться на расстоянии менее около 10 см, или менее около 5 см, или менее около 1 см, или менее около 1 мм, или менее около 0,1 мм от поверхности изделия. Обычно композиция прилегает к поверхности изделия или контактирует с поверхностью изделия. Изделие может быть в форме саше, бутылки или отделения, содержащего композицию.

В осуществлениях многослойная вододиспергируемая плёнка в соответствии с изобретением формуется в герметичное саше, например, с помощью VFFS, и содержит композицию. В осуществлениях многослойное вододиспергируемое изделие представляет собой бутылку, при этом бутылка содержит композицию. В осуществлениях композиция представляет собой жидкую композицию. В осуществлениях жидкая композиция имеет высокое содержание воды, то есть содержание воды выше около 10% масс. относительно общей массы композиции. В осуществлениях композиция представляет собой сухую композицию. В осуществлениях композиция представляет собой хлорированную или бромированную композицию. В осуществлениях композиция представляет собой средство для обработки воды. Такие агенты могут включать агрессивные окислительные химикаты, т.е. как описано в публикации US № 2014/0110301 и US 8,728,593. Например, агенты могут включать соли гипохлорита, такие как гипохлорит натрия, гипохлорит кальция и гипохлорит лития; хлорированные изоцианураты, такие как дихлоризоциануровая кислота (также называемая «дихлор» или дихлор-s-триазинтрион, 1,3-дихлор-1,3,5-триазинан-2,4,6-трион) и трихлоризоциануровая кислота (TCCA, также обозначаемая как "трихлор" или 1,3,5-трихлор-1,3,5-триазинан-2,4,6-трион) или трихлоризоцианурат (ТС); хлораты и перхлораты. Также возможны соли и гидраты агентов. Например, дихлоризоциануровая кислота может быть представлена в виде дихлоризоцианурата натрия, дигидрата дихлоризоцианурата натрия и других. Бромсодержащие агенты также могут быть пригодны для использования в упаковках с разовой дозой, например, бромированные изоцианураты, броматы, перброматы, 1,3-дибром-5,5-диметилгидантоин (DBDMH), 2,2-дибром-3-нитрилопропионамид (DBNPA), амид дибромцианоуксусной кислоты, 1-бром-3-хлор-5,5-диметилгидантоин (BCDMH); и 2-бром-2-нитро-1,3-пропандиол, среди прочих. Другие подходящие агенты, которые могут быть включены в композицию, включают, но не ограничиваются ими, пербораты, перйодаты, персульфаты, перманганаты, хроматы, дихроматы, нитраты, нитриты, пероксиды, пероксиды кетонов, пероксикислоты, неорганические кислоты и их комбинации.

В осуществлениях композиция включает трихлорциануровую кислоту (TCCA), дихлоризоциануровую кислоту, трихлоризоцианурат (TC), бисульфат натрия, дихлоризоцианурат натрия, гипохлорит натрия, гипохлорит кальция, гипохлорит лития, карбонат натрия, бикарбонат натрия, циануровую кислоту, 1-бром-3-хлор-5,5-диметилгидантоин (BCDMH), 2,2-дибром-3-нитрилопропионамид (DBNPA), амид дибромциануксусной кислоты, 2-бром-2-нитро-1,3-пропандиол, перборат натрия, пероксимоносульфат калия, буру, моноперсульфат калия, лимонную кислоту, винную кислоту, полиуксусную кислоту, этилендиаминтетрауксусную кислоту, хлорид натрия, хлорид кальция, хлорид магния, хлорид калия, глутаровый альдегид, глиоксаль, сульфат натрия, триполипофосфат, тетранатрийпирофосфат, соли поливалентных металлов или их комбинации.

В другом аспекте композиция может быть съедобной. Например, композиция может состоять в основном из пищевых ингредиентов или состоять только из них. Компонентами для включения в такие композиции могут быть те, которые определены Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов US как «общепризнанные безопасными» (GRAS), и/или компоненты с присвоенными допустимыми Е-номерами в Европейском союзе, и/или компоненты. которые ещё не определены как GRAS или с присвоенным E-номером, но прошли надлежащее тестирование и показали себя как безопасные для потребления человеком в количествах, предлагаемых для использования в композиции. В осуществлениях композиция представляет собой пищевой продукт, т.е. пищевой продукт для потребления человеком или пищевой продукт для потребления животными. В осуществлениях композиция представляет собой пищевой продукт, который является гигроскопичным, активируется или изменяет состав под воздействием влаги, например влажности. В осуществлениях композиция включает дрожжи, сахар, соль, амилазу, протеазу, липазу, вкусовые добавки, лимонную кислоту, винную кислоту, полиуксусную кислоту, коричный альдегид, овсяные хлопья, отруби, сухофрукты, сыр, крекеры, печенье или их комбинации.

В одном осуществлении композиция может включать композиции моющих средств, такие как жидкие композиции моющих средств для лёгких и тяжёлых условий применения, порошкообразные композиции моющих средств, моющие средства ручного и/или машинного мытья посуды; составы для чистки твёрдых поверхностей, усилители для ткани, гели моющих средств, обычно используемые для стирки, отбеливатели и добавки для стирки, кремы для бритья, средства для ухода за кожей, составы для ухода за волосами (шампуни и кондиционеры) и средства для мытья тела. Такие моющие композиции могут содержать поверхностно-активное вещество, отбеливатель, фермент, отдушку, краситель или краску, растворитель и их комбинации.

В одном осуществлении композиция может представлять собой композицию, не предназначенную для ухода за домом. Например, не относящаяся к бытовой, композиция для ухода может быть выбрана из сельскохозяйственных композиций, авиационных композиций, пищевых и алиментарных композиций, промышленных композиций, композиций для животноводства, морских композиций, медицинских композиций, коммерческих композиций, военных и полувоенных композиций, офисных композиций и композиции для отдыха и парков, композиции для домашних животных, композиций для обработки воды, включая чистящие и моющие композиции, применимые для любого такого использования, за исключением композиций для ухода за тканями и бытовыми средствами.

В одном осуществлении композиция может включать агрохимикат, например, один или несколько инсектицидов, фунгицидов, гербицидов, пестицидов, акарицидов, репеллентов, аттрактантов, дефолиаментов, регуляторов роста растений, удобрений, бактерицидов, микроудобрений и микроэлементов. Подходящие агрохимикаты и вторичные агенты описаны в US 6,204,223 и 4,681,228 и ЕР 0989803 А1. Например, подходящие гербициды включают соли параквата (например, дихлорид параквата или бис(метилсульфат) параквата), соли диквата (например, дибромид диквата или альгинат диквата) и глифосат или его соль или сложный эфир (такой как глифосат изопропиламмония, глифосат сесквинатрия или глифосат тримезеума, также известный как сульфонат). Несовместимые пары химикатов для защиты растений можно использовать в отдельных камерах, например, как описано в US 5,558,228. Несовместимые пары химикатов для защиты растений, которые можно использовать, включают, например, бенсульфурон метил и молинат; 2,4-D и тифенсульфурон метил; 2,4-D и метил 2-[[[[N-4-метокси-6-метил-1,3,5-триазин-2-ил)-N-метиламино]карбонил]амино]сульфонил]бензоат; 2,4-D и метсульфурон метил; манеб или манкоцеб и беномил; глифосат и метсульфурон метил; тралометрин и любые органофосфаты, такие как монокротофос или диметоат; бромоксинил и N-[[4,6-диметоксипиримидин-2-ил)амино]карбонил]-3-(этилсульфонил)-2-пиридинсульфонамид; бромоксинил и метил-2-[[[[(4-метил-6-метокси)-1,3,5-триазин-2-ил)амино]карбонил]амино]сульфонил]бензоат; бромоксинил и метил-2-[[[[N-(4-метокси-6-метил-1,3,5-триазин-2-ил)-N-метиламино]карбонил]амино]сульфонил]бензоат. В другом соответствующем осуществлении композиция может включать одно или несколько семян, необязательно вместе с почвой и дополнительно необязательно вместе с одним или несколькими дополнительными компонентами, выбранными из мульчи, песка, торфяного мха, кристаллов водного желе и удобрений, например включая типы осуществлений, описанных в US 8,333,033.

Различные другие типы композиций предполагаются для использования в пакетах, описанных в настоящей заявке, включая частицы, например пуховые перья, т.е. как описано в US RE29059 E; супервпитывающие полимеры, т.е. как описано в к US 2004/0144682 и 2006/0173430; пигменты и красители, т.е. как описано в US 3,580,390 и US 2011/0054111; флюс для пайки (например, фторалюминаты щелочных металлов, фторосиликаты щелочных металлов и фтороцинкаты щелочных металлов), например как описано в US 8,163,104; пищевые продукты (например, кофейный порошок или сухой суп), как описано в US 2007/0003719; и раневые повязки, например, как описано в US 4,466,431.

pH содержимого пакета особо не ограничивается, и многослойное вододиспергируемое изделие может содержать компоненты, pH которых не подходит для водорастворимых стандартных дозированных упаковок, известных и используемых в данной области техники. Например, содержимое изделия может иметь рН в диапазоне около 3 - 10, около 3 - 5,5, около 8 - 10, около 4 - 9, около 5 - 8 или от 6 до около 7, например около 3, около 3,5, около 4, около 4,5, около 5, около 5,5, около 6, около 6,5, около 7, около 7,5, около 8, около 8,5, около 9, около 9,5 или около 10.

В тех случаях, когда плёнки PVOH согласно настоящему раскрытию предназначены для использования в упаковке рецептур, включающих агрессивные химические вещества, как в осуществлении настоящего раскрытия, упакованные рецептуры предпочтительно разработаны в соответствии со стандартами, установленными соответствующими регулирующими органами и/или законодательными органами или нормативными положениями, включая, помимо прочего, Предложение 65 штата Калифорния и Департамента здравоохранения штата Нью-Йорк. Таким образом, количество любых побочных продуктов загрязнения, содержащихся в плёнках PVOH по настоящему раскрытию, находится в пределах таких стандартов. Например, загрязнения, которые дают плёнки PVOH могут включать 1,4-диоксан. Используемые в описании термины «1,4-диоксан» и «диоксан» используются взаимозаменяемо. Диоксан может присутствовать в качестве примеси в некоторых ингредиентах плёнки, таких как синтетические пластификаторы и/или поверхностно-активные вещества, включая этиленоксидные группы (например, олигомерные полиолы, полиэтиленгликоли, полисорбаты и гидроксиэтилированные переработанные масла, такие как этоксилат лаурилового спирта). Не желая быть связанными теорией, полагают, что при получении поверхностно-активного вещества или пластификатора, содержащего этиленоксид, происходит полимеризация мономера этиленоксида, в ходе которой возможно образование некоторого количества диоксана в качестве побочного продукта. В этом случае диоксан трудно очистить от поверхностно-активных веществ и пластификаторов, и он может оставаться в нём в виде незначительной примеси. Соответственно, количество диоксана, присутствующего в водорастворимой плёнке, может быть ограничено путём ограничения количества поверхностно-активных веществ и пластификаторов, содержащих этиленоксид. В некоторых осуществлениях поверхностно-активное вещество, используемое в водорастворимых плёнках, может включать менее 1 масс. части на 100 масс. часть, менее 0,8 масс. части на 100 масс. часть или менее 0,5 масс. части на 100 масс. часть поверхностно-активного вещества, содержащего этиленоксид. В некоторых осуществлениях пластификатор, используемый в водорастворимых плёнках, может включать менее 20 частей на 100 масс. частей, менее 10 частей на 100 масс. частей, менее 5 частей на 100 масс. частей или менее 1 части на 100 мас. частей пластификаторов, содержащих оксид этилена. В осуществлениях водорастворимые плёнки, раскрытые в заявке, могут включать менее 10 ч/млн диоксана. В осуществлениях водорастворимые плёнки, раскрытые в заявке, могут включать менее 5 ч/млн диоксана. В осуществлениях водорастворимые плёнки, описанные в настоящем документе, могут включать около 0,0001 - 10 ч/млн диоксана, или около 0,0001 - 8 ч/млн, или около 0,0001 - 5 ч/млн, или около 0,0001 - 4 ч/млн, или около 0,0001 - 2 ч/млн, или около 0,0001 - 1 ч/млн, или около 0,001 - 2 ч/млн, или около 0,01 - 1 ч/млн.

