DE69924937T2

DE69924937T2 - Verfahren zur Herstellung von Gegenständen aus rohem, pflanzlichem Material durch Spritzgiessen

Info

Publication number: DE69924937T2
Application number: DE69924937T
Authority: DE
Inventors: Luc Rigal; Françoise SILVESTRE; Cathy Doumeng; Juliette Leyris; Antoine Gaset
Original assignee: TOULOUSAINE DE RECH ET DE DEV; Toulousaine De Recherche Et De Developpement En Abrege Trd
Current assignee: TOULOUSAINE DE RECHERCHE ET DE DEVELOPPEMENT EN AB
Priority date: 1998-09-16
Filing date: 1999-09-14
Publication date: 2006-03-09
Anticipated expiration: 2019-09-15
Also published as: FR2784046B1; ES2242358T3; FR2784046A1; ATE294052T1; DE69924937D1; EP0988948B1; EP0988948A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spritzformen eines Gegenstands des Typs, bei dem eine Primärmasse durch Erhitzen in einen viskosen oder pastenartigen Flüssigzustand versetzt, unter Druck in eine Form gespritzt und die verfestigte Masse aus der Form genommen wird. Es ist Ziel der Erfindung, die Leistungen dieses Einspritzverfahrens (hohe Taktrate, Handhabungsfreiheit, verschiedene mögliche Formen) zur Herstellung von Gegenständen zu nutzen, die, unter Ausnutzung von Eigenschaften wie Haltbarkeit und Stabilität im Einklang mit ihrer Funktion, biologisch abbaubar, kompostierfähig und recycelbar sind. Unter „biologisch abbaubar" ist zu verstehen, dass der genannte Gegenstand wenigstens größtenteils von natürlichen Mikroorganismen zersetzt wird, wenn er den entsprechenden Bedingungen ausgesetzt wird, und das ohne Freisetzung von für das Ökosystem toxischen Produkten und in einem Zeitraum von einigen Wochen bis zu einigen Monaten. Unter „kompostierbar" ist ein Gegenstand zu verstehen, der, zerkleinert, homogenisiert und mit der organischen Masse und/oder dem Boden vermischt, ein für die Pflanzen nichttoxisches, nährreiches Substrat ergibt. Unter „recycelbar" ist ein Gegenstand zu verstehen, dessen Masse zur Bildung eines Gegenstandes aus demselben Bereich wieder verwendet werden kann.
Die Umweltauflagen werden immer strenger, insbesondere für wegwerfbare Produkte (besonders Verpackungen), und es wird versucht, diese Produkte herzustellen, indem ihnen ein biologisch abbaubarer und/oder kompostierbarer und/oder recycelbarer Charakter verliehen wird, um zu vermeiden, dass sie zu einem Schmutzstoff werden oder eine aufwändige Eliminierungsbehandlung erfordern. Synthetische Plastikmassen erfüllen im Allgemeinen die letztere Anforderung, aber ihre Recyclierung ist sehr kostspielig und erfordert ein vorheriges Sortieren, um die verschiedenen Materialtypen voneinander zu trennen, und Sortierungen sind mit der heutigen Lebensweise nur schwer zu vereinbaren.
Um diese Nachteile zu begrenzen, haben zahlreiche Studien die Herstellung von Gegenständen aus einer Verbundmasse unter Verwendung von pflanzlichen Fasern wie Holzfasern, Flachsfasern und Hanffasern durch Spritzformen und Integrieren dieser Fasern in eine synthetische Thermoplastmatrix vorgeschlagen, um Gegenstände mit guter Haftung zu erhalten (GB-2 265 150). Diese Lösung kann das Problem der Zerstörung von Gegenständen nach der Nutzung aufgrund der Anwesenheit der Matrix aus synthetischer Masse nicht vollständig lösen.
