具有开孔或孔穴的多层可溶解的固体制品

文档序号:990865 发布日期:2020-10-20 浏览:1次 >En<

阅读说明:本技术 具有开孔或孔穴的多层可溶解的固体制品 (Multilayer dissolvable solid article with openings or pores ) 是由 陈鸿兴 卡尔·戴维·马克纳马拉 于 2019-01-15 设计创作,主要内容包括:本发明提供一种可溶解的固体制品,该可溶解的固体制品的特征在于由两个或更多个柔性且可溶解的片材形成的多层结构,该片材各自包含水溶性聚合物。此类可溶解的固体制品为至少2mm厚,并且包括一个或多个具有0.2mm至0.8mm的宽度或直径的穿孔或通孔。(The present invention provides a dissolvable solid article characterized by a multilayer structure formed from two or more flexible and dissolvable sheets each comprising a water soluble polymer. Such dissolvable solid articles are at least 2mm thick and include one or more perforations or through-holes having a width or diameter of 0.2mm to 0.8 mm.)

具有开孔或孔穴的多层可溶解的固体制品

技术领域

本发明涉及可用于皮肤护理、个人护理、家庭护理或衣物洗涤护理的消费产品,该消费产品以可溶解的固体制品的形式提供,该可溶解的固体制品包括具有一个或多个开孔或孔穴的两个或更多个柔性且可溶解的片材,该片材延伸穿过该开孔或孔穴。

背景技术

在水中可完全溶解的呈片状形式的个人护理组合物或衣物洗涤剂组合物已变得更受欢迎。此类片材通常由水溶性聚合物、一种或多种去污表面活性剂、以及任选地一种或多种其它去污活性物质形成,其中水溶性聚合物用作用于去污表面活性剂和其它活性物质的成膜剂和载体。与常规液体组合物不同,此类片材包含很少或不包含水,因此它们极其浓缩,易于运输和处理,具有很少或不存在渗漏风险,在运送和储存期间化学和物理上稳定,并且具有显著较小的物理和生态足迹。

如上文所提及的单一片材只能递送有限量的表面活性剂,并且因此其清洁能力是有限的。因此,可期望形成包括堆叠在一起的多个此类片材的多层结构,以递送更高剂量的表面活性剂以用于改善清洁有益效果。然而,此类多层结构的溶解速率可能会显著地比单一片材更慢。还存在这样的风险,即此类多层结构在某些严格的洗涤条件(例如冷水或极端硬水,或低水量洗涤条件)下可能不完全溶解,并且可留下未溶解的残余物,这可成为大的消费者“痛点”。如果此类多层结构的厚度达到某个阈值(例如,大于2mm或3mm),则此类溶解问题可进一步恶化。

因此,一直存在对于改善此类多层结构的溶解速率(尤其是具有2mm或以上的厚度的那些)并降低洗涤之后形成未溶解的残余物的风险的需求。

发明内容

本发明采用相对窄的尺寸范围(例如,0.2mm至0.8mm的宽度或直径)的穿孔或通孔以改善上述多层结构的溶解速率。具体地,本发明的发明人令人惊讶且意想不到地已经发现,在尺寸上较大或较小(即,具有低于或高于0.2mm至0.8mm范围的宽度或直径)的穿孔或通孔导致溶解速率减慢。

在一个方面,本发明涉及可溶解的固体制品,该可溶解的固体制品包括两个或更多个柔性且可溶解的片材,其中所述两个或更多个片材中的每一个包含水溶性聚合物;其中所述可溶解的固体制品具有不小于约2mm的厚度;其中所述制品具有相对的第一表面和第二表面;其中所述制品包括从所述第一表面延伸穿过至所述第二表面的一个或多个开孔或孔穴;其中所述一个或多个开孔或孔穴中的每一个的特征在于宽度或直径在约0.2mm至约0.8mm,优选地约0.3mm至约0.6mm,优选地约0.4mm至约0.5mm的范围内。

优选地,所述一个或多个开孔或孔穴的体积之和为按所述制品的总体积计0.1%至20%,优选地0.5%至15%,更优选地1%至10%,最优选地2%至5%。

在一个具体的实施方案中,此类可溶解的固体制品可包括约4至约100个所述孔穴,其中所述孔穴优选地以相等的距离间隔开。在另一个具体的实施方案中,此类可溶解的固体制品可包括约1至约10个所述开孔,其中所述开孔中的每一个具有在约1cm至约20cm,优选地约1.5cm至约10cm,更优选地约2cm至约5cm范围内的长度。

优选地,所述两个或更多个柔性且可溶解的层中的每一个的特征在于厚度在约0.1mm至约10mm,优选地约0.2mm至约5mm,更优选地约0.5mm至约2mm,最优选地约0.8mm至约1.2mm的范围内。本发明的可溶解的固体制品可包括约4至约50个,优选地约5至约40个,更优选地约6至约30个所述柔性且可溶解的片材。另外,可溶解的固体制品的厚度可在约3mm至约20cm,优选地约4mm至约10cm,更优选地约5mm至约30mm的范围内。

在本发明的一个尤其优选的实施方案中,所述两个或更多个柔性且可溶解的片材中的至少一个可包含按所述片材的总重量计约15%至约40%的水溶性聚合物。更优选地,所述至少一个片材还包含按所述片材的总重量计约30%至约80%的表面活性剂、以及任选地一种或多种附加成分。

另外,本发明的可溶解的固体制品的特征可在于沿垂直于其厚度z的方向的最大尺寸D,其中D/z的比率在约1至约10,优选地约1.4至约9,更优选地约1.5至约8,最优选地约2至约7的范围内。

此类可溶解的固体制品的密度可在约0.1g/cm3至约0.4g/cm3,优选地约0.15g/cm3至约0.25g/cm3的范围内,并且其可具有按所述制品的重量计约0.5%至约25%,优选地约1%至约20%,更优选地约3%至约10%的最终含水量。

在阅读本发明的以下

具体实施方式

时,本发明的这些和其它方面将变得更明显。

具体实施方式

本发明的各种实施方案的特征和有益效果将由以下说明变得显而易见,该说明包括旨在给出本发明的广泛代表的具体实施方案的示例。从该描述和本发明的实践中,各种修改形式对于本领域的技术人员将显而易见。本发明的范围不旨在限于所公开的具体形式,并且本发明涵盖了所有落入如权利要求所限定的本发明的实质和范围内的修改、等同物和另选的替代方案。

定义

如本文所用,术语“可溶解的”是指制品在20℃和大气压下在八(8)小时内完全或基本上溶解在足量的去离子水中而没有任何搅拌留下小于5重量%未溶解的残留物的能力。

如本文所用,术语“固体”是指当制品不受限制时并且当没有向其施加外部力时制品在20℃和大气压下基本上保持其形状(即,其形状没有任何可见变化)的能力。

如本文所用,术语“柔性”是指当制品沿垂直于其纵向的中心线弯曲90°时制品承受应力而不破损或显著破裂的能力。优选地,此类制品可经历显著的弹性变形并且特征在于不大于5GPa,优选地不大于1GPa,更优选地不大于0.5GPa,最优选地不大于0.2GPa的杨氏模量。

