CN107405900A - 可生物降解的片材 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及包含至少两个聚合物层的可生物降解的片材,其中第一聚合物层包含选自由PLA、PCL、PBS和PBSA构成的组的至少两种不同的可生物降解聚合物的混合物;并且其中第二聚合物层包含选自由PBS、PBSA、PLA和PBS的混合物以及PLA和PBSA的混合物构成的组的可生物降解聚合物。

Description

可生物降解的片材
相关申请
本申请要求2014年10月27日递交的序列号为62/069,039的美国临时申请的优先权;并且该美国临时申请的全部内容以引用的方式且出于所有目的并入本文。
技术领域
本发明涉及包含至少两个不同聚合物层的可生物降解的片材,其中第一聚合物层包含选自由PLA、PCL、PBS和PBSA构成的组的至少两种不同的可生物降解聚合物的混合物;并且其中第二聚合物层包含选自由PBS、PBSA、PLA和PBS的混合物以及PLA和PBSA的混合物构成的组的可生物降解聚合物。
本发明还涉及包含至少三个聚合物层的可生物降解的片材,其中第一聚合物层和第二聚合物层包含PBS;其中第三聚合物层包含PBAT;并且其中,所述第三聚合物层位于所述第一聚合物层和所述第二聚合物层之间。
背景技术
由于这种材料的环境有益的性质,故过去几年中使用可生物降解的材料已经增加。这种材料现在通常用于制造广泛的产品,包含各种类型的塑料袋和其他形式的包装。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。
这些聚合物的实例包括聚酯酰胺(PEA)、改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、基于聚乳酸(PLA)的生物聚合物、聚羟基脂肪酸酯(PHA)(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))和聚(ε-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,改性的PET、PEA、PHB和PLA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,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。
另一方面,如PHBV和己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯共聚物(PBAT)这样的生物聚合物比上文所讨论的生物聚合物柔性许多倍,但是具有较低的熔点,使得它们当被重新处理和/或暴露于热源时,通常自粘附和不稳定。
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层或包括一定数量和类型的使片材通常是高度透气的屏障层,该屏障层具有高的透氧率(OTR)和高的水蒸汽透过率(WVTR),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,特别是用于包装液体时,这种片材是有缺陷的。
本申请的受让人的WO 2011/158240号国际专利公布公开了可生物降解的片材和一系列用于液体的分隔包装。
本申请的受让人的WO 2013/088443号国际专利公布公开了包含气体屏障材料的可生物降解的片材,所述气体屏障材料为纳米粘土和/或聚乙烯醇。
本申请的受让人的WO 2013/186778号国际专利公布公开了包含至少一个包含可生物降解聚合物和表面处理的纳米粘土颗粒和/或利用交联剂接枝的聚乙烯醇(PVOH)和聚丁二酸丁二醇酯(PBS)或聚丁二酸/己二酸-丁二醇酯(PBSA)的层的可生物降解的片材。
本申请的受让人的W02015/059709号国际专利公开公开了包含接触层的可生物降解的片材。
虽然在可生物降解的包装领域已经取得了一些进展,但是仍然需要具有改善的对水蒸汽和/或氧气的不渗透性的柔性的和可生物降解的包装。
发明内容
一方面,本发明针对包含至少两个聚合物层的可生物降解的片材,其中第一聚合物层包含选自由PLA、PCL、PBS和PBSA构成的组的至少两种不同的可生物降解聚合物的混合物;并且其中第二聚合物层包含选自由PBS、PBSA、PLA和PBS的混合物以及PLA和PBSA的混合物构成的组的可生物降解聚合物。
本发明进一步提供了包含至少三个聚合物层的可生物降解的片材,其中第一聚合物层和第二聚合物层包含PBS;其中第三聚合物层包含PBAT;并且其中,所述第三聚合物层位于所述第一聚合物层和所述第二聚合物层之间。
在一些实施方式中,本文公开的任何可生物降解的片材通过共挤出至少两个不同的聚合物层来制造。
本文进一步提供的是以上本文公开的任何可生物降解的片材,其中至少一个聚合物层用金属涂层、虫胶涂层、纤维素基涂层或等离子体沉积的硅氧烷基涂层中的一者或多者涂覆,给予这些片材有利的不渗透性和密封性能。
本发明还提供了一种多层层压结构,其包含根据本文公开的任何实施方式的可生物降解的片材,以及通过层压附接至所述可生物降解的片材上的至少一个另外的层。
根据本发明的可生物降解的片材可用于制造广泛的制品,包含用于包装固体、半固体或液体物质(包含可食用物质,例如食物、饮料和药物)的物品。
除了能够生物降解之外,聚合物或聚合物共混物表现出某些物理性能通常是重要的。特定聚合物共混物的预期应用将通常决定为了使特定聚合物共混物或其制造的物品表现出期望的性能指标,哪些性能是必需的。当涉及可生物降解的片材用作包装材料时,特别是用作液体容器时,性能指标可以包括断裂伸长率、杨氏模量和最大载荷时的应力的测量。其他性能指标可以包括评估密封性、透水性和透氧性中的一者或多者。
在第二方面,本文提供了具有涂覆有金属涂层、虫胶涂层、纤维素基涂层、聚偏氯乙烯(PVDC)涂层和等离子体沉积的硅氧烷基涂层中的一者或多者的至少一个层的单层或多层可生物降解的片材,该至少一个层表现出有利的不渗透性(表示为降低的水蒸汽透过率(WVTR)和/或透氧率(OTR)),与现有技术的可生物降解的片材相比,该单层或多层可生物降解的片材具有改善的密封性能和与液体的直接接触。这样的片材保持了柔性片材的机械特征以及生态学需要的可生物降解性和可堆肥性和/或生物基性质。
在一些实施方式中,可生物降解聚合物选自由聚(ε-己内酯)(PCL)、聚二恶烷酮(PDO)、聚乙醇酸(PGA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚丁二酸/己二酸-丁二醇酯(PBSA)、聚乳酸(PLA)、己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯共聚物(PBAT)、聚乙烯醇(PVOH)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)(如聚羟基戊酸酯(PHV)、聚羟基丁酸酯(PHB)或聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯共聚物(PHBV))及其任何混合物构成的组。
在一些实施方式中,可生物降解聚合物选自由PBS、PBSA、PLA、PBAT、PVOH、PCL及其任何混合物构成的组。在一些实施方式中,可生物降解聚合物是选自由PLA和PBS的混合物、PLA和PBSA的混合物、PLA和PBAT的混合物构成的组的可生物降解聚合物的混合物。
在某些实施方式中,可生物降解聚合物的混合物是PLA和PBSA的混合物或PLA和PBS的混合物,例如其中PLA和PBSA或者PLA和PBS以约1:10至5:1的重量/重量比存在。
在片材的一些实施方式中,片材包含至少一个其中可生物降解聚合物的混合物还包含PCL、PHA或其混合物的层。在一些实施方式中,该至少一个层包含PCL。在某些实施方式中,可生物降解聚合物包含PBS和PCL的混合物;PLA和PCL的混合物;PBSA和PCL的混合物;PBAT和PCL的混合物;PBSA、PBS和PCL的混合物;PBS、PLA和PCL的混合物;或PLA、PBAT和PCL的混合物。在一些实施方式中,该至少一个层还包含扩链剂。
在一些实施方式中,本文提供了一种多层层压结构,其包含根据本文公开的任何实施方式的可生物降解的片材,以及通过层压附接至所述可生物降解的片材上的至少一个另外的层。
在一些实施方式中,层压的可生物降解聚合物的片材是多层层压的可生物降解的聚合物片材。在各种实施方式中,层压的可生物降解的聚合物片材包含选自由聚(ε-己内酯)(PCL)、聚羟基丁酸酯(PHB)、聚二恶烷酮(PDO)、聚乙醇酸(PGA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚丁二酸/己二酸-丁二醇酯(PBSA)、聚乳酸(PLA)、己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯共聚物(PBAT)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)、聚羟基戊酸酯(PHV)、聚乙烯醇(PVOH)和聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯共聚物(PHBV)及其任何混合物构成的组的可生物降解聚合物。层压片材可以包括选自由PBS、PBSA、PLA、PBAT、PCL、PHA、PVOH及其任何混合物构成的组的可生物降解聚合物。例如,可生物降解聚合物是选自由PLA和PBS的混合物;PLA和PBSA的混合物;PLA和PBAT的混合物;PBS和PCL的混合物;PLA和PCL的混合物;PBSA和PCL的混合物;PBAT和PCL的混合物;PBSA、PBS和PCL的混合物;PBS、PLA和PCL的混合物以及PLA、PBAT和PCL的混合物构成的组的可生物降解聚合物的混合物。
在一些实施方式中,可生物降解聚合物的混合物是PLA和PBSA的混合物或PLA和PBS的混合物,并且其中PLA和PBSA或者PLA和PBS以约1:10至5:1的重量/重量比存在。在其它实施方式中,可生物降解聚合物的混合物包含PBSA、PBS和PCL。在又一实施方式中,可生物降解聚合物的混合物包含PLA、PBS和PCL。在又一实施方式中,生物可降解聚合物的混合物包含PLA、PBAT和PCL。层压的可生物降解聚合物的片材还可以包含扩链剂。
在可生物降解的片材的一些实施方式中,层压的可生物降解的片材选自由以下构成的组:
a)约15微米至60微米厚的三层可生物降解的片材,其包含约16.3%w/w(重量/重量)PLA和83.7%w/w PBSA;其中,
层1包含约25%的PLA和约75%的PBSA;
层2包含100%的PBSA;以及
层3包含约25%的PLA和约75%的PBSA;
b)约15微米至60微米厚的三层可生物降解的片材,其包含约16.3%w/w PLA和83.7%w/w PBSA;其中,
层1包含约25%的PLA和约75%的PBSA;
层2包含约25%的PLA和约75%的PBSA;以及
层3包含100%的PBSA;
c)约15微米至60微米厚的三层可生物降解的片材,其中
层1包含约25%的PLA和约75%的PBSA;
层2包含100%的PBAT;以及
层3包含约100%的PBSA;
d)(a-c)的三层可生物降解的片材
还包含硝化纤维素涂层或虫胶涂层;
e)(a-c)的三层可生物降解的片材
还包含硝化纤维素涂层,并且还包含在所述硝化纤维素涂层上的虫胶涂层;
f)约20微米厚的铝金属化的可生物降解的PLA片材;
g)包含10%w/w PLA和90%w/w PBAT的可生物降解的片材;
h)铝金属化的(a或b)的三层可生物降解的片材,
i)铝金属化的单层可生物降解的PBS片材,约20微米至30微米厚;
j)铝金属化的单层可生物降解的PBS片材,约20微米至30微米厚,还包含在金属化面上的硝化纤维素涂层;
k)铝金属化的单层可生物降解的PBS片材,约20微米至30微米厚,还包含在金属化面上的虫胶涂层;
l)铝金属化的单层可生物降解的PBS片材,约20微米至30微米厚,还包含在两个面上的虫胶涂层(参见片材#52的数据);
m)单层可生物降解的PBS片材,约15微米至100微米厚,包含硝化纤维素涂层;
n)铝金属化的三层可生物降解的片材,约15微米至100微米厚,其中
层1包含约100%的PBS;
层2包含约100%的PBAT;以及
层3包含约100%的PBS;
o)(n)的三层可生物降解的片材还包含在金属化面上的硝化纤维素涂层;
p)(n)的三层可生物降解的片材还包含在金属化面上的虫胶涂层;
q)(n)的三层可生物降解的片材还包含在两面上的虫胶涂层;
r)(n)的三层可生物降解的片材还包含在两面上的硝化纤维素涂层;
s)15微米至100微米厚的三层可生物降解的片材,包含
层1:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;
层2:由约100%w/w PHA构成;以及
层3:由约100%w/w PBSA构成;
t)(s)的三层可生物降解的片材还包含在金属化面上的硝化纤维素涂层;
u)(s)的三层可生物降解的片材还包含在金属化面上的虫胶涂层;
v)(s)的三层可生物降解的片材还包含在两面上的虫胶涂层;
w)(s)的三层可生物降解的片材还包含在两面上的硝化纤维素涂层;
x)15微米至100微米厚的三层可生物降解的片材,包含
层1:由约75%w/w PBSA和约25%w/w和扩链剂构成;
层2:由约100%w/w PVOH和扩链剂构成;以及
层3:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA和扩链剂构成;或者
y)(x)的三层可生物降解的片材还包含硅氧烷混合物的等离子体沉积物。
z)根据对c(在实施例中)描述的方法制造两层可生物降解的片材(15微米至100微米厚),其中在共挤出步骤中包括200克PBS和200克PHA,并具有以下层;
层1:由约100%w/w PBS构成;以及
层2:由约100%w/w PHA构成。
Zl)根据对片材#70描述的方法制造两层可生物降解的片材(15微米至100微米厚),其中共挤出步骤包括加入600克PLA和400克PCL,并具有以下层:
层1:由约60%w/w PLA和约40%w/w PCL构成;
层2:由约100%w/w PBS构成。
Z2)根据对片材#71描述的方法制造由PBSA(75%):PLA(25%)化合物和PBSA构成的三层可生物降解的片材(15微米至100微米厚),其中共挤出步骤包括加入300克PBSA(75%):PLA(25%)化合物和200克PBSA,并具有以下层:
层1:由约100%w/w PBSA构成;
层2:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;以及
层3:由约100%w/w PBSA构成。
Z3)根据对片材#74描述的方法制造由PBAT和疏水性化合物(由约60%w/w PLA和40%w/w PCL构成)构成的三层可生物降解的片材(15微米至100微米厚),其中共挤出步骤包括加入2千克PBAT和1千克疏水性化合物(60%w/w PLA和40%w/w PCL),并具有以下层:
层1:由约60%w/w PLA和约40%w/w PCL构成;
层2:由约100%w/w的PBAT构成;
层3:由约60%w/w PLA和约40%w/w PCL构成。
Z4)根据对片材#75描述的方法制造由PBS和PLA构成的三层可生物降解的片材(15微米至100微米厚),其中共挤出步骤包括加入1千克PBS和1千克PLA,并具有以下层:
层1:由约100%w/w PBS构成;
层2:由约100%w/w PBS构成;
层3:由约100%w/w PLA构成。
Z5)根据对片材#76描述的方法制造由PBS和疏水性化合物(由约60%w/w PLA和40%w/w PCL构成)以及PBSA构成的三层可生物降解的片材(15微米至100微米厚),其中共挤出步骤包括加入1千克PBS和2千克疏水性化合物(60%w/w PLA和40%w/w PCL)和1千克PBSA,并具有以下层:
层1:由约100%w/w PBS构成;
层2:由约60%w/w PLA和约40%w/w PCL构成;
层3:由约100%w/w PBSA构成。
