DE2504116A1 - Verfahren zur herstellung von formteilen auf der basis von pullulan - Google Patents

Verfahren zur herstellung von formteilen auf der basis von pullulan

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DE2504116A1 DE19752504116 DE2504116A DE2504116A1 DE 2504116 A1 DE2504116 A1 DE 2504116A1 DE 19752504116 DE19752504116 DE 19752504116 DE 2504116 A DE2504116 A DE 2504116A DE 2504116 A1 DE2504116 A1 DE 2504116A1
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Description

SUMITOMO CHEMICAL COMPANT, LIMITED
Osaka, Japan
HAYASHIBARA BIOCHEMICAL LABORATOEIES, INC.
Okayama-shi, Japan
"Verfahren zur Herstellung von Formteilen auf der Basis von Pullulan"
Priorität: 1. Februar 1974, Japan, Nr. 13 828/74 .
Formteile aus Thermoplasten, wie Polyäthylen, Polyvinylchlorid, Polystyrol, Polypropylen oder Polyamid werden durch Schmelzen des Thermoplasten und anschließendes Extrudieren oder Spritzgießen hergestellt. Die Anwendung eines derartigen Verfahrens zur Herstellung von Formteilen auf Harze, wie Pullulan, ist jedoch schwierig, da" das Pullulan in Form eines Anhydrids nicht erweicht und sich ober-/ einer Temperatur von 200 C zersetzt.
Das erfindungsgemäß eingesetzte Pullulan ist ein lineares, hochmolekulares Polymerisat von oC -1,6-verknüpfter Maltotriose, die ein Trimeres von Glucose darstellt."Pullulan weist die nachfolgende Strukturformel auf 509833/0873
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in der η den Polymerisationsgrad darstellt und eine ganze Zahl von 20 bis 10 000 bedeutet.
Es ist bekannt, daß Pullulan ein Glucan darstellt, das dadurch erhalten wird, daß man einen Pullulan-produzierenden Mikroorganismus, wie Pullularia pullulans, in einer Submerskultur in einem ITährme-
zucker.
dium züchtet, das Rohr-/ Stärkesirup oder Glucose als Kohlenstoffquelle enthält, und das gebildete Pullulan aus der Kulturbrühe isoliert. Das Molekulargewicht des Pullulans beträgt im allgemeinen 10 000 bis 5 000 000; vgl. Biochem. Biophys. Acta, Bd. 36 (1959),
S. 309, sowie Journal of the Chemical Society of Japan, Industrial
so erhaltene
Chemistry Section, Bd. 67 (1962), S. 757. Das/Pullulan weist ausgezeichnete Eigenschaften auf, ist billig und läßt sich zu harten und durchsichtigen Normteilen verarbeiten, die als Gassperre wirken,
sowie
ölbeständig und hydrophil sind,/sich relativ rasch an der Luft und im Erdboden zersetzen. Diese Formteile vermeiden eine besondere Verschmutzung der Umwelt, da die Formteile zu ihrer Beseitigung nicht verbrannt werden müssen, und bilden bei ihrer Verbrennung weder gefährliche Gase noch eine besonders hohe Wärmemenge. -
Zur.Herstellung eines Formteils aus einer Formmasse auf der Basis von Pullulan wurde bisher nur ein Verfahren angewandt, nach dem eine Pullulan und Wasser enthaltende Masse entschäumt und beispielsweise auf eine glatte Metallplatte gegossen und anschließend getrocknet wird. Der gebildete Film wird dann von der Platte abgezogen. Dieses Verfahren erfordert jedoch viele Verfahrensschritte und eine lange Trocknungszeit, so daß die Herstellung derartiger Formteile teuer und zeitraubend ist. Deshalb war es bisher nicht möglich, Formteile einzusetzen, in denen die vorteilhaften Eigen-
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schäften des Pullulans ausgenützt werden konnten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, nach dem ohne großen Zeitaufwand und mit geringen Kosten Formteile aus Pullulan hergestellt werden können, die hart, durchsichtig und ölbeständig sind, als· Gassperre wirken und sich an der Luft und im Erdboden relativ, rasch zersetzen. Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst. Die Erfindung betrifft somit den in den Ansprüchen gekennzeichneten Gegenstand.
Im Hinblick auf die Verformbarkeit des erfindungsgemäß eingesetzten Pullulans und die mechanische. Festigkeit der hergestellten Formteile beträgt das Molekulargewicht des verwendeten Pullulans vorzugsweise 50 000 bis 1 000 000. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in das Pullulan eingearbeitete Menge Wasser beträgt 1 bis 50 Gewichtsprozent, vorzugsweise 5 bis 30 Gewichtsprozent. Liegt die Wassermenge unter 1%, kann das Pullulan nur schwierig plastiziert werden, während bei einer Wassermenge von über 50 Gewichtsprozent sich das Pullulan zwar leicht plastizieren läßt, jedoch gleichzeitig eine unerwünscht hohe Haftung gegenüber Metall aufweist und deshalb nur sehr schwer zu handhaben ist. Zum Verformen kann das Pullulan in jeder Pulver-, Flocken- oder Tablettenform eingesetzt werden.
Das Wasser kann in irgendeiner Weise in das Pullulan eingearbeitet werden. Beispielsweise kann das Pullulan durch Stehenlassen in einer Atmosphäre mit hoher Feuchtigkeit befeuchtet oder in Form von Pulvern, Flocken oder Tabletten mit Wasser besprüht werden.
