Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein wiederverwertbares Material, welches zum Herstellen von Formteilen geeignet ist, ein Verfahren zum Herstellen eines Formteils aus dem wiederverwertbaren Material sowie ein daraus hergestelltes Formteil.

Stand der Technik

Weltweit entstanden 2017 rund 348 Millionen Tonnen erdölbasierter Kunststoff. Von diesem günstigen und vielseitigen Werkstoff wird etwa die Hälfte zu Gegenständen verarbeitet, die nur einmal verwendet werden, wie z.B. Tüten, Strohhalme oder

Einwegflaschen. Im Verhältnis zu all der Energie, der Arbeit und der Rohstoffe, die für die Herstellung aufgewendet werden, ist der Nutzen oft nur von sehr kurzer Dauer. Sehr viele dieser Einweggegenstände werden nicht korrekt entsorgt und gelangen in die Umwelt, insbesondere ins Meer, wo diese wegen deren geringen Abbaufähigkeit Jahrzehnte lang herumliegen. Ferner werden teilweise umweltschädigende Chemikalien, insbesondere Weichmacher ausgewaschen, was zu einer Belastung von Wasser und Boden führt. Von den korrekt entsorgten Kunststoffgegenständen werden die meisten nach wie vor verbrannt oder in Mülldeponien entsorgt.

Problematisch ist auch, dass zur Herstellung von Kunststoffprodukten Erdöl, sehr viel Energie und Frischwasser verbraucht wird. Daher weisen erdölbasierte Kunststoffe eine schlechte Energie- und Umweltbilanz auf.

Seit einigen Jahren werden daher zunehmend Kunststoffe aus nachwachsenden, natürlichen Rohstoffen insbesondere für die Herstellung von Einweggegenständen verwendet. Problematisch ist hierbei, dass viele dieser Kunststoffe primär auf Rohstoffen basieren, welche auch als Nahrungsmittel verwendet werden, beispielsweise Kartoffeln, Reis oder Mais.

Viele wiederverwertbare Materialien, mit denen Einweggegenstände hergestellt werden könnten, wie zum Beispiel Papier oder Karton, lassen sich nicht so einfach Formen wie Kunststoffe, wodurch sich diese nicht für die Massenfertigung eignen.

Es wäre daher von Vorteil, wenn ein wiederverwertbares Material zur Verfügung stehen würde, welches aus natürlichen Rohstoffen, welche nicht oder nur in geringem Masse in Konkurrenz zu Nahrungsmittel stehen, besteht und welches so einfach und vielfältig wie ein erdölbasierter Kunststoff verarbeitet werden kann.

Darstellung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein wiederverwendbares Material zu schaffen, welches zum Formen von unterschiedlichen Formteilen geeignet ist, wobei das Material besonders einfach geformt werden kann und nach Gebrauch wiederverwertet oder umweltfreundlich entsorgt, insbesondere kompostiert werden kann.

Die Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 definiert. Gemäss der Erfindung umfasst das Material 30 - 97 Gew.-% Zellulosematerial, 2 - 45 Gew.-% mindestens eines Proteinbinders, 1 - 20 Gew.-% mindestens eine Alkohols oder Esters sowie 0 - 45 Gew.-% mindestens eines Zusatzstoffs.

Das Material besteht vollständig aus natürlichen Rohstoffen und ist somit umweltfreundlich. Aufgrund des hohen Gehalts an Zellulosematerial kann das Material bzw. ein aus diesem Material hergestelltes Formteil dem Wiederverwertungskreislauf von Papier, Karton und Pappe zugeführt und somit einfach und wiederholt wiederverwertet werden. Zudem ist das Material vollständig kompostierbar, auch im Hauskompost, womit eine umweltfreundliche Entsorgung ermöglicht wird. Durch die Verwendung eines Proteinbinders lässt sich das Material ferner so einfach wie ein Thermoplast formen. Unter wiederverwertbares Material wird in der folgenden Anmeldung ein Material verstanden, welches aufbereitet und dessen Hauptkomponente, im vorliegenden Fall das Zellulosematerial, anschliessend als Ausgangsstoff für die Herstellung von neuem Material, vorliegend für Papier, Karton oder Pappe, verwendet werden kann.

