ES2330042T3 - Metodos para fabricar una pelicula soluble en agua con resistencia a la solubilizacion antes de ser sumergida en agua. - Google Patents
Metodos para fabricar una pelicula soluble en agua con resistencia a la solubilizacion antes de ser sumergida en agua. Download PDFInfo
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Abstract
Un método para preparar una película soluble en agua que es resistente a la solubilidad antes de ser sumergida en agua, en donde la película tiene una primera superficie, una segunda superficie y un espesor entre la primera y la segunda superficies, la película comprende una composición filmógena soluble en agua que comprende al menos algo de poli(alcohol vinílico) y una sal que está distribuida más cerca de al menos una de la primera y la segunda superficies que por el espesor de la película soluble en agua, en donde dicho método comprende las etapas de: (a) formar una película soluble en agua que comprende al menos algo de poli(alcohol vinílico) y tiene una primera superficie y una segunda superficie; y (b) aplicar una sal a al menos una de dichas superficies de dicha película; en donde dicha sal comprende entre 0,5% y 15% del peso de dicha película.
Description
Métodos para fabricar una película soluble en
agua con resistencia a la solubilización antes de ser sumergida en
agua.
Esta invención se refiere a una película soluble
en agua, y más especialmente a una película soluble en agua que es
resistente al contacto con pequeñas cantidades de agua, y a métodos
para preparar la misma. Esta invención también se refiere a
artículos, tales como bolsas, realizadas a partir de la película
soluble en agua.
Las películas solubles en agua están ganando
cada vez mayor aceptación para su uso como materiales de envasado.
Los materiales de envasado incluyen películas, hojas, cuerpos huecos
soplados o moldeados (es decir, bolsitas, bolsas y cápsulas),
frascos y receptáculos. A menudo las películas solubles en agua
cuando se utilizan para preparar ciertos tipos de estos artículos,
tales como bolsitas y bolsas, presentan fugas y/o se vuelven
pegajosos cuando son expuestos a pequeñas cantidades de
contaminación por agua o a humedad elevada, lo que les puede
convertir en no adecuadas para su uso en el envasado y la
conservación de las composiciones contenidas en las mismas.
Las quejas más comunes del consumidor relativas
a las bolsas solubles en agua están relacionadas con una disolución
no deseada de la bolsa cuando ésta es expuesta de forma accidental
al agua, tal como cuando el agua penetra en el envasado exterior en
el que las bolsas son comercializadas y almacenadas después de la
compra, estas son tocadas con manos húmedas, existe una humedad
elevada o los fregaderos o las tuberías presentan fugas durante el
almacenamiento. Esto puede hacer que las bolsas solubles en agua
presenten escapes antes de su uso y/o se adhieran entre sí. La
segunda queja más frecuente se refiere a que la bolsa soluble en
agua no consigue disolverse totalmente durante el uso. Por tanto,
existe una necesidad no cumplida de disponer de películas y bolsas
solubles en agua que puedan resistir la disolución y/o los escapes
después de ser expuestas a pequeñas cantidades de agua pero que
después puedan disolverse muy rápidamente cuando son sumergidas en
una solución acuosa, tal como el agua de aclarado y/o de lavado.
Se sabe desde la década de 1960 que ciertas
sales, cuando son añadidas a soluciones de poli(alcohol
vinílico) (PVOH), pueden hacer que el PVOH precipite. Estas sales
se consideran generalmente útiles para solidificar soluciones
acuosas de PVOH. Otra descripción del uso de sales en películas
solubles en agua se encuentra en US-5.429.874,
VanPutte. La patente de VanPutte se refiere a una película soluble
en agua adecuada para envasar sustancias químicas cáusticas que
tiene una capa exterior de un material polimérico soluble en agua y
una capa interior de material polimérico que es compatible con el
contenido de un envase realizado con la película. Puede incluirse
de forma opcional una capa intermedia para mejorar la resistencia a
la tracción, la resistencia al uso intenso a granel u otra
propiedad de la película. Las cargas solubles en agua tales como la
sal se pueden añadir de forma opcional a uno o más de los
materiales poliméricos, antes o durante la extrusión de la
película, para mejorar la procesabilidad de la película o su
velocidad de disolución en agua, o para añadir un pigmento a la
película.
Es conocido que cuando las superficies de bolsa
no tratadas son expuestas a gotículas de agua, estas superficies de
bolsa no tratadas tienden a disolverse o a presentar fugas. Sin
embargo, se ha descubierto de forma sorprendente que cuando se
aplica una solución de Na_{2}SO_{4} a la superficie exterior de
una bolsa de PVOH y esta superficie exterior de la bolsa es
expuesta a pequeñas cantidades de agua, la bolsa tratada
prácticamente no se disuelve ni presenta fugas. Por el contrario,
cuando la bolsa tratada es expuesta a pequeñas cantidades de agua,
presenta menos escapes y mayor resistencia a la adhesión entre las
bolsas.
Al añadir determinadas sales a la superficie
exterior de una película soluble en agua (esp. poli[alcohol
vinílico]), puede conseguirse una resistencia a la exposición de
pequeñas cantidades de agua (es decir manos húmedas, gotículas) sin
que ello afecte de forma apreciable al perfil de disolución de la
bolsa soluble en agua cuando el producto es sumergido en una
solución acuosa (p. ej. baño de agua). La incorporación de la sal a
la parte más externa de la película soluble en agua puede
conseguirse de diferentes formas, las cuales incluyen aplicación de
una capa antiadherente convencional, recubrimiento, moldeo u otros
métodos utilizados en la producción de películas. La concentración
de sal puede ser ajustada para conseguir las propiedades de
disolución deseadas y para optimizar la estética de la bolsa. La
película soluble en agua descrita en la presente memoria puede
utilizarse en la producción de cualquier producto embolsado como,
por ejemplo, bolsas que contienen: composiciones detergentes para
lavado de ropa, composiciones detergentes para lavavajillas,
limpiadores de superficies duras, mejoradores de tejidos y/o
suavizantes de tejidos y nuevas formas de producto en las que el
contacto con pequeñas cantidades de agua podría propiciar una
disolución prematura de la bolsa, un escape no deseado de la bolsa
y/o una adhesión no deseable entre las bolsas.
Esta invención se refiere a un método para
preparar una película soluble en agua y más especialmente a una
película soluble en agua que es resistente al contacto con pequeñas
cantidades de agua. La película soluble en agua puede, sin embargo,
ser prácticamente soluble en agua al ser sumergida en agua. Esta
invención también se refiere a artículos, tales como bolsas,
realizados con la película soluble en agua descrita en la presente
memoria.
La presente invención comprende una película
soluble en agua que es resistente a la solubilidad antes de ser
sumergida en una solución acuosa (p. ej. agua). La película soluble
en agua tiene una primera superficie, una segunda superficie y un
espesor entre la primera y la segunda superficies. La película
soluble en agua comprende una composición filmógena soluble en agua
que comprende al menos algo de poli(alcohol vinílico) y una
sal que está distribuida más cerca de al menos una de las primera y
segunda superficies que por el espesor de la película soluble en
agua. La sal puede estar dispuesta en una o más ubicaciones
diferentes, incluidas las siguientes ubicaciones: en una de las
superficies de la película soluble en agua; dentro de la película
soluble en agua entre las superficies de la misma en una ubicación
que está distribuida más cerca de al menos una de la primera y
segunda superficies que por el espesor de la película soluble en
agua; o incorporada en una capa exterior de una película
multicapa.
Existen numerosas realizaciones no limitativas
del método para preparar la película soluble en agua descrita en la
presente memoria. En una realización, el método comprende
proporcionar una película y aplicar una sal a al menos una de las
superficies de la película soluble en agua. La sal puede ser
aplicada de diferentes maneras. En una versión de esta realización,
la sal se aplica en forma de polvo. En otra versión de esta
realización del método, la sal se proporciona en forma de una
solución que se aplica sobre al menos una superficie de la película
soluble en agua. Estas realizaciones del método pueden también
comprender una etapa de humectar al menos una parte de la
superficie de la película soluble en agua antes de aplicar una sal a
la superficie de la película soluble en agua.
En otra realización, el método para preparar la
película soluble en agua comprende las etapas de: (a) conformar una
composición filmógena soluble en agua; (b) añadir una sal a la
composición filmógena soluble en agua; y (c) formar una película a
partir de la composición filmógena soluble en agua con la sal en la
misma.
La presente invención también se refiere a
artículos, tales como bolsas, realizados a partir de la película
soluble en agua. La superficie de la película soluble en agua que
tiene la sal distribuida más cerca de la misma puede formar una
superficie exterior del artículo. En una realización no limitativa,
la presente invención comprende un producto que comprende la
película soluble en agua que contiene una dosis unitaria de una
composición. El producto puede comprender una dosis unitaria de una
composición para usar en el lavado de ropa, la limpieza de
superficies duras, el lavado a mano de vajillas, el lavado en
lavavajillas, uso de mejoradores de tejidos (p. ej. suavizantes,
abrillantadores) o cualquier otra aplicación que utilice películas
solubles en agua que pueden entrar en contacto con pequeñas
cantidades de agua antes de su uso. En otras realizaciones, este
producto puede tener la película orientada o formada de manera que
al menos una cara de la película con la sal distribuida en la misma
o sobre la misma forme una superficie interior del artículo que
proporcione resistencia a los escapes de cualquier composición
acuosa contenida en el producto.
