EA042026B1 - METHOD FOR OBTAINING PRODUCTS FROM BIOPLASTIC - Google Patents

Description

Биологически разлагаемые материалы известны уже давно, и также известны биологически разлагаемые синтетические материалы. К ним относится, помимо прочих, также полибутиленсукцинат, сокращенно PBS, биологически разлагаемый биопластик, который получается из бутандиола (например, био-BDO) и янтарной кислоты, которая также получается на биологической основе.Biodegradable materials have been known for a long time, and biodegradable synthetic materials are also known. These include, among others, also polybutylene succinate, abbreviated as PBS, a biodegradable bioplastic, which is obtained from butanediol (for example, bio-BDO) and succinic acid, which is also obtained on a biological basis.

К такому же классу биологически разлагаемых синтетических материалов относится также полибутиленсукцинат-адипинат (PBSA), в котором, наряду с янтарной кислотой, в полимеризации участвует также адипиновая кислота. Этот синтетический материал также может, в зависимости от происхождения мономеров, в большей или меньшей степени основываться на биологических источниках.The same class of biodegradable synthetic materials also includes polybutylene succinate adipate (PBSA), in which, along with succinic acid, adipic acid also participates in polymerization. This synthetic material can also, depending on the origin of the monomers, be based to a greater or lesser extent on biological sources.

Из DE 102007017321 известна многослойная пленка и способ ее изготовления, и в одном из раскрытых в этой заявке вариантов используется также термопластичный сложный полиэфир, например, такой как PBS, который применяется по отдельности или в комбинации с другими термопластичными сложными полиэфирами.From DE 102007017321 a multilayer film and a method for its production are known, and in one of the variants disclosed in this application, a thermoplastic polyester, such as PBS, is also used, which is used alone or in combination with other thermoplastic polyesters.

Хотя до сих пор известны биологически разлагаемые синтетические материалы - это справедливо также для PLA (полимолочной кислоты), но они по-прежнему являются относительно дорогостоящими в их получении, и также при их переработке, а именно, в частности, литьем под давлением конечных изделий, требуется относительно длительная продолжительность технологического цикла.Although biodegradable synthetic materials are still known - this is also true for PLA (polylactic acid), but they are still relatively expensive in their production, and also in their processing, namely, in particular, by injection molding end products, a relatively long duration of the technological cycle is required.

Из DE 102013216309 Al, DE 102013208876 Al, WO 2013/072146 А1 известен биокомпозит или, соответственно, биоматериал из подсолнечной лузги/шелухи, причем в качестве компонента синтетического материала используется PLA.From DE 102013216309 Al, DE 102013208876 Al, WO 2013/072146 A1, a biocomposite or biomaterial from sunflower husks/hulls is known, wherein PLA is used as a component of the synthetic material.

Действия, направленные на регулирование определенных физических свойств, например, хрупкости, эластичности, Е-модуля, прочности, и т.д., при таких биологически разлагаемых синтетических материалах также являются относительно трудоемкими и дорогостоящими.Operations aimed at adjusting certain physical properties, eg brittleness, elasticity, E-modulus, strength, etc., with such biodegradable synthetic materials are also relatively laborious and costly.

В основу изобретения положена задача, состоящая в сокращении или вообще полном устранении существующих до сих пор недостатков.The invention is based on the task of reducing or even completely eliminating the disadvantages that still exist.

Изобретение решает задачу посредством способа с признаками согласно п. 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты исполнения описываются в зависимых пунктах формулы изобретения.The invention solves the problem by means of a method with features according to paragraph 1 of the claims. Preferred embodiments are described in the dependent claims.

Согласно изобретению, общеизвестный полибутиленсукцинат (PBS), PBSA или тому подобные, компаундируются вместе с волокнами подсолнечной лузги (они также могут представлять собой волокна подсолнечной шелухи) (далее называются также SPC PBS или S²PC PBSA).According to the invention, the well-known polybutylene succinate (PBS), PBSA or the like are compounded together with sunflower husk fibers (these may also be sunflower husk fibers) (hereinafter also referred to as SPC PBS or S ² PC PBSA).

Поскольку волокна подсолнечной лузги представляют собой чистый биопродукт, потому что оболочки семян подсолнечника охватывают маслосодержащее семя, для подготовки волокон подсолнечной лузги требуются только лущение семечек, измельчение (например, путем размалывания) материала лузги до желательного размера зерен, а также сушка до известного значения влажности и обезмасливание (сокращение) до желательного содержания масла/жира.Because sunflower husk fibers are a pure bio-product, because sunflower seed husks enclose the oily seed, the preparation of sunflower husk fibers requires only seed husking, grinding (e.g. by milling) the husk material to the desired grain size, and drying to a known moisture value and deoiling (reducing) to the desired oil/fat content.

Измельчение волокон подсолнечной лузги выполняется в процессе размалывания, причем размер зерен составляет величину в диапазоне 3 миллиметров или менее, предпочтительно в диапазоне от 0,01 до 1 мм, в особенности предпочтительно в диапазоне от 0,1 до 0,3 мм.Grinding of the sunflower husk fibers is carried out in a grinding process, wherein the grain size is in the range of 3 mm or less, preferably in the range of 0.01 to 1 mm, particularly preferably in the range of 0.1 to 0.3 mm.

Вышеуказанные величины размера зерен означают, что по меньшей мере желательная процентная доля, например, 80 процентов или более, волокнистого материала имеют указанный размер зерен, и только незначительная доля выходит за пределы желательного диапазона размеров зерен.The above grain size values mean that at least a desirable percentage, eg 80 percent or more, of the fibrous material is of the indicated grain size and only a minor proportion is outside the desired grain size range.