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Außer Wasser können in das Pullulan zusätzlich ein mehrwertiger Alkohol, wie Glycerin, A" thylenglykol, Polyäthylenglykol, Sorbit, Propylenglykol, Polypropylenglykol oder Maltitol, Dimethylsulfoxid, plastizierter Polyvinylalkohol, hochmolekulare Amylose oder Gelatine als Weichmacher eingearbeitet werden. Auch bei zusätzlichem Einsatz von Pigmenten, Farbstoffen und'Füllstoffen kann erfindungsgemäß das Pullulan ohne Schwierigkeiten in Formteile überführt werden.
Im Erfindungsgemäßen Verfahren beträgt die Verformungstemperatur 40 bis 150 C, vorzugsweise 60 bis 120 C. Liegt die Verformungstemperatur unter 40°C, kann die pullulanhaltige Formmasse nur schwer plastiziert werden und erfordert mehr Antriebsenergie in der Formmaschine, die in manchen Fällen beschädigt werden kann. Liegt die Verformungstemperatur bei 60 bis 1200G, werden besonders gute Formteile mit weniger Schaumbildung erhalten, wobei auch geringere Antriebskräfte für die Schnecke in der Formmaschine genügen. Selbst bei Verformungstemperaturen von 100 bis 150°C wird in den Formteilen keine Schaumbildung festgestellt, die auf das Verdampfen von Wasser zurückzuführen wäre.
Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzte ' Formmaschine ist mit einer Piastizierschnecke ausgerüstet. Es können ein- oder mehrachsige Schneckenextruder oder mit einer Vorplast i zier schnecke ausgerüstete Formmaschinen oder mit einer Schnecke ausgerüstete Spritzgußmaschinen verwendet werden, wie sie im allgemeinen zum Verformen von üblichen synthetischen Thermoplasten eingesetzt werden.
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Die erfindungsgemäß hergestellten Formteile können beispielsweise als Folien, Latten oder Bohren ausgebildet sein, wobei die Extruder jeweils an ihren Düsenköpfen entsprechende Schlitze oder Bingschlitze aufweisen. Unter Verwendung von Düsen verschiedener Form können Fäden, Eunddrähte und Profile erhalten werden. Auch können andere Formteile, wie Gefäße, hergestellt werden, wobei die pullulanhaltigen Formmassen in Spritzgußmaschinen mit Metallformen entsprechender Gestaltung verarbeitet werden. Hohle Formkörper können durch Blasverformen erhalten werden.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß zur Herstellung der Formteile übliche Formmaschinen zur Verarbeitung von Thermoplasten ohne spezielle Umrüstung eingesetzt werden kön-
als nen. Deshalb sind sowohl die Kosten für das Pullulan /auch die Kosten für das Verformen niedrig. Die erfindungsgemäß hergestellten Formteile weisen eine hohe mechanische Festigkeit auf, wirken als Gassperre, sind durchsichtig und ölbeständig, absorbieren Feuchtigkeit und sind wasserlöslich. Der Anwendungsbereich derartiger Formteile ist äußerst breit.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1
Pulverförmiges Pullulan mit einem Molekulargewicht von 15O 000 wird solange einheitlich mit Wasser besprüht, bis das Pulver 30 Gewichtsprozent Wasser aufgenommen hat. Mit dem so vorbehandelt en Pullulanpulver wird ein Schneckenextruder (Schneckendurchmesser 30 mm; Schneckenlänge/Schneckendurchmesser = 20) beschickt, der mit einem T~Düsenkopf mit einem Schlitz von Λ mm Höhe und 300 mm Breite aus-
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gerüstet ist. Bei einer Temperatur von 1OO°C und einer Schneckendrehzahl von 30 UpM wird eine Platte geformt, äie nach ihrer Herstellung hart und durchsichtig ist und keine Schaumbildung aufweist.
Beispiel 2
Pulverförmiges Pullulan mit einem Molekulargewicht von 70 000 wird 24 Stunden bei einer !Temperatur von 25 C in einer Atmosphäre mit einer- relativen Luftfeuchtigkeit von 100% stehengelassen, wobei das Pulver 10 Gewichtsprozent Wasser aufnimmt. Mit dem so vorbehandeltem Pullulanpulver wird ein Schneckenextruder gemäß Beispiel 1 beschickt, der jedoch mit einem Düsenkopf mit einer Öffnung von" 2,5 mm Durchmesser ausgerüstet ist. Es wird ein Strang extrudiert, der durchsichtig ist und keine Schaumbildung aufweist.
Der Strang wird in Tabletten von 4 mm Länge geschnitten und in dieser Form in eine mit einer Schnecke und einer Metallform in der Gestalt eines Bechers ausgerüstete Spritzgußmaschine (Spritzkapazität 85 g) gegeben. Bei einer Verformungstemperatur von 120°0 wird ein harter und durchsichtiger Becher erhalten.
Vergleichsbeispiel 1
Beispiel 1 wird wiederholt, jedoch mit einer Schneckendrehzahl, bei der sich eine Temperatur des zu extrudierenden Gemisches von 300C, einstellt. Das zu extrudierende Gemisch wird nicht plastiziert und kana deshalb nicht in Form einer Platte extrudiert werden. Wird das Gemisch bei einer Verformungstemperatur von über 150°C extrudiert, wir! Schaumbildung im hergestellten· Formteil festgestellt.
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Vergleichsbeispiel 2
Pulverförmiges Pullulan mit einem_Molekulargewicht von I50 000 wird 24 Stunden bei einer Temperatur von 1300C unter vermindertem Druck getrocknet. Man erhält ein sehr trockenes Pulver, mit dem ein Schneckenextruder beschickt wird. Das Pullulan kann bei keiner Verformung stemperatur extrudiert werden.
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Claims (6)

