DE4333858A1 - Thermoplastic composite materials based on starch - Google Patents

Thermoplastic composite materials based on starch

Info

Publication number
DE4333858A1
DE4333858A1 DE19934333858 DE4333858A DE4333858A1 DE 4333858 A1 DE4333858 A1 DE 4333858A1 DE 19934333858 DE19934333858 DE 19934333858 DE 4333858 A DE4333858 A DE 4333858A DE 4333858 A1 DE4333858 A1 DE 4333858A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
starch
composite material
spv
weight
range
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.)
Withdrawn
Application number
DE19934333858
Other languages
German (de)
Inventor
Wolfgang Dr Ritter
Michael Dr Beck
Martin Dr Schaefer
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.)
Henkel AG and Co KGaA
Original Assignee
Henkel AG and Co KGaA
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
Application filed by Henkel AG and Co KGaA filed Critical Henkel AG and Co KGaA
Priority to DE19934333858 priority Critical patent/DE4333858A1/en
Priority to JP7510594A priority patent/JPH09505613A/en
Priority to EP94927656A priority patent/EP0722475A1/en
Priority to PCT/EP1994/003229 priority patent/WO1995009888A1/en
Priority to CA 2173583 priority patent/CA2173583A1/en
Publication of DE4333858A1 publication Critical patent/DE4333858A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L3/00Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08L3/02Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00Properties
    • C08L2201/06Biodegradable
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L31/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an acyloxy radical of a saturated carboxylic acid, of carbonic acid or of a haloformic acid; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L31/02Homopolymers or copolymers of esters of monocarboxylic acids
    • C08L31/04Homopolymers or copolymers of vinyl acetate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C08L33/06Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
    • C08L33/08Homopolymers or copolymers of acrylic acid esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04Homopolymers or copolymers of esters
    • C08L33/06Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
    • C08L33/10Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers

Description

Die Erfindung betrifft ein formgebend verarbeitbares Verbundmaterial auf Basis einer in an sich bekannter Weise thermomechanisch aufgeschlossenen Stärke - im nachfolgenden auch als TPS bezeichnet - in homogener Abmi­ schung mit ausgewählten synthetischen thermoplastischen Polymerverbin­ dungen - im nachfolgenden auch mit SPV bezeichnet. Der Kern des erfin­ dungsgemäßen Handelns liegt dabei in der Auswahl bestimmter Struktur­ elemente dieser SPV und ihrer zahlenmäßigen Zuordnung zum Stärkeanteil im Verbundmaterial.The invention relates to a moldable composite material Basis of a thermomechanically digested in a conventional manner Starch - hereinafter also referred to as TPS - in a homogeneous mixture research with selected synthetic thermoplastic polymer compound dung - also referred to below as SPV. The core of the invent Action in accordance with the invention lies in the selection of a particular structure elements of this SPV and their numerical allocation to the strength share in the Composite material.

Zahlreiche Vorschläge der letzten Jahre beschäftigen sich mit dem Versuch, Stärke als hochmolekulare Polymerverbindung natürlichen Ursprungs einem erweiterten Anwendungsbereich zugänglich zu machen. Grundlage dieser Ar­ beiten ist native Stärke zusammen mit beschränkten Mengen an Wasser und/ oder weiteren Hilfsstoffen durch einen thermomechanischen Aufschluß zum thermoplastischen Material umzuwandeln, dessen formgebende Weiterverar­ beitung in konventioneller Weise, zum Beispiel durch Spritzgußverfahren oder Kalandrieren, möglich ist. Dieser thermomechanische Aufschluß unter Einsatz erhöhter Temperaturen und Drucke ist dabei insbesondere in kon­ ventionellen Extrudern möglich, die dem formgebenden Verarbeitungsschritt vorgeschaltet sind. Aus dem umfangreichen Schrifttum sei hier verwiesen auf die Veröffentlichung R.F.T. Stepto et al. Injection Moulding of Natural Hydrophilic Polymers in the Presence of Water, CHIMIA 41 (1987) Nr. 3, 76-81, sowie die dort zitierte Literatur.Numerous proposals in recent years have dealt with trying Starch as a high molecular polymer compound of natural origin to make the extended scope accessible. Basis of this ar working is native starch along with limited amounts of water and / or other auxiliary materials through a thermomechanical disruption to convert thermoplastic material, its shaping processing processing in a conventional manner, for example by injection molding or calendering is possible. This thermomechanical digestion below Use of elevated temperatures and pressures is particularly in con conventional extruders possible, the shaping processing step are connected upstream. Please refer to the extensive literature here to the publication R.F.T. Stepto et al. Injection molding of Natural Hydrophilic Polymers in the Presence of Water, CHIMIA 41 (1987) No. 3, 76-81, as well as the literature cited there.

Bekannt ist in diesem Zusammenhang die Erleichterung des thermomecha­ nischen Stärkeaufschlusses und die Verbesserung der Produkteigenschaften in der TPS durch Mitverwendung ausgewählter niedermolekularer organischer Zusatzstoffe beim Stärkeaufschluß. So wird vorgeschlagen, der nativen Stärke Zuschlagstoffe beizumischen, die die Schmelztemperatur der Stärke erniedrigen. Als Zuschlagstoffe sind insbesondere niedere polyfunktionelle Alkohole wie Ethylenglykol Propylenglykol, Glycerin, 1,3-Butandiol, Diglycerid, entsprechende Ether aber auch weitere Verbindungen wie Harnstoff bekannt.Relief of the thermomecha is known in this context strengthening and improving product properties in the TPS through the use of selected low-molecular organic Starch digestion additives. So it is suggested the native  Starch admixtures that add to the melting temperature of the starch humiliate. In particular, low polyfunctional additives are used Alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, 1,3-butanediol, Diglyceride, corresponding ethers but also other compounds such as Urea known.

Zahlreiche Vorschläge beschäftigen sich mit dem Versuch, thermoplasti­ fizierte Stärke mit synthetisch gewonnenen wasserfesten Polymerver­ bindungen so zu vereinigen, daß der Verbundwerkstoff erhöhte Beständigkeit gegenüber Wasser beziehungsweise hydrophilen Lösungsmitteln aufweist, gleichwohl aber substantielle Anteile des Werkstoffes durch die Stärke gebildet werden.Numerous suggestions deal with trying thermoplastic fected starch with synthetically obtained waterproof polymer ver To bind bonds so that the composite material increased resistance towards water or hydrophilic solvents, nevertheless substantial portions of the material through the strength be formed.

So beschreibt die EP-A2 327 505 Polymermischmaterialien, die aus einer Schmelze von wasserhaltiger destrukturisierter Stärke und wenigstens einer im wesentlichen wasserunlöslichen synthetischen thermoplastischen Poly­ merverbindung gewonnen werden. Hier wird zunächst die Stärke unter Zusatz von Hilfsstoffen durch Behandlung in einem Extruder bei erhöhten Tem­ peraturen zur TPS umgewandelt und zu Granulaten aufgearbeitet. Der Wassergehalt im Granulatkorn wird etwa auf den Bereich des Wassergehaltes natürlicher Stärke (ca. 17 Gew.-%) eingestellt. Diese Stärkegranulate werden dann in vorgegebenen Mischungsverhältnissen mit synthetischen Po­ lymerverbindungen im Trockenzustand vermischt. Weitere Vorschläge aus dem hier betroffenen Gebiet thermoplastisch verarbeitbarer Polymergemische auf Stärkebasis finden sich in den EP-A1 0 400 531 und 0 400 532 sowie in der PCT-Anmeldung WO 90/10 671. Die zuletzt genannte Druckschrift enthält insbesondere umfangreiche Angaben zur Vermischung und zum thermo­ plastischen Aufschluß der eingesetzten Polymerverbindungen in Gegenwart von Wasser in geeigneten Extrudern, sowie dem wenigstens partiellen Ab­ treiben des Wassers aus dem Mischgut, zweckmäßigerweise innerhalb des Verfahrensschrittes im Extruder.For example, EP-A2 327 505 describes polymer blend materials which consist of a Melt of water-containing destructurized starch and at least one essentially water-insoluble synthetic thermoplastic poly mer connection. Here the strength is added first of auxiliaries by treatment in an extruder at elevated temperatures temperatures converted to TPS and processed into granules. Of the Water content in the granulate is about on the range of water content natural strength (approx. 17% by weight). These starch granules are then mixed with synthetic Po lymer compounds mixed in the dry state. More suggestions from the area affected here of thermoplastically processable polymer mixtures Starch bases can be found in EP-A1 0 400 531 and 0 400 532 and in PCT application WO 90/10 671. The last-mentioned document contains especially extensive information on mixing and thermo plastic digestion of the polymer compounds used in the presence of water in suitable extruders, as well as the at least partial Ab drive the water from the mix, conveniently within the Process step in the extruder.

