ES2602680T3 - Bolsa que contiene líquido soluble en agua - Google Patents

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Abstract

Una bolsa que contiene líquido soluble en agua en donde la bolsa soluble en agua está fabricada a partir de una película que comprende un copolímero de alcohol vinílico y un ácido dicarboxílico, en donde el ácido dicarboxílico es ácido itacónico y se caracteriza por que el líquido contenido dentro de la bolsa comprende componentes iónicos disueltos seleccionados del grupo que consiste en carboxilatos, fosfonatos y mezclas de los mismos, y tiene un pH inferior a 8, y en donde el líquido comprende menos de un 25 % en peso de agua.

Description

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DESCRIPCION
Bolsa que contiene liquido soluble en agua
La presente invencion se refiere a una bolsa que contiene liquido y es soluble en agua, especialmente a bolsas que contienen liquidos limpiadores como, por ejemplo, detergentes y limpiadores para superficies duras.
Antecedentes de la invencion
Las bolsas llenas con liquido son conocidas como una forma adecuada de envasar productos de consumo asi como productos agroquimicos e industriales. El liquido puede ser proporcionado en cantidades medidas previamente previstas para usar como “dosis unitaria”. La pelicula que envuelve el producto liquido, que forma la pared de la bolsa, puede ser opcionalmente soluble en agua. Una pelicula soluble en agua especialmente adecuada para este fin se realiza de poli(alcohol vinilico) y, en este contexto, esta invencion resulta especialmente adecuada para envasar dosis unitarias de detergente liquido.
Los productos alcalinos en el liquido se han envasado en peliculas solubles en agua en donde la pelicula esta fabricada a partir de un polimero soluble en agua que comprende grupos de acido carboxilico. Sin embargo, la mayoria de las peliculas solubles en agua, cuando se usan junto con liquidos pueden formar lactonas. Este problema es especialmente aparente cuando el liquido tiene un pH casi neutro. La formacion de lactona no es deseable ya que produce peliculas que son poco solubles en agua y que dejan residuos polimericos desagradables.
La patente US-A-3.689.469, concedida el 5 de septiembre de 1972, describe co-polimeros de alcohol vinilico y metil metacrilato (un acido monocarboxilico) que inhibe el acondicionamiento ajustado de las moleculas y minimiza la tendencia del poli(alcohol vinilico) a formar cristalitas. Cuanto mas junto, mas dificil es disolver el poli(alcohol vinilico) en agua.
La patente US-A-4.885.105, concedida el 5 de diciembre de 1989, informa que la presencia de esteres carboxilicos y alcohol adyacentes produce la formacion de anillos de lactona internos. La conversion de la lactona a forma anionica (tratandola con una base) puede producirse como parte de la resina o proceso de produccion de pelicula, o despues de que se haya fabricado la pelicula pero antes de que este previsto que se disuelva en agua. La introduccion de una composicion limpiadora en la pelicula dara como resultado un grado de formacion de aniones si la composicion limpiadora es suficientemente alcalina. En esta patente las composiciones alcalinas se definen generalmente como aquellas que generan un pH mayor que aproximadamente 8 cuando se disuelven a un nivel de aproximadamente 1 % en un medio acuoso.
La patente EP-A-1 120 459, describe una bolsa que contiene liquido soluble en agua en donde el liquido comprende fosfonato de sodio como aditivo reforzante de la detergencia.
La patente JP-A-6340899 aborda el problema de la solubilidad del agua de las bolsas que contienen una composicion detergente liquida incluso despues de un almacenamiento prolongado. La solucion es un copolimero PVA que comprende un grupo carboxilico como acido acrilico, acido crotonico, acido maleico, acido boleico o acido itaconico.
La presente invencion aborda el problema de la solubilidad en agua, y como evitar los residuos polimericos, de una bolsa que contiene liquido soluble en agua en donde el liquido contenido dentro de la bolsa comprende componentes ionicos disueltos.
