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可食用的可 生物降解的 宠物食品 包装和包装方法

阅读：603发布：2020-05-20

专利汇可以提供可食用的可生物降解的宠物食品包装和包装方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明的某一实施例是一可食用的非人类动物容器或宠物食品容器，其包括水、预胶化和天然淀粉，交联剂天然纤维、蜡乳液、模具释放剂，增味剂和着色剂、食品级材料，其中容器的形状对非人类动物具有吸引力。，下面是可食用的可生物降解的宠物食品包装和包装方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种可食用的、非人类动物食物容器包括：
水；
淀粉，其中所述淀粉包括预胶化和天然的淀粉且其中预胶化淀粉的范围为大于所述容器中淀粉总质量的0％至小于30％；
纤维，其中所述容器的分散为纤维在整个淀粉基母体中基本上相互分离；
其中可食用的非人类动物容器的形状对非人类动物有吸引力且进一步包括对非人类动物有吸引力的增味剂。
2.如权利要求1所述的容器，其中预胶化淀粉的范围为大于所述容器中淀粉总质量的
5％至小于20％。
3.如权利要求1所述的容器进一步包括降低溶解度化合物且其中降低溶解度化合物包括含有修饰乙二醛的水溶液、乙二醛基试剂、碳酸锆铵、碳酸锆钾和聚酰胺表氯醇化合物。
4.如权利要求3所述的容器，其中所述的降低溶解度化合物的浓度范围为大于所述容器中淀粉总质量的0.1％至小于20％。
5.如权利要求1所述的容器进一步包括酪蛋白、乳胶或大豆蛋白。
6.如权利要求5所述的容器，其中乳胶固体对酪蛋白固体的比率范围为约1∶1和
2∶1之间。
7.如权利要求1所述的容器，其中所述纤维包括长度大于4mm的长纤维，长度为0.5mm至4mm的中纤维，和长度小于约0.5mm的短纤维。
8.如权利要求1所述的容器，其中所述纤维的平均长度小于约2mm。
9.如权利要求1所述的容器，其中所述纤维的平均长径比的范围为5∶1至25∶1。
10.如权利要求1所述的容器进一步包括填料。
11.如权利要求10所述的容器，其中所述填料包括碳酸钙，硅，水合硫酸钙，硅酸镁，云母矿物质，粘土矿物质，二氧化钛或滑石。
12.如权利要求10所述的容器进一步包括短纤维，其中填料和/或短纤维的组合浓度小于所述容器干重的25％。
13.如权利要求1所述的容器进一步包括蜡或蜡乳液。
14.如权利要求1所述的容器进一步包括纤维上浆剂，其中所述纤维上浆剂至少在纤维一部分表面的部分面上形成涂层作为附着力促进剂，用于保护纤维表面免于损伤，作为操作中的辅助，用于增加所述纤维的强度或刚度，或用于降低吸收性。
15.如权利要求1所述的容器，其中所述纤维上浆剂包括烷基烯酮二聚体乳状液，烯基琥珀酸酐，苯丙共聚物或烷基化三聚氰胺。
16.如权利要求1所述的容器进一步包括模具释放剂。
17.如权利要求16所述的容器，其中所述模具释放剂包括硬脂酸镁，滑石，脂或油。
18.如权利要求1所述的可食用的、非人类动物食物容器，进一步包括蛋白质或聚合物，其中所述蛋白质或聚合物降低该可食用的、非人类动物食物容器脆度。
19.如权利要求1所述的可食用的、非人类动物食物容器，进一步包括用于提高可食用的、非人类动物食物容器干燥时的力学性质的第二蛋白质。
20.如权利要求19所述的可食用的、非人类动物食物容器，其中所述的第二蛋白质是白蛋白或凝胶。
21.如权利要求1所述的可食用的、非人类动物食物容器，进一步包括着色剂，香味剂，增味剂，害虫控制剂，维生素，食品级材料，或其组合。
22.如权利要求1所述的可食用的、非人类动物食物容器，进一步包括根据非人类动物生命具体阶段调整的蛋白质或营养物质。
23.如权利要求22所述的可食用的、非人类动物食物容器，其中非人类动物是狗。
24.如权利要求1所述的可食用的、非人类动物食物容器，其中可食用的、非人类动物食物容器的形状为骨头，鱼或啮齿目动物。
25.如权利要求1所述的容器，其中所述淀粉为防水淀粉。
26.如权利要求25所述的容器，其中所述防水淀粉包括高直链淀粉，烯基琥珀酸酐修饰的淀粉，乙酸酐修饰的淀粉，乙酸乙烯脂修饰的淀粉，丙烯醛修饰的淀粉，表氯醇修饰的淀粉，磷酰氯修饰的淀粉，三偏磷酸钠修饰的淀粉或者环氧丙烷修饰的淀粉或其组合。
27.一种用食物来制备预包装非人类动物食品饲养物品的方法，包括：
提供含有淀粉，水和处理过的纤维材料的可食用的非人类动物食物容器；
在所述容器中加入一定量的煮过或未煮过的宠物食物；
将容器与宠物食物一起煮或处理；和
将煮过的容器和宠物食物一起包装在塑料包中，对容器和食物一同消毒和密封从而防止污染。
28.如权利要求27所述的预包装非人动物饲养物品的制备方法，其中所述容器进一步包括蜡，蜡乳液，模具释放剂，着色剂，香味剂，增味剂，害虫控制剂，维生素，或其组合。
29.如权利要求27所述的预包装非人动物饲养物品的制备方法，其中所述容器的形状为骨头，鱼和啮齿目动物。
30.如权利要求27所述的预包装非人动物饲养物品的制备方法，其中所述容器进一步包括根据非人类动物生命具体阶段调整的蛋白质或营养物质。
31.如权利要求27所述的预包装非人动物饲养物品的制备方法，其中非人动物是狗。
32.如权利要求27所述的预包装非人动物饲养物品的制备方法，包括包含在可食用的非人类动物食物容器内的一定量的非人类动物食物，和包装材料。
33.一种可食用的非人类动物食物容器，包括：
干重的约5％至约40％的可生物降解的纤维成份；
干重的约40％至约94.5％的淀粉成份；和
干重的0％至约15％的辅助成份，其中所述辅助成份包括环氧化植物油，氢化甘油三酯，聚(乙酸乙烯酯)，聚(乙酸乙烯酯-乙烯)共聚物，聚(乙烯-乙酸乙烯酯)共聚物或其组合。
其中可食用的非人类动物食物容器的形状对非人类动物有吸引力且进一步包括吸引非人类动物的增味剂。
34.如权利要求33所述的容器，其中所述可生物降解纤维成份包括天然纤维，其天然纤维含有木纤维，非木纤维或动物纤维。
35.如权利要求33所述的容器，其中可生物降解纤维成份包括可生物降解的人工合成的纤维。
36.如权利要求33所述的容器，其中所述淀粉成份包括带有淀粉对填充物比范围在约
10∶1至约1∶1的有机填料。
37.如权利要求33所述的容器，其中所述添加剂存在的量为约2％至约5％。
38.如权利要求33所述的容器，其中所述添加剂是一聚合物，选自聚(乙酸乙烯酯)，聚(乙酸乙烯酯-乙烯)共聚物，和聚(乙烯-乙酸乙烯酯)共聚物。
39.一种用于制备权利要求33所述容器的水性混合物，其中所述混合物含有足量的水，能够允许所述组合物在足够温度下加热足够时间时成形为可生物降解的，一次性的，防水的生产物品。
40.如权利要求39所述的水性混合物，包括从约40％至约80％的水。
41.如权利要求39所述的水性混合物，其中所述的淀粉成份包括天然淀粉和预胶化淀粉的组合物，且纤维对预胶化淀粉的比率范围为从约1.5∶1至约3∶1。
42.如权利要求40所述的水性混合物进一步包括硬脂酸镁，蜡，交联剂，或其组合。
43.如权利要求33所述的容器，其中至少部分淀粉成份可以由一种或多种防水淀粉组成。
44.如权利要求43所述的容器，其中所述防水淀粉包括高直链淀粉，烯基琥珀酸酐修饰的淀粉，乙酸酐修饰的淀粉，乙酸乙烯脂修饰的淀粉，丙烯醛修饰的淀粉，表氯醇修饰的淀粉，磷酰氯修饰的淀粉，三偏磷酸钠修饰的淀粉或者环氧丙烷修饰的淀粉或其组合。
45.如权利要求33所述的容器，其中所述添加剂存在的量为约1.5％至约7％。
46.如权利要求33所述的可食用的、非人类动物食物容器，进一步包括蛋白质或聚合物，其中所述蛋白质或聚合物降低该可食用的、非人类动物食物容器脆度。
47.如权利要求33所述的可食用的、非人类动物食物容器，进一步包括蜡，蜡乳液，模具释放剂，着色剂，香味剂，增味剂，害虫控制剂，维生素或其组合。
48.如权利要求33所述的可食用的、非人类动物食物容器，进一步包括根据非人类动物生命具体阶段调整的蛋白质或营养物质。
49.如权利要求48所述的可食用的、非人类动物食物容器，其中非人类动物是狗。
50.如权利要求33所述的可食用的、非人类动物食物容器，其中可食用的、非人类动物食物容器的形状为骨头，鱼或啮齿目动物。

说明书全文

可食用的可生物降解的 宠物食品 包装和包装方法

背景技术

[0002] 传统的一次性食品服务商品通常是由纸或者纸板(通常涂有或注入防水性聚合材料，如腊或聚乙烯)，或者多种塑料中的一种(最常用为聚苯乙烯)制成的。另外，可烘烤的一次性材料是由铝或者CPET，通常称为双重可烘烤塑料制成的。

[0003] 在生物圈的可生物降解可堆肥产品被引进期间，我们发现孩子们常常表现出食用该产品的欲望。当被问起时，成人对可食用包装或者可食用食品服务物品同样表示出兴趣。可食用的，以淀粉为基础的食品服务物品在1994年挪威利勒哈默尔举行的冬季奥运会上受到了公众热情的欢迎。这些物品在使用后被用于喂养牲畜，消除了很大的浪费源。家庭和工业面包师同样希望用可蛋糕、纸杯蛋糕、松饼、果馅饼、馅饼及类似食品的可食用模具设备代替现在使用的金属和纸质品。

[0004] 除了可食用包装材料对孩子和其他消费者内在的吸引外，人们逐渐意识到在包装中使用“廉价”塑料的代价可能是很高的。例如，聚苯乙烯杯子的期待寿命是很长的，大概有500年。每一个美国人平均一年丢弃100个杯子。聚苯乙烯是通过苯与乙烯的化学反应获得的，他们都是石油工业的副产品，因此都属于不可再生资源。虽然自二十世纪中叶以来，石油工业的环境记录已经有了很大的提高，但是人们还没有意识到由燃油和化学产品生产中的石油萃取和处理所引起的环境问题。同样，也有人提出使用有限的自然资源(石化碳氢化合物储备)制造一次性物品(其加重了废品处理问题)，而不保护资源以生产可持续商品是否是明智的。

