CN104364081A

CN104364081A - 可生物降解的片材

Info

Publication number: CN104364081A
Application number: CN201280067906.4A
Authority: CN
Inventors: 塔尔·纽曼; 达夫纳·尼森鲍姆; 阿纳·里·多坦; 沙伊·伽尔蒂
Original assignee: Tipa Corp Ltd
Current assignee: Tipa Corp Ltd
Priority date: 2011-12-15
Filing date: 2012-12-13
Publication date: 2015-02-18
Also published as: AU2012354059C1; JP2015507653A; BR112014015501A8; BR112014015501A2; KR20140116868A; WO2013088443A1; EP2790920A1; NZ626602A; RU2014128962A; JP6235481B2; AU2016277538A1; US20140329039A1; SG11201403245RA; EP2790920A4; AU2012354059B2; HK1203453A1; WO2013088443A8; CA2858972A1; AU2012354059A1; RU2643561C2

Abstract

本发明公开一种包括气体屏障材料的由可生物降解的材料制成的可生物降解片材，其中，所述气体屏障材料可以为纳米粘土和/或聚乙烯醇。

Description

可生物降解的片材

技术领域

本发明针对一种用于包括气体屏障材料的可生物降解的片材的组合物。本发明涉及纳米粘土和/或PVOH(聚乙烯醇)作为气体屏障的用途。

背景技术

由于可生物降解材料的环保性能，故可生物降解材料的利用在过去几年里已得到发展。这种材料的用途是广泛的，包括各种类型的塑料袋、尿布、气球、和甚至遮阳棚。响应更加环保的包装材料的需求，已研制了许多新的生物聚合物，当被丢弃到环境中时，该生物聚合物已展现出生物降解。在可生物降解的塑料市场中的一些较大的参与者包括如DuPont、BASF、Cargill-Dow Polymers、Union Carbide、Bayer、Monsanto、Mitsui和Eastman Chemical的知名的化学公司。这些公司都已研制出一类或多类或一种或多种生物聚合物。例如，BASF和Eastman Chemical已分别研制出以商品名ECOFLEX和EASTAR BIO出售的被称为“脂肪族-芳香族”共聚物的生物聚合物。Bayer公司已研制出商品名BAK的聚酰胺酯。Du Pont已研制出BIOMAX(改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))。Cargill-Dow已出售各种各样的基于聚乳酸(PLA)的生物聚合物。Monsanto研制了一类被称为聚羟基脂肪酸酯(PHA)的聚合物，该聚合物包括聚羟基丁酸酯(PHB)、聚羟基戊酸酯(PHV)和聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯共聚物(PHBV)。Union Carbide制造商品名TONE的聚己内酯(PCL)。

每个上述生物聚合物具有独特的性能、优点和缺点。例如，如BIOMAX、BAK、PHB和PLA这样的生物聚合物通常是高性能的，但也是相当刚性的或甚至是易碎的。当希望得到柔性片材或柔性薄膜，例如用在制作需要良好的弯曲和折叠性能的包装物、袋子和其他包装材料时，这使得它们成为差的候选对象。至于BIOMAX，DuPont目前未提供适合于由BIOMAX吹膜的说明书或条件，因此指出，目前不可认为薄膜可以由BIOMAX和类似的聚合物吹制。

另一方面，与上文所讨论的较刚性的生物聚合物相比，如PHBV、ECOFLEX和EASTAR BIO这样的生物聚合物许多时候是较柔性的。然而，它们具有较低的熔点，使得它们当被重新处理加热和/或暴露于加热时，通常自粘附和不稳定。为了防止这种薄膜的自粘附(或“成块”)，通常需要包含少量(例如，0.15％(以重量计))的二氧化硅、滑石或其他填充剂。

此外，由于有限数量的可生物降解聚合物，经常难以或甚至不可能确定对于给定应用满足所有的、或甚至大多数的期望的性能标准的单一聚合物或共聚物。对于这些原因和其他原因，根据生态原因的需要，可生物降解聚合物未广泛地用在食品包装材料领域中，特别是液体容器的领域中。

另外，如今已知的可生物降解的片材通常是不透明的，具有低的透光率和高的雾度。此外，已知的可生物降解的片材不包括屏障或包括一定数量和类型的使片材通常是高度透气的屏障，具有高的透氧率和高的水蒸气透过率，因此，它们不能作为长期的食品容器或饮料容器。此外，已知的可生物降解的片材的通过参数(例如，最大载荷时的应力、断裂伸长率和杨氏模量)测量的物理强度是不足的，因此，当用作包装物时，特别是当希望包装液体时，其是有缺陷的。

因此，本领域需要物理上是坚实的，然而柔性的，此外具有低的透气性、高的透光率和低的雾度的可生物降解的片材。这种可生物降解的片材可被用作长期的容器。

此外，尽管许多液体容器被用在食品行业和饮料行业中，但可生物降解的容器未被广泛利用。第6,422,753号美国专利公开了一种用于可饮用的和可冻结的液体的可分离的饮品容器包装物，其中，该包装物包括多个相对于彼此以肩并肩的方式对齐的单独的饮品容器单元。各个饮品容器单元具有由在塑料制品的对置片材上形成的下部热焊缝、上部热焊缝和两个竖向热焊缝限定的内部流体室。在中间饮品容器单元之间的热焊缝具有多孔带，每个容器单元的上端具有设置在具有间隙的锥形褶皱上方的上横向热焊缝，该间隙限定了当在齿孔线上的封口带被从单独的饮品容器单元中取出时的一体的饮用溶解喷嘴。然而，这种包装物是不环保的。

美国专利第5,756,194号公开了用在食品工业中的抗水淀粉制品，该制品包括糊化淀粉的内核、天然树脂的中间层和抗水的可生物降解的聚酯的外层。糊化淀粉通过涂有可生物降解的聚酯(例如，聚(β-羟基丁酸-戊酸共聚酯)(PHBV)、聚(乳酸)(PLA)、和聚(di-elect cons己内酯)(PCL))，可被制成是抗水的。通过利用树脂材料(例如，拥有介于淀粉和聚酯中间的溶度参数(疏水性)的虫胶或松脂)的介入层，实现两种不同材料的粘附。通过将虫胶或松脂的醇溶液喷涂到基于淀粉的制品上，随后涂覆在合适的溶剂中的聚酯溶液，获得涂层。然而，对于允许使用者容易携带，同时具有物理活性来说，这些制品未被最佳地设计。另外，这些制品未被设计以提供根据即使需要可被消耗的不同的液体体积。

在不能提供简单的、有效的和实用的液体包装装置(该装置使使用者容易实现液体的柔性分隔包装)方面，所有上述现有技术构造是有缺陷的。因此，需要新的改进型的可生物降解的液体容器。

发明内容

本发明的一个实施方式针对包括气体屏障材料的可生物降解的片材。根据一些实施方式，气体屏障材料为纳米粘土，根据其他实施方式，气体屏障材料为聚乙烯醇(PVOH)，根据另外的实施方式，气体屏障材料为纳米粘土和PVOH的组合。

本发明的另一个实施方式针对由包括气体屏障材料的可生物降解的片材制成的容器单元，其中，容器单元包括用于存放液体的隔室和将液体从隔室中取出所利用的部件。根据一些实施方式，容器单元包括悬挂部。

附图说明

参考附图，通过下面的本发明的优选实施方式的说明性的且非限制性的详细描述，将更好地理解本发明的以上和其他特征和优点，其中：

图1示出根据本发明的实施方式的具有不同体积的容器单元的阵列的构造；

图2A示出根据本发明的实施方式的单个容器单元的布置；

图2B和图2C示出根据本发明的另一实施方式的利用单个容器单元；

图2D示出根据本发明的实施方式的内吸管段的布置；

图2E示出根据本发明的实施方式的密封的内吸管段的横断面视图；

图3A至图3F示出根据本发明的实施方式的6个容器单元的阵列的布置；

图4A至图4C示出根据本发明的另一实施方式的具有配套盖子的单个容器单元的布置；

图4D为根据本发明的另一实施方式的顶盖密封装置的剖视图；

图5A和图5B示出根据本发明的另一实施方式的具有枢转地可折叠的吸管的单个容器单元的布置；

图6A至图6D示出根据本发明的实施方式的4个容器单元的阵列，其中，所有的容器单元是闭合的(图6A为该阵列的概观，图6B为该阵列的前视图，图6C为该阵列的侧视图，图6D为该阵列的顶视图)；

