DE60121454T2

DE60121454T2 - Bioabbaubare formteile, verfahren zur herstellung derselben sowie zusammensetzung für schaumformteile

Info

Publication number: DE60121454T2
Application number: DE60121454T
Authority: DE
Inventors: Akio Kyoto-shi OZASA; Akihisa Kyoto-shi HASHIMOTO; Rumi Ibaraki-shi SHINOHARA; Shinji Takatsuki-shi TANAKA
Original assignee: Nissei Co Ltd
Current assignee: Nissei Co Ltd
Priority date: 2000-09-13
Filing date: 2001-09-12
Publication date: 2007-07-05
Anticipated expiration: 2021-09-13
Also published as: WO2002022353A1; KR20030036784A; US20030107145A1; EP1321289B1; EP1321289A1; CN101157291A; KR100566714B1; CA2421280C; EP1321289A4; CA2421280A1; JP3961421B2; DE60121454D1; AU2001286196B2; CN100506523C; AU8619601A; JPWO2002022353A1; US7332214B2; NZ524969A; CN1455733A; ATE332802T1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein biologisch abbaubares expandiertes Formteil, das im wesentlichen aus Stärke gefertigt ist, einem Verfahren zur Herstellung desselben und einer Zusammensetzung zur Expansions-Formung, die zur Herstellung des expandierten Formteils geeignet ist, und besonders auf ein biologisch abbaubares Formteil, das in geeigneter Weise für Einweg-Formteile verwendet werden kann, die nach der Verwendung entsorgt werden, wie eine Schale für Nahrungsmittel, eine Puffer-Formmasse, GES, ein Tablett zur Verpackung, etc., ein Verfahren zur Herstellung desselben, und eine Zusammensetzung zur Expansions-Formung, die in geeigneter Weise zur Herstellung des biologisch abbaubaren Formteils verwendet werden kann.
STAND DER TECHNIK
Üblicherweise stellt ein Kunststoff-Formteil und ein Papier-/Zellstoff-Formteil den Haupt-Bestandteil eines Einweg-Formteils dar, das nach Verwendung entsorgt wird. Dies liegt in den meisten Fällen daran, dass die Rohmaterialien für das Einweg-Formteil hart und stabil und gleichzeitig leicht formbar sein sollen.
Sowohl dieses Plastik-Formteil als auch das Papier-/Zellstoff-Formteil führen gleichwohl zu Problemen, wenn sie als Einweg-Formteil eingesetzt werden, wie unten dargelegt.
Zuerst beschädigt das Plastik-Formteil bei der Verbrennung die Verbrennungsvorrichtung aufgrund der Erzeugung von extrem hoher Hitze, oder erzeugt zusätzlich Kontaminierungen wie bspw. Dioxin. Ebenso ist es unmöglich, wenn das Plastik-Formteil zur Sanierung vergraben wird, das Formteil dort zu vergraben, wo einmal das Gleiche vergraben wurde, da Plastikartikel zumeist nie natürlich zersetzt werden. Weiterhin ist es aufgrund eines jüngst erfolgten Anstiegs der Abfallmenge schwierig geworden, Jahr für Jahr neue Deponien zu beschaffen. Zudem könnte über einen langen Zeitraum eine kontinuierliche Umweltverschmutzung verursacht werden, da Plastik-Formteile nicht einfach entsorgt werden können.
Ebenso nehmen Jahr für Jahr die Reserven an fossilen Brennstoffen ab wie bspw. Öl, die als Rohmaterial für Plastikartikel dienen, so dass Plastik-Formteile zukünftig teurer werden könnten.
In der Zwischenzeit ist das Papier-/Zellstoff-Formteil dem Plastik-Formteil dahingehend überlegen, dass es leicht durch Verbrennung entsorgt und natürlich abgebaut werden kann. Gleichwohl wachsen Bäume, aus denen Papier und Zellstoff gefertigt wird, langsam und der Großverbrauch an Papier und Zellstoff verringert rasch die Waldbestände. Diese Verringerung an Waldbeständen führt nicht nur zu einer schweren Vernichtung der Umwelt der Fläche, sondern führt ebenfalls zu einer großen Beeinträchtigung der Fähigkeit des Waldes, CO₂ zu absorbieren und ist damit, von einer höheren Warte aus betrachtet, aufgrund des Anstieges an CO₂ ein Wegbereiter der globalen Erwärmung.
Um besonders von einem umweltbedingten Standpunkt aus die zuvor erwähnten Probleme zu lösen, hat sich das Verfahren zur Entsorgung des Formteiles in letzter Zeit von der Deponierung hin zum Recycling verlagert.
Wenn im Falle des Recyclings bspw. ein Nahrungsmittelbehälter, einer der Hauptanwendungen für Einweg-Expansions-Formteile, recycelt wird, müssen gleichwohl Reste im Behälter wie bspw. verbleibende Nahrungsmittel und Würzmittel entfernt werden. Dies ist notwendig, um eine Kontaminierung des zu recycelnden Materials mit Verunreinigungen zu vermeiden.
Üblicherweise findet die Entfernung der Reste durch Waschen in Wasser statt, was wiederum eine weitere Umweltverschmutzung wie bspw. einen Anstieg der Menge an Schmutzwasser und eine darauffolgende Verunreinigung von Wasser in Flüssen und dem Meer verursacht. Recycling erfordert weiterhin einen hohen Kostenaufwand, da die Entfernung von Resten ihrerseits die Effektivität verringert, weil dies eine große Menge an Zeit und Aufwand erfordert, und das Recyclingsystem hat sich zum jetzigen Zeitpunkt gesellschaftlich nicht wirklich etabliert. Was daher in den Mittelpunkt der Aufmerksamkeit gerückt ist, ist ein kürzlich entwickeltes, auf biologischem Abbau basierendes Entsorgungsverfahren für Einwegartikel unter Verwendung von Mikroben als neues Entsorgungsverfahren für Einwegartikel, das sich vom Recycling unterscheidet. Dieses Entsorgungsverfahren kann die oben gezeigten Probleme vermeiden, da in diesem Fall das Formteil im wesentlichen aus verschiedenen biologisch abbaubaren Plastikmaterialien oder natürlich vorkommenden hochpolymeren Materialien gefertigt ist, wie bspw. Stärke.
In dem oben gezeigten auf biologischem Abbau basierenden Entsorgungsverfahren zieht besonders ein Verfahren unter Verwendung natürlich vorkommender hochpolymerer Verbindungen, wie bspw. Stärke und Protein, besonders in Bezug auf seine Praktikabilität die Aufmerksamkeit auf sich. Dies liegt daran, dass die verschiedenen biologisch abbaubaren Plastikmaterialien das Problem aufweisen, dass diese in der Praxis nicht schnell genug abgebaut werden können, ungeachtet der Tatsache, dass sie eine gute Qualität aufweisen, die mit konventionellen Plastikmaterialien (nicht-abbaubar oder Abbauverzögernd) vergleichbar ist.
Falls bspw. die Dicke eines aus biologisch abbaubarem Plastik gefertigten Formteils groß ist, dauert es bspw. eine lange Zeit, bis das Formteil vollständig abgebaut ist, so dass es praktisch nicht möglich ist, ein Formteil mit einem ausreichend großen Volumen herzustellen. Falls das aus dem biologisch abbaubarem Plastikmaterial gefertigte Formteil in der Praxis als Einwegschale für Nahrungsmittel verwendet wird, stellt das Kompostieren des Formteils zusammen mit Nahrungsmittelresten das für die Umwelt am wenigsten schädliche Entsorgungsverfahren dar. Gleichwohl ist es gegenwärtig schwierig, beide gemeinsam zu kompostieren, da das biologisch abbaubare Plastik nur viel langsamer abgebaut wird als die Nahrungsmittelreste. Weiterhin ist es ebenfalls schwierig, das Formteil zu zerkleinern, um den Abbau des biologisch abbaubaren Plastiks zu beschleunigen, da das Formteil üblicherweise nicht so leicht zerkleinert werden kann, wenn es eine bestimmte Dicke und Festigkeit aufweist. Es ist daher zumeist unmöglich, das aus dem biologisch abbaubarem Plastik gefertigte Formteil zu kompostieren.
Stärke und Protein, etc. werden währenddessen positiv aufgrund von Vorteilen als die Materialien bewertet, wie bspw.:
gute biologische Abbaubarkeit, der Abbau erfolgt verhältnismäßig leicht, selbst falls das Volumen groß ist;
die Rohstoffquelle kann leicht auf Grundlage der Verfügbarkeit einer pflanzlichen Stärke erhalten werden, die durch die Landwirtschaft hergestellt wird; und
es kann ein Formteil mit geeigneter Dicke und thermischer Isolierung erhalten werden, da das Formteil üblicherweise ein expandiertes Formteil ist.

(1) Die offengelegte Japanische Patentanmeldung Nr. 5-320401/1993 (Tokukaihei 5-320401; veröffentlicht am 3. Dezember 1993), (2) die offengelegte Japanische Patentanmeldung Nr. 7-224173/1995 (Tokukaihei 7-224173; veröffentlicht am 22. August 1995), (3) Offengelegte Japanische Patentanmeldung Nr. 7-10148/1995 (Tokukaihei 7-10148; veröffentlicht am 13. Januar 1995), (4) die offengelegte Japanische Patentanmeldung Nr. 2000-142783 (Tokukai 2000-142783; veröffentlicht am 23. Mai 2000), und (5) die offengelegte Japanische Patentanmeldung Nr. 7-97545/1995 (Tokukaihei 7-97545; veröffentlicht am 11. April 1995), offenbaren auf biologischem Abbau basierende Entsorgungstechniken unter Verwendung von Stärke, Protein, etc..

Erstens zeigt ein über die Technologie gemäß (1) oder (2) erhältliches Formteil die Vorteile, dass es eine bessere Abbaubarkeit als ein aus biologisch abbaubarem Plastik hergestelltes Formteil aufweist und ebenfalls gegenüber solchen überlegen ist, die aus Papier-/Zellstoffen in seiner Vielfalt in Bezug auf die geformte Gestalt abgeleitet sind, da als Material hauptsächlich natürlich vorkommende Stärke verwendet wird. Gleichwohl weist das über die Technologie gemäß (1) oder (2) erhaltene Formteil die Nachteile auf, dass es lediglich für begrenzte Zwecke eingesetzt werden kann und es aufgrund seiner schlechten Resistenz gegenüber Wasser und Feuchtigkeit eine Feuchtigkeitsbarriere erfordert.
Zweitens ist ein Formteil, das über die Technologie gemäß (3) oder (4) erhältlich ist, im wesentlichen aus Stärke oder einem ähnlichen Polysaccharid gefertigt und die Oberfläche des Formteils ist zur Bildung einer gegen Wasser resistenten Beschichtung mit einem natürlichen Harz (Dammer-Harz, Schellack-Harz, etc.) bestrichen, um dessen Resistenz gegen Wasser zu verstärken. Gleichwohl kann die Oberfläche des Formteils (einschließlich eines expandierten Formteils), das im wesentlichen aus Stärke hergestellt ist, nicht vollständig geglättet werden, und die Erzeugung von kleinen Unregelmäßigkeiten kann nicht vermieden werden. Es ist daher wahrscheinlich, dass auf der Oberfläche korrespondierend zu den Unregelmäßigkeiten sehr kleine Löcher gebildet werden, falls das Harz einfach aufgestrichen wird, so dass es möglich wäre, das Formteil wasserabweisend zu gestalten, es jedoch schwierig ist, dasselbe insgesamt wasserdicht zu erhalten. Falls es erforderlich ist, dass das Formteil feuchtigkeitsresistent ist, wird besonders die Feuchtigkeit voraussichtlich von den sehr kleinen Löchern auf der wasserresistenten Beschichtung absorbiert, und das Formteil neigt dazu, beschädigt zu werden.
Das Dammer-Harz, das Schellack-Harz, etc. muss weiterhin in einem organischen Lösungsmittel, wie bspw. Alkohol, etc., aufgelöst werden, wenn es auf die Oberfläche aufgebracht wird. Dies bringt Probleme in Bezug auf eine Herstellungsanlage mit sich. Wenn das organische Lösungsmittel nach dem Aufstreichen entfernt wird, ist bspw. eine großtechnische Ausrüstung erforderlich, um einer Diffusion des organischen Lösungsmittels in die Luft vorzubeugen, die eine Luft- und der Umweltverschmutzung verursacht.
Nun wird auf die Oberfläche eines Formteils, das durch die Technologie (5) erhalten wurde, (und) welches, wie in den Fällen der Formteile der Technologien gemäß (3) und (4), aus schwach wasserresistentem biologisch abbaubarem Material wie bspw. Stärke hergestellt ist, ein biologisch abbaubares Beschichtungsmittel aufgestrichen, das aus einem in halogeniertem Kohlenwasserstoff gelösten aliphatischen Polyester zusammengesetzt ist. In diesem Fall kann unter Verwendung eines Tauchverfahrens (Tauchbeschichtungsverfahren) zur effektiven Beschichtung der Oberfläche selbst auf einem kompliziert gestalteten Formteil eine geeignete wasserresistente Beschichtung gebildet werden.
In diesem Verfahren ist es gleichwohl erforderlich, den zur Lösung des Beschichtungsmittels verwendeten halogenierten Kohlenwasserstoff zu entfernen, und es entstehen Probleme, wie im Fall der Technologien gemäß (3) und (4), so bspw. das Erfordernis einer Ausrüstung zur Vorbeugung der Diffusion von halogeniertem Kohlenwasserstoff. Viele halogenierte Kohlenwasserstoffe sind häufig für einen menschlichen Körper oder die Umwelt schädlich und der in der Technologie gemäß (5) konkret erwähnte halogenierte Kohlenwasserstoff enthält zudem CFC, so dass so wenig wie möglich in die Luft freigesetzt werden sollte. Aufgrund dessen sind als die oben beschriebene Ausrüstung ein großtechnischer hermetischer Raum und eine Regenerierungsvorrichtung erforderlich.
Zusätzlich zu den oben eingeführten Technologien gibt es eine Technologie, in welcher Wachs oder ein hydrophobes Protein, die als einzusetzende Lösung hergestellt werden, auf die Oberfläche des Formteils gestrichen werden. Allgemein formuliert ist es schwierig eine wasserresistente Beschichtung auf der Oberfläche des Formteils gleichmäßig und vollständig aufzustreichen, obwohl die Beschichtung auf einem flachen Formteil, wie bspw. einem flachen Teller, verhältnismäßig einfach ist. Gleichwohl ist es wahrscheinlich, dass auf der Oberfläche des Formteils, das wie oben beschrieben im wesentlichen aus Stärke hergestellt ist, kleine Unregelmäßigkeiten gebildet werden und die Bildung eines gleichförmigen Films behindern, und weiterhin muss das Formteil oder eine Streichvorrichtung rotiert werden, sofern das Formteil im Durchmesser im wesentlichen rund ist, bspw. bei einer Tasse oder einer Schale. Daher wird das Anstreichen schwerer.
Selbst, falls das Beschichtungsmittel gleichmäßig und vollständig unter Verwendung des Tauchverfahrens aufgestrichen werden kann, läuft außerdem das Streichmittel herunter, bevor es sich verfestigt und zur Beschichtung wird, und wahrscheinlich zeigt sich eine Unebenheit.
Das Wachs zeigt das Problem einer geringen Hitzresistenz aufgrund seines verhältnismäßig niedrigen Schmelzpunkts. Obwohl das hydrophobe Protein eine bessere Hitzeresistenz aufweist und kein organisches Lösungsmittel benötigt, absorbiert das Formteil in der Zwischenzeit Wasser und weicht auf/verliert die Form während des Streichprozesses aufgrund einer häufigen Verwendung wässriger Lösungsmittel.
Daher wurde bereits eine Technologie vorgeschlagen, eine gegen Wasser resistente Beschichtung aufzulaminieren anstatt diese aufzustreichen. Noch genauer schließen solche Beispiele ein: (6) die offengelegte Japanische Patentanmeldung Nr. 11-171238/1999 (Tokukaihei 11-171238; veröffentlicht am 29. Juni 1999), (7) die offengelegte Japanische Patentanmeldung Nr. 5-278738/1993 (Tokukaihei 5-278738; veröffentlicht am 26. Oktober 1993), (8) die offengelegte Japanische Patentanmeldung Nr. 5-294332/1993 (Tokukaihei 5-294332; veröffentlicht am 9. November 1993).
Ein Behälter nach der Technologie gemäß (6), der über ein Zellstoff-Formungsverfahren anstelle der Formung von Stärke hergestellt wurde, wird durch eine Wasser-undurchlässige oder nicht-absorbierende Schutzschicht bedeckt. Dieses Verfahren weist den Vorteil auf, dass ein übliches Plastik-Beschichtungsverfahren nahezu ohne Änderung angewendet werden kann. Gleichwohl weist das Verfahren zum selben Zeitpunkt Probleme auf, wie z.B.:
der biologische Abbau der Zellstoff-Formung findet langsam statt, da diese aus Fasern gefertigt ist, so dass das Formteil nicht zusammen mit verbleibenden Nahrungsmitteln, etc. entsorgt werden kann; und
es können lediglich begrenzte Arten des Formteils hergestellt werden, da es schwierig ist, das Formteil dicker zu gestalten, und das Formteil ist ebenfalls nicht geeignet für ein Tiefzug-Verfahren.
Derweil wird ein aus biologisch abbaubarem Plastik gefertigter dünner Film auf eine Oberfläche eines biologisch abbaubaren Behälters der Technologien gemäß (7) oder (8) geformt, der entweder aus natürlich vorkommendem Polysaccharid oder Protein hergestellt ist, oder aus einem der beiden Materialien, das chemisch modifiziert, jedoch noch immer biologisch abbaubar ist.
Obwohl das biologisch abbaubare Plastik als die dünne wasserresistente Beschichtung bereitgestellt wird, ist in dieser Technologie der Behälter als solches aus Stärke, Protein, etc. mit einer ausreichenden Dicke hergestellt. Aus diesem Grund ist der Behälter in ausreichender Weise sowohl wasserresistent als auch biologisch abbaubar. Es kann daher behauptet werden, dass diese Technologie unter den Entsorgungstechnologien durch den biologischen Abbau unter Verwendung von Stärke, Protein, etc., besonders vielversprechend ist.
Die Technologie gemäß (7) weist gleichwohl einen solchen Aufbau auf, dass der biologisch abbaubare dünne Plastik-Film lediglich den Hauptkörper des biologisch abbaubaren Behälters bedeckt und ein konkreter Aufbau des biologisch abbaubaren Behälters wird kaum erwähnt.
Falls der Hauptkörper des biologisch abbaubaren Behälters im wesentlichen aus Stärke gefertigt ist oder auf die Festigkeit des Hauptkörpers acht gegeben werden sollte, wird jedoch bspw. in der Technologie gemäß (7) die Festigkeit überhaupt nicht erwähnt. Die Technologie gemäß (7) erwähnt ebenfalls nicht, wie der biologisch abbaubare dünne Plastikfilm überhaupt geformt wird, etwa durch Aufstreichen, durch Aufbringen eines vorgeformten Films, etc..
Die Technologie gemäß (7) legt weiterhin überhaupt nicht den Zustand der Beschichtung des biologisch abbaubaren dünnen Plastikfilms in Bezug auf den Hauptkörper des biologisch abbaubaren Behälters fest. Der biologisch abbaubare dünne Plastikfilm bedeckt den Hauptkörper des biologisch abbaubaren Behälters, der im wesentlichen aus Polysaccharid oder Protein gefertigt ist, um die wasserresistenten Eigenschaften des Hauptkörpers zu verbessern. Die Technologie gemäß (7) erwähnt jedoch nichts mit der Ausnahme, dass der Hauptkörper bedeckt ist, so dass dort keine Aussage darüber gemacht wird, wie dieser bedeckt ist.
Selbst falls der biologisch abbaubare Behälter als entsorgbarer Behälter gefertigt ist, sollte der Behälter noch immer eine Stabilität und Härte wie ein Einweg-Behälter aufweisen. Daher sollte der biologisch abbaubare dünne Plastikfilm nicht von dem Hauptkörper des biologisch abbaubaren Behälters abfallen, und damit ist der Zustand der Beschichtung des Hauptkörpers des Behälters ein wichtiger Faktor, jedoch kann in (7) keine Erwähnung dieses Sachverhalts gefunden werden.
Wie bereits beschrieben, ist es weiterhin schwierig, biologisch abbaubare Plastikmaterialien wegen deren langsamen biologischen Abbaus als dickes Formteil einzusetzen; daher hängt die Geschwindigkeit des biologischen Abbaus ebenfalls in großem Maße nicht nur von der Dicke des Formteils sondern ebenfalls von der Gesamtmenge der biologisch abbaubaren Plastikmaterialien ab, die im Formteil enthalten sind. In Bezug darauf, beschreibt die Technologie gemäß (7) lediglich, dass eine Effektivität des biologischen Abbaus verbessert wird, falls der Hauptkörper des biologisch abbaubaren Behälters expandiert ist, und es werden keine Kommentare über eine Beziehung zwischen dem Grad der Expansion und dem biologischen Abbau und einem Gleichgewicht zwischen dem biologischen Abbau des biologisch abbaubaren Plastiks und dem (biologischen Abbau) des Hauptkörpers des biologisch abbaubarem Behälters geäußert. Im Ergebnis ist es nicht möglich, den biologischen Abbau des gesamten Behälters vorteilhaft zu lenken.
Von der Technologie gemäß (8) kann derweil angenommen werden, dass sie mit einer der Herstellungstechnologien für den durch (7) offenbarten biologisch abbaubaren Behälter korrespondiert. In dieser Technologie wird ein thermoplastisches Material in einem Lösungsmittel aufgelöst und auf die Oberfläche des Hauptkörpers des biologisch abbaubaren Behälters gestrichen. Nachdem das Lösungsmittel getrocknet ist und sich verflüchtigt hat, wird dann ein anderer dünner Beschichtungsfilm, gefertigt aus einem thermoplastischen Material, auflaminiert und mittels Thermo-Kompression gebunden. D.h. die Technologie gemäß (8) offenbart, dass das thermoplastische Material als ein Haftmittel verwendet wird, um den dünnen Beschichtungsfilm (äquivalent mit dem dünnen biologisch abbaubaren Plastikfilm) sicher zu binden. Wenn nun, wie in Bezug auf die Technologien gemäß (3) bis (5) beschrieben, das thermoplastische Material in dem verwendeten Lösungsmittel aufgelöst wird, entstehen Probleme, wie bspw. das Erfordernis einer Ausrüstung zur Vorbeugung der Diffusion des Lösungsmittels. Zudem setzt eine Ausführungsform gemäß (8) Chloroform als das Lösungsmittel ein und diese Verbindung sollte so wenig wie möglich in der Luft verteilt werden. Daher sind wie im Falle von (5) als die oben beschriebene Ausrüstung ein großtechnischer hermetischer Raum und eine Regenerierungsvorrichtung erforderlich.
Die Herstellungstechnologie gemäß (8) erfordert die Druckformung des Hauptkörpers des biologisch abbaubaren Behälters aus einem aus Polysaccharid oder Protein gefertigten Blatt, das zuvor in einer Metallform geformt wird. Es ist daher unmöglich, Formteile zu formen, wie bspw. einen Behälter mit einer Tiefzug-Gestalt, wie eine Tasse, Formteile, die eine uneinheitliche Dicke aufweisen, wie ein Tablett mit Unterteilungen für Nahrungsmittel und ein Tablett zur Verpackung, und Formteilen, die eine komplexe Form aufweisen, wie ein Füllmaterial (Dämpfungsmaterial) für Verpackungszwecke.
WO 94 05492 A offenbart ein biologisch abbaubares Formteil umfassend einen expandierten Kern, der im wesentlichen aus Stärke und einer zusätzlichen Schicht eines biologisch abbaubaren Polymers besteht. Die den expandierten Kern bildende Schicht ist aus einer wässrigen Stärkesuspension gefertigt; unter dem Einfluss von Hitze verdampft das Wasser und expandiert die Stärkemasse. Die Haftung zwischen der zusätzlichen Schicht und dem aus Stärke bestehenden geschäumten Kern ergibt sich während des Formungsverfahrens und das zusätzliche Blattmaterial wird vor dem Formungsverfahren vorgeformt und in die Form eingelegt.
EP-A-0 692 357 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines biologisch abbaubaren Formteils, umfassend einen expandierten Kern, der im wesentlichen aus Stärke und einem wasser- und feuchtigkeitsresistenten Sojabohnenfilm besteht. Die den expandierten Kern bildende Schicht ist aus einer wässrigen Stärke-Suspension gefertigt; unter dem Einfluss von Hitze verdampft das Wasser und expandiert die Stärkemasse. Die Formteile wurden mit den Sojabohnen-Blättern über ein Druck-Laminierungsverfahren laminiert.
Die vorliegende Erfindung berücksichtigt die oben gezeigten Probleme und es ist daher die Aufgabe folgendes zur Verfügung zu stellen:
eine im wesentlichen aus Stärke gefertigte biologisch abbaubare Form, die eine ausreichende Festigkeit aufweist, unabhängig vom Grad der Komplexität der Gestalt,
eine zumindest zufriedenstellende Resistenz gegen Wasser, und eine hohe biologische Abbaubarkeit;
ein Herstellungsverfahren für die biologisch abbaubare Formung; und
eine Zusammensetzung zur Expansionsformung, die bevorzugt zur Herstellung des biologisch abbaubaren Formteils verwendet wird.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben intensiv an den oben beschriebenen Problemen gearbeitet, und im Ergebnis haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung selbständig festgestellt, dass ein biologisch abbaubares Formteil mit einer sehr hohen Qualität hergestellt werden kann durch:
Auswählen von Stärke als Hauptmaterial und Herstellen einer Aufschlämmung oder eines Teigs der Formmasse durch die Zugabe von zumindest Wasser zur Stärke;
Achten auf die Stabilität eines biologisch abbaubaren expandierten Formteils, das aus der Formmasse gefertigt ist, nachdem ein im wesentlichen aus biologisch abbaubarem Plastik gefertigter Beschichtungsfilm auf dem Formteil aufgebracht ist;
und
entweder eine Menge eines biologisch abbaubaren Plastiks des Beschichtungsfilms in Bezug auf das im wesentlichen aus Stärke gefertigte biologisch abbaubare expandierte Formteil oder ein Verhältnis einer Gasphase, die im biologisch abbaubaren expandierten Formteil enthalten ist, vorschreiben,
was zur Vollendung der Erfindung geführt hat.
D.h., um die oben gezeigten Probleme zu lösen, weist das biologisch abbaubare Formteil gemäß der vorliegenden Erfindung mindestens hydrophobe Eigenschaften auf, und enthält:
ein biologisch abbaubares expandiertes Formteil, das in eine vorgegebene Gestalt geformt ist; und
einen Beschichtungsfilm, der im wesentlichen aus biologisch abbaubarem Plastik gefertigt ist und auf einer Oberfläche des biologisch abbaubaren expandierten Formteils aufgebracht ist.
Das biologisch abbaubare Formteil weist die Merkmale auf, wie in Anspruch 1 beansprucht.
Gemäß dem oben beschriebenen Aufbau ermöglicht die Herstellung einer Aufschlämmung oder eines Teigs der Formmasse, die im wesentlichen aus Stärke gefertigt ist, und die Expansion dieser Masse die leichte Herstellung eines höchst kompliziert gestalteten Formteils, und ermöglicht es, dem Formteil im Vergleich mit einem konventionellen Formteil, das aus Stärke gefertigt ist, eine verbesserte Festigkeit zu verleihen, da das erhaltene expandierte Formteil eine bestimmte Menge Wasser enthält. Insoweit, wie ein biologisch abbaubarer Beschichtungsfilm auf dem expandierten Formteil aufgebracht wird, wird es weiterhin möglich, den Beschichtungsfilm auf das Formteil in Übereinstimmung mit dessen Gestalt durch z.B. Thermokompressions-Verklebung leicht und sicher unter Verwendung einer Form aufzubringen, die identisch zu einer Form gestaltet ist, die bei der Formung des expandierten Formteils verwendet wird, oder durch simultanes Aufbringen des Beschichtungsfilms zum Zeitpunkt der Expansions-Formung.
Der Beschichtungsfilm ist im wesentlichen aus einem biologisch abbaubaren Plastik gefertigt, das im Vergleich zu gewöhnlichen Plastikmaterialien eine ähnliche Qualität und zumindest hydrophobe Eigenschaften aufweist. Das im wesentlichen aus Stärke gefertigte expandierte Formteil kann daher einfach durch Aufbringen des Beschichtungsfilms wasserresistent sein. Zudem können durch die Auswahl geeigneter Arten an biologisch abbaubaren Plastikmaterialien, usw., äußerliche Funktionen, wie bspw. eine Gas-Undurchlässigkeit, hinzugefügt werden.
Das biologisch abbaubare expandierte Formteil nimmt bevorzugt nicht weniger als 60 Gew.-% des Gesamtgewichts des biologisch abbaubaren Formteils ein und der Beschichtungsfilm weist einen Schmelzpunkt von 170°C oder höher auf.
Insofern das Gewicht des sich langsam biologisch abbauenden biologisch abbaubaren Plastiks weniger als 40 Gew.-% des Gesamtgewichts beträgt, ist gemäß dem oben gezeigten Aufbau die biologische Abbaubarkeit des biologisch abbaubaren Plastiks und die des expandierten Formteils gut ausgeglichen, und somit wird die biologische Abbaubarkeit des biologisch abbaubaren Formteils weiter verbessert. Insbesondere weist das biologisch abbaubare expandierte Formteil, das expandiert wurde, eine gute biologische Abbaubarkeit auf, und das Formteil ist im Vergleich zur Menge des enthaltenen Beschichtungsfilms reichlich vorhanden. Das biologisch abbaubare Formteil kann daher im Gesamten eine sehr gute biologische Abbaubarkeit vermitteln.
Das biologisch abbaubare Formteil der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt derart aufgebaut, dass das Verhältnis eines Volumens einer im biologisch abbaubaren expandierten Formteil enthaltenen Gasphase mehr als 30 Vol.-% des Gesamtvolumens einnimmt.
Gemäß dem oben gezeigten Aufbau wird der Oberflächenbereich des biologisch abbaubaren expandierten Formteils größer und es können leichter Mikroben eingefangen werden, die das biologisch abbaubare expandierte Formteil biologisch abbauen. Das biologisch abbaubare expandierte Formteil wird daher leicht biologisch abgebaut, und im Ergebnis kann die biologische Abbaubarkeit des biologisch abbaubaren Formteils weiter verbessert werden.
Das biologisch abbaubare Formteil der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt derart aufgebaut, dass ein Wassergehalt in der Formmasse in einem Bereich von nicht weniger als 20 Gew.-% und nicht mehr als 70 Gew.-% liegt, unter der Annahme, dass das Gesamtgewicht 100 Gew.-% ausmacht.
Gemäß dem oben gezeigten Aufbau weist das zu erhaltende expandierte Formteil einen Wassergehalt (genauer innerhalb eines Bereiches von nicht weniger als 3 Gew.-% und nicht mehr als 20 Gew.-%) bevorzugt zur Vermittlung einer ausreichenden Festigkeit auf, da die Formmasse eine geeignete Menge an Wasser enthält. Im Ergebnis ist es möglich, das biologisch abbaubare Formteil ohne eine mehr als einmal durchgeführte Anpassung des Wasserverhältnisses nur durch entweder Aufbringen des Beschichtungsfilms in einem nachfolgenden Verfahren nach dem Verfahren der Dampfexpansions-Formung oder durch Aufbringen des Beschichtungsfilms simultan zur Durchführung der Dampf-Expansion herzustellen.
Das biologisch abbaubare Formteil der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt derart aufgebaut, dass der Beschichtungsfilm im wesentlichen ohne Unterbrechung auf der Oberfläche des biologisch abbaubaren Formteils durch Kompressions-Verklebung haftet.
Gemäß dem oben gezeigten Aufbau lässt sich der Beschichtungsfilm nicht einfach von der Oberfläche des expandierten Formteils ablösen, da der Beschichtungsfilm im wesentlichen derart auf der Oberfläche des biologisch abbaubaren expandierten Formteils haftet, als ob der Beschichtungsfilm direkt auf demselben aufgebracht ist. Dies führt dazu, dass der Beschichtungsfilm auf dem expandierten Formteil mit größerer Sicherheit aufgebracht ist und die biologische Abbaubarkeit des erhaltenen biologisch abbaubaren Formteils sichergestellt wird.
Das biologisch abbaubare Formteil der vorliegenden Erfindung kann derart aufgebaut sein, dass der Beschichtungsfilm auf der Oberfläche des biologisch abbaubaren expandierten Formteils durch Verwendung eines biologisch abbaubaren Haftmittels aufgebracht ist.
Gemäß dem oben gezeigten Aufbau führt dies dazu, dass der Beschichtungsfilm auf dem expandierten Formteil mit größerer Sicherheit aufgebracht ist und die biologische Abbaubarkeit des erhaltenen biologisch abbaubaren Formteils sichergestellt wird.
Das biologisch abbaubare Formteil der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt derart aufgebaut, dass ein Endgehalt an Wasser des biologisch abbaubaren expandierten Formteils nicht weniger als 3 Gew.-% und nicht mehr als 20 Gew.-% beträgt.
Gemäß dem oben gezeigten Aufbau vermittelt eine im expandierten Formteil enthaltene geeignete Menge an Wasser diesem eine ausreichende Festigkeit. Dies führt weiterhin zur Verbesserung der Festigkeit und der Härte des erhaltenen biologisch abbaubaren Formteils.
Das biologisch abbaubare Formteil der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt derart aufgebaut, dass der Aufweichungs-Punkt des Beschichtungsfilms bevorzugt nicht weniger als 130°C beträgt und gleichzeitig der Schmelzpunkt nicht weniger als 170°C beträgt.
Gemäß dem oben gezeigten Aufbau kann die Deformation und das Schmelzen des biologisch abbaubaren Formteils aufgrund von Hitze mit größerer Sicherheit vermieden werden.
Um die oben gezeigten Probleme zu lösen, wird das Verfahren zur Herstellung eines biologisch abbaubaren Formteils gemäß Anspruch 9 beansprucht.
Gemäß dem oben genannten Verfahren wird der Beschichtungsfilm, der eine biologische Abbaubarkeit aufweist, durch Erhitzen und Kompressions-Verklebung desselben aufgebracht, nachdem die Aufschlämmung oder der Teig aus der im wesentlichen aus Stärke gefertigten Formmasse durch Expansions-Formung geformt ist. Es ist daher möglich, das expandierte Formteil, das eine bestimmte Menge Wasser enthält, die erforderlich ist, um eine ausreichende Festigkeit zu erhalten, zum Zeitpunkt der Formung bereitzustellen und ebenfalls den Beschichtungsfilm sicher auf den Hauptkörper (expandiertes Formteil) aufzubringen, die einen stabilen Wassergehalt aufweist. Dies ermöglicht es, das biologisch abbaubare Formteil durch ein einfaches Verfahren weit überlegen gegenüber konventionellen herzustellen.
Das Verfahren zur Herstellung des biologisch abbaubaren Formteils der vorliegenden Erfindung kann derart aufgebaut sein, dass im Formungsschritt eine vorgegebene Form verwendet wird und ebenfalls eine Aufbringungs-Form, deren Gestalt im wesentlichen mit der der Form identisch ist.
Gemäß dem oben beschriebenen Verfahren, wird die Aufbringungs-Form leicht durch Kopieren der Gestalt der zuvor hergestellten Form erhalten, da die Form des expandierten Formteils und die Aufbringungs-Form des Beschichtungsfilms im wesentlichen die gleiche Gestalt aufweisen. Da der Beschichtungsfilm durch Verwendung der Form aufgebracht wird, die im wesentlichen identisch zur Form gestaltet ist, kann darüber hinaus der Beschichtungsfilm sicher und leicht selbst auf ein kompliziert gestaltetes expandiertes Formteil aufgebracht werden. In der Konsequenz ist es möglich, das biologisch abbaubare Formteil in einem einfacheren Prozess herzustellen.
Das Verfahren zur Herstellung des biologisch abbaubaren Formteils der vorliegenden Erfindung kann so aufgebaut sein, dass – bevor der Beschichtungsfilm aufgebracht wird – im Aufbringungsschritt zwischen dem Beschichtungsfilm und dem biologisch abbaubaren, expandierten Formteil ein Haftfilm angeordnet wird, der aus biologisch abbaubaren Plastikmaterialien gefertigt ist, die einen niedrigen Schmelzpunkt aufweisen, und der bei einer Temperatur geschmolzen werden kann, die niedriger ist als der Schmelzpunkt des Beschichtungsfilms.
Nur durch vorheriges Einbringen eines Haftmittels in Form eines Films zwischen dem Beschichtungsfilm und dem expandierten Formteil wird gemäß dem oben beschriebenen Verfahren der Beschichtungsfilm aufgeweicht und derart Kompressions-verklebt, dass die Haftmittel-Schicht so aufgeschweißt wird, dass der Beschichtungsfilm sicher auf der Oberfläche des expandierten Formteils aufgebracht ist. Das Verfahren zur Herstellung des biologisch abbaubaren Formteils kann in der Folge weiter vereinfacht werden, da ein Verfahren zum Aufbringen eines Haftmittels auf der Oberfläche des expandierten Formteils unnötig wird.
Das Verfahren zur Herstellung des biologisch abbaubaren Formteils der vorliegenden Erfindung kann so aufgebaut sein, dass der Beschichtungsfilm zuvor derart gestaltet ist, dass dieser im wesentlichen mit der äußeren Gestalt des zu erhaltenden biologisch abbaubaren Formteils identisch ist.
Gemäß dem oben beschriebenen Verfahren ist der Beschichtungsfilm nicht eingerissen und es kann ein biologisch abbaubares Formteil mit einer großen Ziehtiefe selbst dann erfolgreich hergestellt werden, wenn der Beschichtungsfilm zum Zeitpunkt der Formung nicht erheblich gedehnt werden kann, da der Beschichtungsfilm zuvor im wesentlichen so gestaltet wird, dass dieser im wesentlichen mit der äußeren Gestalt des zu erhaltenden biologisch abbaubaren Formteils identisch ist. Dies führt zu einer sicheren und effizienten Beschichtung des expandierten Formteils durch den Beschichtungsfilm.
Um die oben gezeigten Probleme zu lösen, weist ein anderes Verfahren zur Herstellung des biologisch abbaubaren Formteils gemäß der vorliegenden Erfindung die Merkmale gemäß Anspruch 13 auf.
Gemäß dem oben beschriebenen Verfahren werden die Expansionsformung einer Formmasse und das Aufbringen eines Beschichtungsfilms simultan in einem einzigen Prozess durchgeführt und das erhaltene biologisch abbaubare Formteil enthält zudem den Beschichtungsfilm derart Kompressions-verklebt, also ob dieser direkt auf der Oberfläche des expandierten Formteils aufgebracht wäre. Dies ermöglicht es, das biologisch abbaubare Formteil durch ein einfacheres Verfahren weit überlegen gegenüber konventionellen herzustellen, und ebenso im weiteren einen Aufbringungszustand des Beschichtungsfilms des erhaltenen biologisch abbaubaren Formteils zu stabilisieren.
Gemäß einem anderen Verfahren zur Herstellung des biologisch abbaubaren Formteils der vorliegenden Erfindung kann das biologisch abbaubare Formteil, in welchem dessen gesamte Oberfläche durch den Beschichtungsfilm beschichtet ist, durch Erhitzen der Formmasse erhalten werden, nachdem diese wie eine Sandwich-Struktur durch den Beschichtungsfilm über- und unterschichtet wurde. Ein anderes Verfahren zur Herstellung des biologisch abbaubaren Formteils der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt so aufgebaut, dass die Formmasse direkt unter Verwendung hochfrequenten dielektrischen Erhitzens im oben gezeigten Verfahren erhitzt wird.
Gemäß dem oben gezeigten Verfahren wird ein Druck zum Pressen des Beschichtungsfilms gegen die Form sowohl stark als auch einheitlich erzeugt, da die Formmasse selbst für einen kurzen Zeitraum in einem frühen Stadium des Prozesses der Expansionsformung Hitze erzeugt und das gesamte Formteil insgesamt expandiert. Im Ergebnis ermöglicht dies, das biologisch abbaubare Formteil zu erhalten, in welchem das biologisch abbaubare expandierte Formteil und der Beschichtungsfilm gut aneinander haften.
Gemäß dem oben beschriebenen Verfahren kann ebenfalls eine geeignet erhitzte Formmasse an die Formmasse gebunden werden, selbst falls eine Temperatur der Form verhältnismäßig niedrig eingestellt wird, d.h. weniger als 150°C, da die Formmasse direkt erhitzt wird anstatt durch die Form erhitzt zu werden. Dies ermöglicht es, einen Beschichtungsfilm zu verwenden, der einen Schmelzpunkt bei einer Temperatur von nicht mehr als 150°C aufweist, und erweitert die Wahlmöglichkeit bzgl. des Beschichtungsfilms.
Ein anderes Verfahren zur Herstellung des biologisch abbaubaren Formteils der vorliegenden Erfindung kann derart aufgebaut sein, dass der Beschichtungsfilm zuvor so gestaltet wurde, dass dieser im wesentlichen mit der äußeren Gestalt des zu erhaltenden biologisch abbaubaren Formteils identisch ist.
Gemäß dem oben beschriebenen Verfahren ist der Beschichtungsfilm nicht eingerissen und es kann erfolgreich ein biologisch abbaubares Formteil mit einer großen Ziehtiefe hergestellt werden, selbst falls der Beschichtungsfilm zum Zeitpunkt der Formung nicht erheblich gedehnt werden kann, da der Beschichtungsfilm zuvor so gestaltet wird, dass dieser im wesentlichen mit einer äußeren Gestalt des zu erhaltenden biologisch abbaubaren Formteils identisch ist. Dies führt zu einer sicheren und effizienten Beschichtung des expandierten Formteils durch den Beschichtungsfilm.
Ein anderes Verfahren zur Herstellung des biologisch abbaubaren Formteils der vorliegenden Erfindung kann so aufgebaut sein, dass der Beschichtungsfilm als Filmausschnitt zugeschnitten wird, der im wesentlichen mit der äußeren Gestalt des zu erhaltenden biologisch abbaubaren Formteils identisch ist.
Gemäß dem oben gezeigten Verfahren ist der Beschichtungsfilm nicht eingerissen und es kann selbst dann ein biologisch abbaubares Formteil mit einer großen Ziehtiefe erfolgreich hergestellt werden, falls der Beschichtungsfilm aus einem kaum dehnbaren biologisch abbaubaren Plastik gefertigt ist, da der Beschichtungsfilm vor dem Aufbringen so gestaltet wurde, dass dieser im wesentlichen mit der äußeren Gestalt des zu erhaltenden biologisch abbaubaren Formteils identisch ist. Dies führt zu einer sicheren und effizienten Beschichtung des expandierten Formteils durch den Beschichtungsfilm.
Ein anderes Verfahren zur Herstellung des biologisch abbaubaren Formteils der vorliegenden Erfindung kann so aufgebaut sein, dass der Beschichtungsfilm weiter in eine Taschen-Form überführt wird, die geeignet ist, die Formmasse darin zu lagern.
Gemäß dem oben gezeigten Verfahren ist die Formmasse im wesentlichen durch den in eine Taschen-Form überführten Beschichtungsfilm verpackt. Durch zuvor erfolgtes Verteilen des Großteils der Formmasse auf jeden Taschen-förmigen Film wird es möglich, die Formmasse für einen Zeitraum zu lagern, und weiterhin ist die Vorbereitung der Formung lediglich durch Einlegen der verpackten Masse in die Form abgeschlossen, wenn das biologisch abbaubare Formteil hergestellt wird. Dies ermöglicht es, das Herstellungsverfahren weiter zu vereinfachen.
Zur Lösung der oben gezeigten Probleme, ist eine Zusammensetzung zur Expansions-Formung der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass:
eine Aufschlämmung oder ein Teig einer Formmasse, die im wesentlichen aus Stärke oder einem Derivat davon gefertigt ist, und durch Zugabe von Wasser zur Stärke oder dem Derivat davon hergestellt ist, in einem Taschen-förmigen Film gelagert wird, der im Wesentlichen in Gestalt einer Tasche gefertigt wurde; und
der Taschen-förmige Film aus einem Beschichtungsfilm gefertigt ist, der im wesentlichen aus einem biologisch abbaubaren Plastik gefertigt ist, und zumindest hydrophobe Eigenschaften aufweist.
Gemäß dem oben gezeigten Aufbau wird die Formmasse zur Expansions-Formung in dem Taschen-förmigen Film gelagert und ist im wesentlichen dadurch verpackt. So ist es möglich, für einen Zeitraum eine große Menge der Formmasse zu lagern, die auf jeden Taschen-förmigen Beschichtungsfilm verteilt ist, und gleichzeitig kann das biologisch abbaubare Formteil, auf dem der im wesentlichen aus biologisch abbaubarem Plastik gefertigte Beschichtungsfilm aufgebracht ist, leicht durch einfaches Einlegen der Formmasse in die Form und durch Dampf-Expansion derselben hergestellt werden. Auf diese Weise kann das biologisch abbaubare Formteil in einem leichten und einfachen Prozess hergestellt werden.
Für ein besseres Verständnis der Art der vorliegenden Erfindung soll ein Verweis auf die begleitende ausführliche Beschreibung zusammen mit den begleitenden Figuren gemacht werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Die 1(a) und 1(b) sind schematische, sektionale Ansichten, die eine Gestalt eines Schalen-förmigen Behälters als Beispiel eines biologisch abbaubaren Formteils einer Ausführungsform in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigen.
Die 2(a) und 2(b) sind schematische Querschnitts-Ansichten, die eine Gestalt eines Teller-förmigen Behälters als Beispiel eines biologisch abbaubaren Formteils einer Ausführungsform in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigen.
Die 3(a) und 3(b) sind eine schematische Querschnitts-Ansicht und ein schematischer Grundriss, die die Gestalt eines Tassen-förmigen Behälters als Beispiel eines biologisch abbaubaren Formteils einer Ausführungsform in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zeigen.
Die 4 ist ein Graph, der eine Zusammensetzung einer Formmasse der vorliegenden Erfindung zeigt, wie in Bezug auf die gesamten Formmassen in einem Graph (I), und einer Gesamtmenge an Feststoff in einem Graph (II), und mittels eines Verhältnisses zwischen einer Gesamtmenge der Masse und Wasser in einem Graph (III), und einer schematischen Beziehung zwischen solchen Messungen gemessen.
Die 5(a) und 5(b) sind schematische Querschnitts-Ansichten, die einen Aufbau einer Form zur Formung eines expandierten Formteils zeigen, das ein Hauptkörper des in den 1(a) und 1(b) gezeigten Schalen-förmigen Behälters ist.
Die 6(a) und 6(b) sind schematische Querschnitts-Ansichten, die einen Aufbau einer Form zur Formung eines expandierten Formteils zeigen, das ein Hauptkörper des in den 2(a) und 6(b) gezeigten Teller-förmigen Behälters ist.
Die 7(a) und 7(b) sind schematische Querschnitts-Ansichten, die einen Aufbau einer Form zur Formung eines expandierten Formteils zeigen, das ein Hauptkörper des in den 3(a) und 3(b) gezeigten Tassen-förmigen Behälters ist.
Die 8(a) und 8(b) sind schematische Querschnitts-Ansichten, die einen anderen Aufbau einer Form zur Formung eines expandierten Formteils zeigen, das ein Hauptkörper des in den 3(a) und 3(b) gezeigten Tassen-förmigen Behälters ist.
Die 9 ist eine schematische, erklärende Ansicht, die ein Beispiel eines Aufbaus zeigt, wobei die in den 5(a) und 5(b) gezeigte Form eine Elektrode zur internen Erhitzung aufweist.
Die 10(a) ist eine schematische Querschnitts-Ansicht, die eine Gestalt des expandierten Formteils zeigt, die durch die in den 5(a) und 5(b) gezeigte Form geformt wurde; 10(b) ist eine schematische Querschnitts-Ansicht, die eine Gestalt des expandierten Formteils zeigt, dass durch die in den 6(a) und 6(b) gezeigte Form geformt wurde; und 10(c) ist eine schematische Querschnitts-Ansicht, die eine Gestalt des expandierten Formteils zeigt, die durch die in den 7(a) und 6(b) oder die in den 8(a) und 8(b) gezeigte Form geformt wurde.
Die 11 ist eine schematische, erklärende Ansicht, die einen Aufbringungsschritt beschreibt, wobei ein Beschichtungsfilm auf die Oberfläche des in 10(a) gezeigten biologisch abbaubaren Formteils unter Verwendung eines „nachträglichen Aufbringungsverfahrens" zeigt.
Die 12(a) ist eine schematische, erklärende Ansicht, die einen Aufbringungszustand des Beschichtungsfilm auf der Oberfläche des biologisch abbaubaren Formteils zeigt, auf dem der Beschichtungsfilm unter Verwendung des „nachträglichen Aufbringungsverfahrens" aufgebracht wurde, und 12(b) ist eine schematische, erklärende Ansicht, die einen Aufbringungszustand des Beschichtungsfilms auf der Oberfläche des biologisch abbaubaren Formteils zeigt, auf welchem der Beschichtungsfilm durch Verwendung eines „simultanen Aufbringungsverfahrens" aufgebracht wurde.
Die 13 ist eine erklärende Ansicht, die einen Fall beschreibt, in dem ein Herstellungsverfahren 1 im simultanen Aufbringungsverfahren zur Herstellung des in 2(a) gezeigten biologisch abbaubaren Formteils verwendet wird.
Die 14 ist eine erklärende Ansicht, die einen Fall beschreibt, in dem ein Herstellungsverfahren 2 im simultanen Aufbringungsverfahren zur Herstellung des in 1(a) gezeigten biologisch abbaubaren Formteils verwendet wird.
Die 15 ist eine erklärende Ansicht, die einen Fall beschreibt, in welchem ein Herstellungsverfahren 3 im simultanen Aufbringungsverfahren zur Herstellung des in 2(a) gezeigten biologisch abbaubaren Formteils verwendet wird.
Die 16 ist eine erklärende Ansicht, die einen Fall beschreibt, in dem ein Herstellungsverfahren 4 im simultanen Aufbringungsverfahren zur Herstellung des in 1(a) gezeigten biologisch abbaubaren Formteils verwendet wird.
Die 17(a) ist eine schematischer Grundriss, der ein Beispiel zeigt, in dem der Beschichtungsfilm in zwei Filmausschnitte zugeschnitten wird, wenn das in 3(a) gezeigte biologisch abbaubare Formteil unter Verwendung eines Herstellungsverfahrens 5 hergestellt wird; und 17(b) ist ein schematischer Grundriss, der ein Bespiel zeigt, in welchem der Beschichtungsfilm in drei Filmausschnitte zugeschnitten ist.
Die 18 ist eine erklärende Ansicht, die einen Fall beschreibt, in welchem ein Herstellungsverfahren 5 im simultanen Aufbringungsverfahren zur Herstellung des in 3(a) gezeigten biologisch abbaubaren Formteils, verwendet wird.
Die 19 ist eine erklärende Darstellung, die einen Fall beschreibt, in welchem ein Herstellungsverfahren 6 im simultanen Aufbringungsverfahren zur Herstellung des in 3(a) gezeigten biologisch abbaubaren Formteils verwendet wird.
Die 20 ist eine erklärende Ansicht, die einen Fall beschreibt, in welchem ein Herstellungsverfahren 7 im simultanen Aufbringungsverfahren zur Herstellung des in 3(a) gezeigten biologisch abbaubaren Formteils verwendet wird.
Die 21(a) ist eine schematische, erklärende Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem ein Haft-Deckel auf einem Rand des in 1(b) gezeigten biologisch abbaubaren Formteils haftet, und 21(b) ist eine schematische erklärende Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem der Beschichtungsfilm nicht auf dem in 21(a) gezeigten Rand haftet.
Die 22 ist eine erklärende Ansicht, die einen Fall beschreibt, in dem ein Herstellungsverfahren 1A im simultanen Aufbringungsverfahren verwendet wird.
Die 23 ist eine schematache Querschnitts-Ansicht, die eine Gestalt eines Tellerförmigen Behälters zeigt, der durch das Herstellungsverfahren 1A als weiteres Beispiel des biologisch abbaubaren Artikels in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhalten wurde.
DIE BESTEN ARTEN ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist im Folgenden in Übereinstimmung mit den 1 bis 23 beschrieben. Im übrigen wird die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform festgelegt.
Die Referenzzeichen in den Figuren sind wie folgt.

