HU208985B

HU208985B - Polymere-based mixture composition containing destructurated starch

Info

Publication number: HU208985B
Application number: HU904171A
Authority: HU
Inventors: Jakob Silbiger; Jean-Pierre Sachetto; David John Lentz
Original assignee: Warner Lambert Co
Priority date: 1989-07-18
Filing date: 1990-07-11
Publication date: 1994-02-28
Also published as: EP0409782A2; CA2020894A1; FI903500A0; ATE107327T1; ES2056427T3; IE66345B1; NZ234455A; JPH0725942B2; DE69009877T2; DK0409782T3; PT94658A; EP0409782B1; JPH0356543A; KR910002990A; IL95042A; BR9003322A; EP0409782A3; IE902531A1; NO903089L; CN1048864A

Description

A találmány tárgyát hővel és nyomással mérettartó és javított fizikai tulajdonságokkal rendelkező formatestekké alakítható polimer-kompozíciók és ezek előállítására szolgáló premixek és eljárások képezik.

Ismeretes, hogy a növényi termékekben található, meghatározott mennyiségű vizet tartalmazó természetes keményítő zárt térben, megemelt hőmérsékleten, kezelve olvadékot képez. A műveleteket előnyösen fröccsöntőgépben vagy extruderben hajtják végre. A keményítőt az adagolótartályból egy forgó csigába tápláljuk. A betáplált anyag a csiga mentén, annak feje felé halad. Ezalatt a művelet alatt a keményítő hőfoka, a henger külső falán elhelyezett fűtőelemek, valamint a csigában fellépő nyírás hatására nő. A betápláló zónától kezdve, a kompressziós zónán keresztül a betáplált anyag fokozatosan megolvad. A megolvadt anyag azután a szállítózónán halad keresztül, ahol az olvadék homogenizálása megy végbe, és a csigafejhez jut. Itt azután az olvadt anyag fröccsöntéssel vagy extrúzióval vagy bármely más, ismert hőre lágyuló műanyagfeldolgozási művelettel formatestekké dolgozható fel.

Ez a kezelés, melyet a 84300940.8 sz. (118240 sz. közzétételi irat) európai szabadalmi leírás ír le, lényegében destruktált keményítőt szolgáltat. Mint ezt a fentiekben hivatkozott szabadalom leírja, ennek az az oka, hogy a keményítő üvegesedési (másodrendű átalakulási) hőmérséklete fölé és komponenseinek olvadáspontja fölé melegszik. Ennek következményeként a keményítőszemcsék megolvadása és a keményítő molekuláris szerkezete rendezettségének megszűnése következik be, úgyhogy lényegében egy destrukturált keményítőt kapunk. „Destrukturált” keményítő kifejezés alatt ilyen termoplasztikus olvadékképzési módszerrel nyert keményítőt értünk. Hivatkozunk a 88 810455.1 (298920 sz. közzétételi irat), a 88810548.3 (304401 sz. közzétételi irat) és 89810046.6 sz. (326517 sz. közzétételi irat) európai szabadalmi leírásokra is, amelyek a destrukturált keményítőt, előállításának módszereit és felhasználását írják le szintén.

Előnyös, ha a jelen találmányban felhasznált destrukturált keményítőt elég magas hőfokra és elég hosszú ideig hevítjük ahhoz, hogy a DSC (differential scanning calorimetry) görbe által jellemzett, jellegzetes endoterm átalakulási analízis azt mutatja, hogy az oxidatív és „termikus” bomlás előtt közvetlenül jelentkező, specifikus, aránylag keskeny csúcs eltűnik, mint ezt a fent említett, 89810046.6 sz. európai szabadalmi leírás (326517 sz. közzétételi irat) leírja.

A destrukturált keményítő egy új, és sok alkalmazási területen hasznos anyag. Fontos tulajdonsága a biodegradabilitás. Nedves levegőn azonban a destrukturált keményítő a levegőből vizet vesz fel, nő a nedvességtartalma. Következésképpen egy destrukturált keményítőből készült tárgy ilyen körülmények között elveszti méretstabilitását. Másfelől egy ilyen tárgy alacsony nedvességtartalomnál kiszáradhat és törékennyé válhat.

A hőre lágyuló keményítőnek lényegében egyedi jótulajdonságai vannak, melyek hasznosak ugyan, de korlátozhatják felhasználását olyan esetekben, amikor egy lágyabb, rugalmasabb vagy keményebb, szívósabb polimer volna kívánatos.

A hőre lágyuló keményítő, mint említettük, extrudálható és sokféle, hasznos alakra és profilra fröccsönthető. A feldolgozási paraméterek azonban, mint a víztartalom, a hőfok és a nyomás kritikus paraméterek, és ezeket szigorúan ellenőrizni kell ahhoz, hogy reprodukálható minőségű termékeket kapjunk. Ez további hátrányt jelent sok alkalmazási területen.

Ezeknek a potenciális korlátoknak a leküzdésére hasznos volna, ha a méretstabilitást nedvességtartományban növelni lehetne; ha az anyag (törési energiával jellemzett) szívósságát növelni lehetne; az (nyúlással mért) elaszticitást növelni lehetne, és ha a (Youngféle modulussal jellemzett) merevséget csökkenteni, a keménységet növelni lehetne.

A feldolgozási paraméter-tartomány tágítása növeli a formatest-alakok és kompozíciók variációját és csökkenti szigorú ellenőrzésük szükségességét. Ezért szintén hasznos lenne, ha javítani lehetne az ömledék-szilárdság szabályozhatóságát, például tágítani lehetne az extrudálhatósági, fröccsönthetőségi, tömlőfólia-fúvási vagy szálhúzási tartományt, és szabályozni lehetne a más anyagokhoz való felületi tapadást.

A konvencionális hőre lágyuló műanyagok hidrofób, gyakorlatilag vízben oldhatatlan polimerek, amelyeket szokásosan víz és illóanyagok távollétében dolgoznak fel. Ezzel szemben a keményítő víz jelenlétében olvadékot képez, de magasabb hőmérsékleten, például 240 °C körül elbomlik. Ezért az volt várható, hogy az ilyen keményítő-olvadék nem lesz használható hidrofób, lényegében vízben nem oldható polimer anyagokkal együtt, nemcsak azért, mert a keményítő víz jelenlétében olvadékot képez, mint ezt a fentiekben említettük, de kémiai szerkezetük és hidrofil természete miatt sem.

Azt találtuk, hogy ha a keményítőt zárt térben, megfelelő nedvességi és hőmérsékleti körülmények között hevítjük ahhoz, hogy - mint fentebb említettük - egy destruktált keményítő-olvadékot kapjunk, akkor az feldolgozási szempontból lényegében összeférhetővé válik hidrofób, lényegében vízben oldhatatlan hőre lágyuló műanyagokkal, és a két típusú anyag olvadéka különösen megszilárdulás után, a tulajdonságok érdekes kombinációját mutatja.

