ES2230529T3 - Envase soluble en agua y contenido liquido de este. - Google Patents
Envase soluble en agua y contenido liquido de este.Info
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Abstract
Un envase soluble en agua formado a partir de una membrana soluble en agua que contiene una composición líquida sustancialmente no acuosa, comprendiendo dicha membrana un sistema plastificante y comprendiendo dicha composición líquida un tensioactivo, y siendo al menos dos disolventes diferentes un disolvente principal y uno secundario, caracterizado porque la composición contiene el disolvente secundario en una cantidad de al menos 5% en peso del disolvente principal presente en ésta y en el que el plastificante principal en la membrana es el mismo producto químico que el disolvente secundario.
Description
Envase soluble en agua y contenido líquido de
éste.
La presente invención se refiere a un envase
soluble en agua para contener una composición limpiadora líquida,
especialmente un agente para el tratamiento de la ropa sucia. En
particular, la invención se refiere a un envase soluble en agua
formado por una membrana soluble en agua que contiene una
composición líquida sustancialmente no acuosa.
Los envases solubles en agua son conocidos en la
técnica de detergentes y comprenden generalmente envolturas de
formación, relleno y sellado vertical (VFFS) o envolturas
termoformadas. En uno de los procedimientos de VFFS, un rodillo de
una membrana soluble en agua se sella a lo largo de sus bordes para
formar un tubo, que es termosellado intermitentemente a lo largo de
su longitud para formar envolturas individuales que se rellenan con
producto y son termoselladas.
El procedimiento de termoformado implica
generalmente moldear una primera lámina de una membrana soluble en
agua para formar uno o más huecos adaptados para retener una
composición, como por ejemplo una composición de detergente sólido,
poniendo la composición en al menos un hueco, poniendo una segunda
lámina de material soluble en agua sobre la primera para cubrir el o
cada hueco, y termosellar la primera y segunda láminas conjuntamente
al menos alrededor de los huecos para formar uno o más envases
solubles en agua. Los envases solubles en agua sellados con
disolvente también son conocidos en la técnica.
Los productos de limpieza son a menudo
tradicionalmente líquidos, viscosos o diluidos, como los conocidos
para el aseo personal (líquidos y champús para baño y ducha) o para
limpieza doméstica (lavavajillas a mano y limpieza de otras
superficies duras, limpieza de ropa sucia etc.). Otros productos son
sólidos, como microgránulos, gránulos, cápsulas pequeñas (hasta 2 mm
de diámetro) o más recientemente comprimidos, para lavar ropa sucia
y para lavavajillas automáticos, y barras de jabón para limpieza de
la piel. Recientemente, los denominados productos de dosis unitaria
están experimentando un creciente éxito en los consumidores, porque
eliminan la necesidad de manipular, y posiblemente derramar,
líquidos o microgránulos y simplifican el uso de una correcta dosis
del producto limpiador para el fin requerido. Los ejemplos de éstos
son los comprimidos para lavar ropa sucia y para lavavajillas
automáticos mencionados anteriormente.
Se conocen muchos tipos de envases solubles en
agua, incluyendo envases fabricados a partir de membrana de alcohol
polivinílico (PVOH). Se pueden envasar una gran variedad de
materiales diferentes en dichas membranas, incluyendo materiales
líquidos. El documento EP-A-518689
desvela un sistema de contenedorización para materiales peligrosos
(por ejemplo pesticidas) que comprende una membrana de PVOH que
encierran una composición que comprende el material peligroso, agua,
un electrolito y otros materiales opcionales. El electrolito se
añade para reducir la solubilidad de la membrana para evitar su
disolución por la composición envasada.
El documento
EP-A-700989 desvela un detergente
envasado unitario para lavavajillas, comprendiendo el envase una
composición de detergente envuelta en membrana de PVOH, en el que la
membrana protege al detergente de la disolución hasta el ciclo de
lavado principal de la máquina lavavajillas.
El documento
EP-A-593952 desvela un sobrecito
soluble en agua de PVOH con dos compartimentos y un agente de
tratamiento para lavar dentro de cada compartimento.
El documento
EP-A-941939 se refiere a un envase
soluble en agua, que puede ser PVOH, que contiene una composición
que, cuando se disuelve, produce una solución de composición
conocida.
El documento
GB-A-2305931 desvela un sobrecito
para la ropa sucia disoluble y el documento
BE-9700361 se refiere a un agente limpiador de dosis
unitaria soluble en agua, especialmente para el lavado de manos.
También se conocen varias membranas de PVOH
solubles en agua. Por ejemplo, el documento
EP-B-157162 se refiere a una
membrana autoportante que comprende una matriz de PVOH que tiene
microdominios elásticos dispersados en ésta.
Las memorias descriptivas de las solicitudes de
patente internacional
WO-A-00/55044,
WO-A-00/55045,
WO-A-00/55046,
WO-A-00/55068,
WO-A-00/55069 y
WO-A-00/55415 desvelan envases
solubles en agua que contienen una sustancia fluida (definida como
líquido, gel o pasta) que es una envoltura de formación, relleno y
sellado horizontal (HFFS). Estos envases comprenden una parte de la
pared del conjunto que tiene volumen interno y que tiene
preferiblemente forma de cúpula, formada a partir de una primera
lámina, y una parte de la pared base superpuesta, formada a partir
de una segunda lámina, sellada a la parte de la pared del
conjunto.
