DE10008845C2 - Formkörper für Transport, Verpackung, Lagerung und Behandlung von Lebensmitteln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Formkörper und Verfahren zu deren Herstellung, welche als Mittel für Transport, Verpackung, Lagerung und Behandlung von Lebensmitteln eingesetzt werden und die aufgebaut sind aus Monofilen auf der Basis von Polyestern sowie Verfahren zu deren Herstellung.

Monofile auf der Basis von Polyestern sind seit längerem bekannt und werden auf den verschiedensten Gebieten der Technik eingesetzt, z. B. in Form von technischen Textilmaterialien wie Geweben, die in der Preßpartie von Papiermaschinen zum Einsatz gelangen.

Derartige Monofile werden bspw. in der EP 0 342 563 A2 beschrieben.

Bei diesen Einsatzgebieten kommt es insbesondere auf die Hydrolysefestigkeit und mechanische Eigenschaften wie Biegefestigkeit und Spleißfestigkeit an.

Für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie, d. h. für Gegenstände, welche mit Lebensmitteln in Kontakt kommen, bspw. beim Transport, bei der Verpackung und der Lagerung oder auch bei einer Behandlung von Lebensmitteln wie in Sieben oder auf Trockenbändern, ist es von großer Wichtigkeit, daß der Abrieb äußerst gering ist, weil schon kleinste abgeriebene Teilchen in das Lebensmittelgut eindringen und dann später beim Konsum dieser mit Abriebteilchen behafteten Lebensmittel zu gesundheitlichen Schädigungen führen können.

Es ist ferner wichtig, daß diese Mittel, die mit Lebensmitteln in Kontakt kommen, keine Stoffe enthalten, die aus dem Mittel heraus diffundieren oder herausgelöst werden können und dann in das Lebensmittel eindringen. Außerdem ist es wichtig, daß diese Mittel nicht nur hydrolysebeständig sondern auch weitgehend beständig sind gegenüber chemischen Stoffen, die bei der Behandlung von Lebensmitteln aus dem Lebensmittel selbst heraustreten können. Hierzu gehören insbesondere organische Säuren aber auch Fette, Ester und dergleichen.

Obwohl bereits zahlreiche Mittel bekannt sind, die beim Transport, bei der Verpackung, bei der Lagerung und auch bei der Behandlung von Lebensmitteln in direkten Kontakt mit den Lebensmitteln kommen, besteht noch ein Bedürfnis nach entsprechenden Mitteln, die verbessert sind und einfach herzustellen sind.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, lebensmittelverträgliche Mittel zur Verfügung zu stellen, mit denen Lebensmittel beim Transport, bei der Verpackung, bei der Lagerung und auch bei der Behandlung in direktem Kontakt stehen können, die sich durch verbesserten Abrieb, insbesondere auch durch eine verbesserte Scheuerfestigkeit auszeichnen, die während des Kontakts keine abgeriebenen Teilchen und schädliche Stoffe in das Lebensmittel abgeben, die einfach, wirtschaftlich und sicher herzustellen sind und die den Anforderungen und Ansprüchen entsprechen, die man an Mittel, die mit Lebensmittel in Kontakt kommen, heutzutage stellt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch lebensmittelverträgliche flächige Formkörper oder aus flächigen Formkörpern konfektionierte Formkörper wie Gewebe, Gewirke, Gestricke, Gelege, flächenförmige Gebilde wie Gitter, netzförmige Flächengebilde und dergleichen oder aus diesen flächigen Formkörpern konfektionierte Formkörper wie Säcke, Beutel, Netze, Siebe, Filter, Transportbänder und dergleichen, enthaltend Monofile auf der Basis von schmelzverspinnbaren Polyester, die 0,5 bis 3,5 Gew.-% eines Polycarbonats enthalten. Vorzugsweise enthalten die Formkörper gemäß der Erfindung Monofile, die eine Messerscheuerfestigkeit von 55.000 bis 170.000 Scheuertouren aufweisen. Bevorzugt ist der Polyester, aus dem die Monofile bestehen, frei von Verschlußmitteln wie Mono- oder Polycarbodiimide.

