ES2457720A1

ES2457720A1 - Composición propelente licuada para aerosoles

Info

Publication number: ES2457720A1
Application number: ES201231641A
Authority: ES
Inventors: Ramón José TERRADO PABLO; Pablo LÓPEZ CREMADES; Enrique SÁNCHEZ MARTÍNEZ
Original assignee: FRANCISCO ARAGON SL; Francisco Aragon S L; Gases Research Innovation and Technology SL GRIT
Current assignee: FRANCISCO ARAGON SL; Francisco Aragon S L; Gases Research Innovation and Technology SL GRIT
Priority date: 2012-10-25
Filing date: 2012-10-25
Publication date: 2014-04-28
Anticipated expiration: 2032-10-25
Also published as: ITVI20130259A1; FR2997395A1; ES2457720B1

Abstract

La presente invención se refiere a una composición propelente licuada destinada a la fabricación de aerosoles que comprende óxido nitroso o dióxido de carbono o una mezcla de los mismos disuelto en una mezcla de hidrocarburos.

Description

COMPOSICIÓN PROPELENTE LICUADA PARA AEROSOLES

Sector técnico de la invención

Antecedentes de la invención

Los aerosoles o productos en aerosol contienen dos elementos esenciales: el producto destinado a ser dispersado, atomizado o pulverizado y el propelente o agente propulsor generalmente en forma de un gas o mezcla de gases, el cual es utilizado para impulsar el producto contenido en el envase aerosol, formando una suspensión coloidal de pequeñas partículas o gotitas de dicho producto en el gas.

El material, producto o sustancia envasada puede ser de naturaleza muy diversa. Para la obtención de productos aerosoles es conocido mezclar líquidos, es decir soluciones, emulsiones o suspensiones de dichos materiales o productos activos en disolventes orgánicos o en agua, con el propelente generalmente en forma de un gas o una mezcla de gases normalmente en estado licuado a presión.

Los propelentes o agentes de propulsión más utilizados son los gases licuados a presión. Como gases licuados a presión se utilizan gases combustibles como el dimetileter (DME) o gases licuados del petróleo (GLP) constituidos generalmente por mezclas de propano, butano e isobutano, así como gases incombustibles tales como hidrocarburos clorofluorados (FCHC), igualmente denominados fluorocarburos (predominantemente los tipos 12 (diclorodifluorometano) y 114 (diclorotetrafluoroetano)).

En la actualidad, los GLP son uno de los propelentes más usados ya que presentan densidades bajas por lo que pueden introducirse en mayor cantidad en un aerosol y proporcionan una buena micronización cuando se pulverizan. Sin embargo, el uso de GLP presenta el inconveniente de que son extremadamente inflamables y explosivos al envasarse a presión. Por ello, los gases combustibles traen consigo un notable riesgo para la seguridad, no sólo durante el proceso de preparación de aerosoles y su almacenamiento, sino también al dejar un residuo inflamable si el gas no se agota completamente antes de desecharse un envase aerosol. Por esta razón, se han empleado en el pasado los FCHC que gracias a su falta de inflamabilidad y a su inocuidad ofrecían una mayor garantía de seguridad, tanto en la fabricación y en el almacenamiento de los productos en aerosol, como durante su empleo. Actualmente, debido a la influencia de este gas en la capa de ozono, se ha restringido el uso de gases de clorofluorocarbonos, y la actual tendencia se dirige a reducir la cantidad de gases clorofluorados usada o a encontrar un sustituto de éstos.

Adicionalmente, también se emplean como propelentes gases no licuados o gases comprimidos, tales como el óxido nitroso (N2O), el dióxido de carbono (CO2) o el nitrógeno (N2). Los gases comprimidos presentan ciertos inconvenientes a la hora del llenado de envases aerosol, ya que estos gases no se pueden licuar y al ser añadidos como un gas la dosificación se realiza muy lentamente y, frecuentemente, se necesita hacer varias dosificaciones a través de la válvula del envase aerosol. En el caso de los gases comprimidos solubles como el CO2 y el N2O existen otros inconvenientes añadidos, ya que estos gases deben ir disolviéndose en la fórmula o producto activo a la vez que se introducen en el envase. Esto obliga a velocidades de llenado muy lentas (unas 10 veces más lentas) y a complejos mecanismos de agitado del envase simultáneos al llenado. Adicionalmente, la presión interior de un envase aerosol disminuye enormemente al ir aumentando el vaciado, por ello estos gases son útiles solamente en casos especiales. Los gases comprimidos además ofrecen un perfil de micronización mediocre, ya que producen partículas muy grandes que sedimentan y mojan las superficies, lo que los hace inservibles en algunas aplicaciones como son los ambientadores e insecticidas, donde se requiere una fina micronización (menor de 100 micras).

Los documentos US6843934 y EP1996668 describen composiciones de gases licuados fluorados (1,1,1,3,3-pentafluoropropano o 1,1,1,trifluoro,3-cloro-propano) y compuestos adicionales tales como dióxido de carbono y ciertos hidrocarburos. Sin embargo, las composiciones azeotrópicas descritas en US6843934 tienen un punto de ebullición de 14 qC, por lo resultan altamente inflamables. Asimismo, el documento EP1996668 describe composiciones de baja inflamabilidad pero inservibles para un uso como propelente en aerosoles.

Otros documentos como PCT/US2005/031083 y PCT/US2008/058592 describen agentes de expansión para la producción de espumas. Sin embargo, dichos documentos no describen composiciones propelentes licuadas y que permitan la fina pulverización de principios activos envasados.

Por consiguiente, existe la necesidad de proporcionar nuevas composiciones propelentes licuadas o agentes propulsores para aerosoles que no causen los efectos negativos citados, como una elevada inflamabilidad y riesgo de explosión, a la vez que puedan ser dosificadas en forma licuada facilitando el llenado de aerosoles y permitiendo micronizar finamente productos activos en el aire con una buena difusividad y baja sedimentación.