Einige Veröffentlichungen haben vorgeschlagen, gereinigte pflanzliche Stoffextrakte, insbesondere Sojaproteinextrakte zu injizieren (US-5 523 293, „Schilling, Mechanical properties of biodegradable soyprotein plastics, J. Mater Res. Bd. 10, Nr. 9, Sept. 1995, S. 2197–2202"). Der wesentliche Mangel dieser Art von Methode liegt in ihren hohen Kosten, die im Wesentlichen von den Erstehungskosten der gereinigten Extrakte herrühren (Extraktionskosten von Proteinen für die oben erwähnten beispielhaften Dokumente des Standes der Technik). Solche Methoden wurden, gemäß dem Kenntnisstand der Erfinder, noch nie in die industrielle Praxis umgesetzt, weil Proteinextrakte in anderen Anwendungsbereichen (besonders in der Ernährung) weitaus interessantere Absatzmärkte gefunden haben, mit denen eine bessere Ausnutzung erzielt werden kann als die Herstellung von Verpackungen oder Konditionierungen.
Darüber hinaus ist zu bemerken, dass bestimmte Lignocellulose-Rückstände aus Ölextraktionsverfahren thermogepresst wurden, um ihnen Haftfähigkeit und eine gewisse Beständigkeit zu verleihen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile der bekannten Verfahren abzustellen und ein neues Verfahren bereitzustellen, mit dem ein biologisch abbaubarer, kompostierbarer und recycelbarer Gegenstand unter bemerkenswerten wirtschaftlichen Bedingungen durch Spritzformen hergestellt werden kann.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen Gegenstand herzustellen, der von einer guten mechanischen Beständigkeit profitiert und mit gängigen Anwendungen kompatibel ist (kleine Konditionierungen oder Verpackungen wie Becher, Töpfe, kleine Behälter, kleine Gegenstände des täglichen Lebens ....).
Zu diesem Zweck besteht das erfindungsgemäße Verfahren zum Spritzformen eines Gegenstandes darin, dass eine Primärmasse durch Erhitzen in einen viskosen oder pastenartigen Flüssigzustand versetzt wird, diese unter Druck in eine Form gespritzt und die verfestigte Masse aus der Form genommen wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird als Primärmasse ein Sonnenblumen- oder Rapskuchen mit den folgenden Eigenschaften verwendet:

– der genannte Kuchen ist wenigstens teilweise entölt, so dass sein Ölgehalt weniger als 25 Gew.-% beträgt,
– der genannte Kuchen ist hydratisiert, so dass sein Wassergehalt im Wesentlichen zwischen 2 und 40% liegt,
– der genannte Kuchen hat eine solche Korngrößenverteilung, dass der mittlere D₅₀-Durchmesser seiner Partikel zwischen 0,1 mm und 1,2 mm liegt,
– die Partikel der Protein- oder Faserbestandteile des genannten Kuchens sind im Wesentlichen homogen verteilt.

Unter „Sonnenblumen- oder Rapskuchen" wird gewöhnlich der feste Ölextraktionsrückstand von ganzen oder geschälten Sonnenblumen- oder Rapskörnern verstanden, unabhängig vom Extraktionsmittel (Pressen, Extraktion mit Lösungsmittel usw.), wobei diese Ölextraktion ganz oder teilweise sein kann, aber den Ölgewichtsgehalt des Produktes auf unter den oben erwähnten Schwellenwert von 25% verringert.
Unter „mittlerer D₅₀-Durchmesser" ist ein Durchmesser zu verstehen, bei dem 50 Gew.-% der Partikel durch ein Rüttelsieb mit einer Maschengröße passieren, die gleich dem genannten Durchmesser ist. (Alle Korngrößenmessungen erfolgen an der Trockenmasse). (Der gesamte Gewichtsgehalt wird in Prozent in Bezug auf das Gewicht der Trockenmasse ausgedrückt; der Wassergehalt wird in Bezug auf die Gesamtmasse ausgedrückt).