Gegenstand der DE 40 38 732 sind Werkstoffe und/oder Formteile auf Basis thermomechanisch aufgeschlossener Stärke in Abmischung mit synthetischen thermoplastischen Polymerverbindungen. Die Herstellung dieser polymermo­ difizierten Werkstoffe erfolgt dadurch, daß man native Stärke mit wäßrigen Polymerdispersionen der synthetischen thermoplastischen Polymerverbin­ dungen und gewünschtenfalls weiteren niedermolekularen Plastifizierungs­ mitteln vermischt, die Mehrstoffmischung bei erhöhten Temperaturen und Drucken unter gleichzeitiger intensiver Vermischung und/oder Verknetung dem Stärkeaufschluß unter Bildung der thermoplastisch verarbeitbaren Stärke unterwirft und gewünschtenfalls das homogenisierte Polymergemisch formgebend verarbeitet. Der über die wäßrigen Dispersionen der synthe­ tischen Polymerverbindungen eingetragenen Wasseranteil ist integraler Bestandteil des Verfahrens, der im Aufschlußverfahren zum Stärkeaufschluß eingesetzt und wirksam wird. Geeignete wenigstens weitgehend wasserun­ lösliche thermoplastische synthetische Polymerverbindungen sind gemäß diesem Vorschlag beispielsweise Emulsions-(co)-polymerisate wie Poly­ vinylester, Poly(meth)acrylate und/oder entsprechende Copolymere. Genannt sind weiterhin Polyester, Polyamide und/oder Polyurethanharze, wobei solche thermoplastischen Polymerverbindungen bevorzugt sein können, die polare Gruppen aufweisen und gegebenenfalls mit Molekülbestandteilen aus­ geprägt oleophilen Charakters verbinden. Gegenstand der DE 41 21 111 sind Werkstoffe und/oder Formteile auf Basis einer entsprechend thermomecha­ nisch aufgeschlossenen Stärke und synthetischen thermoplastischen Poly­ merverbindungen, wobei hier jetzt solche synthetischen Mischkomponenten eingesetzt werden, die wenigstens anteilsweise aus Grundstoffen auf Basis nachwachsender Rohstoffe aufgebaut und der Klasse der Polyester und/oder Polyamide zugeordnet sind.DE 40 38 732 relates to materials and / or molded parts based thermomechanically digested starch mixed with synthetic thermoplastic polymer compounds. The production of this polymermo Distinguished materials are made by using native starch with aqueous  Polymer dispersions of the synthetic thermoplastic polymer compound and, if desired, further low molecular plasticization mixed, the multi-component mixture at elevated temperatures and Printing with simultaneous intensive mixing and / or kneading the starch digestion to form the thermoplastically processable Starch subjects and, if desired, the homogenized polymer mixture processed to give shape. The over the aqueous dispersions of the synthe Table polymer compounds entered water is more integral Part of the process used in the digestion process for starch digestion used and effective. Suitable at least largely water soluble thermoplastic synthetic polymer compounds are according to this proposal, for example, emulsion (co) polymers such as poly vinyl esters, poly (meth) acrylates and / or corresponding copolymers. Called are also polyesters, polyamides and / or polyurethane resins, wherein those thermoplastic polymer compounds may be preferred which have polar groups and optionally with molecular components embossed oleophilic character. The subject of DE 41 21 111 are Materials and / or molded parts based on a corresponding thermomecha niche digested starch and synthetic thermoplastic poly merverbindungen, here now such synthetic mixed components are used, which are based at least in part on raw materials renewable raw materials and the class of polyester and / or Polyamides are assigned.

Die im nachfolgenden geschilderte Weiterentwicklung greift die Vorschläge aus den beiden zuletzt genannten Druckschriften DE 40 38 732 und DE 41 21 111 auf und modifiziert deren Lehre in der im nachfolgenden ge­ schilderten Weise. Zum Zwecke der Vollständigkeit der Erfindungsoffenba­ rung wird der Offenbarungsgehalt der beiden hier benannten Schutzrechts­ anmeldungen der Anmelderin ausdrücklich auch zum Gegenstand der Offenba­ rung der vorliegenden Erfindung gemacht.The further development described below takes up the suggestions from the last two publications DE 40 38 732 and DE 41 21 111 and modified their teaching in the following ge described ways. For the purpose of completeness of the invention The disclosure content of the two industrial property rights named here becomes applications by the applicant expressly also on the subject of Offenba tion of the present invention made.

Diese erfindungsgemäße Weiterentwicklung im Sinne der im nachfolgenden beschriebenen Lehre will eine weiterführende Optimierung von Stoffeigen­ schaften im Verbundmaterial aus thermomechanisch aufgeschlossener Stärke (TPS) und den damit in homogener Abmischung vorliegenden synthetischen Polymerverbindungen (SPV) erreichen. Die Zielvorstellung dieser er­ findungsgemäß angestrebten Optimierung ist insbesondere die Einstellung optimierter mechanischer Festigkeiten - bestimmt jeweils an der Zugfe­ stigkeit gemäß DIN 53455. Die Konzeption dieser erfindungsgemäßen Auf­ gabenstellung geht dabei von dem folgenden Sachverhalt aus:This further development according to the invention in the sense of the following described teaching wants a further optimization of substance genes in the composite material made of thermomechanically digested starch (TPS) and the synthetic mixture that is present in homogeneous mixture  Reach polymer compounds (SPV). The goal of this he The optimization sought according to the invention is in particular the setting optimized mechanical strengths - determined in each case on the tensile stability according to DIN 53455. The conception of this invention The position is based on the following facts:

Die Literatur beschreibt die Fähigkeit der Stärke, mit Fettderivaten unter Bildung sogenannter Kanaleinschlußverbindungen zu reagieren. Nicht modi­ fizierte Stärken natürlichen Ursprungs enthalten bekanntlich die beiden Hauptbestandteile Amylose und Amylopektin. In den besonders preiswerten und in großer Menge zugänglichen Stärkerohstoffen unterschiedlichsten Ur­ sprungs ist der Amyloseanteil der mengenmäßig geringere Anteil, er liegt in der Regel unterhalb etwa 30 Gew.-% und üblicherweise im Bereich von etwa 20 bis 25 Gew.-% (Gew.-% jeweils bezogen auf Trockensubstanz). Ty­ pische Vertreter für diese Stärkerohstoffe sind die nachfolgenden Bei­ spiele - in den nachgesetzten Klammern jeweils die mittleren Werte für Amylose Gew.-% TS: Kartoffelstärke (22), Weizenstärke (24), Maisstärke (21). Die Fähigkeit der Stärke, mit Fettresten sogenannte Kanaleinschluß­ verbindungen zu bilden, wird heute dem Amyloseanteil in der Stärke zuge­ schrieben. Fettreste sind dabei gesättigte und geradkettige Kohlenwasser­ stoffreste einer hinreichenden Länge. Entsprechende Fettreste sollen dem­ entsprechend wenigstens 6 bis 8 C-Atome, vorzugsweise 10 oder mehr C-Atome im geradkettigen und gesättigten Kohlenwasserstoffrest enthalten, um zur hinreichenden Komplexierung durch Interaktion mit Stärkeanteilen unter Ausbildung der Kanaleinschlußverbindungen zu kommen.The literature describes the ability of starch to take fat derivatives Formation of so-called channel inclusion connections to react. Not modes It is well known that both contain strengths of natural origin Main ingredients amylose and amylopectin. In the particularly inexpensive and a large amount of widely available starch raw materials The amylose fraction is the smaller proportion, it lies usually below about 30% by weight and usually in the range of about 20 to 25 wt .-% (wt .-% each based on dry matter). Ty The following examples are representative of these starch raw materials play - the middle values for Amylose wt.% TS: potato starch (22), wheat starch (24), corn starch (21). The ability of starch to contain fat residues called duct inclusion Forming connections today is the strength of the amylose component wrote. Fat residues are saturated and straight-chain hydrocarbons Remnants of cloth of sufficient length. Corresponding fat residues are said to correspondingly at least 6 to 8 carbon atoms, preferably 10 or more carbon atoms contained in the straight-chain and saturated hydrocarbon residue in order to sufficient complexation through interaction with starch components Training of channel inclusion connections to come.

In zahlreichen die Herstellung thermoplastischer Stärke betreffenden Veröffentlichungen wird neben der gemeinsamen Verarbeitung von Stärke, synthetischen Polymeren und Weichmachern auch die Mitverwendung von Fett­ derivaten erwähnt. Die Funktion der Fettderivate ist in diesem Fall al­ lerdings ausschließlich die eines Gleitmittels.In numerous related to the production of thermoplastic starch Publications, in addition to jointly processing starch, synthetic polymers and plasticizers also use fat derivatives mentioned. The function of the fat derivatives in this case is al but only that of a lubricant.

So beschreibt beispielsweise die WO 90/010 43 die Mitverwendung von Fetten, Wachsen und Paraffinen als Beschichtungsmittel bei der Herstellung und Verarbeitung von TPS. Die Verwendung von Fett als Gleitmittel bei der Herstellung von Formkörpern auf TPS-Basis ist in der DE 37 12 029 beschrieben. Gehärtete Fette werden als Verarbeitungshilfsmittel von Poly­ mermaterialien auf Basis destrukturisierter Stärke in der EP 404 727 geschildert. Weitere Hinweise auf die Kombination von Stärke und Fetten finden sich in der US 4,016117 und in der DE 17 17 062. Die US 3,949145 beschreibt die Nutzung von Sorbitanmonooleat für die Herstellung von Agrarfolien auf Basis eines abbaubaren stärkebasierten Werkstoffes.For example, WO 90/010 43 describes the use of Greases, waxes and paraffins as coating agents in the manufacture and processing of TPS. The use of fat as a lubricant in the Production of molded articles based on TPS is described in DE 37 12 029  described. Hardened fats are used as processing aids by Poly material based on destructurized starch in EP 404 727 described. Further references to the combination of starch and fats can be found in US 4,016117 and in DE 17 17 062. US 3,949145 describes the use of sorbitan monooleate for the production of Agricultural films based on a degradable starch-based material.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Auch die erfindungsgemäße Lehre geht von der alten Aufgabe, aus thermo­ plastische Materialien zur Verfügung zu stellen, die weitestgehend auf natürlichen Rohstoffen basieren und dabei insbesondere natürliche Stärke als einen besonders wichtigen Bestandteil enthalten. Diese Wertstoffe sollen sich thermoplastisch verarbeiten lassen und dabei aber - im aus­ gebildeten Formkörper - insbesondere durch eine Optimierung der Festig­ keitseigenschaften auszeichnen. Die Erfindung will dabei insbesondere einen Weg aufzeigen, wie sich solche optimierten Festigkeitseigenschaften auch über einen längeren Zeitraum im geformten Fertigprodukt aufrechter­ halten lassen. Wenn auch die bekannte Alterung solcher Polymerverbundma­ terialien auf Stärkebasis unter Versprödung und damit Abfall der mech­ anischen Festigkeit nicht völlig unterbunden werden kann, so soll doch dieser an sich bekannte Mangel der bis heute beschriebenen Wertstoff­ gemische auf TPS-Basis weitgehend gemildert werden können.The teaching according to the invention is based on the old task of thermo to provide plastic materials that are largely based on based on natural raw materials and in particular natural strength included as a particularly important ingredient. These recyclables should be able to be processed thermoplastic and yet - in the out formed bodies - in particular by optimizing the strength Characterize characteristics. The invention wants in particular show a way how such optimized strength properties also upright in the molded finished product over a longer period of time let hold. Although the well-known aging of such polymer composites starch-based materials with embrittlement and thus waste of mechanical can not be completely prevented, so it should this known deficiency of the valuable material described to date mixtures based on TPS can be largely mitigated.

