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DE10219051A1 - Production of biodegradable packaging or molding, e.g. for non-returnable packaging, for fast food range or in agriculture, forestry or horticulture, uses precured starch derivatives from plant flour as aggregate in starch mixture - Google Patents

Production of biodegradable packaging or molding, e.g. for non-returnable packaging, for fast food range or in agriculture, forestry or horticulture, uses precured starch derivatives from plant flour as aggregate in starch mixture

Info

Publication number
DE10219051A1
DE10219051A1 DE10219051A DE10219051A DE10219051A1 DE 10219051 A1 DE10219051 A1 DE 10219051A1 DE 10219051 A DE10219051 A DE 10219051A DE 10219051 A DE10219051 A DE 10219051A DE 10219051 A1 DE10219051 A1 DE 10219051A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
starch
packaging
mixture
baking
biodegradable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10219051A
Other languages
German (de)
Inventor
Heinrich Holter
Klaus-Peter Hoetzeldt
Reinhard Lindner
Christian Schaarschmidt
Hans-Peter Schmauder
Burkhard Wendt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
COMPOPURE STAERKE AG
Original Assignee
COMPOPURE STAERKE AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by COMPOPURE STAERKE AG filed Critical COMPOPURE STAERKE AG
Priority to DE10219051A priority Critical patent/DE10219051A1/en
Publication of DE10219051A1 publication Critical patent/DE10219051A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L3/00Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L3/00Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08L3/04Starch derivatives, e.g. crosslinked derivatives

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)

Abstract

In the production of biodegradable packaging and moldings with controllable degradation properties by hot pressing a mixture of starch, water, release agent and thickener, natural fibers and natural aggregates, the aggregates comprise precured starch derivatives from plant flour.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von biologisch abbaubaren Verpackungen und Formkörpern, insbesondere bestehend aus biologisch abbaubarem Material und nachwachsenden Rohstoffen sowie nach diesem Verfahren hergestellte Verpackungen und Formkörper.The invention relates to a method for producing biologically degradable packaging and moldings, in particular consisting of biodegradable material and renewable raw materials as well Packaging and moldings produced by this process.

Biologisch abbaubare Verpackungen bzw. Formkörper werden zur Schonung der Umwelt, bspw. im Bereich der Einweg-Verpackungsmittel, dem Fast-Food-Bereich, der Land- und Forstwirtschaft, dem Gartenbau und anderen Bereichen des täglichen Bedarfes eingesetzt. Dabei wird für die Verpackungen bzw. Formkörper ein geringes spezifisches Gewicht, multivalente Einsatzgebiete und eine biologische, natürliche Entsorgungsmöglichkeit, wie bspw. die Entsorgung durch Kompostierung und/oder Biogasgewinnung, gefordert, wobei die Materialien nicht erdölbasiert sein sollten.Biodegradable packaging or molded articles become Protection of the environment, e.g. in the area of disposable packaging, the fast food sector, agriculture and forestry, horticulture and other areas of daily needs. In doing so, the packaging or molded articles have a low specific weight, multivalent areas of application and a biological, natural Disposal options, such as disposal through composting and / or biogas production, but the materials are not should be petroleum-based.

Bekannt sind Formkörper als Verpackungsmittel, bspw. für elektrische Geräte, als an das zu schützende Produkt angepasstes Verpackungsmaterial. Diese Verpackungen bestehen meist aus geschäumtem Kunststoff, der erdölbasiert und kaum biologisch abbaubar ist.Shaped bodies are known as packaging means, for example for electrical ones Devices as adapted to the product to be protected Packing material. These packages mostly consist of foamed plastic that is petroleum-based and hardly biodegradable is.

Bislang gibt es kaum Formkörper aus biologisch abbaubarem Material und Verfahren zu deren Herstellung, die die hervorragenden Eigenschaften dieser Kunststoffprodukte nur ansatzweise aufweisen und diese ersetzen.So far, there are hardly any moldings made from biodegradable material and processes for their production, which the excellent Only partially show properties of these plastic products and replace them.

Zur Lösung dieses Substitutionsproblems sind verschiedene Verfahren bekannt.Various methods are available to solve this substitution problem known.

In DE 40 35 887 werden auf der Basis von faserhaltigen Materialien, wie bspw. den lignozellulosischen Materialien Papier oder Papierabfälle, derartige Produkte gefertigt. Die Faserlängen werden mit etwa 1 mm angegeben. Als Binder werden Latex, Stärke, Wasserglas oder Mischungen daraus eingesetzt. Diese Verfahrensweise bedingt allerdings einen hohen Wasser- und Energiebedarf.In DE 40 35 887 are based on fiber-containing materials, such as for example the lignocellulosic materials paper or paper waste, manufactured such products. The fiber lengths are around 1 mm specified. Latex, starch, water glass or  Mixtures of these are used. However, this procedure requires a high water and energy requirement.

Leichte Formteile aus Biomaterialien werden in DE 197 34 300 beschrieben. Nach einer thermischen und mechanischen Aufbereitung werden die Mischungen durch Energiezufuhr in Einspritzaggregaten verdichtet und plastifiziert bevor sie in mit Druckgasen gefüllte Systeme zur Formgebung gelangen. Dieses Ausspritzen in die Formen muss dabei schnell erfolgen. Durch schnelle Entlüftung der Formen wird die Expansion der Formmasse ermöglicht und der Schäumprozess beendet. Als verwendbare Biopolymere sind nachwachsende Rohstoffe, wie bspw. native und modifizierte Stärken, stärkehaltige Produkte (Weizen, Mais, Kleie etc.), gemischt mit Fasermaterialien, wie bspw. Pflanzen-, Papier-, Holzfasern, Zellulosederivate, Spinnereiprodukten benannt. Die in diesem Verfahren notwendigen hohen werkzeug- und maschinentechnischen Aufwendungen für Plastifizierung und Formgebung sind jedoch eher für massive dickwandige Körper mit einem eher geringen Faseranteil geeignet.Light molded parts made from biomaterials are described in DE 197 34 300 described. After thermal and mechanical processing the mixtures are generated by supplying energy in injection units compresses and plastifies before being used in systems filled with compressed gases to get the shape. This splashing into the mold must be done done quickly. The mold is quickly vented Expansion of the molding compound enables and the foaming process ends. Renewable raw materials such as, for example, native and modified starches, starchy products (wheat, corn, Bran etc.), mixed with fiber materials, such as plant, paper, Named wood fibers, cellulose derivatives, spinning products. The one in this Process necessary high tool and machine technology However, plasticizing and shaping expenses are more for massive thick-walled body with a rather low fiber content suitable.

