ES2248395T3 - Composiciones de limpieza envasadas en materiales de poli(alcohol vinilico) etoxilado. - Google Patents

Composiciones de limpieza envasadas en materiales de poli(alcohol vinilico) etoxilado.

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Abstract

Un envase hidrosoluble que comprende un poli(alcohol vinílico) etoxilado, que incluye una composición detergente para lavavajillas.

Description

Composiciones de limpieza envasadas en materiales de poli(alcohol vinílico)etoxilado.
La presente invención se refiere a envases hidrosolubles que comprenden una composición detergente para lavavajillas, preferentemente composiciones con escasa generación de espuma, y materiales relacionados.
Es conocido el método de envasar detergentes o materiales relacionados en envases o sobres, fabricados con material de película hidrosoluble o dispersable en agua, en particular para evitar el contacto directo del material detergente, peligroso o irritante, con la piel del consumidor. Adicionalmente, la dosificación es mejor cuando el material se encuentra dividido en porciones, y se puede agregar sencillamente al agua para liberar el contenido del envase o sobre en el agua durante su uso.
El documento CA-A-1.112.534 describe un envase fabricado con material hidrosoluble, en forma de película, que comprende en su interior una composición detergente, en forma de pasta, compatible con lavavajillas automáticos. El material hidrosoluble puede ser, por ejemplo, poli(alcohol vinílico), óxido de polietileno, o metilcelulosa. Sin embargo, el rendimiento de los diferentes materiales formadores de película, en su uso con material detergente y, en especial, en un entorno tal como el ciclo de lavado de un lavavajillas automático, es sub-óptimo.
Por lo tanto, un objeto de la presente invención es mejorar el rendimiento de los materiales basados en poli(alcohol vinílico) hidrosoluble cuando se les utiliza para envasar composiciones, preferentemente composiciones detergentes, de escasa generación de espuma, para lavavajillas automáticos.
Los presentes autores han encontrado ahora, de manera sorprendente, que los poli(alcoholes vinílicos) etoxilados, es decir, materiales obtenibles mediante el injerto de óxido de etileno en al menos parte de los grupos hidroxilo del poli(alcohol vinílico), ofrecen características mejoradas de forma importante para el propósito indicado en varios aspectos.
La presente invención ofrece, por consiguiente, un envase hidrosoluble que comprende un poli(alcohol vinílico) etoxilado que incluye una composición, preferentemente una composición con escasa generación de espuma.
La presente invención ofrece también el uso de un poli(alcohol vinílico) etoxilado para incluir una composición, preferentemente una composición con escasa generación de espuma.
El poli(alcohol vinílico) etoxilado puede estar en forma de película. En este caso, resulta deseable que esté termomoldeado para formar el envase. El termomoldeo se lleva a cabo, de manera deseable, bajo una humedad relativa controlada de 35 a 40%. Detalles adicionales se pueden encontrar en el documento WO 92/17382. También se puede someter a un sellado de relleno en forma vertical, o a un procesamiento de llenado por tubo extendido.
Preferentemente, la película consiste, esencialmente, en el poli(alcohol vinílico) etoxilado.
La película puede estar laminada en una o múltiples capas de película. Se pueden encontrar detalles adicionales en el documento GB-A-2244258.
El poli(alcohol vinílico) etoxilado también puede estar moldeado por inyección o moldeado por soplado.
La composición puede ser, por ejemplo, una composición coadyuvante para enjuague, ablandadora de agua, desinfectante, antibacteriana o antiséptica.
La composición detergente es adecuada para ser usada en una máquina lavavajillas automática.
Se prefiere, de manera particular, que la composición detergente comprenda al menos un compuesto borato, o que se prevea que el envase entre en contacto con compuestos borato durante su empleo.
