EP4066807A1 - Urne aus einem biologisch abbaubaren, spritzgussfähigen material, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung - Google Patents

Urne aus einem biologisch abbaubaren, spritzgussfähigen material, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung Download PDF

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EP4066807A1
EP4066807A1 EP21166306.7A EP21166306A EP4066807A1 EP 4066807 A1 EP4066807 A1 EP 4066807A1 EP 21166306 A EP21166306 A EP 21166306A EP 4066807 A1 EP4066807 A1 EP 4066807A1
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EP
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urn
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polymer
biodegradable
weight
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Manfred Zoß
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    • A61G17/0106—Wood

Definitions

  • the invention relates to an urn made of a biodegradable, injection-mouldable material, a method for its production and its use.
  • the invention relates in particular to an urn comprising a molded part made from a biodegradable, injection-mouldable material containing at least two different polymers, a method for its production and its use.
  • urn is to be construed broadly. These include ashtrays, decorative urns, in which the ashtrays are generally kept, and combination urns, in which the functions of an ashtray and a decorative urn are combined.
  • An urn generally has a body and a lid.
  • Ash capsules are in particular capsules that are used to transport the ashes of people or animals from the crematorium to the undertaker / cemetery. The ash capsules must be closed and it must not be possible to open them without using force. For this purpose, a corresponding dimensional stability of the material must be guaranteed.
  • Decorative urns also known as overurns
  • Urns are known in a variety of forms, with metal, ceramics, glass, plastics and various materials based on wood being used as materials.
  • sea urns Urns that are particularly suitable for burial at sea (referred to herein as "sea urns”) must meet several characteristics. In water, for example, degradation should take place within 12 to 24 hours. In addition, they must be able to sink quickly. Sulfate urns and urns based on cellulose are generally used for sea urns. Cellulose is more common and allowed in all European countries. In Germany, a sulfate urn, in particular made of calcium sulfate, also known as anhydrite, can also be used. Other possible materials for sea urns are tonolite, halite, paper mache or salt. However, such sea urns cannot be produced, for example, by injection molding and/or are not made of biodegradable materials.
  • the publication DE 88 06 209 U1 discloses a coffin made of plastic, the plastic being dissolvable into environmentally friendly components in a pre-programmable period of time under the action of a water-activatable solubilizer.
  • plastics consist of thermoplastic polymers based on conventional monomers, which are polymerized with reactive groups as predetermined breaking points. Under the action of a base as an external or integrated solubilizer and in the presence of water, a reaction occurs with the reactive group that dissolves the entire plastic in a defined neutralization reaction. Examples of the plastic are not given.
  • the publication DE 196 08 261 describes an urn made of an injection moldable starchy material.
  • the publication DE 197 44 331 A1 describes a coffin and an urn that are designed as molded parts made of a biodegradable, natural-based plastic that leaves no residue.
  • the plastic can in particular be a thermoplastic, a compressed material or a foam.
  • the plastic is made from one or more ingredients from the raw materials corn, wheat, potatoes, vegetable oils, sugar beet, milk, wood, grain and/or polylactic acid.
  • the publication DE 10 2005 048 203 A1 describes an urn made of biodegradable material containing a starch-free, injection-moldable material essentially containing wood and natural fibers and wood powder as well as a binder, preferably lignin.
  • the publication DE 10 2007 048 760 A1 describes a coffin and an urn for the transport, laying out and/or burial or cremation of a dead human body or a dead animal made of a thermoplastically deformable composite material, with a proportion of at least 70% by weight of natural materials in the composite material, with Natural substances at least lignin and cellulose are contained in the composite material.
  • the composite material contains additional starch as a natural substance and/or additional natural fibers from fiber plants, for example a corn plant.
  • the publication DE 10 2008 012 189 A1 relates to an urn or ash box made from a biodegradable thermoplastic polymer reinforced with a biodegradable fibrous material, the urn or ash box being injection molded from a mixture of the polymer and the reinforcement, the polymer having a flowability value of from 19 MFI to 21 MFI, in particular 20 MFI , having.
  • the polymer is in particular a polylactide.
  • a granulate is produced from polymer mixed with the reinforcement, this granulate is melted and the shaped body is injection-moulded.
  • the shaped body is injection molded at a pressure at the nozzle of 450 bar to 500 bar, in particular 475 bar, and at a temperature of 170°C to 230°C, in particular 180°C to 190°C.
  • the object of the invention was to provide an urn made of a biodegradable, injection-mouldable material that is particularly suitable for use in burials at sea and in cemeteries with clay floors and/or a high water level.
  • the object of the invention was also to provide a method for producing this urn.
  • the invention thus relates to an urn comprising a molded part made from a biodegradable, injection-moldable material containing at least two different polymers, the material containing (a) a polyvinyl alcohol and (b) a natural or another synthetic, biodegradable polymer.
