水溶性聚乙烯醇掺合物膜、相关方法和相关物品技术

本文中揭露包含聚乙烯醇(PVOH)树脂掺合物和任选的一或多种额外组分，如塑化剂、填充剂、表面活性剂以及其它添加剂的水溶性膜。本文中也揭露包含所述水溶性膜且含有如家庭护理组合物的组合物的物品。所述PVOH树脂掺合物包含含一或多种类型的阴离子单体单元的PVOH共聚物，如PVOH三元共聚物，和PVOH聚合物，如部分或完全水解PVOH均聚物。当所述PVOH共聚物和PVOH聚合物以特定比例掺合和/或相对于与所述PVOH聚合物和PVOH共聚物中的一者或两者的所述4％溶液粘度相关的各种标准选择时，由所述PVOH树脂掺合物形成的所得水溶性膜展现实质上改进的水性溶解特性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水溶性聚乙烯醇掺合物膜、相关方法和相关物品
本专利技术大体上涉及包含聚乙烯醇(PVOH)树脂的掺合物且可用于与液体、固体或其组合接触的水溶性膜，例如家庭护理组合物。本专利技术另外涉及制造所述膜以及由所述膜制得的如封包和小袋的物品的方法，其任选地用例如清洁剂的活性组分填充以制造测量剂量小袋。更确切地说，本专利技术涉及具有一或多种益处，如对于最终使用改进的可溶性特征和/或对与化学品接触后可溶性特征的改变的抗性连同适合的可加工性的此类膜、封包以及小袋。
技术介绍
水溶性聚合物膜常用作用于简化待传递材料的分散、浇注、溶解以及配料的包装材料。举例来说，由水溶性膜制成的封包常用于包装家庭护理组合物，例如含有洗衣或餐盘清洁剂的小袋。消费者可将所述小袋直接添加至混合容器中，如桶、水槽或洗衣机。有利地，此提供精确配量同时为消费者消除测量组合物的需要。小袋也可减少将与自容器分配类似组合物，如自瓶倾倒液体衣物清洁剂相关联的脏乱。小袋也使其中的组合物与接触用户的手隔离。总之，含有预测量试剂的可溶性聚合物膜封包在多种应用中提供消费者使用的便利。用于制造封包的一些水溶性聚合物膜将在洗涤循环期间不完全地溶解，在洗涤内的对象上留下膜残余物。此类问题可尤其在小袋用于应力洗涤条件下时，如小袋用于冷水(例如低至5℃和/或至多10℃或15℃的水)中、短洗涤循环中和/或低水洗涤循环(例如约3升至约20升洗涤液体)中时产生。值得注意的是，环境问题和能量成本为使用更冷洗涤水和更短洗涤循环的驱动消费需求。仍需要具有良好水溶性(例如冷水可溶性)、耐化学性、与洗衣活性剂或与由其形成的膜或小袋接触的其它组合物的化学和物理兼容性以及包含良好可加工性的所需机械特性的所需特征的水溶性膜和相关物品，如封包。
技术实现思路
本专利技术涉及一种包含聚乙烯醇(PVOH)树脂掺合物和任选的一或多种额外组分，如塑化剂、填充剂、表面活性剂以及其它添加剂的水溶性膜(例如其可用于形成物品，如小袋或封包，例如包含与其接近的家庭护理组合物)。PVOH树脂掺合物包含包含一或多种类型的阴离子单体单元的PVOH共聚物(例如PVOH三元共聚物)和PVOH聚合物(例如一部分或完全水解PVOH均聚物)。当PVOH共聚物和聚合物以特定比例掺合和/或相对于与PVOH(共)聚合物中的一者或两者的4％溶液粘度相关的各种标准选择时，由PVOH树脂掺合物形成的所得水溶性膜展现相对于选择的比例和/或溶液粘度标准之外的(i)由单一PVOH阴离子共聚物形成的类似膜和(ii)由PVOH共聚物和聚合物掺合物形成的类似膜两者的有益水性溶解特性(任选地与有益拉伸强度特性和/或拉伸模数特性组合)。