图7A至图7D示出根据本发明的实施方式的4个容器单元的阵列，其中，所有容器单元是开口的(图7A为该阵列的概观，图7B为该阵列的前视图，图7C为该阵列的侧视图，图7D为该阵列的顶视图)；和

图8为示出根据本发明的实施方式所制得的三层片材的生物降解度的曲线图。

具体实施方式

在下面详细的描述中，许多特定细节被陈述，以便彻底理解本发明。然而，本领域的技术人员将理解到，在没有这些特定的细节的情况下可实施本发明。在其他情况下，众所周知的方法、程序和部件未被详细地描述，以免掩盖本发明。

如本文所用的术语“可生物降解的”将被理解包括任何通过活的生物体、光、空气、水或它们的任何组合的作用而降解的聚合物。这种可生物降解的聚合物包括各种合成的聚合物，如聚酯、聚酰胺酯、聚碳酸酯等。天然衍生的半合成的聚酯(例如，来自发酵)也可被包括在术语“可生物降解的”中。生物降解反应通常是酶催化的且一般在水分的存在下发生。含有可水解键的天然大分子(例如，蛋白质、纤维素和淀粉)通常在微生物的水解酶的影响下易于生物降解。然而，一些人造聚合物也是可生物降解的。聚合物的亲水的/疏水的特性大大地影响它们的生物降解度，一般地，更加极性的聚合物是更加容易生物降解的。其他影响生物降解度的重要的聚合物的特征包括结晶度、链柔性和链长度。

如本文所用的术语“片材”将被理解为具有其如用在热塑性和包装领域中的惯用含义。根据本发明的可生物降解的组合物可被用来制造多种多样的制造物品，包括用于包装固体和液体物质(包括食品物质)的物品。因此，根据本发明的片材包括具有多种(被测量的和被计算的)厚度的片材。

如本文所用的术语“大约”将被理解指的是相关值的10％的偏差。

术语“颗粒”或“颗粒状填充剂”应被广泛地解读为包括具有任何各种不同的形状和纵横比的填充剂颗粒。通常，“颗粒”为具有纵横比(即，长度与厚度的比)小于约10：1的那些固体。纵横比大于约10：1的固体可被更好地理解为“纤维”，同时该术语将在下文被定义和讨论。

术语“纤维”应理解成纵横比大于至少约10：1的固体。因此，纤维能够比颗粒状纤维更好地给予强度和韧性。如本文所用，术语“纤维”和“纤维材料”包括无机纤维和有机纤维。

除了能够进行生物降解，对于聚合物或聚合物共混物常常重要的是展示某些物理性能。特别的聚合物共混物的预期应用将常常指示对于特别的聚合物共混物或由此制造的物品，哪些性能是必要的，以便呈现所期望的性能标准。当涉及用作包装材料、特别是用作液体容器的可生物降解的片材时，所期望的性能标准可包括断裂伸长率、杨氏模量和最大载荷时的应力。

为了限定本发明的可生物降解的片材的物理性能，使用数种测量方法。利用用于薄塑料片材的拉伸性能的ASTM D882-10标准测试方法，测量最大载荷时的应力、杨氏模量和断裂伸长率。利用用于透明塑料制品的雾度和透光率的ASTM D1003-07el标准测试方法，测量透光率和雾度。利用用于通过塑料薄膜和片材的氧气透过率的、使用电量传感器的ASTM D3985-05(2010)el标准测试方法，测量可生物降解的片材的透氧性。利用用于片材的水蒸气透过率的、使用动态相对湿度测量的ASTM E398-03(2009)el标准测试方法，测量本发明的可生物降解的片材的水蒸气透过性。

在本发明的实施方式中，本发明提供具有最大载荷时的应力为至少15Mpa的可生物降解的片材。根据其他实施方式，本发明提供具有最大载荷时的应力为至少30Mpa的可生物降解的片材。根据本发明的一些实施方式，最大载荷时的应力在15Mpa至50Mpa的范围内。根据本发明的一些实施方式，最大载荷时的应力在15Mpa至20Mpa的范围内。根据本发明的一些实施方式，最大载荷时的应力在20Mpa至25Mpa的范围内。根据本发明的一些实施方式，最大载荷时的应力在25Mpa至30Mpa的范围内。根据本发明的一些实施方式，最大载荷时的应力在30Mpa至35Mpa的范围内。根据本发明的一些实施方式，最大载荷时的应力在35Mpa至40Mpa的范围内。根据本发明的一些实施方式，最大载荷时的应力在40Mpa至45Mpa的范围内。根据本发明的一些实施方式，最大载荷时的应力在45Mpa至50Mpa的范围内。根据本发明的另外的实施方式，最大载荷时的应力在24Mpa至26Mpa的范围内。根据本发明的另外的实施方式，最大载荷时的应力在46Mpa至48Mpa的范围内。根据本发明的另外的实施方式，最大载荷时的应力在32Mpa至34Mpa的范围内。根据本发明的一些实施方式，最大载荷时的应力在19Mpa至21Mpa的范围内。根据本发明的一些实施方式，最大载荷时的应力在29Mpa至31Mpa的范围内。

本发明的可生物降解的片材具有至少280％的断裂伸长率。根据另外的实施方式，断裂伸长率为至少300％。根据一些实施方式，断裂伸长率在400％至600％的范围内。根据一些实施方式，断裂伸长率在280％至850％的范围内。根据一些实施方式，断裂伸长率在280％至350％的范围内。根据另外的实施方式，断裂伸长率在350％至450％的范围内。根据另外的实施方式，断裂伸长率在450％至550％的范围内。根据另外的实施方式，断裂伸长率在550％至650％的范围内。根据另外的实施方式，断裂伸长率在650％至750％的范围内。根据另外的实施方式，断裂伸长率在750％至850％的范围内。根据另外的实施方式，断裂伸长率在410％至420％的范围内。根据另外的实施方式，断裂伸长率在725％至735％的范围内。根据另外的实施方式，断裂伸长率在575％至585％的范围内。根据另外的实施方式，断裂伸长率在555％至565％的范围内。根据另外的实施方式，断裂伸长率在615％至625％的范围内。

本发明的可生物降解的片材的杨氏模量为至少200Mpa。根据本发明的一些实施方式，杨氏模量在200Mpa至800Mpa的范围内。根据本发明的另外的实施方式，杨氏模量在400Mpa至600Mpa的范围内。根据另外的实施方式，杨氏模量在300Mpa至350Mpa的范围内。根据另外的实施方式，杨氏模量在350Mpa至400Mpa的范围内。根据另外的实施方式，杨氏模量在400Mpa至450Mpa的范围内。根据另外的实施方式，杨氏模量在450Mpa至500Mpa的范围内。根据另外的实施方式，杨氏模量在500Mpa至550Mpa的范围内。根据另外的实施方式，杨氏模量在550Mpa至600Mpa的范围内。根据另外的实施方式，杨氏模量在600Mpa至650Mpa的范围内。根据另外的实施方式，杨氏模量在650Mpa至700Mpa的范围内。根据另外的实施方式，杨氏模量在700Mpa至750Mpa的范围内。根据另外的实施方式，杨氏模量在750Mpa至800Mpa的范围内。根据另外的实施方式，杨氏模量在675Mpa至685Mpa的范围内。根据另外的实施方式，杨氏模量在565Mpa至575Mpa的范围内。根据另外的实施方式，杨氏模量在600Mpa至610Mpa的范围内。根据另外的实施方式，杨氏模量在670Mpa至680Mpa的范围内。根据另外的实施方式，杨氏模量在385Mpa至395Mpa的范围内。

根据本发明的一些实施方式，本发明的可生物降解的片材的透光率为至少75％。根据另外的实施方式，透光率在75％至95％的范围内。根据另外的实施方式，透光率在75％至80％的范围内。根据另外的实施方式，透光率在80％至85％的范围内。根据另外的实施方式，透光率在85％至90％的范围内。根据另外的实施方式，透光率在90％至95％的范围内。根据另外的实施方式，透光率超过95％。

