Método de mejora del procesamiento de películas y del moldeo por inyección de polímeros de polihidroxialcanoato.

Un método de producción de un artículo de polihidroxialcanoato poli(3-hidroxibutirato-co-4-hidroxibutirato),

que comprende las etapas de:

a) la combinación de una formulación de un artículo polimérico de polihidroxialcanoato poli(3-hidroxibutirato-co- 4-hidroxibutirato) y un carbonato de calcio de alta pureza; y

b) la producción de un artículo de polihidroxialcanoato poli(3-hidroxibutirato-co-4-hidroxibutirato) que contiene carbonato de calcio de alta pureza,

en donde el carbonato de calcio de alta pureza tiene las siguientes características:

un tamaño de partícula medio inferior o igual a 3 μm;

un contenido total de metales traza inferior a 5000 ppm;

un contenido de magnesio inferior a 2500 ppm; y

un contenido de hierro inferior a 500 ppm.

Método de mejora del procesamiento de películas y del moldeo por inyección de polímeros de polihidroxialcanoato Solicitud relacionada

Esta solicitud reivindica el beneficio de la solicitud provisional de Estados Unidos N2 61/166.95, presentada el 6 de abril de 29.

Antecedentes

Los plásticos biodegradables cada vez tienen un mayor interés industrial como sustitutos o suplementos de plásticos no biodegradables en un amplio espectro de aplicaciones y en particular para aplicaciones de envasado. Una clase de polímeros biodegradables son los polihidroxialcanoatos (PHA). Estos polímeros son sintetizados por microbios del suelo para su uso como material de almacenamiento intracelular. Los artículos fabricados a partir de los polímeros en general son reconocidos por los microbios del suelo como fuente de alimento. Por tanto ha habido un gran interés en el desarrollo comercial de estos polímeros, en particular para artículos de consumo desechables. No obstante, hasta la fecha, los PHA han tenido una disponibilidad comercial limitada, estado únicamente disponible el copolímero de poli(3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato) (PHBV) en cantidades de desarrollo.

Aunque varios PHA se pueden procesar en equipos de procesamiento convencionales, ha habido problemas con estos polímeros, lo que ha limitado sus aplicaciones comerciales. Uno de los mayores retos relacionados con los PHA es su ventana limitada de procesamiento. Esto se puede atribuir a su estabilidad térmica inherentemente mala y su cinética de cristalización relativamente lenta. Los PHA empiezan a experimentar reacciones de escisión de la cadena en cuanto se funden; esto produce una reducción del peso molecular durante el procesamiento en estado fundido de los PHA. La concentración a la que se produce esta reducción del peso molecular se denomina estabilidad térmica, con una mayor concentración de pérdida del peso molecular que se traduce en una peor estabilidad térmica. La estabilidad térmica de los PHA es sensible incluso a pequeñas cantidades de impurezas en la formulación producto, lo que significa que se debe ser extremadamente cuidadoso a la hora de seleccionar la adición incluso de los agentes de relleno minerales más sencillos a los PHA. Además, las cinéticas de cristalización relativamente lentas de los PHA en general producen tiempos del ciclo prolongados y una marca de partición excesiva durante el moldeo por inyección y velocidades de línea limitadas (por la adherencia al rodillo y la estabilidad de estiramiento) en el procesamiento de la película. Así, existe la necesidad de abordar estas desventajas.

Sumario

En el presente documento se desvelan métodos para la producción de artículos de polihidroxialcanoato al combinar una formulación de un artículo polimérico de polihidroxialcanoato como se reivindica y un carbonato de calcio de alta pureza y la producción de un artículo de polihidroxialcanoato como se reivindica que contiene carbonato de calcio de alta pureza; composiciones que contienen polímeros de polihidroxialcanoato y carbonato de calcio como se reivindica, métodos para la fabricación de dichas composición, gránulos los que contienen polímeros de polihidroxialcanoato y carbonato de calcio de alta pureza como se reivindica, y métodos para la fabricación de dichos gránulos.

El carbonato de calcio de alta pureza tiene las siguientes características; un tamaño de partícula medio inferior o igual a 3 pm aproximadamente; un contenido total de metales traza inferior a 5 ppm aproximadamente; un contenido de magnesio inferior a 25 ppm aproximadamente; y un contenido de hierro inferior a 5 ppm aproximadamente.

