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JP2025506424A - 高透明性水溶性フィルム及びそれらの作製方法 - Google Patents

高透明性水溶性フィルム及びそれらの作製方法 Download PDF

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JP2025506424A JP2024546234A JP2024546234A JP2025506424A JP 2025506424 A JP2025506424 A JP 2025506424A JP 2024546234 A JP2024546234 A JP 2024546234A JP 2024546234 A JP2024546234 A JP 2024546234A JP 2025506424 A JP2025506424 A JP 2025506424A
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Abstract

本開示は、ポリビニルアルコールポリマー、デンプン、及び可塑剤のブレンドを含むポリビニルアルコール樹脂を含む水溶性フィルムであって、水溶性フィルムが、約0.05~約3.0の範囲のつや消し対光沢摩擦係数(COF)、及び約0.5%~約40%の範囲の100%歪でのヘイズを特徴とする、水溶性フィルム、並びにその調製方法を提供する。
【選択図】なし

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2022年2月4日に出願された米国仮特許出願第63/267,587号の米国特許法第119条(e)項に基づく利益を主張し、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は、一般に、水溶性フィルム及び関連する物品に関する。より具体的には、本開示は、高い透明性を有する水溶性フィルムに関する。
水溶性ポリマーフィルムは、送達される材料の分散、注入、溶解、及び投与を単純化する包装材料として一般的に使用される。有利なことには、これは、使用者がその組成物を計量する必要性を排除すると同時に、正確な投与を提供する。このパウチに入れられた組成物は、ボトルからの組成物の注入などの、容器からの類似の組成物の分注に関連する混乱も低減し得る。要するに、可溶性の予め計量されたポリマーフィルムパウチは、種々の用途における利便性を提供する。
いくつかの市販の水溶性フィルムは、特に延伸後、例えば、単位用量組成物を封入するためのパウチの形成後に、かすんだ外観を有し得る。かすんだ外観を有するこのようなフィルムは、消費者から好ましくないように見られる可能性がある。高透明性フィルムの現在の選択肢としては、一般に、透明フィルムの作製及び使用のコストを増加させ得るポリビニルアルコールコポリマー樹脂を含むフィルムが挙げられる。したがって、当該技術分野において、費用対効果の高い、高透明性フィルムの提供の必要性が存在する。
本開示の一態様は、約16cP~約35cPの範囲の粘度を有する第1のポリビニルアルコールホモポリマー、及び約5cP~約15cPの範囲の粘度を有する第2のポリビニルアルコールホモポリマーを含むポリビニルアルコール樹脂の水溶性混合物を含む水溶性フィルムであって、第1のポリビニルアルコールホモポリマーが、ポリビニルアルコール樹脂の総重量に基づいて、約60重量%~約85重量%の範囲の量で存在し、第2のポリビニルアルコールホモポリマーが、ポリビニルアルコール樹脂の総重量に基づいて、約15重量%~約40重量%の範囲の量で存在し、デンプンが、ポリビニルアルコール樹脂100部に基づいて、約0.2~約3.0重量部(PHR)の範囲の量で存在し、可塑剤が、約15~約35PHRの範囲の量で存在し、水溶性フィルムが、摩擦係数試験に従って決定される場合、約0.05~約3.0の範囲のつや消し対光沢摩擦係数(COF)、及びヘイズ試験に従って決定される場合、約0.5%~約70%の範囲の100%歪でのヘイズを特徴とする、水溶性フィルムを提供する。
本開示の別の態様は、本開示の水溶性フィルムを調製する方法であって、本方法が、本開示の水溶性混合物を表面上に流延するステップであって、表面が、約150GU~約550GUの範囲の60°の角度での光沢単位(gloss unit、GU)値を特徴とする、ステップを含む、方法を提供する。
本開示の別の態様は、約5cP~約35cPの範囲の粘度を有するポリビニルアルコールホモポリマー、及びアニオン性モノマー単位を有するポリビニルアルコールコポリマーを含むポリビニルアルコール樹脂の水溶性混合物を含む水溶性フィルムであって、ポリビニルアルコールホモポリマーが、ポリビニルアルコール樹脂の総重量に基づいて、約25重量%~約75重量%の範囲の量で存在し、ポリビニルアルコールコポリマーが、ポリビニルアルコール樹脂の総重量に基づいて、約75重量%~約25重量%の範囲の量で存在し、デンプンが、ポリビニルアルコール樹脂100部に基づいて、約0.2~約6.0重量部(PHR)の範囲の量で存在し、可塑剤が、約15~約35PHRの範囲の量で存在し、水溶性フィルムが、摩擦係数試験に従って決定される場合、約0.05~約3.0の範囲のつや消し対光沢摩擦係数(COF)、及びヘイズ試験に従って決定される場合、約0.5%~約40%の範囲の100%歪でのヘイズを特徴とする、水溶性フィルムを提供する。
本開示は、更に、マレイン酸、マレイン酸モノアルキル、マレイン酸ジアルキル、無水マレイン酸、及びこれらのアルカリ金属塩の群から選択されるアニオン性モノマー単位を有する第1のポリビニルアルコールコポリマー、及びアクリル酸メチルなどのアクリル酸アルキルの群から選択されるアニオン性モノマー単位を有する第2のポリビニルアルコールコポリマーを含むポリビニルアルコール樹脂の水溶性混合物を含む水溶性フィルムであって、第1のポリビニルアルコールコポリマーが、ポリビニルアルコール樹脂の総重量に基づいて、約1重量%~約50重量%の範囲の量で存在し、第2のポリビニルアルコールコポリマーが、ポリビニルアルコール樹脂の総重量に基づいて、約50重量%~約99重量%の範囲の量で存在し、デンプンが、ポリビニルアルコール樹脂100部に基づいて、約0.2~約3.0重量部(PHR)の範囲の量で存在し、可塑剤が、約15~約35PHRの範囲の量で存在し、水溶性フィルムが、摩擦係数試験に従って決定される場合、約0.05~約3.0の範囲のつや消し対光沢摩擦係数(COF)、及びヘイズ試験に従って決定される場合、約0.5%~約40%の範囲の100%歪でのヘイズを特徴とする、水溶性フィルムを提供する。
本明細書に記載される組成物及び方法については、構成成分、その組成範囲、置換基、条件、及びステップを含むが、これらに限定されない任意選択的な特徴は、本明細書に提供される様々な態様、実施形態、及び実施例から選択されることが考慮される。
更なる態様及び利点は、以下の詳細な説明の考察から図面と併せて、当業者に明らかとなるであろう。フィルム、物品、パウチ、並びにそれらの作製方法、及び使用方法は、様々な形態をとることが可能である一方で、本開示は例示的なものであり、本発明を本明細書に記載される具体的な実施形態に限定することを意図しないという理解の下で、以下の記載には具体的な実施形態が含まれる。
本発明の理解を更に促進するために、2つの図面が、本明細書に添付される。
フィルム試験片の摩擦係数を測定するための装置の一例を示す。 未延伸状態の市販の「透明」フィルムと比較した、本開示の透明フィルムの透明性を示す。 延伸状態の市販の「透明」フィルムと比較した、本開示の透明フィルムの透明性を示す。
本開示は、例えば、水溶性フィルムのロールとして提供される場合、又はフィルムが組成物を含有するパウチを形成するために使用され、二次パッケージ内の他のパウチと一緒に包装される場合、高い透明性及び「自己密着性」の低い傾向を有する水溶性フィルムを提供する。一般に、透明性とフィルムがそれ自体に密着する傾向とは、競合する特性である。理論に拘束されるつもりはないが、フィルム表面がより平滑であると、フィルムが入射光を散乱する可能性が低く、フィルムがより透明(transparent)/透明(clear)になると考えられる。対照的に、表面の凹凸が少ないフィルムは、フィルムの別の部分に対して擦れ合うことができる表面積が多くなり、フィルム表面間に密着する効果を及ぼす。ロール又はそれ以外の方法で、水溶性フィルムがそれ自体に密着する可能性を減少させるために、ブロッキング防止剤が、典型的に、水溶性フィルムに含まれる。本開示のフィルムは、ブロッキング防止剤を実質的に含まない一方で、透明性が高く、自己密着性が低い傾向という有益な特性を示し得、それによって、無機構成成分をほとんど又はまったく有しないフィルムを提供し、処理の複雑さを低減する。本開示は、少なくとも約150GU~約550GUの60°の角度での光沢単位(GU)値を特徴とする表面上に、水溶性混合物を溶液流延することを含む、本開示の高透明性フィルムを調製する方法を更に提供する。
本開示の水溶性フィルムは、有利なことには、高透明性フィルムである。本明細書で使用される場合、「透明性」という用語は、一般に、フィルムの全体的な視覚的外観を指す。一般に、透明性及びヘイズは、逆相関であり、フィルムのヘイズ値が低下すると、フィルムの透明性が増加する。本明細書で使用される場合、「ヘイズ」という用語は、フィルムを通過するときに散乱される光の量を指す。
本明細書に記載される水溶性フィルム及びそれから調製されたパウチは、驚くべきことに、(a)本明細書に開示されるヘイズ試験で決定される場合、約40以下の100%歪でのヘイズ値、及び/又は(b)本明細書に開示される摩擦係数試験によって決定される場合、約0.6以下のつや消し対光沢静係数、及び/又は(c)本明細書に開示されるブロッキング試験に従って全フィルムロールに対して決定される場合、約3N以下のブロッキング値、及び/又は(d)本明細書に開示される伸び試験に従って決定される場合、少なくとも350%の破断点伸び、及び/又は(e)本明細書に開示される引張試験に従って決定される場合、少なくとも約40MPaの引張強度を含むが、これらに限定されない、1つ以上の利益を提供する。実施形態では、本開示のフィルム及びそれから調製されたパウチは、少なくとも上述の利益(a)を示す。いくつかの実施形態では、本開示のフィルム及びそれから調製されたパウチは、少なくとも上述の利益(b)を示す。いくつかの実施形態では、本開示のフィルム及びそれから調製されたパウチは、利益(a)及び(b)の各々を示す。いくつかの実施形態では、本開示のフィルム及びそれから調製されたパウチは、利益(a)、(b)、及び(c)の各々を示す。いくつかの実施形態では、本開示のフィルム及びそれから調製されたパウチは、利益(a)、(b)、(c)、及び(d)の各々を示す。いくつかの実施形態では、本開示のフィルム及びそれから調製されたパウチは、利益(a)、(b)、(c)、(d)、及び(e)の各々を示す。
本開示は、約16cP~約35cPの範囲の粘度を有する第1のポリビニルアルコールホモポリマー、及び約5cP~約15cPの範囲の粘度を有する第2のポリビニルアルコールホモポリマーを含むポリビニルアルコール樹脂の水溶性混合物を含む水溶性フィルムであって、第1のポリビニルアルコールホモポリマーが、ポリビニルアルコール樹脂の総重量に基づいて、約60重量%~約85重量%の範囲の量で存在し、第2のポリビニルアルコールホモポリマーが、ポリビニルアルコール樹脂の総重量に基づいて、約15重量%~約40重量%の範囲の量で存在し、デンプンが、ポリビニルアルコール樹脂100部に基づいて、約0.2~約6.0重量部(PHR)の範囲の量で存在し、可塑剤が、約15~約35PHRの範囲の量で存在し、水溶性フィルムが、摩擦係数試験に従って決定される場合、約0.05~約3.0の範囲のつや消し対光沢摩擦係数(COF)、及びヘイズ試験に従って決定される場合、約0.5%~約40%の範囲の100%歪でのヘイズを特徴とする、水溶性フィルムを提供する。
「含む(備える)」は、本明細書で使用される場合、本開示の実施において共同で用いられ得る様々な構成成分、成分、又はステップを意味する。したがって、「含む」という用語は、より限定的な「から本質的になる(consisting essentially of)」及び「からなる(consisting of)」という用語を包含する。本組成物は、本明細書に開示される必要とされる要素及び任意選択的な要素のうちのいずれかを含み得るか、それらから本質的になり得るか、又はそれらからなり得る。例えば、パケットは、本明細書に記載されるフィルム「から本質的になり」得る一方で、二次フィルム(例えば、フタ部分)、及び例えばインクジェット印刷によるフィルム上の任意選択的な印を含む。本明細書において例示的に開示される発明は、本明細書に具体的に開示されていない任意の要素又はステップの非存在下で、好適に実施され得る。
本開示に従って作製されたフィルムなどのフィルムは、ポリマー業界(Encyclopedia of Polymer Science and Technology,John Wiley & Sons,Inc.,1967,Vol.6,page 764)によって、「それらの幅(breadth)及び幅(width)に対して比較的薄く、最大厚さ0.010インチを有する成形プラスチック」として定義されている。
自己支持性フィルムは、フィルム自体の重量を支持することができるフィルムである。均一なフィルムとは、事実上、破損、裂け目、穴、気泡、及び縞模様のないフィルムを指す。
本開示に従う水溶性フィルムとみなされるためには、フィルムは、約1.5ミル(約0.038mm)の厚さで、MonoSol Test Method MSTM-205に従って、20℃(68°F)の温度の水に300秒以下で溶解する。
明細書で使用される場合、「パケット」及び「パウチ」という用語は、互換性があるとみなされるべきである。特定の実施形態では、パケット及びパウチという用語は、それぞれ、フィルムを使用して作製された容器、及び好ましくは、例えば計量された用量の送達システムの形態の、その中に材料を密封する、密封された容器を指すために使用される。密封パウチは、ヒートシール、溶剤溶着(シーリング)、及び接着剤密封(例えば、水溶性接着剤を用いて)などのプロセス及び特徴を含む、任意の好適な方法で作製され得る。
特に明記されない限り、全てのパーセンテージ、部、及び比率は、形成されたフィルム組成物の総乾燥重量に基づいており、全ての測定は、約25℃で行われる。特に明記されない限り、列挙された成分に関連するかかる重量は全て、活性レベルに基づくものであり、したがって、市販の材料に含まれ得る担体又は副生成物を含まない。
本明細書に記載される全ての範囲は、全ての可能なサブセットの範囲及びこのようなサブセットの範囲の任意の組み合わせを含む。デフォルトでは、範囲は、特に記載されない限り、記載される終了点を含む。値の範囲が提供されている場合、その範囲の上限と下限との間の各々の間の値、及びその記載される範囲内の任意の他の記載される値又は間にある値は、本開示内に包含されることが理解される。これらのより小さな範囲の上限及び下限は独立して、そのより小さな範囲内に含まれ得、また、記載される範囲内の任意の具体的に除外される限界値に従って、本開示内に包含される。記載される範囲がこれらの限界値のうちの1つ又は両方を含む場合、これらの含まれる限界値のいずれか又は両方を除く範囲も、本開示の一部であることが考慮される。
本明細書に開示される寸法及び値は、列挙される正確な数値に厳密に限定されるものとして理解されるべきではない。代わりに、特に明記されない限り、このような各寸法は、列挙された値、及びその値を囲む機能的に同等の範囲の両方を含むことが意図される。例えば、「15mm」として開示される寸法は、「約15mm」を含むことが意図され、「約15mm」は、例えば、数値的な四捨五入によって、14.5mmから15.4mmの範囲を含み得る。
本明細書で使用される場合、かつ特に明記されない限り、「重量%(wt.%)」及び「重量%(wt%)」という用語は、フィルム全体(該当する場合)の「乾燥した」(非水)重量部、又はパウチ内に封入された組成物全体(該当する場合)の重量部における特定された要素の組成を指すことが意図される。本明細書で使用される場合、かつ特に明記されない限り、「PHR」という用語は、水溶性フィルム中の水溶性ポリマー(又は樹脂、ポリビニルアルコールであるかどうかを問わず)100部当たりの、特定された要素の組成の部を指すことが意図される。
フィルムは、溶液流延法によって作製され得る。フィルムは、物品の周囲のフィルム層の熱成形、及び例えば溶媒シール又はヒートシールを含む任意の好適なプロセスによって物品又はパウチを形成するために使用され得る。パウチは、例えば、バルク水に送達される材料を投入するために使用され得る。
本開示は、更に、約5cP~約35cPの範囲の粘度を有するポリビニルアルコールホモポリマー、及びアニオン性モノマー単位を有するポリビニルアルコールコポリマーを含むポリビニルアルコール樹脂の水溶性混合物を含む水溶性フィルムであって、ポリビニルアルコールホモポリマーが、ポリビニルアルコール樹脂の総重量に基づいて、約25重量%~約75重量%の範囲の量で存在し、ポリビニルアルコールコポリマーが、ポリビニルアルコール樹脂の総重量に基づいて、約75重量%~約25重量%の範囲の量で存在し、デンプンが、ポリビニルアルコール樹脂100部に基づいて、約0.2~約6.0重量部(PHR)の範囲の量で存在し、可塑剤が、約15~約35PHRの範囲の量で存在し、水溶性フィルムが、摩擦係数試験に従って決定される場合、約0.05~約3.0の範囲のつや消し対光沢摩擦係数(COF)、及びヘイズ試験に従って決定される場合、約0.5%~約40%の範囲の100%歪でのヘイズを特徴とする、水溶性フィルムを提供する。
本開示は、更に、マレイン酸、マレイン酸モノアルキル、マレイン酸ジアルキル、無水マレイン酸、及びこれらのアルカリ金属塩の群から選択されるアニオン性モノマー単位を有する第1のポリビニルアルコールコポリマー、及びアクリル酸メチルなどのアクリル酸アルキルの群から選択されるアニオン性モノマー単位を有する第2のポリビニルアルコールコポリマーを含むポリビニルアルコール樹脂の水溶性混合物を含む水溶性フィルムであって、第1のポリビニルアルコールコポリマーが、ポリビニルアルコール樹脂の総重量に基づいて、約1重量%~約50重量%の範囲の量で存在し、第2のポリビニルアルコールコポリマーが、ポリビニルアルコール樹脂の総重量に基づいて、約50重量%~約99重量%の範囲の量で存在し、デンプンが、ポリビニルアルコール樹脂100部に基づいて、約0.2~約3.0重量部(PHR)の範囲の量で存在し、可塑剤が、約15~約35PHRの範囲の量で存在し、水溶性フィルムが、摩擦係数試験に従って決定される場合、約0.05~約3.0の範囲のつや消し対光沢摩擦係数(COF)、及びヘイズ試験に従って決定される場合、約0.5%~約40%の範囲の100%歪でのヘイズを特徴とする、水溶性フィルムを提供する。
フィルム、物品、パウチ、若しくは関連する作製方法及び使用方法は、特に記載されない限り、以下に更に記載される(実施例及び図面に示されるものを含む)要素、特徴、及びステップのうちの1つ以上の任意の組み合わせを含む実施形態を含むことが考慮される。
水溶性フィルム