任选地，由PVOH树脂掺合物形成的所得水溶性膜另外展现相对于由无阴离子单体单元的PVOH聚合物掺合物(例如部分或完全水解PVOH均聚物的掺合物)形成的类似膜的有益水性溶解特性(任选地与有益拉伸强度特性和/或拉伸模数特性组合)。水溶解残余物的减少或消除在各种洗涤操作中尤其合乎需要，例如当由水溶性膜形成且含有清洁组合物(例如洗衣或洗碗清洁组合物)的小袋用于清洁一或多个物品(例如衣物或餐具)时，就需要经清洁物品不含聚合物膜残余物来说。本专利技术的一个方面涉及一种水溶性膜，包含：聚乙烯醇(PVOH)树脂掺合物，包含：包含阴离子单体单元的第一PVOH共聚物，第一PVOH共聚物具有第一20℃下的4％溶液粘度(μ1)；和主要由乙烯醇单体单元和任选的乙酸乙烯酯单体单元组成的第二PVOH聚合物，第二PVOH聚合物具有第二20℃下的4％溶液粘度(μ2)；其中：第一PVOH共聚物与第二PVOH聚合物的绝对粘度差|μ2-μ1|在0厘泊至约10厘泊范围内，且第一PVOH共聚物以膜中的总PVOH聚合物和PVOH共聚物的约30重量％至约90重量％范围内的量存在。本专利技术的另一方面涉及一种水溶性膜，包含：聚乙烯醇(PVOH)树脂掺合物，包含：包含阴离子单体单元的第一PVOH共聚物，第一PVOH共聚物具有第一20℃下的4％溶液粘度(μ1)；和主要由乙烯醇单体单元和任选的乙酸乙烯酯单体单元组成的第二PVOH聚合物，第二PVOH聚合物具有第二20℃下的4％溶液粘度(μ2)；其中：第一PVOH共聚物与第二PVOH聚合物的绝对粘度差|μ2-μ1|在0厘泊至约10厘泊范围内，且阴离子单体单元以膜中的总PVOH聚合物和PVOH共聚物的约1.0摩尔％至约4.2摩尔％范围内的量存在于膜中。本专利技术的另一方面涉及一种水溶性膜，包含：聚乙烯醇(PVOH)树脂掺合物，包含：包含阴离子单体单元的第一PVOH共聚物，第一PVOH共聚物具有第一20℃下的4％溶液粘度(μ1)；和主要由乙烯醇单体单元和任选的乙酸乙烯酯单体单元组成的第二PVOH聚合物，第二PVOH聚合物具有约20厘泊或小于20厘泊的第二20℃下的4％溶液粘度(μ2)；其中：第一PVOH共聚物以膜中的总PVOH聚合物和PVOH共聚物的约30重量％至约90重量％范围内的量存在。本专利技术的另一方面涉及一种水溶性膜，包含：聚乙烯醇(PVOH)树脂掺合物，包含：包含阴离子单体单元的第一PVOH共聚物，第一PVOH共聚物具有第一20℃下的4％溶液粘度(μ1)；和主要由乙烯醇单体单元和任选的乙酸乙烯酯单体单元组成的第二PVOH聚合物，第二PVOH聚合物具有约20厘泊或小于20厘泊的第二20℃下的4％溶液粘度(μ2)；其中：阴离子单体单元以膜中的总PVOH聚合物和PVOH共聚物的约1.0摩尔％至约4.2摩尔％在范围内的量存在于膜中。本专利技术的另一方面涉及一种水溶性膜，包含：聚乙烯醇(PVOH)树脂掺合物，包含：包含阴离子单体单元的第一PVOH共聚物；和主要由乙烯醇单体单元和任选的乙酸乙烯酯单体单元组成的第二PVOH聚合物；其中：第一PVOH共聚物以膜中的总PVOH聚合物和PVOH共聚物的约30重量％至约70重量％范围内的量存在。本专利技术的另一方面涉及一种包含水溶性膜和接近所述膜的家庭护理组合物的物品，其中所述膜包含：聚乙烯醇(PVOH)树脂掺合物，包含：包含阴离子单体单元的第一PVOH共聚物，第一PVOH共聚物具有第一20℃下的4％溶液粘度(μ1)；和主要由乙烯醇单体单元和任选的乙酸乙烯酯单体单元组成的第二PVOH聚合物，第二PVOH聚合物具有第二20℃下的4％溶液粘度(μ2)；其中：第一PVOH共聚物与第二PVOH聚合物的绝对粘度差|μ2-μ1|在0厘泊至约10厘泊范围内，且第一PVOH共聚物以膜中的总PVOH聚合物和PVOH共聚物的约30重量％至约90重量％范围内的量存在。