DE19830774A1 - Thermoplastisch verarbeitbare Formmassen auf Basis von Stärkeestern und Naturfaserkomponenten und Verfahren zur Herstellung von Gegenständen mittels Spritzguß - Google Patents
Thermoplastisch verarbeitbare Formmassen auf Basis von Stärkeestern und Naturfaserkomponenten und Verfahren zur Herstellung von Gegenständen mittels SpritzgußInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein biologisch abbaubares Material für Formkörper auf der Basis von Stärkeestern und Naturfaserkomponenten, bei dem die vorteilhaften Eigenschaften defibrillierter Naturfasermaterialien genutzt werden, dabei aber die Defibrillierung in den Herstellungsprozeß des Naturfasercompounds so integriert wird, daß unter Minimierung der Arbeitsschritte die Defibrillierung zumindest zum Teil während des Spritzgußvorganges erfolgt. DOLLAR A Die Formmassen bestehen aus 20 bis 90 Ma.-% eines Stärkeesters mit einem Substitutionsgrad < 3, der während der Compoundierung eine aus dem Herstellungsprozeß des Stärkeesters resultierende Menge Essigsäure von 0,5 bis 10% enthält und 2 bis 75 Ma.-% einer Naturfaserkomponente, die während der Compoundierung 2 bos 25 Ma.-% eines Polyalkylenglykols mit einer Molmasse von 200 bis 2000 absorbiert hat, wobei die Naturfaserkomponente in den Compoundbestandteilen nach einer Agglomerierung und direktem Spritzgießen teilweise in defibrillierter Form, teilweise in unzerstörter Form vorliegt.
Description
Die Erfindung betrifft ein biologisch abbaubares Material für Formkörper, das aus
einer biologisch abbaubaren thermoplastischen Matrix und einem zum Teil defibril
lierten pflanzlichen Fasermaterial besteht, sowie ein Verfahren zur Herstellung von
Gegenständen mittels Spritzguß.
Im Bestreben, durch den Einsatz nachwachsender Rohstoffe bzw. biologisch abbau
barer Werkstoffe Entlastung für die Umwelt zu bewirken bzw. zumindest teilweise
geschlossene Stoffkreisläufe zu schaffen, sind in den letzten 20 Jahren einige biolo
gisch abbaubare bzw. kompostierbare Werkstoffe, wie beispielsweise thermoplasti
sche Stärke (TPS), Polyhydroxybuttersäure (PHB), Polycaprolacton (PCL), Poly
milchsäure (PLA) Stärkediacetat und Cellulosediacetat entwickelt worden.
Andererseits gibt es schon seit langem Bestrebungen, die speziellen Eigenschaften
von Naturfasern zur Modifizierung der Eigenschaften von Kunststoffen zu nutzen
und, besonders in der Frühzeit der Entwicklung herkömmlicher Kunststoffe, dadurch
das Material preiswerter zu machen.
Beide Aspekte, Festigkeit der Naturfasern und Senkung des Preisniveaus, spielen
bei den Versuchen der Compoundierung von biologisch abbaubaren bzw. kompo
stierbaren Polymeren mit Holzmehl und anderen Naturfaserstoffen eine wesentliche
Rolle. Neben verschiedenen Varianten der Vermischung von Stärke bzw. stärkehal
tigen Komponenten mit Faserstoffen in wäßriger Phase und anschließender Ver
pressung des Gemisches, wie z. B. in DE 43 17 692, sind als thermoplastisch verar
beitbare Mischungen u. a. die Kombinationen Stärke/EVOH (Mater-Bi) mit Holzmehl
(WO 94/03543), Maismehl/Naturharze mit Holz (WO 95/04111), Polycaprolacton mit
Holzmehl (US 3 850 863), sowie Polyesteramid (BAK) mit Holzmehl (DE 195 35 715)
beschrieben worden.
