ES2308733T3 - Articulo con pelicula hidrosoluble que tiene una capa de sal y proced imiento para realizar el mismo. - Google Patents
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Abstract
Un artículo, que comprende: una película hidrosoluble, comprendiendo una primera capa que comprende un polímero hidrosoluble que comprende uno a ambos de PVOH y un copolímero de PVOH y una segunda capa que comprende una sal, la capa de sal adherida a la primera capa con un ligante que comprende carboximetilcelulosa.
Description
Artículo con película hidrosoluble que tiene una
capa de sal y procedimiento para realizar el mismo.
Este documento es una continuación parcial de la
solicitud de patente estadounidense con nº de serie 11/205.377, que
reivindica el beneficio según el título 35, Código de Estados Unidos
(U.S.C.) sección 119 (e) de cada una de las solicitudes de patente
provisionales con n^{os} de serie 60/646.432 y 60/646.454
presentadas en el 22 de enero de 2005.
La descripción se refiere de forma general a un
artículo con película hidrosoluble que tiene una capa de sal y a
procedimientos para realizar el mismo. Más particularmente, la
descripción se refiere a un artículo con película hidrosoluble que
incluye una capa de sal adherida con carboximetilcelulosa a una capa
de película hidrosoluble que incluye alcohol de polivinilo. En las
formas de realización preferidas, el artículo retiene las
características de barrera de la película deseables y la capacidad
de manipulación tras el contacto con pequeñas cantidades de agua y
la solubilidad en agua tras el contacto con, típicamente, grandes
cantidades de agua.
Las películas hidrosolubles están obteniendo
mayor aceptación para su uso como materiales de envasado. Materiales
de envasado incluyen, por ejemplo, películas, láminas, cuerpos
huecos soplados o moldeados (es decir, sobres, bolsitas y
pastillas), botellas, receptáculos y similares. A menudo, las
películas hidrosolubles, cuando se usan en la preparación de
determinados tipos de estos artículos, tales como sobres y bolsitas,
tienen fugas o se vuelven pegajosas cuando se exponen a pequeñas
cantidades de contaminación por agua líquida o alta humedad, lo que
las hace inadecuadas para uso para el envasado y conservación de las
composiciones contenidas en las mismas.
Las quejas más habituales del consumidor sobre
las bolsitas hidrosolubles están relacionadas con la disolución no
deseada de las bolsitas cuando se exponen accidentalmente a agua,
tal como cuando entra agua dentro del envase exterior en el que las
bolsitas se venden y almacenan después de su adquisición, por manos
húmedas, alta humedad, fregaderos o tuberías con fugas durante el
almacenamiento y similares. Esto puede provocar que las bolsitas
hidrosolubles tengan fugas antes de su uso y/o se queden pegadas
entre sí. La segunda queja más habitual es que la bolsita
hidrosoluble no se ha disuelto completamente tras su uso. Por tanto,
permanece la necesidad no satisfecha de películas y bolsitas
hidrosolubles que puedan resistir la disolución y/o fugas tras la
exposición a pequeñas cantidades de agua y que, aún así, se puedan
posteriormente disolver muy rápidamente cuando se sumergen en una
disolución acuosa, tal como agua de lavado y/o aclarado.
Se sabe desde los años 60 que determinadas
sales, cuando se añaden a disoluciones de alcohol de polivinilo
(PVOH), pueden provocar que el PVOH precipite. Se ha considerado
generalmente que estas sales son útiles para solidificar el PVOH
acuoso.En la patente estadounidense 5.429.874 (4 de julio de 1995)
hay otra descripción del uso de sales en películas hidrosolubles.
La patente 5.429.874 está dirigida a una película hidrosoluble
adecuada para envasar productos químicos cáusticos que tiene una
capa exterior de un material polimérico hidrosoluble y una capa
interior de material polimérico que es compatible con el contenido
de un envase hecho a partir de la película. Opcionalmente, se puede
incluir una capa intermedia para contribuir a la resistencia a la
tracción, volumen, resistencia al uso intensivo o cualquier otra
propiedad de la película. Se pueden añadir opcionalmente cargas
hidrosolubles tales como sal a uno o más de los materiales
poliméricos, antes de o durante la extrusión de la película, para
mejorar la procesabilidad de la película o su velocidad de
disolución en agua, o añadir un pigmento a la película.
Se sabe que cuando superficies de bolsitas no
tratadas se exponen a gotitas de agua, estas superficies de
bolsitas no tratadas tienden a disolverse y/o tener fugas.
Un aspecto de la descripción proporciona un
artículo que incluye una película hidrosoluble, que incluye una
primera capa que incluye un polímero hidrosoluble que incluye
alcohol de polivinilo y una segunda capa que incluye una sal,
estando la capa de sal adherida a la primera capa con un ligante que
incluye carboximetilcelulosa.
Otro aspecto de la descripción proporciona un
procedimiento de realización de un artículo, que incluye las etapas
de proporcionar un sustrato hidrosoluble que incluye un polímero
hidrosoluble, formar una capa que incluye una sal y un ligante que
incluye carboximetilcelulosa a partir de una disolución acuosa que
incluye la sal y el ligante y adherir el sustrato y la capa que
incluye la sal entre sí con el ligante.
La descripción siguiente incluye formas de
realización específicas que son ilustrativas; no se pretende limitar
la invención a las formas de realización específicas descritas en
el presente documento.
Para facilitar de forma adicional la comprensión
de la presente invención, se adjuntan al presente documento dos
figuras de dibujos, en las que:
La Figura 1 es una vista lateral esquemática a
escala ampliada de una parte de una película que tiene una sal
dispuesta sobre una de las superficies exteriores de la misma; y
La Figura 2 es una vista lateral esquemática
fragmentada de un procedimiento de realización de una película
hidrosoluble que tiene una capa en la superficie exterior de la
misma con una sal incorporada en la misma.
Se sabe que cuando las superficies de bolsitas
no tratadas se exponen a gotitas de agua, estas superficies de
bolsitas no tratadas tienden a disolverse y/o tener fugas. Sin
embargo, se halló sorprendentemente que cuando se aplica una
disolución de Na_{2}SO_{4} a la superficie exterior de una
bolsita de PVOH y la superficie exterior de la bolsita se expone a
pequeñas cantidades de agua, la bolsita tratada básicamente no se
disuelve y/o tiene fugas. Más bien, cuando la bolsita tratada se
expone a pequeñas cantidades de agua, muestra fugas menores y
resistencia incrementada a que una bolsita se pegue a otra.
Añadiendo sales concretas a la superficie
exterior de una película (especialmente de alcohol de polivinilo)
hidrosoluble, se puede conseguir resistencia a la exposición a
pequeñas cantidades de agua (por ejemplo, manos húmedas, gotitas) a
la vez que el perfil de disolución de la bolsita hidrosoluble no se
ve apreciablemente afectado cuando se sumerge el producto en una
disolución acuosa (por ejemplo, un baño de agua). La incorporación
de sal a la parte más externa de la película hidrosoluble se puede
conseguir de varias formas que incluyen el empolvado convencional,
recubrimiento, colada u otros procedimientos usados en la producción
de películas. La concentración de sal se puede ajustar para
conseguir las propiedades de disolución deseadas y optimizar la
estética de la bolsita. La película hidrosoluble descrita en el
presente documento se puede usar en la producción de cualquier
producto embolsado, tal como, por ejemplo, bolsitas que
contengan:composiciones para detergentes de ropa, composiciones
para detergentes de lavavajillas, limpiadores de superficies duras,
mejoradores de materiales textiles y/o suavizantes de materiales
textiles y nuevas formas de productos en las que el contacto con
pequeñas cantidades de agua podría causar la disolución prematura de
la bolsita, fugas no deseadas en la bolsita y/o que una bolsita se
pegue a otra de forma no
deseable.
deseable.
Hay numerosas formas de realización no
limitativas de la película y artículos hidrosolubles descritas en el
presente documento. En una clase de formas de realización, el
artículo es una película hidrosoluble y, más preferiblemente, una
película hidrosoluble que es resistente al contacto con pequeñas
cantidades de agua. La película hidrosoluble es también
preferiblemente sustancialmente hidrosoluble cuando se sumerge en
agua. Otras formas de realización incluyen recipientes, tales como,
pero no limitados a, bolsitas, paquetes y bolsas, hechos a partir
de la película hidrosoluble descrita en el presente documento. La
superficie de la película hidrosoluble que tiene la sal adherida a
la anterior está preferiblemente dispuesta como una superficie
exterior del artículo. En una forma de realización no limitativa,
el artículo es un recipiente que tiene una dosis unitaria de una
composición. La composición puede ser una adecuada para uso en
lavandería, limpieza de superficies duras, lavado de vajilla a
mano, lavado de vajilla a máquina, mejora de materiales textiles
(por ejemplo, suavizantes, abrillantadores, etc.) y cualquier otra
aplicación adecuada para uso con películas hidrosolubles,
especialmente aquellas que sean susceptibles de entrar en contacto
con pequeñas cantidades de agua antes de su uso.
Hay numerosas formas de realización no
limitativas del procedimiento de realización de la película y
artículos hidrosolubles descritas en el presente documento. En una
forma de realización, el procedimiento implica proporcionar una
película hidrosoluble y adherir una sal a al menos una de las
superficies de la película con un ligante que incluye
carboximetilcelulosa. La sal se puede adherir de varias formas
diferentes. En una versión de esta forma de realización, la sal se
adhiere aplicando una disolución acuosa que incluye la sal y el
ligante a la película hidrosoluble sustrato. En otra versión de
esta forma de realización, la sal se proporciona en forma de una
capa que incluye el ligante, y se aplica una disolución acuosa del
polímero hidrosoluble sobre la capa de sal y ligante para formar
una película. El sustrato de película hidrosoluble y la capa con sal
y ligante se pueden formar también de forma separada y adherirse
entre sí mediante contacto y mojado previo de una o ambas de las
superficies de contacto. Otras numerosas alternativas serán
evidentes para una persona de conocimientos ordinarios en la
materia.
Tal como se usa en el presente documento, el
término "hidrosoluble" no sólo se refiere a la estructura de
la película que es totalmente hidrosoluble, sino que también incluye
películas que son básicamente hidrosolubles pero tienen
material(es) en la estructura de la película hidrosoluble que
no son hidrosolubles; películas con materiales que son
hidrosolubles sólo a temperaturas del agua relativamente elevadas o
sólo con condiciones de pH limitadas; y películas que incluyen
alguna parte de material no hidrosoluble, tal como una capa
relativamente fina de material no hidrosoluble.
Tal como se usa en el presente documento, el
término "resistente al contacto" (o "resistente a la
solubilidad") se refiere a películas hidrosolubles que tienen
una reducción o eliminación en zonas de las mismas que se disuelven
prematuramente cuando entran en contacto con pequeñas cantidades de
agua. Por ejemplo, envases, tales como bolsitas, hechos a partir de
una película hidrosoluble que es resistente a la solubilidad tendrán
una tendencia reducida a tener fugas o pegarse entre sí tras entrar
en contacto con pequeñas cantidades de agua.
Tal como se usa en el presente documento, el
término "pequeñas cantidades de agua" se refiere a cantidades
de agua que son menos que la suficiente para sumergir totalmente la
película o artículo, tales como gotitas de agua y humedad
relativamente alta.