本专利技术的另一方面涉及一种包含水溶性膜和接近所述膜的家庭护理组合物的物品，其中所述膜包含：聚乙烯醇(PVOH)树脂掺合物，包含：包含阴离子单体单元的第一PVOH共聚物，第一PVOH共聚物具有第一20℃下的4％溶液粘度(μ1)；和主要由乙烯醇单体单元和任选的乙酸乙烯酯单体单元组成的第二PVOH聚合物，第二PVOH聚合物具有第二20℃下的4％溶液粘度(μ2)；其中：第一PVOH共聚物与第二PVOH聚合物的绝对粘度差|μ2-μ1|在0厘泊至约10厘泊范围内，且阴离子单体单元以膜中的总PVOH聚合物和PVOH共聚物的约1.0摩尔％至约4.2摩尔％范围内的量存在于膜中。本专利技术的另一方面涉及一种包含水溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水溶性膜，其包括：聚乙烯醇(PVOH)树脂掺合物，其包括：包括阴离子单体单元的第一PVOH共聚物，所述第一PVOH共聚物具有第一20℃下的4％溶液粘度(μ1)；以及主要由乙烯醇单体单元和任选的乙酸乙烯酯单体单元组成的第二PVOH聚合物，所述第二PVOH聚合物具有第二20℃下的4％溶液粘度(μ2)；其中：所述第一PVOH共聚物与所述第二PVOH聚合物的绝对粘度差|μ2‑μ1|在0厘泊至约10厘泊范围内，以及所述第一PVOH共聚物以所述膜中约30重量％至约90重量％总PVOH聚合物和PVOH共聚物范围内的量存在。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.13 US 62/063,086;2014.10.13 US 62/063,0751.一种水溶性膜，其包括：聚乙烯醇(PVOH)树脂掺合物，其包括：包括阴离子单体单元的第一PVOH共聚物，所述第一PVOH共聚物具有第一20℃下的4％溶液粘度(μ1)；以及主要由乙烯醇单体单元和任选的乙酸乙烯酯单体单元组成的第二PVOH聚合物，所述第二PVOH聚合物具有第二20℃下的4％溶液粘度(μ2)；其中：所述第一PVOH共聚物与所述第二PVOH聚合物的绝对粘度差|μ2-μ1|在0厘泊至约10厘泊范围内，以及所述第一PVOH共聚物以所述膜中约30重量％至约90重量％总PVOH聚合物和PVOH共聚物范围内的量存在。2.根据权利要求1所述的水溶性膜，其中所述第二PVOH聚合物以所述膜中约10重量％至约70重量％总PVOH聚合物和PVOH共聚物范围内的量存在。3.根据权利要求1或2所述的水溶性膜，其中所述阴离子单体单元以所述膜中约1.0摩尔％至约4.2摩尔％总PVOH聚合物和PVOH共聚物范围内的量存在于所述膜中。4.一种水溶性膜，其包括：聚乙烯醇(PVOH)树脂掺合物，其包括：包括阴离子单体单元的第一PVOH共聚物，所述第一PVOH共聚物具有第一20℃下的4％溶液粘度(μ1)；以及主要由乙烯醇单体单元和任选的乙酸乙烯酯单体单元组成的第二PVOH聚合物，所述第二PVOH聚合物具有第二20℃下的4％溶液粘度(μ2)；其中：所述第一PVOH共聚物与所述第二PVOH聚合物的绝对粘度差|μ2-μ1|在0厘泊至约10厘泊范围内，以及所述阴离子单体单元以所述膜中约1.0摩尔％至约4.2摩尔％总PVOH聚合物和PVOH共聚物范围内的量存在于所述膜中。