FI102478B - Rakenteeltaan muunnettua tärkkelystä sisältävät polymeeriperustaiset s eoskoostumukset - Google Patents

Description

102478

Rakenteeltaan muunnettua tärkkelystä sisältävät polymeeri-perustaiset seoskoostumukset Tämän keksinnön kohteena ovat polymeerikoostumukset, jotka voidaan muodostaa lämmön ja paineen avulla muotokestävyy-dellä ja parannetuilla fysikaalisilla ominaisuuksilla varustetuiksi esineiksi, sekä sanotuista koostumuksista valmistetut esineet. Nämä koostumukset käsittävät rakenteeltaan muunnettua (destrukturoitua) tärkkelystä ja muita tässä yhteydessä kuvattuja polymeerejä.

On tunnettua, että luonnontärkkelystä, jota esiintyy kas-vistuotteissa ja joka sisältää määrätyn määrän vettä, voidaan käsitellä korotetussa lämpötilassa ja suljetussa tilavuudessa sekä sitä myötä korotetuissa paineissa sulatteen muodostamiseksi. Menetelmä voidaan toteuttaa sopivasti ruiskupuristuskoneessa tai suulakepuristimessa. Tärkkelys syötetään syöttösuppilon läpi pyörivälle, edestakaisin liikkuvalle syöttöruuville. Syötettävä aine liikkuu ruuvia pitkin kohti sen kärkeä. Tämän prosessin aikana sen lämpötilaa nostetaan sylinterin ulkopuolella kiertävien ulkoisten kuumentimien avulla ja ruuvin leikkausvaikutuksen avulla. Syöttöalueelta lähtevä ja puristusalueelle etenevä hiukkasmainen syötettävä aine muuttuu vähitellen sulaksi.

Se kuljetetaan tämän jälkeen mittausalueen läpi, jossa tapahtuu sulatteen homogenointi, kohti ruuvin päätä. Ruuvin kärjessä olevaa sulaa materiaalia voidaan käsitellä tämän jälkeen edelleen ruiskupuristuksella tai suulakepuristuk-sella tai millä tahansa muulla termoplastisten sulatteiden v.: käsittelyyn tarkoitetulla tunnetulla menetelmällä muotoil- tujen tuotteiden aikaansaamiseksi.

• · · • · · Tämän käsittelyn avulla, joka on kuvattu EP-patenttihake-\\ muksessa n:o 84 300 940.8 (julkaisunumero 118 240) ja joka : : : patentti kuuluu tämän hakemuksen viitejulkaisuihin, saadaan :aikaan olennaisesti rakenteeltaan muunnettu tärkkelys.

Kuten yllämainitussa patentissa on kuvattu, syynä tähän on 102478 2 se, että tärkkelys kuumennetaan ainesosiensa lasittumis- ja sulamislämpötilojen yläpuolelle. Tämän seurauksena tärkke-lysrakeiden molekyylirakenne sulaa ja epäjärjestäytyy siten, että saadaan olennaisesti rakenteeltaan muunnettu tärkkelys. Ilmaus "rakenteeltaan muunnettu tärkkelys" tarkoittaa tällaisen termoplastisen sulatteenmuodostuksen avulla saatua tärkkelystä. Viitataan EP-patenttihakemuksiin n:o 88810455.1 (julkaisunumero 298,920), n:o 88810548.3 (julkaisunumero 304,401) ja n:o 89810046 (julkaisunumero 326,517), jotka kuvaavat edelleen rakenteeltaan muunnettua tärkkelystä, menetelmiä sen valmistamiseksi ja sen käyttösovelluksia. Nämä hakemukset kuuluvat edelleen tämän hakemuksen viitejulkaisuihin.

On suositeltavaa, että tämän keksinnön yhteydessä käytettävä rakenteeltaan muunnettu tärkkelys kuumennetaan riittävän korkeaan lämpötilaan ja niin pitkäksi aikaa, että differentiaalisen pyyhkäisykalorimetrian (DSC = differential scanning calorimetry) spesifinen endoterminen siirtymäanalyysi osoittaa, että hapettavaa ja termistä degradaatiota edeltävä spesifinen suhteellisen kapea huippu on kadonnut, kuten yllämainitussa EP-patenttihakemuksessa n:o 89810046.6 .··. (julkaisunumero 326 517) on kuvattu.

Rakenteeltaan muunnettu tärkkelys on uusi ja käyttökelpoinen materiaali moniin käyttötarkoituksiin. Yksi sen tärkeä ominaisuus on biologinen hajoaminen. Kosteassa ilmassa rakenteeltaan muunnettu tärkkelys imee kuitenkin vettä • · ilmasta, jolloin sen kosteuspitoisuus kasvaa. Tämän vuoksi rakenteeltaan muunnetusta tärkkelyksestä valmistettu muo- X toiltu esine voi menettää tällaisissa olosuhteissa muoto- • · ‘.Il pitävyytensä. Tällainen esine voi toisaalta kuivua alhai- sessa kosteudessa ja haurastua.

Termoplastisella tärkkelyksellä on ainutlaatuisia ominaisuuksia, mutta vaikka ne ovat erittäin hyödyllisiä, ne 102478 3 voivat rajoittaa sen käytettävyyttä kohteissa, joissa tarvitaan pehmeämpää, joustavampaa tai kovempaa, sitkeämpää polymeeriä.

Kuten mainittiin, termoplastista tärkkelystä voidaan suula-kepuristaa ja muokata moniin hyödyllisiin muotoihin ja profiileihin. Käsittelyparametrit, kuten vesipitoisuus, lämpötila ja paine, ovat kuitenkin yleensä kriittisiä, ja ne on säädettävä tarkasti toistokelpoisten laatutuotteiden aikaansaamiseksi, mikä on edelleen haittapuoli monissa käyttösovelluksissa.

Näiden mahdollisten rajoitusten välttämiseksi olisi hyödyllistä lisätä muotopysyvyyttä laajalla kosteusalueella; lisätä sitkeyttä (murtoenergiana mitattuna); lisätä joustavuutta (venymänä mitattuna); vähentää polymeerin jäykkyyttä (kimmomoduulina mitattuna) ja lisätä kovuutta.

Käsittelymahdollisuuksien lisääminen lisää muotojen ja sekarakenteiden vaihtoehtoja ja vähentää tarkkojen säätöjen tarvetta. Tämän vuoksi olisi myös hyödyllistä parantaa sulatuskestävyyden säätöä, esimerkiksi lisäämällä suulake-puristuksen, ruiskupuristuksen, kalvopuhalluksen tai kui-dunvedon käsittelymahdollisuuksia ja säätää pintatarttu-vuutta tai kiinnittymistä muihin substraatteihin.

Tavanomaiset termoplastiset materiaalit ovat hydrofobisia, olennaisesti veteen liukenemattomia polymeerejä, joita vV käsitellään tavallisesti ilman vettä ja haihtuvia materi- • · « aaleja. Tärkkelys muodostaa sitä vastoin sulatteen veden . .· läsnäollessa, mutta hajoaa korotetussa lämpötilassa, eli .··· noin 240eC:ssa. Tämän vuoksi oletettiin, ettei tällaista • tärkkelyssulatetta voitaisi käyttää termoplastisena aines-. osana yhdessä hydrofobisten, olennaisesti veteen liukene- ·, ·' mattomien polymeerimateriaalien kanssa, koska tärkkelys muodostaa sulatteen veden läsnäollessa ylläkuvatun mukai- 102478 4 sesti, ja myös kemiallisen rakenteensa ja hydrofiilisen luonteensa vuoksi.

Nyt on havaittu, että tärkkelys, joka on kuumennettu suljetussa tilavuudessa oikeissa kosteus- ja lämpötila-olosuhteissa ylläkuvatun mukaisesti rakenteeltaan muunnetun tärkkelyksen sulatteen muodostamiseksi, on käsittelytavaltaan olennaisesti yhteensopiva hydrofobisista, olennaisesti veteen liukenemattomista termoplastisista polymeereistä muodostettujen sulatteiden kanssa, ja että näillä kahdentyyppisellä sulalla materiaalilla on mielenkiintoinen ominaisuuksien yhdistelmä, erityisesti sulatteen jähmetyttyä.

Yhtenä erittäin tärkeänä piirteenä on tällaisten hydrofobisten termoplastisten materiaalien kanssa sekoitetun tällaisen rakenteeltaan muunnetun tärkkelyksen yllättävästi parantunut muotokestävyys. Tällaisia polymeerikoostumuksia on kuvattu vireillä olevassa EP-patenttihakemuksessa n:o 89810078.9 (julkaisunumero 327,505), joka kuuluu tämän hakemuksen viitejulkaisuihin. Vaikka tällaisista koostumuksista valmistetuilla esineillä on parempi muotokestävyys kuin ainoastaan rakenteeltaan muunnetusta tärkkelyksestä ,·.· valmistetuilla esineillä, yllämainitussa hakemuksessa ku vattujen koostumusten fysikaaliset ominaisuudet eivät ole yhtä hyvät kuin mikä olisi toivottavaa tietyissä käyttösovelluksissa. On erityisen tärkeätä, että rakenteeltaan muunnetusta tärkkelyksestä valmistetut esineet säilyttävät riittävän lujuuden ja muotopysyvyyden toimiakseen toivo- • · · tulla tavalla, vaikka ovatkin yhä biologisesti hajoavia . .· käytön jälkeen.

• •I

• · ·

Nyt on havaittu, että ylläkuvatuilla tiettyjen hydrofobis-: · . ten termoplastisten materiaalien kanssa sekoitetusta ra- kenteeltaan muunnetusta tärkkelyksestä valmistetuilla esineillä on kokonaan tai osittain yllättävästi paremmat 102478 5 fysikaaliset ominaisuudet ja parempi sulatteiden käyttäytyminen siten, että ylläselvitetyt rajoitukset vältetään. Havaittiin lisäksi yllättävästi, että useilla ylläkuvatuilla seoksilla oli merkittävästi parantunut muotokestä-vyys kosteassa ilmassa sekoittamattomaan rakenteeltaan muunnettuun tärkkelykseen verrattuna, vaikka ne säilyttivät yllättävän korkean hajoamisasteen tullessaan kosketukseen kosteusveden kanssa, mikä johtaa puolestaan korkeaan biologisen hajoamisen asteeseen.