Es konnte experimentell festgestellt werden, dass auf der Basis einer Primärmasse, die von Sonnenblumen- oder Rapskuchen gebildet wird, auf eine zur Erfüllung der oben definierten Bedingungen geeignete Weise hergestellt, mit einem herkömmlichen Injektionsverfahren Produkte verschiedener Formen hergestellt werden können, die eine ausgezeichnete Kohäsionskraft und Beständigkeit in der Größenordnung von der üblicher Gegenstände wie kleine Behälter, Töpfe, Becher, Verpackungen, Konditionierungen, usw. erhalten werden können, und das ohne Zugabe irgendeines Zusatzmittels. Somit kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren von erhöhten Injektionsgeschwindigkeiten und einer flexiblen Ausführung profitiert werden, um äußerst kostengünstige Gegenstände auf der Basis einer natürlichen Rohprimärmasse auszuführen, die sehr reichhaltig zur Verfügung steht, ohne Zusatz von fertigen oder halbfertigen, synthetischen oder natürlichen Produkten. Es ist vollkommen überraschend, dass mit einem solchen pflanzlichen Sonnenblumen- oder Rapsrückstand, sehr heterogen und bisher als ein Nebenprodukt von geringem Wert angesehen (lediglich für Tierfutter als Gut mit geringem energetischem Wert verwendet) unter zufriedenstellenden Bedingungen ein Injektionsverfahren durchgeführt werden kann, um einen Gegenstand mit einer Qualität herzustellen, die mit der von spritzgeformten Gegenständen aus synthetischer Plastikmasse äquivalent ist. Dieses bemerkenswerte Ergebnis wird von den Erfindern a posteriori durch die Zusammensetzung von Sonnenblumen- oder Rapskuchen erklärt, die Proteine enthalten, die sich auf zufriedenstellende Weise spritzen lassen, und Fasern, die sich als fähig erwiesen haben, ein homogenes Ganzes mit der Proteinmatrix zu bilden (trotz der unterschiedlichen chemischen Natur dieser Bestandteile ohne Grenzflächendiskontinuität). Das Hydratisierungswasser des Kuchens scheint notwendig zu sein, um die Übertragung der Primärmasse unter thermischer Wirkung in den viskosen oder pastenförmigen Zustand zu fördern.
Darüber hinaus konnte festgestellt werden, dass das restliche Öl des Kuchens eine eher ungünstige Wirkung auf die Qualitäten der erhaltenen Gegenstände hat, insbesondere auf ihre mechanischen Eigenschaften, und es wird vorteilhafterweise ein ölfreier Sonnenblumen- oder Rapskuchen verwendet, d.h. mit einem Gehalt von höchstens 2% Öl, das besonders nach der Zermahlung und Extraktion von Sonnenblumen- oder Rapskörnern zu Lösungsmittel entsteht. Somit werden die hydrophoben Rückstoßkräfte begrenzt oder unterdrückt, die die Tendenz haben, einer Faser/Protein-Verbindung entgegenzuwirken.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung, Heißspritzformung genannt, wird ein Kuchen mit einem Wassergehalt im Wesentlichen zwischen 20% und 40% verwendet und vor der Injektion auf eine Temperatur zwischen 30°C und 100°C erhitzt und dann in eine heiße Form bei einer Temperatur zwischen 90°C und 140°C gegeben. Dieser Spritzmodus erfolgt relativ langsam und seine Optimierung erfordert einen hohen Wassergehalt, um eine geringe Temperatur zum Erhalten eines viskosen oder pastenförmigen Zustands des Kuchens zu erzielen, so dass dieser unter guten Bedingungen in die Form gespritzt werden kann.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung, Kaltformspritzen genannt, wird ein Kuchen mit einem Wassergehalt im Wesentlichen zwischen 2% und 15% verwendet und vor dem Spritzen auf eine Temperatur zwischen 110°C und 200°C erhitzt und dann unter Druck in eine kalte Form auf einer Temperatur von weniger als 65°C gegeben. Dieser Spritzmodus wird gewöhnlich für synthetische Plastikmassen verwendet und ermöglicht äußerst hohe Taktraten. Versuche haben gezeigt, dass dieses Kaltformspritzen bei einem Wassergehalt des Kuchens im Wesentlichen zwischen 5% und 15% gute Ergebnisse erbringt, wobei insbesondere die Bildung von Dampftaschen vermieden und das Schrumpfen der Masse beim Abkühlen reduziert wird, so dass sich sehr präzise Formen ergeben.
