DE9421571U1

DE9421571U1 - Molded part made of starch foam

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Publication number: DE9421571U1
Application number: DE9421571U
Authority: DE
Original assignee: BioTec Biologische Naturverpackungen GmbH and Co KG
Current assignee: BioTec Biologische Naturverpackungen GmbH and Co KG
Priority date: 1993-05-27
Filing date: 1994-05-27
Publication date: 1996-03-28
Anticipated expiration: 2004-05-28

Description

VOSSlUS & F?&FjVOSSlUS & F?&Fj

PATENTANWÄLTE
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u.Z.: G 805 GM-DE
BIOTEC Biologische
Naturverpackungen GmbHuZ: G 805 GM-DE
BIOTEC Biological
Natural Packaging GmbH

GEÄNDERTE VERSIONCHANGED VERSION
Formteil aus StärkeschaumstoffMoulded part made of starch foam

Die Erfindung betrifft ein Formteil aus Stärkeschaumstoff oder Stärkefasern zur vielseitigen Verwendung als umweltfreundliches Massenprodukt, beispielsweise in Bereichen mit hohem Bedarf an Einwegprodukten.The invention relates to a molded part made of starch foam or starch fibers for versatile use as an environmentally friendly mass product, for example in areas with a high demand for disposable products.

Die hohe Dauerbestandigkeit und die dadurch eingeschränkte biologische Abbaubarkeit ist für eine Reihe von Produktgruppen unerwünscht. Beispielsweise Verpackungsmittel, die als Schutzpolster oder als Schutzverpackung hochwertige Güter gegen Beschädigungen schützen sollen, benötigen lediglich einen relativ kurzen Zeitraum, in dem sie ihre Funktion erfüllen müssen. So werden z.B. vielfach Schutzpolster aus Styropor usw. verwendet, die zwar funktional sind, aber im Hinblick auf eine Wiederverwertung bzw. auf eine Verwertung als Sekundärrohstoff heutigen Anforderungen nicht mehr gerecht werden.The high durability and the resulting limited biodegradability is undesirable for a number of product groups. For example, packaging materials that are intended to protect valuable goods against damage as protective cushions or as protective packaging only need a relatively short period of time in which to fulfil their function. For example, protective cushions made of polystyrene, etc. are often used, which are functional but no longer meet today's requirements with regard to recycling or use as secondary raw materials.

Dies gilt auch für Produkte, die in Gärtnereibetrieben verwendet werden. Häufig sind es nicht die Füll- oder Beweh-This also applies to products used in gardening businesses. Often it is not the filling or weeding

rungsstoffe, die die ökologische Verträglichkeit einschränken, sondern die aus petrochemischen Grundstoffen hergestellten hochpolymeren Bindemittel. Dieser Nachteil ließe sich vermeiden, wenn als Bindemittel Biopolymere nutzbar waren. ing agents that limit ecological compatibility, but rather the high-polymer binders made from petrochemical raw materials. This disadvantage could be avoided if biopolymers could be used as binders.

Stärke und modifizierte Stärke werden in der Papierindustrie zur Oberflächenbeleimung, bei der Produktion von Wellpappe sowie zur Gummierung eingesetzt. Ferner findet Stärke in der Textilindustrie, Baustoffindustrie und nicht zuletzt in der Lebensmittelindustrie Verwendung.Starch and modified starch are used in the paper industry for surface gluing, in the production of corrugated cardboard and for rubber coating. Starch is also used in the textile industry, the building materials industry and, last but not least, in the food industry.

Für Produkte, die kompaktiert {Stärke, Mehl, Salz), granuliert bzw. brikettiert (Ruß, Kohle, Düngemittel) und bei Temperaturen unterhalb der Verkleisterungstemperatur getrocknet werden, sind kaltwasserlösliche Stärken ein ideales Bindemittel. Diese Produktgruppe wird darüber hinaus auch als Verdickungsmittel für Farben, Kosmetika und Waschmittel verwendet.For products that are compacted (starch, flour, salt), granulated or briquetted (soot, coal, fertilizers) and dried at temperatures below the gelatinization temperature, cold water-soluble starches are an ideal binding agent. This product group is also used as a thickener for paints, cosmetics and detergents.