Компаундированием материала подсолнечной лузги с PBS-материалом в экструдере, например, двухшнековом экструдере, получается компаунд, который пригоден для литья под давлением, и который имеет модуль упругости и/или предел прочности при растяжении в конечном изделии из биоматериала, которые являются явно повышенными сравнительно с изготовленным из чистого PBS изделием из биоматериала, и имеют дополнительные улучшенные свойства.By compounding sunflower husk material with PBS material in an extruder, such as a twin screw extruder, a compound is obtained which is suitable for injection molding and which has a modulus of elasticity and/or tensile strength in the final biomaterial product that are clearly increased compared to made from pure PBS biomaterial product, and have additional improved properties.

Особенной областью применения изобретения является изготовление биологически разлагаемых упаковок или, соответственно, контейнеров, например, таких как кофейные капсулы, цветочные горшки, пакеты, коробки, и т.д.A particular field of application of the invention is the production of biodegradable packages or containers, such as, for example, coffee capsules, flower pots, bags, boxes, etc.

Прежде всего, посредством изобретения могут быть явственно снижены затраты на изготовление, по сравнению с применением чистого PBS, например, более чем на 10 процентов. Это обеспечивается тем, что волокна подсолнечной лузги и их приготовление являются явно более выгодными, нежели получение PBS-материала. Поскольку волокно подсолнечной лузги также термически устойчиво до температуры 200 градусов Цельсия, не оказывается никакое негативное влияние на органолептические свойства кофейного продукта, когда он готовится в соответствующей изобретению кофейной капсуле при относительно высоком давлении и/или высокой температуре в соответственной предназначенной для этого кофеварке.First of all, by means of the invention, the manufacturing costs can be clearly reduced, compared with the use of pure PBS, for example by more than 10 percent. This is ensured by the fact that sunflower husk fibers and their preparation are clearly more advantageous than the production of PBS material. Since sunflower husk fiber is also thermally stable up to a temperature of 200 degrees Celsius, there is no negative effect on the organoleptic properties of the coffee product when it is prepared in the coffee capsule according to the invention at a relatively high pressure and/or high temperature in an appropriate coffee machine designed for this purpose.

Благодаря тому, что волокно подсолнечной лузги готовится в качестве, так сказать, биоволоконного армирования для синтетического материала, по обстоятельствам могут быть уменьшены толщины стенок капсул сравнительно с чистым PBS-материалом, что сокращает используемое количество PBS в расчете на контейнер, упаковку, кофейную капсулу и т.д., и опять же дополнительно приводит к экономии средств.Due to the fact that sunflower husk fiber is prepared as, so to speak, a biofiber reinforcement for a synthetic material, capsule wall thicknesses can be reduced, as appropriate, compared to pure PBS material, which reduces the amount of PBS used per container, packaging, coffee capsule and etc., and again additionally leads to cost savings.

Далее изобретение разъясняется посредством примера осуществления.The invention is further explained by means of an exemplary embodiment.

- 1 042026- 1 042026

Примеры исполнения относятся к биологически разлагаемой кофейной капсуле или, соответственно, к биологически разлагаемому и тем самым пригодному для компостирования контейнеру для растений (цветочному горшку), но также могут быть распространены на всякие биологически разлагаемые упаковку, контейнер или тому подобные.The embodiments refer to a biodegradable coffee capsule or a biodegradable and thus compostable plant container (flower pot), but can also be extended to any biodegradable packaging, container or the like.

Фигуры показывают:Figures show:

фиг. 1-4 представляют различные виды соответствующей изобретению кофейной капсулы типа Nespresso;fig. 1-4 represent various views of the Nespresso type coffee capsule according to the invention;

фиг. 5 и 6 представляют различные виды соответствующей изобретению кофейной капсулы типа Tassimo;fig. 5 and 6 are different views of the Tassimo type coffee capsule according to the invention;

фиг. 7 и 8 показанывают соответствующий стакан (для кофе) (фиг. 7) с корпусом стакана (фиг. 8);fig. 7 and 8 show a corresponding cup (for coffee) (FIG. 7) with a cup body (FIG. 8);

фиг. 9 и 10 показывают сравнение PLA с компаундом на основе PBS с подсолнечной лузгой.fig. 9 and 10 show a comparison of PLA with a PBS-based compound with sunflower husks.

Для кофейных капсул типа Tassimo применялся материал с составом согласно табл. 1, для кофейных капсул типа Nespresso использовался материал с составом согласно табл. 2.For coffee capsules of the Tassimo type, a material with a composition according to Table 1 was used. 1, for coffee capsules type Nespresso used material with a composition according to table. 2.

Из обеих таблиц можно увидеть, что 69 процентов материала кофейной капсулы были сформированы из Bio-PBS FZ71PM (также приводится таблица его параметров), и 30 процентов материала компаунда образованы мукой из шелухи (размер зерен <0,5 и 0,2 мм), и кроме того, использовалась добавка (усилитель сцепления), а именно, Licocene PP МА 7452.From both tables, it can be seen that 69 percent of the coffee capsule material was formed from Bio-PBS FZ71PM (a table of its parameters is also given), and 30 percent of the compound material was formed from husk flour (grain size <0.5 and 0.2 mm), and in addition, an additive (adhesion enhancer) was used, namely, Licocene PP MA 7452.

Данные об используемом Bio-PBS FZ71PM приведены в таблице технических параметров в конце данного описания.The Bio-PBS FZ71PM used is shown in the technical data table at the end of this description.

Дополнительные характеристики материалов, в частности, физические параметры соответствующего изобретению материала S²PC 3071 MI (для кофейной капсулы типа Tassimo) или, соответственно, S2PC 3071 MIF (для кофейной капсулы типа Nespresso) также находятся в прилагаемых таблицах характеристик материалов.Further material characteristics, in particular the physical parameters of the material according to the invention S ² PC 3071 MI (for Tassimo type coffee capsule) or S2PC 3071 MIF (for Nespresso type coffee capsule) respectively, are also found in the accompanying material data tables.

При этом, в частности, примечательны некоторые значения, например значение Е-модуля (Юнга), предела прочности при растяжении, и т.д.In this case, in particular, some values are noteworthy, for example, the value of the E-modulus (Young), tensile strength, etc.

