Composición de polihidroxialcanoato que comprende al menos un polihidroxialcanoato biodegradable que tiene un peso molecular promedio en número de desde 500 hasta inferior a 50.

000 y que comprende además al menos un componente monomérico reactivo, en el que dicho monómero reactivo es al menos uno de un monómero epoxi, un monómero de acrilato, un monómero de metacrilato, un monómero de silicona, un monómero de siloxano, un monómero de uretano, un monómero de isocianato, un monómero de anhídrido, una oxima, un monómero epoxi de novolaca, un monómero epoxi de bisfenol A, un monómero de silano y combinaciones de los mismos, en la que el polihidroxialcanoato comprende un polímero seleccionado del grupo que consiste en polímeros de 3-hidroxiácidos, 4-hidroxiácidos, 5-hidroxiácidos, copolímeros de los mismos y mezclas de los mismos

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a composiciones de adhesivo de fusión en caliente, a composiciones de cera y composiciones de recubrimiento, y a métodos de uso de las mismas.

Con el fin de cuidar el medio ambiente, ha surgido una necesidad seria de productos biológicamente degradables Diversos materiales de cera y plástico, tales como adhesivos de fusión en caliente y recubrimientos protectores, se usan tan a menudo y en un volumen tan grande que estos productos tienen un impacto significativo sobre el medio ambiente. Existe una necesidad de materiales de adhesivo de fusión en caliente y de recubrimiento protector biodegradables.

Los adhesivos de fusión en caliente se usan en un gran número de aplicaciones y se emplean particularmente en materiales de envasado para todo tipo de productos. Desafortunadamente, los adhesivos de fusión en caliente más convencionales son no biodegradables, afectando así adversamente al medio ambiente. Aquellos productos que afirman que son biodegradables se basan normalmente en aditivos o polímeros sensibles al agua y por tanto el proceso de degradación es a través de disolución en vez de biodegradación. Existe una necesidad de una composición de adhesivo de fusión en caliente hidrófoba biodegradable que proporcionará suficiente adhesión para su uso previsto, se degradará todavía años después y, por tanto, será respetuosa con el medio ambiente.

Muchos productos no estables, particularmente productos alimenticios tales como queso, se recubren con una corteza sintética de plástico no biológicamente degradable para mejorar la maduración y la vida en almacenamiento del producto. El plástico de una corteza de este tipo no puede recuperarse o reciclarse y por tanto presenta un problema para el medio ambiente. Además, un recubrimiento de este tipo debe cumplir con un gran número de funciones y un gran número de requisitos. El material de recubrimiento debe servir para impedir el daño mecánico y el ataque por mohos. El recubrimiento debe ofrecer tanto protección mecánica como higiénica, y debe ser fácil de aplicar, por ejemplo, mediante una técnica de recubrimiento por inmersión o mediante recubrimiento con una esponja o un cepillo.

Los recubrimientos para queso deben afectar ventajosamente la formación de corteza y brillo y deben adherirse bien a la superficie húmeda del queso. Además, tras el secado, el recubrimiento no debe agrietarse ni pegarse, por ejemplo, a las tablas de corte u otros quesos. El recubrimiento también debe ser semi-impermeable dado que el CO2 y ciertos componentes aromatizantes deben poder difundir a través del recubrimiento con el fin de no afectar adversamente a la maduración del queso. También debe permitirse que el vapor de agua pase a su través de una manera controlada de manera que la maduración natural pueda producirse sin ningún problema de pérdida de peso excesiva. Además, los componentes no deben difundir hacia el queso desde el recubrimiento. Además, el recubrimiento debe mantenerse bien durante el almacenamiento prolongado. Cualquier capa de cera parafínica que se aplique posteriormente al recubrimiento de látex no debe desprenderse tras el envasado a vacío. Además, las máquinas usadas para aplicar el recubrimiento deben ser fáciles de limpiar.