Für die Holz- und HolzwerkstoffIndustrie sind Stärke oder stärkehaltige Produkte bisher lediglich als Streckmittel für die überwiegend synthetischen Bindemittel bedeutsam. Obwohl mit alkalisch aufgeschlossener Stärke (nicht neutralisiert) gute Verleimungen bei Holz erzielt werden konnten, hat sich Stärkeleim nicht durchsetzen können. Durch die mangelnde Feuchtbeständigkeit und alkalibedingten Verfärbungen des Holzes werden Stärkeleime im Gegensatz zur Papier- oder Textilindustrie in der HolzwerkstoffIndustrie nicht bzw. lediglich als Streckmittel für Kunstharzleime eingesetzt.'For the wood and wood-based materials industry, starch or starchy products have so far only been important as extenders for the predominantly synthetic binding agents. Although good bonding of wood could be achieved with alkaline-processed starch (not neutralized), starch glue has not been able to establish itself. Due to the lack of moisture resistance and alkali-related discoloration of the wood, starch glues are not used in the wood-based materials industry, or are only used as extenders for synthetic resin glues, in contrast to the paper or textile industries.'

Anwendung findet die Stärke aber weiterhin in Kombination mit Bindemitteln wie Harnstoff-Formaldehydharzen, Phenolharzen, Melaminharzen, Wassergläser, Kunstharzdispersionen usw. . Zur Verleimung werden die Harz lösungen mit 40%igen Stärkesuspensionen vermischt. Eine Substitution bis zu 30 % führt zu keiner Minderung der Wasserfestigkeit. Um eineHowever, starch is still used in combination with binding agents such as urea-formaldehyde resins, phenolic resins, melamine resins, water glasses, synthetic resin dispersions, etc. For gluing, the resin solutions are mixed with 40% starch suspensions. A substitution of up to 30% does not lead to a reduction in water resistance.

gleichbleibende Heißwasserfestigkeit zu gewährleisten, ist eine Substitution von 15 % zulässig. Die Zugabe von Stärkelösungen zu Kunstharzdispersionen (PVAC, PE, PVP, Styrol, Butadien) wirken verdichtend, verlängern die offene Zeit und erhöhen die Naßklebkraft.To ensure consistent hot water resistance, a substitution of 15% is permitted. The addition of starch solutions to synthetic resin dispersions (PVAC, PE, PVP, styrene, butadiene) has a compacting effect, extends the open time and increases the wet adhesive strength.

Neueren Entwicklungen ist es zu verdanken, daß die üblichen Phenol-Formaldehyd-Bindemittel in Mineralwolleisolierwerkstoffen vollständig durch nichtbrennbare Stärken, denen entsprechende Hydrophobierungsmittel zugesetzt werden, ersetzt werden können.Thanks to recent developments, the usual phenol-formaldehyde binders in mineral wool insulation materials can be completely replaced by non-flammable starches to which appropriate hydrophobic agents are added.

Die üS-A-5 106 880 zeigt einen verschieden ausformbaren Schaumstoff, bestehend aus Zellulosefasern und einem Zellulosebinder mit einer Vielzahl von Poren, die von Porenbildnern erzeugt werden und einer Stützmatrix, die den Gesamtverbund in einer geometrischen Form hält.The üS-A-5 106 880 shows a foam that can be shaped in various ways, consisting of cellulose fibers and a cellulose binder with a large number of pores that are created by pore formers and a support matrix that keeps the entire composite in a geometric shape.

Die EP-A-O 539 191 zeigt eine Filterzigarette, in welcher verschäumte Stärke als rauchundurchläßiges Füllmaterial innerhalb des Filters benutzt wird. ^f EP-AO 539 191 shows a filter cigarette in which foamed starch is used as a smoke-impermeable filling material inside the filter. ^f

Die DE-A-39 35 089 zeigt die Verwendung von verschäumten Stärkekugeln als Zusatz bei der Kompostierung.DE-A-39 35 089 shows the use of foamed starch balls as an additive in composting.