Испытание на скорость пропускания паров влаги (MVTR)

Многослойное вододиспергируемое изделие в соответствии с изобретением может характеризоваться количеством влаги, прошедшей через изделие или его слои. Прохождение влаги через слой или слои можно измерить и описать с помощью скорости пропускания паров влаги (MVTR). MVTR измеряется как ежедневная масса воды, переносимая на единицу площади барьера (г H₂O/м²/сутки).

MVTR можно определить для каждого слоя подложки, слоя покрытия и многослойного вододиспергируемого изделия.

MVTR измеряют с использованием ASTM F-1249. Перед испытанием образцы выдерживают при температуре 23°С и относительной влажности 35% в течение не менее 8 часов и не более 48 часов, например, около 24 часов. Измерения проводят при температуре около 38°C и относительной влажности 50%, при этом слой покрытия является незащищённым от источника воды.

В осуществлениях многослойное вододиспергируемое изделие может иметь MVTR около 300 г H₂O/м²/сутки или менее, около 275 г H₂O/м²/сутки или менее, около 250 г H₂O/м²/сутки или менее, около 225 г H₂O/м²/сутки или менее, около 200 г H₂O/м²/сутки или H₂O/м²/сутки, около 175 г H₂O/м²/сутки или менее, около 150 г H₂O/м²/сутки или менее, около 125 г H₂O/м²/сутки или менее, около 100 г H₂O/м²/сутки или менее, около 90 г H₂O/м²/сутки или менее, около 80 г H₂O/м²/сутки или менее, около 70 г H₂O/м²/сутки или менее, около 60 г H₂O/м²/сутки или менее, около 20 г H₂O/м²/сутки или менее, или около 10 г H₂O/м²/сутки или менее, например, около 300 г H₂O/м²/сутки или менее, около 250 г H₂O/м²/сутки или менее, около 205 г H₂O/м²/сутки или менее, около 100 г H₂O/ H₂O/м²/сутки или менее, около 75 г H₂O/м²/сутки или менее, около 60 г H₂O/м²/сутки или менее, около 50 г H₂O/м²/сутки или менее, около 40 г H₂O/м²/сутки или менее, около 30 г H₂O/м²/сутки или менее, около 22 г H₂O/м²/сутки или менее, около 18 г H₂O/м²/сутки или менее, около 16 г H₂O/м²/сутки или менее, около 15 г H₂O/м²/сутки или менее, около 14 г H₂O/м²/сутки или менее, около 12 H₂O/м²/сутки или менее, около 10 г H₂O/м²/сутки или менее, около 8 г H₂O/м²/сутки или менее, около 7 г H₂O/м²/сутки или менее, около 5 г H₂O/м²/сутки или менее, около 3 г H₂O/м²/сутки или менее, около 2,5 г H₂O/м²/сутки или менее, около 1 г H₂O/м²/сутки или менее или около 0,5 г H₂O/м²/сутки или менее. В осуществлениях вододиспергируемое изделие может иметь MVTR в диапазоне около 0,05 - 60 г H₂O/м²/сутки, около 0,05 - 25 г H₂O/м²/сутки. день, около 0,05 - 22 г H₂O/м²/сутки, около 0,05 - 20 г H₂O/м²/сутки, около 0,05 - 18 г H₂O/м²/сутки, около 0,10 - 16 г H₂O/м²/сутки, около 0,15 - 14 г H₂O/м²/сутки, около 0,50 - 12 г H₂O/м²/сутки, около 0,75 - 10 г H₂O/м²/сутки, около 10 - 20 г H₂O/м²/сутки, около 12 - 18 г H₂O/м²/сутки, около 14 - 16 г H₂O/м²/сутки, около 0,05 - 10 г H₂O/м²/сутки, около 1 - 8 г H₂O/м²/сутки, около 2 - 6 г H₂O/м²/сутки или около 3 - 5 г H₂O/м²/сутки, например около 0,05, около 0,1, около 0,5, около 1, около 1,5, около 2, около 2,5, около 3, около 3,5, около 4, около 4,5, около 5, около 5,5, около 6, около 6,5, около 7, около 7,5, около 8, около 8,5, около 9, около 9,5, около 10, около 10,5, около 11, около 11,5, около 12, около 12,5, около 13, около 13,5, около 14, около 14,5, около 15, около 15,5, около 16, около 16,5, около 17, около 17,5 около 18, около 18,5, около 19, около 19,5, около 20, около 22, около 25, около 30, около 35, около 40, около 45, около 50, около 55 или около 60 г H₂O/м²/сутки. В осуществлениях, в которых композиция, содержащаяся в изделии, представляет собой средство для обработки воды, содержащее, например, агрессивные окислительные химикаты, MVTR вододиспергируемого изделия может находиться в диапазоне, например, около 4 - 20 г H₂O/м²/сутки, около 4 - 18 г H₂O/м²/сутки, около 4 - 15 г H₂O/м²/сутки, около 4 - 12 г H₂O/м²/сутки, около 4 - 10 г H₂O/м²/сутки, около 5 - 9 г H₂O/м²/сутки или 6 - 8 г H₂O/м²/сутки, например около 4, около 4,5, около 5, около 5,5, около 6, около 6,5, около 7, около 7,5, около 8, около 8,5, около 9, около 9,5, около 10, около 10,5, около 11, около 11,5, около 12, около 12,5, около 13, около 13,5, около 14, около 14,5, около 15, около 15,5, около 16, около 16,5, около 17, около 17,5, около 18, около 18,5, около 19, около 19,5 или около 20 г H₂O/м²/сутки, В осуществлениях, в которых композиция, содержащаяся в изделии, чувствительна к воде, то есть она гигроскопична или активируется водой, MVTR вододиспергируемого изделия может находиться в диапазоне, например, около 0,05 - 10 г H₂O/м²/сутки, около 0,1 - 8 г H₂O/м²/сутки, около 0,15 - 6 г H₂O/м²/сутки, около 0,05 - 5 г H₂O/м²/сутки, около 0,5 - 4 г H₂O/м²/сутки или около 1 - 3 г H₂O/м²/сутки, например, около 0,05, около 0,1, около 0,5, около 1, около 1,5, около 2, около 2,5, около 3, около 3,5, около 4, около 4,5, около 5, около 5,5, около 6, около 6,5, около 7, около 7,5, около 8, около 8,5, около 9, около 9,5 или около 10 г H₂O/м²/сутки. В осуществлениях MVTR вододиспергируемого изделия может находиться в диапазоне, например, около 60 - 300 г H₂O/м²/сутки, около 60 - 250 г H₂O/м²/сутки, около 70 - 205 г H₂O/м²/сутки, около 75 - 200 г H₂O/м²/сутки, около 100 - 200 г H₂O/м²/сутки, около 125 - 175 г H₂O/м²/сутки или около 140 - 150 г H₂O/м²/сутки. Преимущественно, изделия, имеющие MVTR в диапазоне около 60 - 300 г H₂O/м²/сутки, могут обеспечивать воздухопроницаемость мембраны, которая может позволить влаге проникать и/или выходить из изделия по мере необходимости. Одним подходящим примером такого изделия является пакет, изготовленный из описанной плёнки, где пакет содержит влагопоглотитель (например, силикагель), упакованный в него. Пакет может быть включён в упаковку других товаров, которые могут быть восприимчивы к воде, так что, когда влага проникает в упаковку, она будет поглощаться в пакет, содержащий влагопоглотитель, через плёнку, тем самым увеличивая срок хранения, например, упакованного товара.

Как правило, MVTR можно регулировать в зависимости от устойчивости упакованной(ых) композиции(й) к воде и/или влаге. Например, когда упакованная композиция представляет собой пищевой продукт с длительным сроком хранения, может быть подходящей MVTR до около 300 г H₂O/м²/сутки. Точно так же, если упакованная композиция представляет собой пищевой продукт с коротким сроком хранения, может быть подходящим значение MVTR менее около 60 г H₂O/м²/сутки.

В случае, когда плёнка приготовлена в виде отдельного слоя или изготовлена из смеси водорастворимого полимера и воска, MVTR водорастворимого полимера, плёнки или слоя подложки по отдельности может находиться в диапазон около 10 - 350 г H₂O/м²/сутки, около 50 - 300 г H₂O/м²/сутки, около 100 - 200 г H₂O/м²/сутки или около 125 - 175 г H₂O/м²/сутки, например, около 10, около 20, около 30, около 40, около 50, около 55, около 60, около 65, около 70, около 75, около 80, около 90, около 100, около 125, около 150, около 175, около 200, около 225, около 250, около 275, около 300, около 315, около 325 или около 350 г H₂O/м²/сутки. Без намерения быть связанным теорией считается, что MVTR может изменяться в зависимости от толщины такого слоя. То есть по мере увеличения толщины слоя полимер/подложка MVTR может уменьшаться, а по мере уменьшения толщины слоя полимер/подложка MVTR может увеличиваться.

В осуществлениях, в которых слой покрытия/воск приготовлен в виде отдельного слоя, слой покрытия/воск сам по себе может иметь MVTR, который по меньшей мере приблизительно на 0,05 г H₂O/м²/сутки меньше, чем MVTR слоя подложки. Например, слой покрытия/воск сам по себе может иметь MVTR, который по меньшей мере приблизительно на 0,05, 0,06, 0,07, 0,08, 0,09, 0,1, 0,25, 0,5, 0,75, 1,0, 1,5, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 или приблизительно на 20 г H₂O/м²/сутки меньше, чем MVTR слоя подложки.

При приготовлении в виде отдельного слоя MVTR слоя покрытия/воска по отдельности может находиться в диапазоне до около 20 г H₂O/м²/сутки или до около 10 г H₂O/м²/сутки, например MVTR слоя покрытия может составлять 0, около 0,05, около 0,1, около 0,25, около 0,5, около 0,75, около 1, около 2, около 3, около 4, около 5, около 6, около 7, около 8, около 9, около 10, около 11, около 12, около 13, около 14, около 15, около 16, около 17, около 18, около 19 или около 20 г H₂O/м²/сутки. Без намерения быть связанным теорией считается, что MVTR может изменяться в зависимости от толщины слоя покрытия/воска. То есть по мере увеличения толщины слоя покрытия/воска MVTR может уменьшаться, а по мере уменьшения толщины слоя покрытия/воска MVTR может увеличиваться.

