ES2252432T3 - Mezclas binarias de poliesteres alifaticos biodegradables y productos obtenidos a partir de estas. - Google Patents

Mezclas binarias de poliesteres alifaticos biodegradables y productos obtenidos a partir de estas.

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ES2252432T3
ES2252432T3 ES02710032T ES02710032T ES2252432T3 ES 2252432 T3 ES2252432 T3 ES 2252432T3 ES 02710032 T ES02710032 T ES 02710032T ES 02710032 T ES02710032 T ES 02710032T ES 2252432 T3 ES2252432 T3 ES 2252432T3
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Gianfranco Del Tredici
Italo Guanella
Giovanni Floridi
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Abstract

Mezcla biodegradable que se puede obtener mediante la mezcla por fusión de poliésteres, que comprende: (A) un poliéster alifático obtenido a partir de diácidos alifáticos seleccionados de entre el grupo constituido por ácido azelaico, ácido sebácico, ácido brasílico, mezclas de los mismos y mezclas de dichos ácidos con ácidos dicarboxílicos alifáticos y/o hidroxiácidos alifáticos que contienen más de 50% en moles de ácido azelaico, ácido sebácico y ácido brasílico, y a partir de dioles alifáticos, presentando dicho poliéster un módulo de elasticidad comprendido entre 400 y 900 MPa, un alargamiento a la rotura superior a 200% en películas sopladas de aproximadamente 25 a 30 ìm, un peso molecular promedio en peso superiore a 55.000 y un punto de fusión comprendido entre 40 y 95ºC; (B) un polímero de ácido láctico seleccionado de entre ácido L o D-poliláctico, ácido L, D-poliláctico, ácido meso-poliláctico o copolímero de ácido láctico con hidroxiácidos de lactonas de los mismos que contienenpor lo menos 75% de ácido L-láctico o D-láctico que presentan un peso molecular promedio en peso superior a 70.000 y con un módulo de elasticidad superior a 1.500 MPa; en la que la concentración en peso de A con respecto a (A + B) está en el intervalo comprendido entre 30 y 60 C; estando dicha mezcla biodegradable caracterizada por: ¿ suma de la entalpía de fusión ÄHA y ÄHB de los dos poliésteres en dicha mezcla biodegradable superior a la suma de las entalpías de fusión ÄH1 y ÄH2 de los poliésteres antes de la mezcla de fusión: ¿ películas sopladas de espesor comprendido entre 25 y 30 ìm que presentan: (i) un módulo de elasticidad superior a 1.400 MPa, y (ii) una permeabilidad al agua comprendida entre 170 y 40 g 30 ìm/m2 24h.

Description

Mezclas binarias de poliésteres alifáticos biodegradables y productos obtenidos a partir de éstas.
La presente invención se refiere a mezclas biodegradables que comprenden por lo menos dos poliésteres alifáticos en proporciones tales que es posible obtener una película, mediante soplado o fusión, provistas de propiedades de barrera frente al agua mejoradas con respecto a los poliésteres individuales, de rigidez, transparencia y biodegradabilidad elevadas además de láminas (espumadas) expandidas y productos termoformados asociados con propiedades de barrera y rigidez óptimas.
Tales materiales estructurales con agentes reforzadores son adecuados particularmente para el sector del envasado de alimentos.
Técnica anterior
Los polímeros convencionales tales como poliestireno, tereftalato de polietileno y similares se caracterizan no sólo por una rigidez excelente, sino asimismo por unas buenas propiedades de barrera frente al agua y por una buena transparencia. Estos polímeros se utilizan en el sector del envasado en general, y en el sector del envasado de alimentación en particular, además de en el sector de platos desechables tales como bandejas, tazas y cubertería. Su baja biodegradabilidad y la dificultad de recuperación de los diferentes plásticos de partida de una forma suficientemente diferenciada tras el reciclaje, ha creado sin embargo un problema creciente de eliminación en las últimas décadas.
Polímeros tales como ácidos L-polilácticos, ácidos D,L-polilácticos, ácidos D-polilácticos y sus copolímeros son materiales termoplásticos biodegradables a partir de fuentes renovables; son transparentes con una resistencia al moho excelente y por lo tanto adecuados para el envasado de alimentos además de la conservación de sus características organolépticas. Por otro lado, se biodegradan lentamente en la tierra, y en composte, se degradan rápidamente sólo a temperaturas elevadas. La mayor limitación, sin embargo, radica en la baja procesabilidad, tras el reciclaje de residuos, y además en que para muchas aplicaciones la permeabilidad al agua es demasiado elevada.