Explicación de la invención

La presente invención se refiere a nuevas composiciones propelentes para aerosoles, y más particularmente a una composición propelente en forma de una mezcla líquida, homogénea y monofásica, que es miscible con un producto activo envasado en un envase aerosol y que sorprendentemente, puede ser dosificada en un envase aerosol de la misma manera que un gas licuado y con las mismas características de velocidad de llenado tan importantes para la productividad, por lo que se elimina el problema de la dosificación de los gases comprimidos, constituyendo una alternativa a otros propelentes licuados habituales como GLP y DME.

Adicionalmente, se ha encontrado sorprendentemente que la composición propelente licuada de la presente invención proporciona aerosoles con propiedades mejoradas de seguridad en almacenamiento, reducción del riesgo de inflamabilidad, buena distribución del tamaño de partícula y excelente porcentaje de sedimentación.

La composición propelente de la presente invención proporciona un propelente licuado sin recurrir a gases licuados extremadamente inflamables y permite de manera sorprendente formular aerosoles destinados a depositar activos finamente micronizados como es el caso de ambientadores e insecticidas. Por consiguiente, los aerosoles formulados con la composición propelente de la presente invención presentan porcentajes de sedimentación menores del 2% y una excelente micronización en el aire de los productos activos envasados en un aerosol, tales como perfumes e insecticidas, permitiendo una mayor difusividad y una mayor permanencia en el aire del producto activo sin mojar las superficies sobre las que se pulveriza.

Asimismo, de manera ventajosa los aerosoles formulados con la composición propelente

licuada de la presente invención permiten que su almacenamiento sea menos peligroso y esté menos limitado que el de los propelentes extremadamente inflamables (GLP y DME) ampliamente usados en la industria del aerosol, esto es debido a que su punto de ebullición es superior a 38 qC y su presión a 70 ºC no supera 12 bares.

Adicionalmente, la presente invención resuelve el problema que presentan actualmente los aerosoles formulados con gases combustible licuados como GLP al agotarse el principio activo envasado, ya que normalmente éstos dejan gases residuales en el envase que constituyen un residuo altamente inflamable o explosivo. La composición propelente propuesta proporciona aerosoles que al vaciarse constituyen un residuo más seguro, ya que la composición propelente residual que pueda quedar en un envase aerosol una vez agotado el producto activo presenta una composición rica en un gas comprimido inerte el cual no es inflamable.

En un primer aspecto, la presente invención se refiere a una composición propelente licuada que comprende entre 5% y 8% en peso de óxido nitroso o dióxido de carbono o una mezcla de ambos, respecto al peso total de la composición propelente, disuelto en una mezcla de dos o más hidrocarburos seleccionados del grupo formado por ciclopentano, isohexano, 2,3dimetil-butano, 3-metil-pentano y 2,2-dimetil-butano.

En una realización preferida de la invención, la composición propelente licuada de la presente invención comprende entre 5% y 8% en peso, respecto al peso total de la composición propelente, de óxido nitroso o dióxido de carbono o una mezcla de ambos, disuelto en una mezcla de ciclopentano y uno o mas hidrocarburos seleccionados del grupo formado por isohexano, 2,3-dimetil-butano, 3-metil-pentano y 2,2-dimetil-butano. Preferiblemente, dicha mezcla de hidrocarburos es una mezcla de ciclopentano e isohexano. Más preferiblemente, la mezcla de hidrocarburos es una mezcla de ciclopentano, isohexano y 2, 2-dimetil-butano.

De manera sorprendente, se ha podido observar una mejora en las propiedades de la composición propelente licuada de la presente invención cuando contiene entre 5% y 8% en peso de óxido nitroso o dióxido de carbono o una mezcla de ambos, respecto al peso total de la composición propelente, y al menos un 5% en peso de ciclopentano respecto al peso total de la composición propelente. Preferiblemente, la composición propelente licuada comprende al menos un 10% en peso de ciclopentano, respecto al peso total de la composición propelente. Más preferiblemente, a composición propelente licuada comprende al menos un 35% en peso de ciclopentano, respecto al peso total de la composición propelente.

Por tanto, en otra realización preferida de la invención, la composición propelente licuada de la presente invención comprende entre 5% y 8% en peso de óxido nitroso o dióxido de carbono o una mezcla de ambos, respecto al peso total de la composición propelente, disuelto en una mezcla de al menos 5% en peso de ciclopentano respecto al peso total de la composición propelente y uno o mas hidrocarburos seleccionados del grupo formado por isohexano, 2,3-dimetil-butano, 3-metil-pentano y 2,2-dimetil-butano. Preferiblemente, dicha mezcla de hidrocarburos es una mezcla de ciclopentano e isohexano. Más preferiblemente, la mezcla de hidrocarburos es una mezcla de ciclopentano, isohexano y 2, 2-dimetil-butano.

En una realización particular de la invención, la composición propelente licuada de la

presente invención comprende:

a) entre 5% y 8% en peso de óxido nitroso o dióxido de carbono o una mezcla de

ambos, respecto al peso total de la composición propelente,

b) entre 5% y 80% en peso de ciclopentano, respecto al peso total de la composición

propelente y,

c) entre 12% y 90% en peso de isohexano, respecto al peso total de la composición

propelente.

En otra realización particular de la invención, la composición propelente licuada de la

presente invención comprende:

ambos, respecto al peso total de la composición propelente,

b) entre 10% y 80% en peso de ciclopentano, respecto al peso total de la

composición propelente y,

c) entre 12% y 85% en peso de isohexano, respecto al peso total de la composición

propelente.

