ES2857200T3

ES2857200T3 - Lámina biodegradable

Info

Publication number: ES2857200T3
Application number: ES14856080T
Authority: ES
Inventors: Daphna Nissenbaum; Tal Neuman; Dori Pelled; Shai Garty; Nili Konieczny
Original assignee: Tipa Corp Ltd
Current assignee: Tipa Corp Ltd
Priority date: 2013-10-27
Filing date: 2014-10-27
Publication date: 2021-09-28
Anticipated expiration: 2034-10-27
Also published as: US10239292B2; US20190152203A1; US10647093B2; IL272726B; US20200290327A1; CA2928718A1; NZ720429A; KR102382498B1; US20160257098A1; IL278529B; SG11201603324RA; IL272726A; JP2016537495A; HRP20210337T1; AU2014338515A1; PL3060601T3; EP3060601B1; PT3060601T; EP3060601A1; CN105916919A

Abstract

Una lámina biodegradable múlticapa, en donde al menos una capa comprende de 5% a 45%p/p de un primer polímero hidrófobo seleccionado del grupo que consiste en poli(epsilon caprolactona) (PCL), un polihidroxialcanoato (PHA) y una mezcla de los mismos, y de 55% a 95% p/p de un segundo polímero hidrófobo seleccionado del grupo que consiste en succinato de polibutileno (PBS), adipato-succinato de polibutileno (PBSA), ácido poliláctico (PLA), adipato-tereftalato de polibutileno (PBAT), polidioxanona (PDO), ácido poliglicólico (PGA) y cualquier mezcla de los mismos, comprendiendo además la lámina biodegradable al menos una capa adicional que comprende un polímero seleccionado entre PBS, PBSA y una mezcla de los mismos.

Description

DESCRIPCIÓN

Lámina biodegradable

Campo de la invención

Esta invención se refiere a láminas biodegradables multicapa que comprenden al menos un polímero hidrófobo, tal como policaprolactona (PCL) y/o polihidroxialcanoatos (PHA). En particular, la invención se refiere al uso de PCL y/o PHA para prolongar la vida útil de las láminas biodegradables y para servir en contacto directo con líquidos, semisólidos y sólidos, manteniendo las propiedades mecánicas y de estabilidad requeridas de la lámina biodegradable.

Antecedentes de la invención

El uso de materiales biodegradables ha crecido en los últimos años debido a las propiedades ecológicas de los materiales biodegradables. El uso de dichos materiales está muy extendido e incluye varios tipos de bolsas de plástico, pañales, globos e incluso protectores solares. En respuesta a la demanda de materiales de envasado más respetuosos con el medio ambiente, se han desarrollado una serie de nuevos biopolímeros que se ha demostrado que se biodegradan cuando se desechan en el medio ambiente. Algunos de los fabricantes más importantes en el mercado de los plásticos biodegradables incluyen compañías químicas bien conocidas tales como DuPont, BASF, Cargill-Dow Polymers, Union Carbide, Bayer, Monsanto, Mitsui y Eastman Chemical. Cada una de estas empresas ha desarrollado una o más clases o tipos de biopolímeros. Por ejemplo, tanto BASF como Eastman Chemical han desarrollado biopolímeros conocidos como copolímeros "alifáticos-aromáticos", vendidos con los nombres comerciales ECOFLEX® y EASTAR BIO®, respectivamente. Bayer ha desarrollado la poliesteramida (PEA) con el nombre comercial BAK®. Du Pont ha desarrollado BIOMAX®, un tereftalato de polietileno modificado (PET). Cargill-Dow ha vendido una variedad de biopolímeros basados en ácido poliláctico (PLA). Monsanto ha desarrollado una clase de polímeros conocidos omo polihidroxialcanoatos (PHA), que incluyen polihidroxibutirato (PHB), polihidroxibutirato (PHV) y copolímero de polihidroxibutirato hidroxivalerato (PHBV). Union Carbide (Dow Chemicals) fabrica poli(épsilon-caprolactona) (PCL) con el nombre comercial TONE®.

Cada uno de los biopolímeros anteriores tiene propiedades, beneficios y debilidades únicos. Por ejemplo, los biopolímeros tales como BIOMAX, BAK, PHB y PLA tienden a ser fuertes, pero también bastante rígidos o incluso quebradizos. Esto los convierte en malas opciones cuando se desean láminas o películas flexibles, tal como para su uso en la fabricación de envoltorios, bolsas y otros materiales de envasado que requieren una buena capacidad de doblado y plegado. En el caso de BIOMAX, DuPont no proporciona actualmente especificaciones o condiciones adecuadas para soplar películas a partir del mismo, lo que indica que actualmente no se puede creer que las películas se puedan soplar a partir de BIOMAX y polímeros similares.

Por otro lado, los biopolímeros tales como PHBV (por ejemplo, Biomer®) y PBAT (por ejemplo, ECOFLEX® y EASTARBIO®)) son muchas veces más flexibles que los biopolímeros analizados anteriormente. Sin embargo, tienen puntos de fusión relativamente bajos, de modo que tienden a ser autoadhesivos e inestables cuando se procesan nuevamente y/o se exponen al calor. Para evitar la autoadhesión (o "bloqueo") de dichas películas, normalmente es necesario incorporar una pequeña cantidad (por ejemplo, del 0,15% en peso) de sílice, talco u otras cargas.

Además, debido al número limitado de polímeros biodegradables, a menudo es difícil, o incluso imposible, identificar un solo polímero o copolímero que cumpla todos, o incluso la mayoría, de los criterios de rendimiento deseados para una aplicación determinada. Por estos y otros motivos, los polímeros biodegradables no se utilizan tan ampliamente en el área de los materiales de envasado de alimentos, particularmente en el campo de los recipientes para líquidos, como se desea por motivos ecológicos.

Además, las láminas biodegradables conocidas hoy en día son en su mayoría opacas, con baja transmitancia de luz y alta turbidez. Además, las láminas biodegradables conocidas no incluyen barreras o incluyen cantidades y tipos de barreras que hacen que las láminas sean, por lo general, altamente permeables a los gases, teniendo tanto una alta tasa de transmisión de oxígeno como una alta tasa de transmisión de vapor de agua y, por lo tanto, no sirven como recipientes para envasar comida o bebida de larga duración. Además, la resistencia física de las láminas biodegradables conocidas, medida por parámetros tales como la tensión a la carga máxima, la deformación a la rotura y el módulo de Young, es deficiente y, por lo tanto, es deficiente cuando se utiliza como envase, especialmente cuando se desea para envasar líquidos.

Además, aunque se utilizan muchos recipientes para líquidos en la industria de alimentos y bebidas, los recipientes biodegradables no se utilizan ampliamente. La patente de Estados Unidos n° 6.422.753 describe un envase de recipiente de bebida separable para líquidos potables y congelables, en donde el envase comprende una pluralidad de unidades de recipiente de bebida individuales alineadas una al lado de la otra. Cada unidad de recipiente de bebida tiene una cámara de fluido interior definida por una termosoldadura inferior, una termosoldadura superior y dos termosoldaduras verticales que se forman sobre láminas opuestas de plástico. Las termosoldaduras entre las unidades intermedias de recipiente de bebidas están provistas de tiras perforadas y el extremo superior de cada unidad de recipiente está provisto de una termosoldadura horizontal superior dispuesta sobre un borde ahusado con un espacio que define un pico integral de solubilidad para beber cuando la tira de rasgado arriba de la línea perforada se retira de las unidades individuales de recipiente de bebidas. Sin embargo, este envase no es ecológico.

La patente de Estados Unidos n° 5.756.194 describe productos de almidón resistentes al agua útiles en la industria alimentaria que comprenden un núcleo interior de almidón gelatinizado, una capa intermedia de resina natural y una capa exterior de poliéster biodegradable resistente al agua. El almidón gelatinizado puede hacerse resistente al agua revistiéndolo con poliésteres biodegradables tales como poli(beta-hidroxibutirato-co-valerato) (PHBV), poli(ácido láctico) (PLA) y poli(épsilon-caprolactona) (PCL). La adherencia de los dos materiales diferentes se logra mediante el uso de una capa intermedia de un material resinoso tal como goma laca o colofonia que posee un parámetro de solubilidad (hidrofobicidad) intermedio con respecto al del almidón y los poliésteres. El revestimiento se logra rociando una disolución alcohólica de goma laca o colofonia sobre el artículo a base de almidón y posteriormente revistiendo con una disolución del poliéster en un disolvente apropiado. Sin embargo, estos productos no están diseñados de manera óptima para permitir que un usuario los transporte fácilmente mientras se encuentra en una actividad física. Además, no están diseñados para proporcionar diferentes volúmenes de líquido que se puedan consumir según las necesidades inmediatas. Los documentos de patente WO 02077080 y WO 2011123682 están relacionados con películas y láminas biodegradables.

Por lo tanto, hay una necesidad en la técnica de una lámina biodegradable que sea físicamente fuerte, aunque flexible, y, además, tenga baja permeabilidad al gas, alta transmitancia de luz, larga vida útil y baja turbidez. Una lámina biodegradable de este tipo podría utilizarse como recipiente de larga duración.

Compendio de la invención

La presente divulgación se basa, en parte, en el descubrimiento de que una lámina biodegradable multicapa que comprende PCL o PHA en combinación con uno o más polímeros biodegradables hidrófobos presenta propiedades sorprendentes, que incluyen una tasa de transmisión de vapor de agua (WVTR) y una tasa de transmisión de oxígeno (OTR) reducidas y un termosellado mejorado, mientras se mantienen las características mecánicas de las láminas flexibles. Estas propiedades no se pueden explicar por las propiedades de los polímeros individuales que forman la lámina.

En un aspecto, en la presente memoria se proporciona una lámina biodegradable, que tiene al menos una capa que es una capa de contacto para el contacto directo con un material y, opcionalmente, una o más capas adicionales, en donde la capa de contacto comprende un primer polímero hidrófobo seleccionado del grupo que consiste en poli(epsilon-caprolactona) (PCL), un polihidroxialcanoato (PHA) y una mezcla de los mismos, y un segundo polímero hidrófobo seleccionado del grupo que consiste en succinato de polibutileno (PBS), adipato-succinato de polibutileno (PBSA), ácido poliláctico (PLA), adipato-tereftalato de polibutileno (PBAT), polidioxanona (PDO), ácido poliglicólico (PGA) y cualquier mezcla de los mismos. En algunas formas de realización, el primer polímero hidrófobo es PCL, un PHA o una mezcla de PCL y PHA. En algunas formas de realización, el primer polímero hidrófobo es PCL. En algunas formas de realización, el primer polímero hidrófobo es PHA. El PHA puede seleccionarse de cualquier PHA conocido en la técnica, incluidos, entre otros, polihidroxibutirato (PHB), polihidroxivalerato (PHV), copolímeros de polihidroxibutirato-hidroxivalerato (PHBV); y cualquier derivado o mezcla de los mismos. En algunas formas de realización, el primer polímero hidrófobo es una mezcla de PCL y un PHA, por ejemplo, una mezcla de PCL y uno o más de polihidroxibutirato (PHB), polihidroxivalerato (PHV), copolímeros de polihidroxibutiratohidroxivalerato (PHBV); o cualquier derivado de los mismos.

En algunas formas de realización, la lámina biodegradable de acuerdo con la presente memoria tiene un tiempo de degradación en el intervalo de 4 a 24 meses. En algunas formas de realización, la lámina biodegradable tiene una vida útil de aproximadamente 6 meses a aproximadamente 18 meses, o de aproximadamente 6 meses a aproximadamente 12 meses, o de aproximadamente 9 a aproximadamente 15 meses. En algunas formas de realización, la lámina biodegradable de la presente memoria tiene un tiempo de degradación de aproximadamente 6 meses, 7 meses, 8 meses, 9 meses, 10 meses, 11 meses, 12 meses, 13 meses, 14 meses, 15 meses, 16 meses, 17 meses o 18 meses. En algunas formas de realización, la cantidad del primer polímero hidrófobo está presente en una cantidad de aproximadamente 5% en p/p hasta aproximadamente 45% p/p de la capa de contacto, o de aproximadamente 20% p/p hasta aproximadamente 45% p/p o de aproximadamente 25% a aproximadamente 40%. El primer polímero hidrófobo, PCL, PHA o una mezcla de los mismos está presente en una cantidad de aproximadamente 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%, o de aproximadamente 45% p/p.

La degradación del polímero es cualquier cambio en las propiedades de un polímero, por ejemplo, resistencia a la tracción, color, forma, de un polímero o producto a base de polímero bajo la influencia de uno o más factores ambientales, tales como calor, luz, productos químicos tales como como ácidos, álcalis y algunas sales. Estos cambios son deseables en el caso de envases desechables, como en la biodegradación, o en la reducción deliberada del peso molecular de un polímero para su reciclado. El tiempo de degradación del polímero está controlado por su composición y el ambiente en el que se encuentra. Estas condiciones pueden ser de un sitio de compostaje industrial, con alta ventilación y humedad controlada, o en un ambiente no controlado tal como un vertedero, o condiciones ambientales. La degradación del poliéster se produce inicialmente por hidrólisis, para romper el polímero en oligómeros cortos, y luego por degradación microbiana, de digestión microbiana. Con el fin de resistir las normativas de degradación, el polímero debe eliminarse en un plazo de 180 días, en un entorno controlado de una instalación de compostaje industrial. En el compost doméstico, cuando falta la ventilación, los requisitos son idénticos para un tiempo de degradación de hasta 180 días.

En algunas formas de realización, el segundo polímero hidrófobo se selecciona del grupo que consiste en PBS, PBSA, PLA, PBAT y cualquier mezcla de los mismos. En algunas formas de realización, el segundo polímero hidrófobo es PLA. En algunas formas de realización, el segundo polímero hidrófobo es PBAT. En algunas formas de realización, el segundo polímero hidrófobo es PBS. En algunas formas de realización, el segundo polímero hidrófobo es PBSA.

En algunas formas de realización, el segundo polímero hidrófobo comprende una mezcla seleccionada del grupo que consiste en una mezcla de PBS y PBSA, una mezcla de PBS y PLA, una mezcla de PBSA y PLA y una mezcla de PBAT y PLA. En algunas formas de realización, el segundo polímero hidrófobo es una mezcla de PBS y PBSA. En algunas formas de realización, el segundo polímero hidrófobo es una mezcla de PBS y PLA. En algunas formas de realización, el segundo polímero hidrófobo es una mezcla de PBSA y PLA. En algunas formas de realización, el segundo polímero hidrófobo es una mezcla de PBAT y PLA. El segundo polímero hidrófobo o mezcla de polímero hidrófobo está presente en una cantidad de aproximadamente 55% p/p a aproximadamente 95% p/p, de aproximadamente 60% a aproximadamente 90%, de aproximadamente 60% a aproximadamente 80%, o de aproximadamente 60% a aproximadamente 75%.

En algunas formas de realización, la lámina es una lámina monocapa. En algunas formas de realización, la lámina es una lámina multicapa. Una lámina multicapa consiste en 2, 3, 4, 5, 6, 7 o más capas. Una primera capa también se denomina "Capa 1"; una segunda capa también se denomina "Capa 2"; una tercera capa también se denomina "Capa 3" y así sucesivamente.

En algunas formas de realización, la lámina es una lámina de dos capas. En algunas formas de realización, la lámina de dos capas comprende una primera capa que comprende aproximadamente 70%-80% p/p de PBS o PBSA y aproximadamente 20%-30% de PLA, y una segunda capa que comprende aproximadamente 15%-25 p/p de PLA, aproximadamente 50%-60% p/p de PBS o PBSA y aproximadamente 20%-30% p/p de PCL. En otras formas de realización, la lámina de dos capas comprende una primera capa que comprende aproximadamente 75% p/p de PBS o PBSA y aproximadamente 25% de PLA, y una segunda capa que comprende aproximadamente 19%-20% p/p de PLA, aproximadamente 55%-56% p/p de PBS y aproximadamente 25% p/p de PCL. En otras formas de realización más, la lámina de dos capas comprende una primera capa que comprende aproximadamente 75% p/p de PBS o PBSA y aproximadamente 25% de PLA, y una segunda capa que comprende aproximadamente 19%-20% p/p de PLA, aproximadamente 55%-56% p/p de PBSA y aproximadamente 25% p/p de PCL. La segunda capa es la capa de contacto.

En algunas formas de realización, la lámina biodegradable es una lámina de tres capas.

En algunas formas de realización, la lámina de tres capas comprende una primera capa que comprende aproximadamente 70%-80% p/p de PBS o PBSA y aproximadamente 20%-30% de PLA; una segunda capa que comprende aproximadamente 70%-80% p/p de PBS o PBSA y aproximadamente 20%-30% de PLA; y una tercera capa que comprende aproximadamente 20%-45% p/p de PCL o PHA, y de aproximadamente 55% a aproximadamente 65% p/p de PLA, PBS, PBSA, PBAT o una mezcla de los mismos, en donde la segunda capa es una capa interna y la tercera capa es la capa de contacto. En algunas formas de realización, la lámina de tres capas comprende una primera capa que comprende aproximadamente 100% p/p de PBS o PBSA.

En algunas formas de realización, la lámina de tres capas comprende una segunda capa que comprende aproximadamente 100% de PBS o PBSA.

En algunas formas de realización, la lámina de tres capas comprende una tercera capa que comprende aproximadamente 15%-25% p/p de PBS o PLA, aproximadamente 50%-60% p/p de PBAT o PBSA, y aproximadamente 20%-30% de PCL.

En otras formas de realización, la lámina de tres capas comprende una tercera capa que comprende aproximadamente 15%-25% p/p de PBSA, aproximadamente 50%-60% p/p de PBS y aproximadamente 20%-30% de PCL.

Una primera capa también se denomina "Capa 1"; una segunda capa también se denomina "Capa 2"; una tercera capa también se denomina "Capa 3". En una lámina de este tipo, la Capa 2 es la capa interna y las capas 1 y 3 son las capas externas. La lámina de tres capas descrita en la presente memoria incluye, de manera no limitativa, las siguientes láminas:

Una lámina que tiene la Capa 1 (de aproximadamente 15 micrómetros de espesor) que consta de aproximadamente 75% p/p de PBSA y aproximadamente 25% p/p de PLA;

Capa 2 (de aproximadamente 15 micrómetros de espesor): que consta de aproximadamente 75% p/p de PBSA y aproximadamente 25% p/p de PLA; y

Capa 3 (de aproximadamente 30 micrómetros de espesor): que consta de aproximadamente 60% p/p de PLA y aproximadamente 40% p/p de PCL.

Una lámina que tiene una Capa 1 (de aproximadamente 15 micrómetros de espesor): que consta de aproximadamente 75% p/p de PBSA y aproximadamente 25% p/p de PLA;

Capa 3 (de aproximadamente 30 micrómetros de espesor): que consta de aproximadamente 60% p/p de PBAT y aproximadamente 40% p/p de PCL.

Capa 3 (de aproximadamente 30 micrómetros de espesor): que consta de aproximadamente 60% p/p de PBSA y aproximadamente 40% p/p de PCL.

Una lámina que tiene una Capa 1 (de aproximadamente 15 micrómetros de espesor): que consta de aproximadamente 75% p/p PBSA y aproximadamente 25% p/p de PLA;

Capa 3 (de aproximadamente 30 micrómetros de espesor): que consta de aproximadamente 60% p/p de PBS y aproximadamente 40% p/p de PCL.

Una lámina que tiene la Capa 1 (de aproximadamente 15 micrómetros de espesor): que consta de aproximadamente 100% p/p de PBS;

Capa 2 (de aproximadamente 15 micrómetros de espesor): que consta de aproximadamente 100% p/p de PBS; y Capa 3 (de aproximadamente 30 micrómetros de espesor): que consta de aproximadamente 19% p/p de PLA, 56% p/p de PBS y aproximadamente 25% p/p de PCL.

Capa 2 (de aproximadamente 15 micrómetros de espesor): que consta de aproximadamente 100% p/p de PBS; y Capa 3 (aproximadamente 30 micrómetros de espesor): que consta de aproximadamente 19% p/p de PBSA, 56% p/p de PBS y aproximadamente 25% p/p de PCL.

Capa 2 (de aproximadamente 15 micrómetros de espesor): que consta de aproximadamente 100% p/p de PBS; y Capa 3 (de aproximadamente 30 micrómetros de espesor): que consta de aproximadamente 19% p/p de PLA, 56% p/p de PBAT y aproximadamente 25% p/p de PCL.

Capa 2 (de aproximadamente 15 micrómetros de espesor): que consta de aproximadamente 100% p/p de PBS; y Capa 3 (de aproximadamente 30 micrómetros de espesor): que consta de aproximadamente 60% p/p de PLA y aproximadamente 40% p/p de PCL.

Capa 2 (de aproximadamente 15 micrómetros de espesor): que consta de aproximadamente 100% p/p de PBS; y Capa 3 (de aproximadamente 30 micrómetros de espesor): que consta de aproximadamente 60% p/p de PBAT y aproximadamente 40% p/p de PCL.

Capa 2 (de aproximadamente 15 micrómetros de espesor): que consta de aproximadamente 100% p/p de PBS; y Capa 3 (de aproximadamente 30 micrómetros de espesor): que consta de aproximadamente 60% p/p de PBSA y aproximadamente 40% p/p de PCL.

Capa 2 (de aproximadamente 15 micrómetros de espesor): que consta de aproximadamente 100% p/p de PBS; y Capa 3 (de 30 micrómetros de espesor): que consta de aproximadamente 60% p/p de PBS y aproximadamente 40% p/p de PCL.

En algunas formas de realización, la lámina biodegradable es una lámina de cinco capas.

En algunas formas de realización, la lámina de cinco capas es una lámina simétrica o una lámina asimétrica. Por ejemplo, la lámina es una lámina simétrica cuando las dos capas exteriores, la primera capa y la quinta capa comprenden la misma composición; y la segunda capa y la cuarta capa comprenden la misma composición. La tercera capa es la capa más interna. En algunas formas de realización, la segunda y cuarta capa son cada una "capa de unión", que se define en la presente memoria como una capa de material adhesivo que adhiere la primera capa a la tercera capa en un lado y la quinta capa a la tercera capa en el lado opuesto. Sin querer ceñirse a la teoría, la capa de unión adhiere polímeros que tienen diferentes perfiles térmicos, que incluyen, por ejemplo, diferentes temperaturas de fusión. La tercera capa, que es la capa más interna, puede comprender las mismas composiciones que cualquiera de las otras capas o puede comprender una composición diferente. En algunas formas de realización, la tercera capa es una capa de barrera. En algunas formas de realización, la primera o la quinta capa es la capa de contacto. Por consiguiente, en algunas formas de realización, la lámina de cinco capas comprende una primera capa y una quinta capa que comprende aproximadamente 25% p/p de un primer polímero hidrófobo y aproximadamente 75% de una mezcla de un segundo polímero hidrófobo, la mezcla seleccionada del grupo que consiste en una mezcla de PBS y PBSA, una mezcla de PBS y PLA, una mezcla de PBSA y PLA o una mezcla de PBAT y PLA; y en donde la primera capa y/o la quinta capa es la capa de contacto.

En algunas formas de realización, la lámina de cinco capas comprende una primera capa y una quinta capa que comprenden aproximadamente 40% p/p de un primer polímero hidrófobo y aproximadamente 60% de un segundo polímero hidrófobo seleccionado del grupo que consiste en PBS, PBSA, PLA y PBAT y en donde la primera capa y/o la quinta capa es la capa de contacto.

En algunas formas de realización, la lámina de cinco capas comprende una tercera capa que comprende aproximadamente 100% de PVOH, 100% de EVOH, 100% de PHA o una mezcla de los mismos. En algunas formas de realización, la capa más interna (es decir, la tercera capa en una lámina de cinco capas, la cuarta capa en una lámina de siete capas) comprende un polímero hidrófobo, por ejemplo, PVOH y/o EVOH.

En algunas formas de realización, la lámina de cinco capas comprende además una segunda capa y una cuarta capa, cada una de las cuales comprende un adhesivo biodegradable que se adhiere a la tercera capa. La lámina de cinco capas descrita en la presente memoria incluye, de manera no limitativa, las siguientes láminas:

Una lámina biodegradable que tiene la Capa 1: que consta de aproximadamente 19% p/p de PLA, 56% p/p de PBS y aproximadamente 25% p/p de PCL;

Capa 2: que consta de aproximadamente 100% de capa de unión; y

Capa 3: que consta de aproximadamente 100% p/p de PVOH; y

Capa 4: que consta de aproximadamente 100% de capa de unión; y

Capa 5: que consta de aproximadamente 19% p/p de PLA, 56% p/p de PBS y aproximadamente 25% p/p de PCL. Una lámina biodegradable que tiene la Capa 1: que consta de aproximadamente 19% p/p de PBSA, 56% p/p PBS y aproximadamente 25% p/p de PCL;

Capa 2: que consta de aproximadamente 100% de capa de unión; y

Capa 3: que consta de aproximadamente 100% p/p de PVOH; y

Capa 4: que consta de aproximadamente 100% de capa de unión; y

Capa 5: que consta de aproximadamente 19% p/p de PBSA, 56% p/p de PBS y aproximadamente 25% p/p de PCL.

Una lámina biodegradable que tiene la Capa 1: que consta de aproximadamente 19% p/p de PLA, 56% p/p PBAT y aproximadamente 25% p/p;

Capa 2: que consta de aproximadamente 100% de capa de unión; y

Capa 3: que consta de aproximadamente 100% p/p de PVOH; y

Capa 4: que consta de aproximadamente 100% de capa de unión; y

Capa 5: que consta de aproximadamente 19% p/p de PLA, 56% p/p de PBAT y aproximadamente 25% p/p de PCL. Una lámina biodegradable que tiene la Capa 1: que consta de aproximadamente 60% p/p de PLA y aproximadamente 40% p/p de PCL;

Capa 2: que consta de aproximadamente 100% de capa de unión; y

Capa 3: que consta de aproximadamente 100% p/p de PVOH; y

Capa 4: que consta de aproximadamente 100% de capa de unión; y

Capa 5: que consta de aproximadamente 60% p/p de PLA y aproximadamente 40% p/p de PCL.

Una lámina biodegradable que tiene la Capa 1: que consta de aproximadamente 60% p/p de PBSA y aproximadamente 40% p/p de PCL;

Capa 2: que consta de aproximadamente 100% de capa de unión; y

Capa 3: que consta de aproximadamente 100% p/p de PVOH; y

Capa 4: que consta de aproximadamente 100% de capa de unión; y

Capa 5: que consta de aproximadamente 60% p/p de PBSA y aproximadamente 40% p/p de PCL.

Una lámina biodegradable que tiene la Capa 1: que consta de aproximadamente 60% p/p de PBAT y aproximadamente 40% p/p de PCL;

Capa 2: que consta de aproximadamente 100% de capa de unión; y

Capa 3: que consta de aproximadamente 100% p/p de PVOH; y

Capa 4: que consta de aproximadamente 100% de capa de unión; y

Capa 5: que consta de aproximadamente 60% p/p de PBAT y aproximadamente 40% p/p de PCL.

Una lámina biodegradable que tiene la Capa 1: que consta de aproximadamente 60% p/p de PBS y aproximadamente 40% p/p de PCL;

Capa 2: que consta de aproximadamente 100% de capa de unión; y

Capa 3: que consta de aproximadamente 100% p/p de PVOH; y

Capa 4: que consta de aproximadamente 100% de capa de unión; y

Capa 5: que consta de aproximadamente 60% p/p de PBS y aproximadamente 40% p/p de PCL.

Una lámina biodegradable que tiene la Capa 1: que consta de aproximadamente 75% p/p de PBSA y aproximadamente 25% p/p de PLA;

Capa 2: que consta de aproximadamente 100% p/p de PBAT;

Capa 3: que consta de aproximadamente 100% p/p de PHA;

Capa 4: que consta de aproximadamente 100% p/p de PBAT;

Capa 5: que consta de aproximadamente 19% p/p de PLA, 56% p/p de PBS y aproximadamente 25% p/p de PCL; Una lámina biodegradable que tiene la Capa 1: que consta de aproximadamente 75% p/p de PBSA y aproximadamente 25% p/p de PLA;

Capa 2: que consta de aproximadamente 100% p/p de PBAT;

Capa 3: que consta de aproximadamente 100% p/p de PHA;

Capa 4: que consta de aproximadamente 100% p/p de PBAT;

Capa 5: que consta de aproximadamente 19% p/p de PLA, 56% p/p de PBS y aproximadamente 25% p/p de PCL.

En algunas formas de realización de todas las láminas biodegradables, el material comprende materia líquida, semisólida o sólida. Preferiblemente, el material es un líquido o comprende un líquido.

En algunas formas de realización, las láminas biodegradables son útiles para envasar un material, preferiblemente un material líquido o semisólido o un material que comprende líquido o semisólido. En algunas formas de realización, el material es un alimento o un líquido para consumo animal. El animal puede ser un mamífero, por ejemplo, un ser humano.

En un segundo aspecto, en la presente memoria se proporciona un método para reducir la WVTR y/o la OTR de una lámina biodegradable, que comprende la etapa de fabricar la lámina con una capa de contacto que comprende de aproximadamente 5% p/p a aproximadamente 45% p/p, de aproximadamente 20% p/p a aproximadamente 45% p/p o de aproximadamente 25% a aproximadamente 40% de un primer polímero hidrófobo seleccionado del grupo que consiste en PCL, PHA y una mezcla de los mismos, y un segundo polímero hidrófobo seleccionado del grupo formado por succinato de polibutileno (PBS), adipato-succinato de polibutileno (PBSA), ácido poliláctico (PLA), adipatotereftalato de polibutileno (PBAT), polidioxanona (PDO), ácido poliglicólico (PGA) y cualquier mezcla de los mismos.

Las formas de realización del método se refieren a una lámina biodegradable, que tiene al menos una capa que es una capa de contacto directo y opcionalmente una o más capas adicionales. En algunas formas de realización, la capa de contacto directo comprende policaprolactona (PCL) y/o un PHA. En algunas formas de realización, la capa de contacto directo comprende una mezcla de PCL y PBAT, PCL y PBS, PCL y PBSA o PCL y PLA.