10a: Schalen-förmiger Behälter (biologisch abbaubares Formteil)
10b: Teller-förmiger Behälter (biologisch abbaubares Formteil)
10c: Tassen-förmiger Behälter (biologisch abbaubares Formteil)
11a: Hauptkörper des Behälters (biologisches abbaubares expandiertes Formteil)
11b: Hauptkörper des Behälters (biologisch abbaubares expandiertes Formteil)
11c: Hauptkörper des Behälters (biologisch abbaubares expandiertes Formteil)
12: Beschichtungsfilm
12b: Taschen-förmiger Film
12c: Taschen-förmiger Film zur Formung (Taschen-förmiger Film)
12g: Begrenzender Taschen-förmigen Film (Taschen-förmiger Film)
13: Haftmittel-Schicht
13a: Haftmittel-Film
14: Formmassen
15: Bindungsoberfläche ("boundary surface")
20a: Metallform (Form)
20b: Metallform (Form)
20c: Metallform (Form)
20d: Metallform (Form)
30: Form (Aufbringungs-Form)
40b: Zusammensetzung zur Formung (Zusammensetzung zur Expansionsformung)
40c: Zusammensetzung zur Formung (Zusammensetzung zur Expansionsformung)
40g: Zusammensetzung zur Formung (Zusammensetzung zur Expansionsformung)

Ein biologisch abbaubares Formteil in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung enthält ein biologisch abbaubares expandiertes Formteil, das in eine vorgegebene Gestalt geformt ist, und einen Beschichtungsfilm aufweist, der auf dessen Oberfläche aufgebracht ist, wobei der Beschichtungsfilm im wesentlichen aus einem biologisch abbaubaren Plastik gefertigt ist und zumindest hydrophobe Eigenschaften aufweist. Das biologisch abbaubare expandierte Formteil ist aus Stärke oder einem Derivat davon als Hauptmaterial gefertigt und ist mittels Durchführung einer Dampfexpansion mit einer Aufschlämmung oder einem Teig einer Formmasse geformt, der durch Zugabe von Wasser zur Hauptmaterial gefertigt ist.
Ein bevorzugter Aufbau des oben gezeigten biologisch abbaubaren Formteils ist ebenso entweder
eine Menge an biologisch abbaubaren Plastikmaterialien in einer solchen Weise, dass der Beschichtungsfilm als gleichförmig in Bezug auf das biologisch abbaubare expandierte Formteil festgelegt ist; oder
ein Verhältnis der Menge der im biologisch abbaubaren expandierten Formteil enthaltenen Gasphase, die als eine bestimmte Menge festgelegt ist,
und zudem beschichtet der oben beschriebene Beschichtungsfilm bevorzugt die Oberfläche des biologisch abbaubaren expandierten Formteils in dem Zustand, in dem der Beschichtungsfilm im wesentlichen auf der Oberfläche haftet. In diesem Fall kann zwischen diesen beiden eine Haftmittel-Schicht eingeführt werden, obwohl bevorzugt ist, dass der Beschichtungsfilm direkt haftet.
Im übrigen kann in der folgenden Beschreibung der Begriff "das biologisch abbaubare expandierte Formteil" ohne jegliche Bemerkung als "expandiertes Formteil" abgekürzt werden. Ebenso deutet der oben beschriebene Zustand "Aufschlämmung" einen Zustand an, in welchem Stärke ausreichend Fließfähigkeit („fluidness") aufweist, wenn zumindest Wasser hinzugefügt wird. Die Stärke muss daher nur suspendiert werden und braucht nicht in Wasser aufgelöst zu werden. Derweil weist der oben beschriebene Zustand "Teig" im Vergleich zum Zustand der Aufschlämmung eine geringere Fließfähigkeit ("fluidness") auf, und die Masse ist halb verfestigt.
Es wird das biologisch abbaubare Formteil in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung beschrieben. Genauer formuliert enthält, wie 1(a) zeigt, das Schalen-förmige Gefäß 10a einen Hauptkörper 11a des Behälters, der das biologisch abbaubare expandierte Formteil darstellt, und einen Beschichtungsfilm 12, der direkt und im wesentlichen schnell auf den Hauptkörper 11a zur Bedeckung von dessen Oberfläche angeheftet wird, falls ein Schalen-förmiges Gefäß als Beispiel für das biologisch abbaubare Formteil verwendet wird. Wie 1(b) zeigt, kann ebenso der Schalen-förmige Behälter 10a eine Haftmittel-Schicht 13 enthalten, die zwischen den Beschichtungsfilm 12 und dem Hauptkörper 11a eingelegt wurde, um den Beschichtungsfilm 12 auf die Oberfläche des Hauptkörpers 11a aufzubringen. Wie später beschrieben, muss im übrigen die Oberfläche des Hauptkörpers 11a nicht notwendigerweise vollständig durch den Beschichtungsfilm 12 bedeckt sein, (und) daher kann dieser durch denselben zum Teil bedeckt sein.
Falls ein Teller-förmiger Behälter als weiteres Beispiel des biologisch abbaubaren Formteils in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist ebenfalls entsprechend der Teller-förmige Behälter 10b so aufgebaut, dass dieser entweder den Hauptkörper 11b und den Beschichtungsfilm 12 enthält, wie 2(a) zeigt, oder zusätzlich die Haftmittel-Schicht zwischen dem Hauptkörper 11b und dem Beschichtungsfilm 12 enthält, wie 2(b) zeigt.
Falls als weiteres Beispiel ein Tassen-förmiger Behälter des biologisch abbaubaren Formteils verwendet wird, ist zudem der Tassen-förmige Behälter 10c ebenfalls so aufgebaut, dass dieser entweder den Hauptkörper 11c und den Beschichtungsfilm 12 enthält, wie 3(a) zeigt, oder zusätzlich die Haftmittel-Schicht 13 zwischen dem Hauptkörper 11c und dem Beschichtungsfilm 12 enthält, wie 3(b) zeigt. Im übrigen stellt in den 3(a) und 3(b) die obere Figur eine vertikale Querschnitts-Ansicht des Tassen-förmigen Behälters 10c dar und die untere Figur ist ein Grundriss (unter Draufsicht auf den Tassen-förmigen Behälter 10c von oben) in Bezug auf die obere Figur.
Das biologisch abbaubare expandierte Formteil, aus dem der Hauptkörper (die Hauptkörper 11a, 11b und 11c) des biologisch abbaubaren Formteils in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gefertigt ist, ist aus einer Formmasse gefertigt, deren Hauptbestandteil Stärke oder ein Derivat davon ist, und das durch Dampfexpansion geformt wurde.
Die als Hauptmaterial der Formmasse verwendete Stärke ist nicht auf irgendeine besondere Art festgelegt. Bspw. kann Stärke leicht aus landwirtschaftlichen Produkten erhalten werden, die weltweit als die Haupt-Cerealien erzeugt werden, wie bspw. Kartoffel, Mais, Maniok, Reis, Weizen, Süßkartoffel, etc., die in geeigneter Weise verwendet werden können. Die oben gezeigte Stärke kann entweder aus einem bestimmten landwirtschaftlichen Produkt oder einer Mischung aus Stärke hergestellt werden, die aus mehr als einem landwirtschaftlichen Produkt hergestellt wurde. Ebenso ist das Derivat von Stärke eine Stärke, die chemisch modifiziert wurde, jedoch noch immer biologisch abbaubar ist, noch genauer bspw. α-Stärke, quervernetzte Stärke, und denaturierte Stärke, etc.. Zudem kann ebenso eine Mischung der nicht-modifizierten Stärke oder dem Derivat von Stärke verwendet werden. In einem allgemeinen Sinn enthält daher die Stärke in der vorliegenden Erfindung die nicht-modifizierte Stärke (Stärke in einem näheren Sinn), die Derivate von Stärke, und die Mischung dieser beiden. In der folgenden Beschreibung gibt daher "Stärke" Stärke in einem allgemeinen Sinn an, sofern nicht besonders vermerkt.
Wie ein Graph "(II) die Gesamtmenge an Haupt-Feststoff = 100%" in 4 zeigt, beträgt der Prozentanteil des Stärkegehalts in der Formmasse bevorzugt nicht weniger als 50 Gew.-% und nicht mehr weniger als 100 Gew.-%, sofern eine Gesamtmenge des Haupt-Feststoffs der Formmasse als 100 Gew.-% angenommen wird. Falls eine Gesamtmenge der Formmasse einschließlich Wasser als 100 Gew.-% definiert sind, wie Graph "(I) Formmasse = 100%" in 4 angibt, liegt derweil der Prozentanteil an Stärke bevorzugt zwischen 20 Gew.-% und 60 Gew.-%. Falls der Stärkeanteil in die oben genannten Bereiche fällt, kann das Hauptmaterial des biologisch abbaubaren Formteils in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung als Stärke angesehen werden, so dass eine gute biologische Abbaubarkeit erwartet werden kann. Im übrigen werden der Haupt-Feststoff und dessen Gesamtmenge später beschrieben.
Abgesehen von der Stärke kann die Formmasse verschiedene Additive enthalten. Genauer formuliert sind solche Additive bspw. ein Streckungsmittel, ein Mittel zur Einstellung der Festigkeit, ein Weichmacher, ein Emulgiermittel, ein Stabilisierungsmittel, ein Mittel zur Freisetzung der Form, ein Mittel zur Anpassung der Homogenität, ein Mittel zur Rückhaltung der Feuchtigkeit, ein Mittel zur Einstellung der Handhabbarkeit, ein Mittel zur Anpassung der Leitfähigkeit, ein Mittel zur Anpassung des dielektrischen Verlustes, ein Schwellmittel, ein Färbemittel, etc..
Einige Additive sind im Verfahren zur Herstellung des biologisch abbaubaren Formteils vorteilhaft, wie bspw. bei der Verbesserung der Effektivität der Herstellung des biologisch abbaubaren Formteils oder bei der Vermeidung von Problemen, die im Verfahren zur Herstellung auftreten, und andere sind für das biologisch abbaubare Formteil als Endprodukt vorteilhaft, wie bspw. zur Verbesserung der Qualität des erhaltenen biologisch abbaubaren Formteils und zur Kostendämpfung desselben. Die Art dieser Additive ist nicht festgelegt, solange diese nicht die Qualität des expandierten Formteils oder des biologisch abbaubaren Formteils signifikant vermindern.
Das Streckungsmittel ist ein Additiv, das zur Formmasse hinzugegeben wird, um den Hauptanteil der Formmasse zu steigern und die Menge an Stärke, die in der Masse enthalten ist, so weit wie möglich zu verringern, um die Kosten zu dämpfen. Eine als Streckungsmittel verwendete Verbindung ist daher nicht auf irgendeine besondere festgelegt, solange diese billiger als Stärke ist, jedoch werden Nebenprodukte der Prozessierung und der Herstellung von Nahrungsmitteln, etc. bevorzugt, um die Abfälle simultan zu entsorgen.
Insbesondere können verwendet werden:

(1) Ein Rest eines Saftes, ein Rest der Pressung, und eine Mischung dieser beiden, die bei der Prozessierung und Herstellung von Nahrungsmitteln (Nahrungsmittel und Getränk) unter Verwendung von Gemüse und Früchten, wie bspw. Sellerie, Karotte, Tomate, Zitrusfrüchten (Mandarin Orange, Zitrone, Grapefruit, etc.), Apfel, Traube, Beeren, Ananas, Zuckerrohr, Zuckertorf (sugarpeat), etc. hergestellt wird;
(2) Nebenprodukte einer Herstellung von prozessierten Nahrungsmitteln unter Verwendung von Cerealien, wie bspw. Tofu-Bodensätzen und Tofu;
(3) Sake-Bodensätzen, Shochu-Bodensätzen, Bierhefe-Bodensätzen, Weinhefe-Bodensätzen, etc., die in Verfahren zur Herstellung von Likören, wie bspw. Sake, Shochu, Bier, Wein, etc. und jeder Mischung davon erzeugt werden;
(4) Resten von gebrauchten Luxusgetränken, wie bspw. Kaffee, schwarzem Tee, Gerstentee, grünem Tee, Oolong Tee, etc., und jeder Mischung davon;
(5) Ölkeksen, die nach dem Auspressen von Öl aus Sojabohnen, Mais, Rapssamen, Sesam, etc. verbleiben, und jeder Mischung davon;
(6) Resten, die in Prozessen zum Polieren von Weizenkleie, Reiskleie, Reishülsen, etc. erzeugt werden, und jeder Mischung davon;
(7) Nebenprodukte, die in einem Prozeß zur Herstellung von Stärke, wie bspw. Gluten-Mehl (gluten meal), etc. erzeugt werden;
(8) Backresten, die in Prozessen zur Herstellung von Süßigkeiten und Brot, wie bspw. einer Kegeltasse (cone cup), Cracker, Oblaten erzeugt werden, und jeder Mischung davon;
(9) Die zuvor erwähnten Nebenprodukte etc. in getrockneter oder zerkleinerter Form.

