ES2186595T3

ES2186595T3 - Envase soluble en agua.

Info

Publication number: ES2186595T3
Application number: ES00912519T
Authority: ES
Inventors: David Brian Edwards; William John Mccarthy; Patricia Richardson
Original assignee: Unilever PLC; Unilever NV
Current assignee: Unilever PLC; Unilever NV
Priority date: 1999-03-17
Filing date: 2000-02-29
Publication date: 2004-05-01
Anticipated expiration: 2020-02-29
Also published as: ATE248758T1; EP1361172A1; AR022943A1; EP1161382B1; CN1344214A; US20020033004A1; DE60004976T2; ATE445548T1; EP1161382A1; AU3425600A; ES2186595T1; ZA200105052B; WO2000055068A1; CA2360804A1; EP1314654A3; DE60043162D1; BR0009049A; ID30482A; GB9906175D0; RO118946B1

Abstract

Un envase soluble en agua que contiene una sustancia uida para liberarse tras la disolución del envase, caracterizado porque el envase tiene una porción de cuerpo para contener la sustancia que comprende una primera hoja de material soluble en agua termoconformada, que forma una pared de cuerpo de la porción de cuerpo, y una segunda hoja de material soluble en agua superpuesta a la primera hoja y sellada a la misma a lo largo de una región continua de las hojas superpuestas, para formar una pared de base de la porción de cuerpo, y porque la porción de cuerpo del envase tiene una forma genéricamente de domo.

Description

Envase soluble en agua.

Esta invención se refiere a un envase soluble en el agua el cual contiene una substancia fluida para que se libere con la disolución del envase.

Las composiciones detergentes para el lavado a máquina de la colada se suministran de varias formas. Es probable que la forma más utilizada de detergente para la colada sean los polvos o gránulos para lavar. Un problema con el empleo de estas formas de detergente es que el producto se tiene que dosificar dentro de la máquina de tal manera que el detergente se disuelva con rapidez y por completo en el agua de lavado de la máquina sin que entre en contacto con la colada en su forma sólida. A este respecto se han propuesto muchos aparatos dosificadores para solucionar este problema. Uno de tales aparatos, dado a conocer en las patentes europeas números 0.343.070 y 0.343.069 muestra el uso de una malla de tejido flexible que mantiene el detergente particulado dentro de la máquina, siendo el tejido de la malla permeable al agua con el fin de permitir que el agua penetre en la malla y saque el detergente de la malla, a través de las paredes del tejido, en forma de una solución acuosa. Con fecha más reciente se han propuesto formas de dosis unitarias de detergente en forma de tabletas comprimidas de polvo detergente. Un problema con el que se tropieza con la provisión de detergente en tabletas es que la tabletas tienen que ser lo bastante fuertes como para soportar su almacenaje y transporte y, a la vez, lo bastante flojas como para desintegrarse y disolverse con rapidez en la máquina lavadora. Otro problema reside en la necesidad de evitar que las tabletas se "apuesten" en la portilla y entre los tambores de las máquinas lavadoras convencionales. Con fecha más reciente aún se ha intentado solucionar estos problemas con la provisión de tabletas detergentes que tienen unos desintegrantes químicos específicos los cuales permiten la desintegración rápida del las tabletas dentro del medio acuoso de la máquina lavadora, y mediante la aportación de bolsistas de red de encaje con holgura las cuales ayudan en la desintegración de las tabletas y evitan su "apostado". Sin embargado como muchas de las tabletas detergentes actuales contienen blanqueadores y otras substancias irritantes, el problema de su manejo subsiste.

