MX2013003197A - Sustratos celulosicos hidrofobos biodegradables y metodos para su produccion utilizando silanos reactivos. - Google Patents

Abstract

Un método para volver un sustrato hidrófobo mientras que mantiene su biodegradabilidad incluye tratyar el sustrato con un silano reactivo tal que el silano reactivo forma una resina en los espacios intersticales del sustrato. Se controlan los parámetros de método tal que el sustrato celulósico hidrofobico resultante se puede formar en composta.

Description

SUSTRATOS CELULÓSICOS HIDRÓFOBOS BIODEGRADABLES Y MÉTODOS PARA SU PRODUCCIÓN USANDO SILANOS REACTIVOS Campo de la Invención Se da a conocer un sustrato hidrófobo, biodegradable, y un método para volver hidrófobo al sustrato. En el método se usa un silano reactivo.

Antecedentes de la Invención Los substratos celulósicos tales como productos de papel y cartulina (tal como madera comprimida corrugada, cartón, tablón de anuncios, o cartulina para tarjetas) encuentran varias condiciones ambientales en base a su uso propuesto. Por ejemplo, la cartulina se usa frecuentemente como material de envasado para enviar y/o almacenar productos y debe proporcionar un encerramiento durable que proteja sus contenidos. Algunas condiciones ambientales que estos materiales de empaquetado puedan enfrentar son agua a través de lluvia, variaciones de temperatura que pueden promover condensación, inundación, nieve, hielo, heladas, granizo o cualquier otra forma de humedad. Otros productos incluyen artículos de servicio de alimentos desechables, que se hacen comúnmente de papel o cartón. Los substratos celulósicos también enfrentan condiciones ambientales de humedad, por ejemplo, vapores y líquidos de los alimentos y bebidas que entran en contacto con los mismos. El agua en sus formas diversas puede poner en- riesgo un substrato celulósico al degradar su estructura química a través de hidrólisis y escisión de las cadenas de celulosa y/o descomposición de su estructura física a través de interferir irreversiblemente con el enlace de hidrógeno entre las cadenas, disminuyendo de esta manera su desempeño en su uso propuesto. Cuando se exponen al agua u otros fluidos acuosos o cantidades significativas de vapor de agua, los artículos tales como papel y cartulina se pueden ablandar, perdiendo su estabilidad de forma y siendo susceptibles a la perforación (por ejemplo, durante el envío de los materiales de empaquetado o por los cubiertos tales como cuchillos y tenedores usados en los artículos de servicio de alimentos desechables) .

Los fabricantes pueden tratar el problema de la susceptibilidad a la humedad de los artículos de servicio de alimentos desechables al no usar los artículos de servicio de alimentos desechables en medios ambientes húmedos. Este procedimiento evita el problema simplemente al comercializar sus artículos de servicio de alimentos desechables para usos en los cuales los fluidos acuosos o vapor no están presentes (por ejemplo, artículos secos o muy fritos) . Sin embargo, este procedimiento limita grandemente los mercados potenciales para estos artículos, puesto que muchos productos de alimentos (1) son acuosos (por ejemplo, bebidas, sopas), (2) incluyen una fase acuosa (por ejemplo, salsas finas, vegetales calentados en agua), o (3) emiten vapor de agua conforme se enfrian (por ejemplo, arroz y otros alimentos almidonados, emparedados calientes, etc.j.

Otra forma de conservar substratos celulósicos es prevenir la interacción del agua con el substrato celulósico. Por ejemplo, se pueden aplicar recubrimientos resistentes al agua (por ejemplo, materiales impermeabilizantes poliméricos tales como cera o polietileno) a las superficies de los substratos celulósicos para prevenir que el agua haga contacto con el substrato celulósico directamente. Este procedimiento forma esencialmente una estructura laminada en la cual un núcleo sensible al agua se intercala entre las capas de un material resistente al agua. Muchos recubrimientos, sin embargo, son costosos de obtener y difíciles de aplicar, incrementando de esta manera el costo de fabricación y complejidad y reduciendo el porcentaje de productos terminados aceptables. Adicionalmente, los recubrimientos pueden degradarse, o comprometerse mecánicamente y ser menos efectivos con el paso del tiempo. Los recubrimientos también tienen la debilidad inherente de bordes deficientemente tratados del substrato. Aún si, los bordes se pueden tratar para impartir hidrofobicidad al substrato completo, cualquier desgarre, rasgadura, arruga o pliegue en el papel tratado puede dar por resultado la exposición de superficies no tratadas que se humedecen fácilmente y pueden permitir la absorción de agua en el volumen del substrato.

Adicionalmente, ciertas películas, recubrimientos, y otros tratamientos de hidrofobización conocidos para los substratos celulósicos también pueden volver los substratos no biodegradables . Por lo tanto, sería deseable proporcionar un método para volver los sustratos celulósicos hidrófobos mientras que mantienen su biodegradabilidad .

Breve Descripción de la Invención Se da a conocer un método para volver un sustrato hidrófobo mientras que mantiene su biodegradabilidad. El método incluye penetrar el sustrato con un silano reactivo y formar una resina del silano activo.

Descripción Detallada de la Invención Todas las cantidades, relaciones, y porcentajes descritos en este documento están en peso a menos que se indique de otra manera. Los artículos "un", "una", "la" y "el" cada uno se refiere a uno o más, al menos que se indique de otra manera por el contexto de la especificación. La descripción de los intervalos incluye el intervalo mismo y también cualquier cosa subsumada en el mismo, así como puntos finales. Por ejemplo, la descripción de un intervalo de 2.0 a 4.0 incluye no solamente el intervalo de 2.0 a 4.0, sino también 2.1, 2.3, 3.4, 3.5, y 4.0 individualmente, así como cualquier otro número subsumado en el intervalo. Adicionalmente , la descripción de un intervalo de, por ejemplo, 2.0 a 4.0 incluye los subconjuntos de, por ejemplo, 2.1 a 3.5, 2.3 a 3.4, 2.6 a 3.7, y 3.8 a 4.0, asi como cualquier otro subconjunto subsumado en el intervalo. Similarmente, la descripción de grupos Markush incluye el grupo completo y también cualquier miembro individual y subgrupos subsumados en el mismo. Por ejemplo, la descripción del grupo Markush a átomo de hidrógeno, un grupo alquilo, un grupo arilo, un grupo aralquilo, o un grupo alcarilo incluye el miembro alquilo individualmente, el subgrupo alquilo y arilo; y cualquier otro miembro individual y subgrupo subsumado en el mismo.

