ES2882655T3

ES2882655T3 - Película de alcohol polivinílico hidrosoluble con mezcla de plastificantes, métodos relacionados y artículos relacionados

Info

Publication number: ES2882655T3
Application number: ES15787096T
Authority: ES
Inventors: Steven G Friedrich; David M Lee; Regine Labeque; Florence Catherine Courchay
Original assignee: Monosol LLC
Current assignee: Monosol LLC
Priority date: 2014-10-13
Filing date: 2015-10-13
Publication date: 2021-12-02
Anticipated expiration: 2035-10-13
Also published as: JP2017531088A; RU2017115889A; US20200102434A1; KR20170068556A; AU2015333763A1; CN112011138B; CN107001754B; US10513588B2; KR102468269B1; RU2705963C2; EP3207082A1; AR102242A1; TW201620978A; CN112011138A; HUE055401T2; JP6743031B2; PL3207082T3; BR112017007603A2; EP3207082B1; US20170233539A1

Abstract

Una película hidrosoluble que comprende: un polímero de alcohol polivinílico (PVOH); dipropilenglicol como primer plastificante; un alcohol de azúcar como segundo plastificante; y un poliol como tercer plastificante, siendo el tercer plastificante diferente del primer plastificante y del segundo plastificante, en la que el alcohol de azúcar se selecciona de entre el grupo que consiste en isomalt, maltitol, sorbitol, xilitol, eritritol, adonitol, dulcitol, pentaeritritol y manitol; y el poliol se selecciona de entre el grupo que consiste en glicerina, diglicerina, etilenglicol, dietilenglicol, trietilenglicol, tetraetilenglicol, polietilenglicoles de hasta 400 PM, neopentilglicol, propilenglicol, 2-metil-1,3-propanodiol, trimetilolpropano y poliéter polioles; y en la que el primero, el segundo y el tercer plastificante están presentes en la película hidrosoluble en una cantidad combinada en un intervalo de 5 partes a 50 partes de plastificante total por 100 partes de resina total (phr) en la película hidrosoluble.

Description

DESCRIPCIÓN

Película de alcohol polivinílico hidrosoluble con mezcla de plastificantes, métodos relacionados y artículos relacionados

Campo de la invención

La divulgación se refiere en general a películas hidrosolubles que incluyen una resina de alcohol polivinílico (PVOH) y una mezcla de plastificantes y que pueden usarse para el contacto con líquidos, sólidos o combinaciones de los mismos. La divulgación se refiere además a métodos de fabricación de las películas, así como a paquetes y bolsas fabricados a partir de las películas, que se rellenan opcionalmente con componentes activos, por ejemplo, detergentes, para fabricar bolsas de dosis medidas. Más particularmente, la divulgación se refiere a dichas películas, paquetes y bolsas con uno o más beneficios, tales como propiedades físicas y químicas mejoradas, en particular resistencia mejorada del sellado de la película, para usos finales y/o resistencia a cambios en las características de solubilidad en contacto con productos químicos, después de sellar para formar un paquete, o ambos, junto con una procesabilidad adecuada.

Antecedentes

Las películas poliméricas hidrosolubles se usan habitualmente como materiales de envasado para simplificar la dispersión, el vertido, la disolución y la dosificación de un material que ha de entregarse. Por ejemplo, se usan habitualmente paquetes fabricados a partir de película hidrosoluble para envasar composiciones para el cuidado del hogar, por ejemplo, una bolsa que contiene un detergente para el lavado de ropa o para la vajilla. El consumidor puede añadir directamente la bolsa a un recipiente de mezcla, tal como un cubo, fregadero o lavadora. Ventajosamente, esto permite una dosificación precisa, eliminando al mismo tiempo la necesidad de que el consumidor mida la composición. La bolsa también puede reducir el desorden que se asociaría a la dispensación de una composición similar desde un recipiente, tal como el vertido de un detergente líquido desde una botella. La bolsa también aísla la composición contenida en la misma del contacto con las manos del usuario. En resumen, los paquetes de película polimérica soluble que contienen agentes premedidos proporcionan la comodidad de uso del consumidor en diversas aplicaciones.

Algunas películas poliméricas hidrosolubles que se usan para fabricar paquetes se disuelven de forma incompleta durante un ciclo de lavado, dejando un residuo de película en los artículos del lavado. Dichos problemas pueden surgir particularmente cuando la bolsa se usa en condiciones de lavado de tensión, tal como cuando la bolsa se usa en agua fría (por ejemplo, agua tan fría como a 5 °C y/o hasta 10 °C o 15 °C), en un ciclo de lavado corto y/o en un ciclo de lavado con poca agua (por ejemplo, licores de lavado de aproximadamente 3 l a aproximadamente 20 l). En concreto, la preocupación por el medio ambiente y el coste de la energía están impulsando el deseo de los consumidores de utilizar agua de lavado más fría y ciclos de lavado más cortos.

La formación de bolsas de una unidad monodosis (SUD) hidrosolubles incluye la unión de al menos una capa superior de película hidrosoluble a una capa inferior de película hidrosoluble. En el caso de una bolsa de compartimentos múltiples, a veces es deseable tener un compartimento de bolsa separado de un segundo compartimento de bolsa por una capa intermedia de película hidrosoluble, es decir, en las denominadas bolsas de compartimentos múltiples superpuestas. En dicha bolsa de compartimentos múltiples superpuesta hay un sellado entre la película superior y la película intermedia, y entre la película intermedia y la película inferior. En otra forma de realización de una bolsa de compartimentos múltiples, dos compartimentos de bolsa están colocados uno al lado del otro, por ejemplo, incluyendo dos capas de película hidrosoluble que están selladas en una región intermedia entre los compartimentos de la bolsa. En dichas bolsas adyacentes, se desea una buena calidad de sellado entre compartimentos adyacentes para evitar la migración de líquido de un compartimento a otro a través del sellado. Tales bolsas conocidas en la técnica no tienen sellados tan fuertes como se desea. Si bien es posible crear un sellado fuerte sellando con calor las capas juntas, ello puede provocar problemas, tal como debilidad, en el borde del sellado por calor y bolsas con fugas. Adicionalmente, el sellado por calor puede inducir cristalinidad adicional, lo que da como resultado sellados que pueden ser menos solubles que un sellado correspondiente producido por sellado con solución.

El documento WO 2014/026856 A1 desvela una envoltura hidrosoluble con un agente amargo. La envoltura hidrosoluble puede incluir alcohol polivinílico y otros aditivos ablandadores, tales como dipropilenglicol, etilenglicol, dietilenglicol, propilenglicol, glicerina, sorbitol, manitol o mezclas de los mismos. El documento EP 1400460 A1 desvela un paquete hidrosoluble, que incluye un plastificante principal seleccionado de entre pentanodioles, butanodioles, propanodioles, glicerol, trimetilolpropano, sorbitol, dietilenglicol, trietilenglicol y dipropilenglicol. El documento EP 2397539 A1 desvela una bolsa de compartimentos múltiples, que incluye una película hidrosoluble. La película hidrosoluble puede incluir plastificantes, tales como dipropilenglicol, etilenglicol, dietilenglicol, propilenglicol, glicerina, sorbitol, manitol o mezclas de los mismos. El documento WO 2014/110356 A1 desvela una película comestible hidrosoluble, que incluye un alcohol polivinílico, un agente compatibilizante y un plastificante de alcohol de azúcar que es sólido a temperatura ambiente. El documento WO 2014/089386 desvela una bolsa hidrosoluble que incluye un tinte de tonalidad. La película de la bolsa puede incluir un plastificante, tal como glicerina, etilenglicol, dietilenglicol, propilenglicol, sorbitol y mezclas de los mismos. Sigue existiendo la necesidad de películas hidrosolubles y paquetes relacionados que tengan las características deseadas de buena solubilidad en agua (por ejemplo, solubilidad en agua fría), resistencia química, compatibilidad química y física con principios activos de lavado, otros principios activos detergentes u otras composiciones en contacto con la película o bolsa formada a partir de los mismos, y propiedades mecánicas deseables, que incluyen sellados fuertes, alta resistencia a la tracción y buena procesabilidad. Una vez formada, ya sea como una película o una bolsa que contiene una composición formada a partir de ella, las consideraciones de la cadena de suministro pueden dar como resultado un paso sustancial de tiempo (por ejemplo, a temperaturas normales o elevadas) antes de la utilización del producto final. En consecuencia, además, existe la necesidad de mejorar las propiedades mecánicas (por ejemplo, resistencia del sellado, resistencia a la tracción) después de tal paso del tiempo y cambios en las propiedades de la película.

Sumario

La presente divulgación se refiere a una película hidrosoluble (por ejemplo, que puede usarse para formar artículos tales como bolsas o paquetes) que incluye un polímero de alcohol polivinílico (PVOH) (por ejemplo, uno o más homopolímeros de PVOH, uno o más copolímeros de PVOH y combinaciones de los mismos) y una combinación de al menos tres plastificantes. La combinación de plastificantes incluye dipropilenglicol como primer plastificante, un alcohol de azúcar (por ejemplo, sorbitol) como segundo plastificante y un poliol (por ejemplo, glicerina) como tercer plastificante. Cuando el o los polímeros de PVOH y los plastificantes se mezclan en proporciones particulares y/o se seleccionan con respecto a diversos criterios relacionados con las propiedades físicas y químicas de la película, la película hidrosoluble resultante formada a partir de la resina de PVOH presenta una combinación beneficiosa (por ejemplo, dos, tres o cuatro) de resistencia a la tracción envejecida, elevación del delta de transición de fusión envejecida, valor de adhesión envejecida y/o resistencia al desprendimiento del sellado. Dichas combinaciones de propiedades brindan la capacidad de formar sellados de película que son fuertes y que retienen sus características de solubilidad en agua, por ejemplo, incluyendo sellados de película-película que se forman sin sellado por calor (por ejemplo, mediante soldadura con disolvente o sellado con disolvente y/o sin aplicación de calor).

El alcance de protección se define por las reivindicaciones independientes adjuntas. Un aspecto de la divulgación se refiere a una película hidrosoluble que incluye un polímero de alcohol polivinílico (PVOH); dipropilenglicol como primer plastificante; un alcohol de azúcar como segundo plastificante; y un poliol como tercer plastificante, siendo el tercer plastificante diferente del primer plastificante y del segundo plastificante. En un perfeccionamiento, la película hidrosoluble incluye: el polímero de alcohol polivinílico (PVOH); dipropilenglicol como primer plastificante; sorbitol como segundo plastificante; y glicerina como tercer plastificante; en la que el primero, el segundo y el tercer plastificante están presentes en la película hidrosoluble en una cantidad combinada en un intervalo de aproximadamente 5 partes a aproximadamente 50 partes de plastificante total por 100 partes de resina total (phr) en la película hidrosoluble. En otro perfeccionamiento, el primer plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo de aproximadamente el 10 % en peso a aproximadamente el 65 % en peso con respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificante en la película hidrosoluble. En otro perfeccionamiento, el segundo plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo de aproximadamente el 10 % en peso a aproximadamente el 65 % en peso con respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificante en la película hidrosoluble. En otro perfeccionamiento, el tercer plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo de aproximadamente el 25 % en peso a aproximadamente el 80 % en peso con respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificante en la película hidrosoluble.

Otro aspecto de la divulgación se refiere a un artículo que incluye una película hidrosoluble de cualquiera de las diversas realizaciones desveladas, que incluyen una primera superficie de dicha película sellada con disolvente a una segunda superficie de la misma película o a una superficie de una segunda película de cualquier de las diversas realizaciones desveladas.

Otro aspecto de la divulgación se refiere a un artículo que incluye una película hidrosoluble de cualquiera de las diversas realizaciones desveladas en forma de una bolsa que define un volumen de bolsa interior (por ejemplo, que comprende además una composición, tal como una composición del cuidado del hogar, contenida en el volumen interior de la bolsa).

Otro aspecto de la divulgación se refiere a un método de formación de los artículos que se describen en el presente documento, donde el método incluye las etapas de: proporcionar la película hidrosoluble, donde la película define un volumen de recipiente de bolsa interior; rellenar el volumen de recipiente con una composición (por ejemplo, una composición para el cuidado del hogar); y sellar la película para formar un compartimento sellado, en donde el compartimento sellado contiene la composición.

Otro aspecto de la divulgación se refiere a un método de tratamiento de un sustrato, donde el método incluye la etapa de poner en contacto el sustrato con un artículo como se describe en el presente documento.

Otro aspecto de la divulgación se refiere a un método para hacer una película hidrosoluble, incluyendo el método: seleccionar un polímero de alcohol polivinílico (PVOH), un primer plastificante, un segundo plastificante y un tercer plastificante; seleccionar un intervalo deseado para al menos una primera propiedad de la película y una segunda propiedad de la película; formar una pluralidad de películas hidrosolubles que comprenden el polímero de PVOH, el primer plastificante, el segundo plastificante y el tercer plastificante a diferentes concentraciones del polímero de PVOH, el primer plastificante, el segundo plastificante y el tercer plastificante, en el que al menos una de las películas hidrosolubles tiene una propiedad de película dentro del intervalo deseado para cada una de la primera y segunda propiedades de película; determinar las primera y segunda propiedades de película para cada una de las películas hidrosolubles formadas; identificar una concentración de película para cada polímero de PVOH, el primer plastificante, el segundo plastificante, y el tercer plastificante de la pluralidad formada de películas hidrosolubles, teniendo la concentración de película identificada una primera propiedad de película y una segunda propiedad de película dentro del intervalo deseado para cada propiedad; y formar una película que comprende el polímero de PVOH, el primer plastificante, el segundo plastificante y el tercer plastificante a la concentración de película identificada.

Otro aspecto de la divulgación se refiere al uso de dipropilenglicol como plastificante para una película de alcohol polivinílico hidrosoluble, en combinación con un plastificante de alcohol de azúcar y un plastificante de poliol, para mejorar una o más de (a) elevación del delta de transición de fusión envejecida de la película medida mediante el Ensayo Delta de Transición de Fusión Envejecida; (b) valor de adhesión envejecida de la película medido mediante el Ensayo de Adhesión Envejecida; y (c) resistencia a la tracción envejecida de la película medida mediante el Ensayo de Resistencia a la Tracción Envejecida.

En un perfeccionamiento particular de las diversas realizaciones, la película hidrosoluble tiene al menos dos de las tres propiedades (a), (b) y (c): (a) una elevación del delta de transición de fusión envejecida de aproximadamente 12 °C o menos medida mediante el Ensayo Delta de Transición de Fusión Envejecida; (b) un valor de adhesión envejecida de al menos aproximadamente 1300 g/s medido mediante el Ensayo de Adhesión Envejecida; y (c) una resistencia a la tracción envejecida de al menos aproximadamente 25 MPa medida mediante el Ensayo de Resistencia a la Tracción Envejecida. En otro perfeccionamiento, la película hidrosoluble tiene al menos dos de las tres propiedades (a), (b) y (c): (a) una elevación del delta de transición de fusión envejecida de aproximadamente 11 °C o menos medida mediante el Ensayo Delta de Transición de Fusión Envejecida; (b) un valor de adhesión envejecida de al menos aproximadamente 1900 g/s medido mediante el Ensayo de Adhesión Envejecida; y (c) una resistencia a la tracción envejecida de al menos aproximadamente 30 MPa medida mediante el Ensayo de Resistencia a la Tracción Envejecida. En otro perfeccionamiento, la película hidrosoluble tiene al menos dos de las tres propiedades (a), (b) y (c): (a) una elevación del delta de transición de fusión envejecida de aproximadamente 11 °C o menos medida mediante el Ensayo Delta de Transición de Fusión Envejecida; (b) un valor de adhesión envejecida de al menos aproximadamente 2500 g/s medido mediante el Ensayo de Adhesión Envejecida; y (c) una resistencia a la tracción envejecida de al menos aproximadamente 32,5 MPa medida mediante el Ensayo de Resistencia a la Tracción Envejecida.

Para las composiciones y métodos que se describen en el presente documento, se contemplan características opcionales, que incluyen, pero sin limitación, componentes, intervalos de composición de los mismos, sustituyentes, condiciones y etapas, para su selección de entre los diversos aspectos, realizaciones y ejemplos proporcionados en el presente documento.

Para los expertos habituales en la materia serán evidentes aspectos y ventajas adicionales a partir de una revisión de la siguiente descripción detallada y los dibujos adjuntos. Aunque las composiciones y métodos son susceptibles de realizaciones en diversas formas, la descripción a continuación incluye realizaciones específicas, entendiendo que la divulgación es ilustrativa, y no pretende limitar la invención a las realizaciones específicas que se describen en el presente documento.

Descripción de los dibujos

La siguiente descripción detallada de los diversos métodos, procesos, composiciones y artículos que se desvelan se refiere a los dibujos adjuntos en los que:

La figura 1 es una vista lateral en sección transversal de un artículo en bolsa hidrosoluble que incluye una composición contenida en la misma.

La figura 2 es un gráfico que ilustra los valores de Resistencia a la Tracción Envejecida en función del volumen molar para películas de PVOH de acuerdo con la divulgación que incorpora una mezcla de diferentes plastificantes, incluyendo glicerina, sorbitol y un plastificante adicional.

La figura 3 es un gráfico que ilustra los valores de Suma de Desgarros del Sellado en función del volumen molar para películas de PVOH de acuerdo con la divulgación que incorpora una mezcla de diferentes plastificantes, incluyendo glicerina, sorbitol y un plastificante adicional.

Las figuras 4A-4C son una serie de diagramas de contorno simples que ilustran los valores del Delta de Transición de Fusión Envejecida (es decir, la diferencia en el valor de transición de fusión tras el envejecimiento de la película), los valores de Adhesión Envejecida y los valores de Resistencia a la Tracción Envejecida para una película de mezcla de copolímeros de PVOH de acuerdo con la divulgación que incorpora una mezcla de diferentes plastificantes, incluyendo dipropilenglicol, sorbitol y glicerina a diferentes cargas totales de plastificante (4A: 44,4 phr de carga de plastificante, 4B: 37,0 phr de carga de plastificante, 4C: 29,6 phr de carga de plastificante).

La figura 5 es un gráfico simple que ilustra las composiciones de plastificantes que cumplen una primera combinación de determinados valores del Delta de Transición de Fusión Envejecida, valores de Adhesión Envejecida y valores de Resistencia a la Tracción Envejecida para una película de mezcla de copolímeros de PVOH de acuerdo con la divulgación que incorpora una mezcla de diferentes plastificantes, incluyendo dipropilenglicol, sorbitol y glicerina a una carga de plastificante de 29,6 phr (partes por cien partes de resina, en este caso resina de PVOH).

La figura 6 es un gráfico simple que ilustra las composiciones de plastificantes que cumplen una segunda combinación de determinados valores del Delta de Transición de Fusión Envejecida, valores de Adhesión Envejecida y valores de Resistencia a la Tracción Envejecida para una película de mezcla de copolímeros de PVOH de acuerdo con la divulgación que incorpora una mezcla de diferentes plastificantes, incluyendo dipropilenglicol, sorbitol y glicerina a una carga de plastificante de 29,6 phr.

La figura 7 es un gráfico simple que ilustra las composiciones de plastificantes que cumplen una tercera combinación de determinados valores del Delta de Transición de Fusión Envejecida, valores de Adhesión Envejecida y valores de Resistencia a la Tracción Envejecida para una película de mezcla de copolímeros de PVOH de acuerdo con la divulgación que incorpora una mezcla de diferentes plastificantes, incluyendo dipropilenglicol, sorbitol y glicerina a una carga de plastificante de 29,6 phr.

La figura 8 es un gráfico simple que ilustra las composiciones de plastificantes que cumplen una primera combinación de determinados valores del Delta de Transición de Fusión Envejecida, valores de Adhesión Envejecida y valores de Resistencia a la Tracción Envejecida para una película de mezcla de copolímeros de PVOH de acuerdo con la divulgación que incorpora una mezcla de diferentes plastificantes, incluyendo dipropilenglicol, sorbitol y glicerina a una carga de plastificante de 37,0 phr.