[0005] 美国政府资料来源显示(所有类型的)包装占了城市固体废品流重量的32％。食品包装占了9％的废品流。随着垃圾填埋法变得更加严格，现有的填埋地被填满，(通常)取而代之的是更远的填埋地，(随着燃油价格的提升)废品运送成本也在提高，而处理城市废品的代价也可能增加。

[0006] 宠物食品包装同样对废品流有相当的贡献。随着更多的强调更小包装，包括定量包装，全球宠物食品包装每年的市场估计超过5亿美元。在所有工业中，随着每个售出单元量的减少，包装量对产品量的比率变得更高。因此，使用的宠物食品包装量的增加速度比宠物食品本身量的增加速度要高。

[0007] 不透湿气、不透氧气和其它气体的材料包括传统的塑料、金属、玻璃和带有塑料涂层的纸或者纸板。这些材料中，金属、玻璃、纸板和模制塑料通常提供被包装物品的结构保护，且具有阻隔性。其中，带有塑料膜和塑料涂层的纸主要提供的是阻隔保护而不是结构保护。为了获得包装结构硬度所需要的质量大大多于为获得合适的阻隔性需要的质量。这些材料都不具有生物降解性或可堆肥性。其进入废品处理线范围后(例如，不是进入循环利用)，这些材料是顽固的。即使在有适宜生物降解氧气和湿气的填满地中，他们仍将留下来。

[0008] 除了对废品处理的关注外，现在一些研究指出某些塑料生产中使用的化学物质(邻苯二甲酸盐和其它增塑剂)即使在浓度极低的情况下也可能通过影响人类和其它许多动物种类的内分泌(荷尔蒙)对环境和人类的再生系统产生有害影响。观察显示在野生动物和人类体内，这些浓度极低的化合物可以模仿或者阻碍在胚胎生长期间起到很重要作用的荷尔蒙，产生影响如：腹足动物内雌雄同体性，鱼、鳄鱼和一些哺乳动物的雌性化，两栖动物、鱼和鸟的畸形和病态，和人体生长与再生生物的多种影响。虽然该研究和许多该研究中获得的结论相矛盾，但是FDA和一些日本和欧洲管理机构正考虑禁止或者增加针对某些邻苯二甲酸盐的规定。不管争议今后怎么解决，现在公众对塑料和为提高塑料物理性质而使用的增塑剂的安全性更加关注了。

[0009] 在过去的十几年中，使用能够生物降解和可堆肥的一次性包装材料的意愿在稳步提高。到2003年3月，台湾宣告在一次性包装中使用聚苯乙烯泡沫塑料为非法。中国的主要城市(如：北京和上海)也宣告在一次性包装中使用聚苯乙烯泡沫塑料为非法。美国工程学会网页在评价美国固体废品政策时说“过度消耗问题应该受到关注，并旨在降低不必要商品、包装和丢弃物的生产和消耗。用于产品和包装的有毒材料和生产过程中的有毒副产品应该被降低到最少。”

[0010] 与塑料不同，纸和纸板是由可再生的木浆制成的。但是木头纤维的再生时间-即树木生长的时间-是相当长的。并且生产白色(漂白的)纤维的所需的化学过程已经被发现对环境是有害的。使用不漂白的和循环利用的纤维有助于减少对环境有害的活动，但是在可以获得许多农业副产品的条件下，使用生长缓慢的树木作为纤维来源其本身是有问题的。

[0011] 另外，在现有技术中，以淀粉为基础的食品服务物品包含两个或三个主要组成相：含有无机填充材料和/或纤维质材料的矩阵材料(主要为淀粉)。淀粉矩阵材料的力学性质对这些物品的表现是起关键性作用的。烘烤的未修饰的淀粉在干燥时是非常脆弱的，但当淀粉含有5％至10％水份时，其相对柔软和柔韧。实践中，特别是在去模后的一段时间内，当淀粉的水份含量非常低时，纤维常常被加入制剂中增加以淀粉为基础的物品的弯曲强度和断裂能。即使在加入大量纤维后(10％或更多)，以淀粉为基础的物品在去模后的一段时间内或者在干燥的环境下(冬天加热的建筑内，夏天在设有空调的建筑内，一年中任何干燥的环境下)储存超过一段时间后通常是很易碎的。因此，以淀粉为基础的物品易碎性一直是生产过程(特别是在应用涂层和复合薄膜前)和物品在干燥环境下使用中存在的问题。

[0012] 此外，在现有技术中，无机矿物质填充物(如：碳酸钙，硅，硫酸钙，水合硫酸钙，硅酸镁，云母矿物质，粘土矿物质，二氧化钛)常常用于制剂中以制备以淀粉为基础的可生物降解的食品服务物品。但是，这些填充物不具有可生物降解性。使用这些材料作为填充物的产品在市场声明中指出这些材料是天然的，可再生的并且是环境友好性的。但是所有无机填充物材料都有其固有的的矿采(或合成)和处理的环境代价。

[0013] 最后，在现有技术中，在以淀粉为基础的食品服务物品中最常用的纤维是木浆纤维(类似于纸质物品)。作为纸工业主要材料来源，木浆纤维很容易获得，其质量和材料性质一致，具有能在食品服务物品完成品中作为结构元素的主要性质。但是如上所说，在可以获得许多农业副产品的条件下，使用缓慢生长的树木作为纤维来源其本身是有问题的。

[0014] 相应的，我们需要一个提高的用于生产可应用于容器、碟子、盘子和碗全范围的可食用的，可生物降解的，且可堆肥的一次性商品系统。消费者可以很明显的从新的可食用的食品服务和包装材料的引进中获益。社会可以从全市固体废品线中食品包装材料量的降低中获益。

[0015] 另外，我们需要降低连续的、不可生物降解的食品包装在全市废品线中的比例。发展将可食用的、可堆肥的和可生物降解的材料组合用于结构硬度，使用最少量的塑料膜或塑料涂层纸用于防水、水气、氧气和污染物的包装系统是有利的。

[0016] 另外，完全有天然的、可食用成份制作的包装材料的发展既可以降低增塑剂对环境和人类健康的影响，还可以最终将其降解至原始状态。可食用的包装材料可以作为相关消费者塑料的替代品直到关于这个问题的争论被解决。

[0017] 在现有技术中还需要改进以完全的可生物降解的、可再生的植物基有机材料替代替换矿物质填充物，并起到与传统矿物质填充物相同的作用。如果填料可以通过另一种农业材料产品的副产品生产，那就更有益了。

[0018] 最后，从每年生长的非木植物，特别是从现在生产的商品的副产品材料中合并纤维材料的方法和制剂也是需要的。发明简介

[0019] 在某些实施例中，我们提供了一种用于生产可食用的、可生物降解的和可堆肥的宠物食品包装和服务物品的混合制剂和使用所述制剂的方法。在本发明的某些实施例中，我们提供了一种可食用的包含淀粉、水和处理过的纤维材料的非人类动物的食品容器。在某一实施例中，淀粉可以是预胶化淀粉、未煮过的淀粉、天然淀粉、防水淀粉或其组合。在另一个实施例中，处理过的纤维材料包括长度超过约4mm至约25mm的纤维，长度为约0.5mm至约5mm的纤维，和/或长度小于约0.5mm的纤维。在另一个实施例中，可食用的非人类动物食品容器可以进一步包括蛋白质或聚合物，其中蛋白质或聚合物可以降低该可食用宠物食品容器的脆度。在另一个实施例中，可食用的非人类动物食品容器可以进一步包括蜡、蜡乳液、模具释放剂、着色剂、增味剂、害虫防治剂、维生物或其组合。可食用的非人类动物食品容器可以是任何希望的形状，例如，类似于骨头、鱼或啮齿动物的形状。

[0020] 在本发明的某些实施例中，我们提供了用于喂养非人类动物的预包装的非人类动物饲养物品，其包括：(1)包含淀粉、水和处理过的纤维材料的可食用的非人类动物食品容器；(2)包含于该可食用的非人类动物食品容器中的一定量的非人类动物食品；和(3)可选择的其它包装材料。

[0021] 我们同时提供了一种制作烘烤物品的方法，包括：提供一模具设备，其具有带有希望烘烤物品形状的空腔和用于将蒸气和水气排出该模具设备的缺口；将液态或半液态混合物加入该模具设备；和加热该模具设备，从而在液态和半液态混合物与模具设备表面接触的界面上形成外皮，其中在加热过程中形成的蒸气和水气可以透过或半透过该外皮，且其中该外皮和缺口一起可以使蒸气或水气从空腔排至模具设备的外部。

[0022] 本发明的其它特征和优势在以下具体内容描述后将变得显而易见。应当理解的是当具体描述和具体的例子显示本发明的优选实施例时，只是作为说明的一种方法，因为在本发明精神和范围内的多种修改和变型在以下具体描述后对于本领域内的普通技术人员而言是显而易见的。附图说明

[0023] 图1显示根据本发明实施例的包装单份宠物食品的代表方法。

[0024] 图2显示根据本发明实施例的不同份量的宠物食品容器的三个透视图。

[0025] 图3显示根据本发明实施例的可食用宠物食品鱼形容器的两个透视图。

[0026] 图4显示根据本发明实施例的可食用宠物食品鼠形容器的两个透视图。详细发明内容

[0027] 为了充分理解如何获得本发明上述细节和其它优点和目标的方式，我们将通过参考其具体的实施例更加具体的说明本发明内容。以下对本发明的描述旨在说明本发明多个实施例。因此，所讨论的具体的修饰不被认为是对本发明范围的限制。对于本领域内普通技术人员而言，对本发明可以进行多种等同、修改，修饰而不偏离本发明范围。而这些等同的实施例是包括在此范围内的。

[0028] 以下描述中使用的术语应该被理解为其合理的最宽的范围，即使是在其与本发明某些具体实施例的具体描述一起使用时也应如此。某些术语甚至可以在下面强调。但是，任何旨在以限制形式解释的的术语会在具体描述部分被明显地，明确地定义。

[0029] 只要内容允许，单数或复数词可以分别包括复数或单数词。另外，除非单词“或者”被明确限制其意思为在一个含有两个或更多项的清单中只有排他的单个项外，一般在这样的一个清单中使用“或者”解释为包括该清单中(a)任何单一项，(b)清单中的全部项，或者(c)清单中任意项的组合。

[0030] 本发明的一个实施例提供了可食用的且比标准冰激凌锥形卷筒制剂更坚固的包装材料，且在烤炉和微波环境下仍然保持其功能。本实施例的典型可设想的应用包括更坚固的冰激凌锥形卷筒，馅饼壳，松饼盘，热狗抓手，糖盘子，冰激凌盘，饼干架和点心盘。带有增强防水性的产品可以通过在盘上涂上可食用的防潮涂层获得。食品产品长时间保存需要水分和空气密封阻隔，传统的涂层纸或塑料膜材料可以作为阻隔材料，和硬的、可食用的、可堆肥的和可生物降解的插入物一起容纳和保护食品。

[0031] 宠物食品容器同样可以根据本实施例生产。这些容器不但可以食用，同时对宠物的牙齿也是安全的(这与许多传统的包装材料不同)。可以在这种新型的宠物可食用的包装中加入味道而成为宠物进餐以后的一种“乐趣”或者其本身可以是餐点的一部分。去除宠物食品包装能够给宠物提供额外的饮食纤维来源，降低宠物食品包装材料在如今被送往填埋的废品流中的量，并且通过去除废品包装材料增加宠物食品运送的总效率。