Durante algún tiempo se ha conocido la provisión de composiciones detergentes en películas solubles en agua. En la gran mayoría de los documentos relacionados con este tema se describen envueltas de película soluble en el agua que se forman utilizando una ruta de forma-relleno-cierre vertical (VFFS). Un problema con las envueltas producidas utilizando el método VFFS es que, debido a las limitaciones del proceso, las envueltas resultantes tienen cierres que llevan incorporados puntos débiles definidos donde los cierres se solapan en la esquinas. Esto da por resultado unas envueltas que se corrompen con facilidad debido a los impactos que sufren durante el transporte. Con la intención de solucionar los problemas relacionados con las envueltas de VFFS, en la solicitud de patente europea núm. 0.608.910 se describen envases termoformados, solubles en el agua, para composiciones pesticidas. Mientras que en esta memoria se intenta aportar una solución al problema de los cierres débiles, los envases de la EP-A-0608910 tienen otros puntos débiles y, específicamente, están diseñados para que contengan composiciones pesticidas.

El envasado y el transporte de envases solubles en el agua, que contengan substancias fluidas, someten a los envases ya formados a unas fuerzas de impactos considerables. Un problema particular es que cuando cierto número de tales envases se envasan con alguna holgura dentro de un paquete más grande, el cual se transporta luego, las fuerzas de los impactos que sufren los envases dentro de ese paquete pueden ser severas. La dificultad es tal que, en esa situación, solo hace falta que un envase se rompa dentro del envase más grande para que todo el producto se arruine, por lo que respecta al consumidor, porque el contenido líquido del envase roto se puede introducir en cualesquiera envases sin romper. La confianza del consumidor en un producto es probable que disminuya muchísimo cuando esto ocurra.

El problema para minimizar la rotura hasta un nivel aceptable es agudo, en particular, en el área de los detergentes para la colada y otros productos de consumo doméstico y no se ha resuelto hasta ahora.

Un objeto de esta invención es vencer, por lo menos, algunas de las desventajas anteriores. Un objeto particular de esta invención consiste en aportar un envase soluble en el agua que contenga una substancia fluida para liberarse tras la disolución del envase, cuyo envase posee una resistencia a la ruptura más grande que los envases solubles en el agua ya conocidos.

Definición de la invención

Según esta invención se provee un envase soluble en agua que contiene una substancia fluida para liberarse tras la disolución del envase, caracterizado porque el envase tiene una porción de cuerpo para contener la substancia que comprende una primera hoja de material termoconformado soluble en agua que forma una pared de cuerpo de la porción de cuerpo, y una segunda hoja de material soluble en agua superpuesta a la primera hoja y sellada a la misma a lo largo de una región continua de las hojas superpuestas, para formar una pared de base de la porción de cuerpo, y porque la porción de cuerpo del envase tiene una forma genéricamente de domo.

Los solicitantes han descubierto, con sorpresa, que los problemas antes mencionados y las desventajas de los envases solubles en agua de la técnica anterior casi se solucionan por completo con los envases de esta invención. En particular esta invención aporta envases solubles en agua los cuales son la bastante robustos como para soportar (hasta un nivel aceptable en el comercio) los rigores del envasado y transporte incluso aún cuando la substancia fluida dentro del envase es un producto para el consumo doméstico tales como un detergente para la colada. La combinación de la termoconformación de los envases de esta invención con la formación de envases en forma de domo confiere ventajas sorprendentes a los envases de esta invención. Se cree que la termoconformación reduce la resistencia de la película durante el conformado en relación con otras técnicas de conformado. Tal como se demostrará más adelante, los solicitantes han hallado que el domo es una forma que proporciona mucha más uniformidad al espesor de la película por todo el envase y una mayor resistencia del envase a los impactos.

En una realización preferida de esta invención es preferible que la altura máxima de la pared del cuerpo por encima de la pared de base sea menor o igual que la anchura máxima de la pared de base. Es preferible que la pared de base sea, genéricamente, circular, pero, según esta invención, se han previsto otras porciones del cuerpo en forma de domo. Por ejemplo, se han previsto formas de domo con bases rectangulares, ovales, cuadradas y triangulares. Es preferible que la base del domo sea casi plana, pero, de modo alternativo, la base puede ser algo cóncava o convexa. En cualquier caso el envase resultante es asimétrico alrededor de la pared de base, aunque, por supuesto, puede haber uno o más planos de simetría perpendicular a la pared de base.