Модуль Юнга для чистого PBS согласно известным до сих пор данным находится в диапазоне 300700 МПа, тогда как, напротив, Е-модуль соответствующего изобретению биоматериала SPC PBS/PBSA см. соответствующие списки параметров материалов в табл. 3 и 4 - составляет свыше 1200 МПа, для S2PC 3071 MIF около 1300 МПа, для S2PC 3071 MI даже 1468 МПа (SPC=подсолнечный пластикат).Young's modulus for pure PBS according to hitherto known data is in the range of 300700 MPa, whereas, on the contrary, the E-modulus of the SPC PBS/PBSA biomaterial according to the invention, see the corresponding lists of material parameters in Table 1. 3 and 4 - is over 1200 MPa, for S2PC 3071 MIF about 1300 MPa, for S2PC 3071 MI even 1468 MPa (SPC = sunflower compound).

Благодаря улучшенному Е-модулю материал может лучше прорываться пробойником или водой под давлением. Образованные пробойником или водой под давлением отверстия в материале являются важными для кофейных капсул и известны (для стандартных капсул).Thanks to the improved E-modulus, the material can be better broken through with a punch or pressurized water. Punched or pressurized holes in the material are important for coffee capsules and are known (for standard capsules).

Благодаря повышению содержания волокон подсолнечной лузги в компаунде Е-модуль может быть повышен даже еще больше.By increasing the content of sunflower husk fibers in the compound, the E-modulus can be increased even further.

В отношении горшков для растений, на которые также претендуют здесь заявка и изобретение, требование к Е-модулю в настоящее время составляет по меньшей мере 1150 МПа, что не может быть достигнуто с чистым PBS-материалом.With respect to plant pots, which the application and the invention also claim here, the E-modulus requirement is currently at least 1150 MPa, which cannot be achieved with pure PBS material.

Разумеется, рамками изобретения также предусматривается, когда содержание муки подсолнечной лузги, с одной стороны, и PBS, с другой стороны, варьирует. Приведенные в этой заявке в таблицах отношения PBS (69%) к муке из шелухи (30%) следует понимать только как примерные, и в любом случае отклонения от них (+/-1-25%) возможны и находятся в пределах области изобретения.Of course, it is also within the scope of the invention when the content of sunflower husk meal on the one hand and PBS on the other hand varies. The ratios of PBS (69%) to husk flour (30%) given in this application are to be understood as exemplary only, and in any case deviations from them (+/-1-25%) are possible and are within the scope of the invention.

Также может меняться количественная доля (в весовых процентах) усилителя сцепления, то есть добавки Licocene РР МА 7452, без выхода за пределы изобретения, и могут быть также использованы другие сравнимые промоторы адгезии.The proportion (in weight percent) of the adhesion promoter, ie the additive of Licocene PP MA 7452, can also be varied without departing from the scope of the invention, and other comparable adhesion promoters can also be used.

Особенное свойство соответствующего изобретению биоматериала, образованного из муки подсолнечной лузги, с одной стороны, и PBS, с другой стороны, состоит в том, что он является полностью биологически разлагаемым, то есть, пригодным для компостирования. Конкретно это означает, что имеет место пригодность к домашнему компостированию, так как изготовленный таким образом материал может быть полностью разложен в соответствующем биологическом окружении (компост или почва/земля).A particular property of the biomaterial according to the invention, formed from sunflower husk meal on the one hand and PBS on the other hand, is that it is completely biodegradable, ie compostable. Concretely, this means that there is suitability for home composting, since the material produced in this way can be completely degraded in the appropriate biological environment (compost or soil/earth).

Соответствующий изобретению материал также имеет то преимущество, что продолжительность технологического цикла в процессе литья под давлением, то есть, тогда, когда соответствующий изобретению компаунд применяется в установке для инжекционного формования, чтобы изготовить соответствующее конечное изделие, то есть, например, кофейную капсулу или горшок для растения, или тому подобные, может существенно сокращать время, в течение которого материал впрыскивается в установку для литья под давлением и затем извлекается, то есть, на величину от 5 до 10% или сверх того, что явственно повышает производительность всего процесса литья под давлением на существующем производственном оборудовании, и тем самым опять же обусловливает также снижение стоимости.The material according to the invention also has the advantage that the cycle time in the injection molding process, i.e. when the compound according to the invention is used in an injection molding machine, in order to produce the corresponding final product, i.e., for example, a coffee capsule or a pot for plants, or the like, can significantly reduce the time during which the material is injected into the injection molding machine and then withdrawn, that is, by 5 to 10% or more, which clearly increases the productivity of the entire injection molding process by existing production equipment, and thus again leads to a reduction in cost.

Для пригодности к домашнему компостированию и оптимальной способности к разложению в почве всего экструдированного конечного изделия в целом изобретение также представляет муку подсолнечной лузги в качестве природного гумусового материала, так что в целом также процесс биологического разложения происходит быстрее, чем до сих пор, так как обусловливающие компостированиеFor suitability for home composting and optimal soil degradability of the entire extruded end product as a whole, the invention also provides sunflower husk meal as a natural humus material, so that in general also the biodegradation process is faster than hitherto, since the composting

- 2 042026 бактерии и микроорганизмы тем самым могут легче перерабатывать весь материал, для чего они сначала могут прежде всего поселяться на муке подсолнечной лузги, чтобы затем усваивать остальной материал.- 2 042026 bacteria and microorganisms can thus more easily process all the material, for which they can first of all settle on sunflower husk flour, in order to then assimilate the rest of the material.

С соответствующим изобретению биоматериалом также обеспечивается возможность явно повышенной теплостойкости, так как она достигает 97 градусов Цельсия сравнительно с 95 градусами Цельсия для чистого PBS. Это является особенным преимуществом, так как при необходимой для кофейных капсул температуре воды по меньшей мере 90 градусов Цельсия желателен каждый градус Цельсия повышения теплостойкости, поскольку это в целом содействует тому, что кофейная капсула будет еще достаточно стабильной также в процессе приготовления кофе, и прежде всего никоим образом не будет вызывать ухудшение вкуса (негативно) кофейного продукта.With the biomaterial according to the invention, a distinctly improved heat resistance is also possible, since it reaches 97 degrees Celsius compared to 95 degrees Celsius for pure PBS. This is a particular advantage, since at a water temperature of at least 90 degrees Celsius required for coffee capsules, every degree Celsius increase in heat resistance is desirable, since this generally contributes to the fact that the coffee capsule is still sufficiently stable also during the preparation of coffee, and above all will in no way cause a deterioration in the taste (negatively) of the coffee product.