[0032] 本发明的可以生产可食用的包装物品(容器、盘子、碟子、碗、卷筒和杯子和其它新型的形状)的制剂包括水；淀粉；可选择的几种天然纤维材料，组合使用时即可在烘烤物品中作为结构元素(多种大小尺寸)又可作为无机填充物的廉价有机替代品；可选择的蛋白质和天然聚合物，用于降低干燥条件下使用的产品的脆度和用于防治产品形成后干燥时出现裂口的；可选择的用于增加成品抗水性的蜡或蜡乳液；可选择的用于降低烘烤部件和模具系统间的粘合力的模具释放剂；和可以选择的增加物品感观吸引力的食品级着色剂和/或增味剂。

[0033] 淀粉成份的来源很多。淀粉的来源可以包括但不限于植物资源如：块茎、根、种子和/或植物的果实。具体来说植物来源可以包括谷物、马铃薯、木薯、米或者小麦及类似物，或者动物来源，即动物淀粉。在某些实施例中，淀粉是预胶化的和未煮过的或天然的淀粉的组合。在某些实施例中，预胶化的淀粉在制剂中的占全部淀粉质量的约0％至约30％，更优选的范围为制剂中占全部淀粉的大于约0％至小于约30％，或者3％至约20％，或者大于5％至小于或等于约20％，或者超过7％至小于15％，或者超过5％或者小于15％。其中也可以加入通过交联、稳定、或加入亲脂官能团修饰的食品级淀粉(预胶化或未煮过的)，以用于增加产品在面对水性食品时的抗软化性。

[0034] 在某些实施例中，淀粉可以是防水淀粉。并且这些淀粉可以被修饰过，未修饰过如高直链淀粉，或者其组合。在某些实施例中，防水淀粉可以是例如化学修饰过淀粉如：烯基琥珀酸酐修饰的淀粉，乙酸酐修饰的淀粉，乙酸乙烯脂修饰的淀粉，丙烯醛修饰的淀粉，表氯醇修饰的淀粉，磷酰氯修饰的淀粉，三偏磷酸钠修饰的淀粉或者环氧丙烷修饰的淀粉，或类似物；未修饰的淀粉如高直链淀粉；任何本技术领域公知的具有防水性质的其它淀粉；或其组合。例如，淀粉成份包括天然淀粉，预胶化淀粉，高直链淀粉或其组合。在某些实施例中，至少部分淀粉成份包括一种或多种防水淀粉。防水淀粉可以是标准的化学修饰的防水淀粉如：烯基琥珀酸酐修饰的淀粉，乙酸酐修饰的淀粉，乙酸乙烯脂修饰的淀粉，丙烯醛修饰的淀粉，表氯醇修饰的淀粉，磷酰氯修饰的淀粉，三偏磷酸钠修饰的淀粉，或者环氧丙烷修饰的淀粉或类似物，或在其天然，不经修饰的状态下也具有防水性能的淀粉如高直链淀粉；或任何本技术领域公知的具有防水性质的其它淀粉；或其组合。在某些实施例中，淀粉成份中防水部分可以包括化学修饰的防水淀粉，天然的防水高直链淀粉，或其组合。在淀粉成份中使用防水淀粉可增加成品的防水性能。

[0035] 在纸工业中，降低溶解性的化合物(或交联剂)被用于制备纸的防水涂层，以增加打印性和降低水份敏感性。能够用于本实施例的不溶粘料包括但不限于含有被修饰的乙二醛、乙二醛基试剂、碳酸锆铵、碳酸锆钾和聚酰胺表氯醇化合物。使用的不溶粘料的有效成份的量高达淀粉质量的约20％(包括天然和预胶化的淀粉)，根据使用的交联系统和具体的应用优选为淀粉质量的约0.1％至20％。

[0036] 在一些情况下发现，为了使不溶粘料的效果最大化，需要在加入不溶粘料化合物之前调节制剂的pH。我们同样发现一些不溶粘料化合物在特定的混合制剂下在很低的温度下与混合物反应，使混合物在成型前变得太稠密。在这种情况下需要选择一种具有理想性质的不溶粘料。

[0037] 蛋白质和天然聚合物可包括但不限于酪蛋白制作的制剂，大豆蛋白分离物或者浓缩物，或类似制剂。这种制剂可以通过以下三个步骤制备：1)根据一般产商的建议，水煮酪蛋白或大豆蛋白分离物(约质量的10％)(一般来说，通过浸泡水合化蛋白质，之后逐渐升高溶液的温度和pH至180°F，pH＝9至9.5，然后保持在180°F15分钟)；2)将制剂冷却至室温；且可选择的3)加入防腐剂充分混合。制剂中防腐剂浓度根据要求的蛋白溶液的保存期限，要求的成品中蛋白质的浓度，和政府就可食用材料中防腐剂化合物的限制规定优选为约0.1％或更低。在某些实施例中，乳胶被加入其中。制剂中乳胶对酪蛋白的比率优选为约1∶1至2∶1(固体∶固体)，更优选为约1.2∶1至约1.8∶1，最优选比率为约1.48∶1。酪蛋白对乳胶的比率可以根据生产的容器的具体需要进行调整。

[0038] 其它蛋白质同样可以与酪蛋白或大豆蛋白制剂组合使用或分别使用，以提高容器的防水性能。例如，该蛋白质包括清蛋白，凝胶或类似物。

[0039] 多种天然的纤维材料可以组合使用作为烘烤物品中结构元素(以多种尺寸大小)和/或作为廉价的有机填料。纤维元素即用于控制湿面糊塑造特征又用于增强食品服务物品成品的结构稳定性。虽然制剂中使用的纤维的长度和长径比是连续的，制剂中纤维部分总体上可以分为具有不同作用的三个级别(根据纤维长度)。长或非常长(4至25mm或更长)的纤维或复合纤维元素用于形成网络，从而有助于防止面糊在模具中膨胀时产生缺陷。中等长度纤维(0.5至5mm)同样有助于控制湿面糊的流动特征，增加食品服务物品成品的韧性，防止处理过程中或平时使用中断裂。短纤维(＜0.5mm)主要用于在制剂中引入可生物降解材料，例如，填充材料，其防水性比含有这些填充材料的淀粉基基体更强。(所有类型的纤维都具有该功能，但是中等长度、长或非常长的纤维的存在是为了它们提供的所需塑造、处理和使用特征，而短纤维素的存在主要是为了其在抗水性方面的作用。)优选的，制备容器的组合物中纤维的在整个淀粉基基体内分散为纤维之间基本上相互分离。

[0040] 可选择的，较短的纤维可以与其它具有较短纤维相同优点的填充材料一起使用或被其替代。例如，该填充材料既包括有机又包括无机集料，如：碳酸钙、硅、硫酸钙、水合硫酸钙、硅酸镁、云母状矿物、粘土矿物、二氧化钛、滑石等。集料和/或短纤维的浓度范围可以是制剂总干重量的约0％至约25％，制剂总干重的约2.5％至约20％，制剂总干重的约5％至约15％，制剂总干重的大于约5％至约20％，或制剂总干重的约7％至约17％，或制剂总干重的大于约7％至约17％。

[0041] 本实施例的某一方面，有机填料材料可以包括例如：磨碎的坚果壳如胡桃壳；磨碎的木料如木屑；磨碎的纤维素(ground cellulose)如磨碎的竹浆；或其组合。有机填料材料可以形成含有短纤维的纤维物质。有机填料材料可以作为填料材料单独使用或者与其他填料材料组合使用。当单独使用时，有机填料材料例如磨碎的胡桃壳的优选浓度为干重的约8％。

[0042] 制剂通常包括来自多种来源的纤维。来自草和芦苇类的相对高质量纤维提供中等长度的纤维，该纤维主要有助于成品的结构稳定性和弹性。长的至很长的纤维或纤维组合物可以来自于初步处理的农业副产品，如被剁碎、研磨或碾碎至合适大小的茎或外壳材料或者来自于传统的长纤维素纤维来源，如棉花或棉籽绒。在合适的处理条件下(如捶打和刀碎)，这些材料也可以提供大量很短的用于代替淀粉并用于提高成品防水性能的纤维。磨碎的木料形式的纤维材料，如木屑；磨碎的纤维素，如磨碎的竹浆；磨碎的坚果壳(或者其它非常硬的、含有丰富木质素的植物材料)；或者其随意的组合都可以作为有机的，相对防水的，可生物降解的纤维代替传统的填充材料。

[0043] 此外，这些其它来源的适合在淀粉基食品服务物品中作为结构元素的纤维容易获得。其中一些是从快速生长的植物中获得。他们被宽泛的称为草或芦苇，如洋麻和竹子，相对于从树木获得纤维它们以较少的环境成本提供纤维。纤维工业中一正在成长的一块就是基于这些植物的纤维的用途。在多数情况下，取自这些植物的纤维(经过处理后)的质量和一致性与木浆工业的一样好。另外，纤维也可以通过农业产品的副产品广泛获得。例如，谷物的茎、梗和外壳都是纤维材料现成的资源。虽然它们的质量没有来自木头或优质草类的那么好，但是其价格非常便宜并且作为副产品，本质上没有额外的环境成本(超出与主要农作物的生产相关的环境成本)。

[0044] 本申请所述制剂的纤维材料在纤维长度和纤维长径比上的差别很大。但总的来说，材料的平均纤维长度优选为小于约2mm，且平均长径比率范围在约5∶1至25∶1。

[0045] 制剂中用于增加防水性的蜡或者蜡乳液优选为稳定的水乳状液，通常由棕榈蜡、小烛树蜡、米糠、石蜡油或者任何其它食品级蜡制成：植物蜡优选于动物和矿物蜡，天然蜡优选于合成品种。蜡的类型根据最终产品的特定应用和期望的性质选定。乳状液通常通过乳化剂和机械搅拌制备而成。适用于本制剂的蜡乳液例子包括乳化的棕榈蜡和乳化的小烛树蜡。乳化剂包括所有能够用于食品的乳化剂，包括(但不限于)山梨醇酐单硬脂酸酯、聚山梨脂60、聚山梨脂65、聚山梨脂80、食品级胶(如：阿拉伯半乳聚糖、角叉菜胶、红藻胶、黄原胶)、柠檬酸硬脂酰单甘油酯、琥珀硬脂精、羟基化卵磷脂和许多其它化合物。我们可以使用干重范围在大于0％至约15％或从约0.5％至约10％的辅助成份或其乳液代替蜡。辅助成份可以包括环氧化的植物油、氢化的甘油三酸脂、聚(乙酸乙烯酯)、聚(乙酸乙烯酯-乙烯)共聚物、聚(乙烯-乙酸乙烯酯)共聚物，或其组合。

