NL1003622C2 - Lijm op basis van zetmeel. - Google Patents

Lijm op basis van zetmeel. Download PDF

Info

Publication number
NL1003622C2
NL1003622C2 NL1003622A NL1003622A NL1003622C2 NL 1003622 C2 NL1003622 C2 NL 1003622C2 NL 1003622 A NL1003622 A NL 1003622A NL 1003622 A NL1003622 A NL 1003622A NL 1003622 C2 NL1003622 C2 NL 1003622C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
starch
temperature
hydrolysis
shaping
request
Prior art date
Application number
NL1003622A
Other languages
English (en)
Inventor
Herman Feil
Remigius Oene Jules Jongboom
Stephan Henrick Dick Hulleman
Original Assignee
Inst Voor Agrotech Onderzoek
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 Inst Voor Agrotech Onderzoek filed Critical Inst Voor Agrotech Onderzoek
Priority to NL1003622A priority Critical patent/NL1003622C2/nl
Priority to PCT/NL1997/000419 priority patent/WO1998002496A1/en
Priority to AU34650/97A priority patent/AU3465097A/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1003622C2 publication Critical patent/NL1003622C2/nl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J103/00Adhesives based on starch, amylose or amylopectin or on their derivatives or degradation products
    • C09J103/02Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J103/00Adhesives based on starch, amylose or amylopectin or on their derivatives or degradation products