Das erfindungsgemässe Material bzw. ein daraus geformtes Formteil lässt sich mit Wasser auflösen, z.B. in einem Pulper, wobei anschliessend das Zellulosematerial abgetrennt und zu Papier, Karton oder Pappe weiterverarbeitet werden kann. Die weiteren im Material vorhandenen Stoffe sind vorzugsweise vollständig bioabbaubar bzw. in einer so geringen Menge vorhanden, dass diese unproblematisch sind, so dass das Material einfach und umweltfreundlich entsorgt werden kann, insbesondere über das Abwasser. Ferner können durch geeignete Aufbereitungsverfahren auch der Proteinbinder sowie allenfalls weitere Komponenten des Materials isoliert und wiederverwendet werden.

Es hat sich gezeigt, dass mit dem erfindungsgemässen wiederverwertbaren Material ein hoher Anteil des Zellulosematerials dem Wiederverwertungskreislauf zugeführt werden kann. Versuchsreihen seitens des Anmelders haben hier Werte von über 95% Wiederverwertbarkeit des Zellulosematerials gezeigt.

Sofern das Material bzw. ein daraus geformtes Formteil nicht wiederverwertet werden soll, so kann dieses im Kompost vollständig abgebaut werden. Die verwendeten Materialien erlauben einen vollständigen Abbau sowohl im Hauskompost wie auch im Industriekompost gemäss den Normen der DIN/EN 13432:2000. Zudem ist das Material bzw. ein daraus geformtes Formteil in der Natur sowie im Wasser unschädlich abbaubar gemäss den Massgaben der ISO 16221:2001.

Das Material weist bei der Verarbeitung, insbesondere bei Zugabe eines Lösungsmittels wie Wasser oder durch Einwirkung von Hitze thermoplastische Eigenschaften auf und lässt sich demnach mit den aus der Polymerverarbeitung bekannten Verfahren zu Formteilen verarbeiten, beispielsweise durch Spritzguss, Extrusion, Pressen, Giessen, Rotationsformen oder Vakuumformen. Zudem kann das Material auch mittels Sintern oder mit einem 3D-Drucker zu einem Formteil verarbeitet werden. Das wiederverwendbare Material gemäss der vorliegenden Erfindung stellt demnach eine umweltfreundliche Alternative zu den erdölbasierten Kunststoffen dar.

Das Zellulosematerial liegt vorzugsweise in der Form von Fasern oder eines Pulvers vor. Sofern das Zellulosematerial als Pulver vorliegt, weist dieses eine durchschnittliche Partikelgrösse von 100 - 1000, vorzugsweise 150 - 250 miti auf.

Das Zellulosematerial liegt bevorzugt in einer Menge von 30 - 97 Gew.-%, insbesondere bevorzugt von 40 - 90 Gew.-%, besonders bevorzugt von 51 - 85 Gew.-%, ganz besonderes bevorzugt von 60 Gew.-% - 80 Gew.-% im wiederverwertbaren Material vor.

Als Proteinbinder wird in der folgenden Anmeldung ein Protein oder ein Proteingemisch verstanden, welches die Eigenschaften eines Klebstoffs aufweist und Aushärten kann. Proteinbinder können unter Anwendung von Hitze und/oder Zugabe von Wasser erweichen und das Material dadurch umgeformt werden. Durch die Verwendung des mindestens einen Proteinbinders lässt sich somit ein thermoplastisches Verhalten des erfindungsgemässen wiederverwertbaren Materials erzielen.

Der mindestens eine Proteinbinder liegt vorzugsweise in einer Konzentration von 2 - 45 Gew.-%, weiter bevorzugt von 10 - 30 Gew.-%, besonders bevorzugt 15 - 25 Gew.-% im wiederverwertbaren Material vor.

