JPH08500547A - 硬化デンプン発泡体をベースにした生分解性積層複合材料およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 硬化したデンプンをベースにした生分解可能な積層複合材料およびその製造方法が提供される。製造の間にデンプン発泡体を更なる材料よりなる付加的な層と同時に結合させる。本発明の利点は、簡単で低コストの製造方法および複合材料の多用途である。

Description

【発明の詳細な説明】 硬化デンプン発泡体をベースにした生分解性積層複合材料およびその製造方法 本発明は、硬化デンプン発泡体をベースにした生分解性積層複合材料およびそ の製造方法に関する。 そのような複合材料は包装材料、例えば保温、保冷、遮音または衝撃吸収用の 構造材料として使用できる。 特に食品用の、ポリスチレンから作った従来の発泡体包装材料（スチロフォー ム）は、特にその廃棄に関して問題がある。そのようなプラスチックは事実上腐 朽せず、分類後にリサイクルできるのみである。 公知の方法においてデンプン懸濁液をプラスチックの代わりに用いている。液 体部分は、一度加熱したダイ中に導入されると蒸発し、サスペンジョンを発泡ま た膨張させる。その材料は、水蒸気が逃げる間、乾燥および硬化のため個々の滞 留時間の間金型中に留る。次に脱金型し、発泡体製品を突出す。かく製造した発 泡体製品は腐朽し、リサイクル可能である。さらにそれらは衝撃吸収性と共に保 冷性および保温性を有する。しかしそれらは、重く、またはかなり厚い壁を有し ない限り、比較的低強度を示すという欠点を有する。さらにそれらはその多孔性 表面のためある用途には有用でない。特にそれらに印刷するのが困難である。 対照的に、本発明の目的は、高強度、簡単なそして低コストな製造方法および 多くの用途により特徴づけられる、生分解性の積層複合材料を提供することであ る。 この目的は請求の範囲に示される特徴を賦与することにより達成される。 目的達成において、本発明はデンプンを発泡させ、硬化させて層を形成させ、 同時にその層を、更なる積層材料よりなる他の層と結合させて、積層された複合 材料を得るというコンセプトに基づいている。該更なる積層材料はデンプン発泡 体に統合され、および／または片側または両側で発泡体に隣接して位置し、支持 体、また基材として働くことができる。 本発明は以下の特徴を有する。 デンプンをさらなる添加剤なしに用いることができる。様々な材料をデンプン 発泡体と結合させて、積層複合材料を形成できる。特にその積層複合材料はその 積層材料のため印刷または染色するのが容易である。積層複合材料は機械的に安 定であり、硬化したデンプン発泡体の多孔性により、優れた遮音性、断熱性、電 気絶縁性を示す。さらにそれは衝撃吸収にも有効である。その積層複合材料はパ ブリシティ目的のための印刷可能であり、甘味物に要求される衝撃吸収および断 熱性を保証するので、本発明は甘味物用包装材料として最も有利に用いることが できる。 本発明を以下に更に説明する。 本発明の積層複合材料は、少なくともさらなる材料と結合せた少なくとも一層 好ましくは該さらなる材料はデンプン発泡体で好ましくは片側被覆される平たい 材料である。 本発明の方法は、天然のおよび／または改質デンプンを含むデンプン懸濁液を ベースにする。天然デンプンは天然またはハイブリッドの形のどのような源もの であってよく、例えばバレイショ、カサバ、米、とうもろこし、ワックスコーン 、高アミロース含量のとうもろこし、小麦などの穀物およびそれからの画分、大 麦またはもろこしに由来する。改質デンプンは物理的、および／または化学的に 製造されたデンプン誘導体である。食品と相溶性のある染料と混合したデンプン 懸濁液が好ましい。 更に、更なる積層材料を本発明の方法では用い、該材料は好ましくは紙、板紙 、ボール紙、織物、木材の張り板、皮革、人工皮革、合成、生体高分子および金 属材料からのフイルム、および上述材料の組合せを含んでなる。好ましくは該更 なる積層材料は平らな材料である。包装などの積層複合材料の最終的な形により 積層材料は決定され、ブランクとしてまたは予備成型状態で金型に導入され得る 。これはデンプン懸濁液を加える少し前に好ましくは行う。 デンプン懸濁液を注入によってダイ中に測定した量好ましくは導入する。加熱 した金型中においては懸濁液は蒸発の後に発泡し、キャビティを充たす。その時 間の間、および乾燥および化学物理的な硬化工程の間に、デンプンはさらなる積 層材料と結合し、製品を形成し、積層複合材料として金型から後に取り出す。