La Figura 9 incluye gráficos que muestran valores Delta de Transición de Fusión Envejecida y valores de Resistencia a la Tracción Envejecida para películas de mezcla de copolímeros de PVOH de acuerdo con la divulgación que incorporan una mezcla de diferentes plastificantes incluyendo dipropilenglicol, sorbitol y glicerina a una carga de plastificante de 37,0 phr.

La Figura 10 incluye un gráfico que muestra valores de Suma de Rasgados del Sellado para películas de mezcla de copolímeros de PVOH de acuerdo con la divulgación que incorporan una mezcla de diferentes plastificantes incluyendo dipropilenglicol, sorbitol y glicerina a una carga de plastificante de 37,0 phr.

Descripción detallada

En el presente documento se desvelan películas hidrosolubles que incluyen un polímero de alcohol polivinílico y mezclas de plastificantes, que incluyen al menos dipropilenglicol y un plastificante adicional como se describe en el presente documento, y bolsas de liberación formadas a partir de las películas o que las incluyen de otro modo.

Algunas películas poliméricas hidrosolubles que se usan para fabricar paquetes se disolverán de forma incompleta en agua durante su uso normal, por ejemplo, durante un ciclo de lavado de ropa para paquetes que contienen una composición relacionada con el lavado de ropa (por ejemplo, dejando de este modo residuo de película en los artículos dentro del lavado).

Las películas poliméricas hidrosolubles a base de PVOH pueden someterse a cambios en las características de solubilidad. Los expertos en la materia saben que el grupo acetato en el polímero de co-poli(acetato de vinilo alcohol vinílico) puede hidrolizarse por hidrólisis ácida o alcalina. A medida que aumenta el grado de hidrólisis, una composición polimérica fabricada a partir de la resina de homopolímero de PVOH tendrá una mayor resistencia mecánica pero una solubilidad reducida a temperaturas más bajas (por ejemplo, requiriendo temperaturas de agua caliente para su disolución total). En consecuencia, la exposición de una resina de homopolímero de PVOH a un entorno alcalino (por ejemplo, resultado de un aditivo blanqueador de lavado de ropa) puede transformar la resina de una que se disuelve rápida y totalmente en un entorno acuoso dado (por ejemplo, un medio de agua fría) en una que se disuelve lentamente y/o de forma incompleta en el entorno acuoso, dando como resultado potencialmente un residuo polimérico no disuelto al final de un ciclo de lavado. Esta es una debilidad inherente a la aplicación de películas basadas únicamente en el copolímero de acetato de vinilo/alcohol vinílico tipificado por las resinas de homopolímero de PVOH comerciales.

Las resinas de copolímero de PVOH con grupos carboxílicos colgantes, tales como las resinas de sal de sodio de alcohol vinílico/acrilato de metilo hidrolizado, pueden formar anillos de lactona entre los grupos alcohol y carboxilo colgantes vecinos, reduciendo de este modo la solubilidad en agua de la resina de copolímero de PVOH. En presencia de una base fuerte tal como un aditivo blanqueador de lavado de ropa, los anillos de lactona pueden abrirse en el transcurso de varias semanas en condiciones relativamente cálidas (ambiente) y de humedad alta (por ejemplo, a través de reacciones de apertura de anillos de lactona para formar los correspondientes grupos alcohol y carboxilo colgantes con mayor solubilidad en agua). Por tanto, al contrario del efecto observado con películas de homopolímero de PVOH, se cree que una película de copolímero de PVOH de este tipo puede volverse más soluble debido a interacciones químicas entre la película y una composición alcalina dentro de la bolsa durante el almacenamiento. Por consiguiente, a medida que envejecen, los paquetes pueden ser cada vez más propensos a la disolución prematura durante un ciclo de lavado caliente (nominalmente a 40 °C) y pueden a su vez disminuir la eficacia de determinados principios activos de lavado de ropa debido a la presencia del agente blanqueador y la influencia del pH resultante.

En la formulación de una película adecuada para una aplicación dada (por ejemplo, un artículo de composición en bolsa para una operación de lavado), deben tenerse en cuenta múltiples factores, en particular cuando se forma un sellado de película-película que es fuerte y conserva sus características de solubilidad en agua. Estos factores incluyen: (1) resistencia a la tracción envejecida, donde una mayor resistencia a la tracción envejecida representa bolsas más fuertes en general y sellados de bolsa más fuertes cuando la película es el elemento limitante o más débil de un sellado; (2) elevación del delta de transición de fusión envejecida, donde una menor elevación del punto de fusión tras el envejecimiento representa la prevención de regiones de crecimiento cristalino (que debilitan un sellado) y el mantenimiento de regiones de polímero amorfo (que fortalecen un sellado); (3) valor de adhesión envejecida, donde un valor de adhesión más alto es favorable y es representativo de la resistencia del sellado; y (4) resistencia al desprendimiento o exfoliación del sellado, donde una tendencia de un sellado a rasgarse en lugar de desprenderse cuando se aplica una fuerza de tracción al sellado representa una alta resistencia del sellado (por ejemplo, cuando la resistencia mecánica de la película es el factor limitante en lugar de la resistencia del sellado). Con frecuencia, las resinas poliméricas hidrosolubles, ya sean de PVOH o de otro tipo, pueden tener características adecuadas con respecto a algunos de estos factores, pero pueden tener características deficientes con respecto a otros de estos factores. En consecuencia, sería deseable proporcionar una película hidrosoluble en la que muchos, si no todos, de estos factores tienen propiedades favorables en la película, en particular, cuando las propiedades favorables caracterizadas por los diversos ensayos de envejecimiento a temperaturas elevadas del presente documento pueden ser representativas de propiedades igualmente favorables para películas después de tiempos de almacenamiento más prolongados a temperaturas más bajas durante el uso real.

Teniendo en cuenta estos factores, la presente divulgación incluye una película hidrosoluble que incluye un polímero de alcohol polivinílico (PVOH) y una combinación de al menos tres plastificantes. Un plastificante es un líquido, sólido o semisólido que se añade a un material (generalmente una resina o elastómero) haciendo que ese material sea más blando, más flexible (al disminuir la temperatura de transición vítrea del polímero) y más fácil de procesar. Un polímero puede plastificarse internamente modificando químicamente el polímero o monómero. Además o como alternativa, un polímero puede plastificarse externamente mediante la adición de un agente plastificante adecuado. La combinación de plastificantes para la película descrita en el presente documento incluye dipropilenglicol como primer plastificante, un alcohol de azúcar como segundo plastificante y un poliol como tercer plastificante que es diferente del primer plastificante y del segundo plastificante. En un tipo de realización, la película hidrosoluble estará sustancialmente libre de plastificantes distintos al primero, al segundo y al tercer plastificante (por ejemplo, completamente libres de otros plastificantes, o menos de aproximadamente 1 phr de otros plastificantes o menos de aproximadamente 0,5 phr de otros plastificantes o menos de aproximadamente 0,2 phr de otros plastificantes). En otras realizaciones, la película hidrosoluble puede incluir plastificantes adicionales (por ejemplo, alcoholes de azúcar, polioles, o de otro tipo) distintos del primero, el segundo y el tercer plastificante. La película opcionalmente puede incluir uno o más componentes adicionales, que incluyen cargas, tensioactivos y otros aditivos como se conoce en la técnica para películas de PVOH, y como se describe con más detalle a continuación. El plastificante de alcohol de azúcar es isomalt, maltitol, sorbitol, xilitol, eritritol, adonitol, dulcitol, pentaeritritol o manitol. En un aspecto particular, el plastificante de alcohol de azúcar puede ser sorbitol o un plastificante que contiene sorbitol, tal como isomalt. El plastificante de poliol es glicerina, diglicerina, etilenglicol, dietilenglicol, trietilenglicol, tetraetilenglicol, un polietilenglicol de hasta 400 de PM, neopentilglicol, propilenglicol, 2-metil-1,3-propanodiol, trimetilolpropano o un poliéter poliol. En un aspecto particular, el plastificante de poliol puede ser glicerina o propilenglicol, por ejemplo glicerina. En una clase de realizaciones, la película hidrosoluble incluye el polímero de alcohol polivinílico (PVOH) y una mezcla de plastificante que incluye dipropilenglicol como primer plastificante, sorbitol como segundo plastificante y glicerina como tercer plastificante.

En algunas realizaciones, la película hidrosoluble puede incluir al menos un plastificante (por ejemplo, como segundo plastificante, el tercer plastificante, o al contrario) que es generalmente sólido a temperatura ambiente y/o a temperaturas de almacenamiento o transporte de uso común, por ejemplo, un plastificante que es sólido en un intervalo de aproximadamente 10 °C o 20 °C a aproximadamente 30 °C, 40 °C o 50 °C y/o tiene un punto de fusión por encima de dicho intervalo (por ejemplo, un punto de fusión por debajo de la temperatura común del proceso de formación de película, tal como a temperaturas de fundición, de almacenamiento o transporte, pero por encima del uso común). Los ejemplos de tales plastificantes sólidos incluyen sorbitol (punto de fusión 95 °C) y trimetilolpropano (punto de fusión 58 °C). Adicionalmente, o como alternativa, la película hidrosoluble puede incluir al menos un plastificante (por ejemplo, como segundo plastificante, el tercer plastificante, o al contrario) que es generalmente líquido a temperatura ambiente y/o a temperaturas de almacenamiento o transporte de uso común, por ejemplo, que es líquido en un intervalo de aproximadamente 10 °C o 20 °C a aproximadamente 30 °C, 40 °C o 50 °C y/o tiene un punto de fusión por debajo de dicho intervalo.

El primero, el segundo y el tercer plastificante están presentes en la película hidrosoluble en una cantidad combinada en un intervalo de aproximadamente 5 partes a aproximadamente 50 partes de plastificante total por 100 partes de resina total (phr) en la película hidrosoluble. En algunas realizaciones, los tres plastificantes pueden estar presentes en la película hidrosoluble en una cantidad combinada en un intervalo de aproximadamente 5 phr a aproximadamente 40 phr, por ejemplo, de aproximadamente 10 phr, 15 phr o 30 phr a aproximadamente 40 phr, de aproximadamente 10 phr o 15 phr a aproximadamente 30 phr o 35 phr, o de aproximadamente 20 phr o 25 phr a aproximadamente 35 phr. Los tres plastificantes pueden estar presentes en cualquier cantidad relativa deseada entre sí. En diversos aspectos, cada uno del primero, el segundo y/o el tercer plastificante individualmente pueden estar presentes en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo de aproximadamente el 10 % en peso a aproximadamente el 80 % en peso con respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificante en la película hidrosoluble. En un aspecto, el primer plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo de aproximadamente el 10% en peso a aproximadamente el 65% en peso con respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificantes en la película hidrosoluble (por ejemplo, al menos aproximadamente el 10, 15 o 20 % en peso y/o hasta aproximadamente el 20, 30, 40, 50 o 65 % en peso). En otro aspecto, el segundo plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo de aproximadamente el 10 % en peso a aproximadamente el 65 % en peso con respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificante en la película hidrosoluble (por ejemplo, por ejemplo, al menos aproximadamente el 10, 15 o 20 % en peso y/o hasta aproximadamente el 20, 30, 40, 50 o 65 % en peso). En otro aspecto, el tercer plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo de aproximadamente el 25 % en peso a aproximadamente el 80 % en peso con respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificante en la película hidrosoluble (por ejemplo, al menos aproximadamente el 25, 30, 35 o 40 % en peso y/o hasta aproximadamente el 50, 60, 70, 75 u 80 % en peso).

Se contemplan varias combinaciones concentraciones concretas del primer plastificante de dipropilenglicol, el segundo plastificante (por ejemplo, sorbitol o de otro tipo) y el tercer plastificante (por ejemplo, glicerina o de otro tipo).

En una clase de realizaciones, el primer plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo de aproximadamente el 10% en peso a aproximadamente el 40% en peso (por ejemplo, de aproximadamente el 20 % en peso al 40 % en peso), el segundo plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo de aproximadamente el 10% en peso a aproximadamente el 30% en peso (por ejemplo, de aproximadamente el 10 % en peso al 30 % en peso), y el tercer plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo de aproximadamente el 40 % en peso a aproximadamente el 70 % en peso (por ejemplo, de aproximadamente el 50 % en peso al 60 % en peso), donde cada concentración en peso es respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificante en la película hidrosoluble. En este tipo de realizaciones, los tres plastificantes pueden estar presentes en la película hidrosoluble en una cantidad combinada en un intervalo de aproximadamente 25 phr a aproximadamente 40 phr o 45 phr. Las películas de acuerdo con este tipo de realizaciones pueden tener opcionalmente una resistencia a la tracción envejecida de al menos aproximadamente 25 MPa o 30 MPa medida mediante el Ensayo de Resistencia a la Tracción Envejecida (por ejemplo, hasta aproximadamente 30, 35, 38, 40, 45 o 50 MPa). Como alternativa o adicionalmente, las películas pueden tener un valor de desgarro del sellado de al menos aproximadamente el 170 % medido mediante el Ensayo de la Suma de Desgarros del Sellado (por ejemplo, hasta aproximadamente el 180 % o el 200 %).

En otra clase de realizaciones, el primer plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo de aproximadamente el 13 % en peso a aproximadamente el 46 % en peso, el segundo plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo de aproximadamente el 13% en peso a aproximadamente el 58 % en peso y el tercer plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo de aproximadamente el 28 % en peso a aproximadamente el 73 % en peso con respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificante en la película hidrosoluble, en el que cada concentración en peso es respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificante en la película hidrosoluble. En este tipo de realizaciones, los tres plastificantes pueden estar presentes opcionalmente en la película hidrosoluble en una cantidad combinada en un intervalo de aproximadamente 25 phr o 30 phr a aproximadamente 40 phr o 45 phr.

En otra clase de realizaciones, el primer plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo de aproximadamente el 13 % en peso a aproximadamente el 38 % en peso, el segundo plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo de aproximadamente el 16% en peso a aproximadamente el 58 % en peso y el tercer plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo de aproximadamente el 28 % en peso a aproximadamente el 71 % en peso, en el que cada concentración en peso es respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificante en la película hidrosoluble. En este tipo de realizaciones, los tres plastificantes pueden estar presentes opcionalmente en la película hidrosoluble en una cantidad combinada en un intervalo de aproximadamente 25 phr o 30 phr a aproximadamente 40 phr o 45 phr.

En otra clase de realizaciones, el primer plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo de aproximadamente el 13 % en peso a aproximadamente el 58 % en peso, el segundo plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo de aproximadamente el 13% en peso a aproximadamente el 58 % en peso y el tercer plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo de aproximadamente el 28 % en peso a aproximadamente el 73 % en peso, en el que cada concentración en peso es respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificante en la película hidrosoluble. En este tipo de realizaciones, los tres plastificantes pueden estar presentes opcionalmente en la película hidrosoluble en una cantidad combinada en un intervalo de aproximadamente 20 phr o 25 phr a aproximadamente 30 phr o 35 phr.

En otra clase de realizaciones, el primer plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo de aproximadamente el 13 % en peso a aproximadamente el 50 % en peso, el segundo plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo de aproximadamente el 13% en peso a aproximadamente el 50 % en peso, y el tercer plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo de aproximadamente el 36 % en peso a aproximadamente el 73 % en peso, en el que cada concentración en peso es respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificante en la película hidrosoluble. En este tipo de realizaciones, los tres plastificantes pueden estar presentes opcionalmente en la película hidrosoluble en una cantidad combinada en un intervalo de aproximadamente 20 phr o 25 phr a aproximadamente 30 phr o 35 phr.

En otra clase de realizaciones, el primer plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo de aproximadamente el 13 % en peso a aproximadamente el 45 % en peso, el segundo plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo de aproximadamente el 19% en peso a aproximadamente el 52 % en peso y el tercer plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo de aproximadamente el 35 % en peso a aproximadamente el 65 % en peso, en el que cada concentración en peso es respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificante en la película hidrosoluble. En este tipo de realizaciones, los tres plastificantes pueden estar presentes opcionalmente en la película hidrosoluble en una cantidad combinada en un intervalo de aproximadamente 20 phr o 25 phr a aproximadamente 30 phr o 35 phr.

En otra clase de realizaciones, el primer plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo de aproximadamente el 13 % en peso a aproximadamente el 39 % en peso, el segundo plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo de aproximadamente el 22 % en peso a aproximadamente el 38 % en peso y el tercer plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo de aproximadamente el 39 % en peso a aproximadamente el 64 % en peso, en el que cada concentración en peso es respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificante en la película hidrosoluble. En este tipo de realizaciones, los tres plastificantes pueden estar presentes opcionalmente en la película hidrosoluble en una cantidad combinada en un intervalo de aproximadamente 20 phr o 25 phr a aproximadamente 30 phr o 35 phr.

En otra clase de realizaciones, el primer plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo de aproximadamente el 13 % en peso a aproximadamente el 19 % en peso, el segundo plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo de aproximadamente el 41 % en peso a aproximadamente el 52 % en peso y el tercer plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo de aproximadamente el 35 % en peso a aproximadamente el 44 % en peso, en el que cada concentración en peso es respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificante en la película hidrosoluble. En este tipo de realizaciones, los tres plastificantes pueden estar presentes opcionalmente en la película hidrosoluble en una cantidad combinada en un intervalo de aproximadamente 20 phr o 25 phr a aproximadamente 30 phr o 35 phr.

Se contemplan diversas combinaciones particulares de propiedades envejecidas de la película hidrosoluble.

En otro aspecto, la película hidrosoluble puede tener al menos dos de las tres propiedades (a), (b) y (c): (a) una elevación del delta de transición de fusión envejecida de aproximadamente 12 °C o menos medida mediante el Ensayo

Delta de Transición de Fusión Envejecida (por ejemplo, de aproximadamente 0, 2 o 4 °C a aproximadamente 12 °C);

(b) un valor de adhesión envejecida de al menos aproximadamente 1300 g/s medido mediante el Ensayo de Adhesión Envejecida; y (c) una resistencia a la tracción envejecida de al menos aproximadamente 25 MPa medida mediante el Ensayo de Resistencia a la Tracción Envejecida (por ejemplo, hasta aproximadamente 30, 35, 38, 40, 45 o 50 MPa).

En un tipo de realización, la película tendrá las propiedades (a) y (b). En otro tipo de realización, la película tendrá las propiedades (a) y (c). En otro tipo de realización, la película tendrá las propiedades (b) y (c). En otro tipo de realización, la película tendrá las tres propiedades (a), (b) y (c).

En otro aspecto, la película hidrosoluble puede tener al menos dos de las tres propiedades (a), (b) y (c): (a) una elevación del delta de transición de fusión envejecida de aproximadamente 11 °C o menos medida mediante el Ensayo

Delta de Transición de Fusión Envejecida (por ejemplo, de aproximadamente 0, 2 o 4 °C a aproximadamente 11 °C);

(b) un valor de adhesión envejecida de al menos aproximadamente 1900 g/s medido mediante el Ensayo de Adhesión Envejecida; y (c) una resistencia a la tracción envejecida de al menos aproximadamente 30 MPa medida mediante el Ensayo de Resistencia a la Tracción Envejecida (por ejemplo, hasta aproximadamente 35, 38, 40, 45 o 50 MPa). En un tipo de realización, la película tendrá las propiedades (a) y (b). En otro tipo de realización, la película tendrá las propiedades (a) y (c). En otro tipo de realización, la película tendrá las propiedades (b) y (c). En otro tipo de realización, la película tendrá las tres propiedades (a), (b) y (c).

Delta de Transición de Fusión Envejecida (por ejemplo, de aproximadamente 0, 2 o 4 °C a aproximadamente 11 °C); (b) un valor de adhesión envejecida de al menos aproximadamente 2500 g/s medido mediante el Ensayo de Adhesión Envejecida; y (c) una resistencia a la tracción envejecida de al menos aproximadamente 32,5 MPa medida mediante el Ensayo de Resistencia a la Tracción Envejecida (por ejemplo, hasta aproximadamente 35, 38, 40, 45 o 50 MPa). En un tipo de realización, la película tendrá las propiedades (a) y (b). En otro tipo de realización, la película tendrá las propiedades (a) y (c). En otro tipo de realización, la película tendrá las propiedades (b) y (c). En otro tipo de realización, la película tendrá las tres propiedades (a), (b) y (c).

