BR112012022974B1

BR112012022974B1 - material de embalagem biodegradável e termosselável, método para sua fabricação e embalagem de produto feita desse material.

Info

Publication number: BR112012022974B1
Application number: BR112012022974A
Authority: BR
Inventors: Tapio Koskinen; Sami Kotkamo; Jurkka Kuusipalo; Kimmo Nevalainen; Tapani Penttinen
Original assignee: Stora Enso Oyj
Priority date: 2010-03-12
Filing date: 2011-03-11
Publication date: 2019-09-03
Also published as: FI20105247A0; JP2013522079A; JP5859990B2; EP2544957A4; US20130071677A1; DK2544957T3; CA2792395A1; BR112012022974A2; ZA201207681B; PT2544957T; WO2011110750A1; CN102858649A; CN102858649B; AU2011225959B2; CA2792395C; KR101674627B1; FI124269B; US9181010B2; PL2544957T3; ES2586697T3

Abstract

material de embalagem biodegradável e termosselável método pra sua fabricação e embalagem de produto feita desse material. a presente invenção se refere a um material de embalagem biodegradável e termosselável, aum método para sua fabricação e a uma embalagem de produto formada a partir do mesmo. o material de embalagem compreende um substrato de fibra (1), uma camada de revestimento polimérico interna (2) disposta sobre o dito substrato, a qual contém polilactida (ácido poliláctico) e um poliéster biodegradável misturado com a mesma, de modo a melhorar a adesão entre a camada e o substrato de fibra, e uma camada de revestimento externo (3) que constitui a superfície externa do material e contém também polilactida e um poliéster biodegradável misturado com a mesma, de modo a melhorar a capacidade de vedação térmica da camada, em que a porção de polilactida na camada interna (2) é maior que aquela na camada externa (3). as camadas de revestimento interna e/ou externa (2,3) podem ainda ter nelas misturado uma pequena quantidade de copolímero acrílico, que melhora a adesão e/ou a capacidade térmica de vedação. as camadas de revestimento podem ser introduzidas no substrato de fibra mediante extrusão ou co-extrusão.

Description

MATERIAL DE EMBALAGEM BIODEGRADÁVEL E TERMOSSELÁVEL, MÉTODO PARA SUA FABRICAÇÃO E EMBALAGEM DE PRODUTO FEITA DESSE MATERIAL

A presente invenção se refere a um material de embalagem biodegradável e termosselável, compreendendo um substrato de fibra e camadas de revestimento polimérico extrudadas sobre o mesmo. A invenção se refere ainda a um método de fabricação de tal material de embalagem e uma embalagem fechada de produto feita desse material.

embalagens embalagem, polimérico material de embalagem de produtos, tal como, normalmente provido que torna a qual a embalagem pode térmico.

Revestimentos à base de fibra papel ou com um embalagem hermética e ser fechada mediante de múltiplas de papelão de revestimento por um camadas meio do selante podem compreender uma camada interna de EVOH, PET ou poliamida, que proporciona ao material uma efetiva barreira ao vapor d'água e oxigênio, e uma camada externa de poliolefina que torna o material termosselável. No entanto, uma desvantagem desses polímeros de revestimento amplamente usados é que os mesmos não são biodegradáveis.

A polilactida (PLA), que apresenta propriedades de umidade e de barreira de gás razoavelmente satisfatórias, que são adequadas para diversas aplicações, tem sido usada como polímero de revestimento de material de embalagem biodegradável; entretanto, seu uso envolve uma série de problemas. A polilactida em si é rígida e frágil, exigindo uma alta temperatura de extrusão e uma espessura de camada adequadamente grande para se unir ao substrato de fibra do material de embalagem. Devido à alta temperatura, a polilactida corre o risco de se romper e, na fase de extrusão, as bordas de um tecido fundido tendem ao

2/17 rasgamento e, ainda, diversos furos de pinos facilmente permanecem na camada extrudada.

Como solução para esses problemas, o documento de patente da Finlândia, FI 112624-B (EP-1094944 Bl, respectivamente), divulga uma camada de adesão interna, z qual é co-extrudada juntamente com uma camada externa de polilactida, consistindo de um polímero biodegradável, cujos exemplos, de acordo com a descrição do documento, incluem alguns co-poliésteres comerciais, ésteres de celulose e amidas de poliéster. Esses componentes exemplificados facilitam a extrusão da polilactida e proporcionam adesão, o que evita o descascamento do revestimento do substrato de fibra.

