DE2455732C2 - Biologisch abbaubare Masse - Google Patents
Biologisch abbaubare MasseInfo
- Publication number
- DE2455732C2 DE2455732C2 DE2455732A DE2455732A DE2455732C2 DE 2455732 C2 DE2455732 C2 DE 2455732C2 DE 2455732 A DE2455732 A DE 2455732A DE 2455732 A DE2455732 A DE 2455732A DE 2455732 C2 DE2455732 C2 DE 2455732C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- starch
- fatty acid
- mass
- biodegradable
- plastic
- 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.)
- Expired
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L101/00—Compositions of unspecified macromolecular compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/0008—Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
- C08K5/0033—Additives activating the degradation of the macromolecular compound
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/06—Biodegradable
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Biological Depolymerization Polymers (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Wrappers (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
- Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine biologisch abbaubare Masse auf Basis (A) eines Kunststoffs mit
einem Kohlenstoffgerüst und (B) regelmäßig geformter, wärmebeständiger, beschränkt wasserlöslicher, biologisch
abbaubarer Partikel.
Eine biologisch abbaubare Masse sollte in geeigneter Weise die physikalischen und chemischen Eigenschaften
der Grundstoffe, aus denen sie besteht, mit seiner biologischen Abbaubarkeit kombinieren. Unter biologischem
Abbau wird hier verstanden, daß die Masse letztlich bis zur vollständigen Zerstörung durch die
Einwirkung lebender Mikroorganismen wie Bakterien und Pilzen, sowie der Enzyme, die in deren Stoffwechsel
wirksam werden, abgebaut werden. Ein biologischer Abbau erfolgt daher in einer Umgebung, in der solche
Mikroorganismen vorhanden sind. Der biologische Abbau tritt daher normalerweise an einem Gegenstand
ein, der sich in Berührung mit dem Erdboden befindet oder darin ganz oder teilweise eingebettet ist.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, eine biologisch abbaubare Masse dadurch zu erhalten, daß in einen
Kunststoff mit einem Kohlenstoffgerüst wie Polymethylen regelmäßig geformte, wärmebeständige, beschränkt
wasserlösliche, biologisch abbaubare Partikel wie Stärkekärner eingebaut werden (DE-OS 23 22 440).
Solche Partikel sollen außer ihrer Eigenschaft biologisch abbaubar zu sein, verhältnismäßig kleine, ziemlich
regelmäßige Körner bilden, wärmebeständig und in ihrem natürlichen Zustand verhältnismäßig beschränkt
wasserlöslich sein. Eine feuchte Umgebung begünstigt jedoch den biologischen Angriff. Natürlich vorkommende
Stärkekörner sind daher am besten dem biologischen
ίο Abbau zugänglich, jedoch wird dadurch der Gebrauch
von anderem Material, das die obengenannten Eigenschaften hat, nicht ausgeschlossea
Es ist bei thermoplastischen Massen, insbesondere Polyolefinen, mit einem Zusatz von Übergangsmetallsalzen
wie Eisenstearat bekannt, den Abbau solcher Massen durch Zusatz der entsprechenden freien Säure
(Stearinsäure) zu beschleunigen (DE-OS 22 57 730). Die Alterung wird dabei im wesentlichen durch die
Einwirkung von Licht bzw. UV-Strahlung gefördert
2(> Solche Massen sind jedoch nicht umgebungsstabil, da sie bereits bei Lichteinwirkung dem Abbau unterliegen; sie
sind außerdem nicht für die Verpackung von Lebensmitteln geeignet
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Masse der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die wünschenswerten Eigenschaften von Kunststoffen, d.h. deren Festigkeit, Formbarkeit und chemische Widerstandsfähigkeit, mit einer nennenswerten biologischen Abbaubarkeit in der Weise
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Masse der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die wünschenswerten Eigenschaften von Kunststoffen, d.h. deren Festigkeit, Formbarkeit und chemische Widerstandsfähigkeit, mit einer nennenswerten biologischen Abbaubarkeit in der Weise
jo kombiniert, daß ein Produkt entsteht, das unter normalen Umgebungsbedingungen stabil ist, aber bei
Einbettung in den Erdboden normalerweise innerhalb von zwölf Monaten bis zur Zerstörung abgebaut wird.
Produkte dieser Art werden wesentlich zum Umweltschutz beitragen, indem sie Abfallprobleme vermindern,
die mit massiven und chemisch widerstandsfähigen Kunststoffteilen zusammenhängen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Masse aus den Komponenten (A) und (B) sowie
(C) einem Ester einer ungesättigten Fettsäure mit wenigstens einer Doppelbindung im Molekül, gegebenenfalls
im Gemisch mit einer ungesättigten Fettsäure und gegebenenfalls (D) einem Trockenmittel besteht,
wobei der Anteil der Komponente (C) bis zu 2 Gew.-°/o beträgt.
Anstelle von Stärke kann dabei auch Lactose verwendet werden.
Nach experimentellen Untersuchungen kann festgestellt werden, daß die vorbekannte biologisch abbaubare
Masse in ausreichendem Maße in Abfallaufbereitungsanlagen abgebaut wird, jedoch nicht so wirksam
im natürlichen Erdboden. Durch die vorliegende Erfindung wird das auf der Basis eines Kunststoffs
aufgebaute Material nicht nur in Abfallaufbereitungsanlagen, sondern auch unter natürlichen Bedingungen
abgebaut.