En otra realización particular de la invención, la composición propelente licuada de la presente invención comprende:

ambos, respecto al peso total de la composición propelente,

b) entre 35% y 60% en peso de ciclopentano, respecto al peso total de la composición propelente y, c) entre 32% y 60% en peso de isohexano, respecto al peso total de la composición propelente.

presente invención comprende a) entre 5% y 8% en peso de dióxido de carbono, respecto al peso total de la composición propelente b) entre 40% y 50 % en peso de ciclopentano, respecto al peso total de la composición propelente y, c) entre 42% y 55% en peso de isohexano, respecto al peso total de la composición propelente.

En otra realización preferida de la invención, la composición propelente licuada de la presente invención comprende entre 5% y 8% en peso de óxido nitroso o dióxido de carbono

o una mezcla de ambos, respecto al peso total de la composición propelente, disuelto en una mezcla de ciclopentano, isohexano y 2,3-dimetil-butano.

En una realización particular de la invención, la composición propelente licuada comprende: a) entre 5% y 8% en peso de óxido nitroso o dióxido de carbono o una mezcla de ambos, respecto al peso total de la composición propelente, b) entre 35% y 60% en peso de ciclopentano, respecto al peso total de la composición propelente, c) entre 27% y 50% en peso de isohexano, respecto al peso total de la composición propelente y, d) entre 5% y 10% en peso de 2,2-dimetil-butano, respecto al peso total de la composición propelente.

En una realización preferida de la invención, la composición propelente licuada de la presente invención tiene una presión menor de 12 bares a 70 ºC y un punto de ebullición superior a 38 ºC.

En otra realización preferida, la composición propelente licuada de la presente invención se encuentra contenida en un envase aerosol presurizado.

En un segundo aspecto, la presente invención también se refiere a un procedimiento para la preparación de la composición propelente licuada de la presente invención caracterizado porque comprende las siguientes etapas:

a) introducir en un reactor equipado con regulación termostática entre 92% y 95% de

una mezcla de dos o más hidrocarburos seleccionados del grupo formado por

ciclopentano, isohexano, 2,3-dimetil-butano, 3-metil-pentano y 2,2-dimetil-butano,

respecto al peso total de la composición propelente y,

b) burbujear entre 5 y 8% en peso de óxido nitroso o dióxido de carbono o una

mezcla de ambos, respecto al peso total de la composición propelente.

En una realización preferida, el procedimiento para la preparación de la composición propelente de la presente invención además comprende bombear la composición propelente licuada a una presión entre 3 y 5 bares por encima de la presión de equilibrio para evitar la desorción del óxido nitroso o del dióxido de carbono o de la mezcla de ambos. A dicha presión de equilibro la concentración del gas comprimido disuelto (CO2, N2O o una mezcla de ambos) es perfectamente estable e invariable. Si la presión del recipiente o tubería donde se encuentra confinada la composición propelente de la presente invención disminuyera por debajo de dicha presión de equilibrio, se produciría la desorción del gas comprimido de la mezcla líquida de hidrocarburos. Por ello, para prevenir que se produzca este fenómeno es necesario presurizar las conducciones por encima de la presión de equilibrio para prevenir que el gas pueda ser desorbido en algún punto produciendo burbujas gaseosas y disminuyendo su concentración en la fase líquida

En otra realización preferida, el procedimiento para la preparación de la composición propelente de la presente invención, comprende burbujear óxido nitroso o dióxido de carbono o una mezcla de ambos a una mezcla de dos o más hidrocarburos seleccionados de grupo formado por ciclopentano, isohexano, 2,3-dimetil-butano, 3-metil-pentano, 2,2dimetil-butano y mezclas de los mismos a un temperatura entre 2 y 5 qC.

En una realización particular de la invención, el procedimiento para la preparación de la

composición propelente licuada de la presente invención comprende:

una mezcla de ciclopentano e isohexano, respecto al peso total de la composición

propelente,

b) burbujear entre 5% y 8% en peso de dióxido de carbono, respecto al peso total de

la composición propelente y,

c) bombear la composición propelente licuada a una presión entre 3 y 5 bares por

encima de la presión de equilibrio para evitar la desorción del dióxido de carbono.

En un tercer aspecto, la presente invención se refiere al uso de la composición propelente licuada anteriormente descrita, en una composición de aerosol o en un aerosol.

En un cuarto aspecto, la presente invención también se refiere al uso de la composición propelente licuada anteriormente descrita, para pulverizar un producto activo o mezcla de productos activos contenidos en un envase aerosol con un porcentaje de sedimentación inferior al 2%.

En un quinto aspecto, la presente invención se refiere a una composición de aerosol que comprende la composición propelente licuada anteriormente descrita.

Muchos productos diseñados para uso doméstico, personal o industrial se encuentran en forma de productos o composiciones de aerosol. Ejemplos típicos de tales composiciones de aerosol y productos en los que la composición propelente licuada de la presente invención puede ser utilizada incluyen, por ejemplo y sin sentido limitativo, productos personales tales como lacas para el cabello, desodorantes, perfumes y colonias; productos domésticos como ceras, pulimentos, pulverizaciones para sartenes, ambientadores e insecticidas domésticos; productos industriales tales como limpiadores, lubricantes y agentes de desmoldeo y productos para el automóvil tales como limpiadores y pulimentos.

Por ello, en una realización preferida, la composición de aerosol comprende:

a) entre 80% y 95% en peso de la composición propelente de la presente invención

como se describe anteriormente, respecto al peso total de composición de aerosol y,

b) entre 5% y 20% en peso de un producto activo o mezcla de productos activos,

respecto del peso total de la composición de aerosol.

En otra realización preferida, el producto activo comprende cualquier producto, material, composición o formulación susceptible de ser envasada o distribuida junto con la composición propelente de la presente invención. Preferiblemente, el producto activo está seleccionado, por ejemplo y sin sentido limitativo, del grupo que consiste en un ingrediente insecticidamente activo, pesticidas, perfumes, colonias, ambientador, espuma, pintura, barniz, ceras, laca, lubricante, desodorante, antiséptico, lubricantes, producto de limpieza, desinfectante, producto para el planchado, composiciones farmacéuticas, productos cosméticos y mezclas de los mismos.

