Capa de barrera mejorada.

Una capa de barrera que comprende un copolímero de polivinilamina-poli(alcohol vinílico) aplicado a un sustrato en forma de una composición soluble en agua,

en donde el copolímero de polivinilamina-poli(alcohol vinílico) se forma por copolimerización de:

(a) de 99 a 1% en moles de N-vinilformamida y

(b) de 1 a 99% en moles de uno o más ésteres vinil-alquílicos C1-C10, y después hidrólisis de 30 a 100% en moles de los grupos formilo de las unidades copolimerizados (a) para formar grupos amino, y de 30 a 100% en moles de los grupos éster alquílico C1-C10 de las unidades copolimerizadas (b) para formar grupos hidroxilo, en donde el copolímero tiene una distribución de composición unimodal como lo evidencia esencialmente un pico en un análisis cromatográfico de elución de gradiente de permeación en gel y en donde el copolímero de polivinilamina-poli(alcohol vinílico) está esencialmente libre de anillos de amidina tal como se evidencia por la falta de una absorción en un espectro 13C-RMN del copolímero consistente con una absorción atómica del carbono de amidina.

Capa de barrera mejorada

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere en general a una capa de barrera, a un método de producir una capa de barrera y a artículos que comprenden una capa de barrera.

Numerosas referencias se dirigen a capas de barrera y/o envases que comprenden capas de barrera. Por ejemplo, la publicación de patente de EE.UU. Nº 2006/0246241 se dirige en general a un material de envasado que comprende un componente de base polimérico y un componente de barrera que recubre y forra una superficie del componente de base, inhibiendo el componente de barrera la migración de gases, vapores y líquidos a través del componente de base El componente de barrera comprende una capa polimérica que comprende al menos dos especies poliméricas diferentes que son polares y que son solubles en agua. Las diferentes especies tienen diferentes composiciones químicas y son complementarias en cuanto a que están unidas físicamente por complejación interpolímera para formar una red física interpenetrante. La descripción también proporciona un procedimiento para producir el material de envasado, que comprende revestir al menos una superficie del componente de base con el componente de barrera y provocar que las especies complementarias interactúen juntas físicamente por complejación interpolímera para formar una red interpenetrante física.

El documento US 5300566 se dirige a copolímeros de poli (alcohol vinílico) -polivinilamina que contienen un bajo nivel de funcionalidad amina. El documento WO 03/054030 se dirige a capas de revestimiento que comprenden polímeros de poli (alcohol vinílico) -polivinilamina.

El documento WO2007/002322 se dirige generalmente a una composición de revestimiento para proporcionar sustratos con propiedades de barrera de oxígeno. El sustrato puede ser, por ejemplo, una película tal como una película de poliéster. La composición de revestimiento incluye un copolímero de ácido maleico y ácido acrílico y un copolímero de alcohol vinílico y una vinilamina. El revestimiento de barrera formado a partir de la composición de revestimiento es típicamente menor que aproximadamente (1) micras de espesor y proporciona una transmisión de oxígeno reducida, incluso a humedades relativas relativamente altas.

Mientras que numerosas referencias están dirigidas a capas de barrera, a su producción y uso, capas de barrera empleadas como disoluciones solubles en agua que son eficaces contra la transmisión de dióxido de carbono y de oxígeno se han ignorado en gran medida.

Como se puede ver, existe una necesidad de capas de barrera que se empleen en forma de composiciones solubles en agua, que proporcionen propiedades de barrera de CO2 y/u O2 mejoradas, en particular, a sustratos rígidos.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

En un aspecto de la presente invención, una capa de barrera comprende un copolímero de polivinilaminapoli (alcohol vinílico) aplicado a un sustrato en forma de una composición soluble en agua, en donde el copolímero de polivinilamina-poli (alcohol vinílico) se forma por copolimerización de: (a) de 99 a 1% en moles de N-vinilformamida y

(b) de 1 a 99% en moles de uno o más ésteres vinil-alquílicos C1-C10, y después hidrólisis de 30 a 100% en moles de los grupos formilo de las unidades copolimerizados (a) para formar grupos amino, y de 30 a 100% en moles de los grupos éster alquílico C1-C10 de las unidades copolimerizadas (b) para formar grupos hidroxilo, en donde el copolímero tiene una distribución de composición unimodal como lo evidencia esencialmente un pico en un análisis cromatográfico de elución de gradiente de permeación en gel y en donde el copolímero de polivinilamina-poli (alcohol vinílico) está esencialmente libre de anillos de amidina tal como se evidencia por la falta de una absorción en un espectro 13C-RMN del copolímero consistente con una absorción atómica del carbono de amidina.

