DE19729272A1 - Thermoplastic mixture based on starch for the production of biodegradable moldings with improved properties, preferably improved mechanical properties, production of the mixture and use - Google Patents

Thermoplastic mixture based on starch for the production of biodegradable moldings with improved properties, preferably improved mechanical properties, production of the mixture and use

Info

Publication number
DE19729272A1
DE19729272A1 DE19729272A DE19729272A DE19729272A1 DE 19729272 A1 DE19729272 A1 DE 19729272A1 DE 19729272 A DE19729272 A DE 19729272A DE 19729272 A DE19729272 A DE 19729272A DE 19729272 A1 DE19729272 A1 DE 19729272A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
weight
parts
thermoplastic mixture
starch
mixture according
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
DE19729272A
Other languages
German (de)
Other versions
DE19729272C2 (en
Inventor
Holger Bengs
Arnold Schneller
Gitte Boehm
Silke Schuth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suedzucker AG
Original Assignee
Hoechst AG
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 to DE19729272A priority Critical patent/DE19729272C2/en
Application filed by Hoechst AG filed Critical Hoechst AG
Priority to EP98939538A priority patent/EP1000119A1/en
Priority to JP2000502105A priority patent/JP2001509525A/en
Priority to PL98338049A priority patent/PL338049A1/en
Priority to CA002295637A priority patent/CA2295637A1/en
Priority to PCT/EP1998/003920 priority patent/WO1999002595A1/en
Priority to HU0003025A priority patent/HUP0003025A2/en
Publication of DE19729272A1 publication Critical patent/DE19729272A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE19729272C2 publication Critical patent/DE19729272C2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/05Alcohols; Metal alcoholates
    • C08K5/053Polyhydroxylic alcohols
    • 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
    • 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
    • C08J2303/00Characterised by the use of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • 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
    • C08L5/00Compositions of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08L1/00 or C08L3/00
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L5/00Compositions of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08L1/00 or C08L3/00
    • C08L5/14Hemicellulose; Derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L89/00Compositions of proteins; Compositions of derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L89/00Compositions of proteins; Compositions of derivatives thereof
    • C08L89/005Casein

Abstract

The invention relates to a thermoplastic mixture with a starch base, for producing biodegradable moulded bodies with improved properties, preferably improved mechanical properties. The inventive thermoplastic mixture can be obtained by providing and mixing; A) 100 weight parts of any native, chemically modified, fermentative starch which is recombinant and/or produced by biotransformation and corrected to a water content of zero per cent by calculation, and/or derivatives of said starches, B) optionally up to 100 weight parts of a physiologically harmless, biodegradable, thermoplastically processable polymeric material which is different from A), C) 1 to 100 weight parts of water, D) at least one plasticiser in a quantity of between 10 weight parts to half of the sum of the weight parts of A) and B), E) at least one phosphate, preferably a phosphoric acid salt, in a quantity of between 0.01 weight parts and (A)+B))/10 weight parts, and F) optionally, up to (A)+B)) weight parts of other usual additives. At least the mixing of constituents A and A) is carried out with the introduction of heat and mechanical energy, preferably at a high temperature with shearing forces being applied to the thermoplastic mixture simultaneously.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf thermoplastische Mischungen auf Stärkebasis, die Herstellung solcher Mischungen sowie die Verwendung dieser Mischungen zur Herstellung von biologisch abbaubaren Formkörpern, vorzugsweise mit verbesserten mechanischen Eigenschaften, wie Formteilen oder Folien.The invention relates to thermoplastic starch-based mixtures which Production of such mixtures and the use of these mixtures for Production of biodegradable moldings, preferably with improved mechanical properties, such as molded parts or foils.

Stärke als biokompatibles Material besitzt den hohen Vorteil einer grundsätzlich guten biologischen Abbaubarkeit. Im Zuge des vermehrten Einsatzes von sog. hydrophilen Polymeren als natürliche und damit physiologisch verträgliche und abbaubare Kunststoffe für vielfältigste Anwendungsbereiche, werden auch erhebliche Anstrengungen unternommen, Stärke mittels der bekannten Kunststoffverarbeitungstechniken zu verarbeiten, d. h. zum Beispiel mittels Spritzguß und Extrusion. Allerdings mangelt es daraus hergestellten Produkten, wie Formteilen oder Folien, häufig an ausreichenden mechanischen Eigenschaften, wie zum Beispiel an einer hinreichenden Festigkeit oder einer genügenden Formstabilität.Starch as a biocompatible material has the major advantage of one good biodegradability. In the course of the increased use of so-called hydrophilic polymers as natural and thus physiologically compatible and degradable plastics for a wide variety of applications, too made considerable efforts to use the known strength To process plastics processing techniques, d. H. for example by means of Injection molding and extrusion. However, products made from it are lacking, such as Moldings or foils, often with sufficient mechanical properties, such as for example, sufficient strength or sufficient Dimensional stability.

Abhilfe kann bedingt durch chemische Abwandlung der Stärke geschaffen werden. Reaktionen, die zur Modifikation von Stärke eingesetzt werden sind legion. Darunter fallen oxidative Prozesse, polymeranaloge Umsetzungen mit organischen Chemikalien, Vernetzungsreaktionen oder auch Pfropfpolymerisationen, bei denen Monomere ausgehend von Stärke als Initiator an das Rückgrat gekoppelt werden.This can be remedied by chemical modification of the starch. Reactions used to modify starch are legion. Underneath fall oxidative processes, polymer-analogous reactions with organic  Chemicals, cross-linking reactions or graft polymerizations in which Monomers based on starch are coupled to the backbone as initiators.

Bei der Weiterverarbeitung von Stärkemischungen mittels herkömmlicher Polymerprozeßtechnologie ist in den überwiegenden Fällen ein Aufschmelzen der Polymermischung von Interesse (z. B. Spritzguß, Blasformung, Extrusion, Coextrusion). Dafür ist ein thermoplastisches Verhalten der Formmassen auf Stärkebasis erforderlich.When processing starch mixtures using conventional Polymer process technology is in most cases a meltdown of the Polymer mixture of interest (e.g. injection molding, blow molding, extrusion, Coextrusion). This is due to a thermoplastic behavior of the molding compounds Starch base required.

Versucht man, das thermoplastische Verhalten der Stärke durch Vernetzung zu verbessern, wobei oftmals bifunktionelle Moleküle auf der Basis von Aldehyden eine wichtige Rolle spielen, wie etwa Glyoxal, Glutardialdehyd, Dialdehydstärke, aber auch auf der Basis von Diisocyanaten, Epoxiden, Epichlorhydrin, Diester, etc., kann es bei einem zu hohen Gehalt an Vernetzer dazu kommen, daß das Ausmaß der Vernetzungsreaktion dem gewünschten Effekt, welcher in einer besseren Plastifizierung der Stärke besteht, entgegenwirkt. Insbesondere resultiert eine stärkere Vernetzung in einem unlöslichen aber quellbaren Produkt.Trying to crosslink the thermoplastic behavior of starch improve, often bifunctional molecules based on aldehydes play an important role, such as glyoxal, glutardialdehyde, dialdehyde starch, but also based on diisocyanates, epoxies, epichlorohydrin, diesters, etc., can if the crosslinker content is too high, the extent of the Crosslinking reaction the desired effect, which in a better Plasticization of the starch exists, counteracts. In particular, one results stronger networking in an insoluble but swellable product.

Zum näheren Stand der Technik werden die Druckschriften
WO 90/05161 (PCT/CH89/00185) = D1,
DE-A 39 31 363 = D2,
US 2,801,242 = D3,
US 2,938,901 = D4,
US 2,328,537 = D5,
WO 94/21236 = D6,
EP-A 0 143 643 = D7,
DE-A 23 08 886 = D8,
EP-A 0 391 853 = D9,
EP-A 0 298 920 = D10 und
Solarek, D. B., in "Modified Starches": Properties and Uses, 1986, p. 97-112, Hrsg. Otto B. Publisher, Boca Raton, Florida = D11. genannt.
The publications become closer state of the art
WO 90/05161 (PCT / CH89 / 00185) = D1,
DE-A 39 31 363 = D2,
US 2,801,242 = D3,
US 2,938,901 = D4,
US 2,328,537 = D5,
WO 94/21236 = D6,
EP-A 0 143 643 = D7,
DE-A 23 08 886 = D8,
EP-A 0 391 853 = D9,
EP-A 0 298 920 = D10 and
Solarek, DB, in "Modified Starches": Properties and Uses, 1986, p. 97-112, ed. Otto B. Publisher, Boca Raton, Florida = D11. called.

D1 beschreibt die Herstellung thermoplastisch verarbeitbarer Stärke durch Beimischung eines Zuschlagstoffes zu im wesentlichen nativer oder natürlicher Stärke und Schmelzen des Gemisches durch Zuführen von Wärme und mechanischer Energie. Beim Zuschlagstoff handelt es sich um eine Substanz, welche die Schmelztemperatur der Stärke erniedrigt, so daß die Schmelztemperatur der Stärke zusammen mit diesem Zuschlagstoff unterhalb der Zersetzungstemperatur der Stärke liegt. Konkret handelt es sich beim Zuschlagstoff beispielsweise um DMSO, 1,3-Butandiol, Glyzerin, Ethylenglycol, Propylenglycol, Butylenglycol, Diglycerid, Diglycolether, Formamid, N,N-Dimethylformamid, N-Methylformamid, N,N'-Dimethylharnstoff, Dimethylacetamid, N-Methylacetamid. Die D1 schlägt außerdem den Zusatz eines Vernetzungsmittels aus der Gruppe der zwei- oder mehrwertigen Carbonsäuren und/oder Anhydride, der Halogenide und/oder Säureamide von zwei- oder mehrwertigen Carbonsäuren, der Derivate von zwei- oder mehrwertigen anorganischen Säuren, der Epoxide, Formaldehyd, der Harnstoffderivate, der Divinylsulfone, der Isocyanate, der ein- oder mehrwertigen Oxoverbindungen sowie Cyanamid vor.D1 describes the production of thermoplastically processable starch Addition of an aggregate to essentially native or natural Starch and melt the mixture by adding heat and mechanical energy. The aggregate is a substance which lowers the melting temperature of the starch so that the melting temperature the strength together with this aggregate below the The decomposition temperature of the starch lies. Specifically, it is the aggregate for example DMSO, 1,3-butanediol, glycerin, ethylene glycol, propylene glycol, Butylene glycol, diglyceride, diglycol ether, formamide, N, N-dimethylformamide, N-methylformamide, N, N'-dimethylurea, dimethylacetamide, N-methylacetamide. The D1 also suggests the addition of a crosslinking agent from the group of dibasic or polyvalent carboxylic acids and / or anhydrides, the halides and / or acid amides of di- or polyvalent carboxylic acids, the derivatives of dibasic or polyvalent inorganic acids, the epoxides, formaldehyde, the Urea derivatives, divinyl sulfones, isocyanates, mono- or polyvalent Oxo compounds and cyanamide.

D2 bezieht sich auf ein Verfahren, zur Reduktion der Quellbarkeit von Stärke durch Modifikation, dergestalt daß das Vernetzungsreagenz pur oder in verkapselter Form hinzugegeben wird, und die Vernetzungsreaktion durch anschließendes Tempern bei erhöhter Temperatur erreicht wird. Die eingesetzten Vernetzungsmittel sind u. a. Harnstoffderivate, Urotropin, Trioxan, Di- oder Polyepoxide, Di- oder Polychlorhydrine, Di- oder Polyisocyanate, Kohlensäurederivate, Di-Ester oder auch anorganische Polysäuren, wie Phosphorsäuren oder Borsäuren. Die beschriebenen Mischungen zeichnen sich dadurch aus, daß sehr hohe Gewichtsverhältnisse an Vernetzer eingesetzt werden (zwischen 10 und 100 Gew.-%), um durch die anschließende thermische Behandlung eine entsprechende Erhöhung der mechanischen Stabilität zu erzielen.D2 refers to a process to reduce the swellability of starch through Modification such that the cross-linking reagent is pure or in encapsulated form is added, and the crosslinking reaction by subsequent annealing is reached at elevated temperature. The crosslinking agents used are u. a. Urea derivatives, urotropin, trioxane, di- or polyepoxides, di- or Polychlorohydrins, di- or polyisocyanates, carbonic acid derivatives, di-esters or also inorganic polyacids, such as phosphoric acids or boric acids. The described Mixtures are characterized in that very high weight ratios Crosslinkers are used (between 10 and 100 wt .-%) to pass through the  subsequent thermal treatment a corresponding increase in to achieve mechanical stability.

Aus der D3 ist ein Verfahren zur Herstellung von Distärke-Phosphaten mit Natriumphosphaten bekannt. Hierbei werden an ein Phosphat Molekül zwei unterschiedliche Stärkeketten angebunden und auf diese Weise überbrückt. Dabei wird allerdings die Stärke nicht plastifiziert, vielmehr bleibt das Stärkekorn erhalten.From the D3 is a process for the production of distarch phosphates Sodium phosphates known. Here two molecules are attached to one phosphate different chains of starch connected and bridged in this way. Here However, if the starch is not plasticized, the starch grain is retained.

Die D4 offenbart ähnlich wie die D3 ein Verfahren, bei dem das ungelöste und nichtgequollene Stärkekorn in Suspension mit Phosphorsäuren und ihren Salzen modifiziert wird, um nichtstaubende Puder für die Anwendung im Operationssektor herzustellen.Similar to the D3, the D4 discloses a method in which the unsolved and Unswollen starch granules in suspension with phosphoric acids and their salts is modified to be non-dusting powder for use in the surgical sector to manufacture.

Gemäß der D5 werden anorganische Chloride zur Modifizierung von Stärkekörnern in wäßriger Suspension eingesetzt. Auch diese Stärkemischungen werden vor oder während der Verarbeitung mit diesen Chemikalien nicht thermoplastifiziert.According to the D5, inorganic chlorides are used to modify starch grains used in aqueous suspension. These starch mixtures are also before or not thermoplasticized during processing with these chemicals.

D6 beschreibt die Verwendung von Vernetzern, insbesondere Epichlorhydrin, derart, daß eine Mischung von Stärke und Vernetzer direkt verpreßt wird. Solche Stärkemischungen sind als Bindemittel in Tabletten beansprucht.D6 describes the use of crosslinking agents, in particular epichlorohydrin, in such a way that a mixture of starch and crosslinker is pressed directly. Such Starch mixtures are claimed as binders in tablets.

Die Anwendung von difunktionellen Carbonsäuren, insbes. Adipinsäure als Vernetzer wird eingehender auch in der D7 diskutiert.The use of difunctional carboxylic acids, esp. Adipic acid as Networkers are also discussed in more detail in the D7.

D8 beschreibt ein Verfahren, bei dem eine phosphathaltige Lösung auf Stärke aufgesprüht wird. Durch das anschließende Kneten wird eine krümelige Masse erhalten, die im Anschluß über Zeiten von mehreren Stunden bei Temperaturen von mindestens 140°C erhitzt wird. Das Produkt läßt sich nach dem Abkühlen sehr leicht in Wasser lösen. Den guten niedrigviskosen Eigenschaften steht der Nachteil der heterogenen Umsetzung gegenüber. D8 describes a process in which a phosphate-containing solution is based on starch is sprayed on. The subsequent kneading results in a crumbly mass get the following over times of several hours at temperatures of is heated to at least 140 ° C. The product can be very cool after cooling dissolve easily in water. The disadvantage is the good low-viscosity properties compared to the heterogeneous implementation.  

Aus D9 kennt man die Verwendung von Stärke mit Phosphatgruppen zur Herstellung thermoplastischer Stärken. Hierzu wird native pflanzliche Stärke eingesetzt. Die Eigenschaften werden durch unterschiedliche Zugaben vorwiegend zweiwertiger Kationen modifiziert.The use of starch with phosphate groups is known from D9 Manufacture of thermoplastic starches. This is done using native vegetable starch used. The properties become predominant through different additions modified divalent cations.

D10 beschreibt die Bereitstellung von nativer Stärke mit Phosphatgruppen, die dadurch modifiziert wird, daß durch einen Waschprozeß mit entmineralisiertem Wasser zunächst die freien Elektrolyte herausgewaschen werden. Im Anschluß daran werden die sauren Protonen der Phosphatgruppen durch vorwiegend bivalente Ionen, wie Mg2+ oder Ca2+, ersetzt und die Stärke auf diese Weise modifiziert.D10 describes the provision of native starch with phosphate groups, which is modified in that the free electrolytes are first washed out by a washing process with demineralized water. Subsequently, the acidic protons of the phosphate groups are replaced by predominantly bivalent ions, such as Mg 2+ or Ca 2+ , and the starch is modified in this way.

Die D11 reflektiert den Stand der Technik der Modifikation von Stärke mit Phosphaten, überwiegend in Suspension.The D11 reflects the state of the art in the modification of starch Phosphates, mostly in suspension.