如本文所用,术语“片材”是指具有三维形状,即具有厚度、长度和宽度的非纤维结构,而长度与厚度纵横比和宽度与厚度纵横比两者为至少约5:1,并且长度与宽度比为至少约1:1。优选地,长度与厚度纵横比和宽度与厚度纵横比两者为至少约10:1,更优选地至少约15:1,最优选地至少约20:1;并且长度与宽度纵横比优选地至少约1.2:1,更优选地至少约1.5:1,最优选地至少约1.618:1。

如本文所用,术语“水溶性”是指当至少约25克,优选地至少约50克,更优选地至少约100克,最优选地至少约150克的样品材料在20℃下置于一升(1L)去离子水中并且在大气压下充分搅拌时,此类材料完全溶解或分散在水中而不留下可见固体或不形成明显分离相的能力。

如本文所用,术语“开孔”是指具有长度(即,最大尺寸)和宽度(即,垂直于所述最大尺寸的最小尺寸)的开口,而长度与宽度比大于5:1。此类开口可具有基本上线性的形状(例如,直的狭缝),或者其可为弯曲的(例如,新月形或半圆形狭缝)、弯的(例如,多边形狭缝)或锯齿状的结果。

如本文所用,术语“孔穴”是指具有长度(即,最大尺寸)和宽度(即,垂直于所述最大尺寸的最小尺寸)的开口,而长度与宽度比不大于5:1。此类孔穴可具有任何规则或不规则形状,例如三角形、矩形、正方形、椭圆形、多边形、卵形、圆形、星形、花形等。

如与孔穴相关联使用的术语“直径”是指其长度的平均值(即,最大尺寸)及其宽度(即,垂直于所述最大尺寸的最小尺寸)。

如本文所用,开孔和/或孔穴的术语“体积百分比”是指总开孔/孔穴体积在可溶解的固体制品的总体积上的百分比,而总开孔/孔穴体积计算为此类开口的总横截面积乘以可溶解的固体制品的厚度,其计算如下:

Figure BDA0002070027960000041

其中V为开孔和/或孔穴的体积之和;其中n为开孔和/或孔穴的总数;其中Li为每个开孔或孔穴i的长度;其中Wi为每个开孔或孔穴i的宽度;并且其中T为可溶解的固体制品的厚度。

如本文所用,术语“厚度”是指制品跨其整个表面的平均厚度,优选地通过非接触厚度测量方法(例如,光学或超声测量)测量。

如本文所用,术语“最终含水量”是指如在20℃下,在大气压和约50%的相对湿度下测量的制品中水分(包括结合的水和未结合的水两者)的重量百分比。

如本文所用,除非另外指出,否则所有浓度和比率均按重量计。除非另外指明,否则本文所有的温度均以摄氏度(℃)为单位。除非另外特别说明,本文所有的条件均是在20℃和大气压下。除非另外特别指明,所有聚合物分子量均按重均数分子量测定。

具有多层结构的可溶解的固体制品

如本文所述的可溶解的固体制品可用于制备任何合适的消费产品。产品类型的实施方案的非限制性示例包括织物护理基质(清洁和/或软化)、盘碟清洁基质、包含药物或其它皮肤护理活性物质的个人护理基质、手部清洁基质、身体清洁基质、剃刮准备基质、保湿基质、防晒基质、皮肤护理基质,尤其是慢性皮肤有益剂基质(例如,含维生素的基质、含α-羟基酸的基质等)、洗发剂或其它毛发处理基质、除臭基质、含芳香剂的基质、宠物护理基质等。

本发明的可溶解的固体制品的特征在于多层结构,即,其包括如下所述的两个或更多个柔性且可溶解的片材。具体地,可通过将两个或更多个柔性且可溶解的片材堆叠或分层在一起以首先形成堆叠或多层结构,并且然后通过下游的切片/切割装置将所得堆叠或多层结构切片或切割成期望的尺寸来制备。优选地,可溶解的固体制品包括约4至约50,优选地约5至约40,更优选地约6至约30个堆叠或分层在一起的此类柔性且可溶解的片材。

本发明的可溶解的固体制品的厚度为至少约2mm或以上,优选地约3mm至20cm,更优选地约4mm至约10cm,最优选地约5mm至约30mm。上述厚度的多层结构呈现独特挑战性的溶解问题(与单层结构或较薄的多层结构相比),其可通过本发明具体尺寸的穿孔(即,具有特定宽度或直径的开孔或孔穴)有效地解决。

具体地,本发明的多层可溶解的固体制品包括一个或多个穿孔或通孔,即,开孔或孔穴,其从第一表面延伸穿过此类制品的整个厚度至其相对的第二表面。此类穿孔或通孔中的每一个的特征在于宽度(对于开孔)或直径(对于孔穴)在约0.2mm至约0.8mm,优选地约0.3mm至约0.6mm,更优选地约0.4mm至约0.5mm的范围内。本发明令人惊讶且意想不到的发现是,具有穿孔或通孔的可溶解的制品具有低于或高于此类具体限定的范围(即,0.2mm至0.8mm)的宽度或直径,导致此类可溶解的制品的溶解速率显著降低。

优选地,此类穿孔和/或通孔的体积之和为按可溶解的固体制品的总体积计约0.1%至约20%,优选地约0.5%至约15%,更优选地约1%至约10%,最优选地约2%至约5%。在一方面,如果此类穿孔和/或通孔的体积之和低于0.1%,则可溶解的制品的溶解速率可能仍然受到限制;在另一方面,如果体积之和高于15%,则可溶解的固体制品的结构完整性和性能可能受损害。

取决于此类制品的尺寸和穿孔或通孔的相对尺寸,可容易地调节在可溶解的固体制品中此类穿孔或通孔的总数。

在本发明的一个优选的实施方案中,可溶解的固体制品包括相等距离的通孔(即,通孔以相等的距离彼此间隔开),该通孔的总数可在约4至约100,优选地约5至约90,更优选地约10至约80,还更优选地约20至约70,最优选地约30至约60的范围内。通孔可具有任何规则或不规则形状,例如三角形、矩形、正方形、椭圆形、多边形、卵形、圆形、星形、花形等。

在另选的实施方案中,可溶解的固体制品包括通孔,该通孔的总数可在1至约10,优选地约2至约8,更优选地约4至约6的范围内。此类穿孔中的每一个可具有在约1cm至约20cm,优选地约1.5cm至约10cm,更优选地约2cm至约5cm范围内的长度。穿孔可具有任何合适的形状,例如,基本上线性的形状(例如,直的狭缝)、弯曲形状(例如,新月形或半圆形狭缝)、弯的(例如,多边形狭缝)或锯齿状的结果。

