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

Publication number
ES2199451T3
ES2199451T3 ES98939539T ES98939539T ES2199451T3 ES 2199451 T3 ES2199451 T3 ES 2199451T3 ES 98939539 T ES98939539 T ES 98939539T ES 98939539 T ES98939539 T ES 98939539T ES 2199451 T3 ES2199451 T3 ES 2199451T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
mixture
parts
starch
weight
thermoplastic mixture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
ES98939539T
Other languages
English (en)
Inventor
Holger Bengs
Stefan Wulf
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Celanese Ventures GmbH
Original Assignee
Celanese Ventures GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Celanese Ventures GmbH filed Critical Celanese Ventures GmbH
Application granted granted Critical
Publication of ES2199451T3 publication Critical patent/ES2199451T3/es
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01GHORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
    • A01G13/00Protection of plants
    • A01G13/30Ground coverings
    • A01G13/32Mats; Nets; Sheets or films
    • A01G13/33Sheets or films
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/20Pills, tablets, discs, rods
    • A61K9/2004Excipients; Inactive ingredients
    • A61K9/2022Organic macromolecular compounds
    • A61K9/205Polysaccharides, e.g. alginate, gums; Cyclodextrin
    • A61K9/2059Starch, including chemically or physically modified derivatives; Amylose; Amylopectin; Dextrin
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/48Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
    • A61K9/4816Wall or shell material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L3/00Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08L3/04Starch derivatives, e.g. crosslinked derivatives
    • C08L3/06Esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L3/00Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08L3/04Starch derivatives, e.g. crosslinked derivatives
    • C08L3/08Ethers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K17/00Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
    • C09K17/52Mulches
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2303/00Characterised by the use of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08J2303/04Starch derivatives
    • C08J2303/06Esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2303/00Characterised by the use of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08J2303/04Starch derivatives
    • C08J2303/08Ethers

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Dairy Products (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Protection Of Plants (AREA)
  • Greenhouses (AREA)

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.
Ejemplo 1 Producción de una mezcla preparada elaborable en condiciones termoplásticas a partir de almidones iónicos
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.
Ejemplo 2 Producción de una mezcla preparada elaborable en condiciones termoplásticas a partir de almidones iónicos
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.
Ejemplo 3 Ejemplos comerciales de almidones iónicos para la preparación de materiales termoplásticos
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
Ejemplo 4
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.
ES98939539T 1997-07-09 1998-06-26 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. Expired - Lifetime ES2199451T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19729305 1997-07-09
DE19729305A DE19729305C2 (de) 1997-07-09 1997-07-09 Thermoplastische Mischung auf Basis von Stärke enthaltend mindestens eine kationische und mindestens eine anionische Stärke, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie Verwendung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2199451T3 true ES2199451T3 (es) 2004-02-16

Family

ID=7835119

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES98939539T Expired - Lifetime ES2199451T3 (es) 1997-07-09 1998-06-26 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.

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP0996673B1 (es)
JP (1) JP2002534534A (es)
CA (1) CA2295647A1 (es)
DE (2) DE19729305C2 (es)
ES (1) ES2199451T3 (es)
PL (1) PL338047A1 (es)
WO (1) WO1999002597A1 (es)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2794479B1 (fr) * 1999-06-04 2001-09-21 Roquette Freres Composition et procede pour la fabrication de structures planes, en particulier du papier ou du carton
DE10017102A1 (de) * 2000-04-06 2001-10-11 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von festen Kreatin-Dosierungsformen und dadurch erhältliche Dosierungsformen
GB0014946D0 (en) * 2000-06-20 2000-08-09 Cerestar Holding Bv Starch composition and the use thereof in the wet-end of paper preparation
EP3002264B1 (en) * 2003-12-10 2020-06-17 Saint-Gobain Placo Organic-inorganic composite
US20050155763A1 (en) 2004-01-16 2005-07-21 Reddy B. R. Settable fluids comprising particle-size distribution-adjusting agents and methods of use
EP1580229A1 (en) * 2004-03-22 2005-09-28 Warner-Lambert Company Llc Biopolymer compositons and products thereof
US7101426B2 (en) * 2004-08-20 2006-09-05 Innovative Construction And Building Materials, Llc Inorganic matrix composite reinforced by ionically crosslinked polymer
JP4601393B2 (ja) * 2004-10-29 2010-12-22 日本テトラパック株式会社 包装材料
DE102006035659B4 (de) * 2006-07-31 2014-12-24 Fit Gmbh Beschichtungsmaterialien auf Stärkebasis mit kontrollierbarem Auflöseverhalten, sowie deren Verwendung
JP5213008B2 (ja) * 2007-03-14 2013-06-19 キユーピー株式会社 ヒートシール性コート材、膜およびその製造方法、積層体フィルム、ならびに袋体
FR2927088B1 (fr) * 2008-02-01 2011-02-25 Roquette Freres Compositions thermoplastiques a base d'amidon plastifie et procede de preparation de telles compositions.
FR2927084B1 (fr) * 2008-02-01 2011-02-25 Roquette Freres Procede de preparation de compositions thermoplastiques a base d'amidon plastifie et compositions ainsi obtenues.
JP2012510563A (ja) * 2008-12-03 2012-05-10 エコシンセテイツクス インコーポレーテッド 向上した性能を有する生体高分子ナノ粒子バイオラテックス組成物と、それをベースにした組成物を製造するための製造方法
WO2014138236A1 (en) 2013-03-05 2014-09-12 The Penn State Research Foundation Composite materials
DE202019103213U1 (de) 2018-01-16 2019-07-15 helcotec Chemie u. Technik GmbH Formulierungen zur Abwasserbehandlung
JP7657444B2 (ja) * 2020-02-10 2025-04-07 株式会社コバヤシ 樹脂組成物及びその製造方法、並びに可塑化澱粉及びその製造方法
DE102021121786A1 (de) 2021-08-23 2023-02-23 Daniel Schwendemann Pflanzenschutzvorrichtung und Verfahren zur Herstellung der Pflanzenschutzvorrichtung