Outro problema com o uso da polilactida na camada externa de revestimento do material de embalagem é seu ponto de fusão razoavelmente alto e a resultante fraca capacidade de vedação térmica. Como aperfeiçoamento para isso, o documento de patente US-2002/0065345 Al divulga um poliéster alifático biodegradável, o qual é misturado com polilactida, em que sua participação na mistura é de pelo menos 9%, junto com um elemento promotor de adesividade, cuja participação na mistura é de pelo menos 1%. Como adequados poliésteres alifáticos, a publicação menciona policaprolactona (PLC) e polibutileno adipato-succinato (PBSA). De acordo com a descrição do documento referido, a mistura pode ser extrudada em um filme, que pode ser estirado axial ou biaxialmente, e que pode ser fixado ao substrato de fibra por meio de laminação. Como resultado, se obtém um material de embalagem biodegradável revestido de polímero, apresentando uma capacidade de vedação térmica consideravelmente melhorada.

O documento de patente US 2005/0192410 Al, divulga filmes e revestimentos de polilactida, em que a processabilidade da polilactida é melhorada, mediante

3/17 mistura com 10-40% em peso de policaprolactona e 5-10% em peso de partículas minerais. De acordo com a descrição do documento, a mistura pode ser usada em um revestimento por extrusão, mas, não existe referência com relação à adesão ao substrato de fibra, nem a sua capacidade de vedação térmica. Ao invés disso, o documento descreve as camadas intermediárias entre o substrato e a camada de revestimento à base de PLA, ou as camadas superiores que são dispostas por cima da camada de PLA (ver a seção [00329] na referida descrição do documento).

O documento de patente US 2007/0259195 Al, descreve filmes à base de polilactida, contendo neles misturado 0,1-10% em peso de um aditivo polimérico biodegradável, cuja finalidade é aumentar a cristalinidade da polilactida, melhorando sua resistência térmica. Como exemplos desses aditivos, a descrição apresenta FEPOL 2040®, comercializado pela Far Eastern Textile, Taiwan, e Ecoflex®, comercializado pela BASF, ambos os quais compreendem polibutileno adipato-tereftalato (PBAT). De acordo com a descrição, as misturas podem ser extrudadas sobre o substrato de fibra de uma maneira convencional, mas, não existe nenhuma referência à adesão da mistura ao substrato, ou à capacidade de vedação térmica do revestimento assim obtido. Na descrição do documento, pretendida resistência térmica aperfeiçoada da PLA, não está correlacionada a uma melhoria da capacidade de vedação térmica, ao invés disso, está correlacionada ao seu enfraquecimento.

A finalidade da presente invenção é proporcionar um material de embalagem biodegradável, revestido de polímero, em que o revestimento produzido por extrusão e contendo polilactida apresenta uma aperfeiçoada adesão ao

4/17 substrato de fibra e uma aperfeiçoada capacidade de vedação térmica.

De acordo com a invenção, a solução provida é que o material inclua uma camada interna de revestimento sobre o substrato de fibra, contendo polilactida e um poliéster biodegradável misturado com a mesma, para melhorar a adesão entre a camada e o substrato de fibra, e uma camada externa de revestimento que forma a superfície externa do material, e contendo polilactida e um poliéster biodegradável misturado na mesma, de modo a melhorar a capacidade de vedação térmica da camada, em que a porção de polilactida na camada interna é maior que a porção de polilactida na camada externa.

Na presente invenção, o poliéster biodegradável que é misturado com a polilactida melhora de forma considerável a adesão da polilactida, que, por definição é fraca, quando a mesma é extrudada sobre o substrato de fibra, assim como, particularmente, a capacidade de vedação térmica do revestimento de polilactida extrudado sobre um substrato de fibra não-revestido, mas, também, sobre outro filme ou camada de revestimento contendo polilactida. Conseqüentemente, a presente invenção proporciona uma aperfeiçoada capacidade de vedação térmica do revestimento, sem exigir uma laminação de filme de múltiplos estágios, conforme indicado na descrição do documento de patente US 2002/0065345 Al, para produção do revestimento.

