WO1996007539A1 - Sandwichplatte aus stärkeschaum - Google Patents

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WO1996007539A1
WO1996007539A1 PCT/EP1995/003488 EP9503488W WO9607539A1 WO 1996007539 A1 WO1996007539 A1 WO 1996007539A1 EP 9503488 W EP9503488 W EP 9503488W WO 9607539 A1 WO9607539 A1 WO 9607539A1
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sandwich panel
starch
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Jürgen Lörcks
Winfried Pommeranz
Harald Schmidt
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Bio-Tec Biologische Naturverpackungen Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a biodegradable sandwich plate based on starch foam and a process for its production.
  • a layered composite material is known from DE-A-42 28 779, in which the layers consist of hardened starch foam and a further layer material.
  • the process for producing the starch foam and the layered composite material takes place in several stages. Curing of the starch foam is also provided in order to establish the connection with the further layer material.
  • WO 92/16584 relates to a biodegradable polymer mixture based on destructurized starch with synthetic additives for the production of moldings by customary process techniques.
  • the invention has for its object to provide a biodegradable sandwich panel that is versatile and whose manufacturing process is simple and inexpensive.
  • the invention is based on the basic idea of preparing a sandwich material with a biodegradable cover material made of paper and / or cardboard and / or film and a core made of extruded starch foam.
  • a biodegradable cover material made of paper and / or cardboard and / or film and a core made of extruded starch foam.
  • provide which is produced in a continuous process, a starch foam produced in an extrusion process, introduced in situ between paper or cardboard webs and / or film and priced and processed in a continuously operating roller press.
  • the number of layers of paper and starch foam is arbitrary.
  • the sandwich material obtained by this process is manufactured endlessly as a roll product with cross sections of less than 20 mm and a soft, flexible setting of the starch foam. If the starch foam and / or cross sections are larger than 20 mm, the sandwich panels are cut to size after the pressing process.
  • the specific weight of the starch foam core can be 10 to 250 kg / m 3 and the basis weight of the paper and / or cardboard and / or film cover layers can be 10 to 800 g / m 2 .
  • the sandwich panels provided by this invention serve the same application as packaging material, as building material for cold, heat or sound insulation, as transport and shock protection, as a display and carrier for posters, posters, pictures and prints and are in the paper circle ⁇ Recyclable barrel.
  • the advantages of the sandwich panels according to the invention lie above all in the fact that they can be produced using a simple process in which all process steps are carried out continuously without intermediate stages and which can be easily changed over, so that a suitably shaped rigid or elastic sandwich panel can be provided, for example has a desired heat or cold insulation or shock absorption property.
  • FIG. 1 the principle of the process for producing sandwich panels according to the invention
  • FIG. 2 a view of the extrusion plant which produces a full-area starch foam core
  • FIG. 3 a view of the extrusion plant which brings out rod-shaped starch foam strands as the core for the sandwich panel according to the invention
  • Figure 4 a view of the extrusion system, which brings out serpentine coiled starch foam strands as the core for the sandwich panel according to the invention.
  • a sandwich panel according to the invention consists of a starch foam core 1 which is glued to a layer material 2 on its top and bottom.
  • the layer material 2 preferably consists of biodegradable material, such as films made of modified starch, paper and / or cardboard.
  • a system for producing a sandwich panel according to the invention has an extruder system 3 in which starch foam is produced and then through a nozzle as a band 4 (FIG. 2), rod-shaped strands 5 (FIG. 3) or serpentine winding strands 6 ( Fig. 4) is applied.
  • the band 4 or the strands 5, 6 form the starch foam core 1 of the sandwich panel.
  • the starch foam core 1 is introduced between two strips of the layer material 2.
  • the layer material 2 is continuously rolled off from two rollers 7 arranged one above the other, stretched over deflection rollers 8 and brought together horizontally one above the other to a certain distance.
  • the layer material 2 has a certain minimum tensile strength.
  • the starch foam core 1 is introduced between the layer material 2 in the rolling direction, then brought into contact with the layer material 2 in a roller press 9 and pressed to form a sandwich plate. During this process, the starch foam core 1 still has a minimum residual moisture from the extrusion process, so that the adhesive property of the starch remains activated and a connection with the layer material 2 is established.
  • the removal of moisture from the starch can be specifically adjusted during the extrusion, or the starch foam core 1 can also be moistened on its contact surfaces before being connected to the layer material 2. After leaving the roller press 9, the sandwich material is wound up on rollers or cut to length and stacked.
