WO2000044826A1 - Zusammensetzung zur herstellung von biologisch abbaubaren formkörpern - Google Patents

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WO2000044826A1
WO2000044826A1 PCT/EP2000/000148 EP0000148W WO0044826A1 WO 2000044826 A1 WO2000044826 A1 WO 2000044826A1 EP 0000148 W EP0000148 W EP 0000148W WO 0044826 A1 WO0044826 A1 WO 0044826A1
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starch
additives
composition according
weight
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PCT/EP2000/000148
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Norbert Kaiser
Anneliese Kesselring
Thomas KÖBLITZ
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Apack AG für Biologische Verpackungen
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    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/20—Compounding polymers with additives, e.g. colouring
    • C08J3/203—Solid polymers with solid and/or liquid additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08L3/00—Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08L3/02—Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08J2303/00—Characterised by the use of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08J2303/02—Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin

Definitions

  • the invention relates to a composition for the production of biodegradable moldings, a process for their production and their use.
  • DE-A 197 06 642 discloses a process for producing a shaped body made of biodegradable material, consisting of cellulose fibers, native and / or modified starch and water, this mixture being subjected to a baking process to form the finished shaped body.
  • the starch and the cellulose fibers are dry mixed in a continuous process and water is then added continuously.
  • the mixture (bakable mass) has 25 to 75% by weight of fibrous materials, 13 to 38% by weight of starch and 13 to 38% by weight of water as constituents.
  • additives e.g. As water repellents, whiteners and food colors, this mixture can be added. To do this, however, it is necessary to distribute the additives as evenly as possible in the mixture so that the entire product has the desired properties to the same extent. Since these additives usually only in very small amounts, e.g. B. in an amount of about 1 wt .-%, based on the entire mixture, a uniform distribution can only be achieved if these ingredients are mixed with the additive over a very long time.
  • the present invention is therefore based on the object of providing a means with which such additives can be distributed quickly and uniformly in a bakable composition comprising starch, cellulose-containing fibers and water.
  • composition for producing biodegradable moldings which is characterized in that it is starch
  • Carrier material and one or more additives for influencing the product properties of the molded body comprises, wherein the additive or the additives are adhered to the starch.
  • a predistribution of the additives on the carrier material takes place through this composition and, as a result, in the actual mixing process of the constituents of a bakable composition which comprises starch (native and / or pregelatinized), cellulose-containing fibers and water, a very rapid and uniform distribution takes place, so that after a very short mixing time there is a homogeneous baked mass in which the additives are ideally evenly distributed.
  • This composition also ensures that the product properties of the shaped body have a constant level, particularly when the bakable composition and the shaped body are produced at different locations and / or with different systems, since the product property is partly due to the additives and the quality of the mixture with the other constituents is influenced, which is positively influenced by the composition according to the invention.
  • composition according to the invention also has the advantage that it is easy to transport.
  • the composition according to the invention is preferably in the form of granules. It has proven to be advantageous that it is dried, i. H. Any water that may be present has been removed as much as possible, preferably substantially completely. The removal of water can be done in a conventional manner, e.g. B. by evaporation at elevated temperature and / or at reduced pressure. This ensures that the composition over a period of several months and even several
  • Years can be stored stable without the additives losing their ability to influence the product properties of the molded body.
  • the starch which is present in the composition according to the invention can originate from natural starch, chemically and / or physically modified starch and mixtures thereof, as well as from genetically produced or genetically modified starch.
  • the starch is native starch, i.e. H. natural starch, e.g. B. potato, corn, rice, tapioca and wheat starch and other amylopectin-containing starches obtained from plant materials.
  • additive for influencing the product properties of the shaped body includes compounds of any kind which can be added to bakable compositions comprising starch, cellulose-containing fibers and water, which properties of the shaped body obtained are influenced.
  • Such additives are the relevant ones Known to those skilled in the art. These additives are preferably biodegradable. Preferred examples of these additives are selected from water repellents, whitening agents, food colors and flavorings. Hydrophobing agents are compounds which impart hydrophobic properties to the resulting shaped body.
  • Whiteners are compounds that are used to lighten the color of the moldings; Food colors are components used for the color design of the packaging.
  • “Aroma substances” are understood to mean compounds of any kind which influence the aroma of the molded body.
  • water repellents are fluoroalkyl polymers and fluoroalkyl copolymers, e.g. B. Fioralkylacrylate copolymers.
  • fluoroalkyl polymers indicates that the polymers are composed of repeating alkyl units, one or more, possibly even all, of the hydrogen atoms being replaced by fluorine atoms. A representative of these is a perfluoroalkyl acrylate copolymer.