Sumario de la invencion
La presente invencion proporciona una bolsa que contiene liquido soluble en agua en donde la bolsa soluble en agua esta fabricada a partir de una pelicula que comprende un copolimero de alcohol vinilico y un acido dicarboxilico, en donde el acido dicarboxilico es acido itaconico y se caracteriza por que el liquido contenido dentro de la bolsa comprende componentes ionicos disueltos seleccionados del grupo que consiste en carboxilatos, fosfonatos y mezclas de los mismos, y tiene un pH inferior a 8, y en donde el liquido comprende menos de un 25 % en peso de agua.
Descripcion detallada de la invencion
Una pelicula soluble en agua preferida comprende desde polimeros, copolimeros o derivados de los mismos seleccionados de poli(alcoholes vinilicos), poli(oxidos de alquileno), acido acrilico, celulosa, eteres de celulosa, esteres de celulosa, poli(acetatos de vinilo), acidos y sales policarboxilicos, poliaminoacidos o peptidos, poliamidas, copolimeros de acidos maleico/acrilico, polisacaridos incluidos almidon y gelatina, gomas naturales tales como goma xantano y goma carragenato. Mas preferiblemente, el polimero se selecciona de poliacrilatos y copolimeros de acrilato solubles en agua, metilcelulosa, carboximetilcelulosa sodica, dextrina, etilcelulosa, hidroxietilcelulosa, hidroxipropil metilcelulosa, maltodextrina, polimetacrilatos, con maxima preferencia poli(alcoholes vinilicos), copolimeros de poli(alcohol vinilico) e hidroxipropil metil celulosa (HPMC). Preferiblemente, el nivel de un tipo de polimero (p. ej., una mezcla comercial) en el material pelicular como, por ejemplo, un polimero PVA, es de al menos 60 % en peso de la pelicula. El polimero puede tener cualquier peso molecular promedio, preferiblemente de aproximadamente 1.000 a
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1.000.000, o mas preferiblemente de 10.000 a 300.000, o aun mas preferiblemente de 15.000 a 200.000 o con maxima preferencia de 20.000 a 150.000. Es posible usar mezclas o combinaciones de polimeros.
Muy preferido es el poli(alcohol vinilico) conformado por extrusion, extrusion por soplado, moldeo por soplado, fusion por extrusion o fusion por disolucion en una pelicula fina. Dicha pelicula tiene preferiblemente de 10 micrometros a 200 micrometros de espesor, mas preferiblemente tiene de 40 micrometros a 100 micrometros de espesor.
Los materiales mas preferidos para fabricar la bolsa soluble en agua comprenden poli(alcohol vinilico) soluble en agua (incluidos copolimeros del mismo), preferiblemente en donde el polimero presente en la pelicula esta hidrolizado de 60 a 100 %, mas preferiblemente de 80 % a 98 %, para mejorar la disolucion del material.
La pelicula soluble en agua de la presente memoria puede comprender otros aditivos ademas del polimero o del material polimerico. Por ejemplo, puede ser beneficioso anadir plastificantes, por ejemplo glicerol, etilenglicol, dietilenglicol, propilenglicol, propanodiol, sorbitol y mezclas de los mismos, agua adicional, coadyuvantes de la disgregacion, cargas, agentes antiespumantes, agentes emulsionantes/dispersantes y/o agentes antibloqueo. Puede ser util que la propia bolsa o pelicula soluble en agua comprenda un aditivo detergente que se libera al agua de lavado como, por ejemplo, agentes repelentes de manchas polimericos organicos, dispersantes o inhibidores de transferencia de tintes. Opcionalmente, la superficie de la pelicula de la bolsa puede lubricarse con un polvo fino para reducir el coeficiente de friccion. El aluminosilicato de sodio, el talco de silice y la amilosa son ejemplos de polvos finos adecuados.
Segun la presente invencion la pelicula soluble en agua esta hecha de un copolimero que comprende adicionalmente acido dicarboxilico. Preferiblemente el copolimero comprende alcohol vinilico y acido dicarboxilico y con maxima preferencia el copolimero comprende de 0,1 % en moles a 30 % en moles, especialmente de 1 % en moles a 6 % en moles, del acido dicarboxilico.
Los acidos dicarboxilicos adecuados son acido itaconico, acido maleico, acido malonico, acido succinico y mezclas de los mismos. El mas preferido es el acido itaconico.
