HU227105B1 - Biodegradable polymer and process for producing them - Google Patents

Biodegradable polymer and process for producing them Download PDF

Info

Publication number
HU227105B1
HU227105B1 HU0104699A HUP0104699A HU227105B1 HU 227105 B1 HU227105 B1 HU 227105B1 HU 0104699 A HU0104699 A HU 0104699A HU P0104699 A HUP0104699 A HU P0104699A HU 227105 B1 HU227105 B1 HU 227105B1
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
starch
composition
weight
water
mixture
Prior art date
Application number
HU0104699A
Other languages
English (en)
Inventor
Long Yu
Gregor Bruce Yeo Christie
Stephen Coombs
Original Assignee
Plantic Technologies Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from AUPP7702A external-priority patent/AUPP770298A0/en
Priority claimed from AUPP7696A external-priority patent/AUPP769698A0/en
Priority claimed from AUPP7697A external-priority patent/AUPP769798A0/en
Priority claimed from AUPQ1847A external-priority patent/AUPQ184799A0/en
Application filed by Plantic Technologies Ltd filed Critical Plantic Technologies Ltd
Publication of HUP0104699A2 publication Critical patent/HUP0104699A2/hu
Publication of HUP0104699A3 publication Critical patent/HUP0104699A3/hu
Publication of HU227105B1 publication Critical patent/HU227105B1/hu

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
    • C08L3/14Amylose derivatives; Amylopectin derivatives
    • C08L3/18Ethers
    • 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
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/0008Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/0016Plasticisers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/05Alcohols; Metal alcoholates
    • C08K5/053Polyhydroxylic alcohols
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/09Carboxylic acids; Metal salts thereof; Anhydrides thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L29/00Compositions 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 alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical; Compositions of hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L29/02Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
    • C08L29/04Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
    • 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
    • C08L3/04Starch derivatives, e.g. crosslinked derivatives
    • C08L3/06Esters
    • 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
    • C08L3/04Starch derivatives, e.g. crosslinked derivatives
    • C08L3/08Ethers
    • 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
    • C08L2203/00Applications
    • C08L2203/16Applications used for films
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/02Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2666/00Composition of polymers characterized by a further compound in the blend, being organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials, non-macromolecular organic substances, inorganic substances or characterized by their function in the composition
    • C08L2666/02Organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02W90/10Bio-packaging, e.g. packing containers made from renewable resources or bio-plastics