Angesichts des hierin angegebenen und diskutierten Standes der Technik war es mithin Aufgabe der Erfindung, eine thermoplastische Mischung auf Basis von Stärke zur Verfügung zu stellen, welche die Herstellung von biologisch abbaubaren Formkörpern mit verbesserten Eigenschaften, beispielsweise verbesserten mechanischen Eigenschaften, gestattet.In view of the prior art indicated and discussed herein, it was hence the object of the invention, a thermoplastic mixture based on starch to provide which are the production of biodegradable Shaped bodies with improved properties, for example improved mechanical properties, allowed.

Aufgabe der Erfindung war auch ein Verfahren zur Herstellung einer thermoplastischen Mischung für Extrudate oder Granulate sowie die Verwendung der thermoplastischen Mischung.The object of the invention was also a method for producing a thermoplastic mixture for extrudates or granules as well as use the thermoplastic mixture.

Gelöst werden diese Aufgaben durch eine Mischung mit den Merkmalen des Anspruches 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Produktansprüche. In verfahrenstechnischer Hinsicht löst der Gegenstand des Anspruchs 8 die bis zur Erfindung bestehenden Probleme. Vorteilhafte Modifikationen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden in den auf den unabhängigen Verfahrensanspruch rückbezogenen Unteransprüchen unter Schutz gestellt. Eine erfindungsgemäße Verwendung gibt Anspruch 12 an.These tasks are solved by a mixture with the characteristics of Claim 1. Preferred embodiments are the subject of the dependent Product claims. In procedural terms, the subject of the Claim 8 the problems existing until the invention. Beneficial Modifications of the method according to the invention are in the on  independent procedural claim related claims under protection posed. An inventive use specifies claim 12.

Dadurch, daß eine thermoplastische Mischung auf Stärkebasis erhältlich ist durch Bereitstellen und Mischen von
100 Gew.-Teilen einer rechnerisch auf einen Wassergehalt von null Prozent korrigierten beliebigen nativen, chemisch modifizierten, fermentativen, rekombinanten und/oder durch Biotransformation hergestellten Stärke und/oder von Derivaten der genannten Stärke; gegebenenfalls bis 100 Gew.-Teilen eines physiologisch unbedenklichen, biologisch abbaubaren, thermoplastisch verarbeitbaren, von A) verschiedenen polymeren Materials; 1 bis 100 Gewichtsteile;
mindestens einem Weichmacher in einer Menge im Bereich von 10 Gew.-Teilen bis zur Hälfte der Summe der Gewichtsteile A) und B);
mindestens einem Phosphat in einer Menge im Bereich von 0,01 Gew.-Teilen bis (A)+B))/10 Gew.-Teilen;
gegebenenfalls bis zu (A)+B)) Gew.-Teilen weiterer üblicher Zusätze;
wobei wenigstens das Mischen der Komponente E) mit der Komponente A) unter Einbringung von thermischer und mechanischer Energie in die thermoplastische Mischung erfolgt, gelingt es in nicht ohne weiteres absehbarer Weise thermoplastisch verarbeitbare stärkebasierte Mischungen zu schaffen, die über eine ausgezeichnete thermoplastische Verarbeitbarkeit verfügen, die zu Formteilen verarbeitet werden können, welche über hervorragende mechanische Eigenschaften verfügen und die trotzdem leicht biologisch abbaubar, beispielsweise verrott- oder kompostierbar sind.
The fact that a thermoplastic mixture based on starch is available by providing and mixing
100 parts by weight of any native, chemically modified, fermentative, recombinant and / or biotransformation-corrected arithmetically corrected to a water content of zero percent and / or derivatives of said starch; optionally up to 100 parts by weight of a physiologically acceptable, biodegradable, thermoplastically processable polymer material different from A); 1 to 100 parts by weight;
at least one plasticizer in an amount in the range from 10 parts by weight to half the sum of parts by weight A) and B);
at least one phosphate in an amount ranging from 0.01 part by weight to (A) + B)) / 10 parts by weight;
optionally up to (A) + B)) parts by weight of other customary additives;
whereby at least the mixing of component E) with component A) takes place with the introduction of thermal and mechanical energy into the thermoplastic mixture, it is not readily possible to create thermoplastically processable starch-based mixtures which have excellent thermoplastic processability which can be processed into molded parts which have excellent mechanical properties and which are nonetheless easily biodegradable, for example rot or compostable.

Außerdem sind die Produkte, wie Formkörper oder Folien, im wesentlichen biokompatibel und gegebenenfalls eßbar, was den Weg zu eßbaren Verpackungen, also insbesondere Lebensmittelverpackungen, ebnet. In addition, the products, such as moldings or films, are essentially biocompatible and possibly edible, which leads to edible packaging, in particular food packaging.  

Unter Lebensmittelverpackungen sind dabei sowohl Umverpackungen zu verstehen, die mit dem Lebensmittel nur temporären Kontakt haben, als auch Verpackungen, wie Schläuche, Hüllen oder Überzüge, die an ihrer Innenoberfläche ständigen Kontakt mit dem Lebensmittel haben und daher auch bei der Nahrungsmittelaufnahme mit zu sich genommen werden können. Die Verpackungen eignen sich daher neben anderen für Obst, Eier, Käse, Bonbonwaren, Kuchen, Kekse oder Brausetabletten, Getränke, Fleisch, Wurstwaren oder Fleischbrät.Food packaging is understood to mean both outer packaging, who have only temporary contact with the food, as well as packaging, such as hoses, sleeves or coatings that are on their inner surface Have contact with the food and therefore also with the Food intake can be taken with you. The packing are therefore suitable for fruit, eggs, cheese, candy, cakes, Cookies or effervescent tablets, drinks, meat, sausages or meat.

Der Einsatz der aus den thermoplastischen Formmassen gemäß der Erfindung erhältlichen Formkörper ist dabei nicht auf die Verwendung in Kombination mit temporären Produkten beschränkt, sondern kann auch auf den temporären Einsatz zum Schutz von Gebrauchsgegenständen und Investitionsgütern bei Transport oder Lagerung angewendet werden. Insbesondere ist hier an den Schutz vor klimatischen Einflüssen zu denken, wie sie etwa beim überseeischen Transport von Automobilen auftreten.The use of the thermoplastic molding compositions according to the invention available molded body is not for use in combination with temporary products limited, but can also be for temporary use to protect commodities and capital goods during transport or Storage can be applied. In particular, here is the protection from to think of climatic influences, such as when transporting overseas Automobiles occur.

Insbesondere wurde nun überraschend festgestellt, daß beim Einsatz von besonderen, definierten Zuschlagstoffen, wie Phosphaten, vorzugsweise etwa Polyphosphaten, Metaphosphaten und/oder Polymetaphosphaten, unter speziellen Bedingungen Effekte erzielt werden, welche die Stärke zwar einerseits modifizieren, andererseits jedoch eine Weiterverarbeitung der Stärke mit üblichen thermoplastischen Kunststoffverarbeitungstechniken zulassen.In particular, it has now surprisingly been found that when using special, defined additives, such as phosphates, preferably about Polyphosphates, metaphosphates and / or polymetaphosphates, among others Conditions effects are achieved which on the one hand modify the strength, on the other hand, however, further processing of the starch with conventional ones Allow thermoplastic processing techniques.

Unter den besonderen erfindungsgemäßen Bedingungen läßt sich die Modifizierungs-Reaktion während der Verarbeitung durchführen. Dabei üben die erfindungsgemäßen Zuschlagstoffe auch bereits in geringen Konzentrationen einen positiven Einfluß auf die Eigenschaften und die Verarbeitbarkeit von thermoplastischen Stärkemischungen aus.Under the special conditions according to the invention, the Carry out modification reaction during processing. The practice Additives according to the invention even in low concentrations positive influence on the properties and processability of thermoplastic starch mixtures.

Die Komponente A) der erfindungsgemäßen StärkemischungComponent A) of the starch mixture according to the invention

Die Komponente A) ist eine essentielle Komponente in der erfindungsgemäßen Mischung.Component A) is an essential component in the invention Mixture.

Bei der Komponente A) handelt es sich um eine oder mehrere Stärken, eines oder mehrere ihrer Derivate oder um Mischungen von Stärke und Stärkederivaten.Component A) is one or more starches, one or several of their derivatives or mixtures of starch and starch derivatives.

Eine wichtige Gruppe von Stärken umfaßt die aus pflanzlichen Rohstoffen gewonnenen Stärken. Hierzu zählen unter anderem Stärken aus Knollen, wie Kartoffeln, Maniok, Maranta, Batata, aus Samen wie Weizen, Mais, Roggen, Reis, Gerste, Hirse, Hafer, Sorghum, aus Früchten, wie Kastanien, Eicheln, Bohnen, Erbsen, u. a. Hülsenfrüchten, Bananen, sowie aus Pflanzenmark, z. B. der Sagopalme.An important group of starches includes those from vegetable raw materials strengths gained. These include starches from tubers, such as Potatoes, cassava, maranta, batata, from seeds such as wheat, corn, rye, rice, Barley, millet, oats, sorghum, from fruits such as chestnuts, acorns, beans, Peas, u. a. Legumes, bananas, and from vegetable pulp, e.g. B. the Sago palm.

Die im Rahmen der Erfindung verwendbaren Stärken bestehen im wesentlichen aus Amylose und Amylopektin, in wechselnden Mengen-Verhältnissen.The starches which can be used in the context of the invention essentially consist of Amylose and amylopectin, in varying amounts.

Besonders gute Ergebnisse erzielt man unter anderem mit Stärken aus Kartoffeln (z. B. ®Toffena der Fa. Südstärke) und Mais (z. B. Maize Starch der Fa. National Starch) oder auch Polyglucanen, die sich durch einen perfekt linearen Aufbau der Polymere auszeichnen.Particularly good results can be achieved with starches made from potatoes (e.g. ®Toffena from South Starch) and maize (e.g. Maize Starch from National Starch) or polyglucans, which are characterized by a perfectly linear structure of the Mark up polymers.

Die Molekulargewichte der erfindungsgemäß nützlichen Stärken können über einen weiten Bereich variieren. Einsetzbar sind als Basis der erfindungsgemäßen thermoplastischen Mischung solche Stärken, die im wesentlichen aus einem Gemisch von Amylose und Amylopektin bestehen, mit Molekulargewichten Mw im Bereich zwischen 5×104 und 1×107. Bevorzugt werden längerkettige Polymere mit Molekulargewichten Mw zwischen 1×106 und 5×106.The molecular weights of the starches useful according to the invention can vary over a wide range. Starches which essentially consist of a mixture of amylose and amylopectin and have molecular weights M w in the range between 5 × 10 4 and 1 × 10 7 can be used as the basis of the thermoplastic mixture according to the invention. Longer-chain polymers with molecular weights M w between 1 × 10 6 and 5 × 10 6 are preferred.

Bevorzugt werden weiterhin auch lineare Polysaccharide, vorzugsweise Polyglucane, insbesondere 1,4-a-D-Polyglucan, mit Molekulargewichten Mw im Bereich zwischen 5×102 und 1×105, bevorzugt mit Molekulargewichten Mw zwischen 1×103 und 5×104.Linear polysaccharides, preferably polyglucans, in particular 1,4-aD-polyglucan, with molecular weights M w in the range between 5 × 10 2 and 1 × 10 5 , preferably with molecular weights M w between 1 × 10 3 and 5 × 10, are also preferred 4th

Neben Formmassen auf Basis von Stärken nativen pflanzlichen Ursprungs gehören zur Erfindung auch solche thermoplastischen Mischungen oder Formmassen mit Stärken, die chemisch modifiziert sind, fermentativ gewonnen wurden, rekombinanten Ursprungs sind oder durch Biotransformation (auch: Biokatalyse) hergestellt wurden.In addition to molding compounds based on starches of native plant origin to the invention also such thermoplastic mixtures or molding compositions Starches that are chemically modified, obtained by fermentation, are of recombinant origin or through biotransformation (also: biocatalysis) were manufactured.

Unter "chemisch modifizierten Stärken" versteht die Erfindung solche Stärken, bei denen auf chemischem Wege die Eigenschaften im Vergleich zu den natürlichen Eigenschaften verändert wurden. Dies wird im wesentlichen durch polymeranaloge Umsetzungen erreicht, bei denen Stärke mit mono-, bi- oder polyfunktionellen Reagenzien bzw. Oxidationsmitteln behandelt wird. Dabei werden vorzugsweise die Hydroxygruppen der Polyglucane der Stärke durch Veretherung, Veresterung oder selektive Oxidation umgewandelt oder die Modifizierung beruht auf einer radikalisch initiierten Propfcopolymerisation von copolymerisierbaren ungesättigten Monomeren auf das Stärkerückgrat.The invention understands "chemically modified starches" to mean such starches which are chemically compared to their natural properties Properties were changed. This is essentially due to polymer analogs Achievements achieved where strength with mono-, bi- or polyfunctional Reagents or oxidizing agents is treated. The are preferably Hydroxy groups of the starch polyglucans by etherification, esterification or selective oxidation or modification is based on a radical initiated graft copolymerization of copolymerizable unsaturated monomers on the starch backbone.

Zu besonderen chemisch modifizierten Stärken gehören unter anderem Stärkeester, wie Xanthogenate, Acetate, Phosphate Sulfate, Nitrate, Stärkeether, wie z. B. nichtionische, anionische oder kationische Stärkeether, oxidierte Stärken, wie etwa Dialdehydstärke, Carboxystärke, Persulfat-abgebaute Stärken und ähnliche Substanzen.Special chemically modified starches include starch esters, such as xanthates, acetates, phosphates, sulfates, nitrates, starch ethers, such as. B. nonionic, anionic or cationic starch ethers, oxidized starches such as Dialdehyde starch, carboxy starch, persulfate-degraded starches and the like Substances.

"Fermentative Stärken" sind im Sprachgebrauch der Erfindung Stärken, die durch fermentative Prozesse unter Verwendung in der Natur vorkommender Organismen, wie Pilzen, Algen oder Bakterien gewonnen werden oder unter Einschaltung und Mithilfe von fermentativen Prozessen gewonnen werden können. Beispiele für Stärken aus fermentativen Prozessen umfassen neben anderen Gum Arabicum und verwandte Polysaccharide (Gellan Gum, Gum Ghatti, Gum Karaya, Gum Tragacauth), Xanthan, Emulsan, Rhamsan, Wellan, Schizophyllan, Polygalacturonate, Laminarin, Amylose, Amylopektin und Pektine."Fermentative starches" are, in the parlance of the invention, starches which are produced by fermentative processes using organisms found in nature, such as fungi, algae or bacteria are obtained or with the help of Can be obtained using fermentative processes. examples for Starches from fermentative processes include Gum Arabicum and others  related polysaccharides (Gellan Gum, Gum Ghatti, Gum Karaya, Gum Tragacauth), Xanthan, Emulsan, Rhamsan, Wellan, Schizophyllan, Polygalacturonates, laminarin, amylose, amylopectin and pectins.

"Stärken rekombinanten Ursprungs" oder "rekombinante Stärken" meint im einzelnen Stärken, die durch fermentative Prozesse unter Verwendung in der Natur nicht vorkommender Organismen, aber unter Zuhilfenahme von gentechnischen Methoden modifizierten natürlichen Organismen, wie Pilzen, Algen oder Bakterien gewonnen werden oder unter Einschaltung und Mithilfe von fermentativen Prozessen gewonnen werden können. Beispiele für Stärken aus fermentativen, gentechnisch modifizierten Prozessen sind neben anderen Amylose, Amylopektin und weitere Polyglucane."Strengths of recombinant origin" or "recombinant strengths" means in individual strengths by using fermentative processes in nature non-occurring organisms, but with the help of genetic engineering Methods modified natural organisms such as fungi, algae or bacteria be obtained or with the involvement and with the help of fermentative Processes can be won. Examples of starches from fermentative, Genetically modified processes include amylose, amylopectin and other polyglucans.

"Durch Biotransformation hergestellte Stärken" bedeutet im Rahmen der Erfindung, daß Stärken, Amylose, Amylopektin oder Polyglucane durch katalytische Reaktion von monomeren Grundbausteinen, im allgemeinen oligomeren Sacchariden, insbesondere Mono- und Disacchariden, hergestellt werden, indem ein Biokatalysator (auch: Enzym) unter speziellen Bedingungen verwendet wird. Beispiele für Stärken aus biokatalytischen Prozessen sind neben anderen Polyglucan und modifizierte Polyglucane, Polyfructan und modifizierte Polyfructane.In the context of the invention, “starches produced by biotransformation” means that starches, amylose, amylopectin or polyglucans by catalytic reaction of monomeric building blocks, generally oligomeric saccharides, in particular mono- and disaccharides, are produced by a Biocatalyst (also: enzyme) is used under special conditions. Examples of starches from biocatalytic processes include others Polyglucan and modified polyglucans, polyfructan and modified polyfructans.