Die erfindungsgemäße Lehre will dabei den vorbeschriebenen Aufgabenstel­ lungen entsprechen, natürliche Stärke als den wichtigsten Rohstoffanteil im Wertstoffgemisch zu erhalten. In einer besonders wichtigen Ausfüh­ rungsform will es die erfindungsgemäße Lehre dabei darauf abstellen, die praktisch vollständige Verrottbarkeit beziehungsweise den vollständigen Abbau des Polymermaterials durch biologische Prozesse sicherzustellen.The teaching of the invention wants the task described above lungs correspond to natural starch as the most important raw material component to get in the mixture of materials. In a particularly important version tion form it wants to base the teaching of the invention on it practically complete rotability or complete Ensure degradation of the polymer material through biological processes.

Auch die erfindungsgemäße Lehre geht von der vorbeschriebenen Anweisung aus, natürliche Stärke in an sich bekannter Weise unter Mitverwendung von Plastifizierungshilfsmitteln durch thermomechanischen Aufschluß zu plastifizieren und gleichzeitig oder auch zeitlich getrennt hiervon mit anderen thermoplastisch zu verarbeitenden Polymerkomponenten derart innig zu vermischen, daß eine Homogenisierung des Verbundmaterials stattfindet. In weiterhin bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung sind dabei diese als Mischungskomponenten mit eingesetzten synthetischen Polymerverbin­ dungen - im nachfolgenden auch mit SPV bezeichnet - wenigstens überwiegend auf Grundstoffen auf Basis nachwachsender Rohstoffe aufgebaut.The teaching according to the invention is also based on the instruction described above from, natural strength in a manner known per se with the use of Plasticizing aids through thermomechanical disruption plasticize and at the same time or at different times other thermoplastic polymer components so intimately  to mix that a homogenization of the composite material takes place. In further preferred embodiments of the invention, these are as mixture components with synthetic polymer compound used dung - hereinafter also referred to as SPV - at least predominantly built on raw materials based on renewable raw materials.

In einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform will die Erfindung die SPV-Komponenten in Form wäßriger Dispersionen in den thermomechanischen Stärkeaufschluß einbringen, so wie es im einzelnen in der DE 40 38 732 beschrieben ist. Hierdurch wird ein besonders ökonomisches 1-Stufen-Ver­ fahren zur Herstellung der im nachfolgenden geschilderten Verbundmateria­ lien auf Stärkebasis möglich.In a further preferred embodiment, the invention wants the SPV components in the form of aqueous dispersions in the thermomechanical Introduce starch, as detailed in DE 40 38 732 is described. This makes a particularly economical 1-step Ver drive to manufacture the composite material described below possible on a starch basis.

Gegenstand der ErfindungSubject of the invention

Gegenstand der Erfindung ist in einer ersten Ausführungsform ein formge­ bend verarbeitbares Verbundmaterial - im nachfolgenden gelegentlich auch mit VM bezeichnet - auf Basis thermomechanisch unter Zusatz von Wasser und/oder niedermolekularen Plastifizierungsmitteln aufgeschlossener Stärke (TPS) in homogener Abmischung mit synthetischen Polymerverbindungen (SPV).The invention relates to a formge in a first embodiment bend processable composite material - in the following also occasionally designated VM - based on thermomechanical with the addition of water and / or low molecular weight plasticizers of digested starch (TPS) in a homogeneous mixture with synthetic polymer compounds (SPV).

Das Kennzeichen der erfindungsgemäßen Lehre liegt darin, daß zur Opti­ mierung der mechanischen Festigkeit des VM - bestimmt an seiner Zugfe­ stigkeit gemäß DIN 53455 - die Kombination der nachfolgenden Parameter eingehalten wird:The characteristic of the teaching according to the invention is that for opti the mechanical strength of the VM - determined by its tensile strength Stability according to DIN 53455 - the combination of the following parameters is observed:

Als SPV-Komponente werden entsprechende thermoplastisch verarbeitbare Po­ lymerverbindungen mit seitenständigen und/oder endständigen geradkettigen und gesättigten Kohlenwasserstoffresten - im nachfolgenden auch als "Fettreste" bezeichnet - eingesetzt;
Dabei werden diese mit Fettresten substituierten SPV in solchen Mengen­ verhältnissen mit der TPS homogenisiert, daß der Gehalt der Fettreste im Verbundmaterial (Gew.-% Fettreste bezogen auf wasserfreie Stärke) im Be­ reich von 0,5 bis 7 Gew.-% liegt. Bevorzugte Bereiche für das Gewichts­ verhältnis der Fettreste zur Stärke liegen im Bereich von 1 bis 5 Gew.-% und insbesondere im Bereich von etwa 2 bis 4 Gew.-%.
Corresponding thermoplastically processable polymer compounds with lateral and / or terminal straight-chain and saturated hydrocarbon residues - hereinafter also referred to as "fat residues" - are used as SPV components;
These SPVs substituted with fat residues are homogenized in such proportions with the TPS that the content of the fat residues in the composite material (wt .-% fat residues based on anhydrous starch) is in the range from 0.5 to 7 wt .-%. Preferred ranges for the weight ratio of the fat residues to the starch are in the range from 1 to 5% by weight and in particular in the range from about 2 to 4% by weight.

Die erfindungsgemäße Lehre betrifft in einer weiteren Ausführungsform die Verwendung dieser thermoplastisch verarbeitbaren Verbundmaterialien auf Basis TPS/SPV mit ausgewählten und zahlenmäßig bestimmten Gewichtsver­ hältnissen der Fettreste der SPV für die Herstellung von Formkörpern, zum Beispiel zur Anwendung als Verpackungsmaterialien wie Folien, Flaschen, Bechern, Schachteln und dergleichen.In another embodiment, the teaching according to the invention relates to Use of these thermoplastically processable composite materials Basis TPS / SPV with selected and numerically determined weight ver Ratios of the fat residues of the SPV for the production of moldings, for Example of use as packaging materials such as foils, bottles, Cups, boxes and the like.

Die Lehre der Erfindung betrifft schließlich das Verfahren zur Herstellung polymermodifizierter Werkstoffe auf Basis TPS und daraus gewonnener Form­ körper gemäß den zuvor gegebenen Definitionen.Finally, the teaching of the invention relates to the method of manufacture polymer-modified materials based on TPS and the shape obtained from it body according to the definitions given above.

Einzelheiten zur erfindungsgemäßen LehreDetails of the teaching according to the invention

Die Zielvorstellung der erfindungsgemäßen Lehre geht in ihrer breitesten und gleichzeitig aber auch in ihrer am stärksten konkretisierten Konzep­ tion von der Absicht aus, durch Auswahl und Einstellung eines bestimmten Strukturparameters an den zur Verarbeitung mit der Stärke eingesetzten synthetischen Polymerverbindungen (SPV) eine gezielte Interaktion zwischen der TPS und den SPV zu ermöglichen. Die Erfindung schafft dabei die Mög­ lichkeit der Optimierung mechanischer Festigkeitswerte des Verbundmateri­ als durch Auswahl der die SPV substituierenden "Fettreste" nach Art und Menge bezogen auf den Stärkeanteil im Verbundmaterial. Das individuelle SPV-Molekül ist dabei durch das Vorliegen einer Mehrzahl der substituie­ renden Fettreste im Sinne der erfindungsgemäßen Definition gekennzeichnet. Das sich einstellende Ergebnis der Optimierung der mechanischen Festig­ keitswerte liegt vermutlich in der optimalen Zuordnung der Mengenanteile reaktionsbereiter Fettrest-Substituenten zu den Amyloseanteilen des Stär­ kematerials und der Abreaktion dieser 2 Teilkomponenten miteinander unter Bildung entsprechender Kanaleinschlußverbindungen. Unter Wahrung dieses Kernes zum Handeln im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre kann eine vielge­ staltige Variation und weitergehende Optimierung insbesondere bei der Auswahl der jeweils einzusetzenden SPV-Komponenten, bei der Wahl der Hilfskomponenten zum thermomechanischen Stärkeaufschluß und/oder bei den Arbeitsschritten zur Vereinigung und Homogenisierung von SPV/TPS vorge­ nommen werden.The aim of the teaching according to the invention is broadest and at the same time also in its most concrete concept tion on purpose, by selecting and hiring a particular one Structural parameters on those used for processing with the starch synthetic polymer compounds (SPV) a targeted interaction between to enable the TPS and the SPV. The invention creates the possibility possibility of optimizing mechanical strength values of the composite material than by selecting the "fat residues" substituting the SPV according to type and Quantity based on the starch content in the composite material. The individual SPV molecule is by the presence of a majority of the substitute fat residues in the sense of the definition according to the invention. The result of the optimization of the mechanical strength Values probably lie in the optimal allocation of the proportions reactive fat residue substituents to the amylose portions of the starch kematerials and the reaction of these 2 subcomponents with each other Formation of corresponding channel inclusion connections. While respecting this There is a multitude of key points for acting in the sense of the teaching according to the invention constant variation and further optimization especially in the Selection of the SPV components to be used when choosing the Auxiliary components for thermomechanical starch digestion and / or in the  Work steps for the unification and homogenization of SPV / TPS pre be taken.

Die im Sinne des erfindungsgemäßen Handelns zusammen mit der Stärke zum Einsatz kommenden SPV sind in an sich bekannter Weise mit einer wenigstens überwiegend linear ausgebildeten Grundstruktur ausgebildete und thermo­ plastisch zu verarbeitende Polymerkomponenten. Ihre Molgewichte können in breitem Bereich schwanken. Als geeignete Zahlenwerte sind beispielweise Molmassen im Bereich von 1,5 × 10³ bis 10 × 10⁶ zu nennen, wobei be­ vorzugte untere Grenzwerte zur Molmasse dieser SPV-Komponente im Bereich von etwa 2 bis 5 × 10³ liegen.The in the sense of the inventive action together with the strength to SPV are used in a manner known per se with at least one predominantly linearly trained basic structure and thermo polymer components to be processed plastically. Your molecular weights can be in fluctuate wide range. Examples of suitable numerical values are Molar masses in the range of 1.5 × 10³ to 10 × 10⁶ to be called, where be preferred lower limit values for the molecular weight of this SPV component in the range from about 2 to 5 × 10³.