Description

A találmány tökéletesített biológiailag lebontható polimertermékekre, különösen keményítőbázisú polimerekre vonatkozik.
A kereslet egyre növekszik olyan csomagolásban használt műanyag termékek iránt, amelyek biológiailag lebonthatók. Egy jó példa erre a kekszek és a csokoládék csomagolásai. Korábban biológiailag lebontható polimer alternatívájaként keményítőfilmeket javasoltak. Az US A 3949145 számú szabadalmi leírás egy keményítő/polivinil-alkohol/glicerin kompozíciót javasolt biológiailag lebontható mezőgazdasági fólia alapanyagaként.
Nehézségek jelentkeztek azonban keményítőalapú polimerek előállítása során, különösen az ömledékextrúziós eljárásban. A keményítő molekuláris szerkezetét negatívan befolyásolja a nyírófeszültség és a keményítő plasztifikálásához és az extruderszerszámon keresztülpréseléséhez szükséges hőmérsékleti körülmények. A legtöbb termék esetében a habosodást el kell kerülni, és ez általában figyelmet igényel, tekintettel a keményítő víztartalmára. A habosodást korábban a polimerömledéknek az extruderszerszámból való kilépés előtt végzett kigázosításával kerülték el, amit az USA 5314754 és 5316578 számú szabadalmak is javasolnak. Az utóbbi szabadalmi leírások szerint ezenkívül a keményítőhöz víz hozzáadását is el kell kerülni. Az USA 5569692 számú szabadalmi leírásban leírják, hogy amennyiben a keményítőt nem szárítják, és a víz hozzáadását is elkerülik, a keményítőt 120-170 °C-on fel lehet dolgozni, mivel a keményítőhöz kötött víz nem képez nagy gőznyomást.
A keményítő ömledék állapotú feldolgozhatóságának növelésének másik megközelítése szerint egy olyan adalékot kell használni (lásd például az USA 5362777 számú szabadalmat), ami csökkenti a keményítő olvadáspontját. Az adalékot a dimetilszulfoxid, bizonyos poliolok és aminovegyületek vagy amidvegyületek közül választják ki.
Speciális alkalmazásokban felhasználható keményítőpolimerek előállításának érdekében ezeket egész sor egyéb polimerrel keverték össze. Az USA 5322866 számú szabadalmi leírás biológiailag lebontható fúvott filmeket tárgyal, amelynek alapanyaga nyers keményítő, polivinil-alkohol, talkum, glicerin és víz keveréke. Az USA 5449708 számú szabadalmi leírás keményítőből, etilén-akrilsavból és egy sztearinsavsóból, valamint egy glicerinalapú csúsztatóból készült kompozíciókat ismertet. Az USA 5374304 számú szabadalmi leírás hajlékony és tiszta, transzparens lemezeket ismertet. Ezek nagy amilóztartalmú keményítőből és glicerin lágyítóból állnak. Szintén javasolták a keményítő alkalmazását nagy amilóztartalommal együtt vagy módosított keményítő alkalmazásával együtt. Az USA 5314754 és 5316578 számú szabadalmi leírások mindegyike javasolja módosított keményítők használatát, beleértve a hidroxi-propil-szubsztituált keményítőket is. A hidroxipropilezés a leírások szerint a polimerekben növeli a szakadási nyúlást, a repedési szilárdságot és a visszaalakulási képességet. Habár felismerték ezen speciális és módosított keményítők hatékonyságát, az ebből készített termékek magas költsége meggátolja a kereskedelmileg sikeres fogadtatást.
Ezért a találmány tárgya olyan biológiailag lebontható polimer, amelyet különösebb nehézség nélkül lehet lemezekké és formázott termékekké feldolgozni és termoformázni és amely elfogadható tulajdonságokkal rendelkezik a cél felhasználási területeken.
A következőkben röviden ismertetjük a találmány lényegét.
A találmány tárgya egyrészt eljárás keményítő polimer termékek előállítására oly módon, hogy
a) keményítőből, módosított keményítőből, egy vízoldható polimerből vagy kopolimerből, amely vinil-alkohol-egységeket tartalmaz, legfeljebb 20% hozzáadott vízből és/vagy egy poliollágyítóból és 0,4-1,5 tömeg% 12-22 szénatomos zsírsavból vagy ennek sójából egy keveréket képzünk, és
b) a keveréket feldolgozzuk és 130-160 °C hőmérséklet-tartományban egy olvadékot képzünk,
c) a hőmérsékletet csökkentjük, és ezután a keveréket tovább feldolgozzuk, majd extrudáljuk, vagy 85-105 °C hőmérsékleten a víz eltávolításának szükségessége nélkül egy formában fröccsöntjük.
A találmány szerinti eljárás lehetővé teszi keményítőbázisú keverékek habosodás nélküli extrúzióját. Ez esetben nincs szükség az extruder szellőztetésére, hogy eltávol ítsuk a vizet a keveréknek az extruderszerszámból történő kilépése előtt. Az eljárás felhasználásával mind merev lemezeket, mind hajlékony keményítőalapú filmeket elő lehet állítani. A keverék habosítás! hőmérséklete magasabb, mint az a hőmérséklet, amelyen az ömledéket a legkönnyebben plasztifikálhatjuk és extrudálhatjuk.