Los substratos útiles en el método descrito en este documento son biodegradables . Para propósitos de esta solicitud, los términos "formable en composta" y "capacidad de formación en composta" incluye factores tales como biodegradabilidad, desintegración, y ecotoxicidad . Los términos "biodegradable", "biodegradabilidad", y variantes de los mismos se refieren al carácter del material que se descompone por microorganismos. Biodegradable significa un substrato que se descompone a través de la acción de un microorganismo, tal como una bacteria, hongo, enzima, y/o virus durante un periodo de tiempo. El término "desintegración", "desintegrar", y variantes de los mismos se refieren al grado al cual el material se descompone y se separa. 'La prueba de ecotoxicidad determina si el material después de la compostación muestra cualquier inhibición en el crecimiento de plantas a la supervivencia de suelo u otra fauna. La biodegradabilidad y capacidad de formación en composta se puede medir al inspeccionar visualmente un substrato que se ha expuesto a un inoculo biológico (tal como una bacteria+ hongo, enzima, y/o virus) para supervisar la degradación. De manera alternativa, el substrato biodegradable pasa la Norma D6400 de AST ; y de manera alternativa el substrato biodegradable pasa la Norma D6868-03 de ASTM. En general, la velocidad de capacidad de formación en composta y/o biodegradabilidad se puede incrementar al maximizar la relación de área superficial a volumen de cada substrato. Por ejemplo, la relación de área superficial/volumen puede ser por lo menos 10, de manera alternativa por lo menos 17. De manera alternativa, la relación de área superficial/volumen puede ser por lo menos 33. Sin que se desee ser limitado por la teoría, se cree que una relación de área superficial/volumen de por lo menos 33 permitirá que el substrato pase la prueba para biodegradabilidad en la Norma D6868-03 de ASTM. Para propósitos de esta solicitud, los términos "hidrófobo" y "hidrofobicidad" y variantes de los mismos, se refieren a la resistencia al agua de un substrato. La hidrofobicidad se puede medir de acuerdo con la prueba de Cobb expuesta en el Ejemplo 1 de Referencia, posteriormente. Los substratos tratados por el método descrito en este documento también pueden ser inherentemente reciclables. Los substratos también pueden ser repulpables, por ejemplo, el substrato hidrófobo preparado por el método descrito en este documento se puede reducir a pulpa para el uso en la fabricación de papel. Los substratos también se pueden volver a repulpar.

En el método descrito en este documento, el término "reactivo" significa que el silano es capaz de formar una resina en los espacios intersticiales dentro del sustrato en la exposición a grupos -OH en el sustrato y/o humedad ambiental.

Un sustrato se puede volver hidrófobo al tratar el sustrato con un silano reactivo. El silano reactivo puede tener la fórmula (I): R1 aSi(XR2t) (4-a) , en donde cada R1 es independientemente un grupo hidrocarburo monovalente; cada X selecciona independientemente de un átomo de hidrógeno, un átomo de oxigeno, un átomo de selenio, un átomo de nitrógeno, un átomo de azufre, un átomo de carbono, y un átomo fósforo, cada R2 es independientemente un grupo orgánico monovalente, es subíndice a tiene un valor que varía de 0 a 3, y el subíndice b tiene un valor que igual a una valencia restante del grupo X. El subíndice b puede tener un valor promedio que varía de 0 a 4.

El valor del subíndice b depende de la valencia del átomo X. En la fórmula (I) anterior, cuando X es un átomo monovalente tal como un átomo de hidrógeno, entonces el subíndice b es 0. Alternativamente, cuando X es un átomo divalente, tal como un átomo de oxígeno, entonces el subíndice b es 1, por ejemplo, el átomo de oxígeno se enlaza covalentemente al átomo de silicio y la valencia restante es 1, y el átomo de oxígeno se enlaza covalentemente a otro átomo en un grupo R2. Alternativamente, cuando X es un átomo trivalente, tal como nitrógeno, entonces el subíndice b es 2, por ejemplo, el átomo de nitrógeno se enlaza covalentemente al átomo de silicio y la valencia estante es 2, de modo que dos grupos R2 pueden tener cada uno un átomo enlazado covalentemente al átomo de nitrógeno. El fósforo puede ser trivalente (en cuyo caso b es 2).

Alternativamente, X puede ser un átomo de fósforo pentavalente (en cuyo caso b es 4).

Alternativamente, el silano reactivo puede tener un grupo cíclico que incluye silicio. Tal silano reactivo puede tener la fórmula (II): , donde R1, R2, X, y el subíndice b son como se describen en lo anterior, cada R3 es independientemente un grupo orgánico trivalente, y subíndice c es 0 , 1 , o 2.

Alternativamente, el silano reactivo puede tener dos grupos cíclico incluyendo silicio. Tal silano reactivo puede tener la fórmula (III) : , X, y el b son como se describen en lo anterior. Donde X se enlaza en un grupo cíclico, entonces el valor del subíndice b cambiará como es comparado con el valor para b en la fórmula (I). Por ejemplo, en la fórmula (III) cuando X es un átomo de oxígeno, entonces b es 0. Cuando X es un átomo de nitrógeno, entonces b es 1 por ejemplo, el átomo de nitrógeno se enlaza covalentemente al átomo de silicio y se enlaza covalentemente al grupo R3, la valencia restante es 1, y el átomo de nitrógeno se enlaza covalentemente a un átomo en un grupo R2.

El silano reactivo se puede aplicar de cualquier manera tal que el silano reactivo penetre en sustrato y produzca una resina en los espacios intersticiales del sustrato (el volumen, así como la superficie, del sustrato se vuelve hidrofóbica) . Además, al variar la cantidad y el tipo del silano reactivo, las propiedades físicas del sustrato se pueden alterar. Todo o una porción del volumen se puede volver hidrófobo. Alternativamente, el volumen completo del sustrato se puede volver hidrófobo.

Los sustratos biodegradables adecuados para el uso en este documento pueden ser sustratos celulósicos. Los sustratos celulósicos son sustratos que comprenden sustancialmente la celulosa compuesta orgánica polimérica que tiene la fórmula (C6Hio05)n donde n es cualquier número entero. Los substratos celulósicos poseen funcionalidad-OH, contienen agua, y opcionalmente otros ingredientes que pueden reaccionar con el compuesto de silano reactivo, tal como lignina. La lignina es un polímero que resulta de la copolimeri zación de una mezcla de monolignoles tales como alcohol p-cumarílico, alcohol coniferílico, y/o alcohol sinapílico. Este polímero tiene funcionalidad-OH residual con la cual el silano reactivo puede reaccionar. Ejemplos de sustratos adecuados incluyen, pero no se limitan a, papel, madera y productos de madera, cartulina, panel de yeso, textiles, almidones, algodón, lana, otras fibras naturales, o compuestos biodegradables derivados de los mismos. Dependiendo de la aplicación propuesta y proceso de fabricación de sustrato, el sustrato puede comprender agentes en encoladores y/o aditivos adicionales o agentes para alterar sus propiedades físicas o ayudar en el proceso de fabricación. Los agentes en encoladores ejemplares incluyen almidón, colofonia, dimero de alquilcetona , anhídrido de ácido alquenilsuccínico, anhídrido de estireno maleico, pegamento, gelatina, celulosas modificadas, resinas sintéticas, látex y ceras. Otros aditivos y agentes ejemplares incluyen aditivos blanqueadores (tal como dióxido de cloro, oxígeno, ozono y peróxido de hidrógeno) , agentes de resistencia en húmedo, agentes de resistencia en seco, agentes humectantes fluorescentes, carbonato de calcio, agentes abrillantadores ópticos, agentes antimicrobianos, tintes, auxiliares de retención (tales como poliacrilamida aniónica y cloruro de polidiallidimetilamonio, auxiliares de drenaje (tales como copolímeros de acrilamida catiónicos de peso molecular alto, bentonita y sílices coloidales), biocidas, fungicidas, eslimacidas, talco y arcilla y otros modificadores de substrato tales como aminas orgánicas incluyendo trietilamina y bencilamina. Se debe apreciar que otros agentes de encoladores y aditivos o agentes adicionales no listados explícitamente en este documento se pueden aplicar alternativamente, solos o en combinación. Por ejemplo, donde el sustrato comprende papel, el papel también puede comprender o haber sido sometido a blanqueado para aclarar el papel, almidonado u otra operación de en colación para rigidizar el papel, recubrimiento de arcilla para proporcionar una superficie imprimible, u otros tratamientos alternativos para modificar o ajusfar sus propiedades.