Aunque la memoria descriptiva concluye con
reivindicaciones que indican especialmente y reivindican claramente
el objeto que se estima constituye la presente invención, se
considera que la invención se comprenderá mejor a partir de la
descripción siguiente considerada en combinación con los dibujos que
se acompañan, en los cuales:
La Fig. 1 es una vista lateral esquemática
fragmentada de una parte de una película que tiene una sal dispuesta
sobre una de las superficies exteriores de la misma.
La Fig. 2 es una vista lateral esquemática
fragmentada del método para preparar una película soluble en agua
que tiene una capa en la superficie exterior de la misma con una sal
incorporada a la misma.
Esta invención se refiere a un método para
preparar una película soluble en agua y más especialmente una
película soluble en agua resistente al contacto con pequeñas
cantidades de agua. La película soluble en agua puede, sin embargo,
ser prácticamente soluble en agua cuando es sumergida en agua. Esta
invención también se refiere a artículos, tales como bolsas
solubles en agua, realizados a partir de la película soluble en agua
descrita en la presente memoria.
En la presente memoria, el término "soluble en
agua" no sólo se refiere a una estructura pelicular que es
totalmente soluble en agua sino que también incluye películas que
son prácticamente solubles en agua pero tienen material(es)
en la estructura pelicular soluble en agua que no son solubles en
agua; películas con materiales que son solubles en agua sólo a
temperaturas relativamente elevadas del agua o sólo en condiciones
limitadas de pH; y películas que incluyen cierta cantidad de
material insoluble en agua, tal como una capa relativamente fina de
material insoluble en agua.
En la presente memoria, el término "resistente
al contacto" (o "resistente a la solubilidad") se refiere a
películas solubles en agua que presentan una reducción o una
eliminación en zonas de las mismas que se disuelven de forma
prematura al entrar en contacto con pequeñas cantidades de agua. Por
ejemplo, los envases, tales como bolsas, realizados a partir de una
película soluble en agua que es resistente a la solubilidad tendrán
menor tendencia a presentar fugas o a adherirse entre sí tras entrar
en contacto con pequeñas cantidades de agua.
En la presente memoria, el término "pequeñas
cantidades de agua" se refiere a cantidades de agua que no son
suficientes para sumergir totalmente la película soluble en
agua.
La Fig. 1 muestra una realización no limitativa
de una película 10 soluble en agua. La película 10 soluble en agua
tiene una primera superficie 12, una segunda superficie 14 y un
espesor 16 entre la primera superficie 12 y la segunda superficie
14. En esta realización, la película 10 soluble en agua comprende
una composición filmógena soluble en agua y una sal 20. La sal 20
está distribuida más cerca de al menos una de la primera y la
segunda superficies que por el espesor 16 de la película 10 soluble
en agua. A título ilustrativo, la sal 20 se muestra en los dibujos
en forma de partículas diferenciadas o de una capa de partículas.
Debe entenderse, sin embargo, que en algunas realizaciones (tales
como la realización mostrada en la Fig. 2 en la que la sal se
incorpora en la composición filmógena, discutida más adelante)
aunque la sal 20 se muestra como estando en forma de partículas, la
sal 20 puede, de forma alternativa, formar parte de una o más capas
homogéneas de película y la sal puede que ya no comprenda
partículas identificables.
En algunas realizaciones, la sal 20 puede estar
distribuida de forma relativamente uniforme sobre, o adyacente a,
al menos una de las superficies de la película 10 soluble en agua.
En otras realizaciones, la sal 20 puede estar distribuida al azar
sobre, o adyacente a, al menos una de las superficies de la película
10 soluble en agua. En algunas realizaciones, el espesor 16 de la
película 10 puede estar prácticamente exento de sal 20. En otras
realizaciones, algo de sal 20 (una pequeña parte de la cantidad
total de sal) también puede estar distribuida dentro del espesor 16
de la película 10 soluble en agua. Esta pequeña parte de la sal
puede estar distribuida al azar dentro del espesor 16 de la
película o, de forma alternativa, de manera regular en la misma. En
otras realizaciones, la sal 20 puede estar distribuida en forma de
gradiente encontrándose una concentración mayor de sal 20 sobre, o
adyacente a, al menos una de las superficies de la película 10
soluble en agua que en el espesor 16 de la película 10 soluble en
agua.
Para proporcionar la protección deseada frente a
la resistencia a una exposición accidental al agua, la sal 20 puede
estar distribuida más cerca de la superficie de la película 10
soluble en agua con la máxima probabilidad de verse expuesta a este
agua (es decir, la superficie que se encontrará en el exterior de
cualquier producto realizado con la película 10 soluble en agua).
La sal 20 puede estar dispuesta en una o más de las siguientes
ubicaciones sobre la película 10 soluble en agua: sobre la primera
superficie 12 de la película 10 soluble en agua; sobre la segunda
superficie 14 de la película 10 soluble en agua; dentro de la
película 10 soluble en agua entre la primera superficie 12 y la
segunda superficie 14 en una ubicación que está distribuida más
cerca de al menos una superficie, tal como cerca de la primera
superficie 12 y/o la segunda superficie 14; o incorporada a una
capa exterior de una película multicapa soluble en agua.
La película 10 soluble en agua puede comprender
un número de materiales solubles en agua adecuados. En una
realización, la película soluble en agua comprende una composición
filmógena soluble en agua que comprende al menos algo de
poli(alcohol vinílico) (o "PVA" o "PVOH") y una
sal. En algunas realizaciones, la película 10 soluble en agua puede
estar compuesta prácticamente en su totalidad por PVOH, una o más
sales y uno o más ingredientes aditivos. En otras realizaciones, la
película 10 soluble en agua puede consistir prácticamente en PVOH,
una o más sales y uno o más ingredientes aditivos. En otras
realizaciones, sin embargo, la película 10 soluble en agua puede
comprender una mezcla de PVOH y otros materiales solubles en agua o
dispersables en agua adecuados, una o más sales y uno o más
ingredientes aditivos. Los materiales solubles en agua adecuados
incluyen, aunque no de forma limitativa, polímeros, copolímeros y
derivados de los mismos.
Los materiales en forma de película solubles en
agua adecuados que pueden utilizarse además de los PVOH incluyen,
aunque no de forma limitativa: polivinilpirrolidona, poli(óxidos de
alquileno), acrilamida, ácido acrílico, celulosa, éteres de
celulosa, ésteres de celulosa, amidas de celulosa,
poli(acetatos de vinilo), ácidos y sales policarboxílicos,
poliaminoácidos o péptidos, poliamidas, poliacrilamidas, copolímeros
de ácidos maleico/acrílico, polisacáridos incluyendo almidón y
gelatina, gomas naturales tales como xantano y carragenato,
poliacrilatos y copolímeros de acrilato solubles en agua,
metilcelulosa, carboximetilcelulosa de sodio, dextrina,
etilcelulosa, hidroxietil celulosa, hidroxipropil metilcelulosa,
maltodextrina, polimetacrilato, copolímeros PVOH, hidroxipropil
metil celulosa (a continuación "HPMC"), y mezclas de los
mismos.
Las mezclas de polímeros pueden ser beneficiosas
para controlar las propiedades mecánicas y/o de disolución de la
película, dependiendo de la aplicación de los mismos y de las
necesidades. Las mezclas adecuadas incluyen, por ejemplo, mezclas
donde un polímero tiene una solubilidad en agua mayor que otro
polímero y/o un polímero tiene una resistencia mecánica mayor que
otro polímero y/o mezclas de polímeros que tienen diferentes pesos
moleculares promedio en peso. También resultan adecuados para usar
en la película descrita en la presente memoria las composiciones de
mezcla de polímeros, por ejemplo las que comprenden mezclas de
polímeros hidrolíticamente degradables y solubles en agua tales
como polilactida y poli(alcohol vinílico) obtenidas mezclando
polilactida y poli(alcohol vinílico), de forma típica que
comprenden aproximadamente 1-35% en peso de
polilactida y aproximadamente 65% a 99% en peso de
poli(alcohol vinílico).
Los materiales en forma de película comerciales
también pueden ser modificados añadiendo sal a los mismos como se
describe en la presente memoria. Los materiales en forma de película
comerciales adecuados que pueden ser modificados añadiendo sal a
los mismos, como se describe en la presente memoria, son películas
de PVA conocidas como película MONOSOL M8630^{TM}, comercializada
por MonoSol, LLC de Gary, Ind., EE.UU., y películas de PVOH con las
correspondientes características de solubilidad y deformabilidad.
Las películas solubles en agua de MonoSol se describen en
US-3.374.195 y US-3.413.229,
concedidas a Bianco y col., y US-6.787.512 B1,
concedida a Verrall y col. Otras películas adecuadas para ser
modificadas para su uso en la presente invención incluyen: la
película PT^{TM} o la serie K de películas comercializadas por
Aicello Chemical Co., Ltd., Aichi, Japón; la película
VF-HP comercializada por Kuraray Co., Ltd., Tokio,
Japón; y la película HI-SELON^{TM} comercializada
por The Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd., Osaka, Japón.
Una película soluble en agua de Nippon Synthetic Chemical Industry
Co. se describe en la patente EP 1158016 A2.