Besonders vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen lebensmittelverträglichen flächigen Formkörper werden in den Ansprüchen 3 bis 10 beschrieben.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von flächigen Formkörpern oder aus flächigen Formkörpern konfektionierte Formkörper wie Geweben, Gewirken, Gestricken, Gelegen, flächenförmigen Gebilden wie Gitter oder netzförmigen Flächengebilden und dergleichen oder aus diesen flächigen Formkörpern konfektionierte Formkörper wie Netzen, Säcken, Beuteln, Sieben, Filtern und dgl. für Transport, Verpackung, Lagerung und Behandlung von Lebensmitteln, indem man schmelzspinnbare Polyester mit einem Zusatz von 0,5 bis 3,5 Gewichts-% eines Polycarbonats in der Schmelze durch Extrusion zu Monofilen verspinnt und die Monofile zu flächigen Formkörpern wie Geweben, Maschenwaren, Netzen und dgl. verarbeitet und die flächigen Formkörper ggf. zu Säcken, Beuteln, Filtern, Transportbändern und dgl. konfektioniert.

Vorzugsweise wird als Polyester Polyethylenterephthalat verwendet. Die Intrinsikviskosität, gemessen in Dichloressigsäure bei 25°C, liegt vorzugsweise zwischen 0,5 bis 1,5 dl/g, insbesondere 0,68-0,915 dl/g. Es können aber auch andere Polyester wie Polybutylenterephthalat eingesetzt werden. Sehr brauchbar sind auch Copolyester, bei denen die Säurekomponente, zum Beispiel die Terephthalsäure teilweise durch eine andere Säurekomponente, insbesondere Isophthalsäure substituiert ist. Auch sind Modifikationen durch teilweise Substitution der Glykolkomponente, z. B. des Ethylenglykols durch 1,4-Dihydroxymethylcyclohexan möglich.

Als Polycarbonat können handelsübliche Produkte, z. B. das unter der Bezeichnung Macrolon von der Firma Bayer AG vertriebene Produkt, eingesetzt werden.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens enthalten die Polyester keine Verschlußmittel wie Mono- oder Polycarbodiimide.

Die flächigen Formkörper, welche aus Monofilen auf der Basis von Polyestern mit einem Zusatz von 0,5 bis 3,5 Gewichts-% eines Polycarbonats hergestellt worden sind, wie Gewebe, Gestricke, Gewirke und sonstige Maschenwaren, Spiraltücher bzw. Spiralsiebe, Steckdrähte, Netze und gitterförmige Flächengebilde können zum Herstellen konfektionierter Artikel wie Beutel, Säcke, Siebe, Filter, Transportbänder und dgl. dienen.

Die Lebensmittel verträglichen Monofile gemäß der Erfindung können zur Herstellung der flächigen Formkörper bzw. der aus den flächigen Formkörpern zusammengesetzten Formkörpern dienen. Diese Lebensmittel verträglichen Monofile sind aufgebaut auf der Basis von Polyestern, welche 0,5 bis 3,5 Gewichts-% eines Polycarbonats enthalten, sie weisen vorzugsweise eine Messerscheuerfestigkeit von 55.000 bis 170.000 Scheuertouren auf; die Messerscheuerfestigkeit wird nach dem weiter unten beschriebenen Verfahren bestimmt. Das Polycarbonat ist vorzugsweise homogen im Polyester verteilt.

Die Herstellung dieser Monofile erfolgt vorzugsweise nach einem Verfahren, bei dem eine Mischung aus einem Polyester und 0,5 bis 3,5 Gew.-% eines Polycarbonats aus der Schmelze versponnen wird, die erhaltenen Monofile in einem Spinnbad abgekühlt, verstreckt und gegebenenfalls aufgewickelt werden.