  • the whitening agent is a compound having a disulfonic acid group.
  • Such compounds are well known to those skilled in the relevant technical field. Example of such
  • Disulfonic acid compound is 4,4'-bis (1,3,5-triazinylamino) stilbene - 2,2'-disulfonic acid.
  • the starch can be present in the composition according to the invention in an amount of 80 to 98% by weight, based on the composition.
  • the amount of the additive or additives can be 2 to 20% by weight, preferably 5 to 15% by weight, particularly preferably about 10% by weight, based on the composition.
  • the amount of the hydrophobizing agent can be 1 to 20% by weight, 5 to 15% by weight, particularly preferably about 10% by weight, based on the composition.
  • the whitening agent can be present in an amount of 1 to 20% by weight, 5 to 15% by weight, particularly preferably about 10% by weight, based on the composition according to the invention.
  • a particularly preferred embodiment of the composition according to the invention is 80% by weight starch, 10% by weight fluoroalkyl polymer and 10% by weight dissulfonic acid, in each case based on the composition.
  • the present invention furthermore relates to a process for the preparation of a composition according to the invention, in which an aqueous solution of the additives is sprayed onto the starch and the water is evaporated.
  • the additives described above and the starches described above can be used in the amounts indicated.
  • an aqueous solution of the additives is sprayed onto the starch.
  • a solution of the additives in water is used.
  • the amount of additives in water is 30 to 35% by weight.
  • the water is evaporated in the process according to the invention.
  • This can be the water that is introduced through the aqueous solution. But it can also be the water that is usually present in starch.
  • the spraying and the evaporation can be carried out in a conventional manner, the evaporation advantageously being carried out by heating.
  • the temperature is chosen so that on the one hand the best possible evaporation of the water is ensured, but on the other hand it is ensured that the additives are not changed, for. B. be decomposed.
  • the process is carried out in a fluidized bed system, since spraying and evaporation of water can be carried out in a particularly favorable manner in such a system.
  • starch powder is heated in a warm air stream in a fluidized bed system
  • compositions according to the invention are therefore ideally suited for use in a method for producing biodegradable molded articles, in which the composition according to the invention is added to a bakable mass.
  • the composition according to the invention is preferably added in an amount of 1.0 to 3.0% by weight, preferably 1.7 to 2.1% by weight, of a bakable composition which comprises starch, pregelatinized starch, cellulose-containing fibers and water, and which is then baked.
  • a composition according to the invention can be added to this bakable mass.
  • the bakable composition is produced by adding 7.8 to 8.5% by weight of cellulose-containing fibers, 16.1 to 17.6% by weight of native starch, 5.4 to 6.0% by weight of pregelatinized starch and 68.0 to 70.6% by weight of water, in each case based on the bakeable mass, are mixed and then the bakeable mass is baked to form a shaped body.
  • the pre-gelatinized starch is obtained from about 90 to 94% by weight of water and 6 to 10% by weight of native starch, particularly preferably about 92% by weight of water and about 8.0% by weight of native starch.
  • a homogeneous suspension is first produced from these two components. This can e.g. B. done by stirring water and the native starch in a conventional stirrer.
  • This homogeneous suspension can be heated and then cooled.
  • the heating is preferably carried out at a temperature of 68 to 70 ° C. It has also proven advantageous to carry out this heating for a period of 10 minutes and then to keep the suspension constant at this temperature over a period of about 2 minutes.
  • the pre-gelatinized starch is then cooled.
  • the temperature to which it is cooled is preferably about
  • the pre-gelatinized starch is advantageously added to the mixture of native starch, fiber and water at a temperature of about 50 ° C.
  • the mixing temperature is 40 ° C. After mixing, the mixture is not post-cooled.
  • This baked mass is then baked. For this purpose, it is placed in a baking pan and at a temperature of 10 to 100 seconds, in particular 60 seconds
  • the baking pan is designed depending on the shape of the desired end product, for. B. in the form of a bowl.
  • the baking pan can be replaced by at least 2 baking plates, i.e. H. an upper and a lower baking plate may be formed which are received in a baking tongs, the inner surface of the baking plates being locked in a closed manner
  • the baking pan has specially shaped evaporation openings for discharging the water vapor.
  • a plurality of baking tongs can also be used for the simultaneous production of a plurality of shaped bodies. Such baking devices are based on the waffle baking technology known per se.
  • the batchable mass is preferably metered into the baking mold by means of a pump.
  • the cellulose-containing fibers used here are fibers of any kind which contain cellulose or consist of cellulose. Vegetable fibers in different lengths in the range from 600 ⁇ m to 3,000 ⁇ m, mainly made of wood, hemp or cotton, are preferred.