Weiterhin ist aus WO 97/10293 ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern mit Barriereschicht, beide aus biologisch abbaubarem Material bestehend, bekannt. Die zur Barrierefunktion führende Imprägnierung wirkt am Formkörper und wird im Backprozess hergestellt. Die eingesetzten viskosen Mischungen enthalten in der Regel biologisch abbaubares Fasermaterial unterschiedlicher Faserlängen, Wasser und Stärke. Nach Ausbildung des Stärke-Faserverbundes durch einen Backprozess wird der Formkörper hydrophobiert mit Zelluloseacetat oder Zelluloseacetatpropionat ohne Weichmacher oder separat mit einer Filmbeschichtung auf Basis Polyesteramid, Polyester oder Polymilchsäure versehen. Dieser Weg der Hydrophobierung bzw. Imprägnierung ist nur erfolgreich, wenn während oder nach der Formgebung der Formkörper behandelt wird. Es entstehen dabei indifferente und offenporige, wenig glatte Schichtungen, die nachteilig für die Qualität des Produktes sind. Auf die Belange von Verpackung, Lagerung und Aufbereitung von Instantprodukten und pastösen Gütern wirkt sich diese Eigenschaft daher ungünstig aus. Ebenso ist eine Kopplung mit entsprechenden Verschlusskörpern schwer bis unmöglich. Der teilweise eingesetzte separate Schritt zur Folienbeschichtung verkompliziert den Herstellungsprozess beträchtlich. Zudem besteht die Tendenz zu einer vorzeitigen Ablösung der separaten Folienschicht, vor allem in den Bereichen der grössten Formveränderung.Furthermore, WO 97/10293 describes a process for the production of Shaped bodies with a barrier layer, both made of biodegradable Existing material, known. The one leading to the barrier function Impregnation acts on the molded body and is used in the baking process manufactured. The viscous mixtures used usually contain biodegradable fiber material of different fiber lengths, Water and starch. After formation of the starch-fiber composite by the molding is made hydrophobic with a baking process Cellulose acetate or cellulose acetate propionate without plasticizer or separately with a film coating based on polyester amide, polyester or polylactic acid. This way of waterproofing or Impregnation is only successful if during or after the Shaping the molded body is treated. It arises indifferent and open-pored, less smooth layers that are disadvantageous for are the quality of the product. On packaging matters, Storage and preparation of instant products and pasty goods this property therefore has an unfavorable effect. Likewise is one  Coupling with appropriate closure bodies difficult to impossible. The partially used separate step for film coating complicates the manufacturing process considerably. In addition, there is Tendency to premature detachment of the separate film layer especially in the areas of the greatest change in shape.

Weitere Verfahren sind in US 5 580 624, US 5 545 450, US 5 385 764, US 5 662 731, DE 39 35 092 beschrieben. Es werden bspw. Container für Lagerung, Verteilung, Verpackung und/oder Portionierung von Nahrungsgütern bzw. anderen Produkten aus Aggregaten mit organischen Bindern, Wasser, Fasern, Glaskugeln, Luftblasen in den Mischungen, Stärke oder stärkehaltigen Produkten, Cellulosederivaten hergestellt. Auch in diesen Fällen ist der Herstellungsprozess kompliziert, aufwändig und es werden z. T. auch nicht biologisch abbaubare Materialien, wie bspw. Zementteile, eingesetzt.Further processes are described in US 5,580,624, US 5,545,450, US 5,385,764, US 5 662 731, DE 39 35 092. For example, there are containers for storage, distribution, packaging and / or portioning of Food goods or other products from aggregates with organic Binders, water, fibers, glass balls, air bubbles in the mixtures, Starch or starchy products, cellulose derivatives made. In these cases too, the manufacturing process is complicated and time-consuming and z. T. also non-biodegradable materials, such as For example, cement parts used.

In DE 195 25 447 wird ein verrottbares Verpackungshilfsmittel mit stossabsorbierenden Eigenschaften beschrieben, dessen Nachteil in fasernder und hygroskopischer sowie nur grob elastischen Eigenschaften und einer nichtfasernden, kaum hygroskopischen Außenhaut besteht. Das Verfahren zur Herstellung dieser Produkte ist jedoch sehr kostenaufwändig.DE 195 25 447 describes a rotten packaging aid described shock absorbing properties, the disadvantage of which in fibrous and hygroscopic as well as only roughly elastic properties and a non-fibrous, hardly hygroscopic outer skin. The However, process for making these products is very costly.

Die DE 197 34 300 behandelt Verfahren und Form zur Herstellung von Formteilen aus Biopolymeren. Nachteilig sind bei diesem Verfahren komplizierte Verfahrens- und Werkzeugausführungen mit gesteuertem Gas-Gegendruck und die ebenfalls nicht optisch ansprechende und relativ grob strukturierte und leicht fasernde Oberfläche analog zum bereits zitierten Patent DE 195 25 447.DE 197 34 300 deals with processes and forms for the production of Molded parts made from biopolymers. This method is disadvantageous complicated process and tool designs with controlled Gas back pressure and also not visually appealing and relative roughly structured and slightly fibrous surface analogous to the already cited patent DE 195 25 447.

In DE 43 00 141 werden die Herstellung und die Verwendung von Kälte- und Wärmespeichern aus aufquellbarem, flexiblem, sterilem, biologisch abbaubarem, oder kompostierbarem, CO2-neutralverbrennbarem, für die Umwelt unschädlichen organischem Material beschrieben. Die hier eingesetzten Materialien sind nicht oder nur schlecht biologisch abbaubar und demzufolge unter ökologischen Gesichtspunkten als nicht optimal einzuschätzen.DE 43 00 141 describes the production and use of cold and heat stores from swellable, flexible, sterile, biodegradable or compostable, CO 2 -neutral combustible, environmentally harmless organic material. The materials used here are not or only poorly biodegradable and therefore cannot be assessed as optimal from an ecological point of view.

Verpackungsmaterialien aus Naturfasermaterialien werden in DE 42 40 174 beschrieben. Allerdings sind diese Materialien im Rahmen der umweltgerechten Entsorgung nicht optimal handhabbar, da die für die Herstellung der Verpackungsmaterialien notwendigen Bindemittel die Bioabbaubarkeit stören. Hinzu kommt, dass die Druck- und Wärmebehandlung das Herstellungsverfahren unökonomisch machen.Packaging materials made from natural fiber materials are used in DE 42 40 174 described. However, these materials are in the frame the environmentally friendly disposal is not optimally manageable, since the for the Production of the packaging materials necessary binders Disrupt biodegradability. Add to that the printing and Heat treatment make the manufacturing process uneconomical.

Ein Verpackungsmaterial für scheibenförmige Speichermedien wird im deutschen Gebrauchsmuster DE 295 05 432.8 beschrieben. Es handelt sich hierbei um eine Kartonverpackung.A packaging material for disk-shaped storage media is in the German utility model DE 295 05 432.8. It is about a cardboard box.