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
YU128990A (sh) * 1989-07-11 1993-05-28 Warner-Lambert Co. Preparati polimernih smeša koji sadrže destrukturisani skrob
YU129090A (sh) * 1989-07-11 1992-12-21 Warner-Lambert Company Preparati polimernih smeša koji sadrže destrukturisani skrob
ES2103003T3 (es) * 1990-08-30 1997-08-16 Warner Lambert Co Articulos formados de una fusion de almidon termoplastica.
DE4438708A1 (de) * 1994-10-29 1996-05-02 Basf Ag Verfahren zur kationischen Modifizierung von Stärke und Verwendung der kationisch modifizierten Stärke

Also Published As

Publication number Publication date
EP0996673A1 (de) 2000-05-03
JP2002534534A (ja) 2002-10-15
DE19729305A1 (de) 1999-01-14
DE19729305C2 (de) 2000-07-06
CA2295647A1 (en) 1999-01-21
WO1999002597A1 (de) 1999-01-21
EP0996673B1 (de) 2003-05-02
DE59808183D1 (de) 2003-06-05
PL338047A1 (en) 2000-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2199451T3 (es) 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.
FI102480B (fi) Rakenteeltaan muunnettua tärkkelystä sisältävät polymeeriperustaiset s eoskoostumukset
Gaspar et al. Reducing water absorption in compostable starch-based plastics
Rompothi et al. Development of non-water soluble, ductile mung bean starch based edible film with oxygen barrier and heat sealability
Zhang et al. Thermoplastic starch processing and characteristics—a review
Jimenez et al. Edible and biodegradable starch films: a review
US8277718B2 (en) Biodegradable film or sheet, process for producing the same, and composition for biodegradable film or sheet
FI102479B (fi) Rakenteeltaan muunnettua tärkkelystä sisältävät polymeeripohjaiset seo skoostumukset
US6406530B1 (en) Biopolymer-based thermoplastic mixture for producing biodegradable shaped bodies
FI114804B (fi) Biohajoavat vaahtomuovimateriaalit
AU631089B2 (en) Polymer base blend compositions containing destructurized starch
ES2247855T3 (es) Polimero biodegradable.
Mitrus et al. Biodegradable polymers and their practical utility
PT94592A (pt) Processo para a preparacao de composicoes de misturas de base polimerica contendo amido desestruturado
PT94384A (pt) Processo para a preparacao de composicoes de misturas de base polimerica contendo amido desestruturado
DE10214327A1 (de) Netzwerk auf Polysaccharidbasis und Verfahren zu dessen Herstellung
CA2295638A1 (en) 1,4-.alpha.-d-polyglucan-based thermoplastic mixture, process for the p reparation and use thereof
US20060134417A1 (en) Molded object comprising alpha-1,4-glucans and/or modifications thereof and process for producing the same
CA2020150A1 (en) Polymer base blend compositions containing destructurized starch
PT94383A (pt) Processo para a preparacao de composicoes de misturas de base polimerica contendo amido desestruturado
US20090275531A1 (en) Method for producing starch networks and initial products
JPWO2002006507A1 (ja) 酵素合成アミロースから得られる生分解性物品
US20220325078A1 (en) Biodegradable, compostable molding mass compositions, molded articles and methods of manufacture
JP2001509525A (ja) 生分解性成形品を製造するためのデンプンを主原料とする熱可塑性混合物
US20090142384A1 (en) Viscoelastic material