在本发明的另一个实施方案中,可溶解的固体制品可包括上述穿孔或通孔的组合。

通过熟知的穿孔工具和工艺,包括针和针状物、模具和冲压机、激光穿孔、以及它们的任何组合,可容易地在可溶解的固体制品中形成上述穿孔或通孔。

本发明的可溶解的固体制品可具有任何形状或尺寸,并且优选地其最大尺寸D(沿垂直于其厚度z的方向测量)不大于其厚度的约10倍,例如,厚度z的约1至约10,更优选地约1.4至约9倍,还更优选地约1.5至约8,最优选地约2至约7倍。换句话讲,D/z的比率为优选地约1至约10,更优选地约1.4至约9倍,还更优选地约1.5至约8,最优选地约2至约7。

本发明的可溶解的固体制品为完全或基本上可溶解的。换句话讲,与一些常规的片形式的消费产品不同,此类制品不包含任何水不溶性基质。

任选地,可溶解的固体制品通过压花、印刷、涂覆等步骤被进一步加工,以便赋予其具有细纹、图案、徽标或不同的表面特性或美学/感官感觉。

柔性且可溶解的片材

构成本发明的可溶解的固体制品的柔性且可溶解的片材为非纤维的,即,它们不含或基本上不含纤维成分。可通过首先提供包含溶解或分散在水中的原材料的浆液,并且然后将浆液成形为片状形式,来形成此类柔性且可溶解的片材。干燥与成形步骤同时进行,或者其可随后进行以去除水并形成成品片材。

本发明的柔性且可溶解的片材为完全或基本上可溶解的。可溶解的固体制品也是如此。换句话讲,可溶解的固体制品和柔性且可溶解的片材两者不包含任何水不溶性基质,如常规的衣物洗涤剂片材中的一些那样。

本发明的柔性且可溶解的片材可具有任何形状或尺寸,只要其厚度、其长度和其宽度的特征在于至少约5:1的长度与厚度纵横比,至少约5:1的宽度与厚度纵横比,以及至少约1:1的长度与宽度纵横比。优选地,长度与厚度纵横比和宽度与厚度纵横比两者为至少约10:1,并且长度与宽度纵横比为至少约1.2:1。更优选地,长度与厚度纵横比和宽度与厚度纵横比两者为至少约15:1,并且长度与宽度纵横比为至少约1.5:1。最优选地,长度与厚度纵横比和宽度与厚度纵横比两者为至少约20:1,并且长度与宽度纵横比为至少约1.618:1。本发明的衣物洗涤剂片材的厚度可在约0.1mm至约10mm,优选地约0.2mm至约5mm,更优选地约0.3mm至约4mm,并且最优选地约0.5mm至约2mm的范围内。柔性且可溶解的片材中的每一个的宽度可在约2cm至约1米,优选地约5cm至约50cm,更优选地约10cm至约40cm的范围内。柔性且可溶解的片材中的每一个的长度可在约2cm至约50米,优选地约5cm至约1米,并且更优选地约10cm至约80cm的范围内。

在本发明的一个优选但非必需的实施方案中,柔性且可溶解的片材中的每一个具有黄金矩形形状(即,具有约1.618:1的长度与宽度纵横比),并且其特征在于约5cm至10cm的宽度和约0.5mm至约2mm的厚度。此类黄金矩形形状在美学上令消费者愉悦且讨人喜欢,因此通过将多个此类柔性且可溶解的片材堆叠在一起而形成的所得可溶解的固体制品的特征还在于类似的黄金矩形形状。

优选地,本发明的柔性且可溶解的片材具有某些属性,使得其在美学上令消费者愉悦。例如,片材可具有相对平滑的表面,从而当被消费者触摸时,提供令人愉悦的感觉。

还期望本发明的柔性且可溶解的片材足够牢固以承受实质性的机械力而不丧失其结构完整性,但同时足够的柔性以易于包装和储存。

水溶性聚合物

可溶解的固体制品中柔性且可溶解的片材中的每一个包含一种或多种水溶性聚合物,该一种或多种水溶性聚合物优选地用作成膜剂,并且用作对于活性成分(例如表面活性剂、助洗剂、软化剂、酶、润肤剂、香料、着色剂、漂白剂等)的载体。一种或多种此类水溶性聚合物的总量可在例如按此类片材的总重量计约5%至约90%,优选地约10%至约50%,更优选地约15%至约40%,最优选地约20%至约30%的范围内。

用于本发明中的水溶性聚合物可为合成的或天然来源的,并且可为化学和/或物理改性的。

用于本发明实践的水溶性聚合物的合适的示例包括聚亚烷基二醇(也称为聚亚烷基氧或聚氧化烯)、聚乙烯醇、多糖(诸如淀粉或改性的淀粉、纤维素或改性的纤维素、支链淀粉、黄多糖胶、瓜尔胶和角叉菜胶)、聚丙烯酸酯及其衍生物(例如,聚甲基丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯等)、马来酸和(甲基)丙烯酸的共聚物、甲基乙烯基醚和马来酸酐的共聚物、聚胺类、聚乙烯亚胺、聚酰胺、聚丙烯酰胺及其衍生物(例如,聚甲基丙烯酰胺、聚二甲基丙烯酰胺等)、聚乙烯吡咯烷酮、乙烯基吡咯烷酮和乙酸乙烯酯的共聚物、乙烯基吡咯烷酮和己内酰胺的共聚物、聚己内酰胺、聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、聚氨酯、多元羧酸、聚乙酸乙烯酯、乙酸乙烯酯和巴豆酸的共聚物、聚酯、蛋白质/多肽或其水解产物(诸如胶原和明胶)、以及它们的组合。

本发明的水溶性聚合物可选自天然来源的聚合物,包括植物源的那些,诸如刺梧桐树胶、黄蓍胶、***树胶、乙酰吗喃、魔芋葡甘聚糖、金合欢胶、达瓦树胶、乳清分离蛋白、和大豆分离蛋白;种子提取物,包括瓜尔胶、刺槐豆胶、温柏树籽和车前籽;海藻提取物诸如角叉菜胶、海藻酸盐和琼脂;果实提取物(果胶);微生物源的那些,诸如黄原胶、结冷胶、支链淀粉、透明质酸、硫酸软骨素和葡聚糖;和动物源的那些,诸如酪蛋白、明胶、角蛋白水解产物、磺酸角蛋白、白蛋白、胶原、谷蛋白、胰高血糖素、谷蛋白、玉米蛋白和紫胶。

上述天然来源的聚合物可被改性以用于本发明中。合适的改性的天然聚合物包括但不限于纤维素衍生物,诸如甲基纤维素、羟甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素、乙酸邻苯二甲酸纤维素、硝酸纤维素和其它纤维素醚/酯;和瓜尔胶衍生物诸如羟丙基瓜尔胶。

优选地,将用于本发明中的水溶性聚合物选自聚亚烷基二醇、聚乙烯醇、淀粉或改性淀粉、支链淀粉、明胶、纤维素或改性纤维素(例如羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素和羧甲基纤维素)、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、以及它们的组合。在本发明的一个尤其优选的实施方案中,柔性且可溶解的片材中的每一个包含聚乙二醇(PEG)或聚乙烯醇(PVA),可单独使用(即,无其它成膜剂)或者与淀粉、改性淀粉、纤维素、或改性纤维素组合使用。