En la presente memoria, se proporciona una lámina biodegradable que comprende al menos una capa que comprende aproximadamente 0-20% p/p de PLA, 45,0-80, 0% p/p de PBS, PBSA o una mezcla de PBS y Pb Sa y 20,0%-30,0% p/p de PCL. En algunas formas de realización, la lámina es una lámina de una sola capa. En alguna forma de realización, la lámina es una lámina de varias capas.

Algunas formas de realización se refieren a una lámina biodegradable de una sola capa que comprende al menos una capa que comprende aproximadamente 18%-20% p/p de PLA, 50,0-75,0% p/p de PBS, PBSA o una mezcla de PBS y PBSA y 20,0%-30,0% p/p de PCL. Algunas formas de realización se refieren a una lámina biodegradable de múltiples capas que comprende al menos una capa, que comprende aproximadamente 18%-20% p/p de PLA, 50,0-75,0% p/p de PBS, PBSA o una mezcla de PBS y PBSA y 20,0%-30,0% p/p de PCL. Algunas formas de realización se refieren a una lámina biodegradable de múltiples capas que comprende al menos una capa, que comprende aproximadamente 18%-20% p/p de PLA, 75,0% p/p de PBS, Pb s A o una mezcla de PBS y PBSA y 25,0% p/p de PCL.

En algunas formas de realización, la lámina comprende además una capa que comprende PVOH. En algunas formas de realización, la lámina comprende además una capa que comprende un adhesivo, por ejemplo, una "capa de unión". En la presente memoria, se proporciona una lámina biodegradable de cinco capas que comprende dos capas, a saber, las capas 1 y 5, cada una representa el 35% del espesor total y comprende 18%-20% p/p de PLA, 45%-65% p/p de PBS, PBSA o una mezcla de PBS y PBSA y 20%-30% p/p de pCl ; la capas 2 y 4, cada una representa el 8% del espesor total y comprende 90%-100%p/p de capa de unión; la Capa 3 representa el 13% del espesor total y comprende 70%-100% p/p de PVOH. En algunas formas de realización, la lámina biodegradable de cinco capas comprende dos capas, a saber, las capas 1 y 5, cada una representa el 35% del espesor total y consta de: 20% p/p de PLA, 55% p/p de PBS y 25% p/p de PCL; las capas 2 y 4, cada una representa el 8% del espesor total y consta de 100% p/p de capa de unión; la Capa 3 representa el 13% del espesor total y consta de 100% p/p de PVOH. En algunas formas de realización, la capa interna comprende aproximadamente 70%-99% de PVOH y 1%-30% de PBS o PBSA o PLA o PBAT o PCL.

En otro aspecto, las láminas biodegradables descritas anteriormente son útiles para el contacto con un material, preferiblemente un material líquido o semisólido, por ejemplo, agua, agua carbonatada, líquido edulcorado, líquido edulcorado carbonatado, líquido de frutas o vegetales tal como un zumo, un material gelificado.

En otro aspecto, se proporciona un método para reducir la WVTR y/o la OTR de una lámina biodegradable hasta un valor de menos de 1 g/(m2 x d) y 1 cm3/(m2 x d x bar), respectivamente, que comprende la etapa de fabricación de la lámina comprendiendo al menos una capa de aproximadamente 5% p/p a aproximadamente 45% p/p, de aproximadamente 20% p/p a aproximadamente 45% p/p o de aproximadamente 25% a aproximadamente 40% de un primer polímero hidrófobo seleccionado del grupo que consiste en PCL, PHA y una mezcla de los mismos. En algunas formas de realización, la lámina biodegradable comprende dos o más capas. En algunas formas de realización, la capa de contacto comprende PCL. En algunas formas de realización, la capa de contacto comprende de aproximadamente 5% p/p a aproximadamente 45% p/p, de aproximadamente 20% p/p a aproximadamente 45% p/p o de aproximadamente 25% a aproximadamente 40% de un primer polímero hidrófobo seleccionado del grupo que consiste en PCL, PHA y una mezcla de los mismos.

Los primeros (1 °) polímeros hidrófobos son polímeros súper hidrófobos, refiriéndose a la tendencia de la composición no polar a excluir el agua de su superficie. La interacción hidrófoba es principalmente un efecto entrópico que se origina en la ruptura de enlaces de hidrógeno altamente dinámicos entre moléculas de agua líquida por la superficie no polar (The Real Reason Why Oil and Water Don't Mix, Todd P. Silverstein, J. Chem. Educ. 1998, 75 (1), pág.

116). Una cadena hidrocarbonada o una región no polar similar o una molécula grande es incapaz de formar enlaces de hidrógeno con el agua. La hidrofobicidad se puede calcular mediante la relación de grupos no polares, tales como una molécula hidrocarbonada pura con respecto a grupos polares, tales como grupos hidroxilo, carbonilo o éster. Los polímeros superhidrófobos muestran una alta relación polar a no polar (superior al 60%; véase la tabla con ejemplos de PCL y PHA), y los polímeros poco hidrófobos muestran una relación polar a no polar baja (inferior al 60%; véase la tabla con el ejemplo de PLA).

En otro aspecto, se proporciona en la presente memoria una lámina biodegradable que tiene una ventana de sellado en un intervalo de aproximadamente 20-50°C, 20-30°C, 30-40°C, 40-50°C, que comprende al menos una capa que comprende de aproximadamente 5% p/p a aproximadamente 45% p/p, de aproximadamente 20% p/p a aproximadamente 45% p/p o de aproximadamente 25% a aproximadamente 40% de un primer polímero hidrófobo seleccionado del grupo que consiste en PCL, PHA y una mezcla de los mismos. En algunas formas de realización, la lámina biodegradable comprende dos o más capas. En algunas formas de realización, la capa de contacto comprende PCL. En algunas formas de realización, la capa de contacto comprende de aproximadamente 5% p/p a aproximadamente 45% p/p, de aproximadamente 20% p/p a aproximadamente 45% p/p o de aproximadamente 25% a aproximadamente 40% de un primer polímero hidrófobo seleccionado del grupo que consiste en PCL, PHA y una mezcla de los mismos.

Las resinas de capa de unión utilizadas en estructuras multicapa son habitualmente polímeros modificados con anhídrido que unen polímeros diferentes entre sí, principalmente en estructuras coextruidas multicapa.

En algunas formas de realización, la lámina biodegradable tiene un tiempo de compostabilidad de hasta 6 meses cuando se coloca en una instalación de compostaje aprobada, como se define en la presente memoria más adelante.

Las formas de realización de la invención se refieren a una lámina biodegradable, que tiene al menos una capa que es una capa de contacto y, opcionalmente, una o más capas adicionales, en donde la capa de contacto directo comprende un polímero hidrófobo seleccionado de poli(epsilon-caprolactona) (PCL); polidioxanona (DOP); ácido poliglicólico (PGA); succinato de polibutileno (PBS); adipato-succinato de polibutileno (PBSA); ácido poliláctico (PLA); adipato-tereftalato de polibutileno (PBAT); un polihidroxialcanoato (PHA) tal como polihidroxibutirato (PHB), polihidroxivalerato (PHV) y copolímero de polihidroxibutirato-hidroxivalerato (PHBV); o cualquier mezcla de los mismos.

En algunas formas de realización, la capa de contacto comprende policaprolactona (PCL). En algunas formas de realización, la capa de contacto directo comprende una mezcla de polímeros que incluyen PCL y un segundo polímero, por ejemplo, PCL y PBAT, o PCL y PBS, o PCL y PBSA, o PCL y PLA, o PCL y PBS y PBSA.

Otras formas de realización de la invención se refieren a un polímero biodegradable multicapa, que comprende:

Capa 1: aproximadamente 5-40% p/p de PCL y el 60-95% restante comprende una mezcla de PBS o PBSA con PLA a aproximadamente 75% p/p de PBS o PBSA y 25% p/p de PLA;

Capa 2: aproximadamente 100% p/p de PBSA; y

Capa 3: aproximadamente 25% p/p de PLA y aproximadamente 75% p/p de PBSA.

Capa 1: aproximadamente 5-40% p/p de PCL y el 60-95% restante comprende una mezcla de PBS o PBSA con PLA aproximadamente 75% p/p de PBS o PBSA y 25% p/p de PLA;

Capa 2: aproximadamente 25% p/p de PLA y aproximadamente 75% p/p de PBSA.

Capa 3: aproximadamente 40% p/p de PVOH injertado con aproximadamente 60% de PBSA;

Capa 4: aproximadamente 25% p/p de PLA y aproximadamente 75% p/p de PBSA.

Otras formas de realización de la invención se refieren a una lámina biodegradable multicapa, que comprende; Capa 1: aproximadamente 5-40% p/p de PCL y el 60-95% restante comprende aproximadamente una mezcla de PBS 0 PBSA con PLA a aproximadamente 75% p/p de PBS o PBSA y 25% p/p de PLA;

Capa 2: aproximadamente 90-95% p/p de PVOH o EVOH injertado con anhídrido maleico (MAH) y combinado con 5 10 p/p de PBSA o PBS

Capa 3: aproximadamente 98-85% de PBSA y aproximadamente 2-15% p/p de nanoarcillas;

Capa 4: que consta de aproximadamente 90-95% p/p de PVOH o EVOH injertado con anhídrido maleico (MAH) y combinado con 5-10 -p/p de PBSA o PBS

Capa 5: aproximadamente 5-40% p/p de PCL y el 60-95% restante comprende una mezcla de PBS o PBSA con PLA a aproximadamente 75% p/p de PBS o PBSA y 25% p/p de PLA.

Otras formas de realización de la invención se refieren a una lámina biodegradable de una sola capa que comprende aproximadamente 20,0% p/p de PLA, 60,0% p/p de PBS y 20,0% p/p de PCL.

Otras formas de realización de la invención se refieren a una lámina biodegradable de una sola capa que comprende aproximadamente 17,5% p/p de PLA y 52,5% p/p de PBS y 30,0% p/p de PCL.

Otras formas de realización de la invención se refieren a una lámina biodegradable de una sola capa que comprende aproximadamente 20,0% p/p de PLA, 60,0% p/p de PBS y 20,0% p/p de PCL con 0,5% p/p de anhídrido maleico (Ma H) y 0,2% de azobisisobutironitrilo (AIBN).

Otras formas de realización de la invención se refieren a una lámina biodegradable de una sola capa que comprende aproximadamente 17,5% p/p de PLA y 52,5% p/p de PBS, 30,0% p/p de PCL con 0,5% p/p de MAH y 0,2% de AIBN. Otras formas de realización de la invención se refieren a una lámina biodegradable de una sola capa que comprende aproximadamente 15,0% p/p de PLA y 45,0% p/p de PBS, 40,0% p/p de PCL con 0,5% p/p de MAH y 0,2% de AIBN. Otras formas de realización de la invención se refieren a una lámina biodegradable de una sola capa que comprende aproximadamente 31% p/p de PBS, 35% p/p de PBSA, 12% p/p de PLA, 20% p/p de PCL y 2% p/p de alcohol polivinílico (PVOH).

Otras formas de realización de la invención se refieren a una lámina biodegradable de múltiples capas:

Capa 1: aproximadamente 31% p/p de PBS, 35% p/p de PBSA, 12% p/p de PLA, 20% p/p de PCL y 2% p/p de alcohol polivinílico (PVOH);

Capa 2: aproximadamente 99,5% de PVOH reticulado usando 0,5% p/p de un agente de reticulación, y

Capa 3: aproximadamente 31% p/p de PBS, 35% p/p de PBSA, 12% p/p de PLA, 20% p/p de PCL y 2% p/p de PVOH. Otras formas de realización de la invención se refieren a una lámina biodegradable multicapa que comprende dos o más capas, en donde una capa comprende aproximadamente 31% p/p de PBS, 35% p/p de PBSA, 12% p/p de PLA, 20% p/p PCL y 2% p/p de alcohol polivinílico (PVOH).

Otras formas de realización de la invención se refieren a una lámina biodegradable que comprende al menos una capa que comprende aproximadamente 40% de PVOH, 20% de PCL, 20% de PBS y 20% de PBSA.

Otras formas de realización de la invención se refieren a una lámina biodegradable de cinco capas, en donde las capas 1 y 5 se prepararon como compuestos de aproximadamente 75 % p/p de PBSA y 25% de PLA, las capas 2 y 4 se prepararon a partir de un compuesto de aproximadamente 31% p/p de PBS, 35% p/p de PBSA, 12% p/p de PLA, 20% p/p de PCL y 2% p/p de alcohol polivinílico (PVOH) y la capa 3 se preparó a partir de aproximadamente 99,5% p/p de PVOH reticulado usando 0,5% p/p de un agente de reticulación.

Las formas de realización de la invención se refieren a una lámina biodegradable, que tiene al menos una capa, en donde la capa comprende un primer polímero hidrófobo seleccionado del grupo que consiste en poli(épsiloncaprolactona) (PCL), un polihidroxialcanoato (PHA) y una mezcla de los mismos, y un segundo polímero hidrófobo seleccionado del grupo que consiste en succinato de polibutileno (PBS), adipato-succinato de polibutileno (PBSA), ácido poliláctico (PLA), adipato-terftalato de polibutileno (PBAT), polidioxanona (PDO), ácido poliglicólico (PGA) y cualquier mezcla de los mismos.

Según algunas formas de realización, el primer polímero hidrófobo es PCL. Según otras formas de realización, el primer polímero hidrófobo es un PHA. Según algunas formas de realización, el PHA se selecciona del grupo que consiste en poli h id roxibutirato (PHB), polihidroxivalerato (PHV), copolímeros de polihidroxibutiratohidroxivalerato (PHBV); y cualquier derivado o mezcla de los mismos.

Según algunas formas de realización, la lámina biodegradable tiene un tiempo de degradación en el intervalo de 4 a 24 meses. Según otras formas de realización, la lámina biodegradable tiene una vida útil de aproximadamente 6 meses hasta aproximadamente 18 meses.

Según algunas formas de realización, la cantidad del polímero altamente hidrófobo es de aproximadamente 5% p/p a aproximadamente 45% p/p de la capa de contacto, de aproximadamente 20% p/p a aproximadamente 45% p/p o de aproximadamente 25% a aproximadamente 40%. Según algunas formas de realización, el segundo polímero hidrófobo está presente en al menos una capa y se selecciona del grupo que consiste en PLA, PBS, PBSA y PBAT.

Según algunas formas de realización, el segundo polímero hidrófobo está presente en al menos una capa y es una mezcla de PBS y PBSA, una mezcla de PBS y PLA, una mezcla de PBSA y PLA o una mezcla de PBAT y PlA. Según algunas formas de realización, el segundo polímero hidrófobo está presente en la capa en una cantidad de aproximadamente el 55% p/p a aproximadamente el 95% p/p del peso de la capa.

Según algunas formas de realización, la lámina es una lámina de una sola capa. Según otras formas de realización, la lámina es una lámina de varias capas. Según algunas formas de realización, la lámina multicapa consta de 2, 3, 4, 5, 6 o 7 capas. Según algunas formas de realización, la lámina es una lámina de dos capas.

Según algunas formas de realización, la lámina de dos capas comprende una primera capa que comprende aproximadamente 70%-80% p/p de PBS o PBSA y aproximadamente 20%-30% de PLA y una segunda capa que comprende aproximadamente 15%-25% p/p de PLA, aproximadamente 50%-60% p/p de PBS o PBSA y aproximadamente 5%-30% p/p de PCL.

Según algunas formas de realización, la lámina es una lámina de tres capas. Según algunas formas de realización, la lámina de tres capas comprende una primera capa que comprende aproximadamente 70%-80% p/p de PBS o PBSA y aproximadamente 20%-30% de PLA; una segunda capa que comprende aproximadamente 70%-80% p/p de PBS o PBSA y aproximadamente 20%-30% de PLA; y una tercera capa que comprende aproximadamente 5%-45% p/p de PCL o PHA y aproximadamente de 55% a aproximadamente 80% p/p de PLA, PBS, PBSA, PBAT o una mezcla de los mismos, en donde la segunda capa es una capa interna y la tercera capa es la capa de contacto.

Según algunas formas de realización, la lámina de tres capas comprende una primera o tercera capa que comprende aproximadamente 100% de PBS o PBSA. Según algunas formas de realización, la lámina de tres capas comprende una segunda capa que comprende aproximadamente 100% de PBS o PBSA. Según algunas formas de realización, la lámina de tres capas comprende una tercera capa que comprende aproximadamente 15%-25% p/p de PBSA o PLA, aproximadamente 50%-60% p/p de PBAT o PBS y aproximadamente 5%-30% de PCL. Según algunas formas de realización la lámina de tres capas comprende una primera capa que comprende aproximadamente 15%-25% p/p de PBSA, aproximadamente 50%-60% p/p de PBS y aproximadamente 20%-30% de PCL.

Según algunas formas de realización, la lámina es una lámina de cinco capas. Según algunas formas de realización, la lámina de cinco capas comprende una primera capa y una quinta capa que comprende aproximadamente 25% p/p de un primer polímero hidrófobo y aproximadamente 75% de una mezcla de un segundo polímero hidrófobo seleccionado del grupo de una mezcla de PBS y PBSA, una mezcla de PBS y PLA, una mezcla de PBSA y PLA o una mezcla de PBAT y PLA; y en donde la primera capa o la quinta capa es la capa de contacto. Según algunas formas de realización, la lámina de cinco capas comprende una primera capa y una quinta capa que comprende aproximadamente 40% p/p de un primer polímero hidrófobo y aproximadamente 60% de un segundo polímero hidrófobo seleccionado del grupo PBS, PBSA, PLA y PBAT y en donde la primera de cinco capas es la capa de contacto. Según algunas formas de realización, la lámina de cinco capas comprende además un polímero hidrófilo seleccionado de PVOH y EVOH o cualquier mezcla de los mismos.

Según algunas formas de realización, la lámina biodegradable comprende al menos dos capas unidas entre sí por una capa de unión. Según algunas formas de realización, la lámina biodegradable comprende una capa interna que comprende aproximadamente 70%-99% de PVOH y 1%-30% de PBS o PBSA o PLA o PBAT o PCL.

Algunas formas de realización de la invención se refieren a una lámina biodegradable que tiene una WVTR por debajo de aproximadamente 1-100 g/(m2 x d) y/o una OTR por debajo de aproximadamente 1-200 cm3/(m2 x d x bar), en donde la lámina biodegradable comprende una capa de contacto que comprende aproximadamente entre aproximadamente 5% p/p a aproximadamente 45% p/p, de un polímero hidrófobo seleccionado del grupo que consiste en PCL, PHA y una mezcla de los mismos; y una mezcla de PBS y PBSA, una mezcla de PBS y PLA, una mezcla de PBSA y p La , o una mezcla de PBAT y PLA, en una cantidad de aproximadamente 95% p/p a aproximadamente 55% p/p.

Algunas formas de realización de la invención se refieren a una lámina biodegradable que tiene una resistencia de sellado > de aproximadamente 20-30 (25 mm/N) y una ventana de sellado de aproximadamente 20-60°C, en donde la lámina biodegradable comprende una capa de contacto que comprende aproximadamente entre 5% p/p a aproximadamente 45% p/p de PCL o PHA o una mezcla de los mismos; y una mezcla de PBS y PBSA, una mezcla de PBS y PLA, o una mezcla de PBAT y PLA en una cantidad de aproximadamente 95% p/p a aproximadamente 55% p/p.

Algunas formas de realización de la invención se refieren a una lámina biodegradable que tiene un tiempo de compostabilidad de hasta 6 meses en condiciones industriales normales. Según algunas formas de realización, al menos una capa de la lámina biodegradable es una capa de contacto directo.

Breve descripción de los dibujos

Las características y ventajas mencionadas anteriormente y otras de la invención se comprenderán mejor a través de la siguiente descripción detallada ilustrativa y no limitativa de las formas de realización preferidas de la misma, con referencia a los dibujos anexos, en los que:

La Figura 1 es un gráfico que muestra la biodegradabilidad de una lámina de tres capas preparada según una forma de realización de la invención;

Las figuras 2A y 2B son micrografías SEM de las láminas n° 7 y n° 5 del Ejemplo 5, respectivamente;

La Figura 3 es una micrografía SEM de nanoarcilla-PCLA dispersa en una matriz de PLA;

La Figura 4 presenta un gráfico que describe el cálculo del tiempo de degradación teórico de compuestos que contienen PCL;

La Figura 5 presenta un gráfico que describe la temperatura de transición vitrea (Tg) de los compuestos sometidos a ensayo, en función de la concentración de PCL con y sin la adición de un polímero de puente térmico, o la adición de un agente de reticulación; y

La Figura 6 presenta un termograma de calorimetría diferencial de barrido (DSC) para un compuesto polimérico que contiene PCL, PBS y PLA.

Descripción detallada de la invención

En la siguiente descripción detallada, se establecen numerosos detalles específicos con el fin de proporcionar una comprensión exhaustiva de la invención. Sin embargo, los expertos en la técnica entenderán que la presente invención se puede poner en práctica sin estos detalles específicos. No se han descrito con detalle otros casos métodos, procedimientos y componentes bien conocidos para no complicar la presente invención.

Debe observarse que, como se usa en la presente memoria, las formas singulares "un", "una", "el" y "la" incluyen formas plurales, a menos que el contenido indique claramente lo contrario. Cuando los aspectos o formas de realización se describen en términos de grupos Markush u otra agrupación de alternativas, los expertos en la técnica reconocerán que la invención también se describe en términos de cualquier elemento individual o subgrupo de elementos del grupo.

Como se usa en la presente memoria, las expresiones "que comprende", "que incluye", "que tiene" y variantes gramaticales de las mismas han de ser tomadas como que especifican las características, etapas o componentes, pero no excluyen la adición de una o más características, etapas, componentes o grupos de los mismos.

El término "biodegradable" como se usa en la presente memoria, debe entenderse que incluye cualquier material, incluido un polímero, mezcla de polímeros, metal que se degrade por la acción de organismos vivos, luz, aire, agua o cualquier combinación de los mismos. Dichos polímeros biodegradables incluyen varios polímeros sintéticos, tales como poliésteres, poliéster amidas, policarbonatos. Los poliésteres semisintéticos de origen natural (por ejemplo, de fermentación) también pueden incluirse en el término "biodegradable". Las reacciones de biodegradación son típicamente catalizadas por enzimas y generalmente tienen lugar en presencia de humedad. Las macromoléculas naturales que contienen enlaces hidrolizables, tales como proteínas, celulosa y almidón, son generalmente susceptibles de biodegradación por las enzimas hidrolíticas de microorganismos. Sin embargo, algunos polímeros sintéticos también son biodegradables. El carácter hidrófilo/hidrófobo de los polímeros afecta enormemente a su biodegradabilidad, siendo los polímeros más polares más fácilmente biodegradables como regla general. Otras características importantes del polímero que afectan la biodegradabilidad incluyen la cristalinidad, la flexibilidad de cadena y la longitud de cadena. Las láminas descritas en la presente memoria incluyen polímeros biodegradables. Las láminas pueden incluir una pequeña cantidad de un material no biodegradable, por ejemplo, menos del 10% p/p, o en una forma de realización de la invención, menos de aproximadamente el 5% en las que, si están presentes más de un componente no biodegradable, cada componente no biodegradable estará presente, por lo tanto, en una cantidad menor o igual al 1% p/p de material no biodegradable.

Una lámina "compostable" se refiere a una lámina de una sola capa o de varias capas que se descompondrá y se convertirá en parte del compost tras la exposición a la degradación física, química, térmica y/o biológica. El compostaje puede tener lugar, por ejemplo, en una instalación de compostaje, un sitio con condiciones específicas que dependen de la luz solar, el drenaje y otros factores (por ejemplo, sitios de compostaje en los que se cumplen una de las siguientes normas EN 13432, DIN EN 14995, ISO 17088, ASTM D6400). El compostaje también puede tener lugar en un compost casero, con desechos orgánicos y un nivel suficiente de humedad o, como otro ejemplo, en un vertedero no expuesto a la luz solar ni al oxígeno, aunque solo con el nivel suficiente de humedad.

El término "lámina", como se usa en la presente memoria, debe entenderse que tiene sus significados habituales como se usa en las técnicas de termoplástico y envasado. Las composiciones biodegradables según la invención se pueden usar para fabricar una amplia variedad de artículos manufacturados, que incluyen artículos útiles para envasar sustancias sólidas y líquidas, que incluyen sustancias alimentarias. Por tanto, las láminas según esta invención incluyen láminas que tienen una amplia variedad de espesores (tanto medidos como calculados) y capas, por ejemplo, 1,2, 3, 4, 5 o más capas. Se puede generar una lámina, por ejemplo, mediante coextrusión y moldeo por soplado.

Una lámina puede ser un laminado generado a partir de dos o más láminas. Un "laminado" como se usa en la presente memoria, debe entenderse que tiene sus significados habituales, como se usa en las técnicas de termoplástico y envasado y se refiere a una lámina que comprende dos o más capas que se han ensamblado, por ejemplo, mediante calor, presión o adhesivo.

El término "capa", como se usa en la presente memoria, debe entenderse que tiene sus significados habituales como se usa en las técnicas de termoplástico y envasado. Como se usa en la presente memoria, una capa es una película de una composición biodegradable que tiene un espesor, por ejemplo, de aproximadamente 15 a aproximadamente 100 del espesor total de micrómetros. Una o más capas forman una lámina

Una "capa de unión" se refiere a una capa adhesiva, por ejemplo, una resina adhesiva disponible comercialmente capaz de unir entre sí dos capas de capas polares y no polares. En una lámina de polímero multicapa, una capa interna es la que no está en contacto directo con el entorno exterior o interior de la lámina de envasado. Por ejemplo, en una lámina de tres capas de estructura A/B/C, B es la capa interna y media. En una lámina simétrica de cinco capas A/B/C/B/A, tanto B como C son internas y C solo es la capa intermedia. En la lámina simétrica de siete capas, A/B/C/D/C/B/A, B-D son capas internas y D es también la capa intermedia.

El término "aproximadamente", como se usa en la presente memoria, debe entenderse que se refiere a una desviación del 10% con respecto a un determinado valor.

El término "partícula" o la expresión "carga en partículas" deben interpretarse de manera amplia para incluir partículas de carga que tienen una variedad de formas y relaciones de aspecto diferentes. En general, las "partículas" son los sólidos que tienen una relación de aspecto (es decir, la relación de longitud con respecto al espesor) de menos de aproximadamente 10:1. Los sólidos que tienen una relación de aspecto mayor de aproximadamente 10:1 pueden entenderse mejor como "fibras", como se definirá y analizará ese término en la presente memoria, a continuación.

El término "fibras" debe interpretarse como un sólido que tiene una relación de aspecto mayor que al menos aproximadamente 10:1. Por lo tanto, las fibras son más capaces de impartir resistencia y tenacidad que los materiales de carga en partículas. Como se usa en la presente memoria, el término "fibras" y la expresión "material fibroso" incluyen tanto fibras inorgánicas como fibras orgánicas.

Según algunas formas de realización, las láminas biodegradables descritas en la presente memoria incluyen una capa de contacto directo, por ejemplo, una capa que está en contacto con alimentos o bebidas o cualquier otra sustancia seca o húmeda. Según algunas formas de realización, la capa de contacto directo puede incluir poli(épsiloncaprolactona) (PCL), polidioxanona (PDO), ácido poliglicólico (PGA), succinato de polibutileno (PBS), adipatosuccinato de polibutileno (PBSA), adipato-terftalato de polibutileno (PBAT), ácido poliláctico (PLA), un polihidroxialcanoato (PHA), tal como polihidroxibutirato (PHB), polihidroxivalerato (PHV) o copolímero de polihidroxibutirato-hidroxivalerato (PHBV); o cualquier mezcla de los mismos. Según una forma de realización, el polímero hidrófobo es PCL. Según algunas formas de realización, el polímero hidrófobo es una mezcla de PCL y otro polímero hidrófobo, por ejemplo, PBS, PBSA o PLA. Según algunas formas de realización, cualquiera de las láminas biodegradables detalladas en la presente memoria puede incluir una capa de contacto directo.

Cada uno de los polímeros descritos en la presente memoria puede tener una nomenclatura u ortografía alternativa. Por ejemplo, poli(epsilon-caprolactona), poli(caprolactona) y policaprolactona son sinónimos y los tres términos pueden usarse indistintamente. Del mismo modo para el ácido polilactico, el poli(ácido láctico) y otros.

Según algunas formas de realización, la lámina biodegradable comprende al menos una capa biodegradable metalizada, que puede ser una capa metalizada de dióxido de aluminio. La capa biodegradable se puede metalizar usando metalización directa y, opcionalmente, puede ser una capa laminada.

Además de poder biodegradarse, a menudo es importante que un polímero o mezcla de polímeros presente ciertas propiedades físicas. La aplicación pretendida de una mezcla de polímeros particular determinará, a menudo, qué propiedades son necesarias para que una mezcla de polímeros particular, o un artículo fabricado a partir de ella, presente los criterios de rendimiento deseados. Cuando se trata de láminas biodegradables para su uso como materiales de envasado, en particular como recipientes para líquidos, los criterios de rendimiento deseados pueden incluir deformación a la rotura, módulo de Young y tensión a carga máxima. Otros criterios de rendimiento pueden incluir uno o más de estanqueidad, transmisión de agua y transmisión de oxígeno.

Con el fin de definir las propiedades físicas de las láminas biodegradables de esta invención, se utilizaron varias medidas. La tensión a la carga máxima, el módulo de Young y la deformación a la rotura se midieron utilizando el método de ensayo según la norma ASTM D882-10 para determinar las propiedades de tracción de láminas de plástico delgadas. La transmitancia de luz y la turbidez se midieron usando el método de ensayo según la norma ASTM D1003-07e1 para determinar la turbidez y la transmitancia de luz de plásticos transparentes. La permeabilidad al oxígeno de las láminas biodegradables se midió usando el método de ensayo según la norma ASTM D3985-05(2010)e1 para la tasa de transmisión de gas de oxígeno a través de películas plásticas y láminas usando un sensor coulométrico La permeabilidad al vapor de agua de las láminas biodegradables de la invención se midió usando el método de ensayo según la norma ASTM E398-03(2009)e1 para la tasa de transmisión de vapor de agua de materiales laminados mediante medición dinámica de la humedad relativa.