On havaittu, että tällaiset ominaisuudet voidaan saavuttaa valmistamalla polymeerikoostumuksia, jotka käsittävät: a) rakenteeltaan muunnettua tärkkelystä, b) ainakin yhden polymeerin, joka sisältää ainakin kahta eri tyyppiä toiminnallisia ryhmiä, joista sanotuista tyypeistä yksi on hyd-roksyyliryhmä (joita kutsutaan tässä yhteydessä "ainesosa b) ":ksi, ja c) olennaisesti veteen liukenemattoman polymeerin, joka on erilainen kuin ainesosa b) -polymeerit. Voidaan myös valmistaa koostumus, joka käsittää rakenteel- . taan muunnetun tärkkelyksen ja ainesosan b). Tämä koostu mus on sinällään hyödyllinen valmistettaessa lopullisia esineitä, mutta se on pääasiassa hyödyllinen "esiseokse-na", joka yhdistetään olennaisesti veteen liukenemattoman polymeerin kanssa. Keksinnön yhtenä kohteena on rakenteeltaan muunnetun tärkkelyksen, ainesosan b) ja ainakin yhden olennaisesti veteen liukenemattoman polymeerin (ainesosan c) tertiaarinen koostumus. Nämä koostumukset voivat olla ainesosien jauhemaisten seosten muodossa, sulatteina tai kiinteässä muodossa. Keksintö sisältää myös menetelmät • « l.l koostumusten valmistamiseksi ja käyttämiseksi sekä niistä \ . valmistetut muotoillut esineet.

- · · • · • · ·

Tarkemmin sanottuna keksinnön kohteena on termoplastinen, : V destrukturoitua tärkkelystä sisältävä koostumus, jolle on tunnusomaista, että se käsittää 102478 6 a) destrukturoitua tärkkelystä, joka on valmistettu kuumentamalla tärkkelystä, jonka vesipitoisuus on 5-40 paino-% laskettuna tärkkelys/vesikomponentista, suljetussa astiassa leikkausvaikutuksen alaisena lämpötilassa, joka on komponenttien lasittumis- ja sulamispisteiden yläpuolella ja väliltä 120-240 ®C (mieluiten 120-190 eC), ja paineessa, joka on enintään 150 x 105 N/m2 ja vastaa vähintään veden höyrynpainetta käytetyssä lämpötilassa, sulatteen muodostamiseksi ja kuumentamalla sulatetta riittävän kauan, jotta tärkkelysrakeiden molekyylirakenne sulaa ja sulate homogenoituu, b) ainakin yhtä kopolymeeria, joka on poly(vinyylialko-holikovinyyliasetaatti), eteeni/vinyylialkoholi/vinyyli-asetaattikopolymeeri, eteeni/vinyylikloridi/vinyyli-alkoholi/vinyyliasetaattioksaskopolymeeri, vinyylialko-holi/vinyyliasetaatti/vinyylikloridikopolymeeri, vinyy-lialkoholi/vinyyliasetaatti/vinyylikloridi/diakryyliami-dikopolymeeri, vinyylialkoholi/vinyylibutyraalikopolymeeri \ \ tai vinyylialkoholi/vinyyliasetaatti/vinyylipyrrolido- nikopolymeeri ja jossa vinyylialkoholiyksiköitä on läsnä määränä 20-99 mooli-%, c) termoplastista polymeeriä, josta muodostuu sulate lämpötilassa 95-240 eC (mieluiten 95-190 °C) ja joka on (i) polyetyleeni, polypropeeni, polyisobutyleeni, polysty-reeni, polyakrylonitriili, poly(vinyylikarbatsoli), poly-akrylaatti, polymetakrylaatti, poly(vinyylikloridi), po- • * ly (vinyyliasetaatti), polyamidi, termoplastinen polyesters ri, termoplastinen polyuretaani, polykarbonaatti, poly(al- , ’·* kyleenitereftalalaatti), olennaisesti veteen liukenematon • · I” tai kiteytyvä poly(alkyleenioksidi) tai sen kopolymeeri, ♦ tai (ii) eteenivinyyliasetaattikopolymeeri, eteeni/vinyyli-alkoholikopolymeeri, eteeni/akryylihappokopolymeeri, eteeni/etyyliakrylaattikopolymeeri, eteeni/metakrylaatti- 102478 7 kopolymeeri, ABS-kopolymeeri, styreeni/akrylonitriilikopo-lymeeri, eteeni/maleiinihappoanhydridikopolymeeri tai näiden seos, ja d) mahdollisesti yhtä tai useampaa täyteainetta, voiteluainetta, muotin irrotusainetta, pehmitintä, vaahdotusai-netta, stabilointiainetta, virtausominaisuuksia parantavaa ainetta, väriainetta, pigmenttiä ja näiden seoksia, ja jossa komponenttia b) on läsnä määränä 1-50 paino-% ko-konaiskoostumuksen painosta laskettuna ja jossa komponenttien b) ja c) summa muodostaa 10-80 paino-% kokonaiskoos-tumuksen painosta.

Tämä keksintö sisältää sanotut polymeerikoostumukset ai-nesosiensa jauhemaisten seosten muodossa, sulatteiden muodossa tai kiinteytetyssä muodossa.

Ainesosa b) valitaan ylläkuvatun mukaisesti siten, että se :·" on olennaisesti yhteensopiva tärkkelyksen kanssa ja edistää ainesosan c) yhteensopivuutta tärkkelyksen ja ainesosan b) yhdistelmän kanssa.

• Tämän keksinnön kohteena on edelleen menetelmä sanottujen « · polymeerikoostumusten tuottamiseksi sulassa tai kiinteässä muodossa ja menetelmä muotoiltujen esineiden tuottamiseksi sanotuista polymeerikoostumuksista sekä niistä valmistetut saatavat muotoillut esineet.

• · • « • · • · Tämän keksinnön mukaiset polymeerikoostumukset valmiste- . V taan sekoittamalla rakenteeltaan muunnettu tärkkelys, ai- • · yi nesosa b) ja ainesosa c) sekä mitä tahansa lisäaineita.

Tätä seosta kuumennetaan tämän jälkeen suljetussa tilavuu- • · : : dessa korotettuihin lämpötiloihin, kunnes saadaan homogee- ’ ninen sulate, josta voidaan muodostaa muotoiltuja esinei tä.

102478 8

Vaihtoehtoinen menetelmä tämän keksinnön mukaisten poly-meerikoostumusten tuottamiseksi käsittää seuraavaa: kuumennetaan tärkkelystä, joka on rakennemuutostilassa suljetussa tilavuudessa, korotettuihin lämpötiloihin ja korotetuissa paineissa niin kauan, että tärkkelyksen rakenne muuttuu ja muodostuu sulate; lisätään ainesosa b) sekä muut polymeerit ja/tai lisäaineet ennen tärkkelyksen rakenteen muuttumista, sen aikana tai sen jälkeen; ja jatketaan seoksen kuumentamista, kunnes saadaan homogeeninen sulate. On suositeltavaa, että ainesosa b) ja ainesosa c) sekä muut lisäaineet yhdistetään tärkkelyksen kanssa ja että yhdistelmä muodostetaan sulatteeksi. Tässä yhdistelmässä tärkkelyksen rakenne voi olla jo kokonaan tai osaksi muuntunut tai rakenteen muuntuminen voi tapahtua sulatteen muodostamisen aikana.

Tämän keksinnön kohteena on edelleen prosessi sanotun polymeerikoostumuksen käsittelemiseksi säädetyissä vesipitoisuus-, lämpötila- ja paineolosuhteissa termoplastisena :’·[ sulatteena, jolloin sanottu käsittelyprosessi voi olla mikä tahansa tunnettu prosessi, kuten ruiskupuristus, ./ puhallusmuovaus, suulakepuristus, rinnakkaissuulakepuris- .··· tus, puristusmuovaus, tyhjömuovaus, lämpömuovaus tai vaah- /·’’ dotus. Kaikkiin näihin prosesseihin viitataan yhteisesti • » termillä "muovaus".

Termi "tärkkelys" tarkoittaa tässä käytettynä kemiallisesti olennaisesti muuntamattomia tärkkelyksiä, kuten luontaisia, • t ·.·. kasvisperäisiä hiilihydraatteja, jotka koostuvat pääasiassa • · · amyloosista ja/tai amylopektiinistä. Niitä voidaan uuttaa . ’·’ erilaisista kasveista, kuten perunoista, riisistä, tapio- • · kasta, maissista, herneistä ja viljoista, kuten rukiista, kaurasta ja vehnästä. Tärkkelys valmistetaan suositeltavas- • » :,· ti perunoista, maissista tai riisistä. Näistä saadun tärk- i kelyksen seoksia voidaan myös harkita. Sillä tarkoitetaan myös fysikaalisesti muunnettuja tärkkelyksiä, kuten gela- 102478 9 toituja tai keitettyjä tärkkelyksiä, muunnetun happoarvon (pH:11a) omaavia tärkkelyksiä, joihin on lisätty happoa, esimerkiksi niiden happoarvon alentamiseksi pH-arvoon noin 3-6. Se tarkoittaa edelleen tärkkelyksiä, kuten perunatärkkelystä, jossa fosfaattiryhmiin liittyvät kaksiarvoiset ionit, kuten Ca+2 tai Mg+2 on osittain tai kokonaan pesty tärkkelyksestä, tai valinnaisesti, jossa tärkkelyksessä olevat ionit on korvattu osittain tai kokonaan samoilla tai erilaisilla yksi- tai moniarvoisilla ioneilla. Se käsittää edelleen esisuulakepuristetut tärkkelykset, kuten on kuvattu yllämainitussa EP-patenttihakemuksessa n:o 88810548.3 (j ulkaisunumero 304,401).

Kuten yllä on kuvattu, on havaittu, että tärkkelykset, joiden vesipitoisuus on esimerkiksi alueella noin 5 - noin 40 paino-% koostumuksen painosta, läpikäyvät spesifisen kapean endotermisen siirtymän, kun niitä kuumennetaan korotettuihin lämpötiloihin ja suljetussa tilavuudessa juuri ‘ ennen hapettavalle ja termiselle degradaatiolle tyypillistä • \ endotermistä muutosta. Spesifinen endoterminen siirtymä V voidaan määrittää differentiaalisella pyyhkäisykalorimetri- , alla (DSC) ja se ilmenee DSC-käyrässä spesifisenä suhteel- lisen kapeana huippuna juuri ennen hapettavalle ja termi-.selle degradaatioolle tyypillistä endotermistä muutosta.

t

Huippu katoaa heti, kun sanottu spesifinen endoterminen siirtymä on läpikäyty. Termi "tärkkelys" käsittää myös käsitellyt tärkkelykset, joissa sanottu spesifinen endotermi- , , nen siirtyminen on tapahtunut. Tällainen tärkkelys on ku- • « ’·’· vattu EP-patentissa 89810046.6 (julkaisunumero 326,517).

• « 4 · » » ..* Vaikka tärkkelyksen rakenteen muuntaminen edellyttää tällä iti .··· hetkellä veden läsnäoloa tässä esitetyissä rajoissa, kek- ·’· sinnön mukaisissa koostumuksissa voidaan myös harkita : muilla menetelmillä valmistetun rakenteeltaan muunnetun tärkkelyksen käyttämistä, kuten ilman vettä.