Dabei werden Spritzgeschwindigkeit der Schmelze, Spinnverzug und Verstreckung so abgestimmt, daß die Fäden einen Durchmesser von mindestens 0,08, vorzugsweise 0,1-­ 1,5 mm aufweisen.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Formkörper werden zunächst aus Polyester, insbesondere aus Polyethylenterephthalat, dem 0,5 bis 3,5 Gewichts-% Polycarbonat zugesetzt ist, aus der Schmelze durch Extrusion durch Düsen Monofile hergestellt.

Als Polyester wird vorzugsweise Polyethylenterephthalat verwendet. Vorteilhaft sind auch Polybutylenterephthalat oder Copolyester, wie insbesondere Polyethylenterephthalat, bei dem der Baustein Terephthalsäure teilweise durch Isophthalsäure substituiert ist.

Die Rohstoffe, nämlich der Polyester und das Polycarbonat werden gut miteinander vermischt und dann in einem Extruder aufgeschmolzen, in einem Spinnpack filtriert und durch eine Spinndüse versponnen.

Nach Verlassen der Spinndüse werden die heraustretenden Schmelzefäden (Monofile) in einem Spinnbad, vorzugsweise einem Wasserbad abgekühlt (abgeschreckt). Das Spinnbad hat im allgemeinen eine Temperatur von 30 bis 90, insbesondere 70°C. Die Fäden werden sodann aufgewickelt oder abgezogen, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die größer ist als die Spritzgeschwindigkeit der Schmelze. Der Spinnverzug beträgt im allgemeinen 1 : 1,5 bis 1 : 6,0, vorzugsweise 1 : 3 bis 1 : 5, die Spinnabzugsgeschwindigkeit beträgt 5 bis etwa 30 m pro Minute.

Anschließend wird der so hergestellte Spinnfaden (Monofil) nachverstreckt, vorzugsweise in mehreren Stufen, insbesondere 1-, 2- oder 3-stufig nachverstreckt, und zwar mit einem Gesamtverhältnis von 1 : 4 bis 1 : 8.

Mittels der Verstreckung können die mechanischen Eigenschaften wie Anfangsmodul, Höchstzugskraft, Rückzugkraftdehnung aber auch die Schlingenfestigkeit und die Knotenfestigkeit sowie der Schrumpf beeinflußt werden. Selbstverständlich hängt auch der Titer des entstehenden Monoflis von der Verstreckung ab. Fördermenge und Verstreckung werden so aufeinander abgestimmt, daß die entstehenden Monofile am Schluß einen Durchmesser von mindestens 0,08 mm aufweisen. Im Rahmen der Erfindung haben sich Durchmesser von beispielsweise 0,08 bis 1,5 mm besonders bewährt.

Die so hergestellten Monofile werden sodann zu flächigen Formkörpern weiterverarbeitet, d. h. zu Geweben, flächiger Maschenware wie Gewirken, Gestricken, usw., zu flächigförmigen Gebilden mit Netzstruktur wie z. B. Gittern, bei denen Monofile in einer Richtung parallel liegen und auf denen dann wiederum Scharen von Monofilen liegen, die sich mit der ersten Lage der Monofile kreuzen und zwar einen Winkel von etwa 10° bis 90°, wobei die Monofile an den Kreuzungspunkten fixiert sein können, z. B. durch Verschmelzen.

Die entsprechenden Flächengebilde können dann als solche verwendet werden oder auch weiter konfektioniert werden zu Säcken, Beuteln, Netzen, Förderbändern, Filtern und dergleichen.

Diese Mittel können sodann zum Transport, als Verpackung, zur Lagerung und auch zur Behandlung von Lebensmitteln eingesetzt werden.

Bei Verarbeitungsvorgängen, bei denen das Lebensmittelgut über Transportbänder weiter bewegt werden muß, lassen sich entsprechende Flächengebilde gemäß der Erfindung in besonders vorteilhafter Weise einsetzen.

Sehr vorteilhaft sind auch Siebe, wie sie bspw. beim Waschen von Lebensmitteln eingesetzt werden.

