[发明专利]以能再生/能生物降解为基础的共挤出粘结料

说明书

技术领域

本发明涉及可以用在共挤出中的粘结料(tie)，其包含具有良好粘附性能的能生物再生的(biorenewable)和/或能生物降解的(biodegradable)聚合物，这些粘结料被用于多层结构体中。不同的层优选由能生物再生的和/或能生物降解的化合物或组合物制成。这些多层结构体有利地用于食品包装体(packaging)领域。

术语“能生物再生的或能再生的”适用于其储备可以在按照人类尺度来衡量是短的时间内再生的自然资源。在这种情况下，基于能再生的材料对应于其碳来自非化石资源的有机材料(参见ASTM D6866)。

术语“能生物降解的”适用于通过微生物降解的材料。这种降解的结果是形成水、CO₂和/或CH₄以及任选的对环境无毒害的副产物(残留物、新的生物质)。

(基于能再生的或能生物降解的)“生物聚合物”市场正在快速扩展，特别是在食品包装体领域。这种扩展是由于需要寻找化石材料的替代物并减少污染。已无需再证明能生物再生的和/或能生物降解的聚合物例如聚交酯或聚羟基链链烷酸酯的潜力。与得自不能生物降解的化石资源的聚合物相比，这些聚合物对环境的影响有限。能生物再生的聚合物使得可限制化石材料的消耗并使用源自植物生长的资源。能生物降解的聚合物自身快速转变为可部分或完全地被环境中存在的植物吸收的产物。

然而，这些单独取用的生物聚合物无法实现包装工业中通常所需要的所有技术条件。具体而言，在这方面，所使用的结构体尤其必须具有力学性能、对水和气体的阻挡性能和/或足够的可焊性。

背景技术

为了达到所需性能(力学性能、对水和气体的阻挡性能和/或可焊性等)的标准，因此将这些生物聚合物在多层结构体中与至少一个其它材料(能生物再生的或者不能生物再生的和/或能生物降解的或者不能生物降解的材料)的 层组合是有利的。由于这些其它的材料通常与能生物再生的或能生物降解的聚合物不相容，因此使用粘结料可为有利的。

例如，文献WO 0452646A1要求保护能生物降解的聚酯/基于淀粉的材料/能生物降解的聚酯型的能生物降解的阻挡层和多层结构体。虽然能完全地生物降解，但是这些结构体对水的阻挡性能是有限的，这阻止了其在许多食品的包装体中的用途。在这种结构体中，没有使用粘结料：不同的层之间的粘附不是非常令人满意的。

另一方面，在文献JP 2001/347623和JP 2005/343098中，描述了包含粘结料的多层结构体(例如PLA/粘结料/EVOH/粘结料/PLA)。所述基于聚烯烃(例如EVA)的粘结料使得可确保PLA层和阻挡层(EVOH)之间的良好粘合。对水的阻挡性能是令人满意的，但是所使用的粘结料不是源自能生物再生的和/或能生物降解的资源，这导致与之前所列举的那些一样的环境影响问题。

因此必须寻找可以在多层结构体中用作粘结料的组合物，这些组合物具有比目前基于不能再生的和不能生物降解的聚合物的粘结料小的环境影响。

发明内容

现在本申请人发现了新的用作共挤出粘结料的组合物，其与由源自化石材料的聚合物制造的粘结料相比具有有限的环境影响，这些组合物部分或完全地基于能生物再生的和/或能生物降解的聚合物并包含(总计为100％)：

-1～99重量％且有利地10～90重量％的至少一种能生物再生的和/或能生物降解的聚合物(A)，其接枝有包含至少一个反应性官能团的官能性单体，接枝率优选为小于接枝聚合物(A)的1重量％；

-99～1重量％且有利地10～90重量％的至少一种未接枝的能生物再生的和/或能生物降解的聚合物(B)，其与(A)相同或者与(A)相容；

-0～50重量％且有利地2～35重量％的用于软化所述组合物的组分(C)；和

-0～50重量％且有利地0～35重量％的包括淀粉的材料(D)。

在Kimberly和Clark的一系列专利或专利申请(US 6552124B2、US6579934B1、US 2003/0232929A1)中描述了将官能性分子接枝到能生物再生的和/或能生物降解的聚合物或聚合物共混物上。主要目的是增强材料的亲水性能和它们的亲和力，特别是对生物活性材料的亲和力。目标应用主要是一 次性的吸收产品。