De acordo com a invenção, foi ainda observado que, muito embora o poliéster adicionado melhore a adesão da polilactida ao substrato de fibra durante a extrusão, e também, a sua capacidade de vedação térmica, uma menor quantidade do poliéster adicionado é suficiente para melhorar a adesão, do que melhorar a capacidade de vedação térmica. Conseqüentemente, ótimas propriedades são obtidas mediante divisão dos revestimentos em duas camadas, das

5/17 quais, a camada interna de adesão contém relativamente mais polilactida do que a camada externa de vedação térmica. A solução também proporciona economias quanto aos custos dos materiais, levando em consideração que os poliésteres biodegradáveis misturados são consideravelmente mais caros do que a polilactida. Na camada interna de adesão e na camada externa de vedação térmica do material, o mesmo poliéster biodegradável pode ser usado na mistura. Na invenção, o termo “poliéster se refere a um polímero formado por pelo menos um diol e pelo menos um ácido dicarboxílico, ou similar ácido diídrico orgânico. Potenciais poliésteres incluem os poliésteres alifáticos, tais como, PCL, por exemplo, Mater-Bi, comercializado pela Novamont, PBSA, polibutileno succinato (PBS), tal como, GsPLA, comercializado pela Mitsubishi, ou um copoliéster alifático-aromático, tal como, PBAT, que é um copolímero polimerizado a partir de 1,4-butanodiol, ácido adípico e monômeros de ácido tereftálico. Um material de PBAT especialmente vantajoso é o Ecoflex®, comercializado pela BASF.

De acordo com uma modalidade preferida da invenção, a adesividade da camada de revestimento interna que se dispõe sobre o substrato de fibra, e/ou a capacidade de vedação térmica da camada externa que constitui a superfície externa do material, são ainda aperfeiçoadas mediante adição de uma pequena quantidade (adequadamente, 0,5-5% em peso) de copolímero acrílico. Um aditivo preferível é, por exemplo, um terpolímero de etilenoacrilato de butila-metacrilato de glicidila. Quando o teor do polímero acrílico na camada de revestimento for no máximo de 5% em peso, isso não impedirá a biodecomposição do material de embalagem na compostagem ou em um depósito de lixo, mesmo que o copolímero acrílico em si não seja biodegradável.

6/17 uma camada interna de

De acordo com a invenção,

revestimento	(camada de	adesão)	localizada	sobre o
substrato	de	fibra pode	conter	55-95% em	peso de
polilactida	, 5-	-40% em peso	de poliéster biodegradável e 0-
5% em peso	de	copolimero	acrílico.	As porções	dos ditos
componentes	se	encontram, preferivelmente, dentro da faixa
de 65-90%	em	peso de polilactida,	10-30% em peso de
poliéster	biodegradável e	0-5% em	peso de	copolimero
acrílico.

de revestimento termosselável

A camada externa (camada de vedação térmica) por sua vez, pode conter 3590% em peso de polilactida, biodegradável, e 0-5% em peso de copolimero acrílico. As porções dos componentes se encontram, preferivelmente, dentro da faixa de 50-80% em peso de polilactida, 20-45% em peso de poliéster biodegradável e 0-5% em peso de copolimero acrílico.

material de embalagem pode ser ainda variado dentro da invenção, de modo a que uma ou mais camadas poliméricas intermediárias biodegradáveis sejam colocadas entre a dita camada interna de adesão e a camada externa de vedação térmica, para melhorar as propriedades técnicas do revestimento de múltiplas camadas e/ou devido aos custos. A camada intermediária pode compreender, principalmente, por exemplo, apenas uma polilactida, pelo que são feitas economias no uso de poliéster mais dispendioso, limitando o mesmo para uso apenas nas camadas de adesão mais fina e camadas de vedação térmica, em ambos os lados da camada de polilactida mais densa. Ao espessar o revestimento por meio da camada de PLA, a barreira ao vapor d'água e oxigênio formada pela mesma é aperfeiçoada. Além disso, ou ao invés disso, as camadas de polímero que formam uma barreira mais efetiva ao vapor d'água ou oxigênio podem ser dispostas no

7/17 material, por exemplo, de álcool polivinilico (PVOH) ou ácido poliglicólico (PGA).

O método de acordo com a invenção, para fabricação do material de embalagem descrito acima, é caracterizado pelo fato de que pelo menos duas camadas de revestimento polimérico superpostas são extrudadas sobre o substrato de fibra, das quais a camada interna de revestimento que se dispõe sobre o substrato contém polilactida e um poliéster biodegradável nela misturado, de modo a melhorar a adesão entre a camada e o substrato de fibra, e uma camada externa de revestimento que constitui a superfície externa do material e contém também polilactida e um poliéster biodegradável misturado com a mesma, de modo a melhorar a capacidade de vedação térmica da camada, em que a porção de polilactida na camada interna é maior que aquela na camada externa.