A menos que se indique lo contrario, todos los
porcentajes presentados en el presente documento son en peso.
La figura 1 muestra una forma de realización no
limitativa de una película 10 hidrosoluble. La película 10
hidrosoluble tiene una primera superficie 12, una segunda superficie
14 y un espesor 16 entre la primera superficie 12 y la segunda
superficie 14. En esta forma de realización, la película 10
hidrosoluble incluye una composición de formación de película
hidrosoluble y una sal 20. La sal 20 se distribuye más cerca de al
menos una de las superficies primera y segunda que por todo el
espesor 16 de la película 10 hidrosoluble. Con fines de ilustración,
la sal 20 se muestra en los dibujos en forma de partículas
discretas o una capa de partículas. Se debe entender, sin embargo,
que en algunas formas de realización (tales como la forma de
realización mostrada en la figura 2 en la que la sal está
incorporada en la composición de formación de películas, analizada
posteriormente), aunque la sal 20 se muestra en forma de
partículas, la sal 20 puede, alternativamente, ser parte de una capa
o capas de película homogéneas y la sal puede no incluir ya
partículas identificables.
En algunas formas de realización, la sal 20 se
puede distribuir relativamente de forma uniforme sobre o adyacente
a al menos una de las superficies de la película 10 hidrosoluble. En
otras formas de realización, la sal 20 se puede distribuir
aleatoriamente sobre o adyacente a al menos una de las superficies
de la película 10 hidrosoluble. En algunas formas de realización,
el espesor 16 de la película 10 puede estar sustancialmente libre de
sal 20. En otras formas de realización, algo de sal 20 (una minoría
de la cantidad total de sal) se puede distribuir también dentro del
espesor 16 de la película 10 hidrosoluble. Tal minoría de sal se
puede distribuir aleatoriamente dentro del espesor 16 de la
película o, alternativamente, de forma regular en él. En otras
formas de realización, la sal 20 se puede distribuir en forma de
gradiente, por lo que se encuentra una mayor concentración de sal
20 sobre, o adyacente a, al menos una de las superficies de la
película 10 hidrosoluble que por todo el espesor 16 de la película
10 hidrosoluble.
Para proporcionar la protección deseada a la
resistencia a la exposición accidental a pequeñas cantidades de
agua, la sal 20 se puede distribuir más cerca de una superficie de
la película 10 hidrosoluble que tiene más probabilidad de ser
expuesta a tal agua (por ejemplo, la superficie que estará en el
exterior de un producto hecho a partir de la película 10
hidrosoluble). La sal 20 se puede disponer en una cualquiera o más
de las siguientes ubicaciones en la película 10 hidrosoluble: sobre
la primera superficie 12 de la película 10 hidrosoluble; sobre la
segunda superficie 14 de la película 10 hidrosoluble; dentro de la
película 10 hidrosoluble entre la primera superficie 12 y la
segunda superficie 14 en una ubicación que se distribuye más próxima
a al menos una superficie, tal como más cerca de la primera
superficie 12 y/o de la segunda superficie 14; o incorporada en una
capa exterior de una película hidrosoluble multicapa.
La película 10 hidrosoluble puede incluir varios
materiales hidrosolubles adecuados. En la presente invención
reivindicada, la película hidrosoluble comprende una primera capa
que comprende un polímero hidrosoluble que incluye al menos algún
alcohol de polivinilo (también conocido como "PVA" y
"PVOH") o copolímero del mismo y una segunda capa que
comprende una sal, estando la capa de sal adherida a la primera capa
con un ligante que comprende carboximetilcelulosa. En algunas
formas de realización, la película 10 hidrosoluble puede estar
constituida básicamente totalmente por PVOH, una o más sales y uno o
más ingredientes aditivos. En otras formas de realización, la
película 10 hidrosoluble puede consistir esencialmente en PVOH, una
o más sales y uno o más ingredientes aditivos. En otras formas de
realización, sin embargo, la película 10 hidrosoluble puede incluir
una mezcla de PVOH y otros materiales hidrosolubles o dispersables
en agua adecuados, una o más sales y uno o más ingredientes
aditivos. Materiales hidrosolubles adecuados incluyen, pero no se
limitan a, polímeros, copolímeros y derivados de los mismos.
En relación con el alcohol de polivinilo o un
copolímero del mismo, el PVOH puede estar parcial o totalmente
hidrolizado. El alcohol de polivinilo (PVOH) es una resina sintética
generalmente preparada mediante alcohólisis, usualmente denominada
hidrólisis o saponificación, del acetato de polivinilo.
El PVOH totalmente hidrolizado, en el que
prácticamente todos los grupos acetato se han transformado en grupos
alcohol (por ejemplo, el 98% o mayor grado de hidrólisis), es un
polímero altamente cristalino con fuertes enlaces de hidrógeno que
se disuelve sólo en agua caliente -por ejemplo, disolución rápida a
temperaturas de aproximadamente 60ºC y mayores.
Si se permite que un número suficiente de grupos
acetato permanezcan después de la hidrólisis del acetato de
polivinilo, el polímero de PVOH, denominado entonces como
parcialmente hidrolizado, está unido más débilmente por enlaces de
hidrógeno y es menos cristalino y es soluble en agua fría -por
ejemplo, disolución rápida a temperaturas de aproximadamente 10ºC y
mayores.
Ambos tipos de PVOH, total y parcialmente
hidrolizado, se denominan habitualmente homopolímeros de PVOH aunque
el tipo parcialmente hidrolizado es técnicamente un copolímero de
alcohol de vinilo-acetato de vinilo.
Una película soluble en agua caliente/fría
intermedia puede incluir, por ejemplo, mezclas de PVOH parcialmente
hidrolizado (por ejemplo, con grados de hidrólisis del 94% al 98%) y
es fácilmente soluble sólo en agua templada -por ejemplo,
disolución rápida a temperaturas de aproximadamente 40ºC y
mayores.
El término copolímero de PVOH se usa
generalmente para describir polímeros que se obtienen mediante la
hidrólisis de un copolímero de un éster de vinilo, típicamente
acetato de vinilo, y otro monómero. Los copolímeros de PVOH se
pueden adaptar a las características deseadas de la película
variando el tipo y cantidad de monómeros copolimerizados. Ejemplos
de copolimerizaciones son las del acetato de vinilo con un ácido
carboxílico o con un éster de un ácido carboxílico. De nuevo, si la
hidrólisis de los grupos acetato en estos copolímeros es sólo
parcial, entonces el polímero resultante se podría describir también
como un terpolímero de PVOH -que tiene grupos de acetato de vinilo,
alcohol de vinilo y ácido carboxílico- aunque habitualmente se
denomina copolímero.
Se sabe en la técnica que muchos copolímeros de
PVOH, debido a su estructura, pueden ser mucho más rápidamente
solubles en agua fría que el tipo parcialmente hidrolizado de
homopolímeros de PVOH. Tales copolímeros, por tanto, han hallado
bastante utilidad en la fabricación de películas de envasado para la
presentación en dosis unitarias de diversos productos líquidos y en
polvo incluyendo, pero no limitados a, productos agroquímicos,
productos químicos de limpieza del hogar e industrial, detergentes
para ropa y productos químicos para el tratamiento de agua.
Materiales para películas hidrosolubles
adecuados que se pueden usar además del PVOH incluyen, pero no se
limitan a: polivinilpirrolidona, óxidos de polialquileno,
acrilamida, ácido acrílico, celulosa, éteres de celulosa, ésteres
de celulosa, amidas de celulosa, acetatos de polivinilo, ácidos
policarboxílicos y sales, poliaminoácidos o péptidos, poliamidas,
poliacrilamida, copolímeros de los ácidos maleico/acrílico,
polisacáridos incluyendo almidón y gelatina, gomas naturales tales
como xantana y carragenato, poliacrilatos y copolímeros de
acrilatos hidrosolubles, metilcelulosa, sales de
carboximetilcelulosa (por ejemplo, carboximetilcelulosa de sodio,
carboximetilcelulosa de calcio), dextrina, etilcelulosa,
etilhidroxietilcelulosa (EHEC), hidroxietilcelulosa (HEC),
hidroxietilmetilcelulosa (HEMC), hidroxipropilcelulosa (HPC),
hidroxipropilmetilcelulosa (HPMC), maltodextrina, metilcelulosa
(MC), polimetacrilatos, copolímeros de PVOH y mezclas de los
mismos.
Las mezclas de polímeros pueden ser beneficiosas
para controlar las propiedades mecánicas y/o de disolución de la
película, dependiendo de la aplicación de la misma y las necesidades
requeridas. Mezclas adecuadas incluyen, por ejemplo, mezclas en las
que un polímero tiene mayor solubilidad en agua que otro polímero,
y/o un polímero tiene una resistencia mecánica mayor que otro
polímero y/o mezclas de polímeros que tienen diferentes pesos
moleculares medios de peso. También son adecuadas para uso en la
película descrita en el presente documento composiciones de mezclas
de polímeros, por ejemplo, incluyendo mezclas de polímeros
degradables hidrolíticamente e hidrosolubles, tales como alcohol de
poliláctido y polivinilo, obtenidas mezclando alcohol de polivinilo
y poliláctido, típicamente en el intervalo de 1-35%
en peso de poliláctido y del 65% al 99% en peso de alcohol de
polivinilo.
Los materiales para películas disponibles
comercialmente también se pueden modificar añadiendo sal a los
mismos como se describe en el presente documento. Materiales para
películas adecuados disponibles comercialmente que se pueden
modificar añadiendo sal a los mismos como se describe en el presente
documento incluyen películas de PVOH conocidas como películas
MONOSOL M8630 y M8630K, disponibles en MonoSol, LLC de Portage,
Indiana, USA, y películas de PVOH de características de solubilidad
y deformabilidad correspondientes. Algunas películas hidrosolubles
de MonoSol se describen en las patentes estadounidenses n^{os}
3.374.195 (19 de marzo de 1968) y 3.413.229 (26 de noviembre de
1968). Otras películas adecuadas para ser modificadas para uso en el
presente documento incluyen: la película PT o la serie K de
películas disponibles en Aicello Chemical Co., Ltd., Aichi,Japón;
la película VF-HP disponible en Kuraray Co,, Ltd.,
Tokyo, Japón; y la película HI-SELON disponible en
The Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd., Osaka, Japón. Una
película hidrosoluble concreta de Nippon Synthetic Chemical
Industry Co. se describe en la publicación de patente europea
EP1158016A2 (28 de noviembre de 2001).
La película 10 hidrosoluble puede incluir
cualquier cantidad adecuada de PVOH para formación de película y
otros materiales hidrosolubles o dispersables en agua adecuados.
Cuando se describe en el presente documento que la película 10
hidrosoluble, o la composición de formación de películas
hidrosolubles, incluye PVOH y otros materiales hidrosolubles o
dispersables en agua, esto se refiere a material polimérico
hidrosoluble o dispersable en agua, incluyendo polímeros,
copolímeros, terpolímeros y materiales para películas hidrosolubles
descritos anteriormente (lo que se puede denominar en el presente
documento "material principal de la película" (o materiales)),
y no incluye sal, plastificante, agua u otros ingredientes aditivos.
En algunas formas de realización, la película 10 hidrosoluble
incluye del 50% al 95% de materiales principales de la película,
tales como PVOH y otros materiales hidrosolubles o dispersables en
agua adecuados (en base seca en la película acabada).
