PL242234B1 - A method of obtaining a biodegradable film-forming formulation based on starch and a packaging material with a biodegradable coating - Google Patents
A method of obtaining a biodegradable film-forming formulation based on starch and a packaging material with a biodegradable coating Download PDFInfo
- Publication number
- PL242234B1 PL242234B1 PL437011A PL43701121A PL242234B1 PL 242234 B1 PL242234 B1 PL 242234B1 PL 437011 A PL437011 A PL 437011A PL 43701121 A PL43701121 A PL 43701121A PL 242234 B1 PL242234 B1 PL 242234B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- starch
- biodegradable
- paper
- formulation
- obtaining
- Prior art date
Links
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 title claims abstract description 77
- 239000008107 starch Substances 0.000 title claims abstract description 73
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 title claims abstract description 73
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 55
- 238000009472 formulation Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 title claims abstract description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims description 34
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims description 32
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims abstract description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000001993 wax Substances 0.000 claims description 26
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims description 12
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 claims description 8
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 claims description 8
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 claims description 8
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 claims description 8
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 claims description 8
- 229920002261 Corn starch Polymers 0.000 claims description 6
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 claims description 6
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims description 6
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims description 6
- 244000180278 Copernicia prunifera Species 0.000 claims description 5
- 235000010919 Copernicia prunifera Nutrition 0.000 claims description 5
- 241001553290 Euphorbia antisyphilitica Species 0.000 claims description 5
- 244000061456 Solanum tuberosum Species 0.000 claims description 5
- 235000002595 Solanum tuberosum Nutrition 0.000 claims description 5
- 229920001592 potato starch Polymers 0.000 claims description 5
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 claims description 4
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 claims description 4
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 claims description 4
- 235000013871 bee wax Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000012166 beeswax Substances 0.000 claims description 4
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 claims description 4
- 229940100445 wheat starch Drugs 0.000 claims description 4
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 39
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 12
- 238000007603 infrared drying Methods 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 235000010356 sorbitol Nutrition 0.000 description 7
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 6
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 5
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 5
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 5
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 5
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 5
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 4
- 239000004204 candelilla wax Substances 0.000 description 4
- 235000013868 candelilla wax Nutrition 0.000 description 4
- 229940073532 candelilla wax Drugs 0.000 description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 4
- 239000008120 corn starch Substances 0.000 description 4
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 4
- IUJAMGNYPWYUPM-UHFFFAOYSA-N hentriacontane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC IUJAMGNYPWYUPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 229920000945 Amylopectin Polymers 0.000 description 3
- 229920000856 Amylose Polymers 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- TVXBFESIOXBWNM-UHFFFAOYSA-N Xylitol Natural products OCCC(O)C(O)C(O)CCO TVXBFESIOXBWNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004203 carnauba wax Substances 0.000 description 3
- 235000013869 carnauba wax Nutrition 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 3
- HEBKCHPVOIAQTA-UHFFFAOYSA-N meso ribitol Natural products OCC(O)C(O)C(O)CO HEBKCHPVOIAQTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004200 microcrystalline wax Substances 0.000 description 3
- 235000019808 microcrystalline wax Nutrition 0.000 description 3
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000000811 xylitol Substances 0.000 description 3
- 235000010447 xylitol Nutrition 0.000 description 3
- HEBKCHPVOIAQTA-SCDXWVJYSA-N xylitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO HEBKCHPVOIAQTA-SCDXWVJYSA-N 0.000 description 3
- 229960002675 xylitol Drugs 0.000 description 3
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- QUSNBJAOOMFDIB-UHFFFAOYSA-N Ethylamine Chemical compound CCN QUSNBJAOOMFDIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N Formamide Chemical compound NC=O ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 2
- 241000257303 Hymenoptera Species 0.000 description 2
- 239000004166 Lanolin Substances 0.000 description 2
- 229920000426 Microplastic Polymers 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 2
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 2
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 2
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- 230000032050 esterification Effects 0.000 description 2
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 2
- 235000013410 fast food Nutrition 0.000 description 2
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 2
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 2
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 2
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 2
- 235000001727 glucose Nutrition 0.000 description 2
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 229940119170 jojoba wax Drugs 0.000 description 2
- 235000019388 lanolin Nutrition 0.000 description 2
- 229940039717 lanolin Drugs 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 2
- 230000029553 photosynthesis Effects 0.000 description 2
- 238000010672 photosynthesis Methods 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 2
- 241000256844 Apis mellifera Species 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 description 1
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 description 1
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 description 1
- 239000004890 Hydrophobing Agent Substances 0.000 description 1
- 240000003183 Manihot esculenta Species 0.000 description 1
- 235000016735 Manihot esculenta subsp esculenta Nutrition 0.000 description 1
- 229920000881 Modified starch Polymers 0.000 description 1
- 239000004368 Modified starch Substances 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 229920001131 Pulp (paper) Polymers 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 229940053200 antiepileptics fatty acid derivative Drugs 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000011111 cardboard Substances 0.000 description 1
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 1