Schließlich lassen sich auch unter Verwendung von Derivaten der einzelnen genannten Stärken vorteilhafte thermoplastische Mischungen erhalten. Dabei bedeuten die Begriffe "Derivate von Stärken" oder "Stärkederivate" ganz allgemein modifizierte Stärken, d. h. solche Stärken, bei denen zur Veränderung ihrer Eigenschaften das natürliche Amylose/Amylopektin-Verhältnis verändert wurde, eine Vorverkleisterung durchgeführt wurde, die einem partiellen hydrolytischen Abbau unterzogen wurden oder die chemisch derivatisiert wurden. Finally, the individual can also be used using derivatives strengths mentioned advantageous thermoplastic mixtures. Here the terms "derivatives of starches" or "starch derivatives" mean in general modified starches, d. H. such strengths in which to change their Properties the natural amylose / amylopectin ratio was changed, one Pre-gelatinization was carried out, the partial hydrolytic degradation have been subjected to or which have been chemically derivatized.  

Zu besonderen Derivaten von Stärken gehören unter anderem oxidierte Stärken, z. B. Dialdehydstärke oder sonstige Oxidationsprodukte mit Carboxylfunktionen, oder native ionische Stärken (z. B. mit Phosphatgruppen) oder ionisch weiter modifizierte Stärken, wobei sowohl an ionische als auch kationische Modifizierungen unter diesen Begriff fallen.Special derivatives of starches include oxidized starches, e.g. B. Dialdehyde starch or other oxidation products with carboxyl functions, or native ionic starches (e.g. with phosphate groups) or further ionically modified ones Strengths, with both ionic and cationic modifications among them Term fall.

Besonders günstige thermoplastische Mischungen werden erhalten, wenn Stärken eingesetzt werden, die nur einen geringen Anteil anderer Verbindungen, die nicht den Sacchariden zuzurechnen sind (z. B. Proteine, Fette, Öle), aufweisen (beispielsweise und insbesondere Kartoffelstärke), oder ionische Stärken als Grundmaterial oder als Beimischung verwendet werden und/oder durch ihre Einheitlichkeit hinsichtlich der Struktur, des Molekulargewichts und der Reinheit herausragende Polyglucane, z. B. durch Biotransformation hergestelltes 1,4-a-D-Polyglucan, als Stärkebasis eingesetzt werden.Particularly cheap thermoplastic mixtures are obtained if starches are used that only a small proportion of other compounds that are not saccharides (e.g. proteins, fats, oils) (for example and especially potato starch), or ionic starches as Base material or used as an admixture and / or through their Uniformity in structure, molecular weight and purity outstanding polyglucans, e.g. B. manufactured by biotransformation 1,4-a-D-polyglucan, can be used as a starch base.

Die erfindungsgemäße thermoplastische Mischung wird rechnerisch bezüglich der Komponente A) oder eines Gemisches aus Komponenten A) auf einen Wassergehalt von Null Prozent korrigiert. D. h., der Wassergehalt der Komponente A) wird bestimmt und bei der Bemessung von 100 Gewichtsteilen entsprechend abgezogen, aber bei der Bemessung der Komponente C) berücksichtigt.The thermoplastic mixture according to the invention is calculated in terms of Component A) or a mixture of components A) on one Corrected water content of zero percent. That is, the water content of the component A) is determined and accordingly when dimensioning 100 parts by weight subtracted, but taken into account when dimensioning component C).

Die Komponente B) der erfindungsgemäßen thermoplastischen Mischung auf StärkebasisComponent B) of the thermoplastic mixture according to the invention Starch base

Die Komponente B) der erfindungsgemäßen thermoplastisch verarbeitbaren Mischung ist eine optionale Komponente.Component B) of the thermoplastically processable according to the invention Mixing is an optional component.

Es handelt sich genauer um ein physiologisch unbedenkliches, im wesentlichen auch biologisch abbaubares, thermoplastisch verarbeitbares, von A) verschiedenes polymeres Material, welches in Mengen bis zu 100 Gewichtsteilen in der Mischung enthalten sein kann. Auch Mischungen von zwei oder mehr solcher Verbindungen kommen als Komponente B) in Frage.It is more precisely a physiologically harmless, essentially also biodegradable, thermoplastically processable, other than A) polymeric material, which in amounts up to 100 parts by weight in the mixture  can be included. Mixtures of two or more such compounds are considered as component B).

Eine Gruppe von Materialien, die diesen Anforderungen entspricht, ist die Gruppe der Proteine. Zu im Rahmen der Erfindung mit Erfolg einsetzbaren Komponenten B) gehören unter anderem Gelatine, pflanzliche Proteine, wie Sonnenblumenprotein, Sojaprotein, Baumwollsamenprotein, Erdnußprotein, Rapssamenprotein, Plasmaproteine, Eiweiß, Eigelb und ähnliche.A group of materials that meet these requirements is the group of the proteins. Components B) which can be used successfully in the context of the invention include gelatin, vegetable proteins such as sunflower protein, Soy protein, cottonseed protein, peanut protein, rapeseed protein, Plasma proteins, egg whites, egg yolks and the like.

Günstige Mischungen ergeben auch Zusätze von Zein, Gluten (Mais, Kartoffel), Albumin, Casein, Kreatin, Kollagen, Elastin, Fibroin und/oder Molkeprotein.Favorable mixtures also result in additions of zein, gluten (corn, potatoes), Albumin, casein, creatine, collagen, elastin, fibroin and / or whey protein.

Von Interesse als Komponente B) sind auch Polysaccharide, die von den unter A) genannten Stärken verschieden sind.Also of interest as component B) are polysaccharides which are different from those under A) strengths mentioned are different.

Vorzugsweise werden wasserlösliche Polysaccharide wie Alginsäure und ihre Salze, Carrageenane, Furcellaran, Guar Gum, Agar-Agar, Gum Arabicum und verwandte Polysaccharide (Gum Ghatti, Gum Karaya, Gum Tragacauth), Tamarind Gum, Xanthan Gum, Aralia Gum, Johannesbrot Gum ("locust bean gum"), Arabinogalactan, Pullulan, Chitosan, Dextrine, Cellulose eingesetzt.Water-soluble polysaccharides such as alginic acid and its salts, Carrageenans, Furcellaran, Guar Gum, Agar-Agar, Gum Arabicum and related Polysaccharides (Gum Ghatti, Gum Karaya, Gum Tragacauth), Tamarind Gum, Xanthan gum, aralia gum, locust bean gum, locust bean gum, Arabinogalactan, pullulan, chitosan, dextrins, cellulose are used.

Günstig können sich auch Zusätze von Lentinan, Laminarin, Chitin, Heparin, Inulin, Agarose, Galactane, Hyaloronsäure, Dextranen, Dextrinen und/oder Glykogen auswirken.Additions of lentinan, laminarin, chitin, heparin, inulin, Agarose, galactans, hyaloronic acid, dextrans, dextrins and / or glycogen impact.

Die Komponente C) der erfindungsgemäßen StärkemischungComponent C) of the starch mixture according to the invention

Die Komponente C) der erfindungsgemäßen Mischung ist eine essentielle Komponente. Component C) of the mixture according to the invention is an essential one Component.  

Wasser ist in einer Menge von 1 Gew.-Teil bis 100 Gewichtsteile in der Mischung der Erfindung enthalten. Ist die Menge an Wasser unterhalb von einem Gewichtsteil, so ist die Destrukturierung und Homogenisierung der Mischung unzureichend. Ist der Wassergehalt größer als 100 Gewichtsteile, so besteht die Gefahr, daß die Viskosität der Mischung zu niedrig ist. Günstige Bereiche liegen zwischen etwa 10 und 75 Gewichtsteilen Wasser. Von besonderem Interesse ist der Bereich zwischen 20 und 60 Gewichtsteilen.Water is in the amount of 1 part by weight to 100 parts by weight in the mixture of the invention included. If the amount of water is below one part by weight, the destructuring and homogenization of the mixture is inadequate. Is the water content is greater than 100 parts by weight, there is a risk that the The viscosity of the mixture is too low. Favorable ranges are between about 10 and 75 parts by weight of water. The area between is of particular interest 20 and 60 parts by weight.

Sofern nennenswerte Anteile an der otionellen Komponente B) in der Mischung der Erfindung vorhanden sind, kann dies bei der Definition der Wassermenge gesondert berücksichtigt werden. Vorzugsweise liegt der Wassergehalt in diesem Fall zwischen einem und bis). Liegt der Wassergehalt bei etwa der Hälfte der Summe der Gewichtsteile A) und B) ist die Thermoplastifizierung der gesamten Mischung besonders gut. Bevorzugte Wassergehalte liegen auch bei etwa zwischen 5 und (A)+B))/2 Gewichtsteilen, besonders zweckmäßig sind Wasseranteile zwischen 10 und (A)+B))/3 Gewichtsteilen.If significant proportions of the optional component B) in the mixture of Invention are present, this can be done separately when defining the amount of water be taken into account. In this case, the water content is preferably between one and to). The water content is about half of the total of parts by weight A) and B) is the thermoplasticization of the entire mixture particularly good. Preferred water contents are also between about 5 and (A) + B)) / 2 parts by weight, water parts between 10 and (A) + B)) / 3 parts by weight.

In diesen bevorzugten Bereichen findet eine optimale Plastifizierung der Mischung, d. h. Destrukturierung der Stärke, Homogenisierung der Mischung sowie deren Thermoplastifizierung statt.In these preferred areas, the mixture is optimally plasticized, d. H. Destructuring the starch, homogenizing the mixture and its Thermoplastification instead.

Die Wassermenge C) beinhaltet neben tatsächlich zugefügtem Wasser auch die rechnerisch zu berücksichtigenden Wassergehalte anderer Komponenten, insbesondere die Menge von in der Komponente A) gebundenem oder enthaltenem Wasser oder gegebenenfalls in den Verbindungen E) gebundenes oder enthaltenes Wasser.The amount of water C) includes actually added water as well computational water content of other components, in particular the amount of bound or contained in component A) Water or optionally bound or contained in the compounds E) Water.

Die Natur der Komponente C) ist im wesentlichen nicht weiter kritisch. Man kann VE-Wasser, deionisiertes Wasser aber auch genauso gut Leitungswasser oder Wasser anderen Ursprungs einsetzen, sofern der Gehalt des Wassers an Salzen oder anderen Fremdstoffen im Hinblick auf die beabsichtigte Verwendung tolerabel ist.The nature of component C) is essentially not critical. One can Demineralized water, deionized water but also tap water or Use water of other origin if the water contains salts  or other foreign substances are tolerable with regard to the intended use is.

Die Komponente D) der erfindungsgemäßen StärkemischungComponent D) of the starch mixture according to the invention

Die Komponente D) ist essentiell in der erfindungsgemäßen Mischung enthalten.Component D) is essentially contained in the mixture according to the invention.

Die Menge der Komponente D) ist von besonderer Bedeutung, d. h. nur innerhalb definierter Grenzen frei wählbar. Ein oder mehrere Weichmacher sind in der Komposition der Erfindung in einer Menge im Bereich von 10 Gew.-Teilen bis zur Hälfte der Summe der Gewichtsteile A) und B) enthalten. Liegt der Gehalt an weichmachenden Verbindungen unterhalb von 10 Gewichtsteilen, so ist die Plastifizierung nicht ausreichend, selbst bei höheren mechanischen und/oder thermischen Energien. Überschreitet der Weichmachergehalt eine Menge die der Hälfte der Summe der Gewichtsteile A) und B) entspricht, wird keine nennenswert bessere Plastifizierung der Mischung beobachtet.The amount of component D) is of particular importance, i. H. only inside defined limits freely selectable. One or more plasticizers are in the Composition of the invention in an amount ranging from 10 parts by weight to Half of the sum of the parts by weight A) and B) included. Is the content at softening compounds below 10 parts by weight, that is Plasticization insufficient, even at higher mechanical and / or thermal energies. If the plasticizer content exceeds that of the Half of the sum of the parts by weight A) and B) corresponds, none is worth mentioning better plasticization of the mixture was observed.

Günstig sind Weichmachermengen im Bereich von 12,5 bis (A)+B))/2 Gewichtsteilen, besonders zweckmäßig sind Gehalte an Weichmachern im Bereich von 15 bis (A)+B))/4 Gewichtsteilen.Plasticizer quantities in the range from 12.5 to (A) + B)) / 2 are favorable Parts by weight are particularly useful in the range of plasticizers from 15 to (A) + B)) / 4 parts by weight.

Grundsätzlich sind im Rahmen der Erfindung die Begriffe Weichmachungs-, Plastifikations-, Plastifizierungs-, oder Elastifizierungsmittel gleichbedeutend mit Weichmacher.In the context of the invention, the terms plasticizing, Plasticizers, plasticizers, or elasticizers synonymous with Plasticizers.

Einsetzbar sind alle indifferenten, vorzugsweise organischen, Substanzen mit im allgemeinen geringem Dampfdruck, welche ohne chemische Reaktion, vorzugsweise durch ihr Löse- und Quellvermögen, und, aber auch ohne ein solches, mit den Komponenten A) und gegebenenfalls B) in physikalische Wechselwirkung treten und ein homogenes System mit diesen bilden. All indifferent, preferably organic, substances with im general low vapor pressure, which has no chemical reaction, preferably by their ability to dissolve and swell, and, but also without, with the components A) and optionally B) in physical interaction kick and form a homogeneous system with them.  

Die erfindungsgemäß einzusetzende Komponente D) verleiht der Mischung vorzugsweise eine erniedrigte Einfriertemperatur, erhöhtes Formveränderungsvermögen, erhöhte elastische Eigenschaften, verringerte Härte und ggf. gesteigertes Haftvermögen.Component D) to be used according to the invention imparts the mixture preferably a reduced freezing temperature, elevated Shape change, increased elastic properties, reduced hardness and possibly increased adhesiveness.

Bevorzugte Weichmacher gemäß der Erfindung sind geruchlos, farblos, licht-, kälte- und wärmebeständig, gering hygroskopisch, wasserbeständig, nicht gesundheitsschädlich, schwer brennbar und möglichst wenig flüchtig, neutral reagierend, mit Polymeren und Hilfsstoffen mischbar und weisen ein gutes Gelierverhalten auf. Insbesondere sollen sie gegenüber den Komponenten A) und gegebenenfalls B) Verträglichkeit, Geliervermögen und weichmachende Wirksamkeit aufweisen.Preferred plasticizers according to the invention are odorless, colorless, light, cold and heat resistant, low hygroscopic, water resistant, not harmful to health, flame retardant and as little volatile as possible, neutral reactive, miscible with polymers and auxiliaries and have a good Gelling behavior. In particular, they should be compared to components A) and optionally B) compatibility, gelling power and plasticizing Show effectiveness.

Weiter sollen die erfindungsgemäß als Komponente D) einzusetzenden Verbindungen eine geringe Migration aufweisen, was insbesondere für Anwendungen der erfindungsgemäßen Formkörper im Lebensmittelbereich von Bedeutung ist.Furthermore, those to be used according to the invention as component D) are to be used Connections have low migration, which is especially true for Applications of the moldings according to the invention in the food sector of Meaning is.

Zu besonders bevorzugten weichmachenden Komponenten D) gehören unter anderem Dimethylsulfoxid, 1,3-Butandiol, Glyzerin, Ethylenglykol, Propylenglykol, Diglyzerid, Diglycolether, Formamid, N,N-Dimethylformamid, N-Methylformamid, Dimethylacetamid, N-Methylacetamid und/oder N,N'-Dimethylharnstoff.Particularly preferred plasticizing components D) include other dimethyl sulfoxide, 1,3-butanediol, glycerin, ethylene glycol, propylene glycol, Diglyceride, diglycol ether, formamide, N, N-dimethylformamide, N-methylformamide, Dimethylacetamide, N-methylacetamide and / or N, N'-dimethylurea.

Besonders zweckmäßig sind auch Polyalkylenoxid, Glycerinmono-, di-, oder -triacetat, Sorbitol, oder andere Zuckeralkohole, wie Erythrit, Zuckersäuren, wie Gluconsäure, Polyhydroxycarbonsäuren, Saccharide, wie Glucose, Fructose oder Saccharose, sowie Zitronensäure und seine Derivate.Polyalkylene oxide, glycerol mono-, di- or are also particularly useful -triacetate, sorbitol, or other sugar alcohols, such as erythritol, sugar acids, such as Gluconic acid, polyhydroxycarboxylic acids, saccharides such as glucose, fructose or Sucrose, as well as citric acid and its derivatives.

Die Komponente E) der erfindungsgemäßen thermoplastischen Mischung auf StärkebasisComponent E) of the thermoplastic mixture according to the invention Starch base

Die Komponente E) ist essentiell für die erfindungsgemäße Mischung.Component E) is essential for the mixture according to the invention.

Die Menge, mit der die Komponente E) in der erfindungsgemäßen Mischung enthalten ist, ist von besonderer Bedeutung. Die Komponente E) ist in Mengen zwischen 0,01 Gew.-Teilen und (A)+B))/10 Gew.-Teilen in der Mischung gemäß der Erfindung enthalten. Zweckmäßig sind wenigstens 0,1 Gew.-Teile, bevorzugt 0,1-(A)+B))/20 Gew.-Teile.The amount with which component E) in the mixture according to the invention is of particular importance. Component E) is in quantities between 0.01 parts by weight and (A) + B)) / 10 parts by weight in the mixture according to of the invention included. At least 0.1 part by weight is expediently preferred 0.1- (A) + B)) / 20 parts by weight.