  • Rolling up is particularly suitable for sandwich panels with elastic starch foam core 1 and a thickness of less than 20 mm, while thicker sandwich panels can advantageously be stacked.
  • sandwich panels with, for example, special thermal insulation values or shock absorption properties can be produced.
  • the starch foam core 1 can have a certain density and elasticity or form cavities in the sandwich panel, for example when processing starch foam strands 5, 6.
  • several layers of starch foam core 1 and layer material 2 can be stacked be glued.
  • the sandwich material according to the invention preferably has a starch foam core 1 with a density of about 10 to 250 kg / m 3 and a layer material 2 with a basis weight of 10 to 800 g / m 2 .
  • the sandwich panels according to the invention can be used as packaging material, as building material for heat, cold or sound insulation, as transport and shock protection, as a display and support for posters, posters, pictures and prints, and as constructive products for furniture, automotive , Construction and packaging industry, horticulture and agriculture.

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Abstract

Es wird eine biologisch abbaubare und im Papierkreislauf recyclebare Sandwichplatte auf der Basis von Stärkeschaum und ein Verfahren zu deren Herstellung bereitgestellt, wobei ein elastischer oder gehärteter Stärkeschaumkern mit einem Schichtmaterial aus Papier und/oder Pappe beschichtet wird und das Herstellungsverfahren kontinuierlich abläuft. Die Vorteile der Erfindung liegen in den verbesserten Gebrauchseigenschaften und der einfachen leicht auf jeweilige Verwendungszwecke umstellbaren Herstellung.

Description

Sandwichplatte aus Stärkeschäum
Die Erfindung betrifft eine biologisch abbaubare Sandwich¬ platte auf der Basis von Stärkeschaum und ein Verfahren zu deren Herstellung.
Bekannt sind Verbundmaterialien bzw. Verbundplatten, die einen Kern aufweisen, der mit Polyurethanschaum oder Poly¬ styrolschaum umhüllt ist. Derartige Kunststoffe sind in der Entsorgung problematisch, da sie praktisch nicht verrotten und erst nach einem Sortiervorgang recyclebar sind.
Aus der DE-A-42 28 779 ist ein Schichtverbundmaterial be¬ kannt, bei dem die Schichten aus gehärteten Stärkeschaum und einem weiteren Schichtmaterial bestehen. Das Verfahren zur Herstellung des StärkeSchaumes und des Schichtverbundmate¬ rials läuft mehrstufig ab. Ferner ist ein Aushärten des Stärkeschaumes vorgesehen, um die Verbindung mit dem weite¬ ren Schichtmaterial herzustellen. Die WO 92/16584 betrifft eine biologisch abbaubare Polymermischung auf Basis destruk¬ turierter Stärke mit synthetischen Additiven zur Herstellung von Formteilen nach üblichen Verfahrenstechniken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine biologisch abbaubare Sandwichplatte bereitzustellen, die vielseitig an¬ wendbar ist und deren Herstellungsverfahren einfach und ko¬ stengünstig ist.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche ge¬ löst.
Bei der Lösung der Aufgabe geht die Erfindung von dem Grund¬ gedanken aus, ein Sandwichmaterial mit einem biologisch ab¬ baubaren Deckmaterial aus Papier und/oder Pappe und/oder Fo¬ lie und einem Kern aus extrudierte Stärkeschaum bereitzu- stellen, das in einem kontinuierlichen Verfahren hergestellt wird, wobei ein Stärkeschaum in einem Extrusionsverfahren erzeugt, in situ zwischen Papier- bzw. Kartonbahnen und/oder Folie eingebracht und in einer kontinuierlich arbeitenden Rollenpresse verpreist und verarbeitet wird. Die Anzahl der Papier- und Stärkeschaumschichten ist beliebig. Das nach diesem Verfahren erhaltene Sandwichmaterial wird bei Quer¬ schnitten unter 20 mm und einer weichen, flexiblen Einstel¬ lung des Stärkeschaumes endlos als Rollenware gefertigt. Bei harter Einstellung des Stärkeschaumes und/oder Querschnit¬ ten, die größer als 20 mm sind, werden die Sandwichplatten nach dem Preßvorgang auf Format geschnitten.