Si, por otro lado, los poliésteres alifáticos constituidos predominantemente de monómeros de fuentes renovables a partir de dioles de diácidos, en particular se consideran polímeros de ácidos sebácico, brasílico y azelaico, presentan la desventaja de que su rigidez es demasiado baja y su permeabilidad al agua es demasiado elevada. Por esta razón, los productos preparados a partir de estas resinas son asimismo inadecuados como materiales rígidos para el envasado.
Las mezclas binarias de ácido poliláctico y poliésteres alifáticos han constituido el objeto de muchas patentes tales como la GB 2 332 204 que no describe mezclas con poliésteres basados en ácido azelaico, sebácico o brasílico, por lo tanto no describe mezclas con un buen equilibrio entre la baja permeabilidad al agua y la cristalinidad. La patente europea EP-0 980 894 A1 (Mitsui Chemical) reivindica una mejora significativa en la resistencia al desgarramiento y en la igualación de la película basándose en una mezcla de ácido poliláctico y en otros poliésteres tales como succinato de polibutileno, con un punto de fusión de entre 80 y 250ºC, mediante la introducción de un plastificante en la mezcla. Esto, sin embargo, proporciona una película no transparente con, en cualquier caso, muy modesta resistencia, del orden de 120 g según el procedimiento JIS P8116. La presencia de un plastificante, además, pone limitaciones en el contacto con el alimento y la desventaja del fenómeno de envejecimiento. Además, las mezclas de esta patente son muy flexibles, poseen un módulo de elasticidad no superior a 1.000 MPa.
La patente US nº 5.883.199 se refiere a mezclas binarias de ácido poliláctico y poliéster con el poliéster formando una fase continua o cocontinua y el contenido en ácido poliláctico que está comprendido entre 10 y 90%. Tales mezclas, según los ejemplos indicados, no muestran una reducción significativa en la permeabilidad al agua o al vapor y poseen un módulo de elasticidad relativamente bajo, dentro del intervalo 600 a 900 MPa.
El documento EP 1 033 383 se refiere a una película biodegradable que comprende un polímero de la familia del ácido poliláctico y otro poliéster alifático que el polímero de la familia del ácido poliláctico caracterizado porque el calor de fusión para convertirlo en el polímero de la familia del ácido poliláctico cuando se alcanza la temperatura de la película es 35 J/g o inferior. Tal patente no trata con el problema de mejorar las propiedades de barrera frente al agua de la película biodegradable y uno de los principales objetivos de la presente invención es encontrar una película biodegradable con excelente termosellabilidad. Entre los otros poliésteres alifáticos utilizados junto con el polímero de la familia del ácido poliláctico, el documento EP 1 033 383 describe como preferidos los poliésteres que poseen unidades de ácido dicarboxílico y unidades de diol alifático entre los que se mencionan el sebacato de polibutileno incluso aunque las mezclas de dicho polímero con un polímero de la familia del ácido poliláctico no muestren todas las propiedades de termosellado tales como las descritas en la patente. Al contrario las propiedades de termosellabilidad son muy pobres e incluso inferiores a las descritas en los ejemplos comparativos que no forman parte de la presente invención. Además, las mezclas de esta patente no poseen un equilibrio deseado de baja permeabilidad al agua y buena cristalinidad.
Objeto de la invención
Partiendo del problema de encontrar un material capaz de combinar las propiedades de transparencia, rigidez y barrera frente al agua se ha descubierto ahora sorprendentemente que mediante la combinación de un polímero de ácido poliláctico con poliésteres diácido/diol alifáticos en proporciones específicas según se describe a continuación existe un intervalo crítico de composiciones en el que es posible obtener, de forma completamente inesperada, una permeabilidad al agua significativamente inferior con respecto a los polímeros individuales, además de un módulo de elasticidad a la tracción mayor que cualquiera previsto según la regla de la mezcla de Halpin/Tsal y una transparencia óptima.