102478 10 Tällaisen tärkkelys/vesi-koostumuksen vesipitoisuus on suo-siteltavasti noin 5 - noin 40 paino-% tärkkelys/vesi-aines-osasta ja suositeltavammin noin 5 - noin 30 paino-%. Jotta materiaalia voidaan kuitenkin työstää lähellä tasapainoista vesipitoisuutta, johon se pääsee joutuessaan lopulta alttiiksi vapaan ilmakehän vaikutukselle, prosessoinnissa tulisi käyttää ja on suositeltavaa käyttää noin 10 - noin 22 paino-%:n ja suositeltavasti noin 14 - noin 18 paino-%:n vesipitoisuutta tärkkelys/vesi-ainesosasta.

Ainesosan b) polymeeri on suositeltavasti vinyylialkoho-liyksiköitä sisältävä polymeeri. Ainesosa b) on suositeltavammin poly(vinyyliesteri), jossa esteriryhmät on osittain hydrolysoitu, tai kopolymeeri, joka sisältää vinyylialkoho-liyksiköitä.

Näillä ainesosan b) polymeereillä on suositeltavasti noin 20 - noin 99 mooli-% hydroksyyliä sisältäviä yksiköitä, kuten vinyylialkoholiyksiköitä, suositeltavasti noin 30 -noin 99 mooli-% ja suositeltavimmin noin 40 - noin 95 mooli-% hydroksyyliä sisältävää yksikköä jäljelläolevien yksiköiden ollessa yllämainitun mukaisia.

Ainesosan b) polymeereillä voi olla yleiskaava, jossa kunkin erityyppisen kopolymeerin jaksollisten yksiköiden määrä vaihtelee ja on sinänsä tunnettu, kuten on kuvattu esimerkiksi teoksessa "Encyclopedia of Polymer Science and .. Technology, Interscience Pubi. Voi. 14, 1971". Kopolymee- rin molekyylipaino voi olla tunnettujen rajojen sisällä.

• :. Suositeltavia ainesosan b) kopolymeerejä ovat ne, joiden voidaan kuvata sisältävän vinyylialkoholiyksiköitä (I) • » I · . V yhdessä vinyylieetteriyksiköiden (II) ja/tai vinyylieste- riyksiköiden (III) kanssa.

Nämä ainesosan b) suositeltavat kopolymeerit ovat kopolymeerej ä, jotka on saatu polymeroimalla vinyyliesteri yhden 102478 11 tai useamman monomeerin kanssa, jotka valitaan eteenistä ja vinyylieettereistä koostuvasta ryhmästä, minkä jälkeen tapahtuu ainakin joidenkin vinyyliesteriryhmien hydrolyysi.

Tällaisia ainesosan b) suositeltavia kopolymeerejä ovat esimerkiksi polyvinyylialkoholikovinyyliasetaatti; eteeni/-vinyylialkoholi/vinyyliasetaatti kopolymeerit; eteeni/vi-nyylikloridi/vinyylialkoholi/vinyyliasetaatti-oksaskopoly-meerit; vinyylialkoholi/vinyyliasetaatti/vinyylikloridi -kopolymeerit; vinyylialkoholi/vinyyliasetaatti/vinyyliklo-ridi/diakryyliamidi-kopolymeerit; vinyylialkoholi/vinyyli-butyraali-kopolymeerit; vinyylialkoholi/vinyyliasetaatti/-vinyylipyrrolidoni-kopolymeerit; vinyylialkoholi/styreeni -kopolymeerit. Näiden kopolymeerien yhdistelmät tai seokset sisältyvät ainesosan b) piiriin.

Kuten yllä on mainittu, ainesosat a) ja b) käsittävä poly-meerikoostumus sisältää yhden tai useamman olennaisesti veteen liukenemattoman hydrofobisen polymeerin (ainesosan c) sekä valinnaisesti muita lisäaineita.

Ainesosa c) on olennaisesti veteen liukenematon polymeeri tai tällaisten olennaisesti veteen liukenemattomien polymeerien seos. Ainesosan c) määrä on suositeltavasti sellainen, että se parantaa keksinnön mukaisesta koostumuksesta valmistettujen esineiden fysikaalisia ominaisuuksia (jota määrää kutsutaan tässä yhteydessä joskus ainesosan c) "efektiiviseksi määräksi").

• · • · • · · "Olennaisesti veteen liukenematon termoplastinen polymeeri" • m:[ on tässä yhteydessä polymeeri, joka imee vettä suositelta- :***; vasti alle 10%, suositeltavasti alle 5% per 100 g polymee- • · · ; V riä huoneenlämpötilassa ja suositeltavasti alle 2% per 100 g polymeeriä huoneenlämpötilassa.

Esimerkkejä olennaisesti veteen liukenemattomista termoplastisista materiaaleista ovat polyolefiinit, kuten poly- 102478 12 eteeni (PE), polyisobutyleenit, polypropeenit; vinyylipoly-meerit, kuten poly(vinyylikloridi) (PVC), poly(vinyyliase-taatit); polystyreenit; polyakrylonitriilit (PAN); poly(vi-nyylikarbatsolit) (PVK); olennaisesti veteen liukenemattomat polyakrylaatit ja polymetakrylaatit; polyasetaalit; termoplastiset polykondensaatit, kuten polyamidit (PA), polyesterit, polyuretaanit, polykarbonaatit, poly(alky-leenitereftalaatit); polyaryylieetterit ja termoplastiset polyimidit; ja suurmoolimassaiset, olennaisesti veteen liukenemattomat tai kiteytyvät poly(alkyleenioksidit), kuten eteenioksidin ja propeenioksidin polymeerit sekä niiden kopolymeerit.

Muita olennaisesti veteen liukenemattomia termoplastisia kopolymeerejä ovat alkyleeni/vinyyliesteri-kopolymeerit, suositeltavasti eteeni/vinyyliasetaatti-kopolymeerit (EVA); eteeni/vinyylialkoholi-kopolymeerit (EVAL); alky- leeni/akrylaatti tai -metakrylaatti-kopolymeerit, suosi- .. . teltavasti eteeni/akryylihappo-kopolymeerit (EAA); etee- ni/etyyliakrylaatti-kopolymeerit (EEA); eteeni/metyyliak- rylaatti-kopolymeerit (EMÄ); ABS-kopolymeerit; styreeni/- akrylonitriili-kopolymeerit (SAN); alkyleeni/maleiinian- hydridi-kopolymeeri, suositeltavasti eteeni/maleiinianhyd- : ridi-kopolymeeri; osittain hydrolysoidut polyakrylaatit tai polymetakrylaatit; akrylaattien ja metakrylaattien osittain hydrolysoidut kopolymeerit; akryylihappoesterit/- akrylonitriili-kopolymeerit ja niiden hydrolysaatit; akryyliamidi/akrylonitriili-kopolymeerit; ja niiden seok- ··« set · • « ♦ · ' Näistä suositeltavampia ovat polymeerit, jotka läpikäyvät sulatteen muodostuksen asetetussa käsittelylämpötilassa suositeltavasti alueella 95-260eC, suositeltavammin alueel-la 95-220°C ja suositeltavimmin alueella 95-190eC.

Näitä suositeltavampia ovat edelleen polymeerit, jotka sisältävät polaarisia ryhmiä, kuten eetteri-, happo-.

102478 13 esteri-, amidi- tai uretaaniryhmiä. Tällaisia polymeerejä ovat esimerkiksi eteenin, propeenin tai isobutyleenin kopolymeerit vinyyliyhdisteiden tai akrylaattien kanssa, kuten eteeni/vinyyliasetaatti -kopolymeerit (EVA), eteeni/-vinyylialkoholi -kopolymeerit (EVAL), eteeni/akryylihappo -kopolymeerit (EAA), eteeni/etyyliakrylaatti -kopolymeerit (EEA), eteeni/metakrylaatti -kopolymeerit (EMÄ), styreeni/-akrylonitriili -kopolymeerit (SAN); polyasetaalit; amidi-eettereiden, amidiestereiden segmenttikopolymeerit; ure-taanieettereiden, uretaaniestereiden segmenttikopolymeerit; sekä niiden seokset.

Suositeltavimpia ovat polymeerit, jotka sisältävät yhdentyyppisen toiminnallisen ryhmän, joka on samantyyppinen toiminnallinen ryhmä kuin ainesosalla b), joka ei ole hydroksyyli.

Tällaisia olennaisesti veteen liukenemattomia termoplastisia polymeerejä voidaan lisätä minä tahansa toivottuina määrinä, kuten tässä yhteydessä on kuvattu.

Tällaisia polymeerejä voidaan käyttää missä tahansa tunne-: tussa muodossa. Niiden molekyylipaino on yleensä myös alalla tunnettu. On myös mahdollista käyttää suhteellisen pienmolekyylipainoisia polymeerejä (oligomeerejä). Valittava molekyylipaino on optimoitavissa ja valinta on alan asiantuntijalle helppoa.

• · • Tämän keksinnön mukaisessa koostumuksessa kahden ainesosan • * ’·* , a) ja b) tai kolmen ainesosan a), b) ja c) summa on aina :j* 100%, ja alla annettavat ainesosien arvot (prosentteina) ;*** viittaavat aina tähän 100%:n summaan.

f · · • ·

Rakenteeltaan muunnetun tärkkelyksen suhde ainesosaan b) ja ’···' valinnaisesti ainesosien b) ja c) summaan voi olla 1:99 - 99:1. On kuitenkin suositeltavaa, että rakenteeltaan muun- 102478 14 nettu tärkkelys vaikuttaa huomattavasti lopullisen materiaalin ominaisuuksiin. Tämän vuoksi on suositeltavaa, että rakenteeltaan muunnetun tärkkelyksen määrä on ainakin 20 paino-%, suositeltavammin 50 paino-% ja suositeltavammin 70-99 paino-% koko koostumuksesta. Ainesosan b) määrä ja valinnaisesti ainesosien b) ja c) määrät ovat toisin sanoen noin 80 paino-% tai sitä vähemmän, suositeltavammin alle tai tasan 50 paino-% ja suositeltavimmin alueella noin 30-1 paino-% koko koostumuksesta.