Másrészt a találmány tárgya biológiailag lebontható polimer, amely
a) 8-80 tömeg% mennyiségben 2-6 szénatomos hidroxi-alkil-csoport beépítésével módosított, vagy egy dikarbonsavanhidridjének reakciójával módosított keményítőt;
b) 0-87,9% mennyiségben keményítőt,
c) 4-11 tömeg% mennyiségben vízoldható polimert, amely polivinil-acetát, polivinil-alkohol és etilén/vinil-alkohol kopolimerek közül van kiválasztva, melynek olvadáspontja kompatibilis a keményítőkomponensek olvadt állapotával;
d) 0-20 tömeg% mennyiségben poliollágyítót;
e) 0,1-1,5 tömeg% mennyiségben 12-22 szénatomos zsírsavat vagy ennek sóját, és
f) 0-12 tömeg% mennyiségben hozzáadott vizet tartalmaz.
A fent megadott kompozíciókba beletartoznak a filmképzésre vagy merev termékek - például csomagolótálcák - termoformázására alkalmas készítmények is. A találmány szerinti kompozíciókat könnyebben dolgozhatjuk fel, hiszen ezek habosítás nélkül extrudálhatók film vagy lemez formájúra. Az extrudált lemezt formázott tálcákká vagy konténerekké alakíthatjuk termoformázással, melyeket biológiailag lebontható csomagolásokban használnak fel. Ezeknek a készítményeknek az esetében nincs szükség az extruder szellőzteté2
HU 227 105 Β1 sére, hogy eltávolítsuk a keverékből az extruderszerszámból kilépés előtt a vizet.
A módosított keményítő mennyiségének felső határát annak ára szabja meg. Ez a komponens a kapott anyag szerkezetét előnyösen befolyásolja. Egy előnyös komponens a hidroxi-propilezett amilóz. Egy egyéb szubsztituens lehet a hidroxi-etil-csoport vagy hidroxibutil-csoport a hidroxi-éter-helyettesítők képzéséhez vagy az anhidridek, mint például maleinsav-, ftálsavvagy oktenil-borostyánkősavanhidrid, melyeket észterszármazékok előállításához használhatunk. A helyettesítési fok (a hidroxilcsoportok átlagos száma egy helyettesített egységben) előnyösen 0,05-2. Az előnyös keményítő a nagy amilóztartalmú kukoricakeményítő. Egy előnyös komponens a hidroxi-propilezett nagy amilóztartalmú keményítő, melyet A939 néven Goodman Fielder forgalmaz. A költség paraméterek betartásához keksztálcák esetében az előnyös koncentrációtartomány 12-24%.
A további keményítőkomponens bármilyen kereskedelmileg hozzáférhető keményítő lehet. Ez búzából, kukoricából, krumpliból, rizsből, zabból, nyílgyökérből és borsófélékből származhat.
A víztartalom általában körülbelül 10-15%. Egy előnyös koncentrációtartomány a keményítő számára 50-70,6%.
A c) polimerkomponens a kompozícióban előnyösen a keményítővel kompatibilis, vízoldható, biológiailag lebontható és a keményítő feldolgozási hőmérsékletével kompatibilis alacsony olvadáspontú anyag. A polivinil-alkohol az előnyös polimer, de etilén-vinil-alkohol-, etilénvinil-acetát-polimerek vagy ezek polivinil-alkohollal képezett keverékek is használhatók. Lemezanyagok esetében az előnyös koncentrációtartomány 7-9%.
Az előnyös lágyító glicerin, habár etilénglikol, dietilénglikol, valamint szorbitol is alkalmas. A megfelelő lágyító kiválasztásában a költség és az élelmiszerrel való kontaktus fontos szempont. Alacsony nedvességtartalmú környezetekben, mint amilyen például a kekszek csomagolása, úgy találták, hogy alacsonyabb lágyítótartalom növeli a keménységet és az anyag hosszú idejű visszaalakulási képességét. Ennek oka részben a keményítő éterkomponens tulajdonsága és az a tény, hogy az alacsony nedvességtartalomnál a lágyító, például a glicerin hajlamos vizet elvonni a keményítőpolimerből, és ezáltal törékenyebbé teszi. A készítményt lágyító nélkül is fel lehet dolgozni, a kapott merev polimer hajlékony és jó ütésállósággal rendelkezik alacsony nedvességtartalomnál. Amennyiben a lágyítótartalom alacsony, további vizet adunk a feldolgozhatóság javításához. Igya lágyítótartalom előnyösen 0-12%, és a víztartalom 12-0%. Filmek feldolgozásához a lágyítótartalom előnyösen nagyobb, mint merev lemeztermékek esetében. A lágyító nagyobb koncentrációja növeli a hajlékonyságot, és hajlékony csomagolófilmek vagy takarófóliák esetében az előnyös lágyítótartalom 10-16%.