Der mindestens eine Alkohol und/oder das mindestens eine Ester verbessert die Fliessfähigkeit des erfindungsgemässen wiederverwertbaren Materials, was die Verarbeitung des Materials in ein Formteil erleichtert.

Das wiederverwertbare Material umfasst 1 - 20 Gew.-%, vorzugsweise 3 - 17 Gew.-%, besonders bevorzugt 6 - 15 Gew.-% mindestens eines Alkohols und/oder Esters.

Je nach Anwendung kann das erfindungsgemässe Material mindestens einen Zusatzstoff aufweisen. Mit dem mindestens einen Zusatzstoff kann dem Material eine zusätzliche physikalische, optische, haptische oder chemische Eigenschaft hinzugefügt bzw. eine derartige Eigenschaft gezielt verändert werden. Zum Beispiel kann das Material mit einem Farbstoff oder durch Pigmente eingefärbt werden. Der mindestens eine Zusatzstoff ist vorzugsweise biologisch abbaubar und/oder wiederverwertbar.

Vorzugsweise wird als Zusatzstoff mindestens ein Farbstoff bzw. mindestens ein Farbpigment verwendet, insbesondere Holzkohle, ein Pflanzenfarbstoff, vorzugsweise von einem Gemüse oder einer Frucht, z.B. rote Beete oder Karotte.

Mit dem erfindungsgemässen wiederverwendbaren Material lassen sich beliebige Formteile hersteilen, insbesondere Verpackungen, Füllmaterial, Möbelteile, Gebrauchsgegenstände, Dekorationsartikel, Besteck, Teller, Tüten, etc.

Das Zellulosematerial umfasst vorzugsweise Zellulose, ein Zellulosederivat, Lignin, Papier oder Karton oder eine Mischung davon.

Für das erfindungsgemässe wiederwertbare Material kann somit auch gebrauchtes Papier und/oder Karton verwendet werden. Dadurch lässt sich das wiederverwertbare Material bzw. ein daraus hergestelltes Formteil in den Wiederverwendungskreislauf von Papier und Karton integrieren, womit dieses besonders ressourcenschonend und umweltfreundlich hergestellt werden kann. Vorzugseise kann als Zellulosematerial auch Zellulosematerial verwendet werden, welches aus einem erfindungsgemässen Material bzw. einem daraus hergestellten Formteil stammt, welches in Wasser aufgelöst wurde. Daher kann das Zellulosematerial des wiederverwertbaren Materials gemäss der vorliegenden Erfindung auch zur Herstellung von neuem erfindungsgemässem Material wiederverwendet werden.

Als Zellulosederivat wird vorzugsweise Methylzellulose oder Hydroxymethylzellulose eingesetzt. Als Zellulose können Zellulosefasern, Mikrozellulose oder auch Hemizellulose verwendet werden.

Vorzugsweise umfasst der mindestens eine Proteinbinder ein pflanzlicher Proteinbinder, insbesondere aus Getreide, Soja, Mandel, Hanf, Erbsen, Lupine, Kürbis, Maniok, Sonnenblumen oder eine Mischung davon.

Das Getreide ist vorzugsweise Weizen, Roggen, Gerste, Hafer, Reis, Mais, Hirse oder ein Mischung davon. Vorzugsweise umfasst der Proteinbinder mindestens ein tierischer Proteinbinder, insbesondere ein Glutinleim, Gelatine, Collagen, Keratin, Kasein, Albumin oder eine Mischung davon.

Der Glutinleim ist vorzugsweise Knochenleim, Hautleim, Hasenleim, Fischleim oder eine Mischung davon.

Der mindestens eine Alkohol weist vorzugsweise 1 bis 50 Kohlenstoffatome auf. Der Alkohol ist bevorzugt ein Alkohol mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen, insbesondere mit 2 bis 15 Kohlenstoffatomen.

