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Biologisch abbaubare Formmassen mit hoher Steifigkeit und guter Fließfähigkeit - Dokument DE10027906A1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE10027906A1 13.12.2001
Titel Biologisch abbaubare Formmassen mit hoher Steifigkeit und guter Fließfähigkeit
Anmelder Bayer AG, 51373 Leverkusen, DE
Erfinder Voigt, Michael, Dr., 47239 Duisburg, DE;
Timmermann, Ralf, Dr., 47800 Krefeld, DE;
Jeschke, Kurt, 40597 Düsseldorf, DE
DE-Anmeldedatum 06.06.2000
DE-Aktenzeichen 10027906
Offenlegungstag 13.12.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.12.2001
IPC-Hauptklasse C08L 75/06
IPC-Nebenklasse C08L 77/12   C08J 5/04   C08L 1/00   C08L 3/04   C08J 5/18   B29B 7/90   
IPC additional class // B65D 65/46  
Zusammenfassung Die vorliegende Erfindung betrifft biologisch abbaubare Formmassen mit hoher Steifigkeit und guter Fließfähigkeit, basierend auf nachwachsenden Rohstoffen sowie deren Herstellung und Verwendung.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft biologisch abbaubare Formmassen mit hoher Steifigkeit und guter Fließfähigkeit basierend auf nachwachsenden Rohstoffen sowie deren Herstellung und Verwendung.

Biologisch abbaubare Kunststoffe sind bereits in einer großen Vielfalt bekannt. Es gibt sowohl Ansätze, die auf nachwachsenden Rohstoffen (WO-A 9407940, WO-A 9923161, JP-A 07206773) basieren als auch Ansätze, die auf synthetischen Rohstoffen (WO-A 9615173, WO-A 9615174, WO-A 9615175, WO-A 9615176, EP-A 569153, WO-A 0209654, EP-A 641817) der Petrochemie aufbauen.

In der Regel werden die Matrixmaterialien, wie auch im Bereich herkömmlicher thermoplastischer Kunststoffe üblich (siehe beispielsweise Römpp Lexikon Chemie Version 1.5, CDROM-Ausgabe, Georg Thieme Verlag, Stuttgart (1998), Stichworte "Kunststoffe", "Füllen u. Verstärken"), durch Zusatz von Füllstoffen und Additiven in ihren Eigenschaften modifiziert. Für die Modifizierung biologisch abbaubarer Matrixmaterialien ist dabei die biologische Abbaubarkeit, wie sie bei den meisten nachwachsenden Rohstoffen gegeben ist, bzw. die Unbedenklichkeit im Sinne von inertem Verhalten in der Natur, wie es für die meisten mineralischen Füllstoffe typisch ist, ein besonderes wichtiger Aspekt bei der Auswahl der geeigneten Komponenten.

Außer der ökologischen Forderung nach vollständiger biologischer Abbaubarkeit im Sinne der DIN V 54900 werden insbesondere von den Verarbeitern dieser biologisch abbaubaren Werkstoffe die gleichen Anforderungen gestellt wie an herkömmliche, nicht biologisch abbaubare Thermoplasten. Insbesondere die Forderung nach hochsteifen Materialien und guter Fließfähigkeit, die zum überwiegenden Teil aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen, kann von den bisherigen allgemeinen Lösungen, wie sie beispielsweise in der EP-A 765911 beschrieben sind, nicht erfüllt werden.

Aufgabe war es daher ein biologisch abbaubares Material zur Verfügung zu stellen, das entsprechende Eigenschaften aufweist.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass bei Verwendung von Fasern natürlicher Herkunft gerade die geschnittenen oder gemahlenen Fasern mit einer Länge unter 1 mm in großen Anteilen in ein biologisch abbaubares Matrixpolymer synthetischer oder natürlicher Herkunft eingearbeitet werden können. Durch Verwendung von Fasern mit einer Länge < 1 mm wird die kontinuierliche Compoundierung auf Zwei-Schnecken-Knetern möglich, was bei der Verwendung von Kardenbändern oder Langfasern mit Faserlängen, die 20 mm und mehr betragen können nicht möglich ist. Zusätzlich wird durch die Verwendung von niedrigviskosen Matrixpolymeren eine exzellente Anbindung der eingearbeiteten Naturstoffe unter Erhalt der guten Fließfähigkeit des Materialverbundes gewährleistet. Verfilzungen, die beispielsweise bei der Verwendung von Fasern mit einer Länge > 1 mm häufig den Herstellprozess des Compounds selbst sowie dessen Verarbeitung im Spritzguss oder im Extrusionsverfahren empfindlich stören, werden durch die Verwendung von Mahlfasern mit Kantenlängen < 1 mm vermieden.

In diesem Punkt unterscheiden sich die Lösungsansätze für die Einarbeitung von Glasfasern und Naturfasern in Thermoplaste grundlegend. Während die Glasfaser im Compoundierschritt leicht gebrochen wird (was beim Einsatz langer Fasern in der Regel gerade vermieden werden soll, sich aber in Summe durch die mechanische Zerstörung von Agglomeraten und Faserbüscheln günstig auf den Prozess auswirkt), werden die Naturfasern im Compoundierschritt nur in untergeordnetem Maße zerkleinert, so dass die langen Fasern eher erhalten bleiben und häufig durch Verfilzung und Bildung von Agglomeraten die Extrusion behindern. Des weiteren bereitet die Dosierung langer Naturfasern aufgrund ihrer Oberflächenrauhigkeiten und spleißenden an der Oberfläche liegenden Fasersträngen, die Verhakungen begünstigen, große Schwierigkeiten. Dosierschwankungen und die damit verbundene Uneinheitlichkeit des Produktes sind mit Naturfasern, die länger als 1 mm sind, unvermeidlich.