Um den Naturstoff Stärke in einem möglichst großen Umfang zu nutzen, insbesondere auch aus ökologischen Gesichtspunkten, darf seine Anwendung nicht auf die bisher angesprochenen Bereiche beschränkt bleiben.In order to use the natural substance starch to the greatest possible extent, especially from an ecological point of view, its application must not be limited to the areas mentioned so far.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, Formteile mit breitesten Anwendungsmöglichkeiten aus einem biologisch vollständig abbaubaren Material auf Stärkebasis, das universell ausformbar ist, herzustellen.The object of the invention is therefore to produce molded parts with the widest possible application possibilities from a completely biodegradable starch-based material that can be universally molded.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche gelöst. This problem is solved with the features of the patent claims.

Bei der Lösung der Aufgabe geht die Erfindung von dem Grundgedanken aus, Stärke in geschäumter Form, mit Textil fasern verstärkt und gegebenenfalls zu Formteilen gepreßt als Einwegprodukte
zu verwenden, die nach der Benutzung oder auch bereits während der Benutzung abgebaut werden. Dazu werden für die als Trägermaterial dienenden Textilfasern Naturfasern eingesetzt. Ein derartig verstärkter Stärkeschaum läßt sich zu Formteilen für verschiedenste Anwendungsbereiche verarbeiten, und deren Gebrauchseigenschaften entsprechen in jeder Hinsicht denen herkömmlich verwendeter Materialien.In solving the problem, the invention is based on the basic idea of producing starch in foamed form, reinforced with textile fibres and optionally pressed into moulded parts as disposable products
to use materials that break down after use or even during use. Natural fibers are used for the textile fibers that serve as the carrier material. A starch foam reinforced in this way can be processed into molded parts for a wide variety of applications, and their properties correspond in every respect to those of conventionally used materials.

Die Vorteile der Erfindung bestehen u.a. in folgendem:The advantages of the invention include the following:

Stärke ist sehr unterschiedlich einsetzbar und läßt sich in vielfältiger Weise verarbeiten z.B. als Schaum, gepreßtes Formteil oder Bindemittel.Starch has a wide range of uses and can be processed in many different ways, e.g. as a foam, pressed molded part or binding agent.

Durch ihre biologische Abbaubarkeit können Stärkeprodukte in ausgewählten Anwendungsfällen bereits mit ihrem bestimmungsgemäßen Gebrauch; z.B. als Gärtnereibedarf, abgebaut werden.Due to their biodegradability, starch products can be broken down in selected applications during their intended use, e.g. as gardening supplies.

Die Erfindung soll anhand von Ausführungsbeispielen erläutert werden.The invention will be explained using embodiments.

Das herzustellende Stärke-Formteil besteht aus gehärtetem oder elastischem Stärkeschaumstoff oder Stärkefasern, wobei es zur Verstärkung und Stabilitätsverbesserung ein zusätzliches Trägermaterial aus natürlichen Wolle-, Baumwoll- oder sonstigem textilem Material oder aus Viskosefasern enthalten kann. Gemäß einer Verarbeitungsmöglichkeit kann das Formteil durch Rohrextrusion zu einem dünnwandigen Rohr gepreßt werden und z.B. als Hülsenkern für Toilettenpapier oder Haushaltfolien verwendet werden.The starch molded part to be produced consists of hardened or elastic starch foam or starch fibers, whereby it can contain an additional carrier material made of natural wool, cotton or other textile material or of viscose fibers for reinforcement and stability improvement. According to one processing option, the molded part can be pressed into a thin-walled tube by tube extrusion and used, for example, as a core for toilet paper or household foil.

In dickwandiger Ausführung sind Formteile aus Stärkeschaum für den Produktschutz als Rahmen oder Ummantelung für Elektrobauteile verwendbar.In thick-walled versions, molded parts made of starch foam can be used for product protection as a frame or casing for electrical components.

Aufgeblähter, gegebenenfalls durch textile Fasern verstärkter Stärkeschaum eignet sich besonders zur Herstellung von Dunstfiltern, Schadstoffiltern, Ozonfiltern oder Autopollenfiltern. Erstere lassen sich nach ihrem Gebrauch gefahrlos verbrennen, Autopollenfilter auch kompostieren. Die Gebrauchseigenschaften dieser Stärkeschaumfilter entsprechen in jeder Hinsicht denen herkömmlich verwendeter Materialien.Inflated starch foam, possibly reinforced with textile fibers, is particularly suitable for the production of haze filters, pollutant filters, ozone filters or car pollen filters. The former can be safely burned after use, and car pollen filters can also be composted. The properties of these starch foam filters correspond in every respect to those of conventionally used materials.