Formkörper aus gepresstem Kompost und dessen Herstellung werden in DE 195 07 928 beschrieben. Aufgrund des verwenden Grundstoffs (Kompostmaterial) ist für derartige Verpackungsmaterialien nur ein sehr eng begrenzter Einsatzraum bspw. im Bereich der Land- und Forstwirtschaft sowie des Gartenbaues möglich.Molded bodies made from pressed compost and its production are manufactured in DE 195 07 928. Because of the raw material used (Compost material) is only a very good thing for such packaging materials narrowly limited area of use, for example, in the area of agricultural and Forestry and horticulture possible.

EP 0 545 277 beschreibt biologisch abbaubare Verpackungen aus Papier, Papierprodukten und Zellulosen. Diese Verpackungsmittel sind relativ grob in ihrer Struktur und nicht für alle Verpackungsprozesse geeignet.EP 0 545 277 describes biodegradable paper packaging, Paper products and celluloses. These packaging materials are relative rough in structure and not suitable for all packaging processes.

Aus der Schrift EP 0 524 920 sind neuartige Formkörper aus Verbundwerkstoffen auf der Basis der abbaubaren Werkstoffe Stärke und stärkehaltiges Material bekannt. Bei diesen Formkörpern werden einzelne Schichten über eine Vielzahl von Berührungsstellen punktuell verbunden. Die einzelnen Schichten besitzen eine Vielzahl von kleindimensionierten Hohlräumen und Bläschen, die Stabilität und Schutz gegenüber Temperaturschwankungen geben können. Da durch die punktuelle Verbindung keine durchgängige Bindung innerhalb der Formkörper gegeben ist, sind diese Formkörper teilweise instabil. Desweiteren ist die Herstellung aufwändig und kostenintensiv. Novel moldings are known from the document EP 0 524 920 Composite materials based on the degradable materials starch and starchy material known. In the case of these shaped bodies, individual Layers are selectively connected via a multitude of contact points. The individual layers have a large number of small dimensions Cavities and vesicles, stability and protection against Can give temperature fluctuations. Because of the punctual Connection no continuous bond within the molded body is given, these moldings are partially unstable. Furthermore, the Manufacturing complex and costly.  

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von dünnwandigen Verpackungen mit geringem spezifischen Gewicht sowie mit hydropobem und oleophobem Schutz aus biologisch abbaubaren Stoffen und/oder Werkstoffgemischen sowie zur Herstellung von Formkörpern aus biologisch abbaubaren Werkstoffkomponenten in Sandwichstruktur mit geschäumtem Kern, vornehmlich für Verpackungszwecke, unter Vermeidung der Nachteile des Standes der Technik anzugeben.The invention is therefore based on the object of a method for Manufacture of thin-walled packaging with low specific Weight and with hydropobic and oleophobic protection from organic degradable substances and / or material mixtures as well as for production of moldings made of biodegradable material components in Sandwich structure with foamed core, mainly for Packaging purposes while avoiding the disadvantages of the prior art Specify technology.

Die dünnwandigen Verpackungen sollen geeignet sein, auch in Kombination mit festverschließenden Verschlusselementen einsetzbar zu sein, insbesondere sowohl für Verpackungs- und andere Nutzungszwecke, bspw. zur Verpackung von festen, pastösen, pulverförmigen, pulverförmigen und hygroskopischen und/oder heissflüssigen bzw. Instantprodukten als auch technischen Produkten.The thin-walled packaging should be suitable, also in Can be used in combination with a locking element be especially for both packaging and others Purposes of use, e.g. for packing solid, pasty, powder, powder and hygroscopic and / or hot liquid or instant products as well as technical products.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des ersten Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen werden durch die untergeordneten Ansprüche angegeben.According to the invention, this object is achieved by the characterizing Features of the first claim solved. advantageous Refinements are made by the subordinate claims specified.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass ein Substanzgemisch aus Stärke, Wasser, Trenn- und Verdickungsmittel, natürlichen Faserstoffen und natürlichen Füllmitteln druckthermisch verbunden wird, indem das Substanzgemisch um einen, in eine mit einer Vorverdampferkammer versehene mehrteilige Backform eingelegten Kern gefüllt, in einem ersten Backschritt bei einer Temperatur von ca. 200°C für etwa 2 bis 6 Minuten gebacken wird, danach ein flüssiges bzw. pastöses Medium in die Vorverdampferkammer injiziert und der sich bildende Mediumsdampf über einen Zeitraum von mehreren Sekunden zentral in das vorgebackene Substanzgemisch eingeblasen wird, sich danach ein zweiter Backschritt bei einer Temperatur von ca. 200°C für etwa 2 bis 15 Minuten anschliesst und die nach dem zweiten Backschritt gewonnenen Formkörper aus der Backform entnommen werden.The essence of the invention is that a mixture of substances Starch, water, separating and thickening agents, natural fiber materials and natural fillers is thermally connected by the Substance mixture around one, in one with a pre-evaporator chamber provided multi-part baking mold filled core, in a first Bake at a temperature of approx. 200 ° C for about 2 to 6 minutes is baked, then a liquid or pasty medium in the Pre-evaporator chamber injected and the medium vapor that forms over a period of several seconds into the pre-baked one Substance mixture is blown in, then a second baking step at a temperature of about 200 ° C for about 2 to 15 minutes connects and those obtained after the second baking step Moldings are removed from the baking mold.

Der erste Vorteil der erfinderischen Lösung ist die Vermeidung einer Klumpenbildung durch die Faserbündel und Förderung einer gleichmäßigen Ausbildung der inneren Oberfläche. Die durch zunehmende Randkonizität bewirkte Querschnittsverengung im Fließ- und Ausbreitungsprozess des noch plastischen Substanzgemisches erzeugt mit zunehmender Flächenausbreitung im Formwerkzeug geringere Ausbreitungsgeschwindigkeiten mit höherem Druck. Dieses Verhalten bedeutet, dass zur thermischen eine erhöhte mechanische Energieeinleitung entsteht, die das Substanzgemisch, insbesondere die stärkehaltige Komponente an den Oberflächen partiell quasiplastifiziert und somit ein dichteres Oberflächengefüge erzeugt.The first advantage of the inventive solution is the avoidance of one Lump formation through the fiber bundle and promotion of a  uniform formation of the inner surface. By increasing tapering caused cross-sectional narrowing in the flow and spreading process of the still plastic mixture of substances with increasing surface spread in the mold, less Propagation speeds with higher pressure. This behavior means that for thermal an increased mechanical Energy introduction arises that the substance mixture, in particular the Starch-containing component partially quasi-plastified on the surfaces and thus creates a denser surface structure.

