JP2024523626A - 再利用可能な材料 - Google Patents

Abstract

本出願は、再利用可能な材料に関する。再利用可能な材料は、３０～９７重量％のセルロース材料、２～４５重量％の少なくとも１つのタンパク質結合剤、１～２０重量％の少なくとも１つのアルコールまたはエステル、および０～４５重量％の少なくとも１つの添加剤を含む。さらに、本出願は、再利用可能な材料を製造するためのプロセスおよびそれから製造される成形部品に関する。

Description

本発明は、成形部品の製造に適した再利用可能な材料、再利用可能な材料から成形部品を製造する方法、および再利用可能な材料から製造された成形部品に関する。

２０１７年には、石油系プラスチックが世界中で約３億４８００万トン生産された。この安価で汎用性のある材料の約半分は、袋、ストローまたは使い捨てボトルなどの、１回しか使用されない製品に加工されている。それらを製造するために使用される全てのエネルギー、労力および原材料に対して、利益は非常に短期間であることが多い。これらの使い捨て製品の多くは正しく処分されず、環境、特に海に達し、分解性の低さから、何十年もの間その周りに存在する。さらに、環境に有害な化学物質、特に可塑剤が洗い流されることがあり、これは水および土壌汚染をもたらす。正しく処分されたプラスチック製品のうち、ほとんどは依然として焼却されているか、または埋め立て地で処分されている。

プラスチック製品の製造には石油、大量のエネルギーおよび真水が必要であることも問題である。したがって、石油系プラスチックは、エネルギーと環境のバランスが悪い。

したがって、ここ数年、再生可能な天然原材料から製造されたプラスチックが、特に使い捨て製品の製造のためにますます使用されるようになっている。問題は、これらのプラスチックの多くが、ジャガイモ、米またはトウモロコシなどの食品としても使用される原材料に主に基づいていることである。

紙または厚紙などの使い捨て製品を製造するために使用することができる多くの再利用可能な材料は、プラスチック材料ほど容易に成形することができず、大量生産には適さない。

したがって、食品と競合しないか、または限られた範囲でしか競合しない天然原材料からなり、石油系プラスチック材料と同じくらい容易かつ多くの方法で加工することができる再利用可能な材料が利用可能であれば有利であろう。

本発明の目的は、異なる成形部品を成形するのに適した再利用可能な材料を提供することであり、上記材料は、異なる形状に形成するのが容易であり、使用後、環境に優しい方法で、特に堆肥化することによって再利用可能または処分可能である。

この目的は、請求項１に記載の特徴によって解決される。本発明によれば、再利用可能な材料は、３０～９７重量％のセルロース材料、２～４５重量％の少なくとも１つのタンパク質結合剤、１～２０重量％の少なくとも１つのアルコールまたはエステル、および０～４５重量％の少なくとも１つの添加剤を含む。

この材料は、完全に天然原材料からなり、したがって環境に優しい。セルロース材料の含有量が高いため、この材料またはこの材料から作られた成形部品は、紙、厚紙または板紙の再利用サイクルに供給することができ、したがって、容易に繰り返し再利用することができる。さらに、この材料は、家庭用コンポストであっても完全に堆肥化可能であり、環境に優しい処分を可能にする。タンパク質結合剤を使用することによって、材料を熱可塑性物質と同じくらい容易に成形することもできる。

本出願では、再利用可能な材料は、加工することができるとともに、その主成分、この場合はセルロース材料を、新たな材料の製造のための、この場合は紙、板紙、または厚紙のための出発材料として使用することができる材料を意味することが理解される。

本発明による再利用可能な材料またはそれから形成された成形部品は、例えばパルパーで水に溶解することができ、それによってセルロース材料を分離し、紙、厚紙または板紙にさらに加工することができる。再利用可能な材料中に存在する他の成分は、好ましくは完全に生分解性であるか、またはそれらが問題とならないような少量で存在し、その結果、材料は、特に廃水を介して、容易かつ環境に優しい方法で処分することができる。さらに、タンパク質結合剤および再利用可能な材料の任意の他の成分も、適切な処理方法を使用して分離および再利用することができる。

本発明による再利用可能な材料では、高い割合のセルロース材料を再利用サイクルに供給できることが示されている。本出願人によって実施された一連の試験は、セルロース材料の９５％を超える値の再利用性を示した。