En una forma de realización de la invención, esta invención proporciona una lámina biodegradable que tiene una tensión a la carga máxima de al menos 15 Mpa. Según otras formas de realización, esta invención proporciona una lámina biodegradable que tiene una tensión a la carga máxima de al menos 30 Mpa. Según algunas formas de realización de la invención, la tensión a la carga máxima está en el intervalo de 15-50 Mpa. Según algunas formas de realización de la invención, la tensión a la carga máxima está en el intervalo de 15-20 Mpa. Según algunas formas de realización de la invención, la tensión a la carga máxima está en el intervalo de 20-25 Mpa. Según algunas formas de realización de la invención, la tensión a la carga máxima está en el intervalo de 25-30 Mpa. Según algunas formas de realización de la invención, la tensión a la carga máxima está en el intervalo de 30-35 Mpa. Según algunas formas de realización de la invención, la tensión a la carga máxima está en el intervalo de 35-40 Mpa. Según algunas formas de realización de la invención, la tensión a la carga máxima está en el intervalo de 40-45 Mpa. Según algunas formas de realización de la invención, la tensión a la carga máxima está en el intervalo de 45-50 Mpa. Según otras formas de realización de la invención, la tensión a la carga máxima está en el intervalo de 24-26 Mpa. Según otras formas de realización de la invención, la tensión a la carga máxima está en el intervalo de 46-48 Mpa. Según otras formas de realización de la invención, la tensión a la carga máxima está en el intervalo de 32-34 Mpa. Según algunas formas de realización de la invención, la tensión a la carga máxima está en el intervalo de 19-21 Mpa. Según algunas formas de realización de la invención, la tensión a la carga máxima está en el intervalo de 29-31 Mpa.

La lámina biodegradable de esta invención tiene una la deformación a la rotura de al menos 5-10%. Según otras formas de realización, la deformación a la rotura es de al menos 300%. Según algunas formas de realización, la deformación a la rotura está en el intervalo de 400-600%. Según algunas formas de realización, la deformación a la rotura está en el intervalo de 280-850%. Según algunas formas de realización, la deformación a la rotura está en el intervalo de 280-350%. Según otras formas de realización, la deformación a la rotura está en el intervalo de 350-450%. Según otras formas de realización, la deformación a la rotura está en el intervalo de 450-550%. Según otras formas de realización, la deformación a la rotura está en el intervalo de 550-650%. Según otras formas de realización, la deformación a la rotura está en el intervalo de 650-750%. Según otras formas de realización, la deformación a la rotura está en el intervalo de 750-850%. Según otras formas de realización, la deformación a la rotura está en el intervalo de 410-420%. Según más formas de realización, la deformación a la rotura está en el intervalo de 725-735%. Según otras formas de realización, la deformación a la rotura está en el intervalo de 575-585%. Según más formas de realización, la deformación a la rotura está en el intervalo de 555-565%. Según otras formas de realización, la deformación a la rotura está en el intervalo de 615-625%.

El módulo de Young de la lámina biodegradable de esta invención es de al menos 200 Mpa. Según algunas formas de realización de la invención, el módulo de Young está en el intervalo de 200-800 Mpa. Según algunas formas de realización adicionales de la invención, el módulo de Young está en el intervalo de 400-600 Mpa. Según otras formas de realización, el módulo de Young está en el intervalo de 300-350 Mpa. Según formas de realización adicionales, el módulo de Young está en el intervalo de 350-400 Mpa. Según otras formas de realización, el módulo de Young está en el intervalo de 400-450 Mpa. Según otras formas de realización, el módulo de Young está en el intervalo de 450 500 Mpa. Según otras formas de realización, el módulo de Young está en el intervalo de 500-550 Mpa. Según otras formas de realización, el módulo de Young está en el intervalo de 550-600 Mpa. Según otras formas de realización, el módulo de Young está en el intervalo de 600-650 Mpa. Según otras formas de realización, el módulo de Young está en el intervalo de 650-700 Mpa. Según formas de realización adicionales, el módulo de Young está en el intervalo de 700-750 Mpa. Según otras formas de realización, el módulo de Young está en el intervalo de 750-800 Mpa. Según formas de realización adicionales, el módulo de Young está en el intervalo de 675-685 Mpa. Según otras formas de realización, el módulo de Young está en el intervalo de 565-575 Mpa. Según otras formas de realización, el módulo de Young está en el intervalo de 600-610 Mpa. Según otras formas de realización, el módulo de Young está en el intervalo de 670-680 Mpa. Según otras formas de realización, el módulo de Young está en el intervalo de 385-395 Mpa. Según algunas formas de realización de la invención, la transmitancia de luz de la lámina biodegradable de la invención es de al menos 75%. Según otras formas de realización, la transmitancia de luz está en el intervalo de 75-95%. Según otras formas de realización, la transmitancia de luz está en el intervalo de 75-80%. Según otras formas de realización, la transmitancia de la luz está en el intervalo de 80-85%. Según otras formas de realización, la transmitancia de luz está en el intervalo de 85-90%. Según formas de realización adicionales, la transmitancia de luz está en el intervalo de 90-95%. Según otras formas de realización, la transmitancia de luz es superior al 95%.

Según algunas formas de realización de la invención, la tasa de transmisión de oxígeno de la lámina biodegradable de la invención es inferior a 8.500 cm3/m2/24h. Según formas de realización adicionales, la tasa de transmisión de oxígeno está en el intervalo de 100-130 cm3/m2/24h. Según otras formas de realización, la tasa de transmisión de oxígeno está en el intervalo de 100-1.000 cm3/m2/24h. Según formas de realización adicionales, la tasa de transmisión de oxígeno está en el intervalo de 1.000-2.000 cm3/m2/24h. Según formas de realización adicionales, la tasa de transmisión de oxígeno está en el intervalo de 2.000-3.000 cm3/m2/24h. Según otras formas de realización, la tasa de transmisión de oxígeno está en el intervalo de 3.000-4.000 cm3/m2/24h. Según formas de realización adicionales, la tasa de transmisión de oxígeno está en el intervalo de 4.000-5.000 cm3/m2/24h. Según formas de realización adicionales, la tasa de transmisión de oxígeno está en el intervalo de 5.000-6.000 cm3/m2/24h. Según formas de realización adicionales, la tasa de transmisión de oxígeno está en el intervalo de 6.000-7.000 cm3/m2/24h. Según formas de realización adicionales, la tasa de transmisión de oxígeno está en el intervalo de 7.000-8.000 cm3/m2/24h.

Según algunas formas de realización de la invención, la tasa de transmisión de vapor de agua de la lámina biodegradable de la invención es inferior a 30 g/m2/día. Según otras formas de realización de la invención, la tasa de transmisión de vapor de agua es inferior a 20 g/m2/día. Según otras formas de realización, la tasa de transmisión de vapor de agua está en el intervalo de 15-20 g/m2/día. Según otras formas de realización, la tasa de transmisión de vapor de agua está en el intervalo de 20-25 g/m2/día. Según otras formas de realización, la tasa de transmisión de vapor de agua está en el intervalo de 25-30 g/m2/día.

La invención se refiere además a láminas biodegradables que comprenden un polímero biodegradable, capaz de proporcionar a la lámina biodegradable las propiedades físicas deseadas, como se ha detallado anteriormente. Según algunas formas de realización, la lámina biodegradable de la invención es reciclable, es decir, el material a partir del cual se prepara puede reutilizarse (después de un tratamiento apropiado, es decir, limpiar cuando sea necesario, triturar, calentar) para preparar artículos de fabricación adicionales.

Según otras formas de realización, la lámina biodegradable de la invención es compostable.

Según algunas formas de realización, la lámina biodegradable comprende uno o más poliésteres sintéticos, poliésteres semisintéticos producidos mediante fermentación (por ejemplo, PHB y PHBV), amidas de poliéster, policarbonatos, y uretanos de poliéster. En otras formas de realización, la lámina biodegradable de la invención incluye al menos uno de una variedad de polímeros naturales y sus derivados, tales como polímeros que comprenden o se derivan de almidón, celulosa, otros polisacáridos y proteínas.

Según algunas formas de realización, la lámina biodegradable comprende un polímero que incluye, por ejemplo, un ácido poliláctico (PLA) o un derivado del mismo, tal como PLA cristalizado (CPLA); y/o succinato de polibutileno (PBS), adipato-succinato de polibutileno (PBSA), poli(adipato-co-tereftalato) de butileno (PBAT), polihidroxialcanoatos (PHA), que incluyen polihidroxiburato (PHB), polihidroxivalerato (PHV) y copolímero de hidroxibutirato-hidroxivalerato (PHBV), policaprolactona (PCL), ecoflex®, un copolímero alifático-aromático, Eastar Bio®, otro copolímero alifático-aromático, Bak® que comprende poliesteramidas, Biomax®, que es un tereftalato de polietileno modificado, novamont® o cualquier combinación de los mismos. Otros componentes opcionales incluyen alcohol polivinílico (PVOH), almidón termoplástico (TPS), succinato de polietileno (PES), de poli(adipato-co-tereftalato) de tetrametileno (PTAT).

Según algunas formas de realización, el PLA es un homopolímero. Según otras formas de realización, el PLA se copolimeriza con glicólidos, lactonas u otros monómeros. Una característica particularmente atractiva de los polímeros basados en PLA es que se derivan de productos agrícolas renovables. Además, dado que el ácido láctico tiene un átomo de carbono asimétrico, existe en varias formas isoméricas. El PLA usado según algunas formas de realización de la invención incluye poli-L-lactida, poli-D-lactida, poli-DL-lactida o cualquier combinación de las mismas.

Según algunas formas de realización, la lámina biodegradable de la invención comprende además uno o más aditivos. Según una forma de realización, se incluye un aditivo para reblandecer el polímero biodegradable. Dicho "agente de reblandecimiento" puede seleccionarse del grupo que comprende paraloid®, sukano®, citrato de tributilo acetilado (A4®) o cualquier combinación de los mismos.

Según algunas formas de realización, la lámina biodegradable de la invención comprende al menos una nanoarcilla y/o al menos un nanocompuesto. La adición de la nanoarcilla y/o el nanocompuesto reduce la tasa de transmisión de vapor de agua y la tasa de transmisión de oxígeno de la lámina biodegradable de la invención, actuando así, como barreras en la lámina. Además, según ciertas formas de realización de esta invención, las nanoarcillas y los nanocompuestos añadidos a la lámina biodegradable son materiales de origen natural y, por lo tanto, las láminas siguen siendo biodegradables. Según una forma de realización, se añaden montmorillonita, vermiculita o cualquier combinación de las mismas a la composición de la lámina biodegradable.

Según una forma de realización, a la composición biodegradable se añaden nanoarcillas a base de montmorrilonita con tratamiento superficial de base organófila polar y/o nanoarcillas a base de vermiculita, tratadas térmicamente y con tratamiento superficial de base organófila polar con el fin de crear un material bien disperso. Según una forma de realización, la barrera a gases a base de nanoarcilla se dispersa en la mayor parte de la composición biodegradable, preferiblemente añadida durante el procedimiento de formación de compuesto en masa fundida. La dispersión de las plaquetas de nanoarcillas crea una trayectoria difícil en la mayor parte de la composición, lo que da lugar a una reducción en las tasas de permeación de gas a través de la lámina biodegradable producida. Según otra forma de realización, la barrera a gases basada en nanoarcilla se implementa como una capa de barrera a gases interna en una lámina biodegradable multicapa, en donde la capa de barrera reduce la tasa de permeación de gas.

Según algunas formas de realización, las partículas de nanoarcilla se tratan en su superficie para permitir que se dispersen homogéneamente por la matriz de polímero biodegradable. Según algunas formas de realización, las partículas de nanoarcilla se tratan con un resto bifuncional, en donde un grupo funcional del resto está conjugado con la partícula de nanoarcilla, mientras que el otro grupo funcional está conjugado con el polímero biodegradable. Por tanto, el resto bifuncional actúa como un puente entre las partículas de nanoarcilla y el polímero biodegradable. Según algunas formas de realización, se usa más de un resto bifuncional de modo que el puente entre la nanoarcilla y el polímero biodegradable pueden ser dos o más grupos bifuncionales conjugados entre sí. La unión del grupo funcional a la nanoarcilla o al polímero biodegradable puede ser mediante cualquier procedimiento, que incluye adsorción, unión covalente, unión iónica.

Según algunas formas de realización, antes de unir el resto bifuncional a la nanoarcilla, la nanoarcilla se trata previamente para eliminar los iones adsorbidos sobre la superficie de la misma. Según una forma de realización, la nanoarcilla se trata previamente con un ácido. Según una forma de realización, la nanoarcilla se trata previamente con HCl.

Según algunas formas de realización, el resto bifuncional es 3-(dimetilamino)-1-propilamina (DMPA), que tiene un grupo funcional de amina terciaria y un grupo funcional de amina primaria. Según algunas formas de realización, las partículas de nanoarcilla, posiblemente partículas de nanoarcilla tratadas previamente, se hacen reaccionar con la amina terciaria de DMPA, dejando la amina primaria libre para la reacción. La amina primaria se puede hacer reaccionar además con cualquier grupo bifuncional apropiado, tal como un isocianato bifuncional, en donde uno de los grupos isocianato se conjuga con la amina primaria y el otro se deja libre. Según algunas formas de realización, el isocianato bifuncional es diisocianato de hexametileno (HDI), diisocianato de metilendifenilo (MDI) o diisocianato de tolueno (TDI). Una vez que el primer grupo isocianato se conjuga con la amina primaria del DMPA, el segundo grupo isocianato se puede conjugar con cualquier polímero biodegradable apropiado. Así, de acuerdo con el procedimiento anterior, la nanoarcilla se conjuga con la DMPA, que a su vez se conjuga con el isocianato bifuncional, que a su vez se conjuga con el polímero biodegradable, permitiendo así la dispersión homogénea de las partículas de nanoarcilla en la matriz de polímero biodegradable. Según otras formas de realización, la amina primaria se hace reaccionar con un anhídrido maleico, que se hace reaccionar adicionalmente con el polímero biodegradable, de modo que el puente entre la nanoarcilla y el polímero biodegradable se forma a partir de un resto bifuncional, tal como DMPA, conjugado con un resto bifuncional adicional, tal como MAH.

Según otras formas de realización, las partículas de nanoarcilla se unen covalentemente a un resto que tiene dos o más grupos funcionales, tales como trietoxisilano sustituido con un grupo isocianato, de modo que los enlaces covalentes se forman por una reacción entre los grupos etoxisilano situados sobre el resto funcional y los grupos siloxi situados sobre la superficie de la nanoarcilla. El grupo isocianato restante a su vez puede reaccionar con cualquier polímero biodegradable apropiado, formando así un puente entre las partículas de nanoarcilla y el polímero biodegradable, garantizando la dispersión homogénea de las partículas de nanoarcilla por toda la matriz biodegradable.

Según otras formas de realización, las partículas de nanoarcilla están unidas covalentemente a un resto que tiene dos o más grupos funcionales, tales como aminopropil trietoxisilano (APTES), para formar enlaces covalentes mediante una reacción de condensación de los grupos etoxisilano con los grupos siloxi situados sobre la superficie de la nanoarcilla. El grupo funcional restante, por ejemplo, una amina primaria sobre la molécula de APTES, se puede hacer reaccionar adicionalmente con cualquier grupo bifuncional apropiado, tal como isocianato bifuncional. Dado que el isocianato bifuncional tiene dos grupos funcionales, una vez que ha reaccionado con el grupo funcional restante del resto funcional conjugado con la nanoarcilla, queda un grupo funcional libre, que puede reaccionar con cualquier polímero biodegradable apropiado, formando así un puente entre las partículas de nanoarcilla y el polímero biodegradable, garantizando la dispersión homogénea de las partículas de nanoarcilla por toda la matriz biodegradable.

Según algunas formas de realización, el resto funcional reacciona con los grupos siloxi situados sobre la superficie de la nanoarcilla y actúa como un puente, o resto de anclaje, entre las partículas orgánicas de nanoarcilla y el polímero orgánico biodegradable. Las partículas de nanoarcilla se procesan como monómero/polímero en una relación de aproximadamente 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:6, obteniéndose una nanoarcilla final concentrada en dispersión del 25% p/p.

Según formas de realización adicionales, los grupos funcionales situados sobre la superficie de la nanoarcilla, tales como los grupos siloxilo, pueden usarse como iniciadores para un procedimiento de polimerización por apertura de anillo (ROP). Por tanto, las partículas de nanoarcilla se hacen reaccionar con monómeros que portan anillos, tales como de L-lactida, D-lactida, D,L-lactida y épsilon-caprolactona o una combinación de las mismas. Cada anillo abierto tiene un radical libre que reacciona con un monómero adicional en un procedimiento de apertura de anillo, formando así polímeros, en forma de cepillos de polímero, sobre la superficie de las partículas de nanoarcilla. Una vez que las partículas de nanoarcilla se conjugan con dichos cepillos de polímero, pueden formar compuestos fácilmente con cualquier polímero biodegradable apropiado de modo que las partículas de nanoarcilla se dispersen homogéneamente por toda la matriz de polímero biodegradable. Además, dichos cepillos de polímero también se consideran biodegradables, por lo que ofrecen un procedimiento de exfoliación para partículas de nanoarcilla que no implica ningún compuesto que no sea biodegradable, garantizando que las películas poliméricas que los comprenden sean completamente biodegradables.

Según algunas formas de realización, la ROP puede realizarse a cualquier temperatura entre 150°C a 1802C, eventualmente en presencia de un catalizador, tal como un catalizador organometálico, tal como, pero sin estar limitado a, tetracloruro de estaño (SnCU), octoato estañoso (SnOct) y dilaurato de dibutilestaño (DBTL). Según otras formas de realización, la ROP se inicia por calentamiento y/o la adición de un catalizador después de que las partículas de nanoarcilla estén completamente dispersas en la disolución de monómero.

Según algunas formas de realización, la preparación de polímeros sobre la superficie de nanoarcilla por cualquier medio apropiado, tal como ROP, da como resultado la formación de cepillos de polímero perpendiculares a la superficie de la partícula de nanoarcilla, lo que contribuye a la exfoliación estable de las partículas de nanoarcilla, así como a la dispersión de partículas homogéneas de las nanoarcillas por todo el polímero biodegradable. Según algunas formas de realización, los cepillos de polímero están compuestos por copolímeros aleatorios de lactida y caprolactona, estando la lactida con aproximadamente 10% en moles de caprolactona, y los polímeros totales son aproximadamente 75% p/p del concentrado de nanoarcilla. Dichos polímeros tienen una temperatura de transición ligeramente por debajo de 60°C y, por lo tanto, los cepillos de polímero que revisten las partículas de nanoarcilla pueden fundirse completamente cuando el polímero se funde y se prepara para la extrusión, lo que permite una dispersión homogénea de la nanoarcilla, así como una mejor orientación de las partículas. Dichas partículas de nanoarcilla que tienen cepillos de polímero sobre su superficie también se citan en la presente memoria como un concentrado de nanoarcilla. Según algunas formas de realización, el concentrado de nanoarcilla se prepara mediante cualquier medio apropiado, no siendo éste necesariamente ROP.

Por tanto, según algunas formas de realización, la película polimérica preparada incluye al menos una capa de nanoarcilla modificada en su superficie, dispersa homogéneamente por una matriz polimérica biodegradable.

Según una forma de realización, la nanoarcilla añadida a la lámina biodegradable crea una estructura difícil que resiste la penetración de la humedad, aceite, grasa y gases, tales como oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono. Según una forma de realización de la invención, la nanoarcilla se basa en nanocaolín. Según otra forma de realización, la nanoarcilla añadida a la lámina biodegradable se basa en bentonita, que es un filosilicato de aluminio absorbente. Según una forma de realización, la nanoarcilla se basa en Cloisite®. Según una forma de realización, se puede añadir una mezcla de cualquier nanoarcilla apropiada a la lámina biodegradable.

Según una forma de realización, la nanoarcilla se dispersa en la mayor parte de la composición biodegradable, dando como resultado la dispersión de la nanoarcilla en al menos una capa de la lámina biodegradable. Según algunas formas de realización, la nanoarcilla se añade durante el procedimiento de formación de compuesto en masa fundida. Según otra forma de realización, la nanoarcilla se añade a la lámina biodegradable en una capa separada, junto con un polímero biodegradable, formando así una capa de nanocompuesto. Según una forma de realización, la capa de nanoarcilla en la lámina biodegradable multicapa es una capa interna, es decir, no está expuesta a la atmósfera exterior.

Según una forma de realización de la invención, la cantidad de nanoarcilla es aproximadamente 20-30% p/p de la capa de nanocompuesto. Según una forma de realización, la cantidad de la nanoarcilla es aproximadamente 15-20% p/p de la capa de nanocompuesto. Según una forma de realización, la cantidad de nanoarcilla es aproximadamente 10-15% p/p de la capa de nanocompuesto. Según una forma de realización, la cantidad de nanoarcilla es aproximadamente 5-10% p/p de la capa de nanocompuesto. Según una forma de realización, la cantidad de nanoarcilla es aproximadamente 1%-5% p/p de la capa de nanocompuesto. Según una forma de realización, la cantidad de nanoarcilla es inferior a aproximadamente 20% p/p de la capa de nanocompuesto. Según una forma de realización, la cantidad de nanoarcilla es inferior a aproximadamente 15% p/p de la capa de nanocompuesto.

Según algunas formas de realización, la lámina biodegradable incluye una capa de contacto directo, por ejemplo, que está en contacto con alimentos o bebidas o cualquier otra sustancia seca o húmeda. Según algunas formas de realización de la invención, la capa de contacto directo comprende un polímero hidrófobo. Según algunas formas de realización, el polímero hidrófobo es poli(epsilon caprolactona) (PCL), polihidroxibutirato (PHB), polidioxanona (PDO), ácido poliglicólico (PGA), succinato de polibutileno (PBS), adipato-succinato de polibutileno (PBSA), ácido poliláctico. (PLA), adipato-terftalato de polibutileno (PBAT), un polihidroxialcanoato (PHA) tal como polihidroxibutirato (PHB), polihidroxivalerato (PHV), y copolímero de polihidroxibutirato-hidroxivalerato (PHBV); o cualquier mezcla de los mismos. Según una forma de realización, el polímero hidrófobo es PCL.

Según algunas formas de realización, la capa de contacto directo tiene un espesor de aproximadamente 5-15 micrómetros. Según algunas formas de realización, la capa de contacto directo tiene un espesor de aproximadamente 2-30 micrómetros. Según algunas formas de realización, la capa de contacto directo tiene un espesor de aproximadamente 2-10 micrómetros. Según algunas formas de realización, la capa de contacto directo tiene un espesor de aproximadamente 10-20 micrómetros. Según algunas formas de realización, la capa de contacto directo tiene un espesor de aproximadamente 20-30 micrómetros.

Según algunas formas de realización, la vida útil de la lámina biodegradable se prolonga debido a la presencia de PCL, que tiene un tiempo de degradación de hasta 24 meses; Por lo tanto, la composición final se puede adaptar para que tenga un tiempo de degradación de 4 meses a 24 meses, dependiendo de la cantidad de PCL.

La vida útil de los envases alimentarios debería ser suficiente para la conservación de alimentos y se podría extender el período de caducidad del producto. Para el contenido de alimento seco, estos pueden alcanzar los 12 meses de período de caducidad. Dado que el envase degradable se expone a la humedad ambiente y temperatura ambiente, sus Propiedades barrera y las propiedades mecánicas no deben disminuir durante este período por encima del 10% de sus valores originales.

Según algunas formas de realización, la capa de contacto directo incluye una mezcla de polímeros hidrófobos, tales como PCL y un polímero que tiene una temperatura de fusión relativamente alta, tal como PBSA, PBS o PLA o cualquier combinación de los mismos. Según algunas formas de realización, la cantidad de polímero hidrófobo en la capa de contacto directo está entre aproximadamente 5% p/p a 40% p/p. Según formas de realización adicionales, la cantidad de polímero hidrófobo en la capa de contacto directo está entre aproximadamente 5% p/p a 10% p/p. Según formas de realización adicionales, la cantidad de polímero hidrófobo en la capa de contacto directo está entre aproximadamente 10% p/p a 20% p/p. Según formas de realización adicionales, la cantidad de polímero hidrófobo en la capa de contacto directo está entre aproximadamente 20% p/p a 30% p/p. Según formas de realización adicionales, la cantidad de polímero hidrófobo en la capa de contacto directo está entre aproximadamente 30% p/p a 40% p/p. Según algunas formas de realización, la capa de contacto directo comprende entre aproximadamente 5% p/p a aproximadamente 40% p/p de PCL y entre aproximadamente 95-60% de PBSA y/o PBS junto con PLA, en donde la cantidad en p/p de PLA es aproximadamente un tercio de la cantidad en p/p de PBSA y/o la cantidad en p/p PBS.

Según algunas formas de realización, si PCL está incluido en la capa de contacto directo, la cantidad de PCL en la capa de contacto directo está entre aproximadamente 5% p/p a 40% p/p. Según otras formas de realización, la cantidad de PCL en la capa de contacto directo está entre aproximadamente 5% p/p a 10% p/p. Según formas de realización adicionales, la cantidad de PCL en la capa de contacto directo está entre aproximadamente 10% p/p a 20% p/p. Según formas de realización adicionales, la cantidad de PCL en la capa de contacto directo está entre aproximadamente 20% p/p a 30% p/p. Según formas de realización adicionales, la cantidad de PCL en la capa de contacto directo está entre aproximadamente 30% p/p a 40% p/p.

Sin querer ceñirse a la teoría y según algunas formas de realización, el PBSA y/o el PBS se combinan con la PCL y el p La y se puede utilizar como un puente térmico entre PCL y PLA, formando así una lámina biodegradable homogénea construida de PCL/PBS/PLA, PCL/PBSA/PLA o PCL/PBS+PBSA/PLA, de manera que no haya separación de fases entre la PCL y el PLA. Según otras formas de realización, se aplica un agente de reticulación junto con una extrusión reactiva de los materiales, antes de moldearlos o darles forma, permitiendo así la construcción de una lámina compuesta por PBS y/o PBSA como puente térmico. Según algunas formas de realización, el agente de reticulación se aplica usando cualesquiera agentes de reticulación adecuados, tales como anhídrido maleico (MAH), diacrilato de 1,4-butanodiol, dimetacrilato de poli(s-caprolactona) (PCL-DMA), cualquier tipo de polímero de acrilato o diacrilato o cualquier combinación de los mismos. Según algunas formas de realización, la cantidad de agente de reticulación es aproximadamente 0,1-10% mol/mol. Según otras formas de realización, la cantidad de agente de reticulación es aproximadamente 0,5-2% mol/mol. Según algunas formas de realización, se usa un iniciador de radicales térmico para iniciar la polimerización por radicales del agente de reticulación. Según algunas formas de realización, dichos iniciadores incluyen formadores de radicales azo o formadores de radicales peróxido, tales como azobisisobutironitrilo (AIBN) y peróxido de bencilo (BPO).

Según formas de realización adicionales, se pueden preparar copolímeros de bloques a partir de bloques de PCL y PLA. El copolímero de bloques preparado puede tener cualquier peso molecular de bloque, relación de bloque y peso molecular total apropiados. El copolímero de bloques se puede preparar mediante polimerización por apertura de anillo de la epsilon caprolactona, para polimerizar la PCL que tiene un peso molecular de 300-6.000 g/mol. La polimerización puede continuar al sustituir la alimentación de monómero por dímeros de L-Lactida, D-Lactida o D,L-Lactida para formar un copolímero tribloque donde las cadenas de PLA tienen un peso molecular de 144-6.000 g/mol en cada lado.

Según formas de realización adicionales, se pueden preparar polímeros de bloques a partir de bloques de PCL y PLA. El polímero de bloques preparado puede tener cualquier peso molecular de bloque, relación de bloque y peso molecular total apropiados. El copolímero de bloques se puede preparar mediante un oligómero de poli(épsilon caprolactona) (PCL) con un peso molecular de 300-6.000 g/mol, y dos o tres grupos terminales hidroxilo, al iniciar el dímero de L-Lactida o D-Lactida o D,L-Lactida para formar cadenas de PLA con un peso molecular de 144-6.000 g/mol.

Según formas de realización adicionales, se pueden preparar polímeros de bloques a partir de bloques de PLA y PCL. El polímero de bloques preparado puede tener cualquier peso molecular de bloque, relación de bloque y peso molecular total apropiados. El copolímero de bloques se puede preparar mediante polimerización por apertura de anillo de dímeros de L-Lactida, D-Lactida o D,L-Lactida para formar el bloque polimérico central con PLA de peso molecular de 144-6.000 g/mol, y luego sustituyendo la alimentación de monómero por epsilon caprolactona, para polimerizar PCL con un peso molecular de 300-6.000 g/mol en cada lado. Según algunas formas de realización, la posible separación de fases entre polímeros, tales como PCL y PLA, puede medirse mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC) y puede determinarse además según el desplazamiento de transición vítrea. Según más formas de realización, la degradación de las películas y la vida útil esperada pueden determinarse según análisis mecánico, cambio de peso, turbidez de la película, espectroscopía FT-IR con reflectancia total atenuada (ATR), ensayo de degradación en tiempo real y cualquier combinación de los mismos.