Egy igen fontos szempont az ilyen, destrukturált keményítővel összekevert („blendelt”) hidrofób hőre lágyuló műanyagok meglepően megjavult méretstabilitása. Ilyen polimer kompozíciókat ír le a jelen találmány leírásunktól függő, 89810078.9 sz. európai szabadalmi leírás (327 505 sz. közzétételi irat). Noha az ilyen kompozíciókból készült tárgyak méretstabilitása jobb, mint a csak destrukturált keményítőből készülteké, az itt leírt kompozíciók fizikai tulajdonságai nem olyan jók, mint az egyes végtermékek esetében kívánatos lenne. Különösen fontos, hogy az ilyen destrukturált keményítőt tartalmazó kompozíciókból készült termékeknek elegendő szilárdságuk és méretstabilitásuk van ahhoz, hogy a kívánt funkciónak megfeleljenek, ugyanakkor használat után biológiailag még mindig lebonthatók.

HU 208 985 Β

Azt találtuk, hogy az ilyen destrukturált keményítőből hidrofób hőre lágyuló műanyaggal készült, itt leírt blendek fizikai tulajdonságai és olvadék-tulajdonságai összességükben vagy részben meglepő javulást mutatnak ahhoz, hogy a fent említett korlátokat túl lehessen lépni. Ezen túlmenően meglepetésszerűen azt találtuk, hogy az itt leírt blendek nedves levegőben jelentékenyen megjavult méretstabilitást mutatnak a nem blendelt destrukturált keményítőhöz képest, mimellett folyékony vízzel érintkezve meglepő, hogy nagymértékben szétesnek, ami következményeiben nagymértékű biológiai lebonthatósághoz vezet.

Annak érdekében, hogy ilyen tulajdonságokat érjünk el, előnyösnek találtuk olyan polimer-kompozíciók előállítását, amelyek: a) destrukturált keményítőt, b) legalább egy oljtásos poliszacharid- vagy poliszacharid-származék kopolimert (itt „b” komponensként nevezett anyagot), és adott esetben, a „b” komponensként definiált polimertől eltérő, lényegében vízben oldhatatlan polimert tartalmaznak. A jelen találmány tárgyát egyrészt destrukturált keményítőt és „b” komponenst tartalmazó kompozíciók képezik. Ezek a kompozíciók önmagukban alkalmasak késztermékek gyártására, de elsősorban „premix”-ként használhatók lényegében vízben nem oldható polimerekkel kombinálva. A találmány egy másik tárgyát háromkomponensű, destrukturált keményítőből, „b” komponensből és legalább egy, lényegében vízben oldhatatlan polimerből („c” komponensből) álló kompozíciók képezik. E kompozíciók lehetnek a komponensek por alakú keverékei, olvadékának keverékei vagy szilárd alakú keverékei. A találmány tárgyát képezik a fentiekben leírt kompozíciók és formatestek készítésére szolgáló módszerek is.

A találmány elsőként említett tárgyát képező kompozíciók:

a) destrukturált keményítőt, és

b) legalább egy, ojtásos poliszacharid- vagy poliszacharid-származék kopolimert tartalmaznak. Az ilyen kompozíciók adott esetben további adalékanyagokat tartalmazhatnak.

Ez a polimer-kompozíció ezen túlmenően legalább egy „c” komponenst is tartalmazhat, amely

c) lényegében olyan vízben oldhatatlan hőre lágyuló polimer, amely nem felel meg „b” komponens definíciónknak.

A jelen találmány tárgyát képezik nevezett polimer kompozíciók komponensei; porkeverékek, olvadékok vagy megszilárdult anyag alakjában.

A „b” komponenst úgy választjuk meg, hogy lényegében Összeférhető legyen a keményítővel és elősegítse a „c” komponens összeférhetőségét a keményítő és a „b” komponens kombinációjával.

A találmány tárgyát képezi továbbá egy módszer, nevezett polimer kompozíciók olvadék vagy szilárd alakban történő gyártására, valamint egy módszer formatestek nevezett polimer-kompozíciókból történő gyártására, továbbá az ezekből készített formatestek.

A találmány szerinti polimer-kompozíciókat úgy állítjuk elő, hogy a destrukturált keményítőt, „b” komponenst, adott esetben „c” komponenst és esetleges további adalékanyagokat összekeverjük. Ezt a keveréket azután zárt térben, megemelt hőmérsékleten addig hevítjük, amíg egy homogén olvadékot kapunk, amelyből formatestek készíthetők.

A jelen találmány szerinti polimer-kompozíciók gyártásának egy alternatív módja az, hogy a destrukturizálható állapotban lévő keményítőt zárt térben megemelt hőfokon és nyomáson elegendő ideig kezeljük ahhoz, hogy a keményítőt destrukturáljuk, és belőle olvadékot képezzünk; a destrukturizálás előtt, alatt vagy után hozzáadunk egyéb polimert vagy polimereket; és a keverék hőkezelését addig folytatjuk, míg homogén olvadékot kapunk. Előnyös, hogy a „b” komponenst, és kívánt esetben a „c” komponenst, valamint egyéb adalékanyagokat a keményítővel kombináljuk, és ezt az anyagkombinációt olvadékká alakítjuk. Ebben a kombinációban a keményítő már teljesen vagy részlegesen destrukturált lehet vagy a destrukturálás az olvadékképzés közben történhet meg.

A jelen találmány tárgyát képezi továbbá nevezett polimer kompozíciók hőre lágyuló olvadékként szabályozott víztartalom, hőfok- és nyomásviszonyok melletti, ismert eljárással, mint fröccsöntözéssel, extrúzióval, koextrúzióval, sajtolással, vákuumformázással, hőformázással vagy habosítással történő feldolgozása. Ezeket az eljárásokat összességükben „formázásnak”, „alakosodásnak” nevezzük.

Leírásunkban „keményítő” alatt kémiailag lényegében nem módosított keményítőket értünk, így például általában természetes, növényi eredetű, főként amilózból és/vagy amilopektinből álló szénhidrátokat. Ezek különböző növényekből, mint például burgonyából, rizsből, tápiókából, kukoricából, borsóból és gabonafélékből, mint rozsból, zabból és búzából vonható ki. Előnyös a burgonyából, kukoricából, búzából vagy rizsből készült keményítő. Számításba jönnek az ezen növényi forrásokból eredő keményítők keverékei. A „keményítő” kifejezésbe beleértjük továbbá a fizikailag módosított keményítőket, mint a zselatinált vagy főzött keményítőket, módosított sav - (pH) - értékű keményítőket, például olyan keményítőket, amelyekhez pH-értékük 3-6-ra csökkentése érdekében savat adtunk. Keményítő alatt értünk továbbá olyan keményítőket, például burgonya keményítőt, amelyekben a foszfátcsoportokkal társult kétértékű ionok, mint Ca²⁺vagy Mg²⁺-ionok részben vagy teljesen ki vannak mosva, vagy amelyekben a keményítőben jelen lévő ionokat részben vagy teljesen ugyanazon vagy különböző egy- vagy kétértékű ionokkal vannak kicserélve. Értünk alatta továbbá olyan pre-extrudált keményítőket, amelyeket a fentebb hivatkozott, 89 810046.6 sz. európai szabadalmi leírás (326517 közzétételi irat) ír le.

Mint ezt a fentiekben leírtuk, azt találtuk, hogy például a kompozíció össztömegére számított, 5-től 40 tömeg%-ig terjedő víztartalmú keményítők egy jellegzetes keskeny endoterm átalakuláson mennek át magasabb hőfokon és zárt térben történő hevítésük közben, közvetlenül az oxidatív és termikus bomlásukra jellemző endoterm változás előtt. (A leírásban a mindig tömeg%ot jelent, hacsak másképpen nem jelöljük).

