CZ302008B6 - Biodegradovatelná polymerní smes, její použití a zpusob její výroby - Google Patents

Biodegradovatelná polymerní smes, její použití a zpusob její výroby Download PDF

Info

Publication number
CZ302008B6
CZ302008B6 CZ20011990A CZ20011990A CZ302008B6 CZ 302008 B6 CZ302008 B6 CZ 302008B6 CZ 20011990 A CZ20011990 A CZ 20011990A CZ 20011990 A CZ20011990 A CZ 20011990A CZ 302008 B6 CZ302008 B6 CZ 302008B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
starch
mixture
water
film
weight
Prior art date
Application number
CZ20011990A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ20011990A3 (cs
Inventor
Yu@Long
Bruce Yeo Christie@Gregor
Coombs@Stephen
Original Assignee
Plantic Technologies Limited
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from AUPP7702A external-priority patent/AUPP770298A0/en
Priority claimed from AUPP7697A external-priority patent/AUPP769798A0/en
Priority claimed from AUPP7696A external-priority patent/AUPP769698A0/en
Priority claimed from AUPQ1847A external-priority patent/AUPQ184799A0/en
Application filed by Plantic Technologies Limited filed Critical Plantic Technologies Limited
Publication of CZ20011990A3 publication Critical patent/CZ20011990A3/cs
Publication of CZ302008B6 publication Critical patent/CZ302008B6/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L3/00Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08L3/02Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L3/00Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08L3/14Amylose derivatives; Amylopectin derivatives
    • C08L3/18Ethers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/0008Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/0016Plasticisers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/05Alcohols; Metal alcoholates
    • C08K5/053Polyhydroxylic alcohols
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/09Carboxylic acids; Metal salts thereof; Anhydrides thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L29/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical; Compositions of hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L29/02Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
    • C08L29/04Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L3/00Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08L3/04Starch derivatives, e.g. crosslinked derivatives
    • C08L3/06Esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L3/00Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08L3/04Starch derivatives, e.g. crosslinked derivatives
    • C08L3/08Ethers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00Properties
    • C08L2201/06Biodegradable
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2203/00Applications
    • C08L2203/16Applications used for films
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2666/00Composition of polymers characterized by a further compound in the blend, being organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials, non-macromolecular organic substances, inorganic substances or characterized by their function in the composition
    • C08L2666/02Organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02W90/10Bio-packaging, e.g. packing containers made from renewable resources or bio-plastics

Abstract

Vynález se týká biodegradovatelné polymerní smesi, která obsahuje a) od 8 do 80 % hmotn. škrobu modifikovaného tak, aby obsahoval skupinu hydroxyalkyl C.sub.2-6.n. nebo modifikovaného reakcí s anhydridem dikarboxylové kyseliny, b) od 4 do 11 % hmotn. vodorozpustného polymeru vybraného ze skupiny polyvinylacetát a polyvinylalkohol, c) prídavnou vodu v množství od 0 do 12 % hmotn. celkové smesi, d) od 0 do 12 % hmotn. polyolového plastifikátoru, s výhodou glycerolu, e) od 0,1 do 1,5 % hmotn. mastné kyseliny C.sub.12-22.n. nebo její soli, s výhodou kyseliny stearové a f) prírodní škrob, který dorovnává bilanci. Dále se vynález týká i použití biodegradovatelné polymerní smesi, a to pro tuhé fólie nebo ohebné filmy k použití pri balení potravin. Vynález se dále týká i zpusobu tvorby této smesi.