Ähnliche Lösungen werden für Mischungen aus Stärkeacetat und Naturfasern, vor
nehmlich Holzmehl und Cellulosefasern, in WO 97/28214, WO 97/03121 sowie in
DE 195 00 283 angegeben. Allen drei Lösungen ist gemeinsam, daß sie die gute
Bindefähigkeit von Stärkeacetat zu Naturfasern ausnutzen, um die mechanischen
Eigenschaften der thermoplastischen Stärkeacetat-Compounds zu verbessern. In
DE 195 00 283 wird dazu noch ein nicht näher bezeichneter Haftvermittler einge
setzt. In WO 97/03121 wird der Einsatz von verschiedenen Stärkederivaten (Ester,
Ether, gepfropfte und abgebaute bzw. oxydierte Stärken) und Weichmacherkompo
nenten zur Eigenschaftsvariation verwendet. In WO 97/28214 wird ebenfalls der
Einsatz von Stärkeestern beschrieben, als entscheidende Verbesserung wird hier
der Einsatz von Microfasern von 75-750 Micrometern und einem L/D-Verhältnis von
3 bis 60 angegeben. Allen diesen Varianten gemeinsam ist, daß die Naturfasern in
ihrer ursprünglichen Form als Füllstoff genutzt werden.
Für die Einarbeitung der organischen Fasern in die thermoplastische Matrix eignen
sich laut Technischer Information Lignocel® (Fa. Rettenmaier & Söhne GmbH + CO)
Einschneckenextruder, besser jedoch gleichsinnig drehende Doppelschneckenex
truder oder Co-Kneter. Auch eine Voragglomerierung über Plastagglomeratoren
oder Heiz-Kühlmischer wird empfohlen. Aufgrund der notwendigen Entgasung reicht
dieser Schritt noch nicht als Vorbereitung für eine Spritzgußverarbeitung.
Die Bedingungen werden dabei so gewählt, daß die Fasermaterialien möglichst we
nig geschert werden und ihre ursprüngliche Form weitestgehend erhalten bleibt.
Wesentlich bessere Eigenschaften können bei solchen Polymer-Faser-Compounds
erreicht werden, wenn es möglich ist, die entsprechenden Faserzellen aufzubrechen
und die enthaltenen Cellulosefasern zumindest zum Teil zu defibrillieren. Ein Vor
gang zur Defibrillierung von Naturfasern wird in M. Avelle, E. Martuscelli, B. Pascuc
ci, M. Raimo, B. Focher and A. Marzetti, Journal of Applied Polymer Science, Vol.49,
2091-2103 beschrieben.
Das Fasermaterial wird dabei in seine Bestandteile, vor allem Lignose, Hemicellu
lose und Cellulosefasern zerlegt. Das Zerlegen der Faserbündel in einzelne Mikrofi
brillen erhöht in Verbundmaterialien mit Polymeren, die eine gute Bindefähigkeit ha
ben, die Wechselwirkungen zwischen Fasern und Polymermatrix und führt damit zu
verbesserten Eigenschaften des Compounds. Negativ zu vermerken ist, daß ein se
parater Defibrillierungsschritt zu einer wesentlichen Verteuerung der Endprodukte
führt.
Die Zielstellung der vorliegenden Erfindung besteht darin, die vorteilhaften Eigen
schaften defibrillierter Naturfasermaterialien zur Herstellung von bioabbaubaren
Spritzgußartikeln zu nutzen, dabei aber die Defibrillierung in den Herstellungspro
zeß des Naturfasercompounds so zu integrieren, so daß unter Minimierung der Ar
beitsschritte die Defibrillierung zumindest zum Teil während des Spritzgußvorganges
erfolgt und damit die Kosten der Herstellung gegenüber normalen Compounds nicht
erhöht, sondern möglichst noch gesenkt werden. Die Aufwendungen für die Aufbe
reitung der Compoundbestandteile sollen dabei möglichst geringer sein als bei den
bisher für herkömmliche Kunststoffe bekannten Schritten.