Poli(alcoholes vinílicos) etoxilados son, por ejemplo, los que se describen en Wu, Zhining, Yang, Jinzong: "Heterophasic ethoxylation of poly(vinylalcohol)", Gaofenzi Xuebao (1995), (3), 296-301 (Abstract: CAPLUS 1995:
716383).
Por ejemplo, un polímero preferido que se utiliza en la presente invención es el poli(alcohol vinílico) injertado con óxido de etileno, identificado por CAS Nº 146168-57-2, disponible para la marca registrada SOKALAN ES 95014, de BASF.
Además de su conocida hidrosolublidad adecuada, los presentes autores han descubierto características de rendimiento sorprendentes de estos poli(alcoholes vinílicos) específicamente modificados, que los convierten en inesperadamente superiores a los demás para el uso en la presente invención.
Una característica de rendimiento importante para el uso de materiales hidrosolubles en el envasado de composiciones con escasa generación de espuma, es el perfil de espumación del propio material del envase. Se ha encontrado, de manera sorprendente, que el material específico utilizado en la invención exhibe propiedades de escasa generación de espuma superiores, que los convierten en óptimos para el envasado de composiciones con escasa generación de espuma.
Otra característica inesperada de una muy elevada compatibilidad con los boratos, que es de gran importancia para envasar material detergente, puesto que el propio material detergente puede contener boratos (por ejemplo, en el caso de un detergente para lavavajillas automático), o se pondrá en contacto con boratos durante su uso, es decir, en el licor de lavado (por ejemplo, en el caso de una composición ablandadora de agua). Para las películas de poli(alcohol vinílico) conocidas, cuando se utilizan para envasar material detergente que contiene borato, la reducción sustancial de la solubilidad del poli(alcohol vinílico) en el agua, debido a la formación de complejos (y, por lo tanto, reticulación) del polímero a causa del borato, ha representado un inconveniente.
Un problema específico en algunos termomoldeos es un cierto grado de recuperación del material tras el proceso de conformación que, en ocasiones, es indeseado, es decir, cuando no se pretende que el envasado del material sea excesivamente estrecho. Los materiales de película específicos descritos en la presente invención no muestran una recuperación significativa.
Una característica deseada en la fabricación de envases hidrosolubles es evitar perforaciones en las películas, a través de las cuales podrían producirse filtraciones de la composición contenida. Por consiguiente, puede ser adecuado utilizar el material de película de la invención como parte de un laminado de dos o más capas, dado que es improbable que las perforaciones coincidan en dos capas del material.
La naturaleza de la composición a envasar en la invención no está limitada. Por ejemplo, puede ser sólida o líquida. Si se encuentra en forma de sólido, puede estar, por ejemplo, en forma de polvo, gránulos, un comprimido extrusionado, un comprimido, o un gel solidificado. Si está en forma de líquido, opcionalmente se le puede espesar o gelificar con un agente espesante o gelificante. Pueden estar presentes una o más de una fase. Por ejemplo, en envase se puede rellenar con una composición líquida y una composición sólida separada, por ejemplo, en forma de bola o píldora. De manera alternativa, pueden estar presentes dos o más fases sólidas, o dos o más fases líquidas
inmiscibles.
Si el envase hidrosoluble es soluble en agua fría a temperatura ambiente (20ºC) o ligeramente mayor, es importante asegurar que la propia composición no se disuelva en el envase. En general, las composiciones sólidas no atacarán el envase, y tampoco lo harán las composiciones líquidas que contengan menos de alrededor de 5% de agua, como se describe, por ejemplo, en el documento WO 92/17382. Si la composición está presente en forma líquida que contiene más de aproximadamente 5% en peso de agua, se deberán adoptar medidas para garantizar que la composición no ataque las paredes del envase. Se pueden tomar medidas para tratar la superficie interior de la película, por ejemplo, recubriéndola con un agente tal como PVDC (poli(cloruro de vinilideno)), o PTFE (politetrafluoroetileno), o adaptar la composición para asegurar que no disuelva la película. Por ejemplo, se ha encontrado que el método de garantizar que la composición tenga una elevada fuerza iónica, o contenga un agente que minimice la pérdida de agua a través de las paredes del envase, impedirá que la composición disuelva la película de PVOH desde el interior. Esto se describe, de forma más detallada, en los documentos EP-A- 518.689 y WO 97/27743.