La película 10 puede incluir cualquier sal 20
adecuada. Sales 20 adecuadas pueden incluir electrolitos orgánicos
o inorgánicos. Sales 20 adecuadas pueden incluir un catión o
combinación de cationes seleccionados del grupo siguiente:
aluminio, amonio, antimonio, bario, bismuto, cadmio, calcio, cesio,
cobre, hierro, litio, magnesio, níquel, potasio, rubidio, plata,
sodio, estroncio, zinc y circonio; y un anión o combinación de
aniones seleccionados del grupo siguiente:acetato, sulfato de
aluminio, azida, bicarbonato, bisulfito, hidruro de boro, oxalato
de boro, bromato, bromuro, carbonato, cloruro, clorito, cromato,
cianato, cianuro, dicromato, disilicato, ditionato, ferricianuro,
ferrocianato, ferrocianuro, fluoruro, fluoroantimonato,
fluoroborato, fluorofosfato, fluorosulfonato, fluorosilicato,
hidrogenocarbonato, hidrogenosulfato, hidrogenosulfito,
hidrogenocianuro, hidrogenofosfato, hidrogenosulfato, hidrosulfito,
hidróxido, hidroxoestanato, hipoclorito, hiponitrito, hipofosfito,
yodato, yoduro, manganato, metaaluminato, metaborato, metaperyodato,
metasilicato, haluros mezclados, molibdato, nitrato, nitrito,
ortofostato, ortofosfito, ortosilicato, oxalato,
oxalato-ferrato, óxido, perborato, perclorato,
permanganato, peróxido, peroxidisulfato, fosfato, polibromuro,
policloruro, polifluoruro, poliyoduro, polifosfato, polisulfuro,
pirosulfato, pirosulfito, sesquicarbonato, silicato, estanato,
sulfamato, sulfato, sulfuro, sulfito, tiocianato o tiosulfato.
Otras sales adecuadas incluyen cationes tales
como iones de amonio sustituidos R_{4}N (con R = hidrógeno o
alquilo C_{1-6}, sustituido o no sustituido).
Otros tipos adecuados de aniones incluyen carboxilatos, formatos,
citratos, maleatos y tartratos. Sales adecuadas pueden incluir
ácidos carboxílicos alquilados C_{1-9};
carboxilatos poliméricos (poliacrilatos, polimaleatos); fosfatos
alquílicos de cadena corta (C_{1-9}), fosfonatos
alquílicos; y sulfatos alquílicos y sulfonatos alquílicos de cadena
corta (C_{1-9}).
La figura 1 muestra que la sal 20 se puede
disponer sobre al menos una de las superficies de la película 10,
tal como la superficie 12. La figura 1 también muestra que la sal 20
se puede incorporar dentro de la película 10. La sal 20 se puede
distribuir con cualquier espesor adecuado sobre o dentro de la
película 10, o ambos. El espesor de la sal 20 (o, más
específicamente, el espesor de la "distribución de la sal") se
puede expresar en términos relativos al espesor 16 total de la
película. El espesor 16 total de la película puede, por ejemplo,
variar desde 0,5 a 5 mils (o desde 12 o 13 \mum a 125 \mum). En
otras formas de realización, sin embargo, el espesor total de la
película puede ser menor que 0,5 mils (12,7 \mum) o mayor que 5
mils (127 \mum). En algunas formas de realización, el espesor de
la distribución de sal puede variar del 1% al 80% del espesor total
de la película. Si la sal 20 se distribuye dentro de la película 10,
la sal 20 se puede situar en cualquier ubicación adecuada dentro de
la película. Por ejemplo, la sal 20 se puede ubicar dentro del 1% al
50%, del 1% al 40%, del 1% al 30%, del 1% al 20%, del 1% al 15% de
al menos una de las superficies de la película 10 hidrosoluble. Se
debe entender que los porcentajes proporcionados en el presente
documento se refieren el lugar dónde la sal 20 se distribuye
principalmente y que también es posible que pequeñas cantidades de
sal puedan distribuirse en cualquier otro lugar dentro de la
película 10.
Para hacer una película 10 con la sal 20
distribuida como se muestra en la figura 1, la sal 20 se puede
aplicar a una película, o incorporar a la película, de varias
maneras diferentes. Procedimientos para realizar la película se
describen con detalle en el apartado siguiente. Sin embargo, se hará
alguna mención aquí a algunos de estos procedimientos ya que se
refieren a la cantidad de sal 20 que se puede aplicar a una
película, o incorporar a la película 10. En una forma de
realización no reivindicada en la que la sal 20 se aplica a una
superficie de la película 10 en forma de polvo, entonces se puede
aplicar hasta que se forma un exceso de polvo (es decir, una
cantidad que no permanecería sobre la película) en la superficie de
la película 10. En el presente procedimiento reivindicado, la sal
20 se incorpora a una disolución que se aplica a la superficie de
una película. Una disolución de sal adecuada para la composición de
formación de películas hidrosolubles puede incluir cualquier
concentración molar adecuada de sal. Concentraciones molares
adecuadas de una sal en disolución pueden incluir, pero no se
limitan a: de 0,01 M a 10 M, de 0,1 M a 5 M y, alternativamente,
de 0,5 M a 4 M de sal en una disolución acuosa. Las concentraciones
molares adecuadas de una sal en disolución se pueden ajustar de
forma diferente para sales diferentes. Por ejemplo, una
concentración molar tan baja como 0,25 M se puede usar para sulfato
de sodio y una concentración molar tan baja como 0,03 se puede usar
para sales de Al. En una forma de realización no reivindicada, la
sal 20 se puede incorporar directamente a cualquier composición de
formación de películas hidrosolubles mezclando una sal adecuada en
la composición de formación de películas (por ejemplo, composición
de PVOH, que puede ser una composición acuosa) de cualquier manera
adecuada como se describe en el apartado siguiente.En determinadas
formas de realización no limitativas, una cantidad efectiva de una
sal se puede definir con las siguientes cantidades: del 0,1% al 50%;
del 0,5% o el 1% al 15, 20 o 25%; y, alternativamente, del 0,5% al
15% en peso de la película (en base seca después de que se forma la
película).
En la presente invención reivindicada, se usará
un polímero de carboximetilcelulosa (por ejemplo,
carboximetilcelulosa de sodio) para adherir una sal (por ejemplo,
sulfato de sodio) a otra capa de composición hidrosoluble, tal como
una película que contenga PVOH. El uso de carboximetilcelulosa
permite mucha mayor carga de sal en disolución, comparada con el
PVOH u otros polímeros hidrosolubles que ellos mismos expulsarían
sal con concentraciones de sal elevadas. El uso de
carboximetilcelulosa también permite buena adhesión de sal a una
capa de polímero sustrato y distribución uniforme sobre la
superficie de una capa de sustrato. Por tanto, se puede proporcionar
una capa que contiene sal más eficaz y efectiva. En menor grado,
también se prefieren HPMC, HEMC, BPC, EHBC, MC y HEC. En menor
grado, también se prefieren gomas naturales tales como la goma
arábiga.
También se observó que el uso de
carboximetilcelulosa en la disolución de sal inhibía el tamaño y
crecimiento de cristales de sal, lo que podría ser beneficioso para
la apariencia del artículo y aceptación del consumidor en algunas
formas de realización. Por ejemplo, en determinadas formas de
realización, los cristales de sal preferiblemente no serán visibles
para el ojo desnudo. Se contempla un tamaño promedio de cristal de
sal de menos de 10 \mum, preferiblemente de menos de 1
\mum.
En particular, los polímeros de
carboximetilcelulosa que tienen un alto grado de sustitución (número
medio de los tres grupos hidroxilo en la unidad de glucosa anhidra
de la celulosa que han reaccionado para volverse carboximetilados),
por ejemplo, al menos de 0,4, tal como 0,7, 0,9, 1,2 ó 1,5, pueden
tolerar mayor carga de sal sin expulsar sal del polímero y, por
tanto, se prefieren.
Igualmente, los polímeros de
carboximetilcelulosa con pesos moleculares menores también son
tolerantes a cargas de sal elevadas y, por tanto, preferidos. La
viscosidad de la disolución se puede usar para aproximar el peso
molecular. En consecuencia, se prefiere una carboximetilcelulosa que
tenga una viscosidad de la disolución al 2% en peso a 23ºC de menos
de 30 Pa\cdots (30.000 cps), más preferiblemente los valores
siguientes o inferiores: 20, 15, 10, 5 y 2 Pa\cdots (20.000,
15.000, 10.000, 5.000 y 2.000 cps). Valores ejemplares incluyen 0,3
Pa\cdots (300 cps), 0,35 Pa\cdots (350 cps), 0,6 Pa\cdots (600
cps) y 2 Pa\cdots (2.000 cps) (todos los valores de una
viscosidad de la disolución al 2% en peso a 23ºC). Polímeros de
carboximetilcelulosa adecuados están disponibles en Hercules, Inc.,
de Wilmington, Delaware, bajo la denominación comercial BLANOSE, por
ejemplo. Otros polímeros de carboximetilcelulosa están disponibles
bajo la denominación comercial STAFLO de Azko Nobel de Arnhem,
Paises Bajos, y bajo la denominación comercial CELLOGEN de Montello,
Inc. de Tulsa, Oklahoma como distribuidor de
Dai-lchi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. de Japón.
En una forma de realización, la
carboximetilcelulosa está caracterizada por la viscosidad de una
disolución al 2% en peso a 25ºC de 15 Pa\cdots (15.000 cps) o
inferior; por ejemplo, la carboximetilcelulosa puede estar
caracterizada por una viscosidad de una disolución al 2% en peso a
25ºC de 2 Pa\cdots (2.000 cps) o inferior.
Cuando la sal se incorpora directamente a una
disolución que incluye una composición de formación películas
hidrosolubles que incluye una carboximetilcelulosa para adherir la
sal a la capa hidrosoluble de sustrato, entonces la concentración
de sal en disolución puede ser mucho mayor, tal como al menos el 5%,
10%, 20%, 30% o 40% en peso de la disolución. Niveles de sal
excesivamente altos pueden conducir a dificultades prácticas de
procesado, tales como la acumulación de sal sólida en el equipo, y
concentraciones de sal excesivamente bajas requieren la evaporación
de más agua para formar la película resultante. La concentración de
sal es preferiblemente del 40% en peso o inferior. La concentración
de sal es preferiblemente al menos del 5%.
El nivel de ligante que contiene
carboximetilcelulosa usado en las disoluciones acuosas para recubrir
un sustrato puede ser relativamente bajo, tal como el 25% en peso o
inferior, preferiblemente el 10% en peso o inferior, tal como del
0,5% en peso al 5% en peso para la carboximetilcelulosa. Así, por
ejemplo, se puede usar el 5-20% de sal con del 1%
al 2% de carboximetilcelulosa, ambos en base al peso total de la
disolución. Por ejemplo, las proporciones de carboximetilcelulosa y
sal pueden incluir 1:1,5, 1:2,5, 1:5, 1:10 y 1:20.