Die erfindungsgemäßen Compounds bestehen aus Stärkeestern, vorwiegend aus
Stärkeacetat mit einem Substitutionsgrad < 3, vorzugsweise von 1,8-2,6, biologisch
abbaubaren Weichmachern, vorzugsweise Polyalkylenglykolen mit Molmassen von
200 bis 2000, vorzugsweise von 300 bis 1000. Der zusätzliche Einsatz von Gleit
mitteln wie alkoxylierten Fettalkoholen oder alkoxylierten Naturharzen ist ebenso
möglich, wie der Einsatz von geradkettigen Fettsäuren mit 8 bis 30 C-Atomen, vor
zugsweise mit 10 bis 20 C-Atomen. Als Naturfaserkomponente wird Holzmehl in ei
ner Konzentration von 10 bis 80%, vorzugsweise von 25 bis 50%, eingesetzt. Eben
so ist der Einsatz von Flachs-, Hanf-, Jute-Fasern im gleichen Konzentrations
bereich möglich.
Ein besonderer Vorteil der im folgenden beschriebenen Verfahrensweise ist, daß
durch die in den letzten Arbeitsschritt des Spritzgießens integrierte Defibrillierung
der eingesetzten Fasern gleiche oder ähnliche Eigenschaften auch mit Stroh,
Flachsschäben, Hanf, Schilf, Nessel, Ramie oder ähnlichen landwirtschaftlichen
Produkten oder Abfallprodukten erhalten werden können und damit neben der Ver
einfachung des Verfahrens und der Verbesserung der Qualität der Produkte wesent
liche ökonomische und ökologische Effekte erzielt werden können. Eine schonende
Produktverarbeitung wird dadurch garantiert, daß eine Agglomeration des Stärkee
sters und der Faserkomponente bereits ausreicht, um anschließend in einem Schritt
Spritzgußteile guter Qualität zu erzeugen.
Wesentlich für die erfindungsgemäße Herstellung der vorgenannten Compounds
sind folgende Verarbeitungsschritte:
- 1. Herstellung des Stärkeacetates:
Stärke wird mit einem Gemisch aus Essigsäure und Essigsäureanhydrid aktiviert und anschließend mit einer stöchiometrischen Menge Essigsäureanhydrid bis zum gewünschten Acetylierungsgrad von 1,5 bis 2,8 verestert. Wesentlich für die erfindungsgemäße Herstellung der Naturfasercompounds ist, daß dabei auf jegli chen Katalysatoreinsatz verzichtet wird. Nur auf diese Weise ist die Aufarbeitung des Polymeren durch direktes Trocknen der essigsauren Reaktionslösung mög lich. Der notwendige Restessigsäuregehalt kann damit eingestellt werden, was für den weiteren Verlauf der Compoundierung wesentlich ist. Der Restgehalt an Es sigsäure sollte 0,5 bis 5 Ma.-%, vorzugsweise 1 bis 2 Ma.-%, betragen. Das dabei entstehende Pulver mit relativ hoher Schüttdichte und geringer innerer Oberfläche ist im Compound mit 20 bis 90 Ma.- %, berechnet auf der Grundlage eines trocke nen Stärkeacetates, enthalten. Die im Granulat verbliebene Restessigsäure hat einmal die Funktion eines zeitweiligen Weichmachers für das Stärkeacetat, zum anderen dient es im nächsten Verarbeitungsschritt als Hilfsmittel für die Defibril lierung der Naturfaserkomponente. Eine vollständige Trocknung des Stärkeace tates und eine nachträgliche Anreicherung der Mischung mit den angegebenen Essigsäurekonzentrationen führt aufgrund irreversibler Strukturierungsvorgänge im entstehenden Stärkeacetatkorn nicht zum gleichen Resultat. - 2. Vorbereiten der Naturfaserkomponente:
Die Naturfaserkomponente mit einem Anteil von 2 bis 75 Ma.-%, vorzugsweise 10 bis 65 Ma.-%, wird mit dem Polyalkylenglykol (2 bis 25 Ma.-%, vorzugsweise 4 bis 20 Ma.-%), vorzugsweise Polyethylenglykol mit einer Molmasse von 200 bis 2000 g/mol, vorzugsweise von 300 bis 1000 g/mol, vermischt. Dabei wird das bekannte Aufnahmevermögen der Faserkomponenten für derartige Substanzen genutzt. - 3. Mischen der Komponenten:
