ES2312464T3 - Envases solubles en agua que contienen composiciones liquidas. - Google Patents

Envases solubles en agua que contienen composiciones liquidas. Download PDF

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Abstract

Un envase que comprende una composición de detergente líquida acuosa encerrada por un material de envasado dispersable en agua o soluble en agua, que consiste en homopolímeros o copolímeros a base de poli(vinil-alcohol), teniendo dicha composición de detergente líquida acuosa un contenido de agua de entre el 20 y el 50% en peso, y que comprende al menos un material de polifosfato reforzante de la detergencia, iones de sodio y de potasio, en el que la proporción molar de potasio a sodio está entre 0,55:1 y 20:1.

Description

Envases solubles en agua que contienen composiciones líquidas.
La presente invención se refiere a una composición de detergente así como a un procedimiento para preparar tal composición.
Se sabe que hay que envasar los detergentes, o sustancias relacionadas, tales como ablandadores de agua, en recipientes o bolsitas de material peliculado hidrosoluble o dispersable en agua, en particular para evitar que las sustancias peligrosas o irritantes entren en contacto directo con la piel de los consumidores. Además, la dosificación es más fácil con el material envasado y basta con añadirlo al agua para liberar el contenido del recipiente o bolsita en el agua durante su utilización.
Aunque en la técnica anterior se han descrito un gran número de composiciones de detergente líquidas acuosas, la mayoría en forma de gel, para utilizar en los lavaplatos automáticos o las lavanderías, tales como las patentes de los EE.UU. números 4.973.416 y 5.213.706, la solicitud de patente internacional WO 94/14941 o DE-OS 20 29 598, en ninguna de ellas se ha propuesto que se envase en materiales peliculados dispersables en agua o hidrosolubles.
La patente CA-A-1.112.534 describe un envase hecho de material hidrosoluble en forma de película que encierra dentro de él una composición de detergente en forma de pasta utilizable en los lavaplatos automáticos. Las composiciones de detergente descritas en este documento se basan, por ejemplo, en el tripolifosfato de sodio.
Sin embargo, para fabricar envases en los que se distribuya parte del material, es deseable obtener una composición líquida muy concentrada. Se sabe que el tripolifosfato de potasio es más soluble que su sal de sodio correspondiente. Desgraciadamente, reemplazar el tripolifosfato de sodio por tripolifosfato de potasio da lugar a una composición de producto menos estable en términos de variación de peso a largo plazo debido a la ganancia o pérdida de agua libre. En particular, para los productos transparentes, tales variaciones de peso podrían ser perjudiciales para su aspecto, ya que pueden provocar la aparición de turbidez o cristalización del producto. Además, el uso exclusivo de sales de potasio de tales sales reforzantes de la detergencia, tal como el tripolifosfato de potasio, es más caro que la utilización de las sales de sodio correspondientes.
La presente invención intenta dar a conocer un producto detergente que comprende una composición acuosa líquida de detergente envasada en un envasado dispersable en agua o hidrosoluble, y que tiene una mayor estabilidad en términos de variación de peso a largo plazo.
La presente invención proporciona un envase que comprende una composición acuosa de detergente líquido encerrada en un material de envasado dispersable en agua o hidrosoluble, que consiste en homopolímeros o copolímeros a base de poli(vinil-alcohol), teniendo dicha composición acuosa líquida de detergente un contenido de agua de entre el 20 y el 50% en peso, y que comprende al menos un material polifosfato reforzante de la detergencia, e iones de potasio y de sodio, en la que la proporción molar de potasio a sodio está entre 0,55:1 y 20:1.
Ahora hemos descubierto por sorpresa que el envase anterior es bastante estable. Los iones de potasio los pueden proporcionar una o más fuentes de iones de potasio, y los iones de sodio los puede proporcionar una o más fuentes de iones de sodio. La fuente de iones de sodio o potasio también puede ser el material de polifosfato reforzante de la detergencia.