本明細書に記載されるフィルム並びに関連する物品及びパウチは、可塑化された水溶性フィルムを含み得る。水溶性フィルムは、溶液流延され得る。フィルムは、任意選択的に、フィラー、界面活性剤、ブロッキング防止剤、酸化防止剤、消泡剤、漂白剤、嫌悪性剤、刺激剤、他の機能性成分、及び前述のものの組み合わせから選択される1つ以上の添加剤を更に含む。一態様では、水溶性フィルムは、1つ以上のPVOHポリマーを含むポリビニルアルコール(PVOH)樹脂を、合計で少なくとも約50重量%含み得る。実施形態では、水溶性フィルムは、フィルムの総重量に基づいて、例えば、約55重量%~約95重量%、約60重量%~約90重量%、又は約65重量%~約85重量%、又は約70重量%~約80重量%の範囲で、合計で少なくとも約55重量%、約60重量%、約65重量%、約70重量%、約75重量%、約80重量%、約85重量%、約90重量%、又は約95重量%の、1つ以上のPVOHポリマーを含むPVOH樹脂を含み得る。
フィルムは、任意の好適な厚さを有し得、約76ミクロン(μm)又は88ミクロンのフィルム厚さが、典型的であり、特に考慮される。考慮される他の値及び範囲としては、約5~約200μmの範囲、又は約20~約100μmの範囲、又は約60~約120μm、又は約70~約100μm、又は約40~約90μm、又は約50~約80μm、又は約60~約65μm、又は約20~約60μm、又は約20~約50μm、又は約30~約40μm、例えば、約35μm、約36μm、約50μm、約65μm、約76μm、約88μm、又は約90μmの値が挙げられる。
PVOH樹脂
本明細書に記載されるフィルムは、フィルムのPVOH樹脂含有量を構成するように1つ以上のポリビニルアルコール(PVOH)ポリマーを含み得る。
ポリビニルアルコールは、通常加水分解又は鹸化と称されるポリビニルアセテートのアルコール分解により一般に調製される合成樹脂である。実質的に全ての酢酸基がアルコール基に変換されている、完全に加水分解されたPVOHは、約140°F(約60℃)を超えるお湯にのみ溶解する、強力に水素結合した高結晶性ポリマーである。ポリ酢酸ビニルの加水分解後に十分な数の酢酸基が残る、すなわち、PVOHポリマーが部分的に加水分解される場合、ポリマーは、より弱く水素結合しており、結晶性がより低く、一般に約50°F(約10℃)未満の冷水に可溶性である。したがって、部分的に加水分解されたポリマーは、PVOHコポリマーであるが、一般的にホモポリマーPVOH、PVOHホモポリマー、又はしばしば単にPVOHのうちの1つ以上と称される、ビニルアルコール-酢酸ビニルコポリマーであり、酢酸構成要素の存在が示唆され得る。本明細書で使用される場合、かつ特に明記されない限り、「ポリビニルアルコールホモポリマー」とは、任意選択的にポリマー構成要素として酢酸ビニル基を含むポリビニルアルコールポリマーを指す。
実施形態では、ポリビニルアルコール樹脂は、粘度、加水分解度、又はその両方が異なる少なくとも2つのポリビニルアルコールホモポリマーのブレンドを含む。実施形態では、ポリビニルアルコール樹脂は、第1のポリビニルアルコールホモポリマー及び第2のポリビニルアルコールホモポリマーを含む。
いくつかの実施形態では、PVOH樹脂は、アニオン性モノマー単位、ビニルアルコールモノマー単位、及び任意選択的に酢酸ビニルモノマー単位を含む部分的又は完全に加水分解されたPVOHコポリマーを含み得る。様々な実施形態では、アニオン性モノマー単位は、ビニル酢酸、アクリル酸アルキル、マレイン酸、マレイン酸モノアルキル、マレイン酸ジアルキル、マレイン酸モノメチル、マレイン酸ジメチル、無水マレイン酸、フマル酸、フマル酸モノアルキル、フマル酸ジアルキル、フマル酸モノメチル、フマル酸ジメチル、イタコン酸、イタコン酸モノメチル、イタコン酸ジメチル、無水イタコン酸、シトラコン酸、シトラコン酸モノアルキル、シトラコン酸ジアルキル、無水シトラコン酸、メサコン酸、メサコン酸モノアルキル、メサコン酸ジアルキル、グルタコン酸、グルタコン酸モノアルキル、グルタコン酸ジアルキル、無水グルタコン酸、ビニルスルホン酸、アルキルスルホン酸、エチレンスルホン酸、2-アクリルアミド-1-メチルプロパンスルホン酸、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、2-メチルアクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、アクリル酸2-スルホエチル、前述のもののアルカリ金属塩(例えば、ナトリウム、カリウム、又は他のアルカリ金属塩)、前述のもののエステル(例えば、メチル、エチル、又は他のC1~C4若しくはC6アルキルエステル)、及び前述ものの組み合わせ(例えば、複数の種類のアニオン性モノマー、又は同じアニオン性モノマーの同等形態)のうちの1つ以上であり得る。例えば、アニオン性モノマーは、マレイン酸モノメチル及びそのアルカリ金属塩(例えば、ナトリウム塩)のうちの1つ以上を含むことができる。
ある種類の実施形態では、PVOHは、カルボキシル基変性コポリマーである。別の態様では、PVOHは、ジカルボキシル型のモノマーで変性され得る。これらの実施形態のうちの1つのクラスでは、カルボニルのα炭素は、不飽和結合(例えば、マレイン酸、フマル酸)に接触している。これらの実施形態のうちの別のクラスでは、カルボニルのα炭素は、メチル分岐(例えば、シトラコン酸、メサコン酸)で不飽和結合に接触している。これらの実施形態のうちの別のクラスでは、カルボニルのβ炭素は、不飽和結合(例えば、イタコン酸、cis-グルタコン酸、trans-グルタコン酸)に接触している。アルキルカルボキシル基を提供するモノマーが考慮される。マレエート型(例えば、マレイン酸モノアルキルを含むマレイン酸ジアルキル)、又はイタコネート型(すなわち、イタコン酸)コモノマーが、特に考慮される。
特定のカルボキシレート含有PVOHコポリマーでは、カルボキシレート単位は、カルボン酸基に変換された場合、隣接するヒドロキシル基で環化することによって、安定したγ-ラクトン環部分を容易に形成し得る。具体的には、このようなγ-ラクトン環の形成は、カルボキシレート含有PVOHコポリマーが液体洗濯洗剤配合物と接触する場合に生じる。化学的不適合性は、液体洗濯洗剤配合物中に存在する酸-塩基平衡に由来し、通常、アミン-脂肪酸平衡及び/又はアミン-アニオン性界面活性酸平衡の形態である。洗剤配合物が、モル数過剰のアミンの存在によりアルカリ性pHにある場合でも、交換可能な水素イオンは、依然として、PVOHコポリマーのカルボキシレート基と反応するために利用可能である。これが起こる場合、カルボン酸基が形成され、ラクトンが安定した5員(γ)環構造を有する場合、カルボン酸基は、次に、隣接するヒドロキシル基と容易に反応して、分子内ラクトンを形成する。他の液体生成物についても、言及しきれないほど多くの類似の化学的不適合が存在し得る。ポリマーの溶解性、したがってフィルムは、ラクトンを形成するこの反応によって著しく影響を受け、完全な不溶解性は、場合によっては、ポリマー残留物がポリマー/フィルムとともに液体中に分散された物体に(例えば、このようなフィルムから作製された洗剤パウチを用いた洗浄サイクルの終わりの衣類に)付着をもたらす場合がある。対照的に、他のカルボキシレート含有PVOHコポリマーは、潜在的に、5員未満又は5員を超えるラクトン環部分を形成し得る。しかしながら、これらのラクトン部分は、立体効果及び/又はエントロピー効果に起因して不安定であり、したがって、このようなコポリマーは、γ-ラクトン環部分を形成し得るカルボキシレート含有PVOHコポリマーとしての洗濯洗剤の存在下での溶解度において同じ変化を示さない。
実施形態では、ポリビニルアルコール樹脂は、ポリビニルアルコール-コ-マレエートポリマーを含む。前述の実施形態の改良において、ポリビニルアルコール-コ-マレエートポリマーは、マレイン酸、マレイン酸モノアルキル、マレイン酸ジアルキル、無水マレイン酸、及びこれらのアルカリ金属塩から選択される1つ以上のモノマー単位を含み得る。ポリビニルアルコール-コ-マレエートポリマーは、ポリ酢酸ビニル及び無水マレイン酸の部分的又は完全に加水分解されたコポリマーであり得る。実施形態では、ポリビニルアルコール-コ-マレエートとしては、少なくとも1モル%のマレエート変性~最大で約8モル%のマレエート変性、例えば、約1.5モル%、約1.75モル%、約2モル%、約2.4モル%、約2.5モル%、約2.8モル%、約3モル%、約3.2モル%、約3.5モル%、約3.8モル%、約4モル%、約4.2モル%、約4.5モル%、約5モル%、約6モル%、約7モル%、又は約8モル%が挙げられる。
実施形態では、ポリビニルアルコール樹脂は、ポリビニルアルコール-コ-アクリル酸アルキルを含む。前述の実施形態の改良では、ポリビニルアルコール-コ-アクリル酸アルキルは、1つ以上のアクリル酸メチルモノマー単位を含み得る。ポリビニルアルコール-コーアクリル酸アルキルポリマーは、ポリ酢酸ビニル及びアクリル酸メチルの部分的に又は完全に加水分解されたコポリマーであり得る。実施形態では、ポリビニルアルコール-コーアクリル酸アルキルとしては、少なくとも1モル%のアルキルアクリレート変性~最大で約8モル%のアルキルアクリレート変性、例えば、約1.5モル%、約1.75モル%、約2モル%、約2.4モル%、約2.5モル%、約2.8モル%、約3モル%、約3.2モル%、約3.5モル%、約3.8モル%、約4モル%、約4.2モル%、約4.5モル%、約5モル%、約6モル%、約7モル%、又は約8モル%が挙げられる。実施形態では、アクリレート変性の少なくとも一部は、ラクトン環の形態ではなく、例えば、アクリレート変性の少なくとも25%、少なくとも50%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、又は少なくとも90%は、ラクトン環の形態ではない。
PVOHポリマーの粘度(μ)は、英国規格EN ISO 15023-2:2006 Annex Eのブルックフィールド試験方法に記載されているような、ULアダプタを備えたブルックフィールドLVタイプ粘度計を使用して、新たに作製された溶液を測定することによって決定される。20℃での4%(w/v)ポリビニルアルコール水溶液の粘度を記載することは国際的慣行である。特に明記しない限り、センチポイズ(cP)で本明細書に指定される全ての粘度は、20℃での4%(w/v)ポリビニルアルコール水溶液の粘度を指すと理解されるべきである。同様に、ある樹脂が特定の粘度を有する(又は有しない)と記載されている場合は、特に言及されない限り、指定された粘度が、対応する分子量分布を本質的に有する樹脂の平均粘度であることを意図する。
個々に、又は組み合わせて使用するための好適なPVOH樹脂は、約5cP~約35cP、又は約5cP~約30cP、又は約5cP~約27cP、又は約5cP~約25cP、又は約5cP~約15cP、又は約5cP~約14cP、又は約5cP~約12cP、又は約5cP~約10cP、又は約5cP~約7cP、又は約5cP~約8cP、又は約10cP~約15cP、又は約16cP~約35cP、又は約18cP~約35cP、又は約18cP~約30cP、又は約18cP~約27cP、又は約18cP~約25cP、又は約20cP~約25cPの範囲、例えば、32cP、又は26cP、又は23.5cP、又は21cP、又は19cP、又は16.5cP、又は14cP、又は6cPの範囲の粘度を有し得る。PVOH樹脂の粘度は、PVOH樹脂の重量平均分子量
と相関し、多くの場合、粘度は
の代用として使用されることは、当該技術分野において公知である。PVOHポリマーブレンドを含むPVOH樹脂ブレンドの粘度に言及する場合、加重自然対数平均粘度
が使用される。2つ以上のPVOHポリマーを含むPVOH樹脂の
は、式
によって計算され、式中、μιは、それぞれのPVOHポリマーの粘度である。
フィルムが第1のポリビニルアルコールホモポリマー及び第2のポリビニルアルコールホモポリマーのブレンドを含む実施形態では、第1のポリビニルアルコールホモポリマーは、約16cP~約35cP、約18cP~約35cP、約18cP~約30cP、約18cP~約27cP、約18cP~約25cP、又は約20cP~約25cPの範囲の粘度を有し得る。実施形態では、第2のポリビニルアルコールホモポリマーは、約5cP~約15cP、約5cP~約14cP、約5cP~約12cP、約5cP~約10cP、約5cP~約7cP、約5cP~約8cP、又は約10cP~約15cPの範囲の粘度を有し得る。実施形態では、第1のポリビニルアルコールホモポリマーは、約16cP~約35cPの範囲の粘度を有し得、第2のポリビニルアルコールホモポリマーは、約5cP~約15cPの範囲の粘度を有し得る。実施形態では、第1のポリビニルアルコールホモポリマーは、約20cP~約25cPの範囲の粘度を有し得、第2のポリビニルアルコールホモポリマーは、約5cP~約7cPの範囲の粘度を有し得る。
フィルムがポリビニルアルコールホモポリマー及びポリビニルアルコールコポリマーのブレンドを含む実施形態では、ポリビニルアルコールホモポリマーは、約5cP~約35cP、約5cP~約15cP、約5cP~約7cP、約18cP~約27cP、又は約20cP~約25cPの範囲の粘度を有し得る。実施形態では、ポリビニルアルコールホモポリマーは、約5~約7cPの範囲の粘度を有する。実施形態では、ポリビニルアルコールコポリマーは、約約10cP~約30cP、例えば、約12cP~約28cP、約14cP~約26cP、約16cP~約24cP、又は約18cP~約22cPの範囲の粘度を有し得る。実施形態では、ポリビニルアルコールコポリマーは、約18cP~約22cPの範囲の粘度を有し得る。
フィルムが第1のポリビニルアルコールコポリマー及び第2のポリビニルアルコールコポリマーのブレンドを含む実施形態では、第1のポリビニルアルコールコポリマーは、約10cP~約30cP、例えば、約10cP~約20cP、約12cP~約19cP、約14cP~約19cP、約18cP~約30cP、約19cP~約28cP、約20cP~約26cP、又は約21cP~約26cPの範囲の粘度を有し得る。実施形態では、第1のポリビニルアルコールコポリマーは、約18cP~約30cP、約19cP~約28cP、約20cP~約26cP、又は約21cP~約26cPの範囲の粘度を有し得る。実施形態では、第1のポリビニルアルコールコポリマーは、約21cP~約26cPの範囲の粘度を有し得る。実施形態では、第2のポリビニルアルコールコポリマーは、約10cP~約30cP、例えば、約12cP~約28cP、約14cP~約26cP、約16cP~約24cP、又は約18cP~約22cPの範囲の粘度を有し得る。実施形態では、ポリビニルアルコールコポリマーは、約18cP~約22cPの範囲の粘度を有し得る。
実施形態では、本開示のフィルムのポリビニルアルコールホモポリマー及びコポリマーは、約70%~約99%の範囲の加水分解度を有し得る。実施形態では、第1のポリビニルアルコールホモポリマー、第2のポリビニルアルコールホモポリマー、又はその両方は、約70%~約99%、又は約75%~約95%、又は約78%~約90%、又は約80%~約90%、又は約85%~約90%の範囲の加水分解度を有し得る。実施形態では、第1のポリビニルアルコールホモポリマー、第2のポリビニルアルコールホモポリマー、又はその両方は、約85%~約90%、又は約86%~約89%の範囲の加水分解度を有し得る。
樹脂ブレンドの加水分解度はまた、算術加重平均加水分解度
によっても特徴付けられ得る。例えば、2つ以上のPVOHポリマーを含むPVOH樹脂の
は、式
によって計算され、式中、Wiは、それぞれのPVOHポリマーの重量パーセンテージであり、Hiは、それぞれの加水分解度である。実施形態では、2つ以上のポリビニルアルコールホモポリマー、コポリマー、又はこれらの混合物のブレンドを含むポリビニルアルコール樹脂の加水分解度は、約70%~約99%、又は約75%~約95%、又は約78%~約90%、又は約80%~約90%、又は約85%~約90%の範囲であり得る。
水溶性フィルムが第1のポリビニルアルコールホモポリマー及び第2のポリビニルアルコールホモポリマーを含む実施形態では、第1及び第2のポリビニルアルコールホモポリマーは、一般に、任意の好適な比でポリビニルアルコール樹脂ブレンド中に含まれ得る。実施形態では、第1のポリビニルアルコールホモポリマーは、樹脂中のポリビニルアルコールポリマーの総重量に基づいて、約60重量%~約85重量%の範囲、例えば、約65重量%~約80重量%、又は約70重量%~約80重量%の範囲、例えば、60重量%、65重量%、70重量%、75重量%、又は80重量%の量でポリビニルアルコール樹脂中に含まれ得る。実施形態では、第2のポリビニルアルコールホモポリマーは、樹脂中のポリビニルアルコールポリマーの総重量に基づいて、約15重量%~約40重量%の範囲、例えば、約15重量%~約35重量%、又は約20重量%~約30重量%の範囲、例えば、15重量%、20重量%、25重量%、30重量%、35重量%、又は40重量%の量でポリビニルアルコール樹脂中に含まれ得る。実施形態では、第1のポリビニルアルコールは、樹脂中のポリビニルアルコールポリマーの総重量に基づいて、約65重量%~約85重量%、又は約70重量%~約80重量%の範囲の量でポリビニルアルコール樹脂中に含まれ得、第2のポリビニルアルコールホモポリマーは、樹脂中のポリビニルアルコールポリマーの残余を構成し得る。
理論に拘束されるつもりはないが、ポリビニルアルコール樹脂中の第2の低粘度ポリビニルアルコールホモポリマーの相対量が減少すると、溶媒シールによるフィルムのシール強度が低下し、ポリビニルアルコール樹脂中の第2のポリビニルアルコールホモポリマーの相対量が増加すると、フィルムが(例えば、熱成形によって)処理され得る温度ウィンドウが減少すると考えられる。
水溶性フィルムがポリビニルアルコールホモポリマー及びポリビニルアルコールコポリマーを含む実施形態では、ポリビニルアルコールホモポリマー及びコポリマーは、一般に、任意の好適な比でポリビニルアルコール樹脂ブレンド中に含まれ得る。実施形態では、ポリビニルアルコールホモポリマーは、樹脂中のポリビニルアルコールポリマーの総重量に基づいて、約25重量%~約75重量%の範囲、例えば、約30重量%~約70重量%、約35重量%~約65重量%、約40重量%~約60重量%、又は約45重量%~約55重量%の範囲、例えば、30重量%、40重量%、50重量%、60重量%、又は70重量%の量でポリビニルアルコール樹脂中に含まれ得る。実施形態では、ポリビニルアルコールコポリマーは、樹脂中のポリビニルアルコールポリマーの総重量に基づいて、約75重量%~約25重量%の範囲、例えば、約30重量%~約70重量%、約35重量%~約65重量%、約40重量%~約60重量%、又は約45重量%~約55重量%の範囲、例えば、30重量%、40重量%、50重量%、60重量%、又は70重量%の量でポリビニルアルコール樹脂中に含まれ得る。実施形態では、ポリビニルアルコールホモポリマーは、樹脂中のポリビニルアルコールポリマーの総重量に基づいて、約40重量%~約60重量%、又は約45重量%~約55重量%の範囲の量でポリビニルアルコール樹脂中に含まれ得、ポリビニルアルコールコポリマーは、樹脂中のポリビニルアルコールポリマーの残余を構成し得る。