La película 10 soluble en agua puede comprender
cualquier cantidad adecuada de PVOH y de otros materiales solubles
en agua o dispersables en agua adecuados. Cuando la película 10
soluble en agua, o la composición filmógena soluble en agua, se
describe en la presente memoria como que incluye PVOH y otros
materiales solubles en agua o dispersables en agua, esto se refiere
a materiales poliméricos solubles en agua o dispersables en agua,
incluidos polímeros, copolímeros, terpolímeros y materiales tipo
película solubles en agua anteriormente descritos (que pueden ser
mencionados en la presente memoria como el "material en forma de
película primario" [o materiales]), y no incluyen sal,
plastificante, agua ni otros ingredientes aditivos. En algunas
realizaciones, la película 10 soluble en agua comprende de
aproximadamente 50% a aproximadamente 95% de materiales en forma de
película primarios, tales como PVOH y otros materiales solubles en
agua o dispersables en agua adecuados (con respecto a la sustancia
seca en la película acabada). Salvo que se indique lo contrario,
todos los porcentajes presentados en la presente memoria son en
peso.
La película 10 puede comprender cualquier sal 20
adecuada. Las sales 20 adecuadas pueden incluir electrolitos
orgánicos o inorgánicos. Las sales 20 adecuadas pueden incluir un
catión o mezclas de cationes seleccionados del siguiente grupo:
aluminio, amonio, antimonio, bario, bismuto, cadmio, calcio, cesio,
cobre, hierro, litio, magnesio, níquel, potasio, rubidio, plata,
sodio, estroncio, cinc y circonio; y un anión o mezclas de aniones
seleccionados del siguiente grupo: acetato, sulfato de aluminio,
azida, bicarbonato, bisulfito, borohidruro, borooxalato, bromato,
bromuro, carbonato, cloruro, clorito, cromato, cianato, cianuro,
dicromato, disilicato, ditionato, ferricianuro, ferrocianato,
ferrocianuro, fluoruro, fluoroantimoniato, fluoroborato,
fluorofosfato, fluorosulfonato, fluorosilicato, hidrógeno
carbonato, hidrógeno sulfato, hidrógeno sulfito, hidrógeno cianuro,
hidrógeno fosfato, hidrógeno sulfato, hidrosulfito, hidróxido,
hidroxiestannato, hipoclorito, hiponitrito, hipofosfito, yodato,
yoduro, manganato, meta-aluminato, metaborato,
metaperyodato, metasilicato, haluros mixtos, molibdato, nitrato,
nitrito, ortofosfato, ortofosfito, ortosilicato, oxalato,
oxalatoferrato, óxido, perborato, perclorato, permanganato,
peróxido, peroxidisulfato, fosfato, polibromuro, policloruro,
polifluoruro, poliyoduro, polifosfato, polisulfuro, pirosulfato,
pirosulfito, sesqui-carbonato, silicato, estannato,
sulfamato, sulfato, sulfuro, sulfito, tiocianato o tiosulfato.
Otras sales adecuadas incluyen cationes tales
como iones amonio sustituido R_{4}N (en donde R = hidrógeno o
alquilo C_{1-6}, sustituido o no sustituido).
Otros tipos adecuados de aniones incluyen carboxilatos, formiato,
citrato, maleato, tartrato, etc. Las sales adecuadas pueden
comprender ácidos alquil C_{1-9} carboxílicos;
carboxilatos poliméricos (poliacrilatos, polimaleatos); alquil
(C_{1-9}) fosfatos, alquilfosfonatos de cadena
corta; y alquil (C_{1-9}) sulfatos y
alquilsulfonatos de cadena corta.
La Fig. 1 muestra que la sal 20 puede estar
dispuesta sobre al menos una de las superficies de la película 10,
tal como la superficie 12. La Fig. 1 también muestra que la sal 20
puede ser incorporada a la película 10. La sal 20 puede ser
distribuida en cualquier espesor adecuado sobre o dentro de la
película 10, o ambos. El espesor de la sal 20 (o más en particular,
el espesor de la "distribución de sal") puede expresarse en
términos relativos al espesor total 16 de la película. El espesor
total 16 de la película puede, por ejemplo, oscilar de 0,013 a 0,127
mm (0,5-5 mils) (o de aproximadamente 0,012 mm (12
micrómetros) o 0,013 mm (13 micrómetros) a aproximadamente 0,125 mm
[125 micrómetros]). (En otras realizaciones, sin embargo, el espesor
total de la película puede ser menor que 0,013 mm (0,5 mils) o mayor
que 0,127 mm [5 mils]). En algunas realizaciones, el espesor de la
distribución de sal puede oscilar de aproximadamente 1% a
aproximadamente 80% del espesor total de la película. Si la sal 20
está distribuida dentro de la película 10, la sal 20 puede estar
situada en cualquier ubicación adecuada dentro de la película. Por
ejemplo, la sal 20 puede estar situada dentro de aproximadamente 1%
a aproximadamente 50%, de aproximadamente 1% a aproximadamente 40%,
de aproximadamente 1% a aproximadamente 30%, de aproximadamente 1% a
aproximadamente 20%, de aproximadamente 1% a aproximadamente 15%,
del espesor total de la película de al menos una de las superficies
de la película 10 soluble en agua. Debe entenderse que los
porcentajes proporcionados en la presente memoria se refieren al
lugar donde la sal 20 está principalmente distribuida y que también
es posible que pequeñas cantidades de sal puedan estar distribuidas
en otros sitios dentro de la película 10.
Para preparar una película 10 con la sal 20
distribuida como se muestra en la Fig. 1, la sal 20 puede ser
aplicada a una película o incorporada a la película 10 de diferentes
maneras. Los métodos para fabricar la película se describen en
detalle en la siguiente sección. Sin embargo, aquí se mencionarán
algunos de estos métodos ya que se refieren a la cantidad de sal 20
que puede ser aplicada a una película o incorporada a la película
10. Si la sal 20 se aplica a una superficie de la película 10 en
forma de polvo, después puede ser aplicada hasta que se forme un
exceso de polvo (es decir, una cantidad que no permanecería sobre la
película) sobre la superficie de la película 10. En otras
realizaciones, la sal 20 puede ser incorporada a una solución que
es aplicada a la superficie de una película. Una solución salina
adecuada para la composición filmógena soluble en agua puede
comprender cualquier concentración molar adecuada de sal. Las
concentraciones molares adecuadas de una sal en solución pueden
incluir, aunque no de forma limitativa: de aproximadamente 0,01 M a
aproximadamente 10 M, de aproximadamente 0,1 M a aproximadamente 5
M, y de forma alternativa de aproximadamente 0,5 M a
aproximadamente 4 M, de sal en una solución acuosa. Las
concentraciones molares adecuadas de una sal en solución pueden ser
ajustadas de forma diferente para diferentes sales. Por ejemplo, una
concentración molar tan baja como de aproximadamente 0,25 M puede
ser adecuada para el sulfato de sodio y una concentración molar tan
baja como de aproximadamente 0,03 puede ser adecuada para algunas
sales de Al. En otras realizaciones, la sal 20 puede ser
incorporada directamente en cualquier composición filmógena soluble
en agua adecuada mezclando una sal adecuada en la composición
filmógena (p. ej. composición PVOH, que puede ser una composición
acuosa) en cualquier manera adecuada como se describe en la sección
siguiente. En ciertas realizaciones no limitativas, una cantidad
eficaz de una sal puede ser definida como las cantidades siguientes:
de aproximadamente 0,1% a aproximadamente 50%; de aproximadamente
0,5% o aproximadamente 1% a aproximadamente 15, 20 ó 25%; y, de
forma alternativa de aproximadamente 0,5% a aproximadamente 15%, en
peso de la película (con respecto a la sustancia seca después de
formada la película). Si una composición filmógena es modificada
para formar una película soluble en agua según la presente
invención, la sal puede sustituir a una cantidad equivalente, en
peso, de PVOH (o de otro material tipo película primario) en la
composición.
La composición filmógena soluble en agua y la
película 10 soluble en agua formada a partir de la misma pueden
también comprender uno o más aditivos o ingredientes adyuvantes. Por
ejemplo, la composición filmógena soluble en agua y la película 10
soluble en agua pueden contener: agua, plastificantes, lubricantes,
agentes antiadherentes, cargas, extensores, agentes antibloqueo,
agentes para reducir la pegajosidad, antiespumantes u otros
ingredientes funcionales. Estos últimos, en el caso de artículos
que contienen composiciones para lavado, pueden incluir, aunque no
de forma limitativa, aditivos detergentes funcionales para ser
suministrados al agua de lavado, por ejemplo dispersantes
poliméricos orgánicos u otros aditivos detergentes.
La película 10 soluble en agua puede, por tanto,
comprender agua u otros ingredientes volátiles. El agua o los otros
ingredientes volátiles pueden estar presentes en la película en
cualquier cantidad adecuada. Las cantidades adecuadas incluyen,
aunque no de forma limitativa, un intervalo de aproximadamente
1-20% en peso de la película soluble en agua
después de que la película haya sido formada y preacondicionada
durante 24 horas a 21ºC y 50% de humedad relativa.