En otra realización preferida de la presente invención, el producto activo está en forma de una solución, emulsión o suspensión de uno o más productos activos en disolventes orgánicos o en agua formando una mezcla líquida de una sola fase.

Asimismo, en una realización particular, la composición de aerosol según la invención puede contener adicionalmente al menos un compuesto, como por ejemplo y sin sentido limitativo, co-solventes, tensioactivos, excipientes, agentes aromatizantes, dispersantes, estabilizadores, aditivos, conservantes, y emulsionantes.

En otra realización particular, la composición de aerosol arriba descrita se encuentra contenida en un envase aerosol presurizado.

Por tanto, para suministrar dicha composición de aerosol se pueden utilizar un frasco, bote o envase aerosol equipado con una válvula.

En una realización preferida, el porcentaje de sedimentación del producto activo contenido en el envase aerosol junto con la composición propelente es inferior al 2% cuando es pulverizado.

Por ello, en un sexto aspecto, la presente invención también se refiere a un aerosol que comprende la composición de aerosol anteriormente descrita. Preferiblemente, dicho aerosol comprende la composición de aerosol anteriormente descrita en un envase aerosol a presión.

Por consiguiente, el aerosol que comprende la composición de aerosol anteriormente descrita en un envase aerosol incluye, por ejemplo y sin sentido limitativo, insecticidas, repelente de insectos, perfumes, pesticidas, ambientadores, neutralizadores de olores, productos para automóviles, productos domésticos, lacas para el cabello, espumas para afeitado, espumas para protección antisolar, de cuidado de los tejidos, ceras, tratamientos tópicos de la piel agentes, antiséptico, barniz, limpiadores de superficies, abrillantadores, ayudas para el planchado, renovadores de tejidos, desodorantes, desinfectantes y limpiadores de alfombras.

La presente invención también se refiere a un procedimiento para envasar la composición de aerosol anteriormente descrita en un envase aerosol, que comprende el llenado de un envase aerosol introduciendo en primer lugar por la boca superior del envase aerosol, cuando ésta aún no está cerrada, el producto activo o mezcla de productos activos destinados al usuario para a continuación cerrarlo herméticamente con una válvula y posteriormente introducir la composición propelente licuada de la presente invención, para crear una presión interna.

Por ello, en otro aspecto, la presente invención proporciona un procedimiento para el envasado de la composición de aerosol anteriormente descrita, caracterizado porque comprende:

a) introducir en un envase de aerosol entre 5% y 20 % en peso, respecto al peso

total de la composición de aerosol, de un producto activo o mezcla de productos

activos,

b) ajustar una válvula sobre el envase aerosol de forma que quede cerrado

herméticamente y,

c) introducir en el envase aerosol entre 80% y 95 % en peso, respecto al peso total de composición de aerosol, de la composición propelente licuada de la presente

invención.

En una realización preferida, el producto activo o mezcla de productos activos se introducen en el envase aerosol en forma liquida.

En otra realización preferida, la composición propelente de la presente invención se introduce en el envase aerosol produciendo dentro del envase aerosol una presión.

En una realización preferida, el procedimiento para el envasado de la composición de aerosol anteriormente descrita además comprende hacer pasar los envases aerosol con la composición de aerosol por un baño de prueba a 50qC para comprobar que no existen fugas.

Breve descripción de las figuras

La Fig. 1 muestra una gráfica de constantes de Henry frente a temperatura.

La Fig. 2 muestra una gráfica de presión frente a temperatura de distintas composiciones propelentes licuadas de acuerdo con la presente invención y GLP.

La Fig. 3 muestra una gráfica con porcentajes de sedimentación de un ambientador envasado con una composición propelente que comprende distintas cantidades de CO2 y una mezcla 1:1 de ciclopentano e isohexano a distintos momentos de vaciado del envase aerosol.

La Fig. 4 muestra una gráfica de porcentajes de sedimentación de un ambientador envasado con la composición propelente I a distintos momentos de vaciado de un envase aerosol.

La Fig. 5 muestra una gráfica de porcentajes de sedimentación de un insecticida envasado con la composición propelente I a distintos momentos de vaciado de un envase aerosol.

La Fig. 6 muestra una gráfica de eficacia de un insecticida formulado con la composición propelente I frente a un insecticida convencional con GLP.

La Fig. 7 muestra una gráfica de porcentajes de sedimentación de un ambientador envasado con la composición propelente II a distintos momentos de vaciado de un envase aerosol.

Descripción detallada de la invención

El procedimiento para fabricar la composición propelente de la presente invención consiste en colocar en un reactor una mezcla líquida de dos o más hidrocarburos seleccionados de grupo que consiste en ciclopentano, isohexano, 2,3-dimetil-butano, 3-metil-pentano y 2,2dimetil-butano. Se añade un gas comprimido (óxido nitroso o dióxido de carbono o una mezcla de ambos) a dicha mezcla de hidrocarburos mediante un sistema de dosificación hasta disolver el gas, obteniéndose una mezcla homogénea, monofásica y que está fluidificada a presión.

Para determinar la cantidad gas comprimido adecuada para formular la composición propelente licuada de la presente invención, se han realizado estudios de solubilidad a diferentes temperaturas y concentraciones con distintos gases comprimidos en diferentes mezclas y concentraciones de hidrocarburos. Con los datos obtenidos se han determinado las constantes de Henry, que relacionan la solubilidad del gas comprimido con la presión parcial de dicho gas.

