[发明专利]可降解片材

说明书

本发明涉及提供由可降解组合物形成的片材，该组合物包含：按组合物的重量计30至80wt％的碳酸钙；添加剂；和余量选自聚乙烯、聚丙烯及其共聚物和共混物的聚合物，其中添加剂包含按添加剂和聚合物的组合重量计：(a)总量为0.15至0.6wt％的两种或更多种过渡金属化合物；(b)含量为0.04至0.08wt％的单不饱和或多不饱和C₁₄‑C₂₄羧酸或其酯、酸酐或酰胺；(c)含量为0.04至0.2wt％的合成橡胶；以及任选地：(d)含量为0至20wt％的干淀粉；和/或(e)含量为0至1wt％的氧化钙；和/或(f)含量为0至0.2wt％的酚类抗氧化稳定剂；其中两种或更多种过渡金属化合物选自铁、锰、铜、锌、钛、钴和铈化合物，并且其中两种或更多种过渡金属化合物中的过渡金属是不同的。

本发明涉及适合用作包装或用于形成容器的一次性片材。片材特别适用于需要单次或临时使用防水材料的场合。优选的应用是用于容纳热饮或冷饮的一次性饮料容器，通常称为“咖啡杯”。本文所述的材料是特别有利的，因为它易于降解并解决了标准包装材料缓慢降解的问题。

每天都有大量的纸质包装材料被扔掉。由于产品看似由纸制成，最终消费者错误地认为材料会迅速降解，这可能会促使他们乱扔垃圾，或者甚至可能期望材料可再循环并将材料放入再循环箱中。然而，在纸材料已经被制成防水的情况下，该防水通常通过将纸与聚乙烯熔合来进行，聚乙烯是在标准再循环过程中不能再次分离出来的材料，并且在散落时防止材料快速降解。

这对于咖啡杯来说是一个尤其突出的问题，咖啡杯用于从主要街道商店(诸如咖啡店)出售外带饮料(诸如咖啡和茶)。这些杯子通常由卡片制成，卡片已被处理成防水的，并且可以设置有单独的套筒或整体的套筒以隔离内容物并保护消费者的手免受热或冷的饮料液体的影响。

还已知提供塑料包装材料和容器，包括塑料咖啡杯。这种聚合物材料的使用具有许多益处，并且可以以相对低的成本提供强的、化学惰性和生物惰性的材料。不幸的是，这些特征中的许多特征使得它们难以在不对环境造成持久损害的情况下处理。塑料容器的非常短的功能寿命导致对于在常规处理过程中经受的大多数物理和化学作用来说是惰性的废料的快速堆积。

随着全球人口越来越意识到人类对我们的气候、我们的生态系统和整个地球的影响，人们越来越需要增加再循环的废物量。因此，对常规聚合物材料的替代品的需求不断增长。

已经开发了若干种可降解的聚合物组合物。然而，这些常规可降解聚合物存在明显的缺点。常规的可降解聚合物(例如脂族聚酯)通常加工更难并且复杂，导致较低的产量。与传统的不可降解商品聚合物相比，这些材料具有显著更高的密度和更低的强度。

US 4,016,117公开了使用可生物降解的填充材料(例如淀粉)以及诸如脂肪的自动氧化物质，当其暴露于土壤中的过渡金属时产生攻击树脂中碳-碳键的过氧化物。

US 4,931,488公开了向热塑性聚合物中添加可生物降解物质(淀粉)、铁化合物(FeOH(硬脂酸盐)₂)和脂肪酸或脂肪酸酯(例如大豆油，其为脂肪酸酯的混合物)。所得塑料组合物在热和/或紫外光和/或日照的作用下降解。这些组合物具有不利的非生物降解速率和生物降解速率。

现代消费者越来越意识到他们的社会责任和碳足迹。因此，与这种废物问题相关的反面宣传增加，并且迫切需要寻求环境友好的替代方案。因此，希望提供一种适用于形成包装或容器的可降解片材(特别是咖啡杯)和/或解决与现有技术相关的至少一些问题，或者至少提供一种商业上有用的替代方案。特别是，希望提供一种可再循环的包装材料或包装，此外易于降解，特别是散落时。

根据第一方面，本发明提供由可降解组合物形成的片材，该组合物包含：

按组合物的重量计30至80wt％的碳酸钙；

添加剂；以及

余量选自聚乙烯、聚丙烯及其共聚物和共混物的聚合物，

其中添加剂包含按添加剂和聚合物的组合重量计：