  • the width of the cellulose-containing fibers can range from 10 ⁇ m to 60 ⁇ m. They can be present as individual fibers or as a bundle of fibers. Such
  • Fibers can be produced in a manner known to those skilled in the art.
  • starch powder is swirled in an air stream at a temperature of 40 ° C. in such an amount that it is 80% by weight in the composition according to the invention.
  • the amount of the aqueous solution was chosen so that that of the fluoroalkyl polymer was 10% by weight and that of disulfonic acid was 10% by weight, based in each case on the composition according to the invention.
  • the non-aqueous additives in the spray solution covered the surface of the starch particles swirled in the fluidized bed and adhered there, while the water evaporated and was removed with the exhaust air. In this way a composition according to the invention was obtained.
  • composition according to the invention thus obtained was added in an amount of 1.7 to 2.1% by weight, based on the following bakeable compositions: ("%" means% by weight)
  • pre-gelatinized starch 5.94% 5.70% 5.48%
  • the pre-gelatinized starch consists of 91.97% water and 8.03% native starch.
  • To prepare the pregelatinized starch is a homogeneous suspension is produced from these components and this is heated to a temperature of 65 C C to 70 ° C and kept constant for 2 minutes at this temperature.
  • the pre-gelatinized starch is then specifically cooled to 50 ° C before being added to the mixture of native starch, cellulose-containing fibers and the water at a fixed temperature of exactly 50 ° C.
  • the entire raw material components including the composition according to the invention are homogeneously mixed with one another over a mixing time of 5 minutes.
  • the mixing temperature is 40 ° C. After mixing, the mixture is not post-cooled.

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zusammensetzung zur Herstellung von biologisch abbaubaren Formkörpern, umfassend Stärke als Trägermaterial und ein oder mehrere Additive zur Beeinflussung der Produkteigenschaften des Formkörpers, wobei die Additive auf der Stärke haftend aufgebracht sind. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Zusammensetzung sowie dessen Verwendung in einem Verfahren zur Herstellung von biologisch abbaubaren Formkörpern.

Description

Zusammensetzung zur Herstellung von biologisch abbaubaren Formkörpern
Die Erfindung bezieht sich auf eine Zusammensetzung zur Herstellung von biologisch abbaubaren Formkörpern, ein Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung.
In der heutigen Zeit stellt die Vermeidung, Verminderung und Entsorgung von Abfällen eines der größten umweltrelevanten Probleme dar. Dies tritt insbesondere deutlich bei Formkörpern, wie Becher, Teller, Tassen, Schalen, Schachteln und sonstigen Behältnissen, zutage, die beispielsweise zur Verpackung von Lebensmitteln und in
Schnellimbißrestaurants eingesetzt werden. So werden z. B. Lebensmittel, insbesondere solche, die zum sofortigen Verzehr bestimmt sind, häufig in voluminösen Verpackungen verkauft. Obwohl solche Formkörper relativ leicht sind, erhöhen sie nach ihrem Gebrauch bei der Entsorgung die Menge und das Volumen an langlebigen, festen Abfällen. Dadurch belasten diese Formkörper durch ihr erhebliches Volumen die Müllbehälter bzw. die
Mülldeponien. Des weiteren werden sie durch den Wind leicht weggeblasen. Werden solche Formkörper im Freien weggeschmissen, nachdem die darin enthaltenen Lebensmittel verzehrt wurden, verunzieren sie oft über Jahre die Landschaft. Viele der bisher eingesetzten Materialien zur Herstellung der oben genannten Formkörper sind aus nicht erneuerbaren Rohstoffen hergestellt, was weiterhin eine starke ökologische Belastung darstellt.
Wie aus den vorstehend dargelegten Umständen deutlich wird, besteht ein großes Bedürfnis nach einem Material, das für Formkörper, insbesondere Verpackungen, eingesetzt werden kann, das aus überwiegend nachwachsenden Rohstoffen hergestellt und sehr schnell biologisch abbaubar ist.
Aus der DE-A 197 06 642 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers aus biologisch abbaubarem Material, bestehend aus Cellulosefasern, nativer und/oder modifizierter Stärke und Wasser, bekannt, wobei diese Mischung einem Backvorgang unter Ausbildung des fertigen Formkörpers unterzogen wird. Dabei wird in einem kontinuierlichen Ver ahren die Stärke und die Cellulosefasern trocken gemischt und dann kontinuierlich Wasser zugegeben. Die Mischung (backfähige Masse) weist 25 bis 75 Gew.-% Faserstoffe, 13 bis 38 Gew.-% Stärke und 13 bis 38 Gew.-% Wasser als Bestandteile auf.