Без намерения быть связанным теорией, считается, что MVTR многослойного вододиспергируемого изделия зависит от составов как подложки, так и слоёв покрытия, а также значений MVTR слоёв подложки и покрытия, и/или материалов, используемых для приготовления подложки и/или слоёв покрытия. То есть MVTR вододиспергируемого многослойного изделия не обязательно равна MVTR слоя покрытия, т.е. слоя с наименьшим теоретическим MVTR. Существенно, что при нанесении слоя покрытия, как полагают, не образует дискретный или иной отдельный слой, находящийся в контакте со слоем подложки. Вместо этого слой покрытия может запутываться, сплавляться, переплетаться, смешиваться или иным образом ассоциироваться с поверхностью слоя подложки, создавая интерактивный барьер на слое подложки, который может вносить вклад, наряду с самим слоем подложки, в скорость проникновения паров влаги изделия. Соответственно считается, что MVTR полученного многослойного изделия зависит от MVTR как слоя подложки, так и слоя покрытия, а также материалов и композиций, используемых для формирования указанных слоёв.

Прозрачность/Желтизна

Вододиспергируемое многослойное изделие может характеризоваться своей прозрачностью и/или желтизной. В частности, изделие может характеризоваться своей прозрачностью и/или желтизной после кондиционирования в течение 8 недель при температуре 38°C и относительной влажности 80%. Прозрачность и/или желтизна изделия определяется по абсолютным значениям b* с использованием цветовой шкалы L*a*b* путём измерения исключённого спектра (SPEX) с использованием источника света F12 и углом наблюдения 10° стандартного наблюдателя, как это хорошо известно в данной области техники.

В осуществлениях вододиспергируемое многослойное изделие имеет абсолютное значение b* равное 5 или менее после кондиционирования в течение 8 недель в окружающей среде при 38°C и относительной влажности 80%. Например, вододиспергируемое многослойное изделие может иметь абсолютное значение b*, например, 0, около 0,1, около 0,25, около 0,5, около 0,75, около 1,0, около 1,25, около 1,5, около 1,75, около 2,0, около 2,5, около 2,75, около 3, около 3,25, около 3,5, около 3,75, около 4,0, около 4,25, около 4,5, около 4,75 или около 5,0. В осуществлениях абсолютное значение b* не превышает около 3,75 после кондиционирования в течение 8 недель при температуре 38°C и относительной влажности 80%. В осуществлениях абсолютное значение b* не превышает около 2,5 после кондиционирования в течение 8 недель при температуре 38°C и относительной влажности 80%.

Абсолютное значение b* может быть преобразовано в традиционные значения индекса желтизны (YI) с использованием метода, такого как описанный в ASTM E313-15 «Стандартная практика расчёта индексов желтизны и белизны на основе инструментально измеренных координат цвета».

Тест на коэффициент трения (COF)

Метод коэффициента трения испытывает трение двух образцов материала, которые трутся друг о друга; измеряется сила, необходимая для перемещения одной части относительно другой. Сила при начале движения салазок (статическое трение) и сила, удерживающая салазки в движении (динамическое трение), измеряются тензодатчиком с использованием стандарта ASTM D1894 «Испытание на трение пластиковой плёнки и листового материала». Коэффициент трения может быть измерен для слоя подложки отдельно, слоя покрытия отдельно или изделия, содержащего как слой подложки, так и слой покрытия.

Тест, описанный в данном документе, предназначен для измерения коэффициента трения поверхности слоя покрытия изделий в соответствии с изобретением, таких как плёнки. В методе используется приспособление для измерения коэффициента трения Instron® модели 2810-005 или эквивалентное, репрезентативная схема которого показана на фиг. 2, и испытательная машина Instron® модели # 5543 или эквивалентная.

Устройство для испытаний включает фрикционное приспособление 10, на которое опираются фрикционные салазки 12 с закрепленным на ней образцом плёнки 14. Салазки 12 соединены с верхним захватом 18 с помощью натяжного шнура 20, который входит в зацепление со шкивом 22, прикреплённым к фрикционному приспособлению 10. Нижняя муфта 24 крепит приспособление для испытаний к испытательной машине Instron® (не показана).

В соответствии с программой Blue Hill по методу Instron®: «Система: ищет данные от начального значения до конечного значения на указанном канале для нахождения максимального значения; определяет первую точку данных, которая увеличивается и уменьшается на процент от максимального значения, и выбирает эту точку в качестве первого пика; использует следующее уравнение для определения коэффициента статического трения: статическое трение = первый пик/вес салазок; использует следующее уравнение для расчёта средней нагрузки области от первого пика до конечного значения: средняя нагрузка = энергия/изменение растяжения; и использует следующее уравнение для определения коэффициента динамического трения: динамическое трение = средняя нагрузка/вес салазок».

Образец для испытаний должен состоять из образцов, имеющих размеры (квадрат 5 дюймов на 5 дюймов (12,7 см на 12,7 см) для салазок и прямоугольник 5 дюймов на 8 дюймов (12,7 см на 20,3 см) для поверхности, чтобы сформировать тестовую область. Хотя считается, что толщина плёнки не влияет на статический коэффициент трения, плёнка может иметь толщину 3,0 ± 0,1 мил (или 76,2 ± 2,5 мкм). Образцы, например, можно вырезать с помощью лезвия бритвы и шаблонов соответствующих размеров. Когда применимо, образец должен быть вырезан так, чтобы длинная часть была параллельна машинному направлению отливаемой плёнки. Опять же, когда это применимо, направление образца 5 дюймов x 5 дюймов должно быть отмечено и ориентировано в испытании так, чтобы направление, в котором тянут салазки, было параллельно направлению движения образца плёнки.

Образец для испытаний должен быть кондиционирован при температуре 75°F ± 5°F и относительной влажности 35% ± 5% не менее чем за 8 часов до испытания, и испытание проводится при той же температуре и условиях относительной влажности.

Процедура установки устройства для определения COF

1. Вынимают шплинт из верхнего зажимного устройства для измерения коэффициента трения Instron® модели 2810-005 и снимают его.

2. Вынимают шплинт из верхнего зажимного устройства и снимают его.

3. Помещают нижнюю муфту фрикционного приспособления на базовый адаптер испытательной машины Instron® модели № 5543.

4. Фиксируют его штифтом.

5. Надевают петлю с одного конца шнура на верхний штифт и устанавливают на место фиксирующий зажим.

6. Калибровка испытательной машины модели № 5543

7. Надевают петлю на другом конце шнура на крюк фрикционных салазок.

8. Проверяют, что шкив может свободно вращаться.

9. Перемещают салазки до тех пор, пока тяговый шнур не будет провисать и не будет ориентирован в канавке вокруг шкива.

10. Располагают подвижную траверсу (верхняя часть) приспособления для измерения коэффициента трения Instron® модели 2810-005 так, чтобы оставалось достаточно места для перемещения фрикционных салазок на все 50 мм тестируемого участка, не достигая касания салазок с шкивом.

11. Шнур сохраняют натянутым во время движения траверсы.

12. С помощью ручки JOG на панели управления Instron #5543 устанавливают предел выдвижения таким образом, чтобы дальний конец фрикционных салазок не выходил за заднюю плоскость (плоскость, перпендикулярную оси движения и наиболее удалённую от шкива) приспособления фиксации трения. Нажимают кнопку GL, чтобы установить ограничение хода. Это предотвращает столкновение фрикционных салазок со шкивом во время испытания и обеспечивает корректное измерение коэффициента трения исследуемого образца.

13. Теперь приспособление готово к тестированию.

Процедура размещения образца

1. Помещают образец поверхности на алюминиевом фрикционном фиксаторе в соответствующей ориентации.

2. Плотно натягивают образец поверхности на края алюминиевой поверхности и прикрепляют образец скотчем к нижней стороне фрикционного фиксатора.

3. Важно приклеить ленту к самому дальнему от муфты концу фрикционного фиксатора, чтобы избежать заедания салазок на поверхности.

4. Проверяют, что материал натянут, но не растянут.

5. Оборачивают фрикционные салазки образцом размером 5X5 дюймов.

6. Наклеивают ленту в нахлёст передней кромки на верхнюю часть салазок, убедившись, что нет лишнего материала, который может прилипнуть к образцу поверхности.

7. Приклеивают другие края образца к фрикционным салазкам, чтобы убедиться, что образец натянут на исследуемой контактной поверхности.

8. Проверяют, что лента не попала между исследуемой поверхностью на салазках и фрикционным фиксатором.

9. Образцы на поверхности трения и на фрикционных салазках должны быть натянуты, без складок и вздутий; это приведёт к ошибкам в измерении коэффициента трения.

10. Осматривают салазки, чтобы убедиться, что посторонние предметы не касаются проверяемых поверхностей.

11. Прикрепляют салазки к шнуру и очень легко и аккуратно помещают салазки на фрикционный стол, чтобы предотвратить возникновение ненужной связи между двумя образцами. Немедленно начинают испытание.

12. Проверяют, что при полном выдвижении салазки полностью расположены над образцом, помещённым на фрикционном фиксаторе, не касаются ленты и не свешиваются с края фрикционного фиксатора.

Выполнение испытания COF

1. Испытывают не менее трёх образцов в требуемой ориентации (например, сторона слоя покрытия или сторона слоя подложки).

2. Ориентация слоя покрытия плёнки должна соответствовать образцу плёнки, помещённому на алюминиевую испытательную поверхность, а сторона слоя подложки для испытаний должна состоять из материала, обернутого вокруг салазок.

3. Обязательно надевают неопудренные влагозащитные перчатки при работе с образцами плёнки; порошок или влага могут поставить под угрозу точность теста.

4. Отрезают образец, как описано выше, т.е. используя шаблон.

5. Помещают фрикционные салазки, обернутые первым образцом, на самый дальний от шкива конец фрикционного фиксатора.

6. Проверяют, что шнур натянут.

7. Открывают тест «Коэффициент трения» под названием «COF.im ptf» на экране тестирования.

8. Нажимают кнопку запуска на экране, чтобы начать тест.

9. По завершении испытанию образца нажимают «ОК», возвращают фрикционные салазки в исходное положение и заменяют образец плёнки на фрикционных салазках и фиксаторе. Повторяют испытание.

Изделие может характеризоваться статическим коэффициентом трения в диапазоне 4,0 или менее, или 2,0 или менее, или 1,5 или менее, или 1,25 или менее, или 1,0 или менее, например, 1,0, 0,9, 0,8, 0,7, 0,6 и даже менее. В другом аспекте статический коэффициент трения может быть менее 4,0, или менее около 2,4, или менее 2, или менее 1.

В одном аспекте изделие может характеризоваться наличием статического коэффициента трения менее 0,45, пределом прочности при растяжении в диапазоне 40 - 60 МПа и пределом прочности на разрыв в диапазоне 1000 - 2100 г/мил, или 1150 - 2100 г/мил.

Измерения прочности на отрыв

Как описано, многослойное вододиспергируемое изделие в соответствии с изобретением может представлять собой плёнку. Многослойная плёнка может быть термосвариваемой. Используемый в описании термин «термосвариваемый» характеризуется многослойной плёнкой, имеющей прочность на отрыв по меньшей мере 10 Н. Прочность на отрыв, по меньшей мере 10 Н, указывает на разрушение плёнки, то есть на отрыв или разрыв плёнки, а не на отрыв от герметизированных плёнок.

