Copolímeros de alcohol polivinílico/acrilato de alquilo solubles en agua fría y películas de los mismos.

Un copolímero sustancialmente aleatorio, soluble en agua fría,

de alcohol vinílico ("VOH") y acrilato de alquilo ("AA") preparado por copolimerización de monómero de acetato de vinilo ("MAV") y AA, copolímero que presenta un tiempo de disolución de la película en agua fría característico menor que 3 minutos, en el que el copolímero está sustancialmente exento de deriva de composición como se pone de manifiesto por un único pico distinto dentro de un intervalo de dos minutos en un análisis cromatográfico de elución en gradiente.

Copolímeros de alcohol polivinílico/acrilato de alquilo solubles en agua fría y películas de los mismos.

Reivindicación para prioridad Esta solicitud de patente no provisional reivindica el beneficio de la fecha de presentación de la Solicitud de Patente Provisional de EE.UU. Nº de Serie 61/459.979, titulada "Process for Forming Polyvinyl Alcohol With Improved Aqueous Solubility", presentada el 22 de diciembre de 2.010. La prioridad de la Solicitud de Patente Provisional de EE.UU. Nº de Serie 61/459.979 se reivindica por este medio y se incorpora la descripción de la misma en esta solicitud como referencia.

Campo técnico

La presente invención se refiere en general a polímeros y artículos de alcohol polivinílico (PVOH) solubles en agua, especialmente películas para envasado y para encapsulación de productos de materiales en forma de partículas. Los copolímeros de PVOH/ Acrilato de Alquilo, solubles en agua fría, de la invención presentan una distribución sustancialmente aleatoria de monómeros que se refleja en su solubilidad en agua fría y cromatogramas de GPEC (por sus siglas en inglés) .

Antecedentes El alcohol polivinílico (PVOH) es una resina sintética preparada en general por la alcoholisis, normalmente denominada hidrólisis o saponificación, de poli (acetato de vinilo) . El PVOH completamente hidrolizado, donde prácticamente todos los grupos acetato se han convertido en grupos alcohol, es un polímero altamente cristalino, unido fuertemente mediante enlaces de hidrógeno, que sólo se disuelve en agua caliente -mayor que aproximadamente, 140° F (60° C.) . Si se permite que quede un número suficiente de grupos acetato después de la hidrólisis de poli (acetato de vinilo) , entonces el polímero de PVOH es conocido como parcialmente hidrolizado, está unido más débilmente por enlaces de hidrógeno y es menos cristalino y es soluble en agua fría -menor que aproximadamente 50° F. (10° C.) . Los dos tipos de PVOH tanto completamente como parcialmente hidrolizado, se refieren comúnmente como homopolímeros de PVOH aunque el tipo parcialmente hidrolizado es técnicamente un copolímero de alcohol vinílico-acetato de vinilo.

El término copolímero de PVOH se usa en general para describir polímeros que son derivados por la hidrólisis de un copolímero de un éster vinílico, típicamente acetato de vinilo, y otro monómero tal como, por ejemplo, un monómero etilénicamente insaturado, por ejemplo, ácido 2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico; véanse las Patentes de EE.UU. Nº: 7.932.328; 7.790.815; 7.786.229 y 6.818.709 todas para Vicari. Los copolímeros de PVOH se pueden adaptar para las características deseadas de la película variando la clase y la cantidad de monómeros copolimerizados.

Se sabe en la técnica que muchos copolímeros de PVOH, debido a su estructura, pueden ser solubles mucho más rápidamente en agua fría que el tipo parcialmente hidrolizado de homopolímeros de PVOH. Dichos copolímeros han encontrado por lo tanto considerable utilidad en la fabricación de películas para envasado para la presentación de dosis unitarias de diversos productos líquidos y en polvo incluyendo productos agroquímicos, productos de limpieza doméstica e industrial, detergentes de lavandería, productos químicos de tratamiento de aguas y similares. Sin embargo, no todos los copolímeros de PVOH presentan la solubilidad en agua deseable y óptima que sea útil en la fabricación de películas para envasado para la presentación de dosis unitarias de diversos productos líquidos y no líquidos (por ejemplo, en polvo) o encapsulación de estos productos incluyendo fertilizante, productos agroquímicos, productos químicos de limpieza doméstica e industrial, detergentes de lavandería, productos químicos para tratamiento de aguas y similares.

