WO1996004345A1 - Biologisch abbaubarer werkstoff, verfahren zu dessen herstellung, sowie verwendungen desselben - Google Patents

Biologisch abbaubarer werkstoff, verfahren zu dessen herstellung, sowie verwendungen desselben Download PDF

Info

Publication number
WO1996004345A1
WO1996004345A1 PCT/DE1995/001020 DE9501020W WO9604345A1 WO 1996004345 A1 WO1996004345 A1 WO 1996004345A1 DE 9501020 W DE9501020 W DE 9501020W WO 9604345 A1 WO9604345 A1 WO 9604345A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
acid
shellac
chitosan
material according
carboxylic acid
Prior art date
Application number
PCT/DE1995/001020
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen SCHALLENBERG
Klaus LÖSCHE
Axel Gloe
Wolfgang Wetekam
Uwe Setzermann
Original Assignee
Bremer Sonderabfallberatungsgesellschaft Mbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bremer Sonderabfallberatungsgesellschaft Mbh filed Critical Bremer Sonderabfallberatungsgesellschaft Mbh
Priority to AU31606/95A priority Critical patent/AU3160695A/en
Publication of WO1996004345A1 publication Critical patent/WO1996004345A1/de

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A47—FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47G—HOUSEHOLD OR TABLE EQUIPMENT
    • A47G19/00—Table service
    • A47G19/02—Plates, dishes or the like
    • A47G19/03—Plates, dishes or the like for using only once, e.g. made of paper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C63/00—Lining or sheathing, i.e. applying preformed layers or sheathings of plastics; Apparatus therefor
    • B29C63/48—Preparation of the surfaces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D65/00—Wrappers or flexible covers; Packaging materials of special type or form
    • B65D65/38—Packaging materials of special type or form
    • B65D65/42—Applications of coated or impregnated materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L93/00—Compositions of natural resins; Compositions of derivatives thereof
    • C08L93/02—Shellac
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D193/00—Coating compositions based on natural resins; Coating compositions based on derivatives thereof
    • C09D193/02—Shellac
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2393/00—Characterised by the use of natural resins; Derivatives thereof
    • C08J2393/02—Shellac