Descripción de la invención
La presente invención se refiere a una mezcla biodegradable obtenida mediante fusión de la mezcla de los poliésteres que comprende:
(A)
un poliéster alifático obtenido a partir de diácidos alifáticos seleccionados de entre el grupo constituido por ácido azelaico, ácido sebácico, ácido brasílico, mezclas de los mismos y mezclas de dichos ácidos con ácidos dicarboxílicos alifáticos y/o hidroxiácidos alifáticos que contienen más de 50% de moles de ácido azelaico, ácido sebácico y ácido brasílico, y a partir de dioles alifáticos, poseyendo dicho poliéster un módulo de elasticidad comprendido entre 400 y 900 MPa, un alargamiento a la rotura superior a 200% en películas sopladas de aproximadamente 25 a 30 \mum, un peso molecular promedio en peso superior a 55.000 y un punto de fusión comprendido entre 40 y 95ºC;
(B)
un polímero de ácido láctico seleccionado de entre el grupo constituido por ácido L- o D-poliláctico, ácido L,D-poliláctico, ácido meso-poliláctico o copolímero de ácido poliláctico con hidroxiácidos de lactonas de los mismos que contienen por lo menos 75% de ácido L-láctico o D-láctico que poseen un peso molecular promedio en peso superior a 70.000 y con un módulo de elasticidad superior a 1500 MPa;
en la que la concentración en peso de A con respecto a (A + B) está en el intervalo comprendido entre 30 y 60%: estando caracterizada dicha mezcla biodegradable por:
\bullet
una suma de las entalpías de fusión \DeltaH_{A} y \DeltaH_{B} de los dos poliésteres en dicha mezcla biodegradable superior a la suma de las entalpías de fusión \DeltaH_{1} y \DeltaH_{2} de los poliésteres antes de que se funda la mezcla;
\bullet
películas de soplado de espesor comprendido entre 25 y 30 \mum que poseen:
(i)
un módulo de elasticidad superior a 1.400 MPa, y
(ii)
una permeabilidad al agua comprendida entre 170 y 40g 30 \mum/m^{2} 24 h.
Por suma normalizada se hace referencia a la suma obtenida mediante la multiplicación de las entalpías de fusión de \DeltaH_{1} y \DeltaH_{2} por el porcentaje dividido por 100 de los dos poliésteres presentes en la mezcla.
El incremento de las entalpías de fusión \DeltaH_{A} + \DeltaH_{B} de los dos poliésteres en la mezcla con respecto a su suma normalizada \DeltaH_{1} + \DeltaH_{2} muestra un inesperado incremento de la cristalinidad en la mezcla que es la causa del valor sorprendentemente muy bajo de la permeabilidad al agua y del bajo valor de termosellado mostrado por la composición según la presente invención.
La mezcla de poliésteres biodegradables según la presente invención se obtiene a partir de un procedimiento que implica trabajar con un extrusora de dos tornillos o de tornillo único en condiciones de temperatura entre 140 y 200ºC, llevando a cabo las dos etapas del procedimiento de mezcla y de la formación de la película juntas o separadamente. La formación de película separada del procedimiento de mezcla se consigue con máquinas convencionales para la extrusión de polietileno de baja o alta densidad con un perfil de temperatura en el intervalo comprendido entre 140 y 200ºC, y es posible obtener películas que poseen un espesor que está comprendido entre 5 y 250 \mum. Se prefiere la formación de película a temperaturas que están comprendidas entre 185 y 200ºC.
La película con espesor de 25-30 \mum posee características de transparencia que están en el intervalo comprendido entre 95 y 80% para la fuente de transmitancia y en el intervalo comprendido entre 90 y 95% para el punto de transmitancia de entrada. La permeabilidad al vapor o al agua a 38ºC con una humedad relativa en un lado de la película del 10%, para obtener una humedad relativa A del 90% en condiciones estáticas, está comprendida entre 170 y 40 gramos de agua referidos a 30 \mum de espesor de la película que pasa a través de un metro cuadrado de superficie en veinticuatro horas (30 \mum/m^{2} 24 h) y más preferentemente entre 120 y 70 gramos (g 30 \mum/m^{2} 24 h). Los polímeros individuales que constituyen la mezcla según la presente invención, en las mismas condiciones de película, proporcionan valores de permeabilidad comprendidos entre 200 y 800 gr. (g 30 \mum/m^{2} 24 h).
Las propiedades de tracción en la dirección longitudinal de la película en términos de módulo de elasticidad medido según la norma ASTM 882 exceden los 1.000 MPa y preferentemente los 1.400 MPa.
En la fase de mezcla se prefieren los polímeros del tipo A con MFI (150ºC, 2,16 kg) entre 1 y 10 dg/min y los polímeros C con MFI (190ºC, 2,16 kg) entre 2 y 30 dg/min.
\newpage
El polímero (A) incluye, según se ha especificado anteriormente, los poliésteres de los ácidos azelaico, sebácico y brasílico o de las mezclas de los mismos en mezcla con menos de 50% de moles de ácidos dicarboxílicos y/o hidroxiácidos alifáticos.