在本文公开的可生物降解的片材的一些实施方式中,片材为15微米至120微米厚。
在一些实施方式中,根据对片材#74或片材#76描述的方法制造可生物降解的片材,其中共挤出步骤包括与聚合物一起加入至多5%w/w的抗冲改性剂(增塑剂)。
本文还提供的是使用本文公开的可生物降解的片材作为液体材料或固体材料的包装的方法,其中降低的透水性和/或透氧性是期望的。在各种实施方式中,本文公开的可生物降解的片材的WVTR为约1g/m2*d至100g/m2*d或更小,OTR为约1cm3/(m2×d×bar)至100cm3/(m2×d×bar)或更小,包含制造具有至少一个层的片材的步骤,所述至少一个层包含约5%w/w至约45%w/w、约20%w/w至约45%w/w或约25%至约40%的第一疏水性聚合物(选自由PCL、PHA及其混合物构成的组)以及以约95%w/w至约55%w/w的量的第二疏水性聚合物(疏水性聚合物的混合物,如PBS和PBSA的混合物、PBS和PLA的混合物、PBSA和PLA的混合物、或PBAT和PLA的混合物)。
在一些实施方式中,可生物降解的片材包含两层或更多层。在一些实施方式中,接触层包含PCL。在一些实施方式中,接触层包含约5%w/w至约45%w/w、约20%w/w至约45%w/w或约25%至约40%的第一疏水性聚合物(选自由PCL、PHA及其混合物构成的组)以及约95%w/w至约55%w/w的第二疏水性聚合物(选自由PBS、PBSA、PLA、PBAT及其混合物构成的组)。
本文详述的方法、用途、材料和实例仅是说明性的,而不是旨在限制;可以在本发明的实践或测试中使用与本文描述的那些类似或等同的材料、用途和方法。从以下详细描述和权利要求书中,本发明的其它特征和优点将会是显而易见的。
附图说明
图1A至图1D是表示来自两个生产活动(1和2)的示例性片材、片材#3(实施例1、表1)的物理性能的图。将这些片材与在包装行业中通常使用的广泛不可生物降解的商业化的聚乙烯薄膜进行比较。利用用自由落镖法测试塑料薄膜抗冲击性的ASTM D1709标准测试方法,测量冲击(1A)。利用透明塑料的雾度和透光率的ASTM D1003-07el标准测试方法,测量雾度(1B),并且利用薄塑料片材的拉伸性能的ASTM D882-10标准测试方法,测量极限拉伸强度(UTS)(1C)和杨氏模量(1D)。
具体实施方式
定义
除非另有定义,否则本文使用的所有技术术语和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。在冲突的情况下,说明书(包含定义)优先。
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”将被理解包括在具有高通风和受控湿度的受控条件的工业堆肥设施中在180天内通过活的生物体、空气、水或其任何组合的作用而降解的聚合物、聚合物混合物或含有聚合物的片材。可生物降解聚合物的降解通常首先通过水解,最终将聚合物分解成短的低聚物,随后通过微生物降解或微生物消化而进行。
如本文所用的术语“片材”将被理解为具有其如用在热塑性塑料和包装领域中的惯用含义并且包括术语“膜”。这样的片材可以具有任何合适的厚度,可以是单个聚合物层或多个聚合物层。这样的片材可以使用任何合适的方法制造,包含吹塑薄膜挤出和流延薄膜挤出。根据本发明的片材包括具有多种厚度(被测量的和被计算的)和层(例如2层、3层、4层、5层、7层或更多层)的片材。片材可以通过本领域已知的方法产生,例如共挤流延和吹塑。
如本领域已知的,通过共挤出、层压或其组合制造多层片材。在层压中,至少两个预制的片材例如通过加热、压力和/或粘合剂相互粘合。
片材可以是通过用粘合剂将两个或更多个片材在其表面彼此固定而产生的层压制品。如本文所用的“层压制品”将被理解为具有其如用在热塑性塑料和包装领域中的惯用含义,并且指包含已经通过例如热、压力和/或粘合剂组装的两层或更多层的片材。
“连接层”是指与极性聚合物和非极性聚合物两者结合的聚合物层,该聚合物层通常用于生产具有至少三个共挤出层的片材:一个极性聚合物层、一个非极性聚合物层及在该两者之间的连接层。连接层树脂是市售的并且通常以非限制性方式包括粘合剂树脂,包括酸酐改性聚合物树脂,例如1,4-对苯二甲酰基硫脲树脂、BTR-8002P(Nippon Gohsei)。
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”,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。
“扩链剂”是指具有若干官能团的短分子或单体,该官能团允许化学连接到聚合物链的末端以便添加另外的链以改善各种性能,如分子量和机械性能。在一些实施方式中,扩链剂是苯乙烯-丙烯酸环氧基扩链剂。
“增塑剂”是指增加材料的塑性或流动性的添加剂,如短聚合物或低聚物。在一些实施方式中,增塑剂是PCL。
术语“纤维素”在本文中用于指硝化纤维素或纳米结晶纤维素。在一些实施方式中,将纳米结晶纤维素施用于等离子体预处理的等离子体膜。
应当注意,如本文所用,单数形式“一(a)”、“一(an)”和“该(the)”包括复数形式,除非内容另有明确规定。在方面或实施方式根据马库什组或替代的其他组进行描述的情况下,本领域技术人员将认识到,本发明也因此根据该组的任何个体成员或亚组成员来描述。
如本文所用,当数值前面是术语“约”时,术语“约”旨在表示+/-10%。
如本文所用,术语“包含”、“包括”、“具有”及其语法变体将被视为具体说明所述特征、整数、步骤或部件,但不排除添加一个或多个另外的特征、整数、步骤、部件或其组。这些术语包含术语“由...构成”和“基本上由...构成”。
如本领域普通技术人员已知的,本文讨论的一些聚合物具有一个或多个名称或其拼写。例如,聚(ε-己内酯)、聚(己内酯)和聚己内酯是同义的,并且这三个术语可互换使用。类似地,聚乳酸和聚(乳酸)是同义的。
可生物降解的片材
根据本发明的一些实施方式的方面,提供了包含至少两个聚合物层的可生物降解的片材,其中第一聚合物层包含选自由PLA、PCL、PBS和PBSA构成的组的至少两种不同的可生物降解聚合物的混合物;并且其中第二聚合物层包含选自由PBS、PBSA、PLA和PBS的混合物以及PLA和PBSA的混合物构成的组的可生物降解聚合物。在一些实施方式中,片材可以含有可包含PCL、PBAT、PVOH或其任何组合的第三层或一个或多个另外的层。在一些实施方式中,第一层、第二层、第三层中的一者或多者或一个或多个另外的层或其任何组合可进一步包含增塑剂和/或扩链剂。
在一些实施方式中,第一聚合物层和第二聚合物层是相同的。在其它实施方式中,第一聚合物层和第二聚合物层是不同的。
在一些实施方式中,第一聚合物层包含PLA和PCL的混合物;并且第二聚合物层包含PBS。在一些这样的实施方式中,第一聚合物层包含浓度为混合物的约50%至约70%(w/w)的PLA和浓度为混合物的约30%至约50%(w/w)的PCL。在一些实施方式中,第一聚合物层包含浓度为混合物的55%至约65%(w/w)的PLA和浓度为混合物的约35%至约45%(w/w)的PCL,并且第二聚合物层包含PBS。
在一些实施方式中,第一聚合物层包含浓度为混合物的约60%(w/w)的PLA和浓度为混合物的约40%(w/w)的PCL,并且第二聚合物层包含PBS。
在一些实施方式中,第一聚合物层包含PBSA和PLA的混合物。在一些实施方式中,第一聚合物层包含浓度为混合物的约65%至约85%(w/w)的PBSA和浓度为混合物的约15%至约35%(w/w)的PLA。在一些实施方式中,第一聚合物层包含浓度为混合物的约70%至约80%(w/w)的PBSA和浓度为混合物的约20%至约30%(w/w)的PLA。在一些实施方式中,第一聚合物层包含浓度为混合物的约75%(w/w)的PBSA和浓度为混合物的约25%(w/w)的PLA。在一些这样的实施方式中,第二聚合物层也包含PBSA和PLA的混合物,其中在一些实施方式中,第二聚合物层包含浓度为混合物的约65%至约85%(w/w)的PBSA和浓度为混合物的约15%至约35%(w/w)的PLA。在一些实施方式中,第二聚合物层包含浓度为混合物的约70%至约80%(w/w)的PBSA和浓度为混合物的约20%至约30%(w/w)的PLA。在一些实施方式中,第二聚合物层包含浓度为混合物的约75%(w/w)的PBSA和浓度为混合物的约25%(w/w)的PLA。
在其中第一聚合物层包含PBSA和PLA的混合物的一些实施方式中,第二聚合物层包含PBSA。
在一些实施方式中,可生物降解的片材还包含第三聚合物层。该第三层可以位于第一聚合物层和第二聚合物层之间。可替选地,第二聚合物层可以位于第一聚合物层和第三聚合物层之间。
在一些实施方式中,第三聚合物层包含PBAT。
在一些实施方式中,第一聚合物层和第二聚合物层包含PBSA和PLA的混合物并且第三聚合物层包含PBAT。在一些实施方式中,第一聚合物层和第二聚合物层包含浓度为混合物的约65%至约85%(w/w)的PBSA和浓度为混合物的约15%至约35%(w/w)的PLA。在一些这样的实施方式中,第三聚合物层包含PBAT。在一些实施方式中,第一聚合物层和第二聚合物层包含浓度为混合物的约70%至约80%(w/w)的PBSA和浓度为混合物约20%至约30%(w/w)的PLA,并且第三聚合物层包含PBAT。在一些实施方式中,第一聚合物层和第二聚合物层包含浓度为混合物的约75%(w/w)的PBSA和浓度为混合物的约25%(w/w)的PLA并且第三聚合物层包含PBAT。
在一个实施方式中,第一聚合物层和第二聚合物层包含PBSA和PLA。例如,第一聚合物层包含浓度为混合物的约75%(w/w)的PBSA和浓度为混合物的约25%(w/w)的PLA;第二聚合物层包含浓度为混合物的约75%(w/w)的PBSA和浓度为混合物的约25%(w/w)的PLA;并且包含PBAT的第三聚合物层位于第一聚合物层和第二聚合物层之间。
在另一个实施方式中,第一聚合物层和第二聚合物层是不同的。例如,第一聚合物层包含浓度为混合物的约75%(w/w)的PBSA和浓度为混合物的约25%(w/w)的PLA;第二聚合物层包含PBSA;并且包含PBAT的第三聚合物层任选地位于第一聚合物层和第二聚合物层之间。
在一些实施方式中,第三聚合物层包含PBS。
在一些实施方式中,第一聚合物层和第二聚合物层包含PBSA和PLA的混合物,并且第三聚合物层包含PBS。在一些实施方式中,第一聚合物层和第二聚合物层包含浓度为混合物的约65%至约85%(w/w)的PBSA和浓度为混合物的约15%至约35%(w/w)的PLA。在一些这样的实施方式中,第三聚合物层包含PBS。在一些实施方式中,第一聚合物层和第二聚合物层包含浓度为混合物的约70%至约80%(w/w)的PBSA和浓度为混合物的约20%至约30%(w/w)的PLA,并且第三层包含PBS。在一些实施方式中,第一聚合物层和第二聚合物层包含浓度为混合物的约75%(w/w)的PBSA和浓度为混合物的约25%(w/w)的PLA,并且第三层包含PBS。
在一个实施方式中,第一聚合物层和第二聚合物层包含PBSA和PLA,并且第三聚合物层包含PBS。例如,第一聚合物层包含浓度为混合物的约75%(w/w)的PBSA和浓度为混合物的约25%(w/w)的PLA;第二聚合物层包含浓度为混合物的约75%(w/w)的PBSA和浓度为混合物的约25%(w/w)的PLA;并且第三聚合物层包含PBS,并且其中第二聚合物层任选地位于第一聚合物层和第三聚合物层之间。
在一些实施方式中,本文公开的片材的聚合物层中的至少一者还包含增塑剂和/或扩链剂,如,例如苯乙烯-丙烯酸环氧基扩链剂。在一些实施方式中,第一聚合物层、第二聚合物层和第三聚合物层各自包含扩链剂。在一些实施方式中,至少两层包含扩链剂和/或增塑剂。
在一些实施方式中,第三聚合物层包含PVOH并且位于第一聚合物层和第二聚合物层之间。在多个实施方式中,第三聚合物层由PVOH和扩链剂构成。
在一些实施方式中,第一聚合物层和第二聚合物层包含PBSA和PLA的混合物,并且第三聚合物层包含PVOH。在一些实施方式中,第一聚合物层和第二聚合物层包含浓度为混合物的约65%至约85%(w/w)的PBSA和浓度为混合物的约15%至约35%(w/w)的PLA。在一些这样的实施方式中,第三层包含PVOH。在一些实施方式中,第一聚合物层和第二聚合物层包含浓度为混合物的约70%至约80%(w/w)的PBSA和浓度为混合物的约20%至约30%(w/w)的PLA,并且第三层包含PVOH。在一些实施方式中,第一聚合物层和第二聚合物层包含浓度为混合物的约75%(w/w)的PBSA和浓度为混合物的约25%(w/w)的PLA,并且第三层包含PVOH。在每个片材中,第一层、第二层、第三层中的一个或多个还可以包含扩链剂和/或增塑剂。
任选地,下文描述的片材的一个或多个层还可以包含扩链剂和/或增塑剂。
例如,第一聚合物层包含浓度为混合物的约75%(w/w)的PBSA和浓度为混合物的约25%(w/w)的PLA和扩链剂;第二聚合物层包含浓度为混合物的约75%(w/w)的PBSA和浓度为混合物的约25%(w/w)的PLA和扩链剂;并且包含PVOH和扩链剂的第三聚合物层任选地位于第一聚合物层和第二聚合物层之间。
在一些实施方式中,第一聚合物层和第二聚合物层包含浓度为混合物的约75%(w/w)的PBSA和浓度为混合物的约25%(w/w)的PLA和扩链剂;并且包含PVOH和扩链剂的第三聚合物层位于第一聚合物层和第二聚合物层之间。
在一些实施方式中,第一聚合物层和第二聚合物层包括本文公开的组合物,并且第三聚合物层包含PBS、PLA和PCL的混合物。在一些这样的实施方式中,第三聚合物层包含浓度为混合物的约50%至约60%(w/w)的PBS、浓度为混合物的约15%至约25%(w/w)的PLA和浓度为混合物的约20%至约30%(w/w)的PCL。在一些这样的实施方式中,第三聚合物层包含浓度为混合物的约56%(w/w)的PBS、浓度为混合物的约19%(w/w)的PLA和浓度为混合物的约25%(w/w)的PCL。在一些这样的实施方式中,第二聚合物层位于第一聚合物层和第三聚合物层之间。
在某些片材中,第一聚合物层和第二聚合物层包括PBSA和PLA。根据一个实施方式,第一聚合物层包含浓度为混合物的约75%(w/w)的PBSA和浓度为混合物的约25%(w/w)的PLA;第二聚合物层包含浓度为混合物的约75%(w/w)的PBSA和浓度为混合物的约25%(w/w)的PLA,第三聚合物层包含浓度为混合物的约56%(w/w)的PBS、浓度为混合物的约19%(w/w)的PLA和浓度为混合物的约25%(w/w)的PCL,并且其中第二聚合物层位于第一聚合物层和第三聚合物层之间。
在一些实施方式中,本文提供了包含至少三个聚合物层的可生物降解的片材,其中第一聚合物层和第二聚合物层各自独立地包含PBS、PLA和PCL;并且其中第三聚合物层包含不同于第一聚合物层和第二聚合物层的聚合物或聚合物混合物。
在一些实施方式中,第一聚合物层包含PBS、PLA和PCL的混合物。在一些这样的实施方式中,第一聚合物层包含浓度为混合物的约50%至约60%(w/w)的PBS、浓度为混合物的约15%至约25%(w/w)的PLA和浓度为混合物的约20%至约30%(w/w)的PCL。在一些这样的实施方式中,第一聚合物层包含浓度为混合物的约56%(w/w)的PBS、浓度为混合物的约19%(w/w)的PLA和浓度为混合物的约25%(w/w)的PCL。
在一些实施方式中,第二聚合物层包含PBS、PLA和PCL的混合物。在一些这样的实施方式中,第二聚合物层包含浓度为混合物的约50%至约60%(w/w)的PBS、浓度为混合物的约15%至约25%(w/w)的PLA和浓度为混合物的约20%至约30%(w/w)的PCL。在一些这样的实施方式中,第二聚合物层包含浓度为混合物的约56%(w/w)的PBS、浓度为混合物的约19%(w/w)的PLA和浓度为混合物的约25%(w/w)的PCL。在一些实施方式中,可生物降解的片材还包含第三聚合物层。在一些这样的实施方式中,第三聚合物层位于第一聚合物层和第二聚合物层之间。在一些这样的实施方式中,第三聚合物层包含PVOH。在一些这样的实施方式中,可生物降解的片材还包含在第一层和第三层之间以及在第三层和第二层之间的连接层。在一些这样的实施方式中,第一聚合物层还包含在第一聚合物层和第三聚合物层之间的表面上包含虫胶的涂层。