Ainesosa b) on suhteellisen polaarinen materiaali. Kun se toimii näissä koostumuksissa yhdessä ainesosan c) kanssa, se pystyy sekoittumaan helpommin polaarisemman ainesosan c) kanssa kuin vähemmän polaarisen ainesosan c) kanssa. Mitä polaarisempia ainesosat c) siis ovat, sitä vähemmän vaaditaan suhteessa ainesosaa b) kuin vähemmän polaaristen ainesosien yhteydessä. Alan asiantuntija pystyy valitsemaan ainesosien b) ja c) sopivat suhteet olennaisesti homogeeni-, sen sulatekoostumuksen aikaansaamiseksi.

v Kun käytetään 1-15 paino-% ainesosia b) sisältävää seosta f « tai valinnaisesti ainesosien b) ja c) summan ja 99-85 paino-% rakenteeltaan muunnettua tärkkelystä sisältävää :V seosta, saatavien materiaalien ominaisuudet paranevat jo huomattavasti. Tietyissä sovelluksissa sanottujen ainesosien b) suhde tai valinnaisesti ainesosien b) ja c) summan suhde rakenteeltaan muunnettun tärkkelysainesosan määrään on suositeltavasti 1-10 paino-% suhteeessa 99-90 paino- • · %:iin. Jos rakenteeltaan muunnettu tärkkelys sisältää vet- • « ·* . tä, tämän rakenteeltaan muunnetun tärkkelysainesosan pitoi- : :* suuden on tarkoitettu olevan rakenteeltaan muunnettu tärk- • ♦ · kelys/vesi - ainesosa, eli sisältävän veden painon.

·· · • » • · * · Tärkkelys voidaan sekoittaa allamainittavien lisäaineiden kanssa vapaasti virtaavan jauheen aikaansaamiseksi, jota voidaan käyttää erityisesti jatkuvassa prosessoinnissa ja 102478 15 jonka rakenne muunnetaan ja rakeistetaan, ennen kuin se sekoitetaan ainesosien b) ja valinnaisesti c) tai muiden valinnaisesti lisättävien ainesosien kanssa. Muut lisättävät ainesosat rakeistetaan suositeltavasti samansuuruisiksi rakeiksi kuin rakeistettu rakenteeltaan muunnettu tärkkelys.

On kuitenkin mahdollista käsitellä luonnontärkkelystä tai esisuulakepuristettua ja/tai rakenteeltaan muunnettua rakeistettua tai jauhemaista tärkkelystä yhdessä jauhemaisten tai rakeistettujen lisäaineiden ja/tai polymeerisen materiaalin kanssa minä tahansa toivottuna seoksena tai missä tahansa järjestyksessä.

On siis suositeltavaa, että ainesosat a), b) ja c) sekä lisäaineet sekoitetaan tavanomaisessa sekoittimessa. Tämä seos voidaan kuljettaa tämän jälkeen suulakepuristimen läpi rakeiden tai pellettien tuottamiseksi yhtenä muotoiltuna , esineenä jatkokäsittelyä varten. On kuitenkin mahdollista jättää rakeistaminen pois ja käsitellä saatu sulate suoraan käyttämällä myötävirtalaitteistoa kalvojen, mukaanlukien puhalletut kalvot, levyjen, profiilien, putkien, putkiloi-den, vaahtojen tai muiden muotoiltujen esineiden tuottami-seksi. Levyjä voidaan käyttää lämpömuovaukseen.

On suositeltavaa, että täyteaineet, voiteluaineet ja/tai pehmentimet lisätään tärkkelykseen ennen rakenteen muunta- ,·.· mistä, kun taas väriaineet sekä ainesosat b), c) ja muut • · lisäaineet voidaan lisätä ennen rakenteen muuntamista, sen • « *. . aikana tai sen jälkeen.

• * ♦ · ·* · ?]** Olennaisesti rakenteeltaan muunnetun tärkkelys/vesi-ai- : V nesosan tai rakeiden suositeltava vesipitoisuus on alueella • · noin 10-22 paino-% tärkkelys/vesi-ainesosasta, suositeltavasti 12-19 paino-% ja erityisesti 14-18 paino-% tärkkelys-vesi-ainesosasta.

102478 16

Yllämainittu vesipitoisuus tarkoittaa vesipitoisuutta suhteessa tärkkelys/vesi-ainesosan painoon kokonaiskoostu-muksessa, eikä itse kokonaiskoostumuksen painoon, joka sisältäisi myös minkä tahansa lisätyn olennaisesti veteen liukenemattoman termoplastisen polymeerin painon.

Jotta tärkkelyksen rakenne voidaan muuntaa ja/tai muodostaa sulate uudesta polymeerisestä koostumuksesta tämän keksinnön mukaisesti, tärkkelystä sulatetaan sopivasti suulakepuristimen ruuvissa ja sylinterissä niin kauan, että rakenne muuttuu ja muodostuu sulate. Lämpötila on suositeltavasti alueella 105-240°C ja suositeltavammin alueella 130-190°C käytettävästä tärkkelystyypistä riippuen. Tätä rakenteen muuntamista ja sulatteen muodostamista varten koostumus kuumennetaan suositeltavasti suljetussa tilavuudessa. Suljettu tilavuus voi olla suljettu astia tai sulattamatto-man syötettävän materiaalin tiivistämisen luoma tilavuus, ,,, joka syntyy esimerkiksi ruiskupuristus- tai suulakepuris- tuslaitteen ruuvissa ja sylinterissä. Tässä mielessä ruis-kupuristuskoneen tai suulakepuristimen ruuvia ja sylinteriä voidaan pitää suljettuna astiana. Suljettuun astiaan synty- 4 neet paineet vastaavat veden höyrypainetta käytettävässä • * % ·... lämpötilassa, mutta lisäpainetta voidaan luonnollisesti •V myös applisoida ja/tai synnyttää, kuten ruuvissa ja sylin terissä normaalisti tapahtuu. Suositeltavat applisoitavat ja/tai synnytettävät paineet ovat painealueilla, joita suulakepuristuksessa esiintyy ja jotka ovat sinänsä tunnettuja, esim. 5-150 x 105 N/m2 suositeltavasti 5-75 x 105 9 f ,.’.Γ N/m2 ja suositeltavimmin 5-50 x 10^ N/m2. Jos näin saatu . koostumus on ainoastaan rakenteeltaan muunnettua tärkkelys- tä, se voidaan rakeistaa ja valmistaa sekoitettavaksi J," muiden ainesosien kanssa valitun sekoitus- ja prosessointi- : '·* menettelyn mukaisesti, jotta voidaan saada aikaan ruuvi- sylinteriin syötettävän rakenteeltaan muunnetun tärkkelys/-* polymeerilähtöaineen rakeinen seos.

102478 17

Ruuvissa ja sylinterissä olevan saatu sulate voidaan kuitenkin ruiskupuristaa suoraan sopivaan muottiin, ts. käsitellä suoraan edelleen lopulliseksi tuotteeksi, jos kaikki tarvittavat ainesosat ovat jo mukana.

Ylläkuvatulla tavalla saatu rakeinen seos kuumennetaan ruuvissa lämpötilaan, joka on yleensä alueella noin 80-240®C, suositeltavasti alueella noin 120-220eC ja erityisesti alueella noin 130-190eC. Tällainen seos kuumennetaan suositeltavasti riittävän korkeaan lämpötilaan ja niin pitkään, että endoterminen siirtymäanalyysi (DSC) osoittaa, että spesifinen suhteellisen kapea huippu, joka edeltää tärkkelyksen hapettavalle ja termiselle degradaatiolle tyypillistä endotermistä muutosta, on kadonnut.

Minimipaineet, joiden alaisina sulatteet muodostetaan, vastaavat sanotuissa lämpötiloissa tuotettuja vesihöyrypai-neita. Menetelmä toteutetaan suljetussa tilavuudessa yl-läselvitetyn mukaisesti, ts. paineiden alueella, joita esiintyy suulakepuristus- tai puristusmenetelmissä ja jotka ovat sinänsä tunnettuja, esim. 0-150 x 105 N/m2, suositeltavasti 0-75 x 105 N/m2 ja suositeltavimmin 0-50 x 105 N/m2.

Kun muotoiltua artikkelia muodostetaan suulakepuristamalla, yllämainittuja paineita suositellaan käytettäviksi. Jos keksinnön mukainen sulate esimerkiksi ruiskupuristetaan, . . sovelletaan ruiskupuristuksessa käytettävien ruiskutuspai- neiden normaalialuetta, esim. 300 x 105 N/m2 - 3000 x 105 . N/m2 ja suositeltavimmin 700 x 10^ N/m2 - 2200 x 10^ N/m2.

« Tämän keksinnön avulla saadaan siis aikaan termoplastinen . destrukturoitua tärkkelystä sisältävä tuote, joka muodos- • · · tetaan seuraavan menetelmän avulla: l) valmistetaan seos, joka koostuu - tärkkelyksestä, joka koostuu pääasiassa amyloosista 102478 18 ja/tai amylopektiinistä ja jonka vesipitoisuus on 5-40 paino-%, - ainakin yhdestä polymeeristä, joka on määritelty patenttivaatimuksessa 1 komponenttina b), - termoplastisesta polymeeristä, joka on määritelty patenttivaatimuksessa 1 komponenttina c), ja jossa komponenttia b) on läsnä määränä 1-50 paino-% laskettuna kokonaiskoostumuksen painosta ja jossa komponenttien b) ja c) summa muodostaa 10-80 paino-% kokonaiskoostumuksen painosta, 2) kuumennetaan mainittua seosta ruiskupuristuslaitteen ruuvisylinterissä tai suulakepuristimisessa 120-240 eC:n (mieluiten 120-190 °C:n) lämpötilassa ja enintään 150 x 105 N/m2:n paineessa sulatteen muodostamiseksi, ja kuumennetaan sulatetta riittävän kauan, jotta tärkkelys destruk-turoituu ja sulate homogenoituu, 3) muovataan sulate esineeksi, ja ’’· 4) annetaan muovaillun esineen jäähtyä jähmettyneeksi di- mensionaalisesti stabiiliksi esineeksi.

Erilaisia hydrofiilisiä polymeerejä voidaan käyttää lisäaineina. Näitä ovat vesiliukoiset ja vedessä paisuvat polymeerit, kuten eläingelatiini, kasviproteiinit, kuten aurin-gonkukkaproteiini, soijaproteiinit, puuvillansiemenprote- • · · iinit, maapähkinäproteiinit, rapsiproteiinit, akryloidut . proteiinit; vesiliukoiset polysakkaridit, alkyylisellu- Ϊ.·. loosat, hydroksialkyyliselluloosat ja hydroksialkyylialkyy- liselluloosat, kuten: metyyliselluloosa, hydroksimetyy-. V liselluloosa, hydroksietyyliselluloosa, hydroksipropyy- liselluloosa, hydroksietyylimetyyliselluloosa, hydroksipro-pyylimetyyliselluloosa, hydroksibutyylimetyyliselluloosa, selluloosaesterit ja hydroksialkyyliselluloosaesterit, kuten: selluloosa-asetyyliftalaatti (CAP), hydroksipropyy- 102478 19 limetyyliselluloosa (HPMCP); karboksialkyyliselluloosat, karboksialkyylialkyyliselluloosat, karboksialkyyliselluloo-sa, vastaavat tunnetut tärkkelyksestä valmistetut polymeerit; karboksimetyyliselluloosat ja niiden alkalimetalli-suolat; vesiliukoiset tai vedessä paisuvat synteettiset polymeerit, kuten: polyakryylihapot ja polyakryylihappoes-terit, polymetakryylihapot ja polymetakryylihappoesterit, polyvinyylialkoholit, polyvinyyliasetaattiftalaatit (PVAP), polyvinyylipyrrolidoni, polykrotonihapot, polyitakonihappo, polymaleiinihappo; sopivia ovat myös ftalatoitu gelatiini, gelatiinisukkinaatti, ristikytkygelatiini, sellakka, ka-tionisesti muunnetut akrylaatit ja metakrylaatit, joilla on esimerkiksi tertiaarinen tai kvaternaarinen aminoryhmä, kuten dietyyliaminoetyyliryhmä, joka voidaan haluttaessa kvaternoida; ja muut vastaavat polymeerit.