Conforme já mencionado, as camadas intermediárias biodegradáveis que consistem apenas, por exemplo, de polilactida, e/ou os ditos polímeros de propriedade barreira biodegradáveis, tais como, PGA, podem ser incorporados dentro do revestimento, entre a camada interna de adesão e a camada externa de vedação térmica. Todas as camadas de revestimento superpostas podem ser trazidas sobre o substrato de fibra mediante um procedimento de coextrusão, em um único estágio.

A embalagem fechada formada a partir do material de embalagem descrito acima, de acordo com a invenção, é caracterizada pelo fato de que é fechada por selagem térmica da camada de revestimento, contendo polilactida e o poliéster biodegradável nela misturado, e que forma a superfície do material. A camada de selagem térmica, particularmente, é selada vantajosa ao substrato de fibra não-revestido, no lado oposto do material. Ao invés de um material de embalagem revestido somente em um lado, um

8/17 material revestido em ambos os lados pode também ser usado, em que a embalagem é fechada através de selagem das camadas de revestimento entre si.

A seguir, a invenção será descrita em maiores detalhes por meio de exemplos e fazendo-se referência ao desenho anexo, no qual as figuras 1-8 mostram as construções de folha das diversas modalidades do material de embalagem, de acordo com a invenção.

A modalidade da invenção de acordo com a figura 1 compreende um substrato de fibra, tal como, um papel ou papelão de embalagem (1) , e duas camadas poliméricas de revestimento (2, 3), que são co-extrudadas sobre o dito substrato. A camada interna de revestimento (2) consiste de polilactida (PLA) e um poliéster biodegradável nela misturado, cuja finalidade é de melhorar a adesão entre a camada (2) e o substrato de fibra (1) . A camada externa de revestimento (3) também consiste de polilactida e poliéster biodegradável·, cuja finalidade é de melhorar a capacidade de vedação térmica da camada (3). Especificamente, a camada externa (3) pode ser selada termicamente à superfície nãorevestida do substrato de fibra, por exemplo, o papelão de embalagem (1), isto é, sobre a superfície oposta do material, de acordo com a figura 1, ou a uma correspondente superfície de polímero termosselável, por exemplo, quando do dobramento do material em uma forma de sacola e quando da costura do mesmo. O poliéster que é misturado dentro das camadas de revestimento (2, 3) pode compreender o mesmo poliéster, ou diferentes poliésteres podem ser usados na camada. É essencial para a invenção que a porção de

polilactida na camada	interna de	revestimento	(2) seja
maior que a porção de	polilactida	na camada	externa	de
revestimento (3).
A figura 2 mostra a mesma	construção	de	folha	de
material de embalagem	mostrada na figura	1,	mas,	o

9/17 poliéster aqui incluído nas camadas de revestimento (2, 3) é definido, de uma maneira exemplificativa, compreendendo o copoliéster (PBAT), o qual é polimerizado a partir de 1,4butanodiol, ácido adípico e monômeros de ácido tereftálico. Na camada interna de revestimento (2) que se dispõe sobre o substrato de fibra (1), a porção de polilactida pode ser de 60-95% em peso, preferivelmente, de 70-90% em peso, e a porção de PBAT, respectivamente, de 5-40% em peso, preferivelmente, de 10-30% em peso. Na camada externa de revestimento termosselável (3), a porção de polilactida pode ser de 40-90% em peso, preferivelmente, de 55-80% em peso, e a porção de PBAT, respectivamente, de 10-60% em peso, preferivelmente, de 20-45% em peso. No entanto, é exigido que a porção de polilactida na camada interna (2) seja maior que na camada externa (3) .

A carga do substrato de fibra (1) na modalidade de acordo com as figuras 1 e 2 pode se situar dentro da faixa de 40-350 g/m²; a carga da camada interna de revestimento dentro da faixa de 5-20, preferivelmente, de 5-10 g/m², e a carga da camada externa dentro da faixa de 5-20, preferivelmente, de 5-10 g/m².