  • the polymer (b) can thus, like (a), be another synthetic, biodegradable polymer, or else a natural polymer such as lignin.
  • the molded part contains, as polymer (b), a polymer from the group consisting of polylactide, starch, polyhydroxyalkanoate (PHA) and lignin.
  • polymer (b) a polymer from the group consisting of polylactide, starch, polyhydroxyalkanoate (PHA) and lignin.
  • a preferred polyhydroxyalkanoate is polyhydroxybutyrate (PHB), also referred to as polyhydroxybutyric acid.
  • PHB polyhydroxybutyrate
  • the polylactide also referred to as polylactic acid, preferably has a melt flow index MFI in the range of 18 to 22 at room temperature.
  • the weight ratio r ab between polymers (a) and (b) is in the range of 0.05 to 1.5, more preferably in the range of 0.2 to 1.
  • the proportion of polyvinyl alcohol (a) in the urn according to the invention is preferably in the range from 5 to 50% by weight, based on the weight of the urn.
  • the polyvinyl alcohol (a) has a melt flow index in the range from 10 to 25 g/10 min, measured at 190° C. and 21.6 kg, a melting temperature in the range from 160° C. to 180° C. and has a glass transition temperature in the range from 50°C to 70°C, measured with a DSC (Differential Scanning Calorimeter), and/or a density in the range from 0.5 to 1.0 g/cm 3 .
  • particularly suitable polyvinyl alcohols are the products marketed by the Japanese company Kuraray under the brand MOWIFLEX TM .
  • the polyvinyl alcohol product MOWIFLEX TM C17 is particularly suitable here. It can be used well for film and profile extrusion, injection molding and 3D printing.
  • the polymer (b) is lignin.
  • Lignin can be used in particular in the form of liquid wood (b1). This is because liquid wood essentially consists of lignin, although the liquid wood generally still contains wood fibers, in particular 20 to 30% by weight, based on the weight of the liquid wood.
  • Liquid wood products suitable according to the invention are, for example, Arboform® brand granules from Tecnaro GmbH, Ilsfeld. The granules Arboform ® LV3 or Arboform ® LV100 turned out to be particularly suitable.
  • the urn according to the invention preferably has a content of polyvinyl alcohol (a) in the range from 5 to 60% by weight, a content of polymer (b) in the range from 35 to 80% by weight and a content of other biodegradable components ( c) in the range from 15 to 25% by weight, in each case based on the total weight of the urn.
  • the proportion of polyvinyl alcohol (a) is preferably between 5 and 50% by weight, based on the weight of the urn, if the polymer (b) is lignin or liquid wood.
  • the urn according to the invention preferably contains other biodegradable components (c).
  • Other biodegradable components are, for example, natural fibers from wood, in particular from spruce and beech, flax, hemp, Chinese reed, sisal, corn or other fiber plants, as well as wood chips and wood powder. These natural fibers give the composite additional strength and facilitate processing of the material using plastic processing machines. Natural fibers from wood, especially from spruce and beech, are best suited to rotting in the wild (simple rot).
  • biodegradable color pigments into the material to be processed as component (c).
  • mineral colors can also be used for coloring.
  • the other biodegradable components (c) are preferably natural fibers from wood, in particular from spruce and beech.
  • an urn which has a content of polyvinyl alcohol (a) in the range from 5 to 60% by weight and a content of liquid wood (b1) in the range from 40 to 95% by weight, based in each case on the weight of the urn , Has.
  • the elongation at break according to ISO 527 is preferably in the range from 0.3 to 3.0%.
  • the urn according to the invention generally has a wall thickness in the range from 2 to 10 mm and preferably has a wall thickness from 2.5 to 5 mm.
  • the urn according to the invention can be equipped with a layer serving to design the surface and covering at least parts of the surface. Colour, decor and surface structure can vary.
  • the layer can consist of a film, for example, and can also contain biodegradable color pigments.
  • the thickness of the layer is typically 0.6 to 1 mm. This layer can be applied in a manner known per se, in particular by water transfer. If necessary, the vessel can be provided with a biodegradable protective coating, at least on the outside.
  • a particularly preferred embodiment of the urn according to the invention which is particularly suitable for burial at sea, there are openings in the urn which are covered, for example, by a water-soluble film.
  • a water-soluble film can, for example, advantageously consist of the polyvinyl alcohol described herein.
  • the invention also relates to a method for producing an urn, comprising a molded part made from a biodegradable material containing at least two different polymers, the material containing (a) a polyvinyl alcohol and (b) a natural or another synthetic biodegradable polymer, and wherein the material is formed into a desired shape of an urn by injection molding, deep drawing, or 3D printing.
  • polyvinyl alcohol and (b) a natural or another synthetic, biodegradable polymer (b) are used in the form of granules, which are then melted in a suitable plastics processing machine and processed further.
  • separate granules of (a) and (b) can be mixed, or a previously produced granulate from components (a) and (b).
  • Separate granules of (a) and (b) are preferably mixed and melted in the injection molding machine.