Je nach Anforderungsprofil des Sandwichmaterials kann das spezifische Gewicht des Stärkeschaumkerns 10 bis 250 kg/m3 und das Flächengewicht der Papier- und/oder Karton- und/oder Foliendeckschichten 10 bis 800 g/m2 betragen. Die von dieser Erfindung zur Verfügung gestellten Sandwichplatten erfüllen den gleichen Anwendungszweck als Verpackungsmaterial, als Baumaterial zur Kälte-, Wärme- oder Schallisolation, als Transport- und Stoßschutz, als Display und Träger für Pla¬ kate, Poster, Bilder und Aufdrucke und sind im Papierkreis¬ lauf recyclebar.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Sandwichplatten liegen vor allem auch darin, daß sie mit einem einfachen Verfahren herstellbar sind, bei dem alle Verfahrensschritte kontinu¬ ierlich ohne Zwischenstufen ablaufen und das einfach um¬ stellbar ist, so daß bei Bedarf sofort eine entsprechend ge¬ formte starre oder elastische Sandwichplatte bereitgestellt werden kann, die z.B. eine gewünschte Wärme- oder Kältedäm¬ mung oder auch Stoßabsorptionseingenschaft aufweist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1: das Verfahrensprinzip zur Herstellung erfindungs¬ gemäßer Sandwichplatten, Figur 2: eine Ansicht auf die Extrusionsanläge, die einen vollflächigen Stärkeschaumkern ausbringt,
Figur 3: eine Ansicht auf die Extrusionsanlage, die stab- förmige Stärkeschäumstränge als Kern für die er¬ findungsgemäße Sandwichplatte ausbringt und
Figur 4: eine Ansicht auf die Extrusionsanlage, die sich schlangenförmig windende Stärkeschäumstränge als Kern für die erfindungsgemäße Sandwichplatte aus¬ bringt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht eine erfindungsgemäße Sandwichplatte aus einem Stärkeschaum¬ kern 1, der an seiner Ober- und Unterseite mit einem Schichtmaterial 2 verklebt ist. Das Schichtmaterial 2 be¬ steht vorzugsweise aus biologisch abbaubarem Material, wie aus Folien aus modifizierter Stärke, Papier und/oder Pappe bzw. Karton.
Wie Figur 1 zeigt, weist eine Anlage zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Sandwichplatte eine Extruderanlage 3 auf, in welcher Stärkeschaum hergestellt wird und anschließend durch eine Düse als Band 4 (Figur 2) , stabförmige Stränge 5 (Figur 3) oder sich schlangenförmig windende Stränge 6 (Fi¬ gur 4) ausgebracht wird. In der jeweils hergestellten Form bilden das Band 4 bzw. die Stränge 5, 6 den Stärkeschaumkern 1 der Sandwichplatte. Unmittelbar nach dem Extrudieren wird der Stärkeschaumkern 1 zwischen zwei Bänder des Schichtmate¬ rials 2 eingebracht. Dazu wird das Schichtmaterial 2 von zwei übereinander angeordneten Rollen 7 kontinuierlich abge¬ rollt, über Umlenkrollen 8 gespannt und horizontal überein- anderlaufend bis zu einem bestimmten Abstand zusammenge¬ führt. Das Schichtmaterial 2 weist dazu eine bestimmte Min¬ destreißfestigkeit auf. Der Stärkeschaumkern 1 wird in Ab¬ rollrichtung zwischen das Schichtmaterial 2 eingebracht, an¬ schließend in einer Rollenpresse 9 mit dem Schichtmaterial 2 in Kontakt gebracht und zu einer Sandwichplatte verpreßt. Während dieses Vorgangs besitzt der Stärkeschaumkern 1 noch eine Mindestrestfeuchte aus dem Extrusionsverfahren, so daß die Klebeeingenschaft der Stärke aktiviert bleibt und eine Verbindung mit dem Schichtmaterial 2 hergestellt wird. Der Feuchtigkeitsentzug der Stärke kann während der Extrusion speziell eingestellt werden, oder der Stärkeschaumkern 1 kann auch vor dem Verbinden mit dem Schichtmaterial 2 an seinen Kontaktflächen befeuchtet werden. Nach dem Verlassen der Rollenpresse 9 wird das Sandwichmaterial auf Rollen auf¬ gewickelt oder auf Länge geschnitten und gestapelt. Beson¬ ders bietet sich das Aufrollen bei Sandwichplatten mit ela¬ stischem Stärkeschaumkern 1 und einer Dicke unter 20 mm an, während dickere Sandwichplatten vorteilhafterweise gestapelt werden können. Mit diesem Verfahren sind Sandwichplatten mit beispielsweise speziellen Wärmedämmwerten oder Stoßabsorp¬ tionseigenschaften herstellbar. Je nach Verwendungszweck der Sandwichplatten kann der Stärkeschaumkern l eine bestimmte Dichte und Elastizität aufweisen oder Hohlräume in der Sand¬ wichplatte bilden, wie beispielsweise bei der Verarbeitung von Stärkeschaumsträngen 5, 6. Ferner können mehrere Schich¬ ten von Stärkeschaumkernen 1 und Schichtmaterial 2 überein¬ ander verklebt werden. Zur Veränderung gewünschter Eigen¬ schaften können beispielsweise die Rezeptur der im Extrusi¬ onsverfahren verarbeiteten Rohstoffe oder die Verfahrens- schritte des Extrusionsverfahrens selbst hinsichtlich des zeitlichen Ablaufs oder des Temperaturprofils verändert wer¬ den. Vorzugsweise besitzt das erfindungsgemäße Sandwichmate¬ rial einen Stärkeschaumkern 1 mit einem Raumgewicht von etwa 10 bis 250 kg/m3 und ein Schichtmaterial 2 mit einem Flä¬ chengewicht von 10 bis 800 g/m2.
