ES2624203T3 - Sustrato soluble en agua con resistencia a la disolución antes de sumergirse en agua - Google Patents

Sustrato soluble en agua con resistencia a la disolución antes de sumergirse en agua Download PDF

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ES2624203T3 ES07805066.3T ES07805066T ES2624203T3 ES 2624203 T3 ES2624203 T3 ES 2624203T3 ES 07805066 T ES07805066 T ES 07805066T ES 2624203 T3 ES2624203 T3 ES 2624203T3
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Abstract

Un sustrato (10) soluble en agua que comprende una primera superficie (12) y una segunda superficie (14) opuesta a dicha primera superficie (14), teniendo dicho sustrato (10) al menos dos capas (21, 22) de recubrimiento aplicadas a, al menos, una de dichas primera y segunda superficies (12, 14), siendo dichas capas (21, 22) de recubrimiento menos solubles en agua que dicho sustrato (10) soluble en agua, en donde dichas capas (21, 22) de recubrimiento combinadas cubren, al menos, una de dichas primera y segunda superficies (12, 14), y en donde se aplica un lubricante (23) entre dichas dos capas (21, 22) de recubrimiento.

Description

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DESCRIPCION
Sustrato soluble en agua con resistencia a la disolucion antes de sumergirse en agua Campo de la invencion
Esta invencion se refiere a un sustrato soluble en agua y, mas especialmente, a un sustrato soluble en agua que tiene resistencia mejorada a la disolucion antes de sumergirse en agua y a metodos para preparar el mismo. Esta invencion tambien se refiere a articulos, tales como bolsas, realizados con el sustrato soluble en agua.
Antecedentes de la invencion
Los sustratos solubles en agua estan ganando cada vez mas aceptacion para ser usados como materiales de envasado. Los materiales de envasado incluyen peliculas, hojas, cuerpos huecos soplados o moldeados (p. ej., bolsitas, bolsas y pastillas), frascos, receptaculos y similares. A menudo, los sustratos solubles en agua, cuando se utilizan para preparar ciertos tipos de estos articulos, tales como bolsitas y bolsas, se desintegran y/o se vuelven pegajosos cuando son expuestos a pequenas cantidades de agua o a elevada humedad. Esto puede hacerlos inadecuados para su uso en el envasado y el almacenamiento de las composiciones contenidas en las mismas.
La queja mas habitual del consumidor sobre las bolsas solubles en agua esta relacionada con una disolucion de la bolsa no deseada cuando es expuesta de forma accidental a una pequena cantidad de agua, por ejemplo, cuando el agua entra dentro del envasado exterior en el cual las bolsas son comercializadas y almacenadas despues de su compra, debido a manos humedas, elevada humedad, fugas en fregaderos o tuberias durante el almacenamiento. Esto puede hacer que las bolsas solubles en agua presenten escapes antes de su uso y/o que se peguen entre si. La segunda queja mas frecuente es que la bolsa soluble en agua no se disuelve totalmente durante el uso. Asi, existe una necesidad incumplida de sustratos solubles en agua y articulos elaborados a partir de los mismos, tales como bolsitas y bolsas, que tengan una resistencia mejorada a la disolucion al ser expuestos a pequenas cantidades de agua pero que puedan despues disolverse muy rapidamente cuando son sumergidos en una solucion acuosa, tal como el agua de lavado y/o aclarado. Se conocen varios metodos en la tecnica para retardar la disolucion de sustratos solubles en agua que, de forma tipica, involucran el recubrimiento del sustrato soluble en agua con un material que sea insoluble en agua. Por ejemplo, la patente US-6.509.072 describe un sustrato soluble en agua que comprende un recubrimiento protector. El recubrimiento protector es una pelicula polimerica que forma una pelicula continua en el sustrato soluble en agua. Otro ejemplo de recubrimiento protector se describe en WO 01/23460, concedida a Kao Corporation, en donde una superficie del sustrato soluble en agua se recubre con un material soluble en agua fibroso o particulado
Cuando estos sustratos solubles en agua recubiertos son procesados para usarlos como materiales de envasado, de forma tipica, estos sustratos son estirados. En ciertas areas, el sustrato puede ser estirado hasta un 200% o mas. Esto podria provocar la ruptura del recubrimiento y, por consiguiente, permitir que el agua entre en contacto con la superficie del sustrato soluble en agua, causando los problemas mencionados anteriormente.
Por tanto, uno de los aspectos de la presente invencion es proporcionar sustratos solubles en agua que hayan mejorado la resistencia a la disolucion antes de sumergirse en agua, incluso cuando estos sustratos han sido estirados y a partir de ellos se han fabricado articulos tales como bolsas y bolsitas, pero que puedan despues disolverse muy rapidamente cuando son sumergidos en una solucion acuosa, tal como el agua de lavado y/o aclarado.
US-5108807 A se refiere a un articulo termoplastico degradable de multiples capas que tiene, al menos, tres capas de material termoplastico que comprende una primera capa exterior, una segunda capa exterior, y una capa nuclear, en donde la primera capa exterior y la segunda capa exterior se caracterizan por contener una cantidad efectiva de prodegradante para promover la fotodegradacion y/o degradacion termica y dicha capa nuclear se caracteriza por ser mas soluble en agua y/o mas biodegradable que dicha primera capa exterior y dicha segunda capa exterior.