在PEG的实施中,PEG可选自聚(乙二醇)均聚物和聚(乙二醇)共聚物,其具有介于约2,000g/mol和约100,000g/mol之间,优选地介于约4,000g/mol和约90,000g/mol之间,并且更优选地介于约6,000g/mol和约8,000g/mol之间的重均分子量。合适的聚(乙二醇)共聚物优选地包含至少约50重量%的PEG,并且可选自聚(丙交酯-嵌段-乙二醇)、聚(乙交酯-嵌段-乙二醇)、聚(丙交酯-共-己内酯)-嵌段-聚(乙二醇)、聚(乙二醇-共-乳酸)、聚(乙二醇-共-乙醇酸)、聚(乙二醇-共-聚(乳酸-共-乙醇酸)、聚(乙二醇-共-丙二醇)、聚(环氧乙烷-嵌段-环氧丙烷-嵌段-环氧乙烷)、聚(环氧丙烷-嵌段-乙二醇-嵌段-丙二醇)和聚(乙二醇-共-己内酯)。示例性聚(乙二醇)均聚物可从Sigma Aldrich商购获得,或以商品名CARBOWAXTM从Dow商购获得,或以商品名

Figure BDA0002070027960000106

从BASF商购获得。示例性聚(乙二醇)共聚物可以商品名

Figure BDA0002070027960000102

F127、F108、F68和P105从BASF商购获得。用于本发明实践的尤其优选的PEG为具有介于约6,000g/mol和约80,000g/mol之间的重均分子量的聚(乙二醇)均聚物。

在PVA的实施中,PVA可为未改性的或改性的,例如羧化的或磺化的。优选地,PVA为部分或完全醇化或水解的。例如,它可为40%至100%,优选地70%至92%,更优选地88%至92%醇化或水解的。已知水解度影响PVA开始溶解在水中的温度,例如,88%水解对应于可溶于冷(即室温)水中的PVA膜,而92%水解对应于可溶于温水中的PVA膜。此类PVA优选地具有在约10,000道尔顿至约500,000道尔顿,优选地约15,000道尔顿至约200,000道尔顿,更优选地约20,000至约100,000道尔顿范围内的重均分子量。另外,优选的是,PVA具有在约200至约12,000,优选地约300至约5,000,更优选地约400至约2000范围内的聚合度。PVA可选自PVA均聚物或PVA共聚物,包括乙烯醇和马来酸的共聚物。优选的PVA的示例为乙氧基化的PVA。PVA的更优选的示例为以商品名

Figure BDA0002070027960000107

包括

Figure BDA00020700279600001015

523、

Figure BDA00020700279600001016

530、

Figure BDA00020700279600001017

540、518、513、

Figure BDA00020700279600001020

508、

Figure BDA00020700279600001021

504、以及它们的组合,从Sekisui Specialty Chemicals America,LLC(Dallas,Texas)商购获得。PVA的另一个更优选的示例为所谓的G聚合物,可从Nippon Ghosei商购获得。

在改性的天然聚合物的实施中,此类聚合物可为以商品名METHOCELTM,包括但不限于:METHOCELTM E50、METHOCELTM E15、METHOCELTM E6、METHOCELTM E5、METHOCELTM E3、METHOCELTM F50、METHOCELTM K100、METHOCELTM K3、METHOCELTM A400、以及它们的组合,购自Dow Chemical Company(Midland,MI)。

水溶性聚合物可以按每个片材的总重量计约1%至约70%,优选地约2%至约60%,更优选地约5%至约50%,并且最优选地约15%至约40%存在于本发明的柔性且可溶解的片材中。

除了一种或多种水溶性聚合物以外,柔性且可溶解的片材中的每一个也可包含合适的添加剂,诸如增塑剂和固体,用于改变一种或多种水溶性聚合物的特性。

合适的增塑剂可选自多元醇、共聚多元醇、多元羧酸、聚酯和聚二甲基硅氧烷共聚多元醇。例如,季戊四醇(诸如二季戊四醇)、糖醇(诸如山梨醇和甘露糖醇)、二醇(诸如甘油、乙二醇和丙二醇)以及具有在约200至约600范围内的分子量的聚乙二醇可容易地用作本发明的柔性且可溶解的片材中的增塑剂。最优选的增塑剂包括甘油和丙二醇。增塑剂通常以按每个片材的总重量计至多35重量%,例如1重量%至35重量%,优选地3重量%至20重量%,更优选地5重量%至15重量%的量使用。

也可使用诸如滑石、硬脂酸、硬脂酸镁、二氧化硅、硬脂酸锌或胶态二氧化硅的固体,其量通常在按每个片材的总重量计约0.5重量%至5重量%的范围内。

活性成分

除了上文所述的一种或多种水溶性聚合物以外,本发明的柔性且可溶解的片材中的每一个还包含一种或多种具有某些功能性有益效果的活性成分。

表面活性剂

优选地,本发明的柔性且可溶解的片材中的至少一个包含一种或多种去污表面活性剂,该一种或多种去污表面活性剂选自阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、两性表面活性剂、两性离子表面活性剂、以及它们的组合。更优选地,可溶解的固体制品中所有的柔性且可溶解的片材包含一种或多种如上文所列的表面活性剂。

优选地,柔性且可溶解的片材中的至少一个包含按所述片材的总重量计约15%至约90%,优选地约20%至约85%,更优选地约30%至约80%,最优选地约40%至约70%的一种或多种表面活性剂。尤其优选的是,所述柔性且可溶解的片材中的至少一个的特征在于足够高的表面活性剂含量,例如按此类片材的总重量计至少30%,优选地至少50%,更优选地至少60%,并且最优选地至少70%。此类高表面活性剂含量提供非常致密且浓缩的洗涤剂产品,这对于经常旅行的消费者尤其方便。另外,与传统的粉末或液体形式的洗涤剂产品相比,对于此类致密且浓缩形式的运输和处理成本显著降低,这使得根据本发明形成的洗涤剂产品尤其期望通过电子商业渠道销售。

适用于本发明中的阴离子表面活性剂的非限制性示例包括烷基硫酸盐、烷基醚硫酸盐、硫酸化单酸甘油酯、磺化烯烃、烷基芳基磺酸盐、伯或仲链烷烃磺酸盐、磺基琥珀酸烷基酯、酰基牛磺酸盐、酰基羟乙基磺酸盐、烷基甘油基醚磺酸盐、磺化甲酯、磺化脂肪酸、烷基磷酸盐、酰基谷氨酸盐、酰基肌氨酸盐、磺基乙酸烷基酯、酰化肽、烷基醚羧酸盐、酰基乳酸盐、阴离子含氟表面活性剂、月桂酰谷氨酸钠、以及它们的组合。