Definitions

  • Biodegradable material process for its production, and uses of the same
  • the invention relates to a biodegradable material based on shellac, a process for its production and uses thereof.
  • Shellac has been known in India and China for around 4,000 years. Shellac has been used in Europe for a good 300 years, first for the surface treatment of wood, but then also for other uses, such as printing inks, records, etc. New applications in the food sector and in the pharmaceutical industry, such as coating fruits, vegetables, confectionery , Coffee beans and tablets have become significantly more important.
  • K ⁇ mbir.aticr.sr.arze are used to improve its properties or create new properties.
  • the invention is therefore based on the object of creating a biodegradable material based on shellac which, with good mechanical processability and retention of the advantages of the natural product shellac, such as food fastness, odorlessness, taste neutrality and biodegradability, additionally increased by at least increased flexibility Adhesion when used as a coating, heat sealability, fat and acid resistance and low water vapor permeability.
  • this object is achieved with a generic material which can be obtained by reacting shellac or a shellac derivative, at least one Cg-Ci Q carboxylic acid and at least one dicarboxylic acid with one another with acid catalysis.
  • a saturated carboxylic acid particularly preferably octanoic acid, is preferably used as the C j -Ci carboxylic acid.
  • a saturated dicarboxylic acid is preferably used as the dicarboxylic acid.
  • a carboxylic acid such as glacial acetic acid or a mineral acid such as sulfuric acid can be used as the catalyst.
  • shellac or shellac derivative on the one hand and C 6 -C 10 carboxylic acid (s) and dicarboxylic acid (s) on the other hand are used in a weight ratio of 25: 1 to 25: 5.
  • the Cg-C ⁇ p-carboxylic acid (s) and the dicarboxylic acid (s) are preferably used in a weight ratio of 1: 3 to 3: 1.
  • the invention provides that cereal glue or a cereal glue fraction can be used as a further component for the production of the material according to the invention.
  • the cereal glue or the cereal glue fraction is used in a proportion of 5 to 20% by weight, based on shellac.
  • the invention further provides that chitosan or a chitosan derivative is used as a further component for the production of the material according to the invention.
  • an aqueous solution of 1 to 3% by weight of chitosan and 1 to 3% by weight of acetic acid is used, with chitosan and acetic acid in a weight ratio of approximately 1: 1 to one another.
  • the aqueous solution of chitosan and acetic acid in one Ratio is mixed in that the weight ratio between shellac or shellac derivative and chitosan is 25: 1 to 25: 5.
  • the material also contains an additive to increase its flexibility, preferably a plasticizer, particularly preferably glycerin, which is contained in the most preferred embodiment in a proportion of 10 to 50% by weight, based on dry matter.
  • a plasticizer particularly preferably glycerin
  • the invention further relates to a method for producing the biodegradable material according to the invention, in which the shellac or the shellac derivative , the Cg-C ⁇ n carboxylic acid (s) and the dicarboxylic acid (s) in a weight ratio of shellac or shellac derivative on the one hand and Cg- C j g-carboxylic acid (s) and dicarboxylic acid (s) on the other hand can be reacted from 25: 1 to 25: 5 with the addition of an acid catalyst.
  • the reaction is carried out in a solvent which is particularly preferably methanol, in which case the reaction is initially carried out at a temperature of 95-120 ° C. in a closed system under an excess pressure of up to 1.5 bar for 0.5-2 h and then without excess pressure at a temperature of 40-75 ° C for 5-20 h.
  • a solvent which is particularly preferably methanol
  • the invention also relates to the use of the material according to the invention or of a material produced by the method according to the invention as film material, coating material or mixture component.
  • the material in liquid or dissolved form is formed into film by casting, extrusion or the like.
  • the material is used in liquid or dissolved form for coating biodegradable carrier materials.
  • Coating material is applied to the carrier material in an internal thickness of up to 30 g / m 2, preferably 20 g / m2.
  • a primer which increases the adhesion of the material is applied to the carrier material before the application of the material and particularly preferably comprises chitosan or a chitosan derivative.
  • a primer is preferably applied to the carrier material from an aqueous solution of chitosan or a chitosan derivative, an aqueous solution of chitosan and acetic acid being used as a particularly preferred solution.
  • An aqueous solution of 1 to 3% by weight of chitosan and 1 to 3% by weight of acetic acid is particularly preferably applied to the carrier material, chitosan and acetic acid in a weight ratio of approximately 1: 1 to one another.
  • the coating made of the biodegradable material is applied to the base as soon as it has dried sufficiently by a corresponding additional one To enable coating application.
  • the material is mixed in liquid or dissolved form with other, likewise biodegradable materials, and the mixture is then formed into films or other products by casting, extrusion or the like.