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

Lym op basis van zetmeel
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze ter bereiding van een biologisch afbreekbare thermoplastische lijm op basis van zetmeel.
Thermoplastische, d.w.z. onder invloed van hitte verwerkbare, lijmen of "hot s melts" worden in grote hoeveelheden gebruikt in de verpakkings- en etikctterings-industrie voor het snel hechten van karton, papier en etiketten. Deze thermoplastische lijmen bestaan in het algemeen uit polymeren op basis van synthetische monomeren zoals polyethylvinylacetaat (PEVA), polyurethaan (PUR) of polyamiden (PA). Dergelijke polymeren zijn niet biologisch afbreekbaar. Een groot deel van de geproduceerde 10 thermoplastische lijmen vindt toepassing in producten met een korte levenscyclus zoals verpakkingen. Het volume-aandeel van deze producten in de afvalstroom die door compostering, stort, verbranding of recycling moet worden verwerkt, is groot. De extra belasting van deze afvalstroom met de niet afbreekbare lijmen is zeer ongewenst. Er is derhalve behoefte aan thermoplastische lijmen die biologisch afbreekbaar zijn, omdat die IS een gunstig effect hebben zowel op de biologische afbraak van het afval, als op het hergebruik daarvan.
Zetmeel is een polymeer dat zowel biologisch afbreekbaar is als hechtende eigenschappen heeft. Bekend zijn werkwijzen voor de bereiding van lijm op basis van zetmeel door middel van hydrolyse met enzymen of basische of zure additieven, bij 20 voorbeeld uit WO 95/02646 en EP-A-511916. Daarbij vindt tijdens de bereiding hydrolyse plaats, waarbij een laag-viskeuze vloeistof wordt verkregen. Thermoplastische verwerking van deze bekende zetmeel-lijmen is niet mogelijk.
Anderzijds zijn thermoplastische lijmen op basis van gederivatiseerde zetmelen, zoals zetmeel-acetaat (US-A-5434201), of andere zetmeelesters (zoals propionaat, 25 US-A-5360845) bekend. Dergelijke zetmeelderivaten zijn thermoplastisch verwerkbaar, maar deze zijn weer niet of slecht biologisch afbreekbaar.
Gevonden is nu een werkwijze voor het bereiden van een biologisch afbreekbare thermoplastische lijm op basis van zetmeel, waarbij men een biopolymeer, dat voor ten minste 70 gew.% uit zetmeel bestaat, in aanwezigheid van 1-40 gew.% water (ten 30 opzichte van het gewicht aan zetmeel) mengt met een hydrolysekatalysator en het 1003622.
Ί mengsel vorm geeft bij een temperatuur beneden de hydrolysetemperatuur van het zetmeel. Dit vormgegeven voorproduct kan vervolgens worden gebruikt als lijm, doordat het op een temperatuur van ten minste de hydrolysetemperatuur wordt verwarmd, waarna een laag-viskeuze lijm wordt verkregen die op het te lijmen substraat kan worden aan-s gebracht.
Voordeel van de werkwijze volgens de uitvinding ten opzichte van de bereiding van zetmeellijmen volgens de stand van de techniek is dat de lijm zowel thermoplastisch verwerkbaar als biologisch afbreekbaar is. Het voorproduct kan als vast materiaal (bij voorbeeld als granulaat) worden verhandeld en bewerkt en pas tijdens toepassing gaat 10 het over in de afbreekbare, laag-viskeuze lijm. Het voorproduct kan continu worden geproduceerd.
Uitgangsmateriaal van de werkwijze volgens de uitvinding is een biopolymeer dat voor ten minste 70 gew.%, in het bijzonder voor ten minste 80 gew.% (op basis van droge stof) uit zetmeel bestaat. Het gaat hierbij om zetmeel dat niet of slechts licht 15 chemisch gemodificeerd is. Het biopolymeer kan daarnaast andere, grotendeels ook biologisch afbreekbare polymeren bevatten, in het bijzonder eiwitten of andere poly-sachariden. Deze andere biopolymeren, zoals de in tarwe- of rijstebloem aanwezige eiwitten, caseïnaten, of pectine, kunnen hierbij dienen als bindmiddel. Indien het biopolymeer licht gemodificeerd is, bevat het niet meer dan 10 gew.%, in het bijzonder niet 20 meer dan 5 gew.%, liefst niet meer dan 2 gew.% aan chemisch gemodificeerde eenheden van biopolymeren.
Het te gebruiken zetmeel is bijvoorbeeld afkomstig van aardappel, maïs, tarwe, rijst, tapioca, gerst en/of erwten. Het kan ook afkomstig zijn van genetisch gemodificeerde gewassen zoals wasmaïs en hoog-amylose-maïs.
25 Aan het biopolymeer wordt water toegevoegd tot een hoeveelheid (ten opzichte van het gewicht aan zetmeel) van 1-40 gew.%, in het bijzonder van 5-35 gew.%, en verder een hydrolysekatalysator. Deze hydrolysekatalysator is in het algemeen een zuur of een base. Voorbeelden daarvan zijn anorganische of organische zuren zoals zoutzuur, fosforzuur, zwavelzuur, oxaalzuur, citroenzuur, mierezuur, e.d. en basen zoals natrium-30 hydroxide. De hoeveelheid katalysator is mede afhankelijk van de sterkte ervan, en van de gewenste verwerkingstemperatuur, en zal in het algemeen in het gebied van 0,005 tot 0,2 mol per kg zetmeel liggen.
1003622.
3
Vervolgens wordt het mengsel bij een temperatuur beneden de hydrolyse-temperatuur thermoplastisch verwerkt en vormgegeven. De hydrolysetemperatuur, of depolymerisatietemperatuur, is de temperatuur waarbij het zetmeel in het mengsel in aanzienlijk mate wordt gehydrolyseerd, d.w.z. ketenafbraak vertoont. Deze kan op de 5 beschreven wijze worden ingesteld, bij voorbeeld tussen 80 en 165°C, in het bijzonder tussen 90 en 150°C. Het vormgeven kan bij voorbeeld geschieden door extrusie in een gebruikelijke extrusie-inrichting of pelleteren. Daarbij kan een granulaat of een andere vorm zoals strengen, vellen e.d. worden verkregen. Het vormgeven kan plaats vinden bij een temperatuur van 20-160°C, afhankelijk van de depolymerisatietemperatuur.
10 Indien gewenst kan bij de bereiding van de lijm ook een weekmaker zoals een polyol worden gebruikt. Geschikte weekmakers zijn polyolen, polyethers, polyesters en verbindingen met gemengde functies. Voorbeelden zijn glycol, propyleenglycol, butyleenglycol, glycerol, neopentylglycol, erytritol, pentaerytritol, sorbitol, polyalkyleen-glycolen zoals di- en polyethyleenglycol, di- en polypropyleenglycol en di- en poly- 15 hydroxypropyleenglycol, glycol- en glycerol-mono- en diësters, citroenzuuresters en mengsels daarvan. Een hoeveelheid van 1-50 gew.%, in het bijzonder van 5-35 gew.% weekmaker ten opzicht van het zetmeel heeft de voorkeur. De weekmaker kan voor of na de vormgevingsstap worden toegevoegd. Ook kan zo nodig een vloeiverbeteraar zoals ricinusolie worden toegevoegd.
20 De hydrolysetemperatuur wordt bepaald door de hoeveelheid water, de gebruikte katalysator, de aanwezigheid van een weekmaker en de duur en de omstandigheden van de voorbehandeling en van de vormgeving. De exacte ligging van de hydrolysetemperatuur kan worden bepaald met behulp van thermische analysemethoden zoals "Differential Scanning Calorimetry" (DSC). In samenhang met een bepaling van de 25 molecuulgrootte (HPSEC-MALLS: High Pressure Size Exclusion Chromatography met Multi Angle Laser Light Detection) kan hierdoor inzicht worden verkregen in de molecuulafbraak als gevolg van de hydrolyse en kan een verband met de fysische eigenschappen zoals adhesie aan papier, glas en polyolefinen zoals polyetheen worden gelegd.
30 De volgens de uitvinding te bereiden "hot melts" kunnen worden toegepast bij producten die geschikt zijn voor recycling of biologische afbraak. Dergelijke toepassingen liggen vooral binnen de verpakkings- en etiketteringsindustrie.
1003522.
4
Voorbeeld 1
Een mengsel van 18,06 kg aardappelzetmeel (waarvan 3,06 kg water), 0,45 kg oxaalzuur, 151 kg glycerol en 0,9 kg ricinusolie werd bij 115°C geëxtrudeerd en tot strengen gevormd. Na verwarmen boven de depolymerisatietemperatuur gaan deze 5 strengen over in een laag-viskeuze lijm. Deze lijm hecht aan papier, glas, polyetheen en polypropeen.
Voorbeeld 2
Dit voorbeeld illustreert het effect van water op de depolymerisatietemperatuur. Aardappelzetmeel, watergehalte 18%, werd bij 35°C 2 uur met 2M HC1 behandeld. Het 10 behandelde zetmeel werd gedroogd tot een watergehalte van 14 gew.% (t.o.v. droog zetmeel) en gemengd met 30 gew.% glycerol (t.o.v. droog zetmeel). Vervolgens werd het watergehalte op een waarde tussen 14 en 40 gew.% gebracht. De depolymerisatietemperatuur daalde met toenemende hoeveelheid water volgens onderstaand verband: wwate/wdroog zttmed °.l4 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 >5 Tdepolymerisatle CC) 158 151 142 134 127 121 1 0 0 3 6 2 2 .

Claims (8)

1. Werkwijze voor de bereiding van een lijm op basis van zetmeel, met het kenmerk dat men een biopolymeer dat voor ten minste 70 % uit zetmeel bestaat, en 1-40 gew.% water (ten opzichte van zetmeel) mengt met een hydrolyse-katalysator, het S mengsel bij een zodanige temperatuur mechanisch vormgeeft dat de hydrolyse-temperatuur niet wordt overschreden, en dat men het vormgegeven zetmeel vóór toepassing verwarmt op ten minste de hydrolysetemperatuur.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij de hydrolysekatalysator een zuur is.
3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, waarbij het zetmeel voor ten hoogste 5% 10 chemisch gemodificeerd is (ds < 0,05).
4. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij men tevens 1-50 gew.%, in het bijzonder 5-35 gew.%, (ten opzichte van zetmeel) van een weekmaker, zoals een polyo', toepast.
5. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij men het vormgeven 15 uitvoert bij een temperatuur van 20-160°C.
6. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij men na het vormgeven het watergehalte verhoogt of verlaagt, teneinde de hydrolysetemperatuur te beïnvloeden.
7. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij men de hydrolyse-20 temperatuur instelt op een waarde tussen 80 en 165°C.
8. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, waarbij men het vormgeven uitvoert door extrusie. 1003622. JMWtHVïCnMMuOV tnüftMU i) RAPPORT BETREFFENDE NIEUWHE1DS0NDERZ0EK VAN INTERNATIONAAL TYPE ΙΟΕΝΠΡΙΚΑΤΙΕ van OE NATIONALE AANVRAGE Kenmerk van o· aanvrager ot van o· gamacnagoe N.O. 40620 TM Neoenanaae aanvrage nr. moienngsoatjm 1003622 · 17 juli 1996 In ga roe pen voorrangsoatjm Aanvrager (Naam) INSTITUUT VOOR AGROTECHNOLOGISCH ONDERZOEK (ATO-DLO) Oaaim van net verzoek voor aan onderzoek van interna* on aai type Door oa msanea voor In lama» on aai Onaerzoek (ISA) aan net verzoek voor een οηοοαοοκ van vnamaaonaal type Mganand nr. SN 27831 NL I. CLASSIFICATIE VAN HET ONDERWERP (bij eepaaamg van verscndlenoe dassiA cases. alle dusrficaoatymooien opgaven) volgens oe nemaoonaie dassiftcaoe (IPC) Int. Cl.c 09 J 103/02 II. ONDERZOCHTE GEBIEDEN VAN DE TECHNIEK __Onderzochte minimum documentatie__ Classificatiesysteem Classüicatiesvmoolen _ Int. Cl.6 C 09 J Onoerzocnte anoere oocumanaoa o an oe mmimum oocumenaae voor zover oergeijka oocumenen m de onderzoen te gebeaen zjn opgenom en III.! : GEEN ONDERZOEK MOGELUK VOOR BEPAALDE CONCLUSIES (opmerKingen op aanvullingsDlad) j IV.:_· GEBREK AAN EENHEID VAN UITVINDING (opmerkingen oo aanvullingsdag i =orm PCT,·;SA,ï3’.iaiC£ !CI
NL1003622A 1996-07-17 1996-07-17 Lijm op basis van zetmeel. NL1003622C2 (nl)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1003622A NL1003622C2 (nl) 1996-07-17 1996-07-17 Lijm op basis van zetmeel.
PCT/NL1997/000419 WO1998002496A1 (en) 1996-07-17 1997-07-16 Adhesive based on starch
AU34650/97A AU3465097A (en) 1996-07-17 1997-07-16 Adhesive based on starch

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1003622 1996-07-17
NL1003622A NL1003622C2 (nl) 1996-07-17 1996-07-17 Lijm op basis van zetmeel.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1003622C2 true NL1003622C2 (nl) 1998-01-21

Family

ID=19763225

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1003622A NL1003622C2 (nl) 1996-07-17 1996-07-17 Lijm op basis van zetmeel.

