ES2199451T3 - Mezcla termoplastica sobre la base de almidones, que contiene por lo menos un almidon cationico y por lo menos un almidon anionico, procedimiento para su preparacion, asi como su utilizacion. - Google Patents
Mezcla termoplastica sobre la base de almidones, que contiene por lo menos un almidon cationico y por lo menos un almidon anionico, procedimiento para su preparacion, asi como su utilizacion.Info
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Abstract
La invención se refiere a una mezcla termoplástica a base de almidón, obtenida preparando y mezclando: A) 100 partes en peso de la menos un almidón catiónico, B) 0-400 partes en peso de un material polimérico que puede elaborarse temoplásticamente y es diferente de A), C) agua en cantidad suficiente para plastificar la mezcla, D) al menos un plastificante en 100 partes en peso y la mitad de la suma de las partes en peso de A) y B), y E) opcionalmente, hasta A+B partes en peso de otros aditivos usuales, el contenido en agua de constituyentes A) y B) que se han corregido a cero por ordenador. La invención también se refiere a la utilización de la mezcla de la invención por la producción de cuerpos formados y capas.
Description
Mezcla termoplástica sobre la base de almidones,
que contiene por lo menos un almidón catiónico y por lo menos un
almidón aniónico, procedimiento para su preparación, así como su
utilización.
El presente invento se refiere a una mezcla
termoplástica sobre la base de almidones, que contiene por lo menos
un almidón catiónico y un almidón aniónico, a un procedimiento
para su preparación así como la utilización de la mezcla para la
producción de cuerpos moldeados, en particular degradables
biológicamente.
Un almidón como material biocompatible posee la
alta ventaja de presentar una degradabilidad biológica
fundamentalmente buena. Además de ello, está a disposición como
una denominada materia prima renovable en una cantidad casi
ilimitada.
Por causa de esta superioridad en cuanto al
principio en comparación con los materiales sintéticos sobre la
base de petróleo, cuya disponibilidad es limitada y que son
degradables solamente con dificultades y en la mayor parte de los
casos acompañado por desventajas ecológicas, existe un interés
creciente en reemplazar los materiales sintéticos por materiales
obtenidos a partir de tales materias primas naturales
renovables.
Así, en los últimos años se desarrollaron
procedimientos, que hacen posible elaborar un almidón mediante
conocidas técnicas de elaboración de materiales sintéticos, tales
como p.ej. moldeo por inyección y extrusión.
Procedimientos para la preparación de un almidón
termoplástico, que es apropiado sobresalientemente para el
tratamiento ulterior mediante técnicas habituales de elaboración
de materiales sintéticos, se describen p.ej. en los documentos de
patente europea EP 0.599.535 y de solicitud de patente
internacional WO 90/05161. De acuerdo con estos documentos, se
propone elaborar un almidón nativo, es decir que se presenta en la
naturaleza, en mezcla con un denominado almidón degradado, cuya
longitud de cadena de molécula ha sido acortada mediante
hidrólisis, oxidación o calentamiento, o un almidón nativo
eventualmente en mezcla con derivados de éste, no dándose ninguna
definición de los derivados, mediando adición de agua,
plastificantes y eventualmente otros aditivos adicionales, y
mediando la acción de energía térmica y mecánica para formar una
masa termoplástica.
El documento EP 0.408.502 describe una mezcla
termoplástica sobre la base de almidones, que consta de un almidón
no modificado químicamente junto con un almidón modificado
aniónicamente, proponiéndose añadir a la mezcla, con el fin de
aumentar la estabilidad de forma de los cuerpos moldeados
obtenibles a partir de ella, por lo menos un polímero sintético en
lo esencial insoluble en agua.
El documento EP 0.408.501 del mismo solicitante
se refiere a una mezcla similar, realizándose sin embargo que el
almidón modificado aniónicamente es intercambiado por un almidón
modificado catiónicamente.
El almidón termoplástico encuentra aplicación
para la producción de cuerpos moldeados, láminas etc., como
material de envasado, cápsulas para finalidades farmacéuticas,
granulados, espumas y similares.
En particular para la aplicación como material de
envasado en el sector alimentario, p.ej. en forma de láminas
obtenidas a partir de mangueras, tal como se utilizan como
envolturas de salchichas y embutidos, el producto producido a partir
de un almidón termoplástico, junto a buenas propiedades mecánicas,
tales como estabilidad de forma, resistencia a la rotura y
estabilidad frente al agua, debe presentar una excelente
resistencia a la rotura lateral y buenas propiedades de barrera
frente a gases, en particular oxígeno del aire y líquidos.
De modo sorprendente, se ha puesto de manifiesto
que una mezcla termoplástica de acuerdo con la reivindicación 1
cumple las condiciones precedentemente mencionadas.
Formas preferidas de realización son objeto de
las reivindicaciones dependientes de producto.
El componente (A) de la mezcla termoplástica
conforme al invento sobre la base de almidones se compone de por
lo menos un almidón catiónico a) y de por lo menos un almidón
aniónico b), teniendo estos almidones un grado de sustitución de 0,1
a 3,0.
El componente (A) es un constituyente esencial de
la mezcla y está contenido en ésta en 100 partes en peso.
Por un almidón catiónico o respectivamente
aniónico se entiende usualmente un almidón modificado químicamente,
en el que los grupos hidroxilo están intercambiados parcialmente o
incluso totalmente por grupos aniónicos o catiónicos.
Se entiende que para las finalidades del presente
invento se pueden utilizar también almidones que contengan
correspondientes sustituyentes iónicos, que se han introducidos en
el polímero de una manera distinta que por modificación química.
Los almidones utilizados para el componente (A)
pueden proceder de los siguientes sectores:
- -
- almidones recombinantes, p.ej. almidones de patata y de maíz, con una proporción aumentada de grupos de fosfato, p.ej. presentes en la naturaleza;
- -
- almidones modificados químicamente, p.ej. por oxidación de un almidón en el átomo C6 o por injerto de anhídridos insaturados o saturados (anhídrido de ácido maleico, anhídrido de ácido succínico) o por sustitución nucleófila de un almidón desprotonado, p.ej. con ácido cloroacético, o por esterificación con ácidos carboxílicos de carácter básico (ácido cítrico, ácido málico, etc) o por injerto de lactonas en condiciones básicas (p.ej. de \epsilon-caprolactona sobre almidón).
En tal caso se puede recurrir en particular
también a almidones y derivados de almidones obtenibles
comercialmente: p.ej. de las entidades Avebe, Cerestar, National
Starch, Purac y Südstärke.
Un ejemplo de almidones iónicos obtenibles
comercialmente son el almidón especial Spezialstärke 9156 de la
entidad Südstärke, con un contenido de boro de aproximadamente 0,6%
en peso. Esto corresponde aproximadamente a un grupo de ácido
bórico por cada diez unidades de glucosa.
En principio, para las finalidades del presente
invento se puede emplear cualquier grupo aniónico o catiónico, que
sea adecuado para la modificación de un almidón.