Por tanto, el nivel en base seca de sal en una
forma de realización de este tipo puede ser mayor que el 50% y al
menos del 70% u 80% o 90% en peso, y tanto como el 95% en peso,
según el peso en seco de la disolución de recubrimiento. Las
anteriores cantidades de sal y carboximetilcelulosa se contemplan
también específicamente para uso con sal de sulfato de sodio y
también con una película sustrato que contenga o consista
esencialmente en PVOH. Otras sales que, con similares
concentraciones, proporcionarán resistencia a la humedad sobre una
película de PVOH incluyen sulfato de amonio, sulfato de zinc y
fosfato de sodio tribásico, por ejemplo.
Cuando la sal se incorpora directamente en una
disolución que incluye una composición de formación de películas
hidrosolubles que incluye una carboximetilcelulosa para adherir la
sal a una capa hidrosoluble de sustrato, entonces la disolución
preferiblemente incluye un tensioactivo, tal como un tensioactivo no
iónico, como se describe posteriormente. La disolución también
puede incluir un líquido menos volátil que el agua para optimizar
la velocidad de secado con diversos procedimientos de aplicación. Un
líquido de secado lento de este tipo puede incluir, por ejemplo,
glicoles, glicoléteres, polioles, polioléteres y combinaciones de
los mismos. Ejemplos específicos incluyen glicerina y
propilenglicol. El uso de un líquido de secado lento puede ayudar a
mejorar la uniformidad de la película, pero también puede conducir a
la plastificación de la película y/o capa con película resultantes
y potencial adhesividad de la capa de sal; en consecuencia, cuando
se usa un líquido de secado lento se prefieren niveles bajos (por
ejemplo, del 5% en peso al 25% en peso en base al peso del
recubrimiento).
La disolución acuosa que incluye una sal y un
ligante preferiblemente consiste esencialmente de una sal, un
ligante, agua y, opcionalmente, uno o ambos de entre un tensioactivo
y un líquido de secado lento.
Si se modifica una composición de formación
películas para formar una película hidrosoluble según la presente
invención, la sal puede sustituir a una cantidad equivalente, en
peso, de PVOH (u otro material principal de las películas) en la
composición.
La composición de formación de películas
hidrosolubles y la película 10 hidrosoluble formada a partir de la
anterior pueden también incluir uno o más ingredientes aditivos o
suplementarios. Por ejemplo, la composición de formación de
películas hidrosolubles y la película 10 hidrosoluble puede
contener: agua, plastificantes, lubricantes, agentes de
desmoldeado, cargas, diluentes, agentes antibloqueantes, agentes
antiadherentes, antiespumantes u otros ingredientes funcionales.
Los anteriores pueden, en el caso de artículos que contienen
composiciones para lavado, incluir, pero no se limitan a, aditivos
detergentes funcionales para ser aportados al agua de lavado, por
ejemplo, dispersantes poliméricos orgánicos u otros aditivos
detergentes.
La película 10 hidrosoluble puede, por tanto,
incluir agua u otros ingredientes volátiles. El agua u otros
ingredientes volátiles pueden estar presentes en la película en
cualquier cantidad adecuada. Cantidades adecuadas incluyen, pero no
se limitan a, un intervalo de 1-20%, en peso de la
película hidrosoluble después de que se haya formado la película y
pre-acondicionado durante 24 horas a 21ºC y con el
50% de humedad relativa.
La película 10 hidrosoluble, como se indicó
anteriormente, puede incluir un plastificante. Plastificantes
adecuados incluyen, pero no se limitan a: glicerina (glicerol,
1,2,3-propanotriol), diglicerina,
hidroxipropilglicerina, sorbitol, etilenglicol, dietilenglicol,
trietilenglicol, tetraetilenglicol, propilenglicol, glicoles de
polietileno, neopentilglicol, trimetilolpropano, polioles de
poliéteres, etanolaminas y mezclas de los mismos.
En una forma de realización no limitativa, el
plastificante puede incluir una combinación de
hidroxipropilglicerina y un polietilenglicol de bajo peso molecular
con un alcohol de polivinilo de formación de películas solubles en
agua caliente (140ºF (aproximadamente 49ºC) y fría (75ºF
(aproximadamente 24ºC), tal como se describe en la patente
estadounidense 3.374.195 (19 de marzo de 1968). En determinadas
versiones de una forma de realización de este tipo, el alcohol de
polivinilo empleado se prepara por sustitución del 80%-95%, o del
85%-90%, de los grupos acetato del acetato de polivinilo por grupos
hidroxilo. En estas formas de realización, la composición acuosa de
formación de películas puede incluir cualquier cantidad adecuada de
alcohol de polivinilo (por ejemplo, el 20-40%). El
alcohol de polivinilo puede tener una viscosidad en una disolución
acuosa al 4% a 20ºC de al menos 0,2 Pa\cdots (20 centipoises), o
entre 0,2-0,45 Pa\cdots (20-45
Cps). La hidroxipropilglicerina puede ser
1-metil-2-hidroxietilgliceriléter,
donde un promedio de al menos 2,5, o alternativamente 3, de los
radicales hidroxilo de la glicerina se eterifican o sustituyen por
los radicales hidroxilpropilo
(1-metil-2-hidroxietilo).
El polietilenglicol puede tener un peso molecular promedio en peso
entre 200-600, o alternativamente entre
200-300. En una forma de realización no limitativa,
la composición contiene alcohol de polivinilo y, en porcentaje en
peso del contenido en alcohol de polivinilo, el
7-17% de hidroxipropilglicerina y el
10-20% de polietilenglicol. La proporción total de
combinación de plastificante de hidroxipropilglicerina y
polietilenglicol puede estar entre 22-32%. Por
ejemplo, se puede usar el 12% de hidroxipropilglicerina y el 15% de
polietilenglicol.
En otra forma de realización, un plastificante
puede incluir uno o más de los siguientes: glicerina,
trietilenglicol, propilenglicol y trimetilolpropano. El
plastificante se puede incorporar a la película 10 hidrosoluble en
cualquier cantidad adecuada incluyendo, pero no se limita a,
cantidades en el intervalo del 5% al 30% en peso, o en el intervalo
del 12% al 20% en peso.
Tensioactivos adecuados pueden incluir los tipos
no iónico, catiónico, aniónico y de iones dipolares. Tensioactivos
adecuados incluyen, pero no se limitan a, glicoles de
polioxipropileno polioxietilenados, etoxilatos de alcoholes,
alquilfenoletoxilatos, glicoles y alcalonamidas acetilénicas
terciarias (no iónicos), aminas polioxietilenadas, sales de amonio
cuaternarias y aminas polioxietilenadas cuaternizadas (cationicas) y
óxidos de aminas, N-alquilbetainas y sulfobetainas
(de iones dipolares).
Se prefieren los tensioactivos no iónicos. Por
ejemplo, un copolímero de bloques difuncional no iónico que incluye
bloques de poli(óxido de etileno) y poli(óxido de propileno) y
termina en grupos hidroxilo primarios se comercializa bajo la
denominación PLURONIC L-10 de BASF Corporation de
Florham Park, NJ. El tensioactivo se puede incorporar a la película
10 hidrosoluble o una capa de la misma en cualquier cantidad
adecuada incluyendo, pero sin limitarse a, cantidades en el
intervalo del 0,01% al 5% en peso, o del 1% al 3%, o en el intervalo
del 0,1% al 0,6% en peso. Cuando se usa para aplicar una
carboximetilcelulosa y disolución con sal para adherirse a una
película sustrato, el tensioactivo no iónico, tal como el copolímero
de bloques anteriormente descrito, se puede usar en una cantidad
del 0,01 al 0,5% en peso, o del 0,05% al 0,3% en peso, por ejemplo,
el 0,2% en peso, según el peso de la disolución.
Lubricantes/agentes de desmoldeado adecuados
incluyen, pero no se limitan a, ácidos grasos y sus sales, alcoholes
grasos, ésteres grasos, aminas grasas, acetatos de aminas grasas y
amidas grasas. El lubricante/agente de desmoldeado se puede
incorporar a la película 10 hidrosoluble en cualquier cantidad
adecuada incluyendo, pero sin limitarse a, cantidades dentro del
intervalo del 0,02% al 1,5% en peso, o en el intervalo del 0,04% al
0,15% en peso.
Cargas, diluentes, agentes antibloqueantes y
agentes antiadherentes adecuados incluyen, pero no se limitan a:
almidones, almidones modificados, polivinilpirrolidona reticulada,
celulosa reticulada, celulosa microcristalina, sílice, óxidos
metálicos, carbonato de calcio, talco y mica. Cada uno de la carga,
el diluente, el agente antibloqueante y el agente antiadherente
puede estar presente en la película 10 hidrosoluble en cualquier
cantidad adecuada, incluyendo, pero sin limitarse a, cantidades en
el intervalo del 0,1% al 25% en peso, o en el intervalo del 1% al
15% en peso. En ausencia de almidón, cada uno de la carga, diluente,
agente antibloqueante y agente antiadherente puede estar presente
en un intervalo del 1% al 5% en peso.
Antiespumantes adecuados incluyen, pero no se
limitan a, los basados en mezclas de polidimetilsiloxanos e
hidrocarburos. El antiespumante puede estar presente en la película
10 hidrosoluble en cualquier cantidad adecuada incluyendo, pero sin
limitarse a, el intervalo del 0,001% al 0,5%, o el intervalo del
0,01% al 0,1% en peso.
La composición se prepara mezclando los
materiales y agitando la mezcla a la vez que se eleva la temperatura
desde 70ºF (aproximadamente 21ºC) a 195ºF (aproximadamente 90ºC)
hasta que la disolución se completa. La composición de formación de
películas se puede fabricar en cualquier forma adecuada (por
ejemplo, película o láminas) y entonces puede posteriormente formar
cualquier producto adecuado (por ejemplo, bolsitas de un sólo y
múltiples compartimentos, sobres, bolsas, etc.).
Hay numerosas formas de realización no
limitativas del procedimiento de realización de la película 10
hidrosoluble descrita en el presente documento.
En una forma de realización que se describe pero
no se reivindica, el procedimiento incluye proporcionar una
película hidrosoluble previamente formada y aplicar una sal a al
menos una de las superficies de la película previamente formada. La
película hidrosoluble previamente formada puede ser una película
hidrosoluble que está sin modificar al haber añadido sal a la
composición usada para formar la película. Un procedimiento de este
tipo se puede usar para proporcionar sal 20 sobre la superficie
exterior de la película 10 mostrada en la figura 1.
La sal 20 se puede aplicar a la película
hidrosoluble previamente formada de varias maneras diferentes. En
una forma de realización no limitativa, la sal se aplica a al menos
una de las superficies de la película previamente formada en forma
de polvo (en partículas o gránulos). Las partículas de sal pueden
ser de cualquier tamaño adecuado. Por ejemplo, el polvo de sulfato
de sodio puede tener un tamaño de partícula promedio desde
1 \mum hasta 500 \mum; desde 1 \mum hasta 300 \mum o, alternativamente, menos de o igual a 150 \mum. Diversos ejemplos de partículas de sal de tamaño adecuado son aquellas que pasan a través de tamices de tamaño números 120 y 270. La cantidad de sal añadida a la película hidrosoluble previamente formada se puede expresar en términos de la cantidad de sal añadida a la película como un porcentaje del peso inicial de la película (antes de añadir la sal). La cantidad de sal que se puede añadir a la película en una forma de realización de este tipo puede estar en cualquier intervalo adecuado incluyendo, pero sin limitarse a, entre el 0,01% y el 50% o más, o entre el 2,5% y el 20%, o entre el 2,5% y el 7%, en peso. En tales formas de realización, se pueden aplicar mayores cantidades de sal a la película, ya que aplicar sal a la superficie de una película no es tan probable que altere de forma no deseada determinadas propiedades de la película, especialmente las propiedades mecánicas de la misma, como lo sería incorporar sal en una composición de formación de películas.