再利用可能な材料またはそれから作られた成形部品が再利用されない場合には、それはコンポスト中で完全に分解することができる。使用される材料は、ＤＩＮ／ＥＮ１３４３２：２０００の規格に従い、家庭用堆肥および工業用堆肥の両方において完全な分解を可能にする。さらに、再利用可能な材料またはそれから作られた成形部品は、ＩＳＯ１６２２１：２００１の仕様に従って、自然界および水中で無害に分解可能である。

再利用可能な材料は、加工中、特に水などの溶媒が添加されると、または熱に曝露されると熱可塑性を呈するため、ポリマー加工から公知の方法を用いて、例えば射出成形、押出、プレス加工、鋳造、回転成形、または真空成形によって成形部品へと加工することができる。本材料はまた、焼結または３Ｄプリンタを使用して成形部品に加工することもできる。

したがって、本発明による再利用可能な材料は、石油系プラスチックに代わる環境に優しい代替物を提供する。

セルロース材料は、好ましくは繊維または粉末の形態にある。セルロース材料が粉末として存在する場合、粉末は、１００～１０００μｍ、好ましくは１５０～２５０μｍの平均粒径を有する。

セルロース材料は、好ましくは、再利用可能な材料中に３０～９７％重量、特に好ましくは４０～９０％重量、特に好ましくは５１～８５％重量、最も好ましくは６０～８０％重量の量で存在する。

本出願では、タンパク質結合剤は、接着剤の特性を有するとともに硬化させることができる、タンパク質またはタンパク質混合物であると理解される。タンパク質結合剤は、熱が加えられたときおよび／または水が加えられたときに軟化することができ、それによって再利用可能な材料を再成形することを可能にする。ゆえに、本発明による再利用可能な材料の熱可塑性挙動は、少なくとも１つのタンパク質結合剤を使用することによって達成することができる。

少なくとも１つのタンパク質結合剤は、好ましくは、２～４５重量％、より好ましくは１０～３０重量％、特に好ましくは１５～２５重量％の濃度で再利用可能な材料中に存在する。

少なくとも１つのアルコールおよび／または少なくとも１つのエステルは、本発明による再利用可能な材料の流動性を改善し、再利用可能な材料の成形部品への加工を容易にする。

再利用可能な材料は、１～２０重量％、好ましくは３～１７重量％、特に好ましくは６～１５重量％の少なくとも１つのアルコールおよび／またはエステルを含む。

用途に応じて、本発明による再利用可能な材料は、少なくとも１つの添加剤を含んでもよい。少なくとも１つの添加剤は、再利用可能な材料に追加の物理的、光学的、触覚的、もしくは化学的な特性を付加するために、またはかかる特性を特異的に変化させるために使用することができる。例えば再利用可能な材料は、染料または顔料で着色することができる。少なくとも１つの添加剤は、好ましくは生分解可能および／または再利用可能である。

好ましくは、少なくとも１つの着色剤、または少なくとも１つの着色顔料、具体的には木炭、好ましくは野菜または果物、例えばビートまたはニンジンからの植物性着色剤が、添加剤として使用される。

本発明による再利用可能な材料は、任意の成形部品、特に包装、充填材料、家具部品、日用品、装飾品、カトラリー、皿、袋などを製造するために使用することができる。

セルロース材料は、好ましくは、セルロース、セルロース誘導体、リグニン、紙もしくは厚紙またはそれらの混合物を含む。

したがって、使用済みの紙および／または厚紙も、本発明による再利用可能な材料に使用することができる。その結果、再利用可能な材料またはそれから作られた成形部品は、紙および厚紙の再利用サイクルに組み込むことができ、特に省資源で環境に優しい製造を可能にする。好ましくは、本発明による再利用可能な材料またはそれから製造された水に溶解された成形部品に由来するセルロース材料も、セルロース材料として使用することができる。したがって、本発明による再利用可能な材料のセルロース材料は、本発明による新たな再利用可能な材料の製造のために再利用することもできる。

好ましくは、メチルセルロースまたはヒドロキシメチルセルロースがセルロース誘導体として使用される。セルロースは、セルロース繊維、マイクロセルロースまたはヘミセルロースの形態であり得る。

好ましくは、少なくとも１つのタンパク質結合剤は、具体的には穀類、大豆、アーモンド、麻、エンドウ豆、ルピナス、カボチャ、キャッサバ、ヒマワリ、またはそれらの混合物からの植物性タンパク質結合剤を含む。