水溶性フィルムが第1のポリビニルアルコールコポリマー及び第2のポリビニルアルコールコポリマーを含む実施形態では、第1及び第2のポリビニルアルコールコポリマーは、一般に、任意の好適な比でポリビニルアルコール樹脂ブレンド中に含まれ得る。実施形態では、第1のポリビニルアルコールコポリマーは、樹脂中のポリビニルアルコールポリマーの総重量に基づいて、約1重量%~約50重量%の範囲、例えば、約5重量%~約50重量%、約10重量%~約50重量%、約15重量%~約重量45%、約20重量%~約40重量%、約40重量%~約50重量%、又は約20重量%~約30重量%の範囲、例えば、20重量%、25重量%、30重量%、40重量%、又は50重量%の量でポリビニルアルコール樹脂中に含まれ得る。実施形態では、第2のポリビニルアルコールコポリマーは、樹脂中のポリビニルアルコールポリマーの総重量に基づいて、約50重量%~約99重量%の範囲、例えば、約50重量%~約90重量%、約50重量%~約80重量%、約50重量%~約60重量%、約60重量%~約80重量%、又は約70重量%~約80重量%の範囲、例えば、50重量%、60重量%、70重量%、75重量%、又は80重量%の量でポリビニルアルコール樹脂に含まれ得る。実施形態では、第1のポリビニルアルコールコポリマーは、樹脂中のポリビニルアルコールポリマーの総重量に基づいて、約40重量%~約50重量%、又は約20重量%~約30重量%の範囲の量でポリビニルアルコール樹脂中に含まれ得、ポリビニルアルコールコポリマーは、樹脂中のポリビニルアルコールポリマーの残余を構成し得る。
可塑剤
本開示の水溶性フィルムは、一般に、可塑剤を含む。可塑剤は、材料(通常は、樹脂又はエラストマー)に添加される液体、固体、又は半固体であり、その材料を(ポリマーのガラス転移温度を低下させることによって)より柔らかく、より可撓性に、かつより処理しやすくする。低可塑剤レベルでは、フィルムは、脆くなるか、加工が困難になるか、又は破断しやすくなり得る。高可塑剤レベルでは、フィルムは、所望の使用には柔らかすぎるか、弱すぎるか、又は加工が困難であり得る。水は、PVOH、及び水溶性ポリマーを含むがこれに限定されないその他のポリマーに対して非常に効率的な可塑剤として認識されているが、ポリマーフィルムは、低及び高相対湿度を含む様々な周囲条件に対して、少なくともある程度の耐性(堅牢性)を有する必要性があるため、水の揮発性はその有用性を制限する。
本開示の水溶性フィルムは、可塑剤を更に含む。可塑剤としては、グリセロール、ジグリセロール、ソルビトール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、最大で400MWのポリエチレングリコール、ネオペンチルグリコール、トリメチロールプロパン(TMP)、ポリエーテルポリオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール(例えば、MP Diol(登録商標))、エタノールアミン、及びこれらの混合物が挙げられ得るが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、可塑剤は、グリセロール、ジグリセロール、プロピレングリコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、最大でMW400のポリエチレングリコール、ソルビトール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、トリメチロールプロパン、ポリエーテルポリオール、及び前述のものの組み合わせから選択される。ある種類の実施形態では、可塑剤は、ソルビトール、グリセロール、プロピレングリコール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、トリメチロールプロパン、ジプロピレングリコール、及びこれらの組み合わせの群から選択される。ある種類の実施形態では、可塑剤は、グリセロール、プロピレングリコール、ソルビトール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、及び前述のもののうちの組み合わせから選択される。別の種類の実施形態では、可塑剤としては、グリセロール、ソルビトール、又は前述のもののうちの組み合わせが挙げられる。ある種類の実施形態では、可塑剤は、トリエチレングリコール、ソルビトール、グリセロール、ジグリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、最大400Daの分子量のポリエチレングリコール、ヘキシレングリコール、キシリトール、2-メチル-1,3,プロパンジオール、エタノールアミン、又はこれらの組み合わせの群から選択される。ある種類の実施形態では、可塑剤は、トリエチレングリコール、約200Daの分子量を有するポリエチレングリコール、ソルビトール、グリセロール、又はこれらの組み合わせを含む。
非水可塑剤の総量は、PVOH樹脂100部当たり約10~約35重量部(PHR)、又は約15~約35PHR、又は約15~約30PHR、又は約15~約28PHR、又は約17PHR~約25PHR、又は約18PHR~約23PHRの範囲、例えば、約19PHR、約20PHR、約21PHR、約21PHR、又は約23PHRであり得る。実施形態では、可塑剤は、約15~約30PHR、約15~約28PHR、約18~約25PHR、又は約18~約23PHRの範囲の量で提供され得る。実施形態では、可塑剤は、ソルビトール、グリセロール、又はこれらの組み合わせを含み得、約18~約23PHRの範囲で提供され得る。
界面活性剤
水溶性フィルムに使用するための界面活性剤は、当該技術分野において公知である。任意には、流延時の樹脂溶液の分散を助けるために界面活性剤が含まれる。本開示の水溶性フィルムに好適な界面活性剤としては、スルホコハク酸ジアルキル、グリセロールとプロピレングリコールとのラクチル化脂肪酸エステル、脂肪酸のラクチルエステル、アルキル硫酸ナトリウム、ポリソルベート20、ポリソルベート60、ポリソルベート65、ポリソルベート80、アルキルポリエチレングリコールエーテル、レシチン、グリセロールとプロピレングリコールとのアセチル化脂肪酸エステル、ラウリル硫酸ナトリウム、脂肪酸のアセチル化エステル、ミリスチルジメチルアミンオキシド、トリメチルタローアルキルアンモニウムクロリド、四級アンモニウム化合物、約8~24個の炭素原子を含有する高級脂肪酸のアルカリ金属塩、アルキルスルフェート、アルキルポリエトキシレートスルフェート、アルキルベンゼンスルホネート、モノエタノールアミン、ラウリルアルコールエトキシレート、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、それらの塩、及び前述のもののうちのいずれかの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
好適な界面活性剤としては、非イオン性、カチオン性、アニオン性、及び双性イオン性クラスが挙げられ得る。好適な界面活性剤としては、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、モノエタノールアミン、ポリオキシエチレン化ポリオキシプロピレングリコール、アルコールエトキシレート、アルキルフェノールエトキシレート、三級アセチレングリコール、及びアルカノールアミド(非イオン性)、ポリオキシエチレン化アミン、四級アンモニウム塩、及び四級化ポリオキシエチレン化アミン(カチオン性)、約8~24個の炭素原子を含有する高級脂肪酸のアルカリ金属塩、アルキルスルフェート、アルキルポリエトキシレートスルフェート、及びアルキルベンゼンスルホネート(アニオン性)、並びにアミンオキシド、N-アルキルベタイン、及びスルホベタイン(双性イオン性)が挙げられるが、これらに限定されない。他の適切な界面活性剤としては、スルホコハク酸ジオクチルナトリウム、グリセロール及びプロピレングリコールのラクチル化脂肪酸エステル、脂肪酸のラクチルエステル、アルキル硫酸ナトリウム、ポリソルベート20、ポリソルベート60、ポリソルベート65、ポリソルベート80、レシチン、グリセロール及びプロピレングリコールのアセチル化脂肪酸エステル、並びに脂肪酸のアセチル化エステル、並びにこれらの組み合わせが挙げられる。様々な実施形態では、水溶性フィルム中の界面活性剤の量は、約0.1重量%~2.5重量%、任意選択的に、約1.0重量%~2.0重量%の範囲である。実施形態では、水溶性フィルム中の界面活性剤の量は、水溶性フィルム中の総水溶性ポリマー100部当たりの部数(phr)で表され、約0.5phr~約4phr、約0.75phr~約3.0phr、約1.0phr~約2.5phr、約1.0phr~約2.0phrの範囲、又は約1.5phrで存在する。
界面活性剤は、親水性/親油性バランス(HLB)の観点から特徴付けられ得る。グリフィンの方法は、1954年に記載されており(Griffin WC: “Calculation of HLB Values of Non-Ionic Surfactants,”Journal of the Society of Cosmetic Chemists 5(1954):259)、非イオン性界面活性剤のHLB値を決定するために当技術分野で以下のように使用されている:HLB=20*Mh/M、式中、Mhは、分子の親水性部分の分子質量であり、Mは、分子全体の分子質量であり、0から20のスケールでHLB値を与える。0のHLB値は、完全に親油性/疎水性の分子に対応し、20の値は、完全に親水性/疎油性の分子に対応する。
水溶性フィルムは、これらに限定されないが、潤滑剤、剥離剤、フィラー、増量剤、架橋剤、ブロッキング防止剤、酸化防止剤、粘着性低減剤、消泡剤(脱泡剤)、層状シリケート型のナノクレイ(例えば、ナトリウムモンモリロナイト)などのナノ粒子、漂白剤(例えば、メタ重亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウムなど)、苦味剤(例えば、安息香酸デナトニウム、デナトニウムサッカライド、及び塩化デナトニウムなどのデナトニウム塩;スクロースオクタアセテート;キニーネ;ケルセチン及びナリンゲンなどのフラボノイド;並びにクアシン及びブルシンなどのクアシノイド)、並びに刺激剤(例えば、カプサイシン、ピペリン、イソチオシアン酸アリル、及びレシンフェラトキシン)、並びに他の機能性成分などの、他の補助剤及び加工助剤を、これらの意図される目的に好適な量で含有し得る。
好適なフィラー/増量剤/粘着性低減剤としては、デンプン、変性デンプン、架橋ポリビニルピロリドン、架橋セルロース、及び微結晶性セルロースが挙げられるが、これらに限定されない。好ましい材料は、デンプン及び変性デンプンである。水溶性フィルムに含まれる場合、デンプン及び/又は変性デンプンは、約0.2PHR~約6PHR、約0.2PHR~約5.0PHR、約0.2PHR~約4.0PHR、約0.2PHR~約3.0PHR、約0.2PHR~約1.0PHR、又は約0.2PHR~約0.9PHR、又は約0.2PHR~約0.8PHR、又は約0.2PHR~約0.7PHR、又は約0.4PHR~約0.7PHR、又は約0.5PHR~約0.7PHRの範囲、例えば、約1PHR未満、約0.9PHR未満、又は約0.7PHR未満で提供され得る。理論に拘束されるつもりはないが、デンプンなどのフィラーは、ポリビニルアルコールポリマーのマトリックス内に提供され、フィルムを強化し、かつフィルムマトリックス内の可塑剤を維持するのに役立つと考えられる。更に、理論に拘束されるつもりはないが、フィルム中のデンプンの量が減少するにつれて、フィルム表面に移動する可塑剤の傾向が増加し、フィルム中のデンプンの量が増加するにつれて、フィルムの延伸時にフィルムの「応力白化」又は不透明度の増加する傾向が増加すると考えられる。
ブロッキング防止剤(例えば、ヒュームドシリカ、SiO2、タルク及びヒドロシリケートなどのシリケート系材料)は、フィルム中に存在する場合、約0.1~0.5PHR、又は約0.1~約0.4PHR、又は約0.1~0.3PHRの範囲でフィルム中に存在し得る。いくつかの実施形態では、フィルムは、ブロッキング防止剤を実質的に含まない場合がある。いくつかの実施形態では、フィルムは、シリカ、シリケート、及び/又はSiO2を実質的に含まない場合がある。本明細書で使用される場合、かつ特に記載されない限り、「実質的にブロッキング防止剤を含まない」とは、約500ppm未満の量で存在するブロッキング防止剤を有するフィルムを指す。例えば、約400ppm未満、約300ppm未満、約200ppm未満、又は約100ppm未満。本明細書で使用される場合、かつ特に記載されない限り、「実質的にシリカ、シリケート、及び/又はSiO2を含まない」とは、約500ppm未満の量で存在するシリカ、シリケート、及び/又はSiO2を有するフィルムを指す。例えば、約400ppm未満、約300ppm未満、約200ppm未満、又は約100ppm未満。理論に拘束されるつもりはないが、ブロッキング防止剤の相がフィルムの表面に分離し、表面に凹凸が提供され、フィルムの層間に空間が提供されるため、フィルムの層が互いにスライドすることが可能になると考えられる。
本開示の第1の態様では、本開示の水溶性フィルムは、約16cP~約35cP、約18cP~約27cP、又は約20cP~約25cPの範囲の粘度を有する第1のポリビニルアルコールホモポリマー、及び約5cP~約15cP、約10cP~約15cP、又は約5cP~約7cPの範囲の粘度を有する第2のポリビニルアルコールホモポリマーを含むポリビニルアルコール樹脂であって、第1のポリビニルアルコールホモポリマーが、ポリビニルアルコール樹脂の総重量に基づいて、約60重量%~約85重量%、約65重量%~約85重量%、又は約70重量%~約80重量%の範囲の量で存在し、第2のポリビニルアルコールホモポリマーが、ポリビニルアルコール樹脂の総重量に基づいて、約15重量%~約40重量%、約15重量%~約35重量%、又は約20重量%~約30重量%の範囲の量で存在し、可塑剤が、約15~約35PHRの範囲の量で存在し、デンプンが、約0.2~約6.0PHR、約0.2~約3PHR、又は約0.2~約1PHRの範囲の量で存在し、水溶性フィルムが、3未満、例えば、1.5未満、1未満、又は0.6未満のつや消し対光沢摩擦係数、及び0.5~40%、0.5~30%、又は0.5~20%の範囲の100%歪でのヘイズを特徴とし得る、ポリビニルアルコール樹脂を含み得る。第1の態様の実施形態では、本開示の水溶性フィルムは、約20cP~約25cPの範囲の粘度を有する第1のポリビニルアルコールホモポリマー、及び約5cP~約7cPの範囲の粘度を有する第2のポリビニルアルコールホモポリマーを含むポリビニルアルコール樹脂であって、第1のポリビニルアルコールホモポリマーが、ポリビニルアルコール樹脂の総重量に基づいて、約70重量%~約80重量%の範囲の量で存在し、第2のポリビニルアルコールホモポリマーが、ポリビニルアルコール樹脂の総重量に基づいて、約20重量%~約30重量%の範囲の量で存在し、可塑剤が、約18~約23PHRの範囲の量で存在し、デンプンが、約0.5~約0.7PHRの範囲で存在する、ポリビニルアルコール樹脂を含み得る。第1の態様の実施形態では、本開示の水溶性フィルムは、約16cP~約35cPの範囲の粘度を有する第1のポリビニルアルコールホモポリマー、及び約5cP~約15cPの範囲の粘度を有する第2のポリビニルアルコールホモポリマーを含むポリビニルアルコール樹脂であって、第1のポリビニルアルコールホモポリマーが、ポリビニルアルコール樹脂の総重量に基づいて、約60重量%~約85重量%の範囲の量で存在し、第2のポリビニルアルコールホモポリマーが、ポリビニルアルコール樹脂の総重量に基づいて、約15重量%~約40重量%の範囲の量で存在し、可塑剤が、約15~約35PHRの範囲の量で存在し、デンプンが、約0.2~約1.0PHRの範囲の量で存在する、ポリビニルアルコール樹脂を含み得る。第1の態様の実施形態では、本開示の水溶性フィルムは、約20cP~約25cPの範囲の粘度を有する第1のポリビニルアルコールホモポリマー、及び約5cP~約7cPの範囲の粘度を有する第2のポリビニルアルコールホモポリマーを含むポリビニルアルコール樹脂であって、第1のポリビニルアルコールホモポリマーが、ポリビニルアルコール樹脂の総重量に基づいて、約70重量%~約80重量%の範囲の量で存在し、第2のポリビニルアルコールホモポリマーが、ポリビニルアルコール樹脂の総重量に基づいて、約20重量%~約30重量%の範囲の量で存在し、可塑剤が、約15~約35PHRの範囲の量で存在し、デンプンが、約0.2~約6.0PHRの範囲の量で存在し、フィルムが、0.6未満のつや消し対光沢摩擦係数、及び0.5~30%の範囲の100%歪でのヘイズを特徴とし得る、ポリビニルアルコール樹脂を含み得る。前述の実施形態の改良では、水溶性フィルムは、更に、約300%~約350%の破断点伸びを特徴とし得る。第1の態様の実施形態では、本開示の水溶性フィルムは、約20cP~約25cPの範囲の粘度を有する第1のポリビニルアルコールホモポリマー、及び約5cP~約7cPの範囲の粘度を有する第2のポリビニルアルコールホモポリマーを含むポリビニルアルコール樹脂であって、第1のポリビニルアルコールホモポリマーが、ポリビニルアルコール樹脂の総重量に基づいて、約70重量%~約80重量%の範囲の量で存在し、第2のポリビニルアルコールホモポリマーが、ポリビニルアルコール樹脂の総重量に基づいて、約20重量%~約30重量%の範囲の量で存在し、可塑剤が、約15~約35PHRの範囲の量で存在し、デンプンが、約0.2~約3.0PHRの範囲の量で存在し、フィルムが、0.6未満のつや消し対光沢摩擦係数、及び0.5~20%の範囲の100%歪でのヘイズを特徴とし得る、ポリビニルアルコール樹脂を含み得る。第1の態様の実施形態の改良では、水溶性フィルムは、シリカ及び/又はSiO2を実質的に含まない。前述の実施形態の更なる改良では、水溶性フィルムは、ブロッキング防止剤を実質的に含まない。
第2の態様では、本開示は、約5cP~約35cP、約5cP~約15cP、約10cP~約15cP、約5cP~約7cP、約18cP~約27cP、又は約20cP~約5cPの範囲の粘度を有するポリビニルアルコールホモポリマー、及びアニオン性モノマー単位を有するポリビニルアルコールコポリマーを含むポリビニルアルコール樹脂の水溶性混合物を含む水溶性フィルムであって、ポリビニルアルコールホモポリマーが、ポリビニルアルコール樹脂の総重量に基づいて、約25重量%~約75重量%、例えば、約30重量%~約70重量%、約40重量%~約60重量%、又は約45重量%~約55重量%の範囲の量で存在し、ポリビニルアルコールコポリマーは、ポリビニルアルコール樹脂の総重量に基づいて、約75重量%~約25重量%、例えば、約30重量%~約70重量%、約40重量%~約60重量%、又は約45重量%~約55重量%の範囲の量で存在し、デンプンが、ポリビニルアルコール樹脂100部に基づいて、約0.2~約6.0重量部(PHR)、約0.2PHR~約3.0PHR、又は約0.2PHR~約1.0PHRの範囲の量で存在し、可塑剤が、約15~約35PHRの範囲の量で存在し、水溶性フィルムが、摩擦係数試験に従って決定される場合、約3.0以下、約1.5以下、約1.0以下、又は約0.60以下の範囲のつや消し対光沢摩擦係数(COF)、ヘイズ試験に従って決定される場合、約0.5%~約40%、約0.5~約30%、約0.5~約20%、又は約0.5~約20%の範囲の100%歪でのヘイズを特徴とする、水溶性フィルムを提供する。