La película 10 soluble en agua, como se ha
mencionado anteriormente, puede comprender un plastificante. Los
plastificantes adecuados incluyen, aunque no de forma limitativa:
glicerol, glicerina, diglicerina, hidroxipropil glicerina,
sorbitol, etilenglicol, dietilenglicol, trietilenglicol,
tetraetilenglicol, propilenglicol, polietilenglicol,
neopentilglicol, trimetilolpropano, poliéter polioles, etanolaminas,
y mezclas de los mismos.
En una realización no limitativa, el
plastificante puede comprender una combinación de
hidroxipropilglicerina y un polietilenglicol de bajo peso molecular
con un poli(alcohol vinílico) filmógeno soluble en agua
caliente (aproximadamente 49ºC [140ºF]) y soluble en agua fría
(aproximadamente 24ºC [75ºF]) como se describe en
US-3.374.195, concedida a Bianco y col. En ciertas
versiones de esta realización, el poli(alcohol vinílico)
utilizado se prepara sustituyendo aproximadamente el 80%-95% o el
85%-90% de los grupos acetato del acetato de polivinilo por grupos
hidroxilo. En estas realizaciones, la composición filmógena acuosa
puede comprender cualquier cantidad adecuada de poli(alcohol
vinílico) (por ejemplo, aproximadamente 20-40% de la
composición filmógena acuosa). El poli(alcohol vinílico)
puede tener una viscosidad en una solución acuosa al 4% a 20ºC de al
menos aproximadamente 0,02 Pa.s (20 centipoises) o entre
aproximadamente 0,02 y 0,05 Pa.s (20-45 Cps). La
hidroxipropil glicerina puede ser éter
1-metil-2-hidroxietilglicerílico
en donde una media de al menos aproximadamente 2,5, o de forma
alternativa 3, de los radicales hidroxilo de glicerina están
eterificados o sustituidos por los radicales hidroxilpropil
(1-metil-2-hidroxietilo).
El polietilenglicol puede tener un peso molecular promedio en peso
de entre aproximadamente 200 y 600, o de forma alternativa de entre
aproximadamente 200 y 300. En una realización no limitativa, la
composición contiene poli(alcohol vinílico) y, en porcentaje
en peso del contenido de poli(alcohol vinílico),
aproximadamente 7-17% de hidroxipropil glicerina y
aproximadamente 10-20% de polietilenglicol. La
proporción total de la combinación plastificante de hidroxipropil
glicerina y polietileno puede ser de entre aproximadamente 22 y 32%
de la composición filmógena acuosa. Por ejemplo, pueden utilizarse
aproximadamente 12% de hidroxipropil glicerina y aproximadamente 15%
de polietilenglicol.
En otra realización, como se describe en
US-6.787.512 B1 de MonoSol, concedida a Verrall y
col., un plastificante puede comprender uno o más de los
siguientes: glicerina, trietilenglicol, propilenglicol y
trimetilolpropano. El plastificante puede ser incorporado en la
película 10 soluble en agua en cualquier cantidad adecuada
incluyendo, aunque no de forma limitativa, cantidades en el
intervalo de aproximadamente 5% a aproximadamente 30% o en el
intervalo de aproximadamente 12% a aproximadamente 20%, en peso de
la composición filmógena acuosa.
Los tensioactivos adecuados pueden incluir las
clases no iónicas, catiónicas, aniónicas y de ion híbrido. Los
tensioactivos adecuados incluyen, aunque no de forma limitativa,
polioxipropilenglicoles polioxietilenados, alcoholes etoxilados,
alquil fenol etoxilados, glicoles acetilénicos terciarios y
alcanolamidas (tensioactivos no iónicos), aminas polioxietilenadas,
sales de amonio cuaternario y aminas polioxietilenadas cuaternizadas
(catiónicas) y óxidos de amina, N-alquilbetaínas y
sulfobetaínas (de ion híbrido). El tensioactivo puede ser
incorporado en la película 10 soluble en agua en cualquier cantidad
adecuada incluyendo, aunque no de forma limitativa, cantidades en
el intervalo de aproximadamente 0,01% a aproximadamente 1% o en el
intervalo de aproximadamente 0,1% a aproximadamente 0,6%, en peso
de la composición filmógena acuosa.
Los lubricantes/agentes antiadherentes adecuados
incluyen, aunque no de forma limitativa, ácidos grasos y sus sales,
alcoholes grasos, ésteres grasos, aminas grasas, acetatos de aminas
grasas y amidas grasas. El lubricante/agente antiadherente puede
ser incorporado en la película 10 soluble en agua en cualquier
cantidad adecuada incluyendo, aunque no de forma limitativa,
cantidades dentro del intervalo de aproximadamente 0,02% a
aproximadamente 1,5% o en el intervalo de aproximadamente 0,04% a
aproximadamente 0,15%, en peso de la composición filmógena
acuosa.
Las cargas, extensores, agentes antibloqueo y
agentes para reducir la pegajosidad adecuados incluyen, aunque no
de forma limitativa: almidones, almidones modificados,
polivinilpirrolidona reticulada, celulosa reticulada, celulosa
microcristalina, sílice, óxidos metálicos, carbonato de calcio,
talco y mica. Las cargas, extensores, agentes antiobloqueo y
agentes para reducir la pegajosidad pueden estar presentes en la
película 10 soluble en agua en cualquier cantidad adecuada
incluyendo, aunque no de forma limitativa, cantidades en el
intervalo de aproximadamente 0,1% a aproximadamente 25% en peso, o
en el intervalo de aproximadamente 1% a aproximadamente 15% en
peso, de la composición filmógena acuosa. En ausencia de almidón,
puede ser deseable que la carga, el extensor, el agente
antiobloqueo o el agente para reducir la pegajosidad estén presentes
en un intervalo de aproximadamente 1% a aproximadamente 5% en peso
de la composición filmógena acuosa.
Los antiespumantes adecuados incluyen, aunque no
de forma limitativa, aquellos basados en polidimetilsiloxanos y
mezclas de hidrocarburos. El antiespumante puede estar presente en
la película 10 soluble en agua en cualquier cantidad adecuada
incluyendo, aunque no de forma limitativa, en el intervalo de
aproximadamente 0,001% a aproximadamente 0,5%, o en el intervalo de
aproximadamente 0,01% a aproximadamente 0,1%, en peso de la
composición filmógena acuosa.
La composición se prepara mezclando los
materiales y agitando la mezcla mientras se eleva la temperatura de
aproximadamente 21ºC (aproximadamente 70ºF) a aproximadamente 90ºC
(195ºF) hasta completar la disolución. La composición filmógena
puede realizarse en cualquier forma adecuada (p. ej. película u
hoja) y después puede conformarse en cualquier producto adecuado
(p. ej. bolsas, bolsitas o recipientes de uno o más
compartimentos).
Existen numerosas realizaciones no limitativas
del método para preparar la película 10 soluble en agua descrita en
la presente memoria.
En una realización, el método comprende
proporcionar una película soluble en agua anteriormente formada y
aplicar una sal a al menos una de las superficies de la película
soluble en agua anteriormente formada. (La película soluble en agua
anteriormente formada puede ser una película soluble en agua que no
haya sido modificada por la adición de sal a la composición
utilizada para formar la película). Este método puede utilizarse
para proporcionar sal 20 sobre la superficie exterior de la
película 10 mostrada en la Fig. 1.
La sal 20 puede ser aplicada a la película
soluble en agua anteriormente formada de diferentes maneras. En una
realización no limitativa, la sal se aplica a al menos una de las
superficies de la película soluble en agua anteriormente formada en
forma de polvo (en partículas o gránulos). Las partículas de sal
pueden tener cualquier tamaño adecuado. Por ejemplo, el polvo de
sulfato de sodio puede tener un tamaño de partículas promedio de
aproximadamente 0,001 mm (1 micrómetro) a aproximadamente 0,5 mm
(500 micrómetros); de aproximadamente 0,001 mm (1 micrómetro) a
aproximadamente 0,3 mm (300 micrómetros), o de forma alternativa,
inferior o igual a aproximadamente 0,15 mm (150 micrómetros).
Varios ejemplos no limitativos de partículas de sal de tamaño
adecuado son aquellas partículas que pasan a través de un tamiz de
los números 120 y 270. La cantidad de sal añadida a la película
soluble en agua anteriormente formada puede expresarse en términos
de la cantidad de sal añadida sobre la película como porcentaje del
peso inicial de la película (antes de añadir la sal). La cantidad
de sal que puede ser añadida a la película en esta realización puede
estar en cualquier intervalo adecuado incluyendo, aunque no de
forma limitativa, entre aproximadamente 0,01% y aproximadamente 50%,
o más, o entre aproximadamente 2,5% y aproximadamente 20%, o entre
aproximadamente 2,5% y aproximadamente 7%, en peso de la película.
En estas realizaciones, pueden aplicarse cantidades mayores de sal a
la película dado que la aplicación de sal a la superficie de una
película probablemente no afectará de forma no deseable a ciertas
propiedades de la película, especialmente a las propiedades
mecánicas de la misma, como cuando se incorpora sal a una
composición filmógena.