Lo anterior se ha esbozado más bien en líneas generales las características y ventajas técnicas de la presente invención con el fin de que pueda entenderse mejor la descripción detallada de la invención que sigue. Características y ventajas adicionales de la invención se describirán a continuación en esta memoria, que forman el objeto de las reivindicaciones de la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

La siguiente descripción detallada es de los mejores modos actualmente contemplados de llevar a cabo la invención. La descripción no debe ser tomada en un sentido limitativo, sino que se hace meramente con el propósito de ilustrar los principios generales de la invención, ya que el alcance de la invención se define mejor por las reivindicaciones adjuntas.

En la siguiente descripción, se exponen numerosos detalles específicos para proporcionar una comprensión completa de la presente invención. Sin embargo, resultará obvio para los expertos en la técnica que la presente invención puede ponerse en práctica sin tales detalles específicos. En otros casos, dispositivos bien conocidos se han mostrado en forma de diagrama de bloques, con el fin de no oscurecer la presente invención con detalles innecesarios. En su mayor parte, se han omitido los detalles innecesarios para obtener una comprensión completa de la presente invención, en la medida en que estos detalles están dentro de las habilidades de personas de experiencia ordinaria en la técnica relevante.

Los términos y expresiones utilizados en esta memoria incluyen un reactor, que se define como cualquier o cualesquiera recipientes en los que se produce una reacción química. Tal como se utiliza en esta memoria, el nuevo esquema de numeración para los Grupos del la Tabla Periódica se utilizan como en CHEMICAL AND ENGINEERING NEWS, 63 (5) , 27 (1985) . Polímero puede utilizarse para aludir a homopolímeros, copolímeros, interpolímeros y terpolímeros. Del mismo modo, un copolímero puede aludir a un polímero que comprende al menos dos monómeros, opcionalmente con otros monómeros.

Cuando se alude que un polímero comprende un monómero, el monómero está presente en el polímero en la forma polimerizada del monómero o en la forma de derivado del monómero. De igual manera, cuando los componentes de catalizador se describen como que comprenden formas estables neutrales de los componentes, se entiende bien por un experto en la técnica que la forma iónica del componente es la forma que reacciona con los monómeros para producir polímeros.

Tal como se utiliza en esta memoria, las fórmulas estructurales se emplean como se entiende comúnmente en la técnica química; líneas ("-") se utilizan para representar asociaciones entre átomos, así como las frases "asociados con", "unidos a" y "unión" no se limitan a la representación de un determinado tipo de enlace químico, ya que estas líneas y frases pretenden representar un "enlace químico"; un "enlace químico", definido como una fuerza de atracción entre los átomos que es lo suficientemente fuerte para permitir que el agregado combinado funcione como una unidad, o "compuesto".

En términos generales, la presente invención proporciona, en general, una capa de barrera, un método de producir una capa de barrera y artículos que comprenden una capa de barrera.

Composición de la Capa de Barrera La capa de barrera comprende un copolímero que comprende alcohol vinílico y una vinilamina, al que se puede aludir en esta memoria simplemente como el copolímero de polivinilamina y/o por la abreviatura PVAm, en donde el

copolímero de polivinilamina-poli (alcohol vinílico) se forma copolimerizando: (a) de 99 a 1% en moles de Nvinilformamida y (b) de 1 a 99% en moles de uno o más ésteres vinil-alquílicos C1-C10, y después hidrolizando de 30 a 100% en moles de los grupos formilo de las unidades copolimerizadas (a) para formar grupos amino, y de 30 a 100% en moles de los grupos éster alquílico C1-C10 de las unidades copolimerizadas (b) para formar grupos hidroxilo, en donde el copolímero tiene una distribución de composición unimodal como lo evidencia esencialmente un pico en un análisis cromatográfico de elución de gradiente de permeación en gel y en donde el copolímero de polivinilamina-poli (alcohol vinílico) está esencialmente libre de anillos de amidina tal como se evidencia por la falta de una absorción en un espectro 13C-RMN del copolímero consistente con una absorción atómica del carbono de amidina.

