CN1980991A - 用于将所述组合物递送到水介质中的包装的组合物 - Google Patents

Abstract

本发明是一种用于将所述组合物递送到一种水介质中的包装的组合物。所述包装的组合物包括由可生物降解的淀粉基聚合物制成的刚性容器和所述容器内的无水组合物。本发明还包括一种制造所述包装的组合物的方法和一种用于将所述包装的组合物递送到水介质中的方法。

Description

用于将所述组合物递送到水介质中的包装的组合物

发明背景

本发明涉及一种用于将组合物递送到水介质中的包装的组合物。许多组合物需要被递送到水或水介质中才能实现期望的作用。上述组合物包括但不限于衣物洗涤剂、厕所清洁组合物、盘碟洗涤组合物、织物软化组合物、浴盐组合物以及食品组合物。上述组合物典型地以散装或单剂量的方式售予消费者，后者在便利性上具有明显优势。然而，提供用于水介质的上述单剂量组合物带来了许多技术上的困难，其中最主要的一个困难便是提供一种具有充分水溶性的包装。如果使用了非水溶性的包装，例如用于单剂量粉末“片剂”的流水包装，消费者就必须开启并丢弃此包装，由此将产生垃圾，并且在开启包装的过程中将令消费者直接接触到浓缩制品。水溶性的包装确已存在，这些包装典型地由聚乙烯醇制成。然而，聚乙烯醇制成的包装相对于刚性而言总是软的或柔性的。这使得需要保护这些柔性的聚乙烯醇包装，典型地通过“二级包装”和甚至经常需要的“三级包装”，例如纸箱和/或塑料桶。这继而导致成本增加、制造商的物流复杂性增加和使用时废弃物的增加。因此，本发明的目的之一是提供一种用于将组合物递送到水介质中的刚性的、水溶性的包装。这种包装将具有充分的水溶性，它可被直接加入到水介质中而不会在溶解后留下任何残渣，并且将具有充分的刚性，从而在运输和消费者使用时，可以用最少的“二级”和“三级”包装保持其形状和结构。现已发现，如下文中所公开的一种可生物降解的淀粉基聚合物是一种用于制造水溶性刚性容器的合适材料。

发明概述

在第一实施方案中，本发明包括一种用于将所述组合物递送到水介质中的包装的组合物。这种包装的组合物包括一种用可生物降解的聚合物制成的充分刚性的容器，所述可生物降解的聚合物包含：a)按重量计8％至80％的淀粉，所述淀粉被改性以包含C2-6脱水羟烷基或通过与二羧酸的酸酐进行反应而被改性，b)按重量计0％至87.9％的淀粉，c)按重量计4％至11％的水溶性聚合物，所述水溶性聚合物选自聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇和具有与熔融状态的所述淀粉组分相容的熔点的乙烯与乙烯醇的共聚物，d)按重量计0％至20％的多元醇增塑剂，e)按重量计0.1％至1.5％的C12-22脂肪酸或盐和按重量计0％至12％的附加水。所述包装的组合物还包含所述容器内的无水组合物。

在第二实施方案中，本发明包括一种用于制造所述包装的组合物的方法。这种方法包括以下步骤：a)形成由淀粉、改性淀粉、水溶性聚合物或包含乙烯醇单元的共聚物、最多20％的附加水和/或多元醇增塑剂和按重量计0.4％至1.5％的C12-22脂肪酸或盐组成的混合物，b)用步骤a)中获得的混合物形成所述刚性容器，c)在所述刚性容器中提供所述无水组合物，和d)关闭所述容器。