Na modalidade de acordo com a figura 3, na construção mostrada de acordo com a figura 1, uma camada de revestimento adesivo (2) é adicionada no lado oposto do substrato de fibra (1). Em termos de sua composição e carga de camada, essa camada (2 | ) corresponde àquela que foi apresentada acima, com relação à camada adesiva (2),

mostrada	nas	figuras	1 e 2. Quando	da formação da
embalagem,	a	camada de	selagem térmica	(3)	pode	ser selada
à camada	de	revestimento adesivo (2)	do	lado	oposto do
papelão.
	Na	figura 4,	o substrato de	fibra (1)	é provido
em ambos	os	lados de	camadas poliméricas	de revestimento

(2, 3), que correspondem às mostradas na figura 1, de modo

10/17 que o papelão revestido apresenta uma construção simétrica.

Quando da formação da embalagem, as camadas de vedação térmica (3) dos lados opostos do substrato de fibra podem ser seladas entre si.

Os materiais de embalagem de acordo com as figuras 5 e acordo com as

6, diferem figuras 1 revestimento adesivo de selagem térmica, preferivelmente, de em conexão com as

A figura dos colocada (2) e a correspondentes materiais somente em que uma camada entre camada de de a camada interna externa camada de de revestimento sua carga de

10-30 g/m². O que está sendo de 5-40, indicado acima figuras 1 mostra de acordo com as figuras 1 e e 2, se aplica às cargas das da uma

2, referida construção.

aplicação das construções em revestimento interna e externa (2, polilactida misturado, terpolimero glicidila, copolimero e poliéster, também, que, de de que ambas as camadas de

3) compreendem, além da um copolimero acrílico na figura, é especificado como sendo etileno-acrilato de butila-metacrilato uma maneira acrílico em cada dentro da faixa de 0,5-5% em um de exemplificativa. A porção camada (2, 3) peso. Na camada copolimero acrílico tem o efeito de melhorar a camada e o substrato de

Como composição camada interna composição:

copoliéster tereftálico de pode se situar a adesão entre e na camada externa capacidade específica em de (ΡΒΆΤ), de vedação vantajosa térmica da camada.

para o polímero da a seguinte peso de polilactida,

1,4-butanodiol/ácido e 5% em peso etileno/acrilato de butila/metacrilato de

10% em peso de adípico/ácido terpolimero de de glicidila, e para seguinte composição:

70% em peso de polilactida, 25% em peso de PBAT, e 5% em peso de terpolimero de etileno/acrilato de

11/17 butila/metacrilato de glicidila. Adequadas cargas de camadas na construção da figura 7 são as mesmas que aquelas das construções das figuras 1 e 2.

A modalidade de acordo com a figura 8 difere da modalidade da figura 7, somente em que uma camada de PLA (4) é colocada entre a camada interna de revestimento adesivo (2) e a camada externa de revestimento de selagem térmica (3), de maneira similar às figuras 3 e 4. Adequadas cargas de camadas para cada camada (1-4) correspondem às 10 cargas descritas acima.

A figura 9 mostra um desenvolvimento da construção de folha, de acordo com as figuras 5 e 6, onde ao invés da camada intermediária (4) de polilactida, se apresentam uma camada de ácido poliglicólico (PGA) (5) e 15 camadas de polilactida (6, 7) em ambos os lados da camada de PGA (5). O substrato de fibra (1), assim, apresenta um revestimento de cinco camadas poliméricas, o qual é introduzido no substrato de fibra através de co-extrusão, de modo similar aos revestimentos de múltiplas camadas, de 20 acordo com as figuras 1-6 acima. Na construção da figura 9, o ácido poliglicólico (PGA) pode ser substituído por álcool polivinílico (PVOH).

Exemplos

1. Adesão

Diversos revestimentos poliméricos de camada única foram introduzidos dentro do papelão mediante extrusão, e a adesão dos mesmos à superfície do papelão foi definida em uma escala de 1-5, em que a classificação foi 30 como segue:

= nenhuma adesão; a camada polimérica descasca;

= adesão fraca; algumas fibras são aderidas à camada polimérica que se descasca;

12/17

= adesão fraca; quando se destaca a camada polimérica, menos de 50% do papelão se quebra na área do revestimento;

= adesão moderada, quando se destaca a camada polimérica, acima de 50% do papelão se quebra na área do revestimento;

= adesão perfeita; quando se destaca a camada polimérica, o papelão se quebra em toda a área de revestimento.

Os polímeros de revestimento testados compreenderam apenas polilactida (PLA) ou polilactida misturada com diversos poliésteres (poliésteres 1-6) , ou com poliésteres e um aditivo que consistia de copolimero acrílico.