HU 208 985 Β

A jellegzetes endoterm átalakulás DSC-vel (differential soanning calorimetry) határozható meg, és a DSC-diagramon jellegzetes, aránylag keskeny csúccsal jelentkezik közvetlenül az oxidatív és termikus bomlásra jellemző endoterm folyamat előtt. A csúcs eltűnik, mihelyt a nevezett, jellegzetes endoterm átalakulási végbement. „Keményítő” alatt értünk olyan, kezelt keményítőket is, amelyekben a nevezett endoterm átalakulás végbement. Ilyen keményítőt ír le a 89810046.6 sz. európai szabadalmi leírás (326517 sz. közzétételi irat).

Noha jelenleg a keményítő destrukturizálásához az említett mennyiségű víz jelenléte szükséges, a jelen találmány szerinti kompozíciók egyéb módszerekkel, például víz felhasználása nélkül előállított destrukturált keményítő felhasználásával is készülhetnek.

Az ilyen keményítő/víz kompozíciók víztartalma

5-től 40 tömeg%-ig, előnyösen 5-től 30 tömeg%-ig terjed. Annak érdekében azonban, hogy szabad atmoszférára kitett anyagnak megfelelő, egyensúlyi víztartalmú anyaggal dolgozzunk, a keményítő-víz komponensre számított, 10-től 22 tömeg%-ig terjedő víztartalmú keményítőt használunk a feldolgozás során, és ezt tartjuk előnyösnek.

A „b” komponens vegyületei ojtásos poliszacharidvagy poliszacharid-származék kopolimerek.

A poliszacharidok és ojtásos poliszacharid kopolimerek, valamint ojtásos poliszacharid-származék kopolimerek ismertek, és azokat például az Encyclopaedia of Polymer Science and Engineering, 3. köt., 1986 (John Wiley & Sons kiadás) írja le. A poliszacharidok olyan, természetben előforduló szénhidrát polimerekként definiálhatók, amelyekben a monoszacharid egységeket közvetlen glükozid-kötések kötik össze. A poliszacharidok növényi, állati és mikrobális eredetűek. Előnyös poliszacharidok a különféle keményítők, cellulózok, hemicellulózok, xilánok, mézgák, alginátok, pektinek és rügyviaszok. A legelőnyösebbek a keményítő és a cellulóz.

Poliszacharid származékok például a poliszacharidéterek, alkoxilezett poliszacharidok, mint a metil-cellulóz, hidroxi-metil-cellulóz, hidroxi-etil-cellulóz, hidroxi-propil-cellulóz vagy a keményítő ismert, analóg származékai.

Ojtásos poliszacharid kopolimer az olyan poliszacharid, amely kovalens kötéssel kapcsolódik egy polimerhez oly módon, hogy oldószeres extrakcióval történő szétválasztásuk nem hajtható végre a poliszacharid előzetes, hidrolitikus vagy oxidatív lebontása nélkül. Ugyanez vonatkozik az ojtásos poliszacharid-származék kopolimerekre is.

Az ojtásos kopolimerizáció úgy' jön létre, hogy a poliszacharid vagy poliszacharid-származék-molekula egy pontján (nem a molekula végén) aktív hely képződik, amelyre polimerizálható monomer kapcsolódik.

Ilyen értelemben egy poliszacharid, illetve poliszacharid-származék különböző monomerekkel polimerizálható vagy kopolimerizálható olyan ojtással, amelyek aktív hidrogénatomokkal, illetve hidroxilcsoportokkal képesek reagálni. Ilyen előnyös monomerek a telítetlen monomerek, laktonok, alkil-iminek és laktámok.

Az I. táblázat speciális vegyületeket, ezek tömeg%os ojtottságát, az ojtott monomeregységek átlagos számát (n) és az ojtott egységek átlag-molekulatömegét (M_w) tünteti fel.

I. táblázat

Vegyület száma	Poliszacharid	Ojtott monomer	Tömeg% ojtott anyag	n	M_w
1.	keményítő	sztirol	40	6,8	710
2.	keményítő	izoprén	25	5,8	400
3.	keményítő	akrilnitril	49	9,2	500
4.	keményítő	metil-metakrilát	50	13,6	1360
5.	keményítő	metil-akrilát	42	9,8	845
6.	keményítő	metil-akrilát/butil-akrilát	50	6,25	700
7.	keményítő	akrilsav	45	9,2	450
8.	keményítő	alkilamid	52	9,2	500
9.	keményítő	β-propiolakton	40	1,4	100
10.	keményítő	etilénimin	42	1,7	75
11.	keményítő	propilénamin	35	1,2	70
12.	keményítő	kaprolaktán	30	0,4	50
13.	keményítő	akrilammónium-akrilát	40	2,6	600
14.	keményítő	metil-vinil-éter	40	10,3	600
15.	keményítő	akrilamid/Na-akrilát	60	9,2	500
16.	amilóz	butil-akrilát	50	4,7	600
17.	amilóz	butil-akrilát/akrilonitril	40	3,0	550

HU 208 985 Β

Vegyület száma	Poliszacharid	Ojtott monomer	TÖmeg% ojtott anyag	n	M_w
18.	amilóz	etilakrilát	45	6,5	650
19.	amilóz	etil-akrilát/akrilonitril	45	8,1	625
20.	dextrin	akrilamid	48	9,0	490
21.	dextrin	akrilnitril	47	8,3	450
22.	karboxi-cellulóz	sztirol	50	6,25	650
23.	karboxi-cellulóz	butadién	40	4,6	250
24.	karboxi-cellulóz	butadién/sztirol	42	4,0	320
25.	alginát	akrilamid	45	2,8	200
26.	alginát	akrilnitril	42	8,3	450
27.	alginát	sztirol	48	5,0	520
28.	alginát	butadién	40	5,7	310
29.	alginát	metil-metakrilát	43	3,4	340
30.	cellulóz	sztirol	27,8	5,4	560
31.	cellulóz	akrilnitril	27,0	7,7	420
32.	cellulóz	sztirol/akrilnitril	26,0	5,7	450
33.	cellulóz	akrilamid	17,0	4,4	320
34.	cellulóz	akrílsav	15,0	4,2	300
35.	cellulóz	metil-metakrilát	28,9	2,5	250
36.	cellulóz	metil-akrilát	36,0	3,2	280
37.	cellulóz	etil-akrilát	34,0	3,1	310
38.	cellulóz	butil-akrilát	29,4	2,3	300
39.	cellulóz	izobutil-akrilát	29,6	1,7	220
40.	cellulóz	butadién	25,0	3,5	190
41.	cellulóz	butadién/sztirol	24,0	2,6	210
42.	cellulóz	izoprén	20,0	2,6	180
43.	cellulóz	metakrilamid	25,0	2,2	190
44.	cellulóz	vinil-acetát	22,0	2,7	230
45.	cellulóz	vinil-klorid	20,0	3,12	195
46.	cellulóz	etilén	16,0	3,6	100
47.	etil-cellulóz	metakrilsav	35	3,8	325
48.	etil-cellulóz	metil-metakrilát	32	3,0	300
49.	etil-cellulóz	sztirol	29	2,4	250
50.	etil-cellulóz	vinilacetát	30,5	2,3	200
51.	hidroxietil-cellulóz	butilakrilát	35	2,2	280
52.	hidroxietil-cellulóz	butilakrilát/akrilnitril	40	2,2	200
53.	hidroxietil-cellulóz	etilakrilát	41	1,9	190
54.	hidroxietil-cellulóz	etilakrilát/akrilnitril	45	2,7	210
55.	metilcellulóz	akrilnitril	40	4,6	250
56.	cellulózacetát	akrilamid	20	2,8	200
57.	cellulózacetát	akrilnitril	25	3,5	190
58.	cellulózacetát	metilakrilát	22	2,6	220
59.	cellulózacetát	etilakrilát	24	2,3	230
60.	cellulózacetát	metil-metakrilát	20	2,2	220
61.	cellulózacetát	vinilacetát	20	2,3	200