A zsírsav- vagy zsírsavsókomponens előnyösen 0,6-1% mennyiségben van jelen. Az előnyös komponens a sztearinsav. Felhasználható továbbá a sztearinsav nátrium- és káliumsója is. Ennek a komponensnek a kiválasztása esetében ismét csak a költség a döntő tényező, de ilyen komponensként laurinsav, mirisztinsav, palmitinsav, linolsav és behénsav is alkalmas. Úgy találtuk, hogy a savak hajlamosak felhalmozódni az extrudált készítmény felületének közelében.
A továbbiakban a találmányt részleteiben ismertetjük.
A feldolgozási körülmények az összetételtől és az előállított termék kívánt tulajdonságaitól függnek. Az anyagokat 140 °C fölé kell hevíteni az extruderben, hogy a keményítőt teljes mértékben zselatinizáljuk. A szerszám hőmérsékletnek 110 °C alatt kell lennie a habosodás elkerüléséhez.
A találmány szerinti eljárás előnyös megvalósításában a keményítőt, módosított keményítőt, vinil-alkohol polimercsúsztatót és a zsírsavkomponenseket egy szabadon folyó porrá keverjük össze. Ezt az előzetes összekeverést bármilyen hagyományos mixerben elvégezhetjük. A port ezután egy csigás extruderbe vezetjük, és megemelt hőmérsékletnek tesszük ki, ami a csiga nyírásából és az extruderház külső melegítéséből adódik össze. A hőmérsékletet legfeljebb 130-160 °C-ra növeljük. Bármelyik folyékony komponenst - beleértve a hozzáadott vizet is - a kezdeti fázis alatt adjuk be. Az így képződött ömledéket ezután a szerszám felé továbbítjuk, ahol az előrehaladás közben a hőmérséklet 85-105 °C-ra csökken.
Merev termékek extruziójának jellemző paraméterei a következők:
Hőmérsékletprofil (°C): 60, 70, 90, 110,130, 145,
130, 120, 110.
Csigasebesség: 120ford/min.
Szerszámnyomás: 9652 kPa.
Hajlékony filmet úgy állíthatunk elő, hogy egyszerűen egy lemezt extrudálunk, és ezután a lehúzóhenger sebességének megnövelésével érjük el a hajlékony film előállításához szükséges csökkentett vastagságot. Általában szükség van a film szerszám és a hengerek közötti hűtésére, biztosítandó, hogy a film ne tapadjon a hengerhez. A film lehűtéséhez használt száraz levegő is elősegíti a film felületéről a felesleges nedvesség eltávolítását. Amennyiben a filmet fóliafúvással állítjuk elő, száraz levegőt használunk a film felfúvásához a szerszámból való kilépés után. Talkumot is eloszlathatunk a levegőáramban, hogy csökkentsük a film tapadását.
1-14. példák
Egy lemez extrudálásával és ezt követő termoformázásával egy forró présben kekszestálcákat állítunk elő. Az eljáráshoz egy kétcsigás extrudert használunk, ahol a csiga fordulatszáma 130 fordulat/perc. A csigaház hőmérsékletprofilja a következő: (°C) 95 (szerszám), 95 (adapter), 95, 95, 95, 95,100,130,140,150, 140, 110, 90, 60. Az eljárással elkerüljük a szerszámban a habosodást, és nem szükséges a csigaház szellőztetése a nedvesség eltávolításának érdekében.
A készítményeket és a tálcák teljesítményének adatait az 1. táblázatban adjuk meg.
Részletesebb teszteket a 9-14. példák szerinti lemezeken végeztünk, és az eredményeket a 2., 3. és 4.
táblázatban adjuk meg.
HU 227 105 Β1
1. táblázat
Példa száma A939 (hidroxi-propilezett amilóz) Búzakemé- nyítő PVOH Glicerin Sztearinsav Megjegyzések
1. 37,46 37,46 8,1 14,29 0,84 4,02% talkumtartalom, nem habos, egészen hajlékony, nagyon erős
2. 33,51 33,51 7,46 21,05 0,75 3,72% CaCOg-tartalom, nem habos, hajlékony, gyenge
3. 34,42 34,42 7,66 18,92 0,77 3,81% CaCO3-tartalom, enyhén habos, hajlékony, erős
4. 35,38 35,38 7,88 16,67 0,79 3,92% CaCOj-tartalom, enyhén habos, hajlékony, erős
5. 38,41 38,41 8,08 14,29 0,78 nem habos, hajlékony, erős
6. 38,41 38,41 8,08 14,29 0,81 nem habos, hajlékony, erős
7. 39,71 39,71 8,03 11,76 0,79 nem habos, hajlékony, nagyon erős
8. 38,03 38,03 7,69 11,27 0,76 4,23% vizet tartalmaz, nem habos, hajlékony, eléggé erős
9. 81 0 80 10,2 0,8 -
10. 65 16 8 10,2 0,8 -
11. 57 24 8 10,2 0,8 -
12. 24 57 8 10,2 0,8 -
13. 16 65 8 10,2 0,8 -
14. 0 81 8 10,2 0,8 -
2. táblázat
Young-modulusz értékek 35
4. táblázat
Hosszváltozás (%) a törésponton
Példa Kezdeti 24 óra 1 hét
9. 942,591 335,992 395,783
10. 743,174 611,025 459,516
11. 729,490 578,648 567,977
12. 905,406 609,926 600,324
13. 1079,915 519,888 688,400
14. 1155,357 797,400 749,335
3. táblázat
0,2% nyúlásnál mért feszültség (offset)
C Kezdeti 24 óra 1 hét
9. 9,522 2,189 3,413
10. 6,016 4,144 3,078
11. 7,313 3,823 4,102
12. 7,929 3,814 5,695
13. 12,624 5,178 6,263
14. 14,175 6,884 6,565
C Kezdeti 24 óra 1 hét
9. 56,969 82,532 78,304
10. 49,845 43,613 41,588
11. 56,550 56,166 37,591
12. 19,188 47,033 21,798
13. 17,699 40,952 21,165