Los hidroxiácidos típicos incluyen ácido glicólico, ácido láctico, ácido 3-hidroxibutírico, ácido 4-hidroxibutírico, ácido 3-hidroxivalérico, ácido 4-hidroxivalérico y ácido 6-hidroxicaproico e incluyen además ésteres cíclicos de ácidos hidroxicarboxílicos tales como glicólidos, dímeros de ácido glicólico, \varepsilon-caprolactona y ácido 6-hidroxicaproico. Se pueden utilizar las mezclas de estos ácidos.
Ejemplos de ácidos dicarboxílicos alifáticos son ácido oxálico, ácido malónico, ácido succínico, ácido glutárico, ácido adípico, ácido pimélico, ácido subérico, ácido undecanodioico y ácido dodecanodioico.
Los glicoles específicos que se utilizan en la preparación de poliéster A) son etilenglicol, dietilenglicol, trietilenglicol, polietilenglicol, 1,2- y 1,3-propilenglicol, 1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol, 3-metil-1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol, 1,9-nonandiol, dipropilenglicol, 1,11-undecanodiol, 1,13-tridecanodiol, neopentilglicol, politetrametilenglicol, 1,4-ciclohexanodimetanol y ciclohexanodiol. Se pueden utilizar las mezclas de estos glicoles.
Todos los compuestos mencionados anteriormente se combinan de tal manera que se forman poliésteres con características mecánicas de resistencia de la tracción al alargamiento superiores a 300% y módulo de elasticidad comprendido entre 400 y 900 MPa en películas sopladas de por lo menos 30 \mum de espesor y con un punto de fusión comprendido entre 40 y 95ºC, preferentemente entre 55 y 85ºC y más preferentemente entre 57 y 79ºC. Los poliésteres particularmente preferidos son los que contienen preferentemente más del 70% en mol e incluso más preferentemente más del 90% en mol, del total de unidades derivadas de los ácidos azelaico, sebácico o brasílico o de sus
mezclas.
Están incluidos asimismo en los polímeros del tipo A los poliésteres de poliamida en los que la parte de poliéster es como se ha descrito anteriormente y la parte de poliamida puede ser caprolactama y diamina alifática tal como hexametilendiamina o incluso un aminoácido. Los poliésteres del tipo A pueden asimismo contener diácidos aromáticos en cantidades inferiores a 5% en mol de policarbonatos pertenecientes asimismo a los polímeros del tipo
A.
Los poliésteres se pueden obtener mediante policondensación o, como en el caso de glicólidos y lactonas, mediante la apertura del anillo según procedimientos conocidos. Además, los poliésteres pueden ser polímeros ramificados con la introducción de monómeros polifuncionales tales como glicerina, aceite de soja epoxidizado, trimetilpropano y similares o ácidos policarboxílicos tales como ácido butanotetracarboxílico.
En cuanto a los isocianatos pueden tomar parte en el estado fundido al final de la reacción de polimerización o en la fase de extrusión, o en el estado sólido según se describe en la patente Novamont WO 99/28367. Los dos tipos de polímeros A y B pueden asimismo poseer aditivos tales como alargadores de cadena o agentes de reticulación del tipo descrito anteriormente en la fase de mezcla.
Las proporciones entre el polímero A y el polímero B diferentes de las indicadas para las mezclas según la presente invención originan productos que no poseen suficientes propiedades de barrera y, en el caso de un contenido excesivamente elevado de polímero A, un módulo de elasticidad excesivamente bajo.
El material obtenido a partir de la mezcla de los dos polímeros A y B no necesita plastificantes, los cuales crean problemas de migración especialmente para el envasado de alimentos. Sin embargo, se pueden añadir cantidades de plastificantes inferiores al 5% con respectos a los polímeros A + B.
Se pueden incorporar diversos aditivos a la mezcla, tales como antioxidantes, estabilizadores UV, estabilizadores contra el calor y la hidrólisis, retardadores de la llama, agentes de desmoldeo lento, cargas orgánicas e inorgánicas tales como, por ejemplo, fibras naturales, agentes antiestáticos, humectantes, colorantes y lubricantes.
En particular en la producción de película soplada o fundida se puede añadir lo siguiente: sílice, carbonato de calcio, talco, caolín, caolinita, óxido de zinc, wollastonitas, diversas hidrotalcitas y en general sustancias inorgánicas laminares funcionalizadas o no con moléculas orgánicas capaces de deslaminar en la fase de mezcla con la mezcla polimérica o con uno de los polímeros individuales de la mezcla para dar nanocompuestos con propiedades antibloqueantes y de barrera mejoradas. Las diversas sustancias inorgánicas se pueden utilizar en mezclas o con productos individuales. La concentración de los aditivos inorgánicos está generalmente comprendida entre 0,05 y 30%, preferentemente entre 0,5 y 20%.