Wird es nun gewünscht, die Produkteigenschaften der durch dieses Verfahren erhältlichen Formkörper zu beeinflussen, können Additive, z. B. Hydrophobierungsmittel, Weißmacher und Lebensmittelfarben, dieser Mischung zugegeben werden. Dazu ist es jedoch notwendig, die Additive so gleichmäßig wie möglich in der Mischung zu verteilen, damit das gesamte Produkt die gewünschten Eigenschaften im gleichen Maß aufweist. Da diese Additive in der Regel nur in sehr geringen Mengen, z. B. in einer Menge von etwa 1 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Mischung, zugegeben werden, kann eine gleichmäßige Verteilung nur dann erreicht werden, wenn über eine sehr lange Zeit ein Vermischen dieser Bestandteile mit dem Additiv erfolgt.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Mittel zu schaffen, mit dem solche Additive schnell und gleichmäßig in einer backfähigen Masse umfassend Stärke, cellulosehaltigen Fasern und Wasser, verteilt werde können.
Erfindungsgemäß wird dies durch eine Zusammensetzung zur Herstellung von biologisch abbaubaren Formkörpern erreicht, die sich dadurch auszeichnet, daß sie Stärke als
Trägermaterial und ein oder mehrere Additive zur Beeinflussung der Produkteigenschaften des Formkörpers umfaßt, wobei das Additiv oder die Additive auf der Stärke haftend aufgebracht sind. Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß durch diese Zusammensetzung eine Vorverteilung der Additive auf dem Trägermaterial stattfindet und dadurch im eigentlichen Mischvorgang der Bestandteile einer backfähigen Masse, die Stärke (nativ und/oder vorverkleistert), cellulosehaltigen Fasern und Wasser umfaßt, eine sehr schnelle und gleichmäßige Verteilung stattfindet, so daß bereits nach einer sehr kurzen Mischzeit eine homogene backfähige Masse vorliegt, in der die Additive in idealer Weise gleichmäßig verteilt sind.
Durch diese Zusammensetzung wird ferner sicher gestellt, daß die Produkteigenschaften des Formkörpers ein gleichbleibendes Niveau aufweisen, insbesondere dann, wenn die Herstellung der backfähigen Masse und der Formkörper an unterschiedlichen Orten und/oder mit unterschiedlichen Anlagen erfolgt, da die Produkteigenschaft zum Teil durch die Additive und die Qualität der Mischung mit den übrigen Bestandteilen beeinflußt wird, was durch die erfindungsgemäße Zusammensetzung positiv beeinflußt wird.
Diese erfindungsgemäße Zusammensetzung weist weiterhin den Vorteil auf, daß sie gut transportfähig ist.
Vorzugsweise liegt die erfindungsgemäße Zusammensetzung in Form eines Granulats vor. Dabei hat es sich als günstig erwiesen, daß sie getrocknet ist, d. h. Wasser, das eventuell vorliegt, soweit wie möglich, vorzugsweise im wesentlichen vollständig, entfernt ist. Die Entfernung von Wasser kann in üblicher Weise erfolgen, z. B. durch Verdampfen bei erhöhter Temperatur und/oder bei vermindertem Druck. Dadurch wird erreicht, daß die Zusammensetzung über einen Zeitraum von mehreren Monaten und sogar mehreren
Jahren stabil gelagert werden kann, ohne daß die Additive ihre Fähigkeit zur Beeinflussung der Produkteigenschaften des Formkörpers verlieren.
Die Stärke, die in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung vorliegt, kann von natürlicher Stärke, chemisch und/oder physikalisch modifizierter Stärke und Gemischen davon sowie von gentechnisch hergestellter oder gentechnisch veränderter Stärke stammen. Vorzugsweise ist die Stärke native Stärke, d. h. natürliche Stärke, z. B. Kartoffel-, Mais-, Reis-, Tapioka- und Weizenstärke sowie andere aus pflanzlichen Materialien gewonnene amylopektinhaltige Stärken.