Preferiblemente, el contenido de agua de esta composición se encuentra entre el 30 y el 40% en peso.
La proporción molar de potasio a sodio está preferiblemente entre 0,6:1 y 10:1, más preferiblemente entre 0,65:1 y 5:1, y lo más preferiblemente entre 0,9:1 y 1.6:1, esto es, casi equimolar.
En una realización preferida de la invención, el material de polifosfato reforzante de la detergencia está al menos parcialmente en forma de tripolifosfato, y preferiblemente es, al menos parcialmente, tripolifosfato de potasio.
La fuente de iones de sodio preferida es al menos parcialmente un material correforzante de la detergencia, preferiblemente de tipo oligocarboxilato o policarboxilato, tal como compuestos seleccionados del grupo que consiste en citrato de sodio, poliacrilato de sodio y sus copololímeros, gluconato de sodio y mezclas de los mismos.
Además, se prefiere que la composición en su forma incolora sea un líquido o gel transparente o translúcido que tenga un índice de transmisión de más del 30%, preferiblemente más del 40%, lo más preferible más del 50%, medido conforme al método de transmisión ELVORS.
En una realización preferida, la composición acuosa es una composición para lavaplatos o para lavandería, que ayuda a aclarar y ablanda el agua, tal como una composición de detergente, siendo el producto preferiblemente adecuado para utilizarlo en lavaplatos o lavadora domésticos.
Para preparar una composición líquida acuosa que tenga un contenido de agua de entre el 20 y el 50% en peso, que comprenda al menos un material de polifosfato reforzante de la detergencia, y al menos una fuente de iones de potasio y al menos una fuente de iones de sodio, en la que la proporción molar de potasio a sodio está entre 0,55:1 y 20:1, en la que, en una primera etapa, al menos una parte importante (por ejemplo, más del 50%) de la fuente de iones de sodio está disuelta en agua y, en una segunda etapa, el material de polifosfato reforzante de la detergencia está disuelto en la solución acuosa resultante. Preferiblemente, prácticamente toda la fuente de iones de sodio se disuelve en agua en la primera etapa.
Preferiblemente, la fuente de iones de sodio es citrato de sodio y el polifosfato reforzante de la detergencia es tripolifosfato de potasio.
El envasado (recipientes o bolsitas) hecho de material hidrosoluble o dispersable en agua se puede manufacturar y rellenar por cualquier método adecuado, por ejemplo termoformando el material laminado para formar una bolsita, rellenando la bolsita con la composición acuosa de la invención y cerrando la bolsita con el mismo material laminado u otro diferente. El cierre se puede realizar por cierre con calor a lo largo del reborde de la bolsita. Se pueden usar otros métodos de sellado, por ejemplo, soldadura por infrarrojos, radiofrecuencias, ultrasonidos, láser, disolventes, vibraciones o rotación. También se puede utilizar un adhesivo, tal como agua o una solución acuosa del material laminado. También existen otros métodos para fabricar los recipientes, tales como el moldeado por inyección, tal y como se describe, por ejemplo en la solicitud de patente internacional WO 01/36290. Se pueden ver más detalles sobre los procedimientos de fabricación para los recipientes en la técnica anterior, tales como la patente CA-A-1.112.534.
Existen una serie de materiales de polifosfato reforzantes de la detergencia adecuados para su uso en composiciones de detergente, en particular las sales de sodio y potasio de polifosfatos tales como tripolifosfato, pirofosfato o metafosfato. Para la presente invención, se prefiere un compuesto de tripolifosfato de potasio.
Una característica esencial es la proporción entre iones de potasio e iones de sodio. Sin comprometerse con ninguna teoría, se propone que la presencia los dos tipos de cationes a una proporción molar específica dar lugar a un equilibrio específico que controla la estabilidad de las variaciones de peso a largo plazo mediante la pérdida o ganancia de agua por parte de la composición.