- 238000010382 chemical cross-linking Methods 0.000 description 1
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 235000021186 dishes Nutrition 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004049 embossing Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000006266 etherification reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 235000012041 food component Nutrition 0.000 description 1
- 239000005417 food ingredient Substances 0.000 description 1
- 235000019256 formaldehyde Nutrition 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 235000015220 hamburgers Nutrition 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003906 humectant Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229960004903 invert sugar Drugs 0.000 description 1
- 239000002648 laminated material Substances 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 235000019426 modified starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 235000014593 oils and fats Nutrition 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000011087 paperboard Substances 0.000 description 1
- 235000019809 paraffin wax Nutrition 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 235000019271 petrolatum Nutrition 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 230000008635 plant growth Effects 0.000 description 1
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 235000013772 propylene glycol Nutrition 0.000 description 1
- 239000005871 repellent Substances 0.000 description 1
- 230000002940 repellent Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 235000015067 sauces Nutrition 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 239000000341 volatile oil Substances 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- C09D103/00—Coating compositions based on starch, amylose or amylopectin or on their derivatives or degradation products
- C09D103/02—Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin
-
- 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
- C09D191/00—Coating compositions based on oils, fats or waxes; Coating compositions based on derivatives thereof
- C09D191/06—Waxes
-
- 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
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/63—Additives non-macromolecular organic
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/03—Non-macromolecular organic compounds
- D21H17/05—Non-macromolecular organic compounds containing elements other than carbon and hydrogen only
- D21H17/06—Alcohols; Phenols; Ethers; Aldehydes; Ketones; Acetals; Ketals
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/20—Macromolecular organic compounds
- D21H17/21—Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
- D21H17/24—Polysaccharides
- D21H17/28—Starch
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/60—Waxes
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H19/00—Coated paper; Coating material
- D21H19/10—Coatings without pigments
- D21H19/14—Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12
- D21H19/18—Coatings without pigments applied in a form other than the aqueous solution defined in group D21H19/12 comprising waxes
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
- D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
- D21H21/16—Sizing or water-repelling agents
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H27/00—Special paper not otherwise provided for, e.g. made by multi-step processes
- D21H27/10—Packing paper
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02W90/10—Bio-packaging, e.g. packing containers made from renewable resources or bio-plastics
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Paper (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
Przedmiotem zgłoszenia jest sposób otrzymywania biodegradowalnej formulacji powłokotwórczej na bazie skrobi wykorzystujący proces rozklejenia skrobi w obecności plastyfikatora i wosku naturalnego, taki że rozklejanie prowadzi się w wodzie, przy stosunku wagowym skrobi, plastyfikatora i wosku naturalnego wynoszącym 100:25-35:0,5-2,5, następnie formulację nanosi się na papier i suszy w podczerwieni. Przedmiotem zgłoszenia jest także materiał pakowy zawierający warstwę papieru.The subject of the application is a method for obtaining a biodegradable film-forming formulation based on starch using the process of dissolving starch in the presence of a plasticizer and natural wax, such that dissolving is carried out in water, with a weight ratio of starch, plasticizer and natural wax of 100:25-35:0.5- 2.5, then the formulation is applied to paper and dried in the infrared. The application also relates to a packaging material comprising a layer of paper.
Description
Opis wynalazkuDescription of the invention
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania biodegradowalnej formulacji powłokotwórczej na bazie skrobi o zwiększonej tłuszczoszczelności oraz materiał pakowy z powłoką biodegradowalną o zwiększonej tłuszczoszczelności.The subject of the invention is a method of obtaining a biodegradable film-forming formulation based on starch with increased grease resistance and a packaging material with a biodegradable coating with increased grease resistance.
Skrobia jest biodegradowalnym polisacharydem, pochodzenia naturalnego wykorzystywanym m.in.: w przemyśle spożywczym, kosmetycznym, papierniczym i tekstylnym. Stosowana jest jako składnik żywności, zagęstnik, środek chłonący wilgoć, lepiszcze i wypełniacz. W papiernictwie wykorzystywana jest jako tzw. sizing agent (ang.), czyli środek do powlekania papieru nadający mu m.in. gładkość i odpowiednią teksturę. Skrobia składa się z dwóch frakcji polisacharydowych: zwiniętej w postać helisy amylozy oraz rozgałęzionej amylopektyny. W przypadku roślin wyższych skrobia w największych ilościach znajduje się w organach odpowiedzialnych za magazynowanie substancji zapasowych, tj. w nasionach, korzeniach i bulwach. Skrobia stanowi ok. 80% suchej masy tkanki wewnętrznej nasion zbóż, bulw ziemniaków czy korzeni tapioki. W liściach wielu roślin niektóre produkty przyswajania ditlenku węgla w procesie fotosyntezy w ciągu dnia konwertowane są do skrobi, która następnie rozpada się w warunkach nocnych, gdy niemożliwe jest zajście procesu fotosyntezy, dostarczając węgiel dla utrzymania procesów metabolicznych i wzrostu roślin. Właściwości fizykochemiczne skrobi zależą m.in. od udziałów amylozy i amylopektyny. Niemodyfikowany polisacharyd jest nierozpuszczalny w zimnej wodzie i w większości rozpuszczalników organicznych. Granule skrobi w wodzie w podwyższonej temperaturze pęcznieją tworząc kleik. Woda działa na skrobię jak plastyfikator, dzięki czemu rozklejona skrobia wykazuje właściwości powłokotwórcze. Film z rozkl ejonej skrobi jednak jest kruchy, dlatego wprowadza się małocząsteczkowe związki polarne takie jak: poliole, amidy i aminy (glicerol, ksylitom, glikol etylenowy, mocznik, formamid, etyloamina) jako plastyfikatory nadające materiałom elastyczność. Zarówno skrobia jak i najczęściej stosowane plastyfikatory zawierają grupy hydroksylowe, nadające skrobi hydrofilowość. Aby zwiększyć barierowość materiałów skrobiowych wobec wody stosuje się wprowadzanie napełniaczy, np. glinokrzemianów, talku, sieciowanie chemiczne, np. kwasem cytrynowym, czy modyfikację chemiczną np. kopolimeryzację szczepioną, substytucję grup hydroksylowych np. poprzez estryfikację pochodnymi kwasów tłuszczowych, otrzymanie blend polimerowych poprzez wymieszanie skrobi z innymi polimerami, np. polialkoholem winylowym), karboksymetylocelulozą oraz dodatek substancji o charakterze