El copolímero de polivinilamina comprende restos vinilamina y restos alcohol vinílico como un copolímero aleatorio.

El procedimiento para producir un copolímero soluble en agua adecuado para su uso en la presente solicitud puede comprender las etapas de: a) cargar una primera porción... [Seguir leyendo]

1. Una capa de barrera que comprende un copolímero de polivinilamina-poli (alcohol vinílico) aplicado a un sustrato en forma de una composición soluble en agua, en donde el copolímero de polivinilamina-poli (alcohol vinílico) se 5 forma por copolimerización de:

(a) de 99 a 1% en moles de N-vinilformamida y

(b) de 1 a 99% en moles de uno o más ésteres vinil-alquílicos C1-C10, y después hidrólisis de 30 a 100% en moles de los grupos formilo de las unidades copolimerizados (a) para formar grupos amino, y de 30 a 100% en moles de los grupos éster alquílico C1-C10 de las unidades copolimerizadas (b) para formar grupos

hidroxilo, en donde el copolímero tiene una distribución de composición unimodal como lo evidencia esencialmente un pico en un análisis cromatográfico de elución de gradiente de permeación en gel y en donde el copolímero de polivinilamina-poli (alcohol vinílico) está esencialmente libre de anillos de amidina tal como se evidencia por la falta de una absorción en un espectr.

13. RMN del copolímero consistente con una absorción atómica del carbono de amidina.

2. La capa de barrera de la reivindicación 1, en donde una disolución acuosa al 4% del copolímero de polivinilaminapoli (alcohol vinílico) medida en una celda de 10 mm tiene un índice de color APHA menor que o igual a 10 unidades APHA, determinado de acuerdo con la norma ASTM D 1209 o un método equiparable.

3. La capa de barrera de la reivindicación 1, en donde los ésteres vinil-alquílicos C1-C10 son acetato de vinilo, propionato de vinilo o una combinación de los mismos.

4. La capa de barrera de la reivindicación 1, en donde el copolímero de polivinilamina-poli (alcohol vinílico)

comprende de 0, 5% en moles a 20% en moles de grupos funcionales amina. 25

5. La capa de barrera de la reivindicación 1, en donde una disolución acuosa al 4% del copolímero de polivinilaminapoli (alcohol vinílico) a 20ºC tiene una turbidez menor que 100 NTU.

6. La capa de barrera de la reivindicación 1, que comprende, además, al menos un polímero adicional, seleccionado

del grupo que consiste en copolímeros de N-vinil-piridina, sales de mono-, di- o tri-alquil amonio etilénicamente insaturadas, acrilato de N-metilaminoetilo, metacrilato de N, N-dimetilaminoetilo, N, N-dimetilaminometil-N-acrilamida, N, N-dimetilaminoetil-N-acrilamida, poli (alcohol vinílico) , látex, poliuretano, poliésteres, poliamidas, polivinil-piridina, polímeros de ácido acrílico, copolímeros de anhídrido maleico, poli (óxido de alquileno) , copolímeros de metacrilamida, polivinil-oxazolidinonas, copolímeros de ácido maleico, otros copolímeros de vinilamina, copolímeros de ácido metacrílico, copolímeros de ácido acriloiloxialquil-sulfónico, copolímeros de vinil-imidazol, copolímeros de sulfuro de vinilo, homopolímero o copolímeros que contienen ácido estirensulfónico, copolímeros de alfa-olefinaalcohol vinílico, y combinaciones de los mismos.