第2の態様の実施形態では、本開示の水溶性フィルムは、約5cP~約7cPの範囲の粘度を有するポリビニルアルコールホモポリマー、及びアクリル酸メチルモノマー単位を含むポリビニルアルコールコポリマーを含み得、ポリビニルアルコールホモポリマーは、ポリビニルアルコール樹脂の総重量に基づいて、約約45重量%~約55重量%の範囲の量で存在し、ポリビニルアルコールコポリマーは、ポリビニルアルコール樹脂の総重量に基づいて、約55重量%~約45重量%の範囲の量で存在し、デンプンは、ポリビニルアルコール樹脂100部に基づいて、約0.2~約1.0重量部(PHR)の範囲の量で存在し、可塑剤は、約15~約35PHRの範囲の量で存在し、水溶性フィルムは、0.60以下の範囲のつや消し対光沢摩擦係数(COF)、及びヘイズ試験に従って決定される場合、約0.5%~約40%の範囲の100%歪でのヘイズを特徴とする。前述の実施形態の改良では、フィルムは、更に、300~350%の範囲の破断点伸びを特徴とし得る。
第2の態様の実施形態では、本開示の水溶性フィルムは、約20cP~約26cPの範囲の粘度を有するポリビニルアルコールホモポリマー、及びアクリル酸メチルモノマー単位を含むポリビニルアルコールコポリマーを含み得、ポリビニルアルコールホモポリマーは、ポリビニルアルコール樹脂の総重量に基づいて、約約45重量%~約55重量%の範囲の量で存在し、ポリビニルアルコールコポリマーは、ポリビニルアルコール樹脂の総重量に基づいて、約55重量%~約45重量%の範囲の量で存在し、デンプンは、ポリビニルアルコール樹脂100部に基づいて、約0.2~約1.0重量部(PHR)の範囲の量で存在し、可塑剤は、約15~約35PHRの範囲の量で存在し、水溶性フィルムは、0.60以下の範囲のつや消し対光沢摩擦係数(COF)、及びヘイズ試験に従って決定される場合、約0.5%~約40%の範囲の100%歪でのヘイズを特徴とする。
第3の態様では、本開示は、アニオン性モノマー単位を含む第1のポリビニルアルコールコポリマー、及びアニオン性モノマー単位を有する第2のポリビニルアルコールコポリマーを含むポリビニルアルコール樹脂の水溶性混合物を含む水溶性フィルムであって、
第1のポリビニルアルコールコポリマーが、ポリビニルアルコール樹脂の総重量に基づいて、約1重量%~約50重量%、例えば、約20%~約30%、約20%~約40%、約20%~約50%、約30%~約50%、又は約40重量%~約50重量%の範囲の量で存在し、第2のポリビニルアルコールコポリマーが、ポリビニルアルコール樹脂の総重量に基づいて、約50重量%~約99重量%、例えば、約50%~約80%、約50%~約70%、約50重量%~約60重量%、約60%~約80%、又は約70%~約80%の範囲の量で存在し、デンプンが、ポリビニルアルコール樹脂100部に基づいて、約0.2~約3.0重量部(PHR)、又は約0.2PHR~約1.0PHRの範囲の量で存在し、可塑剤が、約15~約35PHRの範囲の量で存在し、水溶性フィルムが、摩擦係数試験に従って決定される場合、約3.0以下、約1.5以下、約1.0以下、又は約0.60以下の範囲のつや消し対光沢摩擦係数(COF)、及びヘイズ試験に従って決定される場合、約0.5%~約40%、約0.5%~約30%、約0.5%~約20%、又は約0.5%~約20%の範囲の100%歪でのヘイズを特徴とする、水溶性フィルムを提供する。
第3の態様の実施形態では、水溶性フィルムは、マレエートモノマー単位を含む第1のポリビニルアルコールコポリマー、及びアクリル酸メチルモノマー単位を含む第2のポリビニルアルコールコポリマーを含み得、第1のポリビニルアルコールコポリマーは、ポリビニルアルコール樹脂の総重量に基づいて、約40重量%~約50重量%の範囲の量で存在し、第2のポリビニルアルコールコポリマーは、ポリビニルアルコール樹脂の総重量に基づいて、約50重量%~約60重量%の範囲の量で存在し、デンプンは、ポリビニルアルコール樹脂100部に基づいて、約0.2~約1.0重量部(PHR)の範囲の量で存在し、可塑剤は、約15~約35PHRの範囲の量で存在し、水溶性フィルムは、摩擦係数試験に従って決定される場合、約0.60以下の範囲のつや消し対光沢摩擦係数(COF)、及びヘイズ試験に従って決定される場合、約0.5%~約30%の範囲の100%歪でのヘイズを特徴とする。前述の態様の改良では、水溶性フィルムは、更に、40~50mPaの範囲の引張強度を特徴とする。
第3の態様の実施形態では、水溶性フィルムは、マレエートモノマー単位を含む第1のポリビニルアルコールコポリマー、及びアクリル酸メチルモノマー単位を含む第2のポリビニルアルコールコポリマーを含み得、第1のポリビニルアルコールコポリマーは、ポリビニルアルコール樹脂の総重量に基づいて、約20重量%~約30重量%の範囲の量で存在し、第2のポリビニルアルコールコポリマーは、ポリビニルアルコール樹脂の総重量に基づいて、約70重量%~約80重量%の範囲の量で存在し、デンプンは、ポリビニルアルコール樹脂100部に基づいて、約0.2~約1.0重量部(PHR)の範囲の量で存在し、可塑剤は、約15~約35PHRの範囲の量で存在し、水溶性フィルムは、摩擦係数試験に従って決定される場合、約0.60以下の範囲のつや消し対光沢摩擦係数(COF)、及びヘイズ試験に従って決定される場合、約0.5%~約20%の範囲の100%歪でのヘイズを特徴とする。前述の態様の改良では、水溶性フィルムは、更に、40~50mPaの範囲の引張強度を特徴とする。
以下の実施例に示されるように、本開示の方法に従って調製されたフィルムが、2つのポリビニルアルコールホモポリマーのブレンドを含んだ場合、最大で6phrのデンプンが含まれていても、フィルムは、40%未満の100%歪でのヘイズを示し、0.6未満のつや消し対光沢静摩擦係数を示し、ブレンドの大部分(ブレンドの60~85重量%)を構成するホモポリマーを単独で使用した場合でも、1を超えるつや消し対光沢摩擦係数を有するフィルムが提供され、フィルムのヘイズは、単独で使用すると顕著に高いヘイズ値(約30%)を有するフィルムを提供する樹脂を含む場合でも、20%未満(約13%)の100%歪でのヘイズになるように調整され得ることが、予期せずかつ有利に見出された。
更に、以下の実施例に示されるように、本開示の方法に従って調製されたフィルムが、低粘度ポリビニルアルコールホモポリマーと、アクリル酸メチルモノマー単位を含むポリビニルアルコールコポリマーとのブレンドを含んでいた場合、フィルムは、6未満のつや消し対光沢静摩擦係数、並びに100%歪で40%未満、及び未延伸フィルムで30%未満のヘイズを示すことが驚くべきことに見出された。代わりに、アクリル酸メチルモノマー単位を含むポリビニルアルコールコポリマーを含むこのようなフィルムは、未延伸の場合に約67%のヘイズ値を有するこのポリビニルアルコールコポリマーを含む市販のフィルムを考慮すると、顕著に高いヘイズ値を有することが予期された。実際、実施例のフィルム2のヘイズ値を市販のフィルム(フィルムC3)のヘイズ値と比較することによって、本開示の方法に従ってフィルムを調製することが、商業用プロセスと比較して、フィルムの透明性の増加に寄与し得ることがわかる。フィルム2は、市販のフィルムよりも少ない(約3.4phrに対して約0.67phr)デンプンを含んでいたが、フィルム2のデンプン量を、最大で約6phrまでに増加させても、ヘイズ値は顕著に増加しないと予期される(100%歪で約40%未満と予期、フィルム14及び15に類似)、これは、市販のフィルムによって示された未延伸状態での67%のヘイズよりも実質的に依然として低い。
更に、以下の実施例に示されるように、本開示の方法に従って調製されたフィルムが、マレエートモノマー単位を含む第1のポリビニルアルコールコポリマーと、アクリル酸メチルモノマー単位を含む第2のポリビニルアルコールコポリマーとのブレンドを含んでいた場合、フィルムは、6未満のつや消し対光沢静摩擦係数、並びに100%歪で30%未満、及び未延伸フィルムで20%未満のヘイズを示すことが驚くべきことに見出された。上述のように、アクリル酸メチルモノマー単位を含むポリビニルアルコールコポリマーを含むこのようなフィルムは、未延伸の場合に約67%のヘイズ値を有するこのポリビニルアルコールコポリマーを含む市販のフィルムを考慮すると、顕著に高いヘイズ値を有することが予期された。
水溶性フィルムは、カールフィッシャー滴定によって測定される、少なくとも4重量%、好ましくは約4~約10重量%の範囲の残留水分含有量を更に有することができる。
フィルムの作製方法
1つの企図される部類の実施形態は、水溶性フィルムが、溶液流延法によって形成されることによって特徴付けられる。PVOHの溶液流延法のためのプロセスは、当技術分野において周知されている。例えば、フィルム形成プロセスでは、ポリビニルアルコール樹脂、可塑剤、及び他の添加剤は、溶媒、典型的には、水に溶解され、均質になるまで加熱される。溶液は、懸濁ガスが放出されるまで、高温で維持される(ただし、沸騰しない)。次いで、溶液を、表面上に計量し、実質的に乾燥させて(又は強制乾燥させて)、流延フィルムを形成し、次いで、得られた流延フィルムを、流延表面から取り外し、ロール状商品に巻き取る。プロセスは、バッチ式で実施され得、連続プロセスでより効率的に実施される。
ポリビニルアルコールの連続フィルムの形成では、移動している流延表面、例えば連続的に移動している金属ベルト上に溶液の溶液を計量し、溶剤が実質的に液体から除去されることを生じさせ、それによって自己支持性の流延フィルムが形成され、次いで得られた流延フィルムを流延表面から剥離させ、ロール状商品に巻き取ることが、従来慣行である。
任意選択的に、水溶性フィルムは、1つの層又は複数の類似した層からなる自立フィルムであり得る。
本開示のフィルムを調製する方法は、一般に、各成分について本明細書に記載される量の、第1のポリビニルアルコールホモポリマー、第2のポリビニルアルコールホモポリマー、可塑剤、デンプン、及び本開示の任意選択的な添加剤を含む混合物を表面上に溶液流延することを含み、表面は、少なくとも約150の60°の角度での光沢単位(GU)値を特徴とする。実施形態では、表面は、約150~約550の範囲の60°でのGU値を特徴とする。実施形態では、表面は、少なくとも約200、少なくとも約250、少なくとも約300、少なくとも約350、少なくとも約400、又は少なくとも約450の60°でのGU値を特徴とし得る。60°における光沢単位値は、当該技術分野で既知の任意の方法、例えば、ASTM D2457-21に従って光沢計を使用して決定され得る。少なくとも約150の光沢単位値を有する表面は、一般に、任意の好適な方法を使用して得られ得る。例えば、約150未満の光沢単位値を有する流延表面を研磨して、約150、約200、約300、約400、又は約450などのより高い光沢値を達成し得る。理論に拘束されるつもりはないが、表面の光沢値が約550GUを超えて増加すると、100%歪でのヘイズの減少及び透明性の増加は、550GU表面上に流延された同じフィルムに対して示された値と比較して顕著ではないと考えられる。
水溶性フィルムの溶液流延では、流延表面からの流延フィルムの取り外しを補助するために、流延表面に剥離コーティングを塗布することが従来慣行である。剥離コーティングが流延表面に塗布され、流延表面が研磨されて、少なくとも150の光沢値を得る、本開示の方法の実施形態では、剥離コーティングは、表面の研磨後に表面に塗布される。剥離コーティングは、一般に、流延溶液を流延表面上に計量する前に、又は計量すると同時に、表面に塗布され得る。
以下の実施例に示されるように、開示の方法は、最大で約6phrのデンプンを含む場合でも、全ての樹脂種類について、100%歪での低ヘイズ値(40%未満、30%未満、又は20%未満)を有するフィルムを有利に提供する。この結果は、未延伸状態(フィルムC1では68%、フィルムC3では67%)及び100%歪(フィルムC1では95%)での高いヘイズ値を有する同じ樹脂を使用する市販のフィルムを考慮すると驚くべきことである。実施例は、本開示の方法に従って市販のフィルムを調製することによって、ヘイズが改善され得ることを示す(表3、フィルムC1のヘイズは、未延伸の場合で25%、100%歪の場合で44%まで改善した。)。ヘイズは、実施例3で使用されるものよりも高い光沢表面上に流延するか、又はデンプンの量を6phr未満に低減させることによって、更に改善され得ると考えられる。例えば、表5に示されるように、フィルムC1と同じ樹脂を使用してフィルムが調製される場合、6phr以下のデンプンを含むフィルムについて、40%未満の100%歪でのヘイズが達成され得る。更に、表5に示されるように、(未延伸状態で67%のヘイズを示した)フィルムC3と同じ樹脂を含むフィルムを調製して、40%未満の100%歪でのヘイズを示し得る(フィルム2、4、5、6、及び7)。
フィルム特性
実施形態では、本開示の水溶性フィルムは、本明細書に開示されるヘイズ試験に従って決定される場合、約70%以下、例えば、約0.5%~約70%、約0.5%~約60%、約0.5%~約50%、約5%~約45%、約5%~約40%、約5%~約35%、約10%~約30%、約10%~約25%、約10%~約20%、又は約10%~約15%の範囲の100%歪でのヘイズ値を特徴とし得る。理論に拘束されるつもりはないが、ヘイズ値は、水溶性フィルムの表面がいかに平滑か、又は粗いかを表すものであり、例えば、フィルムの表面粗さが増加するにつれて、表面の欠陥からの光の散乱に起因して、ヘイズ値が増加すると考えられる。
実施形態では、本開示の水溶性フィルムは、本明細書に記載される摩擦係数試験によって決定される場合、約5以下、又は約0.01~約5、約0.05~約5、約0.05~約4、約0.05~約3、約0.05~約2、約0.05~約1、約0.05~約0.90、約0.05~約0.80、約0.05~約0.70、約0.05~約0.65、約0.05~約0.60、又は約0.05~約0.55のつや消し対光沢(M-G)静摩擦係数を特徴とし得る。水溶性フィルムの光沢側面とは、流延表面上に流延された水溶性フィルムの空気側面を指す。水溶性フィルムのつや消し側面とは、流延表面上に流延された水溶性フィルムの流延面側を指す。M-G静摩擦係数が低いほど、フィルム(又はそれから形成されたパウチ)が、形成される(又は例えばパウチへと変換される)表面及び/又は他の水溶性フィルムに密着する可能性が低い。本明細書で使用される場合、「光沢対光沢静摩擦係数」は、同じ配合を有する2つの水溶性フィルムの光沢側面間の静摩擦係数を指す。本明細書で使用される場合、「光沢対つや消し静摩擦係数」は、同じ配合を有する2つの水溶性フィルムの光沢側面とつや消し側面との間の静摩擦係数を指す。本明細書で使用される場合、「つや消し対つや消し静摩擦係数」は、同じ配合を有する2つの水溶性フィルムのつや消し側面間の静摩擦係数を指す。光沢対光沢静摩擦係数は、典型的には、所与の流延水溶性フィルムについての光沢対つや消し静摩擦係数及びつや消し対つや消し摩擦係数よりも高い。理論に拘束されることを意図しないが、ブローフィルムは流延表面上に流延されず、したがって、ブローフィルムの全ての側面は空気側面又は「光沢」側面とみなすことができるので、流延フィルムの光沢対光沢静摩擦係数は、流延フィルムと同じフィルム配合を有するブローフィルムの静摩擦係数を表すと考えられる。更に、つや消し対光沢静摩擦係数は、光沢側面がつや消し側面と接触している、ロールからポリビニルアルコールフィルムのシートを巻き出す容易さを表す。実施形態では、本開示の水溶性フィルムは、摩擦係数試験に従って決定される場合、約0.05~約0.60、約0.05~約0.50、約0.05~約0.40、又は約0.05~約0.30の範囲の光沢対光沢摩擦係数を特徴とし得る。
ポリマー溶液を流延用の硬質基材上に堆積させる場合、ポリマー溶液が基材上に定着するにつれて、基材の表面特性の一部を採用することが当技術分野で一般的に理解される。理論に拘束されるつもりはないが、流延フィルムの表面特性は、特に層が密接に接触しているロール状商品において、フィルムの処理に劇的に影響を及ぼし得ると考えられる。更に、理論に拘束されるつもりはないが、一般に、フィルムの表面が平滑になればなるほど、層間で接触する表面積が大きくなり、したがって、層が密着しないようにするための、フィルム表面上の突起/粗さがほとんどないため、フィルムがロール上にそれ自体に密着し得る可能性が高くなると考えられる。
驚くべきことには、かつ有利なことには、約70%未満、例えば、約60%未満、約50%未満、約40%未満、約30%未満、又は約20%未満の低ヘイズ値を有する本開示のフィルムはまた、低いつや消し対光沢摩擦係数値、例えば、約1未満、約0.9未満、約0.8未満、約0.7未満、又は約0.6未満も有し得る。透明性及び摩擦係数が競合する特性であるという当技術分野における理解のために、有利な低ヘイズ値及び有利な低摩擦係数値のこのような組み合わせは、驚くべきものであった。しかしながら、有利なことには、本開示のフィルム配合物を平滑な表面上に流延すると、フィルムのヘイズ値が低下しただけでなく、フィルムは、より低いつや消し対光沢摩擦係数値を示すことも見出された。
実施形態では、水溶性フィルムはまた、ブロッキング力によっても特徴付けられ得る。ブロッキングとは、ロール上の1つのフィルム層を別のフィルム層から分離するのに必要な力を指す。ブロッキングは、摩擦係数に関連しており、高いつや消し対光沢摩擦係数では、フィルムは、高いブロッキング力を示す可能性が高い。実施形態では、本開示の水溶性フィルムは、本明細書のブロッキング試験によって決定される場合、約0.5N~約3Nの範囲、例えば、約3N以下、約2.9N以下、約2.8N以下、約2.7N以下、又は約2.6N以下の全ロールに対するブロッキング力を特徴とし得る。
実施形態では、水溶性フィルムはまた、破断点伸び及び/又は引張強度によっても特徴付けられ得る。破断点伸び及び引張強度は、一般に、水溶性フィルムの機械的特性及びフィルムの処理に耐える能力を表す。理論に拘束されるつもりはないが、破断点伸び値が減少するにつれて、張力下でフィルムをロールに巻く能力が減少し、破断点伸び値が増加するにつれて、フィルムを(例えば、パウチに)コンバーティングする容易さが増加すると考えられる。一般に、フィルム中の可塑剤の量が増加するにつれて、破断点伸びが増加するが、ブロッキングの可能性が増加する。実施形態では、本開示の水溶性フィルムは、伸び試験によって決定される場合、少なくとも300%、例えば、少なくとも325%、又は少なくとも350%、及び最大で700%、例えば、300%~700%の範囲の破断点伸びを特徴とし得る。理論に拘束されるつもりはないが、引張強度は、例えば、流延表面から剥離される場合、処理中の不良の前にフィルムがどれだけ酷使に耐え得るかを表すと考えられる。実施形態では、本開示の水溶性フィルムは、引張試験によって決定される場合、少なくとも40MPa、例えば、少なくとも45MPa、又は少なくとも50MPaの引張強度を特徴とし得る。
いくつかの実施形態では、本開示は、約20cP~約25cPの粘度、及び約85%~約95%の加水分解度を特徴とする第1のポリビニルアルコールホモポリマーと、約4cP~約8cPの粘度、及び約85%~約95%の加水分解度を特徴とする第2のポリビニルアルコールホモポリマーと、を含む水溶性フィルムを提供し、第1のポリビニルアルコールホモポリマーは、総ポリビニルアルコールポリマーの約65%~約90%を構成し、第2のポリビニルアルコールホモポリマーは、残余を構成し、水溶性フィルムは、0PHR~約1PHRの範囲の量のデンプン、及び約18PHR~約23PHRの範囲の量の可塑剤を更に含み、可塑剤は、ソルビトール及びグリセロールを含み、水溶性フィルムは、約0.05~約0.55の範囲のつや消し対光沢摩擦係数、約0.5%~約20%の範囲の100%歪でのヘイズ、少なくとも350%の破断点伸び、及び3未満の全ロールに対するブロッキング力を特徴とする。