hydrofobowym, np. wosków, olejów, kwasów tłuszczowych, olejków eterycznych. Zwiększenie właściwości barierowych materiałów skrobiowych może się odbywać na drodze zarówno chemicznej (sieciowanie kowalencyjne, kopolimeryzacja szczepiona, reakcje podstawienia, np. estryfikacja, eteryfikacja) jak i fizycznej (sieciowanie jonowe, dodatek napełniaczy, otrzymywanie blend, dodatek substancji o charakterze hydrofobowym).Starch is a biodegradable polysaccharide of natural origin used, among others, in the food, cosmetic, paper and textile industries. It is used as a food ingredient, thickener, humectant, binder and filler. It is used in papermaking as sizing agent (ang.), i.e. an agent for coating paper giving it, among others, smoothness and proper texture. Starch consists of two polysaccharide fractions: helical amylose and branched amylopectin. In the case of higher plants, starch is found in the largest amounts in the organs responsible for storing reserve substances, i.e. in seeds, roots and tubers. Starch constitutes about 80% of the dry mass of the internal tissue of cereal seeds, potato tubers or tapioca roots. In the leaves of many plants, some of the products of carbon dioxide assimilation in the process of photosynthesis during the day are converted to starch, which then breaks down at night, when photosynthesis is impossible, providing carbon for maintaining metabolic processes and plant growth. The physicochemical properties of starch depend, among others, on from the shares of amylose and amylopectin. The unmodified polysaccharide is insoluble in cold water and most organic solvents. Starch granules in water at elevated temperature swell to form gruel. Water acts on the starch as a plasticizer, thanks to which the glued starch has film-forming properties. However, the starch film is brittle, so low-molecular polar compounds such as polyols, amides and amines (glycerol, xylitol, ethylene glycol, urea, formamide, ethylamine) are introduced as plasticizers that give the materials flexibility. Both starch and the most commonly used plasticizers contain hydroxyl groups which make starch hydrophilic. In order to increase the barrier properties of starch materials against water, the introduction of fillers, e.g. aluminosilicates, talc, chemical cross-linking, e.g. with citric acid, or chemical modification, e.g. graft copolymerization, substitution of hydroxyl groups, e.g. by esterification with fatty acid derivatives, obtaining polymer blends by mixing starch with other polymers, e.g. polyvinyl alcohol), carboxymethylcellulose and the addition of hydrophobic substances, e.g. waxes, oils, fatty acids, essential oils. Increasing the barrier properties of starch materials can be done both chemically (covalent cross-linking, graft copolymerization, substitution reactions, e.g. esterification, etherification) and physical (ionic cross-linking, addition of fillers, preparation of blends, addition of hydrophobic substances).
Pod kątem zastosowania materiałów skrobiowych do celów spożywczych preferowanymi środkami plastyfikującymi są poliole oraz cukry lub ich mieszaniny: glicerol, ksylitol, sorbitol, glukoza, fruktoza, sacharoza, cukier inwertowany.In terms of the use of starch materials for food purposes, the preferred plasticizers are polyols and sugars or their mixtures: glycerol, xylitol, sorbitol, glucose, fructose, sucrose, invert sugar.
Środkami hydofobizującymi stosowanymi do modyfikacji fizycznej mogą być woski naturalne takie jak: Carnauba, Candelilla, pszczeli, ryżowy, olej jojoba, lanolina.Water repellents used for physical modification can be natural waxes such as: Carnauba, Candelilla, bee, rice, jojoba oil, lanolin.
Woski naturalne spełniają w powłoce skrobiowej rolę środków hydrofobizujących, pozwalających na uzyskanie równomiernej, gładkiej powierzchni poprzez wprowadzenie do formulacji np. długich alkilowych łańcuchów kwasów tłuszczowych o charakterze hydrofobowym. Stosowane w tym celu mogą być woski naturalne takie jak: Carnauba, Candelilla, pszczeli, ryżowy, olej jojoba, lanolina. Poza modyfikacją właściwości barierowych woski naturalne nadają połysk, zwiększają przyleganie, obniżają lepkość kleików skrobiowych. Aby nadać powłoce skrobiowej elastyczność, zwiększyć adhezję do podłoża i zapobiec pękaniu podczas suszenia i użytkowania, do układu wprowadza się plastyfikatory, np. glicerol, ksylitol, sorbitol lub glikol propylenowy, glukozę, sacharozę lub ich mieszaniny.Natural waxes play the role of hydrophobing agents in the starch coating, allowing for an even, smooth surface by introducing, for example, long alkyl chains of hydrophobic fatty acids into the formulation. Natural waxes such as: Carnauba, Candelilla, beeswax, rice, jojoba oil, lanolin can be used for this purpose. In addition to modifying the barrier properties, natural waxes give gloss, increase adhesion, and reduce the viscosity of starch pastes. To give the starch coating elasticity, increase adhesion to the substrate and prevent cracking during drying and use, plasticizers are introduced into the system, e.g. glycerol, xylitol, sorbitol or propylene glycol, glucose, sucrose or mixtures thereof.
Komercyjnie dostępny papier o zwiększonej tłuszczoszczelności i odporności na wodę jest najczęściej powlekany lub laminowany materiałami na bazie syntetycznych ropopochodnych poliolefin, silikonów oraz lakierów akrylowych i ich pochodnych (np. kopolimerów ze styrenem). Stanowi to problem środowiskowy, ponieważ tego typu materiały nie ulegają całkowitej biodegradacji. Hybrydowe materiały, zwłaszcza w połączeniu z poliolefinami mogą stanowić źródło mikroplastiku (cząsteczki tworzyw sztucznych o średnicy mniejszej niż 5 mm), który stanowi poważne zanieczyszczenie gleb i wód. W komercyjPL 242234 B1 nych biodegradowalnych laminowanych opakowaniach papierowych wykorzystuje się tworzywa na bazie polilaktydu i blend modyfikowanej skrobi z poliestrami, jednak te materiały są droższe, a produkcja znacznie mniej wydajna od klasycznych tworzyw wykorzystywanych do laminacji papieru (poliolefin). Laminowanie papieru tworzywami wymaga zastosowania wyspecjalizowanego i drogiego sprzętu (wytłaczanie z wylewaniem typu CAST). Dodatkowo, materiały laminowane typu papier/tworzywo są problematyczne w recyklingu. Separacja tworzywa od podłoża papierowego wymaga wysokich kosztów związanych m.in. z wysokimi nakładami energetycznymi - złożonymi procesami wymagającymi stosowania wielu odczynników.Commercially available paper with increased grease and water resistance is most often coated or laminated with materials based on synthetic petroleum polyolefins, silicones and acrylic varnishes and their derivatives (e.g. copolymers with styrene). This is an environmental problem because these types of materials are not completely biodegradable. Hybrid materials, especially in combination with polyolefins, can be a source of microplastics (plastic particles with a diameter of less than 5 mm), which is a serious contamination of soils and waters. In commercial biodegradable laminated paper packaging, plastics based on polylactide and blends of modified starch with polyesters are used, but these materials are more expensive and production is much less efficient than the classic materials used for paper lamination (polyolefins). Laminating paper with plastics requires the use of specialized and expensive equipment (CAST embossing). In addition, paper/plastic laminated materials are problematic to recycle. Separation of the plastic from the paper substrate requires high costs related to e.g. with high energy inputs - complex processes requiring the use of many reagents.