Sofern die Menge an Komponente E) zu gering ist, werden die mechanischen Eigenschaften der aus der erfindungsgemäßen Mischung erhältlichen Formkörper schlecht. Überschreitet die Menge den Wert von (A)+B))/10 Gew.-Teilen, so kommt es zur Beeinträchtigung der Plastifizierung der Formmasse.If the amount of component E) is too small, the mechanical Properties of the moldings obtainable from the mixture according to the invention bad. If the amount exceeds the value of (A) + B)) / 10 parts by weight, then comes it affects the plasticization of the molding compound.

Bei der Komponente E) handelt es sich gemäß der Erfindung um Phosphate. Hierunter werden im Rahmen der Erfindung Salze und Ester der verschiedenen Phosphorsäuren verstanden. Bei weitem bevorzugt sind für die Erfindung allerdings die Salze der verschiedenen Phosphorsäuren. Erfindungsgemäß können als Komponente E) ein oder mehrere Salze und/oder Ester der verschiedenen Phosphorsäuren, mithin also ein oder mehrere Phosphate die Komponente E) bilden.According to the invention, component E) is phosphates. In the context of the invention, this includes salts and esters of the various Understand phosphoric acids. However, are far preferred for the invention the salts of the various phosphoric acids. According to the invention as Component E) one or more salts and / or esters of the different Phosphoric acids, therefore one or more phosphates, component E) form.

Als Komponente E) kommen mit gutem Erfolg unter anderem Ortho-Phosphate der allg. Formeln MIH2PO4 (z. B. NaH2PO4) und MII(H2PO4)2 [z. B. Ca(H2PO4)2], sekundäre Ortho-Phosphate der allgemeinen Formeln MI 2HPO4 oder MIIHPO4 (z. B. K2HPO4, CaHPO4) oder tertiäre Ortho- Phosphate der allgemeinen Formeln MI 3PO4 oder MII 3(PO4)2 [z. B. Na3PO4, Ca3(PO4)2], wobei MI für ein einwertiges Kation wie beispielsweise ⁺NRR'R''R''', worin R, R', R'' und R''' unabhängig voneinander gleich oder verschieden für Wasserstoff, (C1-C8)-Alkyl, linear oder verzweigt, (C4-C8)-Aryl, vorzugsweise Phenyl stehen, Alkalimetallion, bevorzugt Na⁺ oder K⁺, MII für ein zweiwertiges Kation, vorzugsweise Erdalkalimetallion, besonders bevorzugt Ca2+ steht, zum Einsatz.As component E), ortho-phosphates of the general formulas M I H 2 PO 4 (eg NaH 2 PO 4 ) and M II (H 2 PO 4 ) 2 [z. B. Ca (H 2 PO 4 ) 2 ], secondary orthophosphates of the general formulas M I 2 HPO 4 or M II HPO 4 (e.g. K 2 HPO 4 , CaHPO 4 ) or tertiary orthophosphates of the general formulas M I 3 PO 4 or M II 3 (PO 4 ) 2 [e.g. B. Na 3 PO 4 , Ca 3 (PO 4 ) 2 ], where M I for a monovalent cation such as ⁺NRR'R''R ''', where R, R', R '' and R ''' independently of one another, identically or differently, represent hydrogen, (C 1 -C 8 ) -alkyl, linear or branched, (C 4 -C 8 ) -aryl, preferably phenyl, alkali metal ion, preferably Na⁺ or K⁺, M II for a divalent Cation, preferably alkaline earth metal ion, particularly preferably Ca 2+, is used.

Von besonderem Interesse als Komponente E) ist ferner die sich von den sauren Salzen der Orthophosphorsäure ableitende Gruppe der beim Erhitzen durch Wasseraustritt entstehenden kondensierten Phosphate, welche sich wiederum in Metaphosphate (systematische Bezeichnung: cyclo-Polyphosphate) und Polyphosphate (systematische Bezeichnung: catena-Polyphosphate) unterteilen lassen.Of particular interest as component E) is also that of the acidic Salting of the orthophosphoric acid-dissipating group when heated Condensed phosphates are formed, which in turn Metaphosphates (systematic name: cyclo-polyphosphates) and Subdivide polyphosphates (systematic name: catena polyphosphates) to let.

Zu bevorzugten Vertretern sind neben anderen das Grahamsche Salz, Kurrolsche Salz und Maddrellsche Salz sowie Schmelz- oder Glühphosphate zu zählen.Among the preferred representatives are Graham's salt, Kurrolsche To count salt and Maddrell salt as well as melting or annealing phosphates.

Besonders zweckmäßige Modifizierungsmittel E) sind unter anderem Metaphosphate der allgemeinen Formel MI n[PnO3n], worin MI ein einwertiges Kation, bevorzugt Metallion, zweckmäßig Alkalimetallion, bevorzugt Na⁺ oder K⁺, oder ⁺NRR'R''R''', worin R, R', R'' und R''' unabhängig voneinander gleich oder verschieden für Wasserstoff, (C1-C8)-Alkyl, linear oder verzweigt, (C4-C8)-Aryl, vorzugsweise Phenyl, steht und n eine ganze natürliche positive Zahl bedeutet, vorzugsweise im Bereich zwischen 3 und 10. Hiervon wiederum sind solche Metaphosphate zu bevorzugen, worin n 3, 4 oder 5 und MI Natrium oder Kalium ist. Am meisten bevorzugt sind Natriumtrimetaphosphat, Natriumtetrametaphosphat und Natriumpentametaphosphat.Particularly useful modifiers E) include metaphosphates of the general formula M I n [P n O 3n ], in which M I is a monovalent cation, preferably metal ion, suitably alkali metal ion, preferably Na⁺ or K⁺, or ⁺NRR'R''R "", where R, R ', R "" and R "" independently of one another are identical or different for hydrogen, (C 1 -C 8 ) -alkyl, linear or branched, (C 4 -C 8 ) -aryl, preferably phenyl, and n is a whole natural positive number, preferably in the range between 3 and 10. Of these in turn, those metaphosphates are preferred in which n is 3, 4 or 5 and M I is sodium or potassium. Most preferred are sodium trimetaphosphate, sodium tetrametaphosphate and sodium pentametaphosphate.

Vorteilhafte Mischungen ergeben sich auch mit Polyphosphaten der allgemeinen Formel MI n+2[PnO3n+1] oder MI n[H2nPnO3n+1], worin MI ein einwertiges Kation, bevorzugt Metallion, zweckmäßig Alkalimetallion, bevorzugt Na⁺ oder K⁺, oder ⁺NRR'R''R''', worin R, R', R'' und R''' unabhängig voneinander gleich oder verschieden für Wasserstoff, (C1-C8)-Alkyl, linear oder verzweigt, (C4-C8)-Aryl, vorzugsweise Phenyl, steht und n eine ganze natürliche positive Zahl größer 2 ist. Bevorzugt hiervon sind Natrium und Kaliumpolyphosphate, bei denen n < 10 ist.Advantageous mixtures also result with polyphosphates of the general formula M I n + 2 [P n O 3n + 1 ] or M I n [H 2n PnO 3n + 1 ], where M I is a monovalent cation, preferably a metal ion, preferably an alkali metal ion, preferably Na⁺ or K⁺, or ⁺NRR'R''R ''', in which R, R', R '' and R '''are, independently of one another, the same or different for hydrogen, (C 1 -C 8 ) -alkyl, is linear or branched, (C 4 -C 8 ) aryl, preferably phenyl, and n is a whole natural positive number greater than 2. Of these, sodium and potassium polyphosphates in which n is <10 are preferred.

Mischungen mit günstigen Eigenschaften können auch erhalten werden, wenn als Komponente E) Polyphosphate der allgemeinen Formel MI n+2[PnO3n+1] eingesetzt werden, worin M ein einwertiges Kation, bevorzugt Metallion, zweckmäßig Alkalimetallion, bevorzugt Na⁺ oder K⁺, oder ⁺NRR'R''R''', worin R, R', R'' und R''' unabhängig voneinander gleich oder verschieden für Wasserstoff, (C1-C8)-Alkyl, linear oder verzweigt, (C4-C8)-Aryl, vorzugsweise Phenyl, steht und n eine ganze natürliche positive Zahl im Bereich zwischen 3 und 10 ist. Unter anderem ist hiervon Pentanatriumtripolyphosphat bevorzugt.Mixtures with favorable properties can also be obtained if polyphosphates of the general formula M I n + 2 [P n O 3n + 1 ] are used as component E), in which M is a monovalent cation, preferably metal ion, advantageously alkali metal ion, preferably Na bevorzugt or K⁺, or ⁺NRR'R''R ''', in which R, R', R '' and R '''are, independently of one another, identical or different for hydrogen, (C 1 -C 8 ) -alkyl, linear or branched , (C 4 -C 8 ) aryl, preferably phenyl, and n is a whole natural positive number in the range between 3 and 10. Among others, pentasodium tripolyphosphate is preferred.

Weiter ist die thermoplastische Mischung gemäß der Erfindung in besonderer Ausführungsform dadurch ausgezeichnet, daß die Komponente E) ein Alkalisalz eines Metaphosphats oder Polyphosphats ist.Furthermore, the thermoplastic mixture according to the invention is special Embodiment characterized in that component E) is an alkali salt a metaphosphate or polyphosphate.

Noch eine günstige Abwandlung der erfindungsgemäßen thermoplastischen Mischung ergibt sich dadurch, daß die Komponente E) Natriumtrimetaphosphat, Natriummetaphosphat, Natriumpolyphosphat und/oder Natriumhexametaphospat, vorzugsweise Natriumpolyphosphat, ist.Another favorable modification of the thermoplastic according to the invention Mixture results from the fact that component E) sodium trimetaphosphate, Sodium metaphosphate, sodium polyphosphate and / or sodium hexametaphosphate, preferably sodium polyphosphate.

Die genannten Phosphate können einen unterschiedlichen Hydratisierungsgrad aufweisen. Aufgrund der verhältnismäßig geringen Anteile der Komponente E) in der thermoplastischen Mischung ist dieser Wassergehalt bei der Bestimmung der Gew.-Teile an E) in der Regel unbeachtlich und aufgrund der essentiellen Komponente C) nicht schädlich.The phosphates mentioned can have a different degree of hydration exhibit. Due to the relatively small proportions of component E) in the thermoplastic mixture is this water content when determining the parts by weight to E) usually irrelevant and due to the essential component C) not harmful.

Die Komponente F) der erfindungsgemäßen StärkemischungComponent F) of the starch mixture according to the invention

Die Komponente F) der erfindungsgemäßen Mischung ist optional, d. h. sie muß nicht in der erfindungsgemäßen Mischung enthalten sein.Component F) of the mixture according to the invention is optional, i. H. she must not be contained in the mixture according to the invention.

Es kann sich um einen oder mehrere Stoffe handeln, welche insgesamt als Komponente F) in Mengen bis zu 200 Gewichtsteilen, vorzugsweise nicht mehr als 100 Gewichtsteilen, einsetzbar sind.It can be one or more substances that collectively as Component F) in amounts up to 200 parts by weight, preferably not more than 100 parts by weight, can be used.

Zu üblichen Zuschlagstoffen oder Additiven gehören unter anderem Füllstoffe, Gleitmittel, die von den unter D) genannten Weichmachern verschieden sind, Flexibilisierungsmittel, Pigmentierungsmittel, Farbstoffe, Entformungsmittel und andere.Common additives or additives include fillers, Lubricants that differ from the plasticizers mentioned under D), Flexibilizers, pigmentants, dyes, mold release agents and other.

Als Füllstoff geeignet sind beispielsweise synthetische Polymere, die nahezu in der Mischung löslich sind, wie etwa auf Milchsäure basierende Polymere, wie ®Lacea der Firma Mitsui, ®Resomerder Firma Boehringer Ingelheim, sowie weitere Polymere auf der Basis von Milchsäure und artverwandte Polymere der Milchsäure, der Firmen Wako Pure Chemical Industries Ltd., Medisorb Co., Birmingham Polymers, Inc., Polysciences Inc., Purac Biochem BV, Ethicon, Cargill oder Chronopo, wobei einsichtig ist, daß diese Aufzählung nicht einer absoluten Vollständigkeit entsprechen kann.Suitable fillers are, for example, synthetic polymers that are almost in the Mixture are soluble, such as lactic acid based polymers such as ®Lacea from Mitsui, ®Resomer from Boehringer Ingelheim, and others Polymers based on lactic acid and related polymers of lactic acid, of Wako Pure Chemical Industries Ltd., Medisorb Co., Birmingham Polymers, Inc., Polysciences Inc., Purac Biochem BV, Ethicon, Cargill or Chronopo, although it is clear that this list is not an absolute one Completeness can correspond.

Des weiteren können auch andere Polyester aus bevorzugt physiologisch unbedenklichen Hydroxycarbonsäuren eingesetzt werden, etwa Polyhydroxybutter­ co-valeriansäuren, insbesondere Polyester der Marke ®Biopol u. a.
Weiter wird vorgeschlagen, mindestens einen anorganischen Füllstoff, wie beispielsweise Magnesiumoxid, Aluminiumoxid, SiO2, TiO2 usw. zuzusetzen.
Furthermore, other polyesters made from preferably physiologically harmless hydroxycarboxylic acids can also be used, for example polyhydroxybutter co-valeric acids, in particular polyester of the ®Biopol brand and others
It is also proposed to add at least one inorganic filler, such as magnesium oxide, aluminum oxide, SiO 2 , TiO 2 , etc.

Zum Einfärben der Mischung eignen sich insbesondere organische oder anorganische Pigmente, besonders auch biokompatible, also als unbedenklich für lebende Organismen einzustufende sog. Perlglanzpigmente, basierend auf Silikatstrukturen, die damit prinzipiell als eßbar einzustufen sind und in Mengen zwischen 0,001 und 10 Gewichtsteilen eingesetzt werden.Organic or. Are particularly suitable for coloring the mixture inorganic pigments, especially also biocompatible, i.e. harmless to  so-called pearlescent pigments based on living organisms Silicate structures, which in principle can be classified as edible and in quantities between 0.001 and 10 parts by weight can be used.

Zur Verbesserung der Fließeigenschaften eignen sich insbesondere tierische oder pflanzliche Fette und/oder Lecithine, die vorzugsweise in hydrogenierter Form verwendet werden, wobei diese Fette und sonstigen Fettsäurederivate vorzugsweise einen Schmelzpunkt von größer 50°C aufweisen.Animal or are particularly suitable for improving the flow properties vegetable fats and / or lecithins, preferably in hydrogenated form are used, these fats and other fatty acid derivatives preferably have a melting point of greater than 50 ° C.

Um die Hydrophilie und damit die Wasserunbeständigkeit der thermoplastisch verarbeitbaren Mischung während und nach der Verarbeitung zu reduzieren, kann dem Gemisch ein Vernetzungsmittel in untergeordneten Mengen zugesetzt werden, um die Stärke chemisch zu modifizieren. Vorzugsweise werden hierzu Alkylsiloxane in Mengen bis zu 5 Gewichtsteilen eingesetzt.To the hydrophilicity and thus the water resistance of the thermoplastic can reduce workable mixture during and after processing a crosslinking agent is added to the mixture in minor amounts, to chemically modify the starch. Alkyl siloxanes are preferred for this purpose used in quantities of up to 5 parts by weight.

Als Vernetzungsmittel eignen sich unter anderem auch, zwei- oder mehrwertige Carbonsäuren sowie deren Anhydride, Säurehalogenide von zwei- oder mehrwertige Carbonsäuren, Säureamide von zwei- oder mehrwertige Carbonsäuren, Derivate von zwei- oder mehrwertige anorganischen Säuren, die von der Komponente E) verschieden sind, Epoxide, Formaldehyd und/oder Harnstoffderivate, Divinylsulfone, Isocyanate, Oxoverbindungen und/ Cyanamid, wobei sich diese Verbindungen auch besonders zur chemischen Modifizierung im Anschluß an die thermoplastische Verarbeitung eignen und somit zur weiteren Verbesserung insbesondere der mechanischen Eigenschaften beitragen können.Also suitable as crosslinking agents are, inter alia, divalent or polyvalent Carboxylic acids and their anhydrides, acid halides of di- or polyvalent Carboxylic acids, acid amides of dibasic or polyvalent carboxylic acids, derivatives of dibasic or polyvalent inorganic acids derived from component E) are different, epoxides, formaldehyde and / or urea derivatives, divinyl sulfones, Isocyanates, oxo compounds and / cyanamide, these compounds also especially for chemical modification following the thermoplastic Suitable processing and thus for further improvement in particular mechanical properties can contribute.

Die Komponenten A) bis F) der erfindungsgemäßen Mischung werden derart miteinander vermengt, daß wenigstens das Mischen der Komponente E) mit der Komponente A) unter Einbringung von thermischer und mechanischer Energie in die thermoplastische Mischung erfolgt. Components A) to F) of the mixture according to the invention become such mixed together that at least the mixing of component E) with the Component A) with the introduction of thermal and mechanical energy into the thermoplastic mixture takes place.  