Der zweite Vorteil der erfinderischen Lösung besteht darin, dass das Verfahren eine sich von innen nach außen radial ändernde Rheologie im Ausbreitungs- und Backprozess des Substanzgemisches und somit unterschiedliche Substanzgemischstrukturen erzeugt, die im bruchgefährdeten Randbereich des Formkörpers eine hohe Elastizität und Sicherheit gegen Bruch erbringen.The second advantage of the inventive solution is that Process a radially changing rheology from the inside to the outside Spreading and baking process of the mixture of substances and thus different substance mixture structures generated in the fracture-prone edge area of the molded body has a high elasticity and Provide security against breakage.

Der dritte Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass durch eine inerte Anwendung der Substanzgemische eine im doppelten Sinne verstärkte Hygroskopierung mit einer starken Herabsetzung des Wasseraufnahmevermögens in der Innenstruktur und einer erhöhten Konzentration in der verdickten Oberfläche und der Randzone bewirkt wird. Der Teil des Substanzgemisches mit gleichzeitig siegelnder Wirkung, wie beispielsweise PVDC, ergibt in der Trägerzone des später aufzutragenden Siegelmaterials mit Verschlusselement eine den Siegelvorgang unterstützende und sichernde Vorversiegelung, die in der Formkörperstruktur fest verankert ist und sogenannte Trennflächeneffekte unterbindet.The third advantage of the method is that of an inert Application of the mixtures of substances intensified in a double sense Hygroscopy with a sharp reduction in the Water absorption capacity in the internal structure and an increased Concentration in the thickened surface and the peripheral zone causes becomes. The part of the mixture of substances with sealing at the same time Effect, such as PVDC, results in the carrier zone of the later sealing material to be applied with the closure element Sealing process supporting and securing pre-sealing, which in the Shaped body structure is firmly anchored and so-called interface effects in derogation.

Der vierte Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass durch die erhöhte Randzonenfestigkeit der dünnwandigen Verpackungen gekoppelt mit vorversiegelter Oberfläche die Verpackungen mittels üblicher Füll- und Verschließmaschinen mit aufgesiegeltem Verschluss versehbar sind. The fourth advantage of the method according to the invention is that due to the increased edge zone strength of the thin-walled packaging coupled with a pre-sealed surface, the packaging by means of Usual filling and closing machines with a sealed closure are predictable.  

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht in der steuerbaren Injektion in dem Zeitraum vor der endgültigen Verfestigung des heissen Formkörpers in der Backform. Die gesteuerte Injektion füllt inert und oberflächlich die durch Wander- und Ausdampfprozesse an Hydrophobierungsmittel etwas ausgezehrte zentrale Region des Formkörpers auf und erzielt eine nach den Aussenbereichen des Formkörpers abnehmende zusätzliche Sättigung an Hydrophobierungsmitteln mittels Dampftransport. Vorteilhaft wirkt gleichzeitig die Erhöhung des Dampfdruckes in der Form während der zweiten Backphase derart, dass die gewünschte Quasi- Plastifizierungsphase des Stärkeanteiles im Werkstoff verlängert und verstärkt wird und sich homogenere verdichtete Oberflächenschichten mit Tiefenimprägnierung ausbilden.Another advantage of the method is the controllable injection in the period before the hot solid is finally solidified in the baking pan. The controlled injection fills the surface inertly and superficially through migration and evaporation processes on water repellents worn out central region of the shaped body and achieves an after additional saturation decreasing in the outer regions of the shaped body on water repellents by means of steam transport. Has an advantageous effect at the same time the increase in the vapor pressure in the mold during the second baking phase such that the desired quasi The plasticization phase of the starch portion in the material is extended and is reinforced and more homogeneous compacted surface layers Form deep impregnation.

Die mit dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Formkörper sind zur Verpackung verschiedenster Produkte, bspw. in Sandwich oder anderer Konstruktion geeignet und bestehen aus vorwiegend nachwachsenden und biologisch abbaubaren Rohstoffen, so dass eine umweltgerechte Entsorgung dieser Formkörper möglich ist.The moldings produced using the process according to the invention are for packaging a wide variety of products, e.g. in sandwiches or other construction and consist mainly of renewable and biodegradable raw materials, so that a environmentally friendly disposal of these moldings is possible.

Im Gegensatz zu Plastikprodukten sind für die Entsorgung der Formkörper nach ein- oder mehrmaligem Gebrauch einfache Verfahrensschritte und effektive, ökologisch sinnvolle Entsorgungskonzepte, bspw. Kompostierung, realisierbar.In contrast to plastic products are for the disposal of the Moldings simple after single or multiple use Process steps and effective, ecologically sensible Disposal concepts, e.g. composting, can be implemented.

Die mit dem erflndungsgemäßen Verfahren hergestellten Formkörper umfassen als Verpackungsmittel die günstigen Eigenschaften von Kartonverpackungen und teilweise geschäumten Kunststoffverpackungen, sind einfach wiederverwendbar und gleichzeitig aufgrund des Einsatzes nachwachsender Rohstoffe gut biologisch abbaubar, bspw. durch Kompostierung.The moldings produced using the method according to the invention include the favorable properties of Cardboard packaging and partially foamed plastic packaging, are easily reusable and at the same time due to the use Renewable raw materials are readily biodegradable, e.g. through Composting.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen und der Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:The invention is described below with reference to the drawings and the Exemplary embodiments explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine Ausführungsform eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten verschließbaren Formkörpers, Fig. 1 shows an embodiment of a closable mold body produced by the inventive method,

Fig. 2 das Wandstärkeverhalten des verschließbaren Formkörpers gemäß Fig. 1, Fig. 2, the wall thickness behavior of the closable mold body according to Fig. 1,

Fig. 3 die schematische Darstellung des Halbprofils, die Oberflächendichte und das Wasseraulhahmevermögen des Formkörpers gemäß Fig. 1, Fig. 3 is a schematic representation of the half-section, the surface density and the Wasseraulhahmevermögen of the shaped body according to FIG. 1,

Fig. 4 eine zweiteilige Form zur Schalenherstellung für die zweite Backphase des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 4 is a two-part mold to manufacture dish for the second baking phase of the inventive method,

Fig. 5 einen charakteristischen Kurvenverlauf der Dampfdruckentwicklung während des Backprozesses des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 5 is a characteristic curve of the vapor pressure development during the baking process of the method according to the invention,

Fig. 6 eine Ausführungsform eines weiteren, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Formkörpers zur Verpackung empfindlicher Materialien, Fig. 6 shows an embodiment of a further, produced by the inventive method for packaging sensitive molding materials,