Description

Oblast techniky
Tento vynález se týká zlepšení v oblasti produktů z biodegradovatelných polymerů, konkrétně polymerů na bázi Škrobu. Konkrétně se vynález týká biodegradovatelné polymemí směsi, jejího použití a způsobu její tvorby.
Dosavadní stav techniky
Zvyšuje se poptávka po mnoha plastických produktech používaných na balení, které by byly biodegradovatelné. Tácky v obalech na sušenky a Čokoládu jsou jedním z příkladů. Škrobové filmy jsou již nějaký čas předkládány jako biodegradovatelné alternativy. USA patent 3 949 145 navrhl směs škrob/polyvinylalkohol/glycerol pro využití jako biodegradovatelná zemědělská mulčovací fólie.
Na potíže se naráželo při výrobě polymerů na bázi Škrobu, konkrétně při protlačování horké tave20 niny. Molekulární struktura škrobu je nepříznivě ovlivněna smykovým napětím a teplotními podmínkami potřebnými k plastifikaci Škrobu a jeho protlačení skrz průtlačnici. U většiny produktů je nutné předejít pěnění, a to obecně vyžaduje pozornost kvůli obsahu vody ve Škrobu. Pěnění bylo zabraňováno odplyňováním taveniny před opuštěním lisovnice, jak je navrženo v USA patentech 5 314 754 a 5 316 578. Druhý patent také zabraňuje přidávání vody do škrobu. Jak je vysvětleno v USA patentu 5 569 692, nesušením škrobu a předcházením přidání vody, Škrob může být zpracován při teplotách mezi 120 °C a 170 °C, protože voda vázaná ve škrobu nevytváří takovou tenzi par, aby bylo zapotřebí vysokých tlaků. Dalším posunem ke zlepšení zpracovatelnosti taveniny škrobu je, že je poskytnuta přídavná látka, jako v USA patentu 5 362 777, která snižuje bod tání škrobu. Přídavná látka je vybrána z dimethylsulfoxidu, vybraných polyolú a amino- nebo amidových sloučenin.
Za účelem produkce Škrobových polymerů pro konkrétní aplikace se tyto polymery mísily s řadou dalších polymerů. Biodegradovatelné vyfukované filmy jsou popsány v USA patentu 5 322 866, který mísí surový škrob, polyvinylalkohol a talek s glycerolem a vodou. USA patent
5 449 708 popisuje směsi škrobu, ethylenu, akrylové kyseliny a soli stearové kyseliny a lubrikantu na bázi glycerolu. Pružné a čiré průhledné fólie jsou popsány v USA patentu 5 374 304. Jsou složeny ze škrobu s vysokým obsahem amylosy a glycerolového plastifikátoru. Též bylo navrženo použití škrobu ve spojení se škrobem s vysokým obsahem amylosy nebo s modifikovaným Škrobem. USA patenty 5 314 754 a 5 316 578 navrhují použití modifikovaných škrobů včetně
Škrobů substituovaných hydroxypropylem. Hydroxypropylace údajně zvyšuje tažnost a sílu v roztržení a zlepšenou pružnost v polymeru. Ačkoli se uznává účinnost těchto speciálních a modifikovaných Škrobů, jejich cena brzdí komerční přijatelnost produktů, které jsou z nich vyráběny.
Předmětem tohoto vynálezu je poskytnout biodegradovatelný polymer, který může být zpracován a za tepla formován do fólií a tvarovaných produktů bez obtíží, a který má přijatelné vlastnosti pro jeho zamýšlené využití.
Podstata vynálezu
Tento vynález předkládá způsob tvorby biodegradovatelných polymerů, který zahrnuje tyto kroky
- 1 CZ 302008 B6
a) výrobu směsi škrobu, modifikovaného škrobu, vodorozpustného polymeru nebo kopolymeru obsahujícího vinylalkoholové jednotky, až 20 % přídavné vody a/nebo polyolového plastifikátoru a 1,4 až 1,5 % hmotn. mastné kyseliny Cj2-22 nebo její soli,
b) zpracování směsi a tvorbu taveniny o teplotě mezi 130°Caž 160 °C
c) snížení teploty a další zpracování směsi a vytlačení směsi nebo vstříknutí směsi do formy při teplotě 85 °C až 105 °C bez potřeby odstranění vody.
Způsob umožňuje, aby směsi na bázi škrobu byly vytlačeny bez pěnění. Není nutné odvětrávat vytlaČovací lis kvůli odstranění vody před tím, než směs opustí protlačovací lisovnici. Použitím tohoto způsobu lze vyrobit pevné fólie i ohebné filmy na bázi škrobu. Teplota vzniku pěny ve směsi je zvýšena nad teplotu, při kteréje tavenina nejplastičtější a při níž je vytlačována.
Z jiného hlediska tento vynález předkládá biodegradovatelný polymer mající složení
a) od 8 do 80 % hmotn. škrobu modifikovaného tak, aby obsahoval skupinu hydroxyalkyl C2-0, nebo modifikovaného reakcí s anhydridem dikarboxylové kyseliny,
b) od 4 do 11 % hmotn. vodorozpustného polymeru vybraného z polyvinylacetátu a polyvinylalkoholu,
c) přídavnou vodu v množství od 0 do 12 % hmotn. celkové směsi,
d) od 0 do 12 % hmotn. polyolového pláštifikátoru,
e) od 0,1 do 1,5 % hmotn. mastné kyseliny C12-22 nebo její soli a
f) přírodní škrob, kteiý dorovnává bilanci.
Definované směsi obsahují složení vhodná pro tvarování filmů nebo formování tuhých produktů za tepla, jako jsou balicí tácky. Zpracování popsaných směsí je jednodušší, protože mohou být vytlačovány do filmu nebo fólie, aniž by docházelo k pěnění. Vytlačená fólie může být za tepla formována do tvarovaných tácků nebo nádob a použity jako biodegradovatelné obaly. U těchto složení není obvykle nutná ventilace vytlačovaclho lisu kvůli odstranění vody před tím, než směs opustí průtlačnici.
Homí mez množství modifikovaného škrobu je dána jeho cenou. Tato složka přispívá k strukturním výhodám výsledného materiálu. Výhodnou složkou je hydroxypropylovaná amylosa. Ostatní substituenty mohou být hydroxyethyl nebo hydroxybutyl, které mají vytvořit substituce hydroxyetheru, nebo anhydridy, jako jsou anhydrid kyseliny maleinové, fialové, oktenyljantarové, mohou být použity k výrobě esterických derivátů. Stupeň substituce (průměrné množství hydroxylových skupin v jednotce, které jsou substituovány) je s výhodou 0,05 až 2. Výhodným škrobem je kukuřičný škrob s vysokým obsahem amylosy. Výhodnou složkou je hydroxypropylovaný škrob A939 s vysokým obsahem amylosy prodávaný Goodman Fielderem. Výhodným koncentračním rozmezím, které vyhovuje cenovým parametrům pro tácky na sušenky, je 12 až 24 %.