El polímero de PVOH de la película hidrosoluble no está particularmente limitado y puede incluir un único homopolímero de PVOH, un único copolímero de PVOH o una mezcla de homopolímeros de PVOH, copolímeros o combinaciones de los mismos. En algunos aspectos, la película hidrosoluble puede incluir un polímero hidrosoluble que es distinto d un polímero de PVOH. En una clase de realizaciones, el polímero de PVOH será u homopolímero de PVOH parcial o completamente hidrolizado, incluidas unidades monoméricas de alcohol vinílico y, opcionalmente, unidades monoméricas de acetato. En otro tipo de realización, el polímero de PVOH será un copolímero de PVOH parcial o totalmente hidrolizado, incluidas una unidad monomérica aniónica, una unidad monomérica de alcohol vinílico y, opcionalmente, una unidad monomérica de acetato de vinilo. En diversas realizaciones, el monómero aniónico puede ser uno o más de ácido vinil acético, ácido maleico, maleato de monoalquilo, maleato de dialquilo, maleato de monometilo, maleato de dimetilo, anhídrido maleico, ácido fumárico, fumarato de monoalquilo, fumarato de dialquilo, fumarato de monometilo, fumarato de dimetilo, anhídrido fumárico, ácido itacónico, itaconato de monometilo, itaconato de dimetilo, anhídrido itacónico, ácido vinil sulfónico, ácido alil sulfónico, ácido etilen sulfónico, ácido 2-acrilamido-1-metilpropanosulfónico, ácido 2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico, ácido 2-metilacrilamido-2-metilpropanosulfónico, acrilato de 2-sufoetilo, sales de metales alcalinos de los anteriores (por ejemplo, sales de sodio, potasio u otros metales alcalinos), ésteres de los anteriores (por ejemplo, ésteres de metilo, etilo u otros alquilos C1-C4 o Ce), y combinaciones de los mismos (por ejemplo, múltiples tipos de monómeros aniónicos o formas equivalentes del mismo monómero aniónico). Por ejemplo, el monómero aniónico puede incluir uno o más ácidos acrilamido metilpropanosulfónicos (por ejemplo, ácido 2-acrilamido-1-metilpropanosulfónico, ácido 2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico, ácido 2-metilacrilamido-2-metilpropanosulfónico) y sales de metales alcalinos del mismo (por ejemplo, sales de sodio). De forma similar, el monómero aniónico puede incluir uno o más de entre maleato de monometilo y sales de metales alcalinos del mismo (por ejemplo, sales de sodio). Los ejemplos de polímeros hidrosolubles que no son de PVOH incluyen polietileniminas, polivinilpirrolidonas, óxidos de polialquileno, poliacrilamidas, éteres de celulosa, ésteres de celulosa, amidas de celulosa, acetatos de polivinilo, poliamidas, gelatinas, metilcelulosas, carboximetilcelulosas y sales de las mismas, dextrinas, etilcelulosas, hidroxietilcelulosas, hidroxipropilmetilcelulosas, maltodextrinas, almidones, almidones modificados, goma guar, goma arábiga, goma de xantano, carragenina y poliacrilatos y sales de los mismos.

Como se ha indicado, el polímero de PVOH puede incluir mezclas de polímeros de PVOH, por ejemplo, una mezcla que incluye dos o más homopolímeros de PVOH diferentes, una mezcla que incluye dos o más copolímeros de PVOH diferentes o una mezcla que incluye al menos un homopolímero de PVOh y al menos un copolímero de PVOH. En una realización de la mezcla copolímero de PVOH particular, la mezcla incluye un primer copolímero de PVOH, que incluye una primera unidad monomérica aniónica y un segundo copolímero de PVOH que incluye una segunda unidad monomérica aniónica diferente de la primera unidad monomérica aniónica. Por ejemplo, el primer monómero aniónico puede incluir uno o más ácidos acrilamido metilpropanosulfónico y sales de metales alcalinos de los mismos, y el segundo monómero aniónico puede incluir uno o más de maleato de monometilo y sales de metales alcalinos de los mismos. El primer copolímero de PVOH puede estar presente en una cantidad en un intervalo de aproximadamente el 10 % en peso a aproximadamente el 80 % en peso (por ejemplo, del 10 % en peso al 60 % en peso, del 40 % en peso al 60 % en peso, del 10 % en peso al 30 % en peso) de los polímeros de PVOH totales en la película y el segundo copolímero de PVOH puede estar presente en una cantidad en un intervalo de aproximadamente el 20 % en peso a aproximadamente el 90 % en peso (por ejemplo, del 40 % en peso al 90 % en peso, del 40 % en peso al 60 % en peso, del 70 % en peso al 90 % en peso) de los polímeros de PVOH totales en la película.

En un aspecto, la divulgación se refiere a un método para fabricar una película hidrosoluble que incluye un polímero de PVOH seleccionado y tres o más plastificantes: un primer plastificante (por ejemplo, dipropilenglicol), un segundo plastificante (por ejemplo, un alcohol de azúcar, tal como sorbitol) y un tercer plastificante (por ejemplo, un poliol, tal como glicerina). Además de la resina y los componentes plastificantes, los intervalos deseados para al menos una primera propiedad de película y una segunda propiedad de película se pueden alcanzar mediante las enseñanzas del presente documento (por ejemplo, propiedades tales como elevación del delta de transición de fusión envejecida, el valor de adhesión envejecida, el valor de adhesión envejecida, y el valor del desgarro del sellado). Los intervalos deseados pueden reflejar los límites superiores deseados, los límites inferiores deseados o los valores entre los límites inferior y superior deseados. Otras propiedades de película más allá de la primera y la segunda (por ejemplo, tercera propiedad de película, cuarta propiedad de película, etc.) pueden tenerse en cuenta al fabricar la película. A continuación se forma una pluralidad de películas hidrosolubles que incluyen el polímero de PVOH, el primer plastificante, el segundo plastificante y el tercer plastificante a diferentes concentraciones para uno o más del polímero de PVOH, el primer plastificante, el segundo plastificante y el tercer plastificante (por ejemplo, que incluyen además cualquier otro aditivo de película a niveles consistentes). Como se ilustra en el Ejemplo 4, la pluralidad de películas hidrosolubles puede incluir al menos cuatro películas diferentes con una carga total de plastificante dada (por ejemplo, tres formulaciones de película en los vértices de una región simple para la composición plastificante y al menos una formulación de película en una ubicación interior de la región simple). Al menos una de las películas hidrosolubles tendrá una propiedad de película dentro del intervalo deseado para cada una de las propiedades de película primera y segunda (por ejemplo, mediante la iteración de variaciones de la formulación dentro del alcance de las enseñanzas del presente documento, si es necesario). En un aspecto, al menos una de las películas hidrosolubles también tendrá una propiedad de película fuera del intervalo deseado para cada una de las propiedades de película primera y segunda (por ejemplo, para facilitar la interpolación de límites entre las propiedades de composición deseadas y no deseadas, por ejemplo para generar un mapa de contorno para la propiedad). Para cada una de la pluralidad de películas hidrosolubles, las propiedades de película primera y segunda (por ejemplo, y tercera, cuarta, etc., propiedades de la película cuando corresponda) se determinan luego para cada una de las películas hidrosolubles formadas, por ejemplo, mediante cualquier técnica analítica adecuada. Después de determinar las propiedades relevantes para cada película, se identifica una concentración de película para cada uno del polímero de PVOH, el primer plastificante, el segundo plastificante, y el tercer plastificante de la pluralidad formada de películas hidrosolubles, tal que la concentración de película identificada tenga una primera propiedad de película y una segunda propiedad de película (por ejemplo, y tercera, cuarta, etc., propiedades de película cuando corresponda) dentro del intervalo deseado para cada propiedad. Por ejemplo, la interpolación o ajuste de curvas de las propiedades de película de las películas analizadas se puede usar para generar un mapa (por ejemplo, un mapa simple 2D para un sistema de 3 plastificantes con un nivel fijo de plastificante en relación con la resina de PVOH) u otra relación de la concentración de películapropiedad para la selección de la concentración de película. A continuación se forma una película que incluye el polímero de PVOH, el primer plastificante, el segundo plastificante y el tercer plastificante a la concentración de película identificada (por ejemplo, además de cualquier otro aditivo de película utilizado al fabricar la pluralidad de películas) usando cualquier técnica adecuada (por ejemplo, fundición por solución, etc.).

Se contempla que las películas hidrosolubles, las bolsas de entrega que incluyen las películas y los métodos relacionados que se desvelan incluyan realizaciones que incluyan cualquier combinación de uno o más de los elementos opcionales adicionales, características y etapas que se describen adicionalmente a continuación (incluyendo aquellos que se muestran en las figuras y ejemplos), a menos que se indique lo contrario.

En cualquier realización, la bolsa hidrosoluble puede contener una composición. La composición puede seleccionarse entre un líquido, sólido o una combinación de los mismos. Como se usa en el presente documento, "líquido" incluye líquidos de flujo libre, así como pastas, geles, espumas y mousses. Los ejemplos no limitantes de líquidos incluyen composiciones de detergentes líquidos para usos ligeros y usos pesados, potenciadores de tejidos, geles detergentes utilizados habitualmente para el lavado de ropa, aditivos blanqueadores y para el lavado de ropa. Los gases, por ejemplo, burbujas suspendidas, o sólidos, por ejemplo, partículas, puede incluirse dentro de los líquidos. Un "sólido", como se usa en el presente documento, incluye, pero sin limitación, polvos, aglomerados y mezclas de los mismos. Los ejemplos no limitantes de sólidos incluyen: gránulos, microcápsulas, perlas, hebras y bolas nacaradas. Las composiciones sólidas pueden proporcionar un beneficio técnico incluyendo, pero sin limitación, beneficios durante el lavado, beneficios de pretratamiento y/o efectos estéticos.

En cualquiera de las realizaciones centradas en el lavado de ropa, la composición puede seleccionarse entre el grupo de composiciones de detergentes de uso ligero líquidos y de uso pesado líquidos, composiciones de detergente en polvo, potenciadores de tejidos, geles detergentes utilizados habitualmente para el lavado de ropa y aditivos blanqueadores (por ejemplo, blanqueador orgánico o inorgánico) y para el lavado de ropa, por ejemplo.

Como se usa en el presente documento, el término "homopolímero" incluye generalmente polímeros que tienen un único tipo de unidad de repetición monomérica (por ejemplo, una cadena polimérica que consiste o que consiste esencialmente en una única unidad de repetición monomérica). Para el caso particular del PVOH, el término "copolímero" (u "homopolímero de PVOH") incluye adicionalmente copolímeros que tienen una distribución de unidades monoméricas de alcohol vinílico y unidades monoméricas de acetato de vinilo, dependiendo del grado de hidrólisis (por ejemplo, una cadena polimérica que consiste o que consiste esencialmente en unidades de alcohol vinílico y acetato de vinilo). En el caso limitante de una hidrólisis del 100 %, un homopolímero de PVOH puede incluir un homopolímero verdadero que tenga solamente unidades de alcohol vinílico.

Como se usa en el presente documento, el término "copolímero" incluye generalmente polímeros que tienen dos o más tipos de unidades de repetición monoméricas (por ejemplo, una cadena polimérica que consiste o que consiste esencialmente en dos o más unidades de repetición monoméricas diferentes, ya sea como copolímeros aleatorios, copolímeros de bloque, etc.). Para el caso particular del PVOH, el término "copolímero" (o "copolímero de PVOH") incluye adicionalmente copolímeros que tienen una distribución de unidades monoméricas de alcohol vinílico y unidades monoméricas de acetato de vinilo, dependiendo del grado de hidrólisis, así como al menos otro tipo de unidad de repetición monomérica (por ejemplo, una cadena ter- (o superior) polimérica que consiste o que consiste esencialmente en unidades monoméricas de alcohol vinílico, unidades monoméricas de acetato de vinilo y una o más de otras unidades monoméricas, por ejemplo, unidades monoméricas aniónicas o unidades monoméricas de alquileno (tal como etileno)). En el caso limitante de una hidrólisis del 100%, un copolímero de PVOH puede incluir un copolímero que tenga unidades de alcohol vinílico y una o más de otras unidades monoméricas, pero ninguna unidad de acetato de vinilo.

Como se usa en el presente documento, la expresión "que comprende" indica la posible inclusión de otros agentes, elementos, etapas o características, además de los especificados.

Como se usa en el presente documento y a menos que se especifique lo contrario, las expresiones "% en peso" y "% p" tienen por objeto referirse a la composición del elemento identificado en partes "secas" (sin agua) en peso de toda la película (cuando sea pertinente) o partes en peso de toda la composición incluida dentro de una bolsa (cuando sea pertinente). Como se usa en el presente documento y a menos que se especifique lo contrario, el término "phr" se refiere a la composición del elemento identificado en partes por cien partes de polímero hidrosoluble (o resina; ya sea de PVOH o de otro tipo) en la película hidrosoluble.

Composiciones de película hidrosoluble

Se conocen bien en la técnica composiciones de película hidrosoluble, ingredientes opcionales para el uso de las mismas y métodos de fabricación de las mismas, tanto si se usan para fabricar películas hidrosolubles relativamente finas (por ejemplo, como materiales de bolsa) como si se usan de otro modo.

En una clase de realizaciones, la película hidrosoluble incluye alcohol polivinílico (PVOH), incluidos homopolímeros de los mismos (por ejemplo, incluidos sustancialmente solo unidades monoméricas de alcohol vinílico y acetato de vinilo), copolímeros de los mismos (por ejemplo, incluidas una o más de otras unidades monoméricas además de las unidades de alcohol vinílico y acetato de vinilo) y mezclas de los mismos. El PVOH es una resina sintética que se prepara generalmente mediante la alcohólisis, por lo general denominada hidrólisis o saponificación, de acetato de polivinilo. El PVOH totalmente hidrolizado, en donde prácticamente todos los grupos acetato se han convertido en grupos alcohol, es un polímero altamente cristalino unido fuertemente por enlaces de hidrógeno, que solamente se disuelve en agua caliente, a más de aproximadamente 60 °C (140 °F). Si se permite que quede un número suficiente de grupos acetato después de la hidrólisis del acetato de polivinilo, el polímero de PVOH se conoce entonces como parcialmente hidrolizado, está unido más débilmente por enlaces hidrógeno, es menos cristalino, y es soluble en agua fría, de menos de aproximadamente 10 °C (50 °F). Una película soluble en agua fría o caliente intermedia puede incluir, por ejemplo, PVOH intermedio parcialmente hidrolizado (por ejemplo, con grados de hidrólisis de aproximadamente el 94 % a aproximadamente el 98 %) y es fácilmente soluble solamente en agua templada, por ejemplo, disolución rápida a temperaturas de aproximadamente 40 °C y superiores. Los tipos de PVOH tanto totalmente como parcialmente hidrolizado se denominan habitualmente homopolímeros de PVOH, aunque el tipo parcialmente hidrolizado es técnicamente un copolímero de alcohol vinílico-acetato de vinilo.

El grado de hidrólisis (GH) de los polímeros de PVOH y copolímeros de PVOH incluidos en las películas hidrosolubles de la presente divulgación puede estar en un intervalo de aproximadamente el 75 % a aproximadamente el 99 % (por ejemplo, del aproximadamente el 79 % a aproximadamente el 92 %, de aproximadamente el 86,5 % a aproximadamente el 89 %, o de aproximadamente el 88 %, tal como para composiciones solubles en agua fría; de aproximadamente el 90 % a aproximadamente el 99 %, de aproximadamente el 92 % a aproximadamente el 99 %, o de aproximadamente el 95 % a aproximadamente el 99 %). A medida que se reduce el grado de hidrólisis, una película fabricada a partir de la resina tendrá una resistencia mecánica reducida pero una solubilidad más rápida a temperaturas inferiores a aproximadamente 20 °C. A medida que aumenta el grado de hidrólisis, una película fabricada a partir del polímero tenderá a ser mecánicamente más fuerte y la termoconformabilidad tenderá a disminuir. El grado de hidrólisis del PVOH puede elegirse de manera que la solubilidad en agua del polímero sea dependiente de la temperatura y, por tanto, la solubilidad de una película fabricada a partir del polímero, cualquier polímero compatibilizador e ingredientes adicionales, también se verá influenciada. En una opción, la película es soluble en agua fría. Una película soluble en agua fría, hidrosoluble a una temperatura inferior a 10 °C, puede incluir PVOH con un grado de hidrólisis en un intervalo de aproximadamente el 75 % a aproximadamente el 90 %, o en un intervalo de aproximadamente el 80 % a aproximadamente el 90 %, o en un intervalo de aproximadamente el 85 % a aproximadamente el 90 %. En otra opción, la película es soluble en agua caliente. Una película soluble en agua caliente, hidrosoluble a una temperatura de al menos aproximadamente 60 °C, puede incluir PVOH con un grado de hidrólisis de al menos aproximadamente el 98 %.

Otros polímeros hidrosolubles para su uso además de los polímeros de PVOH y copolímeros de PVOH en la mezcla pueden incluir, pero sin limitación, alcoholes polivinílicos modificados, poliacrilatos, copolímeros de acrilato hidrosolubles, polivinilpirrolidona, polietilenoimina, pululano, polímeros naturales hidrosolubles, incluyendo, pero sin limitación, goma guar, goma arábiga, goma de xantano, carragenina y almidón, derivados de polímeros hidrosolubles, incluyendo, pero sin limitación, almidones modificados, almidón etoxilado y almidón hidroxipropilado, copolímeros de los anteriores y combinaciones de cualquiera de los anteriores. Otros polímeros hidrosolubles pueden incluir óxidos de polialquileno, poliacrilamidas, ácidos poliacrílicos y sales de los mismos, celulosas, éteres de celulosa, ésteres de celulosa, amidas de celulosa, acetatos de polivinilo, ácidos policarboxílicos y sales de los mismos, poliaminoácidos, poliamidas, gelatinas, metilcelulosas, carboximetilcelulosas y sales de las mismas, dextrinas, etilcelulosas, hidroxietilcelulosas, hidroxipropilmetilcelulosas, maltodextrinas y polimetacrilatos. Dichos polímeros hidrosolubles, ya sea de PVOH o de otro tipo, están disponibles en el mercado de diversas fuentes. Cualesquiera de los polímeros hidrosolubles anteriores son generalmente adecuados para su uso como polímeros formadores de película. En general, la película hidrosoluble puede incluir copolímeros y/o mezclas de las resinas anteriores.

Los polímeros hidrosolubles (por ejemplo, el polímero o polímeros de PVOH o) pueden incluirse en la película en una cantidad en un intervalo de aproximadamente el 30 % en peso o el 50 % en peso a aproximadamente el 90 % en peso o el 95 % en peso, por ejemplo. La relación en peso de la cantidad de todos los polímeros hidrosolubles en comparación con la cantidad combinada de todos los plastificantes, agentes compatibilizadores y aditivos secundarios puede estar en un intervalo de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 18, de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 15, de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 9, de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 5, de aproximadamente 1 a 3 o de aproximadamente 1 a 2, por ejemplo. Las cantidades específicas de plastificantes y otros componentes no poliméricos pueden seleccionarse en una realización particular basándose en una aplicación prevista de la película hidrosoluble para ajustar la flexibilidad de la película y transmitir beneficios de procesamiento en vista de las propiedades mecánicas de la película deseadas.