Übereinstimmend kennzeichnen sich diese SPV-Komponenten im Sinne der erfindungsgemäßen Lehre durch das Vorliegen einer hinreichenden Anzahl von seitenständigen und/oder endständigen Fettresten. Unter dem Begriff des Fettrestes werden dabei geradkettige und gesättigte Kohlenwasserstoffreste mit wenigstens 6 C-Atomen, bevorzugt mit wenigstens 8 C-Atomen verstanden. Es hat sich gezeigt, daß eine Optimierung der Festigkeitswerte im Ver­ bundmaterial durch eine Steigerung der C-Kettenlänge im Fettrest erreicht werden kann, so daß bevorzugte Fettreste wenigstens 10 und vorzugsweise wenigstens 12 C-Atome im Mittel aufweisen. Die jeweiligen zum Einsatz kommenden SPV können dabei solche Fettreste gleicher aber auch unter­ schiedlicher Art enthalten. Bevorzugte Kettenlängenbereiche für diese geradkettigen Fettreste sind 6 bis 32 C-Atome und insbesondere 10 bis 24 C-Atome. Dem Bereich von etwa 12 bis 18 C-Atomen in wenigstens einem sub­ stantiellen Anteil der am SPV vorliegenden substituierenden Fettreste kann besondere Bedeutung zukommen.These SPV components are identified accordingly in the sense of teaching according to the invention by the presence of a sufficient number of lateral and / or terminal fat residues. Under the concept of Fat residues become straight-chain and saturated hydrocarbon residues understood with at least 6 carbon atoms, preferably with at least 8 carbon atoms. It has been shown that an optimization of the strength values in Ver Bund material achieved by increasing the C chain length in the fat residue can be, so that preferred fat residues at least 10 and preferably have at least 12 carbon atoms on average. The respective used upcoming SPV can use such fat residues the same but also under of various types included. Preferred chain length ranges for this straight-chain fat residues are 6 to 32 carbon atoms and in particular 10 to 24 C atoms. The range of about 12 to 18 carbon atoms in at least one sub substantial proportion of the substituting fat residues present at the SPV of particular importance.

In diesem Zusammenhang ist auf die nachfolgende Besonderheit zu verweisen: Als Substituenten am insbesondere linearen Grundmolekül der SPV-Komponente können auch olefinisch einfach und/oder mehrfach ungesättigte längere Kohlenwasserstoffreste vorliegen, wie sie häufig im Rahmen naturstoff­ basierter Materialien auftreten. So können beispielsweise olefinisch ungesättigte C₁₆-, C₁₈-, oder auch höhere entsprechend olefinisch unge­ sättigte Kohlenwasserstoffreste geeignete Substituenten sein. Bezüglich der mechanischen Verfestigungswirkung tritt dann aber offensichtlich nur der endständige aliphatisch gesättigte Anteil eines solchen olefinisch ungesättigten Substituenten in Interaktion mit der Stärke unter Bildung der Kanaleinschlußverbindungen. Die verfestigende Wirkung solcher Substituenten an der SPV und damit die einstellbare Steigerung der physikalischen Festigkeitswerte ist dann auf den niedrigeren C-Zahlbereich des endständig aliphatisch gesättigten Anteiles solcher Substituenten eingeschränkt. Es kann dementsprechend erfindungsgemäß bevorzugt sein, wenigstens einen überwiegenden Anteil der Fettreste am SPV in Form aliphatisch gesättigter Fettreste höherer Kohlenstoffzahl auszubilden.In this context, reference should be made to the following special feature: As a substituent on the, in particular, linear basic molecule of the SPV component can also be olefinically simple and / or polyunsaturated longer Hydrocarbon residues are present, as they are often in the context of natural products based materials occur. For example, olefinic unsaturated C₁₆-, C₁₈-, or higher olefinically corresponding saturated hydrocarbon radicals are suitable substituents. In terms of the mechanical hardening effect then obviously only occurs  the terminal aliphatic saturated portion of such an olefinic unsaturated substituents interacting with the starch to form the channel inclusion connections. The solidifying effect of such Substituents at the SPV and thus the adjustable increase in physical strength values is then on the lower C number range the terminally aliphatic saturated portion of such substituents limited. Accordingly, it can be preferred according to the invention at least a majority of the fat residues in the SPV in form to form aliphatic saturated fat residues of higher carbon numbers.

Erfindungsgemäß ist es weiterhin bevorzugt, daß die Stärke wenigstens 40 Gew.-% und vorzugsweise wenigstens 50 Gew.-% des Verbundwerkstoffes auf Basis TPS/SVP ausmacht - Gew.-% hier bezogen auf das von Wasser und nie­ dermolekularen Plastifizierungsmitteln freie Feststoffgemisch. Üblicher­ weise wird der Stärkeanteil im Verbundwerkstoff etwa 50 bis 80 Gew.-% und vorzugsweise etwa 55 bis 75 Gew.-% ausmachen - Gew.-% auch hier wie zuvor angegeben berechnet.According to the invention, it is further preferred that the starch is at least 40 % By weight and preferably at least 50% by weight of the composite material Basis TPS / SVP - wt .-% here based on that of water and never the molecular plasticizer free solid mixture. More common the proportion of starch in the composite material is approximately 50 to 80% by weight and preferably make up about 55 to 75% by weight -% by weight also here as before specified calculated.

Wie zuvor angegeben sind die erfindungsgemäß bevorzugten Stärken die preisgünstig zugänglichen Stärkematerialien mit beschränktem Amylosege­ halt, der hier unterhalb etwa 30 Gew.-% und vorzugsweise im Bereich von etwa 15 bis 25 Gew.-% liegt - Gew.-% hier bezogen auf Stärke-Trocken­ substanz. Die bereits benannten Stärkerohstoffe auf Basis Kartoffel, Weizen und/oder Mais mit den hier angegebenen Bestimmungsparametern zum Amylosegehalt sind bevorzugte Einsatzmaterialien für das erfindungsgemäße Handeln.As previously indicated, the preferred starches according to the invention are inexpensive starch materials with limited amylose gene halt, which is below about 30 wt .-% and preferably in the range of about 15 to 25 wt .-% - wt .-% here based on starch-dry substance. The already mentioned starch raw materials based on potatoes, Wheat and / or corn with the determination parameters specified here for Amylose content are preferred starting materials for the invention Act.

Als mit Fettresten substituierte SPV-Komponenten sind grundsätzlich alle Polymertypen dieser Art geeignet, dabei sind aber biologisch abbaubare beziehungsweise verrottbare Verbindungen dieser Art besonders bevorzugt. In Betracht kommen in diesem Sinne SPV von der Art der Fettreste enthaltenden Acrylat - und/oder Methacrylat-Polymeren, insbesondere aber seitenständige Fettreste enthaltende SPV aus dem Bereich der Polyester, der Polyamide, der Polyurethane und/oder der Polyvinylalkoholester, die wenigstens anteilig in ihren Estergruppierungen langkettige Fettreste enthalten. Auf das einschlägige Fachwissen zur Konstitution und zur Herstellung entsprechender Polymerkomponenten mit seitenständigen und/oder endständigen Fettresten kann hier verwiesen werden. Geeignet sind dabei in einer besonderen Ausführungsform wiederum insbesondere solche SPV-Typen, die wenigstens anteilsweise auf Basis nachwachsender Rohstoffe aufgebaut sind. Für die Stoffklasse der Polyester, der Polyamide und/oder der Polyurethane finden sich in der zum Gegenstand der Erfindungsoffenbarung gemachten DE 41 21 111 entsprechende Hinweise. Im Bereich der PVA-Derivate kann durch Fettsäuren natürlichen Ursprungs, beispielsweise durch Einsatz entsprechender Ester von Carbonsäuren mit 10 bis 24 C-Atomen, insbesondere mit 12 bis 22 C-Atomen, diesem Element der Erfindung entsprochen werden. Dabei können in einer wichtigen Ausführungsform solche Fettreste in Abmischung mit Resten kürzerkettiger Carbonsäuren, z. B. C2-4-Carbon­ säuren, im Polymeren auf PVA-Basis vorliegen. Mit längerkettigen Fett­ säurerestern modifizierte PVAc-Typen - Copolymere von Vinylacetat und Monomeren auf Basis von Estern des Vinylalkohols mit längerkettigen Fettsäuren (z. B. C12-18-Fettsäuren) - sind hier besonders geeignete Vertreter. Dabei können die Fettreste in untergeordneten Mengen - bezogen auf die Summe der Säurereste - vorliegen.Basically, all polymer types of this type are suitable as SPV components substituted with fat residues, but biodegradable or rotting compounds of this type are particularly preferred. In this sense come into consideration SPV of the type of fat residues containing acrylate and / or methacrylate polymers, but in particular SPVs containing lateral fat residues from the range of polyesters, polyamides, polyurethanes and / or polyvinyl alcohol esters, which are at least partly in their Ester groupings contain long-chain fat residues. Reference can be made here to the relevant specialist knowledge regarding the constitution and the production of corresponding polymer components with lateral and / or terminal fat residues. In a particular embodiment, in particular those types of SPV which are at least partly based on renewable raw materials are suitable. For the substance class of the polyesters, the polyamides and / or the polyurethanes, corresponding information is provided in DE 41 21 111, which is the subject of the disclosure of the invention. In the field of PVA derivatives, this element of the invention can be met by fatty acids of natural origin, for example by using corresponding esters of carboxylic acids with 10 to 24 carbon atoms, in particular with 12 to 22 carbon atoms. In an important embodiment, such fat residues in admixture with residues of short-chain carboxylic acids, e.g. B. C 2-4 carboxylic acids, are present in the PVA-based polymer. PVAc types modified with longer-chain fatty acid residues - copolymers of vinyl acetate and monomers based on esters of vinyl alcohol with longer-chain fatty acids (e.g. C 12-18 fatty acids) - are particularly suitable representatives here. The fat residues can be present in minor amounts - based on the sum of the acid residues.