本发明还提供包含至少三个聚合物层的可生物降解的片材,其中第一聚合物层和第二聚合物层包含PBS;其中第三聚合物层包含PBAT;并且其中第三聚合物层位于第一聚合物层和第二聚合物层之间。
在一些实施方式中,本文公开的任何可生物降解的片材通过共挤出至少两个不同的聚合物层来制造。
还提供了包括至少三个聚合物层的可生物降解的片材,其中
第一聚合物层和第二聚合物层包含PBS;
第三聚合物层包含PBAT;并且
其中第三聚合物层位于第一聚合物层和第二聚合物层之间。在一些实施方式中,一个或多个聚合物层还包含扩链剂和/或增塑剂。
其它实施方式包括包含至少三个聚合物层的可生物降解的片材,其中
第一聚合物层包含PBS;
第二聚合物层包含PBSA;
第三聚合物层包含PLA和PCL的混合物;并且
第三聚合物层位于第一聚合物层和第二聚合物层之间。在一些实施方式中,第三聚合物层包含浓度为混合物的约50%至约70%(w/w)的PLA和浓度为混合物的约30%至约50%(w/w)的PCL。在某些实施方式中,第三聚合物层包含浓度为混合物的约60%(w/w)的PLA和浓度为混合物的约40%(w/w)的PCL。在一些实施方式中,一个或多个聚合物层还包含扩链剂和/或增塑剂。
在又一实施方式中,本文提供了包含至少三个聚合物层的可生物降解的片材,其中
第一聚合物层和第二聚合物层各自包含PBS;
第三聚合物层包含PLA和PCL的混合物;并且
第三聚合物层位于第一聚合物层和第二聚合物层之间。在一些实施方式中,第三聚合物层包含浓度为所述混合物的约50%至约70%(w/w)的PLA和浓度为所述混合物的约30%至约50%(w/w)的PCL。在一些实施方式中,第三聚合物层包含浓度为所述混合物的约60%(w/w)的PLA和浓度为所述混合物的约40%(w/w)的PCL。在一些实施方式中,一个或多个聚合物层还包含扩链剂和/或增塑剂。
在另外的实施方式中,本文提供了包含至少三个聚合物层的可生物降解的片材,其中
第一聚合物层和第二聚合物层各自包含PLA和PCL的混合物;
第三聚合物层包含PBAT;并且
第三聚合物层位于第一聚合物层和第二聚合物层之间。在一些实施方式中,所述第一聚合物层和第二聚合物层各自包含浓度为混合物的约50%至约70%(w/w)的PLA和浓度为混合物的约30%至约50%(w/w)的PCL。在某些实施方式中,第一聚合物层和第二聚合物层各自包含浓度为混合物的约60%(w/w)的PLA和浓度为混合物的约40%(w/w)的PCL。在一些实施方式中,聚合物层中的一个或多个还包含扩链剂和/或增塑剂。
本文还提供了包含至少三个聚合物层的可生物降解的片材,其中
第一聚合物层包含PBSA和PLA的混合物;
第二聚合物层包含PHA;
第三聚合物层包含PBAT;并且
第二聚合物层位于第一聚合物层和第三聚合物层之间。在一些实施方式中,第一聚合物层分别包含浓度为混合物的约15%至约35%(w/w)的PLA和浓度为所述混合物的约65%至约85%(w/w)PBSA。在某些实施方式中,第一聚合物层包含浓度为混合物的约25%(w/w)的PLA和浓度为混合物的约75%(w/w)的PBSA。
在一些实施方式中,聚合物层中的一个或多个还包含扩链剂和/或增塑剂。
在另外的实施方式中,本文提供了包含至少三个聚合物层的生物降解性片材,其中
第一聚合物层包含PLA;
第二聚合物层包含PBS;
第三聚合物层包含PBS。
本文还提供了包含至少三个涂覆的聚合物层的可生物降解的片材,其中
第一聚合物层包括金属化的PLA;
第二聚合物层包含金属化的纤维素;
第三聚合物层包含涂覆有硅氧烷的PLA;并且
第二聚合物层位于第一聚合物层和第三聚合物层之间。在一些实施方式中,使用铝将第一聚合物层和第二聚合物层金属化。在一些实施方式中,金属化的纤维素是商业产品。在一些实施方式中,聚合物层的一个或多个还包含扩链剂和/或增塑剂。
本文提供了包含至少两个聚合物层的可生物降解的片材,其中
第一聚合物层和第二聚合物层各自包含PLA、PBS和PBAT的混合物。
在一些实施方式中,聚合物层包含浓度为混合物的约25%至约40%(w/w)的PLA、浓度为所述混合物的约25%至约40%(w/w)的PBS和浓度为约25%至约40%(w/w)的PBAT。在某些实施方式中,PLA、PBS和PBAT以混合物的约33%(w/w)的相等的浓度存在。
对于本文公开的任何可生物降解的片材,聚合物层中的至少一个任选地包含增塑剂。当存在于聚合物层中时,增塑剂可以以聚合物层的约0.05%至约5%(w/w)的浓度存在。在一些实施方式中,增塑剂包含PCL。
涂覆的片材
本文进一步公开的是具有至少一个涂覆有金属涂层、虫胶涂层、纤维素基涂层、聚偏氯乙烯(PVDC)涂层和等离子体沉积的硅氧烷基涂层中的一者或多者的层的单层或多层可生物降解的片材。这样的片材可以表现出有利的不渗透性(表示为降低的水蒸汽透过率(WVTR)和/或氧气透过率(OTR))以及改善的密封性能和与液体的直接接触,同时保持了柔性片材的机械特征以及可生物降解性和可堆肥性和/或生物基性能。
在本文公开的任何可生物降解的片材的一些实施方式中,至少一个聚合物层还包含在一个表面或两个表面上的涂层。在非限制性实例中,对于三层片材,第一聚合物层在一个面或两个面上被涂覆。在一些实施方式中,第二聚合物层在一个面或两个面上被涂覆。在一些实施方式中,第三聚合物层在一个面或两个面上被涂覆。在一些实施方式中,第一聚合物层和第三聚合物层各自在一个面或两个面上独立地被涂覆。在一些实施方式中,第一聚合物层和第二聚合物层各自在一个面或两个面上独立地被涂覆。在一些实施方式中,第二聚合物层和第三聚合物层各自在一个面或两个面上独立地被涂覆。
在一些实施方式中,涂层选自由金属涂层、虫胶涂层、纤维素基涂层、聚偏氯乙烯(PVDC)涂层和等离子体沉积的硅氧烷基涂层构成的组。
在一些实施方式中,涂层包含可生物降解的金属涂层,例如铝涂层,如二氧化铝层。可以使用直接金属化将金属层施加到聚合物层,并且该层可以任选地用作层压层。
在一些实施方式中,涂层包含选自由虫胶涂层、纤维素基涂层和等离子体沉积的硅氧烷基涂层构成的组的第一涂层,并且还包含在第一涂层上的可生物降解的金属涂层。
在一些实施方式中,涂层包含可生物降解的金属涂层,其进一步涂覆有选自由虫胶涂层、纤维素基涂层、聚偏氯乙烯(PVDC)涂层和等离子体沉积的硅氧烷基涂层构成的组的另外的层。
在一些实施方式中,向可生物降解的片材提供涂层,以改善片材对例如氧气和水蒸汽的不渗透性、增强密封性能(例如增大密封温度窗口和/或密封强度)、提供与液体的直接接触层、改善涂层附着力或涂层性能,同时保持用于包装的柔性、可生物降解、生物基和/或可堆肥的理想特征。
本发明还提供了一种多层的层压结构,其包含根据本文公开的任何实施方式的可生物降解的片材、以及通过层压附接至可生物降解的片材上的至少一个另外的层。
在另一方面,本文提供了制造包含两层或更多层的可生物降解的片材的方法,每层独立地包含可生物降解聚合物或聚合物混合物;并且其中,所述片材的至少一个层任选地包含选自由虫胶涂层、纤维素基涂层、聚偏氯乙烯(PVDC)涂层和硅氧烷基涂层构成的组的涂层,所述方法包括以下步骤:
i.熔融挤出聚合物或聚合物混合物;
ii.挤出步骤(i)的熔融挤出物以形成片材;
iii.任选地,使片材的一个层或多个层金属化;
iv.任选地,向由步骤(ii)或步骤(iii)得到的片材的一个面或两个面涂覆涂层;以及
v.任选地,将可生物降解的片材层压至第二可生物降解的片材;
从而制造可生物降解的片材。
步骤(iii)和步骤(iv)可以以相反的顺序进行。例如,在一些这样的实施方式中,步骤(iii)在步骤(iv)之前进行。在一些实施方式中,步骤(iv)在步骤(iii)之前进行。
在各种实施方式中,本文公开的可生物降解的片材是包含以下聚合物的一种或多种的片材:聚(ε-己内酯)(PCL)、聚二恶烷酮(PDO)、聚乙醇酸(PGA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚丁二酸/己二酸-丁二醇酯(PBSA)、己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯共聚物(PBAT)、聚(乳酸)(PLA)、聚乙烯醇(PVOH)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)(如聚羟基丁酸酯(PHB)、聚羟基戊酸酯(PHV)或聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯共聚物(PHBV))或其任何混合物,并且至少一层还包含虫胶涂层和/或硝化纤维素涂层、或纳米结晶纤维素涂层或PVDC涂层或等离子体沉积的硅氧烷涂层。
在其它实施方式中,可生物降解的片材具有至少一个作为用于与材料直接接触的接触层的层和任选的一个或多个另外的层,其中接触层包含第一疏水性聚合物(选自由聚(ε-己内酯)(PCL)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)、或PCL和PHA的混合物构成的组)和第二疏水性聚合物(选自由聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚丁二酸/己二酸-丁二醇酯(PBSA)、聚(乳酸)(PLA)、己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯共聚物(PBAT)、聚二恶烷酮(PDO)、聚乙醇酸(PGA)及其任何组合或其混合物构成的组)。在一些实施方式中,片材中的至少一个层包含金属涂层、虫胶涂层和/或硝化纤维素涂层或纳米结晶纤维素涂层、或PVDC涂层或等离子体沉积的硅氧烷涂层。
第一疏水性聚合物可以是“超疏水”聚合物,是指非极性组合物从其表面排除水的倾向。疏水相互作用主要是源于液体水分子间高度动态氢键被非极性表面破坏的熵效应(The Real Reason Why Oil and Water Do not Mix Todd P.Silverstein,J.Chem.Educ.1998,75(1),第116页)。烃链或类似的非极性区域或大分子不能与水形成氢键。疏水性可以通过非极性基团(如纯烃分子)与极性基团(如羟基、羰基或酯基基团)的比例来计算。超疏水性聚合物显示高的非极性与极性比(高于约60%;参见具有PCL和PHA实施例的表),而低疏水性聚合物显示低的非极性与极性比(低于约60%)。在一些实施方式中,第一疏水性聚合物是PCL、PHA、或PCL和PHA的混合物。在一些实施方式中,第一疏水性聚合物是PCL。在一些实施方式中,第一疏水性聚合物是PHA。PHA可以选自本领域已知的任何PHA,包括但不限于聚羟基丁酸酯(PHB)、聚羟基戊酸酯(PHV)、聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯共聚物(PHBV);及其任何衍生物或混合物。在一些实施方式中,第一疏水性聚合物是PCL和PHA的混合物,例如聚羟基丁酸酯(PHB)、聚羟基戊酸酯(PHV)、聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯共聚物(PHBV)或其任何衍生物中的一种或多种与PCL的混合物。
在一些实施方式中,第一疏水性聚合物的量以接触层的约5%w/w至约45%w/w、或约20%w/w至约45%w/w或约25%至约40%的量存在。第一疏水性聚合物,PCL、PHA或其混合物以约5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%或约45%w/w的量存在。
在一些实施方式中,第二疏水性聚合物选自由PBS、PBSA、PLA、PBAT及其任何混合物构成的组。在一些实施方式中,第二疏水性聚合物是PLA。在一些实施方式中,第二疏水聚合物是PBAT。在一些实施方式中,第二疏水性聚合物是PBS。在一些实施方式中,第二疏水性聚合物是PBSA。
在一些实施方式中,第二疏水性聚合物包含选自由PBS和PBSA的混合物、PBS和PLA的混合物、PBSA和PLA的混合物以及PBAT和PLA的混合物构成的组的混合物。在一些实施方式中,第二疏水性聚合物是PBS和PBSA的混合物。在一些实施方式中,第二疏水性聚合物是PBS和PLA的混合物。在一些实施方式中,第二疏水性聚合物是PBSA和PLA的混合物。在一些实施方式中,第二疏水性聚合物是PBAT和PLA的混合物。第二疏水性聚合物或疏水性聚合物混合物以约55%w/w至约95%w/w、约60%w/w至约90%w/w、约60%w/w至约80%w/w、或约60%w/w至约75%w/w的量存在。
在一些实施方式中,片材是单层片材。在一些实施方式中,片材是多层片材。多层片材由2层、3层、4层或5层或更多层构成。第一层也被称为“层1”,第二层也被称为层2;第三层也被称为“层3”等。
在一些实施方式中,片材是两层片材。在一些实施方式中,两层片材包括包含约70%w/w至80%w/w PBS或PBSA和约20%至30%PLA的第一层;和包含约15%w/w至35%w/wPLA或PBSA、约50%w/w至60%w/w PBS或PBSA或PBAT和约5%w/w至30%w/w PCL的第二层。在其它实施方式中,两层片材包括包含约75%w/w PBS或PBSA和约25%PLA的第一层;和包含约19%w/w至20%w/w PLA、约55%w/w至56%w/w PBS和约25%w/w PCL的第二层。在又一实施方式中,两层片材包括包含约75%w/w PBS或PBSA和约25%PLA的第一层;和包含约19%w/w至20%w/w PLA、约55%w/w至56%w/w PBSA和约25%w/w PCL的第二层。第二层是接触层。
在一些实施方式中,可生物降解的片材是三层片材。
在一些实施方式中,三层片材包括包含约70%w/w至80%w/w PBS或PBSA和约20%至30%PLA的第一层;包含约70%w/w至80%w/w PBS或PBSA和约20%至30%PLA的第二层;和包含约5%w/w至45%w/w PCL或PHA和约55%w/w至约95%w/w PLA、PBS、PBSA、PBAT或其混合物的第三层,其中第二层为内层,第三层是接触层。在一些实施方式中,三层片材包括包含约100%w/w PBS或PBSA的第一层。
在一些实施方式中,三层片材包括包含约100%w/w PBS或PBSA的第二层。
在一些实施方式中,三层片材包括包含约15%w/w至25%w/w PBS或PLA、约50%w/w至60%w/w PBAT或PBSA和约20%至30%w/w PCL的第三层。
在其它实施方式中,三层片材包括包含约15%w/w至25%w/w PBSA、约50%w/w至60%w/w PBS和约20%w/w至30%w/w PCL的第三层。
为了限定本文公开的可生物降解的片材的物理性能,使用了若干测量。利用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。利用透明塑料的雾度和光透射率的ASTM D1003-07el标准测试方法,测量透光率和雾度。利用使用电量计传感器测量氧气通过塑料膜及薄板的传递速率的ASTM D3985-05(2010)el标准测试方法,测量可生物降解的片材的氧气渗透性。利用用动态相对湿度测量法测定片材材料中水蒸汽透过率的ASTM E398-03(2009)el标准测试方法,测量本发明的生物降解性片材的水蒸汽渗透性。
在本发明的实施方式中,本发明提供了最大载荷时的应力为至少15Mpa的可生物降解的片材。根据其它实施方式,本发明提供了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。
虫胶
虫胶可以是机械制造的或手工制作的,它需要大约100,000只紫胶虫来制造1磅的虫胶树脂。加热是手工制作的虫胶的唯一方法,但机器制造的虫胶可以通过加热、溶剂萃取和非离子化进行加工。醇溶剂用于溶剂萃取和用于脱蜡/脱色工艺,将溶液强制通过活性炭过滤器以从虫胶中除去较暗的着色成分。通过改变碳的含量、接触时间和虫胶的质量,可以得到颜色从浅色到琥珀色变化的若干级别的虫胶。
鉴于上述教导,可以进行许多修改和变化。因此,应当理解,在所附权利要求的范围内,本发明可以以不同于具体描述的方式实施。
以下参考实施例详细说明本公开的内容,但不应被解释为限于此。