Die stärkehaltigen Produkte werden im wesentlichen dadurch biologisch abbaubar, daß die Stärkepartikel, die
an der Oberfläche frei liegen, zunächst abgebaut und ausgelaugt werden, woran sich der Abbau der im
Inneren des Materials befindlichen Partikel anschließt, so daß schließlich eine Zellstruktur entsteht, die durch
Oxidation, Hydrolyse, direkten enzymatischen Abbau oder auch eine Kombination dieser Prozesse leichter
b5 angegriffen wird. Nach der Erfindung werden auch die
ausgedehnten stabilen Moleküle des Kunststoffs dem biologischen Angriff unterworfen, die ein aus einer
großen Zahl von Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen
bestehendes Kohlenstoffgerüst bilden, das die wünschenswerten Eigenschaften der Kunststoffe erzeugt
Die erfindungsgemäße biologisch abbaubare Masse auf der Basis eines Kunststoffs und biologisch
abbaubarer Partikeln enthält durch den Ester einer ungesättigten Fettsäure ein Material, das in natürlicher
Umgebung einer Selbstoxidation (Autoxidation) unter Erzeugung eines Peroxids unterliegt, das die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen
angreift Ein solches Material sollte physikalisch und chemisch mit dem Kunststoff
verträglich sein, und es sollte kommerziell zweckmäßig und leicht verfügbar sein; ein Material, das diesen
Bedingungen genügt bilden die Derivate ungesättigter Fettsäuren, die wenigstens eine Doppelbindung pro
Molekül enthalten, zum Beispiel ihrer Alkylester oder die natürlichen Fette selbst Die Wirksamkeit der Fette
beim biologischen Abbau wird nach unserer Erfahrung in den Abfallaufbereitungsanlagen verstärkt, da darin
ein verhältnismäßig hoher Anteil extrahierbarer fettartiger Substanzen vorhanden ist
Die Autoxidation von Verbindungen wie Fetten kann durch Übergangsmetalle, zum Beispiel Eisen, katalysiert
werden. Bei Einbettung der Stoffe in den Erdboden sind solche Metalle verfügbar. Es wird angenommen, daß
infolge einer solchen Einbettung zunächst eine Reaktion zwischen den allgemein im Erdboden vorhandenen
Salzen der Übergangsmetalle mit den Fettsäuren eintritt, die an der Berührungsfläche zwischen der
Kunststoffmasse und dem Erdboden vorhanden sind, daß in einem weiteren Schritt das fettlösliche Übergangsmetallsalz
der Fettsäure in die Masse hineinwandert und schließlich eine Autoxidation des Salzes
eintritt, wodurch Peroxide und/oder Hydroperoxide gebildet werden, die den Abbau der Kunststoffmoleküle
initiieren. Daher enthält die erfindungsgemäße Masse vorteilhafterweise zusätzlich zu dem Fett oder der
anderen autoxidierbaren Substanz noch eine Fettsäure, damit sich die für die Autoxidation notwendigen
Eisensalze bilden können. Jedoch wird im allgemeinen auch ohne den unmittelbaren Zusatz einer Fettsäure
schon durch das Ranzigwerden des Fettes Fettsäure gebildet Die vorliegende Erfindung kann besonders im
Zusammenhang mit thermoplastischen Kunststoffen wie biegsamen Polyethylen- und Polypropylen-Verpakkungsfolien
verwendet werden, die die größten Abfallprobleme aufwerfen. Jedoch ist die Erfindung
auch auf alle anderen Kunststoffe anwendbar, die ein Kohlenstoffgerüst enthalten. Dazu gehören auf der
Basis von Polystyrol, Polyvinylchlorid und Polyurethan aufgebaute Massen.
Bei den erfindungsgemäßen Massen werden bevorzugt natürliche Stärkekörner als biologisch abbaubare
Zusätze verwendet Stärke besteht aus Polysacchariden, die bei der Hydrolyse Zucker bilden. Eine genauere
Definition und eine Diskussion der Eigenschaften von Stärke findet sich in den Lehrbüchern von Whistler und
Pachall (Starch Chemistry and Technology, Academic Press) und J. W Knight (The Starch Industry, Pergamon
Press).
Bevorzugt kommen dabei Reisstärke und Maisstärke als sogenannte Vielkornstärke zur Anwendung, weil
dadurch die Stärkekonzentration in der erfindungsgemäßen Masse optimal eingestellt werden kann, wobei
vorteilhafterweise eine Mischung von zwei Stärken unterschiedlicher Korngröße verwendet wird. Daher ist
eine Mischung aus Reisstärke und Maisstärke besonders geeignet. Eine »Vielkornstärke« ist eine Stärke, die
innerhalb der Zelle, in der sie gebildet wird, in mehr als einem Korn entsteht Solche Stärken bilden im
allgemeinen vieleckige Körner. Im Gegensatz dazu stehen die sogenannten Einkorn-Stärken, die nur in
Form eines einzigen, glatten, ovalen Kornes jeweils in einer Zelle gebildet werden. Die biologische Abbaubarkeit
einer Masse ist um so größer, je größer die Stärkekonzentration darin ist Die biologische Abbaubarkeit
steigt von einem Mindestgehalt von ca. 5% zunehmend an, und es hat sich herausgestellt daß eine
Zusammensetzung aus 15% und 85% Kunststoff ausreicht, obwohl auch höhere Stärkekonzentrationen
bis zu 50% unter bestimmten Umständen mit Vorteil angewandt werden können. Jedoch weichen im
allgemeinen die Eigenschaften des Produktes bei Stärkekonzentrationen über 30 Gew.-% wesentlich von
den Eigenschaften des Kunststoffs ab, der die Basis der Masse bildet
Bei Massen auf der Basis von thermoplastischen Kunststoffen werden die Stärkekörner normalerweise
mit dem Polymeren im Rohzustand während der Verarbeitung zu einem Ausgangsstoff vermischt, der
anschließend einem Preß- oder Spritzgußverfahren oder einem anderen Fabrikationsprozeß unterworfen
wird. Bei solchen Prozessen wird die Masse in bestimmten Stufen ziemlich harten physikalischen
Bedingungen, insbesondere erhöhten Temperaturen und Drücken, unterworfen. Dabei wurde gefunden, daß
natürliche Stärkekör.ner diese Verfahrensschritte überstehen. Findet jedoch die Polymerisation unter Bedingungen
statt, unter denen die Stärke keiner chemischen oder physikalischen Veränderung unterliegt, so können
die Stärkekörner auch bereits dem Monomeren zugesetzt werden. Ein Beispiel dafür ist die Herstellung
von Polystyrol. Da die Polymerisation von Elastomeren ein in der Wärme verlaufender Härtungsprozeß ist, muß
die Stärke zugesetzt werden, bevor der Polymerisationsprozeß vollständig abgelaufen ist.