Измерения прочности на отрыв проводят с использованием MSTM-133, который включает ASTM D 1876 (Т-тест на отрыв) и ASTM D 903-98.

Для определения прочности на отрыв образцы для испытаний готовят путем вырезания шести листов плёнки размером 4” x 5”. На один лист с верхней матовой поверхностью вверх накладывается другой лист так, чтобы две матовые поверхности соприкасались друг с другом. Это даёт матово-матовую ориентацию. Плёнка (состоящая из двух листов) вставляют в губки термосварщика TS-12 и герметизируется при соответствующей температуре термосваривания. Чтобы определить подходящую температуру термосварки для конкретной плёнки, несколько образцов вырезают и анализируют в диапазоне температур термосварки. Образцы анализируются при температуре с шагом 5 - 10°F (2,8 - 5,6°C). Герметизацию повторяют до тех пор, пока не будет достигнута температура, обеспечивающая качественную герметизацию. Качественная герметизация может быть охарактеризована тем, что два листа не отделяются друг от друга с усилием вручную, а листы не пузырятся и не горят в месте сварки. При достижении качественной герметизации образцы готовят для всех ориентаций, например, от матовой к матовой, от глянцевой к глянцевой и от матовой к глянцевой.

Для испытания на отрыв расстояние между резиновыми губками, все четыре из которых являются плоскими и квадратными, составляет 0,25 дюйма (0,39 см). Три (или более) образца шириной 1 дюйм (2,54 см) вырезают в машинном направлении (MD). Не скреплённые края каждого образца помещают в губки испытательной машины, следя за тем, чтобы образец был выровнен с губками и параллелен им, а также чтобы образец не был слишком сильно натянут в захватах испытательного устройства. Нагрузка уравновешивается, и тест начинается в соответствии с инструкциями производителя устройства. В конце испытания растягивающая сила (в Н), необходимая для разрыва или разделения слоёв, регистрируется как прочность на отрыв. Аналогичным образом, для определения прочности на растяжение три (или более) отдельных листовых образца шириной 1 дюйм (2,54 см) помещают в машину для испытания на растяжение и анализируют для определения пиковой прочности плёнки (в Н).

Испытание на прочность на растяжение и испытание на удлинение (ASTM D 882)

Кроме того, когда вододиспергируемое изделие в соответствии с изобретением находится в форме плёнки, плёнка может быть охарактеризована или испытана на прочность на растяжение в соответствии с испытанием на прочность на растяжение, а удлинение при разрыве в соответствии с испытанием на удлинение анализируется следующим образом. Процедура включает определение предела прочности при растяжении и определение относительного удлинения при разрыве в соответствии со стандартом ASTM D 882 («Стандартный метод испытаний свойств тонкого пластикового листа на растяжение») или его эквивалентом. Для получения данных о плёнке используется прибор для испытаний на растяжение INSTRON® (прибор для испытаний на растяжение модели 5544 или аналогичный). Минимум три испытуемых образца, каждый из которых вырезается надежными режущими инструментами для обеспечения стабильности размеров и воспроизводимости, испытываются в машинном направлении (MD) (где применимо) для каждого измерения. Испытания проводят в стандартной лабораторной атмосфере при температуре 23 ± 2,0°С и относительной влажности 35 ± 5%. Для определения прочности на растяжение или относительного удлинения при разрыве готовят образцы листа одинарной плёнки шириной 1 дюйм (2,54 см) и толщиной 3,0 ± 0,15 мил (или 76,2 ± 3,8 мкм). Затем образец кондиционируют в течение 8 недель при температуре 38°C и относительной влажности 80%. Затем образец переносят в машину для испытаний на растяжение INSTRON® для продолжения испытаний при минимальном воздействии среды с относительной влажностью 35%. Машину для испытаний на растяжение, оснащённую тензодатчиком на 500 Н и откалиброванную, подготавливают в соответствии с инструкциями производителя. Устанавливают соответствующие захваты и поверхности (захваты INSTRON® с лицевой стороной модели 2702-032, с резиновым покрытием и шириной 25 мм или эквивалентные). Образцы помещают в машину для испытаний на растяжение и анализируют для определения удлинения при разрыве (т.е. где применим модуль Юнга) и прочности на растяжение (т.е. напряжения, необходимого для разрыва плёнки).

Подходящее поведение плёнок в соответствии с изобретением отмечено значениями прочности на растяжение (в машинном направлении (MD)) по меньшей мере около 20 МПа, измеренными с помощью теста на прочность на растяжение. В различных осуществлениях плёнка имеет значение прочности на разрыв по меньшей мере 20 МПа и/или до около 100 МПа (например, около 20, около 40, около 60, около 80 или около 100 МПа).

Подходящее поведение плёнок в соответствии с изобретением отмечено значениями удлинения при разрыве (в машинном направлении), составляющими по меньшей мере около 50% при измерении с использованием испытательной машины INSTRON®. В различных осуществлениях плёнка имеет значение удлинения при разрыве по меньшей мере 50% и/или до около 700% (например, около 50%, около 100%, около 200%, около 225%, около 250%, около 300%, около 400%, около 425%, около 450%, около 475%, около 500%, около 600% или около 700%).

Испытание на химическую стабильность

Совместимость вододиспергируемых изделий с химическими веществами можно определить путём оценки диспергируемости изделия после воздействия химических веществ. Многослойные вододиспергируемые изделия изготавливают требуемой толщины, а пакеты, включающие химическую композицию, контактирующую с изделием, формируют в соответствии с любым подходящим способом, например, вертикальным формованием, наполнением и запечатыванием, литьём под давлением, наполнением и герметизацией или термоформованием и герметизацией, как описано выше.

Изделия, содержащие химическую композицию, хранят в условиях окружающей среды (23°C и относительной влажности 35%), при 38°C и относительной влажности 10% или при 38°C и относительной влажности 80%. Условия могут быть выбраны для имитации реальных условий хранения изделий с единичными дозами. Образцы хранятся 14 дней (2 недели), 28 дней (4 недели), 42 дня (6 недель) и 56 дней (8 недель).

По прошествии требуемого времени хранения стабильность изделия по отношению к химической композиции определяют измерением времени дезинтеграции и растворения с использованием MSTM 205, описанного ниже.

Тест на растворение и дезинтеграцию (модифицированный MSTM 205)

Изделие может быть охарактеризовано или протестировано на время растворения и время дезинтеграции в соответствии с модифицированным методом тестирования MonoSol 205 (MSTM 205), известным в данной области техники. См., например, US 7,022,656.

Аппаратура и материалы:

1. Стакан на 500 мл

2. Магнитная мешалка (Labline Model No. 1250 или аналогичная)

3. Магнитный перемешивающий элемент (5 см)

4. Термометр (от 0 до 100°C ± 1°C)

5. Шаблон из нержавеющей стали (3,8 см x 3,2 см)

6. Таймер (0 – 300 секунд, с точностью до секунды)

7. Крепление для слайдов Polaroid 35 мм (или эквивалентное)

8. Рамки диапозитива MonoSol 35 мм (или аналогичная)

9. Дистиллированная вода

Для каждого тестируемого изделия вырезают три образца для испытаний из образца изделия с использованием шаблона из нержавеющей стали (т.е. образец размером 3,8 см x 3,2 см). При вырезании из полотна плёнки образцы следует вырезать из участков полотна, равномерно расположенных вдоль поперечного направления полотна. Затем каждый испытуемый образец анализируют, используя следующую процедуру.

1. Фиксируют каждый образец в отдельной рамке диапозитива 35 мм.

2. Наполняют химический стакан 500 мл дистиллированной воды. Измеряют температуру воды термометром и, при необходимости, нагревают или охлаждают воду, чтобы поддерживать температуру на уровне 20°C (68°F).

3. Отмечают высоту водяного столба. Помещают магнитную мешалку на основание держателя. Помещают стакан на магнитную мешалку, добавляют в стакан магнитный перемешивающий элемент, включают мешалку и регулируют скорость перемешивания до тех пор, пока не образуется вихрь, который составляет около одной пятой высоты водяного столба. Отмечают глубину вихря.

4. Закрепляют 35-мм рамку диапозитива в зажиме типа «крокодил» 35-мм рамки диапозитива слайд-держателя так, чтобы длинный конец рамки диапозитива был параллелен поверхности воды. Регулятор глубины держателя должен быть установлен таким образом, чтобы при падении конец зажима находился на 0,6 см ниже поверхности воды. Одна из коротких сторон рамки диапозитива должна располагаться рядом со стенкой стакана, а другая располагалась непосредственно над центром перемешивающего элемента таким образом, чтобы поверхность предмета была перпендикулярна потоку воды.

5. Одним движением опускают закреплённую рамку диапозитива и зажим в воду и запускают таймер. Дезинтеграция происходит, когда изделие распадается на части. Через 300 секунд поднимают рамку диапозитива из воды, продолжая следить за раствором на наличие не растворившихся фрагментов изделия. Растворение происходит, когда все фрагменты изделия перестают быть видимыми и раствор становится прозрачным. Если плёнка не полностью растворилась в рамке диапозитива, обращают внимание на приблизительный процент (%) площади поверхности плёнки, оставшейся нетронутой на рамке диапозитива: 0 – 25%, 25 – 50%, 50 – 75% или 75 – 100%. Это называется процентом остатка (%).

Результаты должны включать следующее: полную идентификацию образца; индивидуальные и средние времена дезинтеграции и растворения; и температуру воды, при которой были испытаны образцы.

Время дезинтеграции изделия (I) и время растворения изделия (S) можно скорректировать для стандартной или эталонной толщины изделия с использованием экспоненциальных алгоритмов, показанных ниже в уравнении 1 и уравнении 2 соответственно.

I_{корректированная} = I_{измеренная} x (эталонная толщина/измеренная толщина) ^1,93 … [1]

S_{корректированная} = S_{измеренная} x (эталонная толщина/измеренная толщина) ^1,83 ... [2]

[00183] Конкретно предполагаемые осуществления раскрытия описаны в следующих пронумерованных параграфах. Эти осуществления носят иллюстративный характер и не предназначены для ограничения.

[00184] Многослойное вододиспергируемое изделие, необязательно плёнка, включающая полимерный слой, включающий водорастворимый полимер, и слой воска, включающий воск, при этом воск присутствует в количестве в диапазоне около 5 - 200 масс. частей, на 100 масс. частей водорастворимого полимера, и вододиспергируемое изделие имеет скорость пропускания паров влаги (MVTR) около 60 - 300 г H₂O/м²/сутки.

[00185] Многослойное вододиспергируемое изделие по пункту [00184], в котором воск выбран из группы, состоящей из парафинового воска, микрокристаллического воска, натурального нефтяного воска, синтетического нефтяного воска, карнаубского воска, канделильского воска, пчелиного воска и их смеси.