Algunas formas de realización se refieren a una lámina biodegradable de una sola capa que comprende aproximadamente 10% p/p a 30% p/p de PLA y 35% p/p a 75% p/p de PBS y/o PBSA y 5% p/p a 55% p/p de PCL. Algunas formas de realización se refieren a una lámina biodegradable de una sola capa que comprende aproximadamente 15% p/p a 20% p/p de PLA, 50% p/p a 60,0% p/p de PBS y/o PBSA y 10% p/p a 30% de PCL. Algunas formas de realización se refieren a una lámina biodegradable de una sola capa que comprende aproximadamente 20% p/p de PLA, 60,0% p/p de PBS y/o PBSA, y 10,0% p/p de PCL. Algunas formas de realización se refieren a una lámina biodegradable de una sola capa que comprende aproximadamente 17,5% p/p de PLA y 52,5% p/p de PBS y/o PBSA, y 30,0% p/p de PCL. Cada una de las láminas descritas anteriormente puede incluir además de aproximadamente 0,5% p/p a aproximadamente 5% p/p de PVOH. Algunas formas de realización se refieren a una lámina biodegradable de una sola capa que comprende entre aproximadamente 10-30% p/p de PLA y 40-60% p/p de PBS y 20-40% p/p de PCL. Algunas formas de realización se refieren a una lámina biodegradable de una sola capa que comprende entre aproximadamente 10-25% p/p de PLA y 35-75% p/p de PBS y 5-50% p/p de PCL.

La lámina se puede usar como una lámina independiente o puede formar una capa en una lámina de varias capas. Algunas formas de realización se refieren a una lámina biodegradable multicapa que comprende al menos una capa que comprende aproximadamente 20% p/p de PLA, 60,0% p/p de PBS y 20,0% p/p de PCL. Algunas formas de realización se refieren a una lámina biodegradable multicapa que comprende al menos una capa que comprende aproximadamente 17,5% p/p de PLA y 52,5% p/p de PBS y 30,0% p/p de PCL. Algunas formas de realización se refieren a una lámina biodegradable que comprende al menos una capa que comprende entre aproximadamente 10-30% p/p de PLA y 40-60% p/p de PBS y 20-40% p/p de PCL. Algunas formas de realización se refieren a una lámina biodegradable multicapa que comprende al menos una capa que comprende entre aproximadamente 10-25% p/p de PLA y 35-75% p/p de PBS y 5-50% p/p de PCL. Algunas formas de realización se refieren a una lámina biodegradable que comprende al menos una capa que comprende aproximadamente 0-20% p/p de PLA, 45,0-80,0% p/p de PBS, PBSA o una mezcla de PBS y PBSA, y 20,0%-30,0% p/p de PCL. Algunas formas de realización se refieren a una lámina biodegradable multicapa que comprende al menos una capa que comprende aproximadamente 18%-20% p/p de PLA, 50,0-75,0% p/p de PBS, PBSA o una mezcla de PBS y PBSA, y 20,0%-30,0% p/p de PCL. Algunas formas de realización se refieren a una lámina biodegradable multicapa que comprende al menos una capa que comprende aproximadamente 18%-20% p/p de PLA, 75,0% p/p de PBS, PbSa o una mezcla de PBS y PBSA, y 25,0% p/p de PCL. Algunas formas de realización se refieren a una lámina biodegradable de una sola capa que comprende aproximadamente 20,0% p/p de PLA, 60,0% p/p de PBS y 20,0% de PCL con 0,5% p/p de MAH y 0,2% de AIBN. Algunas formas de realización se refieren a una lámina biodegradable de una sola capa que comprende aproximadamente 17,5% de PLA y 52,5% p/p de PBS, 30,0% p/p de PCL con 0,5% p/p de m Ah y 0,2% de AIBN. Algunas formas de realización se refieren a una lámina biodegradable de una sola capa que comprende aproximadamente 15,0% p/p de PLA y 45,0% p/p de PBS, 40,0% p/p de PCL con 0,5% p/p de MAH y 0,2% de AIBN. Algunas formas de realización se refieren a una lámina biodegradable de una sola capa que comprende entre aproximadamente 10-25% p/p de PLA y 40-65% p/p de PBS, 15-45% p/p de PCL con 0,3-0,7% p/p de MAH y 0,1-0,3% p/p de AIBN. Algunas formas de realización se refieren a una lámina biodegradable de una sola capa que comprende entre aproximadamente 15-20% p/p de PLA y 45-60% p/p de PBS, 20-40% p/p de PCL con 0,4-0,6% p/p de MAH y 0,15-0,25% de AIBN.

Algunas formas de realización se refieren a una lámina biodegradable multicapa que comprende al menos una capa que comprende aproximadamente 20,0% p/p de PLA, 60,0% p/p de PBS y 20,0% p/p de pCl con el 0,5% p/p de m Ah y el 0,2% p/p de AIBN. Algunas formas de realización se refieren a una lámina biodegradable multicapa que comprende al menos una capa que comprende aproximadamente 17,5% p/p de PLA y 52,5% p/p de PBS, 30,0% p/p de PCL con 0,5% p/p de MAH y 0,2% p/p de AIBN. Algunas formas de realización se refieren a una lámina biodegradable multicapa que comprende al menos una capa que comprende aproximadamente 15,0% p/p de PLA y 45,0% p/p de PBS, 40,0% p/p de PCL con 0,5% p/p de MAH y 0,2% de A iBN. Algunas formas de realización se refieren a una lámina biodegradable multicapa que comprende al menos una capa que comprende entre aproximadamente 10-25% p/p de PLA y 40-65% p/p de PBS, 15-45% p/p de PCL con 0,3-0,7% p/p de m Ah y 0,1-0,3% de AIBN. Algunas formas de realización se refieren a una lámina biodegradable multicapa que comprende al menos una capa que comprende entre aproximadamente 10-25% p/p de PLA y 35-75% p/p de pBs y 5-50% p/p de PCL con 0,1-2,0% p/p de MAH y 0,1-0,5% de AIBN.

Algunas formas de realización se refieren a una lámina biodegradable multicapa, por ejemplo, una lámina biodegradable con más de una capa que comprende al menos una capa que comprende aproximadamente 10% p/p a 30% p/p de PLA y 35% p/p a 75% p/p de PBS y/o PBSA y 5% p/p a 55% p/p de PCL. Algunas formas de realización se refieren a una lámina biodegradable multicapa que comprende al menos una capa que comprende aproximadamente 17,5% p/p de PLA y 52,5% p/p de PBS y/o PBSA, 30,0% p/p de PCL. Algunas formas de realización se refieren a una lámina biodegradable multicapa que comprende al menos una capa que comprende aproximadamente 15,0% p/p de PLA y 45,0% p/p de PBS y/o PBSA, 40,0% p/p de PCL. Algunas formas de realización se refieren a una lámina biodegradable multicapa que comprende al menos una capa que comprende aproximadamente 10%-25% p/p de PLA y 40%-65% p/p de PBS y/o PBSA, 15%-45% p/p de PCL. Algunas formas de realización se refieren a una lámina biodegradable multicapa que comprende al menos una capa que comprende aproximadamente 10% p/p a 25% p/p de PLA y 35% p/p a 75% p/p de PBS y/o PBSA y 5% p/p a 50% de PCL. Cada una de las capas descritas anteriormente puede incluir además de aproximadamente 0,5% p/p a aproximadamente 5% p/p de PVOH.

Algunas formas de realización se refieren a una lámina biodegradable de tres capas en la que las capas 1 y 3 comprenden aproximadamente 31% p/p de PBS, 35% p/p de PBSA, 12% p/p de PlA, 20% p/p de PCL y 2% p/p de PVOH, y la capa 2 es PVOH reticulado mediante un agente de reticulación tal como MAH o diisocianato de metilendifenilo (MDI). Algunas formas de realización se refieren a una lámina biodegradable multicapa que comprende las capas 1 y 3 preparadas a partir de un compuesto que comprende entre aproximadamente 25-35% de PBS, 30-25% p/p de PBSA, 5-20% p/p de PLA, 15-25% p/p de PCL y 1-3% p/p de PVOH y la capa 2 es PVOH reticulado mediante un agente de reticulación tal como MAH o diisocianato. Según algunas formas de realización, la capa 2 es aproximadamente 100% de PVOH. Según otras formas de realización, la capa 2 comprende aproximadamente 50-95% de PVOH con 5-50% de PBS reticulado.

Según algunas formas de realización, la lámina biodegradable comprende al menos una capa biodegradable metalizada, metalizada con cualquier metal apropiado, tal como aluminio o dióxido de aluminio. Según algunas formas de realización, la capa biodegradable se metaliza con dióxido de aluminio. Según algunas formas de realización, la capa biodegradable se metaliza utilizando metalización directa. Según algunas formas de realización, la capa metalizada puede formar una capa en un laminado. El laminado se puede preparar usando un adhesivo a base de disolvente biodegradable, un adhesivo sin disolvente o cualquier combinación de los mismos.

Según algunas formas de realización, los adhesivos biodegradables a base de disolvente incluyen composiciones a base de agua de diisocianato o multiisocianato y diol o poliol. Según algunas formas de realización, los adhesivos sin disolventes incluyen diisocianato o multiisocianato y diol o poliol (en masa fundida).

Según una forma de realización de la invención, una de las capas puede incluir captadores de oxígeno y humedad, que pueden atraer y eliminar activamente los gases permeados procedentes de la matriz polimérica y expulsarlos. Pueden incorporarse "captadores de oxígeno" comerciales en el tereftalato de polietileno (PET) o en las poliamidas. Los aditivos se pueden usar en concentraciones de aproximadamente 2-8%. Según algunas formas de realización, los aditivos son miscibles, según algunas formas de realización, se puede usar un polímero oxidable para la reacción, que puede catalizarse según algunas formas de realización mediante un metal de transición. Según algunas formas de realización, el catalizador es un complejo de cobalto con moléculas orgánicas tal como el ácido etilendiaminotetraacético (EDTA). La reacción se puede desencadenar por la humedad que se mueve a través de la matriz plástica. Según algunas formas de realización, los captadores no solo eliminan el oxígeno cuando entra en el envase, sino también cuando sale del espacio vacío superior del envase hacia la pared del envase. Dado que el oxígeno disuelto en las bebidas tiende a migrar al interior del envase debido al efecto de gradiente, también puede eliminarse. Según algunas formas de realización, cuando se utilizan captadores de oxígeno, los niveles de oxígeno son cercanos a cero proporcionado una vida útil prolongada.

Según algunas formas de realización, la combinación de captadores de oxígeno y nanoarcillas crea un efecto sinérgico.

Según una forma de realización, la lámina biodegradable de la invención incluye al menos una capa externa que es un laminado multicapa, a base de mezclas biodegradables. Según formas de realización adicionales, la lámina biodegradable de la invención incluye al menos una capa interna de nanocompuesto biodegradable.

Según algunas formas de realización, la lámina biodegradable incluye al menos una capa de núcleo interno de un material de barrera a gases, tal como alcohol polivinílico (PVOH). Según algunas formas de realización, la lámina biodegradable incluye una, dos o más capas centrales internas de un material de barrera a gases, tal como PVOH. Un material de barrera a gases altamente polar, tal como PVOH, presenta una interacción débil con gases de baja polaridad, tales como oxígeno y dióxido de carbono que, junto con las regiones cristalinas de la lámina, reducen la tasa de permeabilidad de los gases a través de la lámina. Aunque no es necesario, el PVOH se puede modificar adicionalmente con anhídrido maleico (MAH) o con cualquier compatibilizante o agente de reticulación apropiado, con el fin de compatibilizarlo mejor con las otras capas de polímero. Según algunas formas de realización, el PVOH se injerta con un polímero biodegradable. Se puede usar una variedad de agentes de reticulación, estos incluyen monómero funcionalizado acrílico o metacrílico, que tenga uno o más grupos funcionales, y normalmente el agente de reticulación contiene dos grupos reactivos para usar en la reticulación. Más específicamente, los agentes de reticulación pueden incluir, pero no se limitan a, dimetacrilato de 1,4-butanodiol, dimetacrilato de hexametileno, anhídrido maleico, dimetacrilato de polietilenglicol y dimetacrilato de policaprolactona.

Según una forma de realización de la invención, la lámina biodegradable incluye materiales higroscópicos naturales que incluyen polisacáridos, tales como, por ejemplo, almidón para ser utilizado como material de barrera a gases de alta polaridad, para absorber activamente la humedad. El almidón se puede incorporar en la matriz polimérica como una mezcla, tiende a separarse en fases, para formar islas de material absorbente que, junto con las regiones cristalinas de la lámina, reducen la tasa de permeabilidad de los gases a través de la lámina.

Según algunas formas de realización de la invención, la lámina biodegradable incluye PVOH y una nanoarcilla dispersa en una o más de las capas descritas anteriormente.

Según algunas formas de realización, la lámina biodegradable comprende una capa laminada externa, una capa nanocompuesta interna y una capa central interna. Una lámina biodegradable de este tipo proporciona una baja tasa de permeabilidad de los gases.

Según una forma de realización, se añade un compatibilizante a la lámina biodegradable. El compatibilizante se añade con el fin de mejorar la adherencia entre las diferentes capas de la lámina biodegradable multicapa. Según una forma de realización, el compatibilizante se basa en PBSA injertado con anhídrido maleico, que es un monómero conocido para injertos utilizado principalmente para modificar poliolefinas. Según una forma de realización, el PBSA se injerta con el anhídrido maleico en una extrusora de doble husillo, utilizando un flujo continuo de nitrógeno. Según una forma de realización, la extrusión se inicia mediante un iniciador, tal como peróxido de dicumilo, peróxido de benzoílo y 2,2-azobis(isobutironitrilo). Según una forma de realización, se extruye una mezcla de PBSA, aproximadamente 3% de anhídrido maleico y aproximadamente 1% de peróxido de dicumilo para obtener PBSA injertado con anhídrido maleico. Según una forma de realización, se extruye una mezcla de PBSA, anhídrido maleico y 2,2-azobis(isobutironitrilo) con el fin de obtener PBSA injertado con anhídrido maleico. En algunas formas de realización, se pueden usar otros agentes de reticulación.

Según una forma de realización, se extruye una mezcla de PVOH, anhídrido maleico y 2,2-azobis(isobutironitrilo) con el fin de obtener PVOH injertado con anhídrido maleico (MAH). Según una forma de realización, se extruye una mezcla de PVOH con PBS altamente ramificado y anhídrido maleico y 2,2-azobis(isobutironitrilo) (AIBN) con el fin de obtener PVOH injertado con anhídrido maleico, combinado con PBS. Según algunas formas de realización de la invención, el peso porcentual de la PVOH está en el intervalo del 10-60% p/p por encima del PBS, que está en el intervalo del 40-90% p/p. Puede usarse una variedad de otros iniciadores de radicales, estos incluyen peróxidos y formadores de radicales libres de grupos azo. Más específicamente, los formadores de radicales pueden incluir, pero no se limitan a, peróxido de benzoílo (BPO), peróxido de lauroílo (LP), azobisisobutironitrilo (AIBN) y azobis(cianociclohexano), (ACHN).

Según algunas formas de realización, la cantidad de anhídrido maleico injertado en el PVOH es aproximadamente 0,1-5,0% p/p. Según formas de realización adicionales, la cantidad de 2,2-azobis(isobutironitrilo) usado como iniciador es aproximadamente 0,1-0,3% p/p. Según algunas formas de realización, cuando la cantidad de anhídrido maleico es aproximadamente 1,0% p/p, la cantidad de 2,2-azobis(isobutironitrilo) es aproximadamente 0,3% p/p, y cuando la cantidad de anhídrido maleico es aproximadamente 0,5 % p/p, la cantidad de 2,2-azobis(isobutironitrilo) es aproximadamente 0,1% p/p. Según algunas formas de realización, la relación entre MAH y 2,2-azobis(isobutironitrilo) es aproximadamente 1:2 a 1:10. Según formas de realización adicionales, la cantidad de 2,2-azobis(isobutironitrilo) es aproximadamente 0,5-1,0% p/p. Según formas de realización adicionales, la cantidad de 2,2-azobis(isobutironitrilo) es aproximadamente 1,0-2,0% p/p. Según formas de realización adicionales, la cantidad de 2,2-azobis(isobutironitrilo) es aproximadamente 2,0-3,0% p/p. Según otras formas de realización, la cantidad de 2,2-azobis(isobutironitrilo) es aproximadamente 3,0-4,0% p/p. Según otras formas de realización, la cantidad de 2,2-azobis(isobutironitrilo) es aproximadamente 4,0-5,0% p/p.

Según una forma de realización, se extruye una mezcla de PVOH altamente ramificado con PBS, PBSA, PLA o PCL altamente ramificado y aproximadamente 1% de anhídrido maleico y aproximadamente 0,3% de 2,2-azobis(isobutironitrilo) con el fin de obtener PVOH injertado con anhídrido maleico, combinado con PBS. Según una forma de realización, se extruye una mezcla de PVOH con una molécula altamente ramificada de PBS o cualquier otro polímero apropiado y aproximadamente 0,5% de anhídrido maleico y aproximadamente 0,1% de 2,2-azobis(isobutironitrilo) con el fin de obtener PVOH injertado con anhídrido maleico combinado con PBS.

Según una forma de realización, la cantidad de compatibilizante añadida a la capa de PBSA es de hasta 10% p/p. Según una forma de realización, la cantidad de compatibilizante añadida a la capa de PBSA es de hasta 5% p/p. Según otra forma de realización, la cantidad de compatibilizante añadida a la capa de PBSA es de hasta 4%. Según otra forma de realización, la cantidad de compatibilizante añadida a la capa de PBSA es de hasta 3%. Según otra forma de realización, la cantidad de compatibilizante añadida a la capa de PBSA es de hasta 2%. Según otra forma de realización, la cantidad de compatibilizante añadida a la capa de PBSA es de hasta 1%. Según otra forma de realización, la cantidad de compatibilizante añadida a la capa de PBSA está en el intervalo 2-4%.

Según una forma de realización, la cantidad de compatibilizante en la capa de PVOH es de hasta aproximadamente 10% p/p. Según una forma de realización, la cantidad de compatibilizante en la capa de PVOH es de hasta aproximadamente 5% p/p. Según otra forma de realización, la cantidad de compatibilizante en la capa de PVOH es de hasta aproximadamente 4% p/p. Según otra forma de realización, la cantidad de compatibilizante en la capa de PVOH es de hasta aproximadamente 3% p/p. Según otra forma de realización, la cantidad de compatibilizante en la capa de PVOH es de hasta aproximadamente 2% p/p. Según otra forma de realización, la cantidad de compatilbilizante en la capa de PVOH es de hasta aproximadamente 1% p/p. Según otra forma de realización, la cantidad de compatibilizante en la capa de PVOH está en el intervalo de aproximadamente 2-4% p/p.

Según algunas formas de realización, la lámina biodegradable de la invención comprende cargas inorgánicas en partículas, fibras, cargas orgánicas o cualquier combinación de las mismas, con el fin de disminuir la autoadhesión, reducir el coste y aumentar el módulo de elasticidad (módulo de Young) de las mezclas de polímeros.

Los ejemplos de cargas inorgánicas en partículas incluyen grava, roca triturada, bauxita, granito, piedra caliza, arenisca, perlas de vidrio, aerogeles, xerogeles, mica, arcilla, alúmina, sílice, caolín, microesferas, esferas de vidrio huecas, esferas de cerámica porosa, yeso dihidrato, sales insolubles, carbonato de calcio, carbonato de magnesio, hidróxido de calcio, aluminato de calcio, carbonato de magnesio, dióxido de titanio, talco, materiales cerámicos, materiales puzolánicos, sales, compuestos de circonio, xonotlita (un gel de silicato de calcio cristalino), arcillas expandidas ligeras, perlita, vermiculita, partículas de cemento hidráulico hidratadas o no hidratadas, piedra pómez, zeolitas, rocas exfoliadas, menas, minerales y otros materiales geológicos. Se puede agregar una amplia variedad de otras cargas inorgánicos a las mezclas de polímeros, que incluyen materiales tales como metales y aleaciones metálicas (por ejemplo, acero inoxidable, hierro y cobre), bolas o materiales esféricos huecos (tales como vidrio, polímeros y metales), limaduras, gránulos, copos y polvos (tales como microsílice) así como cualquier combinación de los mismos.

Los ejemplos de cargas orgánicas incluyen SEAgel, corcho, semillas, gelatinas, harina de madera, serrín, materiales poliméricos molidos, materiales a base de agar, gránulos de almidón nativo, almidón pregelatinizado y seco, partículas expandibles, así como combinaciones de los mismos. Las cargas orgánicas también pueden incluir uno o más polímeros sintéticos apropiados.

Pueden añadirse fibras a la mezcla moldeable para aumentar la flexibilidad, ductilidad, capacidad de doblado, cohesión, capacidad de alargamiento, capacidad de deflexión, tenacidad y energía de fractura, así como las resistencias a la flexión y tracción de las láminas y artículos resultantes. Las fibras que pueden incorporarse a las mezclas de polímeros incluyen fibras orgánicas de origen natural, tales como fibras celulósicas extraídas de madera, hojas de plantas y tallos de plantas. Además, también se pueden usar fibras inorgánicas producidas a partir de vidrio, grafito, sílice, cerámica, lana de roca o materiales metálicos. Las fibras preferidas incluyen algodón, fibras de madera (fibras de madera dura o blanda, ejemplos de las cuales incluyen madera dura del sur y pino del sur), lino, abacá, sisal, ramio, cáñamo y bagazo porque se descomponen fácilmente en condiciones normales. Incluso las fibras de papel recicladas se pueden utilizar en muchos casos y son extremadamente económicas y abundantes. Las fibras pueden incluir uno o más filamentos, tejidos, mallas o esteras, y que pueden coextruirse o, de otro modo, mezclarse con, o impregnarse en, las mezclas de polímeros de la presente invención.

Según otras formas de realización, se pueden añadir plastificantes para impartir las propiedades de reblandecimiento y alargamiento deseadas, así como para mejorar el procesamiento, tal como la extrusión. Los plastificantes opcionales que pueden usarse de acuerdo con la presente invención incluyen, pero no se limitan a, aceite de ricino, aceite de soja, TWEEN 20, TWEEN 40, TWEEN 60, TWEEN 80, TWEEN 85, monolaurato de sorbitán, monooleato de sorbitán, monopalmitato de sorbitán, trioleato de sorbitán, monoestearato de sorbitán, PEG, derivados de PEG, N,N-etilen-bisestearamida, N,N-etilen-bis-oleamida, plastificantes poliméricos tales como poli(adipato de 1,6-hexametileno) y otros polímeros compatibles de bajo peso molecular.

Según algunas formas de realización, también se pueden incorporar lubricantes, tales como sales de ácidos grasos, por ejemplo, estearato de magnesio, en las láminas biodegradables de la invención.

Según formas de realización adicionales, las láminas biodegradables de esta invención se pueden grabar, ondular, acolchar o texturizar, de otro modo, para mejorar sus propiedades físicas.

La lámina biodegradable de esta invención está compuesta por cualquier número apropiado de capas. Según una forma de realización, la lámina biodegradable de esta invención comprende una capa. Según otra forma de realización, la lámina biodegradable de esta invención comprende dos capas. Según otra forma de realización, la lámina biodegradable de esta invención comprende tres capas. Según otra forma de realización, la lámina biodegradable de esta invención comprende cuatro capas. Según otra forma de realización, la lámina biodegradable de esta invención comprende cinco capas.

Según algunas formas de realización, las láminas biodegradables de esta invención tienen cualquier espesor deseado. Según algunas formas de realización, el espesor de las láminas varía de 20-300 micrómetros. El espesor medido será típicamente entre 10-100% mayor que el espesor calculado cuando las láminas se preparan a partir de composiciones que tienen una concentración relativamente alta de partículas de carga, que pueden sobresalir de la superficie de la lámina. Este fenómeno es especialmente pronunciado cuando se utilizan cantidades significativas de partículas de carga, que tienen un diámetro de tamaño de partícula mayor que el espesor de la matriz polimérica. Según algunas formas de realización, el espesor de una lámina de una capa es de aproximadamente 40-60 micrómetros. Según algunas formas de realización, el espesor de una lámina de una capa es de aproximadamente 50 micrómetros. Según algunas formas de realización, el espesor de una lámina de tres capas es de aproximadamente 90-110 micrómetros. Según algunas formas de realización, el espesor de una lámina de tres capas es de aproximadamente 100 micrómetros. Según algunas formas de realización, las láminas biodegradables de la invención tienen una turbidez baja.

Según algunas formas de realización, el espesor de una lámina de una capa o de una sola capa en una lámina multicapa es de aproximadamente 5-60 micrómetros. Según algunas formas de realización, el espesor de una lámina de una capa es de aproximadamente 5-50 micrómetros. Según algunas formas de realización, el espesor de una lámina de tres capas es de aproximadamente de 40-110 micrómetros. Según algunas formas de realización, el espesor de una lámina de tres capas es de aproximadamente 40-100 micrómetros. Según algunas formas de realización, las láminas biodegradables de la invención tienen una turbidez baja. Como se define en la presente memoria, la turbidez baja se define como una transparencia del 40% y menos.

La lámina biodegradable de esta invención se puede preparar usando cualquier medio apropiado. Según ciertas formas de realización, los polímeros biodegradables utilizados en la generación de las capas y láminas se extruyen (usando métodos de mono o coextrusión), se soplan, se funden o se conforman, de otro modo, en láminas para su uso en una amplia variedad de materiales de envasado, o se pueden moldear para formar artículos moldeados. Según algunas formas de realización, los aparatos de mezclamiento, extrusión, soplado, moldeo por inyección y moldeo por soplado, conocidos en la técnica de los termoplásticos son adecuados para su uso en la conformación de las láminas biodegradables de esta invención. En una forma de realización de la invención, la lámina se puede soplar para formar varias formas, incluida la forma de una botella. Según una forma de realización de la invención, la lámina biodegradable se prepara combinando los biopolímeros en bruto y posibles aditivos y luego preparando una lámina en una extrusora por colada. Una vez preparada la lámina biodegradable, se trata posteriormente mediante termosellado, según algunas formas de realización, para unir dos partes de la misma lámina o dos láminas separadas, con el fin de preparar pequeños envases o bolsitas. Según formas de realización adicionales, las láminas biodegradables de esta invención se revisten con cualquier revestimiento apropiado, garantizando al mismo tiempo que el producto final sigue siendo biodegradable.

Según formas de realización adicionales, la lámina biodegradable de una capa de la invención comprende aproximadamente 20% p/p de PLA y aproximadamente 80% p/p de PBS. Según formas de realización adicionales, la lámina biodegradable de la invención comprende aproximadamente 20% p/p de PLA, aproximadamente 40% p/p de PBS y aproximadamente 40% p/p de CF de Novamont. Según formas de realización adicionales, la lámina biodegradable de la invención comprende aproximadamente 33% p/p de PLA, aproximadamente 33% p/p de PBS y aproximadamente 33% p/p de Ecoflex.

Según otras formas de realización, la lámina biodegradable de una capa de la invención consta de aproximadamente 20% p/p de PLA y aproximadamente 80% p/p de PBS. Según formas de realización adicionales, la lámina biodegradable de la invención consiste en aproximadamente 20% p/p de PLA, aproximadamente 40% p/p de PBS y aproximadamente 40% p/p de CF de Novamont. Según formas de realización adicionales, la lámina biodegradable de la invención consiste en aproximadamente 33% p/p de PLA, aproximadamente 33% p/p de PBS y aproximadamente 33% p/p de Ecoflex.

Según otras formas de realización, la lámina biodegradable multicapa de la invención comprende las siguientes tres capas, en donde la capa 2 está intercalada entre las capas 1 y 3 de modo que las capas 1 y 3 estén en el exterior de la lámina, en contacto directo con la atmósfera exterior, mientras que la capa 2 se sitúa entre ellas:

Capa 1: que comprende aproximadamente 33,3% p/p de PLA, 33,3% p/p de PBS y 33,3% p/p de Ecoflex;

Capa 2: que comprende aproximadamente 100% p/p de PHA; y

Capa 3: que comprende aproximadamente 33,3% p/p de PLA, 33,3% p/p de PBS y 33,3% p/p de Ecoflex.

Según otras formas de realización, la lámina biodegradable multicapa de la invención comprende las siguientes tres capas:

Capa 1: que comprende aproximadamente 33,3% p/p de PLA, 33,3% p/p de PBSA y 33,3% p/p de PBAT;

Capa 2: que comprende aproximadamente 100% p/p de PBAT; y

Capa 3: que comprende aproximadamente 33,3% p/p de PLA, 33,3% p/p de PBSA y 33,3% p/p de PBAT.

Según otras formas de realización, la lámina biodegradable multicapa de la invención consta de las siguientes tres capas:

Capa 1: que consta de aproximadamente 33,3% p/p de PLA, 33,3% p/p de PBS y 33,3% p/p de Ecoflex;

Capa 2: que consta de aproximadamente 100% p/p de PHA; y

Capa 3: que consta de aproximadamente 33,3% p/p de PLA, 33,3% p/p de PBS y 33,3% p/p de Ecoflex.

Capa 1: que consta de aproximadamente 33,3% p/p de PLA, 33,3% p/p de PBSA y 33,3% p/p de PBAT;

Capa 2: que consta de aproximadamente 100% p/p de PBAT; y

Capa 3: que consta de aproximadamente 33,3% p/p de PLA, 33,3% p/p de PBSA y 33,3% p/p de PBAT.

Según otras formas de realización, la lámina biodegradable monocapa consta de aproximadamente 75% de PBSA y aproximadamente 25% de PLA. Según algunas formas de realización, la lámina biodegradable multicapa de la invención consta de las siguientes tres, cinco o más capas. Según algunas formas de realización, las capas externas constan de aproximadamente 25% p/p de PLA y aproximadamente 75% p/p de PBSA. Según algunas formas de realización, la capa de PVOH se incluye como capa central, intercalada entre las capas de polímero biodegradable y cualquier capa de nanocompuesto existente. Según algunas formas de realización, se incluye al menos una capa que consta de polímeros 100% biodegradables, por ejemplo, PBSA. Según algunas formas de realización, la lámina biodegradable incluye al menos una capa interna que consta de PBSA y aproximadamente 10-15 % p/p de nanoarcillas. Según algunas formas de realización, la lámina biodegradable incluye al menos una capa interna que consta de PBSA y aproximadamente 5-10% p/p de nanoarcillas. Según algunas formas de realización, la lámina biodegradable incluye al menos una capa interna que consta de PBSA y aproximadamente 0-5% p/p de nanoarcillas. Según algunas formas de realización, la lámina biodegradable incluye al menos una capa interna que consta de PBSA y aproximadamente 15-20% de nanoarcillas. Según algunas formas de realización, la lámina biodegradable incluye al menos una capa interna que consta de PBSA y aproximadamente 20-25% p/p de nanoarcillas. Según formas de realización adicionales, PBSA se puede reemplazar con cualquier mezcla de polímero biodegradable apropiada. Según algunas formas de realización, la lámina biodegradable incluye al menos una capa interna que consta de las siguientes tres capas:

Capa 1: que consta de aproximadamente 25% p/p de PLA y aproximadamente 75% p/p de PBSA;

Capa 2: que consta de aproximadamente 100% p/p de PBSA; y

Capa 3: que consta de aproximadamente 25% p/p de PLA y aproximadamente 75% p/p de PBSA.