Sumario de la invencion
La presente invencion se refiere a un sustrato soluble en agua que comprende una primera superficie y una segunda superficies opuesta a dicha primera superficie, con al menos dos capas de recubrimiento aplicadas a, al menos, una de dichas primera y segunda superficie. Las capas de recubrimiento son menos solubles en agua que el sustrato soluble en agua. Las dos capas de recubrimiento recubren, al menos, una de dichas primera y segunda superficies, y se aplica un lubricante entre las dos capas.
La presente invencion tambien se refiere a un articulo que comprende el sustrato soluble en agua, y a un metodo de elaboracion del sustrato soluble en agua.
Breve descripcion de los dibujos
La Fig.1 muestra una seccion transversal de un sustrato soluble en agua no recubierto.
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La Fig. 2 muestra una seccion transversal de una realizacion de un sustrato soluble en agua segun la presente invencion.
La Fig. 3 muestra una seccion transversal de un artfculo que comprende un sustrato soluble en agua segun la presente invencion.
Descripcion detallada de la invencion
Esta invencion se refiere a un sustrato soluble en agua y, mas especialmente, a un sustrato soluble en agua que tiene resistencia mejorada a la disolucion antes de sumergirse en agua y a metodos para preparar el mismo. Esta invencion tambien se refiere a artfculos que comprenden el sustrato soluble en agua descrito en la presente memoria.
Sustrato soluble en agua
La Fig. 1 muestra una seccion transversal de un sustrato 10 soluble en agua. El sustrato 10 soluble en agua tiene una primera superficie 12 y una segunda superficie 14 opuesta a la primera superficie 12. El espesor 16 del sustrato 10 soluble en agua entre la primera superficie 12 y la segunda superficie 14 puede variar desde aproximadamente 0,75 micrometros a aproximadamente 1250 micrometros, preferiblemente de aproximadamente 10 micrometros a aproximadamente 250 micrometros, y mas preferiblemente de aproximadamente 25 micrometros a 125 micrometros. El sustrato 10 soluble en agua puede estar en forma de una pelfcula, una hoja o una espuma, e incluye estructuras de material tejido y no tejido.
El sustrato soluble en agua esta hecho de materiales polimericos y tiene una solubilidad en agua de al menos 50% en peso, medida por el metodo descrito en la presente memoria utilizando un filtro de vidrio con un tamano de poro maximo de 20 micrometros. Preferiblemente, la solubilidad en agua del sustrato es de al menos 75% en peso o, aun mas preferiblemente, de al menos 95% en peso.
Se anaden 50 gramos ± 0,1 gramos de material en forma de sustrato a un vaso^ de precipitados de 400 ml pesado previamente y despues se agregan 245 ml ± 1 ml de agua destilada a 25 0C. Este se agita vigorosamente en un agitador magnetico ajustado a 600 rpm, durante 30 minutos. A continuacion, la mezcla se filtra a traves de un filtro de vidrio sinterizado con papel plegado para analisis con un tamano de poro como el definido mas arriba (max. 20 micrometros). El agua se elimina del filtrado recogido mediante cualquier metodo convencional y se determina el peso del material restante (el cual es la fraccion disuelta). A continuacion, se puede calcular el % de solubilidad.
De forma tfpica, el sustrato 10 soluble en agua tiene un gramaje de 0,33 a 1667 gramos por metro cuadrado, preferiblemente de 33 a 167 gramos por metro cuadrado. El espesor del sustrato 10 soluble en agua entre la primera superficie 12 y la segunda superficie 14 puede variar desde aproximadamente 0,75 micrometros a aproximadamente 1250 micrometros, preferiblemente de aproximadamente 10 micrometros a aproximadamente 250 micrometros, y mas preferiblemente de aproximadamente 25 micrometros a 125 micrometros.
Los polfmeros, copolfmeros o derivados de los mismos preferidos adecuados para usar como material de sustrato se seleccionan de entre alcohol polivinflico (PVA), polivinilpirrolidona, poli(oxidos de alquileno), acrilamida, acido acrflico, celulosa, eteres de celulosa, esteres de celulosa, amidas de celulosa, poli(acetatos de vinilo), acidos y sales policarboxflicos, poliaminoacidos o peptidos, poliamidas, poliacrilamida, copolfmeros de acidos maleico/acrflico, polisacaridos incluidos almidon y gelatina, gomas naturales tales como xantano y carragenato, poliacrilatos y copolfmeros de acrilato solubles en agua, metilcelulosa, carboximetilcelulosa de sodio, dextrina, etilcelulosa, hidroxietilcelulosa, hidroxipropilmetilcelulosa, maltodextrina, polimetacrilatos, copolfmeros de poli(alcohol vinflico), hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC) y mezclas de los mismos. El polfmero mas preferido es el poli(alcohol vinflico). Preferiblemente, el nivel de polfmero en el sustrato es de al menos 60%.
Un ejemplo de las pelfculas comerciales solubles en agua son pelfculas de PVA conocidas con la referencia comercial Monosol M8630, comercializadas por Chris-Craft Industrial Products de Gary, Indiana, EE. UU., y las pelfculas de PVA de caracterfsticas de solubilidad y deformacion correspondientes. Otras pelfculas adecuadas para usar en la presente invencion incluyen pelfculas conocidas con la referencia comercial pelfcula PT o la serie K de las pelfculas suministradas por Aicello o la pelfcula VF-HP suministrada por Kuraray.
