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ES2880340T3 - Láminas biodegradables - Google Patents

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ES2880340T3
ES2880340T3 ES15807702T ES15807702T ES2880340T3 ES 2880340 T3 ES2880340 T3 ES 2880340T3 ES 15807702 T ES15807702 T ES 15807702T ES 15807702 T ES15807702 T ES 15807702T ES 2880340 T3 ES2880340 T3 ES 2880340T3
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ES
Spain
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layer
approximately
sheet
pbsa
pla
Prior art date
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ES15807702T
Other languages
English (en)
Inventor
Tal Neuman
Nili Konieczny
Itai Pelled
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tipa Corp Ltd
Original Assignee
Tipa Corp Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Abstract

Lámina biodegradable que comprende tres capas poliméricas, en la que dicha primera capa polimérica comprende una mezcla que consiste en PBSA a una concentración de desde aproximadamente el 65 hasta aproximadamente el 85% (p/p) de dicha mezcla y PLA a una concentración de desde aproximadamente el 15 hasta aproximadamente el 35% (p/p) de dicha mezcla; en la que dicha segunda capa comprende PBSA; y en la que dicha tercera capa comprende PBAT, en la que dicha tercera capa polimérica está situada entre dicha primera capa polimérica y dicha segunda capa polimérica.

Description

DESCRIPCIÓN
Láminas biodegradables
Campo de la invención
La presente invención se refiere a láminas poliméricas biodegradables que comprenden tres capas poliméricas.
Antecedentes de la invención
El uso de materiales biodegradables ha aumentado en los últimos años debido a las propiedades beneficiosas para el medio ambiente de tales materiales. Tales materiales se usan ahora comúnmente en la fabricación de una amplia gama de productos, incluyendo diversos tipos de bolsas de plástico y otras formas de envasado. En respuesta a la demanda de materiales de envasado más respetuosos con el medio ambiente, se han desarrollado varios biopolímeros nuevos que se ha demostrado que se biodegradan cuando se desechan en el medioambiente.
Los ejemplos de tales polímeros incluyen poliesteramida (PEA), poli(tereftalato de etileno) modificado (PET), biopolímeros basados en poli(ácido láctico) (PLA), polihidroxialcanoatos (PHA), que incluyen polihidroxibuti rato (PHB), polihidroxivalerato (PHV) y copolímero de polihidroxibutirato-hidroxivalerato y poli(épsilon-caprolactona) (PCL).
Cada uno de los biopolímeros anteriores tiene propiedades, beneficios y debilidades únicos. Por ejemplo, PET, PEA, PHB y PLA modificados tienden a ser fuertes pero también bastante rígidos o incluso quebradizos. Esto los convierte en malos candidatos cuando se desean láminas flexibles, tal como para su uso en la fabricación de envoltorios, bolsas y otros materiales de envasado que requieren una buena capacidad de doblado y plegado. Por otro lado, los biopolímeros tales como PHBV y poli(adipato-tereftalato de butileno) (PBAT) son muchas veces más flexibles que los biopolímeros comentados anteriormente, pero tienen puntos de fusión relativamente bajos, por lo que tienden a ser autoadhesivos e inestables cuando se procesan y/o se exponen al calor recientemente. Además, debido al número limitado de polímeros biodegradables, a menudo es difícil, o incluso imposible, identificar un solo polímero o copolímero que cumpla todos, o incluso la mayoría, de los criterios de rendimiento deseados para una aplicación determinada. Por estas y otras razones, los polímeros biodegradables no se usan tan ampliamente en el área de los materiales de envasado de alimentos, particularmente en el campo de los recipientes para líquidos, tal como se desea por razones ecológicas.
Además, las láminas biodegradables conocidas en la actualidad son en su mayoría opacas, teniendo baja transmitancia de luz y alta turbidez. Además, las láminas biodegradables conocidas o bien no incluyen capas de barrera o bien incluyen cantidades y tipos de capas de barrera que hacen que las láminas sean generalmente altamente permeables a los gases, teniendo tanto una alta tasa de transmisión de oxígeno (OTR) como una alta tasa de transmisión de vapor de agua (WVTR) y, por tanto, no pueden servir como recipientes para comida o bebida a largo plazo. Además, la resistencia física de las láminas biodegradables conocidas, medida por parámetros tales como la tensión a la carga máxima, la deformación a la rotura y el módulo de Young, es deficiente y, por tanto, dichas láminas son deficientes cuando se usan como envasado, particularmente para el envasado de líquidos.
La publicación de patente internacional n.° WO 2011/158240 (Tipa Corp. Ltd.) da a conocer láminas biodegradables y una serie de bolsas separables para líquidos.
La publicación de patente internacional n.° WO 2013/088443 (Tipa Corp. Ltd.) da a conocer láminas biodegradables que comprenden un material de barrera a los gases, que es una nanoarcilla y/o poli(alcohol vinílico).
La publicación de patente internacional n.° WO 2013/186778 (Tipa Corp. Ltd.) da a conocer láminas biodegradables que comprenden al menos una capa que comprende un polímero biodegradable y una superficie tratada con partículas de nanoarcilla y/o poli(alcohol vinílico) (PVOH) injertado con un agente reticulante y poli(succinato de butileno) (PBS) o poli(succinato-adipato de butileno) (PbSa). El documento WO 2013/186778 da a conocer específicamente una lámina biodegradable que tiene una capa externa que comprende porcentajes iguales de PLA, PBSA y PBAT y una capa interna que consiste en el 100% en peso de PBAT.
La publicación de patente internacional n.° WO2015/059709 (Tipa Corp. Ltd.) da a conocer láminas biodegradables que comprende una capa de contacto.
Aunque ha habido algunos avances en el campo de envasado biodegradable, todavía existe la necesidad de un envasado flexible y biodegradable con impermeabilidad mejorada al vapor de agua y/o al oxígeno.
Sumario de la invención
Según un aspecto en el presente documento invención, se proporciona una lámina biodegradable que comprende tres capas poliméricas,
en la que la primera capa polimérica comprende una mezcla que consiste en PBSA a una concentración de desde aproximadamente el 65% hasta aproximadamente el 85% (p/p) de la mezcla y PLA a una concentración de desde aproximadamente el 15% hasta aproximadamente el 35% (p/p) de la mezcla;
en la que la segunda capa comprende PBSA; y
en la que la tercera capa comprende PBAT,
en la que la tercera capa polimérica está situada entre la primera capa polimérica y la segunda capa polimérica. En una realización, la primera capa polimérica comprende PBSA a una concentración de aproximadamente el 75% a aproximadamente el 85% (p/p) de la mezcla y PLA a una concentración de desde aproximadamente el 15% a aproximadamente el 25% (p/p) de la mezcla.
En una realización, la primera capa polimérica comprende PBSA a una concentración de aproximadamente el 75% (p/p) de la mezcla y PLA a una concentración de aproximadamente el 25% (p/p) de la mezcla.
En una realización, al menos una de las tres capas poliméricas comprende además un plastificante. En una realización, el plastificante comprende PCL. En una realización, el plastificante está presente a una concentración de desde aproximadamente el 0,05% hasta aproximadamente el 5% (p/p) de la al menos una de las tres capa polimérica.
En una realización, la lámina biodegradable consiste en tres capas poliméricas, en la que la primera capa polimérica consiste en una mezcla de PBSA y PLA, en la que PBSA está presente a una concentración de desde aproximadamente el 65% hasta aproximadamente el 85% (p/p) de la mezcla y PLA está presente a una concentración de desde aproximadamente el 15% hasta aproximadamente el 35% (p/p) de la mezcla; en la que la segunda capa consiste en PBSA; y en la que la tercera capa consiste en PBAT, en la que la tercera capa polimérica está situada entre la primera capa polimérica y la segunda capa polimérica.
La presente invención también proporciona una estructura laminada multicapa que comprende la lámina biodegradable en el presente documento invención tal como se da a conocer en el presente documento, y al menos una capa adicional unida a la lámina biodegradable mediante laminación.
En una realización de la lámina biodegradable o de la estructura laminada multicapa, al menos una de las tres capas poliméricas comprende además al menos una capa de recubrimiento sobre una o ambas superficies de la al menos una de las tres capas poliméricas, en la que la al menos una capa de recubrimiento comprende un recubrimiento seleccionado de goma laca, celulosa y PVDC.
En una realización de la lámina biodegradable o de la estructura laminada multicapa, al menos una de las tres capas poliméricas comprende además al menos una capa de recubrimiento metálico y comprende además una capa de recubrimiento adicional seleccionada de goma laca, celulosa y PVDC. En una realización, la capa de recubrimiento adicional comprende goma laca.
En una realización, la lámina biodegradable se prepara mediante coextrusión de las tres capas poliméricas. Además de poder biodegradarse, a menudo es importante que un polímero o una mezcla de polímeros presente determinadas propiedades físicas. La aplicación pretendida de una mezcla de polímeros particular dictará a menudo qué propiedades son necesarias para que una combinación de polímeros particular, o un artículo fabricado a partir de ella, presente los criterios de rendimiento deseados. En lo que respecta a las láminas biodegradables para su uso como materiales de envasado, en particular como recipientes para líquidos, los criterios de rendimiento pueden incluir mediciones de deformación a la rotura, módulo de Young y tensión a la carga máxima. Otros criterios de rendimiento pueden incluir la evaluación de uno o más de capacidad de sellado, transmisión de agua y transmisión de oxígeno.
Los métodos, usos, materiales y ejemplos detallados en el presente documento son solo ilustrativos y no pretenden ser limitativos; los materiales, usos y métodos similares o equivalentes a los descritos en el presente documento pueden usarse en la práctica o en la prueba de la invención. Otras características y ventajas de la invención resultarán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada y de las reivindicaciones.
Breve descripción de las figuras
Las figuras 1A-1D son gráficos que representan las propiedades físicas de una lámina a modo de ejemplo, lámina n.° 3 (ejemplo 1, tabla 1) de dos campañas de producción (1 y 2). Las láminas se compararon con las de una amplia gama de películas comerciales de polietileno no biodegradables, que se usan comúnmente en la industria del envasado. (1A) Se midió el impacto usando el método de prueba de la norma ASTM D1709 para determinar la resistencia al impacto de la película plástica mediante el dardo a caída libre. (1B) Se midió la turbidez usando el método de prueba de la norma ASTM D1003-07e1 para determinar la turbidez y la transmitancia luminosa de plásticos transparentes, y (1C) la resistencia a la tracción máxima (UTS) y (1D) el módulo de Young se midieron usando el método de prueba de la norma ASTM D882-10 para determinar las propiedades de tracción de láminas de plástico delgadas.
Descripción detallada de la invención
Definiciones
A menos que se defina de otro modo, todos los términos técnicos y científicos usados en el presente documento tienen el mismo significado que el comúnmente entendido por un experto habitual en la técnica a la que pertenece la invención. En caso de conflicto, la memoria descriptiva, incluyendo las definiciones, tiene prioridad. En la siguiente descripción detallada, se exponen numerosos detalles específicos para proporcionar una comprensión completa de la invención. Sin embargo, los expertos en la técnica entenderán que la presente invención puede ponerse en práctica sin estos detalles específicos. En otros casos, no se han descrito con detalle métodos, procedimientos y componentes bien conocidos para no oscurecer la presente invención.
El término “biodegradable”, tal como se usa en el presente documento, debe entenderse que incluye un polímero, mezcla de polímeros o lámina que contiene polímero que se degrada mediante la acción de organismos vivos, aire, agua o cualquier combinación de los mismos en el plazo de 180 días en una planta de compostaje industrial con condiciones con alta ventilación y humedad controlada. La degradación del polímero biodegradable procede normalmente de manera inicial por hidrólisis, para de manera eventual romper el polímero en oligómeros cortos, y posteriormente por degradación microbiana o digestión microbiana.
El término “lámina”, tal como se usa en el presente documento, debe entenderse que tiene sus significados habituales tal como se usa en las técnicas de termoplástico y envasado e incluye el término “película”. Tales láminas pueden tener cualquier grosor adecuado, pueden ser de una sola capa polimérica o de múltiples capas poliméricas. Tales láminas pueden fabricarse usando cualquier método adecuado, incluyendo la extrusión de película soplada y la extrusión de película moldeada por colada. Las láminas según esta invención incluyen láminas que tienen una amplia variedad de grosores (tanto medidos como calculados) y capas, por ejemplo 3, 4, 5, 7 o más capas. Puede generarse una lámina mediante métodos conocidos en la técnica, por ejemplo, moldeo por coextrusión-soplado y coextrusión-fundido.
Tal como se conoce en la técnica, las láminas multicapa se producen mediante coextrusión, laminación o combinación de las mismas. En la laminación, se adhieren mutuamente al menos dos láminas previamente fabricadas, por ejemplo, mediante calor, presión y/o un adhesivo.
Una lámina puede ser un laminado generado fijando dos o más láminas entre sí en su superficie con adhesivos. Un “laminado” tal como se usa en el presente documento debe entenderse que tiene sus significados habituales tal como se usa en las técnicas de termoplástico y envasado y se refiere a una lámina que comprende dos o más capas que se han ensamblado, por ejemplo, mediante calor, presión o un adhesivo.
Una “capa de unión” se refiere a una capa polimérica que se une tanto a polímeros polares como apolares que se usa normalmente para producir una lámina que tiene al menos tres capas coextruidas: una capa de polímero polar, una capa de polímero apolar y la capa de unión entre las mismas. Las resinas de capa de unión están disponibles comercialmente e incluyen normalmente, de manera no limitativa, resinas adhesivas que incluyen resinas poliméricas modificadas con anhídrido, tales como, por ejemplo, resina de 1,4-bencenodicarboniltiourea, BTR-8002P (Nippon Gohsei).
Los términos “partícula” o “carga particulada” deben interpretarse de manera amplia para incluir partículas de carga que tienen cualquiera de una variedad de formas y razones de aspecto diferentes. En general, “partículas” son aquellos sólidos que tienen una razón de aspecto (es decir, la razón de longitud con respecto a grosor) de menos de aproximadamente 10:1. Un sólido que tiene una razón de aspecto mayor de aproximadamente 10:1 puede entenderse mejor como una “fibra”, un término que se definirá y estudiará mejor a continuación en el presente documento.
El término “fibra” debe interpretarse como un sólido que tiene una razón de aspecto mayor de al menos aproximadamente 10:1. Por tanto, las fibras pueden conferir mejor resistencia y tenacidad que las cargas particuladas. Tal como se usa en el presente documento, los términos “fibras” y “material fibroso” incluyen tanto fibras inorgánicas como fibras orgánicas.
Un “agente de extensión de cadena” se refiere a moléculas cortas o monómeros con varios grupos funcionales que permiten unirse químicamente al borde terminal de las cadenas de polímero para añadir cadenas adicionales para mejorar diversas propiedades como el peso molecular y las propiedades mecánicas. En algunas realizaciones, el agente de extensión de cadena es un agente de extensión de cadena a base de epoxi-estireno acrílico.
Un “plastificante” se refiere a aditivos tales como polímeros cortos u oligómeros, que aumentan la plasticidad o fluidez de un material. En algunas realizaciones, el plastificante es PCL.
El término “celulosa” se usa en el presente documento para hacer referencia a nitrocelulosa o celulosa nanocristalina. En algunas realizaciones, la celulosa nanocristalina se aplica a películas de plasma pretratadas con plasma.
