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水溶性膜制造技术

技术编号:22334159 阅读:49 留言:0更新日期:2019-10-19 13:02
本发明专利技术公开了由丁烯二醇和乙烯醇的共聚物制成的水溶性膜,其中所述膜具有改善的阻隔特性(诸如低氧气穿透率和低水蒸气穿透率)以及良好的溶解度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水溶性膜
本公开整体涉及水溶性膜,并且具体地涉及具有改善的阻隔特性的水溶性膜。
技术介绍
许多水溶性膜具有有限的阻隔特性。因此,随着时间推移,此类膜可允许各种化学物质迁移通过。当膜允许氧气(来自大气)迁移通过时,使用此类膜作为屏障的制品不能包括易于被氧气降解的组合物。并且,当膜允许水性化学物质迁移通过时,由此类膜制成的单位剂量制品不能在相邻隔室中包括不相容的水性化学物质。附图说明图1示出了多层水溶性膜的第一示例性实施方案的侧视图。图2示出了多层水溶性膜的第二示例性实施方案的侧视图。图3A示出了具有平坦顶部、圆形底部和单个隔室的单位剂量制品的顶视图。图3B示出了图3A的单位剂量制品的侧视图。图3C示出了图3A的单位剂量制品的端视图。图3D示出了图3A的单位剂量制品的横截面端视图。图4A示出了具有圆形顶部、圆形底部和隔室的单位剂量制品的顶视图。图4B示出了图4A的单位剂量制品的侧视图。图4C示出了图4A的单位剂量制品的端视图。图4D示出了图4A的单位剂量制品的横截面端视图。图5A示出了具有圆形顶部、圆形底部和两个重叠隔室的单位剂量制品的顶视图。图5B示出了图5A的单位剂量制品的侧视图。图5C示出了图5A的单位剂量制品的端视图。图5D示出了图5A的单位剂量制品的横截面端视图。图6A示出了具有圆形顶部、平坦底部和两个并排隔室的单位剂量制品的顶视图。图6B示出了图6A的单位剂量制品的侧视图。图6C示出了图6A的单位剂量制品的端视图。图6D示出了图6A的单位剂量制品的横截面端视图。图7A示出了具有圆形顶部、圆形底部和与较大底部隔室重叠的两个更小并排隔室的单位剂量制品的顶视图。图7B示出了图7A的单位剂量制品的侧视图。图7C示出了图7A的单位剂量制品的端视图。图7D示出了图7A的单位剂量制品的横截面端视图。具体实施方式本公开的水溶性膜表现出期望的化学特性和物理特性,这些特性包括改善的阻隔特性(例如,氧气和水蒸气的低穿透率)、良好的水溶解度和被挤出的能力。这些水溶性膜可用于形成水溶性产品和/或包装,诸如可溶性单位剂量制品。一般来讲,这些水溶性膜可由丁烯二醇和乙烯醇的某些共聚物(“BVOH”)形成。具有小晶粒尺寸(例如,无定形共聚物)和高水解度的某些BVOH共聚物可形成为水溶性膜,该水溶性膜表现出改善的阻隔特性以及良好的水溶解度。不希望受该理论的束缚,据信由此类BVOH共聚物形成的水溶性膜由于相对较大尺寸的丁烯二醇单体单元可表现出改善的阻隔特性,这明显降低了共聚物中的结晶化(导致较小的晶粒尺寸和较低的结晶度),同时仍允许聚合物主链既紧密堆积又高度水解。这似乎允许BVOH共聚物表现出改善的阻隔特性,同时保持良好的水溶解度。对于本文所述的水溶性膜,合适的BVOH共聚物可通过乙酸乙烯酯与丁烯二醇的共聚,然后水解来制备。适用于所述BVOH共聚物的丁烯二醇单体可包括3,4-二醇-1-丁烯、3,4-二酰氧基-1-丁烯、3-酰氧基-4-醇-1-丁烯、4-酰氧基-3-醇-1-丁烯等。其他合适的BVOH单体、共聚物以及形成此类共聚物的方法的另外细节公开于标题为“聚乙烯醇树脂组合物和膜”的美国专利8,026,302中,该专利以引用方式并入本文。BVOH共聚物也可商购获得;示例包括由NipponGohsei美国公司(美国德克萨斯州拉波特)制造的8070级和8169级G聚合物。对于本文所述的包含BVOH共聚物的聚合物材料的任何实施方案,聚合物材料和/或BVOH共聚物可根据本文所述的任何晶粒尺寸和任何水解度(以任何组合)来构造。聚合物材料和/或BVOH共聚物可被构造成具有以下晶粒尺寸:5-40埃,或介于5和40之间的任何整数值埃,或由任何这些值形成的任何范围,诸如:10-35埃、10-30埃、10-25埃、10-20埃、15-35埃、15-30埃、15-25埃、15-20埃等。聚合物材料和/或BVOH共聚物可被构造成具有以下水解度:70-100%,或介于70%和100%之间的任何百分比整数值,或由任何这些值形成的任何范围,诸如80-100%、85-100%、90-100%、95-100%、98-100%、99-100%、85-99%、90-99%、95-99%、98-99%、80-98%、85-98%、90-98%、95-98%、80-95%、85-95%、90-95%等。在其中水解不完全的实施方案中(即聚合物具有小于100%的水解度),BVOH共聚物为包含下列单元的三元共聚物:乙烯醇单体单元、乙酸乙烯酯单体单元;以及丁烯二醇单体单元。