Malla extruída degradable, comprendiendo dicha malla una pluralidad de hebras extruídas interconectadas orientadas que se cruzan durante la extrusión,

comprendiendo al menos parte de las hebras una composición degradable que comprende una poliolefina, un carboxilato de metal y un ácido polihidroxicarboxílico alifático

Referencia cruzada a solicitudes relacionadas

Esta solicitud reivindica la prioridad de la solicitud provisional US 60/559.553, presentada el 5 de abril de 2004.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

1. Sector de la invención

La presente invención se refiere a una malla degradable, a compuestos hechos con la malla degradable y a métodos para producirlos.

2. Técnica anterior

La extrusión continua de mallas de plástico se inició en los años 50 con el proceso descrito en la patente US 2.919.467, de Mercer. Una malla extruída es una malla en la que las hebras son extruídas desde una matriz, conformándose las uniones dentro de la matriz o inmediatamente fuera de la matriz. Son conocidas varias configuraciones, tales como cuadrada, en forma de diámetro, en forma de sarga, etc. Algunos de los materiales más comunes usados para preparar mallas extruídas son polipropileno, polietileno (incluyendo del tipo de muy baja, baja, media y alta densidad lineal y copolímeros de etileno), nylon, polibutileno y mezclas de los mismos.

En la actualidad, el proceso de extrusión elegido para fabricar mallas de plástico comprende extruir las hebras de plástico individuales en una red de interconexión para obtener la estructura en forma de malla. Son conocidos métodos para llevar a cabo esta técnica. Por ejemplo, la patente US 3.700.521; la patente US 3.767.353; la patente US 3.723.218; La patente US 4.123.491; la patente US 4.152.479 y la patente US 4.190.692 muestran dispositivos y métodos para producir mallas mediante la extrusión continua de hebras de plástico individuales. Las descripciones de las patentes concedidas mencionadas anteriormente se han incorporado como referencia en la presente memoria.

Estas mallas tienen numerosos usos comerciales. Por ejemplo, estas mallas se usan como mallas para la agricultura, tal como mallas para hierba, embalaje de hierba, embalaje de pacas de heno, mallas de control de erosión, mallas de embalaje, tales como bolsas para cebollas y pavos, y mallas para aplicaciones industriales, de filtración y de mobiliario doméstico.

Las mallas para hierba y embalaje de hierba son ejemplos de aplicaciones comunes de mallas extruídas. Las mallas para hierba son mallas duraderas que se extienden sobre el suelo justo antes o después de la siembra para facilitar el enraizamiento de la hierba. La malla permite que las semillas de hierba germinen y crezcan al mismo tiempo que las raíces se enrollan a la malla duradera, dando como resultado una estructura resistente y uniforme. Gracias al sistema de raíces más resistente, los cultivadores pueden realizar la cosecha más pronto usando trozos de suelo generalmente más delgados y aumentando al máximo el uso del suelo. El embalaje de hierba se aplica durante la cosecha para reforzar rollos grandes de hierba. Los rollos de hierba se enrollan para proteger la hierba durante su instalación, minimizar la pérdida de hierba y conservar la calidad del rollo. El hecho de enrollar la hierba en rollos también reduce su pérdida durante el transporte y ayuda a protegerla contra el agua. La hierba puede permanecer en los rollos o puede ser retirada durante la instalación basándose en las necesidades del cliente.

Las mallas también se usan en algunos compuestos. En tales compuestos, la malla se lamina con una o más capas de tejido. Las aplicaciones y compuestos principales consisten en tejidos para pañales desechables, bragas para adultos incontinentes, bragas pañal, vendas, apósitos, mallas y revestimientos para pañales y prendas interiores higiénicas femeninas, batas médicas, paños médicos, cubrecolchones, mantas, sábanas, prendas de vestir, toallitas y otros productos similares, tales como compuestos para edificios y construcción.