Capa 1: que consta de aproximadamente 75% p/p de PLA y aproximadamente 25% p/p de PBSA;

Capa 2: que consta de aproximadamente 100% p/p de PBSA; y

Capa 3: que consta de aproximadamente 75% p/p de PLA y aproximadamente 25% p/p de PBSA.

Según una forma de realización, el espesor de las tres capas es el mismo.

Según otras formas de realización, la lámina biodegradable multicapa de la invención consta de las siguientes cinco capas:

Capa 2: que consta de aproximadamente 100% p/p de PBSA;

Capa 3: que consta de aproximadamente 40% p/p de PVOH injertado con 60% de PBSA;

Capa 4: que consta de aproximadamente 100% p/p de PBSA; y

Capa 5: que consta de aproximadamente 25% p/p de PLA y aproximadamente 75% p/p de PBSA.

Según una forma de realización, el espesor de las capas 1 y 5 es de aproximadamente 30% del espesor total de la lámina, y el espesor de las capas 2 y 4 es de aproximadamente 15% del espesor total de la lámina y el espesor de la capa 3 es de aproximadamente 10% de la lámina total.

Capa 2: que consta de aproximadamente 98-85% de PBSA y aproximadamente 2-15% p/p de nanoarcillas;

Capa 4: que consta de aproximadamente 98-85% de PBSA y aproximadamente 2-15% p/p de nanoarcillas;

Capa 5: que consta de aproximadamente 25% p/p de PLA y de aproximadamente 75% p/p de PBSA.

Capa 2: que consta de aproximadamente 40% p/p de PVOH, o EVOH injertado con 60% de PBSA;

Capa 3: que consta de aproximadamente 98-85% de PBSA y aproximadamente 2-15% p/p de nanoarcillas;

Capa 4: que consta de aproximadamente 40% p/p de PVOH o EVOH injertado con 60% de PBSA;

Capa 2: que consta de aproximadamente 39,75% p/p de PVOH o EVOH, en donde cada uno de los PVOH o EVOH se injerta con 0,5% de anhídrido maleico (MAH) y el 59,75% de PBS o p Bs A;

Capa 4: que consta de aproximadamente 39,75% p/p de PVOH o EVOH, en donde cada uno de PVOH o EVOH se injerta con 0,5% de anhídrido maleico (MAH) y 59,75% de PBS;

Capa 2: que consta de aproximadamente 39,75% p/p de PVOH o EVOH, en donde cada uno de PVOH o EVOH se injerta con 0,5% de anhídrido maleico (MAH) y 59,75% de PBS o PBSA;

Capa 4: que consta de aproximadamente 39,75% p/p de PVOH o EVOH, en donde cada uno de los PVOH o EVOH se injerta con 0,5% de anhídrido maleico (MAH) y 59,75% de PBS o PBSA;

la capa 5: que consta de aproximadamente 25% p/p de PLA y aproximadamente 75% p/p de PBSA.

Capa 1: que consta de aproximadamente 25% p/p de PLA, aproximadamente 55% p/p de PBSA y aproximadamente 20% de PBS;

Capa 2: que consta de aproximadamente 99,5% p/p de PVOH o EVOH, en donde cada uno de los PVOH o EVOH se injerta con anhídrido maleico (MAH);

Capa 4: que consta de aproximadamente 99,5% p/p de PVOH o EVOH, en donde cada uno de los PVOH o EVOH se injerta con anhídrido maleico (MAH);

Capa 5: que consta de aproximadamente 25% p/p de PLA, aproximadamente 55% p/p de PBSA y aproximadamente 20% de PBS;

Capa 3: que consta de aproximadamente 98-85% de PBSA y aproximadamente 2-15% p/p de nanoarcillas; Capa 4: que consta de aproximadamente 99,5% p/p de PVOH o EVOH, en donde cada uno de los PVOH o EVOH se injerta con anhídrido maleico (MAH);

Capa 2: que consta de aproximadamente 5-45% p/p de PBSA, aproximadamente 50-75% p/p de PLA y aproximadamente 5-20% p/p de almidón;

Capa 3: que consta de aproximadamente 98-85% de PBSA o PBS y aproximadamente 2-15% p/p de nanoarcillas; Capa 4: que consta de aproximadamente 5-45% p/p de PBSA, aproximadamente 50-75% p/p de PLA y aproximadamente 5-20% p/p de almidón;

Capa 5: que consta de aproximadamente 25% p/p de PLA y aproximadamente 75% p/p de PBSA;

Capa 4: que consta de aproximadamente 5-45% p/p de PBSA, aproximadamente 50-75% p/p de PLA y aproximadamente 5-20% p/p de almidón;

Capa 2: que consta de aproximadamente 5-41% p/p de PBSA, aproximadamente 46-69% p/p de PLA, aproximadamente 5-18% p/p de almidón y captadores de oxígeno

Capa 4: que consta de aproximadamente 5-41% p/p de PBSA, aproximadamente 46-69% p/p de PLA, aproximadamente 5-18% p/p de almidón y captadores de oxígeno

Según formas de realización adicionales, la lámina biodegradable multicapa de la invención comprende la siguiente estructura asimétrica de tres capas, en la que la capa 2 está intercalada entre las capas 1 y 3 de modo que la capa 1 es la capa de contacto directo con alimentos o líquidos, y la capa 3 está en contacto con la atmósfera exterior: Capa 1: que consta de aproximadamente 5-40% p/p de PCL y la parte restante 60%-95% consta de aproximadamente tres cuartos (75%) p/p de PBS o PBSA y un cuarto (25%) p/p de PLA;

Capa 2: que consta de aproximadamente 100% p/p de PBSA; y

Según otras formas de realización, la lámina biodegradable multicapa de la invención consta de la siguiente estructura asimétrica de cuatro capas:

Capa 1: que consta de aproximadamente 5-40% p/p de PCL y la parte restante 60%-95% consta de aproximadamente tres cuartos (75%) p/p de PBS o PBSA y un cuarto (25%) p/p de PLA;

Capa 2: que consta de aproximadamente 25% p/p de PLA y aproximadamente 75% p/p de PBSA.

Capa 3: que consta de aproximadamente 40% p/p de PVOH y aproximadamente 60% de PBSA;

Capa 4: que consta de aproximadamente 25% p/p de PLA y aproximadamente 75% p/p de PBSA.

Capa 2: que consta de aproximadamente 99,5% p/p de PVOH o EVOH, en donde cada uno de los PVOH o EVOH se reticula con anhídrido maleico (MAH) y se injerta a 0,5% p/p de PBSA o PBS;

Capa 4: que consta de aproximadamente 99,5% p/p de PVOH o EVOH, en donde cada uno de los PVOH o EVOH se reticula con anhídrido maleico (MAH) y se injerta a 0,5 % p/p de PBSA o PBS; y

Capa 5: que consta de 5-40% p/p de PCL y la otra parte polimérica consta de aproximadamente 75% p/p de PBS o PBSA y 25% p/p de PLA.

Capa 1: que consta de aproximadamente 5-40% p/p de PCL y la otra parte polimérica consta de aproximadamente 75% p/p de PBS o PBSA y 25% p/p de PLA;

Capa 2: que consta de aproximadamente 99,5-80% p/p de PVOH o EVOH, en donde cada uno de los PVOH o EVOH se reticula con anhídrido maleico (MAH) y se injerta a 0,5-20% p/p de PBSA o PBS;

Capa 4: que consta de aproximadamente 99,5-80% p/p de PVOH o EVOH, en donde cada uno de los PVOH o EVOH se reticula con anhídrido maleico (MAH) y se injerta a 0,5-20% p/p de PBSA o PBS; y

Capa 2: que consta de aproximadamente 95-90% p/p de PVOH o EVOH, en donde cada uno de los PVOH o EVOH se reticula con anhídrido maleico (MAH) y se injerta a 5-10% p/p de PBSA o PBS;

Capa 4: que consta de aproximadamente 95-90% p/p de PVOH o EVOH, en donde cada uno de los PVOH o EVOH se reticula con anhídrido maleico (MAH) y se injerta a 5-10% p/p de PBSA o PBS; y

Aunque en la presente memoria se proporcionan ejemplos específicos de láminas de una capa, tres capas, cuatro capas y cinco capas, las formas de realización de la invención se refieren a láminas biodegradables que incluyen cualquier número posible de capas.

Según otra forma de realización, las composiciones biodegradables de esta invención son adecuadas para el moldeo por inyección. El moldeo por inyección se usa según esta invención para preparar cualquier forma apropiada, que incluye un medio para retirar líquido de un recipiente de bebida, tal como un pico, una pajita, una abertura cubierta por una tapa. Las propiedades físicas y mecánicas del material biodegradable moldeado por inyección de acuerdo con esta invención son las siguientes:

Gravedad específica 1,0-1,5 ASTM D792

Caudal volumétrico de la masa fundida (190°C/2,16 kg) [cm3/10 min] 3,0 - 8,0 ASTM D1238

Caudal másico de la masa fundida (190°C/2,16 kg) [g/10 min] 4,0 - 9,0 ASTM D1238 Resistencia a la rotura por tracción, (MPa) 30 - 50 ASTM D882

Módulo de tracción, (MPa) 800 - 1.200 ASTM D882

Alargamiento por tracción, % 200 - 400 ASTM D882

Según algunas formas de realización de la invención, la composición biodegradable que se moldea por inyección se prepara a partir del 75% de PBSA y el 25% de PLA. Las propiedades físicas y mecánicas de esta composición son las siguientes:

Gravedad específica 1,25 ASTM D792

Caudal volumétrico de la masa fundida (1902C/2,16 kg) [cm3/10 min] 3,9 ASTM D1238

Caudal másico de la masa fundida (190°C/2,16 kg) [g/10 min] 4,2 ASTM D1238

Resistencia a la rotura por tracción, (MPa) 32 ASTM D882

Módulo de tracción, (MPa) 894 ASTM D882

Alargamiento por tracción, % 339 ASTM D882

La lámina biodegradable de la invención se puede utilizar para cualquier aplicación que requiera dicha lámina. Según una forma de realización, la lámina biodegradable de la invención se usa en la preparación de un recipiente para líquidos, que incluyen agua, bebidas, alimentos y materia alimentaria líquida.

Según otra forma de realización, las láminas biodegradables se componen de dos capas laminadas. La primera capa es una capa interna, realizada en PLA de 10-50 g de espesor que está en contacto con el líquido. La segunda capa es una capa externa, realizada en almidón de 50-150 g de espesor que se expone al aire. Ambas capas están unidas entre sí mediante una capa adhesiva, cuyo peso es inferior al 1% del peso total de las capas laminadas. Esta combinación es única, debido al hecho de que la lámina laminada es suficientemente impermeable para contener líquidos, al mismo tiempo que es suficientemente flexible para permitir una producción eficaz y cómoda de envases en forma de bolsa pequeña. Según otra forma de realización, la lámina biodegradable, que es altamente flexible y transparente y es adecuada para transportar líquidos, está realizada en ácido poliláctico (PLA) mezclado con poliésteres biodegradables adicionales, tales como: succinato de polibutileno (PBS), adipato-succinato de polibutileno (PBSA), poli(adipato-co-tereftalato) de tetrametileno (PTAT), mezclas de almidón termoplástico.

Según algunas formas de realización, la lámina biodegradable, que es muy flexible y transparente y adecuada para transportar líquidos, comprende policaprolactona (PCL) y uno o más de ácido poliláctico (PLA), succinato de polibutileno (PBS), adipato-succinato de polibutileno (PBSA).

Los ácidos polilácticos incluyen poli(ácido L-láctico), cuyas unidades estructurales son ácido L-láctico; poli(ácido D-láctico), cuyas unidades estructurales son el ácido D-láctico; poli(ácido DL-láctico) que es un copolímero de ácido L-láctico y ácido D-láctico; y cualquier mezcla de los mismos.

Las diferentes combinaciones de los polímeros mencionados anteriormente deben combinarse en masa fundida usando una extrusora de doble husillo. Las mezclas de polímeros se extruyen en forma de hebras para formar gránulos. Los gránulos contienen una mezcla física (combinación) de los diferentes polímeros utilizados. A continuación, las mezclas se extruyen en una extrusora de película fundida o por soplado para obtener películas u láminas. Para aumentar la barrera de las películas y láminas, pueden obtenerse laminados metalizados de los polímeros descritos anteriormente usando una película de aluminio o deposición de vapor de aluminio.

Ejemplos

Ejemplo 1: Láminas biodegradables que comprenden PCL

Como se describe a continuación, PBS y PBSA adquiridos en Mitsubishi (Japón) se denominan PBSm y PBSAm, respectivamente; PBS y PBSA adquiridos en Showa Denko (Japón) se denominan PBS y PBSA, respectivamente, PCL se adquirió en Perstorp (Suecia), oli-D,L-lactida y (P(D,L-LA)), (amorfo) se adquirieron en Natureworks (EE. UU.; PVOH se adquirió en Nippon (Japón ); PBAT se adquirió en BASF (Alemania); Los agentes de reticulación MDI y BudMA se adquirieron en Sigma; PCL2000-dMA se sintetizaron en el laboratorio, ACHN se adquirió en Sigma.

1. Se prepararon compuestos biodegradables con PCL, PBS y opcionalmente PLA, sin o con un iniciador [1,1'-azobis (ciclohexanocarbonitrilo) (ACHN) al 1%] y uno de los agentes de reticulación [oligo PCL 2000 patentado polimerizado con dimetacrilato (dMA) al 1% o el butil-dMA (Bu-dMA) al 1% disponible comercialmente]. Los agentes de reticulación se incrustaron en el concentrado que se añadió al compuesto.

2. Los compuestos que contenían PCL se sometieron a ensayo para determinar sus propiedades de absorción de agua.

3. Se sometió a ensayo un compuesto basado en PBS-PLA con PCL.

Se sometieron a ensayo las películas biodegradables para determinar sus propiedades de sellado, mecánicas y de permeabilidad.

Se preparó un primer conjunto de compuestos poliméricos basados en PCL según la siguiente tabla:

Se prepararon películas bicapa según la siguiente estructura:

* Compuesto A (véase la lámina I)

Se preparó un segundo conjunto de compuestos poliméricos basados en PCL según la siguiente tabla:

Se prepararon películas bicapa según la siguiente estructura:

* Compuesto A (véase la Lámina I)

1. Se realizaron ensayos de DSC en películas de PCL en lugar de compuestos que contenían PCL.

2. El ensayo WVTR se midió usando un medidor de permeabilidad al agua TNO/PIRA o MOCON WVTR.

Fabricación de láminas

Lámina I se utilizó como la Capa 1 en la fabricación de las láminas bicapa descritas a continuación. Se preparó una lámina biodegradable de PLA/PBSA de tres capas, que constaba de 25% p/p de PLA, 75% p/p de PBSA, de la siguiente manera:

A. Etapa de formación de compuestos por extrusión en masa fundida:

1. Se secaron 100 g de PLA y 300 g de PBSA durante la noche a una temperatura de 50°C al vacío;

2. Los polímeros secos se mezclaron en seco y se colocaron en una extrusora PRISM de doble husillo.

3. Los polímeros se extruyeron en masa fundida en el mezclador PRISM ajustado al siguiente perfil:

i) perfil de temperatura: 170-175-180-185-1902C (la boquilla se ajustó a 190°C);

ii) velocidad de husillo: 250 rpm; y

iii) presión: 15-25 bar.

B. Etapa de coextrusión por colada:

1. Los materiales extruidos en masa fundida, que constaban de 400 gr de compuesto PLA/PBSA (compuesto A) para cada una de las capas externas en las extrusoras A y C, y 200 g de PBSA para la capa interna en la extrusora B, se secaron durante la noche a una temperatura de 50°C al vacío en un secador SHINI SCD 160U-120H;

2. El material se colocó en una línea de coextrusión Collin y se ajustó al siguiente perfil:

Extrusora A) adaptador a 190-200-220°C - 200°C; bloque de alimentación a 220°C; boquilla a 210°C; velocidad de husillo a 80 rpm.

Extrusora B) adaptador a 190-220-230°C - 200°C; bloque de alimentación a 230°C; boquilla a 230°C; velocidad de husillo a 45 rpm.

Extrusora C) adaptador a 190-200-220°C - 200°C; bloque de alimentación a 220°C; boquilla a 210°C; velocidad de husillo a 80 rpm.

Presión de cabeza 50 bar.

En algunos casos, solo se usó PBSm como una lámina de una sola capa.

Lámina II. Se preparó una lámina biodegradable de dos capas mediante coextrusión del compuesto A (Lámina n° 1) y el compuesto a base de PCL, que constaba de aproximadamente 19,0% p/p de PLA, 56,0% p/p de PBS y 25,0% p/p de PCL ("PCL 1") que se preparó de la siguiente manera:

A. Etapa de formación de compuestos por extrusión en masa fundida:

1. Se secaron 190 g de PLA, 560 g de PBS y 250 g de PCL durante la noche a una temperatura de 40°C en un secador desecante SHINI SCD-160U-120H;

El intervalo posible de compuesto basado en PCL incluye: PCL 5-50% p/p, PBS 0-70% p/p, PBSA 0-80% y PLA 0-30%, y más específicamente, PCL 5-40% p/p, PBS 30-60% p/p, PBSA 20-40% y PLA 20-30%.

2. Los polímeros secos se mezclaron en seco y se colocaron en una extrusora Collin de doble husillo;

3. Los polímeros se extruyeron en masa fundida en la extrusora ajustada al siguiente perfil:

1. perfil de temperatura: 160-175-180-185-190°C (la boquilla de ajustó a 190°C);

2. velocidad de husillo: 200 rpm; y

3. presión: 15-25 bar.

B. Etapa de coextrusión por colada:

1. Los compuestos extruidos en masa fundida (A y compuesto basado en PCL) se secaron durante la noche a una temperatura de 40°C en un secador desecante;

2. Los compuestos, 1 kg de compuesto A y 1 kg de compuesto hidrófobo se colocaron en una coextrusora Collin ajustada al siguiente perfil:

1. adaptador a 160-180-185°C - 185°C; bloque de alimentación a 185°C; boquilla a 185°C;

2. velocidad de husillo: 80 rpm; y presión de cabeza 50 bar.

La lámina de dos capas n° II consta de las dos siguientes capas:

Capa 1 (30 micrómetros): que consta de aproximadamente 75% p/p de PBSA y aproximadamente 25% p/p de PLA; y Capa 2 (30 micrómetros): que consta de aproximadamente 19% p/p de PLA, 56% p/p de PBS y aproximadamente 25% p/p de PCL (PCL4 o PCL8).

Lámina "PCL 12" comprende la Capa 2 con PLA (L PLA) y PBSs; Lámina "PCL 14A" comprende la Capa 2 con PLA (L PLA) y PBSm. Lámina "PCL 14B" comprende PBSm como Capa 1 y Capa 2 con PLA (L PLA) y PBSm.

Lámina III: Se preparó una lámina biodegradable de dos capas mediante coextrusión del compuesto A (Lámina n° I) y el compuesto basado en PCL, que constaba de aproximadamente 19,0% p/p de PBSA, 56,0% p/p de PBS y 25,0% p/p de PCL, que se preparó de la siguiente manera:

A. Etapa de formación de compuesto por extrusión en masa fundida:

1. Se secaron 190 g de PBSA, 560 g de PBS y 250 g de PCL durante la noche a una temperatura de 40°C en un secador desecante SHINI SCD-160U-120H;

i. perfil de temperatura: 160-175-180-185-190°C (la boquilla de ajustó a 190°C);

ii. velocidad de husillo: 200 rpm; y

iii. presión: 15-25 bar.

B. Etapa de coextrusión por colada:

3. adaptador a 160-180-185°C - 185°C; bloque de alimentación a 185°C; boquilla a 185°C;

4. velocidad de husillo: 80 rpm; y presión de cabeza 50 bar.

Lámina de dos capas n° III consta de las siguientes dos capas:

Capa 1 (30 micrómetros): que consta de aproximadamente 75% p/p de PBSA y aproximadamente 25% p/p de PLA; y Capa 2 (30 micrómetros): que consta de aproximadamente 19% p/p de PBSA, 56% p/p de PBS y aproximadamente 25% p/p de PCL (PCL1 o PCL2).

Lámina "PCL 10" comprende la Capa 2 con PBS y PBSA; Lámina "PCL 11" comprende la Capa 2 con PBSm y PBSAm; Lámina IV: Se preparó una lámina biodegradable de dos capas mediante coextrusión del compuesto A (Lámina n° I) y el compuesto hidrófobo, que constaba de aproximadamente 19,0% p/p de P(D,L-LA) amorfo, 56,0% p/p de PBS y 25,0% p/p de PCL, que se preparó de la siguiente manera:

A. Etapa de formación de compuesto por extrusión en masa fundida:

1. Se secaron 190 g de P(D,L-LA), 560 g de PBS y 250 g de PCL durante la noche a una temperatura de 40°C en un secador desecante SHINI SCD-160U-120H;

i. perfil de temperatura: 160-175-180-185-19023C (la boquilla de ajustó a 190°C);

ii. velocidad de husillo: 200 rpm; y

iii. presión: 15-25 bar.

B. Etapa de coextrusión por colada:

1. Los compuestos extruidos en masa fundida (A y basado en PCL) se secaron durante la noche a una temperatura de 40°C en un secador desecante;

2. Los compuestos, 1 kg de compuesto A y 1 kg de compuesto basado en PCL se colocaron en una coextrusora Collin con el siguiente perfil:

i. adaptador a 160-180-185°C - 185°C; bloque de alimentación a 185°C; boquilla a 185°C;

ii. velocidad de husillo: 80 rpm; y presión de cabeza a 50 bar.

La lámina de dos capas n° IV consta de las siguientes dos capas:

Capa 1 (30 micrómetros): que consta de aproximadamente 75% p/p de PBSA y aproximadamente 25% p/p de PLA; y Capa 2 (30 micrómetros): que consta de aproximadamente 19% p/p de P(D,L-LA), 56% p/p de PBS y aproximadamente 25% p/p de PCL (PCL5 o PCL9).

Lámina "PCL 13" comprende la Capa 2 con PLA (D,L PLA) y PBS; Lámina "PCL 15" comprende la Capa 2 con PLA (D,L PLA) y PBSm.

El siguiente procedimiento describe el método utilizado para producir compuestos basados en PCL con un agente de reticulación. En particular, compuestos y láminas con policaprolactona [PCL 25%], succinato de polibutileno [PBS; 56%] y 19% de ácido poliláctico [PLA] o adipato-succinato de polibutileno [PBSA] con agente de reticulación [1% de diisocianato de metilendifenilo (MDI, Sigma, St. Louis, MO) o diacrilato de butilo (Bu-dMA; Sigma, St Louis, MO) 1% u oligo PCL 2000 sintetizado por TlPA modificado con dimetacrilato o diacrilato (PCL-2000-dMA o PCL-2000-dA) al 1%].

Los PCL2000-dMA o PCL2000-dA se produjeron de acuerdo con un procedimiento bien establecido, que se describe brevemente en el siguiente protocolo; Se secó un oligómero de PCL 2000 di-OH y se hizo reaccionar con cloruro de metacriloílo o con cloruro de acriloílo, durante 24 horas. La reacción de acilación se produjo en un medio básico, utilizando trietilamina (TEA) a temperatura ambiente. Después de la reacción, el oligómero de PCL2000-dMA o PCL2000-dA se recristalizó para purificarlo y se secó mediante un horno de vacío.

A continuación, se elaboró un concentrado de 75% de agente de reticulación, con 25% de PCL de alto peso molecular mediante disolución tanto del polímero como del agente de reticulación en tolueno, que luego se evaporó. Otra técnica es formar un compuesto para producir el concentrado. Se preparó un concentrado similar para el dimetacrilato de 1,4- butanodiol (Bu-MA). Se usó diisocianato de 4,4'-metilendifenilo (MDI) sin tratamiento adicional.

Láminas V, VI, VII. Se prepararon láminas biodegradables de dos capas usando coextrusión del compuesto A (Lámina n° I) y el compuesto hidrófobo, que constaban de aproximadamente 19,0% p/p de PBSA, 56,0% p/p de PBS y 24,0% p/p de PCL, y 1,0 % de agente de reticulación que se prepararon como se describe a continuación.

A. Etapa de formación de compuesto por extrusión en masa fundida:

1. Se secaron los polímeros durante la noche a una temperatura de 40°C en un secador desecante SHINI SCD-160U-120H;

2. Se mezclaron en seco 190 g de PBSA, 560 g de PBS y 250 g de PCL y se colocaron en una extrusora de doble husillo;

ii. velocidad de husillo: 200 rpm; y

iii. presión: 15-25 bar.

B. Etapa de coextrusión por colada:

2. Los compuestos, 1 kg de compuesto A y 1 kg de compuesto basado en PCL con MDI al 1% como extensor de cadena/agentes de reticulación se colocaron en una coextrusora Collin ajustada al siguiente perfil:

i. adaptador a 160-190-200°C - 200°C; bloque de alimentación a 200°C; boquilla a 195°C;

ii. velocidad de husillo: 80 rpm; y presión de cabeza 50 bar.

Las láminas de dos capas nos V-VII constan de las siguientes dos capas:

Capa 1 (30 micrómetros): que consta de aproximadamente 75% p/p de PBSA y aproximadamente 25% p/p de PLA; y Capa 2 (30 micrómetros): que consta de aproximadamente 19% p/p de PBSA, 56% p/p de PBS, 24% p/p de PCL y 1% de MDI (PCL16).

De manera similar, la Capa 2 consta de aproximadamente 19% p/p de PBSA, 56% p/p de PBS, 24% p/p de PCL y 1% de PCL2000-dA (75% en concentrado de PCL) (PCL 17).

De manera similar, la Capa 2 consta de aproximadamente 19% p/p de PBSA, 56% p/p de PBS, 24% p/p de PCL y 1% de Bu-dMA (75% en concentrado de PCL) (PCL 18).

Las láminas que comprenden PHA como primer polímero se preparan de la siguiente manera:

PHA1: Se preparó una lámina biodegradable de tres capas mediante coextrusión de un compuesto hidrófobo, que constaba de aproximadamente 75,0% p/p de PBSA y 25,0% p/p de PHA, que se preparó de la siguiente manera. A. Etapa de formación de compuesto por extrusión en masa fundida:

1. Se secaron 750 g de PBSA y 250 g de PHA durante la noche a una temperatura de 40°C en un secador desecante SHINI SCD-160U-120H;

2. Los polímeros secos se mezclaron en seco y se colocaron en una extrusora de doble husillo;

ii. velocidad de husillo: 200 rpm; y

iii. presión: 15-25 bar.

B. Etapa de coextrusión por colada:

1. El compuesto basado en PHA extruido en masa fundida se secó durante la noche a una temperatura de 40°C en un secador desecante;

2. El compuesto, 1,0 kg de compuesto basado en PHA y 0,5 PBAT se colocaron en una coextrusora Collin ajustada al siguiente perfil:

ii. velocidad de husillo: 80 rpm; y presión de cabeza a 50 bar.

La lámina de tres capas n° VIII consta de las siguientes tres capas:

Las capas 1 y 3 (20 micrómetros cada una): que constan de aproximadamente 75,0% p/p de PBSA y 25,0% p/p de PHA; y la Capa 2 (20 micrómetros): PBAT.

PHA2: Se preparó una lámina biodegradable de tres capas mediante coextrusión de un compuesto hidrófobo, que constaba de aproximadamente 75,0% p/p de PHA y 25,0% p/p de PCL, que se preparó de la siguiente manera. A. Etapa de formación de compuesto por extrusión en masa fundida:

1. Se secaron 750 g de PHA y 250 g de PCL durante la noche a una temperatura de 40°C en un secador desecante SHINI SCD-160U-120H;

i. perfil de temperatura: 160-175-180-185-1902C (la boquilla de ajustó a 1902C);

ii. velocidad de husillo: 200 rpm; y

iii. presión: 15-25 bar.

B. Etapa de coextrusión por colada:

1. El compuesto basado en PHA-PCL extruido en masa fundida se secó durante la noche a una temperatura de 40°C en un secador desecante;

2. El compuesto, el compuesto basado en PHA-PCL y PBAT se colocaron en una coextrusora Collin ajustada al siguiente perfil:

ii. velocidad de husillo: 80 rpm; y presión de cabeza a 50 bar.

La lámina de tres capas n° 9 consta de las siguientes tres capas:

Las capas 1 y 3 (20 micrómetros cada una): que constan de aproximadamente 75,0% p/p de PHA y 25,0% p/p de PCL; y la Capa 2 (20 micrómetros): PBAT.

PHA3: Se preparó una lámina biodegradable de tres capas mediante coextrusión de un compuesto hidrófobo, que constaba de aproximadamente PHA y PBAT, que se preparó de la siguiente manera.

Etapa de coextrusión por colada:

2. El compuesto basado en PHA y PBAT se colocó en una coextrusora Collin ajustada al siguiente perfil:

ii. velocidad de husillo: 80 rpm; y presión de cabeza a 50 bar.

La lámina de tres capas n° 10 consta de las siguientes tres capas:

Las capas 1 y 3 (20 micrómetros cada una): PHA; y la Capa 2 (20 micrómetros): PBAT.

3. Medición de los resultados:

A. Se realizó un análisis DSC utilizando un dispositivo DSC 4000 Perkin Elmer, según la norma ASTM D3418 temperaturas de transición y entalpías de fusión y cristalización de polímeros mediante calorimetría diferencial de barrido.