Wenn man versucht, die mechanischen Leistungen der erhaltenen Gegenstände zu verbessern, dann kann ein Kuchen aus geschälten Sonnenblumen- oder Rapskörnern verwendet werden, der natürlicherweise einen höheren Proteinanteil hat. Selbstverständlich ist es auch möglich, in bestimmten Anwendungen einen durch Zugabe mit pflanzlichen Proteinen angereicherten Sonnenblumen- oder Rapskuchen zu verwenden, um seine mechanischen Leistungen weiter zu erhöhen, was zu Lasten einer Erhöhung der Kosten geht.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird der Sonnenblumen- oder Rapskuchen zuvor einer mechanischen Zerteilungs- und Homogenisierungsbehandlung unterzogen, um ihm die zuvor definierte Korngrößenverteilung zu verleihen; diese Behandlung erfolgt vorzugsweise auf eine solche Weise, dass der mittlere D₅₀-Durchmesser der Partikel im Wesentlichen zwischen 0,2 mm und 0,7 mm liegt und der D₉₅-Schnittdurchmesser gleich oder kleiner als 0,8 mm ist. Unter „D₉₅-Schnittdurchmesser" ist ein Durchmesser zu verstehen, bei dem 5 Gew.-% der Partikel in einem Rüttelsieb mit einer Maschengröße hängen bleiben, die dem genannten Durchmesser entspricht.
Eine solche Verteilung kann insbesondere durch eine Passage des Kuchens durch eine Doppelschneckenvorrichtung erhalten werden, die eine Zerteilung, Homogenisierung und ggf. teilweise oder vollständige Entölung gewährleistet, die die Qualität der spritzgeformten Gegenstände erhöht (bessere mechanische Beständigkeit, weniger Fehler und geringere Masseschrumpfung). Die Doppelschneckenvorrichtung kann eventuell so gewählt werden, dass eine vollständige Entölung der Kuchen (ohne weiteren Ölextraktionsvorgang) sichergestellt wird, oder, im Gegensatz dazu, mit einer nachgeschalteten herkömmlichen Extraktionspresse verbunden werden, die eine völlige oder teilweise Entölung bewirkt.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die Herstellung von geformten biologisch abbaubaren, kompostierbaren und recycelbaren Gegenständen, im Wesentlichen aus einer Proteinmatrix, die mit pflanzlichen Fasern verstärkt ist, die in einer oder mehreren bevorzugten Richtungen orientiert sind und eine Biegebeständigkeit im Wesentlichen zwischen 3 und 30 Megapascal haben.
Die nachfolgenden Beispiele sollen das erfindungsgemäße Verfahren illustrieren.
In den Beispielen 1 und 3 wird der Kuchen nach der Entölung durch eine Doppelschneckenvorrichtung oder herkömmlicherweise einer vorherigen Vorbereitungsbehandlung in einer Doppelschneckenvorrichtung mit spezifischer Konfiguration unterzogen; diese Doppelschneckenvorrichtung und die Spritzvorrichtung, mit der eine anschließende Spritzformung erzielt werden kann, sind schematisch in den beiliegenden Zeichnungen dargestellt. Dabei zeigt:
1 eine symbolische Längsdarstellung der genannten Doppelschneckenvorrichtung,
2 einen Querschnitt durch eine Ebene A,
3 eine symbolische Skizze der in den Beispielen verwendeten Spritzpresse.
Die in den 1 und 2 schematisch dargestellte Doppelschneckenvorrichtung dient zum Durchführen der Vorbereitung von Kuchen nach der Entölung; diese Vorrichtung wird mit Modulen erhalten, die von der Firma „CLEXTRAL" (eingetragenes Markenzeichen) unter der allgemeinen Referenz „BC45" erhältlich sind. Jedes Modul umfasst eine röhrenförmige Einfassung mit den zwei Wänden 1 und 2, so dass die Wärme im Kern der Einfassung, wo sich die aktiven Mechanismen befinden, geregelt werden kann. Bestimmte Module sind von dem Typ, der zwei identische, ineinander greifende Schnecken aufweist, andere von dem Typ, der Schermischer aus Zweinockenscheiben oder Scheibenmischer umfasst. Die diversen Module werden von einem Elektromotor 3, mit dem Ausgangswellendrehzahlen von bis zu 700 UpM erzielt werden können, synchron in Drehung versetzt. In den Beispielen liegt die gewählte Drehzahl zwischen 100 und 200 UpM.