En otra realización no limitativa del método, la
sal se proporciona en forma de una solución que se aplica sobre al
menos una de las superficies de la película soluble en agua. La
solución puede ser aplicada a al menos una de las superficies de la
película soluble en agua en cualquier manera adecuada incluyendo,
aunque no de forma limitativa, mediante pulverización e/o impresión
de la misma sobre al menos una de las superficies de la película
soluble en agua. La solución puede comprender una mezcla de
cualquier cantidad adecuada de sal y agua. Por ejemplo, la solución
puede comprender una solución de aproximadamente 0,01 M a
aproximadamente 1,25 M, o mayor, de sal y agua. En una realización
no limitativa, la solución comprende al menos una solución 0,5 M de
Na_{2}SO_{4}. Esta solución puede formarse mezclando al menos
6,6% de Na_{2}SO_{4} en agua. La película con la solución
salina sobre la misma se deja después secar o se somete a un proceso
de secado. La concentración de sal en la solución también puede ser
establecida de manera que después de dejar secar la película con la
solución salina sobre la misma o de someterla a un proceso de
secado, el nivel de sal en el agua restante esté dentro de los
intervalos anteriores, por ejemplo, la sal en el recubrimiento
secado sobre la superficie de la película puede estar en una
concentración de al menos aproximadamente 0,5 M a aproximadamente
1,25 M, o más.
Estas realizaciones también pueden comprender
una etapa de humectar al menos una parte de al menos una de las
superficies de la película soluble en agua antes de aplicar una sal
a la película soluble en agua anteriormente formada. La humectación
de la superficie de la película soluble en agua puede utilizarse
para disolver al menos parcialmente o solubilizar una parte
exterior de la superficie de la película (es decir, a mitad del
espesor de la película). La película soluble en agua puede
disolverse al menos parcialmente hasta cualquier profundidad
deseada. Las profundidades adecuadas incluyen, aunque no de forma
limitativa: de aproximadamente 1% a aproximadamente 40% o
aproximadamente 45%, de aproximadamente 1% a aproximadamente 30%, de
aproximadamente 1% a aproximadamente 20%, de aproximadamente 1% a
aproximadamente 15%, y de forma alternativa, de aproximadamente 1%
a aproximadamente 10%, del espesor total de la película. La sal es
después aplicada a la parte disuelta parcialmente de la superficie
de la película. Esto permite que la sal se integre en una parte
exterior de la superficie de la película y se vuelva parte más
permanente de la película. La superficie humedecida de la película
con la sal integrada en la misma se deja después secar. Esta
realización del método también puede comprender una etapa de
eliminar al menos parte de cualquier sal suelta o de exceso que
quede sobre la superficie de la película soluble en agua después de
secarse, p. ej., limpiando o aplicando una sustancia antiadherente
en la superficie de la película.
En otra realización, el método para preparar la
película 10 soluble en agua comprende las etapas de: (a)
proporcionar una composición filmógena soluble en agua; (b) añadir
una sal a la composición filmógena soluble en agua; y (c) formar
una película a partir de la mezcla que comprende la composición
filmógena soluble en agua con la sal en la misma. En esta
realización, incluidas las realizaciones multicapa descritas más
adelante, la sal 20 puede ser añadida en cualquier porcentaje en
peso de la película adecuado. Los porcentajes adecuados incluyen,
aunque no de forma limitativa: hasta aproximadamente 20%; menos o
igual a aproximadamente 20% y de aproximadamente 1% a
aproximadamente 15%, de la película sin que ello afecte
negativamente a las propiedades de la película 10. La sal 20 puede
ser añadida a la composición filmógena antes o durante el proceso de
conformación de la película soluble en agua. Puede ser deseable en
esta realización añadir la sal durante el proceso de conformación
de la película soluble en agua (p. ej., añadiendo la sal a una
película parcialmente formada, como una película que ha sido
moldeada aunque no secada) de manera que la sal esté distribuida más
cerca de al menos una de dichas primera y segunda superficies que
por el espesor de dicha película soluble en agua una vez formada la
película. Para hacer esta película, los ingredientes anteriormente
descritos se mezclan en la manera descrita en la presente memoria y
la película 10 soluble en agua se forma utilizando cualquiera de
los procesos disponibles para fabricar películas. Las películas
adecuadas pueden, por ejemplo, ser preparadas por uno o más de los
siguientes métodos de conformación de películas: recubrimiento,
laminación, moldeo, moldeo por soplado y/o extrusión o extrusión
por soplado del material filmógeno.
En otra realización, la sal puede ser añadida a
la película 10 soluble en agua después de utilizar la película en
un producto. Por ejemplo, si la película 10 soluble en agua se
utiliza para formar una bolsa soluble en agua que contiene una
composición, la sal puede ser añadida a la película sobre al menos
una parte de la superficie de la bolsa soluble en agua. Esto puede
ser realizado de diferentes maneras. A continuación se describen
varios ejemplos no limitativos de este método. Otra alternativa
para este método es sumergir al menos parcialmente, o totalmente,
el producto (p. ej., las bolsas) en una solución salina
concentrada.
En otra realización, el método para preparar la
película 10 soluble en agua comprende conformar una película
multicapa soluble en agua. La película multicapa soluble en agua
puede comprender dos o más capas (p. ej., 3, 4, 5 capas). El término
"capa", en la presente memoria, no sólo abarca capas
diferenciadas sino también recubrimientos. Así, un recubrimiento
también puede ser considerado como una capa, salvo que se indique lo
contrario. La película multicapa soluble en agua tiene al menos una
capa exterior que tiene una sal incorporada en la misma o
distribuida sobre la misma. (En otras realizaciones también se puede
crear una película multicapa en donde la capa que tiene una sal
incorporada en la misma o distribuida sobre la misma comprende una
capa interior de la película multicapa). Estas películas multicapa
pueden ser realizadas de diferentes maneras.
La Fig. 2 muestra una realización no limitativa
de una vista lateral esquemática de una película 10 que tiene una o
más capas que forman la superficie de las mismas con una sal
incorporada a la misma. En la realización mostrada en la Fig. 2, la
película 10 comprende dos capas. Estas se mencionarán como primera
capa 22 y segunda capa 24. Como se muestra en la Fig. 2, la
película multicapa 10 soluble en agua se forma con la primera capa
22 orientada en sentido descendente sobre una superficie, tal como
una superficie 40 de moldeo.
La primera capa 22 comprende una primera
superficie 26, una segunda superficie 28 y tiene un espesor 30 entre
la primera y la segunda superficies. La segunda capa 24 comprende
una primera superficie 32, una segunda superficie 34 y tiene un
espesor 36 entre la primera y la segunda superficies. Las primera y
segunda capas 22 y 24 se combinan de manera que la primera
superficie 32 de la segunda capa 24 está adyacente y unida a la
segunda superficie 28 de la primera capa 22. La primera superficie
26 de la primera capa 22 forma la primera superficie 12 de la
película multicapa 10 y la segunda superficie 34 de la segunda capa
24 forma la segunda superficie 14 de la película multicapa 10. La
sal 20 está distribuida dentro del espesor 30 de la primera capa
22.
La película multicapa 10 mostrada en la Fig. 2
puede formarse en cualquier manera adecuada. En una realización, la
película multicapa 10 se forma preparando una primera composición
filmógena soluble en agua que se utilizará para formar la primera
capa 22. La primera composición filmógena soluble en agua comprende
una primera concentración de una o más sales 20. La primera
composición filmógena soluble en agua con sal 20 en la misma se
conforma en la primera capa 22. La primera composición filmógena
soluble en agua con sal 20 puede conformarse en la primera capa 22
de cualquier manera adecuada. La primera capa 22 puede, por ejemplo,
estar formada mediante uno o más de los siguientes métodos de
formación de películas: moldeo, moldeo por soplado y/o extrusión o
extrusión por soplado del material filmógeno, o combinaciones de los
mismos.
En la realización mostrada en la Fig. 2, la
primera capa 22 se forma mediante moldeo de la primera composición
filmógena soluble en agua sobre una superficie 40 de moldeo
adecuada. La composición filmógena puede ser moldeada cuando está a
elevada temperatura o calentada. La composición filmógena puede
estar a cualquier temperatura adecuada cuando es moldeada. En una
realización no limitativa cuando la película se realiza en un
laboratorio, la composición filmógena está a una temperatura de
aproximadamente 74ºC (aproximadamente 165ºF) cuando es moldeada. En
un proceso continuo de fabricación de películas a escala industrial,
puede ser deseable que la composición filmógena sea moldeada a una
temperatura superior (p. ej., superior a aproximadamente 165ºC
[aproximadamente 74ºC]). La superficie 40 de moldeo puede
comprender cualquier superficie adecuada para moldear estas
películas y puede incluir cintas o tambores que de forma típica son
utilizados en la industria para este fin. Para preparar la película
en un laboratorio puede utilizarse una pieza de vidrio como
superficie 40 de moldeo. La primera composición filmógena soluble
en agua puede ser aplicada a la superficie 40 de moldeo en cualquier
manera adecuada para formar la primera capa 22. La primera capa 22
puede formarse sobre la superficie 40 de moldeo conformando un
único recubrimiento o capa sobre la superficie 40 de moldeo, o
recubriendo o laminando de forma secuencial la primera composición
filmógena soluble en agua para formar una primera película 22 del
espesor 30 deseado.