Adicionalmente, los sustratos tales como papel pueden comprender fibras vírgenes, en donde el papel es creado por primera vez a partir de compuestos de celulosa no reciclados, fibras recicladas, en donde el papel es creado de materiales celulósicos previamente usados, o combinaciones de los mismos.

El sustrato puede variar en espesor y/o peso dependiendo del tipo y funciones del sustrato. El espesor del sustrato puede variar de menos que 1 milésima de pulgada (donde 1 milésima de pulgada = 0.001 pulgadas = 0.0254 milímetros (mm) ) a mayor que 150 milésimas de pulgada (3.81 mm) de 10 milésimas de pulgada (0.254 mm) a 60 milésimas de pulgada (1.52 mm) , de 20 milésimas de pulgada (0.508 mm) a 45 milésimas de pulgada (1.143 mm) , de 30 milésimas de pulgada (0.762 mm) a 45 milésimas de pulgada (1.143 mm) , de 24 milésimas de pulgada a 45 milésimas de pulgada, o alternativamente de 24 milésimas de pulgada a 35 , o tienen cualquier otro espesor que le permite ser tratado con el silano reactivo o solución, pero siguen siendo aún biodegradable , como será apreciado en este documento. El espesor del sustrato puede ser uniforme o variar y el sustrato puede comprender una pieza continua de material o comprender un material con orificios tales como poros, aberturas, o agujeros colocados en el mismo. Adicionalmente, el sustrato puede comprender un solo sustrato plano (tal como una sola pieza plana de papel) o puede comprender un sustrato doblado, ensamblados o de otra manera fabricado (tal como una caja o sobre) . Por ejemplo, el sustrato puede comprender múltiples sustratos unidos con pegamento, enrollado o tejidos conjuntamente o pueden comprender geometrías variantes tales como cartulina corrugada. Además, los sustratos pueden comprender un componente subconjunto de un sustrato más grande tal como cuando el sustrato se combina con plásticos, telas, materiales no tejidos y/o vidrio. Se debe apreciar que los sustratos pueden incorporar en consecuencia una variedad de diferentes materiales, formas y configuraciones y no se deben limitar a las modalidades ejemplares expresamente listadas en este documento .

Adicionalmente, como se apreciará mejor en este documento, el sustrato se puede proporcionar en un medio ambiente con una temperatura controlada. Por ejemplo, el sustrato se puede proporciona en una temperatura que varía de -40°C a 200°C, alternativamente 10°C a 80°C o alternativamente 22°C a 25°C.

En el método descrito en este documento, el sustrato se trata con un silano reactivo. El silano reactivo puede penetrar en el sustrato como uno o más líquidos para volver hidrófobo al sustrato. Alternativamente, el silano reactivo puede penetrar el sustrato como uno o más vapores.

Cuando una pluralidad de silanos reactivos se usa, la pluralidad de silanos reactivos comprende por lo menos un primer silano reactivo y un segundo silano reactivo diferente del primer silano reactivo. La frase "diferente de" como se usa en este documento se usa dos silanos reactivos no idénticos de modo que el sustrato sé trata con más de un silano reactivo. Para propósitos de esta solicitud, un "silano reactivo" se define como un monómero u oligómero basado en silicio que contiene funcionalidad que puede reaccionar con agua, los grupos-OH en los sustratos (por ejemplo, sustratos celulósicos) y/o agentes en encoladores o aditivos adicionales aplicados en los sustratos como se aprecia en este documento.

Ejemplos de silanos reactivos adecuados incluyen un hidrocarbonoxisilano, un alcoxisilano aminofuncional y una combinación de los mismos.

El hidrocarbonoxisilano puede tener la fórmula: R1aSir4 -a) , donde R1 y el subíndice a son como se describen en lo anterior, y cada R4 se selecciona independientemente de un grupo alcoxi, un grupo alqueniloxi tal como fenoxi u butenoxi, un grupo fenoxi, un grupo benciloxi, y un grupo ariloxi que tiene un anillo aromático policíclico.