Ejemplos de grupos aniónicos son grupos
carboxilo, grupos de fosfato, grupos de sulfato, grupos de borato,
grupos de fosfonato y grupos de sulfonato.
De éstos son preferidos especialmente los grupos
de fosfato, borato y sulfato, de los grupos sulfato son preferidos
en particular los que proceden de la reacción con ácido
sulfúrico.
Ejemplos de grupos catiónicos son grupos amino
terciarios, grupos de amonio cuaternarios, grupos fosfino
terciarios, grupos de fosfonio cuaternarios, grupos imino y grupos
de sulfonio.
De éstos son preferidos especialmente los grupos
amino y de amonio.
Estos grupos pueden presentarse en estado libre o
en forma de sus sales en la molécula de un almidón. Una molécula de
un almidón puede estar sustituida también con diferentes grupos
aniónicos o respectivamente catiónicos, que además de ello se
pueden haber introducido a través de diferentes compuestos que
introducen sustituyentes y a través de diferentes reacciones.
Los procedimientos y los compuestos para la
introducción de estos grupos son habituales y generalmente
conocidos por un experto en la especialidad.
En el caso de un fosfato, sulfato o borato, los
correspondientes derivados de almidones se pueden obtener mediante
la reacción de los ácidos inorgánicos libres, p.ej., en el caso de
un fosfato, ácido fosfórico o sus ésteres.
Los grupos carboxilo se pueden introducir p.ej. a
través de una sustitución nucleófila o de una variante utilizada
para la reacción por adición de Michael. Un ejemplo del primer
tipo de reacciones es la reacción de un almidón con ácido
cloroacético, un ejemplo del segundo tipo de reacciones es la
reacción por adición de anhídrido de ácido maleico con la cadena
principal de un almidón. Hay que mencionar, entre otras, también
la reacción con un hidroxi-ácido carboxílico en una síntesis de
acuerdo con la síntesis de éteres de Williamson. De este modo,
p.ej. mediante el empleo de ácido málico, ácido cítrico o ácido
tartárico, se puede acoplar a un grupo hidroxilo del almidón con
una sola reacción de eterificación al mismo tiempo más de un solo
grupo carboxilo.
Además de ello, compuestos que p.ej. contienen
por lo menos dos grupos carboxilo, tales como ácidos
dicarboxílicos, etc., se pueden acoplar a la cadena principal del
almidón mediante esterificación de un grupo carboxilo con un grupo
hidroxilo.
Derivados catiónicos de almidones se pueden
obtener de la siguiente manera: Para el acoplamiento de funciones
amino se pueden utilizar, entre otros, todos los derivados que han
sido activados químicamente de tal manera que han sido llevados a
reaccionar a través de la cadena principal del almidón, p.ej.
mediante una sustitución nucleófila, mediante una reacción por
adición o mediante una condensación. Como ejemplo para el primer
tipo de reacciones hay que mencionar p.ej. cloruro de
trimetil-amonio o cloruro de
2-dietilamino-etilo. La estructura
iónica se obtiene en tal caso, ya sea a través de la reacción
directa con la correspondiente sal o mediante posterior reacción
por adición de ácido clorhídrico. Como productos de reacción por
adición se pueden considerar en tal caso reacciones con grupos
epóxido en el grupo lateral del reactivo que contiene nitrógeno.
Como ejemplos se ha de mencionar el cloruro de
2,3-(epoxi-propil)-dietil-amonio
o su hidrocloruro o el cloruro de
2,3-(epoxi-propil)-trimetil-amonio.
Se llega al acoplamiento por condensación, cuando en la reacción
entre un almidón y el reactivo que introduce los grupos iónicos se
llega a la separación de productos de condensación, tales como por
ejemplo agua o metanol y compuestos similares.
El número de los grupos hidroxilo por cada unidad
de glucosa, que se reemplaza por otro grupo funcional, es designado
como grado de sustitución DS (del inglés ``degree of
substitution'').
Por cada unidad de glucosa están presentes tres
grupos hidroxilo libres. Por consiguiente, el grado de sustitución
puede variar desde 0,0 hasta 3,0.
Por ejemplo, es conocido que un almidón nativo
puede contener por sí mismo grupos fosfato. El grado de sustitución
está situado en este caso en el margen de aproximadamente 0,01.
Esto significa que, de modo puramente estadístico, por
aproximadamente cada 300 unidades de glucosa está presente un grupo
fosfato en el polímero.
También se conoce un almidón de patata
recombinante, cuyo grado de sustitución con grupos de fosfato ha
sido aumentado en el factor de 3 en comparación con un almidón
nativo.
En el caso del grado de sustitución DS se trata
de una magnitud estadística. Un grado de sustitución DS de 1,0
expresa p.ej. que en promedio en cada unidad de glucosa un grupo
hidroxilo ha sido reemplazado por un sustituyente. Es decir, que un
DS de 1,0 no significa de manera necesaria que exactamente en cada
unidad de glucosa se presenta un sustituyente junto a dos grupos
hidroxilo remanentes no sustituidos.
Un almidón catiónico o aniónico en el sentido del
presente invento tiene un DS de 0,1-3,0. De modo
preferido, el almidón tiene un DS en el intervalo de
0,1-2,5, en particular de 0,1-1,0
y de modo especialmente preferido de 0,1 a 0,6.
El grado de sustitución se refiere en este caso a
la suma total de grupos catiónicos y aniónicos que están presentes
en la molécula de almidón.
La relación de almidón catiónico a almidón
aniónico es definida para el presente invento a través del DS. Por
lo general, la relación cuantitativa está situada en un intervalo
desde un DS (aniónico) = 0,2 del (DS catiónico) hasta un DS
(catiónico) = 0,2 del (DS aniónico), es decir que la relación de
grupos catiónicos a grupos aniónicos es usualmente de
0,2-5. Se prefiere una relación de
0,4-2,5. Se obtienen resultados especialmente
ventajosos, cuando ambas variantes de almidón presentan el mismo o
aproximadamente el mismo DS.
Dependiendo de la finalidad especial de
utilización, la relación, sin embargo, puede desviarse también
hacia arriba o hacia abajo.
Conforme al invento, pueden presentarse como
sustituyentes en el almidón, junto a los grupos aniónicos o
catiónicos, todavía otros grupos funcionales.
Ejemplos de ellos son sustituyentes no iónicos,
que pueden formar p.ej. funciones de éteres o ésteres.
En el caso de la unión de otros sustituyentes a
la cadena principal del almidón a través de enlaces de éteres,
entran en cuestión, p.ej. las siguientes posibilidades: alquilo,
tal como metilo, etilo, propilo, butilo, alquenilo,
hidroxi-alquilo, p.ej.
hidroxi-etilo, hidroxi-propilo.
Para el acoplamiento a través de grupos de ésteres, está situada en
el rango superior la reacción con anhídrido de ácido acético,
mediante la que resultan derivados de acetatos de almidones. Otros
sustituyentes pueden ser incorporados por reacción con ácido
propiónico, ácido butírico, y los ácidos grasos superiores, en
particular procedentes del metabolismo natural, tales como por
ejemplo ácido laurílico, ácido oleico, etc.