La película soluble en agua es, por lo menos la pared de base, termoconformable y, en una realización de esta invención, es alcohol polivinílico, o un derivado de alcohol polivinílico. Es preferible que la película soluble en agua de la pared de base sea del mismo material que el que se utilice para hacer la pared de base. Es importante que la pared del cuerpo se termoconforme en lugar de que se forme en frío porque los solicitantes han descubierto que el formado en frío somete la película a esfuerzos y debilita el envase resultante final.

Es preferible que la pared del cuerpo termoconformada de un envase según esta invención tenga un espesor casi uniforme. Por "casi uniforme" se quiere decir que es preferible que el espesor, en cualquier punto que se mida de la película termoconformada, sea menos de, aproximadamente, \pm25%, incluso más preferible que sea menos de, aproximadamente, \pm20%, y lo más preferible, menos de, aproximadamente, \pm15% diferente del espesor original del pretermoconfomado de la película.

Es preferible que la película tenga un espesor de entre 10 y 1.000 micrómetros, y más preferible es que la película tenga un espesor de entre 20 y 80 micrómetros, y lo más preferible aún entre 40 y 60 micrómetros.

En una realización de esta invención, una superficie exterior de la película se trata con BITREX™ con el fin de desanimar a los niños a que ingieran el envase.

La substancia que contiene el envase puede ser un líquido, un gel o una pasta. Si la substancia es un líquido entonces es preferible que tenga una viscosidad entre 100 y 1.000 centipoises, más preferible entre 300 y 800 centipoises, más preferible aún entre 500 y 700 centipoises, y lo más preferible 600 centipoises, aproximadamente, cuando se mide a 20ºC y 105s^{-1}. En una realización preferida de esta invención la substancia se halla presente en una cantidad de entre 10 y 500 ml, y es preferible que sea entre 10 y 100 ml, y lo más preferible entre 10 y 50 ml. Es conveniente que la cápsula contenga entre 20 y 30 ml de una composición fluida. En una realización preferida de esta invención la composición fluida es un agente para el tratamiento de la colada, tal como un detergente de colada, acondicionador de los tejidos o formulación para el cuidado de los tejidos. Sin embargo se pueden prever otras composiciones para su utilización en el consumo doméstico, tales como desinfectantes, productos para el cuidado personal, y similares. Es preferible que la composición no sea casi acuosa, sin embargo esta composición puede comprender algo de agua, por ejemplo entre, aproximadamente, 1% y 5% de agua.

Esta invención también se refiere a un procedimiento para producir un envase, según esta invención, comprendiendo el procedimiento las etapas de:

\bullet: termoconformar una primera hoja de un material soluble en agua para formar una pared de cuerpo abovedada de la porción de cuerpo;

\bullet: colocar la sustancia fluida en la porción de cuerpo;

\bullet: superponer una segunda hoja de un material soluble en agua sobre la primera hoja; y

\bullet: unir por calor la primera y segunda hojas a lo largo de una región continua de las hojas superpuestas que rodean la substancia para formar la pared base de la porción de cuerpo.

En un procedimiento preferido la primera hoja del material soluble en agua se termoconforma por medio de una placa calefactora. Es preferible que la hoja de material soluble en agua entre en contacto íntimo con la placa calefactora, siendo típico mediante la aplicación de vacío entre la placa calefactora y la hoja de material soluble en agua. En general, el volumen aplicado debe ser menor de 0,6 barias. Como alternativa la hoja se puede soplar para que contacte con la placa calefactora. La hoja termconformadora se puede soplar o aspirar, para extraerla de la placa calefactora, y se introduce en un molde adecuado en forma de domo. En un aspecto de esta invención, el procedimiento incluye una etapa adicional para, antes de la adición de la substancia fluida, la aplicación de vacío a la pared del cuerpo termoconformada para mantener la forma de la porción de cuerpo, por lo menos, hasta después de la etapa del termosellado.

Esta invención se refiere también a un procedimiento para el lavado a máquina de la colada mediante el empleo de un envase, según esta invención, en el que la substancia fluida contenida dentro del envase comprende las etapas para:

\bullet: la colocación de, por lo menos, un envase dentro de la máquina junto con la colada que se va a lavar; y

\bullet: la realización de la operación de lavado.