Zusätzlich spielt die Anbindung der Polymerphase bzw. die Affinität von Matrix und Füllstoff eine entscheidende Rolle für das Fließverhalten und die mechanischen Eigenschaften des Verbundes. Die Vielzahl der verfügbaren Pflanzenfasern, wie z. B. Hanf, Jute, Kokos, Ramie, Sisal, Flachs, Brennnessel, mit ihren jeweils unterschiedlichen entweder naturbelassenen oder durch gezielten Aufschluss im Herstellungsprozess modifizierten Oberflächen bietet dabei die Möglichkeit der gezielten Eigenschaftseinstellung des Compounds, so dass der Auswahl des richtigen nachwachsenden Rohstoffes bzw. nativen Mahlgutes und der Auffindung von geeigneten Kombinationen eine besondere Bedeutung zukommt.

Gegenstand der Anmeldung sind biologisch abbaubare Formmassen bestehend aus 1 bis 100 Gew.-Teilen eines oder mehrerer biologisch abbaubarer Polymere (A) und 0,1 bis 90 Gew.-Teilen, bevorzugt 10 bis 70 Gew.-Teilen und besonders bevorzugt 40 bis 65 Gew.-Teilen eines oder mehrerer Verstärkungsstoffe natürlichen Ursprunges (B), deren Faserlänge eine Länge von unter 1 mm aufweist und 0 bis 10 Gew.-Teilen Hilfsstoffe, die sowohl mineralischer als auch organischer Natur und sowohl synthetischer als natürlicher Herkunft (C) sein können.

Die Matrix-Komponente (A) ist ein biologisch abbaubares Polymer, das sowohl natürlicher als auch synthetischer Herkunft sein kann; bevorzugt sind:

Aliphatische oder teilaromatische Polyester aus

  • a) aliphatischen bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt linearen C2 bis C10 -Dialkoholen wie beispielsweise Ethandiol, Butandiol, Hexandiol oder besonders bevorzugt Butandiol und/oder gegebenenfalls cycloaliphatischen bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt mit 5 oder 6 C-Atomen im cycloaliphatischen Ring, wie beispielsweise Cyclohexandimethanol, und/oder teilweise oder vollständig statt der Diole monomere oder oligomere Polyole auf Basis Ethylenglykol, Propylenglykol, Tetrahydrofuran oder Copolymere daraus mit Molekulargewichten bis 4000, bevorzugt bis 1000, und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt C3-C12-Alkyldiolen, wie beispielsweise Neopentylglykol, und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Alkoholen wie beispielsweise 1,2,3-Propantriol oder Trimethylolpropan sowie aus aliphatischen bifunktionellen Säuren, vorzugsweise C2-C12-Alkyldicarbonsäuren, wie beispielsweise und bevorzugt Bernsteinsäure, Adipinsäure und/oder gegebenenfalls aromatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsäure und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Säuren wie beispielsweise Trimellitsäure oder
  • b) aus säure- und alkoholfunktionalisierten Bausteinen, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette beispielsweise Hydroxybuttersäure, Hydroxyvaleriansäure, Milchsäure, oder deren Derivaten, beispielsweise ε-Caprolacton oder Dilactid,
oder einer Mischung und/oder einem Copolymer aus a und b,

wobei die aromatischen Säuren nicht mehr als 50 Gew.-% Anteil, bezogen auf alle Säuren, ausmachen.

Aliphatische oder teilaromatische Polyesterurethane aus

  • a) aliphatischen bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt linearen C2 bis C10 -Dialkoholen wie beispielsweise Ethandiol, Butandiol, Hexandiol, besonders bevorzugt Butandiol und/oder gegebenenfalls cycloaliphatischen bifunktionellen Alkoholen, vorzugsweise mit C5- oder C6-cycloaliphatischem Ring, wie beispielsweise Cyclohexandimethanol, und/oder teilweise oder vollständig statt der Diole monomere oder oligomere Polyole auf Basis Ethylenglykol, Propylenglykol, Tetrahydrofuran oder Copolymere daraus mit Molekulargewichten bis 4000, bevorzugt bis 1000, und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen Alkoholen, vorzugsweise C3-C12-Alkyldiolen, wie beispielsweise Neopentylglykol, und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Alkoholen, vorzugsweise C3-C12-Alkylpolyolen, wie beispielsweise 1,2,3-Propantriol oder Trimethylolpropan sowie aus aliphatischen bifunktionellen Säuren, vorzugsweise C2-C12 -Alkyldicarbonsäuren, wie beispielsweise und bevorzugt Bernsteinsäure, Adipinsäure, und/oder gegebenenfalls aromatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsäure und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Säuren wie beispielsweise Trimellitsäure oder
  • b) aus säure- und alkoholfunktionalisierten Bausteinen, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen, beispielsweise Hydroxybuttersäure, Hydroxyvaleriansäure, Milchsäure, oder deren Derivaten, beispielsweise ε-Caprolacton oder Dilactid,
oder einer Mischung und/oder einem Copolymer aus c und d,

wobei die aromatischen Säuren nicht mehr als 50 Gew.-% Anteil, bezogen auf alle Säuren, ausmachen;

  • a) aus dem Reaktionsprodukt von e und/oder d mit aliphatischen und/oder cycloaliphatischen bifunktionellen und zusätzlich gegebenenfalls höherfunktionellen Isocyanaten, mit vorzugsweise 1 bis 12 C-Atomen bzw. 5 bis 8 C-Atomen im Falle von cycloaliphatischen Isocyanaten, z. B. Tetramethylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat, gegebenenfalls zusätzlich mit linearen und/oder verzweigten und/oder cycloaliphatischen bifunktionellen und/oder höherfunktionellen Alkoholen, vorzugsweise C3-C12-Alkyldi- oder -polyole bzw. 5 bis 8 C-Atomen im Falle von cycloaliphatischen Alkoholen, z. B. Ethandiol, Hexandiol, Butandiol, Cyclohexandimethanol, und/oder gegebenenfalls zusätzlich mit linearen und/oder verzweigten und/oder cycloaliphatischen bifunktionellen und/oder höherfunktionellen Aminen und/oder Aminoalkoholen mit vorzugsweise 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette, z. B. Ethylendiamin oder Aminoethanol, und/oder gegebenenfalls weitere modifizierte Amine oder Alkohole wie beispielsweise Ethylendiaminoethansulfonsäure, als freie Säure oder als Salz,
wobei der Esteranteil c) und/oder d) mindestens 75 Gew.-%, bezogen auf die Summe aus c), d) und e), beträgt.