14. 8,552 27,661 16,145
A fenti tesztek és példák alapján a költségeket is figyelembe véve az alkalmas, kekszestálca előállítására megfelelő összetétel a következő:
A939 (hidroxi-propilezett amilóz) Búzake- ményítő PVOH Glicerin Sztearin- sav
15 65,2 8 11 0,8
A tálcák biológiailag lebonthatók, szilárdságuk és hajlékonyságuk pedig a jelenleg használt nem biológiailag lebontható anyagokból készült tálcákkal összemérhető. Az előállítási költség szintén összemérhető.
HU 227 105 Β1
15-22. példák
A sztearinsavtartalom befolyását az összetételre az alábbi receptúra alkalmazásával vizsgáltuk:
Búzakeményítő 36%
Módosított amilóz A939 36% 5
Polivinil-alkohol 8%
Glicerin 10%
Víz 10%
A keveréket 1,5 betáplálási sebességnél, 100 fordulat/min csigafordulatnál és az alábbi hőmérsékletprofilnál állítottuk elő: 70, 90, 100, 130, 140, 140, 130, 115,110, 110, 110 (szerszám).
Példa száma Sztearinsavtartalom (%) Forgatónyomaték (%) Tömeg (g/min) Lemez minősége (megfigyelés alapján)
15. 0,0 57 101 durva felület
16. 0,4 51 100 jó minőségű felület
17. 0,8 44 106 jó minőségű felület
18. 1,2 39 114 jó minőségű felület
19. 2 38 106 felület néhány lyukkal
20. 3 38 106 felület lyukakkal
21. 4 35 101 felület sok lyukkal
22. 5 34 102 felület sok lyukkal
Az eredmények azt mutatják, hogy a nyomaték csökken a sztearinsavtartalom növekedésével. A kihozatali csúcs 1,2% sztearinsavtartalomnál van. A sztearinsav előnyös mennyisége 0,4-1,5%.
23-26. példák
A következő négy készítményt szintén alkalmasnak találtuk csomagolótálcák előállítására élelmiszerekhez, például csokoládékhoz és kekszekhez.
Anyagok 23. példa 24. példa 25. példa 26. példa
A939 39,5 39,5 79 79
Búzakeményítő 39,5 39,5 0 0
PVOH 8 8 8 8
Sztearinsav 1 1 1 1
Glicerin 6 3 6 3
Víz 8 10 8 10
27. példa
Az. 5. táblázatban bemutatott készítményeket abból a célból állítottuk elő, hogy megállapítsuk a teljesítményüket alacsony és magas páratartalom esetén, és megállapítsuk a lágyító teljesítményét ezen körülmények között.
5. táblázat
Anya- gok A939 (%) PVOH (%) Sztea- rinsav (%) Víz (%) Glicerin (%)
A 79,5 7,95 0,8 0 11,75
B 78,31 7,84 0,8 4,35 8,7
C 78,31 7,84 0,8 7,25 5,8
D 78,31 7,84 0,8 10,15 2,9
E 79,5 7,95 0,8 11,75 0
A 6. táblázat a szilárdsági jellemzőket 65% relatív páratartalomnál, a 7. táblázat 15% relatív páratartalomnál mutatja a fenti készítmények esetében.
6. táblázat
65% relatív páratartalom
Készítmény Modulusz (MPa) Húzószilárdság (MPa) Nyúlás (%)
A 547 3,2 118
B 774 7,1 78
C 1080 14 65
D 1556 18 40
E 1832 27 28
7. táblázat
15% relatív páratartalom
Készítmény Modulusz (Mpa) Húzószilárdság (MPa) Nyúlás (%)
A 1750 27 20
B 1916 33 26
C 2035 33 23
D 2447 38 24
E 2696 41 23
A 6. és 7. táblázat eredmények azt mutatják, hogy magas vagy közepes relatív páratartalom esetén a glicerin növeli a szilárdságot, amit a nyúlás növekedése mutat. Alacsony relatív nedvességtartalomnál a glicerin vizet von el a keményítőből a polimerben, és ez csökkenti a szívósságot.
28. példa
A 27. példa E) összetétele alapján két készítményt állítunk elő, azzal a különbséggel, hogy a második esetében az A939-et 50%-ban búzakeményítővel helyette5
HU 227 105 Β1 sítjük. Mindkét formulációt extrudálással dolgozzuk fel lemezzé, majd kekszestálcává termoformázzuk. A tálcákat egy termékpróbának vetjük alá, melynek során kekszeket helyezünk a tálcára, azt becsomagoljuk és 3 hónapon át tároljuk. A tálcák teljesítménye és megjelenése elfogadható, és ugyanolyan jó, mint a hagyományos, nem biológiailag lebontható tálcák esetében. A két készítményből előállított tálcák jelentős előnye, hogy az ártalmatlanítás sokkal egyszerűbb. A vevők számára a hagyományos tálcák nehezen összenyomhatok, és így ezeknek a térfogata nem csökkenthető jelentősen, de a találmány szerinti kompozícióból előállított tálcák csap alatt kézzel kisméretű eldobható pelletekké préselhetők.
A fenti leírásból és a példákból világos, hogy a jelen találmány tárgya olyan biológiailag lebontható keményítőpolimer, mely árban és tulajdonságaiban felveszi a versenyt a hagyományos, biológiailag nem lebontható polimerekkel. Termékek, mint például a kekszek és csokoládék becsomagolása merev termoformázott tálcákban ugyanolyan mutatós és attraktív lehet, ezenkívül ezek még környezetbarát anyagok is. Olyan termékek, mint például kenyér, hasonló csomagolása hajlékony csomagolófilmekbe szintén attraktív, és ezenkívül biológiailag lebontható.