Aunque se prefiere utilizar el tripolifosfato de potasio como material reforzante de la detergencia, de manera que sirva al mismo tiempo como al menos una fuente de iones de potasio, también es posible usar un material reforzante de la detergencia de polifosfato de sodio junto con una(s) sal(es) de potasio diferente(s).
La fuente de iones de sodio preferida es de tipo oligocarboxilato o policarboxilato, tal como citrato de sodio, poliacrilato de sodio y sus copolímeros, gluconato de sodio o mezclas de los mismos. Existe un beneficio adicional con la utilización de estos materiales, puesto que muestran simultáneamente un efecto reforzante de la detergencia, por lo que mantienen la detergencia.
Las composiciones pueden comprender opcionalmente uno o más ingredientes adicionales. Éstos incluyen los componentes de composiciones de detergentes convencionales, tales como tensioactivos, blanqueantes, reforzantes del blanqueo, inhibidores de la oxidación de la plata, enzimas, estabilizantes de las enzimas, liberadores de suciedad, inhibidores de la transferencia de color, abrillantadores, perfumes, colorantes, y tintes.
Al preparar la composición acuosa, fue sorprendente descubrir que un orden determinado de las etapas era ventajoso cuando se deseaba una composición transparente, a saber, disolver todo o al menos la mayor parte (por ejemplo, más del 50%) de la fuente de iones de sodio tal como citrato de sodio, gluconato de sodio, etc., en agua antes de añadir el material de polifosfato reforzante de la detergencia, tal como tripolifosfato de potasio, a la solución acuosa resultante. Los intentos de preparar un producto transparente al disolver primero una parte sustancial del polifosfato reforzante de la detergencia y sólo después la fuente de iones de sodio daban lugar a productos lechosos y opacos. Preferiblemente, se deben añadir los otros ingredientes después de haber disuelto completamente los componentes principales.
También resulta sorprendente el descubrimiento de que la composición acuosa era más fácil de espesar de lo esperado mediante los espesantes utilizados habitualmente tal como poliacrilatos o derivados o espesantes a base de polisacáridos, por ejemplo xantano, puesto que se pensaba que era particularmente difícil el espesamiento de tal composición concentrada con un alto contenido en electrólitos. Sorprendentemente, no se observó tal efecto con la composición acuosa de la presente invención.
En los siguientes ejemplos se pueden encontrar más detalles y ventajas de las composiciones acuosas.
Ejemplos
Ejemplos 1 a 3 y ejemplos comparativos 1 a 3
Se han preparado distintas composiciones acuosas de acuerdo con la tabla 1 de más adelante. Las composiciones de los ejemplos comparativos 1 y 2 sólo contienen tripolifosfato de potasio sin otra fuente adicional de iones de sodio. La composición del ejemplo comparativo 3 contiene solo sales de sodio que incluyen el tripolifosfato de sodio.
Las composiciones 1 a 5 de acuerdo con la invención se prepararon añadiendo primero el espesante al agua, y después disolviendo completamente el citrato de sodio en él antes de añadir el tripolifosfato de potasio. Más tarde se añadieron otros ingredientes, tales como enzimas. En todos los casos, se obtuvo una composición acuosa transparente o ligeramente nacarada. Un cambio en el orden en el que se añaden el citrato de sodio y el tripolifosfato de potasio al agua dio lugar a composiciones lechosas muy opacas con partículas sin disolver.
Las composiciones de acuerdo con la invención en la forma incolora muestran una transparencia muy buena a la luz cuando se mide por el método de transmisión ELVORS.