Der mindestens eine Alkohol kann linear oder verzweigt sein. Der mindestens eine Alkohol kann ein einwertiger Alkohol sein, ist jedoch bevorzugt ein mehrwertiger Alkohol, insbesondere mit 2 bis 15 Hydroxygruppen, vorzugsweise von 2 bis 10 Hydroxygruppen, insbesondere von 2 bis 6 Hydroxygruppen.

Vorzugsweise ist der mindestens eine Alkohol ausgewählt aus Polyglycerin-3 (CAS 25618- 55-7), Glycerinethoxylat (CAS 316954-55-0), Pentaerythriolethoxylat (CAS 30599-15-6), Polyethylenglykol E400 (CAS 25322-68-3), Glycerin (CAS 56-81-5), 1,2-Propandiol (CAS 57-55-6), Dipentaerythrit (CAS 126-58-9), Pentaerythrit (CAS 1 15-77-5), Ethylenglykol (CAS 107-21-1), Diethylenglykol (CAS 1 1 1-46-6), Triethylenglykol (CAS 1 12-27-6), oder eine Mischung davon.

Der mindestens eine Ester ist vorzugsweise ein Carbonsäureester und weist vorzugsweise von 2 bis 22 Kohlenstoffatome, insbesondere 6 bis 12 Kohlenstoffatome auf. Das mindestens eine Ester kann ein Monoester sein, ist jedoch vorzugsweise ein Polyester. Insbesondere bevorzugt ist der mindestens eine Ester ein Alklycitrat oder Glycerolacetat, insbesondere Triethylcitrat (CAS 77-93-0) oder Glyceroltriacetat (CAS 102-76-1).

Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemässe wiederverwertbare Material als Zusatzstoff Stärke, mindestens ein Monosaccharid, mindestens ein Oligosaccharid oder mindestens ein Polysaccharid oder eine Mischung davon. Derartige Zuckerverbindungen wirken im wiederverwertbaren Material als zusätzliches Bindemittel, womit die Festigkeit des wiederverwertbaren Materials erhöht oder die Menge des mindestens einen Proteinbinders bei gleicher Festigkeit des Materials verringert werden kann.

Vorzugsweise ist der Zusatzstoff ausgewählt aus Weizenstärke, Kartoffelstärke, Reissstärke, Tapiokastärke, Dextrine, Agar, Alginate, Pektine, Chitin, Cyclodextrine oder Mischungen davon. Weiter bevorzugt kann der Zusatzstoff Saccharide aus Extrakten von Algen, Früchten, Gemüse und/oder Getreide umfassen.

Als Zusatzstoff kann ferner vorzugsweise Glukose, Fruktose, Galaktose, Saccharose, Maltose, Laktose, Maltodextrin, Dextrose, Isomalt, Erythrit, Mannit, Xylitol, Zuckersirupe, Invertzuckersirupe oder eine Mischung davon eingesetzt werden.

Vorzugsweise wird Sorbit (CAS 50-70-4), Xylit (CAS 87-99-0), Mannitol (CAS 69-65-8), Saccharose (CAS 57-50-1), Trehalose (CAS 6138-23-4) oder eine Mischung davon als Zusatzstoff eingesetzt.

Vorzugsweise umfasst das wiederverwertbare Material als Zusatzstoff Harnstoff und/oder Allantoin. Dadurch lassen sich die Fliesseigenschaften des Materials vor dem Trocknen bzw. Aushärten verbessern, womit sich das Material einfacher zu einem Formteil verarbeiten lässt, z.B. beim Giessen.

Das wiederverwertbare Material umfasst vorzugsweise als Zusatzstoff ein Konservierungsmittel. Dadurch kann das wiederverwertbare Material länger aufbewahrt werden, bevor dieses zu einem Formteil verarbeitet wird.

Als Konservierungsmittel wird vorzugsweise Ascorbinsäure oder Zitronensäure oder Salze hiervon, ein Sorbat, Pflanzenextrakte oder eine Mischung davon eingesetzt.