Claims (9)

  1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK
    1. Biológiailag lebontható polimerkompozíció, amely tartalmaz
    a) 8-80 tömeg%, 2-6 szénatomos hidroxi-alkilcsoport beépítésével módosított, vagy egy dikarbonsav anhidridjének reakciójával módosított keményítőt;
    b) 4-11 tömeg% vízoldható polimert, amely polivinilacetát és polivinil-alkohol közül van kiválasztva;
    c) a kompozíció össztömegére vonatkoztatva legfeljebb 12 tömeg% hozzáadott vizet;
    d) 0-12 tömeg% poliollágyítót;
    e) 0,1-1,5 tömeg% 12-22 szénatomos zsírsavat vagy 5 sóját; és
    f) a fennmaradó részben természetes keményítőt.
  2. 2. Az 1. igénypont szerinti kompozíció, amelyben az e) komponens sztearinsav.
  3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti kompozíció, 10 amelyben a b) komponens polivinil-alkohol.
  4. 4. Az 1. igénypont szerinti kompozíció, amelyben a poliollágyító glicerin.
  5. 5. Az 1. igénypont szerinti kompozíció, amelyben a poliollágyító-tartalom nulla és a hozzáadott víz mennyi15 sége 10-12%.
  6. 6. Eljárás az 1. igénypont szerinti biológiailag lebontható polimerkompozíció előállítására, azzal jellemezve, hogy
    a) keményítőből, módosított keményítőből, egy polivi20 nil-alkohol és polivinil-acetát közül megválasztott vízoldható polimerből, legfeljebb 20% hozzáadott vízből, egy poliollágyítóból és 0,4-1,5 tömeg% 12-22 szénatomos zsírsavból vagy ennek sójából egy keveréket képzünk, és
    25 b) a keveréket feldolgozzuk és egy olvadékot képzünk 130-160 °C hőmérséklet-tartományban,
    c) a hőmérsékletet csökkentjük, és ezután a keveréket továbbfeldolgozzuk, majd extrudáljuk, vagy egy szerszámba injektáljuk 85-105 °C hőmérsékleten a
    30 víz eltávolításának szükségessége nélkül.
  7. 7. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a kompozíciót lemezzé extrudáljuk és ezt követően csomagolótálcává hőformázzuk.
  8. 8. Csomagolótálca az 1. igénypont szerinti összeté35 tellek
  9. 9. Csomagolófilm az 1. igénypont szerinti összetétellel.
HU0104699A 1998-12-14 1999-12-13 Biodegradable polymer and process for producing them HU227105B1 (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AUPP7702A AUPP770298A0 (en) 1998-12-14 1998-12-14 Starch thermoforming process
AUPP7696A AUPP769698A0 (en) 1998-12-14 1998-12-14 Biodegradable film
AUPP7697A AUPP769798A0 (en) 1998-12-14 1998-12-14 Biodegradable thermoformable products
AUPQ1847A AUPQ184799A0 (en) 1999-07-27 1999-07-27 Biodegradable thermoformable products
PCT/AU1999/001101 WO2000036006A1 (en) 1998-12-14 1999-12-13 Biodegradable polymer