  • the material according to the invention is outstandingly mechanically processable, can be glued with hot melt, can be sealed both as a film and as a coating, is heat-resistant up to 200-220 ° C, microwaveable, has excellent long-term resistance, is acid and in particular fat-resistant and has excellent flexibility compared with all known shellac materials.
  • the material according to the invention can therefore be used advantageously in a variety of ways.
  • One possibility is the use as a film material
  • another possibility is the use as a coating material (coating) for likewise biodegradable carrier materials, such as, for example, cellulose-containing materials (paper, cardboard) or starch-containing materials, such a composite material being excellent as recyclable and biodegradable Packaging material, for example for deep-freeze packaging, but also for example for recycling dishes, heat-resistant menu trays or the like can be used.
  • Commercial products are largely used as starting materials.
  • An exception in this connection is the cereal glue fraction used in a preferred embodiment.
  • so-called gliadin sediment was preferably used, the production of which in the (simultaneously submitted) German
  • Patent application P (lawyer file: B3011) is described. However, it should be pointed out that, with comparable results, other cereal glues, such as wheat vital glue, or cereal glue fractions, such as gliadin, have been used.
  • the surprisingly superior product properties of the modified shellac or shellac derivative are presumably due to the fact that, after the reaction under the stated conditions, some of the C 6 -C 1fJ carboxylic acid used as crosslinking agent, some but also acts as a plasticizer, and the dicarboxylic acid fulfills a distinctive cross-linking function.
  • the advantageous properties of the material can be optimized by adding the optional additional components cereal glue / cereal glue fraction and / or chitosan / chitosan derivative and / or plasticizer in particular with regard to the flexibility of the film or coating and the processability of the material.
  • cereal glue / cereal glue fraction and / or chitosan / chitosan derivative and / or plasticizer in particular with regard to the flexibility of the film or coating and the processability of the material.
  • excellent results in comparison with known materials can already be achieved with the biodegradable material according to claim 1.
  • the homogeneity of the coating with the material according to the invention can, however, be increased by applying the primer provided according to the invention, preferably also using a primer made of a biodegradable material, as is the case according to the invention with the particularly preferred layer of chitosan acetate.
  • the chitosan acetate primer used according to the invention still seems to be particularly advantageous in that, when it is used, coacervate formation between the layers obviously still occurs between the primer layer and the actual coating layer which improves the adhesion of the coating.
  • plasticizer provided in a special embodiment of the invention may be particularly useful if the material is used as a coating on cardboard material, which is then further processed by creasing, folding or the like. Such processes, which usually take place from the cardboard side, produce beads on the coating side, which make a particularly strong flexibility of the coating material appear to be particularly advantageous.
  • example 1 25 parts by weight of non-derivatized, commercially available shellac is dissolved in 79 parts by weight of methanol. For this, 1 part by weight of octanoic acid, 2 parts by weight of adipic acid, 1 part by weight of glacial acetic acid as a catalyst and 2 parts by weight of gliadin sediment are added. The mixture is first heated in a closed system at an upper pressure of approx. 1 bar at 105 ° C for approx. 2 h and then at 60 ° C without pressure for approx. 14 h.
  • reaction mixture is then cooled to room temperature and in a conventional coating machine in one
  • Curing of the coating i.e. Evaporation of the solvent is subjected to appropriate quality tests, the advantageous properties specified above being established.
  • an aqueous solution with 2% by weight of chitosan and 3% by weight of acetic acid is applied to the base material and this base material is dried at room temperature or elevated temperature, whereupon the coating is carried out in the manner described above is applied to the primer.
  • Example 1 25 parts by weight of non-derivatized, commercially available shellac is dissolved in 80 parts by weight of methanol. 2 parts by weight of octanoic acid, 1.5 parts by weight of adipic acid, 1 part by weight of sulfuric acid as a catalyst and 1 part by weight of gliadin sediment are added. The further reaction and processing is carried out as indicated in Example 1. To increase flexibility, 10% by weight glycerol is added in a further variant after the reaction has been completed and the reaction mixture has cooled to room temperature before the methanolic factory solution is applied to the base material.
  • the material according to the invention excellently fulfills all of the requirements mentioned above. Particularly surprising is the high degree of flexibility and adhesion to the base material, as well as the high fat resistance, the low water vapor permeability and the excellent heat sealability.

