ES2935744T3 - Material compostable, en particular destinado al embalaje, y procedimiento de producción de material compostable - Google Patents

Abstract

Donde la lámina plástica de un polímero transformado se desenrolla de un rodillo, y posteriormente se cubre con una cola previamente preparada que constituye una combinación de una dispersión acuosa de un elastómero de poliéster-poliuretano con un endurecedor, en una cantidad de 2,5-3,0 g/m2 , posteriormente se conduce a través de un túnel de secado y se somete a una temperatura en un rango de 90°C - 130°C y radiación infrarroja; posteriormente, se aplica una lámina de película de celulosa desenrollada de un rodillo; posteriormente, las películas combinadas se conducen a través de un conjunto de rodillos de presión y se enrollan en un rodillo. posteriormente se conduce a través de un túnel de secado y se somete a una temperatura en un rango de 90°C - 130°C y radiación infrarroja; posteriormente, se aplica una lámina de película de celulosa desenrollada de un rodillo; posteriormente, las películas combinadas se conducen a través de un conjunto de rodillos de presión y se enrollan en un rodillo. posteriormente se conduce a través de un túnel de secado y se somete a una temperatura en un rango de 90°C - 130°C y radiación infrarroja; posteriormente, se aplica una lámina de película de celulosa desenrollada de un rodillo; posteriormente, las películas combinadas se conducen a través de un conjunto de rodillos de presión y se enrollan en un rodillo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Material compostable, en particular destinado al embalaje, y procedimiento de producción de material compostable

Un material compostable, en particular destinado al embalaje, y un procedimiento de producción del material compostable.

El objeto de la invención es un material estratificado compostable en forma de láminas de un hilo continuo, destinado principalmente al embalaje de productos alimentarios y productos industriales con una vida útil corta, por medio de máquinas de embalaje. El objeto de la invención es también un procedimiento de producción de un material compostable destinado al embalaje de productos alimentarios.

Las máquinas de embalaje, por ejemplo, del tipo VFFS, embalan productos, generalmente productos alimentarios, por ejemplo, verduras, fruta, en embalajes terminados que comprenden estos productos mediante un conjunto de dispositivos para doblar, plegar, soldar, llenar y cortar el material de embalaje en forma de un hilo continuo enrollado sobre un rodillo.

En el caso de los productos alimentarios, su transporte y almacenamiento requieren parámetros de embalaje adecuados, tales como resistencia a la humedad, propiedades de barrera, rigidez, durabilidad. Asimismo, uno no puede ignorar la importancia de los parámetros visuales, tales como transparencia o la capacidad de imprimir. La confección de los productos se realiza a máquina, generalmente en el lugar del productor, de tal manera que la máquina suelda o pega en un cuerpo tubular, y posteriormente suelda o pega y corta los módulos individuales de una tira de película continua previamente preparada alimentada por bobina que comprende impresiones apropiadas. De esta manera, los productos se embalan en los módulos creados.

Debido a la creciente contaminación del medio ambiente con embalajes de plástico poco degradables, hay una ganancia en importancia de los embalajes de plásticos compostables, cuyo tiempo de descomposición es inferior a un año. Las regulaciones introducidas también imponen la compostabilidad de los embalajes. El compostaje implica el procesamiento de desechos orgánicos en condiciones aeróbicas, en las que la materia orgánica es procesada por microorganismos de origen natural. Hay dos niveles distinguibles de compostaje: industrial y doméstico. Durante el compostaje industrial, la temperatura en la cámara de compostaje puede alcanzar los 70 °C. El proceso de compostaje ocurre en condiciones de alta humedad y durante un período de varios meses.

Las películas compostables más populares y conocidas incluyen la película de celulosa. Ejemplos de dichas películas incluyen Celofan™ y la película NatureFlex™, que es producida por Futamura Chemicals Co. Ltd.

También se producen películas compostables a base de polímeros compostables hechos de biomasa bajo el impacto de transformación química o biocatalítica del tipo PLA (polilactida), o de materiales petroquímicos tales como PBAT (adipato-tereftalato de polibutileno) o PBSA (poli(succinato-co-adipato de butileno) y PBS (succinato de polibutileno). El polímero PCL (policaprolactona) se usa a menudo como aditivo.