Fig. 7 ein charakteristisches Kraft-Weg-Diagramm bei Belastung eines Formkörpers gemäß Fig. 6. Fig. 7 is a characteristic force-travel diagram under load of a molded body according to Fig. 6.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Substanzgemisch aus Stärke, Wasser, Trenn- und Verdickungsmittel, natürlichen Faserstoffen und natürlichen Füllmitteln um einen, in eine mit einer Vorverdampferkammer versehene mehrteilige Backform eingelegten Kern gefüllt und in einem ersten Backschritt bei einer Temperatur von ca. 200°C für etwa 2 bis 6 Minuten gebacken. Danach wird ein flüssiges bzw. pastöses Medium/Hydrophobisierungsmittel, welches bspw. acetylierte Stärken, acetylierte Zellulosen, vorvernetzt Stärken enthält, in die Vorverdampferkammer injiziert, wobei der sich bildende Mediumsdampf über einen Zeitraum von mehreren Sekunden zentral in das vorgebackene Substanzgemisch eingeblasen wird. Danach schliesst sich ein zweiter Backschritt bei einer Temperatur von ca. 200°C für etwa 2 bis 15 Minuten an. Die nach dem zweiten Backschritt gewonnenen Formkörper werden aus der Backform entnommen. Diese Formkörper sind vermittels des bekannten Spritzgussverfahrens versiegelbar. Die Versiegelung erfolgt vorzugsweise mit biologisch abbaubaren Kunststoff. Bei dieser Versiegelung können Verschlusselemente, vorzugsweise ebenfalls aus biologisch abbaubaren Material, im Siegelmaterial eingebettet werden. In the method according to the invention, a mixture of substances is formed Starch, water, separating and thickening agents, natural fiber materials and natural fillers around one, into one with one Pre-evaporator chamber provided multi-part baking mold inlaid core filled and in a first baking step at a temperature of approx. Baked 200 ° C for about 2 to 6 minutes. After that, a liquid or pasty medium / hydrophobizing agent, which, for example. contains acetylated starches, pre-crosslinked starches, in injected into the pre-evaporator chamber, the one that formed Medium vapor in a central position over a period of several seconds the pre-baked mixture of substances is blown in. Then closes a second baking step at a temperature of approx. 200 ° C for about 2 to 15 minutes. Those obtained after the second baking step Moldings are removed from the baking pan. These moldings can be sealed using the known injection molding process. The Sealing is preferably done with biodegradable plastic. With this sealing, closure elements, preferably also made of biodegradable material, in the sealing material be embedded.  

Das Substanzgemisch kann bspw. wie folgt zusammengesetzt sein:
The mixture of substances can be composed, for example, as follows:

  • - Wasser: ca. 45-60%- water: approx. 45-60%
  • - Stärke (auch in Form von pflanzlichen Mischungen mit definiertem Stärkeanteil): ca. 25-35%- Starch (also in the form of vegetable mixtures with defined starch content): approx. 25-35%
  • - Trennmittel (Stearate/Wachse): ca. 1-15%- Release agent (stearates / waxes): approx. 1-15%
  • - Verdickungsmittel (Xanthane/vorverkleisterte Stärke): ca. 2-4%- Thickener (xanthans / pre-gelatinized starch): approx. 2-4%
  • - Faserstoffe (vorzugsweise mit Faserlängen im Bereich 0,5 mm und 50 mm: Papier, Zellulose, Pflanzenfasern): ca. 12-25%- Fibers (preferably with fiber lengths in the range 0.5 mm and 50 mm: paper, cellulose, vegetable fibers): approx. 12-25%
  • - Füllmittel zur Erzeugung von Pigmentierungen, hydrophoben und/oder oleophoben Schichtungen bzw. Eigenschaften und/oder anderen speziell gewünschten Eigenschaften.- Filler for the creation of pigmentations, hydrophobic and / or oleophobic layers or properties and / or other specifically desired properties.

Der in die Backform einzulegende Kern kann bspw. durch Backen und/oder Spritzguss und/oder durch andere an sich bekannte Verfahren vorgefertigt werden, bevor er eingelegt wird. Auf diesen Schritt kann auch verzichtet und der Teig sofort in die Backform/das Backwerkzeug gegeben werden.The core to be inserted into the baking mold can be baked, for example and / or injection molding and / or by other methods known per se be prefabricated before it is inserted. On this step too dispenses and the dough immediately in the baking mold / the baking tool are given.

Die Zugabe des Substanzgemisches in die Backform erfolgt bspw. durch ein portioniertes Beschicken des betriebswarmen, geöffneten Backwerkzeuges mit teigig, pastösem Substanzgemisch entsprechend der notwendigen Rezeptur und des Einsatzgewichtes entsprechend der jeweilig für das Endprodukt notwendigen Menge. Beim Schließen des Backwerkzeuges erfolgt die Verteilung des Substanzgemisches im Werkzeughohlraum.The substance mixture is added to the baking mold, for example, by portioned loading of the warm, open one Baking tools with doughy, paste-like mixture of substances according to the necessary recipe and the operating weight according to the quantity required for the end product. When closing the The baking tool distributes the mixture of substances in the Cavity.

Bei der automatisch oder manuell gesteuerten Injektion wird flüssiges bzw. pastös-flüssiges Injektionsmedium bestehend aus Hydrophobisierungsmittel, wie bspw. acetylierter Stärke acetylierter Zellulose oder vorvernetzter Stärke, verwendet. Alternativ dazu kann erfindungsgemäss auch wassererdünntes Backmedium zum Einsatz kommen.With the automatically or manually controlled injection, liquid becomes or pasty-liquid injection medium consisting of Hydrophobizing agents, such as, for example, acetylated starch Cellulose or pre-cross-linked starch. Alternatively, you can According to the invention, water-thinned baking medium is also used come.

Die Injektion induziert eine weitere Verdichtung der Strukturen an der Oberfläche sowie eventuell eine höhere Festigkeit der Körper durch Verdichtung und Zuführung weiterer hydrophober Stoffe. Gleichzeitig wird das Wasseraufnahmevermögen reduziert. Dieser Effekt ist in den Kurvenscharen II der Fig. 3 dargestellt.The injection induces a further compression of the structures on the surface and possibly a higher strength of the body by compression and addition of further hydrophobic substances. At the same time, the water absorption capacity is reduced. This effect is shown in the family of curves II in FIG. 3.

Während der Injektion in das erwärmte Substanzgemisch wird der Mediendampf gemeinsam mit dem Wasserdampf durch die sich langsam verfestigenden Schaumstrukturen des Substanzgemisches radial nach aussen geleitet. Die inerte Kontaktierung des Mediums mit den porigen Flächen des Substanzgemisches führt dabei zu deren Eigenschaftsveränderung, z. B. Hydrophobisierung und Verfärbung.During the injection into the warmed mixture of substances Media steam together with the water vapor through the slow consolidating foam structures of the substance mixture radially led outside. The inert contact of the medium with the porous Areas of the mixture of substances lead to their Property change, e.g. B. Hydrophobization and discoloration.