Publications (3)

Publication Number Publication Date
HUP0104699A2 HUP0104699A2 (hu) 2002-03-28
HUP0104699A3 HUP0104699A3 (en) 2003-08-28
HU227105B1 true HU227105B1 (en) 2010-07-28

Family

ID=27424480

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU0104699A HU227105B1 (en) 1998-12-14 1999-12-13 Biodegradable polymer and process for producing them

Country Status (17)

Country Link
EP (1) EP1153078B1 (hu)
JP (1) JP4782284B2 (hu)
KR (1) KR100635695B1 (hu)
CN (1) CN1218991C (hu)
AT (1) ATE302817T1 (hu)
AU (1) AU753328B2 (hu)
CA (1) CA2354002C (hu)
CZ (1) CZ302008B6 (hu)
DE (1) DE69926917T2 (hu)
ES (1) ES2247855T3 (hu)
HU (1) HU227105B1 (hu)
ID (1) ID28986A (hu)
IL (2) IL143566A0 (hu)
NZ (1) NZ512241A (hu)
PL (1) PL206265B1 (hu)
SK (1) SK286947B6 (hu)
WO (1) WO2000036006A1 (hu)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030020565A (ko) * 2001-09-01 2003-03-10 드림라이프테크(주) 생분해성 플라스틱 조성물, 그를 사용한 플라스틱 용기 및그의 제조방법
AU2003903116A0 (en) * 2003-06-20 2003-07-03 Plantic Technologies Ltd Easy open package
FR2862654B1 (fr) * 2003-11-20 2006-02-10 Roquette Freres Composition amylacee filmogene
CN1938389A (zh) * 2004-03-31 2007-03-28 巴斯福植物科学有限公司 羟丙基化高直链淀粉含量马铃薯淀粉实现高抗油脂数的用途
EP1624017A1 (en) * 2004-07-12 2006-02-08 The Procter & Gamble Company Packaged composition for the delivery of said composition into an aqueous medium
NZ554681A (en) * 2004-10-05 2010-05-28 Plantic Technologies Ltd Mouldable biodegradable polymer
WO2006042364A1 (en) * 2004-10-18 2006-04-27 Plantic Technologies Ltd Barrier film
CN100497458C (zh) * 2005-02-06 2009-06-10 北京金宝帝生物环保科技有限公司 一种可生物降解的淀粉基高分子组合物、由其制得的薄膜,及其制备方法
CN1293137C (zh) * 2005-03-31 2007-01-03 方墉 可完全生物降解的薄膜及其制备方法
GB2426219B (en) * 2005-05-18 2007-05-23 Robert John Young Amylaceous edible substrate product
CN1935886B (zh) * 2005-09-21 2011-09-28 李小鲁 水溶性可生物降解材料及其制备方法以及注射类成型制品
CN1935881B (zh) * 2005-09-21 2012-05-09 李小鲁 水溶性可生物降解材料及其制备方法以及发泡类制品
CN1935882B (zh) * 2005-09-21 2011-07-27 李小鲁 水溶性可生物降解材料及其制备方法以及片材类成型制品
CN1935883B (zh) * 2005-09-21 2011-06-08 李小鲁 水溶性可生物降解材料及其制备方法以及膜制品
CN1939966B (zh) * 2005-09-30 2010-11-03 李小鲁 疏水性可生物降解材料及其制备方法以及膜制品
CN1939965B (zh) * 2005-09-30 2012-05-09 李小鲁 疏水性可生物降解材料及其制备方法以及片材类成型制品
CN1939967B (zh) * 2005-09-30 2010-09-29 李小鲁 疏水性可生物降解材料及其制备方法以及发泡类制品
CN1939968B (zh) * 2005-09-30 2011-11-09 李小鲁 疏水性可生物降解材料及其制备方法以及注射类成型制品
CN104945683A (zh) * 2006-04-18 2015-09-30 普朗蒂克科技有限公司 聚合物膜
CN101506291B (zh) * 2006-08-04 2013-12-04 普朗蒂克科技有限公司 成型性的生物降解性聚合物
US7740952B2 (en) 2007-01-26 2010-06-22 Plantic Technologies Limited Composition comprising biopolymer
PT103714B (pt) * 2007-04-11 2020-07-28 73100 - Setenta E Três Mil E Cem, Lda. Processo para a obtenção de um polímero à base de galactose
DE102007059299A1 (de) 2007-05-16 2008-11-20 Entex Rust & Mitschke Gmbh Vorrichtung zur Verarbeitung von zu entgasenden Produkten
CN102019705B (zh) * 2009-09-21 2013-07-31 逢甲大学 生物基高分子鞋材的制造方法
MY163937A (en) 2012-03-13 2017-11-15 Texchem Polymers Sdn Bhd Thermoplastic Starch Composition Derives From Agricultural Waste
CZ308118B6 (cs) * 2013-02-20 2020-01-08 Technická univerzita v Liberci Způsob výroby nanovlákenné vrstvy z vodného roztoku polyvinylalkoholu pro tkáňové inženýrství elektrostatickým zvlákňováním pomocí metody bezjehlového či jehlového elektrostatického zvlákňování
EP3259314A4 (en) 2015-02-18 2018-09-26 Solomonides, Evan Gash Biodegradable bioplastic compositions and methods of making and using the same
TW201829600A (zh) * 2016-10-27 2018-08-16 美商摩諾索公司 具有低摩擦係數之水溶性膜
JP2019006900A (ja) 2017-06-26 2019-01-17 プランティック・テクノロジーズ・リミテッド 樹脂組成物およびその製造方法
US11897974B2 (en) * 2019-03-18 2024-02-13 Upm-Kymmene Corporation Method for manufacturing thermoplastic poly(vinyl alcohol) derivative in a melt state reaction and products thereof
JP2021123617A (ja) 2020-02-03 2021-08-30 プランティック・テクノロジーズ・リミテッド 樹脂組成物
KR102271122B1 (ko) * 2020-04-17 2021-07-01 (주)에어핏 가공성, 생산성 및 기계적 물성이 향상된 전분계 생분해성 포장용 완충재 조성물 및 포장용 완충재를 제조하는 방법
WO2023062490A1 (ja) 2021-10-11 2023-04-20 プランティック・テクノロジーズ・リミテッド 樹脂組成物及びその製造方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
YU129090A (sh) * 1989-07-11 1992-12-21 Warner-Lambert Company Preparati polimernih smeša koji sadrže destrukturisani skrob
AU656586B2 (en) * 1991-03-19 1995-02-09 Parke, Davis & Company Biodegradable compositions comprising starch derivatives
DE4117628C3 (de) * 1991-05-29 1999-02-11 Inventa Ag Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Stärkeschmelze sowie nach diesem Verfahren erhältliche Produkte
JPH0539381A (ja) * 1991-08-08 1993-02-19 Mitsui Toatsu Chem Inc 生分解性ポリマー組成物
DE4139468C2 (de) * 1991-11-29 1994-06-16 Inventa Ag Klarsichtteil sowie Verwendung desselben
US5393804A (en) * 1992-11-24 1995-02-28 Parke, Davis & Company Biodegradable compositions comprising starch and alkenol polymers
US5322866A (en) * 1993-01-29 1994-06-21 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method of producing biodegradable starch-based product from unprocessed raw materials
US5449708A (en) * 1993-06-25 1995-09-12 Schiltz; David C. Biodegradable starch-based polymer compositions
JPH0835447A (ja) * 1994-07-26 1996-02-06 Teikei Kikaki Kk 多連気化器の連結機構
EP0704495A3 (en) * 1994-09-28 1997-01-15 Japan Maize Prod Biodegradable compositions
JPH08245836A (ja) * 1995-03-08 1996-09-24 Chisso Corp 易崩壊性組成物
JPH08325447A (ja) * 1995-06-01 1996-12-10 Chisso Corp 易崩壊性組成物
US5665152A (en) * 1995-11-29 1997-09-09 Midwest Grain Products Biodegradable grain protein-based solid articles and forming methods
ATE292003T1 (de) * 1997-01-16 2005-04-15 Standard Starch Llc Elastischer, biologisch abbaubarer verpackungswerkstoff