5.根据权利要求1至4中任一项所述的水溶性膜，其中所述阴离子单体由下列者所构成的族群中选出：乙烯基乙酸、顺丁烯二酸、顺丁烯二酸单烷酯、顺丁烯二酸二烷酯、顺丁烯二酸单甲酯、顺丁烯二酸二甲酯、顺丁烯二酸酐、反丁烯二酸、反丁烯二酸单烷酯、反丁烯二酸二烷酯、反丁烯二酸单甲酯、反丁烯二酸二甲酯、反丁烯二酸酐、衣康酸、衣康酸单甲酯、衣康酸二甲酯、衣康酸酐、乙烯基磺酸、烯丙基磺酸、乙烯磺酸、2-丙烯酰胺基-1-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-甲基丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酸2-磺乙酯、以上各者的碱金属盐、以上各者的酯以及其组合。6.根据权利要求1至5中任一项所述的水溶性膜，其中所述阴离子单体由下列者所构成的族群中选出：丙烯酰胺基甲基丙磺酸、其碱金属盐以及其组合。7.根据权利要求1至6中任一项所述的水溶性膜，其中所述阴离子单体由下列者所构成的族群中选出：顺丁烯二酸单甲酯、其碱金属盐以及其组合。8.根据权利要求1至7中任一项所述的水溶性膜，其中所述阴离子单体单元以约2摩尔％至约10摩尔％范围内的量存在于第一PVOH共聚物中。9.根据权利要求8所述的水溶性膜，其中所述阴离子单体单元以约5摩尔％至约10摩尔％范围内的量存在于第一PVOH共聚物中。10.根据权利要求9所述的水溶性膜，其中所述阴离子单体单元以所述膜中约3摩尔％至约4.2摩尔％总PVOH聚合物和PVOH共聚物范围内的量存在。11.根据权利要求1至10中任一项所述的水溶性膜，其中所述PVOH树脂掺合物基本上由所述第一PVOH共聚物和所述第二PVOH聚合物组成。12.根据权利要求1至11中任一项所述的水溶性膜，其中所述第一PVOH共聚物与所述第二PVOH聚合物的粘度差(μ2-μ1)在约0厘泊至约10厘泊范围内。13.根据权利要求1至12中任一项所述的水溶性膜，其中所述第一粘度μ1在约4厘泊至约24厘泊范围内。14.根据权利要求1至13中任一项所述的水溶性膜，其中所述第二粘度μ2在约4厘泊至约24厘泊范围内。15.根据权利要求1至14中任一项所述的水溶性膜，其中如通过溶解腔室测试所测量，所述水溶性膜具有约45重量％或小于45重量％的残余值。16.根据权利要求1至15中任一项所述的水溶性膜，其中所述第一PVOH共聚物和所述第二PVOH聚合物各独立地具有约75％至约99％范围内的水解度。17.根据权利要求1至16中任一项所述的水溶性膜，其中所述PVOH树脂掺合物包括第三PVOH聚合物。18.根据权利要求1至17中任一项所述的水溶性膜，其中所述水溶性膜进一步包括除PVOH聚合物以外的至少第三水溶性聚合物。19.根据权利要求18所述的水溶性膜，其中所述第三水溶性聚合物由下列者所构成的族群中选出：聚乙二亚胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化烯、聚丙烯酰胺、纤维素醚、纤维素酯、纤维素酰胺、聚乙酸乙烯酯、聚酰胺、明胶、甲基纤维素、羧甲基纤维素和其盐、糊精、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、麦芽糊精、淀粉、改质淀粉、瓜尔胶、阿拉伯胶、黄原胶、角叉菜胶、聚丙烯酸酯和其盐、其共聚物、其掺合物以及其组合。20.根据权利要求1至19中任一项所述的水溶性膜，其中所述水溶性膜进一步包括一或多种由下列者所构成的族群中选出的组分：塑化剂、塑化剂相容剂、润滑剂、脱模剂、填充剂、增量剂、交联剂、抗结块剂、抗氧化剂、防粘剂、消泡剂、纳米粒子、漂白剂、表面活性剂以及其组合。21.根据权利要求1至20中任一项所述的水溶性膜，其中所述水溶性膜进一步包括在所述膜的约1重量至约40重量％范围内的量的一或多种塑化剂。22.一种水溶性膜，其包括：聚乙烯醇(PVOH)树脂掺合物，其包括：包括阴离子单体单元的第一PVOH共聚物，所述第一PVOH共聚物具有第一20℃下的4％溶液粘度(μ1)；以及主要由乙烯醇单体单元和任选的乙酸乙烯酯单体单元组成的第二PVOH聚合物，所述第二PVOH聚合物具有约20厘泊或小于20厘泊的第二20℃下的4％溶液粘度(μ2)；其中：所述第一PVOH共聚物以所述膜中约30重量％至约90重量％总PVOH聚合物和共聚物范围内的量存在。23.一种水溶性膜，其包括：聚乙烯醇(PVOH)树脂掺合物，其包括：包括阴离子单体单元的第一PVOH共聚物，所述第一PVOH共聚物具有第一20℃下的4％溶液粘度(μ1)；以及主要由乙烯醇单体单元和任选的乙酸乙烯酯单体单元组成的第二PVOH聚合物，所述第二PVOH聚合物具有约20厘泊或小于20厘泊的第二20℃下的4％溶液粘度(μ2)；其中：所述阴离子单体单元以所述膜中约1.0摩尔％至约4.2摩尔％总PVOH聚合物和PVOH共聚物范围内的量存在于所述膜中。24.一种水溶性膜，其包括：聚乙烯醇(PVOH)树脂掺合物，其包括：包括第一阴离子单体单元的第一PVOH共聚物；以及主要由乙烯醇单体单元和任选的乙酸乙烯酯单体单元组成的第二PVOH聚合物；其中所述第一PVOH共聚物以所述膜中约30重量％至约70重量％范围内总PVOH聚合物和PVOH共聚物的量存在。25.根据权利要求24所述的水溶性膜，其中所述第二PVOH聚合物以所述膜中约30重量％至约70重量％总PVOH聚合物和PVOH共聚物范围内的量存在。26.根据权利要求24或25所述的水溶性膜，其中所述第一阴离子单体由下列者所构成的族群中选出：乙烯基乙酸、顺丁烯二酸、顺丁烯二酸单烷酯、顺丁烯二酸二烷酯、顺丁烯二酸单甲酯、顺丁烯二酸二甲酯、顺丁烯二酸酐、反丁烯二酸、反丁烯二酸单烷酯、反丁烯二酸二烷酯、反丁烯二酸单甲酯、反丁烯二酸二甲酯、反丁烯二酸酐、衣康酸、衣康酸单甲酯、衣康酸二甲酯、衣康酸酐、乙烯基磺酸、烯丙基磺酸、乙烯磺酸、2-丙烯酰胺基-1-甲基丙磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、2-甲基丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸、丙烯酸2-磺乙酯、以上各者的碱金属盐、以上各者的酯以及其组合。27.根据权利要求24至26中任一项所述的水溶性膜，其中所述第一阴离子单体由下列者所构成的族群中选出：丙烯酰胺基甲基丙磺酸、其碱金属盐以及其组合。28.根据权利要求27所述的水溶性膜，其中所述第一阴离子单体以所述膜中小于约3摩尔％总PVOH聚合物和PVOH共聚物的量存在。29.根据权利要求24至28中任一项所述的水溶性膜，其中所述第一PVOH共聚物和所述第二PVOH聚合物具有在彼此的约10厘泊内的20℃下的4％溶液粘度值。30.