Abstract

Biologisch abbaubarer Werkstoff auf der Basis von Schellack, wobei dieser erhältlich ist, indem Schellack oder ein Schellackderivat, mindestens eine C6-C10-Carbonsäure und mindestens eine Dicarbonsäure unter Säurekatalyse miteinander zur Reaktion gebracht werden.

Description

Biologisch abbaubarer Werkstoff, Verfahren zu dessen Herstellung, sowie Verwendungen desselben
Die Erfindung betrifft einen biologisch aibbaubaren Werkstoff auf der Basis von Schellack, ein Verfahren zu dessen Herstellung, sowie Verwendungen desselben.
Das Naturharz Schellack ist in Indien und China seit ca. 4.000 Jahren bekannt. In Europa wird Schellack seit gut 300 Jahren eingesetzt, zunächst zur Oberflächenbehandlung von Holz, dann aber auch für andere Einsatzzwecke, wie Druckfarben, Schallplatten, etc.. Neue Anwendungen im Nahrungsmittelbereich und in der pharmazeutischen Industrie, wie das Beschichten von Obst, Gemüse, Süßwaren, Kaffeebohnen und Tabletten haben erheblich an Bedeutung gewonnen.
Neben dem Einsatz des reinen Naturproduktes Schellack sind zur Verbesserung von dessen Eigenschaften bzw. Erzeugung neuer Eigenschaften Kαmbir.aticr.sr.arze. bestehend aus Schellack und anderen Naturharzen bzw. synthetischen Harzen, oder Schellack-Copolymere mit diversen Monomeren, wie Methylacrylat, Methylbutadien und/oder Styrol, eingesetzt worde .
Es ist bisher aber noch nicht möglich gewesen, einen biologisch abbaubaren Werkstoff auf der Basis von Schellack zu entwickeln, der im Verpackungsbereich - sei es als Folie oder als Coating für z.B. Karton oder dergleichen - bei hohen Qualitätsanforderungen, insbesondere im Lebensmittelbereich, einsetzbar gewesen wäre.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen biologisch abbaubaren Werkstoff auf der Basis von Schellack zu schaffen, der sich bei guter mechanischer Verarbeitbarkeit und Beibehaltung der Vorzüge des Naturproduktes Schellack, wie Lebensmittelechtheit, Geruchlosigkeit, Geschmacksneutralität und biologischer Abbaubarkeit zusätzlich durch zumindest erhöhte Flexibilität, erhöhte Adhäsion bei Verwendung als Coating, Heißsiegelbarkeit, Fett- und Säurebeständigkeit und geringe Wasserdampfdurchlässigkeit auszeichnet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem gattungsgemäßen Werkstoff gelöst, der erhältlich ist, indem Schellack oder ein Schellackderivat, mindestens eine Cg-CiQ-Carbonsäure und mindestens eine Dicarbonsäure unter Säurekatalyse miteinander zur Reaktion gebracht werden.
Als Cj-Ci -Carbonsäure wird bevorzugt eine gesättigte Carbonsäure, besonders bevorzugt Octansäure eingesetzt.
Als Dicarbonsäure wird bevorzugt eine gesättigte Dicarbonsäure, besonders bevorzugt Adipinsäure eingesetzt. Als Katalysator kann eine Carbonsäure, wie Eisessig, oder eine Mineralsäure, wie Schwefelsäure, eingesetzt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß Schellack bzw. Schellackderivat einerseits und C6-C10-Carbonsäure(n) und Dicarbonsäure(n) andererseits in einem Gewichtsverhältnis von 25 : 1 bis 25 : 5 eingesetzt werden.
Dabei werden die Cg-C^p-Carbonsäure(n) und die Dicarbonsäure(n) bevorzugt in einem Gewichtsverhäitnis von 1 : 3 bis 3 : 1 eingesetzt.
Die Erfindung sieht vor, daß als weitere Komponente für die Herstellung des er indungs emäßen Werkstoffes Getreidekleber oder eine Getreidekleberfraktion eingesetzt werden kann.
Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn der Getreidekleber oder die Getreidekleberfraktion in einem Anteil, bezogen auf Schellack, von 5 bis 20 Gew.-% eingesetzt werden.
Die Erfindung sieht weiterhin vor, daß als weitere Komponente für die Herstellung des erfindungsgemäßen Werkstoffes Chitosan oder ein Chitosanderivat eingesetzt wird.
Dabei ist besonders bevorzugt vorgesehen, daß eine wäßrige Lösung von 1 bis 3 Gew.-% Chitosan und 1 bis 3 Gew.-% Essigsäure eingesetzt wird, wobei Chitosan und Essigsäure in einem Gewichtsverhältnis von ungefähr 1 : 1 zueinander stehen.
Besonders bevorzugt ist hierbei vorgesehen, daß die wäßrige Lösung von Chitosan und Essigsäure in so einem Verhältnis eingemischt wird, daß das Gewichtsverhältnis zwischen Schellack bzw. Schellackderivat und Chitosan bei 25 : 1 bis 25 : 5 liegt.
Weiterhin sieht die Erfindung vor, daß der Werkstoff außerdem einen Zusatzstoff zur Erhöhung seiner Flexibilität enthält, bevorzugt einen Weichmacher, besonders bevorzugt Glycerin, das in der bevorzugtesten Ausführungsform in einem Anteil von 10 bis 50 Gew.-%, bezogen auf Trockensubstanz, enthalten ist.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen biologisch abbaubaren Werkstoffes, bei dem der Schellack oder das Schellackderivat, die Cg-Cιn-Carbonsäure(n) und die Dicarbonsäure(n) in einem Gewichtsverhältnis von Schellack bzw. Schellackderivat einerseits und Cg-Cjg-Carbonsäure(n) und Dicarbonsäure(n) andererseits von 25 : 1 bis 25 : 5 unter Zugabe eines Säurekatalysators zur Reaktion gebracht werden.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Reaktion in einem Lösungsmittel durchgeführt, das besonders bevorzugt Methanol ist, wobei in diesem Fall die Reaktion zunächst bei einer Temperatur von 95-120°C in einem geschlossenen System unter einem Überdruck von bis zu 1,5 bar für 0,5-2 h und anschließend ohne Überdruck bei einer Temperatur von 40-75°C für 5-20 h durchgeführt wird.