在整个本申请中,包括美国专利在内的各种出版物通过作者和年份以及专利号引用。这些出版物和专利和专利申请的全部公开内容通过引用并入本申请中,以更全面地描述本发明所属领域的现状。
本文对任何文献的引用并不意味着承认此类文献是相关现有技术,或是本公开的任何权利要求的可专利性的可被考虑的材料。关于内容或任何文献的日期的任何声明都是基于申请人在递交时可获得的信息,并不构成对这种声明的正确性的承认。
实施例
在下面的实验部分,所有百分数都是重量百分数。
材料和方法
根据本文教导的聚合物片材的所有实施方式使用市售的原料和装置、使用一种或多种标准方法制造,该标准方法包括:聚合物树脂干燥、树脂混合、流延薄膜挤出、流延薄膜共挤出、金属化和热层压。
材料
以下聚合物树脂和原料从商业来源获得:
PCL聚(ε-己内酯)
PLA聚(乳酸)
PBS聚(丁二酸丁二醇酯)
PBSA聚(丁二酸/己二酸-丁二醇酯)
PBAT己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯共聚物
PHA聚(羟基脂肪酸酯)
PVOH聚(乙烯醇)
连接层:聚乙酸乙烯酯
粘合剂:水基聚酯-聚氨酯粘合剂
纤维素
树脂干燥
使用前,将树脂在加热至50℃的Shini SCD-160U-120H除湿干燥机的空气流中干燥过夜。
树脂混合物
从表1和表2可以看出,根据本文教导的聚合物片材的一些实施方式包括包含聚合物混合物的层。通过挤出/共挤出聚合物混合物树脂来制造这些层。
为了制备所需的聚合物混合物树脂,将适量的干燥的构成树脂干混,引入双螺杆混合机的进料中,然后熔融挤出以形成聚合物混合物树脂。在混合机中的熔融挤出期间,温度区设定为170℃-175℃-180℃-185℃-190℃(模具为190℃)、350rpm的螺杆转速和15巴至25巴的压力。
使用线料切粒机将复合聚合物树脂研磨成直径为1微米至5微米的小球。
薄膜和片材的流延薄膜共挤出
根据本文教导的片材的一些实施方式通过多层流延薄膜共挤出方法通过共挤出两层或更多层以制造所需的片材来制造。
根据本文教导的片材的一些实施方式通过层压单层和多层流延薄膜挤出的薄膜来制造。
利用使用标准设置的流延薄膜共挤出机Dr.Collin(Collin Lab和PilotSolution)制造薄膜和片材,通常将混合物进料到温度区设置为170℃-180℃-200℃、转接器为200℃、进料段为200℃、模具为200℃的挤出机中。以通常的方式设置螺杆速度以提供具有所需厚度的挤出层。对于多层片材,使用具有三个端口的模具,每个端口由专用的挤出机进料。
金属化
在真空下,利用铝蒸汽使用物理气相沉积工艺进行金属化。
热定型层压
制造根据本文的教导的片材的热定型层压通过将构成薄膜从线轴进料到层压机中而进行。在一些情况下,直接层压两个薄膜。在一些情况下,借助于以2g/m2施加的水基粘合剂,在两个薄膜之间作为2微米厚的连接层来层压两个薄膜。
涂层
将虫胶或纤维素的薄膜涂层以3g/m2的浓度施加到如下文所定义的某些片材上。对于金属化的薄膜,将涂层施加在金属化的一面。将薄膜涂层在环境温度下干燥过夜。
可替选地,使用等离子体表面处理,用硅氧烷混合物(本文称为“Siox”)涂覆片材。具体地,将待处理的片材放置在真空室中。使用射频(RF)发生器产生等离子体以用两步处理片材的表面:包括短等离子体处理循环的第一清洁步骤(清洁步骤)和硅氧烷-混合物沉积的第二步骤。该步骤使用产生高能自由基的等离子体流的RF发生器进行,该自由基轰击物体(例如片材)的表面。
在整个过程中,将片材放置在真空室中的低真空环境中。
可替选地,在等离子体表面处理之后,用纳米结晶纤维素颗粒涂覆片材。具体地,将待处理的片材放置在真空室中。使用射频(RF)发生器产生等离子体以用两步处理片材的表面:包括短等离子体处理循环的第一清洁步骤(清洁步骤)和纳米结晶纤维素沉积的第二步骤。该步骤在自动辊涂机进行以将涂层铺展在物体(例如片材)的表面上。
在整个过程中,将片材放置在真空室中的低真空环境中。
实施例1:根据本教导的片材和层压制品的具体实施方式
根据教导的片材和层压制品的具体实施方式分别示于表1和表2中,并描述如下:
表1.薄膜
表2.层压制品
表1,片材#1通过流延薄膜共挤出以下项来制造:
60%PLA:40%PCL(挤出机I),
PBS(挤出机II)。
表1,片材#2通过流延薄膜共挤出以下项来制造:
25%PLA:75%PBSA(挤出机I),
PBAT(挤出机II),
25%PLA:75%PBSA(挤出机III)。
表1,片材#3通过流延薄膜共挤出以下项来制造:
75%PBSA:25%PLA(挤出机I),
PBAT(挤出机II),
PBSA(挤出机III)。
表1,片材#4通过流延薄膜共挤出以下项来制造:
PBS(挤出机I),
PBAT(挤出机II),
PBS(挤出机III)。
表1,片材#5通过流延薄膜共挤出以下项来制造:
75%PBSA:25%PLA(挤出机I),
PHA(挤出机II),
PBSA(挤出机III)。
表1,片材#6通过流延薄膜共挤出以下项来制造:
75%PBSA:25%PLA(挤出机I),
PHA(挤出机II),
PBAT(挤出机III)。
表1,片材#7通过流延薄膜共挤出以下项来制造:
75%PBSA:25%PLA(挤出机I),
75%PBSA:25%PLA(挤出机II),
PBS(挤出机III)。
表1,片材#8通过流延薄膜共挤出以下项来制造:
75%PBSA:25%PLA(挤出机I),
75%PBSA:25%PLA(挤出机II),
PBS(56%):PLA(19%):PCL(25%)(挤出机III)。
表1,片材#9通过流延薄膜共挤出以下项来制造:
PLA(60%):PCL(40%)(挤出机I),
PBAT(挤出机II),
PLA(60%):PCL(40%)(挤出机III)。
表1,片材#10通过流延薄膜共挤出以下项来制造:
PLA(挤出机I),
PBS(挤出机II),
PBS(挤出机III)。
表1,片材#11通过流延薄膜共挤出以下项来制造:
市售的金属化的PLA(挤出机I),
市售的金属化的纤维素(挤出机II),
PLA-Siox(经历硅氧化物(SiOx)的气相沉积的市售的PLA)(挤出机III)。
表1,片材#12通过流延薄膜共挤出以下项来制造:
PBS(挤出机I),
PLA(60%):PCL(40%)(挤出机II),
PBSA(挤出机III)。
表1,片材#13通过流延薄膜共挤出以下项来制造:
PBS(挤出机I),
PLA(60%):PCL(40%)(挤出机II),
PBS(挤出机III)。
对于片材#1至片材#13:
(i)任选地,共挤出的薄膜可以使用55%至65%PLA:35%至45%的PCL或者PBS(56%):PLA(19%):PCL(25%)代替挤出机I、挤出机II和/或挤出机III中的PLA(60%):PCL(40%)。
(ii)任选地,共挤出的薄膜可以使用PBSA(85%):PLA(15%)代替挤出机I、挤出机II和/或挤出机III中PBSA(75%):PLA(25%)。
(iii)任选地,可以在由挤出机I生产的层的朝向由挤出机II生产的层的一面上提供金属涂层或虫胶基涂层、纤维素基涂层(包括等离子体处理的纤维素和纳米结晶纤维素)、PVDC涂层和/或等离子体沉积的硅氧烷基涂层。
(iv)任选地,可以将重量/重量比为0.5%至5%的增塑剂加入到挤出机I、挤出机II和/或挤出机III中。该增塑剂可以是市售的增塑剂,例如PCL本身。
表1,片材#14通过流延薄膜共挤出以下项来制造:
PBSA(75%):PLA(25%)(挤出机I),
PBSA(75%):PLA(25%)(挤出机II)。
表1,片材#15通过流延薄膜共挤出以下项来制造:
PBSA(85%):PLA(15%)(挤出机I),
PBSA(85%):PLA(15%)(挤出机II)。
表1,片材#16通过流延薄膜共挤出以下项来制造:
PBS(80%):PLA(20%)(挤出机I),
PBS(80%):PLA(20%)(挤出机II)。
表1,片材#17通过流延薄膜共挤出以下项来制造:
PLA(33%):PBS(33%):PBAT(33%)(挤出机I),
PLA(33%):PBS(33%):PBAT(33%)(挤出机II)。
表2,层压制品#1使用以下项的流延共挤出薄膜来制造:
涂覆有虫胶的片材#10,
金属化的片材#1,
片材#3。
表2,层压制品#2使用以下项的流延共挤出薄膜来制造:
涂覆有虫胶的片材#1,
片材#2。
表2,层压制品#3使用以下项的流延共挤出薄膜来制造:
金属化然后涂覆有虫胶的片材#1,
片材#2。
表2,层压制品#4使用以下项的流延共挤出薄膜来制造:
金属化然后涂覆有虫胶的片材#1,
片材#3。
表2,层压制品#5使用以下项的流延共挤出薄膜来制造:
涂覆有虫胶的片材#10,
片材#11,
片材#3。
任选地,可以使用具有或不具有金属化涂层和/或虫胶基涂层、纤维素基涂层(包括等离子体处理的纤维素和纳米结晶纤维素)、PVDC涂层和/或等离子体沉积的硅氧烷基涂层的任意片材#1至片材#17来形成层压制品。
对于金属化和虫胶涂覆的片材,在金属化之后施用虫胶涂层。
对于具有虫胶涂层的片材,将虫胶施加在层压制品的共挤出薄膜之间。
实施例2:本文公开的示例性片材的物理性能
为了限定如表1的本文公开的示例性的可生物降解的片材(片材#3)的物理性能,使用了若干测量。
利用薄塑料片材的拉伸性能的ASTM D882-10标准测试方法,测量杨氏模量和UTS。
利用透明塑料的雾度和光透射率的ASTM D1003-07el标准测试方法,测量雾度。
利用用自由落镖法测试塑料薄膜抗冲击性的ASTM D1709标准测试方法,测量冲击。
将示例性片材的物理性能与在包装行业中通常使用的多种不可生物降解的商业化的聚乙烯薄膜的物理性能进行比较。结果如图1所示。
如图1A至图1D所示,根据本文公开的教导的示例性片材被显示与不可降解的商业化的聚乙烯薄膜的那些值相比具有有利的在机械方向上的冲击、雾度、模量和极限拉伸强度的值。
实施例3:生产具有涂覆的可生物降解的片材的可生物降解的层压制品的方法
本文公开的所有多层片材的厚度约为15微米至120微米。下文公开的一些片材的铝金属化可以使用本领域已知的方法进行。在一些实施方式中,在真空和低温金属化下使用铝进行金属化。如本文所公开的,层1是与材料(例如液体材料、半固体材料或固体材料)接触的层。
片材#18:如下制造由约16.7%w/w PLA、83.3%w/w PBSA构成的三层可生物降解的片材:
A)熔融挤出复合阶段:
1.将50克PLA和150克PBSA在真空下在50℃的温度下干燥过夜;
2.将干燥的聚合物干混并置于双螺杆PRISM混合机中;
3.将聚合物在设置为如下属性的PRISM混合机中熔融挤出以生成“化合物A”:
i)温度属性:170℃-175℃-180℃-185℃-190℃(模具设置为190℃);
ii)螺杆转速:250rpm;以及
iii)压力:15巴至25巴。
B)流延共挤出阶段:
1.将由400克化合物A和200克PBSA构成的熔融挤出材料在真空下在50℃的温度下在Shini SCD-160U-120H干燥机上干燥过夜;
2.将材料放入Collin共挤出生产线中,并设置为如下属性:
挤出机A)190℃-200℃-220℃-200℃-转接器;220℃-进料段;模具-210℃;螺杆转速:80rpm
挤出机B)190℃-220℃-230℃-200℃-转接器;230℃-进料段;模具-230℃;螺杆转速:45rpm
挤出机C)190℃-200℃-220℃-200℃-转接器;220℃-进料段;模具-210℃;螺杆转速:80rpm
机头压力50巴。
产生具有以下层的15微米厚的3层片材:
层1:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;
层2:由约100%w/w PBSA构成;和
层3:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成。
C)涂覆和层压阶段:
将虫胶或硝化纤维素的薄膜涂层以3g/m2的浓度施加到(B)的15微米厚的片材上。将薄膜在环境温度下干燥过夜,并且使用片材本身或用可生物降解的水基粘合剂(例如,2g/m2)将片材层压到以下列出的任何片材i-xx上。通常,在具有粘合剂的一面上发生涂覆。在金属化的薄膜中,将涂层施加在金属化的一面。对于非金属化的薄膜,通常将涂层施加在化合物A或PBSA层上。层压片材通常为约30微米至约200微米厚。
i)上述(B)的三层可生物降解的片材(15微米厚):
层1:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;
层2:由约100%w/w PBSA构成;和
层3:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;
ii)根据上述用于片材#18的方法制造三层可生物降解的片材(36微米厚),其中共挤出步骤包括200克化合物A(片材#18)、134克市售的PBAT共混物和200g PBSA,并具有以下层:
层1:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;
层2:由约100%w/w PBAT构成;和
层3:由约100%w/w PBSA构成;
iii)被涂覆有市售的硝化纤维素的上述2中的三层可生物降解的片材(36微米厚);
iv)上述2中的三层可生物降解的片材(36微米厚),其被涂覆有市售的硝化纤维素然后以3g/m2的浓度在的一面被涂覆有虫胶的薄膜涂层;
v)市售的铝金属化的PLA(约20微米厚)(例如,真空和低温金属化);
vi)包含10%w/w PLA和90%w/w PBAT的市售片材;
vii)B)的三层铝金属化的可生物降解的片材(15微米厚);
viii)单层铝金属化的可生物降解的片材(约30微米至120微米厚);
ix)在金属化的一面上涂覆有市售的硝化纤维素的PBS的单层铝金属化的可生物降解的片材(30微米至20微米厚);
x)在金属化的一面上以3g/m2的浓度涂覆有虫胶的薄膜涂层的PBS的单层铝金属化的可生物降解的片材(30微米至20微米厚);
xi)在两个面上以3g/m2的浓度涂覆有虫胶的薄膜涂层的PBS的单层铝金属化的可生物降解的片材(30微米至20微米厚);
xii)用市售的硝化纤维素涂覆的PBS的单层可生物降解的片材(30微米至20微米厚);
xiii)根据上述用于片材#18的方法制造三层可生物降解的片材(100微米至15微米厚),其中在共挤出步骤中包括240克至120克PBS、120克至360克市售的PBAT共混物和240克至240g铝金属化的PBS,具有以下层;
层1:由约100%w/w PBS构成;
层2:由约100%w/w PBAT构成;和
层3:由约100%w/w PBS构成;
xiv)在金属化的一面上涂覆有市售的硝化纤维素的上述的xiii的三层铝金属化的可生物降解的片材(15微米至100微米厚);
xv)在金属化的一面上以3g/m2的浓度涂覆有虫胶的薄膜涂层的上述的xiii的三层铝金属化的可生物降解的片材(15微米至100微米厚);
xvi)在两个面上以3g/m2的浓度涂覆有虫胶的薄膜涂层的上述的xiii的三层铝金属化的可生物降解的片材(15微米至100微米厚);
xvii)涂覆有市售的硝化纤维素的上述13中的三层可生物降解的片材(15微米至100微米厚);
xviii)根据上述用于片材#18的方法制造的三层可生物降解的片材(15微米至100微米厚),其中在共挤出步骤中包括120克至240克化合物A、120克至360克PHA和120克至240克PBSA,并具有以下层;
层1:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;
层2:由约100%w/w PHA构成;和
层3:由约100%w/w PBSA构成;
xix)根据上述用于片材#18的方法制造的三层可生物降解的片材(15微米至100微米厚),其中共挤出步骤包括120克至240克化合物A、120克至360克PHA和120克至240克PBAT共混物,使用与在片材#18、B中类似的步骤;
层1:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;
层2:由约100%w/w PHA构成;和