Para mejorar las características de formación de película se pueden añadir amidas de ácidos alifáticos tales como oleamida, estearamida, erucamida, behenamida, N-oleilpalmitamida, N-estearilerucamida y otras amidas, sales de ácidos grasos tales como aluminio, zinc o estearato de calcio y similares. Las cantidades de estos aditivos oscilan entre 0,05 y 7 partes y preferentemente entre 0,1 y 5 partes de la mezcla de polímero.
La mezcla así obtenida se puede transformar en una película mediante soplado o extrusión a través de una cabeza plana, se puede extruir como una lámina sólida o como una lámina espumada o expandida y a continuación termoformarse. Las películas son transparentes, poseen una elevada resistencia al agua (barrera frente al agua) con respecto a los materiales de partida biodegradables según la norma CEN 13432 y además poseen una rigidez suficiente para envases de alimentos que requieren películas rígidas. La película se suelda pobremente y se puede obtener en espesor hasta 5 \mum mediante soplado o fusión.
En el campo de la no alimentación las películas obtenidas con la mezcla según la presente invención son excelentes para aplicaciones tales como películas para cinta adhesiva, cintas para pañales, para cintas coloreadas ornamentales, para cintas adhesivas de diferentes formas y usos y además en aplicaciones tales como bolsas para ropa, o películas para envolver flores, plantas y objetos de regalo.
En el campo de la alimentación las películas obtenidas a partir de la mezcla según la presente invención, gracias a su muy bajo valor de permeabilidad, son excelentes para aplicaciones tales como envases para productos secos (galletas, galletas saladas, patatas fritas, chipsters y similares), chocolate, queso, carne, vegetales, etc. Además, la baja termosellabilidad de la mezcla según la presente invención permite aplicaciones específicas en el campo de la alimentación tales como películas de desgarro y soldadura para el sellado de envases alimentarios.
Las películas encuentran una utilización ventajosa en la agricultura o en cualquier evento para su utilización exterior y pueden contener estabilizadores UV en forma de películas individuales o coextrusiones con películas que poseen un módulo bajo, como en el caso de materiales basados en almidón, para proporcionar resistencia UV, propiedades de barrera mejoradas y una velocidad de degradación diferente en la atmósfera y en el suelo.
Las películas se pueden además tratar en la superficie con aluminio o sílice u otros y se pueden laminar con otros materiales para combinar diferentes características (barrera frente al oxígeno y/o al agua, despegado, conectabilidad, etc). Para estos casos, como ejemplos particularmente ventajosos de aplicaciones prácticas, uno puede mencionar envases para yogur, queso, carne, pan, galletas, patatas y tentempiés en general, cuencos para uso industrial y envases para objetos frágiles tales como huevos.
Las películas se pueden utilizar ventajosamente como el componente de una película multicapa compuesta de por lo menos una capa de ácido poliláctico o de otro poliéster, almidón no desestructurado (y sus mezclas con polímeros sintéticos y naturales) o como componentes de una multicapa con aluminio y otros materiales o con una capa metalizada al vacío con aluminio, sílice y otros materiales inorgánicos. Las multicapas se pueden obtener mediante coextrusión o mediante laminación o mediante revestimiento por extrusión, si una capa es papel u otro material que no funda entre 100 y 200ºC.
Las composiciones de polímeros biodegradables según la presente invención pueden además encontrar usos ventajosos en la utilización en forma de artículos diferentes de la película. Por ejemplo, se pueden utilizar para obtener fibras para material textil tejido y sin tejer o para redes de pesca. Además, el material textil sin tejer se puede utilizar en el sector sanitario para pañales, toallas sanitarias, etc. Las fibras se pueden asimismo utilizar como fibras de refuerzo de soldar en papeles especiales.
Las composiciones se pueden asimismo utilizar con éxito también para la producción de láminas para termoformado, extruídas o coextruídas con otras capas de polímeros tales como ácido poliláctico u otros poliésteres o poliamidas o materiales a base de almidón, a continuación termoformarse para formar envases para alimentos, agricultura y otros. El material se puede utilizar para el moldeo por inyección de envases, cubertería u otras cosas, y posee una velocidad de cristalización muy elevada y una cristalinidad muy elevada.