Se ha descubierto que las peliculas fabricadas a partir de copolimero que comprende alcohol vinilico y acido dicarboxilico tienen unos perfiles de disolucion y desintegracion mucho mejores incluso cuando el liquido contiene carboxilatos y fosfonatos que mejoran la capacidad limpiadora, e incluso cuando el liquido se formula a un pH inferior a 9. La mejora en los perfiles de disolucion y desintegracion es especialmente perceptible tras un periodo de almacenamiento de varias semanas de las bolsas que contienen liquido.
La expresion “liquido” se utiliza en la presente memoria para incluir ampliamente, por ejemplo, mezclas, soluciones, dispersiones y emulsiones, aunque las mas preferidas son las soluciones homogeneas. El liquido puede tener una viscosidad de baja a muy alta, incluyendo geles y pastas. La viscosidad preferida puede ser de hasta 10.000 mPa.s, pero es mas preferiblemente de 100 a 1.000 mPa.s y, con maxima preferencia, de 300 a 500 mPa.s. El liquido puede contener ingredientes activos adecuados para diversas aplicaciones. Ejemplos de dichas aplicaciones son sustancias agroquimicas, p. ej. pesticidas, herbicidas, fungicidas, insecticidas; sustancias quimicas industriales, p. ej. materiales utilizados en las industrias de la construccion, materiales utilizados en las industrias dedicadas a la fotografia, la impresion y la industria textil; sustancias quimicas para el tratamiento del agua, p. ej. piscinas, sistemas de calentamiento del agua, sistemas de alcantarillado y drenaje; productos de salud y belleza, p. ej. aplicaciones farmaceuticas y cosmeticas; productos de consumo y domesticos, p. ej., tratamiento, limpieza y lavado de ropa, lavado de platos y limpieza de superficies duras, champu, aditivos de bano. Los liquidos especialmente preferidos son adecuados para usar como detergentes liquidos en la limpieza de ropa, vajillas y otras superficies domesticas.
Es preferido que las composiciones liquidas de la presente invencion sean soluciones homogeneas y, en particular, que los componentes carboxilato y fosfonato se disuelvan en el liquido homogeneo.
La composicion liquida tiene preferiblemente una densidad de 0,8 kg/l a 1,3 kg/l, preferiblemente de aproximadamente 1,0 kg/l a 1,1 kg/l. La composicion liquida puede prepararse mediante cualquier metodo y puede tener cualquiera viscosidad, de forma tipica dependiendo de sus ingredientes. La viscosidad puede controlarse, si se desea, utilizando diferentes modificadores de la viscosidad tales como aceite de ricino hidrogenado y/o disolventes. El aceite de ricino hidrogenado se comercializa como Thixcin®. Los disolventes adecuados se describen en mas detalle mas adelante.
Las composiciones liquidas de la presente invencion estan concentradas y contienen niveles relativamente bajos de agua. Las composiciones liquidas comprenden menos de 25 % en peso de agua y preferiblemente entre 5-15 % en peso de agua. Sin embargo, las composiciones adecuadas pueden incluso comprender menos de 5 % en peso de agua.
El liquido de la presente invencion tiene un pH de menos de 8, mas preferiblemente menos de 7,5, cuando se mide disolviendo el liquido hasta un nivel de 1 % en un medio acuoso.
Las composiciones liquidas de la presente invencion comprenden componentes seleccionados del grupo que consiste en carboxilatos, fosfonatos, y mezclas de los mismos. Estos componentes son eficaces sustancias activas de tipo aditivo reforzante de la detergencia/quelante usadas para unir iones de metal en soluciones acuosas. El
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termino carboxilatos, segun se usa en la presente memoria, abarca la forma acida de la sal y tambien abarca “poli- carboxilato” que hace referencia a compuestos que tienen una pluralidad de grupos carboxilato, preferiblemente al menos tres carboxilatos. El aditivo reforzante de la detergencia de policarboxilato puede ser generalmente anadido a la composicion en forma acida, pero tambien puede ser anadido en forma de sal neutralizada. Cuando se utiliza en forma de sal, se prefieren sales de metales alcalinos, tales como sodio, potasio o litio, o de alcanolamonio.