La figura 1 muestra los valores de la constante de Henry frente a la temperatura para una composición propelente de CO2 en una mezcla 1:1 de isohexano y ciclopentano y de N2O en una mezcla 1:1 de isohexano y ciclopentano. La gráfica muestra que el N2O es ligeramente más soluble en dicha mezcla de hidrocarburos que el CO2.

Las composiciones propelentes de la presente invención tienen puntos de ebullición superiores a 38 qC, por lo que no se consideran extremadamente inflamables y por tanto su almacenamiento es menos peligroso y está menos limitado que el de propelentes extremadamente inflamables tales como el GLP y DME, con puntos de ebullición de entre -42 °C y 0 °C y -24 °C respectivamente.

La composición propelente de la presente invención se bombea cuidando que la presión de bombeo no baje de 12 bares (de esta manera se evita que se puedan producir desorción del gas comprimido debido a depresiones puntuales en la instalación). Dicha composición propelente se conduce hasta las máquinas de llenado de aerosoles, donde las máquinas disponen de la cantidad necesaria para el llenado del envase aerosol y el exceso se recircula al reactor de absorción del gas comprimido. La entrada de recirculación al reactor se realiza mediante un sistema de ducha que microniza la composición propelente líquida facilitando la absorción del exceso de gas comprimido en la fase gaseosa del reactor. De esta manera se consigue que la velocidad de absorción del gas comprimido (CO2 o N2O o mezclas de ambos) en la mezcla de hidrocarburos sea más rápida y por tanto se puedan enviar mayores caudales de la composición propelente licuada a la máquina de envasado.

El llenado de los envases aerosoles consistente en introducir en primer lugar por la boca superior del envase, cuando ésta aún no está cerrada, el producto activo o mezcla de productos activos para a continuación cerrarla herméticamente con una válvula o dispositivo de pulverización y seguidamente introducir la composición propelente. Para inyectar o cargar la composición propelente se utiliza una máquina dosificadora que presiona la válvula permitiendo el paso de la dosis necesaria. Dicha composición propelente proporciona la presión adecuada para propulsar los productos activos envasados cuando se presiona la válvula situada sobre el envase aerosol.

Los inventores han encontrado sorprendentemente que la composición propelente de la presente invención permite velocidades de llenado de embases aerosoles muy eficientes y similares a las de los gases licuados a presión (GLP). Las velocidades de llenado de embases aerosoles con GLP es entre 100 y 200 envases por minuto, mientras que las velocidades de llenado con gases comprimidos (CO2 o N2O gaseoso) oscila entre 30 y 50 envases por minuto. La velocidad de llenado de un recipiente aerosol con las composiciones propelentes I y II descritas a continuación en los ejemplos 1 y 2 es entre 100 y 200 envases por minuto. Esto supone una gran ventaja respecto al uso de gases comprimidos, ya que la velocidad de llenado de aerosoles resulta un factor importante para la productividad en la fabricación de aerosoles.

Por ello, de forma ventajosa, la composición propelente licuada de la presente invención puede ser dosificada o inyectada en los recipientes de aerosol como sustituto de los típicos gases licuados a presión (GLP y DME) ya que al dosificarse en forma líquida presenta las mismas características de velocidad de llenado que dichos propelentes licuados, pero con la ventaja respecto a estos de que se son menos inflamables y más seguras.

El contenido del envase aerosol que comprende el producto activo o mezcla de productos activos y la composición propelente licuada de la invención es pulverizado, atomizado o vaporizado en el aire mediante el dispositivo de pulverización o válvula en el envase de aerosol. En general los envases aerosoles que pueden usarse en el contexto de la presente invención, permiten la pulverización en aerosol de dicho producto activo produciendo un aerosol en el que las gotitas líquidas o partículas pulverizadas se encuentran finamente suspendidas en el aire.

En particular, la composición propelente de la presente invención permite que la micronización se produzca en dos fases: en una primera fase la composición propelente propulsa los productos activos contenidos en el envase aerosol a través de la válvula y los microniza en el aire; en una segunda fase las gotas ya micronizadas en el aire reducen su tamaño rápidamente debido a la alta volatilidad de los componentes, permitiendo que el tamaño de las gotas se reduzca y se mantengan flotando sin sedimentar. Por ello, resulta imposible detectar el tamaño de partícula por difracción láser, técnica comúnmente usada para la medición del tamaño de partícula en aerosoles. Esta técnica sólo es capaz de detectar las partículas que salen inmediatamente del envase aerosol, por lo tanto únicamente mide flujos potentes de partículas que atraviesan el láser, pero no es capaz de detectarlas mientras permanecen en suspensión en el aire cuando su tamaño se reduce drásticamente por la evaporación del los componentes que constituyen la composición propelente. Sin embargo, aunque esta técnica no permita detectar el tamaño de partícula de los aerosoles formulados con la composición propelente de la presente invención, si es posible medir el porcentaje de sedimentación de las partículas en una superficie, parámetro que es proporcional al tamaño de partícula.

Por consiguiente, la composición propelente licuada de la presente invención permite formular composiciones de aerosol destinados a dispersar activos finamente micronizados en aire, como es el caso de ambientadores, insecticidas y productos en los que el tamaño de partícula es importante para garantizar la efectividad del producto.

Las composiciones de aerosol formuladas con las composiciones propelentes de la presente invención presentan una alta volatilidad que permiten que los principios activos envasados con el propelente se mantengan flotando en el aire sin sedimentar tras ser pulverizados de un envase aerosol.

El método para medir el porcentaje de sedimentación consiste en determinar el porcentaje de producto pulverizado que alcanza la superficie y por tanto la parte que se mantiene suspendida en el aire en forma de gotas o evaporada. Para ello, se pulveriza una sustancia envasada o producto activo contenido en el envase aerosol junto con la composición propelente, dentro de una cabina en cuyo suelo se encuentra un film de plástico previamente tratado. Un minuto después de haber pulverizado se retira el film y se mide el aumento de su peso, el cual corresponde a las partículas sedimentadas.