根据本发明的一些实施方式，本发明的可生物降解的片材的透氧率低于8500cc/m²/24小时。根据另外的实施方式，透氧率在100cc/m²/24小时至130cc/m²/24小时的范围内。根据另外的实施方式，透氧率在100cc/m²/24小时至1000cc/m²/24小时的范围内。根据另外的实施方式，透氧率在1000cc/m²/24小时至2000cc/m²/24小时的范围内。根据另外的实施方式，透氧率在2000cc/m²/24小时至3000cc/m²/24小时的范围内。根据另外的实施方式，透氧率在3000cc/m²/24小时至4000cc/m²/24小时的范围内。根据另外的实施方式，透氧率在4000cc/m²/24小时至5000cc/m²/24小时的范围内。根据另外的实施方式，透氧率在5000cc/m²/24小时至6000cc/m²/24小时的范围内。根据另外的实施方式，透氧率在6000cc/m²/24小时至7000cc/m²/24小时的范围内。根据另外的实施方式，透氧率在7000cc/m²/24小时至8000cc/m²/24小时的范围内。

根据本发明的一些实施方式，本发明的可生物降解的片材的水蒸气透过率低于30gr/m²/天。根据本发明的另外的实施方式，水蒸气透过率低于20gr/m²/天。根据另外的实施方式，水蒸气透过率在15gr/m²/天至20gr/m²/天的范围内。根据另外的实施方式，水蒸气透过率在20gr/m²/天至25gr/m²/天的范围内。根据另外的实施方式，水蒸气透过率在25gr/m²/天至30gr/m²/天的范围内。

本发明还针对包括任何适量的任何合适的可生物降解的聚合物的可生物降解的片材，该可生物降解的聚合物能够为可生物降解的片材提供所期望的如上文解释说明的物理性能。根据一些实施方式，本发明的可生物降解的片材是可回收利用的，即，制备片材的材料可被重复利用(在适当处理之后，即，在必要时的清洗、研磨、加热等之后)来制作额外的制造物品。

根据另外的实施方式，本发明的可生物降解的片材是可用作堆肥的。

根据一些实施方式，可生物降解的片材包括合成聚酯、通过发酵制成的半合成聚酯(例如，PHB和PHBV)、聚酰胺酯、聚碳酸酯和聚酯尿烷。在其他实施方式中，本发明的可生物降解的片材包括各种天然聚合物和它们的衍生物(例如，包括或衍生自淀粉、纤维素、其他多糖和蛋白质的聚合物)中的至少一种。

根据一些实施方式，可生物降解的片材包括聚乳酸(PLA)或它们的衍生物、该衍生物如CPLA(共聚乳酸)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚丁二酸/己二酸-丁二醇酯(PBSA)、聚丁二酸乙二醇酯(PES)、聚(己二酸/对苯二甲酸四亚甲基酯)(PTAT)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚(己二酸/对苯二甲酸丁二酯)(PBAT)、热塑性淀粉(TPS)、聚羟基丁酸酯(PHB)、聚羟基戊酸酯(PHV)、聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯共聚物(PHBV)、聚己内酯(PCL)、脂肪族-芳香族共聚物、Eastar另一种脂肪族-芳香族共聚物、包括聚酰胺酯的作为改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯的或它们的任意组合。

根据一些实施方式，可生物降解的片材包括聚乳酸(PLA)或它们的衍生物、该衍生物如CPLA(共聚乳酸)和/或聚丁二酸丁二醇酯(PBS)，以及以下物质中的任意一种：聚丁二酸/己二酸-丁二醇酯(PBSA)、聚丁二酸乙二醇酯(PES)、聚(己二酸/对苯二甲酸四亚甲基酯)(PTAT)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚(己二酸/对苯二甲酸丁二酯)(PBAT)、热塑性淀粉(TPS)、聚羟基丁酸酯(PHB)、聚羟基戊酸酯(PHV)、聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯共聚物(PHBV)、聚己内酯(PCL)、脂肪族-芳香族共聚物、Eastar另一种脂肪族-芳香族共聚物、包括聚酰胺酯的作为改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯的或它们的任意组合。

根据一些实施方式，PLA为均聚物。根据另外的实施方式，PLA与乙交酯、内酯或其他单体共聚合。基于PLA的聚合物的一个特别吸引人的特征是，它们衍生自可再生的农产品。此外，由于乳酸具有不对称的碳原子，故其存在数种同分异构形式。根据本发明的一些实施方式所用的PLA包括聚-L-丙交酯、聚-D-丙交酯、聚-DL-丙交酯、或它们的任意组合。

根据一些实施方式，本发明的可生物降解的片材还包括任何适当的添加剂。根据一个实施方式，添加剂使可生物降解的聚合物软化。所用的软化剂可选自三丁基乙酰基柠檬酸酯()、或它们的任意组合。

根据一些实施方式，本发明的可生物降解的片材包括至少一种纳米粘土和/或至少一种纳米复合材料。纳米粘土和/或纳米复合材料的添加降低了本发明的可生物降解的片材的水蒸气透过率和透氧率，因此，用作片材中的屏障。此外，根据本发明的一些实施方式，加入到可生物降解的片材中的纳米粘土和纳米复合材料为天然存在的材料，因此，片材保持可生物降解。根据一个实施方式，向可生物降解的片材的组合物中加入蒙脱土、蛭石、或或它们的任意组合。

根据一个实施方式，基于蒙脱土的通过基于极性亲有机质的表面处理的纳米粘土和/或基于蛭石的被热处理且被基于极性亲有机质的表面处理的纳米粘土，被加入到可生物降解的组合物中，以便形成分散良好的材料。根据一个实施方式，基于纳米粘土的气体屏障被分散在可生物降解的组合物的块体中，优选在熔融混合过程中被加入。纳米粘土片的分散在组合物的块体中形成了弯曲的路径，因此通过所制成的可生物降解的片材，引起气体渗透率的降低。根据另一实施方式，基于纳米粘土的气体屏障在多层可生物降解的片材中被实施为内部气体屏障层，其中，屏障层降低了气体渗透率。

根据一个实施方式，加入到可生物降解的片材中的纳米粘土形成了弯曲的结构，该结构抵抗水分、油、油脂和气体(例如，氧气、氮气和二氧化碳)的渗透。根据本发明的一个实施方式，纳米粘土基于纳米高岭土。根据另一实施方式，加入到可生物降解的片材中的纳米粘土基于膨润土，该膨润土为有吸收性的层状硅酸铝。根据一个实施方式，纳米粘土基于根据一个实施方式，任何合适的纳米粘土的混合物可被加入到可生物降解的片材中。

根据一个实施方式，纳米粘土被分散在可生物降解的组合物的块体中，造成纳米粘土分散在可生物降解的片材的至少一层中。根据一些实施方式，纳米粘土在熔融混合过程中被加入。根据另一实施方式，纳米粘土与可生物降解的聚合物一起，以单独的层，被加入到可生物降解的片材中，因此形成纳米复合层。根据一个实施方式，在多层可生物降解的片材中的纳米粘土层为内层，即，未暴露于外部大气。

根据一个实施方式，纳米粘土被分散在可生物降解的组合物的块体中，利用聚合物与纳米粘土表面的共轭，形成均匀的分散。在本发明的实施方式中，纳米粘土颗粒含有硅氧基和羟基，且被用作无机纳米粘土颗粒和有机聚合物之间的官能团固定。根据本发明的一些实施方式，利用异源双官能团分子(例如，异氰酸丙基三乙氧基硅烷)可使聚合物共轭，其中，乙氧基硅烷冷凝形成与纳米粘土表面的硅酮结合，异氰酸酯基进一步与聚合物的羟基或胺基反应。

根据本发明的一些实施方式，利用3-(二甲氨基)-1-丙胺(DMPA)剥离纳米粘土颗粒，其中，叔胺与表面上的羟基共轭，伯胺对于进一步的反应是游离的。在接下来的步骤中，双官能团异氰酸酯(例如，六亚甲基二异氰酸酯(HDI)、亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI)、或甲苯二异氰酸酯(TDI))可与纳米粘土表面上的胺共轭，形成尿烷键，其他游离的异氰酸酯可进一步与聚合物羟端基反应。

根据本发明的一些实施方式，纳米粘土羟基被用作用于开环聚合的成核位置，其被进一步反应以打开内酯(例如，L-丙交酯、D-丙交酯、D，L-丙交酯和ε-己内酯)。聚合物与纳米粘土表面的共轭形成垂直于纳米粘土颗粒表面的聚合物刷；有助于颗粒的稳定剥离，以及利用挤出，通过聚合物处理，有助于均匀的颗粒分散。