Besonders vorteilhaft sind Transportbänder, welche aus den vorstehend beschriebenen Monofilen aufgebaut sind und die zum Trocknen von Lebensmitteln dienen, insbesondere von Lebensmitteln wie Dörrobst, Nudeln und dergleichen. Dabei werden die Lebensmittel mittels dieser Transportbänder durch Trockenzonen geführt.

Der Messerscheuertest zur Bestimmung der Messerscheuerfestigkeit wird wie folgt durchgeführt. Dabei wird das für diesen Zweck von der Firma Zweigle, Reutlingen vertriebene Gerät G550 eingesetzt.

Von dem zu untersuchenden Monofil werden jeweils 10 Proben von einer Länge von 20 cm an einem Ende fest eingespannt und über eine Umlenkung geführt und an ihrem anderen Ende mit der Vorlast versehen.

Unter den Proben bewegt sich ein in eine Metallschiene eingebettetes Keramikröhrchen mit einem Durchmesser von 1 mm cyclisch hin und her. Der Hersteller des Keramikröhrchens ist die Firma Degussit, das Röhrchen kann über die Firma Friatec AG Mannheim bezogen werden. Der Hubweg beträgt 70 mm. Durch die ständige Scheuerbelastung durch die extrem harte Keramikoberfläche werden die Monofilamente geschädigt, bis sie unter der Einwirkung der Vorlast reißen.

Ein automatisches Zählwerk erfaßt für jedes einzelne Monofil die Zahl der Scheuerzyklen bis zum Bruch. Aus den erreichten Zyklenzahlen aller 10 Proben werden statistische Werte ermittelt (Median-Wert), die ein Maß für die Scheuerbeständigkeit des geprüften Monoflis darstellen.

Die Vorspannkraft wird auf 0,135 cN/tex eingestellt und zwar gerundet auf voll 10 cN.

Es war besonders überraschend, daß Lebensmittel, welche, sei es beim Transport, in Verpackungen, bei der Lagerung oder auch bei der Behandlung derselben in Kontakt mit den erfindungsgemäßen Formkörpern kommen, keine durch Abrieb bedingten Teilchen aufnehmen und auch keine sonstigen Stoffe aus dem Material, aus dem die flächigen Gebilde hergestellt sind, aufnehmen.

Dadurch wird die Haltbarkeit der Lebensmittel verbessert und vermieden, daß die Lebensmittel gesundheitsschädliche Stoffe aufnehmen.

Auch ist die Hydrolysebeständigkeit der erfindungsgemäßen Formkörper hervorragend. So ist bspw. die Dauerbeanspruchbarkeit von Förderbändern, über die feuchte oder nasse Lebensmittel transportiert werden, verbessert.

Besonders überraschend war, daß die erfindungsgemäßen Monofile sich auch zu Flächengebilden wie Transportbändern verarbeiten lassen, auf denen Lebensmittel, z. B. getrocknet werden. So werden insbesondere bei der Herstellung von Dörrobst das frische zum Teil noch feuchte Obst mit einem entsprechenden Transportband durch Trockenzonen geführt. Dabei wird dem Obst nicht nur Feuchtigkeit in Form von Wasser entzogen, das in Form von Dampf eine Hydrolyse des Transportbandmaterials bewirken kann, es entweichen vielmehr auch organische Stoffe wie organische Säuren, Ester, Duftstoffe und anderes mehr, die ebenfalls, sei es in Form von Dämpfen oder auch in flüssiger Form, das Transportbandmaterial angreifen können, wodurch die Standzeiten der Transportbänder herabgesetzt werden. Auch können diese Stoffe einen Abbau der Polykondensate bewirken, aus denen die Monofile hergestellt sind.

Überraschenderweise treten diese Phänomene bei der Erfindung nicht oder in erheblich reduziertem Maße auf.

Besonders überraschend war, daß der Abrieb, wie er in dem Messerscheuerungstest bestimmt wurde, erheblich niedriger ist als bei Monofilen, die lediglich aus Polyethylenterephthalat bestehen.