Suositeltavia ovat synteettiset polymeerit, ja suositelta-... vimpia synteettiset polymeerit, kuten polyakryylihapot, polyakryylihappoesterit, polymetakryylihapot, polymetakryylihappoesterit, polyvinyylialkoholit ja polyvinyylipyrroli- · doni.

Tällaisia hydrofiilisiä polymeerejä voidaan valinnaisesti lisätä max. 50%:iin asti tärkkelys/vesi-ainesosan painosta, suositeltavasti max. 30%:iin asti ja suositeltavimmin 5-20% tärkkelys/vesi-ainesosan painosta. Jos mikä tahansa hydro-fiilinen polymeeri lisätään, sen massa tulisi määrätä • · .‘.I yhdessä tärkkelyksen kanssa määritettäessä koostumuksen . sopivaa vesimäärää.

* • · • · ·« »

Muita hyödyllisiä lisäaineita voivat olla esimerkiksi ; V adjuvantit, täyteaineet, voiteluaineet, muotinirrotusai- * # neet, pehmentimet, vaahdotusaineet, stabilointiaineet, väriaineet, pigmentit, jatkoaineet, kemialliset muuntimet, virtauksenkiihdyttimet ja niiden seokset.

102478 20

Esimerkkejä täyteaineista ovat epäorgaaniset täyteaineet, kuten magnesiumin, alumiinin, piin, titaanin, jne. oksidit, joiden pitoisuus on suositeltavasti alueella noin 0,02-50 paino-% ja suositeltavammin alueella noin 0,20-50 paino-% kaikkien ainesosien kokonaispainosta.

Esimerkkejä voiteluaineista ovat alumiinin, kalsiumin, magnesiumin ja tinan stearaatit sekä talkki, silikonit, jne., joiden pitoisuus voi olla alueella noin 0,1-5 paino-% ja suositeltavasti 0,1-3 paino-% kokonaiskoostumuksesta.

Esimerkkejä pehmentimistä ovat pienmolekyylipainoiset poly(alkyleenioksidit), kuten poly(eteeniglykolit), poly(propeeniglykolit), poly(eteeni-propeeniglykolit); pienmoolimassaiset orgaaniset pehmentimet, kuten glyseroli, pentaerytritoli, glyserolimonoasetaatti, diasetaatti tai triasetaatti; propeeniglykoli, sorbitoli, natriumdietyy-. lisulfosukkinaatti, jne., joiden pitoisuudet ovat alueella : 0,5-35 paino-% ja suositeltavasti alueella 0,5-10 paino-% kaikkien ainesosien kokonaispainosta. Esimerkkejä väriai-*.’· neista ovat tunnetut atsoväriaineet, orgaaniset ja epäor- gaaniset pigmentit tai luontaiset väriaineet. Suositeltavia : : ovat epäorgaaniset pigmentit, kuten raudan tai titaanin oksidit, jotka ovat sinänsä tunnettuja ja joiden pitoisuudet ovat alueella 0,001-10 paino-% ja suositeltavasti 0,5-3 paino-% ainesosien painosta.

» · • ·

Seokseen voidaan edelleen lisätä yhdisteitä tärkkelysmate- *\ . riaalin virtausominaisuuksien parantamiseksi, kuten eläin- ja kasvirasvoja, jotka ovat suositeltavasti hydratussa muodossaan sekä erityisesti jähmeitä huoneenlämpötilassa.

. V Näiden rasvojen sulamispiste on suositeltavasti 50»C tai • · korkeampi. C12-' C14-, C16- ja C18-rasvahappojen triglyse-·· ridit ovat suositeltavia.

Nämä rasvat voidaan lisätä yksinään ilman jatkoaineita tai pehmentimiä.

102478 21 Nämä rasvat voidaan lisätä edullisesti yksin tai yhdessä mono- ja/tai diglyseridien tai fosfatidien, erityisesti lesitiinin kanssa. Mono- ja diglyseridit johdetaan suosi-teltavasti ylläkuvatuista rasvatyypeistä, kuten C12-/ C14-, c16“ 3a C18-rasvahapoista.

Käytettävien rasvojen, mono- ja diglyseridien ja/tai lesitiinien kokonaismäärä on max. 5 paino-% ja suositeltavasti alueella noin 0,5-2 paino-% tärkkelyksen ja minkä tahansa lisätyn hydrofiilisen polymeerin kokonaispainosta.

Materiaalit voivat sisältää edelleen stabilointiaineita, kuten antioksidantteja, esimerkiksi tiobisfenoleja, alkyli-deenibisfenoleja, sekundaarisia aromaattisia amiineja; kevyitä stabilointiaineita, kuten UV-absorboimisaineita ja UV-sammuttaja-aineita; vetyperoksidihajottajia; vapaaradi-kaalisieppaajia; stabilointiaineita mikro-organismeja vas-.. . taan.

Keksinnön mukaiset koostumukset muodostavat termoplastisia . sulatteita kuumennettaessa ja suljetussa tilavuudessa, ts.

säädetyissä vesipitoisuus- ja paineolosuhteissa. Tällaisia t , sulatteita voidaan käsitellä aivan samalla tavalla kuin tavanomaisia termoplastisia materiaaleja käyttämällä esimerkiksi ruiskupuristuksen, puhallusmuovauksen, suulakepu-ristuksen ja rinnakkaissuulakepuristuksen (sauva-, putki ja ,·.· kalvosuulakepuristuksen), puristusmuovauksen ja vaahdotuk- « · sen tavanomaista laitteistoa tunnettujen esineiden tuotta-*. . miseksi. Esineitä ovat mm. pullot, levyt, kalvot, pakkaus- :.j. materiaalit, putket, sauvat, laminoidut kalvot, säkit, pus- sit, farmaseuttiset kapselit, rakeet, jauheet ja vaahdot.

• · • · • · Näitä koostumuksia voidaan käyttää esimerkiksi tiiveydeltään alhaisten pakkausmateriaalien (esim. vaahtojen) valmistamiseen tunnettujen menetelmien avulla. Haluttaessa voidaan käyttää ponneaineita, tai tiettyjen koostumusten 102478 22 yhteydessä itse vesi voi toimia ponneaineena. Avoinsolui-sia ja umpisoluisia vaahtoja voidaan tuottaa haluttaessa vaihtelemalla koostumusta ja prosessointiolosuhteita.

Näistä koostumuksista tuotetuilla vaahdoilla on parannettuja ominaisuuksia (esim. muotokestävyys), kosteudenkestä-vyys, jne.) verrattuna vaahtoihin, jotka on valmistettu tärkkelyksestä tämän keksinnön mukaisia ainesosia b) ja c) lisäämättä.

Näitä koostumuksia voidaan käyttää aktiivisten aineiden kantoaineina ja sekoittaa aktiivisten ainesosien kanssa, joita ovat esim. farmaseuttiset aineet ja/tai maanviljelyk-sellisesti aktiiviset yhdisteet, kuten näiden ainesosien myöhempään vapauttamiseen tarkoitetut hyönteismyrkyt tai tuholaismyrkyt. Saatavat suulakepuristetut materiaalit voidaan rakeistaa tai työstää hienoiksi jauheiksi.

Seuraavat esimerkit selvittävät ja havainnollistavat edelleen keksintöä, mutta niiden tarkoituksena ei ole rajoittaa sen laajuutta, joka on määritetty oheisissa patenttivaatimuksissa.

Esimerkki 1 (a) 5000 g perunatärkkelystä, joka sisälsi 14,87% vettä, sijoitettiin suurnopeuksiseen sekoittimeen ja 485 g .V vettä lisättiin joukkoon hämmentäen. Ylläolevaan tärkke- • · ,·;· lyksen ja veden seokseen lisättiin hämmentäen 425 g poly- « · vinyylialkoholikovinyyliasetaattia (ainesosaa b)), joka sisälsi 11-13% monomeerisiä yksiköitä vinyyliasetaattina ja • · · 87-89% monomeerisiä yksiköitä vinyylialkoholina ja jota Air : ,·* Products myy tuotenimellä Airvol 540S; ja 42 g polyeteeni- • · kovinyyliasetaattia (ainesosaa c)), joka sisälsi 80% monomeerisiä yksiköitä eteeninä ja 20% monomeerisiä yksiköitä vinyyliasetaattina, jota Exxon myy tuotenimellä Escorene UL02020; 42,5 g hydrattua rasvaa (voiteluainetta/irrotus- 102478 23 ainetta), jota Boehringer myy tuotenimellä Boeson VP; 21,25 g sulatteen virtauksenkiihdytintä (lesitiiniä), jota Lucas Meyer myy tuotenimellä Metarin P; ja 21,25 g titaanidioksidia (pigmenttiä ja jähmeän seoksen virtauksenkiihdytintä). Lopullisen seoksen vesipitoisuus oli 19,98%.

(b) 5000 g kohdassa (a) valmistettua seosta syötettiin syöttösuppilon läpi Leistrits Single Screw Lab-suulakepu-ristimeen LSM 30, jonka lämpötilaprofiili oli 55*C/145eC/-165eC/165eC. Ruuvin nopeus oli 50 rpm ja suulakepuristeen ulostuloteho 124 g/min.

Suulakepuriste leikattiin rakeiksi ja varastoitiin myöhempää käsittelyä varten.

(c) Rakeet kostutettiin jälkikäsittelyä varten 17%:n vesipitoisuuteen lisäämällä niihin vettä tavanomaisessa ... sekoittimessa. Saatu materiaali syötettiin tämän jälkeen syöttösuppilon läpi Kloeckner-Ferromatic FM 60-ruiskupu-ristuskoneeseen venyvien koekappaleiden tuottamiseksi. Lämpötilaprofiili oli 90eC/155eC/155°C/155°C, ruuvin no-peus: 180 rpm, annospaino 8,2 g, pitoaika: 450 s, ruisku-tuspaine: 1800 bar, puristusvastus: 30 bar.

Kaikki venyvät koekappaleet käsiteltiin ilmastointikaapissa 50%:n suhteellisessa kosteudessa viiden päivän ajan, jotka .·.· määritettiin mielivaltaisiksi standardiolosuhteiksi.

« · • · • ♦· • · • · *. . Koekappaleet olivat DIN-standardin n:o 53455 mukaiset.