Die Vermischung dieser beiden Komponenten erfolgt gegebenenfalls unter Zu satz weiterer Hilfsmittel für die thermoplastische Verarbeitung wie beispielsweise Gleitmittel und Stabilisatoren. Das können verschiedene bekannte Zusätze sein, die jedoch biologisch abbaubar sein sollten. Im einfachsten Fall kann eine lang kettige gesättigte Carbonsäure beide Funktionen ausfüllen und die biologische Abbaubarkeit des Compounds bleibt gewahrt. - 4. Agglomerieren der Mischung:
Die vorgemischten Bestandteile des Compounds werden zu Agglomeraten ver preßt. Dabei bleibt ihre ursprüngliche Struktur erhalten. Vor der Spritzgußverar beitung ist eine Trocknung auf < 1% Restfeuchte (H2O-Gehalt) erforderlich. - 5. Spritzguß:
Überraschenderweise wurde gefunden, daß die Stärkeacetat-Holzcompound-Ag glomerate direkt mittels Spritzguß verarbeitet werden können. Dabei wird die De fibrillierung bereits durch die thermoplastische Verarbeitung in Gang gesetzt.
Zusätzliche Maßnahmen, um die Möglichkeiten einer direkten Verarbeitung zu ver
bessern:
- - Durch eine Mischdüse und/oder scherende Elemente im Schneckenaufbau der Spritzgußmaschine wird zusätzliche Friktion in die Schmelze einge bracht, so daß die Defibrillierung der Holzfasern zu mehr als 50% erfolgt.
- - Zur Absaugung entstehender Gase kann im Werkzeug im Moment des Ein spritzens ein Unterdruck angelegt werden. Damit wird auch das Füllen des Werkzeuges mit der relativ schwer fließenden Masse begünstigt.
- - Zusatz von 0,1 bis 2% wasserbindender Mineralien wie beispielsweise CaCO3 oder NaCl.
Der Vorteil der beschriebenen Verfahrensweise besteht darin, daß eine optisch
weitgehend homogene Masse entsteht, die einen angenehmen holzartigen Griff hat.
Die Masse der einzelnen Fasern ist auch in REM-Aufnahmen nicht mehr separat zu
erkennen. Bei der vorgeschlagenen Verfahrensweise defibrilliert nur ein Teil der Fa
sern. Der Rest ist optisch noch als ganze Faser zu erkennen. Die Homogenität, die
aus der Defibrillierung der Naturfaserkomponenten resultiert, führt zu einer Ver
besserung wesentlicher mechanischer Kennwerte, wie der Biege- und der Zugfestig
keit. Die nicht makroskopisch zerstörten Faserbestandteile erbringen einen zusätzli
chen Effekt für die Festigkeit des Materials.
Die guten mechanischen Kennwerte werden sowohl bei der Verwendung von High
Amylose Stärkeacetaten als auch bei der Verwendung von Stärkeacetaten aus Stär
ken mit normalem Amylosegehalt von 20 bis 30% erzielt. Auch die Wärmeformbe
ständigkeit, gemessen z. B. als HDT A, liegt wesentlich höher als bei normalen Stär
keacetat-Compounds, aber auch höher als bei vielen anderen biologisch abbauba
ren Werkstoffen. Weitere Vorteile bestehen darin, daß das Material eine erhöhte
Wasserbeständigkeit aufweist, aber gleichzeitig eine definierte Wasseraufnahme
zeigt. Damit sind vielfältige Möglichkeiten einer ökofreundlichen farblichen und de
korativen Nachgestaltung gegeben. Die verbliebenen ganzen Fasern bringen in
Fließrichtung der Spritzgußmasse eine zusätzliche Stabilität in die resultierenden
Spritzgußteile. Somit ergibt sich aus der vorgeschlagenen Verarbeitungsweise ne
ben der ökonomischeren Gestaltung des Verfahrens auch noch ein zusätzlicher Ef
fekt hinsichtlich der Qualität der Produkte. Das sind neben der bereits erwähnten
zusätzlichen Versteifung der Produkte auch eine hellere Farbe, die aus geringerer
thermischer Belastung im gesamten Verarbeitungsprozeß resultiert.