Aliphatische oder aliphatisch-aromatische Polyestercarbonate aus

  • a) aliphatischen bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt linearen C2 bis C10 -Dialkoholen wie beispielsweise Ethandiol, Butandiol, Hexandiol oder besonders bevorzugt Butandiol und/oder gegebenenfalls cycloaliphatischen bifunktionellen Alkoholen, vorzugsweise mit 5 bis 8 C-Atomen im cycloaliphatischen Ring, wie beispielsweise Cyclohexandimethanol, und/oder teilweise oder vollständig statt der Diole monomere oder oligomere Polyole auf Basis Ethylenglykol, Propylenglykol, Tetrahydrofuran oder Copolymere daraus mit Molekulargewichten bis 4000, bevorzugt bis 1000, und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen Alkoholen, vorzugsweise mit C2-C12-Alkyldicarbonsäuren, wie beispielsweise Neopentylglykol und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Alkoholen wie beispielsweise 1,2,3-Propantriol, Trimethylolpropan sowie aus aliphatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise und bevorzugt Bernsteinsäure, Adipinsäure und/oder gegebenenfalls aromatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsäure und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Säuren wie beispielsweise Trimellitsäure oder
  • b) aus säure- und alkoholfunktionalisierten Bausteinen, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette, beispielsweise Hydroxybuttersäure, Hydroxyvaleriansäure, Milchsäure, oder deren Derivaten, beispielsweise ε-Caprolacton oder Dilactid,
oder einer Mischung und/oder einem Copolymer aus f und g,

wobei die aromatischen Säuren nicht mehr als 50 Gew.-% Anteil, bezogen auf alle Säuren, ausmachen,

  • a) einem Carbonatanteil, der aus aromatischen bifunktionellen Phenolen, bevorzugt Bisphenol-A, und Carbonatspendern, beispielsweise Phosgen, hergestellt wird, oder

    einem Carbonatanteil, der aus aliphatischen Kohlensäureestern oder deren Derivaten wie beispielsweise Chlorkohlensäureestern oder aliphatischen Carbonsäuren oder deren Derivaten wie beispielsweise Salzen und Carbonatspendern, beispielsweise Phosgen, hergestellt wird, wobei
der Esteranteil f) und/oder g) mindestens 70 Gew.-%, bezogen auf die Summe aus f), g) und h) beträgt.

Aliphatische oder teilaromatische Polyesteramide aus

  • 1. aliphatischen bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt linearen C2 bis C10 -Dialkoholen wie beispielsweise Ethandiol, Butandiol, Hexandiol, besonders bevorzugt Butandiol, und/oder gegebenenfalls cycloaliphatischen bifunktionellen Alkoholen, vorzugsweise mit 5 bis 8 C-Atomen, wie beispielsweise Cyclohexandimethanol, und/oder teilweise oder vollständig statt der Diole monomere oder oligomere Polyole auf Basis Ethylenglykol, Propylenglykol, Tetrahydrofuran oder Copolymere daraus mit Molekulargewichten bis 4000, bevorzugt bis 1000, und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen Alkoholen, vorzugsweise C3-C12-Alkyldiolen, wie beispielsweise Neopentylglykol und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Alkoholen, vorzugsweise C3-C12-Alkylpolyole, wie beispielsweise 1,2,3-Propantriol, Trimethylolpropan sowie aus aliphatischen bifunktionellen Säuren, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette, wie beispielsweise und bevorzugt Bernsteinsäure, Adipinsäure und/oder gegebenenfalls aromatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsäure und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Säuren wie beispielsweise Trimellitsäure oder
  • 2. aus säure- und alkoholfunktionalisierten Bausteinen, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Kohlenstoffkette, beispielsweise Hydroxybuttersäure, Hydroxyvaleriansäure, Milchsäure, oder deren Derivaten, beispielsweise ε-Caprolacton oder Dilactid,
oder einer Mischung und/oder einem Copolymer aus i) und k),

wobei die aromatischen Säuren nicht mehr als 50 Gew.-% Anteil, bezogen auf alle Säuren, ausmachen,

  • 1. einem Amidanteil aus aliphatischen und/oder cycloaliphatischen bifunktionellen und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen Aminen, bevorzugt sind lineare aliphatische C2 bis C10-Diamine, und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Aminen, unter den Aminen bevorzugt Hexamethylendiamin, Isophorondiamin und besonders bevorzugt Hexamethylendiamin, sowie aus linearen und/oder cycloaliphatischen bifunktionellen Säuren, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette bzw. C5- oder C6-Ring im Falle von cycloaliphatischen Säuren, bevorzugt Adipinsäure, und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen und/oder gegebenenfalls aromatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsäure und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Säuren, vorzugsweise mit 2 bis 10 C-Atomen, oder
  • 2. aus einem Amidanteil aus säure- und aminfunktionalisierten Bausteinen, vorzugsweise mit 4 bis 20 C-Atomen in der cycloaliphatischen Kette, bevorzugt ω-Laurinlactam, ε-Caprolactam, besonders bevorzugt ε-Caprolactam,
oder einer Mischung aus l) und m) als Amidanteil, wobei

der Esteranteil i) und/oder k) mindestens 30 Gew.-%, bezogen auf die Summe aus i), k), l) und m) beträgt, vorzugsweise der Gewichtsanteil der Esterstrukturen 30 bis 70 Gew.-%, der Anteil der Amidstrukturen 70 bis 30 Gew.-% beträgt.

Alle Säuren können auch in Form von Derivaten wie beispielsweise Säurechloride oder Ester, sowohl als monomere als auch als oligomere Ester, eingesetzt werden.