La segunda capa 24 se forma a partir de la
segunda composición filmógena soluble en agua. La segunda
composición filmógena soluble en agua comprende menos sal que la
primera composición filmógena soluble en agua, o está
prácticamente, o completamente, exenta de sal. La segunda capa 24 se
forma conformando una segunda película a partir de la segunda
composición filmógena soluble en agua, y la segunda capa 24 se
combina con la primera capa 22. La segunda composición filmógena
soluble en agua puede formarse en la segunda capa 24 de cualquier
manera adecuada. La segunda capa 24, por ejemplo, puede formarse
mediante uno o más de los siguientes métodos de formación de
películas: moldeo, moldeo por soplado y/o extrusión o extrusión por
soplado del material filmógeno, o combinaciones de los mismos. En
la realización mostrada en la Fig. 2, la segunda capa 24 se forma
recubriendo o moldeando la segunda composición filmógena soluble en
agua sobre la primera capa 22.
Las capas combinadas formarán una película
multicapa 10 con sal que está distribuida más cerca de una
superficie 12 de la película 10 soluble en agua. En la realización
mostrada en la Fig. 2, la primera capa 22 que contiene sal 20 se
forma antes de la segunda capa 24 que contiene menos sal o que está
prácticamente exenta de sal. Además, la primera capa 22 que
contiene sal 20 es más delgada que la segunda capa 24 que contiene
menos sal o está prácticamente exenta de sal.
Existen numerosas realizaciones alternativas
para preparar la película mostrada en la Fig. 2. Estas incluyen,
aunque no de forma limitativa, las etapas que se mencionan a
continuación, pudiendo las etapas del método ser realizadas en
diferentes órdenes. Por ejemplo, las diferentes composiciones
filmógenas pueden formarse en cualquier orden. No es necesario que
la primera composición filmógena sea preparada antes que la segunda
composición filmógena. En otras realizaciones, la primera capa 22
que contiene sal 20 puede ser formada después y/o encima de la
segunda capa 24 que contiene menos sal o está prácticamente exenta
de sal. En otras realizaciones, la primera capa 22 que contiene sal
20 puede ser más gruesa que la segunda capa 24 que contiene menos
sal o está prácticamente exenta de sal.
En otras realizaciones, puede prepararse una
película multicapa con más de dos capas. En este caso, el método
también puede comprender proporcionar una o más composiciones
filmógenas solubles en agua adicionales. La una o más composiciones
filmógenas adicionales pueden comprender menos sal que la primera
composición filmógena soluble en agua, o estar prácticamente exenta
de sal. El método también puede comprender formar una o más capas
de película adicionales a partir de la una o más composiciones
filmógenas solubles en agua adicionales, en donde la una o más
películas adicionales se combinan con la segunda película para
formar una película multicapa de tres o más capas. En versiones
alternativas de esta realización, las una o más composiciones
filmógenas adicionales pueden comprender el mismo porcentaje de sal
o más sal que la primera composición filmógena soluble en agua. En
esta realización alternativa, las capas deberían combinarse de
manera que la capa con la máxima concentración de sal esté más
cerca de al menos una de dichas primeras superficies (26, 32) y
segundas superficies (28, 34) de la película multicapa que en el
espesor de la película multicapa soluble en agua.
Las capas de las películas multicapa descritas
en la presente memoria pueden tener cualquier espesor adecuado y
pueden comprender cualquier parte o porcentaje adecuado del espesor
total de la película. La capa que contiene sal puede tener un
espesor de aproximadamente 1% a aproximadamente 80% del espesor
total 16 de la película. Por ejemplo, la primera capa de película
puede comprender de aproximadamente 1% a aproximadamente 50%, de
aproximadamente 1% a aproximadamente 40%, de aproximadamente 1% a
aproximadamente 30%, de aproximadamente 1% a aproximadamente 20%,
de aproximadamente 1% a aproximadamente 15%, de aproximadamente 1% a
aproximadamente 10%, y de forma alternativa de aproximadamente 1% a
aproximadamente 5%, del espesor total de la película. Así, en
ciertas realizaciones, la relación entre el espesor de la segunda
capa 24 y el de la primera capa 22 puede ser superior a 2:1. Por
ejemplo, en una realización no limitativa, el espesor total de la
película multicapa puede ser de aproximadamente 0,075 mm (75
micrómetros) y la primera capa 22 puede tener un espesor de
aproximadamente
0,01 mm (10 micrómetros) y la segunda capa 24 puede tener un espesor de aproximadamente 0,065 mm (65 micrómetros).
0,01 mm (10 micrómetros) y la segunda capa 24 puede tener un espesor de aproximadamente 0,065 mm (65 micrómetros).
La película 10 soluble en agua descrita en la
presente memoria puede ser conformada en productos y otros
artículos, incluyendo de forma no excluyente aquellos en los que la
película soluble en agua se utiliza como material de envasado.
Estos productos incluyen, aunque no de forma limitativa, bolsas
solubles en agua, bolsitas y otros recipientes.
Las bolsas solubles en agua y otros recipientes
de este tipo que incorporan la película 10 soluble en agua descrita
en la presente memoria pueden ser realizados en cualquier manera
adecuada conocida en la técnica. La película 10 soluble en agua
puede proporcionarse con resistencia a la solubilidad mejorada antes
o después de conformarla en el producto final. En cualquier caso,
en ciertas realizaciones es deseable al preparar estos productos
que la superficie 12 de la película 10 sobre la cual se distribuye
la sal 20 (o la superficie que está situada más cerca de la sal
contenida dentro del espesor de la película) forme una superficie
exterior del producto.
Existen una serie de procesos para fabricar
bolsas solubles en agua. Estos incluyen, aunque no de forma
limitativa, procesos conocidos en la técnica como: procesos FFS
(form fill seal) en vertical, procesos FFS (form fill seal) en
horizontal y formación de las bolsas en moldes sobre la superficie
de un tambor circular. En los procesos FFS (form fill seal) en
vertical se forma un tubo vertical plegando una película. El extremo
inferior del tubo es precintado para formar una bolsa abierta. Esta
bolsa se llena parcialmente dejando un espacio superior. La parte
superior de la bolsa abierta es después precintada para cerrar la
bolsa y para formar la siguiente bolsa abierta. La primera bolsa es
después cortada y se repite el proceso. Las bolsas formadas de esta
forma tienen habitualmente forma de almohada. Los procesos FFS (form
fill seal) en horizontal utilizan una matriz que tiene una serie de
moldes en la misma. En los procesos FFS (form fill seal) en
horizontal, se coloca una película en la matriz y se forman bolsas
abiertas en estos moldes, los cuales después pueden ser llenados,
cubiertos con otra capa de película y precintados. En el tercer
proceso (formación de bolsas en moldes sobre la superficie de un
tambor circular), se hace circular una película sobre el tambor y se
forman bolsas que pasan por debajo de una máquina llenadora para
llenar las bolsas abiertas. El llenado y precintado se produce en
el punto máximo (más alto) del círculo descrito por el tambor, p.
ej. de forma típica, el llenado se realiza justo antes de que el
tambor rotatorio comience el movimiento circular descendente y el
precintado justo después de que el tambor comience su movimiento
descendente.
En cualquiera de los procesos que implican una
etapa de formar bolsas abiertas, la película puede inicialmente ser
moldeada o formada en forma de una bolsa abierta mediante
termoconformado, conformación al vacío o ambos. El termoconformado
implica calentar el molde y/o la película aplicando calor en
cualquier manera conocida tal como poner en contacto el molde con
un elemento calefactor, o soplando aire caliente o utilizando
lámparas calefactoras para calentar el molde y/o la película. En el
caso del conformado al vacío, el vacío se utiliza para ayudar a
introducir la película en el molde. En otras realizaciones, pueden
combinarse las dos técnicas para formar bolsas, por ejemplo, la
película puede ser formada en bolsas abiertas mediante conformado al
vacío y puede proporcionarse calor para facilitar el proceso.
Después las bolsas abiertas se llenan con la composición que debe
estar contenida en las
mismas.
mismas.
A continuación las bolsas abiertas llenas se
cierran, lo cual se puede llevar a cabo mediante cualquier método.
En algunos casos, como en los procesos de conformación de bolsas en
sentido horizontal, el cierre se realiza alimentando continuamente
un segundo material o película, tal como una película soluble en
agua, sobre y en la banda de bolsas abiertas, y después precintando
la primera película y la segunda película juntas. El segundo
material o película puede comprender la película 10 soluble en agua
descrita en la presente memoria. Puede ser deseable que la
superficie de la segunda película sobre la cual se distribuye la sal
(o que está situada más cerca de la sal contenida dentro del
espesor de la película) esté orientada de manera que forme una
superficie exterior de la bolsa.
En este proceso, la primera y la segunda
películas están de forma típica precintadas en la zona entre los
moldes y, por tanto, entre las bolsas que se forman en moldes
adyacentes. El precintado se puede realizar mediante cualquier
método. Los métodos de precintado incluyen termosellado, soldadura
con disolvente y sellado con disolvente o en húmedo. Las bandas
precintadas de bolsas pueden después ser cortadas con un dispositivo
cortante para cortar y separar las bolsas de la banda entre sí para
formar bolsas separadas. Los procesos de formación de bolsas
solubles en agua se describen en más detalle en
US-09/994.533 y US-2002/0169092 A1,
publicada en nombre de Catlin y col.
