DE10031630C2 - Formkörper mit Verbindungselement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen biologisch abbaubaren Formkörper auf Basis eines stärkehaltigen Verbundmateriales mit wenigstens zwei über wenigstens ein Verbindungselement miteinander verbundenen Formelementen.

Aus der US 5,843,544 A ist ein unter Verwendung einer stärkehaltigen Mischung hergestellte Formkörper bekannt. Dieser Formkörper ist mit einem Scharnier versehen, wobei das Scharnier aus einer stärkehaltigen zellulären Matrix besteht. Gemäß der Lehre der US 5,843,544 A muß das Scharnier wenigstens eine Kerbe oder einen Falz im Scharnierbereich aufweisen, um ein Abwinkeln bzw. Abknicken des Scharniers entlang der Kerbe bzw. des Falzes zu ermöglichen.

Das Scharnier gemäß der US 5,843,544 A weist aufgrund der Kerbe bzw. des Falzes in diesem Bereich des Scharniers eine verringerte Dicke auf, um die während des Abwinkelns bzw. Abknickens auf der Innenseite des Scharniers auftretenden Spannungen zu verringern.

Nachteilig ist jedoch, daß dieses Scharnier entlang der vorgesehenen Kerbe bzw. des Falzes leicht bricht bzw. einreißt.

Um diesem Problem zu begegnen wird gemäß der Lehre der US 5,843,544 A ein Polyol­ haltiger Weichmacher wie z. B. Glycerin, Polyethylenglycol, Propylenglycol oder Polypropylenglycol auf den Scharnierbereich aufgetragen.

Das aus der US 5,843,544 A bekannte Scharnier weist somit mehrere Nachteile auf. Zum einen ist die Konstruktion des Scharniers mit einer oder mehreren Kerben bzw. einem oder mehreren Falzen aufwendig. Insbesondere ist es bei der Herstellung großer Mengen derartiger Scharniere, wie sie beispielsweise bei Einmalbehältnissen wie Hamburger-Schachteln auf Stärke-Basis vorkommen, schwierig, derartig aufwendig gestaltete Scharniere mit großem Durchsatz herzustellen. Gemäß der Lehre der US 5,843,544 ist die Backform in dem Bereich, in dem der Scharnierbereich gebacken wird, bevorzugt mit einem Material mit geringerer Wärmekapazität bzw. mit einem schlechteren Wärmeübertragungsvermögen zu versehen. Derartige Backformen sind in der Herstellung aufwendig und im Dauerbetrieb störanfälliger.

Nachteilig ist weiterhin, daß auf die aus der US 5,843,544 A bekannten Scharniere in einem weiteren Arbeitsschritt Polyol-haltige Weichmacher aufgebracht werden müssen, um eine ausreichende Stabilität des Scharniers gewährleisten zu können. Dieser zusätzliche Arbeitsschritt ist aufwendig und erfordert zusätzliche Vorrichtungen. Dies verteuert beispielsweise die Herstellung von Massenartikeln wie Hamburger-Schachteln, die jedoch preisgünstig hergestellt werden müssen, um mit den herkömmlichen Hamburger-Schachteln auf Polystyrolbasis konkurrieren zu können.

Die WO 91/12186 A1 betrifft einen gebackenen Formkörper aus einem biologisch abbaubaren Verbundmaterial. Zur Herstellung des Scharniers wird dabei während des Backvorgangs ein vorgefertigtes, im allgemeinen flächiges Material in die entstehende Struktur des Basiskörpers eingebunden.

Gleichermaßen sind in der DE 40 10 003 C2 Formkörper beschrieben, welche als Scharnier ein zusätzliches Material enthalten. Es sind beispielsweise Scharniere aus einem weichen und flexiblen Stoff wie Kaugummi, Gelatine oder Weingummi beschrieben.

Diese Scharniere mit einem eingebundenen Material sind jedoch in der Herstellung aufwendig, verursachen höhere Kosten und sind zudem größtenteils nicht vollständig biologisch abbaubar.

Die DE 198 14 373 C2 beschreibt hingegen einen Formkörper mit einem Scharnier zwischen Boden- und Deckelteil, wobei Formkörper und Scharnier beide aus einem biologisch abbaubaren Material hergestellt sind. Nachteilig ist jedoch, dass der Scharnier bei der Betätigung leicht bricht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, biologisch abbaubare Formkörper bereitzustellen, die die im Stand der Technik bekannten Nachteile vermeiden und ein Verbindungselement aufweisen, das einfach herzustellen ist und eine hohe Biegsamkeit besitzt.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch Bereitstellung eines biologisch abbaubaren Formkörpers auf Basis eines stärkehaltigen Verbundmateriales mit wenigstens zwei über wenigstens ein Verbindungselement miteinander verbundenen Formelementen, wobei das Verbindungselement sich im wesentlichen flächig erstreckt und an zwei sich gegenüberliegenden Endbereichen jeweils mit einem Formelement verbunden ist, wobei das Verbindungselement eine erste Außenfläche und eine zweite Außenfläche aufweist, aus einem stärkehaltigen und biegsamen Verbundmaterial hergestellt ist sowie frei von kerben- oder falzartigen Vertiefungen oder Aussparungen ist, gelöst.

Unter dem Begriff biologisch abbaubarer Formkörper werden insbesondere Behälter wie beispielsweise Teller, Tassen, Becher, Hamburger-Schachteln, Näpfe, etc. verstanden, die beispielsweise mit einer Abdeckung wie einem Deckel versehen sind, wobei die Abdeckung über wenigstens ein Verbindungselement mit dem Behälter verbunden ist. Diese Formkörper sind aus einer backfähigen Masse, die Stärke, in der Regel biologisch abbaubares Fasermaterial, Wasser sowie gegebenenfalls Additive wie beispielsweise Protein, Füllstoffe, Flußmittel, Farbstoffe, etc., umfaßt, hergestellt.