Насколько в настоящей заявке речь идет о муке из лузги, то есть, муке из подсолнечной лузги/шелухи, то это относится к материалу подсолнечной лузги, изготовленному соответствующим способом размалывания, например, в ударно-отражательной мельнице, с помощью которой материал лузги доводится до желательного размера зерен или, соответственно, длины волокон, например, 0,5 мм, 0,2 мм, или тому подобного.As far as the present application refers to husk flour, i.e. sunflower husk/husk flour, this refers to sunflower husk material produced by an appropriate grinding method, for example, in an impact mill, with which the husk material is brought to the desired grain size or, respectively, the length of the fibers, for example, 0.5 mm, 0.2 mm, or the like.

Содержание масла в материале лузги SPC PBS-материала при этом явно составляет менее 10 процентов, например, в результате обезмасливания 6 процентов или меньше, и остаточная влажность в материале компаунда после сушки составляет ниже 1 процента, предпочтительно около 0,05 процента (или меньше, но также величина от 0,1 до 0,5% еще приемлема).The oil content of the husk material of the SPC PBS material is clearly less than 10 percent, for example, as a result of de-oiling 6 percent or less, and the residual moisture in the compound material after drying is below 1 percent, preferably about 0.05 percent (or less, but also a value of 0.1 to 0.5% is still acceptable).

В рамки изобретения также входит, когда в компаунд из волокон подсолнечной лузги и PBS вводятся еще и дополнительные компоненты биологически разлагаемых синтетических материалов вместо PBS, и при необходимости также дополнительные биологические волокна, например, такие как древесное волокно. Например, первое испытание показало, что тогда, когда древесное волокно, конопля или льняное волокно также измельчаются до такого же порядка величины зерен/длины волокон, например, как 0,1-0,5 мм, и занимают 5-10% всего продукта, физические, биологические и химические свойства соответствующего изобретению SPC-PBS-материала резко не изменяются, во всяком случае существенно не ухудшаются. При дополнительном исследовании могут быть найдены по обстоятельствам еще и другие предпочтительные биологические материалы, которые могут быть оптимально компаундированы с материалом подсолнечной лузги и PBS/PBSA-материалом, причем при этом всегда нужно обращать внимание на то, чтобы прибавляемый биологический материал в процессе компаундирования не доводился до его термического предела, и при этом не создавались условия выгорания/обугливания, или не происходило разложение иным путем.It also falls within the scope of the invention when additional components of biodegradable synthetic materials are added to the compound of sunflower husk fibers and PBS instead of PBS, and if necessary also additional biological fibers, such as wood fiber. For example, the first test showed that when wood fiber, hemp or flax fiber is also ground to the same order of grain size/fiber length, such as 0.1-0.5 mm, and takes up 5-10% of the total product, the physical, biological and chemical properties of the SPC-PBS material according to the invention do not change drastically, in any case they do not deteriorate significantly. With additional research, other preferred biological materials can be found, depending on the circumstances, which can be optimally compounded with sunflower husk material and PBS / PBSA material, while always paying attention to the fact that the biological material added during the compounding process is not brought up to its thermal limit without causing burnout/charring or otherwise decomposing.

Как было упомянуто, изобретение согласно данной заявке включает также изготовление пленки в качестве изделия из биоматериала на основе подсолнечной лузги или, соответственно, подсолнечной шелухи, с дополнительным применением PBS, PBSA или тому подобного.As mentioned, the invention according to this application also includes the production of a film as a biomaterial product based on sunflower husks or, respectively, sunflower husks, with the additional use of PBS, PBSA or the like.

Эта соответствующая изобретению пленка может быть изготовлена на известных установках для получения пленки (обычных одношнековых экструдерах). При этом толщина может составлять между около 200 мкм и 1000 мкм, причем особенно предпочтителен вариант исполнения с примерно 300 мкм. Соответствующая изобретению пленка отличается тем, что она при 35% муки подсолнечной лузги (мука из лузги при этом имеет длину волокон/размер зерен <200 мкм) дополнительно содержит 30% минерального наполнителя, например, но не исключительно, из каолина.This film according to the invention can be produced in known film production plants (conventional single screw extruders). In this case, the thickness can be between about 200 µm and 1000 µm, with about 300 µm being particularly preferred. The film according to the invention is characterized in that, at 35% sunflower husk meal (the husk meal has a fiber length/grain size <200 µm), it additionally contains 30% mineral filler, for example, but not exclusively, from kaolin.

Эта пленка, когда она, например, применяется как пленка толщиной 300 мкм для запайки кофейных капсул (например, типа Nespresso или тому подобного), проявляет особенно благоприятное поведение при разрывании. С этой пленкой может быть обеспечено то, что она прорывается только под действием давления воды (на предварительно определенных, заранее выгравированных местах) на капсулу в кофеварке. Это невозможно с традиционной синтетической пленкой (например, из полиэтилена (РЕ), поливинилхлорида (PVC), полипропилена (РР), или тому подобных) без наполнителя, так как она, как правило, слишком эластична, и тем самым может выдерживать давление воды. Обычно пленка для запайки, которая применяется на кофейных капсулах, является более тонкой, чем область стенки (также изготавливаемой из пленки, например, литьем под давлением или способом глубокой вытяжки) нижней части кофейной капсулы (включая носик), сформированной как приемный контейнер/стаканчик для размещения материала кофе/чая (смотри фиг. 4 в виде сбоку, фиг. 1 в виде сверху), причем вполне достаточна толщина материала, например, около 500 (или меньше) мкм для области стенки, но эта толщина материала может выбираться индивидуально.This film, when used for example as a 300 µm thick film for sealing coffee capsules (eg Nespresso type or the like), exhibits particularly favorable tear behavior. With this film, it can be ensured that it breaks only under the action of water pressure (at predetermined, pre-engraved locations) on the capsule in the coffee machine. This is not possible with conventional synthetic film (e.g. polyethylene (PE), polyvinyl chloride (PVC), polypropylene (PP), or the like) without filler, as it is generally too flexible to withstand water pressure. Generally, the sealing film that is used on coffee capsules is thinner than the wall area (also made from film, e.g. injection molded or deep drawn) of the bottom of the coffee capsule (including spout) formed as a receiving container/cup for placement of the coffee/tea material (see Fig. 4 in side view, Fig. 1 in top view), whereby a material thickness of about 500 (or less) µm for the wall region is quite sufficient, but this material thickness can be selected individually.