Przedmiot wynalazku charakteryzuje się tym, że do jego otrzymania wykorzystuje się w pełni biodegradowalne surowce pochodzenia naturalnego ze źródeł odnawialnych. Bazę formulacji stanowi skrobia, która jest tania i powszechnie dostępna w Polsce i na świecie. Formulacja jak i otrzymana z niej powłoka nie zawiera rozpuszczalników organicznych ani zanieczyszczeń w postaci np. metali ciężkich. Komponenty formulacji, są nietoksyczne, mogą być zatem wykorzystane po produkcji opakowań mających bezpośredni kontakt z żywnością. Dodatkowo, skrobia stosowana jako „sizing agent” nadaje podłożu pakowemu gładkość polepszając walory organoleptyczne opakowania. Niewielki dodatek wosku naturalnego nadaje delikatny perłowy refleks (widoczny zwłaszcza na bielonym papierze), podwyższając walory estetyczne końcowego wyrobu. Skrobia może być stosowana jako spoiwo przy przetwarzaniu pulpy papierowej, dlatego powleczony nią papier można poddać recyklingowi materiałowemu bez konieczności usuwania powłoki.The subject of the invention is characterized by the fact that fully biodegradable raw materials of natural origin from renewable sources are used to obtain it. The basis of the formulation is starch, which is cheap and widely available in Poland and in the world. The formulation and the coating obtained from it do not contain organic solvents or impurities in the form of e.g. heavy metals. The components of the formulation are non-toxic, so they can be used after the production of packaging that has direct contact with food. In addition, starch used as a "sizing agent" gives the packaging substrate smoothness, improving the organoleptic qualities of the packaging. A small addition of natural wax gives a delicate pearly reflection (visible especially on bleached paper), increasing the aesthetic value of the final product. Starch can be used as a binder in the processing of paper pulp, therefore the paper coated with it can be recycled material without the need to remove the coating.
Literatura patentowa przedstawia kilka wynalazków dotyczących powlekania papieru preparatami zawierającymi skrobię w celu nadania mu większej tłuszczoszczelności. W japońskim patencie JP2018053374A przedstawiono kompozycję na bazie skrobi i jej pochodnych z dodatkiem wosku parafinowego lub mikrokrystalicznego. W patencie EP0045175A1 opisano układ składający się z wosku mikrokrystalicznego, skrobi oraz żywicy formaldehydowej przeznaczony do powlekania różnego typu papieru i kartonu. W patencie US2003207038A1 opisano dyspersję na bazie skrobi, wosku w udziale ok. 5%, środka zapobiegającego rozpuszczaniu i plastyfikatora.The patent literature presents several inventions relating to the coating of paper with starch-containing formulations to make it more greaseproof. The Japanese patent JP2018053374A presents a composition based on starch and its derivatives with the addition of paraffin or microcrystalline wax. Patent EP0045175A1 describes a system consisting of microcrystalline wax, starch and formaldehyde resin for coating various types of paper and cardboard. The patent US2003207038A1 describes a dispersion based on starch, wax in the proportion of about 5%, an anti-dissolving agent and a plasticizer.
Wynalazek stanowi sposób otrzymywania biodegradowalnej formulacji powłokotwórczej do papieru na bazie skrobi wykorzystujący proces rozklejenia skrobi w obecności plastyfikatora i wosku naturalnego, charakteryzujący się tym, że rozklejanie prowadzi się w wodzie przy stosunku wagowym skrobi, biodegradowalnego plastyfikatora i wosku naturalnego wynoszącym 100:25-35:0,5-2,5.The invention is a method for obtaining a starch-based biodegradable film-forming formulation for paper using a starch disintegration process in the presence of a plasticizer and natural wax, characterized in that disassembly is carried out in water with a weight ratio of starch, biodegradable plasticizer and natural wax of 100:25-35: 0.5-2.5.
W korzystnym wariancie rozwiązania jako skrobię stosuje się skrobię kukurydzianą, ziemniaczaną lub pszenną.In a preferred embodiment, corn, potato or wheat starch is used as the starch.
W korzystnym wariancie rozwiązania jako plastyfikator stosuje się poliol w ilości 25-35 części wagowych na 100 części wagowych skrobi. Korzystnie tym stosowanym poliolem jest gliceryna lub sorbitol.In a preferred embodiment, the polyol is used as a plasticizer in an amount of 25-35 parts by weight per 100 parts by weight of starch. Preferably, the polyol used is glycerin or sorbitol.
W korzystnym wariancie rozwiązania stosuje się wosk naturalny w ilości 0,5-2,5 części wagowych na 100 części wagowych skrobi. Korzystnie jako wosk naturalny stosuje się woski Candelilla, Carnauba, pszczeli lub ryżowy.In a preferred embodiment, natural wax is used in an amount of 0.5-2.5 parts by weight per 100 parts by weight of starch. Candelilla, Carnauba, bees or rice waxes are preferably used as the natural wax.
Wynalazek stanowi także materiał pakowy z powłoką biodegradowalną, charakteryzujący się tym, że stanowi papier powleczony formulacją wytworzoną sposobem określonym powyżej.The invention also provides a packaging material with a biodegradable coating, characterized in that it is a paper coated with a formulation produced by the method defined above.