Los polímeros hidrosolubles para su uso en la película que se describe en el presente documento (incluyendo, pero sin limitación, polímeros de PVOH y copolímeros de PVOH) pueden caracterizarse por una viscosidad en un intervalo de aproximadamente 3,0 a aproximadamente 30,0 cP, de aproximadamente 3,0 cP a aproximadamente 27,0 cP, de aproximadamente 4,0 a aproximadamente 24,0 cP, de aproximadamente 4,0 a aproximadamente 23,0 cP, de aproximadamente 4,0 cP a aproximadamente 15,0 cP o de aproximadamente 6,0 a aproximadamente 10,0 cP, por ejemplo, al menos aproximadamente 3,0 cP, 4,0 cP, 6,0 cP, 8,0 cP, 10,0 cP o 12,0 cP y/o hasta aproximadamente 12,0 cP, 16,0 cP, 20,0 cP, 24,0 cP o 30,0 cP. La viscosidad de un polímero se determina midiendo una solución recién preparada usando un viscosímetro Brookfield de tipo LV con adaptador UL como se describe en la Norma Británica EN ISO 15023-2:2006 Anexo E Método de Ensayo de Brookfield. La práctica internacional es indicar la viscosidad de las soluciones acuosas de alcohol polivinílico al 4 % a 20 °C. Debe entenderse que las viscosidades poliméricas especificadas en el presente documento en cP se refieren a la viscosidad de una solución polimérica hidrosoluble acuosa al 4 % a 20 °C, a menos que se especifique lo contrario.

Es bien sabido en la técnica que la viscosidad de un polímero hidrosoluble (PVOH o de otro tipo) se correlaciona con el peso molecular promedio en peso (Pm) del mismo polímero, y con frecuencia se usa la viscosidad como sustituto del Pm. Por tanto, el peso molecular promedio en peso de los polímeros hidrosolubles, incluyendo el primer copolímero de PVOH y el segundo polímero de PVOH o segundo copolímero de PVOH, puede estar en un intervalo de aproximadamente 30.000 a aproximadamente 175.000, o de aproximadamente 30.000 a aproximadamente 100.000, o de aproximadamente 55.000 a aproximadamente 80.000, por ejemplo.

La película hidrosoluble puede contener otros agentes auxiliares y agentes de procesamiento, tales como, pero sin limitación, plastificantes, compatibilizadores de plastificantes, tensioactivos, lubricantes, agentes de liberación, cargas, diluyentes, agentes de reticulación, agentes antibloqueo, antioxidantes, agentes antipegajosidad, antiespumantes, nanopartículas tales como nanoarcillas de tipo silicato estratificado (por ejemplo, montmorillonita de sodio), agentes blanqueadores (por ejemplo, metabisulfito de sodio, bisulfito de sodio u otros), agentes aversivos tales como compuestos amargos (por ejemplo, sales de denatonio tales como benzoato de denatonio, sacárido de denatonio y cloruro de denatonio; octaacetato de sacarosa; quinina; flavonoides tales como quercetina y naringeno; y cuasinoides tales como cuasina y brucina) y compuestos pungentes (por ejemplo, capsaicina, piperina, isotiocianato de alilo y resinferatoxina) y otros ingredientes funcionales, en cantidades adecuadas a sus fines previstos. Se prefieren las realizaciones que incluyen plastificantes. La cantidad de dichos agentes puede ser de hasta aproximadamente el 50 % en peso, el 20 % en peso, el 15 % en peso, el 10 % en peso, el 5 % en peso, el 4 % en peso y/o al menos el 0,01 % en peso, el 0,1 % en peso, el 1 % en peso o el 5 % en peso, individualmente o colectivamente.

La cantidad total de plastificante puede estar en un intervalo de aproximadamente el 10 % en peso a aproximadamente el 40 % en peso, o de aproximadamente el 15 % en peso a aproximadamente el 35 % en peso, o de aproximadamente el 20 % en peso a aproximadamente el 30 % en peso, por ejemplo aproximadamente del 20 % en peso a aproximadamente el 25 % en peso, basándose en el peso total de la película. Se pueden usar combinaciones de glicerina, dipropilenglicol y sorbitol. Opcionalmente, puede usarse glicerina en una cantidad de aproximadamente el 5 % en peso o el 10 % en peso a aproximadamente el 30 % en peso, o del 5 % en peso o el 10 % en peso a aproximadamente el 20 % en peso, basándose en el peso total de la película. Opcionalmente, puede usarse dipropilenglicol en una cantidad de aproximadamente el 1 % en peso a aproximadamente el 20 % en peso o de aproximadamente el 2 % en peso o el 3 % en peso a aproximadamente el 10 % en peso o el 15 % en peso, basándose en el peso total de la película. Opcionalmente, puede usarse sorbitol en una cantidad de aproximadamente el 1 % en peso a aproximadamente el 20 % en peso, o de aproximadamente el 2 % en peso o el 3 % en peso a aproximadamente el 10% en peso o el 15% en peso, basándose en el peso total de la película. Las cantidades específicas de plastificantes pueden seleccionarse en una realización particular basándose en las características deseadas de flexibilidad y procesabilidad de la película hidrosoluble. A niveles bajos de plastificante, las películas pueden volverse frágiles, difíciles de procesar o propensas a romperse. A niveles elevados de plastificante, las películas pueden ser demasiado blandas, débiles o difíciles de procesar para un uso deseado.

Los tensioactivos adecuados pueden incluir las clases no iónicas, catiónicas, aniónicas y zwitteriónicas. Los tensioactivos adecuados incluyen, pero sin limitación, polioxipropilenglicoles polioxietilenados, etoxilatos de alcohol, etoxilatos de alquilfenol, glicoles acetilénicos terciarios y alcanolamidas (no iónicos), aminas polioxietilenadas, sales de amonio cuaternario y aminas polioxietilenadas cuaternizadas (catiónicos), y óxidos de amina, N-alquilbetaínas y sulfobetaínas (zwitteriónicos). Otros tensioactivos adecuados incluyen sulfosuccinato de dioctil sodio, ésteres de ácidos grasos lactilados de glicerol y propilenglicol, ésteres lactílicos de ácidos grasos, alquil sulfatos de sodio, polisorbato 20, polisorbato 60, polisorbato 65, polisorbato 80, lecitina, ésteres de ácidos grasos acetilados de glicerol y propilenglicol, y ésteres acetilados de ácidos grasos y combinaciones de los mismos. En diversas realizaciones, la cantidad de tensioactivo en la película hidrosoluble está en un intervalo de aproximadamente el 0,1 % en peso al 2,5 % en peso, opcionalmente, de aproximadamente el 1,0 % en peso al 2,0 % en peso.

Los lubricantes/agentes de liberación adecuados pueden incluir, pero sin limitación, ácidos grasos y sus sales, alcoholes grasos, ésteres grasos, aminas grasas, acetatos de aminas grasos y amidas grasas. Son lubricantes/agentes de liberación preferidos los ácidos grasos, sales de ácidos grasos y acetatos de aminas grasas. En un tipo de realización, la cantidad de lubricante/agente de liberación en la película hidrosoluble está en un intervalo de aproximadamente el 0,02 % en peso a aproximadamente el 1,5 % en peso, opcionalmente, de aproximadamente el 0,1 % en peso a aproximadamente el 1 % en peso.

Las cargas/diluyentes/agentes antibloqueo/agentes antipegajosidad adecuados incluyen, pero sin limitación, almidones, almidones modificados, polivinilpirrolidona reticulada, celulosa reticulada, celulosa microcristalina, sílice, óxidos metálicos, carbonato de calcio, talco y mica. Son materiales preferidos los almidones, almidones modificados y sílice. En un tipo de realización, la cantidad de carga/diluyente/agente antibloqueo/agente antipegajosidad en la película hidrosoluble está en un intervalo de aproximadamente el 0,1 % en peso a aproximadamente el 25 % en peso, o de aproximadamente el 1 % en peso a aproximadamente el 10 % en peso, o de aproximadamente el 2 % en peso a aproximadamente el 8 % en peso, o de aproximadamente el 3 % en peso a aproximadamente el 5 % en peso. En ausencia de almidón, un intervalo preferido para una carga/diluyente/agente antibloqueo/agente antipegajosidad adecuado es de aproximadamente el 0,1 % en peso, o del 1 % en peso a aproximadamente el 4 % en peso o el 6 % en peso, o de aproximadamente el 1 % en peso a aproximadamente el 4 % en peso, o de aproximadamente el 1 % en peso a aproximadamente el 2,5 % en peso.

La película hidrosoluble puede tener adicionalmente un contenido de humedad residual de al menos el 4 % en peso, por ejemplo, o en un intervalo de aproximadamente el 4 a aproximadamente el 10 % en peso, medido por titulación de Karl Fischer.

Otras características de composiciones poliméricas hidrosolubles, tales como películas, pueden encontrarse en la Publicación de Estados Unidos N.° 2011/0189413 y en la Solicitud de Estados Unidos N.° 13/740.053.

Método de fabricación de la película

Una clase contemplada de realizaciones se caracteriza porque la película hidrosoluble se forma mediante, por ejemplo, mezcla, co-fundición, o soldadura del polímero de PVOH (o polímeros de PVOH en el caso de un sistema de mezcla) junto con el primero, el segundo y el tercer plastificante junto con cualquier aditivo secundario opcional descrito en el presente documento. Si los polímeros se mezclan en primer lugar, la película hidrosoluble se forma preferentemente moldeando la mezcla resultante (por ejemplo, junto con otros plastificantes y otros aditivos) para formar una película. Si los polímeros se sueldan, la película hidrosoluble puede formarse mediante, por ejemplo, soldadura térmica o con disolvente. Otra clase contemplada de realizaciones se caracteriza porque la película hidrosoluble se forma mediante extrusión, por ejemplo, extrusión por soplado. En una realización contemplada no limitante se forma una película mezclada de un polímero de PVOh y un terpolímero de ácido acrilamido metilpropanosulfónico PVOH mediante extrusión por soplado.

La película puede tener cualquier espesor adecuado. Por ejemplo, la película puede tener un espesor en un intervalo de aproximadamente 5 a aproximadamente 200 pm o en un intervalo de aproximadamente 20 a aproximadamente 100 pm o de aproximadamente 40 a aproximadamente 85 pm, por ejemplo, 76 pm.

Opcionalmente, la película hidrosoluble puede ser una película independiente que consista en una capa o una pluralidad de capas similares. Opcionalmente, además, la película hidrosoluble puede tener al menos una capa y puede incluir una o más capas adicionales de composición diferente.

La película es útil para crear un paquete que contenga una composición de detergente que comprenda principios activos de limpieza, formando de este modo una bolsa. Los principios activos de limpieza pueden adoptar cualquier forma, tal como polvos, geles, pastas, líquidos, comprimidos o cualquier combinación de los mismos. La película también es útil para cualquier otra aplicación en la que se desee una mejor manipulación en húmedo y pocos residuos en agua fría. Las realizaciones de la película también pueden exhibir propiedades mecánicas favorables (por ejemplo, resistencia del sellado, resistencia a la tracción), por ejemplo, cuando se forma y/o después de un período de tiempo en condiciones de envejecimiento controladas. La película forma al menos una pared lateral de la bolsa y/o paquete, opcionalmente toda la bolsa y/o paquete, y preferentemente una superficie exterior de la al menos una pared lateral.

La película que se describe en el presente documento también puede usarse para fabricar un paquete con dos o más compartimentos fabricados a partir de la misma película o en combinación con películas de otros materiales poliméricos. Películas adicionales pueden, por ejemplo, obtenerse mediante fundición, moldeo por soplado, extrusión o extrusión por soplado del mismo o de un material polimérico diferente, como se sabe en la técnica. En un tipo de realización, los polímeros, copolímeros o derivados de los mismos adecuados para su uso como la película adicional se seleccionan entre alcoholes polivinílicos, polivinilpirrolidona, óxidos de polialquileno, ácido poliacrílico, celulosa, éteres de celulosa, ésteres de celulosa, amidas de celulosa, acetatos de polivinilo, ácidos policarboxílicos y sales, poliaminoácidos o péptidos, poliamidas, poliacrilamida, copolímeros de ácidos maleicos/acrílicos, polisacáridos, incluyendo almidón y gelatina, gomas naturales tales como xantano y carrageninas. Por ejemplo, pueden seleccionarse polímeros entre poliacrilatos y copolímeros de acrilato hidrosolubles, metilcelulosa, carboximetilcelulosa de sodio, dextrina, etilcelulosa, hidroxietilcelulosa, hidroxipropilmetilcelulosa, maltodextrina, polimetacrilatos y combinaciones de los mismos, o pueden seleccionarse entre alcoholes polivinílicos, copolímeros de alcohol polivinílico e hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC), y combinaciones de los mismos. Una clase contemplada de realizaciones se caracteriza por el nivel de polímero en el material del paquete, por ejemplo, la mezcla de resina de PVOH, como se ha descrito anteriormente, siendo de al menos el 60 %.

Bolsas

Las bolsas de la presente divulgación pueden incluir al menos un compartimento sellado. Por tanto, las bolsas pueden comprender un único compartimento o múltiples compartimentos. La Figura 1 ilustra un artículo en el que una bolsa hidrosoluble 100 se forma a partir de películas poliméricas hidrosolubles 10, 20 selladas en una interfaz 30. Una o ambas películas 10, 20 incluyen el polímero de PVOH y el primero, el segundo y el tercer plastificante. Las películas 10, 20 definen un volumen 40 de contenedor de bolsa interior que contiene cualquier composición 50 deseada para su liberación en un entorno acuoso. La composición 50 no se limita particularmente, por ejemplo, incluyendo cualquiera de la diversidad de composiciones de limpieza que se describen a continuación. En realizaciones que comprenden múltiples compartimentos (no se muestran), cada compartimento puede contener composiciones idénticas y/o diferentes. A su vez, las composiciones pueden adoptar cualquier forma adecuada, incluyendo, pero sin limitación, líquida, sólida y combinaciones de las mismas (por ejemplo, un sólido suspendido en un líquido). En algunas realizaciones, las bolsas comprenden un primer compartimento, un segundo y un tercero, cada uno de los cuales contiene, respectivamente, una primera composición, una segunda y una tercera diferentes.

Los compartimentos de las bolsas de compartimentos múltiples pueden ser del mismo o diferente tamaño y/o volumen. Los compartimentos de las presentes bolsas de compartimentos múltiples pueden estar separados o unidos de cualquier manera adecuada. En algunas realizaciones, los compartimentos segundo y/o tercero y/o siguientes se superponen en el primer compartimento. En una realización, el tercer compartimento puede superponerse sobre el segundo compartimento, que a su vez se superpone sobre el primer compartimento en una configuración intercalada. Como alternativa, los compartimentos segundo y tercero pueden superponerse sobre el primer compartimento. Sin embargo, también se prevé que los compartimentos primero, segundo y, opcionalmente, tercero y siguientes, puedan estar unidos entre sí en una relación de uno al lado del otro. Los compartimentos pueden envasarse en una tira, pudiendo separarse cada compartimento individualmente mediante una línea de perforación. Por tanto, cada compartimento puede ser arrancado individualmente del resto de la tira por el usuario final, por ejemplo, de manera de pretratar o postratar un tejido con una composición de un compartimento. En algunas realizaciones, el primer compartimento puede estar rodeado por al menos el segundo compartimento, por ejemplo, en una configuración de neumático y llanta, o en una configuración de bolsa en una bolsa.

En algunas realizaciones, las bolsas de compartimentos múltiples comprenden tres compartimentos que consisten en un primer compartimento grande y dos compartimentos más pequeños. Los compartimentos segundo y tercero más pequeños se superponen sobre el primer compartimento más grande. El tamaño y la geometría de los compartimentos se eligen de manera que pueda conseguirse esta disposición. La geometría de los compartimentos puede ser igual o diferente. En algunas realizaciones, el segundo compartimento y, opcionalmente, el tercero, tienen cada uno una geometría y una forma diferentes en comparación con el primer compartimento. En estas realizaciones, el segundo compartimento y, opcionalmente, el tercero, se disponen en un diseño sobre el primer compartimento. El diseño puede ser decorativo, educativo o ilustrativo, por ejemplo, para ilustrar un concepto o instrucción, y/o utilizado para indicar el origen del producto. En algunas realizaciones, el primer compartimento es el compartimento más grande y tiene dos caras grandes selladas alrededor del perímetro, y el segundo compartimento es más pequeño y cubre menos de aproximadamente el 75 %, o menos de aproximadamente el 50 % del área superficial de una cara del primer compartimento. En las realizaciones en las que existe un tercer compartimento, la estructura mencionada anteriormente puede ser igual, pero los compartimentos segundo y tercero cubren menos de aproximadamente el 60 %, o menos de aproximadamente el 50 %, o menos de aproximadamente el 45 % del área superficial de una cara del primer compartimento.

Las bolsas y/o paquetes de la presente divulgación pueden comprender una o más películas diferentes. Por ejemplo, en realizaciones de un único compartimento, el paquete puede fabricarse a partir de una pared que se dobla sobre sí misma y se sella en los bordes o, como alternativa, dos paredes que se sellan entre sí en los bordes. En realizaciones de compartimentos múltiples, el paquete puede fabricarse a partir de una o más películas, de manera que cualquier compartimento dado del paquete pueda comprender paredes fabricadas a partir de una única película o de múltiples películas que tengan composiciones diferentes. En una realización, una bolsa de compartimentos múltiples comprende al menos tres paredes: una pared superior externa; una pared inferior externa; y una pared divisoria. La pared superior externa y la pared inferior externa son generalmente opuestas y forman el exterior de la bolsa. La pared divisoria es interior a la bolsa y se fija a las paredes externas generalmente opuestas a lo largo de una línea de sellado. La pared divisoria separa el interior de la bolsa de compartimentos múltiples en al menos un primer compartimento y un segundo compartimento.

Las bolsas y paquetes pueden fabricarse usando cualquier equipo y método adecuados. Por ejemplo, pueden fabricarse bolsas de un único compartimento usando el rellenado de forma vertical, el rellenado de forma horizontal o técnicas de rellenado de tambor rotativo habitualmente conocidas en la técnica. Dichos procesos pueden ser continuos o intermitentes. La película puede humedecerse y/o calentarse para aumentar la maleabilidad de la misma. El método también puede implicar el uso de un vacío para introducir la película en un molde adecuado. El vacío que introduce la película en el molde puede aplicarse durante aproximadamente 0,2 a aproximadamente 5 segundos, o de aproximadamente 0,3 a aproximadamente 3, o de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 1,5 segundos, una vez que la película está en la porción horizontal de la superficie. Este vacío puede ser de manera que proporcione una sub-presión en un intervalo de 1 kPa (10 mbar) a 100 kPa (1000 mbar), o en un intervalo de 10 kPa (100 mbar) a 60 kPa (600 mbar), por ejemplo.

Los moldes, en los que pueden fabricarse los paquetes, pueden tener cualquier forma, longitud, ancho y profundidad, dependiendo de las dimensiones requeridas de las bolsas. Los moldes también pueden variar en tamaño y forma entre sí, si se desea. Por ejemplo, el volumen de las bolsas finales puede ser de aproximadamente 5 ml a aproximadamente 300 ml o de aproximadamente 10 a 150 ml o de aproximadamente 20 a aproximadamente 100 ml y que los tamaños de los moldes se ajusten en consecuencia.

En una realización, el paquete comprende un primer y un segundo compartimento sellado. El segundo compartimento está generalmente en una relación superpuesta con el primer compartimento sellado, de manera que el segundo compartimento sellado y el primer compartimento sellado comparten una pared divisoria interior a la bolsa.

En una realización, el paquete que comprende un primer y un segundo compartimento comprende adicionalmente un tercer compartimento sellado. El tercer compartimento sellado está generalmente en una relación superpuesta con el primer compartimento sellado, de manera que el tercer compartimento sellado y el primer compartimento sellado comparten una pared divisoria interior a la bolsa.

En algunas realizaciones, la primera composición y la segunda composición se seleccionan entre una de las siguientes combinaciones: líquido, líquido; líquido, polvo; polvo, polvo; y polvo, líquido.

En algunas realizaciones, las composiciones primera, segunda y tercera se seleccionan entre una de las siguientes combinaciones: sólido, líquido, líquido y líquido, líquido, líquido.

En una realización, el compartimento único o pluralidad de compartimentos sellados contiene una composición. La pluralidad de compartimentos puede contener cada uno la misma composición o una diferente. La composición se selecciona entre un líquido, sólido o una combinación de los mismos.

En una realización, la composición puede seleccionarse entre el grupo de composiciones de detergentes de uso ligero líquidos y de uso pesado líquidos, composiciones de detergente en polvo, detergente para vajilla para lavado a mano y/o lavado a máquina; composiciones de limpieza de superficies duras, potenciadores de tejidos, geles detergentes utilizados habitualmente para el lavado de ropa y aditivos blanqueadores y para el lavado de ropa, champús y lavados corporales.