B. La cristalinidad del polímero se midió utilizando un difractómetro de rayos X D8 Advance de Bruker AXS.

C. La medición de la WVTR se realizó utilizando un dispositivo MOCON WVTR según la norma ASTM F1249 método de ensayo estándar para la tasa de transmisión de vapor de agua a través de película plástica y láminas usando un sensor infrarrojo modulado

D. La resistencia del sellado se evaluó con el dispositivo de sellado térmico HST-H3 de Lab-think, según la norma ASTM F2029 prácticas estándar para la fabricación de sellos térmicos para la determinación de la termosellabilidad de bandas flexibles como se mide por resistencia del sellado, y usando el dispositivo de ensayo de tracción LR10K plus, de LLYOD instruments

E. Los parámetros mecánicos se evaluaron utilizando el dispositivo de ensayo de tracción LR10K plus, de LLYOD instruments, según la norma ASTM D882 para las propiedades de tracción de láminas de plástico delgadas.

Resultados

1. Calorimetría diferencial de barrido (DSC) sobre compuestos poliméricos

El análisis de calorimetría diferencial de barrido (DSC) se utilizó como herramienta tanto para la estimación del desplazamiento de la temperatura de transición vítrea (Tg) como para cada polímero en su temperatura de fusión específica (Tm) la estimación de su porcentaje de cristalinidad (%Xc). Los resultados se muestran en las tablas 1a y 1b.

Tabla 1a: Resumen del análisis DSC, la Tg, Tm y %Xc para polímeros comerciales.

La Tabla 1b: Resumen del análisis DSC, la Tg, Tm y %Xc para los compuestos descritos en la presente memoria.

El desplazamiento de la Tg se está utilizando para identificar la homogeneidad de la matriz, es decir, en la medida en que se obtiene de las Tg de base hacia su media aritmética ponderada, más homogéneo es el compuesto polimérico. El puente térmico se define como un puente entre la alta diferencia de los puntos de fusión de PLA (+ 160C) y PCL (+ 60C).

La Figura 6 presenta un termograma de calorimetría diferencial de barrido (DSC) para un compuesto polimérico que contiene PCL, PBS y PLA. Cada polímero se caracteriza por su punto de fusión único (Tm) en el que la PCL tiene una Tm = 65°C, el PBS Tm = 119°C y el PLA Tm = 154°C. La temperatura de transición vitrea (Tg) para el polímero puro es para la PCL Tg = - 60°C, el PBS Tg = - 30°C y el PLA Tg = 60°C (datos no mostrados). A medida que se produce un compuesto polimérico homogéneo, la Tg se desplaza para el compuesto a - 31 °C.

Cuando estos polímeros se procesan por extrusión, una vez que la masa fundida se enfría rápidamente (inactiva) cuando sale de la matriz, el polímero tiende a separarse en fases. La separación de fases puede producir fallas mecánicas y parámetros de permeabilidad inaceptables, debido a las diferencias de la película polimérica en diferentes regiones.

El puente térmico actúa como una interfase térmica y permite la fusión mutua de estos polímeros. Por lo tanto, la composición final del polímero es más homogénea, con una menor o ninguna separación de fases.

2. Cristalinidad mediante XRD

La cristalinidad de los compuestos poliméricos se midió usando un difractómetro de rayos X D8 Advance de Bruker AXS, y el cálculo del grado relativo de cristalinidad se llevó a cabo según la ecuación del grado de cristalinidad como se ha descrito previamente en (Shujun W., Jinglin Y., and Wenyuan G., Use of X-ray Diffractometry (XRD) for Identification of Fritillaria according to Geographical Origin, American Journal of Biochemistry and Biotechnology, 2005; 1 (4): 207-211) y es de la siguiente manera:

Xc = Ac/(Ac+Aa)

en donde:

Xc = se refiere al grado de cristalinidad

Ac = se refiere al área cristalizada en el difractograma de rayos X

Aa = se refiere al área amorfa en el difractograma de rayos X

Tabla 2: % de cristalinidad medido mediante XRD de los componentes y compuestos individuales.

Tabla 2

A partir de los datos de XRD, podemos decir que las calidades "a" de PBS y PBSA son mejores que las calidades "b" para mezclar el compuesto polimérico y permitir una cristalinidad mejorada.

3. En la Tabla 3 se presentan los resultados de WVTR de las láminas descritas en la presente memoria.

Tabla 3

A partir de los resultados de WVTR, los diferentes PBS y PBSA contribuyen a diferentes propiedades barrera.

La mejor barrera se logra cuando se incluye PLA en la matriz.

El MDI como extensor de cadena reduce la barrera al agua.

4. Propiedades de termosellado:

La Tabla 4 muestra la ventana (intervalo) de temperaturas de sellado para las láminas generadas.

Tabla 4

5. Propiedades mecánicas

La Tabla 5a presenta las propiedades mecánicas en la dirección de la máquina de la película.

Tabla 5a

La Tabla 5b presenta las propiedades mecánicas en la dirección transversal a la máquina (DT).

Tabla 5b

A partir de las propiedades mecánicas de las películas, se observa que se logra un alto módulo de elasticidad para todas las composiciones, con y sin PLA. Los agentes de reticulación añadidos contribuyen principalmente a una mayor deformación a la rotura.

Conclusiones

A partir del análisis DSC, el puente térmico actúa como interfase térmica y permite la fusión mutua de estos polímeros. Por lo tanto, la composición polimérica final es más homogénea, con una menor o ninguna separación de fases. A partir de los datos de XRD, las calidades "a" de PBS y PBSA son mejores para mezclar el compuesto polimérico y permitir una cristalinidad mejorada del polímero.

A partir de los resultados de WVTR, las calidades "a" de PBS y PBSA contribuyen a mejores propiedades barrera. La mejor barrera se logra cuando se incluye PLA en la matriz. El MDI como extensor de cadena reduce la barrera al agua.

A partir de las propiedades de sellado, la máxima ventana de temperatura de sellado se logra para los compuestos que contienen PLA y sobre todo para el P(D,L-LA) amorfo. Los agentes de reticulación limitan la ventana de sellado a una ventana demasiado estrecha.

A partir de las propiedades mecánicas de las películas, se logra un alto módulo de elasticidad para todas las composiciones, con y sin PLA. Los agentes de reticulación añadidos contribuyen principalmente a una mayor deformación a la rotura.

Ejemplo 2: láminas biodegradables de una sola capa

Todas las láminas de una sola capa citadas en la presente memoria tenían un espesor de 15-120 micrómetros. Lámina n° 1: Se preparó una lámina biodegradable de una sola capa que constaba de 33,3% p/p de PLA, 33,3% p/p de PBS y 33,3% p/p de Ecoflex, de la siguiente manera:

A. Etapa de formación de compuesto por extrusión en masa fundida:

1. se secaron 166,7 g de PLA, 166,7 g de PBS y 166,7 g de Ecoflex durante la noche a una temperatura de 50°C al vacío;

2. los polímeros secos se mezclaron en seco y se colocaron en una extrusora PRISM de doble husillo;

3. los polímeros se extruyeron en masa fundida en la extrusora PRISM ajustada al siguiente perfil:

ii) velocidad de husillo: 250 rpm; y

iii) presión: 15-25 bar.

B. Etapa de extrusión por colada:

1. el material extruido en masa fundida se secó durante la noche a una temperatura de 50°C al vacío;

2. el material se coloca en una extrusora Randcastle Extrusora ajustada al siguiente perfil:

i) adaptador a 170-180-190°C - 180°C; bloque de alimentación a 185°C; boquilla a 185°C;

ii) velocidad del husillo: 80 rpm; y

i¡¡) presión de cabeza 590 bar.

Las propiedades físicas medidas de la Lámina n° 1 fueron las siguientes: la tensión a la carga máxima fue de 25 Mpa, la deformación a la rotura fue del 415% y el módulo de Young fue de 679 Mpa.

Lámina n° 2: se preparó una lámina biodegradable de una sola capa que constaba de 20% p/p de PLA y 80% p/p de PBS, utilizando el mismo procedimiento descrito anteriormente para la Lámina n° 1, en donde las cantidades de los polímeros utilizados fueron 100 g de PLA y 400gr de PBS. Las propiedades físicas medidas de la Lámina n° 2 fueron las siguientes: la tensión a la carga máxima fue de 47 Mpa, la deformación a la rotura fue de 731% y el módulo de Young fue de 569 Mpa.

Lámina n° 3: se preparó una lámina biodegradable de una sola capa que constaba de 20% p/p de PLA, 40% p/p de PBS y 40% de Novamont CF, utilizando el mismo procedimiento descrito anteriormente para la Lámina n° 1, en donde las cantidades de los polímeros utilizados fueron 100 g de PLA, 200 g de PBS y 200 g de Novamont. Las propiedades físicas medidas de la Lámina n° 3 fueron las siguientes: la tensión a la carga máxima fue de 33 Mpa, la deformación a la rotura fue de 579% y el módulo de Young fue de 603 Mpa.

Lámina n° 4: se preparó una lámina biodegradable de una sola capa que constaba de 60% p/p de PLA y 40% p/p de PBS, utilizando el mismo procedimiento descrito anteriormente para la Lámina n° 1, en donde las cantidades de los polímeros utilizados fueron 300 g de PLA y 200 g de PBS. Las propiedades físicas medidas de la Lámina n° 4 fueron las siguientes: la tensión a la carga máxima fue de 40 Mpa, la deformación a la rotura fue de 240% y el módulo de Young fue de 1.274 Mpa.

Lámina n° 5: se preparó una lámina biodegradable de una sola capa que constaba de 55% p/p de PLA y 45% p/p de PBS, utilizando el mismo procedimiento descrito anteriormente para la Lámina n° 1, en donde las cantidades de los polímeros utilizados fueron 275 g de PLA y 225 g de PBS. Las propiedades físicas medidas de la Lámina n° 5 fueron las siguientes: la tensión a la carga máxima fue de 45 Mpa, la deformación a la rotura fue de 4% y el módulo de Young fue de 1.414 Mpa.

Como es evidente por sus propiedades físicas, como se ha detallado anteriormente, las láminas n° 1-3 son láminas biodegradables de una capa ventajosas según esta invención. Además, como se detalló anteriormente, aunque la composición de las láminas n° 4 y n° 5 es muy similar, difieren mucho en sus propiedades físicas, particularmente en su deformación a la rotura. Por lo tanto, es obvio que es necesario realizar muchos experimentos para alcanzar las propiedades físicas deseadas.

Ejemplo 3: láminas biodegradables de tres capas

Todas las láminas biodegradables de tres capas citadas en la presente memoria tenían un espesor de 100 micrómetros.

Lámina n° 6: se preparó una lámina biodegradable de tres capas según el mismo procedimiento descrito anteriormente para la lámina n° 1, en donde el peso de cada capa constituía un tercio del peso de la lámina final. La lámina de tres capas n° 6 constaba de las siguientes tres capas:

Capa 1: 33,3% p/p de PLA, 33,3% p/p de PBS y 33,3% p/p de Ecoflex

Capa 2: 100% p/p de PHA

Capa 3: 33,3% p/p PLA, 33,3% p/p de PBS y 33,3% p/p de Ecoflex

Las propiedades físicas medidas de la Lámina n° 6 fueron las siguientes: la tensión a la carga máxima fue de 20 Mpa, la deformación a la rotura fue de 558% y el módulo de Young fue de 675 Mpa.

Lámina n° 7: se preparó una lámina biodegradable de tres capas según el mismo procedimiento descrito anteriormente para la Lámina n° 1, en donde el peso de cada capa constituía un tercio del peso de la lámina final. La lámina de tres capas n° 7 constaba de las siguientes tres capas:

Capa 1: 33,3% p/p de PLA, 33,3% p/p de PBSA y 33,3% p/p de PBAT

Capa 2: 100% p/p de PBAT

Capa 3: 33,3% p/p PLA, 33,3% p/p de PBSA y 33,3% p/p de PBAT

Las propiedades físicas medidas de la Lámina n° 7 fueron las siguientes: la tensión a la carga máxima fue de 30 Mpa, la deformación a la rotura fue de 618% y el módulo de Young fue de 391 Mpa.

Lámina n° 8: se preparó una lámina biodegradable de tres capas según el mismo procedimiento descrito anteriormente para la Lámina n° 1, en donde el peso de cada capa constituía un tercio del peso de la lámina final. La lámina de tres capas n° 8 constaba de las siguientes tres capas:

Capa 1: 100% p/p de PBS

Capa 2: 60% p/p de PLA y 40% p/p de PBS

Capa 3: 100% p/p de PBS

Las propiedades físicas medidas de la Lámina n° 8 fueron las siguientes: la tensión a la carga máxima fue de 44 Mpa, la deformación a la rotura fue de 4,1% y el módulo de Young fue de 1.374 Mpa.

Lámina n° 9: se preparó una lámina biodegradable de tres capas según el mismo procedimiento descrito anteriormente para la Lámina n° 1, en donde el peso de cada capa constituía un tercio del peso de la lámina final. La lámina de tres capas n° 9 constaba de las siguientes tres capas:

Capa 1: 100% p/p de Ecoflex

Capa 2: 50% p/p de PLA y 50% p/p de PBAT

Capa 3: 100% p/p de Ecoflex

Las propiedades físicas medidas de la Lámina n° 9 fueron las siguientes: la tensión a la carga máxima fue de 38 Mpa, la deformación a la rotura fue de 559% y el módulo de Young fue de 837 Mpa.

Como es evidente a partir de sus propiedades físicas, como se ha detallado anteriormente, las láminas n° 6-7 son láminas biodegradables de tres capas ventajosas según esta invención.

En todas las láminas anteriores, la Capa 2 está intercalada entre las capas 1 y 3 de modo que las capas 1 y 3 están en el exterior de la lámina biodegradable de tres capas y tienen contacto con la atmósfera exterior y la capa 2 se coloca entre ellas para que no entre en contacto con la atmósfera exterior.

Ejemplo 4: Fabricación de láminas multicapa de referencia

Se produjeron las láminas n° 1 a n° 9 para ensayos comparativos.

Etapa de formación de compuesto por extrusión reactiva en masa fundida: se secaron 37,5 kg de PBS y 25 kg de PVOH en un secador SHINI SCD-160U-120H, durante 8 horas antes de su uso. Los polímeros secos se mezclaron en seco y se mezclaron con 100,0 gramos de anhídrido maleico (MAH) y 50,2 gramos de azobisisobutironitrilo (AIBN). La mezcla se colocó en una extrusora PILOT de doble husillo a una temperatura de 150-190°C, una velocidad de husillo de 300-450 RPM y una presión de 20-45 bar. Por lo tanto, se produjo un compuesto injertado con MAH, y ligeramente reticulado con PBS que también se injertó con el MAH. Este compuesto se denomina en la presente memoria PVOH-g-PBS. El compuesto PVOH-g-PBS se granuló y se secó antes de cualquier procedimiento. El PVOH-g-PBS se utilizó como capa central en láminas de tres capas o como las capas dos y cuatro en láminas de cinco capas, utilizando una extrusora de coextrusión por colada, como se detalla a continuación.

Etapa de coextrusión por colada:

1. Los materiales extruidos en masa fundida se secaron durante la noche a una temperatura de 50°C en un secador Shini SCD 160U-120H;

2. El material se colocó en líneas de coextrusión Collin y se ajustó al siguiente perfil:

Presión de cabeza 50 bar.

El polímero en masa fundida se coextruyó en colectores multicapa y una boquilla de película, y se recogió usando rodillos de presión. Las siguientes láminas de varias capas se produjeron utilizando el dispositivo que se detalla a más adelante:

Lámina n° 1: una película biodegradable de tres capas con oxígeno higroscópico y un compuesto barrera a agua: Las capas 1 y 3 de la Lámina n° 1 se prepararon a partir de un compuesto de PBSA/PLA que tenía 75/25% p/p de los dos polímeros, respectivamente, se prepararon usando una extrusora de polímeros mezclando en seco los diferentes polímeros y combinando los polímeros en masa fundida para formar un compuesto.

La capa intermedia (capa 2) de la Lámina n° 1 se preparó a partir del compuesto PVOH-g-PBS, que se produjo como se ha detallado anteriormente. La lámina de polímero de tres capas final se produjo según la etapa de coextrusión por colada, como se ha detallado anteriormente.

Las propiedades físicas medidas de la Lámina n° 1 fueron las siguientes: la resistencia a la rotura por tracción fue de 26 Mpa, la deformación a la rotura fue de 136% y el módulo de Young fue de 770 Mpa.

Lámina n° 2: una película biodegradable de tres capas con oxígeno higroscópico y un compuesto barrera al agua:

Las capas 1 y 3 de la Lámina n° 2 se prepararon a partir de un compuesto de PBSA/PLA que tenía 75/25% p/p de los dos polímeros, respectivamente, que se produjeron de manera similar a las capas 1 y 3 de la Lámina n° 1, como se ha detallado anteriormente. La Lámina n° 2 comprende además una capa intermedia (capa 2) preparada a partir de un compuesto de PVOH que no se trató más. La lámina de polímero final se produjo según la etapa de coextrusión por colada, como se ha detallado anteriormente.

Las propiedades físicas medidas de la Lámina n° 2 fueron las siguientes: la resistencia a la rotura por tracción fue de 28 Mpa, la deformación a la rotura fue de 139% y el módulo de Young fue de 1263 Mpa.

Lámina n° 3: una película de tres capas, que comprendía las capas 1 y 3 de compuesto de PBSA/PLA con 75/25% p/p, se produjo de manera similar al procedimiento detallado para la Lámina de n° 1, y una capa intermedia (capa 2) que se preparó a partir de un compuesto de PBS. La lámina polimérica final se produjo según la etapa de coextrusión por colada, como se ha detallado anteriormente.

Las propiedades físicas medidas de Lámina n° 3 fueron de la siguiente manera: resistencia a la rotura por tracción fue de 33 Mpa, la deformación a la rotura fue de 214% y el módulo de Young fue de 619 Mpa.

Lámina n° 4: una película de tres capas, en la que las capas 1 y 3 se prepararon a partir de un compuesto de PBSA/PLA con una relación de 75/25% p/p de los dos polímeros, respectivamente, y una capa intermedia (capa 2) que se preparó a partir de un compuesto de PBS. La lámina polimérica final se produjo según la etapa de coextrusión por colada, como se ha detallado anteriormente.

Las propiedades físicas medidas de la Lámina n° 4 fueron las siguientes: la resistencia a la rotura por tracción fue de 28 Mpa, la deformación a la rotura fue de 203% y el módulo de Young fue de 426 Mpa.

Lámina n° 5: una película de cinco capas, en la que las capas 1 y 5 se prepararon a partir de un compuesto de PBSA/PLA con una relación de polímeros de 75/25% p/p, respectivamente, que se prepararon de manera similar a las capas 1 y 3 de la Lámina n° 1. Las capas 2, 3 y 4 de la Lámina n° 5 se prepararon a partir de un compuesto de PVOH-g-PBS, preparado mediante el mismo procedimiento descrito anteriormente con respecto a la capa 2 de la Lámina n° 1.

Las propiedades físicas medidas de la Lámina n° 5 fueron las siguientes: la resistencia a la rotura por tracción fue de 34 Mpa, la deformación a la rotura fue de 100% y el módulo de Young fue de 1.009 Mpa.

Lámina n° 6: película biodegradable de cinco capas con oxígeno higroscópico y compuesto barrera al agua.

Una película de cinco capas, en la que las capas 1 y 5 se prepararon a partir de un compuesto de PBSA/PLA con una relación de polímeros de 75/25% p/p, respectivamente, que se produjeron de manera similar a las capas 1 y 3 de la Lámina n° 1. Las capas 2 y 4 de la lámina n° 6 se prepararon a partir de un compuesto de PVOH-g-PBS que se preparó mediante el mismo procedimiento descrito anteriormente para la Lámina n° 1. La capa 3 de la Lámina n° 6 se preparó a partir de un compuesto de PVOH sin tratamiento adicional. La lámina polimérica final se produjo según la etapa de coextrusión por colada, como se ha detallado anteriormente.

Las propiedades físicas medidas de la Lámina n° 6 fueron las siguientes: la resistencia a la rotura por tracción fue de 42 Mpa, la deformación a la rotura fue de 160% y el módulo de Young fue de 1.509 Mpa.

Lámina n° 7: una película de cinco capas, en la que las capas 1 y 5 se prepararon a partir del compuesto de PBSA/PLA con una relación de polímeros de 75/25% p/p, respectivamente, que se produjeron de manera similar a las capas 1 y 3 de Lámina n° 1. Las capas 2 y 4 se prepararon a partir de un compuesto de PBSA/PLA con una relación de polímeros de 75/25% p/p, respectivamente, y la capa intermedia (capa 3) se preparó a partir de un compuesto de PVOH sin tratamiento adicional. La lámina polimérica final se produjo según la etapa de coextrusión por colada, como se ha detallado anteriormente.

Las propiedades físicas medidas de la Lámina n° 7 fueron las siguientes: la resistencia a la rotura por tracción fue de 38 Mpa, la deformación a la rotura fue de 197% y el módulo de Young fue de 1.430 Mpa.

Lámina n° 8: una película de cinco capas, en la que las capas 1 y 5 se prepararon a partir de un compuesto de PBSA/PLA con una relación de polímeros de 75/25% p/p, respectivamente, que se produjeron de manera similar a las capas 1 y 3 de la Lámina n° 1. Las capas 2, y 4 de la Lámina 8 se prepararon a partir de un compuesto de PVOH-g-PBS, mediante el mismo procedimiento descrito anteriormente para la Lámina n° 1. La capa 3 de la Lámina n° 8 se preparó a partir de un compuesto de PBS, sin tratamiento adicional. La lámina polimérica final se produjo según la etapa de coextrusión por colada, como se ha detallado anteriormente.

Las propiedades físicas medidas de la Lámina n° 8 fueron las siguientes: la resistencia a la rotura por tracción fue de 33 Mpa, la deformación a la rotura fue de 53% y el módulo de Young fue de 700 Mpa.

Lámina n° 9: una película de cinco capas, en la que las capas 1 y 5 se prepararon a partir de un compuesto de PBSA/PLA con una relación de polímeros de 75/25% p/p, respectivamente, que se produjeron de manera similar a las capas 1 y 3 de la Lámina n° 1. Las capas 2 y 4 de la Lámina n° 9 se prepararon a partir de un compuesto de PVOH-g PBS, y la capa intermedia de la Lámina n° 9, capa 3, se preparó a partir de un compuesto de PBSA, sin tratamiento adicional. La lámina polimérica final se produjo según la etapa de coextrusión por colada, como se ha detallado anteriormente.

Las propiedades físicas medidas de la Lámina n° 9 fueron las siguientes: la resistencia a la rotura por tracción fue de 23 Mpa, la deformación a la rotura fue de 180% y el módulo de Young fue de 603 Mpa.

Ejemplo 5: Láminas biodegradables de cinco capas

Todas las láminas de cinco capas (n° 10 a n° 12) que se describen a continuación eran de aproximadamente 100 micrómetros de espesor. En todos los siguientes ejemplos, la "capa de unión" se refiere a un adhesivo disponible comercialmente que sirve como capa de unión.

Lámina n° 10: se preparó una lámina biodegradable de cinco capas según el procedimiento descrito anteriormente para la Lámina n° 1, en donde el peso de cada capa se definió como su funcionalidad de la lámina final. La lámina de cinco capas n° 10 constaba de las siguientes capas:

Capas 1 y 5, cada una es 35% del espesor total y constan de 20% p/p de PLA, 55% p/p de PBS y 25% p/p de PCL; Capas 2 y 4, cada una es 8% del espesor total y constan de 100% p/p de capa de unión; y

Capa 3 es 13% del espesor total y consta de 100% p/p de PVOH.

Las propiedades físicas medidas de la Lámina n° 10 fueron las siguientes: la tensión a la carga máxima fue de 22 Mpa, la deformación a la rotura fue de 72% y el módulo de Young fue de 1.300 Mpa.

Las propiedades barrera de la lámina n° 10 fueron las siguientes:

Propiedades barrera

WVTR [g/(m2^ d)j 125,0 ASTM E96

OTR [cm3/(m2^ b a r ) j <0,02 ASTM D3985

Lámina n° 11: se preparó una lámina biodegradable de cinco capas según el procedimiento descrito anteriormente para la Lámina n° 1, en donde el peso de cada capa se definió como su funcionalidad de la lámina final. La lámina de cinco capas n° 11 constaba de las siguientes capas:

Capas 1 y 5, cada una es 35% del espesor total y constan de 20% p/p de PBSA, el 55% p/p de PBS y el 25% p/p de PCL;

Capas 2 y 4, cada una es 8% del espesor total y constan de 100% p/p de la capa de unión; y

Capa 3 es 13% del espesor total y consta de 100% p/p de PVOH.

Las propiedades físicas medidas de Lámina n° 11 fueron los siguientes: la tensión a la carga máxima fue de 17 MPa, la deformación a la rotura fue de 25% y el módulo de Young fue de 600 Mpa.

Lámina n° 12: se preparó una lámina biodegradable de cinco capas según el procedimiento descrito anteriormente para la Lámina n° 1, en donde el peso de cada capa se definió como su funcionalidad de la lámina final. La Lámina de cinco capas n° 12 constaba de las siguientes tres capas:

Capas 1 y 5, cada una es 35% del espesor total y constan de 20% p/p de PLA, 55% p/p de PBS y 25% p/p de PCL; Capas 2 y 4, cada una es 8% del espesor total y constan de 20% p/p de PLA, 50% p/p de PBS y 30% p/p de PCL; y Capa 3 es 13% del espesor total y consta de 70% p/p de PVOH y 30% de PCL.

Las propiedades físicas medidas de la Lámina n° 12 fueron los siguientes: la tensión a la carga máxima fue de 16 MPa, la deformación a la rotura fue de 20% y el módulo de Young fue de 1.400 Mpa.

Como es evidente a partir de sus propiedades físicas, como se ha detallado anteriormente, las láminas n° 10-12 son láminas biodegradables de cinco capas ventajosas de acuerdo con esta invención.

En todas las láminas anteriores, las capas 2, 3 y 4 están intercaladas entre las capas 1 y 5 de modo que las capas 1 y 5 están en el exterior de la lámina biodegradable de cinco capas y tienen contacto con la atmósfera exterior o el alimento/líquido, y las capas 2, 3 y 4 se sitúan entre ellas y no entran en contacto con la atmósfera exterior o con los alimentos/líquidos.

Todas las láminas anteriores se prepararon para termosellado, y el tratamiento y la evaluación de los datos de resistencia del termosellado con el fin de determinar la capacidad de termosellado de materiales de barrera flexible. La práctica se limita al sellado con una máquina que emplea mordazas de barra caliente, con temperatura, presión y tiempo de sellado controlados. La estructura, el espesor y la composición de la película influyen significativamente en la capacidad de termosellado. Todas las películas presentadas demostraron un amplio intervalo de temperaturas de sellado, con el resultado de una resistente fuerza del termosellado, en el intervalo de 11,2 a 37,2 N/25 mm. Los resultados del termosellado se muestran en la Tabla 6, donde se da un intervalo de temperatura de 80°C a 140°C. Tabla 6 Carga de termosellado a intervalo de temperatura.

El análisis se realizó según la norma ASTM F2029 - 08 Prácticas estándar para la fabricación de termosellados para la determinación de la capacidad de termosellado de bandas flexibles medida mediante la fuerza del sellado.

Ejemplo 6: propiedades físicas, mecánicas, térmicas y de barrera de las láminas biodegradables monocapa, de tres capas y de cinco capas.

Las láminas n° 13 a n° 16 se proporcionan como ejemplos comparativos.

Lámina n° 13: Se preparó una lámina biodegradable monocapa que constaba de 25% p/p de PLA y 75% p/p de PBSA mediante el mismo procedimiento descrito anteriormente para la Lámina n° 1, en donde las cantidades de los polímeros usados fueron 125 g de PLA y 375 g de PBS. Las propiedades físicas, mecánicas, térmicas y de barrera medidas en la Lámina n° 13 fueron las siguientes:

Propiedades físicas

Gravedad específica 1,25 ASTM D792

Caudal volumétrico de la masa fundida (190°C/2,16 kg) [cm3/10 min] 3,9 ASTM D1238

Caudal másico de la masa fundida (190°C/2,16 kg) [g/10 min] 4,2 ASTM D1238 Propiedades mecánicas

Resistencia a la rotura por tracción, (MPa) 32 ASTM D882

Módulo de tracción, (MPa) 894 ASTM D882 Alargamiento por tracción, % 339 ASTM D882

Impacto Izod con entalla, (J/m) 536 ASTM D256 Propiedades térmicas

Temperatura de distorsión térmica HDT [°C/18,5 kg/cm2] 45 ASTM D648 Propiedades barrera

OTR (transmitancia de oxígeno desde la botella) 0,3 cm3/envase/día

Lámina n° 14: se preparó una lámina biodegradable de tres capas según el procedimiento descrito anteriormente para la Lámina n° 1, en donde el peso de cada capa constituía un tercio del peso de la lámina final. La Lámina n° 14 de tres capas constaba de las siguientes tres capas:

Capa 1, que constaba de aproximadamente 25% p/p de PLA y aproximadamente 75% p/p de PBSA;

Capa 2, que constaba de aproximadamente 100% p/p de PBSA; y

Capa 3, que constaba de aproximadamente 25% p/p de PLA y aproximadamente 75% p/p de PBSA.