Der Ausdruck "Additiv zur Beeinflussung der Produkteigenschaften des Formkörpers" umfaßt Verbindungen jeglicher Art, die backfähigen Massen, die Stärke, cellulosehaltigen Fasern und Wasser umfassen, zugesetzt werden können, wodurch Eigenschaften des erhaltenen Formkörpers beeinflußt werden. Solche Additive sind dem einschlägigen Fachmann auf diesem Gebiet bekannt. Vorzugsweise sind diese Additive biologisch abbaubar. Bevorzugte Beispiele diese Additive sind ausgewählt aus Hydrophobierungsmittel, Weißmacher, Lebensmittelfarben und Aromastoffe. Bei Hydrophobierungsmittel handelt es sich um Verbindungen, die dem resultierendem Formkörper hydrophobe Eigenschaften verleihen. Weißmacher sind Verbindungen, die zur Farbaufhellung der Formkörper eingesetzt werden; bei Lebensmittelfarben handelt es sich um zur farblichen Gestaltung der Veφackung eingesetzte Komponenten. Unter "Aromastoffe" werden Verbindungen jeglicher Art verstanden, die das Aroma der Formköφer beeinflussen.
Besonders bevorzugte Beispiele für Hydrophobierungsmittel sind Fluoralkylpolymere und Fluoralkyl-Copolymere, z. B. Fiuoralkylacrylatcopolymere. Der Ausdruck "Fluoralkylpolymere" weist darauf hin, daß es sich um Polymere handelt, die aus wiederkehrenden Alkyleinheiten aufgebaut sind, wobei ein oder mehrere, gegebenenfalls sogar alle, der Wasserstoffatome durch Fluoratome ersetzt sind. Ein Vertreter dieser ist ein Perfluoralkylacrylat-Copolymer.
In einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei dem Weißmacher um eine Verbindung mit einer Disulfonsäure-Gruppe. Solche Verbindungen sind dem auf diesem technischen Gebiet einschlägigen Fachmann bestens bekannt. Beispiel einer solchen
Disulfonsäure-Verbindung ist 4,4'-Bis-(1 ,3,5-triazinylamino)-stilben - 2,2'- disulfonsäure.
Die Stärke kann in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung in einer Menge von 80 bis 98 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, vorliegen. Die Menge des Additivs bzw. der Additive kann 2 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt etwa 10 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, betragen.
In der erfindungsgemäßen Zusammensetzung zur Herstellung von biologisch abbaubaren Formkörpern kann die Menge des Hydrophobierungsmittels 1 bis 20 Gew.-%, 5 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt etwa 10 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, betragen.
Der Weißmacher kann in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-%, 5 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt etwa 10 Gew.-%, bezogen auf die erfindungsgemäße Zusammensetzung, vorliegen.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Zusammensetzung handelt es sich um 80 Gew.-% Stärke, 10 Gew.-% Fluoralkylpolymer und 10 Gew.-% Dissulfonsäure, jeweils bezogen auf die Zusammensetzung. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung, wobei eine wässerige Lösung der Additive auf die Stärke aufgesprüht und das Wasser verdampft wird.
Bei diesem erfmdungsgemäßen Verfahren können die vorstehend beschriebenen Additive sowie die vorstehend beschriebenen Stärken in den angegebenen Mengen verwendet werden.
Im erfindungsgemäßen Verfahren wird eine wäßrige Lösung der Additive auf die Stärke aufgesprüht. Dies bedeutet, daß eine Lösung der Additive in Wasser eingesetzt wird. Dabei beträgt die Menge der Additive in Wasser 30 bis 35 Gew.-%.
Wie vorstehend dargelegt wurde, wird im erfindungsgemäßen Verfahren das Wasser verdampft. Hierbei kann es sich um das Wasser handein, das durch die wäßrige Lösung eingebracht wird. Es kann sich aber auch um das Wasser handelt, das üblicherweise in Stärke vorliegt.
Das Aufsprühen und das Verdampfen kann in üblicher Weise erfolgen, wobei das Verdampfen günstiger Weise durch Erwärmen erfolgt. Die Temperatur wird dabei so gewählt, daß zum einen ein möglichst optimales Verdampfen des Wasser gewährleistet wird, zum anderen aber sichergestellt ist, daß die Additive nicht verändert werden, z. B. zersetzt werden.
In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird dieses in einer Wirbelschichtanlage durchgeführt, da in einer solchen das Aufsprühen und das Verdampfen von Wasser in besonders günstiger Weise durchgeführt werden kann.