El hidrocarbonoxisilano puede ser un alcoxisilano. Alcoxisilanos adecuados incluyen fenitrimetoxisilano, propiltrietoxisilano, trietilortoxisilicato, octiltrietoxisilano y combinaciones de los mismos. Otros alcoxisilanos ejemplares incluyen CH3Si (OCH3) 3, CH3Si (OC2H5) 3 , CH3Si (OCH (CH3) 2) 3 , CH3CH2SÍ (0CH3) 3 , CH3CH2Si (OC2H5) 3 , C4H9Si(OCH3)3, C4H9Si(OC2H5)3, C4H9SÍ (OCH (CH3) 2) 3, C5H11SÍ (OCH3) 3 , C5H11SÍ (OC2H5) 3 , C5H11S1 (OCH (0.3)2) 3 , C6Hi3Si (OCH3) 3 , C6Hi3Si (OC2H5) 3, C6Hi3Si (OCH (CH3) 2) 3, y una combinación de los mismos. Otros alcoxisilanos adecuados incluyen metiltri-n-propoxisilano, metiltri-i-propoxisilano, metiltri-n-butoxisilano, metiltri-i-butoxisilano, metiltri-sec-butoxisilano, metiltri-t-butoxisilano, etiltri-n-propoxisilano, etiltri-i-propoxisilano, etiltri-n-butoxisilano, etiltri-i-butoxisilano, etiltri-t-butoxisilano, n-propiltrimetoxisilano , n-propiltrietoxisilano, isopropiltrimetoxisilano, n-butiltrimetoxisilano, isobutiltrimetoxisilano, isobutiltrietoxisilano, n-octiltrimetoxisilano, n-octiltrietoxisilano, iso-octiltrimetoxisilano, clorometil-trimetoxisilano, clorometiltrietoxisilano, cloroetil-trimetoxisilano, cloroetiltrietoxisilano, cloropropil-trimetoxisilano, cloropropiltrimetoxisilano, trifluoro-propiltrimetoxisilano, trifluoropropiltrietoxisilano, trifluoropropiltri-n-propoxisilano, trifluoropropiltri-i-propoxisilano, trifluoropropiltri-n-butoxisilano, trifluoropropiltri-t-butoxisilano, trifluoropropil-metildimetoxisilano, metildimetoxietoxisilano, metildimetoxi-n-propoxisilano, metildimetoxi-i-propoxisilano, metildimetoxi-n-butoxisilano, metildimetoxi-t-butoxisilano, metildietoxi-n-propoxisilano, metildietoxi-i-propoxisilano, metildietoxi-n-butoxisilano y metildietoxi-t-butoxisilano y combinaciones de los mismos. Ejemplos de trialcoxisilanos alquenilo incluyen viniltrimetoxisilano, viniltrietoxisilano, viniltri isopropoxisilano, aliltrimetoxisilano, aliltrietoxisilano, hexeniltrimetoxisilano, hexeniltrietoxisilano y combinaciones de los mismos. Ejemplos de dialquildialcoxisilanos que se pueden usar incluyen dimetildimetoxisilano, dimetildietoxisilano, etilmetildimetoxisilano, etilmetildietoxisilano, isobutilmetildimetoxisilano, isobutilmetildietoxisilano y combinaciones de los mismos. Ejemplos de trialquilalcoxisilanos que se pueden usar incluyen trimetilmetoxisilaño, tri-n-propilmethoxisilano, trimetiletoxisilano, trietiletoxisilano , tri-n-propilmetoxisilano, trimetiletoxisilano, trietiletoxisilano, tri-n-propilethoxisilano, tri-i-propiletoxisilano, tri-n-butiletoxisilano, tetrametoxisilano, tetraetoxisilano, tetra-n-propoxisilano, tetra-i-propoxisilano, tetra-n-butoxisilano, tetra-t-butoxisilano, fenildimetilmetoxisilano, feniletilmetilmetoxisilano, difenilmetilmetoxisilano, trifenilmetoxisilano, trifeniletoxisilano, feniletildimetoxisilano , feniletil-dietoxisilano, fenilmetildimetoxisilano, fenilmetil-dietoxisilano, fenilmetoxidietoxisilano, feniltrimetoxi-silano, feniltrimetoxisilano, fenilmetiltrimetoxisilano, vinildimetilmetoxisilano, vinildimetiletoxisilano, vinil-metildimetoxisilano, vinilmetildietoxisilano, vinilfenil-dietoxisilano, trialiletoxisilano, dialilmetiletoxisilano, alildimstiletoxisilano y combinaciones de los mismos.

Alternativamente, el silano reactivo puede ser un aciloxisilano tal como acetoxisilano . Acetoxisilanos ejemplares incluyen, pero no se limitan a, tetraacetoxisilano, Metiltriacetoxisilano, etiltria-cetoxisilano, viniltriacetoxisilano, propiltriacetoxisilano, butiltriacetoxisilano, feniltriacetoxisilano, octiltri-acetoxisilano, dimetildiacetoxisilano, fenilmetil-diacetoxisilano, vinilmetildiacetoxisilano, difenil-diacetoxisilano , tetraacetoxisilano y combinaciones de los mismos .

Ejemplos de silanos reactivos que contienen grupos tanto alcoxi como acetoxi que se pueden usar en este documento incluyen metildiacetoximetoxisilano, metilacetoxidimetoxisilaño, vinildiacetoximetoxisilaño, vinilacetoxidimetoxisilaño, metilacetoxidietoxisilano metildiacetoxietoxisilano, y combinaciones de los mismos.

Alcoxisilanos aminofuncionales se ejemplifican por H2N(CH2)2Si (OCH3)3, H2N(CH2)2Si(OCH2CH3) 3, H2N (CH2) 3Si (OCH3) 3, H2N (CH2) 3Si (OCH2CH3) 3, CH3NH (CH2) 3Si (OCH3) 3, CH3NH ( CH2 ) 3S1- (OCH2CH3)3, CH3NH (CH2) 5Si (OCH3) 3, CH3NH (CH2) 5Si (OCH2CH3) 3, H2N (CH2)2NH (CH2)3Si (OCH3) 3, H2N (CH2) 2NH (CH2) 3SÍ (OCH2CH3) 3, CH3NH(CH2)2NH(CH2)3Si(OCH3)3, CH3NH (CH2) 2NH (CH2) 3S (OCH2CH3) 3, C4H9NH (CH2) 2NH (CH2) 3Si (OCH3) 3, C4H9NH (CH2) 2NH (CH2) 3S1 (OCH2CH3) 3, H2N(CH2)2SiCH3(OCH3)2, H2N (CH2) 2SiCH3 (OCH2CH3) 2, H2N(CH2)3Si-CH3(OCH3)2, H2N (CH2) 3SiCH3 (OCH2CH3) 2, CH3NH (CH2) 3SiCH3 (OCH3) 2, CH3NH (CH2) 3SÍCH3 (OCH2CH3) 2, CH3NH (CH2) 5SÍCH3 (OCH3) 2, CH3NH(CH2)5SÍCH3(OCH2CH3)2, H2N (CH2) 2NH (CH2) 3SÍCH3 (OCH3) 2, H2N (CH2)2NH (CH2) 3SiCH3 (OCH2CH3) 2, CH3NH ( CH2 ) 2NH ( CH2 ) 3SÍCH3 (OCH3) 2, CH3NH (CH2) 2NH (CH2) 3SÍCH3 (OCH2CH3) 2, C4H9NH (CH2) 2NH (CH2) 3SÍCH3 (OCH 3) 2, C4H9NH (CH2) 2NH (CH2) 3S1CH3 (OCH2CH3) 2, y una combinación de los mismos.

Otros silanos reactivos adecuados para su uso en este documento comprenden silazanos, tal como hexametildisilazano .

Otros silanos reactivos adecuados para el uso en este documento comprenden oximosilanos y/o cetoximosilanos . Oximosilanos adecuados incluyen alcoxitrioximosilanos tales como etoxitrioximosilano metoxitrioximosilano , y propoxitrioximosilano; o alceniltrioximosilanos tal como propeniltrioximosilano o buteniltrioximosilano; alcenilalquildioximosilanos tales como metil vinil dioximosilano, etildioximosilano vinilo, metildioximosilano vinilo, o viniletildioximosilano, o combinaciones de los mismos .