层3:由约100%w/w的PBAT共混物构成;
xx)根据上述用于片材#18的方法制造的两层可生物降解的片材(15微米至100微米厚),其中在共挤出步骤中包括200克PBS和200克PHA,并具有以下层;
层1:由约100%w/w PBS构成;和
层2:由约100%w/w PHA构成;
对于以下所有的片材#18至片材#35,如上文对于片材#18所公开的,通过将片材层压到任何片材i-xx,获得多层层压片材。
片材#19:根据上述用于片材#18的方法制造三层可生物降解的片材(约30微米厚),具有以下修改:流延共挤出阶段包括200g化合物A、200g化合物A和200g PBS。接着在真空和低温下,用铝将片材外侧的一面金属化。如对于片材#18所述,在片材的金属化的一面上进行涂层和任选的层压步骤。
层1:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;
层2:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;和
层3:由约100%w/w PBS+金属化+虫胶+任选的层压构成;
如上文对于片材#18所公开的,通过将片材#19层压到任何片材i-xx上,获得多层层压片材。
片材#20:根据上述用于片材#18的方法制造三层可生物降解的片材(60微米厚),其中将可生物降解的水基粘合剂施加在1,B中的15微米厚的片材内侧的一面上(层1),涂覆市售的金属化的纤维素(20微米厚),然后使用可生物降解的水基粘合剂层压市售的PBAT/PLA薄膜。如对于片材#18所述,在片材的外层(层3)进行任选的层压阶段。
层1:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA+金属化的纤维素+虫胶+层压至PBAT/PLA构成;
层2:由约100%w/w PBSA构成;和
层3:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA+层压构成。
内层和外层均是层压的。
如上文对于片材#18所公开的,通过将片材#3层压到任何片材i-xx上,获得多层层压片材。
片材#21:根据上述用于片材#18的方法制造三层可生物降解的片材(约60微米厚),其中将可生物降解的水基粘合剂施加在1B中的15微米厚的片材内侧的一面上,涂覆市售的金属化的纤维素(20微米厚),然后使用可生物降解的水基粘合剂层压PBSA。如对于片材#18所述,在片材外侧的一面上进行任选的层压阶段。片材具有以下层:
层1:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA+金属化的纤维素+虫胶+层压至PBSA构成;
层2:由约100%w/w PBSA构成;和
层3:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA+层压构成。
如上文对于片材#18所公开的,通过将片材#21层压到任何片材i-xx上,获得多层层压片材。
片材#22:使用与片材#18类似的步骤,通过共挤出PBS和苯乙烯-丙烯酸环氧基扩链剂(0.1重量%)制造单层可生物降解的片材(60微米厚)。如对于#18所述,进行虫胶涂覆和任选的层压阶段,片材具有以下层:
层1:由约100%w/w PBS和扩链剂+虫胶+任选的层压构成;
如上文对于片材#18所公开的,通过将片材#22层压到任何片材i-xx上,获得多层层压片材。
片材#23:根据上述用于片材#22的方法制造单层可生物降解的片材(60微米厚),其中共挤出步骤采用PBSA和0.3重量%的苯乙烯-丙烯酸环氧基扩链剂。
层1:由约100%w/w PBSA和扩链剂+虫胶+任选的层压构成;
如上文对于片材#18所公开的,通过将片材#6层压到任何片材i-xx上,获得多层层压片材。
片材#24:根据上述用于片材#18的方法制造三层可生物降解的片材(60微米厚),其中在共挤出步骤中,使用与在片材#18中类似的步骤,将200克化合物A、200克PVOH和200克化合物A与0.4重量%的苯乙烯-丙烯酸环氧基扩链剂共挤出。如对于片材#18,进行虫胶涂覆和任选的层压阶段。
层1:由约75%w/w PBSA和约25%w/w和扩链剂构成;
层2:由约100%w/w PVOH和扩链剂构成;和
层3:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA和扩链剂+虫胶+任选的层压。
如上文对于片材#18所公开的,通过将片材#24层压到任何片材i-xx上,获得多层层压片材。
片材#25:根据上述用于片材#18的方法制造三层可生物降解的片材(约60微米厚),具有以下修改:流延共挤出阶段包括120克至240克片材#18中的化合物A、120克至360克片材#18中的化合物A和120克至240克PBSA。在片材外侧的一面上,与片材#18中相同的进行涂覆和任选的层压阶段。
层1:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;
层2:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;和
层3:由约100%w/w PBSA+虫胶+层压构成。
如上文对于片材#18所公开的,通过将片材#25层压到任何片材i-xx上,获得多层层压片材。
片材#26:根据上述用于片材#25的方法制造三层可生物降解的片材(约60微米厚),在片材内侧的一面上,如对于片材#18所述进行涂覆和任选的层压。
层1:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA+虫胶+层压构成;
层2:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;和
层3:由约100%w/w PBSA构成;
如上文对于片材#18所公开的,通过将片材#26层压到任何片材i-xx上,获得多层层压片材。
片材#27:根据上述用于片材#25的方法制造三层可生物降解的片材(约60微米厚)。片材外侧的一面(PBSA)以膜重量的1%最大值2g/m2涂覆有偏氯乙烯共聚物(PVDC)溶液。如对于片材#18所述,在片材内侧的一面上进行虫胶涂覆和任选的层压阶段。
层1:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA+虫胶+层压构成;
层2:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;和
层3:由约100%w/w PBSA+PVDC构成。
如上文对于片材#18所公开的,通过将片材#27层压到任何片材i-xx上,获得多层层压片材。
片材#28:根据上述用于片材#18的方法制造三层可生物降解的片材(约36微米厚),其中在共挤出步骤中包括200克化合物A、134克市售的PBAT共混物和200克PBSA。如对于片材#18所述,进行虫胶涂覆和任选的层压阶段。
层1:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;
层2:由约100%w/w的PBAT共混物构成;和
层3:由约100%w/w PBSA+虫胶+层压构成;
如上文对于片材#18所公开的,通过将片材#28层压到任何片材i-xx上,获得多层层压片材。
片材#29:使用类似于上述虫胶涂覆的方法,将市售的硝化纤维素涂覆在经历硅氧化物(本文称为Siox或SiOx)的气相沉积薄膜的市售PLA(20微米厚)的SiOx的一面,以及如对于片材#18所述的任选的层压,具有以下层:
层1:由约100%w/wPLA+SiOx++虫胶+层压构成;
如上文对于片材#18所公开的,通过将片材#29层压到任何片材i-xx上,获得多层层压片材。
片材#30:如上对于片材#29所述的市售的PLA-SiOx层(约20微米厚)在SiOx的一面上进行虫胶涂覆、以及任选的如对片材#18所述的层压。
层1:由约100%w/w PLA+SiOx+虫胶+层压构成;
如上文对于片材#18所公开的,通过将片材#30层压到任何片材i-xx上,获得多层层压片材。
片材#31:市售的纤维素层(约20微米厚)经历如上对于片材#27所述的PVDC涂覆以及然后进行虫胶涂覆。接下来,被涂覆的层经历如在片材#18中的层压阶段。
层1:由约100%w/w纤维素+PVDC+虫胶+层压构成;
如上文对于片材#18所公开的,通过将片材#31层压到任何片材i-xx上,获得多层层压片材。
片材#32:使用供应商提供的铝进行金属化的市售纤维素层(20微米厚)在金属化面上进行虫胶涂覆和如片材#18中的层压阶段。
层1:由约100%w/w纤维素+金属化+虫胶+层压构成;
如上文对于片材#18所公开的,通过将片材#32层压到任何片材i-xx上,获得多层层压片材。
片材#33:如上文对于片材#32所述的市售的金属化纤维素层(20微米厚),在纤维素面上进行虫胶涂覆和如在片材#18中的层压阶段。
层1:由约100%w/w纤维素+金属化+在纤维素面上的(虫胶+层压)构成;
如上文关于片材#18所公开的,通过将片材#33层压到任何片材i-xx上,获得多层层压片材。
片材#34:如上文关于片材#32所述的市售的金属化纤维素层(20微米厚),在纤维素面上和金属化面上进行虫胶涂覆和如在片材#18中的层压阶段。
层1:由约100%w/w纤维素+金属化+在两个面上的虫胶+层压构成;
如上文关于片材#18所公开的,通过将片材#27层压到任何片材i-xx上,获得多层层压片材。
片材#35:PBS层(60微米厚)进行虫胶涂覆和如片材#18中的层压阶段。
层1:由约100%w/w PBS+虫胶+层压构成;
实施例4:三层涂覆的可生物降解的片材
本文公开的所有三层片材都是约60微米厚。
片材#36:根据上述用于片材#18的方法制造单层可生物降解的片材,其中熔融挤出材料由200克化合物A、134克市售的PBAT共混物和200克PBSA构成。涂覆方法包括以3g/m2的浓度在36微米厚的片材上施加虫胶的薄膜。将薄膜在环境温度下干燥过夜。
层1:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;
层2:由约100%w/w PBAT共混物构成;和
层3:由约100%w/w PBSA+虫胶构成。
片材#37:根据上述用于片材#36的方法制造单层可生物降解的片材(36微米厚),首先在内侧的一面(化合物A)上涂覆市售的硝化纤维素使用与上述虫胶涂覆类似的方法,然后进行如在片材#36中的虫胶涂覆阶段:
层1:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA+构成;
层2:由约100%w/w PBAT共混物构成;和
层3:由约100%w/w PBSA+虫胶构成。
片材#38:根据上述用于片材#18的方法制造仅由PBS层构成的三层可生物降解的片材。首先将片材#38在真空下用铝金属化,然后如对片材#18所述,用市售的硝化纤维素涂覆。片材的涂覆面是。
层1:由约100%w/w PBS构成;
层2:由约100%w/w PBS构成;和
层3:由约100%w/w PBS+金属化+构成。
片材#39:根据上述用于片材#38的方法制造三层可生物降解的片材,其并进一步用铝金属化。如同片材#18一样,在片材#39的金属化面上涂覆虫胶。
层1:由约100%w/w PBS构成;
层2:由约100%w/w PBS构成;和
层3:由约100%w/w PBS++金属化+虫胶构成。
片材#40:根据上述用于片材#38的方法制造三层可生物降解的片材,其中使用与在片材#18中类似的步骤,将PBS层与0.4重量%至1重量%的苯乙烯-丙烯酸环氧基扩链剂共挤出,随后用铝金属化、以及如同片材#18一样在金属化面上进行虫胶涂覆。
层1:由约100%w/w PBS和扩链剂构成;
层2:由约100%w/w PBS和扩链剂构成;和
层3:由约100%w/w PBS和扩链剂+金属化+虫胶构成。
片材#41:根据上述用于片材#18的方法制造三层可生物降解的片材,其中熔融挤出材料由200g PBS、200g市售的PBAT共混物和200g PBSA构成。将三层片材用铝金属化,并且如在片材#18中,在金属化面上涂覆虫胶。
层1:由约100%w/w PBSA构成;
层2:由约100%w/w PBAT共混物构成;和
层3:由约100%w/w PBS+金属化+虫胶构成。
片材#42:使用化合物A(片材#18)和如下制备的由约19.0%w/w PLA、56.0%w/wPBS和25.0%w/w PCL构成的疏水性化合物的共挤出来制造三层可生物降解的片材。
A.熔融挤出复合阶段:
1.将190克PLA、560克PBS和250克PCL在SHINI SCD-160U-120H除湿干燥机中在40℃的温度下干燥过夜;
2.将干燥的聚合物干混并置于双螺杆Collin混合机中;
3.将聚合物在设置为如下属性的混合机中熔融挤出:
1.温度属性:160℃-175℃-180℃-185℃-190℃(模具设置为190℃);
2.螺杆转速:200rpm;以及
3.压力:15巴至25巴。
B.流延共挤出阶段:
1.将熔融挤出的化合物(A和疏水性化合物)在除湿干燥机中在40℃的温度下干燥过夜;
2.将这些化合物(1千克化合物A和1千克疏水性化合物)置于设置为如下属性的Randcastle挤出机中:
1. 160℃-180℃-185℃-185℃-转接器;185℃-进料段;模具-185℃;
2.螺杆转速:80rpm;机头压力:450巴。
三层片材#25由以下三层构成:
层1(15微米厚):由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA+虫胶构成;
层2(15微米厚):由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;和
层3(30微米厚):由约19%w/w PLA、56%w/w PBS和约25%w/w PCL构成。
如与片材#18一样,片材#42在外侧的一面上进行虫胶涂覆或硝化纤维素涂覆。
片材#43:根据上述用于片材#42的方法制造三层可生物降解的片材,其中疏水性化合物由约19.0%w/w PBSA、56.0%w/w PBS和25.0%w/w PCL构成。三层片材#43由以下三个层构成:
层1(15微米厚):由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA+虫胶构成;
层2(15微米厚):由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;和
层3(30微米厚):由约19%w/w PBSA、56%w/w PBS和约25%w/w PCL构成。
如同片材#18一样,片材#43在外侧的一面上进行虫胶涂覆或硝化纤维素涂覆。
片材#44:根据上述用于片材#42的方法制造三层可生物降解的片材,其中疏水性化合物由约19.0%w/w PLA、56.0%w/w PBAT和25.0%w/w PCL构成。三层片材#44由以下三个层构成:
层1(15微米厚):由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA+虫胶构成;
层2(15微米厚):由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;和
层3(30微米厚):由约19%w/w PLA、56%w/w PBAT和约25%w/w PCL构成。
如同片材#18一样,片材#44在外侧的一面上进行虫胶涂覆或硝化纤维素涂覆。
片材#45:根据上述用于片材#42的方法制造三层可生物降解的片材,其中疏水性化合物由约60.0%w/w PLA和40.0%w/w PCL构成。三层片材#45由以下三个层构成:
层1(15微米厚):由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA+虫胶构成;
层2(15微米厚):由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;和
层3(30微米厚):由约60%w/w PLA和约40%w/w PCL构成。
如同片材#18一样,片材#45在外侧的一面上进行虫胶涂覆或硝化纤维素涂覆。