Die Synthese der erfindungsgemäßen biologisch abbaubaren Polyesteramide kann sowohl nach der "Polyamid-Methode" durch stöchiometrisches Mischen der Ausgangskomponenten gegebenenfalls unter Zusatz von Wasser und anschließendes Entfernen von Wasser aus dem Reaktionsgemisch als auch nach der "Polyester-Methode" durch stöchiometrisches Mischen der Ausgangskomponenten sowie Zugabe eines Überschusses an Diol mit Veresterung der Säuregruppen und nachfolgender Umesterung bzw. Umamidierung dieser Ester erfolgen. In diesem zweiten Fall wird neben Wasser auch der Überschuss an Diol wieder abdestilliert. Bevorzugt ist die Synthese nach der beschriebenen "Polyester-Methode".

Die Polykondensation kann weiterhin durch den Einsatz von bekannten Katalysatoren beschleunigt werden. Sowohl die bekannten Phosphorverbindungen, die die Polyamidsynthese beschleunigen als auch saure oder metallorganische Katalysatoren für die Veresterung wie auch Kombinationen aus den beiden sind zur Beschleunigung der Polykondensation möglich.

Es ist darauf zu achten, dass die Katalysatoren weder die biologische Abbaubarkeit bzw. Kompostierbarkeit noch die Qualität des resultierenden Komposts negativ beeinflussen.

Weiterhin kann die Polykondensation zu Polyesteramiden durch die Verwendung von Lysin, Lysinderivaten oder andere amidisch verzweigende Produkte wie beispielsweise Aminoethylaminoethanol beeinflusst werden, die sowohl die Kondensation beschleunigen als auch zu verzweigten Produkten führen (siehe beispielsweise DE-A 38 31 709).

Die Herstellung von Polyestern, Polyestercarbonaten und Polyesterurethanen ist allgemein bekannt bzw. wird nach bekannten Verfahren analog durchgeführt (vgl. z. B. EP-A 304 787, WO-A 95/12629, WO-A 93/13154, EP-A 682 054, EP-A 593 975).

Die erfindungsgemäßen Polyester, Polyesterurethane, Polyestercarbonate oder Polyesteramide können weiterhin 0,1 bis 5 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 1 Gew.-% an Verzweigern enthalten (vgl. auch Beschreibung der Polymere). Diese Verzweiger können z. B. trifunktionelle Alkohole wie Trimethylolpropan oder Glycerin, tetrafunktionelle Alkohole wie Pentaerythrit, trifunktionelle Carbonsäuren wie Citronensäure sein. Die Verzweiger erhöhen die Schmelzviskosität der erfindungsgemäßen Polyesteramide soweit, dass Extrusionsblasformen mit diesen Polymeren möglich wird. Der biologische Abbau dieser Materialien wird dadurch nicht behindert.

Die biologisch abbaubaren/kompostierbaren Polyesterurethane, Polyester, Polyestercarbonate und Polyesteramide haben in der Regel ein Molgewicht von mindestens 10.000 g/mol und besitzen im allgemeinen eine statistische Verteilung der Ausgangsstoffe im Polymeren. Bei polyurethantypischem Polymeraufbau, gegebenenfalls aus c) und d) sowie aus e) ist eine vollständig statistische Verteilung der Monomerbausteine nicht immer zu erwarten.

Besonders bevorzugt sind aliphatische Polyesteramide, die aufgrund ihrer Polarität eine besonders vorteilhafte Einbindung der Naturfasern in die Matrix ermöglichen.

Neben den beiden Hauptkomponenten Polymermatrix und Naturfaser können 0 bis 10 Gew.-% weitere Hilfsstoffe (C) zur Erreichung des optimalen Eigenschaftsprofiles eingesetzt werden. Diese Hilfsstoffe sind beispielsweise Nukleierungsmittel, Fließhilfen, UV-Stabilisatoren, Verarbeitungsstabilisatoren, Hydrolysestabilisatoren und Farbmittel; es kann sich dabei sowohl um Hilfsstoffe anorganischer als auch organischer Natur und sowohl synthetischer als auch natürlicher Herkunft handeln.

Gegenstand der Anmeldung sind Formmassen, deren Verstärkungsstoff (B) ein biologisch, abbaubarer nachwachsender Rohstoff ist.

Zur Erzielung sowohl eines störungsfreien Herstellprozesses als auch einer störungsfreien Weiterverarbeitung der erfindungsgemäßen Formmassen haben sich geschnittene oder gemahlene Fasern natürlichen Ursprungs mit einer Faserlänge unter 1 mm als besonders geeignet erwiesen. Es hat sich gezeigt, dass beispielsweise die Steifigkeit der mit kurzgeschnittenen oder gemahlenen Naturfasern verstärkten Formmassen annähernd unabhängig von der eingesetzten Faserlänge durch Variation der Faserdosierung und des Fasertyps auf einen Zugmodul von 0,5 GPa bis 10 GPa, bevorzugt 1000 MPa bis 2000 MPa oder 2000 MPa bis 5000 MPa eingestellt werden kann, was in etwa handelsüblichem Polypropylen bzw. Polystyrol entspricht. Zum Erhalt einer guten Fließfähigkeit der erfindungsgemäßen Formmassen, wie sie beispielsweise für die Spritzgussverarbeitung notwendig ist, ist ein möglichst geringer Faseranteil anzustreben. Dies kann erreicht werden, wenn Fasern mit einer möglichst glatten Oberfläche, einer hohen Zähigkeit und mit einer hohen Reißfestigkeit eingesetzt werden. Unter den anisotropen Naturfasern haben sich als geeignet für die erfindungsgemäßen Formmassen Brennnesselfasern, Kokosfasern, Sisalfasern, Flachsfasern, Baumwollfasern, Hanffasern, Jutefasern, Ramiefasern oder eine Mischung aus mehreren dieser Gruppe erwiesen. Bevorzugt werden Hanffasern, Jutefasern und/oder Ramifasern eingesetzt, von denen die Jutefasern besonders bevorzugt sind. Unter den eher isotropen Verstärkungsstoffen, bei denen der Fasercharakter weniger ausgeprägt ist, haben sich Mahlprodukte nachwachsender Rohstoffe bewährt. Unter diesen sind neben dem schon weit verbreiteten Holzmehlen weitere Mehle holzähnlicher, natürlicher Produkte zu nennen; insbesondere Getreidemehl, Olivenkernmehl, Korkmehl, Nussschalenmehl, Mandel- oder Aprikosenkernschalenmehl oder eine Kombination aus einer oder mehrerer der genannten Komponenten haben sich als besonders günstig im Hinblick auf Verarbeitungseigenschaften und Eigenschaftsprofil erwiesen. Kombinationen von Faserrohstoffen mit isotroper und anisotroper Morphologie bieten zusätzliche Vorteile bei der Einstellung von definierten Eigenschaftsprofilen.