Weiterhin kann eine der Verbindungen oder jede Mischung davon verwendet werden.
Das Mittel zur Einstellung der Festigkeit ist ein Additiv zur Einstellung (besonders Erhöhung) der Festigkeit des expandierten Formteils und des biologisch abbaubaren Formteils. Obwohl die Art des Mittels nicht auf eine bestimmte Verbindung festgelegt ist, werden als die konkreten Beispiele bspw. verwendet:
die zuvor erwähnten Nebenprodukte (1) bis (9), die als Streckungsmittel verwendet werden;

(10) Saccharid wie bspw. Glucose, Dextrin, isomerisiertes Saccharid, etc., und jede Mischung davon;
(11) Zucker-Alkohole wie bspw. Sorbitol, Mannitol, Lactiol, etc., und jede Mischung davon;
(12) Fette und Öle wie bspw. vegetabiles Fett und Öl, tierisches Fett und Öl, daraus hergestelltes prozessiertes Fett und Öl, etc., und jede Mischung davon;
(13) Wachse, wie bspw. Carnauba-Wachs, Candellila-Wachs, Bienenwachs, Paraffin, mikrokristallines Wachs, und jede Mischung davon;
(14) Verdicker-Polysaccharid (Mikrobe, die ein Polysaccharid erzeugen, oder ein vegetabiles Polysaccharid, etc.) wie bspw. Xanthan (Xanthan-Gummi), Gellan-Gummi, Guar-Gummi, Johannesbrotkernmehl, Pektin, Gummi-Arabikum, Karaya-Gummi, Tara-Gummi, Carrageenan, Furcellaran, Agar, Alginat, etc. und Salze davon, und jede Mischung davon;
(15) Chloride von Metallen, wie bspw. Calcium, Natrium, Kalium, Aluminium, Magnesium und Eisen; Sulfate, Salze organischer Säuren, Carbonate, Hydroxide, Phosphate, und andere Salze dieser Metalle; und jede Mischung davon;
(16) unlösliche Mineralien, wie bspw. Quarzpulver, Kieselgur, Talk, Silicon, etc., und jede Mischung davon;
(17) vegetabile Fasern und deren Derivate, wie bspw. Zellulose, mikrokristalline Zellulose, Papier, Zellstoff (gebrauchter Zellstoff, ungebrauchter Zellstoff), Carboxymethylzellulose, Methylzellulose, Acetylzellulose, etc., und jede Mischung davon;
(18) Strukturen anorganischer Verbindungen etc. (Gras, Metall, Kohlenstoff, Keramik, etc.) und daraus hergestellte Fasern, und jede Mischung davon;
(19) natürliche Materialien, wie bspw. Muschel, Knochenpulver, Eierschale, ein Blatt, Holzpulver, etc., und jede Mischung davon;
(20) Calciumcarbonat, Kohlenstoff, Talk, Titandioxid, Silica-Gel, Aluminiumoxid, nicht-faserige Füllmaterialien, etc., und jede Mischung davon;
(21) Fettsäure (Stearinsäure, Milchsäure, Laurinsäure, etc.), Salze, wie bspw. ein Metallsalz der Säureverbindungen, etc., Fettsäurederivate, wie bspw. Acetamid, Ether, etc., und jede Mischung davon;
(22) andere Nahrungsmittelzusätze, wie bspw. Glycerin, Polyglycerin, Propylengycol, Ethylenglykol, Glycerinfettsäureester, Polyglycerinfettsäureester, Propylenfettsäureester, Zuckerester, Lecithin, Sorbitanfettsäureester, Polysorbat, etc., und jede Mischung davon;
(23) natürliche Harze, wie bspw. Schellack, Kolophonium („Rosin"), Sandarak-Harz, Guttapercha, Dammer-Harz, etc., und jede Mischung davon;
(24) biologisch abbaubare Harze, wie bspw. Polyvinylalkohol, Polymilchsäure, etc., und jede Mischung davon;
(25) Acetyltributylcitrat, eine Lösung aus Zirkoniumsalz, eine alkalische Lösung von Ammoniumzirkoniumcarbonat und jede Mischung davon. Weiterhin kann entweder eine der oben gezeigten Substanzen oder jede Mischung davon verwendet werden.

Der Weichmacher ist ein Additiv zur Verbesserung der Fließfähigkeit der Formmasse und verleiht dem erhaltenen expandierten Formteil und dem biologisch abbaubaren Formteil Flexibilität. Obwohl die Art des Weichmachers nicht auf eine bestimmte Verbindung festgelegt ist, werden als die konkreten Beispiele bspw. verwendet:
die zuvor erwähnten Nebenprodukte (1) bis (9), die als die Streckungsmittel verwendet werden;
die zuvor erwähnten Verbindungen (10) bis (21), (23) und (24), die als Mittel zur Einstellung der Festigkeit verwendet werden;

(26) Acetylpolybutylcitrat oder Zucker-Alkohole, wie bspw. Glycerin, Polyglycerin, Propylenglycol, Ethylenglycol etc., und jede Mischung davon.

Weiterhin kann entweder eine der oben gezeigten Verbindungen oder jede Mischung davon verwendet werden.
Das Emulgiermittel ist ein Additiv zum Mischen eines öligen Additivs in geeigneter Weise und zum Emulgieren des Additivs in eine Öl-Tropfen-in-Wasser-Form, vorausgesetzt, dass das ölige Additiv zur Formmasse hinzugegeben wird. Obwohl die Art des Emulgiermittels nicht auf eine bestimmte Substanz festgelegt ist, werden z.B. als konkrete Beispiele verwendet:

(27) Grenzflächenaktive Mittel, wie bspw. Glycerinsäureester, Polyglycerinsäureester, Propylenglycolfettsäureester, Zuckerester, Sorbitansäureester, Lecithin, Polysorbat, etc., und jede Mischung davon.