El material según la presente invención puede asimismo contener aditivos poliméricos tales como ceras de polietileno y polipropileno, PET y PTB, poliestireno, copolímeros de etileno y propileno con grupos carboxílicos funcionales, grupos carboxilato, metacrilato, acrilato o hidroxilos o sino combinarse con estos polímeros en coextrusiones, coinyecciones o similares. El material se puede utilizar como una matriz en la mezcla con almidón desestructurado según los procedimientos descritos en las patentes Novamont (EP 0 327 505, EP 0 539 541, EP 0 400 532, EP 0 413 798, EP 0 965 615) con la posibilidad de formar complejos con el almidón o simplemente utilizar el almidón desestructurado, convertido y/o complejado como una carga submicrónica para el poliéster.
Se pueden utilizar como películas de revestimiento para materiales expandidos biodegradables basados en poliésteres, poliamidas, almidón termoplástico y almidón complejado o simplemente mezclas de almidón con otros polímeros o con el material de la presente invención.
El material, como tal o en mezcla con almidón u otros polímeros se puede obtener como un material expandido para formar envases para fruta y vegetales, carne, queso y otros productos alimenticios, o envases para comida rápida. Se puede asimismo obtener en forma de partículas expandidas que se pueden aglomerar para el envasado industrial o en forma de espuma inyectada.
La mezcla según la presente invención se describirá ahora con los ejemplos no limitativos siguientes.
\newpage
Ejemplos
Ejemplos 1-7
Polímeros que constituyen la mezcla:
\bullet
poliéster alifático: sebacato de polibutileno producido a partir de ácido sebácico y butanodiol con catalizador de ácido monobutilestannoico según el Ejemplo 1 del documento WO 00/55236.
\bullet
ácido poli-L-láctico con un contenido en D-láctico de 6%: 4040 Cargill.
Formado sobre una película en una máquina Ghioldi:
Diámetro = 40 mm, L/D = 30; rpm = 45; die: diámetro = 100 mm; abertura de aire = 0,9 mm; campo = 12; velocidad de flujo = 17 kg/h; perfil de temperatura: 120-150-190 x 2; filtro de temperatura = 190 x 2; temperatura de cabeza = 190 x 2.
Película; anchura = 400 mm; espesor = 25 \mum.
La determinación de los valores de transmitancia, tanto en el puerto de la fuente (T_{FUENTE}) como en el puerto de entrada (T_{entr}) se efectuó por medio de un RAZEGUARD SYSTEM XL-211.
Los valores de carga de rotura (\alpha), alargamiento a la rotura (\varepsilon) y el módulo de elasticidad (E) se determinaron según la norma ASTM D 882-91 por medio de un instrumento INSTRON 4502.
Los valores de permeabilidad, expresados en g 30 \mum/m^{2} 24 h se determinaron a 38ºC con una humedad relativa del 10% en un lado de la película para garantizar una humedad A igual a 90% en condiciones estáticas con copas de diámetro de 61,8 mm y una profundidad de 28,5 mm cargadas con H_{2}O hasta una altura de 10 mm desde el fondo. Las copas se colocaron en una célula climática colocada dentro de una caja perforada que garantiza la ausencia de corrientes de aire dentro de ella que pueden causar posibles fenómenos de turbulencias sobre la superficie de la muestra, y de este modo un incremento no controlado en la eficacia de intercambio. Los valores encontrados identifican los gramos de agua referidos a 30 \mum de espesor de la película que pasaron a través de un metro cuadrado de superficie en veinticuatro horas.
Los resultados de los ensayos llevados a cabo están representados en la Tabla 1. Los Ensayos 1 a 6 se efectuaron en mezclas que contenían 0,3% de erucamida (agente de deslizamiento) mientras los Ensayos 1a, 3a, 5a, 6a y 7 se llevaron a cabo en mezclas sin erucamida.
La resistencia al termosellado en la mezcla según el ejemplo 3 se ensayó según el procedimiento descrito en el documento EP-1 033 393; se obtuvieron valores inferiores a 0,5 kg/15 mm.
Ejemplos comparativos 8-11
Los ejemplos comparativos 8 a 11 se llevaron a cabo con BIONOLLE, un poliéster alifático disponible comercialmente: los ejemplos 8 a 9 con BIONOLLE 1903 (homopolímero de polibutilensuccinato) y los ejemplos 10 a 11 con Bionolle 3001 (copolímero de polibutilensuccinato-adipato). Las películas obtenidas según estos ejemplos muestran valores de permeabilidad fuera del intervalo de las composiciones según la presente invención.