  • the granules of component (b) preferably already contain other biodegradable components (c). In this case, the granulate is denoted by (b1).
  • the granules can be processed, for example, on conventional extruders or injection molding machines without having to make any modifications to these plastics processing machines. For example, standard polyolefin screws can be used.
  • an appropriately adapted material from components (a), (b) and, if appropriate, (c) can be used.
  • the urn is preferably manufactured using the injection molding process.
  • the urn according to the invention can also be produced by extrusion and subsequent deep-drawing.
  • a plate is first produced from components (a), (b) and optionally (c) by extrusion, which is then formed into an urn by deep-drawing, the upper and lower parts of the urn being in one coherent piece from a plate or be formed as separate parts from two plates.
  • a film that is optionally printed with biodegradable inks, also by coextrusion with the invention material are produced.
  • a film can also be placed in an injection molding tool.
  • the film is preferably applied by water transfer in a manner known per se.
  • a method in which the urn is produced by injection molding is particularly preferred.
  • the injection molding is advantageously carried out at a temperature in the range from 160° C. to 200° C., in particular at a temperature in the range from 170° C. to 190° C. and/or at a pressure of 800 to 1200 bar.
  • Higher levels of polyvinyl alcohol (a) generally require higher pressures.
  • the pressure will also depend on the molded part to be produced. Making a lid will generally require less pressure than making the actual vessel in which the ashes are kept.
  • the subject of the invention is also the use of an urn described herein for burial at sea or for burial in soil with a high water content. Use for burial at sea is particularly preferred.
  • the invention has numerous advantages.
  • the urn according to the invention is made exclusively from environmentally friendly materials, so that they are ecologically harmless.
  • a particular advantage results from the fact that a water-soluble material that is ecologically harmlessly degradable in water, namely polyvinyl alcohol, is added to the material with biodegradability.
  • the first step is to destroy the container (urn) so that the ashes are released into the environment. The biological degradation of the remaining material is therefore an unimportant time factor.
  • the liquid wood (b1) contained 70 to 80% by weight of lignin as polymer (b) and 20 to 30% by weight of wood fibers from spruce and/or beech as component (c), in each case based on the total weight of the liquid wood. **The molded parts were not dimensionally stable, so that an investigation of the degradation behavior was not necessary.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Urne, umfassend ein Formteil aus einem biologisch abbaubaren, spritzgussfähigen, mindestens zwei unterschiedliche Polymere enthaltenden Material, wobei das Material (a) einen Polyvinylalkohol und (b) ein natürliches oder ein weiteres synthetisches biologisch abbaubares Polymer enthält. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung dieser Urne sowie deren Verwendung.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Urne aus einem biologisch abbaubaren, spritzgussfähigen Material, ein Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung. Die Erfindung betrifft insbesondere eine Urne, umfassend ein Formteil aus einem biologisch abbaubaren, spritzgussfähigen, mindestens zwei unterschiedliche Polymere enthaltenden Material, ein Verfahren zu ihrer Herstellung sowie deren Verwendung.
  • Der hierin verwendete Begriff "Urne" ist umfassend zu verstehen. Darunter fallen Aschekapseln, Schmuckurnen, in denen die Aschekapseln im Allgemeinen verwahrt werden, sowie Kombinationsurnen, in denen die Funktionen einer Aschekapsel und einer Schmuckurne kombiniert sind. Eine Urne weist im Allgemeinen einen Gefäßkörper und einen Deckel auf. Aschekapseln sind insbesondere Kapseln, die als Transportbehältnis der Asche von Menschen oder Tieren vom Krematorium zum Bestatter / Friedhof dienen. Die Aschekapseln müssen verschlossen werden und dürfen nicht mehr ohne Gewalteinwirkung zu öffnen sein. Hierzu muss eine entsprechende Formstabilität des Materials gewährleistet sein. Schmuckurnen (auch als Überurnen bezeichnet) werden im Allgemeinen und üblicherweise in Deutschland als Umhüllung von Aschekapseln für die Beisetzung auf einem Friedhof verwendet.
  • Urnen sind in vielfältiger Form bekannt, wobei als Materialien Metall, Keramik, Glas, Kunststoffe und verschiedene Materialien auf Basis von Holz verwendet werden.
  • Bei Verwendung von Keramik, Metall oder Glas als Materialien kann allerdings in einem genügend kurzen Zeitraum keine Verwitterung dieser Materialien stattfinden, so dass in diesen Fällen in der Regel eine Aufbewahrung in einem Kolumbarium geschieht. Die Friedhofsordnungen verlangen nämlich regelmäßig, dass Urnen und allgemein alle mit der Beisetzung in den Boden verbrachten Teile nur aus Materialien bestehen dürfen, die in einem der Ruhefrist angemessenen Zeitraum ohne Rückstände zersetzt werden. Holz verwittert dagegen unter Einwirkung der Bodenfeuchtigkeit und von im Boden enthaltenen Mikroorganismen in endlicher Zeit.