[0046] 脱模剂或者阻粘剂被用于减少烘烤部件与模具系统间的粘性。适用于本制剂的脱模剂具体例子包括但不限于硬脂酸金属盐化合物(如：硬脂酸铝、硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸钾、硬脂酸钠或硬脂酸锌)、脂肪酸(如：油酸、亚油酸)、油脂、油或类似材料或以上任意组合。适用于本制剂的着色剂为能够安全使用于食品产品的不溶于水的颜料类(如：氧化铁、深蓝青颜料、铬-钴-铝氧化物、亚铁氰化铁铵、亚铁氰化铁、锰紫、咔唑紫)。或者可以用将铝色淀着色剂，水溶性的食用色素，和色素的组合或者带有色淀颜料和/或染料的色素组合。

[0047] 在某些实施例中，提供了用于生产可生物降解的、基于淀粉的、防水产品的新型组合物及制备方法。一些实施例提供了含有干重范围在约5％至约40％的可生物降解纤维成份，干重范围在约40％至约94.5％的淀粉成份和干重范围在大于约0％至约15％的辅助成份。辅助成份可以包括环氧化的植物油、氢化的甘油三酸脂、聚(乙酸乙烯酯)、聚(乙酸乙烯酯-乙烯)共聚物、聚(乙烯-乙酸乙烯酯)共聚物或其组合。在某些实施例中，辅助成份量的范围为干重约0.5％至10％。

[0048] 在某些实施例中，可生物降解材料包括天然纤维。天然纤维可以包括木纤维、非木纤维或动物纤维。在某些实施例中，可生物降解纤维成份包括可生物降解的人工合成纤维。

[0049] 在某些实施例，淀粉成份可以包括有机填充材料，且淀粉对填充物比范围在约10∶1至约1∶1的，通常为约3∶1。

[0050] 在某些实施例中，辅助成份的量范围可以为约2％至约5％。在某些实施例中，辅助成份为氢化的甘油三酸脂、环氧化的植物油或选自聚(乙酸乙烯酯)、聚(乙酸乙烯酯-乙烯)共聚物、聚(乙烯-乙酸乙烯酯)共聚物的聚合物。

[0051] 某些实施例提供了水性混合物，其包括本申请所示的组合物，其中混合物含有足量的水，使组合物在足够的温度下加热足够时间后能够成形为可生物降解的、一次性的、防水的生产物品。在某些实施例中，水量的范围为约40％至80％。在某些实施例中，淀粉成份包括天然淀粉和预胶化淀粉的组合，且纤维对预胶化淀粉比的范围为约1.5∶1至约3∶1。组合物可以进一步包括硬脂酸镁、蜡、交联剂或其任意组合。

[0052] 某些实施例提供了可生物降解的、以淀粉为基础的、防水的生产物品的制备方法。该方法包括在带有空腔的模具装置中加入含有本申请所述组合物的水性混合物。该混合物在模具装置中在足够温度下加热足够长时间，使混合物具有稳定的形状，在加热过程中混合物与空腔表面接触而在混合物外表面形成外皮。该模具装置包括至少一缺口，使蒸气通过缺口排出模具空腔时混合物不会通过该缺口而造成实质的损失。在某些实施例中，材料在加入过程中通过原地膨胀填满模具空腔。

[0053] 某些实施例提供了生产物品，其包括本申请所述的组合物，其中生产物品可以是可生物降解的、防水的，在某些实施例中生产物品是可堆肥的。在某些实施例中，生产物品可以是食品服务产品、包装材料、或其组合。在某些实施例中，生产物品是批准的可食用食品产品。

[0054] 某些实施例提供了可生物降解的、以淀粉为基础的、防水的生产物品的制备方法。该方法包括制备可生物降解的纤维成份和淀粉成份混合物。可生物降解的纤维成份的量的范围为干重的约5％至约40％，且淀粉成份的量的范围为干重的约40％至约94.5％。加入混合物的辅助成份的量的范围在干重的约0.5％至约10％。该辅助成份可以包括聚(乙酸乙烯酯)、聚(乙酸乙烯酯-乙烯)共聚物、聚(乙烯-乙酸乙烯酯)共聚物或其组合。在混合物中加入水性成份制备水性组合物，其中水性成份包括足量的能够使组合物成形为期望形状的水。组合物以期望形状在足够温度下加热足够长的时间制备可生物降解的、一次性的、防水的生产物品。

[0055] 某些实施例提供了具有增强强度的、可生物降解的、以淀粉为基础的、防水的生产物品的制备方法。该方法包括制备含有可生物降解的纤维成份和淀粉成份混合物。其中，可生物降解的纤维成份量的范围为干重的约5％至约40％，且淀粉成份量的范围为干重的约40％至约94.5％。加入混合物的辅助成份的量的范围在干重的约0.5％至约10％。其中辅助成份包括环氧化植物油、聚(乙酸乙烯酯)、聚(乙酸乙烯酯-乙烯)共聚物、聚(乙烯-乙酸乙烯酯)共聚物或其组合。在混合物中加入水性成份制备水性组合物，其中水性成份包括足量的能够使组合物成形为期望形状的水。组合物以期望形状在足够温度下加热足够长的时间制备可生物降解的、一次性的、防水的生产物品。

[0056] 某些实施例提供了一组合物，含有干重为约5％至约40％的可生物降解的纤维成份和干重为约40％至约94.5％的防水性淀粉成份。在这些实施例中，防水性淀粉可以是如化学修饰的淀粉如烯基琥珀酸酐修饰的淀粉、乙酸酐修饰的淀粉、乙酸乙烯酯修饰的淀粉、丙烯醛修饰的淀粉，表氯醇修饰的淀粉、磷酰氯修饰的淀粉、三偏磷酸钠修饰的淀粉或环氧丙烷修饰的淀粉或类似物；未修饰的淀粉如高直链淀粉；或其组合；或本领域所公知的其它具有防水性能的淀粉。在某些实施例中，组合物进一步包括干重为约0.5％至约10％的辅助成份，其中辅助成份包括环氧化的植物油、氢化的甘油三酸脂、聚(乙酸乙烯酯)、聚(乙酸乙烯酯-乙烯)共聚物、聚(乙烯-乙酸乙烯酯)共聚物或其组合.

[0057] 在某些实施例中，组合物可以是可生物降解的、可堆肥的或其组合，且可用于生产以相同方式降解的物品。在某些实施例中，可生物降解材料可以分解为简单的化合物如二氧化碳、甲烷、水、无机化合物和生物质，其中主要的机理是微生物的酶作用。在某些实施例中，可生物降解的材料可以通过微生物在天然条件下很快的分解，例如在好氧条件下和/或厌氧条件下。在某些实施例中，可生物降解的材料在微生物、水解和/或化学作用下可以降解为单体成份。在好氧条件下，生物降解可以将材料转化为含有二氧化碳和水的最终产物。在厌氧条件下，生物降解可以将材料转化为含有二氧化碳、水和甲烷的最终产物。在某些实施例中，生物降解是指矿化。

[0058] 在某些实施例中，生物降解与可堆肥性的区别在于可生物降解性是通过生物作用，特别是酶作用简单降解，在没有时间限制的情况下使材料的化学结构产生巨大的变化。另一方面，可堆肥性可以是可生物降解材料的一种性质。在某些实施例中，可堆肥材料可以在堆肥系统中进行生物降解，在最后使用堆肥时完成其生物降解。确定堆肥是否有用的标准包括例如非常低的重金属含量、无生态毒性和没有明显的余渣。

[0059] 现有多个检测方法以检测组合物是否可生物降解、可堆肥或既可生物降解又可堆肥。例如，ASTM对可堆肥的定义可以用于某些实施例中。比方说，ASTM定义可堆肥材料是“能够在堆肥地点进行生物降解作为现有程序的一部分，使所述材料视觉上无区别且以与现已知可堆肥材料相同的速率降解为二氧化碳、水、无机化合物和生物质的”材料。在某些实施例中，可堆肥性可以通过ASTM D-5338，ASTM D 6400利用层叠两层检测法检测。相比之下，欧洲对可堆肥材料的定义为例如可以在约6个月内，在家庭或工业堆肥堆中能够降解约90％的材料。符合这个标准的材料可以被标志为欧洲标准EN13432(2000)的“可堆肥”。

[0060] 生物降解测试在具体测试条件、评价方法和期望标准方面会不同。虽然如此，不同方案间仍有合理数量的相同性而对于大多数材料获得相同的结论。比方说，对于好氧可生物降解性，美国测试和材料学会(ASTM)建立了ASTM D 5338-92。D 5338-92检测根据时间矿化的测试材料的百分比。所述测试监测在嗜热温度58℃下活性堆肥存在下微生物消化释放的二氧化碳的量。二氧化碳生产量的测试可以利用电解呼吸仪进行(electrolytic respirometry)。其它标准方案，如经济合作和发展组织(OECD)的301B也可以使用。在某些实施例中，如果材料在28天内降解60％或更多，则该材料为可生物降解的。见OECD301D“封闭瓶测试”(经济合作和发展组织，法国)。在无氧条件下的标准生物降解测试在多种方案中均有所描述，如ASTM D 5511-94。这些测试可以用于模拟厌氧固体废物处理设备或卫生垃圾填埋场中的材料生物降解性能。

[0061] 可生物降解研究所(BPI)和美国堆肥委员会(USCC)使用美国测试和材料学会(ASTM)的说明批准产品使用“可堆肥标志”。这些说明是用于确定如在市政或商业设备中堆肥时可以完全且安全的分裂和生物降解塑料和纸质产品，如牛皮纸、庭院废弃物和食品垃圾。“可堆肥标志”是用于奖励基于被批准的独立实验室测试而符合ASTM D6400或D6868的任何产品。例如，BPI证书证明该材料符合ASTM D6868的条件，可以在市政、商业或家庭堆肥中迅速安全的生物降解。

[0062] 例如，ASTM制定了可堆肥性的测试方法和条件，其检测三个特征：生物降解性、分裂和无生态毒性。为了满足可堆肥性的可生物降解性标准，材料需要在40天内完成至少60％转化至二氧化碳。分裂检测中小于10％的被测试材料在2毫米筛屏中保持实际存在于被丢弃产品中的形状和厚度。为了确定是否无生态毒性，生物降解副产品对种子萌发和植物生长不能有副作用，这可以利用OECD 208详细描述的内容检测。例如，http://www.oecd.org/dataoecd/11/31/33653757.pdf。国际可生物降解产品研究所会在确定产品符合ASTM 6400-99条件后授予可堆肥性标志。该方案遵循德国DIN 54900，其用于确定在一次堆肥循环中能够完全分解的任何材料的最大厚度。

[0063] 在某些实施例中，材料可以在小于60天、小于50天、小于40天、小于30天、小于20天、小于10天或其中任何范围内完全生物降解。在某些实施例中，材料可以在小于30天内、小于28天内、小于25天内、小于20天内或其中任何范围内生物降解多达75％、多达
80％、多达85％、多达90％、多达95％、多达98％、多达99％或其中任何范围。在某些实施例中，由本申请所述组合物生产的产品符合ASTM D6868有关可生物降解性的条件。

[0064] 在某些实施例中，本申请所述提供了一组合物，包括干重范围在约5％至约40％的，优选为约15％至约30％的可生物降解的纤维成份；干重范围在约40％至约94.5％的，优选为约45％至约75％的淀粉成份；和干重范围在大于0％至约15％的，优选为约0.5％至约10％的一个或多个辅助成份。在某些实施例中，辅助成份的量的范围为干重的约1.5％至7％。在某些实施例中，辅助成份的量的范围为干重的约2％至5％。