Descripción detallada de la invención

El envase de esta invención viene ilustrado con relación a los dibujos en los que:

Las figuras 1a, 1b, 1c y 1d muestran diferentes vistas de un primer envase, según esta invención, en las cuales la pared de base de la porción de cuerpo es circular.

Las figuras 2a, 2b, 2c y 2d muestran diferentes vistas de un segundo envase según esta invención, en las cuales la pared de base de la porción de cuerpo es cuadrada.

Las figuras 3a, 3b, 3c y 3d muestran diferentes vistas de un tercer envase según esta invención, en las cuales la pared de base de la porción de cuerpo es oval.

Las figuras 4a, 4b, 4c y 4d muestran diferentes vistas de un cuarto envase según esta invención, en las cuales la pared de base de la porción de cuerpo es triangular.

Las figuras 5a, 5b, 5c y 5d muestran diferentes vistas de un quinto envase según esta invención, en las cuales la pared de base de la porción de cuerpo es rectangular.

Ejemplo

En este ejemplo se describe una procedimiento de termoconformación en el que se produce un número de envases, según esta invención, partiendo de dos hojas de material soluble en agua. A este respecto se forman entrantes en la hoja con la utilización de un troquel de embutir que tiene una pluralidad de cavidades con dimensiones que, en general, se corresponden con las medidas del envase que se va a producir. Además se utiliza una sola placa calefactora para la termoconformación de la película para todas las cavidades y, desde la misma manera, se describe una sola placa selladora.

Por encima de un troquel de conformar se embute una película de alcohol polivinílico de tal manera que la película se coloca sobre una pluralidad de cavidades formadoras dentro del troquel. Cada cavidad tiene, en general, forma de domo con un borde redondo, estando, además, radiados los bordes de las cavidades para eliminar cualesquiera bordes agudos que pudieran dañar la película durante las etapas de la conformación o sellado del procedimiento. Además, cada cavidad incluye una brida colindante con resalto. Con el fin de maximizar la resistencia del envase la película se lleva al troquel de conformar en una forma en que esté libre de arrugas y con la mínima tensión. La película, en la etapa de conformación, se calienta hasta de 100 a 120ºC, siendo preferible hasta, aproximadamente, 110ºC, durante 5 segundos, siendo preferible durante, aproximadamente 700 microsegundos. Para calentar la película se utiliza una placa calefactora la cual se posiciona para que superponga al troquel para embutir. Durante esa operación de precalentamiento se aplica un vacío de 0,5 barias a través de la placa de precalentamiento, garantizando este contacto íntimo entre la película y la placa de precalentamiento que la placa se caliente con uniformidad y de forma constante (el grado de vacío depende de las condiciones termoconformadoras y del tipo de película que se utilice, no obstante, dentro del contexto presente se comprobó que un vacío de menos de 0,6 barias era apropiado). El calentamiento que no es uniforme da por resultado un envase con puntos débiles. Además del vacío es posible insuflar aire contra la película para forzarla a que entre en contacto íntimo con la placa de precalentamiento.

La película termoconformada se moldea dentro de las cavidades soplando la película para separarla de la placa calefactora y/o succionando la película para que entre en las cavidades formándose así una pluralidad de entrantes en la película los cuales, una vez formados, quedan retenidos en su orientación termoconformada por medio de la aplicación de un vacío a través de las paredes de las cavidades. Este vacío se mantiene por lo menos hasta que el envase se ha sellado. Una vez que los entrantes se han formado y se han mantenido en su posición por medio del vacío, se añade la composición, en este caso un detergente líquido no acuoso, a cada uno de los entrantes. Entonces se superpone una segunda hoja de película de alcohol polivinílico sobre la primera película de un lado a otro de los entrantes rellenados y se termosella con la misma con el empleo de una placa selladora. En este caso la placa termoselladora, la cual es, en general, plana, trabaja a una temperatura de, aproximadamente, 140 a 160ºC, y contacta con las películas durante 1 a 2 segundos y con una fuerza de 8 a 30 kg/cm^{2}, siendo preferible de 10 a 20 kg/cm^{2}. Las bridas con resalto que rodean a cada cavidad garantizan que las películas estén selladas entre sí a lo largo de la brida para formar un sellado continuo. El borde radiado de cada cavidad está, al menos en parte, formado por un material deformable de modo elástico, como, por ejemplo, caucho silicónico. Esto da por resultado que se aplique una fuerza reducida en el borde interior de la brida selladora para evitar que el calor y la presión dañen la película.