1 \mum hasta 500 \mum; desde 1 \mum hasta 300 \mum o, alternativamente, menos de o igual a 150 \mum. Diversos ejemplos de partículas de sal de tamaño adecuado son aquellas que pasan a través de tamices de tamaño números 120 y 270. La cantidad de sal añadida a la película hidrosoluble previamente formada se puede expresar en términos de la cantidad de sal añadida a la película como un porcentaje del peso inicial de la película (antes de añadir la sal). La cantidad de sal que se puede añadir a la película en una forma de realización de este tipo puede estar en cualquier intervalo adecuado incluyendo, pero sin limitarse a, entre el 0,01% y el 50% o más, o entre el 2,5% y el 20%, o entre el 2,5% y el 7%, en peso. En tales formas de realización, se pueden aplicar mayores cantidades de sal a la película, ya que aplicar sal a la superficie de una película no es tan probable que altere de forma no deseada determinadas propiedades de la película, especialmente las propiedades mecánicas de la misma, como lo sería incorporar sal en una composición de formación de películas.
En otra forma de realización descrita pero no
reivindicada del procedimiento, la sal se proporciona en forma de
una disolución que se aplica sobre al menos una de las superficies
de la película hidrosoluble. La disolución se puede aplicar a al
menos una de las superficies de la película hidrosoluble de
cualquier manera adecuada incluyendo, pero sin limitarse a,
mediante pulverización y/o impresión de la misma sobre al menos una
de las superficies de la película hidrosoluble. La disolución puede
incluir una mezcla de cualquier cantidad adecuada de sal y agua.
Por ejemplo, la disolución puede incluir una disolución de sal y
agua desde 0,01 M hasta 1,25 M o más. En una forma de realización no
limitativa, la disolución incluye al menos una disolución de
Na_{2}SO_{4} 0,5 M. Una disolución de este tipo se puede forma
mezclando al menos el 6,6% de Na_{2}SO_{4} en agua. La película
con la disolución de sal en ella se deja entonces secar o se somete
a un procedimiento de secado. La concentración de sal en la
disolución se puede establecer también de forma que, después de que
la película con la disolución de sal en ella se deje secar o se
someta a un procedimiento de secado, el nivel de sal en el agua
restante esté dentro de los intervalos anteriores, por ejemplo, la
sal en el recubrimiento secado sobre la superficie de la película
puede estar en una concentración de al menos 0,5 M a 1,25 M o
más.
Estas formas de realización descritas pero no
reivindicadas pueden también incluir una etapa de humedecer al
menos una parte de al menos una de las superficies de la película
hidrosoluble, antes de aplicar una sal a la película hidrosoluble
anteriormente formada. El mojado de la superficie de la película
hidrosoluble se puede usar para disolver o solubilizar al menos
parcialmente una porción exterior de la superficie de la película
(es decir, parte del espesor de la película). La película
hidrosoluble se puede solubilizar parcialmente hasta cualquier
profundidad deseada. Profundidades adecuadas incluyen, pero no se
limitan a: del 1% al 40% o 45%, del 1% al 30%, del 1% al 20%, del
1% al 15% y, alternativamente, del 1% al 10% del espesor total de la
película. Entonces se aplica sal a la porción parcialmente disuelta
de la superficie de la película. Esto permite que la sal se embeba
en una porción exterior de la superficie de la película y se vuelva
una parte más permanente de la película. La superficie mojada de la
película con la sal embebida en la misma se deja entonces secar.
Una forma de realización del procedimiento puede incluir también una
etapa de eliminar al menos algo de cualquier sal suelta o en exceso
que permanezca en la superficie de la película hidrosoluble después
de que se seca, tal como mediante barrido o quitando el polvo de la
superficie de la
película.
película.
En otra forma de realización que se describe
pero no se reivindica, el procedimiento de realización de la
película 10 hidrosoluble incluye las etapas de: (a) proporcionar una
composición de formación de películas hidrosolubles; (b) añadir una
sal a la composición de formación de películas hidrosolubles; y (c)
formar una película a partir de la mezcla que incluye la
composición de formación de películas hidrosolubles con la sal en
ella. En una forma de realización de este tipo, incluyendo las
formas de realización multicapas descritas a continuación, la sal
20 se puede añadir en cualquier porcentaje en peso adecuado.
Porcentajes adecuados incluyen, pero no se limitan a: hasta el 20%;
menos de o igual al 20%, y del 1% al 15%, sin afectar de forma
negativa a las propiedades de la película 10. La sal 20 se puede
añadir a la composición de formación de películas antes o durante
el procedimiento de formación de la película hidrosoluble. Puede ser
deseable en una forma de realización de este tipo añadir la sal
durante el procedimiento de formación de la película hidrosoluble
(por ejemplo, tal como añadiendo la sal a una película parcialmente
formada, tal como una película que se ha colado pero no secado) de
forma que la sal se distribuirá más cerca de al menos una de dichas
superficies primera y segunda que por todo el espesor de la
película hidrosoluble después de que la película se ha formado.
Para hacer una película de este tipo, los ingredientes descritos
anteriormente se combinan de la forma descrita en el presente
documento y la película 10 hidrosoluble se forma usando cualquiera
de los procedimientos disponibles para la realización de películas.
Películas adecuadas se pueden preparar, por ejemplo, mediante uno o
más de los procedimientos de formación de películas siguientes:
recubrimiento, laminación, colada, moldeo por soplado y/o extrusión
o extrusión por soplado del material de formación de películas.
En otra forma de realización descrita pero no
reivindicada, la sal se puede añadir a la película 10 hidrosoluble
después de que la película se transforme en un artículo. Por
ejemplo, si la película 10 hidrosoluble se usa para formar una
bolsita hidrosoluble que contiene una composición funcional, la sal
se puede añadir a la película sobre al menos una porción de la
superficie de la bolsita hidrosoluble. Esto se puede hacer de varias
maneras diferentes. Se describen posteriormente varios ejemplos no
limitativos de un procedimiento de este tipo. Otra alternativa para
un procedimiento de este tipo es sumergir al menos parcialmente, o
sumergir totalmente, el artículo (por ejemplo, las bolsitas) en una
disolución concentrada de sal.
En la presente invención reivindicada, el
procedimiento de realización de la película 10 hidrosoluble incluye
formar una película hidrosoluble multicapa. La película hidrosoluble
multicapa puede incluir dos o más capas (por ejemplo, 3, 4, 5 capas
etc.). El término "capa", tal como se usa en el presente
documento, no sólo abarca capas preformadas, sino que también
abarca recubrimientos. Por tanto, también se puede considerar que un
recubrimiento es una capa, a menos que se indique lo contrario. En
concordancia con toda la descripción del presente documento que
incluye los procedimientos desvelados, el término "capa"
incluye estratos discretos con interfases bien definidas entre
ellos, así como estratos con interfases difusas entre ellos. Se
define que el término "capa" incluye continuidad suficiente
para el objetivo a que está destinado, teniendo en cuenta otros
aspectos de la composición de la película o artículo (por ejemplo,
una capa de película hidrosoluble destinada a servir como bolsita
de contención será completamente continua para evitar fugas,
mientras que una capa que contiene sal sólo necesita ser
suficientemente continua para servir a un objetivo deseado, tal como
propiedades de manipulación en húmedo). Se puede aplicar una capa
en una sola etapa o se pueden usar múltiples etapas de aplicación
para construir una capa adecuada.
La película hidrosoluble multicapa tiene al
menos una capa, preferiblemente una capa exterior, que tiene una
sal incorporada en la misma o distribuida sobre ella. En otras
formas de realización, también es posible crear una película
multicapa en la que la capa que tiene una sal incorporada en ella o
distribuida sobre ella incluye una capa interior de la película
multicapa. Tales películas multicapa se pueden hacer de varias
maneras diferentes.
Como se describió anteriormente, una forma de
realización particularmente preferida incluye una capa de sustrato
incluyendo PVOH que tiene una capa de sal adherida a la anterior con
carboximetilcelulosa. Un procedimiento preferido para una forma de
realización de este tipo incluye las etapas de proporcionar un
sustrato de película hidrosoluble incluyendo un polímero
hidrosoluble que incluye alcohol de polivinilo, formando una capa
que incluye una sal y un ligante que incluye carboximetilcelulosa,
a partir de una disolución acuosa que incluye la sal y el ligante,
y unir el sustrato y la capa que incluye una sal entre sí con el
ligante. La disolución acuosa se puede aplicar de cualquier forma
adecuada para formar la capa con sal deseada, incluyendo, pero sin
limitarse a, procedimientos tales como recubrimiento con cilindros y
pulverización, como se describió anteriormente. En una forma de
realización del procedimiento, se halló que era deseable aplicar una
disolución acuosa que incluya una sal y un ligante a un sustrato de
manera tal que la cantidad de agua aplicada en la etapa de
recubrimiento era del mismo orden que la cantidad de agua presente
en la película sustrato. Por ejemplo, para una película de
aproximadamente 3 mils (aproximadamente 76 \mum) de espesor, que
pesa aproximadamente 98 g/m^{2} y que tiene aproximadamente el 6%
en peso de agua, se puede aplicar una disolución de recubrimiento de
aproximadamente el 78% en peso de agua con una proporción de
aproximadamente
6 g/m^{2} para producir aproximadamente 4.7 g/m^{2} de agua en una etapa del procedimiento de recubrimiento.
6 g/m^{2} para producir aproximadamente 4.7 g/m^{2} de agua en una etapa del procedimiento de recubrimiento.
La figura 2 muestra una forma de realización no
limitativa de una vista lateral esquemática de un procedimiento de
realización de una película 10 que tiene una o más capas que forman
la superficie de la misma con una sal incorporada en la misma. En
la forma de realización mostrada en la figura 2, la película incluye
dos capas. Éstas se denominarán capa 22 primera y capa 24 segunda.
Como se muestra en la figura 2, la película 10 hidrosoluble
multicapas se forma con la primera capa 22 de cara hacia abajo sobre
una superficie, tal como una superficie 40 de colada.
La primera capa 22 incluye una primera
superficie 26, una segunda superficie 28 y tiene un espesor 30 entre
las superficies primera y segunda. La segunda capa 24 incluye una
primera superficie 32, una segunda superficie 34 y tiene un espesor
36 entre las superficies primera y segunda. Las capas primera y
segunda 22 y 24 se combinan entre sí de forma que la primera
superficie 32 de la segunda capa 24 es adyacente a, y unida a, la
segunda superficie 28 de la primera capa 22. La primera superficie
26 de la primera capa 22 forma la primera superficie 12 de la
película 10 multicapas y la segunda superficie 34 de la segunda capa
24 forma la segunda superficie 14 de la película 10 multicapas. La
sal 20 se distribuye dentro del espesor 30 de la primera capa
22.