片材#46:根据上述用于片材#42的方法制造三层可生物降解的片材,其中疏水性化合物由约60.0%w/w PBAT和40.0%w/w PCL构成。三层片材#46由以下三个层构成:
层1(15微米厚):由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA+虫胶构成;
层2(15微米厚):由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;和
层3(30微米厚):由约60%w/w PBAT和约40%w/w PCL构成。
如同片材#18一样,片材#46在外侧的一面上进行虫胶涂覆或硝化纤维素涂覆。
片材#47:根据上述用于片材#42的方法制造三层可生物降解的片材,其中疏水性化合物由约60.0%w/w PBSA和40.0%w/w PCL构成。三层片材#47由以下三个层构成:
层1(15微米厚):由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA+虫胶构成;
层2(15微米厚):由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;和
层3(30微米厚):由约60%w/w PBSA和约40%w/w PCL构成。
如同片材#18一样,片材#47在外侧的一面上进行虫胶涂覆或硝化纤维素涂覆。
片材#48:根据上述用于片材#42的方法制造三层可生物降解的片材,其中疏水性化合物由约60.0%w/w PBS和40.0%w/w PCL构成。三层片材#48由以下三个层构成:
层1(15微米厚):由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA+虫胶构成;
层2(15微米厚):由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;和
层3(30微米厚):由约60%w/w PBS和约40%w/w PCL构成。
接下来,如同片材#18一样,片材#48在外侧的一面上进行虫胶涂覆或硝化纤维素涂覆。
片材#49:根据上述用于片材#42的方法,利用PBS和疏水性化合物共挤出,制造三层可生物降解的片材。三层片材#49由以下三个层构成:
层1(15微米厚):由约100%w/w PBS+虫胶构成;
层2(15微米厚):由约100%w/w PBS构成;和
层3(30微米厚):由约19%w/w PLA、56%w/w PBS和约25%w/w PCL构成。
接下来,如同片材#18一样,片材#49在外侧的一面上进行虫胶涂覆或硝化纤维素涂覆。
片材#50:根据上述用于片材#42的方法,利用PBS和由约19.0%w/w PBSA、56.0%w/w PBS和25.0%w/w PCL构成的疏水性化合物共挤出,制造三层可生物降解的片材。三层片材#50由以下三个层构成:
层1(15微米厚):由约100%w/w PBS+虫胶构成;
层2(15微米厚):由约100%w/w PBS构成;和
层3(30微米厚):由约19%w/w PBSA、56%w/w PBS和约25%w/w PCL构成。
接下来,如同片材#18一样,片材#50在外侧的一面上进行虫胶涂覆或硝化纤维素涂覆。
片材#51:根据上述用于片材#42的方法,利用PBS和由约19.0%w/w PLA、56.0%w/w PBAT和25.0%w/w PCL构成的疏水性化合物共挤出,制造三层可生物降解的片材。三层片材#51由以下三个层构成:
层1(15微米厚):由约100%w/w PBS+虫胶构成;
层2(15微米厚):由约100%w/w PBS构成;和
层3(30微米厚):由约19%w/w PLA、56%w/w PBAT和约25%w/w PCL构成。
接下来,如同片材#18一样,片材#51在外侧的一面上进行虫胶涂覆或硝化纤维素涂覆。
片材#52:根据上述用于片材#42的方法,利用PBS和由约60.0%w/w PLA和40.0%w/w PCL构成的疏水性化合物共挤出,制造三层可生物降解的片材。三层片材#52由以下三个层构成:
层1(15微米厚):由约100%w/w PBS+虫胶构成;
层2(15微米厚):由约100%w/w PBS构成;和
层3(30微米厚):由约60%w/w PLA和约40%w/w PCL构成。
接下来,如同片材#18一样,片材#52在外侧的一面上进行虫胶涂覆或硝化纤维素涂覆。
片材#53:根据上述用于片材#42的方法,利用PBS和由约60.0%w/w PBAT和40.0%w/w PCL构成的疏水性化合物共挤出,制造三层可生物降解的片材。三层片材#53由以下三个层构成:
层1(15微米厚):由约100%w/w PBS+虫胶构成;
层2(15微米厚):由约100%w/w PBS构成;和
层3(30微米厚):由约60%w/w PBAT和约40%w/w PCL构成。
接下来,如同片材#18一样,片材#53在外侧的一面上进行虫胶涂覆或硝化纤维素涂覆。
片材#54:根据上述用于片材#42的方法,利用PBS和由约60.0%w/w PBSA和40.0%w/w PCL构成的疏水性化合物共挤出,制造三层可生物降解的片材。三层片材#54由以下三层构成:
层1(15微米厚):由约100%w/w PBS+虫胶构成;
层2(15微米厚):由约100%w/w PBS构成;和
层3(30微米厚):由约60%w/w PBSA和约40%w/w PCL构成。
接下来,如同片材#18一样,片材#54在外侧的一面上进行虫胶涂覆或硝化纤维素涂覆。
片材#55:根据上述用于片材#42的方法,利用PBS和由约60.0%w/w PBS和40.0%w/w PCL构成的疏水性化合物共挤出,制造三层可生物降解的片材。三层片材#55由以下三层构成:
层1(15微米厚):由约100%w/w PBS+虫胶构成;
层2(15微米厚):由约100%w/w PBS构成;和
层3(30微米厚):由约60%w/w PBS和约40%w/w PCL构成。
接下来,如同片材#18一样,片材#55在外侧的一面上进行虫胶涂覆或硝化纤维素涂覆。
实施例5:五层涂覆的可生物降解的片材
本文公开的所有五层片材都是60微米厚。
片材#56:使用共挤出制造五层可生物降解的片材,其中层1和层5由约19.0%w/wPLA、56.0%w/w PBS和25.0%w/w PCL的疏水性化合物构成,所述疏水性化合物按照上述用于片材#42的方法制备。层2和层4由市售的粘合剂树脂构成,用作连接层,以及层3由100%w/w PVOH构成。
层1和层5中的每一个层的厚度构成总厚度的约35%,层2和层4中的每一个层的厚度构成最终片材的厚度的约8%,以及层3的厚度构成最终片材的厚度的约14%。
如在片材#18中,片材#56在外侧一面上进行虫胶涂覆或硝化纤维素涂覆。
层1:由约19%w/w PLA、56%w/w PBS和约25%w/w PCL+虫胶构成;
层2:由约100%连接层构成;和
层3:由约100%w/w PVOH构成;和
层4:由约100%连接层构成;和
层5:由约19%w/w PLA、56%w/w PBS和约25%w/w PCL构成。
片材#57:根据上文对于片材#56的描述制造五层可生物降解的片材,其中疏水性化合物由约19.0%w/w PBSA、56.0%w/w PBS和25.0%w/w PCL构成。
层1:由约19%w/w PBSA、56%w/w PBS和约25%w/w PCL+虫胶或硝化纤维素构成;
层2:由约100%连接层构成;和
层3:由约100%w/w PVOH构成;和
层4:由约100%连接层构成;和
层5:由约19%w/w PBSA、56%w/w PBS和约25%w/w PCL构成。
片材#58:根据上文对于片材#56的描述制造五层可生物降解的片材,其中疏水性化合物由约19.0%w/w PLA、56.0%w/w PBAT和25.0%w/w PCL构成。
层1:由约19%w/w PLA、56%w/w PBAT和约25%w/w PCL+虫胶或硝化纤维素构成;
层2:由约100%连接层构成;和
层3:由约100%w/w PVOH构成;和
层4:由约100%连接层构成;和
层5:由约19%w/w PLA、56%w/w PBAT和约25%w/w PCL构成。
片材#59:根据上文对于片材#56的描述制造五层可生物降解的片材,其中疏水性化合物由约60.0%w/w PLA和40.0%w/w PCL构成。
层1:由约60%w/w PLA和约40%w/w PCL+虫胶构成;
层2:由约100%连接层构成;和
层3:由约100%w/w PVOH构成;和
层4:由约100%连接层构成;和
层5:由约60%w/w PLA和约40%w/w PCL构成。
片材#60:根据上文对于片材#56的描述制造五层可生物降解的片材,其中疏水性化合物由约60.0%w/w PBSA和40.0%w/w PCL构成。
层1:由约60%w/w PBSA和约40%w/w PCL+虫胶或硝化纤维素构成;
层2:由约100%连接层构成;和
层3:由约100%w/w PVOH构成;和
层4:由约100%连接层构成;和
层5:由约60%w/w PBSA和约40%w/w PCL构成。
片材#61:根据上文对于片材#56的描述制造五层可生物降解的片材,其中疏水性化合物由约60.0%w/w PBAT和40.0%w/w PCL构成。
层1:由约60%w/w PBAT和约40%w/w PCL+虫胶或硝化纤维素构成;
层2:由约100%连接层构成;和
层3:由约100%w/w PVOH构成;和
层4:由约100%连接层构成;和
层5:由约60%w/w PBAT和约40%w/w PCL构成。
片材#62:根据上文对于片材#56的描述制造五层可生物降解的片材,其中疏水性化合物由约60.0%w/w PBS和40.0%w/w PCL构成。
层1:由约60%w/w PBS和约40%w/w PCL+虫胶构成;
层2:由约100%连接层构成;和
层3:由约100%w/w PVOH构成;和
层4:由约100%连接层构成;和
层5:由约60%w/w PBS和约40%w/w PCL构成。
实施例6:具有涂覆的可生物降解的片材的可生物降解的两层层压制品
使用可生物降解的水基粘合剂(例如Epotal 2g/m2),将市售的铝金属化的纤维素层(约20微米厚)层压至市售的铝金属化的PLA(20微米厚)(两层),然后在金属化的一面上以3g/m2的浓度涂覆虫胶的薄膜涂层。接下来,使用可生物降解的水基粘合剂(例如)将薄膜以虫胶侧的一面层压到根据上述用于片材#18的方法制造的三层可生物降解的片材(36微米厚)上。共挤出步骤包括200克化合物A、134克市售的PBAT共混物和200克PBSA,使用与片材#18,B类似的步骤。
层1:由约100%w/w金属化的纤维素构成;
粘合剂层
层2:由约100%w/w的金属化的PLA+虫胶构成;
粘合剂层(在虫胶上)
层1:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;
层2:由约100%w/w的PBAT共混物构成;和
层3:由约100%w/w PBSA构成。
片材#64:根据上述用于片材#18的方法制造三层可生物降解的片材(15微米至100微米厚),其中在共挤出步骤中包括200克PBS、200克市售的PBAT共混物和200克PBS,使用与涂覆有市售的硝化纤维素的片材#18,B类似的步骤,并使用可生物降解的水基粘合剂(例如Epotal 2g/m2)层压至市售的铝金属化的PLA(20微米厚),并在金属化的一面上以3g/m2的浓度涂覆虫胶的薄膜涂层。接下来,利用可生物降解的水基粘合剂将薄膜以虫胶侧的一面层压到根据上述用于片材#18的方法制造的三层可生物降解的片材(36微米厚)上,其中在共挤出步骤中包括200克化合物A、134克市售的PBAT共混物和200克PBSA,使用与片材#18,B中类似的步骤。
层1:由约100%w/w PBS构成;
层2:由约100%w/w的PBAT共混物构成;
层3:由约100%w/w PBS+构成;
粘合剂层(在上)
层1:由约100%w/w PLA+金属化+虫胶构成;
粘合剂层(在虫胶上)
层1:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;
层2:由约100%w/w的PBAT共混物构成;和
层3:由约100%w/w PBSA构成。
片材#65:根据上述用于片材#18的方法制造三层可生物降解的片材(23微米厚),其中共挤出步骤包括200克PBS、200克市售的PBAT共混物和200克PBS,使用与涂覆有市售的硝化纤维素的片材#18,B类似的步骤,并使用可生物降解的水基粘合剂(例如Epotal 2g/m2)层压至市售的铝金属化的PLA(30微米厚),然后在金属化的一面上以3g/m2的浓度涂覆虫胶的薄膜涂层。接下来,利用可生物降解的水基粘合剂将薄膜以虫胶侧的一面层压到根据上述用于片材#18的方法制造的三层可生物降解的片材(15微米至100微米厚)上,其中在共挤出步骤中包括200克化合物A、200克化合物A和200克由约19.0%w/w PLA、56.0%w/w PBS和25.0%w/w PCL构成的疏水性化合物,使用与在片材#42中类似的步骤。
层1:由约100%w/w PBS构成;
层2:由约100%w/w的PBAT共混物构成;
层3:由约100%w/w PBS+构成;
粘合剂层(在上)
层1:由约100%w/w PLA+金属化+虫胶构成;
粘合剂层(在虫胶上)
层1:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;
层2:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;和
层3:由约19%w/w PLA、56%w/w PBS和约25%w/w PCL构成。
如下制造类似的层压制品,其中内部的膜用以下膜替代:
层1:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;
层2:由约100%w/w PBAT构成;和
层3:由约100%w/w PBSA构成;
或者
层1:由约90%w/w PBAT和约10%w/w PLA构成;
或者
层1:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;
层2:由约100%w/w PBAT构成;
层3:由约100%w/w PHA构成;
层4:由约100%w/w PBAT构成;
层5:由约100%w/w PBSA构成;
或者
层1:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;
层2:由约100%w/w PBAT构成;
层3:由约100%w/w PHA构成;
层4:由约100%w/w PBAT构成;
层5:由约19%w/w PLA、56%w/w PBS和约25%w/w PCL构成;
或者
层1:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;
层2:由约100%w/w PBAT构成;
层3:由约100%w/w PHA构成。
还如下制造了类似的层压制品,其中外部的膜用以下膜替代:
层1:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;
层2:由约100%w/w PBAT构成;和
层3:由约100%w/w PBSA构成;
或者
层1:由约100%w/w纤维素+金属化构成;
或者
层1:由约100%w/w PBSA构成;
层2:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;和
层3:由约100%w/w PBSA构成。
片材#66:市售的铝金属化的PLA(23微米厚)在金属化的一面上以3g/m2的浓度涂覆虫胶的薄膜涂层。使用可生物降解的水基粘合剂(例如Epotal 2g/m2)将其层压至市售的铝金属化的纤维素(23微米厚)。接下来,使用可生物降解的水基粘合剂将薄膜以金属化的一面层压到根据上述用于片材#18的方法制造的三层可生物降解的片材(15微米至100微米厚)上,其中在共挤出步骤中包括200克化合物A、200克在片材#18中的化合物A、和200克由约19.0%w/w PLA、56.0%w/w PBS和25.0%w/w PCL构成的疏水性化合物,使用与片材#42类似的步骤。