Die Erfindung betrifft außerdem d e Verwendung des erfindungsgemäßen Werkstoffes bzw. eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Werkstoffes als Folienmaterial, Beschichtungsmaterial oder Mischύngskompo ente. In einer Alternative ist vorgesehen, daß der Werkstoff in flüssiger oder gelöster Form durch Gießen, Extrudieren oder dergleichen zu Folie ausgeformt wird.
In einer. anderen Alternative ist vorgesehen, daß der Werkstoff in flüssiger oder gelöster Form zur Beschichtung von ebenfalls biologisch abbaubaren Trägermaterialien eingesetzt wird.
Bei der Verwendung des erfindungsgemäßen Werkstoffes als
Beschichtungsmaterial wird dieser auf das Trägermaterial iinn eeiinneerr SSttiärke von bis zu 30 g/m 2, vorzugsweise 20 g/m2 , aufgebracht.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vor dem Aufbringen des Werkstoffes eine die Adäsion des Werkstoffes erhöhende Grundierung auf das Trägermaterial aufgebracht, das besonders bevorzugt Chitosan oder ein Chitosanderivat umfaßt.
Bei Verwendung einer derartigen Grundierung wird diese bevorzugt aus einer wäßrigen Lösung von Chitosan oder einem Chitosanderivat auf das Trägermaterial aufgebracht, wobei als besonders bevorzugte Lösung eine wäßrige Lösung aus Chitosan und Essigsäure verwendet wird. Besonders bevorzugt wird eine wäßrige Lösung von 1 bis 3 Gew.-% Chitosan und 1 bis 3 Gew.-% Essigsäure auf das Trägermaterial aufgebracht wird, wobei Chitosan und Essigsäure in einem Gewichtsverhältnis von ungefähr 1 : 1 zueinander stehen.
Desweiteren ist erfindungsgemäß noch vorgesehen, daß die Beschichtung aus dem biologisch abbaubaren Werkstoff auf die Gfundierung aufgebracht wird, sobald diese hinreichend getrocknet ist, um einen entsprechenden weiteren Beschichtungsauftrag zu ermöglichen.
Schließlich ist erfindungsgemäß noch vorgesehen, daß der Werkstoff in flüssiger oder gelöster Form mit anderen, ebenfalls biologisch abbaubaren Materialien gemischt wird und die Mischung dann durch Gießen, Extrudieren oder dergleichen zu Folien oder anderen Produkten ausgeformt wird.
Mit dem erfindungsgemäßen biologisch abbaubaren Werkstoff werden alle angestrebten Verbesserungen der Materialeigenschaften gegenüber bisher üblichen Werkstoffen auf der Basis von Schellack erreicht, wie sie weiter oben angegeben sind. Das erfindungsgemäße Material ist hervorragend mechanisch verarbeitbar, mit Hotmelt verklebbar, sowohl als Folie als auch als Coating siegelbar, bis 200 - 220°C hitzebestandig, mikrowellen¬ tauglich, von hervorragender Langzeitbeständigkeit, ist säure- und insbesondere fettbeständig und besitzt eine hervorragende Flexibilität, verglichen mit allen bisher bekannten Schellackmaterialien.
Der erfindungsgemäße Werkstoff ist daher in vielfältiger Weise mit Vorteil einsetzbar. Eine Möglichkeit besteht in der Verwendung als Folienmaterial, eine andere Möglichkeit in der Verwendung als Beschichtungsmaterial (Coating) für ebenfalls biologisch abbaubare Trägermaterialien, wie bspw. cellulosehaltige Materialien (Papier, Karton) oder stärkehaltige Materialien, wobei ein derartiges Verbundmaterial hervorragend als recyclebares und biologisch abbaubares Verpackungsmaterial, z.B. für Tief ühlverpackungen, aber auch beispielsweise für Recyclinggeschirr, hitzebeständige Menüschalen oder dergleichen eingesetzt werden kann. Als Ausgangsmaterialien werden weitgehend handelsübliche Produkte verwendet. Eine Ausnahme stellt in diesem Zusammenhang die in einer bevorzugten Ausführungsform eingesetzte Getreidekleberfraktion dar. Hier wurde bevorzugt sogenanntes Gliadinsediment eingesetzt, dessen Herstellung in der (gleichzeitig eingereichten) deutschen
Patentanmeldung P (Anwaltsakte: B3011) beschrieben ist. Es soll aber darauf hingewiesen werden, daß mit vergleichbaren Ergebnissen auch andere Getreidekleber, wie Weizen-Vitalkleber, oder Getreidekleberfraktionen, wie Gliadin, eingesetzt worden sind.