Cabe señalar que, tal como se usa en el presente documento, las formas singulares “un/uno”, “una” y “el/la” incluyen formas plurales a menos que el contenido dicte claramente lo contrario. Cuando los aspectos o realizaciones se describen en cuanto a grupos Markush u otra agrupación de alternativas, los expertos en la técnica reconocerán que la invención también se describe así en cuanto a cualquier miembro individual o subgrupo de miembros del grupo.
Tal como se usa en el presente documento, cuando un valor numérico está precedido por el término “aproximadamente”, se pretende que el término “aproximadamente” indique /-10%.
Tal como se usa en el presente documento, los términos “que comprende”, “que incluye”, “que tiene” y variantes gramaticales de los mismos deben tomarse como especificación de las características, números enteros, etapas o componentes indicados, pero no excluyen la adición de una o más características, números enteros, etapas, componentes o grupos adicionales de los mismos. Estos términos abarcan los términos “que consiste en” y “que consiste esencialmente en”.
Tal como conoce un experto habitual en la técnica, algunos de los polímeros comentados en el presente documento tienen uno o más nombres u ortografía de los mismos. Por ejemplo, poli(épsilon-caprolactona), poli(caprolactona) y policaprolactona son sinónimos y los tres términos se usan de manera intercambiable. De manera similar, poli(ácido láctico) y poli(ácido láctico) son sinónimos.
Láminas biodegradables
La presente invención proporciona una lámina biodegradable que comprende tres capas poliméricas, en la que la primera capa polimérica comprende una mezcla que consiste en PBSA a una concentración de desde aproximadamente el 65% hasta aproximadamente el 85% (p/p) de la mezcla y PLA a una concentración de desde aproximadamente el 15% hasta aproximadamente el 35% (p/p) de la mezcla, en la que la segunda capa comprende PBSA, en la que la tercera capa comprende PBAT, y en la que la tercera capa polimérica está situada entre la primera capa polimérica y la segunda capa polimérica.
En algunas realizaciones, una o más de la primera, la segunda, la tercera capa o de la una o más capas adicionales o cualquier combinación de las mismas puede comprender además un plastificante y/ o un agente de extensión de cadena.
En algunas realizaciones, la primera capa polimérica y la segunda capa polimérica son iguales. En otras realizaciones, la primera capa polimérica y la segunda capa polimérica son diferentes.
En algunas realizaciones, la primera capa polimérica comprende PBSA a una concentración de desde aproximadamente el 70 hasta aproximadamente el 80% (p/p) de la mezcla y PLA a una concentración de desde aproximadamente el 20 hasta aproximadamente el 30% (p/p) de la mezcla. En algunas realizaciones, la primera capa polimérica comprende PBSa a una concentración de aproximadamente el 75% (p/p) de la mezcla y PLA a una concentración de aproximadamente el 25% (p/p) de la mezcla. En algunas de tales realizaciones, la segunda capa polimérica también comprende una mezcla de PBSA y PLA, en la que en algunas realizaciones, la segunda capa polimérica comprende PBSA a una concentración de desde aproximadamente el 65 hasta aproximadamente el 85% (p/p) de la mezcla y PLA a una concentración de desde aproximadamente el 15 hasta aproximadamente el 35% (p/p) de la mezcla. En algunas realizaciones, la segunda capa polimérica comprende PBSA a una concentración de desde aproximadamente el 70 hasta aproximadamente el 80% (p/p) de la mezcla y PLA a una concentración de desde aproximadamente el 20 hasta aproximadamente el 30% (p/p) de la mezcla. En algunas realizaciones, la segunda capa polimérica comprende PBSA a una concentración de aproximadamente el 75% (p/p) de la mezcla y PLA a una concentración de aproximadamente el 25% (p/p) de la mezcla.
En algunas realizaciones en las que la primera capa polimérica comprende una mezcla de PBSA y PLA, la segunda capa polimérica comprende PBSA.
En algunas realizaciones, la primera y la segunda capas poliméricas comprenden una mezcla de PBSA y PLA y la tercera capa polimérica comprende PBAT. En algunas realizaciones, la primera y la segunda capas poliméricas comprenden PBSA a una concentración de desde aproximadamente el 65 hasta aproximadamente el 85% (p/p) de la mezcla y PLA a una concentración de desde aproximadamente el 15 hasta aproximadamente el 35% (p/p) de la mezcla. En algunas realizaciones, la primera y la segunda capas poliméricas comprenden PBSA a una concentración de desde aproximadamente el 70 hasta aproximadamente el 80% (p/p) de la mezcla y PLA a una concentración de desde aproximadamente el 20 hasta aproximadamente el 30% (p/p) de la mezcla y la tercera capa polimérica comprende PBAT. En algunas realizaciones, la primera y la segunda capas poliméricas comprenden PBSA a una concentración de aproximadamente el 75% (p/p) de la mezcla y PLA a una concentración de aproximadamente el 25% (p/p) de la mezcla y la tercera capa polimérica comprende PBAT. En una realización, las capas poliméricas primera y segunda comprenden PBSA y PLA. Por ejemplo, la primera capa polimérica comprende PBSA a una concentración de aproximadamente el 75% (p/p) de la mezcla y PLA a una concentración de aproximadamente el 25% (p/p) de la mezcla; la segunda capa polimérica comprende PBSA a una concentración de aproximadamente el 75% (p/p) de la mezcla y PLA a una concentración de aproximadamente el 25% (p/p) de la mezcla; y la tercera capa polimérica, que comprende PBAT, está situada entre la primera capa polimérica y la segunda capa polimérica.
En otra realización, las capas poliméricas primera y segunda son diferentes. Por ejemplo, la primera capa polimérica comprende PBSA a una concentración de aproximadamente el 75% (p/p) de la mezcla y PLA a una concentración de aproximadamente el 25% (p/p) de la mezcla; la segunda capa polimérica comprende PBSA; y la tercera capa polimérica, que comprende PBAt , está situada opcionalmente entre la primera capa polimérica y la segunda capa polimérica.
En algunas realizaciones, al menos una de la capa polimérica de las láminas dadas a conocer en el presente documento comprende además un plastificante y/o un agente de extensión de cadena, tal como, por ejemplo, un agente de extensión de cadena a base de epoxi-estireno acrílico. En algunas realizaciones, cada una de la primera capa polimérica, la segunda capa polimérica y la tercera capa polimérica comprende un agente de extensión de cadena. En algunas realizaciones, al menos dos capas comprenden un agente de extensión de cadena y/o un plastificante.
En algunas realizaciones, cualquiera de las láminas biodegradables dadas a conocer en el presente documento se prepara mediante coextrusión de al menos dos capas poliméricas diferentes.
Para cualquiera de las láminas biodegradables dadas a conocer en el presente documento al menos una de las capas poliméricas comprende opcionalmente un plastificante. Cuando está presente en una capa polimérica, el plastificante puede estar presente a una concentración de desde aproximadamente el 0,05 hasta aproximadamente el 5% (p/p) de la capa polimérica. En algunas realizaciones, el plastificante comprende PCL. Láminas recubiertas
En el presente documento se da a conocer adicionalmente la lámina biodegradable multicapa de la invención con al menos una capa que se recubre con uno más de un recubrimiento metálico, un recubrimiento de goma laca, un recubrimiento a base de celulosa, recubrimiento de poli(cloruro de vinilideno) (PVDC) y un recubrimiento a base de siloxano depositado por plasma. Tales láminas pueden presentar una impermeabilidad ventajosa expresada como una tasa de transmisión de vapor de agua (WVTR) y/o una tasa de transmisión de oxígeno (OTR) reducidas, con propiedades de sellado mejoradas, y contacto directo con líquidos mientras que se mantienen las características mecánicas de las láminas flexibles así como la biodegradabilidad y capacidad de compostaje y/o propiedades de base biológica.
En algunas realizaciones de cualquiera de las láminas biodegradables dadas a conocer en el presente documento, al menos una capa polimérica comprende un capa de recubrimiento sobre una o ambas superficies. En un ejemplo, para una lámina tricapa, la primera capa polimérica se recubre en uno o ambos lados. En algunas realizaciones, la segunda capa polimérica se recubre en uno o ambos lados. En algunas realizaciones, la tercera capa polimérica se recubre en uno o ambos lados. En algunas realizaciones, cada una de las capas poliméricas primera y tercera se recubre independientemente en uno o ambos lados. En algunas realizaciones, cada una de las capas poliméricas primera y segunda se recubre independientemente en uno o ambos lados. En algunas realizaciones, cada una de las capas poliméricas segunda y tercera se recubre independientemente en uno o ambos lados.
En algunas realizaciones, el recubrimiento se selecciona del grupo que consiste en un recubrimiento metálico, de goma laca, a base de celulosa, un recubrimiento de poli(cloruro de vinilideno) (PVDC) y un recubrimiento a base de siloxano depositado por plasma.
En algunas realizaciones, el recubrimiento comprende una capa de recubrimiento metálico biodegradable, por ejemplo, un recubrimiento de aluminio, tal como una capa de dióxido de aluminio. La capa metálica puede aplicarse a la capa polimérica usando metalización directa y tal capa puede servir opcionalmente como capa laminada.
En algunas realizaciones, el recubrimiento comprende una primera capa de recubrimiento seleccionada del grupo que consiste en goma laca, un recubrimiento a base de celulosa y un recubrimiento a base de siloxano depositado por plasma y comprende además una capa biodegradable de recubrimiento metálico sobre la primera capa de recubrimiento.
En algunas realizaciones, el recubrimiento comprende una capa biodegradable de recubrimiento metálico, recubierta además con una capa adicional seleccionada del grupo que consiste en goma laca, un recubrimiento a base de celulosa, un recubrimiento de poli(cloruro de vinilideno) (PVDC) y un recubrimiento a base de siloxano depositado por plasma.
En algunas realizaciones, las láminas biodegradables están previstas de un recubrimiento para mejorar la impermeabilidad de las láminas a, por ejemplo, oxígeno y vapor de agua, mejorar las propiedades de sellado (por ejemplo, aumentar la ventana de temperaturas de sellado y/o resistencia de sellado), proporciona una capa de contacto directa con líquidos, mejorando propiedades de recubrimiento o de adhesión de recubrimiento, mientras que retiene las características deseables de ser flexible, biodegradable, de base biológica y/o compostable para envasado.
La presente invención proporciona además una estructura laminada multicapa que comprende la lámina biodegradable que comprende tres capas poliméricas de la invención tal como se da a conocer en el presente documento, y al menos una capa adicional unida a la lámina biodegradable mediante laminación.
También se da a conocer en el presente documento un método de preparación de una lámina biodegradable que comprende dos o más capas, comprendiendo cada capa independientemente un polímero biodegradable o mezcla polimérica; y en el que al menos una capa de la lámina comprende opcionalmente un recubrimiento seleccionado del grupo que consiste en un recubrimiento de goma laca, un recubrimiento a base de celulosa, un recubrimiento de poli(cloruro de vinilideno) (PVDC) y recubrimiento a base de siloxano, que comprende las etapas de
I. Extruir en estado fundido el polímero o la mezcla de polímeros;
ii. Extruir la extrusión en estado fundido de la etapa (i) para formar una lámina;
iii. Metalizar opcionalmente una o más capas de la lámina;
iv. Recubrir opcionalmente uno o ambos lados de la lámina resultante de la etapa (ii) o la etapa (iii) con el recubrimiento; y
v. Laminar opcionalmente la lámina biodegradable con una segunda lámina biodegradable; preparando así la lámina biodegradable.
Las etapas (iii) y (iv) pueden llevarse a cabo en orden inverso. Por ejemplo, en algunos casos, la etapa (iii) se lleva a cabo antes de la etapa (iv). En otros casos, la etapa (iv) se lleva a cabo antes de la etapa (iii).
En diversas realizaciones, las láminas biodegradables dadas a conocer en el presente documento son láminas que comprenden uno o más de los siguientes polímeros poli(épsilon-caprolactona) (PCL), polidioxanona (PDO), poli(ácido glicólico) (PGA), poli(succinato de butileno) (PBS), poli(succinato-adipato de butileno) (PBSA), poli(tereftalato-adipato de butileno) (PBAT), poli(ácido láctico) (PLA), poli(alcohol vinílico) (PVOH), un polihidroxialcanoato (PHA) tal como polihidroxibutirato (PHB), polihidroxivalerato (PHV) o polihidroxibutiratohidroxivalerato (PHV); o cualquier mezcla de los mismos y al menos una capa comprende además un recubrimiento de goma laca y/o nitrocelulosa, o un recubrimiento de celulosa nanocristalina o un recubrimiento de PVDC o un recubrimiento de siloxano depositado por plasma.
En otras realizaciones, la lámina biodegradable tiene al menos una capa que es una capa de contacto para el contacto directo con un material y opcionalmente una o más capas adicionales, en la que la capa de contacto comprende un primer polímero hidrófobo seleccionado del grupo que consiste en poli(épsilon-caprolactona) (PCL), un polihidroxialcanoato (PHA) y una mezcla de PCL y PHA, y un segundo polímero hidrófobo seleccionado del grupo que consiste en poli(succinato de butileno) (PBS), poli(succinato-adipato de butileno) (PBSA), poli(ácido láctico) (PLA), poli(tereftalato-adipato de butileno) (PBAT), polidioxanona (PDO), poli(ácido glicólico) (PGA) y cualquier combinación o mezcla de los mismos. En algunas realizaciones, al menos una capa de la lámina comprende un recubrimiento metálico, un recubrimiento de goma laca y/o nitrocelulosa, o un recubrimiento de celulosa nanocristalina, o un recubrimiento de PVDC o un recubrimiento de siloxano depositado por plasma.
Los primeros polímeros hidrófobos pueden ser polímeros “superhidrófobos”, refiriéndose a la tendencia de la composición apolar a excluir el agua de su superficie. La interacción hidrófoba es principalmente un efecto entrópico que se origina de la ruptura de enlaces de hidrógeno altamente dinámicos entre moléculas de agua líquida por la superficie apolar (The Real Reason Why Oil and Water Don't Mix Todd P. Silverstein, J. Chem. Educ. 1998, 75 (1), pág. 116). Una cadena hidrocarbonada o una región apolar similar o una molécula grande no puede formar enlaces de hidrógeno con el agua. La hidrofobicidad puede calcularse mediante la razón de grupos apolares, tal como molécula de hidrocarburo puro con respecto a grupos polares tales como grupos hidroxilo, carbonilo o éster. Los polímeros superhidrófobos muestran una alta razón apolar con respecto a polar (mayor de aproximadamente el 60%; véase la tabla con ejemplos de PCL y PHA), y los polímeros poco hidrófobos muestran una baja razón apolar con respecto a polar (menos de aproximadamente el 60%). En algunas realizaciones, el primer polímero hidrófobo es PCL, un PHA o una mezcla de PCL y PHA. En algunas realizaciones, el primer polímero hidrófobo es PCL. En algunas realizaciones, el primer polímero hidrófobo es PHA. El PHA puede seleccionarse de cualquier PHA conocido en la técnica incluyendo, pero sin limitarse a, polihidroxibutirato (PHB), polihidroxivalerato (PHV), copolímeros de polihidroxibutirato-hidroxivalerato (PHBV); y cualquier derivado o mezcla de los mismos. En algunas realizaciones, el primer polímero hidrófobo es una mezcla de PCL y un PHA, por ejemplo una mezcla de PCL y uno o más de polihidroxibutirato (PHB), polihidroxivalerato (PHV), copolímeros de polihidroxibutirato-hidroxivalerato (PHBV); o cualquier derivado del mismo.