La película 10 multicapa mostrada en la figura 2
se puede formar de cualquier manera adecuada. En una forma de
realización, la película 10 multicapa se forma preparando una
primera composición de formación de película hidrosoluble que se
usará para formar la primera capa 22. La primera composición de
formación de película hidrosoluble incluye una primera
concentración de una o más sales 20. La primera composición de
formación de película hidrosoluble con una sal 20 en ella se
transforma en la primera capa 22 de película. La primera
composición de formación de película hidrosoluble con sal 20 se
puede transformar en la primera capa 22 de película de cualquier
manera adecuada. La primera capa 22 de película se puede formar, por
ejemplo, mediante uno o más de los procedimientos de formación de
película siguientes: colada, moldeo por soplado y/o extrusión o
extrusión por soplado del material de formación de películas o
combinaciones de los mismos.
En la forma de realización mostrada en la figura
2, la primera capa 22 de película se forma mediante colada de la
primera composición de formación de película hidrosoluble sobre una
superficie 40 de colada adecuada. La composición de formación de
película se puede colar cuando está a una temperatura elevada, o se
calienta. La composición de formación de película puede estar a
cualquier temperatura adecuada cuando se cuela. En una forma de
realización no limitativa, la composición de formación de película
está a una temperatura de aproximadamente 165ºF (aproximadamente
74ºC) cuando se cuela. En un procedimiento continuo de realización
de película a escala completa, puede ser deseable que la
composición de formación de películas moldee por colada a
temperaturas mayores. La superficie 40 de colada puede incluir
cualquier superficie que sea adecuada para colar tales películas y
puede incluir cintas o tambores típicamente usados en la industria
con este objetivo. Para hacer la película en un laboratorio, se
puede usar un trozo de vidrio como la superficie 40 de colada. La
primera composición de formación de película hidrosoluble se puede
aplicar a una superficie 40 de colada de cualquier manera adecuada
para formar la primera capa 22 de película. La primera capa 22 de
película se puede formar sobre la superficie 40 de colada formando
un único recubrimiento o capa sobre la superficie 40 de colada, o
recubriendo o haciendo capas de forma secuencial, con la primera
composición de formación de película hidrosoluble para formar una
película 22 del espesor 30 deseado.
La segunda capa 24 de película se forma a partir
de la segunda composición de formación de película hidrosoluble. La
segunda composición de formación de película hidrosoluble incluye
menos sal que la primera composición de formación de película
hidrosoluble, o está sustancialmente, o completamente, libre de sal.
La segunda capa 24 de película se forma formando una segunda
película a partir de la segunda composición de formación de película
hidrosoluble y la segunda capa 24 de película se combina con la
primera capa 22 de película. La segunda composición de formación de
película hidrosoluble se puede transformar en la segunda capa 24 de
película de cualquier manera adecuada. La segunda capa 24 de
película se puede formar, por ejemplo, mediante uno o más de los
procedimientos de formación de películas siguientes: colada, moldeo
por soplado y/o extrusión o extrusión por soplado del material de
formación de película, o combinaciones de los mismos. En la forma de
realización mostrada en la figura 2, la segunda capa 24 de película
se forma mediante recubrimiento o colada de la segunda composición
de formación de película hidrosoluble sobre la primera capa 22 de
película.
Las capas combinadas formarán una película 10
multicapa con sal que se distribuye más cerca de una superficie 12
de la película 10 hidrosoluble. En la forma de realización mostrada
en la figura 2, la capa 22 de película que contiene sal 20 se forma
antes que la capa 24 de película que contiene menos sal o está
sustancialmente libre de sal. Además, la primera capa 22 de
película que contiene sal 20 es más fina que la segunda capa 24 de
película que contiene menos sal o está sustancialmente libre de
sal.
Hay numerosas formas de realización alternativas
del procedimiento mostrado en la figura 2. Éstas incluyen, pero no
se limitan a, las siguientes. Las etapas del procedimiento se pueden
realizar en diferente orden. Por ejemplo, las diferentes
composiciones de formación de película hidrosoluble se pueden formar
en cualquier orden. No es necesario que la primera composición de
formación de película hidrosoluble se prepare antes que la segunda
composición de formación de película hidrosoluble. En otras formas
de realización, la capa de película que contiene sal 20 se puede
formar después y/o en la parte superior de la capa de película que
contiene menos sal o está sustancialmente libre de sal. En otras
formas de realización, la capa de película que contiene sal 20
puede ser más gruesa que la capa de película que contiene menos sal
o está sustancialmente libre de sal.
En otras formas de realización, se puede
preparar una película multicapa con más de dos capas. En tal caso,
el procedimiento puede incluir además proporcionar una o más
composiciones adicionales de formación de película hidrosoluble.
Las una o más composiciones adicionales de formación de película
pueden incluir menos sal que la primera composición de formación de
película hidrosoluble, o estar sustancialmente libres de sal. El
procedimiento puede incluir además formar una o más capas de
película adicionales a partir de una o más composiciones adicionales
de formación de película hidrosoluble en el que la o las películas
adicionales se combinan con la segunda película para formar una
película multicapa de tres o más capas. En versiones alternativas de
una forma de realización de este tipo, la o las composiciones
adicionales de formación de película pueden incluir el mismo
porcentaje de sal, o más sal, que la primera composición de
formación de película hidrosoluble. En formas de realización de
este tipo, las capas se deberían combinar de forma que la capa con
la mayor concentración de sal esté más próxima a al menos una de
dichas superficies primera y segunda de la película multicapa que
por todo el espesor de la película hidrosoluble
multicapa.
multicapa.
Las capas de las películas multicapa descritas
en el presente documento pueden tener cualquier espesor adecuado y
pueden incluir cualquier parte o porcentaje adecuados del espesor
total de la película. La capa que contiene sal puede variar en
espesor del 1% al 80% del espesor 16 total de la película. Por
ejemplo, la primera capa de película puede incluir del 1% al 50%,
del 1% el 40%, del 1% al 30%, del 1% al 20%, del 1% al 15%, del 1%
al 10% y, alternativamente, del 1% al 5% del espesor total de la
película. Por tanto, en determinadas formas de realización, la
proporción entre el espesor de la segunda capa 24 y la primera capa
22 puede ser mayor que 2:1. Por ejemplo, en una forma de
realización no limitativa, el espesor total de la película
multicapas puede ser de aproximadamente 75 \mum, y la primera
capa 22 puede tener un espesor de aproximadamente 10 \mum, y la
segunda capa puede tener un espesor de aproximadamente 65
\mum.
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La película 10 hidrosoluble descrita en el
presente documento se puede transformar en artículos, incluyendo,
pero sin limitarse a, aquellos en los que la película hidrosoluble
se usa como material de envasado. Tales artículos incluyen, pero no
se limitan a, bolsitas, sobres y otros recipientes.
Las bolsitas hidrosolubles y otros de tales
recipientes que incorporan la película 10 hidrosoluble descrita en
el presente documento se pueden fabricar de cualquier manera
adecuada conocida en la técnica. La película 10 hidrosoluble puede
proveerse de resistencia mejorada a la solubilidad bien antes o bien
después de transformar la misma en el producto final. En cualquier
caso, en determinadas formas de realización, es deseable, cuando se
realizan tales artículos, que la superficie 12 de la película 10
sobre la que se distribuye la sal (o la superficie que está situada
más cerca de la sal contenida dentro del espesor de la película)
forme una superficie exterior del producto.
Hay varios procedimientos para hacer bolsitas
hidrosolubles. Éstos incluyen, pero no se limitan a, procedimientos
conocidos en la técnica como: procedimientos de
formado-llenado-sellado en vertical,
procedimientos de
formado-llenado-sellado en
horizontal y formación de bolsitas en moldes en la superficie de un
tambor circular. En los procedimientos de
formado-llenado-sellado en vertical
se forma un tubo vertical doblando una película. El extremo inferior
del tubo se sella para formar una bolsita abierta. Esta bolsita se
llena parcialmente permitiendo un espacio en la parte superior.
Entonces, la parte superior de la bolsita abierta se sella
posteriormente para cerrar la bolsita y para formar la siguiente
bolsita abierta. La primera bolsita se corta posteriormente y el
procedimiento se repite. Las bolsitas formadas de tal manera
usualmente tienen forma de almohada. En los procedimientos de
formado-llenado-sellado en
horizontal se usa una matriz con una serie de moldes en la misma. En
los procedimientos de
formado-llenado-sellado en
horizontal se coloca una película en la matriz y se forman bolsitas
abiertas en estos moldes, que se pueden entonces llenar, cubrir con
otra capa de película y sellar. En el tercer procedimiento
(formación de bolsitas en moldes en la superficie de un tambor
circular), se hace circular una película sobre el tambor y se
forman cavidades que pasan bajo una máquina de llenado para llenar
las cavidades abiertas. El llenado y sellado tienen lugar en el
punto más alto (superior) del círculo descrito por el tambor, por
ejemplo, típicamente el llenado se hace justo antes de que el tambor
giratorio empiece el movimiento circular hacia abajo y el sellado
se hace justo después de que el tambor empiece su movimiento hacia
abajo.
En cualquiera de los procedimientos que implican
una etapa de formación de bolsitas abiertas, la película
inicialmente se puede moldear o transformar en la forma de una
bolsita abierta usando termoconformado, conformado al vacío o
ambos. El termoconformado implica calentar los moldes y/o la
película aplicando calor de cualquier forma conocida, como poniendo
en contacto los moldes con un elemento calefactor o soplando aire
caliente o usando lámparas calefactoras para calentar los moldes
y/o la película. En el caso del conformado al vacío, se emplea
vacío para ayudar a introducir la película al interior del molde. En
otras formas de realización, las dos técnicas se pueden combinar
para fabricar bolsitas, por ejemplo, la película se puede
transformar en bolsitas abiertas mediante formado al vacío y se
puede proporcionar calor para facilitar el procedimiento. Las
bolsitas abiertas se llenan entonces con la composición que va a
contener en las mismas.
Las bolsitas abiertas llenas se cierran
entonces, lo que se puede hacer mediante cualquier procedimiento.
En algunos casos, tal como en los procedimientos de formación de
bolsitas en horizontal, el cierre se hace suministrando de forma
continua un segundo material o película, tal como una película
hidrosoluble, sobre y en la banda de bolsitas abiertas y entonces
sellando la primera película y la segunda película entre sí. El
segundo material o película puede incluir la película 10
hidrosoluble descrita en el presente documento. Puede ser deseable
que la superficie de la segunda película sobre la cual se distribuye
la sal (o que está colocada más cerca de la sal contenida dentro
del espesor de la película) se oriente de manera que forme una
superficie exterior de la bolsita.
En un procedimiento de este tipo, las películas
primera y segunda se sellan típicamente en la zona entre los moldes
y, por tanto, entre las bolsitas que se están formando en moldes
adyacentes. El sellado se puede hacer mediante cualquier
procedimiento. Procedimientos de sellado incluyen sellado térmico,
soldadura con disolventes y sellado con disolventes o húmedo. Las
bandas selladas de bolsitas se pueden cortar entonces mediante un
dispositivo de corte, que corta las bolsitas de la banda una de
otra, en bolsitas separadas. Se describen de forma adicional
procedimientos de formación de bolsitas hidrosolubles en la
solicitud de patente estadounidense con nº de serie 09/994.533, nº
de publicación US2002/0169092A1, publicada a nombre de Catlin y
col.