[0065] 可生物降解生物成分可以包括天然纤维，而该天然纤维可含有木纤维，非木纤维或动物纤维如羊毛。例如，木纤维可以来自于树木并且是纤维质纤维的主要来源。非木纤维包括但不限于甘蔗渣、竹子和稻草。天然纤维的例子可包括但不限于羊毛、棉花、木浆纤维、竹子、洋麻、亚麻、黄麻、大麻、蕉麻、草、芦苇及其类似物。纤维成份也可以包括本申请所述的任何纤维的混合物。

[0066] 普通技术人员熟知的可生物降解的人工合成的纤维可以应用于本发明的某些实施例中。所述人工合成纤维包括但不限于聚烯烃、聚酯、聚酰胺、丙烯酸纤维、人造纤维丝、乙酰纤维素、聚乳酸、聚羟基烷基酸酯、热塑性多组份纤维(如传统的套/核纤维，例如聚乙烯套/聚酯核纤维)及其类似物和混合物。在许多实施例中，人工合成纤维可以是部分或完全的如ASTM D6400定义的可生物降解。

[0067] 多种天然的纤维材料可以组合使用在烘烤部件中作为结构元素(多种大小尺寸)和/或作为廉价的有机填料。纤维元素既用于控制湿面糊的成型特征又用于增强食品服务和包装成品的结构稳定性。虽然潜在的能用于本制剂的纤维长度和纤维长径比率是连续的，但是制剂中的纤维部分可以被总的(根据纤维长度)分为具有不同功能的三个级别：长或非常长(4至25mm或更长)纤维或组合纤维元素是用于形成纤维网状物以帮助防止面糊在模具中膨胀时形成缺陷；中等长度纤维(0.5至5mm)也有助于控制湿面糊的流动特征并提高食品服务成品的韧性，防止在处理和正常使用过程中破裂；短纤维(＜0.5mm)主要作为向制剂中引入易降解材料的方法。总的来说，较长的纤维比短纤维的长径比率高，这是因为纤维长度的变化比纤维直径的变化总体更多。长或非常长的纤维的平均长径比率范围为从约40∶1至超过1,000∶1。中等长度纤维的平均长径比率范围为从约5∶1至约
200∶1。对于短纤维，长径比率通常小于约50∶1。例如，一些填充材料可以比含有它们的以淀粉为基础的母体更具有防水性(多种类型的纤维都有这样的功能，但是制模、处理和使用的特征要求有中等、长的和非常长的纤维的存在，而短纤维元素在某些实施例中存在可能主要由于其在防水性能方面的贡献)。

[0068] 许多本申请所述的组合物可以包括具有多个来源的纤维。来自草或芦苇类相对高质量的纤维提供中等长度，有助于提高成品结构稳定性和弹性的纤维。长至非常长的纤维或纤维组合物可以来源于初步处理的农业副产品，如被剁碎、研磨或碾碎至合适大小的茎或外壳材料。在合适的处理条件下，如捶打和刀碎，这些材料可以提供大量的非常短的纤维，在某些实施例中可代替一些淀粉并且增加成品的防水性。另外，磨碎的木料形式的纤维材料如木屑；磨碎的纤维素如磨碎的竹浆；磨碎的坚果壳(或其它非常硬的、含有丰富木质素的植物材料)；或其任意组合也都可以作为有机的、相对防水的、可生物降解的填料用于代替传统的无机填料。

[0069] 一些纤维可以通过快速生长的植物获得，如草或芦苇，包括但不限于洋麻和竹子。一些纤维也可以通过农业副产品广泛获得，例如谷物的茎、梗和外壳就是中等长度纤维现成的来源。

[0070] 纤维材料的纤维长度和纤维长径比率可以相差很大。在某些实施例中，材料的平均纤维长度小于约2mm且平均长径比的范围为约1.1∶1至250∶1，约1.3∶1至125∶1，约1.4∶1至70∶1，或约1.5∶1至30∶1。

[0071] 淀粉成份有多个来源。淀粉的来源可以包括但不限于植物来源如植物的块茎、根、种子和/或果实，具体的植物来源包括谷物、马铃薯、木薯、稻或小麦或类似物，或动物来源，即糖原。在某些实施例中，淀粉为预胶化淀粉和未煮过的或天然的淀粉的组合。在某些实施例中，预胶化淀粉的浓度范围为制剂中全部淀粉质量的约0％至约30％，或者大于制剂中全部淀粉质量的约0％至约30％，优选为3％至20％，最优选为5％至15％。也可以包括食品级(预胶化或未煮过的)的淀粉，这些淀粉经过交联，稳定或者加入亲脂官能团来修饰，以增强产品在接触水性食品时的抗软化性能。

[0072] 在某些实施例中，淀粉可以是防水淀粉例如被修饰的淀粉，比方说被化学修饰的淀粉如烯基琥珀酸酐修饰的淀粉，乙酸酐修饰的淀粉，乙酸乙烯脂修饰的淀粉，丙烯醛修饰的淀粉，表氯醇修饰的淀粉，磷酰氯修饰的淀粉，三偏磷酸钠修饰的淀粉或者环氧丙烷修饰的淀粉或类似物；未修饰的淀粉如高直链淀粉；或其组合；或任何本技术领域公知的具有防水性质的其它淀粉。在某些实施例中，淀粉成份可包括高直链淀粉。例如，淀粉成份可包括天然淀粉，预胶化淀粉，高直链淀粉，或其组合。在某些实施例中，至少部分淀粉成份包括一种或多种防水淀粉。防水淀粉可以是标准的化学修饰而成的防水淀粉如：烯基琥珀酸酐修饰的淀粉，乙酸酐修饰的淀粉，乙酸乙烯脂修饰的淀粉，丙烯醛修饰的淀粉，表氯醇修饰的淀粉，磷酰氯修饰的淀粉，三偏磷酸钠修饰的淀粉或者环氧丙烷修饰的淀粉或类似物，或高直链淀粉这种在天然，未修饰状态下也具有防水性能的淀粉；或其组合；或任何其它本领域公知的具有防水性能的淀粉。在这些实施例中，淀粉成份中防水部分可以包括化学修饰的防水淀粉，天然防水的高直链淀粉或其组合。使用防水淀粉作为淀粉成份的一部分增强了成品的防水性。

[0073] 在某些实施例中，淀粉成份包括一有机填料，其淀粉对填充物的比率范围为约10∶1至约1∶1。在某些实施例中，淀粉成份可包括一填料，通常为有机填充物，其淀粉对填充物的比率范围通常为约3∶1。

[0074] 在许多实施例中，填充物是有机的。有机填料包括例如磨碎的坚果壳如胡桃壳；磨碎的木料如木屑；磨碎的纤维素如磨碎的竹浆；或其任意组合。有机填料可以产生含有短的或非常短的纤维物质，并且它们可以作为填料单独使用或者与其它填料组合使用。在某些实施例中，组合物中有机填料的浓度大于干重的0％至约30％，或者干重的约5％至约
30％。有机填料可以作为填料单独使用或者与其它填料组合使用。在某些实施例中，有机填料的浓度可以是产品干重的约10％至25％，或约15％至21％。

[0075] 在某些实施例中，短纤维可以与其它具有与短纤维相同优势的填料一同使用或被其替代。例如，这样的填料可以既包括有机集料又包括无机集料如碳酸钙、硅、水合硫酸钙，硫酸氢钙、硅酸镁、云母矿物质、粘土矿物、二氧化钛、滑石等。集料和/或短纤维的浓度的范围可以为制剂干重的约0％至30％，约2.5％至25％，约5％至约20％，约5％至约25％或者7％至约21％。

[0076] 辅助成份可以增加可生物降解的、以淀粉为基础的组合物制备的生产物品的防水性，强度，或防水性和强度的组合。在某些实施例中，辅助成份包括环氧化的植物油、氢化的甘油三酸脂、聚(乙酸乙烯酯)、聚(乙酸乙烯酯-乙烯)共聚物、聚(乙烯-乙酸乙烯酯)共聚物或其组合。在某些实施例中，辅助成份量的范围为约2％至5％。

[0077] 在某些实施例中，辅助成份包括环氧化的甘油三酸脂。虽然环氧化的植物油通常作为增塑剂使用，特别是用于PCV和PVDS(聚氯乙烯和聚偏二氯乙烯)，在淀粉基组合物中环氧化的植物油能够通过加热制模过程出人意料的获得更宽密度范围的生产物品。出人意料的是当使用环氧化的植物油时，生产密度更大的物品不再需要更长的加热时间。另外，密度更大的物品比厚度更大的物品更加牢固，生产更加经济。通常其需要更长的加热时间。环氧化的甘油三酸脂可通过对来自动物或蔬菜的不饱和脂肪酸的甘油三酸脂进行环氧化作用获得。合适的环氧化的植物油例子包括环氧化的亚麻子油、环氧化的大豆油、环氧化的玉米油、环氧化的棉籽油、环氧化的紫苏子油、红花油及类似物。在某些实施例中，环氧化的植物油可以包括环氧化的亚麻子油(ELO)和环氧化的大豆油(ESO)。为了满足FDA食品接触的要求，ELO中碘的数量通常要小于约5，环氧乙烷氧含量最小为约9％。ESO中碘的数量通常要小于约6，环氧乙烷氧含量最小为约6％

[0078] 多种环氧化植物油可以使用。在某些实施例中，环氧化植物油含有的环氧化物当量为约400至约475。在某些实施例中可以使用部分环氧化的植物油。在某些实施例中，本发明使用的环氧化植物油含有的环氧化物当量小于约225。例如，含有环氧化物当量为178的环氧化亚麻子油可以与一元羧酸或一元酚反应来提高当量至400-475。

[0079] 在某些实施例中，辅助成份包括氢化的甘油三酸脂。以淀粉为基础的可生物降解的组合物可以利用蜡如棕榈蜡、小烛树蜡、石蜡、褐煤蜡和类似物来增加防水性。例如，棕榈蜡非常昂贵且其使用限制在不大于干重的约3％，因为它在制模和塞住用于将组合物制备成生产物品的制模装置上的孔时会蒸发掉。在某些实施例中，熔点在约54℃和85℃之间的氢化植物油可以用于代替蜡提高制剂的防水性。合适的氢化的甘油三酸脂可以通过动物或植物脂肪和油制备，如牛油、猪油、花生油、大豆油、芥花籽油，谷物油及类似物。合适的氢化植物油包括那些EvCo Research公司以商标名EVCOPEL EVCORR和EVCOPEL EVCEAL提供的油。在某些实施例中，氢化甘油三酸脂的使用浓度高达5％。氢化甘油三酸脂可以以固体粉末、熔液或乳液的形式加入制剂中。