优选地,如上文所提及的一种或多种阴离子表面活性剂在柔性且可溶解的片材中的至少一个中用作主要表面活性剂,即以按此类片材中所有表面活性剂的总重量计约50%或更多的量存在。在本发明中用作主要表面活性剂的合适的阴离子表面活性剂包括未烷氧基化的C6-C20直链或支链的烷基硫酸盐(AS)、C6-C20直链烷基苯磺酸盐(LAS)、烷氧基化的C6-C20直链或支链的烷基硫酸盐(AAS)、以及它们的组合。

在本发明的柔性且可溶解的片材中用作主要表面活性剂的一种尤其优选类型的表面活性剂为未烷氧基化的C6-C18AS,其在下文中称为“中切AS”,而其中的每一个均具有包含约6至约18个碳原子的支链或直链的未烷氧基化的烷基基团。在本发明的一个尤其优选的实施方案中,中切AS作为主要表面活性剂存在于柔性且可溶解的片材中,即其以按片材中所有表面活性剂的总重量计至少约50%的量存在,而另一种表面活性剂,诸如LAS、AAS和/或非离子表面活性剂,作为辅助表面活性剂存在。

本发明的中切AS具有R-O-SO3 -M+的通式,其中R为支链或直链的未烷氧基化的C6-C18烷基基团,并且M为碱金属阳离子、碱土金属阳离子或铵阳离子。更优选地,AS表面活性剂的R基团包含约8至约16个碳原子,更优选地约10至约14个碳原子,并且最优选地约12至约14个碳原子。R可为取代或未取代的,并且优选地为未取代的。R基本上不具有任何烷氧基化度。M优选地为钠阳离子、钾阳离子、或镁阳离子,并且更优选地,M为钠阳离子。

用于本发明中的中切AS表面活性剂的量可在按此类两个或更多个非纤维片材中的每一个的总重量计约5%至约90%,优选地约10%至约80%,更优选地约20%至约75%,并且最优选地约30%至约70%的范围内。一种或多种此类中切AS表面活性剂优选地用作柔性且可溶解的片材的表面活性剂体系中的主要表面活性剂。换句话讲,一种或多种中切AS表面活性剂以按柔性且可溶解的片材中的每一个中的所有表面活性剂的总重量计大于50%的量存在。

优选地,片材的表面活性剂体系可包含中切AS表面活性剂的混合物,该混合物包含大于约50重量%,优选地大于约60重量%,更优选地大于70重量%或80重量%,并且最优选地大于90重量%或甚至100重量%(即基本上纯)的具有偶数个碳原子的直链AS表面活性剂,包括例如C6、C8、C10、C12、C14、C16和C18AS表面活性剂。

更优选地,片材的表面活性剂体系包含中切AS表面活性剂的混合物,其中C6-C14AS表面活性剂以在按混合物的总重量计约85%至约100%范围内的量存在。该混合物可称为“富C6-C14AS混合物”。更优选地,此类富C6-C14AS混合物包含约90重量%至约100重量%、或92重量%至约98重量%、或约94重量%至约96重量%、或100重量%(即纯)的C6-C14AS。

在本发明的一个特别优选的实施方案中,表面活性剂体系包含中切AS表面活性剂的混合物,该混合物包含约30重量%至约100重量%,或约50重量%至约99重量%,优选地约60重量%至约95重量%,更优选地约65重量%至约90重量%,并且最优选地约70重量%至约80重量%的C12-C14AS,其可称为“富C12-C14AS混合物”。优选地,此类富C12-C14AS混合物包含大多数的C12AS。在本发明的一个最优选的实施方案中,表面活性剂体系包含中切AS表面活性剂的混合物,该混合物由C12和/或C14AS表面活性剂组成,例如100%C12AS或约70重量%至约80重量%的C12AS和20重量%至约30重量%的C14AS,在其中具有极少或不具有其它AS表面活性剂。

在本发明的一个最优选的实施方案中,柔性且可溶解的片材中的每一个包含按此类片材的总重量计10重量%至约70重量%,优选地约20重量%至约60重量%的纯C12AS或富C12-C14AS混合物,而富C12-C14AS混合物包含按此类混合物的总重量计约70重量%至约80重量%的C12AS和20重量%至约30重量%的C14AS。

尤其适用于本发明实践的可商购获得的中切AS混合物为

Figure BDA0002070027960000141

V95G,来自Cognis(Monheim,Germany)。

在本发明的柔性且可溶解的片材中用作主要表面活性剂的另一种优选类型的表面活性剂为C6-C20直链烷基苯磺酸盐(LAS),其可在片材中单独地或与上文所述的中切AS组合地存在。LAS可在片材中作为主要表面活性剂存在,或作为用于中切AS的辅助表面活性剂存在。在本发明的一个尤其优选的实施方案中,LAS存在于柔性且可溶解的片材中作为用于中切AS的辅助表面活性剂,例如,重量比在约1:15至约1:2,优选地约1:10至约1:3,并且更优选地约1:8至约1:4的范围内。

LAS表面活性剂在本领域中是熟知的,并且可通过使可商购获得的直链烷基苯磺化而容易地获得。可用于本发明中的示例性C6-C20直链烷基苯磺酸盐包括C6-C20直链烷基苯磺酸的碱金属、碱土金属或铵盐,并且优选地C11-C18或C11-C14直链烷基苯磺酸的钠、钾、镁和/或铵盐。更优选的是C12直链烷基苯磺酸的钠或钾盐,并且最优选的是C12直链烷基苯磺酸的钠盐,即十二烷基苯磺酸钠。如果存在,则柔性且可溶解的片材中LAS的量可在按片材中的每一个的总重量计约1%至约90%,优选地约2%至约70%,并且更优选地约5%至约40%的范围内。在本发明的一个最优选的实施方案中,片材中的每一个包含按此类片材的总重量计约5%至约20%的C12直链烷基苯磺酸的钠、钾或镁盐。

本发明的柔性且可溶解的片材可包含单独作为主要表面活性剂,或优选地与上文所述的中切AS和/或LAS组合作为辅助表面活性剂的具有在约0.1至约5范围内的平均烷氧基化度的C6-C20直链或支链的烷基烷氧基硫酸盐(AAS)。

AAS表面活性剂优选地为具有下式(I)的C6-C20直链或支链的烷基乙氧基硫酸盐(AES):

R-O-(C2H4O)x-SO3 -M+ (I),

其中R为具有10至20个碳原子的直链或支链的烷基链,饱和或不饱和的;x平均为1至3;并且M选自碱金属离子、铵或取代的铵。优选地,R为具有12至16个碳原子的直链或支链的烷基链;x平均为3;并且M为钠。用于本发明实践的最优选的阴离子表面活性剂为具有约3的平均乙氧基化度的月桂基醚硫酸钠。