Also Published As

Publication number Publication date
ES2247855T3 (es) 2006-03-01
DE69926917D1 (de) 2005-09-29
AU753328B2 (en) 2002-10-17
SK7842001A3 (en) 2001-12-03
HUP0104699A2 (hu) 2002-03-28
CN1218991C (zh) 2005-09-14
EP1153078B1 (en) 2005-08-24
ATE302817T1 (de) 2005-09-15
IL143566A0 (en) 2002-04-21
CA2354002A1 (en) 2000-06-22
CN1330683A (zh) 2002-01-09
JP2002532600A (ja) 2002-10-02
PL206265B1 (pl) 2010-07-30
HUP0104699A3 (en) 2003-08-28
KR20010103713A (ko) 2001-11-23
AU2085800A (en) 2000-07-03
PL348243A1 (en) 2002-05-20
EP1153078A1 (en) 2001-11-14
EP1153078A4 (en) 2002-11-27
WO2000036006A1 (en) 2000-06-22
IL143566A (en) 2007-03-08
CZ20011990A3 (cs) 2001-11-14
NZ512241A (en) 2003-04-29
JP4782284B2 (ja) 2011-09-28
CA2354002C (en) 2008-06-17
CZ302008B6 (cs) 2010-09-01
SK286947B6 (sk) 2009-08-06
ID28986A (id) 2001-07-19
DE69926917T2 (de) 2006-06-08
KR100635695B1 (ko) 2006-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
HU227105B1 (en) Biodegradable polymer and process for producing them
US7495044B2 (en) Biodegradable polymer
EP2046885B1 (en) Mouldable biodegradable polymer
EP1799762B1 (en) Mouldable biodegradable polymer
JP2813470B2 (ja) 未変性の澱粉様多糖類を基剤とする生分解性の多成分高分子材料
HU219571B (hu) Keményítőt és hőre lágyuló polimereket tartalmazó, biodegradálható polimerkészítmény és eljárás előállítására
EP1392770A1 (en) Biodegradable polymer
US7384993B2 (en) Biodegradable polymer
EP2094779B1 (en) Biodegradable composition having high mechanical characteristics
WO1992018325A1 (en) Biodegradable packaging material
WO2021220172A1 (ja) 樹脂組成物
WO2009103856A2 (en) Impact resistant biodegradable compositions and methods for the production thereof
AU2002248988A1 (en) Biodegradable polymer

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of definitive patent protection due to non-payment of fees