JP4699542B2 - 高い機械的性質を有する複合化デンプン含有組成物 - Google Patents
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Description
本発明は、低い湿度条件下でさえ、特に高い衝撃強度および引裂強度を保持する生成物に関する。
界面が充分に結合されていない場合に、この現象はマトリックスとの界面にダメージを与える。
これらの条件下で、分散相を構成するデンプン粒子が応力を受けた場合に、変形して応力を吸収できず、硬いままであり、裂けはじめる。
デンプン、熱可塑性ポリマーおよび可塑剤を含んでなる組成物は、広く特許文献に記載されている。
しかしながら、組成物の機械的性質を最大にする可塑剤の濃度は、従来技術において記載も示唆もされていない。
上記の明細書において、非常に高い機械的性質を得るために対応する可塑剤の濃度の可能な臨界範囲の存在の示唆およびこの目的に適した可塑剤の示唆はなされていない。
実施例に使用される可塑剤の量は、常に組成物の10重量%より高い。
この場合においても、効果的に使用される可塑剤の量は、常に組成物の10重量%より高い。
[式中、
A=エンジン出力
B=RPM
C=エネルギー吸収
D=RPM最大値
E=エネルギー吸収最大値
F=流速]
にしたがって決定される。
今まで、上記の臨界値は、使用されたことがなく、従来技術の組成物において提案されてもいなかった。
これらの熱可塑性ポリマーまたはそれらの混合物は、130℃未満、好ましくは110℃未満の融点を有する。
ポリ−ε−カプロラクトンおよび脂肪族−芳香族コポリエステルが好ましい。使用できる他のポリマーは、セルロースおよびデンプンのエステルおよびエーテルである。
ポリマーは、エチレン/ビニルアルコール、エチレン/アクリル酸タイプおよびポリビニルアルコールのポリマーを少量含有する混合物で使用されうる。
b)4.5より高いpK値および5.5〜8のHLB指数を有する12個未満の炭素原子を有するモノ−またはポリカルボン酸と多価アルコールとのエステル;
c)5.5未満のHLB指数を有するC12〜C22脂肪酸と多価アルコールのエステル;
d)ノニオン性水溶性界面活性剤;および
e)ジイソシアネートと反応する末端基を有するポリマーと脂肪族または芳香族ジイソシアネートとの反応生成物
から選択されるイタリア特許出願T096A000890に記載される種類の界面剤も含有できる。
実施例1
Globe 03401-Cerestar天然デンプン* 27
Tone-787 PCL 65
グリセリン 4.5
水 3.5
合計100.0
(*水含量12重量%)
から形成される混合物(重量部)を、直径60mm、L/D=36、RPM=180の2軸OMC押出機に供給した。
温度プロファイルは、次のとおりであった:60/145/175/180×4/155×2℃。
押出機は自由ガス抜きしながら操作した。
供給した比エネルギーは0.4kW・時間/kgであった。
押出材料をペレット化した。水含量は1.3重量%であった。
直径60mmおよびL/D=30のMailleferタイプのスクリューを備えたGhioldi装置を用いて、ペレットを使用してフィルムを製造した。温度プロファイルは次のとおりであった:90/120/140/150×3/147×2℃。
フィルムヘッドは、180mmの直径を有していた。
Globe 03401 コーンスターチ 33.4
Tone-787 PCL 54.3
グリセリン 5.8
水 6.5
合計100.0
から形成される混合物(重量部)を、2軸APV−2030押出機に供給した;L/D=35+5XLT;RPM=170;温度プロファイル:60/100/170×14℃。
押出機は自由ガス抜きしながら操作した。
供給した比エネルギーは0.17kW・時間/kgであった。
押出材料をペレット化した。水含量は1.5重量%であった。
1:3一定テーパースクリューを備えた改良AEMME押出機(直径30mm、L/D=25、RPM=35)を用いて、ペレットを使用して、流延押出によりシートを製造した。押出機は、0.8mmのリップ口を備えた150mm幅の平らなヘッドを有していた。得られたシートは0.6mmの厚さであった。
別のペレットから、実施例1のようにフィルムを製造し、機械的性質を試験するための試料を得た(製造されたままの、および水中で洗浄されたフィルムの試料)。
実施例2で使用したタイプのデンプン33.4重量部、Tone-787 PCL54.3重量部、グリセリン4.8重量部および水7.5重量の組成物を用いて実施例2の試験を繰り返した。得られたフィルムを、機械的性質について試験した(製造されたままの、および水中で洗浄されたフィルム)。
Globe 03401 コーンスターチ 33.4
Tone-787 PCL 54.3
グリセリン 9.7
水 5.5
合計100.0
から形成される混合物(重量部)を、押出機中で混合し、実施例1のようにフィルムにした。
供給した比エネルギーは0.22kW・時間/kgであった。
得られたフィルムを機械的性質について試験した(実施例1のように製造されたままの、および水中で洗浄されたフィルム)。
湿度6%のジャガイモデンプン65部およびグリセリンとソルビトール(ソルビトールは室温で固体である)の重量比1:1の混合物35部を含んでなる組成物を実施例1で使用した2軸APV−2030押出機に供給し、次の温度プロファイルで操作した:60/100/190×14℃。配合は、活発にガス抜きしながら行い、0.5%未満の水含量を有する押出物を得た。
次いで、乾燥したペレット35部とTone-787 PCL 65部をAPV−2030押出機で混合した。押出物質を、ペレットにし、最後に実施例1と全く同じようにして、約30μの厚さのフィルムにした。
グリセリン3.8部および水8.5部を使用することの違いだけで、実施例3の試験を繰り返した。
得られたフィルムを、その機械的性質について試験した(実施例1のように、製造されたままの、および水中で洗浄されたフィルム)。
Globe 03401-Cerestar天然デンプン 26.4
Ecoflex(登録商標) 63.8
グリセリン 5.5
水 4.3