HU 208 985 Β

Előnyös ojtásos kopolimerek a cellulózból vagy keményítőből készült kopolimerek. Előnyösebbek azok, amelyek egy monomerrel vagy a következő monomerekkel vannak ojtva: sztirol, butadién, izoprén, akrilnitril, alkil-akrilát, előnyösen metilakrilát, alkil-metakrilát, előnyösen metil-metakrilát, akrilsav, metakrilsav, alkil-viniléter, előnyösen metil-vinil-éter és akrilamid.

Legelőnyösebbek azok a kopolimerek, amelyek egy monomerrel vagy a következő monomerekkel vannak ojtva: izoprén, akrilnitril, metilakrilát, metil-metakrilát, akrilsav, metil-vinil-éter, és akrilamid.

Az I. táblázat 13. sz. alkilammónium-akrilátjainak általános képlete (I), mely képletben X jelentése 2, 3 vagy 4, előnyösen 2 vagy 3,

R jelentése metil- vagy etilcsoport, előnyösen metilcsoport,

A jelentése valamely anion, előnyösen klorid vagy acetát, előnyösen acetát.

Előnyös ojtásos polimerizációs monomerek a βpropiolakton, etilénimin, trimetilén-imin és kaprolaktám is.

CH₂=CHOO₂-(CH₂)_x-NR₃ ⁺A- (I)

Az I. táblázat vegyületei közül előnyösek az 1., 3.,

5., 7., 9., 10., 11., 12., 13., 14., 17., 20., 21., 22., 25.,

26., 29., 30., 31., 33., 34., 36., 43., 44., 45., 46., 49.,

50., 55., 57., 61. sz. vegyületek.

Az I. táblázat legelőnyösebb vegyületei az 1., 3., 4.,

5., 6., 9., 10., 12., 14., 16., 21., 22., 25., 30., 44., 46., 61. sz. vegyületek.

Mint fentebb említettük az „a” és „b” komponenseket tartalmazó polimer kompozíció adott esetben egy vagy több, lényegében vízben oldhatatlan hidrofób polimert („c” komponens), valamint további adalékokat tartalmaz.

A „c” komponens egy lényegében vízben oldhatatlan polimer vagy ilyen, lényegében vízben oldhatatlan polimerek keverékre. A „c” komponens előnyösen olyan mennyiségben van jelen, hogy javítsa a találmány szerinti kompozíciókból készült tárgy fizikai tulajdonságait, például növelje a végtermékek méretstabilitását vagy beállítsa biológiai lebonthatóságuk fokát. Ezt a mennyiséget leírásunkban helyenként a „c” komponens „hatásos mennyiségének” nevezzük.

„Lényegében vízben oldhatatlan hőre lágyuló polimer” alatt olyan polimert értünk, amely 100 g polimerre számítva szobahőmérsékleten előnyösen 10%-nál, előnyösebben 5%-nál, legelőnyösebben 2%-nál kevesebb vizet abszorbeál szobahőmérsékleten.

Lényegében vízben oldhatatlan hőre lágyuló műanyagok például a poliolefinek, mint a polietilén (PE), poli-izobutilének, polipropilének; vinil polimerek, mint a poli-vinil-acetátok; polisztirolok, poli-akrilnitrilek, (PAN); lényegében vízben oldhatatlan poliakrilátok vagy pobmetakrilátok; poliacetálok, hőre lágyuló polikondenzátumok, mint a poliamidok (PA), poliészterek, poliuretánok, polikarbonátok, poli-alkilén-tereftalátok; poliaril-éterek és hőre lágyuló poliimidek; és nagy molekulatömegű, lényegében vízben oldhatatlan vagy kristályosítható poli-alkilénoxidok, mint az etilénoxid és propilénoxid vagy kopolimerei.

További ilyen, lényegében vízben oldhatatlan hőre lágyuló kopolimerek az alkilén/vinilészter kopolimerek, előnyösen etilén/vinilacetát kopolimerek (ÉVA); etilén/vinilalkohol kopolimerek (EVAL); alkilén/akrilát vagy metakrilát kopolimerek, előnyösen etilén/akrilsav kopolimerek (EAA); etilén/etilakrilát kopolimerek (EEA); etilén/metilakrilát kopolimerek (EMA); ABS kopolimerek; sztirol/akrilnitril kopolimerek (SAN); akrilsavészter/akrilnitril kopolimerek; akrilamid/akrilnitril kopolimerek; amid éter blokk kopolimerek, amid-észterek; uretánészter blokk kopolimerek; uretánészterek, valamint ezek keverékei.

Ezek közül előnyösek, amelyek olvadékot képeznek előnyösen kb. 95 °C-tól kb. 240 °C-ig terjedő, beállított feldolgozási hőmérsékleten, még előnyösebben kb. 95 °C-tól kb. 220 °C-ig terjedő hőmérsékleten, legelőnyösebben kb. 95 °C-tól kb. 190 °C-ig terjedő hőmérsékleten.

Szintén előnyösek a poláros csoportokat, mint éter-, amid- és uretáncsoportokat tartalmazó polimerek. Ilyen polimerek közé tartoznak például az etilén, propilén vagy izobutilén vinil vegyületekkel képezett kopolimerjei, mint például az etilén/vinilalkohol kopolimerek (EVAL), sztirol/akrilnitril kopolimerek (SAN); amidéterek, amidészterek; uretánéterek, uretán észter blokk kopolimerei; valamint ezek keverékei.

Ilyen, lényegében vízben oldhatatlan hőre lágyuló polimerek bármely kívánt mennyiségben adhatók hozzá a keverékhez.

E polimerek bármely ismert alakban használhatók. Molekulatömegük szintén általánosan ismert a szakmában. Lehetséges aránylag kis molekulatömegű polimerek (oligomerek) használata is. Megfelelő molekulatömeg-tartomány kiválasztása szakember számára ismert módon optimalizálással és rutin-kísérletezéssel történik.

A találmány szerinti kompozícióknál a két, „a” és „b” komponens vagy a három, „a”, „b” és „c” komponens összesen 100%-ot tesznek ki.

A destrukturált keményítő és a „b” komponens aránya 98:2 és 75:25 között, előnyösebben 98:2 és 80:20 között változhat. A legelőnyösebb arány kb. 95:5 és kb. 90:10 közötti.

A destrukturált keményítőnek aránya a „b” és „c” komponens összegéhez 98:1-től 60:40-ig terjedhet. Előnyös azonban, ha a destrukturált keményítő jelentősen hozzájárul a végső keverék tulajdonságainak kialakításához. Ezért előnyös, ha a destrukturált keményítő kb. 80%-tól kb. 98 tömeg%-ig terjedő mennyiséget tesz ki.