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La presente invención puede también incluir
artículos de fabricación (o "artículos") que incluyen una
composición funcional y una película hidrosoluble, que se pueden
transformar en un recipiente, tal como una bolsita, un sobre, una
cápsula o una bolsa, para mantener su composición funcional. La
superficie de la película hidrosoluble con la sal distribuida más
cerca de la misma se puede disponer como o usar para formar una
superficie exterior del recipiente. La película hidrosoluble puede
formar al menos una porción de un recipiente que proporcione una
dosis unitaria de la composición funcional.
Por simplicidad, los artículos de interés en el
presente documento se describirán en términos de bolsitas
hidrosolubles, aunque se debe entender que la descripción del
presente documento también se aplica a otros tipos de
recipientes.
Las bolsitas formadas mediante los
procedimientos anteriores pueden ser de cualquier tipo y forma que
sea adecuada para mantener la composición funcional contenida en
ellas, hasta que se desee liberar la composición funcional de la
bolsita hidrosoluble, tal como por inmersión de la bolsita
hidrosoluble en agua. La bolsitas pueden incluir un compartimento,
o dos o más compartimentos (es decir, las bolsitas pueden ser
bolsitas multicompartimentos). En una forma de realización, la
bolsita hidrosoluble puede tener dos o más compartimentos que tienen
generalmente una relación de superposición y la bolsita incluye
paredes exteriores generalmente enfrentadas superior e inferior,
paredes laterales en forma de falda que forman los lados de la
bolsita y una o más paredes internas de separación, que separan los
diferentes compartimentos unos de otros. Si la composición funcional
contenida en las bolsitas incluye diferentes formas o componentes,
los diferentes componentes de la composición funcional pueden estar
contenidos en diferentes compartimentos de la bolsita hidrosoluble y
pueden estar separados entre sí mediante una barrera de material
hidrosoluble.
Las bolsitas u otros recipientes pueden contener
una dosis unitaria de una o más composiciones para uso como
composiciones para detergentes de ropa, composiciones para
detergentes para lavavajillas, limpiadores de superficies duras,
quitamanchas, mejoradores de materiales textiles y/o suavizantes de
materiales textiles y nuevas formas de productos en las que el
contacto con pequeñas cantidades de agua podría causar la disolución
prematura de la bolsita, fugas no deseadas en la bolsita y/o que
una bolsita se pegue a otra de forma no deseable. Las composiciones
de las bolsitas pueden estar en cualquier forma incluyendo, pero sin
limitarse a: líquidos, geles líquidos, geles, pastas, cremas,
sólidos, gránulos y polvos. Los diferentes compartimentos de las
bolsitas multicompartimentos se pueden usar para separar
ingredientes no compatibles. Por ejemplo, puede ser deseable
separar blanqueantes y enzimas en compartimentos separados. Otras
formas de realización de multicompartimentos pueden incluir un
compartimento que contenga polvo en combinación con un compartimento
que contenga líquido. Se desvelan ejemplos adicionales de bolsitas
hidrosolubles de múltiples compartimentos en la patente
estadounidense nº 6.670.314B2 (30 de diciembre de 2003).
Se puede introducir en las bolsitas
hidrosolubles cualquier líquido acuoso que se desee (tal como agua
caliente o fría), tras lo cual el material de película hidrosoluble
que forma la bolsita hidrosoluble se disuelve para liberar el
contenido de las bolsitas. La película y bolsitas descritas en el
presente documento pueden ser solubles o dispersables en agua y
tienen una solubilidad en agua de al menos el 50%, alternativamente
al menos el 75%, o incluso al menos el 95%, en peso. La solubilidad
de la película y de las bolsitas se puede medir por el
procedimiento de añadir bien un trozo de película o bien una de las
bolsitas (incluyendo la película que constituye la misma) a agua
destilada, agitar vigorosamente el agua destilada que contiene bien
la película o bien la bolsita usando un agitador magnético y
filtrar el agua que contiene la película o bolsita usando un filtro
de vidrio con un tamaño de poro máximo de 20 \mum. El peso en seco
del material recogido en el filtro se compara entonces con el peso
de la muestra inicial y se expresa como un porcentaje.
Los ejemplos siguientes se proporcionan para
ilustración y no se pretende que limiten el alcance de la invención.
A menos que se indique lo contrario, las proporciones son en
peso.
Ejemplo comparativo
1
En este ejemplo, se proporciona una bolsita
hidrosoluble prefrabicada, hecha a partir de una película
hidrosoluble, con resistencia mejorada a la solubilidad antes de
ser sumergida en agua. Esto se consigue empolvando la superficie
exterior de la película de la bolsita con una sal.
Se obtiene una bolsita hidrosoluble disponible
comercialmente que contiene una dosis unitaria de un detergente
para ropa líquido conocido como bolsita de detergente ARIEL
LIQUITABS de The Procter & Gamble Company en Europa. El
contenido de la bolsita de detergente ARIEL LIQUITABS está contenido
en una película hidrosoluble que incluye al menos algo de PVOH.
La superficie exterior de la bolsita de
detergente ARIEL LIQUITABS se empolva con polvo de sulfato de sodio
que pasa a través de un tamiz bien del número 120 o bien del número
270. La cantidad de sal añadida a la película hidrosoluble se puede
expresar en términos de la cantidad de sal añadida sobre la película
como un porcentaje del peso inicial de la película (antes de añadir
la sal). La cantidad de sal que se añade a la película está entre
el 2,5% y el 7% del peso inicial de la película. La resistencia
mejorada a la solubilidad cuando entra en contacto con pequeñas
cantidades de agua de tres conjuntos de muestras creadas de esta
manera se muestra en la tabla 2. Si se describen las muestras como
deformables, se deforman pero no tienen fugas.
Ejemplo comparativo
2
En este ejemplo, se proporciona una bolsita
hidrosoluble hecha a partir de una película hidrosoluble con
resistencia mejorada a la solubilidad antes de ser sumergida en
agua. Esto se consigue disolviendo al menos parcialmente la
superficie exterior de la película hidrosoluble y empolvando
entonces la misma con una sal.
Se obtiene otra bolsita de detergente ARIEL
LIQUITABS que contiene una dosis unitaria de detergente líquido
para ropa. La superficie exterior de la bolsita de detergente ARIEL
LIQUITABS se moja y se disuelve parte del espesor de la película
aplicando agua a la superficie de la superficie de la película
usando un medio de mojado (por ejemplo, usando una esponja húmeda,
vapor de agua o agua pulverizada). La superficie exterior mojada de
la bolsita se empolva entonces con polvo de sulfato de sodio con un
tamaño promedio de partícula de menos de o igual a aproximadamente
150 \mum. La bolsita se deja entonces secar hasta que la
superficie esté seca al tacto. El exceso de sulfato de sodio se
elimina limpiando la superficie de la bolsita hidrosoluble por
contacto con una toalla, y la formación de la bolsita con sal
embebida en la superficie exterior está completa.
Las mismas etapas descritas en los ejemplos 1 y
2 anteriores se pueden usar también para proporcionar una bolsita
hidrosoluble multicompartimentos hecha a partir de una película
hidrosoluble con resistencia mejorada a la solubilidad. Esto se
puede hacer de la misma manera que la descrita en los ejemplos 1 y 2
para una bolsita hidrosoluble multicompartimentos, tal como una
bolsita hidrosoluble multicompartimentos CASCADE
ACTION-PAC que contiene una dosis unitaria de
detergente de lavavajillas obtenida de The Procter & Gamble
Company en los Estados Unidos.
En este ejemplo se forma una película
hidrosoluble multicapa que tiene dos capas. Se fabrican dos
disoluciones usando la película M8630 de MonoSol. La película
MonoSol M8630 se disuelve en agua desionizada a
75-80ºC para formar una disolución. Las dos
disoluciones incluyen: una disolución que no contiene sal
(disolución 1) y una disolución que contiene sulfato de sodio
(disolución 2). Las composiciones de estas disoluciones se enumeran
en la tabla 1.
Usando una máquina GARDCO Automatic Drawdown
disponible en N. Gardner Company, Inc., Pompano Beach, FL, U.S.A.,
con una barra de moldeo nº 26 y un ajuste de la velocidad de moldeo
de 6,0, la disolución se moldea por colada para formar una película
sobre una placa de vidrio o porta de vidrio. Tras la colada, el
porta se coloca en un horno a 165ºF (74ºC) durante 20 minutos. Tras
20 minutos a 165ºF (74ºC), el porta de vidrio se retira del horno y
se coloca de nuevo en la máquina GARDCO Automatic Drawdown. El
espesor de esta primera colada es aproximadamente de 20 micras.
Usando una barra de moldeo nº 42/76 y un ajuste
de la velocidad de moldeo de 12,4, la disolución 1 se cuela para
formar una película en la parte superior de la película sobre el
porta de vidrio producida usando la disolución 2. El porta de
vidrio se coloca entonces en un horno a 165ºF (74ºC) durante una
hora. Tras una hora, el porta de vidrio con las capas de material
colado hidrosoluble en ellas se retira del horno y se coloca en una
sala a 21ºC con una HR del 40% durante 24 horas para formar una
película multicapas. El espesor resultante de la película multicapas
final es aproximadamente de 72 \mum.
La película hidrosoluble formada en el presente
documento se puede usar como material para bolsitas para conformar
cualquier recipiente adecuado (tal como una bolsita hidrosoluble)
que contenga cualquier composición funcional adecuada.
El ensayo de la resistencia a gotitas de agua se
realiza mediante:
- a)
- proporcionar una bolsita hidrosoluble;
- b)
- aplicar una gota de agua de 0,001 a 0,01 ml a temperatura ambiente en el centro de una de las superficies exteriores de la bolsita hidrosoluble;
- c)
- esperar 10 minutos; y
- d)
- determinar si la bolsita hidrosoluble tiene fugas.
La prueba de adhesividad bolsita con bolsita se
realiza mediante:
- a)
- proporcionar una bolsita hidrosoluble de prueba;
- b)
- aplicar una gotita de agua de 0,03 ml a temperatura ambiente en el centro de la superficie exterior de la película de la bolsita hidrosoluble de prueba;
- c)
- proporcionar una bolsita hidrosoluble que no incluya la película hidrosoluble descrita en el presente documento (una bolsita "sin sal");
- d)
- colocar la bolsita hidrosoluble sin sal sobre la superficie superior de la zona mojada de la superficie de la bolsita hidrosoluble de prueba;
- e)
- esperar 10 segundos; y
- f)
- levantar la bolsita hidrosoluble sin sal seis pulgadas (15 cm); y
- g)
- determinar si la bolsita hidrosoluble de prueba se pega a la bolsita hidrosoluble sin sal.
\vskip1.000000\baselineskip
Todas las pruebas se realizan en condiciones de
laboratorio estándar, a menos que se indique lo contrario.
La tabla 2 muestra los resultados de la prueba
de resistencia a gotitas de agua para una bolsita para lavandería
líquida disponible comercialmente (tal como la bolsita de detergente
ARIEL LIQUITABS, obtenida de The Procter & Gamble Company en
Europa). Los pesos añadidos de sal se dan como un porcentaje del
peso de la película. Los resultados indican que las bolsitas
hidrosolubles son resistentes a la disolución prematura de la
bolsita, fugas no deseadas en las bolsitas y/o adhesividad bolsita
con bolsita puesto que las bolsitas hidrosolubles con sal muestran
más del 75% de reducción en fugas inmediatas frente a las bolsitas
hidrosolubles sin sal.