Sumario de la invención Los solicitantes han encontrado que controlando la alimentación de monómero de acrilato de alquilo (AA) con respecto a una alimentación de monómero de acetato de vinilo en un procedimiento de polimerización secuencial, se preparan polímeros que son solubles en agua fría y están sustancialmente exentos de derivas de composición. El procedimiento de copolimerización incluye preferiblemente repartir la cantidad de AA en dos partes, copolimerizando la primera parte de AA con todo el monómero de acetato de vinilo requerido (MAV) en un primer reactor y añadiendo sólo el AA restante a un segundo reactor y polimerización con el copolímero del primer reactor. En la saponificación, un PVOH que presenta distribución sustancialmente aleatoria de la composición de comonómero presenta una solubilidad enormemente mejorada en agua fría. Los productos son útiles en particular para películas usadas en envasado y para encapsular productos de materiales en forma de partículas o líquidos. Los productos encapsulados que se pueden proporcionar incluyen fertilizante u otros productos agrícolas, productos farmacéuticos, productos biomédicos y productos cosméticos.

Los polímeros de la invención presentan tiempos de disolución en agua fría característicos menores que 3 minutos, típicamente menores que 2 minutos y preferiblemente presentan un tiempo de disolución en agua fría característico de 1 minuto o menor. De manera similar, los tiempos de disgregación de la película en agua fría son generalmente menores que 2 minutos, típicamente menores que 1 minuto y preferiblemente 45 segundos o menos.

Los tiempos de disolución en agua fría característicos y los tiempos de disgregación de la película en agua fría característicos se miden en una película de 76 micrómetros; sin embargo, se apreciará que estos parámetros tienen una propiedad del polímero del que se fabrica la película. Los polímeros de la invención se pueden fabricar en cualquier espesor adecuado para uso como una película de envasado con un espesor de generalmente de 10 a 400 micrómetros, típicamente con un espesor de desde 20 a 200 micrómetros y preferiblemente con un espesor de desde 25 a 100 micrómetros. Los polímeros de la invención también se usan para encapsular productos principales tales como sólidos en forma de partículas, líquidos y/o geles mediante recubrimiento en disolución, recubrimiento en emulsión, aplicación de masa fundida, recubrimiento por pulverización, recubrimiento por inmersión, recubrimiento de lecho fluido o aplicación con CO2 supercrítico. Las técnicas adecuadas se indican en las Patentes de EE.UU. Nº 7.799.752, titulada COMPOSITIONS COMPRISING ENCAPSULATED MATERIAL y 7.622.132, titulada ENCAPSULATED COSMETIC COMPOSITION así como Yue et al., "Particle Encapsulation With Polymers Via In Situ-Polymerization in Supercritical Coy", Powder Technology 146 (2.004) , págs. 32-45, cuyas descripciones se incorporan como referencia. Cuando se usan como un material de encapsulación, los polímeros de la invención se aplican en general con un espesor de película de desde 0, 01 a 30 micrómetros, más típicamente de desde 0, 05 a 25 micrómetros, aún más típicamente 0, 1 a 20 micrómetros tales como de 0, 25 a 5 micrómetros. Espesores de película de desde 1 a 3 micrómetros se emplean convenientemente para encapsular muchos productos.

Más características y ventajas de la presente invención serán evidentes a partir de la discusión que sigue.

Breve descripción de los dibujos La presente invención se ilustra además mediante los dibujos de Cromatografía de Elución de Polaridad en Gradiente ("GPEC") adjuntos, que se han dibujado con precisión en las escalas en sus respectivos ejes. Los dibujos muestran una representación gráfica de la polaridad de los polímeros (mostrado por una respuesta eléctrica en milivoltios, mV) a medida que eluyen de una columna de GPEC frente al tiempo de elución (en minutos) .

La Figura 1 es un trazo de GPEC de un copolímero de alcohol polivinílico-acrilato de metilo obtenido a partir de una relación de adición de comonómero repartida 70:30 de MAV y acrilato de metilo (AM) según la presente invención, que presenta excelente solubilidad en agua. Como muestra la gráfica, la composición del polímero que eluye presenta una polaridad sustancialmente próxima (aleatoriedad sustancial) en un intervalo de dos minutos como se muestra por el sustancialmente único pico, o en otros términos, el cromatograma GPEC es uno sustancialmente monomodal, esto es, presenta un único pico del polímero.