A „b” komponens egy aránylag poláros anyag. Ha a jelen kompozícókban a „c” komponenssel kombinálva könnyebben keverhető egy polárosabb, mint egy kevésbé poláros „c” komponenssel. Ennek megfelelően polárosabb „c” komponens használata esetén aránylag kevesebb „b” komponensre lesz szükség, mint kevésbé poláros „c” komponensek használata esetén. A gyakorlott szakember meg tudja választani a „b” és „c” komponensek megfelelő arányát ahhoz, hogy lényegében homogén olvadék-kompozíciót kapjon.

HU 208 985 Β

Ha a destrukturált keményítő vizet tartalmaz, akkor a destrukturált keményítő-komponens százalékos mennyisége alatt a destrukturált keményítő-víz komponens összes mennyiségét értjük, ami a víz tömegét is magában foglalja.

A keményítőhöz már a destrukturálás előtt hozzákeverhetők az alábbiakban nevezett adalékanyagok, hogy egy jól szóródó, folyamatos feldolgozásra alkalmas anyagot kapjunk, és ezt a keveréket destrukturáljuk és granuláljuk, mielőtt még hozzákevernénk a „b” és „c” komponenseket. A többi hozzáadandó komponenst előnyösen a granulált, destrukturált keményítő granulátum-méretével azonos méretre granuláljuk.

Az is lehetséges azonban, hogy natív keményítőt vagy pre-extrudált és/vagy destrukturált, granulált vagy por alakú keményítőt por alakú vagy granulált adalékanyagokkal és/vagy a polimer anyaggal bármely kívánt sorrendben vagy keverék alakjában dolgozzuk fel.

így előnyösnek tartjuk, ha az „a”, „b” és „c” komponenseket, valamint egyéb, szokásos adalékanyagokat szokásos keverőberendezésben keverjük össze. Ezt a keveréket azután extruderben engedjük át granulátum vagy szemcsézett anyag előállítása végett. Ez alkalmas kiindulási anyag egyéb tárgyakká történő feldolgozásra. De a granulálás el is kerülhető, és az olvadékot közvetlenül, kapcsolt követő berendezésekben lehet fóbákká, ezen belül fóliatömlőkké, profilokká, csövekké, habokká és egyéb formatestekké feldolgozni. A lemezek hőformázásra használhatók.

Előnyös, ha a destrukturálás előtt a keményítőhöz töltő-, kenőanyagokat és/vagy lágyítószereket adunk. A színezőanyagokat, valamint a „b”, „c” komponenseket és az előbbiektől eltérő adalékanyagokat azonban a destrukturálás előtt, alatt vagy után adhatjuk a keményítőhöz.

A lényegében destrukturált keményítő/víz komponens vagy granulátum előnyös víztartalma a keményítő/víz komponens 10-től 22 tömeg%-a, előnyösebben 12-től 19%-a, és legelőnyösebben 14-18 tömeg%-a.

A fenti víztartalom-adat az össz-kompozíción belül a keményítő/víz komponens víztartalmára, és nem a teljes kompozíciónak magának a tömegére vonatkozik, mely utóbbi magába foglalja a hozzáadott, lényegében vízben oldhatatlan hőre lágyuló polimert is.

Ahhoz, hogy a keményítőt destrukturáljuk és/vagy a jelen találmánynak megfelelően az új polimer kompozícióból olvadékot képezzünk, azt egy extruder csigában és -hengerben elegendően hosszú ideig kell melegíteni, hogy a destrukturálódás megtörténjék és olvadék képződjék. A hőmérséklet előnyösen 105 °C és 240 °C közötti hőfok-tartományban, még előnyösebben 130 °C és 190 °C közötti hőfok-tartományban van, a használt keményítő típusától függően. Ehhez a destmkturáláshoz és olvadékképzéshez a kompozíciót zárt térben hevítjük. Ez a zárt tér lehet egy zárt edény vagy az a tér, amelyet a meg nem olvadt betáplált anyag tömlőhatása hoz létre, amint ez a fröccsgép vagy az extruder csigája és hengere között történik. Ilyen értelemben egy fröccsöntőgép vagy extruder csigája és hengere érthetően egy zárt edény. Egy zárt edényben fellépő nyomás megfelel a vízgőz nyomásának az illető hőmérsékleten, de természetesen további nyomás alkalmazható és/vagy léphet fel, mint ez normál körülmények között egy hengerben lévő csigánál is fennáll. Az alkalmazott és/vagy fellépő nyomás például 5150xl0⁵ N/m², előnyösen 5-75xlO⁵ N/m², és legelőnyösebben 5-50xl0⁵N/m² extruziós nyomás, mint ez ismeretes. Ha az így előállított kompozíció csak destrukturált keményítőből áll, akkor granulálható, és kész arra, hogy további komponensekkel keverjük össze valamilyen választott keverési és feldolgozási módszerrel, hogy abból a célból megkapjuk azt a destrukturált keményítő/polimer kiindulási anyagot, amelyet a csigahengerbe táplálunk.

Az extruderben kapott olvadékot azonban alkalmas szerszámba közvetlenül is fröccsönthetjük, vagyis közvetlenül végtermékké dolgozhatjuk fel, ha minden szükséges komponens jelen van már.

A csigában a fentiek szerint kapott granulált keveréket kb. 80 °C-tól kb. 240 °C-ig terjedő, előnyösen kb. 120 °C-től kb. 220 °C-ig terjedő és még előnyösebben kb. 130 °C-tól kb. 190 °C-ig terjedő hőmérsékletre melegítjük. Az ilyen keveréket előnyösen elegendően magas hőmérsékletre és elég hosszú ideig melegítjük ahhoz, hogy az endoterm átalakulási analízis (DSC) azt mutassa, hogy közvetlenül a keményítő oxidatív és termikus bomlása előtti, jellegzetes keskeny csúcs eltűnt.

Az olvadék formázására használt nyomás megfelel a vízgőz nyomásának az adott hőfokon. A műveletet a fentiekben említett zárt-terű berendezésben hajtjuk végre az extrudálási vagy fröccsöntési műveleteknél előforduló nyomáson, vagyis O-tól 150xl0⁵ N/m², előnyösen 0-75xl0⁵ N/m², és legelőnyösebben 050xl0⁵ β/N/m² nyomáson.

Formatestek extruzióval történő előállítása előnyösen a fent említett nyomáson történik. Ha az olvadékot a jelen találmány szerint, például fröccsöntjük, akkor a normális körülmények között alkalmazott firöccsnyomás például 300xl0⁵ N/m²-től 3000Χ10⁵ N/m²-ig és előnyösen 700xl0⁵-től 2000xl0⁵ N/m²-ig terjed.

Ennek megfelelően a jelen találmány hőre lágyuló, destrukturált keményítőből homogén olvadékot szolgáltat olyan eljárással, amely:

1. Keményítő és legalább egy, ojtásos poliszacharid kopolimer vagy ojtásos poliszacharid-származék kopolimer keveréket állít elő.

2. Ezt a keveréket zárt térben elég magas hőmérsékletre melegíti elég hosszú ideig ahhoz, hogy nevezett keményítő destrukturálódjék és lényegében homogén olvadék képződjék.