Durch geringen Zusatz hydrophober bioabbaubarer Polymerer, wie Po
lyhydroxyalkansäuren (u. a. PHB), Polyesteramiden (z. B. BAK), Polyestern, Polyca
prolacton oder Polyethylencarbonat, kann dem beschriebenen Gemisch bei Bedarf
auch eine zusätzliche Hydrophobierung und eine gewisse Flexibilität gegeben wer
den. Hierzu reichen 2 bis 20% eines solchen Zusatzes. Diese Zusätze können vor
dem Spritzguß einfach dem Agglomerat zugemischt werden.
Die nachfolgenden Beispiele verdeutlichen die Vorgehensweise bei der Herstellung
und die Vorzüge der resultierenden Compounds.
Das dafür verwendete Stärkeacetat wurde in einer Eintopf-Synthese in der oben be
schriebenen Weise hergestellt. Bei dieser Synthesevariante wurde auf Katalysato
ren und zusätzliche Lösungsmittel verzichtet. Nachfolgende Rezepturen mit jeweils
stöchiometrischen Mengen Essigsäureanhydrid führten zu den getesteten Stärkee
stern mit verschiedenen Substitutionsgraden von DS 1,5 bis 2,6. Damit wurde das
erfindungsgemäße Vorgehen ermöglicht.
Für eine Vergleichsmischung wurde ein Stärkeacetat nach einem von Mark und
Mehltretter beschriebenen Verfahren mit einem DS von 2,3 hergestellt.
In Tabelle 1 sind Ausgangsmaterial, Substitutionsgrad und Herstellungsmethode der
für die Compounds verwendeten Stärkeacetate zusammengestellt.
Hylon VII ist eine hochamylosehaltige Maisstärke der Fa. National Starch & Chemi
cal S.p.A.
Als Weizenstärke wurde die Sorte PT 20002 der Fa. Cerestar eingesetzt.
Die Compoundherstellung erfolgte in nachfolgenden Schritten:
- 1. Mischen der Faserkomponente mit der jeweiligen Menge Polyalkylenglykol und Wärmebehandlung bei 50 bis 100°C
- 2. Mischen der vorbehandelten Naturfaserkomponente mit dem Stärkeester und den restlichen Rezepturbestandteilen in einem Schnellmischer
- 3. Verpressen der Mischung zu Agglomeraten
- 4. Verarbeitung mittels Spritzguß in der oben beschriebenen Weise
Bis zum Punkt 3 wie Variante A, aber mit
- 1. Extrusion der Agglomerate in einem Zweiwellenkneter
- 2. Verarbeitung des Granulates mittels Spritzguß in der oben beschriebenen Weise
Der Stärkeester wurde in einem Schritt mit allen Rezepturbestandteilen vermischt
und extrudiert.
Nachfolgende Ausführungsbeispiele sollen die Wirksamkeit des erfindungsgemä
ßen Vorgehens darstellen:
Folgende Rezeptur wurde nach Variante C verarbeitet:
40,5% Stärkeacetat 1
8,5% PEG 400
1% Stearinsäure
49% Lignocell S 150 TR (Holzmehltype der Fa. J. Rettenmaier & Söhne GmbH + Co)
1% CaCO3
8,5% PEG 400
1% Stearinsäure
49% Lignocell S 150 TR (Holzmehltype der Fa. J. Rettenmaier & Söhne GmbH + Co)
1% CaCO3
Das erhaltene Granulat wurde mittels Spritzguß mit scherender Düse und am Werk
zeug angelegtem Unterdruck (100-400 Torr) zu Schulterstäben nach DIN 53 455
verarbeitet, an denen folgende Kennwerte bestimmt wurden:
Biege-E-Modul | DIN 53 457 |
Biegefestigkeit | DIN 53 452 |
Zugfestigkeit | DIN 53 455 |
Wärmeformbeständigkeit (HDT A) | DIN 53 461 |
Wasseraufnahme | DIN 53 495 |
Erwartungsgemäß lag der E-Modul des Compounds aufgrund der Füllstoffwirkung
des Holzmehles sehr hoch, eine Erhöhung der Biegefestigkeit gegenüber dem un
gefüllten Material war jedoch kaum zu erkennen. Die Zugfestigkeit wurde drastisch
reduziert. Auch das lag im Erwartungsbereich einer solchen Mischung.