Entre los aditivos reforzantes de policarboxilato se incluyen diferentes categorias de materiales utiles. Una categoria importante de aditivos reforzantes de la detergencia de tipo policarboxilato abarca los eter policarboxi- latos, incluyendo oxidisuccinato, segun se describe en US-3.128.287, concedida a Berg el 7 de abril de 1964, y en US-3.635.830, concedida a Lamberti y col. el 18 de enero de 1972. Veanse tambien los aditivos reforzantes de la detergencia de tipo “TMS/TDS” de US-4.663.071, concedida a Bush y col. el 5 de mayo de 1987. Los eter policarboxilatos adecuados tambien incluyen compuestos ciclicos, especialmente compuestos aliciclicos como, por ejemplo, los descritos en US-3.923.679, US-3.835.163; US-4.158.635; US-4.120.874 y US-4.102.903.
Otros aditivos reforzantes de la detergencia utiles incluyen los eter hidroxipolicarboxilatos, copolimeros de anhidrido maleico con etileno o vinil-metil-eter, acido 1,3,5-trihidroxibenceno-2,4,6-trisulfonico y acido carboximetiloxisuccinico, las diversas sales de amonio y de amonio sustituido de metal alcalino de acidos poliaceticos tales como el acido etilendiaminotetraacetico y el acido nitrilotriacetico, asi como policarboxilatos tales como el acido melitico, acido succinico, acido oxidisuccinico, acido polimaleico, acido benceno-1,3,5- tricarboxilico, acido carboximetiloxisuccinico, y sales solubles de los mismos.
Los aditivos reforzantes de la detergencia de citrato, por ejemplo, el acido citrico y las sales solubles del mismo (particularmente la sal sodica), son aditivos reforzantes de la detergencia de policarboxilato de particular importancia para las formulaciones detergentes liquidas de limpieza intensiva por su disponibilidad a partir de recursos renovables y su biodegradabilidad. Los oxidisuccinatos son tambien especialmente utiles en este tipo de composiciones y combinaciones.
Tambien son adecuados en las composiciones detergentes liquidas de la presente invencion los 3,3-dicarboxi-4- oxa-1,6-hexanodioatos y los compuestos relacionados descritos en US-4.566.984, concedida a Bush el 28 de enero de 1986. Los aditivos reforzantes de la detergencia de tipo acido succinico utiles incluyen los acidos alquil y alquenil succinicos C5-C20 y las sales de los mismos. Un compuesto especialmente preferido de este tipo es el acido dodecenilsuccinico. Los ejemplos especificos de aditivos reforzantes de la detergencia de succinato incluyen: laurilsuccinato, miristilsuccinato, palmitilsuccinato, 2-dodecenilsuccinato (preferido), 2-pentadecenilsucci- nato y similares. Los laurilsuccinatos son los aditivos reforzantes de la detergencia preferidos de este grupo y se describen en EP-A-0 200 263, publicada el 5 de noviembre de 1986.
Ejemplos especificos de aminocarboxilatos exentos de fosforo y que contienen nitrogeno incluyen acido etilendiaminodisuccinico y sales del mismo (disuccinatos de etilendiamina, EDDS), acido etilendiaminotetraacetico y sales del mismo (tetraacetatos de etilendiamina, EDTA), y acido dietilen-triamino-pentaacetico y sales del mismo (pentaacetatos de dietilentriamina, DTPA).
En US-4.144.226, concedida a Crutchfield y col. el 13 de marzo de 1979, y en US-3.308.067, concedida a Diehl el 7 de marzo de 1967, se describen otros policarboxilatos adecuados. Vease tambien US-3.723.322, concedida a Diehl. Estos materiales incluyen las sales solubles en agua de homopolimeros y copolimeros de acidos carboxilicos alifaticos tales como el acido maleico, el acido itaconico, el acido mesaconico, el acido fumarico, el acido aconitico, el acido citraconico y el acido metilenmalonico.