3. Nevezett olvadékot formatestté alakítja, és

4. Nevezett formatestet lényegében méretstabil hőre lágyuló termékké hagyja lehűlni.

Az 1. lépésben szolgáltatott keverék további „c” komponenst és adalékanyagokat tartalmazhat, mint ezt leírtuk.

Adalékanyagokként különböző hidrofil polimerek használhatók. Ezek lehetnek vízben oldódó és vízben

HU 208 985 Β duzzadó polimerek. Ilyenek az állati zselatin; növényi zselatinok; proteinek, mint a napraforgó protein, szójabab protein, gyapotmag proteinek, földimogyoró proteinek, repcemag proteinek, akrilezett proteinek; vízoldható poliszacharidok, alkil-cellulózok, hidroxialkil-cellulózok és hidroxialkil-alkilcellulózok, mint metil-cellulóz, hidroximetil-cellulóz, hidroxietil-cellulóz, hidroxipropil-cellulóz, hidroxietil-metil-cellulóz, hidroxi-propil-metil-cellulóz, hidroxibutil-metil-cellulóz, cellulóz észterek és hidroxialkil-cellulózészterek, mint cellulóz-acetilftalát (CAP), hidroxipropil-metil-cellulóz (HPMCP); keményítőből készült ismert analóg polimerek; vízben oldható vagy vízben duzzasztható szintetikus polimerek, mint poliakrilátok, polimetakrilátok, polivinil-alkoholok, sellak és egyéb hasonló polimerek.

Előnyösek a szintetikus polimerek, különösen előnyösen a poliakrilátok, polimetakrilátok, polivinil-alkoholok.

Ezeket a hidrofil polimereket a keményítő/víz komponensre számított, 50%-ig terjedő, előnyösen 30%-ig terjedő és legelőnyösebben 5% és 20% közötti mennyiségben adjuk a keverékhez. Ha bármilyen hidrofil polimer komponenst használunk, annak tömegét a keményítővel együtt figyelembe kell venni a kompozíció megfelelő víztartalmának meghatározásánál.

Egyéb hasznos adalékanyagok lehetnek például adjuvánsok, töltőanyagok, csúsztatószerek, formaleválasztó szerek, lágyítók, habosító anyagok, stabilizátorok, színezőanyagok, pigmentek, extenderek, kémiai módosító anyagok, folyást javító szerek és ezek keverékei.

Töltőanyagok lehetnek például szervetlen töltőanyagok, mint a magnézium, alumínium, szilícium, titán stb. oxidjai, előnyösen valamennyi komponens tömegére számított 0,02-50%, előnyösen 0,20-20% mennyiségben.

Csúsztatószerként alkamlasak az alumínium, kalcium, magnézium és ón sztearátjai, valamint talkum, szilikonok stb., amelyek a teljes kompozíció 0,1%-tól 5%-ig terjedő, előnyösen 0,1%-tól 3%-ig terjedő mennyiségében vannak jelen.

Lágyítószerek lehetnek például az alacsony molekulatömegű poli(alkilénoxidok), mint a poli-etilén-glikolok, poli-propilén-glikolok, poli-etilén-propilén-glikolok; alacsony molekulatömegű szerves lágyítószerek, mint a glicerin, pentaeritritol, glicerin-monoacetát, -diacetát vagy -triacetát; propilénglikol, szorbitol, nátrium-dietil-szulfoszukcinát stb. Ezeket 0,5%-tól 15%ig terjedő mennyiségben, előnyösen 0,5%-tól 5%-ig terjedő mennyiségben használjuk a komponensek össztömegére számítva. Színezőanyagok lehetnek például az azofestékek, szerves vagy szervetlen pigmentek vagy természetes eredetű színező anyagok. Előnyösek a szervetlen pigmentek, mint a vas vagy titán oxidjai. Ezeket az oxidokat 0,001 %-tól 10%-ig terjedő koncentrációban, előnyösen 0,5%-tól 3%-ig terjedő koncentrációban, használjuk valamennyi komponens össztömegére számítva.

A keményítőanyag folyási tulajdonságainak javítására további vegyületeket adhatunk a keverékhez, mint állati vagy növényi zsírokat, előnyösen hidrogénezett formájukban. Ezek közül különösen azok alkalmasak, amelyek szobahőmérsékleten szilárdak. Ezeknek a zsíroknak előnyösen 50 °C vagy ennél magasabb az olvadáspontjuk. Előnyösek a C₁₂-, C₁₄-, C₁₆- és C₎₈-zsírsavak trigliceridjei.

Ezeket a zsírokat önmagukban, extenderek vagy lágyítószerek formájában adhatjuk a keverékhez.

E zsírok előnyösen önmagukban vagy monoés/vagy digliceridekkel vagy foszfatidokkal, különösen lecitinnel együtt adhatók a keverékhez. A mono- és digliceridek előnyösen különböző, fentiekben leírt típusú zsírsavak, pl. C₎₂-, C₁₄-, C^- és C,₈-zsírsavak származékai.

A használt zsírok mono-, digliceridek és/vagy lecitinek összes mennyisége a keményítő és hozzáadott bármilyen hidrofil polimer összes mennyiségére számított 5%-ig terjedő mennyiség, előnyösen 0,5%-tól 2%ig terjedő mennyiség lehet.

A keverékek tartalmazhatnak továbbá stabilizátorokat, mint antioxidánsokat, pl. tiobiszfenolokat, alkilidén-, biszfenolokat, szekunder aromás aminokat; fénystabilizátorokat, mint UV-abszorbereket és UVquenchereket; hidroperoxid bontó anyagokat; szabad gyök befogó anyagokat; mikroorganizmusok elleni stabilizátorokat.

A találmány szerinti kompozíciók zárt térben, szabályozott víztartalom és nyomás mellett hevítésnél hőre lágyuló olvadékot képezünk. Az ilyen olvadékok ismert tárgyakra ugyanúgy dolgozhatók fel, mint a konvencionális hőre lágyuló anyagok, pélául szokásos fröccsöntő, extrúziós fúvó, extruder és koextrúziós (rúd-, cső- és fóliaextrúzió), sajtoló, habosító berendezésekkel. Ilyen tárgyak közé tartoznak a flakonok, lemezek, fóliák, csomagolóanyagok, csövek, rudak, rétegelt fóliák, zsákok, zacskók, gyógyszerészeti kapszulák, granulátumok, porok vagy habok.

Ezek a kompozíciók használhatók például kis sűrűségű csomagolóanyagok (pl. habok) jól ismert módszerekkel történő előállítására. Kívánt esetben szokásos habosítószerek használhatók, bizonyos kompozícióknál maga a víz működhet habosítószerként. A kompozíció és a feldolgozási körülmények változtatásával kívánság szerint nyílt vagy zártpórusú habok gyárthatók. A találmány szerinti kompozíciókból gyártott ezen habok jobb tulajdonságokat (pl. méretstabilitást, nedvességállóságot stb.) mutatnak, mint az olyan keményítőből készült habok, amelyek nem tartalmaznak a találmány szerinti „b” és „c” komponenst.

E kompozíciók aktív anyagok hordozóanyagaiként használhatók és aktív hatóanyagokkal, mint gyógyszerekkel és/vagy mezőgazdasági hatóanyagokkal, mint rovarirtó szerekkel vagy növényvédő szerekkel keverhetők össze e hatóanyagok ezt követő adagolása céljára. A kapott extrudált anyagok granulálhatok vagy finom porokká dolgozhatók fel.