在其中水解完全的实施方案中(即,具有100%的水解度,也被称为完全水解),可认为BVOH共聚物是包含以下单元的二元聚合物:乙烯醇单体单元和丁烯二醇单体单元,但基本上无乙酸乙烯酯单体单元(因为它们基本上全部均已转化为乙烯醇)。对于本文所述的包含BVOH共聚物的聚合物材料的任何实施方案,聚合物材料还可包含以任何可行组合的本文所公开的或聚合物科学领域中已知的任何其他添加剂或成分。聚合物材料可包含以下量的增塑剂(包括本领域已知的任何种类的增塑剂诸如甘油或聚乙二醇,以改善由该材料制成的膜的柔韧性和/或塑性):8-30重量%,或介于8%和30%之间的任何百分比(按重量计)整数值,或由任何这些值形成的任何范围,诸如:8-25%、8-20%、10-15%等。聚合物材料可包含以下量的水(以减少和/或防止由该材料制成的膜的破裂):2.0-9.0重量%,或介于2.0%和9.0%之间的增量为0.5%(按重量计)的任何重量%,或由任何这些值形成的任何范围,诸如2.5-8.5%、3.0-8.0%、3.5-7.5%、4.0-7.0%、4.5-6.5%等。对于本文所述的包含BVOH共聚物的聚合物材料的任何实施方案,聚合物材料的重均分子量(通过凝胶渗透色谱法测量)可为50,000-95,000,或介于50,000和90,000之间的增量为5,000的任何重均分子量,或由任何这些值形成的任何范围诸如:55,000-95,000、60,000-95,000、65,000-95,000、70,000-95,000、75,000-95,000、80,000-95,000、85,000-95,000等。本文所述的BVOH共聚物的任何实施方案可单独使用或用作本文所述或本领域已知的任何聚合物材料中的组分,以形成本文所述的任何水溶性膜,并且所述膜可被构造成具有本文所述的氧气穿透率、水蒸气穿透率和/或溶解度参数(例如溶解时间)中的任一者(以任何组合);可以以任何可行的组合,以本文所述的或在膜制备(例如挤出)领域中已知的任何方式来加工和形成膜。对于本文所述的由BVOH共聚物和/或包含BVOH共聚物的聚合物材料制成的水溶性膜的任何实施方案,该膜还可具有以下氧气穿透率:小于400cm3/(m2·天)或小于400的任何整数值cm3/(m2·天),诸如小于370cm3/(m2·天)、小于345cm3/(m2·天)、小于320cm3/(m2·天)、小于295cm3/(m2·天)、小于265cm3/m2·天)、小于225cm3/(m2·天)、小于190cm3/(m2·天)、小于155cm3/(m2·天)、小于120cm3/(m2·天)、小于90cm3/(m2·本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种膜,所述膜包括由聚合物材料形成的一个或多个挤出层,其特征在于所述聚合物材料包含:乙烯醇和丁烯二醇的共聚物,所述乙烯醇和丁烯二醇的共聚物具有当根据晶粒尺寸测试方法测量时10埃至35埃的晶粒尺寸;和8重量%至30重量%的增塑剂;并且其中所述膜具有25微米至200微米的总体厚度;其中所述膜表现出当根据溶解测试方法测量时小于185秒的溶解时间;并且其中所述膜表现出当根据水蒸气穿透测试方法测量时小于205g/(m2·天)的水蒸气穿透率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.04.07 US 62/482,999;2017.04.07 US 62/483,013;1.一种膜,所述膜包括由聚合物材料形成的一个或多个挤出层,其特征在于所述聚合物材料包含:乙烯醇和丁烯二醇的共聚物,所述乙烯醇和丁烯二醇的共聚物具有当根据晶粒尺寸测试方法测量时10埃至35埃的晶粒尺寸;和8重量%至30重量%的增塑剂;并且其中所述膜具有25微米至200微米的总体厚度;其中所述膜表现出当根据溶解测试方法测量时小于185秒的溶解时间;并且其中所述膜表现出当根据水蒸气穿透测试方法测量时小于205g/(m2·天)的水蒸气穿透率。2.根据权利要求1所述的膜,其中所述共聚物具有当根据所述晶粒尺寸测试方法测量时10埃至30埃的晶粒尺寸。3.根据权利要求1所述的膜,其中所述共聚物具有当根据所述晶粒尺寸测试方法测量时10埃至25埃的晶粒尺寸。4.根据权利要求1所述的膜,其中所述共聚物具有当根据所述晶粒尺寸测试方法测量时15埃至25埃的晶粒尺寸。5.根据权利要求1至4中任一项所述的膜,其中所述聚合物材料包含8重量%至25重量%的增塑剂。6.根据权利要求1至4中任一项所述的膜,其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员:艾米莉·夏洛特·博斯韦尔
申请(专利权)人:宝洁公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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