Capas de recubrimiento
Como se muestra en la Fig. 2, al menos dos capas 21, 22 de recubrimiento, que son menos solubles en agua que dicho sustrato 10 soluble en agua (tambien llamadas “capas de recubrimiento”), se aplican a, al menos, una de la primera o la segunda superficie 12, 14 del sustrato 10 soluble en agua. Se aplica una primera capa de recubrimiento a, al menos, una de la primera o segunda superficie 12, 14 del sustrato 10 soluble en agua. Se aplica una segunda capa de recubrimiento sobre la parte superior de dicha primera capa de recubrimiento. Pueden aplicarse capas de recubrimiento adicionales, que sean menos solubles en agua que dicho sustrato 10 soluble en agua, sobre la parte superior de las dos capas anteriores. Cada una de dichas capas de recubrimiento puede cubrir sustancialmente la al menos una de dichas primera o segunda superficie 12, 14. Sin embargo, se prefiere que cada una de dichas capas de recubrimiento recubra solo una parte o partes de, al menos, una de dichas primera o segunda superficie 12, 14, siempre que todas las capas de recubrimiento
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combinadas recubran dicha primera o segunda superficie 12, 14. La primera o segunda superficie 12, 14 se cubre por todas las capas de material menos soluble en agua. Esto asegura que si se produce, de forma accidental, contacto con el agua, el agua no pueda llegar a la primera o segunda superficie 12, 14 del sustrato 10 soluble en agua, o la cantidad de agua que llegue a dicha superficie no sea la necesaria para solubilizar completamente el sustrato 10 soluble en agua.
Se aplica un lubricante 23 entre las capas de recubrimiento. Cuando el sustrato 10 soluble en agua, con las capas 21, 22 de recubrimiento aplicadas a, al menos, una de sus superficies 12, 14, experimenta un estiramiento, el lubricante 23 asegura que la al menos dos y las capas de recubrimiento opcionales adicionales, puedan deslizarse unas sobre otras. Esto conlleva una serie de ventajas. Cuando el sustrato se estira, las partes de la superficie que no estan cubiertas por la primera capa 21 de recubrimiento se alargan. Como la segunda capa de recubrimiento o las capas de recubrimiento opcionales adicionales estan cubriendo estas partes, como se ha explicado anteriormente, se asegura que las goticulas de agua accidentales sigan sin poder alcanzar la superficie del sustrato soluble en agua. En segundo lugar, aunque existe la posibilidad de que todas y cada una de las capas de recubrimiento se rompan debido al estiramiento, el hecho de que se apliquen multiples capas que se solapan tambien reduce el riesgo de que el agua pueda alcanzar la superficie del sustrato soluble en agua.
Los lubricantes preferidos incluyen, aunque no de forma limitativa, talco, politetrafluoroetileno (PTFE), almidon de maiz, silicona, cera, aceite, poliolefinas, como polietileno, polipropileno, o combinaciones de los mismos. Otros lubricantes adecuados tambien son compuestos utilizados, de forma tipica, para proporcionar lubricacion y propiedades antipegajosas en guantes de plastico o caucho, en bases compactas y maquillaje.
Todas las capas de recubrimiento pueden tener la misma composicion o, de forma alternativa, tener una composicion diferente. Por ejemplo, la primera capa de recubrimiento que esta mas cerca de la superficie del sustrato soluble en agua puede tener la resistencia mas alta contra la disolucion, mientras que las otras capas de recubrimiento pueden tener una resistencia menor contra la disolucion. En otro ejemplo, la primera capa de recubrimiento puede tener la resistencia mas baja contra la disolucion, mientras que las otras capas de recubrimiento pueden tener una resistencia contra la disolucion mayor. Ademas, puede crearse un gradiente de resistencia contra la disolucion a traves de las capas, en donde la resistencia contra la disolucion disminuye o aumenta de la primera a la ultima capa.
La cantidad total de capas de recubrimiento puede ser de al menos 0,1 partes, por 100 partes en peso de sustrato 10 soluble en agua. Preferiblemente, el material menos soluble en agua se aplica en una cantidad de, al menos, 1 parte, mas preferiblemente al menos 10 partes, por 100 partes en peso de sustrato soluble en agua. Preferiblemente, la cantidad de recubrimiento aplicado a dicho sustrato 10 soluble en agua varia de 0,1 a 200, mas preferiblemente de 1 a 150, aun mas preferiblemente, de 10 a 100, aun mas preferiblemente de 100 a 150 partes, por 100 partes en peso del sustrato 10 soluble en agua.
Las capas de recubrimiento pueden comprender una variedad de materiales y pueden aplicarse en una variedad de formas y metodos, que se explicaran a continuacion.
En una realizacion preferida, una o mas capas de recubrimiento pueden comprender poli(alcohol vinilico) con un alto grado de hidrolisis. El grado de hidrolisis del poli(alcohol vinilico) utilizado para el recubrimiento es preferiblemente superior al 97%. La composicion puede estar hecha por completo sustancialmente de poli(alcohol vinilico), o puede ser un mezcla de poli(alcohol vinilico) con otros materiales adecuados solubles en agua o materiales dispersables, como los descritos anteriormente.
En otra realizacion preferida, una o mas capas de recubrimiento pueden comprender un material insoluble en agua. Por "material insoluble en agua” se entiende que la solubilidad es inferior al 50% en peso, medido segun el metodo descrito anteriormente. Preferiblemente, la solubilidad en agua es inferior al 40% en peso, mas preferiblemente inferior al 30% en peso, y mas preferiblemente inferior al 10% en peso. El material insoluble en agua puede ser un material inorganico insoluble en agua o un material organico insoluble en agua.