  • Überdies hat sich ergeben, dass die Bestattung auf Friedhöfen mit schweren Böden, z.B. Lehmböden, sowie sehr nassen Böden, bei denen die Friedhöfe sozusagen im Wasser stehen, problematisch ist. Dabei besteht das Problem, dass sich sowohl bei Erdbestattungen mit Sarg, wie auch bei Beisetzungen von Urnen oft keine wesentlichen Verrottungs- und Fäulniserscheinungen zeigen. Die Folge davon ist, dass auch nach vielen Jahren der Liegezeiten bei einer Grabräumung oft noch wesentliche Überreste vorhanden sind. Bei Urnen im Speziellen erfolgt nur ein unmerklicher Abbau und die in ihnen enthaltene Asche wird nicht in die Natur freigesetzt.
  • In letzter Zeit hat sich bei den Bestattungen eine starke Veränderung zugunsten von Seebestattungen ergeben. Urnen, die für eine Seebestattung besonders geeignet sind (hierin als "Seeurnen" bezeichnet) müssen verschiedene Eigenschaften erfüllen. So soll im Wasser ein Abbau innerhalb von 12 bis 24 Stunden stattfinden. Außerdem müssen sie rasch versinken können. Für Seeurnen werden im Allgemeinen Sulfaturnen und Urnen auf Zellulose-Basis verwendet. Zellulose ist weiter verbreitet und in allen europäischen Ländern erlaubt. In Deutschland kann auch eine Sulfaturne, insbesondere aus Kalziumsulfat, auch Anhydrit genannt, verwendet werden. Weitere für Seeurnen mögliche Materialien sind Tonolith, Halit, Pappmache oder Salz. Allerdings sind solche Seeurnen beispielsweise nicht durch Spritzgießen herstellbar und/oder bestehen nicht aus biologisch abbaubaren Materialien.
  • Die Veröffentlichung DE 88 06 209 U1 offenbart einen Sarg aus Kunststoff, wobei der Kunststoff unter Einwirkung eines durch Wasser aktivierbaren Lösungsvermittlers in einem vorprogrammierbaren Zeitraum in umweltfreundliche Bestandteile auflösbar ist. Diese Kunststoffe bestehen aus thermoplastischen Polymeren auf der Basis von herkömmlichen Monomeren, denen reaktive Gruppen als Soll-Bruchstelle einpolymerisiert sind. Unter Einwirkung einer Base als externer oder als integrierter Lösungsvermittler und bei Anwesenheit von Wasser entsteht mit der reaktiven Gruppe eine Reaktion, die den gesamten Kunststoff in einer Neutralisationsreaktion definiert auflöst. Beispiele für den Kunststoff sind nicht angegeben.
  • Die Veröffentlichung DE 196 08 261 beschreibt eine Urne, die aus einem spritzgussfähigen stärkehaltigen Material besteht.
  • Die Veröffentlichung DE 197 44 331 A1 beschreibt einen Sarg und eine Urne, die als Formteile aus einem biologisch rückstandsfrei abbaubaren naturstoffbasierten Kunststoff ausgebildet sind. Der Kunststoff kann insbesondere ein Thermoplast, ein Komprimat oder Schaumstoff sein. In einer Ausführungsform wird der Kunststoff aus einem oder mehreren Inhaltsstoffen der Rohstoffe Mais, Weizen, Kartoffeln, pflanzliche Öle, Zuckerrüben, Milch, Holz, Getreide und /oder Polymilchsäure hergestellt.
  • Die Veröffentlichung DE 10 2005 048 203 A1 beschreibt eine Urne aus biologisch abbaubaren Material, das ein stärkefreies, spritzgussfähiges Material enthält, welches im Wesentlichen Holz- und Naturfasern und Holzpulver sowie Bindemittel, vorzugsweise Lignin, enthält.
  • Die Veröffentlichung DE 10 2007 048 760 A1 beschreibt einen Sarg und eine Urne für den Transport, die Aufbahrung und/oder die Erd- oder Feuerbestattung eines toten menschlichen Körpers oder eines toten Tieres aus einem thermoplastisch verformbaren Verbundwerkstoff, mit einem Anteil von mindestens 70 Gewichts-% Naturstoffen in dem Verbundwerkstoff, wobei als Naturstoffe zumindest Lignin und Cellulose in dem Verbundwerkstoff enthalten sind. In Ausführungsformen enthält der Verbundwerkstoff zusätzliche Stärke als Naturstoff und/oder zusätzlich Naturfasern von Faserpflanzen, z.B. einer Maispflanze.