Alternativ bevorzugt kann auch Methyl-4-hydroxybenzoat oder Propyl-4-hydroxybenzoat als Konservierungsmittel eingesetzt werden. Da diese Stoffe jedoch nicht bioabbaubar sind, werden diese nur in geringen Mengen von maximal 0.3 Gew.-% eingesetzt, womit das wiederverwertbare Material insgesamt nach wie vor normengerecht kompostiert werden kann sowie Natur und Wasser nicht gefährdet werden. Vorzugsweise umfasst das wiederverwertbare Material als Zusatzstoff mindestens ein tierisches oder pflanzliches Fett. Durch die Zugabe eines Fetts kann die Granulierung des wiederverwertbaren Materials verbessert werden.

Als das mindestens eine Fett kann Leinöl, Rizinusöl, Rapsöl, Sonnenblumenöl, Fettpulver, mittelkettige Triglyceride oder eine Mischung davon verwendet werden.

Vorzugsweise umfasst das wiederverwertbare Material als Zusatzstoff mindestens ein natürliches Wachs, insbesondere Carnaubawachs, Candelillawachs, Zuckerrohrwachs, Bienenwachs oder Stearin oder eine Mischung davon.

Vorzugsweise umfasst das wiederverwertbare Material als Zusatzstoff mindestens ein Mineral. Bevorzugt ist das mindestens eine Mineral Glimmer, Wollastonit, Eisenoxid, Bentonit, Hydromagnesit, Kreide, Gips, Lithopone, Huntit, Talk, Magnesiumoxid, Magnesiumcarbonat, Kaolin, Kalziumkarbonat, Vermiculit, Silikate, Perlit oder eine Mischung davon.

Durch die Zugabe mindestens eines Minerals können die mechanischen Eigenschaften des wiederverwertbaren Materials bzw. eines daraus gebildeten Formteils beeinflusst werden. Ferner kann durch Zugabe mindestens eines Minerals eine Pigmentierung bzw. Farbgebung des wiederverwertbaren Materials erzielen sowie die Homogenität einer Oberfläche eines daraus hergestellten Formteils verbessern. Zudem können die Fliesseigenschaften des wiederverwertbaren Materials durch das mindestens eine Mineral gezielt verbessert werden.

Die vorliegende Anmeldung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Formteils aus einem wiederverwertbaren Material. In einem ersten Schritt werden von 30 - 97 Gew.- % Zellulosematerial, 2 - 45 Gew.-% mindestens eines Proteinbinders, 1 - 20 Gew.-% mindestens eine Alkohols oder Esters, sowie 0 - 45 Gew.-% mindestens eines Zusatzstoffs und Wasser als Lösungsmittel in einen Mischer gegeben. Die Komponenten werden anschliessend mit dem Mischer zum wiederverwertbaren Material gemischt, wobei anschliessend das Formteil aus diesem geformt wird. Je nach Proteinbinder muss dieser vor der Zugabe in warmem oder kochendem Wasser aufgelöst werden. Pulverförmige Komponenten werden vorzugsweise vorgängig in Wasser gelöst, je nachdem auch unter Erwärmung und/oder Agitation.

Als Mischer wird vorzugsweise ein Planetenrührwerk, eine Exzenterschneckenpumpe, Propellerrührwerk, Scheibenrührwerk, Extruder oder Magnetrührer.

Die Komponenten werden vorzugsweise von 1 bis 40 Minuten, vorzugsweise von 1 bis 10 Minuten gemischt.

Vorzugsweise wird das wiederverwertbare Material nach dem Mischen zu einem Strang extrudiert und das Formteil wird anschliessend aus dem Strang des wiederverwertbaren Material geformt, wobei das geformte Formteil anschliessend getrocknet wird.

Das wiederverwertbare Material wird vorzugsweise nach dem Mischen zu einem Strang extrudiert und der Strang zu einem Granulat zerkleinert, wobei anschliessend das Formteil aus dem Granulat geformt wird und das geformte Formteil danach getrocknet wird.

Bevorzugt wird das Granulat getrocknet. Das Granulat wird vorzugsweise vor dem Formen des Formteils gelagert. Während der Lagerung kann das Granulat transportiert werden. Dies bietet den Vorteil, dass das Granulat sowie das Formteil an unterschiedlichen geographischen Orten und zu unterschiedlichen Zeiten hergestellt werden können.