如果存在,则AAS表面活性剂可以在按柔性且可溶解的片材的总重量计约1%至约30%,优选地约2%至约20%,更优选地约5%至约15%范围内的量提供。

适用于包含在本发明的柔性且可溶解的片材中的其它阴离子表面活性剂包括C6-C20直链或支链的烷基磺酸盐、C6-C20直链或支链的烷基羧酸盐、C6-C20直链或支链的烷基磷酸盐、C6-C20直链或支链的烷基膦酸盐、C6-C20烷基N-甲基葡萄糖酰胺、C6-C20甲酯磺酸盐(MES)、以及它们的组合。

用于本发明的柔性且可溶解的片材中的阴离子表面活性剂的更具体的示例包括十二烷基硫酸铵、月桂基聚氧乙烯醚硫酸铵、月桂基硫酸三乙基胺、月桂基聚氧乙烯醚硫酸三乙基胺、月桂基硫酸三乙醇胺、月桂基聚氧乙烯醚硫酸三乙醇胺、月桂基硫酸单乙醇胺、月桂基聚氧乙烯醚硫酸单乙醇胺、月桂基硫酸二乙醇胺、月桂基聚氧乙烯醚硫酸二乙醇胺、月桂酸甘油单酯硫酸钠、月桂基硫酸钠、月桂基聚氧乙烯醚硫酸钠、月桂基硫酸钾、月桂基聚氧乙烯醚硫酸钾、月桂基肌氨酸钠、月桂酰肌氨酸钠、肌氨酸月桂酯、椰油基肌氨酸、椰油基硫酸铵、月桂酰硫酸铵、椰油基硫酸钠、月桂酰硫酸钠、椰油基硫酸钾、月桂基硫酸钾、月桂基硫酸三乙醇胺、月桂基硫酸三乙醇胺、椰油基硫酸单乙醇胺、月桂基硫酸单乙醇胺、十三烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、以及它们的组合。

本发明的柔性且可溶解的片材可包含一种或多种非离子表面活性剂,其将与上文所述的阴离子表面活性剂组合使用。一种或多种此类阴离子表面活性剂可以在按此类片材的总重量计1%至40%,优选地2%至30%,更优选地5%至25%,并且最优选地10%至20%范围内的量存在。

可用于本文的合适的非离子表面活性剂可包括任何常规非离子表面活性剂。这些可包括例如氧化胺表面活性剂和烷氧基化的脂肪醇。非离子表面活性剂可选自式R(OC2H4)nOH的乙氧基化醇和乙氧基化烷基酚,其中R选自包含约8至约15个碳原子的脂族烃基团和其中烷基基团包含约8至约12个碳原子的烷基苯基基团,并且n的平均值为约5至约15。在一个示例中,非离子表面活性剂选自乙氧基化醇,在该醇中具有平均约24个碳原子,以及每摩尔醇约9摩尔亚乙基氧的平均乙氧基化度。可用于本文的非离子表面活性剂的其它非限制性示例包括:C8-C18烷基乙氧基化物,诸如来自Shell的非离子表面活性剂;C6-C12烷基酚烷氧基化物,其中烷氧基化物单元可为乙烯氧基单元、丙烯氧基单元、或它们的混合物;C12-C18醇和C6-C12烷基酚与环氧乙烷/环氧丙烷嵌段聚合物的缩合物,诸如来自BASF的

Figure BDA0002070027960000162

C14-C22中链支化的醇;C14-C22中链支化的烷基烷氧基化物,BAEx,其中x为1至30;烷基多糖,并且具体地烷基多苷;多羟基脂肪酸酰胺;以及醚封端的聚(烷氧基)醇表面活性剂。合适的非离子表面活性剂还包括来自BASF以商品名销售的那些。

本发明的优选的非离子表面活性剂包括烷基多葡糖苷、烷基醇、烷基烷氧基化醇、烷基烷氧基化物、烷基酚烷氧基化物、烷基纤维素、多羟基脂肪酸酰胺、醚封端的聚(氧化亚烷基)醇表面活性剂。在一个更优选的实施方案中,非离子表面活性剂选自烷基烷氧基化醇诸如C8-18烷基烷氧基化醇,并且更具体地C8-18烷基乙氧基化醇。烷基烷氧基化醇可具有约1至约50、或约1至约30、或约1至约20、或约1至约10的平均烷氧基化度。烷基烷氧基化醇可以是直链或支链、取代或未取代的。

在一个最优选的实施方案中,本发明的柔性且可溶解的片材包含具有约1至约10、或约1至约8、或约3至约7的平均乙氧基化度的C12-14烷基乙氧基化醇,其量在按片材的总重量计约1%至约40%,优选地约5%至约25%,并且更优选地约10%至约20%的范围内。

本发明的柔性且可溶解的片材可各自包含至少一种附加表面活性剂,该至少一种附加表面活性剂选自两性离子表面活性剂、两性表面活性剂、阳离子表面活性剂、以及它们的组合。

阳离子表面活性剂的非限制性示例包括:季铵表面活性剂,其可具有至多26个碳原子,包括:烷氧基化季铵(AQA)表面活性剂;二甲基羟乙基季铵;二甲基羟乙基月桂基氯化铵;聚胺阳离子表面活性剂;酯阳离子表面活性剂;以及氨基表面活性剂,例如,酰胺丙基二甲基胺(APA)。合适的阳离子去污表面活性剂还包括烷基吡啶鎓化合物、烷基季铵化合物、烷基季鏻化合物、烷基三元锍化合物、以及它们的混合物。

合适的阳离子去污表面活性剂为具有以下通式的季铵化合物:

(R)(R1)(R2)(R3)N+X- (II)

其中R为直链或支链、取代或未取代的C6-18烷基或烯基部分,R1和R2独立地选自甲基或乙基部分,R3为羟基、羟甲基或羟乙基部分,X为提供电中性的阴离子,合适的阴离子包括:卤离子,例如氯离子;硫酸根;和磺酸根。合适的阳离子去污表面活性剂为单-C6-18烷基单-羟乙基二-甲基季铵氯化物。高度合适的阳离子去污表面活性剂为单-C8-10烷基单-羟乙基二-甲基季铵氯化物、单-C10-12烷基单-羟乙基二-甲基季铵氯化物和单-C10烷基单-羟乙基二-甲基季铵氯化物。

两性离子表面活性剂的合适的示例包括:仲胺和叔胺的衍生物,包括杂环仲胺和叔胺的衍生物;季铵、季鏻或叔锍化合物的衍生物;甜菜碱,包括烷基二甲基甜菜碱、椰油二甲基酰胺丙基甜菜碱、以及磺基甜菜碱和羟基甜菜碱;C8至C18(优选地C12至C18)氧化胺;N-烷基-N,N-二甲基氨合-1-丙烷磺酸盐,其中烷基基团可为C8至C18

合适的两性表面活性剂包括仲胺或叔胺的脂族衍生物、或杂环仲胺和叔胺的脂族衍生物,其中脂族基团可为直链或支链,并且其中脂族取代基中的一个包含至少约8个碳原子,或约8至约18个碳原子,并且脂族取代基中的至少一个包含水增溶性阴离子基团,例如羧基、磺酸根、硫酸根。合适的两性表面活性剂还包括肌氨酸盐、甘氨酸盐、牛磺酸盐、以及它们的混合物。

