PL212349B1 - Materiał biodegradowalny - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest materiał biodegradowalny, na bazie skrobi, ulegający rozkładowi nie powodując zanieczyszczenia środowiska naturalnego.

W przemyśle opakowaniowym coraz częściej poszukuje się biodegradowalnych materiałów w celu rozwiązania problematyki, nie ulegających rozkładowi odpadów, związanych ze stosowaniem opakowań z tworzyw sztucznych, które wprawdzie wykazują bardzo dobre właściwości użytkowe, ale zwiększają ilości trwałych odpadów w środowisku naturalnym.

Istnieją publikacje oraz rozwiązania, chronione patentami, dotyczące degradowanych biologicznie, nadających się do recyrkulacji materiałów. Znane i stosowane są materiały z polimerów biodegradowalnych, które z jednej strony wykorzystują naturalne zasoby ziemi, a z drugiej bardzo łatwo ulegają degradacji nie powodując zanieczyszczenia środowiska naturalnego, lecz są one wielokrotnie droższe od opakowań tradycyjnych.

Materiały rozkładalne, nadające się do recyrkulacji oparte są na skrobi lub zawierają dekstryny, polisacharydy, proteiny i chityny, pochodzenia roślinnego i formowane są np. wtryskowo, jak to ujawniono w opisach patentowych nr EP 0304401 oraz GB 2208651. Skrobia jako naturalny produkt wytwarzany przez rośliny w wyniku procesu fotosyntezy z dwutlenku węgla i wody, jest łatwo dostępnym i tanim związkiem odnawialnym, który łatwo ulega biodegradacji z wytworzeniem wody i dwutlenku węgla. Ze zgłoszenia PCT nr WO 91/12186, znany jest sposób wytwarzania zdolnych do rozkładu, cienkościennych kształtek na bazie skrobi, w których jako bazę skrobiową stosuje się 27 do 69% wag. skrobi lub mieszaniny skrobi. W polskim opisie patentowym nr PL 171 872 ujawniono biodegradowalny materiał zawierający w mieszaninie 30-85% wagowych tworzywa syntetycznego na osnowie polisacharydu i 15-70% wagowych rodzimej skrobi lub niemodyfikowanej celulozy w charakterze dodatku biodegradowalnego.

Znana z międzynarodowej publikacji WO9950346, biodegradowalna kompozycja do wytwarzania opakowań, zawiera od 45 do 72% wag. skrobi, od 18 do 45% wag. włókien celulozowych, od 0,2 do 10% wag. rozdzielacza tłuszczowego i od 0,05 do 3,0% wag. emulgatora oraz od 2 do 15% wag. wody.

Istotą wynalazku jest materiał biodegradowalny, zawierający jako biopolimer zdolny do biologicznego rozpadu 60-80% wagowych skrobi kukurydzianej, a jako plastyfikator 20-40% trietanoloaminy, korzystnie w mieszaninie z gliceryną albo z sorbitolem.

Korzystnie mieszanina plastyfikatora zawiera od 10 do 20% wagowych trietanoloaminy oraz od 10 do 20% wagowych gliceryny.

Korzystnie również mieszanina plastyfikatora zawiera od 10 do 20% wagowych trietanoloaminy oraz od 10 do 20 % wagowych sorbitolu.

Udział plastyfikatora, zapewnia zniszczenie struktury krystalicznej i umożliwia zamianę skrobi granularnej w materiał termoplastyczny, który można przetwarzać podobnie jak termoplastyczne tworzywa sztuczne lub formować opakowania. Ewentualnie materiał biodegradowalny zawiera napełniacze, barwniki lub inne substancje pomocnicze.

Materiał stanowiący mieszaninę skrobi kukurydzianej z nie stosowanym dotychczas w tym celu plastyfikatorem nadaje się do termoplastycznego formowania na drodze sprasowania, formowania wtryskowego lub wytłaczania, a produkty uzyskane z niego ulegają rozkładowi na drodze biologicznej w ciągu 30 dni.

Materiał biodegradowalny, otrzymuje się przez stapianie skrobi w temperaturze do 180°C z równoczesnym udziałem plastyfikatora, mieszaninę tę granuluje się i kształtuje.

Materiał według wynalazku nadaje się zwłaszcza do wytwarzania opakowań dla różnych materiałów. Ze względu na swój skład, materiał ten jest szczególnie odpowiedni na opakowania dla środków spożywczych, kosmetyków, środków czyszczących i wyrobów chemii gospodarczej. Znajduje również zastosowanie do wytwarzania opakowań dla stałych towarów sypkich. Ponadto wyposażony w odpowiednią powłokę nieprzepuszczalną, może być wykorzystywany do pakowania środków agresywnych. Nieoczekiwanie mieszanina skrobi z plastyfikatorom, w postaci trietanoloaminy, korzystnie w mieszaninie z gliceryną albo z sorbitolem wykazuje doskonałe własności wytrzymałościowe, natomiast zmieszana z innymi znanymi plastyfikatorami ma zmniejszoną wytrzymałość mechaniczną.

Przedmiot wynalazku został przedstawiony w przykładach realizacji.

PL 212 349 B1

P r z y k ł a d I

Materiał biodegradowalny zawiera 80% wag. skrobi kukurydzianej i 20% wag. trietanoloaminy. Materiał o tym składzie ma następujące parametry: wytrzymałość na rozciąganie równą 8 MPa, moduł Younga 200 MPa, a wydłużenie procentowe 30%.

P r z y k ł a d II

Materiał biodegradowalny zawiera 70% wag. skrobi kukurydzianej, 13% wag. gliceryny i 14% wag. trietanoloaminy oraz 3% wag. włókna naturalnego w postaci lnu. Materiał o tym składzie ma następujące parametry: wytrzymałość na rozciąganie równą 5 MPa, moduł Younga 600 MPa, a wydłużenie procentowe 70%.

P r z y k ł a d III

Materiał biodegradowalny zawiera 70% wag. skrobi kukurydzianej, 14% wag. sorbitolu i 11% wag. trietanoloaminy oraz 5% wag. włókna naturalnego w postaci konopi. Materiał ma następujące parametry: wytrzymałość na rozciąganie równą 11 MPa, moduł Younga 1000 MPa, a wydłużenie procentowe 50%.

Claims (3)

1. Materiał biodegradowalny zawierający zdolną do biologicznego rozpadu skrobię oraz ewentualnie napełniacze, barwniki lub inne substancje pomocnicze, znamienny tym, że zawiera 60-80% wagowych skrobi kukurydzianej i 20-40% plastyfikatora w postaci trietanoloaminy, korzystnie w mieszaninie z gliceryną albo z sorbitolem.

2. Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że mieszanina plastyfikatora zawiera od 10 do 20% wagowych trietanoloaminy oraz od 10 do 20% wagowych gliceryny.

3. Materiał według zastrz. 1, znamienny tym, że mieszanina plastyfikatora zawiera od 10 do 20% wagowych trietanoloaminy oraz od 10 do 20% wagowych sorbitolu.