Si se forma, de manera simultánea, más de un envase, las composiciones envasadas pueden estar, entonces, separadas entre sí. No obstante, y de modo deseable, se retiran parcialmente los rebordes para ofrecer un aspecto tridimensional más atractivo. En general, el reborde remanente debe ser lo más pequeño posible por motivos estéticos, teniendo en consideración que puede ser necesario un cierto reborde para garantizar que las dos películas permanezcan adheridas entre sí. Es deseable un reborde de 1 mm a 10 mm, preferentemente 2 mm a 8 mm y, de forma muy especialmente, de aproximadamente 5 mm.
Los envases de la presente invención contienen, por lo general, desde 5 hasta 150 g de composición, tal como una composición acuosa, en especial desde 15 hasta 40 g, dependiendo de su uso previsto. Por ejemplo, una composición lavavajillas puede pesar desde 15 hasta 25 g, una composición ablandadora de agua puede pesar desde 25 hasta 35 g, y una composición de lavado puede pesar desde 30 hasta 50 g.
Los envases pueden tener cualquier forma. Por ejemplo, pueden adoptar la forma de un sobre, saquito, esfera, cilindro, cubo o cuboide, es decir, un paralelepípedo rectangular cuyos lados no son todos iguales. Si el envase se forma a partir de una película termomoldeada y una película plana, la unión entre las dos películas aparecerá más próxima a una cara del envase que a la otra. Aparte de la posible deformación del envase debido a la retracción de la película de PVOH después de la fabricación del envase, también se puede producir deformación en la etapa de fabricación, si se desea. Por ejemplo, si el recipiente está relleno con una composición sólida o gelificada (por ejemplo, en forma de un comprimido con una altura mayor que la del recipiente), la segunda película estará deformada cuando se coloque encima del recipiente.
En general, la dimensión máxima de la parte rellena del envase (excluyendo cualquier reborde) es de 5 cm. Por ejemplo, un envase cuboide redondeado puede tener una longitud de 1 a 5 cm, en especial de 3,5 a 4,5 cm, un ancho de 1,5 a 3,5 cm, en especial de 2 a 3 cm, y una altura de 1 a 3 cm, en especial de 1,5 a 2,5 cm.
La composición en el interior de los envases no está particularmente limitada. Puede ser cualquier composición que se deba añadir a un sistema acuoso, o que se utilice en un entorno acuoso. Por ejemplo, la composición puede comprender una composición ablandadora del agua, o un coadyuvante para el enjuague. El envase puede comprender también una composición desinfectante, antibacteriana o antiséptica, prevista para diluirse en agua antes de su uso.
La presente invención se describe, adicionalmente, en los siguientes Ejemplos.
Ejemplos
Se llevaron a cabo ensayos con el anteriormente mencionado poli(alcohol vinílico) injertado con óxido de etileno SOKALAN ES 95014, comercializado por BASF. Para los ensayos comparativos, se utilizaron otros dos materiales de poli(alcohol vinílico) conocidos, a saber HI-SELON C-200 (homopolímero), comercializado por Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Osaka, Japón, y MONOSOL M8534 (copolímero), comercializado por Chris Craft Inc., Gary, Indiana, EE.UU.
Velocidad de disolución
La velocidad de disolución de los diferentes materiales se determina dejando caer porciones de 70x60 mm^{2} de una película de 80 micrómetros de grosor en 1 litro de agua destilada, que se mantiene a una temperatura de 20ºC, y con una agitación de 200 rpm.