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU3465097A (nl)
NL (1) NL1003622C2 (nl)
WO (1) WO1998002496A1 (nl)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6353005B1 (en) 1999-03-02 2002-03-05 Sepracor, Inc. Method and compositions using (+) norcisapride in combination with proton pump inhibitors or H2 receptor antagonist
FR2924719B1 (fr) * 2007-12-05 2010-09-10 Saint Gobain Isover Composition d'encollage pour laine minerale comprenant un monosaccharide et/ou un polysaccharide et un acide organique polycarboxylique, et produits isolants obtenus.
FR2946352B1 (fr) * 2009-06-04 2012-11-09 Saint Gobain Isover Composition d'encollage pour laine minerale comprenant un saccharide, un acide organique polycarboxylique et un silicone reactif, et produits isolants obtenus

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58108273A (ja) * 1981-12-21 1983-06-28 Oji Natl Kk 段ボ−ル製造用接着剤の製造方法
EP0511916A1 (fr) * 1991-04-29 1992-11-04 Roquette FrÀ¨res Compositions adhésives thermofusibles à base d'un composé amylacé

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58108273A (ja) * 1981-12-21 1983-06-28 Oji Natl Kk 段ボ−ル製造用接着剤の製造方法
EP0511916A1 (fr) * 1991-04-29 1992-11-04 Roquette FrÀ¨res Compositions adhésives thermofusibles à base d'un composé amylacé

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHEMICAL ABSTRACTS, vol. 99, no. 26, 26 December 1983, Columbus, Ohio, US; abstract no. 214455, "Hot-melt adhesives for manufacture of cardboard" XP002026077 *

Also Published As

Publication number Publication date
AU3465097A (en) 1998-02-09
WO1998002496A1 (en) 1998-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7627253B2 (ja) 酵素を含む生分解性ポリエステル物品
JP7217267B2 (ja) 生物学的実体を含む液体組成物及びその使用
AU756070B2 (en) A simplified method of producing biodegradable aliphatic polyesters
AU629022B2 (en) Expanded articles of biodegradable plastics materials and a method for their production
CN1032919C (zh) 适于生产可生物降解制品的含淀粉组合物及其制备方法
Yoshimura et al. Synthesis and characterization of biodegradable hydrogels based on starch and succinic anhydride
Tao et al. Preparation and physicochemistry properties of smart edible films based on gelatin–starch nanoparticles
ITMI20091943A1 (it) Poliestere biodegradabile alifatico-aromatico
CN1142216C (zh) 生物降解性塑料成形用组合物,生物降解性塑料,其成形方法及用途
Nabar et al. Physicomechanical and hydrophobic properties of starch foams extruded with different biodegradable polymers
KR920702388A (ko) 열가소성 전분 용융물로부터 얻어지는 조형품
Belay Review on physicochemical modification of biodegradable plastic: Focus on agar and polyvinyl alcohol (PVA)
US6313105B1 (en) Thermoplastic mixtures containing dialdehyde starch and natural polymers
Coltelli et al. Flexible food packaging using polymers from biomass
CN115403902A (zh) 一种可生物降解材料及其制备方法
NL8902321A (nl) Materiaal, dat een polymeer van onverzadigde koolwaterstof en een zetmeelderivaat bevat.
Galicia‐García et al. Films of native and modified starch reinforced with fiber: Influence of some extrusion variables using response surface methodology
CN102898794A (zh) 一种高韧性的可完全降解复合材料
USRE38773E1 (en) High performance biodegradable materials from oriented starch derivatives
JPH1081815A (ja) 樹脂組成物
JPH09241425A (ja) 生分解性のフィルム又はシ−ト及びこれらフィルム又はシ−トの加工品
US20220356310A1 (en) Thermoplastic starch
Juikar et al. Fabrication and assessment of carboxymethyl guar gum-based sustainable films for packaging application
WO1998002496A1 (en) Adhesive based on starch
Restu et al. Book 1. Biopolymer conjugates industrial applications Chapter 1. Biopolymeric conjugation with thermoplastics and applications

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
VD1 Lapsed due to non-payment of the annual fee

Effective date: 20010201