La Tabla 2 muestra los valores \DeltaH referidos al componente de poliésteres de la mezcla antes de la mezcla de fusión (\DeltaH_{1} y \DeltaH_{2}) y a los poliésteres en la mezcla (\DeltaH_{A} y \DeltaH_{B}). La tabla se refiere a las composiciones de los ejemplos 3, 5, 9 y 11. Los ejemplos 3 y 5 son según la presente invención mientras que los ejemplos 9 y 11 se refieren respectivamente a Bionolle 1903 y a Bionolle 3001.
Los valores se han determinado sobre películas de aproximadamente 25 a 30 \mum. Se utilizó un analizador Perkin-Elmer DSC 7. \DeltaH_{1} y \DeltaH_{2} son los valores de la entalpía de fusión de los poliésteres antes de la mezcla fundida. \DeltaH_{1} + \DeltaH_{2} es la suma de los valores de calor de fusión normalizados en relación a los porcentajes de la mezcla. Los valores se expresan en J/g. La calorimetría de barrido diferencial se ha llevado a cabo aumentando la temperatura a una velocidad de 20ºC por minuto.
TABLA 1
Ejemplo %A %B A/A+B Permeabilidad %T_{fuente} %T_{entr} \sigma e E
g 30 \mum/m^{2} 24 h (MPa) (%) (MPa)
1 100 0 100 544 71 94 46 646 629
1a 100 0 100 714 - - - - -
2 60 40 60 170 38,5 90,4 36,5 362 1464
3 50 50 50 86 67 92,8 35 60 2007
3a 50 50 50 82 - - - - -
4 40 60 40 69 73 92 34 69 2018
5 30 70 30 84 79,7 92,4 38 202 2166
5a 30 70 30 107 - - - - -
6 0 100 0 274 92 95 58 6 2517
6a 0 100 0 292 - - - - -
7 70 30 70 442 - - - - -
8 100 0 100 635 70,5 94,0 64 355 790
9 50 50 50 180 82 94,0 47 281 1580
10 100 0 100 1013 73 94,0 62 505 332
11 50 50 50 269 83 94,0 43 386 1327
\vskip1.000000\baselineskip
TABLA 2
Ejemplo Poliéster: Poliéster Ácido \DeltaH1+\DeltaH2 Poliéster Ácido \DeltaHA+\DeltaHB
ácido \DeltaH1 poliláctico \DeltaHA poliláctico
poliláctico \DeltaH2 \DeltaHB
3 50:50 88 29,9 58,95 64 15,8 79,8
5 30:70 88 29,9 47,3 39,4 12,8 52,2
9 50:50 59 29,9 44,5 13,99 22,57 36,56
11 50:50 38 29,9 33,95 11,8 14,9 26,7

Claims (18)

1. Mezcla biodegradable que se puede obtener mediante la mezcla por fusión de poliésteres, que comprende:
(A)
un poliéster alifático obtenido a partir de diácidos alifáticos seleccionados de entre el grupo constituido por ácido azelaico, ácido sebácico, ácido brasílico, mezclas de los mismos y mezclas de dichos ácidos con ácidos dicarboxílicos alifáticos y/o hidroxiácidos alifáticos que contienen más de 50% en moles de ácido azelaico, ácido sebácico y ácido brasílico, y a partir de dioles alifáticos, presentando dicho poliéster un módulo de elasticidad comprendido entre 400 y 900 MPa, un alargamiento a la rotura superior a 200% en películas sopladas de aproximadamente 25 a 30 \mum, un peso molecular promedio en peso superior a 55.000 y un punto de fusión comprendido entre 40 y 95ºC;
(B)
un polímero de ácido láctico seleccionado de entre ácido L o D-poliláctico, ácido L,D-poliláctico, ácido meso-poliláctico o copolímero de ácido láctico con hidroxiácidos de lactonas de los mismos que contienen por lo menos 75% de ácido L-láctico o D-láctico que presentan un peso molecular promedio en peso superior a 70.000 y con un módulo de elasticidad superior a 1.500 MPa;
en la que la concentración en peso de A con respecto a (A + B) está en el intervalo comprendido entre 30 y 60°C; estando dicha mezcla biodegradable caracterizada por:
\bullet
suma de la entalpía de fusión \DeltaH_{A} y \DeltaH_{B} de los dos poliésteres en dicha mezcla biodegradable superior a la suma de las entalpías de fusión \DeltaH_{1} y \DeltaH_{2} de los poliésteres antes de la mezcla de fusión:
\bullet
películas sopladas de espesor comprendido entre 25 y 30 \mum que presentan:
(i)
un módulo de elasticidad superior a 1.400 MPa, y
(ii)
una permeabilidad al agua comprendida entre 170 y 40 g 30 \mum/m^{2} 24 h.