En la Tabla 1 se resumen los tiempos hasta la disolución completa para los diferentes materiales de película.
TABLA 1
Tiempo de disolución (min)
SOKALAN ES 95014 4
HI-SELON C-200 28
MONOSOL M8534 14
Como se puede ver de los resultados anteriores, el material utilizado en la invención es claramente superior a otros materiales de película basados en poli(alcohol vinílico).
Compatibilidad con boratos
Para determinar la compatibilidad con boratos de diferentes materiales de película, se disuelven 0,2 g de las diferentes películas (grosor: 100 \mum) en 1.000 ml de una solución acuosa que contiene 1,94% en peso de perborato sódico monohidrato y 0,97% en peso de carbonato sódico. La solución se agita a 100 rpm, a una temperatura de 20ºC. Durante el proceso de disolución, las diferentes películas se encuentran en una criba esférica cerrada, con un diámetro de aproximadamente 5 cm. Las perforaciones de la criba tienen un diámetro de aproximadamente 0,1 mm, permitiendo un movimiento fácil del agua a través del envase. Después de 30 min, se extrae la criba de la solución, y se coloca en un horno a una temperatura de 105ºC para secar los residuos, hasta alcanzar un peso constante. A continuación, se determina por gravimetría la cantidad de película no disuelta.
Después de 30 min de tiempo de disolución, se obtuvieron los siguientes resultados:
HI-SELON C-200: 0,195 g de película no disuelta, prácticamente no se ha disuelto nada (residuos pegajosos y viscosos antes de secar).
MONOSOL M8534: 0,064 g de película no disuelta, disolución de aproximadamente 75%.
SOKALAN ES 05014: ausencia de residuos, completamente disuelta.
Un ensayo alternativo, que se puede utilizar también para determinar la compatibilidad con boratos de los diferentes materiales de película es el siguiente, con el uso de un dispositivo para medir el lavado ("laundrymeter"):
Se agregan 0,2 g de las diferentes películas (grosor: 100 \mum) a 1.000 ml de una solución acuosa que contiene 1,94% en peso de perborato sódico monohidrato y 0,97% en peso de carbonato sódico. La solución se introduce en el dispositivo de medición de lavado y se agita de forma constante a una temperatura de 20ºC. La solución contiene también un trozo de tela teñida de negro, cuyas dimensiones son de 20x20 cm^{2}. Después de 30 min, se comprueba visualmente la tela en busca de residuos no disueltos en la superficie de la tela.
Se obtuvieron los siguientes resultados:
HI-SELON C-200: cantidad muy elevada de residuos pegajosos y viscosos en la superficie de la tela.
MONOSOL C-200: alta cantidad de residuos pegajosos.
SOKALAN ES 95014: ausencia de residuos.
Como se aprecia de los resultados anteriores, la disolución del material previsto para el uso en la invención no se ve afectada por el borato.
Propiedades espumantes
El volumen de espuma se mide después de hacer rotar un cilindro de vidrio graduado, con un volumen de 100 ml, 50 veces en un ángulo de 180º. El cilindro de vidrio contiene 50 ml de una solución acuosa del correspondiente material de poli(alcohol vinílico). Los resultados se presentan en ml de espuma sobre la solución acuosa, tras los períodos de tiempo establecidos, y se pueden ver en la siguiente Tabla 2.
TABLA 2
Inicio 10 seg 30 seg 60 seg 3 min 5 min
HI-SELON C-200 al 1% 20 ml 20 ml 19 ml 18 ml 11 ml 11 ml
MONOSOL M8534 al 1% 7 ml 7 ml 7 ml 7 ml 5 ml 5 ml
SOKALAN ES 95014 al 1% 10 ml 8 ml 6 ml 4 ml 3 ml 3 ml
El bajo comportamiento espumante del material previsto para ser utilizado en la invención es claramente superior al de los otros materiales.