Cuando se formula un producto con una dosis
unitaria líquida del tipo en el que una formulación sustancialmente
no acuosa se encapsula en una membrana soluble en agua,
probablemente el reto más difícil es preservar la integridad física
y la estabilidad de la membrana. Una aproximación para tratar este
problema se desvela en los documentos
US-A-4.743.394 y
US-A-5.362.413. En estos documentos,
se describen composiciones de detergente envasadas en membranas
solubles en agua. Se menciona además que se pueden incluir en la
membrana plastificantes como trimetilolpropano, glicerol,
polietilenglicol, y otros conocidos por los expertos en la materia
para proporcionar a la membrana resistencia y flexibilidad
requeridas para producir, rellenar, transportar y almacenar las
bolsas preparadas a partir de estas membranas. También se desvela en
estos documentos que cuando las bolsas producidas a partir de estas
membranas que contienen plastificantes se almacenan en contacto con
una composición de detergente, puede ocurrir una pérdida
significativa de resistencia al impacto, y que dicha pérdida de
resistencia se puede minimizar mediante la incorporación de
plastificantes conocidos en la propia composición de detergente.
Otra aproximación se desvela en el documento
WO-02/060980 referente a membranas de polímero que
son fácilmente disolubles y artículos fabricados a partir de éstas,
y describe generalmente que el sistema disolvente usado en la
composición que forma la membrana tendrá preferiblemente al menos un
material disolvente común con el sistema disolvente usado en la
composición encapsulada, para evitar problemas con la migración del
disolvente.
Sin embargo, sigue habiendo una necesidad para
mejorar más aun la resistencia a la compresión y la integridad del
envase formado a partir de la membrana soluble en agua y mantener
dicha resistencia durante el almacenamiento en todo momento, en
particular cuando el envase se utiliza para contener detergente
líquido sustancialmente no acuosos.
Por lo tanto, un objeto de la presente invención
es encontrar un envase formado a partir de una membrana soluble en
agua y que contiene una composición líquida sustancialmente no
acuosa, en el que el envase tiene una resistencia a la compresión
considerablemente mejorada en comparación con los envases conocidos
de la técnica anterior, en particular durante periodos de
almacenamiento prolongado.
Ahora hemos descubierto sorprendentemente que han
sido conseguidos éste y otros objetos mediante el envase soluble en
agua de la presente invención.
En particular, se ha descubierto inesperadamente
que la resistencia a la compresión del envase soluble en agua se
puede aumentar significativamente, cuando la composición líquida no
acuosa encapsulada contiene al menos dos disolventes diferentes,
siendo un disolvente principal y uno secundario, por lo que la
concentración del disolvente secundario es al menos 5% en peso del
disolvente principal, y por lo que la membrana contiene un
plastificante que es el mismo compuesto que el disolvente
secundario.
En el contexto de la presente invención, la
resistencia a la compresión se define como la resistencia medida
cuando un envase formado a partir de una membrana y que contiene una
composición líquida se comprime a una velocidad uniforme (por
ejemplo 50 mm/minuto) entre dos placas de metal, una de las cuales
está conectada a una pila piezoeléctrica. Según se reduce
progresivamente la distancia entre estas placas, la carga aumenta, y
por último, el envase se revienta: la carga medida (en Newtons) en
el momento de rotura es la máxima resistencia a la compresión del
envase. La resistencia a la compresión se puede medir de este modo
usando un medidor electromecánico universal, como Instron®.
Por consiguiente, la presente invención
proporciona un envase soluble en agua formado a partir de una
membrana soluble en agua que contiene una composición líquida
sustancialmente no acuosa, comprendiendo dicha membrana un sistema
plastificante y comprendiendo dicha composición líquida un
tensioactivo, y al menos dos disolventes diferentes, siendo un
disolvente principal y uno secundario, en el que la composición
contiene el disolvente secundario en una cantidad de al menos 5% en
peso del disolvente principal presente en ésta y en el que el
plastificante principal en la membrana es el mismo producto químico
que el disolvente secundario.
La composición líquida sustancialmente no acuosa
proporciona eficazmente una función limpiadora cuando se libera en
la solución de lavado. Preferiblemente, es un agente para el
tratamiento de ropa sucia. La cantidad de esta composición líquida
en el envase, es decir el volumen de dosis unitaria puede estar por
ejemplo entre 10 ml y 100 ml, por ejemplo entre 12,5 ml y 75 ml,
preferiblemente entre 15 ml y 60 ml, más preferiblemente entre 20 ml
y 55 ml.
Por "sustancialmente
no-acuoso" se quiere significar que la cantidad
de agua en la composición líquida está por debajo del nivel en el
que se disolvería el envase a través del contacto con sus
contenidos. Preferiblemente, la composición líquida comprende no más
de 20%, más preferiblemente no más de 15%, más preferiblemente aun
no más de 10%, en peso de agua.
La viscosidad de la composición líquida es
adecuadamente al menos 25 mPas pero no más de 10.000 mPas.