在一个尤其优选但不是必须的本发明的实施方案中,柔性且可溶解的片材可具有仅包含阴离子表面活性剂的表面活性剂体系,例如,单一阴离子表面活性剂或者两种或更多种不同的阴离子表面活性剂的组合。另选地,此类片材可包含复合表面活性剂体系,例如包含一种或多种阴离子表面活性剂与一种或多种非离子表面活性剂的组合,或者一种或多种阴离子表面活性剂与一种或多种两性离子表面活性剂的组合,或者一种或多种阴离子表面活性剂与一种或多种两性表面活性剂的组合,或者一种或多种阴离子表面活性剂与一种或多种阳离子表面活性剂的组合,或者所有上述类型的表面活性剂的组合(即阴离子、非离子、两性和阳离子)。

附加成分

本发明的柔性且可溶解的片材可任选地包含一种或多种其它辅助洗涤剂成分以用于帮助或增强清洁性能或改变片材的美观性。此类辅助洗涤剂成分的例示性示例包括:(1)无机和/或有机助洗剂,诸如碳酸盐(包括碳酸氢盐和倍半碳酸盐)、硫酸盐、磷酸盐(例如三聚磷酸盐、焦磷酸盐和玻璃状聚合偏磷酸盐)、膦酸盐、植酸、硅酸盐、沸石、柠檬酸盐、聚羧酸酯及其盐(诸如苯六甲酸、琥珀酸、氧化二琥珀酸、聚马来酸、苯1,3,5-三羧酸、羧基甲氧基琥珀酸、以及它们的可溶性盐)、醚羟基聚羧酸盐、马来酸酐与乙烯或甲基乙烯基醚的共聚物、1,3,5-三羟基苯-2,4,6-三磺酸、3,3-二羧基-4-氧杂-1,6-己二酸酯、聚乙酸(诸如乙二胺四乙酸和次氮基三乙酸)及其盐、脂肪酸(诸如C12-C18单羧酸);(2)螯合剂,诸如铁和/或锰螯合剂,选自氨基羧酸盐、氨基膦酸盐、多官能取代的芳族螯合剂以及其中的混合物;(3)粘土污垢移除剂/抗再沉积剂,诸如水溶性乙氧基化胺(尤其是乙氧基化四亚乙基戊胺);(4)聚合物分散剂,诸如聚合的聚羧酸酯和聚乙二醇、基于丙烯酸/马来酸的共聚物及其水溶性盐、羟丙基丙烯酸酯、马来酸/丙烯酸/乙烯醇三元共聚物、聚乙二醇(PEG)、聚天冬氨酸盐和聚谷氨酸盐;(5)荧光增白剂,其包括但不限于二苯乙烯的衍生物、吡唑啉、香豆素、羧酸、次甲基花青、二苯并噻吩-5,5-二氧化物、唑类、5和6元环杂环等;(6)抑泡剂,诸如单羧酸脂肪酸及其可溶性盐、高分子量烃(例如石蜡、卤代石蜡、脂肪酸酯、一价醇的脂肪酸酯、脂族C18-C40酮等)、N-烷基化氨基三嗪、环氧丙烷、单硬脂基磷酸酯、硅氧烷或其衍生物、仲醇(例如2-烷基醇)以及此类醇与硅油的混合物;(7)促泡剂,诸如C10-C16烷醇酰胺、C10-C14单乙醇酰胺和二乙醇酰胺、高起泡表面活性剂(例如,氧化胺、甜菜碱和磺基甜菜碱)以及可溶性镁盐(例如,MgCl2、MgSO4等);(8)织物软化剂,诸如蒙皂石粘土、胺软化剂和阳离子软化剂;(9)颜料转移抑制剂,诸如聚乙烯基吡咯烷酮聚合物、聚胺N-氧化物聚合物、N-乙烯基吡咯烷酮和N-乙烯基咪唑的共聚物、酞菁锰、过氧化物酶、以及它们的混合物;(10)酶,诸如蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、纤维素酶、和过氧化物酶、以及它们的混合物;(11)酶稳定剂,其包括钙离子和镁离子的水溶性源、硼酸或硼酸盐(诸如氧化硼、硼砂和其它碱金属硼酸盐);(12)漂白剂,诸如过碳酸盐(例如,碳酸钠过氧水合物、焦磷酸钠过氧水合物、脲过氧水合物、和过氧化钠)、过硫酸盐、过硼酸盐、单过氧邻苯二甲酸镁六水合物、间氯过苯甲酸的镁盐、4-壬基氨基-4-氧代过氧丁酸和二过氧十二双酸、6-壬基氨基-6-氧代过氧己酸、和光活化漂白剂(例如磺化锌和/或铝酞菁);(13)漂白活性剂,诸如壬酰氧基苯磺酸盐(NOBS),四乙酰基乙二胺(TAED),酰胺基衍生的漂白活性剂,包括(6-辛酰胺基己酰基)氧苯磺酸盐、(6-壬酰胺基己酰基)氧苯磺酸盐、(6-癸酰胺基己酰基)氧苯磺酸盐、以及它们的混合物,苯并噁嗪型活性剂、酰基内酰胺活性剂(尤其是酰基己内酰胺和酰基戊内酰胺);以及(14)任何其它已知的洗涤剂辅助成分,包括但不限于载体、水溶助长剂、加工助剂、染料或颜料和固体填料。

另选地(或除此之外),本发明的柔性且可溶解的片材可包含经批准用于化妆品中的任选成分。此类任选成分的另外的非限制性示例包括防腐剂、香料或芳香剂、着色剂或染料、调理剂、毛发漂白剂、增稠剂、保湿剂、润肤剂、药物活性物质、维生素或营养物质、防晒剂、除臭剂、感觉剂、植物提取物、营养物质、收敛剂、化妆品颗粒、吸收剂颗粒、粘合剂颗粒、固发剂、纤维、反应剂、亮肤剂、皮肤美黑剂、去头皮屑剂、香料、去角质剂、酸、碱、湿润剂、酶、悬浮剂、pH调节剂、毛发着色剂、烫发剂、颜料颗粒、抗痤疮剂、抗微生物剂、防晒剂、美黑剂、去角质颗粒、毛发生长剂或恢复剂、驱虫剂、剃刮洗剂、共溶剂或其它附加溶剂、以及类似的其它材料。具体地,合适的调理剂包括高熔点脂肪族化合物、硅氧烷调理剂和阳离子调理聚合物。

制备柔性且可溶解的片材的方法

本发明的柔性且可溶解的片材可通过任何合适的成膜方法制备,诸如浇铸、模塑、压制、挤出/挤出涂覆、压延、溶液沉积、刮削和层合。例如,可通过首先提供包含溶解或分散在水中的原材料的浆液,并且然后将浆液成形为片状形式,来形成片材。干燥与成形步骤同时进行,或者其可随后进行以去除水并形成成品片材。