Die Vorrichtung umfasst im Wesentlichen die folgenden Funktionszonen (stromabwärts gesehen):

– eine Förder- und Kompressionszone Z₁, umfassend eine Kuchenzuführungsbunker 4, Direktgang-Zweischneckenmodule mit abnehmender Steigung wie bei 5 und einen Kanal 6 mit einer Pumpe 7 zum Einspritzen von Wasser und/oder eines alkoholischen Lösungsmittels,
– eine Scherzone Z₂, die einen oder mehrere der Zweinockenscheiben-Mischer wie bei 8 umfasst,
– eine Quetsch- und Kompressionszone Z₃, die die von den Direktgang-Zweischneckenmodulen mit abnehmender Steigung wie bei 9 gebildeten Quetschmodule mit einer stromabwärts abnehmenden Steigung kombiniert, und ein Umkehrgang-Zweischneckenmodul 10 zum Erzielen einer Axialkompression der Masse,
– Mittel zum Entnehmen der Flüssigphase in Höhe der Zone Z₃, das einen Filter 11 und einen Flüssigkeitsausgang 12 miteinander kombinert (wird dann verwendet, wenn eine komplementäre Entölung von Kuchen gewünscht wird),
– und eine Endzone zum Entnehmen der festen Masse Z₄, umfassend ein Direktgang-Zweischneckenmodul 13 und einen Ausgang 14 für Masse (spritzfertige Kuchen).

Die in 3 schematisch dargestellte Spritzpresse ist eine Presse von 90 t, die einen Kuchenzuführungsbunker 15, eine endlose Förder- und Kompressionsschnecke 16, eine Druckinjektionsnase 17 und eine Form 18 des bekannten Typs mit Zylinderöffnung umfasst.
1. BEISPIEL:
Zusammensetzung der verwendeten Primärmasse
In diesem Beispiel wird entölter Sonnenblumenkuchen zur Zweischneckenexpression mit der folgenden Zusammensetzung verwendet:
Herstellung der Masse:
Hydratisierung und Homogenisierung der Masse erfolgen mit Hilfe der beschriebenen Zweischneckenvorrichtung (1 und 2).
Die Drehzahl der Schnecken beträgt 100 Umdrehungen pro Minute, die Temperatur der Vorrichtung wird auf 100°C reguliert und gehalten. Die Primärmasse wird mit einer Einspritzrate von etwa 24 kg/h eingespritzt.
Etwa 9 l/h Wasser werden durch den Kanal 6 in der Höhe der Zone Z₁ eingespritzt.
Die erzeugte hydratisierte Masse hat einen Hydratisierungsendgehalt von 24%, einen äquivalenten mittleren D₅₀-Durchmesser von 0,35 mm (trocken gemessen) und einen D₉₅-Schnittdurchmesser von 0,8 mm. Sie liegt in der Form einer homogenen, spröden Paste vor.
Einspritzen:
Die Einspritzung erfolgt mit Hilfe der in 3 beschriebenen Einspritzpresse.
Die Einspritz- und Formparameter lauten wie folgt:

– maximale Temperatur in der Schnecke 16 (Tv),
– Temperatur der Form (Tm),
– Einspritzgrenzdruck (Pli),
– Haltedruck (Pm1, Pm2),
– Dauer der Haltedrücke (t1, t2),
– Verfestigungsdauer (ts).

Für das behandelte Beispiel werden die Werte dieser Parameter in der Tabelle wie folgt angegeben:
Die gebildeten Teile sind normalisierte Prüflinge des Hanteltyps 1A (ISO 527), die für Zugwiderstandsmessungen verwendet werden, rechteckige Teile von 60 × 10 × 4 mm, die für Biegebeständigkeitsmessungen verwendet werden, und Scheiben von 90 mm Durchmesser.
Die Aushärtung erfolgt bei 50°C für 12 Stunden.
Die im Laufe der Aushärtung beobachtete Schrumpfung beträgt 1,4% über die große Dimension des rechteckigen Teils.
Die mechanischen Eigenschaften der Teile, gemessen mit einem Texturometer TAXT2 (Rhéo) nach der Konditionierung bei 25°C und 60% Luftfeuchtigkeit für 24 Stunden, sind in der folgenden Tabelle angegeben:
2. BEISPIEL
Zusammensetzung der Primärmasse
In diesem Beispiel wird ein durch Zweischneckenexpression erhaltener Kuchen mit der folgenden Zusammensetzung benutzt:
Vorbereitung der Masse
In diesem Beispiel erfährt die Masse keine komplementäre Hydratisierung oder Homogenisierung. Sie hat einen Wassergehalt von 9%, einen D₅₀-Wert von 0,35 mm und einen D₉₅-Wert von 0,8 mm. Sie liegt in pulveriger Form vor.