Das Stabilisierungsmittel ist ein Additiv zur Stabilisierung des Zustandes der prozessierten Formmasse. Obwohl die Art des Stabilisierungsmittels nicht auf eine bestimmte Substanz festgelegt ist, werden als konkrete Beispiele bspw. genommen:
Stärke (in einem näheren Sinn, nicht-modifiziert) als das Hauptmaterial und das Derivat davon; und
die als Mittel zum Einstellen der Festigkeit verwendeten Verbindungen, wie bspw. (10) Saccharid, (11) Zucker-Alkohole, (14) Verdickungs-Polysaccharide, (17) vegetabile Fasern und deren Derivate (ausgenommen Papier), und (21) Fettsäure, Fettsäuresalze, und Fettsäurederivate etc..
Es kann entweder eine der oben gezeigten Verbindungen oder jede Mischung davon verwendet werden.
Das Mittel zur Freisetzung der Form ist ein Additiv zur Unterstützung der Freisetzung des geformten expandierten Formteils aus der Form und um die Oberfläche des expandierten Formteils so glatt wie möglich zu gestalten. Obwohl das Mittel zur Freisetzung der Form nicht auf eine bestimmte Art festgelegt ist, werden als die konkreten Beispiele bspw. die als Mittel zur Einstellung der Festigkeit verwendeten Verbindungen eingesetzt, wie bspw. (12) Fette und Öle, (13) Wachse, (14) Verdickungs-Polysaccharide, (21) Fettsäure, Fettsäuresalze und Fettsäurederivate, etc.
Es kann entweder eine der oben gezeigten Verbindungen oder jede Mischung davon verwendet werden.
Das Mittel zur Anpassung der Homogenität ist ein Additiv, um das "Korn" (in diesem Fall Korn, etc., eines Feststoffes in dem Material der Aufschlämmung/des Teigs) der Aufschlämmung/des Teigs der Formmasse so fein, glatt und homogen wie möglich zu gestalten. Obwohl das Mittel zur Einstellung der Homogenität nicht auf eine bestimmte Art festgelegt ist, werden als die konkreten Beispiele bspw. herangezogen:
Stärke (in einem näheren Sinn, nicht modifiziert) als das Hauptmaterial, und das Derivat davon;
die zuvor erwähnten Nebenprodukte (1) bis (9), die als die Streckungsmittel verwendet werden;
die zuvor erwähnten Verbindungen (10) bis (25), die als Mittel zur Einstellung der Festigkeit verwendet werden.
Weiterhin kann entweder eine der zuvor genannten Verbindungen und jede Mischung davon verwendet werden.
Das Mittel zur Rückhaltung der Feuchtigkeit führt dazu, dass das expandierte Formteil eine bestimmte Menge an Wasser enthält, und weist den gleichen Effekt auf wie der Weichmacher. D.h., falls das expandierte Formteil, das im Wesentlichen aus Stärke gefertigt ist, eine bestimmte Menge an Wasser enthält (falls es Feuchtigkeit zurückhält), werden dessen Festigkeit und Flexibilität verbessert, während die Brüchigkeit von α-Stärke verringert wird. Das Mittels zur Rückhaltung der Feuchtigkeit kann daher als Weichmacher und ebenfalls als ein Mittel zur Einstellung der Festigkeit verwendet werden.
Die Art des Mittels zur Rückhaltung der Feuchtigkeit ist ebenfalls nicht auf irgendeine bestimmte Verbindung festgelegt. Was daher als die konkreten Beispiele genommen werden, sind bspw.:
die Stärke (in einem näheren Sinn, nicht-modifiziert) als das Hauptmaterial und die Derivate davon;
die zuvor erwähnten Nebenprodukte (1) bis (9), die als die Streckungsmittel verwendet werden; und
die Verbindungen, die als die Mittel zur Einstellung der Festigkeit verwendet werden, wie bspw. (10) Saccharid, (11) Zucker-Alkohole, (12) Fette und Öle, (13) Wachse, (14) Verdickungs-Polysaccharide, (15) Metallsalze, (17) vegetabile Fasern und deren Derivate, (19) natürliche Materialien, wie bspw. Muschel, Knochenpulver, Eierschale, Blatt, Holzpulver, etc. und (22) Nahrungsmittelzusätze.
Weiterhin kann entweder eine der oben gezeigten Verbindungen oder jede Mischung davon verwendet werden.
Das Mittel zur Einstellung der Handhabbarkeit funktioniert als ein Mittel zur Einstellung der Aufschlämmung und ist ein Additiv zur Verbesserung der Handhabbarkeit der Aufschlämmung/des Teigs der Formmasse. Obwohl das Mittel zur Einstellung der Handhabbarkeit nicht auf irgendeine bestimmte Verbindung festgelegt ist, wird festgehalten, dass alle als der Weichmacher, das Emulgiermittel, und das Stabilisierungsmittel eingesetzten Materialien und Verbindungen verwendet werden können. Es kann entweder eine der oben gezeigten Verbindungen oder jede Mischung davon verwendet werden.
Das Mittel zur Einstellung der Leitfähigkeit ist ein Additiv zum Einstellen einer Leitfähigkeit der Formmasse, die einen der Faktoren zur Kontrolle des Zustandes der Erhitzung im Fall des internen Erhitzens darstellt, wie im folgenden beschrieben, besonders im Fall der Hitzeformung unter Verwendung der internen Hitze, die durch elektrisches Erhitzen erzeugt wird, wenn das expandierte Formteil geformt wird. Obwohl das Mittel zur Einstellung der Leitfähigkeit nicht auf irgendeine bestimmte Art festgelegt ist, werden als konkrete Beispiele bspw. verwendet:
(12) Fette und Öle, (13) Wachse, (14) Verdickungs-Polysaccharide, und (15) Metallsalze, die als die Mittel zur Einstellung der Festigkeit verwendet werden, und (28) wasserlösliche Elektrolyte, wie bspw. Salze, Säure, Alkali, Alkohol, etc.
Es kann entweder eine der oben gezeigten Verbindungen oder jede Mischung davon eingesetzt werden.
Das Mittel zur Einstellung des dielektrischen Verlustes ist ein Additiv zur Einstellung eines dielektrischen Verlustes der Formmasse, der einer der Faktoren zur Kontrolle des Zustandes der Erhitzung darstellt, besonders im Falle des Hitzeformung unter Verwendung der durch hochfrequentes elektrisches Erhitzen erzeugten internen Hitze, wenn das expandierte Formteil geformt wird. Obwohl das den elektrischen Verlust einstellende Mittel nicht auf irgendeine bestimmte Art festgelegt ist, werden als konkrete Beispiele bspw. verwendet:
die Verbindungen, die als die Mittel zur Einstellung der Festigkeit eingesetzt werden, wie bspw. (12) Fette und Öle, (13) Wachse, (15) Metallsalze, (16) unlösliche Mineralien, und (17) vegetabile Fasern und deren Derivate;
die Verbindung, die als das Mittel zur Einstellung der Leitfähigkeit eingesetzt wird, wie bspw. (28) wasserlösliche Elektrolyte; und
(29) Verbindungen, die Zirkoniumsalz enthalten, wie bspw. Zirkoniumsalz, eine Lösung von Ammoniumzirkoniumcarbonat, etc. und jede Mischung davon.
Es kann entweder eine der oben gezeigten Verbindungen oder jede Mischung davon verwendet werden.
Das Schwellmittel ist ein Additiv zur Einstellung des Grades der Expansion der Formmasse und weiterhin der Schwellung zur Formung des expandierten Formteils, das eine geeignete Gestalt für die Verwendung aufweist. Obwohl das Schwellmittel nicht auf irgendeine bestimmte Art festgelegt ist, werden als die konkreten Beispiele bspw. verwendet:
(30) Formulierungen einschließlich organischer Schwellmittel, wie bspw. Benzolsulfonylhydrazinverbindungen, Azonitrylverbindungen, Nitrosoverbindungen, Diazoacetamidverbindungen, Azocarbonsäureverbindungen, etc.;
(31) Formulierungen einschließlich ammoniakalische Schwellmittel, wie bspw. Espata, etc.;
(32) Formulierungen einschließlich anorganischer Schwellmittel, wie bspw. Natriumbicarbonat, Ammoniumalaunhydrogenweinsäure, Magnesiumcarbonat, etc.
Es kann entweder eine der oben gezeigten Verbindungen oder jede Mischung davon verwendet werden.
Das Färbemittel ist ein Additiv zur Färbung des gesamten expandierten Formteils. Obwohl das Färbemittel nicht auf irgendeine bestimmte Art festgelegt ist, werden als die konkreten Beispiele bspw. herangezogen:
(33) anorganische Pigmente, wie bspw. Ruß, etc.
(34) natürliche oder synthetische organische Farbstoffe, wie bspw. über einen Farbindex spezifizierte Färbemittel;
(35) aus natürlichen Materialien gefertigte Färbemittel, wie bspw. Karamel, Kakaopulver, etc.
Es kann entweder eine der oben gezeigten Verbindungen oder jede Mischung davon verwendet werden.
Unter den in der Formmasse enthaltenen Additiven ist bevorzugt ein Anteil des Streckungsmittels (dieses kann alternativ als Streckungsadditiv bezeichnet werden) bevorzugt nicht größer als ein Anteil der in der Gesamtmenge des Haupt-Feststoffs der Formmasse enthaltenen Stärke.
Dies bedeutet, dass es bevorzugt ist, falls das Streckungsadditiv vom Standpunkt der Kostendämpfung der Rohstoffe des biologisch abbaubaren Formteils in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung und zur effektiven Verwendung der oben beschriebenen Abfälle nicht den maximalen Anteil der Stärke überschreitet, obwohl das Streckungsadditiv (Streckungsmittel) nicht notwendigerweise enthalten ist. Daher werden die Stärke, die das Hauptmaterial darstellt, und das Streckungsmittel, das das Streckungsadditiv unter den Additiven darstellt, gemeinsam als Haupt-Feststoff bezeichnet.
Im übrigen wird im Haupt-Feststoff die Stärke praktisch nicht der Hauptbestandteil des erhaltenen biologisch abbaubaren Formteils, falls das Streckungs-Additiv zu einem größeren Anteil enthalten ist, als der Anteil der Stärke. Dies sollte vermieden werden, da die Qualität des biologisch abbaubaren Formteils verschlechtert wird. Die Stärke und das Streckungsmittel werden ebenfalls integral als "Haupt-Feststoff" bezeichnet, da der im biologisch abbaubaren Formteil enthaltene "Feststoff", Feststoff von funktionellen Additiven enthält (siehe Graph "(I) Formmasse = 100%' in 4).
D.h., dass in der vorliegenden Erfindung die Stärke (einschließlich der Derivate) mit nicht weniger als 50 Gew.-% und nicht mehr als 100 Gew.-% enthalten ist, während das Streckungsmittel mit nicht weniger als 0 Gew.-% und weniger als 50% (0-50 Gew.-% in der Figur) enthalten ist, unter Annahme, dass die Gesamtmenge des Haupt-Feststoffes (Stärke und Streckungsmittel) als 100 Gew.-% angenommen wird, wie der Graph "(II) Gesamtmenge an Haupt-Feststoff = 100%" in 4 angibt.
Zudem beträgt, wie neben dem Graph "(I) Formmasse = 100%" in 4 geschrieben, die Gesamtmenge des Haupt-Feststoffs bevorzugt nicht mehr als 70 Gew.-%, unter der Annahme, dass die gesamte Formmasse einschließlich Wasser als 100 Gew.-% angenommen wird.
Unter den in der Formmasse enthaltenen Additiven liegt weiterhin, wie der Graph "(I) Formmasse = 100%" in 4 zeigt, ein Anteil jedes Additivs (bezeichnet als funktionelle Additive) mit Ausnahme des Streckungsmittels (Streckungs-Additiv) bevorzugt bei nicht weniger als 0 Gew.-% und nicht mehr als 25 Gew.-%, und stärker bevorzugt bei nicht weniger als 0 Gew.-% und nicht mehr als 20 Gew.-%, unter der Annahme, dass die gesamte Formmasse einschließlich Wasser als 100 Gew.-% angenommen wird. Ebenfalls ist eine Menge der funktionellen Additive, d.h. eine Menge der funktionellen Additive in Bezug auf die Gesamtmenge des Haupt-Feststoffs, nicht besonders festgelegt, solange die dessen Menge in der Formmasse in den oben gezeigten Bereich fällt, sofern die Gesamtmenge des Haupt-Feststoffs als 100 Gew.-% angenommen wird.
Mit anderen Worten sind die funktionellen Additive nicht notwendigerweise in der Formmasse enthalten, wie dies beim Streckungsmittel der Fall ist. Gleichwohl ist es bevorzugt, falls die Additive mit nicht mehr als 25 Gew.-% von 100 Gew.-% der Formmasse enthalten sind, um die Güte des biologisch abbaubaren Formteils zu verbessern. Die funktionellen Additive mit nicht weniger als 25 Gew.-% zu enthalten, ist im übrigen unerwünscht, da die Additive nicht die erwarteten Eigenschaften in Übereinstimmung mit deren Anteil vermitteln können, und zudem die Güte des biologisch abbaubaren Formteils in einer bestimmten Situation vermindert werden kann.
Unter der Voraussetzung, dass der Haupt-Feststoff (die Stärke als das Hauptmaterial + das Streckungsmittel) und die funktionellen Additive gemeinsam als Bestandteile der Masse benannt werden, enthält die in der vorliegenden Erfindung verwendete Formmasse weiterhin Wasser. In diesem Fall ist die Art des Wassers nicht besonders festgelegt und es kann jede Art an industriellem Wasser verwendet werden.
Wie in dem Graph "(I) Formmasse = 100%" in 4 gezeigt, sollte ein Anteil an Wasser in der Formmasse, sofern Wasser zur Formmasse hinzugegeben wird, innerhalb des Bereiches von nicht weniger als 20 Gew.-% und nicht mehr als 70 Gew.-%, stärker bevorzugt innerhalb des Bereiches von nicht weniger als 25 Gew.-% und nicht mehr als 55 Gew.-% liegen, unter der Annahme, dass die Formmasse als 100 Gew.-% angenommen wird.
In anderen Worten wird, wie ein Graph "(III) Verhältnis von Bestandteilen der Masse zu Wasser" in 4 zeigt, Wasser innerhalb des Bereichs von nicht weniger als 25 Gew.-% und nicht mehr als 230 Gew.-%, stärker bevorzugt innerhalb des Bereichs von nicht weniger als 33 Gew.-% und nicht mehr als 120 Gew.-% zugegeben, vorausgesetzt, dass die Gesamtmenge der Bestandteile der Masse (Haupt-Feststoff + funktionelle Additive) der Formmasse als 100 Gew.-% angenommen wird. Falls der Anteil des Wassers in der Formmasse in den oben gezeigten Bereich fällt, liegt die Formmasse im Zustand einer Aufschlämmung/eines Teigs vor.
Einerseits ist die Formmasse aufgrund eines zu geringen Wassergehalts kaum flüssig, was in Bezug auf die Formung nicht bevorzugt ist, sofern der Wassergehalt der Formmasse weniger als 20 Gew.-% beträgt. Andererseits wird der Anteil der Feststoffe in der Formmasse aufgrund eines zu großen Wassergehaltes zu gering, was ebenfalls in Bezug auf die Formung nicht bevorzugt ist, sofern der Wassergehalt mehr als 70 Gew.-% beträgt.
Falls die Formmasse im Zustand einer Aufschlämmung/eines Teigs vorliegt, wird die Formbarkeit verbessert, da es einfach wird, die Formmasse eine Vertiefung der Form auffüllen zu lassen, wie im folgenden beschrieben. Es wird ebenfalls möglich, das geformte expandierte Formteil so zu gestalten, dass es eine bestimmte Menge an Wasser enthält, und die Flexibilität des expandierten Formteils kann verbessert werden, wie später beschrieben.
Im übrigen kann die Formmasse andere Additive enthalten zusammen mit dem Hauptmaterial, Additiven und Wasser, welche oben beschrieben sind. Die Bestandteile werden in Übereinstimmung mit den dem biologisch abbaubaren Formteilen hinzuzufügenden Funktionen bestimmt und sind daher nicht auf irgendein Additiv besonders festgelegt.
Der Zustand „Aufschlämmung/Teig" in dieser Ausführungsform wird weiterhin aus Gründen der Einfachheit übereinstimmend durch die Fließfähigkeit der biologisch abbaubaren Masse kategorisiert. Die Kategorisierung hat nichts mit dem Anteil an Wasser zu tun. Bspw. kann die Formmasse, unter der Annahme, dass eine einen bestimmten Anteil an Wasser enthaltende Formmasse in Form einer Aufschlämmung vorliegt, in eine Teigform überführt werden, falls ein Anteil eines Stabilisierungsmittels, eines wasserabsorbierenden Streckungsmittels, wie bspw. Tofu-Bodensatz, Zellstoff, etc. gesteigert wird. Falls zur Formmasse ein Bindungsmittel, wie bspw. Protein, zugegeben wird, verliert die Masse entsprechend einen bestimmten Grad an Fließfähigkeit und kann in eine Teigform überführt werden.
Das expandierte Formteil wird unter Verwendung der wie oben beschriebenen Formmasse geformt. In Bezug auf das Formungsverfahren gibt es ein Verfahren zur Verwendung einer Form enthaltend eine Vertiefung, die einer Gestalt eines gewünschten Formteils entspricht und mindestens zwei Teile enthält. Das expandierte Formteil wird durch Erhitzen und unter Druck setzen der Formmasse geformt, die in die Vertiefung der Form gefüllt wurde.
Eine der Aufbauvarianten der Form ist, dass mindestens zwei Metallteile enthalten sind, die zur Entfernung des expandierten Formteils nach dem Formteil abgelöst werden können.
Genauer formuliert sind Beispiele der Form solche Formen, wie in den 5(a), 6(a) und 7(a) gezeigt, wie bspw. eine Metallform 20a, die die oberen und unteren Metallteile 21a und 22a einschließt, eine Metallform 20b einschließlich den Teilen 21b und 22b, und eine Metallform 20c einschließlich den Teilen 21c und 22c, und eine Form, wie in 8(a) gezeigt, wie bspw. eine Metallform 20d, einschließlich eines oberen Teils 21d, der die gleiche Gestalt aufweist, wie der Teil 21c, und die unteren Teile 23d und 24d, die die gleiche Gestalt aufweisen wie der untere Teil 22c, der in zwei (Teile) aufgeteilt ist.
Dies heißt, dass die Form der vorliegenden Erfindung teilbare multiple Formen aufzuweisen hat, jedoch die Art des Aufteilens (d.h. die Anzahl der Teile) nicht besonders festgelegt ist, da die Art in Übereinstimmung mit der Gestalt des expandierten Formteils variiert.
Bspw. werden für den Schalen-förmigen Behälter 10a und den Teller-förmigen Behälter 10b bevorzugt die in zwei Teile aufgeteilten Formen verwendet, d.h. die oberen und unteren Teile, da diese beiden in ihren horizontalen Dimensionen eine große Ausdehnung haben. Derweil kann möglicherweise die Metallform 20c, welche ähnlich zu den Metallformen 20a und 20b in zwei Teile (die oberen und unteren Teile) aufgeteilt wurde, für den Tassenförmigen Behälter 10c verwendet werden. Gleichwohl ist eine dreiteilige Form, wie bspw. die Metallform 20d besser geeignet als die zweiteiligen Arten, wie bspw. die Metallform 20c, da der Behälter 10c höher ist als die Behälter 10a und 10b.
Wie in den 5(b), 6(b), und 7(b) gezeigt, werden die Vertiefungen 25a, 25b und 25c, die mit den Gestalten der gewünschten expandierten Formteile übereinstimmen (siehe 1 und 3), in den Metallformen 20a, 20b und 20c geformt, wenn die oberen Teile 21a, 21b und 21c mit den unteren Teilen 22a, 22b und 22c verbunden sind. Wie 8(b) zeigt wird in ähnlicher Weise eine Vertiefung 25d in der Metallform 20d geformt, wenn die Teile 21d, 23d und 24d verbunden (vereint) sind.
Obwohl nicht dargestellt, können zudem die Metallformen 20a, 20b, 20c und 20d einen Auswurf-Stift zur Entfernung des expandierten Formteils aufweisen und ein Gelenk, eine Führung, eine Stange, etc., zur beweglichen Verknüpfung der Teile 21a bis 21d, 22a bis 22c, 23d und 24d.
In der vorliegenden Ausführungsform können weiterhin verschiedene konventionelle Formen verwendet werden und eine in geeigneter Weise gestaltete Form kann in Übereinstimmung mit einer Gestalt des expandierten Formteils ausgewählt werden, obwohl die Metallformen 20a, 20b, 20c und 20d als Beispiele für die Form verwendet wurden.
Wie später beschrieben, erfordert gleichwohl die in der vorliegenden Erfindung verwendete Form für die Dampfexpansions-Formung eine Widerstandsfähigkeit gegen Hitze, und eine Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Abnutzung ist ebenfalls erforderlich. Falls das interne Erhitzen unter Verwendung einer Mikrowelle durchgeführt wird, ist weiterhin eine Durchlässigkeit für eine Mikrowelle erforderlich. Die aus Harz oder Keramik gefertigten Formen, die eine Durchlässigkeit für eine Mikrowelle, eine Widerstandsfähigkeit gegen Hitze, und eine Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Abnutzung aufweisen, werden daher bevorzugt verwendet, wenn die interne Hitze unter Verwendung einer Mikrowelle erzeugt wird. Jedoch ist andererseits eine Metallform besser geeignet, da die Form selbst einen Teil einer Elektrode für den Fall des internen Erhitzens unter Verwendung elektrischer Leitung oder hoch-frequenten dielektrischen Erhitzens bildet, welche später beschrieben werden.
In Bezug auf das Erhitzungsverfahren für ein oben beschriebenes Formteil kann eingesetzt werden:
externes Erhitzen durch direkte Erhitzungs-Mittel, so dass die Form direkt erhitzt wird, wie bspw. direkte Hitze, ferne Infrarot-Strahlung, ein elektrischer Heizer, eine IH-Vorrichtung, etc.; oder
internes Erhitzen durch interne Erhitzungs-Mittel, so dass die interne Formmasse selbst erhitzt ist, wie bspw. Erhitzen über dielektrische Leitfähigkeit, hochfrequentes dielektrisches Erhitzen, Erhitzen über Mikrowelle, etc.
Im Fall des externen Erhitzens wird die Form (Metallform 20a etc.) direkt durch die oben beschriebenen Erhitzungs-Mittel erhitzt. Aus diesem Grund wird die Formmasse in der Vertiefung (Vertiefung 25a etc.) von außerhalb erhitzt, und das expandierte Formteil wird über die Dampfexpansion der Formmasse geformt.
Währenddessen kann für das interne Erhitzen eine Form verwendet werden, die die gleiche Gestalt aufweist, wie die für das externe Erhitzen. Falls die Metallform 20a als Beispiel verwendet wird, kann, sofern die Teile 21a und 22a paarweise vereint werden, die Form, wie 9 schematisch zeigt, möglicherweise so aufgebaut sein, dass:
jedes der Teile 21a und 22a mit einer individuellen Elektrode 26 verbunden ist;
ein Isolator 27 an den Kontakten zwischen den Teilen 21a und 22a bereitgestellt ist;
und
die Elektroden 26 mit einer Energieversorgung 28 verbunden sind.
Aus diesem Grund wird es möglich, die in die Vertiefung 25a geladene Formmasse intern zu erhitzen. Im übrigen wird, abgesehen von der Energieversorgung 28, die Elektrode 26 mit einem nicht dargestellten Schalter, einer Kontrollschaltung, etc., verbunden.
Es ist ebenfalls möglich, den Aufbau, in dem die Elektrode 26 mit jedem der Teile 21a und 22a verknüpft ist, für das externe Erhitzen einzusetzen. D.h., dass im Falle des externen Erhitzens der Aufbau, der die Mittel zum direkten Erhitzen und die Elektrode 26 enthält, möglicherweise ebenfalls verwendet werden kann, um die Formmasse direkt zu erhitzen. Der in 9 gezeigte Aufbau, in welcher die Elektrode 26 bereitgestellt wird, kann daher möglicherweise sowohl für internes als auch externes Erhitzen verwendet werden.
Obwohl eine Erhitzungstemperatur der Hitze-Formung nicht besonders festgelegt ist, ist es bevorzugt, dass die Form im Falle des externen Erhitzens innerhalb des Bereiches von nicht weniger als 140°C und nicht mehr als 240°C erhitzt wird. Sofern die Temperatur innerhalb des oben genannten Bereichs liegt, wird die Aufschlämmung/der Teig der Formmasse in der Vertiefung (Vertiefung 25a etc.) in geeigneter Weise erhitzt, und es kann die Formmasse als Feststoff erhalten werden. Ebenso wird das in der Formmasse enthaltene Wasser sicher verdampft und es werden Blasen gebildet, da der Temperaturbereich bei mehr als 100°C liegt, d.h. dem Siedepunkt von Wasser. Das expandierte Formteil kann daher leicht erhalten werden, da das erhaltene Formteil mit Sicherheit die Dampfexpansion erreicht.
Derweil ist eine Erhitzungstemperatur im Fall des internen Erhitzens nicht besonders festgelegt, solange die Erhitzungstemperatur in einem Bereich liegt, in dem die Dampfexpansion mit der Formmasse stattfindet, da die Formmasse selbst in der Vertiefung (Vertiefung 25a etc.) durch Anwendung einer niedrigfrequenten Wechselspannung oder eines hochfrequenten elektrischen Feldes auf die Elektrode 26 intern erhitzt wird, und die Erhitzungstemperatur von Bedingungen abhängt, die in Bezug zum internen Erhitzen stehen.
Insbesondere sind Merkmale der Elektrode 26, ein Niveau der niedrigfrequenten Wechselspannung, und die Stärke des hochfrequenten elektrischen Feldes stark mit der Bestimmung der Bedingungen verknüpft. Gleichzeitig schließen andere bedeutende Bedingungen die Leitfähigkeit und den dielektrischen Verlust der Formmasse ein, die oben beschrieben sind, da die Erhitzungsbedingung von der Leitfähigkeit der Formmasse abhängt, sofern die Formmasse über elektrisches Erhitzen geformt wird; und die Erhitzungsbedingung hängt vom dielektrischen Verlust der Formmasse ab, sofern die Formmasse über hochfrequentes dielektrisches Erhitzen geformt wird.
Praktischerweise sind die Bereiche der oben gezeigten Bedingungen nicht besonders festgelegt, solange die Temperatur in der Vertiefung mehr oder weniger innerhalb des Bereichs der Temperatur im Falle des externen Erhitzens liegt.
Die Erhitzungszeit sollte geeignet in Übereinstimmung mit der Erhitzungstemperatur und der Gestalt, Dicke, etc. des expandierten Formteils eingestellt werden. Gleichwohl ist es bevorzugt, falls der Wassergehalt des geformten expandierten Formteils in einen spezifizierten Bereich fällt. Anders formuliert ist es bevorzugt, die Erhitzungszeit so festzulegen, dass das Wasser in der Formmasse während der Erhitzungszeit nicht beinahe vollständig verdampft ist.
Sofern die Menge an Wasser in der Formmasse aufgrund der langen Erhitzungszeit geringer ist als der spezifizierte Bereich des Wassergehalts (später beschrieben), wird die Qualität des expandierten Formteils in unerwünschter Weise vermindert, da das expandierte Formteil sowohl zu stark expandiert ist als auch die spezifizierte Menge an Wasser nicht enthalten kann, und im Ergebnis das expandierte Formteil hart und brüchig wird.
Die Erhitzungszeit ist nicht besonders festgelegt. Während es möglich ist, das expandierte Formteil durch hochfrequentes dielektrisches Erhitzen in einer viel kürzeren Zeit im Vergleich zu konventionellem externen Erhitzen zu formen, wird die Erhitzungszeit tendenziell länger sein, wenn ein dickes expandiertes Formteil geformt wird. Die Erhitzungszeit wird daher grundsätzlich in geeigneter Weise in Übereinstimmung damit bestimmt, welches Erhitzungsverfahren eingesetzt wird, und wie das expandierte Formteil gestaltet ist, obwohl es im Allgemeinen bevorzugt ist, falls die Erhitzungszeit in einen Bereich von 10 Sekunden bis 5 Minuten fällt.
Ebenfalls ist ein im Prozess der Hitzeformung eingesetzter Druck nicht besonders festgelegt. Gleichwohl ist es im Allgemeinen bevorzugt, falls der Druck innerhalb des Bereichs von 5 kg/cm² bis 50 kg/m² liegt. Selbstverständlich ist dieser Formungs-Druck im Hinblick auf die Bedingungen variabel.
Dadurch, dass die Formmasse in einer der Vertiefungen 25a, 25b, 25c und 25d durch Verwendung einer der Metallformen 20a, 29b, 20c, und 20d erhitzt und unter Druck gesetzt wird, wie die 10(a), 10(b) und 10(c) anzeigen, wird als das expandierte Formteil entweder der Schalen-förmige Hauptkörper 11a, der Teller-förmige Hauptkörper 11b oder der Tassen-förmige Hauptkörper 11c erhalten. Nach ihrer Formung liegt ein Endgehalt an Wasser in den expandierten Formteilen innerhalb des Bereiches zwischen 3 Gew.-% und 20 Gew.-%, stärker bevorzugt innerhalb des Bereichs zwischen 3 Gew.-% bis 15 Gew.-%.
Einerseits ist es unerwünscht, dass der Endgehalt an Wasser weniger als 3 Gew.-% beträgt, da ein allzu geringer Wassergehalt das expandierte Formteil hart und brüchig macht, so dass dessen Flexibilität vermindert ist. Andererseits ist es ebenfalls unerwünscht, dass der Wassergehalt mehr als 20 Gew.-% beträgt, da ein allzu hoher Wassergehalt das expandierte Formteil dahingehend verändert, dass es zuviel Feuchtigkeit beinhaltet, so dass dessen Gewicht gesteigert wird und ein Aufbringen und Anhaften des Beschichtungsfilms 12 schwierig wird.
Wie in der Beschreibung des Mittels zur Rückhaltung der Feuchtigkeit dargelegt, ist die Verwendung des Materials des Formteils aufgrund von dessen Härte und Brüchigkeit ernstlich limitiert, sofern Stärke einfach in α-Stärke überführt wird. In der vorliegenden Erfindung ist es daher möglich, das expandierte Formteil, das die Wassermenge innerhalb des oben gezeigten Bereichs enthält, durch einfaches Formen desselben zu erhalten, da in der Formmasse im Zustand der Aufschlämmung/des Teigs ausreichend Wasser enthalten ist. Nebenbei liegt der Wassergehalt zuweilen ein wenig außerhalb der Grenzen, wenn die Bedingungen für das Formteil variieren. In diesem Fall ist der Wassergehalt durch Lagern des expandierten Formteils in einem Warenlager mit einem festgelegten Feuchtigkeitsgehalt für einen bestimmten Zeitraum, durch Aufsprühen von Wasser auf dasselbe und umgekehrt durch Belassen desselben in einem trockenen Warenlager für einen festgelegten Zeitraum einstellbar.
In dem biologisch abbaubaren Formteil in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird der aus biologisch abbaubaren Plastikmaterialien gefertigte Beschichtungsfilm 12 auf die Oberfläche des expandierten Formteils (der Hauptkörper 11a, etc.) aufgebracht. Das Aufbringen des Beschichtungsfilms 12, der zumindest hydrophobe Eigenschaften aufweist, kann dem expandierten Formteil zumindest eine Resistenz gegen Wasser verleihen. Es ist ebenfalls bevorzugt, falls der Beschichtungsfilm 12 dem expandierten Formteil weiterhin eine Gas-Undurchlässigkeit, eine Hitzeisolierung, eine Resistenz gegen Abnutzung, eine verbesserte Festigkeit und Flexibilität verleiht.
Sofern das biologisch abbaubare Formteil der vorliegenden Erfindung für einen hochhermetischen Vorratsbehälter eingesetzt wird, ist besonders ein Gas-undurchlässiger Beschichtungsfilm 12 stark bevorzugt, da die Oxidation und die Feuchtigkeitsabsorption durch einen Artikel im Behälter vermieden werden muss.
Sofern das biologisch abbaubare Formteil der vorliegenden Erfindung als Behälter für Nudeln verwendet wird, wird weiterhin bevorzugt ein Beschichtungsfilm 12 mit einer großen Hitzeresistenz herangezogen, da eine Deformation und ein Schmelzen des biologisch abbaubaren Formteils aufgrund der Hitze eines Artikels innerhalb des Behälters vermieden werden muss. Noch genauer liegt der Aufweichungspunkt des Beschichtungsfilm bevorzugt bei nicht weniger als 130°C, und stärker bevorzugt bei nicht weniger als 150°C. Ebenso liegt der Schmelzpunkt des Beschichtungsfilms 12 bevorzugt bei nicht weniger als 170°C, stärker bevorzugt bei nicht weniger als 200°C. Weiterhin liegt der Aufweichungspunkt des Beschichtungsfilms 12 bevorzugt bei nicht weniger als 130°C und gleichzeitig liegt der Schmelzpunkt bei nicht weniger als 170°C. Der am stärksten bevorzugte Aufbau ist, dass der Aufweichungspunkt desselben bei nicht weniger als 150°C liegt und gleichzeitig der Schmelzpunkt bei nicht weniger als 200°C. Dadurch können eine Deformation und ein Schmelzen des biologisch abbaubaren Formteils aufgrund der Hitze eines im Behälter befindlichen Artikels vermieden werden.
Das Material des Beschichtungsfilms 12 ist nicht besonders festgelegt, solange Materialien (verwendet werden), die in der Lage sind, dem expandierten Formteil nach Aufbringung des Films 12 Resistenz gegen Wasser und bevorzugt eine Gas-Undurchlässigkeit zu verleihen.
Die Materialien, die als die Materialien eingesetzt werden, sind besonders solche, die üblicherweise als biologisch abbaubare Plastikmaterialien bekannt sind, wie bspw. 3-Hydroxybutansäure-3-hydroxyvaleriansäurecopolymer, Poly-P-hydroxybenzaldehyd (PHB), Polybutylen (PBS), Polycaprolacton (PLC), Acetylzellulose (PH)-Polymer, Polyethylensuccinat (PESu), Polyesteramid, denaturierter Polyester, Polymilchsäure, Mater-Bi (Handelsmarke von Novamont, Italien: weist Stärke als Hauptbestandteil und Polyvinylalkohol-Harz und aliphatisches Polyester-Harz als Nebenbestandteile auf), Zellulose und Chitosankomposit, etc.. Es kann jedes der oben gezeigten Materialien oder jede Mischung von mehr als einem Material verwendet werden. Ebenso können Zusatz-Materialien zu den biologisch abbaubaren Plastikmaterialien hinzugegeben werden, wie bspw. ein biologisch abbaubarer Weichmacher, ein Füllstoff, etc..
Der Beschichtungsfilm 12 kann weiterhin durch Zugabe von Stärke zu den oben gezeigten Materialien (biologisch abbaubare Plastikmaterialien) hergestellt werden. Obgleich ist in diesem Falle ein Mischungsverhältnis zwischen dem biologisch abbaubaren Plastikmaterial und Stärke nicht besonders festgelegt, solange die Qualitäten des Beschichtungsfilms 12, wie bspw. Resistenz gegen Wasser, nicht beeinträchtigt sind; was bspw. bevorzugt ist, ist ein mehr oder weniger 1:1 Mischungsverhältnis in Bezug auf das Gewicht.
Zusätzlich können zum Beschichtungsfilm 12 Additive hinzugegeben werden. Obwohl die Additive nicht besonders festgelegte Arten umfassen, können insbesondere hinzugefügt werden Färbemittel, Additive, die in der Lage sind, die Resistenz gegen Wasser, die Gas-Undurchlässigkeit, etc., zu verbessern, ein Additiv, das die Qualitäten in Bezug auf das Aufweichen bei der Aufbringung des Beschichtungsfilms 12 verbessert, etc. Obwohl die Dicke des Beschichtungsfilms 12 (Dicke des Films) nicht besonders festgelegt ist, ist es bevorzugt, falls die Dicke des Films oder des Blatts vor der Aufbringung auf das expandierte Formteil in den Bereich zwischen 0,01 mm und einigen wenigen Millimetern fällt.
Wie später beschrieben, liegt die Dicke des Beschichtungsfilms 12 nach Aufbringung auf die Oberfläche des expandierten Formteils unter dem oben angegebenen Bereich, da der Beschichtungsfilm 12 bei der Aufbringung erhitzt und aufgeweicht wird. Die Dicke des Beschichtungsfilms 12 nach dem Aufbringen wird auf eine geeignete Dicke eingestellt, die eine Resistenz gegen Wasser, Gas-Undurchlässigkeit, etc. aufweisen kann, in Übereinstimmung mit der Art der als die Materialien verwendeten biologisch abbaubaren Plastikmaterialien. Diese (Dicke) ist daher nicht besonders festgelegt. Gleichwohl beträgt die Dicke bevorzugt nicht mehr als 80 μm, und stärker bevorzugt nicht mehr als 50 μm. Obgleich die Grenze des Bodens nicht besonders festgelegt ist, solange eine Resistenz gegen Wasser, eine Durchlässigkeit gegen Gas, erhalten werden, beträgt diese im Allgemeinen nicht weniger als 5 μm.
Das expandierte Formteil nimmt bevorzugt nicht weniger als 60 Gew.-% des Gesamtgewichts des biologisch abbaubaren Formteils in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ein. Anders formuliert nehmen die biologisch abbaubaren Plastikmaterialien bevorzugt weniger als 40 Gew.-% des Gesamtgewichts des biologisch abbaubaren Formteils in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ein.
Wie oben beschrieben, ist die Geschwindigkeit des biologischen Abbaus von biologisch abbaubaren Plastikmaterialien kleiner als die von Stärke. Genauer formuliert kann im Allgemeinen die Geschwindigkeit des biologischen Abbaus von biologisch abbaubaren Plastikmaterialien in einem Bereich von einigen Zehnteln bis etwa einem Vierzehnfachen angenommen werden, falls die von Stärke mit eins angenommen wird, obwohl die Geschwindigkeit des biologischen Abbaus der biologisch abbaubaren Plastikmaterialien, die das gleiche Gewicht aufweisen, in großem Maß in Übereinstimmung mit der Art und der Gestalt des biologisch abbaubaren Plastikmaterials variiert.
Falls die Menge an biologisch abbaubaren Plastikmaterialien, die im biologisch abbaubaren Formteil enthalten sind, zu groß ist, wird die biologische Abbaubarkeit des biologisch abbaubaren Formteils im Gesamten schlecht, selbst falls die biologisch abbaubaren Plastikmaterialien eine biologische Abbaubarkeit aufweisen. Es ist daher in höchstem Maße bevorzugt, die maximale Menge der biologisch abbaubaren Plastikmaterialien festzulegen, die dem Gesamtgewicht zuzurechnen sind.
Daher können ungeachtet des Beschichtungsfilms 12, der immer aus biologisch abbaubaren Plastikmaterialien gefertigt ist, die biologisch abbaubaren Plastikmaterialien des biologisch abbaubaren Formteils in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ein Haftmittel (Haftmittel-Schicht 13) enthalten, das später beschrieben wird. Das Festlegen der maximalen Menge der biologisch abbaubaren Plastikmaterialien ist daher der Festlegung der maximalen Menge von Beschichtungsfilm 12 und Haftmittel-Schicht 13 gleichzusetzen.
Das Haftmittel 13 muss gleichwohl nicht jederzeit verwendet werden (bspw. der Schalenförmige Behälter 10a, der in 1(a)) gezeigt wird, und weiterhin können möglicherweise als Haftmittel-Schicht 13, wie später beschrieben, natürliche, nicht aus Plastik bestehende Materialien, wie bspw. Stärke verwendet werden. Im biologisch abbaubaren Formteil in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird daher die Menge der biologisch abbaubaren Plastikmaterialien durch Festlegung der Menge des expandierten Formteils festgelegt, welches im Wesentlichen aus Stärke gefertigt ist.
Da der Beschichtungsfilm 12 und die Haftmittel-Schicht 13 als Film gestaltet sind, werden die biologisch abbaubaren Plastikmaterialien im biologisch abbaubaren Formteil der vorliegenden Erfindung leicht abgebaut. Zieht man dies in Betracht, wie oben beschrieben, ist das maximale Gewicht des biologisch abbaubaren Plastiks (Beschichtungsfilm 12 und Haftmittel-Schicht 13) im biologisch abbaubaren Formteil der vorliegenden Erfindung auf weniger als 40 Gew.-% festgelegt, sofern das Gewicht des expandierten Formteils als nicht weniger als 60 Gew.-% angenommen wird. Im Ergebnis sind die biologische Abbaubarkeit der biologisch abbaubaren Plastikmaterialien und die des expandierten Formteils gut ausgeglichen, so dass die biologische Abbaubarkeit des biologisch abbaubaren Formteils weiter verbessert wird.
Eine sehr gute biologische Abbaubarkeit kann insgesamt erreicht werden, besonders da das expandierte Formteil, das eine gute biologische Abbaubarkeit für seine expandierte Struktur aufweist, den Anteil des Beschichtungsfilms 12 und der Haftmittel-Schicht 13 abschwächen. Falls bspw. das biologisch abbaubare Formteil der vorliegenden Erfindung als Tablett für Nahrungsmittel verwendet wird, kann daher das Tablett für Nahrungsmittel zusammen mit Nahrungsmittelresten kompostiert werden, ohne irgendein Problem hervorzurufen.