  • Die Veröffentlichung DE 10 2008 012 189 A1 betrifft eine Urne oder Aschekapsel aus einem mit einem biologisch abbaubaren Faserstoff bewehrten biologisch abbaubaren thermoplastischen Polymer, wobei die Urne oder Aschekapsel aus einer Mischung aus dem Polymer und der Bewehrung spritzgegossen ist, wobei das Polymer einen Fließfähigkeitswert von 19 MFI bis 21 MFI, insbesondere 20 MFI, aufweist. Das Polymer ist insbesondere ein Polylactid. Bei dem Verfahren zu deren Herstellung wird ein Granulat aus mit der Bewehrung vermischtem Polymer hergestellt, dieses Granulat aufgeschmolzen und der Formköper spritzgegossen. Insbesondere wird der Formkörper bei einem Druck an der Düse von 450 bar bis 500 bar, insbesondere 475 bar, sowie bei einer Temperatur von 170 °C bis 230 °C, insbesondere 180 °C bis 190 °C spritzgegossen.
  • Allerdings erfolgt bei Stärke und Polylactid (PLA) ein biologischer Abbau in längeren Zeiträumen. Sowohl Stärke wie auch PLA benötigen zur biologischen Verwertung ein relativ genau definiertes Milieu, das in der Regel nur in Kompostieranlagen anzutreffen ist. Aufgabe der Erfindung war es vor diesem Hintergrund, eine Urne aus einem biologisch abbaubaren, spritzgussfähigen Material bereitzustellen, die insbesondere für die Verwendung bei Seebestattungen sowie auf Friedhöfen mit Lehmböden und/oder einem hohen Wasserstand geeignet ist. Aufgabe der Erfindung war außerdem die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung dieser Urne.
  • Die Lösung dieser Aufgabe wird nach dieser Erfindung erreicht durch eine Urne, ein Verfahren zu ihrer Herstellung sowie deren Verwendung mit den Merkmalen der entsprechenden unabhängigen Patentansprüche. Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Urne, des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Verwendung sind in entsprechenden abhängigen Patentansprüchen aufgeführt. Bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Urne entsprechen bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Verwendung und umgekehrt, selbst wenn dies hierin nicht explizit festgestellt wird.
  • Gegenstand der Erfindung ist somit eine Urne, umfassend ein Formteil aus einem biologisch abbaubaren, spritzgussfähigen, mindestens zwei unterschiedliche Polymere enthaltenden Material, wobei das Material (a) einen Polyvinylalkohol und (b) ein natürliches oder ein weiteres synthetisches, biologisch abbaubares Polymer enthält. Das Polymer (b) kann somit wie (a) ein weiteres synthetisches, biologisch abbaubares Polymer sein, oder aber ein natürliches Polymer wie z.B. Lignin.
  • Bei einer erfindungsgemäß bevorzugten Urne enthält das Formteil als Polymer (b) ein Polymer aus der Gruppe, bestehend aus Polylactid, Stärke, Polyhydroxyalkanoat (PHA) und Lignin.
  • Ein bevorzugtes Polyhydroxyalkanoat (PHA) ist Polyhydroxybutyrat (PHB), das auch als Polyhydroxybuttersäure bezeichnet wird. Das Polylactid, auch als Polymilchsäure bezeichnet, hat vorzugsweise einen Schmelzflussindex MFI im Bereich von 18 bis 22 bei Raumtemperatur.
  • Schließlich ist eine Urne bevorzugt, bei der das Gewichtsverhältnis rab zwischen den Polymeren (a) und (b) im Bereich von 0,05 bis 1,5 liegt, mehr bevorzugt im Bereich von 0,2 bis 1.
  • Vorzugsweise liegt in der erfindungsgemäßen Urne der Anteil an Polyvinylalkohol (a) im Bereich von 5 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Urne.
  • Erfindungsgemäß bevorzugt ist eine Urne, bei welcher der Polyvinylalkohol (a) einen Schmelzflussindex im Bereich von 10 bis 25 g/10 min, gemessen bei 190 °C und 21,6 kg, eine Schmelztemperatur im Bereich von 160 °C bis 180 °C und eine Glasübergangstemperatur im Bereich von 50 °C bis 70 °C, gemessen mit einem DSC (Differential Scanning Calorimeter), und/oder eine Dichte im Bereich von 0,5 bis 1,0 g/cm3 aufweist. Erfindungsgemäß besonders geeignete Polyvinylalkohole sind die von der japanischen Firma Kuraray unter der Marke MOWIFLEX™ vertriebenen Produkte. Dabei ist das Polyvinylalkoholprodukt MOWIFLEX™ C17 besonders geeignet. Es kann gut für die Extrusion von Filmen und Profilen, für Spritzguss und für 3D-Druck verwendet werden.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Urne ist das Polymer (b) Lignin. Lignin kann insbesondere in der Form von Flüssigholz (b1) eingesetzt werden. Flüssigholz besteht nämlich im Wesentlichen aus Lignin, wobei das Flüssigholz aber im Allgemeinen noch Holzfasern enthält, insbesondere 20 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Flüssigholzes. Erfindungsgemäß geeignete Flüssigholzprodukte sind beispielsweise Granulate der Marke Arboform® der Firma Tecnaro GmbH, Ilsfeld. Als besonders geeignet stellten sich die Granulate Arboform® LV3 oder Arboform® LV100 heraus.