El termino fosfonato, segun se usa en la presente memoria, abarca la forma acida de la sal. Ejemplos de fosfonatos organicos altamente adecuados para usar en la presente invencion son los aminoalquilen- poli(alquilenfosfonatos), los etano-1-hidroxi-bisfosfonatos de metal alcalino y los nitrilo-trimetilen-fosfonatos. Los tipos preferidos entre los anteriores son el dietilen-triamino-penta (metilen-fosfonato), el etilendiamino-tri (metilen- fosfonato), el hexametilendiamino-tetra (metilen-fosfonato) y el hidroxietilen-1,1-difosfonato.
Ingredientes preferidos de la composicion liquida
Las cantidades preferidas de los ingredientes descritos en la presente memoria se expresan en % en peso de la composicion total de la presente memoria.
Si la composicion liquida es una composicion detergente, se prefiere que al menos esten presentes un tensioactivo y un aditivo reforzante de la detergencia, preferiblemente al menos un tensioactivo anionico y preferiblemente tambien un tensioactivo no ionico, y preferiblemente al menos un aditivo reforzante de la detergencia, mas preferiblemente al menos un aditivo reforzante de la detergencia hidrosoluble como un aditivo reforzante de la detergencia de tipo fosfato y/o un aditivo reforzante de la detergencia de tipo acido graso. Otros componentes preferidos son enzimas y/o agentes blanqueadores, tales como un peroxiacido formado previamente.
Muy preferidos son tambien los perfumes, abrillantadores, agentes tamponadores (para mantener el pH preferiblemente de 5,5 a 9, mas preferiblemente de 6 a 8, con maxima preferencia de aproximadamente 7,5),
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agentes suavizantes de tejidos, incluyendo arcillas y agentes beneficiosos de silicona, supresores de las jabonaduras.
En las composiciones limpiadoras para superficies rigidas y las composiciones para lavado de vajillas se prefiere que este presente al menos un aditivo reforzante de la detergencia soluble en agua tal como un fosfato, y preferiblemente asimismo tensioactivo, perfume, enzimas y blanqueadores.
En las composiciones para el tratamiento de tejidos preferiblemente estan presentes al menos un perfume y un agente para el tratamiento de tejidos como, por ejemplo, un suavizante cationico o un suavizante de tipo arcilla, un agente antiarrugas o un tinte eficaz para tejidos.
Muy preferidos en todas las composiciones anteriores son tambien los disolventes adicionales, tales como alcoholes, dioles, derivados de monoamina, glicerol, glicoles, polialquilenglicoles, como polietilenglicol, propanodiol, monoetanolamina. Muy preferidas son las mezclas de disolvente tales como las mezclas de alcoholes y las mezclas de dioles y alcoholes. Muy preferida puede ser la presencia de (al menos) un alcohol, diol o derivado de monoamina y, preferiblemente incluso, glicerol. Las composiciones de la invencion son preferiblemente liquidos concentrados que tienen preferiblemente menos de 50 % o incluso menos de 40 % en peso de disolvente (diferente al agua), preferiblemente menos de 30 % o incluso menos de 20 % o incluso menos de 35 % en peso. Preferiblemente el disolvente esta presente a un nivel de al menos 5 %, incluso al menos 10 % o incluso al menos 15 % en peso de la composicion.
Muy preferido es que la composicion comprenda un plastificante para el material en forma de bolsa soluble en agua, por ejemplo uno de los plastificantes descritos anteriormente, por ejemplo glicerol. Estos plastificantes pueden tener el doble fin de actuar como disolvente para los demas ingredientes de la composicion y como plastificante para el material en forma de bolsa.