Další škrobovou složkou je jakýkoliv komerčně dostupný škrob. Ten může být získán z pšenice, kukuřice, brambor, rýže, ovsa, maranty třtinové a hrachu.
Obsah vody je obvykle asi 10 až 15 %. Výhodné koncentrační rozmezí škrobu je 50 až 70 %.
Složka polymeru c) sloučeniny je s výhodou kompatibilní se škrobem, vodorozpustná, biodegradovatelná a má nízký bod tání kompatibilní s teplotou škrobu při zpracování. Výhodným polymerem je polyvinylalkohol, ale mohou být použity i polymery ethylenvínylalkoholu, ethylenvinyl. 7.
acetátu nebo směsi s polyvinylalkoholem. Výhodné koncentrační rozmezí pro materiál na fólie je 7až9%.
Výhodným plastifikátorem je glycerol, ačkoliv ethylenglykol a diethylenglykol jsou také vhodné, stejně tak jako sorbitol. Cena a kontakt s potravinou jsou důležitou otázkou ve výběru vhodného plastifikátoru. Bylo zjištěno, že pro prostředí s nízkou vlhkostí, jako jsou obaly sušenek, zlepšuje nižší obsah plastifikátoru tuhost a dlouhodobou pružnost materiálu. To je částečně způsobeno vlastnostmi ether-škrobové složky a faktem, že při nízkém obsahu vlhkosti má plastifíkátor, např. glycerol, tendenci odstraňovat vodu ze škrobového polymeru a činí jej křehčím. Je možné zpracovat směs bez použití plastifikátoru, vytvarovaný tuhý polymer je pak pružný a má dobrou nárazuvzdomost při nízkém obsahu vlhkosti. Pokud je obsah plastifikátoru nízký, přidává se pro zlepšení výroby přídavná voda. Obsah plastifikátoru je tedy s výhodou 0 až 12 % a obsah vody 12 až 0 %. Pro výrobu filmu je výhodný vyšší obsah plastifikátoru než pro pevné fólie. Vyšší koncentrace plastifikátoru zlepšují ohebnost a pro ohebné obalové filmy nebo mulčovací filmy je výhodný jeho obsah 10 až 16 %. Obsah mastné kyseliny nebo soli mastné kyseliny je s výhodou 0,6 až 1 %. Výhodnou složkou je kyselina stearová. Mohou být také použity sodíkové a draslíkové soli stearové kyseliny. Cena může být opět faktorem pro výběr této složky, ale laurová, myristová (tetradekanová), palmitová, linoleová a behenová (dokosanová) kyselina jsou rovněž vyhovující. Je zjištěno, že kyselina má sklon hromadit se v blízkosti povrchu směsi, když je směs vytlačována.
Výrobní podmínky záleží na složení a požadovaných vlastnostech produktu, který má být vyroben. Materiály musí být ve vytlaěovacím lisu zahřátý nad 140 °C, aby škroby plně želatinovaly. Teplota lisovnice musí být udržována pod 110 °C, aby se zabránilo pěnění.
Výhodný způsob provedení vynálezu zahrnuje smísení škrobu, modifikovaného škrobu, vinylalkoholového polymeru jako maziva a složek mastných kyselin na volně tekoucí prášek. Přípravné míšení může být provedeno v jakémkoli běžném mixeru. Prášek je poté převeden do šnekového vytlačovacího lisu a je vystaven vyšší teplotě střihovým účinkem šneku a použitím vnějšího ohřívadla, které ohřívá buben. Teplota je zvýšena na maximum mezi 130 °C až 160 °C. Jakékoli kapalné složky včetně přídavné vody jsou přidány během této počáteční fáze. Vytvořená taven ina je popoháněna k lisovnici a při pohybu vpřed je teplota snižována na hodnotu mezi 85 °C a 105 °C.
Typické protlačování tuhých produktů má následující parametry:
Teplotní profil °C: 60, 70, 90, 110, 130, 145, 130, 120, 110
Rychlost šneku: 120ot./min
Tlak v lisovnici: 9,65 MPa
Ohebný film může být formován jednoduchým vytlačováním z prů tlač nice na formování fólií a následným zvýšením rychlosti sběrného válce, čímž se dosáhne snížení tloušťky potřebné pro ohebný film. Ochlazování filmu mezi lisovnici a sběrným válcem je obyčejně potřebné k zajištění toho, aby se film nelepil k válci. Odvlhčený vzduch ke chlazení filmu také přispívá k odstraňování přebytku vlhkosti z povrchu filmu. Jestliže je film formován metodou vyfukovací trubice, je k vyfukování filmu používán odvlhčený vzduch, jakmile film opouští lisovnici. Také talek může být rozprašován v proudu vzduchu, aby se zabránilo zablokování filmu.
-3CZ 302008 B6
Příklady provedení vynálezu
Příklady 1 až 14
Tácky na sušenky byly vyrobeny vytlačením fólie a následným formováním tácků za tepla v horkém lisu. Byl použit dvoušnekový vytlaČovací lis s rychlostí šneku 130ot./min. Teplotní profil bubnu byl 95 [lisovnicej, 95 [adaptér], 95, 95, 95, 95, 100, 130, 140, 150, 140, 110, 90, 60.
io Postup zabránil pěnění v lisovnici a nevyžadoval větrání bubnu pro odstranění vlhkosti.
Složení a počáteční pozorování vlastností tácků jsou uvedeny v tabulce 1.
Detailnější testy byly provedeny na fóliích vyrobených podle příkladů 9 až 14 a tyto výsledky 15 jsou uvedeny v tabulkách 2,3 a 4.
TABULKA 1 - Kompozice materiálů z Příkladů 1 až 14, přičemž jednotlivá množství jsou uvedeny v % hmotn.
Příklad A939 [hydroxy- propylovaná amylosa] Pšeničný škrob PVOH Glycerol Kyselina stearová Poznámky
1 srovnávací 37.46 37,46 8,1 14,29 0,84 Obsahuje 4,02 % talku Žádná pěna, docela ohebný, velice pevný
2 srovnávací 33,51 33,51 7,46 21,05 0,75 Obsahuje 3,72 % CaCO3 Žádná pěna, pružný, křehký
3 srovnávací 34,42 34,42 7,66 18,92 0,77 Obsahuje 3,81 % CaCO3 Mírná pěna, pružný, pevný
4 srovnávací 35,38 35,38 7,88 18,67 0,79 Obsahuje 3,92 % CaCO3 Mírná pěna, pružný, pevný
5 srovnávací 37,34 37,34 7,87 16,67 0,78 Žádná pěna, pružný, pevný
6 srovnávací 38,41 38,41 8.08 14,29 Q.81 Žádná pěna, pružný, pevný