根据一个实施方式，纳米粘土的量约为纳米复合层的20％w/w(重量/重量)至30％w/w。根据一个实施方式，纳米粘土的量约为纳米复合层的15％w/w至20％w/w。根据一个实施方式，纳米粘土的量约为纳米复合层的10％w/w至15％w/w。根据一个实施方式，纳米粘土的量约为纳米复合层的5％w/w至10％w/w。根据一个实施方式，纳米粘土的量约为纳米复合层的1％w/w至5％w/w。根据一个实施方式，纳米粘土的量小于纳米复合层的约20％w/w。根据一个实施方式，纳米粘土的量小于纳米复合层的约15％w/w。

根据一个实施方式，基于可生物降解的共混物，本发明的可生物降解的片材包括至少一个外层，该外层为多层叠层。根据另外的实施方式，本发明的可生物降解的片材包括至少一个内部可生物降解的纳米复合层。根据一些实施方式，可生物降解的片材包括至少一个具有气体屏障材料(如，聚乙烯醇(PVOH))的内核层。根据一些实施方式，可生物降解的片材包括两个或更多具有气体屏障材料(如，PVOH)的内核层。高极性气体屏障材料(如，PVOH)展示出与低极性气体(如，氧气和二氧化碳)的弱的相互作用，与片材中的结晶区一起，降低了气体通过片材的渗透率。

根据本发明的一些实施方式，可生物降解的片材包括分散在如上所述的一个或多个层中的PVOH和纳米粘土。

根据一些实施方式，可生物降解的片材包括外部叠层、内部纳米复合层和内部芯层。这种可生物降解的片材提供了低的气体渗透率。

根据一个实施方式，向可生物降解的片材加入相容剂。相容剂被加入以便增强多层可生物降解的片材的不同层之间的粘附。根据一个实施方式，相容剂是基于接枝有顺丁烯二酸酐的PBSA，顺丁烯二酸酐为已知用于接枝的主要用于改性聚烯烃的单体。根据一个实施方式，在双螺杆挤出机中，利用连续的氮气流，PBSA接枝顺丁烯二酸酐。根据一个实施方式，通过引发剂(例如，过氧化二异丙苯、过氧化苯甲酰和2，2-偶氮二(异丁腈))引发接枝。根据一个实施方式，PBSA、约3％的顺丁烯二酸酐和约1％的过氧化二异丙苯的混合物被挤出，以便获得接枝有顺丁烯二酸酐的PBSA。

根据一个实施方式，PVOH、约1％的顺丁烯二酸酐和约0.3％的2，2-偶氮二(异丁腈)的混合物被挤出，以便获得接枝有顺丁烯二酸酐的PVOH。根据一个实施方式，PVOH、约0.5％的顺丁烯二酸酐和约0.1％的2，2-偶氮二(异丁腈)的混合物被挤出，以便获得接枝有顺丁烯二酸酐的PVOH。

根据一个实施方式，PVOH与高度支化的PBS和约1％的顺丁烯二酸酐和约0.3％的2，2-偶氮二(异丁腈)的混合物被挤出，以便获得接枝有顺丁烯二酸酐的PVOH，具有PBS的复合物。根据一个实施方式，PVOH与高度支化的PBS和约0.5％的顺丁烯二酸酐和约0.1％的2,2-偶氮二(异丁腈)的混合物被挤出，以便获得接枝有顺丁烯二酸酐的PVOH，具有PBS的复合物。

根据一个实施方式，加入到PBSA层中的相容剂的量达到10％w/w。根据一个实施方式，加入到PBSA层中的相容剂的量达到5％w/w。根据另一实施方式，加入到PBSA层中的相容剂的量达到4％。根据另一实施方式，加入到PBSA层中的相容剂的量达到3％。根据另一实施方式，加入到PBSA层中的相容剂的量达到2％。根据另一实施方式，加入到PBSA层中的相容剂的量达到1％。根据另一实施方式，加入到PBSA层中的相容剂的量在2％至4％的范围内。

根据一个实施方式，加入到PVOH层中的相容剂的量达到10％w/w。根据一个实施方式，加入到PVOH层中的相容剂的量达到5％w/w。根据另一实施方式，加入到PVOH层中的相容剂的量达到4％。根据另一实施方式，加入到PVOH层中的相容剂的量达到3％。根据另一实施方式，加入到PVOH层中的相容剂的量达到2％。根据另一实施方式，加入到PVOH层中的相容剂的量达到1％。根据另一实施方式，加入到PVOH层中的相容剂的量在2％至4％的范围内。

根据一些实施方式，本发明的可生物降解的片材还包括无机颗粒状填充剂、纤维、有机填充剂、或它们的任意组合，以便减少自粘附、降低成本和增加聚合物共混物的弹性模量(杨氏模量)。

无机颗粒状填充剂的例子包括砾石、碎岩石、矾土、花岗岩、石灰岩、砂岩、玻璃珠、气凝胶、干凝胶、云母、粘土、氧化铝、二氧化硅、高岭土、微球、中空玻璃球、多孔陶瓷球、石膏二水合物、不溶性盐、碳酸钙、碳酸镁、氢氧化钙、铝酸钙、碳酸镁、二氧化钛、滑石、陶瓷材料、火山灰材料、盐、锆化合物、硬硅钙石(晶体硅酸钙凝胶)、轻质膨胀粘土、珍珠岩、蛭石、水合的或未水合的水凝水泥颗粒、浮岩、沸石、片状(exfoliated)岩石、矿石、矿物、和其他地质材料。其他多种多样的无机填充剂可被加入到聚合物共混物中，包括材料，如金属和金属合金(例如，不锈钢、铁和铜)、球体或中空球形材料(例如，玻璃、聚合物和金属)、锉屑、小球、薄片和粉末(例如，氧化硅微粉)、以及它们的任一组合。

有机填充剂的实例包括海凝胶、软木、种子、明胶、木粉、锯屑、磨碎的聚合材料、基于琼脂的材料、天然淀粉颗粒、预糊化的和干的淀粉、可膨胀的颗粒、以及它们的组合。有机填充剂也可包括一种或多种适当的合成聚合物。

纤维可被加入到可塑造的混合物中，以增加所产生的片材和物品的柔性、延展性、弯曲性、内聚力、伸长能力、挠曲能力、韧性和断裂能、以及抗弯强度和抗张强度。可被包含到聚合物共混物中的纤维包括天然存在的有机纤维，如从木材、植物叶子和植物茎中提取的纤维素纤维。此外，也可使用由玻璃、石墨、二氧化硅、陶瓷、岩棉或金属材料制成的无机纤维。优选的纤维包括棉花、木质纤维(硬木纤维或软木纤维，该硬木纤维或软木纤维的例子包括南方硬木和南方松)、亚麻、蕉麻、剑麻、苎麻、大麻和甘蔗渣，这是因为它们在正常条件下容易分解。甚至回收的纸纤维可被用在许多情况下，是极其便宜且丰富的。纤维可包括一种或多种细丝、纤维织物、网或毡，它们可被共挤出，或者与本发明的聚合物共混物混合或浸透到本发明的聚合物共混物中。

根据另外的实施方式，增塑剂可被加入以给予所期望的软化性能和伸长性能，以及改善加工(如，挤出)。根据本发明可被使用的可选增塑剂包括，但不受限于大豆油、蓖麻油、TWEEN20、TWEEN40、TWEEN60、TWEEN80、TWEEN85、单月桂酸山梨醇酐酯、单油酸山梨醇酐酯、单棕榈酸山梨醇酐酯、三油酸山梨醇酐酯、单硬脂酸山梨醇酐酯、PEG(聚乙二醇)、PEG的衍生物、Ν,Ν-乙撑双硬脂酰胺、Ν,Ν-乙撑双油酸酰胺、聚合增塑剂(如，聚(l，6-己撑己二酸酯)、和其他相容的低分子量聚合物。

根据一些实施方式，润滑剂、如脂肪酸的盐(例如，硬脂酸镁)也被包含到本发明的可生物降解的片材中。

根据另外的实施方式，本发明的可生物降解的片材可被浮雕化、卷曲、缝制或者使具有某种结构，以改善它们的物理性能。

本发明的可生物降解的片材由任何适当数目的层组成。根据一个实施方式，本发明的可生物降解的片材包括一个层。根据另一实施方式，本发明的可生物降解的片材包括两个层。根据另一实施方式，本发明的可生物降解的片材包括三个层。根据另一实施方式，本发明的可生物降解的片材包括四个层。根据另一实施方式，本发明的可生物降解的片材包括五个层。