• ♦ • · • · · (d) Käsiteltyjen venyvien koekappaleiden jännitys/ve- : V nymiskäyttäytyminen koestettiin tämän jälkeen Instron- • · vetokoelaitteessa siten, että kukin koe sisälsi 4 kappalet-*“ ta.

Näytteet mitattiin huoneenlämpötilassa käyttämällä venytys-nopeutta 10 mm/min. Tulokset on esitetty taulukossa 1 ja 102478 24 niitä on verrattu tuloksiin, jotka on saatu samalla tavoin, mutta ilman ainesosia b) ja c) prosessoidusta samasta tärkkelyksestä saaduista venyvistä koekappaleista. Tuloksista voidaan havaita, että tertiaarisen seoksen kimmokerroin (Young'in kerroin) laskee arvosta 1,56 arvoon 1,29, mikä merkitsee ruiskupuristetun seosmateriaalin pehmenemistä seostamattomasta tärkkelyksestä valmistettuihin vastaaviin venyviin koekappaleisiin verrattuna.

Murtojännitys muuttuu arvosta 32,72 MPa arvoon 37,22 MPa, mikä osoittaa seoksen lujuuden nousseen. Murtovenymä nousee arvosta 15,82% arvoon 33,33% ja murtoenergia arvosta 194,30 kJ/m2 arvoon 415,75 kJ/m2 osoittaen, että seostetun materiaalin sitkeys oli huomattavasti parempi kuin seostamatto-malla materiaalilla.

Taulukko 1 k v ' Murtovenymä Murtoenergia V (%J_(kJ/m2)_ > · t Tärkkelys 15,82 194,3

* I

V (seostamaton)

Tertiaarinen 33,33 415,75 seos 4 I $ · t · • · .’,·· Seoskoostumuksilla on luonnollisesti erilaisia esitettyjen *· · fysikaalisten parametrien arvoja. Parhaat arvot saavutetaan ’.ί. optimoinnin avulla vaihtelemalla eri ainesosien pitoisuuk- ·♦ % siä, mikä on alan asiantuntijalle helppoa.

• · ♦ · • » ♦ ·

Esimerkki 1 toistettiin esimerkkien 2-8 seuraavilla seoksilla, jolloin saatiin taulukossa 1 esitetyt vastaavat tulokset.

102478 25

Esimerkki 2

Esimerkki 1 toistettiin, mutta ainesosien suhdetta vaihdeltiin taulukon 2 mukaisesti. Esimerkki 1 on esitetty vertailun vuoksi seoksena n:o 1.

Taulukko 2

Seos n:o Tärkkelys: Ainesosa b) ainesosa b)+c) ainesosa c) _(painosuhde)_(painosuhde)_ 2 50:50 100:0 3 60:40 99:1 4 70:30 50:1 5 80:20 20:1

Esim. 1 91,5:8,5 10:1 6 90:10 1:1 7 94:6 1:10 8 98:2 1:50 9 99:1 1:99

Saadut ruiskupuristetut polymeerit ovat sitkeämpiä ja kestävät paremmin kosteutta kuin muuntamaton tärkkelyspoly-: meeri. Sitkeys, joka määritettiin murtolujuutena taivutet- .···. taessa, nousi seoksesta 9 seokseen 2 samalla kun vinyylial- .1*1. koholipitoisuus nousi. Vaikka pehmenemisenkestävyys kos teassa ilmakehässä parani kaikissa tapauksissa muuntamatto-maan tärkkelykseen verrattuna, seosten l, 4, 5 ja 6 kestävyys oli erityisen hyvä. Tulokset havainnollistavat odottamattomien yhdistelmien etuja suorituskyvyn kannalta.

:Esimerkki 3 il.' Esimerkki 1 toistettiin korvaamalla ainesosa b) (polyvlnyy- T. lialkoholikovinyyliasetaatti) poly(hydroksietyylimetakry- • t 102478 26 laatilla) (HEMA). Ainesosa c) (polyeteenikovinyyliasetaat-ti) korvattiin polymetyylimetakrylaatilla. Saatu ruiskupu-ristettu polymeeri on sitkeämpi ja kestää paremmin kosteaa ilmaa kuin seostamaton tärkkelyspolymeeri.

Esimerkki 4

Esimerkki 1 toistettiin korvaamalla ainesosa b) (polyvinyy-lialkoholikovinyyliasetaatti) poly(hydroksietyylimetakry-laatilla) (HEMA). Ainesosana c) käytettiin polyeteeniko-vinyyliasetaattia (86% eteeniä, 14% vinyyliasetaattia). Saatu ruiskupuristettu polymeeri on sitkeämpi ja kestää paremmin kosteaa ilmaa kuin seostamaton tärkkelyspolymeeri.

Esimerkki 5

Esimerkki 1 toistettiin lisäämällä ainesosan b) määrä 850 g:an ja korvaamalla ainesosa c) 85 g:11a polystyreeniä. Saatu ruiskupuristettu polymeeri on sitkeämpi ja kestää paremmin kosteaa ilmaa kuin seostamaton tärkkelyspolymeeri.

Esimerkki 6

Esimerkki l toistettiin lisäämällä ainesosan b) määrä 1700 g:an ja korvaamalla ainesosa c) 42 g:11a polyvinyyliko- .*·*. vinyyliasetaattia (91% vinyylikloridia, 9% vinyyliasetaat- • · · tia). Saatu ruiskupuristettu polymeeri on sitkeämpi ja » * · kestää paremmin kosteaa ilmaa kuin seostamaton tärkkelyspolymeeri .

Esimerkki 7 • · · • · • *

Esimerkki 1 toistettiin korvaamalla ainesosa b) polyvinyy-lialkoholikovinyylibutyraalilla (40% vinyylialkoholia, 60% .·’··. vinyylibutyraalia). Ainesosa c) korvattiin 42 g:lla poly- vinyylibutyraalia. Saatu ruiskupuristettu polymeeri on 102478 27 sitkeämpi ja kestää paremmin kosteaa ilmaa kuin seostamaton tärkkelyspolymeeri.

Esimerkki 8

Esimerkki 1 toistettiin nostamalla ainesosan b) määrä 3400 g:an ja korvaamalla ainesosa c) 38 g:11a polypropeeniä. Saatu ruiskupuristettu polymeeri on sitkeämpi ja kestää paremmin kosteaa ilmaa kuin seostamaton tärkkelyspolymeeri.

Taulukko 3

Seos- Esimerkit tamaton n: o tärkkelys ___9 10 11 12 13 14 15

Murtovenymä 22 26 33 37 27 43 55 43 %__________

Murto- energia 325 338 444 520 315 499 687 500 kJ/m2_________

Esimerkki 9 • · · ·«· • ♦ ' (a) 8900 g perunatärkkelystä, joka sisälsi 15,1% vettä, sijoitettiin suurnopeuksiseen sekoittimeen, ja joukkoon lisättiin hämmentäen 765 g polyvinyylialkoholiko-vinyyliasetaattia (ainesosaa b), jota Air Products myy tuotenimellä Airvol 540S ja joka sisälsi 11-13 mooli-% • · I.I vinyyllasetaattia ja 87-89 mooli-% vinyylialkoholia; 85 g . . polyeteenikovinyyliasetaattia (ainesosaa c), joka sisälsi 20 mooli-% vinyyllasetaattia ja 80 mooli-% eteeniä ja jota Exxon myy tuotenimellä Escorene U102020; 85 g polyeteeniä 102478 28 (ainesosaa c), jota BASF myy tuotenimellä Lupolen 2410T; 75,65 g hydrattua rasvaa (voiteluainetta/erotusainetta), Boeson VP; ja 37,82 g sulatteen virtauksenkiihdytintä (lesitiiniä). Lopullisen seoksen vesipitoisuus oli 13,5%.

(b) 9000 g kohdassa (a) valmistettua seosta syötettiin syöttösuppilon läpi Werner & Pfeidererin kaksoisruuviseen suulakepuristimeen (malli Continue 37). Seoksen suulakepu-ristus suoritettiin saman lämpötilaprofiilin mukaan: 20eC/180°C/180eC/80°C. Suulakepuristuskokeen muut parametrit olivat seuraavat: materiaalin syöttöteho 9 kg/h ruuvin nopeus 200 rpm lisätty vesimäärä 2 kg/h alennettu paine (viimeinen osa) 300 mbar vesipitoisuus suulakepuristuksen aikana 29,2%

Rakeiden vesipitoisuus oli 17,12%, joka mitattiin niiden tasapainotuttua huoneenlämpötilassa.

(c) Kohdassa (b) saadut rakeet käsiteltiin Arburg : : 329-210-750-ruiskupuristuskoneella. Lieriön lämpötilapro- fiili oli: 90°C/165°C/165eC/165eC. Muut käsittelyparamet- .*·· rit olivat: • « « * · « · • « annospaino 8,2 g pitoaika 450 s ruiskutuspaine 1825 bar puristusvastus 80 bar ·.·. ruuvin nopeus 180 rpm • ·· . .· (d) Näin tuotetut venyvät koekappaleet käsiteltiin ja ,··· koestettiin Zwick-vetokoelaitteessa.

« · t 102478 29 Näytteet mitattiin huoneenlämpötilassa käyttämällä venytys-nopeutta 10 mm/min. Tulokset on esitetty taulukossa 3 ja niitä on verrattu tuloksiin, jotka on saatu samalla tavoin, mutta ilman ainesosia b) ja c) prosessoidusta samasta tärkkelyksestä saaduista venyvistä koekappaleista.

Esimerkki 10 (a) 8900 g perunatärkkelystä, joka sisälsi 15,5% vettä, sijoitettiin suurnopeuksiseen sekoittimeen, ja joukkoon lisättiin hämmentäen 765 g polyvinyylialkoholiko-vinyyliasetaattia (ainesosaa b), joka sisälsi 11-14 mooli-% vinyylialkoholia ja 87-89 mooli-% vinyyliasetaattia; 170 g polyamidisegmenttipolyeetteriä (ainesosaa c), jota Atochem myy tuotenimellä Pebax MA-4011; 75,65 g hydrattua rasvaa (voiteluainetta/erotusainetta), Boeson VP; ja 37,82 g sulatteen virtauksenkiihdytintä (lesitiiniä) Metarin p. Lopullisen seoksen vesipitoisuus oli 13,4%.

(b) 9000 g kohdassa (a) valmistettua seosta syötettiin syöttösuppilon läpi samaan kaksoisruuviseen suulakepuristimeen kuin esimerkissä 9.

: i Seoksen suulakepuristus suoritettiin seuraavien käsittely- parametrien mukaan: «*» .V lämpötilaprofiili 20eC/180°C/

180°C/80°C

materiaalin syöttöteho 8 kg/h ruuvin nopeus 200 rpm lisätty vesimäärä 2 kg/h • · alennettu paine (viimeinen osa) 150 mbar ··· v vesipitoisuus • · . .· suulakepuristuksen aikana 29,14% '·*· Rakeiden vesipitoisuus oli 17,20%, joka mitattiin niiden : : . tasapainotuttua huoneenlämpötilassa.

