CZ20004787A3 - ©krobové kompozice zpracovatelné v tavenivě - Google Patents
©krobové kompozice zpracovatelné v tavenivě Download PDFInfo
- Publication number
- CZ20004787A3 CZ20004787A3 CZ20004787A CZ20004787A CZ20004787A3 CZ 20004787 A3 CZ20004787 A3 CZ 20004787A3 CZ 20004787 A CZ20004787 A CZ 20004787A CZ 20004787 A CZ20004787 A CZ 20004787A CZ 20004787 A3 CZ20004787 A3 CZ 20004787A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- starch
- composition
- molecular weight
- weight
- melt
- Prior art date
Links
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 title claims abstract description 252
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 title claims abstract description 248
- 239000008107 starch Substances 0.000 title claims abstract description 240
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 222
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 71
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 63
- 229920006158 high molecular weight polymer Polymers 0.000 claims description 26
- -1 filaments Substances 0.000 claims description 25
- 229920000945 Amylopectin Polymers 0.000 claims description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 22
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 abstract description 38
- 239000010408 film Substances 0.000 abstract description 27
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 description 46
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 36
- 230000008569 process Effects 0.000 description 34
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 24
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 19
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 19
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 19
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 17
- 229920000856 Amylose Polymers 0.000 description 15
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 15
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 15
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 15
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 15
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 15
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 14
- 229920000881 Modified starch Polymers 0.000 description 13
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 13
- 235000019426 modified starch Nutrition 0.000 description 13
- 239000000047 product Substances 0.000 description 13
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 13
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 12
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 11
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 11
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 11
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 11
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 11
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 11
- 239000004368 Modified starch Substances 0.000 description 10
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 10
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 9
- 229920002261 Corn starch Polymers 0.000 description 8
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 8
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 8
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 7
- 238000001523 electrospinning Methods 0.000 description 7
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 7
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 7
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 7
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 7
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 6
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 239000008120 corn starch Substances 0.000 description 5
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 5
- 238000002074 melt spinning Methods 0.000 description 5
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000006057 Non-nutritive feed additive Substances 0.000 description 4
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 4
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 229920001059 synthetic polymer Polymers 0.000 description 4
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 4
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 description 3
- 125000002353 D-glucosyl group Chemical group C1([C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O1)CO)* 0.000 description 3
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000019759 Maize starch Nutrition 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 3
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 3
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 3
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 3
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 3
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 3
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 3
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 3
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 3
- 238000010128 melt processing Methods 0.000 description 3
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 3
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 3
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 3
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 3
- 229920001592 potato starch Polymers 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 description 3
- 150000003672 ureas Chemical class 0.000 description 3
- 238000002166 wet spinning Methods 0.000 description 3
- 229940100445 wheat starch Drugs 0.000 description 3
- VBICKXHEKHSIBG-UHFFFAOYSA-N 1-monostearoylglycerol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(O)CO VBICKXHEKHSIBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N Acetamide Chemical compound CC(N)=O DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 description 2
- SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N D-xylopyranose Chemical compound O[C@@H]1COC(O)[C@H](O)[C@H]1O SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N 0.000 description 2
- 239000004606 Fillers/Extenders Substances 0.000 description 2
- ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N Formamide Chemical compound NC=O ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 description 2
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 description 2
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 description 2
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N Glycolic acid Chemical compound OCC(O)=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATHHXGZTWNVVOU-UHFFFAOYSA-N N-methylformamide Chemical compound CNC=O ATHHXGZTWNVVOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002845 Poly(methacrylic acid) Polymers 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 229920006243 acrylic copolymer Chemical group 0.000 description 2
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 description 2
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- 238000012681 fiber drawing Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 2
- LEQAOMBKQFMDFZ-UHFFFAOYSA-N glyoxal Chemical compound O=CC=O LEQAOMBKQFMDFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 2
- AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M lithium bromide Chemical compound [Li+].[Br-] AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920001983 poloxamer Polymers 0.000 description 2
- 229920001987 poloxamine Polymers 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 2
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 2
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 229940100486 rice starch Drugs 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L sodium sulphate Substances [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 description 2
- 235000010356 sorbitol Nutrition 0.000 description 2
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 2
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 2
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N (+/-)-1,3-Butanediol Chemical compound CC(O)CCO PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JNYAEWCLZODPBN-JGWLITMVSA-N (2r,3r,4s)-2-[(1r)-1,2-dihydroxyethyl]oxolane-3,4-diol Chemical compound OC[C@@H](O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O JNYAEWCLZODPBN-JGWLITMVSA-N 0.000 description 1
- LDVVTQMJQSCDMK-UHFFFAOYSA-N 1,3-dihydroxypropan-2-yl formate Chemical compound OCC(CO)OC=O LDVVTQMJQSCDMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IIZPXYDJLKNOIY-JXPKJXOSSA-N 1-palmitoyl-2-arachidonoyl-sn-glycero-3-phosphocholine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC[C@H](COP([O-])(=O)OCC[N+](C)(C)C)OC(=O)CCC\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCCC IIZPXYDJLKNOIY-JXPKJXOSSA-N 0.000 description 1
- OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 100676-05-9 Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC1C(O)C(O)C(O)C(OC2C(OC(O)C(O)C2O)CO)O1 OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GVNVAWHJIKLAGL-UHFFFAOYSA-N 2-(cyclohexen-1-yl)cyclohexan-1-one Chemical compound O=C1CCCCC1C1=CCCCC1 GVNVAWHJIKLAGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-XLOQQCSPSA-N Alpha-Lactose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)O[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-XLOQQCSPSA-N 0.000 description 1
- 239000004382 Amylase Substances 0.000 description 1
- 102000013142 Amylases Human genes 0.000 description 1
- 108010065511 Amylases Proteins 0.000 description 1
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 239000004342 Benzoyl peroxide Substances 0.000 description 1
- OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N Benzoylperoxide Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(=O)OOC(=O)C1=CC=CC=C1 OMPJBNCRMGITSC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M Carbamate Chemical compound NC([O-])=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 240000008886 Ceratonia siliqua Species 0.000 description 1
- 235000013912 Ceratonia siliqua Nutrition 0.000 description 1
- 101150065749 Churc1 gene Proteins 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N D-Mannitol Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N 0.000 description 1
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N D-mannopyranose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N 0.000 description 1
- 229920002307 Dextran Polymers 0.000 description 1
- 108010082495 Dietary Plant Proteins Proteins 0.000 description 1
- 235000011511 Diospyros Nutrition 0.000 description 1
- 244000236655 Diospyros kaki Species 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- 239000004386 Erythritol Substances 0.000 description 1
- UNXHWFMMPAWVPI-UHFFFAOYSA-N Erythritol Natural products OCC(O)C(O)CO UNXHWFMMPAWVPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000628997 Flos Species 0.000 description 1
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 1
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 description 1
- 229920002907 Guar gum Polymers 0.000 description 1
- 244000020551 Helianthus annuus Species 0.000 description 1
- 235000003222 Helianthus annuus Nutrition 0.000 description 1
- 206010021639 Incontinence Diseases 0.000 description 1
- 244000017020 Ipomoea batatas Species 0.000 description 1
- 235000002678 Ipomoea batatas Nutrition 0.000 description 1
- 241000256602 Isoptera Species 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N Lactose Natural products OC[C@H]1O[C@@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)C(O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N Maltose Natural products O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N 0.000 description 1
- 240000003183 Manihot esculenta Species 0.000 description 1
- 235000016735 Manihot esculenta subsp esculenta Nutrition 0.000 description 1
- 229930195725 Mannitol Natural products 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 229920001410 Microfiber Polymers 0.000 description 1
- WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N N-Vinyl-2-pyrrolidone Chemical compound C=CN1CCCC1=O WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OHLUUHNLEMFGTQ-UHFFFAOYSA-N N-methylacetamide Chemical compound CNC(C)=O OHLUUHNLEMFGTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 102100038239 Protein Churchill Human genes 0.000 description 1
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 1
- MUPFEKGTMRGPLJ-RMMQSMQOSA-N Raffinose Natural products O(C[C@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O[C@@]2(CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O2)O1)[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 MUPFEKGTMRGPLJ-RMMQSMQOSA-N 0.000 description 1
- UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M Sodium bicarbonate-14C Chemical compound [Na+].O[14C]([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-DEQYMQKBSA-M 0.000 description 1
- 239000004902 Softening Agent Substances 0.000 description 1
- 108010073771 Soybean Proteins Proteins 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 229920002359 Tetronic® Polymers 0.000 description 1
- 244000269722 Thea sinensis Species 0.000 description 1
- 229920001615 Tragacanth Polymers 0.000 description 1
- MUPFEKGTMRGPLJ-UHFFFAOYSA-N UNPD196149 Natural products OC1C(O)C(CO)OC1(CO)OC1C(O)C(O)C(O)C(COC2C(C(O)C(O)C(CO)O2)O)O1 MUPFEKGTMRGPLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TVXBFESIOXBWNM-UHFFFAOYSA-N Xylitol Natural products OCCC(O)C(O)C(O)CCO TVXBFESIOXBWNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 235000010489 acacia gum Nutrition 0.000 description 1
- 239000001785 acacia senegal l. willd gum Substances 0.000 description 1
- 125000000218 acetic acid group Chemical group C(C)(=O)* 0.000 description 1
- 238000005903 acid hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 description 1
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000008272 agar Substances 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 235000010443 alginic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229920000615 alginic acid Polymers 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001447 alkali salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000005904 alkaline hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 229920013820 alkyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N alpha-D-galactose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 235000019418 amylase Nutrition 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 235000021120 animal protein Nutrition 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000305 astragalus gummifer gum Substances 0.000 description 1
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- OGBUMNBNEWYMNJ-UHFFFAOYSA-N batilol Chemical class CCCCCCCCCCCCCCCCCCOCC(O)CO OGBUMNBNEWYMNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019400 benzoyl peroxide Nutrition 0.000 description 1
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N beta-maltose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N 0.000 description 1
- 229920000704 biodegradable plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000010170 biological method Methods 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 239000007767 bonding agent Substances 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 description 1
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 1
- 150000004657 carbamic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 229920001525 carrageenan Polymers 0.000 description 1
- 235000010418 carrageenan Nutrition 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006071 cream Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001212 derivatisation Methods 0.000 description 1
- 239000007933 dermal patch Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- SZXQTJUDPRGNJN-UHFFFAOYSA-N dipropylene glycol Chemical compound OCCCOCCCO SZXQTJUDPRGNJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000007071 enzymatic hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006047 enzymatic hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- UNXHWFMMPAWVPI-ZXZARUISSA-N erythritol Chemical compound OC[C@H](O)[C@H](O)CO UNXHWFMMPAWVPI-ZXZARUISSA-N 0.000 description 1
- 235000019414 erythritol Nutrition 0.000 description 1
- 229940009714 erythritol Drugs 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000013213 extrapolation Methods 0.000 description 1
- 235000013410 fast food Nutrition 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- IVJISJACKSSFGE-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;1,3,5-triazine-2,4,6-triamine Chemical compound O=C.NC1=NC(N)=NC(N)=N1 IVJISJACKSSFGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 235000013611 frozen food Nutrition 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 229930182830 galactose Natural products 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 1
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 1
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 1
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 1
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- YQEMORVAKMFKLG-UHFFFAOYSA-N glycerine monostearate Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC(CO)CO YQEMORVAKMFKLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SVUQHVRAGMNPLW-UHFFFAOYSA-N glycerol monostearate Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(O)CO SVUQHVRAGMNPLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940015043 glyoxal Drugs 0.000 description 1
- 235000010417 guar gum Nutrition 0.000 description 1
- 239000000665 guar gum Substances 0.000 description 1
- 229960002154 guar gum Drugs 0.000 description 1
- TZMQHOJDDMFGQX-UHFFFAOYSA-N hexane-1,1,1-triol Chemical compound CCCCCC(O)(O)O TZMQHOJDDMFGQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012171 hot beverage Nutrition 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 229920013821 hydroxy alkyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002768 hydroxyalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N hypochlorite Chemical class Cl[O-] WQYVRQLZKVEZGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010954 inorganic particle Substances 0.000 description 1
- 239000002917 insecticide Substances 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 1
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 1
- 239000008101 lactose Substances 0.000 description 1
- 239000000787 lecithin Substances 0.000 description 1
- 235000010445 lecithin Nutrition 0.000 description 1
- 229940067606 lecithin Drugs 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 125000005647 linker group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000594 mannitol Substances 0.000 description 1
- 235000010355 mannitol Nutrition 0.000 description 1
- 229960001855 mannitol Drugs 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- HEBKCHPVOIAQTA-UHFFFAOYSA-N meso ribitol Natural products OCC(O)C(O)C(O)CO HEBKCHPVOIAQTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000003658 microfiber Substances 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- KERBAAIBDHEFDD-UHFFFAOYSA-N n-ethylformamide Chemical compound CCNC=O KERBAAIBDHEFDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 239000001814 pectin Substances 0.000 description 1
- 235000010987 pectin Nutrition 0.000 description 1
- 229920001277 pectin Polymers 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;potassium Chemical compound [K].OP(O)(O)=O PJNZPQUBCPKICU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 235000021178 picnic Nutrition 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 239000005014 poly(hydroxyalkanoate) Substances 0.000 description 1
- 229920000218 poly(hydroxyvalerate) Polymers 0.000 description 1
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Chemical group 0.000 description 1
- 229920001610 polycaprolactone Polymers 0.000 description 1
- 239000004632 polycaprolactone Substances 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920000903 polyhydroxyalkanoate Polymers 0.000 description 1
- 238000010094 polymer processing Methods 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 1
- 150000007519 polyprotic acids Polymers 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 229940114722 quinine and derivative for disorders of the musculo-skeletal system Drugs 0.000 description 1
- MUPFEKGTMRGPLJ-ZQSKZDJDSA-N raffinose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO[C@@H]2[C@@H]([C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O2)O)O1 MUPFEKGTMRGPLJ-ZQSKZDJDSA-N 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 1
- 230000002940 repellent Effects 0.000 description 1
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 1
- 239000003128 rodenticide Substances 0.000 description 1
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- WBHQBSYUUJJSRZ-UHFFFAOYSA-M sodium bisulfate Chemical compound [Na+].OS([O-])(=O)=O WBHQBSYUUJJSRZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011877 solvent mixture Substances 0.000 description 1
- 229960002920 sorbitol Drugs 0.000 description 1
- 235000019710 soybean protein Nutrition 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 239000012086 standard solution Substances 0.000 description 1
- 238000005482 strain hardening Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 150000005846 sugar alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 238000002076 thermal analysis method Methods 0.000 description 1
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 150000003673 urethanes Chemical class 0.000 description 1
- 238000007666 vacuum forming Methods 0.000 description 1
- 235000019871 vegetable fat Nutrition 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004034 viscosity adjusting agent Substances 0.000 description 1
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- 239000000811 xylitol Substances 0.000 description 1
- HEBKCHPVOIAQTA-SCDXWVJYSA-N xylitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO HEBKCHPVOIAQTA-SCDXWVJYSA-N 0.000 description 1
- 235000010447 xylitol Nutrition 0.000 description 1
- 229960002675 xylitol Drugs 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L3/00—Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L3/00—Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
- C08L3/02—Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F9/00—Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Biological Depolymerization Polymers (AREA)
- Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)
Description
(57) Anotace:
Škrobové kompozice obsahující škrob a aditiva, kde škrob má váženou střední molekulovou hmotnost 1 000 až 2 000 000, aditiva mohou být plastifikátory nebo ředidla. Kompozice obsahující škrob a aditiva se zpracovává průchodem tryskou s vytvořením vláken, pěn nebo filmů. Tyto kompozice mají viskozitu při protahování 50 až 20 000 Pa.s, přičemž přednostně obsahují polymer, který je v podstatě kompaktibilní se škrobem a má váženou střední molekulovou hmotnost alespoň 500 000.
CZ 2000 4787 A3
Pl/tooo -W?
• · · ·· · » • · · ··» ·h » ' • ···· β · * · · * • · · · · · ' ··« • · · «·*« ·<» ·· ··· ·« ·· ·· k >: Φ
Škrobové kompozice zpracovatelné v tavenině
Oblast techniky
Tato přihláška je pokračováním patentové přihlášky PCT č. PCT/IB00/00233 pro USA jako stát určený, podané 7. března 2000 (Číslo soudního rejstříku 7967), která nárokuje prioritu před patentovou přihláškou USA č. 09/264 401 podanou 8. března 1999 (Číslo soudního rejstříku 7456).
Tento vynález se týká nové škrobové kompozice, která je v podstatě homogenní a má žádoucí rheologické vlastnosti, takže je zpracovatelná v tavenině konvenčním zařízením pro zpracování termoplastů. Tato kompozice je zvláště vhodná pro uniaxiální a biaxiální způsoby protahování.
Dosavadní stav techniky
Je dobře známo, že molekuly škrobu mohou být ve dvou formách, v podstatě lineární amylosovy polymer a vysoce rozvětvený amylopektinový polymer. Tyto dvě formy škrobu mají velice rozdílné vlastnosti pravděpodobně vzhledem ke snadnosti spojování hydroxylových skupin mezi různými molekulami. Molekulová struktura amylosy je v podstatě lineární s dvěma až pěti relativně dlouhými odbočkami. Střední stupeň polymerizace odboček je okolo 350 monomerních jednotek. Za podmínek zajišťujících dostatečnou volnost pohybů molekul, především zředěním vhodnými rozpouštědly a v některých případech zředěním spojeným se zahřátím, se mohou lineární amylosové řetězce orientovat do přednostně paralelních uspořádání, takže hydroxylové skupiny jednoho řetězce jsou blízko k hydroxylovým skupinám přilehlým k řetězcům. Uvažuje se, že toto seřazení sousedních amylosových molekul umožňuje vznik • · ···· · ♦ ·· ·· • · · ··· ··· • · ··· · ···· · ·
- 2 - :: :·::::·::
vodíkových můstků mezi molekulami. Následkem toho vytvářejí amylosové molekuly pevné agregáty. Naproti tomu molekulová struktura amylopektinů je značně rozvětvená prostřednictvím spojení 1,6-α. Střední stupeň polymerizace odboček činí zhruba 25 monomerních jednotek. Vzhledem ke značně rozvětvené struktuře se amylopektinové molekuly nemohou pohybovat tak volně a neumožňují tak snadné seřazení a asociaci.
Byla snaha o zpracování přirozeného škrobu na standardním zařízení a s existující technologií známou v průmyslu plastů. Jelikož přirozený škrob má obecně zrnitou strukturu, je třeba jej nejprve destrukturovát a/nebo modifikovat, aby se mohl zpracovávat jako termoplastický materiál. Pro destrukturaci se škrob obvykle zahřívá nad teplotu svého změknutí a tání při vysokém tlaku. Nastává tání a zrušení uspořádanosti struktury škrobového zrna a obdrží se destrukturovaný škrob. Pro destrukturování, oxidaci nebo derivatizaci škrobu lze též použít chemické či enzymatické prostředky. Modifikované škroby se používají pro přípravu biodegradovatelných plastů, ve kterých se modifikovaný škrob přidává jako aditivum nebo jako méně zastoupená složka polymerů na bázi ropy či syntetických polymerů. Pokud se však modifikovaný škrob zpracovává samotný nebo jako hlavní složka ve směsi s jinými materiály s použitím konvenčních způsobů pro zpracování termoplastů, jako je lití do forem nebo protlačování, vykazují konečné výrobky tendenci k vysokému výskytu vad. Avšak modifikovaný škrob (samotný nebo jako hlavní složka směsi) vykazuje špatnou tažnost taveniny, takže se dosud nedosáhlo úspěchu při jeho zpracování uniaxiálním či biaxiálním způsobem protahování na vlákna, filmy, pěny a podobně .
Dřívější snahy o výrobu škrobových vláken se v pod·· ···· ·· ·· ··· · · ♦ · ♦ · • ···· · ···· · ·
- 3 - :: :·::::·::
statě týkají způsobů spřádání za mokra. Například lze koloidní suspenzi škrob/rozpouštědlo protlačovat ze zvlákňovací trysky do koagulační lázně. Tento způsob spočívá na význačné snaze amylosy k seřazování molekul a vytvoření silně asociovaných agregátů s poskytnutím pevnosti a integrity konečného vlákna. Jakýkoliv přítomný amylopektin se toleruje jako nečistota, která nepříznivě ovlivňuje spřádání vlákna a pevnost konečného produktu. Jelikož je dobře známo, že přirozený škrob je bohatý na amylopektin, zahrnují dřívější přístupy předběžné zpracování přirozeného škrobu s obdržením podílu bohatého na amylosu, který je žádoucí pro spřádání vláken. Je zřejmé, že tento přístup není ekonomicky uskutečnitelný v průmyslovém měřítku, neboť značný podíl (to jest amylopektinový podíl) škrobu přechází do odpadu. Poměrně nedávný vývoj umožňuje spřádat přirozený škrob, který má obvykle vysoký přirozený obsah amylopektinu, za mokra do vláken. Avšak vlákna spřádaná za mokra jsou hrubá, obvykle o průměrech převyšujících 50 μτα. Navíc značné množství rozpouštědla použité při tomto způsobu vyžaduje přídavný krok sušení a krok pro regeneraci či zpracování odcházející kapaliny. Některé odkazy ohledně spřádání škrobových vláken za mokra zahrnují US patent č. 4 139 699 vydaný pro Hernandeze a kol. 13. února 1979, US patent č. 4 853 168 vydaný pro Edena a kol. 1. srpna 1989 a US patent č. 4 234 480 vydaný pro Hernandeze a kol. 6. ledna 1981.
US patenty č. 5 516 815 a 5 316 578 Buehlera a kol. se týkají škrobových kompozicí pro výrobu škrobových vláken spřádáním z taveniny. Roztavená škrobová kompozice se protlačuje zvlákňovací tryskou s poskytnutím filamentů o průměrech mírně zvětšených oproti průměru ústí zvlákňovací trysky (to jest dochází k jevu nadouvání). Filamenty se poté táhnou dolů mechanicky nebo termomechanicky protahovacím zařízením •··· ·« ·· ·· • · · · · · ··· • ···· · · ··· · · pro zmenšení průměru vlákna.
Další termoplasticky zpracovatelné škrobové kompozice uveřejňuje US patent č. 4 900 361 vydaný 8. srpna 1989 pro Sachetta a kol., US patent č. 5 095 054 vydaný 10. března 1992 pro Laye a kol., US patent č. 5 736 586 vydaný 7. dubna 1998 pro Bastioliho a kol. a publikace PCT WO 98/40434 podaná Hannou a kol. a zveřejněná 14. března 1997.
Podstata vynálezu
Tento vynález se týká škrobové kompozice, která je zpracovatelná v tavenině na konvenčních zařízeních pro zpracování termoplastů. Konkrétně lze škrobovou kompozici úspěšně zpracovat působením uniaxiálních nebo biaxiálních sil protažení pro obdržení konečného produktu o dobré pevnosti. Dále má tato škrobová kompozice rheologické vlastnosti vhodné pro použití při procesech zeslabení v tavenině pro dosažení vysokých uniaxiálních či biaxiálních protažení.
Tento vynález se týká škrobové kompozice, která vykazuje protahovací viskozity od zhruba 50 do zhruba 20 000 Pa.s a která má kapilární číslo alespoň 1. V jednom ztělesnění zahrnují škrobové kompozice podle tohoto vynálezu polymer, který je v podstatě kompatibilní se škrobem a má střední molekulovou hmotnost alespoň 500 000. Škrobová kompozice může též podle potřeby obsahovat aditivum pro zvýšení toku taveniny a/nebo zpracovatelnosti taveniny.
Přehled obrázků na výkresech
Obr. 1 ukazuje soubor torsního rheometru s tryskou pro protlačování taveniny, kterou lze použít pro tvorbu jem5 ných škrobových vláken podle tohoto vynálezu.
Obr. 2 ukazuje uspořádání torsního rheometru použitelného pro výrobu tkaniny ze škrobového vlákna spojováním příze.
Obr. 3a je mikrofotografie z elektronového skenovacího mikroskopu znázorňující jemná škrobová vlákna podle tohoto vynálezu s měřítkem 200 μπι.
Obr. 3b je mikrofotografie z elektronového skenovacího mikroskopu znázorňující jemná škrobová vlákna podle tohoto vynálezu s měřítkem 20 μπι.
Následuje podrobný popis tohoto vynálezu.
Pojem obsahující znamená, že při provádění tohoto vynálezu mohou být společně použity různé složky přísady nebo kroky. V souladu s tím pojem obsahující zahrnuje omezenější pojmy skládající se v podstatě z a skládající se z .
Pojem vázaná voda tak, jak se zde používá, znamená vodu, která se ve škrobu přirozeně vyskytuje před míšením škrobu s jinými složkami pro přípravu kompozice podle tohoto vynálezu. Termín volná voda znamená vodu, která se přidává při přípravě škrobové kompozice podle tohoto vynálezu. Osoba, která má běžnou zkušenost v oboru, si uvědomí, že když jsou již složky smíseny v kompozici, nelze vodu dále rozlišovat podle jejího původu. Voda v kompozici tedy zahrnuje veškerou vodu bez ohledu na zdroj.
Veškeré procentické údaje, poměry a podíly, které se
9 · · · · · * ··· · ·*· · · · ··· • · · · · · ···· ·· • · 9·9 ·· 9«·· zde používají, znamenají hmotnostní procento kompozice, pokud se neuvádí jinak.
Škrobové kompozice
Původci tohoto vynálezu překvapivě zjišťují, že škrobové kompozice vykazující určité rheologické chování lze zpracovávat v tavenině na konvenčním zařízení pro zpracování termoplastů a vyrábět tak použitelná vlákna, filamenty, pěny nebo filmy. Tyto kompozice obsahují škrob a v určitých preferovaných ztělesněních též některý vysokomolekulární polymer a/nebo aditiva.
I. Složky
A. Škrob
Škrob vyskytující se v přírodě je obecně směsí lineární amylosy a rozvětveného amylopektinového polymeru D-glukosových jednotek. Amylosa je v podstatě lineárním polymerem D-glukosových jednotek spojených vazbami (1,4)-a-D. Amylopektin je vysoce rozvětvený polymer D-glukosových jednotek spojených vazbami (1,4)-α-D a vazbami (l,6)-0!-D v místech rozvětvení. Přírodní škrob obvykle obsahuje relativně vysoké hladiny amylopektinu, například kukuřičný škrob (64 až 80 % amylopektinu), škrob z voskové kukuřice (93 až 100 % amylopektinu), rýžový škrob (83 až 84 % amylopektinu), bramborový škrob (zhruba 78 % amylopektinu) a pšeničný škrob (73 až 83 % amylopektinu). I když lze potenciálně použit všechny škroby, tento vynález se většinou provádí s přirozenými škroby s vysokým obsahem amylopektinu, které pocházejí ze zemědělských zdrojů, nabízející výhodu hojné a opakované dodávky a nízké ceny.
•44444 4« ♦ ··« • » ♦ ř * » 9 · * >>·· 4 » · · · ·«
4· · » · · · e ·»
4· ·»· ·· · · ·e ··»
Pojem škrob, jak se zde používá, zahrnuje veškeré přírodní nemodifikované škroby, modifikované škroby, syntetické škroby a jejich směsi stejně tak jako směsi amylosových nebo amylopektinových frakcí. Škrob lze modifikovat fyzikálními, chemickými nebo biologickými způsoby nebo kombinací těchto způsobů. Volba nemodifikovaného nebo modifikovaného škrobu podle tohoto vynálezu může záviset na konečném žádaném produktu. V jednom ztělesnění tohoto vynálezu má škrob nebo škrobová směs použitelná v tomto vynálezu obsah amylopektinu od zhruba 20 % do zhruba 100 %, obvykleji od zhruba 40 % do zhruba 90 % a ještě obvykleji od zhruba 60 % do zhruba 85 % vztažených na hmotnost škrobu nebo škrobové směsi.
Vhodné přirozené škroby mohou zahrnovat, avšak bez omezení na tyto případy, kukuřičný škrob, bramborový škrob, škrob ze sladkých brambor, pšeničný škrob, ságový škrob, tapiokový škrob, rýžový škrob, sojový škrob, marantový škrob, amiokový škrob kapraďový škrob, tomelový škrob, škrob z voskoví té kukuřice a kukuřičný škrob s vysokým obsahem amylosy. Přírodní škroby, zejména kukuřičný škrob a pšeničný škrob, jsou preferovanými škrobovými polymery vzhledem ke své nízké ceně a dostupnosti.
Fyzikální modifikace škrobu mohou být intramolekulární nebo intermolekulární modifikace. Intramolekulární modifikace zahrnují snížení molekulární hmotnosti a/nebo distribuce molekulární hmotnosti, změny konformace polymerního řetězce a podobně. Intermolekulární modifikace zahrnují tavení a/nebo narušení uspořádání škrobových molekul, snížení krystalinity, velikosti krystalů a rozměrů zrn a podobně. Těchto fyzikálních modifikací lze dosáhnout dodáním energie (jako je energie tepelná, mechanická, termomechanická, elektromagnetická, ultrazvuková a podobně), tlakem, vlhkostí, frakcionací a jejich kombinacemi.
Chemické modifikace škrobu obvykle zahrnují kyselou či alkalickou hydrolýzu a oxidační štěpení řetězce pro snížení molekulové hmotnosti a distribuce molekulové hmotnosti. Vhodnými látkami pro chemickou modifikaci škrobu jsou organické kyseliny, jako je kyselina citrónová, kyselina octová, kyselina glykolová a kyselina adipová, anorganické kyseliny, jako je kyselina chlorovodíková, kyselina sírová, kyselina dusičná, kyselina fosforečná, kyselina boritá a parciální soli vícesytných kyselin, například dihydrogenfosforečnan draselný, hydrogensíran sodný, hydroxidy kovů skupiny Ia nebo Ha, jako je hydroxid sodný a hydroxid draselný, hydroxid amonný, oxidační činidla, jako je peroxid vodíku, benzoylperoxid, persíran amonný, manganistan draselný, hydrogenuhličitan sodný, chlornany a podobně a jejich směsi. Preferované chemické prostředky podle tohoto vynálezu zahrnují persíran amonný, kyselinu sírovou, kyselinu chlorovodíkovou a jejich směsi.
Chemické modifikace mohou též zahrnovat derivatizaci škrobu reakcí jeho hydroxylových skupin s alkylenoxidy a dalšími látkami způsobujícími tvorbu etherů, esterů, urethanů, karbamatů nebo isokyanátů. Hydroxyalkylové, acetylové nebo karbamatové škroby nebo jejich směsi jsou preferovanými chemicky modifikovanými škroby. Stupeň substituce chemicky modifikovaného škrobu je 0,05 až 3,0, přednostně 0,05 až 0,2.
Biologické modifikace škrobu zahrnují bakteriální trávení sacharidových vazeb nebo enzymatickou hydrolýzu • · · ♦ · · ·· · · « · • · » ··· ··· • · · · · · ···· · «
- 9 - :: :·::::::
s použitím enzymů, jako je amylasa, amylopektasa a podobně.
Škrob obvykle obsahuje zhruba 5 až zhruba 16 hmotnostních % vázané vody. Nej obvyklejší je obsah vody od zhruba 8 do zhruba 12 hmotnostních %. V jednom ztělesnění tohoto vynálezu je obsah amylosy obvykle od 0 do zhruba 80 %, častěji od zhruba 20 % do zhruba 35 hmotnostních %.
Přirozený nemodifikovaný škrob má obecně velice vysokou molekulovou hmotnost a širokou distribuci molekulových hmotností (například přirozený kukuřičný škrob má průměrnou molekulovou hmotnost okolo 10 000 000 a distribuci molekulových hmotností vyšší než 1000, kde distribuce molekulových hmotností je střední molekulová hmotnost dělená číselně střední molekulovou hmotností. Střední molekulovou hmotnost škrobu lze snížit na rozmezí žádané pro tento vynález štěpením řetězce (oxidačním nebo enzymatickým, hydrolýzou (s kyselou či alkalickou katalýzou), fyzikální/mechanickou degradací (například dodáním termomechanické energie ve zpracovacím zařízení) nebo kombinací těchto způsobů. Tyto reakce též snižují distribuci molekulových hmotností škrobu na méně než zhruba 600, obvykle na méně než zhruba 300. Termomechanický způsob a oxidační způsob poskytují výhodu v tom smyslu, že se mohou provádět in šitu v průběhu spřádání z taveniny.
V jednom ztělesnění se přirozený škrob hydrolyzuje za přítomnosti kyseliny, jako je kyselina chlorovodíková nebo kyselina sírová, pro snížení molekulové hmotnosti a distribuce molekulových hmotností. V dalším ztělesnění lze do taveniny spřádatelné škrobové kompozice přidávat prostředek pro štěpení řetězce, takže reakce štěpení nastává v podstatě současně s míšením škrobu s ostatními složkami. Neomezuj ící příklady oxidačních prostředků pro štěpení řetězce vhodné pro toto použití zahrnují persíran amonný, peroxid vodíku, chlornany, manganistan draselný a jejich směsi. Obvykle se prostředek pro štěpení řetězce dodává v množství účinném pro snížení střední molekulové hmotnosti škrobu na žádané rozmezí. Například se zjišťuje, že pro způsoby uniaxiálního nebo biaxiálního zeslabení taveniny by měl škrob mít vážený průměr molekulové hmotnosti od zhruba 1 000 do zhruba
000 000, častěji od zhruba 1 500 do zhruba 800 000, nejčastěji od zhruba 2 000 do zhruba 500 000. Zjišťuje se, že kompozice s modifikovaným škrobem ve výše popsaném rozmezí molekulové hmotnosti mají vhodnou smykovou viskozitu taveniny a tím zlepšenou zpracovatelnost této taveniny. Zlepšená zpracovatelnost taveniny je zřejmá z méně častého přerušování procesu (například snížené zastavování, výpadky, vady, dočasná přerušování) a lepšího povrchového vzhledu a pevnostních vlastnosti produktu.
V některých ztělesněních tohoto vynálezu obsahuje kompozice od zhruba 5 do zhruba 99,99 hmotnostních %, obvykle od 20 do zhruba 95 hmotnostních %, obvykleji od zhruba 30 do zhruba 95 hmotnostních % , ještě obvykleji od zhruba 50 do zhruba 80 hmotnostních %, ještě obvykleji od 40 do 70 % a nej obvykleji od zhruba 45 do zhruba 65 % škrobu. V některých ztělesněních tohoto vynálezu [například při vysoké teplotě zpracování (například >80 °C)] je vhodné použít obsah škrobu 70 až 95 %. Vodu vázanou na škrob nelze rozlišit od nevázané vody, která se do škrobové kompozice přidává jako polární rozpouštědlo nebo plastifikátor a proto, jestliže se diskutuje hmotnost škrobu v kompozici, nebude vázaná voda zahrnutá do hmotnosti škrobu jako procentický podíl kompozice.
B. Vysokomolekulární polymery
Vysokomolekulární polymery, které jsou v podstatě kompatibilní se škrobem, jsou též použitelné pro dosažení žádaných viskozitních vlastností při protahování ze škrobových kompozic. V jednom ztělesnění má vysokomolekulární polymer přednostně v podstatě lineární řetězec, i když pro toto použití jsou vhodné i lineární řetězce mající krátké (C1-C3) odbočky nebo rozvětvené řetězce mající jednu až tři dlouhé odbočky. Pojem v podstatě kompatibilní tak, jak se zde používá, znamená, že při zahřátí na teplotu převyšující teplotu měknutí a/nebo tání kompozice je polymer schopný vytvářet v podstatě homogenní směs se škrobem (to jest kompozice se jeví pouhým okem jako průhledná nebo průsvitná).
Pro určení kompatibility mezi škrobem a polymerem lze použít Hildebrandův parametr rozpustnosti (δ) . Obecně lze očekávat podstatnou kompatibilitu mezi látkami, pokud jsou jejich parametry rozpustnosti podobné. Je známo, že voda má hodnotu 48,0 MPa1/2, což je nejvyšší hustota mezi běžnými rozpouštědly, pravděpodobně následkem silné schopnosti vody tvořit vodíkové můstky. Lze se domnívat, že škrob má obvykle hodnotu podobnou této hodnotě pro celulosu (zhruba 34 MPa1/2).
Bez ohledu na teorii se lze domnívat, že vhodné polymery interagují se škrobovými molekulami na molekulární úrovni s vytvořením v podstatě kompatibilní směsi. Interakce jsou v rozmezí od silných, chemických interakcí, jako je tvorba vodíkových můstků mezi polymerem a škrobem, k čistě fyzikálním propletením jejich řetězců. Polymery, které jsou zde použitelné, jsou přednostně vysokomolekulární látky, které mají v podstatě lineární řetězce. Vysoce rozvětvená struktura amylopektinové molekuly upřednostňuje intramoleku lární interakce odboček vzhledem k blízkosti těchto odboček v rámci jedné molekuly. Kompatibilita se škrobem umožňuje, aby byly vhodné polymery míšeny v bezprostřední blízkosti a aby chemicky interagovaly nebo aby se fyzikálně proplétaly s rozvětvenými amylopektinovými molekulami, takže se amylopektinové molekuly spojují s jinými prostřednictvím polymerů. Vysoká molekulová hmotnost polymerů umožňuje současnou interakci/proplétání s několika škrobovými molekulami. To znamená, že vysokomolekulární polymery mohou působit jako molekulární spojky pro škrobové molekuly. Spojovací funkce vysokomolekulárních polymerů může být zvláště důležitá pro škroby bohaté na amylopektin. Proplétání a/nebo asociace mezi škrobem a polymery zvyšují protažitelnost taveniny škrobové kompozice, takže je kompozice vhodná pro procesy protahování. V jednom ztělesnění se zjišťuje, že kompozice se může v tavenině uniaxiálně zeslabovat s velice vysokým poměrem protažení (vyšším než 1000).
Pro účinné vytvoření propletení a/nebo asociací se škrobovými molekulami by měl polymer vhodný pro toto použití mít vážený průměr molekulové hmotnosti alespoň 500 000. Obvykle je vážený průměr molekulové hmotnosti polymeru od zhruba 500 000 do zhruba 25 000 000 lépe od zhruba 800 000 do zhruba 22 000 000 ještě lépe od zhruba 1 000 000 do 20 000 000 a nejlépe od zhruba 2 000 000 do zhruba 15 000 000. V některých ztělesněních tohoto vynálezu se upřednostňují vysokomolekulární polymery vzhledem k jejich schopnosti současně interagovat s několika škrobovými molekulami, čímž se zvyšuje viskozita taveniny při protahování a snižuje se lom taveniny.
Vhodné vysokomolekulární polymery mají takovou hodnotu δ polymerf že rozdíl mezi δ skrot>
polymer je menší než • · · · ·· ·· · · ·· ··* · · ♦ *·« • ···· · ···· · · zhruba 10 MPa1/2, přednostně menší než zhruba 5 MPax/2 a lépe menší než zhruba 3 MPax/2. Neomezující případy vhodných vysokomolekulárních polymerů zahrnují polyakrylamid a deriváty, jako je polyakrylamid modifikovaný karboxylovými skupinami, akrylové polymery a kopolymery včetně polyakrylové kyseliny, polymethakrylové kyseliny a jejich parciálních esterů, vinylové polymery včetně polyvinylalkoholu, polyvinylacetatu, polyvinylpyrolidonu, polyethylenvinylacetatu, polyethyleniminu a podobně, polyamidy, polyalkylenoxidy, jako je polyethylenoxid, polypropylenoxid, polyethylenpropylenoxid a jejich směsi. Kopolymery připravené ze směsí monomerů vybraných z kterýchkoliv z výše popsaných polymerů jsou rovněž vhodné k těmto účelům. Další příklady vysokomolekulárních polymerů zahrnují polysacharidy rozpustné ve vodě, jako jsou alginaty, karagenany, pektin a jeho deriváty, chinin a jeho deriváty a podobně, klovatiny, jako je guarová klovatina, xantová klovatina, agar, arabská klovatina, karayová klovatina, tragakantová klovatina, klovatina z lusků rohovníku a podobné klovatiny, deriváty celulosy rozpustné ve vodě, jako je alkylcelulosa, hydroxyalkylcelulosa, karboxyalkylcelulosa a podobně a jejich směsi.
Některé polymery (například kyselina polyakrylová, kyselina polymethakrylová) nejsou obecně dostupné ve vysokomolekulárním rozmezí (500 000 nebo výše). Lze přidat malé množství prostředků pro tvorbu příčných vazeb, aby se vytvořily rozvětvené polymery o vhodně vysoké molekulové hmotnosti, které jsou použitelné k těmto účelům.
Vysokomolekulární polymer se při použití v procesu protlačování taveniny přidává do kompozice podle tohoto vynálezu v množství účinném pro viditelné snížení lomu taveniny a kapilárního lomu vláken během procesu spřádání, takže • · «·· · · · ··· • · ·· · · ···· · ·
- 14 - ::
lze spřádat z taveniny spojitá vlákna o relativně konzistentním průměru. Bez ohledu na proces použitý pro tvorbu škrobových vláken, filamentů, filmů nebo pěn jsou tyto polymery, pokud se používají, obvykle přítomné v rozmezí od zhruba 0,001 do zhruba 10 hmotnostních %, lépe od zhruba 0,005 do zhruba 5 hmotnostních %, ještě lépe od zhruba 0,01 do zhruba 1 hmotnostního % a nejlépe od zhruba 0,05 do zhruba 0,5 hmotnostních %. Překvapivě se zjišťuje, že při relativně nízké koncentraci mohou tyto polymery významně zlepšit průtažnost taveniny škrobové kompozice.
C. Aditiva
Škrobové kompozice mohou případně zahrnovat aditiva pro zvýšení toku taveniny a zpracovatelnosti taveniny, zejména průtažnosti kompozice za podmínek zpracování taveniny. Aditiva mohou působit jako plastifikátory a/nebo zřeďovací prostředky pro snížení smykové viskozity taveniny škrobové kompozice. V jednom ztělesnění tohoto vynálezu se aditiva obvykle používají v množství od zhruba 0,001 % do zhruba 95 %, obvykleji od zhruba 5 % do zhruba 80 %, ještě obvykleji od zhruba 5 % do zhruba 70 %, ještě obvykleji od zhruba 15 % do zhruba 50 %, ještě obvykleji od zhruba 30 % do zhruba 60 a nej obvykleji od zhruba 35 % do zhruba 55 %. V dalším ztělesnění tohoto vynálezu (například při použití vysoké teploty trysky) lze aditiva přednostně zahrnovat do kompozic v množství v rozmezí od zhruba 5 % do zhruba 30 %.
1. Plastifikátory
Plastifikátory, pokud se užívají, se mohou přidávat do kompozice podle tohoto vynálezu v množství, které je účinné pro zlepšení toku a tedy i zpracovatelnosti taveniny.
• ·
Plastifikátory mohou též zlepšovat flexibilitu konečných produktů, což je zřejmě následkem snížení teploty skelného přechodu kompozice plastifikátorem. Plastifikátory by měly přednostně být v podstatě kompatibilní s polymerními složkami podle tohoto vynálezu tak, aby mohly účinně modifikovat vlastnosti kompozice. Pojem v podstatě kompatibilní, jak se zde používá, znamená, že při zahřátí na teplotu vyšší, než je teplota měknutí a/nebo tání kompozice, může plastifikátor vytvářet v podstatě homogenní směs se škrobem (to jest kompozice se jeví průhlednou či průsvitnou při pozorování pouhým okem).
Vhodnými hydroxylovými plastifikátory pro toto použití jsou organické sloučeniny mající alespoň jednu hydroxylovou skupinu, přednostně polyoly. Bez ohledu na teorii se lze domnívat, že hydroxylové skupiny plastifikátorů zvyšují kompatibilitu tvorbou vodíkových můstků s materiálem škrobové matrice. Neomezujícími případy použitelných hydroxylovych plastifikátorů jsou cukry, jako je glukosa, sacharosa, fruktosa, rafinosa, maltodextrosa, galaktosa, xylosa, maltosa, laktosa, manosa, erythrosa, glycerol a pentaerythritol, cukrové alkoholy, jako je erythritol, xylitol, maltitol, manitol a sorbitol, polyoly, jako je ethylenglykol, propylenglykol, dipropylenglykol, butylenglykol, hexantriol a podobně a jejich polymery a směsi těchto sloučenin.
Rovněž použitelnými hydroxylovými plastifikátory pro tento účel jsou poloxomery (blokové kopolymery polyoxyethylen/polyoxypropylen) a poloxaminy (blokové kopolymery ethylendiaminu s polyoxyethylenem/polyoxypropylenem). Vhodné poloxomery obsahují blokové kopolymery polyoxyethylen/ /polyoxypropylen o následující struktuře • ·
- 16 HO- (CH -CH -O) - (CHCH -CH -O) - (CH -CH -O) -OH ' 2 2 ' X 3 2y2 2 z ve které x je od zhruba 2 do zhruba 40, y je od zhruba 10 do zhruba 50 a z je od zhruba 2 do zhruba 40, a přednostně mají x a z stejnou hodnotu. Tyto kopolymery lze obdržet jako výrobek PluronicR od BASF Corp., Parsippany, NJ. Vhodné poloxomery a poloxaminy lze obdržet jako SynperonicR od ICI Chemicals, Wilmington, DE nebo jako TetronicR od BASF Corp., Parsippany, NJ.
Vhodnými bezhydroxylovými plastifikátory pro toto použití jsou též jiné organické sloučeniny tvořící vodíkové můstky, které nemají hydroxylovou skupinu, včetně močoviny a derivátů močoviny, anhydridů cukrových alkoholů, jako je sorbitan, živočišných proteinů, jako je želatina, rostlinných proteinů, jako je slunečnicový protein, sojový protein a protein ze semen bavlny a jejich směsi. Všechny tyto plastif ikátory lze použít samotné nebo v jejich směsích.
Obvykle hydroxylové plastifikátory představují ve škrobové kompozici podíl od zhruba 1 hmotnostního % do zhruba 70 hmotnostních %, obvykleji od zhruba 2 hmotnostních % do zhruba 60 hmotnostních % a nej obvykleji od zhruba 3 hmotnostních % do zhruba 40 hmotnostních %. Bezhydroxylové plastif ikátory obvykle představují podíl ve škrobové kompozici od zhruba 0,1 hmotnostních % do zhruba 70 hmotnostních %, obvykleji od zhruba 2 hmotnostních % do zhruba 50 hmotnost• · · ·
nich %, nejobvykleji od zhruba 3 hmotnostních % do zhruba 60 hmotnostních %.
V jednom ztělesnění se používá směs hydroxylových a bezhydroxylových plastifikátorů, ve které hydroxylovými plastifikátory jsou cukry, jako je sacharosa, fruktosa a sorbitol a bezhydroxylove plastifikátory jsou močovina a deriváty močoviny. Zjišťuje se, že močovina a její deriváty ve škrobové kompozici podle tohoto vynálezu vykazují silnou tendenci ke krystalizací, to jest dochází ke krystalizaci močoviny a jejích derivátů dokonce za podmínek rychlého ochlazení, jako je při vyfukování taveniny, spojování příze, protlačování taveniny, spřádání za mokra a podobně. Proto lze použít močovinu a deriváty močoviny jako solidifikační prostředky pro modifikaci či kontrolu rychlosti solidifikace škrobové kompozice podle tohoto vynálezu. V jednom preferovaném ztělesnění se přidává sacharosa a močovina do kompozice škrob/polymer v množství účinném pro dosažení žádané zpracovatelnosti taveniny a rychlosti tuhnutí.
2. Zřeďovací prostředky
Látky, které slouží jako zřeďovací prostředky, jako jsou polární rozpouštědla, lze případně přidávat ke škrobovým směsím podle tohoto vynálezu pro úpravu smykové viskozity taveniny a zvýšení možnosti spřádání škrobových kompozic za mokra. Obecně smyková viskozita taveniny klesá nelineárně při zvyšování obsahu zřeďovacího prostředku. Obvykle se zřeďovací prostředek přidává v množství od zhruba 5 hmotnostních % do zhruba 60 hmotnostních %, obvykleji od zhruba 7 hmotnostních % do zhruba 50 hmotnostních %, nejobvykleji od zhruba 10 hmotnostních % do zhruba 30 hmotnostních % celkového množství kompozice.
Příklady látek, které mohou sloužit jako zřeďovací prostředky, jsou polární rozpouštědla mající parametr rozpustnosti δ v rozmezí od zhruba 28 do zhruba 48 MPax/2. Neomezující příklady zahrnují vodu, C1-C18 lineární či rozvětvené alkoholy, dimethylsulfoxid, formamid a jeho deriváty, jako je N-methylformamid, N-ethylformamid, acetamid a jeho deriváty, jako je methylacetamid, Cellosolv3* (glykolalkylether) a jeho deriváty, jako je butyl-CellosolvR, benzyl-CellosolvR, Cellosolv15· acetat (všechny produkty CellosolvR a deriváty lze obdržet od J. T. Bakera, Phillipsburg, NJ), hydrazin a hydroxid amonný. Je též známo, že hodnota δ směsi rozpouštědel se stanoví objemovým průměrováním hodnot δ jednotlivých rozpouštědel. Proto směsná rozpouštědla mající hodnoty δ v rámci výše určeného rozmezí (to jest od zhruba 19 do zhruba 48 MPax/2) jsou rovněž vhodné pro toto použití. Například směsné rozpouštědlo dimethylsulfoxid/voda mající objemový poměr 90/10 má hodnotu δ okolo 31,5 a takový směsný rozpouštědlový systém je vhodný pro toto použití.
Zjišťuje se, že polární rozpouštědla schopná vytvářet vodíkové můstky mohou být účinnější při snižování viskozity taveniny kompozice. Malé množství polárního rozpouštědla je dostatečné k úpravě viskozity do žádaného rozmezí pro spřádání taveniny. Použití malého množství polárního rozpouštědla poskytuje další výhodu snížením nutnosti odpařovacího kroku v průběhu kroku zpracování taveniny nebo po tomto kroku, což vede k výhodám z hlediska provozních nákladů, jako je snížení spotřeby energie a snížení nákladů na regeneraci rozpouštědel stejně tak jako snížení nákladů na dosažení souladu s požadavky životního prostředí.
Škrobová kompozice může případně zahrnovat kapalné ··· · · · ··· • · · · · · · · · · · ·
- 19 nebo těkavé zpracovací pomocné látky, které působí hlavně jako modifikátory viskozity taveniny kompozice. Tyto zpracovací pomocné látky se v podstatě odstraní těkáním v průběhu kroku zpracování taveniny, takže v konečném produktu zůstávají pouze zbytková/stopová množství. Proto tyto látky neovlivňují nepříznivě pevnost, modul pružnosti a další vlastnosti konečného produktu. Výše popsaná polární rozpouštědla mohou rovněž působit jako těkavé zpracovací pomocné látky. Další neomezující příklady zahrnují uhličitany, jako je uhličitan sodný.
D. Další případně přidávané složky
V případě potřeby lze do spřádatelné škrobové kompozice zahrnovat další složky pro modifikaci zpracovatelnosti a/nebo fyzikálních vlastností, jako je pružnost, pevnost v tahu a modul pružnosti konečného produktu. Neomezující příklady zahrnují oxidační prostředky, prostředky pro tvorbu příčných vazeb, emulgátory, povrchově aktivní látky, prostředky proti spojování, maziva, další zpracovací pomocné prostředky, optické zjasňovače, antioxidační prostředky, látky zpomalující hoření, barviva, pigmenty, plnidla, proteiny a jejich alkalické soli, biodegradabilní syntetické polymery, vosky, syntetické termoplastické polymery s nízkou teplotou tání, lepivé pryskyřice, nastavovací látky, pryskyřice pro zvýšení pevnosti za mokra a jejich směsi. Tyto případně přidávané přísady mohou být přítomné v množstvích v rozmezí od zhruba 0,1 hmotnostních % do zhruba 70 hmotnostních %, obvykle od zhruba 1 hmotnostního % do zhruba 60 hmotnostních %, obvykleji od zhruba 5 hmotnostních % do zhruba 50 hmotnostních % a nej obvykleji od zhruba 10 hmotnostních % do 50 hmotnostních % v kompozici.
• ·· · · ♦ ··· • · · · · · ···· * ·
Příklady biodegradovatelných syntetických polymerů zahrnují polykaprolakton, polyhydroxyalkanoaty včetně polyhydrobutyrarů a polyhydroxyvaleratů, polylaktidy a jejich směsi.
Dále lze přidávat maziva pro zlepšení vlastností toku škrobového materiálu v průběhu procesu užívaného pro uskutečnění tohoto vynálezu. Maziva mohou zahrnovat živočišné či rostlinné tuky, přednostně v jejich hydrogenované formě, zejména ty, které jsou při teplotě místnosti tuhé. Přídavná maziva zahrnují monoglyceridy, diglyceridy a fosfatidy, zejména lecithin. Preferovaná maziva pro účely tohoto vynálezu zahrnují monoglycerid, glycerolmonostearat.
Jako levná plnidla či nastavovací látky lze přidávat další aditiva včetně anorganických částic, jako jsou oxid hořečnatý, oxid hlinitý, oxid křemičitý a oxid titaničitý. Lze použít další aditiva, jako jsou anorganické soli, včetně solí alkalických kovů, solí alkalických zemin, fosfátů atd.
V závislosti na konkrétním koncovém použití zamýšleného produktu může být vhodné přidávat další aditiva. Například v produktech, jako je toaletní papír, ručníky pro jednorázové použití, ubrousky a podobné výrobky, je žádanou vlastností pevnost za mokra. Proto je často vhodné přidávat ke škrobovému polymeru prostředky pro tvorbu příčných vazeb známé v oboru jako pryskyřice pro pevnost za mokra.
Obecné pojednání o typech pryskyřic pro pevnost za mokra v oboru papírenství lze nalézt v monografii TAPPZ řada č. 29, Wet Strength in Páper and Paperboard, Technical Assocíation of the Pulp and Páper Industry (New York, 1965} . Nejužitečnější pryskyřice pro pevnost za mokra jsou kation• · · · · · · ··· «·· ······ • ···· · · ···· ·
- 2i - ::
tové povahy. Polyamid-epichlorhydrinové pryskyřice jsou kationtové polyamidové amin-epichlorhydrinové pryskyřice pro pevnost za mokra, které jsou zvláště použitelné. Vhodné typy těchto pryskyřic se popisují v US patentu č. 3 700 623, vydaném 24. října 1972 a 3 772 076, vydaném 13. listopadu 1973, oba pro Keima a oba tyto patenty se zde zahrnují formou odkazu. Jedním komerčním zdrojem použitelných polyamid-epichlorhydrinových pryskyřic je Hercules, lne. of Wilmington, Delaware, který obchoduje s těmito pryskyřicemi pod značkou KymeneR.
Glyoxylované polyakrylamidové pryskyřice nenalézají takové použití jako pryskyřice pro pevnost za mokra. Tyto pryskyřice se popisují v US patentu č. 3 556 932, vydaném 19. ledna, 1971 pro Cosciu a kol. a 3 556 933, vydaném 19. ledna 1971 pro Williamse a kol. a oba tyto patenty se zde zahrnují formou odkazu. Jedním komerčním zdrojem glyoxylováných polyakrylamidových pryskyřic je Cytec Co. of Stanford, CT obchodující s jednou takovou pryskyřicí pod chráněnou obchodní značkou ParezR 631 NC.
Zjišťuje se, že pokud se vhodný prostředek pro tvorbu příčných vazeb, jako je ParezR 631NC, přidá do škrobové kompozice podle tohoto vynálezu za kyselých podmínek, stává se kompozice nerozpustnou ve vodě. To znamená, že rozpustnost kompozice ve vodě testovaná způsobem zkoušení, který se níže popisuje, je menší než 30 %, obvykle menší než 20 %, ještě obvykleji menší než 10 % a nej obvykleji menší než 5 %. Produkty, jako jsou vlákna, filamenty a filmy zhotovené z této kompozice, jsou rovněž nerozpustné ve vodě.
Další kationtové pryskyřice rozpustné ve vodě nalézající použití při tomto vynálezu jsou pryskyřice močovina22
-formaldehyd a melamin-formaldehyd. Běžnější funkční skupiny těchto polyfunkčních pryskyřic jsou skupiny obsahující dusík, jako jsou aminoskupiny a methylolové skupiny připojené na atom dusíku. V tomto vynálezu mohou též nalézat uplatnění pryskyřice polyethyleniminového typu. Navíc lze v tomto vynálezu použít pryskyřice pro dočasnou pevnost za mokra, jako je CaldasK 10 (výroby Japan Carlit) a CoBondR 1000 (výroby National Starch a Chemical Company).
Pro tento vynález se ke kompozici přidává vhodný prostředek pro tvorbu příčných vazeb v množství od 0,1 hmotnostních % do zhruba 10 hmotnostních %, obvykleji od zhruba 0,1 hmotnostních % do zhruba 3 hmotnostních %.
II. Rheologie škrobových kompozic
Pro výrobu vláken, filamentů, filmů a pěn konvenčním termoplastickým zpracováním by měly škrobové kompozice vykazovat určité rheologické chování v průběhu zpracování včetně určitého rozmezí viskozit při protahování a určitého rozmezí kapilárního čísla.
Termín škrobový filament, jak se zde používá, je úzký tenký a vysoce ohebný předmět obsahující škrob a mající hlavní osu velmi dlouhou ve srovnání s dvěma navzájem pravoúhlými osami vlákna, které jsou kolmé k hlavní ose. Stranový poměr délky hlavní osy k ekvivalentnímu průměru (definovanému níže) průřezu filamentů kolmého k hlavní ose je větší než 100/1, konkrétněji větší než 500/1 a ještě konkrétněji větší než 5000/1. Škrobové filamenty mohou obsahovat jinou látku, jako je například voda, plastifikátory a další případně přidávaná aditiva.
• 4 • · · ·
- 23 •« · · · · · » · · · · · · · · · 9 ···· · · · · · · · · • · ········« * • t · ···· ·· «· »· ··· ♦· ·· ·· ···
Viskozita při protahování či prodlužování se vztahuje k protažitelnosti kompozice v tavenině a je zvláště důležitá pro procesy protahování, jako je zhotovování vlákna filamentu, filmu nebo pěny. Viskozita při protahování zahrnuje tři typy deformace: uniaxiální či prostá viskozita při protahování, biaxiální viskozita při protahování a čistá smyková viskozita při protahování. Uniaxiální viskozita při protahování je důležitá pro uniaxiální procesy protahování, jako je spřádání vlákna, vytlačování taveniny a spojování příze. Další dvě viskozity při protahování jsou důležité pro biaxiální protahování nebo tvarování pro výrobu filmů, filamentů, pěn, listů nebo dílů.
Pro konvenční spřádání vlákna termoplastů, jako jsou polyolefiny, polyamidy a polyestery existuje silná korelace mezi viskozitou při protahování a smykovou viskozitou těchto konvenčních termoplastických látek a jejich směsí. To znamená, že spřádatelnost materiálu lze jednoduše určit smykovou viskozitou taveniny, i když spřádatelnost je vlastnost řízená primárně viskozitou taveniny při protahování. Korelace je značně robustní, takže v průmyslu vláken se spoléhá při výběru a formulování materiálů spřádatelných z taveniny na smykovou viskozitu taveniny. Viskozita taveniny při protahování se jako průmyslový screeningový prostředek užívá zřídka .
Je tedy překvapivé zjišťovat, že škrobové kompozice podle tohoto vynálezu nemusí nutně vykazovat takovou korelaci mezi smykovou a protahovací viskozitou. Tyto škrobové kompozice vykazují chování toku taveniny typické pro nenewtonovské kapaliny a jako takové vykazují zpevňování při přetvoření, to jest viskozita při protahování roste při vzrůstu přetvoření či deformace.
• · · · · · · 9 · · · · • ř ♦ · · ·»·· • · a «· · · · · aa ·
- 24 -: :
Například přidává-li se ke škrobové kompozici 'vysokomolekulární polymer zvolený podle tohoto vynálezu ke škrobové kompozici, zůstává smyková viskozita kompozice relativně nezměněná nebo dokonce slabě klesá. Na základě běžné znalosti by škrobová kompozice vykazovala sníženou zpracovatelnost taveniny a nebyla by vhodná pro procesy protahování taveniny. Avšak s překvapením se zjišťuje, že tato škrobová kompozice vykazuje významný vzrůst viskozity při protahování, když se přidá dokonce i malé množství -vysokomolekulárního polymeru. Následkem toho má škrobová kompozice, která se zde popisuje, zvýšenou protažitelnost taveniny a je vhodná pro procesy protahování taveniny (například tvarování tryskou, spojování příze, tvarování filmu, tvarování pěny a podobně).
Škrobová kompozice o smykové viskozitě měřené podle způsobu zkoušení popsaného níže menší než zhruba 30 Pa.s, obvykle od zhruba 0,1 do zhruba 10 Pa.s, obvykleji od zhruba 1 do zhruba 8 Pa.s je použitelná v procesech zeslabování taveniny, které se zde užívají. Některé škrobové kompozice mají nízkou viskozitu taveniny, takže se mohou mísit, posunovat či jinak zpracovávat v tradičním zařízení pro zpracování polymerů obvykle užívaném pro viskózní kapaliny, jako je stacionární míchačka vybavená odměřovacím čerpadlem a zvlákňovací tryskou. Smyková viskozita škrobové kompozice se může účinně modifikovat ovlivněním molekulové hmotnosti a distribuce molekulových hmotností škrobu, molekulové hmotnosti vysokomolekulárního polymeru a množstvím použitých plastifikátorů a/nebo rozpouštědel. Zjišťuje se, že snížení střední molekulové hmotnosti škrobu je účinným způsobem snížení smykové viskozity kompozice.
V jednom ztělesnění tohoto vynálezu mají škrobové • · 9Φ· ·
- 25 kompozice zpracovatelné v tavenině viskozitu při protahování v rozmezí od zhruba 50 Pa.s do zhruba 20 000 Pa.s, obvykle od zhruba 100 Pa.s do zhruba 15 000 Pa.s obvykleji od zhruba 200 Pa.s do zhruba 10 000 Pa.s, ještě obvykleji od zhruba 300 Pa.s do zhruba 5 000 Pa.s a nej obvykleji od zhruba 500 Pa.s do zhruba 3 500 Pa.s při teplotě trysky. Viskozita při protahování se vypočítává způsobem popsaným níže v oddílu Analytické metody.
Rheologické chování škrobové kompozice (včetně viskozity při protahování) může ovlivňovat řada faktorů včetně množství a typu použitých polymerních složek, molekulové hmotnosti a distribuce molekulové hmotnosti složek (včetně škrobu a vysokomolekulárních polymerů), obsahu amylosy ve škrobu, množství a typu aditiv (například plastifikátorů, zřeďovacích prostředků, prostředků pro zpracování), podmínek zpracování, jako je teplota, tlak, rychlost deformace a relativní vlhkost a v případě nenewtonovských kapalin též včetně deformační historie (to jest závislosti na historii průběhu času či přetvoření).
V jednom preferovaném ztělesnění tohoto vynálezu se zjišťuje, že přítomnost a vlastnosti vysokomolekulárních polymerů mají významný účinek na viskozitu taveniny při protahování. Vysokomolekulární polymery použitelné pro zvyšování protažitelnosti taveniny škrobových kompozic podle tohoto vynálezu jsou obvykle vysokomolekulární, v podstatě lineární polymery. Navíc vysokomolekulární polymery, které jsou v podstatě kompatibilní se škrobem, jsou nejúčinnější při zvyšování protažitelnosti taveniny škrobové kompozice.
Zjišťuje se, že škrobové kompozice použitelné pro procesy protahování taveniny mají obvykle alespoň lOkrát ···· · · · · · · ·» · · · · · · ···· · ···· · ♦ vyšší viskozitu při protahování, když se do kompozice přidá zvolený vysokomolekulární polymer. Obvykle škrobové kompozice podle tohoto vynálezu vykazují vzrůst viskozity při protahování zhruba lOkrát až zhruba 500krát, obvykleji zhruba 20x až zhruba 30Okřát a nejobvykleji od zhruba 30x do zhruba lOOkrát při přidání zvoleného vysokomolekulárního polymeru. Čím vyšší je hladina tohoto vysokomolekulárního polymeru, tím vyšší je vzrůst viskozity při protahování.
Typ a hladina použitého škrobu může mít též vliv na viskozitu škrobové kompozice při protahování. Obecně viskozita při protahování vzrůstá s klesajícím obsahem amylosy ve škrobu. Viskozita při protahování také obecně vzrůstá se vzrůstem molekulové hmotnosti škrobu v rámci předepsaného rozmezí. Konečně viskozita při protahování stoupá při vzrůstu hladiny škrobu v kompozicích (oproti tomu obecně viskozita při protahování klesá se stoupající hladinou aditiv v kompozicích).
Pro vyjádření chování toku při protahování se často používá Troutonův poměr (Tr). Troutonův poměr se definuje jako poměr mezi viskozitou při protahováním a smykovou viskozitou
Tr = (viskozita při protahování)/(smyková viskozita) kde viskozita při protahování je funkcí rychlosti deformace a času. Pro nenewtonovské kapaliny má Troutonův poměr pro uniaxiální protahování hodnotu 3. Pro takovou nenewtonovskou kapalinu, jako je škrobová kompozice, která se zde popisuje, závisí viskozita při protahování na rychlosti deformace a času. Také se zjišťuje, že kompozice zpracovatelné v tavenině podle tohoto vynálezu mají obvykle Troutonův poměr • · * * • 4 alespoň 3. Obvykle se Troutonův poměr pohybuje od zhruba 10 do zhruba 5 000, obvykleji od zhruba 20 do zhruba 1 000, ještě obvykleji od zhruba 30 do zhruba 500 při měření při teplotě zpracování a 700 s-1. Pojem teplota zpracování, jak se zde používá, znamená teplotu škrobové kompozice, při které se vytvářejí škrobová vlákna, filamenty, filmy nebo pěny podle tohoto vynálezu, například zeslabováním.
Předkladatelé přihlášky též zjišťují, že kapilární číslo (Ca) škrobové kompozice při jejím průchodu tryskou je důležité pro zpracovatelnost taveniny. Kapilární číslo je bezrozměrné číslo představující poměr sil viskózní kapaliny k silám povrchového napětí. Blízko k místu opuštění kapilární trysky, pokud nejsou viskózní síly významně větší než síly povrchového napětí, se bude kapalný filament rozbíjet do kapiček, což se obvykle nazývá atomizace. Kapilární číslo se počítá podle následující rovnice
Ca = (smyková viskozita) . Q/(7r . r2 . σ) kde smyková viskozita měřená při smykové rychlosti 3 000 s_x se udává v Pa.s, Q je volumetrický průtok kapaliny kapilární tryskou v m3/s, r je poloměr kapilární trysky v m (pro nekruhová ústí lze použít poměr ekvivalentní průměr/polomer) a σ je povrchové napětí kapaliny v N.m-1.
Jelikož se kapilární číslo vztahuje ke smykové viskozitě, jak se popisuje výše, ovlivňují ho stejné faktory, které ovlivňují smykovou viskozitu (popisovanou výše) a stejným způsobem.
V jednom ztělesnění tohoto vynálezu mají škrobové kompozice zpracovatelné v tavenině kapilární číslo při • · • t průchodu tryskou alespoň 1, obvykle v rozmezí od 1 do 100, obvykleji v rozmezí od zhruba 3 do zhruba 50, nej obvykleji v rozmezí od zhruba 5 do zhruba 30.
III. Způsoby přípravy škrobových vláken, filmů a pěn podle tohoto vynálezu
Škrobová kompozice, která se zde popisuje, se zpracovává ve stavu schopném tečení, který obvykle nastává při teplotě alespoň rovné nebo vyšší než je teplota tání. Proto se teplotní rozmezí zpracování kontroluje teplotou tání škrobové kompozice, která se měří způsobem zkoušení, který se zde podrobně popisuje. Teploty zpracování jsou obvykle v rozmezí od zhruba 20 do 180 °C, konkrétněji od zhruba 20 do zhruba 90 °C a nejkonkrétněji od zhruba 50 do zhruba 80 °C.
Je třeba si uvědomit, že některé škrobové kompozice jsou pseudotermoplastické kompozice a jako takové nemusí vykazovat čisté chování tání. Pojem pseudotermoplastické kompozice, jak se zde používá, má označovat materiály, které mohou působením zvýšených teplot měknout do takového stupně, že mohou přecházet do stavu schopného tečení a v tomto stavu se mohou podle požadavku tvarovat. Pseudotermoplastické kompozice se mohou tvarovat za současného vlivu tepla a tlaku. Pseudotermoplastické kompozice se liší od termoplastických kompozicí v tom smyslu, že měknutí nebo převedení pseudotermoplastické látky do kapalného stavu se uskutečňuje změkčujícími prostředky nebo rozpouštědly, bez kterých by nebylo možné je přivést při žádné teplotě či tlaku do měkkého stavu či stavu schopného tečení pro tvarování, jelikož pseudotermoplastické látky jako takové se netaví.
• ·
- 29 Pojem teplota tání jak se zde používá, znamená teplotu nebo rozmezí teplot, nad kterým se kompozice taví či měkne. Teplota tání této škrobové kompozice je v rozmezí od zhruba 20 do 180 °C, konkrétněji od zhruba 20 do zhruba 90 °C a nejkonkrétněji od zhruba 50 do zhruba 80 °C. Obecně čím vyšší je hladina tuhých škrobových látek přítomných ve škrobové kompozici, tím vyšší je teplota tání škrobové kompozice v tomto rozmezí a tím vyšší je tedy teplota zpracování. Při použití trysky pro zpracování těchto škrobových kompozicí na vlákna, filamenty, filmy nebo pěny, se teplota trysky udržuje nad teplotou tání škrobové kompozice. Obecně při vzrůstu teploty trysky klesá protahovací viskozita škrobové kompozice .
Příklady uniaxiálních protahovacích procesů vhodných pro škrobové kompozice zahrnují spřádání z taveniny, protlačování z taveniny a spojování příze. Tyto způsoby se popisují podrobně v US patentu č. 4 064 605 vydaném 27. prosince 1977 pro Akiamu a kol., US patentu č. 4 418 026 vydaném 29. listopadu 1983 pro Blackieho a kol., US patentu č.
855 179 vydaném 8. srpna 1989 pro Bourlanda a kol., US patentu č. 4 909 976 vydaném 20. března 1990 pro Cucula a kol., US patentu č. 5 145 631 vydaném 8. září 1992 pro Jezica, US patentu č. 5 516 815 vydaném 14. května 1996 pro Buehlera a kol. a US patentu č. 5 342 335 vydaném 30. srpna 1994 pro Rhima a kol. a zveřejnění všech těchto patentů se zde zahrnuje formou odkazů.
Rheologické chování těchto škrobových kompozicí rovněž umožňuje jejich vhodné použití v elektrostatických procesech. Škrobová vlákna a filamenty lze vyrábět elektrospřádacím způsobem, při kterém se do škrobového roztoku přivede elektrické pole k vytvoření nabitých proudů škrobu. Elektro• · • · · «·· * · ·· · · • ···· · ····· ·
- 30 -::
·»··« ·· ♦ ·· * · spřádací proces je v oboru dobře známý. Disertační práce nazvaná The Electro-Spinning Process and Applications of Electro-Spun Fibers Doshiho Jayeshe Natwarlala, Ph.D., 1994 popisuje elektrospřádací proces a studuje síly, které se tohoto procesu účastní. Tato disertace též zkoumá některé komerční aplikace elektricky spřádaných filamentů. Tato disertace se zde zahrnuje formou odkazu pro účely popisu principů elektrospřádacích procesů.
US patent č. 1 975 504 (2. října 1934), 2 123 992 (19. července 1938), 2 116 942 (10. května 1938), 2 109 333 (22. února 1938), 2 160 962 (6. června 1939), 2 187 306 (16. ledna 1940) a 2 158 416 (16. května 1939), všechny vydané pro Formhalse, popisují elektrospřádací procesy a zařízení pro tyto procesy. Ostatní odkazy popisující elektrospřádací procesy zahrnují US patent č. 3 280 229 (18. října 1966) vydaný pro Simonse, 4 044 404 (30. srpna 1977) vydaný pro Martina a kol., 4 069 026 (17. ledna 1978) vydaný pro Simma a kol., 4 143 196 (6. března 1976) vydaný pro Simma, 4 223 101 (16. září 1980) vydaný pro Finea a kol.,
230 650 (28. října 1980) vydaný pro Guignarda, 4 232 525 (11. listopadu 1980) vydaný pro Enjoa a kol., 4 287 139 (1. září 1981) vydaný pro Guignarda, 4 323 525 (6. dubna 1982) vydaný pro Bornata, 4 552 707 (12. listopadu 1985) vydaný pro Howa, 4 689 186 (25. srpna 1987) vydaný pro Bornata, 4 798 607 (17. ledna 1989) vydaný pro Middletona a kol., 4 904 272 (27. února 1990) vydaný pro Middletona a kol., 4 968 238 (6. listopadu 1990) vydaný pro Satterfielda a kol., 5 024 789 (18. ledna 1991) vydaný pro Barryho,
106 913 (22. srpna, 2000) vydaný pro Scardina a kol. a 6 110 590 (29. srpna 2000) vydaný Zarkooba a kol. Uveřejnění těchto patentů se zde zahrnuje formou odkazu pro omezený účel popisu obecných principů elektrospřádacích procesů
a jejich zařízení.
Výsledná vlákna či filamenty připravená kterýmkoliv z výše popsaných způsobů mohou nalézat svá použití ve vzduchových, olejových a vodních filtrech, filtrech pro -vysavače, filtrech pro pece, v obličejových maskách, kávových filtrech, sáčcích na čaj či kávu, tepelných izolačních materiálech a zvukových izolačních materiálech, netkaných hygienických výrobcích pro jednorázové použití, jako jsou pleny, menstruační vložky a pomůcky používané při inkontinenci, v biodegradovatelných textilních tkaninách se zlepšenou absorpcí vlhkosti a měkkostí při nošení, jako jsou mikrovláknové nebo prodyšné tkaniny, v elektrostaticky nabitých strukturovaných tkaninách pro sběr a odstraňování prachu, ve zpevněních a tkaninách pro tuhé typy papíru, jako je balicí papír, kancelářský papír, novinový papír, vlnitá papírová lepenka, ve tkanivech pro jemné typy papíru, jako je toaletní papír, papírové ručníky, ubrousky a jemný papír pro stírání obličejového krému, a v materiálech pro lékařské použití, jako jsou chirurgické roušky, kryty ran, obinadla, kožní náplasti a vstřebatelné švy, a pro zubařské použití, jako je dentální niť a štětinky zubního kartáčku. Vláknitá tkanina může též zahrnovat absorbátory zápachu, repelenty proti termitům, insekticidy, rodenticidy a podobně pro speciální použití. Výsledný produkt absorbuje vodu a olej a může nacházet použití při čištění rozlitého oleje či vody nebo při kontrolované retenci a vypouštění vody pro zemědělské a zahradnické aplikace. Výsledná škrobová vlákna nebo vláknité tkaniny mohou být též zahrnuty do jiných materiálů, jako jsou piliny, dřevitá dřeň, plasty a beton pro vytvořeni kompozičních materiálů, které lze použít jako stavební materiály pro zdi, nosníky, lisované desky, suché stěny a obezdívky a stropní obkladačky. Další lékařské použití zahrnuje otis • · ky, dlahy a pomůcky na přidržení jazyka. Další použití je v krbových polenech pro účely dekorace a/nebo hoření.
Rheologické vlastnosti taveniny kompozice škrobu podle tohoto vynálezu také umožňují použití v termoplastických procesech, při kterých dochází k biaxiálnímu protažení materiálu. Tím, že mají správnou smykovou viskozitu taveniny a viskozitu při biaxiálním protahování, mohou škrobové kompozice podle tohoto vynálezu podstatně snižovat výskyt trhlin, povrchových defektů a jiných selhání či vad, které narušují spojité procesy a vedou k nevyhovujícím produktům. Tyto procesy zahrnují tvarování tryskou, extrusi nebo koextrusi filmů, vakuové tvarování, tlakové tvarování, lisování, lisování vstřikem a vstřikování do forem. Neomezující příklady těchto způsobů se popisují podrobně v US patentu č. 5 405 564 vydaném 11. dubna 1995 pro Stepta a kol., US patentu č. 5 468 444 vydaném 21. listopadu 1995 pro Yazakiho a kol., US patentu č. 5 462 982 vydaném 31. října 1995 pro Bastioliho a kol., a uveřejnění všech těchto patentů se zde zahrnuje formou odkazu. Výrobky získané těmito způsoby zahrnují listy, filmy, potahy, lamináty, trubky, tyče, sáčky a tvarované předměty (jako láhve, nádoby). Tyto výrobky mohou nalézat použití jako pytle při nakupování, pytle na potraviny a odpad, obaly pro ukládání potravin nebo vaření, nádoby na zmražené potraviny použitelné v mikrovlnném ohřevu a materiály pro farmaceutické použití, jako jsou tobolky nebo potahové materiály pro léky. Filmy mohou být v podstatě průhledné pro použití jako obaly potravin, srážecí obaly nebo obálky s okénkem. Filmy lze též dále zpracovat pro použití jako levné biodegradovatelné nosiče pro další materiály, jako jsou semena nebo hnojivá. K filmům nebo listům lze používat lepidla pro další použití ve formě štítků.
- 33 Škrobové kompozice podle tohoto vynálezu se mohou též připravovat ve formě pěnové struktury řízeným odstraňováním těkavých složek (například vody, polárních rozpouštědel). Avšak pěnivé či expandující prostředky se obecně používají k výrobě zboží s pěnovou či porézní vnitřní strukturou. Příklady pěnivých či expandujících prostředků zahrnují oxid uhličitý, n-pentan a uhličitany, jako je hydrogenuhličitan sodný, buď samotný nebo v kombinaci s některou polymerní kyselinou, která má postranní karboxylové skupiny (například kyselina polyakrylová, ethylen-akrylový kopolymer). Neomezující příklady pěnivých a tvarovacích procesů se popisují v US patentu č. 5 288 765 vydaném 22. února 1994 pro Bastioliho a kol., US patentu č. 5 496 895 vydaném 5. března 1996 pro Chinnaswamyho a kol., US patentu č. 5 705 536 vydaném
6. ledna 1998 pro Tomku a US patentu č. 5 736 586 vydaném
7. dubna 1998 pro Bastioliho a kol. a uveřejnění těchto patentů se zde zahrnuje formou odkazu. Výsledné produkty mohou nalézat použití jako podložky pro vejce, pěnové pohárky pro horké nápoje, nádobky pro rychlé potravinové občerstvení, podložky pro maso, talíře a misky pro jednorázové použití, jako je tomu při pikniku nebo party, balicí materiály, buď pro volné plnění nebo lité do tvaru baleného zboží (například při odesílání počítačů), tepelně izolační materiály a materiály izolující proti zvuku či zvukotěsné materiály.
IV. Vlastnosti vláken, filmů a pěn podle tohoto vynálezu
Když se podrobí škrobová kompozice podle tohoto vynálezu uniaxiálnímu protažení, může poměr protažení vyjádřený jako (Do 2/D2), kde Do je ekvivalentní průměr filamentů před protažením a D je ekvivalentní průměr protaženého vlákna, snadno dosahovat více než 1000. Škrobová kompozice podle tohoto vynálezu obvykle dosahuje poměru protažení od zhruba • · · ·
Λ ♦ • · • · • · · · • · · ·
100 do zhruba 10 000, obvykleji více než zhruba 1 000, ještě obvykleji více než zhruba 3 000 a nejobvykleji více než zhruba 5 000. Konkrétněji má škrobová kompozice podle tohoto vynálezu dostatečnou protažitelnost taveniny tak, aby byla tažena z taveniny na jemná vlákna či filamenty o konečném středním ekvivalentním průměru menším než 10 μνα a nej konkrétněji menším než 5 μτη.
Pojem ekvivalentní průměr, jak se zde používá, definuje průřezovou plochu a povrch jednotlivého škrobového vlákna či filamentů bez ohledu na tvar plochy průřezu. Ekvivalentní průměr je tedy parameter, který odpovídá rovnici S = l/4rD2, kde S je plocha průřezu škrobového vlákna či filamentu (bez ohledu na jeho geometrický tvar), π = 3,14159 a D je ekvivalentní průměr. Například průřez mající pravoúhlý tvar tvořený dvěma navzájem protějšími stranami A a dvěma navzájem protějšími stranami B se může vyjádřit jako S = A x B. Přitom lze tuto plochu průřezu vyjádřit jako kruhovou plochu o ekvivalentím průměru D. Potom lze ekvivalentní průměr D vypočítat ze vzorce S = 1/47TD2, kde S je známá plocha obdélníka. (Ekvivalentní průměr kruhu je ovšem skutečným průměrem kruhu).
Decitex nebo dtex je jednotka míry pro škrobová vlákna vyjádřená v g na 10 000 m. Podle tohoto vynálezu mají škrobová vlákna rozmezí od zhruba 0,01 decitex do zhruba 135 g/10 000 m (decitex), konkrétněji od zhruba 0,02 g/10 000 m (decitex) do zhruba 5 g/10 000 m (decitex). Škrobová vlákna mají různé tvary průřezů včetně, avšak bez omezení na tyto případy, kruhového, oválného, obdélníkového, trojúhelníkového, šestiúhelníkového, křížového, hvězdicového, nepravidelného a jakýchkoliv jejich kombinací. Ten, kdo má zkušenost v oboru, si uvědomí, že různými tvary trysek • ·
- 35 • ·· • · ·· · • ·· • · « · použitých při výrobě škrobových vláken lze vytvořit tuto různost tvarů vláken.
Když se škrobová kompozice podle tohoto vynálezu podrobí biaxiálnímu procesu protahování, umožní zvýšená protažitelnost taveniny kompozice tažení z taveniny s obdržením filmů, jejichž konečná průměrná tloušťka měřená kontaktním způsobem je méně než 0,020 mm {0,8 tisícin palce), obvykle méně než 0,015 mm (0,6 tisícin palce), obvykleji méně než 0,010 mm (0,4 tisícin palce), ještě obvykleji méně než 0,005 mm (0,2 tisícin palce) a nejobvykleji méně než 0,0025 mm (0,1 tisícin palce).
Způsoby zkoušení
A. Smyková viskozita
Smyková viskozita kompozice se měří kapilárním rheometrem (model Rheograph 2003 výroby Goettfert). Měření se provádí s kapilární tryskou o průměru D 1,0 mm a délce L 30 mm (to jest L/D = 30). Tryska se připojuje na spodní konec válce, který se udržuje na zkušební teplotě (t) v rozmezí od 25 °C do 90 °C. Vzorek kompozice se předehřeje na zkušební teplotu a naplní do válcové sekce rheometru a v podstatě vyplní tuto sekci (používá se zhruba 60 g vzorku). Válec se udržuje na udané zkušební teplotě (t). Jestliže po naplnění bublá vzduch směrem k povrchu, provede se před prováděním zkoušky zhutnění pro odstranění zachyceného vzduchu. Píst je programován tak, aby tlačil vzorek z válce kapilární tryskou při zvolených rychlostech. Když vzorek prochází z válce kapilární tryskou, dochází v něm k poklesu tlaku. Zdánlivá smyková viskozita se vypočítá z poklesu tlaku a průtoku vzorku kapilární tryskou. Logaritmus aparentní smykové vi• · · · • · * · skozity se vynáší proti logaritmu smykové rychlosti a vynesením se proloží mocninový vztah smyková viskozita = = K. (smyková rychlost)11-1, kde K je materiálová konstanta. Udávaná smyková viskozita dané kompozice je extrapolací k hodnotě smykové rychlosti 3000 s-1 s použitím tohoto mocninového vztahu.
B. Viskozita při protahování
Viskozita při protahování se měří kapilárním rheometrem (model Rheograph 2003 výroby Goettfert). Měření se provádí s použitím semihyperbolické konstrukce trysky s počátečním průměrem (D ial) 15 mm a konečným průměrem (D ) 0,75 mm a délkou (L) 7,5 m.
f xnal
Semihyperbolický tvar trysky se definuje dvěma rovnicemi, kde Z = axiální vzdálenost od vnitřního průměru a D(z) je průměr trysky ve vzdálenosti z od D. . . :
(η—1)
Zn=(L+l)n,otal -1
- 37 Tryska se připojuje ke spodnímu konci válce, který se udržuje na pevné zkušební teplotě (t), která odpovídá teplotě, při které se má škrobová kompozice zpracovávat. Zkušební teplota (teplota zpracování) je teplota nad teplotou tání vzorku škrobové kompozice. Vzorek škrobové kompozice se předehřívá na teplotu trysky a plní do válcové sekce rheometru, takže v podstatě tuto sekci naplní. Jestliže se po naplnění vznášejí bublinky vzduchu k povrchu, provede se zhutnění vzorku před testem pro odstranění zachyceného vzduchu. Píst se naprogramuje tak, aby tlačil vzorek z válce hyperbolickou tryskou při zvolené rychlosti. Když vzorek prochází z válce ústím trysky, klesá tlak ve vzorku. Zdánlivá viskozita při protahování se vypočítá z poklesu tlaku a průtoku vzorku tryskou podle následující rovnice:
Zdánlivá viskozita = (delta P/rychlost protahování/E^).105, kde viskozita při protahování je v Pa.s, delta P je pokles tlaku ve válci, rychlost protahování je průtok vzorku tryskou v s-x a je bezrozměrné Henckyho napětí. Henckyho napětí je napětí závislé na času či historii. Napětí, které nastává v elementu kapaliny v nenewtonovské tekutině závisí na její kinematické historii, to jest t ε = f e.(ť)ať o
Henckyho napětí (Eh) pro tuto konstrukci je 5,99 podle rovnice
Eh = ln[D /D )2] imtial finál « · · · • ·
- 38 Zdánlivá viskozita při protahování se uvádí jako funkce rychlosti protahování 250při použití mocninového vztahu. Podrobný popis měření viskozity při protahování s použitím semihyperbolické trysky je v US patentu č.
357 784 vydaném 25. října 1994 pro Colliera, jehož uveřejnění se zde zahrnuje formou odkazu.
C. Molekulová hmotnost a distribuce molekulové hmotnosti
Vážený průměr molekulové hmotnosti (Mw) a distribuce molekulových hmotností (MWD) škrobu se určí gelovou permeační chromatografií s použitím sloupce se směsnou náplní.
Přístroj má následující části:
Čerpadlo
Řadič systému
Zařízení pro automatický odběr vzorků
Sloupec
Detektor
Programové vybavení GPC
Waters Model 600E
Waters Model 600E
Waters Model 717 Plus
PL gel 20 μνα Mixed A (molekulová hmotnost gelu v rozmezí od 1 000 do 40 000 000) o délce 600 mm a vnitřním průměru 7,5 mm.
Waters Model 410 Differential Refractometer (diferenciální refraktometr)
Water Millenium3^
Sloupec se kalibruje dextranovými standardy o molekulových hmotnostech 245 000, 350 000, 480 000, 805 000 a 2 285 000. Tyto kalibrační standardy lze obdržet od Američan Polymer Standards Corp., Mentor, OH. Kalibrační standardy se připraví rozpuštěním standardů v mobilní fázi s obdržením roztoku zhruba 2 mg/ml. Roztok se ponechá v klidu přes noc. Poté se jemně zamíchá krouživým pohybem a zfiltruje filtrem s injekční stříkačkou (Nylon membrane, Spartan-25 5 /zrn, dodávaný VWR) s použitím injekční stříkačky 5 ml, Norm-Ject, kterou dodává VWR.
Vzorek škrobu se získá nejprve přípravou směsi 40 hmotnostních % škrobu ve vodovodní vodě se zahříváním do gelatinizace směsi. Poté se přidá 1,55 g gelatinizované směsi do 22 g mobilní fáze s obdržením roztoku 3 mg/ml, který se připraví mícháním po dobu 5 min, umístěním směsi do termostatu při 105 °C po dobu 1 h, odstraněním směsi z termostatu a ochlazením na teplotu místnosti. Roztok se zfiltruje s použitím injekční stříkačky a filtru stříkačky, jak se popisuje výše.
Zfiltrovaný roztok standardu nebo vzorku se odebere automatickým sběračem vzorků pro vymytí předchozích zkušebních materiálů v injekční smyčce 100 μΐ a vstříknutí právě testovaného materiálu na sloupec. Sloupec se udržuje při teplotě 70 °C. Vzorek eluovaný ze sloupce se měří proti pozadí mobilní fáze diferenciálním detektorem indexu lomu udržovaným na teplotě 50 °C s rozmezím citlivosti nastaveným na 64. Mobilní fází je dimethylsulfoxid s 0,1 hmotnostního % bromidu lithného, který je v něm rozpuštěn. Nastaví se průtok na 1,0 ml/min v isokratickém režimu (to jest mobilní fáze je při běhu konstantní). Každý standard nebo vzorek prochází sloupcem gelové permeační chromatografie třikrát a stanoví se průměr z výsledků.
Distribuce molekulové hmotnosti (MWD) se vypočítá následujícím způsobem:
MWD = vážený průměr molekulové hmotnosti/číselně střední molekulová hmotnost.
D. Tepelné vlastnosti
Tepelné vlastnosti popisovaných škrobových kompozicí se určí přístrojem TA Instruments DSC-2910, který se kalibruje standardem kovového india, které má teplotu tání (nástup) 156,6 °C a skupenské teplo tání 28,5 kJ/kg (6,80 cal/g) jak uvádí chemická literatura. Užívá se standardní provozní způsob přístroje podle provozní příručky výrobce. Vzhledem k vyvíjení těkavých složek (například vodní páry) ze škrobové kompozice v průběhu měření na přístroji DSC se používá velkoobjemová nádoba vybavená těsněním kroužkem O, aby se zabránilo úniku těkavých složek z nádoby vzorku. Vzorek a inertní referenční prostředí (obvykle prázdná nádoba) se zahřívají při stejné rychlosti v kontrolovaném prostředí. Když dojde ke skutečné fázové nebo pseudofázové změně ve vzorku, měří přístroj DSC tepelný tok ke vzorku nebo od vzorku ve srovnání s inertním referenčním prostředím. Přístroj je propojený s počítačem pro řízení zkušebních parametrů (například rychlost ohřevu/chlazení) a pro sběr, výpočet a prezentaci dat.
Vzorek se naváží do nádobky a uzavře těsnícím kroužkem O a krytem. Typická hmotnost vzorku je 25 až 65 mg. Uzavřená nádobka se umístí do přístroje a počítač se napro- 41 gramuje pro tepelné měření následujícím způsobem:
1. vyrovnávání teploty při 0 °C,
2. udržování po dobu 2 min při 0 °C,
3. zahřívání při rychlosti 10 °C/min na 120 °C,
4. udržování po dobu 2 min při 120 °C,
5. ochlazování při rychlosti 10 °C/min na 30 °C,
6. vyrovnávání teploty při teplotě okolí po dobu 24 h, nádobka vzorku se může v průběhu tohoto kroku z přístroje DSC odstranit a umístit do kontrolovaného prostředí při 30 X
7. navrácení nádobky vzorku do přístroje DSC a vyrovnávání teploty při 0 °C,
8. udržování po dobu 2 min,
9. zahřívání při rychlosti 10 °C/min na 120 °C,
10. udržování po dobu 2 min při 120 °C,
11. ochlazování při rychlosti 10 °C/min na 30 °C a vyrovnání a
12. odstranění použitého vzorku.
Počítač vypočítává a uvádí výsledek tepelné analýzy jako diferenciální tepelný tok (delta H) proti teplotě nebo času. Obvykle se diferenciální tok normalizuje a uvádí na bázi hmotnosti (to jest cal/mg). Pokud vzorek vykazuje pseudofázový přechod, jako je skelný přechod, lze použít vynesení rozdílu delta H proti času/teplotě pro snadnější určení teploty skelného přechodu.
E. Rozpustnost ve vodě
Vzorek kompozice se připraví smísením složek za zahřívání a míchání do vytvoření v podstatě homogenní směsi. Tavenina směsi se nalije na fólii TeflonR tak, že se roz42
prostře a vytvoří tenký film a nechá se vychladnout při teplotě okolí. Film se poté úplně vysuší (to jest film kompozice neobsahuje žádnou vodu) v sušárně při 100 °C. Poté se vyčká do dosažení rovnováhy vysušeného filmu s teplotou místnosti. Po tomto vyrovnání se film rozdrtí na malé pelety.
Pro určení procentického obsahu tuhých látek ve vzorku se 2 až 4 g rozdrceného vzorku umístí v předem zvážené kovové misce a zaznamená se celková hmotnost misky. Zvážená miska se vzorkem se umístí do sušárny při 100 °C na dobu 2 h a poté se vyjme a ihned zváží. Procentický obsah tuhých látek se vypočítá následujícím způsobem:
(hmotnost rozdrceného vzorku a misky po vysušení - hmotnost misky) % tuhých látek = ----------------------------------- 100 (první hmotnost rozdrceného vzorku a misky - hmotnost misky)
Pro určení rozpustnosti kompozice vzorku se naváží g rozdrceného vzorku do kádinky o obsahu 250 ml. Přidá se deionizovaná voda do celkové hmotnosti 100 g. Voda a vzorek se míchá na magnetické míchačce po dobu 5 min. Po míchání se nalije alespoň 2 ml míchaného vzorku do centrifugační zkumavky. Ta se centrifuguje po dobu 1 h při 20 000 g a při teplotě 10 °C. Supernatant centrifugovaného vzorku se odebere a odečte se index lomu. Procento rozpustnosti vzorku se vypočítá ze vzorce:
(index lomu).1000 % rozpustných tuhých látek = ----------------% tuhých látek
F. Kontaktní měření tloušťky • 9
9 9 9 ·
Μ · · · · · · V · ·· ·
Před testováním se film vzorku temperuje při relativní vlhkosti 48 % až 50 % a teplotě 22 °C až 24 °C do dosažení obsahu vlhkosti okolo 5 % až okolo 16 %. Obsah vlhkosti se určí termogravimetrickou analýzou. Pro termogravimetrřekou analýzu se používá vysokorozlišovací termografický analyzátor TGA2950 od TA Instruments. Zhruba 20 mg vzorku se naváží do nádobky TGA. Podle instrukcí výrobce se vzorek a nádobka vloží do jednotky a teplota se zvyšuje při rychlosti 10 “C/min na 250 °C. Procentický obsah vlhkosti ve vzorku se určí s použitím ztráty hmotnosti a počáteční hmotnosti následujícím způsobem:
počáteční hmotnost - hmotnost při 250 °C % vlhkosti = ----------------------------------------- 100 % počáteční hmotnost
Předem temperované vzorky se nařežou na velikost větší než je velikost podložky použité pro měření tloušťky. Použitá podložka je kruh o ploše 20,26 cm2 (3,14 čtverečných palců).
Vzorek se umístí na horizontální rovný povrch a uzavře se mezi plochý povrch a zátěžovou podložku mající horizontální zátěžový povrch, kde zátěžový povrch zátěžové podložky má kruhovou plochu zhruba 20,26 cm2 (3,14 čtverečných palců) a vyvíjí tlak na vzorek zhruba 1,45 kPa (0,21 psi) . Výsledek kontaktního měření tloušťky je mezera mezi plochým povrchem a zátěžovým povrchem zátěžové destičky. Tato měření lze získat pomocí přístroje VIR Electronic Thickness Tester Model II od Thwing-Albert, Philadelphia, Pa. Měření se opakuj í a zaznamenávaj í alespoň pětkrát. Výsledek se udává v tisícinách palce (1 mil = 0,02539 mm).
• · · · ·· · ♦ «* · · • · · · · ··« • · · ·· · ····· · • · ·«« · · * 9 9·
Součet všech čtení této zkoušky se dělí počtem zaznamenaných čtení. Výsledek se udává v jednotkách mil (1 mil = 0,02539 mm).
Příklady provedení vynálezu
V příkladech se používají následující látky.
Crystal GumR je modifikovaný škrob o váženém průměru molekulové hmotnosti 100 000, NadexR je modifikovaný škrob mající váženou střední molekulovou hmotnost 2 000 a Instant-n OilR je modifikovaný škrob mající váženou střední molekulovou hmotnost 800 000, všechny dodávané National Starch and Chemicals Corp., Bridgewater, NJ.
SuperflocR A-130 je karboxylovaný polyakrylamid mající váženou střední molekulovou hmotnost 12 000 000 až 14 000 000 a lze jej obdržet od společnosti Cytec Co., Stamford, CT.
Neiontové polyakrylamidy PAM-a a PAM-b o vážené střední molekulové hmotnosti 15 000 000 respektive 5 000 000 až 6 000 000 dodává Scientific Polymer Products, lne., Ontario, NY.
Polyethylenimin o vážené střední molekulové hmotnosti 750 000 lze obdržet od Aldrich Chemical Co., Milwaukee, WI.
ParezR 631 NC je nízkomolekulární glykoxylováný polyakrylamid a ParezR 802 je nízkomolekulární glykoxylovaná močovinová pryskyřice, oba materiály dodává Cytex Co., Stamford, CT.
• · • *
- 45 PluronicR F87 je neiontový poloxomer dodávaný BASF corp., Parsippany, NJ.
Močovina, sacharosa a glyoxal (40% roztok ve vodě) jsou dostupné od Aldrich Chemical Co., Milwaukee, WI.
Příklad 1
Kompozice podle tohoto vynálezu zpracovatelná v tavenině se připraví smísením 45 hmotnostních % škrobu (Crystal Gum), 40,5 hmotnostních % močoviny, 4,5 hmotnostních % sacharosy a 9,8 hmotnostních % volné vody a ručním mícháním s vytvořením suspenze. Polyakrylamid (ΡΆΜ-a, Mw = 15 000 000) se rozpustí ve vodě s vytvořením vodného roztoku PAM. Alikvót polymerního roztoku ve vodě se přidá do suspenze. Poté se voda v suspenzi odpaří do dosažení hmotnostního procentického podílu polyakrylamidu v konečné směsi 0,2 hmotnostních %.
Viskozita má smykovou viskozitu 0,65 Pa.s a viskozitu při protahování 1863,2 Pa.s při 700 s-1 a 90 °C.
Srovnávací vzorek lb
Srovnávací kompozice škrobu se připraví podle příkladu 1 s tím rozdílem, že se ke kompozici nepřidává žádný polyakrylamid. Kompozice má smykovou viskozitu 1,35 Pa.s a viskozitu při protahování 43,02 Pa.s při 700 s_1 a 90 °C. Příklad 1 a srovnávací příklad lb ukazují, že přídavek malého množství vysokomolekulárního polymeru snižuje mírně smykovou viskozitu a významně zvyšuje viskozitu při protahování .
• · • ·
Příklad 2
Kompozice zpracovatelná v tavenině podle tohoto vynálezu se připraví smísením 50 hmotnostních % škrobu (Crystal Gum), 30 hmotnostních % močoviny, 1,5 hmotnostních % sacharosy a 18,5 hmotnostních % volné vody a ručním mícháním s vytvořením suspenze. Polyakrylamid (Superfloc A-130, Mw = 12-14 000 000) se rozpustí ve vodě s vytvořením vodného roztoku PAM. K suspenzi se přidá alikvót vodného roztoku polymeru. Poté se voda v suspenzi odpaří do dosažení procentického podílu polyakrylamidu v konečném roztoku 0,003 hmotnostních %.
Kompozice má smykovou viskozitu 1,12 Pa.s a viskozitu při protahování 46,0 Pa.s při 700 s_x a 90°C.
Srovnávací vzorek 2b
Srovnávací škrobová kompozice se připraví podle příkladu 2 s tím rozdílem, že se do kompozice nepřidává žádný polyakrylamid. Kompozice má smykovou viskozitu 1,23 Pa.s a viskozitu při protahování 0,69 Pa.s při 700 s-3· a 90 °C. Příklad 2 a srovnávací příklad 2b ukazují, že přídavek malého množství vysokomolekulárního polymeru snižuje mírně smykovou viskozitu a významně zvyšuje viskozitu při protahování .
Příklad 3
Torsní rheometr s tryskou pro protlačování taveniny se používá pro zpracování kompozice z příkladu 1. Torsní rheometr je znázorněný na obr. 1. Soubor torsního rheometru 100 zahrnuje hnací jednotku 110 (Model Rheocord 90 dodávaný • · · · • · • · firmou Haake GmbH), válec 120 rozdělený do čtyř teplotních zón 122, 124, 126 a 128, plnicí vstup 121 a soubor zvlákňovací trysky 130. Ke hnací jednotce 110 se připojují dva šroubové elementy 160 (model TW100 od Haake GmbH) umístěné ve válci 120. Soubor protlačovací trysky 130 o šířce šest palců (15,24 mm) (od JM Laboratories, Dawsonville, GA) se připojuje ke konci válce čerpadlem 140. Souprava trysky má desku zvlákňovací trysky, která má 52 otvorů na jeden palec délky (na 2,54 cm) a otvor o průměru 0,015 (0,0381 cm) obklopený průchodem vzduchu 152 o šířce 0,5 mm (0,02), ze kterého dopadá proud vzduchu o vysoké rychlosti 150 na protlačované vlákno bezprostředně pod deskou zvlákňovací trysky. Tento proud vzduchu současně působí odfukování filamentů od zvlákňovací trysky a jejich zeslabování.
Kompozice se připraví (podle popisu v příkladu 1) smísením 45 hmotnostních % škrobu (Crystal Gum), 0,2 hmotnostních % polyakrylamidu (PAM-a), 40,5 hmotnostních % močoviny, 4,5 hmotnostních % sacharosy a 9,8 hmotnostních % vody. Směs se dodává působením vlastní tíhy plnicím vstupem 121 do torsního rheometru. Torsní rheometer a soubor trysky se nastaví následujícím způsobem:
Teplota válce
Zóna 122
Zóna 124
Zóna 126
Zóna 128
Frekvence otáčení
Teplota trysky
Teplota vzduchu
Tlak vzduchu
Frekvence otáčení čerpadla °C °C °C °C
100 min-1
126,7 °C
126,7 °C
241 kPa (35 psi) min-1 • · · · • · · f · ·»«· • · · · · · ····· ·
- 48 -::
Směs se dodává z protlačovacího zařízení čerpadlem do trysky taveniny. Výsledné zeslabené filamenty (nebo jemná vlákna) podle tohoto vynálezu mají průměry vláken od 8 do 40 /zm.
Je třeba si uvědomit, že hmotnostní % škrobu v kompozici zpracovatelné v tavenině zahrnuje hmotnost škrobu a hmotnost vázané vody (která je v průměru okolo 8 hmotnostních % škrobu). Je třeba chápat, že kompozice v připravené formě se užívají pro uniaxiální a biaxiální procesy protahování. Avšak většina vody se během procesu tavení ztrácí a výsledné škrobové vlákno, film nebo podobný produkt obsahuje málo volné vody nebo žádnou. Výsledný produkt obsahuje určité množství vázané vody (pravděpodobně absorpcí vlhkosti z okolního prostředí). Proto lze složení výsledného produktu vhodnějším způsobem vyjádřit na základě jeho tuhých složek počítaných na bázi suché tuhé látky. Například pro výpočet složení vlákna podle příkladu 3 na základě suché tuhé báze je třeba uvážit 9,8 hmotnostních % volné vody celkového složení a 8 hmotnostních % vázané vody ze škrobu a poté normalizovat zbývající obsah tuhé látky na 100 %. Složení vlákna příkladu 3 vztažené na suchou tuhou bázi tedy bude 47,8 hmotnostních % tuhého škrobu (bez vázané vody), 0,23 hmotnostních % polyakrylamidu, 46,8 hmotnostních % močoviny a 5,2 hmotnostních % sacharosy.
Příklad 4
Kompozice z příkladu 2 se protlačuje v tavenině do jemných vláken podle tohoto vynálezu. Obr. 3a je fotografie z elektronového skenovacího mikroskopu jemných vláken zhotovených z kompozice z příkladu 2 způsobem popsaným v příkladu • · 9 · • ·
s měřítkem 200 μτη. Obr. 3b je fotografie z elektronového skenovacího mikroskopu stejných škrobových vláken s měřítkem 200 μπ\. Oba obrázky ukazují, že škrobová vlákna z příkladu mají dostatečně konzistentní průměr vláken okolo 5 μτπ.
Příklad 5 g škrobu (Crystal Gum, Mw = 100 000) a 15 g volné vody se spolu smísí při teplotě 80 °C za ručního míchání tak dlouho, až je směs v podstatě homogenní nebo až gelatinizuje. Vysokomolekulární polymer (PAM-a, Mw = 15 000 000) se rozpustí ve volné vodě s vytvořením vodného roztoku PAM o známé koncentraci. Alikvót roztoku polymeru ve vodě se přidá ke směsi škrobu a vody tak, aby celková směs obsahovala 0,006 g PAM-a. Poté se celková směs zahřívá pro odpaření vody tak dlouho, až hmotnost konečné směsi (škrob, PAM-a a voda) činí 30 g. Tato směs subjektivně vykazuje vhodnou protažitelnost taveniny pro tažení vláken.
Příklad 6 až 8
Směsi škrobu (Crystal Gum), vysokomolekulárního polymeru a vody se připraví stejným způsobem jako v příkladu 5. Konečné kompozice těchto směsí shrnuje následující tabulka.
Molek.
Příklad Příklad Příklad hmotnost
7 8
Škrob Crystal Gum Polyakrylamid Superfloc A-130 PAM-b
Polyethylenimin
100 000
12-14 000 000
5-6 000 000
750 000 hm % 49,99 hni % 0,02 hm % hm %
49,99 46,92
0,02
6,17
Voda hm % 49,99 49,99 46,91
Kompozice podle tohoto vynálezu subjektivně vykazují vhodnou protažitelnost pro tažení vláken.
Příklady 9 až 11
Následující kompozice se připraví stejným způsobem jako v příkladu 1.
Molek. Příklad Příklad Příklad
| hmotnost | 9 | 10 | 11 | |||
| Škrob Crystal | Gum 100 000 | hm | O o | 41,54 | 20,77 | 20,77 |
| Nadex | 2 000 | hm | O O | 20,77 | ||
| Instant-n Oil | 800 000 | hm | Q, O | 20,77 | ||
| Polyakry1amid | 15 000 000 | hm | % | 0,08 | 0,08 | 0,08 |
| PAM-a | ||||||
| Močovina | hm | o, o | 6,23 | 6,23 | 6,23 | |
| Sacharosa | hm | o, O | 6,23 | 6,23 | 6,23 | |
| Pařez 631 NC | hm | o | 1, 04 | 1,04 | 1,04 | |
| Voda | hm | c. 0 | 44, 88 | 44,88 | 44,88 |
Očekává se, že tyto kompozice podle tohoto vynálezu mají vhodnou protažitelnost taveniny pro tažení vláken. Pokud se voda upraví na pH okolo 2, lze na základě zde popsaného způsobu zkoušení očekávat rozpustnost výsledných vláken ve vodě nižší než 30 %.
Příklad 12
Kompozice zpracovatelná v tavenině se připraví smísením 45 hmotnostních % škrobu (Crystal Gum), 0,2 hmotnostních % polyakrylamidu (PAM-a), 40,5 hmotnostních % močoviny, 4,5 hmotnostních % sacharosy a 9,8 hmotnostních % vody s vytvořením suspenze. Tato kompozice se protlačuje v tavenině do jemných vláken s použitím torsního rheometru, jak ukazuje obr. 1, způsobem popsaným v příkladu 3 s tím rozdílem, že se směs odměřuje do torsního rheometru. Torsní rheometr a soubor trysky se nastaví následujícím způsobem:
Teplota válce
Zóna 122
Zóna 124
Zóna 126
Zóna 128
Frekvence otáčení
Rychlost dodávky
Teplota trysky
Teplota vzduchu
Tlak vzduchu
Frekvence otáčení čerpadla °C °C °C °C
140 min'1 g/min
137,8 °C
137,8 °C
345 kPa (50 psi) min-1
Výsledné zeslabené filamenty (nebo jemná vlákna) podle tohoto vynálezu mají průměry vlákna v rozmezí od 10 do 30 μη. Vlákna se kladou působením vzduchu na papírenskou tvarovací tkaninu, jak se popisuje v US patentu č. 4 637 859 s použitím tkaniny podle US patentu č. 5 857 498, 5 672 248, 5 211 815 a 5 098 519, které se zde všechny zahrnují formou odkazu a také se považují za vhodné pro tento účel.
Příklad 13
Výsledná tkanina z procesu kladení vzduchem z příkla- 52 • « « ·
du 12 se testuje ohledně absorpce oleje. Kapka komerčně dostupného motorového oleje (SAE 20 podle označení Society of Automobile Engineers) se umístí na tkaninu a na komerční papírový ručník pro srovnání absorpce oleje. Tkanina vykazuje zlepšenou absorpci oleje oproti komerčnímu papírovému ručníku v následujících aspektech: (1) tkanina absorbuje olej rychleji než komerční papírový ručník, jak ukazuje zkrácení doby setrvání na povrchu tkaniny a (2) po 30 s má tkanina průměr skvrny zhruba 1,5 až 2krát větší než komerční papírový ručník.
Příklad 14
Tento příklad ukazuje, že se škrobová kompozice podle tohoto vynálezu může zabudovávat do stavebních materiálů, například do lisovaných desek. Kompozice zpracovatelná v tavenině se připraví smísením 60 hmotnostních % škrobu (Crystal Gum), 0,1 hmotnostního % polyakrylamidu (SP2), 2 hmotnostních % močoviny, 2 hmotnostních % sacharosy, 1,5 hmotnostního % Pařez 631 NC a 34,4 hmotnostních % vody (pH upraveno na 2 kyselinou sírovou) s vytvořením suspenze. Tato suspenze se dodává do torsního rheometru (Model Rheocord 90), který je znázorněný na obr. 2 a provozovaný za podmínek popsaných v příkladu 12 výše s tím rozdílem, že místo trysky pro spřádání taveniny se používá jednotlivá kapilární tryska (o průměru 1 mm při teplotě 90 °C). Protlačované vlákno se mísí s pilinami nebo hoblinami, dokud je vlhké a lepivé. Takto zpracovaná vlákna se lisují s vytvářením dřevitého materiálu. Tento materiál se suší při teplotě 40 °C v sušárně s nuceným oběhem vzduchu po dobu 2 h pro vypuzení zbývající vody ze škrobové kompozice. Konečným produktem je dřevitý materiál obsahující 47,8 hmotnostních % dřevěných pilin a 52,2 hmotnostních % sušené škrobové kompozice.
• ·
Příklad 15
Příprava škrobového roztoku
Roztok modifikovaného škrobu ve vodě se připraví smísením 275 g Purity Gum 59 (od National Starch Co., škrob z voskovité kukuřice o vážené střední molekulové hmotnosti snížené zhruba na 330 000 daltonů), 10 g bezvodého glycerolu, 0,5 g bezvodého síranu sodného a 214,5 g destilované vody. Tato směs se zahřívá na horké desce zhruba na 60 °C s ručním mícháním pro rozpuštění škrobu a poté se ponechá přes noc v termostatu při teplotě 70 °C.
Protlačování škrobových vláken z taveniny
Roztok škrobu se umístí do zásobníku, který má teplotu kontrolovanou ohřívací páskou tak, aby přetrvávala v rozmezí zhruba 48 až 92 °C (120 až 200 °F). Roztok se přepravuje ke vzduchové atomizační trysce výroby Spraying Systém (dále alternativně nazývané jako the nozzle nebo the die) a protlačuje se tryskou při průtoku 1,2 cm3/min a teplotě roztoku 50 °C. Vnitřní průměr trysky je 0,014 palců (0,36 mm).
Roztok při výstupu z trysky vytváří proud namířený směrem dolů. Uspořádání trysky umožňuje koncentrickou dodávku proudu vzduchu okolo roztoku, který vystupuje z trysky. Proud vzduchu vystupuje z mezery mezi vnějším průměrem trysky 1,27 mm a krytem dodávky vzduchu 4,5 mm. Kryt dodávky vzduchu je zásobován vlhkým vzduchem při tlaku 138 kPa. Vlhký vzduch se vytváří míšením vzduchu ze zahřívaného potrubí a zdroje páry 275 kPa pro získání žádané teploty a vlhkosti.
• ·*· *· ·· · · ··· · · · ··· • ···· · ···· · ·
- 54 - :: :·::::·::
Relativní průtoky a rychlosti se řídí tak, aby se dosáhlo vlhkostí 30 až 100 % a teplot 48 až 92 °C (120 až 200 °F). Vlhký vzduch dodávaný krytem dodávky vzduchu se zaměřuje směrem dolů pro zajištění tahové síly pro zeslabení.
Proud roztoku se poté suší vzduchem z páru vývodů. Pár obdélníkových vývodů o šířce 5,08 cm a výšce 0,127 cm dodává sušící vzduch. Vzduchové vývody jsou orientované tak, že šířka je kolmá na padající proud roztoku. Tyto dva vzduchové proudy jsou zaměřené dovnitř směrem k vláknu a dolů. Sušicí vývody přiléhají svým umístěním k trysce. Tyto dva vzduchové proudy protínají proud roztoku 5,08 cm pod špičkou trysky. Proud vzduchu je hnán z vedení tlakového vzduchu a prochází ohřívačem vzduchu. Ohřívač může zvyšovat teplotu až do 257 °c (500 °F), což napomáhá sušení. Vedení stlačeného vzduchu může dodávat až 1,136 m3/min při tlacích až 414 kPa.
Teplota zeslabovací vzduchu je 70 °C, relativní vlhkost zeslabovacího vzduchu je 90 %, průtok vzduchu je 0,255 m3/min. Teplota sušení je 200 °C a průtok sušicího vzduchu je zhruba 1,127 m3/min. Odebírá se škrobová tkanina. Mikrofotografie škrobové tkaniny ze skenovacího elektronového mikroskopu je na obr. 1. Na základě měření 40 vláken je střední průměr vlákna 7,8 gm se standardní odchylkou 2,5 /zrn. Průměry vlákna ve tkanině jsou v rozmezí od nejméně 4,4 μτη do nejvýše 16,6 gm. Kapilární číslo škrobového roztoku za těchto podmínek protlačování taveniny je podle výpočtu 7,7 na základě smykové viskozity 2,7 Pa.s a povrchového napětí 0,7 N/m. Zdánlivá viskozita protahování měřená pro semihyperbolickou kapilární trysku pro roztok škrobu při 50 °C je 400 Pa.s.
- 55 I když se výše znázorňují a popisují konkrétní ztělesnění tohoto vynálezu, je pro toho, kdo má zkušenost v oboru, zřejmé, že lze provést různé změny a modifikace bez odchylky od myšlenky a obsahu tohoto vynálezu.
Claims (18)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Kompozice obsahující škrob, vyznačuj ící se tím, že její viskozita při protahování je v rozmezí od zhruba 50 Pa.s do zhruba 20 000 Pa.s a že vykazuje kapilární číslo alespoň 1.
- 2. Kompozice podle nároku 1, vyznačuj ící se t í m, že tento škrob má molekulovou hmotnost v rozmezí od zhruba 1 000 do zhruba 2 000 000 a že podíl od zhruba 20 do zhruba 99 hmotnostních % tohoto škrobu je tvořen amylopektinem.
- 3. Kompozice podle nároku 2, vyznačuj ící se tím, že její kapilární číslo je od zhruba 1 do zhruba 100.
- 4. Kompozice podle nároku 3, vyznačuj ící se t í m, že obsahuje od zhruba 70 % do zhruba 95 % škrobu a od zhruba 5 % do zhruba 30 % aditiva a že má viskozitu při protahování v rozmezí od zhruba 100 Pa.s do zhruba15 000 Pa.s.
- 5. Kompozice podle nároku 4, vyznačuj ící se t í m, že se zpracovává při teplotě v rozmezí od zhruba 80 °C do zhruba 180 °C.
- 6. Kompozice podle nároku 3, vyznačuj ící se t í m, že obsahuje od zhruba 40 % do zhruba 70 % škrobu a od zhruba 30 % do zhruba 60 % aditiva a že má viskozitu při protahování v rozmezí od zhruba 100 Pa.s do zhruba 15 000 Pa.s.• ·
- 7. Kompozice podle nároku 6, vyznačuj lei se t i m, že se zpracovává při teplotě v rozmezí od zhruba 80 °C do zhruba 140 °C.
- 8. Kompozice podle nároku 6, vyznačuj ící se t í m, že má viskozitu při protahování v rozmezí od zhruba 200 Pa.s do zhruba 10 000 Pa.s a kapilární číslo v rozmezí od zhruba 3 do zhruba 50.
- 9. Kompozice podle nároku 8, vyznačuj ící se t í m, že má viskozitu při protahování v rozmezí od zhruba 300 Pa.s do zhruba 5 000 Pa.s a kapilární číslo v rozmezí od zhruba 5 do zhruba 30.
- 10. Kompozice podle nároku 9, vyznačuj í cí se t í m, že má Troutonův poměr měřený při 90 °C a 700 s-x v rozmezí od zhruba 3 do zhruba 10 000.
- 11. Kompozice podle nároku 10, vyznačuj ící se t í m, že vážená střední molekulová hmotnost škrobu je v rozmezí od zhruba 2 000 do zhruba 500 000.
- 12. Kompozice podle nároku 11, vyznačuj ící se t í m, že obsahuje od zhruba 45 % do zhruba 65 % škrobu a od zhruba 35 % do zhruba 55 % aditiva.
- 13. Kompozice podle nároku 12, vyznačuj ící se t í m, že toto aditivum zahrnuje vodu.
- 14. Kompozice podle nároku 13, vyznačuj ící se t í m, že dále obsahuje zhruba 0,001 až zhruba 10 hmotnostních % vysokomolekulárního polymeru, který je v podstatě kompatibilní se škrobem a jeho vážená střední moleku- lová hmotnost je alespoň 500 000.
- 15. Kompozice, vyznačující se tím, že se získává (1) přípravou směsi (a) zhruba 5 až zhruba 99,99 hmotnostních % škrobu, který má molekulovou hmotnost v rozmezí od zhruba 1 000 do zhruba 2 000 000 a (b) zhruba 0,001 až zhruba 95 hmotnostních % aditiva zvoleného ze skupiny zahrnující plastifikátory a ředidla a (2) průchodem této směsi tryskou pro získání materiálu zvoleného ze skupiny zahrnující vlákna, filamenty, pěny a filmy.
- 16. Vlákno nebo filament, vyznačuj ící se t í m, že obsahuje škrob, který má molekulovou hmotnost v rozmezí od zhruba 1 000 do zhruba 2 000 000 a ekvivalentní průměr tohoto škrobového vlákna nebo filamentů je menší než 25 pm..
- 17. Vlákno nebo filament podle nároku 16, vyznačující se tím, že velikost tohoto vlákna nebo filamentů je v rozmezí od zhruba 0,01 do zhruba 135 g/10 000 m délky (decitex).
- 18. Vlákno nebo filament podle nároku 16, vyznačující se tím, že střední ekvivalentní průměr vlákna či filamentů je menší než 15 pm.pyzooo-w-ffl-
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IBPCT/IB00/00234 | 2000-03-07 | ||
| PCT/IB2000/000233 WO2004074367A1 (en) | 1999-03-08 | 2000-03-07 | Melt processable starch compositions |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20004787A3 true CZ20004787A3 (cs) | 2002-03-13 |
Family
ID=11003889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20004787A CZ20004787A3 (cs) | 2000-03-07 | 2000-12-19 | ©krobové kompozice zpracovatelné v tavenivě |
Country Status (18)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1132427A1 (cs) |
| JP (1) | JP2001253972A (cs) |
| KR (1) | KR100536914B1 (cs) |
| CN (1) | CN1202165C (cs) |
| AR (1) | AR027041A1 (cs) |
| AU (1) | AU7220800A (cs) |
| BR (1) | BR0006810B1 (cs) |
| CA (1) | CA2331980C (cs) |
| CZ (1) | CZ20004787A3 (cs) |
| EG (1) | EG23091A (cs) |
| ID (1) | ID29643A (cs) |
| IL (1) | IL140291A0 (cs) |
| MX (1) | MXPA00012782A (cs) |
| NO (1) | NO20006373L (cs) |
| NZ (1) | NZ508819A (cs) |
| PL (1) | PL344658A1 (cs) |
| SK (1) | SK19652000A3 (cs) |
| ZA (1) | ZA200007424B (cs) |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6811740B2 (en) * | 2000-11-27 | 2004-11-02 | The Procter & Gamble Company | Process for making non-thermoplastic starch fibers |
| US20060134410A1 (en) | 2004-12-20 | 2006-06-22 | Mackey Larry N | Polymeric structures comprising an unsubstituted hydroxyl polymer and processes for making same |
| WO2006069120A2 (en) * | 2004-12-20 | 2006-06-29 | The Procter & Gamble Company | Polymeric structures comprising an hydroxyl polymer and processes for making same |
| US7572504B2 (en) | 2005-06-03 | 2009-08-11 | The Procter + Gamble Company | Fibrous structures comprising a polymer structure |
| US7772391B2 (en) | 2005-06-16 | 2010-08-10 | The Procter & Gamble Company | Ethersuccinylated hydroxyl polymers |
| US8921244B2 (en) * | 2005-08-22 | 2014-12-30 | The Procter & Gamble Company | Hydroxyl polymer fiber fibrous structures and processes for making same |
| US8178479B2 (en) | 2006-05-09 | 2012-05-15 | Interfacial Solutions Ip, Llc | Compatibilized polymer processing additives |
| JP2007308637A (ja) * | 2006-05-19 | 2007-11-29 | Kagoshima Univ | 生分解性材料及びその製造方法 |
| US10024000B2 (en) | 2007-07-17 | 2018-07-17 | The Procter & Gamble Company | Fibrous structures and methods for making same |
| US8852474B2 (en) | 2007-07-17 | 2014-10-07 | The Procter & Gamble Company | Process for making fibrous structures |
| US7972986B2 (en) | 2007-07-17 | 2011-07-05 | The Procter & Gamble Company | Fibrous structures and methods for making same |
| CA2779611C (en) | 2009-11-02 | 2021-11-23 | The Procter & Gamble Company | Calendered fibrous structure ply with pore volume distribution |
| WO2011053956A1 (en) | 2009-11-02 | 2011-05-05 | The Procter & Gamble Company | Fibrous elements and fibrous structures employing same |
| FR2959518A1 (fr) | 2010-03-31 | 2011-11-04 | Procter & Gamble | Structures fibreuses et leurs procedes de preparation |
| CN102070795B (zh) * | 2011-01-05 | 2012-11-14 | 金发科技股份有限公司 | 一种生物降解组合物及其制备方法和应用 |
| US9327438B2 (en) * | 2011-12-20 | 2016-05-03 | Kimberly-Clark Worldwide, Inc. | Method for forming a thermoplastic composition that contains a plasticized starch polymer |
| US8871017B2 (en) * | 2012-04-13 | 2014-10-28 | Hasbro, Inc. | Modeling compound |
| US9546296B2 (en) | 2014-12-15 | 2017-01-17 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Coating compositions, coatings and methods for sound and vibration damping and water resistance |
| US10100216B2 (en) | 2014-12-15 | 2018-10-16 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Coating compositions, coatings and methods for sound and vibration damping and water resistance |
| WO2016137751A1 (en) | 2015-02-24 | 2016-09-01 | The Procter & Gamble Company | Process for molecular weight reduction of ethersuccinylated polysaccharides |
| CN107815126A (zh) * | 2017-11-10 | 2018-03-20 | 西达（无锡）生物科技有限公司 | 一种变性淀粉及其制备方法和应用 |
| RU2714887C1 (ru) * | 2018-11-22 | 2020-02-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет пищевых производств" | Биологически разрушаемая полимерная композиция |
| WO2021117937A1 (ko) * | 2019-12-12 | 2021-06-17 | 이문희 | 아밀로펙틴을 포함하는 생분해성 고분자 조성물 및 그의 제조방법 |
| CN118952032B (zh) * | 2024-09-20 | 2025-05-30 | 彤程电子材料(常州)有限公司 | 一种复合抛光垫及其制备方法和应用 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04146217A (ja) * | 1990-10-02 | 1992-05-20 | Toray Ind Inc | 生分解性繊維 |
| DE4122212C2 (de) * | 1991-07-04 | 1994-06-16 | Inventa Ag | Thermoplastisch verarbeitbare Masse aus Stärke und Acrylatcopolymeren |
| DE4136694C2 (de) * | 1991-11-07 | 1996-10-10 | Inventa Ag | Stärkefaser oder Stärke-modifizierte Faser, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung |
| JPH06269239A (ja) * | 1993-03-22 | 1994-09-27 | Toray Ind Inc | 釣 糸 |
| JPH0941224A (ja) * | 1995-08-01 | 1997-02-10 | Tokushu Paper Mfg Co Ltd | 微細粒子複合化デンプン繊維の製造方法 |
| NZ503231A (en) * | 1999-03-08 | 2001-09-28 | Humatro Corp | Absorbent, flexible structure comprising pseudo-thermoplastic starch fibers, plasticizer (such as sorbitol, PVA) |
-
2000
- 2000-03-07 MX MXPA00012782A patent/MXPA00012782A/es active IP Right Grant
- 2000-04-05 ZA ZA200007424A patent/ZA200007424B/xx unknown
- 2000-12-12 NZ NZ508819A patent/NZ508819A/en unknown
- 2000-12-13 IL IL14029100A patent/IL140291A0/xx unknown
- 2000-12-13 AU AU72208/00A patent/AU7220800A/en not_active Abandoned
- 2000-12-14 NO NO20006373A patent/NO20006373L/no not_active Application Discontinuation
- 2000-12-19 PL PL00344658A patent/PL344658A1/xx not_active Application Discontinuation
- 2000-12-19 EG EG20001563A patent/EG23091A/xx active
- 2000-12-19 EP EP00127811A patent/EP1132427A1/en not_active Ceased
- 2000-12-19 CZ CZ20004787A patent/CZ20004787A3/cs unknown
- 2000-12-19 SK SK1965-2000A patent/SK19652000A3/sk unknown
- 2000-12-20 BR BRPI0006810-1A patent/BR0006810B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2000-12-20 CA CA002331980A patent/CA2331980C/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-12-20 ID IDP20001118D patent/ID29643A/id unknown
- 2000-12-20 KR KR10-2000-0079065A patent/KR100536914B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 2000-12-20 CN CNB001380591A patent/CN1202165C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2000-12-20 JP JP2000387418A patent/JP2001253972A/ja active Pending
- 2000-12-21 AR ARP000106801A patent/AR027041A1/es unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AR027041A1 (es) | 2003-03-12 |
| CA2331980A1 (en) | 2001-09-07 |
| BR0006810A (pt) | 2001-12-04 |
| PL344658A1 (en) | 2001-09-10 |
| EG23091A (en) | 2004-03-31 |
| KR20010088303A (en) | 2001-09-26 |
| NO20006373L (no) | 2001-09-10 |
| JP2001253972A (ja) | 2001-09-18 |
| IL140291A0 (en) | 2002-02-10 |
| MXPA00012782A (es) | 2005-05-12 |
| ZA200007424B (en) | 2002-06-28 |
| NO20006373D0 (no) | 2000-12-14 |
| EP1132427A1 (en) | 2001-09-12 |
| AU7220800A (en) | 2001-09-13 |
| SK19652000A3 (sk) | 2001-11-06 |
| CN1202165C (zh) | 2005-05-18 |
| CN1312315A (zh) | 2001-09-12 |
| CA2331980C (en) | 2007-03-20 |
| KR100536914B1 (ko) | 2005-12-16 |
| NZ508819A (en) | 2002-04-26 |
| ID29643A (id) | 2001-09-13 |
| BR0006810B1 (pt) | 2010-11-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5031678B2 (ja) | 溶融加工性デンプン組成物 | |
| US7041369B1 (en) | Melt processable starch composition | |
| CZ20004787A3 (cs) | ©krobové kompozice zpracovatelné v tavenivě | |
| AU2003201370B8 (en) | Melt Processable Starch Compositions | |
| HK1037656A (en) | Melt processable starch compositions | |
| CZ2000829A3 (cs) | Škrobové kompozice zpracovatelné v tavenině | |
| CZ2000830A3 (cs) | Absorpční ohebná struktura obsahující škrobová vlákna |