  • Die erfindungsgemäße Urne hat vorzugsweise einen Gehalt an Polyvinylalkohol (a) im Bereich von 5 bis 60 Gew.-%, einen Gehalt an Polymer (b) im Bereich von 35 bis 80 Gew.-%, und einen Gehalt an sonstigen biologisch abbaubaren Bestandteilen (c) im Bereich von 15 bis 25 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Urne.
  • In der erfindungsgemäßen Urne beträgt der Anteil an Polyvinylalkohol (a) vorzugsweise zwischen 5 und 50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Urne, wenn das Polymer (b) Lignin bzw. Flüssigholz ist.
  • Die erfindungsgemäße Urne enthält vorzugsweise sonstige biologisch abbaubare Bestandteile (c). Sonstige biologisch abbaubare Bestandteile sind beispielsweise Naturfasern aus Holz, insbesondere aus Fichten und Buchen, Flachs, Hanf, Chinaschilfgras, Sisal, Mais oder anderen Faserpflanzen sowie Holzspäne und Holzpulver. Diese Naturfasern verleihen dem Verbundwerkstoff zusätzliche Festigkeit und begünstigen die Verarbeitung des Werkstoffs mittels Kunststoffverarbeitungsmaschinen. Naturfasern aus Holz, insbesondere aus Fichten und Buchen, sind für eine Verrottung in freier Natur (einfache Fäulnis) am besten geeignet.
  • Überdies ist es auch möglich, als Bestandteil (c) biologisch abbaubare Farbpigmente in das zu verarbeitende Material einzubringen.
  • Es können allerdings zur Färbung auch mineralische Farben eingesetzt werden.
  • Vorzugsweise sind die sonstigen biologisch abbaubaren Bestandteile (c) Naturfasern aus Holz, insbesondere aus Fichten und Buchen.
  • Bevorzugt ist zudem eine Urne, die einen Gehalt an Polyvinylalkohol (a) im Bereich von 5 bis 60 Gew.-% und einen Gehalt an Flüssigholz (b1) im Bereich von 40 bis 95 Gew.-%, jeweils auf das Gewicht der Urne bezogen, hat.
  • Bei den erfindungsgemäßen Urnen liegt die Bruchdehnung nach ISO 527 vorzugsweise im Bereich von 0,3 bis 3,0 %.
  • Die erfindungsgemäße Urne hat im Allgemeinen eine Wandstärke im Bereich von 2 bis 10 mm und hat vorzugsweise eine Wandstärke von 2,5 bis 5 mm.
  • Die erfindungsgemäße Urne kann mit einer der Oberflächengestaltung dienenden und zumindest Teile der Oberfläche bedeckenden Schicht ausgestattet sein. Farbe, Dekor und Oberflächenstruktur können dabei variieren. Die Schicht kann beispielsweise aus einer Folie bestehen und auch biologisch abbaubare Farbpigmente enthalten. Die Dicke der Schicht beträgt typischerweise 0,6 bis 1 mm. Diese Schicht kann insbesondere durch Wassertransfer auf an sich bekannte Weise aufgebracht werden. Bei Bedarf kann das Gefäß mindestens an der Außenseite mit einem biologisch abbaubaren Schutzlack versehen werden.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Urne, die insbesondere für die Seebestattung geeignet ist, sind in der Urne Öffnungen vorhanden, die beispielsweise durch eine wasserlösliche Folie abgedeckt sind. Auf diese Weise kann ein rasches Absinken der Urne bei einer Seebestattung realisiert werden, da ein Wassereintritt in die Urne und damit ein Abnehmen des Auftriebs rasch erfolgen kann. Diese Folie kann beispielsweise vorteilhaft aus dem hierin beschriebenen Polyvinylalkohol bestehen.
  • Gegenstand der Erfindung ist außerdem ein Verfahren zur Herstellung einer Urne, umfassend ein Formteil aus einem biologisch abbaubaren, mindestens zwei unterschiedliche Polymere enthaltenden Material, wobei das Material (a) einen Polyvinylalkohol und (b) ein natürliches oder ein weiteres synthetisches biologisch abbaubares Polymer enthält, und wobei das Material durch Spritzgießen, Tiefziehen, oder 3D-Druck in eine gewünschte Form einer Urne gebracht wird.
  • Im Allgemeinen werden (a) Polyvinylalkohol und (b) ein natürliches oder ein weiteres synthetisches, biologisch abbaubares Polymer (b) in Form von Granulaten eingesetzt, die anschließend in einer geeigneten Kunststoffverarbeitungsmaschine aufgeschmolzen und weiter verarbeitet werden. Dabei können separate Granulate von (a) und (b) vermischt werden oder aber ein zuvor hergestelltes Granulat aus den Komponenten (a) und (b). Vorzugsweise werden separate Granulate von (a) und (b) in der Spritzgussmaschine vermischt und aufgeschmolzen. Dabei enthält das Granulat der Komponente (b) vorzugsweise bereits sonstige biologisch abbaubaren Bestandteile (c). Für diesen Fall wird das Granulat mit (b1) bezeichnet.