Los cetoximosilanos adecuados incluyen metil tris (dimetilcetoximo) silano, metil tris (metiletilcetoximo) silano, metil tris (metilpropilcetoximo) silano, metil tris (metilisobutilcetoximo) silano, etil tris (dimetilcetoximo) silano, etil tris (metiletilcetoximo) silano, etil tris (metilpropilcetoximo) etil silano, tris (metilisobutilcetoximo) silano, vinil tris (dimetilcetoximo) silano, vinil tris (metiletilcetoximo) silano, vinil tris (metilpropilcetoximo) silano, vinil tris (metilisobutilcetoximo) silano, tetraquis (dimetilcetoximo) silano, tetraquis (metiletilcetoximo) silano, tetraquis (metilpropilcetoximo) tetraquis-silano, (metilisobutilcetoximo) silano, metilbis (dimetilcetoximo) -silano, metilbis (ciclohexilcetoximo) silano, trietoxi- (etilmetilcetoximo) silano, dietoxidi (etilmetilcetoximo) -etoxitri-silano, (etilmetilcetoximo) -silano, metilvinilbis-(metilisobutilcetoximo) silano, o una combinación de los mismos.

El silano reactivo se puede aplicar al sustrato en forma de vapor o liquida. Alternativamente, el silano reactivo se puede aplicar al sustrato como uno o más líquidos. Específicamente, cada silano reactivo (por ejemplo, un primer silano reactivo y cualquiera de los silanos reactivos adicionales) se puede aplicar al sustrato como un liquido, ya sea solo o en combinación, con otros silanos reactivos. Como se usa en este documento, liquido se refiere a un material fluido que no tiene forma fija. En otra modalidad, cada silano reactivo, solo o en combinación, puede comprender un liquido solo. En otra modalidad, cada silano reactivo se puede proporcionar en una solución (donde por lo menos el primer silano reactivo se combina con un disolvente antes del tratamiento del sustrato) para crear o mantener un estado liquido. Como se usa en este documento, "solución" comprende cualquier combinación de a) uno o más silanos reactivos y b) uno o más de otros ingredientes en un estado liquido. El otro ingrediente puede ser un solvente, un surfactante, o una combinación de los mismos. En tal modalidad, el silano reactivo puede comprender originalmente cualquier forma tal que combine con otro ingrediente para formar una solución liquida. El surfactante útil en este documento no es critico y cualquiera de los surfactantes no iónicos, catiónicos y aniónicos bien conocidos pueden ser útiles. Ejemplos incluyen surfactantes no iónicos tales como éteres de polioxietilen alquilo, éteres de polioxietilen alquil fenilo, carboxilato de polioxietileno, ásteres de ácido graso de sorbitán, ésteres de ácido graso de sorbitán de polioxietileno y siliconas modificada con poliéter; surfactantes catiónicos tales como cloruro de alquiltrimetilamonio y cloruro de alquilbencilamonio; surfactantes aniónicos tales como sulfatos de alquilo o alquilalilo, sulfonatos de alquilo o alquilalilo, y sulfosuccinatos de dialquilo; y surfactantes anfoliticos tales como surfactantes de tipo aminoácidos betaina. Surfactantes adecuado tales como alquiletoxilatos son comercialmente disponibles. Otros surfactantes adecuados incluyen poliéteres de silicona, que son comercialmente disponibles de Dow Corning Corporation of Midland, Michigan, U.S. A. Otros surfactantes adecuados incluyen surfactantes de hidrocarburos fluorados, surfactantes de fluorosilicona, sales de amonio cuaternario de alquilo y/o arilo, copolímeros de óxido de polipropileno/óxido de polietileno, tal como PLURONICS® de BASF, o sulfonatos de alquilo.

En todavía otra modalidad, una pluralidad de silanos reactivos se puede proporcionar en una sola solución (por ejemplo, donde el primer silano reactivo y el segundo silano reactivo se combinan con el otro ingrediente antes del tratamiento del sustrato) . La pluralidad de silanos reactivos, ya sea solos o en cualquier combinación, pueden comprender en consecuencia un líquido o comprender cualquier otro estado que combine con otro ingrediente para comprende un líquido de modo que los silanos reactivos se aplican al sustrato como uno o más líquidos. Los diversos silanos reactivos por lo tanto se pueden aplicar como una o más líquidos simultáneamente, secuencialmente o en cualquier combinación de los mismos sobre el sustrato.

De esta manera, en una modalidad, una solución de silano reactivo se puede producir al combinar por lo menos el primer silano reactivo (y cualquiera de los silanos reactivos adicionales) con un solvente. Un solvente se define como una sustancia que ya sea disolverá el silano reactivo para formar una solución líquida o una sustancia que proporcione una emulsión estable o dispersión de silano reactivo que mantiene la uniformidad durante un tiempo suficiente para permitir la penetración del sustrato. Los solventes apropiados pueden ser no polares tales como silanos no funcionales (es decir, silanos que no contienen una funcionalidad reactiva tal como el tetrametilsilano) , siliconas, hidrocarburos de alquilo, hidrocarburos aromáticos, o hidrocarburos que poseen tanto grupos alquilo, aromáticos, solventes polares de una variedad de clases químicas tales como éteres, cetonas, ásteres, tioéteres, hidrocarburos; y combinaciones de los mismos. Ejemplos no limitantes no específicos de solventes apropiados incluyen isopentano, pentano, hexano, heptano, éter de petróleo, ligroína, benceno, tolueno, xileno, naftaleno, a- y/o ß-metilnaftaleno , dietil éter, tetrahidrofurano, dioxano, metil t-butil éter, acetona, metiletilcetona, metilisobutilcetona, acetato de metilo, acetato de etilo, acetato de butilo, dimetiltioéter , dietiltioéter, dipropiltioéter , dibutiltioetér, diclorometano, cloroformo, clorobenceno, tetrametilsilano, tetraetilsilano, hexametildisiloxano, octametiltrisiloxano, hexametilciclo-trisiloxano, octametilciclotetrasiloxano, y decametilciclopentasiloxano . Por ejemplo, en una modalidad especifica, el solvente comprende un hidrocarburo tal como pentano, hexano o heptano. En otra modalidad, el solvente comprende un solvente polar tal como acetona. Otros solventes ejemplares incluyen tolueno, naftaleno, isododecano, éter de petróleo, tetrahidrofurano (THF) o siliconas. El silano reactivo y el solvente se pueden combinar para producir una solución a través de cualquier mecanismo de mezclado disponible. El silano reactivo puede ser ya sea miscible o dispersable con el solvente para permitir una solución, emulsión o dispersión uniforme.

Alternativamente, el solvente puede comprender agua. Se puede usar agua sola como el solvente, o se puede usar agua en combinación con uno o más otro solvente (s) descrito en lo anterior. Alternativamente, en una modalidad, el silano reactivo se puede combinar con agua para pre-condensar y/o pre-hidrolizar el silano reactivo antes de penetrar en el sustrato. Una persona expertos en el campo reconocería que la cantidad de agua y las condiciones tales como temperatura y pH para este paso de pre-condensación y/o de hidrólisis son tales que se pueden formar prepolimeros . Para propósitos de esta solicitud, el término "prepolimeros" se refiere a moléculas, que son productos de reacción del silano reactivo y agua, pero que son capaces de penetrar el sustrato y después reaccionar adicionalmente para formar la resina de silicona en los espacios intersticiales del sustrato. Los prepolimeros pueden ser, por ejemplo, compuestos funcionales de silanol u oligómeros del silano reactivo. Una persona experta en el campo reconocerla que el método descrito en este documento que usa el silano reactivo puede usar alternativamente el prepolímero además de, o en lugar del, silano reactivo.