Из этих соображений также на многих кофейных капсулах в качестве укупорки на верхней стороне до сих пор применяется тонкая алюминиевая фольга (которая заранее отштампована), и в определенных местах тем самым имеет прорываемые давлением воды заданные места разрыва. Для таких, например, совместимых с типом Nespresso капсул требуются также алюминиевые фольги от стороннего поставщика. Но такая кофейная капсула не пригодна для компостирования, так как алюминий не имеет способности к компостированию или, соответственно, разложению в почве, но, напротив, загрязнял бы компост.For these reasons, also on many coffee capsules, a thin aluminum foil (which is pre-stamped) is still used as a closure on the upper side, and thus has predetermined rupture points pierced by water pressure in certain places. For example, Nespresso-compatible capsules also require third-party aluminum foils. But such a coffee capsule is not suitable for composting, since aluminum does not have the ability to compost or, accordingly, decompose in the soil, but, on the contrary, would contaminate the compost.

Если такие капсулы предназначены быть биологически разлагаемыми или пригодными к компостированию, могут использоваться также различные бумаги или, соответственно, сорта бумаг. Но недостаток этих бумаг состоит в том, что они не проявляют барьерного действия против кислорода, и темIf such capsules are intended to be biodegradable or compostable, different papers or grades of papers can also be used. But the disadvantage of these papers is that they do not exhibit a barrier action against oxygen, and thus

- 3 042026 самым кофейный порошок в капсуле быстро утрачивает качество. Поэтому соответствующая изобретению кофейная капсула отличается тем, что с верхней стороны и/или по окружности оснащена соответствующей изобретению пленкой, благодаря ее очень хорошему барьерному против кислорода действию. Это барьерное против кислорода действие составляет <50 см³/м²*день*бар. Вышеуказанная единица означает, что менее 50 см³ кислорода в день (d) при давлении один бар (0,1 МПа) проникают через квадратный метр данного (материала пленки).- 3 042026 The most coffee powder in the capsule quickly loses quality. Therefore, the coffee capsule according to the invention is characterized in that it is equipped on the upper side and/or around the circumference with the film according to the invention, due to its very good oxygen barrier action. This oxygen barrier action is <50 cm ³ /m ² *day*bar. The above unit means that less than 50 cm ³ of oxygen per day (d) at a pressure of one bar (0.1 MPa) permeate a square meter of this (film material).

Если пленка изготовлена в виде многослойного композитного материала, в котором применяется промежуточный слой толщиной около 30 мкм из поливинилового спирта (PVOH), или G-полимера, то барьерное действие пленки может достигать величин до 0,4 см³/м²*день*бар.If the film is made in the form of a multilayer composite material, which uses an intermediate layer of about 30 microns thick of polyvinyl alcohol (PVOH), or G-polymer, then the barrier effect of the film can reach values up to 0.4 cm ³ /m ² *day*bar .

Сразу видно, что тем самым барьерное действие соответствующих изобретению пленок в многослойном композитном материале резко улучшается с промежуточным слоем из PVOH.It can immediately be seen that the barrier action of the films according to the invention in the multilayer composite material is thereby dramatically improved with an intermediate layer of PVOH.

В отношении G-полимера речь идет о модифицированном PVOH-материале, который особенно благоприятно может быть использован для многослойного композитного материала, в котором материал пленки образован из соответствующего изобретению биоматериала. G-полимер имеет происхождение из фирмы Nippon Gohsei и известен также как аморфная смола на основе винилового спирта Nichigo-GPolymer, и описан на сайте http://www.nippon-gohsei.com/nichigo-g-polymer.The G polymer is a modified PVOH material which can be used particularly advantageously for a multilayer composite material in which the film material is formed from the biomaterial according to the invention. G-polymer originates from Nippon Gohsei and is also known as Nichigo-GPolymer amorphous vinyl alcohol resin, and is described at http://www.nippon-gohsei.com/nichigo-g-polymer.

Изготовление многослойных пленок для применения в кофейных капсулах уже известно, и такие пленки получаются способом многослойного ламинирования. Такие технологии многослойного ламинирования также применимы для соответствующей изобретению пленки с использованием S2PC-PBSматериала. Для этого кофейная капсула изготавливается способом совместного впрыскивания (как, например, известно из патентных документов WO 2016/071036 или ЕР 15766515), в котором барьерный слой состоит из PVOH или G-полимера. Тем самым могут быть достигнуты также очень хорошие значения барьерного действия против кислорода. Предпочтительным вариантом осуществления изобретения представляется, когда при этом применяется соответствующий изобретению компаунд, состоящий из муки подсолнечной лузги, с одной стороны, и к тому же SPC PBS или PBSA.The manufacture of multilayer films for use in coffee capsules is already known and such films are produced by a multilayer lamination process. Such multilayer lamination techniques are also applicable to the film according to the invention using S2PC-PBS material. To this end, the coffee capsule is produced by a co-injection process (as is known, for example, from patent documents WO 2016/071036 or EP 15766515), in which the barrier layer consists of PVOH or a G-polymer. In this way, very good oxygen barrier values can also be achieved. A preferred embodiment of the invention is when the compound according to the invention is used, consisting of sunflower husk meal on the one hand, and also SPC PBS or PBSA.