La presente invención puede también incluir
artículos fabricados (o "artículos") o productos que comprenden
una composición de producto y una película soluble en agua, que
puede ser conformada en un recipiente, tal como una bolsa, una
bolsita, una cápsula, un receptáculo, etc. para contener la
composición de producto. La superficie de la película soluble en
agua con la sal distribuida más próxima en la misma puede utilizarse
para formar una superficie exterior del recipiente. La película
soluble en agua puede formar al menos una parte de un recipiente
que proporciona una dosis unitaria de la composición de
producto.
Para simplificar, los artículos de interés de la
presente invención se describirán en términos de bolsas solubles en
agua, aunque debe entenderse que la discusión en la presente memoria
también es aplicable a otros tipos de recipientes.
Las bolsas formadas por los anteriores métodos
pueden tener cualquier forma y tamaño adecuados para contener la
composición contenida en la misma hasta que se desee liberar la
composición de la bolsa soluble en agua, por ejemplo mediante
inmersión en agua de la bolsa soluble en agua. Las bolsas pueden
comprender un compartimento o dos o más compartimentos (es decir,
las bolsas pueden ser bolsas multicompartimentales). En una
realización, la bolsa soluble en agua puede tener dos o más
compartimentos que están en una relación generalmente superpuesta y
la bolsa comprende paredes exteriores superior e inferior
generalmente opuestas, paredes laterales a modo de reborde formando
las caras de la bolsa y una o más paredes divisorias internas
separando diferentes compartimentos entre sí. Si la composición
contenida en las bolsas comprende diferentes formas o componentes,
los diferentes componentes de la composición pueden estar
contenidos en diferentes compartimentos de la bolsa soluble en agua
y pueden estar separados entre sí por una barrera de material
soluble en agua.
Las bolsas u otros recipientes pueden contener
una dosis unitaria de una o más composiciones para usar como
composiciones detergentes para lavado de ropa, composiciones
detergentes para lavavajillas, limpiadores de superficies duras,
quitamanchas, mejoradores de tejidos y/o suavizantes de tejidos y
nuevas formas de productos en las que el contacto con pequeñas
cantidades de agua podría crear una disolución prematura de la
bolsa, un escape no deseado de la bolsa y/o una adhesión no
deseable entre las bolsas. Las composiciones en las bolsas pueden
estar en cualquier forma adecuada incluyendo, aunque no de forma
limitativa: líquidos, geles líquidos, geles, pastas, cremas,
sólidos, gránulos, polvos, etc. Los diferentes compartimentos de las
bolsas multicompartimentales pueden utilizarse para separar
ingredientes incompatibles. Por ejemplo, puede ser deseable separar
blanqueadores y enzimas en compartimentos separados. Otras formas
de realizaciones multicompartimentales pueden incluir un
compartimento que contiene polvo junto con un compartimento que
contiene líquido. Otros ejemplos de bolsas solubles en agua
multicompartimentales se describen en US-6.670.314
B2, Smith y col.
Las bolsas solubles en agua pueden ser
introducidas en cualquier solución acuosa adecuada (tal como agua
caliente o fría), tras lo cual el material en forma de película
soluble en agua que forma las bolsas solubles en agua se disuelve
para liberar el contenido de las bolsas. La película y las bolsas
descritas en la presente memoria pueden ser solubles o dispersables
en agua y tienen una solubilidad en agua de al menos aproximadamente
50%, de forma alternativa de al menos aproximadamente 75% o incluso
de al menos aproximadamente 95%, en peso. La solubilidad de la
película y las bolsas puede ser medida con un método que consiste en
añadir una pieza de película o una de las bolsas (incluida la
película que la comprende) a agua destilada, agitar vigorosamente
el agua destilada que contiene la película o la bolsa utilizando un
agitador magnético y filtrar el agua que contiene la película o
bolsa utilizando un filtro de vidrio con un tamaño de poro máximo de
0,02 mm (20 micrómetros). Después se compara el peso seco de
material recogido en el filtro con el peso de la muestra inicial y
se expresa como porcentaje.
Los siguientes ejemplos se proporcionan para
ayudar a alcanzar una comprensión completa de la invención. Se
entenderá que la invención no se limita a los ejemplos o a los
procedimientos, materiales, porcentajes y condiciones presentados
en la misma, sino que estos son simplemente ilustrativos. Salvo que
se indique lo contrario, los porcentajes son en peso.
En este ejemplo se proporciona una bolsa soluble
en agua prefabricada realizada a partir de una película soluble en
agua con resistencia a la solubilidad mejorada antes de ser
sumergida en agua. Esto se realiza aplicando una capa antiadherente
a la superficie exterior de la película de la bolsa con una sal.
Se adquiere una bolsa soluble en agua comercial
que contiene una dosis unitaria de detergente líquido para lavado
de ropa conocido como ARIEL® Liquitabs^{TM} de The Procter &
Gamble Company en Europa. El contenido de la bolsa soluble en agua
ARIEL® Liquitabs^{TM} se encuentra dentro de una película soluble
en agua que comprende al menos algunos PVOH.
A la superficie exterior de la bolsa soluble en
agua ARIEL® Liquitabs^{TM} se aplica un polvo de sulfato de sodio
que pasa a través de tamices de número 120 ó 270. La cantidad de sal
añadida a la película soluble en agua puede ser expresada en
términos de la cantidad de sal añadida sobre la película como
porcentaje del peso inicial de la película (antes de añadir la
sal). La cantidad de sal que se agrega a la película está entre
aproximadamente 2,5% y aproximadamente 7%, del peso inicial de la
película. En la Tabla 2 se muestra la resistencia a la solubilidad
mejorada cuando entra en contacto con pequeñas cantidades de agua de
tres conjuntos de muestras creados de esta manera. Si las muestras
se describen como "deformadas", entonces se deforman pero no
presentan fugas.
En este ejemplo se proporciona una bolsa soluble
en agua realizada a partir de una película soluble en agua con
resistencia a la solubilidad mejorada antes de ser sumergida en
agua. Esto se realiza disolviendo al menos parcialmente la
superficie exterior de la película soluble en agua y después
aplicando una capa antiadherente a la misma con una sal.
Se obtiene otra bolsa soluble en agua ARIEL®
Liquitabs^{TM} que contiene una dosis unitaria de detergente
líquido para lavado de ropa. La superficie exterior de la bolsa
soluble en agua ARIEL® Liquitabs^{TM} se humedece y disuelve
hasta la mitad de la profundidad de la película aplicando agua a la
superficie de la película con un medio humectante (p. ej. una
esponja húmeda, nebulización de agua o pulverización de agua). A la
superficie exterior humedecida de la bolsa se aplica después polvo
de sulfato de sodio con un tamaño de partículas promedio inferior o
igual a aproximadamente 0,15 mm (150 micrómetros). Después se deja
secar la bolsa hasta que la superficie esté seca al tacto. Se
retira el exceso de sulfato de sodio limpiando la superficie de la
bolsa soluble en agua con una toallita resultando completa la
formación de la bolsa con sal integrada en la superficie
exterior.
También pueden utilizarse las mismas etapas
descritas en los ejemplos 1 y 2 anteriores para proporcionar una
bolsa multicompartimental soluble en agua realizada a partir de una
película soluble en agua con resistencia a la solubilidad mejorada.
Esto puede realizarse de la misma manera descrita en los Ejemplos 1
y 2 en una bolsa multicompartimental soluble en agua, tal como una
bolsa multicompartimental soluble en agua CASCADE® ActionPac^{TM}
que contiene una dosis unitaria de detergente para lavavajillas
adquirida a The Procter & Gamble Company en EE.UU.
En este ejemplo se forma una película multicapa
soluble en agua que comprende dos capas. Se preparan dos soluciones
utilizando la película M8630^{TM} de MonoSol. La película
M8630^{TM} de MonoSol se disuelve en agua desionizada a
75-80ºC para formar una solución. Las dos soluciones
comprenden: una solución que no contiene sal (solución 1) y una
solución que contiene sulfato de sodio (solución 2). Las
composiciones de estas soluciones se describen en la Tabla 1.
Utilizando una máquina GARDCO^{TM} Automatic
Drawdown comercializada por Paul N. Gardner Company, Inc., Pompano
Beach, FL, EE.UU., con una varilla de moldeo nº 26 y una velocidad
de moldeo de 6,0, se moldea la solución 2 en una película sobre una
placa de vidrio o portaobjetos. Tras el moldeo, el portaobjetos se
coloca en un horno a 74ºC (165ºF) durante 20 minutos. Después de 20
minutos a 74ºC (165ºF), el portaobjetos es retirado del horno y
colocado de nuevo sobre la máquina GARDCO^{TM} Automatic Drawdown.
El espesor de este primer moldeo es de aproximadamente 0,02 mm (20
micrómetros).
Utilizando una varilla de moldeo nº 42/76 y una
velocidad de moldeo de 12,4, se moldea la solución 1 en una película
sobre la película del portaobjetos obtenida con la solución 2. El
portaobjetos es después colocado en un horno a 74ºC (165ºF) durante
una hora. Después de una hora, el portaobjetos con las capas de
material de moldeo soluble en agua sobre el mismo es retirado del
horno y colocado en una habitación a 21ºC con 40% HR durante 24
horas para obtener una película multicapa. El espesor resultante de
la película multicapa final es de aproximadamente 0,072 mm (72
micrómetros).