Die zweite Phase des Backprozesses wird nach dem Ende der Durchdringung des Substanzgemisches mit Medium eingeleitet, wobei während dieses Prozesses die Austreibung der Restfeuchtigkeit, die Herstellung der Endfestigkeit des Formkörpers, die Verdichtung der Aussenhaut des Formkörpers, eventuell erwünschte chemische Reaktionen des Mediums mit den Komponenten des Formkörpers, die Ausbildung und Vorversiegelung der Oberfläche des Formkörpers erfolgt.The second phase of the baking process is after the end of the Penetration of the mixture of substances with medium initiated, whereby during this process the expulsion of the residual moisture that Production of the final strength of the molded body, the compression of the Outer skin of the molded body, possibly desired chemical Reactions of the medium with the components of the molded body, the Formation and pre-sealing of the surface of the molded body is carried out.

Nach der Entnahme des gefertigten Formkörpers aus der Backform ist eine dünnen Siegelschicht auf dem Formkörper aufbringbar, welche aus biologisch abbaubaren Polymeren, wie bspw. Polylactide, Stärkederivate, Zellulosederivate, Polymere auf Amidbasis oder PVDC, besteht. Diese Versiegelung erfolgt vorzugsweise vermittels des bekannten Spritzgussverfahrens.After the finished molded article is removed from the baking mold a thin sealing layer can be applied to the molded body, which consists of biodegradable polymers, such as polylactides, starch derivatives, Cellulose derivatives, amide-based polymers or PVDC. This Sealing is preferably carried out by means of the known Injection molding process.

Die nach dem Verfahren hergestellten Formkörper bspw. Verpackungen weisen eine sich kontinuierlich, radial abnehmende und/oder stufenförmig nach aussen verjüngende Wandstärke auf, wobei auf das Volumen bezogen sich im Zentrum des Formkörpers die dickeren Zonen mit grösseren Hohlraumanteilen und zu den Rändern hin die dünneren Zonen mit höherem Gemisch-Faseranteil befinden. Das Verhältnis der Wandstärkenverjüngung liegt im Bereich Zentrum des Körpers : Randzone von 1 : 1 bis 0,8, bezogen auf die Symmetrieachsen. Das Verhältnis des Porenvolumens/cm3 des Körpers beträgt zwischen dem Zentrum und der Randzone 1 : 0,9 bis 0,5.The molded articles produced by the process, for example, packaging, have a continuously, radially decreasing and / or step-wise tapering wall thickness, the thicker zones in the center of the molded article with larger voids and the thinner zones towards the edges with a higher mixture fiber content. The ratio of the reduction in wall thickness lies in the area of the center of the body: edge zone from 1: 1 to 0.8, based on the axes of symmetry. The ratio of the pore volume / cm 3 of the body between the center and the peripheral zone is 1: 0.9 to 0.5.

Dieser Formkörper besitzt erfindungsgemäß in der Verteilung der Biegebruchfestigkeit und Elastizität bezogen auf das geschnittene Profil im Randbereich mindestens 1,2-fach höhere Werte im Vergleich zum mittleren Bereich und gleichzeitig eine Häufung von in der Mehrzahl ausgerichteten Fasern bezogen auf das Porenvolumen. Derartig höhere Werte im Randbereich ergeben sich aus der sich herausbildenden anderen Porenstruktur in Verbindung zur Wandstärkenverjüngung und den ausgerichteten Fasern während des speziellen Backprozesses.According to the invention, this shaped body has the distribution of Flexural strength and elasticity related to the cut profile  in the border area at least 1.2 times higher values compared to middle range and at the same time an accumulation of in the majority aligned fibers based on the pore volume. Such higher Values in the marginal area result from the other emerging Pore structure in connection with the reduction in wall thickness and the aligned fibers during the special baking process.

Die erfindungsgemäßen Formkörper bestehen aus mindestens 2 festen Werkstoffkomponenten der Faser-Schaumstruktur und eines im unverarbeiteten Zustand flüssigen bis pastösen Substanzgemisches entgegengesetzt aufgebauter Substanzen, wie bspw. Leimungsmittel der Papierindustrie und Metallseifen bis zu PVDC mit kristalliner Endstruktur. Dieses Gemisch ist vorzugsweise bei inerter Versiegelung in der Wandstruktur mit Oberflächenorientierung ausgeprägt und kann sowohl dichtend als auch versiegelnd wirken. Die inerte Versiegelung der Backmasse aus Stärke, Faseranteil und Hydrophobierungsmittel als wichtigste Komponenten ergibt innerhalb der Backkörper eine anteilige Feuchteresistenz und an der Oberfläche eine stärkere Feuchteresistenz durch Verdichtungs- und Konzentrationserscheinungen. Die Siegelschicht/der siegelnde Werkstoff werden später aufgetragen. Als Versiegelungs- und/oder Klebematerial zwischen Körper und Verschlussfolie/Verschlusselement können bekannte Materialien zum Einsatz kommen, bspw. PVCD-Werkstoff oder ein thermoplastischer Kleber. Die Werkstoffe können zum einen inert zur Feuchteresistenz verwendet werden, zum anderen sich an der Aussenhaut befinden, wodurch diese im Klebebereich quasi "vorversiegelt" im Sinne des Vorhandenseins einer ersten Haut von Vorsiegel-/Vorklebematerial werden. Die Verbindung erfolgt mittels üblicher Verschliess- und/oder Siegelmaschinen. Dieses Siegelmaterial wird auf die Randzone des Grundkörpers aufgetragen als kraftschlüssiges Klebematerial bspw. für die Deckelbefestigung für Joghurtbecher. Der Arbeitsgang "Versiegelung" erfolgt nach dem Füllen des Grundkörpers, bspw. der Becher, in einer separaten Versiegelungsmaschine.The moldings according to the invention consist of at least 2 solid Material components of the fiber foam structure and one in unprocessed state liquid to pasty mixture of substances oppositely structured substances, such as Paper industry and metal soaps up to PVDC with crystalline Final structure. This mixture is preferably in with inert sealing of the wall structure with surface orientation and can act both sealing and sealing. The inert seal of the Baking compound made from starch, fiber and hydrophobizing agent most important components result in a proportionate within the baking body Moisture resistance and greater moisture resistance on the surface through signs of compression and concentration. The Sealing layer / the sealing material will be applied later. As Sealing and / or adhesive material between the body and Closure film / closure element can known materials for Use, for example. PVCD material or a thermoplastic Glue. On the one hand, the materials can be inert to moisture resistance are used, on the other hand, are on the outer skin, whereby this "pre-sealed" in the sense of " Presence of a first skin of pre-seal / pre-stick material become. The connection is made by means of conventional closing and / or Sealing machines. This sealing material is applied to the edge zone of the Base body applied as a frictional adhesive material, for example the lid attachment for yogurt cups. The operation "Sealing" takes place after the base body, for example the Cup, in a separate sealing machine.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gefertigten Formkörper besitzen einen festigkeits- und elastizitätserhöhten Randbereich, der inert versiegelt ist, zur Aufnahme eines den Formkörper verschließenden biologisch abbaubaren bzw. rezykelbaren Verschlusselements durch dazwischen angeordnete rezykel- und/oder verrottbare Siegelwerkstoffe und/oder sich beidseitig ergebenden Formschlüsse.The molded articles produced by the process according to the invention have an edge area that is increased in strength and elasticity and is inert  is sealed, for receiving a closing the molded body biodegradable or recyclable closure element intermediate recyclable and / or rotten sealing materials and / or form-locking that results on both sides.