Estern auf Basis Polyvinylalkohol, die wenigstens anteilsweise Fettreste im Sinne der erfindungsgemäßen Definition - insbesondere aus den zur Esterbildung eingesetzten Säuregruppen - enthalten, kann aus den nachfol­ genden Gesichtspunkten besondere Bedeutung zukommen: Es hat sich gezeigt, daß entsprechenden Abmischungen von TPS/SPV in der formgebenden Verarbei­ tung eine Vorzugsstellung zukommen kann. So lassen sich nach an sich be­ kannter Verfahrenstechnologie sowohl Folien als auch Formkörper höherer Materialdicke wie Flaschen, Becher und dergleichen mit guten Produkteigen­ schaften herstellen. Gleichzeitig ist aber bekannt, daß der quantitative mikrobiologische Abbau von SPV auf Basis von Estern des PVA - dargestellt am Beispiel des Polyvinylacetates - besonders rasch und vollständig, nicht nur bezüglich der Esterspaltung und Abbaus der Säurekomponente, sondern auch bezüglich des gebildeten Polyvinylalkoholmoleküls - erfolgt, ver­ gleiche die Veröffentlichung H. Kastien et al. "Der quantitative mikro­ biologische Abbau von Lackkunstharzen und Polymerdispersionen", Farbe + Lack, 1992, 505-508. Durch Auswahl entsprechend vollständig mikrobio­ logisch abbaubarer Komponenten auf der Seite der SPV können damit durch die erfindungsgemäße Lehre gleichzeitige Optimierungen in Richtung auf Festigkeit der Formkörper und ihre Verrottbarkeit durch natürliche Ab­ bauprozesse sichergestellt werden.Esters based on polyvinyl alcohol, the at least partially fat residues in the sense of the definition according to the invention - in particular from the Acid groups used in ester formation - can contain from the following of particular importance: It has been shown that that corresponding blends of TPS / SPV in the molding process a preferred position. So you can be known process technology both foils and moldings higher Material thickness such as bottles, cups and the like with good product properties manufacture shafts. At the same time, it is known that the quantitative microbiological degradation of SPV based on esters of the PVA - shown using the example of polyvinyl acetate - especially quickly and completely, not only with regard to the ester cleavage and degradation of the acid component, but also with respect to the polyvinyl alcohol molecule formed, ver see the publication H. Kastien et al. "The quantitative micro biodegradation of lacquer synthetic resins and polymer dispersions ", color + Lack, 1992, 505-508. By choosing completely microbiological Logically degradable components on the side of the SPV can be used  the teaching of the invention simultaneous optimizations towards Strength of the molded body and its rotability through natural ab construction processes are ensured.

Die Lehre der Erfindung benutzt in einer wichtigen Ausführungsform die Elemente der zur Erfindungsoffenbarung herangezogenen DE 40 38 732. Dem­ entsprechend können die im Sinne der jetzigen Lehre mit Fettresten sub­ stituierten SPV in Form von wäßrigen Polymerdispersionen zum Einsatz kom­ men, die zusammen mit dieser wäßrigen Phase mit der zum thermoplastischen Zustand aufzuarbeitenden Stärke vereinigt werden. Gewünschtenfalls werden die benötigten weiteren niedermolekularen Plastifizierungsmittel miteinge­ mischt. Die Herstellung der fertigen Verbundmaterialien erfolgt dann da­ durch, daß man die Mehrstoffmischung bei erhöhten Temperaturen und Drucken unter gleichzeitiger intensiver Vermischung und/oder Verknetung im Stär­ keaufschluß unter Bildung des Verbundmaterials aus TPS/SPV unterwirft und gewünschtenfalls das homogenisierte Polymergemisch formgebend verarbeitet. Der über die wäßrige Dispersion der SPV eingetragene Wasseranteil wird hier integraler Bestandteil des Verfahrens, der im Aufschlußverfahren zum Stärkeaufschluß eingesetzt und wirksam wird.The teaching of the invention uses the in an important embodiment Elements of DE 40 38 732 used for the disclosure of the invention Accordingly, in the sense of the current teaching with fat residues sub substituted SPV in the form of aqueous polymer dispersions for use com Men, which together with this aqueous phase with the thermoplastic Condition to be processed strength are combined. If desired miteinge the additional low-molecular plasticizers required mixes. The finished composite materials are then produced there by having the multi-component mixture at elevated temperatures and pressures with simultaneous intensive mixing and / or kneading in the starch subject to formation of the composite material from TPS / SPV and if desired, the homogenized polymer mixture is shaped. The water content entered via the aqueous dispersion of the SPV becomes here an integral part of the process, which in the digestion process for Starch digestion is used and becomes effective.

Auch erfindungsgemäß erfordert der thermomechanische Aufschluß von Stärke zum thermoplastischen Material in an sich bekannter Weise die Mitverwen­ dung von Wasser und/oder niederen organischen Weichmachern und/oder Hilfsmitteln. In Betracht kommen hier insbesondere niedere polyfunktio­ nelle Alkohole wie Ethylenglykol, Propylenglykol, Butandiol, Glycerin und/oder deren Ether, insbesondere Partialether. Auch die Mitverwendung von Harnstoff als Hilfsmittel der hier betroffenen Art ist bekannt und kann erfindungsgemäß ausgenutzt werden.According to the invention, the thermomechanical digestion of starch also requires Mitverwen to the thermoplastic material in a known manner formation of water and / or lower organic plasticizers and / or Aids. In particular, lower poly functions come into consideration here Light alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol, butanediol, glycerin and / or their ethers, especially partial ethers. Also shared of urea as an aid of the type concerned here is known and can be used according to the invention.

Der Mengenanteil an Wasser im aufzuarbeitenden Stoffgemisch kann bei­ spielsweise im Bereich von 5 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 30 Gew.-%, liegen - Gew.-% bezogen auf gesamtes Stoffgemisch. Der Mengenanteil der mitverwendeten niedermolekularen organischen Hilfskomponenten wie Glycerin liegt üblicherweise bei wenigstens etwa 3 Gew.-%, zweckmäßigerweise im Bereich von wenigstens etwa 5-10 Gew.-% und insbesondere bei etwa 10 bis 50 Gew.-% - bezogen wiederum auf Gesamtgemisch.The amount of water in the mixture to be processed can be for example in the range from 5 to 40% by weight, preferably 5 to 30% by weight, lie - wt .-% based on the total mixture. The proportion of the with low-molecular organic auxiliary components such as glycerin is usually at least about 3% by weight, advantageously in Range of at least about 5-10% by weight, and especially about 10 to 50% by weight - again based on the total mixture.

Die einzelnen Mischungskomponenten können der jeweils eingesetzten Ar­ beitsvorrichtung, beispielsweise also dem Extruder, im Einzugsbereich ge­ trennt und vorzugsweise kontinuierlich in der jeweils benötigten Menge zugeführt werden. Bei dem Transport des Mehrkomponentengemisches im Extruder findet in den vorderen Abteilungen insbesondere der angestrebte Homogenisierungs- und Vermischungsvorgang statt. Es schließt sich eine Verarbeitungsstrecke an, die unter Produkttemperaturen und Drucken ge­ halten wird, die zu dem angestrebten thermomechanischen Stärkeaufschluß führen. Wenigstens hier liegen die Produkttemperaturen oberhalb 100°C und vorzugsweise bei oder oberhalb 120°C, wobei Arbeitsbedingungen im Bereich bis etwa 170°C wenigstens in den Endphasen des Misch- und Stärkeauf­ schlußverfahrens bevorzugt sein können. Der sich einstellende Arbeitsdruck entspricht üblicherweise dem Eigendruck des wasserhaltigen Stoffgemisches bei der vorgegebenen Arbeitstemperatur. Die Verweilzeiten des Mehrstoff­ gemisches unter den Arbeitsbedingungen betragen im allgemeinen nicht mehr als höchstens etwa 30 Minuten, vorzugsweise höchstens etwa 20 Minuten. Es kann zweckmäßig sein mit Verweilzeiten des Mehrstoffgemisches wenigstens im Bereich der Temperatur- und Druckbedingungen zum Stärkeaufschluß von etwa 0,5 bis 10 Minuten, vorzugsweise im Bereich von etwa 2 bis 5 Minuten, zu arbeiten.The individual mixture components can the Ar used in each case  beitsvorrichtung, for example, the extruder ge in the feed area separates and preferably continuously in the amount required in each case be fed. When transporting the multi-component mixture in In the front departments, extruders find in particular the target Homogenization and mixing process instead. One closes Processing line that ge under product temperatures and pressures will hold that to the desired thermomechanical starch digestion to lead. At least here the product temperatures are above 100 ° C and preferably at or above 120 ° C, with working conditions in the range up to about 170 ° C at least in the final stages of mixing and starch final process may be preferred. The resulting working pressure usually corresponds to the intrinsic pressure of the water-containing mixture of substances at the specified working temperature. The dwell times of the multi-substance mixtures under the working conditions are generally no longer than at most about 30 minutes, preferably at most about 20 minutes. It can be useful with residence times of the multi-substance mixture at least in the area of temperature and pressure conditions for starch digestion of about 0.5 to 10 minutes, preferably in the range of about 2 to 5 minutes, to work.

Der homogenisierte Polymerblend kann als Extrudat gewonnen werden und zu einem späteren Zeitpunkt beispielsweise einer formgebenden Verarbeitung zugeführt werden. Ebenso ist es aber auch möglich, das Polymermischprodukt unmittelbar im Anschluß an seine Gewinnung der formgebenden Verarbeitung zuzuführen, so wie es in der eingangs zitierten Veröffentlichung im CHIMIA (1987) a.a.0. für die reine thermoplastifizierte Stärke beschrieben ist.The homogenized polymer blend can be obtained as an extrudate a later point in time, for example, shaping processing be fed. However, it is also possible to use the polymer mixed product immediately after obtaining the shaping processing as in the publication cited at the beginning in the CHIMIA (1987) op. Cit. is described for the pure thermoplastic starch.

Üblicherweise wird dem Polymerblend vor seiner formgebenden Verarbeitung - in der Regel in der Endstufe des Aufschlusses im Extruder - wenigstens ein Anteil des zum Misch- und Aufschlußvorgang zugesetzten Wassers entzogen werden. Grundsätzlich gilt für Werkstoffe auf Stärkebasis, daß sich bei ihrer Lagerung unter Umgebungsbedingungen die natürlichen Wassergehalte der Stärke wieder einstellen, die bekanntlich im Bereich von etwa 15 bis 20 Gew.-% - hier bezogen auf Stärke - liegen.Usually the polymer blend is - before it is shaped - usually in the final stage of digestion in the extruder - at least one Proportion of the water added to the mixing and digestion process withdrawn become. Basically, for starch-based materials, that at their storage under ambient conditions the natural water content adjust the strength again, which is known to range from about 15 to 20 wt .-% - here based on starch - lie.