La película soluble en agua formada según la
presente invención puede utilizarse como un material en forma de
bolsa para formar cualquier recipiente adecuado (tal como una bolsa
soluble en agua) que contenga cualquier composición de producto
adecuada.
El ensayo de resistencia a la gotícula de agua
se realiza:
- a)
- proporcionando una bolsa soluble en agua;
- b)
- aplicando una gotícula de agua de 0,001 a 0,01 ml a temperatura ambiente al centro de una de la superficies exteriores de la bolsa soluble en agua;
- c)
- esperando 10 minutos y
- d)
- determinando si la bolsa soluble en agua presenta fugas.
El ensayo de adhesión entre bolsas se
realiza:
- a)
- proporcionando una bolsa soluble en agua problema;
- b)
- aplicando una gotícula de agua de 0,03 ml a temperatura ambiente al centro de la superficie exterior de la película de la bolsa soluble en agua problema;
- c)
- proporcionando una bolsa soluble en agua que no comprenda la película soluble en agua descrita en la presente memoria (una bolsa de control "sin sal");
- d)
- colocando la bolsa soluble en agua sin sal encima de la zona humedecida de la superficie de la bolsa soluble en agua problema;
- e)
- esperando 10 segundos; y
- f)
- levantando la bolsa soluble en agua sin sal seis pulgadas (15 cm); y
- g)
- determinando si la bolsa soluble en agua problema se pega a la bolsa soluble en agua sin sal.
\vskip1.000000\baselineskip
Todas las pruebas se realizan en las condiciones
convencionales de laboratorio, salvo que se indique lo
contrario.
La Tabla 2 muestra los resultados de un ensayo
de resistencia a la gotícula de agua para una bolsa de lavado de
ropa con líquido comercial (tal como ARIEL® Liquitabs^{TM}
adquirida a The Procter & Gamble Company en Europa). Los pesos
adicionales de sal se presentan como porcentaje de peso de la
película. Los resultados indican que las bolsas solubles en agua
son resistentes a la disolución prematura de la bolsa, a los escapes
no deseados de la bolsa y/o a la adhesión no deseable entre bolsas
dado que las bolsas solubles en agua con sal muestran una reducción
superior al 75% de los escapes inmediatos con respecto a las bolsas
solubles en agua sin sal.
\vskip1.000000\baselineskip
También se ha observado que la aplicación de una
capa antiadherente de Na_{2}SO_{4} reduce la adhesión entre
bolsas. Cuando se aplica una gotícula de agua de 0,03 ml a la
superficie de una primera bolsa soluble en agua sin sal (es decir
CASCADE® ActionPac^{TM} de The Procter & Gamble Company,
EE.UU.) y después se coloca una segunda bolsa soluble en agua sin
sal encima de la primera bolsa soluble en agua sin sal durante 10
segundos, las dos bolsas solubles en agua sin sal se unen tan
fuertemente que no pueden ser separadas sin desgarrar el material
de la bolsa soluble en agua o la película soluble en agua. Cuando se
realiza este mismo procedimiento con bolsas solubles en agua con
sal, las bolsas solubles en agua con sal no se adhieren o pueden
ser separadas fácilmente mediante agitación.
La presente invención puede proporcionar
numerosas ventajas además de proporcionar la película con
resistencia a la solubilidad cuando entra en contacto con pequeñas
cantidades de agua. La adición de sal a la película puede permitir
la fabricación de películas más finas y/o películas con mayor
solubilidad cuando son sumergidas en agua, dado que ya no es tan
necesario diseñar las películas con un espesor adicional para
proporcionar resistencia a la solubilidad al entrar en contacto con
pequeñas cantidades de agua. Al proporcionar películas que tienen
resistencia a la solubilidad cuando entran en contacto con pequeñas
cantidades de agua en la manera descrita en la presente memoria se
mantienen las propiedades físicas (p. ej., solubilidad,
flexibilidad, extensibilidad y similares) y las propiedades
estéticas (p. ej., transparencia o translucencia, si es transparente
o traslúcida) y también se mantienen estas propiedades al envejecer
las películas. Debe entenderse, sin embargo, que la
invención(es) descrita(s) en las reivindicaciones no
necesitan proporcionar ninguna de estas ventajas salvo que se
especifique en particular en las mismas.
La descripción de todas las patentes,
solicitudes de patente (y cualquier patente que se expida sobre las
mismas, así como cualquiera de las solicitudes de patente extranjera
publicada correspondiente) y las publicaciones mencionadas en esta
descripción se incorporan como referencia en la presente memoria.
Sin embargo, no se admite expresamente que ninguno de los
documentos incorporados como referencia en esta memoria enseñe o
describa la presente invención.
Debe entenderse que cada limitación numérica
máxima mencionada a lo largo de esta memoria descriptiva incluirá
toda limitación numérica inferior como si dichas limitaciones
numéricas inferiores estuvieran expresamente indicadas en la
presente memoria. Todos los valores límite mínimos mencionados a lo
largo de la presente memoria descriptiva incluirán cualquier valor
límite superior, como si dichos valores límite superiores estuvieran
expresamente escritos en la presente memoria. Cada intervalo
mencionado a lo largo de esta memoria descriptiva incluirá
cualquier intervalo numérico más pequeño comprendido en este
intervalo numérico más amplio, como si dichos intervalos más
pequeños estuvieran expresamente escritos en la presente
memoria.
Claims (7)
1. Un método para preparar una película soluble
en agua que es resistente a la solubilidad antes de ser sumergida
en agua, en donde la película tiene una primera superficie, una
segunda superficie y un espesor entre la primera y la segunda
superficies, la película comprende una composición filmógena soluble
en agua que comprende al menos algo de poli(alcohol
vinílico) y una sal que está distribuida más cerca de al menos una
de la primera y la segunda superficies que por el espesor de la
película soluble en agua, en donde dicho método comprende las
etapas de:
- (a)
- formar una película soluble en agua que comprende al menos algo de poli(alcohol vinílico) y tiene una primera superficie y una segunda superficie; y
- (b)
- aplicar una sal a al menos una de dichas superficies de dicha película; en donde dicha sal comprende entre 0,5% y 15% del peso de dicha película.
2. El método de la reivindicación 1, en donde
aplicar incluye distribuir sobre, distribuir adyacente a, incorporar
a, distribuir dentro de, distribuir en, colocar en, colocar sobre,
distribuir sobre la misma, incorporar en la misma, contener y
añadir a la misma.
3. El método de las reivindicaciones
1-2, en donde dicha sal se selecciona del grupo que
consiste en: un catión o mezclas de cationes seleccionados del
siguiente grupo: aluminio, amonio, antimonio, bario, bismuto,
cadmio, calcio, cesio, cobre, hierro, litio, magnesio, níquel,
potasio, rubidio, plata, sodio, estroncio, cinc y circonio; y un
anión o mezclas de aniones seleccionados del siguiente grupo:
acetato, sulfato de aluminio, azida, bicarbonato, bisulfito,
borohidruro, borooxalato, bromato, bromuro, carbonato, cloruro,
clorito, cromato, cianato, cianuro, dicromato, disilicato,
ditionato, ferricianuro, ferrocianato, ferrocianuro, fluoruro,
fluoroantimoniato, fluoroborato, fluorofosfato, fluorosulfonato,
fluorosilicato, hidrógeno carbonato, hidrógeno sulfato, hidrógeno
sulfito, hidrógeno cianuro, hidrógeno fosfato, hidrógeno sulfato,
hidrosulfito, hidróxido, hidroxiestannato, hipoclorito,
hiponitrito, hipofosfito, yodato, yoduro, manganato,
meta-aluminato, metaborato, metaperyodato,
metasilicato, haluros mixtos, molibdato, nitrato, nitrito,
ortofosfato, ortofosfito, ortosilicato, oxalato, oxalatoferrato,
óxido, perborato, perclorato, permanganato, peróxido,
peroxidisulfato, fosfato, polibromuro, policloruro, polifluoruro,
poliyoduro, polifosfato, polisulfuro, pirosulfato, pirosulfito,
sesqui-carbonato, silicato, estannato, sulfamato,
sulfato, sulfuro, sulfito, tiocianato o tiosulfato; preferiblemente
seleccionados del siguiente grupo: que consiste en: sulfato de
sodio, citrato de sodio, tripolifosfato de sodio, tripolifosfato de
potasio, y mezclas de los mismos.
4. El método de las reivindicaciones
1-3, en donde dicha sal se aplica en forma de un
polvo.
5. El método de las reivindicaciones
1-4, en donde dicha sal se aplica en forma de una
solución que es pulverizada sobre dicha al menos una de dichas
superficies de dicha película.
6. El método de las reivindicaciones
1-5, que también comprende una etapa de humectar al
menos una parte de dicha al menos una de dichas superficies de
dicha película con un medio humectante para formar una superficie
humedecida de dicha película entre las etapas (a) y (b), y en donde
la etapa (b) comprende aplicar una sal a dicha superficie
humedecida.
7. El método de las reivindicaciones
1-6, en donde el método además comprende la etapa de
formar productos con dicha película soluble en agua,
preferiblemente en donde el producto es una bolsa, bolsita, cápsula,
bolsa o recipiente soluble en agua; más preferiblemente en donde el
producto está de forma opcional lleno con una o más
composiciones.
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2006
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