层1:由约100%w/w PLA+金属化+虫胶构成;
粘合剂层(在虫胶上)
层1:由约100%纤维素+金属化构成;
粘合剂层(在金属化层上)
层1:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;
层2:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;和
层3:由约19%w/w PLA、56%w/w PBS和约25%w/w PCL构成。
还如下制造了该层压制品,其中内部的膜用以下膜替代:
层1:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;
层2:由约100%w/w PBAT构成;和
层3:由约100%w/w PBSA构成;
或者
层1:由约90%w/w PBAT和约10%w/w PLA构成;
或者
层1:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;
层2:由约100%w/w PBAT构成;
层3:由约100%w/w PHA构成;
层4:由约100%w/w PBAT构成;
层5:由约100%w/w PBSA构成;
或者
层1:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;
层2:由约100%w/w PBAT构成;
层3:由约100%w/w PHA构成;
层4:由约100%w/w PBAT构成;
层5:由约19%w/w PLA、56%w/w PBS和约25%w/w PCL构成;
或者
层1:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;
层2:由约100%w/w的PBAT构成;
层3:由约100%w/w PHA构成。
还如下制造该层压制品,其中内部的膜用以下膜替代:
层1:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;
层2:由约100%w/w PBAT构成;
层3:由约100%w/w PHA构成;
层4:由约100%w/w PBAT构成;
层5:由约100%w/w PBSA构成;
或者
层1:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;
层2:由约100%w/w的PBAT构成;
层3:由约100%w/w PHA构成;
层4:由约100%w/w的PBAT构成;
层5:由约19%w/w PLA、56%w/w PBS和约25%w/w PCL构成;
或者
层1:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;
层2:由约100%w/w PBAT构成;
层3:由约100%w/w PHA构成。
实施例7:涂覆有硅氧烷混合物的可生物降解的片材
本文公开的所有多层片材均为约15微米至120微米厚,并且使用等离子体表面处理涂覆有硅氧烷混合物。该步骤由产生高能自由基的等离子体流的RF发生器完成,该自由基轰击物体的表面。
在整个过程中,将物体放置在真空室中的低真空环境中。
该过程包括出于清洁目的的短等离子体处理循环和附着在表面上的硅氧烷混合物(测试的两种不同化学物质)的等离子体沉积的另一等离子体处理循环。
整个过程持续数分钟(1分钟或2分钟),堆积层的厚度约为几十纳米。更长的处理会产生裂纹,这将增大WVTR结果。可以控制涂层的堆积速率。
片材#67:根据上述用于片材#18的方法制造三层可生物降解的片材(60微米厚),其中在共挤出步骤中,使用与在片材#18中类似的步骤,将200克化合物A、200克PVOH和200克化合物A与0.4wt%的苯乙烯-丙烯酸环氧基扩链剂共挤出。接下来,片材在层3上涂覆硅氧烷混合物。
层1:由约75%w/w PBSA和约25%w/w和扩链剂构成;
层2:由约100%w/w PVOH和扩链剂构成;和
层3:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA和扩链剂+硅氧烷混合物涂层构成。
测得的片材#67的屏障性能如下:
屏障性能
水蒸汽透过率(WVTR)[g/(m2·d)] 7.5 ASTM E96
透氧率(OTR)[cm3/(m2·d·bar)] 119 ASTM D3985
如果是没有硅氧烷混合物涂层的相同片材,则WVTR渗透性能明显更高:
水蒸汽透过率(WVTR)[g/(m2·d)] 296 ASTM E96
片材#68:根据上述用于片材#18的方法制造三层可生物降解的片材(60微米厚),其中在共挤出步骤中,使用与在片材#18中类似的步骤,将120克至240克PBS、120克至360克化合物A和120克至240克PBSA共挤出。接下来,片材在层3上涂覆硅氧烷混合物。
层1:由约100%w/w PBS构成;
层2:由约75%w/w PBSA和约25%w/w构成;和
层3:由约100%w/w PBSA+硅氧烷混合物涂层构成。
测得的片材#51的屏障性能如下:
屏障性能
水蒸汽透过率(WVTR)[g/(m2·d)] 124 ASTM E96
透氧率(OTR)[cm3/(m2·d·bar)] 88 ASTM D3985
如果是没有硅氧烷混合物涂层的相同片材,则WVTR和OTR的渗透性能明显更高:
水蒸汽透过率(WVTR)[g/(m2·d)] >906 ASTM E96
透氧率(OTR)[cm3/(m2·d·bar)] 1036 ASTM D3985
实施例8:涂覆有虫胶的金属化的可生物降解的片材
片材#69:根据上述用于片材#18的方法制造三层可生物降解的片材(约60微米厚),具有以下修改:流延共挤出阶段包括120克至240克片材#18中的化合物A、120克至360克片材#18中的化合物A、和120克至240克PBSA。该片材使用供应商的铝在层1上进行直接金属化,然后在片材的两个外侧的面上如同片材#18一样进行虫胶涂覆。
层1:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA+金属化+虫胶构成;
层2:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;和
层3:由约100%w/w PBSA+虫胶构成。
测得的片材#69的屏障性能如下:
屏障性能
水蒸汽透过率(WVTR)[g/(m2·d)] 7.9 ASTM E96
透氧率(OTR)[cm3/(m2·d·bar)] 6 ASTM D3985
如果是没有硅氧烷混合物涂层的相同片材,则WVTR的渗透性能明显更高:
水蒸汽透过率(WVTR)[g/(m2·d)] 60 ASTM E96
实施例9:涂覆有虫胶的可生物降解的片材
片材#70:通过共挤出PBS和由约60%w/w PLA和40%w/w PCL构成的疏水性化合物制造两层可生物降解的片材。该疏水性化合物如下制备。
A.熔融挤出复合阶段:
1.将600克PLA和400克PCL在SHINI SCD-160U-120H除湿干燥机中在40℃的温度下干燥过夜;
2.将干燥的聚合物干混并置于双螺杆Collin混合机中;
3.将聚合物在设置为如下属性的混合机中熔融挤出:
1.温度属性:160℃-175℃-180℃-185℃-190℃(模具设置为190℃);
2.螺杆转速:200rpm;以及
3.压力:15巴至25巴。
B.流延共挤出阶段:
1.将PBS和疏水性化合物均在除湿干燥机中在40℃的温度下干燥过夜;
2.将干燥的材料、1千克PBS和1千克疏水性化合物各自置于设置为如下属性的Randcastle共挤出生产线的不同挤出机中:
1.挤出机160℃-180℃-185℃-185℃-转接器;185℃-进料段;模具-185℃;
2.螺杆转速:80rpm;和机头压力450巴。
两层片材#70由以下两个层构成:
层1(10微米至20微米厚):由约60%w/w PLA和约40%w/w PCL构成;
层2(10微米至30微米厚):由约100%w/w PBS构成。
片材#70的一些样品在层1上接受虫胶涂层,而其他样品在层2上接受虫胶涂层,如上所示。参照样品未涂覆。
接下来如下测试片材#70具有或不具有虫胶涂层时的屏障性能。
屏障性能
根据ASTM E96测试水蒸汽透过率(WVTR)[g/(m2·d)]。在施加虫胶涂层后,两种情况下WVTR渗透性能均得到改善,但改善至不同程度,如表3所示。
片材#70:
层1(15微米厚):由约60%w/w PLA和约40%w/w PCL构成,具有或不具有虫胶涂层;
层2(20微米厚):由约100%w/w PBS构成,具有或不具有虫胶涂层。
表3
WVTR[g/(m2·d)]
未涂覆的PBS面[两个面均未涂覆] 180
涂覆虫胶的PBS面[仅PBS面涂覆] 90
未涂覆的疏水性化合物面[仅疏水性面涂覆] 107
涂覆的疏水性化合物面[两个面均涂覆] 81
片材#71:如下制造由化合物A和PBSA构成的三层可生物降解的片材:
A.如上提及的准备化合物A的熔融挤出复合阶段:
1.将50克PLA和150克PBSA在真空下在50℃的温度下干燥过夜;
2.将干燥的聚合物干混并置于双螺杆PRISM混合机中;
3.将聚合物在设置为如下属性的PRISM混合机中熔融挤出以生成“化合物A”:
i)温度属性:170℃-175℃-180℃-185℃-190℃(模具设置为190℃);
ii)螺杆转速:250rpm;以及
iii)压力:15巴至25巴;
B)流延共挤出阶段:
1.将由300克化合物A和200克PBSA构成的熔融挤出材料在Shini SCD-160U-120H干燥机中在真空下在50℃的温度下干燥过夜;
2.将材料置于设置为如下属性的Collin共挤出生产线的不同挤出机/层中:
挤出机A)190℃-200℃-220℃-200℃-转接器;220℃-进料段;模具-210℃;螺杆转速:80rpm
挤出机B)190℃-220℃-230℃-200℃-转接器;230℃-进料段;模具-230℃;螺杆转速:45rpm
挤出机C)190℃-200℃-220℃-200℃-转接器;220℃-进料段;模具-210℃;螺杆转速:80rpm
机头压力50巴。
产生具有以下层的50微米厚的3层片材:
层1:由约100%w/w PBSA构成;
层2:由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;和
层3:由约100%w/w PBSA构成。
接下来分别对片材#71的机械性能(ASTM D882)和热封性(ASTM F2029)进行测试,如表4A和表4B所示。
表4A
MD和TD表示机械方向和垂直于机械方向。
表4B
片材#72:
将片材#70(约25微米厚)共挤出,任选地在PBS面或疏水性化合物面上以3g/m2的浓度涂覆虫胶的薄膜涂层,然后使用可生物降解的水基粘合剂(例如Epotal 2g/m2)粘合剂层压至共挤出的片材#71上。
层1(15微米厚):由约60%w/w PLA和约40%w/w PCL构成,具有或不具有虫胶涂层;
层2(20微米厚):由约100%w/w PBS构成,具有或不具有虫胶涂层
粘合剂层
层1(10微米厚):由约100%w/w PBSA构成;
层2(30微米厚):由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;和
层3(10微米厚):由约100%w/w PBSA构成。
片材#72的屏障性能
根据ASTM E96测试水蒸汽透过率(WVTR)[g/(m2·d)]。在施加虫胶涂层后,在两种情况下WVTR渗透性能均得到改善,但当涂覆于层压层(PBS)上时,对WVTR的影响更为显著,如表5所示。
表5
WVTR[g/(m2·d)]
无涂层 88
涂覆虫胶的PBS 75
涂覆虫胶的疏水性化合物面 87
片材#73:
在共挤出后,使用铝对片材#70(约25微米厚)进行真空金属化,还任选地在PBS面或疏水性化合物面上以3g/m2的浓度涂覆虫胶的薄膜涂层,然后使用可生物降解的水基粘合剂(例如Epotal 2g/m2)粘合剂层压至共挤出的片材#71上。这里提供了以下层压结构:
层1(15微米厚):由约60%w/w PLA和约40%w/w PCL构成;
层2(20微米厚):由约100%w/w PBS+金属化构成,具有或不具有虫胶涂层;
粘合剂层
层1(10微米厚):由约100%w/w PBSA构成;
层2(30微米厚):由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成;和
层3(10微米厚):由约100%w/w PBSA构成。
片材#73的屏障性能
根据ASTM E96测试水蒸汽透过率(WVTR)[g/(m2·d)]。在第0天和在环境箱(40℃,60RH)中孵育薄膜10天后测试WVTR渗透性能。施加金属化后和施加虫胶涂层后,在两种情况下都显示出改善,然而,施加虫胶涂层的结果稍微更稳定,因为在孵育过程中仅增加125%,而在不具有虫胶涂层的金属化薄膜中增加150%,如表6所示:
表6
片材#74:使用共挤出PBAT和如下制备的由约60%w/w PLA和40%w/w PCL构成的疏水性化合物制造三层可生物降解的片材。
A.按照如上对疏水性化合物所述进行熔融挤出复合阶段:
B.流延共挤出阶段:
1.将熔融挤出的PBAT和疏水性化合物在除湿干燥机中在40℃的温度下干燥过夜;
2.将化合物(2千克PBAT和1千克疏水性化合物)置于设置为如下属性的Randcastle共挤出生产线中:
3.挤出机160℃-180℃-185℃-185℃-转接器;185℃-进料段;模具-185℃;
4.螺杆转速:80rpm;机头压力450巴。
三层片材#75由以下三层构成:
层1(5微米至10微米厚):由约60%w/w PLA和约40%w/w PCL构成;
层2(20微米至30微米厚):由约100%w/w PBAT构成;
层3(5微米至10微米厚):由约60%w/w PLA和约40%w/w PCL构成。
也可以在共挤出过程中使用最多5%的抗冲改性剂(增塑剂)(如PCL)来制造片材#74。此外,可以使用上述相同的方法,在PLA和PCL之间的比例范围内制备疏水性化合物:
层1(5微米至10微米厚):由约55%w/w至65%w/w PLA和约35%w/w至45%w/w PCL构成;
层2(20微米至30微米厚):由约100%w/w PBAT(具有最多5%的抗冲改性剂(增塑剂))构成;
层3(5微米至10微米厚):由约55%w/w至65%w/w PLA和约35%w/w至45%w/w PCL构成。
接下来测试片材#74的机械性能(ASTM D882)、抗冲击性(ASTM D1709)、热封性(ASTM F2029)和水蒸汽透过率(WVTR;ASTM E96),如表7A和表7B所示:
表7A
MD和TD表示机械方向和垂直于机械方向。
抗冲击性为578克,WVTR为48.5[g/(m2·d)]
表7B
片材#75:使用共挤出PBS和如下制备的PLA制造三层可生物降解的片材。
流延共挤出阶段:
1.将PBS和PLA在除湿干燥机中在40℃的温度下干燥过夜;
2.将材料(1千克PBS和大约1千克PLA)置于设置为如下属性的Randcastle共挤出生产线中:
3.挤出机160℃-180℃-185℃-185℃-转接器;185℃-进料段;模具-185℃;
4.螺杆转速:80rpm;和机头压力450巴。
三层片材#75由以下三层构成:
层1(5微米至10微米厚):由约100%w/w PBS构成;
层2(10微米至20微米厚):由约100%w/w PBS构成;
层3(5微米至10微米厚):由约100%w/w PLA构成。
片材#75(约25微米厚)被共挤出,然后任选地在PBS面上以3g/m2的浓度涂覆虫胶的薄膜涂层。
层1(6微米厚):由约100%w/w PBS以及虫胶构成;
层2(14微米厚):由约100%w/w PBS构成;和
层3(5微米厚):由约100%w/w PLA构成。
片材#75的屏障性能
根据ASTM E96测试水蒸汽透过率(WVTR)[g/(m2·d)]。WVTR渗透性能被测试并显示在施加虫胶涂层后得到改善,如表8所示:
表8
WVTR[g/(m2·d)]
无涂层 >500(失败)
PBS涂覆虫胶 250