El material inorganico insoluble en agua puede ser zeolita, bentonita, talco, mica, caolin, sepiolita, silice, carbonato calcico, oxido de titanio, acido silicico anhidro, apatita de calcio hidroxi, azul de ftalocianina, rosa Helindone, naranja Hansa, material nacarado, etc., si bien se prefieren zeolita, bentonita, talco, mica, caolin, silice, oxido de titanio, silicona, etc.
El material organico insoluble en agua puede ser un polimero sintetico tal como polietileno, polipropileno, poliamida, tereftalato de polietileno, poliestireno, poliuretano y/o sus productos reticulados, poli(metil)acrilato de sodio, poli(metil)acrilato de ester y/o sus productos reticulados, cauchos como el caucho de etileno, caucho de propileno, caucho de estirenobutadieno, caucho de butadieno, caucho de silicona, etc. y/o sus productos reticulados, etc.; o un polimero natural tal como celulosa y/o sus derivados, almidon y/o sus derivados, cascaras de semillas y/o sus derivados, si bien se prefieren la celulosa y/o sus derivados y el almidon y/o sus derivados. En la presente memoria poli(met)(acido acrilico) significa tanto acido poliacrilico como acido polimetacrilico.
Una o mas capas de recubrimiento tambien pueden tener forma de particulas. Las particulas preferidas son particulas polimericas incluidas las particulas hechas de materiales sinteticos, como se ha descrito anteriormente. Tambien preferiblemente, estas particulas tienen un diametro medio de 500 micrometros o menos, mas preferiblemente
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300 micrometros o menos, aun mas preferiblemente de 0,01 a 300 micrometros. En una realizacion muy preferida, las particulas se encuentran en el intervalo de tamano nanometrico, con diametros medios de particulas de 0,01 a 1 micrometros. Recubrir el sustrato 10 soluble en agua con particulas nanometricas, ademas, proporciona la ventaja de que el recubrimiento se vuelve transparente, que es esteticamente preferible. Las nanoparticulas 24 adecuadas son las nanoparticulas basadas en polietileno, polipropileno, cera, silicona o politetrafluoroetileno.
En otra realizacion muy preferida, una o mas capas de recubrimiento pueden comprender un material flexible. Preferiblemente, la capa de recubrimiento que comprende un material flexible puede alargarse al menos un 20%, mas preferiblemente al menos un 30%, aun mas preferiblemente al menos un 50%, mas preferiblemente mas del 100% y hasta un 200%, sin romperse. Ejemplos de estos materiales flexibles son recubrimientos de poliuretano liquido comercializados por Ideal Products LLC (Plymouth, Indiana, EE. UU.) con el nombre comercial Sani-Tred Permaflex™, o por HMG America LLC (Performance Coatings, Roebuck, SC, EE. UU.) con el nombre comercial Flexithane™. Otros ejemplos de recubrimientos flexibles son los recubrimientos a base de acrilico, que son flexibles a bajas temperaturas, comercializados por Whitney Inc. (Chicago, IL, EE. UU.). Tambien puede utilizarse una mezcla de estos recubrimientos con cualquiera de los recubrimientos descritos anteriormente.
Los recubrimientos segun la presente invencion pueden ser opacos, pero preferiblemente son transparentes o traslucidos. De forma alternativa, pueden ser de color o tridimensionales para crear efectos atractivos como efectos tactiles (tacto) o efectos visuales, tales como graficos, personajes de dibujos animados, logos, marcas, instrucciones para el usuario, y similares.
Sin embargo, al sumergir en agua el sustrato soluble en agua segun la presente invencion (esto es, en aplicaciones para cuyo uso esta disenado el sustrato y que requieren que se disuelva), el recubrimiento no es suficiente para resistir el contacto con el agua y garantiza la rapida disolucion del sustrato.
Ingredientes opcionales
Para ciertas aplicaciones puede que sea necesario que se aumente la velocidad de disolucion (en inmersion) del sustrato. Los disgregantes puede anadirse a una o varias capas de recubrimiento para acelerar la disolucion cuando el sustrato soluble en agua se sumerge en agua. Donde este presente, el nivel de disgregante en el recubrimiento es del 0,1% al 30%, preferiblemente del 1% al 15% en peso de dicho recubrimiento (todas las capas combinadas). De forma alternativa, los disgregantes tambien pueden aplicarse sobre la superficie del sustrato 10 soluble en agua opuesta a la superficie sobre la que se aplican las capas de recubrimiento, o pueden aplicarse sobre ambas superficies del sustrato 10 soluble en agua, o pueden integrarse en la pelicula 10 soluble en agua, o cualquier combinacion de los mismos. Los disgregantes adecuados para su uso en la presente invencion son almidon de maiz/patata, metilcelulosa/celulosas, polvos de arcilla mineral, croscarmelosa (celulosa reticulada), glicolato sodico de almidon (almidon reticulado).