Os poliésteres e o aditivo foram:

- Poliéster	1 = PBS;
- Poliéster	2 = PBS;
- Poliéster	3 = PBAT;
- Poliéster	4 = PBAT;
- Poliéster	5 = PBSA;
- Poliéster	6 = PBAT.
Aditivo	= Terpolímero de etileno/acrilato de

butila/metacrilato de glicidila.

Os resultados para as diversas composições de polímero e cargas de camadas são apresentados na Tabela 1 seguinte. A Tabela 2 mostra ainda resultados para diversas composições de polímeros em uma carga de camada de 25 g/m². Em cada mistura de polímero, a PLA constitui o restante da mistura, de modo que as porções dos componentes totalizem 100%.

Tabela 1

Polímero	Carga da Camada (g/m )	Adesão
PLA	38,8	5
PLA	31,1	5
PLA	25,7	4

13/17

PLA	20,7	4
PLA	18,9	3
PLA + 50% Poliéster 1	18,6	5
PLA + 25% Poliéster 1	19,0	5
PLA + 25% Poliéster 1	16,7	5
PLA + 25% Poliéster 1	14,1	4
PLA + 10% Poliéster 2	19,3	5
PLA + 10% Poliéster 2	12,7	3
PLA + 10% Poliéster 2	6,0	1
PLA + 40% Poliéster 3	16,4	5
PLA + 40% Poliéster 3	14,06	4
PLA + 24% Poliéster 3	22,3	5
PLA + 20% Poliéster 3	15,5	4
PLA + 20% Poliéster 3	12,8	3
PLA + 40% Poliéster 4	15,72	5
PLA + 40% Poliéster 4	12,3	3
PLA + 40% Poliéster 4	8,42	2
PLA + 50% Poliéster 5	24,26	5
PLA + 50% Poliéster 5	19,18	5
PLA + 30% Poliéster 5	21,5	5
PLA + 30% Poliéster 5	20,78	4
PLA + 30% Poliéster 5	14,9	4
PLA + 30% Poliéster 5	15,64	4
PLA + 30% Poliéster 5	12,28	3
PLA + 25% Poliéster 5	26,68	5
PLA + 25% Poliéster 5	20,72	5
PLA + 25% Poliéster 5	17,24	4
PLA + 20% Poliéster 5	27,58	5
PLA + 20% Poliéster 5	22,12	4
PLA + 20% Poliéster 5	19,6	4
PLA + 10% Poliéster 5	32,38	5
PLA + 10% Poliéster 5	26,8	5

14/17

PLA + 10% Poliéster 5	21,9	5
PLA + 40% Poliéster 6	24,92	5
PLA + 40% Poliéster 6	23,76	5
PLA + 40% Poliéster 6	23,26	4,5
PLA + 40% Poliéster 6	14,5	3,5
PLA + 20% Poliéster 2 + 5% Aditivo	14,2	5
PLA + 20% Poliéster 2 + 5% Aditivo	13,38	4,5
PLA + 20% Poliéster 2 + 5% Aditivo	11,38	3,5
PLA + 10% Poliéster 2 + 5% Aditivo	16,46	5
PLA + 10% Poliéster 2 + 5% Aditivo	14,3	5
PLA + 10% Poliéster 2 + 5% Aditivo	15,66	4,5
PLA + 10% Poliéster 2 + 5% Aditivo	10,72	3
PLA + 10% Poliéster 6 + 5% Aditivo	21,74	5
PLA + 10% Poliéster 6 + 5% Aditivo	19	4,5
PLA + 10% Poliéster 6 + 5% Aditivo	17,26	5
PLA + 10% Poliéster 6 + 5% Aditivo	13,88	3,5
PLA + 10% Poliéster 6 + 5% Aditivo	9,6	2,5
PLA + 10% Poliéster 6 + 5% Aditivo	7,2	2

Tabela 2

Polímero	Adesão em uma Carga de Camada de 25g/m²
PLA	4
PLA + 50% Poliéster 1	5
PLA + 25% Poliéster 1	5
PLA + 40% Poliéster 2	5
PLA + 10% Poliéster 2	5
PLA + 40% Poliéster 3	5
PLA + 20% Poliéster 3	5
PLA + 10% Poliéster 3	5
PLA + 40% Poliéster 4	5
PLA + 50% Poliéster 5	5
PLA + 30% Poliéster 5	5

15/17

PLA + 25% Poliéster 5	5
PLA + 20% Poliéster 5	5
PLA + 10% Poliéster 5	5
PLA + 40% Poliéster 6	5
PLA + 20% Poliéster 2 + 5% Aditivo	5
PLA + 10% Poliéster 2 + 5% Aditivo	5
PLA + 10% Poliéster 6 + 5% Aditivo	5

Os resultados indicam que os poliésteres adicionados melhoram a adesão da polilactida, o que é indicado pela obtenção de uma perfeita adesão nas cargas de camadas de revestimento inferiores. De um modo geral, quando a porção de poliéster aumenta na mistura, a adesão melhora, mas, quando se usa uma carga de camada praticável de 25g/m², pode ser obtida uma aceitável adesão com uma porção mistura baixa, como, por exemplo, 10-20%. É também óbvio que o copolímero acrílico adicionado também melhora a adesão.

