[发明专利]可生物降解的片材

说明书

技术领域

本发明针对一种用于包括气体屏障材料和/或水屏障材料的可生物降解的片材的组合物。本发明涉及纳米粘土和/或PVOH(聚乙烯醇)作为气体屏障的用途。

背景技术

由于可生物降解材料的环保性能，故可生物降解材料的利用在过去几年里已得到发展。这种材料的用途是广泛的，包括各种类型的塑料袋、尿布、气球、和甚至遮阳棚。响应更加环保的包装材料的需求，已研制了许多新的生物聚合物，当被丢弃到环境中时，该生物聚合物已展现出生物降解。在可生物降解的塑料市场中的一些较大的参与者包括如DuPont、BASF、Cargill-Dow Polymers、Union Carbide、Bayer、Monsanto、Mitsui和Eastman Chemical的知名的化学公司。这些公司都已研制出一类或多类或一种或多种生物聚合物。例如，BASF和Eastman Chemical已分别研制出以商品名ECOFLEX和EASTAR BIO出售的被称为“脂肪族-芳香族”共聚物的生物聚合物。Bayer公司已研制出商品名BAK的聚酰胺酯。Du Pont已研制出BIOMAX(改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))。Cargill-Dow已出售各种各样的基于聚乳酸(PLA)的生物聚合物。Monsanto研制了一类被称为聚羟基脂肪酸酯(PHA)的聚合物，该聚合物包括聚羟基丁酸酯(PHB)、聚羟基戊酸酯(PHV)和聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯共聚物(PHBV)。Union Carbide制造商品名TONE的聚己内酯(PCL)。

每个上述生物聚合物具有独特的性能、优点和缺点。例如，如BIOMAX、BAK、PHB和PLA这样的生物聚合物通常是高性能的，但也是相当刚性的或甚至是易碎的。当希望得到柔性片材或柔性薄膜，例如用在制作需要良好的弯曲和折叠性能的包装物、袋子和其他包装材料时，这使得它们成为差的候选对象。至于BIOMAX，DuPont目前未提供适合于由BIOMAX吹膜的说明书或条件，因此指出，目前认为薄膜不可以由BIOMAX和类似的聚合物吹制。

另一方面，如PHBV、ECOFLEX和EASTAR BIO这样的生物聚合物与上文所讨论的较刚性的生物聚合物相比柔性许多倍。然而，它们具有较低的熔点，使得它们当被重新处理加热和/或暴露于加热时，通常自粘附和不稳定。为了防止这种薄膜的自粘附(或“成块”)，通常需要包含少量(例如，0.15％(以重量计))的二氧化硅、滑石或其他填充剂。

此外，由于有限数量的可生物降解聚合物，经常难以或甚至不可能确定对于给定应用满足所有的、或甚至大多数的期望的性能标准的单一聚合物或共聚物。对于这些原因和其他原因，根据生态原因的需要，可生物降解聚合物未广泛地用在食品包装材料领域中，特别是液体容器的领域中。

另外，如今已知的可生物降解的片材通常是不透明的，具有低的透光率和高的雾度。此外，已知的可生物降解的片材不包括屏障或包括一定数量和类型的使片材通常是高度透气的屏障，具有高的透氧率和高的水蒸气透过率，因此，它们不能作为长期的食品容器或饮料容器。此外，已知的可生物降解的片材的通过参数(例如，最大载荷时的应力、断裂伸长率和杨氏模量)测量的物理强度是不足的，因此，当用作包装物时，特别是当希望包装液体时，其是有缺陷的。

因此，本领域需要物理上是坚实的，然而柔性的，此外具有低的透气性、高的透光率和低的雾度的可生物降解的片材。这种可生物降解的片材可被用作长期的容器。

此外，尽管许多液体容器被用在食品行业和饮料行业中，但可生物降解的容器未被广泛利用。第6,422,753号美国专利公开了一种用于可饮用的和可冻结的液体的可分离的饮品容器包装物，其中，该包装物包括多个相对于彼此以肩并肩的方式对齐的单独的饮品容器单元。各个饮品容器单元具有由在塑料制品的对置片材上形成的下部热焊缝、上部热焊缝和两个竖向热焊缝限定的内部流体室。在中间饮品容器单元之间的热焊缝具有多孔带，每个容器单元的上端具有设置在具有间隙的锥形褶皱上方的上横向热焊缝，该间隙限定了当在齿孔线上的封口带被从单独的饮品容器单元中取出时的一体的饮用溶解喷嘴。然而，这种包装物是不环保的。