Ein bedeutendes Anwendungsfeld der Erfindung liegt im Bereich der biegsamen Verpackungsmaterialien, die
aus thermoplastischen Kunststoffen wie Polyvinylchlorid, Polyethylen und Polypropylen hergestellt werden.
Materialien dieser Art sind schlaff, nehmen nicht leicht Druckfarbe an, können nicht leicht mit Kaltklebstoffen
verbunden werden und können nicht mit Transportvorrichtungen papierverarbeitender Maschinen transportiert
wenden. Die stärkehaltigen Massen nach der Erfindung besitzen bis zu einem gewissen Grade die
physikalischen Eigenschaften von Papier, d. h. die Fähigkeit, gefaltet zu werden, Druckfarbe aufzunehmen,
so mit normalen Kaltklebstoffen geklebt zu werden und mit Erfolg in papierverarbeitenden Maschinen transportiert
zu werden. Darüber hinaus besitzen aus solchen Massen hergestellte Folien eine wesentlich geringere
Tendenz zur Verklebung, d. h. zum Zusammenkleben als Folge des Zusammendrückens in einer Verarbeitungsanlage.
Bei allen nach der Erfindung hergestellten Massen bewirkt eine Behandlung mit heißem Wasser, daß die an
der Oberfläche vorhandenen Stärkekörner gelieren oder aufgelöst werden, wodurch die Masse noch
papierähnlicher wird.
Hinsichtlich der Wahl der Fette und Fettsäuren zur Erzeugung von Peroxiden oder Hydroperoxiden durch
Autoxidation ist zu beachten, daß der Reaktionsmechanismus von der Anwesenheit ungesättigter Bindungen
im Fettsäuremolekül abhängig ist. Jedes Molekül sollte da >;r wenigstens eine Doppelbindung enthalten, und
das verbreitetste Beispiel einer solchen monoolefini-
sehen ungesättigten Fettsäure ist ölsäure. Falls eine
höhere Reaktionsgeschwindigkeit erforderlich ist, sollten Fettsäuren mit zwei oder mehr Doppelbindungen
wie Linolsäure oder Linolensäure eingesetzt werden.
Eine hier wesentliche Eigenschaft der Stärke ist ihre Fähigkeit zur Chemisorption, d. h. ihre Fähigkeit, an
ihrer Oberfläche chemische Stoife chemisch zu adsorbieren; nach der Erfindung ist daher beabsichtigt, die
Fettsäuren an der Oberfläche der Stärke zu chemisorbieren und dann der bereits den Fettsäureester
enthaltenden Masse zuzusetzen. Fette, d.h. die Ester von Fettsäuren, sind physikalisch mit thermoplastischen
Kunststoffen eher verträglich als die freien Fettsäuren, daher ist es vorteilhaft, die Fettsäuren an der Stärke zu
adsorbieren und den Ester getrennt zuzusetzen.
Die erfindungsgemäße Masse kann demnach außer dem Kunststoff und den biologisch abbaubaren
Partikeln bis zu 2 Gew.-% einer fettartigen Substanz enthalten, die vorzugsweise aus 90 Gew.-% Fettsäureester
und 10 Gew.-% Fettsüure zusammengesetzt ist
Zur Vermeidung von Fleckenbildungen im Endprodukt hat sich als wesentlich herausgestellt, daß das in der
Stärke oder einem anderen Zusatz enthaltene ungebundene bzw. freie Wasser gebunden wird. Ungebundenes
Wasser kann nämlich in bestimmten Stufen des Verarbeitungsprozesses in Dampf übergehen, der Poren
erzeugen kann und dadurch die Festigkeit an der Grenzfläche zwischen den Stärkekörnern und dem
Kunststoff verringert. Da unter Umständen eine vorherige Trocknung unwirtschaftlich oder sogar m
unmöglich ist, ist nach der Erfindung weiterhin vorgesehen, daß gegebenenfalls Trocknungsmittel oder
feuchtigkeitsanziehende Stoffe zur Bindung des freien Wassers zugesetzt werden. Trocknungsmitte! wie
aktiviertes Siliciumdioxid oder aktiviertes Aluminium- v> oxid wirken dabei physikalisch, indem das Wasser in
einer porösen Struktur adsorbiert wird. Alternativ können auch solche Trocknungsmittel verwendet
werden, die chemisch mit Wasser reagieren; als solche Trocknungsmittel werden zweckmäßig Substanzen ad
verwendet, die bei den herrschenden Temperaturen und Drücken irreversibel reagieren. Typische Beispiele
dafür sind wasserfreie anorganische Salze wie Calciumsulfat, Oxide der Erdalkalien, zum Beispiel Calciumoxid,
oder mit Wasser reagierende organische Verbindungen 4->
wie Säureanhydride, Alkyl- oder Arylmono- bzw. -polyisocyanate oder deren Reaktionsprodukte mit
Phenolen oder Hydroxylaminen, die bei den Verarbeitungstemptraturen
das Ausgangsisocjanat zurückbilden können. Besonders bevorzugt sind dabei solche >o
Verbindungen, die mit Hydroxylgruppen leicht Ether oder Ester bilden. So reagieren beispielsweise Isocyanate
oder ihre Derivate und Silikone mit den Hydroxylgruppen der Stärke selbst, die an oder nahe der
Oberfläche der Stärkekörner liegen, wodurch die hydrophile Natur der Kornoberflächen vermindert und
die Festigkeit der Stärke-Polymer-Bindung verstärkt wird. Es hat sich insbesondere herausgestellt, daß solche
Massen, die eine an ihrer Oberfläche mit Silikonen vorbehandelte Stärke enthalten, eine besonders günsti- mi
ge physikalische Festigkeit besitzen. Nach einem anderen wichtigen Aspekt ist die Erfindung daher
darauf gerichtet, eine aus Stärke und Kunststoff bestehende Masse bereitzustellen, in der die Stärkekörner
an ihrer Oberfläche mit einer von diesen μ Verbindungen behandelt worden sind.