Vorzugsweise erfolgt die Einbringung der mechanischen und der thermischen Energie gleichzeitig, z. B. durch Arbeiten unter erhöhter Temperatur und gleichzeitiger Ausübung von Scherkräften auf die zu plastifizierende thermoplastische Mischung auf Stärkebasis.The mechanical and thermal ones are preferably introduced Energy at the same time, e.g. B. by working at elevated temperatures and simultaneous application of shear forces on the plasticized thermoplastic mixture based on starch.

Im allgemeinen gilt, daß eine bessere Homogenität der Mischungen bei höheren Temperaturen resultiert. Allerdings sollen die Temperaturen nicht zu hoch liegen, um unnötige Verfärbungen oder Zersetzung der Formmassen zu vermeiden.In general, the better the homogeneity of the mixtures at higher Temperatures result. However, the temperatures should not be too high to to avoid unnecessary discoloration or decomposition of the molding compounds.

In diesem Zusammenhang ist die thermoplastische Mischung der Erfindung in bevorzugter Abwandlung erhältlich durch Mischen bei Temperaturen im Bereich von < 60°C bis 200°C.In this connection, the thermoplastic mixture of the invention is in preferred modification obtainable by mixing at temperatures in the range of <60 ° C to 200 ° C.

Grundsätzlich steigt die Homogenisierung der Mischung mit der eingebrachten Leistung an. D. h. je höher die eingebrachte Leistung in das Mischaggregat ist, um so besser erfolgt die Homogenisierung der thermoplastischen Stärkemischung. Eine weitere Modifikation der Erfindung sieht daher eine durch Mischen unter Einwirkung von stark scherenden Mischaggregaten erhältliche thermoplastische Mischung vor, wobei die in die Mischung eingebrachte Energie insbesondere an der Leistung der verwendeten Verarbeitungsmaschinen abgeleitet werden kann. So ist eine Verarbeitung vor allem mit Apparaturen möglich, deren Plastifizierungselement mit Drehmomenten ausgestattet sind, die im Bereich von 5 bis 300 Nm (1 Newton Meter) liegen. Als vorteilhaft hat sich eine Verarbeitung bei einem Drehmoment im Bereich von 10 bis 100 Nm erwiesen. Bevorzugt wird die Verarbeitung in einem Bereich des Drehmomentes von 20 bis 40 Nm.In principle, the homogenization of the mixture increases with the introduced one Performance. That is, the higher the power introduced into the mixing unit, in order to the homogenization of the thermoplastic starch mixture is thus better. Another modification of the invention therefore sees one by mixing Exposure to high shear mixing units available thermoplastic Mixing before, the energy introduced into the mixture in particular at the Performance of the processing machines used can be derived. So is processing is possible, above all with equipment, its plasticizing element are equipped with torques in the range from 5 to 300 Nm (1 Newton Meters). Processing at a torque in the Proven range from 10 to 100 Nm. Processing in one is preferred Torque range from 20 to 40 Nm.

Eine besonders günstige Aufnahme von thermischer und/oder mechanischer Energie durch die Mischung wird erreicht, wenn man die Bestandteile der Mischung gemäß der Erfindung in einer Kunststoffverarbeitungsmaschine, wie beispielsweise einem Extruder, Kneter oder ähnlichen Aggregaten mischt und homogenisiert. A particularly favorable absorption of thermal and / or mechanical Energy through the mixture is achieved when you look at the components of the mixture according to the invention in a plastics processing machine, such as mixed and homogenized in an extruder, kneader or similar units.  

Das Verfahren kann vorzugsweise auf Ein- oder Zweischneckenextrudern durchgeführt werden. Diese sind vorzugsweise aus einzelnen Gehäusen zusammengesetzt, die temperierbare Mäntel aufweisen. Die Gestaltung der Schnecken unterliegt keiner Beschränkung, es können Förderelemente (mit oder ohne Schubkanten), Knetelemente und/oder Mischelemente vorhanden sein. Darüber hinaus ist es möglich und häufig vorteilhaft teilweise, d. h. abschnittsweise stauende oder rückfördernde Elemente im Extruder zu verwenden, um Verweilzeit und Mischungseigenschaften zu beeinflussen und zu steuern.The process can preferably be carried out on single or twin screw extruders be performed. These are preferably made of individual housings composed, which have temperature-controlled coats. The design of the Snails are not subject to any restrictions, conveyor elements (with or without shear edges), kneading elements and / or mixing elements. In addition, it is possible and often advantageous partially, i. H. in sections jamming or returning elements to be used in the extruder to increase residence time and to influence and control mixing properties.

Auch die Reihenfolge der Mischung der Ingredienzen A) bis F) kann eine besondere Bedeutung haben.The order in which ingredients A) to F) are mixed can also be special Have meaning.

Gegenstand der Erfindung ist insofern auch ein Verfahren zur Herstellung einer thermoplastische Mischung auf Stärkebasis, bei dem man
The invention thus also relates to a process for producing a thermoplastic mixture based on starch, in which

  • A) 100 Gew.-Teilen einer rechnerisch auf einen Wassergehalt von Null Prozent korrigierten beliebigen nativen, chemisch modifizierten, fermentativen, rekombinanten und/oder durch Biotransformation hergestellten Stärke und/oder von Derivaten der genannten Stärken;A) 100 parts by weight arithmetically for a water content of zero percent corrected any native, chemically modified, fermentative, recombinant and / or starch produced by biotransformation and / or derivatives of the named strengths;
  • B) gegebenenfalls bis 100 Gew.-Teilen eines von A) verschiedenen physiologisch unbedenklichen, biologisch abbaubaren, thermoplastisch verarbeitbaren, polymeren Materials;B) optionally up to 100 parts by weight of a physiologically different from A) harmless, biodegradable, thermoplastically processable, polymeric material;
  • C) 1 bis 100 Gewichtsteile Wasser;C) 1 to 100 parts by weight of water;
  • D) mindestens einen Weichmacher in einer Menge im Bereich von 10 Gew.-Teilen bis zur Hälfte der Summe der Gewichtsteile A) und B);D) at least one plasticizer in an amount in the range of 10 parts by weight up to half the sum of parts by weight A) and B);
  • E) mindestens ein Phosphat, vorzugsweise Phosphorsäuresalz, in einer Menge im Bereich von 0,01 Gew.-Teilen bis (A)+B))/10 Gew.-Teilen;E) at least one phosphate, preferably phosphoric acid salt, in an amount in the range of 0.01 parts by weight to (A) + B)) / 10 parts by weight;
  • F) gegebenenfalls bis zu (A)+B)) Gew.-Teile weiterer üblicher Zusätze; bereitstellt und miteinander vermischt,F) optionally up to (A) + B)) parts by weight of other customary additives; prepared and mixed together,

wobei die Komponente E) zu den Komponenten A) bis D) sowie gegebenenfalls F) zugefügt wird, wobei wenigstens das Mischen der Komponente E) mit den restlichen Komponenten unter Einbringung von thermischer und mechanischer Energie in, vorzugsweise unter Einwirkung erhöhter Temperatur und gleichzeitiger Ausübung von Scherkräften auf, die thermoplastische Mischung erfolgt.where component E) to components A) to D) and optionally F) is added, at least mixing component E) with the rest Components incorporating thermal and mechanical energy into, preferably under the influence of elevated temperature and simultaneous exercise of shear forces, the thermoplastic mixture takes place.

Dieses Vorgehen unterscheidet sich hinsichtlich Art und Wirkung deutlich vom bekannten Stand der Technik.This procedure differs significantly in terms of type and effect known prior art.

Wurden bislang Phosphorsäuren oder ihre Salze oder Ester als Modifizierungsmittel bei der Herstellung von thermoplastischen Mischungen auf Stärkebasis verwendet, wurde ausschließlich und immer direkt das Stärkekorn modifiziert oder aber es wurde durch eine hohe Zugabe an Gewichtsteilen des Phosphats und nachfolgender thermischer Behandlung eine Vernetzung herbeigeführt, die zu Formmassen führt, welche einer thermoplastischen Verarbeitung nicht mehr zugänglich sind.So far, phosphoric acids or their salts or esters have been used as modifiers used in the production of thermoplastic mixtures based on starch, the starch grain was modified exclusively and always directly or else it was caused by a high addition of parts by weight of the phosphate and subsequent thermal treatment brings about a crosslinking that leads to Molding compounds, which no longer a thermoplastic processing are accessible.

Im Gegensatz hierzu wird bei der erfindungsgemäßen Vorgehensweise gewährleistet, daß nicht nur die Oberfläche des Stärkekorns, sondern die Stärke in der Gesamtheit ihrer Moleküle vorzugsweise am Stärkerückgrat modifiziert wird. Dies führt zu anders gearteten Produkten, deren verbesserte Eigenschaften nicht ohne weiteres vorhersehbar waren.In contrast to this, the procedure according to the invention ensures that not only the surface of the starch grain, but the starch in all of their molecules are preferably modified on the starch backbone. This leads to different types of products whose improved properties do not were readily predictable.

Eine Zugabe der Komponente E) während der Verarbeitung im Homogenisierungs- oder Mischaggregat, wie etwa im Kneter oder Extruder, unter alkalischen bis sauren Bedingungen führt dazu, daß die Reaktion mit Stärke, Stärkederivaten oder auch zugemischten Proteinen in nur untergeordnetem Ausmaß einer Vernetzung gleichkommt. D.h. im Vordergrund steht die Modifizierung des Polymerrückgrats. An addition of component E) during processing in the homogenization or Mixing unit, such as in a kneader or extruder, under alkaline to acidic Conditions leads to the reaction with starch, starch derivatives or else mixed proteins to a minor extent of crosslinking equals. I.e. the focus is on the modification of the polymer backbone.  

Dieser Unterschied zu bekannten Stärkephosphaten aus dem Stand der Technik kann sich beispielsweise auch im Substitutionsgrad widerspiegeln.This difference to known starch phosphates from the prior art can, for example, also be reflected in the degree of substitution.

Die Anzahl Hydroxylgruppen pro Glucoseeinheit der Stärke, die durch eine andere funktionelle Gruppe (Phosphate) ersetzt wird, wird als Substitutionsgrad DS ("degree of substitution") bezeichnet.The number of hydroxyl groups per glucose unit of starch by another functional group (phosphates) is replaced as a degree of substitution DS ("degree of substitution ").

Pro Glucoseeinheit sind drei freie Hydroxylgruppen vorhanden. Somit kann der Substitutionsgrad von 0,0 bis 3,0 variieren.There are three free hydroxyl groups per glucose unit. Thus, the Degree of substitution vary from 0.0 to 3.0.

Beim Substitutionsgrad DS handelt es sich mithin um eine rein statistische Größe. Ein Substitutionsgrad DS von 1,0 besagt nur, daß im Mittel an jeder Grucoseeinheit eine Hydroxylgruppe durch einen Substituenten ersetzt ist. D. h. ein DS von 1,0 bedeutet nicht notwendigerweise, daß exakt an jeder Glucoseeinheit ein Substituent neben zwei nicht-substituierten verbliebenden Hydroxylgruppen vorliegt.The degree of substitution DS is therefore a purely statistical variable. A degree of substitution DS of 1.0 only means that on average at each grucose unit a hydroxyl group is replaced by a substituent. That is, a DS of 1.0 does not necessarily mean that there is a substituent on exactly each glucose unit in addition to two unsubstituted remaining hydroxyl groups.

Beispielsweise ist bekannt, daß native Stärke per se Phosphatgruppen enthalten kann. Der Substitutionsgrad liegt hierbei im Bereich von etwa 0,001. Das bedeutet, daß rein statistisch etwa alle 300 Glucoseeinheiten eine Phosphatgruppe im Polymer vorhanden ist.For example, it is known that native starch contains phosphate groups per se can. The degree of substitution is in the range of about 0.001. That means, that statistically about every 300 glucose units a phosphate group in the Polymer is present.

Nun verhält es sich bei den bekannten Verfahren, welche die Stärke als Korn und somit weitestgehend nur an der Oberfläche modifizieren so, daß von Substitutionsgraden DS im Bereich von etwa 0,001 bis 0,01 auszugehen ist.Now it is the case with the known methods which show the starch as grain and Modify as far as possible only on the surface so that from Degrees of substitution DS in the range from about 0.001 to 0.01 can be assumed.

Gemäß der Erfindung jedoch wird durch die Modifikation mit Phosphaten (Komponente E)) während der Plastifizierung ein deutlich höherer DS erreicht. Dieser liegt etwa zwischen < 0,01 und 1,0. Vorzugsweise ist der DS für die erfindungsgemäß modifizierte Komponente A) etwa im Bereich von 0,05 bis 0,5. Besonders zweckmäßig ist der DS 0,1 bis 0,3. According to the invention, however, by modification with phosphates (Component E)) achieved a significantly higher DS during plastication. This is approximately between <0.01 and 1.0. Preferably the DS is for the Component A) modified according to the invention approximately in the range from 0.05 to 0.5. The DS is particularly useful from 0.1 to 0.3.  

Darüberhinaus kann durch die Zugabe von Weichmachern, die per se ein hohes Verhältnis von Hydroxylgruppen oder anderen Wasserstoffbrücken ausbildenden Gruppen zu Kohlenstoffatomen aufweisen, unter geeigneter Reaktionsführung über die Reaktion des Phosphats auch eine Ankopplung des Weichmachers an das Stärkerückgrat erreicht werden, was letztlich - besonders während der Verarbeitung- zu einer Verringerung der Migration des Weichmachers aus der Mischung führt. Zugleich jedoch wird der Plastifizierungseffekt des Weichmachers nicht ausgeschlossen, wodurch die Destrukturierung der Stärke, im Sinne eines Aufschlusses des Stärkekorns erst ermöglicht wird. Diese Möglichkeit der Interpretation der ablaufenden Reaktionen, die zu den überraschend gefundenen Ergebnissen führen, schließen jedoch auch andere Interpretationsmöglichkeiten nicht aus.In addition, the addition of plasticizers, which are high per se Ratio of hydroxyl groups or other hydrogen bonds Have groups to carbon atoms, with appropriate reaction over the reaction of the phosphate also coupled the plasticizer to the Strength backbone can be achieved, which ultimately - especially during processing - leads to a reduction in the migration of the plasticizer from the mixture. At the same time, however, the plasticizing effect of the plasticizer does not excluded, causing the destructuring of strength, in the sense of a Disruption of the starch grain is only possible. This possibility of Interpretation of the reactions taking place that lead to the surprisingly found Results lead, but also exclude other interpretations not from.

Die erfindungsgemäße thermoplastische Formmasse läßt sich nach den bekannten Verarbeitungsverfahren zu Produkten verarbeiten. So kann sie z. B. in einem ersten Schritt granuliert oder pelletisiert werden.The thermoplastic molding composition according to the invention can be according to the known Processing methods to produce products. So it can e.g. B. in a first Step granulated or pelletized.

Gegenstand der Erfindung ist somit auch ein Granulat, das durch Extrusion und Pelletisierung aus der thermoplastischen Mischung gemäß der Erfindung erhältlich ist.The invention thus also relates to granules obtained by extrusion and Pelletization available from the thermoplastic mixture according to the invention is.

Außerdem können entweder direkt oder durch erneutes thermoplastisches Verarbeiten eines sich thermoplastisch verhaltenden Granulats biologisch gut abbaubare Formteile oder Folien mit verbesserten Eigenschaften, vorzugsweise verbesserten mechanischen Eigenschaften, erhalten werden.In addition, either directly or through renewed thermoplastic Process a thermoplastic granulate biologically well degradable moldings or films with improved properties, preferably improved mechanical properties can be obtained.

Schließlich gehört zur Erfindung insbesondere auch die Verwendung der thermoplastischen Mischungen zur Herstellung von Formteilen oder Folien. Finally, the invention also includes the use of thermoplastic mixtures for the production of molded parts or films.  

Dabei zeichnen sich die thermoplastischen Formmassen, sowie die durch Weiterverarbeitung erhaltenen Formkörper und Folien dadurch aus, daß durch die Zumischung der essentiellen Komponente E) sowohl eine erhöhte Temperaturbeständigkeit als auch eine Verbesserung der Flammbeständigkeit erzielt wird.Thereby, the thermoplastic molding compounds, as well as the Further processing obtained moldings and films from that by Mixing of the essential component E) both an increased Temperature resistance as well as an improvement in flame resistance is achieved.