Hierzu wird in einer Wirbelschichtanlage Stärkepulver im warmen Luftstrom bei einer
Temperatur von 35 bis 45 °C verwirbelt, während gleichzeitig über Sprühdrüsen die wäßrige Lösung der Additive in die Wirbelschicht eingesprüht werden. Durch die Warmluft verdampft das mit der Lösung eingesprühte Wasser sehr rasch, die nichtwäßrigen Substanzen der Sprühlösung überziehen die Oberfläche der in der Wirbelschicht verwirbelten Stärkepartikel und haften dort an, während das Wasser verdunstet und mit der Abluft abgeführt wird. Nach dem quantitativen Einsprühen der wäßrigen Lösung der Additive auf das Stärk-Trägerpulver bildet sich ein Granulat, das sich bei Zugabe zur nassen backfähigen Masse sehr rasch darin löst, das Wasser sehr rasch aufnimmt und sich dadurch sehr schnell in der eigentlichen backfähigen Masse verteilt. Durch die Vorverteilung der niedrig dosierten Additive auf das Stärkematerial findet im eigentlichen Mischvorgang mit der backfähigen Masse eine raschere und homogenere Verteilung der Granulate statt, so daß bereits nach kurzer Mischzeit ein homogenes Rohstoffmaterial vorliegt, in dem die Additive ideal gleichmäßig verteilt sind.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen eignen sich somit bestens zur Verwendung in einem Verfahren zur Herstellung von biologisch abbaubaren Formköφern, bei dem die erfindungsgemäße Zusammensetzung einer backfähigen Masse zugegegeben wird. Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße Zusammensetzung in einer Menge 1 ,0 bis 3,0 Gew.-%, vorzugsweise 1 ,7 bis 2,1 Gew.-% einer backfähigen Masse zugegeben wird, die Stärke, vorverkleisterte Stärke, cellulosehaltige Fasern und Wasser umfaßt, und die anschließend gebacken wird.
Eine solche backfähige Masse sowie ein Verfahren zur Herstellung eines biologisch abbaubaren Formköφers aus dieser ist z. B. in der DE-A 197 06 642 beschrieben und es wird deshalb in vollem Umfang hierauf Bezug genommen. Eine erfindungsgemäße Zusammensetzung kann dieser backfähigen Masse zugesetzt werden.
Bei einem anderen Verfahren zur Herstellung von biologisch abbaubaren Formköφern wird eine backfähige Masse hergestellt und dieser die erfindungsgemäße
Zusammensetzung zugesetzt. Die Herstellung der backfähigen Masse erfolgt dadurch, daß 7,8 bis 8,5 Gew.-% cellulosehaltige Fasern, 16,1 bis 17,6 Gew.-% native Stärke, 5,4 bis 6,0 Gew.-% vorverkleisterte Stärke und 68,0 bis 70,6 Gew.-% Wasser, jeweils bezogen auf die backfähige Masse, gemischt werden und anschließend die backfähige Masse unter Ausbildung eines Formköφers gebacken wird. Die vorverkleisterte Stärke wird aus etwa 90 bis 94 Gew.-% Wasser und 6 bis 10 Gew.-% nativer Stärke, besonders bezorzugt etwa 92 Gew.-% Wasser und etwa 8,0 Gew.-% nativer Stärke erhalten. Dabei wird aus diesen beiden Komponenten zunächst eine homogene Suspension hergestellt. Dies kann z. B. dadurch erfolgen, daß Wasser und die native Stärke in einem üblichen Rührer gerührt werden. Diese homogene Suspension kann erhitzt und anschließend abgekühlt werden. Das Erhitzen erfolgt vorzugsweise auf eine Temperatur von 68 bis 70 °C. Es hat sich ferner als günstig erwiesen, dieses Erhitzen während einer Dauer von 10 Minuten durchzuführen und anschließend die Suspension über einen Zeiraum von etwa 2 Minuten bei dieser Temperatur konstant zu halten. Anschließend wird die vorverkleisterte Stärke abgekühlt. Die Temperatur, auf die abgekühlt wird, beträgt vorzugsweise etwa
50°C. Die vorverkleisterte Stärke wird günstigerweise bei einer Temeparatur von etwa 50 °C, der Mischung aus nativer Stärke, Faser und Wasser zugegeben. Beim Mischen werden während etwa 5 Minuten die Bestandteile cellulosehaltige Faser, native Stärke, vorverkleisterte Stärke und Wasser homogen miteienander vermischt. Die Mischtemperatur beträgt 40 °C. Nach dem Mischen wird die Mischung nicht nachgekühlt.