Se pueden encontrar ejemplos de dichas películas en la publicación US2018186129A1, que desvela láminas de película biodegradables hechas de capas, que comprenden una capa de polímero que comprende entre aproximadamente el 70 y aproximadamente el 90 % (en peso) de PBSA, y entre aproximadamente el 10 y aproximadamente el 30 % (en peso) de PLA, en la capa interior o en la capa exterior, en la que, si la capa exterior de la lámina comprende una capa interior que comprende PBAT. Esta publicación desvela diversas combinaciones de capas y sus composiciones.

La publicación WO2016174665 (A1), a su vez, desvela láminas biodegradables que comprenden una capa de polímero interior que comprende aproximadamente un 35-45 % de PCL y aproximadamente un 55-65 % de PLA, PBS, PBSA o una mezcla de los mismos. La publicación también desvela un laminado que consiste en un laminado de los polímeros mencionados anteriormente con una película de celulosa metalizada o simple unida por un pegamento a base de agua. El espesor del laminado es superior a 70 pm.

La publicación WO2016067285 (A1) desvela una lámina biodegradable que comprende al menos dos capas de polímero, comprendiendo la primera capa de polímero una mezcla de al menos dos polímeros biodegradables diferentes seleccionados de un grupo que comprende PLA, PCL, PBS y PBSA; y en la que la segunda capa de polímero comprende un polímero biodegradable seleccionado de un grupo que comprende PBS, PBSA, una mezcla de PLA y PBS y una mezcla de PLA y PBSA. La publicación WO2015059709 (A1) desvela una lámina biodegradable que comprende al menos una capa, que es una capa de contacto directo, destinada al contacto con materiales tales como líquidos, que conserva al mismo tiempo las propiedades mecánicas de la lámina y que prolonga la vida útil biodegradable de la lámina. La capa de contacto directo puede comprender un polímero hidrófobo seleccionado de poli(épsilon-caprolactona) (PCL) polihidroxibutirato (PHB), polidioxanona (PDO), ácido poliglicólico (PGA), succinato de polibutileno (PBS), adipato-succinato de polibutileno (p Bs A), poli(ácido láctico) (PL A), poli(adipato-tereftalato de polibutileno) (PBAT), polihidroxialcanoatos (PHA), tales como polihidroxibutiratos (PHB), polihidroxivaleratos (PHV) y copolímeros de polihidroxibutirato-hidroxivalerato (PHBV), o cualquier mezcla de los mismos. La lámina que se somete a biodegradación puede comprender además partículas de nanoarcilla procesadas en la superficie, PVOH injertado con un agente de reticulación y PBS o PBS A. La lámina biodegradable puede comprender además al menos una capa de laminado biodegradable metalizado. La publicación WO2013186778A1 desvela una lámina biodegradable que comprende al menos una capa, que comprende un polímero que se somete a biodegradación y partículas de nanoarcilla procesadas en la superficie, o al menos una capa que comprende PVOH injertado con un agente de reticulación y PBS o PBSA, o una combinación de un polímero biodegradable y partículas de nanoarcilla modificadas en la superficie, y al menos una capa que comprende PVOH injertado con un agente de reticulación y PBS o PBSA.

Una película conocida hecha de plásticos biodegradables transformados es la película TP302 de TIPA Corp. LTD. Esta película coextruida tiene las características de alta transparencia, soldabilidad, es compostable y adecuada para máquinas de embalaje de tipo VFFS.

Otra publicación de la técnica anterior, US 2014/349045 A1, desvela un proceso para la laminación de una película de polímero biodegradable con una película de celulosa. El proceso implica pegar las dos capas en el que el pegamento se impone sobre la capa de polímero y se seca con aire caliente y, a continuación, se adhiere la película de celulosa y, a continuación, el resto de la humedad se elimina mediante un rodillo compresor caliente y prensado, el siguiente laminado se enrolla en un rollo.

Una desventaja de las películas de celulosa es la baja resistencia a la humedad y al contacto con el agua. Su ventaja a su vez implica altas propiedades de barrera en relación con los gases, por ejemplo, oxígeno, alta rigidez del material, resistencia a altas temperaturas y alta transparencia.

Las películas a base de plásticos biodegradables transformados se caracterizan, a su vez, por la resistencia al contacto con el agua y la humedad, así como susceptibilidad a la soldadura a temperatura relativamente baja en un intervalo de 80-120 °C. La baja rigidez de estas películas es a su vez su desventaja.