エルクアミド 0.3
合計100.0
から形成される混合物(重量部)を、直径60mm、L/D=36、RPM=180の2軸OMC押出機に供給した。
Ecoflexは、BASFの登録商標であり、ポリブチレンアジペート−コ−テレフタレートコポリマーである。
温度プロファイルは、次のとおりであった:60/140/175/180×4℃。
押出機は自由ガス抜きしながら操作した。
供給した比エネルギーは0.36kW・時間/kgであった。
押出材料をペレット化した。水含量は1.7重量%であった。
直径60mmおよびL/D=30のMailleferタイプのスクリューを備えたGhioldi装置を用いて、ペレットを使用してフィルムを製造した。温度プロファイルは次のとおりであった:120/135/145×5/140℃。
フィルムヘッドは、100mmの直径を有していた。
テストを、エネルギーを検出するための従来の「圧電ロードセル」を有する装置を使用して行い、セルは、30〜40ミクロンの厚さ、30mmの幅および35mmの長さの試験片の端が固定されるターミナルに配置される。
装置を10℃およびRH<5%で作動する耐候試験セル内に配置した。
試料を、試験の前に48時間同じ温度で状態調整した。
Claims (18)
- デンプン、デンプンと非相溶性の熱可塑性ポリマーおよび可塑剤を含んでなる、分散相と連続層とを有する不均質相組成物であって、デンプンが分散相に含まれ、熱可塑性ポリマーが連続相に含まれ、組成物が、30kJ/m2を超える衝撃トラクションエネルギー(10℃、5%未満のRHで30ミクロンの厚さを有する吹込フィルムについて測定される)を有し、デンプン、デンプン非相溶性熱可塑性ポリマー、デンプンおよび該可塑性ポリマーの重量に対して2〜8重量%の量で使用される室温で液体の可塑剤、ならびに状態調節前に押出機の出口で測定される5%未満の量の水を含んでなる溶融物を、0.1〜0.5kW・時間/kgの押出エネルギーを適用して押し出すことによって得られたことを特徴とする不均質相組成物。
- さらに、組成物のX線回折スペクトルにおいて、2θ角20.5°に現われるアモルファスデンプンのピークに対する強度比が2より小さく、0.02より大きいピークが2θ角13〜14°の範囲に存在することを特徴とする請求項1に記載の不均質相組成物。
- デンプン非相溶性熱可塑性ポリマーが、2個もしくはそれ以上の炭素原子を有する脂肪族ヒドロキシ酸、対応するラクトンもしくはラクチド、または2個もしくはそれ以上の炭素原子を有する脂肪族ジカルボン酸、および2個もしくはそれ以上の炭素原子を有するジオールから得られる脂肪族ポリエステル、脂肪族−芳香族コポリエステル、ポリエステル−アミド、ポリエステル−エーテル−アミド、ポリエステル−ウレタン、ポリエステル−ウレアおよびそれらの混合物からなる群から選択される請求項1に記載の組成物。
- ポリエステルが、ポリ−ε−カプロラクトン、ポリエチレン−またはポリブチレンスクシネート、ポリアルキレンアジペート、ジフェノールジグリシジルエーテルポリアジペート、ポリアルキレンアジペート−スクシネート、ポリアルキレンアジペート−ε−カプロラクトン、ポリ−ε−カプロラクトン/ε−カプロラクタム、ポリブチレンアジペート−コ−テレフタレート、ポリアルキレンセバケート、ポリアルキレンアゼレートである請求項3に記載の組成物。
- 可塑剤が、2〜22個の炭素原子を有する多価アルコールである請求項1〜4のいずれかに記載の組成物。
- 可塑剤が、グリセリン、ポリグリセロール、グリセロールエトキシレート、ソルビトールアセテート、ソルビトールジアセテート、ソルビトールモノ−およびジエトキシレートおよびそれらの混合物からなる群から選択される請求項5に記載の組成物。
- 可塑剤がグリセリンである請求項6に記載の組成物。
- a)4.5未満の解離定数pK(ポリカルボン酸の場合第1カルボキシル基のpKに相当する)および8より高い親水性/親油性指数(HLB)を有するモノ−またはポリカルボン酸と多価アルコールとのエステル;
b)4.5未満のpK値および5.5〜8のHLB指数を有する12個未満の炭素原子を有するモノ−またはポリカルボン酸と多価アルコールとのエステル;
c)5.5未満のHLB指数を有するC12〜C22脂肪酸と多価アルコールとのエステル;
d)ノニオン性水溶性界面活性剤;および
e)ジイソシアネートと反応性である末端基を有するポリマーと脂肪族または芳香族ジイソシアネートとの反応生成物
から選択される界面剤を含む請求項1〜7のいずれかに記載の組成物。 - 2次微分FTIRスペクトルにおいて947cm-1にバンドを示す請求項1〜8のいずれかに記載の組成物。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の組成物から得られるフィルム。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の組成物から得られるシート。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の組成物から得られるバッグ。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の組成物から得られるラミネート。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の組成物から得られる発泡シート。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の組成物から得られる発泡材料。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の組成物から得られるショッピングバック。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の組成物から得られるマルチフィルム。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の組成物から得られる包装フィルム。
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