Una vez sellados, los envases formados se separan de la trama de película laminar con el empleo de medios de corte. En esta etapa es posible liberar el vacío sobre el troquel y expulsar los envases ya formados del troquel de embutir. De esta forma los envases, mientras que están anidando en el troquel de embutir, se forman, rellenan y sellan. Además también se pueden cortar mientras que estén dentro del troquel de embutir.

Durante las etapas de conformado, relleno y sellado del procedimiento, se regula la humedad relativa de la atmósfera hasta cerca del 50% de humedad. Esto se hace para mantener las características termoselladoras de la película. Cuando se manejen películas más finas puede que sea necesario reducir la humedad relativa para garantizar que las películas posean un grado relativamente bajo de plastificación y sean, por lo tanto, más consistentes y más fáciles de manejar.

Determinación experimental de la forma óptima del envase i) Adelgazamiento de la Película durante el Termoconformado

El objetivo de este trabajo experimental fue la creación de diferentes formas de envases termoconformados con el mismo material, con las mismas condiciones, con la misma profundidad de embutición y con, aproximadamente, el mismo volumen.

Luego se probó el espesor de los envases, en puntos específicos, empleando un micrómetro. Entonces se compararon los resultados entre las diferentes formas.

Las condiciones que se utilizaron fueron:

Película:	Alcohol polivinílico (suministrado por Chris Craft con la
	referencia CC8534)
Espesor:	75\mum
Volumen de la cavidad:	Aprox. 30ml
Condición atmosférica.	17ºC, 46% humedad relativa.
Sensibilidad del micrómetro	5\mum

Puntos de medición

1

La forma rectangular que se ilustra se ha utilizado solo como ejemplo para mostrar los diversos puntos.

Solo los puntos A y B son iguales para un envase con forma de domo. Los puntos B, C y D son todos equivalentes en la forma de domo y se representaron por medio del punto F a continuación.

2

Los resultados fueron los siguientes:

3

Estos resultados demuestran que aunque el adelgazamiento siempre tiene lugar en el termoconformado:

a) el adelgazamiento es uniforme, para la forma de domo, para todos los puntos de prueba; y

b) el domo tiene un nivel menor de adelgazamiento que las otras formas, para todos los puntos de prueba.

ii) Prueba al choque

El objetivo de esta prueba fue mostrar cualquier diferencia que existe en la resistencia al choque entre la forma de domo y las otras formas.

Se utilizó la prueba al choque con dardo descendente.

La probeta se colocó sobre una superficie dura inmediatamente debajo del dardo que esta suspendido. Se dejó caer el dardo golpeando a la probeta en el centro. Luego se examinó la probeta y se anotó cualquier rotura o infiltración. Si no hubo rotura o infiltración alguna la probeta se sometió a impactos sucesivos, cada uno con dardo de mayor peso, hasta que se produjo la rotura.

Se emplearon tres formas de envase, todas con el mismo material y relleno y con peso y tamaño aproximados. La prueba se realizó en dos lados del envase (lado de la base hacia arriba y lado de la base hacia abajo) y se probaron varias muestras repetidas y se tomo el promedio,

Antes de las pruebas todas las probetas se expusieron a las condiciones del sitio de prueba durante 12 horas para alcanzar el equilibrio. Los detalles de las pruebas fueron:

Dardo:	superficie de impacto suave hemisférica de 38 mm de
	diámetro
Altura de caída:	615 mm
Superficie.	Placa suave no elástica.
Condiciones.	20ºC, 70% de H.R.

Se probaron las formas de domo, triángulo (es decir, pirámide triangular) y cubo.