Ejemplos
Composicion 1 % peso Composicion 2 % peso Composicion 3 % peso Composicion 4 % peso
Acido dodecilbenceno sulfonico
21,8 20,5 19,4 23,0
Alcohol C13-C15, etoxilado 7 veces
18,5 17,4 16,4 19,5
Alquil C8-10 amidopropil-metilamina
1,7 1,6 1,5 1,8
Acido alquil C12-C18 graso
16,4 15,4 14,6 17,3
Acido citrico
1,5 1,4 1,3 0
Acido dietilentriaminapentametilenfosfonico
0,9 0,9 0,8 0
Enzimas proteasa/amilasa
1,5 1,4 1,3 1,3
Acido formico
1,1 1,0 1,0 0
Abrillantador optico
0,3 0,3 0,3 0,3
Polietileniminas etoxiladas
3,1 3,0 2,8 3,2
Propanodiol
15,6 14,7 13,9 21,9
Monoetanolamina
11,5 10,7 10,0 8,3
Perfume, tintes
1,7 1,7 1,7 1,7
Agua
4,4 10,0 15,0 1,7
Las composiciones liquidas ilustrativas se envasaron en bolsas de pelicula y cada bolsa contiene aproximadamente 50 ml de liquido. La pelicula se fabrico a partir de una resina copolimerica de poli(alcohol vinilico) / dicarboxilato (en donde la especie comonomero es acido itaconico). Los perfiles de disolucion y disgregacion de cada una de las composiciones son buenos; las bolsas se disuelven/desintegran rapidamente en agua sin dejar ningun residuo incluso despues de un almacenamiento prolongado (ocho semanas) a 35 °C. Las composiciones 1 a 3 proporcionan un resultado de limpieza mucho mejor que la composicion 4 debido a la presencia de un sistema aditivo reforzante de la detergencia/quelante que comprende carboxilato (acido citrico) y fosfonato (acido dietilentriaminapentametilenfosfonico) en las composiciones 1 a 3.
Ejemplo comparativo: Como comparacion, un ejemplo de una pelicula de poli(alcohol vinilico) soluble en agua comercializada se vende bajo la marca comercial M8630 por Mono-Sol de Indiana, EE. UU. Esta pelicula en particular tiene una resistencia a la traccion de 2,76 kN/cm2 (281 kg/cm2); modulos de 1,03 kN/cm2 (105 kg/cm2); alargamiento del 465 %; resistencia al desgarre de 0,40 N/mm (41 kg/mm); y resistencia al impacto de 8 N (800 g). Se comercializa con un espesor de 38, 50 y 76 micrometros. Esta pelicula se ha fabricado a partir de una resina copolimerica de poli(alcohol vinilico) / monocarboxilato. Los perfiles de disolucion y desintegracion de las Composiciones 1 a 3 son peores que los que se observan en el ejemplo anterior con la pelicula fabricada a partir de resina que comprende acido itaconico. Ademas, los perfiles de disolucion / desintegracion se deterioran significativamente durante el almacenamiento (ocho semanas) a 35 0C.
Las dimensiones y los valores descritos en la presente memoria no deben entenderse como estrictamente limitados a los valores numericos exactos mencionados. En cambio, salvo que se indique lo contrario, se pretende que cada una de dichas dimensiones signifique tanto el valor indicado como un intervalo funcionalmente equivalente en torno a ese valor. Por ejemplo, una dimension descrita como “de 40 mm” significa “de aproximadamente 40 mm”.
5

Claims (4)

  2. 2.
    10
  3. 3.
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  4. 4.
    20 5.
    REIVINDICACIONES
    Una bolsa que contiene liquido soluble en agua en donde la bolsa soluble en agua esta fabricada a partir de una pelicula que comprende un copolimero de alcohol vinilico y un acido dicarboxilico, en donde el acido dicarboxilico es acido itaconico y se caracteriza por que el liquido contenido dentro de la bolsa comprende componentes ionicos disueltos seleccionados del grupo que consiste en carboxilatos, fosfonatos y mezclas de los mismos, y tiene un pH inferior a 8, y en donde el liquido comprende menos de un 25 % en peso de agua.
    Una bolsa que contiene liquido soluble en agua segun la reivindicacion 1, en donde la pelicula comprende un copolimero que comprende de 0,1 % en moles a 30 % en moles, preferiblemente de 1 % en moles a 6 % en moles, del acido dicarboxilico.
    Una bolsa que contiene liquido soluble en agua segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en donde el liquido contenido dentro de la bolsa tiene un pH inferior a 7,5, cuando se mide disolviendo el liquido a un nivel del 1 % en un medio acuoso.
    Una bolsa que contiene liquido soluble en agua segun la reivindicacion 1, en donde el liquido contenido dentro de la bolsa comprende acido policarboxilico o sal de policarboxilato.
    Una bolsa que contiene liquido soluble en agua segun la reivindicacion 1, en donde el liquido contenido dentro de la bolsa comprende acido polifosfonico o sal de polifosfonato.
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