Die backfähige Masse wird dann in aus der Waffelbacktechnologie an sich bekannten Waffelformen zu einem Formkörper gebacken. Die Waffelform weist dabei eine dem herzustellenden Formkörper entsprechende Formgebung auf. Der Backvorgang dauert etwa 10 bis 100 Sekunden, bevorzugt 60 Sekunden, bei einer Temperatur von 100 bis 200°C, bevorzugt bei 150°C in der geschlossenen Backform.

Unter dem Begriff "biegsam" wird im Sinne der Erfindung verstanden, daß das Verbindungselement gebogen bzw. umgebogen werden kann, ohne daß es zu einem Abreißen oder Durchbrechen des Verbindungselementes kommt. Bei dem Biegevorgang kann es zu einer Knickbildung bei dem Verbindungselement kommen. Dieses Abknicken erfolgt jedoch nicht an einer vorgegebenen Stelle, sondern ist zufällig und hängt im wesentlichen von der gewählten Länge des Verbindungselementes ab. Bevorzugt kommt es im Sinne der Erfindung während des Gebrauchs nicht zur Ausbildung eines Knicks in dem Verbindungselement.

Im Sinne der Erfindung wird unter dem Begriff "Stärke" natürliche Stärke, chemisch und/oder physikalisch modifizierte Stärke, technisch hergestellte oder gentechnisch veränderte Stärke sowie Gemische davon verstanden. Als Stärke kann Getreidestärke verwendet werden, die beispielsweise aus Mais, Wachsmais, Weizen, Gerste, Roggen, Hafer, Hirse, Reis, etc. oder Maniok oder Sorghum stammt. Selbstverständlich kann auch die in Leguminosen wie Bohnen oder Erbsen enthaltene Stärke oder die in Früchten wie beispielsweise Kastanien, Eicheln oder Bananen enthaltene Stärke verwendet werden. Weiterhin ist die aus Wurzeln oder Knollen enthaltene Stärke verwendbar.

Besonders geeignet ist Kartoffelstärke. Die Kartoffelstärke enthält vorteilhaft auf je 200 bis 400 Anhydroglucose-Einheiten eine Phosphoresthergruppe. Die negativ geladenen Phosphatgruppen sind dabei mit der C6-Position der Anhydroglucose-Einheit verbunden. Bei der Herstellung einer backfähigen Masse bewirken die negativ geladenen Phosphatgruppen über die gegenseitige Abstoßung eine Entwirrung der einzelnen Kartoffel-Amylopektin-Moleküle. Über die gegenseitige Abstoßung der negativ geladenen Phosphatgruppen liegen die Verzweigungen der Amylopektin- Moleküle weitgehend entfaltet bzw. ausgestreckt vor. Dieses Vorhandensein von veresterten Phosphatgruppen bewirkt eine hohe Viskosität von Kartoffelstärke-Wasser- Mischungen.

Unter dem Begriff "biologisch abbaubarem Fasermaterial" werden insbesondere pflanzliche und tierische Fasern verstanden. Als pflanzliche Fasern werden im Sinne der Erfindung bevorzugt cellulosehaltige Fasern verwendet. Cellulosehaltige Fasern sind dabei Fasern jeglicher Art, die Cellulose enthalten oder aus Cellulose bestehen. Unter tierischen Fasern werden sog. Eiweißfasern wie beispielsweise Wolle, Haare oder Seiden verstanden.

Besonders bevorzugt werden Pflanzenfasern verwendet, die in unterschiedlichen Längen und Breiten vorliegen können. Insbesondere werden Pflanzenfasern verwendet, die eine Länge im Bereich von etwa 50 µm bis etwa 3000 µm, bevorzugt von etwa 100 µm bis etwa 2000 µm, weiter bevorzugt von etwa 150 µm bis etwa 1500 µm, noch bevorzugter von etwa 200 µm bis etwa 900 µm, am bevorzugtesten von 300 µm bis etwa 600 µm, aufweist. Die Breite der Pflanzenfasern kann in einem Bereich von etwa 5 µm bis etwa 100 µm, bevorzugt von etwa 10 µm bis etwa 60 µm, besonders bevorzugt von etwa 15 µm bis etwa 45 µm, liegen. Hauptsächlich werden die Fasern aus Holz, Hanf oder Baumwolle hergestellt. Solche Fasern können in einer dem Fachmann bekannten Weise hergestellt werden.

Des weiteren können die biologisch abbaubaren Formkörper auf Basis eines aus Stärke und biologisch abbaubarem Fasermaterial gebildeten Verbundes auch Protein enthalten.

Unter dem Begriff "Protein" werden Biopolymere auf Basis von Aminosäuren verstanden. Als Aminosäuren kommen dabei sämtliche sog. proteinogenen Aminosäuren, d. h. die gewöhnlich am Proteinaufbau beteiligten Aminosäuren in Frage, als auch die sog. nicht proteinogenen Aminosäuren, die üblicherweise nicht am Aufbau von Proteinen beteiligt sind.

Unter dem Begriff "Protein" werden auch Peptide oder Polypeptide verstanden. Weiterhin umfaßt der Begriff "Protein" im Sinne der Erfindung natürlich vorkommendes Protein, chemisch modifiziertes Protein, enzymatisch modifiziertes Protein, rekombinantes Protein, Proteinhydrolysate oder Gemische davon. Das Protein kann dabei pflanzlichen oder tierischen Ursprungs sein.

Eine backfähige Masse (Backmasse, Teig), die Stärke, biologisch abbaubares Fasermaterial, Protein und Wasser umfaßt, ermöglicht überraschenderweise eine Verkürzung der Backzeitdauer von bis 35%, bevorzugt bis zu 50%, verglichen mit einer backfähigen Masse ohne Verwendung von Protein. Weiterhin ermöglicht die Verwendung von Protein eine Verringerung des Materialbedarfs bei der Herstellung von Formkörpern um bis zu 10 Gew.-% bis 20 Gew.-%.