Gegenstand der Anmeldung sind daher auch Formmassen, in welchen der Verstärkungsstoff ein isotropes Mahlprodukt eines nachwachsenden Rohstoffes ist.

Weiterer Gegenstand der Anmeldung sind erfindungsgemäße Formmassen, in welchen das Mahlprodukt ein Getreidemehl, Olivenkernmehl, Korkmehl, Nussschalenmehl, Mandel- oder Aprikosenkernschalenmehl oder ein Mehl holzähnlicher natürlicher Erzeugnisse oder eine Kombination aus einer oder mehrerer der genannten Komponenten darstellt.

Weiterer Gegenstand der Anmeldung sind erfindungsgemäße Formmassen, in welchen die Komponente (B) eine Kombination nachwachsender Rohstoffe mit anisotroper und isotroper Morphologie ist.

Weiterer Gegenstand der Anmeldung sind erfindungsgemäße Formmassen, in welchen der Zugmodul 0,5 GPa bis 10 GPa, bevorzugt 1 GPa bis 2 GPa oder 2 GPa bis 7 GPa beträgt.

Weiterer Gegenstand der Anmeldung sind erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung biologisch abbaubarer Formmassen, dadurch gekennzeichnet, dass die polymere Matrix über ihren Schmelzpunkt erwärmt wird und durch mechanisches Einmischen der Füll- und Verstärkungsstoffe eine homogene Mischung erhalten wird.

Weiterer Gegenstand der Anmeldung sind erfindungsgemäße Verfahren bei dem das Compoundieraggregat ein Ein- oder Mehrschneckenkneter, ein Dispersionskneter, ein Stempelkneter, ein Walzenmischwerk, bevorzugt ein Buss-Co-Kneter und besonders bevorzugt ein Zweischneckenkneter ist.

Weiterer Gegenstand der Anmeldung sind erfindungsgemäße Formmassen, deren polymere Komponente (A) ein aliphatisches oder teilaromatisches Polyesteramid darstellt.

Die erfindungsgemäßen Formmassen besitzen den Vorteil, dass ihre Herstellung nach Verfahren betrieben werden kann, die denen der Einarbeitung mineralischer und anderer herkömmlicher Füllstoffe auch im Hinblick auf den Maschinendurchsatz entsprechen. Das Verfahren der Herstellung erfindungsgemäßer Formmassen ist dadurch gekennzeichnet, dass die polymere Matrix über ihren Schmelzpunkt erwärmt wird und durch mechanisches Einmischen der Füll- und Verstärkungsstoffe eine homogene Mischung erhalten wird. Als Compoundieraggregat kann ein Ein- oder Mehrschneckenkneter, ein Dispersionskneter, ein Stempelkneter, ein Walzenmischwerk, bevorzugt ein Buss-Co-Kneter und besonders bevorzugt ein Zweiwellenkneter verwendet werden. Zur Erzielung einer bestmöglichen Produkthomogenität ist dabei einem kontinuierlich ablaufenden Prozess mit einer in Linie arbeitenden Granulierung der Vorzug zu geben. Als Granuliersysteme haben sich die Stranggranulierung mit stark verkürzter Wasserkühlung und die Kopfgranulierung mit Wassersprühnebel-Kühlung besonders bewährt, um die Wasseraufnahme des Produktes zu minimieren.

Die erfindungsgemäßen Formmassen können mit herkömmlichen Spritzguss-Techniken zur Herstellung von Formkörpern, wie beispielsweise Pflanzgefäßen, Einwegbestecken, Einweggeschirr, Gehäusebauteilen, Formkörpern mit Filmscharnieren oder Verpackungen verwendet werden. Des weiteren können die erfindungsgemäßen Formmassen nach herkömmlichen Extrusionsverfahren zur Herstellung von Halbzeugen, wie beispielsweise Profilen, Platten oder Folien, dienen, die wiederum in einem weiteren formgebenden Verfahren, wie z. B. dem Thermoformverfahren, zu dem gewünschten Formkörper wie beispielsweise Pflanzgefäßen oder Verpackungsbestandteil verarbeitet werden können.

Gegenstand der Anmeldung sind alle nach der erfindungsgemäßen Verwendung hergestellten Formkörper und bevorzugt alle oben aufgeführten Formkörper.

Beispiele

Das in den Beispielen eingesetzte statistisch aufgebaute Polyesteramid, wird nach dem Polyesterverfahren hergestellt aus AH-Salz, Adipinsäure, Butandiol, Diethylenglykol und einem Verzweiger (< 1 Gew.-%), mit einem Ester/Amid-Verhältnis von 60/40 und einem Mw von 58600 g/mol (ermittelt über GPC-Streulichtkopplung).

Beispiel 1

Auf einem Doppelschneckenextruder wird eine Mischung aus 46,4 Gew.-% des Polyesteramides mit einer relativen Lösungsviskosität ηrel = 2,48 (gemessen an einer 0,5 gew.-%igen Lösung in m-Kresol bei 20°C), 53 Gew.-% Jute F502/075 (Handelsprodukt von Schwarzwälder Textilwerke, polygonaler Faserquerschnitt, Faserstärke 30-500 µm, Länge ca. 0,7 mm) und 0,6 Gew.-% Loxiol EP 728 zu einem homogenen Compound verarbeitet und im Spritzgussverfahren bei einer Massetemperatur von 190°C und einer Formtemperatur von 50°C mit einem Fülldruck von 384 bar zu Prüfkörpern verarbeitet.

Das Compound weist eine Wärmeformbeständigkeit HDT-B (ISO 75) von 152°C, bei einer Bruchdehnung von 3% eine Bruchspannung von 45 MPa und einen Zugmodul von 4230 MPa auf (Zugversuch ISO 527).