Temperatura de termomoldeo
Se utiliza una máquina termomoldeadora Multivac, que funciona a 115 hasta 120ºC para termomoldear una película de poli(alcohol vinílico) a partir de los correspondientes materiales. Habitualmente, la temperatura de conformación de las películas de poli(alcohol vinílico) se encuentra dentro de ese intervalo. Los presentes autores han encontrado, de manera sorprendente, que SOKALAN ES 95014 es termomoldeable ya una temperatura menor, de 105ºC, permitiendo que la instalación de moldeo funcione a una temperatura inferior. En caso de una avería temporal de la máquina, la película evapora agua, lo que conduce a una reducción de la plasticidad de la película (ésta se hace frágil y pierde su homogeneidad). La menor temperatura necesaria del dispositivo de moldeo reduce ese riesgo.
Efecto de recuperación
Para cuantificar el efecto de recuperación de los diferentes materiales de película, se utiliza una máquina termomoldeadora Multivac, que funciona a 115 hasta 120ºC, para termomoldear una película de poli(alcohol vinílico) a partir de los correspondientes materiales. El molde de termomoldeo tiene las siguientes dimensiones:
Ancho: 28 mm
Longitud: 39 mm
Profundidad: 17 mm
El molde utilizado tiene tanto las esquinas como los bordes redondeados, y un volumen total de 17,0 ml. El efecto de recuperación de los respectivos materiales se determina midiendo la diferencia entre el volumen del molde y el volumen del recipiente formado.
Esta determinación del volumen del recipiente formado se realizó por gravimetría, introduciendo aceite en el recipiente formado, y pesando el conjunto. Los resultados son los valores medios de sendas 10 mediciones, y se pueden ver en la Tabla 3.
TABLA 3
Volumen (ml) Recuperación (%)
SOKALAN ES 95014 16,95 0,3
HI-SELON C-200 14,82 12,8
MONOSOL M8534 10,58 37,8
No se registra ningún efecto de recuperación significativo con el uso de SOKALAN ES 95014 en el proceso de termomoldeo, en contraste con los otros dos materiales.
Transparencia de las películas
Otra ventaja adicional de SOKALAN ES 95014 es su elevada transparencia, comparada con los otros materiales. Se utiliza un colorímetro de espectro (Metrohm E 1009) para determinar la transmisión de los diferentes materiales. El grosor de cada película fue de 80 micrómetros. Los resultados se muestran en la Tabla 4.
TABLA 4
Transmisión (%) a 650 nm
SOKALAN ES 95014 97
HI-SELON C-200 86
MONOSOL M8534 90
Las características descritas en la anterior descripción, y/o las reivindicaciones, pueden ser, tanto de forma separada como en cualquier combinación de las mismas, material para llevar a la práctica la invención en sus diversas formas.

Claims (10)

1. Un envase hidrosoluble que comprende un poli(alcohol vinílico) etoxilado, que incluye una composición detergente para lavavajillas.
2. Envase según la reivindicación 1, en el que la composición es una composición de coadyuvante para el enjuague, ablandadora del agua, desinfectante, antibacteriana o antiséptica.
3. Envase según la reivindicación 1 ó 2, en el que la composición detergente es adecuada para ser utilizada en una máquina lavavajillas automática.
4. Envase según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la composición comprende al menos un compuesto borato.
5. Envase según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, previsto para ser puesto en contacto con compuestos borato durante su empleo.
6. Envase según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el poli(alcohol vinílico) etoxilado, que incluye la composición detergente para lavavajillas, está en forma de película.
7. Envase según la reivindicación 6, en el que el envase se forma por termomoldeo de la película.
8. Envase según la reivindicación 6, en el que el envase se forma por moldeo de inyección o moldeo de soplado de la película.
9. Envase según una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en el que la película se lamina en una o más capas de película adicionales.
10. Uso de un poli(alcohol vinílico) etoxilado para incluir una composición detergente para lavavajillas.
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