穀物は、好ましくは小麦、ライ麦、大麦、オーツ麦、米、トウモロコシ、キビ、またはそれらの混合物である。

好ましくは、タンパク質結合剤は、少なくとも１つの動物性タンパク質結合剤、特にグルチン性膠、ゼラチン、コラーゲン、ケラチン、カゼイン、アルブミンまたはそれらの混合物を含む。

グルチン性膠は、好ましくは骨膠、皮膠、ウサギ膠、魚膠、またはそれらの混合物である。

少なくとも１つのアルコールは、好ましくは１～５０個の炭素原子を有する。アルコールは、好ましくは、２～３０個の炭素原子、具体的には２～１５個の炭素原子を有するアルコールである。

少なくとも１つのアルコールは、直鎖状または分枝鎖状であり得る。少なくとも１つのアルコールは一価アルコールであり得るが、好ましくは、特に２～１５個のヒドロキシ基、好ましくは２～１０個のヒドロキシ基、特に２～６個のヒドロキシ基を有する多価アルコールである。

好ましくは、少なくとも１つのアルコールは、ポリグリセロール－３（ＣＡＳ２５６１８－５５－７）、グリセロールエトキシラート（ＣＡＳ３１６９５４－５５－０）、ペンタエリスリオールエトキシラート（ＣＡＳ３０５９９－１５－６）、ポリエチレングリコールＥ４００（ＣＡＳ２５３２２－６８－３）、グリセロール（ＣＡＳ５６－８１－５）、１，２－プロパンジオール（ＣＡＳ５７－５５－６）、ジペンタエリスリトール（ＣＡＳ１２６－５８－９）、ペンタエリスリトール（ＣＡＳ１１５－７７－５）、エチレングリコール（ＣＡＳ１０７－２１－１）、ジエチレングリコール（ＣＡＳ１１１－４６－６）、トリエチレングリコール（ＣＡＳ１１２－２７－６）、またはそれらの混合物から選択される。

少なくとも１つのエステルは、好ましくはカルボン酸エステルであり、好ましくは２～２２個の炭素原子、具体的には６～１２個の炭素原子を有する。少なくとも１つのエステルはモノエステルであってもよいが、好ましくはポリエステルである。具体的に、少なくとも１つのエステルは、好ましくはアルキルシトラートまたはグリセロールアセタート、特にトリエチルシトラート（ＣＡＳ７７－９３－０）またはグリセロールトリアセタート（ＣＡＳ１０２－７６－１）である。

好ましくは、本発明による再利用可能な材料は、少なくとも１つの添加剤として、デンプン、少なくとも１つの単糖、少なくとも１つのオリゴ糖、もしくは少なくとも１つの多糖、またはそれらの混合物を含む。このような糖化合物は、再利用可能な材料中で追加の結合剤として作用し、それにより、再利用可能な材料の強度を増加させることができるか、または材料の同じ強度を維持しながら少なくとも１つのタンパク質結合剤の量を減少させることができる。

好ましくは、少なくとも１つの添加剤は、小麦デンプン、ジャガイモデンプン、米デンプン、タピオカデンプン、デキストリン、寒天、アルギナート、ペクチン、キチン、シクロデキストリン、またはそれらの混合物から選択される。さらに好ましくは、添加剤は、藻類、果実、野菜、および／または穀類のエキスからの糖類を含んでもよい。

好ましくは、少なくとも１つの添加剤は、好ましくはグルコース、フルクトース、ガラクトース、スクロース、マルトース、ラクトース、マルトデキストリン、デキストロース、イソマルト、エリスリトール、マンニトール、キシリトール、糖シロップ、転化糖シロップ、またはそれらの混合物を含む。

好ましくは、少なくとも１つの添加剤は、ソルビトール（ＣＡＳ５０－７０－４）、キシリトール（ＣＡＳ８７－９９－０）、マンニトール（ＣＡＳ６９－６５－８）、スクロース（ＣＡＳ５７－５０－１）、トレハロース（ＣＡＳ６１３８－２３－４）またはそれらの混合物を含む。

好ましくは、再利用可能な材料は、添加剤として尿素および／またはアラントインを含む。これにより、乾燥または硬化する前の再利用可能な材料の流動特性が改善され、例えば鋳造中に再利用可能な材料を成形部品に加工することが容易になる。