Método de análisis de la transmisión ELVORS
Se instaló una fuente de luz (500 W, Duwi GmbH, Mod. 93024) frente a un luxómetro (Elvors LM-1010) a una distancia de 130 cm. Se dejó pasar la luz a través de una muestra de la composición de la presente invención con un grosor de 5 mm que cubría un área de 25 cm^{2}. La muestra se colocó a 4 cm de la fotocélula. Se recogió el valor medido por el aparato y se calculó el denominado índice de transmisión con la siguiente fórmula:
ÍNDICE = \frac{\text{VALOR MEDIDO CON LA COMPOSICIÓN}}{\text{VALOR MEDIDO CON AGUA PURA}} * 100
Los ejemplos 1 a 5 muestran índices de transmisión del 40 al 90%.
El ejemplo comparativo 3 muestra un índice de transmisión del 7%.
Para la preparación de los recipientes, se han utilizado materiales peliculados a base de poli(vinil-alcohol), a saber Hi Selon C-200, que se puede adquirir a Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Osaka (Japón), MONOSOL M8543, que se puede adquirir a Chris Craft Inc., Gary, Indiana (EE.UU.), y SOKALAN ES 95014, que se puede adquirir a BASF AG, Ludwigshafen (Alemania), y el grosor de la película es de 100 \mum. La película de poli(vinil-alcohol) se termoconformó en una máquina de termoconformado Multivac funcionando de 115 a 120ºC para dar una bolsita de 39 mm de longitud, 29 mm de anchura y 16 mm de profundidad. La bolsita así formada se rellenó con 10 ml de la composición acuosa. A continuación, se colocó una película de 75 mm de grosor del mismo material que la propia bolsita en la parte superior y se cerró herméticamente con ella a 144-148ºC. Los recipientes así producidos se separaron unos de otros al cortar los rebordes.
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(Tabla pasa a página siguiente)
1 
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Para probar la estabilidad de los recipientes rellenados con las composiciones de los ejemplos y los ejemplos comparativos, los recipientes se colgaron de una tarjeta desde un borde en una habitación con condiciones de estabilización ambiental, a saber, una temperatura de 20ºC y una humedad relativa del 60 al 65%.
La pérdida o ganancia de peso de los recipientes se midió a lo largo del tiempo.
Con las composiciones de los ejemplos comparativos 1 y 2 se observó una pérdida de peso sustancial hasta aproximadamente el día 30. A partir de entonces se produjo una sorprendente ganancia de peso. Esta inestabilidad que hace variar el peso es indeseable para una composición de detergente transparente envasada en recipientes o bolsitas.
Con la composición del ejemplo comparativo 3 se observó una pérdida sustancial de peso durante 14 días. La formulación comienza a cristalizar después de 6 días.
En las composiciones 1 a 5 sólo se observa una ligera pérdida de peso, de hasta un máximo del 4%, durante los primeros días. A partir de entonces, las composiciones son más bien estables, y no muestran variaciones de peso significativas. Este tipo de estabilidad en la variación del peso a largo plazo es muy deseable para los productos antes mencionados.
Las características descritas en la descripción anteriormente citada, y/o en las reivindicaciones, pueden, por separado y en una combinación cualquiera de las mismas, ser material para llevar a cabo la invención en las distintas formas de la misma.
Ejemplo 6
La siguiente formulación se preparó al mezclar juntos los componentes indicados en las proporciones en peso indicadas para preparar un líquido de lavandería de uso industrial.
Alcohol C_{11-15} lineal Neodol 2507
18%
Alquilbencenosulfonato de sodio D-62 de Biosoft
5,5%
Carbonato de sodio
2%
Metasilicato de sodio anhidro
5%
Pirofosfato de tetrapotasio
20%
Carbonato de sodio
7,5%
Polímero Calsopol ETDZ 691 obtenible de Goodrich
0,5%
Agua desendurecida
41,5%
Con la composición se rellenó un recipiente con el procedimiento que sigue.