こ れらの工程はダイ中の内圧を増加させることにより促進され、好ましくは圧力お よび温度をコントロールしながら行う。 本方法を適当に行う場合、比較的高い成形温度が更なる積層材料に影響しない ことは驚くべきことである。これはまた、ダイへの導入およびその後の変形に先 だって、さらなるラミネート材料、特に紙、板紙またはボール紙に印刷すること を可能にする。特にデンプン懸濁液を更なる積層材料に片側貼り付けるなら、そ の印刷は金型からの脱離により積層複合材料の一方の側に現れる。デンプン懸濁 液の片側貼付の場合には、包装の外側で食品と接触しないリサイクルされるボー ル紙材料を食品の包装に用いることができる。 数個の印刷可能な滑ら表面を得るため、および強度を高めるために、更なる積 層材料よりなる多数の層をダイ中に導入し得る。この場合デンプン懸濁液は、該 更なる積層材料の層の間に主に導入される。 ダイを適当にデザインすることにより、構造物を開口部、キャビティ、ウェブ またはリブ等の積層複合材料に成形できる。これは包装および強度の理由に有意 義であるかも知れない。ダイからの除去の後その材料を、変形、押印、パンチン グおよび／またフォーメーティングにより更に加工し得る。 本発明の方法の好ましい利用は包装材料の製造である。この場合更なる積層材 料を包装用シェルに予備成形してもよい。 更なる積層材料とデンプン発泡体を結合することは、その個々の成分、または 密接な結合のないそれらの付加より大きい強度を有する完成物品をもたらす。積 層された複合材料は小さい比重および比較的薄い壁を有する。更にそれは従来の プラスチックに比べ相当改良された保冷および保温性並びに耐衝撃性を有し、帯 電防止性である。 例えば平たい材料およびデンプン発泡体の結合には、熱いまたは冷たい接着剤 またはプラスチック等の添加物を必要としない。結果として積層複合材料は、生 分解可能であり堆肥化可能であることに加えて容易にリサイクルできる。なぜな らそれは単一材料としておよび非常に低コストで処分できるからである。特に紙 、 板紙またはボール紙が平らな材料として用いられるなら、積層複合材料は紙、板 紙または板紙製造においてリサイクルできる。 本発明の積層複合材料の性質は包装以外の多くの利用を可能にする。例えばそ の材料は絶縁（insulation）目的で建築、エレクトロニクスおよび自動車製造に 用いることができる。更に、短い寿命のためリサイクル可能でなければなら家具 などかなり大きい安定性を有するファッション物品にも用い得る。 実施例を用いて本発明の方法を以下により詳細に説明する。 連続的な方法では、液体および固体のアジュバントを自動的に計量し、均一化 段階で細く分散し、反応させてデンプン懸濁液を作る。バレイショデンプン、と うもろこし膨潤デンプンおよび水が懸濁液中で１００：５．２：１０６の重量比 で存在する。 更に、ワッフル焼き型と類似の構成を有し、包装シャーレ（schale）の形の鋳 鉄製の金型を含んでなる、温度および圧力をコントロールした発泡成形装置を２ ２０℃に加熱する。成形装置のダイは２つの部分からなる。予備成形したシャー レを下の金型部分中に平たいボール紙材料として置く。次に２１．５ｇのデンプ ン懸濁液をシャーレに注ぎ、二つの部分のダイを閉じる。デンプン懸濁液を発泡 させ、乾燥させ、硬化させ、それによってボール紙のシャーレと固く結合させる 。約７０秒の滞留時間の後に、積層複合材料の形の完成した包装シャーレを取り 除く。 発泡成形装置は板様積層複合材料のための多数の表面構造物の製造のために再 配置できる。これは単に鋳鉄でできた金型の置換を必要とするだけである。かく して小さい製品の（例えばスクリューまたは小さい家庭用品）仕分け物を貯蔵す るための、或いは感圧性で腐敗しやすい食品（例えばチョコレートまたは卵）を 貯蔵するための容器用の様々な仕分け装置（Sortiereinsatz）を例えば製造でき る。 シェルは１９０kg／m³の比重量を有し、優れた包装性を有する。それは高強度 および低重量を合わせ持ち、保冷、保温、衝撃吸収および帯電防止性を有する。 それは容易に生分解可能であり堆肥化可能であると共に紙産業において優れてリ サイクル可能である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＣＡ，ＪＰ，ＵＳ (72)発明者 ポメランツ、ヴィンフリート ドイツ連邦共和国 デー―32130 エンガ ー、エルンテヴェーク ８番 (72)発明者 ホイヤー、ヨーアヒム ドイツ連邦共和国 デー―47559 クラネ ンブルク、メーゲルカンプ 47番 (72)発明者 クレンケ、クルト ドイツ連邦共和国 デー―47533 クレー ヴェ、シュテッヒバーン 63番 (72)発明者 シュミット、ハラルト ドイツ連邦共和国 デー―46446 エメリ ッヒ、コッペルヴェーク 13番