根据一些实施方式，本发明的可生物降解的片材具有任何所期望的厚度。根据一些实施方式，片材的厚度范围为20微米至300微米。当片材由具有相对高浓度的可自片材的表面突出的颗粒状填充剂颗粒的组合物而制备时，测量厚度会通常大于计算厚度的10％至100％。当使用大量的填充剂颗粒，该现象是特别显著的，该填充剂颗粒的粒径大于聚合物基质的厚度。

根据一些实施方式，一层片材的厚度约40微米至60微米。根据一些实施方式，一层片材的厚度约50微米。根据一些实施方式，三层片材的厚度约90微米至110微米。根据一些实施方式，三层片材的厚度约100微米。根据一些实施方式，本发明的可生物降解的片材具有低的雾度。

可利用任何适当的方法制备本发明的可生物降解的片材。根据一些实施方式，根据本发明所用的可生物降解的聚合物被挤出(利用单挤出法或共挤出法)、吹制、浇铸或者成形加工成用于用在各种包装材料中的片材，或者，它们可被模塑成成型的制品。根据一些实施方式，在热塑性领域中已知的混合装置、挤出装置、吹制装置、注射成型装置、和吹塑装置适合用在形成本发明的可生物降解的片材中。在本发明的实施方式中，片材可被吹制成各种形状，包括瓶子的形状。根据本发明的一个实施方式，通过混合生物聚合物原料和可能的添加剂，然后在浇铸挤出机中制备片材，来制备可生物降解的片材。根据一些实施方式，一旦可生物降解的片材被制备，通过热封对其进行后处理，以将同一片材的两个部分或两个单独的片材连接，以便制作口袋、袋状物等。根据另外的实施方式，本发明的可生物降解的片材被涂有任何适当的涂层，同时确保最终产品仍然是可生物降解的。

根据另外的实施方式，本发明的一层的可生物降解的片材包括约20％w/w的PLA和约80％w/w的PBS。根据另外的实施方式，本发明的可生物降解的片材包括约20％w/w的PLA、约40％w/w的PBS和约40％w/w的novamont CF。根据另外的实施方式，本发明的可生物降解的片材包括约33％w/w的PLA、约33％w/w的PBS和约33％w/w的Ecoflex。

根据另外的实施方式，本发明的多层的可生物降解的片材包括下面的3个层，其中，层2被夹在层1和层3之间，使得层1和层3在片材的外部，与外部大气直接接触，而层2被放置在它们之间：

层1：包括约33.3％w/w的PLA、约33.3％w/w的PBS和约33.3％w/w的Ecoflex；

层2：包括约100％w/w的PHA；和

层3：包括约33.3％w/w的PLA、约33.3％w/w的PBS和约33.3％w/w的Ecoflex。

根据另外的实施方式，本发明的多层的可生物降解的片材包括下面的3个层：

层1：包括约33.3％w/w的PLA、约33.3％w/w的PBSA和约33.3％w/w的PBAT；

层2：包括约100％w/w的PBAT；和

层3：包括约33.3％w/w的PLA、约33.3％w/w的PBSA和约33.3％w/w的PBAT。

层2：包括约100％w/w的PHA；和

层2：包括约100％w/w的PBAT；和

根据另外的实施方式，单层可生物降解的片材包括约75％的PBSA和约25％的PLA。根据一些实施方式，本发明的多层的可生物降解的片材包括下面的3个层、5个层或更多的层。根据一些实施方式，外层包括约25％w/w的PLA和约75％w/w的PBSA。根据一些实施方式，PVOH层被包括作为芯层，夹在可生物降解的聚合物层和任何现有的纳米复合层之间。根据一些实施方式，包括含有100％的可生物降解的聚合物(如，PBSA)的至少一个层。根据一些实施方式，可生物降解的片材包括含有PBSA和约10％w/w至15％w/w的纳米粘土的至少一个内层。根据一些实施方式，可生物降解的片材包括含有PBSA和约5％w/w至10％w/w的纳米粘土的至少一个内层。根据一些实施方式，可生物降解的片材包括含有PBSA和约0％w/w至5％w/w的纳米粘土的至少一个内层。根据一些实施方式，可生物降解的片材包括含有PBSA和约15％w/w至20％w/w的纳米粘土的至少一个内层。根据一些实施方式，可生物降解的片材包括含有PBSA和约20％w/w至25％w/w的纳米粘土的至少一个内层。根据另外的实施方式，PBSA可被任何适当的可生物降解的聚合物共混物替代。根据另外的实施方式，本发明的多层的可生物降解的片材包括下面的3个层：

层1：包括约25％w/w的PLA和约75％w/w的PBSA；

层2：包括约100％w/w的PBSA；和

层3：包括约25％w/w的PLA和约75％w/w的PBSA。

层1：包括约75％w/w的PLA和约25％w/w的PBSA；

层2：包括约100％w/w的PBSA；和

层3：包括约75％w/w的PLA和约25％w/w的PBSA。

根据一个实施方式，所有3个层的厚度是相同的。

根据另外的实施方式，本发明的多层的可生物降解的片材包括下面的5个层：

层1：包括约25％w/w的PLA和约75％w/w的PBSA；

层2：包括约100％w/w的PBSA；

层3：包括约100％w/w的PVOH；

层4：包括约100％w/w的PBSA；和

层5：包括约25％w/w的PLA和约75％w/w的PBSA。

根据一个实施方式，层1和层5的厚度为片材的总厚度的约30％，层2和层4的厚度为片材的总厚度的约15％，层3的厚度为整个片材的约10％。

层1：包括约25％w/w的PLA和约75％w/w的PBSA；

层2：包括约90％至约85％的PBSA和约10％至约15％w/w的纳米粘土；

层3：包括约100％w/w的PVOH；

层4：包括约90％至约85％的PBSA和约10％至约15％w/w的纳米粘土；和

层5：包括约25％w/w的PLA和约75％w/w的PBSA。

尽管在本文中给出了单层片材、三层片材和五层片材的特定实施例，但本发明的实施方式针对包括任一数量的层的可生物降解的片材。

根据另一实施方式，本发明的可生物降解的组合物适用于注射成型。根据本发明，利用注射成型来制备任何适当的形状，包括用于从饮品容器中取出液体的部件，例如，喷嘴、吸管、被盖子盖住的开口等。根据本发明的注射成型的可生物降解的材料的物理性能和机械性能如下：

根据本发明的一些实施方式，通过注射被模制的可生物降解的组合物由75％的PBSA和25％的PLA制成。该组合物的物理性能和机械性能如下：

本发明的可生物降解的片材可被用于需要这种片材的任何应用。根据一个实施方式，本发明的可生物降解的片材被用于制造包括水、饮品和液体食品物质的液体的容器。

根据本发明的一个实施方式，提供可分离的饮品容器包装物，该包装物包括以连续方式形成的可能具有不同体积的多个容器单元，其中，每个容器单元可根据需要被撕掉。可分离的饮品容器包装物可由可生物降解的材料制成。在本发明的实施方式中，可分离的饮品容器包装物由本文所描述的可生物降解的片材制成。根据一个实施方式，容器单元以肩并肩排列的方式彼此附接。根据另一实施方式，容器单元彼此附接，使得一个单元的底部被附接至另一个单元的顶部。根据另外的实施方式，本发明的可分离的饮品容器包装物包括多个容器单元，任何数量的容器单元可具有不同的体积和形状。根据另外的实施方式，容器单元中的至少两个具有不同的体积。根据一个实施方式，容器单元中的至少一个是非对称的。根据另外的实施方式，超过一个容器单元是非对称的。

每个容器(例如，袋状物(pouch)、袋子或任何其他类型的基本上有弹性的容器)包括两片柔性的且充分不渗透的可生物降解的材料，如本文所描述的可生物降解的组合物。根据一个实施方式，可生物降解的片材沿着限定线被热封，以形成单独的容器单元，该容器单元通过允许单独的容器单元彼此物理分离的有刻痕的齿孔线而彼此分开。根据一些实施方式，齿孔线适合于提供给容器单元不同的体积，该不同的体积对应被家庭成员经常消耗的液体的量。根据一个实施方式，在每两个容器单元之间的齿孔为：一旦分离，不存在浪费的材料，即，在容器单元之间未发现余料，该余料不是容器单元本身的一部分。

多个彼此连接的容器单元在此被相关作为阵列。本发明的阵列包括任一数量的容器单元，该容器单元可具有不同的形状和/或体积。根据一个实施方式，每个容器单元的体积的范围从100ml至500ml。根据另一实施方式，每个容器单元的体积为200ml至350ml。根据一个实施方式，至少一个容器单元的形状是三角形的。根据另一实施方式，至少一个容器单元的形状是棱锥状的。