  • Die Verarbeitung der Granulate kann beispielsweise auf herkömmlichen Extrudern oder Spritzgussmaschinen erfolgen, ohne dass Modifikationen an diesen Kunststoffverarbeitungsmaschinen vorgenommen werden müssen. Es können z.B. Standard-Polyolefinschnecken verwendet werden. Je nachdem, ob die Verarbeitung in einem Extruder oder in einer Spritzgussmaschine vorgenommen werden soll, kann ein entsprechend angepasstes Material aus den Komponenten (a), (b) und gegebenenfalls (c) verwendet werden.
  • Die Urne wird bevorzugt im Spritzgussverfahren hergestellt. Die erfindungsgemäße Urne kann allerdings auch durch Extrusion und anschließendes Tiefziehen hergestellt werden. Dabei wird aus den Komponenten (a), (b) und ggf. (c) zunächst durch Extrusion eine Platte hergestellt, die anschließend durch Tiefziehen in eine Urne geformt wird, wobei Ober- und Unterteil der Urne in einem zusammenhängenden Stück aus einer Platte oder als separate Teile aus zwei Platten geformt werden. Ggf. kann eine Folie, die ggf. mit biologisch abbaubaren Druckfarben bedruckt ist, auch durch Coextrusion mit dem erfindungsgemäßen Material hergestellt werden. Eine Folie kann auch in ein Spritzwerkzeug eingelegt sein. Vorzugsweise wird jedoch die Folie durch Wassertransfer auf an sich bekannte Weise aufgebracht.
  • Besonders bevorzugt ist ein Verfahren, bei dem die Urne durch Spritzgießen hergestellt wird. Vorteilhaft wird hierbei das Spritzgießen bei einer Temperatur im Bereich von 160 °C bis 200 °C, insbesondere bei einer Temperatur im Bereich von 170 °C bis 190 °C und/oder bei einem Druck von 800 bis 1200 bar durchgeführt wird. Höhere Gehalte an Polyvinylalkohol (a) bedingen dabei im Allgemeinen höhere Drücke. Der Druck wird überdies auch vom herzustellenden Formteil abhängen. Die Herstellung eines Deckels wird im Allgemeinen einen kleineren Druck erfordern als die Herstellung des eigentlichen Gefäßes, in welchem die Asche aufbewahrt wird.
  • Überdies ist die Herstellung der erfindungsgemäßen Urne durch 3D-Druck möglich.
  • Gegenstand der Erfindung ist außerdem die Verwendung einer hierin beschriebenen Urne zur Seebestattung oder zur Bestattung in einem stark wasserhaltigen Boden. Besonders bevorzugt ist die Verwendung zur Seebestattung.
  • Die Erfindung hat zahlreiche Vorteile. Die erfindungsgemäße Urne wird ausschließlich aus umweltfreundlichen Materialien hergestellt, so dass sie ökologisch unbedenklich sind. Ein besonderer Vorteil ergibt sich dabei daraus, dass dem Material mit biologischer Abbaubarkeit ein wasserlöslicher und im Wasser ökologisch unbedenklich abbaubarer Werkstoff, nämlich Polyvinylalkohol, hinzugefügt ist. Damit erfolgt zunächst eine Zerstörung des Behältnisses (Urne), so dass die Asche an die Umwelt freigesetzt wird. Der biologische Abbau des restlichen Materials ist somit ein unwichtiger Zeitfaktor.
    • Beispiele
  • In den Beispielen wurden mehrere durch Spritzguss als Urne ausgestaltete Formteile mit Schichtdicken von jeweils 2,6 mm hergestellt. Die Spritzgussbedingungen waren dabei wie folgt:
    • Temperatur: 180 °C
    • Druck (abhängig vom Gehalt an Polyvinylalkohol): 800 bis 1.200 bar
    Das Polymer (b) sowie die sonstigen biologisch abbaubaren Bestandteile (c) wurden als Flüssigholz (b1) der Marke Arboform® LV3 oder Arboform® LV100 der Firma Tecnaro GmbH verwendet, welche als Polymer (b) Lignin in einer Menge von 70 bis 80 Gew.-% und als Komponente (c) 20 bis 30 Gew.-% Holzfasern aus Fichte und/oder Buche, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Flüssigholzes, enthielten. Als Polyvinylalkohol (a) wurde MOWIFLEX™ C17 der Firma Kuraray verwendet. Die Granulate der Komponenten (a) und (b1) wurden im Spritzgussapparat gemischt und aufgeschmolzen.