La composición líquida de la invención contiene
al menos dos disolventes diferentes, siendo un disolvente principal
y uno secundario. Los disolventes principales adecuados incluyen
agua, alcoholes, éteres, poliéteres, polioles, alquilaminas, alcanol
aminas y aminas grasas, alquil amidas (o amidas grasas) y derivados
mono- y di- N-alquil sustituidos de éstos, ésteres
de alquilo inferior de ácidos alquil (o grasos) carboxílicos,
cetonas, aldehídos, glicéridos, y tensioactivos no iónicos como
alcoholes alcoxilados. Los disolventes principales preferidos se
seleccionan del grupo formado por pentanodioles, butanodioles,
propanodioles, como 1,3-propanodiol, alcanol aminas,
di-alquil éteres, polietilenglicoles, alquil cetonas
(como acetona) y trialquilcarboxilatos de glicerilo (como
tri-acetato de glicerilo), glicerol, y sorbitol. Los
disolventes más preferidos aún son butanodioles, y propanodioles. El
disolvente principal más preferido para uso en la composición de la
presente invención es monopropilenglicol.
Preferiblemente, el disolvente principal está
presente en la composición líquida en una cantidad de al menos 10%
en peso, más preferiblemente entre 15% y 50% en peso.
La membrana soluble en agua de la invención
incorpora al menos un plastificante que es el mismo compuesto que el
disolvente secundario en la composición líquida. Este plastificante
necesita ser el plastificante principal en la membrana: está
deseablemente presente en la membrana en una concentración de al
menos 10% en peso. Además, es esencial que el disolvente secundario
esté presente en la composición líquida en una cantidad de al menos
5%, preferiblemente al menos 10%, en peso del disolvente principal
presente en ésta.
Como se dilucidará con más detalle a continuación
en el presente documento, la membrana soluble en agua puede estar
formada a partir de varios materiales diferentes. El tipo preferido
de plastificante dependerá de la naturaleza de la membrana en
cuestión. Los plastificantes preferidos se enumeran a continuación
con mayor detalle.
El sistema plastificante en la membrana influye
en el modo en que las cadenas de polímero presentes normalmente en
la membrana reaccionan a factores externos como fuerzas de
compresión y extensionales, temperatura, y choque mecánico mediante
el control del modo en que las cadenas se deforman / realinean como
consecuencia de estas intrusiones y su propensión a volver o
recobrar su estado anterior. El aspecto clave de los plastificantes
preferidos es que son muy compatibles con la membrana, y son
normalmente de naturaleza hidrófila.
La envoltura que forma el envase se forma
preferiblemente por técnicas de formación, relleno y sellado
horizontales, verticales o rotatorias.
La membrana comprende eficazmente un polímero
soluble en agua. Tal como se usa en el presente documento, el
término "polímero soluble en agua" se refiere a un polímero que
se disuelve y/o dispersa completamente en agua en menos de 30
minutos con agitación, por ejemplo por medio de una barra, a mano u
otro agitador o bajo la acción de una lavadora mecánica y a una
temperatura relevante. Una "temperatura relevante" es una a la
que el consumidor necesitará disolver o dispersar el componente de
polímero en el comienzo de, o durante un procedimiento de limpieza.
Se considera que un polímero se disuelve o dispersa a una
"temperatura relevante" si lo hace en las condiciones
mencionadas anteriormente a una temperatura en el intervalo entre
20ºC y 60ºC.
Los polímeros solubles en agua preferidos son
aquellos capaces de moldearse en una membrana o masa sólida y pueden
ser por ejemplo como los descritos en Davidson y Sitting,
Water-Soluble Resins, Van Nostrand Reinhold
Company, Nueva York (1968). El polímero soluble en agua debe tener
características apropiadas, como resistencia y
termo-sellabilidad, para permitir el manejo a
máquina durante los procedimientos de fabricación del envase soluble
en agua. Las resinas solubles en agua preferidas incluyen alcohol
polivinílico y copolímeros de éste, éteres de celulosa, óxido de
polietileno, polivinilpirrolidona, anhídrido polimaleico y
copolímeros de éste, hidroxietilcelulosa, metilcelulosa, acrilamida
y copolímeros de ésta, polietilenimina, etil hidroxietilcelulosa,
etil metilcelulosa, hidroxietil metilcelulosa. En este contexto, se
indica que los copolímeros pueden estar formados por 2 o más tipos
de monómeros.
Las resinas que forman la membrana de alcohol
polivinílico, solubles en agua, son más preferidas para uso en el
envase de la presente invención.
Los alcoholes polivinílicos (PVA) preferidos para
el uso en el presente documento tienen un peso molecular medio entre
1.000 y 100.000, preferiblemente entre 5.000 y 250.000, por ejemplo
entre 15.000 y 150.000. La hidrólisis, o alcohólisis, se define como
el porcentaje de finalización de la reacción donde los grupos
acetato en la resina se sustituyen por grupos hidroxilo, -OH. Se
prefiere un intervalo de hidrólisis entre 60-99% de
resina que forma la membrana de alcohol polivinílico, mientras que
un intervalo más preferido de hidrólisis está entre aproximadamente
70-90% de resinas que forman la membrana de alcohol
polivinílico, solubles en agua. El intervalo más preferido de
hidrólisis es 80-89%. Tal como se usa en esta
solicitud, el término "alcohol polivinílico" incluye compuestos
de acetato de polivinilo con niveles de hidrólisis desvelados en el
presente documento. La membrana de resina soluble en agua debe
formularse para disolverse sustancialmente al completo en agua a
50ºC con agitación en aproximadamente treinta minutos,
preferiblemente en aproximadamente 15 minutos en agua a 50ºC con
agitación, y más preferiblemente en aproximadamente 5 minutos en
agua a 50ºC con agitación.