Insgesamt decken die erfindungsgemäßen Produkte damit eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten ab. Hierzu gehören im einzelnen unter anderem Klebstoffadhäsive für Papier und Wellpappe, Formkörper, die durch Spritzguß hergestellt werden, vor allem Stäbe, Rohre, Flaschen, Kapseln, Granulate, Lebensmittelzusatzstoffe, Filme, als Überzüge oder freistehende Filme, auch als Laminate, vor allem Folien, Verpackungsmaterialien, Beutel, Retardmaterialien zur kontrollierten Freisetzung von Wirkstoffen im allgemeinen, insbesondere Pharmaka, Pestizide oder andere in der Agrokultur eingesetzte Wirkstoffe, Dünger, Aromastoffe etc. Dabei kann die Freigabe der aktiven Substanz aus Filmen, Folien, Preßlingen, Partikeln, Mikropartikeln, Stäbchen oder anderen Extrudaten oder sonstigen Formkörpern erfolgen.Overall, the products according to the invention thus cover a large number of Possible applications. These include, among other things Adhesive adhesives for paper and corrugated cardboard, molded articles by injection molding are produced, especially rods, tubes, bottles, capsules, granules, Food additives, films, as coatings or free-standing films, also as Laminates, especially foils, packaging materials, bags, slow release materials for controlled release of active substances in general, in particular pharmaceuticals, Pesticides or other active ingredients, fertilizers, flavorings used in agro-culture etc. The release of the active substance from films, foils, compacts, Particles, microparticles, rods or other extrudates or others Shaped bodies are made.

Weiter bevorzugte Anwendungen umfassen Lebensmittelverpackungen, insbesondere Wurst- oder Käsehüllen, Absorber, Puder und dergleichen.Other preferred applications include food packaging, in particular sausage or cheese casings, absorbers, powder and the like.

In einer besonderen Ausführungsform werden die thermoplastischen Mischungen gemäß der Erfindung zur Herstellung von Formkörpern zur kontrollierten Freigabe von Wirkstoffen, wie etwa Tabletten oder Dragées, verwendet.In a special embodiment, the thermoplastic mixtures according to the invention for the production of moldings for controlled release of active ingredients, such as tablets or coated tablets.

Eine weitere zweckmäßige und besonders günstige Verwendung der thermoplastischen Mischung gemäß der Erfindung betrifft die Herstellung von Formkörpern, die sich zur Herstellung von massiven Formkörpern, Hohlkörpern oder Kombinationen davon eignen. Another convenient and particularly inexpensive use of the thermoplastic mixture according to the invention relates to the production of Shaped bodies that are used for the production of solid shaped bodies, hollow bodies or Combinations of these are suitable.  

Noch eine herausragende Verwendung der erfindungsgemäßen thermoplastischen Mischung ist in der Herstellung von Folien zum Gebrauch in der Landwirtschaft angesiedelt.Another outstanding use of the thermoplastic according to the invention Mixture is in the manufacture of films for use in agriculture located.

In weiterer besonderer Abwandlung sieht die Erfindung die Verwendung der thermoplastischen Mischung zur Herstellung von Folien zum Gebrauch in der Lebensmittelanwendung vor.The invention sees the use of the in a further particular modification thermoplastic mixture for the production of films for use in the Food application.

Noch eine spezielle erfindungsgemäße Verwendung der thermoplastischen Mischung liegt in der Herstellung von Folien zum Gebrauch als Lebensmittelumverpackung.Another special use of the thermoplastic according to the invention Mixture lies in the manufacture of films for use as Food packaging.

Eine weiterhin ausgesprochen günstige Verwendung der thermoplastischen Mischung gemäß der Erfindung ergibt sich bei der Herstellung von Folien zum Gebrauch als Lebensmittelverpackung mit vollständigem Flächenkontakt zum Lebensmittel.Another extremely favorable use of the thermoplastic Mixture according to the invention results in the production of films for Use as food packaging with full surface contact to the Food.

Schließlich ist auch eine Verwendung der thermoplastischen Mischung gemäß der Erfindung besonders vorteilhaft, bei der Flach- oder tubulare Folien zur Verwendung als Lebensmittelhüllen für Wurst und Käse hergestellt werden.Finally, a use of the thermoplastic mixture according to the Invention particularly advantageous in the use of flat or tubular films are produced as food casings for sausage and cheese.

Außerdem bevorzugt ist im Rahmen der Erfindung die Verwendung der thermoplastischen als temporäre Schutzfilme für technische Gebrauchsgegenstände.It is also preferred within the scope of the invention to use the thermoplastic as temporary protective films for technical Utensils.

Die nachfolgenden Beispiele veranschaulichen den Gegenstand der Erfindung.The following examples illustrate the subject matter of the invention.

Beispiel 1example 1

Herstellung eines thermoplastisch verarbeitbaren Blendgemisches aus Kartoffelstärke mit Natriumpolyphosphat, Gummiarabicum und Glyzerin:
Die Verbindungen werden in einem handelsüblichen Knetaggregat bereitgestellt (Brabender Kneter). Das Knetaggregat wird auf 100°C geheizt. 30 g Kartoffelstärke (®Toffena der Fa. Südstärke) werden im Betriebszustand des Knetaggregats zugegeben. 0,9 g NaCO3 werden in 10 g Wasser gelöst und zu der im Kneter befindlichen Kartoffelstärke hinzugegeben. Die Mischung wird homogenisiert. Der Vorgang beträgt etwa 3 Minuten. Im Anschluß werden 9 g Gummiarabicum auf einmal zugegeben. Es wird wiederum homogenisiert. Anschließend werden 9 g Glyzerin portionsweise zugegeben (ca. 3 gleich große Portionen mit jeweils 2-minütigem Knetintervall zwischen den Zugaben). Nach weiteren 2 Minuten werden 1,2 g Natriumpolyphosphat (Riedel de Haen) gelöst in 5 ml Wasser addiert. Die gesamte Mischung wird nochmals für weitere 2 Minuten geknetet. Die Masse wird entnommen, während das Gerät noch in beheiztem Zustand ist. Das Produkt ist eine homogene Masse, die leicht gelblich gefärbt ist. Es handelt sich um ein nicht transparentes Produkt. Nach dem Erkalten kann die thermoplastische Masse weiterverarbeitet werden.
Production of a thermoplastic processable blend of potato starch with sodium polyphosphate, gum arabic and glycerin:
The compounds are provided in a commercially available kneading unit (Brabender kneader). The kneading unit is heated to 100 ° C. 30 g of potato starch (®Toffena from SüdStar) are added while the kneading unit is in operation. 0.9 g of NaCO 3 are dissolved in 10 g of water and added to the potato starch in the kneader. The mixture is homogenized. The process takes about 3 minutes. Then 9 g of gum arabic are added at once. It is homogenized again. Then 9 g of glycerin are added in portions (about 3 portions of equal size, each with a 2-minute kneading interval between the additions). After a further 2 minutes, 1.2 g of sodium polyphosphate (Riedel de Haen) dissolved in 5 ml of water are added. The entire mixture is kneaded again for a further 2 minutes. The mass is removed while the device is still heated. The product is a homogeneous mass that is slightly yellow in color. It is a non-transparent product. After cooling, the thermoplastic mass can be processed further.

Die Filme, die aus thermoplastischer Verarbeitung des Produkts erhalten werden, sind transparent und zeigen gute mechanische Festigkeiten.The films obtained from thermoplastic processing of the product are transparent and show good mechanical strength.

Vergleichsbeispiel 2Comparative Example 2

Herstellung eines thermoplastisch verarbeitbaren Blendgemisches aus Kartoffelstärke mit Natriumpolyphosphat und Gummiarabicum:
Die Herstellung dieser Mischung erfolgt identisch zu der Beschreibung in Beispiel 1. Der einzige Unterschied in der Rezeptur liegt in der Nichtverwendung von Glyzerin als Weichmacher.
Production of a thermoplastic blend mixture from potato starch with sodium polyphosphate and gum arabic:
The preparation of this mixture is identical to the description in Example 1. The only difference in the recipe is that glycerol is not used as a plasticizer.

Nach beendeter Homogenisierung wird die Masse, während das Gerät noch in beheiztem Zustand ist, entnommen. Das Produkt ist eine homogene Masse, die leicht bräunlich gefärbt ist. Es handelt sich um ein nicht transparentes Produkt, welches zur Sprödigkeit neigt. Eine Weiterverarbeitung, insbesondere zu Folien oder Filmen läßt sich nur nach vorhergehender Wässerung der Formmasse erzielen.After homogenization is complete, the mass is still in heated state is removed. The product is a homogeneous mass that is slightly brownish in color. It is a non-transparent product, which tends to be brittle. Further processing, in particular into foils or Filming can only be achieved after the molding compound has been washed.

Beispiel 3Example 3

Herstellung eines thermoplastisch verarbeitbaren Blendgemisches aus Casein und Kartoffelstärke mit Natriumpolyphosphat:
Die Verbindungen werden in einem handelsüblichen Knetaggregat hergestellt (Brabender Kneter). Das Knetaggregat wird auf 100°C geheizt. 20 g Casein und 10 g Kartoffelstärke (Toffena der Fa. Südstärke) werden im Betriebszustand des Knetaggregats zugegeben. Es werden sofort 1,2 g Natriumpolyphosphat (Riedel de Haen) gelöst in 5 ml Wasser hinzugegeben. Es wird 3 Minuten homogenisiert. Im Anschluß werden 6 g Glyzerin portionsweise zugegeben (ca. 3 gleich große Portionen mit jeweils 2-minütigem Knetintervall zwischen den Zugaben). Es wird für weitere 2 Minuten homogenisiert. Das Produkt ist eine leicht gelbliche thermoplastisch verformbare Masse, die sich direkt nach der Entnahme aus dem Knetaggregat in noch beheiztem Zustand oder nach dem Erkalten weiterverarbeiten läßt.
Production of a thermoplastically processable blend of casein and potato starch with sodium polyphosphate:
The connections are made in a commercially available kneading unit (Brabender kneader). The kneading unit is heated to 100 ° C. 20 g of casein and 10 g of potato starch (Toffena from SüdStar) are added in the operating state of the kneading unit. 1.2 g of sodium polyphosphate (Riedel de Haen) dissolved in 5 ml of water are immediately added. It is homogenized for 3 minutes. 6 g of glycerin are then added in portions (about 3 portions of equal size, each with a 2-minute kneading interval between the additions). It is homogenized for a further 2 minutes. The product is a slightly yellowish, thermoplastically deformable mass, which can be further processed immediately after being removed from the kneading unit while it is still heated or after it has cooled.

Die Filme, die aus thermoplastischer Verarbeitung erhalten werden, sind transparent und zeigen gute mechanische Eigenschaften hinsichtlich der Reißdehnung und Reißfestigkeit. The films obtained from thermoplastic processing are transparent and show good mechanical properties in terms of elongation at break and Tensile strength.  

Beispiel 4Example 4

Herstellung eines thermoplastisch verarbeitbaren Blendgemisches aus Kartoffelstärke mit Natriumpolyphosphat:
Die Durchführung erfolgt analog wie in Beispiel 1 beschrieben. Das Knetaggregat (Brabender) wird auf 100°C geheizt. 30 g Kartoffelstärke (Toffena der Fa. Südstärke) werden im Betriebszustand des Knetaggregats zugegeben. Es werden sofort 0,9 g Na2CO3 gelöst in 10 ml Wasser hinzugegeben. Es wird 3 Minuten homogenisiert. Im Anschluß werden 15 g Glyzerin portionsweise zugegeben (ca. 3 gleich große Portionen mit jeweils 2-minütigem Knetintervall zwischen den Zugaben). Es wird für weitere 2 Minuten homogenisiert und im Anschluß 0,15 g Natriumpolyphosphat (Riedel de Haen) in 5 ml hingefügt. Nach einer weiteren Homogenisierungsphase ist der Versuch beendet. Das Produkt ist eine leicht gelbliche thermoplastisch verformbare Masse, die sich nach dem Erkalten weiterverarbeiten läßt.
Production of a thermoplastically processable blend of potato starch with sodium polyphosphate:
The procedure is analogous to that described in Example 1. The kneading unit (Brabender) is heated to 100 ° C. 30 g of potato starch (Toffena from SüdStar) are added while the kneading unit is in operation. 0.9 g of Na 2 CO 3 dissolved in 10 ml of water are immediately added. It is homogenized for 3 minutes. 15 g of glycerin are then added in portions (about 3 portions of equal size, each with a 2-minute kneading interval between the additions). It is homogenized for a further 2 minutes and then 0.15 g of sodium polyphosphate (Riedel de Haen) in 5 ml is added. The experiment is ended after a further homogenization phase. The product is a slightly yellowish, thermoplastically deformable mass that can be processed further after cooling.

Die Filme, die aus thermoplastischer Verarbeitung erhalten werden, sind transparent und zeigen sehr hohe mechanische Festigkeiten auf. Die Filmdicken liegen im Bereich von 100 bis 150 mm. Die Flexibilität der Folien läßt eine Weiterverarbeitung, beispielsweise eine Füllung mit Lebensmitteln, zu.The films obtained from thermoplastic processing are transparent and show very high mechanical strength. The film thicknesses are in Range from 100 to 150 mm. The flexibility of the foils allows further processing, for example a filling with food.

Beispiel 5Example 5

Herstellung eines thermoplastisch verarbeitbaren Blendgemisches aus Kartoffelstärke und Casein mit Natriumpolyphosphat:
Die Durchführung erfolgt analog wie in Beispiel 1 beschrieben. Das Knetaggregat wird auf 120°C geheizt. 21 g Kartoffelstärke (Toffena der Fa. Südstärke) und 9 g Casein werden im Betriebszustand des Knetaggregats (Brabender) zugegeben. 0,9 g NaCO3 werden in 10 g Wasser gelöst und zu der im Kneter befindlichen Mischung aus Casein und Kartoffelstärke hinzugegeben. Die Mischung wird homogenisiert. Der Vorgang beträgt etwa 3 Minuten. Im Anschluß werden 1,5 g Pluronic F 68 in 10 ml Wasser, sowie 6 g Glyzerin nacheinander zugegeben. Es wird wiederum homogenisiert. Nach ca. 2 Minuten werden 1,2 g Natriumpolyphosphat (Riedel de Haen) gelöst in 5 ml Wasser addiert. Die gesamte Mischung wird nochmals für weitere 2 Minuten geknetet. Die Masse wird entnommen, während das Gerät noch in beheiztem Zustand ist. Das Produkt ist eine sehr weiße homogene Masse. Nach dem Erkalten kann die thermoplastische Masse weiterverarbeitet werden.
Production of a thermoplastic processable blend of potato starch and casein with sodium polyphosphate:
The procedure is analogous to that described in Example 1. The kneading unit is heated to 120 ° C. 21 g of potato starch (Toffena from SüdStar) and 9 g of casein are added in the operating state of the kneading unit (Brabender). 0.9 g of NaCO 3 are dissolved in 10 g of water and added to the mixture of casein and potato starch in the kneader. The mixture is homogenized. The process takes about 3 minutes. Then 1.5 g of Pluronic F 68 in 10 ml of water and 6 g of glycerin are added in succession. It is homogenized again. After about 2 minutes, 1.2 g of sodium polyphosphate (Riedel de Haen) dissolved in 5 ml of water are added. The entire mixture is kneaded again for a further 2 minutes. The mass is removed while the device is still heated. The product is a very white, homogeneous mass. After cooling, the thermoplastic mass can be processed further.

Die Filme, die aus thermoplastischer Verarbeitung erhalten werden, sind opak. Die Filmdicke beträgt etwa 160 bis 200 mm. Die mechanische Festigkeit zusammen mit der Filmdicke, die aus der Verarbeitung mittels Pressen erzielt wird, resultiert in einer gewissen Sprödigkeit. Zur weiteren Verarbeitung hinsichtlich einer Anwendung im Lebensmittelbereich ist daher eine Wässerung notwendig.The films obtained from thermoplastic processing are opaque. The Film thickness is approximately 160 to 200 mm. The mechanical strength together with the film thickness obtained from processing by pressing results in a certain brittleness. For further processing regarding an application In the food sector, watering is therefore necessary.

Beispiel 6Example 6

Herstellung eines thermoplastisch verarbeitbaren Blendgemisches aus Casein und Maisstärke mit Natriumpolyphosphat:
Die Durchführung erfolgt analog wie in Beispiel 1 beschrieben. Das Knetaggregat (Brabender) wird auf 100°C geheizt. 24 g Casein und 6 g Maisstärke werden im Betriebszustand des Knetaggregats zugegeben. Nach kurzer Zeit werden 10 ml Wasser hinzugegeben, sowie 4 g Glyzerin. Nach weiterer kurzer Homogenisierungsphase werden 0,8 g Natriumpolyphosphat (Riedel de Haen) in 2 ml Wasser hinzugegeben. Nach einer weiteren Homogenisierungsphase ist der Versuch beendet. Das Produkt ist eine leicht gelbliche, thermoplastisch verformbare Masse, die sich nach dem Erkalten weiterverarbeiten läßt.
Production of a thermoplastically processable blend of casein and corn starch with sodium polyphosphate:
The procedure is analogous to that described in Example 1. The kneading unit (Brabender) is heated to 100 ° C. 24 g casein and 6 g corn starch are added when the kneading unit is in the operating state. After a short time, 10 ml of water and 4 g of glycerin are added. After a further brief homogenization phase, 0.8 g of sodium polyphosphate (Riedel de Haen) in 2 ml of water are added. The experiment is ended after a further homogenization phase. The product is a slightly yellowish, thermoplastically deformable mass that can be processed after cooling.