7 39,71 39,71 8,03 11,76 0,79 Žádná pěna, pružný, velice pevný
8 38,03 38,03 7,69 11,27 0,76 Obsahuje 4,23 % vody Žádná pěna, pružný, docela pevný
9 srovnávací 81 0 6 10,2 0,8
10 65 16 8 10,2 0,8
11 57 24 8 10,2 0,8
12 24 57 8 10,2 0,8
13 16 65 8 10,2 0,8
14 srovnávací 0 81 8 10,2 0,8
-4CZ 302008 B6
TABULKA 2 - Výsledky Youngova modulu pro Příklady 9 až 14 v MPa.
Přiklad Výchoz! stav 24 hodin 1 týden
9 (srovnávací) 942,591 355,992 395,783
10 743,174 611,025 459,516
11 729,490 578,648 567,977
12 905.406 609,926 600,324
13 1079,915 519,888 688,400
14 (srovnávací) 1155,357 797,400 749,355
TABULKA 3 - tlak při 0,2% odchylce průtažnosti pro Příklady 9 až 14 v MPa.
Přiklad Výchozí stav 24 hodin 1 týden
9 (srovnávací) 9,522 2,189 3,413
10 6,016 4,144 3,078
11 7,313 3,823 4,102
12 7,929 3,814 5,695
13 12,624 5,178 6,263
14 (srovnávací) 14,175 6,884 6,565
TABULKA 4 - % napětí při bodu lomu pro Příklady 9 až 14.
Přiklad Výchozí stav 24 hodin 1 týden
9 (srovnávací) 56,969 82,532 78,304
10 49,845 43,613 41,588
11 56,550 56,166 37,591
12 19,188 47,033 21,798
13 17,899 40,952 21,165
14 (srovnávací) 8,552 27,661 16,145
Z výše uvedených testů a příkladů a na základě zvážení nákladů je vhodné složení pro použití k výrobě tácků na sušenky uvedeno v následující Tabulce 5:
TABULKA 5
A939 [hydroxypropylovaná amyfosa] Pšeničný škrob PVOH I Glycerol Kyselina stearová
15 (srovnávací) 65,2 8 11 θιθ
Tácky jsou biodegradovatelné a mají silové a ohebné vlastnosti srovnatelné s nebiodegradovatel25 nými materiály, které jsou v současné době používány. Náklady na výrobu jsou také srovnatelné.
-5CZ 302008 B6
Příklady 15 až 22
Účinek obsahu kyseliny stearové na směs byl testován při použití tohoto složení:
Pšeničný škrob 36 %
Modifikovaná amylosa A939 36 %
Polyvinylalkohol 8 %
Glycerol 10%
Voda 10 %
Směs byla zpracována při rychlosti podávání 1,5 (6 kg/hod) a rychlosti šneku 100 ot./min a teplotním profilu 70,90, 100, 130, 140, 140, 130, 115, 110, 110, 110 [lisovnice]
ΤλΠΙΠ TZ A S l ADULIVA U
Příklad Obsah kyseliny stearová [%] Točivý moment r%i Hmotnost [fl/mln] Kvalita fólie [pozorování]
15 (srovnávací) 0,0 57 101 Drsný povrch
16 0,4 51 100 Pěkná fólie
17 0,8 44 106 Pěkná fólie
18 1,2 39 114 Pěkná fólie
19 (srovnávací) 2 38 106 Fólie s několika dírami
20 (srovnávací) 3 38 106 Fólie s dírami
21 (srovnávací) 4 35 101 Fólie s mnoha dírami
22 (srovnávací) 5 34 102 Fólie s mnoha dírami
Výsledky ukazují, že točivý moment se snižuje se zvyšováním obsahu kyseliny stearové. Hmotnost vycházející hmoty je nejvyšší při obsahu stearové kyseliny 1,2 g, výhodné rozmezí stearové kyseliny je 0,4 až 1,5 %.
Příklady 23 až 26
Následující čtyři složení byla také shledána vhodnými pro použití při formování obalových tácků pro potraviny jako jsou čokolády a sušenky.
I
TABULKA 7 - množství jednotlivých látek jsou uvedena v % hmotn.
Látky Příklad 23 Příklad 24 Přiklad 25 Přiklad 25
A939 39,5 39,5 79 79
Pšeničný škrob 39,5 39,5 0 0
PVOH 8 8 8 8
Kyselina stearová 1 1 1 1
Glycerol 6 3 6 3
Voda 8 10 8 10
-6CZ 302008 Bó
Příklad 27
Složení uvedená v tabulce 8 byla připravena za účelem vyhodnocení jejich vlastnosti při podmín5 kách nízké a vysoké vlhkosti a za účelem vyhodnocení vlastností plastifikátoru při těchto podmínkách:
TABULKA 8
Látky A939 [%] PVOH I%1 Kyselina stearová t%l Voda I%1 Glycerol [%1
A 79,5 7,95 0,8 0 11,75
B 78,31 7,84 0,8 4,35 8,7
C 78,31 7.84 0,8 7,25 5,8
D 78,31 7,84 0,8 10,15 2,9
E 79,5 7,95 _ 11,75 0
Tabulka 9 znázorňuje pevnostní vlastnosti při 65% relativní vlhkosti a tabulka 10 znázorňuje tyto vlastnosti pří 15% relativní vlhkosti pro tato složení:
TABULKA 9 - 65% relativní vlhkost
Složeni Modul [MPa] Maz průtažnoetl IMPa] Protaženi I%]
A 547 3,2 118
B 774 7,1 78
C 1080 14 65
D 1558 18 40
E 1832 27 28
TABULKA 10- 15% relativní vlhkost
Složeni Modul IMPa] Mez průtažnoati [MPa] Protaženi _
A 1750 27 20
B 1916 33 26
C 2035 33 23
D 2447 36 24
E 2696 41 23
Tabulky 9 a 10 ukazují, že při vysoké nebo střední relativní vlhkosti glycerol, jak bylo změřeno protažením, zlepšuje tuhost. Při nízké relativní vlhkosti glycerol absorbuje vodu ze škrobu v polymeru a to snižuje tuhost.
Příklad 28
Byla připravena dvě složení, kde jedno bylo stejné jako složení E z příkladu 27 a druhé bylo stejné stím rozdílem, že 50% A939 bylo nahrazeno pšeničným škrobem. Obě složení byla zpracována a vytlačena jako fólie a potom za tepla zformována do tácků na sušenky. Tácky byly použity pro zkoušky s výrobky, kdy sušenky byly umístěny na tácky, zabaleny a na tři měsíce uskladněny. Vlastnosti a vzhled tácků byly přijatelné a stejně dobré jako u běžných nebiodegradovatelných tácků. Významná výhoda tácků vyrobených s těmito dvěma složeními je, že se
-7CZ 302008 B6 mnohem lépe likvidují. Běžné tácky se spotřebitelům špatně stlačují a jejich objem nemůže být významně zmenšen, ale jednoduchým smočením těchto tácků pod kohoutkem mohou být tyto tácky zmačkány v roce do malých kuliček na vyhození.
Průmyslová využitelnost
Z výše uvedeného popisu a příkladů je vidět, že tento vynález poskytuje biodegradovatelný Škrobový polymer, který je cenově i vlastnostmi srovnatelný s běžnými nebiodegradovatelnými poly10 mery. Proto balení výrobků jako jsou sušenky a čokolády do pevných tepelně formovaných tácků může být stejně reprezentativní a zajímavé a navíc přinášející prospěch, protože je šetrné k životnímu prostředí. Podobně může být atraktivní i biodegradovatelné balení výrobků jako je chléb do pružných balicích filmů.