Las membranas de PVA adecuadas para uso en un
envase según la invención están comercialmente disponibles y se
describen, por ejemplo, en el documento
EP-B-291.198. Las membranas de PVA
para uso en un envase según la invención se pueden fabricar mediante
la copolimerización de acetato de vinilo y un monómero que contiene
carboxilato (por ejemplo ácido o éster de ácido acrílico, maleico o
itacónico), seguido de hidrólisis parcial (por ejemplo hasta
aproximadamente 90%) con hidróxido de sodio.
Las membranas solubles en agua adecuadas también
se pueden fabricar a partir de mezclas de dos o más polímeros/
copolímeros como se menciona anteriormente, y tienen diferentes
composiciones o pesos moleculares.
Generalmente hablando, los plastificantes
adecuados para uso con membranas basadas en PVA tienen grupos -OH en
común con la cadena
-CH_{2}-CH(OH)-CH_{2}-CH(OH)-polímero
polímero de la membrana.
Su modo de funcionamiento es introducir enlaces
de hidrógeno de cadena corta con los grupos hidroxilo de la cadena y
debilitar de este modo las interacciones con las cadenas adyacentes
que inhiben el aumento de volumen de la masa de polímero agregada,
la primera etapa de disolución de la membrana.
La propia agua es un plastificante adecuado para
cualquiera de las membranas enumeradas en el presente documento. Los
plastificantes principales preferidos se seleccionan del grupo
formado por pentanodioles, butanodioles, propanodioles, glicerol,
trimetilolpropano, sorbitol, dietilenglicol, trietilenglicol, y
dipropilenglicol. El plastificante más preferido para uso como
plastificante principal en la membrana de la presente invención es
glicerol.
A modo de aclaración, se indica que este grupo de
compuestos plastificantes principales preferidos es igualmente
preferido para uso como disolvente secundario en la composición
líquida, y que el glicerol no sólo es el plastificante principal más
preferido sino que además es el tipo más preferido de disolvente
secundario. También se indica que los disolventes principales y
secundarios son productos químicos diferentes.
La cantidad total de plastificante en la membrana
(es decir por peso unitario de membrana) puede variar
considerablemente según el tipo de membrana y tipo de plastificante.
Podría estar por ejemplo en el intervalo entre 0,1% y 50%, por
ejemplo entre 10% y 45%, como entre 15% y 40% en peso. En membranas
basadas en PVA que se usan preferiblemente en la presente invención,
el sistema plastificante está deseablemente presente en una cantidad
total de más de 15% en peso.
Las membranas solubles en agua basadas en PVA se
pueden fabricar según cualquiera de los procedimientos de formación,
relleno y sellado horizontales descritos en cualquiera de los
documentos WO-A-00/55044,
WO-A-00/55045,
WO-A-00/55046,
WO-A-00/55068,
WO-A-00/55069 y
WO-A-00/55415.
A modo de ejemplo, se describe ahora un
procedimiento de termoformado donde se producen varios envases según
la invención a partir de dos láminas de material soluble en agua. Se
forman huecos en una de las láminas de membrana usando un troquel de
formación que tiene varias cavidades con dimensiones que
corresponden generalmente a las dimensiones de los envases a
producir. Además, se usa una única placa de calentamiento para el
termoformado de la membrana para todas las cavidades, y del mismo
modo se aplica una única placa de sellado.
Se extiende una primera lámina de membrana de
alcohol polivinílico sobre un troquel de formación de modo que la
membrana se sitúa sobre las distintas cavidades de formación en el
troquel. En este ejemplo cada cavidad tiene generalmente forma de
cúpula que tiene un borde redondo, siendo además redondeados los
bordes de las cavidades para eliminar cualquier borde afilado que
pudiera dañar la membrana durante las etapas de formación o sellado
del procedimiento. Cada cavidad incluye además un saliente
circundante elevado. Para maximizar la resistencia del envase, la
membrana se suministra al troquel de formación en una forma libre de
pliegues y con mínima tensión. Se usa una placa calentadora para
calentar la membrana, situándose dicha placa para superponerse al
troquel de formación. Durante esta etapa de precalentamiento, se
mantiene un vacío de 0,5 bar en la placa calentadora para asegurar
el estrecho contacto entre la membrana y la placa de
precalentamiento, asegurando este estrecho contacto que la membrana
se calienta regular y uniformemente (el grado de vacío es
dependiente de las condiciones de termoformado y del tipo de
membrana usada, sin embargo en el presente contexto se encontró
adecuado un vacío de menos de 0,6 bar). El calentamiento no uniforme
da como resultado un envase formado que tiene puntos débiles. Además
del vacío, es posible insuflar aire contra la película para forzarla
en un estrecho contacto con la placa de precalentamiento.