Zu weiteren Einzelheiten des Aufschlußverfahrens wird nochmals auf die bereits mehrfach benannten Schutzrechte gemäß DE 40 38 732 und DE 41 21 111 verwiesen.For further details of the digestion process is again on the IP rights already mentioned several times according to DE 40 38 732 and DE 41 21 111 referenced.

BeispieleExamples

Zu den im Rahmen der nachfolgenden Beispiele eingesetzten Vorrichtungen und Rohstoffe gelten die nachfolgenden allgemeinen Angaben:Regarding the devices used in the following examples and raw materials, the following general information applies:

a) Vorrichtungena) Devices

Die Herstellung von TPS(Thermoplastische Stärke)-Blends erfordert die folgenden Verfahrensschritte:The production of TPS (thermoplastic starch) blends requires that following process steps:

  • - Fördern der als Flüssigkeit, Dispersion, Granulat oder Pulver vorlie­ genden Komponenten in einen Extruder;- Convey the liquid, dispersion, granules or powder components in an extruder;
  • - Verdichten der Extrusionsmasse zu einem kompakten Feststoff;- Compacting the extrusion mass into a compact solid;
  • - Aufschmelzen der Extrusionsmasse;- melting the extrusion mass;
  • - Homogenisierung der Schmelze;- homogenization of the melt;
  • - Pumpen der Schmelze durch ein Extrusionswerkszeug (Düse).- Pumping the melt through an extrusion tool (nozzle).

Prinzipiell geeignet sind hierfür Schneckenextruder in unterschiedlichsten Ausführungen wie zum Beispiel Einschneckenextruder oder gleich- bezie­ hungsweise gegenläufige Doppelschneckenextruder. Aufgrund literaturbe­ kannter Vorteile (s.a. Handbuch der Kunststoffextrusionstechnik, Band 1, Hanser-Verlag, 1989) wieIn principle, screw extruders in various types are suitable for this Designs such as single-screw extruders or similar counter rotating twin screw extruders. Due to literature Known advantages (see also Handbook of Plastic Extrusion Technology, Volume 1, Hanser Verlag, 1989) as

  • - Selbstreinigung der Schnecken- Self-cleaning of the snails
  • - enges Verweilzeitspektrum- narrow residence time spectrum
  • - gleichmäßige Produktbeanspruchung- uniform product stress

wurde für die nachfolgend beschriebenen Beispiele ein gleichlaufender Doppelschneckenextruder mit folgenden Kenndaten verwendet:became the same for the examples described below Twin screw extruder with the following characteristics:

  • - Typ Continua C37, Hersteller Werner & Pfleiderer- Type Continua C37, manufacturer Werner & Pfleiderer
  • - Antriebsleistung 7,6 kW- Drive power 7.6 kW
  • - Länge der Schnecken 960 mm- Length of the screws 960 mm
  • - L/D-Verhältnis 26.- L / D ratio 26.

Durch ein Baukastensystem von Schnecken und Gehäusen wurden entsprechend der Aufgabenstellung Förder-, Plastifizier-, Homogenisier-, Druck- und Entgasungszonen realisiert. Zusätzlich wurde das Schneckengehäuse in zwei gleich lange und unabhängig voneinander regelbare Heizzonen unterteilt. Die Zufuhr der in flüssiger und fester Form vorliegenden Komponenten er­ folgte jeweils mit gravimetrisch gesteuerten Dosiereinheiten (Fa. Schenck). Im allgemeinen wurden folgende Extrusionsparameter eingestellt:A modular system of screws and casings were used accordingly the task of conveying, plasticizing, homogenizing, printing and Degassing zones realized. In addition, the snail shell was divided into two equally long and independently adjustable heating zones. The supply of the components in liquid and solid form he followed with gravimetrically controlled dosing units (Fa. Schenck). The following extrusion parameters were generally set:

  • - Temperatur 100-150°C- temperature 100-150 ° C
  • - Schneckendrehzahl 100 Upm- screw speed 100 rpm
  • - Gesamt-Durchsatz 6-18 kg/h- Total throughput 6-18 kg / h
b) Rohstoffeb) raw materials

Für die Herstellung von TPS-Blends auf der Basis Stärke/SPV wurden folgende Rohstoffe verwendet:For the production of TPS blends based on starch / SPV the following raw materials are used:

  • - Kartoffelstärke (z. B. Südstärke GmbH oder Emsland-Stärke) mit einem Wassergehalt von 17-20% oder Weizenstärke mit einem Wassergehalt von 10-15%.- Potato starch (e.g. Südstär GmbH or Emsland starch) with one Water content of 17-20% or wheat starch with a water content of 10-15%.
  • - Mit Fettresten substituierte synthetische Polymerverbindungen (SPV) gemäß der im nachfolgenden jeweils gegebenen speziellen Definition.- Synthetic polymer compounds (SPV) substituted with fat residues according to the specific definition given below.
  • - Als Weichmacher wurden Polyole mit einem Siedepunkt von wenigstens 150°C, wie Propylenglykol oder vorzugsweise Glycerin und gegeben­ enfalls weitere Hilfsmittel wie Harnstoff und/oder seine Derivate verwendet.- Polyols with a boiling point of at least 150 ° C, such as propylene glycol or preferably glycerol and given further auxiliaries such as urea and / or its derivatives used.
Beispiel 1example 1

In den nachfolgend mit den Versuchsnummern 1 bis 9 bezeichneten Ansätzen wird untersucht, wie sich die Festigkeitseigenschaften von TSP/SPV-Blends in Abhängigkeit von dem Gehalt an Fettresten im erfindungsgemäßen Sinne in der jeweils eingesetzten SPV-Komponente entwickeln.In the approaches designated below with experimental numbers 1 to 9 is investigated how the strength properties of TSP / SPV blends depending on the content of fat residues in the sense of the invention in develop the SPV component used in each case.

Der Homogenisierung mit der Stärke im Sinne eines thermomechanischen Auf­ schlusses werden dabei 3 miteinander verwandte Polymertypen unterworfen:The homogenization with the starch in the sense of a thermomechanical opening In conclusion, 3 related types of polymer are subjected:

Versuche 1, 4 und 7:
Wäßrige Polyvinylacetat-Dispersion, die im Sinne der Lehre der DE 40 38 732 mit Kartoffelstärke und einem niedermolekularem Weichmacher (insbesondere Glycerin) der gemeinsamen Extrusion und dem damit verbun­ denen thermomechanischen Aufschluß unterworfen wird.
Experiments 1, 4 and 7:
Aqueous polyvinyl acetate dispersion which, in the sense of the teaching of DE 40 38 732, is subjected to potato starch and a low-molecular plasticizer (in particular glycerol) of the common extrusion and the thermomechanical digestion associated therewith.

Versuche 2, 5 und 8:
Anstelle der wäßrigen PVAc-Dispersion wird jetzt die vergleichbare Dis­ persion eines Copolymeren von Vinylacetat (VAc) und Vinyllaurat (VL) im Molverhältnis VAc : VL von 50 : 2,5 eingesetzt. Die hier eingesetzte syn­ thetische Polymerkomponente enthält als seitliche Substituenten in stati­ stischer Verteilung die langkettigen Alkylreste der Vinyllauratkomponente. Gleichwohl ist die Abbaubarkeit auch dieses Polymeren auf biologischem Wege und damit seine Verrottbarkeit sichergestellt.
Experiments 2, 5 and 8:
Instead of the aqueous PVAc dispersion, the comparable dispersion of a copolymer of vinyl acetate (VAc) and vinyl laurate (VL) in a molar ratio VAc: VL of 50: 2.5 is now used. The synthetic polymer component used here contains the long-chain alkyl radicals of the vinyl laurate component as side substituents in a statistical distribution. At the same time, the biodegradability of this polymer is ensured biologically and thus its rotability.

Versuche 3, 6 und 9:
Der hier zur Abmischung mit der Stärke und zu ihrem thermomechanischem Aufschluß eingesetzte synthetische Polymertyp entspricht den Versuchen 2, 5 und 8, jedoch mit der Abwandlung, daß das Molverhältnis von VAc : VL auf den Zahlenwert von 47,8 : 5,0 verschoben ist.
Experiments 3, 6 and 9:
The synthetic polymer type used here for mixing with the starch and for its thermomechanical digestion corresponds to tests 2, 5 and 8, but with the modification that the molar ratio of VAc: VL is shifted to the numerical value of 47.8: 5.0.

In der nachfolgenden Tabelle 1 sind - jeweils zu den Dreiergruppen 1 bis 3, 4 bis 6 und 7 bis 9 zusammengefaßten - Versuchsgruppen bezüglich ihrer Mischungskomponenten nach Art und Menge zusammengefaßt. In the following Table 1 are - for the groups of three 1 to 3, 4 to 6 and 7 to 9 summarized - experimental groups with regard to their Mix components summarized by type and quantity.  

Tabelle 1 Table 1

Fortsetzung Tabelle 1 Continuation of table 1

In der nachfolgenden Tabelle 2 sind den Versuchsnummern 1 bis 9 die zah­ lenmäßig errechneten Werte zu den Verhältnissen "Stärke : Polymer" in Ge­ wichtsteilen zum Verhältnis von "Stärke : Fett (im Sinne der erfin­ dungsgemäßen Definition)" in Gewichtsteilen und zum "Fett-Gehalt (im Sinne der erfindungsgemäßen Definition)" im Polymer in Gewichts-% aufgelistet.In Table 2 below, test numbers 1 to 9 are the number lenlich calculated values to the ratios "starch: polymer" in Ge important parts of the ratio of "starch: fat (in the sense of the invent definition according to the invention) "in parts by weight and to" fat content (in the sense the definition according to the invention) "in the polymer in% by weight.