Beispielsweise können als Protein Proteine tierischen Ursprungs wie beispielsweise Actin, Myoglobin, Myosin, Hämoglobin, Collagen, Elastin, Immunglobuline, Keratine, Fibroin, Conchagene, Ossein, Albumine, Caseine, FPC (Fischmehl, engl.: fish protein concentrate) verwendet werden. Weiterhin können Casein, Alkalicaseinat, Erdalkalicaseinat, Caseinhydrolysat und Gemische davon verwendet werden.

Als Proteine pflanzlichen Ursprungs können Prolamine wie z. B. Gliadin, Secalin, Hordein, Zein sowie Mais- und Soja-Protein verwendet werden. Insbesondere Soja- Protein hat sich als äußerst geeignet erwiesen. Weiterhin ist Soja-Protein äußerst vorteilhaft in großen Mengen preisgünstig im Handel erhältlich.

Bevorzugt werden als Proteine hydrophobe Proteine verwendet. Hydrophobe Proteine zeichnen sich dabei durch einen hohen Anteil ungeladener Aminosäuren in der Aminosäuresequenz aus. Insbesondere enthalten diese Proteine hohe Anteile an Glycin, Alanin, Valin, Leucin, Isoleucin, Phenylalanin, Tryptophan, Prolin und Methionin, wobei diese dem Protein insgesamt einen hydrophoben Charakter verleihen.

Dem Fachmann ist klar, daß die vorstehend aufgeführten Proteine nur eine beispielhafte Auswahl zur Veranschaulichung der Erfindung sind. Selbstverständlich können auch weitere Proteine oder Proteinmischungen verwendet werden. Wesentliches Kriterium ist, daß im Hinblick auf die sehr großen Stückzahlen der herzustellenden Formkörper der Preis des einzusetzenden Proteins oder der Proteinmischung gering ist.

Ein unter Verwendung einer proteinhaltigen backfähigen Masse hergestellte Formkörper weist eine geschlossenere Oberfläche auf. Eine geschlossenere Oberfläche ist insbesondere im Hinblick auf die thermische Isolationsfähigkeit des Formkörpers von Vorteil.

Weiterhin kann die backfähige Masse zusätzlich Additive umfassen. Über diese Additive ist es möglich, die Eigenschaften des hergestellten biologisch abbaubaren Formkörpers zu beeinflussen. Beispielsweise können als Additive Hydrophobisierungsmittel, Weißmacher, Lebensmittelfarben, Aromastoffe etc. in der backfähigen Masse enthalten sein.

Der Begriff "Additiv" umfaßt dabei jegliche Verbindungen, die zur Beeinflussung der Produkteigenschaften des Formkörpers geeignet sind. Vorzugsweise sind diese Additive vollständig bzw. im wesentlichen vollständig biologisch abbaubar. Bevorzugte Beispiele dieser Additive sind Hydrophobisierungsmittel, Weißmacher, Farbstoffe, Lebensmittelfarben, Aromastoffe, etc.

Bei Hydrophobisierungsmitteln handelt es sich um Bestandteile, die dem hergestellten Formkörper hydrophobe Eigenschaften verleihen. Weißmacher sind Verbindungen, die zur Farbaufhellung der Formkörper eingesetzt werden. Als Farbstoffe finden beispielsweise blaue Farbstoffe Verwendung, die beispielsweise zur Färbung von Obstschalen oder Obstträgern verwendet werden. Folgende Blau-Farbstoffe können beispielsweise verwendet werden: Naturfarben oder verlackte Farben. Auch werden beispielsweise grüne Farbstoffe verwendet, die zur Färbung von Schalen zur Aufnahme von Pflanzen eingesetzt werden. Folgende Grün-Farbstoffe können beispielsweise verwendet werden: Naturfarben oder verlackte Farben.

Bei Lebensmittelfarben handelt es sich um zur farblichen Gestaltung der Verpackung von Lebensmitteln eingesetzte Farbstoffe. Als Aromastoff kann im Sinne der Erfindung jeder insbesondere biologisch abbaubare Aromastoff verwendet werden, der beispielsweise dem hergestellten Formkörper einen bestimmten Geruch und/oder Geschmack verleiht.

Ein besonders bevorzugtes Beispiel für Hydrophobisierungsmittel sind Fluoralkylpolymere, wobei der Ausdruck "Fluoralkylpolymere" darauf hinweist, daß es sich um Polymere handelt, die aus insbesondere wiederkehrenden Alkyleinheiten aufgebaut sind, wobei ein oder mehrere, gegebenenfalls sogar alle, Wasserstoffatome durch Fluoratome ersetzt sein können. Beispielsweise kann ein auf einem Perfluoralkylakrylat-Copolymer basierendes Hydrophobisierungsmittel verwendet werden.

Der Weißmacher kann eine Verbindung mit wenigstens einer Disulfon-Gruppe sein. Solche Verbindungen sind dem auf diesem technischen Gebiet einschlägigen Fachmann bestens bekannt. Ein Beispiel einer solchen Disulfonsäure-Verbindung ist 4,4'-Bis­ (1,3,5-triazinylamino) stilben-2,2'-disulfonsäure.

Unter dem Begriff "backfähige Masse" wird eine Backmasse oder ein Teig verstanden, der in aus der Waffelbacktechnolgie bekannten Backvorrichtungen wie z. B. Backzangen unter Ausbildung eines Formkörpers gebacken werden kann. Die backfähige Masse wird beispielsweise in eine beheizte Backform einer solchen bekannten Backvorrichtung gegeben, worauf sich die backfähige Masse in der Backform verteilt und diese vollständig ausfüllt. Die in der Backform vorliegende backfähige Masse gibt unter Wärmebeaufschlagung Wasser bzw. Wasserdampf ab, der aus der Backform durch vorgesehene Auslaßkanäle austritt. Während dieses Vorgangs erfolgt die Verfestigung der backfähigen Masse unter Bereitstellung des gewünschten Formkörpers.

Vorzugsweise enthält die backfähige Masse etwa 3 Gew.-% bis etwa 15 Gew.-%, bevorzugt etwa 5 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-%, am bevorzugtesten 7,8 Gew.-% bis etwa 9,8 Gew.-% biologisch abbaubares Fasermaterial, bevorzugt cellulosehaltige Fasern.

Weiterhin enthält die backfähige Masse bevorzugt etwa 6 Gew.-% bis etwa 30 Gew.-%, bevorzugt etwa 10 Gew.-% bis etwa 25 Gew.-%, am bevorzugtesten etwa 16,1 Gew.- % bis etwa 20,05 Gew.-% native Stärke.

Des weiteren enthält die backfähige Masse bevorzugt etwa 2 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-%, bevorzugt etwa 4 Gew.-% bis etwa 8 Gew.-%, am bevorzugtesten etwa 5,4 Gew.-% bis 6,8 Gew.-% vorverkleisterte Stärke.

Weiterhin enthält die backfähige Masse bevorzugt etwa 45 Gew.-% bis etwa 90 Gew.- %, bevorzugt etwa 60 Gew.-% bis etwa 80 Gew.-%, noch bevorzugter etwa 60 Gew.- % bis etwa 75 Gew.-%, am bevorzugtesten etwa 63 Gew.-% bis etwa 71 Gew.-% Wasser.

Protein ist in der backfähigen Masse bevorzugt in einer Menge von bis zu 10 Gew.-%, bevorzugt bis zu etwa 5 Gew.-%, noch bevorzugter etwa bis zu 3 Gew.-% Protein, am bevorzugtesten bis zu etwa 2 Gew.-% enthalten.

Die vorstehenden Angaben in Gewichtsprozent sind jeweils auf das Gesamtgewicht der backfähigen Masse bezogen.

Ein fetthaltiges Trennmittel kann während der Zubereitung der backfähigen Masse zugegeben werden. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, das fetthaltige Trennmittel unmittelbar vor dem Backvorgang direkt in die Backform zu geben.

Die entsprechend den vorstehenden Erläuterungen hergestellten biologisch abbaubaren Formkörper weisen einen Fasermaterial-Stärke-Verbund bzw. bei Verwendung von Protein einen Fasermaterial-Stärke-Protein-Verbund auf.

Die Erfinder haben überraschend festgestellt, daß bei Verwendung eines flächigen Verbindungselementes, daß beispielsweise streifen- oder bandförmig ausgebildet sein kann, auf die aufwendige Konstruktion eines Scharniers unter Verwendung von Kerben und/oder Falzen verzichten werden kann.

Bei dem erfindungsgemäßen Formkörper wird somit das Verbindungselement beim Gebrauch, d. h. Öffnen und Schließen eines einen Behälter und Abdeckung umfassenden Formkörpers, bevorzugt nicht abgeknickt oder abgewinkelt, sondern, beispielsweise in Form einer Schleife oder Schlaufe, kontinuierlich gebogen. Aufgrund der erstaunlichen Biegsamkeit eines solchen flächigen Verbindungselementes können die miteinander über das Verbindungselement verbundenen Formelemente, wie z. B. die beiden Hälften einer Hamburger-Schachtel, geschlossen werden, ohne daß das Verbindungselement durchbricht oder abreißt.

Äußerst vorteilhaft können somit die wenigstens zwei Formelemente eines biologisch abbaubaren Formkörpers mehrfach geöffnet und wieder geschlossen werden, ohne daß die Gefahr eines Durchbrechens oder Abreißens des Verbindungselements besteht.

Der erfindungsgemäße Formkörper, der aus wenigstens einem Verbindungselement und zwei Formelementen besteht, kann mittels der Waffelbacktechnologie bereitgestellt werden. Die Backformen für die zwei Formelemente, beispielsweise die beiden Hälften einer Hamburger-Schachtel, sind dabei über einen streifen- bzw. bandförmigen Steg miteinander verbunden. Bei Einfüllung einer backfähigen Masse und Verschließen der Backform breitet sich die backfähige Masse unter Verdampfung von Wasser und in Folge von Druckerhöhung gleichmäßig in der Backform aus. Während dieses Backvorgangs werden dann der streifen- bzw. bandförmige Steg gleichmäßig mit Backmasse ausgefüllt und ein erfindungsgemäßer Formkörper durch Backen bereitgestellt.

Bedingt durch die einfache Geometrie des Stegs, d. h. durch die streifen- bzw. bandförmige Ausgestaltung des Verbindungselementes, können die erfindungsgemäßen Formkörper mit hohem Durchsatz hergestellt werden, ohne daß es bei dem Verbindungselement zu Produktionsfehlern kommt. Weiterhin kann die Backform durchgängig aus dem gleichen Material beispielsweise Metall oder Stahl gefertigt werden. Diese ermöglicht eine preisgünstige und einfache Herstellung der Backformen. Weiterhin weisen diese Backformen eine sehr große Haltbarkeit auf und sind praktisch störunfällig.

Die Wahl der Länge und der Dicke des Verbindungselements kann von verschiedenen Faktoren beeinflußt werden, wie beispielsweise der Größe der miteinander zu verbindenden Formelemente. Weiterhin können der Fasergehalt in der backfähigen Masse, die Länge und Breite sowie die Art der verwendeten Fasern einen Einfluß die zu wählende Länge und Dicke des Verbindungselementes haben.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die erste und die zweite Außenfläche des Verbindungselementes jeweils eine im wesentlichen geschlossene Oberfläche auf.

Beim Backen der backfähigen Masse bildet sich bei Einstellung einer Temperatur von 100°C bis 200°C, bevorzugt bei 150°C, in der Backform an den Außenseiten des Formkörpers eine Art Haut aus, die eine im wesentlichen geschlossene Oberfläche aufweist. Diese geschlossene Oberfläche bzw. Haut besitzt eine erhöhte Zähigkeit und trägt zur Stabilisierung des Verbindungselementes bei. Ferner ist diese geschlossene Oberfläche aufgrund ihres "hautartigen" Charakters sehr biegsam.

Es wird vermutet, daß sich diese Haut auf der Oberfläche des Formkörpers aufgrund des hohen Wärmeübergangs von der Backform zu der mit der Backform unmittelbar in Kontakt stehenden Backmasse am Anfang des Backvorganges ausbildet. Der während des Backvorgangs entstehende Wasserdampf bewirkt generell eine Aufschäumung der backfähigen Masse. Bei der mit der Backform unmittelbar in Kontakt stehenden Backmasse kollabieren vermutlich die in dem Oberflächenbereich entstehenden Poren und Kanäle und verdichten sich somit zu der geschlossenen Oberfläche mit hautartigem Charakter.

Bevorzugt ist das Verbindungselement so biegsam ist, daß die miteinander verbundenen Formelemente übereinander angeordnet werden können. Somit können beispielsweise die beiden Hälften einer Hamburger-Schachtel geschlossen werden, ohne daß es zu einer Knickbildung bzw. zu einer wesentlichen Knickbildung kommt. Bevorzugt ist das Verbindungselement um bis zu 180° biegbar, ohne daß es zur Ausbildung eines Knicks kommt.

Aufgrund der Zähigkeit der gebildeten Haut an den Oberflächen des flächigen Verbindungselementes kommt es jedoch auch bei einer Knickbildung nicht zu einem Abreißen oder Durchbrechen des Verbindungselementes.

Weiterhin ist bevorzugt, daß die erste und die zweite Außenfläche des Verbindungselementes durch einen Bereich mit poren- und/oder kanalartiger Struktur voneinander getrennt sind.

Bei dieser Ausführungsform ist zwischen den Außenflächen ein Bereich, der eine Struktur mit zellulärer Beschaffenheit aufweist, angeordnet. Im Sinne der Erfindung ist bevorzugt, daß dieser Bereich dünn ausgebildet ist. Bevorzugt weist das Verbindungselement insgesamt eine Dicke auf, die geringer als die Dicke bzw. Wandstärke der Formelemente ist, die über das Verbindungselement miteinander verbunden sind.

Je dünner der zwischen den Außenflächen angeordnete Bereich ausgebildet ist, um so geringer ist die Wahrscheinlichkeit eines Abreißens oder Durchbrechens des Verbindungselementes. Eine exakte Angabe der Dicke dieses Bereiches mit zellulärer Beschaffenheit ist nicht genau möglich, da verschiedene Faktoren, wie beispielsweise der Feuchtigkeitsgehalt des Verbindungselementes, die Lagerungstemperatur des Formkörpers oder die Aufbringung einer die Biegsamkeit des Verbindungselementes erhöhenden Beschichtung auf die Biegsamkeit des Verbindungselements einen Einfluß haben.

Ein erhöhter Restfeuchtegehalt in dem Formkörper bzw. Verbindungselement von beispielsweise von 4 bis 15%, bevorzugt von 10%, bewirkt eine Erhöhung der Biegsamkeit.

Gemäß ein weiter bevorzugten Ausführungsform weist der die erste und zweite Außenfläche des Verbindungselementes trennende Bereich mit poren- und/oder kanalartiger Struktur einen Mittelbereich sowie jeweils einen an die erste und zweite Außenfläche angrenzenden Randbereich auf, wobei der Durchmesser der Poren und/oder Kanäle in dem Mittelbereich größer ist als in den an die erste und zweite Außenfläche jeweils angrenzenden Randbereichen.

Die Poren bzw. Kanäle mit größerem Durchmesser, bezogen auf den Durchmesser der. Poren bzw. Kanäle in den an den Außenseiten des Verbindungselementes angrenzenden Randbereichen, in dem Mittelbereich bewirken eine erhöhte Biegsamkeit des Verbindungselementes. Die Anordnung von Poren bzw. Kanälen mit großem Durchmesser in dem Mittelbereich verhindern die Ausbildung einer engmaschigen zellulären Struktur in dem Mittelbereich, die zu einer größeren Steifigkeit, d. h. zu einer geringeren Biegsamkeit des Verbindungselementes führen können.

Die Ausbildung eines Mittelbereichs, der Poren bzw. Kanälen mit größerem Durchmesser umfaßt, ist bei Betrachtung eines Querschnitts des erfindungsgemäßen Verbindungselementes mit bloßem Auge erkennbar.

Weiterhin ist bevorzugt, daß der die erste und zweite Außenfläche des Verbindungselementes trennende Bereich eine im wesentlichen homogene Struktur aufweist.

Bei dieser Ausführungsform kommt es nicht zu der Ausbildung eines deutlich abgegrenzten separaten Mittelbereichs mit Poren oder Kanälen von größerem Durchmesser, der mit dem bloßen Auge zu erkennen ist. Vielmehr kommen bei dieser Ausführungsform die Außenflächen des Verbindungselementes mit hautartigem Charakter nahezu aufeinander zu liegen. Mit dem Auge bzw. unter dem Mikroskop ist zu erkennen, daß die Außenflächen mit hautartigem Charakter durch einen sehr dünnen im wesentlichen homogen erscheinenden Bereich getrennt sind. Dieser homogen erscheinende Bereich weist Poren bzw. Kanäle auf, deren Durchmesser sich überwiegend in etwa entsprechen.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung werden die Eigenschaften des Verbindungselementes im wesentlichen durch die Eigenschaften der geschlossenen Außenflächen mit hautartigem Charakter bestimmt. Mithin ist ein Verbindungselement gemäß dieser Ausführungsform besonders biegsam. Der Umstand, daß eine Verringerung der Dicke des Verbindungselementes, so daß die Außenflächen nur noch durch einen sehr dünnen Bereich mit im wesentlichen homogener zellartiger Struktur voneinander getrennt sind, zu einer Verbesserung bei der Stabilität und Biegsamkeit des Verbindungselementes führt, war sehr überraschend und unerwartet.

Weiterhin hat sich bei dieser Ausführungsform auch gezeigt, daß der Faseranteil bei Verwendung einer backfähigen Masse aus Stärke, Cellulosefasern und Wasser, wie vorstehend bereits ausgeführt, in einem Verbindungselement mit einem dünnen Bereich mit im wesentlichen homogen erscheinender zellartiger Struktur verringert sein kann, bezogen auf den durchschnittlichen Fasergehalt in den Formelementen.

Erstaunlicherweise sind Verbindungselemente, die einen geringeren oder nahezu keinen Fasergehalt aufweisen sehr stabil und biegsam. Dies ist vermutlich darauf zurückzuführen, das die Stabilität und Biegsamkeit durch die geschlossenen Oberflächen mit hautartigem Charakter wesentlich bestimmt werden.

Weiterhin ist bevorzugt, daß das Verbindungselement eine Dicke, die über den Abstand der ersten Außenfläche zur zweite Außenfläche einschließlich definiert ist, in einem Bereich von etwa 0,1 mm bis etwa 1,5 mm, bevorzugt etwa 0,25 mm bis etwa 1,2 mm, aufweist.

Es hat sich gezeigt, daß Verbindungselemente, die eine Dicke in den vorstehend aufgeführten Bereichen aufweisen, eine ausreichende Stabilität und Biegsamkeit aufweisen. Besonders bevorzugt weist das Verbindungselement eine Dicke von etwa 0,4 mm bis etwa 1,0 mm, weiter bevorzugt von etwa 0,6 mm bis etwa 0,9 mm auf.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform nimmt die Dicke des Verbindungselementes von den sich gegenüberliegenden Endbereichen zur Mitte des Verbindungselementes hin ohne Ausbildung von kerben- oder falzartigen Vertiefungen oder Aussparungen kontinuierlich ab.

Die Dicke des Verbindungselementes muß nicht über die gesamte Länge des Verbindungselements konstant sein. Beispielsweise kann die Dicke des Verbindungselementes in den Endbereichen eine Dicke aufweisen, die der Wandstärke der Formelemente entspricht oder fast entspricht. Beispielsweise kann die Dicke des Verbindungselementes in den Endbereichen 1,0 mm bis 1,2 mm und in der Mitte des Verbindungselementes 0,7 mm bis 1,0 mm betragen. Selbstverständlich können auch andere Dickenbereiche gewählt werden. Wesentlich ist jedoch, daß keine Kerben, Falze oder Einschnitte in dem Verbindungselement enthalten sind.

Bevorzugt ist, daß das Verbindungselement eine Länge, die über den Abstand der sich gegenüberliegenden Endbereiche des Verbindungselementes definiert ist, in einem Bereich von etwa 0,25 cm bis etwa 6 cm, bevorzugt etwa 0,5 cm bis 3 cm, aufweist.

Die angegebenen Bereiche haben sich als sehr geeignet erwiesen. Selbstverständlich können auch Längen von mehr als 6 cm verwendet werden, wenn in Kauf genommen wird, daß das Verbindungselement beispielsweise bei einem geschlossenen Behälter seitlich übersteht. Vor dem Hintergrund, daß das Verbindungselement bei geschlossenem Behälter seitlich nicht wesentlich überstehen sollte, werden in der Regel kürzere Längen wie z. B. in einem Bereich von 0,6 cm bis 1,5 cm bevorzugt.

Bevorzugt ist, daß die Formelemente über ein Verbindungselement miteinander verbunden sind, wobei das Verbindungselement an den sich gegenüberliegenden Endbereichen jeweils eine Breite aufweist, die der Breite des mit dem Endbereich jeweils verbundenen Formelementes entspricht bzw. weitgehend entspricht.

Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform weist der Formkörper ein einzelnes Verbindungselement auf, daß sich über die gesamte Breite bzw. fast die gesamte Breite des Formkörpers erstreckt. Beispielsweise sind somit die beiden Hälften einer Hamburger-Schachtel fast vollständig über die Breite der Hamburger-Schachtel durchgehend miteinander verbunden.

Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Formelemente über mehr als ein Verbindungselement miteinander verbunden, wobei die Breite des Endbereiches jedes Verbindungselementes sich jeweils über einen Teil der Breite des mit dem jeweiligen Endbereich verbundenen Formelementes erstreckt.

Bei dieser Ausführungsform können beispielsweise die beiden Hälften einer Hamburger-Schachtel über mehr als ein Verbindungselement, beispielsweise über zwei oder drei Verbindungselemente, miteinander verbunden sein. Diese mehreren Verbindungselemente haben eine Breite die sich nur über einen Teil der Breite des Formelementes, d. h. vorliegend der beiden Hälften der Hamburger-Schachtel, erstrecken. Bei dieser Ausführungsform ist es somit vorteilhaft möglich zwei oder drei Verbindungselemente in Form von Verbindungslaschen vorzusehen und mithin Material einzusparen. Weiterhin führt die Anordnung von zwei oder mehreren Verbindungselementen zu einem anderen ästhetischen Eindruck.

Vorzugsweise werden, bei Verwendung von zwei Verbindungselementen, diese jeweils im äußeren Bereich der Breite der Formelemente angeordnet.

Weiterhin ist bevorzugt, daß die Breite des einen oder der mehreren Verbindungselemente(s) von den Endbereichen zur Mitte des einen oder der mehreren Verbindungselemente(s) sich jeweils verjüngt.

Gemäß dieser Ausführungsform kann das Verbindungselement an dem Ende, mit dem es mit dem Formelement verbunden ist, eine größere Breite aufweisen als in der Mitte des Verbindungselementes. Somit nimmt die Breite des Verbindungselementes beginnend an dem Ansatz zum ersten Formelement bis zur Mitte des Verbindungselementes hin ab und nachfolgend bis zum Ansatz am zweiten Formelement wieder zu.

Auf diese Weise ist zum einen eine sehr zuverlässige Anbringung des Verbindungselementes an den Formelementen gewährleistet. Zum anderen weist der Bereich des Formelementes, der beim Gebrauch des Formkörpers der stärksten Biegung ausgesetzt wird, nämlich der in der Mitte des Verbindungselementes gelegene Bereich, eine geringere Breite auf und ermöglicht somit ein Schließen des Formkörpers mit geringerem Kraftaufwand, da die Rückstellkraft geringer ist. Weiterhin wird auch auf diese Weise ein besonderer ästhetischer Eindruck bewirkt und zugleich Material eingespart. Diese Ausgestaltung des Verbindungselementes kann erfolgen, wenn nur ein oder aber auch mehrerer Verbindungselemente zwischen den Formelemente vorgesehen sind.

Weiterhin ist bevorzugt, daß das Verbindungselement auf wenigstens einer Außenfläche wenigstens teilweise mit einer Beschichtung versehen ist.

Die Aufbringung einer Beschichtung auf ein Verbindungselement kann auf einer Außenfläche oder aber auch auf beiden Außenflächen erfolgen. Durch diese Maßnahme kann gegebenenfalls die Biegsamkeit bzw. Stabilität des Verbindungselementes weiter erhöht werden. Eine solche Maßnahme kann bei Formkörpern, die häufig geöffnet und wieder geschlossen werden, von Vorteil sein.

Hierzu kann jede geeignete Beschichtung verwendet werden, die mit einem stärkehaltigen Verbundmaterial verträglich ist und die Biegsamkeit des Verbindungselementes erhöht.

Weiterhin ist bevorzugt, daß wenigstens ein Formelement als Behälter ausgebildet ist.

Der Behälter kann dabei eine Hamburger-Schachtel, ein Napf, eine Tasse, ein Becher, ein Teller, eine Schüssel, ein Topf, etc. sein.

Jeder Behälter, der zur Aufnahme von Getränken, Speisen, Lebensmitteln, Obst, Blumen, etc. sowie Gegenständen jeglicher Art geeignet ist, wird unter dem Begriff Formelement gemäß der vorliegenden Erfindung verstanden.

Bevorzugt ist weiterhin, daß wenigstens ein Formelement als Abdeckung ausgebildet ist.

Die Abdeckung kann als herkömmlicher Deckel oder aber auch als Teil eines Behälter, wie beispielsweise bei einer Hamburger-Schachtel, ausgebildet sein.

Gemäß der Erfindung sind die wenigstens zwei Formelemente so über wenigstens ein Verbindungselement so miteinander verbunden, daß diese übereinander angeordnet werden können. Das heißt, bei Ausbildung eines ersten Formelementes als Behälter und eines zweiten Formelementes als Abdeckung, dann ist wenigstens ein Verbindungselement so zwischen Behälter und Abdeckung angeordnet, daß mit der Abdeckung der Behälter verschlossen werden kann, ohne daß die Verbindung zwischen Behälter und Abdeckung gelöst werden muß.

Bevorzugt ist das Verbindungselement in Form eines Streifens oder Bandes ausgebildet.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird weiterhin durch einen biologisch abbaubaren Formkörper (1) auf Basis eines stärkehaltigen Verbundmateriales mit wenigstens zwei über wenigstens ein Verbindungselement (4) miteinander verbundenen Formelementen (2, 3), wobei das Verbindungselement (4) sich im wesentlichen flächig erstreckt und an zwei sich gegenüberliegenden Endbereichen jeweils mit einem Formelement (2, 3) verbunden ist, wobei das Verbindungselement (4) aus einem stärkehaltigen und biegsamen Verbundmaterial hergestellt ist und bei Anordnung der beiden Formelemente (2, 3) übereinander eine im wesentlichen kontinuierlich gebogene Form, bevorzugt ohne Knickbildung, einnimmt, gelöst.

Beispielsweise bei Ausbildung des erfindungsgemäßen Formkörpers in Form einer Hamburger-Schachtel, nimmt das Verbindungselement im geschlossenen Zustand der Hamburger-Schachtel bevorzugt eine schlaufenartige Anordnung ein. Das heißt, das Verbindungselement wird um bis zu etwa 180° gebogen, bevorzugt unter Ausbildung eines Rundbogens. In Abhängigkeit von der Länge des Verbindungselementes kann es gegebenenfalls auch zu einer Knickbildung kommen, die jedoch nicht entlang eines vorgegebenen Falzes oder einer vorgegebenen Aussparung erfolgt. Äußerst vorteilhaft kann der erfindungsgemäße Formkörper auch bei Auftreten von Knicken im Verbindungselement mehrmals geöffnet und verschlossen werden, ohne daß es zu einem Durchbrechen oder Abreißen im Bereich des Verbindungselementes kommt.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beigefügten Fig. 1 bis 4 erläutert.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung. Zu sehen ist eine Hamburger-Schachtel (1), die einen Aufnahmebehälter (2) und einen Abdeckbehälter (3) umfaßt, in geöffnetem Zustand. Der Aufnahmebehälter (2) und der Abdeckbehälter (3) sind über ein streifen- bzw. bandartiges flächiges Verbindungselement (4), das keine Kerbe bzw. keinen Falz aufweist, miteinander verbunden. Die Hamburger-Schachtel (1) wird geschlossen, indem der Abdeckbehälter (3) entlang des gezeigten Pfeils über den Aufnahmebehälter (2) geführt und auf diesem angeordnet wird. Dabei wird das Verbindungselement (4) um etwa 180° gebogen, ohne daß es zu einem Abreißen oder Durchbrechen des Verbindungselementes (4) kommt.

Die erfindungsgemäße Hamburger-Schachtel kann mehrfach geöffnet und wiederverschlossen werden.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines beispielhaften Verbindungselementes (5) im Querschnitt. Das Verbindungselement weist entlang der beiden Außenflächen (6) eine dünne Haut (7) mit weitgehend geschlossener Oberfläche auf. Die beiden Außenflächen (6) sind über einen Bereich (8) voneinander getrennt, der Poren bzw. Kanäle (9, 10) mit unterschiedlichem Durchmesser enthält. Zu erkennen ist, daß in der Mitte des Bereichs (8) Poren bzw. Kanäle (9) mit größerem Durchmesser angeordnet sind. In den an die Außenflächen (6) angrenzenden Randbereichen sind überwiegend Poren bzw. Kanäle (10) mit kleineren Durchmessern angeordnet. Die Darstellung ist nicht maßstabsgetreu.

Fig. 3 zeigt eine weitere schematische Darstellung eines beispielhaften Verbindungselementes (11) im Querschnitt. Das Verbindungselement weist entlang der beiden Außenflächen (6) eine dünne Haut (7) mit weitgehend geschlossener Oberfläche auf. Die beiden Außenflächen (6) sind durch einen weitgehend homogenen Bereich (12) voneinander getrennt. Der homogene Bereich (12) weist Poren bzw. Kanäle (13) mit in etwa gleich großen Durchmessern auf. Die Darstellung ist nicht maßstabsgetreu.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung der in Fig. 1 beispielhaften gezeigten Hamburger-Schachtel (1) in Seitenansicht in geschlossenem Zustand. Dabei ist der Abdeckbehälter (3) über dem Aufnahmebehälter (2) angeordnet. Im geschlossenem Zustand bildet das den Aufnahmebehälter (2) und den Abdeckbehälter (3) verbindende Verbindungselement (4) einen kontinuierlichen Rundbogen aus, der gegebenenfalls auch Knicke aufweisen kann.

Bezugszeichenliste

1

Formkörper

2

Formelement (Behälter)

3

Formelement (Abdeckung)

4

Verbindungselement

5

Verbindungselement

6

Außenfläche

7

Haut

8

Bereich, der die Außenflächen (

16

) voneinander trennt

9

Poren bzw. Kanäle mit großem Durchmesser

10

Poren bzw. Kanäle mit kleinem Durchmesser

11

Verbindungselement

12

homogener Bereich

13

Poren bzw. Kanäle mit etwa gleich großem Durchmesser

Claims (14)

1. Biologisch abbaubarer Formkörper (1) auf Basis eines stärkehaltigen Verbundmaterials mit wenigstens zwei über wenigstens ein Verbindungselement (4, 5, 11) miteinander verbundenen Formelementen (2, 3), wobei das Verbindungselement aus einem stärkehaltigen und biegsamen Verbundmaterial hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Verbindungselement (4, 5, 11) im wesentlichen flächig erstreckt und an zwei sich gegenüberliegenden Endbereichen jeweils mit einem Formelement (2, 3) verbunden ist, frei von kerben- oder falzartigen Vertiefungen oder Aussparungen ist und eine erste Außenfläche (6) und eine zweite Außenfläche (6) aufweist, wobei die erste Außenfläche (6) und die zweite Außenfläche (6) des Verbindungselements (4, 5, 11) jeweils eine im wesentlichen geschlossene hautartige Oberfläche aufweisen.

2. Biologisch abbaubarer Formkörper (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Außenfläche (6) des Verbindungselementes (4, 5, 11) durch einen Bereich (8, 12) mit poren- und/oder kanalartiger Struktur voneinander getrennt sind.

3. Biologisch abbaubarer Formkörper (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der die erste und zweite Außenfläche (6) des Verbindungselementes (4, 5, 11) trennende Bereich (8) mit poren- und/oder kanalartiger Struktur einen Mittelbereich sowie jeweils einen an die erste und zweite Außenfläche angrenzenden Randbereich aufweist, wobei der Durchmesser der Poren und/oder Kanäle (9, 10) in dem Mittelbereich größer ist als in den an die erste und zweite Außenfläche jeweils angrenzenden Randbereichen.

4. Biologisch abbaubarer Formkörper (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der die erste und zweite Außenfläche (6) des Verbindungselementes (4, 5, 11) trennende Bereich (12) eine im wesentlichen homogene Struktur aufweist.

5. Biologisch abbaubarer Formkörper (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (4, 5, 11) eine Dicke, die über den Abstand der ersten Außenfläche (6) zur zweite Außenfläche (6) einschließlich definiert ist, in einem Bereich von etwa 0,1 mm bis etwa 1,5 mm, bevorzugt etwa 0,25 mm bis etwa 1,2 mm, aufweist.

6. Biologisch abbaubarer Formkörper (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Verbindungselementes (4, 5, 11) von den sich gegenüber­ liegenden Endbereichen zur Mitte des Verbindungselementes hin ohne Ausbildung von kerben- oder falzartigen Vertiefungen oder Aussparungen kontinuierlich abnimmt.

7. Biologisch abbaubarer Formkörper (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (4, 5, 11) eine Länge, die über den Abstand der sich gegenüberliegenden Endbereiche des Verbindungselementes (4, 5, 11) definiert ist, in einem Bereich von etwa 0,25 cm bis etwa 6 cm, bevorzugt etwa 0,5 cm bis 3 cm, aufweist.

8. Biologisch abbaubarer Formkörper (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Formelemente (2, 3) über ein Verbindungselement (4, 5, 11) miteinander verbunden sind, wobei das Verbindungselement (4, 5, 11) an den sich gegenüber­ liegenden Endbereichen jeweils eine Breite aufweist, die der Breite des mit dem Endbereich jeweils verbundenen Formelementes (2, 3) entspricht bzw. weitgehend entspricht.

9. Biologisch abbaubarer Formkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Formelemente (2, 3) über mehr als ein Verbindungselement (4, 5, 11) miteinander verbunden sind, wobei die Breite des Endbereiches jedes Verbindungselementes (4, 5, 11) sich jeweils über einen Teil der Breite des mit dem jeweiligen Endbereich verbundenen Formelementes (2, 3) erstreckt.

10. Biologisch abbaubarer Formkörper (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des einen oder der mehreren Verbindungselemente(s) (4, 5, 11) von den Endbereichen zur Mitte des einen oder der mehreren Verbindungs­ elemente(s) (4, 5, 11) sich jeweils verjüngt.

11. Biologisch abbaubarer Formkörper (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (4, 5, 11) auf wenigstens einer Außenfläche wenigstens teilweise mit einer Beschichtung versehen ist.

12. Biologisch abbaubarer Formkörper (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Formelement (2) als Behälter ausgebildet ist.

13. Biologisch abbaubarer Formkörper (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Formelement (3) als Abdeckung ausgebildet ist.

14. Biologisch abbaubarer Formkörper (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (4) bei Anordnung der beiden Formelemente (2, 3) übereinander eine im wesentlichen kontinuierlich gebogene Form einnimmt.