La membrana termoformada se moldea en las
cavidades llevándose la membrana de la placa calentadora y/o
absorbiendo la membrana en las cavidades formando de este modo
varios huecos en la membrana que, una vez formados, se retienen en
su orientación termoformada mediante la aplicación de un vacío a
través de las paredes de las cavidades. Este vacío se mantiene al
menos hasta que los envases son sellados. Una vez que se forman los
huecos y se mantienen en posición mediante el vacío, se añade una
composición líquida según la invención a cada uno de los huecos. Se
superpone entonces una segunda lámina de la membrana de alcohol
polivinílico a la primera lámina a través de los huecos rellenados y
termosellados a ésta usando una placa de sellado. Los salientes
elevados que rodean cada cavidad aseguran que las membranas se
sellan conjuntamente a lo largo del saliente para formar un sellado
continuo. El borde redondeado de cada cavidad está formado al menos
en parte por un material deformable elásticamente, como por ejemplo
goma de silicona. Esto da como resultado que se aplica una fuerza
reducida en el borde interno del saliente de sellado para evitar
daño térmico/por presión a la membrana.
Una vez sellado, los envases formados se separan
de la red de membranas laminares usando un medio de corte. En esta
etapa es posible liberar el vacío del troquel, y expulsar los
envases formados del troquel de formación. De este modo se forman,
se rellenan y se sellan los envases mientras están encajados en el
troquel de formación. Además se pueden cortar igualmente mientras
están en el troquel de formación.
Durante las etapas de formación, relleno y
sellado del procedimiento, puede ser deseable mantener la humedad
relativa a un nivel razonable. Esto se hace para mantener las
características de termosellado de la membrana. Cuando se manejan
membranas más finas, puede ser necesario reducir la humedad relativa
para asegurar que las membranas tienen un grado relativamente bajo
de plastificación y son por lo tanto más duras y más sencillas de
manejar.
En la técnica de formación, relleno y sellado
vertical (VFFS), se extruye un tubo continuo de membrana de material
plástico flexible. Se sella, preferiblemente por termosellado o
sellado ultrasónico, en la parte inferior, se rellena con la
composición líquida, se sella de nuevo por encima de la membrana
líquida y entonces se retira del tubo continuo, por ejemplo al
cortar.
(d) Alternativamente, se puede usar una técnica
de formación, relleno y sellado rotatoria. En esta técnica, la
formación, relleno y sellado de envases solubles en agua se lleva a
cabo usando un cilindro rotatorio que tiene cavidades o huecos de
moldeado en su superficie curvada.
En lugar de termosellado como se describe
anteriormente, se podría aplicar sellado con disolventes, sellado
ultrasónico o cualquier otro tipo de sellado conocido en la técnica
para producir el envase de la presente invención. Cuando se usa
sellado con disolventes y la membrana contiene PVA, se usa
preferiblemente como disolvente una solución acuosa.
El tensioactivo presente en la composición
líquida puede seleccionarse entre tensioactivos detergentes no
iónicos, aniónicos, catiónicos y anfolíticos. Estos pueden estar en
forma líquida o como sólido disuelto o dispersado en la composición
líquida sustancialmente no acuosa.
Los tensioactivos detergentes no iónicos son muy
conocidos en la técnica. Están formados normalmente por un
polialcoxileno que se solubiliza en agua o un grupo mono- o
d-alcanolamida en combinación química con un grupo
hidrófobo orgánico derivado, por ejemplo, de alquilfenoles en los
que el grupo alquilo contiene entre aproximadamente 6 y
aproximadamente 12 átomos de carbono, dialquilfenoles en los que los
alcoholes alifáticos primarios, secundarios o terciarios (o
derivados coronados por alquilo de éstos), que tienen
preferiblemente entre 8 y 20 átomos de carbono, ácidos
monocarboxílicos que tienen entre 10 y aproximadamente 24 átomos de
carbono, en el grupo alquilo y polioxipropileno. También son comunes
mono- y di-alcanolamidas de ácido graso en las que
el grupo alquilo del radical de ácido graso contiene entre 10 y
aproximadamente 20 átomos de carbono y el grupo alquiloilo tiene
entre 1 y 3 átomos de carbono. En cualquiera de los derivados de
mono- y di-alcanolamida, opcionalmente, puede haber
un resto de polioxialquileno que une los últimos grupos y la parte
hidrófoba de la molécula. En todos los tensioactivos que contienen
polialcoxileno, el resto de polialcoxileno está formado
preferiblemente por entre 2 y 20 grupos del óxido de etileno o de
grupos de óxido de etileno y óxido de propileno. Entre éstas últimas
clases, son particularmente preferidas aquellas descritas en la
memoria descriptiva europea
EP-A-225.654. También son preferidos
aquellos compuestos no iónicos etoxilados que son productos de
condensación de alcoholes grasos con entre 9 y 15 átomos de carbono
condensados con entre 3 y 11 moles de óxido de etileno. Los ejemplos
de éstos son los productos de condensación de alcoholes
C_{11-13} con (aproximadamente) 3 ó 7 moles de
óxido de etileno. Éstos se pueden usar como los únicos tensioactivos
no iónicos o en combinación con aquellos de los descritos en la
última memoria descriptiva europea mencionada. Estos productos no
iónicos también se pueden usar adecuadamente como material
disolvente principal.