再利用可能な材料の少なくとも１つの添加剤は、好ましくは防腐剤を含む。これにより、再利用可能な材料は、成形部品に加工される前に、より長い時間貯蔵することができる。

好ましくは、添加剤は、アスコルビン酸もしくはクエン酸またはそれらの塩、ソルバート、植物エキスまたはそれらの混合物から選択される。

あるいは、添加剤は、４－ヒドロキシ安息香酸メチルまたは４－ヒドロキシ安息香酸プロピルを含む。しかし、これらの物質は生分解性ではないため、最大でも０．３重量％の少量しか使用されず、これは、環境および水を危険にさらすことなく、再利用可能な材料全体としては依然として基準に従って堆肥化することができることを意味する。

好ましくは、再利用可能な材料は、少なくとも１つの添加剤として少なくとも１つの動物性または植物性脂肪を含む。脂肪の添加により、再利用可能な材料の造粒を改善することができる。

少なくとも１つの脂肪は、好ましくは亜麻仁油、ヒマシ油、菜種油、ヒマワリ油、脂肪粉、中鎖脂肪酸トリグリセリド、またはそれらの混合物とすることができる。

好ましくは、再利用可能な材料の少なくとも１つの添加剤は、少なくとも１つの天然ワックス、具体的にはカルナバワックス、キャンデリラワックス、サトウキビワックス、蜜蝋、もしくはステアリン、またはそれらの混合物を含む。

好ましくは、再利用可能な材料の少なくとも１つの添加剤は、少なくとも１つの鉱物を含む。好ましくは、少なくとも１つの鉱物は、雲母、珪灰石、酸化鉄、ベントナイト、ハイドロマグネサイト、チョーク、石膏、リトポン、ハンタイト、タルク、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、カオリン、炭酸カルシウム、バーミキュライト、ケイ酸塩、パーライトまたはそれらの混合物である。

少なくとも１つの鉱物の添加は、再利用可能な材料またはそれから製造された成形部品の機械的特性に影響を及ぼし得る。さらに、少なくとも１つの鉱物の添加は、再利用可能な材料のピグメンテーション（ｐｉｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ）または着色を達成し、それから作られた成形部品の表面の均一性を改善することができる。さらに、再利用可能な材料の流動特性は、少なくとも１つの鉱物によって特に改善され得る。

本出願はまた、再利用可能な材料から成形部品を製造する方法に関する。第１のステップでは、３０～９７重量％のセルロース材料、２～４５重量％の少なくとも１つのタンパク質結合剤、１～２０重量％の少なくとも１つのアルコールまたはエステル、および０～４５重量％の少なくとも１つの添加剤および溶媒としての水がミキサー内に供給される。次いで、成分をミキサーと混合して再利用可能な材料を形成し、そこから成形部品が形成される。

タンパク質結合剤に応じて、タンパク質結合剤は、最初に温水または沸騰水に溶解されなければならない。粉末の形態の成分は、加熱および／または撹拌と共に、成分の種類に応じて、最初に水に溶解されることが好ましい。

ミキサーは、好ましくは、遊星式撹拌機、偏心スクリューポンプ、プロペラ撹拌機、ディスク撹拌機、押出機または磁気撹拌機である。

成分は、好ましくは１～４０分、好ましくは１～１０分混合される。

好ましくは、再利用可能な材料は、混合後に押し出されてストランドにされ、その後、成形部品が再利用可能な材料のストランドから形成され、続いて、形成された成形部品が乾燥される。

好ましくは、再利用可能な材料は、好ましくは、混合後に押し出されてストランドにされ、ストランドは粒状物に破砕され、成形部品が粒状物から形成され、続いて、形成された成形部品が乾燥される。

粒状物は、好ましくは乾燥される。粒状物は、好ましくは、成形部品が形成される前に貯蔵される。貯蔵中、粒状物を輸送することができる。これは、粒状物および成形部品を異なる地理的位置および異なる時間に製造することができるという利点がある。

粒状物は、例えば、最終的に高圧下で加熱して成形部品を形成することができる。あるいは、粒状物は、成形前に適切な溶媒、好ましくは水を使用して液化することもできる。

好ましくは、押出は、４０～１８０バール、好ましくは６０～１４０バール、特に好ましくは８０～１２０バールの圧力で行われる。

好ましくは、再利用可能な材料は、混合し、破砕されて粉末、特に０．１０ｍｍ未満、特に０．０５ｍｍ未満の粒径を有する粉末にされた後に乾燥され、次いで成形部品が粉末から形成される。