Diese backfähige Masse wird dann gebacken. Hierzu wird sie in eine Backform gegeben und während 10 bis 100 Sekunden, insbesondere 60 Sekunden bei einer Temperatur von
100 bis 200 °C, insbesondere 150 °C in einer geschlossenen Backform erwärmt. Die Backform ist dabei in Abhängigkeit der Form des gewünschten Endproduktes ausgebildet, z. B. in Form einer Schale. Die Backform kann durch mindestens 2 Backplatten, d. h. eine obere und eine untere Backplatte gebildet sein, die in einer Backzange aufgenommen sind, wobei die Innenoberfläche der Backplatten in einem geschlossenen verriegelten
Zustand der Backform und der Bildung eines Formhohlraums beabstandet gehalten werden und der Formhohlraum durch die backfähige Masse ausgefüllt wird. Die Backform besitzt zum Ausleiten des Wasserdampfes speziell ausgeformte Ausdampföffnungen. Für die gleichzeitige Herstellung einer Mehrzahl von Formkörpem können auch eine Mehrzahl von Backzangen verwendet werden. Solche Vorrichtungen zum Backen basieren auf der an sich bekannten Technologie des Waffelbackens.
Das Dosieren der backfähigen Masse in die Backform erfolgt vorzugsweise mittels einer Pumpe.
Die hier verwendeten cellulosehaltigen Fasern sind Fasern jeglicher Art, die Cellulose enthalten oder aus Cellulose bestehen. Dabei sind Pflanzenfasern in unterschiedlichen Längen im Bereich von 600 μm bis 3 000 μm, hauptsächlich aus Holz, Hanf oder Baumwolle bevorzugt. Die Breite der cellulosehaltigen Fasem kann im Bereich von 10 μm bis 60 μm liegen. Sie können als Einzelfasern oder als Faserbündel vorliegen. Solche
Fasern können in dem Fachmann bekannter Weise hergestellt werden.
Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung:
Beispiel: Herstellung einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung
In einer üblichen Wirbelschichtanlage wird Stärkepulver in einer solchen Menge, daß sie in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung 80 Gew.-% beträgt, in einem Luftstrom mit einer Temperatur von 40°C verwirbelt. Gleichzeitig wird über Sprühdrüsen eine Lösung von Perfluoralkylacrylat-Copolymer und 4,4'-Bis-(1 ,3,5-triazinylamino)-stilben-2,2'- disulfonsäure zugegeben, wobei die Menge dieser zwei Additive 30 bzw. 35 Gew.-% in der wäßrigen Lösung betragen. Die Menge der wäßrigen Lösung wurde dabei so gewählt, daß die des Fluoralkylpolymers 10 Gew.-% und die der Disulfonsäure 10 Gew.-%, jeweils bezogen auf die erfindungsgemäße Zusammensetzung, betrugen. Durch die Warmluft verdampfte das mit der Lösung eingespühlte Wasser sehr rasch, die nichtwäßrigen Additive in der Sprühlösung überzogen die Oberfläche der in der Wirbelschicht verwirbelten Stärkepartikel und hafteten dort an, während das Wasser verdunstet und mit der Abluft abgeführt wurde. Auf diese Weise wurde eine erfindungsgemäße Zusammensetzung erhalten.
Die so erhaltene, erfindungsgemäße Zusammensetzung wurde in einer Menge von 1 ,7 bis 2,1 Gew.-%, bezogen auf die folgenden backfähigen Massen, diesen zugegeben: ("%" bedeutet Gew.-%)
Nr. 1 Nr. 2 Nr. 3
Faser 8,50 % 8,16 % 7,84 %
native Stärke 17,56 % 16,82 % 16,17 %
vorverkleisterte Stärke 5,94 % 5,70 % 5,48 %
Wasser 68,00 % 69,32 % 70,51 %
Die vorverkleisterte Stärke besteht zu 91 ,97 % aus Wasser und 8,03 % aus nativer Stärke. Zur Herstellung der vorverkleisterten Stärke wird aus diesen Komponenten eine homogene Suspension hergestellt und diese auf eine Temperatur von 65 CC bis 70 °C erhitzt und über 2 Minuten bei dieser Temperatur konstant gehalten. Anschließend wird die vorverkleisterte Stärke gezielt auf 50 °C abgekühlt, bevor sie bei einer fest eingestellten Temperatur von exakt 50 °C der Mischung aus nativer Stärke, cellulosehaltigen Fasern und dem Wasser zugegeben wird. Bei der Mischung werden über eine Mischzeit von 5 Minuten die gesamten Rohstoffkomponenten einschließlich der erfindungsgemäßen Zusammensetzung homogen miteinander vermischt. Die Mischtemperatur beträgt 40 °C. Nach dem Mischen wird die Mischung nicht nachgekühlt.
Bereits nach einer Mischzeit von nur 5 Minuten konnte eine gleichmäßige Verteilung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung in der backfähigen Masse festgestellt werden.