Einspritzen
Die Einspritzung erfolgt mit Hilfe der beschriebenen Spritzpresse (3).
Für das behandelte Beispiel werden die Werte der Injektionsparameter in der folgenden Tabelle angegeben:
Die geformten Teile sind dieselben wie im 1. Beispiel. Die Aushärtung erfolgt auf dieselbe Weise wie im 1. Beispiel. Die Schrumpfung im Laufe der Aushärtung ist sehr gering und kann nicht zuverlässig beurteilt werden.
Die Biegebeständigkeit der Teile, gemessen mit einem Texturometer TAXT2 (Rhéo) nach der Konditionierung bei 25°C und bei 60% Luftfeuchtigkeit, ist in der folgenden Tabelle angegeben:
3. BEISPIEL:
Zusammensetzung der Primärmasse
In diesem Beispiel wird ein entölter Kuchen verwendet, der nach der Zerkleinerung von Sonnenblumenkörnern erhalten wird, mit der folgenden Zusammensetzung:
Der D₅₀-Wert der Masse ist 0, 65, ihr D₉₅-Wert ist 2.
Mechanische Vorbereitung und Hydratisierung der Masse
Hydratisierung, Homogenisierung und Zerteilung der Masse erfolgen mit Hilfe der Doppelschneckenvorrichtung mit dem in den 1 und 2 gezeigten Profil.
Die Drehzahl der Schnecken beträgt 200 Umdrehungen pro Minute, die Temperatur der Vorrichtung wird auf 100°C reguliert und gehalten. Die Primärmasse wird mit etwa 23 kg/h aus dem Kopf ausgestoßen.
Etwa 3 l/h Wasser werden in den Kanal 6 in der Höhe der Zone Z₁ eingespritzt.
Die erzeugte hydratisierte Masse hat einen Hydratisierungsendgehalt von 5% und einen D₅₀-Wert von 0,4 mm (trocken gemessen) und einen D₉₅-Wert von 0,7 mm. Sie liegt in der Form einer spröden Paste vor.
Einspritzen:
Die Einspritzung erfolgt mit der beschriebenen Spritzpresse.
Für das behandelte Beispiel sind die Werte der Injektionsparameter in der folgenden Tabelle angegeben:
Die geformten Teile sind denen im 1. Beispiel ähnlich.
Die Aushärtung erfolgt auf dieselbe Weise wie im 1. Beispiel.
Die im Laufe der Aushärtung beobachtete Schrumpfung beträgt 1,7% über die Länge des rechteckigen Teils und 3% über seine Breite.
Die mechanischen Biegeeigenschaften, gemessen mit einem Texturometer TAXT2 (Rhéo) nach der Konditionierung bei 25°C und 60% Luftfeuchtigkeit für 24 Stunden, sind in der folgenden Tabelle angegeben:
4. BEISPIEL:
Zusammensetzung der Primärmasse:
In diesem Beispiel wird ein entölter Kuchen verwendet, der durch Zerkleinerung von Sonnenblumenkörnern erhalten wird und die folgende Zusammensetzung aufweist:
Der D₅₀-Wert der Masse ist 0,65, ihr D₉₅-Wert ist 2.
Mechanische Vorbereitung der Masse
Hydratisierung, Homogenisierung und Zerteilung der Masse erfolgen mit der Doppelschneckenvorrichtung mit dem in den 1 und 2 gezeigten Profil.
Die Drehzahl der Schnecken beträgt 200 Umdrehungen pro Minute, die Temperatur der Vorrichtung wird auf 100°C reguliert und gehalten. Die Masse wird mit einer Injektionsrate von etwa 25 kg/h eingespritzt.
Es werden etwa 0,5 l/h Wasser in den Kanal 6 in der Höhe der Zone Z₁ eingespritzt.
Die erzeugte Masse hat einen Hydratisierungsendgehalt von 2% und, trocken gemessen, einen D₅₀-Wert von 0,4 mm und einen D₉₅-Wert von 0,7 mm. Sie liegt in der Form einer spröden Paste vor.
Einspritzen:
Die Einspritzung erfolgt mit der beschriebenen Injektionspresse.
Für das behandelte Beispiel werden die Werte der Injektionsparameter in der folgenden Tabelle angegeben:
Die geformten Teile sind denen im 1. Beispiel ähnlich.