La figura 3 muestra que con una composición propelente licuada que contiene al menos un 5% de CO2 y una mezcla 1:1 de ciclopentano e isohexano se consiguen porcentajes de sedimentación de un ambientador inferiores a 2% en todos los diferentes estadios de uso de un aerosol (100, 75, 50 y 25 % de contenido remanente).

Las composiciones de aerosol que comprenden la composición propelente licuada de la presente invención en un envase aerosol, proporcionan porcentajes de sedimentación menores de un 2% de un producto activo, lo que significa que al menos un 98% del producto pulverizado se ha quedado flotando en forma de pequeñas partículas o gotitas.

Tal y como se emplea en esta memoria, el término “producto activo”, “principio activo” o “sustancia envasada” se refiere a cualquier sustancia, producto, composición o formulación contenida o susceptible de ser envasada o distribuida en un envase aerosol.

Tal y como se emplea en esta memoria, el término “composición de aerosol” o “producto aerosol” se refiere a la combinación de una composición propelente o agente propulsor y cualquier sustancia, producto, composición o formulación contenida o susceptible de ser envasada o distribuida en un envase aerosol junto con la composición propelente o agente

5 propulsor.

Tal y como se emplea en esta memoria, el término “envase aerosol” se refiere a cualquier recipiente, envase, frasco, bote, pulverizador, envase a presión, spray, atomizador, dispensador de aerosol, dosificadores de tipo aerosol o vaporizador que permita envasar 10 una composición de aerosol o un producto activo y una composición propelente, propelente

o agente propulsor y expulsar, proyectar o pulverizar los mismos en forma de aerosol.

El término “aerosol”, tal y como se emplea en esta memoria, se refiere tanto a una suspensión de partículas de sólidos o líquidos en el aire u otro gas, como a un sólido o

15 líquido almacenado bajo presión junto con un propelente, composición propelente o agente propulsor en un envase aerosol, los cuales pueden ser lanzados al exterior en forma de aerosol.

Los siguientes ejemplos sirven para ilustrar la naturaleza de la presente invención. Estos

20 ejemplos se incluyen solamente con fines ilustrativos y no han de ser interpretados como limitaciones a la invención que se reivindica.

Ejemplo 1: Preparación composición propelente I: Se prepara una mezcla 1:1 de isohexano y ciclopentano en un reactor equipado con

25 regulación termostática y un tamiz para burbujeo de gases. Se termostatiza la camisa a 3 ºC y se burbujea CO2 a la mezcla de hidrocarburos hasta alcanzar una presión de 9 bares. En ese momento la fase líquida está saturada de CO2 a una concentración en torno al 6 % w/w.

CO2: 6%

Ciclopentano: 47%

Isohexano: 47%

30 La composición propelente I, está en estado licuado y tiene un punto de ebullición de 50qC.

Ejemplo 2: Preparación composición propelente II: Se prepara una mezcla 1:1 de isohexano y ciclopentano siguiendo el procedimiento descrito en el ejemplo 1. Se termostatiza la camisa a 3ºC y se burbujea NO2 a la mezcla de hidrocarburos hasta alcanzar una presión de 7 bares, la fase líquida está saturada de NO2 a una concentración de 6,8% w/w.

N2O: 6,8 %

Ciclopentano: 46,6%

Isohexano: 46,6%

La composición propelente II, está en estado licuado y tiene un punto de ebullición de 50qC.

10 Ejemplo 3: Preparación composición propelente III: Se prepara una mezcla de hidrocarburos en un reactor equipado con regulación termostática y un tamiz para burbujeo de gases. Se termostatiza la camisa a 3ºC y se burbujea CO2 a la mezcla de hidrocarburos hasta alcanzar una presión de 10 bares, la fase liquida está saturada de CO2 a una concentración en torno al 6,7 % w/w.

CO2: 6,70%

Ciclopentano: 39.85%

Isohexano: 45,70%

2,2-dimetil-butano: 7,75%

Ejemplo 4: Ambientador: Se mezclan perfume y etanol y se introducen en un envase aerosol, seguidamente se coloca la válvula y se realiza el agrafado interno para unirla al envase.

20 Se bombea la composición propelente I cuidando que la presión de bombeo no baje de 12 bares para evitar la desorción del CO2 debido a posibles depresiones puntuales en la instalación y se conduce hasta las maquinas de llenado de aerosoles. Las maquinas introducen la cantidad adecuada de la composición propelente I a través de la válvula de manera que el envase aerosol queda lleno a presión y listo para su uso. El exceso de

25 composición propelente se recircula de nuevo al reactor de absorción de CO2. La entrada de recirculación al reactor se realiza mediante un sistema de ducha que microniza el propelente líquido facilitando la absorción del exceso de CO2 en la fase gaseosa del reactor.

Composición propelente I: 89%

Perfume: 1,5%

Etanol: 9,5%

La presión en el envase aerosol a 50 qC es de 9,1 bares. Los porcentajes de sedimentación del ambientador a distintos momentos de vida del envase aerosol (cuando está lleno al 100%, al 75%, al 50% y al 25%) se muestran en la Figura 4. El

5 porcentaje de sedimentación de este ambientador envasado con la composición propelente I es < 1%.

Ejemplo 5: Insecticida: Se mezclan todos los componentes líquidos y se introducen en el envase aerosol, se coloca

10 la válvula y se realiza el agrafado interno para unirla al envase. Se introduce la composición propelente I tal y como se describe en el ejemplo anterior a presión a través de la válvula de manera que el envase aerosol queda lleno y listo para su uso.