El objeto de la invención es proporcionar una lámina de material compostable eliminando los inconvenientes de los dos tipos de película mencionados anteriormente, más específicamente, proporcionar un material con altas propiedades de barrera para gases, altas propiedades de barrera para el agua, alta rigidez, y con buenos parámetros de soldabilidad.

La esencia de la invención constituye un material compostable en forma de una lámina estratificada que comprende una combinación de láminas de película hechas de materiales compostables, caracterizado porque consiste en dos capas laminadas de láminas de película, en la que una capa constituye una lámina plástica de al menos un polímero biodegradable generado por una transformación química o biocatalítica con un espesor de 20 pm a 50 pm y la segunda capa constituye una lámina de película de celulosa con un espesor de 19 pm a 23 pm, estando las capas conectadas entre sí por un pegamento que constituye una dispersión acuosa de un elastómero de poliéster-poliuretano con un endurecedor. Preferentemente, la capa de un polímero biodegradable transformado comprende una mezcla de al menos dos polímeros biodegradables diferentes seleccionados de un grupo que comprende PLA, PCL, PBS y PBSA.

Por polímero transformado química o catalíticamente se entiende un polímero sintético producido como resultado de la polimerización a partir de un monómero, o un polímero modificado producido mediante una reacción química de un polímero producido previamente o un biopolímero natural con compuestos de bajo peso molecular u otros polímeros. El polímero sintético se puede producir por medio de una síntesis química de un monómero producido a partir de materiales renovables, por ejemplo, PLA, o materiales petroquímicos tales como PBAT, PCL, ^p B^s , PBSA.

El procedimiento de producción de un material compostable implica la conexión laminada de láminas de película por medio de pegamento. La esencia del procedimiento de acuerdo con la invención consiste en combinar en un proceso continuo una lámina de película plástica de al menos un polímero biodegradable transformado química o biocatalíticamente con un espesor de 20 pm a 50 pm con una lámina de película de celulosa con un espesor de 19 pm a 23 pm. La lámina plástica de un polímero transformado se desenrolla desde un rodillo, y posteriormente se recubre con un pegamento previamente preparado que constituye una combinación de una dispersión acuosa de un polímero a base de poliuretano con un endurecedor, en una cantidad de 2,5-3,0 g/m2. Posteriormente se conduce a través de un túnel de secado y se somete a temperatura en un intervalo de 90 °C - 130 °C y radiación infrarroja. Posteriormente, se aplica una lámina de película de celulosa desenrollada desde el rodillo. Posteriormente, las películas combinadas se conducen a través de un conjunto de rodillos de presión y se enrollan sobre un rodillo.

El laminado de acuerdo con la invención se caracteriza por características deseadas en el mercado, tales como buena rigidez y transparencia, altas propiedades de barrera para líquidos y gases. Todos los componentes del laminado son compostables, lo cual es muy ventajoso para el medio ambiente y además permite su eliminación sin necesidad de separar el producto del embalaje. El laminado se conecta muy bien con otros plásticos poliméricos.

El objeto de la invención se presenta en el dibujo, en el que la figura 1 presenta capas de material.

Una realización de material compostable constituye un laminado de una película de celulosa 1, por ejemplo, la película NatureFlex™ con un espesor de 19 pm con una película 2 que constituye el 40 % de PCL y aproximadamente el 50 % de PLA, así como PBS con un espesor de 20 pm. Las películas están conectadas por una capa de pegamento. 3 que constituye una dispersión acuosa de un elastómero de poliéster-poliuretano endurecido con isocianato polifuncional.

Todos los materiales utilizados, incluido el pegamento, son compostables en condiciones industriales.

Otras realizaciones de la invención constituyen laminados que constituyen una combinación de láminas: de una película de celulosa 1 con un espesor de 23 pm y 20 pm y una película de plástico 2 de al menos un polímero biodegradable proporcionado por una transformación química o biocatalítica con un espesor de 50 pm. Las películas están conectadas por una capa de pegamento. 3 que constituye una dispersión acuosa de un elastómero de poliésterpoliuretano endurecido con isocianato polifuncional.

La película utilizada 2 es una película que contiene un 40 % de PCL y aproximadamente un 50 % de PLA y PBS.