Conformación, sellado y termoformación

Una clase contemplada de realizaciones se caracteriza por la buena termoformabilidad de la película hidrosoluble fabricada como se describe en el presente documento. Una película termoformable es aquella que puede conformarse mediante la aplicación de calor y una fuerza.

La termoformación de una película es el proceso de calentar la película, conformarla en un molde y después dejar que la película se enfríe, con lo que la película mantendrá la forma del molde. El calor puede aplicarse usando cualquier medio adecuado. Por ejemplo, la película puede calentarse directamente haciéndola pasar bajo un elemento calentador o a través de aire caliente, antes de alimentarla en una superficie o una vez sobre una superficie. Como alternativa, puede calentarse indirectamente, por ejemplo, calentando la superficie o aplicando un elemento caliente sobre la película. En algunas realizaciones, la película se calienta usando una luz infrarroja. La película puede calentarse a una temperatura de aproximadamente 50 a aproximadamente 150 °C, de aproximadamente 50 a aproximadamente 120 °C, de aproximadamente 60 a aproximadamente 130 °C, de aproximadamente 70 a aproximadamente 120 °C o de aproximadamente 60 a aproximadamente 90 °C. La termoformación puede realizarse mediante uno cualquiera o más de los siguientes procesos: la colocación manual de una película ablandada térmicamente sobre un molde, o la conformación inducida por presión de una película ablandada a un molde (por ejemplo, conformación al vacío), o la indexación automática de alta velocidad de una lámina recién extruida que tiene una temperatura conocida con precisión en una estación de conformación y recortado, o la colocación automática, tapado y/o estiramiento neumático y formación por presión de una película.

Como alternativa, la película puede humedecerse por cualquier medio adecuado, por ejemplo, pulverizando directamente un agente humectante (incluyendo agua, una solución de la composición de película, un plastificante para la composición de película o cualquier combinación de los anteriores) sobre la película, antes de alimentarla en la superficie o una vez sobre la superficie, o indirectamente humedeciendo la superficie o aplicando un artículo húmedo sobre la película.

Una vez que una película se ha calentado y/o humedecido, puede introducirse en un molde adecuado, preferentemente usando vacío. El rellenado de la película moldeada puede realizarse utilizando cualquier medio adecuado. En algunas realizaciones, el método más preferido dependerá de la forma del producto y de la velocidad de rellenado requerida. En algunas realizaciones, la película moldeada se rellena mediante técnicas de rellenado en línea. Los paquetes rellenados y abiertos después se cierran formando las bolsas, usando una segunda película, mediante cualquier método adecuado. Esto puede realizarse mientras están en posición horizontal y en movimiento continuo y constante. El cierre puede lograrse mediante la alimentación continua de una segunda película, preferentemente película hidrosoluble, encima y sobre los paquetes abiertos y, después, preferentemente, sellando la primera y la segunda película entre sí, normalmente en el área entre los moldes y, por tanto, entre los paquetes.

Puede utilizarse cualquier método adecuado de sellado del paquete y/o los compartimentos individuales del mismo. Los ejemplos no limitantes de dichos medios incluyen sellado por calor, la soldadura con disolvente, el sellado con disolvente o en húmedo y combinaciones de los mismos. Normalmente, solo se trata con calor o disolvente el área que ha de formar el sellado. El calor o el disolvente pueden aplicarse mediante cualquier método, normalmente sobre el material de cierre, y normalmente solo sobre las áreas que han de formar el sellado. Si se usa el sellado o la soldadura con disolvente o térmicos, puede preferirse aplicar también calor. Los métodos preferidos de sellado/soldadura en húmedo o con disolvente incluyen aplicar selectivamente disolvente sobre el área entre los moldes, o sobre el material de cierre, por ejemplo, pulverizando o imprimiendo esto en estas áreas, y después aplicando presión en estas áreas, para formar el sellado. Pueden usarse rodillos y cintas de sellado como se ha descrito anteriormente (opcionalmente también proporcionando calor), por ejemplo. Un tipo de realización que se hace particularmente ventajosa por la presente divulgación es sellar la película a sí misma de otra película similar mediante sellado con disolvente, opcionalmente sin calor.

Después, las bolsas formadas pueden cortarse con un dispositivo de corte. El corte puede lograrse usando cualquier método conocido. Puede preferirse que el corte se realice también de forma continua, y preferentemente con velocidad constante y preferentemente en posición horizontal. El dispositivo de corte puede ser, por ejemplo, un artículo afilado, o un artículo caliente, o un láser, por lo que en estos últimos casos, el artículo caliente o el láser "quema" a través de la película/área de sellado.

Los diferentes compartimentos de una bolsa de compartimentos múltiples pueden fabricarse juntos en un estilo uno al lado del otro en donde las bolsas resultantes, cohesionadas pueden separarse o no mediante el corte. Como alternativa, los compartimentos pueden fabricarse por separado.

En algunas realizaciones, las bolsas pueden fabricarse de acuerdo con un proceso que comprende las etapas de: a) formar un primer compartimento (como se ha descrito anteriormente); b) formar un rebaje dentro de una parte o de todo el compartimento cerrado formado en la etapa (a), para generar un segundo compartimento moldeado superpuesto encima del primer compartimento; c) rellenar y cerrar los segundos compartimentos por medio de una tercera película; d) sellar las películas primera, segunda y tercera; y e) cortar las películas para producir una bolsa de compartimentos múltiples. El rebaje formado en la etapa (b) puede conseguirse aplicando un vacío al compartimento preparado en la etapa (a).

En algunas realizaciones, el segundo y/o el tercer compartimento o compartimentos pueden fabricarse en una etapa separada y después combinarse con el primer compartimento como se describe en la Solicitud de Patente Europea Número 08101442.5 o el documento WO 2009/152031.

En algunas realizaciones, las bolsas pueden fabricarse de acuerdo con un proceso que comprende las etapas de: a) formar un primer compartimento, opcionalmente usando calor y/o vacío, usando una primera película sobre una primera máquina conformadora; b) rellenar el primer compartimento con una primera composición; c) sobre una segunda máquina conformadora, deformar una segunda película, opcionalmente usando calor y vacío, para fabricar un segundo y, opcionalmente, un tercer compartimento moldeado; d) rellenar el segundo compartimento y, opcionalmente, el tercero; e) sellar el segundo y, opcionalmente, el tercer compartimento usando una tercera película; f) colocar el segundo y, opcionalmente, el tercer compartimento sellado sobre el primer compartimento; g) sellar los compartimentos primero, segundo y, opcionalmente, tercero; y h) cortar las películas para producir una bolsa de compartimentos múltiples.

La primera y la segunda máquinas conformadoras pueden seleccionarse basándose en su idoneidad para realizar el proceso anterior. En algunas realizaciones, la primera máquina conformadora es preferentemente una máquina conformadora horizontal, y la segunda máquina conformadora es preferentemente una máquina conformadora de tambor rotativo, preferentemente ubicada encima de la primera máquina conformadora.

Debe entenderse que mediante el uso de estaciones de alimentación adecuadas, puede ser posible fabricar bolsas de compartimentos múltiples que incorporen varias composiciones diferentes o distintivas y/o composiciones líquidas, en gel o pasta diferentes o distintivas.

En algunas realizaciones, la película y/o bolsa se pulveriza o espolvorea con un material adecuado, tal como un agente activo, un lubricante, un agente aversivo o mezclas de los mismos. En algunas realizaciones, se imprime sobre la película y/o bolsa, por ejemplo, con una tinta y/o un agente activo.

Contenido de la bolsa

Los presentes artículos (por ejemplo, en forma de bolsas o paquetes) pueden contener diversas composiciones, por ejemplo, composiciones para el cuidado del hogar. Una bolsa de compartimentos múltiples puede contener las mismas o diferentes composiciones en cada compartimento separado. La composición está próxima a la película hidrosoluble. La composición puede estar a menos de aproximadamente 10 cm o a menos de aproximadamente 5 cm o a menos de aproximadamente 1 cm de distancia de la película. Normalmente, la composición es adyacente a la película o está en contacto con la película. La película puede estar en la forma de una bolsa o un compartimento, que contienen la composición en los mismos.

Como se ha descrito anteriormente, la película y la bolsa son particularmente ventajosas para envasar (por ejemplo, en contacto directo con) materiales que tienen iones de hidrógeno intercambiables, por ejemplo, composiciones caracterizadas por equilibrios ácido/base, tales como equilibrios amina-ácido graso y/o equilibrios amina-ácido tensioactivo aniónico.

Esta característica de la divulgación puede utilizarse para mantener las composiciones que contienen ingredientes incompatibles (por ejemplo, blanqueador y enzimas) físicamente separados o divididos entre sí. Se cree que dicha división puede ampliar la vida útil y/o disminuir la inestabilidad física de dichos ingredientes. Adicionalmente, o como alternativa, dicha división puede proporcionar beneficios estéticos como se describe en la Solicitud de Patente Europea Número 09161692.0.

Los ejemplos no limitantes de composiciones útiles (por ejemplo, composiciones para el cuidado del hogar) incluyen composiciones de detergentes líquidos para usos ligeros y usos pesados, composiciones de limpieza de superficies duras, geles detergentes utilizados habitualmente para el lavado de ropa, aditivos blanqueadores y para el lavado de ropa, composiciones potenciadoras de tejidos (tales como suavizantes de tejidos), champús, lavados corporales y otras composiciones para el cuidado personal. Las composiciones de uso en las presentes bolsas pueden adoptar la forma de un líquido, sólido o un polvo. Las composiciones líquidas pueden comprender un sólido. Los sólidos pueden incluir polvo o aglomerados, tales como microcápsulas, perlas, hebras o una o varias bolas nacaradas o mezclas de los mismos. Un elemento sólido de este tipo puede proporcionar un beneficio técnico, durante el lavado o como componente de liberación de pretratamiento, retardada o secuencial; adicionalmente, o como alternativa, puede proporcionar un efecto estético.

Las composiciones encapsuladas por las películas que se describen en el presente documento pueden tener cualquier viscosidad adecuada dependiendo de factores tales como los ingredientes formulados y el propósito de la composición. En una realización, la composición tiene un valor de viscosidad de cizalla alto, a una velocidad de cizalla de 20 s_1 y una temperatura de 20 °C, de 100 a 3.000 cP, como alternativa de 300 a 2.000 cP, como alternativa de 500 a 1.000 cP, y un valor de viscosidad de cizalla bajo, a una velocidad de cizalla de 1 s_1 y una temperatura de 20 °C, de 500 a 100.000 cP, como alternativa de 1000 a 10.000 cP, como alternativa de 1.300 a 5.000 cP. En la técnica se conocen métodos para medir la viscosidad. De acuerdo con la presente invención, las mediciones de viscosidad se realizan usando un reómetro rotativo, por ejemplo, TA instruments AR550. El instrumento incluye un accesorio cónico de 40 mm de 2° o 1° con un hueco de aproximadamente 50-60 pm para líquidos isotrópicos, o una placa de acero plana de 40 mm con un hueco de 1000 pm para partículas que contienen líquidos. La medición se realiza usando un procedimiento de flujo que contiene una etapa de acondicionamiento, una retención de picos y una etapa de rampa continua. La etapa de acondicionamiento implica el ajuste de la temperatura de medición a 20 °C, una pre-cizalla de 10 segundos a una velocidad de cizalla de 10 s_1 y un equilibrado de 60 segundos a la temperatura seleccionada. La retención de picos implica aplicar una velocidad de cizalla de 0,05 s_1 a 20 °C durante 3 min con un muestreo cada 10 s. La etapa de rampa continua se realiza a una velocidad de cizalla de 0,1 a 1200 s_1 durante 3 min a 20 °C para obtener el perfil de flujo completo.

En bolsas que comprenden composiciones de lavado de ropa, aditivos para el lavado de ropa y/o potenciadores de tejidos, las composiciones pueden comprender uno o más de la siguientes lista no limitante de ingredientes: agente beneficioso para el cuidado de tejidos; enzima detersiva; adyuvante de deposición; modificador reológico; adyuvante de detergencia; lejía; agente blanqueador; precursor de blanqueamiento; potenciador de blanqueamiento; catalizador de blanqueamiento; perfume y/o microcápsulas de perfume (véase, por ejemplo, el documento US 5.137.646); zeolita cargada con perfume; encapsulado de almidón accord; ésteres de poliglicerol; agente blanqueante; agente nacarado; sistemas estabilizadores de enzimas; agentes secuestrantes, incluyendo agentes fijadores para tintes aniónicos, agentes formadores de complejos para tensioactivos aniónicos y mezclas de los mismos; abrillantadores ópticos o fluorescentes; polímero, incluyendo, pero sin limitación, polímero de liberación de suciedad y/o polímero de suspensión de suciedad; dispersantes; agentes antiespumantes; disolvente no acuoso; ácido graso; supresores de espuma, por ejemplo, supresores de espuma de silicona (véase: Publicación de Estados Unidos N.° 2003/0060390 A1, 65-77); almidones catiónicos (véase: documento US 2004/0204337 A1 y documento US 2007/0219111 A1); dispersantes de espuma (véase: documento US 2003/0126282 A1, 89 - 90); tintes sustantivos; tintes de tonalidad (véase: documento US 2014/0162929A1); colorantes; opacificante; antioxidante; hidrótropos tales como toluenosulfonatos, cumenosulfonatos y naftalenosulfonatos; motas de color; perlas coloreadas, esferas o extruidos; agentes ablandadores de arcilla; agentes antibacterianos. Uno o más de estos ingredientes se describen adicionalmente en la Solicitud de Patente Europea Número 09161692.0, la Publicación de los EE.UU. Número 2003/0139312A1 y la Solicitud de Patente de los EE.UU. Número 61/229.981. Adicionalmente, o como alternativa, las composiciones pueden comprender tensioactivos, compuestos de amonio cuaternario y/o sistemas de disolventes. Los compuestos de amonio cuaternario pueden estar presentes en composiciones potenciadoras de tejidos, tales como suavizantes de tejidos, y comprenden cationes de amonio cuaternario que son iones poliatómicos con carga positiva de la estructura NR4+, donde R es un grupo alquilo o un grupo arilo.

Tensioactivos

Las composiciones detergentes pueden comprender de aproximadamente el 1 % al 80 % en peso de un tensioactivo. Se prefiere el uso de tensioactivo como componente de la primera composición. Preferentemente, la primera composición comprende de aproximadamente el 5 % al 50 % en peso de tensioactivo. Las composiciones segunda y tercera pueden comprender tensioactivos en niveles del 0,1 al 99,9 %.

Los tensioactivos detersivos utilizados pueden ser del tipo aniónico, no iónico, zwitteriónico, anfolítico o catiónico, o pueden comprender mezclas compatibles de estos tipos. Más preferentemente, los tensioactivos se seleccionan entre el grupo que consiste en tensioactivos aniónicos, no iónicos, catiónicos y mezclas de los mismos. Preferentemente, las composiciones están sustancialmente exentas de tensioactivos de betaína. Se describen tensioactivos detergentes útiles en el presente documento en las Patentes de los EE.UU. 3.664.961; 3.919.678; 4.222.905; y 4.239.659. Se prefieren los tensioactivos aniónicos y no iónicos.

Los tensioactivos aniónicos útiles pueden ser a su vez de varios tipos diferentes. Por ejemplo, las sales hidrosolubles de los ácidos grasos superiores, es decir, "jabones", son tensioactivos aniónicos útiles en las composiciones del presente documento. Esto incluye jabones de metales alcalinos tales como las sales de sodio, potasio, amonio y alquil amonio de ácidos grasos superiores que contienen de aproximadamente 8 a aproximadamente 24 átomos de carbono, y preferentemente de aproximadamente 12 a aproximadamente 18 átomos de carbono. Pueden fabricarse jabones mediante saponificación directa de grasas y aceites o mediante neutralización de ácidos grasos libres. Son particularmente útiles las sales de sodio y potasio de las mezclas de ácidos grasos derivadas del aceite de coco y del sebo, es decir, jabón de sebo y coco de sodio o potasio.

Otros tensioactivos aniónicos no jabonosos que son adecuados para su uso en el presente documento incluyen las sales hidrosolubles, preferentemente las sales de metal alcalino y amonio, de productos orgánicos de reacción sulfúrica que tienen en su estructura molecular un grupo alquilo que contiene de aproximadamente 10 a aproximadamente 20 átomos de carbono y un grupo éster de ácido sulfónico o de ácido sulfúrico. (En el término "alquilo" se incluye la porción alquílica de los grupos acilo). Los ejemplos de este grupo de tensioactivos sintéticos incluyen: a) los alquil sulfatos de sodio, potasio y amonio, especialmente aquellos que se obtienen sulfatando los alcoholes superiores (C^a-C-^ie), tales como aquellos que se producen reduciendo los glicéridos de sebo o aceite de coco; b) los sulfatos de alquil polietoxilato de sodio, potasio y amonio, particularmente aquellos en los que el grupo alquilo contiene de 10 a 22, preferentemente de 12 a 18 átomos de carbono, y en donde la cadena de polietoxilato contiene de 1 a 15, preferentemente de 1 a 6 restos etoxilato; y c) los alquilbenceno sulfonatos de sodio y potasio en los que el grupo alquilo contiene de aproximadamente 9 a aproximadamente 15 átomos de carbono, en configuración de cadena lineal o cadena ramificada, por ejemplo, aquellos del tipo descrito en las Patentes de los EE.UU. 2.220.099 y 2.477.383. Son especialmente valiosos los alquilbenceno sulfonatos de cadena lineal en los que el número promedio de átomos de carbono en el grupo alquilo es de aproximadamente 11 a 13, abreviados como LAS C¹¹-C¹³.

Los tensioactivos no iónicos preferidos son aquellos de fórmula R-ⁱ(OC²H⁴)ⁿOH, en donde R¹es un grupo alquilo C¹⁰-C¹⁶o un grupo alquil C⁸-C¹²fenilo y n es de 3 a aproximadamente 80. Se prefieren especialmente los productos de condensación de alcoholes C¹²-C¹⁵con de aproximadamente 5 a aproximadamente 20 moles de óxido de etileno por mol de alcohol, por ejemplo, alcohol C¹²-C¹³condensado con aproximadamente 6,5 moles de óxido de etileno por mol de alcohol.

Sistema de disolventes

El sistema de disolventes en las presentes composiciones puede ser un sistema de disolventes que contenga solamente agua o mezclas de disolventes orgánicos con agua. Los disolventes orgánicos preferidos incluyen 1,2-propanodiol, etanol, glicerol, dipropilenglicol, metil propano diol y mezclas de los mismos. También puede usarse otros alcoholes inferiores, alcanolaminas C¹-C⁴tales como monoetanolamina y trietanolamina. Los sistemas de disolventes pueden estar ausentes, por ejemplo, de realizaciones sólidas anhidras de la divulgación, pero más normalmente están presentes en niveles en el intervalo de aproximadamente el 0,1 % a aproximadamente el 98 %, preferentemente al menos de aproximadamente el 1 % a aproximadamente el 50 %, más por lo general de aproximadamente el 5 % a aproximadamente el 25 %. Normalmente, las presentes composiciones, particularmente cuando están en forma líquida, comprenden menos del 50 % de agua, preferentemente de aproximadamente el 0,1 % a aproximadamente el 20% de agua, o más preferentemente de aproximadamente el 0,5% a aproximadamente el 15%, o de aproximadamente el 5 % a aproximadamente el 12 %, en peso de la composición, de agua.

Las composiciones del presente documento pueden prepararse generalmente mezclando los ingredientes entre sí. Si se usa un material nacarado, debe añadirse en las últimas etapas de la mezcla. Si se usa un modificador reológico, se prefiere formar en primer lugar una premezcla dentro de la cual el modificador reológico se dispersa en una porción del agua y, opcionalmente, otros ingredientes que se usan en última instancia para formar las composiciones. Esta premezcla se forma de manera que se obtenga un líquido estructurado. A esta premezcla estructurada después se le puede añadir, mientras se agita la premezcla, el tensioactivo o tensioactivos y los materiales complementarios esenciales para el lavado de ropa, junto con agua y cualesquier complementos opcionales de la composición de detergente que hayan de usarse.