Aunque existen recubrimientos compostables y biológicamente degradables, generalmente son polímeros solubles en agua que por consiguiente son sensibles al agua. Ejemplos de éstos son poli(alcohol vinílico), poli(óxido de etileno), y también proteínas tales como gelatina, caseína y similares. En el pasado, no ha sido posible usar películas de polihidroxialcanoato como recubrimientos en la industria de los productos alimenticios debido al uso de disolventes orgánicos y debido a la necesidad de calentar los polihidroxialcanoatos hasta el punto de fusión de los mismos, lo que puede dañar innecesariamente el producto. Existe una necesidad de un recubrimiento protector, capa o película de polihidroxialcanoato que pueda usarse como recubrimiento protector para artículos tales como productos alimenticios, en particular, productos de queso, y que puedan procesarse a temperaturas relativamente bajas y no requieran el uso de disolventes orgánicos no consumibles.

También se usan comúnmente agentes tensioactivos y disolventes en una gran variedad de procesos y productos industriales. Debido al gran volumen de agentes tensioactivos y disolventes usados a nivel mundial en las muchas aplicaciones de procesos y productos industriales, existe una necesidad de una nueva clase de agentes tensioactivos y una nueva clase de disolventes que sean biodegradables. Los sistemas de tensioactivos biodegradables actuales o bien no cumplen con las especificaciones técnicas requeridas o bien tienen una desventaja de precio significativa que los hacen no competitivos con los sistemas a base de productos sintéticos.

Los documentos US 5.753.724; US 5.700.344; EP 0 899 274; y EP 0 741 177 dan a conocer composiciones de PHA. R.A. Gross et al., Macromolecules 1993, 26, 888-894 y R. H. Marchessault et al., Polymer 41 (2000) 1087-1098 dan a conocer polihidroxibutiratos.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Por tanto, es un objeto de esta invención proporcionar composiciones poliméricas degradables, particularmente composiciones oligoméricas, que tienen características de biodegradación hidrófoba mejoradas y que pueden usarse como adhesivos de fusión en caliente, recubrimientos protectores, agentes tensioactivos y disolventes.

El contenido de la presente invención se define únicamente por las reivindicaciones adjuntas 1-28. Cualquier contenido en “exceso” contenida en la descripción, los ejemplos y/o dibujos que no esté cubierto por las reivindicaciones está presente simplemente para ilustrar la invención.

La presente invención se refiere, en parte, a composiciones de adhesivo de fusión en caliente que contiene polihidroxialcanoato, recubrimiento protector y agente tensioactivo. El polihidroxialcanoato útil en la presente invención es un oligómero que tiene un bajo peso molecular según se define en las reivindicaciones. Preferiblemente, el oligómero de polihidroxialcanoato tiene un peso molecular promedio en número que es de desde 500 hasta aproximadamente 8.000, y más preferiblemente, desde 500 hasta aproximadamente 3.000. Preferiblemente, el peso molecular promedio en número del oligómero es superior a aproximadamente 1.000, por ejemplo, desde superior a aproximadamente 1.000 hasta aproximadamente 50.000, o desde superior a aproximadamente 1.000 hasta aproximadamente 8.000.

Debe entenderse que tanto la descripción general anterior como la siguiente descripción detallada son a modo de ejemplo y explicativas únicamente y pretenden proporcionar una explicación adicional de la presente invención, tal como se reivindica.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

La presente invención proporciona composiciones de polihidroxialcanoato útiles como composiciones de adhesivo de fusión en caliente, y métodos de empleo de tales composiciones.

Las composiciones generalmente incluyen uno o más polihidroxialcanoatos de bajo peso molecular, uno o más polihidroxialcanoatos derivados para contener uno o más grupos terminales especificados, o una disolución de uno o más de tales polihidroxialcanoatos. Se describen polihidroxialcanoatos útiles y métodos de preparación de los mismos en las solicitudes de patente estadounidense n.os 60/218.384, 60/225.902 y 60/227.127. Las composiciones pueden incluir componentes adicionales (opcionales) para mejorar el procesamiento o las propiedades de las composiciones o productos finales en los que se emplean.