Es wurden die gleichen Mengenverhältnisse wie in Beispiel 1 verwendet. Das ver
wendete Stärkeacetat wurde nach Variante 2 hergestellt. Der Restessigsäuregehalt
betrug 4%. Die Verarbeitung erfolgte nach Variante B.
Für die Beispiele 3-13 wurden die gleichen Mengenverhältnisse angesetzt, wie für
Beispiel 1.
Die Verarbeitung erfolgte erfindungsgemäß nach Variante A.
Die Verarbeitung und die Prüfung der Proben erfolgte analog Beispiel 1.
Die Prüfergebnisse aller Beispiele sind in Tabelle 3 zusammengestellt.
Erwartungsgemäß lag der E-Modul des Compounds aus Beispiel Nr. 1 aufgrund der
Füllstoffwirkung des Holzmehles sehr hoch, eine Erhöhung der Biegefestigkeit ge
genüber dem ungefüllten Material war jedoch kaum zu erkennen. Die Zugfestigkeit
wurde drastisch reduziert und die Wärmeformbeständigkeit stieg gegenüber einem
vergleichbaren ungefüllten Material von ca. 50°C auf 75°C. Auch das lag im Er
wartungsbereich einer solchen Mischung. Bei allen erfindungsgemäß hergestellten
Compounds blieb der hohe E-Modul in etwa erhalten. Deutlich verbesserte sich das
Verhalten des Materials bezüglich Biegefestigkeit bzw. Zug- und Reißfestigkeit.
Gleiches traf auf die Reduzierung der Wasseraufnahme bei 1 h Wasserlagerung
und die Wärmeformbeständigkeit zu. Da diese Eigenschaftsverbesserungen mit ei
ner Verbesserung der Fließfähigkeit des Materials bei diesen hohen Füllstoffgehal
ten einhergehen, verbreitert die erfindungsgemäße Vorgehensweise wesentlich die
Anwendbarkeit solcher Compounds. Der Vergleich mit einem zusätzlich noch granu
liertem Material (Beispiel 2) zeigt, daß die scherende Wirkung eines Zweiwellen
kneters und die damit verbundene völlige Destrukturierung der Holzpartikel zwar
noch geringe Verbesserungen bezüglich Biege- und Zugfestigkeit bringen können,
insgesamt der deutlich höhere Aufwand gegenüber der vorgeschlagenen Verfah
rensweise der direkten Verarbeitung von gepreßten Agglomeraten im Spritzguß mit
den angegebenen Voraussetzungen gerechtfertigt ist.
Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Herstellungsmethode ist das weitgehend
homogene Erscheinungsbild des Materials. Es ist ein glattes Material mit einem
holzartigen Griff.
Die vereinzelt noch erhalten gebliebenen Fasern können im Zusammenhang mit
dem optisch helleren Erscheinungsbild der Teile aus der direkten Verarbeitung der
Agglomerate für zusätzliche optische Effekte genutzt werden.
Claims (10)
1. Thermoplastische biologisch abbaubare Formmassen auf der Basis von Stärke
estern und Naturfaserkomponenten dadurch gekennzeichnet, daß sie aus
- 1. 20 bis 90 Ma.-% eines Stärkeesters mit einem Substitutionsgrad < 3, der wäh rend der Compoundierung eine aus dem Herstellungsprozeß des Stärke esters resultierende Menge Essigsäure von 0,5 bis 5% enthält und
- 2. 2 bis 75 Ma.% einer Naturfaserkomponente, die während der Compoundie rung 2 bis 25 Ma.% eines Polyalkylenglykols mit einer Molmasse von 200 bis 2000 absorbiert hat,
2. Formmassen nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Stärkeester ei
nen Substitutionsgrad von 1,5 bis 2,6 aufweisen.