Las propiedades físicas, mecánicas y de barrera medidas de la Lámina n° 14 fueron las siguientes:

Propiedades físicas

transmitancia de luz (%) 88

Propiedades mecánicas

Resistencia a la rotura por tracción, DM (MPa) 24 ASTM D882

Resistencia a la rotura por tracción, DT (MPa) 22 ASTM D882

Módulo de tracción, DM (MPa) 527 ASTM D882

Módulo de tracción, DT (MPa) 392 ASTM D882

Alargamiento por tracción, DM (%) 319 ASTM D882

Alargamiento por tracción, DT (%) 463 ASTM D882

Propiedades barrera

WVTR [transmitancia de agua, g/(m2^ d)j 48,4 ASTM E96

OTR [cm3/(m2^ b a r) ] 54,1 ASTM D3985

Lámina n° 15: se preparó una lámina biodegradable de cinco capas según el procedimiento descrito anteriormente para la Lámina n° 1, en donde el espesor de cada una de las capas 1 y 5 constituía aproximadamente el 30% del espesor total, el espesor de cada una de las capas 2 y 4 constituía aproximadamente 15% del espesor de la lámina final, y el espesor de la capa 3 constituía aproximadamente 10% del espesor de la lámina final. Se observa que, como los materiales tienen aproximadamente la misma densidad, la relación en peso es aproximadamente la misma que la relación de espesor. La lámina de cinco capas n° 15 constaba de las siguientes cinco capas:

Capa 2, que constaba de aproximadamente 100% p/p de PBSA;

Capa 3, que constaba de aproximadamente el 100% p/p de PVOH;

Capa 4, que constaba de aproximadamente 100% p/p de PBSA; y

Capa 5: que constaba de aproximadamente 25% p/p de PLA y aproximadamente 75% p/p de PBSA.

Las propiedades físicas, mecánicas y de barrera medidas de la lámina n° 15 fueron las siguientes:

Propiedades físicas

transmitancia de luz (%) 88

Propiedades mecánicas

Resistencia a la rotura por tracción, DM (MPa) 32 ASTM D882

Resistencia a la rotura por tracción, DT (MPa) 27 ASTM D882

Módulo de tracción, DM (MPa) 464 ASTM D882

Módulo de tracción, DT (MPa) 596 ASTM D882 Alargamiento por tracción, DM (%) 687 ASTM D882

Alargamiento por tracción, DT (%) 447 ASTM D882

Propiedades barrera

WVTR [transmitancia de agua, g/(m2^ d)] 57,0 ASTM E96

OTR [cm3/(m2^ b a r) ] 2,2 ASTM D3985

Lámina n° 16: Se preparó una lámina biodegradable de cinco capas según el procedimiento descrito anteriormente para la Lámina n° 1, en donde el espesor de cada una de las capas 1 y 5 constituía aproximadamente 30% del espesor total, el espesor de cada una de las capas 2 y 4 constituía aproximadamente 15% del espesor de la lámina final, y el espesor de la capa de 3 constituía aproximadamente 10% del espesor de la lamina final. Cabe señalar que, como los materiales tienen aproximadamente la misma densidad, la relación en peso es aproximadamente la misma que la relación de espesor. La lámina de cinco capas n° 16 constaba de las siguientes cinco capas:

Capa 2, que constaba de PBSA y aproximadamente 20% p/p de nanocaolín;

Capa 3, que constaba de aproximadamente 100% p/p de PVOH;

Capa 4, que constaba de PBSA y aproximadamente 20% p/p de nanocaolín; y

Capa 5: que constaba de aproximadamente 25% p/p de PLA y aproximadamente 75% p/p de PBSA. Las propiedades barrera de la lámina n° 16 fueron las siguientes:

Propiedades barrera

WVTR [transmitancia de agua, g/(m2^ d)] 30,0 ASTM E96

OTR [cm3/(m2^ b a r) ] 2,0 ASTM D3985

Como es evidente a partir de los resultados anteriores, la adición de PVOH a la lámina biodegradable redujo la OTR y la adición adicional de nanoarcillas redujo la WVTR.

Ejemplo 7: Biodegradabilidad

Lámina n° 17: Se preparó una lámina biodegradable de tres capas según el procedimiento descrito anteriormente para la Lámina n° 1, en donde el peso de cada capa constituía un tercio del peso de la lámina final. La Lámina n° 17 de tres capas constaba de las siguientes tres capas:

Capa 1, que constaba de aproximadamente 75% p/p de PLA y aproximadamente 25% p/p de PBSA;

Capa 2, que constaba de aproximadamente 100% p/p de PBSA; y

Capa 3, que constaba de aproximadamente 75% p/p de PLA y aproximadamente 25% p/p de PBSA.

Según la norma ISO 14855-2, el material de referencia utilizado fue celulosa microcristalina. El gráfico presentado en la Figura 1 muestra el grado de degradación porcentual de la Lámina n° 17 (columnas N1 y N2) en comparación con las láminas de referencia (columnas N3 y N4). Aparte de la lámina en las columnas N1 y N2 y la celulosa microcristalina en las columnas N3 y N4, las columnas se llenaron con compost. A lo largo de este ensayo, la temperatura de las columnas se mantuvo a 58°C.

Ejemplo 8: propiedades mecánicas de las láminas descritas.

Tablas 7a-c: Resumen de las propiedades mecánicas para las láminas poliméricas multicapa.

Tabla 7a

Tabla 7b

Tabla 7c

Las tablas 7a-c demuestran las propiedades mecánicas de las láminas poliméricas multicapa (láminas n° 1 a n° 12, como se ha detallado anteriormente). Mientras que la resistencia a la tracción (22-42 MPa) sigue siendo similar para todas las composiciones, el módulo de tracción disminuye con el uso de PVOH-g-PBS, lo que hace que las películas finales sean más flexibles. Se observa que la Tabla 1 y los resultados anteriores resumen las propiedades mecánicas de las películas, basadas en el promedio de cinco muestras de cada película. Cabe señalar que al incrustar el compuesto de PVOH, el módulo de tracción es superior a 1.200 MPa, lo que hace que la película polimérica sea frágil. Cuando se usa el compuesto de PVOH-g-PBS, hay solamente una pequeña disminución de la resistencia a la tracción, el alargamiento a la tracción se mantiene alto, y el módulo de tracción disminuye a 600-1.000 MPa, lo que hace que la película sea más flexible y menos rígida.

Con el fin de demostrar los beneficios de la capa de PVOH-g-PBS, que actúa tanto como capa de unión (actuando para inhibir la separación de las diversas capas de la película) y como capa barrera, el análisis mediante microscopio electrónico (SEM) se realizó utilizando secciones de láminas de polímero, que se revistieron por pulverización catódica con Pd/Au durante 60 segundos. Las muestras se analizaron utilizando el microscopio electrónico de barrido de alta resolución Sirion FEI. Los resultados se presentan en las figuras 2A y 2B, en donde la Figura 2A es una micrografía de la Lámina n° 7 del Ejemplo 5 y la Figura 2B es una micrografía de la Lámina n° 5 del Ejemplo 5. Como se ha detallado anteriormente, la capa intermedia de la Lámina n° 7 es un compuesto de PVOH, mientras que la capa intermedia de la Lámina n° 5 es un compuesto de PVOH-g-PBS. Como se muestra en las figuras 2A y 2B, la Lámina

n° 7 demostró la delaminación de la película seca, mientras que la Lámina n° 5 no demostró delaminación de la película

seca. Otros resultados han demostrado que la capa de PVOH-g PBS evita la delaminación tanto en condiciones secas

como húmedas.

Ejemplo 9: medición de la tasa de transmisión de oxígeno (OTR)

La medición de la tasa de transmisión de oxígeno (OTR) se realizó según la norma ASTM D3985-05 (201O)el: Método

de ensayo estándar para la tasa de transmisión de gas de oxígeno a través de películas plásticas y láminas usando

un sensor culombimétrico (MOCON OXYGEN PERMEABILITY METER, OXTrAn ). La tasa de transmisión de vapor de agua (WVTR) se midió usando un medidor de permeabilidad al agua TNO/PIRA. Las láminas citadas en el Ejemplo

6 son las mismas láminas citadas en el Ejemplo 5.

Lámina 1: El valor de OTR para un espesor de película de 60 micrómetros fue de 256 [cm3/(m2^ b a r) ] a 25°C.

El valor de WVTR para un espesor de película de 60 micrómetros fue de 301 [g/(m2^ d)] al 90% de HR, a 38°C.

Lámina 2: El valor de OTR para un espesor de película de 60 micrómetros fue de 0,082 [cm3/(m2^ b a r) ] a 25°C.

El valor de WVTR para un espesor de película de 60 micrómetros fue de 289 [g/(m2^ d)] al 90% de HR, a 38°C.

Lámina 3: El valor de OTR para un espesor de película de 60 micrómetros fue de 487 [cm3/(m2^ b a r) ] a 25°C.

El valor de WVTR para un espesor de película de 60 micrómetros fue de 397 [g/(m2^ d)] al 90% de HR, a 38°C.

Lámina 4: El valor de OTR para un espesor de película de 60 micrómetros fue de 402 [cm3/(m2^ b a r) ] a 25°C.

El valor de WVTR para un espesor de película de 60 micrómetros fue de 432 [g/(m2^ d)] al 90% de HR, a 38°C.

Lámina 5: El valor de OTR para un espesor de película de 60 micrómetros fue de 190 [cm3/(m2^ b a r) ] a 25°C.

El valor de WVTR para un espesor de película de 60 micrómetros fue de 367 [g/(m2^ d)] a una HR del 90%, a 38°C.

Lámina 6: El valor de OTR para un espesor de película de 60 micrómetros fue de 0,409 [cm3/(m2^ b a r) ] a 25°C.

El valor de WVTR para un espesor de película de 60 micrómetros fue de 352 [g/(m2^d)] al 90% de HR, a 38°C.

Lámina 7: El valor de OTR para un espesor de película de 60 micrómetros fue de 0,41 [cm3/(m2^ b a r) ] a 25°C.

El valor de WVTR para un espesor de película de 60 micrómetros fue de 307 [g/(m2^ d)] al 90% de HR, a 38°C.

Lámina 8: el valor de OTR para un espesor de película de 60 micrómetros fue de 374 [cm3/(m2^ b a r) ] a 25°C

El valor de WVTR para un espesor de película de 60 micrómetros fue de 339 [g/(m2^ d)] al 90% de HR, a 38°C.

Lámina 9: El valor de OTR para un espesor de película de 60 micrómetros fue de 329 [cm3/(m2^ b a r) ] a 25°C.

El valor de WVTR para un espesor de película de 60 micrómetros fue de 328 [g/(m2^ d)] al 90% de HR, a 38°C.

Lámina 10: El valor de OTR para un espesor de película de 60 micrómetros fue de < 0,02 [cm3/(m2^ b a r) ] a 25°C.

Lámina 11: El valor de OTR para un

espesor de película de 60 micrómetros fue de < 0,02 [cm3/(m2^ b a r Lámina 12: El valor de OTR para un

espesor de película de 60 micrómetros fue de < 0,02 [cm3/(m2^ b a r La absorción de agua se midió según la norma ASTM D570-98 (2010)e1 método de ensayo estándar para la absorción

de agua de plásticos modificados para películas delgadas. La absorción de agua para la Lámina n° 1 fue de 3,1% con

una desviación típica de 0,5%. Cuando la Lámina n° 2 se sometió a ensayo para determinar la absorción de agua, la película falló debido a la separación de capas y no se pudo medir bajo condiciones de humedad.

Las láminas n° 6 y n° 7 fallaron a las 24 horas de inmersión en agua debido a la separación de las capas. La absorción

de agua para la Lámina n° 5 fue de 8,5% con una desviación típica de 0,8%. La absorción de agua para la lámina n°

8 fue de 4,8% con una desviación típica de 0,5%. Los resultados de las láminas n° 3, n° 4 y n° 9 se detallan en la Tabla

2, a continuación.

A diferencia de las láminas que tienen capas centrales de compuesto de PVOH, las láminas que tienen una capa

central de compuesto de POVH-g-PBS presentan hinchamiento y no delaminación, manteniendo la estructura estable

incluso en condiciones de humedad. Las capas externas de esas películas son polímeros hidrófobos y, por lo tanto, la

capa central interna (de unión) permite una buena interacción entre las capas y evita la delaminación.

Tablas 8a-c: Propiedades de permeabilidad de las láminas poliméricas, OTR y WVTR, y de absorción de agua de las láminas poliméricas.

Tabla 8a

Tabla 8b

Tabla 8c

Las Tablas 8a-c demuestran la OTR y WVTR de las películas multicapa (láminas n° 1 a n° 12). Cabe señalar que la OTR y la WVTR de las películas que comprendían una capa de compuesto de PVOH fueron más bajas que los valores correspondientes de todas las demás láminas y, por lo tanto, dichas láminas son apropiadas para condiciones de humedad. Sin embargo, en el análisis de absorción de agua, las películas que comprendían una capa de compuesto de PVOH fallaron debido al sellado y la delaminación. Las películas que comprendían una capa de compuesto de PVOH-g PBS no sufrieron delaminación y significativamente las propiedades de barrera de las láminas.

Ejemplo 10: Láminas multicapa con barrera

Lámina n° 18: una película biodegradable de tres capas con nanopartículas de arcilla modificadas hidrófobamente como compuesto barrera.

Una película de tres capas, en la que las capas 1 y 3 que se prepararon a partir de un compuesto de PBSA/PLA con una relación de polímeros de 75/25% p/p, respectivamente, se produjeron de manera similar a las capas 1 y 3 de la Lámina n° 1 del Ejemplo 5. La capa 2 se preparó a partir del compuesto de PBSA con nanopartículas de arcilla modificadas en su superficie. La lámina polimérica final se produjo de acuerdo con la etapa de coextrusión por colada, como se ha detallado anteriormente en el Ejemplo 5.

Las nanopartículas de arcilla se procesaron con el fin de adecuarlas a la matriz biodegradable/lámina biodegradable/ película y de garantizar la dispersión homogénea de la nanoarcilla en la masa fundida polimérica preparada durante la producción de las láminas.

Inicialmente, la arcilla se trató en una campana química, para exfoliar las partículas, como se describe a continuación.

Etapa de exfoliación de nanoarcilla: se utilizaron las siguientes nanopartículas de arcilla

Qoisite 30B

Molécula de arcilla exfoliada, en la que T es sebo (~65% de C18, ~30% de C16, ~5% de C14) y el anión es cloruro.

Las partículas de nanoarcilla anteriores se dispersaron inicialmente en 100 ml de tolueno, con 100 microlitros de HCl 1M durante 10 minutos, eliminando cationes, tales como Na+ o Ca2, bajo agitación magnética. Después, las partículas se lavaron tres veces con dimetilformamida (DMF). Se añadieron 100 ml de 3-(dimetilamino)-1-propilamina (DMPA) con 150 ml de DMF.

A continuación, las partículas de arcilla tratadas se modificaron orgánicamente, mediante una molécula de conjugación, como se describe a continuación.

Conjugación de isocianato bifuncional: 10 ml de diisocianato de hexametileno (HDI) se conjugó con DMPA en la superficie de nanopartículas de arcilla. El isocianato HDI libre, reaccionó con los 10 gramos de grupo terminal hidroxilo de PBSA en presencia de octoato estañoso(II) (SnOct):

Octoato estañoso(II) (SnOct)

La lámina polimérica final se produjo según la etapa coextrusión por colada del Ejemplo 5, como se ha detallado anteriormente.

Lámina n° 19: una película biodegradable de tres capas con nanopartículas de arcilla modificadas hidrófobamente para compuesto de barrera.

Una película de tres capas, en la que las capas 1 y 3 que se prepararon a partir de un compuesto de PBSA/PLA con una relación de polímeros de 75/25% p/p, respectivamente, se produjeron de manera similar a las capas 1 y 3 de la Lámina n° 1 (Ejemplo 4), y una capa intermedia que comprendía un compuesto de 40% p/p de concentrado de nanoarcillas combinado con 60% p/p de PBS. La lámina polimérica final se produjo mediante coextrusión por colada, como se ha detallado anteriormente en el Ejemplo 4. Las nanopartículas de arcilla se procesaron para adaptarlas a la matriz biodegradable/lámina biodegradable/película y garantizar la dispersión homogénea de la nanoarcilla en el polímero fundido preparado durante la producción de las láminas.

Inicialmente, la arcilla se trató en una campana química para exfoliar las partículas y se procesó adicionalmente de la siguiente manera:

Nanopartículas de arcilla modificadas hidrófobamente mediante polimerización por apertura de anillo (preparación de concentrado de nanoarcilla)

Se polimerizaron epsilon-caprolactona y L-lactida mediante polimerización por apertura de anillo (ROP). Se introdujeron 100 gramos de Cloisite C30B en un matraz de 1 litro. Se añadieron al matraz 400 gramos de épsiloncaprolactona y 50,8 gramos de L-lactida, para producir un copolímero aleatorio de poli(caprolactona-co-L-lactida) (PCLA) y la mezcla se agitó mecánicamente hasta que toda la arcilla se dispersó por completo. Se añadieron 28,5 gramos de SnOct con 300 ml de DMF y 100 ml de dioxano. El matraz se conectó a un condensador de reflujo y se enfrió hasta 0°C. A continuación, el matraz se calentó a 160°C en un baño de aceite de silicona durante 8 horas con agitación mecánica. Después de la reacción, se añadieron 100 ml de dioxano y la disolución de nanoarcilla con poli(caprolactona-co-L-lactida) (PCLA) se precipitó en un vaso de precipitados con 1.000 ml de éter de petróleo a 40-60°C. La precipitación sólida se recogió y se secó inicialmente en la campana, durante la noche y más tarde en un horno de vacío, para eliminar todos los residuos de disolvente. La precipitación sólida preparada fue un concentrado de nanoarcilla que tenía un 25% p/p de partículas de nanoarcilla. Para que la capa intermedia final de la lámina tuviera un 10% de partículas de nanoarcilla, la capa intermedia se preparó a partir del 40% del concentrado de nanoarcilla y el 60% del polímero biodegradable.

Una mezcla seca con 6,0 kg de PBS y 4,0 kg de concentrado de nanoarcilla-PCLA, preparada como se ha detallado anteriormente, se combinaron usando un mezclador Sigma de doble cuchilla con un husillo de extrusión (meztrusora). El recipiente mezclador se calentó hasta 230°C, y las cuchillas mezclaron los polímeros durante 10 minutos. El husillo y la cabeza de la bomba se calentaron hasta 220°C.

Etapa de coextrusión en masa fundida por colada:

Extrusora B) adaptador a 150-160-180°C - 180°C; bloque de alimentación a 185°C; boquilla a 185°C; velocidad de husillo a 45 rpm.

Presión de cabeza 50 bar.

Las propiedades físicas medidas de la Lámina n° 11 fueron las siguientes: la resistencia a la rotura por tracción fue de 26 Mpa, la deformación a la rotura fue de 190% y el módulo de Young fue de 821 MPa.

Lámina n° 20: una película biodegradable de tres capas con nanopartículas de arcilla modificadas hidrófobamente como compuesto barrera.

Una película de tres capas, en la que las capas 1 y 3 que se prepararon a partir de un compuesto de PBSA/PLA con una relación de polímeros de 75/25% p/p, respectivamente, se produjeron de forma similar a las capas 1 y 3 de la Lámina n° 1 (Ejemplo 4). La capa 2 se preparó a partir de un compuesto de 40% p/p de concentrado de nanoarcilla, preparado mediante el mismo procedimiento descrito anteriormente para la Lámina n° 11, combinado con 60% p/p de PBSA. La lámina de polímero final se produjo de acuerdo con la etapa de coextrusión por colada, como se detalla en el Ejemplo 4. Las nanopartículas de arcilla se procesaron para adaptarlas a la matriz biodegradable/lámina biodegradable/ película, y para garantizar la dispersión homogénea de la nanoarcilla en el polímero en masa fundida preparado durante la producción de las láminas.

Las nanopartículas de arcilla se trataron y se conjugaron con el polímero PCLA como se detalla en la Lámina n° 19.

Las propiedades físicas medidas de la Lámina n° 12 fueron las siguientes: la resistencia a la rotura por tracción fue de 24 MPa, la deformación a la rotura fue de 193% y el módulo de Young fue de 509 MPa.

Lámina n° 21: una película biodegradable de cinco capas con nanopartículas de arcilla modificadas hidrófobamente para compuesto de barrera y barrera higroscópica al oxígeno y al agua.

Una película de cinco capas, en la que las capas 1 y 5 que se prepararon a partir de un compuesto de PBSA/PLA con una relación de polímeros de 75/25% p/p, respectivamente, se produjeron de manera similar a las capas 1 y 3 de la Lámina n° 1 (Ejemplo 4). Las capas 2 y 4 se prepararon a partir de un compuesto de PVOH-g PBS, preparado mediante el mismo procedimiento descrito anteriormente para la Lámina n° 1 (Ejemplo 4). La capa 3 se preparó a partir de un compuesto de concentrado de nanoarcillas al 40% p/p, mediante el mismo procedimiento descrito anteriormente para la Lámina n° 19, en un compuesto con 60% p/p de PBS.

Las propiedades físicas medidas de la Lámina n° 13 fueron las siguientes: la resistencia a la rotura por tracción fue de 30 MPa, la deformación a la rotura fue de 109% y el módulo de Young fue de 623 MPa.

Tablas 9a-c: Resumen de las propiedades mecánicas de las láminas poliméricas multicapa. Los detalles de las láminas n° 3, n° 4 y n° 8 se detallan en el Ejemplo 4 anteriormente mencionado.

Tabla 9a

Tabla 9b

Tabla 9c

Como se muestra en las tablas 9a-c, los materiales compuestos que forman el polímero y el compuesto de nanopartículas de arcilla mejoran las propiedades mecánicas de la lámina, sin disminuir significativamente la resistencia a la tracción (intervalo de 24-33 MPa para todos los compuestos) de la misma. Además, el módulo de tracción aumenta (426-700 para el compuesto sin nanoarcilla-PCLA (NC-PCLA) y 509-821 MPa para el compuesto que contiene NC-PCLA). El resultado es que para una aplicación similar se requiere un espesor de pared más reducido.

Ejemplo 11: OTR y WVTR

La tasa de transmisión de oxígeno (OTR) se midió según la norma ASTM D3985-05(201O)el: Método de ensayo estándar para la tasa de transmisión de gas de oxígeno a través de películas plásticas y láminas usando un sensor culombimétrico. El equipo utilizado fue MOCON OXYGEN PERMEABILITY METER, OXTRAN. La tasa de transmisión de vapor de agua (WVTR) se midió usando un medidor de permeabilidad al agua TNO/PIRA.

Lámina 19: La tasa de transmisión de oxígeno medida (OTR) (ASTM D3985-05(201 O)el).

El valor de OTR para un espesor de película de 60 micrómetros fue de 464 [cm3/(m2^ b a r) ] a 25°C.

El valor de WVTR para un espesor de película de 60 micrómetros fue de 330 [g/(m2^ d)] al 90% de humedad relativa, a 38°C.

Lámina 20: El valor OTR para un espesor de película de 60 micrómetros fue de 544 [cm3/(m2^ b a r) ] a 25°C.

El valor de WVTR para un espesor de película de 60 micrómetros fue de 340 [g/(m2^ d)] al 90% de HR, a 38°C.

Lámina 21: El valor OTR para un espesor de película de 60 micrómetros fue de 282 [cm3/(m2^ b a r) ] a 25°C.

El valor de WVTR para un espesor de película de 60 micrómetros fue de 335 [g/(m2^ d)] al 90% de HR, a 38°C.

Tablas 10 a y b: Propiedades de permeabilidad de las láminas poliméricas multicapa, OTR y WVTR.

Tabla 10a

Tabla 10b

Las tablas 10 a y b resumen la OTR y WVTR de las láminas multicapa. Las nanopartículas de arcilla-PCLA, que actúan como una barrera pasiva, permiten la reducción de la OTR entre aproximadamente 5-25% y la WVTR en aproximadamente 20%, tanto en las láminas de tres capas como en las de cinco capas. Las láminas de cinco capas permiten la combinación de un compuesto de PVOH-g-PBS, que funciona como barrera a oxígeno/agua, captador de oxígeno/agua, y como una capa de unión que es compatible con sus capas vecinas y con la capa central que comprende las partículas de nanoarcilla. Además, dichas películas son estables incluso en condiciones húmedas.

Ejemplo 12: análisis mediante microscopio electrónico de barrido (SEM)

Las partículas de nanoarcilla tratadas con ROP, como se ha detallado anteriormente, se dispersaron de manera homogénea en la matriz polimérica, como se demuestra en la micrografía SEM de la Figura 3, debido a su polimerización superficial única con el polímero PCLA y se preparó una lámina (Lámina n° 20) a partir del mismo, como se ha detallado anteriormente. El polímero de bajo punto de fusión, de 60°C, permite una buena dispersión de las partículas de arcilla conjugadas en la masa fundida polimérica y, por lo tanto, actúa como plastificante. Además, los polímeros formados perpendicularmente a la superficie de la arcilla son poliésteres biodegradables que permiten la degradación completa de las partículas dispersas. La lámina producida que contiene las partículas de nanoarcilla es homogénea y uniforme. Con el fin de generar la micrografía SEM, la lámina de polímero se liofilizó, seccionó y se revistió por pulverización catódica con Pd/Au. Se usó un microscopio electrónico de barrido de resolución extra alta, Magellan 400L, para analizar la dispersión de nanopartículas de arcilla.

Ejemplo 13: tratamientos adicionales de partículas de nanoarcilla

Procedimiento A: Las nanopartículas de arcilla se procesaron con el fin de adaptarlas a la matriz biodegradable/lámina biodegradable/película, y para garantizar la dispersión homogénea de la nanoarcilla en la masa fundida polimérica preparada mientras se producían las láminas.

Las nanopartículas de arcilla se tratan inicialmente con ácido como se describe con respecto a la Lámina n° 10 anterior.

A continuación, las partículas de arcilla tratadas se modifican orgánicamente, utilizando una molécula de conjugación, de la siguiente manera:

Conjugación de una etapa de molécula heterobifuncional: el isocianatopropil-trietoxi-silano (ICN-TES) (20 ml/10 g de NC), se hizo reaccionar con los grupos siloxilo superficiales de la nanoarcilla, durante 36 horas a 80°C en tolueno seco (20 ml) bajo agitación magnética. A continuación, 10 gramos de isocianato se hicieron reaccionar con el grupo terminal hidroxilo, con adición de 0,2 gramos de SnOct a 80°C, durante 4 horas.

isocianatopropil-trietoxi-silano (ICN-TES)

Procedimiento B: Las nanopartículas de arcilla se procesaron con el fin de adaptarlas a la matriz biodegradable/lámina biodegradable/película, y para garantizar la dispersión homogénea de la nanoarcilla en la masa fundida polimérica preparada mientras se producían las láminas.

Las nanopartículas de arcilla se tratan inicialmente con ácido como se describe en la Lámina n° 18 anterior.

A continuación, las partículas de arcilla tratadas se modificaron orgánicamente, utilizando una molécula de conjugación, de la siguiente manera:

Conjugación de una etapa de molécula heterobifuncional: el (3-aminopropil)-trietoxisilano (APTES) (20 ml/10 g de NC) se hizo reaccionar durante 36 horas a 80°C en dioxano seco (20 ml) bajo agitación magnética, se preparó mediante el mismo procedimiento descrito anteriormente para ICN-TES. Después se hizo reaccionar diisocianato de hexametileno (HDI) con APTES en dioxano seco, a 40°C, bajo agitación magnética con 100 microlitros de SnOct. A continuación, el grupo isocianato reaccionó con el grupo terminal hidroxilo del polímero, en presencia del SnOct, a 80°C, durante 4 horas.

(3-aminopropil)-trietoxisilano (APTES) reacciona con el grupo siloxilo superficial de la nanoarcilla

diisocianato de hexametileno (HDI) - reacciona con el grupo amino libre.

Ejemplo 14: Láminas biodegradables de una sola capa

Todas las láminas de una sola capa descritas en la presente memoria tenían un espesor de 50 micrómetros.

Lámina n° 22: Se preparó una lámina biodegradable de una sola capa que constaba de aproximadamente 25,0% p/p de PLA y aproximadamente 75,0% p/p de PBSA, de la siguiente manera:

A. Etapa de formación de compuesto por extrusión en masa fundida:

1. Se secaron 250 g de PLA y 750 g de PBSA durante la noche a una temperatura de 50°C en un secador desecante SHINI SCD-160U-120H;

1. perfil de temperatura: 175-180-185-185-190°C (la boquilla de ajustó a 190°C);

2. velocidad de husillo: 200 rpm; y

3. presión: 15-25 bar.

B. Etapa de coextrusión por colada:

1. Los compuestos extruidos en masa fundida se secaron durante la noche a una temperatura de 40°C en un secador desecante; 2

2. El material se colocó en una extrusora Randcastle ajustada al siguiente perfil:

1. adaptador a 170-180-1852C - 185°C; bloque de alimentación a 185°C; boquilla a 185°C;

2. velocidad de husillo: 80 rpm; y

3. presión de cabeza a 450 bar.

Las propiedades físicas medidas en la Lámina n° 14 fueron las siguientes: la tensión a la carga máxima fue de 23 MPa, la deformación a la rotura fue de 166% y el módulo de Young fue de 899 MPa en la dirección de la máquina de la película (DM) y la tensión a la carga máxima fue de 23 MPa, la deformación a la rotura fue del 44% y el módulo de Young fue de 830 MPa en la dirección transversal a la máquina de la película (DT) (véase la Tabla 11, a continuación). Lámina n° 23: Se preparó una lámina biodegradable de una sola capa que constaba de aproximadamente 20,0% p/p de PLA, 60,0% p/p de PBS y 20,0% p/p de PCL, de la siguiente manera:

A. Etapa de formación de compuesto por extrusión en masa fundida:

1. Se secaron 200 g de PLA, 600 g de PBS y 200 g de PCL durante la noche a una temperatura de 40°C en un secador desecante SHINI SCD-160U-120H;

4. perfil de temperatura: 160-175-180-185-190°C (la boquilla de ajustó a 190°C);

5. velocidad de husillo: 200 rpm; y

6. presión: 15-25 bar.

B. Etapa de coextrusión por colada:

1. Los compuestos extruidos en masa fundida se secaron durante la noche a una temperatura de 40°C en un secador desecante;

4. adaptador a 160-180-185°C - 185°C; bloque de alimentación a 185°C; boquilla a 185°C;

5. velocidad de husillo: 80 rpm; y

6. presión de cabeza a 450 bar.