В табл. 5 и 6 показано сравнение, в котором различные физические параметры SPC-PLA-материала сравниваются с соответствующим изобретению SPC PBS-материалом.In table. 5 and 6 show a comparison in which various physical parameters of the SPC-PLA material are compared with the inventive SPC PBS material.

Эти таблицы показывают, что SPC PLA (в таблице в каждом случае слева) склонны образовывать очень хрупкий компаунд, но который одновременно является очень жестким, тогда как соответствующий изобретению SPC PBS-вариант (в таблице обозначенный S²PC 3092 MIFT13) неожиданно имеет явно более мягкий (более низкий) Е-модуль, а также более низкий предел прочности при растяжении, и одновременно имеет более высокую ударную вязкость, чем SPC PLA.These tables show that SPC PLA (in the table in each case on the left) tend to form a very brittle compound, but which is also very hard, while the SPC PBS variant according to the invention (in the table designated S ² PC 3092 MIFT13) unexpectedly has a clearly more soft (lower) E-modulus, as well as a lower tensile strength, and at the same time has a higher impact strength than SPC PLA.

Наконец, следует также в особенности указать на то, что SPC PLA-материал имеет теплостойкость только около 55° Цельсия, и тем самым лишь ограниченно пригоден для применения в кофейной капсуле (горячая вода, обычно с температурой около 90±3° Цельсия, в кофемашине продавливается через кофейную капсулу), тогда как соответствующий изобретению SPC PBS-материал имеет теплостойкость свыше 90° Цельсия, и тем самым пригоден явно лучше, и кофейная капсула остается стабильной при приготовлении кофе.Finally, it should also be specifically pointed out that the SPC PLA material has a heat resistance of only about 55° Celsius, and is therefore only limitedly suitable for use in a coffee capsule (hot water, typically around 90 ± 3° Celsius, in a coffee machine pressed through the coffee capsule), while the SPC PBS material according to the invention has a heat resistance of over 90° Celsius and is therefore clearly better suited and the coffee capsule remains stable when preparing coffee.

Как раз благодаря особенно высокой температуре теплостойкости соответствующего изобретению SPC PBS-материала (которая является более высокой, чем у чистого PBS) можно также из материала изготовить контейнер, который в состоянии содержать относительно высокотемпературные жидкости/пищевые продукты, например, такие как кофе, чай, суп, лапша, и т.д.Precisely due to the particularly high heat resistance temperature of the SPC PBS material according to the invention (which is higher than that of pure PBS), it is also possible to produce a container from the material that is able to contain relatively high temperature liquids/food products, such as coffee, tea, soup, noodles, etc.

На фиг. 7 и 8 показан соответствующий стакан (для кофе) (фиг. 7) с корпусом стакана (фиг. 8). Высота стакана при этом может составлять между 100 и 250 мм, возможен без затруднений диаметр 90 мм, и также может без проблем достигаться объем в 300 см³ или более, и в испытании было выяснено, что стакан, несмотря на наполнение горячим кофе или чаем, при этом остается очень стабильным. Этот стакан также может быть изделием многоразового применения, может быть очень хорошо очищен после использования (также устойчив в посудомоечной машине), и, прежде всего, в отличие от современных полимерных стаканов, является пригодным к домашнему компостированию.In FIG. 7 and 8 show a corresponding cup (for coffee) (FIG. 7) with a cup body (FIG. 8). The height of the glass can then be between 100 and 250 mm, a diameter of 90 mm is possible without difficulty, and a volume of 300 cm ³ or more can also be achieved without problems, and it has been found in a test that the glass, despite being filled with hot coffee or tea, while remaining very stable. This glass can also be reused, can be cleaned very well after use (also dishwasher safe) and, above all, unlike modern plastic glasses, is suitable for home composting.

Хотя уже имеются соответствующие полимерные стаканы из искусственных биоматериалов, которые заявлены как компостируемые, однако там нет пригодности к домашнему компостированию, а только есть пригодность к промышленному компостированию, чем подразумевается, что стаканы могут быть компостированы в промышленном процессе при совершенно определенных условиях (и с добавлением дополнительных веществ для разложения) только в промышленном масштабе, однако не как соответствующий изобретению контейнер или, соответственно, стакан, который в компостной куче в течение короткого времени без остатка разлагается в природе, и тем самым может считаться как пригодный к домашнему компостированию.Although there are already corresponding plastic cups made from artificial biomaterials that are claimed to be compostable, there is no suitability for home composting, but only suitability for industrial composting, which implies that the cups can be composted in an industrial process under very specific conditions (and with the addition additives for decomposition) only on an industrial scale, but not as a container according to the invention or, respectively, a glass, which in a compost heap naturally decomposes without residue within a short time and can therefore be considered suitable for home composting.

Насколько в данной заявке речь идет о кофейной капсуле, тем самым, конечно, одновременно подразумевается также любое другое применение с использованием капсул, например, как чайных капсул, суповых капсул, и т.д.In so far as this application refers to a coffee capsule, this of course also includes any other use using capsules, such as tea capsules, soup capsules, etc., at the same time.

Выдающиеся свойства соответствующего изобретению S²PC-PBS-материала в отношении способности к биологическому разложению, пригодности к домашнему компостированию, обеспечивают такжеThe outstanding properties of the S ² PC-PBS material according to the invention in terms of biodegradability, suitability for home composting are also ensured

- 4 042026 возможность использования этого материала для урн (погребальных урн). При этом тогда из материала компаунда соответствующим способом изготовления, например, глубокой вытяжкой, штамповкой, литьем под давлением, и т.д., изготавливается урна, которая затем может быть заполнена пеплом. Первые испытания позволили предположить, что полное разложение материала в почве (на глубине около 50-100 см) полностью достигается уже через 5 лет (исключительно высокая способность к распаду в грунте соответствующих изобретению SPC PBS или, соответственно, SPC PBSA) и при этом без оставления в почве никаких загрязняющих остатков.- 4 042026 the possibility of using this material for urns (funeral urns). In this case, the urn is then made from the compound material by an appropriate manufacturing method, for example, deep drawing, stamping, injection molding, etc., which can then be filled with ashes. The first tests suggested that the complete decomposition of the material in the soil (at a depth of approx. 50-100 cm) is fully achieved after only 5 years (extremely high soil degradability of the SPC PBS or SPC PBSA according to the invention) and without leaving no polluting residues in the soil.