In der letzten Spalte der Tabelle 2 finden sich die den jeweiligen Ver­ suchsnummern zugeordneten Zugfestigkeiten in N/mm² gemäß DIN 53455 (Prüf­ geschwindigkeit 20 mm/min)In the last column of Table 2 you will find the respective Ver tensile strengths assigned to search numbers in N / mm² according to DIN 53455 (test speed 20 mm / min)

Tabelle 2 Table 2

Die Optimierung der Zugfestigkeiten in den Versuchsnummern 2, 5 und 8 er­ gibt sich aus den gemessenen Zahlenwerten. The optimization of tensile strengths in test numbers 2, 5 and 8 er results from the measured numerical values.  

Beispiel 2Example 2

Es werden 3 weitere seitenständige Fettreste im Sinne der erfindungs­ gemäßen Definition enthaltende synthetische Polymerverbindungen - als wäßrige Dispersion eingesetzt - mit Kartoffelstärke in unterschiedlichen Mengenverhältnissen vermischt und im Extruder der thermomechanische Stärkeaufschluß und die Homogenisierung mit dem jeweils eingesetzten syn­ thetischen Polymeren vorgenommen.There are 3 further lateral fat residues in the sense of the invention synthetic polymer compounds containing definition - as aqueous dispersion used - with potato starch in different Quantity ratios mixed and the thermomechanical in the extruder Starch digestion and homogenization with the syn made of synthetic polymers.

Die 3 untersuchten Polymertypen sind dabei die folgenden:
Versuch Nr. 10, 11, 12:
Ein Fettreste im Sinne der erfindungsgemäßen Definition enthaltendes Polyurethan, Handelsprodukte "Fondoflex P202" der Anmelderin. Die Fett­ reste dieses synthetischen Polymeren auf PU-Basis leiten sich dabei von der Rhizinolsäure ab. Für die Clatratbildung mit der Stärke stehen daher nur C₇-Alkylreste zur Verfügung. Die nachfolgende Tabelle 3 zeigt für diesen Polymertyp die vergleichsweise geringsten Festigkeiten, die mit der geringeren Komplexbildungsneigung erklärt werden können. Der Anteil an gedämpftem Rhizinusöl bezogen auf die PU-Schmelze (ohne Wasser) beträgt in dem eingesetzten Produkt 12 Gew.-%.
The 3 polymer types examined are the following:
Experiment No. 10, 11, 12:
A fat residue in the sense of the definition according to the invention containing polyurethane, commercial products "Fondoflex P202" from the applicant. The fat residues of this synthetic PU-based polymer are derived from rhicinoleic acid. Therefore only Cat-alkyl residues are available for the formation of clatrate with starch. Table 3 below shows the comparatively lowest strengths for this type of polymer, which can be explained by the lower tendency to form complexes. The proportion of steamed castor oil based on the PU melt (without water) is 12% by weight in the product used.

Versuch Nr. 13, 14, 15:
Als synthetische Polymerkomponente wird hier ein C16/18-Fettalkohol- Methacrylat-Homopolymeres eingesetzt (Mw = 166.000; Mn = 31.000).
Experiment No. 13, 14, 15:
A C 16/18 fatty alcohol methacrylate homopolymer is used as the synthetic polymer component (M w = 166,000; M n = 31,000).

Versuch Nr. 16, 17, 18:
Die Polymerkomponente (Acrylatpolymeres) ist ein Poly(butyl-co-behenyl)­ acrylat mit einem molaren Verhältnis von Butyl- zu Behenylacrylat von 4 : 1 (Mw = 74.000; Mn = 20.000)
In Versuchsreihen mit den 3 Polymertypen gemäß der Versuche 10 bis 18 werden die jeweiligen Festigkeitsmaxima ermittelt - auch hier bestimmt als Zugfestigkeit gemäß DIN 53455. In der nachfolgenden Tabelle 3 sind die Gewichtsverhältnisse von Stärke : "Fett" (im Sinne der erfindungsgemäßen Definition)" mit dem jeweiligen Festigkeitsmaximum der Versuchsreihen zusammengestellt.
Experiment No. 16, 17, 18:
The polymer component (acrylate polymer) is a poly (butyl-co-behenyl) acrylate with a molar ratio of butyl to behenyl acrylate of 4: 1 (M w = 74,000; M n = 20,000)
The respective strength maxima are determined in test series with the 3 polymer types according to tests 10 to 18 - also determined here as tensile strength according to DIN 53455. In table 3 below, the weight ratios of starch: "fat" (in the sense of the definition according to the invention) are also included the respective maximum strength of the test series.

Tabelle 3 Table 3

Claims (17)