Die Filme, die aus thermoplastischer Verarbeitung erhalten werden (Preßtechnik) sind leicht opaque und zeigen hohe mechanische Festigkeiten auf. Die Filmdicken liegen im Bereich von 170 bis 190 mm. Die Flexibilität der Folien läßt eine Weiterverarbeitung, beispielsweise eine Füllung mit Lebensmitteln, zu.The films obtained from thermoplastic processing (press technology) are slightly opaque and show high mechanical strength. The film thicknesses are in the range of 170 to 190 mm. The flexibility of the foils leaves one Further processing, for example a filling with food.

Beispiel 7Example 7

Herstellung eines thermoplastisch verarbeitbaren Blendgemisches aus Casein und Kartoffelstärke mit Natriumpolyphosphat:
Die Durchführung erfolgt analog wie in Beispiel 1 beschrieben. Das Knetaggregat (Brabender) wird auf 100°C geheizt. 15 g Casein und 15 g Kartoffelstärke (z. B. Toffena der Fa. Südstärke) werden im Betriebszustand des Knetaggregats zugegeben. Nach kurzer Zeit werden 1,5 g Zitronensäure in 10 ml Wasser hinzugegeben, sowie 6 g Glyzerin. Nach weiterer kurzer Homogenisierungsphase werden 1,2 g Natriumpolyphosphat (Riedel de Haen) in 5 ml Wasser hinzugegeben. Nach weiterer Homogenisierung ist der Versuch beendet. Das Produkt ist eine gelbliche homogene feste Masse, die sich nach dem Erkalten weiterverarbeiten läßt.
Production of a thermoplastically processable blend of casein and potato starch with sodium polyphosphate:
The procedure is analogous to that described in Example 1. The kneading unit (Brabender) is heated to 100 ° C. 15 g of casein and 15 g of potato starch (e.g. Toffena from SüdStar) are added in the operating state of the kneading unit. After a short time, 1.5 g of citric acid in 10 ml of water and 6 g of glycerin are added. After a further brief homogenization phase, 1.2 g of sodium polyphosphate (Riedel de Haen) in 5 ml of water are added. The experiment is ended after further homogenization. The product is a yellowish, homogeneous, solid mass that can be processed after cooling.

Die Filme, die aus thermoplastischer Verarbeitung erhalten werden (Preßtechnik) sind gelblich, sowie transparent bis leicht opak. Die Folien sind sehr dünn und liegen im Bereich von 80 bis 100 mm.The films obtained from thermoplastic processing (press technology) are yellowish, as well as transparent to slightly opaque. The foils are very thin and lie in the range of 80 to 100 mm.

Beispiel 8Example 8

Herstellung von Folien mittels Preßtechnik aus den in den Beispielen 1 bis 7 hergestellten thermoplastischen Formmassen:
Zur Verarbeitung einer thermoplastischen Formmasse wie beschrieben wird wie folgt vorgegangen. Hierzu wird eine handelsübliche Presse der Fa. Schwabenthan (Polystat 300 S) verwendet. Die Presse wird auf 100°C vorgeheizt. Die Probenpräparation erfolgt in einer "Sandwich-Technik" zwischen zwei gewebeverstärkte Polytetrafluorethylen (PTFE, ®Teflon), die mit einem etwa 100 mm dicken metallischen Rahmen auf Abstand gehalten werden. Etwa 2 g der im Kneter hergestellten Masse werden bei der Präparation in Mitte der unteren Folie plaziert. Die Probe wird 5 Minuten bei 100°C und einem Druck von 1 t temperiert. Anschließend wird die Probe bei 100°C fürs Minuten und einem Druck von 10 t gepreßt. Dies entspricht einem Druck von 200 bar. Die Presse wird entlastet und die Probe wird in eine andere Presse zwecks Abkühlung überführt. Hierbei handelt es sich um eine wassergekühlte Presse der Fa. Robert Fuchs Hydraulische Maschinen und Werkzeuge. Während des Abkühlvorgangs über eine Zeit von 2 Minuten wird ein Druck von 50 bar angelegt. Im Anschluß kann die Probe entnommen werden, um sie für weitere Untersuchungen einzusetzen. Anzumerken ist, daß die Lagerung an der Luft je nach der Hydrophilie der verwendeten Materialien Alterungserscheinungen aufweist, die auf schwankende Wasserinhalte zurückzuführen ist.
Production of foils by means of pressing technology from the thermoplastic molding compositions produced in Examples 1 to 7:
The procedure for processing a thermoplastic molding composition as described is as follows. A commercially available press from Schwabenthan (Polystat 300 S) is used for this. The press is preheated to 100 ° C. The sample preparation takes place in a "sandwich technique" between two fabric-reinforced polytetrafluoroethylene (PTFE, ®Teflon), which are kept at a distance with an approximately 100 mm thick metallic frame. About 2 g of the mass produced in the kneader are placed in the middle of the lower film during the preparation. The sample is tempered for 5 minutes at 100 ° C and a pressure of 1 t. The sample is then pressed at 100 ° C for minutes and a pressure of 10 t. This corresponds to a pressure of 200 bar. The press is relieved and the sample is transferred to another press for cooling. This is a water-cooled press from Robert Fuchs Hydraulische Maschinen und Werkzeuge. A pressure of 50 bar is applied during the cooling process over a period of 2 minutes. The sample can then be taken to be used for further investigations. It should be noted that storage in air, depending on the hydrophilicity of the materials used, shows signs of aging, which can be attributed to fluctuating water contents.

Beispiel 9Example 9

Herstellung eines thermoplastisch verarbeitbaren Blendgemisches aus Maisstärke mit einem hohen Gehalt Natriumpolyphosphat:
Die Verbindungen werden in einem handelsüblichen Knetaggregat hergestellt (IKA Duplex Kneter). Das Knetaggregat wird auf 100°C geheizt. 150 g Kartoffelstärke (maize starch der Fa. National Starch) und 45 g Glyzerin werden im Betriebszustand des Knetaggregats zugegeben. 5,0 g NaCO3 werden in 50 g Wasser gelöst und zu der im Kneter befindlichen Maisstärke hinzugegeben. Die Mischung wird homogenisiert. Der Vorgang beträgt etwa 5 bis 10 Minuten, währenddessen die Mischung glasig wird. Im Anschluß werden 15 g Natriumtriphosphat (Riedel de Haen) in 25 ml gelöst und hinzugegeben. Die gesamte Mischung wird nochmals für weitere 5 Minuten geknetet. Die Masse wird entnommen, während das Gerät noch in beheiztem Zustand ist.
Production of a thermoplastically processable blend mixture from corn starch with a high content of sodium polyphosphate:
The connections are made in a commercially available kneading unit (IKA duplex kneader). The kneading unit is heated to 100 ° C. 150 g of potato starch (maize starch from National Starch) and 45 g of glycerin are added in the operating state of the kneading unit. 5.0 g of NaCO 3 are dissolved in 50 g of water and added to the corn starch in the kneader. The mixture is homogenized. The process takes about 5 to 10 minutes, during which time the mixture becomes glassy. 15 g of sodium triphosphate (Riedel de Haen) are then dissolved in 25 ml and added. The entire mixture is kneaded for a further 5 minutes. The mass is removed while the device is still heated.

Vergleichsbeispiel 10Comparative Example 10

Herstellung eines thermoplastisch verarbeitbaren Blendgemisches aus Maisstärke ohne Natriumpolyphosphat:
Die Verbindungen werden in einem handelsüblichen Knetaggregat hergestellt (IKA Duplex Kneter). Das Knetaggregat wird auf 100°C geheizt. 150 g Kartoffelstärke (maize starch der Fa. National Starch) und 45 g Glyzerin werden im Betriebszustand des Knetaggregats zugegeben. 5,0 g NaCO3 werden in 50 g Wasser gelöst und zu der im Kneter befindlichen Maisstärke hinzugegeben. Die Mischung wird homogenisiert. Der Vorgang beträgt etwa 5 bis 10 Minuten, währenddessen die Mischung glasig wird. Die gesamte Mischung wird nochmals für weitere 5 Minuten geknetet. Die Masse wird entnommen, während das Gerät noch in beheiztem Zustand ist.
Production of a thermoplastically processable blend mixture from corn starch without sodium polyphosphate:
The connections are made in a commercially available kneading unit (IKA duplex kneader). The kneading unit is heated to 100 ° C. 150 g of potato starch (maize starch from National Starch) and 45 g of glycerin are added in the operating state of the kneading unit. 5.0 g of NaCO 3 are dissolved in 50 g of water and added to the corn starch in the kneader. The mixture is homogenized. The process takes about 5 to 10 minutes, during which time the mixture becomes glassy. The entire mixture is kneaded for a further 5 minutes. The mass is removed while the device is still heated.

Beispiel 11Example 11

Herstellung von Folien mittels Preßtechnik aus thermoplastischen Materialien basierend auf Stärke:
Die thermoplastischen Formmassen werden zu Folien mittels der hier beschriebenen Preßtechnik weiterverarbeitet. Hierzu wird eine handelsübliche Presse der Fa. Schwabenthan (Polystat 300 S) verwendet. Die Presse wird auf 100°C vorgeheizt. Die Probenpräparation erfolgt in einer "Sandwich-Technik" zwischen zwei gewebeverstärkte Teflonfolien, die mit einem etwa 100 mm dicken metallischen Rahmen auf Abstand gehalten werden. Etwa 2 g der im Kneter hergestellten Masse werden bei der Präparation in Mitte der unteren Folie plaziert.
Production of foils using press technology from thermoplastic materials based on starch:
The thermoplastic molding compositions are further processed into films using the pressing technique described here. A commercially available press from Schwabenthan (Polystat 300 S) is used for this. The press is preheated to 100 ° C. The sample preparation takes place in a "sandwich technique" between two tissue-reinforced Teflon foils, which are kept at a distance with an approximately 100 mm thick metallic frame. About 2 g of the mass produced in the kneader are placed in the middle of the lower film during the preparation.

Die Probe wird 5 Minuten bei 100°C und einem Druck von 1 t temperiert. Anschließend wird die Probe bei 100°C für 5 Minuten und einem Druck von 10 t gepreßt. Dies entspricht einem Druck von 200 bar. Die Presse wird entlastet und die Probe wird an eine andere Presse zwecks Abkühlung überführt. Hierbei handelt es sich um eine wassergekühlte Presse der Fa. Robert Fuchs Hydraulische Maschinen und Werkzeuge. Während des Abkühlvorgangs über eine Zeit von 2 Minuten wird ein Druck von 50 bar angelegt.The sample is tempered for 5 minutes at 100 ° C and a pressure of 1 t. Then the sample is at 100 ° C for 5 minutes and a pressure of 10 t pressed. This corresponds to a pressure of 200 bar. The press is relieved and the Sample is transferred to another press for cooling. This is what it is about a water-cooled press from Robert Fuchs Hydraulische Maschinen and tools. During the cooling process over a period of 2 minutes a pressure of 50 bar is applied.

Beispiel 12Example 12

Untersuchung zur Temperaturstabilität von gemäß Beispiel 11 aus den thermoplastischen Formmassen aus Beispiel 9 und Vergleichsbeispiel 10 hergestellten Folien:
Eine Folie in den Maßen 5 cm mal 5 cm wird auf einen Ring mit einem Innendurchmesser von 3 cm plaziert. Eine Fixierung wird dabei mit Metallklammern erzielt, so daß leichte Luftbewegungen an der Fixierung der Folien nichts verändern. Der Ring wird über einen am Ring angebrachten Haltestab in waagerechter Anordnung derart fixiert, daß sich die Folie in einer Höhe von 20 cm über der Laborbank in paralleler Anordnung befindet. Unterhalb des Rings wird eine offene Flamme, die für alle Untersuchungen identische Energien pro Zeit liefert und eine Höhe von 1-2 cm hat, angeordnet. Die obere Grenze der offenen Flamme hat dabei einen Abstand von 5 cm +/- 0,5 cm von der Folie. Es werden die Zeiten mit einer Stoppuhr gemessen, die notwendig sind, um eine Verkohlung der Folie zu erzielen, die mehr als 50% der von der thermoplastischen Folie abgedeckten Ringfläche umfaßt. Es werden Mittelwerte von jeweils zehn Messungen gebildet.
Investigation of the temperature stability of films produced according to Example 11 from the thermoplastic molding compositions from Example 9 and Comparative Example 10:
A film measuring 5 cm by 5 cm is placed on a ring with an inner diameter of 3 cm. Fixation is achieved with metal clips so that slight air movements on the fixation of the foils do not change anything. The ring is fixed in a horizontal arrangement by means of a holding rod attached to the ring in such a way that the foil is in a parallel arrangement at a height of 20 cm above the laboratory bench. An open flame is arranged below the ring, which provides identical energies per time for all examinations and has a height of 1-2 cm. The upper limit of the open flame is 5 cm +/- 0.5 cm from the film. The times are measured with a stopwatch which are necessary to achieve a charring of the film which comprises more than 50% of the ring area covered by the thermoplastic film. Averages of ten measurements each are formed.

Folie aus Beispiel 9 mit Natriumtriphosphat: 25 sek. +/- 3 sek.Film from Example 9 with sodium triphosphate: 25 sec. +/- 3 sec.

Folie aus Vergleichsbeispiel 10 ohne Natriumtriphosphat: 16 sek. +/- 3 sek. Film from comparative example 10 without sodium triphosphate: 16 sec. +/- 3 sec.  

Weitere Vorteile und Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Patentansprüchen.Further advantages and embodiments of the invention result from the subsequent claims.

Claims (19)