\newpage

Cada envase se formó con alcohol polivinílico suministrado por Chris Craft con la referencia CC8534. El espesor de la película fue 75\mum.

Los resultados fueron los siguientes:

4

Los resultados anteriores demuestran que la resistencia al impacto de la forma de domo es mayor que la de las formas en triángulo y cubo.

iii) Prueba secundaria del envasado

Esta prueba experimental se destinó a establecer cualquier diferencia en la supervivencia al impacto entre los envases en forma de domo y los envases en forma de triángulo de un producto detergente liquido cuando múltiples envases se encuentran contenidos en una caja de cartón duro.

Se colocaron al azar, dentro de una caja de cartón duro, 22 envases en forma de domo, según esta invención, que contenían detergente líquido para la colada. La caja se fabricó con material "M-flute" con medidas de 170 x 55 x 54 mm, la cual tenía un peso total, llena, de 609 g.

La caja se selló y se sometió a una caída vertical de 1,2 m encima de una superficie plana dura sobre las medidas cortas.

Esta prueba se repitió para los paquetes triangulares del mismo peso y película.

Los resultados de la prueba fueron que 3 de los 22 envases en forma de domo presentaron una pequeña cantidad de fugas, pero con los envases triangulares 7 de los 22 envases tenían fuga y en 5 casos la fuga era muy importante.

Claims

1. Un envase soluble en agua que contiene una sustancia fluida para liberarse tras la disolución del envase, caracterizado porque el envase tiene una porción de cuerpo para contener la substancia que comprende una primera hoja de material soluble en agua termoconformada, que forma una pared de cuerpo de la porción de cuerpo, y una segunda hoja de material soluble en agua superpuesta sobre la primera hoja y sellada a la misma a lo largo de una región continua de las hojas superpuestas, para formar una pared de base de la porción de cuerpo, y porque la porción de cuerpo del envase tiene una forma genéricamente de domo.

2. Un envase según la reivindicación 1, caracterizado porque la altura máxima de la pared de cuerpo por encima de la pared de base es menor o igual que la anchura máxima de la pared de base.

3. Un envase según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque la pared de base es genéricamente circular.

4. Un envase según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque la pared de base es genéricamente ovalada.

5. Un envase según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la pared de base es genéricamente plana, o ligeramente cóncava o convexa.

6. Un envase según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la primera hoja de material soluble en agua comprende alcohol polivinílico o un derivado de alcohol polivinílico.

7. Un envase según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la segunda hoja de material soluble en agua comprende alcohol polivinílico o un derivado de alcohol polivinílico.

8. Un envase según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la substancia fluida es un líquido, pasta o un gel.

9. Un envase según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la substancia fluida es un producto de consumo doméstico.

10. Un envase según la reivindicación 9, caracterizado porque la substancia es una composición detergente para la colada.

11. Un procedimiento para producir un envase soluble en agua que tiene una porción de cuerpo que contiene una sustancia fluida para liberarse tras la disolución del envase, caracterizado porque el procedimiento comprende las etapas de:

\bullet: disponer la sustancia fluida en la porción de cuerpo;

\bullet: unir por calor la primera y segunda hojas a lo largo de una región continua de las hojas superpuestas que rodea la sustancia para formar una pared de base de la porción de cuerpo.

12. Un procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque la primera hoja de material soluble en agua se termoconforma por medio de una placa de calentamiento.

13. Un procedimiento según la reivindicación 11 o la reivindicación 12, caracterizado porque, antes de la adición de la substancia, se aplica vacío a la pared del cuerpo termoconformado para mantener la forma de la porción de cuerpo al menos hasta la finalización de la etapa de sellado por calor.

\newpage

14. Un procedimiento para lavar a máquina la colada empleando un envase según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la substancia fluida contenida dentro del envase comprende un agente de tratamiento de la colada, comprendiendo el procedimiento las etapas de:

\bullet: colocar al menos un envase dentro de la máquina de lavado junto con la colada que se va a lavar; y

\bullet: llevar a cabo la operación de lavado.