El pH de las composiciones útiles puede ser de aproximadamente 2 a aproximadamente 12, de aproximadamente 4 a aproximadamente 12, de aproximadamente 5,5 a aproximadamente 9,5, de aproximadamente 6 a aproximadamente 8,5, o de aproximadamente 6,5 a aproximadamente 8,2. Las composiciones de detergente para el lavado de ropa pueden tener un pH de aproximadamente 6 a aproximadamente 10, de aproximadamente 6,5 a aproximadamente 8,5, de aproximadamente 7 a aproximadamente 7,5 o d aproximadamente 8 a aproximadamente 10. Las composiciones para el lavado de vajilla automático pueden tener un pH de aproximadamente 8 a aproximadamente 12. Las composiciones de aditivos de detergente para el lavado de ropa pueden tener un pH de aproximadamente 4 a aproximadamente 8. Los potenciadores de tejidos pueden tener un pH de aproximadamente 2 o 4 a aproximadamente 8, o de aproximadamente 2 a aproximadamente 4, o de aproximadamente 2,5 a aproximadamente 3,5, o de aproximadamente 2,7 a aproximadamente 3,3.

El pH del detergente se define como el pH de una solución acuosa al 10 % (peso/volumen) del detergente a 20 ± 2 °C; para el detergente sólido y en polvo, esto se define como el pH de una solución acuosa al 1 % (peso/volumen) del detergente a 20 ± 2 °C. Cualquier medidor capaz de medir el pH con una precisión de ± 0,01 unidades de pH es adecuado. Los medidores Orion (Thermo Scientific, Clintinpark -Keppekouter, Ninovesteenweg 198, 9320 Erembodegem -Aalst, Bélgica) o equivalentes son instrumentos aceptables. El pH-ímetro debe estar equipado con un electrodo de vidrio adecuado con referencia de calomelano o plata/cloruro de plata. Un ejemplo incluye Mettler DB 115. El electrodo debe almacenarse en la solución electrolítica recomendada por el fabricante.

La solución acuosa al 10 % del detergente se prepara de acuerdo con el siguiente procedimiento. Se pesa una muestra de 10 ± 0,05 gramos con una balanza capaz de medir con precisión hasta ± 0,02 gramos. La muestra se transfiere a un matraz aforado de 100 ml, se diluye hasta el volumen con agua purificada (el agua desionizada y/o el agua destilada son adecuadas siempre que la conductividad del agua sea < 5 pS/cm) y se mezcla minuciosamente. Aproximadamente 50 ml de la solución resultante se vierten en un vaso de precipitados, la temperatura se ajusta a 20 ± 2 °C y el pH se mide de acuerdo con el procedimiento convencional del fabricante del pH-ímetro (es fundamental seguir las instrucciones del fabricante para configurar y calibrar también el conjunto de pH).

Para detergentes sólidos y en polvo, la solución acuosa al 1 % del detergente se prepara de acuerdo con el siguiente procedimiento. Se pesa una muestra de 10 ± 0,05 gramos con una balanza capaz de medir con precisión hasta ± 0,02 gramos. La muestra se transfiere a un matraz aforado de 1000 ml, se diluye hasta el volumen con agua purificada (el agua desionizada y/o el agua destilada son adecuadas siempre que la conductividad del agua sea < 5 pS/cm) y se mezcla minuciosamente. Aproximadamente 50 ml de la solución resultante se vierten en un vaso de precipitados, la temperatura se ajusta a 20 ± 2 °C y el pH se mide de acuerdo con el procedimiento convencional del fabricante del pH-ímetro (es fundamental seguir las instrucciones del fabricante para configurar y calibrar también el conjunto de pH).

Blanqueadores

Los blanqueadores inorgánicos y orgánicos son principios activos de limpieza adecuados para su uso en el presente documento. Los blanqueadores inorgánicos incluyen sales perhidrato tales como sales perborato, percarbonato, perfosfato, persulfato y persilicato. Las sales perhidrato inorgánicas son normalmente las sales de metales alcalinos. La sal perhidrato inorgánica puede incluirse como el sólido cristalino sin protección adicional. Como alternativa, la sal puede recubrirse como se sabe en la técnica.

Los percarbonatos de metales alcalinos, particularmente el percarbonato de sodio, son perhidratos preferidos para su uso en la composición de detergente que se describe en el presente documento. El percarbonato se incorpora mucho más preferentemente en los productos en una forma recubierta que proporciona estabilidad en el producto. Un material de recubrimiento adecuado que proporciona estabilidad en el producto comprende una sal mixta de un sulfato de metal alcalino hidrosoluble y carbonato. Dichos recubrimientos, junto con los procesos de recubrimiento, se han descrito anteriormente en el documento GB 1.466.799 y las patentes de Estados Unidos N.° 3.975.280; 4.075.116; y 5.340.496. La relación en peso del material de recubrimiento de sal mixta con respecto al percarbonato se encuentra en el intervalo de 1:99 a 1:9 y, preferentemente, de 1:49 a 1:19. Preferentemente, la sal mixta es de sulfato de sodio y carbonato de sodio que tiene la fórmula general Na2SO4+n+Na2CO3 en donde n es de 0,1 a 3, preferentemente de 0,3 a 1,0 y más preferentemente de 0,2 a 0,5. Otro material de recubrimiento adecuado que proporciona estabilidad en el producto comprende silicato de sodio de una relación SÍO²: Na²O de 1,8:1 a 3,0:1, preferentemente de 1,8:1 a 2,4:1, y/o metasilicato de sodio, preferentemente aplicado a un nivel del 2 % al 10 %, (normalmente del 3 % al 5 %) de SiO²en peso de la sal perhidrato inorgánica, tala como peroximonopersulfato de potasio. Otros recubrimientos que contienen silicato de magnesio, sales de silicato y borato, ácidos silicato y bórico, ceras, aceites y jabones grasos también se pueden utilizar ventajosamente

Los blanqueadores orgánicos pueden incluir peroxiácidos orgánicos, incluyendo diacil y tetraacilperóxidos, especialmente el ácido diperoxidodecanodioco, el ácido diperoxitetradecanodioco y el ácido diperoxihexadecanodioco. El peróxido de dibenzoílo es un peroxiácido orgánico preferido en el presente documento. El peróxido de diacilo, especialmente el peróxido de dibenzoílo, preferentemente puede estar presente en forma de partículas que tengan un diámetro promedio en peso de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 100 micrómetros, preferentemente de aproximadamente 0,5 a aproximadamente 30 micrómetros, más preferentemente de aproximadamente 1 a aproximadamente 10 micrómetros. Preferentemente, al menos aproximadamente del 25% al 100%, más preferentemente al menos aproximadamente el 50 %, incluso más preferentemente al menos aproximadamente el 75%, mucho más preferentemente al menos el 90%, de las partículas son inferiores a 10 micrómetros, preferentemente inferiores a 6 micrómetros.

Otros blanqueadores orgánicos incluyen los peroxiácidos, siendo ejemplos particulares los alquilperoxi ácidos y los arilperoxi ácidos. Son representantes preferidos: (a) el ácido peroxibenzoico y sus derivados de anillo sustituido, tales como los ácidos alquilperoxibenzoicos, pero también el ácido peroxi-a-naftóico y el monoperftalato de magnesio; (b) los peroxiácidos alifáticos o alifáticos sustituidos, tales como el ácido peroxiláurico, ácido peroxiesteárico, ácido £-ftalimidoperoxicaproico [ácido ftaloiminoperoxihexanoico (PAP)], ácido o-carboxibenzamidoperoxicaproico, ácido N-nonenilamidoperadípico y N-nonenilamidopersuccinatos; y (c) ácidos peroxidicarboxílicos alifáticos y aralifáticos, tales como el ácido 1,12-diperoxicarboxílico, ácido 1,9-diperoxiazelaico, ácido diperoxisebácico, ácido diperoxibrasílico, los ácidos diperoxiftálicos, ácido 2-decildiperoxibutano-1,4-dioico, N,N-tereftaloildi(ácido 6-aminopercaproico)

Los activadores de blanqueamiento pueden incluir precursores de perácidos orgánicos que potencien la acción blanqueadora en el transcurso de la limpieza a temperaturas de 60 °C e inferiores. Los activadores de blanqueamiento adecuados para su uso en el presente documento incluyen compuestos que, en condiciones de perhidrólisis, proporcionan ácidos peroxicarboxílicos alifáticos que tienen preferentemente de 1 a 10 átomos de carbono, en particular de 2 a 4 átomos de carbono y/o ácido perbenzoico opcionalmente sustituido. Las sustancias adecuadas llevan grupos O-acilo y/o N-acilo del número de átomos de carbono especificado y/o grupos benzoílo opcionalmente sustituidos. Se da preferencia a las alquilendiaminas poliaciladas, en particular la tetraacetilendiamina (TAED), derivados de triazina acilada, en particular la 1,5-diacetil-2,4-dioxohexahidro-1,3,5-triazina (DADHT), glicolurilos acilados, en particular el tetraacetilglicolurilo (TAGU), N-acilimidas, en particular la N-nonanoilsuccinimida (NOSI), fenolsulfonatos acilados, en particular el n-nonanoil- o isonanoiloxibencenosulfonato (n o iso-NOBS), anhídridos carboxílicos, en particular el anhídrido ftálico, alcoholes polihídricos acilados, en particular la triacetina, diacetato de etilenglicol y 2,5-diacetoxi-2,5-dihidrofurano y también citrato de trietilacetilo (TEAC).

Los catalizadores de blanqueamiento preferidos para su uso en la composición de detergente del presente documento incluyen el triazaciclononano de manganeso y complejos relacionados (documento US-4.246.612, US-A-5.227.084); Co, Cu, bispiridilamina de Mn y Fe y complejos relacionados (documento US-5.114.611); y acetato de pentamina cobalto(III) y complejos relacionados (documento US-4.810.410). Una descripción completa de catalizadores de blanqueamiento adecuados para su uso en el presente documento puede encontrarse en la patente de Estados Unidos N. ° 6.599.871.

Agentes para el lavado de vajilla

Un tensioactivo preferido para su uso en detergentes para el lavado de vajilla automático es de formación de espuma baja por sí mismo o en combinación con otros componentes (por ejemplo, supresores de espuma). Se prefieren para su uso en el presente documento los tensioactivos no iónicos de bajo y alto punto de turbidez y mezclas de los mismos, incluyendo tensioactivos no iónicos alcoxilados (especialmente etoxilatos derivados de alcoholes primarios C⁶-C¹⁸), alcoholes etoxilados-propoxilados (por ejemplo, POLY-TERGENT® SLF18 de Olin Corporation), alcoholes poli(oxialquilados) protegidos con epoxi (por ejemplo, POLY-TERGENT® SLF18B de Olin Corporation - véase el documento WO-A-94/22800), tensioactivos de alcohol poli(oxialquilado) protegidos con éter y compuestos poliméricos de polioxietileno-polioxipropileno de bloque tales como PLURONIC®, ReVERSED PLURONIC® y TETRONIC® de BASF-Wyandotte Corp., Wyandotte, Michigan; tensioactivos anfóteros tales como los óxidos de alquil C¹²-C²⁰amina (los óxidos de amina preferidos para su uso en el presente documento incluyen el óxido de lauril dimetil amina y el óxido de hexadecil dimetil amina) y tensioactivos alquil anfocarboxílicos tales como MIRANOL™ C2M; y tensioactivos zwitteriónicos tales como las betaínas y sultaínas; y mezclas de los mismos. Se desvelan tensioactivos adecuados para su uso en el presente documento, por ejemplo, en los documentos US-A-3.929.678, US-A-4.259.217, EP-A-0414 549, WO-A-93/08876 y WO-A-93/08874. Los tensioactivos pueden estar presentes a un nivel de aproximadamente el O, 2 % a aproximadamente el 30 % en peso, más preferentemente, de aproximadamente el 0,5 % a aproximadamente el 10 % en peso, mucho más preferentemente de aproximadamente el 1 % a aproximadamente el 5 % en peso de una composición de detergente.

Otras composiciones y aditivos

Los adyuvantes de detergencia adecuados para su uso en la composición de detergente que se describe en el presente documento incluyen adyuvantes de detergencia hidrosolubles, incluyendo citratos, carbonatos, silicato y polifosfatos, por ejemplo, tripolifosfato de sodio y hexahidrato de tripolifosfato de sodio, tripolifosfato de potasio y sales mixtas de tripolifosfato de sodio y potasio.

Las enzimas adecuadas para su uso en la composición de detergente que se describe en el presente documento incluyen celulasas bacterianas y fúngicas, incluyendo CAREZYME y CELLUZYME (Novo Nordisk A/S); peroxidasas; lipasas incluyendo AMANO-P (Amano Pharmaceutical Co.), M1 LIPASE y LIPOMa X (Gist-Brocades) y LIPOLASE y LIPOLASE ULTRA (Novo); cutinasas; proteasas, incluyendo ESPERASE, ALCALASE, DURAZYM y SAVINASE (Novo) y MAXATASE, MAXACAL, PROPERASE y MAXAPEM (Gist-Brocades); a y p amilasas incluyendo PURAFECT OX AM (Genencor) y TERMAMYL, BAN, FUNGAMYL, DURAMYL y NATALASE (Novo); pectinasas; y mezclas de los mismos. Las enzimas pueden añadirse en el presente documento en forma de perlas, granulados o cogranulados a niveles normalmente en el intervalo de aproximadamente el 0,0001 % a aproximadamente el 2 % de enzima pura en peso de la composición de limpieza.

Los supresores de espuma adecuados para su uso en la composición de detergente que se describe en el presente documento incluyen tensioactivos no iónicos que tienen un punto de turbidez bajo. "Punto de turbidez", como se usa en el presente documento, es una propiedad bien conocida de los tensioactivos no iónicos que es el resultado de que el tensioactivo se vuelva menos soluble con el aumento de la temperatura, la temperatura a la que puede observarse la aparición de una segunda fase se denomina "punto de turbidez". Como se usa en el presente documento, un tensioactivo no iónico de "punto de turbidez bajo" se define como un ingrediente del sistema tensioactivo no iónico que tiene un punto de turbidez inferior a 30 °C, preferentemente inferior a aproximadamente 20 °C e incluso más preferentemente inferior a aproximadamente 10 °C y mucho más preferentemente inferior a aproximadamente 7,5 °C. Los tensioactivos no iónicos de punto de turbidez bajo pueden incluir tensioactivos alcoxilados no iónicos, especialmente etoxilatos derivados de alcohol primario, y polímeros de bloque inverso de polioxipropileno/polioxietileno/polioxipropileno (PO/EO/PO). Además, dichos tensioactivos no iónicos de punto de turbidez bajo pueden incluir, por ejemplo, alcohol etoxilado-propoxilado (por ejemplo, BASF POLY-TERGENT SLF18) y alcoholes poli(oxialquilados) protegidos con epoxi (por ejemplo, la serie BASF POLY-TERGENT SLF18B de no iónicos, como se describe, por ejemplo, en el documento US-A-5.576.281).

Otros componentes adecuados para su uso en la composición de detergente que se describe en el presente documento incluyen polímeros limpiadores que tienen propiedades de anti-redeposición, liberación de suciedad u otras propiedades de detergencia. Los polímeros anti-redeposición para su uso en el presente documento incluyen polímeros que contienen ácido acrílico, tales como SOKALAN pA30, PA20, PA15, PAl0 y SOKALAN CP10 (BASF GmbH), ACUSOL 45N, 480N, 460N (Rohm y Haas), copolímeros de ácido acrílico/ácido maleico tales como So Ka LAN CP5 y copolímeros acrílicos/metacrílicos. Otros polímeros adecuados incluyen polímeros a base de amina, tales como polialquileniminas alcoxiladas (por ejemplo, PEI600 EO20 y/o compuestos dimetil cuaternarios de hexametilendiamina etoxisulfatada), que, opcionalmente, pueden estar cuaternizados. Los polímeros de liberación de suciedad para su uso en el presente documento incluyen alquil e hidroxialquilcelulosas (documento US-A-4.000.093), polioxietilenos, polioxipropilenos y copolímeros de los mismos, y polímeros no iónicos y aniónicos a base de ésteres de tereftalato de etilenglicol, propilenglicol y mezclas de los mismos.

También son adecuados para su uso en el detergente secuestradores de metales pesados e inhibidores del crecimiento de cristales, por ejemplo, penta(fosfonato de metileno) de dietilentriamina, tetra(fosfonato de metileno) de etilendiamina tetra(fosfonato de metileno) de hexametilendiamina, difosfonato de etileno, hidroxietileno-1,1-difosfonato, nitrilotriacetato, etilendiaminotetracetato, etilendiamina-N,N'-disuccinato en sus formas de sal y ácido libre.

También es adecuado para su uso en la composición de detergente que se describe en el presente documento un inhibidor de la corrosión, por ejemplo, agentes de recubrimiento de plata orgánicos (especialmente parafinas tales como WINOG 70 comercializadas por Wintershall, Salzbergen, Alemania), compuestos inhibidores de la corrosión que contienen nitrógeno (por ejemplo, benzotriazol y benzimadazol, véase el documento GB-A-1137741) y compuestos de Mn (II), particularmente sales de Mn(II) de ligandos orgánicos.

Otros componentes adecuados para su uso en la composición de detergente del presente documento incluyen estabilizadores de enzimas, por ejemplo, ion de calcio, ácido bórico y propilenglicol.

Se conocen en la técnica aditivos de aclarado adecuados. Los adyuvantes de aclarado comerciales (abrillantadores) para el lavado de vajilla normalmente son mezclas de éteres de polietileno/polipropilenglicol de alcohol graso de baja formación de espuma, solubilizadores (por ejemplo, sulfonato de cumeno), ácidos orgánicos (por ejemplo, ácido cítrico) y disolventes (por ejemplo, etanol). La función de dichos adyuvantes de aclarado es influir en la tensión interfacial del agua de manera que ésta pueda escurrirse de las superficies aclaradas en forma de una película coherente delgada, de manera que no queden gotitas de agua, rayas o películas después del proceso de secado posterior. La Patente Europea 0197434 Bl describe adyuvantes de aclarado que contienen éteres mixtos como tensioactivos. También se contemplan aditivos de aclarado, tales como suavizantes de tejidos y similares, y son adecuados para su encapsulación en una película de acuerdo con la divulgación del presente documento.

Métodos de uso

Las películas y artículos que se describen en el presente documento, así como las composiciones contenidas en los mismos, pueden usarse para tratar un sustrato, por ejemplo, tejido o una superficie dura, por ejemplo, poniendo en contacto el sustrato con la película, artículo y/o composición contenida en los mismos. La etapa de puesta en contacto puede realizarse manualmente o en una máquina automática, por ejemplo, una lavadora automática (de carga superior o frontal) o un lavavajillas automático. La etapa de puesta en contacto puede producirse en presencia de agua, que puede estar a una temperatura de hasta aproximadamente 80 °C, o hasta aproximadamente 60 °C, o hasta aproximadamente 40 °C, o hasta aproximadamente 30 °C, o hasta aproximadamente 20 °C, o hasta aproximadamente 15 °C, o hasta aproximadamente 10 °C, o hasta aproximadamente 5 °C. Como se ha indicado anteriormente, las presentes películas y artículos fabricados a partir de la misma son especialmente adecuados para la disolución en agua fría y, por tanto, proporcionan beneficios en los lavados en agua fría (por ejemplo, de aproximadamente 1 °C a aproximadamente 30 °C, o de aproximadamente 5 °C a aproximadamente 20 °C). La etapa de puesta en contacto puede ir seguida de un ciclo de aclarado múltiple o incluso de un ciclo de aclarado único; debido a que la película tiene buenas propiedades de disolución, se necesita menos agua para disolver la película y/o liberar el contenido que contiene la misma.