水溶性物品
本開示のフィルムは、様々な組成物を含有するための物品及び/又はパウチを作り出すのに有用である。パウチに含有された組成物は、粉末、ゲル、ペースト、液体、錠剤、又はこれらの任意の組み合わせなどの任意の形態をとり得る。本開示のフィルムは、物品及び/又はパウチの少なくとも1つの側面壁、任意選択的に物品及び/又はパウチ全体、並びに好ましくは、少なくとも1つの側面壁の外側表面を形成する。
本明細書に記載されるフィルムは、同じフィルムから作製されるか、又は他のポリマー材料のフィルムと組み合わせて作製される、2つ以上の区画を有する物品及び/又はパウチを作製するためにも使用され得る。ある種類の実施形態では、追加のフィルムとして使用するのに好適なポリマー、コポリマー、又はこれらの誘導体は、ポリビニルアルコール(すなわち、ホモポリマー及び/又はコポリマー)、ポリビニルピロリドン、ポリアルキレンオキシド、ポリアクリル酸、セルロース、セルロースエーテル、セルロースエステル、セルロースアミド、ポリ酢酸ビニル、ポリカルボン酸及び塩、ポリアミノ酸又はペプチド、ポリアミド、ポリアクリルアミド、マレイン酸/アクリル酸のコポリマー、デンプン及びゼラチンを含む多糖類、キサンタンなどの天然ガム、並びにカラギーナンから選択される。例えば、ポリマーは、ポリアクリレート及び水溶性アクリレートコポリマー、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、デキストリン、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、マルトデキストリン、ポリメタクリレート、並びにこれらの組み合わせから選択され得るか、又はポリビニルアルコール、ポリビニルアルコールコポリマー及びヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)、並びにこれらの組み合わせから選択され得る。1つの考慮される実施形態は、パケット材料中のポリマーレベルを特徴とし、例えば、上述のPVOHコポリマーは、上述のように少なくとも60%である。
本開示の物品及び/又はパウチは、少なくとも1つの密封された区画を備え得る。したがって、物品及び/又はパウチは、単一の区画又は複数の区画を備え得る。水溶性パウチ又はサッシェは、界面に密封された2層の水溶性ポリマーフィルムから、又はそれ自体の上に折り重ねられて密封された単一のフィルムによって形成され得る。フィルムのうちの1つ又はその両方とも、上述のPVOHフィルムを含む。フィルムは、水性環境への放出のための任意の所望の組成物を収容する内部物品及び/又はパウチ容器容積を画定する。
パウチ容器の容積は、特に限定されない。ある種類の実施形態では、パウチ容器の容積は、25mL以下である。別の実施形態では、容積は、25mL未満である。別の種類のパウチ容器の容積は、50mL未満である。
パウチに使用するための組成物は、特に限定されない。複数の区画を備える実施形態では、各区画は、同一及び/又は異なる組成物を収容し得る。それにより、組成物は、液体、固体、及びそれらの組み合わせ(例えば、液体中に懸濁した固体)を含むがこれらに限定されない任意の好適な形態をとり得る。いくつかの実施形態では、パウチは、第1、第2、及び第3の区画を備え、これらの各々はそれぞれ、異なる第1、第2、及び第3の組成物を収容する。液体洗剤が特に考慮される。
多区画物品及び/又はパウチの区画は、同じか又は異なるサイズ及び/又は容積のものであり得る。本多区画物品及び/又はパウチの区画は、任意の好適な様式で分離又は結合し得る。いくつかの実施形態では、第2の及び/又は第3の及び/又は後続の区画は、第1の区画に重ね合わされる。一実施形態では、第3の区画は、第2の区画上に重ね合わせられ得、次いで、第2の区画は、サンドイッチ構成で、第1の区画上に重ね合わせられる。代替的には、第2及び第3の区画は、第1の区画上に重ね合わされ得る。しかしながら、第1、第2、及び任意選択的に第3、並びに後続の区画は、互いに横並びの関係で取り付けられ得ることも同様に想定される。区画は連なって包装され、各区画がミシン目によって個別に分離可能であってもよい。したがって、各区画は、例えば、ある区画からの組成物を用いて布を前処理又は後処理するために、エンドユーザによって連なったものの残りから個々に引きちぎられ得る。いくつかの実施形態では、第1の区画は、例えば、タイヤ及びリム構成で、又はパウチ内パウチ構成で、少なくとも第2の区画によって取り囲まれ得る。
本開示の物品及び/又はパウチは、1つ以上の異なるフィルムを備え得る。例えば、単一の区画の実施形態において、パケットは、1つの壁であって、それ自体の上に折り曲げられ、縁部で密封されている、1つの壁、又は代替的には、縁部で一緒に密封された2つの壁から作成され得る。複数区画の実施形態では、物品及び/又はパケットは、任意の所与のパケット区画が単一のフィルム又は異なる組成物を有する複数のフィルムから作製された壁を備え得るように、1つ以上のフィルムから作製され得る。一実施形態では、多区画物品及び/又はパウチは、上外壁、下外壁、及び仕切り壁の少なくとも3つの壁を備える。上外壁及び下外壁は、一般に反対側であり、物品及び/又はパウチの外部を形成する。仕切り壁は、物品及び/又はパウチの内部にあり、密封線に沿って一般に反対側の外側壁に固定される。仕切り壁は、多区画物品及び/又はパウチの内部を、少なくとも第1の区画と第2の区画とに分離する。
一実施形態では、単一の区画又は複数の密封された区画は、ある組成物を収容する。複数の区画が各々、同じ又は異なる組成物を収容していてもよい。組成物は、液体、粉体、又はそれらの組み合わせから選択される。
実施形態では、本開示は、少なくとも1つの区画と、任意選択的に、区画内に収容された組成物と、を含む単位用量物品を提供し、区画の少なくとも1つの壁は、本開示の水溶性フィルムを含む。
物品及び/又はパウチの内容物
(例えば、パウチ又はパケットの形態の)本物品は、様々な組成物、例えば、家庭用ケア組成物、及び農業用組成物及び水処理用組成物などの非家庭用ケア組成物のための他の組成物を含有し得る。多区画パウチは、同じか又は異なる組成物を各々別個の区画に収容し得る。組成物は、水溶性フィルムの近位にある。組成物は、フィルムから約10cm未満、又は約5cm未満、又は約1cm未満にあってもよい。典型的に、組成物は、フィルムに隣接しているか、又はフィルムに接触している。フィルムは、その中に組成物を含有する、パウチ又は区画の形態であり得る。
有用な組成物(例えば、家庭用ケア組成物)の非限定的な例としては、ライトデューティ及びヘビーデューティ液体洗剤組成物、ハード表面洗浄組成物、洗濯に一般的に使用される洗剤ゲル、漂白剤及び洗濯添加剤、布地向上剤組成物(布地柔軟剤など)、シャンプー、ボディウォッシュ、並びに他のパーソナルケア組成物が挙げられる。本パウチに使用する組成物は、液体、固体、又は粉末の形態をとり得る。液体組成物は、固体を含み得る。固体には、粉末又はマイクロカプセル、ビーズ、ヌードル、若しくは1つ以上の真珠大のボールなどの凝集体、又はそれらの混合物が挙げられ得る。かかる固体要素は、洗浄により、又は前処理、遅延、若しくは連続放出構成成分として技術的利益を提供し得、追加的又は代替的には、審美的効果を提供し得る。
他の有用な組成物(例えば、非家庭用ケア組成物)の非限定的な例としては、農業用組成物、航空機用組成物、食品及び栄養組成物、工業用組成物、家畜用組成物、船舶用組成物、医療用組成物、商業用組成物、軍事及び準軍事用組成物、オフィス用組成物、並びに娯楽及び公園用組成物、ペット用組成物、水処理用組成物が挙げられ、任意のかかる使用に適用可能な洗浄組成物及び洗剤組成物を含み、布地及び家庭用ケア組成物を除く。本パウチに使用する組成物は、液体、固体、又は粉末の形態をとり得る。液体組成物は、固体を含み得る。固体には、粉末又はマイクロカプセル、ビーズ、ヌードル、若しくは1つ以上の真珠大のボールなどの凝集体、又はそれらの混合物が挙げられ得る。かかる固体要素は、洗浄により、又は前処理、遅延、若しくは連続放出構成成分として技術的利益を提供し得、追加的又は代替的には、審美的効果を提供し得る。
本明細書に記載のフィルムによってカプセル化された組成物は、配合される成分及び組成物の目的などの要因に応じて、任意の好適な粘度を有し得る。一実施形態では、組成物は、20s-1の剪断速度及び20℃の温度で、100~3,000cP、代替的には300~2,000cP、代替的には500~1,000cPの高剪断粘度値、及び1s-1の剪断速度及び20℃の温度で、500~100,000cP、代替的には1000~10,000cP、代替的には1,300~5,000cPの低剪断粘度値を有する。粘度の測定方法は、当該技術分野において既知である。本開示によれば、PVOHポリマー溶液以外の組成物の剪断粘度測定は、回転レオメーター、例えば、TA instruments AR550を使用して実施される。この測定器は、等方性液体用の約50~60μmの隙間を有する40mmの2°若しくは1°のコーン固定具、又は粒子を含有する液体用の1000μmの隙間を有する40mmのフラットスチールプレートを含む。測定は、調整ステップ、ピークホールド及び連続ランプステップを含むフロー手順を使用して実行される。調整ステップは、20℃での測定温度の設定、10s-1の剪断速度での10秒の予備剪断、及び選択された温度での60秒の平衡化を含む。ピークホールドは、20℃で0.05s-1の剪断速度を3分間適用し、10秒ごとにサンプリングすることを含む。連続ランプステップは、20℃で0.1~1200s-1の剪断速度で3分間実施され、完全なフロープロファイルを得る。
上述のように、組成物は、非家庭用ケア組成物であり得る。例えば、非家庭用ケア組成物は、農業用組成物、航空機用組成物、食品及び栄養組成物、工業用組成物、建築及び建設用組成物、家畜用組成物、船舶用組成物、医療用組成物、商業用組成物、軍事及び準軍事用組成物、オフィス用組成物、並びに娯楽及び公園用組成物、ペット用組成物、水処理用組成物から選択され得、任意のこのような使用に適用可能な洗浄組成物及び洗剤組成物を含むが、布地及び家庭用ケア組成物を除く。
ある種類の実施形態では、組成物は、農薬、例えば1種以上の殺虫剤、殺真菌剤、除草剤、有害生物防除剤(pesticide)、殺ダニ剤、忌避剤、誘引剤、枯れ葉剤(defoliament)、植物成長調節剤、肥料、殺細菌剤、微量栄養素、微量元素を含む。好適な農薬及び二次薬剤は、米国特許第6,204,223号及び同第4,681,228号、並びにEP0989803(A1)に記載されている。例えば、好適な除草剤としては、パラコート塩(例えば、パラコートジクロライド又はパラコートビス(メチルサルフェート)、ジクワット塩(例えば、ジクワットジブロミド又はジクワットアルギネート)、及びグリフォセート又はその塩又はエステル(例えば、グリホセートイソプロピルアンモニウム、グリホセートセスキナトリウム又はグリホサートトリメシウム、スルホセートとしても知られている)が挙げられる。不適合な作物保護化学物質の対は、例えば米国特許第5,558,228号に記載のように、別々のチャンバーで使用され得る。使用することができる不適合な対の作物保護化学物質は、例えば、ベンスルフロンメチル及びモリネート、2,4-D及びチフェンスルフロンメチル、2,4-D及びメチル2-[[[[N-4-メトキシ-6-メチル-1,3,5-トリアジン-2-イル]-N-メチルアミノ]カルボニル]アミノ]-スルホニル]ベンゾエート、2,4-D及びメトスルフロンメチル、マネブ又はマンコゼブ及びベノミル、グリホサート及びメトスルフロンメチル、トラロメトリン及び任意のオルガノホスフェート、例えばモノクロトホス又はジメトエート、ブロモキシニル及びN-[[4,6-ジメトキシピリミジン-2-イル]-アミノ]カルボニル]-3-(エチルスルホニル)-2-ピリジン-スルホンアミド、ブロモキシニル及びメチル2-[[[[(4-メチル-6-メトキシ)-1,3,5-トリアジン-2-イル)アミノ]カルボニル]アミノ]スルホニル]-ベンゾエート、ブロモキシニル及びメチル2-[[[[N-(4-メトキシ-6-メチル-1,3,5-トリアジン-2-イル)-N-メチルアミノ]カルボニル]アミノ]-スルホニル]ベンゾエートが挙げられる。別の関連する種類の実施形態では、組成物は、任意選択的に土壌と一緒に、更に任意選択的に例えば米国特許第8,333,033号に記載の種類の実施形態を含む、マルチ、砂、ピートモス、ウォータージェリー結晶、及び肥料から選択された1つ以上の追加成分と一緒に1つ以上の種子を含み得る。
別の種類の実施形態では、組成物は水処理剤である。かかる薬剤としては、例えば米国特許出願公開第2014/0110301号及び米国特許第8,728,593号に記載のような、攻撃的な酸化化学物質が挙げられる。例えば、消毒剤(sanitizing agent)には、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カルシウム、次亜塩素酸リチウムなどの次亜塩素酸塩、ジクロロイソシアヌル酸(「ジクロル」又はジクロロ-s-トリアジントリオン、1,3-ジクロロ-1,3,5-トリアジナン-2,4,6-トリオンとも呼ばれる)及びトリクロロイソシアヌル酸(「トリクロル」又は1,3,5-トリクロロ-1,3,5-トリアジナン-2,4,6-トリオンとも呼ばれる)などの塩素化イソシアヌレートを含むことができる。消毒化合物の塩及び水和物もまた意図される。例えば、ジクロロイソシアヌル酸は、とりわけ、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム、ジクロロイソシアヌル酸ナトリウム二水和物として提供され得る。臭素含有消毒剤はまた、単位用量包装用途での使用に好適であり得、とりわけ1,3-ジブロモ-5,5-ジメチルヒダントイン(DBDMH)、2,2-ジブロモ-3-ニトリロプロピオンアミド(DBNPA)、ジブロモシアノ酢酸アミド、1-ブロモ-3-クロロ-5,5-ジメチルヒダントイン、及び2-ブロモ-2-ニトロ-1,3-プロパンジオールなどである。酸化剤は、米国特許第7,476,325号に記載のもの、例えばペルオキシモノ硫酸水素カリウムであり得る。組成物は、例えば、米国特許出願公開第2008/0185347号に記載のようなpH調整化学物質であってもよく、例えば、組成物が水と接触すると、発泡性であり、水のpHを調整するような、酸性構成成分及びアルカリ構成成分が挙げられ得る。好適な成分には、重炭酸ナトリウム、重硫酸ナトリウム、水酸化カリウム、スルファミン酸、有機カルボン酸、スルホン酸、及びリン酸二水素カリウムが含まれる。緩衝剤ブレンドとして、例えば、ホウ酸、炭酸ナトリウム、グリコール酸、及びオキソンモノペルスルフェートを含み得る。
水処理剤は、例えば米国特許出願公開第2014/0124454号に記載のような凝集剤であってもよいか、又は凝集剤を含んでもよい。凝集剤は、ポリマー凝集剤を含むことができ、例えばポリアクリルアミド、ポリアクリルアミドコポリマー例えば、ジアリルジメチルアンモニウムクロライド(DADMAC)、ジメチルアミノエチルアクリレート(DMAEA)、ジメチルアミノエチルメタクリレート(DMAEM)、3-メチルアミドプロピルトリメチルアンモニウムクロライド(MAPTAC)又はアクリル酸の、アクリルアミドコポリマー、カチオン性ポリアクリルアミド、アニオン性ポリアクリルアミド、中性ポリアクリルアミド、ポリアミン、ポリビニルアミン、ポリエチレンイミン、ポリジメチルジアリルアンモニウムクロライド、ポリオキシエチレン、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリリン酸、ポリスチレンスルホン酸、又はそれらの任意の組み合わせを含むことができる。凝集剤は、酢酸キトサン、乳酸キトサン、アジピン酸キトサン、グルタミン酸キトサン、コハク酸キトサン、リンゴ酸キトサン、クエン酸キトサン、フマル酸キトサン、塩酸キトサン及びこれらの組み合わせから選択することができる。水処理用組成物は、例えばジルコニウム化合物、希土類ランタニド塩、アルミニウム化合物、鉄化合物、又はこれらの任意の組み合わせから選択される一種以上の、ホスフェート除去物質を含むことができる。
組成物は、例えば、米国特許出願第2006/0172910号に記載のような水垢除去組成物、例えば、クエン酸、又はマレイン酸、又はそれらのスルフェート、又はそれらの任意の混合物であり得る。
例えば、US RE29059 Eに記載のような例えば羽毛などの微粒子;例えば、米国特許出願公開第2004/0144682号及び同第2006/0173430号に記載のような超吸収性ポリマー;例えば、米国特許第3,580,390号及び米国特許出願公開第2011/0054111号に記載のような顔料及び染色剤;例えば、米国特許第8,163,104号に記載のようなろう付け用フラックス(例えば、アルカリ金属フルオロアルミネート、アルカリ金属フルオロシリケート、及びアルカリ金属フルオロジンケート);米国特許出願公開第2007/0003719号に記載のような食品(例えば、コーヒー粉末又は乾燥スープ);並びに例えば、米国特許第4,466,431号に記載のような創傷包帯を含む、様々な他の種類の組成物は、本明細書に記載のパケットへの使用を考慮される。
洗濯組成物、洗濯添加剤組成物、及び/又は布地向上剤組成物を含むパウチでは、組成物は、以下の非限定的な成分のリスト、布地ケア有益剤;洗浄酵素;付着助剤;レオロジー調整剤;ビルダー;漂白剤(bleach);漂白剤(bleaching agent);漂白剤前駆体;漂白ブースター;漂白触媒;香水及び/又は香水マイクロカプセル(例えば、US5,137,646を参照されたい);香水を充填したゼオライト;デンプンカプセル化アコード;ポリグリセロールエステル;美白剤;真珠光沢剤;酵素安定化系;アニオン性染料の固定剤、アニオン性界面活性剤の錯化剤、及びこれらの混合物を含む捕捉剤;蛍光増白剤又は蛍光剤;汚れ放出ポリマー及び/又は汚れ懸濁ポリマーを含むが、これらに限定されないポリマー;分散剤;消泡剤;非水溶媒;脂肪酸;泡抑制剤、例えば、シリコーン泡抑制剤(米国公開第2003/0060390(A1)号、65-77を参照されたい);カチオン性デンプン(US2004/0204337(A1)及びUS2007/0219111(A1)を参照されたい);スカム分散剤(US2003/0126282(A1)、89-90を参照されたい);直接染料;色相染料(US2014/0162929(A1)を参照されたい);着色剤;乳白剤;酸化防止剤;トルエンスルホネート、クメンスルホネート、及びナフタレンスルホネートなどのヒドロトローブ、色の斑点;着色されたビーズ、球体又は押出物;粘土軟化剤;抗菌剤のうちの1つ以上を含み得る。これらの成分のうちのいずれか1つ以上は、米国特許出願公開第2010/305020(A1)号、米国公開第2003/0139312(A1)号、及び米国特許出願公開第2011/0023240(A1)号に更に記載されている。追加的又は代替的には、組成物は、界面活性剤、四級アンモニウム化合物、及び/又は溶媒系を含み得る。四級アンモニウム化合物は、布地柔軟剤などの布地増強剤組成物中に存在し得、構造NR4 +(式中、Rは、アルキル基又はアリール基である)の正電荷を帯びた多原子イオンである四級アンモニウムカチオンを含む。
界面活性剤