好ましくは、粉末は、成形部品が形成される前に貯蔵される。粉末は貯蔵中に輸送することができる。これは、粉末および成形部品を異なる地理的位置および異なる時間に製造することができるという利点がある。

粉末は、例えば加圧下でも成形部品を形成するために加熱することができる。あるいは、粉末は、成形前に適切な溶媒、好ましくは水を使用して液化することもできる。成形部品を形成する前に材料が液化している場合、成形部品は形成後に乾燥される。

本発明による再利用可能な材料から製造された粉末は、３Ｄ印刷による、特にマルチジェットモデリングによる成形部品の成形に特に適している。

好ましくは、成形部品は、プレス、鋳造、押出、回転成形、真空成形、射出成形、焼結または３Ｄ印刷によって形成される。

本出願はまた、上述のように再利用可能な材料で作られた成形部品に関する。

成形部品は、好ましくは、包装、充填材料、家具部品、実用品、装飾品、カトラリー、皿または袋である。

さらに有利な実施形態、および本発明の特徴の組合せは、以下の詳細な説明および特許請求の範囲全体から得られる。

例
例１
第１の例では、約１３４ｇのウサギ接着剤を２５０ｇの沸騰水と混合し、水浴中で２０分間７０℃に加熱した。次いで、牛乳由来のカゼイン１０１ｇ（窒素含有量１３．５～１５％）を混合物に添加し、激しく混合して結合剤成分を形成した。

４０ｇのグルコースおよび１６ｇの硫酸マグネシウムを沸騰水（グルコースは４０ｇの水、硫酸マグネシウムは２０ｇの水）に溶解し、結合剤成分に添加し、混合した。混合物が均一になったところで、１．６ｇの４－ヒドロキシ安息香酸メチルおよび４－ヒドロキシ安息香酸プロピル（６９：３１）を添加し、混合した。

中間体を液体添加剤および繊維と混合し、すなわち６４ｇのソルビトール、１２ｇのヒマシ油を混合物に添加し、激しく混合した。最後に、４３２ｇの繊維（５０：５０の比でヒドロキシプロピルメチルセルロースおよび約２００μｍのセルロース）を添加し、遊星式撹拌機（ロータ撹拌機１０Ｌ）で激しく混合した。

材料を、直径２ｍｍのノズルを有するピストンおよびラムからなる押圧装置によって、約１４０バールの圧力の液圧プレス（リンデンベルグプレス６０トン）下で押し出し、ストランドとした。乾燥後、このストランドを長さ２ｍｍの小片に切断し、次いで、得られた粒状物を成形部品に射出成形し、乾燥させた。

例２
第２の例では、１．６ｇの安息香酸カリウムおよび１６ｇの硫酸マグネシウムを２５０ｇの沸騰水に溶解した。次いで、１１６ｇのグリセロールを混合物に添加した。

２３４ｇのグルテンタンパク質（典型的な栄養情報：タンパク質８０重量％、繊維３．８重量％、脂肪５．８重量％、炭水化物４．７重量％、塩０．１３重量％）を４１６ｇのセルロース繊維（約１５０μｍ）と混合した。

粉末状混合物と液状混合物とを混合し、結合剤成分を得た。

最後に、ナッツ油１６ｇを添加し、遊星式撹拌機で激しく混合した。

材料を、直径２ｍｍのノズルを有するピストンおよびプランジャを含む押圧装置によって、約１４０バールの圧力の液圧プレス下で押し出し、ストランドとした。乾燥後、このストランドを長さ２ｍｍの小片に切断し、次いで、得られた粒状物を成形部品に射出成形し、乾燥させた。

例３
第３の例では、１０９．２ｇの大豆タンパク質単離物（典型的な栄養情報：タンパク質９０重量％、脂肪１．５重量％、炭水化物１．８重量％、塩０．５重量％）を、１０９．２ｇのタピオカデンプン（典型的な栄養情報：タンパク質０．２重量％、脂肪０．１％未満、炭水化物８７．８％、塩０．１％未満）、４０ｇのキサンタンガム、２ｇの４－ヒドロキシ安息香酸メチルと４－ヒドロキシ安息香酸プロピルの混合物（６９：３１）および４１６ｇのセルロース繊維（約１５０μｍ）とボウル中で混合した。