Beispiel 2

Auf einem Doppelschneckenextruder wird eine Mischung aus 44,2 Gew.-% des Polyesteramides mit einer relativen Lösungsviskosität ηrel = 2,43 (gemessen an einer 0,5 gew.-%igen Lösung in m-Kresol bei 20°C), 55 Gew.-% Hanf F517/075 (unregelmäßiger Faserquerschnitt, Faserstärke 15-50 µm, Länge ca. 0,7 mm) und 0,8 Gew.-% Loxiol EP 728 zu einem homogenen Compound verarbeitet und im Spritzgussverfahren bei einer Massetemperatur von 190°C und einer Formtemperatur von 50°C mit einem Fülldruck von 520 bar zu Prüfkörpern verarbeitet.

Das Compound weist bei einer Bruchdehnung von 2% eine Bruchspannung von 32 MPa und einen Zugmodul von 3460 MPa auf.

Beispiel 3

Auf einem Doppelschneckenextruder wird eine Mischung aus 44,2 Gew.-% des Polyesteramides mit einer relativen Lösungsviskosität ηrel = 2,43 (gemessen an einer 0,5 gew.-%igen Lösung in m-Kresol bei 20°C), 55 Gew.-% Sisal F506/075 (unregelmäßiger Faserquerschnitt, Faserstärke 20-400 µm, Länge ca. 0,9 mm) und 0,8 Gew.-% Loxiol EP 728 zu einem homogenen Compound verarbeitet und im Spritzgussverfahren bei einer Massetemperatur von 190°C und einer Formtemperatur von 50°C mit einem Fülldruck von 437 bar zu Prüfkörpern verarbeitet.

Das Compound weist bei einer Bruchdehnung von 2% eine Bruchspannung von 34 MPa und einen Zugmodul von 3770 MPa auf.

Beispiel 4

Auf einem Doppelschneckenextruder wird eine Mischung aus 46,4 Gew.-% des Polyesteramides mit einer relativen Lösungsviskosität ηrel = 2,48 (gemessen an einer 0,5 gew.-%igen Lösung in m-Kresol bei 20°C), 53 Gew.-% Holzmehl Lignocel C120 (faserig, Partikelgröße 0,07-0,15 mm) und 0,6 Gew.-% Loxiol EP 728 zu einem homogenen Compound verarbeitet und im Spritzgussverfahren bei einer Massetemperatur von 189°C und einer Formtemperatur von 50°C mit einem Fülldruck von 452 bar zu Prüfkörpern verarbeitet.

Das Compound weist eine Wärmeformbeständigkeit HDT-B von 142°C, bei einer Bruchdehnung von 4% eine Bruchspannung von 38 MPa und einen Zugmodul von 2900 MPa auf.

Beispiel 5

Auf einem Doppelschneckenextruder wird eine Mischung aus 46,4 Gew.-% des Polyesteramides mit einer relativen Lösungsviskosität ηrel = 2,48 (gemessen an einer 0,5 gew.-%igen Lösung in m-Kresol bei 20°C), 53 Gew.-% Cellulose Technocel 150 (Partikelgröße 99% < 0,16 mm) und 0,6 Gew.-% Loxiol EP 728 zu einem homogenen Compound verarbeitet und im Spritzgussverfahren bei einer Massetemperatur von 189°C und einer Formtemperatur von 50°C mit einem Fülldruck von 276 bar zu Prüfkörpern verarbeitet.

Das Compound weist eine Wärmeformbeständigkeit HDT-B von 123°C, bei einer Bruchdehnung von 2% eine Bruchspannung von 23 MPa und einen Zugmodul von 2180 MPa auf.


Anspruch[de]
  1. 1. Biologisch abbaubare Formmassen bestehend aus 1 bis 100 Gew.-Teilen eines oder mehrerer biologisch abbaubarer Polymere (A) und 0,1 bis 90 Gew.-Teilen, bevorzugt 10 bis 70 Gew.-% und besonders bevorzugt 40 bis 65 Gew.-Teilen eines oder mehrerer Verstärkungsstoffe natürlichen Ursprunges (B), deren Faserlänge eine Länge von unter 1 mm aufweist und 0 bis 10 Gew.-Teilen Hilfsstoffe, die sowohl mineralischer als auch organischer Natur und sowohl synthetischer als natürlicher Herkunft (C) sein können.
  2. 2. Formmassen gemäß Anspruch 1, wobei die polymere Komponente ausgewählt ist aus aliphatischen oder teilaromatischen Polyestern aus
    1. a) aliphatischen bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt linearen C2 bis C10-Dialkoholen wie beispielsweise Ethandiol, Butandiol, Hexandiol oder besonders bevorzugt Butandiol und/oder gegebenenfalls cycloaliphatischen bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt mit 5 oder 6 C-Atomen im cycloaliphatischen Ring, wie beispielsweise Cyclohexandimethanol, und/oder teilweise oder vollständig statt der Diole monomere oder oligomere Polyole auf Basis Ethylenglykol, Propylenglykol, Tetrahydrofuran oder Copolymere daraus mit Molekulargewichten bis 4000, bevorzugt bis 1000, und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt C3-C12 -Alkyldiolen, wie beispielsweise Neopentylglykol, und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Alkoholen wie beispielsweise 1,2,3-Propantriol oder Trimethylolpropan sowie aus aliphatischen bifunktionellen Säuren, vorzugsweise C2-C12 -Alkyldicarbonsäuren, wie beispielsweise und bevorzugt Bernsteinsäure, Adipinsäure und/oder gegebenenfalls aromatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsäure und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Säuren wie beispielsweise Trimellitsäure oder
    2. b) aus säure- und alkoholfunktionalisierten Bausteinen, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette beispielsweise Hydroxybuttersäure, Hydroxyvaleriansäure, Milchsäure, oder deren Derivaten, beispielsweise ε-Caprolacton oder Dilactid,
    oder einer Mischung und/oder einem Copolymer aus a und b,

    wobei die aromatischen Säuren nicht mehr als 50 Gew.-% Anteil, bezogen auf alle Säuren, ausmachen oder ausgewählt ist aus