En otro ejemplo, la película de plástico polimérico constituye una lámina que comprende al menos dos capas de polímero, comprendiendo la primera capa de polímero una mezcla de al menos dos polímeros biodegradables diferentes seleccionados de un grupo que comprende PLA, PCL, PBS y PBSA; y en la que la segunda capa de polímero comprende un polímero biodegradable seleccionado de un grupo que comprende PBS, PBSA, una mezcla de PLA y PBS y una mezcla de PLA y PBSA.

En otro ejemplo, la película de plástico polimérico constituye un material hecho de capas, que comprende una capa de polímero que comprende entre aproximadamente el 70 y aproximadamente el 90 % (en peso) de PBSA y entre aproximadamente el 10 y aproximadamente el 30 % (en peso) de PLA, en la capa interior o en la capa exterior, en la que, si la capa exterior de la lámina comprende una capa interior que comprende PBAT.

El contenido de pegamento del producto final en forma de laminado de acuerdo con los ejemplos descritos anteriormente no supera el 7 %.

En los ejemplos mencionados anteriormente, el endurecedor comprende homopolímero de diisocianato de 1,6-hexano, polímero de alfa.-metil-.omega.-hidroxipoli(oxi-1,2-etanodiilo) con 1,6-diisocianatohexano.

En otro ejemplo, la película de celulosa utilizada en los ejemplos anteriores comprende una capa soldable exterior.

Un ejemplo de procedimiento de producción del material de acuerdo con la invención es un proceso de combinar dos láminas de películas compostables por medio de máquinas laminadoras. Una lámina de película plástica de un polímero biodegradable transformado química o biocatalíticamente, por ejemplo, PLA con aditivos de otros polímeros biodegradables conocidos, con al menos una lámina de película de celulosa, por ejemplo, la película NatureFlex. La lámina plástica de un polímero transformado se desenrolla desde un rodillo, y posteriormente se cubre con un pegamento previamente preparado que constituye una combinación de una dispersión acuosa de un elastómero de poliéster-poliuretano con un endurecedor, en una cantidad de 2,5-3,0 g/m2. Posteriormente, la lámina con el pegamento es conducida a través de un túnel de secado a una temperatura de 90 °C y radiación infrarroja. La película se mueve a 150 m/min. Posteriormente, se aplica una lámina de película de celulosa desenrollada desde un rodillo; posteriormente, las películas combinadas se conducen a través de un conjunto de rodillos de presión y se enrollan sobre un rodillo.

El material resulta útil en logística y cualquier rama de la industria que requiera el embalaje de productos, en particular productos con una vida útil corta.

Claims (3)

REIVINDICACIONES

1. Un material compostable en forma de una lámina estratificada que comprende una combinación de láminas de película hechas de materiales compostables, caracterizado porque consiste en dos capas laminadas de láminas de película, en la que una capa constituye una lámina plástica de al menos un polímero biodegradable generado por una transformación química o biocatalítica con un espesor de 20 pm a 50 pm y la segunda capa constituye una lámina de película de celulosa con un espesor de 19 pm a 23 pm, estando las capas conectadas entre sí por un pegamento que constituye una dispersión acuosa de un elastómero de poliéster-poliuretano con un endurecedor.

2. Un material compostable de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la capa de polímero biodegradable transformado comprende una mezcla de al menos dos polímeros biodegradables diferentes seleccionados de un grupo que comprende PLA, PCL, PBS y PBSA.

3. Un procedimiento de producción de un material compostable que implica la conexión laminada de láminas de película por medio de pegamento, caracterizado porque una lámina de película plástica de al menos un polímero biodegradable generado por una transformación química o biocatalítica con un espesor de 20 pm a 50 pm se combina en un proceso continuo con una lámina de película de celulosa con un espesor de 19 pm a 23 pm, en el que la lámina plástica de un polímero transformado se desenrolla desde un rodillo, y posteriormente se cubre con un pegamento previamente preparado que constituye una combinación de una dispersión acuosa de un elastómero de poliésterpoliuretano con un endurecedor, en una cantidad de 2,5-3,0 g/m2, posteriormente se conduce a través de un túnel de secado y se somete a una temperatura en un intervalo de 90 °C - 130 °C y radiación infrarroja; posteriormente, se aplica una lámina de película de celulosa desenrollada desde un rodillo; posteriormente, las películas combinadas se conducen a través de un conjunto de rodillos de presión y se enrollan sobre un rodillo.