Las propiedades físicas medidas en la Lámina n° 23 fueron las siguientes: la tensión a la carga máxima fue de 28 MPa, la deformación a la rotura fue de 40% y el módulo de Young fue de 984 MPa en la dirección de la máquina de la película (DM) y la tensión a la carga máxima fue de 23 MPa, la deformación a la rotura fue del 147% y el módulo de Young fue de 666 MPa en la dirección transversal a la máquina de la película (DT) (véase la Tabla 11, a continuación). Lámina n° 24: Se preparó una lámina biodegradable de una sola capa que constaba de aproximadamente 17,5% p/p de PLA y 52,5% p/p de PBS y 30,0% p/p de PCL mediante el mismo procedimiento descrito anteriormente para la Lámina n° 15, en la que las cantidades de los polímeros utilizados fueron 175 g de PLA, 525 g de PBS y 300 g de PCL.

Las propiedades físicas medidas en la Lámina n° 16 fueron las siguientes: la tensión a la carga máxima fue de 31 MPa, la deformación a la rotura fue de 123% y el módulo de Young fue de 1.006 MPa en la dirección de la máquina de la película (DM), y la tensión a la carga máxima fue de 19 MPa, la deformación a la rotura fue del 32% y el módulo de Young fue de 572 MPa en la dirección transversal a la máquina (DT) de la película (véase la Tabla 5, a continuación).

Lámina n° 25: Se preparó una lámina biodegradable de una sola capa que constaba de 100% p/p de PCL mediante el mismo procedimiento descrito anteriormente para la Lámina n° 23, en la que las cantidades de los polímeros utilizados fueron 1.000 g de PCL.

Las propiedades físicas medidas de la Lámina n° 17 fueron las siguientes: la tensión a la carga máxima fue de 9 MPa, la deformación a la rotura fue de 270% y el módulo de Young fue de 293 MPa en la dirección a la máquina de la película (DM) y la tensión a la carga máxima fue de 9 MPa, la deformación a la rotura fue de 521% y el módulo de Young fue de 445 MPa en la dirección transversal a la máquina (DT) de la película (véase la Tabla 11, a continuación). La Tabla 11, a continuación, describe las propiedades mecánicas de las láminas n° 22-25, en la dirección a la máquina (MD) de la película y en la dirección transversal a la máquina (TD) de la película. Los resultados representados son una media y una desviación típica para cinco muestras de cada lámina. Los ensayos se realizaron según la norma ASTM D882: Método de ensayo estándar para propiedades de tracción de láminas de plástico delgadas.

Tabla 11

El compuesto que contiene PCL contribuye a propiedades mecánicas superiores, en comparación con la lámina de referencia n° 22, y también con referencia a la lámina con 100% de PCL (lámina n° 25). El bajo rendimiento mecánico del PCL se compensa sustituyendo PBSA por PBS, que actúan como un puente térmico para una preparación de un compuesto más homogénea, mejorando las propiedades mecánicas globales.

Ejemplo 15: Propiedades barrera de láminas biodegradables monocapa

Lámina n° 22: Se preparó la lámina de referencia de lámina biodegradable monocapa que constaba de 25% p/p de PLA y 75% p/p de PBSA mediante el mismo procedimiento descrito anteriormente, en la que las cantidades de los polímeros utilizados fueron 250 g de PLA y 750 g de PBSA. Las propiedades barrera medidas en la Lámina n° 22 fueron las siguientes:

Propiedades barrera

Tasa de transmitancia de vapor de agua (WVTR) [g/(m2^ d)j 263 ASTM E96 Tasa de transmitancia de oxígeno (OTR) [cm3/(m2^ b a r ) j 347 ASTM D3985 Lámina n° 23: Se midió una lámina biodegradable monocapa descrita anteriormente para determinar sus propiedades barrera de la siguiente manera:

Propiedades barrera

Tasa de transmitancia de vapor de agua (WVTR) [g/(m2^ d)j 186 ASTM E96 Tasa de transmitancia de oxígeno (OTR) [cm3/(m2^ b a r ) j 265 ASTM D3985 Lámina n° 24: Se midió una lámina biodegradable monocapa descrita anteriormente para determinar sus propiedades barrera de la siguiente manera:

Propiedades barrera

Tasa de transmitancia de vapor de agua (WVTR) [g/(m2^ d)j 102 ASTM E96 Tasa de transmitancia de oxígeno (OTR) [cm3/(m2^ b a r ) j 203 ASTM D3985 Lámina n° 25: Se midió una lámina biodegradable monocapa que constaba del 100% de PCL como se describió anteriormente para determinar sus propiedades barrera de la siguiente manera:

Propiedades barrera

Tasa de transmitancia de vapor de agua (WVTR) [g/(m2^ d)j 693 ASTM E96

Tasa de transmitancia de oxígeno (OTR) [cm3/(m2^ b a r) ] 3.870 ASTM D3985

La Tabla 12, a continuación, proporciona las propiedades barrera medidas de las láminas de polímero, que incluye una lámina de referencia, la Lámina n° 22 del compuesto PBS/PLA, compuestos de 20% y 30% de PCL y una segunda lámina de referencia de 100% de PCL.

Tabla 12

Ejemplo 16: Tasa de degradación de láminas biodegradables

El cálculo del tiempo de degradación se basa en el supuesto de que la reacción hidrolítica es la etapa limitante del procedimiento de degradación global; por lo tanto, el efecto del PCL, que tiene un tiempo de degradación de hasta 24 meses, es extender la vida útil de la lámina polimérica. Actualmente se está llevando a cabo un experimento de degradación basado en este cálculo teórico.

Dt1 es el tiempo de degradación teórico de cada componente y el compuesto, y P1 es su fracción de peso. Los valores teóricos de los polímeros son: PLA: 3-12 meses, en función de la cristalinidad de la poli(L-Lactida) y la poli(D-Lactida) semicristalinas, o de la poli (D,L-Lactida) amorfa. PBS: 3-4 meses, y PCL: 24 meses.

La Figura 4 presenta un gráfico que describe el cálculo del tiempo de degradación teórico de los compuestos que contienen PCL. Cabe señalar que para el tiempo de degradación de hasta 6 meses, la concentración de PCL es del 7,5% o menos.

Ejemplo 17: Propiedades mecánicas y propiedades barrera mejoradas mediante puentes térmicos y reticulación de compuestos.

En algunos casos, los compuestos que contenían PCL se reticularon utilizando anhídrido maleico, como agente de reticulación hidrófilo. Además, se sintetizaron agentes de reticulación hidrófobos con este fin, que incluían butanodioldimetacrilato (Bu-dMA), hexanodiol-dimetacrilato (Hx-dMA) y oligómeros preparados a medida de polímeros biodegradables de peso molecular de 300-35.000 g/mol. Estos incluyen, entre otros: PCL900-tri-OH, modificado a PCL900-tri metacrilato o acrilato para formar tres agentes de reticulación funcionales con sus tres grupos (met)acrílicos (PCL900-tri-MA o PCL900-tri-A, respectivamente) o PCL 2000-di-OH, modificado a PCL2000-di-metacrilato o acrilato para formar dos agentes de reticulación funcionales con sus dos grupos (met)acrílicos (PCL 2000-di-MA o PCL 2000-di-A, respectivamente).

El efecto del agente de reticulación en la separación de fases se demostró mediante calorimetría diferencial de barrido (DSC) para realizar un seguimiento de la temperatura de transición vítrea (Tg). Se mostró un desplazamiento de la Tg del PCL nativo desde -60°C a valores más altos y se usó para probar la capacidad de la mezcla polimérica de mezclarse mejor y, por lo tanto, de reducir la fase de separación al promediar la Tg. El PBS se utiliza como puente térmico, y está relacionado con la temperatura de fusión (Tm) de los polímeros, refiriéndose a la formación de compuesto de PCL (Tg = -60°C, Tm = 60°C) con PLA (Tg- 60°C, Tm = 160°C) y con PBS (Tg = -35°C, Tm = 115°C). Para reducir aún más la separación de fases, se añade un agente de reticulación, elevando así la temperatura de transición vítrea.

Como se muestra en la Figura 5, en compuestos del 100%, 90% y 10% p/p de PCL, la Tg es similar a la del PCL puro, a -60°C. Cuando el PBS, utilizado como puente térmico, se agita, la Tg aumenta a valores más altos de -30,1°C, -30,0°C, -31,4°C, -24,4°C y -21,2°C para concentraciones de PCL del 40%, 30%, 20%, 15% y 10% p/p, respectivamente. Una vez que se añade un agente de reticulación al sistema, tal como 0,5% p/p de anhídrido maleico (MAH) con un formador de radiales, tal como azobisisobutironitrilo (AIBN), la Tg aumenta aún más, hasta valores de -28,6°C, -15,9°C, -17,8°C -18,6°C para concentraciones de PCL del 40%, 30%, 20% y 15% p/p, respectivamente. Se observa que la permeabilidad a los gases en las películas biodegradables que contienen PCL también se ve afectada por la adición de agentes de reticulación, como se presenta a continuación:

Lámina n° 26-MAH: se preparó una lámina biodegradable de una sola capa que constaba de aproximadamente 20,0% p/p de PLA, 60,0% p/p de PBS y 20,0% p/p de PCL con el 0,5% p/p de m Ah y el 0,2% de AIBN, de la siguiente manera:

A. Etapa de formación de compuesto por extrusión en masa fundida:

Los polímeros se secaron durante la noche a una temperatura de 40°C en un secador desecante SHINI SCD-160U-120H;

1. 200 g de PLA, 600 g de PBS, 200 g de PCL, con 5 g de MAH y 2 g de AIBN se extruyeron en masa fundida en la extrusora ajustada al siguiente perfil:

7. perfil de temperatura: 160-175-180-185-190°C (la boquilla de ajustó a 190°C);

8. velocidad de husillo: 200 rpm; y

9. presión: 15-25 bar.

B. Etapa de coextrusión por colada:

Los compuestos extruidos en masa fundida se secaron durante la noche a una temperatura de 40°C en un secador desecante;

El material se colocó en una extrusora Randcastle ajustada al siguiente perfil:

Adaptador a 160-180-185°C - 185°C; bloque de alimentación a 185°C; boquilla a 185°C;

Velocidad de husillo: 80 rpm; y

Presión de cabeza a 450 bar.

Las propiedades barrera de la lámina fueron las siguientes:

Propiedades barrera

Tasa de transmitancia de vapor de agua (WVTR) [g/(m2^ d)j 350 ASTM E96 Tasa de transmitancia de oxígeno (OTR) [cm3/(m2^ b a r ) j 240 ASTM D3985 Lámina n° 27-MAH: se preparó una lámina biodegradable de una sola capa que constaba de aproximadamente 17,5% p/p de PLA y 52,5% p/p de PBS, 30,0% p/p de PCL con 0,5% p/p de MAH y 0,2% de AIBN mediante el mismo procedimiento descrito anteriormente para la Lámina n° 26-MAH, en donde las cantidades de los polímeros usados fueron 175 g de PLA, 525 g de PBS y 300 g de PCL con 5 g de MAH y 2 g de AIBN, que se extruyeron en masa fundida.

Las propiedades barrera de la lámina fueron las siguientes:

Propiedades barrera

Tasa de transmitancia de vapor de agua (WVTR) [g/(m2^ d)j 106 ASTM E96 Tasa de transmitancia de oxígeno (OTR) [cm3/(m2^ b a r ) j 163 ASTM D3985 Lámina n° 28-MAH: se preparó una lámina biodegradable de una sola capa que constaba de aproximadamente 15,0% p/p de PLA y 45,0% p/p de PBS, 40,0% p/p de PCL con 0,5% p/p de MAH y 0,2% de AIBN mediante el mismo procedimiento descrito anteriormente para la Lámina n° 26-MAH, en donde las cantidades de los polímeros usados fueron 150 g de PLA, 450 g de PBS y 400 g de PCL con 5 g de MAH y 2 g de AIBN, que se extruyeron en masa fundida.

Las propiedades barrera de la lámina fueron las siguientes:

Propiedades barrera

Tasa de transmitancia de vapor de agua (WVTR) [g/(m2^ d)j 55 ASTM E96

Tasa de transmitancia de oxígeno (OTR) [cm3/(m2^ b a r) ] 120 ASTM D3985

La Tabla 13, a continuación, presenta las propiedades barrera medidas de las láminas poliméricas, de compuestos de 20%, 30% y 40% de PCL reticulados mediante MAH y AIBN.

Tabla 13

Ejemplo 18: propiedades mecánicas y propiedades barrera mejoradas de la lámina polimérica biodegradable, mediante el uso de agentes de reticulación hidrófobos

Debido a los resultados de los compuestos que contienen PCL, se están realizando más esfuerzos en determinar el punto de concentración definitivo de los polímeros con propiedades mecánicas mejoradas, con las propiedades barrera óptimas, en términos de concentración de PCL, además de ajustar el agente de reticulación. Al incorporar un agente de reticulación hidrófobo, se produciría una matriz polimérica más uniforme. Se están sintetizando oligómeros cortos de agentes de reticulación basados en PCL, que se convierten en un grupo terminal funcional para la reticulación, lo que les permite reaccionar durante la extrusión. Los agentes de reticulación incluyen butanodioldimetacrilato, hexanodiol-dimetacrilato, y oligómeros preparados a medida de PCL900-tri-OH, modificado a PCL900-tri-metacrilato (PCL900- tri-MA) o PCL 2000 di-OH, formando PCL-di-MA.

Ejemplo 19: vida útil prolongada, propiedades mecánicas mejoradas y altas propiedades barrera de la lámina polimérica biodegradable, mediante el uso de agentes de reticulación hidrófobos.

Se preparó una película de dos capas, que tenía una capa interna y otra externa, en donde la película se usó de manera que la capa interna estuviera en contacto con el material almacenado dentro de la película, mientras que la capa externa estaba en contacto con la atmósfera circundante. La capa interior se preparó a partir de un compuesto que comprendía 20% de PCL, 40% de PBSA, 40% de PBS, que se preparó mediante el agente de reticulación hidrófobo PCL2000-dMA. Esta capa interior se preparó con el fin de proporcionar una mayor resistencia al agua y buenas propiedades de soldadura. La capa exterior se preparó a partir de un compuesto de PLA al 25% y PBSA al 75%. Se preparó una segunda película de dos capas con una capa interna preparada a partir de un compuesto del 20% de PCL, el 40% de PBSA, el 20% de PBS y el 20% de PLA reticulado mediante el agente de reticulación hidrófobo, PCL2000-dMA. Esta capa interior se preparó con el fin de proporcionar una mayor resistencia al agua y buenas propiedades de soldadura. La capa exterior se preparó a partir de un compuesto de PLA al 25% y PBSA al 75%.

Se preparó una película de tres capas que tenía una capa interna preparada a partir de un compuesto del 20% de PCL, 40% de PBSA, 40% de PBS que se reticuló con el agente de reticulación hidrófobo PCL2000-dMA. Esta capa interior se preparó para proporcionar una mayor resistencia al agua y buenas propiedades de soldadura. La capa intermedia se preparó a partir de un compuesto de PLA al 25% y PBSA al 75% y la capa exterior se preparó a partir de un compuesto de PCL al 20%, PBS al 60% y PLA al 20% reticulado con el agente de reticulación hidrófobo, PCL2000-dMA. Esta capa exterior se diseñó para proporcionar una mayor resistencia al agua, una vida útil prolongada y unas propiedades mecánicas deseadas.

Se preparó una película de tres capas que tenía una capa interna preparada a partir de un compuesto de PBAT o PBSA, con el fin de proporcionar propiedades de soldadura mejoradas. La capa intermedia se preparó a partir de un compuesto de 25% de PLA y 75% de PBSA y la capa exterior se preparó a partir de un compuesto de 20% de PCL, 60% de PBS y 20% de PLA reticulado con el agente de reticulación hidrófobo PCL2000-dMA, con el fin de proporcionar una resistencia al agua mejorada junto con las propiedades mecánicas deseadas.

Se preparó una película de tres capas con una capa interna preparada a partir de un compuesto de 20% de PCL, 40% de PBSA, 40% de PBS, reticulado con el agente de reticulación hidrófobo PCL2000-dMA, diseñado para mejorar la resistencia al agua y obtener propiedades de soldadura. La capa intermedia se preparó a partir de un compuesto de PLA al 25% y PBSA al 75% y la capa exterior se preparó a partir de un compuesto de PBS al 75% y PLA al 25%, con el fin de proporcionar propiedades mecánicas mejoradas.

Ejemplo 20: vida útil prolongada, propiedades mecánicas mejoradas y altas propiedades barrera de la lámina polimérica biodegradable, mediante el uso de laminados metalizados degradables.

Se preparó una película de dos capas, que tenía una capa interna y otra externa, en donde la película se usó de manera que la capa interna estuviera en contacto con el material almacenado dentro de la película mientras que la capa externa estaba en contacto con la atmósfera circundante. La capa interna se preparó a partir de un compuesto de 20% de PCL, 40% de PBSA, 40% de PBS, reticulado con el agente de reticulación hidrófobo PCL2000-dMA. La capa interior se diseñó con el fin de proporcionar una mayor resistencia al agua y buenas propiedades de soldadura. La capa exterior se preparó como un laminado de un compuesto de 25% de PLA y 75% de PBSA metalizado con dióxido de aluminio (AlOx), en donde el adhesivo para la laminación estaba basado en un disolvente biodegradable o fue un adhesivo sin disolvente o cualquier combinación de los mismos.

Se preparó otra película de dos capas de modo que la capa interna fuese un compuesto de 20% de PCL, 40% de PBSA, 20% de PBS y 20% de PLA, reticulado con el agente de reticulación hidrófobo PCL2000-dMA, con el fin de proporcionar una mayor resistencia al agua y buenas propiedades de soldadura. La capa externa se preparó como un laminado de un compuesto de PLA al 25% y PBSA al 75% metalizado con dióxido de aluminio (AlOx), en donde el adhesivo para la laminación se basó en un disolvente biodegradable o fue un adhesivo sin disolvente.

Se preparó una película de tres capas con una capa interna preparada a partir de un compuesto de 20% de PCL, 40% de PBSA, 40% de PBS, reticulado con el agente de reticulación hidrófobo PCL2000-dMA, con el fin de proporcionar una mayor resistencia al agua y buenas propiedades de soldadura. La capa intermedia se preparó como un laminado de un compuesto de 25% de PLA y 75% de PBSA metalizado con dióxido de aluminio (AlOx), en donde el adhesivo para la laminación se basó en un disolvente biodegradable o fue un adhesivo sin disolvente. La capa exterior se preparó a partir de un compuesto de 20% PCL, 60% de PBS y 20% de PLA, reticulado con el agente de reticulación hidrófobo PCL2000-dMA, con el fin de proporcionar una mayor resistencia al agua y mejores propiedades mecánicas.

Se preparó una película de tres capas que tenía una capa interna preparada a partir de un compuesto de PBAT o PBSA, con el fin de proporcionar mejores propiedades de soldadura. La capa intermedia se preparó como un laminado de un compuesto de 25% de PLA y 75% de PBSA metalizado con dióxido de aluminio (AlOx), en donde el adhesivo para la laminación se basó en un disolvente biodegradable o fue un adhesivo sin disolvente. La capa exterior se preparó a partir de un compuesto de 20% de PCL, 60% de PBS y 20% de PLA, reticulado con el agente de reticulación hidrófobo PCL2000-dMA, con el fin de proporcionar mayor resistencia al agua, así como propiedades mecánicas mejoradas. Se preparó una película de tres capas con una capa interna preparada a partir de un compuesto de 20% de PCL, 40% de PBSA, 40% de PBS, reticulado con el agente de reticulación hidrófobo PCL2000-dMA, con el fin de proporcionar una mayor resistencia al agua y unas buenas propiedades de soldadura. La capa intermedia se preparó como un laminado de un compuesto de 25% de PLA y 75% de PBSA metalizado con dióxido de aluminio (AlOx), en donde el adhesivo para la laminación se basó en un disolvente biodegradable o fue un adhesivo sin disolvente, con el fin de proporcionar unas propiedades barrera mejoradas, así como unas propiedades mecánicas mejoradas. La capa exterior se preparó a partir de un compuesto de 75% de PBS y 25% de PLA, con el fin de proporcionar unas propiedades mecánicas mejoradas.

Ejemplo 21: Compuestos biodegradables para películas con propiedades barrera mejoradas, así como propiedades mecánicas mejoradas.

Se preparó un compuesto que comprendía 40% de PVOH, 20% de PCL, 20% de PBS y 20% de PBSA con la adición del agente de reticulación bifuncional anhídrido maleico (MAH) al 1% y el formador de radicales libres 1,1'-azobis(cianociclohexano) (ACHN). El MAH se hizo reaccionar durante el procedimiento de formación de compuestos por condensación del grupo anhídrido con dos hidroxilos del PVOH. Además, el formador de radicales libres se conjugó con el MAH haciendo reaccionar su doble enlace con los polímeros reactivos, para formar reticulación de injerto.

Se preparó un compuesto que comprendía 75% de PBSA y 25% de PLA, con el agente de reticulación diisocianato de metilendifenilo (MDI) al 1%, usado como extensor de cadena, con el fin de proporcionar propiedades mecánicas mejoradas.

Se preparó un compuesto que comprendía 40% de PVOH, 20% de PCL, 20% de PBS y 20% de PBSA, con la adición de 1% p/p del agente de reticulación bifuncional anhídrido maleico (MAH) y 0,5% p/p del formador de radicales libres 1,1'-azobis(cianociclohexano) (ACHN) y 1% p/p adicional del extensor de cadena diisocianato de metilendifenilo (MDI). El MAH se hizo reaccionar durante el procedimiento de formación de compuesto mediante condensación del grupo anhídrido con dos hidroxilos del PVOH. Además, el formador de radicales libres se conjugó con el MAH mediante la reacción de su doble enlace con los polímeros reactivos, para formar una reticulación completa. La reacción adicional del hidroxilo libre del PVOH, o de los grupos terminales de poliéster, conjugados con el MDI, que formó un enlace de uretano y, por lo tanto, una alta densidad de reticulación, proporcionando así propiedades barrera mejoradas, así como propiedades mecánicas mejoradas.

Ejemplo 22: Lámina de tres capas con propiedades multifuncionales.

Se preparó un compuesto que comprendía 31% p/p de PBS, 35% p/p de PBSA, 12% p/p de PLA, 20% p/p de PCL y 2% de alcohol polivinílico (POVH), en donde el PBS, PBSA, PLA, PCL se utilizaron como componentes hidrófobos de la lámina con propiedades barrera y propiedades mecánicas mejoradas, de modo que el PCL se utilizó para proporcionar una mayor hidrofobicidad y una vida útil prolongada. El PVOH se utilizó como vehículo de hidroxilo para hacer reaccionar adicionalmente el compuesto con su capa vecina de PVOH reticulado y, por lo tanto, le permite funcionar también como capa de unión.

Lámina n° 21: Se compone de las capas 1 y 3 de un compuesto que comprende aproximadamente 31% p/p de PBS, 35% p/p de PBSA, 12% p/p de PLA, 20% p/p de PCL y 2% p/p w PVOH, y la capa 2 se compone de 99,5% de PVOH reticulado mediante 0,5% p/p de un agente de reticulación, tal como MAH o diisocianato.

La combinación de las capas 1 y 3 con PVOH en la capa 2 proporciona propiedades barrera óptimas, tanto para la OTR como para la WVTR y, además, prolonga la vida útil de las láminas. Además, la capa de unión biodegradable generada evita la delaminación de la lámina debido al hinchamiento de la capa de PVOH.

Ejemplo 23: Lámina de cinco capas con propiedades multifuncionales.

Se preparó una lámina de cinco capas, en la que las capas 1 y 5 se prepararon como compuestos de aproximadamente 75% de PBSA y 25% de PLA. Las capas 2 y 4 se prepararon a partir de un compuesto de aproximadamente 31% p/p de PBS, 35% p/p de PBSA, 12% p/p de PLA, 20% p/p de PCL y 2% p/p de alcohol polivinílico (PVOH), en donde se utilizaron PBS, PBSA, PLA, PCL como componentes hidrófobos de la lámina con propiedades barrera y propiedades mecánicas mejoradas, de modo que el PCL proporcionó una mayor hidrofobicidad y una vida útil prolongada. El PVOH se usó como vehículo de hidroxilo para hacer reaccionar adicionalmente el compuesto con su capa vecina de PVOH reticulado y, por lo tanto, le permite funcionar también como capa de unión.

La capa intermedia (capa 3) se preparó a partir de aproximadamente 99,5% p/p de PVOH reticulado mediante 0,5% p/p de un agente de reticulación, tal como MAH o MDI.

La combinación de las capas 2 y 4 con el PVOH reticulado casi puro en la capa 3 proporciona propiedades barrera óptimas, tanto para la OTR como para la WVTR y, además, prolonga la vida útil de las láminas. Además, las capas de unión biodegradables generadas (capas 2 y 4) previenen la delaminación de la lámina que puede ocurrir debido al hinchamiento de la capa de PVOH.

Ejemplo 24: Lámina de siete capas con propiedades multifuncionales.

Se preparó una lámina de siete capas, en la que las capas 1 y 7 se prepararon como compuestos de aproximadamente 25% de PCL, 55% de PBS y 20% de PLA. Las capas 2 y 6 constaban de 100% de PBAT para alto impacto. Las capas 3 y 5 se prepararon a partir de un compuesto de aproximadamente 31% p/p de PBS, 35% p/p de PBSA, 12% p/p de p La , 20% p/p de PCL y 2% p/p de alcohol polivinílico (PVOH), en donde se utilizaron PBS, PBSA, PLA, PCL como componentes hidrófobos de la lámina con propiedades barrera y propiedades mecánicas mejoradas, de modo que el PCL proporcionó una mayor hidrofobicidad y una vida útil prolongada. El PVOH se usó como vehículo de hidroxilo para hacer reaccionar adicionalmente el compuesto con su capa vecina de PVOH reticulado y, por lo tanto, le permite funcionar también como capa de unión.

La capa intermedia (capa 4) se preparó a partir de aproximadamente 70% p/p a 90% p/p PVOH y de 1% p/p a 30% p/p de PLA o PBS, o PBSA, o PBAT, o PCL, y la combinación previene la delaminación tanto en condiciones secas como húmedas.

La combinación de capas superhidrófobas en 1 y 7 con el PVOH en la capa 4, proporciona propiedades barrera óptimas tanto para la WVTR y la OTR, respectivamente, y también prolonga la vida útil de las láminas. Además, las capas de unión biodegradables generadas (capas 3 y 5) previenen la delaminación de la lámina que puede tener lugar debido al hinchamiento de la capa de PVOH.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una lámina biodegradable múlticapa, en donde al menos una capa comprende de 5% a 45%p/p de un primer polímero hidrófobo seleccionado del grupo que consiste en poli(epsilon caprolactona) (PCL), un polihidroxialcanoato (PHA) y una mezcla de los mismos, y de 55% a 95% p/p de un segundo polímero hidrófobo seleccionado del grupo que consiste en succinato de polibutileno (PBS), adipato-succinato de polibutileno (PBSA), ácido poliláctico (PLA), adipato-tereftalato de polibutileno (PBAT), polidioxanona (PDO), ácido poliglicólico (PGA) y cualquier mezcla de los mismos, comprendiendo además la lámina biodegradable al menos una capa adicional que comprende un polímero seleccionado entre PBS, PBSA y una mezcla de los mismos.

2. La lámina biodegradable multicapa según la reivindicación 1, en donde el PHA se selecciona del grupo que consiste en polihidroxibutirato (PHB), polihidroxivalerato (PHV), copolímeros de polihidroxibutirato-hidroxivalerato (PHBV); y cualquier derivado o mezcla de los mismos.

3. La lámina biodegradable multicapa según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en donde el segundo polímero hidrófobo está presente en al menos una capa y se selecciona a partir del grupo que consiste en PLA, PBS, PBSA y PBTA o una mezcla de los mismos, en donde la mezcla es una mezcla de PBS y PBSA, una mezcla de PBS y PLA, una mezcla de PBSA y PLA o una mezcla de PBAT y PLA.

4. La lámina biodegradable multicapa según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde la lámina consta de 2, 3, 4, 5, 6 o 7 capas.

5. La lámina biodegradable multicapa según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde al menos una capa consta de 60% de PLA y 40% de pCl p/p de la capa.

6. La lámina biodegradable multicapa según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la capa adicional consta de 100% de PBS o PBSA p/p de la capa.

7. La lámina biodegradable multicapa según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la capa adicional consta de 75% de PBSA p/p y 25% de PLA p/p de la capa.

8. La lámina biodegradable multicapa según la reivindicación 4, en donde la lámina es una lámina de dos capas, que comprende una primera capa que comprende 70%-80% p/p de PBS o PBSA y 20%-30% de PLA y una segunda capa que comprende 15%-25% p/p de PLA, 50%-60% p/p de p Bs o PBSA y 5%-30% p/p de PCL.

9. La lámina biodegradable multicapa según la reivindicación 4, en donde la lámina es una lámina de tres capas, que comprende una primera capa que comprende 70%-80% p/p de PBS o PBSA y 20%-30% de PLA; una segunda capa que comprende 70%-80% p/p de PBS o PBSA y 20%-30% de PLA; y una tercera capa que comprende 5%-45% p/p de PCL o PHA y 55% a 80% p/p de PLA, PBS, PBSA, PBAT o una mezcla de los mismos, en donde la segunda capa es una capa interna y la tercera capa es una capa de contacto.

10. La lámina biodegradable multicapa según la reivindicación 4, en donde la lámina es una lámina de tres capas en donde una tercera capa comprende 15%-25% p/p de PBSA o PLA, 50%-60% p/p de PBAT o PBS y 5%-30% de PCL.

11. La lámina biodegradable multicapa según la reivindicación 4, que comprende una lámina de tres capas en donde al menos una capa comprende 15%-25% p/p de PBSA, 50%-60% p/p de PBS y 20%-30% de PCL.

12. La lámina biodegradable multicapa según la reivindicación 1, que comprende una capa de contacto que comprende entre 5% p/p a 45% p/p de PCL o PHA o una mezcla de los mismos; y una mezcla de PBS y PBSA, una mezcla de PBS y PLA, una mezcla de PBSA y PLA, o una mezcla de PBAT y PLA, en una cantidad de 95% p/p a 55% p/p.