[00186] Многослойное вододиспергируемое изделие по пунктам [00184] или [00185], в котором полимерный слой или восковой слой дополнительно включает один или несколько веществ из окисленного полиэтилена, минерального масла, древесной канифоли, шеллака, триглицерида, льняного масла, кукурузного масло, масла канолы, конопляного масла, кокосового масла, немодифицированного поливинилового спирта, поливинилового спирта, модифицированного анионной группой, полиакриламида, поли(акриловой кислоты), поли(метакриловой кислоты), поливинилпирролидона, полимеров четвертичного аммония, поливинилацетата, этиленвинилового спирта, альгината, полисахарида, белка, белок с контролируемым рН, древесное массы, недревесной массы, нетканого волокна, натурального пеноматериала, синтетического пеноматериала и их производных.

[00187] Многослойное вододиспергируемое изделие по любому из пп. [00184]-[00186], в котором водорастворимый полимер включает поливиниловый спирт, полиакриламид, поли(акриловую кислоту), поли(метакриловую кислоту), поливинилпирролидон, полимеры четвертичного аммония, эфир целлюлозы или их смесь.

[00188] Многослойное вододиспергируемое изделие по пункту [00187], в котором водорастворимый полимер включает немодифицированный поливиниловый спирт.

[00189] Многослойное вододиспергируемое изделие по пункту [00187] или [00188], в котором водорастворимый полимер включает смолу на основе модифицированного анионной группой поливинилового спирта, модифицированную одной или несколькими группами, включающими итаконовую кислоту, монометилмалеат, аминопропиловый спирт, сульфонат, малеиновую кислоту, малеиновый ангидрид, н-винилпирролидон, н-винилкапролактам и их производные.

[00190] Многослойное вододиспергируемое изделие по пункту [00189], в котором модифицированный анионной группой поливиниловый спирт включает поливиниловый спирт, модифицированный монометилмалеатом.

[00191] Многослойное вододиспергируемое изделие по пункту [00189] или [00190], в котором поливиниловый спирт, модифицированный анионной группой, включает по меньшей мере 0,5% мол. модифицирующей анионной группы.

[00192] Многослойное вододиспергируемое изделие по пунктам [00189] - [00191], в котором поливиниловый спирт, модифицированный анионной группой, включает около 1,0 - 4,0% мол. модифицирующей анионной группы.

[00193] Многослойное вододиспергируемое изделие по пунктам [00189] - [00192], в котором поливиниловый спирт, модифицированный анионной группой, включает около 1,0 - 3,5% мол. модифицирующей анионной группы.

[00194] Многослойное вододиспергируемое изделие по пунктам [00187] - [00193], в котором поливиниловый спирт имеет степень гидролиза по меньшей мере 88% мол.

[00195] Многослойное вододиспергируемое изделие по пунктам [00187] - [00194], в котором поливиниловый спирт имеет степень гидролиза в диапазоне от 90% мол. до менее чем 99% мол.

[00196] Многослойное вододиспергируемое изделие по пунктам [00187] - [00195], в котором поливиниловый спирт имеет вязкость 4% водного раствора при 20°C по меньшей мере около 6 сП.

[00197] Многослойное вододиспергируемое изделие по пункту [00187] - [00196], в котором водорастворимый полимер включает простой эфир целлюлозы.

[00198] Многослойное вододиспергируемое изделие по пункту [00197], в котором простой эфир целлюлозы включает карбоксиметилцеллюлозу.

[00199] Многослойное вододиспергируемое изделие по пункту [00184] - [00198], в котором изделие включает первую поверхность и вторую поверхность, противоположную первой поверхности, при этом первая поверхность включает полимерный слой, а вторая поверхность включает восковой слой.

[00200] Многослойное вододиспергируемое изделие по пункту [00184] - [00199], в котором вододиспергируемое изделие имеет форму пакета, определяющего внутренний объём пакета, имеющего внутреннюю поверхность, обращенную к внутреннему объёму пакета, и внешняя поверхность находится напротив внутренней поверхности и слой воска образует по меньшей мере, часть внешней поверхности пакета.

[00201] Многослойное вододиспергируемое изделие по пункту [00184] - [00200], в котором вододиспергируемое изделие имеет форму пакета, определяющего и внутренний объём пакета, имеющего внутреннюю поверхность, обращённую к внутреннему объёму пакета, и внешняя поверхность находится напротив внутренней поверхности, а восковой слой образует по меньшей мере часть внутренней поверхности пакета.

[00202] Многослойное вододиспергируемое изделие по пункту [00184] - [00201], включающее промежуточную область, расположенную между полимерным слоем и восковым слоем, причём промежуточная область включает смесь водорастворимого полимера и воск.

[00203] Многослойное вододиспергируемое изделие по пункту [00184] - [00202], в котором полимерный слой или восковой слой дополнительно включает пластификатор.

[00204] Многослойное вододиспергируемое изделие по пункту [00203], в котором пластификатор включает глицерин, диглицерин, пропиленгликоль, дипропиленгликоль, этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, полиэтиленгликоль с молекулярной массой до 400, сорбит, 2-метил-1,3-пропандиол, этаноламины, триметилолпропан (ТМП), простой полиэфир полиола, изомальт, мальтит, ксилит, эритрит, адонит, дульцит, пентаэритрит, маннит или их комбинацию.

[00205] Многослойное вододиспергируемое изделие по пункту [00184] - [00204], в котором полимерный слой или восковой слой дополнительно включает наполнитель, поверхностно-активное вещество, антиадгезив, антиоксидант, агент, улучшающий скольжение, диспергатор или их комбинацию.

[00206] Многослойное вододиспергируемое изделие по пункту [00204] - [00205], в котором пластификатор, наполнитель, поверхностно-активное вещество, антиадгезив, антиоксидант, агент, улучшающий скольжение, диспергатор или их комбинацию смешивают с водорастворимым полимером.

[00207] Многослойное вододиспергируемое изделие по пункту [00184] - [00206], в котором воск представляет собой восковую эмульсию, включающую около 5 - 30% масс. воска.

[00208] Многослойное вододиспергируемое изделие по пункту [00184] - [00207], в котором воск включает твёрдый парафин, пчелиный воск или их комбинацию.

[00209] Многослойное вододиспергируемое изделие по пункту [00184] - [00208], в котором воск представляет собой смесь двух или более различных восков.

[00210] Многослойное вододиспергируемое изделие по пункту [00208] или [00209], в котором воск включает около 10 - 90% масс. парафинового воска и около 10 - 90% масс. пчелиного воска относительно общей массы воска.

[00211] Многослойное вододиспергируемое изделие по пункту [00184] - [00210], в котором воск имеет температуру плавления в диапазоне около 40 - 100°C.

[00212] Многослойное вододиспергируемое изделие по пункту [00184] - [00211], причём изделие имеет скорость пропускания паров влаги (MVTR) в диапазоне около 60 - 250 г. H₂O/м²/сутки.

[00213] Многослойное вододиспергируемое изделие по пункту [00184] - [00212], причём изделие имеет скорость пропускания паров влаги (MVTR) в диапазоне около 60 - 205 г. H₂O/м²/сутки.

[00214] Многослойное вододиспергируемое изделие по пункту [00184] - [00213], причём изделие имеет скорость пропускания паров влаги (MVTR) в диапазоне около 60 - 150 г. H₂O/м²/сутки.

[00215] Многослойное вододиспергируемое изделие по пункту [00184] - [00214], причём изделие имеет скорость пропускания паров влаги (MVTR) в диапазоне около 60 - 100 г. H₂O/м²/сутки.

[00216] Многослойное вододиспергируемое изделие по пункту [00184] - [00215], в котором водорастворимый полимер включает смесь смолы на основе немодифицированного поливинилового спирта и карбоксиметилцеллюлозы, а воск включает восковую эмульсию, включающую пчелиный воск, полисорбат 80 и воду.

[00217] Способ изготовления многослойного вододиспергируемого изделия, включающий:

смешивание водорастворимого полимера и восковой эмульсии для получения первичной композиции; и,

литьё или экструдирование первичной композиции для получения многослойного вододиспергируемого изделия, при этом вододиспергируемое изделие имеет скорость пропускания паров влаги (MVTR) около 60 - 300 г H₂O/м²/сутки.

[00218] Способ по пункту [00217], в котором водорастворимый полимер выбран из одного или нескольких веществ из группы, состоящей из поливинилового спирта, полиакриламида, поли(акриловой кислоты), поли(метакриловой кислоты), поливинилпирролидона, полимеров четвертичного аммония и эфира целлюлозы.

[00219] Способ по пункту [00218], в котором водорастворимый полимер включает немодифицированный поливиниловый спирт.

[00220] Способ по пункту [00218] или [00219], в котором водорастворимый полимер включает смолу на основе модифицированного анионной группой поливинилового спирта, модифицированную одной или несколькими группами итаконовой кислоты, монометилмалеата, аминопропилсульфоната, малеиновой кислоты, малеинового ангидрида, н-винилпирролидона, н-винилкапролактама и их производными.

[00221] Способ по пункту [00220], в котором поливиниловый спирт, модифицированный анионной группой, включает по меньшей мере 0,5% мол. модифицирующей анионной группы.

[00222] Способ по пункту [00220] или [00221], в котором поливиниловый спирт, модифицированный анионной группой, включает около 1,0 - 4,0% мол. модифицирующей анионной группы.

[00223] Способ по пункту [00220] - [00222], в котором поливиниловый спирт, модифицированный анионной группой, включает около 1,0 - 3,5% мол. модифицирующей анионной группы.

[00224] Способ по пункту [00218] - [00223], в котором степень гидролиза поливинилового спирта составляет по меньшей мере 88% мол.

[00225] Способ по пункту [00218] - [00224], в котором степень гидролиза поливинилового спирта находится в диапазоне от 90% мол. до менее 99% мол.

[00226] Способ по пункту [00218] - [00225], в котором вязкость 4% водного раствора поливинилового спирта при 20°C составляет по меньшей мере около 6 сП.

[00227] Способ по пункту [00218] - [00226], в котором водорастворимый полимер включает простой эфир целлюлозы.

[00228] Способ по пункту [00227], в котором простой эфир целлюлозы включает карбоксиметилцеллюлозу.

[00229] Способ по пункту [00217] - [00228], в котором восковая эмульсия включает парафиновый воск, пчелиный воск или их комбинацию.

[00230] Способ по пункту [00229], в котором восковая эмульсия включает парафиновый воск, пчелиный воск или их комбинацию в количестве в диапазоне около 5 - 30% масс. относительно общей массы восковой эмульсии.

[00231] Способ по пункту [00217] - [00230], дополнительно включающий смешивание водорастворимого полимера и восковой эмульсии с одним или несколькими дополнительными компонентами из группы, включающей пластификатор, наполнитель, поверхностно-активное вещество, антиадгезив, антиоксидант, агент, улучшающий скольжение, и диспергатор для получения основной композиции.

[00232] Способ по пункту [00231], в котором пластификатор включает глицерин, диглицерин, пропиленгликоль, дипропиленгликоль, этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, полиэтиленгликоль с молекулярной массой до 400, сорбит, 2-метил-1,3-пропандиол, этаноламины, триметилолпропан (ТМП), простой полиэфир полиола, изомальт, мальтит, ксилит, эритрит, адонит, дульцит, пентаэритрит, маннит или их комбинацию.

[00233] Способ по пункту [00231] или [00232], в котором пластификатор включает сорбит, ксилит или их комбинацию.