Se conocen varios tipos de polihidroxialcanoatos (PHAs). Es útil dividir ampliamente los PHAs en dos grupos según la longitud de sus cadenas laterales y según sus rutas para biosíntesis. Aquellos con cadenas laterales cortas, tales como polihidroxibutirato (PHB), un homopolímero de unidades de ácido R-3-hidroxibutírico, son compuestos termoplásticos cristalinos; los PHAs con cadenas laterales largas son más elastoméricos. Los primeros polímeros se conocen desde hace aproximadamente setenta años (Lemoigne & Roukhelman 1925), mientras que los últimos polímeros son un descubrimiento relativamente reciente (deSmet, et al., J. Bacteriol., 154:870-78 (1983)). Sin embargo, antes de esta denominación, se identificaron PHAs de origen microbiano que contenían tanto unidades de ácido R-3hidroxibutírico como unidades de cadenas laterales más largas desde C5 hasta C16, es decir,... [Seguir leyendo]

1. Composición de polihidroxialcanoato que comprende al menos un polihidroxialcanoato biodegradable que tiene un peso molecular promedio en número de desde 500 hasta inferior a 50.000 y que comprende además al menos un componente monomérico reactivo, en el que dicho monómero reactivo es al menos uno de un monómero epoxi, un monómero de acrilato, un monómero de metacrilato, un monómero de silicona, un monómero de siloxano, un monómero de uretano, un monómero de isocianato, un monómero de anhídrido, una oxima, un monómero epoxi de novolaca, un monómero epoxi de bisfenol A, un monómero de silano y combinaciones de los mismos,

en la que el polihidroxialcanoato comprende un polímero seleccionado del grupo que consiste en polímeros de 3-hidroxiácidos, 4-hidroxiácidos, 5-hidroxiácidos, copolímeros de los mismos y mezclas de los mismos.

2. Composición de polihidroxialcanoato según la reivindicación 1, en la que el peso molecular es de desde aproximadamente 1.000 hasta aproximadamente 5.000.

3. Composición de polihidroxialcanoato según la reivindicación 1, en la que el peso molecular es de desde aproximadamente 1.000 hasta aproximadamente 3.000.

4. Composición de polihidroxialcanoato según la reivindicación 1, en la que el polihidroxialcanoato comprende un polímero de una o más subunidades que tienen la fórmula química:

T-[-OCR1R2(CR3R4)nCO-]p-Q

en la que n es 0 o un número entero hasta aproximadamente 100; p es hasta 100; R1, R2, R3 y R4 que son iguales entre sí o diferentes entre sí, se seleccionan cada uno independientemente de radicales hidrocarbonados saturados e insaturados, radicales sustituidos con halógeno e hidroxilo, radicales hidroxilo, radicales halógeno, radicales sustituidos con nitrógeno, radicales sustituidos con oxígeno o átomos de hidrógeno; T se selecciona de hidrógeno, un grupo alquilo, arilo, alcarilo o aralquilo que contiene desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 20 átomos de carbono o un grupo carboxilato R”'COO en el que R”' es un radical hidrocarbonado alifático o aromático que contiene desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 20 átomos de carbono; y Q se selecciona de:

un radical hidroxilo o un radical OR” en el que R” es un radical alquilo, arilo, alcarilo o aralquilo sustituido o no sustituido que contiene desde 1 hasta aproximadamente 20 átomos de carbono;

OAOH;

OAOOC(CH2)yCHROH; o OAO{OC(CH2)yCHRO}xH;

en los que cada R se selecciona independientemente de hidrógeno, un grupo alquilo saturado que tiene desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 16 átomos de carbono, un grupo alquilo insaturado que tiene desde aproximadamente 2 hasta aproximadamente 16 átomos de carbono o mezclas de los mismos; A es (CH2)m o (CH2CHR'O)m, en los que m es desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 50 y R' es hidrógeno o metilo; x es desde aproximadamente 2 hasta aproximadamente 50; y es desde 0 hasta aproximadamente 3; y

en la que el peso molecular promedio en número del compuesto es de al menos 500.