En algunas realizaciones, la cantidad del primer polímero hidrófobo está presente en una cantidad de aproximadamente el 5% p/p a aproximadamente el 45% p/p de la capa de contacto, o de aproximadamente el 20% p/p a aproximadamente el 45% p/p o de aproximadamente el 25% a aproximadamente el 40%. El primer polímero hidrófobo, PCL, PHA o una mezcla de los mismos está presente en una cantidad de aproximadamente el 5%, el 6%, el 7%, el 8%, el 9%, el 10%, el 11%, el 12%, el 13%, el 14%, el 15 %, el 16%, el 17%, el 18%, el 19%, el 20%, el 21%, el 22%, el 23%, el 24%, el 25%, el 26%, el 27%, el 28%, el 29%, el 30%, el 31%, el 32%, el 33%, el 34%, el 35%, el 36%, el 37%, el 38%, el 39%, el 40%, el 41%, el 42%, el 43%, el 44% o aproximadamente el 45% p/p.
En algunas realizaciones, el segundo polímero hidrófobo se selecciona del grupo que consiste en PBS, PBSA, PLA, PBAT y cualquier mezcla de los mismos. En algunas realizaciones, el segundo polímero hidrófobo es PBSA.
En algunas realizaciones, el segundo polímero hidrófobo comprende una mezcla seleccionada del grupo que consiste en una mezcla de PBS y PBSA, y una mezcla de PBSa y PLA. En algunas realizaciones, el segundo polímero hidrófobo es una mezcla de PBS y PBSA. En algunas realizaciones, el segundo polímero hidrófobo es una mezcla de PBSA y PLA. El segundo polímero hidrófobo o mezcla de polímero hidrófobo está presente en una cantidad de aproximadamente el 55% p/p a aproximadamente el 95% p/p, de aproximadamente el 60% a aproximadamente el 90%, de aproximadamente el 60% a aproximadamente el 80% o de aproximadamente el 60% a aproximadamente el 75%.
En algunas realizaciones, la lámina es una lámina de una sola capa. En algunas realizaciones, la lámina es una lámina multicapa. Una lámina multicapa consiste en 3, 4 ó 5 o más capas. Una primera capa también se denomina “capa 1”, una segunda capa también se denomina capa 2; una tercera capa también se denomina “capa 3” y así sucesivamente.
En algunas realizaciones, la lámina biodegradable es una lámina de tres capas.
En algunas realizaciones, la lámina de tres capas comprende una segunda capa que comprende aproximadamente el 100% de PBSA.
En algunas realizaciones, la lámina de tres capas comprende una tercera capa que comprende aproximadamente el 15%-25% p/p de PBS o pLa, aproximadamente el 50%-60% p/p de pBaT y aproximadamente el 20%-30% de PCL.
Con el fin de definir las propiedades físicas de las láminas biodegradables dadas a conocer en el presente documento, se usaron varias mediciones. La tensión a la carga máxima, el módulo de Young y la deformación a la rotura se midieron usando el método de prueba de la norma ASTM D882-10 para determinar las propiedades de tracción de láminas de plástico delgadas. La transmitancia de luz y la turbidez se midieron usando el método de prueba de la norma ASTM D1003-07e1 para determinar la turbidez y la transmitancia luminosa de plásticos transparentes. La permeabilidad al oxígeno de las láminas biodegradables se midió usando el método de prueba de la norma ASTM D3985-05(2010)e1 para determinar la tasa de transmisión de gas oxígeno a través de películas plásticas y láminas usando un sensor coulométrico. La permeabilidad al vapor de agua de las láminas biodegradables de la invención se midió usando el método de prueba de la norma ASTM E398-03(2009)e1 para determinar la tasa de transmisión de vapor de agua de materiales en láminas usando medición dinámica de humedad relativa.
En una realización de la invención, esta invención proporciona una lámina biodegradable que tiene una tensión a la carga máxima de al menos 15 Mpa. Según otras realizaciones, esta invención proporciona una lámina biodegradable que tiene una tensión a la carga máxima de al menos 30 Mpa. Según algunas realizaciones de la invención, la tensión a la carga máxima está en el intervalo de 15 a 50 Mpa. Según algunas realizaciones de la invención, la tensión a la carga máxima está en el intervalo de 15-20 Mpa. Según algunas realizaciones de la invención, la tensión a la carga máxima está en el intervalo de 20-25 Mpa. Según algunas realizaciones de la invención, la tensión a la carga máxima está en el intervalo de 25-30 Mpa. Según algunas realizaciones de la invención, la tensión a la carga máxima está en el intervalo de 30-35 Mpa. Según algunas realizaciones de la invención, la tensión a la carga máxima está en el intervalo de 35-40 Mpa. Según algunas realizaciones de la invención, la tensión a la carga máxima está en el intervalo de 40-45 Mpa. Según algunas realizaciones de la invención, la tensión a la carga máxima está en el intervalo de 45-50 Mpa. Según realizaciones adicionales de la invención, la tensión a la carga máxima está en el intervalo de 24-26 Mpa. Según realizaciones adicionales de la invención, la tensión a la carga máxima está en el intervalo de 46-48 Mpa. Según realizaciones adicionales de la invención, la tensión a la carga máxima está en el intervalo de 32-34 Mpa. Según algunas realizaciones de la invención, la tensión a la carga máxima está en el intervalo de 19-21 Mpa. Según algunas realizaciones de la invención, la tensión a la carga máxima está en el intervalo de 29-31 Mpa.
Goma laca
La goma laca puede fabricarse a máquina o a mano y se necesitan aproximadamente 100.000 insectos hemípteros para fabricar 1 libra de resina de goma laca. El calentamiento es el único procedimiento para la goma laca fabricada a mano, pero la goma laca fabricada a máquina puede procesarse mediante calentamiento, extracción con disolvente y decoloración. Los disolventes de alcohol se usan para la extracción con disolventes y para los procedimientos de desparafinado/decoloración, la disolución se fuerza a través de filtros de carbón activado para retirar los constituyentes colorantes más oscuros de la goma laca. Variando la cantidad de carbón, el tiempo de contacto y la calidad de la goma laca, pueden obtenerse varias calidades de goma laca que oscilan en color entre claro y ámbar.
La presente divulgación se ilustra en detalle a continuación con referencia a ejemplos, pero no debe interpretarse como limitada a los mismos.
La citación de cualquier documento en el presente documento no pretende ser una admisión de que tal documento es una técnica anterior pertinente o se considera material para la patentabilidad de cualquier reivindicación en el presente documento divulgación. Cualquier declaración sobre el contenido o la fecha de cualquier documento se basa en la información disponible para el solicitante en el momento de la presentación y no constituye una admisión en cuanto a la exactitud de tal declaración.
Ejemplos
En la medida en que las láminas biodegradables y las estructuras laminadas multicapa que comprenden las láminas biodegradables en los siguientes ejemplos no se encuentran dentro del alcance de las reivindicaciones, son ejemplos de referencia y no forman parte de la invención.
En la sección experimental a continuación, todos los porcentajes son porcentajes en peso.
Materiales y métodos
Todas las láminas de polímero se prepararon usando materias primas y dispositivos disponibles comercialmente, usando uno o más métodos convencionales que incluyen: secado de resina polimérica, mezcla de resina, extrusión de película moldeada por colada, coextrusión de película moldeada por colada, metalización y laminación térmica.
Materiales
Las siguientes resinas poliméricas y materias primas se adquirieron de fuentes comerciales:
PCL poli(épsilon-caprolactona)
PLA poli(ácido láctico)
PBS poli(succinato de butileno)
PBSA poli(succinato-adipato de butileno)
PBAT poli(tereftalato-adipato de butileno)
PHA poli(hidroxialcanoato)
PVOH poli(alcohol vinílico)
Capa ligante: poli(acetato de vinilo)
Adhesivo: adhesivo de poliéster-poliuretano a base de agua
Celulosa
Secado de resina
Antes de su uso, las resinas se secaron durante la noche en un secador desecador Shini SCD-160U-120H de flujo de aire calentado hasta 50°C.
Mezclas de resinas
Tal como se observa a partir de las tablas 1 y 2, algunas realizaciones de las láminas de polímero según las enseñanzas en el presente documento incluyeron capas que comprenden una mezcla de polímeros. Tales capas se prepararon mediante extrusión/coextrusión de una resina de mezcla de polímeros.
Para preparar las resinas de mezcla de polímeros requeridas, las cantidades apropiadas de las resinas constituyentes secas se mezclaron en seco, se introdujeron en la alimentación de una mezcladora de doble husillo y luego se extruyeron en estado fundido para formar una resina de mezcla de polímeros. Durante la extrusión en estado fundido en la mezcladora, los ajustes de la zona de temperatura fueron de 170-175-180-185-190°C boquilla a 190°C, una velocidad del husillo de 350 rpm y una presión de 15-25 bar.
La resina polimérica elaborada se trituró en gránulos de 1-5 mm de diámetro usando un granulador de hebras. Coextrusión de películas y láminas de película moldeada por colada
Algunas realizaciones de láminas según las enseñanzas en el presente documento se prepararon mediante coextrusión de dos o más capas para preparar una lámina deseada mediante coextrusión de película moldeada por colada multicapa.
Algunas realizaciones de láminas según las enseñanzas en el presente documento se prepararon mediante laminación de películas extruidas de película moldeada por colada de una capa o multicapa.
Las películas y láminas se prepararon usando una prensa coextrusora de película moldeada por colada Dr. Collin (Collin Lab and Pilot Solutions) usando configuraciones convencionales, normalmente la mezcla se alimentó a la prensa extrusora con las configuraciones de zona de temperatura de 170-180-200°C; adaptador a 200°C; bloque de alimentación a 200°C; boquilla a 200°C. La velocidad del husillo se fijó para proporcionar una capa extruida que tuviera el grosor deseado de la manera habitual. Para láminas multicapa se usó una boquilla que tenía tres orificios, cada uno alimentado por una prensa extrusora dedicada.
Metalización
La metalización se realizó usando un procedimiento físico de deposición de vapor con vapor de aluminio a vacío. Laminación por termosellado
La laminación por termosellado para preparar una lámina según las enseñanzas en el presente documento se realizó alimentando las películas constituyentes de las bobinas a una máquina laminadora. En algunos casos, se laminaron directamente dos películas. En algunos casos, se laminaron dos películas con la ayuda de un adhesivo a base de agua aplicado a 2 g/m2 como una capa de unión de 2 micrómetros de grosor entre las dos películas.
Recubrimiento
Se aplicó un recubrimiento de película delgada de goma laca o celulosa sobre determinadas láminas tal como se define a continuación a una concentración de 3 g/m2. Para las películas metalizadas, el recubrimiento se aplicó sobre el lado metalizado. El recubrimiento de película se secó durante la noche a temperatura ambiental.
Alternativamente, las láminas se recubrieron con una mezcla de siloxano (a la que se hace referencia en el presente documento como “Siox”) usando un tratamiento de superficie con plasma. Específicamente, se colocó una lámina que va a tratarse en una cámara de vacío. Se usó un generador de radiofrecuencia (RF) para generar plasma para tratar la superficie de la lámina en dos etapas: una primera etapa de limpieza que incluye un ciclo corto de tratamiento con plasma (etapa de limpieza) y una segunda etapa de deposición de mezcla de siloxano. Esta etapa se realizó con un generador de RF que crea un flujo de plasma de radicales energéticos que bombardean la superficie de un objeto (por ejemplo, una lámina).
La lámina se coloca en un entorno de bajo vacío en una cámara de vacío durante todo el procedimiento.
Alternativamente, las láminas se recubrieron con partículas de celulosa nanocristalina después del tratamiento de la superficie con plasma. Específicamente, se colocó una lámina a tratar en una cámara de vacío. Se usó un generador de radiofrecuencia (RF) para generar plasma para tratar la superficie de la lámina en dos etapas: una primera etapa de limpieza que incluye un ciclo corto de tratamiento con plasma (etapa de limpieza) y una segunda etapa de deposición de celulosa nanocristalina. Esta etapa se realizó con un aplicador de rodillo automático para extender el recubrimiento sobre la superficie de un objeto (por ejemplo, una lámina).
La lámina se coloca en un entorno de bajo vacío en una cámara de vacío durante todo el procedimiento.
Ejemplo 1: Realizaciones específicas de láminas y laminados según las presentes enseñanzas.
Realizaciones específicas de láminas (n.° 2 y n.° 3) y materiales laminados (n.° 1 a n.° 5) según la presente invención, así como ejemplos de referencia de láminas (n.° 1 y n.° 4 a n.° 17) que no son según la invención, se muestran en la tabla 1 y la tabla 2, respectivamente, y se describen a continuación:
Tabla 1. Películas
Figure imgf000011_0001
Figure imgf000012_0002
Tabla 2. Materiales laminados
Figure imgf000012_0001
Tabla 1, lámina de referencia n.° 1 preparada mediante coextrusión de película moldeada por colada de 60% de PLA:40% de PCL (prensa extrusora I),
PBS (prensa extrusora II),
Tabla 1, lámina n.° 2 preparada mediante coextrusión de película moldeada por colada de
25% de PLA: 75% de PBSA (prensa extrusora I),
PBAT (prensa extrusora II),
25% de PLA: 75% de PBSA (prensa extrusora III),
Tabla 1, lámina n.° 3 preparada mediante coextrusión de película moldeada por colada de
75% de PBSA: 25% de PLA (prensa extrusora I),
PBAT (prensa extrusora II),
PBSA (prensa extrusora III),
Tabla 1, lámina de referencia n.° 4 preparada mediante coextrusión de película moldeada por colada de PBS (prensa extrusora I),
PBAT (prensa extrusora II),
PBS (prensa extrusora III),
Tabla 1, lámina de referencia n.° 5 preparada mediante coextrusión de película moldeada por colada de 75% de PBSA: 25% de PLA (prensa extrusora I),
PHA (prensa extrusora II),
PBSA (prensa extrusora III),
Tabla 1, lámina de referencia n.° 6 preparada mediante coextrusión de película moldeada por colada de 75% de PBSA: 25% de PLA (prensa extrusora I),
PHA (prensa extrusora II),
PBAT (prensa extrusora III),
Tabla 1, lámina de referencia n.° 7 preparada mediante coextrusión de película moldeada por colada de 75% de PBSA: 25% de PLA (prensa extrusora I),
75% de PBSA: 25% de PLA (prensa extrusora II),
PBS (prensa extrusora III),
Tabla 1, lámina de referencia n.° 8 preparada mediante coextrusión de película moldeada por colada de 75% de PBSA: 25% de PLA (prensa extrusora I),
75% de PBSA: 25% de PLA (prensa extrusora II),
PBS (56%):PLA (19%):PCL (25%) (prensa extrusora III),
Tabla 1, lámina de referencia n.° 9 hecha por coextrusión de película moldeada por colada de
PLA (60%):PCL (40%) (prensa extrusora I),
PBAT (prensa extrusora II),
PLA (60%):PCL (40%) (prensa extrusora III),
Tabla 1, lámina de referencia n.° 10 preparada mediante coextrusión de película moldeada por colada de PLA (prensa extrusora I),
PBS (prensa extrusora II),
PBS (prensa extrusora III),
Tabla 1, lámina de referencia n.° 11 preparada mediante coextrusión de película moldeada por colada de PLA metalizado disponible comercialmente (prensa extrusora I),
Celulosa metalizada disponible comercialmente (prensa extrusora II),
PLA-Siox (PLA disponible comercialmente que se sometió a deposición de vapor de óxido de silicio (SiOx) (prensa extrusora III),
Tabla 1, lámina de referencia n.° 12 preparada mediante coextrusión de película moldeada por colada de PBS (prensa extrusora I),
PLA (60%):PCL (40%) (prensa extrusora II),
PBSA (prensa extrusora III),
Tabla 1, lámina de referencia n.° 13 preparada mediante coextrusión de película moldeada por colada de PBS (prensa extrusora I),
PLA (60%):PCL (40%) (prensa extrusora II),
PBS (prensa extrusora III),
Para las láminas n.os 1-13:
(i) Opcionalmente, las películas coextruidas pueden emplear PBSA (85%):PLA (15%) en lugar de PBSA (75%):PLA (25%) en la prensa extrusora I, prensa extrusora II y/o prensa extrusora III.