Ensayo de resistencia a la tracción envejecida

Una película hidrosoluble que se caracteriza por, o que ha de someterse a ensayo para determinar la resistencia a la tracción de acuerdo con el Ensayo de Resistencia a la Tracción Envejecida ("RTE" o "Tracción Envejecida") y, opcionalmente, el módulo (o tensión de tracción) se analiza como se indica a continuación. El procedimiento incluye la determinación de la resistencia a la tracción y, opcionalmente, la determinación del módulo al 100 % de alargamiento de acuerdo con la norma ASTM D 882 ("Método de Ensayo de Referencia para Propiedades de Tracción de Láminas de Plástico Delgadas") o equivalente. Se usa un aparato de ensayo de tracción INSTRON (Tensile Tester Modelo 5544 o equivalente) para la recopilación de datos de la película. En primer lugar, se acondiciona una muestra de película de un tamaño capaz de producir un mínimo de tres muestras de ensayo, colocando la muestra de película en una bolsa laminada de papel de aluminio con una mínima cámara de aire y sellada por calor. La bolsa se coloca en un horno a 35 °C durante 14 días. Después de los 14 días, la bolsa se retira y se deja enfriar a 23 °C. Cada una de las muestras de ensayo se corta con herramientas de corte fiables para garantizar la estabilidad dimensional y la reproducibilidad, y se someten a ensayo en la dirección de la máquina (DM) (si procede) para cada medición. Los ensayos se realizan en una atmósfera de laboratorio convencional de 23 ± 2,0 °C y 35 ± 5 % de humedad relativa. Para la determinación de la resistencia a la tracción o el módulo, se preparan muestras de 2,54 cm (1") de ancho de una única película que tiene un espesor de 76,2 ± 3,8 pm (o 3,0 ± 0,15 mil). Después, la muestra se transfiere a la máquina de ensayos de tracción INSTRON para proceder a los ensayos minimizando la exposición en el entorno de humedad relativa del 35 %. La máquina de ensayos de tracción se prepara de acuerdo con las instrucciones del fabricante, equipada con una célula de carga de 500 N, y se calibra. Se ajustan las sujeciones y las caras correctas (las empuñaduras INSTRON tienen el número de modelo 2702-032 caras, que están recubiertas de goma y tienen 25 mm de ancho o equivalente). Las muestras se montan en la máquina de ensayos de tracción y se analizan para determinar la resistencia a la tracción (es decir, la tensión necesaria para romper la película) y, opcionalmente, el módulo del 100 % (es decir, la tensión necesaria para conseguir el alargamiento del 100 % de la película).

El comportamiento adecuado de las películas hidrosolubles de acuerdo con la divulgación está marcado por valores de RTE de al menos aproximadamente 25 MPa, 30 MPa o 32,5 MPa, medidos mediante el Ensayo de RTE. Generalmente, son deseables valores de RTE más altos porque corresponden a bolsas más fuertes en general y a sellados de bolsa más fuertes cuando la película es el elemento limitante o más débil de un sellado. En diversas realizaciones, la película hidrosoluble tiene un valor RTE de al menos aproximadamente 25, 30, 32,5 o 35 MPa y/o de hasta aproximadamente 30, 35, 38, 40, 45 o 50 MPa.

Ensayo de la Suma de Desgarros del Sellado

Una película hidrosoluble que se caracteriza por, o que ha de someterse a ensayo para determinar la resistencia del sellado de acuerdo con el Ensayo de la Suma de Desgarros del Sellado ("SDS" o "% de la Suma de Desgarros del Sellado") se analiza como se indica a continuación. El procedimiento incluye la determinación de la resistencia del sellado como un porcentaje (o fracción) de sellados en los que la película se desgarra en lugar de que las capas de película que forman el sellado se desprendan al tirar de ellas. Un sellado fuerte presenta un resultado de desgarro (es decir, se aplica suficiente fuerza para desgarrar la película antes de que se desprenda el sellado), mientras que un sellado débil presenta un resultado de desprendimiento (es decir, dos películas selladas se separan antes de aplicar una fuerza suficiente para desgarrar la película). Se usa un aparato de ensayo de tracción INSTRON (Tensile Tester Modelo 5544 o equivalente) para la recopilación de datos de la película y un aparato de ensayo ESIPROOF o equivalente con un rodillo anilox 140/10 para sellar dos láminas de película con agua. En primer lugar, se acondiciona una muestra de película de un tamaño capaz de producir un mínimo de cinco muestras de ensayo, colocando las muestras de ensayo de película en una bolsa laminada de papel de aluminio con una mínima cámara de aire y sellada por calor. La bolsa se coloca en un horno a 38 °C durante 11 días. Después de los 11 días, la bolsa se retira y se deja enfriar a 23 °C ± 2,0 °C.

El ensayo SDS se realiza de la siguiente manera: Preparar las muestras de ensayo cortando cuatro películas de 100 mm x 300 mm con la dimensión de 300 mm en la dirección de la máquina (DM). Para dos láminas, pegar con cinta las cuatro esquinas de una lámina a una superficie. Superponer la otra lámina encima de la lámina pegada con cinta de manera que las superficies adecuadas estén en contacto. Encima de la otra lámina pegada con cinta, colocar la lámina restante encima de manera que (1) el lado brillante (es decir, el lado de contacto con el sustrato de una película moldeada) esté en contacto con el lado de la superficie mate (es decir, el lado secado al aire de una película moldeada), es decir, para formar y evaluar un sellado mate-brillante o (2) el lado mate se pone en contacto con la superficie mate (es decir, para formar y evaluar un sellado mate-mate). Pegar con cinta adhesiva un extremo de 100 mm de cada lámina superior para asegurarla a la lámina inferior. Pasar el extremo suelto de cada lámina superior a través del rodillo de pruebas ESIPROOF usando el rodillo anilox 140/10. Aplicar 0,5 ml de agua a la rasqueta. Tirar del rodillo a una velocidad constante (75 mm por segundo) para recubrir la película superior y asegurarla a la lámina inferior. Permitir que la película se suelde durante 10-15 minutos. Usando un troquel de tiras o un cortador de muestras, cortar muestras de 25,4 mm de ancho en la dirección transversal (DT). Una vez transferidas a la máquina de ensayos INSTRON, proceder a realizar los ensayos para minimizar la exposición al entorno. Ajustar una separación de 6 mm entre las sujeciones de película y la velocidad del cabezal transversal a 254 mm/min. Colocar las solapas no selladas de una muestra de ensayo en las sujeciones de la máquina de ensayo, teniendo cuidado de garantizar que la muestra de ensayo esté alineada con las sujeciones y paralela a ellas. Iniciar el ensayo para aplicar una carga a las solapas para rasgar o separar las capas selladas. Registrar el rendimiento del sellado como un desgarro si al menos una de las dos solapas presenta un desgarro en al menos el 25 % del ancho de la solapa. De otro modo, registrar el rendimiento del sellado como desprendimiento.

El ensayo se realiza tanto para muestras de ensayo de sellado mate-brillante como para muestras de ensayo de sellado mate-mate, ambas configuraciones de sellado son comunes en la formación de sellados para bolsas hidrosolubles de acuerdo con la divulgación. El porcentaje de sellados que se desgarran para cada tipo de sellado se suma para proporcionar el valor de SDS. Por ejemplo, si el 100 % de los sellados mate-brillante se desgarran y el 100 % de los sellados mate-mate se desgarran, el valor de SDS es del 200 %.

El comportamiento adecuado de las películas hidrosolubles de acuerdo con la divulgación está marcado por valores de SDS de al menos aproximadamente el 50 %, el 100 %, el 150 %, el 170 %, el 180 % o el 190 % y/o de hasta aproximadamente el 160 %, el 180 % o el 200 % (por ejemplo, aproximadamente el 170 % o del 180 % al 200 %). Dentro de estos intervalos, las películas presentan una resistencia del sellado alta.

Ensayo Delta de Transición de Fusión Envejecida

Una película hidrosoluble que se caracteriza por, o que ha de someterse a ensayo para determinar un aumento de la temperatura de fusión de acuerdo con el Ensayo Delta de Transición de Fusión Envejecida ("DTFE" o "dTf1") se analiza como se indica a continuación. El valor de DTFE es el valor de la temperatura de fusión T^{f i}después de dos semanas de envejecimiento/recocido menos el valor de T^{f i}antes del envejecimiento. El punto de fusión de un polímero puede aumentar a medida que aumenta el tamaño/número de cristalitos en el polímero. Valores más bajos de DTFE se han asociado a un mejor sellado en el proceso de conversión y se cree que son indicativos de un menor crecimiento de la cristalinidad y, por tanto, proporcionan más regiones amorfas y móviles disponibles para el sellado. Un valor de DTFE más bajo es favorable. Para el envejecimiento, se acondiciona en primer lugar una muestra de película colocándola en una bolsa laminada de papel de aluminio con una cámara de aire mínima y se cierra por sellado con calor. La bolsa se coloca en un horno a 35 °C durante 14 días. Después de los 14 días, la bolsa se retira y se deja enfriar a temperatura ambiente (23,0 °C ± 2,0 °C).

El ensayo se realiza usando un calorímetro diferencial de barrido (CDB) TA Instruments Q2000 o equivalente con una purga de nitrógeno de 50 ml/min y recipientes herméticos de aluminio TZERO (disponibles en TA Instruments) para evitar pérdidas de peso durante la rampa de temperatura. Las muestras de ensayo de película que han de someterse a ensayo se cortan en trozos pequeños para proporcionar aproximadamente 3-5 mg de muestra total que quepa en los recipientes (por ejemplo, aproximadamente 3 trozos de película cortados apilados). El ensayo de c Db se realiza (1) equilibrando a -75,00 °C y después (2) aumentando a 10,00 °C/min hasta 200,00 °C para generar curvas de CDB. Tras la generación de las curvas, todas las transiciones se registran como T^v, T^{f i}y T^f2, así como la entalpía para T^{f i}de acuerdo con el análisis calorimétrico de referencia. El ensayo de CDB se realiza en la película inicial antes del envejecimiento y en la película después de dos semanas de envejecimiento a 35 °C. El valor de DTFE después se calcula como T^{f1, envejecida}- T^{f1, inicial}.

El comportamiento adecuado de las películas hidrosolubles de acuerdo con la divulgación está marcado por valores de DTFE de aproximadamente 4, 6, 8, 10, 11 o 12 °C o inferiores y/o de al menos aproximadamente 0, 2, 4, 6 u 8 °C (por ejemplo, de aproximadamente 0, 2 o 4 °C a aproximadamente 11 o 12 °C). Dentro de estos intervalos, las películas presentan una mayor resistencia del sellado, en particular después de la conformación en paquetes o bolsas.

Ensayo de adhesión envejecida

Una película hidrosoluble que se caracteriza por, o que ha de someterse a ensayo para determinar la adhesión (o pegajosidad) de acuerdo con el Ensayo de Adhesión Envejecida ("AE" o "2W-PA") se analiza como se indica a continuación. El valor del ensayo de a E es el área positiva bajo la curva de un ensayo de pegajosidad (adhesión). El área positiva es similar o equivalente al trabajo de adhesión. Para el envejecimiento, en primer lugar, se acondiciona una muestra de película capaz de producir un mínimo de tres muestras de ensayo colocándola en una bolsa laminada de papel de aluminio con una mínima cámara de aire y sellada por calor. La bolsa se coloca en un horno a 35 °C durante 14 días. Después de los 14 días, la bolsa se retira y se deja enfriar a temperatura ambiente (23,0 °C ± 2,0 °C). Un valor de AE más alto es favorable y es representativo de la resistencia del sellado.

El ensayo se realiza con un analizador de textura Stable Microsystems (especificación XT+) o equivalente equipado con un equipo de firmeza de pasta y una pistola de pulverización con sonda superior (BADGER 200-3 o equivalente) para la aplicación de agua. El ensayo se realiza con los siguientes parámetros del método de pegajosidad de referencia: Peso de la capa 0,04 g, Tiempo de Apertura 10 s, Fuerza de Sellado 50 kg, Tiempo de Sellado 2 s y Tiempo de Curado 60 s. Las muestras se preparan en condiciones controladas (21 °C, HR del 35 %) cortando dos trozos de película de 14 cm x 9 cm y, después, usando cinta adhesiva de doble cara, fijando una capa al equipo de firmeza de pasta (plataforma inferior) y una capa a la sonda superior alisando cuidadosamente cualquier posible arruga. Después, se someten a ensayo tres réplicas de muestras de ensayo de acuerdo con el siguiente procedimiento:

1. Colocar la pistola de pulverización a 20,5 cm por encima de la plataforma inferior;

2. Pulverizar agua para aplicar 0,04 g en el centro de la capa inferior de la película;

3. Bajar la sonda superior hasta combinar las capas de la película y aplicar 50 kg de presión durante 2 s, fijándose el tiempo entre la aplicación de agua y la combinación en 10 s;

4. Liberar la presión y mantener el contacto durante 60 s (fuerza para relajación a 100 g);

5. Volver a subir la sonda superior a una velocidad constante de 12 mm/s; y

6. Registrar el "área positiva" como el trabajo de adhesión de la muestra de ensayo de película.

El comportamiento adecuado de las películas hidrosolubles de acuerdo con la divulgación está marcado por valores de AE de al menos aproximadamente 1300, 1900 o 2500 g/s y/o de hasta aproximadamente 3000, 4500, 6000, 8000, 10000, 15000 o 20000 g/s. Por encima de estos niveles de umbral inferior (por ejemplo, dentro de un intervalo también definido por un límite superior), las películas presentan una mayor resistencia del sellado.

Ejemplos

Ejemplo 1: Mezcla de plastificante Serie 1

El ejemplo 1 representa una serie de películas hidrosolubles basadas en una mezcla de homopolímeros de PVOH y tres plastificantes diferentes, incluyendo glicerina, sorbitol y uno de una serie de diferentes plastificantes de poliol. La mezcla de homopolímeros de PVOH es una mezcla al 50 % en peso/50 % en peso de un primer homopolímero de PVOH parcialmente hidrolizado que tiene una viscosidad en solución al 4 % de 13 cP y un segundo homopolímero de PVOH parcialmente hidrolizado que tiene una viscosidad en solución al 4 % de 23 cP. Las películas incluían (i) sus respectivas resinas de homopolímero de PVOH (100 partes en peso por cien partes en peso de resina (phr)), (ii) plastificante de glicerina (21,7 phr), (iii) plastificante de sorbitol (5,7 phr), (iv) un plastificante de poliol (11 phr), (v) una carga de almidón modificado (aproximadamente 2-4 phr), (vi) tensioactivos y otros adyuvantes del proceso (aproximadamente 5-7 phr), y (vii) agua residual. El plastificante de poliol era de forma diversa propilenglicol (PG), 2-metil-1,3-propanodiol (2M-1,3-PD), dietilenglicol (DEG), trimetilolpropano (TMP), dipropilenglicol (Dp G), trietilenglicol (TEG) o diglicerina (DG). La carga total de plastificante fue de 38,4 phr. Las composiciones acuosas de lo anterior se moldearon para formar muestras de película de 76,2 ± 3,8 pm (o 3,0 ± 0,15 mil), que se sometieron a ensayo para determinar sus valores de RTE y SDS mediante los métodos anteriores. La Tabla 1 resume las propiedades de la película, incluido el volumen molar (MVol; ml/mol) del plastificante de poliol, para el Ejemplo 1.

Tabla 1. Datos de película para el ejemplo 1

Película Poliol MVol (ml/mol) HSP RTE (MPa) SDS (%)

1 PG 73,7 20,8 31,31 160

2 2M-1,3-PD 88,5 20,5 27,38 140

3 GRADOS 95,3 21,4 29,58 60

4 TMP 121,1 20,8 24,92 140

5 DPG 131,8 20,5 30,33 200

6 TEG 134,2 21,2 23,13 160

7 DG 126,0 22,3 22,20 0

La figura 2 del ejemplo 1 muestra que existe una tendencia generalmente desfavorable de disminución de la resistencia a la tracción envejecida en función del aumento del volumen molar. La relación inversa general entre el volumen molar y la resistencia a la tracción observada es consistente con el papel del volumen molar en lo que respecta a afectar a la función del plastificante. El volumen molar de un plastificante en particular (por ejemplo, que se puede determinar como la inversa de la densidad del plastificante a 25 °C, expresado sobre una base molar) generalmente se relaciona con el tamaño de las moléculas de plastificante. Las moléculas de plastificante más grandes con volúmenes molares más grandes tienden a tener una trayectoria más tortuosa adyacente a los segmentos de la cadena de polímero (por ejemplo, de la misma o diferentes cadenas de polímero), lo que puede limitar la capacidad de la molécula para funcionar como plastificante. La figura 2 muestra un valor de correlación R2 razonable del 88 % cuando se elimina DPG de la tendencia de datos. La figura 2 ilustra que DPG se destaca claramente entre otros plastificantes de poliol en la mezcla, porque tiene una Resistencia a la Tracción Envejecida sorprendentemente alta a pesar de su volumen molar relativamente alto y las Resistencias a la Tracción Envejecida sustancialmente más bajas de otros plastificantes de poliol que tienen volúmenes molares comparables (TMP, DG, TEG). Similar al volumen molar del plastificante, se ha utilizado el parámetro de solubilidad de Hansen ("HSP" o "5^t") para seleccionar plastificantes. Como se observa en la Tabla 2, sin embargo, no existe una correlación identificable entre el valor de HSP y la Resistencia a la Tracción Envejecida.

La figura 3 del Ejemplo 1 muestra además que DPG tiene un valor de la Suma de Desgarros del Sellado sorprendentemente alto. El valor de SDS es la suma del porcentaje de sellados de agua que fallan en el modo de desgarro del sellado mate-mate y sellado mate-brillo, que representan configuraciones de sellado comunes para paquetes de películas hidrosolubles. El valor de SDS más alto posible es del 200 % y esto se logró con solo DPG como el tercer plastificante en la combinación de glicerina, poliol y sorbitol.

Ejemplo 2: Mezcla de plastificante Serie 2

El ejemplo 2 representa una serie de películas hidrosolubles basadas en una mezcla de homopolímeros de PVOH y tres plastificantes diferentes, incluyendo glicerina, uno de una serie de plastificantes de alcohol de azúcar y propilenglicol (PG) o dipropilenglicol (DPG). La mezcla de homopolímeros de PVOH es una mezcla al 50 % en peso/50 % en peso de un primer homopolímero de PVOH parcialmente hidrolizado que tiene una viscosidad en solución al 4 % de 13 cP y un segundo homopolímero de PVOH parcialmente hidrolizado que tiene una viscosidad en solución al 4 % de 23 cP. Las películas incluían (i) sus respectivas resinas de homopolímero de PVOH (100 partes en peso por cien partes en peso de resina (phr)), (ii) plastificante de glicerina (21,7 phr), (iii) un plastificante de alcohol de azúcar (5,7 phr), (iv) plastificante de propilenglicol o dipropilenglicol (11 phr), (v) una carga de almidón modificado (aproximadamente 2-4 phr), (vi) tensioactivos y otros adyuvantes del proceso (aproximadamente 5-7 phr), y (vii) agua residual. El alcohol de azúcar era de forma diversa sorbitol (S), xilitol (X) o manitol (M). La carga total de plastificante fue de 38 phr. Las composiciones acuosas de lo anterior se moldearon para formar muestras de película de 76,2 ± 3,8 |jm (o 3,0 ± 0,15 mil), que se sometieron a ensayo para determinar sus valores de SDS mediante el método anterior. La Tabla 2 resume las propiedades de la película para el Ejemplo 2 y muestra que las películas que incluyen una combinación de sorbitol y dipropilenglicol alcanzan el valor máximo posible de SDS del 200 %.