[00234] Способ по пункту [00231] - [00233], в котором пластификатор присутствует в первичной композиции в количестве в диапазоне около 10 - 25 масс. частей на 100масс. частей водорастворимый полимер.

[00235] Способ по пункту [00217] - [00234], в котором восковая эмульсия присутствует в основной композиции в количестве в диапазоне около 70 - 200 масс. частей на 100 масс. частей. водорастворимого полимера.

[00236] Способ по пункту [00235], в котором восковая эмульсия содержится в первичной композиции в количестве в диапазоне около 90 - 120 масс. частей на 100 масс. частей водорастворимого полимера.

[00237] Многослойные вододиспергируемые изделия в соответствии с изобретением можно лучше понять в свете следующих примеров, которые предназначены только для иллюстрации многослойных диспергируемых в воде изделий и никоим образом не предназначены для ограничения объёма притязаний.

Примеры

Пример 1. Формирование и характеристика многослойного вододисперсионного изделия из слоя подложки и слоя покрытия

Вододиспергируемые слои подложки, включающие (A) сополимеры PVOH/монометилмалеата (МММ) или (B) гомополимеры PVOH, получают путём отливки из раствора и сушки. Слои подложки на основе гомополимера PVOH дополнительно включают глицерин, пропиленгликоль, сорбит и ксилит в качестве пластификаторов в общем количестве около 50 масс. частей (~30% масс. слоя), целлюлозу и другие различные добавки. Слои подложки на основе сополимера PVOH/МММ дополнительно включают глицерин, сорбит и диглицерин в качестве пластификаторов в общем количестве около 7,5 масс. частей (~6,6% масс. слоя), крахмал и другие различные добавки. Слои подложки имеют толщину, представленную в таблицах 1 и 2.

Слои подложки покрыты различными слоями покрытия с указанной толщиной и массой, указанными в таблицах 1 и 2. Композиции слоёв покрытия включают 100% масс. эмульсии парафинового воска (AQUACER 494), 100% масс. эмульсии пчелиного воска (ПЧЕЛИНОЕ МОЛОКО), смесь 50% масс. парафина и 50% масс. эмульсии пчелиного воска и 100% масс. монометилмалеата поливинилового спирта, имеющего модификацию около 1,7 мол.%, вязкость 4% масс. водного раствора составляет около 26 сП и степень гидролиза около 90%. AQUACER 494 представляет собой эмульсию парафинового воска, содержащую около 50% парафинового воска и около 2% стеарата и этоксилированного моностеарата сорбитана, а остальное составляет вода. ПЧЕЛИНОЕ МОЛОКО представляет собой эмульсию пчелиного воска (55% масс. твёрдого вещества), содержащую около 10 - 15% пчелиного воска, 10 - 15% кунжутного масла и не более 9% гидрированного лецитина, стеарата сорбитана, каприлолгликоля, феноксиэтанола и гексиленгликоля, остальное вода. Слои покрытия расплавляют и наносят на слой подложки с помощью спирального валикового скребка, как указано в таблице 2. Если не указан спиральный валиковой скребок, слой покрытия готовят отдельно окунанием в раствор и высушиванием, а затем наносят на слой подложки путём прессования слоя покрытия к слою подложки, например, путём ламинирования.

Все значения в таблицах 1 - 4 представлены как среднее значение для 3 образцов, за исключением значений проницаемости. Значения проницаемости являются результатом одиночных измерений.

Таблица 1. Состав слоя подложки

Слой подложки Тип % масс. PVOH % масс. пластификатора (масс. частей) Толщина слоя подложки (мкм) A PVOH/MMM сополимер 90 6.6 50,8 B PVOH гомополимер 56 30 50,8

Таблица 2. Композиции изделия

Изделие Слой подложки Композиция покрытия Спиральный валиковый скребок Толщина покрытия (мкм) Масса покрытия (г/м²) Толщина изделия (мкм) 1 A Парафиновый воск #5 Mayer 14,7 15,1 65,5 2 A Пчелиный воск #5 Mayer 19,6 22,2 70,4 3 A PVOH N/A 25,4 21,9 76,2 4 A Смесь 50:50 парафиновый воск : пчели-ный воск #5 Mayer 25,9 13,2 76,7 5 A Парафиновый воск #30 Mayer 62,2 28,4 113,0 6 A Пчелиный воск #30 Mayer 28,5 33,7 79,2 7 A PVOH N/A 50,8 59,7 101,6 8 A Смесь 50:50 парафиновый воск : пчели-ный воск #30 Mayer 36,1 51,9 86,9 9 B Парафиновый воск #5 Mayer 12,2 17,4 63,0 10 B Пчелиный воск #5 Mayer 30,0 10,7 70,8 11 B PVOH N/A 25,4 32,3 76,2 12 B Смесь 50:50 парафиновый воск : пчели-ный воск #5 Mayer 35,1 8,9 85,9 13 B Парафиновый воск #30 Mayer 67,8 24,2 118,6 14 B Пчелиный воск #30 Mayer 0,5 17,9 51,3 15 B PVOH N/A 50,8 47,9 101,6 16 B Смесь 50:50 парафиновый воск : пчели-ный воск #30 Mayer 36,8 38,7 87,6

N/A данные отсутствуют

Затем изделия тестируют на MVTR, процент остатка, дезинтеграцию и растворение при 23°C (согласно стандарту MSTM 205, выше), прочность на отрыв и коэффициент трения (COF, измеренный для стороны изделия с покрытием), используя способы, описанные в заявке. Результаты этих испытаний показаны в таблицах 3 и 4 ниже.

Таблица 3. Влагостойкость многослойных вододиспергируемых изделий

Изделие MVTR
(г H₂O/м²/сутки) Среднее значение дезинтеграции Среднее значение растворения Средний % остатка A* 71,2 10,0 19,7 0 B* 314,5 6,7 15,0 0 1 2,5 12,0 101,0 0 2 45,5 10,0 24,7 0 3 23,5 18,7 44,7 0 4 2,5 210 300,0 90 5 6,5 17,7 300,0 25 6 27,4 19,0 63,3 0 7 30,0 57,3 115,0 0 8 1,7 31,0 300,0 98 9 3,0 14,0 58,0 0 10 107,7 9,3 24,0 0 11 31,9 15,3 49,7 0 12 9,4 23,5 58,0 0 13 16,0 11,7 71,7 0 14 16,4 9,0 26,3 0 15 34,6 18,7 66,3 0 16 4,5 48,0 300,0 98

*Изделия А и В представляют собой слои подложки из таблицы 1, не имеющие на них слоя покрытия.

Как показано в таблице 3, каждое из изделий 1, 9 и 12 имеет значения MVTR менее 10 г H₂O/м²/сутки, время дезинтеграции менее около 30 с и время растворения менее около 120 с. Изделия 5 и 8 также соответствуют этим стандартам, за исключением времени растворения не более 120 с. Точнее, изделия 5 и 8 демонстрируют в среднем 25% и 98% остатка соответственно после 300 с погружения в воду. Изделие 4, имеющее исключительную MVTR, имеет время дезинтеграции и растворения 210 с и не менее 300 с соответственно. Изделия 14 и 15 демонстрируют подходящее время дезинтеграции и растворения, но имеют MVTR немного выше 10 г H₂O/м²/сутки, 16,4 и 34,6 H₂O/м²/сутки, соответственно. Преимущественно все испытанные изделия, имеющие слой покрытия, показывают снижение MVTR по сравнению с соответствующим слоем подложки, на котором не было покрытия. Изделия 6 и 13, хотя и имеют MVTR около 27 и 16 г H₂O/м²/сутки, соответственно, демонстрируют исключительное время дезинтеграции и растворения.

Без намерения быть связанными какой-либо теорией, полагают, что слои покрытия, нанесённые с помощью спирального валикового скребка № 5 (т.е. изделия 1, 2, 9, 10 и 12, за исключением изделия 4), приводят к более тонким слоям покрытия, что обычно приводит в результате к многослойному вододиспергируемому изделию, которое более подвержено разрушению, чем изделия, полученные с применением спирального валикового скребка №30 (т.е. изделия 5, 6, 8, 13, 14 и 16). Соответственно, в среднем слои покрытия, нанесённые с помощью спирального валикового скребка № 5, как правило, демонстрируют улучшенную диспергируемость в воде (т.е. имеющее среднее время дезинтеграции 22,7 с и среднее время растворения 176,7 с.

Кроме того, как показывают эти данные, поскольку слой подложки В является гомополимером и включает большее количество пластификатора, этот слой подложки обычно быстрее разрушается в воде.

Таблица 4. Физические свойства многослойных вододисперсионных изделий

Изделие Нижняя температура сварки (°C) Средняя нижняя прочность на отрыв (Н) A* 198,9 5,7 B* 132,2 27,5 1 198,9 10,4 2 198,9 5,5 3 160,0 40,1 4 176,7 13,1 5 160,0 16,6 6 193,3 12,3 7 165,6 60,9 8 182,2 16,0 9 176,7 15,6 10 187,8 9,8 11 171,1 36,5 12 148,9 17,9 13 171,1 17,1 14 160,0 8,2 15 171,1 47,4 16 154,4 22,7

*Изделия А и В представляют собой слои подложки из таблицы 1, не имеющие на них слоя покрытия.

Данные в таблице 4 в целом демонстрируют, что все протестированные изделия, за исключением изделий 2, 10 и 14, каждое из которых имеет слой покрытия из 100% масс. пчелиного воска, имеют прочность на отрыв в соответствии с раскрытием. Как дополнительно показано в таблице 4, изделия 11 и 15 с нанесённым на них слоем покрытия имеют прочность на отрыв выше, чем у непокрытого слоя подложки В (т.е. 27,5 Н). Точно так же все, кроме изделия 2, которое имеет сравнимую прочность на отрыв со слоем подложки без покрытия, имеют прочность на отрыв выше, чем у слоя подложки без покрытия А (т.е. 5,7 Н).

Пример 2. Данные прочности на отрыв изделия из примера 1

Подробно исследуют прочность на отрыв при различных температурах сварки. Как показано в таблицах 5 и 6 ниже, прочность на отрыв (Н) для различных слоёв покрытия для каждого из испытанных слоёв подложки оценивают при различных температурах герметизации. Данные, представленные в таблицах 5 и 6, представляют собой средние значения трёх измеренных значений и показывают, произошёл отрыв (Р) или разрыв (Т) сварного шва.

Таблица 6. Данные по прочности на отрыв слоя подложки из сополимера PVOH/MMM

*Изделия тестировались трижды; P* указывает на то, что две из трех плёнок оторвались, а одна разорвалась; T* указывает на то, что две из трёх плёнок разорвались, а одна оторвалась.

Таблицы 5 и 6 в целом показывают, что термосваривание изделий в соответствии с изобретением улучшается по мере повышения температуры в изученном температурном диапазоне. Изделия, покрытые 100% масс. парафиновым воском с использованием спирального валикового скребка #30, показывают подходящую термосвариваемость по сравнению с другими протестированными покрытиями.