洗剤組成物は、約1重量%~80重量%の界面活性剤を含み得る。界面活性剤は、第1の組成物の構成成分として特に好ましい。好ましくは、第1の組成物は、約5重量%~50重量%の界面活性剤を含む。第2及び第3の組成物は、0.1~99.9%のレベルで界面活性剤を含み得る。
利用される洗浄性界面活性剤は、アニオン性、非イオン性、双性イオン性、両性イオン性、又はカチオン性の種類のものであり得、又はこれらの種類の相溶性混合物を含み得る。より好ましくは、界面活性剤は、アニオン性、非イオン性、カチオン性界面活性剤、及びそれらの混合物からなる群から選択される。好ましくは、組成物は、ベタイン界面活性剤を実質的に含まない。本明細書で有用な洗剤界面活性剤は、米国特許第3,664,961号、同第3,919,678号、同第4,222,905号、及び同第4,239,659号に記載されている。アニオン性及び非イオン性界面活性剤が好ましい。
有用なアニオン性界面活性剤は、それ自体が、様々な異なる種類のものであり得る。例えば、高級脂肪酸の水溶性塩、すなわち「石鹸」は、本明細書の組成物中の有用なアニオン性界面活性剤である。これは、約8~約24個の炭素原子、好ましくは約12~約18個の炭素原子を含有する高級脂肪酸のナトリウム、カリウム、アンモニウム、及びアルキルアンモニウム塩などのアルカリ金属石鹸を含む。石鹸は、油脂を直接鹸化するか、又は遊離脂肪酸を中和することによって作製され得る。ココナッツオイル及びタローに由来する脂肪酸の混合物のナトリウム塩及びカリウム塩、すなわちナトリウム又はカリウムタロー及びココナッツ石鹸が特に有用である。
本明細書での使用に好適である追加の非石鹸アニオン性界面活性剤は、その分子構造中に、約10~約20個の炭素原子を含有するアルキル基、及びスルホン酸又は硫酸エステル基を有する有機硫酸反応生成物の、水溶性塩、好ましくは、アルカリ金属及びアンモニウム塩を含む。(「アルキル」という用語には、アシル基のアルキル部分が含まれる。)合成界面活性剤のこの基の例としては、a)アルキル硫酸ナトリウム、カリウム、及びアンモニウム、特に、タロー又はココナッツオイルのグリセリドを還元することによって生成されるものなどの高級アルコール(C8~C18)を硫酸化することによって得られるもの、b)アルキルポリエトキシレート硫酸ナトリウム、カリウム、及びアンモニウム、特に、アルキル基が10~22、好ましくは12~18の炭素原子を含有し、ポリエトキシレート鎖が1~15、好ましくは1~6のエトキシレート部分を含有するもの、c)アルキル基が、約9~約15個の炭素原子を直鎖又は分枝鎖構成で含有する、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム及びカリウム、例えば、米国特許第2,220,099号及び同第2,477,383号に記載されている種類のものが挙げられる。特に価値があるのは、アルキル基の平均炭素原子数が約11~13であり、C11~C13LASと略される、線状直鎖アルキルベンゼンスルホネートである。
好ましい非イオン性界面活性剤は、式R1(OC24nOHのものであり、式中、R1は、C10~C16アルキル基又はC8~C12アルキルフェニル基であり、nは、3~約80である。C12~C15アルコールと、アルコール1モル当たり約5~約20モルのエチレンオキシドとの縮合生成物、例えば、アルコール1モル当たり約6.5モルのエチレンオキシドと縮合したC12~C13アルコールが特に好ましい。
溶媒系
洗剤組成物中の溶媒系は、水のみ又は有機溶媒と水との混合物を含有する溶媒系であり得る。好ましい有機溶媒としては、1,2-プロパンジオール、エタノール、グリセリン、ジプロピレングリコール、メチルプロパンジオール、及びそれらの混合物が挙げられる。他の低級アルコール、低分子量ポリオール、モノエタノールアミン及びトリエタノールアミンなどのC1~C4アルカノールアミンも使用され得る。本明細書で使用される場合、「低分子量ポリオール」は、50g/モル~1000g/モル、50g/モル~800g/モル、又は50g/モル~600g/モルの範囲の分子量を有する3つ以上のヒドロキシル基を有する分子である。溶媒系は、例えば、本開示の無水固体洗剤の実施形態には存在しない可能性があるが、より典型的には、約0.1重量%~約98重量%、好ましくは少なくとも約1重量%~約50重量%、より一般的には約5重量%~約25重量%の範囲内のレベルで存在する。典型的には、本洗剤組成物は、特に液体形態の場合、組成物の重量に対して、50%未満の水、好ましくは約0.1%~約20%の水、より好ましくは約0.5%~約15%、又は約3%~約12%の水を含む。典型的には、本洗剤組成物は、特に液体形態の場合、組成物の重量に対して、約5重量%~約20重量%、又は約10重量%~約15重量%のグリセリンを含む。典型的には、本洗剤組成物は、特に液体形態の場合、組成物の重量に対して、30%未満のプロピレングリコール、例えば、約0.1%~25%のプロピレングリコール、0.5%~20%のプロピレングリコール、又は5%~15%のプロピレングリコールを含む。
本明細書の洗剤組成物は、一般に、成分を合わせて混合することによって調製され得る。真珠光沢材料が使用される場合、混合の後段階に追加される必要がある。レオロジー調整剤が使用される場合、レオロジー調整剤が、水の一部、及び任意選択的に最終的に洗剤組成物を構成するために使用される他の成分に分散される予備混合物を最初に形成することが好ましい。この予備混合物は、構造化された液体を形成するような方法で形成される。次いで、この構造化された予備混合物に、予備混合物が撹拌されている間に、水とともに、界面活性剤及び必須の洗濯添加剤材料が添加され得、任意の洗剤組成物添加剤が使用される。
洗剤組成物のpHは、約2~約12、約4~約12、約5.5~約9.5、約6~約8.5、又は約6.5~約8.2であり得る。洗濯洗剤組成物は、約6~約10、約6.5~約8.5、約7~約7.5、又は約8~約10のpHを有し得る。自動食器洗い組成物は、約8~約12のpHを有し得る。洗濯洗剤添加剤組成物は、約4~約8のpHを有し得る。布地向上剤は、約2若しくは4~約8、又は約2~約4、又は約2.5~約3.5、又は約2.7~約3.3のpHを有し得る。
洗剤のpHは、20℃±2℃での洗剤の10%(重量/体積)水溶液のpHとして定義され、固体及び粉末洗剤については、これは、20℃±2℃での洗剤の1%(重量/体積)水溶液のpHとして定義される。pHを±0.01pH単位で測定できるメーターであれば、どんなものでも好適である。オリオンメーター(Thermo Scientific、Clintinpark-Keppekouter,Ninovesteenweg 198,9320 Erembodegem-Aalst,Belgium)又は同等物が許容可能な測定器である。pHメーターは、カロメル又は銀/塩化銀を基準とした好適なガラス電極が装備されている必要がある。例としては、メトラーDB115が挙げられる。電極は、製造業者が推奨する電解質溶液に保管される必要がある。
洗剤の10%水溶液は、以下の手順に従って調製される。10±0.05グラムの試料を、±0.02グラムまで正確に測定し得る天びんで計量する。試料を100mLのメスフラスコに移し、精製水(水の導電率が<5S/cmである限り、脱イオン水及び/又は蒸留水が好適である)で一定量に希釈し、完全に混合する。約50mLの得られた溶液をビーカーに注ぎ、温度を20℃±2℃に調整し、pHメーター製造業者の標準手順に従ってpHを測定する(製造業者の指示に従って、pHアセンブリをセットアップ及び較正することも重要である)。
固体及び粉末洗剤については、洗剤の1%水溶液は、以下の手順に従って調製される。10±0.05グラムの試料を、±0.02グラムまで正確に測定し得る天びんで計量する。試料を1000mLのメスフラスコに移し、精製水(水の導電率が<5S/cmである限り、脱イオン水及び/又は蒸留水が好適である)で一定量に希釈し、完全に混合する。約50mLの得られた溶液をビーカーに注ぎ、温度を20℃±2℃に調整し、pHメーター製造業者の標準手順に従ってpHを測定する(製造業者の指示に従って、pHアセンブリをセットアップ及び較正することも重要である)。
組成物を封入するパウチに形成される場合、いくつかのフィルム成分(例えば、可塑剤)が、状況によっては、フィルムから封入された組成物に移動し得、追加的又は代替的には、封入された組成物のいくつかの構成成分(例えば、可塑剤、溶媒)が、フィルムに移動し得ることは当該技術分野において既知である。理論に拘束されるつもりはないが、フィルムへの/フィルムからの構成成分のこの移動は、フィルムの膨潤値に変化をもたらし得ると考えられている。
漂白剤
無機及び有機漂白剤は、本明細書で使用するのに好適な洗浄活性物質である。無機漂白剤にとしては、ペルボレート、ペルカーボネート、ペルホスフェート、ペルスルフェート、及びペルシリケートなどの過水和物塩が挙げられる。無機過水和物塩は、通常、アルカリ金属塩である。無機過水和物塩は、追加の保護なしに結晶性固体として含まれ得る。代替的には、当該技術分野で既知のように、塩は、コーティングされ得る。
アルカリ金属ペルカーボネート、特に、過炭酸ナトリウムは、本明細書に記載される洗剤組成物に使用する好ましい過水和物である。ペルカーボネートは、最も好ましくは、コーティングされた形態で、及び/又はカプセル化されて製品に組み込まれ、これは、製品内の安定性を提供する。製品の安定性を提供する好適なコーティング材料は、水溶性アルカリ金属スルファートとカーボネートとの混合塩を含む。そのようなコーティングは、コーティングプロセスとともに、以前に、GB1,466,799、並びに米国特許第3,975,280号、同第4,075,116号、及び同第5,340,496号に記載されており、各々は、参照により本明細書に組み込まれる。混合塩コーティング材料とペルカーボネートとの重量比は、1:99~1:9、好ましくは1:49~1:19の範囲にある。好ましくは、混合塩は、一般式Na2SO4nNa2CO3を有する硫酸ナトリウム及び炭酸ナトリウムのものであり、式中、nは、0.1~3、好ましくは0.3~1.0、より好ましくは0.2~0.5である。製品の安定性を提供する別の好適なコーティング材料は、1.8:1~3.0:1、好ましくは1.8:1~2.4:1のSiO2:Na2O比のケイ酸ナトリウム、及び/又はペルオキシモノ過硫酸カリウムなどの無機過水和物塩の重量に対して、好ましくは2%~10%(通常3%~5%)のSiO2のレベルで適用されるメタケイ酸ナトリウムを含む。ケイ酸マグネシウム、ケイ酸塩及びホウ酸塩、シリケート及びホウ酸、ワックス、油、及び脂肪石鹸を含有する他のコーティングも有利に使用され得る。
有機漂白剤としては、ジアシル及びテトラアシルペルオキシドを含む有機ペルオキシ酸、特にジペルオキシドデカン二酸、ジペルオキシテトラデカン二酸、及びジペルオキシヘキサデカン二酸を挙げることができる。本明細書では、過酸化ジベンゾイルが好ましい有機過酸である。過酸化ジアシル、特に過酸化ジベンゾイルは、約0.1~約100ミクロン、好ましくは約0.5~約30ミクロン、より好ましくは約1~約10ミクロンの重量平均直径を有する粒子の形態で、存在し得るのが好ましい。好ましくは、粒子の少なくとも約25%~100%、より好ましくは少なくとも約50%、更により好ましくは少なくとも約75%、最も好ましくは少なくとも約90%は、10ミクロンよりも小さく、好ましくは6ミクロンよりも小さい。
他の有機漂白剤は、ペルオキシ酸を含み、特定の例は、アルキルペルオキシ酸及びアリールペルオキシ酸である。好ましい代表例は、(a)ペルオキシ安息香酸及びその環置換された誘導体、例えば、アルキルペルオキシ安息香酸、並びにペルオキシ-α-ナフトエ酸、及びモノ過フタル酸マグネシウム(b)脂肪族又は置換された脂肪族ペルオキシ酸、例えば、ペルオキシラウリン酸、ペルオキシステアリン酸、ε-フタルイミドペルオキシカプロン酸[フタロイミノペルオキシヘキサン酸(PAP)]、o-カルボキシベンズアミドペルオキシカプロン酸、N-ノネニルアミドペラジピン酸、及びN-ノネニルアミドペルスクシネート、並びに(c)脂肪族及び芳香脂肪族ペルオキシジカルボン酸、例えば、1,12-ジペルオキシカルボン酸、1,9-ジペルオキシアゼラン酸、ジペルオキシセバシン酸、ジペルオキシブラシル酸、ジペルオキシフタル酸、2-デシルジペルオキシブタン-1,4-二酸、N,N-テレフタロイルジ(6-アミノペルカプロン酸)である。
漂白活性化剤は、60℃以下の温度での洗浄の過程で、漂白作用を強化する有機過酸前駆体を含み得る。本明細書での使用に好適な漂白活性化剤としては、過加水分解条件下で、好ましくは1~10個の炭素原子、特に2~4個の炭素原子、及び/又は任意選択的に置換された過安息香酸を有する脂肪族ペルオキシカルボン酸与える化合物が挙げられる。好適な物質は、指定された炭素原子数のO-アシル基及び/又はN-アシル基、及び/又は任意選択的に置換されたベンゾイル基を有する。ポリアシル化アルキレンジアミン、特にテトラアセチルエチレンジアミン(TAED)、アシル化トリアジン誘導体、特に1,5-ジアセチル-2,4-ジオキソヘキサヒドロ-1,3,5-トリアジン(DADHT)、アシル化グリコールウリル、特にテトラアセチルグリコールウリル(TAGU)、N-アシルイミド、特にN-ノナノイルスクシンイミド(NOSI)、アシル化フェノールスルホネート、特にn-ノナノイル-又はイソノナノイルオキシベンゼンスルホネート(n-又はイソ-NOBS)、カルボン酸無水物、特に無水フタル酸、アシル化多価アルコール、特にトリアセチン、二酢酸エチレングリコール、及び2,5-ジアセトキシ-2,5-ジヒドロフラン、及びクエン酸トリエチルアセチル(TEAC)も優先される。
本明細書の洗剤組成物での使用に好ましい漂白触媒としては、マンガントリアザシクロノナン及び関連する錯体(米国特許第4,246,612号及び同第5,227,084号)、Co、Cu、Mn、及びFeビスピリジルアミン及び関連する錯体(米国特許第5,114,611号)、並びにペンタミンアセテートコバルト(III)及び関連する錯体(米国特許第4,810,410号)が挙げられる。本明細書での使用に好適な漂白触媒の完全な説明は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第6,599,871号に見られ得る。
食器洗浄剤
自動食器洗い洗剤での使用に好ましい界面活性剤は、それ自体で、又は他の構成成分(例えば、泡抑制剤)と組み合わせによって、低発泡性である。本明細書での使用に好ましいのは、低い曇り点及び高い曇り点の非イオン性界面活性剤並びにこれらの混合物であり、それらとしては、非イオン性アルコキシル化界面活性剤(特に、C6~C18一級アルコールに由来するエトキシレート)、エトキシル化-プロポキシル化アルコール(例えば、オーリン・コーポレーションのPOLY-TERGENT(登録商標)SLF18)、エポキシ末端処理ポリ(オキシアルキル化)アルコール(例えば、オーリン・コーポレーションのPOLY-TERGENT(登録商標)SLF18B、WO-A-94/22800を参照されたい)、エーテル末端処理ポリ(オキシアルキル化)アルコール界面活性剤、並びにBASF-Wyandotte Corp.、Wyandotte,MichiganによるPLURONIC(登録商標)、REVERSED PLURONIC(登録商標)、及びTETRONICなどのブロックポリオキシエチレン-ポリオキシプロピレンポリマー化合物、C12~C20アルキルアミンオキシド(本明細書での使用に好ましいアミンオキシドとしては、ラウリルジメチルアミンオキシド及びヘキサデシルジメチルアミンオキシドが挙げられる)などの両性界面活性剤、並びにMIRANOL(商標)C2Mなどのアルキルアンホカルボン酸界面活性剤、並びにベタイン及びスルテインなどの双性イオン性界面活性剤、並びにこれらの混合物が挙げられる。本明細書での使用に好適な界面活性剤は、例えば、米国特許第3,929,678号及び同第4,259,217号、欧州特許公開第0414549(A1)号、並びにPCT特許出願公開第1994/007974(A1)号及び同第1994/007986(A1)号に開示されている。界面活性剤は、洗剤中に、洗剤組成物の重量に対して、約0.2重量%~約30重量%、より好ましくは約0.5重量%~約10重量%、最も好ましくは約1重量%~約5重量%のレベルで存在し得る。
他の組成物及び添加剤
本明細書に記載される洗剤組成物での使用に好適なビルダーとしては、シトレート、カーボネート、シリケート、及びポリホスフェート、例えば、トリポリリン酸ナトリウム、及びトリポリリン酸ナトリウム六水和物、トリポリリン酸カリウム、並びにトリポリリン酸ナトリウム及びカリウムの混合塩を含む水溶性ビルダーが挙げられる。
本明細書に記載される洗剤組成物での使用に好適な酵素としては、CAREZYME及びCELLUZYME(Novo Nordisk A/S)を含む細菌及び真菌のセルラーゼ;ペルオキシダーゼ;AMANO-P(天野製薬株式会社)、M1 LIPASE及びLIPOMAX(Gist-Brocades)、並びにLIPOLASE及びLIPOLASE ULTRA(Novo)を含むリパーゼ;クチナーゼ;ESPERASE、ALCALASE、DURAZYM、及びSAVINASE(Novo)、並びにMAXATASE、MAXACAL、PROPERASE、及びMAXAPEM(Gist-Brocades)を含むプロテアーゼ;並びにPURAFECT OX AM(Genencor)、並びにTERMAMYL、BAN、FUNGAMYL、DURAMYL、及びNATALASE(Novo)を含むアミラーゼ;ペクチナーゼ;並びにこれらの混合物が挙げられる。酵素は、本明細書では、洗浄組成物の重量に対して、典型的には、純粋な酵素の約0.0001重量%~約2重量%の範囲内のレベルで、プリル、顆粒、又は共顆粒として添加され得る。
本明細書に記載される洗剤組成物での使用に好適な泡抑制剤としては、低い曇り点を有する非イオン性界面活性剤が挙げられる。本明細書で使用される場合、「曇り点」は、温度の上昇とともに界面活性剤が溶解しにくくなる結果である非イオン性界面活性剤の周知の特性であり、第2の相の出現が観察され得る温度は、「曇り点」と称される。本明細書で使用される場合、「低い曇り点」の非イオン性界面活性剤は、30℃未満、好ましくは約20℃未満、更により好ましくは約10℃未満、最も好ましくは約7.5℃未満の曇り点を有する非イオン性界面活性剤系成分として定義される。低い曇り点の非イオン性界面活性剤としては、非イオン性アルコキシル化界面活性剤、特に一級アルコールに由来するエトキシレート、及びポリオキシプロピレン/ポリオキシエチレン/ポリオキシプロピレン(PO/EO/PO)逆ブロックポリマーが挙げられ得る。また、そのような低い曇り点の非イオン性界面活性剤としては、例えば、エトキシル化プロポキシル化アルコール(例えば、BASF POLY-TERGENT SLF18)及びエポキシ末端処理ポリ(オキシアルキル化)アルコール(例えば、US-A-5,576,281に記載されているような、BASF POLY-TERGENT SLF18Bシリーズの非イオン性物質)を挙げることができる。