通过使用圆筒片材生产系统,用于制备本发明的柔性且可溶解的片材的优选但非限制性的方法描述于下文中。

圆筒片材生产系统包括具有加热的可旋转圆筒安装在其上的底座支架。加热的可旋转圆筒可由安装在底座支架上的电动驱动器驱动,并且以预定的旋转速度工作。所述加热的可旋转圆筒优选地在其外表面上涂覆有不粘涂层。

在底座支架上还设置有进料机构,其用于将包含上文所述的全部或一些原材料(例如一种或多种水溶性聚合物、增塑剂、固体、活性成分,诸如一种或多种表面活性剂和辅助洗涤剂和/或化妆品成分)的预成形浆液添加到加热的可旋转圆筒上。进料机构包括安装在底座支架上的进料架,同时所述进料架在其上已安装至少一个(优选地两个)进料料斗、用于动态观察进料的成像装置和用于调节进料料斗的位置和倾斜角的调节装置。

底座支架上还安装加热罩,以防止快速散热。否则,浆液可在加热的可旋转圆筒上过快固化。加热罩还可有效地节省加热的可旋转圆筒所需的能量,从而实现降低的能量消耗并节省成本。加热罩为模块化组装结构或集成结构,并且可自由地从底座支架上拆下。抽吸装置也安装在加热罩上用于抽吸热蒸汽,以避免任何冷凝水落在正在形成的片材上。还可在底座支架上安装开始进料机构,其用于铲起已由加热的可旋转圆筒形成的片材。

柔性且可溶解的片材的制备方法如下。首先,在底座支架上具有不粘涂层的加热的可旋转圆筒由电动驱动器驱动。接着,调节装置调节进料机构,使得进料料斗和加热的可旋转圆筒的外表面之间的距离达到预设值。同时,进料料斗将包含用于制备柔性且可溶解的片材的所有或一些原材料的预成形浆液添加到加热的可旋转圆筒上。加热罩的抽吸装置抽吸由加热的可旋转圆筒产生的热蒸汽。

然后可将已形成的柔性且可溶解的片材形成为本发明的可溶解的固体制品,如上文所述。

实施例

实施例1:示出通孔直径和通孔的体积百分比对可溶解的固体制品的溶解速率的 影响的比较测试

首先遵循如上文所述的制备方法制备具有约1mm的厚度并且包含以下成分的柔性且可溶解的片材。

表1

1聚合度=500;Mw=22,000

2聚合度1700;Mw=74,800

3具有约1的平均乙氧基化度

然后将上述五(5)层1mm厚的柔性且可溶解的片材堆叠在一起,热密封并切割以形成可溶解的固体制品,该固体制品中的每一个具有约6cm×6cm的正方形形状和约5mm的厚度。

然后利用具有主轴附接的Hyrel System 30M 3D打印机将此类可溶解的固体制品穿孔以在其中形成各种数量的不同尺寸的圆形通孔。打印机能够以高速(>1000RPM)旋转钻头并且根据定制的G-编码精确地将钻头移动至限定的X、Y和Z位置。计算并布置相应的可溶解的固体制品中每个通孔的位置,使得相邻的通孔之间的间距相等,并且基于此类通孔期望的尺寸和所有此类通孔的期望的体积百分比,计算在相应的可溶解的固体制品中形成的通孔的总数。对应地形成以下具有不同数量的不同尺寸的圆形通孔的穿孔的可溶解的固体制品:

表II

Figure BDA0002070027960000212

具体地,如下执行上述可溶解的固体制品的穿孔:

·每个制品被放置成一侧接触打印机托盘,而另一侧面向上。这样,根据打印机软件的Z尺寸对应于制品的厚度。

·制品放置在托盘上预定的位置处,使得制品的一边对应于G-编码文件指令中的(0,0)的(X,Y)位置。

·将具有所需直径的钻头***主轴工具中。

·G-编码文件由软件加载并执行。

·在钻孔方法期间,钻头移动到所需的X和Y位置,并且钻沿Z轴上下移动,使得贯穿制品的整个厚度钻孔。

然后通过执行以下步骤使所得可溶解的固体制品A至F经受溶解测试:

·首先对上述可溶解的固体制品A至F中的每一种的四(4)个样品进行称重(具有大约4.0g的总重量),并且将总重量记录为“样品材料的总重量”;

·然后将每个样品***具有大约8cm×8cm尺寸的黑色棉制小袋中,该小袋由两(2)个100%棉织物层组成,其中三个侧面已通过缝合密封,并且第四侧面留着敞开以用于***制品;

·一旦***制品,则通过将三(3)个缝钉冲压穿过两个层来密封黑色棉制小袋;

·然后将各自在其中容纳样品的四(4)个黑色棉制小袋连同其中的每一个具有大约20cm×20cm的正方形形状的两(2)千克100%棉制毛巾织物一起添加到ElectroluxW565H可编程前加载式洗衣机中;

·黑色棉制小袋和棉制毛巾织物经历如下文所述的洗涤循环中,具有3分钟的预定总洗涤时间:

·在每个洗涤循环结束时,将黑色棉制小袋从洗衣机中取出并打开,同时通过使用实验室刮刀将样品制品的任何未溶解的残余物从黑色棉制小袋中移除,并且然后转移到塑料罐中;

·将未溶解的残余物***预热至100C的烘箱中,并且留下干燥1小时;

·然后称重干燥的残余物,并且将重量记录为“未溶解的固体的重量”;

·然后可如下计算样品材料的溶解百分比(%):

Figure BDA0002070027960000231

其中溶解的百分比(%)越高,溶解速率就越好。

对于每种类型的可溶解的固体制品A至F重复上述步骤,并且以下是对应的溶解结果:

表III

Figure BDA0002070027960000232

上述数据示出令人惊讶且意想不到的结果:具有直径约0.4mm的通孔的可溶解的固体制品B和E具有比具有直径约0.1mm或约1mm的较大或较小的通孔的制品A、C、D和F更好的溶解速率。

本文所公开的量纲和值不应理解为严格限于所引用的精确数值。相反,除非另外指明,否则每个此类量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如,公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。

除非明确排除或以其它方式限制,本文中引用的每一篇文献,包括任何交叉引用或相关专利或专利申请以及本申请对其要求优先权或其有益效果的任何专利申请或专利,均据此全文以引用方式并入本文。对任何文献的引用不是对其作为与本发明的任何所公开或本文受权利要求书保护的现有技术的认可,或不是对其自身或与任何一个或多个参考文献的组合提出、建议或公开任何此类发明的认可。另外,当该文献中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文献中相同术语的任何含义或定义矛盾时,应当服从在该文献中赋予该术语的含义或定义。

虽然已举例说明和描述了本发明的具体实施方案,但是对于本领域技术人员来说显而易见的是,在不脱离本发明的实质和范围的情况下可作出多个其它变化和修改。因此,本文旨在于所附权利要求中涵盖属于本发明范围内的所有此类变化和修改。

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