Además, las composiciones líquidas de la
invención también pueden comprender un tensioactivo aniónico. Los
tensioactivos aniónicos preferidos son los materiales de sulfonato
de alquil benceno lineal (LAS). Dichos tensioactivos y su
preparación se describen por ejemplo en las patentes de Estados
Unidos 2.220.099 y 2.477.383, incorporadas en el presente documento
como referencia. Son particularmente preferidos los sulfonatos de
alquilbenceno de cadena lineal de sodio, potasio y mono-, di- o
tri-etanolamonio en los que el número medio de
átomos de carbono en el grupo alquilo está entre aproximadamente 11
y 14.
La sal de monoetanol amonio de LAS
C_{1}-C_{14}, por ejemplo, C_{12} es
especialmente preferida. Los tensioactivos aniónicos preferidos
incluyen los tensioactivos de sulfato de alquilo de éstos que son
sales solubles en agua o ácidos de la fórmula ROSO_{3}M en los que
R es preferiblemente un hidrocarbilo
C_{10}-C_{24}, preferiblemente un alquilo o
hidroxialquilo que tiene un componente alquilo
C_{10}-C_{18}, más preferiblemente un alquilo o
hidroxialquilo C_{12}-C_{15}, y M es H o un
catión, por ejemplo, un catión de metal alcalino (por ejemplo,
sodio, potasio, litio), o amonio o amonio sustituido, especialmente
mono-, di-, o tri-etanolamonio.
Los tensioactivos aniónicos preferidos incluyen
tensioactivos de sulfato de alquilo alcoxilado de éstos que son
sales solubles en agua o ácidos de la fórmula
RO(A)_{m}SO_{3}M en la que R es un grupo alquilo o
hidroxialquilo C_{10}-C_{24} que tienen un
componente alquilo C_{10}-C_{24},
preferiblemente un alquilo o hidroxialquilo
C_{12}-C_{18}, más preferiblemente alquilo o
hidroxialquilo C_{12}-C_{15}, A es una unidad
etoxi o propoxi, m es mayor que cero, normalmente entre
aproximadamente 0,5 y aproximadamente 6, más preferiblemente entre
0,5 y 3, y M es H o un catión que puede ser, por ejemplo, un catión
de metal (por ejemplo, sodio, potasio, litio, calcio, magnesio,
etc.), catión amonio o amonio sustituido como mono-, di- o
tri-etanolamonio. Los sulfatos etoxilados de alquilo
así como sulfatos propoxilados de alquilo se contemplan en el
presente documento. Los ejemplos específicos de cationes de amonio
sustituidos incluyen cationes de amonio cuaternario como cationes de
tetra metil-amonio y dimetil piperidinio. Los
tensioactivos ejemplares son sulfato de polietoxilato (1,0) de
alquilo C_{12}-C_{15}
(C_{12}-C_{15}E(1,0)M), sulfato de
polietoxilato (2,25) de alquilo C_{12}-C_{15}
(C_{12}-C_{15}E(2,25)M), sulfato
de polietoxilato (3,0) de alquilo C_{12}-C_{15}
(C_{12}-C_{15}E(3,0)M) y sulfato
de polietoxilato (4,0) de alquilo C_{12}-C_{15}
(C_{12}-C_{15}E(4,0)M), en los que
M se selecciona convenientemente entre sodio, potasio y mono-, di- o
tri-etanolamonio.
Una clase preferida de tensioactivos aniónicos
comprende ácidos sulfónicos de alquilbencenos o las sales alcalinas
de éstos en los que los alquilbencenos se alquilan usando HF como
catalizador de alquilación.
Otros tensioactivos aniónicos adecuados para usar
son tensioactivos de sulfonato de alquil éster que incluyen ésteres
lineales de ácidos carboxílicos C_{8}-C_{20} (es
decir, ácidos grasos) que se sulfonan con SO_{3} gaseoso según
"The Journal of the American Oil Chemists Society", 52 (1975),
pág. 323-329. Los materiales de partida adecuados
incluirían sustancias grasas naturales como derivados de sebo,
aceite de palma, etc.
El tensioactivo de sulfonato de alquil éster
preferido, comprende tensioactivos de sulfonato de alquil éster de
la fórmula estructural:
R3---
\delm{C}{\delm{\para}{SO3M}}H---\uelm{C}{\uelm{\dpara}{O}}---OR4
en la que R3 es hidrocarbilo
C_{8}-C_{20}, preferiblemente un alquilo, o una
combinación de éstos, R4 es hidrocarbilo
C_{1}-C_{6}, preferiblemente un alquilo o
combinación de éstos, y M es un catión que forma una sal soluble en
agua con el sulfonato de alquil éster. Los cationes que forman la
sal adecuados incluyen metales como sodio, potasio, y litio, y
cationes de amonio sustituidos o no sustituidos como mono-, di-, o
tri-etanolamonio.