Dünnwandige Formteile, deren Grundstruktur ebenfalls schaumförmig und gegebenenfalls gehärtet sein kann, eignen sich für eine Verarbeitung zu Einwegprodukten zur AufbewahrungThin-walled molded parts, whose basic structure can also be foam-like and possibly hardened, are suitable for processing into disposable products for storage

von Lebensmitteln, beispielsweise als Fast-food-Verpackungen, Tiefkühl- und Mikrowellengerichtverpackungen, Isolierverpackungen oder als Fleisch-, Obst- und Gemüseschalen. Ferner können aus dünnwandigen Formteilen Eierbecher, Trinkbecher, Schalen oder Geschirr für die Servicegastronomie der Bahn- und Fluggesellschaften und für den Krankenhausbedarf sowie Sortiereinlagen für Sortimentsverpackungen, bevorzugt für Lebensmittel, hergestellt werden. Diese Einwegprodukte sind auch mit Verschmutzungen nach ihrem Gebrauch abbaubar, indem sie kompostiert werden.of food, for example as fast-food packaging, frozen and microwave meal packaging, insulated packaging or as meat, fruit and vegetable trays. Furthermore, thin-walled molded parts can be used to make egg cups, drinking cups, bowls or dishes for the catering services of railways and airlines and for hospital needs as well as sorting inserts for assortment packaging, preferably for food. These disposable products can be broken down even with soiling after use by being composted.

Für die Dosierung von Gewürzen, Düngemitteln, Chemikalien, Futtermitteln, Pflanzensamen oder Pflanzenschutzmitteln kann Stärke als Bindemittel benutzt werden. Für die Aufbewahrung dieser Stoffe können auch Kapseln aus Stärkeschaum benutzt werden. Besonders vorteilhaft ist deren Verwendung z.B. bei giftigen Chemikalien, wobei die Kapsel als neutrale Umhüllung dient und den Anwender schützt. Außerdem erleichtert die Umhüllung von Pflanzensamen in aus Stärke hergestellten Kapseln deren Aussaat, und deren Vereinzelung begünstigt ein gleichmäßiges Wachstum der Keimlinge.Starch can be used as a binding agent for dosing spices, fertilizers, chemicals, animal feed, plant seeds or plant protection products. Capsules made of starch foam can also be used for storing these substances. Their use is particularly advantageous for toxic chemicals, for example, where the capsule serves as a neutral coating and protects the user. In addition, coating plant seeds in capsules made of starch makes sowing easier, and separating them promotes even growth of the seedlings.

Als Agrarhilfsprodukte sind auch Stärkekugeln als teilweiser oder vollständiger Ersatz für Blumenerde, als Keimböden, Gesteckringe oder als Kompostverbesserer verwendbar.As agricultural auxiliary products, starch balls can also be used as a partial or complete replacement for potting soil, as germination soil, flower rings or as a compost improver.

Claims

7 Protection claims

1. Molded part made of completely biodegradable starch foam and with a carrier material made of natural textile fibers.

2. Moulded part according to claim 1, characterized in that the moulded part is designed as a thin-walled tube.

3. Moulded part according to claim 1, characterized in that the moulded part is of thick-walled design.

4. Filter, in particular pollutant filter, ozone filter or car pollen filter made from a molded part according to one of claims 1 to 3.

5. Moulded part with thin-walled structure according to claim 1 for food storage, for example
for fast-food packaging, deep-freeze and microwave packaging, insulated packaging, as meat, fruit or vegetable trays or as food containers, for example egg cups, drinking cups, bowls, tableware for the service catering of railways and airlines, for hospital requirements or as sorting inserts for food packaging.

6. Moulded part according to one of claims 1 to

3 as a capsule or binder for storage and/or dosage, for example for spices, fertilizers, chemicals, animal feed, plant seeds and crop protection products.

7. Moulded part according to one of claims 1 to 3 as an agricultural auxiliary product, in particular in the form of balls for potting soil, germination soil, arrangement rings and compost improvers.

8. Moulded part according to claim 2 as a sleeve core, for example for toilet paper and household foil.

9. Moulded part according to claim 3 as product protection, in particular as a frame or casing for electrical components.