7. La capa de barrera de la reivindicación 6, en donde la capa de barrera comprende un copolímero de etileno40 alcohol vinílico.

8. La capa de barrera de la reivindicación 1, en donde la capa de barrera está presente dentro de un artículo de manear que la capa de barrera está dispuesta entre al menos dos capas.

9. La capa de barrera de la reivindicación 1, en donde la capa de barrera se aplica a un sustrato, en donde, además, el sustrato es un espacio del molde, el cual, después de haber aplicado el revestimiento de barrera al mismo, es moldeado subsiguientemente por soplado para producir un artículo final.

10. La capa de barrera de la reivindicación 1, en donde la capa de barrera se aplica a un sustrato que es un artículo 50 moldeado por soplado.

11. Un procedimiento para fabricar una capa de barrera de acuerdo con la reivindicación 1 que comprende un copolímero de polivinilamina-poli (alcohol vinílico) aplicado a un sustrato en forma de una composición soluble en agua, en donde el copolímero de polivinilamina-poli (alcohol vinílico) se forma mediante un procedimiento que 55 comprende las etapas de: a) cargar una primera porción de una cantidad total de N-vinilformamida en un reactor; b) cargar una primera porción de una cantidad total de al menos un éster vinil-alquílico C1-C10 en el reactor; c) alimentar continuamente una primera porción de una cantidad total de un catalizador de polimerización en los radicales libres a un primer caudal de catalizador en el reactor;

d) poner en contacto la primera porción de N-vinilformamida, la primera porción de al menos un éster vinilalquílico C1-C10, en presencia del catalizador de polimerización en los radicales libres bajo condiciones de polimerización durante un primer periodo de tiempo; e) después del primer período de tiempo, alimentar de forma continua durante un segundo período de tiempo una segunda porción de la n-vinilformamida a un caudal de n-vinilformamida en el reactor al tiempo 65 que se alimenta simultáneamente una segunda porción de al menos un éster vinil-alquílico C1-C10 en el reactor a un caudal de éster, al tiempo que se alimenta simultáneamente una segunda porción del catalizador de polimerización en los radicales libres a un segundo caudal de catalizador en el reactor bajo condiciones de polimerización hasta que hayan sido alimentadas al reactor la cantidad total de la Nvinilformamida, la cantidad total del éster vinil-alquílico C1-C10 y la cantidad total del catalizador de polimerización en los radicales libres; f) seguido de poner en contacto durante un tercer período de tiempo, la n-vinilformamida y el al menos un éster vinil-alquílico C1-C10 en presencia del catalizador de polimerización en los radicales libres en el reactor bajo condiciones de polimerización para producir un copolímero intermedio que comprende polivinilformamida y uno o más ésteres polivinil-alquílicos C1-C10, en donde el tercer período de tiempo expira cuando el contenido en sólidos del copolímero intermedio en el reactor es mayor que o igual a aproximadamente 20% en peso y menor que o igual a aproximadamente 70% en peso; g) saponificar el copolímero intermedio bajo condiciones ácidas o básicas para producir un copolímero de polivinilamida-poli (alcohol vinílico) intermedio; seguido de h) hidrolizar el copolímero de polivinilamida-poli (alcohol vinílico) intermedio bajo condiciones ácidas o básicas para producir el copolímero de polivinilamida-poli (alcohol vinílico) soluble en agua y en el que la capa de barrera se forma aplicando el copolímero de polivinilamida-poli (alcohol vinílico) a un sustrato en forma de una composición soluble en agua.

12. Un artículo, que comprende la capa de barrera de la reivindicación 1. 20

13. Un artículo rígido, que comprende la capa de barrera de la reivindicación 1.

14. Un artículo flexible, que comprende la capa de barrera de la reivindicación 1.

15. El artículo de la reivindicación 12, que tiene un índice de reducción de oxígeno menor que o igual a 1%, en donde el índice de reducción de oxígeno es una medida de la efusión de oxígeno a través del artículo, expresado como un porcentaje de la efusión de oxígeno que efunde a través de un sustrato sin revestir, esencialmente idéntico, bajo condiciones esencialmente idénticas.

58 59