Наконец, следует также указать на полезное применение SPC PBS-материала в охране лесов. Когда молодые растения прорастают поодиночке, нужно позаботиться о том, чтобы растения были защищены от потравы, в частности, косулями и другими копытными животными. До сих пор это достигалось с использованием проволочных сеток или полимерными обвязками, которые размещаются вокруг молодых растений с тем, чтобы они по возможности могли беспрепятственно развивать свои ростки вверх, без повреждений вследствие потравы дичью. Проблема применяемых до сих пор мер по защите деревьев (также имеются многие полимерные материалы для защиты деревьев, например, такие как полимерные ленты, которые спирально наматываются вокруг растений, также полимерные сетки, и т.д.) состоит в том, что этот полимерный материал остается в свободной природе, но не разлагается так, что он также заглатывается пасущихся диких животных, и по обстоятельствам вследствие этого части этого полимерного материала могут попадать в желудочно-кишечный тракт диких животных и причинять им повреждения. При применении соответствующего изобретению SPC PBS/PBSA-материала весь материал в течение немногих лет полностью распадается и тем самым не может приводить к повреждению желудочно-кишечного тракта диких животных.Finally, the useful application of SPC PBS material in forest protection should also be pointed out. When young plants germinate singly, care must be taken that the plants are protected from damage, in particular by roe deer and other ungulates. Until now, this has been achieved using wire mesh or polymer ties that are placed around young plants so that they can develop their shoots upwards as unhindered as possible, without being damaged by prey. The problem with tree protection measures used so far (there are also many polymeric tree protection materials, such as polymer tapes that are spirally wound around plants, also polymer nets, etc.) is that this polymeric material remains free in nature, but does not degrade so that it is also ingested by grazing wild animals, and as a result, parts of this polymeric material can enter the gastrointestinal tract of wild animals and cause damage to them. When using the SPC PBS/PBSA material according to the invention, the entire material completely decomposes within a few years and thus cannot lead to damage to the gastrointestinal tract of wild animals.

Применение соответствующего изобретению изделия из биоматериала SPC PBS, состоящего из материала подсолнечной лузги, с одной стороны, и компаундированного с ним PBS-материала, с другой стороны, для изготовления спиралей для деревьев, механической защиты растений и защиты от потравы, и т.д., имеет тем самым такое преимущество, что материал после его нанесения вокруг растений не создает необходимости в удалении его опять из леса, так как он в течение немногих лет сам по себе распадается в процессе компостирования.The use of an article according to the invention made of SPC PBS biomaterial, consisting of sunflower husk material on the one hand, and PBS material compounded with it, on the other hand, for the production of tree spirals, mechanical plant protection and grass protection, etc. , thus has the advantage that the material, after it has been applied around the plants, does not create the need to remove it again from the forest, since it decomposes on its own during the composting process within a few years.

Насколько в настоящей заявке речь идет о механической защите от потравы дикими животными, тем самым все соответственные изделия подразумевают спиральные обвязки деревьев, защитные сетки для деревьев, оболочки для выращивания в качестве защиты молодых саженцев, растений, виноградных лоз и тому подобных.Insofar as the present application refers to mechanical protection against infestation by wild animals, all relevant products therefore include spiral tree ties, tree protection nets, growing covers as protection for young seedlings, plants, vines and the like.

Таблица 1Table 1

Обозначение Designation % % Количество Quantity Единица Unit Bio PBS FZ71PM Bio PBS FZ71PM 69, 00 69.00 690 690 кг kg Мука лузги LGM 3 (<0,5 мм) Husk flour LGM 3 (<0.5 mm) 30, 00 30.00 300 300 кг kg Licocene РР МА 7452 Licocene PP MA 7452 1, 00 100 10 10 кг kg

Таблица 2table 2

Обозначение Designation - - Количество Quantity Единица Unit Bio PBS FZ71PM Bio PBS FZ71PM 69, 00 69.00 690 690 кг kg Мука лузги LGM 3 (<0,2 мм) Husk flour LGM 3 (<0.2 mm) 30, 00 30.00 300 300 кг kg Licocene РР МА 7452 Licocene PP MA 7452 1, 00 100 10 10 кг kg

- 5 042026- 5 042026

Таблица 3Table 3

Таблица параметров материала Material parameter table S²PC®3071 MIS ² PC®3071 MI Легкотекучий компаунд с 30 вес.% волокон из подсолнечной лузги Easy-flowing compound with 30 wt.% fibers from sunflower husks Волокна из подсолнечной лузги представляют собой побочный продукт производства подсолнечного масла. Они не содержат ГМО, никак не конкурируют с пищевыми продуктами, и не требуют никаких дополнительных посевных площадей. S²PC® создает более низкие выбросы диоксида углерода, чем сравнимые материалыSunflower husk fibers are a by-product of sunflower oil production. They do not contain GMOs, do not compete with food in any way, and do not require any additional acreage. S ² PC® creates lower carbon dioxide emissions than comparable materials Механические свойства Mechanical properties Свойство Property Стандарт Standard Единица Unit Значение, в сухом виде Value, dry form Плотность Density ISO 1183 ISO 1183 г /см³ g / cm ³ 1,3 1.3 Е-модуль E-module ISO 527 ISO 527 МПа MPa 1468 1468 Предел прочности при растяжении Tensile strength at stretching ISO 527 ISO 527 МПа MPa 24 24 Удлинение при разрыве, номинальное Elongation at break, nominal ISO 527 ISO 527 % % 6, 4 6, 4 Ударная вязкость по Шарпи, без надреза, 23°С Impact strength according to Sharpy, without notch, 23°С ISO 179/leU ISO 179/leU кДж/м² kJ / m ² 16, 51 16.51 Ударная вязкость по Шарпи, с надрезом, 23°С Impact strength according to Sharpy, notched, 23°С ISO 179/leA ISO 179/LEA кДж/м² kJ / m ² 4,23 4.23 Термические свойства Thermal Properties Теплостойкость HDT В Heat resistance HDT B ISO 75-1 (0,45 МПа) ISO 75-1 (0.45 MPa) °C °C 97 97 Условия переработки Processing conditions Температура массы при литье под давлением Body temperature during injection molding °C °C 180-190 180-190 Температура стенки пресс-формы Mold wall temperature °C °C 20-60 20-60 Температура сушки Drying temperature °C °C 80 80 Длительность сушки Drying time часов hours 4 4 Максимальная остаточная влажность Maximum residual moisture % % 0, 04 0.04