(ii) Opcionalmente, la metalización o una capa de recubrimiento a base de goma laca, a base de celulosa (incluyendo celulosa tratada con plasma y nanocristalina), un PVDC y/o una capa de recubrimiento a base de siloxano depositada por plasma puede proporcionarse sobre la capa producida por la prensa extrusora I, en el lado que mira hacia la capa producida por la prensa extrusora II.
(iii) Opcionalmente, puede añadirse un plastificante a la prensa extrusora I, a la prensa extrusora II y/o a la prensa extrusora III en una razón peso/peso del 0,5 al 5%. Este plastificante puede ser un plastificante disponible comercialmente, por ejemplo, PCL per se.
Tabla 1, lámina de referencia n.° 14 preparada mediante coextrusión de película moldeada por colada de PBSA (75%):PLA (25%) (prensa extrusora I),
PBSA (75%):PLA (25%) (prensa extrusora II).
Tabla 1, lámina de referencia n.° 15 preparada mediante coextrusión de película moldeada por colada de PBSA (85%):PLA (15%) (prensa extrusora I),
PBSA (85%):PLA (15%) (prensa extrusora II).
Tabla 1, lámina de referencia n.° 16 preparada mediante coextrusión de película moldeada por colada de PBS (80%):PLA (20%) (prensa extrusora I),
PBS (80%):PLA (20%) (prensa extrusora II).
Tabla 1, lámina de referencia n.° 17 preparada mediante coextrusión de película moldeada por colada de PLA (33%):PBS (33%):PBAT (33%) (prensa extrusora I),
PLA (33%):PBS (33%):PBAT (33%) (prensa extrusora II).
Tabla 2, material laminado n.° 1 preparado usando las películas coextruidas moldeadas por colada de Lámina n.° 10, recubierta con goma laca,
Lámina n.° 1, metalizada,
Lámina n.° 3.
Tabla 2, n.° de material laminado 2 preparado usando las películas coextruidas moldeadas por colada de Lámina n.° 1, recubierta con goma laca,
Lámina n.° 2.
Tabla 2, n.° de material laminado 3 preparado usando las películas coextruidas moldeadas por colada de Lámina n.° 1, metalizada y luego recubierta con goma laca
Lámina n.° 2.
Tabla 2, n.° de material laminado 4 preparado usando las películas coextruidas moldeadas por colada de Lámina n.° 1, metalizada y luego recubierta con goma laca,
Lámina n.° 3.
Tabla 2, material laminado n.° 5 preparado usando las películas coextruidas moldeadas por colada de Lámina n.° 10, recubierta con goma laca,
Lámina n.° 11,
Lámina n.° 3.
Opcionalmente, los materiales laminados pueden formarse usando cualquiera de las láminas n.os 1-17 con o sin recubrimiento metalizado y/o una base de goma laca, uno a base de celulosa (incluyendo celulosa tratada con plasma y nanocristalina), un PVDC y/o un recubrimiento a base de siloxano depositado por plasma.
Para las láminas metalizadas y recubiertas de goma laca, el recubrimiento de goma laca se aplica después de la metalización.
Para láminas con recubrimiento de goma laca, la goma laca se aplica entre películas coextruidas del material laminado.
Ejemplo 2: propiedades físicas de una lámina a modo de ejemplo tal como se da a conocer en el presente documento
Para definir las propiedades físicas de una lámina biodegradable a modo de ejemplo tal como se da a conocer en el presente documento (lámina n.° 3) de la tabla 1, se usaron varias mediciones.
El módulo de Young y UTS se midieron usando el método de prueba de la norma ASTM D882-10 para las propiedades de tracción de láminas de plástico delgadas.
La turbidez se midió usando el método de prueba de la norma ASTM D1003-07e1 para determinar la turbidez y la transmitancia luminosa de plásticos transparentes.
El impacto se midió usando el método de prueba de la norma ASTM D1709 para determinar la resistencia al impacto de la película plástica mediante el dardo a caída libre.
Las propiedades físicas de la lámina a modo de ejemplo se compararon con las de una amplia gama de películas comerciales de polietileno no biodegradables que se usan comúnmente en la industria del envasado. Los resultados se muestran en la figura 1.
Tal como se observa en las figuras 1A-1D, se mostró que la lámina a modo de ejemplo según las enseñanzas dadas a conocer en el presente documento tiene valores de impacto, turbidez, módulo y resistencia a la tracción final en la dirección de la máquina que se comparan favorablemente con los de las películas comerciales de polietileno no degradables.
Ejemplo 3: Métodos para generar materiales laminados biodegradables con láminas biodegradables recubiertas Todas las láminas multicapa dadas a conocer en el presente documento tenían un grosor de aproximadamente 15-120 micrómetros. La metalización de aluminio de algunas de las láminas dadas a conocer a continuación en el presente documento puede realizarse usando métodos conocidos en la técnica. En algunas realizaciones, la metalización se llevó a cabo usando aluminio a vacío y metalización a baja temperatura. Tal como se describe en el presente documento, la capa 1 es la capa en contacto con el material, por ejemplo, material líquido, semisólido o sólido.
Lámina de referencia n.° 18: se preparó una lámina biodegradable de tres capas que consistía en aproximadamente el 16,7% p/p de PLA y el 83,3% p/p de PBSA tal como sigue:
A. Etapa de elaboración por extrusión en estado fundido:
1. Se secaron 50 g de PLA y 150 g de PBSA durante la noche a una temperatura de 50°C a vacío;
2. los polímeros secos se mezclaron en seco y se colocaron en una mezcladora PRISM de dos husillos;
3. los polímeros se extruyeron en estado fundido en la mezcladora PRISM ajustada al siguiente perfil:
i) perfil de temperatura: 170-175-180-185-190°C (la boquilla se fija a 190°C);
ii) velocidad del husillo: 250 rpm; y
iii) presión: 15-25 bar; para generar el “compuesto A”
B) Etapa de coextrusión de moldeado por colada:
1. Los materiales extruidos en estado fundido compuestos por 400 g de compuesto A y 200 g de PBSA se secaron durante la noche a una temperatura de 50°C a vacío en un secador Shini SCD-160U-120H;
2. Los materiales se colocaron en una línea de coextrusión Collin y se establecieron con el siguiente perfil:
Prensa extrusora A) 190-200-220°C-200°C-adaptador; 220°C-bloque de alimentación; boquilla-210°C: velocidad del husillo: 80 rpm
Prensa extrusora B) 190-220-230°C-200°C-adaptador; 230°C-bloque de alimentación; boquilla-230°C velocidad del husillo: 45 rpm
Prensa extrusora C) 190-200-220°C-200°C-adaptador; 220°C-bloque de alimentación; boquilla-210°C: velocidad del husillo: 80 rpm
Presión de descarga 50 bar.
Se generó una lámina de referencia de 3 capas de 15 micrómetros de grosor que tenía las siguientes capas: Capa 1: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBSA; y
Capa 3: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA. C) Etapa de recubrimiento y laminación:
Se aplicó un recubrimiento de película delgada de goma laca o nitrocelulosa sobre la lámina de 15 micrómetros de grosor de (B) a una concentración de 3 g/m2. La película se secó durante la noche a temperatura ambiental y la lámina se usó per se o se laminó con adhesivo biodegradable a base de agua (por ejemplo, Epotal® 2 g/m2) a cualquiera de las láminas i-xx enumeradas a continuación. Normalmente, el recubrimiento se realizó en el lado con el adhesivo. En películas metalizadas, el recubrimiento se aplicó sobre el lado metalizado. Para películas no metalizadas, el recubrimiento se aplicó normalmente sobre la capa de compuesto A o PBSA. Una lámina laminada tiene normalmente un grosor de aproximadamente 30 micrómetros a aproximadamente 200 micrómetros.
i) Una lámina de referencia biodegradable de tres capas (15 micrómetros de grosor) de B), anteriormente:
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBSA; y
Capa 3: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; ii) Se preparó una lámina biodegradable de tres capas (36 micrómetros de grosor) según la invención según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 18, en la que la etapa de coextrusión incluyó 200 g de compuesto A (lámina n.° 18), 134 g de mezcla de PBAT disponible comercialmente y 200 g de PBSA, y que tenía las siguientes capas;
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBAT; y
Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBSA;
iii) Una lámina biodegradable de tres capas (36 micrómetros de grosor) en 2, anteriormente, que se recubrió con nitrocelulosa disponible comercialmente (Cellax®);
iv) Una lámina biodegradable de tres capas (36 micrómetros de grosor) en 2, anteriormente, que se recubrió con nitrocelulosa disponible comercialmente (Cellax®®) y luego se recubrió con un recubrimiento de película delgada de goma laca a una concentración de 3 g/m2 en el lado de Cellax @;
v) Un PLA metalizado de aluminio disponible comercialmente (de aproximadamente 20 micrómetros de grosor) (por ejemplo, metalización a vacío y a baja temperatura);
vi) Una lámina disponible comercialmente que comprende el 10% p/p de PLA y el 90% p/p de PBAT;
vii) Una lámina biodegradable metalizada de aluminio de tres capas (15 micrómetros de grosor) de B) viii) Una lámina biodegradable metalizada de aluminio de una sola capa (aproximadamente 30-120 micrómetros de grosor);
ix) Una lámina biodegradable metalizada de aluminio de una sola capa de PBS (30-20 micrómetros de grosor) recubierta con nitrocelulosa (Cellax®) disponible comercialmente en el lado metalizado;
x) Una lámina biodegradable metalizada de aluminio de una sola capa de PBS (30-20 micrómetros de grosor) recubierta con un recubrimiento de película delgada de goma laca a una concentración de 3 g/m2 en el lado metalizado;
xi) Una lámina biodegradable metalizada de aluminio de una sola capa de PBS (30-20 micrómetros de grosor) recubierta con un recubrimiento de película delgada de goma laca a una concentración de 3 g/m2 en ambos lados;
xii) Una lámina biodegradable de referencia de una sola capa de PBS (30-20 micrómetros de grosor) que se recubrió con nitrocelulosa disponible comercialmente (Cellax®);
xiii) Se preparó una lámina biodegradable de referencia de tres capas (100-15 micrómetros de grosor) según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 18, en la que en la etapa de coextrusión se incluyeron 240-120 g de PBS, 120-360 g de mezcla de PBAT disponible comercialmente y 240-240 g de PBS, que se metalizó con aluminio, que tenía las siguientes capas;
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS;
Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBAT; y
Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS;
xiv) Una lámina biodegradable metalizada de aluminio de tres capas (15-100 micrómetros de grosor) de xiii, recubierta anteriormente con nitrocelulosa disponible comercialmente (Cellax®) en el lado metalizado;
xv) Una lámina biodegradable metalizada de aluminio de tres capas (15-100 micrómetros de grosor) de xiii, recubierta anteriormente con un recubrimiento de película delgada de goma laca a una concentración de 3 g/m2 en el lado metalizado;
xvi) Una lámina biodegradable metalizada de aluminio de tres capas (15-100 micrómetros de grosor) de xiii, recubierta anteriormente con un recubrimiento de película delgada de goma laca a una concentración de 3 g/m2 en ambos lados;
xvii) Una lámina biodegradable de tres capas (15-100 micrómetros de grosor) de 13, recubierta anteriormente con nitrocelulosa disponible comercialmente (Cellax®);
xviii) Una lámina biodegradable de referencia de tres capas (15-100 micrómetros de grosor) preparada según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 18, en la que en la etapa de coextrusión se incluyeron 120-240 g de compuesto A, 120-360 g de PHA y 120-240 g de PBsA, y que tenía las siguientes capas;
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PHA; y
Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBSA;
xix) Una lámina biodegradable de referencia de tres capas (15-100 micrómetros de grosor) preparada según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 18, en la que la etapa de coextrusión incluyó 120-240 g de compuesto A, 120-360 g de PHA y 120-240 g de mezcla de PBAt , usando etapas similares a las de la lámina n.° 18, B;
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PHA; y
Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de mezcla de PBAT;
xx) Una lámina biodegradable de referencia de dos capas (15-100 micrómetros de grosor) preparada según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 18, en la que en la etapa de coextrusión se incluyeron 200 g de PBS y 200 g de PHA, y que tenía las siguientes capas;
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS; y
Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PHA;
Para todas las láminas siguientes n.° 18 a n.° 35, se obtiene una lámina laminada multicapa laminando la lámina con cualquiera de las láminas i-xx, tal como se dio a conocer anteriormente para la lámina n.° 18.
Lámina n.° 19: se preparó una lámina biodegradable de referencia de tres capas (aproximadamente 30 micrómetros de grosor) según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 18, con la siguiente modificación: la etapa de coextrusión de moldeado por colada incluyó 200 g de compuesto A, 200 g de compuesto A y 200 g de PBS. A continuación, se metalizó el lado exterior de la lámina con aluminio a vacío y a baja temperatura. Las etapas de recubrimiento y laminación opcionales se realizaron tal como se describe para la lámina n.° 18, en el lado metalizado de la lámina.
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; Capa 2: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; y Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS metalización goma laca laminación opcional. Se obtiene una lámina laminada multicapa laminando la lámina n.° 19 con cualquiera de las láminas i-xx, tal como se dio a conocer anteriormente para la lámina n.° 18.
Lámina n.° 20: se preparó una lámina biodegradable de referencia de tres capas (60 micrómetros de grosor) según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 18, en la que se aplicó adhesivo biodegradable a base de agua en el lado interior (capa 1) de la lámina de 15 micrómetros de grosor en 1, B y celulosa metalizada disponible comercialmente (20 micrómetros de grosor) que se recubrió y luego se laminó usando adhesivo biodegradable a base de agua con película de PBAT/PLA disponible comercialmente. La etapa de laminación opcional se realizó tal como se describe para la lámina n.° 18, en la capa exterior (capa 3) de la lámina.
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA celulosa metalizada goma laca laminación con PBAT/PLA;
Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBSA; y
Capa 3: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA laminación.
Tanto las capas internas como externas están laminadas.
Se obtiene una lámina laminada multicapa laminando la lámina n.° 3 con cualquiera de las láminas i-xx, tal como se dio a conocer anteriormente para la lámina n.° 18.
Lámina n.° 21: se preparó una lámina biodegradable de referencia de tres capas (aproximadamente 60 micrómetros de grosor) según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 18, en la que se aplicó un adhesivo biodegradable a base de agua en el lado interior de la lámina de 15 micrómetros de grosor en 1 B y celulosa metalizada disponible comercialmente (de aproximadamente 20 micrómetros de grosor) y recubierta que se laminó usando un adhesivo biodegradable a base de agua con PBSA. La etapa de laminación opcional se realizó tal como se describe para la lámina n.° 18, en el lado exterior de la lámina, la lámina tiene las siguientes capas:
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA celulosa metalizada goma laca laminación con PBSA;
Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBSA; y
Capa 3: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA laminación.