La composicion formadora de sustrato soluble en agua y el sustrato 10 soluble en agua formado a partir de la misma tambien puede comprender uno o mas aditivos o ingredientes adyuvantes. Por ejemplo, la composicion formadora de sustrato soluble en agua y el sustrato 10 soluble en agua pueden contener: plastificantes, lubricantes, agentes de liberacion, cargas, aditivos, agentes antibloqueo, agentes para reducir la pegajosidad, antiespumantes u otros ingredientes funcionales. Estos ultimos, en el caso de articulos que contienen composiciones para el lavado, pueden incluir, aunque no de forma limitativa, aditivos detergentes funcionales para ser suministrados al agua de lavado, por ejemplo, dispersantes polimericos organicos u otros aditivos detergentes.
Los plastificantes adecuados incluyen, aunque no de forma limitativa: glicerol, glicerina, diglicerina, hidroxipropil glicerina, sorbitol, etilenglicol, dietilenglicol, trietilenglicol, tetraetilen glicol, propilenglicol, polietilenglicol, neopentil glicol, trimetilolpropano, polieter polioles, etanolaminas y mezclas de los mismos. El plastificante puede ser incorporado en el sustrato 10 soluble en agua en cualquier cantidad adecuada, incluidas cantidades en el intervalo de aproximadamente 5% a aproximadamente 30% en peso, preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 12% a aproximadamente 20% en peso.
Los tensioactivos adecuados pueden incluir las clases de tensioactivos no ionicos, cationicos, anionicos y de ion hibrido. Los tensioactivos adecuados incluyen, aunque no de forma limitativa, polioxipropilenglicoles polioxietilenados, alcoholes etoxilados, alquilfenol etoxilatos, glicoles acetilenicos terciarios y alcanolamidas (no ionicos), aminas polioxietilenadas, sales de amonio cuaternario y aminas polioxietilenadas cuaternizadas (cationicos) y oxidos de amina, N-alquilbetaina y sulfobetainas (de ion hibrido). El tensioactivo puede ser incorporado en el sustrato 10 soluble en agua en cualquier cantidad adecuada, incluidas cantidades en el intervalo de aproximadamente 0,01% a aproximadamente 1% en peso, preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 0,1% a aproximadamente 0,6% en peso.
Los agentes lubricantes/de liberacion adecuados incluyen, aunque no de forma limitativa, acidos grasos y sus sales, alcoholes grasos, esteres grasos, aminas grasas, acetatos de aminas grasas y amidas grasas. El agente lubricante/de liberacion puede ser incorporado en el sustrato 10 soluble en agua en cualquier cantidad adecuada, incluidas cantidades en el intervalo de aproximadamente 0,02% a aproximadamente 1,5% en peso, preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 0,04% a aproximadamente 0,15% en peso.
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Las cargas, extensores, agentes antibloqueo, agentes para reducir la pegajosidad adecuados incluyen, aunque no de forma limitativa: almidones, almidones modificados, polivinilpirrolidona reticulada, celulosa reticulada, celulosa microcristalina, silice, oxidos metalicos, carbonato de calcio, talco y mica. La carga, el extensor, el agente antibloqueo o el agente para reducir la pegajosidad pueden estar presentes en el sustrato 10 soluble en agua en cualquier cantidad adecuada, incluidas 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. En ausencia de almidon, puede ser deseable que la carga, el extensor, el agente antibloqueo o el agente para reducir la pegajosidad esten presentes en un intervalo de aproximadamente 1% a aproximadamente 5% en peso.
Los antiespumantes adecuados incluyen, aunque no de forma limitativa, aquellos basados en polidimetilsiloxanos y mezclas de hidrocarburos. El antiespumante puede estar presente en el sustrato 10 soluble en agua en cualquier cantidad adecuada, incluidas cantidades en el intervalo de aproximadamente 0,001% a aproximadamente 0,5%, preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 0,01% a aproximadamente 0,1% en peso.
La composicion formadora de sustrato soluble en agua se prepara mezclando los materiales y agitando la mezcla mientras se eleva la temperatura de aproximadamente 21 0C (aproximadamente 70 0F) a 90 0C (aproximadamente 195 0F) hasta completar la disolucion. La composicion formadora de sustrato puede conformarse en cualquier forma adecuada (p. ej., pelicula u hoja) y puede ser posteriormente conformada en cualquier producto adecuado (p. ej. bolsas con uno o varios compartimentos, bolsitas, receptaculos, etc.).
Metodos para preparar un sustrato soluble en agua
Existen numerosas realizaciones no limitativas del metodo para preparar el sustrato 10 soluble en agua descrito en la presente memoria.
En una realizacion, el metodo comprende proporcionar un sustrato 10 soluble en agua formado previamente y aplicar una primera capa 21 de recubrimiento a, al menos, una de las superficies 12, 14 del sustrato 10 soluble en agua formado previamente.
La primera capa 21 de recubrimiento puede ser aplicada al sustrato 10 soluble en agua formado previamente de diferentes maneras. En una realizacion no limitativa, la capa de recubrimiento se aplica a, al menos, una de las superficies 12, 14 del sustrato 10 soluble en agua formado previamente en forma de particulas o un polvo. Preferiblemente, las particulas o el polvo se aplican al sustrato 10 soluble en agua mediante un chorro o electroestaticamente. Debido a la alta velocidad del chorro, parte del polvo se integra en el sustrato, reduciendo asi, o incluso eliminando la necesidad de utilizar un aglutinante. Ademas, cuando las particulas o el polvo se aplican electroestaticamente, por lo general no se necesita un aglutinante. No obstante, puede utilizarse un aglutinante. El aglutinante puede aplicarse primero al sustrato 10 soluble en agua, antes de que se apliquen el polvo o las particulas. O, de forma alternativa, el aglutinante puede mezclarse con el polvo o las particulas, y despues anadir la mezcla al sustrato 10 soluble en agua.