--

Claims (5)

Таблица 4Table 4 Таблица параметров материала S²PC®3071 MIEMaterial parameters table S ² PC®3071 MIE Легкотекучий компаунд с 30 вес.% волокон из подсолнечной лузгиEasy-flowing compound with 30 wt.% fibers from sunflower husks Волокна из подсолнечной лузги представляют собой побочный продукт производства подсолнечного масла. Они не содержат ГМО, никак не конкурируют с пищевыми продуктами, и не требуют никаких дополнительных посевных площадей. S²PC® создает более низкие выбросы диоксида углерода, чем сравнимые материалыSunflower husk fibers are a by-product of sunflower oil production. They do not contain GMOs, do not compete with food in any way, and do not require any additional acreage. S ² PC® creates lower carbon dioxide emissions than comparable materials Механические свойстваMechanical properties Свойство Стандарт Единица Значение, в сухом видеProperty Standard Unit Value, dry form Плотность ISO 1183 г /см³ 1,3Density ISO 1183 g/ ^cm3 1.3 Е-модуль ISO 527 МПа 1300E-module ISO 527 MPa 1300 Предел прочности при растяжении ISO 527 МПа 18Tensile strength at stretching ISO 527 MPa 18 Ударная вязкость по Шарпи, без надреза, 23°С ISO 179/leU кДж/м² 19Charpy impact strength, not notched, 23°C ISO 179/leU kJ/ ^m2 19 Ударная вязкость по Шарпи, с надрезом, 23°С ISO 179/leA кДж/м² 4,9Charpy impact strength, notched, 23°C ISO 179/leA kJ/ ^m2 4.9 Термические свойстваThermal properties Теплостойкость HDT В ISO 75-1 (0,45 МПа) °C 97Heat resistance HDT B ISO 75-1 (0.45 MPa) °C 97 Условия переработкиProcessing conditions Температура массы при литье под давлением °C 180-190Body temperature during injection molding °C 180-190 Температура стенки пресс-формы °C 20-60Mold wall temperature °C 20-60 Температура сушки °C 80Drying temperature °C 80 Длительность сушки часов 4Drying time hours 4 Максимальная остаточная влажность % 0, 04Maximum residual moisture % 0.04 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Способ получения пригодного к домашнему компостированию изделия из биоматериала на основе подсолнечной лузги, включающий:1. A method for producing a product suitable for home composting from a biomaterial based on sunflower husks, including: приготовление или изготовление компаундированного материала (SPC PBS, SPC PBSA), причем материал получают компаундированием материала подсолнечной лузги в количестве по меньшей мере 10% с биологически разлагаемым синтетическим материалом, а именно полибутиленсукцинатом (PBS) или полибутиленсукцинат-адипинатом (PBSA), и из компаундированного материала изготавливают изделие путем литья под давлением.preparation or manufacture of a compounded material (SPC PBS, SPC PBSA), wherein the material is obtained by compounding sunflower husk material in an amount of at least 10% with a biodegradable synthetic material, namely polybutylene succinate (PBS) or polybutylene succinate adipate (PBSA), and from the compounded material is made by injection molding. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что получают многослойное изделие с первым и вторым слоем из компаундированного материала и размещенным между обоими слоями промежуточным слоем.2. The method according to claim 1, characterized in that a multilayer product is obtained with a first and second layer of compounded material and an intermediate layer placed between both layers. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что компаундированный материал обрабатывают литьем под давлением для изготовления упаковки или, соответственно, контейнеров в форме кофейных капсул, чайных капсул, горшков для растений, цветочных горшков, пленки или стаканов.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the compounded material is processed by injection molding to produce packages or containers, respectively, in the form of coffee capsules, tea capsules, plant pots, flower pots, films or glasses. 4. Применение биокомпозита из подсолнечной лузги (SPC PBS), полученного способом по одному из пп.1-3, для изготовления биологически разлагаемых изделий в виде упаковок или, соответственно, контейнеров, причем биокомпозит состоит из биологически разлагаемого синтетического материала, а именно полибутиленсукцината (PBS) или полибутиленсукцинат-адипината (PBSA), который компаундирован с материалом подсолнечной лузги.4. The use of a biocomposite from sunflower husks (SPC PBS), obtained by the method according to one of claims 1 to 3, for the manufacture of biodegradable products in the form of packages or containers, respectively, and the biocomposite consists of a biodegradable synthetic material, namely polybutylene succinate ( PBS) or polybutylene succinate adipate (PBSA), which is compounded with sunflower husk material. 5. Применение по п.4, отличающееся тем, что упаковки или, соответственно, контейнеры представляют собой кофейные капсулы, чайные капсулы, горшки для растений, урны, спиральные обвязки деревьев, защитные сетки для деревьев, оболочки для выращивания саженцев, стаканы или пленку.5. Use according to claim 4, characterized in that the packages or containers are coffee capsules, tea capsules, plant pots, urns, spiral tree wraps, tree protection nets, seedling covers, cups or film. --