Se obtiene una lámina laminada multicapa laminando la lámina n.° 21 con cualquiera de las láminas i-xx, tal como se dio a conocer anteriormente para la lámina n.° 18.
Lámina n.° 22: se preparó una lámina biodegradable de una sola capa de referencia (60 micrómetros de grosor) por coextrusión de PBS y agente de extensión de cadena a base de epoxi-estireno acrílico (0,1% en peso), usando etapas similares a las de la lámina n.° 18. El recubrimiento de goma laca y la etapa de laminación opcional se realizaron como para la lámina n.° 18, teniendo la lámina las siguientes capas:
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS y agente de extensión de cadena goma laca laminación opcional;
Se obtiene una lámina laminada multicapa laminando la lámina n.° 22 con cualquiera de las láminas i-xx, tal como se dio a conocer anteriormente para la lámina n.° 18.
Lámina n.° 23: se preparó una lámina biodegradable de una sola capa de referencia (60 micrómetros de grosor) según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 22, en la que la etapa de coextrusión empleó PBSA y el 0,3% en peso del agente de extensión de cadena a base de epoxi-estireno acrílico.
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBSA y agente de extensión de cadena goma laca laminación opcional
Se obtiene una lámina laminada multicapa laminando la lámina n.° 6 con cualquiera de las láminas i-xx, tal como se dio a conocer anteriormente para la lámina n.° 18.
Lámina n.° 24: se preparó una lámina biodegradable de referencia de tres capas (60 micrómetros de grosor) según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 18, en la que en la etapa de coextrusión 200 g de compuesto A, 200 g de PVOH y 200 g de compuesto A se coextruyeron con el 0,4% en peso del agente de extensión de cadena a base de estireno-epoxi acrílico, usando etapas similares a las de la lámina n.° 18. El recubrimiento de goma laca y la etapa de laminación opcional se llevaron a cabo como en la lámina n.° 18. Capa 1: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p y agente de extensión de cadena;
Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PVOH y agente de extensión de cadena; y Capa 3: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA y agente de extensión de cadena goma laca laminación opcional.
Se obtiene una lámina laminada multicapa laminando la lámina n.° 24 con cualquiera de las láminas i-xx, tal como se dio a conocer anteriormente para la lámina n.° 18.
Lámina n.° 25: se preparó una lámina biodegradable de referencia de tres capas (aproximadamente 60 micrómetros de grosor) según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 18, con la siguiente modificación: la etapa de coextrusión de moldeado por colada incluyó 120-240 g de compuesto en la lámina n.° 18, A, 120-360 g de compuesto en la lámina n.° 18, A y 120-240 g de PBSA. El recubrimiento y la etapa de laminación opcional fueron como en la lámina n.° 18, en el lado exterior de la lámina.
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; Capa 2: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; y Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBSA goma laca laminación.
Se obtiene una lámina laminada multicapa laminando la lámina n.° 25 con cualquiera de las láminas i-xx, tal como se dio a conocer anteriormente para la lámina n.° 18.
Lámina n.° 26: se preparó una lámina biodegradable de referencia de tres capas (aproximadamente 60 micrómetros de grosor) según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 25, con el recubrimiento y la laminación opcional realizados tal como se describe para la lámina n.° 18, en el lado interior de la lámina.
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA goma laca laminación;
Capa 2: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; y Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBSA.
Se obtiene una lámina laminada multicapa laminando la lámina n.° 26 con cualquiera de las láminas i-xx, tal como se dio a conocer anteriormente para la lámina n.° 18.
Lámina n.° 27: se preparó una lámina biodegradable de referencia de tres capas (de aproximadamente 60 micrómetros de grosor) según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 25. El lado exterior de la lámina (PBSA) se recubrió con un copolímero de disolución de cloruro de vinilideno (PVDC) al 1% como máximo del peso de la película 2 g/m2. El recubrimiento de goma laca y la laminación opcional en el lado interior de la lámina se realizaron tal como se describe para la lámina n.° 18.
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA goma laca laminación;
Capa 2: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; y Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBSA PVDC.
Se obtiene una lámina laminada multicapa laminando la lámina n.° 27 con cualquiera de las láminas i-xx, tal como se dio a conocer anteriormente para la lámina n.° 18.
Lámina n.° 28: se preparó una lámina biodegradable de tres capas (aproximadamente 36 micrómetros de grosor) según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 18 , en la que en la etapa de coextrusión se incluyeron 200 g de compuesto A, 134 g de mezcla de PBAT disponible comercialmente y 200 g de PBSA. El recubrimiento de goma laca y la laminación opcional se realizaron tal como se describe para la lámina n.° 18. Capa 1: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de mezcla de PBAT; y
Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBSA goma laca laminación.
Se obtiene una lámina laminada multicapa laminando la lámina n.° 28 con cualquiera de las láminas i-xx, tal como se dio a conocer anteriormente para la lámina n.° 18.
Lámina n.° 29: se recubrió un PLA disponible comercialmente (20 micrómetros de grosor) que se sometió a la deposición de vapor de una película de óxido de silicio (denominado en el presente documento Siox o SiOx), se recubrió con nitrocelulosa (Cellax @) disponible comercialmente en el lado de SiOx, usando un método similar al recubrimiento de goma laca mencionado anteriormente, y la laminación opcional tal como se describe para la lámina n.° 18, que tenía la siguiente capa
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PLA SiOx Cellax® goma laca laminación. Se obtiene una lámina laminada multicapa laminando la lámina n.° 29 con cualquiera de las láminas i-xx, tal como se dio a conocer anteriormente para la lámina n.° 18.
Lámina n.° 30: se sometió una capa de PLA-SiOx disponible comercialmente (aproximadamente 20 micrómetros de grosor) tal como se describió anteriormente para la lámina n.° 29 a un recubrimiento de goma laca en el lado de SiOx y una laminación opcional tal como se describe para la lámina n.° 18.
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PLA SiOx goma laca laminación.
Se obtiene una lámina laminada multicapa laminando la lámina n.° 30 con cualquiera de las láminas i-xx, tal como se dio a conocer anteriormente para la lámina n.° 18.
Lámina n.° 31: se sometió una capa de celulosa disponible comercialmente (de aproximadamente 20 micrómetros de grosor) a PVDC y después de eso se recubre con goma laca tal como se describió anteriormente para la lámina n.° 27. A continuación, la capa recubierta se sometió a una etapa de laminación como en la lámina n.° 18.
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de celulosa PVDC goma laca laminación.
Se obtiene una lámina laminada multicapa laminando la lámina n.° 31 con cualquiera de las láminas i-xx, tal como se dio a conocer anteriormente para la lámina n.° 18.
Lámina n.° 32: se sometió una capa de celulosa disponible comercialmente que se sometió a metalización usando aluminio por el vendedor (20 micrómetros de grosor) a un recubrimiento de goma laca en el lado metalizado y la etapa de laminación fue como en la lámina n.° 18.
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de celulosa metalización goma laca laminación. Se obtiene una lámina laminada multicapa laminando la lámina n.° 32 con cualquiera de las láminas i-xx, tal como se dio a conocer anteriormente para la lámina n.° 18.
Lámina n.° 33: se sometió una capa de celulosa metalizada disponible comercialmente tal como se describió anteriormente para la lámina n.° 32 (20 micrómetros de grosor) a un recubrimiento de goma laca en el lado de celulosa y la etapa de laminación fue como en la lámina n.° 18.
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de celulosa metalización (goma laca laminación) en el lado de la celulosa.
Se obtiene una lámina laminada multicapa laminando la lámina n.° 33 con cualquiera de las láminas i-xx, tal como se dio a conocer anteriormente para la lámina n.° 18.
Lámina n.° 34: se sometió una capa de celulosa metalizada disponible comercialmente tal como se describió anteriormente para la lámina n.° 32 (20 micrómetros de grosor) a un recubrimiento de goma laca tanto en la celulosa como en los lados metalizados y la etapa de laminación fue como en la lámina n.° 18.
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de celulosa metalización goma laca en ambos lados laminación.
Se obtiene una lámina laminada multicapa laminando la lámina n.° 27 con cualquiera de las láminas i-xx, tal como se dio a conocer anteriormente para la lámina n.° 18.
Lámina n.° 35: se sometió una capa de PBS de referencia (60 micrómetros de grosor) a un recubrimiento de goma laca y la etapa de laminación fue como en la lámina n.° 18.
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS goma laca laminación.
Ejemplo 4: Láminas biodegradables recubiertas de tres capas
Las láminas de tres capas dadas a conocer en el presente documento tenían un grosor de aproximadamente 60 micrómetros.
Lámina n.° 36: se preparó una lámina biodegradable de tres capas según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 18, en la que los materiales extruidos en estado fundido compuestos por 200 g de compuesto en A, 134 g de mezcla de PBAT disponible comercialmente y 200 g de PBSA. El procedimiento de recubrimiento incluyó la aplicación de una película delgada de goma laca en la lámina de 36 micrómetros de grosor a una concentración de 3 g/m2 La película se secó durante la noche a temperatura ambiental.
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de mezcla de PBAT; y
Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBSA goma laca.
Lámina n.° 37: se preparó una lámina biodegradable de tres capas (36 micrómetros de grosor) según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 36 se recubrió en primer lugar con nitrocelulosa disponible comercialmente (Cellax @) en el lado interior (compuesto A), usando un método similar al recubrimiento de goma laca mencionado anteriormente, y luego se sometió a la etapa de recubrimiento de goma laca como en la lámina n.° 36
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA Cellax®;
Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de mezcla de PBAT; y
Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBSA goma laca.
Lámina n.° 38: se preparó una lámina biodegradable de tres capas de referencia según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 18, que consiste únicamente en capas de PBS. La lámina n.° 38 se metalizó en primer lugar con aluminio a vacío y luego se recubrió con nitrocelulosa disponible comercialmente (Cellax®), tal como se describe para la lámina n.° 18. El lado recubierto de la lámina era.
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS;
Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS; y
Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS metalización Cellax®.
Lámina n.° 39: se preparó una lámina biodegradable de tres capas de referencia según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 38, y se metalizó adicionalmente con aluminio. La lámina n.° 39 se recubrió con goma laca en el lado metalizado como para la lámina n.° 18.
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS;
Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS; y
Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS Cellax® metalización goma laca.
Lámina n.° 40: se preparó una lámina biodegradable de tres capas de referencia según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 38, en la que las capas de PBS se coextruyeron con agente de extensión de cadena a base de estireno-epoxi acrílico al 0,4%-1% en peso, usando etapas similares como en la lámina n.° 18 seguido de metalización con aluminio y recubrimiento de goma laca en el lado metalizado como en la lámina n.° 18.
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS y agente de extensión de cadena;
Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS y agente de extensión de cadena; y Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS y agente de extensión de cadena metalización goma laca.
Lámina n.° 41: se preparó una lámina biodegradable de tres capas de referencia según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 18, en la que los materiales extruidos en estado fundido compuestos por 200 g de PBS, 200 g de mezcla de PBAT disponible comercialmente y 200 g de PBSA. La lámina de tres capas se metalizó con aluminio y se recubrió con goma laca en el lado metalizado como en la lámina n.° 18.
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBSA;
Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de mezcla de PBAT; y
Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS metalización goma laca.
Lámina n.° 42: se preparó una lámina biodegradable de referencia de tres capas usando coextrusión del compuesto A (lámina n.° 18) y un compuesto hidrófobo, que consiste en aproximadamente el 19,0% p/p de PLA, el 56,0% p/p de PBS y el 25,0% p/p de PCL que se preparó tal como sigue.
A. Etapa de elaboración por extrusión en estado fundido:
1. Se secaron 190 g de PLA, 560 g de PBS y 250 g de PCL durante la noche a una temperatura de 40°C en un secador desecante SHINI SCD-160U-120H;
2. Los polímeros secos se mezclaron en seco y se colocaron en una mezcladora Collin de dos husillos; 3. Los polímeros se extruyeron en estado fundido en la mezcladora ajustado al siguiente perfil:
1. Perfil de temperatura: 160-175-180-185-190°C (la boquilla se ajusta a 190°C);
2. Velocidad del husillo: 200 rpm; y
3. Presión: 15-25 bar.
B. Etapa de coextrusión de moldeado por colada:
1. Los compuestos extruidos en estado fundido (A y compuesto hidrófobo) se secaron durante la noche a una temperatura de 40°C en un secador desecante;
2. Los compuestos, 1 kg de compuesto A y 1 kg de compuesto hidrófobo se colocaron en una prensa extrusora Randcastle ajustada al siguiente perfil:
1. 160-180-185°C-185°C-adaptador; 185°C-bloque de alimentación; boquilla-185°C;
2. Velocidad del husillo: 80 rpm; y presión de descarga 450 bar.
La lámina n.° 42 de tres capas consiste en las siguientes tres capas:
Capa 1 (15 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA goma laca;
Capa 2 (15 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; y
Capa 3 (30 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 19% p/p de PLA, el 56% p/p de PBS y aproximadamente el 25% p/p de PCL.
La lámina n.° 42 se sometió a un recubrimiento de goma laca o nitrocelulosa en el lado exterior como en la lámina n.° 18.
Lámina n.° 43: se preparó una lámina biodegradable de tres capas de referencia según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 42, con un compuesto hidrófobo que consiste en aproximadamente el 19,0% p/p de PBSA, el 56,0% p/p de PBS y el 25,0% p/p de PCL. La lámina n.° 43 de tres capas consiste en las siguientes tres capas:
Capa 1 (15 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA goma laca;
Capa 2 (15 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; y
Capa 3 (30 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 19% p/p de PBSA, el 56% p/p de PBS y aproximadamente el 25% p/p de PCL.
La lámina n.° 43 se sometió a un recubrimiento de goma laca o nitrocelulosa en el lado exterior como en la lámina n.° 18.
Lámina n.° 44: se preparó una lámina biodegradable de tres capas según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 42, con un compuesto hidrófobo, que consiste en aproximadamente el 19,0% p/p de PLA, el 56,0% p/p de PBAT y el 25,0% p/p de PCL. La lámina n.° 44 de tres capas consiste en las siguientes tres capas:
Capa 1 (15 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA goma laca;
Capa 2 (15 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; y
Capa 3 (30 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 19% p/p de PLA, el 56% p/p de PBAT y aproximadamente el 25% p/p de PCL.
La lámina n.° 44 se sometió a un recubrimiento de goma laca o nitrocelulosa en el lado exterior como en la lámina n.° 18.
Lámina n.° 45: se preparó una lámina biodegradable de tres capas de referencia según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 42, con el compuesto hidrófobo, que consiste en aproximadamente el 60,0% p/p de PLA y el 40,0% p/p de PCL. La lámina n.° 45 de tres capas consiste en las siguientes tres capas:
Capa 1 (15 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA goma laca;
Capa 2 (15 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; y
Capa 3 (30 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 60% p/p de PLA y aproximadamente el 40% p/p de PCL. La lámina n.° 45 se sometió a un recubrimiento de goma laca o nitrocelulosa en el lado exterior como en la lámina n.° 18.
Lámina n.° 46: se preparó una lámina biodegradable de tres capas según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 42, con el compuesto hidrófobo, que consiste en aproximadamente el 60,0% p/p de PBAT y el 40,0% p/p de PCL. La lámina n.° 46 de tres capas consiste en las siguientes tres capas:
Capa 1 (15 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA goma laca;
Capa 2 (15 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; y
Capa 3 (30 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 60% p/p de PBAT y aproximadamente el 40% p/p de PCL. La lámina n.° 46 se sometió a un recubrimiento de goma laca o nitrocelulosa en el lado exterior como en la lámina n.° 18.