Cuando se usa una solución, el silano reactivo comprenderá un cierto porcentaje en peso de la solución. El porcentaje en peso se refiere específicamente al peso de los silanos reactivos (por ejemplo, cuando una pluralidad de silanos reactivos se usa, el primer silano reactivo, el segundo reactivo, y cualquiera de los silano reactivos adicionales) con respecto al peso total de la solución (incluyendo cualquiera de los solventes u otros ingredientes usados en este documento). Intervalos ejemplares de la cantidad de silano reactivo en la solución incluyen de mayor que 0% a 40%, o alternativamente de mayor que de 0% a 5%, alternativamente de 5% a 10%, alternativamente de mayor que de 10% a 15%, alternativamente de mayor que de 15% a 20%, alternativamente de mayor que de 20% a 25%, alternativamente de mayor que de 25% a 30%, alternativamente de mayor que de 30% a 35%, o alternativamente de mayor que de 35% a 40%. Como se observa en lo anterior, estos intervalos se proponen para ser ejemplares solamente y no limitan la descripción. Por consiguiente, otras modalidades pueden incorporar un porcentaje en peso alternativo del silano reactivo en la solución, aunque no se establece explícitamente en este documento .

Una vez que el silano reactivo se proporciona (ya sea separadamente, como una solución, o combinaciones de los mismos), el sustrato se trata con el silano reactivo para volver sustrato hidrófobo. El término "tratado" (y sus variantes tales como "que trata", "tratan", "trata" y "tratamiento") significa aplicar el silano reactivo al sustrato en un medio ambiente apropiado para durante una cantidad de tiempo suficiente para que el silano reactivo penetre el sustrato y reaccione para formar una resina . El término "penetrar" (y sus variantes tales como "que penetra", "penetración", "penetrado" y "penetra") significa que el silano reactivo entra algunos o todos los espacios intersticiales del sustrato, y el silano reactivo no forma simplemente un revestimiento superficial sobre el sustrato. Sin que se proponga ser limitado por una teoría particular o mecanismo, se cree que el silano reactivo puede reaccionar con la funcionalidad-OH del sustrato, el agua dentro del sustrato y/u otros agentes en encoladores o aditivos adicionales en los mismos para formar la resina. La resina se refiere a cualquier producto de la reacción entre el silano reactivo y la funcionalidad-OH del sustrato, el agua dentro del sustrato y/u otros agentes en encoladores o aditivos adicionales en los mismos; que vuelve el sustrato hidrófobo. Específicamente, los silanos reactivos capaces de formar dos o más enlaces pueden reaccionar con los grupos hidroxilo distribuidos a lo largo de las cadenas de celulosa de un sustrato celulósico y/o el agua contenida en los mismos para formar una resina colocada o todos los espacios intersticiales del sustrato celulósico y anclado a las cadenas de celulósicas del sustrato celulósico. Donde el silano reactivos reacciona con el agua en el sustrato, la reacción se puede producir un producto HX (donde X es el átomo o reactivo o grupo del silano reactivo) y un silanol. El silanol puede reaccionar adicionalmente con un silano reactivo u otro silanol para producir la resina. Los mecanismos de reacción diferentes pueden continuar sustancialmente por toda la matriz del sustrato, tratando en consecuencia una parte del volumen, o el volumen completo, de un sustrato de espesor apropiado. Cuando el silano reactivo penetra totalmente el espesor de sustrato, el volumen completo de sustrato se puede tratar.

La penetración de sustrato con el silano reactivo se puede lograr en una variedad de formas. Por ejemplo, sin que se proponga ser limitado por las modalidades ejemplares expresamente dadas a conocer en este documento, el silano reactivo o una solución se pueden aplicar al sustrato al ser depositado sobre el sustrato (por ejemplo, a través de una boquilla o troquel), al ser rociado (por ejemplo, a través de una boquilla) sobre una o más superficies del sustrato, al ser vaciado sobre el sustrato, por inmersión (por ejemplo, al hacer pasar el sustrato a través de una cantidad contenida del compuesto o solución de silano reactivo) , al sumergir el sustrato en el compuesto solución de silano reactivo) , o mediante cualquier otro método que pueda recubrir, empapar, o de otra manera permitir que el silano reactivo entre en contacto físico con el sustrato y entre a los espacios intersticiales en el sustrato. En una modalidad, donde los silanos reactivos se aplican separadamente (por ejemplo, no como una sola solución) , el primero de silano reactivo, el segundo silano reactivo, y cualquiera de los silanos reactivos adicionales se pueden aplicar simultáneamente o secuencialmente al sustrato o en cualquier otro orden de repetición o alternación. Alternativamente, donde una combinación de silanos reactivos separados y soluciones se usan, los silanos reactivos y soluciones se pueden aplicar simultánea o secuencialmente o en cualquier otro orden de repetición o alternación.

Alternativamente, sin que se propongan ser limitados a las modalidades ejemplares expresamente dadas a conocer en este documento, el silano reactivo o una solución se pueden aplicar al sustrato en forma de vapor al hacer pasar el sustrato a través de una cámara que contiene vapor del silano reactivo o al introducir un silano reactivo en una formar de vapor directamente sobre la superficie del sustrato .

Por ejemplo, en una modalidad, donde el sustrato comprende un rollo de papel, el papel se puede desenrollar en una velocidad controlada y hacer pasar a través de un tratamiento donde el silano reactivo se deposita sobre la superficie superior del papel. La velocidad del papel puede depender en parte en el espesor del papel y/o la cantidad de silano reactivo que se aplica y puede variar de 0.3 mts/minuto (1 pies/minuto (ft./min.)) a 914.4 mts/min (3000 ft./min.), 3.05 mts/min (10 ft./min.) a 304.8 mts/min (1000 ft./min.) o 7.62 mts/min (25 ft./min) a 152.4 mts/min (500 ft./min) . Dentro del área de tratamiento una o más boquillas pueden depositar una solución sobre una o ambas superficies del sustrato de modo que una o ambas superficies del sustrato se cubren con la solución.

El sustrato tratado con el silano reactivo luego puede reposar, viajar o experimentar tratamientos adicionales para permitir que el silano reactivo reaccione con el sustrato y/o el agua en el mismo. Por ejemplo, para permitir una cantidad de tiempo adecuada para la reacción, el sustrato se puede almacenar en una cámara calentada, enfriada y/o de humedad controlada y permitir que permanezca durante un tiempo de residencia adecuado, o puede viajar alternativamente alrededor de una ruta especificada en donde la longitud de la ruta se ajusta tal que el sustrato atraviesa la ruta especificada en una cantidad de tiempo adecuada para que se presente la reacción.