本明細書に記載される洗剤組成物での使用に好適な他の構成成分としては、再付着防止、汚れ放出、又は他の洗浄特性を有する清浄化ポリマーが挙げられる。本明細書で使用するための再付着防止ポリマーとしては、SOKALAN PA30、PA20、PA15、PA10、及びSOKALAN CP10(BASF GmbH)、ACUSOL 45N、480N、460N(ロームアンドハース)などのアクリル酸含有ポリマー、SOKALAN CP5などのアクリル酸/マレイン酸コポリマー、並びにアクリル/メタクリルコポリマーが挙げられる。他の好適なポリマーとしては、アルコキシル化ポリアルキレンイミン(例えば、PEI600 EO20及び/又はエトキシ硫酸化ヘキサメチレンジアミンジメチルクアット)などのアミン系ポリマーが挙げられる。本明細書で使用するための汚れ放出ポリマーとしては、アルキル及びヒドロキシアルキルセルロース(US-A-4,000,093)、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレン、及びそれらのコポリマー、並びにエチレングリコール、プロピレングリコール、及びそれらの混合物のテレフタレートエステルに基づく非イオン性及びアニオン性ポリマーが挙げられる。
重金属イオン封鎖剤及び結晶成長抑制剤もまた、洗剤での使用に好適であり、例えば、ジエチレントリアミンペンタ(メチレンホスホネート)、エチレンジアミンテトラ(メチレンホスホネート)、ヘキサメチレンジアミンテトラ(メチレンホスホネート)、エチレンジホスホネート、ヒドロキシ-エチレン-1,1-ジホスホネート、ニトリロトリアセテート、エチレンジアミノテトラアセテート、エチレンジアミン-N,N’-ジスクシネートの塩及び遊離酸の形態がある。
本明細書に記載される洗剤組成物での使用に好適なものはまた、腐食防止剤、例えば、有機銀コーティング剤(特に、Wintershall、Salzbergen,Germanyによって販売されているWINOG 70などのパラフィン)、窒素含有腐食防止剤化合物(例えば、ベンゾトリアゾール及びベンズイミダゾール、英国特許第GB-A-1137741号を参照されたい)、及びMn(II)化合物、特に、有機配位子のMn(II)塩である。
本明細書の洗剤組成物での使用に好適な他の構成成分としては、酵素安定剤、例えば、カルシウムイオン、ホウ酸、及びプロピレングリコールが挙げられる。
本明細書の洗剤組成物で使用に好適な他の構成成分としては、例えば、米国特許出願公開第2015/0329807号に記載されているような保湿剤が挙げられる。
好適なすすぎ添加剤は、当技術分野において既知である。食器洗い用の市販のすすぎ補助剤は、典型的には、低発泡性脂肪アルコールポリエチレン/ポリプロピレングリコールエーテル、可溶化剤(例えば、クメンスルホネート)、有機酸(例えば、クエン酸)、及び溶媒(例えば、エタノール)の混合物である。そのようなすすぎ補助剤の機能は、後続の乾燥プロセスの後に水滴、縞、又は膜が残らないように、すすがれた表面から薄い干渉性膜の形態で排出できるように、水の界面張力に影響を与えることである。欧州特許第0 197 434(B1)号は、界面活性剤として混合エーテルを含有するすすぎ補助剤について記載している。布地柔軟剤などのすすぎ添加剤もまた企図され、本明細書の開示によるフィルムへのカプセル化に好適である。
伸び試験及び引張試験
引張強度又は破断点伸びによって特徴付けられるか、又は引張強度又は破断点伸びのために試験されるフィルムを、次のように分析する。手順としては、ASTM D882(「Standard Test Method for Tensile Properties of Thin Plastic Sheeting」)又は同等物に基づく破断点伸びの決定が挙げられる。フィルムデータの収集には、INSTRON(登録商標)引張試験装置(モデル5544引張試験機又は同等物)が使用される。寸法安定性及び再現性を確保するために信頼性の高い切断工具で各々切断された最低3つの試験片を、各測定について縦方向(MD)(該当する場合)で試験する。試験は、24時間同じ環境中で調整した後、23±2.0℃及び35±5%相対湿度の標準的な実験室雰囲気中で実行される。引張強度の決定及び破断点伸びの決定のために、3.0±0.10ミル(又は76.2±2.5μm)の厚さを有する単一のフィルムシートの、1インチ幅(2.54cm)の試料を調製する。500Nロードセルを備えた引張試験機を、製造業者の取扱説明書に従って準備し、較正する。正しいグリップ及びフェースを取り付ける(ゴムコーティングされ、幅25mmである、モデル番号2702-032フェースを有するINSTRON(登録商標)グリップ、又は同等物)。試料を引張試験機に載置し、破断点伸び(すなわち、ヤング率が適用される)、及び/又は引張強度(すなわち、フィルムを破断するのに必要な応力)を決定するために分析する。
本開示に従ったフィルムの好適な挙動は、少なくとも約300%の破断点伸びによって示される。本開示に従ったフィルムの好適な挙動は、少なくとも約40MPaの引張強度値(機械方向(MD)で)によって示される。様々な実施形態では、本開示のフィルムは、約325%、若しくは少なくとも350%の破断点伸び、及び/又は少なくとも約40MPa~約60MPaの範囲、例えば、少なくとも45MPa、少なくとも50MPa、及び/若しくは最大で約55MPa、若しくは最大で約60MPaの引張強度を有し得る。
摩擦係数試験
摩擦係数試験によって特徴付けられるか、又はそれに従って試験される本開示によるフィルムは、以下のように分析され得る。摩擦係数方法は、互いにこすり合わせられる2つの材料片の摩擦を試験し、一方の材料片を他方の材料片に対して動かすのに必要な力を測定する。そりを始動させる力(静摩擦)及びそりを動かし続ける力(動摩擦)の両方を、ASTM D1894「Friction Testing of Plastic Film and Sheeting」を使用してロードセルによって測定する。
この方法は、Instron(登録商標)摩擦係数試験冶具モデル2810-005又は等価物(図1に示されている代表的な図)、及びInstron(登録商標)試験機モデル#5543又は同等物を使用する。
試験機器は、フィルム試料14をその上に固定されている摩擦そり12が静置される摩擦冶具10を含む。そり12は、摩擦冶具10に固定されているプーリ22と係合するプルコード20を介して上部グリップ18に取り付けられている。下部カップリング24は、試験冶具をInstron(登録商標)試験機(図示せず)に固定する。
Instron(登録商標)法Blue Hillプログラムによる:「システムは、具体的なチャンネルの開始値から終了値までのデータの最大値を検索する;上下する最初のデータポイントを最大値のパーセンテージによって決定し、このポイントを最初のピークとして割り当てる;次の等式、静摩擦=最初のピーク/そりの重量、を使用して静摩擦係数を決定する;次の等式、平均負荷=エネルギー/伸びの変化、を使用して、最初のピークから終了値までの領域の平均負荷を計算する;次の式、動摩擦=平均負荷/そりの重量、を使用して動摩擦係数を決定する。」
試験領域を形成するための試験片は、そりには(5インチ×5インチ四方(12.7cm×12.7cm四方)、及び表面には5インチ×8インチ四方(12.7cm×20.3cm)の寸法を有する試料からなるべきである。フィルム厚は、静COFに影響を及ぼさないと考えられるが、フィルムは、3.0±0.10ミル(又は76.2±2.5μm)の厚さを有し得る。試料は、例えば、かみそりの刃及び適切な寸法のテンプレートを使用して切断してもよい。適用可能なときは、流延フィルムの機械方向と平行に長い寸法で試料を切断しなければならない。また適用可能なときは、5インチ×5インチの試料方向に留意し、そりが引っ張られる方向がフィルム試料の機械方向と平行になるように試験中に配向しなければならない。
試験片は、試験前少なくとも8時間の間75°F±5°F及び相対湿度35%±5%に調整されるべきであり、試験は、同じ温度及び相対湿度条件で実行される。
COF機器の設置手順
1.Instron(登録商標)摩擦係数試験冶具モデル2810-005の下あごからクレビスピンを取り外し、下あごを取り外す。
2.上あごからクレビスピンを取り外し、上あごを取り外す。
3.Instron(登録商標)試験機モデル#5543のベースアダプタ上に摩擦冶具下部カップリングを置く。
4.クレビスピンで取り付ける。
5.プルコードの一端のループを、上部クレビスピンに滑り込ませ、ロッククリップに置き換える。
6.試験機モデル#5543の較正
7.プルコードのもう一端にあるループを摩擦そりのフックに滑り込ませる。
8.プーリが自由に回転できることを確認する。
9.プルコードにたるみがなく、滑車周囲の溝に配向されるまでそりを動かす。
10.そりがプーリに衝突せずに全50mmの試験に沿って摩擦そりを引く十分な移動空間があるように、Instron(登録商標)摩擦係数試験冶具モデル2810-005の移動クロスヘッド(上ハード)を配置する。
11.クロスヘッドが動いている間はコードをピンと張って保持する。
12.Instron#5543コントロールパネルのJOGコントロールを使用して、摩擦そりの遠端が摩擦冶具のバックプレーン(運動軸に垂直なプーリから最も遠い平面)を超えないように伸張限界を設定する。移動制限を設定するには、GLボタンを押す。これは、試験中に摩擦そりがプーリと衝突するのを防止し、対象の試料の摩擦係数が適切に測定されることを確保する。
13.これで試験冶具の試験準備が整う。
試験片の配置手順
1.表面試料を適切な向きにアルミニウム製摩擦冶具に置く。
2.表面試料をアルミニウム表面の縁上でしっかりと引き、試料を摩擦冶具の底側面にテープで留める。
3.表面へのそりの固着を回避するために、カップリングから最も離れた摩擦冶具の端に沿ってテープで留めることが重要である。
4.材料がピンと張っているが延伸していないことを確認する。
5.そりが引っ張られる方向とフィルムの機械方向が平行になるように、5×5インチの試料で摩擦そりを包む。
6.表面試料に固着するであろう余分な材料がないことを確認しながら、そりの最上部に重なっている先端の縁をテープで留める。
7.試料が測定される接触面にピンと張っていることを確認して、試料の他の縁を摩擦そりにテープで留める。
8.そり上の対象の表面と摩擦冶具上の対象の表面との間にテープが挟まれていないことを確認する。
9.COFの測定に誤差を生じるであろうしわ又は膨らみがないように、摩擦面上の試料及び摩擦そり上の試料をピンと張らなければならない。
10.そりを検査して、試験される表面に異物が触れていないことを確認する。
11.2つの試験片の間に不自然な固着が生じることを防止するため、そりをプルコードに取り付け、そりを摩擦テーブルの上に非常に軽く穏やかに置き、速やかに試験を開始する。
12.完全に伸びた状態でそりが摩擦冶具の上に置かれた試料の上に完全に収まり、テープに接触するか、又は摩擦冶具の縁からはみ出していないことを確認する。
COF試験の実施
1.要求される向きごとに少なくとも3個の試験片を試験する(例:空気側面-空気側面、又はバンド側面-バンド側面)。
2.空気側面からバンド側面への試験の組み合わせについては、フィルムの空気側面の向きは、アルミニウム製試験面上に置かれたフィルム試料でなければならず、試験用のバンド側面は、そり周囲を包んでいる材料を含まなければならない。
3.フィルム試験片を取り扱う間は、粉末又は湿気が試験の正確性を損なう場合があるため、パウダーフリーの防湿手袋を必ず着用する。
4.例えばテンプレートを使用して、上述のように試料を切断する。
5.第1の試験片に包まれた摩擦そりを、滑車から最も遠い摩擦冶具の端に置く。
6.プルコードがピンと張っていることを確認する。
7.試験画面から「COF.im ptf」というタイトルの摩擦係数試験を開く。
8.画面のスタートボタンをクリックして試験を開始する。
9.試験片の試運転が完了したら、OKをクリックして摩擦そりを開始位置に戻し、摩擦そり及び冶具のフィルム試験片を交換する。試験を繰り返す。
フィルムは、4.0以下、又は2.0以下、又は1.5以下、又は1.25以下、又は1.0以下、又は少量の0.5の範囲、例えば1.0、0.9、0.8、0.7、0.6、又はそれ以下の静COFを特徴とし得る。別の態様では、静COFは、4.0未満、又は約2.5未満、又は2未満、又は1未満であり得る。実施形態では、本開示のフィルムは、約0.05~約1の範囲のつや消し対光沢静摩擦係数を特徴とし得る。
ヘイズ試験
ヘイズ試験によって特徴付けられるか、又はそれに従って試験される本開示のフィルムは、以下のように分析され得る。フィルムのヘイズは、BYKスマートチャートソフトウェアを使用して、BYK Haze Gard i Benchtop Haze Meter又は同等物を用いて測定され得る。透明試験片の吸収及び散乱挙動によって、どれだけの光が透過するか、及び透明な製品を通して物体がどのように見えるかが決まることになる。ヘイズは、入射ビームから平均で2.5度を超える逸脱して透明試験片を通過する光のパーセンテージである。
較正を必要とする場合、BYK較正標準シリアル番号1306881が使用される。3.0±0.10ミル(又は76.2±2.5μm)の厚さを有するフィルム試料は、約25℃及び35%の相対湿度で24時間調整される。フィルムは、約5 1/2~6インチ(約14cm~15.25cm)の範囲の側面長を有する正方形に切断される。フィルム試料の試験エリアを確認し、あらゆる種類の汚れ、指紋、及び擦り傷を除去する。フィルム試料は、ホルダーのより小さいテーパーリングの上に置かれる。次いで、フィルムがしわがなく、ヘイズ読み取りのために平滑になるまで、より大きなリングをより小さなリングの外側に置く。フィルムの欠陥は、光が試料を透過する方法に影響を与え得るため、最小限に抑える必要がある。
フィルム試験片をヘイズポートに置く。測定ボタンを押し、表示ランプが点滅している間は、試料を移動又はシフトしない。ヘイズ読み取り値は、距離に依存し、フィルムは、ヘイズポート開口部に対してフラッシュする必要がある。
各読み取りの前に試料をフィルムホルダー内で移動させながら、各試料ごとに少なくとも3回の測定を行う。フィルムは、試験前に一軸的に延伸され得る。いくつかの実施形態では、フィルムは、試験前に、少なくとも1分間かつ最大で5分間、100%歪で調整される。100%歪とは、フィルムサイズの2倍まで機械方向に一軸延伸することを指す。本開示の好適なフィルムは、100%歪で1分間調整された後、70%未満、50%未満、40%未満、30%未満、25%未満、又は20%未満のヘイズ値を好適に有する。
ブロッキング試験
ブロッキングとは、ロール上の1つのフィルム層を別のフィルム層から分離するのに必要な力を指す。一般に、ブロッキングが減少すると、フィルムに歪を付与したり、フィルムを延伸したり、又はコンバーティングプロセスで張力を生じさせたりすることなく、フィルムをより容易に巻き出すことが可能である。ブロッキング力は、一般に、フィルム中の可塑剤のレベルが増加するにつれて増加する傾向がある。ブロッキング試験は、ロール上のフィルム層間のブロッキング力を測定する。ブロッキング力の測定は、ロールが巻き出されている際に、ロールの外側表面からの摩擦力を含有しない。
ブロッキング試験によって特徴付けられるか、又はそれに従って試験される本開示のフィルムは、以下のように分析され得る。ブロック力は、デジタルフォースメーター又は同等物でニュートン単位で測定される。測定は、フォースゲージを使用して、3.0±0.10ミル(又は76.2±2.5μm)の厚さを有するフィルムのロール全体(コアの外側縁部から4~4.5インチ)にわたって行われる。ロールは、技術者から離れて、下から巻き出されるように、テーブルの上に置かれる。最初の測定は、選択されたロールからフィルムの上部3層を除去した後に行われる。およそ3インチのフィルムが巻き出され、次いでフィルムは、それ自体を3回折り畳まれて、1インチ幅の縁部を作り出す。ロール軸と平行に、ウェブ方向の層状縁部の中点に1インチのスリットが作製される。フォースゲージのフックをスリットに入れ、ロールを巻き出す力を3回測定する。フォースゲージをテーブルと水平になるように保持する。フォースゲージを保持しながら、フォースゲージを引かずに、毎秒およそ1インチでロールを押す。ピーク力を記録する。次いで、ロールは、コアまでおよそ半分の距離(コアの外側縁部から2~2.25インチ)まで切断され、測定が繰り返される。次いで、ロールは、コアの外側縁部から1インチまで切断され、測定が繰り返される。最後に、ロールは、コアの外側縁部から1/8インチまで切断され、測定が繰り返される。フルロール、ロールの中央、コア縁部から1インチ、及びコア縁部から1/8インチから3つのピーク力値が得られた場合、ブロッキング試験が完了する。
好適なフィルムは、一般に、フルロールから得られる、12.00N未満、例えば、約10N未満、約7.5N未満、約5N未満、約4N未満、又は約3N未満の最大ピーク力を有する。実施形態では、本開示のフィルムは、約3N以下、約2.9N以下、約2.8N以下、約2.7N以下、又は約2.6N以下のフルロールから得られる最大ピーク力を有する。
溶解及び崩壊試験MSTM-205
フィルムは、当該技術分野で既知の方法、MonoSol試験方法205(MSTM 205)に従った溶解時間及び崩壊時間を特徴とし得るか、又はそれらを試験され得る。例えば、米国特許第7,022,656号を参照されたい。
装置及び材料:
600mLのビーカー
電磁撹拌器(Lablineモデル番号1250又は同等物)
電磁撹拌棒(5cm)
温度計(0~100℃±1℃)
テンプレート、ステンレス鋼(3.8cm×3.2cm)
タイマー(0~300秒、秒単位の精度)
Polaroid 35mmスライドマウント(又は同等物)
MonoSol 35mmスライドマウントホルダー(又は同等物)
蒸留水
試験される各フィルムについて、3つの試験片が、3.8cm×3.2cmの試験片であるフィルム試料から切断される。フィルムウェブから切断される場合、試験片は、ウェブの横断方向に沿って等間隔のウェブエリアから切断されるべきである。次いで、以下の手順を使用して各試験片を分析する。
各試験片を別々の35mmスライドマウント内にロックする。
ビーカーを500mLの蒸留水で満たす。温度計で水温を測定し、必要な場合は、温度を20℃(約68°F)に維持するように水を加熱又は冷却する。
水柱の高さを記録する。電磁撹拌器をホルダーの基部上に置く。ビーカーを電磁撹拌器上に置き、電磁撹拌棒をビーカーに加え、撹拌器をオンにし、水柱の高さのおよそ5分の1の渦が発達するまで撹拌速度を調節する。渦の奥行きを記録する。
スライドマウントの長い端部が水面と平行であるように、35mmスライド台ホルダーのワニ口クランプに35mmスライド台を固定する。ホルダーの深さ調節器は、落下されたとき、クリップの端部が水面下0.6cmになるように据え付けられるべきである。フィルム表面が水の流れに対して垂直になるように、スライドマウントの短い側面のうちの一方はビーカーの側面の隣にあり、他方は撹拌棒の中心の直接上方に位置付けられるべきである。
1つの動作で、固定されたスライド及びクリップを水中に落下させ、タイマーを始動させる。崩壊は、フィルムが破断するときに発生する。全ての目視可能なフィルムがスライドマウントから外されたら、未溶解のフィルム断片がないか溶液の監視を継続しながら、スライドを水の外に引き揚げる。溶解は、全てのフィルム断片がもはや目視可能でなく、溶液が透明になるときに発生する。
結果は、以下の、試料の完全な識別、個々の及び平均の崩壊時間及び溶解時間、並びに試料を試験した際の水温を含むべきである。
フィルム崩壊時間(I)及びフィルム溶解時間(I)は、それぞれ、等式1及び等式2において以下に示される指数関数アルゴリズムを使用して、標準又は参照フィルム厚さに修正され得る。
修正された=I測定された×(参照厚さ/測定された厚さ)1.93[1]