Rozwiązanie według wynalazku cechuje się wykorzystaniem w pełni biodegradowalnych substancji pochodzenia naturalnego, z których otrzymuje się tłuszczoszczelną, gładką powłokę już przy niewielkim dodatku wosku naturalnego (pszczelego lub roślinnego): 1-2,5 części wagowych na 100 części wagowych skrobi, co stanowi 0,99-2,44% w końcowej powłoce. Prezentowane rozwiązanie jest znacznie bardziej przyjazne dla środowiska niż w znanych ze stanu techniki rozwiązaniach, gdzie wykorzystuje się syntetyczne, nieulegające biodegradacji woski. Co więcej woski parafinowe i mikrokrystaliczne według tych znanych rozwiązań mogą stanowić źródło zanieczyszczenia mikroplastikiem przy nieodpowiednim składowaniu.The solution according to the invention is characterized by the use of fully biodegradable substances of natural origin, from which a grease-proof, smooth coating is obtained with a small addition of natural wax (bees or vegetable): 1-2.5 parts by weight per 100 parts by weight of starch, which is 0, 99-2.44% in the final coating. The presented solution is much more environmentally friendly than the solutions known from the state of the art, where synthetic, non-biodegradable waxes are used. Moreover, the paraffin and microcrystalline waxes of these prior art can be a source of microplastic contamination if not properly stored.
Testy tłuszczoszczelności papieru oznaczono metodą KIT zgodnie z normą ISO 165322:2007(en) Paper and board - Determination of grease resistance - Part 2: Surface repellency test. Badanie polega na umieszczeniu serii ponumerowanych roztworów (różniących się napięciem powierzchniowym i lepkością lub „agresywnością”) na powierzchni próbki. Roztwory są ponumerowane od 1 (najmniej agresywne) do 12 (najbardziej agresywne). Roztwór o najwyższym numerze, który nie plami powierzchni, jest określany jako „wartość KIT”.Paper grease resistance tests were determined using the KIT method in accordance with ISO 165322:2007(en) Paper and board - Determination of grease resistance - Part 2: Surface repellency test. The test involves placing a series of numbered solutions (differing in surface tension and viscosity or "aggressiveness") on the surface of the sample. The solutions are numbered from 1 (least aggressive) to 12 (most aggressive). The solution with the highest number that does not stain the surface is referred to as the "KIT value".
Sposób otrzymywania biodegradowalnej powłoki o zwiększonej hydrofobowości na bazie skrobi prowadzi się w obecności wosku naturalnego i plastyfikatora. Stosunek wagowy składników: skrobi, plastyfikatora, wosku wynosi 100:25-35:0,5-2,5. Następnie emulsję nakłada się na gorąco na papier i suszy w podczerwieni. Stosuje się skrobię z różnych źródeł botanicznych: kukurydzianą, pszenną, ziemniaczaną. Jako plastyfikator stosuje się poliol, korzystnie glicerynę, sorbitol w ilości 25-35 części wagowych na 100 części wagowych polisacharydu.The method of obtaining a biodegradable coating with increased hydrophobicity based on starch is carried out in the presence of natural wax and a plasticizer. The weight ratio of the ingredients: starch, plasticizer, wax is 100:25-35:0.5-2.5. The emulsion is then hot applied to paper and dried in infrared. Starch from various botanical sources is used: corn, wheat, potato. As a plasticizer, a polyol, preferably glycerin, sorbitol is used in an amount of 25-35 parts by weight per 100 parts by weight of polysaccharide.
Biodegradowalna powłoka na bazie kleiku skrobiowego charakteryzuje się tym, że stanowi produkt rozklejenia skrobi w wodzie, w podwyższonej temperaturze w obecności plastyfikatora i wosku naturalnego. Skrobia pochodzi z różnych źródeł: kukurydziana, pszenna, ziemniaczana, a jej stężenie w układzie wodnym wynosi 4-5% wag. Plastyfikator stanowi poliol, korzystnie gliceryna lub sorbitol, w ilości 20-35 części wagowych na 100 części wagowych skrobi. Woski naturalne stanowią: Candelilla, Carnauba, pszczeli i ryżowy.The biodegradable coating based on starch glue is characterized by the fact that it is a product of starch dissolving in water at elevated temperature in the presence of a plasticizer and natural wax. Starch comes from various sources: corn, wheat, potato, and its concentration in the aqueous system is 4-5% by weight. The plasticizer is a polyol, preferably glycerin or sorbitol, in an amount of 20-35 parts by weight per 100 parts by weight of starch. Natural waxes are: Candelilla, Carnauba, beeswax and rice.
Zastosowanie biodegradowalnej powłoki na bazie skrobi, która stanowi produkt rozklejenia skrobi w wodzie, w podwyższonej temperaturze w obecności plastyfikatora i wosku naturalnego po odparowaniu wody z formulacji obejmuje jej nanoszenie na papier. Stosunek wagowy składników: skrobi, plastyfikatora, wosku wynosi 100:25-35:0,5-2,0 a powłoka jest nanoszona metodą powlekania za pomocą ryflowanego wałka i suszenia podczerwienią jako powłoki dla papieru zwiększającego jego hydrofobowość przy jednoczesnym zmniejszeniu hydrofilowości, stosowanego do pakowania tłustych produktów np. typu fast food, ryb, wędlin.The use of a biodegradable coating based on starch, which is a product of starch dissolving in water, at elevated temperature in the presence of a plasticizer and natural wax, after evaporation of water from the formulation, involves its application to paper. The weight ratio of the ingredients: starch, plasticizer, wax is 100:25-35:0.5-2.0 and the coating is applied by coating with a grooved roller and infrared drying as a coating for paper increasing its hydrophobicity while reducing hydrophilicity, used for packing fatty products, e.g. fast food, fish, cold cuts.
Skrobia jest polimerem składającym się z dwóch frakcji: amylozy i amylopektyny z grupy polisacharydów o dobrych właściwościach filmo- i powłokotwórczych po rozklejeniu w wodzie z dodatkiem plastyfikatora. Ponadto skrobia jest całkowicie biodegradowalnym, nietoksycznym surowcem odnawialnym, dzięki czemu może być przeznaczona do kontaktu z żywnością. Otrzymane powłoki cechują się wysoką tłuszczoszczelnością i zredukowanym stopniem absorpcji wody w stosunku do niepowleczonego papieru.Starch is a polymer consisting of two fractions: amylose and amylopectin from the group of polysaccharides with good film- and film-forming properties after dissolving in water with the addition of a plasticizer. In addition, starch is a completely biodegradable, non-toxic renewable raw material, so it can be intended for contact with food. The obtained coatings are characterized by high grease tightness and a reduced degree of water absorption in relation to uncoated paper.