Ohne hierauf festgelegt werden zu wollen, wird darauf hingewiesen, daß die überraschend überlegenen Produkteigenschaften des modifizierten Schellacks bzw. Schellackderivats vermutlich darauf beruhen, daß nach der Reaktion unter den angegebenen Bedingungen die eingesetzte C6-ClfJ-Carbonsäure zum Teil als Vernetzungsmittel, zum Teil aber auch als Weichmacher fungiert, und die Dicarbonsäure eine ausgeprägte Vernetzungsfunktion erfüllt. Die vorteilhaften Eigenschaften des Werkstoffes können durch den Zusatz der fakultativen weiteren Komponenten Getreidekleber/ Getreidekleberfraktion und/oder Chitosan/Chitosanderivat und/oder Weichmacher insbesondere noch im Hinblick auf die Flexibilität der Folie bzw. des Coatings und die Verarbeitbarkeit des Materials hin optimiert werden. Es sei aber ausdrücklich hervorgehoben, daß bereits mit dem biologisch abbaubaren Werkstoff gemäß Patentanspruch 1 herausragende Ergebnisse im Vergleich zu bekannten Werkstoffen erreic t werden können.
Im Hinblick auf die bevorzugt aufgebrachte Grundierung sei darauf hingewiesen, daß diese nicht zwingend notwendig ist, da auch bereits der Werkstoff an sich eine gute Adhäsion auf allen getesteten Materialien zeigt. Bei Trägermaterial schlechter Qualität, bei dem an der Oberfläche Fasern hervorstehen, kann allerdings die Homogenität des Coatings mit dem erfindungsgemäßen Werkstoff dadurch erhöht werden, daß die erfindungsgemäß vorgesehene Grundierung aufgebracht wird, wobei bevorzugt ebenfalls eine Grundierung aus einem biologisch abbaubaren Werkstoff verwendet wird, wie dies erfindungsgemäß mit der besonders bevorzugten Schicht aus Chitosanacetat vorgesehen ist. Obgleich grundsätzlich jede andere Art von Grundierung den angestrebten Zweck ebenso erfüllen kann, scheint die erfindungsgemäß eingesetzte Chitosanacetat- Grundierung insofern noch besonders vorteilhaft zu sein, als es offensichtlich bei deren Verwendung zwischen der Grundierungsschicht und der eigentlichen Coatingschicht noch zu Koazervatbildung zwischen den Schichten kommt, durch die die Adhäsion des Coatings verbessert wird.
Der in einer besonderen Ausführungsform der Erfindung vorgesehene Zusatz von Weichmacher kann ggf. dann besonders sinnvoll sein, wenn der Werkstoff als Coating auf Kartonmaterial eingesetzt wird, das anschließend durch Rillen, Falten oder dergleichen, weiterverarbeitet wird. Derartige Vorgänge, die üblicherweise von der Kartonseite her erfolgen, erzeugen auf der Coatingseite-Wülste, die eine besonders starke Flexibilität des Coating Materials als besonders vorteilhaft erscheinen lassen.
Zur weiteren Veranschaulichung der Erfindung werden im folgenden noch zwei Herstellungsbeispiele für den erfindungsgemäßen biologisch abbaubaren Werkstoff angegeben, die aus der Fülle der getesteten Materialien herausgegriffen sind.
Beispiel 1 25 Gewichtsteile nicht-derivatisierter, handelsüblicher Schellack wird in 79 Gewichtsteilen Methanol gelöst. Hierzu werden l Gewichtsteil Octansäure, 2 Gewichtsteile Adipinsaure, 1 Gewichtsteil Eisessig als Katalysator und 2 Gewichtsteile Gliadinsediment zugegeben. Die Mischung wird zunächst in einem geschlossenen System bei einem Oberdruck von ca. 1 bar bei 105°C für ca. 2 h und anschließend bei 60°C ohne Druck für ca. 14 h erhitzt.
Die Reaktionsmischung wird anschließend auf Raumtemperatur abgekühlt und mit einer üblichen Lackiermaschine in einer
2 Stärke von 20 g/m auf Kartonmaterial aufgebracht, das nach
Aushärten des Coatings, d.h. Verdampfen des Lösungs¬ mittels, entsprechenden Qualitätstests unterzogen wird, wobei die oben angegebenen vorteilhaften Eigenschaften festgestellt werden.
In einer Variante wird vor dem Aufbringen des Coatings eine wäßrige Lösung mit 2 Gew.-% Chitosan und 3 Gew.-% Essigsäure auf das Grundmaterial aufgebracht und dieses Grundmaterial bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur getrocknet, woraufhin das Coating in der oben beschriebenen Art und Weise auf die Grundierung aufgebracht wird.
Beispiel 2
25 Gewichtsteile nicht-derivatisierter, handelsüblicher Schellack wird in 80 Gewichtsteilen Methanol gelöst. 2 Gewichtsteile Octansäure, 1,5 Gewichtsteile Adipinsaure, 1 Gewichtsteil Schwefelsäure als Katalysator und 1 Gewichtsteil Gliadinsediment werden zugegeben. Die weitere Reaktionsführung und Verarbeitung erfolgt wie in Beispiel 1 angegeben. Zur Erhöhung der Flexibilität werden in einer weiteren Variante nach Abschluß der Reaktion und Abkühlung der Reaktionsmischung auf Raumtemperatur 10 Gew.-% Glycerin zugegeben, bevor die methanolische Werks offlösung auf das Grundmaterial aufgebracht wird.
Es sei darauf hingewiesen, daß sowohl der Werkstoff von Beispiel 1 als auch der Werkstoff von Beispiel 2 ohne weiteres zur Herstellung von Folien in der oben näher beschriebenen Art und Weise mit jeden beliebigen Verfahren geeignet ist.
Der erfindungsgemäße Werkstoff erfüllt sämtliche weiter oben genannten Anforderungen in hervorragender Weise. Besonders überraschend ist der hohe Grad an Flexibilität und Adhäsion auf dem Grundmaterial, sowie die hohe Fettbeständigkeit, die geringe Wasserdampfdurchlässigkeit und die hervorragende Heißsiegelbarkeit.
Die in der vorstehenden Beschreibung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims

Ansprüche
1. Biologisch abbaubarer Werkstoff auf der Basis von Schellack, dadurch gekennzeichnet, daß er erhältlich ist, indem Schellack oder ein Schellackderivat, mindestens eine Cg-Cip-Carbonsäure und mindestens eine Dicarbonsäure unter Säurekatalyse miteinander zur Reaktion gebracht werden.
2. Werkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Cg-Cjg-Carbonsäure eine gesättigte Carbonsäure eingesetzt wird.
3. Werkstoff nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als gesättigte Cg-Clfj-Carbonsäure Octansäure eingesetzt wird.
4. Werkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Dicarbonsäure eine gesättigte Dicarbonsäure eingesetzt wird.
5. Werkstoff nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als gesättigte Dicarbonsäure Adipinsaure eingesetzt wird.
6. Werkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysator eine Carbonsäure eingesetzt wird.
7. Werkstoff nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysator Eisessig eingesetzt wird.
8. Werkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysator eine Mineralsäure eingesetzt wird.
9. Werkstoff nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysator Schwefelsäure eingesetzt wird.
10. Werkstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Schellack bzw. Schellackderivat einerseits und Cg-C10-Carbonsäure(n) und Dicarbonsäure(n) andererseits in einem Gewichtsverhältnis von 25 : 1 bis
25 : 5 eingesetzt werden.
11. Werkstoff nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Cg-C10-Carbonsäure(n) und die Dicarbonsäure(n) in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 3 bis
3 : 1 eingesetzt werden.
12. Werkstoff nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als weitere Komponente für seine Herstellung Getreidekleber oder eine Getreidekleberfraktion eingesetzt wird.
13. Werkstoff nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Getreidekleber oder die Getreidekleberfraktion in einem Anteil, bezogen auf Schellack, von 5 bis 20 Gew.-% eingesetzt wird.
14. Werkstoff nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als weitere Komponente für seine Herstellung Chitosan oder ein Chitosanderivat eingesetzt wird.
15. Werkstoff nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine wäßrige Lösung von 1 bis 3 Gew.-% Chitosan und 1 bis 3 Gew.-% Essigsäure eingesetzt wird, wobei Chitosan und Essigsäure in einem Gewichtsverhältnis von ungefähr 1 : 1 zueinander stehen.
16. Werkstoff nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung von Chitosan und Essigsäure in so einem Verhältnis eingemischt wird, daß das Gewichtsverhältnis zwischen Schellack bzw. Schellackderivat und Chitosan bei 25 : 1 bis 25 : 5 liegt.
17. Werkstoff nach einem der vorangehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff außerdem einen Zusatzstoff zur Erhöhung seiner Flexibilität enthält.
18. Werkstoff nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff einen Weichmacher enthält.
19. Werkstoff nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff Glycerin enthält.
20. Werkstoff nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff Glycerin in einem Anteil von 10 bis 50 Gew.-%, bezogen auf Trockensubstanz, enthält.
21. Verfahren zur Herstellung des biologisch abbaubaren Werkstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Schellack oder das Schellack-derivat, die Cg-Cjg-Carbonsäure(n) und die Dicarbonsäure(n) in einem Gewichtsverhältnis von Schellack bzw. Schellackderivat einerseits und Cg-Cjn-Carbonsäure(n) und Dicarbonsäure(n) andererseits von 25 : 1 bis 25 : 5 unter Zugabe eines Säurekatalysators zur Reaktion gebracht werden.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion in einem Lösungsmittel durchgeführt wird.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel Methanol eingesetzt wird.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktion zunächst bei einer Temperatur von 95-120°C in einem geschlossenen System unter einem Überdruck von bis zu 1,5 bar für 0,5-2 h und anschließend ohne Überdruck bei einer Temperatur von 40-75°C für 5-20 h durchgeführt wird.
25. Verwendung des biologisch abbaubaren Werkstoffes nach einem der Ansprüche 1 bis 20 bzw. hergestellt nach einem der Ansprüche 21 bis 24, als Folienmaterial, Beschichtungs-material oder Mischungskomponente.
26. Verwendung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff in flüssiger oder gelöster Form durch Gießen, Extrudieren oder dergleichen zu Folie ausgeformt wird.
27. Verwendung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff in flüssiger oder gelöster Form zur Beschichtung von ebenfalls biologisch abbaubaren Trägermaterialien eingesetzt wird.
28. Verwendung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß der
Werkstoff auf das Trägermaterial in einer Stärke von bis zu 30 g/m 2, vorzugsweise 20 g/m2, aufgebracht wird.
29. Verwendung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufbringen des Werkstoffes eine die Adhäsion des Werkstoffes erhöhende Grundierung auf das Trägermaterial aufgebracht wird.
30. Verwendung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundierungsmaterial Chitosan oder ein Chitosanderivat umfaßt.
31. Verwendung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundierungsmaterial aus einer wäßrigen Lösung von Chitosan oder einem Chitosanderivat auf das Trägermaterial aufgebracht wird.
32. Verwendung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß eine wäßrige Lösung aus Chitosan und Essigsäure auf das Trägermaterial aufgebracht wird.
33. Verwendung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß eine wäßrige Lösung von 1 bis 3 Gew.-% Chitosan und 1 bis 3 Gew.-% Essigsäure auf das Trägermaterial aufgebracht wird, wobei Chitosan und Essigsäure in einem Gewichtsverhältnis von ungefähr 1 : 1 zueinander stehen.
34. Verwendung nach einem der Ansprüche 29 bis 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aus dem biologisch abbaubaren Werkstoff auf die Grundierung aufgebracht wird, sobald diese hinreichend getrocknet ist, um einen entsprechenden weiteren Beschichtungsauftrag zu ermöglichen.
35. Verwendung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff in flüssiger oder gelöster Form mit anderen, ebenfalls biologisch abbaubaren Materialien gemischt wird und die Mischung dann durch Gießen, Extrudieren oder dergleichen zu Folien oder anderen Produkten ausgeformt wird.
PCT/DE1995/001020 1994-08-04 1995-08-01 Biologisch abbaubarer werkstoff, verfahren zu dessen herstellung, sowie verwendungen desselben WO1996004345A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU31606/95A AU3160695A (en) 1994-08-04 1995-08-01 Biologically degradable material, a method of producing it and uses of it