Propelente I: 89%

d-trans-tetrametrina: 0,15%

d-fenotrin: 0,1%

Perfume puro: 0,75%

Keroseno desodorizado: 10%

15 La formulación insecticida es completamente miscible con la composición propelente I. La presión del envase aerosol a 50 qC es de 9,9 bares. Los ensayos de sedimentación de esta formulación (Figura 5) muestran porcentajes de sedimentación entre el 1% y el 2% a distintos momentos de vaciado del aerosol. Consecuentemente, el insecticida permanece en el aire más tiempo, dado su bajo

20 porcentaje de sedimentación, aumentado su efectividad frente a insectos voladores. Para determinar la eficacia biológica, se realizaron cuatro ensayos de eficacia del insecticida frente a mosca doméstica. En estos ensayos se colocaron 100 moscas en una cabina y se pulverizaron con el insecticida durante 3 segundos. Se midió el número de moscas volteadas cada 2 minutos. La Figura 6 muestra el número de moscas volteadas con el

25 tiempo usando un el insecticida preparado anteriormente y un insecticida control (formulado con propelente GLP). Para calcular la eficacia, se midió el tiempo al cual han volteado el 50% de las moscas (KT50), resultando la eficacia de ambos insecticidas similar y con un KT50 de 5 minutos (Figura 6).

Ejemplo 6: Ambientador: Se mezclan perfume y etanol, y se introducen en un envase aerosol, seguidamente se coloca una válvula y se realiza el agrafado interno para unirla al envase. Se introduce el volumen adecuado de la composición propelente descrita en el ejemplo 2 a presión a través de la válvula de manera que el envase aerosol queda lleno y listo para su uso.

Composición propelente II: 89%

Perfume: 1,5%

Etanol: 9,5%

10 La presión del aerosol a 50 qC es de 10,1 bares. Tal y como muestra la Figura 7, el porcentaje de sedimentación es inferior al 2% a diferentes cantidades de llenado del aerosol.

Ventajosamente, en los ejemplos anteriores 4 a 6, la composición propelente licuada

15 descrita se ha podido introducir en un envase aerosol sin recurrir a complejos mecanismos de agitado del envase simultáneos al llenado, ya que la composición propelente de la presente invención se disuelve directamente en el producto activo permitiendo velocidades de llenado elevadas, criterio esencial a nivel de costes en la fabricación industrial de aerosoles listos para su uso.

Claims

REIVINDICACIONES

1.-Composición propelente licuada que comprende entre 5% y 8% en peso de óxido nitroso o dióxido de carbono o una mezcla de ambos, respecto al peso total de la composición propelente, disuelto en una mezcla de dos o más hidrocarburos seleccionados del grupo formado por ciclopentano, isohexano, 2,3-dimetil-butano, 3-metil-pentano y 2,2dimetil-butano.
2.-Composición propelente licuada según la reivindicación 1, caracterizada porque la mezcla de hidrocarburos comprende ciclopentano.
3.-Composición propelente licuada según la reivindicación 2, caracterizada porque la mezcla de hidrocarburos comprende al menos un 5 % en peso de ciclopentano, respecto al peso total de la composición propelente.
4.-Composición propelente licuada según la reivindicación 2 ó 3, caracterizada porque la mezcla de hidrocarburos comprende ciclopentano e isohexano.
5.-Composición propelente licuada según la reivindicación 4, caracterizada porque

comprende:

a) entre 5% y 80% en peso de ciclopentano, respecto al peso total de la composición

propelente y,

b) entre 12% y 90% en peso de isohexano, respecto al peso total de la composición

propelente.
6.-Composición propelente licuada según la reivindicación 5, caracterizada porque

comprende:

a) entre 10% y 80% en peso de ciclopentano, respecto al peso total de la

composición propelente y,

b) entre 12% y 85% en peso de isohexano, respecto al peso total de la composición

propelente.
7.-Composición propelente licuada según la reivindicación 6, caracterizada porque comprende:

a) entre 35% y 60% en peso de ciclopentano, respecto al peso total de la

composición propelente y, b) entre 32% y 60% en peso de isohexano, respecto al peso total de la composición propelente.
8.-Composición propelente licuada según la reivindicación 7, caracterizada porque

comprende: a) entre 5% y 8% en peso de dióxido de carbono, respecto al peso total de la composición propelente, b) entre 40% y 50 % en peso de ciclopentano, respecto al peso total de la composición propelente y, c) entre 42% y 55% en peso de isohexano, respecto al peso total de la composición propelente.
9.-Composición propelente licuada según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizada porque comprende además 2,2-dimetil-butano.
10.-Composición propelente licuada según la reivindicación 9, caracterizada porque

comprende: a) entre 35% y 60% en peso de ciclopentano, respecto al peso total de la composición propelente, b) entre 27% y 50% en peso de isohexano, respecto al peso total de la composición propelente y, c) entre 5% y 10% en peso de 2,2-dimetil-butano, respecto al peso total de la composición propelente.
11.-Procedimiento para la preparación de la composición propelente licuada según una

cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque comprende: a) introducir en un reactor equipado con regulación termostática entre 92% y 95% de una mezcla de dos o más hidrocarburos seleccionados de grupo que consiste en ciclopentano, isohexano, 2,3-dimetil-butano, 3-metil-pentano y 2,2-dimetil-butano, respecto al peso total de la composición propelente y, b) burbujear entre 5% y 8% en peso de óxido nitroso o dióxido de carbono o una mezcla de ambos, respecto al peso total de la composición propelente.
12.-Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque además comprende bombear la composición propelente licuada a una presión entre 3 y 5 bares por encima de la presión de equilibrio.
13.-Procedimiento según la reivindicación 11 ó 12, caracterizado porque la mezcla de hidrocarburos comprende ciclopentano e isohexano.
14.-Uso de la composición propelente licuada según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 para pulverizar un producto activo o mezcla de productos activos contenidos en un envase aerosol con un porcentaje de sedimentación inferior al 2%.
15.-Composición de aerosol que comprende la composición propelente licuada según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.
16.-Composición de aerosol según la reivindicación 15, caracterizada porque