    aliphatischen oder teilaromatischen Polyesterurethanen aus
    1. a) aliphatischen bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt linearen C2 bis C10-Dialkoholen wie beispielsweise Ethandiol, Butandiol, Hexandiol, besonders bevorzugt Butandiol und/oder gegebenenfalls cycloaliphatischen bifunktionellen Alkoholen, vorzugsweise mit C5- oder C6-cycloaliphatischem Ring, wie beispielsweise Cyclohexandimethanol, und/oder teilweise oder vollständig statt der Diole monomere oder oligomere Polyole auf Basis Ethylenglykol, Propylenglykol, Tetrahydrofuran oder Copolymere daraus mit Molekulargewichten bis 4000, bevorzugt bis 1000, und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen Alkoholen, vorzugsweise C3-C12-Alkyldiolen, wie beispielsweise Neopentylglykol, und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Alkoholen, vorzugsweise C3- C12-Alkylpolyolen, wie beispielsweise 1,2,3-Propantriol oder Trimethylolpropan sowie aus aliphatischen bifunktionellen Säuren, vorzugsweise C2-C12-Alkyldicarbonsäuren, wie beispielsweise und bevorzugt Bernsteinsäure, Adipinsäure, und/oder gegebenenfalls aromatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsäure und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Säuren wie beispielsweise Trimellitsäure oder
    2. b) aus säure- und alkoholfunktionalisierten Bausteinen, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen, beispielsweise Hydroxybuttersäure, Hydroxyvaleriansäure, Milchsäure, oder deren Derivaten, beispielsweise ε- Caprolacton oder Dilactid,
    oder einer Mischung und/oder einem Copolymer aus c und d,

    wobei die aromatischen Säuren nicht mehr als 50 Gew.-% Anteil, bezogen auf alle Säuren, ausmachen;
    1. a) aus dem Reaktionsprodukt von e und/oder d mit aliphatischen und/oder cycloaliphatischen bifunktionellen und zusätzlich gegebenenfalls höherfunktionellen Isocyanaten, mit vorzugsweise 1 bis 12 C-Atomen bzw. 5 bis 8 C-Atomen im Falle von cycloaliphatischen Isocyanaten, z. B. Tetramethylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat, gegebenenfalls zusätzlich mit linearen und/oder verzweigten und/oder cycloaliphatischen bifunktionellen und/oder höherfunktionellen Alkoholen, vorzugsweise C3-C12-Alkyldi- oder -polyole bzw. 5 bis 8 C-Atomen im Falle von cycloaliphatischen Alkoholen, z. B. Ethandiol, Hexandiol, Butandiol, Cyclohexandimethanol, und/oder gegebenenfalls zusätzlich mit linearen und/oder verzweigten und/oder cycloaliphatischen bifunktionellen und/oder höherfunktionellen Aminen und/oder Aminoalkoholen mit vorzugsweise 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette, z. B. Ethylendiamin oder Aminoethanol, und/oder gegebenenfalls weitere modifizierte Amine oder Alkohole wie beispielsweise Ethylendiaminoethansulfonsäure, als freie Säure oder als Salz,
    wobei der Esteranteil c) und/oder d) mindestens 75 Gew.-%, bezogen auf die Summe aus c), d) und e), beträgt oder ausgewählt ist aus

    aliphatischen oder aliphatisch-aromatischen Polyestercarbonaten aus
    1. a) aliphatischen bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt linearen C2 bis C10-Dialkoholen wie beispielsweise Ethandiol, Butandiol, Hexandiol oder besonders bevorzugt Butandiol und/oder gegebenenfalls cycloaliphatischen bifunktionellen Alkoholen, vorzugsweise mit 5 bis 8 C-Atomen im cycloaliphatischen Ring, wie beispielsweise Cyclohexandimethanol, und/oder teilweise oder vollständig statt der Diole monomere oder oligomere Polyole auf Basis Ethylenglykol, Propylenglykol, Tetrahydrofuran oder Copolymere daraus mit Molekulargewichten bis 4000, bevorzugt bis 1000, und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen Alkoholen, vorzugsweise mit C2-C12-Alkyldicarbonsäuren, wie beispielsweise Neopentylglykol und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Alkoholen wie beispielsweise 1,2,3-Propantriol, Trimethylolpropan sowie aus aliphatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise und bevorzugt Bernsteinsäure, Adipinsäure und/oder gegebenenfalls aromatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsäure und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Säuren wie beispielsweise Trimellitsäure oder
    2. b) aus säure- und alkoholfunktionalisierten Bausteinen, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette, beispielsweise Hydroxybuttersäure, Hydroxyvaleriansäure, Milchsäure, oder deren Derivaten, beispielsweise ε-Caprolacton oder Dilactid,
    oder einer Mischung und/oder einem Copolymer aus f und g,

    wobei die aromatischen Säuren nicht mehr als 50 Gew.-% Anteil, bezogen auf alle Säuren, ausmachen,
    1. a) einem Carbonatanteil, der aus aromatischen bifunktionellen Phenolen, bevorzugt Bisphenol-A, und Carbonatspendern, beispielsweise Phosgen, hergestellt wird, oder

      einem Carbonatanteil, der aus aliphatischen Kohlensäureestern oder deren Derivaten wie beispielsweise Chlorkohlensäureestern oder aliphatischen Carbonsäuren oder deren Derivaten wie beispielsweise Salzen und Carbonatspendern, beispielsweise Phosgen, hergestellt wird, wobei
    der Esteranteil f) und/oder g) mindestens 70 Gew.-%, bezogen auf die Summe aus f), g) und h) beträgt oder ausgewählt ist aus