Lámina n.° 47: se preparó una lámina biodegradable de tres capas de referencia según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 42, con el compuesto hidrófobo que consistía en aproximadamente el 60,0% p/p de PBSA y el 40,0% p/p de PCL. La lámina n.° 47 de tres capas consiste en las siguientes tres capas:
Capa 1 (15 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA goma laca;
Capa 2 (15 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; y
Capa 3 (30 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 60% p/p de PBSA y aproximadamente el 40% p/p de PCL. La lámina n.° 47 se sometió a un recubrimiento de goma laca o nitrocelulosa en el lado exterior como en la lámina n.° 18.
Lámina n.° 48: se preparó una lámina biodegradable de tres capas de referencia según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 42, con el compuesto hidrófobo que consistía en aproximadamente el 60,0% p/p de PBS y el 40,0% p/p de PCL. La lámina n.° 48 de tres capas consiste en las siguientes tres capas:
Capa 1 (15 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA goma laca;
Capa 2 (15 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; y
Capa 3 (30 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 60% p/p de PBS y aproximadamente el 40% p/p de PCL. A continuación, la lámina n.° 48 se sometió a un recubrimiento de goma laca o nitrocelulosa en el lado exterior como en la lámina n.° 18.
Lámina n.° 49: se preparó una lámina biodegradable de tres capas de referencia según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 42, con la coextrusión con p Bs y el compuesto hidrófobo. La lámina n.° 49 de tres capas consiste en las siguientes tres capas:
Capa 1 (15 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS goma laca; Capa 2 (15 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS; y
Capa 3 (30 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 19% p/p de PLA, el 56% p/p de PBS y aproximadamente el 25% p/p de PCL.
A continuación, la lámina n.° 49 se sometió a un recubrimiento de goma laca o nitrocelulosa en el lado exterior como en la lámina n.° 18.
Lámina n.° 50: se preparó una lámina biodegradable de tres capas de referencia según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 42, con coextrusión con PBS y un compuesto hidrófobo que consiste en aproximadamente el 19,0% p/p de PBSA, el 56,0% p/p de PBS y el 25,0% p/p de PCL. La lámina n.° 50 de tres capas consiste en las siguientes tres capas:
Capa 1 (15 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS goma laca; Capa 2 (15 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS; y Capa 3 (30 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 19% p/p de PBSA, el 56% p/p de PBS y aproximadamente el 25% p/p de PCL.
A continuación, la lámina n.° 50 se sometió a un recubrimiento de goma laca o nitrocelulosa en el lado exterior como en la lámina n.° 18.
Lámina n.° 51: se preparó una lámina biodegradable de tres capas de referencia según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 42, con coextrusión con PBS y un compuesto hidrófobo que consiste en aproximadamente el 19,0% p/p de PLA, el 56,0% p/p de PBAT y el 25,0% p/p de PCL. La lámina n.° 51 de tres capas consiste en las siguientes tres capas:
Capa 1 (15 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS goma laca; Capa 2 (15 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS; y
Capa 3 (30 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 19% p/p de PLA, el 56% p/p de PBAT y aproximadamente el 25% p/p de PCL.
A continuación, la lámina n.° 51 se sometió a un recubrimiento de goma laca o nitrocelulosa en el lado exterior como en la lámina n.° 18.
Lámina n.° 52: se preparó una lámina biodegradable de tres capas de referencia según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 42, con coextrusión con PBS y un compuesto hidrófobo que consiste en aproximadamente el 60,0% p/p de PLA y el 40,0% p/p de PCL. La lámina n.° 52 de tres capas consiste en las siguientes tres capas:
Capa 1 (15 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS goma laca; Capa 2 (15 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS; y
Capa 3 (30 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 60% p/p de PLA y aproximadamente el 40% p/p de PCL.
A continuación, la lámina n.° 52 se sometió a un recubrimiento de goma laca o nitrocelulosa en el lado exterior como en la lámina n.° 18.
Lámina n.° 53: se preparó una lámina biodegradable de tres capas de referencia según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 42, con coextrusión con PBS y un compuesto hidrófobo, que consiste en aproximadamente el 60,0% p/p de PBAT y el 40,0% p/p de PCL. La lámina n.° 53 de tres capas consiste en las siguientes tres capas:
Capa 1 (15 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS goma laca; Capa 2 (15 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS; y
Capa 3 (30 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 60% p/p de PBAT y aproximadamente el 40% p/p de PCL.
A continuación, la lámina n.° 53 se sometió a un recubrimiento de goma laca o nitrocelulosa en el lado exterior como en la lámina n.° 18.
Lámina n.° 54: se preparó una lámina biodegradable de tres capas de referencia según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 42, con coextrusión con PBS y un compuesto hidrófobo que consiste en aproximadamente el 60,0% p/p de PBSA y el 40,0% p/p de PCL. La lámina n.° 54 de tres capas consiste en las siguientes tres capas:
Capa 1 (15 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS goma laca; Capa 2 (15 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS; y
Capa 3 (30 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 60% p/p de PBSA y aproximadamente el 40% p/p de PCL.
A continuación, la lámina n.° 54 se sometió a un recubrimiento de goma laca o nitrocelulosa en el lado exterior como en la lámina n.° 18.
Lámina n.° 55: se preparó una lámina biodegradable de tres capas de referencia según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 42, con coextrusión con PBS y un compuesto hidrófobo que consiste en aproximadamente el 60,0% p/p de PBS y el 40,0% p/p de PCL. La lámina n.° 55 de tres capas consiste en las siguientes tres capas:
Capa 1 (15 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS goma laca; Capa 2 (15 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS; y
Capa 3 (30 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 60% p/p de PBS y aproximadamente el 40% p/p de PCL.
A continuación, la lámina n.° 55 se sometió a un recubrimiento de goma laca o nitrocelulosa en el lado exterior como en la lámina n.° 18.
Ejemplo 5: Láminas biodegradables recubiertas de cinco capas
Todas las láminas de cinco capas dadas a conocer en el presente documento tenían un grosor de 60 micrómetros.
Lámina n.° 56: se preparó una lámina biodegradable de cinco capas de referencia usando coextrusión, en la que las capas 1 y 5 consisten en el compuesto hidrófobo de aproximadamente el 19,0% p/p de PLA, el 56,0% p/p de PBS y el 25,0% p/p de PCL que se preparó según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 42. Las capas 2 y 4 consisten en resina adhesiva disponible comercialmente, que sirve como capa de unión, y la capa 3 consiste en 100% p/p de PVOH.
El grosor de cada una de las capas 1 y 5 constituye aproximadamente el 35% del grosor total, el grosor de cada una de las capas 2 y 4 constituye aproximadamente el 8% del grosor de la lámina final, y el grosor de la capa 3 constituye aproximadamente el 14% del grosor de la lámina final.
La lámina n.° 56 se sometió a un recubrimiento de goma laca o nitrocelulosa en el lado exterior como en la lámina n.° 18.
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 19% p/p de PLA, el 56% p/p de PBS y aproximadamente el 25% p/p de PCL goma laca;
Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% de capa de unión; y
Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PVOH; y
Capa 4: que consiste en aproximadamente el 100% de capa de unión; y
Capa 5: que consiste en aproximadamente el 19% p/p de PLA, el 56% p/p de PBS y aproximadamente el 25% p/p de PCL.
Lámina n.° 57: se preparó una lámina biodegradable de cinco capas de referencia tal como se describió anteriormente para la lámina n.° 56, con el compuesto hidrófobo que consistía en aproximadamente el 19,0% p/p de PBSA, el 56,0% p/p de PBS y el 25,0% p/p de PCL.
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 19% p/p de PBSA, el 56% p/p de PBS y aproximadamente el 25% p/p de PCL goma laca o nitrocelulosa;
Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% de capa de unión; y
Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PVOH; y
Capa 4: que consiste en aproximadamente el 100% de capa de unión; y
Capa 5: que consiste en aproximadamente el 19% p/p de PBSA, el 56% p/p de PBS y aproximadamente el 25% p/p de PCL.
Lámina n.° 58: se preparó una lámina biodegradable de cinco capas de referencia tal como se describió anteriormente para la lámina n.° 56, con un compuesto hidrófobo que consiste en aproximadamente el 19,0% p/p de PLA, el 56,0% p/p de PBAT y el 25,0% p/p de PCL.
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 19% p/p de PLA, el 56% p/p de PBAT y aproximadamente el 25% p/p de PCL goma laca o nitrocelulosa;
Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% de capa de unión; y
Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PVOH; y
Capa 4: que consiste en aproximadamente el 100% de capa de unión; y
Capa 5: que consiste en aproximadamente el 19% p/p de PLA, el 56% p/p de PBAT y aproximadamente el 25% p/p de PCL.
Lámina n.° 59: se preparó una lámina biodegradable de cinco capas de referencia tal como se describió anteriormente para la lámina n.° 56, con un compuesto hidrófobo que consiste en aproximadamente el 60,0% p/p de PLA y el 40,0% p/p de PCL.
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 60% p/p de PLA y aproximadamente el 40% p/p de PCL goma laca;
Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% de capa de unión; y
Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PVOH; y
Capa 4: que consiste en aproximadamente el 100% de capa de unión; y
Capa 5: que consiste en aproximadamente el 60% p/p de PLA y aproximadamente el 40% p/p de PCL.
Lámina n.° 60: se preparó una lámina biodegradable de cinco capas de referencia tal como se describió anteriormente para la lámina n.° 56, con un compuesto hidrófobo, que consiste en aproximadamente el 60,0% p/p de PBSA y el 40,0% p/p de PCL.
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 60% p/p de PBSA y aproximadamente el 40% p/p de PCL goma laca o nitrocelulosa;
Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% de capa de unión; y
Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PVOH; y
Capa 4: que consiste en aproximadamente el 100% de capa de unión; y
Capa 5: que consiste en aproximadamente el 60% p/p de PBSA y aproximadamente el 40% p/p de PCL. Lámina n.° 61: se preparó una lámina biodegradable de cinco capas de referencia tal como se describió anteriormente para la lámina n.° 56, con un compuesto hidrófobo, que consiste en aproximadamente el 60,0% p/p de PBAT y el 40,0% p/p de PCL.
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 60% p/p de PBAT y aproximadamente el 40% p/p de PCL goma laca o nitrocelulosa;
Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% de capa de unión; y
Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PVOH; y
Capa 4: que consiste en aproximadamente el 100% de capa de unión; y
Capa 5: que consiste en aproximadamente el 60% p/p de PBAT y aproximadamente el 40% p/p de PCL. Lámina n.° 62: se preparó una lámina biodegradable de cinco capas de referencia tal como se describió anteriormente para la lámina n.° 56, con un compuesto hidrófobo que consiste en aproximadamente el 60,0% p/p de PBS y el 40,0% p/p de PCL.
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 60% p/p de PBS y aproximadamente el 40% p/p de PCL goma laca;
Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% de capa de unión; y
Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PVOH; y
Capa 4: que consiste en aproximadamente el 100% de capa de unión; y
Capa 5: que consiste en aproximadamente el 60% p/p de PBS y aproximadamente el 40% p/p de PCL.
Ejemplo 6: Materiales laminados dobles biodegradables con láminas biodegradables recubiertas
Lámina n.° 63: una capa de celulosa metalizada de aluminio disponible comercialmente (aproximadamente 20 micrómetros de grosor) y laminada, usando adhesivo biodegradable a base de agua (por ejemplo, Epotal 2 g/m2) con un PLA metalizado de aluminio disponible comercialmente (20 micrómetros de grosor) (bicapa) y luego se recubre con un recubrimiento de película delgada de goma laca a una concentración de 3 g/m2 en el lado metalizado. A continuación, se laminó la película en el lado de goma laca con adhesivo biodegradable a base de agua (por ejemplo, Epotal®) con una lámina biodegradable de tres capas (36 micrómetros de grosor) que se preparó según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 18. La etapa de coextrusión incluyó 200 g de compuesto A, 134 g de mezcla de PBAT disponible comercialmente y 200 g de PBSA, usando etapas similares a las de la lámina n.° 18, B.
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de celulosa metalizada;
Capa adhesiva
Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PLA goma laca metalizada;
Capa adhesiva (sobre goma laca)
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de mezcla de PBAT; y
Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBSA.
Lámina n.° 64: se preparó una lámina biodegradable de tres capas (15-100 micrómetros de grosor) según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 18, en la que en la etapa de coextrusión se incluyeron 200 g de PBS, 200 g de mezcla de PBAT disponible comercialmente y 200 g de PBS, usando etapas similares a las de la lámina n.° 18, B, que se recubrió con nitrocelulosa disponible comercialmente (Cellax @) y se laminó, usando adhesivo biodegradable a base de agua (por ejemplo, Epotal 2 g/m2) con un PLA metalizado de aluminio disponible comercialmente (20 micrómetros de grosor) y se recubrió con una recubrimiento de película delgada de goma laca a una concentración de 3 g/m2 en el lado metalizado. A continuación, se laminó la película en el lado de goma laca con adhesivo biodegradable a base de agua a una lámina biodegradable de tres capas (36 micrómetros de grosor) que se preparó según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 18, en la que en la etapa de coextrusión se incluyeron 200 g de compuesto A, 134 g de mezcla de PBAT disponible comercialmente y 200 g de PBSA, usando etapas similares a las de la lámina n.° 18, B.
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS;
Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de mezcla de PBAT;
Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS Cellax®;
Capa adhesiva (en Cellax @)
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PLA metalización goma laca;
Capa adhesiva (sobre goma laca)
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de mezcla de PBAT; y
Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBSA.
Lámina n.° 65: se preparó una lámina biodegradable de referencia de tres capas (23 micrómetros de grosor) según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 18, en la que la etapa de coextrusión incluyó 200 g de PBS, 200 g de mezcla de PBAT disponible comercialmente y 200 g de PBS, usando etapas similares a las de la lámina n.° 18, B, que se recubrió con nitrocelulosa disponible comercialmente (Cellax @) y se laminó, usando adhesivo biodegradable a base de agua (por ejemplo, Epotal 2 g/m2) con un PLA metalizado de aluminio disponible comercialmente (30 micrómetros de grosor) y luego se recubrió con un recubrimiento de película delgada de goma laca a una concentración de 3 g/m2 en el lado metalizado. A continuación, se laminó la película en el lado de goma laca con adhesivo biodegradable a base de agua a una lámina biodegradable de tres capas (15-100 micrómetros de grosor) que se preparó según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 18, en la que en la etapa de coextrusión incluyó 200 g de compuesto A, 200 g de compuesto A y 200 g de un compuesto hidrófobo que consistía en aproximadamente el 19,0% p/p de PLA, el 56,0% p/p de PBS y el 25,0% p/p de PCL, usando etapas similares a las de la lámina n.° 42.
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS;
Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de mezcla de PBAT;
Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS Cellax®;
Capa adhesiva (sobre Cellax @)
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PLA metalización goma laca;
Capa adhesiva (sobre goma laca)
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; Capa 2: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; y Capa 3: que consiste en aproximadamente el 19% p/p de PLA, el 56% p/p de PBS y aproximadamente el 25% p/p de PCL.