Das Granulat kann zum Formen des Formteils beispielsweise erhitzt werden, auch unter Druck. Alternativ kann das Granulat auch mittels eines geeigneten Lösungsmittels, vorzugsweise Wasser, vor dem Formen verflüssigt werden.

Die Extrusion wird vorzugsweise bei einem Druck von 40 bis 180 bar, vorzugsweise von 60 bis 140 bar, besonders bevorzugt von 80 bis 120 bar durchgeführt.

Das wiederverwertbare Material wird vorzugsweise nach dem Mischen getrocknet und zu einem Pulver zerkleinert, insbesondere mit einer Partikelgrösse von weniger als 0.10 mm, insbesondere von weniger als 0.05 mm und das Formteil wird anschliessend aus dem Pulver geformt. Das Pulver wird vorzugsweise vor dem Formen des Formteils gelagert. Während der Lagerung kann das Pulver transportiert werden. Dies bietet den Vorteil, dass das Pulver sowie das Formteil an unterschiedlichen geographischen Orten und zu unterschiedlichen Zeiten hergestellt werden können. Das Pulver kann zum Formen des Formteils beispielsweise erhitzt werden, auch unter Druck. Alternativ kann das Pulver auch mittels eines geeigneten Lösungsmittels, vorzugsweise Wasser, vor dem Formen verflüssigt werden. Sofern das Material vor dem Formen des Formteils verflüssigt wird, wird das Formteil nach dem Formen getrocknet.

Das Pulver aus dem erfindungsgemässen wiederverwertbaren Materials eignet sich insbesondere zum Formen des Formteils mittels 3D Druck, insbesondere mittels Multi-Jet- Modelling Verfahren.

Vorzugsweise wird das Formteil durch Pressen, Giessen, Extrudieren, Rotationsformen, Vakuumformen, Spritzgiessen, Sintern oder 3D-Druck geformt.

Die vorliegende Anmeldung betrifft ferner ein Formteil aus einem wiederverwertbaren Material gemäss oben stehender Beschreibung.

Das Formteil ist vorzugsweise eine Verpackung, Füllmaterial, Möbelteil,

Gebrauchsgegenstand, Dekorationsartikel, Besteck, Teller oder Tüte.

Aus der nachfolgenden Detailbeschreibung und der Gesamtheit der Patentansprüche ergeben sich weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Merkmalskombinationen der Erfindung.

Beispiele

Beispiel 1

In einem ersten Beispiel wurden ca. 134 g Hasenleim in 250 g kochendes Wasser vermischt und für 20 Minuten in einem Wasserbad auf 70°C erwärmt. 101 g Casein aus Rindermilch (13.5-15% Stickstoff) wurde dann zur Mischung gegeben und kräftig zur Bildung der Bindemittel komponente gemischt. 40 g Glukose und 16 g Magnesiumsulfat wurden in kochendem Wasser aufgelöst (Glukose in 40 g Wasser und Magnesiumsulfat in 20 g Wasser) und zur Bindungsmischung zugegeben und gemischt. Als die Mischung homogen war, wurden 1,6 g Methyl-4- hydroxybenzoate und Propyl-4-hydroxybenzoate (69:31) zugegeben und gemischt. Das Zwischenprodukt wurde mit flüssigen Zusatzstoffen und Faser vermischt, d.h. 64 g Sorbitol, 12 g Rizinusöl wurden zur Mischung zugegeben und kräftig gemischt. Schließlich wurden 432 g Faser (Flydroxypropylmethylzellulose und Cellulose von ca. 200 miti, im Verhältnis 50:50) zugegeben und in einem Planetenmischer (Rotor Rührwerk 10 L) kräftig gemischt. Das Material wurde in einer hydraulischen Presse (Lindenberg Presse 60 Tonnen) bei einem Druck von ca. 140 bar durch eine Pressvorrichtung bestehend aus Kolben und Stempel mit einer Düse von 2 mm Durchmesser zu einem Strang extrudiert. Der Strang wurde nach dem Aushärten in Stücke von 2mm Länge geschnitten und das so erhaltene Granulat wurde anschliessend mittels Spritzguss in ein Formteil verarbeitet, welches anschliessend getrocknet wurde.