Mediante la combinación conforme al invento de un
almidón modificado aniónicamente y de un almidón modificado
catiónicamente para la preparación de almidones termoplásticos o la
producción de cuerpos moldeados a partir de ellos, se pueden
obtener cuerpos moldeados con propiedades mejoradas, tales como
suficiente resistencia mecánica, elasticidad, capacidad de resistir
frente al agua, junto con una excelente resistencia a la rotura
lateral, es decir una resistencia a la rotura perpendicularmente a
la dirección de estiramiento de las cadenas poliméricas y
sobresalientes propiedades de barrera frente a gases y líquidos.
En particular, para la utilización como envases
para alimentos son indispensables buenas propiedades de barrera,
con el fin de evitar p.ej. la entrada de oxígeno del aire y, por
consiguiente, una putrefacción de los productos.
Se supone que el aumento de la resistencia
mecánica es una consecuencia de la interacción iónica entre las
cadenas poliméricas con diferentes grupos iónicos. Se trata en
este caso, por así decir, de una reticulación no covalente. Ésta es
ventajosa en particular para el tratamiento en condiciones
termoplásticas, puesto que a las temperaturas elevadas, a las que
se lleva a cabo el tratamiento en condiciones termoplásticas la
interacción iónica como consecuencia de la movilidad inducida
térmicamente se forma sólo escasamente y como consecuencia no se
obstaculiza la plastificación. A una temperatura del medio
ambiente, por el contrario, ya no se obstaculiza la formación, es
decir la localización o la orientación, de las interacciones como
consecuencia de la movilidad inducida térmicamente, que ya no
existe, y como consecuencia se puede producir el efecto de
estabilidad observado.
Para la modificación catiónica o respectivamente
aniónica se pueden utilizar también almidones como los que se
describen seguidamente para el componente (B).
\newpage
El material polimérico elaborable en condiciones
termoplásticas, que es distinto del componente (A), y que se emplea
como componente (B), es un componente opcional.
Se trata en este caso preferiblemente de un
material polimérico que en lo esencial es degradable
biológicamente, que puede estar contenido en la mezcla en unas
cantidades hasta de 400 partes en peso referidas al componente (A).
También las mezclas de dos o más de tales compuestos entran en
cuestión como componente (B).
Para el caso de que la mezcla termoplástica se
tenga que utilizar para la producción de envases para alimentos,
etc., de un modo preferido se escoge como componente (B) un
material polimérico fisiológicamente compatible.
Como componente (B) se pueden utilizar en
particular también uno o varios almidones, uno o varios de sus
derivados, o mezclas de almidones y derivados de almidones. Se
puede tratar en tal caso de almidones nativos, modificados
químicamente, de fermentación o recombinantes y/o de derivados de
los mencionados almidones.
Un grupo importante de almidones comprende los
almidones obtenidos a partir de materias primas vegetales. Entre
éstos se cuentan, entre otros, los almidones procedentes de
tubérculos, tales como los de patata, mandioca, maranta, batata,
procedentes de semillas, tales como los de trigo, maíz, centeno,
arroz, cebada, mijo, avena, sorgo, procedentes de frutas, tales
como los de castañas, bellotas, habas, guisantes, y otras frutas
de vaina, bananas, así como de médula vegetal, p.ej. de la palma
de sagú.
Los almidones utilizables dentro del marco del
invento constan en lo esencial de amilasa y amilopectina en
relaciones cuantitativas variables.
Se consiguen especialmente buenos resultados,
entre otros, con almidones procedentes de patatas (p.ej. los
Toffena de la entidad Südstärke) y de maíz, (p.ej. los Maize
Starch de la entidad National Starch) o también poliglucanos, que se
distinguen por una constitución perfectamente lineal de las
cadenas poliméricas.
Los pesos moleculares de los almidones, útiles
conforme al invento tanto para el componente (A) como también para
el componente (B), pueden variar a lo largo de un amplio
intervalo. Se pueden emplear los almidones, que constan en lo
esencial de una mezcla de amilosa y amilopectina, de modo
preferido con unos pesos moleculares medios ponderados M_{w} en
el intervalo comprendido entre 5x10^{4} y 1x10^{7}. Se
prefieren en particular los polímeros de cadenas largas con unos
pesos moleculares medios ponderados M_{w} comprendidos entre
1x10^{5} y 5x10^{6}.
Se prefieren además también almidones lineales,
preferiblemente poliglucanos, en particular un
1,4-\alpha-D-poliglucano,
con unos pesos moleculares medios ponderados M_{w} situados en
el intervalo comprendido entre 5x10^{2} y 1x10^{5}, de modo
preferido entre 1x10^{3} y 5x10^{4}.
Junto a almidones de origen vegetal nativo, se
pueden utilizar también los almidones que habían sido modificados
químicamente, que se habían obtenido por fermentación, que son de
origen recombinante o que se han producido por biotransformación
(de modo sinónimo también denominada biocatálisis).
Por el concepto de ``almidones modificados
químicamente'' el invento entiende los almidones en los que por
vía química se habían modificado las propiedades en comparación con
las propiedades naturales. Esto se consigue en lo esencial mediante
reacciones análogas a la de polimerización, en las que un almidón
es tratado con reactivos o agentes de oxidación mono-, bis- o
poli-funcionales. En tal caso, preferiblemente los
grupos hidroxi de los poliglucanos del almidón son transformados
por eterificación, esterificación u oxidación selectiva. Una
posibilidad adicional consiste en una modificación, que se basa en
una copolimerización por injerto, iniciada mediante radicales, de
monómeros insaturados copolimerizables sobre la cadena principal
del almidón.
A los especiales almidones modificados
químicamente pertenecen, entre otros, los ésteres de almidones,
tales como xantogenatos, acetatos, nitratos, los éteres de
almidones, tales como p.ej. éteres de almidones no iónicos, los
almidones oxidados, tales como por ejemplo
dialdehído-almidones,
carboxi-almidones, almidones degradados con
persulfatos y sustancias similares.
Los ``almidones de fermentación'' son en el uso
lingüístico del invento almidones que se obtienen por procesos de
fermentación, mediando utilización de organismos presentes en la
naturaleza, tales como hongos, algas o bacterias, o que se pueden
obtener mediando intercalación y cooperación de procesos de
fermentación. Ejemplos de almidones procedentes de procesos de
fermentación, comprenden, junto a otros, goma arábiga y
polisacáridos afines (goma de Gellan, goma Ghatti, goma Karaya,
goma de tragacanto), xantano, emulsano, ramsano, wellano,
esquizofilano, poligalacturonatos, laminarina, amilosa,
amilopectina y pectinas.
El concepto de ``almidones de origen
recombinante'' o ``almidones recombinantes'' significa en
particular almidones, que se obtienen por procesos de fermentación
mediando utilización de organismos no presentes en la naturaleza,
pero con ayuda de organismos naturales modificados por métodos de
tecnología genética, tales como hongos, algas o bacterias, o que se
pueden obtener mediando intercalación y cooperación de procesos de
fermentación. Ejemplos de almidones modificados genéticamente,
procedentes de procesos de fermentación, son, junto a otros,
amilosa, amilopectina y otros poliglucanos.
El concepto de ``almidones producidos por
biotransformación'' significa dentro del marco del invento que se
preparan almidones, amilosa, amilopectina o poliglucano por
reacción catalítica de componentes fundamentales monómeros, por lo
general sacáridos oligómeros, en particular mono- y
di-sacáridos, utilizando un biocatalizador
(también: enzima) en condiciones especiales. Ejemplos de almidones
procedentes de procesos biocatalíticos son, junto a otros, un
poliglucano o poliglucanos modificados, un polifructano y
polifructanos modificados.
Finalmente, también mediando utilización de
derivados de los almidones individuales mencionados, se pueden
obtener mezclas termoplásticas ventajosas. En tal caso, el
concepto de ``derivados de almidones'' o ``derivados almidonados''
significa de modo enteramente general almidones modificados, es
decir aquellos almidones en los que para la modificación de sus
propiedades se había modificado la relación natural entre amilosa
y amilopectina o se había llevado a cabo un engrudamiento previo,
que se habían sometido a una degradación parcial por hidrólisis, o
que se habían derivatizado químicamente.
Se obtienen también mezclas termoplásticas
especialmente ventajosas, cuando como componente (B) se emplean
almidones, que como tales presentan una proporción lo más pequeña
que sea posible de otros compuestos, que no se han de contar entre
los sacáridos (p.ej. proteínas, grasas, aceites), tales como p.ej.
almidón de patata, y/o se utilizan poliglucanos producidos por
biocatálisis, que son sobresalientes por causa de su uniformidad
en lo que se refiere a la estructura, al peso molecular y a la
pureza.
A los componentes (B) que se pueden emplear con
éxito dentro del marco del invento, pertenecen sin embargo también
proteínas. Ejemplos de ellas son, entre otras, gelatinas,
proteínas vegetales, tales como proteínas de girasol, proteínas de
soja, proteínas de trigo, proteínas de semillas de algodón,
proteínas de guisantes, proteínas de cacahuete, proteínas de
semillas de colza, proteínas de plasma, albúminas, yema de huevo y
similares.
Mezclas favorables las proporcionan también
adiciones de zeína, gluten (de maíz, patata), albúmina, caseína,
creatina, colágeno, elastina, fibroína y/o proteína de suero de
leche.
Son de interés como componente (B) además
polisacáridos.
Preferiblemente se emplean polisacáridos solubles
en agua, tales como ácido algínico y sus sales, carragenanos,
furcelarano, goma guar, agar-agar, goma arábiga y
polisacáridos afines (goma Ghatti, como Karaya, goma de tragacanto),
goma de tamarindo, goma de xantano, goma de Aralia, goma de
algarrobo (del inglés ``locust bean gum''),
arabino-galactano, pululano, quitosano, dextrinas y
celulosas.
Pueden repercutir favorablemente también
adiciones de lentinano, laminarina, quitina, heparina, inulina,
agarosa, galactanos, ácido hialurónico, dextranos, dextrinas, una
poli-\epsilon-caprolactona y/o
glicógeno.
La mezcla termoplástica conforme al invento se
corrige por cálculo en lo que se refiere a los componentes (A) y
(B) a un contenido de agua de cero por ciento. Es decir, se
determina el contenido en agua de los componentes (A) y (B) y se
resta correspondientemente en la medición de las partes en peso
empleadas, pero se toma en consideración en la medición del
componente (C),
El componente (C), agua, de la mezcla conforme al
invento es un componente esencial.
La cantidad de agua, que se necesita para la
plastificación, se puede hacer variar dentro de un amplio
intervalo dependiendo del tipo de la mezcla empleada.
Si es demasiado pequeña la cantidad de agua
añadida, entonces son insuficientes la desestructuración y la
homogeneización de la mezcla. Si el contenido de agua es demasiado
alto, existe el peligro de que la viscosidad de la mezcla sea
demasiado baja.
Por lo general, es suficiente el agua en una
cantidad de desde 1 parte en peso hasta tres cuartas partes, en
particular hasta la mitad, de la suma de las partes en peso de (A)
y (B) en la mezcla del invento.
Contenidos preferidos de agua están situados
aproximadamente entre 5 y ((A) + (B))/1,3 partes en peso, son
especialmente preferidas unas proporciones de agua comprendidas
entre 10 y ((A) + (B))/1,3 partes en peso.
En estos intervalos preferidos tiene lugar una
plastificación óptima de la mezcla, es decir una desestructuración
de los almidones, una homogeneización de la mezcla así como su
termoplastificación.
La cantidad de agua (C) comprende, junto al agua
realmente añadida, también los contenidos de agua de otros
componentes, que se han tener en cuenta en el cálculo, en
particular la cantidad de agua combinada o contenida en los
componentes (A) y (B).
La naturaleza del componente (C) ya no es
adicionalmente crítica en lo esencial. Se puede emplear un agua VE
(del alemán voll entsalzten Wasser = agua totalmente desalinizada),
un agua desionizada, pero también exactamente igual de bien un agua
corriente o un agua de otro origen, siempre y cuando que el
contenido de agua en cuanto a sales u otras sustancias ajenas sea
tolerable en atención a la utilización pretendida.
El componente (D) está contenido esencialmente en
la mezcla conforme al invento.
Uno o varios plastificantes están contenidos en
la composición del invento en una cantidad situada en el intervalo
de desde 10 partes en peso hasta la mitad de la suma de las partes
en peso de (A) y (B). Si el contenido de los compuestos
plastificantes está situado por debajo de 10 partes en peso,
entonces la plastificación no es suficiente, ni siquiera en el
caso de energías mecánicas y/o térmicas más altas. Si el contenido
de plastificantes sobrepasa una cantidad que corresponde a la mitad
de la suma de las partes en peso de (A) y (B), entonces no se
observa ninguna plastificación mejor de manera digna de mención de
la mezcla.
Son favorables unas cantidades de plastificantes
situadas en el intervalo desde 12,5 hasta ((A)+(B))/2 partes en
peso, son especialmente preferidos unos contenidos de
plastificantes en el intervalo desde 15 hasta ((A)+(B))/4 partes en
peso.
El contenido en cada caso óptimo de los
plastificantes se ajusta a los demás componentes y de una manera
conveniente deberá ser determinado por separado para cada
formulación.
Fundamentalmente, dentro del marco del invento
los conceptos de agentes de ablandamiento, plastificación o
elastificación significan lo mismo que plastificantes.
Se pueden emplear todas las sustancias
indiferentes, preferiblemente orgánicas con una presión de vapor
generalmente pequeña, que, sin reacción química, entren en
interacción física, preferiblemente por su capacidad de disolución e
hinchamiento, con los componentes (A) y eventualmente (B) y formen
un sistema homogéneo con éstos.
El componente (D) que se ha de emplear conforme
al invento, confiere a la mezcla de modo preferido una temperatura
de congelación disminuida, una capacidad aumentada de modificación
de forma, propiedades elásticas elevadas, una dureza disminuida y
eventualmente una capacidad de adherencia acrecentada.
Los plastificantes preferidos de acuerdo con el
invento son inodoros, incoloros, estables frente a la luz, al frío
y al calor, solamente poco higroscópicos hasta incluso nada
higroscópicos, estables frente al agua, no perjudiciales para la
salud, difícilmente combustibles y en lo posible poco volátiles,
que reaccionan de un modo neutro, son miscibles con polímeros y
sustancias auxiliares y coadyuvantes, y presentan un buen
comportamiento de gelificación. En particular, deben presentar
compatibilidad, capacidad de gelificación y actividad
plastificante frente a los componentes (A) y eventualmente (B).
Además, los compuestos que se han de emplear
conforme al invento como componente (D) deben presentar una pequeña
migración, lo cual es importante en particular para aplicaciones de
los cuerpos moldeados conformes al invento en el sector
alimentario.
A los componentes (D) plastificantes
especialmente preferidos pertenecen, entre otros,
dimetil-sulfóxido,
1,3-butano-diol, glicerol,
etilen-glicol, propilen-glicol,
diglicéridos, diglicol-éteres, formamida,
N,N-dimetil-formamida,
N-metil-formamida,
dimetil-acetamida,
N-metil-acetamida y/o
N,N'-dimetil-urea.
Son especialmente ventajosos también los
poli(óxidos de alquileno), un mono-, di- o
tri-acetato de glicerol, sorbitol u otros
azúcares-alcoholes, tales como eritrita, ácidos de
azúcares, sacáridos, tales como glucosa, fructosa o sacarosa, así
como ácido cítrico y sus derivados.
El componente (E) de la mezcla conforme al
invento es opcional. Puede tratarse de una o varias sustancias que
en total se pueden emplear como componente (E) en cantidades hasta
de ((A)+(B)) partes en peso, preferiblemente no mayores que
((A)+(B))/2 partes en peso.
A los materiales adicionales o aditivos usuales
pertenecen, entre otros, materiales de carga, agentes de
deslizamiento, que son diferentes de los plastificantes mencionados
en el apartado (D), agentes de flexibilización, agentes de
pigmentación, colorantes, agentes de desmoldeo y otros.
Como material de carga son apropiados por ejemplo
los polímeros sintéticos que son casi solubles en la mezcla, tales
como por ejemplo polímeros que se basan en ácido láctico, tales
como ®Lacea de la entidad Mitsui, ®Resomer de la entidad Boehringer
Ingelheim, así como otros polímeros sobre la base de ácido láctico
y polímeros afines en su tipo al ácido láctico, de las entidades
Wako Pure Chemical Industries Ltd, Medisorb Co., Birmingham
Polymers, Inc., Polysciences Inc., Purac Biochem BV., Ethicon,
Cargill o Chronopol, siendo evidente que esta enumeración no puede
corresponder a ninguna totalidad absoluta, o mezclas preparadas de
polímeros sintéticos con polímeros naturales, p.ej.
Mater-Bi de la entidad Novamont.
En caso necesario, se pueden añadir también uno o
varios materiales de carga inorgánicos, tales como por ejemplo
óxido de magnesio, óxido de aluminio, SiO_{2}, TiO_{2},
etc.
Para teñir o colorear la mezcla se adecuan en
particular pigmentos orgánicos o inorgánicos, en particular también
pigmentos nacarados, que se basan predominantemente en estructuras
de silicatos, y por lo tanto son biocompatibles, por consiguiente
se han de clasificar como inocuos para organismos vivos y en
principio también como comestibles, y que se pueden emplear en unas
cantidades comprendidas entre 0,001 y 10 partes en peso.
Con el fin de mejorar las propiedades de fluidez,
se adecuan en particular grasas animales o vegetales y/o
lecitinas, que se utilizan preferiblemente en forma hidrogenada,
presentando estas grasas y los derivados de ácidos grasos
preferiblemente un punto de fusión mayor que 50ºC.
Con el fin de aumentar la estabilidad frente al
agua de la mezcla elaborable termoplásticamente, durante y después
de la elaboración, a la mezcla se le puede añadir un agente de
reticulación en cantidades secundarias, con el fin de modificar
químicamente al almidón. Preferiblemente, se emplean para ello
alquil-siloxanos en unas cantidades hasta de 5
partes en peso.
Como agentes de reticulación son adecuados, entre
otros, también ácidos carboxílicos de valencia dos o mayor, así
como sus anhídridos, halogenuros de ácidos de ácidos carboxílicos
de valencia dos o mayor, amidas de ácidos carboxílicos de valencia
dos o mayor, derivados de ácidos inorgánicos, de valencia dos o
mayor, dialdehídos, en particular glioxal y glutarodialdehído,
epóxidos,
etilen-glicol-diglicidil-éter,
formaldehído y/o derivados de urea,
divinil-sulfonas, diisocianatos, isocianatos,
oxo-compuestos y/o cianamida, siendo adecuados
estos compuestos también especialmente para la modificación química
a continuación de la elaboración en condiciones termoplásticas y
pudiendo contribuir por consiguiente al mejoramiento adicional, en
particular, de las propiedades mecánicas.
Las partes en peso indicadas para los componentes
(E) individuales pueden variar según sea necesario.
Los componentes (A) hasta (E) de la mezcla
conforme al invento se mezclan eventualmente mediando incorporación
de energía térmica y/o mecánica, y se elaboran para formar una
mezcla termoplástica mediando incorporación de energía térmica y/o
mecánica.
De modo preferido, la incorporación de la energía
mecánica y de la energía térmica se efectúa al mismo tiempo, p.ej.
trabajando a temperatura elevada y ejerciendo al mismo tiempo
fuerzas de cizalladura sobre la mezcla termoplástica a base de
almidones, que se ha de plastificar.
Por lo general es válido el hecho de que resulta
una mejor homogeneidad de las mezclas a temperaturas más altas. No
obstante, las temperaturas no deberán estar situadas demasiado
altas, para evitar descoloraciones innecesarias o una
descomposición de las masas de moldeo.
En este contexto, la mezcla termoplástica del
invento es obtenible en una variante preferida mediante
mezclamiento a temperaturas en el intervalo desde >60ºC hasta
220ºC, de modo preferido desde 80ºC hasta 180ºC y de modo
especialmente preferido desde 100ºC hasta 160ºC.
Fundamentalmente, la homogeneización de la mezcla
aumenta con la potencia incorporada. Es decir, que cuanto más alta
sea la potencia incorporada en el equipo de mezclamiento, tanto
mejor se efectuará la homogeneización de la mezcla termoplástica
de almidones.
Sin embargo, hay que prestar atención a que la
energía mecánica incorporada a través del equipo de mezclamiento no
sea convertida en una gran medida en energía térmica, lo cual
puede conducir a un aumento indeseado de la temperatura. Para
evitarlo, se pueden emplear apropiados termostatos con
refrigeración.
Una modificación adicional del invento prevé una
mezcla termoplástica obtenible por mezclamiento bajo la acción de
equipos mezcladores con fuerte cizalladura, pudiendo derivarse la
energía incorporada en la mezcla, en particular, de la potencia de
las máquinas de elaboración utilizadas. Así, una elaboración es
posible sobre todo con equipos, cuyo elemento plastificador está
provisto de unos momentos de torsión que están situados en el
intervalo de 5 a 300 Nm (Newton \cdot metro). Se ha manifestado
como ventajosa una elaboración con un momento de torsión en el
intervalo de 10 a 100 Nm. Se prefiere la elaboración en un
intervalo del momento de torsión de 40 Nm.
Una recepción especialmente favorable de energía
térmica y/o mecánica por la mezcla se consigue si los
constituyentes de la mezcla de acuerdo con el invento se mezclan y
homogeneizan en una máquina para la elaboración de materiales
sintéticos, tal como por ejemplo un extrusor, un amasador o equipos
similares.
El procedimiento se puede llevar a cabo
preferiblemente en extrusores de un solo husillo o de dos husillos.
Éstos se componen preferiblemente de alojamientos individuales, que
tienen envolturas regulables térmicamente. La estructura de los
husillos no está sujeta a ninguna limitación, pueden estar
presentes elementos transportadores con o sin aristas de empuje,
elementos amasadores y/o elementos mezcladores. Además de ello, es
posible, y con frecuencia ventajoso, utilizar en el extrusor
elementos que acumulan parcialmente, es decir por segmentos, o
retro-transportadores, con el fin de influir
sobre, y controlar, el tiempo de permanencia y las propiedades de
mezclamiento.
Por lo general, el orden de sucesión de las
adiciones de los componentes (A) hasta (F) no tiene ninguna
influencia especial sobre las propiedades de la mezcla
termoplástica obtenida.
La masa de moldeo termoplástica conforme al
invento se puede transformar en productos de acuerdo con los
procedimientos conocidos de elaboración. Así, p.ej., en una
primera etapa se puede granular o nodulizar.
Es objeto del invento por consiguiente también un
granulado, que es obtenible por extrusión y nodulización a partir
de la mezcla termoplástica.
Además, ya sea directamente o por elaboración
termoplástica renovada del granulado, que se comporta
termoplásticamente, se pueden obtener piezas moldeadas o láminas
bien degradables biológicamente, con propiedades mecánicas
mejoradas.
Finalmente, pertenece al invento en particular
también la utilización de las mezclas termoplásticas para la
producción de piezas moldeadas o láminas.
En conjunto, los productos conformes al invento
cubren un gran número de posibilidades de aplicación. A éstas
pertenecen en particular, entre otras, las de pegamentos adhesivos
para papel y cartón ondulado, cuerpos moldeados, que se producen
mediante moldeo por inyección, sobre todo barras, tubos, botellas,
cápsulas, granulados, aditivos para alimentos, películas, como
revestimientos o películas autosuficientes, también como
estratificados, sobre todo láminas, materiales de envasado, bolsas,
materiales de retardo para la liberación controlada de sustancias
activas en general, en particular fármacos, plaguicidas u otras
sustancias activas empleadas en la agricultura, fertilizantes,
sustancias aromatizantes, etc. La liberación de la sustancia
activa puede efectuarse partir de películas, láminas, cuerpos
prensados, partículas, micropartículas, varillas u otros materiales
extrudidos o demás cuerpos moldeados.
Los productos obtenidos a partir de la mezcla
termoplástica conforme al invento, tales como cuerpos moldeados o
láminas, son en lo esencial biocompatibles, y en el caso de
utilizarse componentes adecuadamente seleccionados son comestibles,
lo cual facilita el camino hacia envases comestibles, es decir en
particular envases para alimentos.
Como envases para alimentos han de entenderse en
tal caso tanto envases circundantes, que tienen solamente un
contacto provisional con el alimento, como también envases, tales
como mangueras, envolturas o revestimientos, que junto a su
superficie interna tienen un contacto constante con el alimento, y
por lo tanto se pueden ingerir también en la ingestión de
alimentos. Los envases son adecuados por lo tanto, junto a otros
materiales, para frutas, huevos, queso, artículos de bombonería y
confitería, pasteles, galletas, o tabletas efervescentes, bebidas,
carne, embutidos y asadura de carne.
El empleo de los cuerpos moldeados obtenibles de
acuerdo con el invento a partir de las masas de moldeo
termoplásticas, no está limitado en tal caso a la utilización en
combinación con productos provisionales, sino que también se puede
aplicar al empleo provisional para la protección de objetos de uso
y consumo y artículos de inversión durante su transporte o
almacenamiento. En particular, hay que pensar en este contexto en
la protección con respecto a influencias climáticas, tal como
aparecen por ejemplo en el transporte ultramarino de
automóviles.
Otras aplicaciones preferidas comprenden
absorbentes, polvos para espolvorear y similares.
En una forma de realización especial, las mezclas
termoplásticas de acuerdo con el invento se utilizan para la
producción de cuerpos moldeados destinados a la liberación
controlada de sustancias activas, tales como por ejemplo tabletas o
grageas.
Una utilización adicional, conveniente y
especialmente favorable, de la mezcla termoplástica conforme al
invento se refiere a la producción de cuerpos moldeados, que son
adecuados para la producción de cuerpos moldeados macizos, cuerpos
huecos o combinaciones de estos tipos.
Todavía una utilización sobresaliente de la
mezcla termoplástica conforme al invento ha de establecerse en la
producción de láminas para usarse en la agricultura.
En una variante especial adicional, el invento
prevé la utilización de la mezcla termoplástica para la producción
de láminas destinadas a usarse para aplicaciones alimentarias.
Una utilización especial, conforme al invento, de
la mezcla termoplástica se encuentra en la producción de láminas
destinadas a usarse como envases circundantes para alimentos.
Una utilización favorable adicionalmente
preferida de la mezcla termoplástica de acuerdo con el invento se
establece en la producción de láminas destinadas a usarse como
envases para alimentos con contacto superficial total con el
alimento.
Finalmente, también una utilización de la mezcla
termoplástica de acuerdo con el invento es especialmente ventajosa
en el caso de las láminas planas o tubulares para la utilización
como envolturas de alimentos para embutidos y queso.
Para la adaptación especial a la finalidad
respectiva de utilización, a la mezcla termoplástica conforme al
invento o a los granulados obtenidos a partir de ella se les
pueden añadir, durante la producción de los cuerpos moldeados, en
caso necesario otros materiales apropiados.
Tales materiales son en sí conocidos. Ejemplos de
ellos son fibras, agentes de reticulación, proteínas, agentes de
hidrofugación, agentes de deslizamiento, materiales artificiales
sintéticos (obtenidos por síntesis),
Los datos cuantitativos se refieren al peso de
los almidones empleados, es decir al peso de los componentes (A) y
eventualmente (B). Dependiendo de las necesidades, estos datos
pueden variar, sin embargo.