El método puede comprender además exponer el sustrato tratado a un compuesto básico (por ejemplo, gas amoniaco) después de que el silano reactivo se aplica al sustrato. El término "compuesto básico" se refiere a cualquier compuesto químico que tiene la capacidad de reaccionar y neutralizar el compuesto HX producido en la reacción del silano reactivo. Por ejemplo, en una modalidad, el silano reactivo se puede aplicar al sustrato y hacer pasar a través de una cámara que contiene gas de amoníaco tal que el sustrato se expone al gas de amoniaco. Sin que se proponga ser militado por una teoría particular, el compuesto básico puede neutralizar ambos ácidos generados de la aplicación del silano reactivo al sustrato y conducir adicionalmente la reacción entre el silano reactivo y agua, y/o el sustrato, para terminación. Otros ejemplos no limitantes de compuestos básicos útiles incluyen bases tanto orgánicas como inorgánicas tales como hidróxidos de metales alcalinos o aminas. Alternativamente, cualquier otra base y/o catalizador de condensación se puede usar en totalidad o en parte en lugar del amoniaco y suministrarse como un gas, un liquido o en solución. En este contexto, el término "catalizador de condensación" se refiere a cualquier catalizador que pueda afectar la reacción entre los dos grupos silanol o un grupo silanol y un grupo formado in situ como resultado de la reacción del silano reactivo con un grupo-OH (por ejemplo, enlazada celulosas) para producir un enlace siloxano. En aún todavía otra modalidad, el sustrato se puede exponer al compuesto básico antes, simultáneo con o después de que se aplica al silano reactivo, o en combinaciones de los mismos.

Para incrementar la velocidad de reacción, el sustrato también se puede calentar y/o secar opcionalmente después de que el silano reactivo se aplica para producir la resina en el sustrato. Por ejemplo, el sustrato puede pasar a través de una cámara de secado en la cual se aplica calor al sustrato. La temperatura de la cámara de secado dependerá del tipo de sustrato y su tiempo de residencia en la misma, sin embargo, la temperatura en la cámara puede comprender una temperatura arriba de 200°C. Alternativamente, la temperatura puede variar dependiendo de factores que incluyen el tipo de sustrato, la velocidad en la cual el sustrato pasa a través de la cámara de secado, el espesor del sustrato, y/o la cantidad del silano reactivo aplicado al sustrato. Alternativamente, la temperatura proporcionada al sustrato puede ser suficiente para calentar el sustrato a 200°C en su salida de la cámara de secado.

Una vez que el sustrato se trata para volverlo hidrófobo, el sustrato hidrófobo comprenderá la resina de la reacción entre el silano reactivo y el sustrato celulósico y/o el agua dentro del sustrato como se plantea en lo anterior. La resina puede comprender en cualquier lugar de mayor que 0% del sustrato hidrófobo a menor que 1% del sustrato hidrófobo. El porcentaje se refiere al peso de la resina con respecto al peso total de tanto el substrato como la resina. Otros intervalos de la cantidad de resina en el sustrato incluyen 0.01% a 0.99%, alternativamente de 0.1% a 0.9%, alternativamente de 0.3% a 0.85% y de forma alternativamente de 0.3% a 0.5%. Sin que se desee ser limitado por la teoría, se cree que la cantidad de resina en el sustrato menor que aquella descrita en lo anterior puede proporcionar hidrofobicidad insuficiente para las aplicaciones descritas en este documento, tal como material de empaquetado y artículos de servicio de alimentos desechables. En cantidades en mayores cantidades de resina que aquellas descritas en lo anterior, puede ser más difícil hacer compuesta el sustrato al final de su vida útil.

Sin que se proponga ser limitado por una teoría particular, se cree que al mezclar diferentes silanos reactivos en relaciones y cantidades variantes para formar una pluralidad de silanos reactivos, las eficiencias de deposición de lo silanos reactivos puede incrementar la oportunidad de los métodos vuelva a sustratos hidrófobos para ser más eficientes al lograr mayor deposición de silano reactivo durante el tratamiento.

Ej emplos Los siguientes ejemplos se incluyen para mostrar la invención a uno de experiencia ordinaria. Sin embargo, aquellos de experiencia ordinaria en el campo deben, en vista de la presente descripción, apreciar que se pueden hacerse muchos cambios en las modalidades específicas que se dan a conocer y aún obtienen un resultado igual o similar sin apartarse del espíritu y alcance de la invención.

Ejemplo de Referencia 1 - Prueba de Desintegración La desintegración de cartón se evaluó durante 12 semanas de formación de composta. Los artículos de prueba del cartón se colocaron en marcos de diapositivas y se agregaron a residuos biológicos en un recipiente de composta aislado. El residuo biológico fue una mezcla de residuo vegetal reciente, jardín y frutas (VGF) y material estructurado. El residuo biológico se derivó de la fracción orgánica de residuos sólido municipal, obtenido de la planta de tratamiento residual de Schendelbeke, Bélgica. El residuo biológico tuvo un contenido de humedad y un contenido de sólidos volátiles de más de 50% y un pH arriba de 5. El agua se agregó al residuo biológico durante la prueba para asegurar un nivel de humedad suficiente. En un momento se midió el pH de 6.9, y después de 1.5 semanas de composta, el pH se incrementó arriba de 8.5. La temperatura máxima durante la composta varió de aproximadamente 60°C abajo de 75°C. La temperatura diaria fue arriba de 60°C durante más de 1 semana. Después de 1.5 semanas de composta, el recipiente se colocó en una habitación de incubación a 45°C para asegurar la temperatura diaria permaneciera arriba de 40°C durante por lo menos 4 semanas. La temperatura diaria permaneció en o arriba 40°C para el periodo de prueba completo. La temperatura y el gas de escape se supervisaron regularmente. Durante la composta, el contenido del recipiente se volteó manualmente, a la semana durante el primer mes y después cada 2 semanas, tiempos en los cuales las muestras se supervisaron visualmente. Durante el periodo de prueba completo, la concentración de oxigeno permaneció arriba de 10%, que aseguró las condiciones aeróbicas. Este método de prueba fue predictivo de si un sustrato pasaría la prueba de biodegradabilidad expuesta en estándar D6868-03 de ASTM.

Ejemplo de Referencia 1 - Procedimiento de Tratamiento, Prueba de Encolado de Cobb y Prueba de Inmersión y Evaluación de Resistencia Papeles kraft no blanqueados (de 24 PT y 45 PT) , que fueron café claro en color, se trataron con varias soluciones que contienen un silano reactivo en un solvente (ya sea pentano o metilacetato) . Los papeles se estiraron a través de una máquina como una cinta en movimiento donde se aplicó la solución de tratamiento. La velocidad de la linea fue típicamente de 3.05 metros /minuto (10 pies/minuto) a 9.14 metros/minuto (30 pies/minuto), y la velocidad de la línea y el flujo de la solución de tratamiento se ajustaron para que se lograra un empapado completo del papel. El papel luego se expuso a calor suficiente y circulación de aire para remover el solvente y el silano volátil.