Die folgenden Ausfiihrungsbeispiele erläutern die
Erfindung im einzelnen:
Masse aus Polyolefin, Stärke, Fettsäureester
und Fettsäure
und Fettsäure
200 g auf 0,5% Feuchtigkeitsgehalt vorgetrocknete Maisstärke werden mit 39 g Ethyloleat (hergestellt aus
technischer ölsäure einer jodzahl zwischen 75 und 84 mit einer Dichte zwischen 0,869 und 0,874), 1 g Ölsäure
(Jodzahl zwischen 85 und 90, Dichte bei 0,891) und 160 g
Polyethylen niedriger Dichte (zur Foliennerstellung durch Extrudieren; Dichte 0,920; Schmelzflußindex 2) in
einer Mischtrommel vermengt Das so erhaltene Gemenge wird heiß in einem Mischwalzwerk, das aus
zwei mit gleicher Geschwindigkeit umlaufenden Walzen besteht, bei 140°C gemischt Nach etwa 10 Min.
wird die glatte, pastenartige weiße Masse dem Mischwalzwerk als eine etwa 3 mm dicke Folie
entnommen, gekühlt und mittels einer Würfelmaschine in Würfel geschnitten. Diese Masse wird als Grundmaterial
verwendet und einem Polyethylen niedriger Dichte (Dichte 0,916; Schmelzflußindex 1) in einem
solchen Verhältnis zugesetzt daß die erhaltene Masse 8% Stärke enthält
Das Gemenge aus der Grundmasse und dem von Füllstoffen freien Polymeren wird einer Einschneckenpresse
von 45 mm (Kompressionsverhältnis von 2,5 : 1; Standardlänge L/D=20:\) zugeführt und unter Verwendung
einer konventionellen Düse und Abziehvorrichtung mit einer Düsenendtemperatur von 175° C in
eine Blasfolie umgewandelt. Das so gewonnene Produkt stellt eine durchscheinende, biegsame Folie dar, die eine
Kugelfall-Schlagfestigkeit von 220 g besitzt, sowie eine Zugfestigkeit von 7,59 M N/m2 in Zugrichtung und
6,9 MN/m2 quer zur Zugrichtung, eine Reißfestigkeit von 1,73 MN/m2 in Reißrichtung und von l,73MN/m2
quer zur Reißrichtung. Die entsprechenden Werte einer Folie, die in gleicher Weise auf der gleichen Maschine
mit dem gleichen Polymeren unter Ausschluß von Stärke und den anderen Inhaltsstoffen hergestellt
worden ist, sind: Kugelfall-Schlagfestigkeit 265 g; Zugfestigkeit in Zugrichtung 8,28 MN/m2 und quer zur
Zugrichtung 5,52 MN/m2; Reißfestigkeit in Reißrichtung 2,07 MN/m2 und quer dazu 1,73 MN/m2.
Laborversuche zur Bestimmung der biologischen
Abbaubarkeit der Masse nach Beispiel I
Abbaubarkeit der Masse nach Beispiel I
Eine Reihe von quadratischen Proben der gemäß Beispiel I hergestellten Folie mit einer Seitenlänge von
5 cm und einer Dicke von 50 μ wurden nebeneinander auf einer Glasplatte in einen Klimaschrank eingebracht.
Die Hälfte der Proben wurde mit einer Aufschwemmung von Londoner Erde bestrichen. Der Klimaschrank
wurde für die Dauer eines Monats auf einer Temperatur von 65°C gehalten, welche Temperatur für die ersten
Stufen des Kompostierungsprozesses typisch ist. Nach Abschalten des Klimaschrankes wurden die Proben im
Dunkeln bei einer Raumtemperatur von etwa 15° C 6 Monate lang aufbewahrt; nach dem Ablauf dieser Zeit
zerbrachen die mit der Aufschwemmung bestrichenen Proben beim scharfen Verbiegen mit der Hand,
während die unbehandelten Proben sich nicht erkennbar anders verhielten als Vergleichsproben, die für
Kontrollzwecke bei Raumtemperatur im Dunkeln aufbewahrt worden waren.
