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WO2002088245A1 - Verfahren zur herstellung von biologisch abbaubaren verpackungen und formkörpern - Google Patents

Verfahren zur herstellung von biologisch abbaubaren verpackungen und formkörpern Download PDF

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WO2002088245A1
WO2002088245A1 PCT/EP2002/004590 EP0204590W WO02088245A1 WO 2002088245 A1 WO2002088245 A1 WO 2002088245A1 EP 0204590 W EP0204590 W EP 0204590W WO 02088245 A1 WO02088245 A1 WO 02088245A1
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WO
WIPO (PCT)
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starch
additives
packaging
production
biodegradable
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2002/004590
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Heinrich Holter
Klaus-Peter Hoetzeldt
Reinhard Lindner
Christian Schaarschmidt
Hans-Peter Schmauder
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COMPOPURE STAERKE AG
Original Assignee
COMPOPURE STAERKE AG
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Filing date
Publication date
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Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L3/00—Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L3/00—Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08L3/04—Starch derivatives, e.g. crosslinked derivatives

Definitions

  • the invention relates to a process for the production of biodegradable packaging and molded articles, in particular consisting of biodegradable material and renewable raw materials, and packaging and foils produced by this process.
  • Biodegradable packaging or molded articles are used to protect the environment, for example in the area of disposable packaging, the fast food area, agriculture and forestry, horticulture and other areas of daily use.
  • such products are manufactured on the basis of fiber-containing materials, such as, for example, the lignocellulosic materials, paper or paper waste.
  • the fiber lengths are given as about 1 mm.
  • Latex, starch, water glass or mixtures thereof are used as binders.
  • this procedure requires a large amount of water and energy.
  • a process for the production of molded articles with a barrier layer both consisting of biodegradable material, is known.
  • the impregnation leading to the barrier function acts on the molded body and is produced in the baking process.
  • the viscous mixtures used usually contain biodegradable fiber material of different fiber lengths, water and starch.
  • the molded body is rendered hydrophobic with cellulose acetate or cellulose acetate propionate without plasticizers or separately with a film coating based on polyesteramide, polyester or polylactic acid. This way of hydrophobing or impregnation is only successful if the molded body is treated during or after shaping.
  • containers for the storage, distribution, packaging and / or portioning of foodstuffs or other products are produced from aggregates with organic binders, water, fibers, glass balls, air bubbles in the mixtures, starch or starch-containing products,
  • Packaging materials made from natural fiber materials are described in DE 4240 174. However, these materials are not optimally manageable in the context of environmentally friendly disposal, as they are for the Production of the binding agents necessary to interfere with the biodegradability. Add to that the pressure. and heat treatment make the manufacturing process uneconomical.
  • a packaging material for disk-shaped storage media is described in German utility model DE 295 05 432.8. It is a cardboard packaging.
  • Shaped bodies from pressed compost and its production are described in DE 195 07 928. Because of the basic material used (con ⁇ ost material), such packaging materials can only be used in a very narrow range, for example in the areas of agriculture, forestry and horticulture.
  • EP 0 545 277 describes biodegradable packaging made of paper, paper products and celluloses. These packaging materials are relatively rough in their structure and are not suitable for all packaging processes.
  • biodegradability among other things, a controllability of the swelling and the solubility of the molded bodies / packagings and their degradation products.
  • Pre-gelatinized, cross-linked starch is in the document DE 19627498 as
  • Crosslinking with PE foam or other organic materials is disclosed, for example, in the utility models DE 29509870, DE 29902635, DE 29903664.
  • pure starch or starch derivatives are used for crosslinking, these crosslinking generally being carried out by using further polymers which can reduce the degree of biodegradability.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a method for producing biodegradable packagings and moldings which can be controlled in their degradation behavior, while avoiding the disadvantages of the prior art. According to the invention, this object is achieved by the characterizing features of the first claim. advantageous Refinements are specified by the subordinate claims.