comprende:

a) entre 80% y 95% en peso de la composición propelente licuada según una

cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, respecto al peso total de la composición de

aerosol y,

b) entre 5% y 20% en peso de un producto activo o mezcla de productos activos,

respecto al peso total de la composición de aerosol.
17.-Composición de aerosol según la reivindicación 16, caracterizada porque el producto activo está seleccionado del grupo formado por un ingrediente insecticidamente activo, pesticida, perfume, colonia, ambientador, desodorante, producto de limpieza, desinfectante, producto para el planchado espuma, pintura, barniz, ceras, laca, lubricante, antiséptico, desodorante, composiciones farmacéuticas, producto cosmético y mezclas de los mismos.
18.-Composición de aerosol según la reivindicación 16 ó 17, caracterizada porque el porcentaje de sedimentación del producto activo es inferior al 2%.

19-Aerosol que comprende la composición de aerosol según una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 18.
20.-Procedimiento para envasar la composición de aerosol según una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 18, caracterizado porque comprende:

a) introducir en un envase aerosol entre 5% y 20 % en peso, de un producto activo o mezcla de productos activos, respecto al peso total de la composición de aerosol, b) ajustar una válvula sobre el envase aerosol de forma que quede cerrado herméticamente y, c) introducir en el envase aerosol entre 80% y 95 % en peso de la composición propelente según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, respecto al peso total de composición de aerosol.

Fig. 1

Fig. 2

Fig. 3

Fig. 4

Fig. 5

Fig. 6

Fig. 7

OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS

N.º solicitud: 201231641

ESPAÑA

Fecha de presentación de la solicitud: 25.10.2012

Fecha de prioridad:

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

Int. Cl. : C08K5/01 (2006.01)

DOCUMENTOS RELEVANTES

Categoría

56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas

X

Base de datos WPI, semana 200176, Thomson Scientific, Londres, GB; [recuperado el 06.05.2013] Recuperado de EPOQUE; Nº de acceso 2001-659057 & JP 20011247641 A (KOIKE KAGAKU KK) 11.09.2001 1-4,11,14,15,19

A

WO 9938490 A1 (PROCTER & GAMBLE) 05.08.1999, resumen; página 11. 1-20

A

WO 9401511 A1 (SMITHKLINE BEECHAM PLC et al.) 20.01.1994, resumen; tabla I. 1-20

A

US 3970584 A (HART JOHN W et al.) 20.07.1976, resumen; reivindicaciones 1-3. 1-20

Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud

El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:

Fecha de realización del informe 08.05.2013

Examinador M. Ojanguren Fernández Página 1/4

INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA

Nº de solicitud: 201231641

Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) C08K Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de

búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC, WPI, CAS

Informe del Estado de la Técnica Página 2/4

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 201231641

Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 08.05.2013

Declaración

Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)

Reivindicaciones Reivindicaciones 5-10 1-4, 11-20 SI NO

Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)

Reivindicaciones Reivindicaciones 1-20 SI NO

Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).

Base de la Opinión.-

La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.

Informe del Estado de la Técnica Página 3/4

OPINIÓN ESCRITA

Nº de solicitud: 201231641

1. Documentos considerados.-

A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.

Documento

Número Publicación o Identificación Fecha Publicación

D01

Base de datos WPI, semana 200176, Thomson Scientific, Londres, GB; [recuperado el 06.05.2013] Recuperado de EPOQUE; Nº de acceso 2001-659057 & JP 20011247641 A (KOIKE KAGAKU KK) 11.09.2001

D02

WO 9938490 A1 (PROCTER & GAMBLE) 05.08.0199

D03

WO 9401511 A1 (SMITHKLINE BEECHAM PLC et al) 20.01.1994

D04

US 3970584 A (HART JOHN et al ) 20.07.1976
2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración

El objeto de la presente solicitud es una composición propelente licuada que comprende entre un 5% y un 8% en peso de óxido nitroso o dióxido de carbono o una mezcla de ambos disuelto en una mezcla de dos o más hidrocarburos seleccionados entre ciclopentano, isohexano, 2,3-dimetil-butano, 3-metil-pentano y 2,2-dimetil-butano. También se reivindica el procedimiento de preparación de la composición, su uso para pulverizar productos contenidos en un aerosol, la composición del aerosol y el procedimiento de envasado de la composición del aerosol. El documento D1 divulga un aerosol para producir una espuma de poliuretano con una composición propelente formada por uno o dos hidrocarburos seleccionados entre ciclopentano, isohexano e isobutano entre otros y dióxido de carbono. Por lo tanto, a la vista de este documento, las reivindicaciones 1-4 y 11 a 20 de la presente solicitud no son nuevas ni tienen actividad inventiva (Art. 6.1 y 8.1 LP). En cuanto a las reivindicaciones dependientes 5 a 8, relativas a los porcentajes específicos de los componentes de la composición propelente, se consideran meras ejecuciones particulares que resultan obvias para un experto en la materia y por tanto dichas reivindicaciones carecen de actividad inventiva. (Art. 8.1 LP). Por último las reivindicaciones 9 y 10, relativas a la combinación de tres compuestos hidrocarbonados (ciclopentano, isohexano y 2,2 dimetil-butano) en la composición propelente, carecen de actividad inventiva ya que la combinación de diferentes hidrocarburos de 4, 5 y 6 átomos de carbono en composiciones propelentes ya ha sido ampliamente divulgada en el estado de la técnica y por tanto en ausencia de un efecto técnico inesperado sería obvio para un experto en la materia seleccionar diferentes combinaciones de hidrocarburos para conseguir una composición propelente licuada.(Art. 8.1 LP).

Informe del Estado de la Técnica Página 4/4