Claims

Patentansprüche
1. Zusammensetzung zur Herstellung von biologisch abbaubaren Formköφem, umfassend Stärke als Trägermaterial und ein oder mehrere Additive zur Beeinflussung der Eigenschaften des Formköφers, wobei das Additiv oder der Additive auf der Stärke haftend aufgebracht sind.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung in Form eines Granulats vorliegt.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Zusammensetzung getrocknet ist.
4. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Stärke native Stärke ist.
5. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Additive biologisch abbaubar sind.
6. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Additive ausgewählt sind aus Hydrophobierungsmittel, Weißmacher, Lebensmittelfarben und Aromastoffe.
7. Zusammensetzung nach Anspruch 6, wobei das Hydrophobierungsmittel ein Fluoralkylpolymer ist.
8. Zusammensetzung nach Anspruch 6, wobei der Weißmacher eine Disulfonsäure- Verbindung ist.
9. Zusammensetzung nach Anspruch 8, wobei die Disulfonsäure-Verbindung 4,4'-Bis-(1 ,3,5-triazinylamino)-stilben- 2,2'disulfonsäure ist.
10. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Stärke in einer Menge von 80 bis 98 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, vorliegt.
11. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Hydrophobierungsmittel in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, vorliegt.
12. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei der Weißmacher in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, vorliegt.
13. Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis
12. wobei eine wäßrige Lösung der Additive auf die Stärke aufgesprüht und das Wasser verdampft wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Aufsprühen und das Verdampfen in einer Wirbelschichtanlage erfolgt.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei in einer WiΦelschichtanlage Stärkepulver in einem warmen Luftstrom verwirbelt wird, während gleichzeitig über Sprühdrüsen die wäßrige Lösung der Additive eingesprüht wird.
16. Verwendung der Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 in einem Verfahren zur Herstellung von biologisch abbaubaren Formköφern.
17. Verwendung nach Anspruch 16, wobei die Zusammensetzung in einer Menge von 1 bis 3 Gew.-%, bezogen auf eine backfähige Masse, dieser zugegeben wird, die Stärke, vorverkleisterte Stärke, cellulosehaltige Fasern und Wasser umfaßt, und anschließend gebacken wird. WO 00/44826 _<| _ PCT/EP00/00148
GEÄNDERTE ANSPRÜCHE
[beim Internationalen Büro am 03. üul i 2000 (03.07.00) eingegangen ; ursprüngl iche Ansprüche 1 -17 durch neue Ansprüche 1 -16 ersetzt (2 Seiten ) ]
I . Zusammensetzung zur Herstellung von biologisch abbaubaren Formköφern, umfassend Stärke als Trägermaterial und ein oder mehrere Additive zur Beeinflussung der Eigenschaften des Formköφers, wobei das Additiv oder der
Additive auf der Stärke haftend aufgebracht sind, wobei die Additive ausgewählt sind aus der Gruppe, die aus Hydrophobierungsmittel, Weißmacher und Lebensmittelfarben besteht.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung in Form eines Granulats vorliegt.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Zusammensetzung getrocknet ist.
4. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Stärke native Stärke ist.
5. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Additive biologisch abbaubar sind.
6. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Hydrophobierungsmittel ein Fluoralkylpolymer ist.
7. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei der Weißmacher eine Disulfonsäure- Verbindung ist.
8. Zusammensetzung nach Anspruch 7, wobei die Disulfonsäure-Verbindung 4,4'-Bis-(l,3,5-triazinylamino)-stilben-2,2'disolfonsäure ist.
9. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Stärke in einer Menge von 80 bis 98 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, vorliegt.
10. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Hydrophobierungsmittel in einer Menge von 1 bis 20 Gew.- , bezogen auf die
Zusammensetzung, vorliegt.
II. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Weißmacher in einer Menge von 1 bis 20 Gew.-% , bezogen auf die Zusammensetzung, vorliegt.
12. Verfahren zur Herstellung einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei eine wäßrige Lösung der Additive auf die Stärke aufgesprüht und das Wasser verdampft wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Aufsprühen und das Verdampfen in einer Wirbelschichtanlage erfolgt.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei in einer Wirbelschichtanlage Stärkepulver in einem warmen Luftstrom verwirbelt wird, während gleichzeitig über Sprühdrüsen die wäßrige Lösung der Additive eingesprüht wird.
15. Verwendung der Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 in einem Verfahren zur Herstellung von biologisch abbaubaren Formköφern.
16. Verwendung nach Anspruch 15, wobei die Zusammensetzung in einer Menge von 1 bis 3 Gew.-%, bezogen auf eine backfähige Masse, dieser zugegeben wird, die Stärke, vorverkleisterte Stärke, cellulosehaltige Fasern und Wasser umfaßt, und anschließend gebacken wird.
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