[0080] 辅助成份可以是聚合物。在某些实施例中，辅助成份是选自于含聚(乙酸乙烯酯)(PVA)、聚(乙酸乙烯酯-乙烯)(VAE)共聚物和聚(乙烯-乙酸乙烯酯)(EVA)共聚物的集合。当PVA、VAE和EVA加入以淀粉为基础的组合物时，它们增加了组合物的防潮性。EVA是乙烯和质量百分浓度小于50％的乙酸乙烯酯的共聚物。而VAE是乙烯和质量百分浓度大于50％的乙酸乙烯酯的共聚物。EVA通常是半结晶共聚物，熔点在约60℃至110℃之间，玻璃态转变温度(Tg)接近聚乙烯。另一方面，VAE通常是非晶态聚合物(没有固定的熔点)，Tg的范围为约-20℃至约30℃。为了促进聚合物加入水性制剂，聚合物形式优选为乳液或乳胶。

[0081] 组合物可以是水性混合物的形式，其中混合物含有足量的水，能使组合物在足够的温度下加热足够时间后能够形成可生物降解的、一次性的、防水的生产物品的形状。本领域的技术人员知道有许多现有的生产物品塑形处理方法。例如成型、注模、膨胀成型、压、印或类似方法，其中每一个现有的处理方法根据需要处理的组合物的含水量或黏稠度都会有所变化。在某些实施例中，水性混合物含有质量为从约40％至约80％的水，从约45％至约75％的水，从约50％至约70％的水，从约55％至约65％的水或任何其中的范围。另外，本领域的技术人员会意识到在某些实施例中混合物可以是基于水的，部分基于水的和潜在的基于有机溶剂的。例如，该混合物可以是基于醇的混合物或其它非水基的混合物。

[0082] 在某些实施例中，水性混合物的淀粉成份可以包括天然淀粉和预胶化淀粉的组合。例如，纤维对预胶化淀粉的比率范围为从约1.5∶1至约3∶1，从约1∶1至约4∶1，从约2∶1至约5∶1，或其间任意范围。

[0083] 在某些实施例中，水性混合物可以进一步包括硬脂酸镁、蜡、交联剂或其组合。硬脂酸镁是可以提供防水性的一种模具释放剂。模具释放剂或阻粘剂是用于减少烘烤部分与模具系统间的的粘合力。其它可以使用的模具释放剂包括但不限于一般的硬脂酸金属化合物，如硬脂酸铝、硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸钾、硬脂酸钠或硬脂酸锌；脂肪酸，如：油酸、亚油酸等；油脂；油；和其任意组合。

[0084] 各种蜡都可能适用于某些实施例。蜡的例子包括棕榈蜡、小烛树蜡、米糠、石蜡或者任何其它食品级蜡。在某些实施例中，植物蜡可能比动物和矿物蜡的效果更好。在某些实施例中，天然蜡可能比人工合成蜡效果更好。蜡乳液可以利用乳化剂和机械搅拌制备。适用于本制剂的蜡乳液的例子包括乳化的棕榈蜡和乳化的小烛树蜡。乳化剂包括所有允许应用于食品的乳化剂，包括但不限于山梨醇酐单硬脂酸酯、聚山梨脂60、聚山梨脂65、聚山梨脂80、食品级胶(如：阿拉伯半乳聚糖、角叉菜胶、红藻胶、黄原胶)、柠檬酸硬脂酰单甘油酯、琥珀硬脂精、羟基化卵磷脂和许多其它化合物。

[0085] 多种交联剂中的任何一种都可以用于某些实施例中交联淀粉和纤维。交联剂包括但不限于甲胺化合物、多价酸、多价酸卤化物、多价酸酐、聚醛、聚环氧化物、聚异氰酸酯、1，4丁二醇二缩水甘油醚、表氯醇树脂、乙二醛、碳酸锆铵、碳酸锆钾、聚酰胺-表氯醇树脂、多胺-表氯醇树脂及类似物。

[0086] 组合可包括的其他成份有蛋白质和天然化合物、天然胶乳和纤维上浆剂。纤维上浆剂包括例如松香、松香脂、松香皂、烷基烯酮二聚体(AKD)和烯基琥珀酸酐(ASA)。其它成份可以包括但不限于酪蛋白、大豆蛋白分离物或浓缩物的制备物或类似制备物。这样的制备物可以通过以下三步制备：

[0087] 1)根据通常产商的建议煮酪蛋白或大豆蛋白分离物的水溶液(约质量的10％)(总的来说，通过浸泡水解蛋白，之后逐渐升高溶液的温度和pH至180°F和pH＝9至9.5，之后保持溶液温度在180°F 15分钟)；

[0088] 2)将制剂冷却至室温；和可选择的，

[0089] 3)加入防腐剂并充分混合。制剂中防腐剂的优选浓度为约0.1％或更少。这是根据所要求的蛋白质溶液的保质期，最终产品中要求的蛋白质的浓度和政府对可食用材料中防腐剂化合物的剂量限制规定决定的。

[0090] 其它蛋白质也可以与酪蛋白或大豆蛋白制剂共同使用或分开使用来提高容器的防水性能。例如，所述蛋白可以包括白蛋白、凝胶和类似物。

[0091] 在某些实施例中，本发明包括可生物降解的、以淀粉为基础的、防水的生产物品的制备方法。所述方法包括在带有一开口的模具装置中加入本申请所述的组合物。所述组合物可以是水性混合物，该混合物在模具装置中足够温度下加热足够长时间，使混合物具有稳定的形状，其中混合物在加热过程中与空腔表面接触的外表面形成外皮。模具装置包括至少一缺口，使蒸气通过缺口排出模具空腔时混合物不会通过该缺口而造成实质的损失。

[0092] 在某些实施例中，本发明包括利用本申请所述的组合物生产生产物品，其中所述的生产物品是可生物降解和防水的。普通技术人员知道本申请所述的组合物可以生产具有一系列几乎无限用途的材料。在某些实施例中，这些产品可以用于食品工业。食品工业产品包括但不限于单格或多格盘、碗、冷水杯、带有盖子的热水杯、碟、烘盘、松饼托盘和带有盖子的餐厅外卖盒。在某些实施例中，这些材料可以用于生产一般的包装产品，如电子产品包装、电池包装和类似物。在许多实施例中，这些材料可以用于生产能够被填装，被冰冻、被运输、被烘烤、被微波、被供应甚至被消耗的产品。在某些实施例中，产品能够完全的被微波、被烘烤、绝缘的和/或食用无害的。在某些实施例中，产品可以加入香味和味道。在某些实施例中，生产产品是可堆肥的。在某些实施例中，生产产品是被批准的可食用的食品产品。

[0093] 在某些实施例中，本发明包括可生物降解的、以淀粉为基础的、防水的生产物品的制备方法。所述方法包括制备可生物降解纤维成份和淀粉成份的混合物。可生物降解纤维成份的量的范围为从约干重的5％至约40％，淀粉成份的量的范围为从约干重的40％至约94.5％。加入混合物的辅助成份的量的范围为从约干重的0.5％至约10％。辅助成份可以包括氢化甘油三酸脂、聚(乙酸乙烯酯)、聚(乙酸乙烯酯-乙烯)共聚物、聚(乙烯-乙酸乙烯酯)共聚物或其组合。在混合物中加入一水性成份生成水性组合物，其中水性成份包括足量的水，使组合物能够形成期望的形状。

[0094] 其它辅助剂可以作为水性成份的一部分加入，如盐、缓冲液、着色剂、维生素、营养物、药物、营养食品、有机填料和类似物。在形成期望的形状之后在足够的温度下加热足够的时间从而将组合物制作成可生物降解的、一次性的、防水的生产物品。

[0095] 在某些实施例中，本发明包括本发明包括可生物降解的、以淀粉为基础的、防水的、具有增强强度的生产物品的制备方法。所述方法包括制备可生物降解纤维成份和淀粉成份的混合物，其中可生物降解纤维成份的量的范围为从约干重的5％至约40％，淀粉成份的量的范围为从约干重的40％至约94.5％。加入混合物的辅助成份的量的范围为从约干重的0.5％至约10％。辅助成份可以包括环氧化甘油三酸脂、聚(乙酸乙烯酯)、聚(乙酸乙烯酯-乙烯)共聚物、聚(乙烯-乙酸乙烯酯)共聚物或其组合。在混合物中加入一水性成份生成水性组合物，其中水性成份包括足量的水，使组合物能够形成期望的形状。该期望的形状在足够的温度下加热足够的时间从而将组合物制作成可生物降解的、一次性的、防水的生产物品。实施例1.制备组合物

[0096] 表1提供了本发明某些实施例中有用的成份和组合物的范围表1.材料范围(湿重质量％) 优选范围(湿重质量％)
水 40-80 55-65
纤维 2-16* 6-12*
填充物 2-16* 4-12*
天然淀粉 8-30* 14-25*
预胶化淀粉 1-10* 2-6*
硬脂酸镁 0-4* 0.4-2*
蜡 0-3* 0.4-1.2*
交联剂 0-2* 0.2-0.6*
环氧化植物油 0-3.2* 0.2-2.4*
PVAc，VAE等 0-4 0.8-2.5
*注意：除以0.4从而获得干重的值

[0097] 硬脂酸镁、环氧化植物油或蜡(包括氢化甘油三酸脂)中至少一种材料必须被使用且在某些实施例中使用量的范围为约湿重的1.0-3.5％。在某些实施例中，总淀粉对填充物的比率应该为约3∶1。纤维对预胶化的淀粉的比率范围为约1.5∶1至3∶1，在某些实施例中是约1.9∶1至2.5∶1。可选择的成份包括蛋白质、天然胶乳，着色剂和纤维上浆剂。实施例2.由组合物制备物品

[0098] 物品由水性组合物利用有开口的、加热的模具装置生产获得。许多类型的拨子和连续的内部混合器，如行星混合器、双臂sigma型混合器和挤压机都适用于制备所述制剂。在某些实施例中，混合物可以在相对低切的混合器中制备，如环境温度下的行星混合器。

[0099] 为了制备制剂，在行星混合器中加入纤维(通常从薄片状原料上剪下成条状)和约40％的总填充物和约30-40％的总水量，混合约5分钟至粗板擦碎屑的稠度。加入预胶化淀粉，持续混合约6-9分钟，从而进一步分离纤维。加入剩下的成份，混合约2-3分钟直到混合物不再见有干燥结块。需要的混合时间会根据规模和混合速度变化。

[0100] 为了形成物品，一加热的带有最终期望产品形状的空腔的模具装置被用于形成小盘。在这个过程中，模具装置带有单个或多个缺口用于排出加热或烘烤期间产生的蒸汽。一液态或半液态混合物被加入模具装置的空腔中，关闭装置。当混合物被加热时，蒸汽在混合物中产生。在该实施例中，加入模具空腔的混合物的体积大大小于空腔的容积，但是随着加热期间内部蒸汽压力的增加，混合物一直膨胀直至完全填满了空腔。在该实施例中，放入模具的液态或半液态材料的体积对模具空腔的容积的比率为1∶4至1∶2.5之间，或者可选择的在1∶3.7至1∶3.1之间。当混合物与加热的模具装置充分接触时，混合物外表面形成以外皮。所述外皮是蒸汽可渗透的或半可渗透的，且外皮和缺口的组合使蒸汽能够从空腔排至模具装置外部。蒸汽排出时不会有相当多的混合物溢出。相当多的混合物溢出将导致原材料的浪费，和加热这些额外溢出材料的能量的浪费，并且这还产生了额外的过程用于去除多余的材料和阻碍排气缺口的任何材料。