在第三个实施方案中，本发明包括一种用于将组合物递送到水介质中的方法，其中本文所述的包装的组合物与所述水介质接触。

发明详述

本发明包括一种包装的组合物。所述包装的组合物包括刚性容器和所述容器内的无水组合物。术语“刚性的”在本文中是指所述容器在未被填满、密封或未获得任何形式的支撑时能充分地维持其外形，并且一旦包含了它应包含的产品，所述容器不会产生实质性的变形。所述刚性容器由淀粉基可生物降解聚合物制成。术语“由…制成”在本文中是指所述淀粉基可生物降解的聚合物是所述容器的主要组分。本文关注的所述淀粉基可生物降解聚合物已公开于WO 00/36006，并且包含：a)按重量计8％至80％的淀粉，所述淀粉被改性以包含C2-6脱水羟烷基或通过与二羧酸的酸酐进行反应而被改性，b)按重量计0％至87.9％的淀粉，c)按重量计4％至11％的水溶性聚合物，所述水溶性聚合物选自聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇和具有与熔融状态的所述淀粉组分相容的熔点的乙烯与乙烯醇的共聚物，d)按重量计0％至20％的多元醇增塑剂，和e)按重量计0.1％至1.5％的C12-22脂肪酸或盐。

组分a)是一种改性淀粉。这种组分对所得材料的结构有利。一种优选的组分是羟丙基化淀粉酶，但也可用其他合适的取代基来产生酯衍生物，所述取代基包括用于形成羟基醚取代的羟乙基化羟丁基或酸酐，例如马来酸、邻苯二甲酸或辛烯基琥珀酸的酸酐。取代度(即一个被取代单元中羟基的平均数量)优选为0.05至2。优选的淀粉原料是高直链玉米淀粉。一种优选的组分是Goodman Fielder销售的羟丙基化高直链淀粉A939。

组分b)是一种非改性淀粉，任何市售的淀粉均适于在本文中使用。合适的淀粉可来源于小麦、玉米、马铃薯、大米、燕麦、竹芋和豌豆。所述淀粉中的含水量通常为约10％至15％。适用于本文的淀粉的一个优选的浓度范围为50％至70.6％。

组分c)是一种在熔点方面应当与淀粉相容的水溶性聚合物，它应具有一个与淀粉的加工温度相容的低熔点。聚乙烯醇是一种优选的聚合物，但在本文中也可使用乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物或与聚乙烯醇的混合物。

组分d)是一种多元醇增塑剂。增塑剂的量在很大程度上影响着所述淀粉基可生物降解聚合物的刚性，并从而影响所述容器的刚性。因此，最好避免使用更高量的增塑剂。然而，少量的增塑剂可提高所述可生物降解的淀粉基聚合物的机械抗压性。本文中优选使用的是丙三醇，尽管乙二醇、环丁烷乙二醇和山梨醇也是适合的。当使用少量的增塑剂时，可能需加入少量的水以改进加工过程。

组分e)是一种脂肪酸或脂肪酸盐，优选的浓度为0.6％至1％。优选的组分为硬脂酸。也可使用硬脂酸的钠盐和钾盐。月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、亚油酸和山嵛酸均为适合的。

在本发明的另一个实施方案中，提供了一种用于制造如前述任一项权利要求所述的包装的组合物的方法，所述方法包括以下步骤：a)形成由淀粉、改性淀粉、水溶性聚合物或包含乙烯醇单元的共聚物、最多20％的附加水和/或多元醇增塑剂和按重量计0.4％至1.5％的C12-22脂肪酸或盐组成的混合物，b)用步骤a)中获得的混合物形成所述的刚性容器，c)在所述刚性容器中提供所述无水组合物，和d)关闭所述容器。

准确的加工条件取决于要生产的产品的配方和所需的性质。实施本发明的一种优选的方法包括将淀粉、改性淀粉、乙烯醇聚合物、润滑剂和脂肪酸组分混合为自由流动性粉末，该混合可在任何常规混合器中进行。然后将获得的所述粉末转入螺旋挤压机，并通过螺旋运动的剪切作用和对桶进行加热提高所述粉末的温度。温度最高升至130℃至160℃的范围内。包括附加水在内的任何液体组分均在这一步骤中加入。形成的熔融物被推向模具，在向模具运动的过程中温度降至85℃至105℃的范围内。在挤过模具之后，可将原料颗粒化，以在一种次级过程，例如片材挤出、注塑或吹塑中成型。可供选择地，所述熔融物可以直接通过从一种片材成型模具中挤出、挤塑为型坯或挤入注塑模而成型。所述熔融物优选地在120℃至170℃的温度之间注塑成型。