Die Zerkleinerung erfolgt auf dieselbe Weise wie im 1. Beispiel.
Die im Laufe der Erhärtung beobachtete Schrumpfung beträgt 2,9% über die Länge des rechteckigen Teils und 3,8% über seine Breite.
Die mechanischen Biegeeigenschaften, gemessen mit einem Texturometer TAXT2 (Rhéo) nach der Konditionierung bei 25°C und 60% Luftfeuchtigkeit für 24 Stunden, sind in der folgenden Tabelle angegeben:

Claims

Verfahren zum Spritzformen eines Gegenstandes, bei dem eine Primärmasse durch Erhitzen in einen viskösen oder pastenartigen Flüssigzustand versetzt wird, diese unter Druck in eine Form gespritzt und die verfestigte Masse aus der Form genommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Primärmasse ein Sonnenblumen- oder Rapskuchen mit den folgenden Eigenschaften verwendet wird: – der genannte Kuchen ist wenigstens teilweise entölt, so dass sein Ölgehalt weniger als 25 Gew.-% beträgt, – der genannte Kuchen ist hydratisiert, so dass sein Wassergehalt im Wesentlichen zwischen 2 und 40% liegt, – der genannte Kuchen hat eine solche Korngrößenverteilung, dass der mittlere D₅₀-Durchmesser seiner Partikel zwischen 0,1 mm und 1,2 mm liegt, – die Partikel der Protein- oder Faserbestandteile des genannten Kuchens sind im Wesentlichen homogen verteilt.
Spritzformverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein ölfreier Sonnenblumen- oder Rapskuchen mit einem Ölgehalt von maximal 2% verwendet wird, insbesondere im Anschluss an eine Zerkleinerung der Sonnenblumen- oder Rapskörner.
Spritzformverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kuchen verwendet wird, der einen Wassergehalt im Wesentlichen zwischen 2 und 15% aufweist, wobei der genannte Kuchen auf eine Temperatur zwischen 110°C und 200°C erhitzt und unter Druck in eine Form gegeben wird, die kalt ist oder eine Temperatur von weniger als 65°C hat.
Spritzformverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kuchen verwendet wird, der einen Wassergehalt im Wesentlichen zwischen 20 und 40% aufweist, wobei der genannte Kuchen auf eine Temperatur zwischen 30°C und 100°C erhitzt und unter Druck in eine Form gegeben wird, die auf eine Temperatur zwischen 90°C und 140°C erhitzt wurde.
Spritzformverfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kuchen mit entrindeten Sonnenblumen- oder Rapskörnern verwendet wird.
Spritzformverfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein an pflanzlichen Proteinen reicher Sonnenblumen- oder Rapskuchen verwendet wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kuchen mit einer solchen Korngrößenverteilung verwendet wird, dass der mittlere D₅₀-Durchmesser seiner Partikel zwischen 0,2 mm und 0,7 mm liegt und der D₉₅-Schnittdurchmesser gleich oder kleiner als 0,8 mm ist.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kuchen verwendet wird, der durch Passage der Sonnenblumen- oder Rapskörner durch eine Doppelschneckenvorrichtung zerteilt, homogenisiert und wenigstens teilweise entölt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, bei dem eine Doppelschneckenvorrichtung verwendet wird, die stromabwärts gesehen ggf. Mittel (6, 7) zum Einspritzen von Wasser und/oder eines alkoholischen Lösungsmittel, eine Scherzone (Z₂) mit wenigstens einem Schermixer (8), eine Quetsch- und Kompressionszone (Z₃), Mittel (11, 12) zum Entnehmen der Flüssigphase, wenigstens ein Modul mit Umkehrgang (10) zum Erzielen einer axialen Kompression von Feststoffen sowie einen Ausgang (14) für Feststoffe umfasst.
Biologisch abbaubarer, kompostierbarer und recycelbarer Formgegenstand, der mittels eines Spritzformverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 hergestellt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass er im Wesentlichen aus einer Proteinmatrix gebildet ist, die durch pflanzliche Fasern verstärkt wird, die in einer oder mehreren bevorzugten Richtungen ausgerichtet sind, und dadurch, dass er eine Biegefestigkeit im Wesentlichen zwischen 3 und 30 Megapascal aufweist.