A következő példák a találmány további szemléltetését célozzák, de azt nem korlátozzák. A %-os értékek a továbbiakban is tömeg%-ot jelentenek.

HU 208 985 Β

1. példa

a) 5000 g 14,5% vizet tartalmazó burgonyakeményítőt nagy sebességű keverőberendezésbe töltünk és 500 g vizet adunk hozzá keverés közben. A fenti keményítő-víz elegyhez 42 g 350000 súlyátlag molekulatömegű, 20% ojtott polisztirolt tartalmazó keményítő-g-polisztirolt („b” komponens), 425 g 144C BASF-gyártmányú polisztirolt („c” komponens), 42,5 g Boeson VP típusú, Boehringer, Ingelheim gyártmányú hidrogénezett zsiradékot (kenőanyag/formaleválasztószer), 21,25 g olvadék folyásgyorsítószer (lecitin); Metanin P, Lucas Meyer gyártmány) és 21,25 g titán-dioxidot (pigment és szilárd keverék szórhatóságot javító anyag) adunk keverés közben. A végső keverék víztartalma 20,2%.

b) Az a) alattiak szerint előállított keverék 5000 g-ját adagolótölcséren át LSM 30 típusú, Leistritz gyártmányú, egycsigás laboratóriumi extruderbe tápláljuk. Az extruder hőfokprofilja 55 °C/145 °C/165 °C/165 °C volt, a csiga fordulatszáma 50 ford/perc. Az extrudátumteljesítmény 105 g/perc.

Az extrudátumot granulátummá aprítottuk és további feldolgozásig tároltuk.

c) További feldolgozás céljából a granulátumot 17% víztartalomra állítottunk be úgy, hogy szokásos keverőberendezésben keverés közben vizet adtunk hozzá. A kapott anyagot azután FM60 típusú, Kloeckner-Ferromatic fröccsöntő gépbe töltöttük, adagolótölcséren át, és szakítópróbatesteket állítottunk belőle elő. A hőfokprofil 90 'C/155 °C/155 °C/155 °C, a csigafordulatszám 180 ford/perc, a fröccstermék tömege 8,4 g, a tartózkodási idő 450 másodperc, a fföccsnyomás 1200X10⁵ Pa, a torlónyomás 30X10⁵ Pa volt. Valamennyi próbatestet klímakamrában, 50% relatív nedvességtartalom mellett 5 napon át kondicionáltunk.

A próbatestek DIN 53 455 szabvány szerintiek voltak.

d) A kondicionált próbatesteket ezután Instron erőmérőgépen szakítási vizsgálatnak vetettük alá. 4 párhuzamos meghatározást végeztünk.

A mérést szobahőmérsékleten mértük, a húzósebesség 10 mm/perc volt. Az eredményeket az I. táblázatban foglaltuk össze. Összehasonlításul szerepeltetjük az azonos keményítőből, hasonló módon készült olyan próbatesteken mért értékeket is, amelyek „b” és „c” komponenst nem tartalmaztak. Látható az eredményekből, hogy a szakadási nyúlás 15,82%-tól 45%-ig és a szakító-szilárdság 194,30 kJ/m²-től 510 kJ/m²-ig változik, így a blend jóval szívósabb anyag, mint a nem blendelt keményítő.

/. táblázat

	szakadási nyúlás %	szakítószilárdság (kJ/m²)
nem blendelt keményítő	15,82	194,3
1. példa szerinti termék blend	45	510

Különböző összetételű blendek fizikai paraméterei természetesen különböző értékek. A legjobb értékek elérése optimalizáció kérdése, melynek kapcsán a különböző komponensek koncentrációját kell variálni. Ez szakember számára nem jelent problémát.

Az 1. példában leírtakat ismételtük meg a 2-10. példákban. Az I. táblázatban feltüntetettekkel analóg eredményeket kaptunk.

2. példa

Az 1. példában leírtakat ismételtük meg azzal a különbséggel, hogy a „b” komponenst 42% ojtott polimetil-metakrilátot tartalmazó 845 000 súlyátlag molekulatömegű keményítő-poli-metil-metakrilát kopolimerrel, és a „c” komponenst Degussa gyártmányú, DEGALAN G-6 poli-metil-metakriláttal helyettesítettük. A komponensek arányát a II. táblázat adatai szerint variáltuk.

II. táblázat

blend száma	keményítő/„b” és „c” komponens (tömegarány)	„b” komponens „c” komponens (tömegarány)
2	50:50	100:0
3	60:40	99:1
4	70:30	50:1
5	80:20	20:1
1. példa	91,5:8,5	10:1
6. példa	90:10	1:1
7. példa	94:6	1:10
8. példa	98:2	1:50
9. példa	99:1	1:99

A kapott fröccspolimerek szívósabbak és nedves levegőnek jobban ellenállnak, mint a nem módosított keményítő polimer. A szívósság, amelyet a hajlításkor bekövetkező törés alapján ítéltünk meg, a 9-es blendtől a 2-es blendig nő a poli-metil-metakriláttal ojtott keményítő-tartalom függvényében. Míg a nem blendelt keményítőhöz képest a nedves atmoszférával szembeni ellenállás minden esetben nőtt, az 1., 4., 5. és 6. sz. blendek ellenállása különösen jónak mutatkozott. Ezek az eredmények szemléltetik a váratlan kombinációkkal elérhető előnyöket.

3. példa

Az 1. példában leírtakat ismételtük meg azzal a különbséggel, hogy a „b” komponenst (polisztirollal ojtott keményítő) 42% ojtott poli-metil-metakrilátot tartalmazó 845 000 Mw átlag molekulatömegű polimetil-metakriláttal ojtott keményítővel helyettesítettük. A „c” komponenst (polisztirol) a Dow Chemical Company gyártmányú Pellethane 2103-80-AEF típusú hőre lágyuló poliuretán elasztomerrel helyettesítettük. A kapott fröccspolimer szívósabb, és nedves levegőnek jobban ellenáll, mint a nem blendelt keményítő polimer.

HU 208 985 Β

4. példa

Az 1. példában leírtakat ismételtük meg. A „b” komponenst (polisztirollal ojtott keményítő) 20% ojtott poli-metil-metakrilát tartalmú poli-metil-metakriláttal ojtott keményítőre cseréltük le. „c” komponensként az Atochem PEBAX MA-4011 típusú hőre lágyuló poliamid elasztomerjét használtuk. A kapott fröccspolimer szívósabb volt és nedves levegőnek jobban ellenállt, mint a nem blendelt keményítő-polimer.

5. példa

Az 1. példában leírtakat ismételtük meg azzal a különbséggel, hogy a „b” komponenst 20% ojtott polimetil-metakrilátot tartalmazó poli-metil-metakriláttal ojtott keményítővel és a „c” komponenst a 212 g PELLETHANE 2103-80-AEF típusú poliuretán elasztomerrel és 212 g PEBAX MA-4011 típusú hőre lágyuló poliamid elasztomerrel helyettesítettük. A kapott fröccspolimer szívósabb és nedves levegőnek jobban ellenáll, mint a nem blendelt keményítő.