In einem weiteren Versuch wurden Proben der Polyethylenfolie gemäß Beispiel I mit den in der
folgenden Tabelle aufgeführten Stärkegehalten in eine zylindrische Aluminiumtrommel von ca. 250 Liter Inhalt
gegeben, die langsam um ihre horizontale Längsachse gedreht wurde. Die Trommel wurde mit ca. 20 kg
Kompost beschickt, die der in der Nähe von London auf der Grundlage von häuslichen Abfällen und entwässertem
Klärschlamm arbeitenden Kompostierungsanlage »Dano« unmittelbar vorher entnommen wurden. Die
Trommel, die als eine verkleinerte Kompostierungsanlage anzusehen ist, wurde durch thermostatisch
gesteuerte, außen angeordnete Infrarotlampen auf einer
Temperatur von 35°C±2°C gehalten. Der Feuchtigkeitsgehalt der Trommelbeschickung wurde auf ca. 50%
eingestellt; durch ausreichende Belüftung wurde freier Luftzutritt sichergestellt. Die vorgenannten Proben der
■■> Kunststoffolie wurden in monatlichen Abständen der
Trommel entnommen und zeigten am Ende des zweiten Monats eine beträchtliche Abnahme der Zugfestigkeit,
wobei nach Ablauf eines weiteren Monats zahlreiche Risse auftraten, die eine weitere Prüfung der Zugfestig-
U) keit unmöglich machten. Die folgende Tabelle gibt die
Ergebnisse im einzelnen wieder:
l-olicnprobc
Λ usgangszugfcsligkeil
MN/m2
Zugfestigkeit
nach 65 Tagen
nach 65 Tagen
MN/m2
Blindprobe ohne Stärke und
Fettsäurederivate
Wie I, 9 Gew.-% Stärke
Wie II, 23 Gew.-% Stärke
8.55
8.13
6.65
6.13
3.65
3.65
Masse aus Polystyrol als thermoplastischem
Kunststoff, Stärke, Fett und Fettsäure
Kunststoff, Stärke, Fett und Fettsäure
300 g vorgetrocknete Tapioca-Stärke wird in einer Mischtrommel mit 3000 g kristallinem Polystyrol, 30 g
pharmazeutisch reinem Ethyloleat und 3 g gereinigter Ölsäure vermengt. Die gesamte Mischung wird
anschließend heiß in einem Innenmischer, der in seiner Heizungsanlage mit einem Dampfdruck von ca. 3,4 atm
arbeitet, gemischt. Nach 6 Min. wird die Masse auf ein
auf 15O0C vorgeheiztes, aus zwei Walzen bestehendes Mischwalzwerk mit den Maßen von 46 χ 23 cm
gegeben und zu einer Grobfolie verarbeitet, die zu körniger Form zerkleinert wird. Die Körner werden
einer Einschneckenpresse (Standardlänge L/D = 25 :1, Durchmesser 45 mm) zugeführt, die aus einer zweiteiligen
Schnecke besteht, welche die Ableitung von Dämpfen flüchtiger Substanzen aus dem Zylinder
gestattet. Das Produkt aus der Presse wird einer Düse entnommen und liefert eine Folie mit einer Dicke von
0.7 mm und einer Breite von 250 mm. die eine glatte Oberfläche besitzt und zur Herstellung dünnwandiger
Packungen und wegwerfbarer Trinkbehälter in einem Warmhärteprozeß geeignet ist. In dem Preßverfahren
konnten leicht Folien und Rohrmaterial dieser Art mit bis zu 30 Gew.-% Stärke erhalten werden. Unter
Berücksichtigung der erhöhten Schmelzviskosität konnten im S^ritz^uß- und Preßvsrfahren such noch Massen
verarbeitet werden, die bis zu 50 Gew.-% Stärke enthielten.
Laborversuche zur biologischen Abbaubarkeit
der Masse nach Beispiel III
der Masse nach Beispiel III
Eine stärkehaltige Polystyrolmasse nach Beispiel III
mit 50 Gew.-°/o Stärke wurde zu Versuchsstücken von 80 mm Länge. 12.7 mm Breite und 1.5 mm Dicke
gepreßt Die Proben wurden nach der Methode 302/D gemäß BS 2782 (1970) geprüft, wobei der Trägerabstand
bei einer Prüfgeschwindigkeit von 12 mm/min 60 mm betrug. Die so hergestellten Proben gaben bei einer
maximalen Fadenspannung von 46.2(3) MN/m2 nach und
besaßen ein Elastizitätsmodul von 2900 MN/m-. Nach Eintauchen in eine 0.1%ige <x-Amylase!ösung hatte die
Festigkeit auf 21,8(9) MN/m2 abgenommen, und der Elastizitätsmodul war auf 68,5 MN/m2 abgefallen, was
zeigt, daß der den Füllstoff enthaltende Kunststoff zunehmend von dem Enzym a-Amylase angegriffen
wird, das bekanntermaßen von den üblichen Boden-Mikroorganismen erzeugt wird. Diese Wirkung konnte
auch dadurch verfolgt werden, daß die Bruchstellen der Testproben visuell untersuchten wurden.
Masse aus Polyethylen, Lactose, Fett
und Fettsäuren
und Fettsäuren
1000 g Granulat von Polyethylen niedriger Dichte (Schmelzflußindex 2; Dichte 0,98) wird in einer
Mischtrommel mit 200 g fein gepulverter, trockener Lactose, 10 g pharmazeutisch reinem Ethyloleat und 1 g
gereinigter ölsäure vermengt. Das so erhaltene Gemenge wird in einem auf 135=C vorgeheizten, aus
zwei Walzen bestehenden Labormischwalzwerk heiß gemischt und ergibt eine glatte, weiße Grobfolie, die
dem Mischwalzwerk entnommen und in Körner zerteilt wird. Das Granulat wird anschließend zwischen
polierten Stahlplatten gepreßt und ergibt so eine glatte,
geschmeidige Folie von ca. 0,25 mm Dicke.
Laborversuche zur biologischen Abbaubarkeit
der Masse nach Beispiel V
der Masse nach Beispiel V
Proben der gemäß Beispiel V hergestellten Folie wurden in die rotierende Laborkompostierungsanlage
gemäß Beispiel H eingebracht. Nach 70 Tagen zeigten die Proben Risse und wurden spröde: gleichzeitig war
eine Verfärbung eingetreten, die eine Besiedlung durch Bakterien anzeigt.
Masse aus Polyolefin. Stärke, Fettsäureester
und Trockenmitteln
und Trockenmitteln
Eine wie in Beispiel I beschriebene Masse wird hergestellt, jedoch ohne den Zusatz von Ölsäure; es wird
Maisstärke mit einem Feuchtigkeitsgehalt von ca. 2% in einer Konzentration von 9 Gew.-°/o verwendet.