片材#76:使用共挤出PBS、如下制备的由约60%w/w PLA和40%w/w PCL构成的疏水性化合物以及PBSA制造三层可生物降解的片材。
A.按照如上对疏水性化合物所述进行熔融挤出复合阶段:
B.流延共挤出阶段:
1.将PBS、疏水性化合物和PBSA在除湿干燥机中在40℃的温度下干燥过夜;
2.将材料(1千克PBS、2千克疏水性化合物和1千克PBSA)置于设置为如下属性的Randcastle共挤出生产线中:
3.挤出机160℃-180℃-185℃-185℃-转接器;185℃-进料段;模具-185℃;
4.螺杆转速:80rpm;机头压力450巴。
三层片材#76由以下三层构成:
层1(5微米至10微米厚):由约100%w/w PBS构成;
层2(20微米至30微米厚):由约60%w/w PLA和约40%w/w PCL构成;
层3(5微米至15微米厚):由约100%w/w PBSA构成。
接下来测试片材#76的机械性能(ASTM D882)、热封性(ASTM F2029)和水蒸汽透过率(WVTR;ASTM E96),如表9A和表9B所示:
表9A
MD和TD表示机械方向和垂直于机械方向
WVTR为35.4[g/(m2·d)]。
表9B
可以在共挤出过程中使用最多5%的抗冲改性剂(增塑剂)(如PCL)来制造片材#76。此外,可以使用上述相同的方法,在PLA和PCL之间的比例范围内制备疏水性化合物:
层1(5微米至10微米厚):由约100%w/w PBS构成(具有最多5%的抗冲改性剂(增塑剂));
层2(20微米至30微米厚):由约55%w/w至65%w/w PLA和约35%w/w至45%w/wPCL构成;
层3(5微米至15微米厚):由约100%w/w PBSA构成(具有最多5%的抗冲改性剂(增塑剂))。
片材#77:如下制造由化合物A、PBAT和PBSA构成的三层可生物降解的片材:
A.如上述准备化合物A的熔融挤出复合阶段:
1.将50克PLA和150克PBSA在真空下在50℃的温度下干燥过夜;
2.将干燥的聚合物干混并置于双螺杆PRISM混合机中;
3.将聚合物在设置为如下属性的PRISM混合机中熔融挤出以生成“化合物A”:
i)温度属性:170℃-175℃-180℃-185℃-190℃(模具设置为190℃);
ii)螺杆转速:250rpm;以及
Iii)压力:15巴至25巴。
B)流延共挤出阶段:
1.将材料300克PBSA、500克PBAT和200克化合物A在Shini SCD-160U-120H干燥机中在真空下在50℃的温度下干燥过夜;
2.将材料分别置于设置为如下属性的Collin共挤出生产线的不同挤出机/层中:
挤出机A)190℃-200℃-220℃-200℃-转接器;220℃-进料段;模具-210℃;螺杆转速:80rpm
挤出机B)190℃-220℃-230℃-200℃-转接器;230℃-进料段;模具-230℃;螺杆转速:45rpm
挤出机C)190℃-200℃-220℃-200℃-转接器;220℃-进料段;模具-210℃;螺杆转速:80rpm
机头压力50巴。
生成具有以下层的35微米厚的3层片材:
层1(10微米至20微米厚):由约100%w/w PBSA构成;
层2(15微米至25微米厚):由约100%w/w PBAT构成;和
层3(5微米至10微米厚):由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成。
片材#78:
将片材#75(约25微米厚)共挤出,在PBS面上以3g/m2的浓度涂覆虫胶的薄膜涂层,然后使用可生物降解的水基粘合剂(例如Epotal 2g/m2)层压至预先在疏水性化合物面使用铝进行真空金属化的共挤出片材#70上。然后将该结构层压到片材#77上,得到以下结构:
层1(5微米厚):由约100%w/w PLA构成;
层2(14微米厚)由约100%w/w PBS构成;
层3(6微米厚):由约100%w/wPBS以及虫胶构成;
粘合剂层
层1(15微米厚):由约60%w/w PLA和约40%w/w PCL构成;
层2(20微米厚):由约100%w/w PBS+金属化构成;
粘合剂层
层1(11微米厚):由约100%w/w PBSA构成;
层2(18微米厚):由约100%w/w的PBAT构成;和
层3(6微米厚):由约75%w/w PBSA和约25%w/w PLA构成。
实施例10:涂覆有纳米结晶纤维素的可生物降解的片材
如下可生物降解的片材用等离子体预处理,然后涂覆商业化的纳米结晶纤维素。
使用高真空炉和各种气流对片材#70、片材#71、片材#75和片材#76进行等离子体处理,以增加表面的亲水性。等离子体处理厚度约为几纳米,并且通过接触角测量来监控其对表面亲水性的影响(较小的接触角表示对表面的亲水亲和性更好)。用等离子体处理片材数次,接触角从约99减小至27(片材#70)、35(片材#75)、46(片材#71)和49(片材#76)。
接下来,使用自动辊涂机将100微米的商业化的纳米结晶纤维素涂覆在片材#70、片材#71、片材#75和片材#76上。
本文中说明性描述的教导可以适当地在不存在任何一个或多个元素、一个或多个限制(本文未具体公开)的情况下实施。除非本文另有说明,否则本文中值的范围的描述仅旨在用作单独提及落在该范围内的每个单独值的简写方法,并且将每个单独值并入本说明书中,如同其在本文中单独列举一样。本文描述的所有方法可以以任何顺序进行,除非本文另有说明或明确地与上下文相矛盾。本文提供的任何和所有实施例或示例性语言(例如“如”)的使用仅旨在更好地阐述本发明,并不对本发明的范围构成限制,除非另有说明。
虽然上述实施例已经说明了实现本发明的实施方式的具体方式,但是在实践中本领域技术人员将理解进行本发明的实施方式的替代方式,这些方式在本文中未明确地示出。应当理解,本公开被认为是本发明的原理的示例,并不旨在将发明限制于所示的实施方式。
本领域技术人员将能够仅仅使用常规实验来认识到或确定本文所述的发明的具体实施方式的等同物。这样的等同物旨在被所附权利要求所涵盖。

Claims (53)

1.一种包含至少两个聚合物层的可生物降解的片材,其中,
第一聚合物层包含选自由PLA、PCL、PBS和PBSA构成的组的至少两种不同的可生物降解聚合物的混合物;以及
第二聚合物层包含选自由PBS、PBSA、PLA和PBS的混合物以及PLA和PBSA的混合物构成的组的可生物降解聚合物。
2.根据权利要求1所述的可生物降解的片材,其中,所述第一聚合物层包含PLA和PCL的混合物;以及所述第二聚合物层包含PBS。
3.根据权利要求2所述的可生物降解的片材,其中,所述第一聚合物层包含浓度为所述混合物的约50重量%至约70重量%的PLA和浓度为所述混合物的约30重量%至约50重量%的PCL。
4.根据权利要求3所述的可生物降解的片材,其中,所述第一聚合物层包含浓度为所述混合物的约60重量%的PLA和浓度为所述混合物的约40重量%的PCL。
5.根据权利要求1所述的可生物降解的片材,其中,所述第一聚合物层包含PBSA和PLA的混合物。
6.根据权利要求5所述的可生物降解的片材,其中,所述第一聚合物层包含浓度为所述混合物的约65重量%至约85重量%的PBSA和浓度为所述混合物的约15重量%至约35重量%的PLA。
7.根据权利要求6所述的可生物降解的片材,其中,所述第一聚合物层包含浓度为所述混合物的约75重量%的PBSA和浓度为所述混合物的约25重量%的PLA。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的可生物降解的片材,其中,所述第二聚合物层包含PBSA和PLA的混合物。
9.根据权利要求8所述的可生物降解的片材,其中,所述第二聚合物层包含浓度为所述混合物的约65重量%至约85重量%的PBSA和浓度为所述混合物的约15重量%至约35重量%的PLA。
10.根据权利要求9所述的可生物降解的片材,其中,所述第二聚合物层包含浓度为所述混合物的约75重量%的PBSA和浓度为所述混合物的约25重量%的PLA。
11.根据权利要求5至7中任一项所述的可生物降解的片材,其中,所述第二聚合物层包含PBSA。
12.根据权利要求5至11中任一项所述的可生物降解的片材,还包含第三聚合物层。
13.根据权利要求12所述的可生物降解的片材,其中,所述第三聚合物层位于所述第一聚合物层和所述第二聚合物层之间。
14.根据权利要求12所述的可生物降解的片材,其中,所述第二聚合物层位于所述第一聚合物层和所述第三聚合物层之间。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的可生物降解的片材,其中,所述第三聚合物层包含PBAT。
16.根据权利要求15所述的可生物降解的片材,其中,
所述第一聚合物层和所述第二聚合物层各自包含浓度为所述混合物的约75重量%的PBSA和浓度为所述混合物的约25重量%的PLA;
以及
所述第三聚合物层包含PBAT并位于所述第一聚合物层和所述第二聚合物层之间。
17.根据权利要求15所述的可生物降解的片材,其中,
所述第一聚合物层包含浓度为所述混合物的约75重量%的PBSA和浓度为所述混合物的约25重量%的PLA;
所述第二聚合物层包含PBSA;以及
所述第三聚合物层包含PBAT并位于所述第一聚合物层和所述第二聚合物层之间。
18.根据权利要求14所述的可生物降解的片材,其中,所述第三聚合物层包含PBS。
19.根据权利要求18所述的可生物降解的片材,其中,
所述第一聚合物层和所述第二聚合物层各自包含浓度为所述混合物的约75重量%的PBSA和浓度为所述混合物的约25重量%的PLA,以及
所述第三聚合物层包含PBS。
20.根据权利要求5至10中任一项所述的可生物降解的片材,还包括包含PBS、PLA和PCL的混合物的第三聚合物层。
21.根据权利要求20所述的可生物降解的片材,其中,所述第三聚合物层包含浓度为所述混合物的约50重量%至约60重量%的PBS、浓度为所述混合物的约15重量%至约25重量%的PLA和浓度为所述混合物的约20重量%至约30重量%的PCL。
22.根据权利要求21所述的可生物降解的片材,其中,所述第三聚合物层包含浓度为所述混合物的约56重量%的PBS、浓度为所述混合物的约19重量%的PLA和浓度为所述混合物的约25重量%的PCL。
23.根据权利要求20至22中任一项所述的可生物降解的片材,其中,所述第二聚合物层位于所述第一聚合物层和所述第三聚合物层之间。
24.根据权利要求23所述的可生物降解的片材,其中,
所述第一聚合物层和所述第二聚合物层各自独立地包含浓度为所述混合物的约75重量%的PBSA和浓度为所述混合物的约25重量%的PLA,以及
所述第三聚合物层包含浓度为所述混合物的约56重量%的PBS、浓度为所述混合物的约19重量%的PLA和浓度为所述混合物的约25重量%的PCL。
25.一种包含至少三个聚合物层的可生物降解的片材,其中,
第一聚合物层和第二聚合物层各自独立地包含PBS、PLA和PCL;以及
第三聚合物层包含不同于所述第一聚合物层和所述第二聚合物层的聚合物或聚合物混合物。
26.根据权利要求25所述的可生物降解的片材,其中,所述第一聚合物层和所述第二聚合物层各自独立地包含浓度为所述混合物的约50重量%至约60重量%的PBS、浓度为所述混合物的约15重量%至约25重量%的PLA和浓度为所述混合物的约20重量%至约30重量%的PCL。
27.根据权利要求26所述的可生物降解的片材,其中,所述第一聚合物层和所述第二聚合物层各自独立地包含浓度为所述混合物的约56重量%的PBS、浓度为所述混合物的约19重量%的PLA和浓度为所述混合物的约25重量%的PCL。
28.根据权利要求27所述的可生物降解的片材,其中,所述第三聚合物层位于所述第一聚合物层和所述第二聚合物层之间。
29.根据权利要求27或28中任一项所述的可生物降解的片材,其中,所述第三聚合物层包含PVOH。
30.根据权利要求29所述的可生物降解的片材,还包含在所述第一聚合物层和所述第三聚合物层之间的连接层以及在所述第三聚合物层和所述第二聚合物层之间的连接层。
31.根据权利要求30所述的可生物降解的片材,所述第一聚合物层还包含在所述第一聚合物层和所述第三聚合物层之间的表面上的包含虫胶的涂层。
32.根据权利要求30所述的可生物降解的片材,所述第一聚合物层还包含在所述第一聚合物层和所述第三聚合物层之间的表面上的包含硝化纤维素的涂层。
33.一种包含至少三个聚合物层的可生物降解的片材,其中,
第一聚合物层和第二聚合物层包含PBS;
第三聚合物层包含PBAT;以及
所述第三聚合物层位于所述第一聚合物层和所述第二聚合物层之间。
34.一种包含至少三个聚合物层的可生物降解的片材,其中,
第一聚合物层包含PBS;
第二聚合物层包含PBSA;
第三聚合物层包含PLA和PCL的混合物;以及
所述第三聚合物层位于所述第一聚合物层和所述第二聚合物层之间。
35.根据权利要求34所述的可生物降解的片材,其中,所述第三聚合物层包含浓度为所述混合物的约50重量%至约70重量%的PLA和浓度为所述混合物的约30重量%至约50重量%的PCL。
36.根据权利要求35所述的可生物降解的片材,其中,所述第三聚合物层包含浓度为所述混合物的约60重量%的PLA和浓度为所述混合物的约40重量%的PCL。
37.一种包含至少三个聚合物层的可生物降解的片材,其中,
第一聚合物层和第二聚合物层各自包含PBS;
第三聚合物层包含PLA和PCL的混合物;以及
所述第三聚合物层位于所述第一聚合物层和所述第二聚合物层之间。
38.根据权利要求37所述的可生物降解的片材,其中,所述第三聚合物层包含浓度为所述混合物的约50重量%至约70重量%的PLA和浓度为所述混合物的约30重量%至约50重量%的PCL。
39.根据权利要求38所述的可生物降解的片材,其中,所述第三聚合物层包含浓度为所述混合物的约60重量%的PLA和浓度为所述混合物的约40重量%的PCL。
40.一种包含至少三个聚合物层的可生物降解的片材,其中,
第一聚合物层和第二聚合物层各自包含PLA和PCL的混合物;
第三聚合物层包含PBAT;以及
所述第三聚合物层位于所述第一聚合物层和所述第二聚合物层之间。
41.根据权利要求40所述的可生物降解的片材,其中,所述第一聚合物层和所述第二聚合物层各自包含浓度为所述混合物的约50重量%至约70重量%的PLA和浓度为所述混合物的约30重量%至约50重量%的PCL。
42.根据权利要求41所述的可生物降解的片材,其中,所述第一聚合物层和所述第二聚合物层各自包含浓度为所述混合物的约60重量%的PLA和浓度为所述混合物的约40重量%的PCL。
43.根据权利要求1至42中任一项所述的可生物降解的片材,其中,所述聚合物层中的至少一者还包含增塑剂。
44.根据权利要求43所述的可生物降解的片材,其中,所述增塑剂包含PCL。
45.根据权利要求43或44中任一项所述的可生物降解的片材,其中,所述增塑剂以所述聚合物层的约0.05重量%至约5重量%的浓度存在。
46.根据权利要求1至45中任一项所述的可生物降解的片材,其中,至少一个聚合物层还包含在一个表面或两个表面上的至少一个涂层。
47.根据权利要求46所述的可生物降解的片材,其中,所述至少一个涂层选自由金属涂层、虫胶涂层、纤维素涂层、聚偏氯乙烯PVDC涂层和等离子体沉积的硅氧烷基涂层构成的组。
48.根据权利要求47所述的可生物降解的片材,其中,所述涂层包含金属涂层并且还包含选自由虫胶涂层、纤维素涂层、PVDC涂层和等离子体沉积的硅氧烷基涂层构成的组中的另外的涂层。
49.根据权利要求48所述的可生物降解的片材,其中,所述另外的涂层包含虫胶。
50.根据权利要求46所述的可生物降解的片材,其中,所述第一聚合物层包含在所述第一聚合物层和所述第二聚合物层之间的表面上的包含虫胶的涂层。
51.根据权利要求1至50中任一项所述的可生物降解的片材,通过共挤出所述至少两个聚合物层来制造。
52.一种多层层压结构,包含根据权利要求1至51中任一项所述的可生物降解的片材,以及通过层压附接至所述可生物降解的片材上的至少一个另外的聚合物层或其他的根据权利要求1至51中任一项所述的可生物降解的片材。
53.根据权利要求17所述的可生物降解的片材,其中,第一层和第二层各自的厚度为5μ至15μ,第三层的厚度为20μ至40μ。
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