En realizaciones particulares de los métodos, composiciones y gránulos descritos en el presente documento, el carbonato de calcio de alta pureza se selecciona entre carbonato de calcio EM FORCE® Bio, carbonato de calcio MULTIFLEX-MM®, carbonato de calcio THIXO-CARB®, y carbonato de calcio ULTRA-PFLEX®.

En ciertas realizaciones descritas en el presente documento, los procesos y composiciones tienen una o más ventajas. Estas ventajas incluyen una ventana de procesamiento más amplia, por ejemplo, propiedades mecánicas y biológicas mejoradas de los polímeros y composiciones y artículos resultantes fabricados a partir de las formulaciones, la capacidad de conseguir una mayor velocidad de línea durante el procesamiento de la película, un tiempo del ciclo reducido y una marca de partición reducida durante el moldeo por inyección.

En otras realizaciones, el artículo es una película, una lámina, una fibra, un artículo moldeado por inyección, un artículo termoformado, un artículo moldeado por soplado o un artículo espumado.

En otras realizaciones adicionales, las mejoras, procesos, composiciones y gránulos también pueden incluir mezclas de PHA como se reivindica, mezclas de PHA como se reivindica y poliésteres aromáticos-alifáticos biodegradables, mezclas de PHA como se reivindica con otros poliésteres alifáticos, que tienen unas características de

procesamiento, físicas y/o económicas mejoradas.

moldeado por inyección, un

a una concentración del 3 % un artículo polimérico de

polihidroxialcanoato, a una concentración del 3 % aproximadamente al 4 % en peso aproximadamente de la formulación de un artículo polimérico de polihidroxialcanoato, a una concentración del 5 % aproximadamente al 4 % en peso aproximadamente de la formulación de un artículo polimérico de polihidroxialcanoato, a una concentración del 5 % aproximadamente al 2 % en peso aproximadamente, del 5 % en peso aproximadamente, o del 1 % en

aproximadamente de la formulación de un artículo polimérico de polihidroxialcanoato, a una concentración del 45 % en peso aproximadamente de la formulación de un artículo polimérico de polihidroxialcanoato, y a una concentración del 5 % en peso aproximadamente de la formulación de un artículo polimérico de polihidroxialcanoato.

Una película, lámina o artículos espumados, tales como un artículo moldeado por inyección, un artículo termoformado o un artículo moldeado por soplado, que contiene un carbonato de calcio de alta pureza como se desvela en el presente documento, se pueden fabricar a una velocidad de línea superior que cuando se fabrica a partir de una formulación de un artículo polimérico de polihidroxialcanoato correspondiente sin carbonato de calcio o con un carbonato de calcio de pureza inferior. Son posibles películas más delgadas con una formulación de un artículo... [Seguir leyendo]

1. Un método de producción de un artículo de polihidroxialcanoato poli(3-hidroxibutirato-co-4-hidroxibutirato), que comprende las etapas de:

a) la combinación de una formulación de un artículo polimérico de polihidroxialcanoato poli(3-hidroxibutirato-co- 4-hidroxibutirato) y un carbonato de calcio de alta pureza; y

b) la producción de un artículo de polihidroxialcanoato poli(3-hidroxibutirato-co-4-hidroxibutirato) que contiene carbonato de calcio de alta pureza,

en donde el carbonato de calcio de alta pureza tiene las siguientes características:

un tamaño de partícula medio inferior o igual a 3 pm; un contenido total de metales traza inferior a 5 ppm; un contenido de magnesio inferior a 25 ppm; y un contenido de hierro inferior a 5 ppm.

2. El método de la reivindicación 1, en el que el carbonato de calcio de alta pureza se selecciona del grupo que consiste en carbonato de calcio EMFORCE® Bio y carbonato de calcio MULTIFLEX-MM®.

3. El método de la reivindicación 1 o de la reivindicación 2, en el que el artículo se selecciona del grupo que consiste en: una película, una lámina, una fibra, un artículo moldeado por inyección, un artículo termoformado, un artículo moldeado por soplado y un artículo espumado.