  • the essence of the invention is that a substance mixture of starch, water, separating and thickening agents, natural fibers, natural fillers and pre-crosslinked starch derivatives from vegetable meal as additives are thermally bonded by baking processes, injection molding or extruders.
  • pre-crosslinked additives in the form of the special vegetable flours leads to a reduction in the water absorption capacity and to an increase in the surface evaporation resistance and dimensional stability. The best results can be achieved with a high degree of networking.
  • the advantage of the method according to the invention is that the shaped bodies produced by means of this method are suitable for packaging a wide variety of products, for example in sandwich or other construction, and consist primarily of renewable and biodegradable raw materials, so that environmentally friendly disposal of these shaped bodies is possible, whereby the biodegradability can be controlled by adding the additives according to the invention.
  • the molded articles produced with the method according to the invention comprise as packaging materials the favorable properties of cardboard packaging and partially foamed plastic packaging, are easily reusable due to the controllable biodegradability and at the same time are readily biodegradable.
  • Fig. 3 the degradation behavior of cross-linked or uncross-linked starch materials based on cereal flour.
  • a mixture of substances consisting of starch, water, separating and thickening agents, natural fibrous materials, and additives in the form of pre-crosslinked starch derivatives from cereal flours is intimately combined by baking or injection molding processes.
  • the molded body 2 is formed within the metallic geometric tool mold 1 with opposing molding and baking surfaces 3 with simultaneous mixing and crosslinking of the substance mixture the thermal treatment on the mold and baking surfaces (3) a molded body outer skin (4) is formed with an increased degree of crosslinking and polymerization.
  • the degree of crosslinking and polymerization decreases towards the inside of the molded body 2 and increasingly changes into a blistered structure (5).
  • the crosslinking and polymerization planes (6, 7) run, as shown in the figure, at right angles to one another.
  • the substance mixture can be composed, for example, as follows:
  • Starch also in the form of vegetable mixtures with a defined starch content approx. 25-35%
  • the amount of which preferably amounts to 5.5 to 30% of the total amount of the mixture of substances, cereal or other starch and protein-containing vegetable meal crosslinked by etherification or other processes are used.
  • These products are pre-crosslinked by gentle alkylation and / or etherification and / or esterification and thus inhibition of quenching.
  • the biodegradability is guaranteed and can be controlled by the type of derivatization.
  • These additives have a water absorption capacity that is reduced by up to 85% (optimally between 50 and 80%). Because of this property, there is a delayed degradation of the shaped bodies produced according to the method according to the invention.
  • the degree of crosslinking of the additives is 10 "6 to 10 " 2 , preferably 10 "5 to 10 " 3 .
  • the optimal degradation properties of the shaped bodies are given with an average degree of crosslinking of the additives (between the starch and the starch derivatives, between the proteins and the starch or between the proteins of the cereal flours).
  • crosslinked additives can also be subjected to the usual processes, such as injection molding or extrusion, within the substance mixture.
  • FIG. 2 shows the behavior of the molded bodies manufactured by means of the method according to the invention with regard to the
  • FIG. 3 shows the behavior of crosslinked and uncrosslinked starchy materials based on cereal flour.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von biologisch abbaubaren Verpackungen und Formkörpern. Die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von biologisch abbaubaren, in ihrem Abbauverhalten steuerbaren Verpackungen und Formkörpern unter Vermeidung der Nachteile des Standes der Technik anzugeben, wird dadurch gelöst, dass ein Substanzgemisch aus Stärke, Wasser, Trenn- und Verdickungsmittel, natürlichen Faserstoffen und natürlichen Zuschlagstoffen druckthermisch verbunden wird, indem die Zuschlagstoffe vorvernetzte Stärkederivate aus Getreidemehlen sind.

Description

Verfahren zur Herstellung von biologisch abbaubaren Verpackungen und Foimkörpern
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von biologisch abbaubaren Veφackungen und Formkörpern, insbesondere bestehend aus biologisch abbaubarem Material und nachwachsenden Rohstoffen sowie nach diesem Verfahren hergestellte Veφackungen und Foπnköφer.
Biologisch abbaubare Veφackungen bzw. Formköφer werden zur Schonung der Umwelt, bspw. im Bereich der Einweg-Veφackungsmittel, dem Fast-Food-Bereich, der Land- und Forstwirtschaft, dem Gartenbau und anderen Bereichen des täglichen Bedarfes eingesetzt. Dabei wird für die Veφackungen bzw. Formköφer ein geringes spezifisches Gewicht, multivalente Einsatzgebiete und eine biologische, natürliche Entsorgungsmöglichkeitj wie bspw. die Entsorgung durch Kompostierung und/oder Biogasgewinnung, gefordert, wobei die Materialien nicht erdölbasiert sein sollten.
Bislang gibt es kaum Formköφer aus biologisch abbaubarem Material und Verfahren zu deren Herstellung, die die hervorragenden Eigenschaften dieser Kunststofrprodukfe nur ansatzweise aufweisen und diese ersetzen. Zur Lösung dieses Substitutionsproblems sind verschiedene Verfahren bekannt.
In DE 4035 887 werden auf der Basis von faserhaltigen Materialien, wie bspw. den lignozellulosischen Materiahen Papier oder Papierabfälle, derartige Produkte gefertigt. Die Faserlängen werden mit etwa 1 mm angegeben. Als Binder werden Latex, Stärke, Wasserglas oder Mischungen daraus eingesetzt. Diese Verfahrensweise bedingt allerdings einen hohen Wasser- und Energiebedarf.
Leichte Formteile aus BiomateriaHen werden in DE 19734300 beschrieben. Nach einer thermischen und mechanischen Aufbereitung werden die Mischungen durch Energiezufuhr in Einspritzaggregaten verdichtet und plastifiziert bevor sie in mit Druckgasen gefüllte Systeme zur Formgebung gelangen. Dieses Ausspritzen in die Formen muss dabei schnell erfolgen. Durch schnelle Entlüftung der Formen wird die Expansion der Formmasse ermöglicht und der Schäumprozess beendet. Als verwendbare Biopolymere sind nachwachsende Rohstoffe, wie bspw. native und modifizierte Stärken, stärkehaltige Produkte (Weizen, Mais, Kleie etc.), gemischt mit Fasermaterialien, wie bspw. Pflanzen-, Papier-, Holzfasern, Zellulosederivate, Spinnereiprodukten benannt. Die in diesem Verfahren notwendigen hohen Werkzeug- und maschinentechnischen Aufwendungen für Plastifizierung und Formgebung sind jedoch eher für massive dickwandige Köφer mit einem eher geringen Faseranteil geeignet.
Weiterhin ist aus WO 97/10293 ein Verfahren zur Herstellung von Formköφem mit Barriereschicht, beide aus biologisch abbaubarem Material bestehend, bekannt. Die zur Barrierefunktion führende Imprägnierung wirkt am Forrnköφer und wird im Backprozess hergestellt. Die eingesetzten viskosen Mischungen enthalten in der Regel biologisch abbaubares Fasermaterial unterschiedHcher Faserlängen, Wasser und Stärke. Nach Ausbildung des Stärke-Faserverbundes durch einen Backprozess wird der Formköφer hydrophobiert mit Zelluloseacetat oder Zelluloseacetatpropionat ohne Weichmacher oder separat mit einer Filmbeschichtung auf Basis Polyesteramid, Polyester oder Polymilchsäure versehen. Dieser Weg der Hydrophobierung bzw. Imprägnierung ist nur erfolgreich, wenn während oder nach der Formgebung der Formköφer behandelt wird. Es entstehen dabei indifferente und offenporige, wenig glatte Schichtungen, die nachteilig für die Qualität des Produktes sind. Auf die Belange von Veφackung, Lagerung und Aufbereitung von Instantprodukten und pastösen Gütern wirkt sich diese Eigenschaft daher ungünstig aus. Ebenso ist eine Kopplung mit entsprechenden Verschlusskörpern schwer bis unmöglich. Der teilweise eingesetzte separate Schritt zur Folienbeschichtung verkompliziert den Herstellungsprozess beträchtlich. Zudem besteht die Tendenz zu einer vorzeitigen Ablösung der separaten Folienschicht, vor allem in den Bereichen der grössten Formveränderung. Weitere Verfahren sind in US 5 580 624, US 5 545 450, US 5 385 764, US 5 662 731 , DE 39 35 092 beschrieben. Es werden bspw. Container für Lagerung, Verteilung, Veφackung und/oder Portionierung von Nahrungsgütern bzw. anderen Produkten aus Aggregaten mit organischen Bindern, Wasser, Fasern, Glaskugeln, Luftblasen in den Mischungen, Stärke oder stärkehaltigen Produkten, Cellulosederivaten hergestellt. Auch in diesen Fällen ist der Herstellungsprozess kompliziert, aufwändig und es werden z.T. auch nicht biologisch abbaubare Materialien, wie bspw. Zementteile, eingesetzt.
In DE 195 25 447 wird ein verrottbares VeφacJ x gshilfsmittel mit stossabsorbierenden Eigenschaften beschrieben, dessen Nachteil in fasernder und hygroskopischer sowie nur grob elastischen Eigenschaften und einer nichtfasernden, kaum hygroskopischen Aussenhaut besteht. Das Verfahren zur Herstellung dieser Produkte ist jedoch sehr kostenaufwändig.
Die DE 197 34 300 behandelt Verfahren und Form zur Herstellung von Formteilen aus Biopolymeren. Nachteilig sind bei diesem Verfahren komplizierte Verfahrens- und Werkzeugausl-ührungen mit gesteuertem Gas-Gegendruck und die ebenfalls nicht optisch ansprechende und relativ grob stnikturierte und leicht fasernde Oberfläche analog zum bereits zitierten Patent DE 195 25 447.
In DE 43 00 141 werden die Herstellung und die Verwendung von Kälte- und Wärmespeichern aus aufquellbarem, flexiblem, sterilem, biologisch abbaubarem, oder kompostierbarem, C02-neutralverbre barem, für die Umwelt unschädlichen organischem Material beschrieben. Die hier eingesetzten Materialien sind nicht oder nur schlecht biologisch abbaubar und demzufolge unter ökologischen Gesichtspunkten als nicht optimal einzuschätzen.
Veφackungsmaterialien aus Naturfasermaterialien werden in DE 4240 174 beschrieben. Allerdings sind diese Materiaüen im Rahmen der umweltgerechten Entsorgung nicht optimal handhabbar, da die für die Herstellung der Veφaclαjngsrnaterialien notwendigen Bindemittel die Bioabbaubarkeit , stören. Hinzu kommt, dass die Druck- . und Wärmebehandlung das HersteUungsverfahren unökonomisch machen.
Ein Veφackungsmaterial für scheibenfömiige Speichermedien wird im deutschen Gebrauchmuster DE 295 05 432.8 beschrieben. Es handelt sich hierbei um eine Kartonveφackung.
Formköφer aus gepresstem Kompost und dessen Herstellung werden in DE 195 07 928 beschrieben. Aufgrund des verwenden Grundstoffs (Konψostmaterial) ist für derartige Veφackungsmaterialien nur ein sehr eng begrenzter Einsatzraum bspw. im Bereich der Land- und Forstwirtschaft sowie des Gartenbaues möglich.
EP 0 545 277 beschreibt biologisch abbaubare Veφackungen aus Papier, Papieφrodukten und Zellulosen. Diese Veφackungsmittel sind relativ grob in ihrer Struktur und nicht für alle Veφackungsprozesse geeignet.