Los atributos hidrófobos de los papeles tratados se evaluaron a través de la prueba de encolado de Cobb e inmersión en agua durante 24 horas. La prueba de encolado de Cobb de llevó a cabo de acuerdo con el procedimiento expuesto en el método de prueba T441 TAPPI donde una superficie de 100 cm2 del papel se expuso a 100 mililitros (mL) de agua desionizada a 50°C durante tres minutos. El valor portado que la masa (g) de agua absorbida por metro cuadrado (g/m2) por el papel tratado.

La prueba de inmersión se condijo al sumergir completamente esas de 15.24 cm x 15.24 cm (6'' x 6'') de papel tratado en un baño de agua desionizada durante un periodo tiempo uniforme (por ejemplo, 24 horas) de acuerdo con el método de prueba T491 TAPPI. La captación de agua por el papel se expresó como una ganancia de por ciento en peso. Las propiedades de resistencia del papel fueron se evaluaron adicionalmente al medir la resistencia a la tención de tiras anchas de 2.54 cm (1'') cortadas de tanto la dirección de la máquina (MD) como la dirección transversal (CD) del papel tal como se expone en el método de pruebas T494 TAPPI. La dirección de la máquina se refiere a la dirección en la cual las fibras en el papel se alinean generalmente como es afectado por la dirección de alimentación a través de la máquina cuando se hace el sustrato celulósico. La dirección transversal se refiere a la dirección perpendicular a la dirección en la cual las fibras en el papel se alinean generalmente .

Los valores de desgarramiento en secos y en húmedos se evaluaron de acuerdo con el procedimiento expuesto en el método de prueba T414 TAPPI. Los papeles tratados se empaparon en agua a 22°C durante una hora antes de llevar a cabo las mediciones para obtener los valores de desgarramiento en número. Las propiedades de resistencia se sometieron a prueba en tanto la dirección de la máquina (MD) como la dirección transversal (CD) . La eficiencia de deposición se calculó de la cantidad de silano(s) reactivo aplicado al sustrato celulósico usando las variables conocidas de concentración en solución, velocidad de aplicación en solución, y velocidad de alimentación del papel. La cantidad de resina contenida en el papel tratado se determinó al convertir la resina a unidades de siloxano monoméricas y al cuantificar tales usando cromatografía de gas conforme al procedimiento descrito en "The Analytical Chemistry of Silicones", Ed. A Lee Smith. Chemical Analysis Vol. 112, Wiley-Interscience (ISBN 0-471 - 51624-4), pp 210-211. La eficacia de deposición luego se determinó al dividir la cantidad de resina en el papel por la cantidad de silano (s) reactivo aplicado.

Claims (20)

REIVINDICACIONES

1. Un método, caracterizado porque comprende: 1) penetrar un sustrato con un silano reactivo, y 2) formar una resina del silano reactivo; donde el producto del paso 2) es tanto hidrófobo como biodegradable .

2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el silano reactivo se selecciona de la fórmula ( I ) : R1 aSi (XR2 b) (4-a) , en donde cada R1 es independientemente un grupo hidrocarburo monovalente; cada X se selecciona independientemente de un átomo de hidrógeno, un átomo de oxigeno, un átomo de selenio, un átomo de nitrógeno, un átomo de azufre, un átomo de carbono, y un átomo de fósforo, cada R2 es un grupo orgánico monovalente, el subíndice a tiene un valor medio que varía de 0 a 3, y el subíndice b tiene un valor que iguala una valencia restante del grupo X; fórmula ( II ) : , en donde R1, R2, X, y el subíndice b son como se describen en lo anterior, cada R3 es un grupo orgánico divalente, y el subíndice es 0, 1, o 2; fórmula (III): , en donde R1, R3, X, y el subíndice b son como se describen en lo anterior; y (IV) una combinación de los mismos; con la condición de que si en todos los casos de X son átomos de carbono, entonces por lo menos un R2 es reactivo con un grupo-OH y/o humedad ambiente.

3. El método de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el producto del paso 2) se puede formar en composta.

4. El método de conformidad con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el producto del paso 2) cumple la norma D6868-03 de ASTM.

5. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el producto del paso 2) contiene menor que 1% de la resina.

6. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque comprende además: paso 3) exponer el sustrato a un compuesto básico, donde el producto del paso 3) es tanto hidrófobo como biodegradable .

7. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el compuesto básico comprende un gas de amoniaco.

8. El método de conformidad con la reivindicación 6 o 7, caracterizado porque el producto del paso 3) se puede formar en composta.

9. El método de conformidad la reivindicación 6 o 7, caracterizado porque el producto del paso 3) cumple la norma D6868-03 de AST .

10. El método de conformidad con la reivindicación 6 o 7, caracterizado porque el producto del paso 3) contiene menor que 1% de la resina.

11. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el silano reactivo se proporciona en una solución que comprende el silano reactivo y uno o más de ingredientes adicionales.

12. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado porque la solución comprende además un solvente .

13. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque el solvente es pentano, hexano, heptano o éter de petróleo.

14. Un articulo, caracterizado porque comprende: un sustrato celulósico y, 0.01% a 0.99% de una resina, donde la resina se produce de a partir del tratamiento del sustrato celulósico con un silano reactivo, y el articulo es tanto hidrófobo como biodegradable.

15. El articulo de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque el silano reactivo se selecciona de la fórmula (I) : R1aSÍ (XR?b) ( 4-a) 5 en donde cada R1 es independientemente un grupo hidrocarburo monovalente; cada X se selecciona independientemente de un átomo de hidrógeno, un átomo de oxigeno, un átomo de 10 selenio, un átomo de nitrógeno, un átomo de azufre, un átomo de carbono, y un átomo de fósforo, cada R2 es un grupo orgánico monovalente, el subíndice a tiene un valor promedio que varía de 0 a 3, y 15 el subíndice b tiene un valor que iguala una valencia restante del grupo X; fórmula (II): 20 en donde R1, R2, X, y el subíndice b son como se describen en lo anterior, cada R3 es un grupo orgánico divalente, el subíndice c es 0, o 2; fórmula (III) : , donde R2, R3, X, y el subíndice son como se describen en lo anterior, y (IV): una combinación de los mismos.

16. El artículo de conformidad con la reivindicación 14 o 15, caracterizado porque el artículo se puede formar en composta.

17. El artículo de conformidad con la reivindicación 14 o 15, caracterizado porque el artículo cumple la norma D6868-03 de ASTM.

18. El artículo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 17, caracterizado porque el sustrato comprende papel, cartulina, cartón, madera, productos de madera, panel de yeso, textiles, almidones, alqodón o lana.

19. El artículo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 17, caracterizado porque el sustrato comprende papel, cartulina o cartoncillo. 9

20. El articulo de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 14 a 19, caracterizado porque el articulo es un material de empaquetado o un articulo de servicio de servicio de alimentos desechables. 5 10 15 20 25