3. Formmassen nach den Ansprüchen 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß der
Rest-Essigsäuregehalt 1 bis 2% beträgt.
4. Formmassen nach den Ansprüchen 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß 4 bis 20
Ma.-% Polyalkylenglykol mit einer Molmasse 300-1000 eingesetzt werden.
5. Formmassen nach den Ansprüchen 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß als Po
lyalkylenglykol Polyethylenglykol verwendet wird.
6. Formmassen nach den Ansprüchen 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß als Na
turfasermaterial Flachs, Hanf, Holz, Schilf, Stroh, Nessel, Ramie und dergleichen
eingesetzt werden.
7. Verfahren zur Herstellung thermoplastisch verarbeitbarer Formmassen nach An
spruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das eingesetzte Stärkeacetat während der
Compoundierung einen aus der Herstellung des Stärkeesters resultierenden Es
sigsäuregehalt von 0,5 bis 5 Ma.-% und die Naturfaserkomponente 2 bis 25 Ma.-%
eines Polyalkylenglykols absorbiert enthält und die Mischung mechanisch ag
glomeriert und im sich direkt anschließenden Spritzgußschritt eine scherende Dü
se und/oder scherende Elemente im Schneckenaufbau der Spritzgußmaschine
eingesetzt und an der Auswerferseite des Werkzeuges ein Unterdruck von 100
bis 500 Torr angelegt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß weitere Gleitmittel, wie
Stearinsäure, Abietinsäureharze und deren Derivate eingesetzt werden.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 7 und 8 dadurch gekennzeichnet, daß anorgani
sche Füllstoffe, wie zum Beispiel Kreide, zur Neutralisation mit einem Gehalt von
0,5 bis 5 Ma.-%, vorzugsweise 1-2%, eingesetzt werden.
10. Verfahren nach den Ansprüchen 7 bis 9 dadurch gekennzeichnet, daß weitere
Blendkomponenten zur Erhöhung der Flexibilität und Hydrophobierung, wie Po
lyalkylencarbonate, Polyesteramide, Polyester oder Polyhydroxyfettsäuren, mit
einem Anteil von 2 bis 20 Ma.-% eingesetzt werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998130774 DE19830774A1 (de) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | Thermoplastisch verarbeitbare Formmassen auf Basis von Stärkeestern und Naturfaserkomponenten und Verfahren zur Herstellung von Gegenständen mittels Spritzguß |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998130774 DE19830774A1 (de) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | Thermoplastisch verarbeitbare Formmassen auf Basis von Stärkeestern und Naturfaserkomponenten und Verfahren zur Herstellung von Gegenständen mittels Spritzguß |
Publications (1)
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---|---|
DE19830774A1 true DE19830774A1 (de) | 2000-01-13 |
Family
ID=7873517
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1998130774 Withdrawn DE19830774A1 (de) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | Thermoplastisch verarbeitbare Formmassen auf Basis von Stärkeestern und Naturfaserkomponenten und Verfahren zur Herstellung von Gegenständen mittels Spritzguß |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19830774A1 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000073380A1 (de) * | 1999-05-29 | 2000-12-07 | Buna Sow Leuna Olefinverbund Gmbh | Verfahren zur herstellung von in wasser redispergierbaren agglomeraten aus biologisch abbaubaren stärkeestern |
WO2003051613A1 (de) * | 2001-12-17 | 2003-06-26 | Hb-Feinmechanik Gmbh Co Kg | Verfahren zur herstellung von formkörpern |