根据一个实施方式，阵列的末端是用于有效存放的悬挂部(见例如图6A至图6D和图7A至图7D)。根据一个实施方式，在阵列中，这种悬挂部被形成作为圆孔。根据本发明，每个容器单元包括用于存放液体的隔室和用于从该隔室中取出液体的部件。用于从隔室中取出液体的部件包括吸管(见例如图1、图2A至图2C、图6A至图6D和图7A至图7D)、导管(见例如图3A至图3E)、喷嘴、被盖子盖住的开口(见例如图3F和图4A)、被塞子封闭的开口、和当展开时形成液体可离开隔室所通过的开口的可折叠的单元(见例如图5A和图5B)。根据一些实施方式，隔室不包括开口；而是，通过附接至隔室的元件(如，盖子)的移动，形成开口。

根据一些实施方式，每个容器单元包括用于存放液体的隔室和吸管。根据一个实施方式，吸管被密封地夹在隔室的片材之间，以此方式，使得吸管具有两段，在隔室的内部发现的内段和在隔室的外部发现的外段。根据另外的实施方式，每个容器单元还包括用于密封吸管的外段的密封边缘，该外段也是密封地夹在密封边缘的片材之间。根据一些实施方式，齿孔线被设置在密封边缘和隔室之间，该齿孔线能够撕下密封边缘，使吸管的外段暴露。

根据本发明的一个实施方式，吸管包括设置在吸管的外段和内段之间的相对的两个构件。这些构件例如通过将它们热封在两个片材之间而附接至容器单元的可生物降解的片材，因此，该构件防止了吸管的移动以及从吸管周围的泄漏。根据一个实施方式，构件被锥形化，以便使它们与容器单元的附接容易。

根据另外的实施方式，容器单元包括用于存放液体的隔室和导管，通过该导管，液体可从隔室中倒空。根据一个实施方式，导管由形成隔室的可生物降解的片材的延续而形成。根据一个实施方式，导管例如通过加热在端部被密封，且包括齿孔线，当需要时，该齿孔线有助于打开导管，进而从隔室中取出液体。根据一个实施方式，当不使用时，导管被折叠。根据另一实施方式，当不使用时，导管附接至隔室的侧面。

根据本发明，容器单元在每个容器单元上的任何适当位置处彼此附接。根据本发明的一个实施方式，容器单元以肩并肩的方式彼此附接，其中，每个单元的开口被定位在任何适当的方向上。根据一个实施方式，当容器单元以肩并肩的方式被连接时，每个容器单元的开口是向上的或向下的。根据一个实施方式，使容器单元的开口交替，即，第一个朝上(或朝下)，下一个朝下(或朝上)。根据另外的实施方式，任一数量的开口位于容器单元的侧面、前面或后面。根据本发明，任何这种开口可包括如上文所详细描述的吸管。

根据另一实施方式，可生物降解的片材被用来制造具有较大体积的、待被用作用于供给净化水分配装置的较大塑料瓶的替代品的袋状物。在这种情况下，袋状物将具有完全地匹配水分配装置的入口的喷嘴。袋状物将具有允许袋状物悬挂的悬挂构件，使得喷嘴在最下部，以便通过重力使水离开袋状物。根据一个实施方式，在使用前，喷口被柔性的材料密封，该材料可被从水分配装置的入口延伸的适当的尖端而穿透。可替选地，袋状物可被插入到容纳该袋状物的接合器中，只要袋状物不是空的，该接合器引导袋状物朝向穿孔尖端，将袋状物保持在合适的位置中。

图1示出以连续的肩并肩的方式形成的具有不同体积的容器单元(在此也被相关作为袋状物)的示例性阵列的构造，其中，每个容器单元可按需被撕下。阵列10可包括多个具有不同体积(在该实施例中，体积为200ml、250ml、300ml和350ml)的袋状物，使得整个阵列被限定在20cm x37cm的尺寸内。每个袋状物通过用于允许不同袋状物之间的限定区域的最佳分割的齿孔曲线与其相邻袋状物分离。每个单独的袋状物可被标记，来示出其体积和内容物，例如袋状物101。

图2A示出根据本发明的实施方式的单个袋状物的布局。从阵列10中撕下的袋状物101包括用于存放液体的隔室102、吸管103的密封地夹在隔室102的片材之间的内段、和密封边缘104，该密封边缘104用于密封吸管103的也被密封地夹在密封边缘104的片材之间的外段。在密封边缘104和隔室102之间实施齿孔线105。

如图2B所示，使用者可以沿着齿孔线105撕下密封边缘104，从吸管103的外段去除密封边缘104。如图2C所示，这使使用者能够通过吸管103的外段饮用流体。

图2D示出根据本发明的实施方式的吸管内段的布局。吸管段103具有两个相对的向外延伸的锥形化的构件103a和构件103b，以便被附接至限定隔室的可生物降解的不可渗透的片材(即，夹在该片材之间)。

图2E示出根据本发明的实施方式的密封的吸管内段的横截面图。两个相对的锥形化的构件103a和构件103b被压在两个相对的可生物降解的不可渗透的片材200之间，以便获得密封压力，进而防止吸管的移动和从吸管周围的泄漏。

图3A示出根据本发明的实施方式的6个袋状物的阵列的布局。无论何时需要，各个袋状物300可沿着相应的齿孔线105从阵列30中撕下。如图3B所示(前视图)，每个单个袋状物300的流体存放隔室301被在其远端具有密封边缘303的扁平的导管302终止。在使用前，扁平的导管302是弯曲的(例如，形成U形)，密封边缘303附接至袋状物300的侧壁(侧视图)。齿孔线105可具有全部的长度或具有部分长度。

当使用者希望饮用时，如图3C所示，首先使密封边缘303与侧壁分开，拉直扁平的导管302。然后，如图3D所示，使用者沿着齿孔线105撕下密封边缘303，从扁平的导管302的远端去除密封边缘303，从而破坏密封，打开远端，以形成吸管段。如图3E所示，现在，使用者可以通过远端饮用流体。吸管段以及密封边缘303可由与制作袋状物相同的可生物降解的材料制成。

图3F示出以肩并肩的方式彼此附接的使得其开口在向上的-向下的位置上交替的数个容器单元的阵列。如图3F所示，只有各个容器单元的中间部分彼此附接。

图4A示出根据本发明的另一实施方式的单个袋状物的布局。袋状物400包括用于存放液体的截短的隔室401，该隔室401被平面402终止，导管段403从该平面402向外延伸。导管段403的近端通过作为平面402的一部分的密封盘(未示出)而终止。密封盘还具有数个形成在其中的用于容纳配套突出部分的壁龛。密封盘通过密封隔室401的相对薄弱的层被附接至导管段403的边缘，但可通过在其上施加旋转剪切力而被破坏。通过包括数个突出部分405的顶盖404，可施加剪切力。这些突出部分405被设计以配对所形成的壁龛，使得当顶盖404附接至导管段403的远端时，在密封盘中形成的壁龛容纳配套突出部分405，且保持不可释放地附接至突出部分405(例如，通过单向的弹性连接)。根据该实施方式，当使用者希望饮用时，必须旋转顶盖404，从而破坏薄弱层，使密封盘与导管段403的边缘断开。根据该实施方式，密封被破坏，使用者连同现在被附接至顶盖的密封盘一起去除顶盖。从而，如图4B所示，使用者可通过导管段403饮用流体。可替选地，如图4C所示，通过使顶盖位于侧壁的中间，可避免隔室的截短。在这种情况下，袋状物可位于任何平的支架上。在这两种构造中，顶盖可被重新使用(被旋拧)，以便密封导管段403。

图4D为顶盖密封布置的剖视图。在该布置中，顶盖406被旋拧在导管段403的顶部上，该导管段403被热焊接至可生物降解的不可渗透的片材407的边缘，以便获得不可渗透的密封。