La Figura 2 es un trazo de GPEC de un copolímero de alcohol polivinílico-acrilato de metilo obtenido a partir de una relación de adición de comonómero repartida 50:50 de MAV y AM, que presenta una solubilidad en agua incierta. El pico muestra aleatoriedad sustancial como en la Fig. 1 pero ligera ampliación de la composición como se muestra por... [Seguir leyendo]

1. Un copolímero sustancialmente aleatorio, soluble en agua fría, de alcohol vinílico ("VOH") y acrilato de alquilo ("AA") preparado por copolimerización de monómero de acetato de vinilo ("MAV") y AA, copolímero que presenta un tiempo de disolución de la película en agua fría característico menor que 3 minutos, en el que el copolímero está sustancialmente exento de deriva de composición como se pone de manifiesto por un único pico distinto dentro de un intervalo de dos minutos en un análisis cromatográfico de elución en gradiente.

2. El copolímero sustancialmente aleatorio, soluble en agua fría, de alcohol vinílico ("VOH") y acrilato de alquilo ("AA") preparado por copolimerización de monómero de acetato de vinilo ("MAV") y AA según la reivindicación 1, en el que el copolímero comprende de 2 a 25 % en moles de AA.

3. El copolímero sustancialmente aleatorio, soluble en agua fría, de alcohol vinílico ("VOH") y acrilato de alquilo ("AA") preparado por copolimerización de monómero de acetato de vinilo ("MAV") y AA según la reivindicación 1, en el que el copolímero comprende de 3 a 10 % en moles de AA.

4. El copolímero sustancialmente aleatorio, soluble en agua fría, de alcohol vinílico ("VOH") y acrilato de alquilo ("AA") preparado por copolimerización de monómero de acetato de vinilo ("MAV") y AA según la reivindicación 1, en el que el copolímero presenta un tiempo de disolución de la película en agua fría característico menor que 2 minutos.

5. El copolímero sustancialmente aleatorio, soluble en agua fría, de alcohol vinílico ("VOH") y acrilato de alquilo ("AA") preparado por copolimerización de monómero de acetato de vinilo ("MAV") y AA según la reivindicación 1, en el que el copolímero presenta un tiempo de disolución de la película en agua fría característico de 1 minuto o menor.

6. El copolímero sustancialmente aleatorio, soluble en agua fría, de alcohol vinílico ("VOH") y acrilato de alquilo ("AA") preparado por copolimerización de monómero de acetato de vinilo ("MAV") y AA según la reivindicación 1, en el que el copolímero presenta un cromatograma GPEC monomodal.

7. El copolímero sustancialmente aleatorio, soluble en agua fría, de alcohol vinílico ("VOH") y acrilato de alquilo ("AA") preparado por copolimerización de monómero de acetato de vinilo ("MAV") y AA según la reivindicación 1, en el que el AA se selecciona de acrilato de metilo (AM) , acrilato de etilo, metacrilato de metilo, metacrilato de etilo y mezclas de los mismos.

8. Una película fabricada a partir del copolímero de la Reivindicación 1.

9. La película según la reivindicación 8, con un espesor de desde 10 micrómetros a 400 micrómetros.

10. Un producto encapsulado que comprende una película de encapsulación externa rodeando a un producto principal, en el que la película de encapsulación comprende un copolímero sustancialmente aleatorio, soluble en agua fría, de alcohol vinílico ("VOH") y acrilato de alquilo ("AA") preparado por copolimerización de monómero de acetato de vinilo ("MAV") y AA, copolímero que presenta un tiempo de disolución de película en agua fría característico menor que 3 minutos, en el que el copolímero está sustancialmente exento de deriva de composición como se pone de manifiesto por un único pico distinto dentro de un intervalo de dos minutos en un análisis cromatográfico de elución en gradiente.

11. El producto encapsulado que comprende una película de encapsulación externa rodeando a un producto principal según la reivindicación 10, en el que la película de encapsulación tiene un espesor de desde 0, 05 micrómetros a 25 micrómetros.

12. El producto encapsulado que comprende una película de encapsulación externa rodeando a un producto principal según la reivindicación 10, en el que el producto principal es un sólido en forma de partículas.

13. El producto encapsulado que comprende una película de encapsulación externa rodeando a un producto principal según la reivindicación 10, en el que el copolímero sustancialmente aleatorio, soluble en agua fría, comprende de 3 a 10 % en moles de AA.

14. El producto encapsulado que comprende una película de encapsulación externa que rodea a un producto principal según la reivindicación 10, en el que el acrilato de alquilo se selecciona de acrilato de metilo (AM) o acrilato de etilo.

15. Un copolímero sustancialmente aleatorio, soluble en agua fría, de alcohol vinílico ("VOH") y acrilato de alquilo ("AA") preparado por copolimerización de monómero de acetato de vinilo ("MAV") y AA según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el copolímero comprende al menos 75 por ciento en moles de unidades de alcohol vinílico.