Versuche zum Extrudieren einer dünnen Blasfolie aus dieser Masse waren jedoch vergeblich. Das daraus
erhaltene Produkt war ungleichmäßig geformt und besaß nur geringe Festigkeit durch die Anwesenheit
zahlreicher kleiner Blasen, die durch die Umwandlung ■-, der freien Feuchtigkeit in Dampf in dem Augenblick
entstanden waren, in dem die Schmelze aus der Mündung der Spritzgußdüse austrat. Ein störungsfreier
Spritzguß, bei dem das Produkt blasenfrei war, konnte jedoch erzielt werden, wenn die in das Spritzgußverfah- id
ren eingeführte Masse eine hinreichende Menge eines Zusatzes aus einer Grundmasse enthielt, die getrennt
aus gleichen Gewichtsteilen Calciumoxidpulver mit einem mittleren Korndurchmesser von 5 μ und Polyethylen
niedriger Dichte bestand, wobei das als i-> Endprodukt erhaltene Material mindestens 1 Gew.-%
Calciumoxid enthalten mußte. Die ölsäure mußte dabei weggelassen werden, da sie mit Calciumoxid reagiert.
Beispiel VIII 2«
Masse (wie in Beispiel I) aus Polyolefin, Stärke,
Fettsäureester, Fettsäure,
aber mit silikonmodifizierter Stärke
aber mit silikonmodifizierter Stärke
1200 g Maisstärke mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 2r>
ca. 12% werden in 4 Liter Wasser unter ständigem Rühren verteilt; der Suspension werden 43,2 g einer
handelsüblichen, 49 Gew.-°/o enthaltenden Lösung von Natriumalkylsilikonat zugesetzt. Der pH-Wert der
Stärkesuspension wird durch Zusatz verdünnter Säure auf 8,5 eingestellt; die Aufschlemmung wird anschließend
einem konventionellen Sprühtrockner zugeführt, dessen Lufteinlaßtemperatur 190°C und dessen Luftauslaßtemperatur
60 bis 70°C beträgt. Das pulverförmige Produkt wird in einem Ofen mit umlaufender Heißluft
bei 8O0C gehalten bis der Feuchtigkeitsgehalt auf 1% oder weniger abgenommen hat. Die so erhaltene, stark
wasserabstoßende Stärke wird zur Herstellung einer Stärke-Polyethylen-Grundmasse entsprechend Beispiel
I und diese wiederum zur Herstellung der Blasfolie im Spritzguß verwendet. Polyethylenfolie mit 9 Gew.-%
Stärke in einem Polyethylen niedriger Dichte (Schmelzflußindex 2; Dichte 0,918) hat eine Zugfestigkeit von 14,4
MN/m2 und eine Kugelfall-Schlagfestigkeit von 70 g bei
einer mit einem Schraubenmikrometer gemessenen Foliendicke von 50 μ. Ein gleicher Firm mit 9 Gew.-%
silikonmodifizierter Stärke hat unter identischen Bedingungen die Zugfestigkeit 15,2 MN/m2 und die Kugelfall-Schlagfestigksit
80 g. Diese Zunahme der Zugfestigkeit wird in allen Kunststoff-Stärke-Zusammensetzungen
beobachtet, und zwar unabhängig davon, ob eine autoxidierbare Substanz vorhanden ist oder nicht.
Claims (6)
1. Biologisch abbaubare Masse auf Basis (A) eines Kunststoffs mit einen Kohlenstoffgerüst und (B)
regelmäßig geformter, wärmebeständiger, beschränkt wasserlöslicher, biologisch abbaubarer
Partikel, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse aus den Komponenten (A) und (B) sowie (C)
einem Ester einer ungesättigten Fettsäure mit wenigstens einer Doppelbindung im Molekül,
gegebenenfalls im Gemisch mit einer ungesättigten Fettsäure und gegebenenfalls (D) einem Trockenmittel
besteht, wobei der Anteil der Komponente (C) bis zu 2 Gew.-% beträgt
2. Biologisch abbaubare Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente (C)
eine aus 90 Gew.-% Fettsäureester und 10% Fettsäure bestehende Mischung ist
3. Biologisch abbaubare Masse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die biologisch
abbaubaren Partikel aus natürlichen Stärkekörnern bestehen.
4. Biologisch abbaubare Masse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärkekörner
durch Umsetzung mit Silikonen oberflächlich modifiziert sind.