图5A和图5B示出根据本发明的另一实施方式的具有枢转地可折叠的吸管的单个袋状物的布局。袋状物500包括附接至袋状物500的边缘的刚性拱形构件501。拱形构件501包括用于容纳匹配的枢转地可折叠的刚性吸管503的细长凹槽502(托架)，该吸管503具有用于允许流体流动的管状导管。拱形构件501在其端部还包括具有朝向袋状物的腔的孔口的球形接头(未示出)。该球形接头也被用作接合点，吸管503可围绕该接合点枢转。只要袋状物被存放，吸管503就位于凹槽502内(如图5A所示)，管状导管未叠覆球形接头中的孔口。在该位置中，袋状物被密封。当吸管503被提起至其竖向位置时(如图5B所示)，管状导管叠覆球形接头中的孔口，流体可以通过吸管503从袋状物中流到使用者的嘴中。在使用之后，袋状物可通过将吸管503折叠回到托架中而被再次密封。也可以在使用前向孔口的上端加入密封片，以增加密封水平，并且也可以在吸管503的端部包括刺穿尖端，使得当吸管503被提起至其竖向位置时，密封片将被刺穿。

图6A、图6B、图6C和图6D示出4个容器单元的阵列，所有容器单元是闭合的。图6A为阵列的概观，该阵列包括4个可分离的容器单元，该容器单元通过齿孔线彼此分离。此外，如图6A所示，每个容器单元在顶部包括吸管(在该附图中，吸管是闭合的)，在底部包括孔，通过该孔，容器单元可通过任何类型的挂钩、绳子、麻线等而被悬挂。图6B为阵列的前视图，图6C为阵列的侧视图，图6D为阵列的顶视图。

图7A、图7B和图7C示出与图6A至图6D所示相同的阵列；然而，在图7A至图7D中，所有容器单元是打开的，具有从每个单元的顶部伸出的吸管。具体地，图7A为该阵列的概观，图7B为阵列的前视图，图7C为阵列的侧视图，图7D为阵列的顶视图。

根据另一实施方式，可生物降解的片材由两个层压层制成。第一层为内层，由与液体接触的厚度为10μ至50μ的PLA制成。第二层为外层，由暴露于空气中的厚度为50μ至150μ的淀粉制成。这两个层通过粘合剂层彼此附接，该粘合剂层的重量小于层压的层的总重量的1％。由于层压片材是充分不渗透的，以保存液体，同时是充分柔性的，以允许有效且轻松地制造袋状物，故该结合是独特的。

根据另一实施方式，高度柔性的且透明的、并且适用于承载液体的可生物降解的片材由混合有额外的可生物降解的聚酯(如：聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚丁二酸/己二酸-丁二醇酯(PBSA)、聚(己二酸/对苯二甲酸四亚甲基酯)(PTAT)、热塑性淀粉共混物)的聚乳酸(PLA)制成。

聚乳酸包括聚(L-乳酸)，其结构单元为L-丙交酯酸；聚(D-丙交酯酸)，其结构单元为D-乳酸；聚(DL-乳酸)，其为L-乳酸和D-乳酸的共聚物；以及它们的任意混合物。

上述聚合物的不同组合应该利用双螺杆挤出机被熔融混合。聚合物共混物以线的形式被挤出以形成小球。小球含有所用的不同聚合物的物理混合物(共混物)。共混物于是在流延膜挤出机或吹膜挤出机中被挤出，以便获得薄膜或片材。为了增加薄膜和片材的屏障，可利用铝膜或铝气相沉积，获得上述聚合物的金属化的层压制品。

本发明的各个方面在下面的实施例中被更加详细地描述，该实施例代表本发明的实施方式，且并不意味着理解成限制本发明的范围。

实施例

实施例1

单层的可生物降解的片材

与本文有关的所有的单层片材的厚度为50微米。

片材#1：如下制备含有33.3％w/w的PLA、33.3％w/w的PBS和33.3％w/w的Ecoflex的单层的可生物降解的片材：

A.熔融挤出混合阶段：

1.166.7gr PLA、166.7gr PBS和166.7gr Ecoflex在50℃的温度下，在真空下，被干燥一夜；

2.干燥的聚合物被干混且放置在双螺杆PRISM混合机中；

3.聚合物在被设定至下面情况的PRISM混合机中被熔融挤出：

i)温度情况：170℃-175℃-180℃-185℃-190℃(模具被设定至190℃)；

ii)螺杆转速：250rpm；且

iii)压力：15bar至25bar。

B.浇铸挤出阶段：

1.熔融挤出材料在50℃的温度下，在真空下，被干燥一夜；

2.材料被放置到被设定至下面情况的Randcastle挤出机中：

i)170℃-180℃-190℃-180℃-转接器；185℃-进料段(feedblock)；模具-185℃；

ii)螺杆转速：80rpm；且

iii)机头压力：590bar。

片材#1所测量的物理性能如下：最大载荷时的应力为25Mpa、断裂伸长率为415％，杨氏模量为679Mpa。

片材#2：利用上述用于片材#1的相同的过程制备含有20％w/w的PLA和80％w/w的PBS的单层的可生物降解的片材，其中，所用的聚合物的量为l00grPLA和400gr PBS。片材#2所测量的物理性能如下：最大载荷时的应力为47Mpa、断裂伸长率为731％、杨氏模量为569Mpa。

片材#3：利用上述用于片材#1的相同的过程制备含有20％w/w的PLA、40％w/w的PBS和40％的Novamont CF的单层的可生物降解的片材，其中，所用的聚合物的量为l00gr PLA、200gr PBS和200gr Novamont。片材#3所测量的物理性能如下：最大载荷时的应力为33Mpa、断裂伸长率为579％、杨氏模量为603Mpa。

片材#4：利用上述用于片材#1的相同的过程制备含有60％w/w的PLA和40％w/w的PBS的单层的可生物降解的片材，其中，所用的聚合物的量为300grPLA和200gr PBS。片材#4所测量的物理性能如下：最大载荷时的应力为40Mpa、断裂伸长率为240％、杨氏模量为1274Mpa。

片材#5：利用上述用于片材#1的相同的过程制备含有55％w/w的PLA和45％w/w的PBS的单层的可生物降解的片材，其中，所用的聚合物的量为275grPLA和225gr PBS。片材#5所测量的物理性能如下：最大载荷时的应力为45Mpa、断裂伸长率为4％、杨氏模量为1414Mpa。

正如从它们的物理性能中清楚地看出，如上所述，根据本发明，片材#1至片材#3为有利的一层可生物降解的片材。此外，如上所述，尽管片材#4和片材#5的组成是非常相似的，但它们在它们的物理性能，特别是在它们的断裂伸长率上极其不同。因此，显然，必须进行多个实验，以便实现所期望的物理性能。

实施例2

三层的可生物降解的片材

与本文有关的所有的三层片材的厚度为100微米。

片材#6：根据上述用于片材#1的过程制备三层的可生物降解的片材，其中，每层的重量构成最终片材的重量的三分之一。三层片材#6由下面的3个层组成：

层1：33.3％w/w的PLA、33.3％w/w的PBS和33.3％w/w的Ecoflex

层2：100％w/w的PHA

层3：33.3％w/w的PLA、33.3％w/w的PBS和33.3％w/w的Ecoflex

片材#6所测量的物理性能如下：最大载荷时的应力为20Mpa、断裂伸长率为558％、杨氏模量为675Mpa。

片材#7：根据上述用于片材#1的过程制备三层的可生物降解的片材，其中，每层的重量构成最终片材的重量的三分之一。三层片材#7由下面的3个层组成：

层1：33.3％w/w的PLA、33.3％w/w的PBSA和33.3％w/w的PBAT

层2：100％w/w的PBAT

层3：33.3％w/w的PLA、33.3％w/w的PBSA和33.3％w/w的PBAT

片材#7所测量的物理性能如下：最大载荷时的应力为30Mpa、断裂伸长率为618％、杨氏模量为391Mpa。

片材#8：根据上述用于片材#1的过程制备三层的可生物降解的片材，其中，每层的重量构成最终片材的重量的三分之一。三层片材#8包含下面的3个层：

层1：100％w/w的PBS

层2：60％w/w的PLA和40％w/w的PBS

层3：100％w/w的PBS

片材#8所测量的物理性能如下：最大载荷时的应力为44Mpa、断裂伸长率为4.1％、杨氏模量为1374Mpa。

片材#9：根据上述用于片材#1的过程制备三层的可生物降解的片材，其中，每层的重量构成最终片材的重量的三分之一。三层片材#9包含下面的3个层：

层1：100％w/w的Ecoflex

层2：50％w/w的PLA和50％w/w的PBAT

层3：100％w/w的Ecoflex

片材#9所测量的物理性能如下：最大载荷时的应力为38Mpa、断裂伸长率为559％、杨氏模量为837Mpa。

正如从它们的物理性能中清晰可见，如上所述，根据本发明，片材#6和片材#7为有利的三层的可生物降解的片材。

在所有上文的片材中，层2夹在层1和层3之间，使得层1和层3在三层的可生物降解的片材的外部且与外部大气接触，层2被放置在它们之间，使得其不接触外部大气。

实施例3

单层的可生物降解的片材、三层的可生物降解的片材和五层的可生物降解的片材的物理性能、机械性能、热性能和屏障性能

片材#10：利用上述用于片材#1的相同的过程制备含有25％w/w的PLA和75％w/w的PBSA的单层的可生物降解的片材，其中，所用的聚合物的量为l25grPLA和375gr PBS。片材#10所测量的物理性能、机械性能、热性能和屏障性能如下：