5. Composición de polihidroxialcanoato según la reivindicación 1, en la que el polihidroxialcanoato se selecciona de poli(hidroxibutirato), polihidroxibutirato-co-hidroxivalerato, polihidroxibutirato-co-4-hidroxibutirato, polihidroxibutirato-co-3-hidroxihexanoato, polihidroxibutirato-co-3-hidroxiheptanoato o polihidroxibutirato-co-3hidroxioctanoato.

6. Composición de polihidroxialcanoato según la reivindicación 1, en la que el polihidroxialcanoato comprende una mezcla de polihidroxialcanoato térmicamente despolimerizable.

7. Composición de polihidroxialcanoato según la reivindicación 1, que comprende además al menos un polímero térmicamente despolimerizable diferente de polihidroxialcanoato.

8. Composición de polihidroxialcanoato según la reivindicación 7, en la que el polímero térmicamente despolimerizable se selecciona de policarbonatos, poliolefinas, poliestirenos, poliacetales, ceras o combinaciones de los mismos.

9. Composición de polihidroxialcanoato según la reivindicación 1, en la que el polihidroxialcanoato se disuelve en un disolvente o una mezcla de disolventes.

10. Composición de polihidroxialcanoato según la reivindicación 1, en la que dicha composición de polihidroxialcanoato es biodegradable.

11. Composición de adhesivo de fusión en caliente que comprende:

al menos un polihidroxialcanoato biodegradable que tiene un peso molecular promedio en número de desde 500 hasta inferior a 50.000;

que comprende opcionalmente al menos una resina fijadora; y

que comprende opcionalmente al menos una cera;

teniendo la composición de adhesivo de fusión en caliente una viscosidad inferior a aproximadamente 100.000 centipoises a 150ºC y comprendiendo además al menos un componente monomérico reactivo, en la que dicho monómero reactivo es al menos uno de un monómero epoxi, un monómero de acrilato, un monómero de metacrilato, un monómero de silicona, un monómero de siloxano, un monómero de uretano, un monómero de isocianato, un monómero de anhídrido, una oxima, un monómero epoxi de novolaca, un monómero epoxi de bisfenol A, un monómero de silano y combinaciones de los mismos;

en la que el polihidroxialcanoato comprende un polímero seleccionado del grupo que consiste en polímeros de 3-hidroxiácidos, 4-hidroxiácidos, 5-hidroxiácidos, copolímeros de los mismos, y mezclas de los mismos.

12. Composición de adhesivo de fusión en caliente según la reivindicación 11, en la que dicha al menos una resina fijadora está presente en dicha composición.

13. Composición de adhesivo de fusión en caliente según la reivindicación 11, en la que dicha al menos una resina fijadora está presente en dicha composición en una cantidad de hasta aproximadamente el 60% en peso basándose en el peso total de la composición.

14. Composición de adhesivo de fusión en caliente según la reivindicación 11, en la que dicha al menos una cera está presente en dicha composición.

15. Composición de adhesivo de fusión en caliente según la reivindicación 11, en la que dicha al menos una cera está presente en dicha composición en una cantidad de hasta aproximadamente el 40% en peso basándose en el peso total de la composición.

16. Composición de adhesivo de fusión en caliente según la reivindicación 11, en la que el peso molecular es de desde aproximadamente 1.000 hasta aproximadamente 5.000, preferiblemente de desde aproximadamente

1.000 hasta aproximadamente 3.000.