2. Selagem Térmica na Superfície do Papelão

Pedaços de papelão que foram revestidos por extrusão com diferentes polímeros foram selados termicamente sobre uma superfície de um pedaço de papelão de partida. A selagem entre o revestimento de polímero e a superfície de papelão foi definida em uma escala de 1-5, cuja classificação foi:

= nenhuma selagem;

= selagem fraca; as superfícies seladas podem ser destacadas entre si substancialmente em um pedaço;

= selagem fraca; quando destacado, menos de 50% do papelão se quebra na área de revestimento de polímero;

= selagem moderada; quando destacado, mais de 50% do papelão se quebra na área de revestimento do polímero;

16/17 = selagem perfeita; quando destacado, o papelão se quebra em toda a área de revestimento.

Os polímeros de revestimento consistiam de polilactida ou mistura de polilactida e poliésteres e, possivelmente, de polímero acrílico, adicionado como aditivo, conforme indicado acima no teste de adesão. Os resultados, em outras palavras, a selagem em diferentes temperaturas de selagem, são mostrados na Tabela 3. Além disso, a Tabela 4 inclui a temperatura de selagem mais baixa de cada polímero para obtenção de uma selagem perfeita, além de uma avaliação da capacidade de selagem com base na mesma.

Tabela 3

Polímero	Temperatura de Selagem Térmica (°C)
100	110	120	125	130	135	140	145	150	155	160	165	170
PLA	1	2	2	3	3	3	3	3,5	4,5	4,5	4,5	4,5	5
PLA+40%Poli- éster 3		2	2,67	2,67	3	3	3,67	4,33	5	5	5	5	5
PLA + 50%Poli- éster 5	3	3,33	4,33	5	5	5	5	5	5	5	5	5	5
PLA + 25%Poli- éster 5	2		3	3	3,67	4	4,33	5	5	5	5	5	5
PLA + 40%Poli- éster 6			3		3,5	3,5	4,5	4,5	5	5	5	5	5
PLA + 10%Poliéster 6 + 5% Aditivo	1	2	3	3	3,5	3,5	4,5	4,5	5	5	5	5	5
PLA + 5% Aditivo		2	2,33	2,67	3	3	3,33	4	4,67	4,67	5	5	5

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Tabela 4

Polímero	Temperatura de Selagem mais baixa (°C)	Capacidade de Selagem
PLA	170	Fraca
PLA + 40% Poliéster 3	150	Satisfatória
PLA + 50% Poliéster 5	125	Excelente
PLA + 25% Poliéster 5	145	Satisfatória
PLA + 40% Poliéster 6	150	Satisfatória
PLA + 10% Poliéster 6 + 5% Aditivo	150	Satisfatória
PLA + 5% Aditivo	160	Suficiente

Os resultados indicam que os poliésteres adicionados melhoram a capacidade de vedação térmica da 5 polilactida, o que é evidenciado pela obtenção de uma perfeita selagem em temperaturas de selagem mais baixas. A comparação dos resultados obtidos com as diferentes porções do poliéster 5 nas misturas prova que quando a porção de poliéster aumenta, a temperatura de selagem pode ser 10 diminuída, isto é, a capacidade de selagem melhora. Uma aceitável temperatura de selagem de 50 °C exige uma porção de cerca de 25-40% de poliéster na mistura. Além disso, o polímero acrílico adicionado possibilita uma considerável redução da quantidade de poliéster.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Material de embalagem biodegradável e termosselável, compreendendo um substrato de fibra (1) e camadas de revestimento polimérico (2 a 8) que são extrudadas sobre o mesmo, caracterizado por incluir uma camada de revestimento interno (2) colocada sobre o substrato de fibra e contendo polilactida e um poliéster biodegradável nela misturado, de modo a melhorar a adesão entre a camada e o substrato de fibra, e uma camada de revestimento externo (3) que constitui a superfície externa do material e contém polilactida e um poliéster biodegradável misturado com a mesma, de modo a melhorar a capacidade de vedação térmica da camada, em que a porção de polilactida na camada interna (2) é maior que aquela na camada externa (3).
2. Material de embalagem, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelas camadas de revestimento interna e externa (2,3) conterem o mesmo poliéster biodegradável nelas misturado.
3. Material de embalagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizado pelas camadas de revestimento interna e/ou externa (2,3) conterem um copoliéster alifático-aromático biodegradável.
4.