Claims (11)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Biodegradovatelná polymemí směs, vyznačující se tím, že obsahuje:
    a) od 8 do 80 % hmotn, škrobu modifikovaného tak, aby obsahoval skupinu hydroxyalkyl C2_ó, nebo modifikovaný reakcí s anhydridem dikarboxylové kyseliny;
    b) od 4 do 11 % hmotn. vodorozpustného polymeru vybraného z polyvinylacetátu a polyvinylalkoholu;
    c) přídavnou vodu v množství od 0 do 12 % hmotn. celkové směsi;
    30 d) od 0 do 12 % hmotn. polyolového plastifikátoru;
    e) od 0,1 do 1,5 % hmotn. mastné kyseliny C12-22 nebo její soli; a
    f) přírodní Škrob, který dorovnává bilanci.
  2. 2. Směs podle nároku l, vyznačující se tím, že složkou e) je stearová kyselina.
  3. 3. Směs podle nároku 1 nebo nároku 2, vyznačující se tím, že složkou b) je polyvinylalkohol.
  4. 4. Směs podle nároku 1, vyznačující se tím, že polyolovým plastifikátorem je
    40 glycerol. 1
  5. 5. Směs podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsah polyolového plastifikátoru je nulový a obsah přídavné vody je od 10 do 12 % hmotn.
    45
  6. 6. Použití směsi podle jednoho z nároků 1 až 5 pro výrobu nádoby.
  7. 7. Použití směsi podle jednoho z nároků 1 až 5 pro výrobu filmu.
  8. 8. Použití směsi podle jednoho z nároků 1 až 5 pro výrobu tácku.
  9. 9. Způsob tvorby biodegradovatelné polymemí směsi podle nároku 1, vyznačující se tím, že zahrnuje kroky:
    -8CZ 302008 B6
    a) tvorbu směsi škrobu, modifikovaného škrobu, vodorozpustného polymeru vybraného z polyvinylacetátu a polyvinylalkoholu, až 20 % přídavné vody a/nebo polyolového plastifikátoru, 0,4 až 1,5 % hmotn. mastné kyseliny C12-22 nebo její soli;
    5 b) zpracování směsi a tvorbu taveniny v rozmezí teplot 130 °C až 160 °C; a
    c) snížení teploty a další zpracování směsi a následné vytlačení směsi nebo vstřiknutí směsi do formy nebo do filmu při teplotě 85 °C až 105 °C bez potřeby odstranění vody.
    io
  10. 10. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, žev kroku c) je směs vytlačována do filmu a následně za tepla formována do nádoby.
  11. 11. Způsob podle nároku 9, vyznačující se tím, že v kroku c) je směs vytlačována do filmu a následně za tepla formována do tácku.
CZ20011990A 1998-12-14 1999-12-13 Biodegradovatelná polymerní smes, její použití a zpusob její výroby CZ302008B6 (cs)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AUPP7702A AUPP770298A0 (en) 1998-12-14 1998-12-14 Starch thermoforming process
AUPP7697A AUPP769798A0 (en) 1998-12-14 1998-12-14 Biodegradable thermoformable products
AUPP7696A AUPP769698A0 (en) 1998-12-14 1998-12-14 Biodegradable film
AUPQ1847A AUPQ184799A0 (en) 1999-07-27 1999-07-27 Biodegradable thermoformable products