Die in Fig. 1 dargestellte oberflächenverdichtete und hydrophobierte Außenschicht 2 bzw. 3 des Formkörpers 1 ist dem Nutzraum 6 zugewandt und bildet im Außenrand des Formkörpers 8 die Auflagefläche für die Siegelschicht und -zone 4 und das Verschlusselement 5. Es ist möglich, das Verschlusselement adäquat auf bzw. an dem Formkörper 1 aufzubauen und zu produzieren, so dass die biologische Abbaubarkeit vollständig gewährleistet ist. Des Weiteren ist es möglich, als Verschlusselement zum Formkörper einen Formschluss zu bilden oder einseitig ein Klappscharnier einzusiegeln. Folien aus rezykelbaren Werkstoffen, wie Alu-Legierung, PE, PLA, Folien oder Verbundpapiere sind ebenfalls als Verschlusselement 5 einsetzbar.The illustrated in Fig. 1 and hydrophobicized surface densified outer layer 2 and 3 of the molded body 1 facing the useful space 6 and forms the outer edge of the molded body 8, the bearing surface for the sealing layer and zone 4 and the closure member 5. It is possible to adequately build and produce the closure element on or on the molded body 1 , so that the biodegradability is fully guaranteed. Furthermore, it is possible to form a positive connection as a closure element to the molded body or to seal in a folding hinge on one side. Films made from recyclable materials such as aluminum alloy, PE, PLA, films or composite papers can also be used as closure element 5 .

In Fig. 2 ist deutlich die radial abnehmende Wandstärke des Formkörpers 1 zu erkennen. Im Diagramm wird deutlich die Erhöhung von spezifischer Festigkeit und Elastizität im Aussenrand 8 des Formkörpers 1 dargestellt.The radially decreasing wall thickness of the molded body 1 can be clearly seen in FIG. 2. The diagram clearly shows the increase in specific strength and elasticity in the outer edge 8 of the molded body 1 .

Die Fig. 3 zeigt bezogen auf das geschnittene Halbprofil des Formkörpers die Oberflächendichte und das Wasseraulhahmevermögen bei inertem Einsatz eines Hydrophobierungs- und/oder Oleophobierungsmittels bzw. eines Substanzgemisches (Kurvenschar I) und die verstärkende Wirkung einer Injektion oben genannter Mittel in der zweiten Backphase (Kurvenschar II). Fig. 3 shows in relation to the cut half-profile of the shaped body, the surface density and the Wasseraulhahmevermögen in inert use of a water repellent and / or Oleophobierungsmittels or a substance mixture (curves I) and the reinforcing effect of an injection the above-mentioned means in the second baking phase (curves II).

Fig. 4 zeigt eine zweiteilige Form 9 für die Herstellung einer Schale, wobei ein Formteil (unteres, oberes möglich) das Injektionssystem 10 mit vorgeordneter Vorverdampfungskammer aufweist, welches in der zweiten Backphase verwendet wird. FIG. 4 shows a two-part mold 9 for the production of a shell, a molded part (lower, upper possible) having the injection system 10 with a pre-evaporation chamber, which is used in the second baking phase.

Aus Fig. 5 ist ersichtlich, wie die Dampfdruckentwicklung über den Zeitraum der Backzeit innerhalb der zwei(drei)-teiligen Form verläuft (Kurve A). In der zweiten Backphase kann eine Zugabe eines Injektionsmittels, bspw. eines vorverdampfenden Hydrophobierungsmittels, erfolgen. Zeitdauer der Injektion und Menge bestimmen den Verlauf einer zusätzlichen Dampfdruckerhöhung (Kurve B). Dies bringt den Vorteil verbesserter Hydrophobierung bei beliebiger Körpergeometrie.From Fig. 5 it can be seen how the steam pressure development over the period of the baking time within the two (three) part form (curve A). In the second baking phase, an injection agent, for example a pre-evaporating hydrophobizing agent, can be added. The duration of the injection and the amount determine the course of an additional increase in vapor pressure (curve B). This has the advantage of improved hydrophobization with any body geometry.

Der Aufbau von Formkörpern mit sandwichartigem Aufbau und die geometrisch strukturierte Oberfläche ist Fig. 6 für das Beispiel eines dreidimensionalen Verpackungselements zu entnehmen. Der Kern 11 besteht aus strukturiertem Stärke-Faser-Schaum mit Lufteinschlüssen 12. Die Geometrie ist schon grob der Aussenkontur des zu schützenden oder zu verpackenden Produktes 13 angepasst. Der Kern 11 wird entsprechend der Schutzansprüche des zu verpackenden Gutes dimensioniert in Form, Dicke, aber auch Struktur und Zusammensetzung des Stärke-Faser- Luftanteiles.The structure of shaped bodies with a sandwich-like structure and the geometrically structured surface can be seen in FIG. 6 for the example of a three-dimensional packaging element. The core 11 consists of structured starch-fiber foam with air inclusions 12 . The geometry is already roughly adapted to the outer contour of the product 13 to be protected or packaged. The core 11 is dimensioned in accordance with the protection requirements of the goods to be packaged in terms of shape, thickness, but also structure and composition of the starch-fiber-air component.

Der nach Backtechnologie hergestellte Kern 11 wird im Spritzgusswerkzeug der Spritzgussmaschine eingelegt. Dann erfolgt mittels Spritzguss die Ausbildung der Umhüllung 14, so dass der Kern 11 vollständig umhüllt ist und die Feingeometrie der Aussenkontur 15 der Umhüllung 14 ausgebildet ist. Für den Spritzgussvorgang wird vornehmlich biologisch abbaubarer Kunststoff eingesetzt. Es ist jedoch auch möglich, die Umhüllung in einem zweiten Backprozess zu erzeugen. In diesem Falle wird als Werkstoff ein spezielles Stärke-Fasergemisch mit inerter Hydrophobierung eingesetzt.The core 11 produced according to baking technology is inserted into the injection molding tool of the injection molding machine. Then the casing 14 is formed by means of injection molding, so that the core 11 is completely covered and the fine geometry of the outer contour 15 of the casing 14 is formed. Biodegradable plastic is primarily used for the injection molding process. However, it is also possible to produce the covering in a second baking process. In this case, a special starch-fiber mixture with inert hydrophobization is used as the material.