1. Formgebend verarbeitbares Verbundmaterial auf Basis thermomechanisch unter Zusatz von Wasser und/oder niedermolekularen Plastifizierungs­ mitteln aufgeschlossener Stärke (TPS) in homogener Abmischung mit synthetischen Polymerverbindungen (SPV), dadurch gekennzeichnet, daß zur Optimierung seiner mechanischen Festigkeit (bestimmt an der Zug­ festigkeit gemäß DIN 53455) synthetische Polymerverbindungen mit seitenständigen und/oder endständigen geradkettigen und gesättigten Kohlenwasserstoffresten (Fettreste) in solchen Mengenverhältnissen mit der TPS homogenisiert sind, daß der Gehalt der Fettreste im Verbund­ material (Gew.-% Fettreste bezogen auf wasserfreie Stärke) im Bereich von 0,5 bis 7 Gew.-% liegt.1. Formable composite material based on thermomechanically with the addition of water and / or low molecular weight plasticizing agents digested starch (TPS) in a homogeneous mixture with synthetic polymer compounds (SPV), characterized in that to optimize its mechanical strength (determined on the tensile strength according to DIN 53455) synthetic polymer compounds with lateral and / or terminal straight-chain and saturated hydrocarbon residues (fat residues) are homogenized in such proportions with the TPS that the content of the fat residues in the composite material (wt .-% fat residues based on anhydrous starch) in the range of 0, 5 to 7 wt .-% is. 2. Verbundmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ge­ wichtsverhältnis der Fettreste zur Stärke im Bereich von 1 bis 5 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von 2 bis 4 Gew.-% liegt.2. Composite material according to claim 1, characterized in that the Ge weight ratio of fat residues to starch in the range from 1 to 5 % By weight, preferably in the range from 2 to 4% by weight. 3. Verbundmaterial nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß SPV mit wenigstens überwiegend linearer Grundstruktur und seitenstän­ digen sowie gegebenenfalls endständigen Fettresten homogenisiert in die TPS eingearbeitet sind.3. Composite material according to claims 1 and 2, characterized in that SPV with at least predominantly linear basic structure and sideways and any residual fat homogenized in the TPS are incorporated. 4. Verbundmaterial nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fettreste Kettenlängen von wenigstens 6 C-Atomen, bevorzugt von wenigstens 8 C-Atomen und insbesondere überwiegend von wenigstens 12 C-Atomen aufweisen, wobei gleiche und/oder unterschiedliche Ketten­ längen der Fettreste im SPV-Material vorliegen können und bevorzugt jeweils im Bereich von 6 bis 32 C-Atomen, insbesondere im Bereich von 10 bis 24 C-Atomen, zum Beispiel im Bereich von 12 bis 18 C-Atomen, liegen. 4. Composite material according to claims 1 to 3, characterized in that the fat residues chain lengths of at least 6 carbon atoms, preferably of at least 8 carbon atoms and in particular predominantly of at least 12 Have carbon atoms, the same and / or different chains lengths of the fat residues can be present in the SPV material and preferred each in the range from 6 to 32 carbon atoms, in particular in the range from 10 to 24 carbon atoms, for example in the range from 12 to 18 carbon atoms, lie.   5. Verbundmaterial nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß biologisch abbaubare beziehungsweise verrottbare SPV mit der TPS ho­ mogen verarbeitet sind.5. Composite material according to claims 1 to 4, characterized in that biodegradable or rotten SPV with the TPS ho may be processed. 6. Verbundmaterial nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß seitenständige Fettreste enthaltende SPV aus dem Bereich der Poly­ ester, der Polyamide, der Polyurethane und/oder der Polyvinylalkohol- Ester, gegebenenfalls aber auch Fettreste enthaltende Polymerver­ bindungen von der Art der Poly(meth)acrylate, in Abmischung mit der TPS vorliegen.6. Composite material according to claims 1 to 5, characterized in that SPV containing lateral fat residues from the field of poly esters, polyamides, polyurethanes and / or polyvinyl alcohol Esters, but optionally also polymer residues containing fat residues Bonds of the type of poly (meth) acrylates, in admixture with the TPS are present. 7. Verbundmaterial nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die SPV wenigstens anteilsweise auf Basis nachwachsender Rohstoffe aufgebaut sind.7. Composite material according to claims 1 to 6, characterized in that the SPV is based at least in part on renewable raw materials are built up. 8. Verbundmaterial nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich sein Gehalt an SPV aus entsprechenden Polymerdispersionen ablei­ tet, die die Polymerverbindungen als disperse Phase in einer wäßrigen Flüssigphase enthalten und zusammen mit dieser wäßrigen Phase in die Stärke eingearbeitet worden sind.8. Composite material according to claims 1 to 7, characterized in that its SPV content is derived from corresponding polymer dispersions tet that the polymer compounds as a disperse phase in an aqueous Contain liquid phase and together with this aqueous phase in the Starch have been incorporated. 9. Verbundmaterial nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es die Stärke in Mengen von wenigstens 40 Gew.-%, vorzugsweise wenig­ stens 50 Gew.-% enthält - Gew.-% hier bezogen auf das von Wasser und niedermolekularen Plastifizierungsmitteln freie Feststoffgemisch.9. Composite material according to claims 1 to 8, characterized in that the starch in amounts of at least 40% by weight, preferably little contains at least 50% by weight -% by weight here based on that of water and low molecular weight plasticizers free solid mixture. 10. Verbundmaterial nach Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß es Wasser und/oder niedermolekulare Plastifizierungsmittel in Mengen von wenigstens 3 Gew.-%, vorzugsweise von wenigstens 5-10 Gew.-% - be­ zogen auf das Verbundmaterial - enthält.10. Composite material according to claims 1 to 9, characterized in that there is water and / or low molecular weight plasticizers in quantities of at least 3% by weight, preferably of at least 5-10% by weight pulled on the composite material - contains. 11. Verbundmaterial nach Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es als niedermolekulare Plastifizierungsmittel niedere polyfunktio­ nelle Alkohole, insbesondere Glycerin und/oder deren Ether enthält, deren Mengenanteil bevorzugt im Bereich von etwa 10 bis 50 Gew.-%, zweckmäßigerweise im Bereich von etwa 15 bis 35 Gew.-% - bezogen je­ weils auf Gesamtgemisch - liegen kann. 11. Composite material according to claims 1 to 10, characterized in that it as a low molecular plasticizer low polyfunction contains alcohols, in particular glycerol and / or their ethers, the proportion thereof is preferably in the range from about 10 to 50% by weight, expediently in the range from about 15 to 35% by weight, based on because of total mixture - can lie.   12. Verbundmaterial nach Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß es als Stärkeanteil im Verbundmaterial Stärken eines mittleren Amylosengehaltes im Bereich unterhalb 30 Gew.-%, vorzugsweise im Bereich von 15 bis 25 Gew.-% (bezogen auf Stärke-Trockensubstanz) enthält, wobei Kartoffelstärke beziehungsweise entsprechende Weizen­ und/oder Maisstärke bevorzugt sind.12. Composite material according to claims 1 to 11, characterized in that it as a starch component in the composite material strengths of a medium Amylose content in the range below 30 wt .-%, preferably in Range from 15 to 25% by weight (based on starch dry matter) contains, with potato starch or corresponding wheat and / or corn starch are preferred. 13. Verwendung der Verbundmaterialien nach Ansprüchen 1 bis 12 zur Her­ stellung von Formkörpern, zum Beispiel Verpackungsmaterialien wie Fo­ lien, Flaschen, Bechern, Schachteln und dergleichen.13. Use of the composite materials according to claims 1 to 12 for the manufacture the provision of moldings, for example packaging materials such as Fo lines, bottles, cups, boxes and the like. 14. Verfahren zur Herstellung polymermodifizierter Werkstoffe auf Basis TPS und daraus gewonnener Formkörper nach Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß man native Stärke mit den wäßrigen Dispersionen der SPV und gewünschtenfalls weiteren niedermolekularen Plastifizie­ rungsmitteln und/oder Wasser vermischt, die Mehrstoffmischung bei erhöhten Temperaturen und Drucken unter gleichzeitiger Vermischung und/oder Verknetung dem Stärkeaufschluß unter Bildung der TPS unter­ wirft und das homogenisierte Polymergemisch gewünschtenfalls formge­ bend verarbeitet.14. Process for the production of polymer-modified materials on the basis TPS and molded article obtained therefrom according to Claims 1 to 13, thereby characterized in that native starch with the aqueous dispersions the SPV and, if desired, further low molecular plasticity mixed agents and / or water, the multi-component mixture elevated temperatures and pressures while mixing and / or kneading the starch digestion to form the TPS throws and the homogenized polymer mixture formge if desired bend processed. 15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß man mit Pro­ dukttemperaturen oberhalb 100°C und vorzugsweise oberhalb 120°C, ins­ besondere im Bereich von etwa 120 bis 150°C, wenigstens in den End­ phasen des Misch- und Stärkeaufschlußverfahrens arbeitet.15. The method according to claim 14, characterized in that with Pro product temperatures above 100 ° C and preferably above 120 ° C, ins especially in the range of about 120 to 150 ° C, at least in the end phases of the mixed and starch digestion process works. 16. Verfahren nach Ansprüchen 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß man mit Verweilzeiten des Mehrstoffgemisches unter Arbeitsbedingungen im Bereich bis etwa 30 Minuten, vorzugsweise im Bereich von etwa 0,5 bis 10 Minuten und dabei insbesondere im kontinuierlichen Verfahren und unter den sich bei der Verfahrenstemperatur im System einstellenden Eigendrucken arbeitet.16. The method according to claims 14 and 15, characterized in that with residence times of the multi-substance mixture under working conditions in Range up to about 30 minutes, preferably in the range from about 0.5 to 10 minutes and in particular in a continuous process and among those occurring at the process temperature in the system Self-printing works. 17. Verfahren nach Ansprüchen 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß Mi­ schung und Aufschluß der Polymerkomponenten in beheizten Extrudern durchgeführt wird, denen die Stärke - vorzugsweise als Stärkepulver - und die wäßrigen SPV-Dispersionen sowie die gegebenenfalls mitverwen­ deten weiteren niedermolekularen Plastifizierungsmittel im Einzugs­ teils zweckmäßigerweise getrennt voneinander zugeführt werden, während die homogenisierte und aufgeschlossene Polymermischung - gewünschten­ falls nach einer partiellen Abtreibung von Überschußwasser - als Extrudat gewonnen wird.17. The method according to claims 14 to 16, characterized in that Mi research and digestion of the polymer components in heated extruders is carried out to which the starch - preferably as a starch powder -  and the aqueous SPV dispersions as well as those that may be used other low-molecular plasticizers in the feeder partly conveniently fed separately from each other, while the homogenized and digested polymer mixture - desired if after a partial abortion of excess water - as Extrudate is obtained.
DE19934333858 1993-10-05 1993-10-05 Thermoplastic composite materials based on starch Withdrawn DE4333858A1 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19934333858 DE4333858A1 (en) 1993-10-05 1993-10-05 Thermoplastic composite materials based on starch
JP7510594A JPH09505613A (en) 1993-10-05 1994-09-27 Thermoplastically processable composite material based on starch
EP94927656A EP0722475A1 (en) 1993-10-05 1994-09-27 Thermoplastically processable starch-based composite materials
PCT/EP1994/003229 WO1995009888A1 (en) 1993-10-05 1994-09-27 Thermoplastically processable starch-based composite materials
CA 2173583 CA2173583A1 (en) 1993-10-05 1994-09-27 Thermoplastically processable starch-based composite materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19934333858 DE4333858A1 (en) 1993-10-05 1993-10-05 Thermoplastic composite materials based on starch

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE4333858A1 true DE4333858A1 (en) 1995-04-06

Family

ID=6499405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19934333858 Withdrawn DE4333858A1 (en) 1993-10-05 1993-10-05 Thermoplastic composite materials based on starch

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP0722475A1 (en)
JP (1) JPH09505613A (en)
CA (1) CA2173583A1 (en)
DE (1) DE4333858A1 (en)
WO (1) WO1995009888A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011053131A1 (en) 2009-10-30 2011-05-05 Stichting Kennis Exploitatie Rb Starch-based biodegradable polymer; method of manufacture and articles thereof

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5614544A (en) * 1979-07-14 1981-02-12 Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The High polymer composition with excellent compatibility
US4835198A (en) * 1986-06-06 1989-05-30 Kuraray Co., Ltd. Polymer composition and textile sizing agent made therefrom
US5087650A (en) * 1990-12-05 1992-02-11 Fully Compounded Plastics, Inc. Biodegradable plastics
DE4122212C2 (en) * 1991-07-04 1994-06-16 Inventa Ag Thermoplastically processable mass of starch and acrylate copolymers
DE4209095A1 (en) * 1992-03-20 1993-09-23 Henkel Kgaa THERMOPLASTICALLY MANUFACTURED MATERIALS BASED ON STAEREE BASE, MOLDED PARTS AND METHOD OF PRODUCTION THEREOF

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011053131A1 (en) 2009-10-30 2011-05-05 Stichting Kennis Exploitatie Rb Starch-based biodegradable polymer; method of manufacture and articles thereof
CN102686660A (en) * 2009-10-30 2012-09-19 知识应用Rb基金会 Starch-based biodegradable polymer, method for manufacturing the same, and product thereof

Also Published As

Publication number Publication date
CA2173583A1 (en) 1995-04-13
WO1995009888A1 (en) 1995-04-13
JPH09505613A (en) 1997-06-03
EP0722475A1 (en) 1996-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0819147B1 (en) Biologically degradable polymer mixture
EP0917540B1 (en) Thermoplastic processable starch or starch derivative polymer mixtures
DE69830029T2 (en) Composite resin composition
DE69225962T3 (en) BIODEGRADABLE POLYMER COMPOSITIONS BASED ON STARCH AND THERMOPLASTIC POLYMERS
DE69432378T2 (en) Process for the preparation of melt-processable biodegradable compositions
EP2497797B2 (en) Polymer material and method for the production thereof
EP0539544B1 (en) Polymer mixture for producing foils
DE19938672C2 (en) Process for the production of a thermoplastic polymer mixture based on starch by reactive extrusion
US5439953A (en) Starch-based materials and/or molded parts modified by synthetic polymer compounds and process for producing the same
DE60309787T2 (en) Biodegradable polyester composition and films, films and other shaped articles formed therefrom
EP2132265B1 (en) Polyester mixture comprising biodiesel
DE19750846C1 (en) Process for the production of a component for the production of polymer mixtures based on starch
WO2009053382A1 (en) Polymer material and method for the production thereof
DE4209095A1 (en) THERMOPLASTICALLY MANUFACTURED MATERIALS BASED ON STAEREE BASE, MOLDED PARTS AND METHOD OF PRODUCTION THEREOF
EP2675847B1 (en) Plasticizable polymer material based on the natural polymers polylactide and/or lignin
WO1993019023A1 (en) Agent for promoting and maintaining plant growth and process for preparing the same
DE4121111A1 (en) THERMOPLASTICALLY PROCESSABLE POLYMERGEMIC BASED ON RENEWABLE RAW MATERIALS AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
DE4333858A1 (en) Thermoplastic composite materials based on starch
DE102011012869A1 (en) Plasticizable plastic material useful in a polymer-molded part, comprises natural polymer including polylactide and/or lignin mixture and/or its derivatives, and polyamide based on dimer fatty acid
DE19828286C2 (en) Process for the production of thermoplastic materials using starchy materials and the thermoplastic material and molded part produced therewith
WO2012004347A1 (en) Filled moulding compounds
DE19513237A1 (en) Bio-degradable polymer mixt. for adhesive, hygiene articles etc.
DE4429269A1 (en) Process for the production of articles from thermoplastic amylose, molding compound for carrying out the process and molded part
EP0842977A2 (en) Composition and process for the manufacture of a thermoplastic mouldable material
DE4038700A1 (en) STEROUS DISPERSION ADHESIVES AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee