DE102007002123A1

DE102007002123A1 - Biologisch abbaubare Kunststoffe mit verbesserten Isolationseigenschaften

Info

Publication number: DE102007002123A1
Application number: DE200710002123
Authority: DE
Inventors: Klaus Sommer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-01-10
Filing date: 2007-01-10
Publication date: 2008-07-17

Abstract

Die Erfindung betrifft biologisch abbaubare Kunststoffe aus pflanzlichen und/oder tierischen nachwachsenden Rohstoffen. Es werden kostengünstige Abprodukte in teilweise modifizierten Materialformen verwendet. Die in den Kunststoffen enthaltenen Mineralstoffe und Polysaccharide sind in der stofflichen Ausführung als Kokosfaser-Peat und/oder als fett- und proteinfreies Tiermehl vorhanden. Der Einsatz solcher biologisch abbaubaren Kunststoffe erfolgt vorzugsweise als Cateringware mit verbesserter Isolationseigenschaft und geringer Wärmeleitfähigkeit. Modifizierte Materialformen ermöglichen die Ausgestaltung als nicht biologisch abbaubare Produkte.

Description

Die Erfindung betrifft die Herstellung von biologisch abbaubaren Kunststoffen aus insbesondere faserverstärkten spritzgieß-, extrusions- oder fließpressfähigen Ausgangsstoffen mit verbessertem Isolationsvermögen und der vornehmlichen Anwendung als Cateringware.
In der Literatur wird eine Vielzahl von Lösungen zur Herstellung von Kunststoffprodukten aus Naturstoffen beschrieben. Die DE 195 30 270 A1 weist ein Kunststoffteil auf Basis von thermoplastischen Kunststoffabfällen und Getreidestroh aus.
Die Erfindung DE 195 01 201 A1 beschreibt einen faserhaltigen Verbundstoff aus Kurzschnittfasern, welche in einem Kunststoffbettungsmaterial eingelagert sind.
Ein weiteres Beispiel ist die DE 198 52 036 A1 , welche die Herstellung von Kunststoff-Werkstoffen aus Naturkurzfasern wie Hanf, die mit einem pulverförmigen Polymer gemischt werden, beschreibt. Die eingesetzten Rohstoffe der biologisch abbaubaren Kunststoffprodukte sind überwiegend natürlichen Ursprungs oder werden künstlich oder biotechnisch hergestellt. Bei den natürlichen Polymeren werden vornehmlich Polysacharide wie Cellulose und deren chemisch hergestellten Derivate sowie abbaubare Wachse und Öle und deren Derivate wie Polylactide eingesetzt. Die wichtigsten synthetischen biologisch abbaubaren Polymere sind Polyester, Polyurethane, Polyether und Polyalkohole sowie deren Derivate. Weiterhin enthalten die Kunststoffe auch Additive in der unterschiedlichsten Art, um die Eigenschaften der Kunststoffe zu beeinflussen.
Die Nachteile der bekannten naturfaserverstärkten Kunststoffprodukte bestehen oftmals in der ungleichmäßigen Einbringung und Verteilung der Naturstoffe in den Kunststoffen sowie in einem begrenzten Isolationsvermögen und einer zu hohen Wärmeleitfähigkeit, insbesondere bei materialreduzierten, dünnwandigen Kunststoffprodukten.
Aufgabe der Erfindung ist es, biologisch abbaubare Kunststoffe mit verbessertem Isolationsvermögen und niedriger Wärmeleitfähigkeit zu finden, welche vorzugsweise durch bekannte Spritzgieß-, Extrusions- oder Fließpressverfahren hergestellt werden und insbesondere für den Anwendungsbereich der Cateringwaren geeignet sind.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass vornehmlich modifizierte Abprodukte von pflanzlichen und tierischen nachwachsenden Rohstoffen wie mineralische Stoffe in der Ausführung von fett- und proteinfreien Tiermehl und natürliche Polymere wie beispielsweise Cellulosefasern, in dem biologisch abbaubaren Kunststoff enthalten sind. In der Materialzusammensetzung mit weiteren Funktionsstoffen werden nach bekannten Technologien vorteilhafte Formen von Kunststoff-Werkstoffen wie Compounds oder Pulver verwendet, welche durch Spritzgieß-, Extrusions- oder Fließpressverfahren zu den erfindungsgemäßen biologisch abbaubaren Kunststoffen mit hoher Isolationseigenschaft und geringer Wärmeleitfähigkeit verarbeitet werden.
Es liegt im Bereich der Erfindung, dass die natürlichen Polymere Cellulosematerialien sind, welche vorzugsweise als Kokosfasern mit einer Faserlänge kleiner 3 mm zum Einsatz kommen und überwiegend die Funktion der Verstärkung und Isolation im Kunststoff ausüben. Eine reduzierte Wärmeleitfähigkeit wird besonders durch die mineralische Materialkomponente ausgeübt. Die Mischung der einzelnen Komponenten ist in ihren Masseanteilen, je nach gefordertem Qualitätsprofil des Kunststoffes, unterschiedlich. Die Anordnung der Materialkomponenten im biologisch abbaubaren Kunststoff kann gleichmäßig verteilt oder aber beispielsweise mehrschichtig sein. So sind in einer Ausführung die Cellulosefasern in Form von Kokosfaser-Peat mittig und die mineralische Materialkomponente in Form von Tiermehl äußerlich in der Kunststoffkonstruktion angeordnet. Je nach Funktion des Kunststoffes erfolgt die Auswahl der Materialanteile, der Materialformen der Kunststoff-Werkstoffe wie Compounds, Pulver oder Folien und die prozessbezogene Verarbeitungstechnik zum Kunststoff. Durch Variation der genannten Materialkomponenten sowie deren Modifizierung und der Integrierung weiterer Funktionsstoffe kann die biologische Abbaubarkeit der Kunststoffe gezielt beeinflusst werden. Die Herstellung von nicht biologisch abbaubaren Ausführungen ist möglich.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Kunststoffe liegen insbesondere in den geringen Rohstoffkosten und deren vielfältigen Verfügbarkeiten. Die verwendeten Materialien basieren auf nachwachsenden Rohstoffen insbesondere auf den Abprodukten von pflanzlichen und tierischen Stoffen. Weitere Vorteile sind das ausgezeichnete Isolationsvermögen, die geringe Wärmeleitfähigkeit, die Wärmeformbeständigkeit, die geringen Dichten, die insbesondere durch die anteiligen Mineralstoffe im Kunststoff erzielte Flammenhemmung und eine geringe Benetzbarkeit der Kunststoffe, welche durch eine gezielt oberflächlich angeordnete niederenergetische mineralische Materialschicht in dem Kunststoff erreicht wird. Diese Kunststoffe sind für die vorteilhafte Anwendung als Cateringware geeignet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert.
Beispiel 1
Ein biologisch abbaubarer Kunststoff wird aus Compounds mit nachstehenden Materialanteilen unter Anwendung bekannter Technologien hergestellt

– 40% Kokosfasern, Faserlänge kleiner 3 mm,
– 55% tierische Abfälle in Form von fett- und proteinfreiem Tiermehl
– 5% biologisch abbaubare Additive

Beispiel 2
Zur Herstellung eines Kunststoffes werden 60% fett- und proteinfreies Tierknochenmehl, 35% Kokosfaser-Peat und 5% Additive verwendet. Die Kunststoff-Werkstoffe werden in den nachfolgenden Werkstoff-Formen einer Spritzgussmaschine vorgelegt, welche Spritzgusskombinationen von verschiedenen Werkstoffen und deren Schichtenanordnung im Kunststoff ermöglicht und zum Kunststoff verarbeitet:

– Granulatform: Kokosfaser-Peat und Additive
– Pulverform: fett- und proteinfreies Tiermehl

Der schichtenartig hergestellte Kunststoff ist in seiner Konstruktion so ausgelegt, dass das Kokosfaser-Peat mittig und das Tiermehl äußerlich im fertigen Kunststoffangeordnet ist. Solche mehrschichtigen Kunststoffe zeichnen sich durch ein hohes Isolationsvermögen und einer geringen Wärmeleitfähigkeit aus.
Beispiel 3
Die in den Beispielen 1–2 dargestellten Kunststoffe werden durch Verwendung von nicht biologisch abbaubaren mineralischen Materialien als nicht biologisch abbaubare Kunststoffe ausgewiesen.
Beispiel 4
Nach den Beispielen 1–3 verwendeten Kunststoff-Werkstoffe werden zunächst zu einem Kunststoff verarbeitet. In einem weiteren Arbeitsgang werden oberflächlich thermoplastische Folien angeordnet und mittels Einwirkung von Temperatur und Druck zu einem mehrschichtigen Endprodukt verfestigt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19530270 A1 [0002]
- DE 19501201 A1 [0003]
- DE 19852036 A1 [0004]

Claims

Biologisch abbaubare Kunststoffe mit verbesserten Isolationseigenschaften, hergestellt aus insbesondere spritzgieß-, extrusions- oder fließpressfähigen Compounds, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffe aus Polymeren natürlichen, künstlichen oder biotechnischen Ursprungs und oder Mineralstoffen bestehen.
Biologisch abbaubare Kunststoffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass organische Mineralstoffe, insbesondere tierische Substanzen wie Tiermehl und natürlichen Polymere, wie Polysacharide in der vornehmlichen Ausführung von Cellulosefasern, im Kunststoff enthalten sind.
Biologisch abbaubare Kunststoffe nach Anspruch 1–2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffe aus Abprodukten und oder modifizierten Abprodukten nachwachsender pflanzlicher und tierischer Rohstoffe bestehen und die pflanzlichen Materialien als Kokosfasern, insbesondere als Kokosfaser-Peat und die tierischen Materialien als fett- und proteinfreies Tiermehl im Kunststoff vorhanden sind.
Biologisch abbaubare Kunststoffe nach Anspruch 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffe weitere Funktionsstoffe enthalten und die eingesetzten Materialien in ihrer anteiligen Masse und Anordnung im Kunststoffvariabel angeordnet sind.
Biologisch abbaubare Kunststoffe mit niedriger Temperaturleitfähigkeit nach mindestens einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass die Cellulose-Materialkomponenten mittig und die mineralischen Materialkomponenten äußerlich im Kunststoff angeordnet ist sind.
Nicht biologisch abbaubare Kunststoffe nach mindestens einem der Ansprüche 1–5, dadurch gekennzeichnet, dass die im Kunststoff verwendeten Materialien ganz oder teilweise modifiziert und nicht biologisch abbaubar sind.
Mehrschichtige Kunststoffe nach mindestens einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffe Beschichtungsmaterialien in Form von Folien und oder textilen Flächen enthalten.