En otra realizacion no limitativa del metodo, la primera capa 21 de recubrimiento se proporciona en forma de solucion que se aplica sobre al menos una de las superficies 12, 14 del sustrato 10 soluble en agua, y se deja secar o se somete a un proceso de secado. La solucion se puede aplicar sobre el sustrato por medio de cualquier proceso de recubrimiento, incluidos pulverizadores, cuchilla, rodillo, rodillo de contacto, ranura, pintura, impresion y mezclas de los mismos. Es preferida la impresion para su uso en la presente invencion. La impresion es un proceso bien establecido y economico. La impresion se realiza principalmente con tinta y tintes y se usa para transmitir disenos y colores a los sustratos pero, en el caso de la invencion, la impresion se usa para depositar la primera capa de recubrimiento sobre un sustrato soluble en agua. Se puede usar cualquier metodo de impresion, incluidos rotograbado, litografia, flexografia, impresion porosa y en tamiz, impresion con chorro de tinta, impresion tipografica, tampografia y combinaciones de los mismos.
Estas realizaciones tambien pueden comprender una etapa de humectar, al menos, una parte de al menos una de las superficies 12, 14 del sustrato 10 soluble en agua antes de aplicar la primera capa 21 de recubrimiento al sustrato 10 soluble en agua previamente formado. La humectacion de al menos una de las superficies 12, 14 del sustrato 10 soluble en agua puede utilizarse para disolver o solubilizar al menos parcialmente una parte exterior de la superficie 12, 14 del sustrato 10 (es decir, parte del espesor del sustrato). El sustrato 10 soluble en agua puede disolverse al menos parcialmente a cualquier profundidad adecuada para integrar parcialmente el recubrimiento en el sustrato. 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 general del sustrato 16. La capa 21 de recubrimiento se aplica despues a la parte parcialmente disuelta de al menos una de las superficies 12, 14 del sustrato 10. Esto permite la integracion parcial de la capa de recubrimiento en una parte exterior de la superficie 12, 14 del sustrato 10 para convertirse en una parte mas permanente del sustrato 10. La superficie humedecida 12, 14 del sustrato 10 con la capa de recubrimiento integrada parcialmente en el mismo se deja secar despues. Esta realizacion del metodo tambien puede comprender una etapa de eliminar al menos parte del material de recubrimiento suelto o en exceso que queda sobre la superficie del sustrato 10 soluble en agua despues de secarse, por ejemplo, limpiando o desempolvando la superficie del sustrato 10.
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En otra realizacion, la primera capa 21 de recubrimiento puede anadirse al sustrato 10 soluble en agua despues de que el sustrato 10 se convierta en un producto. Por ejemplo, si el sustrato 10 soluble en agua se utiliza para formar una bolsa soluble en agua que contiene una composicion, la primera capa 21 de recubrimiento puede ser anadida al sustrato 10 en al menos una parte de la superficie de la bolsa soluble en agua.
Despues de que la primera capa 21 de recubrimiento se haya aplicado al sustrato 10 soluble en agua, se aplica un lubricante 23 a dicha primera capa 21 de recubrimiento. Los lubricantes pueden aplicarse en forma de particulas solidas mediante rociado, cepillado mediante cerdas, rodillos de fieltro, deposicion electrostatica, impacto, chorro o como una suspension acuosa liquida, y despues se seca el disolvente usando metodos de impresion y recubrimiento.
A continuacion se aplica una segunda capa 22 de recubrimiento segun cualquiera de los metodos anteriores (excepto el metodo de humectar el sustrato soluble en agua).
Metodos para preparar una bolsa soluble en agua
El sustrato 10 soluble en agua descrito en la presente memoria puede conformarse en articulos incluidos, aunque no de forma limitativa, aquellos en los que el sustrato 10 soluble en agua se utiliza como un material de envasado. Estos articulos 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 el sustrato 10 soluble en agua descrito en la presente memoria pueden ser realizados de cualquier manera adecuada conocida en la tecnica. Puede proporcionarse al sustrato 10 soluble en agua resistencia a la solubilidad mejorada antes o despues de ser conformado en el producto final. En ambos casos, en ciertas realizaciones es deseable, al fabricar tales articulos, que la superficie 12, 14 del sustrato 10 sobre el que las capas de recubrimiento se aplican forme una superficie exterior del producto.
Existen diferentes procesos para fabricar bolsas solubles en agua. Estos incluyen, aunque no de forma limitativa, procesos conocidos en la tecnica como: procesos de precintado y llenado en vertical, procesos de precintado y llenado en horizontal y conformacion de las bolsas en moldes sobre la superficie de un tambor circular. En los procesos de precintado y llenado en vertical se forma un tubo vertical plegando un sustrato. El extremo inferior del tubo es precintado para formar una bolsa abierta. Esta bolsa es llenada parcialmente dejando un espacio superior. La parte superior de la bolsa abierta es despues precintada para cerrar la bolsa y formar la siguiente bolsa abierta. La primera bolsa se corta posteriormente y el proceso se repite. Las bolsas formadas de esta forma tienen habitualmente forma de almohada. Los procesos de precintado y llenado en horizontal utilizan una matriz que tiene una serie de moldes en la misma. En los procesos de precintado y llenado en horizontal se coloca un sustrato en la matriz y se forman bolsas abiertas en estos moldes, los cuales despues pueden ser llenados, cubiertos con otra capa de sustrato y precintados. En el tercer proceso (formacion de bolsas en moldes sobre la superficie de un tambor circular), se hace circular un sustrato sobre el tambor y se forman bolsas que pasan bajo una maquina de llenado para llenar las bolsas abiertas. El llenado y precintado se realiza en el punto mas alto (maximo) del circulo descrito por el tambor, p. ej., de forma tipica, el llenado se realiza justo antes de que el tambor rotatorio comience el movimiento circular descendente y el precintado justo despues de que el tambor haya comenzado su movimiento descendente.