  1. - 9 Patentansprüche *
    ί :.■■■"."■ der Basis von
    1J Verfahren zur Herstellung von Formteilen auf/Pullulan, & a durch gekennzeichnet, daß man Pullulan mit Λ bis 50 Gewichtsprozent Wasser und gegebenenfalls einem Weichmacher, einem Pigment, einem Farbstoff und/oder einem Füllstoff mischt und das Gemisch unter Verwendung einer mit einer Plastizierschnecke ausgerüsteten Formmaschine bei Temperaturen von 40 bis 15O0C extrudiert oder spritzgießt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Pullulan mit einem Molekulargewicht von 50 000 bis 1 000 000 einsetzt,
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Pullulan mit einem Weichmaoher versetzt.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Pullulan mit einem Pigment, einem Farbstoff und/oder einem Füllstoff versetzt.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Formmaschine einen ein- oder mehrachsigen Schneckenextruder, eine mit einer Vorplastizierschnecke ausgerüstete Formmaschine oder eine mit einer Schnecke ausgerüstete Spritζgußmaschine einsetzt.
  6. 6. Formteile aus Pullulan, dadurch gekennzeichnet", daß sie gemäß Anspruch 1 erhalten worden sind.
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DE19752504116 1974-02-01 1975-01-31 Verfahren zur Herstellung von Formteilen aus Pullulan Expired DE2504116C3 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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JP1382874A JPS5318071B2 (de) 1974-02-01 1974-02-01
JP1382874 1974-02-01

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2504116A1 true DE2504116A1 (de) 1975-08-14
DE2504116B2 DE2504116B2 (de) 1977-06-30
DE2504116C3 DE2504116C3 (de) 1978-02-16

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2287472A1 (fr) * 1974-10-11 1976-05-07 Sumitomo Chemical Co Composition de resine du type pullulane

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2287472A1 (fr) * 1974-10-11 1976-05-07 Sumitomo Chemical Co Composition de resine du type pullulane

Also Published As

Publication number Publication date
DE2504116B2 (de) 1977-06-30
JPS50108357A (de) 1975-08-26
FR2259684A1 (de) 1975-08-29
CA1049211A (en) 1979-02-27
JPS5318071B2 (de) 1978-06-13
GB1493411A (en) 1977-11-30
FR2259684B1 (de) 1977-04-15

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