Das Gewicht des expandierten Formteils macht bevorzugt nicht weniger als 60 Gew.-% des Gesamtgewichts des biologisch abbaubaren Formteils der vorliegenden Erfindung aus. Dies bedeutet, dass die biologisch abbaubaren Plastikmaterialien bevorzugt ein Maximum von weniger als 40 Gew.-% des Gesamtgewichts des biologisch abbaubaren Formteils in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ausmachen. In der vorliegenden Erfindung werden zwei Aufbauvarianten, in welchen der Beschichtungsfilm 12 aufgebracht ist, in Bezug auf einen Unterschied des Verfahrens zur Herstellung des biologisch abbaubaren Formteils unterschieden. Im ersten Aufbau wird der Beschichtungsfilm 12 direkt auf das expandierte Formteil aufgebracht (bspw. siehe 1(a)) und im zweiten Aufbau wird der Film über die Haftmittel-Schicht 13 (bspw. siehe 1(b)) aufgebracht. Zum Aufbringen des Beschichtungsfilms 12 im zuletzt genannten Aufbau wird ein Haftmittel benötigt.
Obwohl das Haftmittel nicht besonders festgelegt ist, solange es eine gute biologische Abbaubarkeit aufweist und ebenfalls den Beschichtungsfilm 12 auf das expandierte Formteil aufbringen kann, sind spezifische Beispiele des Haftmittels solche wie bspw. natürliche Klebstoffe und Bindemittel, die im Wesentlichen aus Stärke gefertigt sind, Protein, oder eine Mischung dieser natürlichen Verbindungen mit PVA (Polyvinylalkohol), wässrigen Haftmitteln, Protein, das refraktorisch/unlöslich in Wasser ist und aufgrund von thermischem Metamorphismus geronnen/erstarrt ist, biologisch abbaubaren Plastikmaterialien (im Allgemeinen ein synthetisches Produkt), welche einen niedrigen Schmelzpunkt aufweisen und unterhalb des Schmelzpunktes des Beschichtungsfilms 12 geschmolzen werden können, Haftmittel, die einen niedrigen Schmelzpunkt aufweisen, wie bspw. eine Mischung der zuvor genannten Verbindungen, und thermoplastische Haftmittel, die bei Raumtemperatur eine Fließfähigkeit aufweisen.
Die wässrigen Haftmittel weisen den Vorteil eines sehr hohen Niveaus an biologischer Abbaubarkeit und Sicherheit auf, da diese im Wesentlichen natürlich vorkommende Verbindungen darstellen und grundsätzlich aus Stärke, etc. gefertigt sind, wie im Beispiel des expandierten Formteils. Die Verwendung der wässrigen Haftmittel ist nicht besonders festgelegt. Gleichwohl wird der Beschichtungsfilm 12 im Allgemeinen aufgebracht, nachdem das Haftmittel auf die Oberfläche des expandierten Formteils mit einer Bürste gegeben wird, oder umgekehrt das Haftmittel auf die Oberfläche des Beschichtungsfilms 12 gegeben wird, bevor der Film 12 auf die Oberfläche des expandierten Formteils aufgebracht wird.
Die biologisch abbaubaren Plastikmaterialien (im Allgemeinen ein synthetisches Produkt), die einen niedrigen Schmelzpunkt aufweisen und unterhalb des Schmelzpunkts des Beschichtungsfilms 12 geschmolzen werden können, und eine Mischung davon können ebenfalls als das Haftmittel mit einem niedrigen Schmelzpunkt verwendet werden. Anders formuliert muss ein Plastik, das unter den biologisch abbaubaren Plastikmaterialien, die als die konkreten Beispiele für den Beschichtungsfilm 12 herangezogen werden, und das als geeignet ausgewählt wird, einen niedrigeren Schmelzpunkt als den des biologisch abbaubaren Plastik aufweisen, der für die äußerste Lage des Beschichtungsfilms 12 verwendet wurde. Insbesondere wird dieser entweder bei Temperaturen geschmolzen, die niedriger sind als der Aufweichungspunkt des Beschichtungsfilms 12 oder innerhalb des Bereichs von nicht weniger als dem Aufweichungspunkt des Beschichtungsfilms 12 und weniger als dem Schmelzpunkt des Beschichtungsfilms 12 liegen.
Sofern bspw. ein Film, der im Wesentlichen aus Polymilchsäure, denaturiertem Polyester und ähnlichem gefertigt ist, als Beschichtungsfilm 12 verwendet wird, wird Polycaprolacton, dessen Schmelzpunkt innerhalb des Bereichs von 60°C bis 70°C liegt, bevorzugt als dasjenige Haftmittel mit einem niedrigen Schmelzpunkt verwendet, da die Schmelzpunkte dieser Verbindungen innerhalb des Bereichs von 80°C bis 100°C liegen. Die biologisch abbaubaren Plastikmaterialien, die einen niedrigen Schmelzpunkt aufweisen, werden allgemein in Gestalt eines Films verwendet. Dies bedeutet, dass die biologisch abbaubaren Plastikmaterialien, die einen niedrigen Schmelzpunkt aufweisen, in höchstem Maße als Haftfilm geeignet sind. Wie später beschrieben, wird der Beschichtungsfilm 12 einer Hitze- und Druckpressung unterworfen und auf das expandierte Formteil durch Verwendung der Aufbringungs-Form aufgebracht. Sofern daher der Haftfilm, der aus den biologisch abbaubaren Plastikmaterialien gefertigt ist, die einen niedrigen Schmelzpunkt aufweisen, zwischen den Beschichtungsfilm 12 und das expandierte Formteil im oben gezeigten Schritt angeordnet wird, funktioniert das Anhaften gut, da die biologisch abbaubaren Plastikmaterialien, die einen niedrigen Schmelzpunkt aufweisen, aufgrund der Hitze- und Druckpressung geschmolzen werden.
Als das Haftmittel, das in der vorliegenden Erfindung einschließlich der wässrigen Haftmittel und den biologisch abbaubaren Plastikmaterialien verwendet wird, die einen niedrigen Schmelzpunkt aufweisen, sind Haftmittel geeignet, die kein flüchtiges organisches Lösungsmittel enthalten. Das organische Lösungsmittel ist unvorteilhaft, da eine Vorrichtung zur Vorbeugung der Verdampfung und Diffusion, etc. des organischen Lösungsmittels bereitgestellt werden muss und die Einrichtungen zur Herstellung vergrößert werden müssen, falls dieses eingesetzt wird.
Nun wird ein Verfahren zur Herstellung des biologisch abbaubaren Formteils in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Es gibt in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zwei Verfahren zur Herstellung des biologisch abbaubaren Formteils. Das erste ist ein Verfahren, bei dem nach dem Formen einer Formmasse in ein spezifisch gestaltetes expandiertes Formteil ein Beschichtungsfilm durch Dampfexpansion aufgebracht wird (als „nachträgliches" Aufbringungsverfahren bezeichnet). Das zweite ist ein Verfahren, bei dem das Formen einer Formmasse über Dampfexpansion und Aufbringen eines Beschichtungsfilms zur gleichen Zeit durchgeführt werden (als „simultanes Aufbringungsverfahren" bezeichnet). Zuerst wird das nachträgliche Aufbringungsverfahren beschrieben. Dieses Verfahren enthält zumindest zwei Schritte:
Formen eines spezifisch gestalteten expandierten Formteils (wie bspw. die Hauptkörper 11a, 11b, 11c, etc.) aus der Formmasse über Dampfexpansion; und
Aufbringen des Beschichtungsfilms 12 auf die Oberfläche des expandierten Formteils zur Kompressionsverklebung, nachdem der Beschichtungsfilm 12 erhitzt und aufgeweicht wurde.
Die durch die Verwendung dieses Verfahrens erhaltenen biologisch abbaubaren Formteile werden derart aufgebaut, dass diese die Beschichtungsschicht 13 zwischen dem Beschichtungsfilm 12 und dem expandierten Formteil (die Hauptkörper 11a, 11b und 11c) aufweisen, wie in den 1(b), 2(b), 3(b), etc. gezeigt.
Aus diesem Grund kann das biologisch abbaubare Formteil mit einem Wassergehalt erhalten werden, der diesem eine ausreichende Festigkeit verleiht, und das so aufgebaut ist, dass der Beschichtungsfilm 12 zuverlässig auf dem Hauptkörper (expandiertes Formteil) aufgebracht ist, der einen stabilen Wassergehalt aufweist.
Daher weist eine Aufbringungs-Form, die eingesetzt wird, wenn der Beschichtungsfilm 12 aufgebracht wird, eine Gestalt auf, die im Wesentlichen zu einer Gestalt identisch ist, (Metallform 20a, etc.), die zum Formen des expandierten Formteils verwendet wird. Bspw. wird, wie in 11 gezeigt, eine Form 30 verwendet, die eine zu der Gestalt der Metallform 20a im Wesentlichen identische Gestalt aufweist, wenn der Beschichtungsfilm 12 auf den Hauptkörper 10a zur Erzeugung des Schalen-förmigen Behälters 10a aufgebracht wird.
Die Gestalt der Aufbringungs-Form muss nicht vollständig mit der äußeren Gestalt des expandierten Formteils übereinstimmen, solange es die Aufbringung des Beschichtungsfilms 12 auf die Oberfläche des expandierten Formteils in geeigneter Weise steuern kann. Daher wird im Allgemeinen eine Kopie der Form des expandierten Formteils verwendet. Aus diesem Grund wird es möglich, die Aufbringungs-Form mit geringen Kosten herzustellen und den Beschichtungsfilm 12 sicher und leicht aufzubringen, selbst bei einem kompliziert gestalteten expandierten Formteil. Im Ergebnis erlaubt dies die Herstellung des biologisch abbaubaren Formteils in einer einfacheren Prozedur.
Die Gestalt der Aufbringungs-Form ist nicht besonders festgelegt, solange die Aufbringungs-Form eine im Wesentlichen gleichgestaltete Vertiefung wie die der Form aufweist. Gleichwohl werden wie im Falle der Form die Heizmittel bereitgestellt, um den Haftfilm mit Sicherheit aufzuschmelzen, sofern zwei Lagen an Filmen, der Beschichtungsfilm 12 und der Haftfilm aufgebracht werden. Daher ist es bspw. möglich, die Metallform 20a, die in den 5(a), 5(b), oder 9 gezeigt ist, als die Aufbringungs-Form zur Aufbringung des Films 12 ohne jegliche Veränderung einzusetzen, wenn der Schalen-förmige Behälter 10a hergestellt wird.
Unter der Voraussetzung, dass ein konkretes Beispiel des Aufbringungsverfahrens beschrieben wird, wird zuerst, wie in 11 gezeigt, der Hauptkörper 11 ades Schalenförmigen Behälters, der ein expandiertes Formteil ist, in Bezug auf die Form 30 aufgebaut. Der Beschichtungsfilm 12 wird ebenfalls auf einem Teil der Form 30 in Übereinstimmung mit der Oberfläche des Hauptkörpers 11a dort angeordnet, wo der Beschichtungsfilm 12 aufgebracht werden soll.
Die 11 zeigt ein Beispiel zur Aufbringung des Beschichtungsfilms 12 auf das gesamte expandierte Formteil. Über einem Teil 32, der einen unteren Teil der Form 30 darstellt, wird der Beschichtungsfilm 12 angeordnet. Über dem Film 12 wird der Hauptkörper 11a angeordnet, dann wird über den Hauptkörper 11a erneut der Beschichtungsfilm 12 angeordnet, und weiter oben wird ein Teil 31 angeordnet, welches einen oberen Teil der Form 30 darstellt. Anders formuliert wird der Hauptkörper 11a wie eine Sandwichstruktur zwischen zwei Beschichtungsfilmen über- und unterschichtet.
Sofern die biologisch abbaubaren Plastikmaterialien, die einen niedrigen Schmelzpunkt aufweisen, als das Haftmittel festgelegt werden, wie 11a zeigt, wird weiterhin der daraus gefertigte Haftfilm 13a zwischen dem Beschichtungsfilm 12 und dem Hauptkörper 11a angeordnet. Dies bedeutet, dass über dem unteren Teil 32, der Beschichtungsfilm 12, der Haftfilm 13a, der Hauptkörper 11a (expandiertes Formteil), der Haftfilm 13a, und der Beschichtungsfilm 12 in dieser (genannten) Reihenfolge angeordnet werden. Im übrigen ist zur Vereinfachung der Beschreibung 11 so dargestellt, dass zwischen den Filmen und zwischen dem Formteil und dem Film Zwischenräume verbleiben.
Nach dem oben gezeigten Schritt werden die Temperaturen der Teile 31 und 32 zuvor auf nicht weniger als den Aufweichungspunkt des Beschichtungsfilms 12 und weniger als dessen Schmelzpunkt eingestellt, und anschließend wird der Beschichtungsfilm 12 auf die Oberfläche des Hauptkörpers 11a durch Pressen des oberen Teils 31 und des unteren Teils 32 sowohl von oben als auch von unten und durch Ausüben geeigneten Drucks auf die Teile 31 und 32 aufgebracht. Da der Haftfilm 13a bei einer Temperatur von nicht höher als dem Aufweichungspunkt des Beschichtungsfilms 12 geschmolzen wird, wird zu diesem Zeitpunkt der geschmolzene Haftfilm 13a aufgeschweißt und auf die Oberfläche des Hauptkörpers 11a angeheftet und wird zur Haftmittel-Schicht 13, und auf denselben wird der Beschichtungsfilm 12 aufgebracht.
Falls ein biologisch abbaubares Plastik, das bei einer Temperatur von nicht weniger als dem Aufweichungspunkt des Beschichtungsfilms 12 und weniger als dessen Schmelzpunkt geschmolzen ist, als der Haftfilm 13a festgelegt wird, müssen im übrigen das Erhitzen und die Temperaturen der Teile 31 und 32 ebenfalls auf einen Bereich zwischen dem Aufweichungspunkt des Beschichtungsfilms 12 und dessen Schmelzpunkt eingestellt werden.
Obwohl der ausgeübte Druck beim Aufbringen des Beschichtungsfilms 12 nicht besonders festgelegt ist, und entsprechend in Übereinstimmung mit der Art des verwendeten Haftmittels eingestellt wird, ist es bevorzugt, dass ein solch verhältnismäßig hoher Druck eingesetzt wird, so dass die Dicke des expandierten Formteils verringert wird. Aus diesem Grund wird es daher möglich, dank der Haftmittel-Schicht 13 das Anhaften des Beschichtungsfilms 12 besser zu gestalten und die Dicke des biologisch abbaubaren Formteils (Schalen-förmiger Behälter 10a in 1(b)) dünner zu gestalten, welches das Formteil-Endprodukt darstellt. Es ist daher möglich, die Stapelfähigkeit (Leichtigkeit, Tassen zu stapeln und die Anzahl an Tassen, wenn diese auf eine vorgegebene Höhe gestapelt werden) des biologisch abbaubaren Formteils zu verbessern.
Sofern das nachträgliche Aufbringungsverfahren im Verfahren zur Herstellung gemäß der vorliegenden Erfindung wie oben beschrieben angewendet wird, wird der Haftfilm 13a höchst bevorzugt als Haftmittel zum Aufbringen des Beschichtungsfilms 12 verwendet.
Sofern dieses Verfahren eingesetzt wird, wird es möglich, den Schritt des Aufbringens des Haftmittels auf die Oberfläche des expandierten Formteils auszulassen, und das Verfahren zur Herstellung des biologisch abbaubaren Formteils wird dadurch weiter vereinfacht, weil die Bereitstellung des Haftfilms 13a vor der Aufbringung des Beschichtungsfilms 12 alles ist, was für dieses Verfahren erforderlich wird.
Dies bedeutet, dass das expandierte Formteil (Hauptkörper 11a, etc.), welches den Hauptkörper des biologisch abbaubaren Formteils der vorliegenden Erfindung darstellt, deutlich hydrophile Eigenschaften aufweist, da das Formteil im Wesentlichen aus Stärke gefertigt ist und einen bestimmten Anteil an Wasser enthält. Derweil ist, wie bereits beschrieben, der Beschichtungsfilm 12 hydrophob. Es ist daher höchst wahrscheinlich, dass der Beschichtungsfilm 12 nicht in ausreichender Weise auf das expandierte Formteil aufgebracht wird, sofern der Film 12 einfach durch Verwendung des nachträglichen Aufbringungsverfahrens aufgebracht wird.
Im Gegensatz dazu wird der Beschichtungsfilm 12 sicher auf das hydrophile expandierte Formteil 11 über die Haftmittel-Schicht 13 aufgebracht, sofern der Beschichtungsfilm 12 durch Verwendung des Haftfilms 13a aufgebracht wird, wie 12(a) zeigt. Im Ergebnis wird es möglich, den Aufbringungszustand für den Beschichtungsfilm im biologisch abbaubaren Formteil in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zu stabilisieren und ebenfalls im Weiteren die Resistenz gegen Wasser und die Gas-Undurchlässigkeit des biologisch abbaubaren Formteils zu verbessern.
Im übrigen können im nachträglichen Aufbringungsverfahren als der Beschichtungsfilm 12 solche Teile eingesetzt werden, die zuvor im Wesentlichen identisch zu der äußeren Gestalt des zu erhaltenden biologisch abbaubaren Formteils gestaltet wurden, wie bspw. ein Form-Film, ein Filmausschnitt, ein Film in Form der äußeren Gestalt, etc., die im simultanen Aufbringungsverfahren verwendet werden können, welches später beschrieben wird.
Auf diese Weise ist der Beschichtungsfilm im Aufbringungsschritt nicht eingerissen, sofern der Beschichtungsfilm in einer Gestalt geformt ist, die im Wesentlichen mit der äußeren Gestalt des biologisch abbaubaren Formteils identisch ist; demzufolge ermöglicht dies die saubere Herstellung des biologisch abbaubaren Formteils mit einer großen Ziehtiefe. Der Form-Film, der Filmausschnitt und der Film in Form der äußeren Gestalt werden besonders in der Beschreibung des simultanen Aufbringungsverfahrens beschrieben.
Nun wird das simultane Aufbringungsverfahren beschrieben. Wie zuvor dargestellt, enthält dieses Verfahren zumindest den Schritt des Formens zusammen mit dem Aufbringen, in dem die Formmasse durch Dampfexpansion geformt wird und gleichzeitig der Beschichtungsfilm 12 aufgebracht wird. Das unter Verwendung dieses Verfahrens erhaltene biologisch abbaubare Formteil ist derart aufgebaut, dass der Beschichtungsfilm 12 direkt auf der Oberfläche des expandierten Formteils (Hauptkörper 11a, 11b und 11c) geformt wird, wie in den 1(a), 2(a), 3(a), etc. gezeigt. Im Vergleich zum zuvor erwähnten nachträglichen Aufbringungsverfahren weist dieses simultane Aufbringungsverfahren folgende Vorteile auf.
Zum Ersten kann die Anzahl der Schritte reduziert werden. Dies bedeutet, dass es möglich ist, die Schritte im Vergleich zum nachträglichen Aufbringungsverfahren zu reduzieren, das zumindest zwei Schritte zum Aufbringen des Beschichtungsfilms 12 erfordert, da das simultane Aufbringungsverfahren den Beschichtungsfilm nahezu in einem Schritt aufbringen kann. Zudem ist es möglich, die Herstellungszeit dank der Möglichkeit des Aufbringens in einem Schritt zu verkürzen. Im Ergebnis wird es möglich, das biologisch abbaubare Formteil der vorliegenden Erfindung auf effizientere Weise herzustellen.
Zweitens ist die Aufbringungs-Form nicht mehr notwendig. Dies bedeutet, dass im simultanen Aufbringungsverfahren das Aufbringen des Beschichtungsfilms 12 simultan mit dem Formen des expandierten Formteils (Hauptkörper 11a, etc.) unter Verwendung der Form (Metallform 20a, etc.) durchgeführt wird. Daher ist die Aufbringungs-Form (Form 30, gezeigt in 11, etc.) zum Aufbringen des Beschichtungsfilms 12 im nachträglichen Aufbringungsverfahren unnötig. Aus diesem Grund wird es möglich, die Kosten für die Herstellungsanlagen zu begrenzen und ebenfalls die Anlagen kleiner zu gestalten, da die Anlagen zur Aufbringung, die die Aufbringungs-Form enthalten, unnötig werden.
Drittens wird es unnötig, Haftmittel zu verwenden. Dies bedeutet, dass beim simultanen Aufbringungsverfahren der Beschichtungsfilm 12 im Wesentlichen auf die Oberfläche des expandierten Formteils (Hauptkörper 11a, etc.) gebunden wird, da der Beschichtungsfilm 12 simultan aufgebracht wird, wenn das expandierte Formteil geformt wird. Es wird daher möglich, die Kosten des Materials für das Haftmittel zu begrenzen und weiterhin die biologische Abbaubarkeit des biologisch abbaubaren Formteils zu verbessern, da das Weglassen des Haftmittels einen höheren Anteil an Stärke im biologisch abbaubaren Formteil induziert.
Viertens ist der Aufbringungszustand des Beschichtungsfilms 12 so stabil wie der des Beschichtungsfilms 12 unter Verwendung des Haftfilms 13a im nachträglichen Aufbringungsverfahren, da der Beschichtungsfilm 12 im Wesentlichen an das expandierte Formteil gebunden wird.
Während das expandierte Formteil, wie bspw. der Hauptkörper 11a, hydrophil ist, ist der Beschichtungsfilm 12 hydrophob, wie bereits beschrieben. Daher ist es hochwahrscheinlich, dass der Beschichtungsfilm 12 nicht ausreichend auf das expandierte Formteil aufgebracht ist, wenn der Film 12 einfach auf das expandierte Formteil aufgebracht wird.
Im simultanen Aufbringungsverfahren wird gleichwohl der Beschichtungsfilm 12 simultan mit der Dampf-Expansionsformung der Formmasse aufgebracht, bei einer Temperatur, die zumindest in einem Bereich von nicht weniger als dem Aufweichungspunkt des biologisch abbaubaren Plastiks, das den Hauptbestandteil des Beschichtungsfilms 12 ausmacht, und weniger als dem Schmelzpunkt des biologisch abbaubaren Plastiks liegt. Der erhitzte und unter Druck gesetzte Beschichtungsfilm 12 steht dem expandierten Formteil daher im Expansionsschritt gegenüber. Somit erfährt der aufgeweichte Beschichtungsfilm 12 einen Druck der Form von außerhalb sowie den des expandierten Formteils im Expansionsschritt von innerhalb, so dass dieser einen nahen Kontakt mit dem expandierten Formteil eingeht. Im Ergebnis wird der Beschichtungsfilm 12 derart aufgebracht, als ob dieser auf die Oberfläche des expandierten Formteils aufgeschweißt wäre.
Aus diesem Grund wird, wie in 12(b) gezeigt, die Bindungsoberfläche 15 einer Schicht des Beschichtungsfilms 12 und der Oberfläche des expandierten Formteils 11 in einem Querschnitt des erhaltenen biologisch abbaubaren Formteils nicht zu einer glatten Oberfläche, die durch einfaches Aufbringen erzeugt wurde (siehe den Zustand im nachträglichen Aufbringungsverfahren in 12(a)), sondern wird bspw. zu einer unregelmäßigen Oberfläche mit Erhöhungen und Vertiefungen, so dass der Beschichtungsfilm 12 in geeigneter Weise an das expandierte Formteil angeheftet wird. Folglich wird der Aufbringungszustand des Beschichtungsfilms 12 in hohem Maße so fest und stabil wie der Zustand des Aufbringens über die Haftmittel-Schicht 13. Es ist daher möglich, die Resistenz gegen Wasser und die Gas-Undurchlässigkeit des erhaltenen biologisch abbaubaren Formteils weiter zu verbessern.
Im Übrigen ist, obwohl die Bindungsoberfläche 15 der Schicht des Beschichtungsfilms 12 und die Oberfläche des expandierten Formteils 11 schematisch bspw. als irreguläre Oberfläche mit Erhöhungen und Vertiefungen in 12(b) beschrieben ist, selbstverständlich der Zustand der Oberfläche 15 nicht darauf begrenzt, und die Oberfläche 15 kann in Übereinstimmung mit den Bestandteilen des Beschichtungsfilms 12 und dem expandierten Formteil 11, den Bedingungen des simultanen Aufbringungsverfahrens, etc. verschiedene Formen annehmen. In der vorliegenden Erfindung ist daher der Aufbringungszustand der Schicht des Beschichtungsfilms und des expandierten Formteils 11 des biologisch abbaubaren Formteils, das durch das simultane Aufbringungsverfahren erhalten wird, nicht besonders festgelegt, solange diese beiden zumeist vollständig aneinander haften.
Zieht man diese vier Vorteile in Betracht, macht es die Anwendung des simultanen Aufbringungsverfahrens möglich, das biologisch abbaubare Formteil mit geringen Kosten herzustellen. Die liegt daran, dass das biologisch abbaubare Formteil der vorliegenden Erfindung, das die gleiche Qualität aufweist wie dasjenige, welches durch das nachträgliche Aufbringungsverfahren hergestellt wurde, auf effizientere Weise und mit geringeren Kosten als unter Verwendung des nachträglichen Aufbringungsverfahrens hergestellt werden kann. Dies erleichtert daher die Verwendung des biologisch abbaubaren Formteils der vorliegenden Erfindung für Einwegzwecke.
Gleichwohl ist manchmal das simultane Aufbringungsverfahren in Abhängigkeit der Art des Beschichtungsfilms 12, der Zusammensetzung der Formmasse, etc. schwierig anzuwenden. In diesem Falle ist das nachträgliche Aufbringungsverfahren höchst geeignet. Anders formuliert, weisen jeweils das nachträgliche Aufbringungsverfahren und das simultane Aufbringungsverfahren Vorteile auf und die Verfahren können in Übereinstimmung mit der Situation in geeigneter Weise ausgewählt werden. So weisen beide Verfahren Vorteile und Nutzen als Verfahren zur Herstellung des biologisch abbaubaren Formteils in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung auf.
Nun ist das simultane Aufbringungsverfahren ein Verfahren, bei dem der Beschichtungsfilm 12 bei einer Temperatur innerhalb des Bereichs von weniger als dem Schmelzpunkt und nicht weniger als dem Aufweichungspunkt gleichzeitig mit der Dampf-Expansions-Formung der Formmasse aufgeweicht wird, und anschließend wird der Beschichtungsfilm 12 simultan mit der Formung des expandierten Formteils aufgebracht. Daher ist es erforderlich, die Bedingungen des Erhitzungsverfahrens in Bezug auf den aufzubringenden Beschichtungsfilm 12 in geeigneter Weise einzustellen.
Da eine Temperatur von nicht weniger als 100°C einfach erforderlich ist, um die Formmasse durch Dampf-Expansion zu formen, bedeutet dies, dass ein biologisch abbaubares Plastik, dessen Schmelzpunkt bei nicht weniger als 100 °C liegt, als der Hauptbestandteil des Beschichtungsfilms 12 ausgewählt werden muss, sofern das externe Erhitzen als Erhitzungsverfahren angewendet wird. Sofern der Beschichtungsfilm 12 im Wesentlichen aus dem biologisch abbaubaren Plastik gefertigt ist, dessen Schmelzpunkt bei nicht mehr als 100 °C liegt, wird der Beschichtungsfilm 12 bei einer Temperatur vollständig geschmolzen, die für die Dampf-Expansions-Formung der Formmasse ausreichend ist. Es wird daher unmöglich, dass der Beschichtungsfilm 12 in der Gestalt eines Films oder eines Blatts vorliegt, so dass auf der Oberfläche des expandierten Formteils keine gleichförmige Schicht des Beschichtungsfilms 12 ohne Lücken und Löcher ausgebildet werden kann.
Währenddessen ist der im Wesentlichen aus dem biologisch abbaubaren Plastik bestehende Beschichtungsfilm 12, dessen Schmelzpunkt bei nicht weniger als 100 °C liegt, selbst im Fall der Verwendung der internen Erhitzung als Erhitzungsverfahren geeignet. Gleichwohl ist es möglich, einen solchen zu verwenden, der einen verhältnismäßig niedrigen Schmelzpunkt aufweist, im Vergleich zur externen Erhitzung.
Im Falle des internen Erhitzens wird die Formmasse selbst erhitzt. Der Beschichtungsfilm 12 wird daher durch die Formmasse erhitzt, die im Schritt der Expansions-Formung und unter Hochtemperaturbedingungen vorliegt, und wird anschließend auf die Oberfläche des expandierten Formteils aufgebracht. Das interne Erhitzen erlaubt daher die Verwendung des Beschichtungsfilms 12, der im Wesentlichen aus einem biologisch abbaubaren Plastik gefertigt ist, das einen verhältnismäßig niedrigen Schmelzpunkt aufweist, da der Beschichtungsfilm 12 durch die Form nicht direkt erhitzt wird.
Das dielektrische Erhitzen ist besonders für das interne Erhitzen geeignet. Durch das dielektrische Erhitzen wird die Formmasse zu einem frühen Zeitpunkt der Expansionsformung rasch erhitzt und die ganze Formmasse kann insgesamt expandiert werden. Aufgrund dessen wird der Druck zum Pressen des Beschichtungsfilms 12 gegen die Form sowohl fest als auch gleichförmig erzeugt. Ebenso ermöglicht das Kontrollieren der Temperatur der Form und der Hitzeerzeugung der Form das Steigern der Temperatur einer haftenden Oberfläche (Oberfläche, die mit dem Beschichtungsfilm verbunden werden soll) des expandierten Formteils bis nahe an den Schmelzpunkt, währenddessen die Temperatur einer Kontaktoberfläche der Form (Oberfläche, die die Form kontaktiert) unterhalb des Schmelzpunktes gehalten wird. Aufgrund dieser Merkmale wird es möglich, ein biologisch abbaubares Formteil zu erhalten, in welchem das expandierte Formteil und der Beschichtungsfilm 12 intensiv aneinander haften.
Das dielektrische Erhitzen ist ein Verfahren zum Erhitzen eines Gegenstandes durch den dielektrischen Verlust des Objektes. Es gibt verschiedene Arten des dielektrischen Erhitzens, wie bspw.:
hochfrequentes dielektrisches Erhitzen, in welchem einem Gegenstand (dielektrisch) hochfrequente Wellen (HF; 3 bis 30 MHz) zugeführt werden, um diesen dielektrisch zu erhitzen; und
Erhitzen über eine Mikrowelle, wobei einem Gegenstand (dielektrisch) eine Mikrowelle (HF; 1 bis 100 GHz) zur dielektrischen Erhitzung desselben zugeführt wird.
Von den oben gezeigten Verfahren ist das hochfrequente dielektrische Erhitzen aufgrund seiner Merkmale besser geeignet; wie bspw., dass das dielektrische Erhitzen durch Verwendung einer Metallform als Elektrode ausgeführt werden kann, das Erhitzen der Formmasse leicht kontrolliert wird, da ein Ausgabegerät (Hochfrequenzgenerator) mit Präzision kontrollierbar ist, etc..
Währenddessen wird im Falle des externen Erhitzens der Beschichtungsfilm 12 auf sehr hohe Temperaturen erhitzt, um die Expansionsformung der Formmasse in ausreichender Weise durchzuführen, da in diesem Verfahren die weiter innen gelegene Formmasse erhitzt wird, nachdem der Beschichtungsfilm 12 direkt durch die Form erhitzt wird. Es ist daher bevorzugt, falls der Beschichtungsfilm 12 einen höheren Schmelzpunkt aufweist, dass die Erhitzungstemperatur der Form in Berücksichtigung des Schmelzpunktes und des Aufweichungspunktes des Beschichtungsfilms 12 genauer eingestellt werden muss.
Im Falle des simultanen Aufbringungsverfahrens weist das interne Erhitzen in Bezug auf die Leichtigkeit des Aufbringens, der größeren Auswahl des Beschichtungsfilms 12, etc., eine größere Einsatzflexibilität als das Erhitzungsverfahren des simultanen Aufbringungsverfahren auf.
Das externe Erhitzen zeigt gleichwohl dahingehend Vorteile auf, dass das Aufweichen des Beschichtungsfilms 12 und das Anhaften desselben an die Oberfläche des expandierten Formteils leicht kontrollierbar sind, da der Beschichtungsfilm 12 direkt durch die Form erhitzt wird. Im Falle des internen Erhitzens kann das externe Erhitzen ebenfalls bevorzugt sein, falls ein Beschichtungsfilm 12 verwendet wird, der einen hohen Aufweichungspunkt aufweist, da das expandierte Formteil aufgrund der übermäßigen Expansion u.s.w. abgebaut werden kann, falls die Formmasse so ausreichend erhitzt wird, dass sie den Beschichtungsfilm 12 zum Schmelzen bringt, und falls bestimmte Arten an Formmassen verwendet werden. Auf diese Weise weisen das externe Erhitzen und das interne Erhitzen als das Erhitzungsverfahren im Falle des simultanen Aufbringens jeweils eigene Vorteile auf, weshalb das Erhitzungsverfahren nicht besonders festgelegt ist; jedoch kann in geeigneter Weise ausgewählt werden, ob entweder das externe Erhitzen, das interne Erhitzen oder beides eingesetzt wird.
Es ist möglich, das simultane Aufbringungsverfahren bspw. in sieben Arten (acht Arten, sofern eine Variation enthalten ist) in Abhängigkeit des Beschichtungsfilms 12, sofern dieser aufgebracht wurde, wie folgt zu klassifizieren.
[Verfahren 1]
Wie im Falle des Aufbringungsschrittes des Beschichtungsfilms 12 im oben beschriebenen nachträglichen Aufbringungsverfahren stellt das Verfahren 1 ein Verfahren dar, in welchem die Formmasse zwischen den Beschichtungsfilmen 12 eingefügt wird, welche nicht geformt sind und noch immer wie ein Blatt gestaltet sind; danach wird der Beschichtungsfilm 12 auf das expandierte Formteil aufgebracht, welches simultan durch die Dampf-Expansionsformung geformt wird. Dieses Verfahren wird besonders zur Formung eines horizontal langen und breiten biologisch abbaubaren Formteils bevorzugt, wie bspw. dem in 2(a) gezeigten Teller-förmigen Behälter 10b in Übereinstimmung mit einem blattförmigen Beschichtungsfilm 12.
Um das Verfahren 1 genauer zu beschreiben, wie 13 zeigt, wird die in den 6(a) und 6(b) gezeigte Metallform 20b derart aufgebaut, dass zwei Beschichtungsfilme 12, die noch immer wie ein Blatt gestaltet sind, zwischen den oberen und unteren Teilen 21b und 22b bereitgestellt werden, und weiterhin die Aufschlämmung/der Teig der Formmasse 14 zwischen den Beschichtungsfilmen 12 bereitgestellt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die Metallform 20b nicht über den Schmelzpunkt des biologisch abbaubaren Plastiks hinausgehend erhitzt, das den Hauptbestandteil des Beschichtungsfilms 12 ausmacht. Anschließend werden die oberen und unteren Teile 21b und 22b miteinander vereint und zur Formung mittels des externen Erhitzens oder des internen Erhitzens erhitzt und unter Druck gesetzt. Es ist möglich, den Teller-förmigen Behälter 10b (siehe 2(a)) als biologisch abbaubares Formteil der vorliegenden Erfindung lediglich durch diesen Schritt zu erhalten.
[Verfahren 2]
Verfahren 2 ist dem Verfahren 1 ähnlich mit der Ausnahme, dass der Beschichtungsfilm 12 zuvor derart geformt ist, dass dieser im Wesentlichen mit einer äußeren Gestalt des biologisch abbaubaren Formteils übereinstimmt. Dieses Verfahren wird bevorzugt für ein biologisch abbaubares Formteil mit einer verhältnismäßig großen Ziehtiefe verwendet, d.h. eine vertikale hohe Gestalt, wie bspw. der in 1(a) gezeigte Schalen-förmige Behälter 10a.
Einige Arten der Beschichtungsfilme 12 können in Abhängigkeit der Art ihres Hauptbestandteils, d. h. des biologisch abbaubaren Plastiks, nicht stark gedehnt werden. Sofern Verfahren 1 eingesetzt wird, um das biologisch abbaubare Formteil mit einer großen Ziehtiefe zu formen, wie bspw. den in 1(a) gezeigten Schalen-förmigen Behälter 10a, kann daher der Beschichtungsfilm 12 eingerissen sein und das expandierte Formteil nicht ausreichend abdecken. Auf diese Art wird als Beschichtungsfilm 12 ein Formungs-Film hergestellt, der zuvor ähnlich zu der gewünschten Gestalt geformt wird. Aus diesem Grund kann der Beschichtungsfilm 12 biologisch abbaubare Formteile sicher und effizient abdecken, die eine komplizierte Gestalt und die große Ziehtiefe aufweisen.
Obwohl das Formungsverfahren des Beschichtungsfilms 12 nicht besonders festgelegt ist und konventionelle Verfahren zur Formung von blattartigen Filmen verwendet werden, sind bevorzugte Formungsverfahren, die verwendet werden, bspw. eine Vakuum-Formung, eine Injektions-Formung, eine Druckluft-Formung, etc. Im Übrigen ist es nicht notwendig, den Beschichtungsfilm 12 exakt identisch zum geformten biologisch abbaubaren Formteil zu gestalten, solange die Gestalt dieser beiden im Wesentlichen ähnlich zueinander ist. Es ist ausreichend, dass der Beschichtungsfilm 12 in etwa zu der Gestalt des geformten biologisch abbaubaren Formteils identisch ist, d. h. die Gestalt der Form, sofern der Beschichtungsfilm 12 etwas Flexibilität aufweist.
Um das Verfahren 2 genauer zu beschreiben, wie in 14 gezeigt, ist die in den 5(a) und 5(b) gezeigte Metallform 20a derart aufgebaut, dass zwei Beschichtungsfilme, die im Wesentlichen ähnlich zu dem Schalen-förmigen Behälter 10a gestaltet sind, zwischen die oberen und unteren Teile 21a und 22a bereitgestellt werden, und weiterhin die Aufschlämmung/der Teig der Formmasse 14 zwischen den Beschichtungsfilmen 12 bereitgestellt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird die Metallform 20a nicht über den Schmelzpunkt des biologisch abbaubaren Plastiks hinausgehend erhitzt, welches der Hauptbestandteil des Formungs-Films 12a darstellt (Beschichtungsfilm 12). Anschließend werden die oberen und unteren Teile 21a und 22a vereint und zur Formung mittels des externen Erhitzens oder des internen Erhitzens erhitzt und unter Druck gesetzt. Es ist möglich, über diesen einzigen Schritt den Schalen-förmigen Behälter 10a (siehe 1(a)) als das biologisch abbaubare Formteil der vorliegenden Erfindung zu erhalten.
[Verfahren 3]
Das Verfahren 3 ist identisch zu Verfahren 1 mit der Ausnahme, dass der Beschichtungsfilm 12 zuvor wie eine Tasche gestaltet wurde und anschließend die Formmasse in den Taschenförmigen Beschichtungsfilm 12 gegeben wird. Dieses Verfahren ist besonders für die Formung eines horizontal langen und breiten biologisch abbaubaren Formteils bevorzugt, wie bspw. dem in 2(a) gezeigten Teller-förmigen Behälter 10b, in Übereinstimmung mit dem blattförmigen Beschichtungsfilm 12.
Im Falle dieses Verfahrens ist der Beschichtungsfilm 12 als Taschen-förmiger Film so geformt, dass er die Formmasse aufnehmen kann. Sofern die Formmasse innerhalb dieses Taschen-förmigen Films eingebracht ist, kann die Formmasse als im Wesentlichen durch den Taschen-förmigen Film verpackt angesehen werden. Auf diese Weise wird es möglich, große Mengen der Formmasse für einen Zeitraum durch vorheriges Verteilen eines Großteils der Formmasse auf jeden Taschen-förmigen Film zu verteilen. Weiterhin wird die Vorbereitung der Formung lediglich durch Einlegen der verpackten Masse in die Form zum Zeitpunkt der Herstellung des biologisch abbaubaren Formteils abgeschlossen. Dies ermöglicht es, das Verfahren zur Herstellung weiter zu vereinfachen.
Das Verfahren zur Formung des Beschichtungsfilms 12, so dass dieser in Taschenform vorliegt, ist nicht auf irgendein besonderes Verfahren festgelegt, so dass konventionelle Verfahren zur Formung von Blatt- oder Film-förmigen Plastikmaterialien in Taschen-Form, ohne jedes Problem eingesetzt werden können. Ein solches Beispiel schließt eine Füllmaterial(/Dämpfungs)-artige Verpackung ein. Das Verfahren zur Lagerung der eingeschlossenen Masse verläuft dahingehend, dass die Formmasse in den Taschenförmigen Film eingebracht wird, ebenfalls nicht auf irgendein besonderes Verfahren festgelegt und es können konventionelle Verfahren zufriedenstellend zur Lagerung eingesetzt werden, um einem Verrotten der Stärke vorzubeugen.
Im Übrigen wird in der vorliegenden Erfindung der Taschen-förmige Film 12b, der die Formmasse innenliegend lagert, als "Zusammensetzung zur Expansionsformung" bezeichnet. Wie oben beschrieben, können die Zusammensetzungen zur Expansionsformung (abgekürzt als „Formungs-Zusammensetzung") in großer Anzahl zuvor hergestellt und für einen bestimmten Zeitraum gelagert werden, und gleichzeitig kann das biologisch abbaubare Formteil, auf dem der Beschichtungsfilm aufgebracht ist, leicht durch einfaches Einlegen der Formungs-Zusammensetzungen in die Formen hergestellt werden. Auf diese Weise ist die Formungs-Zusammensetzung zur Herstellung des biologisch abbaubaren Formteils in einem leichten und einfachen Schritt geeignet.
Um das Verfahren 3 genauer zu beschreiben, wie in 15 gezeigt, wird der Taschenförmige Film 12b dadurch geformt, dass der Beschichtungsfilm 12 in Taschenform gebracht wird, und anschließend werden die Formungs-Zusammensetzungen 40b zuvor durch Einlegen einer bestimmten Menge der Formmasse 14 in jeden der Taschen-förmigen Filme 12b hergestellt. Diese Formungs-Zusammensetzungen 40b werden in einem näher beschriebenen Warenlager, etc. gelagert. Folgt man den oben gezeigten Schritten wird in der in den 6(a) und 6(b) gezeigten Metallform 20b die aus dem Warenlager genommene Formungs-Zusammensetzung 40b auf den unteren Teil 22b gelegt und die Vorbereitung der Formung ist nun abgeschlossen.