En cualquiera de los procesos que implican una etapa de conformacion de bolsas abiertas, el sustrato puede inicialmente ser moldeado o formado en forma de una bolsa abierta mediante termoconformado, conformacion al vacio, o ambos. El termoconformado implica calentar el molde y/o el sustrato aplicando calor en cualquier forma conocida, tal como poniendo en contacto el molde con un elemento calefactor o soplando aire caliente o utilizando lamparas calefactoras para calentar los moldes y/o el sustrato. En el caso del conformado al vacio, se utiliza el vacio para ayudar a introducir el sustrato en el molde. En otras realizaciones, pueden combinarse las dos tecnicas para formar bolsas, por ejemplo, el sustrato puede ser formado en bolsas abiertas mediante conformado al vacio y puede aplicarse calor para facilitar el proceso. Las bolsas abiertas se llenan despues con la composicion que debe estar contenida en las mismas.
Las bolsas abiertas llenas se cierran a continuacion, lo cual se puede llevar a cabo mediante cualquier metodo. En algunos casos, como, p. ej., en procesos de conformacion de bolsas horizontales, el cierre se realiza alimentando continuamente un segundo material o sustrato, tal como un sustrato soluble en agua, por encima y sobre la banda de bolsas abiertas y despues precintando el primer sustrato y el segundo sustrato juntos. El segundo material o sustrato puede comprender el sustrato 10 soluble en agua descrito en la presente memoria. Puede ser deseable para la superficie del segundo sustrato sobre el cual se aplican las capas de recubrimiento, que este orientada de manera que forme una superficie exterior de la bolsa.
En este proceso, el primer y segundo sustratos estan de forma tipica precintados en la zona entre los moldes y, por tanto, entre las bolsas que se estan formando en moldes adyacentes. El precintado se puede fabricar mediante cualquier metodo. Los metodos de precintado incluyen precintado termico, soldadura con disolvente y precintado con disolvente o en humedo. Las bandas de bolsas precintadas pueden despues ser cortadas con un dispositivo de corte que corta y separa las bolsas en la banda entre si para formar bolsas separadas. Los procesos de conformacion de bolsas solubles en agua se describen con mas detalle en US-09/994.533, US-2002/0169092 A1, publicada en nombre de Catlin y col.
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Articulos de fabricacion
Como se muestra en la Fig. 3, la presente invencion tambien incluye articulos que comprenden una composicion 40 de producto y un sustrato 10 soluble en agua que puede ser conformado en un recipiente 30, tal como una bolsa, bolsita, capsula, receptaculo, etc. para contener la composicion de producto. La superficie del sustrato 10 soluble en agua que tiene las capas de recubrimiento aplicadas sobre la misma puede utilizarse para formar una superficie exterior del recipiente 30. El sustrato 10 soluble en agua puede formar al menos una parte de un recipiente 30 que proporciona una dosis unitaria de la composicion 40 de producto.
Para simplificar, los articulos de interes en la presente memoria se describiran en terminos de bolsas solubles en agua, aunque debe entenderse que la presente discusion tambien es aplicable a otros tipos de recipientes.
Las bolsas 30 formadas por los metodos anteriores pueden tener cualquier forma y conformacion adecuada para contener la composicion 40 dentro de las mismas hasta que se desee liberar la composicion 40 de la bolsa 30 soluble en agua, por ejemplo por inmersion en agua de la bolsa 30 soluble en agua. Las bolsas 30 pueden comprender un compartimento o dos o mas compartimentos (es decir, las bolsas pueden ser bolsas multicompartimentales). En una realizacion, la bolsa 30 soluble en agua puede tener dos o mas compartimentos que se encuentran generalmente superpuestos y la bolsa 30 comprende paredes exteriores superiores e inferiores generalmente opuestas, paredes laterales tipo faldon que forman las caras de la bolsa 30 y una o mas paredes divisorias internas para separar los diferentes compartimentos entre si. Si la composicion 40 contenida en las bolsas 30 comprende diferentes formas o componentes, los diferentes componentes de la composicion 40 pueden estar contenidos en diferentes compartimentos de la bolsa 30 soluble en agua y pueden estar separados entre si por una barrera de material soluble en agua.