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\vskip1.000000\baselineskip
También se observa que pulverizar el
Na_{2}SO_{4} reduce la adhesividad bolsita con bolsita. Cuando
se aplica una gotita de agua de 0,03 ml a la superficie de una
primera bolsita hidrosoluble sin sal (por ejemplo, el detergente
CASCADE ACTIONPAC obtenido de The Procter & Gamble Company en
los Estados Unidos) y después se coloca una segunda bolsita en la
parte superior de la primera bolsita hidrosoluble sin sal durante 10
segundos, las dos bolsitas hidrosolubles sin sal se adhieren tan
fuertemente entre sí que no se pueden separar sin rasgar el
material de la bolsita hidrosoluble o película hidrosoluble. Cuando
se realiza este mismo procedimiento en bolsitas hidrosolubles con
sal, las bolsitas hidrosolubles con sal bien no se pegan o bien se
separan fácilmente.
\vskip1.000000\baselineskip
Se prepararon varias disoluciones de
recubrimiento mostradas en la tabla 3 siguiente para recubrir una
película de PVOH hidrosoluble. Todas las disoluciones incluían el
0,2% en peso del tensioactivo no iónico PLURONIC L10 y diversas
cantidades de sulfato de sodio anhidro. Las disoluciones de prueba
también incluían diversas cantidades de carboximentilcelulosa.
La película sustrato era una película
hidrosoluble en agua fría plastificada según un peso molecular medio
de alcohol de polivinilo totalmente hidrolizado que tenía grupos
carboxilato (película MONOSOL M8630K). La película era de
aproximadamente 3 mils (aproximadamente 75 \mum) de espesor,
pesando aproximadamente 98 g/m^{2} y teniendo aproximadamente un
6% en peso de agua.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
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La disolución de recubrimiento se aplicó a
aproximadamente 6 g/m^{2} teniendo como resultado aproximadamente
de 1 a 1,5 g/m^{2} de peso de recubrimiento seco.
Algunas disoluciones (2, 3, 4 y 8) tenían
relativamente demasiada sal para la calidad (grado de sustitución y
peso molecular) y concentración de carboximetilcelulosa usada y el
polímero precipitó a temperatura ambiente. Esas disoluciones de
recubrimiento no se usaron.
La película de control resultante proporcionaba
una sal granulada que no se adhería bien (probado por frotamiento
con la mano) y proporcionaba una apariencia granulosa y nebulosa en
la parte superior de la película. Se estimó que el tamaño de grano
era de al menos de 10 \mum.
Las películas resultantes con las disoluciones
de recubrimiento 6 y 10 proporcionaron buenos resultados con mejor
adherencia de sal a la superficie de la película de PVOH, con granos
de sal menos visibles y mayor resistencia a la humedad. No se
desprendieron cantidades apreciables de sal de la película por
manipulación. Se estimó que el tamaño de grano era de
aproximadamente 1 \mum.
La presente invención, en diversas formas de
realización, puede proporcionar numerosas ventajas además de o como
alternativa a proporcionar la película con resistencia a la
solubilidad cuando entra en contacto con pequeñas cantidades de
agua. Añadir sal a la película puede permitir que se construyan
películas más finas y/o películas con mejor solubilidad cuando se
sumergen en agua, ya que no es tan necesario diseñar las películas
con espesor adicional con el objetivo de proporcionar resistencia a
la solubilidad cuando entran en contacto con pequeñas cantidades de
agua. Proporcionar películas con resistencia a la solubilidad cuando
entran en contacto con pequeñas cantidades de agua de la forma
descrita en el presente documento puede permitir a un diseñador
mantener las propiedades físicas (por ejemplo, solubilidad,
flexibilidad y extensibilidad) y las propiedades estéticas (por
ejemplo, transparencia o translucidez, si es transparente o
translúcida) así como mantener estas propiedades tras el
envejecimiento de las películas para que básicamente las
retengan.
La descripción anterior se proporciona sólo para
claridad de comprensión y no se deben entender limitaciones
innecesarias a partir de la misma, ya que serán aparentes
modificaciones dentro del alcance de la invención para aquellos con
conocimientos ordinarios en la materia.
Se debe entender que cada limitación numérica
máxima dada a lo largo de esta memoria descriptiva incluiría cada
limitación numérica inferior, como si tales limitaciones numéricas
inferiores estuvieran todas escritas expresamente de forma
individual en el presente documento. Cada limitación numérica mínima
dada a lo largo de esta memoria descriptiva incluirá cada
limitación numérica superior, como si tales limitaciones numéricas
superiores estuvieran todas escritas expresamente de forma
individual en el presente documento. Cada intervalo numérico dado a
lo largo de esta memoria descriptiva incluirá cada intervalo
numérico más estrecho que caiga dentro de ese intervalo numérico
más amplio, como si tales intervalos numéricos más estrechos
estuvieran todos escritos expresamente de forma individual en el
presente documento
A lo largo de esta memoria descriptiva, donde
las composiciones se describen como que incluyen componentes o
materiales, se contempla que las composiciones puedan consistir
esencialmente en, o consistir en, cualquier combinación de los
componentes o materiales enumerados, a menos que se describa lo
contrario.
La práctica de un procedimiento desvelado en el
presente documento, y las etapas individuales del mismo, se pueden
realizar manualmente y/o con la ayuda de equipos electrónicos.
\vskip1.000000\baselineskip
La lista de referencias citadas por el
solicitante es sólo para utilidad del lector. No forman parte del
documento de patente europea. Aunque se ha puesto gran atención en
la recopilación de las referencias, no se pueden excluir errores u
omisiones y la OEP declina toda responsabilidad a este respecto.
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Claims (23)
1. Un artículo, que comprende:
una película hidrosoluble, comprendiendo una
primera capa que comprende un polímero hidrosoluble que comprende
uno a ambos de PVOH y un copolímero de PVOH y una segunda capa que
comprende una sal, la capa de sal adherida a la primera capa con un
ligante que comprende carboximetilcelulosa.
2. El artículo de la reivindicación 1, en el que
el polímero hidrosoluble consiste esencialmente en uno o ambos de
PVOH y un copolímero de PVOH.
3. El artículo de una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el ligante consiste
esencialmente en carboximetilcelulosa.
4. El artículo de una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el ligante comprende el 40%
en peso o menos de la segunda capa.
5. El artículo de una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que la carboximetilcelulosa
tiene un grado de sustitución de más del 0,4.
6. El artículo de una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que la carboximetilcelulosa está
caracterizada por una viscosidad de una disolución al 2% en
peso a 25ºC de 15 Pa\cdots (15.000 cps) o inferior.
7. El artículo de una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que dicha sal comprende un
catión seleccionado del grupo constituido por aluminio, amonio,
antimonio, bario, bismuto, cadmio, calcio, cesio, cobre, hierro,
litio, magnesio, níquel, potasio, rubidio, plata, sodio, estroncio,
zinc, circonio y combinaciones de los mismos, con un anión
seleccionado del grupo constituido por acetato, sulfato de aluminio,
azida, bicarbonato, bisulfito, hidruro de boro, oxalato de boro,
bromato, bromuro, carbonato, cloruro, clorito, cromato, cianato,
cianuro, dicromato, disilicato, ditionato, ferricianuro,
ferrocianato, ferrocianuro, fluoruro, fluoroantimonato,
fluoroborato, fluorofosfato, fluorosulfonato, fluorosilicato,
hidrogenocarbonato, hidrogenosulfato, hidrogenosulfito,
hidrogenocianuro, hidrogenofosfato, hidrogenosulfato, hidrosulfito,
hidróxido, hidroxoestanato, hipoclorito, hiponitrito, hipofosfito,
yodato, yoduro, manganato, metaaluminato, metaborato, metaperyodato,
metasilicato, haluros mezclados, molibdato, nitrato, nitrito,
ortofosfato, ortofosfito, ortosilicato, oxalato,
oxalato-ferrato, óxido, perborato, perclorato,
permanganato, peróxido, peroxidisulfato, fosfato, polibromuro,
policloruro, polifluoruro, poliyoduro, polifosfato, polisulfuro,
pirosulfato, pirosulfito, sesquicarbonato, silicato, estanato,
sulfamato, sulfato, sulfuro, sulfito, tiocianato, tiosulfato y
combinaciones de los mismos; y combinaciones de cualquiera de los
anteriores.
8. El artículo de la reivindicación 7, en el que
la sal se selecciona del grupo constituido por sulfato de amonio,
citrato de potasio, sulfato de sodio, citrato de sodio,
tripolifosfasto de sodio, sulfato de zinc y combinaciones de los
mismos.
9. El artículo de la reivindicación 8, en el que
la sal comprende sulfato de sodio.
10. El artículo de una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que la segunda capa comprende
cristales de sal con un tamaño máximo de 1 \mum.
11. El artículo de una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, que comprende además un tensioactivo
en una o ambas de las capas primera y segunda.
12. El artículo de la reivindicación 11, en el
que el tensioactivo comprende un tensioactivo no iónico.
13. El artículo de la reivindicación 12, en el
que el tensioactivo comprende un copolímero de bloques difuncional
que comprende bloques de poli(óxido de etileno) y poli(óxido de
propileno) y termina en grupos hidroxilo primarios.
14. El artículo de una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, que comprende además un plastificante
en la primera capa.
15. El artículo de la reivindicación 14, en el
que el plastificante se selecciona del grupo constituido por:
glicerina, diglicerina, hidroxipropilglicerina, sorbitol,
etilenglicol, dietilenglicol, trietilenglicol, tetraetilenglicol,
propilenglicol, glicoles de polietileno, neopentilglicol,
trimetilolpropano, polioles de poliéteres, etanolaminas y
combinaciones de los mismos.
16. El artículo de una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en forma de paquete sellado, en el que
la segunda capa se dispone como una superficie exterior del
paquete.
\newpage
17. Un procedimiento de realización de una
película, que comprende las etapas de:
proporcionar un sustrato de película
hidrosoluble que comprende un polímero hidrosoluble que comprende
uno a ambos de PVOH y un copolímero de PVOH;
formar una capa que comprende una sal y un
ligante que comprende carboximentilcelulosa a partir de una
disolución acuosa que comprende la sal y el ligante; y
adherir entre sí el sustrato y la capa que
comprende la sal con el ligante.
18. El procedimiento de la reivindicación 17, en
el que la etapa de adhesión comprende aplicar la disolución acuosa
al sustrato.
19. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 18, en el que la disolución acuosa comprende
la sal y el ligante comprende del 0,1% en peso al 5% en peso de
ligante.
20. El procedimiento de la reivindicación 19, en
el que la disolución acuosa comprende la sal y el ligante comprende
del 0,1% en peso al 5% en peso de carboximetilcelulosa.
21. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 20, en el que la disolución acuosa comprende
además un líquido de secado lento.
22. El procedimiento de la reivindicación 21, en
el que el líquido de secado lento se selecciona del grupo
constituido por glicoles, polioles, glicoléteres, polioléteres y
combinaciones de los mismos.
23. El procedimiento de una cualquiera de las
reivindicaciones 17 a 22, que comprende además la etapa de formación
que comprende el sustrato de adhesión y capa que comprende una sal
un paquete sellado en el que la capa que comprende una sal se
dispone como una superficie exterior del paquete.
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