102478 30 (c) Kohdassa (b) saadut rakeet käsiteltiin samalla ruiskupuristuskoneella kuin esimerkissä 9. Käsittelypara-metrit olivat: lämpötilaprofiili 90°C/165°C/

165°C/165eC

annospaino 8 g pitoaika 450 s ruiskutuspaine 2220 bar puristusvastus 80 bar ruuvin nopeus 180 rpm Näin tuotetut venyvät koekappaleet käsiteltiin ja koestet-tiin Zwick-vetokoelaitteessa esimerkin 9 kohdan (d) mukaisesti .

Tulokset on esitetty taulukossa 3.

Esimerkki li (a) 8900 g perunatärkkelystä, joka sisälsi 15,1%

, a « I

' vettä, sijoitettiin suurnopeuksiseen sekoittimeen, ja : \ joukkoon lisättiin hämmentäen 765 g polyvinyylialkoholiko- ·’,· vinyyliasetaattia (ainesosaa b), Airvol 540S, joka sisälsi 11-13 mooli-% vinyylialkoholia ja 87-89 mooli-% vinyyli- :*** asetaattia; 170 g termoplastista elastomeeripolyuretaani- · .*.· segmenttipolyeetteriä (ainesosaa c), jota Dow Chemical

Company myy tuotenimellä Pellethane 2103-80-AE; 75,65 g hydrattua rasvaa (voiteluainetta/erotusainetta), Boeson VP; ja 37,82 g sulatteen virtauksenkiihdytintä (lesitiiniä), Metarin P. Lopullisen seoksen vesipitoisuus oli 13,5%.

» · t · • · « · · (b) 9000 g kohdassa (a) valmistettua seosta syötettiin ; syöttösuppilon läpi samaan kaksoisruuviseen suulakepuristi- ' · » .·· meen kuin esimerkissä 9.

t · • · 102478 31

Seoksen suulakepuristus suoritettiin seuraavien käsittely-parametrien mukaan: lämpötilaprofiili 20eC/220eC/

220®C/80*C

materiaalin syöttöteho 8 kg/h ruuvin nopeus 200 rpm lisätty vesimäärä 2 kg/h alennettu paine (viimeinen osa) 80 mbar vesipitoisuus suulakepuristuksen aikana 29,2%

Rakeiden vesipitoisuus oli 16,9%, joka mitattiin niiden tasapainotuttua huoneenlämpötilassa.

(c) Kohdassa (b) saadut rakeet käsiteltiin samalla ruiskupuristuskoneella kuin esimerkissä 9. Käsittelypara-metrit olivat: lämpötilaprofiili 90°C/165°C/

165eC/165eC

’ annospaino 8 g i . pitoaika 450 s v ruiskutuspaine 2220 bar :/· puristusvastus 80 bar :**’ ruuvin nopeus 180 rpm • · « ♦ « · Näin tuotetut venyvät koekappaleet käsiteltiin ja koestet-tiin Zwick-vetokoelaitteessa esimerkin 9 kohdan (d) mukaisesti .

» · • ♦ *;*· Tulokset on esitetty taulukossa 3.

4 · « »

4 I

9 • » tn* 9 I » r * • * • · « ' i 1 i » f • I t · 102478 32

Esimerkki 12 (a) 8000 g perunatärkkelystä, joka sisälsi 15,1% vettä, sijoitettiin suurnopeuksiseen sekoittimeen, ja joukkoon lisättiin hämmentäen 340 g polyvinyylialkoholiko-vinyyliasetaattia (ainesosaa b), Airvol 540S, joka sisälsi 11-13 mooli-% vinyylialkoholia ja 87-89 mooli-% vinyyli-asetaattia; 680 g polyamidisegmenttipolyeetterin termoplastista elastomeeripolyuretaania (ainesosaa c), jota Atochem myy tuotenimellä Pebax MA-4011; 680 g polyuretaanisegment-tipolyeetterin termoplastista elastomeeriä (ainesosaa c), jota Dow Chemical Company myy tuotenimellä Pellethane 2103-80-AE; 68 g hydrattua rasvaa (voiteluainetta/erotusainet-ta), Boeson VP; ja 34 g sulatteen virtauksenkiihdytintä (lesitiiniä), Metarin P. Lopullisen seoksen vesipitoisuus oli 12,3%.

(b) 9000 g kohdassa (a) valmistettua seosta syötettiin syöttösuppilon läpi samaan kaksoisruuviseen suulakepuristimeen kuin esimerkissä 9.

.·. Seoksen suulakepuristus suoritettiin seuraavien käsittely- .··. parametrien mukaan: lämpötilaprofiili 20°C/220°C/

220eC/80eC

materiaalin syöttöteho 8 kg/h ruuvin nopeus 200 rpm lisätty vesimäärä 2,1 kg/h : alennettu paine (viimeinen osa) 600 mbar V vesipitoisuus VV. suulakepuristuksen aikana 27,7% : : : Rakeiden vesipitoisuus oli 16,8%, joka mitattiin niiden tasapainotuttua huoneenlämpötilassa.

102478 33 (c) Kohdassa (b) saadut rakeet käsiteltiin samalla ruiskupuristuskoneella kuin esimerkissä 9. Käsittelypara-metrit olivat: lämpötilaprofiili 90eC/165eC/

165“C/165 °C

annospaino 8 g pitoaika 450 s ruiskutuspaine 1650 bar puristusvastus 80 bar ruuvin nopeus 180 rpm Näin tuotetut venyvät koekappaleet käsiteltiin ja koestet-tiin Zwick-vetokoelaitteessa esimerkin 9 kohdan (d) mukaisesti.

Tulokset on esitetty taulukossa 3.

Esimerkki 13

Esimerkki 12 toistettiin, mutta (i) perunatärkkelyksen määrä vähennettiin 5000 g:aan, (ii) polyvinyylialkoholiko-vinyyliasetaatin (Airvol 540S) määrä nostettiin 1770 g:aan, I'! (iii) polyamidin (Pebax 540S) määrä vähennettiin 531 g:aan ja (iv) polyuretaanin (Pellethane 2103-80AE) määrä laskettiin 531 g:aan.

Tulokset on esitetty taulukossa 3.

• · *

Esimerkki 14 • * • · • · il! (a) 7000 g perunatärkkelystä, joka sisälsi 15,0% vettä, sijoitettiin suurnopeuksiseen sekoittimeen, ja : : : joukkoon lisättiin hämmentäen 1700 g polyvinyylialkoholiko- vinyyliasetaattia (ainesosaa b), Airvol 540S, joka sisälsi 11-13 mooli-% vinyylialkoholia ja 87-89 mooli-% vinyyli- 102478 34 asetaattia; 425 g polyamidisegmenttipolyeetterin termoplastista elastomeeripolyuretaania (ainesosaa c), jota Atochem myy tuotenimellä Pebax MA-4011; 425 g polyuretaanisegment-tipolyeetterin termoplastista elastomeeriä (ainesosaa c), jota Dow Chemical Company myy tuotenimellä Pellethane 2103-80-AE; 59,5 g hydrattua rasvaa (voiteluainetta/erotusainet-ta), Boeson VP; ja 29,75 g sulatteen virtauksenkiihdytintä (lesitiiniä), Metarin P. Lopullisen seoksen vesipitoisuus oli 11%.

(b) 9000 g kohdassa (a) valmistettua seosta syötettiin syöttösuppilon läpi samaan kaksoisruuviseen suulakepuristimeen kuin esimerkissä 9.

Seoksen suulakepuristus suoritettiin seuraavien käsittely-parametrien mukaan: lämpötilaprofiili 20°C/220°C/

220°C/80eC

materiaalin syöttöteho 8 kg/h ruuvin nopeus 200 rpm : lisätty vesimäärä 2,1 kg/h ... alennettu paine (viimeinen osa) 600 mbar vesipitoisuus suulakepuristuksen aikana 26,8%

Rakeiden vesipitoisuus oli 16,8%, joka mitattiin niiden tasapainotuttua huoneenlämpötilassa.

• · • · • · :T (c) Kohdassa (b) saadut rakeet käsiteltiin samalla ^ Y ruiskupuristuskoneella kuin esimerkissä 9, kohdassa (c).

Käsittelyparametrit olivat: « « « · 102478 35 lämpötilaprofiili 90°C/165*C/

165eC/165eC

annospaino 8 g pitoaika 450 s ruiskutuspaine 2280 bar puristusvastus 80 bar ruuvin nopeus 180 rpm Näin tuotetut venyvät koekappaleet käsiteltiin ja koestet-tiin Zwick-vetokoelaitteessa esimerkin 9 kohdan (d) mukaisesti .

Tulokset on esitetty taulukossa 3.

Esimerkki 15 (a) 5000 g perunatärkkelystä, joka sisälsi 15,0% vettä, sijoitettiin suurnopeuksiseen sekoittimeen, ja joukkoon lisättiin hämmentäen 708 g polyvinyylialkoholiko-vinyyliasetaattia (ainesosaa b), Airvol 540S, joka sisälsi 11-13 mooli-% vinyylialkoholia ja 87-89 mooli-% vinyyli-asetaattia; 2125 g polyeteenikovinyylialkoholia EVAL EP-L-101 (ainesosaa c), joka sisälsi 73 mooli-% vinyylialkoholia ja 27 mooli-% eteeniä; 42,5 g hydrattua rasvaa (voitelu-ainetta/erotusainetta), Boeson VP; ja 21,3 g sulatteen virtauksenkiihdytintä (lesitiiniä), Metarin P. Lopullisen seoksen vesipitoisuus oli 9,8%.

(b) 9000 g kohdassa (a) valmistettua seosta syötettiin syöttösuppilon läpi samaan kaksoisruuviseen suulakepuristimeen kuin esimerkissä 9.

• · • · « · · • « ·

Seoksen suulakepuristus suoritettiin seuraavien käsittelyin’ parametrien mukaan: 102478 36 lämpötilaprofiili 20°C/80eC/

220°C/180eC

materiaalin syöttöteho 8 kg/h ruuvin nopeus 200 rpm lisätty vesimäärä 2,1 kg/h alennettu paine (viimeinen osa) 33 mbar vesipitoisuus suulakepuristuksen aikana 28,7%

Rakeiden vesipitoisuus oli 17%, joka mitattiin niiden tasapainotuttua huoneenlämpötilassa.