Debido a que, con frecuencia, las mallas acaban en el medio ambiente, ya sea por su implantación como resultado de su uso previsto o como desecho o residuo, es deseable producir mallas que sean degradables. Según ASTM D20.96, un material plástico degradable se define como un material plástico que sufre un cambio significativo en su estructura química bajo condiciones ambientales específicas, que da como resultado una pérdida de varias propiedades, que pueden cambiar según mediciones realizadas en el plástico mediante métodos de ensayo estándar adecuados y la aplicación en un periodo de tiempo que determina su clasificación. La degradación puede producirse por exposición al calor, microorganismos, humedad, oxidación, luz ultravioleta, otras reacciones químicas y combinaciones de los mismos. Inicialmente, el plástico se degradará en moléculas más pequeñas a medida que disminuyen los pesos moleculares de sus componentes. Esto da como resultado una disminución de las propiedades mecánicas de los materiales plásticos. Tales disminuciones incluyen una menor resistencia a tracción y una mayor fragilidad. La degradación tiende a hacer que el material plástico se descomponga totalmente en partículas de plástico más pequeñas.

Además de ser degradable, la malla debe ser extruíble. De forma típica, en algunos procesos de fabricación de mallas extruídas más comunes, la malla de plástico se extruye a través de una matriz anular y es templada en un depósito de agua. De forma típica, la extrusión adopta una forma tubular. La malla tubular resultante se pliega, se corta y se abre hasta formar una lámina plana. A continuación, la lámina plana se enrolla en rollos. Esta malla de lámina plana se define como “malla de etapa 1”.

Para ser compatible con este tipo de sistema de manipulación de bandas, el material polímero usado en el producto extruído debe soportar la transformación de un tubo anular a un tubo plegado. El material debe ser suficientemente flexible, de modo que esta transición no provoque ningún daño permanente en la malla. El punto de pliegue de la malla es especialmente sensible a daños.

Después de ser enrollada, la lámina plana es sometida a un proceso de orientación en el que la misma se expande o estira en una o dos direcciones (en la dirección de la máquina y/o en la dirección transversal a la máquina). El material polimérico usado para conformar la malla también debe ser capaz de resistir este proceso de orientación. Tienden a producirse problemas durante la orientación cuando los materiales poliméricos son una mezcla de componentes insuficientemente homogéneos. Esto puede provocar que la malla se rompa durante el proceso de orientación o que se obtenga una malla que presenta una debilidad insatisfactoria. Esta malla de lámina plana se define como “malla de etapa 2”.

Se ha descubierto que las poliolefinas son un material adecuado para usar en un proceso de fabricación de mallas extruídas. No obstante, debido a las sensibilidades del proceso, tales como las del proceso de orientación, el uso de incluso cantidades pequeñas de aditivos aparentemente aceptables en la poliolefina puede provocar que la composición resultante sea inútil.

Por ejemplo, se ha descubierto que las mezclas de almidón/poliolefina que se han usado para conformar productos de plástico biodegradables no son compatibles con el proceso de fabricación de mallas extruídas. La pobre dispersión del almidón, en combinación con el gran tamaño de las partículas de almidón, da como resultado una interferencia excesiva con el proceso de alineación molecular de la poliolefina en el proceso de orientación. Esto provoca la debilitación del producto o la rotura del producto en el proceso de orientación.

Además, la mezcla de polímeros debe ser capaz de ser procesada a temperaturas relativamente altas, tales como superiores a 125ºC (275ºF) y superiores a 205ºC (400ºF) en el caso de algunas poliolefinas, tales como polipropileno. Los problemas que podrían producirse si el material no puede soportar las temperaturas de procesamiento incluyen degradación, formación de burbujas, formación de espacios vacíos y descomposición química del material.

Además, el ritmo de degradación de cualquier malla debe ser suficientemente lento para que la malla no se degrade (del todo o demasiado) antes de que haya cumplido totalmente su función.

De este modo, el material usado para producir la malla debe ser capaz de ser extruído para conformar una malla que presente las propiedades estructurales deseadas, tales como flexibilidad, orientabilidad, resistencia a tracción y degradabilidad, y ser económico.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

La presente invención da a conocer una malla extruída... [Seguir leyendo]

1. Malla extruída degradable, comprendiendo dicha malla una pluralidad de hebras extruídas interconectadas orientadas que se cruzan durante la extrusión, comprendiendo al menos parte de las hebras una composición degradable que comprende una poliolefina, un carboxilato de metal y un ácido polihidroxicarboxílico alifático.