グルコース２８ｇと硫酸マグネシウム１６ｇとを沸騰水（グルコースは水５０ｇ、硫酸マグネシウムは水２０ｇ）に溶解させ、粉末状混合物に加えてよく混合した。次いで、７１ｇのソルビトールおよび８ｇのココナッツ油を添加し、激しく混合した。

３００ｇの沸騰水を先に混合した成分に添加し、十分に強力な遊星式撹拌機で混合した。

材料を、直径２ｍｍのノズルを有するピストンおよびパンチを含む押圧装置によって、約１４０バールの圧力の液圧プレス下で押し出し、ストランドとした。乾燥後、このストランドを長さ２ｍｍの小片に切断し、次いで、得られた粒状物を成形部品に射出成形し、乾燥させた。

例４
第４の例では、１６ｇのラクトース、２４ｇのマルトデキストリン、１．６ｇの安息香酸カリウムおよび１６ｇの硫酸マグネシウムを３３０ｇの沸騰水に溶解した。次いで、魚膠１０７．２ｇを加え、混合し、水浴中で２０分間７０℃に加熱した。

１０７．２ｇのグルテンタンパク質（典型的な栄養情報：タンパク質８０重量％、繊維３．８重量％、脂肪５．８重量％、炭水化物４．７重量％、塩０．１３重量％）を４８０ｇのセルロース繊維（約１５０μｍ）と混合した。

４０ｇの１，２－プロパンジオールおよび８ｇのナッツ油を液状混合物に添加した。

粉末化混合物と液状混合物とを混合した。

材料を、直径２ｍｍのノズルを有するピストンおよびパンチを含む押圧装置によって、約１４０バールの圧力の液圧プレス下で押し出し、ストランドとした。乾燥後、このストランドを長さ２ｍｍの小片に切断し、次いで、得られた粒状物を成形部品に射出成形し、乾燥させた。

例５
第５の例では、１３４ｇのゼラチンを３１０ｇの沸騰水と混合し、水浴中で２０分間７０℃に加熱した。

次いで、１００．８ｇのアルブミンを１：１のエンドウ豆タンパク質単離物（典型的な栄養情報：タンパク質８０重量％、脂肪５．５重量％、炭水化物２．６重量％、塩１．９重量％）および約３８ｇのマルトデキストリンと混合した。

粉末化混合物と液状混合物とを混合し、結合剤成分を得た。

１６ｇの硫酸マグネシウムを２０ｇの沸騰水に溶解し、８０ｇの１，２－プロパンジオールと共に混合物に添加し、混合した。

最後に、４３２ｇの繊維（セルロース約２００μｍ）を添加し、遊星式撹拌機で激しく混合した。

材料を、直径２ｍｍのノズルを有するピストンおよびパンチを含む押圧装置によって、約１４０バールの圧力の液圧プレス下で押し出し、ストランドとした。乾燥後、このストランドを長さ２ｍｍの小片に切断し、次いで、得られた粒状物を成形部品に射出成形し、乾燥させた。

焼結による再利用可能な材料の加工
再利用可能な材料のある量の粒状物を、製造される成形部品の輪郭を有するプレスツールに入れた。加熱プレスでツールを１５０℃の温度に加熱し、粒状物を充填し、１ｋｇ／ｃｍ^２の圧力で２分間プレスした。次いで、成形部品を有するツールをプレスから取り出し、５０℃の温度に冷却した後、製造された成形部品を取り出した。

あるいは、粉末を焼結による加工に使用することもできる。

押出による再利用可能な材料の加工
１２０℃～１４０℃の動作温度で短い圧縮スクリューを備えた押出システム（Ｗｅｂｅｒ ＥＳ４５）を使用して、再利用可能な材料からの粒状物を、様々な断面を有するプロファイルに加工した。

３Ｄ印刷による再利用可能な材料の加工
再利用可能な材料から作られた粉末を、マルチジェットモデリングプロセスに従って動作する３Ｄプリンタ（３ＤＳｙｓｔｅｍｓのＺＰｒｉｎｔｅｒ（登録商標）１５０）の所定の容器に充填し、Ｚ－Ｃｏｒｐの元の結合剤を水で置き換えた。印刷プロセスの後、成形部品を取り出し、乾燥させた。

Claims (18)