包装在所述刚性容器内的组合物是一种无水组合物。术语“无水的”是指所述组合物应包含足够少的水以避免溶解所述刚性容器。所述组合物可以是固体或液体，只要它是无水的。本发明中可使用的无水组合物包括但不限于衣物洗涤剂、厕所清洁组合物、盘碟洗涤组合物、织物软化组合物、浴盐组合物以及食品组合物，上述所有组合物在本领域内均已被详尽地公开。

所述容器通过本领域的技术人员所知的任何方法关闭，例如可独立成型然后相配合的罩子或盖子，或可保证覆盖住所述容器开口处的薄板。作为一种选择，可合拢并封闭所述容器的两个边或区域。如果使用了独立部件作为关闭物，例如用罩子或盖子或薄板，那么所述关闭物也应由水溶性材料制成，优选如本文中所公开的可生物降解聚合物。如果使用了粘合剂，粘合剂也应是水溶性的。除此以外，还可能通过加入少量的水以部分溶解所述容器和所述关闭物的一些区域来将所述容器及其关闭物(或所述容器的两个边或区域)“熔接”到一起，当水蒸发时所述区域即结合到一起，“熔接”由此得以实现。

本发明还包括一种使用本发明包装的组合物的方法。在其最广泛的定义中，所述方法是一种将组合物递送到水中的方法，其中如本文所描述的包装的组合物与水相接触，优选浸入水中。在与水介质接触后，所述刚性容器被溶解，所述组合物则被递送到水介质中。

通过以下实施例说明了本发明。

实施例

在WO00/36006中提出了若干合适的组合物原料实施例

原料	1	2	3	4
					羟丙基化淀粉*	39.5	39.5	79	79
小麦淀粉	39.5	39.5	0	0
					聚乙烯醇	8	8	8	8
硬脂酸	1	1	1	1
					丙三醇	6	3	6	3
水	8	10	8	10

^*Goodman Fielder销售的A939

这些配方适于挤塑和吹塑以生产薄膜或薄板。

在60℃至140℃的温度范围和9652.66kPa(1400psi)模具压力下从片材成型模具中挤出这些材料。利用适合的剥皮滚筒转速和薄膜冷却/干燥顺序，可以制造出厚度在100至750微米之间的坚固薄板。

实施例1：热成型壳体

将如上列的组合物挤塑成100至750微米厚度的薄板。在110至150℃温度下将这些薄板加压或真空热成型为“蚌壳”状结构。这种结构由足够容纳所需产品剂量的坚固半球状部件和环绕在所述半球状部件赤道面的环形圈组成。所述环形圈铰接在一个相同材料制成的盖子上。

将产品装入所述半球状部件，将所述盖子叠合并通过热、粘合剂或溶剂与所述环形圈密闭，以制得密封的半球状容器。

保持所述环形圈的尺寸在一个最小值上以减少“锐利”边缘，尽管所述环形圈需具有足够的尺寸以构成坚固的密封。实现这点的方法包括使用“热封刀”设备在非常接近所述半球状部件的地方切割来进行密封，或者通过在进行一次密封后，切除环形圈材料的多余部分这样一种二次工序。

实施例2：具有独立盖子的热成型壳体

如前述实施例加工组合物原料制得所述半球状部件，并且同样制得独立的盖部件。用产品填充基底部件，并通过“滑入配合”或咬边结构使所述盖部件与所述基底部件附着，以形成防止所述产品逸出的有效密封。所述盖部件也可如前述实施例中一样通过加热、溶剂或粘合剂密封。

在上述两个实施例中，令所述容器的容积略大于所述产品的体积都是可取的，这样在所述结构开始溶解/穿孔时，水就可以进入所述装置并在其内部***，从而令产品溶解的速度最大化。