Beispiel 2 In einem zweiten Beispiel wurden 1.6 g Kaliumbenzoat und 16 g Magnesiumsulfat in 250 g kochendem Wasser aufgelöst. Dann wurden 1 16 g Glycerin zur Mischung zugesetzt.

234 g Gluten Protein (mit typischer Nährstoffangabe: 80 Gew.-% Eiweiss, 3.8 Gew.-% Ballaststoffe, 5.8 Gew.-% Fett, 4.7 Gew.-% Kohlenhydrate, 0.13 Gew.-% Salz) wurde mit 416g Zellulosefaser (von ca. 150 miti) vermischt.

Die pulverige Mischung und die flüssige Mischung wurden zusammengemischt, um eine Bindemittelkomponente zu erhalten.

Schliesslich wurde 16 g Nussöl zugegeben und in einem Planetenmischer kräftig gemischt.

Das Material wurde in einer hydraulischen Presse bei einem Druck von ca. 140 bar durch eine Pressvorrichtung bestehend aus Kolben und Stempel mit einer Düse von 2 mm Durchmesser zu einem Strang extrudiert. Der Strang wurde nach dem Aushärten in Stücke von 2mm Länge geschnitten und das so erhaltene Granulat wurde anschliessend mittels Spritzguss zu einem Formteil weiterverarbeitet, welches danach getrocknet wurde.

Beispiel 3

In einem dritten Beispiel wurden 109.2 g Sojaprotein-Isolat (mit typischer Nährstoffangabe: 90 Gew.-% Eiweiss, 1.5 Gew.-% Fett, 1.8 Gew.-% Kohlenhydrate, 0.5 Gew.-% Salz) mit 109.2 g Tapiokastärke (mit typischer Nährstoffangabe: 0.2 Gew.-% Eiweiss, < 0. 1 Gew.-% Fett, 87.8 Gew.-% Kohlenhydrate, < 0.1 Gew.-% Salz), 40 g Xanthan, 2 g einer Mischung aus Methyl-4-Hydroxybenzoat und Propyl-4-Hydroxybenzoat (69:31) und 416 g Zellulosefasern (von ca. 150 miti) in einer Schüssel gemischt.

28 g Glukose und 16 g Magnesiumsulfat wurden in kochendem Wasser gelöst (Glukose in 50 g Waser und Magnesiumsulfat in 20 g Wasser) und zur pulverigen Mischung gegeben und gut vermischt. Dann wurden 71 g Sorbitol und 8 g Kokosöl zugegeben und kräftig gemischt.

Zu den zuvor gemischten Zutaten wurden 300 g kochendes Wasser zugegeben und mit einem ausreichend starken Planetenmischer gemischt.

Das Material wurde in einer hydraulischen Presse bei einem Druck von ca. 140 bar durch eine Pressvorrichtung bestehend aus Kolben und Stempel mit einer Düse von 2 mm Durchmesser zu einem Strang extrudiert. Der Strang wurde nach dem Aushärten in Stücke von 2mm Länge geschnitten und das so erhaltene Granulat wurde anschliessend mittels Spritzguss zu einem Formteil geformt, welches danach getrocknet wurde.

Beispiel 4 In einem vierten Beispiel wurden 16 g Lactose, 24 g Maltodextrin, 1.6 g Kaliumbenzoat und 16 g Magnesiumsulfat in 330 g kochendem Wasser aufgelöst. Dann wurde 107.2 g Fischleim hinzugeben und vermischt und für 20 Minuten in einem Wasserbad auf 70°C erwärmt. 107.2 g Gluten Protein (mit typischer Nährstoffangabe: 80 Gew.-% Eiweiss, 3.8 Gew.-%

Ballaststoffe, 5.8 Gew.-% Fett, 4.7 Gew.-% Kohlenhydrate, 0. 13 Gew.-% Salz) wurde mit 480 g Zellulosefaser (von ca. 150 miti) vermischt.