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4427667A DE4427667A1 (de) 1994-08-04 1994-08-04 Biologisch abbaubarer Werkstoff, Verfahren zu dessen Herstellung sowie Verwendung desselben
DEP4427667.2 1994-08-04

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1996004345A1 true WO1996004345A1 (de) 1996-02-15

Family

ID=6524954

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE1995/001020 WO1996004345A1 (de) 1994-08-04 1995-08-01 Biologisch abbaubarer werkstoff, verfahren zu dessen herstellung, sowie verwendungen desselben

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU3160695A (de)
DE (1) DE4427667A1 (de)
WO (1) WO1996004345A1 (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE421337C (de) * 1923-02-15 1925-11-10 Siemens & Halske Akt Ges Verfahren zum Dispergieren von ungebleichtem Schellack
DE495333C (de) * 1925-05-30 1930-04-05 Johannes Scheiber Dr Verfahren zur Herstellung von Schellackersatzprodukten durch Kondensation aliphatischer Oxycarbonsaeuren mit hydroaromatischen Oxycarbonsaeuren

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3319868A (en) * 1966-05-13 1967-05-16 Int Paper Co Composition for sealing plastic coated containers
CA1190786A (en) * 1982-03-26 1985-07-23 George M. Glasser Moisture resistant coating for food products
FR2629110B1 (fr) * 1988-03-25 1991-09-20 Sandoz Sa Collage en surface des structures planes a base de matieres aptes a la fabrication de papiers
DK0513106T3 (da) * 1990-02-06 1994-03-21 Haas Franz Waffelmasch Fremgangsmåde til fremstilling af nedbrydelige, tyndvæggede formede genstande på stivelsesbasis
DE4137658A1 (de) * 1991-11-15 1993-05-19 Oberschmitten Papierfab Verpackungsmaterial aus mehrlagigen verbundstoffen
DE69225979T2 (de) * 1992-08-13 1998-12-17 Teikoku Seiyaku Kk Orale zubereitung zur freisetzung im unteren verdauungstract
ES2086961T3 (es) * 1992-08-28 1996-07-01 Biotec Biolog Naturverpack Material compuesto estratificado degradable biologicamente, a base de espuma de almidon endurecida y procedimiento para su fabricacion.
JPH06107838A (ja) * 1992-09-30 1994-04-19 Toppan Printing Co Ltd 香料含有パルプ発泡体

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE421337C (de) * 1923-02-15 1925-11-10 Siemens & Halske Akt Ges Verfahren zum Dispergieren von ungebleichtem Schellack
DE495333C (de) * 1925-05-30 1930-04-05 Johannes Scheiber Dr Verfahren zur Herstellung von Schellackersatzprodukten durch Kondensation aliphatischer Oxycarbonsaeuren mit hydroaromatischen Oxycarbonsaeuren

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
VENUGOPALAN ET AL.: "Shellac plastics", INDIAN LAC RESEARCH INST., TECH. NOTE, vol. 5, pages 12 *

Also Published As

Publication number Publication date
AU3160695A (en) 1996-03-04
DE4427667A1 (de) 1996-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102019103343A1 (de) Heißsiegelfähiges Barrierepapier
DE2601692C3 (de) Thermoplastische Copolyester und deren Verwendung für Heißschmelzklebstoffe
DE1595278A1 (de) Verfahren zur Herstellung von verbesserten wasserdispergierbaren Alkydharzen (Polyesterharzen)
EP0549607B1 (de) Beschichtetes papier
DE1644821B2 (de) Lackmischung
DE1645070A1 (de) Verfahren zur Herstellung von wasserbestaendigen,schnellhaertenden Bindemittelansaetzen und damit hergestellte Bindemittel
AT521685B1 (de) Brühbehälter einer Kaffeekapsel
DE2804139A1 (de) Bahnmaterial fuer allgemeine ueberzuege und verfahren zu dessen herstellung
DE902449C (de) Dehnbares feuchtigkeitsfestes Verpackungsmaterial, insbesondere fuer Lebensmittel, z.B. Fleischwaren, und Verfahren zu dessen Herstellung
WO1996004345A1 (de) Biologisch abbaubarer werkstoff, verfahren zu dessen herstellung, sowie verwendungen desselben
DE2526068A1 (de) Heisschmelzklebemasse
DE1567378A1 (de) Verbundkoerper aus mindestens zwei miteinander verleimten Lagen,deren eine aus einem Cellulosesubstrat besteht,und dazu geeigneter Leim
DE102019114198A1 (de) Metallisiertes Barrierepapier, entsprechende Artikel und Verwendungen sowie Verfahren zu dessen Herstellung
DE2455686A1 (de) Harzreaktionsprodukt
DE2245239C3 (de) Verpackungsmaterial
DE4000241A1 (de) Verwendung eines klebstoffs, mit dem klebstoff beschichteter traeger und klebeverfahren
AT521271B1 (de) Behälter zur Aufnahme von Gegenständen
DE2918517A1 (de) Schichtstoffe fuer verkleidungen mit wenigstens einer mit einem traeger verbundenen dekorschicht
DE2322620C3 (de) Verfahren zur Herstellung von kaschierbarem, Imprägniertem Papier oder Tuch und dessen Verwendung zur Herstellung dekorativer Beläge, Lagen oder Platten
DE4303224A1 (de)
DE2624858C3 (de) Verfahren zur Modifizierung von Phenoplastharzvorkondensaten
DE1571912C (de) Abdeckmaterial fur Siebdruckschablonen
EP0184646A2 (de) Härter für Aminoplast-Harze, seine Verwendung bei der Kaschierung und Furnierung von Holzwerkstoffen sowie Verfahren zum Kaschieren und Furnieren von Holzwerkstoffen
WO2024067927A1 (de) Bio-basierte komposite als wasserdampfbarriere auf papier
DE1495882A1 (de) Verfahren zur Herstellung oxydierter Polyolefine

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AM AU BB BG BR BY CA CN CZ EE FI GE HU IS JP KE KG KP KR KZ LK LR LT LV MD MG MN MW NO NZ PL PT RO RU SD SI SK TJ TM TT UA US UZ VN

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): KE MW SD SZ UG AT BE CH DE DK ES FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE BF BJ CF CG CI CM GA GN ML MR NE SN TD TG

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
122 Ep: pct application non-entry in european phase
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: CA