Zu diesem Zeitpunkt wird die Metallform 20b auf eine Temperatur aufgeheizt, die den Schmelzpunkt des biologisch abbaubaren Plastiks nicht überschreitet, welches den Hauptbestandteil des Beschichtungsfilms 12 (Taschen-förmiger Film 12b) darstellt. Anschließend werden die oberen und unteren Teile 21b und 22b vereint und zur Formung mittels des externen Erhitzens oder des internen Erhitzens erhitzt und unter Druck gesetzt. Es ist möglich, den Teller-förmigen Behälter 10b (siehe 2(a)) als das biologisch abbaubare Formteil der vorliegenden Erfindung über diesen einzigen Schritt zu erhalten.
[Verfahren 4]
Verfahren 4 ist ein Verfahren, welches die Verfahren 1, 2 und 3 mit einbindet, wobei der Beschichtungsfilm 12 zuvor im Wesentlichen ähnlich zu sowohl einer Taschen-förmigen Gestalt als auch einer äußeren Gestalt des biologisch abbaubaren Formteils geformt wird. Anders formuliert, wird der Taschen-förmige Film 12d des Verfahrens 3 weiter dahingehend modifiziert, dass dieser als Formungstaschen-Film mit einer Gestalt vorliegt, die mit der des biologisch abbaubaren Formteils im Wesentlichen identisch ist. Dieses Verfahren wird ebenfalls bevorzugt für ein biologisch abbaubares Formteil mit einer verhältnismäßig großen Ziehtiefe verwendet, d.h. einer vertikalen hohen Gestalt, wie bspw. der in 1(a) gezeigte Schalen-förmige Behälter 10a. Der Formungstaschen-Film kann derart geformt sein, dass der Beschichtungsfilm 12 zuvor derart modifiziert ist, dass dieser als Taschenförmiger Film vorliegt, und anschließend so geformt wird, dass dieser mit der äußeren Gestalt des biologisch abbaubaren Formteils im Wesentlichen identisch ist oder so modifiziert ist, dass dieser als der Formungstaschen-Film vorliegt, nachdem dieser im Wesentlichen so gestaltet wurde, dass dieser die äußere Gestalt des Formteils aufweist. Das Formungsverfahren und das Verfahren zur Herstellung des Taschen-förmigen Films sind nicht besonders festgelegt und es können in geeigneter Weise konventionelle Verfahren eingesetzt werden, wie oben gesagt.
Um Verfahren 4 genauer zu beschreiben, so wie in 16 gezeigt, wird der Beschichtungsfilm 12 zuvor so modifiziert, dass dieser als der Formungstaschen-Film 12c vorliegt, und anschließend werden die Formungs-Zusammensetzungen 40c durch Einbringen einer bestimmten Menge der Formmasse in jede der Formungstaschen-Filme 12c hergestellt. Es ist möglich, diese Formungs-Zusammensetzungen 40c in einem spezifischen Warenlager, etc. zu lagern. Folgt man den oben gezeigten Schritten, wird in der Metallform 20a, die in den 5(a) und 5(b) gezeigt wird, die Formungs-Zusammensetzung 40c, die aus dem Warenlager entnommen wurde, auf den unteren Teil 22a gelegt, und die Vorbereitung der Formung ist nun abgeschlossen.
Zu diesem Zeitpunkt wird die Metallform 20a auf eine Temperatur aufgeheizt, die den Schmelzpunkt des biologisch abbaubaren Plastiks nicht überschreitet, das den Hauptbestandteil des Beschichtungsfilms 12 (Formungstaschen-Film 12c) bildet. Anschließend werden die oberen und unteren Teile 21a und 22a vereint und zur Formung durch das externe Erhitzen oder das interne Erhitzen erhitzt und unter Druck gesetzt. Es ist möglich, den Teller-förmigen Behälter 10a (siehe 1(a)) als das biologisch abbaubare Formteil der vorliegenden Erfindung durch diesen einzigen Schritt zu erhalten.
[Verfahren 5]
Verfahren 5 ist identisch zu Verfahren 1 mit der Ausnahme, dass der Beschichtungsfilm 12 als ein Filmausschnitt verwendet wird, der zuvor so zugeschnitten wird, dass dieser eine Gestalt aufweist, die im Wesentlichen mit der äußeren Gestalt des biologisch abbaubaren Formteils identisch ist. Dieses Verfahren wird bevorzugt für ein biologisch abbaubares Formteil mit einer größeren Ziehtiefe oder einer komplizierteren Gestalt verwendet, wie bspw. dem in 3(a) gezeigten Tassen-förmigen Behälter 10c.
Obwohl die konkrete Form des Filmausschnitts nicht besonders festgelegt ist, ist gewöhnlicherweise, wie die 17(a) und 17(b) zeigen, ein bevorzugt eingesetztes Verfahren derart aufgebaut, dass die Filmausschnitte 12d in Gestalt der individuellen Flächen des nicht-gefalteten geformten biologisch abbaubaren Formteils (zum Beispiel der Tassen-förmige Behälter 10c) zugeschnitten sind.
Der Filmausschnitt 12d weist weiterhin einen überlappenden Abschnitt 12e auf, der zu einer überlappenden Breite äquivalent ist, wie die 17(a) und 17(b) zeigen. Dieser überlappende Abschnitt 12e wird um einen unteren Filmausschnitt 12d bereitgestellt und entlang eines Rands eines seitlichen Filmausschnitts 12d, wo der Filmausschnitt 12d mit sich selbst überlappt, um angeheftet zu werden, wenn der Filmausschnitt 12d zylindrisch gewickelt wird, etc..
Diese überlappenden Abschnitte 12e überlappen miteinander in einem vorgegebenen Abschnitt jedes Filmausschnitts 12d, wenn der Filmausschnitt 12d in der Vertiefung der Form im Schritt der Formung angeordnet wird. Aus diesem Grund sind sowohl der überlappende Abschnitt 12e als auch und ein Teil des überlappenden Filmausschnitts 12d aufgeweicht und aneinander angeheftet (verschweißt). Konsequenterweise werden die Filmausschnitte 12d als ein im Wesentlichen Tassen-förmiger Beschichtungsfilm 12 zusammengesetzt und danach wird dieser Beschichtungsfilm 12 weiter an die Oberfläche des expandierten Formteils angeheftet, (und) es wird der Tassen-förmige Behälter 10c der vorliegenden Erfindung erhalten.
Die Gestalt des nicht-gefalteten Filmausschnitts 12d ist nicht besonders festgelegt. Nimmt man daher den Tassen-förmigen Behälter 10c als Beispiel, kann der Filmausschnitt 12d zweiteilig als die Seite und der Boden zugeschnitten werden, d.h. die Seite und der Boden stellen jeweils einen Filmausschnitt 12d dar, oder dreiteilig, mit zwei Seiten und dem Boden, wie in 17(b) angegeben. Auf diese Weise ist es ausreichend, dass eine Zusammenstellung aller Filmausschnitte 12d, die an den überlappenden Abschnitten 12e überlappen, eine Gestalt einnimmt, die mit dem biologisch abbaubaren Formteil, wie bspw. dem Tassen-förmigen (biologisch abbaubaren Formteil) übereinstimmt.
In diesem Verfahren ist der Beschichtungsfilm 12 vor dem Aufbringen der Gestalt nach dem Formen ähnlicher als in den Verfahren 2 und 4. Dieses Verfahren wird in geeigneter Weise dann eingesetzt, wenn ein Beschichtungsfilm 12, der im Wesentlichen aus einem biologisch abbaubaren Formteil mit niedriger Ziehtiefe gefertigt ist; besonders wird es eingesetzt, wenn das biologisch abbaubare Formteil mit der großen Ziehtiefe, wie bspw. der Tassen-förmige Behälter 10c, unter Verwendung des Beschichtungsfilms 12 mit einer niedrigen Ziehtiefe geformt wird, und weiterhin, wenn es erwünscht ist, dass die Dicke des Beschichtungsfilms 12 nach dem Aufbringen nach Wunsch frei eingestellt werden soll, etc..
Um das Verfahren 5 genauer zu beschreiben, werden in der in den 8(a) und 8(b) gezeigten Metallform 20 der Filmausschnitt 12d, der mit dem Boden des Tassen-förmigen Behälters 10c übereinstimmt, und der Filmausschnitt 12d, der mit der Seite übereinstimmt, entlang den Gestalten der Vertiefung der unteren Teile 23d und 24d angeordnet, wie in 18 gezeigt. Zu diesem Zeitpunkt haben die überlappenden Abschnitte 12e sicher miteinander zu überlappen.
Anschließend wird die Formungsmasse 14 für den im Wesentlichen Tassen-förmigen Filmausschnitt 12d bereitgestellt. Gleichzeitig werden der Filmausschnitt 12d, der mit dem Boden des Tassen-förmigen Behälters 10c übereinstimmt, und der Filmausschnitt 12d, der mit der Seite davon übereinstimmt, in Übereinstimmung mit der Gestalt des oberen Teils 21d angeordnet; anschließend wird der obere Teil 21d mit den unteren Teilen 23d und 24d mit den angeordneten Filmausschnitten 12d vereint. Selbstverständlich werden die Teile 21d, 23d und 24d auf eine Temperatur erhitzt, die den Schmelzpunkt des biologisch abbaubaren Formteils nicht übersteigt, aus dem der Beschichtungsfilm 12 im Wesentlichen gefertigt ist.
Nach den oben gezeigten Schritten wird die Hitze- und Druck-Formung durch das externe oder interne Erhitzen durchgeführt. Über diesen Schritt der Hitze- und Druck-Formung werden die überlappenden Abschnitte 12e der Filmausschnitte 12d wie oben angegeben miteinander verschmolzen und es wird eine Schicht des Beschichtungsfilms 12 auf der Oberfläche des expandierten Formteils (Hauptkörper 11c) ohne eine Unterbrechung zwischen diesen geformt. Im Ergebnis ist es möglich, durch den oben gezeigten Schritt den Tassen-förmigen Behälter 10c (siehe 3(a)) als das biologisch abbaubare Formteil der vorliegenden Erfindung zu erhalten.
[Verfahren 6]
Verfahren 6 ist mit Verfahren 5 identisch mit der Ausnahme, dass die Filmausschnitte 12c an den überlappenden Abschnitten 12d zum dem Zweck angeheftet werden, die Filmausschnitte 12c nahezu in Übereinstimmung mit der äußeren Gestalt des biologisch abbaubaren Formteils vor der Formung derselben zu bringen. Wie im Fall des Verfahrens 5 wird dieses Verfahren bevorzugt für ein biologisch abbaubares Formteil mit einer größeren Ziehtiefe oder einer komplizierteren Gestalt eingesetzt, wie bspw. dem in 3(c) gezeigten Tassen-förmigen Behälter 10c.
Während es nahezu identisch zum Verfahren 5 ist, ist dieses Verfahren derart aufgebaut, dass im Vorfeld ein Film mit der äußeren Gestalt durch sicheres Anhaften der überlappenden Abschnitte 12d über Verschweißen, etc., gebildet wird. Dieses Verfahren wird dann bevorzugt, wenn ein Beschichtungsfilm 12 im Verfahren 5 verwendet wird, in welchem die überlappenden Abschnitte 12d nicht leicht miteinander verschweißt werden.
Um das Verfahren 6 genauer zu beschreiben, wie in 19 gezeigt, werden in der Metallform 20d, die in den 8(a) und 8(b) angegeben ist, zwei Filme mit der äußeren Gestalt 12f, die zuvor so angeheftet werden, dass diese im Wesentlichen zu einer Tassenförmigen Gestalt ähnlich sind, übereinander geschichtet und zwischen den oberen und unteren Teilen 21d, 23d und 24d angeordnet, und anschließend wird die Formmasse zwischen den Filmen mit der äußeren Gestalt 12f bereitgestellt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Metallform 20b auf eine Temperatur aufgeheizt, die den Schmelzpunkt des biologisch abbaubaren Plastiks nicht überschreitet, welches den Hauptbestandteil des Films mit der äußeren Gestalt 12f (Beschichtungsfilm 12) ausmacht. Anschließend werden die oberen und unteren Teile 21c, 23d und 24d vereint und die Hitze- und Druck-Formung wird unter Verwendung der externen oder internen Erhitzung durchgeführt. Im Ergebnis ist es durch den einzigen Schritt möglich, den Tassen-förmigen Behälter 10c (siehe 3(a)) als das biologisch abbaubare Formteil der vorliegenden Erfindung zu erhalten.
[Verfahren 7]
In Verfahren 7 wird das Verfahren 6 weiterhin mit Verfahren 3 kombiniert. Dies bedeutet, dass, nachdem die Filmausschnitte 12c an den überlappenden Abschnitten 12d angeheftet wurden und so geformt wurden, dass diese zumeist identisch mit der äußeren Gestalt des biologisch abbaubaren Formteils vor dem Formungsverfahren sind, die ausgestalteten Filmausschnitte 12c so überschichtet werden, dass diese eine im Wesentlichen Taschenförmige Gestalt aufweisen und die Formmasse wird in diese eingebracht. Wie in den Fällen der Verfahren 5 und 6 wird dieses Verfahren bevorzugt für ein biologisch abbaubares Formteil mit einer größeren Ziehtiefe oder einer komplizierteren Gestalt eingesetzt, wie bspw. dem in 3(a) gezeigten Tassen-förmigen Behälter 10c.
Wie in den Fällen der Verfahren 3 und 4 werden die Formungs-Zusammensetzungen durch Überführen des Beschichtungsfilms 12 in den Taschen-förmigen Film und durch Einlegen der Formmasse darin hergestellt. Die Formmassen können daher für einen gewissen Zeitraum gelagert werden und die Vorbereitung der Formung kann dadurch abgeschlossen werden, dass lediglich die Formungs-Zusammensetzungen in die Form eingelegt werden, so dass es möglich ist, das Verfahren zur Herstellung weiter zu vereinfachen.
Um Verfahren 7 genauer zu beschreiben, wie in 20 gezeigt, werden die Filmausschnitte so angeheftet, dass sie einen Film für die äußere Gestalt ausbilden, nachdem der Beschichtungsfilm 12 als Filmausschnitte erzeugt wurde, die mit der äußeren Gestalt des Tassen-förmigen Behälters 10c übereinstimmen, und zwei von diesen werden vor den unten beschriebenen Prozeduren so angeheftet, dass sie einen begrenzenden Taschen-förmigen Film 12g bilden. Anschließend wird eine bestimmte Menge der Formmasse 14 in jeden der begrenzenden Taschen-förmigen Filme 12g gegeben und die Formungs-Zusammensetzungen 40g sind vorbereitet. Diese Formungs-Zusammensetzungen 40g werden an einem spezifischem Platz gelagert, wie bspw. einem Warenlager. Folgt man den oben gezeigten Schritten, wird in der Metallform 20d, die in den 8(a) und 8(b) gezeigt ist, die Vorbereitung der Formung leicht durch einfaches Herausnehmen der Formungs-Zusammensetzung 40 aus dem Warenlager und durch Einlegen derselben auf die unteren Teile 23d und 24d abgeschlossen.
Zu diesem Zeitpunkt wird die Metallform 20d auf eine Temperatur aufgeheizt, die den Schmelzpunkt des biologisch abbaubaren Plastiks nicht überschreitet, welches den Hauptbestandteil des Beschichtungsfilms 12 (begrenzender Taschen-förmiger Film 12g) darstellt. Anschließend werden die oberen und unteren Teile 21d, 23d und 24d vereint und es wird unter Verwendung der externen oder internen Erhitzung die Hitze- und Druck-Formung durchgeführt. Im Ergebnis ist es möglich, den Tassen-förmigen Behälter 10c (siehe 3(a)) als das biologisch abbaubare Formteil der vorliegenden Erfindung durch den oben gezeigten einzigen Schritt zu erhalten.
In allen oben beschriebenen Aufbringungsverfahren, d. h. sowohl im nachträglichen Aufbringungsverfahren als auch im simultanen Aufbringungsverfahren, wird der Beschichtungsfilm 12 nicht notwendigerweise auf das gesamte expandierte Formteil aufgebracht, so dass es ausreichend ist, wenn der Beschichtungsfilm 12 lediglich auf einem Teil des expandierten Formteils aufgebracht wird, der nach Wunsch beschichtet werden soll. Zum Beispiel einen Teller, der lediglich zum Auflegen von Nahrungsmitteln auf seiner Fläche verwendet wird, wie bspw.:
einen Einwegteller, auf den leichte Mahlzeiten, wie bspw. Takoyaki, frittierte Nudeln, Pfannkuchen nach japanischer Art, Hot Dogs und Bratkartoffeln vorübergehend gelegt werden, während diese gegessen und (dieses) nach dem Verzehr weggeworfen wird; und
ein als Boden verwendeter Teller zum Einpacken eines Kuchens, etc.
müssen nicht beschichtet sein, mit der Ausnahme der Oberseite des Tellers. Daher ist es ausreichend, dass der Beschichtungsfilm 12 lediglich auf der Oberseite aufgebracht ist.
Bspw. ist in den simultanen Aufbringungsverfahren 1 bis 7 die Formmasse durch zwei Beschichtungsfilme 12 wie eine Sandwichstruktur über- und unterschichtet und die gesamte Oberfläche des expandierten Formteils ist mit dem Beschichtungsfilm 12 zu dem Zeitpunkt der Dampf-Expansionsformung unter Verwendung der Form beschichtet. Gleichwohl ist es möglich, lediglich die Oberseite des expandierten Formteils in den simultanen Aufbringungsverfahren 1 bis 7 zu beschichten.
Sofern das biologisch abbaubare Formteil in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung als ein Füllmaterial (Dämpfungsmaterial) für das Verpacken/Einwickeln von elektrischen Anwendungen, etc. eingesetzt wird, ist es zudem ausreichend, dass der Beschichtungsfilm lediglich auf den Bereichen aufgebracht ist, die die Anwendungen direkt berühren. Wenn die einzupackende Anwendung großformatig ist, wird besonders das Füllmaterial (Dämpfungsmaterial) als auch die Aufbringungs-Form zum Aufbringen des Beschichtungsfilms groß, so dass es ausreichend ist, den Beschichtungsfilm auf einem minimalen Raum aufzubringen, sofern das biologisch abbaubare Formteil groß wird.
Sofern die gesamten Teile des Behälters eine Gas-Undurchlässigkeit wie bspw. im Falle eines Behälters für Nudeln (wie bspw. der in den 1(a) und 1(b) gezeigte Schalenförmige Behälter 10a) erfordert, in welchen nicht nur kochendes Wasser gegossen wird, sondern ebenfalls trockene Nudeln gegeben werden, bei denen eine Oxidation oder eine Feuchtigkeitsabsorption vermieden werden muss, ist es derweil bevorzugt, falls der Beschichtungsfilm 12 jeden Teil des Behälters beschichtet.
Als nächstes wird ein Beispiel eines simultanen Aufbringungsverfahrens beschrieben, in dem lediglich ein Teil der Oberfläche des expandierten Formteils durch den Beschichtungsfilm 12 beschichtet ist.
[Verfahren 1A]
Verfahren 1A ist eine Modifikation des Verfahrens 1 und ein Verfahren, welches lediglich einen Beschichtungsfilm 12 auf der Oberseite der Formmasse bereitstellt anstelle von zwei Beschichtungsfilmen 12, die wie eine Sandwichstruktur im Falle des Verfahrens 1 die Formmasse über- und unterschichten, und daher der Beschichtungsfilm 12 lediglich auf der Oberseite der Formmasse aufgebracht ist.
Um das Verfahren 1A genauer zu beschreiben, so wie es 22 zeigt, wird lediglich ein Beschichtungsfilm 12, der noch immer wie ein Blatt gestaltet ist, zwischen den oberen und unteren Teilen 21b und 22b der Metallform 20b bereitgestellt, die in den 6(a) und 6(b) gezeigt ist, und anschließend wird die Aufschlämmung/der Teig der Formmasse 14 zwischen dem Beschichtungsfilm 12 und dem unteren Teil 22b bereitgestellt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Metallform 20b auf eine Temperatur aufgeheizt, die den Schmelzpunkt des biologisch abbaubaren Plastiks nicht übersteigt, das den Hauptbestandteil des Beschichtungsfilms 12 bildet. Anschließend werden die oberen und unteren Teile 21b und 22b vereint und zur Formung mittels externen Erhitzens oder internen Erhitzens erhitzt und unter Druck gesetzt. Es ist möglich, durch den oben beschriebenen einzigen Schritt einen Teller-förmigen Behälter 10d (siehe 23) als das biologisch abbaubare Formteil der vorliegenden Erfindung zu erhalten.
Der Teller-förmige Behälter 10d weist, wie 23 zeigt, einen Hauptkörper 11b auf, dessen einzige Oberfläche, auf die Nahrungsmittel aufgelegt wird, durch den Beschichtungsfilm 12 beschichtet ist. Die Oberseite des Teller-förmigen Behälters 10d weist eine gute Resistenz gegen Wasser auf. Der Behälter 10d wird daher bevorzugt für die oben beschriebenen Teller verwendet, wie bspw. dem Einwegteller, der nach dem Auflegen von Nahrungsmitteln auf diesen entsorgt wird, und der Teller wird als Boden zum Einpacken eines Kuchens, etc. verwendet.
In der vorliegenden Erfindung wird zusätzlich zu der Form zur Formung des expandierten Formteils die Aufbringungs-Form benötigt, die eine Vertiefung aufweist, welche im Wesentlichen identisch zu der der Form ist, sofern das nachträgliche Aufbringungsverfahren zum Aufbringen des Beschichtungsfilms 12 angewendet wird. Sofern das simultane Aufbringungsverfahren angewendet ist, ist derweil die Aufbringungs-Form unnötig und der Beschichtungsfilm 12 kann simultan mit dem Formen des expandierten Formteils aufgebracht werden.
Es ist daher möglich, den Beschichtungsfilm 12 derart zu gestalten, dass dieser im Wesentlichen auf der Oberfläche des expandierten Formteils mit Präzision und Sicherheit haftet. Insbesondere erlaubt ein einfaches Kopieren der Gestalt der Form, selbst, wenn ein kompliziert gestaltetes Formteil durch Verwendung des nachträglichen Aufbringungsverfahrens hergestellt wird, das Herstellen des Formteils ohne (Neu-) Gestalten der Aufbringungs-Form 30, die mit dem expandierten Formteil übereinstimmt, oder ohne ein schwieriges Anpassen der Gestalt, da die Gestalt des Formteils von der Gestalt der Vertiefung der Form abhängt.
Zudem ist die vorliegende Erfindung derart aufgebaut, dass der Beschichtungsfilm 12 entweder aufgebracht wird, nachdem das expandierte Formteil, das eine vorgegebene Gestalt aufweist und im Wesentlichen aus Stärke (natürliches Produkt) gefertigt ist, durch die Dampf-Expansion oder simultan mit der Dampf-Expansion des oben beschriebenen expandierten Formteils geformt wird. Es können daher Formteile geformt werden, die jegliche Art der Gestalt aufweisen, solange diese von der Form gelöst werden können. Bspw. ist es möglich, mit Sicherheit die Formteile zu formen, wie bspw. solche, die eine große Ziehtiefe aufweisen, wie bspw. eine Tasse, solche, die eine ungleichmäßige Dicke aufweisen, wie bspw. ein Tablett für Nahrungsmittel mit Unterteilungen und ein Tablett zur Verpackung, ein wirklich kompliziert gestaltetes Füllmaterial (Dämpfungsmaterial), etc.
Sofern der Beschichtungsfilm 12 unter Verwendung des nachträglichen Aufbringungsverfahrens, wie oben beschrieben, aufgebracht wird, ist es weiterhin möglich, verschieden gestaltete Formartikel mit biologischer Abbaubarkeit und guter Wasser-/Feuchtigkeits-Resistenz zu erhalten, da die Aufbringungs-Form verwendet wird, die die Gestalt aufweist, die im Wesentlichen zu der Gestalt der für die Formung verwendeten Form identisch ist.
Sofern der Beschichtungsfilm 12 verwendet wird, der nicht nur resistent gegen Wasser, sondern ebenfalls Gas-undurchlässig, etc., ist, ist es ebenfalls möglich, falls das Formteil als Behälter, etc. verwendet wird, dessen Inhalt vor Oxidation oder Feuchtwerden, etc. zu schützen; und es kann ein zur Aufbewahrung geeigneter geformter Behälter erhalten werden, da es möglich ist, dem biologisch abbaubaren Formteil der vorliegenden Erfindung verschiedene Merkmale, wie bspw. Gas-Undurchlässigkeit, hinzuzufügen.
Sofern Wörter und Bilder auf der Oberfläche des Beschichtungsfilms 12 zuvor unter Verwendung einer biologisch abbaubaren Tinte aufgedruckt werden, erlaubt das einfache Aufbringen des Beschichtungsfilms zusätzlich das wesentlich einfachere Aufdrucken eines schönen und detaillierten Designs auf der Oberfläche der expandierten Formteils im Vergleich zum direkten Aufdrucken auf dessen Oberfläche.
Anders formuliert, ist es in der vorliegenden Erfindung möglich, dem biologisch abbaubaren Formteil der vorliegenden Erfindung leicht und sicher verschiedene Merkmale hinzuzufügen, sofern der Beschichtungsfilm 12 auf das expandierte Formteil aufgebracht wird, nachdem dem Film 12 zuvor Funktionen vermittelt wurden.
Sofern das biologisch abbaubare Formteil der vorliegenden Erfindung als versiegelbarer Behälter zur Aufbewahrung von Gegenständen in dessen Inneren verwendet wird, ist der Behälter oftmals so gestaltet, dass dieser eine Öffnung aufweist. Um daher den Behälter zu versiegeln, gibt es ein Verfahren, die Öffnung bspw. durch einen haftenden Deckel zu verschließen. Wie 21(a) zeigt, ist es in diesem Fall bevorzugt, falls zumindest der Beschichtungsfilm 12 auf einem Rand 16 der Öffnung aufgebracht ist.
Das expandierte Formteil wird gefertigt, während die Dampf-Expansion mit natürlicher Stärke durchgeführt wird, die den Hauptbestandteil des expandierten Formteils, etc. bildet. Auf der Oberfläche des expandierten Formteils 11 werden im Ergebnis, wie in den 21(a) und 21(b) gezeigt, mikroskopische Erhöhungen und Vertiefungen geformt. Diese Erhöhungen und Vertiefungen werden hauptursächlich durch die Dampf-Expansions-Formung verursacht, und wie 21(b) zeigt, diese verschlechtern den Kontakt zwischen dem haftenden Deckel 17 und dem Rand 16 und die Versiegelbarkeit wird unzureichend.
Dabei gibt es eine konventionelle Technologie zur Aufbringung eines gegen Wasser resistenten Harzes auf die Oberfläche. Gleichwohl ist es wahrscheinlich, dass aufgrund der mikroskopischen Erhöhungen oder Vertiefungen, gleichgültig wie gleichmäßig das Harz aufgebracht wird, Lücken und kleine Löcher auf einer Beschichtung des aufgetragenen Harzes in Übereinstimmung mit den Erhöhungen und Vertiefungen gebildet werden, und es ist unmöglich, eine glatte Beschichtung auszubilden. Daher kann keine geeignete Resistenz gegen Wasser/Feuchtigkeit erhalten werden. Weiterhin ist eine Gas-Undurchlässigkeit erforderlich, falls einer Oxidation, etc. des Inhalts vorgebeugt werden muss. Gleichwohl verringern die mikroskopischen Erhöhungen und Lücken gleichfalls die Gas-Undurchlässigkeit.
Um dagegen Maßnahmen zu ergreifen, wird in der vorliegenden Erfindung der Beschichtungsfilm 12, der natürlicherweise als vollständiger Film gefertigt ist, bspw. mit Hilfe der Haftmittel-Schicht 13 oder durch Aufweichen parallel zur Expansionsformung und anschließendes direktes Aufbringen aufgebracht. Wie 21(a) zeigt, wird daher auf dem Rand 16 die Haftung zwischen dem Haftdeckel 17 und dem Rand 16, auf welchem der Beschichtungsfilm 12 aufgebracht ist, verbessert. Aus diesem Grund wird die Versiegelbarkeit der Öffnung, wie bspw. die Resistenz gegen Wasser, die Resistenz gegen Feuchtigkeit, die Gas-Undurchlässigkeit, etc. verbessert und die Inhalte werden besser geschützt.
Sofern der Beschichtungsfilm 12 zum Teil aufgebracht wurde, nachdem die Aufbringungs-Form (bspw. Form 30, die in 11 gezeigt ist) zum Aufbringen hergestellt wurde, werden, wie oben beschrieben, ein in geeigneter Weise zugeschnittener Beschichtungsfilm 12 und der Haftfilm 13a wie in einer Sandwichstruktur durch die Aufbringungsform und das expandierte Formteil aufgebaut und anschließend wird der Beschichtungsfilm 12 gepresst und auf das expandierte Formteil aufgebracht.
Auf diese Weise ist das biologisch abbaubare Formteil in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung derart aufgebaut, dass der Beschichtungsfilm, der aus biologisch abbaubaren Plastikmaterialien gefertigt ist, auf der Oberfläche des im Wesentlichen aus Stärke gefertigten, expandierten Formteils aufgebracht ist. Im Ergebnis kann der Oberfläche des expandierten Formteils eine hohe Resistenz gegen Wasser verliehen werden, während die Stabilität der Gestalt (Eigenschaft, eine geeignete Dicke beizubehalten) und eine Hitze-Isolierung beibehalten werden. Weiterhin wird es möglich, dass die Festigkeit und die Flexibilität des expandierten Formteils verbessert werden.
Zudem weisen sowohl das expandierte Formteil als auch der Film eine biologische Abbaubarkeit auf und werden in geeigneter Weise biologisch abgebaut, weil ein expandiertes Formteil mit einer großen Dicke eine gute biologische Abbaubarkeit aufweist, da dieses im Wesentlichen aus Stärke gefertigt ist, während der Film dünn genug ist, obwohl dieser aus einem biologisch abbaubaren Plastik gefertigt ist, welches langsam biologisch abgebaut wird. Aus diesem Grund wird das biologisch abbaubare Formteil in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gut biologisch abgebaut, wenn dieses entsorgt wird.
Da der gesamte Beschichtungsfilm auf der Oberfläche des expandierten Formteils aufgebracht ist, wenn das expandierte Formteil als ein Behälter mit einer Öffnung verwendet wird, ist es weiterhin möglich, den Haftdeckel auf dem Rand der Öffnung durch Erhitzen vollständig zu versiegeln.
Das biologisch abbaubare Formteil in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt als Füllmaterial (Dämpfungsmaterial) für die Verpackung, als GES, als Formteil zur Verpackung, wie bspw. ein Tablett zur Verpackung, als Behälter für Fertigessen, wie bspw. Nudeln, als Einwegteller oder -Tablett, der in der Catering-Industrie verwendet wird, und als ein Behälter für Nahrungsmittel, wie bspw. Suppen und Saft, verwendet.
Insbesondere ermöglicht es die Resistenz gegen Wasser, das biologisch abbaubare Formteil der vorliegenden Erfindung bevorzugt als Behälter für Nahrungsmittel einzusetzen, die einen hohen Wassergehalt aufweisen, und dasselbe wird ebenfalls aufgrund seiner Gas-Undurchlässigkeit als ein Behälter für Fertigessen verwendet, wie bspw. Nudeln, die für einen gewissen Zeitraum gelagert werden.
Nun wird die vorliegende Erfindung im Weiteren detailliert auf der Grundlage von Beispielen und Vergleichsbeispielen beschrieben. Gleichwohl ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele festgelegt. Im Übrigen sei angemerkt:
Die Resistenz gegen Wasser und die Resistenz gegen Feuchtigkeit des biologisch abbaubaren Formteils der vorliegenden Erfindung; und ein Zustand der Expansionsformung und ein Zustand des Beschichtungsfilms nach dem Formen, wenn das simultane Aufbringungsverfahren angewendet wird, werden durch unten genannte Verfahren bewertet.
[Resistenz gegen Wasser]
Es wurde entweder Wasser bei einer Temperatur von 25 °C oder kochendes Wasser bei einer Temperatur von ungefähr 100 °C in einen Behälter bis zu dessen voller Kapazität eingegossen. Nachdem der Behälter für vierundzwanzig Stunden stehen gelassen wurde, wurde die Beurteilung in Bezug auf die Deformation des Behälters durchgeführt. Die Beurteilung „sehr gut" (V, „very good") wurde vergeben, wenn der Behälter überhaupt nicht deformiert wurde, weder durch Wasser noch durch kochendes Wasser, die Beurteilung „gut" (G, „good") wurde vergeben, wenn der Behälter überhaupt nicht durch Wasser verformt wurde, jedoch durch kochendes Wasser verformt wurde, und die Beurteilung „ungenügend" (I, „insufficient") wurde vergeben, wenn der Behälter durch kochendes Wasser deformiert wurde und durch Wasser leicht deformiert wurde.
[Resistenz gegen Feuchtigkeit]
Nachdem der Behälter für vierundzwanzig Stunden in einem Thermo-Hygrostat bei einer Temperatur von 40 °C und bei 80 RH % Feuchtigkeit stehen gelassen wurde, wurde die Beurteilung in Bezug auf die Deformation des Behälters durchgeführt. Die Beurteilung „gut" (G) wurde vergeben, wenn der Behälter überhaupt nicht deformiert wurde und die Beurteilung „schlecht" (B) wurde vergeben, wenn der Behälter derart deformiert wurde, dass dieser nicht mehr verwendbar war. Im Übrigen diente diese Beurteilung in doppelter Weise zur Beurteilung der Gas-Undurchlässigkeit des Beschichtungsfilms.
[Qualität der Expansionsformung]
Sofern das biologisch abbaubare Formteil durch das simultane Aufbringungsverfahren hergestellt wurde, wurde ein Zustand der Expansionsformung des Hauptkörpers des Behälters, der das erhaltene biologisch abbaubare Formteil darstellte, visuell beobachtet. Die Beurteilung „gut" (G) wurde vergeben, wenn der Hauptkörper durch die Dampf-Expansion in geeigneter Weise geformt wurde und in einer gewünschten Gestaltvorlag, die mit der Form übereinstimmte; die Beurteilung „ungenügend" (I, insufficient) wurde vergeben, wenn ein Teil des Hauptkörpers nicht mit der gewünschten Gestalt gemäß der Form übereinstimmte, obwohl dieselbe zu einem gewissen Anteil durch die Dampf-Expansion geformt wurde; und die Beurteilung „schlecht" (B) wurde vergeben, wenn der Hauptkörper nicht in geeigneter Weise durch die Dampf-Expansion geformt wurde.
[Zustand des Beschichtungsfilms nach der Formung]
Wenn das biologisch abbaubare Formteil durch das simultane Aufbringungsverfahren hergestellt wurde, wurden die Zustände des Beschichtungsfilms und der Form des biologisch abbaubaren Formteils direkt nach dem Formteil visuell beobachtet; die Beurteilung „gut" (G) wurde vergeben, wenn der Beschichtungsfilm nicht an der Form anhaftete und die Oberfläche des biologisch abbaubaren Formteils in geeigneter Weise beschichtet; die Beurteilung „ungenügend" (I) wurde vergeben, wenn der Beschichtungsfilm nicht an der Form anhaftete, sondern ein Teil der Oberfläche des biologisch abbaubaren Formteils nicht beschichtet war und darauf Lücken und Löcher gefunden wurden; und die Beurteilung „schlecht" (B) wurde vergeben, wenn entweder der Beschichtungsfilm an der Form anhaftete oder die Oberfläche des biologisch abbaubaren Formteils nicht in geeigneter Weise durch den Beschichtungsfilm beschichtet war, obwohl der Beschichtungsfilm nicht an der Form anhaftete.
[Prozessierung der Formmasse]
Zuerst wurden die Hauptbestandteile, wie bspw. die Vielzahl an Stärken (einschließlich der Derivate davon), Additive und Wasser gleichförmig zu einer wie in Tabelle 1 gezeigten Zusammensetzung gemischt, und es wurden die Aufschlämmung der Formmassen (1) bis (3) und der Teig der Formmasse (4) bis (6) und (8) hergestellt.
Tabelle 1
Um weiterhin die Merkmale der Formmassen zu klären, sind im Übrigen die Mengen der Stärke; des Streckungsmittels; des gesamten Feststoffs; der gesamten funktionellen Additive; der gesamten Inhaltsstoffe des Materials; Wasser, die funktionellen Additive in Bezug auf die Gesamtmenge des Feststoffs; und das zugegebene Wasser in Bezug auf die Gesamtmenge der Inhaltsstoffe der Masse zusammengefasst und als Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 2
[Formen des expandierten Formteils]
Nachdem entweder die Metallform 20a, die in den 5(a) und 5(b) gezeigt ist, oder die Metallform 20b, die in 6(a) und 6(b) gezeigt ist, auf eine Temperatur auf 200 °C aufgeheizt wurde, wurde eine der Formmassen (1) bis (6) in die Vertiefung 25 der Metallform 20a/20b geladen und anschließend wurden sechs Arten der Hauptkörper 11a (expandiertes Formteil), als Schalen-förmige Gestalt A gestaltet (wie in 7(a) gezeigt), und sechs Arten der Hauptkörper 11b (expandiertes Formteil) wurden als Teller-förmige Gestalt B gestaltet, wie in 7(b) gezeigt ist, d. h. es wurden zwölf Arten der expandierten Formteile erhalten. Jede Gestalt eines expandierten Formteils und die Formmasse wird in 3 angezeigt, und die Zahlen (No) in Tabelle 3 zeigt die Art der expandierten Formteile in der Beschreibung weiter unten.
Tabelle 3
[Beschichtungsfilm]
Wie in Tabelle 4 gezeigt, werden sechs Arten an Filmen aus F1 bis F6 als die Beschichtungsfilme hergestellt. Im Übrigen geben die Nummern (Nr.) in Tabelle 4 die Arten des Beschichtungsfilms an, wie im Falle des expandierten Formteils.
Tabelle 4
[Haftmittel]
Wie in Tabelle 5 gezeigt, wurden zwei Arten an Haftmitteln hergestellt als die Haftmittel zum Aufbringen des Beschichtungsfilms auf das expandierte Formteil. Im Übrigen wurde PBS-Film in G2 mit einer Dicke innerhalb des Bereichs verwendet, wie in Tabelle 5 gezeigt. Wie im Falle des expandierten Formteils, geben ebenfalls die Nummern (Nr.) in Tabelle 5 die Art der Haftmittel an.
Tabelle 5
Unter Verwendung des expandierten Formteils, des Beschichtungsfilms und des Haftmittels wurde das biologisch abbaubare Formteil in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung unter Verwendung des nachträglichen Aufbringungsverfahrens hergestellt. Die Beispiele 1 bis 21 werden unten gezeigt, welche das nachträgliche Aufbringungsverfahren anwenden. Im Übrigen wurde zu Vergleichszwecken ein biologisch abbaubares Formteil durch Beschichtung des expandierten Formteils mit Harz, Wachs, etc. zum Vergleich mit den Beispielen hergestellt und als Vergleichsbeispiele 1 bis 3 gezeigt.
[Beispiel 1]
Im Beispiel des expandierten Formteils A1, das als Schalen-förmige Gestalt A gestaltet war und aus der Formmasse (1) geformt wurde, wurde das biologisch abbaubare Formteil der vorliegenden Erfindung durch Auswahl eines PBS-Harz-Films F1 und eines Stärke-Klebers aus den in Tabelle 4 gezeigten Beschichtungsfilmen bzw. den in Tabelle 5 gezeigten Haftmitteln und durch Aufbringen des Beschichtungsfilms F1 auf das expandierte Formteil A1 durch das im zuvor erwähnten Beispiel beschriebene Verfahren erhalten. Es wurden die Resistenz gegen Wasser und die Resistenz gegen Feuchtigkeit dieses biologisch abbaubaren Formteils bewertet und die Ergebnisse sind in Tabelle 6 gezeigt.
[Beispiele 2 bis 21]
Die biologisch abbaubaren Formteile der vorliegenden Erfindung wurden durch die gleichen Prozeduren wie der gemäß Beispiel 1 erhalten; mit Ausnahme der Aufbauvarianten des in Tabelle 6 gezeigten expandierten Formteils waren der Beschichtungsfilm und die Haftmittel unterschiedlich. Die Resistenz gegen Wasser und die Resistenz gegen Feuchtigkeit dieser biologisch abbaubaren Formteile wurden bewertet und die Ergebnisse wurden in Tabelle 6 gezeigt.
[Vergleichsbeispiel 1]
Wie in Tabelle 6 gezeigt, wurde das für Vergleichsversuche hergestellte biologisch abbaubare Formteil aus dem expandierten Formteil A2 hergestellt, welches aus der Formmasse (2) über ein konventionelles Verfahren (siehe Tokukai 2000-142783) gefertigt ist, d. h. durch Formen eines Harz-Films auf dem expandierten Formteil A2 durch Aufsprühen eines Schellack-Harzes, welches in Alkohol bei Raumtemperatur aufgelöst oder dispergiert wurde, und durch anschließendes Trocknen desselben. Die Resistenz gegen Wasser und die Resistenz gegen Feuchtigkeit dieses biologisch abbaubaren Formteils wurden im Vergleich bewertet und die Ergebnisse sind in Tabelle 6 gezeigt.
[Vergleichsbeispiele 2 und 3]
Wie in Tabelle 6 gezeigt, wurde das biologisch abbaubare Formteil für Vergleichsversuche entweder aus dem expandierten Formteil A2 hergestellt, welches aus der Formmasse (2) gefertigt ist, oder aus dem expandierten Formteil B1, welches aus der Formmasse (1) gefertigt ist, über ein konventionelles Verfahren, d. h. durch Formen eines Wachsfilms durch Erhitzen, so dass das Paraffinwachs oder mikrokristalline Wachs bei einer Temperatur schmilzt, die höher liegt als der Schmelzpunkt derselben, und durch Aufsprühen der oben gezeigte Wachse auf das expandierte Formteil und abschließendes Abkühlen derselben.
Die Resistenz gegen Wasser und die Resistenz gegen Feuchtigkeit dieses biologisch abbaubaren Formteils zu Vergleichsversuchen wurden bewertet und die Ergebnisse sind in Tabelle 6 gezeigt. Tabelle 6 *CE ist ein Vergleichsbeispiel