Aus der Schrift EP 0 524 920 sind neuartige Formköφer aus Verbundwerkstoffen auf der Basis der abbaubaren Werkstoffe Stärke und stärkehaltiges Material bekannt. Bei diesen Formköφern werden einzelne Schichten über eine Vielzahl von Beröhrungsstellen punktuell verbunden. Die einzelnen Schichten besitzen eine Vielzahl von kleindimensionierten Höhlräumen und Bläschen, die Stabilität und Schutz gegenüber Tempemturschwankungen geben können. Da durch die punktuelle Verbindung keine durchgängige Bindung innerhalb der Formköφer gegeben ist, sind diese Formköφer teilweise instabil. Desweiteren ist die Herstellung aufwändig und kostenintensiv.
Erforderlich für eine biologische Abbaubarkeit ist u.a. eine Steuerbarkeit der Quellung und der Löslichkeit der Forrnköφer/Veφackungen und ihrer Abbauprodukte.
Bekannt sind Verfahren zur Steuerung der Quellbarkeit von bspw. Stärke oder Stärkederivaten aus der Schrift DE 3931363. Andere Steuerungen der Abbaubarkeit durch Zusätze von vernetzenden Altydharzen werden in DE 4209095 offenbart.
Weitere Steuerungsversuche des Abbaues durch die Herstellung von Blockpolymerisaten mit einem Einbau von vernetzten quelhahigen Oligo- Präpolymeren mit mehreren fraktionellen Gruppen sind aus der Schrift DE 4433661 bekannt.
Die Steuerung der Quellkapazitäten von Stärke und modifizierter Stärke wird auch in der Offenlegungsschrift DE 4442605 beschrieben.
Vorverkleisterte, vernetzte Stärke wird in der Schrift DE 19627498 als
Material eingesetzt. .
Andere Einsatzvarianten für vernetzte Stärke, Stärkederivate usw. werden unter anderem in den Schriften DE 19928169 bzw. DE 9219021 beschrieben.
Die Vernetzung mit PE-Schaum oder anderen organischen Materiaüen wird bspw. in den Gebrauchsmustern DE 29509870, DE 29902635, DE 29903664 offengelegt.
Die Vernetzung von Proteinen bzw. zwischen Proteinen und Hyaluronsäure ist aus den Schriften DE 3439330 bzw. DE 3520008 bekannt.
Gemäß dem Stand der Technik finden reine Stärke oder Stärkederivate zur Vernetzung Verwendung, wobei diese Vernetzungen in der Regel durch Einsatz weiterer Polymere erfolgt, die den Grad der biologischen Abbaubarkeit reduzieren können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von biologisch abbaubaren, in ihrem Abbauverhalten steuerbaren Veφackungen und Foππkörpern unter Vermeidung der Nachteile des Standes der Technik anzugeben. Gemäss der Erfindung wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen werden durch die untergeordneten Ansprüche angegeben.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass ein Substanzgemisch aus Stärke, Wasser, Trenn- und Verdickungsmittel, natürüchen Faserstoffen, natürüchen Füllmitteln und vorververnetzten Stärkederivaten aus Pflanzenmehlen als Zuschlagstoffe drackthermisch durch Backprozesse, Spritzguss oder Extrudern verbunden wird.
Die Verwendung von vorvernetzten Zuschlagstoffen in Form der spezieUen Planzenmehle führt in Abhängigkeit vom Vernetzungsgrad zur Reduzierung des Wasseraufhahmevermögens und zur Erhöhung der Oberflächenbedampfungsfestigkeit und Formstabiütät. Die besten Ergebnisse sind mit hohem Vernetzungsgrad erreichbar.
Der Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens ist, dass die vermittels dieses Verfahrens hergestellten Formköφer zur Veφackung verschiedenster Produkte, bspw. in Sandwich- oder anderer Konstruktion geeignet sind und aus vorwiegend nachwachsenden und biologisch abbaubaren Rohstoffen bestehen, so dass eine umweltgerechte Entsorgung dieser Formköφer mögüch ist, wobei die biologische Abbaubarkeit durch den Zusatz der erfindungsgemässen Zuschlagstoffe steuerbar ist.
Im Gegensatz zu Plastikprodukten sind für die Entsorgung der Formköφer nach ein- oder mehrmaügem Gebrauch einfache Verfahrensschritte und effektive, ökologisch sinnvolle Entsorgungskonzepte, bspw. Kompostierung, realisierbar. Die mit dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Formköφer umfassen als Veφackungsmittel die günstigen Eigenschaften von Kartonveφackungen und teilweise geschäumten Kunststoffveφackungen, sind aufgrund der steuerbaren biologischen Abbaubarkeit einfach wiederverwendbar und gleichzeitig gut biologisch abbaubar. Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen und der Ausfuhrungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1: eine Aiisführungsform eines nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Formköφers,
Fig. 2: das Wasseraufiiahmeveπnögen und die Oberflächen- bedampfuήgsfestigkeit des Formköφers gemäss Fig. 1.
Fig. 3: das Abbauverhalten von vernetzten bzw. unvernetzten, auf Getreidemehl basierenden Stärkematerialien.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren wird ein Substanzgemisch aus Stärke, Wasser, Trenn- und Verdickungsmittel, natürüchen Faserstoffen, und Zuschlagstoffen in Form von vorververnetzten Stärkederivaten aus Getreidemehlen durch Back- bzw. Spritzgussprozesse dmcktheimisch verbunden.
Wie in Figur 1 dargestellt, erfolgt bspw. bei einem Backprozess von 2 bis 6 Minuten bei ca. 200°C eine Ausbildung des Formköφers 2 innerhalb der metalüschen geometrischen Werkzeugform 1 mit gegenüberüegenden Form- und Backflächen 3 bei gleichzeitiger Vermischungen und Vernetzungen des Substanzgemisches wobei aufgrund der thermischen Behandlung an den Form- und Backflächen (3) eine Formköφeraußenhaut (4) mit erhöhtem Vernetzungs- und Polymerisationsgrad ausgebildet wird. Der Vernetzungs- und Polymerisationsgrad nimmt nach dem Inneren des Formköφers 2 hin ab und geht zunehmend in eine blasige Stniktur (5) über. Die Vernetzungsund Polymerisierungsebenen (6, 7) verlaufen, wie in der Figur dargestellt, dabei rechtwinküg zueinander.
Das Substaήzgemisch kann bspw. wie folgt zusammengesetzt sein:
• Wasser ca. 45-60 %
• Stärke (auch in Form von pflanzüchen Mischungen mit definiertem Stärkeanteil) ca. 25-35 %
• Trennrnittel (Stearate/Wachse) ca. 1-15 % • Verdickungsmittel (Xanthane/vorverkleisterte Stärke) ca. 2-4 % • Faserstoffe (vorzugsweise mit Faserlängen im Bereich
0,5 mm und 50 mm: Papier, Zellulose, Pflanzenfasern) ca. 12-25 %
• Zuschlagstoffe als teilweiser oder völüger Ersatz der Stärke: vorvernetzte Pflanzenmehle ca. 5-60 %
Wesentlich für das Substanzgemisch ist, dass als Zuschlagstoffe, deren Menge vorzugsweise 5,5 bis 30 % der Gesamtmenge des Substanzgemisches beträgt, durch Veretherung oder andere Prozesse vernetzte Getreide- oder andere stärke- und proteinhaltige Pflanzenmehle Verwendung finden. Diese Produkte werden durch schonende Alkyüerungen und/oder Veretherungen und/oder Veresterungen vorvernetzt und dadurch queUungsinhibiert. Trotz dieser chemischen Modifizierungen ist die biologische Abbaubarkeit gewährleistet und kann durch die Art der Derivatisierung gesteuert werden. Diese Zuschlagstoffe besitzen eine um bis zu 85 % (optimal zwischen 50 und 80 %) verringerte Wasseraufoahmefähigkeit. Aufgrund dieser Eigenschaft erfolgt ein verzögerter Abbau der gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Formköφer. Der Vernetzungsgrad der Zuschlagstoffe beträgt erfindungsgemäss 10"6 bis 10"2, vorzugseise 10"5 bis 10"3.
Die optimalen Abbaueigenschaften der Formköφer sind bei einem mittleren Vernetzungsgrad der Zuschlagstoffe (zwischen der Stärke und dn Stärkederivaten, zwischen den Proteinen und der Stärke oder zwischen den Proteinen der Getreidemehle) gegeben. Derartig vernetzte Zuschlagstoffe lassen sich innerhalb des Substanzgemisches neben dem Backprozess auch ohne größere Probleme den übüchen Verfahren, wie bspw. Spritzgießen oder Extrudern, unterwerfen.
Nach dem Backen und der Entnahme des gefertigten, erkalteten Formköφers aus der Backform ist eine dünnen Siegelschicht auf dem Formköφer aufbringbar, welche aus biologisch abbaubaren Polymeren, wie bspw. Polylactide, Stärkederivate, ZeUulosederivate, Polymere auf Amidbasis oder PVDC, besteht. Diese Versiegelung erfolgt vorzugsweise vermittels des bekannten Spritzgussverfahrens. In der Figur 2 ist das Verhalten der vermittels des erfindungsgemässen Verfahrens hergesteüten Formköφer hinsichtlich des
Wasseraufnahmevermögens und der Obeiflächenbedampfbngsfestigkeit/ Formstabiütät dargestellt. Die Diagramme zeigen deutüche Eigenschaftsverbesserungen beim Einsatz von vorvernetzten Zuschlagstoffen in Form von Getreidemehl- Stärkederivaten im Verhältnis zum Einsatz nativer Stärke bei der HersteUung von biologisch abbaubaren Förmköφern. - Im Vergleich zu den nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Formköφern zeigt die Verwendung nativer Stärken zur Formköφerherstellung, dass diese Formköφer eine sehr geringe Obeiflächenbedampfungsfestigkeit (bspw. bei Einsatz von Wasserdampf) und ein hohes Wasseraufnahmevermögen des Formköφers aufweisen. Beides führt, im Gegensatz zu den nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Formköφern, zum raschen Verlust an Formstabilität und Festigkeit der Formkörper.
In Figur 3 ist das Verhalten von vernetzten und unvernetzten stärkehaltigen Materiaüen auf der-Basis von Getreidemehl dargesteUt.
Bezugszeichenüste
1 Werkzeugfoπn
2 Formköφer
3 Form- und Backflächen
4 Formköφeraussenhaut
5 Formköφerinneres
6 Polymerisierungsebene der Schaumfoπnköφeraussenhaut
7 Polymerisierungsebene des Schaumformköφerinneren

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von biologisch abbaubaren, in ihrem Abbauverhalten steuerbaren Veφackungen und Formköφern bei dem ein Substanzgemisch aus Stärke, Wasser, Trenn- und Verdickungsmittel, natürlichen Faserstoffen und natürüchen Zuschlagstoffen α^cldheπnisch verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Zuschlagstoffe vorververnetzte Stärkederivate aus Pflanzenmehlen eingesetzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vernetzungsgrad der Zuschlagstoffe 10"6 bis 10~2 beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Substanzgemisch bestehend aus 45-60 % Wasser, 25-35 % Stärke, 1-15 % Trennmittel, 2-4 % Verdickungsmittel, 12-25 % Faserstoffe und 5-60 % Zuschlagstoffen verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Trennmittel Stearate und/oder Wachse verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Verdickungsmittel Xanthane und/oder vorverkleisterte Stärke verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Faserstoffe Papier und/oderPapierfasern und/oder Zellulosen und/oder Pflanzenfasern verwendet werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Substanzgemisch durch Back-, Spritzguss- oder Extmdertechnik behandelt wird.
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