5. Biologisch abbaubare Masse nach Ansprüchen 2 und 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Fettsäure an der Oberfläche der Stärkekörner chemisorbiert ist
6. Biologisch abbaubare Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trockenmittel ein
mit OH-Gruppen Ether oder Ester bildendes Trockenmittel ist
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB10267/74A GB1485833A (en) | 1973-11-28 | 1973-11-28 | Synthetic-resin-based compositions |
GB1026774 | 1974-03-07 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2455732A1 DE2455732A1 (de) | 1975-06-05 |
DE2455732C2 true DE2455732C2 (de) | 1981-11-12 |
Family
ID=26247409
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2455732A Expired DE2455732C2 (de) | 1973-11-28 | 1974-11-25 | Biologisch abbaubare Masse |
DE2462802A Expired DE2462802C2 (de) | 1973-11-28 | 1974-11-25 | Biologisch abbaubare Masse |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2462802A Expired DE2462802C2 (de) | 1973-11-28 | 1974-11-25 | Biologisch abbaubare Masse |
Country Status (15)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5242187B2 (de) |
BE (1) | BE822520A (de) |
BR (1) | BR7409921A (de) |
CA (1) | CA1031088A (de) |
CH (1) | CH598320A5 (de) |
DE (2) | DE2455732C2 (de) |
DK (1) | DK145546C (de) |
ES (1) | ES432731A1 (de) |
FI (1) | FI62853C (de) |
FR (1) | FR2252385A1 (de) |
IE (1) | IE40266B1 (de) |
IT (1) | IT1024922B (de) |
NL (1) | NL172075C (de) |
NO (2) | NO141610C (de) |
SE (1) | SE404931B (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE29619016U1 (de) * | 1996-11-01 | 1998-03-12 | Müller, Wolf-Rüdiger, 70563 Stuttgart | Biologisch abbaubares Kunststoffprodukt |
Families Citing this family (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ZA747389B (en) * | 1973-11-28 | 1975-12-31 | Coloroll Ltd | Improvements in synthetic-resin-based compositions |
DE3000516A1 (de) * | 1980-01-09 | 1981-07-16 | Roland Dipl.-Kfm. 7022 Leinfelden-Echterdingen Belz | Verbundfolie, insbesondere toilettensitzauflage, sowie verfahren und vorrichtung zu ihrer herstellung |
BE1002431A4 (nl) * | 1987-07-07 | 1991-02-05 | Lilaran & Sons Uk Ltd B | In de lucht afbreekbare ethyleenpolymeren. |
JPS6450085U (de) * | 1987-09-22 | 1989-03-28 | ||
JPH0535289Y2 (de) * | 1987-12-01 | 1993-09-08 | ||
FR2632314B1 (fr) * | 1988-06-03 | 1992-03-27 | Norsolor Sa | Compositions polyolefiniques pour films photobiodegradables |
JP2900402B2 (ja) * | 1989-05-26 | 1999-06-02 | エヌオーケー株式会社 | 生分解性ゴム組成物 |
FI90558C (fi) * | 1990-05-11 | 1994-02-25 | Sitra Foundation | Biologisesti hajoava peitekalvo ja menetelmä sellaisen valmistamiseksi |
WO1993009184A1 (fr) * | 1991-10-31 | 1993-05-13 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Plastique biodegradable |
US5378738A (en) * | 1991-10-31 | 1995-01-03 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Biodegradable plastic |
EP0704495A3 (de) | 1994-09-28 | 1997-01-15 | Japan Maize Prod | Biologisch abbaubare Zusammensetzungen |
DE19906295A1 (de) * | 1999-02-15 | 2001-03-08 | Kerstin Kuhn | Biologische abbaubare und wasserresistente Kunststoffe |
US11674018B2 (en) | 2015-06-30 | 2023-06-13 | BiologiQ, Inc. | Polymer and carbohydrate-based polymeric material blends with particular particle size characteristics |
US20170002184A1 (en) * | 2015-06-30 | 2017-01-05 | BiologiQ, Inc. | Articles Formed with Biodegradable Materials and Strength Characteristics of Same |
US11879058B2 (en) | 2015-06-30 | 2024-01-23 | Biologiq, Inc | Yarn materials and fibers including starch-based polymeric materials |
US10995201B2 (en) | 2015-06-30 | 2021-05-04 | BiologiQ, Inc. | Articles formed with biodegradable materials and strength characteristics of the same |
US11926929B2 (en) | 2015-06-30 | 2024-03-12 | Biologiq, Inc | Melt blown nonwoven materials and fibers including starch-based polymeric materials |
US11149144B2 (en) | 2015-06-30 | 2021-10-19 | BiologiQ, Inc. | Marine biodegradable plastics comprising a blend of polyester and a carbohydrate-based polymeric material |
US11111355B2 (en) | 2015-06-30 | 2021-09-07 | BiologiQ, Inc. | Addition of biodegradability lending additives to plastic materials |
US10919203B2 (en) | 2015-06-30 | 2021-02-16 | BiologiQ, Inc. | Articles formed with biodegradable materials and biodegradability characteristics thereof |
US11046840B2 (en) | 2015-06-30 | 2021-06-29 | BiologiQ, Inc. | Methods for lending biodegradability to non-biodegradable plastic materials |
US11674014B2 (en) | 2015-06-30 | 2023-06-13 | BiologiQ, Inc. | Blending of small particle starch powder with synthetic polymers for increased strength and other properties |
US10920044B2 (en) | 2015-06-30 | 2021-02-16 | BiologiQ, Inc. | Carbohydrate-based plastic materials with reduced odor |
US11359088B2 (en) | 2015-06-30 | 2022-06-14 | BiologiQ, Inc. | Polymeric articles comprising blends of PBAT, PLA and a carbohydrate-based polymeric material |
US11926940B2 (en) | 2015-06-30 | 2024-03-12 | BiologiQ, Inc. | Spunbond nonwoven materials and fibers including starch-based polymeric materials |
US10752759B2 (en) | 2015-06-30 | 2020-08-25 | BiologiQ, Inc. | Methods for forming blended films including renewable carbohydrate-based polymeric materials with high blow up ratios and/or narrow die gaps for increased strength |
US11111363B2 (en) | 2015-06-30 | 2021-09-07 | BiologiQ, Inc. | Articles formed with renewable and/or sustainable green plastic material and carbohydrate-based polymeric materials lending increased strength and/or biodegradability |