*(V) sehr gut
(G) gut
(I) ungenügend
(B) schlecht

Wie die Ergebnisse klar zeigen, weisen die biologisch abbaubaren Formteile für Vergleichsversuche, deren Oberflächen mit den konventionellen Verfahren beschichtet wurden, eine viel geringere Resistenz gegen Wasser und gegen Feuchtigkeit auf, während die biologisch abbaubaren Formteile der vorliegenden Erfindung, die durch das nachträgliche Aufbringungsverfahren erhalten wurden, eine hervorragende Resistenz gegen Wasser und gegen Feuchtigkeit aufwiesen. Die Produktivität war ebenfalls exzellent, da das biologisch abbaubare Formteil auf einfache Weise hergestellt werden kann, besonders, wenn der Haftfilm wie in den Beispielen 3, 4 und 6 bis 21 verwendet wurde.
Weiterhin wiesen in der vorliegenden Erfindung die expandierten Formteile A1 bis A6 und B1 bis B6, welche die Hauptkörper der Behälter darstellten, die aus dem biologisch abbaubaren Formteil gefertigt waren, einen Wassergehalt innerhalb des vorgegebenen Bereichs auf und zeigten keine Probleme, die durch übermäßige Härte oder Brüchigkeit verursacht werden. Diese biologisch abbaubaren Formteile der vorliegenden Erfindung, die derart aufgebaut waren, dass die Filme einfach auf die expandierten Formteile A1 bis A6 und B1 bis B6 aufgebracht wurden, bewiesen daher eine hervorragende Festigkeit und Flexibilität. Im Übrigen betrug die Dicke der überall aufgebrachten Beschichtungsfilme nicht mehr als 30 μm.
Überdies bewiesen die biologisch abbaubaren Formteile der vorliegenden Erfindung eine hervorragende biologische Abbaubarkeit im Vergleich zu den üblichen (Formteilen), da das Gewicht der biologisch abbaubaren Plastikmaterialien, wie bspw. der Beschichtungsfilm und die Haftmittel-Schicht, nicht mehr als 40 Gew.-% des Gesamtgewichts ausmachten.
Als Nächstes wurde das biologisch abbaubare Formteil der vorliegenden Erfindung unter Verwendung der oben beschriebenen Formmasse und des Beschichtungsfilms durch das simultane Aufbringungsverfahren hergestellt. Die Beispiele 22 bis 51 mit dem simultanen Aufbringungsverfahren wurden unten gezeigt.
[Beispiel 22]
Das biologisch abbaubare Formteil der vorliegenden Erfindung wurde durch Auswahl der Aufschlämmung der Formmasse (3) und des denaturierten Polyesters (Nr. F5) aus den in Tabelle 1 gezeigten Formmassen bzw. den in Tabelle 4 gezeigten Beschichtungsfilmen und unter Verwendung des Verfahrens 1 erhalten. Die in den Tabellen 6 (a) und 6 (b) gezeigte Metallform wurde als die Form verwendet und als das Erhitzungsverfahren wurde das externe Erhitzen durch den elektrischen Heizer und das interne Erhitzen durch das Hochfrequenz-Erhitzen (bei einer Frequenz von 13,56 MHz) eingesetzt.
In diesem Beispiel wurden die Erhitzungstemperaturen der Formen für sowohl das externe als auch das interne Erhitzen entsprechend auf sieben Arten eingestellt, 130 °C, 140 °C, 150 °C, 160 °C, 170 °C, 180 °C und 190 °C, und es wurden 14 Teller-förmige biologisch abbaubare Formteile erhalten. Die Qualität des durch Expansion erhaltenen Formteils, der Zustand des Beschichtungsfilms nach der Formung, und die Resistenz gegen Wasser dieser biologisch abbaubaren Formteile wurde bewertet und die Ergebnisse sind in Tabelle 7 gezeigt.
Im Übrigen wurde in den unten genannten Beispielen 22 bis 51 einschließlich dieses Beispiels die Resistenz gegen Wasser lediglich dann bewertet, wenn der Zustand der Expansionsformung und des Beschichtungsfilms nach der Formung beide „gut" waren (G in der Tabelle). Falls daher entweder die Qualität des expandierten Formteils und der Zustand des Beschichtungsfilms nicht als G bewertet wurden, wurde die Bewertung der Resistenz gegen Wasser nicht durchgeführt und daher ein "-" in die entsprechenden Felder der Tabellen 7 bis 14 eingetragen.
[Beispiel 23]
Es wurden vierzehn Schalen-förmige biologisch abbaubare Formteile der vorliegenden Erfindung durch die gleichen Prozeduren wie die in Beispiel 22 erhalten, mit der Ausnahme, dass die in den 5(a) und 5(b) gezeigte Metallform 20a und das Verfahren 2 verwendet wurden. Es wurden die Qualität der Expansionsformung, der Zustand des Beschichtungsfilms nach der Formung, und die Resistenz gegen Wasser dieser biologisch abbaubaren Formteile bewertet und die Ergebnisse werden in Tabelle 7 gezeigt.
[Beispiel 24]
Es wurden vierzehn Teller-förmige biologisch abbaubare Formteile der vorliegenden Erfindung durch die gleichen Prozeduren wie die gemäß Beispiel 22 erhalten, mit der Ausnahme, dass das Verfahren 3 verwendet wurde. Es wurden die Qualität der Expansionsformung, der Zustand des Beschichtungsfilms nach der Formung, und die Resistenz gegen Wasser dieser biologisch abbaubaren Formteile bewertet und die Ergebnisse werden in Tabelle 7 gezeigt.
[Beispiel 25]
Es wurden vierzehn Schalen-förmige biologisch abbaubare Formteile der vorliegenden Erfindung durch die gleichen Prozeduren erhalten wie die gemäß Beispiel 23, mit der Ausnahme, dass das Verfahren 4 verwendet wurde. Es wurden die Qualität der Expansionsformung, der Zustand des Beschichtungsfilms nach der Formung, und die Resistenz gegen Wasser dieser biologisch abbaubaren Formteile bewertet und die Ergebnisse werden in Tabelle 7 gezeigt.
[Beispiel 26]
Es wurden vierzehn Tassen-förmige biologisch abbaubare Formteile der vorliegenden Erfindung durch die gleiche Prozedur wie die gemäß Beispiel 22 erhalten, mit der Ausnahme, dass zwei Filmausschnitte 12d, die in 17(a) gezeigt werden, als der Beschichtungsfilm verwendet wurden, und weiterhin die Metallform 20d, die in den 8(a) und 8(b) gezeigt sind, und das Verfahren 5 verwendet wurden. Es wurden die Qualität der Expansionsformung, der Zustand des Beschichtungsfilms nach der Formung, und die Resistenz gegen Wasser dieser biologisch abbaubaren Formteile bewertet und die Ergebnisse werden in Tabelle 8 gezeigt.
[Beispiel 27]
Es wurden vierzehn Tassen-förmige biologisch abbaubare Formteile der vorliegenden Erfindung durch die gleiche Prozedur wie die gemäß Beispiel 26 erhalten, mit der Ausnahme, dass drei Filmausschnitte 12d verwendet wurden, die in 17(b) gezeigt sind. Es wurden die Qualität der Expansionsformung, der Zustand des Beschichtungsfilms nach der Formung, und die Resistenz gegen Wasser dieser biologisch abbaubaren Formteile bewertet und die Ergebnisse werden in Tabelle 8 gezeigt. Tabelle 7

*(a) Zustand der Expansionsformung
(b) Zustand des Beschichtungsfilms
(c) Resistenz gegen Wasser

* (a) Zustand der Expansionsformung
(b) Zustand des Beschichtungsfilms
(c) Resistenz gegen Wasser

[Beispiele 28 bis 33]
In jedem Beispiel wurden vierzehn biologisch abbaubare Formteile der vorliegenden Erfindung entweder in Teller-förmiger Gestalt, in Schalen-förmiger Gestalt oder in Tassenförmiger Gestalt durch die gleichen Prozeduren wie die gemäß der Beispiele 22 bis 27 erhalten, mit der Ausnahme, dass PLA ➀ (Nr. F3) aus den in Tabelle 4 gezeigten Beschichtungsfilmen ausgewählt ist und die Erhitzungstemperaturen der Formen durch sowohl externes als auch internes Erhitzen entsprechend auf sieben Arten eingestellt wurde, 100 °C, 110 °C, 120 °C, 130 °C, 140 °C, 150 °C und 160 °C. Es wurden die Qualität der Expansionsformung, der Zustand des Beschichtungsfilms nach der Formung und die Resistenz gegen Wasser dieser biologisch abbaubaren Formteile bewertet und die Ergebnisse sind in den Tabellen 9 und 10 gezeigt. Tabelle 9

Tabelle 10

[Beispiele 34 bis 39]
In jedem Beispiel wurden vierzehn biologisch abbaubare Formteile der vorliegenden Erfindung entweder in Teller-förmiger Gestalt, in Schalen-förmiger Gestalt oder in Tassen förmiger Gestalt durch die gleichen Prozeduren wie die gemäß den Beispielen 28 bis 33 erhalten, mit der Ausnahme, dass PLA ➁ (Nr. F4) aus den in Tabelle 4 gezeigten Beschichtungsfilmen ausgewählt ist. Es wurden die Qualität der Expansionsformung, der Zustand des Beschichtungsfilms nach der Formung und die Resistenz gegen Wasser dieser biologisch abbaubaren Formteile bewertet und die Ergebnisse sind in den Tabellen 11 und 12 gezeigt. Tabelle 11

[Beispiele 40 bis 45]
In jedem Beispiel wurden vierzehn biologisch abbaubare Formteile der vorliegenden Erfindung entweder in Teller-förmiger Gestalt, in Schalen-förmiger Gestalt oder in Tassenförmiger Gestalt durch die gleichen Prozeduren wie die gemäß den Beispielen 22 bis 27 erhalten, mit der Ausnahme, dass PCL (Nr. F2) aus den in Tabelle 4 gezeigten Beschichtungsfilmen ausgewählt ist und die Erhitzungstemperaturen der Formen durch sowohl externes als auch internes Erhitzen entsprechend auf sechs Arten eingestellt wurden, 60 °C, 70 °C, 80 °C, 90 °C, 100 °C und 110 °C. Es wurden die Qualität der Expansionsformung, der Zustand des Beschichtungsfilms nach der Formung und die Resistenz gegen Wasser dieser biologisch abbaubaren Formteile bewertet und die Ergebnisse werden in den Tabellen 13 und 14 gezeigt. Tabelle 13

[Beispiele 46 bis 51]
In jedem Beispiel wurden zwölf biologisch abbaubare Formteile der vorliegenden Erfindung entweder mit Teller-förmiger Gestalt, Schalen-förmiger Gestalt oder Tassen-förmiger Gestalt durch die gleichen Prozeduren wie die gemäß den Beispielen 40 bis 45 erhalten, mit der Ausnahme, dass Mater-Bi (Nr. F6) aus den in Tabelle 4 gezeigten Beschichtungsfilmen ausgewählt wurde. Es wurden die Qualität der Expansionsformung, der Zustand des Beschichtungsfilms nach der Formung und die Resistenz gegen Wasser dieser biologisch abbaubaren Formteile bewertet und die Ergebnisse sind in den Tabellen 15 und 16 gezeigt. Tabelle 15