(c) Kohdassa (b) saadut rakeet käsiteltiin samalla ruiskupuristuskoneella kuin esimerkin 9 kohdassa (c). Käsittelyparametrit olivat: lämpötilaprofiili 90eC/175°C/

175 °C/175 °C

annospaino 7,6 g pitoaika 450 s ruiskutuspaine 2020 bar puristusvastus 80 bar ruuvin nopeus 180 rpm * Näin tuotetut venyvät koekappaleet käsiteltiin ja koestet-tiin Zwick-vetokoelaitteessa esimerkin 9 kohdan (d) mukaisesti.

• · V. Tulokset on esitetty taulukossa 3.

• · · • · • ·

Esimerkki 16 • 1 .......... I— ......

• 1 • · · ·»· • *”·, Esimerkki 1 (osat a) ja b)) toistettiin paitsi, että vesi- j : pitoisuus säädettiin 22%:in ja leikkuri poistettiin muotin pinnasta. Saatiin jatkuva suulakepuriste, joka oli vaahto- « · · mainen liiallisesta veden haihtumisesta johtuen. Vaahto 102478 37 pilkottiin 30-40 mm:n pituisiin osiin, ja sitä voidaan käyttää kuohkeana täyteaineena pakkauseristyssovelluksissa.

Esimerkki 17

Kunkin esimerkkien 2-12 ruiskupuristuksen aikana suoritettiin koe vaahdonvalmistuksen hyödynnettävyyden osoittamiseksi. Saatiin esimerkissä l, kohdissa a), b) ja c) kuvattu sula materiaali, joka suulakepuristettiin kussakin tapauksessa avoimeen ilmakehään (osa c) suljettuun muottiin tapahtuvan puristuksen sijasta. Materiaali muuntui kussakin tapauksessa vaahtomaiseksi suulakepuristeeksi, jota voidaan käyttää kuohkeana täyteaineena pakkaussovelluksissa.

Esimerkki 18

Esimerkin 1 rakeet sekoitettiin polystyreenin kanssa suhteessa 30:70 (paino-osia) ja käsiteltiin esimerkin 16 mukaisesti. Saadulla vaahtomaisella suulakepuristeella oli erittäin hieno ja yhtenäinen kokonaisrakenne, joka soveltuu erilaisiin käyttökohteisiin, kuten rakennevaahdoksi.

• ·

* I

• · • · • · m · · • · • φ • · t · • « • · · • » · 1 · ♦ • · I f • · « • · ·

Claims (19)

102478

1. Termoplastinen, destrukturoitua tärkkelystä sisältävä koostumus, tunnettu siitä, että se käsittää a) destrukturoitua tärkkelystä, joka on valmistettu kuumentamalla tärkkelystä, jonka vesipitoisuus on 5-40 pai-no-% laskettuna tärkkelys/vesikomponentista, suljetussa astiassa leikkausvaikutuksen alaisena lämpötilassa, joka on komponenttien lasittumis- ja sulamispisteiden yläpuolella ja väliltä 120-240 °C (mieluiten 120-190 °C), ja paineessa, joka on enintään 150 x 10* N/m2 ja vastaa vähintään veden höyrynpainetta käytetyssä lämpötilassa, sulatteen muodostamiseksi ja kuumentamalla sulatetta riittävän kauan, jotta tärkkelysrakeiden molekyylirakenne sulaa ja sulate homogenoituu, b) ainakin yhtä kopolymeeria, joka on poly(vinyylialkoho-likovinyyliasetaatti), eteeni/vinyylialkoholi/vinyyli-asetaattikopolymeeri, eteeni/vinyylikloridi/vinyy-lialkoholi/vinyyliasetaattioksaskopolymeeri, vinyylialko-holi/vinyyliasetaatti/vinyylikloridikopolymeeri, vinyy-lialkoholi/vinyyliasetaatti/vinyylikloridi/diakryyliami-dikopolymeeri, vinyylialkoholi/vinyylibutyraalikopolymee- * i « ! . ri tai vinyylialkoholi/vinyyliasetaatti/vinyylipyrroli- *..* donikopolymeeri ja jossa vinyylialkoholiyksiköitä on läs- • · *···* nä määränä 20-99 mooli-%, ·«» ' • ♦ · • · « c) termoplastista polymeeriä, josta muodostuu sulate läm- • · :.V Potilassa 95-240 °C (mieluiten 95-190 °C) ja joka on (i) polyetyleeni, polypropyleeni, polyisobutyleeni, po- . )·, lystyreeni, polyakrylonitriili, poly (vinyylikarbatsoli) • · · polyakrylaatti, polymetakrylaatti, poly(vinyylikloridi), » « " poly(vinyyliasetaatti), polyamidi, termoplastinen polyes- ’·"· teri, termoplastinen polyuretaani, polykarbonaatti, po- « « ♦ ♦ « • · · 102478 ly (alkyleenitereftalaatta.), olennaisesti veteen liukenematon tai kiteytyvä poly(alkyleenioksidi) tai sen kopoly-meeri, tai (ii) eteenivinyyliasetaattikopolymeeri, eteeni/vinyyli-alkoholikopolymeeri, eteeni/akryylihappokopolymeeri, eteeni/etyyliakrylaattikopolymeeri, eteeni/metakrylaat-tikopolymeeri, ABS-kopolymeeri, styreeni/akrylonitriili-kopolymeeri, eteeni/maleiinihappoanhydridikopolymeeri tai näiden seos, ja d) mahdollisesti yhtä tai useampaa täyteainetta, voiteluainetta, muotin irrotusainetta, pehmitintä, vaahdo-tusainetta, stabilointiainetta, virtausominaisuuksia parantavaa ainetta, väriainetta, pigmenttiä ja näiden seoksia, ja jossa komponenttia b) on läsnä määränä 1-50 paino-% kokonaiskoostumuksen painosta laskettuna ja jossa komponenttien b) ja c) summa muodostaa 10-80 paino-% kokona iskoostumuksen painosta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että komponentin b) polymeeri on poly(vinyylialko-]·: holikovinyyliasetaatti) tai eteeni/vinyylialkoholi/vinyy- liasetaattikopolymeeri, joka sisältää 30-99 mooli-% hyd-roksyyliä sisältäviä yksiköitä. • m • · • · · • ·· • · · '·1 1 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen koostumus, tun nettu siitä, että komponenttia b) on läsnä määränä 1-30 • · *.·.· paino-% laskettuna kokonaiskoostumuksen painosta. ··· • · · • 1 1 # [.# 4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen koostumus, • · e I” tunnettu siitä, että komponenttien b) ja c) summa muodos- taa 10-50 paino-% kokonaiskoostumuksen painosta. * t t · · • « · 102478

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että komponentin c) polymeeri imee vettä alle 10 % per 100 grammaa polymeeriä huoneenlämpötilassa.

6. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että komponentin c) polymeeri imee vettä alle 5 % per 100 grammaa polymeeriä huoneenlämpötilassa.

7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että vesipitoisuus on 5-30 paino-% laskettuna tärkkelys/vesikomponentin painosta.

8. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että vesipitoisuus on 10-22 paino-% laskettuna tärkkelys/vesikomponentin painosta.

9. Jonkin patenttivaatimuksista 1-8 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että se on sulatteen muodossa.

10. Jonkin patenttivaatimuksista 1-9 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että se on jähmettyneessä muodossa.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen koostumus, tunnettu siitä, että se on hiukkasten, rakeiden tai pellettien « « muodossa. 4 *

4 I . 4 < • e *···* 12. Jonkin patenttivaatimuksista 1-10 mukainen koostumus, *·* * tunnettu siitä, että se on muotoillun esineen muodossa, jossa muotoiltu esine on tölkki, pullo, putki, sauva, pakkausmateriaali, levy, vaahto, kalvo, säkki, pussi tai farmaseuttinen kapseli. e • ♦ e • ♦ ♦ *** 13. Patenttivaatimuksen 11 mukainen koostumus, tunnettu • « *··.·* siitä, että se sulatetaan ja käsitellään edelleen muo- :··: toillun esineen muodostamiseksi, jossa muotoiltu esine on tölkki, pullo, putki, sauva, pakkausmateriaali, levy, vaahto, kalvo, säkki, pussi tai farmaseuttinen kapseli. 102478

14. Patenttivaatimusten 12 ja 13 mukaiset muotoillut esineet, tunnetut siitä, että ne muotoillaan seuraavien menetelmien avulla: vaahdotus, kalvonmuodostus, puris-tusmuovaus, ruiskupuristus, puhallusmuovaus, suulakepu-ristus, rinnakkaissuulakepuristus, tyhjömuovaus, lämpö-muovaus tai näiden yhdistelmät.

15. Termoplastinen destrukturoitua tärkkelystä sisältävä tuote, tunnettu siitä, että se on muodostettu menetelmällä, jossa 1. valmistetaan seos, joka koostuu - tärkkelyksestä, joka koostuu pääasiassa amyloosista ja/tai amylopektiinistä ja jonka vesipitoisuus on 5-40 paino-%, - ainakin yhdestä polymeeristä, joka on määritelty patenttivaatimuksessa 1 komponenttina b), - termoplastisesta polymeeristä, joka on määritelty patenttivaatimuksessa 1 komponenttina c), ja jossa komponenttia b) on läsnä määränä 1-50 paino-% laskettuna kokonaiskoostumuksen painosta ja jossa komponenttien b) ja c) summa muodostaa 10-80 paino-% koko-naiskoostumuksen painosta, 2. kuumennetaan mainittua seosta ruiskupuristuslaitteen ruuvisylinterissä tai suulakepuristimessa 120-240 °C:n • · (mieluiten 120-190 eC:n) lämpötilassa ja enintään 150 x * 105 N/m2:n paineessa sulatteen muodostamiseksi, ja kuu mennetaan sulatetta riittävän kauan, jotta tärkkelys • · ·,·’/ destrukturoituu ja sulate homogenoituu, • Λ · • « « • · ♦ 3. muovataan sulate esineeksi, ja • · · 9 9 i · · ··· • · 'l*' 4) annetaan muovaillun esineen jäähtyä jähmettyneeksi % dimensionaalisesti stabiiliksi esineeksi. • « 102478

16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen tuote, tunnettu siitä, että kuumennuslämpötila vaiheessa 2) on 130-190 °C.

17. Patenttivaatimuksen 15 mukainen tuote, tunnettu siitä, että se on hiukkasten, rakeiden tai pellettien muodossa .

18. Patenttivaatimuksen 15 mukainen tuote, tunnettu siitä, että se on muotoillun esineen muodossa, jossa muotoiltu esine on tölkki, pullo, putki, sauva, pakkausmateriaali, levy, vaahto, kalvo, säkki, pussi tai farmaseuttinen kapseli.

19. Patenttivaatimuksen 17 mukainen tuote, tunnettu siitä, että se sulatetaan ja käsitellään edelleen muotoillun esineen muodostamiseksi, jossa muotoiltu esine on tölkki, pullo, putki, sauva, pakkausmateriaali, levy, vaahto, kalvo, säkki, pussi tai farmaseuttinen kapseli.