1. Thermoplastische Mischung auf Stärkebasis zur Herstellung von biologisch abbaubaren Formkörpern mit verbesserten mechanischen Eigenschaften, erhältlich durch Bereitstellen und Mischen von
  • A) 100 Gew.-Teilen einer rechnerisch auf einen Wassergehalt von Null Prozent korrigierten beliebigen nativen, chemisch modifizierten, fermentativen, rekombinanten und/oder durch Biotransformation hergestellten Stärke und/oder von Derivaten der genannten Stärken;
  • B) gegebenenfalls bis 100 Gew.-Teilen eines physiologisch unbedenklichen, biologisch abbaubaren, thermoplastisch verarbeitbaren, von A) verschiedenen polymeren Materials;
  • C) 1 bis 100 Gewichtsteile Wasser;
  • D) mindestens einem Weichmacher in einer Menge im Bereich von 10 Gew.- Teilen bis zur Hälfte der Summe der Gewichtsteile A) und B);
  • E) mindestens einem Phosphat in einer Menge im Bereich von 0,01 Gew.- Teilen bis (A)+B))/10 Gew.-Teilen;
  • F) gegebenenfalls bis zu (A)+B)) Gew.-Teilen weiterer üblicher Zusätze;
wobei wenigstens das Mischen der Komponente E) mit der Komponente A) unter Einbringung von thermischer und mechanischer Energie in die thermoplastische Mischung erfolgt.
1. Thermoplastic mixture based on starch for the production of biodegradable moldings with improved mechanical properties, obtainable by providing and mixing
  • A) 100 parts by weight of any native, chemically modified, fermentative, recombinant and / or biotransformation-corrected arithmetically corrected to a water content of zero percent and / or derivatives of said starches;
  • B) optionally up to 100 parts by weight of a physiologically acceptable, biodegradable, thermoplastically processable polymer material different from A);
  • C) 1 to 100 parts by weight of water;
  • D) at least one plasticizer in an amount in the range from 10 parts by weight to half the sum of parts by weight A) and B);
  • E) at least one phosphate in an amount in the range of 0.01 parts by weight to (A) + B)) / 10 parts by weight;
  • F) optionally up to (A) + B)) parts by weight of other customary additives;
wherein at least the mixing of component E) with component A) takes place with the introduction of thermal and mechanical energy into the thermoplastic mixture.
2. Thermoplastische Mischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente E) in einer Menge von wenigstens 0,1 Gew.-Teilen enthalten ist. 2. Thermoplastic mixture according to claim 1, characterized in that contain component E) in an amount of at least 0.1 part by weight is.   3. Thermoplastische Mischung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente E) in einer Menge bis zu (A)+B))/20 Gew.-Teilen enthalten ist.3. Thermoplastic mixture according to claim 1 or 2, characterized in that that component E) in an amount up to (A) + B)) / 20 parts by weight is included. 4. Thermoplastische Mischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente E) ein Alkalisalz eines Metaphosphats oder Polyphosphats ist.4. Thermoplastic mixture according to one or more of the preceding Claims, characterized in that component E) is an alkali salt a metaphosphate or polyphosphate. 5. Thermoplastische Mischung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente E) Natriumtrimetaphosphat, Natriummetaphosphat, Natriumpolyphosphat und/oder Natriumhexametaphospat, vorzugsweise Natriumpolyphosphat, ist.5. Thermoplastic mixture according to claim 4, characterized in that component E) sodium trimetaphosphate, sodium metaphosphate, Sodium polyphosphate and / or sodium hexametaphosphate, preferably Sodium polyphosphate. 6. Thermoplastische Mischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch Mischen bei Temperaturen im Bereich von < 60°C bis 200°C erhältlich ist.6. Thermoplastic mixture according to one or more of the preceding Claims, characterized in that they are mixed at temperatures is available in the range from <60 ° C to 200 ° C. 7. Thermoplastische Mischung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie durch Mischen unter Einwirkung von stark scherenden Plastifizierungselemente aufweisenden Mischaggregaten erhältlich ist, wobei mit den Plastifizierungselementen Drehmomente im Bereich von 10 bis 100 Nm, vorzugsweise 20 bis 40 Nm, erzielbar sind.7. Thermoplastic mixture according to one or more of the preceding Claims, characterized in that they are mixed by exposure of mixing units with strong shear plasticizing elements is available, with the plasticizing elements torques in the range from 10 to 100 Nm, preferably 20 to 40 Nm, can be achieved. 8. Verfahren zu Herstellung einer thermoplastische Mischung auf Stärkebasis, bei dem man
  • A) 100 Gew.-Teile einer rechnerisch auf einen Wassergehalt von Null Prozent korrigierten beliebigen nativen, chemisch modifizierten, fermentativen, rekombinanten und/oder durch Biotransformation hergestellten Stärke und/oder von Derivaten der genannten Stärken;
  • B) gegebenenfalls bis 100 Gew.-Teile eines von A) verschiedenen physiologisch unbedenklichen, biologisch abbaubaren, thermoplastisch verarbeitbaren, polymeren Materials;
  • C) 1 bis 100 Gewichtsteile Wasser;
  • D) mindestens einen Weichmacher in einer Menge im Bereich von 10 Gew.- Teilen bis zur Hälfte der Summe der Gewichtsteile A) und B);
  • E) mindestens ein Phosphat, vorzugsweise Phosphorsäuresalz, in einer Menge im Bereich von 0,01 Gew.-Teilen bis (A)+B))/10 Gew.-Teilen;
  • F) gegebenenfalls bis zu (A)+B)) Gew.-Teile weiterer üblicher Zusätze;
bereitstellt und miteinander vermischt, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente E) zu den Komponenten A) bis D) sowie gegebenenfalls F) zugefügt wird, wobei wenigstens das Mischen der Komponente E) mit den restlichen Komponenten unter Einbringung von thermischer und mechanischer Energie in, vorzugsweise unter Einwirkung erhöhter Temperatur und gleichzeitiger Ausübung von Scherkräften auf, die thermoplastische Mischung erfolgt.
8. A process for the preparation of a thermoplastic starch-based mixture, in which
  • A) 100 parts by weight of any native, chemically modified, fermentative, recombinant and / or biotransformation-corrected arithmetically corrected to a water content of zero percent and / or derivatives of said starches;
  • B) optionally up to 100 parts by weight of a physiologically acceptable, biodegradable, thermoplastically processable, polymeric material different from A);
  • C) 1 to 100 parts by weight of water;
  • D) at least one plasticizer in an amount in the range from 10 parts by weight to half the sum of parts by weight A) and B);
  • E) at least one phosphate, preferably phosphoric acid salt, in an amount in the range from 0.01 part by weight to (A) + B)) / 10 parts by weight;
  • F) optionally up to (A) + B)) parts by weight of other customary additives;
provides and mixed together, characterized in that component E) is added to components A) to D) and optionally F), at least the mixing of component E) with the remaining components with the introduction of thermal and mechanical energy in, preferably under the influence of elevated temperature and simultaneous exertion of shear forces, the thermoplastic mixture takes place.
9. Granulat erhältlich aus der thermoplastischen Mischung gemäß den Ansprüchen 1 bis 7 durch Extrusion und Pelletisierung.9. Granules available from the thermoplastic mixture according to the Claims 1 to 7 by extrusion and pelletization. 10. Biologisch abbaubares Formteil oder Folie mit verbesserten mechanischen Eigenschaften aufweisend die thermoplastische Mischung gemäß den Ansprüchen 1 bis 7.10. Biodegradable molded part or film with improved mechanical Properties showing the thermoplastic mixture according to the Claims 1 to 7. 11. Verwendung der thermoplastischen Mischung gemäß den Ansprüchen 1 bis 7 zur Herstellung von Formteilen oder Folien.11. Use of the thermoplastic mixture according to claims 1 to 7 for the production of molded parts or foils. 12. Verwendung der thermoplastischen Mischung gemäß den Ansprüchen 1 bis 7 zur Herstellung von Formkörpern zur kontrollierten Freigabe von Wirkstoffen. 12. Use of the thermoplastic mixture according to claims 1 to 7 for the production of moldings for the controlled release of active substances.   13. Verwendung der thermoplastischen Mischung gemäß den Ansprüchen 1 bis 7 zur Herstellung von Formkörpern zur Herstellung von massiven Formkörpern, Hohlkörpern oder Kombinationen davon.13. Use of the thermoplastic mixture according to claims 1 to 7 for the production of moldings for the production of massive moldings, Hollow bodies or combinations thereof. 14. Verwendung der thermoplastischen Mischung gemäß den Ansprüchen 1 bis 7 zur Herstellung von Folien zum Gebrauch in der Landwirtschaft.14. Use of the thermoplastic mixture according to claims 1 to 7 for the production of films for use in agriculture. 15. Verwendung der thermoplastischen Mischung gemäß den Ansprüchen 1 bis 7 zur Herstellung von Folien zum Gebrauch in der Lebensmittelanwendung.15. Use of the thermoplastic mixture according to claims 1 to 7 for the production of films for use in food applications. 16. Verwendung der thermoplastischen Mischung gemäß den Ansprüchen 1 bis 7 zur Herstellung von Folien zum Gebrauch als Lebensmittelumverpackung.16. Use of the thermoplastic mixture according to claims 1 to 7 for the production of films for use as food packaging. 17. Verwendung der thermoplastischen Mischung gemäß den Ansprüchen 1 bis 7 zur Herstellung von Folien zum Gebrauch als Lebensmittelverpackung mit vollständigem Flächenkontakt zum Lebensmittel.17. Use of the thermoplastic mixture according to claims 1 to 7 for the production of films for use as food packaging with full surface contact with the food. 18. Verwendung der thermoplastischen Mischung gemäß den Ansprüchen 1 bis 7 zur Herstellung von Flach- oder tubularen Folien zur Verwendung als Lebensmittelhüllen für Wurst und Käse.18. Use of the thermoplastic mixture according to claims 1 to 7 for the production of flat or tubular films for use as Food casings for sausage and cheese. 19. Verwendung der thermoplastischen Mischung gemäß den Ansprüchen 1 bis 7 zur Verwendung als temporäre Schutzfilme für technische Gebrauchsgegenstände.19. Use of the thermoplastic mixture according to claims 1 to 7 for use as temporary protective films for technical Utensils.
DE19729272A 1997-07-09 1997-07-09 Thermoplastic mixture based on starch for the production of biodegradable moldings with improved properties, preferably improved mechanical properties, process for producing the mixture and use Expired - Fee Related DE19729272C2 (en)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19729272A DE19729272C2 (en) 1997-07-09 1997-07-09 Thermoplastic mixture based on starch for the production of biodegradable moldings with improved properties, preferably improved mechanical properties, process for producing the mixture and use
JP2000502105A JP2001509525A (en) 1997-07-09 1998-06-26 Starch-based thermoplastic mixture for producing biodegradable molded articles
PL98338049A PL338049A1 (en) 1997-07-09 1998-06-26 Starch-based thermoplastic compound for making biodegradable mouldings
CA002295637A CA2295637A1 (en) 1997-07-09 1998-06-26 Thermoplastic mixture with a starch base, for producing biodegradable moulded bodies
EP98939538A EP1000119A1 (en) 1997-07-09 1998-06-26 Thermoplastic mixture with a starch base, for producing biodegradable moulded bodies
PCT/EP1998/003920 WO1999002595A1 (en) 1997-07-09 1998-06-26 Thermoplastic mixture with a starch base, for producing biodegradable moulded bodies
HU0003025A HUP0003025A2 (en) 1997-07-09 1998-06-26 Thermoplastic mixture with a starch base, for producing biodegradable moulded bodies

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19729272A DE19729272C2 (en) 1997-07-09 1997-07-09 Thermoplastic mixture based on starch for the production of biodegradable moldings with improved properties, preferably improved mechanical properties, process for producing the mixture and use

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19729272A1 true DE19729272A1 (en) 1999-01-14
DE19729272C2 DE19729272C2 (en) 2002-01-10

Family

ID=7835094

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19729272A Expired - Fee Related DE19729272C2 (en) 1997-07-09 1997-07-09 Thermoplastic mixture based on starch for the production of biodegradable moldings with improved properties, preferably improved mechanical properties, process for producing the mixture and use

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP1000119A1 (en)
JP (1) JP2001509525A (en)
CA (1) CA2295637A1 (en)
DE (1) DE19729272C2 (en)
HU (1) HUP0003025A2 (en)
PL (1) PL338049A1 (en)
WO (1) WO1999002595A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004108813A1 (en) * 2003-06-04 2004-12-16 Mühle Rüningen Gmbh & Co. Kg. Modified wheat flour for paper production
WO2005123781A2 (en) * 2004-06-21 2005-12-29 Stockhausen Gmbh Water-absorbing polysaccharide and method for producing the same
US8361926B2 (en) 2008-11-25 2013-01-29 Evonik Stockhausen, Llc Water-absorbing polysaccharide and method for producing the same
DE102004029713B4 (en) * 2004-06-21 2014-10-30 Evonik Degussa Gmbh Process for the preparation of a water-absorbing polysaccharide and its use

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19903375C1 (en) * 1999-01-28 2000-09-28 Apack Ag Bio Verpackungen Composition for the production of biodegradable moldings, process and use
US6210709B1 (en) * 1999-03-24 2001-04-03 Elementis Specialties, Inc. Flexible gelatin free encapsulation material useful for pharmaceuticals, paint balls and other formulations
JP4869632B2 (en) * 2005-05-31 2012-02-08 東邦化学工業株式会社 Water-soluble polymer compound and method for producing the same
JP2007084680A (en) * 2005-09-22 2007-04-05 Toho Chem Ind Co Ltd Easily water-soluble polymer and method for producing the same
JP2007308637A (en) * 2006-05-19 2007-11-29 Kagoshima Univ Biodegradable material and fabrication process
US20090280221A1 (en) 2008-05-07 2009-11-12 Reg Macquarrie Vegetable casing film and method for production of tubular sausage casings
US8329601B2 (en) * 2008-12-18 2012-12-11 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Biodegradable and renewable film
DK2482668T3 (en) * 2009-10-02 2018-10-15 Living Cell Res Inc Vegetarian holster film
DE202011001927U1 (en) 2011-01-25 2011-04-07 Sellin, Lothar Nature stent
BR112014028493A2 (en) 2012-05-15 2017-07-18 Mantrose Haeuser Co Inc food packaging material, process for making a food packaging material and packed food

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4297382A (en) * 1980-04-17 1981-10-27 Stauffer Chemical Company Process for drying compositions containing derived protein-containing _compositions and additives
EP0038603A2 (en) * 1980-04-17 1981-10-28 Stauffer Chemical Company Products exhibiting reduced water activity containing derived protein-containing compositions and foods comprising said products as humectants
US4324811A (en) * 1980-04-17 1982-04-13 Stauffer Chemical Company Dough-like products exhibiting reduced water activity containing derived protein-containing compositions
US5226481A (en) * 1992-03-04 1993-07-13 Bj Services Company Method for increasing the stability of water-based fracturing fluids

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1331671C (en) * 1988-12-30 1994-08-23 Norman L. Lacourse Biodegradable shaped products and the method of preparation thereof
AU1684592A (en) * 1991-03-19 1992-10-21 Parke, Davis & Company Biodegradable compositions comprising starch
NL9200077A (en) * 1992-01-16 1993-08-16 Avebe Coop Verkoop Prod METHOD FOR MANUFACTURING DESTRUCTURED STARCH.
JP2741476B2 (en) * 1994-02-10 1998-04-15 株式会社富士計器 Method for producing biodegradable raw materials for molded articles and method for producing biodegradable molded articles
JP3408314B2 (en) * 1994-03-08 2003-05-19 日澱化學株式会社 Molded product and method for producing the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4297382A (en) * 1980-04-17 1981-10-27 Stauffer Chemical Company Process for drying compositions containing derived protein-containing _compositions and additives
EP0038603A2 (en) * 1980-04-17 1981-10-28 Stauffer Chemical Company Products exhibiting reduced water activity containing derived protein-containing compositions and foods comprising said products as humectants
US4324811A (en) * 1980-04-17 1982-04-13 Stauffer Chemical Company Dough-like products exhibiting reduced water activity containing derived protein-containing compositions
US5226481A (en) * 1992-03-04 1993-07-13 Bj Services Company Method for increasing the stability of water-based fracturing fluids

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA009617B1 (en) * 2003-06-04 2008-02-28 Мюле Рюнинген Гмбх & Ко. Кг Modified wheat flour for paper production and process therefor
DE10325535A1 (en) * 2003-06-04 2004-12-30 Mühle Rüningen GmbH & Co. KG Modified cereal flour for papermaking
US7384467B2 (en) 2003-06-04 2008-06-10 Muhle Runingen Gmbh & Co. Kg Modified cereal flour for paper manufacture
WO2004108813A1 (en) * 2003-06-04 2004-12-16 Mühle Rüningen Gmbh & Co. Kg. Modified wheat flour for paper production
DE10325535B4 (en) * 2003-06-04 2007-02-22 Mühle Rüningen GmbH & Co. KG Paper sizing agent and process for its preparation and its use
WO2005123781A3 (en) * 2004-06-21 2006-02-16 Stockhausen Chem Fab Gmbh Water-absorbing polysaccharide and method for producing the same
WO2005123781A2 (en) * 2004-06-21 2005-12-29 Stockhausen Gmbh Water-absorbing polysaccharide and method for producing the same
US8580953B2 (en) 2004-06-21 2013-11-12 Evonik Degussa Gmbh Water-absorbing polysaccharide and method for producing the same
US8859758B2 (en) 2004-06-21 2014-10-14 Evonik Degussa Gmbh Water-absorbing polymer
DE102004029713B4 (en) * 2004-06-21 2014-10-30 Evonik Degussa Gmbh Process for the preparation of a water-absorbing polysaccharide and its use
US8361926B2 (en) 2008-11-25 2013-01-29 Evonik Stockhausen, Llc Water-absorbing polysaccharide and method for producing the same
US8486855B2 (en) 2008-11-25 2013-07-16 Evonik Stockhausen Llc Water-absorbing polysaccharide and method for producing the same
US8703645B2 (en) 2008-11-25 2014-04-22 Evonik Corporation Water-absorbing polysaccharide and method for producing the same

Also Published As

Publication number Publication date
PL338049A1 (en) 2000-09-25
CA2295637A1 (en) 1999-01-21
HUP0003025A2 (en) 2000-12-28
JP2001509525A (en) 2001-07-24
EP1000119A1 (en) 2000-05-17
WO1999002595A1 (en) 1999-01-21
DE19729272C2 (en) 2002-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19729268C2 (en) Thermoplastic mixture based on polysaccharides for the production of biodegradable moldings with improved properties, production of the mixture and use
DE19729273C2 (en) Thermoplastic mixture based on 1,4-alpha-D-polyglucan, process for its production and use
DE69926917T2 (en) BIODEGRADABLE POLYMER
DE19729272C2 (en) Thermoplastic mixture based on starch for the production of biodegradable moldings with improved properties, preferably improved mechanical properties, process for producing the mixture and use
DE10022095B4 (en) Gel of a poly-α-1,4-glucan and starch
DE19729306C2 (en) Starch and / or modified starch and plasticizer-containing compositions, method and use
EP3737714B1 (en) Thermoplastic starch
DE19729269C2 (en) Dialdehyde starch and thermoplastic polymers containing natural polymers, process and use
DE19729305C2 (en) Thermoplastic mixture based on starch containing at least one cationic and at least one anionic starch, process for its preparation and use
WO1997000015A1 (en) Process for manufacturing degradable thin-walled mouldings
DE4200485C1 (en)
DE60217553T2 (en) POLYMER MIXTURES AND METHOD FOR MANUFACTURING PACKAGING MATERIALS WITH CONTROLLABLE DECOMPOSITION
WO2021005190A1 (en) Thermoplastic starch
WO1996037544A1 (en) Multi-component mixtures which have improved waterproofness and can be shaped
CZ200054A3 (en) Thermoplastic mixture based on starch, process of its preparation and use
CZ200050A3 (en) Thermoplastic mixture based on biopolymers, process of its preparation and use
DE10055526A1 (en) Soft capsules, based on swelling agent gel and starch mixture with component less branched than native starch, useful in food, medicine, veterinary medicine and agrochemicals, contains starch with specified degree of polymerization

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: AVENTIS RESEARCH & TECHNOLOGIES GMBH & CO KG, 6592

8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: AXIVA GMBH, 65929 FRANKFURT, DE

8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: CELANESE VENTURES GMBH, 60311 FRANKFURT, DE

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: SUEDZUCKER AKTIENGESELLSCHAFT MANNHEIM/OCHSENF, DE

8339 Ceased/non-payment of the annual fee