Неожиданно и преимущественно, как показано в таблице 6, слой покрытия имеет тенденцию улучшать герметичность изделий, имеющих слой подложки PVOH/MMM, по сравнению с изделиями, имеющими слой подложки PVOH/MMM без покрытия. То есть прочность на отрыв изделий, которая приводит к разрушению плёнки (т.е. к разрыву), как правило, выше для изделий, имеющих подложку из PVOH/МММ с покрытием, чем для изделий, имеющих подложку из PVOH/МММ без покрытия. Например, при покрытии смесью пчелиного воска и парафина в соотношении 50:50 прочность сварного участка изделия составляет до около 16,0 Н и 18,9 Н, когда покрытие наносят с помощью спирального валкового скребка № 5 и № 30 соответственно. Кроме того, при покрытии парафиновым воском прочность сварного участка составляет до около 16,6 Н. Изделия, имеющие слой покрытия PVOH толщиной 25,4 мкм или 50,8 мкм, демонстрируют прочность сварного участка до около 42,7 Н и 66,0 Н соответственно. Напротив, непокрытый слой подложки имеет максимальную прочность сварного участка, приводящую к разрыву только 11,5 Н. Такого увеличения прочности сварного участка слоя подложки из PVOH/МММ с покрытием нельзя было ожидать, особенно с учётом прочности сварного участка слоя подложки из гомополимера PVOH с покрытием, которые в целом сравнимы, если не ниже, с таковыми для слоя подложки из гомополимера PVOH без покрытия.

Пример 3. Оценка MVTR плёнки

Оценивают MVTR различных плёнок, включающих воск. Плёнки готовят в соответствии с таблицей 7 ниже. В качестве воска используют эмульсию пчелиного воска BEE’S MILK (55% масс. твёрдого вещества), как описано в примере 1, а в качестве поверхностно-активного вещества используют полисорбат 80. Плёнки обычно готовят путём смешивания компонентов с последующим отливом полученного раствора в плёнку. В частности, объединят жидкие компоненты, а затем смолу на основе поливинилового спирта. Смесь доводят до кипения и выдерживают при 65°С в течение ночи (> 8 часов), и из эмульгированной смеси отливают плёнку с помощью ракеля или щелевой экструзионной головки. Значения MVTR для каждой плёнки получают с использованием способов, описанных в заявке, и приведены в таблице 7 ниже.

Таблица 7. Испытанные композиции плёнок (все количества указаны в масс. частях)

Плёнка 17 18 19 20 21 PVOH
(88% DH, 8 сП) 100 100 100 100 100 КМК 17,04 17,04 17,04 17,04 17,04 ПАВ 1,43 1,43 1,43 1,43 1,43 Глицерин 0 0 0 8,52 8,52 Сорбит 6,52 6,52 6,52 6,52 6,52 Ксилит 8,52 8,52 8,52 8,52 8,52 Воск 172,42 64,19 0 64,19 0 MVTR 22 19,4 18 60 205

Как показано в таблице 7, при добавлении воска в состав плёнки (плёнка 20 по сравнению с плёнкой 21) MVTR снизился с 205 г H₂O/м²/сутки (плёнка 21) до 60 г H₂O/м²/сутки (плёнка 20). Кроме того, было отмечено, что уменьшение количества пластификаторов положительно повлияло на MVTR (плёнка 20 по сравнению с плёнкой 18), но привело к менее растяжимым плёнкам. Без намерения быть связанными какой-либо теорией представляется, что снижение MVTR при снижении содержания пластификатора в присутствии воска будет аналогичным образом происходить независимо от природы и физического состояния пластификатора(ов). Например, ожидается, что эта тенденция сохранится, даже если пластификаторы упаковки на основе глицерина, сорбита и/или ксилита модифицированы для включения других подходящих пластификаторов, как описано в заявке, независимо от того, являются ли эти пластификаторы жидкими или твёрдыми при комнатной температуре. Кроме того, было отмечено, что в отсутствие глицерина по мере уменьшения количества парафина MVTR полученной плёнки уменьшается (по сравнению с плёнками 17 - 19). Однако в присутствии глицерина по мере увеличения количества парафина MVTR полученной плёнки уменьшается (сравнение плёнок 20 и 21). Без намерения быть связанным теорией считается, что воск может придавать плёнке пластифицирующие свойства, что, в свою очередь, может увеличить MVTR плёнки.

Пример 4. Оценка содержания диоксана в плёнках

Все плёнки в таблице 9 ниже анализируют на содержание диоксана (в ч/млн) компанией Galbraith Laboratories с использованием GLI процедуры GC-100H. Как показано ниже, все плёнки демонстрируют предпочтительно низкое содержание диоксана (например, менее 5 ч/млн диоксана).

Плёнка А включает смесь смол на основе PVOH, в частности, гомополимера поливинилового спирта и модифицированного 4% мол. монометилмалеата PVOH в отношении 60:40 соответственно. Плёнка дополнительно включает пластификаторы и поверхностно-активные вещества, а также технологические добавки в количестве около 28% масс., в том числе этоксилированные или полиольные химические вещества в количестве около 3,5% масс. Преимущественно плёнка А содержит менее 5 ч/млн диоксана.

Плёнка B включает смесь смол на основе PVOH, в частности, гомополимера поливинилового спирта и PVOH, модифицированного 4% мол. монометилмалеата, в отношении 60:40. Плёнка дополнительно включает пластификаторы, поверхностно-активные вещества и технологические добавки в количестве около 28% масс., включая этоксилированные или полиоловые химические вещества в количестве около 3,5% масс. Преимущественно плёнка В содержит менее 4 ч/млн диоксана.

Плёнка C включает смесь смол на основе PVOH, в частности, гомополимера поливинилового спирта и PVOH, модифицированного 4% мол. монометилмалеата, в отношении 70:30. Плёнка дополнительно включает пластификаторы, поверхностно-активные вещества и технологические добавки в количестве около 28% масс., включая этоксилированные или полиоловые химические вещества в количестве около 3,3% масс. Преимущественно плёнка С содержит менее 3 ч/млн диоксана.

Плёнка D включает смолу на основе PVOH, модифицированного 5% мол. метилакрилата, в количестве около 63% масс. Плёнка дополнительно включает пластификаторы, поверхностно-активные вещества и технологические добавки в количестве около 35% масс. Преимущественно плёнка D содержит менее 4 ч/млн диоксана.

Плёнка E включает смолу на основе PVOH, модифицированного метилакрилатом, 5% мол. в количестве около 63% масс. Плёнка дополнительно включает пластификаторы, поверхностно-активные вещества и технологические добавки в количестве около 35% масс. Преимущественно, плёнка Е содержит менее 2 ч/млн диоксана.

Плёнка F включает 100 масс. частей смолы на основе PVOH модифицированного 1,7% мол. монометилмалеата. Плёнка дополнительно включает пластификаторы, поверхностно-активные вещества и технологические добавки в количестве около 13,3 масс. частей. Преимущественно плёнка F содержит менее 3 ч/млн диоксана.

Плёнка G включает 100 масс. частей смолы на основе PVOH, модифицированного 1,7% мол. монометилмалеата. Плёнка дополнительно включает пластификаторы, поверхностно-активные вещества и технологические добавки в количестве около 13,3 масс. частей. Преимущественно плёнка G содержит менее 4 ч/млн диоксана.

Плёнка Н включает 100 частей на час смолы на основе PVOH модифицированного 1,7% мол монометилмалеата, и 14,67 масс. частей смолы К-120 на основе поливинилпирролидона. Плёнка дополнительно включает пластификаторы, поверхностно-активные вещества и технологические добавки в количестве около 16 масс. частей. Преимущественно плёнка Н содержит менее 5 ч/млн диоксана.

Плёнка I включает смолу на основе PVOH, модифицированного метилакрилатом, в количестве около 63% масс. Плёнка дополнительно включает пластификаторы, поверхностно-активные вещества и технологические добавки в количестве около 23,6% масс. Преимущественно плёнка I содержит менее 5 ч/млн диоксана.

Плёнка J включает смолу на основе PVOH, смолу на основе PVOH, модифицированного 4% мол. метилметакрилата, в количестве около 76,5% масс. Плёнка дополнительно включает пластификаторы, поверхностно-активные вещества и технологические добавки в количестве около 35% масс. Преимущественно плёнка J содержит менее 5 ч/млн диоксана.

Плёнка K включает 100 масс. частей смолы на основе PVOH, модифицированного 1,7% мол. монометилмалеата. Плёнка дополнительно включает пластификаторы, поверхностно-активные вещества и технологические добавки в количестве около 29,4 масс. частей. Преимущественно плёнка K содержит менее 3 ч/млн диоксана.

Таблица 9. Содержание диоксана в плёнках PVOH

Плёнка Масса испытуемой плёнки (мг) Содержание диоксана (ч/млн)¹ A 276,84 < 5 B 371,68 < 4 C 474,52 < 3 D 397,99 < 4 E 656,06 < 2 F 522,22 < 3 G 381,38 < 4 H 308,20 < 5 I 287,90 < 5 J 310,93 < 5 K 426,19 < 3

¹ Указанное число является пределом обнаружения, и истинное значение составляет менее указанного предела обнаружения.

Вышеприведенное описание дано только для ясности понимания, и из него не следует делать никаких ненужных ограничений, поскольку модификации в пределах объёма изобретения могут быть очевидны для специалистов в данной области техники.

Все патенты, публикации и ссылки, цитируемые в описании, полностью включены ссылкой. В случае противоречия между настоящим раскрытием и включёнными патентами, публикациями и ссылками, настоящее раскрытие должно иметь преимущественную силу.

Изобретение относится к области водорастворимых и вододиспергируемых изделий, которые используются в качестве упаковки для упрощения диспергирования, заливки, растворения и дозирования композиции, подлежащей доставке. Многослойное вододиспергируемое изделие, необязательно плёнка, включает восковой слой, включающий воск, и промежуточную область, расположенную между слоем водорастворимого полимера и восковым слоем, содержащую смесь водорастворимого полимера и воска, причем воск присутствует в количестве около 5-200 мас.ч. на 100 мас.ч. водорастворимого полимера, и вододиспергируемое изделие имеет скорость пропускания паров влаги (MVTR) около 60-300 г H₂O/м²/сутки. Также раскрыт способ изготовления многослойного вододиспергируемого изделия. Изобретение обеспечивает получение вододиспергируемых изделий, которые могут сохранять агрессивные химикаты и/или другие материалы, на которые может воздействовать присутствие влаги, но которые остаются вододиспергируемыми после контакта с указанным химикатом и/или материалами. 2 н. и 50 з.п. ф-лы, 1 ил., 8 табл., 4 пр.

1. Многослойное вододиспергируемое изделие, необязательно пленка, включающее полимерный слой, включающий водорастворимый полимер, восковой слой, включающий воск, и промежуточную область, расположенную между слоем водорастворимого полимера и восковым слоем, содержащую смесь водорастворимого полимера и воска, причем воск присутствует в количестве около 5-200 мас.ч. на 100 мас.ч. водорастворимого полимера, и вододиспергируемое изделие имеет скорость пропускания паров влаги (MVTR) около 60-300 г H₂O/м²/сутки.

2. Многослойное вододиспергируемое изделие по п. 1, в котором воск выбран из группы, состоящей из парафинового воска, микрокристаллического воска, натурального нефтяного воска, синтетического нефтяного воска, карнаубского воска, канделильского воска, пчелиного воска и любой их смеси.