实施例3：注塑成型基底与盖部件

如前述挤出组合物原料并以120℃至170℃之间的喷嘴温度和40000kPa(400bar)至150000kPa(1500bar)之间的压力在室温下注塑入模具以成型所述容器。构造模具以制造包括铰接附着的盖或如实施例1和2中的独立部件的部件。

使用薄壁注塑法制造这些装置可使密封***具有更高的准确度。可制造螺纹结合的或插槽式盖子部件，从而减轻所述环形圈的密封部分的锐利区域带来的任何问题。此外，注塑法令基底部件和盖部件的设计具有更大的自由度。有可能通过改变壁的厚度以提供加固的凸缘，从而在维持结构整体刚性的同时，最小化整体的壁厚度和用料，同样有可能通过改变外形来改善包装效率或外观美感等方面。

Claims (15)

1.一种包装的组合物，所述包装的组合物用于将所述组合物递送到水介质中，所述包装的组合物包括：

-足够刚性的容器，和

-在所述容器内的无水组合物，

特征在于所述容器由可生物降解的聚合物制成，所述可生物降解的聚合物包含：a)按重量计8％至80％的淀粉，所述淀粉被改性以包含C2-6脱水羟烷基或通过与二羧酸的酸酐进行反应而被改性，b)按重量计0％至87.9％的淀粉，c)按重量计4％至11％的水溶性聚合物，所述水溶性聚合物选自聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇和具有与熔融状态的所述淀粉组分相容的熔点的乙烯与乙烯醇的共聚物，d)按重量计0％至2 0％的多元醇增塑剂，和e)按重量计0.1％至1.5％的C12-22脂肪酸或盐。

2.如权利要求1所述的包装的组合物，其中所述组合物是衣物洗涤剂、厕所清洁组合物、盘碟洗涤组合物、织物软化组合物、浴盐组合物或食品组合物。

3.如权利要求1或2所述的包装的组合物，其中所述组合物为颗粒形式。

4.如权利要求1或2所述的包装的组合物，其中所述洗涤剂组合物为液体形式。

5.如前述权利要求所述的包装的组合物，其中组分e)为硬脂酸。

6.如前述权利要求所述的包装的组合物，其中组分c)为聚乙烯醇组分。

7.如前述权利要求所述的包装的组合物，其中所述多元醇增塑剂为丙三醇。

8.如前述权利要求所述的包装的组合物，其中所述聚合物可热成型为所述刚性容器，并且所述多元醇增塑剂的含量少于11％。

9.如前述权利要求所述的包装的组合物，其中所述多元醇增塑剂的含量为零，并且附加水的量为10％至12％。

10.一种用于制造如前述任一项权利要求所述的包装的组合物的方法，所述方法包括以下步骤：a)形成由淀粉、改性淀粉、水溶性聚合物或包含乙烯醇单元的共聚物、最多20％的附加水和/或多元醇增塑剂和按重量计0.4％至1.5％的C12-22脂肪酸或盐组成的混合物，b)用步骤a)中获得的混合物形成所述刚性容器，c)在所述刚性容器中提供所述无水组合物，和d)关闭所述容器。

11.如权利要求10所述的方法，其中用步骤a)中形成的混合物，直接在混合之后或者在挤出并颗粒化之后，在120℃至170℃的温度范围内形成熔融物，然后将所述混合物加压注入用于所述容器的模具中。

12.如权利要求10所述的方法，其中用步骤a)中形成的混合物，在130℃至160℃的温度范围内形成熔融物，然后降低温度并进一步加工所述混合物，将所述混合物挤塑为薄板，然后热成型为所述刚性容器。

13.如权利要求10所述的方法，其中用步骤a)中形成的混合物，直接在混合之后或者在挤出并颗粒化之后，在130℃至180℃温度范围内形成熔融物，然后将所述混合物挤塑为型坯，将所述型坯夹在用于所述容器的吹塑模具内，然后加压吹胀以成型所述容器。

14.一种将组合物递送到水介质中的方法，其中如权利要求1至9所述的包装的组合物与所述水介质接触。

15.如权利要求13所述的方法，其中所述包装的组合物被浸没到所述水介质中。