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ20011990A3 CZ20011990A3 (cs) 2001-11-14
CZ302008B6 true CZ302008B6 (cs) 2010-09-01

Family

ID=27424480

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20011990A CZ302008B6 (cs) 1998-12-14 1999-12-13 Biodegradovatelná polymerní smes, její použití a zpusob její výroby

Country Status (17)

Country Link
EP (1) EP1153078B1 (cs)
JP (1) JP4782284B2 (cs)
KR (1) KR100635695B1 (cs)
CN (1) CN1218991C (cs)
AT (1) ATE302817T1 (cs)
AU (1) AU753328B2 (cs)
CA (1) CA2354002C (cs)
CZ (1) CZ302008B6 (cs)
DE (1) DE69926917T2 (cs)
ES (1) ES2247855T3 (cs)
HU (1) HU227105B1 (cs)
ID (1) ID28986A (cs)
IL (2) IL143566A0 (cs)
NZ (1) NZ512241A (cs)
PL (1) PL206265B1 (cs)
SK (1) SK286947B6 (cs)
WO (1) WO2000036006A1 (cs)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ308118B6 (cs) * 2013-02-20 2020-01-08 Technická univerzita v Liberci Způsob výroby nanovlákenné vrstvy z vodného roztoku polyvinylalkoholu pro tkáňové inženýrství elektrostatickým zvlákňováním pomocí metody bezjehlového či jehlového elektrostatického zvlákňování