1. 成形に適した再利用可能な材料であって、
   ａ）３０～９７重量％のセルロース材料、
   ｂ）２～４５重量％の少なくとも１つのタンパク質結合剤、
   ｃ）１～２０重量％の少なくとも１つのアルコールおよび／または少なくとも１つのエステル、
   ｄ）０～４５重量％の少なくとも１つの添加剤
   を含む、再利用可能な材料。
2. 前記セルロース材料が、セルロース、セルロース誘導体、リグニン、紙もしくは厚紙またはそれらの混合物を含むことを特徴とする、請求項１に記載の再利用可能な材料。
3. 前記少なくとも１つのタンパク質結合剤が、具体的に穀類、大豆、アーモンド、麻、エンドウ豆、ルピナス、カボチャ、キャッサバ、ヒマワリ、またはそれらの混合物からの植物性タンパク質結合剤を含むことを特徴とする、請求項１または２のいずれか一項に記載の再利用可能な材料。
4. 前記タンパク質結合剤が、少なくとも１つの動物性タンパク質結合剤、特にグルチン膠、ゼラチン、コラーゲン、ケラチン、カゼイン、アルブミンまたはそれらの混合物を含むことを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載の再利用可能な材料。
5. 前記少なくとも１つのアルコールが、１～５０個の炭素原子を有することを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載の再利用可能な材料。
6. 前記再利用可能な材料が、添加剤として、デンプン、少なくとも１つの単糖、少なくとも１つのオリゴ糖、もしくは少なくとも１つの多糖、またはそれらの混合物を含むことを特徴とする、請求項１～５のいずれか一項に記載の再利用可能な材料。
7. 前記材料が、添加剤として尿素および／またはアラントインを含むことを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載の再利用可能な材料。
8. 前記再利用可能な材料が、添加剤として防腐剤を含むことを特徴とする、請求項１～７のいずれか一項に記載の再利用可能な材料。
9. 前記再利用可能な材料が、添加剤として少なくとも１つの動物性脂肪または植物性脂肪を含むことを特徴とする、請求項１～８のいずれか一項に記載の再利用可能な材料。
10. 前記再利用可能な材料が、添加剤として少なくとも１つの天然ワックス、具体的にはカルナバワックス、キャンデリラワックス、サトウキビワックス、蜜蝋、もしくはステアリン、またはそれらの混合物を含むことを特徴とする、請求項１～９のいずれか一項に記載の再利用可能な材料。
11. 前記再利用可能な材料が、添加剤として、少なくとも１つの鉱物、特に雲母、珪灰石、酸化鉄、ベントナイト、ハイドロマグネサイト、チョーク、石膏、リトポン、ハンタイト、タルク、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、カオリン、炭酸カルシウム、バーミキュライト、ケイ酸塩、パーライトまたはそれらの混合物を含有することを特徴とする、請求項１～１０のいずれか一項に記載の再利用可能な材料。
12. 特に請求項１～１１のいずれか一項に記載の再利用可能な材料から成形部品を製造する方法であって、
    ａ）３０～９７重量％のセルロース材料、２～４５重量％の少なくとも１つのタンパク質結合剤、１～２０重量％の少なくとも１つのアルコールまたはエステル、および０～４５重量％の少なくとも１つの添加剤を、溶媒として水を添加したミキサー内に提供するステップ、
    ｂ）前記ミキサー内で前記成分を混合して再利用可能な材料を生成するステップ、
    ｃ）前記再利用可能な材料から前記成形部品を形成するステップ
    を含む、方法。
13. 再利用可能な材料が、混合後に押し出されてストランドにされ、続いて、前記成形部品が、再利用可能な材料の前記ストランドから形成され、続いて、前記成形部品が乾燥されることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
14. 前記再利用可能な材料が、混合後に押し出されてストランドにされ、前記ストランドが粒状物に破砕され、続いて、前記成形部品が前記粒状物から形成され、続いて、前記成形部品が乾燥されることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
15. 前記押出が、４０～１８０バール、好ましくは６０～１４０バール、特に好ましくは８０～１２０バールの圧力で行われることを特徴とする、請求項１３または１４に記載の方法。
16. 前記再利用可能な材料が、混合され、粉砕されて粉末、特に０．１０ｍｍ未満、特に０．０５ｍｍ未満の粒径を有する粉末にされた後に乾燥され、次いで前記成形部品が前記粉末から形成されることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
17. 前記成形部品が、プレス、鋳造、押出、回転成形、真空成形、射出成形、焼結または３Ｄ印刷によって形成されることを特徴とする、請求項１２～１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 請求項１から１１のいずれか一項に記載の再利用可能な材料からなる成形部品。