4. El método de la reivindicación 1, en el que el carbonato de calcio de alta pureza se añade a una concentración del 3 % al 4 % en peso de la formulación del artículo polimérico de polihidroxialcanoato, a una concentración del 5 % al 2 % en peso de la formulación del artículo polimérico de polihidroxialcanoato, a una concentración del 5 % en peso de la formulación del artículo polimérico de polihidroxialcanoato, a una concentración del 1 % en peso de la formulación del artículo polimérico de polihidroxialcanoato, a una concentración del 15 % en peso de la formulación del artículo polimérico de polihidroxialcanoato, a una concentración del 2 % en peso de la formulación del artículo polimérico de polihidroxialcanoato o una concentración del 25 % en peso de la formulación del artículo polimérico de polihidroxialcanoato.

5. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende adicionalmente la etapa de reducción de la cantidad de al menos un metal traza en el carbonato de calcio antes de combinar con la formulación del artículo polimérico de polihidroxialcanoato.

6. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el polímero de polihidroxialcanoato está ramificado.

7. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el método además comprende el suministro y la combinación de un nucleante.

8. El método de la reivindicación 7, en el que el agente de nucleación se selecciona del grupo que consiste en: ácido cianúrico, negro de carbono, talco de mica, sílice, nitruro de boro, arcilla, ácido silícico sintetizado y sales, sales metálicas de fosfatos orgánicos, y caolín.

9. El método de la reivindicación 8, en el que el agente de nucleación es ácido cianúrico o nitruro de boro.

1. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que el método además comprende el suministro y la combinación de un plastificante.

11. El método de la reivindicación 1, en el que el plastificante es CITROFLEX® A4.

12. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que el método además comprende el suministro y la combinación de uno o más polímeros adicionales, que no son polihidroxialcanoatos.

13. El método de la reivindicación 12, en el que el polímero adicional es un poliéster aromático-alifático biodegradable.

14. El método de la reivindicación 13, en el que el poliéster aromático-alifático biodegradable se selecciona del grupo que consiste en polibutilenadipato-tereftalato, polibutilensuccinato, polibutilensuccinato adipato, polietilentereftalato, polibutilenadipato/tereftalato y polimetilenadipato/tereftalato.

15. Una composición que comprende un polímero de polihidroxialcanoato poli(3-hidroxibutirato-co-4-hidroxibutirato) y un carbonato de calcio de alta pureza como se define en la reivindicación 1 o en la reivindicación 2.

16. La composición de la reivindicación 15, en la que el carbonato de calcio de alta pureza se añade a una concentración del 3 % al 5 % en peso de la composición, a una concentración del 3 % al 4 % en peso de la composición, a una concentración del 5 % al 4 % en peso de la composición, a una concentración del 5 % al 2 % en peso de la composición, a una concentración del 5 % en peso de la composición, a una concentración del 1 % en peso de la composición, en una concentración del 15 % en peso de la composición, a una concentración del 2 % en peso de la composición o a una concentración del 25 % en peso de la composición.

17. La composición de la reivindicación 15 o de la reivindicación 16, que opcionalmente comprende uno o más aditivos seleccionados del grupo que consiste en: un agente de nucleación, un plastificante, un lubricante, un agente de ramificación, un estabilizante, un pigmento, un opacificante, una carga, un agente de refuerzo y un agente de liberación del molde.

18. El método de la reivindicación 1, en el que el método además comprende la combinación de uno o más aditivos seleccionados del grupo que consiste en: un nucleante, un plastificante, un lubricante, un agente de ramificación, un estabilizante, un pigmento, un opacificante, una carga, un agente de refuerzo, y un agente de liberación del molde.

19. Un gránulo que comprende:

un polímero de poli(3-hidroxibutirato-co-4-hidroxibutirato); y

un carbonato de calcio de alta pureza como se define en la reivindicación 1 o en la reivindicación 2.

2. El gránulo de la reivindicación 19, en el que el carbonato de calcio de alta pureza se añade a una concentración del 3 % al 5 % en peso de la composición, a una concentración del 3 % al 4 % en peso de la composición, a una concentración del 5 % al 4 % en peso de la composición, a una concentración del 5 % al 2 % en peso de la composición, a una concentración del 5 % en peso de la composición, a una concentración del 1 % en peso de la composición, en una concentración del 15 % en peso de la composición, a una concentración del 2 % en peso de la composición o a una concentración del 25 % en peso de la composición.

21. El gránulo de la reivindicación 19 o de la reivindicación 2, que opcionalmente comprende uno o más aditivos seleccionados del grupo que consiste en: un agente de nucleación, un plastificante, un lubricante, un agente de ramificación, un estabilizante, un pigmento, un opacificante, una carga, un agente de refuerzo y un agente de liberación del molde.