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Dokumentenidentifikation DE4335983A1 27.04.1995
Titel Verfahren zur Erhöhung der Transparenz von Formkörpern oder Folien aus thermoplastischer Stärke oder thermoplastischem Stärke-Polymer-Blend
Anmelder Ems-Inventa AG, Zürich, CH
Erfinder Buehler, Friedrich Severin, Dipl.-Ing. Dr.rer.nat., Thusis, CH;
Zechner, Thomas, Igis, CH;
Fanelli, Raffaele, Dipl.-Ing. HTL, Chur, CH;
Treutlein, Roland, Dipl.-Ing. (FH), Domat/Ems, CH
Vertreter Becker, E., Dr.rer.nat., Pat.-Anw., 80331 München
DE-Anmeldedatum 21.10.1993
DE-Aktenzeichen 4335983
Offenlegungstag 27.04.1995
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.04.1995
IPC-Hauptklasse C08L 3/02
IPC-Nebenklasse C08J 7/00   C08J 3/20   C08J 3/24   B65D 65/38   
IPC additional class // (B65D 25/54,C08L 91:00,93:00,89:00,83:00,77:00,71:02,67:04,67:02,33:04,29:02,3:12,3:04,1:08)  
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Transparenz von Formkörpern oder Folien aus thermoplastischer Stärke oder thermoplastischem Stärke-Polymer-Blend bzw. -Mischung, wobei man das Ausgangsgranulat oder die Formkörper oder Folien mit Mitteln,
ausgewählt aus der Gruppe, die aus Silikonöl, pflanzlichen und tierischen Fetten und Ölen sowie Lösungen von ausgewählten synthetischen und natürlichen Polymeren besteht, behandelt, wobei die Polymerlösungen ausgewählt sind aus der Gruppe, die aus Amylosen, Stärkederivaten, Cellulosederivaten, Polylactiden, Proteinen, Gelatine, Naturharzen, Kautschuk, Schellack- Polycaprolactonen, Polyhydroxybutyraten und -valeriaten, Polyvinylalkoholen, aliphatische Polyestern und Polyamiden, Polysilanen, Polysiloxanen, Polyglykolen und Polyacrylaten besteht.
Die Erfindung betrifft weiterhin einen Formkörper oder eine Folie aus thermoplastischer Stärke oder thermoplastischem Stärke-Polymer-Blend bzw. -Mischung. Die Transparenz des Formkörpers oder der Folie ist nach der Behandlung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren um mindestens 15%, bevorzugt mindestens 30%, besonders bevorzugt um mindestens 50%, erhöht, wobei die Transparenz bei einer Wellenlänge von 900 nm als Lichtdurchlässigkeit in % gegenüber Luft gemessen wird.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft den in den Patentansprüchen angegebenen Gegenstand. Die Erfindung betrifft insbesondere Formteile und Formkörper sowie Folien aus thermoplastischer Stärke oder thermoplastischem Stärke-Polymer-Blend bzw. Mischung, deren Transparenz deutlich erhöht ist durch das Behandeln mit Mitteln, die ausgewählt sind aus der Gruppe, welche von Siliconölen, pflanzlichen und tierischen Fetten und Ölen sowie Polymerlösungen gebildet wird. Bevorzugtes Anwendungsgebiet erfindungsgemäßer Produkte ist der Verpackungssektor.

Der Begriff Stärke umfaßt im Rahmen der Erfindung sowohl alle Stärken unabhängig von ihrem Amylosegehalt und unabhängig von ihrer pflanzlichen Herkunft als auch Stärkederivate mit unterschiedlichen Substitutionsgraden.

Geeignete Stärkederivate sind beispielsweise Stärkeether und Stärkeester oder gemischte Stärkeetherester, wie z. B. alkylierte, hydroxyalkylierte, carboxymethylierte und cyanoalkylierte sowie acetylierte oder propionylierte Stärken.

Für biologisch abbaubare Kunststoffe, insbesondere auf Stärkebasis, besteht ein breiter Anwendungsbereich, vorzugsweise auf dem Verpackungsgebiet. Nachteil der auf Basis von thermoplastischer Stärke hergestellten Folien und Formkörpern gemäß dem Stand der Technik ist ihr matt-trübes Aussehen, d. h. ihre schlechte bis mangelnde Transparenz, die insbesondere ihren Einsatz als Verpackungsmaterialien einschränkt oder z. B. bei Blisterverpackungen verhindert.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Formkörper oder Folien auf Basis thermoplastischer Stärke bereitzustellen, insbesondere zur Verwendung für Verpackungsmaterialien, die die genannten Nachteile nicht besitzen. Auch sollten die transparenten Produkte eine verbesserte Wasserresistenz und erhöhten Oberflächenglanz besitzen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch Anspruch 1 bzw. 2 bzw. 5. Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung.

Es wurde überraschenderweise gefunden, daß sich hochtransparente, wasserresistente und hochglänzende Stärkeprodukte herstellen lassen, indem das Ausgangsgranulat oder das fertige Formteil bzw. der Formkörper oder die fertige Folie mit bestimmten Mitteln modifiziert bzw. nachbehandelt wird.

Diese Mittel können entweder in das weiter zu verarbeitende Granulat eingearbeitet werden oder auf das bereits fertig konfektionierte Produkt durch Sprühen oder Tauchen aufgebracht werden.

Erfindungsgemäß sind diese Mittel ausgewählt aus der Gruppe, welche von Silikonölen, pflanzlichen und tierischen Fetten und Ölen sowie Lösungen von ausgewählten synthetischen oder natürlichen Polymeren gebildet wird. Die Gruppe der ausgewählten synthetischen oder natürlichen Polymere umfaßt Amylosen, Stärkederivate, Cellulosederivate, Polylactide, Gelatine, Naturharze, Kautschuk, Schellack, Polycaprolactone, Polyhydroxybutyrate und -valerate, Polyvinylalkohole, aliphatische Polyester und Polyamide, Polysilane, Polysiloxane, Polyglykole und Polyacrylate.

Die Doppelbindungen in den ungesättigten Fetten und Ölen können durch Zusatz geeigneter Vernetzungsmittel vernetzt bzw. duroplastisch gehärtet werden, wobei durch diese Oberflächenhärtung neben der hochbrillanten Transparenz eine gute Wasserresistenz der erfindungsgemäß behandelten Produkte erzielt wird.

Als Vernetzungsmitteln eignen sich u. a. Epoxide, Isocyanate und Anhydride je nach Art der entsprechenden Gruppen im Fett bzw. Öl.

Die genannten Vernetzungsmittel können entweder in einem separaten Schritt oder zusammen mit den anderen Mitteln durch Sprühen, Tauchen oder Eincompoundieren zur Anwendung gelangen. Die Vernetzungsreaktion kann thermisch oder durch Einwirken von Strahlung geeigneter Wellenlänge erfolgen.

Bei Hohlkörpern ist es zur Erzielung der brillanten Transparenz notwendig, die erfindungsgemäße Behandlung innen und außen durchzuführen.

Vorteile der Erfindung sind:

  • - Überführung trüber Produkte in Produkte mit hoher Transparenz,
  • - Imprägnierung gegenüber Feuchtigkeit,
  • - Überführung matter Produkte in Produkte mit hochglänzenden Oberflächen,
  • - Sehr verminderte bis keine Migrations- oder Diffusionsprobleme,
  • - Starke Reduktion bis Beseitigung der Klebeneigung von Kalanderfolien auf den Kalanderwalzen,
  • - Beibehaltung der erfindungsgemäßen Eigenschaften auch nach der Weiterverarbeitung, z. B. nach dem Tiefziehen von Folien.


Zur Kompostierung der erfindungsgemäßen Produkte genügt es, ihre Oberfläche leicht zu verletzen, damit Feuchtigkeit eindringen kann. Daher ist es vorteilhaft, die erfindungsgemäßen Produkte vor dem Kompostieren zu zerkleinern.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie darauf zu beschränken:

Folgende Markenprodukte wurden in den Beispielen verwendet:

SH 100 Ein thermoplastischer Stärkewerkstoff der Firma EMS-CHEMIE AG auf Basis von Hydroxyalkylmaisstärke mit höherem Weichmachergehalt SH 103 Ein thermoplastischer Stärkewerkstoff der Firma EMS-CHEMIE AG auf Basis von Hydroxyalkylmaisstärke mit niedrigerem Weichmachergehalt SB 220.1 Eine thermoplastische Stärke-Polymer-Mischung der Firma EMS-CHEMIE AG aus 60% eines thermoplastischen Stärkewerkstoffes und 40% eines Copolyamides 6,12 SB 200 Eine thermoplastische Stärke-Polymer-Mischung der Firma EMS-CHEMIE AG aus 60% eines thermoplastischen Stärkewerkstoffes und 40% eines Copolyamids 6/69 Mater Bi (AF05H) Ein Stärke-Polymer-Blend der Firma Novamont Thermosil CR350 Ein Siliconöl der Firma Strub (CH-Reiden)


Die Transparenzmessungen wurden in einem Spektrometer bei einer Wellenlänge von 900 nm ausgeführt. Gemessen wurde die Lichtdurchlässigkeit in % gegenüber Luft, dessen Wert 100% beträgt.

Beispiele 1 bis 5

In an sich bekannter Weise wurden Folien aus verschiedenen Materialien auf Basis von thermoplastischer Stärke hergestellt (siehe auch DE 41 19 915 A1). Anschließend wurde ihre Lichtdurchlässigkeit vor und nach dem Einsprühen ihrer Oberflächen mit Thermosil CR350 gemessen. In Tabelle 1 sind die Ergebnisse zusammengestellt.

Beispiele 6 bis 8

In an sich bekannter Weise wurden Folien aus SB 220.1 hergestellt. Anschließend wurde ihre Wasseraufnahme vor und nach dem Einsprühen mit Thermosil CR350 oder Sonnenblumenöl (Speisequalität) wie folgt gemessen: Die zu messende Folie wurde gewogen, dann 24 Stunden lang in 50°C warmem Wasser gerührt und anschließend wieder gewogen. In Tabelle 2 ist die Wasseraufnahme in g Wasser pro g Folie angegeben.

Beispiele 9 bis 13

Beispiele 1 bis 5 wurden mit Sonnenblumenöl anstelle des Siliconöles wiederholt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengestellt.

Beispiel 14

Ein tiefgezogenes Tray mit einer Wandstärke von 0,2 mm aus SB 200 wurde mit Thermosil CR350 eingesprüht. Sein Transmissionswert nahm von 2 auf 61% zu, d. h. die Differenz betrug 59%.

Beispiel 15

Eine Flachfolie aus SB 220 mit einer Dicke von 0,3 mm wurde mit Thermosil CR350 behandelt. Ihr Transmissionswert betrug 75%. Anschließend wurde die Folie tiefgezogen. Das Tiefziehteil mit einer Wandstärke von 0,2 mm besaß einen Transmissionswert von 80%. Tabelle 1 Transparenz von Folien vor und nach Behandlung gemäß erfindungsgemäßem Verfahren

Tabelle 2 Wasseraufnahme von Folien vor und nach der Behandlung nach erfindungsgemäßem Verfahren

Tabelle 3 Transparenz von Folien vor und nach der Behandlung nach erfindungsgemäßem Verfahren


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Erhöhung der Transparenz von Formkörpern oder Folien aus thermoplastischer Stärke oder thermoplastischem Stärke-Polymer-Blend bzw. -Mischung, dadurch gekennzeichnet, daß man das Ausgangsgranulat oder die Formkörper oder Folien mit Mitteln, ausgewählt aus der Gruppe, die aus Silikonöl, pflanzlichen und tierischen Fetten und Ölen sowie Lösungen von ausgewählten synthetischen und natürlichen Polymeren besteht, behandelt, wobei die Polymerlösungen ausgewählt sind aus der Gruppe, die aus Amylosen, Stärkederivaten, Cellulosederivaten, Polylactiden, Proteinen, Gelatine, Naturharzen, Kautschuk, Schellack, Polycaprolactonen, Polyhydroxybutyraten und -valeriaten, Polyvinylalkoholen, aliphatische Polyestern und Polyamiden, Polysilanen, Polysiloxanen, Polyglykolen und Polyacrylaten besteht.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung Besprühen, Eintauchen oder Eincompoundieren des Mittels umfaßt.
  3. 3. Verfahren nach Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zusätzlich Vernetzungsmittel oder Härter enthalten und nach dem Behandeln des Formkörpers bzw. der Folie duroplastisch ausgehärtet werden.
  4. 4. Formkörper oder Folie aus thermoplastischer Stärke oder thermoplastischem Stärke-Polymer-Blend bzw. -Mischung, dadurch gekennzeichnet, daß die Transparenz des Formkörpers oder der Folie nach der Behandlung nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2 um mindestens 15%, bevorzugt mindestens 30%, besonders bevorzugt um mindestens 50%, erhöht ist, wobei die Transparenz bei einer Wellenlänge von 900 nm als Lichtdurchlässigkeit in % gegenüber Luft gemessen wird.
  5. 5. Verwendung von Formkörpern oder Folien erhältlich nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, zur Herstellung von Verpackungsmaterialien, insbesondere Blisterverpackungen, Sichtfenstern, Klarsichtfolien, Beuteln, Flaschen, Behältern und Hüllen.






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