3. Многослойное вододиспергируемое изделие по п. 1 или 2, в котором полимерный слой или восковой слой дополнительно включает один или несколько материалов из окисленного полиэтилена, минерального масла, древесной канифоли, шеллака, триглицерида, льняного масла, кукурузного масла, масла канолы, конопляного масла, кокосового масла, немодифицированного поливинилового спирта, поливинилового спирта, модифицированного анионной группой, полиакриламида, поли(акриловой кислоты), поли(метакриловой кислоты), поливинилпирролидона, полимеров четвертичного аммония, поливинилацетата, этиленвинилового спирта, альгината, полисахарида, белка, белка с контролируемым рН, древесной целлюлозы, недревесной целлюлозы, нетканого волокна, натурального пеноматериала, синтетического пеноматериала и их производных.

4. Многослойное вододиспергируемое изделие по любому из пп. 1-3, в котором водорастворимый полимер включает поливиниловый спирт, полиакриламид, поли(акриловую кислоту), поли(метакриловую кислоту), поливинилпирролидон, полимеры четвертичного аммония, простой эфир целлюлозы или их смесь.

5. Многослойное вододиспергируемое изделие по п. 4, в котором водорастворимый полимер включает немодифицированный поливиниловый спирт.

6. Многослойное вододиспергируемое изделие по п. 4 или 5, в котором водорастворимый полимер включает смолу на основе поливинилового спирта, модифицированного анионными группами, модифицированного одной или несколькими группами итаконовой кислоты, монометилмалеата, аминопропилсульфоната, малеиновой кислоты, малеинового ангидрида, н-винилпирролидона, н-винилкапролактама и их производными.

7. Многослойное вододиспергируемое изделие по п. 6, в котором поливиниловый спирт, модифицированный анионной группой, включает поливиниловый спирт, модифицированный монометилмалеатом.

8. Многослойное вододиспергируемое изделие по п. 6 или 7, в котором поливиниловый спирт, модифицированный анионной группой, включает по меньшей мере 0,5% мол. модифицирующей анионной группы.

9. Многослойное вододиспергируемое изделие по любому из пп. 6-8, в котором поливиниловый спирт, модифицированный анионной группой, включает около 1,0-4,0% мол. модифицирующей анионной группы.

10. Многослойное вододиспергируемое изделие по любому из пп. 6-9, в котором поливиниловый спирт, модифицированный анионной группой, включает около 1,0-3,5% мол. модифицирующей анионной группы.

11. Многослойное вододиспергируемое изделие по любому из пп. 4-10, в котором поливиниловый спирт имеет степень гидролиза не менее 88% мол.

12. Многослойное вододиспергируемое изделие по любому из пп. 4-11, в котором поливиниловый спирт имеет степень гидролиза в диапазоне от 90% мол. до менее 99% мол.

13. Многослойное вододиспергируемое изделие по любому из пп. 4-12, в котором поливиниловый спирт имеет вязкость 4%-ного водного раствора при 20°С по меньшей мере около 6 сП.

14. Многослойное вододиспергируемое изделие по любому из пп. 4-13, в котором водорастворимый полимер включает простой эфир целлюлозы.

15. Многослойное вододиспергируемое изделие по п. 14, в котором простой эфир целлюлозы включает карбоксиметилцеллюлозу.

16. Многослойное вододиспергируемое изделие по любому из пп. 1-15, в котором изделие включает первую поверхность и вторую поверхность, противоположную первой поверхности, при этом первая поверхность включает полимерный слой, а вторая поверхность включает восковой слой.

17. Многослойное вододиспергируемое изделие по любому из пп. 1-16, в котором водорастворимое изделие выполнено в форме пакета, определяющего внутренний объем пакета, имеющего внутреннюю поверхность, обращенную к внутреннему объему пакета, и внешнюю поверхность, противоположную внутренней поверхности, и слой воска образует по меньшей мере часть внешней поверхности пакета.

18. Многослойное вододиспергируемое изделие по любому из пп. 1-16, в котором водорастворимое изделие выполнено в форме пакета, определяющего внутренний объем пакета, имеющего внутреннюю поверхность, обращенную к внутреннему объему пакета, и внешнюю поверхность, противоположную внутренней поверхности, и слой воска образует по меньшей мере часть внутренней поверхности пакета.

19. Многослойное вододиспергируемое изделие по любому из пп. 1-18, в котором полимерный слой или восковой слой дополнительно включает пластификатор.

20. Многослойное вододиспергируемое изделие по п. 19, в котором пластификатор включает глицерин, диглицерин, пропиленгликоль, дипропиленгликоль, этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, полиэтиленгликоль с молекулярной массой до 400, сорбит, 2-метил-1,3-пропандиол, этаноламины, триметилолпропан (ТМП), простой полиэфирполиол, изомальт, мальтит, ксилит, эритрит, адонит, дульцит, пентаэритрит, маннит или любую их комбинацию.

21. Многослойное вододиспергируемое изделие по любому из пп. 1-20, в котором полимерный слой или восковой слой дополнительно включает наполнитель, поверхностно-активное вещество, противоскользящий агент, антиоксидант, агент скольжения, диспергатор или любую их комбинацию.

22. Многослойное вододиспергируемое изделие по п. 20 или 21, в котором пластификатор, наполнитель, поверхностно-активное вещество, противоскользящий агент, антиоксидант, агент скольжения, диспергатор или любая их комбинация смешаны с водорастворимым полимером.

23. Многослойное вододиспергируемое изделие по любому из пп. 1-22, в котором воск представляет собой восковую эмульсию, включающую около 5-30% мас. воска.

24. Многослойное вододиспергируемое изделие по любому из пп. 1-23, в котором воск включает парафиновый воск, пчелиный воск или их комбинацию.

25. Многослойное вододиспергируемое изделие по любому из пп. 1-24, в котором воск представляет собой смесь двух или более различных восков.

26. Многослойное вододиспергируемое изделие по п. 24 или 25, в котором воск включает около 10-90% мас. парафинового воска и около 10-90% мас. пчелиного воска относительно общей массы воска.

27. Многослойное вододиспергируемое изделие по любому из пп. 1-26, в котором воск имеет температуру плавления в диапазоне около 40-100°С.

28. Многослойное вододиспергируемое изделие по любому из пп. 1-27, причем изделие имеет скорость пропускания паров влаги (MVTR) в диапазоне около 60-250 г H₂O/м²/сутки.

29. Многослойное вододиспергируемое изделие по любому из пп. 1-28, причем изделие имеет скорость пропускания паров влаги (MVTR) в диапазоне около 60-205 г H₂O/м²/сутки.

30. Многослойное вододиспергируемое изделие по любому из пп. 1-29, причем изделие имеет скорость пропускания паров влаги (MVTR) в диапазоне около 60-150 г H₂O/м²/сутки.

31. Многослойное вододиспергируемое изделие по любому пп. 1-30, причем изделие имеет скорость пропускания паров влаги (MVTR) в диапазоне около 60-100 г H₂O/м²/сутки.

32. Многослойное вододиспергируемое изделие по любому из пп. 1-31, в котором водорастворимый полимер включает смесь смолы на основе немодифицированного поливинилового спирта и карбоксиметилцеллюлозы, а воск включает восковую эмульсию, включающую пчелиный воск, полисорбат 80 и воду.

33. Способ изготовления многослойного вододиспергируемого изделия, включающий:

смешивание водорастворимого полимера и восковой эмульсии для получения первичной композиции; и

литье или экструдирование первичной композиции для получения многослойного вододиспергируемого изделия, которое содержит промежуточную область, расположенную между слоем водорастворимого полимера и восковой эмульсией, причем промежуточная область содержит смесь водорастворимого полимера и воска, при этом вододиспергируемое изделие имеет скорость пропускания паров влаги (MVTR) около 60-300 г H₂O/м²/сутки.

34. Способ по п. 33, в котором водорастворимый полимер выбирают из одного или нескольких веществ, включающих поливиниловый спирт, полиакриламид, поли(акриловую кислоту), поли(метакриловую кислоту), поливинилпирролидон, полимеры четвертичного аммония и простой эфир целлюлозы.

35. Способ по п. 34, в котором водорастворимый полимер включает немодифицированный поливиниловый спирт.

36. Способ по п. 34 или 35, в котором водорастворимый полимер включает смолу на основе поливинилового спирта, модифицированного анионной группой, модифицированного одним или несколькими веществами из группы, включающей итаконовую кислоту, монометилмалеат, аминопропилсульфонат, малеиновую кислоту, малеиновый ангидрид, н-винилпирролидон, н-винилкапролактам и любые их производные.

37. Способ по п. 36, в котором поливиниловый спирт, модифицированный анионной группой, включает по меньшей мере 0,5% мол. модифицирующей анионной группы.

38. Способ по п. 36 или 37, в котором поливиниловый спирт, модифицированный анионной группой, включает около 1,0-4,0% мол. модифицирующей анионной группы.

39. Способ по любому из пп. 36-38, в котором поливиниловый спирт, модифицированный анионной группой, включает около 1,0-3,5% мол. модифицирующей анионной группы.

40. Способ по любому из пп. 34-39, в котором поливиниловый спирт имеет степень гидролиза по меньшей мере 88% мол.

41. Способ по любому из пп. 34-40, в котором поливиниловый спирт имеет степень гидролиза в диапазоне от 90% мол. до менее 99% мол.

42. Способ по любому из пп. 34-41, в котором поливиниловый спирт имеет вязкость 4% водного раствора при 20°C по меньшей мере около 6 сП.

43. Способ по любому из пп. 34-42, в котором водорастворимый полимер включает простой эфир целлюлозы.

44. Способ по п. 43, в котором простой эфир целлюлозы включает карбоксиметилцеллюлозу.

45. Способ по любому из пп. 33-44, в котором восковая эмульсия включает парафиновый воск, пчелиный воск или их комбинацию.

46. Способ по п. 45, в котором восковая эмульсия включает парафиновый воск, пчелиный воск или их комбинацию в количестве около 5-30% мас. относительно общей массы восковой эмульсии.

47. Способ по любому из пп. 33-46, который дополнительно включает смешивание водорастворимого полимера и восковой эмульсии с одним или несколькими дополнительными компонентами из группы, включающей пластификатор, наполнитель, поверхностно-активное вещество, противоскользящий агент, антиоксидант, агент скольжения, диспергатор для получения первичной композиции.

48. Способ по п. 47, в котором пластификатор включает глицерин, диглицерин, пропиленгликоль, дипропиленгликоль, этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, полиэтиленгликоль с молекулярной массой до 400, сорбит, 2-метил-1,3-пропандиол, этаноламины, триметилолпропан (ТМП), простой полиэфир полиола, изомальт, мальтит, ксилит, эритрит, адонит, дульцит, пентаэритрит, маннит или любую их комбинацию.

49. Способ по п. 47 или 48, в котором пластификатор включает сорбит, ксилит или их комбинацию.

50. Способ по любому из пп. 47-49, в котором пластификатор присутствует в первичной композиции в количестве около 10-25 мас.ч. на 100 мас.ч. водорастворимого полимера.

51. Способ по любому из пп. 33-50, в котором восковая эмульсия присутствует в первичной композиции в количестве около 70-200 мас.ч. на 100 мас.ч. водорастворимого полимера.

52. Способ по п. 51, в котором восковая эмульсия присутствует в первичной композиции в количестве около 90-120 мас.ч. на 100 мас.ч. водорастворимого полимера.