Wie die oben angegebenen Ergebnisse klar zeigen, war es schwierig, aufgrund der Merkmale der biologisch abbaubaren Plastikmaterialien, aus denen die Beschichtungsfilme im Wesentlichen gefertigt sind, eine geeignete Form-Temperatur einzustellen wenn das simultane Aufbringen eingesetzt wurde oder das externe Erhitzen als das Erhitzungsverfahren ausgewählt wurde. Derweil zeigt es sich ebenfalls, dass eine in geeigneter Weise ausgeführte Expansionsformung und ein in gutem Zustand aufgebrachter Beschichtungsfilm in dem breiten Bereich der Form-Temperaturen erhalten wurde, wenn das interne Erhitzen als das Erhitzungsverfahren eingesetzt wurde.
Anders formuliert, kann offenbar das Formen im Falle des internen Erhitzens bei jeder Form-Temperatur durchgeführt werden, während das Formen im Falle des externen Erhitzens nicht durchgeführt werden kann, wenn die Form-Temperatur weniger als 150 °C beträgt. Ausgehend von den Ergebnissen der Beispiele 28 bis 51, die in den Tabellen 9 bis 16 gezeigt werden, ist es ebenfalls möglich zu wissen, dass gut biologisch abbaubare Formteile lediglich im Falle des Verwendens des internen Erhitzens erhalten werden können, wenn die Beschichtungsfilme F3 und F4 verwendet werden, die niedrige Schmelzpunkte (130 °C bzw. 140 °C) aufweisen. Aus diesem Grund wird es möglich, das Formen und das Aufbringen simultan durch Erniedrigen der Form-Temperatur auf weniger als den Schmelzpunkt des Beschichtungsfilms durchzuführen, selbst, falls der Beschichtungsfilm verwendet wird, der einen niedrigen Schmelzpunkt von bspw. nicht mehr als 140 °C aufweist.
Ebenfalls wurden unter den biologisch abbaubaren Formteilen der Beispiele 22 bis 27 (geformt bei einer Form-Temperatur von 150 °C oder 160 °C), welche eine gute Expansionsformung, Beschichtung (Zustand des Beschichtungsfilms) und Resistenz gegen Wasser aufweisen, das durch das interne Erhitzen hergestellte biologisch abbaubare Formteil (dies wird als eine interne Erhitzungsprobe bezeichnet werden) und das durch das externe Erhitzen hergestellte biologisch abbaubare Formteil (dieses wird als ein externe Erhitzungsprobe bezeichnet) miteinander verglichen. Zuerst wurden die Spannungen bestimmt, die erforderlich sind, um den Beschichtungsfilm abzulösen. Konsequenterweise war die Spannung, die in der internen Erhitzungsprobe erforderlich war, größer als diejenige in der externen Erhitzungsprobe. Anschließend wurden Querschnitte der Proben auf bis zu 200-700-fach vergrößert und unter Verwendung eines Stereomikroskops (optisches Mikroskop) beobachtet, und der Zustand der Haftung zwischen dem Beschichtungsfilm und dem expandierten Formteil wurde bewertet. Konsequenterweise wurde bestätigt, dass die interne Erhitzungsprobe eine stärkere Haftung zwischen dem Beschichtungsfilm und dem expandierten Formteil aufwies als die externe Formung.
Zieht man dieses in Betracht, ist die interne Erhitzungsprobe besser als die externe Erhitzungsprobe in Bezug auf den Zustand der Haftung des Beschichtungsfilms. Dies liegt möglicherweise daran, dass im Falle des internen Erhitzens der Druck zum Pressen des Beschichtungsfilms gegen die Form sowohl fest als auch gleichförmig erzeugt wird, da die Formmasse ihrerseits für einen kurzen Zeitraum in einem frühen Stadium des Prozesses der Expansionsformung Hitze erzeugt und das gesamte Formteil insgesamt expandiert. Falls der verwendete Hochfrequenz-Ausstoß zu einem frühen Zeitpunkt des internen Erhitzens verringert wird, nimmt sogar nicht nur das Formen einen längeren Zeitraum in Anspruch, sondern es wird auch der Druck innerhalb der Form vermindert, so dass der Zustand der Haftung des Beschichtungsfilms zu dem der externen Erhitzungsprobe ähnlich ist.
Ebenso weist offenbar das biologisch abbaubare Formteil der vorliegenden Erfindung eine hervorragende Resistenz gegen Wasser auf.
[Beispiele 52 bis 56]
Es wurden fünf biologisch abbaubare Formteile der vorliegenden Erfindung mit flacher kugelförmiger Gestalt mit einem Durchmesser von 170 mm durch die gleichen Prozeduren erhalten, wie die gemäß Beispiel 22, mit der Ausnahme, dass eine Form (nicht gezeigt) für ein flaches kugelförmiges Formteil anstelle der Metallform 20b und die Aufschlämmung der Formmasse (7) oder der Teig der Formmasse (8) anstelle der Formmasse (3) verwendet wurden. Anschließend wurde der Beschichtungsfilm 12 auf dem Rand des erhaltenen biologisch abbaubaren Formteils so zugeschnitten, dass dieser etwa 5 mm größer war als das expandierte Formteil, und das expandierte Formteil wurde vollständig durch Aufschweißen der Zuschnitte des Beschichtungsfilms 12 beschichtet, die sich über das expandierte Formteil hinaus erstrecken.
Ebenso wurde ein in Tabelle 4 gezeigter 50 μm dicker Beschichtungsfilm Nr. F5 (aus denaturiertem Polyester gefertigter Beschichtungsfilm) verwendet. Weiterhin wurde das interne Erhitzen mittels hochfrequentem Erhitzen (bei einer Frequenz von 13,56 MHz) als das Erhitzungsverfahren eingesetzt und die Erhitzungstemperatur wurde so eingestellt, dass die Form-Temperatur 150 °C betrug.
Die Dicke der biologisch abbaubaren Formteile wurde in den Beispielen 53, 54 und 56 durch Änderung der Höhe der Vertiefung der Metallform (Form), die zur Durchführung der Formung und Aufbringung zum selben Zeitpunkt verwendet wurde, derart verändert, dass sich diese von Beispiel 52 unterscheidet. Zwischenzeitlich wurde in den Beispielen 53 bis 56 das Expansions-Verhältnis (Luft-Volumen-Verhältnis) des biologisch abbaubaren Formteils durch Änderung eines internen Drucks in der Vertiefung der Metallform (Form), die zur Durchführung der Formung und Aufbringung gleichzeitig verwendet wurde, derart verändert, dass sich diese von Beispiel 52 unterscheiden. Diese Formungs-Bedingungen werden in Tabelle 17 zusammen mit der Art der Formmasse gezeigt.
Tabelle 17
Das Gewicht des Beschichtungsfilm-Zuschnitts (A), des Gewicht des expandierten Formteils (B), das Gesamtgewicht dieser beiden (Gesamtgewicht, C) und ein Verhältnis des Volumens der Gasphase (Gasphasen-Volumen-Verhältnis), die im biologisch abbaubaren expandierten Formteil (im Verhältnis) zum Gesamtvolumen des biologisch abbaubaren Formteils enthalten sind, wurden für jedes der erhaltenen biologisch abbaubaren Formteile bestimmt. Die Ergebnisse der Bestimmungen werden in Tabelle 18 gezeigt. Im Übrigen deutet "%" in der Tabelle eine Volumen-%-Angabe an.
Tabelle 18
[Vergleichsbeispiel 4]
Es wurde ein Film als das Formteil zu Vergleichszwecken durch Zuschneiden des 50 μm dicken Beschichtungsfilms Nr. F5 (aus denaturiertem Polyester gefertigter Beschichtungsfilm) in Form eines Kreises erhalten, der 170 mm im Durchmesser betrug. Anschließend wurden die biologisch abbaubaren Formteile der Beispiele 52 bis 56 und der Film des Vergleichsbeispiels 4 in Bezug auf deren biologische Abbaubarkeit bewertet. Zuerst wurden die Proben in eine Schweinemülldeponie zur Kompostierung eingegraben und ein Teil der Proben wurde alle drei Wochen entnommen und anschließend wurde das Gewicht der Proben gemessen. Auf diese Weise wurde eine Verringerung des Gewichtsverhältnisses (Verringerungs-Verhältnis) jeder Probe als Indikator der biologischen Abbaubarkeit bewertet.
Das Verringerungs-Verhältnis wurde, wie unten angegeben, aus dem anfänglichen Gewicht der Probe und dem Gewicht nach Entnahme (nach dem biologischen Abbau) bestimmt.
(verringertes Gewicht) = (anfängliches Gewicht) – (Gewicht nach Entnahme)
(Verringerungs-Verhältnis) = (verringertes Gewicht) + (anfängliches Gewicht)
Die Änderungen im Verringerungs-Verhältnis der biologisch abbaubaren Formteile der Beispiele 52 bis 56 und des Films des Vergleichsbeispiels 4, die wie oben bestimmt wurden, sind in Tabelle 19 angegeben.
Tabelle 19
Obwohl in den Beispielen 52 bis 56 der Beschichtungsfilm Nr. F5 verwendet wurde, der unter den in Tabelle 4 gezeigten Beschichtungsfilmen den am wenigsten biologisch abbaubaren darstellte, wurden in allen Fällen, wie oben gezeigt, die daraus (gefertigten) biologisch abbaubaren Formteile spätestens 18 Wochen später vollständig biologisch abgebaut. Derweil wurden im Falle des Formteils aus Vergleichsbeispiel 4, das lediglich den Beschichtungsfilm enthielt, 15 Gew.-% des biologisch abbaubaren Formteils selbst 18 Wochen später nicht biologisch abgebaut. Durch diesen Vergleich ist offenbar, dass aufgrund der Anwesenheit des expandierten Formteils das biologisch abbaubare Formteil in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung eine bessere biologische Abbaubarkeit als der Beschichtungsfilm aufweist.
Gleichwohl wurden 5 Gew.-% des biologisch abbaubaren Formteils gemäß Beispiel 56 nach 15 Wochen nicht biologisch abgebaut; so dass die Geschwindigkeit des biologischen Abbaus verhältnismäßig geringer war als die der biologisch abbaubaren Formteile der Beispiele 52 bis 55. Dies lag vermutlich daran, dass das Gewichtsverhältnis des expandierten Formteils in Bezug auf das Gesamtgewicht geringer war als 47,8 %, und das Gasphasen-Volumen-Verhältnis (Expansionsverhältnis) ebenfalls geringer war als 5 %.
Derweil wurden die biologisch abbaubaren Formteile der Beispiele 54 und 55, in welchen das Gewichtsverhältnis des expandierten Formteils in Bezug auf das Gesamtgewicht nicht weniger als 63,9 % betrug, und die biologisch abbaubaren Formteile der Beispiele 52 und 53, in welchen das Gasphasen-Volumen-Verhältnis nicht weniger als 33 % betrug, nach fünfzehn Wochen vollständig biologisch abgebaut, so dass diese biologisch abbaubaren Formteile eine hervorragende biologische Abbaubarkeit aufwiesen.
Es kann daher gesagt werden, dass das biologisch abbaubare Formteil der vorliegenden Erfindung eine hervorragende biologische Abbaubarkeit aufweist, entweder, falls das Gewichtsverhältnis des expandierten Formteils in Bezug auf das Gesamtgewicht nicht weniger als 50 Gew.-% (besonders nicht weniger als 60 Gew.-%) oder das Gasphasen-Volumen-Verhältnis nicht weniger als 30 % beträgt.
[Beispiele 57 bis 60]
Zuerst werden vier Arten des Beschichtungsfilms F3', F4', F5' und F7', die in Tabelle 20 gezeigt sind, als Beschichtungsfilm hergestellt.
Tabelle 20
Anschließend wurden durch Verfahren 2 vier Schalen-förmige biologisch abbaubare Formteile erhalten durch Verwendung:
des Teigs der in Tabelle 1 als die Formmasse gezeigten Formmasse (8);
der vier Arten des Beschichtungsfilms F3', F4', F5' und F7', die in 20 als der Beschichtungsfilm gezeigt sind; und
die Metallform 20a, die in den 5(a) und 5(b) als die Form dargestellt ist.
In Bezug auf das Erhitzungsverfahren wurde das interne Erhitzen über Hochfrequenz-Erhitzen (bei einer Frequenz von 13,56 MHz) angewendet und die Erhitzungstemperatur wurde so eingestellt, dass die Formtemperatur auf 120 °C im Fall der Beschichtungsfilm F3' und F4', 150 °C im Fall des Beschichtungsfilms F5' und 170 °C im Fall des Beschichtungsfilms F7' eingestellt wurde.
Es wurden für jedes biologisch abbaubare Formteil ein kontinuierlicher Siedetest und ein Mikrowellenofen-Erhitzungstest durchgeführt und es wurden der Zustand des Beschichtungsfilms und die Gestalt des biologisch abbaubaren Formteils (ob deformiert oder nicht) bewertet.
Der kontinuierliche Erhitzungstest wurde wie folgt durchgeführt. Es wurden 400 cm³ kochendes Wasser in jedes biologisch abbaubare Formteil gegossen und der Zustand des Kochens wurde für zehn Minuten durch Einbringen eines elektrischen Heizers in das kochende Wasser beibehalten, und anschließend wurden der Zustand des Beschichtungsfilms und die Gestalt des biologisch abbaubaren Formteils bewertet.
Der Mikrowellenofen-Erhitzungstest wurde wie folgt durchgeführt. Es wurden 400 cm³ an Wasser in jedes biologisch abbaubare Formteil gegossen und dieses biologisch abbaubare Formteil, welches mit Wasser befüllt war, wurde über einen Normalverbraucher-Mikrowellenofen bei 600 W und für zehn Minuten erhitzt, und anschließend wurden der Zustand des Beschichtungsfilms und die Gestalt des biologisch abbaubaren Formteils bewertet.
Die Ergebnisse des kontinuierlichen Siedetests und des Mikrowellenofen-Erhitzungstests werden in Tabelle 21 gezeigt.
Tabelle 21
In den biologisch abbaubaren Formteilen (Beispiele 59 und 60), die bei einer Temperatur von nicht weniger als 130 °C beginnen aufzuweichen und die die Beschichtungsfilme F5' und F7' enthalten, die Schmelzpunkte von nicht weniger als 170 °C aufweisen, wurden die Filme im kontinuierlichen Siedetest und im Mikrowellenofen-Erhitzungstest weder aufgeweicht noch deformiert, wie in Tabelle 21 gezeigt. Offenbar war daher das biologisch abbaubare Formteil, welches bei einer Temperatur von nicht weniger als 130 °C beginnt aufzuweichen und die Beschichtungsfilme enthält, die Schmelzpunkte von nicht weniger als 170 °C aufweisen, hervorragend in Bezug auf die Resistenz gegenüber heißem Wasser (Resistenz gegenüber sehr heißem Wasser).
[Beispiel 61]
Über Verfahren 1A wurden drei Teller-förmige biologisch abbaubare Formteile erhalten unter Verwendung:
des Teigs der in Tabelle 1 als die Formmasse gezeigten Formmasse (8);
der drei Arten des in 20 als der Beschichtungsfilm gezeigten Beschichtungsfilmen F4', F5' und F7'; und
der in den 6(a) und 6(b) als die Form gezeigten Metallform 20b.
Im Falle der Verwendung des Beschichtungsfilms F4' wurde lediglich das interne Erhitzen über das Hochfrequenz-Erhitzen (bei einer Frequenz von 13,56 MHz) angewendet und die Erhitzungstemperatur wurde so eingestellt, dass die Form-Temperatur 120 °C betrug. Im Falle der Verwendung des Beschichtungsfilms F5' wurden sowohl das interne Erhitzen über das Hochfrequenz-Erhitzen (bei einer Frequenz von 13,56 MHz) als auch das externe Erhitzen über den elektrischen Heizer angewendet und die Erhitzungstemperatur wurde so eingestellt, dass die Formtemperatur 150 °C betrug. Im Falle der Verwendung des Beschichtungsfilms F5' wurden sowohl das interne Erhitzen über das Hochfrequenz-Erhitzen (bei einer Frequenz von 13,56 MHz) als auch das externe Erhitzen über den elektrischen Heizer angewendet und die Erhitzungstemperatur wurde so eingestellt, dass die Form-Temperatur 170 °C betrug.
Es wurde lediglich die Oberseite des erhaltenen biologisch abbaubaren Formteils, auf das ein Nahrungsmittel gelegt wird, ähnlich dem in 23 gezeigten Teller-förmigen Behälter 10c durch den Beschichtungsfilm beschichtet.
Es wurde die Resistenz dieser über fünf verschiedene Verfahren gefertigten biologisch abbaubaren Formteile gegenüber Wasser bewertet. Im Ergebnis wurde keines der biologisch abbaubaren Formteile nach Beladung mit 25 °C kaltem Wasser und aufbewahren für vierundzwanzig Stunden deformiert. Somit wurde festgestellt, dass das biologisch abbaubare Formteil, wie bspw. der Teller-förmige Behälter 10d, der in 23 gezeigt ist, von dem ein Teil der Oberfläche des expandierten Formteils beschichtet ist, ebenfalls eine ausreichende Resistenz gegenüber Wasser für leichtere Verwendungen aufweist.
Trotz der konkreten Ausführungsformen und Beispiele, die auf die beste Art und Weise zur Ausführung der Erfindung beschrieben sind, ist es offensichtlich, dass diese auf viele Arten variiert werden können. Es ist beabsichtigt, dass solche Variationen, die einem Fachmann offensichtlich wären, innerhalb des Schutzbereichs der folgenden Ansprüche liegen.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Wie oben beschrieben, ist ein biologisch abbaubares Formteil der vorliegenden Erfindung so aufgebaut, dass es ein biologisch abbaubares expandiertes Formteil und einen Beschichtungsfilm enthält, der darauf aufgebracht ist, wobei der Beschichtungsfilm im Wesentlichen aus biologisch abbaubaren Plastikmaterialien gefertigt ist und zumindest hydrophobe Eigenschaften aufweist, und das biologisch abbaubare expandierte Formteil im Wesentlichen aus Stärke oder einem Derivat davon gefertigt ist und durch Dampf-Expansion einer Aufschlämmung oder eines Teigs einer Formmasse geformt ist, die durch Zugabe von Wasser zur Stärke oder dem Derivat davon hergestellt ist.
Im oben gezeigten Aufbau wird die Dampf-Expansions-Formung durch Verwendung der Aufschlämmung oder des Teigs der Formmasse durchgeführt, die im Wesentlichen aus Stärke gefertigt ist, und dadurch können selbst sehr kompliziert gestaltete Formteile leicht geformt werden, und das expandierte Formteil der vorliegenden Erfindung weist im Vergleich mit konventionellen Formteilen, die aus Stärke gefertigt sind, eine überragende Festigkeit auf, da das durch Formen erhaltene Formteil eine bestimmte Menge an Wasser enthält.
Da der Beschichtungsfilm, der eine biologische Abbaubarkeit aufweist, auf dieses expandierte Formteil aufgebracht wird, ist es weiterhin möglich, den Beschichtungsfilm in Übereinstimmung mit der Gestalt des expandierten Formteils aufzubringen, welches ausreichend Festigkeit aufweist, und weiterhin können dem biologisch abbaubaren Formteil zusätzlich weitere verschiedene Merkmale vermittelt werden, wie bspw. Resistenz gegen Wasser und Gas-Undurchlässigkeit.
Im Fall des wie oben aufgebauten biologisch abbaubaren Formteils der vorliegenden Erfindung nimmt ein Gewicht des biologisch abbaubaren expandierten Formteils bevorzugt nicht weniger als 60 Gew.-% des Gesamtgewichts ein.
Daher nimmt eine Menge des biologisch abbaubaren Plastiks, das eine niedrige biologische Abbau-Rate aufweist, weniger als 40 Gew.-% des Gesamtgewichts ein, so dass im Ergebnis die biologische Abbaubarkeit des biologisch abbaubaren Plastiks und die des expandierten Formteils gut ausgeglichen sind und die biologische Abbaubarkeit des biologisch abbaubaren Formteils weiter verbessert wird.
Im oben gezeigten Aufbau ist das biologisch abbaubare Formteil der vorliegenden Erfindung bevorzugt derart aufgebaut, dass ein Verhältnis einer im biologisch abbaubaren Formteil enthaltenen Gasphase mehr als 30 Volumen-% des Gesamtvolumens einnimmt.
Gemäß dem oben gezeigten Aufbau wird es leicht, Mikroben einzusetzen, die das biologisch expandierte Formteil biologisch abbauen, da der Oberflächenbereich des biologisch abbaubaren expandierten Formteils größer wird. Das biologisch abbaubare expandierte Formteil wurde daher leicht biologisch abbaubar und in der Konsequenz ist die biologische Abbaubarkeit des biologisch abbaubaren Formteils im oben gezeigten Aufbau weiter verbessert.
Im oben gezeigten Aufbau ist das biologisch abbaubare Formteil der vorliegenden Erfindung bevorzugt derart aufgebaut, dass ein Anteil an Wasser in der Formmasse in einem Bereich von nicht weniger als 20 Gew.-% und nicht mehr als 70 Gew.-% liegt, unter der Annahme, dass das Gesamtgewicht 100 Gew.-% ausmacht.
Im oben gezeigten Aufbau weist das zu erhaltende expandierte Formteil bevorzugt den Wassergehalt auf, um eine ausreichende Festigkeit zu vermitteln, da die Formmasse eine geeignete Menge an Wasser enthält. Im Ergebnis ist es möglich, das biologisch abbaubare Formteil ohne ein mehr als einmaliges Einstellen des Wasserverhältnisses nur entweder durch Aufbringen des Beschichtungsfilms in einem nachfolgenden Verfahren nach dem Verfahren der Dampf-Expansions-Formung oder durch Aufbringen des Beschichtungsfilms simultan mit der Durchführung der Dampf-Expansion aufzubringen.
Das biologisch abbaubare Formteil der vorliegenden Erfindung, das wie oben beschrieben aufgebaut ist, ist bevorzugt derart aufgebaut, dass der Beschichtungsfilm im Wesentlichen so haftet, als ob dieser direkt auf der Oberfläche des biologisch abbaubaren expandierten Formteils aufgebracht ist.
In dem oben gezeigten Aufbau kann der Beschichtungsfilm nicht leicht von der Oberfläche des expandierten Formteils abgelöst werden, da der Beschichtungsfilm direkt derart auf der Oberfläche des biologisch abbaubaren expandierten Formteils aufgebracht ist, dass der Beschichtungsfilm im Wesentlichen auf demselben haftet. Dies führt dazu, dass der Beschichtungsfilm auf dem expandierten Formteil mit größerer Sicherheit aufgebracht ist und die biologische Abbaubarkeit des sich ergebenden biologisch abbaubaren Formteils sichergestellt wird.
Das biologisch abbaubare Formteil der vorliegenden Erfindung, das wie oben aufgebaut ist, ist möglicherweise derart aufgebaut, dass der Beschichtungsfilm auf der Oberfläche des biologisch abbaubaren expandierten Formteils unter Verwendung eines biologisch abbaubaren Haftmittels aufgebracht ist.
Im oben gezeigten Aufbau führt daher die Verwendung des biologisch abbaubaren Haftmittels dazu, dass der Beschichtungsfilm auf dem expandierten Formteil mit größerer Sicherheit aufgebracht ist und die biologische Abbaubarkeit des erhaltenen biologisch abbaubaren Formteils sichergestellt wird.
Das wie oben aufgebaute biologisch abbaubare Formteil der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt derart aufgebaut, dass ein Endgehalt an Wasser des biologisch abbaubaren expandierten Formteils nicht weniger als 3 Gew.-% und nicht mehr als 20 Gew.-% beträgt.
Im oben gezeigten Aufbau verleiht daher eine geeignete Menge an Wasser, die im expandierten Formteil enthalten ist, demselben eine ausreichende Festigkeit. Dies führt zur weiteren Verbesserung der Festigkeit und Härte des sich ergebenden biologisch abbaubaren Formteils.
Das biologisch abbaubare Formteil der vorliegenden Erfindung, das wie oben aufgebaut ist, ist bevorzugt derart aufgebaut, dass der Beschichtungsfilm bei einer Temperatur von 130 °C oder höher, beginnt zu schmelzen und einen Schmelzpunkt von 170 °C oder höher aufweist. In dem oben gezeigten Aufbau findet daher ein Aufweichen und Schmelzen des Beschichtungsfilms kaum statt, und dies ermöglicht es, eine Deformation des biologisch abbaubaren Formteils aufgrund von Hitze mit größerer Sicherheit zu vermeiden.
Wie oben beschrieben, enthält ein Verfahren zur Herstellung eines biologisch abbaubaren Formteils in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung die Prozesse:
Formen eines biologisch abbaubaren expandierten Formteils, welches im Wesentlichen aus Stärke oder einem Derivat davon gefertigt ist, in eine vorgegebene Gestalt mittels Dampf-Expansion einer Aufschlämmung oder eines Teigs der Formmasse, die durch Zugabe von Wasser zur Stärke oder dem Derivat davon hergestellt wird;
Aufbringen eines Beschichtungsfilms, der im Wesentlichen aus einem biologisch abbaubaren Plastik gefertigt ist und zumindest hydrophobe Eigenschaften aufweist, auf eine Oberfläche des biologisch abbaubaren expandierten Formteils durch Kompressions-Verklebung des Films nach Erhitzen und Aufweichen desselben.
Im oben gezeigten Verfahren wird daher der Beschichtungsfilm, der eine biologische Abbaubarkeit aufweist, durch Erhitzen und Kompressions-Verklebung desselben aufgebracht, nachdem die Aufschlämmung oder der Teig der Formmasse, die im Wesentlichen aus Stärke gefertigt ist, durch Expansionsformung geformt ist. Es ist daher möglich, das expandierte Formteil, das eine bestimmte Menge an Wasser enthält, die erforderlich ist, um eine ausreichende Festigkeit zu erhalten, zum Zeitpunkt der Formung bereitzustellen und ebenfalls den Beschichtungsfilm sicher auf den Hauptkörper (expandiertes Formteil) aufzubringen, der einen stabilen Wassergehalt aufweist. Dies ermöglicht es, durch ein einfaches Verfahren das biologisch abbaubare Formteil weit überlegen gegenüber konventionellen herzustellen.
Das Verfahren zur Herstellung des biologisch abbaubaren Formteils der vorliegenden Erfindung, das wie oben aufgebaut ist, kann derart aufgebaut sein, dass im Formungs- Prozess eine vorgegebene Form verwendet wird, und eine Aufbringungs-Form im Aufbringungsprozess verwendet wird, deren Gestalt im Wesentlichen mit der der Form identisch ist.
Im oben gezeigten Verfahren kann daher die Aufbringungs-Form leicht durch Kopieren der Gestalt der zuvor hergestellten Form erzeugt werden, da die Form des expandierten Formteils und die Aufbringungs-Form des Beschichtungsfilms im Wesentlichen die gleiche Gestalt aufweisen. Das biologisch abbaubare Formteil kann zudem in einem einfacheren Verfahren hergestellt werden, da der Beschichtungsfilm durch Verwendung der Form aufgebracht wird, die im Wesentlichen identisch zu der Form gestaltet ist.
Das Verfahren zur Herstellung des biologisch abbaubaren Formteils der vorliegenden Erfindung, das wie oben aufgebaut ist, kann derart aufgebaut sein, dass im Aufbringungs-Prozess ein aus biologisch abbaubaren Plastikmaterialien gefertigter Haftfilm, der einen niedrigen Schmelzpunkt aufweist und bei einer Temperatur geschmolzen werden kann, die niedriger ist als die des Schmelzpunktes des Beschichtungsfilms, zwischen dem Beschichtungsfilm und dem biologisch abbaubaren expandierten Formteil bereitgestellt wird, bevor der Beschichtungsfilm aufgebracht wird.
Im oben gezeigten Verfahren wird daher lediglich durch Einfügen eines zuvor in Gestalt eines Filmes gefertigten Haftmittels zwischen den Beschichtungsfilm und das expandierte Formteil, der Beschichtungsfilm aufgeweicht und derart Kompressions-verklebt, dass die Haftmittel-Schicht verschweißt wird, so dass der Beschichtungsfilm mit Sicherheit auf der Oberfläche des expandierten Formteils aufgebracht ist. In der Folge kann das Verfahren zur Herstellung des biologisch abbaubaren Formteils weiter vereinfacht werden, da ein Verfahren zur Aufbringung eines Haftmittels auf die Oberfläche des expandierten Formteils unnötig wird.
Das Verfahren zur Herstellung des biologisch abbaubaren Formteils der vorliegenden Erfindung, das wie oben aufgebaut ist, kann derart aufgebaut sein, dass der Beschichtungsfilm zuvor so gestaltet wurde, dass dieser mit der äußeren Gestalt des zu erhaltenden biologisch abbaubaren Formteils identisch ist.
Im oben gezeigten Verfahren ist der Beschichtungsfilm daher nicht eingerissen und es kann ein biologisch abbaubares Formteil mit einer großen Ziehtiefe erfolgreich hergestellt werden, da der Beschichtungsfilm zuvor im Wesentlichen so gestaltet wurde, dass dieser mit der äußeren Gestalt des zu erhaltenden biologisch abbaubaren Formteils identisch ist. Dies führt zu einer sicheren und effizienten Beschichtung des expandierten Formteils durch den Beschichtungsfilm.
Wie zuvor beschrieben, enthält ein anderes Verfahren zur Herstellung des biologisch abbaubaren Formteils in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung den Prozess:
simultanes Formen eines biologisch abbaubaren expandierten Formteils und Aufbringen eines Beschichtungsfilms, wobei das Formen durch Erhitzen einer Aufschlämmung oder eines Teigs einer Formmasse und des Beschichtungsfilms in einer Form und durch Dampf-Expansion des biologisch abbaubaren expandierten Formteils in eine vorgegebene Gestalt durchgeführt wird, und das Aufbringen wird durch Kompressions-Verklebung des Beschichtungsfilms durch Erhitzen und dadurch erfolgtes Aufweichen des Films derart durchgeführt, dass der Beschichtungsfilm am Ende auf eine Oberfläche des biologisch abbaubaren expandierten Formteils aufgebracht ist.
Im oben gezeigten Verfahren werden die Expansions-Formung einer Formmasse und das Aufbringen eines Beschichtungsfilms simultan in einem einzigen Schritt durchgeführt und zudem enthält das erhaltene biologisch abbaubare Formteil den Beschichtungsfilm derart in Kompressions-verklebter Weise, als ob dieser direkt auf die Oberfläche des expandierten Formteils aufgebracht wurde. Dies ermöglicht es, das biologisch abbaubare Formteil weit überlegen gegenüber herkömmlichen durch ein einfaches Verfahren herzustellen, und ebenfalls einen Aufbringungszustand des Beschichtungsfilms des zu erhaltenden biologisch abbaubaren Formteils zu stabilisieren.
In einem anderen Verfahren zur Herstellung des biologisch abbaubaren Formteils der vorliegenden Erfindung ist es möglich, das biologisch abbaubare Formteil, in welchem die gesamte Oberfläche des biologisch abbaubaren Formteils mit dem Beschichtungsfilm beschichtet ist, zu erhalten, nachdem die Formmasse wie eine Sandwichstruktur durch die Beschichtungsfilme über- und unterschichtet und anschließend in einer Form erhitzt wurde.
Ein anderes Verfahren zur Herstellung des biologisch abbaubaren Formteils der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt ein Verfahren, in welchem die Formmasse direkt unter Verwendung hochfrequenten dielektrischen Erhitzens im oben gezeigten Verfahren erhitzt wird.
Gemäß dem oben gezeigten Verfahren wird der Druck zum Pressen des Beschichtungsfilms gegen die Form sowohl stark als auch gleichförmig erzeugt, da die Formmasse selbst für einen kurzen Zeitraum in einem frühen Stadium des Prozesses der Expansions-Formung Hitze erzeugt und das gesamte Formteil gemeinsam expandiert. Im Ergebnis ermöglicht dies, das biologisch abbaubare Formteil zu erhalten, in welchem das biologisch abbaubare expandierte Formteil und der Beschichtungsfilm gut aneinander haften.
Gemäß dem oben gezeigten Verfahren kann ebenfalls eine in geeigneter Weise erhitzte Formmasse an die Formmasse gebunden werden, selbst, falls eine Temperatur der Form verhältnismäßig gering eingestellt wird, da die Formmasse direkt erhitzt wird, anstatt durch die Form erhitzt zu werden. Dies ermöglicht es, einen Beschichtungsfilm zu verwenden, der einen niedrigen Schmelzpunkt aufweist, und die Auswahl des Beschichtungsfilms zu erweitern.
Das Verfahren zur Herstellung des biologisch abbaubaren Formteils der vorliegenden Erfindung, das wie oben aufgebaut ist, kann derart aufgebaut sein, dass der Beschichtungsfilm zuvor im Wesentlichen identisch zu der äußeren Gestalt des zu erhaltenen biologisch abbaubaren Formteils gestaltet wurde.
Im oben gezeigten Verfahren ist daher der Beschichtungsfilm nicht eingerissen und es kann ein biologisch abbaubares Formteil mit einer großen Ziehtiefe erfolgreich hergestellt werden, da der Beschichtungsfilm im Wesentlichen identisch zu der äußeren Gestalt des zu erhaltenden biologisch abbaubaren Formteils gestaltet wurde. Dies führt zu einer sicheren und effizienten Beschichtung des expandierten Formteils durch den Beschichtungsfilm.
Das Verfahren zur Herstellung des biologisch abbaubaren Formteils der vorliegenden Erfindung, das wie oben aufgebaut ist, kann derart aufgebaut sein, dass der Beschichtungsfilm als Filmausschnitt im Wesentlichen identisch zu der äußeren Gestalt des zu erhaltenden biologisch abbaubaren Formteils zugeschnitten ist.
Im oben gezeigten Verfahren ist der Beschichtungsfilm daher nicht eingerissen und es kann erfolgreich ein biologisch abbaubares Formteil mit einer großen Ziehtiefe hergestellt werden, da der Beschichtungsfilm vor dem Aufbringen im Wesentlichen zuvor so gestaltet wird, dass dieser mit der äußeren Gestalt des biologisch abbaubaren Formteils identisch ist. Dies führte zu einem sicheren und effizienten Beschichten des expandierten Formteils mit dem Beschichtungsfilm.
Das Verfahren zur Herstellung des biologisch abbaubaren Formteils der vorliegenden Erfindung, das wie oben aufgebaut ist, kann derart aufgebaut sein, dass der Beschichtungsfilm weiterhin in eine Taschenform überführt wurde, die geeignet ist, die Formmasse darin zu lagern.
Im oben gezeigten Verfahren ist die Formmasse daher im Wesentlichen durch den Beschichtungsfilm verpackt, der in eine Taschenform überführt wurde. So wird es möglich, die Formmasse für einen Zeitraum zu lagern und weiterhin wird die Vorbereitung der Formung lediglich durch Einlegen der verpackten Masse in die Form abgeschlossen, wenn das biologisch abbaubare Formteil hergestellt wird. Dies ermöglicht es, das Verfahren zur Herstellung weiter zu vereinfachen.
Eine Zusammensetzung zur Expansionsformung gemäß der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass:
eine Aufschlämmung oder ein Teig der Formmasse, die im Wesentlichen aus Stärke oder einem Derivat davon gefertigt ist und durch Zugabe von Wasser zu der Stärke oder dem Derivat davon hergestellt wird, in einem Taschen-förmigen Film gelagert wird, der im Wesentlichen eine Taschenform aufweist; und weiter
der Taschen-förmige Film aus einem Beschichtungsfilm gefertigt ist, der im Wesentlichen aus einem biologisch abbaubaren Plastik gefertigt ist und zumindest hydrophobe Eigenschaften aufweist.
Im oben gezeigten Aufbau ist es möglich, eine große Menge der Formmasse, die auf jeden Taschen-förmigen Beschichtungsfilm verteilt ist, für einen Zeitraum zu lagern und gleichzeitig kann das biologisch abbaubare Formteil, auf welchem der Beschichtungsfilm aufgebracht ist, der im Wesentlichen aus biologisch abbaubaren Plastikmaterialien gefertigt ist, leicht durch einfaches Einlegen dieser Formmassen in den Taschen-förmigen Filmen in die Formen und durch Dampf-Expansion derselben hergestellt werden. So kann das biologisch abbaubare Formteil in einem leichten und einfachen Prozess hergestellt werden.

Claims

Biologisch abbaubares Formteil, umfassend: ein biologisch abbaubares, expandiertes Formteil, das im Wesentlichen aus Stärke oder einem Derivat davon gefertigt ist und in eine vorgegebene Gestalt geformt ist, und einen Beschichtungsfilm, der auf einer Oberfläche des biologisch abbaubaren, expandierten Formteils aufgebracht ist, wobei der Beschichtungsfilm im Wesentlichen aus biologisch abbaubarem Plastik gefertigt ist und mindestens hydrophobe Eigenschaften aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschichtungsfilm einen Schmelzpunkt von 170° C oder höher aufweist.
Biologisch abbaubares Formteil gemäß Anspruch 1, wobei das biologisch abbaubare, expandierte Formteil nicht weniger als 60% des biologisch abbaubaren Formteils einnimmt.
Biologisch abbaubares Formteil gemäß einem der beiden Ansprüche 1 und 2, wobei eine im biologisch abbaubaren, expandierten Formteil enthaltene Gasphase mehr als 30 Vol.-% des biologisch abbaubaren Formteils einnimmt.
Biologisch abbaubares Formteil gemäß einem der Ansprüche 1, 2 und 3, wobei die Formmasse Wasser in einem Bereich von nicht weniger als 20 Gew.-% und nicht mehr als 70 Gew.-% einschließt unter der Annahme, dass das biologisch abbaubare Formteil 100 Gew.-% einnimmt.
Biologisch abbaubares Formteil gemäß einem der Ansprüche 1, 2, 3 und 4, wobei der Beschichtungsfilm direkt auf der Oberfläche des biologisch abbaubaren, expandierten Formteils aufgebracht ist, so dass dieser im Wesentlichen auf der Oberfläche haftet.
Biologisch abbaubares Formteil gemäß einem der Ansprüche 1, 2, 3 und 4, wobei der Beschichtungsfilm auf der Oberfläche des biologisch abbaubaren, expandierten Formteils durch Verwendung eines biologisch abbaubaren Haftmittels aufgebracht ist.
Biologisch abbaubares Formteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Endgehalt an Wasser des biologisch abbaubaren, expandierten Formteils nicht weniger als 3 Gew.-% und nicht mehr als 20 Gew.-% beträgt.
Biologisch abbaubares Formteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Beschichtungsfilm bei einer Temperatur von 130° C oder höher beginnt aufzuweichen, und ebenfalls einen Schmelzpunkt von 170° C oder höher aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines biologisch abbaubaren Formteils, umfassend folgende Schritte: (i) Formen eines biologisch abbaubaren, expandierten Formteils, welches im Wesentlichen aus Stärke oder einem Derivat davon gefertigt ist, in eine spezifische Gestalt mittels Dampf-Expansion einer Aufschlämmung oder eines Teigs der Formmasse, die durch Zugabe von Wasser zur Stärke oder dem Derivat davon hergestellt wird; (ii) Aufbringen eines Beschichtungsfilms auf eine Oberfläche des biologisch abbaubaren, expandierten Formteils durch Kompressions-Verklebung des erhitzten und aufgeweichten Films, wobei der Beschichtungsfilm im Wesentlichen aus biologisch abbaubarem Plastik gefertigt ist und mindestens hydrophobe Eigenschaften aufweist, wobei das Verfahren zur Herstellung dadurch gekennzeichnet ist, dass der Beschichtungsfilm eine Schmelztemperatur von 170° C oder höher aufweist.
Verfahren zur Herstellung des biologisch abbaubaren Formteils gemäß Anspruch 9, wobei im Formungs-Schritt eine vorgegebene Form verwendet wird und im Aufbringungs-Schritt eine Aufbringungs-Form verwendet wird, deren Gestalt im Wesentlichen mit der Form identisch ist.
Verfahren zur Herstellung des biologisch abbaubaren Formteils gemäß einem der beiden Ansprüche 9 und 10, wobei während des Aufbringungs-Schrittes ein Haftfilm, der aus biologisch abbaubarem Plastik gefertigt ist, das einen niedrigen Schmelzpunkt aufweist und bei einer Temperatur geschmolzen wird, die niedriger ist als ein Schmelzpunkt des Beschichtungsfilms, zwischen dem Beschichtungsfilm und dem biologisch abbaubaren, expandierten Formteil angeordnet wird, bevor der Beschichtungsfilm aufgebracht wird.
Verfahren zur Herstellung des biologisch abbaubaren Formteils gemäß einem der Ansprüche 9, 10 und 11, wobei der Beschichtungsfilm zuvor so gestaltet wird, dass dieser im Wesentlichen mit der äußeren Gestalt des zu erhaltenden biologisch abbaubaren Formteils identisch ist.
Verfahren zur Herstellung eines biologisch abbaubaren Formteils, umfassend folgenden Schritt: gleichzeitiges Formen eines biologisch abbaubaren, expandierten Formteils und Aufbringen eines Beschichtungsfilms auf eine Oberfläche des biologisch abbaubaren, expandierten Formteils, wobei das Formen durch Erhitzen einer Aufschlämmung oder eines Teigs der Formmasse und des Beschichtungsfilms in einer Form und durch Dampf-Expansion des biologisch abbaubaren, expandierten Formteils in eine vorgegebene Gestalt durchgeführt wird, wobei die Formmasse im Wesentlichen aus Stärke oder einem Derivat davon gefertigt ist und durch Zugabe von Wasser zur Stärke oder dem Derivat davon hergestellt wird, und wobei der Aufbringungs-Schritt durch Kompressions-Verklebung des Beschichtungsfilms mittels Erhitzen und dadurch erfolgtes Aufweichen des Films durchgeführt wird, so dass der Beschichtungsfilm schließlich auf einer Oberfläche des biologisch abbaubaren, expandierten Formteils aufgebracht wird, und wobei der Beschichtungsfilm im Wesentlichen aus biologisch abbaubarem Plastik gefertigt ist und zumindest hydrophobe Eigenschaften aufweist, wobei das Verfahren zur Herstellung dadurch gekennzeichnet ist, dass der Beschichtungsfilm einen Schmelzpunkt von 170° C oder höher aufweist.
Biologisch abbaubares Formteil gemäß Anspruch 13, wobei die Formmasse in der Form erhitzt wird, nachdem diese wie eine Sandwich-Struktur vom Beschichtungsfilm über- und unterschichtet wurde.
Biologisch abbaubares Formteil gemäß einem der beiden Ansprüche 13 und 14, wobei die Formmasse in diesem Schritt direkt durch dielektrisches Erhitzen erhitzt wird.
Biologisch abbaubares Formteil gemäß einem der Ansprüche 13, 14 und 15, wobei der Beschichtungsfilm zuvor so gestaltet wurde, dass dieser im Wesentlichen mit der äußeren Gestalt des zu erhaltenden biologisch abbaubaren Formteils identisch ist.
Biologisch abbaubares Formteil gemäß einem der Ansprüche 13, 14 und 15, wobei der Beschichtungsfilm als Filmausschnitt zugeschnitten wird, der im Wesentlichen mit der äußeren Gestalt des zu erhaltenden biologisch abbaubaren Formteils identisch ist.
Biologisch abbaubares Formteil gemäß einem der Ansprüche 13 bis 17, wobei der Beschichtungsfilm weiter in eine Taschen-Form überführt wird, die geeignet ist, die Formmasse darin aufzubewahren.
Tasche zur Expansions-Formung, dadurch gekennzeichnet, dass: eine Aufschlämmung oder ein Teig einer Formmasse, die im Wesentlichen aus Stärke oder einem Derivat davon gefertigt ist und durch Zugabe von Wasser zur Stärke oder dem Derivat davon hergestellt wird, in der Tasche aufbewahrt wird; und weiterhin die Tasche aus einem Beschichtungsfilm gefertigt ist, der im Wesentlichen aus einem biologisch abbaubaren Plastik gefertigt ist und zumindest hydrophobe Eigenschaften aufweist, wobei der Beschichtungsfilm einen Schmelzpunkt von 170° C oder höher aufweist.