物理性能

比重 1.25 ASTM D792

熔体体积率(190℃/2.16kg)[cm³/10分钟] 3.9 ASTM D1238

熔体流动速率(190℃/2.16kg)[g/10分钟] 4.2 ASTM D1238

机械性能

热性能

热变形温度HDT[℃/18.5kg/cm²] 45 ASTM D648

屏障性能

OTR(来自瓶子的透氧率) 0.3cc/包装件/天

片材#11：根据上述用于片材#1的过程制备三层的可生物降解的片材，其中，每层的重量构成最终片材的重量的三分之一。三层片材#11包含下面的3个层：

层1：包括约25％w/w的PLA和约75％w/w的PBSA；

层2：包括约100％w/w的PBSA；和

层3：包括约25％w/w的PLA和约75％w/w的PBSA。

片材#11所测量的物理性能、机械性能和屏障性能如下：

物理性能

透光率(％) 88

机械性能

屏障性能

WVTR[透水率，g/(m²·d)] 48.4 ASTM E96

OTR[cm³/(m²·d·bar)] 54.1 ASTM D3985

片材#12：根据上述用于片材#1的过程制备五层的可生物降解的片材，其中，层1和层5中的各个层的厚度构成总厚度的约30％，层2和层4中的各个层的厚度构成最终片材的厚度的约15％，层3的厚度构成最终片材的厚度的约10％。注意到，由于材料具有近似相同的密度，故重量比与厚度比基本上相同。五层片材#12包含下面的5个层：

层1：包括约25％w/w的PLA和约75％w/w的PBSA；

层2：包括约100％的PBSA；

层3：包括约100％w/w的PVOH；

层4：包括约100％的PBSA；和

层5：包括约25％w/w的PLA和约75％w/w的PBSA。

片材#12所测量的物理性能、机械性能和屏障性能如下：

物理性能

透光率(％) 88

机械性能

屏障性能

WVTR[g/(m²·d)] 57.0 ASTM E96

OTR[cm³/(m²·d·bar)] 2.2 ASTM D3985

片材#13：根据上述用于片材#1的过程制备五层的可生物降解的片材，其中，层1和层5中的各个层的厚度构成总厚度的约30％，层2和层4中的每层的厚度构成最终片材的厚度的约15％，层3的厚度构成最终片材的厚度的约10％。注意到，由于材料具有近似相同的密度，故重量比与厚度比基本上相同。五层片材#13包含下面的5个层：

层1：包括约25％w/w的PLA和约75％w/w的PBSA；

层2：包括PBSA和约20％w/w的纳米高岭土；

层3：包括约100％w/w的PVOH；

层4：包括PBSA和约20％w/w的纳米高岭土；和

层5：包括约25％w/w的PLA和约75％w/w的PBSA。

片材#13的屏障性能如下：

屏障性能

WVTR[g/(m²·d)] 30.0 ASTM E96

OTR[cm³/(m²·d·bar)] 2.0 ASTM D3985

正如从以上结果中清晰可见，向可生物降解的片材加入PVOH，降低了OTR，纳米粘土的另外加入降低了WVTR。

实施例4

生物降解性

片材#14：根据上述用于片材#1的过程制备三层的可生物降解的片材，其中，每层的重量构成最终片材的重量的三分之一。三层片材#14包含下面的3个层：

层1：包括约75％w/w的PLA和约25％w/w的PBSA；

层2：包括约100％w/w的PBSA；和

层3：包括约75％w/w的PLA和约25％w/w的PBSA。

根据ISO14855-2，所用的参照材料为微晶纤维素。图8中呈现的曲线图示出与参照例(柱N3和柱N4)相比，片材#14(柱N1和柱N2)的降解度百分数。除了在柱N1和柱N2中的片材和在柱N3和柱N4中的微晶纤维素，柱被填满堆肥。在整个测试中，柱的温度被保持在58℃。

虽然本发明的某些特征在此已被阐明和描述，但对于本领域的普通技术人员，现将出现许多变型、替代方式、变化和等同方式。因此，可以理解，所附的权利要求书被用来涵盖落在本发明的真正精神内的所有这样的变型和变化。

Claims

1.一种可生物降解的片材，包括气体屏障材料。

2.根据权利要求1所述的可生物降解的片材，其中，所述气体屏障材料为纳米粘土。

3.根据权利要求1所述的可生物降解的片材，其中，所述气体屏障材料为聚乙烯醇PVOH。

4.根据权利要求1所述的可生物降解的片材，其中，所述气体屏障材料为纳米粘土和聚乙烯醇PVOH。

5.根据权利要求2所述的可生物降解的片材，其中，所述纳米粘土基于蒙脱石、蛭石、纳米高岭土、膨润土、或它们的任何组合。

6.根据权利要求2所述的可生物降解的片材，其中，所述纳米粘土被分散在所述可生物降解的组合物的块体中。

7.根据权利要求2所述的可生物降解的片材，其中，所述纳米粘土被添加到所述可生物降解的片材中，作为包括可生物降解聚合物和所述纳米粘土的单独的纳米复合层。

8.根据权利要求7所述的可生物降解的片材，其中，所述单独的纳米复合层为内层。

9.根据权利要求3所述的可生物降解的片材，其中，所述PVOH被添加到所述可生物降解的片材中，作为内层。

10.根据权利要求3所述的可生物降解的片材，还包括相容剂。

11.根据权利要求10所述的可生物降解的片材，其中，所述相容剂为顺丁烯二酸酐、过氧化苯甲酰或2,2-偶氮二(异丁腈)。

12.根据权利要求10所述的可生物降解的片材，其中，按重量百分比计，所述相容剂的用量为添加所述相容剂的层的约2％至4％。

13.根据权利要求1所述的可生物降解的片材，具有低于60g/(m²·d)的水蒸气透过率。

14.根据权利要求1所述的可生物降解的片材，具有低于3.0cm³/(m²·d·bar)的透氧率。

15.根据权利要求1所述的可生物降解的片材，包括下面的3个层：

层1：包括按重量百分比计约20％至80％的聚乳酸PLA和约80％至20％的聚丁二酸/己二酸-丁二醇酯PBSA；

层2：包括按重量百分比计约100％的聚丁二酸/己二酸-丁二醇酯PBSA；和

层3：包括按重量百分比计约20％至80％的聚乳酸PLA和约80％至20％的聚丁二酸/己二酸-丁二醇酯PBSA。

16.根据权利要求1所述的可生物降解的片材，包括下面的5个层：

层2：包括按重量百分比计约100％的聚丁二酸/己二酸-丁二醇酯PBSA；

层3：包括按重量百分比计约100％的聚乙烯醇PVOH；

层4：包括按重量百分比计约100％的聚丁二酸/己二酸-丁二醇酯PBSA；和

层5：包括按重量百分比计约20％至80％的聚乳酸PLA和约80％至20％的聚丁二酸/己二酸-丁二醇酯PBSA。

17.根据权利要求1所述的可生物降解的片材，包括下面的5个层：

层2：包括按重量百分比计约90％至85％的聚丁二酸/己二酸-丁二醇酯PBSA和约10％至15％的纳米粘土；

层3：包括按重量百分比计约100％的聚乙烯醇PVOH；

层4：包括按重量百分比计约90％至85％的聚丁二酸/己二酸-丁二醇酯PBSA和约10％至15％的纳米粘土；和

18.根据权利要求1所述的可生物降解的片材，其中，在58℃的温度下，30天之后的降解度低于60％。

19.一种由根据权利要求1所述的可生物降解的片材制成的容器单元，其中，所述容器单元包括用于存放液体的隔室和用于从所述隔室中取出液体的部件。

20.根据权利要求19所述的容器单元，还包括悬挂部。