Die erfindungsgemäßen Sandwichplatten können als Ver¬ packungsmaterial, als Baumaterial zur Wärme-, Kälte- oder Schallisolation, als Transport- und Stoßschutz, als Display und Träger für Plakate, Poster, Bilder und Aufdrucke, sowie als konstruktive Erzeugnisse für die Möbel-, Automobil-, Bau- und Verpackungsindustrie, den Gartenbau und die Land¬ wirtschaft, verwendet werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Sandwichplatte bestehend aus einem Stärkeschaumkern (1) und mindestens einem Schichtmaterial (2) , dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Stärkeschaumkern (1) ein elasti¬ scher oder gehärteter Stärkeschaum ist und die Sandwich¬ platte in einem kontinuierlichen Verfahren hergestellt wird.
2. Sandwichplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stärkeschaumkern (1) aus einem Band (4) aus stabförmigen Strängen (5) oder aus sich schlangenförmig windenden Strängen (6) von Stärkeschaum besteht.
3. Sandwichplatte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das Schichtmaterial (2) aus biologisch ab¬ baubarem Material besteht, vorzugsweise aus modifizier¬ ter Stärke, Papier und/oder Pappe bzw. Karton und/oder Folie.
4. Sandwichplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stärkeschaumkern (1) ein Raumge¬ wicht von 10 bis 250 kg/m3 und das Schichtmaterial (2) ein Flächengewicht von 10 bis 800 g/rrr besitzt.
5. Verfahren zum Herstellen einer Sandwichplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit den Schritten:
(a) Herstellen des Stärkeschaumes in einer Extruderan¬ lage (3) und Ausbilden des Stärkeschaumkerns (1) ,
(b) unmittelbar darauffolgend kontinuierliches Einbrin¬ gen des Stärkeschaumkerns (1) in situ zwischen das Schichtmaterial (2) und
(c) Verdichten des Stärkeschaumkerns (1) und gleichzei¬ tiges Verbinden mit dem Schichtmaterial (2) zum Aus¬ bilden der Sandwichplatte.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Stärkeschaumkern (1) als flaches Band (4) , als stab- förmige Stränge (5) oder als sich schlangenförmig win¬ dende Stränge (6) extrudiert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich¬ net, daß der Stärkeschaum mit einem Raumgewicht von 10 bis 250 kg/m extrudiert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Stärkeschaumkern (1) mit einem Schichtmaterial (2) aus biologisch abbaubarem Material, vorzugsweise aus modifizierter Stärke, Papier und/oder Pappe bzw. Karton und/oder Folie verbunden wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Stärkeschaumkern (1) unmittelbar nach der Extrusion zwischen das Schichtmaterial (2) ge¬ bracht und damit verbunden wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß bei harter Einstellung des Stärke¬ schaumkerns (1) und/oder einer Dicke der Sandwichplatte von mehr als 20 mm an den Verfahrensschritt (c) an¬ schließend die Sandwichplatte auf eine vorbestimmte Länge geschnitten wird.
11. Verwendung der Sandwichplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bzw. hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, als Baumaterial zur Wärme-, Kälte-, Schall- und Schockabsorption, als Verpackungsma¬ terial für Transport- und Stoßschutz, als Display und Träger für Plakate, Poster, Bilder, und als konstruktive Erzeugnisse für die Möbel-, Automobil-, Bau- und Ver¬ packungsindustrie, den Gartenbau und die Landwirtschaft.
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