DE102017008584A1 (de) | 2017-09-13 | 2019-03-14 | Georg Emanuel Koppenwallner | Schreinerfackel |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3746558A (en) * | 1970-07-14 | 1973-07-17 | Scholten Honig Research Nv | Suspensions of hydrophobic starch esters |
DE4326118A1 (de) * | 1993-08-04 | 1995-02-09 | Buna Gmbh | Bioabbaubare, thermoplastisch verformbare Materialien aus Stärkeestern |
EP0638609A2 (de) * | 1993-08-04 | 1995-02-15 | Buna Gmbh | Bioabbaubare, thermoplastisch verformbare Materialien aus Stärkeestern |
DE29515476U1 (de) * | 1995-09-28 | 1995-12-21 | Moeller Plast Gmbh | Verbundbauteil, insbesondere Verbundverkleidungsteil |
DE19519495A1 (de) * | 1995-05-27 | 1996-11-28 | Reynolds Tobacco Gmbh | Verpackung aus thermoplastischem Werkstoff mit vollständiger biologischer Abbaubarkeit, vorzugsweise für Tabakwaren |
WO1997026281A1 (en) * | 1996-01-16 | 1997-07-24 | Hoechst Celanese Corporation | Method of making starch acetate |
US5728824A (en) * | 1996-02-01 | 1998-03-17 | Evercorn, Inc. | Microfiber reinforced biodegradable starch ester composites with enhanced shock absorbance and processability |
DE19644017A1 (de) * | 1996-10-31 | 1998-05-07 | Basf Ag | Naturfaser-verstärkte Polyisocyanat-Polyaddidionsprodukte, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung |
-
1998
- 1998-07-09 DE DE1998130774 patent/DE19830774A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3746558A (en) * | 1970-07-14 | 1973-07-17 | Scholten Honig Research Nv | Suspensions of hydrophobic starch esters |
DE4326118A1 (de) * | 1993-08-04 | 1995-02-09 | Buna Gmbh | Bioabbaubare, thermoplastisch verformbare Materialien aus Stärkeestern |
EP0638609A2 (de) * | 1993-08-04 | 1995-02-15 | Buna Gmbh | Bioabbaubare, thermoplastisch verformbare Materialien aus Stärkeestern |
DE19519495A1 (de) * | 1995-05-27 | 1996-11-28 | Reynolds Tobacco Gmbh | Verpackung aus thermoplastischem Werkstoff mit vollständiger biologischer Abbaubarkeit, vorzugsweise für Tabakwaren |
DE29515476U1 (de) * | 1995-09-28 | 1995-12-21 | Moeller Plast Gmbh | Verbundbauteil, insbesondere Verbundverkleidungsteil |
WO1997026281A1 (en) * | 1996-01-16 | 1997-07-24 | Hoechst Celanese Corporation | Method of making starch acetate |
US5710269A (en) * | 1996-01-16 | 1998-01-20 | Hoechst Celanese Corp. | Method of making starch acetate using an acid catalyst |
US5728824A (en) * | 1996-02-01 | 1998-03-17 | Evercorn, Inc. | Microfiber reinforced biodegradable starch ester composites with enhanced shock absorbance and processability |
DE19644017A1 (de) * | 1996-10-31 | 1998-05-07 | Basf Ag | Naturfaser-verstärkte Polyisocyanat-Polyaddidionsprodukte, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Derwent Abstract, Ref. 70-33946R/19 zu JP 45012557 B * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000073380A1 (de) * | 1999-05-29 | 2000-12-07 | Buna Sow Leuna Olefinverbund Gmbh | Verfahren zur herstellung von in wasser redispergierbaren agglomeraten aus biologisch abbaubaren stärkeestern |
WO2003051613A1 (de) * | 2001-12-17 | 2003-06-26 | Hb-Feinmechanik Gmbh Co Kg | Verfahren zur herstellung von formkörpern |
EP1338405A1 (de) * | 2001-12-17 | 2003-08-27 | Wolfram Lihotzky-Vaupel | Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus natürlichen Polymeren |
DE102017008584A1 (de) | 2017-09-13 | 2019-03-14 | Georg Emanuel Koppenwallner | Schreinerfackel |
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