根据权利要求24至29中任一项所述的水溶性膜，其中所述第一PVOH共聚物和所述第二PVOH聚合物具有彼此相隔大于约10厘泊的20℃下的4％溶液粘度值。31.根据权利要求24至30中任一项所述的水溶性膜，其中：所述第一PVOH共聚物具有约3摩尔％至约5摩尔％范围内的所述第一阴离子单体单元的并入含量；所述第一阴离子单体由下列者所构成的族群中选出：丙烯酰胺基甲基丙磺酸、其碱金属盐以及其组合；所述第一阴离子单体以所述膜中约1摩尔％至约3摩尔％总PVOH聚合物和PVOH共聚物范围内的量存在；所述第一PVOH共聚物以所述膜中约40重量％至约60重量％总PVOH聚合物和PVOH共聚物范围内的量存在；所述第二PVOH聚合物具有在约8厘泊至约16厘泊范围内的20℃下的4％溶液粘度值；以及所述第二PVOH聚合物以所述膜中约40重量％至约60重量％总PVOH聚合物和PVOH共聚物范围内的量存在。32.根据权利要求24至30中任一项所述的水溶性膜，其中：所述第一PVOH共聚物具有约3摩尔％至约5摩尔％范围内的所述第一阴离子单体单元的并入含量；所述第一阴离子单体由下列者所构成的族群中选出：丙烯酰胺基甲基丙磺酸、其碱金属盐以及其组合；所述第一阴离子单体以所述膜中约1摩尔％至约3摩尔％总PVOH聚合物和PVOH共聚物范围内的量存在；所述第一PVOH共聚物以所述膜中约30重量％至约70重量％总PVOH聚合物和PVOH共聚物范围内的量存在；所述第二PVOH聚合物具有在约20厘泊至约30厘泊范围内的20℃下的4％溶液粘度值；以及所述第二PVOH聚合物以所述膜中约30重量％至约70重量％总PVOH聚合物和PVOH共聚物范围内的量存在。33.根据权利要求24至32中任一项所述的水溶性膜，其中如通过溶解腔室测试所测量，所述水溶性膜具有约48重量％或小于48重量％的残余值。34.根据权利要求24至33中任一项所述的水溶性膜，其中如通过拉伸强度测试所测量，所述水溶性膜具有至少约33兆帕的平均拉伸强度值。35.根据权利要求24至34中任一项所述的水溶性膜，其中如通过模数测试所测量，所述水溶性膜具有至少约12牛/平方毫米的模数值。36.一种物品，其包括：根据权利要求1至35中任一项所述的水溶性膜，其呈界定内部小袋体积的小袋形式。37.根据权利要求36所述的物品，其进一步包含包含于所述内部小袋体积中的组合物。38.一种物品，其包括：a.水溶性膜，其中所述水溶性膜包括：聚乙烯醇(PVOH)树脂掺合物，包括：包括阴离子单体单元的第一PVOH共聚物，所述第一PVOH共聚物具有第一20℃下的4％溶液粘度(μ1)；以及主要由乙烯醇单体单元和任选的乙酸乙烯酯单体单元组成的第二PVOH聚合物，所述第二PVOH聚合物具有第二20℃下的4％溶液粘度(μ2)；其中：所述第一PVOH共聚物与所述第二PVOH聚合物的绝对粘度差|μ2-μ1|在0厘泊至约10厘泊范围内，以及所述第一PVOH共聚物以所述膜中约30重量％至约90重量％总PVOH聚合物和PVOH共聚物范围内的量存在；以及b.接近所述膜的家庭护理组合物。39.根据权利要求38所述的物品，其中所述第二PVOH聚合物以所述膜中约10重量...

【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂文·G·弗里德里希，大卫·M·李，托马斯·J·约甘，雷吉内·拉比克，
申请(专利权)人：蒙诺苏尔有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US