2. Mezcla según la reivindicación anterior, en la que el poliéster alifático se obtiene a partir de mezclas de ácido azelaico y/o ácido sebácico y/o ácido brasílico con ácidos dicarboxílicos alifáticos y, opcionalmente, hidroxiácidos alifáticos que contienen más de 70% en mol de ácido azelaico y/o ácido sebácico y/o ácido brasílico.
3. Mezcla según la reivindicación 2, en la que el hidroxiácido se selecciona de entre el grupo constituido por ácido glicólico, ácido láctico, ácido 3-hidroxibutírico, ácido 4-hidroxibutírico, ácido 3-hidroxivalérico, ácido 4-hidroxivalérico, ácido 6-hidroxicaproico y ésteres cíclicos de ácidos hidrocarboxílicos, glicólidos, dímeros de ácido glicólico, \varepsilon-caprolactona y ácido 6-hidroxicaproico.
4. Mezcla según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que el diol alifático se selecciona de entre el grupo constituido por etilenglicol, dietilenglicol, trietilenglicol, polietilenglicol, 1-2 y 1-3-propilenglicol, 1,3-butanodiol, 1,4-butanodiol, 3-metil-1,5-pentanodiol, 1,6-hexanodiol, 1,9-nonandiol, dipropilenglicol, 1,11-undecanodiol, 1,13-tridecanodiol, neopentilglicol, politetrametilenglicol y 1,4-ciclohexanodimetanol, ciclohexanodiol y mezclas de los mismos.
5. Película producida mediante soplado o por extrusión de cabeza plana, a partir de las mezclas según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
6. Película según la reivindicación 5, en la que la mezcla contiene uno o más aditivos inorgánicos tales como sílice, carbonato de calcio, talco, caolín, caolinita, óxidos de zinc, wollastonita, hidrotalcita, sustancias inorgánicas laminares funcionalizadas o no con moléculas orgánicas capaces de deslaminar en la fase de mezcla con la mezcla polimérica o con uno de los polímeros individuales de la mezcla para dar nanocompuestos.
7. Película según la reivindicación 6, en la que el contenido en peso de aditivos inorgánicos en la mezcla está comprendido entre 0,05 y 30.
8. Paquetes para alimentos o productos industriales y ropa, cintas adhesivas, cintas para pañales, cintas ornamentales coloreadas, cintas adhesivas de diferente forma, película para envolver flores, plantas y artículos de regalo, producidos a partir de la película según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7.
9. Bolsas y películas para productos secos tales como pan, galletas, tentempiés, patatas fritas, chipsters, chocolate, queso, carne, vegetales, cinta de desgarro y soldadura y película para sellar los envases, producidos a partir de la película según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7.
10. Película según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7 tratada en superficie con aluminio o sílice o está laminada.
11. Película multicapa que comprende por lo menos una película según cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, y una capa de ácido poliláctico en otro poliéster o almidón desestructurado o no desestructurado y sus mezclas con polímeros sintéticos y naturales, comprendiendo dicha película multicapa posiblemente una capa de aluminio y de otros materiales o una capa metalizada al vacío con aluminio, sílice y otros materiales inorgánicos.
12. Fibras para materiales textiles tejidos y no tejidos o para redes de pesca producidas a partir de mezclas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.
13. Láminas para la termoformación extruídas o no extruídas con otras capas de polímeros a continuación termoformadas en bandejas para alimentos y para productos agrícolas obtenidas a partir de las mezclas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.
14. Envases para yogur, queso, carne, galletas, patatas fritas, tentempiés, bandejas para uso industrial, envases para objetos frágiles, producidos a partir de la lámina según la reivindicación 13.
15. Envases, cubertería, objetos desechables, moldeados por inyección a partir de mezclas poliméricas biodegradables según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.
16. Lámina de espuma producida con mezclas según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 y formadas en envases para alimentos tales como carne, queso, vegetales, bebidas y envases para comida rápida.
17. Partículas expandidas aglomerables producidas a partir de mezclas poliméricas biodegradables según las reivindicaciones 1 a 4 para embalajes para su utilización en el sector industrial.
18. Utilización de la mezcla biodegradable según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 para aplicaciones que requieren valores de permeabilidad al agua bajos.
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