Tabla 2. Datos de película para el ejemplo 2

Película Alcohol de azúcar Poliol SDS (%)

1 S PG 160

2 X PG 20

3 M PG 0

4 S DPG 200

Ejemplo 3: Mezcla de plastificante Serie 3

El ejemplo 3 representa una serie de películas hidrosolubles basadas en una mezcla de copolímeros de PVOH y tres plastificantes diferentes, incluyendo glicerina, uno de una serie de plastificantes de alcohol de azúcar y dipropilenglicol. La mezcla de copolímero de PVOH es una mezcla del 80 % en peso/20 % en peso de un primer copolímero de PVOH parcialmente hidrolizado que incluye comonómero de maleato de monometilo (sal de sodio) (m Mm ) y un segundo copolímero de PVOH parcialmente hidrolizado que incluye un comonómero de ácido acrilamido metilpropanosulfónico (sal de sodio) comonómero (AMPS). Las películas incluían (i) sus respectivas resinas de copolímero de PVOH (100 partes en peso por cien partes en peso de resina (phr)), (ii) plastificante de glicerina (16,2 phr), (iii) un plastificante de alcohol de azúcar (10,4 phr), (iv) plastificante de dipropilenglicol (10,4 phr), (v) una carga de almidón modificado (aproximadamente 2-4 phr), (vi) tensioactivos y otros adyuvantes del proceso (aproximadamente 5-7 phr), y (vii) agua residual. El alcohol de azúcar era de forma diversa sorbitol (S), xilitol (X) o manitol (M). La carga total de plastificante fue de 37 phr. Las composiciones acuosas de lo anterior se moldearon para formar muestras de película de 76,2 ± 3,8 jm (o 3,0 ± 0,15 mil), que se sometieron a ensayo para determinar sus valores de SDS mediante el método anterior. La Tabla 3 resume las propiedades de la película para el Ejemplo 3 y muestra que las películas que incluyen una combinación de sorbitol y dipropilenglicol logran valores de SDS sustancialmente mejorados en comparación con otros plastificantes de alcohol de azúcar (por ejemplo, 60 % para sorbitol, 0 % para xilitol y manitol).

Tabla 3. Datos de película para el ejemplo 3

Película Alcohol de azúcar SDS (%)

1 S 60

(continuación)

Película Alcohol de azúcar SDS (%)

2 X 0

3 M 0

Ejemplo 4: Mezcla de plastificante Serie 4

El ejemplo 4 representa una serie de películas hidrosolubles basadas en una mezcla de copolímeros de PVOH y tres plastificantes diferentes, incluyendo glicerina, sorbitol y dipropilenglicol. La mezcla de copolímero de PVOH es una mezcla del 80 % en peso/20 % en peso de un primer copolímero de PVOH parcialmente hidrolizado que incluye comonómero de maleato de monometilo (sal de sodio) (MMM) y un segundo copolímero de PVOH parcialmente hidrolizado que incluye un comonómero de ácido acrilamido metilpropanosulfónico (sal de sodio) comonómero (AMPS). Las películas incluían (i) sus respectivas resinas de copolímero de PVOH (100 partes en peso por cien partes en peso de resina (phr)), (ii) plastificante de glicerina (G; phr variable), (iii) plastificante de sorbitol (S; phr variable), (iv) plastificante de dipropilenglicol (DPG; phr variable), (v) una carga de almidón modificado (aproximadamente 2-4 phr), (vi) tensioactivos y otros adyuvantes del proceso (aproximadamente 5-7 phr), y (vii) agua residual. La carga total de plastificante fue de 29,6 phr, 37,0 phr o 44,4 phr, y las relaciones relativas entre los tres plastificantes se variaron en las películas. Las composiciones acuosas de lo anterior se moldearon para formar muestras de película de 76,2 ± 3,8 |jm (o 3,0 ± 0,15 mil), que se sometieron a ensayos para determinar sus valores RTE, valores de AE, valores de DTFe , y valores de SDS mediante los métodos anteriores. La Tabla 4 resume las propiedades de la película para el Ejemplo 4, y muestra que las películas que incluyen una combinación de sorbitol y dipropilenglicol logran una combinación de propiedades favorables en un intervalo de composiciones relativas y cargas totales de mezclas de plastificantes. Por ejemplo, las películas de acuerdo con la divulgación se pueden formular para que tengan al menos dos de las propiedades: (a) un valor de DTFE de aproximadamente 12 °C u 11 °C menos, (b) un valor de AE de al menos aproximadamente 1300 g/s, 1900 g/s o 2500 g/s y (c) un valor de RTE de al menos aproximadamente 25 MPa, 30 MPa o 32,5 MPa.

Tabla 4. Datos de película para el ejemplo 4

Película G (phr) S (phr) DPG (phr) Plast. total (phr) RTE (MPa) SDS (%) DTFE (°C) AE (g/s)

1 8,6 17,0 4,0 29,6 32,0 0 9,93 2896

2 21,6 4,0 4,0 29,6 28,9 60 7,63 2483

3 8,6 4,0 17,0 29,6 32,1 80 12,28 1981

4 12,9 8,3 8,3 29,6

32,3

9,37 2149

5 10,8 21,3 5,0 37,0 36,4 0 13,32 1276

6 27,0 5,0 5,0 37,0 26,1 0 4,99 1193

7 10,8 5,0 21,3 37,0 30,7 20 10,63 788

8 16,2 10,4 10,4 37,0 25,5 60 11,92 1406

9 12,9 25,5 6,0 44,4 27,4 0 6,35 909

10 32,4 6,0 6,0 44,4 22,9 0 9,59 644

11 12,9 6,0 25,5 44,4 26,3 20 -1,2 211

12 19,4 12,5 12,5 44,4 25,3 0 9,89 874

El ejemplo 4 ilustra una serie de películas en las que las proporciones de los tres plastificantes (G, S, DPG) se variaron y evaluaron con tres cargas totales de plastificante (29,6, 37,0 y 44,4 phr). Como se observa generalmente en la Tabla 4, el valor de RTE, el valor de DTFE y el valor de AE generalmente mejoran con un plastificante total más bajo (por ejemplo, 29,6 phr es mejor que 37,0 phr, que es mejor que 44,4 phr en el Ejemplo 4), en particular para combinaciones de propiedades y con respecto a las propiedades de umbral que representan las características finales deseables para las propiedades. Según los resultados del ejemplo 4, se identificaron los niveles umbral objetivo primero, segundo y tercero para los valores de RTE, DTFE y AE: (1) al menos 25 MPa, 12 °C o menos y al menos 1300 g/s; (2) al menos 30 MPa, 11 °C o menos y al menos 1900 g/s; y (3) al menos 32,5 MPa, 11 °C o menos y al menos 2500 g/s.

La figura 4 para el Ejemplo 4 muestra gráficos de contorno de los valores de DTFE (dTm1), AE (2W-PA) y RTE (tracción envejecida). Cada gráfico tiene una flecha que muestra la dirección de rendimiento favorable que es DTFE decreciente, AE creciente y RTE creciente. Hay dos puntos particularmente notables en esta serie de gráficos. En primer lugar, usando DTFE como ejemplo, es evidente que a 44,4 phr la flecha apunta hacia abajo mientras que a 37,0 phr la flecha desciende de izquierda a derecha y, finalmente, a 29,6 phr la flecha apunta hacia arriba. Los gráficos simples y la Tabla 4 correspondiente no identifican una formulación que optimice simultáneamente todos los criterios de rendimiento individuales (por ejemplo, maximizando los valores de AE y RTE mientras minimiza el valor de DTFE). Sin embargo, existe un espacio de formulación en el que dos o tres de los criterios de rendimiento cumplen o superan los valores umbral deseables.

Las figuras 5-8 ilustran los gráficos de contorno superpuestos con cada uno de los tres niveles de umbral objetivo para los valores de RTE, DTFE y AE descritos anteriormente. El espacio en blanco en un gráfico muestra la región donde se cumplen los tres criterios en ese nivel de plastificante total y proporción de plastificantes, mientras que el espacio gris muestra la región donde no se cumple al menos un criterio. Por ejemplo, en la figura 5, la línea denominada "A" indica el límite entre las composiciones de película que tienen un valor de DTFE superior a 12 °C (región gris) y las que tienen un valor de DTFE inferior a 12 °C (región blanca). En el nivel más bajo de carga de plastificante (29,6 phr), las regiones decrecientes del área blanca de izquierda a derecha corresponden a los niveles umbral objetivo primero, segundo y tercero, respectivamente.

Ejemplo 5: Serie de mezclas de copolímeros de PVOH

El ejemplo 5 representa una serie de películas hidrosolubles basadas en una mezcla de copolímeros de PVOH y tres plastificantes diferentes, incluyendo glicerina, sorbitol y dipropilenglicol. La mezcla de copolímeros de PVOH es una mezcla de relación variable de un primer copolímero de PVOH parcialmente hidrolizado que incluye comonómero de maleato de monometilo (sal de sodio) (MMM) y un segundo copolímero de PVOH parcialmente hidrolizado que incluye un comonómero de ácido acrilamido metilpropanosulfónico (sal de sodio) (AMPS). Las películas incluían (i) sus respectivas resinas de copolímero de PVOh (100 partes en peso por cien partes en peso de resina (phr)), (ii) plastificante de glicerina (16,2 phr), (iii) plastificante de sorbitol (10,4 phr), (iv) plastificante de dipropilenglicol (10,4 phr), (v) una carga de almidón modificado (aproximadamente 2-4 phr), (vi) tensioactivos y otros adyuvantes del proceso (aproximadamente 5-7 phr), y (vii) agua residual. La carga total de plastificante fue de 37 phr. La cantidad de PVOH-co-MMM en la mezcla de copolímeros varió del 0 % en peso al 100 % en peso. Las composiciones acuosas de lo anterior se moldearon para formar muestras de película de 76,2 ± 3,8 pm (o 3,0 ± 0,15 mil), que se sometieron a ensayos para determinar sus valores RTE, valores de AE, valores de DTFE, y valores de SDS mediante los métodos anteriores. La Tabla 5 resume las propiedades de la película para el Ejemplo 5 y muestra que las películas que incluyen una combinación de sorbitol y dipropilenglicol logran una combinación de propiedades favorables en una serie de composiciones de mezclas de copolímeros.

Tabla 5. Datos de película para el ejemplo 5

AE

(g/s)

1 0 100 17,5 0 10,3 1055

2 80 20 25,5 60 11,92 1406

3 50 50 25,4 0 7,84 759

4 20 80 22,1 0 9,12 611

5 100 0 26,8 20 16,4 1677

La figura 9 del Ejemplo 5 muestra que la respuesta tanto de los valores de DTFE como de los valores de RTE no es lineal en función del contenido de PVOH-co-MMM (% M). Esta respuesta no lineal es una desviación sustancialmente favorable con respecto a una línea basal interpolada linealmente de la Regla de las Mezclas (RDM). Hay una disminución sustancial en el valor de DTFE en un intervalo de aproximadamente el 20 % en peso al 80 % en peso de PVOH-co-MMM y hay un aumento sustancial en el valor de RTE en un intervalo de aproximadamente el 20 % en peso al 50 % en peso de PVOH-co-MMM. La figura 10 del Ejemplo 5 muestra que la mezcla del 80 % en peso/20 % en peso de PVOH-co-MMM/PVOH-co-AMPS muestra un valor de SDS sorprendentemente bueno en comparación con todas las demás proporciones ensayadas. Aunque el valor de SDS del 60 % es menor en comparación con el valor de SDS del 200 % del Ejemplo 1, la mezcla del 80 % en peso/20 % en peso destaca por un rendimiento relativamente bueno en la serie del Ejemplo 5.

Ejemplo 6: Composiciones ilustrativas

Las tablas 6-14 muestran composiciones ilustrativas que pueden combinarse con los artículos descritos en el presente documento. Por ejemplo, las composiciones a continuación, que tienen por objeto ser ejemplos no limitantes, pueden encapsularse en las películas hidrosolubles que se describen en el presente documento, por ejemplo, en una bolsa.

Un aditivo de blanqueamiento puede incluir los ingredientes presentados en la Tabla 6.

Tabla 6

Los detergentes para ropa granulados pueden incluir los ingredientes presentados en la Tabla 7.

Los detergentes líquidos para ropa pueden incluir los ingredientes presentados en la Tabla 8.

Tabla 8

continuación

Los detergentes pueden incluir la formulación presentada en la Tabla 9.

Tabla 9

La composición puede incluir la formulación presentada en la Tabla 10.

Tabla 10

Las bolsas de compartimentos múltiples pueden contener una pluralidad de agentes beneficiosos. A modo de ejemplo no limitante, una bolsa de dos o tres componentes puede contener las formulaciones presentadas en la Tabla 11 en envoltorios separados, donde la dosificación es la cantidad de la formulación en el recinto respectivo.

Tabla 11

En otra realización de bolsas de componentes múltiples, los respectivos recintos pueden rellenarse con agentes beneficiosos líquidos y sólidos. Los ejemplos no limitantes de bolsas de dos compartimentos, donde un recinto se rellena con un líquido y otro se rellena con un sólido, incluyen combinaciones de las formulaciones presentadas en las Tablas 12 y 13.

Tabla 12.

continuación

Tabla 13

Una composición para la limpieza de superficies duras, que puede usarse por profesionales, puede incluir la formulación presentada en la Tabla 14.

Tabla 14.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una película hidrosoluble que comprende:

un polímero de alcohol polivinílico (PVOH);

dipropilenglicol como primer plastificante;

un alcohol de azúcar como segundo plastificante; y

un poliol como tercer plastificante, siendo el tercer plastificante diferente del primer plastificante y del segundo plastificante,

en la que el alcohol de azúcar se selecciona de entre el grupo que consiste en isomalt, maltitol, sorbitol, xilitol, eritritol, adonitol, dulcitol, pentaeritritol y manitol; y

el poliol se selecciona de entre el grupo que consiste en glicerina, diglicerina, etilenglicol, dietilenglicol, trietilenglicol, tetraetilenglicol, polietilenglicoles de hasta 400 PM, neopentilglicol, propilenglicol, 2-metil-1,3-propanodiol, trimetilolpropano y poliéter polioles;

y en la que el primero, el segundo y el tercer plastificante están presentes en la película hidrosoluble en una cantidad combinada en un intervalo de 5 partes a 50 partes de plastificante total por 100 partes de resina total (phr) en la película hidrosoluble.

2. La película hidrosoluble según la reivindicación 1, en la que el alcohol de azúcar es sorbitol y/o en la que el poliol es glicerina.

3. La película hidrosoluble de la reivindicación 1, que comprende:

el polímero de alcohol polivinílico (PVOH);

dipropilenglicol como primer plastificante;

sorbitol como segundo plastificante; y

glicerina como tercer plastificante;

en donde el primero, el segundo y el tercer plastificante están presentes en la película hidrosoluble en una cantidad combinada en un intervalo de 5 partes a 50 partes de plastificante total por 100 partes de resina total (phr) en la película hidrosoluble.

4. La película hidrosoluble de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la película hidrosoluble está libre o comprende menos de 1 phr de plastificantes distintos del primero, el segundo y el tercer plastificante.

5. La película hidrosoluble de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde la película hidrosoluble comprende un plastificante sólido que tiene un punto de fusión por encima de 50 °C; y en la que, opcionalmente, el plastificante sólido es también el segundo plastificante.

6. La película hidrosoluble de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que el primero, el segundo y el tercer plastificante están presentes en la película hidrosoluble en una cantidad combinada en un intervalo de 5 partes a 40 partes de plastificante total por 100 partes de resina total (phr) en la película hidrosoluble, tal como en un intervalo de 10 phr a 40 phr, o tal como en un intervalo de 20 phr a 35 phr.

7. La película hidrosoluble de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que:

el primer plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo del 10 % en peso al 65 % en peso con respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificantes en la película hidrosoluble; y/o

el segundo plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo del 10 % en peso al 65 % en peso con respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificantes en la película hidrosoluble; y/o

el tercer plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo del 25 % en peso al 80 % en peso con respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificante en la película hidrosoluble.

8. La película hidrosoluble de las reivindicaciones 1 a 6, en la que:

el primer plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo del 13 % en peso al 46 % en peso con respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificantes en la película hidrosoluble;

el segundo plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo del 13 % en peso al 58 % en peso con respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificantes en la película hidrosoluble; y

el tercer plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo del 28 % en peso al 73 % en peso con respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificantes en la película hidrosoluble;

la que:

el primer plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo del 13 % en peso al 38 % en peso con respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificantes en la película hidrosoluble;

el segundo plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo del 16 % en peso al 58 % en peso con respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificantes en la película hidrosoluble; y

el tercer plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo del 28 % en peso al 71 % en peso con respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificantes en la película hidrosoluble;

la que:

el primer plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo del 13 % en peso al 58 % en peso con respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificantes en la película hidrosoluble;

la que:

el primer plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo del 13 % en peso al 50 % en peso con respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificantes en la película hidrosoluble;

el segundo plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo del 13 % en peso al 50 % en peso con respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificantes en la película hidrosoluble; y

el tercer plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo del 36 % en peso al 73 % en peso con respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificantes en la película hidrosoluble;

la que:

el primer plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo del 13 % en peso al 45 % en peso con respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificantes en la película hidrosoluble;

el segundo plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo del 19 % en peso al 52 % en peso con respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificantes en la película hidrosoluble; y

el tercer plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo del 35 % en peso al 65 % en peso con respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificantes en la película hidrosoluble;

la que:

el primer plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo del 13 % en peso al 39 % en peso con respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificantes en la película hidrosoluble;

el segundo plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo del 22 % en peso al 38 % en peso con respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificantes en la película hidrosoluble; y

el tercer plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo del 39 % en peso al 64 % en peso con respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificantes en la película hidrosoluble;

la que:

el primer plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo del 13 % en peso al 19 % en peso con respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificantes en la película hidrosoluble;

el segundo plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo del 41 % en peso al 52 % en peso con respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificantes en la película hidrosoluble; y

el tercer plastificante está presente en la película hidrosoluble en una cantidad en un intervalo del 35 % en peso al 44 % en peso con respecto a la cantidad combinada del primero, el segundo y el tercer plastificante en la película hidrosoluble.

9. La película hidrosoluble de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde la película hidrosoluble comprende además uno o más componentes seleccionados de entre el grupo que consiste en plastificantes distintos del primero, el segundo y el tercer plastificante, compatibilizadores de plastificantes, lubricantes, agentes de liberación, cargas, diluyentes, agentes de reticulación, agentes antibloqueo, antioxidantes, agentes antipegajosidad, antiespumantes, nanopartículas, agentes blanqueadores, tensioactivos y combinaciones de los mismos.

10. La película hidrosoluble de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la que:

el polímero de PVOH comprende un homopolímero de PVOH que consiste esencialmente en unidades monoméricas de alcohol vinílico y, opcionalmente, unidades monoméricas de acetato de vinilo; o

el polímero de PVOH comprende un copolímero de PVOH que comprende una unidad monomérica aniónica, una unidad monomérica de alcohol vinílico y, opcionalmente, una unidad monomérica de acetato de vinilo.

11. Un artículo que comprende:

una película hidrosoluble de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 que comprende una primera superficie de dicha película sellada con disolvente a una segunda superficie de la misma película o a una superficie de una segunda película de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 1o.

12. Un artículo que comprende:

una película hidrosoluble de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 en forma de una bolsa que define un volumen interior de la bolsa; y en donde, opcionalmente, el artículo comprende además una composición contenida en el volumen interior de la bolsa.

13. Un método para fabricar una película hidrosoluble según una cualquiera de las reivindicaciones 1-10, comprendiendo el método:

seleccionar un polímero de alcohol polivinílico (PVOH), un primer plastificante, un segundo plastificante y un tercer plastificante;

seleccionar un intervalo deseado para al menos una primera propiedad de la película y una segunda propiedad de la película;

formar una pluralidad de películas hidrosolubles que comprenden el polímero de PVOH, el primer plastificante, el segundo plastificante y el tercer plastificante a diferentes concentraciones del polímero de PVOH, el primer plastificante, el segundo plastificante y el tercer plastificante, en donde al menos una de las películas hidrosolubles tiene una propiedad de película dentro del intervalo deseado para cada una de la primera y segunda propiedades de película;

determinar las primera y segunda propiedades de película para cada una de las películas hidrosolubles formadas; identificar una concentración de película para cada polímero de PVOH, el primer plastificante, el segundo plastificante, y el tercer plastificante de la pluralidad formada de películas hidrosolubles, teniendo la concentración de película identificada una primera propiedad de película y una segunda propiedad de película dentro del intervalo deseado para cada propiedad; y

formar una película que comprende el polímero de PVOH, el primer plastificante, el segundo plastificante y el tercer plastificante a la concentración de película identificada.