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030020565A (ko) * 2001-09-01 2003-03-10 드림라이프테크(주) 생분해성 플라스틱 조성물, 그를 사용한 플라스틱 용기 및그의 제조방법
AU2003903116A0 (en) * 2003-06-20 2003-07-03 Plantic Technologies Ltd Easy open package
FR2862654B1 (fr) * 2003-11-20 2006-02-10 Roquette Freres Composition amylacee filmogene
CN1938389A (zh) * 2004-03-31 2007-03-28 巴斯福植物科学有限公司 羟丙基化高直链淀粉含量马铃薯淀粉实现高抗油脂数的用途
EP1624017A1 (en) * 2004-07-12 2006-02-08 The Procter & Gamble Company Packaged composition for the delivery of said composition into an aqueous medium
JP2008516016A (ja) * 2004-10-05 2008-05-15 プランティック・テクノロジーズ・リミテッド 成形可能な生分解性ポリマー
WO2006042364A1 (en) * 2004-10-18 2006-04-27 Plantic Technologies Ltd Barrier film
CN100497458C (zh) * 2005-02-06 2009-06-10 北京金宝帝生物环保科技有限公司 一种可生物降解的淀粉基高分子组合物、由其制得的薄膜,及其制备方法
CN1293137C (zh) * 2005-03-31 2007-01-03 方墉 可完全生物降解的薄膜及其制备方法
GB2426219B (en) * 2005-05-18 2007-05-23 Robert John Young Amylaceous edible substrate product
CN1935882B (zh) * 2005-09-21 2011-07-27 李小鲁 水溶性可生物降解材料及其制备方法以及片材类成型制品
CN1935886B (zh) * 2005-09-21 2011-09-28 李小鲁 水溶性可生物降解材料及其制备方法以及注射类成型制品
CN1935881B (zh) * 2005-09-21 2012-05-09 李小鲁 水溶性可生物降解材料及其制备方法以及发泡类制品
CN1935883B (zh) * 2005-09-21 2011-06-08 李小鲁 水溶性可生物降解材料及其制备方法以及膜制品
CN1939967B (zh) * 2005-09-30 2010-09-29 李小鲁 疏水性可生物降解材料及其制备方法以及发泡类制品
CN1939965B (zh) * 2005-09-30 2012-05-09 李小鲁 疏水性可生物降解材料及其制备方法以及片材类成型制品
CN1939968B (zh) * 2005-09-30 2011-11-09 李小鲁 疏水性可生物降解材料及其制备方法以及注射类成型制品
CN1939966B (zh) * 2005-09-30 2010-11-03 李小鲁 疏水性可生物降解材料及其制备方法以及膜制品
CN104945683A (zh) * 2006-04-18 2015-09-30 普朗蒂克科技有限公司 聚合物膜
WO2008014573A1 (en) * 2006-08-04 2008-02-07 Plantic Technologies Ltd Mouldable biodegradable polymer
AR065041A1 (es) 2007-01-26 2009-05-13 Du Pont Composicion que comprende un biopolimero
PT103714B (pt) * 2007-04-11 2020-07-28 73100 - Setenta E Três Mil E Cem, Lda. Processo para a obtenção de um polímero à base de galactose
EP1997608A3 (de) 2007-05-16 2009-05-27 Entex Rust & Mitschke GmbH Verfahren zur Verarbeitung von zu entgasenden Produkten
CN102019705B (zh) * 2009-09-21 2013-07-31 逢甲大学 生物基高分子鞋材的制造方法
MY163937A (en) 2012-03-13 2017-11-15 Texchem Polymers Sdn Bhd Thermoplastic Starch Composition Derives From Agricultural Waste
EP3259314A4 (en) 2015-02-18 2018-09-26 Solomonides, Evan Gash Biodegradable bioplastic compositions and methods of making and using the same
TW201829600A (zh) * 2016-10-27 2018-08-16 美商摩諾索公司 具有低摩擦係數之水溶性膜
JP2019006900A (ja) 2017-06-26 2019-01-17 プランティック・テクノロジーズ・リミテッド 樹脂組成物およびその製造方法
WO2020188138A1 (en) * 2019-03-18 2020-09-24 Upm-Kymmene Corporation A method for manufacturing thermoplastic poly(vinyl alcohol) derivative in a melt state reaction and products thereof
JP2021123617A (ja) 2020-02-03 2021-08-30 プランティック・テクノロジーズ・リミテッド 樹脂組成物
KR102271122B1 (ko) * 2020-04-17 2021-07-01 (주)에어핏 가공성, 생산성 및 기계적 물성이 향상된 전분계 생분해성 포장용 완충재 조성물 및 포장용 완충재를 제조하는 방법
AU2022362830A1 (en) 2021-10-11 2024-02-29 Plantic Technologies Ltd Resin composition and method for producing same

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992016583A1 (en) * 1991-03-19 1992-10-01 Parke, Davis & Company Biodegradable compositions comprising starch derivatives
US5316578A (en) * 1991-05-29 1994-05-31 Ems-Inventa Ag Process and apparatus for producing starch melt and products obtainable by this process
US5322866A (en) * 1993-01-29 1994-06-21 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method of producing biodegradable starch-based product from unprocessed raw materials
JPH0835447A (ja) * 1994-07-26 1996-02-06 Teikei Kikaki Kk 多連気化器の連結機構
JPH08245836A (ja) * 1995-03-08 1996-09-24 Chisso Corp 易崩壊性組成物
WO1998031523A1 (en) * 1997-01-16 1998-07-23 Standard Starch Llc Resilient biodegradable packaging materials

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
YU129090A (sh) * 1989-07-11 1992-12-21 Warner-Lambert Company Preparati polimernih smeša koji sadrže destrukturisani skrob
JPH0539381A (ja) * 1991-08-08 1993-02-19 Mitsui Toatsu Chem Inc 生分解性ポリマー組成物
DE4139468C2 (de) * 1991-11-29 1994-06-16 Inventa Ag Klarsichtteil sowie Verwendung desselben
US5393804A (en) * 1992-11-24 1995-02-28 Parke, Davis & Company Biodegradable compositions comprising starch and alkenol polymers
US5449708A (en) * 1993-06-25 1995-09-12 Schiltz; David C. Biodegradable starch-based polymer compositions
EP0704495A3 (en) * 1994-09-28 1997-01-15 Japan Maize Prod Biodegradable compositions
JPH08325447A (ja) * 1995-06-01 1996-12-10 Chisso Corp 易崩壊性組成物
US5665152A (en) * 1995-11-29 1997-09-09 Midwest Grain Products Biodegradable grain protein-based solid articles and forming methods

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992016583A1 (en) * 1991-03-19 1992-10-01 Parke, Davis & Company Biodegradable compositions comprising starch derivatives
US5316578A (en) * 1991-05-29 1994-05-31 Ems-Inventa Ag Process and apparatus for producing starch melt and products obtainable by this process
US5322866A (en) * 1993-01-29 1994-06-21 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method of producing biodegradable starch-based product from unprocessed raw materials
JPH0835447A (ja) * 1994-07-26 1996-02-06 Teikei Kikaki Kk 多連気化器の連結機構
JPH08245836A (ja) * 1995-03-08 1996-09-24 Chisso Corp 易崩壊性組成物
WO1998031523A1 (en) * 1997-01-16 1998-07-23 Standard Starch Llc Resilient biodegradable packaging materials

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CZ308118B6 (cs) * 2013-02-20 2020-01-08 Technická univerzita v Liberci Způsob výroby nanovlákenné vrstvy z vodného roztoku polyvinylalkoholu pro tkáňové inženýrství elektrostatickým zvlákňováním pomocí metody bezjehlového či jehlového elektrostatického zvlákňování

Also Published As

Publication number Publication date
AU753328B2 (en) 2002-10-17
SK7842001A3 (en) 2001-12-03
IL143566A (en) 2007-03-08
PL206265B1 (pl) 2010-07-30
DE69926917D1 (de) 2005-09-29
CA2354002C (en) 2008-06-17
CN1330683A (zh) 2002-01-09
PL348243A1 (en) 2002-05-20
CA2354002A1 (en) 2000-06-22
KR100635695B1 (ko) 2006-10-17
AU2085800A (en) 2000-07-03
SK286947B6 (sk) 2009-08-06
ID28986A (id) 2001-07-19
NZ512241A (en) 2003-04-29
ATE302817T1 (de) 2005-09-15
EP1153078A4 (en) 2002-11-27
HU227105B1 (en) 2010-07-28
HUP0104699A3 (en) 2003-08-28
JP2002532600A (ja) 2002-10-02
CZ20011990A3 (cs) 2001-11-14
DE69926917T2 (de) 2006-06-08
WO2000036006A1 (en) 2000-06-22
EP1153078B1 (en) 2005-08-24
ES2247855T3 (es) 2006-03-01
IL143566A0 (en) 2002-04-21
HUP0104699A2 (hu) 2002-03-28
EP1153078A1 (en) 2001-11-14
KR20010103713A (ko) 2001-11-23
CN1218991C (zh) 2005-09-14
JP4782284B2 (ja) 2011-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ302008B6 (cs) Biodegradovatelná polymerní smes, její použití a zpusob její výroby
US7495044B2 (en) Biodegradable polymer
EP0535994B1 (en) Process for producing a starch-containing biodegradable plastic
US7067651B2 (en) Non-synthetic biodegradable starch-based composition for production of shaped bodies
JPH0370752A (ja) 変性澱粉を含有する、ポリマーをベースとするブレンド組成物
JP3566325B2 (ja) 澱粉に基づく材料
US20070276317A1 (en) Mouldable Biodegradable Polymer
US7384993B2 (en) Biodegradable polymer
JPH0374446A (ja) 変性澱粉を含有する、ポリマーをベースとするブレンド組成物
IE66344B1 (en) Polymer base bland compositions containing destructurized starch
Fang et al. The use of starch and its derivatives as biopolymer sources of packaging materials
EP1939247A1 (en) A water soluble biodegradable material
JP2001509525A (ja) 生分解性成形品を製造するためのデンプンを主原料とする熱可塑性混合物
JP2631050B2 (ja) 糊化澱粉を含む生分解性プラスチック成形品及びその製造方法
RU2318006C1 (ru) Биологически разрушаемая термопластичная композиция с использованием ржаной муки
JP3078478B2 (ja) 生分解性成形品用組成物および生分解性成形品の製造方法
AU2005291831B2 (en) Mouldable biodegradable polymer
JPH08188671A (ja) 生分解性プラスチック成形品
KR800000025B1 (ko) 단백질-전분질의 2성분계 성형 조성물의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20171213