Preferiblemente, R3 es alquilo
C_{10}-C_{16}, y R4 es metilo, etilo o
isopropilo.
Son especialmente preferidos los sulfonatos de
metil éster en los que R3 es alquilo
C_{10}-C_{16}.
Otros tensioactivos aniónicos útiles para fines
detersivos también pueden estar incluidos en las composiciones de
detergente para ropa sucia de la presente invención.
Éstos pueden incluir sales, por ejemplo, sales de
sodio, potasio, amonio, y amonio sustituido (como sales de mono-,
di- y trietanolamina) de jabón, sulfonatos de alquilbenceno lineal
C_{9}-C_{20}, sulfonatos de alcano primario o
secundario C_{9}-C_{20}, sulfonatos de olefina
C_{8}-C_{24}, ácidos policarboxílicos sulfonados
preparados mediante sulfonación del producto pirolizado de citratos
de metal alcalinotérreo, por ejemplo, como se describe en las
memorias descriptivas de patente británica nº 1.082.179, sulfatos de
alquilpoliglicoléter C_{8}-C_{24} (que contienen
hasta 10 moles de óxido de etileno), sulfonatos de alquil glicerol,
sulfonatos de acil glicerol graso, sulfatos de oleil glicerol graso,
sulfatos de éter de alquil fenol y óxido de etileno, sulfonatos de
parafina, fosfatos de alquilo, isetionatos como los isetionatos de
acilo, tauratos de N-acilo, succinamatos y
sulfosuccinatos de alquilo, monoésteres de sulfosuccinatos
(especialmente monoésteres C_{12}-C_{18}
saturados e insaturados) y diésteres de sulfosuccinatos
(especialmente diésteres C_{6}-C_{12} saturados
e insaturados), sulfatos de alquilpolisacáridos como los sulfatos de
alquilpoliglucósido (describiéndose a continuación los compuestos no
sulfatados no iónicos), y polietoxi carboxilatos de alquilo como los
de la fórmula
RO(CH_{2}CH_{2}O)_{k}-CH_{2}COO^{-}M^{+}
en la que R es un alquilo C_{8}-C_{22}, k es un
número entero entre 1 y 10, y M es un catión que forma una sal
soluble. Los ácidos de resina y ácidos de resina hidrogenada también
son adecuados, como colofonia, colofonia hidrogenada, y agregados de
resina y ácidos de resina hidrogenada presentes o derivados del
aceite de
resina.
resina.
Se describen ejemplos adicionales en "Surface
Active Agents and Detergents" (Vol. I y II de Schwartz, Perry y
Berch). También se desvela generalmente una variedad de dichos
tensioactivos en la patente de Estados Unidos 3.929.678, concedida
el 30 de diciembre, 1975 a Laughn, y col. en la columna 23, línea 58
hasta la columna 29, línea 23.
Cuando se incluyen en éstas, las composiciones
líquidas de la presente invención comprenden normalmente entre
aproximadamente 1% y aproximadamente 40%, preferiblemente entre
aproximadamente 10% y aproximadamente 25% en peso de dichos
tensioactivos aniónicos.
Cuando están presentes, los tensioactivos
aniónicos se pueden incorporar en forma libre de ácido y/o
neutralizada.
La composición líquida de la invención también
puede comprender ácidos grasos como componente tensioactivo
aniónico. Los ejemplos de agregados grasos adecuados para uso en la
presente invención incluyen ácidos grasos puros o endurecidos
derivados de palmitoleico, cártamo, girasol, soja, oleico,
linoleico, linolénico, ricinoleico, aceite de colza o mezclas de
éstos. Las mezclas de ácidos grasos saturados e insaturados también
se pueden usar en el presente documento.
Se reconocerá que el ácido graso estará presente
en la composición de detergente líquido principalmente en la forma
de un jabón. Los cationes adecuados incluyen sodio, potasio, amonio,
monoetanol amonio, dietanol amonio, trietanol amonio, tetraalquil
amonio, por ejemplo, cationes de tetrametil amonio hasta tetradecil
amonio etc.
La cantidad de ácido graso variará dependiendo de
las características particulares deseadas en la composición líquida
final de la invención.
Cuando están presentes, el nivel de la mezcla de
ácidos grasos está adecuadamente entre 0,1% y 30%, preferiblemente
entre 0,5% y 25%, más preferiblemente entre 10-20%
en peso de la composición de detergente.
La composición limpiadora líquida sustancialmente
no acuosa puede comprender además uno o más ingredientes
seleccionados entre aditivos, polímeros, fluorescentes, enzimas,
agentes para el control de la silicona, perfumes, colorantes,
blanqueadores y conservantes.
Algunos de estos materiales serán sólidos que son
insolubles en el medio líquido sustancialmente no acuoso. En ese
caso, se dispersarán en el medio sustancialmente no líquido y se
podrán deflocular por medio de uno o más componentes ácidos como los
seleccionados entre ácidos inorgánicos, precursores de ácido del
tensioactivo aniónico y ácidos de Lewis, como se desvela en el
documento EP-266.199.
La membrana soluble en agua también puede
comprender los siguientes ingredientes minoritarios: agentes
antiatascos, como sílice, agentes de relleno (por ejemplo almidón y
talco), colorantes, agentes de liberación y tensioactivos.