17. Composición de adhesivo de fusión en caliente según la reivindicación 11, en la que el polihidroxialcanoato comprende un polímero de una o más subunidades que tienen la fórmula química:

T-[-OCR1R2(CR3R4)nCO-]p-Q

en la que n es 0 o un número entero hasta aproximadamente 100; p es hasta 100; R1, R2, R3 y R4, que son iguales entre sí o diferentes entre sí, se seleccionan cada uno independientemente de radicales hidrocarbonados saturados e insaturados, radicales sustituidos con halógeno e hidroxilo, radicales hidroxilo, radicales halógeno, radicales sustituidos con nitrógeno, radicales sustituidos con oxígeno o átomos de hidrógeno; T se selecciona de hidrógeno, un grupo alquilo, arilo, alcarilo o aralquilo que contiene desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 20 átomos de carbono, o un grupo carboxilato R”'COO en el que R”' es un radical hidrocarbonado alifático o aromático que contiene desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 20 átomos de carbono; y Q se selecciona de:

un radical hidroxilo o un radical OR” en el que R” es un radical alquilo, arilo, alcarilo o aralquilo sustituido o no sustituido que contiene desde 1 hasta aproximadamente 20 átomos de carbono;

OAOH;

OAOOC(CH2)yCHROH; o

OAO{OC(CH2)yCHRO}xH;

en los que cada R se selecciona independientemente de hidrógeno, un grupo alquilo saturado que tiene desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 16 átomos de carbono, un grupo alquilo insaturado que tiene desde aproximadamente 2 hasta aproximadamente 16 átomos de carbono, o mezclas de los mismos; A es (CH2)m o (CH2CHR'O)m, en los que m es desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 50 y R es hidrógeno o metilo; x es desde aproximadamente 2 hasta aproximadamente 50; y es desde 0 hasta aproximadamente 3; y

en la que el peso molecular promedio en número del compuesto es de al menos 500.

18. Composición de adhesivo de fusión en caliente según la reivindicación 11, en la que el polihidroxialcanoato se selecciona de poli(hidroxibutirato), polihidroxibutirato-co-hidroxivalerato, polihidroxibutirato-co-4-hidroxibutirato, polihidroxibutirato-co-3-hidroxihexanoato, polihidroxibutirato-co-3-hidroxiheptanoato o polihidroxibutirato-co-3hidroxioctanoato.

19. Composición de adhesivo de fusión en caliente según la reivindicación 12.

20. Composición de adhesivo de fusión en caliente según la reivindicación 11, en la que el polihidroxialcanoato comprende una mezcla de polihidroxialcanoatos térmicamente despolimerizables.

21. Composición de adhesivo de fusión en caliente según la reivindicación 11, que comprende además al menos un polímero térmicamente despolimerizable diferente de polihidroxialcanoato.

22. Composición de adhesivo de fusión en caliente según la reivindicación 21, en la que el polímero térmicamente despolimerizable se selecciona de policarbonatos, poliolefinas, poliestirenos, poliacetales, ceras o combinaciones de los mismos.

23. Composición de adhesivo de fusión en caliente según la reivindicación 11, en la que el polihidroxialcanoato se disuelve en un disolvente o una mezcla de disolventes.

24. Composición de adhesivo de fusión en caliente según la reivindicación 11, en la que dicha composición de adhesivo de fusión en caliente es biodegradable.

25. Artículo que comprende dos componentes adheridos juntos mediante la composición de adhesivo de fusión en caliente según la reivindicación 11.

26. Artículo que comprende dos componentes que tienen cada uno una superficie respectiva, y en el que la superficie respectiva de los dos componentes se adhieren juntas con la composición de adhesivo de fusión en caliente según la reivindicación 11.

27. Método de adherir dos componentes juntos, que comprende: proporcionar dos componentes; y aplicar la composición de adhesivo de fusión en caliente según la reivindicación 11 a dichos dos componentes

para adherir dichos dos componentes juntos.

28. Método de adherir dos componentes juntos, que comprende: proporcionar dos componentes; aplicar la composición de adhesivo de fusión en caliente según la reivindicación 11 a al menos uno de dichos

dos componentes; y poner en contacto uno de dichos dos componentes con el otro de dichos dos componentes de manera que dicha composición de adhesivo de fusión en caliente esté entre dichos dos componentes.