Material de embalagem, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo copoliéster biodegradável ser um copoliéster que foi polimerizado a partir de 1,4-butanodiol, ácido adípico e monômeros de ácido tereftálico.
5. Material de embalagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelas camadas interna e/ou externa (2,3) compreenderem ainda, misturado nas mesmas, não mais que 5% em peso de

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2/4 copolímero acrílico, que melhora a adesão e/ou a capacidade de vedação térmica.
6. Material de embalagem, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo copolímero acrílico ser um terpolímero de etileno-acrilato de butila-metacrilato de glicidila.
7. Material de embalagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pela camada de revestimento interno (2), colocada sobre o substrato de fibra, conter de 55 a 95% em peso de polilactida, de 5 a 40% em peso de poliéster biodegradável e de 0 a 5% em peso de copolímero acrílico.
8. Material de embalagem, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pela camada de revestimento interno (2), colocada sobre o substrato de fibra, conter de 65 a 90% em peso de polilactida, de 10 a 30% em peso de poliéster biodegradável e de 0 a 5% em peso de copolímero acrílico.
9. Material de embalagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pela camada de revestimento externo termosselável (3) conter de 35 a 90% em peso de polilactida, de 10 a 60% em peso de poliéster biodegradável e de 0 a 5% em peso de copolímero acrílico.
10. Material de embalagem, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pela camada de revestimento externo termosselável (3) conter de 50 a 80% em peso de polilactida, de 20 a 45% em peso de poliéster biodegradável e de 0 a 5% em peso de copolímero acrílico.
11. Material de embalagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por entre as ditas camadas interna e externa ser fornecida, pelo menos, uma camada polimérica intermediária (4 a 7).

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12. Material de embalagem, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pela camada intermediária (4,6,7) consistir, principalmente, em apenas uma polilactida.
13. Material de embalagem, de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 e 12, caracterizado pela camada intermediária (5) consistir em um polímero biodegradável que forma uma barreira ao vapor d'água e/ou oxigênio, como, por exemplo, álcool polivinílico ou ácido poliglicólico.
14. Método de fabricação de um material de embalagem, conforme definido em qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por pelo menos duas camadas de revestimento polimérico superpostas serem extrudadas sobre o substrato de fibra (1), das quais a camada interna de revestimento (2), que se dispõe sobre o substrato de fibra, contém polilactida e um poliéster biodegradável nela misturado, de modo a melhorar a adesão entre a camada e o substrato de fibra, e uma camada externa de revestimento (3) que constitui a superfície externa do material, contém polilactida e um poliéster biodegradável nela misturado, de modo a melhorar a capacidade de vedação térmica da camada, em que a porção de polilactida na camada interna (2) é maior que aquela na camada externa (3).
15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por pelo menos três camadas de revestimento polimérico sobrepostas serem extrudadas sobre o substrato de fibra, de modo que pelo menos uma camada intermediária (4,6,7) entre as ditas camadas de revestimento interna e externa (2,3) consiste, principalmente, em apenas uma polilactida.
16. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 e 15, caracterizado por pelo menos três camadas de revestimento polimérico sobrepostas serem

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4/4 extrudadas sobre o substrato de fibra (1), de modo que pelo menos uma camada intermediária (5) entre as ditas camadas de revestimento interna e externa (2,3) consiste em um polímero biodegradável, tal como álcool polivinílico ou 5 ácido poliglicólico, que melhora a propriedade de barreira ao vapor d'água e/ou oxigênio.
17. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 16, caracterizado pelas camadas de revestimento (2 a 7) serem introduzidas no substrato de

10 fibra por meio de co-extrusão.
18. Embalagem de produto caracterizada pelo fato de consistir em um material de embalagem conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 13, a qual é fechada por selagem térmica entre a camada superior (3) contendo

15 polilactida e um poliéster biodegradável nela misturado e um substrato de fibra (1) não-revestido, disposto no lado oposto do material.