Por ejemplo, para el aumento de la resistencia
mecánica se pueden añadir, en una proporción de
5-70% en peso, preferiblemente de
20-45% en peso, fibras, tales como fibras de
algodón, fibras de cáñamo, celulosa, etc.
Como agentes de reticulación se pueden utilizar
los mismos que se han descrito precedentemente en conexión con la
plastificación. Se prefieren p.ej. ácidos dicarboxílicos,
dialdehídos, en particular glioxal y glutarodialdehído,
diisocianatos y diepóxidos, p.ej.
etilen-glicol-diglicidil-éter o
también polifosfatos.
Los agentes de reticulación contribuyen al
mejoramiento de la estabilidad frente al agua. Por lo general, son
utilizados en una proporción de 0,1 a 10% en peso, preferiblemente
de 0,5-3% en peso.
También se pueden añadir proteínas, tales como
las que se han descrito p.ej. precedentemente, en particular,
caseína, gelatinas, y proteínas de soja, trigo y guisantes. La
proporción añadida es por lo general de 2-40% en
peso, de modo preferido de 3-10% en peso.
Como otros materiales aditivos hay que mencionar
los usuales agentes de hidrofugación y/o agentes de deslizamiento,
que en general se emplean en una proporción de
2-12% en peso, preferiblemente de
3-6% en peso.
Mediante la adición, por ejemplo, de agentes de
deslizamiento, se puede mejorar la capacidad de mondadura de los
envases para alimentos, p.ej. las envolturas de embutidos. También,
éstos ejercen un efecto positivo sobre la estabilidad frente al
agua.
Ciertos plastificantes, tales como los descritos
precedentemente, p.ej. glicerol o ácido cítrico, se pueden añadir
en cantidades usuales, p.ej. de 5-40% en peso, de
modo preferido de 5-20% en peso.
Por medio de la adición de plastificantes se
puede aumentar por ejemplo la flexibilidad de los envases, en
particular p.ej. para envolturas de embutidos.
Como otros materiales aditivos posibles entran en
cuestión polímeros sintéticos. Ejemplos apropiados son polímeros
plastificados y rígidos de poliamidas poliésteres, poliolefinas,
copolímeros de etileno, ésteres de ácido acrílico y anhídrido de
ácido maleico o una
poli(vinil-pirrolidona).
Las poliolefinas preferidas son un polietileno de
alta presión o polipropileno. La proporción de polímeros
sintéticos es convenientemente de 5-50% en peso, de
modo preferido de 10-40% en peso.
Los cuerpos moldeados obtenidos a partir de la
mezcla termoplástica conforme al invento se pueden elaborar o
combinar con medidas conocidas para cuerpos moldeados o láminas que
se han producido a partir de biopolímeros. Por ejemplo, las
impregnaciones o los revestimientos que se conocen para envolturas
de hidratos de celulosa se pueden aplicar a los cuerpos moldeados
o las láminas que se han obtenido conforme al invento. Esto
implica en particular también la utilización como envolturas de
alimentos.
Los siguientes Ejemplos sirven solamente para
explicar el invento.
Las mezclas se producen en un equipo amasador
(amasador de Brabender). El equipo amasador se calienta a unas
temperaturas comprendidas entre 100ºC y 140ºC. Las temperaturas de
calefacción son en tal caso dependientes de la mezcla empleada de
los diferentes almidones, así como de los demás aditivos añadidos,
sobre la base de polímeros, plastificantes, agentes de
modificación, reticulantes, etc.
Un típico experimento de amasadura se describe a
continuación. 15 g de un almidón de patata catiónico (Fibraffin K5
de la entidad Südstärke) y 15 g de un almidón de patata aniónico
(Fibraffin A5 de la entidad Südstärke) se añaden durante el estado
de funcionamiento en el equipo mezclador. A continuación se añaden
a ello en forma de un delgado chorro 15 g de agua. El orificio del
amasador es cubierto con una placa metálica, a fin de impedir una
evaporación demasiado temprana del agua. Después de aproximadamente
10 minutos se añaden a ello 9 g de glicerol. Después de una fase
adicional de homogeneización, el producto se puede sacar del aparato
en un estado todavía caliente, y se puede elaborar
ulteriormente.
La realización se efectúa tal como se ha descrito
en el Ejemplo 1, pero con la diferencia de que después de la
adición de agua y de la fase de homogeneización que sigue a
continuación, se añaden a ello 3 g de glioxal. Después de una fase
adicional de homogeneización, el producto se puede sacar del
aparato o bien en estado todavía caliente, y se puede elaborar
ulteriormente.
Junto a almidones iónicos sintéticos se pueden
emplear almidones obtenibles comercialmente de diferentes
fabricantes. La siguiente tabla reproduce una lista de los
almidones predominante empleados. Sin embargo, se pueden conseguir
resultados comparables con almidones iónicos de otros
fabricantes.
| Denominación | Fabricante | Producto de partida | Solubilidad | Tipo de los iones | Estructura |
| Cato 230 | National Starch | Maíz | Soluble en | catiónico | Modificación con aminas de |
| agua caliente | almidón de maíz ceroso | ||||
| Catsol 12 SSG | Südstärke | Patata | Soluble en | catiónico | Amonio |
| agua fría | |||||
| Catsol 9566-SSG K8 | Südstärke | Patata | Soluble en | catiónico | Amonio |
| agua fría | |||||
| Fibraffin K102 | Südstärke | Patata | Soluble en | catiónico | Amonio |
| agua caliente | |||||
| Fibraffin K3 | Südstärke | Patata | Soluble en | catiónico | Amonio |
| agua caliente | |||||
| Fibraffin K5 | Südstärke | Patata | Soluble en | catiónico | Amonio |
| agua caliente | |||||
| Fibraffin K7 | Südstärke | Patata | Soluble en | catiónico | Amonio |
| agua caliente | |||||
| Licocat P | Südstärke | Patata | Suspensión | catiónico | Grupos laterales multivalentes |
| catiónicos cuaternarios (muy | |||||
| catiónicos) | |||||
| Licosot | Südstärke | Patata | Suspensión | Catiónico | Grupos laterales multivalentes |
| catiónicos cuaternarios + grupos | |||||
| alquilo hidrófobos(catiónicos | |||||
| intermedios) | |||||
| Agente | Südstärke | Patata | Solución al 33% | Aniónico | muy aniónicos, cargas: grupos |
| dispersante | de ácidos carboxílicos, sulfó- | ||||
| nicos y acrílicos | |||||
| Fibraffin A5 | Südstärke | Patata | Soluble en | aniónico | Éteres de almidones cuaternarios |
| agua caliente | |||||
| Almidón | Südstärke | Patata | Soluble en | Aniónico | borada |
| especial 9156 | agua fría | ||||
| Cato 245 | National Starch | Maíz | Soluble en | Iónico | Almidón de maíz ceroso con |
| agua caliente | grupos laterales de éster y éter | ||||
| Fibraffin KA 504 | Südstärke | Patata | Soluble en | Iónico | Amonio |
| agua caliente |
| Número del | Almidón | Adición de polímero | Agua | Glicerol | Reticulante | Resistencia | Alargamiento |
| ensayo | (100 partes) | (%) | (%) | (%) | (%) | a la rotura | hasta la rotura |
| (N/mm^{2}) | (%) | ||||||
| 1 | Fibraffin A5 | (a) 0 | 50 | 30 | Glioxal | 21,0 | 4,0 |
| 10 | |||||||
| 2 | Fibraffin K5 | (b) 0 | 50 | 30 | Glioxal | 36,5 | 8,0 |
| 10 | |||||||
| 3 | Fibraffin A5 | Fibraffin K5 | 50 | 30 | Glioxal | 39,5 | 6,0 |
| 10 | |||||||
| 4 | Fibraffin A5 | Fibraffin K5 | 50 | 30 | Glioxal | 21,7 | 24,9 |
| 50 | 10 | ||||||
| 5 | Fibraffin K5 | Fibraffin A | 50 | 30 | Glioxal | 14,8 | 66,0 |
| 20 | 10 | ||||||
| 6 | Fibraffin K5 | Almidón especial | 50 | 30 | Glioxal | 26,0 | 22,1 |
| 9156 (a) | 10 | ||||||
| 50 | |||||||
| 7 | Fibraffin A5 | Fibraffin K5 | 50 | 30 | Glioxal | 8,6 | 110,0 |
| 50 | 1 | ||||||
| 8 | Fibraffin A5 | Fibraffin K5 | 50 | 30 | Glioxal | 6,0 | 150,0 |
| 50 | 0,5 | ||||||
| 9 | Fibraffin A5 | Fibraffin K5 | 50 | 30 | Glioxal | 9,3 | 71,0 |
| 50 | 0,1 | ||||||
| 10 | Fibraffin A5 | Fibraffin K5 | 50 | 30 | Glioxal | 9,6 | 111,0 |
| 50 | 10 | ||||||
| Dialdehído-almidón | |||||||
| 10 | |||||||
| (a) aniónico | |||||||
| (b) catiónico |
Claims (19)
1. Mezcla termoplástica sobre la base de
almidones, obtenible por puesta a disposición y mezclamiento de
- (A)
- 100 partes en peso de por lo menos un almidón catiónico a) y de por lo menos un almidón aniónico b), teniendo estos almidones un grado de sustitución DS de 0,1-3,0;
- (B)
- 0-400 partes en peso de un material polímero elaborable termoplásticamente distinto de (A);
- (C)
- agua en una cantidad, que es suficiente para la plastificación de la mezcla;
- (D)
- por lo menos un plastificante en una cantidad de desde 10 partes en peso hasta la mitad de la suma de las partes en peso de (A) y (B),
- (E)
- eventualmente hasta ((A) + (B)) partes de otros aditivos usuales, habiendo sido corregido matemáticamente a cero el contenido en agua de los componentes (A) y (B).
2. Mezcla termoplástica de acuerdo con la
reivindicación 1, estando los grupos aniónicos seleccionados entre
grupos carboxilo, fosfato, sulfato, borato, fosfonio y
sulfonato.
3. Mezcla termoplástica de acuerdo con la
reivindicación 1 ó 2, estando los grupos catiónicos seleccionados
entre grupos amino terciario, amonio cuaternario, fosfino
terciario, fosfonio cuaternario, imino y sulfonio.
4. Mezcla termoplástica de acuerdo con las
reivindicaciones 1 a 3, siendo de 0,2-5 la relación
de grupos catiónicos a grupos aniónicos.
5. Mezcla termoplástica de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 4, conteniendo el almidón sustituyentes no
iónicos de manera adicional a los grupos aniónicos o
catiónicos.
6. Procedimiento para la preparación de una
mezcla termoplástica sobre la base de almidones, en el que se ponen
a disposición y se mezclan entre sí
- (A)
- 100 partes en peso de por lo menos un almidón catiónico a) y de por lo menos un almidón aniónico b), teniendo estos almidones un grado de sustitución DS de 0,1-3,0;
- (B)
- hasta 400 partes en peso de un material polímero elaborable termoplásticamente distinto de (A);
- (C)
- agua en una cantidad, que es suficiente para la plastificación de la mezcla;
- (D)
- por lo menos un plastificante en una cantidad de 10 partes en peso hasta la mitad de la suma de las partes en peso de (A) y (B),
- (E)
- eventualmente hasta ((A) + (B)) partes de otros aditivos usuales, habiendo sido corregido matemáticamente a cero el contenido en agua de los componentes (A) y (B),
y efectuándose la plastificación mediando
incorporación de energía térmica y mecánica, preferiblemente a una
temperatura elevada y con simultáneo ejercicio de fuerzas de
cizalladura.
7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
6, efectuándose la plastificación a unas temperaturas en el
intervalo de >60ºC a 200ºC.
8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
6 ó 7, efectuándose el mezclamiento y/o la plastificación mediando
acción de equipos mezcladores que cizallan fuertemente, que tienen
elementos plastificadores y teniendo los elementos plastificadores
unos momentos de torsión situados en el intervalo de 10 a 100
Nm.
9. Granulado obtenible a partir de la mezcla
termoplástica de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 5, por
extrusión y nodulización.
10. Pieza moldeada o lámina degradable
biológicamente, obtenible a partir de la mezcla termoplástica de
acuerdo con las reivindicaciones 1 a 5.
11. Utilización de la mezcla termoplástica de
acuerdo con las reivindicaciones 1 a 5, para la producción de piezas
moldeadas o láminas.
12. Utilización de la mezcla termoplástica de
acuerdo con las reivindicaciones 1 a 5, para la producción de
cuerpos moldeados destinados a la liberación controlada de
sustancias activas.
13. Utilización de la mezcla termoplástica de
acuerdo con las reivindicaciones 1 a 5, para la producción de
cuerpos moldeados macizos, cuerpos huecos o combinaciones de estos
tipos.
14. Utilización de la mezcla termoplástica de
acuerdo con las reivindicaciones 1 a 5, para la producción de
láminas destinadas a usarse en agricultura.
15. Utilización de la mezcla termoplástica de
acuerdo con las reivindicaciones 1 a 5, para la producción de
láminas destinadas a usarse en la aplicación a alimentos.
16. Utilización de la mezcla termoplástica de
acuerdo con las reivindicaciones 1 a 5, para la producción de
láminas destinadas a usarse como envases para alimentos.
17. Utilización de la mezcla termoplástica de
acuerdo con las reivindicaciones 1 a 5, para la producción de
láminas destinadas a usarse como envases para alimentos con
contacto superficial total con el alimento.
18. Utilización de la mezcla termoplástica de
acuerdo con las reivindicaciones 1 a 5 para la producción de láminas
planas y tubulares para su utilización como envolturas de alimentos
para embutidos y queso.
19. Utilización de la mezcla termoplástica de
acuerdo con las reivindicaciones 1 a 5, como lámina protectora
provisional para objetos y técnicos.
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