    aliphatischen oder teilaromatischen Polyesteramiden aus
    1. a) aliphatischen bifunktionellen Alkoholen, bevorzugt linearen C2 bis C10-Dialkoholen wie beispielsweise Ethandiol, Butandiol, Hexandiol, besonders bevorzugt Butandiol, und/oder gegebenenfalls cycloaliphatischen bifunktionellen Alkoholen, vorzugsweise mit 5 bis 8 C-Atomen, wie beispielsweise Cyclohexandimethanol, und/oder teilweise oder vollständig statt der Diole monomere oder oligomere Polyole auf Basis Ethylenglykol, Propylenglykol, Tetrahydrofuran oder Copolymere daraus mit Molekulargewichten bis 4000, bevorzugt bis 1000, und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen Alkoholen, vorzugsweise C3-C12-Alkyldiolen, wie beispielsweise Neopentylglykol und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Alkoholen, vorzugsweise C3-C12 -Alkylpolyole, wie beispielsweise 1,2,3-Propantriol, Trimethylolpropan sowie aus aliphatischen bifunktionellen Säuren, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette, wie beispielsweise und bevorzugt Bernsteinsäure, Adipinsäure und/oder gegebenenfalls aromatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsäure und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Säuren wie beispielsweise Trimellitsäure oder
    2. b) aus säure- und alkoholfunktionalisierten Bausteinen, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Kohlenstoffkette, beispielsweise Hydroxybuttersäure, Hydroxyvaleriansäure, Milchsäure, oder deren Derivaten, beispielsweise ε-Caprolacton oder Dilactid,
    oder einer Mischung und/oder einem Copolymer aus i) und k),

    wobei die aromatischen Säuren nicht mehr als 50 Gew.-% Anteil, bezogen auf alle Säuren, ausmachen,
    1. a) einem Amidanteil aus aliphatischen und/oder cycloaliphatischen bifunktionellen und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen Aminen, bevorzugt sind lineare aliphatische C2 bis C10-Diamine, und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Aminen, unter den Aminen bevorzugt Hexamethylendiamin, Isophorondiamin und besonders bevorzugt Hexamethylendiamin, sowie aus linearen und/oder cycloaliphatischen bifunktionellen Säuren, vorzugsweise mit 2 bis 12 C-Atomen in der Alkylkette bzw. C5- oder C6-Ring im Falle von cycloaliphatischen Säuren, bevorzugt Adipinsäure, und/oder gegebenenfalls geringen Mengen verzweigten bifunktionellen und/oder gegebenenfalls aromatischen bifunktionellen Säuren wie beispielsweise Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsäure und zusätzlich gegebenenfalls geringen Mengen höherfunktionellen Säuren, vorzugsweise mit 2 bis 10 C-Atomen, oder
    2. b) aus einem Amidanteil aus säure- und aminfunktionalisierten Bausteinen, vorzugsweise mit 4 bis 20 C-Atomen in der cycloaliphatischen Kette, bevorzugt ω-Laurinlactam, ε-Caprolactam, besonders bevorzugt ε-Caprolactam,
    oder einer Mischung aus l) und m) als Amidanteil, wobei

    der Esteranteil i) und/oder k) mindestens 30 Gew.-%, bezogen auf die Summe aus i), k), l) und m) beträgt, vorzugsweise der Gewichtsanteil der Esterstrukturen 30 bis 70 Gew.-%, der Anteil der Amidstrukturen 70 bis 30 Gew.-% beträgt.
  3. 3. Formmassen gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, deren polymere Komponente (A) ein aliphatisches oder teilaromatisches Polyesteramid darstellt.
  4. 4. Formmassen gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, deren Verstärkungsstoff (B) ein biologisch, abbaubarer nachwachsender Rohstoff ist.
  5. 5. Formmassen gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, in welcher die Faser natürlichen Ursprungs eine Brennnesselfaser, eine Kokosfaser, eine Sisalfaser, eine Flachsfaser, eine Baumwollfaser, eine Hanffaser, eine Jutefaser, eine Ramiefaser oder eine Mischung aus mehreren dieser Gruppe ist.
  6. 6. Formmassen gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, in welchen der Verstärkungsstoff ein isotropes Mahlprodukt eines nachwachsenden Rohstoffes ist.
  7. 7. Formmassen gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, in welchen das Mahlprodukt ein Getreidemehl, Olivenkernmehl, Korkmehl, Nussschalenmehl, Mandel- oder Aprikosenkernschalenmehl oder ein Mehl holzähnlicher natürlicher Erzeugnisse oder eine Kombination aus einer oder mehrerer der genannten Komponenten darstellt.
  8. 8. Formmassen gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, in welchen die Komponente (B) eine Kombination nachwachsender Rohstoffe mit anisotroper und isotroper Morphologie ist.
  9. 9. Formmassen gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, in welchen der Zugmodul 0,5 GPa bis 10 GPa, bevorzugt 1 GPa bis 2 GPa oder 2 GPa bis 7 GPa beträgt.
  10. 10. Verfahren zur Herstellung biologisch abbaubarer Formmassen gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die polymere Matrix über ihren Schmelzpunkt erwärmt wird und durch mechanisches Einmischen der Füll- und Verstärkungsstoffe eine homogene Mischung erhalten wird.
  11. 11. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, bei dem das Compoundieraggregat ein Ein- oder Mehrschneckenkneter, ein Dispersionskneter, ein Stempelkneter, ein Walzenmischwerk, bevorzugt ein Buss-Co-Kneter und besonders bevorzugt ein Zweischneckenkneter ist.
  12. 12. Verwendung biologisch abbaubarer Formmassen gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche zur Herstellung von Formkörpern nach dem Spritzgussverfahren.
  13. 13. Verwendung gemäß Anspruch 12 zur Herstellung von Pflanzgefäßen, Einwegbestecken, Einweggeschirr, Gehäusebauteilen, Formkörpern mit Filmscharnieren oder Verpackungen.
  14. 14. Verwendung biologisch abbaubarer Formmassen gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche zur Herstellung von Halbzeugen nach dem Extrusionsverfahren.
  15. 15. Verwendung gemäß Anspruch 14 zur Herstellung von Profilen, Platten oder Folien.
  16. 16. Verwendung biologisch abbaubarer Formmassen gemäß einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche zur Herstellung von Formkörpern nach dem Thermoformverfahren.
  17. 17. Verwendung gemäß Anspruch 16 zur Herstellung von Pflanzgefäßen, Einweggeschirr und Verpackungen.
  18. 18. Formkörper, hergestellt nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche.






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