Wprowadzenie wosku naturalnego do formulacji już w niewielkiej ilości, bo do 2,5 części wagowych w przeliczeniu na skrobię pozwala na uzyskanie zwiększonej odporności na tłuszcz oraz wodę. Dodatkowo jego zastosowanie umożliwia uzyskanie efektu estetycznego; powleczona powierzchnia jest bardziej gładka, o lekko perłowym połysku. Dzięki zwiększonej barierowości wobec olejów i tłuszczów przy jednoczesnym zmniejszeniu hydrofilowości powłoki wynalazek można zastosować do pakowania np. dań typu fast food (tłuste frytki, hamburgery z sosem), ryb lub wędlin.The introduction of natural wax into the formulation even in a small amount, i.e. up to 2.5 parts by weight in terms of starch, allows for increased resistance to fat and water. In addition, its use makes it possible to obtain an aesthetic effect; the coated surface is more smooth, with a slightly pearly sheen. Thanks to the increased barrier against oils and fats, while reducing the hydrophilicity of the coating, the invention can be used for packaging, for example, fast food dishes (fatty fries, hamburgers with sauce), fish or cold cuts.
Wynalazek przedstawiony jest w przykładach wykonania, w których podano skład ilościowy, warunki otrzymywania oraz wartości lepkości oraz KIT. Przykłady 1-9 dotyczą otrzymywania formulacji na bazie skrobi zastosowanych jako powłoka do papieru.The invention is presented in embodiments, in which the quantitative composition, preparation conditions and values of viscosity and KIT are given. Examples 1-9 relate to the preparation of starch-based formulations used as a paper coating.
Przykład 1Example 1
Przygotowano 150 g formulacji w wyniku wprowadzenia do 144 g wody 6 g skrobi kukurydzianej (4% wag. skrobi) i 1,8 g (30 cz. wag. na 100 cz. wag. skrobi) gliceryny jako plastyfikatora, następnie wprowadzano 0,6 g wosku Candelilla. Układ mieszano przez 40 minut (400-450 obrotów/min.) w temperaturze 85°C. Następnie formulację nałożono na papier o gramaturze 45 g/m2 za pomocą powlekarki laboratoryjnej wyposażonej w wałek ryflowany rogowy o średnicy drutu 0,64 mm. Powleczony papier suszono na maszynie suszącej promieniowaniem podczerwonym. Wyniki badań reologicznych formulacji i KIT uzyskanej powłoki przedstawiono w tabeli 1.150 g of the formulation was prepared by introducing 6 g of corn starch (4 wt.% of starch) and 1.8 g (30 wt. parts per 100 wt. parts of starch) of glycerin as a plasticizer into 144 g of water, then adding 0.6 g Candelilla wax. The system was stirred for 40 minutes (400-450 rpm) at 85°C. The formulation was then applied to 45 gsm paper using a lab coater equipped with a 0.64 mm wire diameter corrugated roller. The coated paper was dried on an infrared drying machine. The results of rheological tests of the formulation and KIT of the obtained coating are presented in Table 1.
Przykład 2Example 2
Przygotowano 150 g formulacji w wyniku wprowadzenia do 144 g wody 6 g skrobi pszennej (4% wag. skrobi) i 1,8 g (30 cz. wag. na 100 cz. wag. skrobi) gliceryny jako plastyfikatora, następnie wprowadzano 0,6 g wosku Carnauba. Układ mieszano przez 30 minut (400-450 obrotów/min. w temperaturze 95°C. Następnie formulację nałożono na papier o gramaturze 45 g/m2 za pomocą powlekarki laboratoryjnej wyposażonej w wałek ryflowany rogowy o średnicy drutu 0,64 mm. Powleczony papier suszono na maszynie suszącej promieniowaniem podczerwonym. Wyniki badań reologicznych formulacji i KIT uzyskanej powłoki przedstawiono w tabeli 1.150 g of the formulation were prepared by introducing 6 g of wheat starch (4 wt.% starch) and 1.8 g (30 wt. parts per 100 wt. parts of starch) of glycerin as a plasticizer into 144 g of water, then g carnauba wax. The system was mixed for 30 minutes (400-450 rpm at 95°C. The formulation was then applied to 45 gsm paper using a lab coater equipped with a 0.64 mm wire diameter checker roller. were dried on an infrared drying machine.The results of rheological tests of the formulation and KIT of the obtained coating are presented in Table 1.
Przykład 3Example 3
Przygotowano 150 g formulacji w wyniku wprowadzenia do 144 g wody 6 g skrobi ziemniaczanej (4% wag. skrobi) i 1,8 g (30 cz. wag. na 100 cz. wag. skrobi) sorbitolu jako plastyfikatora, następnie wprowadzano 0,6 g wosku Candelilla. Układ mieszano przez 30 minut (400-450 obrotów/min.) w temperaturze 95°C. Następnie formulację nałożono na papier o gramaturze 45 g/m2 za pomocą powlekarki laboratoryjnej wyposażonej w wałek ryflowany rogowy o średnicy drutu 0,64 mm. Powleczony papier suszono na maszynie suszącej promieniowaniem podczerwonym. Wyniki badań reologicznych formulacji i KIT uzyskanej powłoki przedstawiono w tabeli 1.150 g of the formulation were prepared by introducing 6 g of potato starch (4 wt.% of starch) and 1.8 g (30 wt. parts per 100 wt. parts of starch) of sorbitol as a plasticizer into 144 g of water, then adding 0.6 g Candelilla wax. The system was stirred for 30 minutes (400-450 rpm) at 95°C. The formulation was then applied to 45 gsm paper using a lab coater equipped with a 0.64 mm wire diameter corrugated roller. The coated paper was dried on an infrared drying machine. The results of rheological tests of the formulation and KIT of the obtained coating are presented in Table 1.
Przykład 4Example 4
Przygotowano 150 g formulacji w wyniku wprowadzenia do 144 g wody 6 g skrobi kukurydzianej (4% wag. skrobi) i 1,5 g (25 cz. wag. na 100 cz. wag. skrobi) sorbitolu jako plastyfikatora, następnie wprowadzano 0,6 g wosku ryżowego. Układ mieszano przez 30 minut (400-450 obrotów/min.) w temperaturze 85°C. Następnie formulację nałożono na papier o gramaturze 45 g/m2 za pomocą powlekarki laboratoryjnej wyposażonej w wałek ryflowany rogowy o średnicy drutu 0,64 mm. Powleczony papier suszono na maszynie suszącej promieniowaniem podczerwonym. Wyniki badań reologicznych formulacji i KIT uzyskanej powłoki przedstawiono w tabeli 1.150 g of the formulation was prepared by introducing 6 g of corn starch (4 wt.% of starch) and 1.5 g (25 wt. parts per 100 wt. parts of starch) of sorbitol as a plasticizer into 144 g of water, then adding 0.6 g of rice wax. The system was stirred for 30 minutes (400-450 rpm) at 85°C. The formulation was then applied to 45 gsm paper using a lab coater equipped with a 0.64 mm wire diameter corrugated roller. The coated paper was dried on an infrared drying machine. The results of rheological tests of the formulation and KIT of the obtained coating are presented in Table 1.
Przykład 5Example 5
Przygotowano 150 g formulacji w wyniku wprowadzenia do 142,5 g wody 7,5 g skrobi ziemniaczanej (5% wag. skrobi) i 1,87 g (25 cz. wag. na 100 cz. wag. skrobi) sorbitolu jako plastyfikatora, następnie wprowadzano 1,5 g wosku pszczelego. Układ mieszano przez 45 minut (400-450 obrotów/min.) w temperaturze 85°C. Następnie formulację nałożono na papier o gramaturze 45 g/m2 za pomocą powlekarki laboratoryjnej wyposażonej w wałek ryflowany rogowy o średnicy drutu 0,64 mm. Powleczony papier suszono na maszynie suszącej promieniowaniem podczerwonym. Wyniki badań reologicznych formulacji i KIT uzyskanej powłoki przedstawiono w tabeli 1.150 g of the formulation were prepared by introducing 7.5 g of potato starch (5 wt.% starch) and 1.87 g (25 wt. parts per 100 wt. 1.5 g of beeswax was introduced. The system was stirred for 45 minutes (400-450 rpm) at 85°C. The formulation was then applied to 45 gsm paper using a lab coater equipped with a 0.64 mm wire diameter corrugated roller. The coated paper was dried on an infrared drying machine. The results of rheological tests of the formulation and KIT of the obtained coating are presented in Table 1.
Przykład 6Example 6
Przygotowano 150 g formulacji w wyniku wprowadzenia do 144 g wody destylowanej 6 g skrobi pszennej (4% wag. skrobi) i 1,2 g (20 cz. wag. na 100 cz. wag. skrobi) gliceryny jako plastyfikatora, następnie wprowadzano 0,3 g wosku Carnauba. Układ mieszano przez 40 minut (400-450 obrotów/min.) w temperaturze 95°C. Następnie formulację nałożono na papier o gramaturze 45 g/m2 za pomocą powlekarki laboratoryjnej wyposażonej w wałek ryflowany rogowy o średnicy drutu 0,64 mm. Powleczony papier suszono na maszynie suszącej promieniowaniem podczerwonym. Wyniki badań reologicznych formulacji i KIT uzyskanej powłoki przedstawiono w tabeli 1.150 g of the formulation were prepared by adding 6 g of wheat starch (4 wt.% starch) and 1.2 g (20 wt. parts per 100 wt. 3 g carnauba wax. The system was stirred for 40 minutes (400-450 rpm) at 95°C. The formulation was then applied to 45 gsm paper using a lab coater equipped with a 0.64 mm wire diameter corrugated roller. The coated paper was dried on an infrared drying machine. The results of rheological tests of the formulation and KIT of the obtained coating are presented in Table 1.
Przykład 7Example 7
Przygotowano 150 g formulacji w wyniku wprowadzenia do 144 g wody destylowanej 6 g skrobi ziemniaczanej (4% wag. skrobi) i 1,5 g (20 cz. wag. na 100 cz. wag. skrobi) gliceryny jako plastyfikatora, następnie wprowadzano 0,6 g wosku Candelilla. Układ mieszano przez 40 minut (400-450 obrotów/min.) w temperaturze 95°C. Następnie formulację nałożono na papier o gramaturze 45 g/m2 za pomocą powlekarki laboratoryjnej wyposażonej w wałek ryflowany rogowy o średnicy drutu 0,64 mm. Powleczony papier suszono na maszynie suszącej promieniowaniem podczerwonym. Wyniki badań reologicznych formulacji i KIT uzyskanej powłoki przedstawiono w tabeli 1.150 g of the formulation were prepared by introducing 6 g of potato starch (4 wt.% of starch) and 1.5 g (20 wt. parts per 100 wt. parts of starch) of glycerin as a plasticizer into 144 g of distilled water, then introducing 6 g of Candelilla wax. The system was stirred for 40 minutes (400-450 rpm) at 95°C. The formulation was then applied to 45 g/m 2 paper using a laboratory coater equipped with a 0.64 mm wire diameter corrugated roller. The coated paper was dried on an infrared drying machine. The results of rheological tests of the formulation and KIT of the obtained coating are presented in Table 1.
Przykład 8Example 8
Przygotowano 150 g formulacji w wyniku wprowadzenia do 143,25 g wody destylowanej 6,75 g skrobi kukurydzianej (4,5% wag. skrobi) i 2,1 g (35 cz. wag. na 100 cz. wag. skrobi) gliceryny jako plastyfikatora, następnie wprowadzano 0,6 g wosku Candelilla. Układ mieszano przez 30 minut (400450 obrotów/min.) w temperaturze 95°C. Następnie formulację nałożono na papier o gramaturze 45 g/m2 za pomocą powlekarki laboratoryjnej wyposażonej w wałek ryflowany rogowy o średnicy drutu 0,64 mm. Powleczony papier suszono na maszynie suszącej promieniowaniem podczerwonym. Wyniki badań reologicznych formulacji i KIT uzyskanej powłoki przedstawiono w tabeli 1.150 g of the formulation were prepared by introducing 6.75 g of corn starch (4.5 wt% starch) and 2.1 g (35 wt% per 100 wt% starch) of glycerin into 143.25 g of distilled water as plasticizer, then 0.6 g of Candelilla wax was introduced. The system was stirred for 30 minutes (400-450 rpm) at 95°C. The formulation was then applied to 45 g/m 2 paper using a laboratory coater equipped with a 0.64 mm wire diameter corrugated roller. The coated paper was dried on an infrared drying machine. The results of rheological tests of the formulation and KIT of the obtained coating are presented in Table 1.
Przykład 9Example 9
Przygotowano 150 g formulacji w wyniku wprowadzenia do 142,5 g wody destylowanej, 7,5 g skrobi kukurydzianej (5% wag. skrobi) i 1,75 g (30 cz. wag. na 100 cz. wag. skrobi) gliceryny jako plastyfikatora, następnie wprowadzano 0,3 g wosku Carnauba. Układ mieszano przez 30 minut (400-450 obrotów/min.) w temperaturze 95°C. Następnie formulację nałożono na papier o gramaturze 45 g/m2 za pomocą powlekarki laboratoryjnej wyposażonej w wałek ryflowany rogowy o średnicy drutu 0,64 mm. Powleczony papier suszono na maszynie suszącej promieniowaniem podczerwonym. Wyniki badań reologicznych formulacji i KIT uzyskanej powłoki przedstawiono w tabeli 1.150 g of the formulation was prepared by adding 142.5 g of distilled water, 7.5 g of corn starch (5 wt.% starch) and 1.75 g (30 wt. parts per 100 wt. wt. starch) of glycerin as a plasticizer then 0.3 g of carnauba wax was introduced. The system was stirred for 30 minutes (400-450 rpm) at 95°C. The formulation was then applied to 45 gsm paper using a lab coater equipped with a 0.64 mm wire diameter corrugated roller. The coated paper was dried on an infrared drying machine. The results of rheological tests of the formulation and KIT of the obtained coating are presented in Table 1.
PL 242234 BIPL 242234 B.I
Tabela 1. Wartości lepkości formulacji powłokotwórczych oraz KIT dla powłok naniesionych na podłoże papierowe.Table 1. Viscosity values of film-forming formulations and KIT for coatings applied to a paper substrate.
Zastrzeżenia patentowePatent claims
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL437011A PL242234B1 (en) | 2021-02-16 | 2021-02-16 | A method of obtaining a biodegradable film-forming formulation based on starch and a packaging material with a biodegradable coating |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL437011A PL242234B1 (en) | 2021-02-16 | 2021-02-16 | A method of obtaining a biodegradable film-forming formulation based on starch and a packaging material with a biodegradable coating |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL437011A1 PL437011A1 (en) | 2022-08-22 |
| PL242234B1 true PL242234B1 (en) | 2023-01-30 |
Family
ID=83723844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL437011A PL242234B1 (en) | 2021-02-16 | 2021-02-16 | A method of obtaining a biodegradable film-forming formulation based on starch and a packaging material with a biodegradable coating |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL242234B1 (en) |
-
2021
- 2021-02-16 PL PL437011A patent/PL242234B1/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL437011A1 (en) | 2022-08-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6649188B2 (en) | Highly flexible starch-based films | |
| ES2996557T3 (en) | Microfibrillated cellulose as rheology modifier in adhesives | |
| AU2013262912B2 (en) | Seaweed-based food packaging coating | |
| DE69911018T2 (en) | DEXTRINIZATION OF STARCH | |
| Tóth et al. | Characterization of edible biocomposite films directly prepared from psyllium seed husk and husk flour | |
| EP0106763B1 (en) | Composition and process for coating paper and board, process for preparing the composition and paper and board thus obtained | |
| US20210292590A1 (en) | Moisture, Grease, and Oil Resistant Coatings for Cellulosic Materials | |
| Anthony et al. | Paper coating performance of hemicellulose-rich natural polymer from distiller's grains | |
| EP1292639B1 (en) | Highly flexible starch-based films | |
| WO2008100688A1 (en) | Starch-containing compositions for use in imparting oil or grease resistance to paper | |
| Li et al. | Paper material coated with soybean residue nanocellulose waterproof agent and its application in food packaging | |
| JP2006509098A (en) | Biodegradable composition having improved water resistance and process for producing the same | |
| DE212012000194U1 (en) | A migration barrier film or coating comprising hemicellulose | |
| US20120125231A1 (en) | Coating Formulation | |
| JP6895204B2 (en) | Adhesive composition, adhesive method and adhered product | |
| Abdillah et al. | Improving physicomechanical properties of arrowroot starch films incorporated with kappa-carrageenan: Sweet cherry coating application | |
| WO2022263725A1 (en) | Composition for providing barrier properties, its use and a sheet-like product | |
| PL242234B1 (en) | A method of obtaining a biodegradable film-forming formulation based on starch and a packaging material with a biodegradable coating | |
| EP4505007A1 (en) | Compositions and methods for coating a substrate | |
| Shulga et al. | Influence of organic plasticizers on sensory, physical-mechanical properties and chemical changes of biodegradable films | |
| WO2023004258A1 (en) | Water based barrier coating | |
| Vauhkonen | Emerging biobased hydrophobization technologies for fiber-based packaging | |
| Tabari | Effect of Carboxymethyl Cellulose on the Mechanical and Barrier Properties of Sago Starch Based Films | |
| CN119156475A (en) | Water-based barrier coating for natural substances of paper, board or moulded pulp | |
| HK1203452B (en) | Seaweed-based food packaging coating |