BR112020021530A2 (pt) * | 2018-04-23 | 2021-01-19 | Biologiq, Inc | Adição de aditivos que conferem biodegradabilidade aos materiais plásticos |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
BE791912A (fr) * | 1971-11-24 | 1973-05-24 | Ici Ltd | Compositions de matiere plastique |
ZA732749B (en) * | 1972-05-18 | 1974-11-27 | Coloroll Ltd | Improvements in synthetic resin sheet material |
-
1974
- 1974-10-28 ES ES432731A patent/ES432731A1/es not_active Expired
- 1974-11-20 CA CA214,228A patent/CA1031088A/en not_active Expired
- 1974-11-22 BE BE150787A patent/BE822520A/xx not_active IP Right Cessation
- 1974-11-25 DE DE2455732A patent/DE2455732C2/de not_active Expired
- 1974-11-25 IE IE2423/74A patent/IE40266B1/en unknown
- 1974-11-25 DE DE2462802A patent/DE2462802C2/de not_active Expired
- 1974-11-26 NO NO744254A patent/NO141610C/no unknown
- 1974-11-27 FR FR7438883A patent/FR2252385A1/fr active Granted
- 1974-11-27 CH CH1573574A patent/CH598320A5/xx not_active IP Right Cessation
- 1974-11-27 BR BR9921/74A patent/BR7409921A/pt unknown
- 1974-11-27 IT IT70457/74A patent/IT1024922B/it active
- 1974-11-27 FI FI3440/74A patent/FI62853C/fi active
- 1974-11-27 SE SE7414877A patent/SE404931B/xx not_active IP Right Cessation
- 1974-11-28 DK DK617374A patent/DK145546C/da not_active IP Right Cessation
- 1974-11-28 NL NLAANVRAGE7415548,A patent/NL172075C/xx not_active IP Right Cessation
- 1974-11-28 JP JP49136948A patent/JPS5242187B2/ja not_active Expired
-
1979
- 1979-01-31 NO NO790308A patent/NO142673C/no unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE29619016U1 (de) * | 1996-11-01 | 1998-03-12 | Müller, Wolf-Rüdiger, 70563 Stuttgart | Biologisch abbaubares Kunststoffprodukt |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BE822520A (fr) | 1975-03-14 |
NO142673C (no) | 1980-09-24 |
IE40266L (en) | 1975-05-28 |
IE40266B1 (en) | 1979-04-25 |
DE2455732A1 (de) | 1975-06-05 |
FR2252385A1 (en) | 1975-06-20 |
JPS5086543A (de) | 1975-07-11 |
NO141610C (no) | 1980-04-09 |
DK145546C (da) | 1983-05-02 |
SE7414877L (de) | 1975-05-29 |
NL172075C (nl) | 1983-07-01 |
FR2252385B1 (de) | 1980-06-13 |
NO744254L (de) | 1975-06-23 |
CA1031088A (en) | 1978-05-09 |
FI62853C (fi) | 1983-03-10 |
NO142673B (no) | 1980-06-16 |
CH598320A5 (de) | 1978-04-28 |
ES432731A1 (es) | 1976-12-01 |
AU7565174A (en) | 1976-05-27 |
JPS5242187B2 (de) | 1977-10-22 |
SE404931B (sv) | 1978-11-06 |
IT1024922B (it) | 1978-07-20 |
DK145546B (da) | 1982-12-06 |
NL7415548A (nl) | 1975-05-30 |
DK617374A (de) | 1975-07-28 |
FI344074A (de) | 1975-05-29 |
NO141610B (no) | 1980-01-02 |
NO790308L (no) | 1975-05-29 |
BR7409921A (pt) | 1976-05-25 |
FI62853B (fi) | 1982-11-30 |
NL172075B (nl) | 1983-02-01 |
DE2462802C2 (de) | 1982-03-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2455732C2 (de) | Biologisch abbaubare Masse | |
DE69125965T2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines bioabbaubaren, formbaren Materials | |
EP0596437B1 (de) | Biologisch abbaubare Polymermischung | |
DE69433252T2 (de) | Schmelzverarbeitbare bioabbaubare Zusammensetzungen und daraus hergestellte Artikel | |
DE4318094B4 (de) | Superabsorbentien, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung | |
DE69021728T2 (de) | Geformte gegenstände aus stärke deriviert. | |
EP0994917B1 (de) | Thermoplastische mischung auf basis von stärke zur herstellung von biologisch abbaubaren formkörpern | |
DE69306874T2 (de) | Durch Wärme formbare Zusammensetzung, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Anwendung zur Herstellung von thermogeformten Gegenständen | |
EP0305413A1 (de) | Abbaubare kunststoffzusammensetzungen. | |
EP1999194A1 (de) | Faserverstärkter thermoplast | |
EP0695319A1 (de) | Verwendung von polyacetalen zur herstellung von kompostierbaren formkörpern, als beschichtungsmittel und als klebstoff | |
DE19729269C2 (de) | Dialdehydstärke und natürliche Polymere enthaltende thermoplastische Mischungen, Verfahren und Verwendung | |
DE69332395T2 (de) | Biologisch abbaubare Kunststoffmaterialien, Verfahren zu ihrer Herstellung, sowie ihre Verwendung | |
WO1991004278A1 (de) | Verfahren zur reduktion der quellbarkeit von stärke | |
DE69628532T2 (de) | Bioabbaubare Zusammensetzung, Verfahren und Einrichtung zu ihrer Herstellung | |
DE69634086T2 (de) | Schmelzverarbeitbare stärkezusammensetzung, verfahren zu ihrer herstellung sowie verwendung derselben | |
DE69525899T2 (de) | Formteile aus expandierte Stärke und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE2001583B2 (de) | Verfahren zur herstellung von presslingen aus abfaellen | |
EP3604184B1 (de) | Verwendung von umweltfreundlichem streugranulat | |
EP3674059A1 (de) | Compound bzw. folie enthaltend thermoplastische stärke sowie ein thermoplastisches polymer | |
AT334622B (de) | Biologisch abbaubare masse | |
EP0551125A1 (de) | Biologisch abbaubarer Werkstoff und Verfahren zu seiner Herstellung | |
WO2012004347A1 (de) | Gefüllte formmaassen | |
EP3997170B1 (de) | Thermoplastische stärke | |
DE69217385T2 (de) | Zusammensetzung zur herstellung einer zumindest teilweise biologisch abbaubaren folie sowie eine solche folie |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OI | Miscellaneous see part 1 | ||
OI | Miscellaneous see part 1 | ||
D2 | Grant after examination | ||
AH | Division in |
Ref country code: DE Ref document number: 2462802 Format of ref document f/p: P |
|
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |