Область техники
Изобретение относится к гомогенной полимерной смеси, содержащей полимерную композицию, ее применению, а также к упаковочному материалу, изготовленному из нее, и к способу изготовления упаковочного материала. В особенности, изобретение относится к гомогенной полимерной смеси, содержащей полимерную композицию, которая содержит ацетат пропионат целлюлозы (АПЦ) и по меньшей мере один другой полимер, выбранный из группы, состоящей из полибутилен сукцината (ПБС) и полипропилен сукцината (ППС), где общее количество указанного полимера сложного эфира целлюлозы и указанного по меньшей мере одного другого полимера составляет по меньшей мере 80 масс. %, исходя из общей массы полимерной композиции, где указанная смесь получена посредством обработки указанной полимерной композиции при температуре по меньшей мере 200°С.
Уровень техники
Для обеспечения экологически безопасного развития существует потребность замены пластмассовых материалов, изготовленных из ископаемого сырья, такого как нефть или природный газ, новыми, безопасными для окружающей среды материалами. Эти новые материалы часто называют биопластиками.
Было разработано несколько новых синтетических биопластиковых материалов. Эти синтетические материалы не обязательно основаны на возобновляемых источниках, и они могут быть сделаны биоразлагаемыми искусственным путем. Таким образом, биопластики обычно подразделяют на две отдельные группы: природные и синтетические полимеры. Природные полимеры основаны на биополимерах, например, протеины или полисахариды (т.е. крахмал и целлюлоза). Синтетические биополимеры представляют собой, например, алифатические сложные полиэфиры, полиангидриды, сложные полиортоэфиры, водорастворимые поливиниловые спирты и определенные полиуретаны. Биоразлагаемые материалы обычно определяют как массу, которая разлагается за разумный период времени, или посредством деятельности бактериальных ферментов, или посредством гидролитического расщепления.
Одной большой областью применения, в которой все еще используют исходные материалы из ископаемых источников, являются упаковочные и оберточные материалы, такие как пластмассовые материалы (полиэтилен, полипропилен и т.д.). Большинство бытовых упаковок и оберток изготовлено из полиэтилена (ПЭ), поливинилхлорида (ПВХ) или поливинилиденхлорида (ПВДХ), полученных из углеводородов. Упаковки, изготовленные из пластика, используют для разнообразных целей, например, для упаковки пищевых продуктов или других потребительских товаров. Существует потребность в замене таких оберточных или упаковочных материалов безопасными для окружающей среды альтернативными материалами. Во многих областях применения является важной прозрачность материала, чтобы показать продукт и сделать его привлекательным для потребителя.
Целлюлоза представляет собой природный полимер и считается возобновляемым источником. Известные материалы на основе целлюлозы представляют собой целлофан, целлулоид, транспарит, целлидор и Cellblend. Материалы на основе целлюлозы обычно являются биоразлагаемыми. Однако многие из этих материалов не считались экономически целесообразными по сравнению с продуктами на нефтяной основе. К тому же, они имели другие недостатки, относящиеся к обрабатываемости и т.д. Например, для ацетата целлюлозы, ацетобутирата целлюлозы, бензилцеллюлозы и этилцеллюлозы требуется высокий DS, чтобы получить обрабатываемость в расплаве. Термопластичность и биоразлагаемость не всегда являются совместимыми.
В WO 9209654 раскрыты бинарные смеси сложных эфиров целлюлозы и алифатически-ароматических сополимеров сложных эфиров, сложных эфиров целлюлозы и алифатических полимерных соединений.
В US 5594068 раскрыты смеси сложных эфиров целлюлозы, которые пригодны для получения нестойких к воздействию окружающей среды, стабильных по размерам изделий.
Хотя были разработаны некоторые новые биопластики для замены пластмассовых материалов на основе нефтяных продуктов, все же остается постоянная потребность в нахождении новых экологически безопасных решений, чтобы обеспечить экологически безопасную разработку и смягчить проблемы отходов, связанные с упаковочными материалами и пластиком. В особенности, существует потребность в разработке материалов для различных целей, которые имеют хорошее качество, со свойствами, которые так же хороши или лучше свойств упаковочных материалов, основанных только на ископаемых ресурсах. Кроме того, существует потребность в разработке биоразлагаемых пластмассовых материалов, которые являются пригодными для вторичной переработки.
Краткое описание изобретения
Целью изобретения является решение вышеупомянутых проблем. В особенности, целью изобретения является создание полимерной композиции, основанной главным образом на возобновляемых материалах, которую можно использовать для получения гомогенной полимерной смеси и для изготовления материалов, подходящих для областей применения, связанных с упаковкой. Существенным является то, что материалы, которые можно получить из гомогенной смеси, имеют свойства, которые так же хороши или лучше свойств упаковочных материалов, основанных только на ископаемых ресурсах. Новая композиция и изготовленные из нее материалы могут заменить упаковочные материалы, основанные только на ископаемых исходных материалах. Таким образом, композиция, содержащая ее смесь и изготовленные из смеси материалы обеспечивают более экологически безопасный вариант упаковочного материала для владельцев продуктовых магазинов и потребителей.
Целей изобретения достигают с помощью гомогенной полимерной смеси, содержащей полимерную композицию, способа и применения, имеющих характеристики, указанные в независимых пунктах. Предпочтительные воплощения изобретения представлены в зависимых пунктах.
Таким образом, одной целью изобретения является обеспечение полимерной композиции, из которой можно образовать гомогенную смесь и которая содержит по меньшей мере один полимер сложного эфира целлюлозы, который представляет собой ацетат пропионат целлюлозы (АПЦ), и по меньшей мере один другой полимер, выбранный из группы, состоящей из полибутилен сукцината (ПБС) и полипропилен сукцината (ППС). Общее количество полимера ацетата пропионата целлюлозы и по меньшей мере одного другого полимера составляет по меньшей мере 80 масс. %, исходя из общей массы полимерной композиции. Указанную гомогенную смесь получают посредством обработки указанной полимерной композиции при температуре по меньшей мере 200°С.
Настоящее изобретение также относится к упаковочному материалу и/или по существу чистому и прозрачному материалу (substantially clear and transparent material), который содержит гомогенную полимерную смесь, содержащую полимерную композицию согласно изобретению. Кроме того, настоящее изобретение относится к применению гомогенной полимерной смеси, содержащей полимерную композицию согласно изобретению для изготовления упаковочного материала.
Настоящее изобретение также относится к способу изготовления упаковочного материала. Способ включает следующие стадии:
a) смешивание в расплаве, при температуре по меньшей мере 200°С, полимерной композиции, содержащей по меньшей мере один полимер сложного эфира целлюлозы, который представляет собой ацетат пропионат целлюлозы (АПЦ), и по меньшей мере один другой полимер, выбранный из группы, состоящей из полибутилен сукцината (ПБС) и полипропилен сукцината (ППС), где общее количество указанного полимера сложного эфира целлюлозы и указанного по меньшей мере одного другого полимера составляет по меньшей мере 80 масс. %, исходя из общей массы полимерной композиции, чтобы получить гомогенную полимерную смесь;
b) возможно, гранулирование гомогенной смеси, чтобы получить гранулированную полимерную смесь, и
c) получение упаковочного материала из указанной гомогенной полимерной смеси и/или указанной гранулированной полимерной смеси.
Изобретение основано на открытии, что экологически безопасную гомогенную полимерную смесь, полученную из композиции хорошего качества, в особенности в отношении таких свойств, как прочность на разрыв и жесткость (модуль), можно получить из смеси, содержащей по меньшей мере один полимер сложного эфира целлюлозы, который представляет собой ацетат пропионат целлюлозы, и по меньшей мере один другой полимер, выбранный из группы, состоящей из ПБС и ППС. Неожиданно было обнаружено, что это сочетание полимеров обеспечивает очень высококачественный материал, который подходит для различных областей применений упаковочных материалов. Прочность на разрыв и/или жесткость, в особенности, в сочетании с отличной прозрачностью и чистотой, делают материал пригодным для замены ряда традиционных материалов, основанных на ископаемом сырье, например, ПЭ-ВП, ПП, ПЭТ или ПС. Таким образом, важным преимуществом гомогенной полимерной смеси, полученной из полимерной композиции по изобретению, является ее высокое качество.
Одним преимуществом гомогенной полимерной смеси, полученной из полимерной композиции согласно изобретению, является то, что ее можно обрабатывать в традиционных устройствах, которые в настоящее время используют для изготовления и обработки термопластичных материалов. Таким образом, не требуется высоких затрат на оборудование.
Другим преимуществом изобретения является то, что исходные материалы могут быть пригодными для применения в пищевой промышленности, что делает материалы, полученные из композиции согласно изобретению, подходящими для упаковки пищевых продуктов и/или лекарственных средств и медицинских изделий.
Кроме того, гомогенная смесь подходит для ряда различных областей применения материалов. Смесь, содержащая композицию, также имеет хорошую термостойкость, которая обеспечивает возможность ее применения в различных областях.
Еще одним преимуществом гомогенной полимерной смеси, полученной из полимерной композиции по настоящему изобретению, является то, что она пригодна к вторичной переработке.
Краткое описание чертежей Далее изобретение проиллюстрировано более подробно с помощью приложенного чертежа, который показывает сравнение прозрачности материалов, полученных из гомогенной полимерной смеси, полученной из композиции согласно изобретению, и ПП.
Определения
В настоящем описании и формуле изобретения следующие термины и выражения имеют указанное ниже значение.
«Гомогенная полимерная смесь» представляет собой смесь, содержащую два или более термопластичных полимера. Гомогенная полимерная смесь имеет только одну фазу. Она также может иметь физические свойства, отличные от составляющих смесь полимеров в чистом виде. Например, в изобретении АЦП и ПБС и/или ППС вместе образуют гомогенную полимерную смесь, которая имеет свойства, отличные от свойств полимеров по отдельности.
Термин «на основе целлюлозы» включает полимеры, полученные из содержащего целлюлозу материала. Таким образом, полимеры, полученные из целлюлозы, образованной из содержащего целлюлозу материала, представляют собой биополимеры. Полимеры на основе целлюлозы обычно представляют собой производные, такие как простые эфиры или сложные эфиры целлюлозы. Сложные эфиры целлюлозы можно получить частично используя химические вещества, которые не образованы ни из материалов на основе целлюлозы, ни из возобновляемых ресурсов. Содержащий целлюлозу материал можно получить из различных исходных материалов, например, из древесины, коры или листьев растений, или из материала на растительной основе. В общем, полимеры на основе целлюлозы, т.е. целлюлозные полимеры, представляют собой возобновляемые ресурсы. «Сложные эфиры целлюлозы» образованы из целлюлозных материалов, и таким образом, являются примерами полимеров на основе целлюлозы. Гидроксильные группы (-ОН) целлюлозы можно частично или полностью привести во взаимодействие с различными реагентами. Таким путем можно образовать большое количество производных с полезными свойствами, главным образом, сложные эфиры целлюлозы и простые эфиры целлюлозы (-OR). Полимер «ацетата пропионата целлюлозы» (АЦП) представляет собой производное целлюлозы и пример конкретного сложного эфира целлюлозы. Его получают посредством этерификации части гидроксильных групп в цепи целлюлозного полимера на повторяющихся звеньях глюкозы. Ацетат пропионат целлюлозы традиционно используют как связующее и добавку при нанесении покрытий на разнообразные подложки. Эти продукты предоставляют широкий диапазон свойств, исходя из содержания в них пропильных, ацетильных и гидроксильных групп.
«Упаковочный материал» или «упаковочное изделие» может представлять собой, например, липкую пленку, термоусадочную пленку, растягивающуюся пленку, рукавную пленку или контейнерные вкладыши, пленки, предназначенные для потребительской упаковки (например, упаковочная пленка для замороженных продуктов, термоусадочная пленка для упаковки для транспортировки, пленка для заворачивания пищевых продуктов, упаковочные мешки или пленка для формовочно-фасовочно-укупорочных автоматов), пленку для ламинирования (например, ламинирование алюминия или бумаги, используемое для упаковки, например, молока или кофе), барьерную пленку (например, пленка, действующая как барьер для аромата или кислорода, используемая для упаковки пищевых продуктов, например, охлажденное мясо и сыр), области применения, связанные с экструдируемыми покрытиями, пленки для упаковки лекарственных средств и изделий медицинского назначения, сельскохозяйственную пленку (например, пленка для парников, пленка для тепличной выгонки выращиваемых культур, силосная пленка, силосная растягивающаяся пленка), мешок, коробку, контейнер, чехол, футляр или формованные 3D объекты и/или другие области применения при упаковке товаров, таких как пищевые продукты, лекарственные средства и изделия медицинского назначения или косметические средства.
«Процесс экструдирования пленки с раздувом», или «процесс получения пленки экструзией с раздувом», или «экструдирование пленки с раздувом» является одним из наиболее распространенных способов изготовления пленки. Процесс экструдирования пленки с раздувом иногда также называют экструдированием рукавной пленки. Процесс включает экструдирование пластической массы через круглую головку, за которым следует раздувание «пузыря».
«Процесс получения пленки поливом» или «экструзия пленки поливом» является способ формирования из пластической массы листового материала. Расплавленный полимер обычно экструдируют через щелевую головку на охлаждающий вал с внутренним охлаждением, и затем пропускают через валки, которые определяют природу и свойства отлитой пленки (толщина и т.д.). Конечный продукт может включать широкий ассортимент цветов, отделок, ламинирований и печати.
«Литье под давлением» представляет собой способ получения формованного изделия, в котором расплавленный полимер впрыскивают в пресс-форму, которая определяет форму изготавливаемого формованного изделия.
«Пригодный для вторичной переработки» означает, что имеется возможность преобразования использованных/отработанных материалов в новые материалы, изделия или объекты. Материал можно переработать для повторного использования, например, посредством расплавления материала и формирования новых объектов. В одном аспекте пригодность для вторичной переработки означает, что механические свойства материала существенно не изменяются в течение переработки для повторного использования.
Подробное описание изобретения Настоящее изобретение относится к композиции, которая является экологически безопасной, поскольку ее можно получить главным образом из возобновляемых ресурсов. Новую композицию можно преобразовать в гомогенную полимерную смесь, подходящую для изготовления упаковочного материала или упаковочной пленки, которые можно использовать для заворачивания и упаковки, чтобы заменить традиционно используемые пластмассовые материалы из ископаемого сырья, которые основаны, например, на полиэтилене или полипропилене. Новая композиция содержит смесь по меньшей мере одного полимера сложного эфира целлюлозы, который представляет собой ацетат пропионат целлюлозы, и по меньшей мере одного другого полимера, выбранного из группы, состоящей из полибутилен сукцината (ПБС) и полипропилен сукцината (ППС). Новая композиция, соответственно, является экологически безопасным биопластиковым материалом.
При испытаниях, выполненных в связи с настоящим изобретением, было обнаружено, что сочетание в композиции по изобретению обеспечивает очень высококачественные биополастиковые материалы. Как представлено в примерах, в особенности свойства напряжения при растяжении и жесткости (модуль) были очень высокими для материалов. Это обеспечивает то, что материалы имеют хорошие свойства обрабатываемости в традиционных процессах для получения пластмассовых изделий и пленок. Материалы можно также использовать в качестве основы для печати, т.е. на материалах можно напечатать графические изображения. Кроме того, они имеют отличную прозрачность, т.е. материал является чистым, что весьма необычно для биопластиков. Важно для высокого качества то, что из композиции может образовать гомогенную полимерную смесь. Испытания также показали, что помимо прозрачности, получаемые материалы были бесцветными. Изделия и продукты, которые можно изготовить из композиции по настоящему изобретению, представляют собой различные упаковочные материалы, изделия и контейнеры, например, полимерные пленки или фольги, или формованные 3D изделия (контейнеры, коробки и т.д.). При упаковке потребительских товаров, часто очень важно, чтобы материалы имели хорошую прозрачность и чистоту, чтобы сделать продукты более привлекательными для потребителя. Таким образом, материалы по настоящему изобретению можно использовать для замены традиционных материалов, таких как полимеры ПЭ-ВП, ПП, ПЭТ и ПС.
Полагают, что хорошие свойства гомогенной полимерной смеси и получаемых из нее материалов обусловлены синергетическими эффектами используемых полимерных исходных материалов, т.е. сочетания полимера сложного эфира целлюлозы и по меньшей мере одного другого полимера. Сочетание в композиции согласно изобретению дает улучшенные качественные механические характеристики по сравнению с исходными материалы по отдельности. В испытаниях, выполненных в связи с изобретением (см. примеры), смешиваемость исходных материалов была превосходной. Хотя полимер ПБС, используемый в испытаниях, сам по себе не является прозрачным, при смешивании с АПЦ сочетание показало даже лучшую прозрачность и чистоту, чем АЦП в отдельности. Было отмечено, что в испытаниях ПБС служит в качестве мягчителя для полимера сложного эфира целлюлозы (АПЦ в примерах), устраняя потребность в использовании отдельных мягчителей или пластификаторов. Ожидается, что другой похожий полимер ППС имеет аналогичную функцию, из-за его структуры, аналогичной структуре ПБС. Сложный эфир целлюлозы сам по себе является весьма хрупким, но в сочетании с другим полимером (таким как ПБС) механические свойства явно улучшались. Вероятно, это происходит благодаря тому, что при смешивании с другим полимером снижается образование внутренних водородных связей в сложном эфире целлюлозы. Одним дополнительным преимуществом является то, что требуется меньше добавок, если мягчитель не является обязательным. Хорошее качество этого сочетания было неожиданным, в особенности потому, что в предшествующем уровне техники считается, что АПЦ и ПБС не являются совместимыми.
Соответственно, настоящее изобретение относится к гомогенной полимерной смеси, содержащей полимерную композицию, которая содержит по меньшей мере один полимер сложного эфира целлюлозы, который представляет собой ацетат пропионат целлюлозы (АПЦ), и по меньшей мере один другой полимер, выбранный из группы, состоящей из полибутилен сукцината (ПБС) и полипропилен сукцината (ППС). Общее количество полимера сложного эфира целлюлозы и по меньшей мере одного другого полимера составляет по меньшей мере 80 масс. %, исходя из общей массы полимерной композиции, при этом гомогенную полимерную смесь получают посредством обработки указанной полимерной композиции при температуре по меньшей мере 200°С.
Согласно одному воплощению, настоящее изобретение относится к гомогенной полимерной смеси для изготовления упаковочного материала, который состоит из по меньшей мере одного полимера сложного эфира целлюлозы, который представляет собой ацетат пропионат целлюлозы, и по меньшей мере одного другого полимера, выбранного из группы, состоящей из полибутилен сукцината (ПБС) и полипропилен сукцината (ППС), и возможно, добавок, таких как мягчители, пигменты, стабилизаторы и/или другие добавки для использования в пластмассовых композициях.
Согласно одному воплощению, гомогенная полимерная смесь, содержащая полимерную композицию, содержит полимер сложного эфира целлюлозы в количестве от 5 до 95 масс. %, предпочтительно от 10 до 90 масс. %, более предпочтительно от 20 до 80 масс. %, и по меньшей мере один другой полимер в количестве от 5 до 95 масс. %, предпочтительно от 10 до 90 масс. %, более предпочтительно от 20 до 80 масс. %, исходя из общей массы полимерной композиции.
Согласно одному воплощению, общее количество полимера сложного эфира целлюлозы и по меньшей мере одного другого полимера составляет по меньшей мере 85 масс. %, предпочтительно по меньшей мере 90 масс. %, исходя из общей массы полимерной композиции, причем остальное составляют другие полимеры и/или добавки, такие как мягчители, пигменты, стабилизаторы и/или другие добавки для использования в пластмассовых композициях.
Согласно одному воплощению, гомогенная полимерная смесь, содержащая полимерную композицию, содержит по меньшей мере один мягчитель, предпочтительно триэтилцитрат (ТЭЦ).
Согласно одному воплощению, по меньшей мере один другой полимер в гомогенной полимерной смеси, содержащей полимерную композицию согласно изобретению, представляет собой полибутилен сукцинат (ПБС). В этом случае ПБС имеет среднечисленную молекулярную массу от 30000 до 100000 Да; предпочтительно от 50000 до 80000 Да; более предпочтительно от 60000 до 70000 Да.
Согласно одному воплощению, гомогенная полимерная смесь, содержащая полимерную композицию по изобретению, содержит полимер сложного эфира целлюлозы, который представляет собой ацетат пропионат целлюлозы (АПЦ) в количестве от 55 до 80 масс. %, предпочтительно от 60 до 75 масс. %, более предпочтительно от 65 до 75 масс. %, и по меньшей мере один другой полимер, выбранный из группы, состоящей из полибутилен сукцината (ПБС) и полипропилен сукцината (ППС), в количестве от 20 до 40 масс. %, предпочтительно от 25 до 40 масс. %, более предпочтительно от 25 до 35 масс. %, исходя из общей массы композиции, и возможно, по меньшей мере одну добавку, такую как мягчители, пигменты, стабилизаторы и/или другие добавки для использования в пластмассовых композициях.
Согласно одному воплощению, гомогенная полимерная смесь, содержащая полимерную композицию по изобретению, содержит ацетат пропионат целлюлозы в количестве от 55 до 80 масс. %, предпочтительно от 60 до 75 масс. %, более предпочтительно от 65 до 75 масс. %, и полибутилен сукцинат в количестве от 20 до 40 масс. %, предпочтительно от 25 до 40 масс. %, более предпочтительно от 25 до 35 масс. %, исходя из общей массы композиции, и возможно, по меньшей мере одну добавку, такую как мягчители, пигменты, красители, стабилизаторы и/или другие добавки для использования в пластмассовых композициях.
Согласно одному воплощению, гомогенная полимерная смесь, содержащая полимерную композицию по изобретению, состоит из ацетата пропионата целлюлозы в количестве от 55 до 80 масс. %, предпочтительно от 60 до 75 масс. %, более предпочтительно от 65 до 75 масс. %, и полибутилен сукцината в количестве от 20 до 40 масс. %, предпочтительно от 25 до 35 масс. %, исходя из общей массы композиции, и возможно, по меньшей мере одной добавки, такой как мягчители, пигменты, красители, стабилизаторы и/или другие добавки для использования в пластмассовых композициях.
Согласно одному воплощению, сложный эфир целлюлозы в гомогенной полимерной смеси, содержащей полимерную композицию по изобретению, имеет среднечисленную молекулярную массу от 30000 до 110000 Да; предпочтительно от 50000 до 100000 Да; более предпочтительно от 65000 to 95000 Да.
Согласно одному воплощению, сложный эфир целлюлозы имеет содержание ацетила от 0,8 до 2,0 масс. %, более предпочтительно от 1,0 до 1,5 масс. %, и и/или содержание пропионила от 30 до 51 масс. %, более предпочтительно от 40 до 50 масс.%, и/или содержание гидроксила от 1,0 до 2,5 масс. %, более предпочтительно от 1,5 до 2,0 масс. %.
Изобретение также относится к по существу чистому и прозрачному материалу, который содержит гомогенную полимерную смесь, содержащую полимерную композицию по изобретению.
Настоящее изобретение также относится к упаковочному материалу, который содержит гомогенную полимерную смесь, содержащую полимерную композицию согласно изобретению. Изобретение также относится к способу, относящемуся к получению упаковочного материала. Пять конкретных воплощений упаковочного материала и способа получения упаковочного материала представлены ниже.
1) Согласно одному воплощению, упаковочный материал представляет собой бумагу или картонный материал, покрытый посредством экструзии гомогенной смесью, содержащей полимерную композицию согласно изобретению. Температура, используемая при нанесении покрытия экструзией, может составлять от 200°С до 300°С, предпочтительно от 210°С до 260°С, наиболее предпочтительно от 225°С до 250°С. Адгезию можно отрегулировать посредством температур обработки и добавленных слоев клея или полимера. Возможны как нанесение «сдираемого» покрытия, так и более сильная адгезия, в зависимости от области применения.
Согласно предпочтительному воплощению нанесения покрытия экструзией, гомогенная полимерная смесь содержит полимерную композицию, содержащую полимер сложного эфира целлюлозы в количестве по меньшей мере 50 масс. %, предпочтительно от 60 до 90 масс. %, более предпочтительно от 60 до 75 масс. % и по меньшей мере один другой полимер в количестве 50 масс. % или менее, предпочтительно от 10 до 40 масс. %, более предпочтительно от 25 до 40 масс. %, исходя из общей массы полимерной композиции и, возможно, добавки. В испытаниях, выполненных в связи с настоящим изобретением, эти соотношения давали наиболее высокое качество продуктов. Предпочтительно полимерная композиция содержит АПЦ в сочетании с ПБС в качестве по меньшей мере одного другого полимера.
2) Согласно одному воплощению, упаковочный материал представляет собой продукт, полученный литьем под давлением. Температура, используемая при литье под давлением, может составлять от 200°С до 300°С, предпочтительно от 200°С до 250°С, наиболее предпочтительно от 210°С до 230°С.
Согласно предпочтительному воплощению литья под давлением, гомогенная полимерная смесь содержит полимерную композицию, содержащую полимер сложного эфира целлюлозы в количестве по меньшей мере 50 масс. %, предпочтительно от 60 до 95 масс. %, более предпочтительно от 65 до 90 масс. %, и по меньшей мере один другой полимер в количестве 50 масс. % или менее, предпочтительно от 5 до 40 масс. %, более предпочтительно от 10 до 35 масс. %, исходя из общей массы полимерной композиции. При испытаниях, выполненных в связи с настоящим изобретением, эти соотношения давали продукты наиболее высокого качества. Согласно очень специфическому воплощению, количество сложного эфира целлюлозы составляет 70 масс. % или приблизительно 70 масс. %, а количество по меньшей мере одного другого полимера составляет 30 масс. % или приблизительно 30 масс. %. Предпочтительно полимерная композиция содержит АПЦ в сочетании с ПБС в качестве по меньшей мере одного другого полимера.
3) Согласно одному воплощению, упаковочный материал представляет собой продукт, полученный с применением глубокой вытяжки. Температура, используемая при применении глубокой вытяжки может составлять от 200°С до 500°С.Таким образом, гомогенная полимерная смесь по изобретению может выдерживать температуры вплоть до 500°С. При испытаниях, выполненных в связи с настоящим изобретением, использовали температуры в этих диапазонах, и подходящая температура зависела от оборудования и параметров обработки, таких как время. Глубокая вытяжка представляет собой термоформовку. При применении глубокой вытяжки глубина вытянутой части обычно по меньшей мере частично превышает ее диаметр. Объекты, полученный глубокой вытяжкой, образуют посредством механического воздействия, формируя 3D формы материала.
Согласно предпочтительному воплощению глубокой вытяжки, гомогенная полимерная смесь содержит полимерную композицию, содержащую полимер сложного эфира целлюлозы в количестве по меньшей мере 50 масс. %, предпочтительно от 50 до 95 масс. %, более предпочтительно от 60 до 85 масс. %, и по меньшей мере один другой полимер в количестве 50 масс. % или менее, предпочтительно от 5 до 50 масс. %, более предпочтительно от 15 до 40 масс. %, исходя из общей массы полимерной композиции, и возможно, добавки. При испытаниях, выполненных в связи с настоящим изобретением, эти соотношения давали продукты наиболее высокого качества. Предпочтительно полимерная композиция содержит АПЦ в сочетании с ПБС в качестве по меньшей мере одного другого полимера.
4) Согласно одному воплощению, упаковочный материал представляет собой продукт, полученный посредством способа получения пленки экструзией с раздувом. Температура, используемая в способе получения пленки экструзией с раздувом может составлять от 200°С до 250°С, предпочтительно от 210°С до 230°С.
Согласно предпочтительному воплощению способа получения пленки экструзией с раздувом, гомогенная полимерная смесь содержит полимерную композицию, содержащую полимер сложного эфира целлюлозы в количестве по меньшей мере 50 масс.%, предпочтительно от 60 до 90 масс. %, более предпочтительно от 60 до 75 масс. %, и по меньшей мере один другой полимер в количестве 50 масс. % или менее, предпочтительно от 10 до 40 масс. %, более предпочтительно от 25 до 40 масс. %, исходя из общей массы полимерной композиции, и возможно, добавки. При испытаниях, выполненных в связи с настоящим изобретением, эти соотношения давали продукты наиболее высокого качества. Предпочтительно полимерная композиция содержит АПЦ в сочетании с ПБС в качестве по меньшей мере одного другого полимера.
5) Согласно одному воплощению, упаковочный материал из указанной гомогенной полимерной смеси и/или указанной гранулированной полимерной смеси выполнен посредством способа получения пленки поливом, где способ получения пленки поливом выполняют при температуре от 200°С до 250°С, предпочтительно от 200°С до 230°С, более предпочтительно от 210 до 225°С.
Согласно одному воплощению способа получения пленки поливом, гомогенная полимерная смесь содержит полимерную композицию, содержащую полимер сложного эфира целлюлозы в количестве по меньшей мере 50 масс. %, предпочтительно от 60 до 95 масс. %, более предпочтительно от 70 до 95 масс. %, и по меньшей мере один другой полимер в количестве 50 масс. % или менее, предпочтительно от 1 до 40 масс. %, более предпочтительно от 5 до 30 масс. %, исходя из общей массы полимерной композиции, и возможно, добавки. Часть ПБС можно, при необходимости, заменить добавками, например, от 1 до 10 масс. %, исходя из общей массы полимерной композиции. При испытаниях, выполненных в связи с настоящим изобретением, эти соотношения давали продукты наиболее высокого качества. Предпочтительно полимерная композиция содержит АПЦ в сочетании с ПБС в качестве по меньшей мере одного другого полимера.
Кроме того, настоящее изобретение относится к применению гомогенной полимерной смеси, содержащей полимерную композицию согласно изобретению, для изготовления упаковочного материала, выбранного из, например, липкой пленки, термоусадочной пленки, растягивающейся пленки, рукавной пленки или контейнерных вкладышей, пленок, предназначенных для потребительской упаковки (например, упаковочная пленка для замороженных продуктов, термоусадочная пленка для упаковки для транспортировки, пленка для заворачивания пищевых продуктов, упаковочные мешки или пленка для формовочно-фасовочно-укупорочных автоматов), пленки для ламинирования (например, ламинирование алюминия или бумаги, используемое для упаковки, например, молока или кофе), барьерной пленки (например, пленка, действующая как барьер для аромата или кислорода, используемая для упаковки пищевых продуктов, например, охлажденное мясо и сыр), экструдированного покрытия, пленок для упаковки лекарственных средств и изделий медицинского назначения, сельскохозяйственной пленки (например, пленка для парников, пленка для тепличной выгонки выращиваемых культур, силосная пленка, силосная растягивающаяся пленка), мешка, коробки, контейнера, чехла, футляра или формованных 3D объектов и/или других областей применения при упаковке товаров, таких как пищевые продукты, лекарственные средства и изделия медицинского назначения или косметические средства.
Предпочтительно среднечисленная молекулярная масса по меньшей мере одного сложного эфира целлюлозы, т.е. полимера ацетата пропионата целлюлозы, составляет более 20000 Да. Согласно одному воплощению, среднечисленная молекулярная масса составляет от 30000 до 110000 Да, предпочтительно от 50000 до 100000 Да, более предпочтительно от 65000 до 95000 Да. Среднечисленная молекулярная масса может составлять от 85000 до 95000 Да, или от 85000 до 91000 Да, например, 90000 Да, 91000 Да или 92000 Да. Если молекулярные массы всех компонентов слишком малы, существует опасность, что композиция не будет подходить для получения пленки экструзией с раздувом, поскольку материал не будет достаточно прочным или эластичным для способа получения пленки экструзией с раздувом. Таким образом, среднечисленная молекулярная масса в пределах определенных выше диапазонов обеспечит эластичный материал с механическими свойствами, позволяющими выдержать обработку.
Все измерения среднечисленной молекулярной массы, выполняемые в связи с изобретением, проводили с помощью эксклюзионной хроматографии (ЭХ), с использованием хлороформа в качестве элюента для измерений среднечисленной молекулярной массы. Измерения ЭХ выполняли в хлороформе в качестве элюента (0,6 мл/мин, Т=30°С), используя колонки Styragel HR 4 и 3 с предварительной колонкой. Кривые элюирования регистрировали с помощью детектора показателя преломления Waters 2414. Молекулярно-массовое распределение (ММР) рассчитывали относительно стандартов 10 x ПС (580-3040000 г/моль), используя программное обеспечение Waters Empower 3.
Различные сорта сложных эфиров целлюлозы, например, ацетат пропионат целлюлозы, имеются в продаже от различных поставщиков. В композиции по изобретению смесь исходных полимерных материалов влияет на свойства образованной композиции. Другими словами, объединенные свойства полимеров следует оценить при образовании композиции по изобретению. Например, если один из полимеров имеет высокую среднечисленную молекулярную массу, например, 90000 или 70000 Да, соединение этого полимера с другим полимером, имеющим более низкую среднечисленную молекулярную массу, может быть приемлемым. Альтернативно или дополнительно, большее количество мягчителей можно использовать с полимерами, имеющими высокую молекулярную массу. Подходящая среднечисленная молекулярная масса зависит от конечного применения композиции, т.е. наиболее подходящий сорт сложного эфира целлюлозы может быть различным, в зависимости от того, является ли целью получить, например, материал в виде пленки или формованное изделие, такое как контейнер.
Полимер сложного эфира целлюлозы, используемый в решениях согласно настоящему изобретению, представляет собой ацетат пропионат целлюлозы, АПЦ. Сложные эфиры целлюлозы могут иметь различные степени замещения. АПЦ, подходящий для композиции по настоящему изобретению, имеет содержание ацетила от 0,8 до 2,0 масс. %, более предпочтительно от 1,0 до 1,5 масс. %, например, 1,3 масс. %. АПЦ, подходящий для композиции по настоящему изобретению, имеет содержание пропионила от 30 до 51 масс. %, более предпочтительно от 40 до 50 масс. %, например, 48 масс. %. АПЦ, подходящий для композиции по настоящему изобретению, имеет содержание гидроксила от 1,0 до 2,5 масс. %, более предпочтительно от 1,5 до 2,0 масс. %, например, 1,7 масс. %. Кроме того, температура стеклования предпочтительно составляет от 140 до 155°С, более предпочтительно от 142 до 152°С, например, 147°С.
Согласно одному воплощению, по меньшей мере один другой полимер представляет собой полибутилен сукцинат, ПБС. ПБС, подходящий для композиции по настоящему изобретению предпочтительно имеет среднечисленную молекулярную массу от 30000 до 100000 Да, предпочтительно от 50000 до 80000 Да, боле предпочтительно от 60000 до 70000 Да. Среднечисленная молекулярная масса ПБС может составлять, например, от 65000 до 70000 Да, например, 68000 Да, 69000 Да или 70000 Да.
Показатель текучести расплава (или скорость течения расплава) является мерой для описания легкости течения расплава термопластичного полимера или пластической массы. Показатель текучести расплава можно использовать для того, чтобы характеризовать полимер или полимерную смесь. Для полиолефинов, т.е. для полиэтилена (ПЭ, при 190°С) и полипропилена (ПП, при 230°С), ПТР обычно используют для указания порядка величины вязкости их расплавов. В стандартизированных приборах для измерения ПТР постоянное давление вызывает напряжение сдвига, которое проталкивает расплавленную пластическую массу через фильеру. Обычно ПТР обратно пропорционален молекулярной массе. Для полимерной смеси, содержащей полимерную композицию по изобретению, ПТР измеряли при двух температурах, 215 и 240°С. Согласно одному очень специфическому воплощению, гомогенная полимерная смесь по изобретению имеет показатель текучести расплава от 6 до 8 г/10 мин, или предпочтительно приблизительно 7 г/10 мин, или 6,9 г/10 мин, нагрузка 2,16 кг при 215°С, и/или приблизительно от 26 до 28 г/10 мин, 27 г/10 мин или 27,1 г/10 мин, нагрузка 2,16 кг при 240°С.
Полимеры композиции по настоящему изобретению подходящим образом являются термопластичными полимерами. Чтобы быть пригодными для применения в упаковочном материале, полимеры, используемые в композиции по настоящему изобретению, не должны быть водорастворимыми. Таким образом, полимеры подходящим образом не растворимы в воде. Таким образом, полимеры, используемые в композиции по настоящему изобретению, являются термопластичными и не растворимы в воде. Могут существовать другие полимеры на основе целлюлозы, которые имеют сходные с ацетатом пропионатом целлюлозы и/или ацетатом бутиратом целлюлозы свойства и которые также подходят для композиции согласно изобретению. Таким образом, композиция согласно изобретению может содержать другие полимеры на основе целлюлозы, такие как ацетат бутират целлюлозы (АБЦ).
Согласно одному воплощению, гомогенная полимерная смесь, содержащая полимерную композицию согласно изобретению, содержит другой компонент, который выбран из группы, состоящей из сложного эфира целлюлозы, такого как ацетат целлюлозы или ацетат бутират целлюлозы (АБЦ), алифатического или алифатически-ароматического сложного полиэфира, такого как полибутилен сукцинат адипат (ПБСА) или полибутилен адипат терефталат (ПБАТ); полигидроксиалканоата (ПГА), такого как полигидроксибутират (ПГБ); полимолочной кислоты (ПМА) и поликапролактона (ПКЛ). Согласно одному воплощению, гомогенная полимерная смесь, содержащая полимерную композицию согласно изобретению, содержит также и другие похожие полимеры, которые совместимы с АПЦ и ПБС и/или ППС.
Композиция согласно настоящему изобретению может также содержать другие компоненты, такие как добавки, обычно используемые в пластмассах. Эти добавки представляют собой, например, мягчители или пластификаторы, наполнители, вспомогательные добавки, пигменты, стабилизаторы или другие агенты. Обычно количество этих добавок находится в диапазоне от 0,01 до 10 масс. %, исходя из массы композиции. Количество одной добавки может составлять, например, от 0,1 до 5 масс. %, исходя из массы композиции.
Настоящее изобретение также относится к упаковочному материалу, который содержит гомогенную полимерную смесь, содержащую полимерную композицию согласно изобретению.
Согласно одному воплощению, гомогенную полимерную смесь, содержащую полимерную композицию согласно изобретению можно переработать в пленку, используя либо экструзию пленки с раздувом (способ получения пленки экструзией с раздувом), либо экструзию пленки с поливом.
Согласно одному воплощению, полимерная композиция является биоразлагаемой. Новый упаковочный материал, изготовленный из гомогенной полимерной смеси, содержащей полимерную композицию, также может быть биоразлагаемым. Чтобы придать способность к биоразложению в соответствии с определенным стандартом, в композицию можно добавлять добавки, усиливающие способность к биоразложению.
Полимерная композиция по изобретению может содержать другие алифатические сложные полиэфиры в дополнение к ПБС и/или ППС, такие как полибутилен сукцинат адипат (ПБСА), полигидроксибутират, полигексаметилен глутарат, полигексаметилен адипат, полиэтилен сукцинат, полибутилен глутарат, полибутилен адипат, полиэтилен глутарат, полиэтилен адипат, полидиэтилен глутарат, полидиэтилен адипат, полидиэтилен сукцинат или полигексаметилен сукцинат, предпочтительно ПБСА.
Полимерную композицию также можно смешивать, при необходимости, с традиционными полимерными исходными материалами, такими как полиэтилен или полипропилен. Таким путем можно получить композицию, подходящую для изготовления упаковочного материала, которая имеет определенные преимущественные характеристики. Выбор смеси исходных материалов зависит от требований и конечного применения материала.
Согласно одному воплощению, новая гомогенная полимерная смесь, содержащая композицию согласно изобретению, содержит в основном только исходные материалы, полученные из возобновляемых ресурсов. Новая композиция может даже полностью состоять из исходных материалов из возобновляемых ресурсов. Согласно одному воплощению, новая композиция полностью состоит из биоразлагаемых исходных материалов, полученных из возобновляемых ресурсов.
Новую гомогенную полимерную смесь, содержащую композицию согласно изобретению, можно сделать подходящей для получения пленки экструзией с раздувом, получения пленки поливом или литья под давлением. Другие способы, которые могут подходить для переработки полимерной композиции по изобретению представляют собой, например, каландрирование, формование экструзией с раздувом, экструзию пленки, инжекционно-выдувное формование, литье под давлением с применением газа, инжекционно-выдувное формование с вытяжкой, ламинирование, центробежное формование, применения с глубокой вытяжкой, 3D печать, термоформовку и/или вакуумное формование.
При испытаниях, выполненных в связи с настоящим изобретением, было обнаружено, что гомогенная полимерная смесь, содержащая полимерную композицию по настоящему изобретению, и материалы, изготовленные из нее, имеют превосходную термостойкость. Для получения хороших результатов требуются относительно высокие температуры. Например, максимальные температуры плавления используемых полимеров составляют приблизительно 190°С для АПЦ и 115°С для ПБС, но температуры обработки должны быть выше. Предпочтительно температуры обработки для всех процессов (составление смеси, раздув пленки, литье под давлением, нанесение покрытия экструзией, термоформовка) определенно выше, чем температуры плавления полимеров. Все компоненты должны полностью находится в расплавленной фазе для того, чтобы обработка была успешной. Это очень важно, что температура обработки на каждой стадии получения композиции по изобретению и (упаковочных) материалов, изготовленных из нее, составляет по меньшей мере 200°С или выше. Посредством использования температур по меньшей мере 200°С, предпочтительно по меньшей мере 210°С, можно получить высококачественный материал гомогенной полимерной смеси, который подходит для различных областей применения упаковочных материалов, с высокой прочностью на разрыв и жесткостью, а также превосходной прозрачностью и чистотой.
Неожиданно было обнаружено, что материал может выдерживать температуры вплоть до 500°С. Это обеспечивает возможность применения полимерной композиции по изобретению и материалов, изготовленных из нее, например, в применениях с глубокой вытяжкой или для определенных применений со сваркой. Это было неожиданным, поскольку АПЦ и ПБС по отдельности начинают разлагаться при более низких температурах.
Согласно одному воплощению, гомогенную полимерную смесь, содержащую полимерную композицию по изобретению, получают посредством смешивания в расплаве указанного полимера сложного эфира целлюлозы и указанного по меньшей мере одного другого полимера при температуре по меньшей мере 200°С. Обычно температура составляет от 200°С до 300°С. Предпочтительно температура составляет от 200°С до 270°С или от 210°С до 250°С, более предпочтительно от 210°С до 235°С. Например, температура может составлять от 215°С до 220°С. Согласно одному конкретному предпочтительному воплощению, температура составляет от 205°С до 230°С, предпочтительно от 210 до 225°С. Температура по меньшей мере 200°С и согласно указанным воплощениям обеспечивает возможность получить по существу гомогенную, по существу чистую и по существу прозрачную полимерную смесь.
Согласно одному воплощению, гомогенную полимерную смесь, содержащую полимерную композицию по изобретению, получают посредством обработки, предпочтительно смешивания в расплаве, указанного полимера сложного эфира целлюлозы и указанного по меньшей мере одного другого полимера при температуре по меньшей мере 200°С, предпочтительно от 200°С до 300°С или от 210°С до 270°С, более предпочтительно от 210°С до 225°С, в течение по меньшей мере 30 с, предпочтительно от 1 мин до 5 ч, более предпочтительно от 1,5 мин до 2 ч, наиболее предпочтительно от 2 мин до 1 ч. Обычно период времени обработки, такой как смешивание в расплаве, составляет по меньшей мере 2 мин, например, от 2 мин до 15 мин или от 2 мин до 10 мин. При испытаниях, выполненных в связи с настоящим изобретением, было неожиданно обнаружено, что довольно короткий период времени, такой как менее 30 с или от 30 с до 1 мин, требуется для того, чтобы получить гомогенную полимерную смесь, если температура обработки выше 200°С или составляет по меньшей мере 210°С. Точный требуемый период времени зависит от используемого оборудования на стадии смешивания и скорости смешивания, и других параметров стадии смешивания.
Согласно одному воплощению, полимерная композиция по изобретению содержит диоксид кремния (SiO2) в количестве 0,5 масс. % или менее, предпочтительно в количестве 0,1 масс. % или менее. Посредством добавления порошка диоксида кремния можно улучшить обрабатываемость. Благодаря этому, получают результат, заключающийся в улучшенной однородности и более однородном качестве материалов, изготовленных из композиции согласно изобретению.
Настоящее изобретение также относится к способу изготовления упаковочного материала. Способ включает следующие стадии:
а) смешивание в расплаве, при температуре по меньшей мере 200°С, полимерной композиции, содержащей по меньшей мере один полимер сложного эфира целлюлозы, который представляет собой ацетат пропионат целлюлозы (АПЦ), и по меньшей мере один другой полимер, выбранный из группы, состоящей из полибутилен сукцината (ПБС) и полипропилен сукцината (ППС), где общее количество указанного полимера сложного эфира целлюлозы и указанного по меньшей мере одного другого полимера составляет по меньшей мере 80 масс. %, исходя из общей массы полимерной композиции, чтобы получить гомогенную полимерную смесь;
b) возможно, гранулирование гомогенной смеси, чтобы получить гранулированную полимерную смесь, и
c) получение упаковочного материала из указанной гомогенной полимерной смеси и/или указанной гранулированной полимерной смеси.
Согласно одному воплощению, гомогенная полимерная смесь, полученная на стадии (а), представляет собой гомогенную полимерную смесь, содержащую полимерную композицию согласно изобретению, как описано в данном документе.
Согласно одному воплощению, способ включает получение упаковочного материала с использованием способа, выбранного из группы, состоящей из способа получения пленки экструзией с раздувом, способа получения пленки поливом, литья под давлением, каландрирования, формования экструзией с раздувом, экструзии пленки, инжекционно-выдувного формования, литья под давлением с применением газа, инжекционно-выдувного формования с вытяжкой, ламинирования, центробежного формования, применения глубокой вытяжки, 3D печати, термоформовки и вакуумного формования, предпочтительно способа получения пленки экструзией с раздувом, способа получения пленки поливом или литья под давлением.
Согласно одному воплощению, способ согласно изобретению включает то, что смешивание в расплаве выполняют при температуре по меньшей мере 200°С, предпочтительно от 200°С до 300°С или более предпочтительно от 210°С до 250°С, еще более предпочтительно от 210°С до 225°С.
Согласно одному воплощению, способ согласно изобретению включает то, что получение упаковочного материала из указанной гомогенной полимерной смеси и/или указанной гранулированной полимерной смеси выполняют при температуре по меньшей мере 200°С.
Согласно одному воплощению, смешивание в расплаве выполняют в течение периода времени по меньшей мере 10 с, предпочтительно по меньшей мере 30 с, более предпочтительно от 1 мин до 5 ч, например, от 2 мин до 1 ч. Обычно период времени проведения стадии смешивания в расплаве составляет от 2 мин до 1 ч, предпочтительно от 2 мин до 0,5 ч. В некоторых случаях он может составлять даже приблизительно 30 с или менее, поскольку можно получить очень эффективное перемешивание компонентов смеси согласно изобретению. Это дает преимущество, поскольку снижает время получения и требуемую энергию.
Согласно одному воплощению, температура обработки способа получения пленки экструзией с раздувом для получения пленки из гомогенной полимерной смеси, содержащей полимерную композицию согласно изобретению, составляет от 200°С до 250°С, предпочтительно от 210°С до 230°С, более предпочтительно от 215 до 220°С. Этот температурный диапазон обеспечивает возможность получения чистой и прозрачной пленки хорошего качества и с превосходными механическими свойствами.
Смешивание в расплаве можно выполнять в непрерывном процессе составления смеси. Смешивание в расплаве, например, осуществляют с помощью компаундера с двумя шнеками, снабженного насосной установкой для расплава и соединенного непосредственно с подходящей экструзионной головкой. Таким образом, смесь можно экструдировать непосредственно с получением конечного продукта без отдельного гранулирования полимерной композиции. Имеющиеся в продаже исходные материалы для полимерной композиции по изобретению обычно сами по себе являются гранулированными. Грануляты можно, например, механически перемешивать в барабанном смесителе или т.п. Эту смесь гранулятов можно подавать в экструдер, например, шнековый экструдер, снабженный смесительной головкой Мэддока. После этого полимерный расплав можно экструдировать, например, через головку для раздува пленки. Таким образом, полимерную композицию согласно изобретению можно сформировать, например, в виде пластиковых пленок с использованием способа получения пленки экструзией с раздувом без отдельной стадии составления смеси и гранулирования. Это было показано при испытаниях, выполненных в соответствии с настоящим изобретением (примеры). Было неожиданно обнаружено, что исходные материалы смешивались так хорошо, что отдельная стадия составления смеси/гранулирования не требовалась.
Когда смешивание в расплаве выполняют в качестве отдельной фазы, чтобы получить грануляты полимерной композиции, выпускаемый продукт из компаундера (нити, волокна или любые другие непрерывно текущие формы) подлежит охлаждению и нарезке на гранулы. Охлаждение выпускаемого продукта можно подходящим образом выполнять посредством сухого охлаждения воздухом или охлаждаемым ремнем/лентой. Дополнительно или альтернативно, выпускаемый продукт со стадии составления смеси можно охладить посредством пропускания его через водяную ванну или посредством использования резки под водой, или любой аналогичной охлаждающей системы, которая обеспечивает возможность прямого контакта полимерного материала с водой. Согласно испытаниям, выполненным в связи с настоящим изобретением, водяное охлаждение не вызывает гидролиза компонентов в полимерной композиции по изобретению. Таким образом, как сухое охлаждение, так и водяное охлаждения подходят для способа по изобретению. Соответственно, в одном воплощении изобретения способ включает стадию составления смеси и гранулирования полимера сложного эфира и по меньшей мере одного другого полимера, включающую сухое охлаждение и/или водяное охлаждение.
Смешивание в расплаве можно также выполнять в смесителе периодического действия или любом смесителе, подходящем для полимерных расплавов. Смеситель не должен обеспечивать непрерывный поток материала.
При необходимости, способ может включать стадии предварительного смешивания или пропитки для некоторых компонентов смеси, формируемой на стадии (а).
Можно проводить стандартные тесты, известные специалисту в данной области техники, чтобы убедиться, что полученная на стадии (а) смесь подходит для получения пленки экструзией с раздувом, получения пленки поливом, литья под давлением, или для других способов. Композиция по настоящему изобретению должна удовлетворять этим требованиям.
Композицию согласно изобретению можно перерабатывать в традиционных устройствах для образования полимерных пленок, фольг, изделий или других материалов.
Свойства пленки или фольги, изделия или упаковочного материала, изготовленного из композиции согласно изобретению, такие как толщина, плотность и т.д., требуется регулировать так, чтобы они подходили для их назначения или области применения.
Кроме того, существуют стандартные испытания, чтобы убедиться, что, например, полимерная пленка или упаковочный материал являются эффективными. Некоторыми из важных испытаний являются, например, испытания на проницаемость (водяных паров и газа), стойкость к ударным нагрузкам, водопоглощение и прочность на раздир. Образованная упаковочная пленка или фольга должна удовлетворять определенным специфическим требованиям в зависимости от предполагаемых применений, таких как применение для упаковки пищевых продуктов.
Настоящее изобретение также относится к применению полимерной композиции согласно изобретению для изготовления упаковочного материала.
Согласно испытанию, выполненному в связи с настоящим изобретением, полученные пленки имели превосходную прозрачность. Как можно видеть на чертеже, все пленки, полученные из материалов по изобретению, имели хороший коэффициент пропускаемости, также по сравнению с ПП. Помимо прозрачности, материалы, полученные из композиции согласно изобретению, были бесцветными. Прозрачный и бесцветный упаковочный материал является преимущественным среди упаковочных материалов, особенно при упаковке товаров потребления, поскольку он делает продукт более привлекательным для потребителя.
Существует несколько проблем, связанных со многими широко используемыми биопластиковыми материалами. Некоторые биопластиковые материалы, например, являются совсем не прозрачными. Другой проблемой является то, что механические свойства многих биопластиковых материалов не так хороши, как, например у ПЭ, ПП или ПЭТ, что затрудняет замену этих материалов на биопластики. Еще одной проблемой является то, что некоторые биопластиковые материалы не поддаются легко вторичной переработке, например, вторичная переработка полимолочной кислоты (ПМК) является дорогостоящей и трудоемкой. Однако композиция согласно настоящему изобретению является пригодной для вторичной переработки посредством более традиционных методов. Материал может быть расплавлен и переработан с получением нового материала. Также возможно отделить материал, например, от полиолефинов посредством селективной экстракции. Настоящий материал плотнее воды и большинства используемых сортов полиолефинов. Это обеспечивает возможность разделения на основе плотности.
Важным преимуществом гомогенной полимерной смеси согласно изобретению является то, что упаковочный материал, изготавливаемый из нее, можно производить с использованием существующих способов изготовления и технологии. Таким образом, это является экономически целесообразной альтернативой, поскольку не требуется значительных капитальных вложений в новое оборудование для изготовления. Кроме того, исходные материалы имеются в продаже от ряда изготовителей.
Другие преимущества, относящиеся к упаковочному материалу, изготовленному из гомогенной полимерной смеси, содержащей полимерную композицию согласно изобретению, состоят в том, что снижается количество пластиковых отходов, поскольку композиция может быть способна к разложению. Кроме того, может быть снижено использование ископаемых исходных материалов, поскольку композицию согласно изобретению можно изготовить главным образом из возобновляемых ресурсов. Также, поскольку часть композиции согласно изобретению можно получить из древесины, производство не занимает пахотную землю.
Изобретение далее проиллюстрировано следующими примерами.
Примеры
Следующие исходные материалы, которые использовали в примерах, представлены в таблице 1 ниже.
В таблице 1 АПЦ представляет собой ацетат пропионат целлюлозы, а ПБС представляет собой полибутилен сукцинат.
Определение среднечисленной молекулярной массы (Μn) выполняли с помощью эксклюзивной хроматографии (ЭХ) с использованием хлороформа в качестве элюента для измерения среднечисленной молекулярной массы, образцы (№1-4) в течение ночи растворяли с использованием хлороформа (концентрация 1 мг/мл). Перед измерением образцы фильтровали (0,45 мкм).
Измерения ЭХ выполняли в хлороформе в качестве элюента (0,6 мл/мин, Т=30°С) с использованием колонок Styragel HR 4 и 3 с предварительной колонкой. Кривые элюирования регистрировали с использованием детектора показателя преломления Waters 2414. Молекулярно-массовое распределение (ММР) рассчитывали относительно стандартов 10 x ПС (580-3,040,000 г/моль), используя пакет программ Waters Empower 3.
Степень замещения АПЦ 1:
- содержание ацетила 1,3 масс. %
- содержание пропионила 48 масс. %
- содержание гидроксила 1,7 масс. %
Степень замещения АПЦ 2:
- содержание ацетила 1,3 масс. %
- содержание пропионила 48 масс. %
- содержание гидроксила 1,7 масс. %
Пример 1. Композиции для получения пленки экструзией с раздувом с АПЦ1 и ПБС 1
Гомогенные смеси из полимерной композиции согласно изобретению были сформированы в пластиковые пленки посредством способа получения пленки экструзией с раздувом. Гомогенные полимерные смеси получали посредством смешивания в расплаве. Смешивание проводили при температуре 210°С в течение периода времени от 30 с до 3,5 мин.
Подробности в отношении композиций и пленок приведены в таблице 2.
В таблице 2 АПЦ представляет собой ацетат пропионат целлюлозы, а ПБС представляет собой полибутилен сукцинат.
Полимерная композиция также включает 0,1 масс. % диоксида кремния.
Композиции из таблицы 2 давали бесцветные, чистые, прозрачные пленки с хорошими механическими свойствами, в особенности, прочностью на разрыв и модулем. Механические свойства полученных пленок 1-4 представлены в таблице 3.
В таблице 3 АПЦ представляет собой ацетат пропионат целлюлозы, а ПБС представляет собой полибутилен сукцинат.
Пример 2. Композиции для получения пленки экструзией с раздувом с АПЦ1, ПБС1 и ТЭЦ
Гомогенную полимерную смесь, содержащую полимерную композицию согласно изобретению, перерабатывали в пластиковые пленки с использованием способа получения пленки экструзией с раздувом. Гомогенные полимерные смеси получали посредством смешивания в расплаве. Смешивание проводили при температуре 210°С в течение периода времени от 2 мин до 3,5 мин.
Подробные сведения, относящиеся к композициям и пленкам приведены в таблице 4.
В таблице 4 АПЦ представляет собой ацетат пропионат целлюлозы, ПБС представляет собой полибутилен сукцинат, а ТЭЦ представляет собой триэтилцитрат.
Композиции в таблицах 2 и 4 давали чистые, прозрачные пленки хорошего качества, которые подходили для изготовления упаковочного материала.
Сравнение прозрачности полученных пленок показано на чертеже, где номера 1-5 обозначают пленки 1-5, описанные выше. Как можно видеть на чертеже, все пленки имеют очень высокую прозрачность, которая определена степенью пропускаемости в % и составляет более 80% для всех пленок, полученных из материала согласно изобретению. В качестве сравнительного примера использовали ПП пленку (полипропиленовую пленку). ПП пленка имела явно меньшую прозрачность, чем все пленки согласно изобретению при длинах волн более 250 нм. Толщина пленок в точке измерения для пленок 1-4 составляла примерно 30 мкм, для пленки 5 примерно 100 мкм, а для ПП примерно 55 мкм.
Пример 3. Способ получения пленки экструзией с раздувом с АПЦ 2 и ПБС 2
Гомогенную полимерную смесь, содержащую полимерную композицию согласно изобретению, перерабатывали в пластиковые пленки с использованием способа получения пленки экструзией с раздувом. На первой стадии АПЦ 2 и ПБС 2 смешивали с помощью двухшнекового компаундера/экструдера, чтобы получить гомогенные смеси. Смешивание проводили при температуре 210°С. В случае пленки 7, нити из компаундера охлаждали на тефлоновом ремне в отсутствие воды, перед разрезанием на гранулы. В случае пленки 8, нити из компаундера охлаждали в водяной ванне перед разрезанием на гранулы. На второй стадии обе пленки 7 и 8 выдували аналогично пленкам 1-6.
Температура обработки способа получения пленки экструзией с раздувом составляла от 210 and 230°С. Было сделано заключение, что температура является очень важной для получения чистой и прозрачной пленки хорошего качества и с хорошими механическими характеристиками.
Подробные сведения, относящиеся к композициям и пленкам приведены в таблице 5.
В таблице 5 АПЦ представляет собой ацетат пропионат целлюлозы, а ПБС представляет собой полибутилен сукцинат.
В пленках 7 и 8 обе композиции давали чистые и прозрачные продукты.
Пример 4. Способ получения пленки экструзией с раздувом с АПЦ 2 и ПБС 2 без стадий составления смеси и гранулирования
Гомогенную полимерную смесь, содержащую полимерную композицию согласно изобретению, перерабатывали в пластиковые пленки с использованием способа получения пленки экструзией с раздувом без отдельных стадий составления смеси и гранулирования. Гранулированные исходные материалы в количестве 70 масс. % АПЦ 2 и 30 масс. % ПБС 2 механически перемешивали в барабанном смесителе при комнатной температуре в течение двух минут. Эту смесь гранулятов подавали в одношнековый экструдер со смесительной головкой Мэддока. Полимерный расплав экструдировали через фильтрующий элемент для расплава (50 меш) на головку для раздува пленки. Получали прозрачную пленку, которая была пригодна для применения в качестве упаковочного материала.
Пример 5. Композиции для литья под давлением
Гомогенную полимерную смесь, содержащую полимерную композицию согласно изобретению, формовали с получением твердых формованных объектов, используя способ литья под давлением. Смешанную и гранулированную полимерную композицию расплавляли и впрыскивали при температуре от 210°С до 230°С в форму, находящуюся при температуре 30°С. Композиция для литья под давлением содержала 70% АПЦ 2 и 30% ПБС 2.
При литье под давлением получали чистые, прозрачные и твердые испытательные бруски. Механические свойства материала, полученного литьем под давлением, представлены в таблице 6.
В таблице 6 АПЦ представляет собой ацетат пропионат целлюлозы, а ПБС представляет собой полибутилен сукцинат.
Испытания показывают, что полимерную смесь по изобретению можно использовать повторно в способе литья под давлением. Любые отходы, образующиеся в процессе, можно измельчать на мелкие кусочки и отправлять обратно в загрузочную воронку способа. Более 20% повторно используемого материала можно использовать без потери механических и оптических свойств конечного продукта.
Пример 6. Вторичная переработка материала
Была изучена способность к вторичной переработке материала, изготовленного из композиции согласно изобретению, и она была подтверждена посредством повторяющихся многочисленных циклов смешивания и измерения изменения молекулярной массы полимерной смеси. Результаты, представленные в таблице 7, показывают, что после определенного времени смешивания, составляющего по меньшей мере 10 циклов, не происходило заметных изменений длины полимерной цепи.
Таким образом, композиция согласно изобретению является пригодной к повторному использованию посредством способов термомеханической переработки.
В таблице 7 АПЦ представляет собой ацетат пропионат целлюлозы, а ПБС представляет собой полибутилен сукцинат.
Измерения среднечисленной молекулярной массы выполняли с помощью эксклюзивной хроматографии (ЭХ) с использованием хлороформа в качестве элюента для измерений среднечисленной молекулярной массы, образцы (№1-5) растворяли в течение ночи с использованием хлороформа (концентрация 1 мг/мл). Образцы отфильтровывали (0,54 мкм) перед измерением.
Измерения с помощью ЭХ выполняли в хлороформе в качестве элюента (0,6 мл/мин, Т=30°С), используя колонки Styragel HR 4 и 3 с предварительной колонкой. Кривые элюирования регистрировали с помощью детектора показателя преломления Waters 2414. Молекулярно-массовое распределение (ММР) рассчитывали относительно стандартов 10 x ПС (580-3040000 г/моль), используя программное обеспечение Waters Empower 3.
Пример 7. Составление смеси в промышленном масштабе
Составление смеси проводили в тоннажном масштабе в промышленном процессе, при этом использовали следующие параметры для получения гомогенной полимерной смеси: температура насоса для расплава 225°С, скорость шнека 560-620 об/мин, и установочные температуры нагревательных зон 210-235°С (11 нагревательных зон). Смесь, полученная этим способом состояла из 70% АПЦ 2 and 30% ПБС 2.
Пример 8. Нанесение покрытия экструзией на бумажную основу
Гомогенную полимерную смесь, содержащую полимерную композицию согласно изобретению и полученную согласно примеру 7, использовали для нанесения покрытия экструзией на бумагу.
Вымешанную и гранулированную гомогенную полимерную смесь расплавляли и экструдировали на бумажную основу. Температуры обработки составляли от 225 до 250°С для получения прозрачных и равномерных покрытий. Композиция по изобретению, используемая для нанесения покрытия экструзией состояла из 70% АПЦ 2 и 30% ПБС 2.
Было обнаружено, что адгезию этого покрытия можно было регулировать посредством температур обработки и дополнительных слоев клея. При определенных параметрах обработки полимерное покрытие может отслаиваться от бумажной основы, и его использовать для областей применения, где требуется отслоение. Это может облегчить повторное использование покрытой бумаги, так же как и покрытия. При определенных рабочих параметрах или при добавлении экструдированного полимера или клеящих слоев, можно сделать сильнее адгезию для областей применения, где требуется сильная адгезия.
Испытания, выполненные на покрытых продуктах, показали, что полимерное покрытие было способно к термосвариванию, являлось пригодным для печатания и имело хорошие барьерные свойства.
Пример 9. Получение термоформованной чашки из пленки
1) Полученную экструзией с раздувом ламинированную пленку толщиной 40 мкм, содержащую гомогенную полимерную смесь, содержащую полимерную композицию по изобретению, полученную согласно примеру 7, использовали для глубокой вытяжки. Термоформовку проводили при 200°С. Продукт представлял собой прозрачную чашку (1) превосходной чистоты с хорошей прочностью на прокол. Композиция по изобретению, используемая для термоформовки, состояла из 70% АПЦ 2 и 30% ПБС.
Свойства чашки (1), полученной термоформовкой:
- превосходная прозрачность и чистота
- прочность на прокол (EN 14477) 6,11 Η
2) Полученную экструзией с раздувом ламинированную пленку толщиной 170 мкм, содержащую гомогенную полимерную смесь, содержащую полимерную композицию по изобретению, полученную согласно примеру 7, использовали для глубокой вытяжки. Термоформовку проводили при 200°С. Продукт представлял собой прозрачную чашку (2) превосходной чистоты с хорошей прочностью на прокол. Композиция по изобретению, используемая для термоформовки, состояла из 70% АПЦ 2 и 30% ПБС. Свойства чашки (2), полученной термоформовкой:
- превосходная прозрачность и чистота
- прочность на прокол (EN 14477) 19,6 Η
Пример 10. Экструзия пленки с поливом
Гомогенную полимерную смесь, содержащую полимерную композицию согласно изобретению, использовали для экструзии пленки с поливом. Вымешанную и гранулированную гомогенную полимерную смесь расплавляли и экструдировали с получением литой пленки. Температуры обработки составляли от 200 до 225°С для прозрачных пленок. Композиции по изобретению, используемые для экструзии пленок с поливом, представлены в таблице 8 (пленки 9-14)
Все пленки 9-14 испытывали в применениях с глубокой вытяжкой. Результаты показали, что все пленки подходили для глубокой вытяжки. Было отмечено, что пленки 9-12 образовывали продукты особенно высокого качества.
Пример 11. Отлитые пленки с добавками
Гомогенную полимерную смесь, содержащую полимерную композицию согласно изобретению, использовали для экструзии пленки с поливом, и к полимерной смеси добавляли различные добавки. Вымешанную и гранулированную гомогенную полимерную смесь расплавляли и экструдировали в виде отлитой пленки. Температуры обработки составляли от 210 до 225°С для прозрачных пленок. Композиции по изобретению, используемые для экструзии пленки с поливом, приведены в таблице 9 (пленки 18-23).
Используемые добавки представляли собой A1 (SUKANO PBS dc S724), А2 (SUKANO PBS ао S723), A3 (SUKANO PLA uv S547). Все представленные значения в масс.% рассчитаны, исходя из общей массы композиции.
Пример 12. Многослойная отлитая пленка
Гомогенную полимерную смесь, содержащую полимерную композицию согласно изобретению, использовали для экструзии многослойной пленки с поливом, с использованием EVOH (сополимер этилена и винилового спирта). Вымешанную и гранулированную гомогенную полимерную смесь расплавляли и экструдировали в виде многослойной отлитой пленки. Температуры обработки составляли от 210 до 225°С для получения прозрачных многослойных продуктов. Композиции по изобретению, используемые для многослойной пленки, состояли из 72,5% АПЦ 2 и 27,5% ПБС 2. Структура пленки представляла собой ABA, где А представлял собой гомогенную полимерную смесь из АПЦ 2 (72,5%) и ПБС 2 (27,5%), а В представлял собой гранулят полимера EVOH.
Используемый EVOH представлял собой Soarnol DC3203RB.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
БИОРАЗЛАГАЕМЫЙ СОПОЛИМЕР И БАРЬЕРНОЕ ПОКРЫТИЕ НА ЕГО ОСНОВЕ | 2022 |
|
RU2804122C1 |
КОМПОЗИЦИЯ ВИНИЛИДЕНХЛОРИДНОГО ПОЛИМЕРА, СОДЕРЖАЩАЯ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ОДИН СОРБАТНЫЙ СЛОЖНЫЙ ЭФИР | 2016 |
|
RU2736260C2 |
КОМПОЗИЦИЯ ВИНИЛИДЕНХЛОРИДНОГО ПОЛИМЕРА, СОДЕРЖАЩАЯ ПО МЕНЬШЕЙ МЕРЕ ОДИН АЛЛИЛЦИННАМАТ | 2016 |
|
RU2746948C2 |
СМЕСЬ ИНТЕРПОЛИМЕРА ВИНИЛИДЕНХЛОРИДА И ПОЛИ(БУТИЛЕНСУКЦИНАТА) | 2012 |
|
RU2627388C2 |
Композиция на основе сополимера этилена и винилового спирта для формования из расплава, гранула и многослойная структура | 2018 |
|
RU2766918C2 |
ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, ПОЛУЧЕННАЯ СПОСОБОМ НЕПРЕРЫВНОЙ ЭКСТРУЗИИ СУСПЕНЗИИ НАПОЛНИТЕЛЯ | 2014 |
|
RU2658044C2 |
СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БИОРАЗЛАГАЕМОЙ ПОЛИМЕРНОЙ ПЛЕНКИ НА ОСНОВЕ ПРИРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ | 2018 |
|
RU2693776C1 |
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ МИКРОЧАСТИЦ, СОДЕРЖАЩИХ МЕТОПРОЛОЛ | 2002 |
|
RU2292878C2 |
КОМПЛЕКСНЫЕ КРАХМАЛСОДЕРЖАЩИЕ КОМПОЗИЦИИ, ИМЕЮЩИЕ ВЫСОКИЕ МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА | 1999 |
|
RU2220167C2 |
ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, СОДЕРЖАЩАЯ ДОБАВКУ ОСНОВНОГО ТИПА, СПОСОБ И ИЗДЕЛИЯ, СОДЕРЖАЩИЕ УПОМЯНУТУЮ ПОЛИМЕРНУЮ КОМПОЗИЦИЮ | 2015 |
|
RU2696449C2 |
Группа изобретений относится к гомогенной полимерной смеси, содержащей полимерную композицию, ее применению, а также к прозрачному материалу для упаковочных изделий, содержащему гомогенную полимерную смесь, упаковочному изделию и способу изготовления упаковочного изделия. Гомогенная полимерная смесь для изготовления упаковочного изделия содержит полимерную композицию, где указанная композиция содержит ацетат пропионат целлюлозы (АПЦ) в количестве от 55 до 95 масс. % и полибутилен сукцинат (ПБС) в количестве от 5 до 40 масс. %. Общее количество указанного ацетата пропионата целлюлозы и указанного полибутилен сукцината составляет по меньшей мере 80 масс. %, исходя из общей массы полимерной композиции, при этом указанную гомогенную смесь получают посредством обработки указанной полимерной композиции при температуре по меньшей мере 210°С, при этом указанный ацетат пропионат целлюлозы имеет среднечисленную молекулярную массу от 85000 до 110000 Да, и содержание ацетила от 0,8 до 2,0 масс. %, и/или содержание пропионила от 30 до 51 масс. %, и/или содержание гидроксила от 1,0 до 2,5 масс. %, и при этом указанный полибутилен сукцинат имеет среднечисленную молекулярную массу от 30000 до 100000 Да. Технический результат – обеспечение гомогенной полимерной смеси, основанной главным образом на возобновляемых материалах, свойства которых аналогичны или лучше свойств упаковочных материалов, основанных только на ископаемых ресурсах, кроме того, обеспечивается экологически безопасный вариант упаковочного материала. 6 н. и 34 з.п. ф-лы, 1 ил., 9 табл., 12 пр.
1. Гомогенная полимерная смесь для изготовления упаковочного изделия, содержащая полимерную композицию, отличающаяся тем, что указанная композиция содержит ацетат пропионат целлюлозы (АПЦ) в количестве от 55 до 95 масс. % и полибутилен сукцинат (ПБС) в количестве от 5 до 40 масс. %, где общее количество указанного ацетата пропионата целлюлозы и указанного полибутилен сукцината составляет по меньшей мере 80 масс. %, исходя из общей массы полимерной композиции, при этом указанную гомогенную смесь получают посредством обработки указанной полимерной композиции при температуре по меньшей мере 210°С, при этом указанный ацетат пропионат целлюлозы имеет среднечисленную молекулярную массу от 85000 до 110000 Да, и содержание ацетила от 0,8 до 2,0 масс. %, и/или содержание пропионила от 30 до 51 масс. %, и/или содержание гидроксила от 1,0 до 2,5 масс. %, и при этом указанный полибутилен сукцинат имеет среднечисленную молекулярную массу от 30000 до 100000 Да.
2. Гомогенная полимерная смесь по п. 1, отличающаяся тем, что общее количество указанного ацетата пропионата целлюлозы и указанного полибутилен сукцината составляет по меньшей мере 85 масс. %, предпочтительно по меньшей мере 90 масс. %, более предпочтительно по меньшей мере 95 масс. %, исходя из общей массы полимерной композиции, причем остальное составляют другие полимеры и/или добавки, такие как мягчители, пигменты, стабилизаторы или другие добавки, используемые для пластмассовых композиций.
3. Гомогенная полимерная смесь по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что указанная полимерная композиция содержит по меньшей мере один мягчитель, предпочтительно триэтилцитрат (ТЭЦ).
4. Гомогенная полимерная смесь по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что указанный ПБС имеет молекулярную массу (Mn) от 50000 до 80000 Да, предпочтительно от 60000 до 70000 Да, измеренную с помощью эксклюзивной хроматографии (ЭХ) в хлороформе в качестве элюента (0,6 мл/мин, Т=30°С), с использованием колонок Styragel HR 4 и 3 с предварительной колонкой, определяя кривые элюирования с использованием детектора показателя преломления Waters 2414 и рассчитывая молекулярно-массовое распределение (ММР) относительно 10 х ПС (580-3040000 г/моль) стандартов с использованием программного обеспечения Waters Empower 3.
5. Гомогенная полимерная смесь по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что указанная полимерная композиция содержит ацетат пропионат целлюлозы в количестве от 55 до 80 масс. %, предпочтительно от 60 до 75 масс. %, более предпочтительно от 65 до 75 масс. %, и полибутилен сукцинат в количестве от 20 до 40 масс. %, предпочтительно от 25 до 40 масс. %, более предпочтительно от 25 до 35 масс. %, исходя из общей массы композиции, и, возможно, по меньшей мере одну добавку, такую как мягчители, пигменты, стабилизаторы или другие добавки для применения в пластмассовых композициях.
6. Гомогенная полимерная смесь по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что ацетат пропионат целлюлозы имеет среднечисленную молекулярную массу от 85000 до 100000 Да, предпочтительно от 85000 до 95000 Да, измеренную с помощью эксклюзивной хроматографии (ЭХ) в хлороформе в качестве элюента (0,6 мл/мин, Т=30°С) с использованием колонок Styragel HR 4 и 3 с предварительной колонкой, определяя кривые элюирования с помощью детектора показателя преломления Waters 2414 и рассчитывая молекулярно-массовое распределение (ММР) относительно 10 х ПС (580-3040000 г/моль) стандартов с использованием программного обеспечения Waters Empower 3.
7. Гомогенная полимерная смесь по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что ацетат пропионат целлюлозы имеет содержание ацетила от 1,0 до 1,5 масс. %, и/или содержание пропионила от 40 до 50 масс. %, и/или содержание гидроксила от 1,5 до 2,0 масс. %.
8. Гомогенная полимерная смесь по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что она получена посредством переработки смешиванием в расплаве указанного ацетата пропионата целлюлозы и указанного полибутилен сукцината при температуре от 210 до 300°С, предпочтительно от 210 до 270°С, более предпочтительно от 210 до 250°С, еще более предпочтительно от 210 до 225°С.
9. Гомогенная полимерная смесь по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что полимерная композиция содержит диоксид кремния (SiO2) в количестве 0,5 масс. % или менее, предпочтительно в количестве 0,1 масс. % или менее.
10. Гомогенная полимерная смесь по любому из предшествующих пунктов, отличающаяся тем, что она содержит полимерную композицию согласно изобретению, содержащую компонент, который выбран из группы, состоящей из сложного эфира целлюлозы, такого как ацетат целлюлозы или ацетат бутират целлюлозы (АБЦ), алифатического или алифатически-ароматического сложного полиэфира, такого как полибутилен сукцинат адипат (ПБСА) или полибутилен адипат терефталат (ПБАТ); полигидроксиалканоата (ПГА), такого как полигидроксибутират (ПГБ); полимолочной кислоты (ПМА) и поликапролактона (ПКЛ).
11. Прозрачный материал для упаковочных изделий, отличающийся тем, что он содержит гомогенную полимерную смесь, содержащую полимерную композицию по любому из пп. 1-10.
12. Упаковочное изделие, отличающееся тем, что оно содержит гомогенную полимерную смесь, содержащую полимерную композицию по любому из пп. 1-10.
13. Упаковочное изделие по п. 12, отличающееся тем, что оно представляет собой бумагу или картонный материал, покрытый с помощью экструзии гомогенной смесью, содержащей полимерную композицию по любому из пп. 1-10.
14. Упаковочное изделие по п. 12, отличающееся тем, что оно представляет собой продукт, полученный литьем под давлением.
15. Упаковочное изделие по п. 12, отличающееся тем, что оно представляет собой продукт, полученный с применением глубокой вытяжки.
16. Упаковочное изделие по п. 12, отличающееся тем, что оно представляет собой продукт, полученный способом получения пленки экструзией с раздувом.
17. Способ изготовления упаковочного изделия, отличающийся тем, что он включает следующие стадии:
a) смешивание в расплаве, при температуре по меньшей мере 210°С, полимерной композиции, содержащей ацетат пропионат целлюлозы (АПЦ) в количестве от 55 до 95 масс. %, и полибутилен сукцинат (ПБС) в количестве от 5 до 40 масс. %, где общее количество указанного ацетата пропионата целлюлозы и указанного полибутилен сукцината составляет по меньшей мере 80 масс. %, исходя из общей массы полимерной композиции, чтобы получить гомогенную полимерную смесь, при этом указанный ацетат пропионат целлюлозы имеет среднечисленную молекулярную массу от 85000 до 110000 Да, и содержание ацетила от 0,8 до 2,0 масс. %, и/или содержание пропионила от 30 до 51 масс. %, и/или содержание гидроксила от 1,0 до 2,5 масс. %, и при этом указанный полибутилен сукцинат имеет среднечисленную молекулярную массу от 30000 до 100000 Да;
b) возможно, гранулирование гомогенной смеси, чтобы получить гранулированную полимерную смесь, и
c) получение упаковочного изделия из указанной гомогенной полимерной смеси и/или указанной гранулированной полимерной смеси.
18. Способ по п. 17, отличающийся тем, что полимерная композиция на стадии (а) представляет собой полимерную композицию, определенную в любом из пп. 1-10.
19. Способ по п. 17 или 18, отличающийся тем, что смешивание в расплаве проводят при температуре от 210 до 300°С, предпочтительно от 210 до 270°С, более предпочтительно от 210 до 250°С, еще более предпочтительно от 210 до 225°С.
20. Способ по любому из пп. 17, 18 или 19, отличающийся тем, что смешивание в расплаве проводят в течение периода времени, составляющего по меньшей мере 10 с, предпочтительно по меньшей мере 30 с, более предпочтительно от 1 мин до 5 ч, например от 2 мин до 1 ч.
21. Способ по любому из пп. 17-20, отличающийся тем, что получение упаковочного изделия из указанной гомогенной полимерной смеси и/или указанной гранулированной полимерной смеси выполняют при температуре по меньшей мере 200°С, предпочтительно по меньшей мере 210°С и более предпочтительно от 210 до 500°С.
22. Способ по любому из пп. 17-21, отличающийся тем, что получение упаковочного изделия из указанной гомогенной полимерной смеси и/или указанной гранулированной полимерной смеси выполняют посредством нанесения покрытия из гомогенной смеси, содержащей полимерную композицию по любому из пп. 1-10, экструзией на бумагу или картонный материал, где нанесение покрытия экструзией выполняют при температуре от 200 до 300°С, предпочтительно от 210 до 260°С, наиболее предпочтительно от 225 до 250°С.
23. Способ по п. 22, отличающийся тем, что указанная гомогенная полимерная смесь содержит полимерную композицию, содержащую ацетат пропионат целлюлозы в количестве от 60 до 90 масс. %, более предпочтительно от 60 до 75 масс. %, и полибутилен сукцинат в количестве от 10 до 40 масс. %, более предпочтительно от 25 до 40 масс. %, исходя из общей массы полимерной композиции, и, возможно, добавки.
24. Способ по любому из пп. 17-21, отличающийся тем, что получение упаковочного изделия из указанной гомогенной полимерной смеси и/или указанной гранулированной полимерной смеси выполняют посредством литья под давлением, где литье под давлением выполняют при температуре от 200 до 300°С, предпочтительно от 200 до 250°С, наиболее предпочтительно от 210 до 230°С.
25. Способ по п. 24, отличающийся тем, что указанная гомогенная полимерная смесь содержит полимерную композицию, содержащую ацетат пропионат целлюлозы в количестве от 60 до 95 масс. %, более предпочтительно от 65 до 90 масс. %, и полибутилен сукцинат в количестве от 5 до 40 масс. %, более предпочтительно от 10 до 35 масс. %, исходя из общей массы полимерной композиции.
26. Способ по любому из пп. 17-21, отличающийся тем, что получение упаковочного изделия из указанной гомогенной полимерной смеси и/или указанной гранулированной полимерной смеси выполняют посредством применения глубокой вытяжки, где применение глубокой вытяжки осуществляют при температуре от 200 до 500°С.
27. Способ по п. 26, отличающийся тем, что указанная гомогенная полимерная смесь содержит полимерную композицию, содержащую ацетат пропионат целлюлозы в количестве от 55 до 95 масс. %, более предпочтительно от 60 до 85 масс. %, и полибутилен сукцинат в количестве от 5 до 40 масс. %, более предпочтительно от 15 до 40 масс. %, исходя из общей массы полимерной композиции, и, возможно, добавки.
28. Способ по любому из пп. 17-21, отличающийся тем, что получение упаковочного изделия из указанной гомогенной полимерной смеси и/или указанной гранулированной полимерной смеси выполняют посредством получения пленки экструзией с раздувом, где получение пленки экструзией с раздувом выполняют при температуре от 200 до 250°С, предпочтительно от 210 до 230°С.
29. Способ по п. 28, отличающийся тем, что указанная гомогенная полимерная смесь содержит полимерную композицию, содержащую ацетат пропионат целлюлозы в количестве от 60 до 90 масс. %, более предпочтительно от 60 до 75 масс. %, и полибутилен сукцинат в количестве от 10 до 40 масс. %, более предпочтительно от 25 до 40 масс. %, исходя из общей массы полимерной композиции, и, возможно, добавки.
30. Способ по любому из пп. 17-21, отличающийся тем, что получение упаковочного изделия из указанной гомогенной полимерной смеси и/или указанной гранулированной полимерной смеси выполняют посредством способа получения пленки поливом, где способ получения пленки поливом осуществляют при температуре от 200 до 250°С, предпочтительно от 200 до 230°С, наиболее предпочтительно от 210 до 225°С.
31. Способ по п. 30, отличающийся тем, что указанная гомогенная полимерная смесь содержит полимерную композицию, содержащую ацетат пропионат целлюлозы в количестве от 60 до 95 масс. %, более предпочтительно от 70 до 95 масс. %, и полибутилен сукцинат в количестве от 5 до 40 масс. %, более предпочтительно от 5 до 30 масс. %, исходя из общей массы полимерной композиции, и, возможно, добавки.
32. Способ по любому из пп. 17-21, отличающийся тем, что способ включает получение упаковочного изделия с использованием способа, выбранного из группы, состоящей из способа получения пленки экструзией с раздувом, способа получения пленки поливом, литья под давлением, каландрирования, формования экструзией с раздувом, экструзии пленки, инжекционно-выдувного формования, литья под давлением с применением газа, инжекционно-выдувного формования с вытяжкой, ламинирования, центробежного формования, применения глубокой вытяжки, 3D-печати, термоформовки и вакуумного формования, предпочтительно способа получения пленки экструзией с раздувом, способа получения пленки поливом или литья под давлением, предпочтительно литья под давлением, инжекционно-выдувного формования, способа получения пленки экструзией с раздувом, экструзии пленки или применения глубокой вытяжки.
33. Упаковочное изделие, полученное способом по любому из пп. 17-32.
34. Применение гомогенной смеси, содержащей полимерную композицию по любому из пп. 1-10, для изготовления упаковочного изделия.
35. Применение по п. 34, в котором упаковочное изделие выбрано из липкой пленки, термоусадочной пленки, растягивающейся пленки, рукавной пленки или контейнерных вкладышей, пленок, предназначенных для потребительской упаковки, пленки для ламинирования, барьерной пленки, пленок для упаковки лекарственных средств и изделий медицинского назначения, сельскохозяйственной пленки, областей применения, связанных с экструдированным покрытием, мешка, коробки, контейнера, чехла, футляра или формованных 3D-объектов.
36. Применение по п. 35, в котором пленка, предназначенная для потребительской упаковки, представляет собой упаковочную пленку для замороженных продуктов, термоусадочную пленку для упаковки для транспортировки, пленку для заворачивания пищевых продуктов, упаковочные мешки, или пленку для формовочно-фасовочно-укупорочных автоматов.
37. Применение по п. 35, в котором пленка для ламинирования предназначена для ламинирования алюминия или бумаги, используемых для упаковки, например, молока или кофе.
38. Применение по п. 35, в котором барьерная пленка представляет собой пленку, действующую как барьер для аромата или кислорода, используемую для упаковки пищевых продуктов, например охлажденного мяса и сыра.
39. Применение по п. 35, в котором сельскохозяйственная пленка представляет собой пленку для парников, пленку для тепличной выгонки выращиваемых культур, силосную пленку или силосную растягивающуюся пленку.
40. Применение по п. 35, в котором упаковочное изделие предназначено для упаковки товаров, таких как пищевые продукты, лекарственные средства и изделия медицинского назначения или косметические средства.
US 5594068 A1, 14.01.1997 | |||
WO 1992009654 A2, 11.06.1992 | |||
БИОРАЗЛАГАЕМЫЕ АЛИФАТИЧЕСКО-АРОМАТИЧЕСКИЕ ПОЛИЭФИРЫ | 2006 |
|
RU2415879C2 |
БИОРАЗЛАГАЕМЫЙ ПОЛИЭФИР, СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ И СОДЕРЖАЩИЕ ЕГО ИЗДЕЛИЯ | 2009 |
|
RU2499007C2 |
US 20160159045 A1, 09.06.2016 | |||
СМЕСЬ ИНТЕРПОЛИМЕРА ВИНИЛИДЕНХЛОРИДА И ПОЛИ(БУТИЛЕНСУКЦИНАТА) | 2012 |
|
RU2627388C2 |
ГИДРОГЕЛЕВЫЕ КОМПОЗИЦИИ | 2002 |
|
RU2276998C2 |
CN 107793708 A, 13.03.2018 | |||
CN 107793589 A, 13.03.2018 | |||
WO 2010051589 A1, 14.05.2010 | |||
TACHIBANA Y ET AL., "Cellulose acetate butyrate as multifunctional |
Авторы
Даты
2024-08-28—Публикация
2019-04-23—Подача