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも一つの発泡体層および少なくとも一つの付加的な材料層を含ん でなる積層複合材料であって、発泡材料は硬化デンプン発泡体であり、それらの 層は結合剤なしにその場で結合されることを特徴とする複合材料。 ２．デンプン発泡体が天然デンプンを含むことを特徴とする請求の範囲第１項 に記載の複合材料。 ３．デンプン発泡体が改質デンプンを含むことを特徴とする請求の範囲第１項 または第２項に記載の複合材料。 ４．デンプン発泡体が染色されていることを特徴とする請求の範囲第１〜３項 のいずれかに記載の複合材料。 ５．デンプン発泡体が繊維および／またはフィラーを含むことを特徴とする請 求の範囲第１〜４項のいずれかに記載の複合材料。 ６．付加的な層が、紙、板紙、ボール紙、天然および／または合成繊維からの 、ガラスおよび／またはセラミック繊維および／または混合布帛からの織物、木 材張り板、皮革、人工皮革、合成、生体高分子および金属材料からのシート、複 合材料の製造においてその場で製造される合成および／または生体高分子材料か らのフイルム、および上述の材料の組合せから作られることを特徴とする請求の 範囲第１〜５項のいずれかに記載の複合材料。 ７．付加的な層がデンプン発泡体と片側で結合されていることを特徴とする請 求の範囲第１〜６項のいずれかに記載の複合材料。 ８．付加的な層が印刷されており、或いは印刷可能であることを特徴とする請 求の範囲第１〜７項のいずれかに記載の複合材料。 ９．付加的な層が複数の層より構成されていることを特徴とする請求の範囲第 １〜８項のいずれかに記載の複合材料。 10．デンプン発泡体が複数の層の間に位置していることを特徴とする請求の範 囲第９項に記載の複合材料。 11．複合材料が穴を有する板に形成されている請求の範囲第１〜１０項のいず れかに記載の複合材料。 12．板にプレスされた穴が積み重ねた板の間に中空のスペースを形成すること を特徴とする請求の範囲第１１項に記載の複合材料。 13．特に甘味物包装に用いるための、請求の範囲第１〜１２項のいずれかに記 載の積層複合材料を含んでなる包装用材料。 14．以下の工程： a．デンプン懸濁液および少なくとも一つの更なる積層材料をダイに導入し、 b．デンプン発泡体を硬化させ、同時にそれを更なる積層材料と結合させて、 積層複合材料を形成させ、そして c．該積層複合材料を金型から取り除く、 を含んでなる請求の範囲第１〜１２項のいずれかに記載の積層複合材料の製造方 法。 15．ダイを工程aの前に加熱することを特徴とする請求の範囲第１４項に記載 の方法。 16．デンプン水性懸濁液を工程aにおいて加えることを特徴とする請求の範囲 第１４項または第１５項に記載の方法。 17．染色したデンプン懸濁液を工程aにおいて加えること特徴とする請求の範 囲第１４〜１６項のいずれかに記載の方法。 18．デンプン懸濁液を工程aにおいて注入すること特徴とする請求の範囲第１ ４〜１７項のいずれかに記載の方法。 19．デンプン懸濁液を工程aにおいて圧力発泡させることを特徴とする請求の 範囲第１４〜１８項のいずれかに記載の方法。 20．更なる材料を工程aにおいてデンプン懸濁液の前に加えることを特徴とす る請求の範囲第１４〜１９項のいずれかに記載の方法。 21．更なる材料を液体および／または固体粉末材料として加え、層を工程aで 製造し、デンプン発泡体と結合させたその層が積層複合材料を形成することを特 徴とする請求の範囲第１４〜２０項のいずれかに記載の方法。 22．更なる材料を先ず予備成形し、次に工程aに導入することを特徴とする請 求の範囲第１４〜２１項のいずれかに記載の方法。 23．更なる材料をシャーレに予備成形することを特徴とする請求の範囲第２２ 項に記載の方法。 24．２０〜４５％の粒状デンプン、０〜１０％の膨潤デンプンおよび水を含ん でなるデンプン懸濁液を工程aで加え、ダイを１８０〜２７０℃、好ましくは２ ００〜２５０℃の温度に加熱し、工程cは３０〜９０秒後、好ましくは４５〜７ ５秒後に行うことを特徴とする請求の範囲第１４〜２３項のいずれかに記載の方 法。 25．包装商品、特にチョコレート用容器の仕分け装置として、折りたたみ可能 な箱として若しくは輸送損傷を避けるための詰物として、凍結製品の断熱包装と して、または冷たい、そして熱い飲物用コップとしての請求の範囲第１〜１２項 のいずれかに記載の複合材料の使用。