[0101] 当蒸汽排出时混合物会保留在空腔内，因为缺口有足够的尺寸，例如缺口足够小，当混合物加热期间产生的足够蒸汽压力下，混合物与加热的模具表面接触产生的混合物表面外皮可以让蒸汽通过外皮和缺口排至模具装置的外部而不使外皮破裂。因为外皮对于混合物是不可渗透的，其在加热完成前还是液态或半液态，混合物不能从模具装置的空腔内溢出。

[0102] 加热和烘烤的温度和时间会根据具体的混合物而变化，且对于本领域内普通技术人员可以通过很少的实验选择决定。本实施例中可以使用的模具例子如美国已公开申请20040265453号所示，且作为参考整体并入于此。

[0103] 通常模具温度范围为160-240℃。在某些实施例中，其范围为180-220℃。加热和烘烤的时间主要根据物品的大小和厚度决定。通常为从约40秒至450秒、从约40秒至约80秒、从约50秒至约300秒、从约60秒至约250秒、从约70秒至约150秒或其间任意范围。在某些实施例中，打开模具之前，材料必须烘烤至非常低的含水量(大概小于约2％)-否则物品就会爆裂。在某些实施例中，增加材料强度的添加剂能够缩短最少烘烤时间，因为固有强度更高的材料可以抵抗更高的内部蒸汽压力。实施例3-物品是可生物降解的和可堆肥的

[0104] 利用本申请所述可生物降解的、以淀粉为基础的组合物生产的物品的样品的可生物降解性和可堆肥性受到了检测。如某些实施例所示，这些样品不含有PVA、VAE、EVA、环氧化植物油或氢化甘油三酸脂，但是普通技术人员知道这些添加剂不会影响组合物的可生物降解性或可堆肥性。所有成份的浓度都在以上表1所示范围内，除了该混合物的0.5％是由一组添加剂组成的而且没有列在表1中。(这种添加剂组的90％由天然材料-蛋白质和其它天然聚合物-组成，这些天然材料由于其来源本质上被认为是可生物降解的。本领域内普通技术人员理解在如表1所述的组合物中加入微量天然材料不会在实质上影响监测到的组合物的可生物降解性或可堆肥性。)

[0105] 依照ASTM D-5338@58±3℃该组合物通过与堆肥媒介接触而进行好氧堆肥(生物降解)。其结果与纤维素的阳性对照组的生物降解速率对比。样品名称：A.9P006-U(Avg)C.纤维素的阳性对照组(Avg)

[0106] 根据检测样品的ASTM D-5338@58±3℃的好氧生物降解测试样品所得到的基于碳的转化率(％)如以下表2所示：表2.样品描述：碳转化(％)
基于CO2产量
A 9P006-U(Avg) 79.26
C 纤维素阳性对照组(Avg) 98.37

[0107] 损失的质量％如以下表3所示：表3.样品描述：质量损失％
A 9P006-U(Avg) 100.00
C 纤维素阳性对照组(Avg) 100.00
基于ASTM D 5338和D 6400检测的样品和纤维素对照组的总损失质量和碳转化，样品A被认为是可堆肥的。

[0108] 根据ASTM D-5338在58±3℃，根据ASTM D6400的层叠两层检测法对样品做出评价。质量范围从0.6000-0.6300克的样品被放入150克堆肥材料中。堆肥媒介的碳∶氮比为31∶1，这是在本测试条件内的。样品在65天后分解为堆肥，无法从堆肥生物质材料中区分出来或从中检测到。该样品的质量损失数据和二氧化碳产生之间的区别显示材料堆肥的同时发生了物理分裂。

[0109] 纤维素对照组完全降解。本测试中纤维素的碳转化(％)属于正常并且确认了可实行的、活跃的堆肥混合物。测试中样品A中转化为CO2的碳的量是样品中全部碳的79.26％。

[0110] 相比本应产生的CO2的理论计算的最大值，样品A已产生的CO2的效率为79.26％，因为所有的样品都降解了。

[0111] 根据总质量的损失和碳的转化，这些材料被认为是具有很好的可堆肥性/可生物降解性。根据ASTM D 5338和D 6400，被认为是可完全堆肥的材料在测试中需要有超过60％的质量损失(该样品已经达到该要求)并且转化为CO2的全部现有碳超过60％(样品已经达到该要求)

[0112] 在以下实施例中，样品中可以加入一个或多个大于0％至约15％的辅助成份。在某些实施例中，辅助成份的量的范围为约0.5％至约10％。在该样品的某些实施例中，辅助成份的量的范围为约1.5％至约7％。在该样品的某些实施例中，辅助成份的量的范围为约2％至约5％。具体的样品如下所示，其包括辅助成份量的范围为以上所述范围内。除非另外说明，以下所有不同成份的百分量都是指干重的百分量。实施例4-添加剂提高物品的密度和防水性

[0113] 多种添加剂被发现可以提高制剂的韧性和防潮性。根据Cobb值(g/m2)的检测，在可生物降解的、以淀粉为基础的组合物中加入聚(乙酸乙烯酯)(PVAc)和/或聚(乙酸乙烯酯-乙烯)(VAE)乳液可以提高制剂的防潮性。Cobb值是确定以尺寸分的纸和纸板防水性的标准纸工业检测方法(ASTM D 3285)。该检测方法涉及确定在一特定时间内一定表面积上(m2)吸收水的量(按克算的样品质量增加)。标准条件是使用内径为11.28cm(100平方厘米的横断面或表面积)的金属环夹在样品上来包含100ml水，接触水的时间为2分钟。接触后，水从金属环中流出，多余的水通过吸干纸吸干。为了控制吸掉水的量，一10公斤金属滚轮在位于样品顶部的吸干纸上滚动两次。可能的该方法的变化包括针对较小的样品使用不同直径的环(25或10平方厘米表面积，同时相应减少使用水的量)，采用较短(1分钟)或较长的(18小时)接触时间，并使用其它检测液。Cobb测试中所用的样品和吸干纸的状态调解为在23℃下50％RH(ASTMD685)。除了防潮性外，PVAc和VAE添加剂也被发现可以维持或提高其它重要的物理性质，如抗张强度、模量和冲击力。

[0114] 同样被发现的是在可生物降解的、以淀粉为基础的组合物中加入环氧化植物油，如环氧化亚麻子油(ELO)和环氧化大豆油(ESO)能够使上述加热模具中生产的物品具有更宽的密度范围。出人意料的是当使用环氧化油时，生产密度更大的物品不需要更长的烘烤时间。密度更大的物品比通常其需要更长的加热时间的厚度更大的物品更加牢固，生产可能更加经济。。

[0115] 表4显示对于含有15％竹纤维的组合物，一给定的容积为59.8cc的盘模具的最大面糊(40％固体)填充质量为36g，最小烘烤时间为65秒。除非另外说明，表4中15％“标准”纤维样品也含有4％的硬脂酸镁(MgSt)和2％的棕榈蜡。表4中29％的“高”纤维样品含有3.5％MgSt和3％棕榈蜡。除非另有说明，所有的样品均例行制成80mil厚。表4.两分钟后检测Cobb值文字说明：代码组成商标名称供应商
PVAc1 聚(乙酸乙烯酯) Vinac 21 空气产品公司
Black Uhler化学公
ESO1 环氧化大豆油 BioFlex ESBO
司
Black Uhler化学公
ELO1 环氧化亚麻子油 BioFlex ELO
司
聚(乙酸乙烯酯-乙
VAE5 Airflex 100HS 空气产品公司
烯)
PVAc2 聚(乙酸乙烯酯) Vinac 828M 空气产品公司
聚(乙酸乙烯酯-乙
VAE7 Airflex 1082 空气产品公司
烯)
谷物油谷物油马佐拉公司

[0116] 例如，数据显示在15％纤维对照组合物中加入5％PVAc1会降低烘烤时间且明显减少水的摄取量(更低的Cobb值)。加入2％的ELO1能够在不增加烘烤时间的同时生产出密度明显增大的物品(42vs.36g最大模具填充)。将MgSt含量从4％降低到3％可以减少密度或最大填充，增加烘烤时间和Cobb值。增加模具厚度可以提高加入模具的材料的量(最大模具填充和产品质量)但是也明显增加了烘烤时间并且无益于防水性。

[0117] 将纤维的含量从15％增加至29％可以提高物品的密度。进一步加入PVAc或VAE提高了防水性。加入ELO或ESO也增加了可生产物品的密度。加入谷物油同样可以提高制作物品的密度，但是大量油被观察到从模具的排气孔中喷出。这将最终导致堵塞并减少生产的时间用于清理模具。很明显，环氧化油更能与淀粉母体相容。

[0118] 这些添加剂提高了组合物的防潮性，增加了生产部件的密度并且没有增加烘烤时间。这些防水性和物理性质的提高(通过增加部件密度)没有对生产周期时间产生不利影响或损害产品的可生物降解性。实施例5-添加剂提高物品防潮性

[0119] 多种添加剂被发现可以提高组合物的防潮性。蜡可以用于提高防潮性，并有助于脱模。使用的蜡优选为可生物降解的、可堆肥的和天然的蜡。例如，棕榈蜡效果好但是很昂贵其使用限制在不大于约3％，因为它的蒸汽会蒸发出来而塞住模具的排气口。熔点在约54℃和85℃之间的氢化植物油被发现可以用于代替棕榈蜡，提高通过Cobb值检测的制剂的防潮性。合适的氢化植物油为那些由EvCo Research公司，以商标名为EVCOPEL EVCORR和EVCOPEL EVCEAL提供的油。另外，在干重高达3％时，基本上没有材料在模具装置的模具排气口中堆积。氢化的植物油可以以粉末的形式在制剂中分散，融化融入(有或没有表面活性剂)或优选为作为乳液加入。