2. Malla según la reivindicación 1, en la que al menos el 50% de las hebras están hechas de la composición degradable.

3. Malla según la reivindicación 1, en la que esencialmente el 100% de las hebras están hechas de la composición degradable.

4. Malla según la reivindicación 1, en la que la composición degradable comprende del 96,5 al 99,85% en peso de una poliolefina, del 0,1 al 2,5% en peso de un carboxilato de metal y del 0,05 al 1,0% en peso de un ácido polihidroxicarboxílico alifático, basándose en el peso total de la composición degradable.

5. Malla según la reivindicación 4, en la que la poliolefina tiene un peso molecular promedio en número de 20.000 a 100.000.

6. Malla según la reivindicación 1, en la que la composición degradable comprende del 98,45 al 99,85% en peso de una poliolefina, del 0,1 al 1,25% en peso de un carboxilato de metal y del 0,05 al 0,3% en peso de un ácido polihidroxicarboxílico alifático, basándose en el peso total de la composición degradable.

7. Malla según la reivindicación 6, en la que la poliolefina tiene una densidad de 0,850 a 0,965 g/cm.

8. Malla según la reivindicación 7, en la que la poliolefina tiene un valor MFR de 0,01 a 20 g/10 min.

9. Malla según la reivindicación 6, en la que la poliolefina comprende polipropileno.

10. Malla según la reivindicación 9, en la que el carboxilato de metal comprende estearato de cobalto.

11. Malla según la reivindicación 10, en la que el ácido polihidroxicarboxílico alifático comprende ácido cítrico.

12. Malla según la reivindicación 1, que comprende además un colorante.

13. Malla según la reivindicación 12, en la que el carboxilato de metal y el ácido polihidroxicarboxílico alifático se suministran a la composición degradable en un vehículo de poliolefina sólida.

14. Malla según la reivindicación 1, en la que la composición degradable comprende además un estabilizador de amina obstaculizada presente en una cantidad inferior al 1% en peso.

15. Malla según la reivindicación 1, en la que la composición degradable comprende del 97,45 al 99,85% en peso de una poliolefina, del 0,1 al 1,25% en peso de un carboxilato de metal, del 0,05 al 0,3% en peso de un ácido polihidroxicarboxílico alifático, y un estabilizador de luz de amina obstaculizada presente en una cantidad del 0,05 al 1% en peso, basándose en el peso total de la composición degradable.

16. Método de producción de una malla extruída degradable, comprendiendo dicho método interconectar una pluralidad de hebras extruídas orientadas, en el que al menos parte de las hebras comprende una composición degradable que comprende una poliolefina, un carboxilato de metal y un ácido polihidroxicarboxílico alifático.

17. Método según la reivindicación 16, en el que la etapa de interconectar comprende extruir un primer conjunto de hebras en una primera dirección y extruir un segundo conjunto de hebras en una segunda dirección, de modo que el segundo conjunto de hebras se cruza con el primer conjunto de hebras.

18. Compuesto, comprendiendo dicho compuesto la malla según la reivindicación 1, teniendo la malla una primera cara y una segunda cara opuesta a la primera cara y una primera capa de material fijada a la primera cara de la malla.

19. Compuesto según la reivindicación 18, que comprende además una segunda capa de material fijada a la segunda cara de la malla.

20. Compuesto según la reivindicación 18, en el que cada una de las capas comprende una lámina.

21. Malla según la reivindicación 1, en la que la malla comprende una malla de control de erosión.

22. Malla según la reivindicación 12, en la que el colorante es dióxido de titanio.

23. Malla según la reivindicación 1, en la que la malla comprende una malla de embalaje de pacas de heno.

24. Malla según la reivindicación 1, en la que la malla comprende una malla para usar con hierba.