In Fig. 7 ist das typische Kraft-Weg-Diagramm vorgenannter Konstruktion dargestellt. Bei Belastung, z. B. Stoß, übernimmt der Kern 11 mit seinen Lufteinschlüssen 12 die Energieabsorption durch Verformung und Elastizität. Vorteilhaft ist, dass für die Stoß­ energieabsorption der als Polster wirkende Kern 11 eine Umverteilung der Stoßenergie auf den gesamten Kernkörper vornehmen kann. Durch die Lufteinschlüsse kommt es zur Rückstellung in die Ursprungsgeometrie, was in der Hysterese sichtbar wird. Die Wirkungen der Umhüllung für derartige Belastungen sind im oberen Teil des Diagramms abzulesen. Auch hier wirkt die Aufnahme weiterer Kräfte. Je nach Dimensionierung von Kern 11, Umhüllung 14, Außenkontur sowie die Auswahl eingesetzter Werkstoffe ist das gewünschte Kraft-Weg-Diagramm modellierbar. In Fig. 7, the typical force-path diagram is shown of the aforementioned construction. When loaded, e.g. B. shock, the core 11 with its air pockets 12 takes over the energy absorption by deformation and elasticity. It is advantageous that the core 11, which acts as a cushion, can redistribute the impact energy to the entire core body for the shock energy absorption. The air pockets lead to a return to the original geometry, which is visible in the hysteresis. The effects of the casing for such loads can be read in the upper part of the diagram. The absorption of additional forces also has an effect here. Depending on the dimensioning of core 11 , covering 14 , outer contour and the choice of materials used, the desired force-displacement diagram can be modeled.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Formkörper
moldings

22

oberflächenverdichtete, hydrophobierte Außenschicht
surface-densified, hydrophobic outer layer

44

Siegelschicht, Siegelzone
Sealing layer, sealing zone

55

Verschlusselement
closure element

66

Nutzraum
utility space

77

Außenrand des Formkörpers
Outside edge of the molded body

99

Zweiteilige Form zur Schalenherstellung
Two-part mold for shell production

1010

Injektionssystem in der Form
Injection system in the form

1111

Kern des Verpackungselementes
Core of the packaging element

1212

Lufteinschlüsse in (Air pockets in (

1111

)
)

1313

Außenkontur des zu verpackenden Produktes
Outer contour of the product to be packaged

1414

Umhüllung des Kernes (Wrapping the core (

1111

)
)

1515

Außenkontur der Umhüllung (Outer contour of the casing (

1414

)
I, II Kurvenscharen zu Wasseraufnahmevermögen und Oberflächendichte bei Herstellung des Formkörpers mit bzw. ohne Injektion von Hydrophobierungs- bzw. Oleophobierungsmittel
)
I, II families of curves on water absorption capacity and surface density when producing the shaped body with or without injection of hydrophobizing or oleophobicizing agent

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung von biologisch abbaubaren Verpackungen und Formkörpern bei dem ein Substanzgemisch aus Stärke, Wasser, Trenn- und Verdickungsmittel, natürlichen Faserstoffen und natürlichen Füllmitteln druckthermisch verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Substanzgemisch um einen, in eine mit einer Vorverdampferkammer versehene mehrteilige Backform eingelegten Kern gefüllt, in einem ersten Backschritt bei einer Temperatur von ca. 200°C für etwa 2 bis 6 Minuten gebacken wird, danach ein flüssiges bzw. pastöses Medium in die Vorverdampferkammer injiziert und der sich bildende Mediumsdampf über einen Zeitraum von mehreren Sekunden zentral in das vorgebackene Substanzgemisch eingeblasen wird, sich danach ein zweiter Backschritt bei einer Temperatur von ca. 200°C für etwa 2 bis 15 Minuten anschliesst und die nach dem zweiten Backschritt gewonnenen Formkörper aus der Backform entnommen werden.1. A process for the production of biodegradable packaging and moldings in which a mixture of starch, water, separating and thickening agents, natural fibers and natural fillers is thermally bonded, characterized in that the mixture of substances by one, in a multi-part provided with a pre-evaporator chamber Baking mold filled core, baked in a first baking step at a temperature of approx. 200 ° C for about 2 to 6 minutes, then a liquid or pasty medium is injected into the pre-evaporator chamber and the medium vapor that forms is central for a period of several seconds is blown into the pre-baked mixture of substances, followed by a second baking step at a temperature of approx. 200 ° C. for about 2 to 15 minutes and the moldings obtained after the second baking step are removed from the baking mold. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Substanzgemisch bestehend aus 45-60% Wasser, 25-35% Stärke, 1-15% Trennmittel, 2-4% Verdickungsmittel, 12-25% Faserstoffe und zugeschlagenen Füllmittel verwendet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that a Substance mixture consisting of 45-60% water, 25-35% starch, 1-15% release agent, 2-4% thickener, 12-25% Fibers and added filler is used. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Trennmittel Stearate und/oder Wachse verwendet wird.3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that stearates and / or waxes are used as release agents. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Verdickungsmittel Xanthane und/oder vorverkleisterte Stärke verwendet wird.4. The method according to claims 1 and 2, characterized in that as a thickener xanthans and / or pre-gelatinized starch is used. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Faserstoffe Papier und/oder Papierfasern und/oder Zellulosen und/oder Pflanzenfasern verwendet werden. 5. The method according to claims 1 and 2, characterized in that as fibrous paper and / or paper fibers and / or celluloses and / or vegetable fibers can be used.   6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als injiziertes Medium ein Hydrophobisierungsmittel verwendet wird.6. The method according to claim 1, characterized in that as injected medium a hydrophobizing agent is used. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Hydrophobisierungsmittel acetylierte Stärken und/oder acetylierte Zellulosen und/oder vorvernetzte Stärken verwendet werden.7. The method according to claim 6, characterized in that as Hydrophobizing agents acetylated starches and / or acetylated Celluloses and / or pre-crosslinked starches can be used. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper mit einem biologisch abbaubaren Polymer versiegelt wird.8. The method according to claim 1, characterized in that the Molded body is sealed with a biodegradable polymer. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als biologisch abbaubares Polymer Polylactide und/oder Stärkederivate und/oder Zellulosederivate und/oder PVDC verwendet werden.9. The method according to claim 8, characterized in that as biodegradable polymer polylactide and / or starch derivatives and / or cellulose derivatives and / or PVDC can be used. 10. Verfähren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verschlusselement im Versiegelungsmaterial eingebettet wird.10. The method according to claim 8, characterized in that a Closure element is embedded in the sealing material.
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