40 g 1,2-Propandiol und 8 g Nussöl wurden zur flüssigen Mischung zugesetzt.

Die pulverige Mischung und die flüssige Mischung wurden zusammengemischt. Das Material wurde in einer hydraulischen Presse bei einem Druck von ca. 140 bar durch eine Pressvorrichtung bestehend aus Kolben und Stempel mit einer Düse von 2 mm Durchmesser zu einem Strang extrudiert. Der Strang wurde nach dem Aushärten in Stücke von 2mm Länge geschnitten und das so erhaltene Granulat wurde anschliessend mittels Spritzguss zu einem Formteil geformt, welches danach getrocknet wurde.

Beispiel 5 In einem fünften Beispiel wurden 134 g Gelatine mit 310 g kochendem Wasser vermischt und für 20 Minuten in einem Wasserbad auf 70°C erwärmt.

Dann wurden 100.8 g Albumin mit Erbsenprotein Isolat 1: 1 (mit typischer Nährstoffangabe: 80 Gew.-% Eiweiss, 5.5 Gew.-% Fett, 2.6 Gew.-% Kohlenhydrate, 1.9 Gew.-% Salz) und ca. 38 g Maltodextrin gemischt.

Die pulverige Mischung und die flüssige Mischung wurden zusammengemischt, um ein Bindemittelkomponente zu erhalten.

16 g Magnesiumsulfat wurde in 20 g kochendem Wasser gelöst und zusammen mit 80 g 1,2-Propandiol zur Mischung gegeben und gemischt. Zum Schluss wurde 432 g Faser (Zellulose ca. 200 miti) zugeben und mit einem Planetenmischer kräftig gemischt.

Das Material wurde in einer hydraulischen Presse bei einem Druck von ca. 140 bar durch eine Pressvorrichtung bestehend aus Kolben und Stempel mit einer Düse von 2 mm Durchmesser zu einem Strang extrudiert. Der Strang wurde nach dem Aushärten in Stücke von 2mm Länge geschnitten und das so erhaltene Granulat wurde anschliessend mittels Spritzguss zu einem Formteil verarbeitet, welches danach getrocknet wurde.

Verarbeitung des wiederverwertbaren Materials durch Sintern Eine Menge an Granulat des wiederverwertbaren Materials wurde in ein Presswerkzeug gegeben, welche die Kontur des herzustellenden Formteils aufweist. Das Werkzeug wurde in einer beheizten Presse auf eine Temperatur von 150°C aufgeheizt, das Granulat wurde eingefüllt und für 2 Minuten mit einem Druck von 1 kg/cm ² gepresst. Danach wurde das Werkzeug mit dem Formteil aus der Presse entnommen, auf eine Temperatur von 50°C abgekühlt und danach wurde das hergestellte Formteil entnommen.

Alternativ kann für die Verarbeitung durch Sintern auch Pulver verwendet werden.

Verarbeitung des wiederverwertbaren Materials durch Extrusion

Granulat aus dem wiederverwertbaren Material wurde mit einer Extrusionsanlage (Weber ES45) mit einer Kurzkompressionsschnecke zu Profilen mit verschiedenen Querschnitten verarbeitet bei einer Betriebstemperatur 120°-140°C.

Verarbeitung des wiederverwertbaren Materials durch 3D Druck

Ein Pulver aus dem wiederverwertbaren Material wurde in den dafür vorgesehenen Behälter eines 3D-Druckers der nach dem Multi-Jet-Modelling Verfahren arbeitet (ZPrinter © 150 der Firma 3DSystems) eingefüllt und der original Binder von Z-Corp wurde durch Wasser ersetzt. Nach dem Druckvorgang wurde das Formteil entnommen und getrocknet.