  • Dabei wurden die Mischungsverhältnisse geändert und das Verhalten (der Abbau) unter dem Einfluss von Wasser untersucht. Das Abbauverhalten wurde durch Platzieren der Formteile in Süßwasser liegend bei Temperaturen von 15 bis 20 °C untersucht. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefasst. Bei der Untersuchung des Abbauverhaltens in salzhaltigen und/oder kälteren Wasser ergab sich, dass darin der Abbau langsamer verlief. Tabelle
    Beispiel Nr. Zusammensetzung* Abbauverhalten
    Flüssigholz (b1) Polyvinylalkohol (a)
    1 90 % 10 % Die Formteile zeigten im Laufe von mehreren Wochen Risse und geringe Materialausschwemmungen
    2 75 % 25 % Die Formteile zeigten innerhalb 5 bis 7 Tagen erste Löcher
    3 60 % 40 % Die Kapseln lösen sich innerhalb 48 Stunden gut auf. Übrig bleibt lediglich der Anteil des Flüssigholzes mit weicher Konsistenz. Entnimmt man die Reststücke aus dem Wasser härtet das Material wieder aus.
    4 ≤ 40 %** ≥ 60 %** -
    * in Gewichtsprozent, bezogen auf die Summe von (a) und (b1); das Flüssigholz (b1) enthielt als Polymer (b) Lignin in einer Menge von 70 bis 80 Gew.-% und als Komponente (c) 20 bis 30 Gew.-% Holzfasern aus Fichte und/oder Buche, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des Flüssigholzes.
    **Die Formteile waren nicht formstabil, so dass sich eine Untersuchung des Abbauverhaltens erübrigte.

Claims (15)

  1. Urne, umfassend ein Formteil aus einem biologisch abbaubaren, spritzgussfähigen, mindestens zwei unterschiedliche Polymere enthaltenden Material, dadurch gekennzeichnet, dass das Material (a) einen Polyvinylalkohol und (b) ein natürliches oder ein weiteres synthetisches biologisch abbaubares Polymer enthält.
  2. Urne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil als Polymer (b) ein Polymer aus der Gruppe, bestehend aus Polylactid, Stärke, Polyhydroxyalkanoat und Lignin, enthält.
  3. Urne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gewichtsverhältnis rab zwischen den Polymeren (a) und (b) im Bereich von 0,05 bis 1,5 liegt.
  4. Urne nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Polyvinylalkohol (a) im Bereich von 5 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Urne, liegt.
  5. Urne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Polyvinylalkohol (a) einen Schmelzflussindex im Bereich von 10 bis 25 g/10 min, gemessen bei 190 °C und 21,6 kg, eine Schmelztemperatur im Bereich von 160 °C bis 180 °C und eine Glasübergangstemperatur im Bereich von 50 °C bis 70 °C, gemessen mit einem DSC, und/oder eine Dichte im Bereich von 0,5 bis 1,0 g/cm3 aufweist.
  6. Urne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer (b) Lignin ist.
  7. Urne nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Gehalt an Polyvinylalkohol (a) im Bereich von 5 bis 60 Gew.-%, einen Gehalt an Polymer (b) im Bereich von 35 bis 80 Gew.-%, und einen Gehalt an sonstigen biologisch abbaubaren Bestandteilen (c) im Bereich von 15 bis 25 Gew.-% hat, jeweils bezogen auf das Gewicht der Urne.
  8. Urne nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die sonstigen biologisch abbaubaren Bestandteile (c) Naturfasern aus Holz, insbesondere aus Fichten und Buchen, sind.
  9. Verfahren zur Herstellung einer Urne, umfassend ein Formteil aus einem biologisch abbaubaren, mindestens zwei unterschiedliche Polymere enthaltenden Material, wobei das Material (a) einen Polyvinylalkohol und (b) ein natürliches oder ein weiteres synthetisches biologisch abbaubares Polymer enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das Material durch Spritzgießen, Tiefziehen, oder 3D-Druck in eine gewünschte Form einer Urne gebracht wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Urne durch Spritzgießen hergestellt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Spritzgießen bei einer Temperatur im Bereich von 160 °C bis 200 °C und/oder bei einem Druck von 800 bis 1.200 bar durchgeführt wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Polyvinylalkohol (a) einen Schmelzflussindex im Bereich von 10 bis 25 g/10 min, gemessen bei 190 °C und 21,6 kg, eine Schmelztemperatur im Bereich von 160 °C bis 180 °C und eine Glasübergangstemperatur im Bereich von 50 °C bis 70 °C, gemessen mit einem DSC, und/oder eine Dichte im Bereich von 0,5 bis 1,0 g/cm3 aufweist.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer (b) Lignin ist.
  14. Verwendung einer Urne nach einem der Ansprüche 1 bis 8, zur Seebestattung oder zur Bestattung in einem stark wasserhaltigen Boden.
  15. Verwendung einer Urne nach Anspruch 14 zur Seebestattung.
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