修正された=S測定された×(参照厚さ/測定された厚さ)1.83[2]
本開示に従った水溶性フィルムは、次の実施例の観点からより良好に理解され得、これらの実施例は、単に水溶性フィルムを例示することを意図し、それらの範囲を限定することを多少なりとも意味しない。
以下の実施例では、様々なポリビニルアルコール(PVOH)樹脂が使用される。PVOH樹脂は、以下の通りである:
実施例1
以下の表1に記載されるように、本開示の水溶性フィルム(フィルム1)を、本開示の方法に従って調製した。成分を水中で混合し、60°で450のGU値を有する流延表面上に流延し、約4%~8%の範囲の水分含有量まで乾燥させた。得られた水溶性フィルムは、3.0±0.10ミル(又は76.2±2.5μm)の厚さを有し、本明細書に開示される試験方法に従って試験した。3つの追加の市販のフィルムを、本明細書に開示される試験方法に従って試験し、本発明のフィルムと比較した。市販のフィルムは、以下の表1に、フィルムC1、フィルムC2、及びフィルムC3として記載される。市販のフィルムC2は、他の市販のフィルムと比較した場合、「透明な」フィルムとみなされ、市販のフィルムC3は、他の市販のフィルムと比較し他場合、低い透明性を有するとみなされる。
表2において、0.6未満のつや消し対光沢静摩擦係数を有するフィルムは、「*」で識別され、0.6~3は「+」で識別され、3を超えると「-」で識別される。表2では、3N未満のフルロールのブロッキング力値を有するフィルムは、「*」で識別され、3N~3.5Nは、「+」で識別され、3.5Nを超えると、「-」で識別される。表2では、350%を超える破断点伸びを有するフィルムは、「*」で識別され、300%~350%は、「+」で識別され、300%未満は、「-」で識別される。表2では、50MPaを超える引張強度を有するフィルムは、「*」で識別され、40MPa~50MPaは、「+」で識別され、40MPa未満は、「-」で識別される。表2では、60秒未満の溶解時間を有するフィルムは、「*」で識別され、60秒~300秒は、「+」で識別され、300秒を超えると、「-」で識別される。表2では、20%未満の0%歪でのヘイズを有するフィルムは、「*」で識別され、20%~50%は「+」で識別され、50%を超えると、「-」で識別される。表2では、20%未満の100%歪でのヘイズを有するフィルムは、「*」で識別され、20%~40%は「+」で識別され、40%を超えると、「-」で識別される。
したがって、実施例1は、本開示のフィルム(フィルム1)が、良好な溶解特性を維持しながら、良好なつや消し対光沢静摩擦係数、ヘイズ、ブロッキング、破断点伸び、及び引張強度を有利に示す。実施例1は、更に、本開示の方法に従って調製された本開示によるフィルムが、市販の「透明」フィルム(フィルムC2)と比較して改善された摩擦係数値及び透明性を示し、摩擦係数値の顕著な増加なしに、類似のポリビニルアルコールホモポリマー樹脂から調製された市販のフィルムと比較して顕著に改善された透明性を示すことを示している。
実施例2
市販のフィルム「透明」フィルムである実施例1のフィルムC2の透明性を、実施例1のフィルム1と比較した。図2Aに示されるように、未延伸状態では、本開示のフィルム、フィルム1は、市販の「透明」フィルムよりも顕著に改善された透明性を示す。図2Bに示されるように、フィルムC2及びフィルム1の各々を着色された組成物を包含するパウチに形成した後、本開示のフィルムは、市販のフィルムよりも透明性の改善を維持した。
したがって、実施例2は、未延伸状態及び延伸状態の両方において、市販の「透明」フィルムよりも有利な透明性を示す。
実施例3
本開示の水溶性フィルムの特性を、市販のフィルムを表すが、本開示の方法に従って調製されたフィルムと比較するために、実施例1の表1に開示された配合を有する水溶性フィルムを以下のように調製した。成分を水中で混合し、60°で200のGU値を有する流延表面上に流延し、約4%~8%の範囲の水分含有量まで乾燥させた。得られた水溶性フィルムは、3.0±0.10ミル(又は76.2±2.5μm)の厚さを有し、本明細書に開示される試験方法に従って試験した。結果を以下の表3に示す。
表3において、0.6未満のつや消し対光沢静摩擦係数を有するフィルムは、「*」で識別され、0.6~3は「+」で識別され、3を超えると「-」で識別される。表3において、20%未満の0%歪でのヘイズを有するフィルムは、「*」で識別され、20%~50%は「+」で識別され、50%を超えると「-」で識別される。表3において、20%未満の100%歪でのヘイズを有するフィルムは、「*」で識別され、20%~40%は「+」で識別され、40%を超えると「-」で識別される。
したがって、実施例3は、両方のフィルムが平滑な表面上に流延される場合でも、本開示のフィルムが、市販のフィルムよりも優れていることを示す。更に、実施例1と比較する場合、実施例3は、本開示の方法が、市販のフィルムを表す配合を有するフィルムのヘイズを減少させ得ることを示す。
実施例4
一連のフィルムを調製し、つや消し対光沢静摩擦係数、ブロッキング力、破断点伸び、引張強度、溶解時間、及びヘイズについて試験した。フィルムを、以下の表4に記載されるように、本開示の方法に従って調製した。成分を水中で混合し、60°で450のGU値を有する流延表面上に流延し、約4%~8%の範囲の水分含有量まで乾燥させた。得られた水溶性フィルムは、3.0±0.10ミル(又は76.2±2.5μm)の厚さを有し、本明細書に開示される試験方法に従って試験した。
表5において、0.6未満のつや消し対光沢静摩擦係数を有するフィルムは、「*」で識別され、0.6~3は「+」で識別され、3を超えると「-」で識別される。表5では、350%を超える破断点伸びを有するフィルムは、「*」で識別され、300%~350%は、「+」で識別され、300%未満は、「-」で識別される。表5では、50MPaを超える引張強度を有するフィルムは、「*」で識別され、40MPa~50MPaは、「+」で識別され、40MPa未満は、「-」で識別される。「-」。表5において、20%未満の0%歪でのヘイズを有するフィルムは、「*」で識別され、20%~50%は「+」で識別され、50%を超えると「-」で識別される。表5において、20%未満の100%歪でのヘイズを有するフィルムは、「*」で識別され、20%~40%は「+」で識別され、40%を超えると「-」で識別される。
したがって、実施例4は、本開示の方法に従って調製されたフィルムが、高光沢表面上に流延された場合、最大で6phrのデンプンを含む場合、全てのフィルムが良好な(40%未満の100%歪での)ヘイズを示したことを示す。更に、高光沢表面上での流延は、つや消し対光沢静摩擦係数に悪影響を及ぼさない。理論に拘束されるつもりはないが、フィルム10~12では、ポリマーの立体構造変化が、流延及び乾燥時に起こり、それが、高く示された摩擦係数値をもたらしたと考えられる。更に、これらのポリマーを、5~7cP、20~25cPの範囲の粘度を有するポリビニルアルコールホモポリマー、又はアクリル酸メチルを含むアニオン性モノマー単位を有するポリビニルアルコールコポリマーとブレンドすることによって、より高い摩擦係数値が緩和され得ると考えられる。同様に、フィルム6及び8について、マレエートの変性を含むアニオン性モノマー単位を有するポリビニルアルコールポリマーの立体構造変化が、より高い摩擦係数をもたらし、これは、フィルム4及び5のように、より大きな割合で第2のポリマーとブレンドすることによって緩和され得ると考えられる。
実施例5はまた、本開示の方法に従って調製され、かつ2つのポリビニルアルコールホモポリマーのブレンドを含むフィルムが、最大で6phrのデンプンが含まれていても、フィルムが、40%未満の100%歪でのヘイズを有利に示し得、0.6未満のつや消し対光沢静摩擦係数を示し、ブレンドの大部分(ブレンドの60~85重量%)を構成するホモポリマーを単独で使用した場合、1を超えるつや消し対光沢摩擦係数を有するフィルムが提供され(フィルム1、14、及び15を、フィルム9と比較する)、フィルムのヘイズは、単独で使用すると顕著に高いヘイズ値(約30%、フィルム1を、フィルム13と比較する)を有するフィルムを提供する樹脂を含む場合でも、20%未満(約13%)の100%歪でのヘイズになるように調整され得ることを示す。
実施例5は、更に、本開示の方法に従って調製され、かつ低粘度ポリビニルアルコールホモポリマーと、アクリル酸メチルモノマー単位を含むポリビニルアルコールコポリマーとのブレンドを含むフィルムが、フィルムが、6未満のつや消し対光沢静摩擦係数、並びに100%歪で40%未満、及び未延伸フィルムで30%未満のヘイズを示したことを示す。この結果は予想外であり、その代わり、アクリル酸メチルモノマー単位を含むポリビニルアルコールコポリマーを含むこのようなフィルムは、未延伸の場合に約67%のヘイズ値を有するこのポリビニルアルコールコポリマーを含む市販のフィルムを考慮すると、顕著に高いヘイズ値を有することが予期された。実際、フィルム2のヘイズ値を市販のフィルム(フィルムC3)のヘイズ値と比較することによって、本開示の方法に従ってフィルムを調製することが、商業用プロセスと比較して、フィルムの透明性の増加に寄与し得ることがわかる。フィルム2は、市販のフィルムよりも少ない(約3.4phrに対して約0.67phr)デンプンを含んでいたが、フィルム2のデンプン量を、最大で約6phrまでに増加させても、ヘイズ値は顕著に増加しないと予期される(100%歪で約40%未満と予期、フィルム14及び15に類似)、これは、市販のフィルムによって示された未延伸状態での67%のヘイズよりも実質的に依然として低い。
最後に、実施例5は、本開示の方法に従って調製されたフィルムが、マレエートモノマー単位を含む第1のポリビニルアルコールコポリマーと、アクリル酸メチルモノマー単位を含む第2のポリビニルアルコールコポリマーとのブレンドを含んでいた場合、フィルムが、6未満のつや消し対光沢静摩擦係数、並びに100%歪で30%未満、及び未延伸フィルムで20%未満のヘイズを示したことを示す。この結果も、アクリル酸メチルモノマー単位を含むポリビニルアルコールコポリマーを含むこのようなフィルムが、未延伸の場合に約67%のヘイズ値を有するこのポリビニルアルコールコポリマーを含む市販のフィルムを考慮すると、顕著に高いヘイズ値を有するという予想を考慮すると、予想外であった。
特定の動作要件及び環境に適合するための様々な修正及び変更は、当業者に明らかであるため、本開示は、例示の目的のために選択された実施例に限定されるとはみなされず、本開示の真の趣旨及び範囲からの逸脱を構成しない全ての変更及び修正を網羅する。
したがって、上述の記載は、理解を明確にするために示されているに過ぎず、本開示の範囲内の修正は、当業者に明らかであり得るため、そこから不必要な限定が理解されるべきではない。
本明細書全体を通して、化合物、組成物、物品、方法、及びプロセスが、構成成分、ステップ、又は材料を含むものとして記載される場合、組成物、プロセス、又は装置はまた、特に記載がない限り、列挙された構成成分又は材料の任意の組み合わせを含み得る、それらから本質的になり得る、又はそれらからなり得ることが考慮される。

Claims (20)

  1. 水溶性フィルムであって、
    水溶性混合物であって、
    約16cP~約35cPの範囲の粘度を有する第1のポリビニルアルコールホモポリマー、及び約5cP~約7cPの範囲の粘度を有する第2のポリビニルアルコールホモポリマーを含むポリビニルアルコール樹脂であって、前記第1のポリビニルアルコールホモポリマーが、前記ポリビニルアルコール樹脂の総重量に基づいて、約60重量%~約85重量%の範囲の量で存在し、前記第2のポリビニルアルコールホモポリマーが、前記ポリビニルアルコール樹脂の前記総重量に基づいて、約15重量%~約40重量%の範囲の量で存在する、ポリビニルアルコール樹脂と、
    ポリビニルアルコール樹脂100部に基づいて、約0.2~約6.0重量部(PHR)の範囲の量で存在するデンプンと、
    約15~約35PHRの範囲の量で存在する可塑剤と、を含む、水溶性混合物を含み、
    前記水溶性フィルムが、摩擦係数試験に従って決定される場合、約0.05~約3.0の範囲のつや消し対光沢摩擦係数(COF)、及びヘイズ試験に従って決定される場合、約0.5%~約40%の範囲の100%歪でのヘイズを特徴とする、水溶性フィルム。
  2. 前記第1のポリビニルアルコールホモポリマーが、前記ポリビニルアルコール樹脂の約70重量%~約80重量%の範囲の量で提供され、残余が、前記第2のポリビニルアルコールホモポリマーである、請求項1に記載の水溶性フィルム。
  3. 前記第1のポリビニルアルコールホモポリマーが、約18cP~約35cP、約18cP~約30cP、約18cP~約27cP、約18cP~約55cP、又は約20cP~約25cPの範囲の粘度を有する、請求項1又は2に記載の水溶性フィルム。
  4. 前記第1のポリビニルアルコールホモポリマーが、約20cP~25cPの範囲の粘度を有する、請求項2又は3に記載の水溶性フィルム。
  5. 前記第1のポリビニルアルコールホモポリマー及び/又は前記第2のポリビニルアルコールホモポリマーが、約70%~約99%、又は約75%~約95%、又は約78%~約90%、又は約80%~約90%、又は約85%~約90%の範囲の加水分解度を有する、請求項1~4のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。
  6. 前記水溶性フィルムが、前記摩擦係数試験に従って決定される場合、約0.05~約1.0、約0.05~約0.90、約0.05~約0.80、約0.05~約0.75、約0.05~約0.07、約0.05~約0.65、約0.05~約0.60、又は約0.05~約0.55の範囲のつや消し対光沢静摩擦係数(COF)を特徴とする、先行請求項のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。
  7. 前記水溶性フィルムが、前記摩擦係数試験に従って決定される場合、約0.05~約0.60、約0.05~約0.50、約0.05~約0.40、又は約0.05~約0.30の範囲の光沢対光沢静摩擦係数を特徴とする、先行請求項のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。
  8. 前記水溶性フィルムが、前記ヘイズ試験に従って決定される場合、約0.5%~約30%、約5%~約30%、約5%~約25%、約10%~約25%、約10%~約20%、又は約10%~約15%の範囲の100%歪でのヘイズを特徴とする、先行請求項のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。
  9. 前記フィルムが、伸び試験によって決定される場合、少なくとも300%、例えば、少なくとも325%、又は少なくとも350%の破断点伸びを特徴とする、先行請求項のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。
  10. 前記フィルムが、引張試験によって決定される場合、少なくとも40MPa、少なくとも45MPa、又は少なくとも50MPaの引張強度を特徴とする、先行請求項のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。
  11. 前記フィルムが、ブロッキング試験によって決定される場合、約3N以下、若しくは約2.9N以下、若しくは約2.8N以下、若しくは約2.7N以下、若しくは約2.6N以下、又は約0.5N~約3Nの範囲の全ロールに対するブロッキング力を特徴とする、先行請求項のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。
  12. 前記デンプンが、約0.2PHR~約5PHR、約0.2PHR~約4PHR、約0.2PHR~約3PHR、約0.2PHR~約2PHR、約0.2PHR~約1PHR、約0.2PHR~約0.9PHR、約0.2PHR~約0.8PHR、約0.3PHR~約0.7PHR、約0.4PHR~約0.7PHR、又は約0.5PHR~約0.7PHRの範囲の量で提供される、先行請求項のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。
  13. 前記可塑剤が、約15~約30PHR、約15~約28PHR、約17~約25PHR、約18~約23PHR、例えば、約19PHR、約20PHR、約21PHR、約22PHR、又は約23PHRの範囲の量で提供される、先行請求項のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。
  14. 前記可塑剤が、トリエチレングリコール、ソルビトール、グリセロール、ジグリセリン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、最大400Daの分子量のポリエチレングリコール、ヘキシレングリコール、キシリトール、2-メチル-1,3,プロパンジオール、エタノールアミン、又はこれらの組み合わせを含む、請求項13に記載の水溶性フィルム。
  15. 前記第1のポリビニルアルコールホモポリマーが、約20cP~約25cPの粘度、及び約85%~約95%の加水分解度を特徴とし、前記第2のポリビニルアルコールホモポリマーが、約4cP~約8cPの粘度、及び約85%~約95%の加水分解度を特徴とし、前記第1のポリビニルアルコールホモポリマーが、総ポリビニルアルコールポリマーの約65%~約90%を構成し、前記第2のポリビニルアルコールホモポリマーが、前記残余を構成し、前記水溶性フィルムが、0.2PHR~約1.0PHRの範囲の量のデンプン、及び約18PHR~約23PHRの範囲の量の可塑剤を更に含み、前記可塑剤が、ソルビトール及びグリセロールを含み、前記水溶性フィルムが、約0.05~約0.55の範囲のつや消し対光沢摩擦係数、約0.5%~約20%の範囲の100%歪でのヘイズ、少なくとも約350%の破断点伸び、及び3未満の全ロールに対するブロッキング値を特徴とする、請求項2~14のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。
  16. 前記水溶性フィルムが、ブロッキング防止剤を実質的に含まない、請求項1~15のいずれか一項に記載の水溶性フィルム。
  17. 請求項1~16のいずれか一項に記載の水溶性フィルムを含む、水溶性物品。
  18. 少なくとも1つの区画と、任意選択的に前記区画内に収容された組成物と、を含む水溶性単位用量物品であって、前記単位用量物品が、請求項1~16のいずれか一項に記載の水溶性フィルムを含む、水溶性単位用量物品。
  19. 請求項1~16のいずれか一項に記載の水溶性フィルムを調製する方法であって、前記方法が、
    第1のポリビニルアルコールホモポリマーを含む混合物を表面上に流延することであって、前記表面が、少なくとも約150の60°の角度での光沢単位(GU)値を特徴とする、流延することを含む、方法。
  20. 前記表面が、少なくとも約200、少なくとも約250、少なくとも約300、少なくとも約350、少なくとも約400、又は少なくとも約450の60°の角度でのGU値を特徴とする、請求項19に記載の方法。
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