Las bolsas u otros recipientes 30 pueden contener una dosis unitaria de una o mas composiciones 40 para usar como composiciones detergentes para lavado de ropa, composiciones detergentes para lavado en lavavajillas, limpiadores de superficies duras, eliminadores de manchas, mejoradores de tejidos y/o suavizantes de tejidos, alimentos y bebidas y nuevas formas de productos en los que el contacto con pequenas cantidades de agua podria crear una disolucion prematura de la bolsa, un escape no deseado de la bolsa y/o una adhesion no deseada entre bolsas. La composicion 40 en las bolsas 30 puede ser cualquier forma adecuada incluidos, aunque no de forma limitativa: liquidos, geles liquidos, pastas, cremas, solidos, granulos, polvos, etc. Los compartimentos diferentes de las bolsas 30 multicompartimentales pueden ser usados para separar ingredientes incompatibles. Por ejemplo, puede ser deseable colocar los blanqueadores y las enzimas en compartimentos separados. Otras formas de realizaciones multicompartimentales pueden incluir un compartimento que contiene polvo junto con un compartimento que contiene liquido. Otros ejemplos de bolsas solubles en agua con multiples compartimentos se describen en US-6.670.314 B2, concedida a Smith y col.
Las bolsas 30 solubles en agua pueden sumergirse en cualquier solucion acuosa adecuada (tal como agua caliente o fria), tras lo cual el material 10 de sustrato soluble en agua que forma las bolsas 30 solubles en agua se disuelve para liberar el contenido de las bolsas.
El sustrato 10 soluble en agua descrito en la presente memoria tambien puede usarse en productos de recubrimiento y otros articulos. Ejemplos no limitativos de tales productos son las pastillas de detergente para lavado de ropa o las pastillas de detergente para lavavajillas. Otros ejemplos incluyen productos de recubrimiento en la categoria de alimentos y bebidas, en los que el contacto con pequenas cantidades de agua podria crear una disolucion prematura, escapes no deseados y/o una adhesion no deseada.
Ejemplo
Una primera capa de un recubrimiento con el codigo SOP 00090, proporcionado por ANI Printing Inks Group, se imprime sobre una pelicula soluble en agua de poli(alcohol vinilico) M8630 estandar, suministrado por Monosol, y se deja secar. Despues, se aplica talco con un cepillo sobre dicha primera capa. Entonces se imprime una segunda capa del mismo recubrimiento sobre la primera capa. El sustrato recubierto muestra una resistencia mejorada frente al contacto accidental con agua en un estado tanto estirado como no estirado, con respecto a los sustratos no recubiertos.

Claims (6)

  1. 10 2.
    15 3.
  2. 4.
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  4. 6.
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    REIVINDICACIONES
    Un sustrato (10) soluble en agua que comprende una primera superficie (12) y una segunda superficie (14) opuesta a dicha primera superficie (14), teniendo dicho sustrato (10) al menos dos capas (21, 22) de recubrimiento aplicadas a, al menos, una de dichas primera y segunda superficies (12, 14), siendo dichas capas (21, 22) de recubrimiento menos solubles en agua que dicho sustrato (10) soluble en agua, en donde dichas capas (21, 22) de recubrimiento combinadas cubren, al menos, una de dichas primera y segunda superficies (12, 14), y en donde se aplica un lubricante (23) entre dichas dos capas (21,22) de recubrimiento.
    Un sustrato (10) soluble en agua segun la reivindicacion 1, en donde se aplican una o mas capas de recubrimiento adicionales de un material menos soluble en agua que dicho sustrato (10) soluble en agua a dicha segunda capa (22) de recubrimiento, y en donde se aplica un lubricante (23) entre cada una de dichas capas de recubrimiento.
    Un sustrato (10) soluble en agua segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dichas al menos dos o mas capas de recubrimiento adicionales tienen una solubilidad en agua diferente.
    Un sustrato (10) soluble en agua segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la primera capa (21) de recubrimiento que esta mas cerca del sustrato (10) soluble en agua, tiene una
    solubilidad en agua menor que dicha segunda o mas capas de recubrimiento adicionales.
    Un sustrato (10) soluble en agua segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la primera capa (21) de recubrimiento que esta mas cerca del sustrato (10) soluble en agua, tiene una
    solubilidad en agua mayor que dicha segunda o mas capas de recubrimiento adicionales.
    Un sustrato (10) soluble en agua segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho lubricante (23) comprende talco, politetrafluoroetileno, silicona, almidon de maiz, cera, aceite, poliolefina, o cualquier combinacion de los mismos.
    Un sustrato (10) soluble en agua segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde al menos una de dichas capas de recubrimiento comprende un disgregante.
    Un articulo (30) que comprende el sustrato (10) soluble en agua segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicha al menos una de dichas primera o segunda superficies (12, 14), a la que se le han aplicado dichas capas de recubrimiento, forma una superficie exterior de dicho articulo (30).
    Un articulo (30) segun la reivindicacion 8, en donde dicho sustrato (10) soluble en agua forma al menos una parte de un recipiente que comprende una composicion de producto.
    Un metodo para producir un sustrato (10) soluble en agua que es resistente a la disolucion antes de sumergirlo en un entorno acuoso, que comprende las etapas de:
    a. aplicar una primera capa (21) de recubrimiento que es menos soluble en agua que dicho sustrato (10) soluble en agua a, al menos, una superficie de dicho sustrato (10) soluble en agua; a continuacion
    b. aplicar un lubricante (23) a dicha primera capa (21) de recubrimiento; a continuacion
    c. aplicar una segunda capa (22) de recubrimiento que es menos soluble en agua que dicho sustrato (10) soluble en agua;
    d. de forma opcional, repetir la etapa b con respecto a la segunda capa de recubrimiento;
    e. de forma opcional, aplicar una capa de recubrimiento adicional de un material menos soluble en agua que dicho sustrato (10) soluble en agua;
    f. de forma opcional, aplicar lubricante adicional y/o capas de recubrimiento adicionales.
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