[0120] 如表5所示，含有15％竹纤维、4％MgSt和2％棕榈蜡的组合物的2分钟的Cobb2
值为65-66g/m 左右。棕榈蜡和MgSt成份昂贵，所以最好限制其使用。但是，当MgSt的含
2
量降低至3％，且制剂中棕榈蜡仍然为2％，则2分钟Cobb值增加至约70-71g/m。一不含
2
有MgSt而含有3％棕榈蜡的15％竹纤维样品的2分钟Cobb值为88g/m。一不含有MgSt
2
而含有3％氢化蓖麻油(无棕榈蜡)的15％竹纤维样品的2分钟Cobb值为约94-95g/m。
表5.
最大填充质量最少烘烤时间产品填充质量
样品 Cobb值(g/m2)
(g) (秒) (g)
141030 15％纤
维，4％MgSt， 36 65 34 65.6
2％棕榈蜡-对照
141159 15％纤
维，3％MgSt+ 40 73 39 70.7
1.5％ELO1
141120 15％纤
维，0％MgSt+
45 63 44 88.0
1.5％ELO1+3％
棕榈蜡
141139 15％纤
维，0％MgSt+
36 58 36 94.7
3％Cast+1.5％
ELO1
141174 15％纤
维，3％MgSt+
40 73 38 65.3
1.5％ELO1+2％
EvCol
141178 15％纤
维，3％MgSt+2％ 36 65 35 58.7
EvCol
141182 15％纤 37 68 36 57.3
维，3％MgSt+2％
Emul01
141187 15％纤
维，3％MgSt+2％ 38 70 37 60.0
Emul02
141192 29％纤
维，3.5％MgSt+ 44 63 42 48.0
2％Emul03
141197 29％纤
维，3.5％MgSt+ 44 73 43 44.0
2％Emul04
150803 15％纤
维，3％MgSt+3％ 41 73 40 57.3
Emul05
150805 29％纤
维，3.5％MgSt+
43 60 40 41.3
5％PVAc2+2％
Emul05
文字说明：(也见实施例4的文字说明)
代码组合物商标名称供应商
Cast 氢化蓖麻油 Castor Wax MP80 Vertellus
EvCol 氢化植物油 EvCopel EvCeal EvCoResearch公司
EvCopel EvCeal乳
Emul01 氢化植物油乳液 EvCoResearch公司
液
EvCopel EvCorr乳
Emul02 氢化植物油乳液 EvCoResearch公司
液
低固体氢化植物油 EvCopel EvCorr乳
Emul03 EvCoResearch公司
乳液液
EvCopel EvCeal乳
Emul04 氢化植物油乳液 EvCoResearch公司
液
带有ELO1的氢化植 EvCopel EvCeal乳 EvCoResearch公司和
Emul05
物油乳液液和BioFlex ELO Black Uhler化学公司

[0121] 表5中其它数据显示用EvCorr或EvCeal代替棕榈蜡会明显降低水的摄取量(更低的Cobb值)，甚至当MgSt在很低水平时。使用氢化的植物油乳剂能够带来进一步的改进，这种改善由表面活性剂和乳剂固体含量有一定的关系。使用油作为乳剂可以使辅助厌水成份，如环氧化植物油、松香油等更容易融入。加入PVAc或VAE进一步提高了防潮性，并且在防潮性提高的同时维持或提高其它物理性质。此外，这些添加剂提高防潮性的同时不会对烘烤时间或生产周期时间有不利影响，或损害可生物降解性。他们比使用棕榈蜡更加经济并且能在模具装置的模具排气口中产生更少的污垢。实施例6-添加剂提高物品的强度

[0122] 在DMA仪器上使用3点弯曲实验测定弯曲模量。基本上样品在两端被支撑起来，由称重元件压在中间。监测力对移位直到检测样品断裂。不同于冲击实验，其比率是很低的。ASTM参考D 790，D 5023和D5934详细描述了该方法。3点弯曲实验可以通过以下公式计算断裂检测样品所需的能量和功：

[0123] 力(断裂时)×移位(断裂时)＝功(或断裂能量)。在所示3点弯曲实验前，检测样品被平衡24小时至0％、20％、50％或80％RH。

[0124] 高速冲击实验通过带有半球形顶部的下落的“锤头”的Dynatup仪器完成。ASTM D3763中可以找到该检测方法。这些检测中，锤头的速度大约为12ft./sec.。抗张性和拉长性通过一Instron材料拉伸强度测定仪检测。高速冲击实验、抗张性和拉长性是对平衡至50％RH的样品作出的。表6.

[0125] 表6所示数据为50％RH的物理性质数据。其显示在有29％纤维时，PVAc和VAE在提高高速冲击性能和增加模数的同时略微影响抗张性和拉长性。该数据也显示加入ELO1能进一步增加冲击强度。表7.

[0126] 表7描述了不同RH的“断裂能量”。表7中的数据显示在15％纤维制剂中加入ELO可以明显增加断裂材料所需的能量。PVAc和VAE提高防水性且不会对断裂所需的能量产生不利影响。表8.样品模数@产量模数@断裂断裂能量(mJ)
141159 15％纤维+
725 676 10.66
1.5％ELO1
141182 15％纤维+
512 403 7.1
2％Emul01
141069 29％纤维+ 1256 951 21.07
1.5％ PVAc2
141197 29％纤维+
1421 717 13.1
3％ Emul04

[0127] 表8显示额外烘烤后盘断裂所需的能量。表8所示数据是针对在193℃下烘烤40分钟，之后储存在干燥器中用于确定哪个制剂在烘烤食品应用中最不易碎。在15％纤维制剂中，ELO被发现可以增加断裂所需能量，并且更不易碎。在29％纤维制剂中，PVAc被发现可以增加断裂时的能量。这显示这些制剂在烘烤食品应用中更不易碎。

[0128] 在某些实施例中，以上制剂可以用于制作可食用的、非人类动物的或宠物食品容器和包装。可食用的、非人类动物容器的形状对非人类动物有吸引力，且优选的包括吸引非人类动物或宠物的增味剂。在所述的实施例中，有益的添加剂也可以被用于增强口味、香味和营养价值，包括蛋白质或其它营养成份，其有助于平衡包装的成份而根据狗的生活阶段进行调整；添加剂如大蒜和类似的能够有助于为食入它们的狗阻挡害虫，如壁虱与螨类；香味，如对狗有吸引力的鸡、肝或鱼味；对宠物特别有吸引力的调味剂，如鸡、肉汁、肝、鱼或甚至是陈腐脂肪味；和能够经受的住产品生产阶段的营养维他命。

[0129] 使用以上制剂产生的具有增强的材料强度、可食用性、可烘烤性和可微波性的物品，我们可以在容器、干燥食品、或甚至未烘烤的食品中加入潮湿的食品，该潮湿的食品要么被放置在容器中，要么被压入容器中，之后通过炉子烘烤。对于潮湿的食品，我们可以加入可食用的阻挡涂层用于保护包装。为了保持清洁和延长寿命，单个的服务碟将在之后被塑料包起，并放入外部为硬纸板的多包装系统中。鉴于容器的强度和耐用性，消费者可以在其中加入热水，恢复该食品或者加入自来水，然后将容器和食品一起微波。

[0130] 本实施例给生产者制备和包装宠物食品留下了很大的灵活性。例如，可以提供单份一餐食品(例如，把产品放在碟子里煮，然后放入一个塑料袋里而可以直接消毒密封)，这样可以通过使用可食用外碟减少外包装，且去除掉因为此宠物主人不得不在人类洗碟子的地方洗狗的碟子而产生的任何污染问题。宠物可以把食品和外碟都吃掉。如图1所示为单份宠物食品包装的概况图。第一步，根据上述实施例提供容器(5)；第二步，将煮过的或未煮过的宠物食品加入容器(10)中；可选择的第三步，将盛有宠物食品的容器煮或进一步处理(15)；第四步，包装处理过的容器和宠物食品(20)；和第五步，将多个包装好的和处理过的容器和宠物食品打包以供销售给消费者(25)。

[0131] 例如，狗被发现喜欢骨头形状的容器。容器本身可以是任何根据具体的宠物和应用选择的形状，包括骨头形状。容器可以是不同大小的单份食品碟，用于从小到大的宠物。如图2所示为三种尺寸：1/2杯(30)、1杯(35)和2杯(40)。

[0132] 在另一实施例中，根据本发明所述混合制剂制成的容器的形状和厚度可以根据最终容器的期望用途和性质而定。例如，容器可以制作成开放的容器，如盘子、锥形筒、馅饼盘子、杯子或碗或任何本领域已知的有用的结构。

[0133] 另外，容器任意部分的厚度优选为在约0.5mm至3.2mm间变化，更优选为1.5mm至约3.0mm，最优选为约1.6mm至约2.5mm。容器的厚度也可以沿着容器横截面上变化。

[0134] 在本发明的另一个实施例中，一可生物降解的材料，如可食用的涂层和或密封胶可以应用于由混合制剂制备的容器。应用所述可生物降解的材料可以使其渗入容器的内部和/或外部表面，借此提高容器的防水和防热性能。当所述材料作为涂层应用时，其可以部分或完全渗透容器母体或是同时形成涂层和部分或完全渗透容器母体。

[0135] 本发明的另一个实施例是作为食品或饮料容器使用的容器和其它物品的生产方法。所述方法包括提供上述混合制剂；在具有期望形状的模具内加热所述混合物，从而形成具有相应期望形状的容器。所述方法可以进一步包括2003年6月27日提交的美国专利申请号10/608,441所述的步骤。其作为参考整体并入于此。

[0136] 根据某一实施例的另一方法包括提供带有最终产品期望形状的空腔的、和从模具装置中排出加热或烘烤期间产生蒸汽的单个或多个缺口的模具装置，加热或烘烤模具装置，在闭合模具装置前在模具装置空腔内加入液态或半液态混合液，闭合模具装置，其中随着加热和烘烤期间空腔内产生蒸汽，蒸汽压推动混合物完全填满空腔，并且一旦混合物与加热的模具装置充分接触，混合物的外表面形成一外皮，该外皮是蒸汽渗透性或半渗透性的，并与缺口一起允许蒸汽从空腔内排出至模具装置的外部，但同时不会引起任何大量的混合物的溢出。“任何大量的混合物”在这里是指任何损失的量，该损失能够引起现有技术中所述的任何有一定意义的缺陷，如原材料的浪费、加热额外混合物所需能量的浪费、去除过多材料以形成最终产品的额外过程和堵塞该单个或多个缺口。

[0137] 当蒸汽排出时，混合物能够保留在空腔内，这是因为缺口足够小，当混合物加热和烘烤过程产生足够的压力后，混合物与加热的模具表面接触形成的混合物表面外皮能够允许蒸汽通过外皮，之后通过缺口排出至模具装置的外部而不使外皮破裂。因为外皮是混合物不可渗透的。混合物在加热或烘烤完成前可能仍然是液态或半液态，其不能从模具装置的空腔溢出。

[0138] 上述方法允许排出烘烤期间产生的蒸汽而不明显损失混合物和不产生以上列出的所述损失的相关缺陷，如原材料的浪费、加热额外混合物所需能量的浪费、去除过多材料以形成最终产品的额外过程和堵塞该单个或多个缺口。

[0139] 以上所述方法可以用于生产可食用的烘烤商品和其它烘烤产品，如以淀粉为基础的、作为食品容器使用的材料和类似物。在所述方法中使用的混合物通常是水性的，包括本申请所述的混合物。但是本领域内普通技术人员可以认识到混合物不需要一定是水性的，可以是如醇基混合物或其它非水性混合物。可使用的混合物的具体例子对本领域内的普通技术人员来说是显而易见的，且包括但不限于通常的烘烤混合物，如华夫饼、制甜酥饼干面团、冰激淋卷筒面糊、以淀粉为基础的由淀粉和水和含有与树脂混合的组合材料组成的混合物。该混合物形成的外皮对加热和烘烤期间产生的气体仍然是可渗透的。另外，具体的烘烤步骤，如加热温度和时间根据具体加热的或烘烤的混合物选择，这对于本领域内普通技术人员来说是显而易见的。

[0140] 虽然本发明是通过具体的实施例加以描述的，但本领域内普通技术人员可以很容易的在不超出本发明范围内修饰和改变本发明。相应的，本发明的范围仅仅以下列权利要求限制为准。

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