Una máquina termoconformadora Multivac funcionando a 6 ciclos/min y en condiciones ambientales de 25ºC y 35% HR (\pm 5% HR) se utilizó para termoconformar una película de PVOH anhidro. La película de PVOH se preparó mediante un procedimiento de soplado a partir de gránulos proporcionados por PVAXX ref C120 que tienen un grado de hidrólisis del 88% y un grosor de 110 \mum. Cuando se forma, el PVOH tiene un contenido de agua despreciable. La película de PVOH se envolvió en un recipiente de polietileno que permaneció herméticamente cerrado hasta justo antes de utilizarlo. Se termoconformó la película de PVOH en un molde rectangular de 39 mm de largo, 29 mm de ancho y 16 mm de profundo, habiéndose redondeado las aristas del fondo con un radio de 10 mm, a 115-118ºC. La bolsita así formada se rellenó con 17 ml de la composición, y se colocó una película idéntica en la parte superior que se termoselló a 144-148ºC. Los recipientes así producidos se separaron unos de otros al cortar los rebordes. Se redondeó cada recipiente para darle el aspecto justo. Después de unas pocas horas, adquirieron un aspecto redondeado aún más atractivo.
Ejemplo 7
Se repitió el ejemplo 6 salvo que la formulación contenía ácido cítrico al 0,2% y bicarbonato de sodio al 0,2%, y se redujo la cantidad de agua al 41,1%.
La película de PVOH utilizada se cargó en Monosol M8534 (que tiene un contenido de agua normal), obtenido de Chris Craft Inc. Gary, Indiana (EE.UU.), que tiene un grado de hidrólisis del 88% y un grosor de 100 psm. La bolsita así formada se rellenó con 10 mc de la composición y se colocó una película de PVOH de Monosol M8534 de 7,5 psm de grosor en la parte superior y se termoselló a 144-148ºC.

Claims (13)

1. Un envase que comprende una composición de detergente líquida acuosa encerrada por un material de envasado dispersable en agua o soluble en agua, que consiste en homopolímeros o copolímeros a base de poli(vinil-alcohol), teniendo dicha composición de detergente líquida acuosa un contenido de agua de entre el 20 y el 50% en peso, y que comprende al menos un material de polifosfato reforzante de la detergencia, iones de sodio y de potasio, en el que la proporción molar de potasio a sodio está entre 0,55:1 y 20:1.
2. Un envase según la reivindicación 1, en el que el contenido de agua está entre el 30 y el 40% en peso.
3. Un envase según la reivindicación 1 o 2, en el que la proporción molar de potasio a sodio está entre 0,6:1 y 10:1.
4. Un envase según la reivindicación 3, en el que la proporción molar de potasio a sodio está entre 0,65:1 y 5:1.
5. Un envase según la reivindicación 4, en el que la proporción molar de potasio a sodio está entre 0,9:1 y 1,6:1.
6. Un envase según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el material de polifosfato reforzante de la detergencia está al menos parcialmente en forma de tripolifosfato.
7. Un envase según la reivindicación 6, en el que el material de polifosfato reforzante de la detergencia es al menos parcialmente tripolifosfato de potasio.
8. Un envase según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los iones de sodio los proporciona al menos parcialmente un material correforzante de la detergencia.
9. Un envase según la reivindicación 8, en el que el material correforzante de la detergencia es de tipo oligocarboxilato o policarboxilato.
10. Un envase según la reivindicación 9, en el que el material correforzante de la detergencia de tipo oligocarboxilato o policarboxilato se selecciona del grupo que consiste en citrato de sodio, poliacrilato de sodio y sus copolímeros, gluconato de sodio y mezclas de los mismos.
11. Un envase según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la composición en su forma incolora es un líquido o gel transparente o translúcido que muestra un índice de transmisión de más del 30%, preferiblemente más del 40%, lo más preferiblemente más del 50%, medido conforme al método de transmisión ELVORS.
12. Un envase según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la composición acuosa es una composición para lavaplatos o para lavanderías, que ayuda al enjuagado y ablanda el agua.
13. Un envase según la reivindicación 12, que es adecuado para su utilización en un lavaplatos o lavadora automática domésticos.
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