También se produjo un material laminado similar de la invención tal como sigue, en el que la película interior se reemplazó con las siguientes películas:
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBAT; y
Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBSA;
O, como referencia
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 90% p/p de PBAT y aproximadamente el 10% p/p de PLA;
o
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBAT;
Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PHA;
Capa 4: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBAT;
Capa 5: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBSA;
o
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBAT;
Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PHA;
Capa 4: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBAT;
Capa 5: que consiste en aproximadamente el 19% p/p de PLA, el 56% p/p de PBS y aproximadamente el 25% p/p de PCL;
o
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA;
Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBAT;
Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PHA.
También se produjo un material laminado similar de la invención tal como sigue, en el que la película exterior se reemplazó con las siguientes películas:
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA;
Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBAT; y
Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBSA;
o como referencia
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de celulosa metalización;
o
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBSA;
Capa 2: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; y Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBSA.
Lámina n.° 66: se recubrió un PLA metalizado de aluminio disponible comercialmente (23 micrómetros de grosor) con un recubrimiento de película delgada de goma laca a una concentración de 3 g/m2 en el lado metalizado. Se laminó, usando adhesivo biodegradable a base de agua (por ejemplo, Epotal 2 g/m2), con una celulosa metalizada de aluminio disponible comercialmente (23 micrómetros de grosor). A continuación, se laminó la película en el lado metalizado con adhesivo biodegradable a base de agua con una lámina biodegradable de tres capas (15-100 micrómetros de grosor) que se preparó según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 18, en la que en la etapa de coextrusión incluyó 200 g de compuesto A, 200 g de compuesto en la lámina n.° 18, A y 200 g de y el compuesto hidrófobo, que consiste en aproximadamente el 19,0% p/p de PLA, el 56,0% p/p de PBS y el 25,0% p/p de PCL, usando etapas similares a las de la lámina n.° 42.
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PLA metalización goma laca;
Capa adhesiva (sobre goma laca)
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 100% de celulosa metalización;
Capa adhesiva (sobre metalización)
Capa 1: que consiste en aproximadamente el
Figure imgf000030_0001
25% p/p de PLA; Capa 2: que consiste en aproximadamente el
Figure imgf000030_0002
25% p/p de PLA; y Capa 3: que consiste en aproximadamente el 19% p/p de PLA, el 56% p/p de PBS y aproximadamente el 25% p/p de PCL;
Este material laminado también se produjo tal como sigue, en el que la película interior se reemplazó con las siguientes películas:
De la invención:
Capa 1: que consiste en aproximadamente el
Figure imgf000030_0003
25% p/p de PLA; Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBAT; y
Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBSA;
O como referencia:
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 90% p/p de PBAT y aproximadamente el 10% p/p de PLA;
o
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBAT;
Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PHA;
Capa 4: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBAT;
Capa 5: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBSA;
o
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBAT;
Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PHA;
Capa 4: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBAT;
Capa 5: que consiste en aproximadamente el 19% p/p de PLA, el 56% p/p de PBS y aproximadamente el 25% p/p de PCL;
o
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBAT;
Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PHA;
Este material laminado también se produjo tal como sigue, en el que la película interior se reemplazó con las siguientes películas:
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBAT;
Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PHA;
Capa 4: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBAT;
Capa 5: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBSA;
o
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBAT;
Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PHA;
Capa 4: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBAT;
Capa 5: que consiste en aproximadamente el 19% p/p de PLA, el 56% p/p de PBS y aproximadamente el 25% p/p de PCL;
o
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBAT;
Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PHA.
Ejemplo 7: Láminas biodegradables recubiertas con mezcla de siloxano
Todas las láminas multicapa dadas a conocer en el presente documento tenían un grosor de aproximadamente 15-120 micrómetros y estaban recubiertas con una mezcla de siloxano usando el tratamiento de superficie con plasma. Esta etapa se realizó mediante un generador de RF que crea un flujo de plasma de radicales energéticos que bombardean la superficie de un objeto.
El objeto se coloca en un entorno de bajo vacío en una cámara de vacío durante todo el procedimiento.
El procedimiento incluye un ciclo corto de tratamiento con plasma para fines de limpieza y otro ciclo de tratamiento con plasma de deposición de plasma de mezcla de siloxano (se sometieron a prueba dos productos químicos diferentes) que se adhirió a la superficie.
Todo el procedimiento dura unos minutos (1 ó 2) y el grosor de la capa de acumulación es del orden de docenas de nanómetros. Un tratamiento más largo crearía grietas que aumentarían los resultados de WVRT. Existe la posibilidad de controlar la tasa de acumulación de la capa de recubrimiento.
Lámina n.° 67: se preparó una lámina biodegradable de referencia de tres capas (60 micrómetros de grosor) según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 18, en la que en la etapa de coextrusión 200 g de compuesto A, 200 g de PVOH y 200 g de compuesto A se coextruyeron con el 0,4% en peso del agente de extensión de cadena a base de estireno-epoxi acrílico, usando etapas similares a las de la lámina n.° 18. A continuación, se recubrió la lámina con una mezcla de siloxano en la capa 3.
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p y agente de extensión de cadena;
Capa 2: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PVOH y agente de extensión de cadena; y Capa 3: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA y recubrimiento de mezcla de agente de extensión de cadena siloxano.
Las propiedades de barrera medidas de la lámina n.° 67 fueron tal como sigue:
Propiedades de barrera
tasa de transmitancia de vapor de agua (WVTR) [g/(m2 ■ d)] 7,5 ASTM E96
tasa de transmitancia de oxígeno (OTR) [cm3/(m2 ■ d ■ bar)] 119 ASTM D3985
Las propiedades de permeabilidad WVTR si la misma lámina sin el recubrimiento de mezcla de siloxano fueron considerablemente más altas:
tasa de transmitancia de vapor de agua (WVTR) [g/(m2 ■ d)] 296 ASTM E96 Lámina n.° 68: se preparó una lámina biodegradable de referencia de tres capas (60 micrómetros de grosor) según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 18, en la que en la etapa de coextrusión 120­ 240 g de PBS, 120-360 g de compuesto A y Se coextruyeron 120-240 g de PBSA usando etapas similares a las de la lámina n.° 18. A continuación, se recubrió la lámina con una mezcla de siloxano en la capa 3.
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS;
Capa 2: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p; y Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBSA recubrimiento de mezcla de siloxano Las propiedades de barrera medidas de la lámina n.° 51 fueron tal como sigue:
Propiedades de barrera
tasa de transmitancia de vapor de agua (WVTR) [g/(m2 • d)] 124 ASTM E96
tasa de transmitancia de oxígeno (OTR) [cm3/(m2 • d • bar)] 88 ASTM D3985
Las propiedades de permeabilidad de WVTR y OTR si la misma lámina sin el recubrimiento de mezcla de siloxano fueron considerablemente más altas:
tasa de transmitancia de vapor de agua (WVTR) [g/(m2 • d)] >906 ASTM E96
tasa de transmitancia de oxígeno (OTR) [cm3/(m2 • d • bar)] 1036 ASTM D3985 Ejemplo 8: Láminas biodegradables metalizadas recubiertas con goma laca
Lámina n.° 69: se preparó una lámina biodegradable de referencia de tres capas (aproximadamente 60 micrómetros de grosor) según el procedimiento descrito anteriormente para la lámina n.° 18, con la siguiente modificación: la etapa de coextrusión de moldeado por colada incluyó 120-240 g de compuesto en la lámina n.° 18, A, 120-360 g de compuesto en la lámina n.° 18, A y 120-240 g de PBSA. La lámina se sometió a metalización directa usando aluminio por parte del proveedor en la capa 1 y luego se recubrió con goma laca como en la lámina n.° 18, en ambos lados exteriores de la lámina.
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA metalización goma laca;
Capa 2: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; y Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBSA goma laca.
Las propiedades de barrera medidas de la lámina n.° 69 fueron tal como sigue:
Propiedades de barrera
tasa de transmitancia de vapor de agua (WVTR) [g/(m2 • d)] 7,9 ASTM E96
tasa de transmitancia de oxígeno (OTR) [cm3/(m2 • d • bar)] 6 ASTM D3985
Las propiedades de permeabilidad WVTR si la misma lámina sin el recubrimiento de mezcla de siloxano fueron considerablemente más altas:
tasa de transmitancia de vapor de agua (WVTR) [g/(m2 • d)] 60 ASTM E96 Ejemplo 9: Láminas biodegradables recubiertas con goma laca
Lámina n.° 70: se preparó una lámina biodegradable de dos capas de referencia mediante coextrusión de PBS y un compuesto hidrófobo, que consiste en aproximadamente el 60% p/p de PLA y el 40% p/p de PCL. El compuesto hidrófobo se preparó tal como sigue.
A. Etapa de elaboración por extrusión en estado fundido:
1. Se secaron 600 g de PLA y 400 g de PCL durante la noche a una temperatura de 40°C en un secador desecante SHINI SCD-160U-120H;
2. Los polímeros secos se mezclaron en seco y se colocaron en una mezcladora Collin de dos husillos;
3. Los polímeros se extruyeron en estado fundido en la mezcladora ajustado al siguiente perfil:
1. Perfil de temperatura: 160-175-180-185-190°C (la boquilla se ajusta a 190°C);
2. Velocidad del husillo: 200 rpm; y
3. Presión: 15-25 bar.
B. Etapa de coextrusión de moldeado por colada:
1. El PBS y el compuesto hidrófobo se secaron durante la noche a una temperatura de 40°C en un secador desecante;
2. Los materiales secos, 1 kg de PBS y 1 kg de compuesto hidrófobo se colocaron cada uno en una prensa extrusora diferente de una línea de coextrusión Randcastle ajustada al siguiente perfil:
1. Prensas extrusoras 160-180-185°C-185°C-adaptador; 185°C-bloque de alimentación; boquiNa-1850C; 2. Velocidad del husillo: 80 rpm; y presión de descarga 450 bar.
La lámina n.° 70 de dos capas consiste en las siguientes dos capas:
Capa 1 (10-20 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 60% p/p de PLA y aproximadamente el 40% p/p de PCL;
Capa 2 (10-30 micrómetros de grosor): consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS,
Algunas muestras de la lámina n.° 70 recibieron un recubrimiento de goma laca en la capa 1 y otras en la capa 2, tal como se mostró anteriormente. Las muestras de referencia se dejaron sin recubrir.
A continuación, se sometieron a prueba las propiedades de barrera de la lámina n.° 70 tal como sigue, con o sin recubrimiento de goma laca.
Propiedades de barrera
La tasa de transmitancia de vapor de agua (WVTR) [g/(m2 ■ d)] se sometió a prueba según la norma ASTM E96. Las propiedades de permeabilidad de WVTR se mejoraron en ambos casos después de la aplicación del recubrimiento de goma laca, sin embargo, en un grado diferente, tal como se muestra en la tabla 3.
Lámina n.° 70:
Capa 1 (15 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 60% p/p de PLA y aproximadamente el 40% p/p de PCL con o sin recubrimiento de goma laca;
Capa 2 (20 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS con o sin recubrimiento de goma laca
Tabla 3
Figure imgf000034_0001
Lámina n.° 71. Se preparó una lámina biodegradable de tres capas que consiste en compuesto A y PBSA tal como sigue:
A. La etapa de elaboración por extrusión en estado fundido del compuesto A se preparó tal como se mencionó anteriormente:
1. Se secaron 50 g de PLA y 150 g de PBSA durante la noche a una temperatura de 50°C a vacío;
2. los polímeros secos se mezclaron en seco y se colocaron en una mezcladora PRISM de dos husillos;
3. los polímeros se extruyeron en estado fundido en la mezcladora PRISM ajustado al siguiente perfil:
i) perfil de temperatura: 170-175-180-185-190°C (la boquilla se fija a 190°C);
ii) velocidad del husillo: 250 rpm; y
iii) presión: 15-25 bar;
para generar el “compuesto A”.
B) Etapa de coextrusión de moldeado por colada:
1. Los materiales extruidos en estado fundido compuestos por 300 g de compuesto A y 200 g de PBSA se secaron durante la noche a una temperatura de 50°C a vacío en un secador Shini SCD-160U-120H;
2. Los materiales se colocaron en diferentes prensas extrusoras/capas de una línea de coextrusión Collin y se establecieron con el siguiente perfil:
Prensa extrusora A) 190-200-220°C-200°C-adaptador; 220°C-bloque de alimentación; boquilla-210°C; velocidad del husillo: 80 rpm
Prensa extrusora B) 190-220-230°C-200°C-adaptador; 230°C-bloque de alimentación; boquilla-230°C velocidad del husillo: 45 rpm
Prensa extrusora C) 190-200-220°C-200°C-adaptador; 220°C-bloque de alimentación; boquilla-210°C; velocidad del husillo: 80 rpm
Presión de descarga 50 bar.
Se generó una lámina de referencia de 3 capas de 50 micrómetros de grosor que tiene las siguientes capas:
Capa 1: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBSA;
Capa 2: que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; y Capa 3: que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBSA.
La lámina n.° 71 se sometió a prueba a continuación para determinar sus propiedades mecánicas (norma ASTM D882) y termosellado (norma ASTM F2029), tal como se muestra en las tablas 4A y 4B, respectivamente.
Tabla 4A
Figure imgf000035_0001
Tabla 4B
Figure imgf000035_0002
Lámina de referencia n.° 72:
Se coextruyó la lámina n.° 70 (de aproximadamente 25 micrómetros de grosor), se recubrió opcionalmente con un recubrimiento de película delgada de goma laca a una concentración de 3 g/m2 o bien sobre el PBS o bien sobre el lado del compuesto hidrófobo, y luego se laminó con adhesivo, usando adhesivo biodegradable a base de agua (por ejemplo, Epotal 2 g/m2) con la lámina coextruida n.° 71.
Capa 1 (15 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 60% p/p de PLA y aproximadamente el 40% p/p de PCL con o sin recubrimiento de goma laca;
Capa 2 (20 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS con o sin recubrimiento de goma laca.
Capa adhesiva
Capa 1 (10 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBSA;
Capa 2 (30 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; y
Capa 3 (10 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBSA.
Propiedades de barrera de la lámina n.° 72
La tasa de transmitancia de vapor de agua (WVTR) [g/(m2 ■ d)] se sometió a prueba según la norma ASTM E96. Las propiedades de permeabilidad de WVTR mejoraron en ambos casos después de la aplicación del recubrimiento de goma laca, sin embargo, cuando se recubrió con la capa laminada (PBS), el impacto en el WVTR fue más significativo, como se muestra en la tabla 5.
Tabla 5
Figure imgf000036_0002
Lámina de referencia n.° 73:
Se sometió la lámina n.° 70 (aproximadamente 25 micrómetros de grosor), después de la coextrusión, a metalización a vacío usando aluminio, se recubrió opcionalmente con un recubrimiento de película delgada de goma laca a una concentración de 3 g/m2 o bien sobre el PBS o bien sobre el lado del compuesto hidrófobo, y luego se laminó con adhesivo, usando adhesivo biodegradable a base de agua (por ejemplo, Epotal 2 g/m2) con la lámina coextruida n.° 71. Esto proporcionó la siguiente estructura laminada:
Capa 1 (15 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 60% p/p de PLA y aproximadamente el 40% p/p de PCL;
Capa 2 (20 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS metalización con o sin recubrimiento de goma laca
Capa adhesiva
Capa 1 (10 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBSA;
Capa 2 (30 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA; y
Capa 3 (10 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBSA.