6. példa

Az 1. példában leírtakat ismételtük meg azzal a különbséggel, hogy a „b” komponenst 20% ojtott polimetil-metakrilátot tartalmazó poli-metil-metakriláttal ojtott keményítővel, és a „c” komponenst Hüls Chemie gyártmányú, VESTAMID b-1700 típusú nejlon 12-vel helyettesítettük. A nyert fröccspolimer szívósabb volt és nedves levegőnek jobban ellenállt, mint a nem blendelt keményítő-polimer.

7. példa

Az 1. példában leírtak szerint jártunk el, de a „b” komponenst 20% ojtott poli-metakrilátot tartalmazó poli-metil-metakriláttal ojtott keményítővel, és a „c” komponenst Degussa gyártmányú DEGALAN G-6 típusú poli-metil-metakriláttal helyettesítettük. A kapott fröccspolimer szívósabb volt, és nedves levegőnek jobban ellenálló, mint a nem blendelt keményítő-polimer.

8. példa

Az 1. példában foglaltakat ismételtük meg, de a „b” komponenst 20% ojtott poli-metil-metakrilátot tartalmazó poli-metil-metakriláttal ojtott keményítővel, a „c” komponenst pedig BASF gyártmányú LUPOLEN 2410 T típusú polietilénnel helyettesítettük. A nyert fröccspolimer szívósabb volt, és nedves levegőnek jobban ellenállt, mint a nem blendelt keményítő.

9. példa

Az 1. példában foglaltakat ismételtük meg, azzal a különbséggel, hogy a víztartalmat 22%-ra állítottuk be, és a szerszám elejéről a vágókést eltávolítottuk. Folytonos extrudátumot kaptunk, amely a vízfölösleg elpárolgása következtében felhabosodott. A habot 30-40 mm hosszú hengerekre vágtuk fel. A termék laza töltésű, szigetelő csomagolóanyagként használható.

10. példa

A 2-8. példák szerinti fröccsöntési műveletek mindegyikénél kísérletet végeztünk a habgyártás hasznosságának demonstrálására. Az anyagolvadékot az 1. példa „a”, „b” és „c” pontjai szerint nyertük, de azt nem zárt szerszámba fröccsöntöttük, hanem a szabad levegőre extrudáltuk. Az anyag minden esetben habosodon extrudátumot képezett, amely laza töltésre alkalmas csomagolási területen.

11. példa

Az 1. példa szerint nyert granulátumot 30:70 tömegarányban polisztirollal kevertük, és a 10. példában leírtak szerint kezeltük. A kapott habosodon extrudátumnak nagyon finom és egyenletes sejtszerkezete van, így az alkalmas egy sor felhasználásra, például szerkezeti habnak.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Destrukturált keményítőt tartalmazó, méretstabilitással rendelkező tárgyakká alakítható anyagkompozíció, azzal jellemezve, hogy

a) komponensként destrukturált keményítőt és

b) komponensként ojtásos poliszacharid vagy poliszacharid-származék kopolimert tartalmaz, melynek molekulatömege legfeljebb 1400, az ojtott monomer a kopolimer össztömegének 15-60%-a, és az a) és b) komponens tömegaránya 98:2 és 75:25 közötti.
2. Az 1. igénypont szerinti anyagkompozíció, azzal jellemezve, hogy a „b” komponensként keményítő és poli(metil)-metakrilát kopolimerjét tartalmazza.
3. Az 1. igénypont szerinti anyagkompozíció, azzal jellemezve, hogy a kompozíció összes tömegére számított 60-95 t% mennyiségű destrukturált keményítőt tartalmaz.
4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti anyagkompozíció, azzal jellemezve, hogy 5-40 t%, előnyösen 10-221% vizet tartalmazó destrukturált keményítőt tartalmaz.
5. Destrukturált keményítőt tartalmazó, méretstabilitással rendelkező tárgyakká alakítható anyagkompozíció, azzal jellemezve, hogy

a) komponensként destrukturált keményítőt,

b) komponensként ojtásos poliszacharid vagy poliszacharid-származék kopolimert, melynek molekulatömege legfeljebb 1400, és az ojtott monomer a kopolimer össztömegének 15-60%-a, és

c) komponensként a b) komponensként alkalmzott kopolimerektől eltérő, vízben oldhatatlan hőre lágyuló polimert tartalmaz, ahol az a) komponens aránya a b) és c) komponens együttes tömegéhez viszonyítva 99:1 és 60:40, és a b) és c) komponens tömegaránya 99:1 és 1:99 közötti.
6. Az 5. igénypont szerinti anyagkompozíció, azzal jellemezve, hogy „c” komponensként polisztirolt, polimetil-metakrilátot, poliamidot, poliésztert, poliuretánt, vagy ezek keverékét tartalmazza.
7. Az 5. igénypont szerinti anyagkompozícó, azzal jellemezve, hogy a „b” és „c” komponensek össztöme10

HU 208 985 Β ge a komponensek össztömegére számítva 20-80 tömeg%, előnyösen 1-30 tömeg%.
8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti anyagkompozíció, azzal jellemezve, hogy olvadék alakú.
9. A 8. igénypont szerinti anyagkompozíció, azzal jellemezve, hogy lehűtött, megszilárdult olvadék.
10. A 9. igénypont szerinti anyagkompozíció, azzal jellemezve, hogy granulátum vagy szemcsézett alakú.
11. Eljárás méretstabilitással rendelkező, hőre lágyuló, destrukturált keményítőből álló termék előállítására, azzal jellemezve, hogy

1. keményítőt és legalább egy 1. igénypont szerinti „b” komponenst összekeverünk 98:2 és 75:25 közötti arányban, a keveréket zárt térben a komponensek olvadáspontja és a keményítő hőbomlása közötti hőmérsékleten, a vízgőz keletkezésének megakadályozásához szükséges nyomáson, a termikus bomlás előtt közvetlenül jelentkező, specifikus, endoterm, DSC csúcs eltűnésének idejéig keverjük,

2. a kapott olvadékot ismert módon formatestté alakítjuk, majd

3. mérettartó hőre lágyuló termékké hűtjük le.
12. A 11. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a 2. lépést 105 °C és 240 °C közötti, előnyösen 130 °C és 190 °C közötti hőmérsékleten végezzük.
13. A 12. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a 3. lépésben az olvadékot a vízgőz-képződés elkerüléséhez szükséges legkisebb nyomástól 150xl0⁵ N/m²-ig terjedő nyomáson formázzuk.
14. Eljárás hőre lágyuló, destrukturált keményítőt tartalmazó olvadék előállítására, azzal jellemezve, hogy

1. keményítőt és legalább egy 1. igénypont szerinti „b” komponenst összekeverünk 98:2 és 75:25 közötti arányban, a keveréket zárt térben a komponensek olvadáspontja és a keményítő hőbomlása közötti hőmérsékleten, a vízgőz keletkezésének megakadályozásához szükséges nyomáson keverjük a termikus bomlás előtt közvetlenül jelentkező, specifikus endoterm DSC csúcs eltűnésének idejéig, és

2. a kapott olvadékot ismert módon formatestté alakítjuk.
15. A 14. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a 2. lépést 105 °C és 240 °C közötti, előnyösen 130 °C és 190 ”C közötti hőmérsékleten végezzük.
16. A 15. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a 2. lépésben az olvadékot a vízgőz-képződés elkerüléséhez szükséges legkisebb nyomástól 150xl0⁵ N/m²-ig terjedő nyomáson képezzük.