La invención se ilustrará ahora en referencia al
siguiente ejemplo, en el que partes y porcentajes son en peso:
Ejemplos 1 y
A
Se prepararon las siguientes composiciones de
detergente líquido no acuoso:
| Nº de composición | A | 1 |
| Ingrediente: | ||
| Tensioactivo no iónico | 20% | 20% |
| Tensioactivo aniónico | 37% | 37% |
| Etanol amina | 10% | 10% |
| Monopropilenglicol | 23% | 17% |
| Glicerol | - | 6% |
| Polímeros | 1% | 1% |
| Fosfonato | 1% | 1% |
(Continuación)
| Nº de composición | A | 1 |
| Enzimas | 1% | 1% |
| Colorantes, abrillantadores, perfume | 1% | 1% |
| Agua | Resto hasta | Resto hasta |
| 100% | 100 |
Ambas composiciones líquidas no acuosas se
encapsularon en una membrana soluble en agua basada en PVA que
contiene un sistema plastificante e incluye glicerol, como el
ingrediente plastificante principal, a un nivel de 15% en peso de la
membrana.
Se deduce que la cápsula obtenida de este modo
que contiene la composición 1 es según la presente invención,
mientras que la otra cápsula que contiene la composición A no lo
es.
Estas cápsulas se almacenaron a 20ºC y 65% de
humedad relativa durante 4 semanas.
La máxima resistencia a la compresión de ambas
cápsulas se midió varias veces durante este periodo de
almacenamiento, usando un medidor electromecánico universal
Instron®. Se obtuvo el siguiente resultado: mientras que la
resistencia a la compresión inicial de ambas cápsulas fue la misma,
la disminución en la resistencia a la compresión de la cápsula según
la invención fue significativamente menor en cualquier momento
durante el periodo de almacenamiento de 4 semanas, que la
correspondiente disminución de la cápsula que contiene la
composición A.
Estos resultados se muestran en la Figura 1 en la
que se representa el cambio en la máxima resistencia a la compresión
como función del periodo de almacenamiento para las cápsulas
anteriormente identificadas. En esta Figura, la curva indicada como
"6% de glicerol" se obtuvo para la cápsula anterior según la
invención, mientras que la curva indicada como "0% de glicerol"
es para la cápsula previa según la técnica anterior. Se puede
advertir claramente en esta Figura que la resistencia de la cápsula
de la invención es consistentemente mayor excepto durante el primer
par de días de almacenamiento.
Claims (12)
1. Un envase soluble en agua formado a partir de
una membrana soluble en agua que contiene una composición líquida
sustancialmente no acuosa, comprendiendo dicha membrana un sistema
plastificante y comprendiendo dicha composición líquida un
tensioactivo, y siendo al menos dos disolventes diferentes un
disolvente principal y uno secundario, caracterizado porque
la composición contiene el disolvente secundario en una cantidad de
al menos 5% en peso del disolvente principal presente en ésta y en
el que el plastificante principal en la membrana es el mismo
producto químico que el disolvente secundario.
2. Un envase soluble en agua según la
reivindicación 1, en el que el disolvente principal se selecciona
del grupo formado por agua, butanodioles, pentanodioles
propanodioles, alcanol aminas, di-alquil éteres,
polietilenglicoles, alquil cetonas y trialquilcarboxilatos de
glicerilo, monopropilenglicol, sorbitol, y tensioactivos no
iónicos.
3. Un envase soluble en agua según la
reivindicación 2, en el que el disolvente principal se selecciona
del grupo formado por butanodioles y propanodioles.
4. Un envase soluble en agua según la
reivindicación 3, en el que el disolvente principal es
monopropilenglicol.
5. Un envase soluble en agua según una cualquiera
de las reivindicaciones 1-3, en el que el disolvente
principal está presente en la composición líquida en una cantidad de
al menos 10% en peso, preferiblemente entre 15 y 50% en peso.
6. Un envase soluble en agua según una cualquiera
de las reivindicaciones 1-5, en el que el
plastificante principal se selecciona del grupo formado por
glicerol, pentanodioles, butanodioles, propanodioles,
trimetilolpropano, sorbitol, dietilenglicol, trietilenglicol, y
dipropilenglicol.
7. Un envase soluble en agua según la
reivindicación 6, en el que el plastificante principal es
glicerol.
8. Un envase soluble en agua según una cualquiera
de las reivindicaciones 1-7, en el que la
composición líquida contiene el disolvente secundario en una
cantidad de al menos 10% en peso del disolvente principal presente
en ésta.
9. Un envase soluble en agua según una cualquiera
de las reivindicaciones 1-8, en el que la membrana
soluble en agua comprende resinas de alcohol polivinílico que forman
la membrana.
10. Un envase soluble en agua según una
cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en el que el
envase se fabrica mediante un procedimiento de termoformado usando
termosellado.
11. Un envase soluble en agua según una
cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en el que el
envase se fabrica usando un procedimiento de termoformado usando
sellado con disolvente.
12. Un envase soluble en agua según una
cualquiera de las reivindicaciones 1-11, en el que
la composición líquida es un agente para el tratamiento de la ropa
sucia.
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