Propiedades de barrera de la lámina n.° 73
La tasa de transmitancia de vapor de agua (WVTR) [g/(m2 ■ d)] se sometió a prueba según la norma ASTM E96. Las propiedades de permeabilidad de WVTR se sometieron a prueba el día 0 y después de 10 días de incubación de las películas en la cabina ambiental (40°C, 60 HR). Se demostró mejoría en ambos casos después de la aplicación de metalización y con la aplicación de recubrimiento de goma laca, sin embargo la adición de recubrimiento de goma laca dio como resultado un resultado algo más estable, ya que el aumento durante la incubación fue de solo el 125%, frente al 150% en el película metalizada sin recubrimiento de goma laca, mostrado en la tabla 6:
Tabla 6
Figure imgf000036_0001
Lámina n.° 74: se preparó una lámina biodegradable de tres capas de referencia usando coextrusión de PBAT y un compuesto hidrófobo, que consiste en aproximadamente el 60% p/p de PLA y el 40% p/p de PCL que se preparó tal como sigue.
A. La etapa de elaboración por extrusión en estado fundido se realizó tal como se mencionó anteriormente para el compuesto hidrófobo:
B. Etapa de coextrusión de moldeado por colada:
1. El PBAT extruido en estado fundido y el compuesto hidrófobo se secaron durante la noche a una temperatura de 40°C en un secador desecante;
2. Los compuestos, 2 kg de PBAT y 1 kg de compuesto hidrófobo se colocaron en una línea de coextrusión Randcastle ajustada al siguiente perfil:
3. Prensas extrusoras 160-180-185°C-185°C-adaptador; 185°C-bloque de alimentación; boquilla-185°C;
4. Velocidad del husillo: 80 rpm; y presión de descarga 450 bar.
La lámina n.° 75 de tres capas consiste en las siguientes tres capas:
Capa 1 (5-10 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 60% p/p de PLA y aproximadamente el 40% p/p de PCL;
Capa 2 (20-30 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBAT;
Capa 3 (5-10 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 60% p/p de PLA y aproximadamente el 40% p/p de PCL.
La lámina n.° 74 también pudo prepararse usando hasta el 5% de agente modificador de impacto (plastificante) en el procedimiento de coextrusión, tal como PCL. Además, el compuesto hidrófobo pudo prepararse en un intervalo de proporción entre PLA y PCL, usando el mismo procedimiento mencionado anteriormente:
Capa 1 (5-10 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 55%-65% p/p de PLA y aproximadamente el 35%-45% p/p de PCL;
Capa 2 (20-30 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBAT (con hasta el 5% de agente modificador de impacto (plastificante));
Capa 3 (5-10 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 55%-65% p/p de PLA y aproximadamente el 35%-45% p/p de PCL.
La lámina n.° 74 se sometió a prueba a continuación para determinar sus propiedades mecánicas (norma ASTM D882), resistencia al impacto (norma ASTM D1709), termosellado (norma AsTm F2029) y tasa de transmisión de vapor de agua (WVTR; norma ASTM E96), mostradas en las tablas 7A y 7B:
Tabla 7A
Figure imgf000037_0002
La resistencia al impacto fue de 578 g, WVTR fue de 48,5 [g/(m2 ■ d)]
Tabla 7B
Figure imgf000037_0001
Lámina n.° 75: se preparó una lámina biodegradable de referencia de tres capas usando coextrusión de PBS y PLA que se preparó tal como sigue.
Coextrusión de moldeado por colada:
1. El PBS y el PLA se secaron durante la noche a una temperatura de 40°C en un secador desecante;
2. Se colocaron los materiales, 1 kg de PBS y aprox. 1 kg de PLA en una línea de coextrusión Randcastle ajustada al siguiente perfil:
3. Prensas extrusoras 160-180-185°C-185°C-adaptador; 185°C-bloque de alimentación; boquilla-185°C;
4. Velocidad del husillo: 80 rpm; y presión de descarga 450 bar.
La lámina n.° 75 de tres capas consistía en las siguientes tres capas:
Capa 1 (5-10 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS;
Capa 2 (10-20 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS;
Capa 3 (5-10 micrómetros de grosor): consiste en aproximadamente el 100% p/p de PLA.
La lámina n.° 75 (aproximadamente 25 micrómetros de grosor) se coextruyó y luego, opcionalmente, se recubrió con un recubrimiento de película delgada de goma laca a una concentración de 3 g/m234sobre el lado de PBS. Capa 1 (6 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS con goma laca; Capa 2 (14 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS;
Capa 3 (5 micrómetros de grosor): consiste en aproximadamente el 100% p/p de PLA.
Propiedades de barrera de la lámina n.° 75
La tasa de transmitancia de vapor de agua (WVTR) [g/(m2 ■ d)] se sometió a prueba según la norma ASTM E96. Las propiedades de permeabilidad de WVTR se sometieron a prueba y se mostraron mejoradas después de la aplicación del recubrimiento de goma laca, mostrado en la tabla 8:
Tabla 8
Figure imgf000038_0001
Lámina n.° 76: se preparó una lámina biodegradable de referencia de tres capas usando coextrusión de PBS, un compuesto hidrófobo, que consiste en aproximadamente el 60% p/p de PLA y el 40% p/p de PCL y PBSA que se preparó tal como sigue.
A. La etapa de elaboración por extrusión en estado fundido se realizó tal como se mencionó anteriormente para el compuesto hidrófobo:
B. Etapa de coextrusión de moldeado por colada:
1. El PBS, el compuesto hidrófobo y PBSA se secaron durante la noche a una temperatura de 40°C en un secador desecante;
2. Los materiales, 1 kg de PBS, 2 kg de compuesto hidrófobo y 1 kg de PBSA se colocaron en una línea de coextrusión Randcastle ajustada al siguiente perfil:
3. Prensas extrusoras 160-180-185°C-185°C-adaptador; 185°C-bloque de alimentación; boquilla-185°C; 4. Velocidad del husillo: 80 rpm; y presión de descarga 450 bar.
La lámina n.° 76 de tres capas consiste en las siguientes tres capas:
Capa 1 (5-10 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS;
Capa 2 (20-30 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 60% p/p de PLA y aproximadamente el 40% p/p de PCL;
Capa 3 (5-15 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBSA.
La lámina n.° 76 se sometió a prueba a continuación para determinar sus propiedades mecánicas (norma ASTM D882), sellado por calor (norma ASTM F2029) y tasa de transmitancia de vapor de agua (WVTR; norma ASTM E96), mostradas en las tablas 9A y 9B:
Tabla 9A
Figure imgf000039_0002
Tabla 9B
Figure imgf000039_0001
La lámina n.° 76 puede prepararse usando hasta el 5% de agente modificador de impacto (plastificante) en el procedimiento de coextrusión, tal como PCL. Además, el compuesto hidrófobo pudo prepararse en un intervalo de proporciones entre PLA y PCL, usando el mismo procedimiento mencionado anteriormente:
Capa 1 (5-10 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS (con hasta el 5% de agente modificador de impacto (plastificante));
Capa 2 (20-30 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 55%-65% p/p de PLA y aproximadamente el 35%-45% p/p de PCL;
Capa 3 (5-15 micrómetros de grosor): consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBSA (con hasta el 5% de agente modificador de impacto (plastificante)).
Lámina n.° 77. Se preparó una lámina biodegradable de tres capas que consiste en compuesto A, PBAT y PBSA tal como sigue:
A. La etapa de elaboración por extrusión en estado fundido del compuesto A se preparó tal como se mencionó anteriormente:
1. Se secaron 50 g de PLA y 150 g de PBSA durante la noche a una temperatura de 50°C a vacío;
2. los polímeros secos se mezclaron en seco y se colocaron en una mezcladora PRISM de dos husillos;
3. los polímeros se extruyeron en estado fundido en la mezcladora PRISM ajustado al siguiente perfil:
i) perfil de temperatura: 170-175-180-185-190°C (la boquilla se fija a 190°C);
ii) velocidad del husillo: 250 rpm; y
iii) presión: 15-25 bar;
para generar el “compuesto A”.
B) Etapa de coextrusión de moldeado por colada:
1. Se secaron los materiales, 300 g de PBSA, 500 g de PBAT y 200 g de compuesto A durante la noche a una temperatura de 50°C a vacío en un secador Shini SCD-160U-120H;
2. Los materiales se colocaron cada uno en una prensa extrusora/capa diferente en una línea de coextrusión Collin ajustada con el siguiente perfil:
Prensa extrusora A) 190-200-220°C-200°C-adaptador; 220°C-bloque de alimentación; boquilla-210°C; velocidad del husillo: 80 rpm
Prensa extrusora B) 190-220-230°C-200°C-adaptador; 230°C-bloque de alimentación; boquilla-230°C; velocidad del husillo: 45 rpm
Prensa extrusora C) 190-200-220°C-200°C-adaptador; 220°C-bloque de alimentación; boquilla-210°C; velocidad del husillo: 80 rpm
Presión de descarga 50 bar.
Se generó una lámina de 3 capas de 35 micrómetros de grosor que tiene las siguientes capas:
Capa 1 (10-20 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBSA;
Capa 2 (15-25 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBAT y Capa 3 (5-10 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA.
Lámina n.° 78:
Se coextruyó la lámina n.° 75 (aproximadamente 25 micrómetros de grosor), se recubrió con un recubrimiento de película delgada de goma laca a una concentración de 3 g/m2 sobre el lado de PBS, y luego se laminó, usando adhesivo biodegradable a base de agua (por ejemplo, Epotal 2 g/m2) con la lámina coextruida n.° 70 que previamente se sometió a metalización a vacío usando aluminio en el lado del compuesto hidrófobo. Esta estructura se laminó luego con la lámina n.° 77, dando como resultado la siguiente estructura:
Capa 1 (5 micrómetros de grosor): consiste en aproximadamente el 100% p/p de PLA
Capa 2 (14 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS;
Capa 3; (6 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS con goma laca; Capa adhesiva
Capa 1 (15 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 60% p/p de PLA y aproximadamente el 40% p/p de PCL;
Capa 2 (20 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBS metalización Capa adhesiva
Capa 1 (11 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBSA;
Capa 2 (18 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 100% p/p de PBAT y
Capa 3 (6 micrómetros de grosor): que consiste en aproximadamente el 75% p/p de PBSA y aproximadamente el 25% p/p de PLA.
Ejemplo 10: Láminas biodegradables recubiertas con celulosa nanocristalina
Las láminas biodegradables se pretrataron con plasma y después de eso se recubrieron con celulosa nanocristalina comercial tal como sigue.
Las láminas n.° 70, 71, 75 y 76 se sometieron a un tratamiento con plasma usando un horno de alto vacío y diversos flujos de gas, para aumentar la hidrofilicidad de la superficie. El grosor del tratamiento con plasma es de aproximadamente varios nanómetros y su impacto en la hidrofilicidad de la superficie se controla mediante mediciones del ángulo de contacto (un ángulo de contacto más bajo sugiere una mejor afinidad hidrófila con la superficie). Las láminas se trataron varias veces con plasma y el ángulo de contacto se redujo desde aprox. 99 hasta 27 (lámina n.° 70), 35 (lámina n.° 75), 46 (lámina n.° 71) y 49 (lámina n.° 76).
A continuación, se recubrieron 100 micrómetros de celulosa nanocristalina comercial sobre las láminas n.° 70, 71, 75 y 76 usando un recubridor de rodillo automático.
Las enseñanzas descritas ilustrativamente en el presente documento pueden ponerse en práctica de manera adecuada en ausencia de cualquier elemento o elementos, limitación o limitaciones, no dados a conocer específicamente en el presente documento. La relación de los intervalos de valores en el presente documento está destinada simplemente a servir como un método abreviado de hacer referencia individualmente a cada valor separado que se encuentre dentro del intervalo, a menos que se indique lo contrario en el presente documento. Todos los métodos descritos en el presente documento pueden realizarse en cualquier orden a menos que se indique lo contrario en el presente documento o que el contexto lo contradiga claramente. El uso de todos y cada uno de los ejemplos, o lenguaje a modo de ejemplo (por ejemplo, “tal como”) proporcionado en el presente documento, está destinado simplemente a ilustrar mejor la invención.
Aunque los ejemplos anteriores han ilustrado modos particulares de llevar a cabo realizaciones de la invención, en la práctica los expertos en la técnica apreciarán formas alternativas de llevar a cabo realizaciones de la invención, que no se muestran explícitamente en el presente documento.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Lámina biodegradable que comprende tres capas poliméricas,
en la que dicha primera capa polimérica comprende una mezcla que consiste en PBSA a una concentración de desde aproximadamente el 65 hasta aproximadamente el 85% (p/p) de dicha mezcla y PLA a una concentración de desde aproximadamente el 15 hasta aproximadamente el 35% (p/p) de dicha mezcla;
en la que dicha segunda capa comprende PBSA; y
en la que dicha tercera capa comprende PBAT,
en la que dicha tercera capa polimérica está situada entre dicha primera capa polimérica y dicha segunda capa polimérica.
2. Lámina biodegradable según la reivindicación 1, en la que dicha primera capa polimérica comprende PBSA a una concentración de aproximadamente el 75% al aproximadamente el 85% (p/p) de dicha mezcla y PLA a una concentración de desde aproximadamente el 15% hasta aproximadamente el 25% (p/p) de dicha mezcla.
3. Lámina biodegradable según la reivindicación 1 ó 2, en la que dicha primera capa polimérica comprende PBSA a una concentración de aproximadamente el 75% (p/p) de dicha mezcla y PLA a una concentración de aproximadamente el 25% (p/p) de dicha mezcla.
4. Lámina biodegradable según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que al menos una de dichas tres capas poliméricas comprende además un plastificante.
5. Lámina biodegradable según la reivindicación 4, en la que dicho plastificante comprende PCL.
6. Lámina biodegradable según una cualquiera de las reivindicaciones 4 ó 5, en la que dicho plastificante está presente a una concentración de desde aproximadamente el 0,05 hasta aproximadamente el 5% (p/p) de dicha al menos una de dichas tres capa polimérica.
7. Lámina biodegradable según la reivindicación 1, que consiste en tres capas poliméricas,
en la que dicha primera capa polimérica consiste en una mezcla de PBSA y PLA, en la que PBSA está presente a una concentración de desde aproximadamente el 65 hasta aproximadamente el 85% (p/p) de dicha mezcla y PLA está presente a una concentración de desde aproximadamente el 15 hasta aproximadamente el 35% (p/p) de dicha mezcla;
en la que dicha segunda capa consiste en PBSA; y
en la que dicha tercera capa consiste en PBAT,
en la que dicha tercera capa polimérica está situada entre dicha primera capa polimérica y dicha segunda capa polimérica.
8. Estructura laminada multicapa que comprende la lámina biodegradable según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, y al menos una capa adicional unida a la lámina biodegradable mediante laminación.
9. Lámina biodegradable según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 o estructura laminada multicapa según la reivindicación 8, en la que al menos una de dichas tres capas poliméricas comprende además al menos una capa de recubrimiento sobre una o ambas superficies de dicha al menos una de dichas tres capas poliméricas, en la que dicha al menos una capa de recubrimiento comprende un recubrimiento seleccionado del grupo que consiste en goma laca, celulosa y PVDC.
10. Lámina biodegradable según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 o estructura laminada multicapa según la reivindicación 8, en la que al menos una de dichas tres capas poliméricas comprende además al menos una capa de recubrimiento metálico y comprende además una capa de recubrimiento adicional seleccionada del grupo que consiste en goma laca, celulosa y PVDC.
11. Lámina biodegradable según la reivindicación 10 o estructura laminada multicapa según la reivindicación 10, en la que dicha capa de recubrimiento adicional comprende goma laca.
12. Lámina biodegradable según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 ó 9 a 11, preparada mediante coextrusión de dichas tres capas poliméricas.
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