Die Erfindung wird durch folgende Beispiele näher erläutert:

Vergleichsbeispiel 1

Es wurde in ansonsten bekannter Weise ein Monofilament mit einem Durchmesser von 0,50 mm hergestellt aus einem Polyethylenterephthalat-Granulat mit einer Intrinsicviskosität (IV) von 0,69 dl/g. Ein Probensatz von 10 Monofilamenten wurde einer Prüfung im Messerscheuerungstestgerät G550 der Fa. Zweigle unterzogen. Der Median der Scheuerzyklen bis zum Bruch betrug 42.214 Touren.

Vergleichsbeispiel 2

Es wurde in ansonsten bekannter Weise ein Monofilament mit einem Durchmesser von 0,50 mm hergestellt aus einem Polyethylenterephthalat-Granulat mit einer Intrinsikviskosität (IV) von 0,88 dl/g. Ein Probensatz von 10 Monofilamenten wurde einer Prüfung im Messerscheuerungstestgerät G550 der Fa. Zweigle unterzogen. Der Median der Scheuerzyklen bis zum Bruch betrug 93.458 Touren.

Beispiel 1

Es wurde in ansonsten bekannter Weise ein Monofilament hergestellt aus einem Polyethylenterephthalat-Granulat mit einer Intrinsicviskosität (IV) von 0,88 dl/g, wobei dem Polyethylenterephthalat-Granulat eine Menge von 0,93 Gew.-% (bezogen auf die Menge des Polyethylenterephthalat-Granulates) eines Polycarbonat-Granulates (Markenname Makrolon der Fa. Bayer) hinzugefügt wurde und diese Mischung in ansonsten bekannter Weise zu einem Monofilament mit einem Durchmesser von 0,50 mm verarbeitet wurde. Ein Probensatz von 10 Monofilamenten wurde einer Prüfung im Messerscheuerungstestgerät G550 der Fa. Zweigle unterzogen. Der Median der Scheuerzyklen bis zum Bruch betrug 116.409 Touren. Er liegt somit rund 25% über dem Wert von Vergleichsbeispiel 2.

Beispiel 2

Es wurde in ansonsten bekannter Weise ein Monofilament hergestellt aus einem Polyethylenterephthalat-Granulat mit einer Intrinsikviskosität (IV) von 0,88 dl/g, wobei dem Polyethylenterephthalat-Granulat eine Menge von 1,40 Gew.-% (bezogen auf die Menge des Polyethylenterephthalat-Granulates) eines Polycarbonat-Granulates (Markenname Makrolon der Fa. Bayer) hinzugefügt wurde und diese Mischung in ansonsten bekannter Weise zu einem Monofilament mit einem Durchmesser von 0,50 mm verarbeitet wurde. Ein Probensatz von 10 Monofilamenten wurde einer Prüfung im Messerscheuerungstestgerät G550 der Fa. Zweigle unterzogen. Der Median der Scheuerzyklen bis zum Bruch betrug 155.729 Touren und liegt somit um fast 70% über dem Wert bei Vergleichsbeispiel 2.

Beispiel 3

Es wurde in ansonsten bekannter Weise ein Monofilament hergestellt aus einem Polyethylenterephthalat-Granulat mit einer Intrinsicviskosität (IV) von 0,88 dl/g. wobei dem Polyethylenterephthalat-Granulat eine Menge von 1,90 Gew.-% (bezogen auf die Menge des Polyethylenterephthalat-Granulates) eines Polycarbonat-Granulates (Markenname Makrolon der Fa. Bayer) hinzugefügt wurde und diese Mischung in ansonsten bekannter Weise zu einem Monofilament mit einem Durchmesser von 0,50 mm verarbeitet wurde. Ein Probensatz von 10 Monofilamenten wurde einer Prüfung im Messerscheuerungstestgerät G550 der Fa. Zweigle unterzogen. Der Median der Scheuerzyklen bis zum Bruch betrug 131.921 Touren. Auch hier liegt ein beachtlicher Anstieg der Messerscheuerfestigkeit gegenüber Vergleichsbeispiel 2 vor.

Die Beispiele zeigen, daß die ohne Zusatz von Polycarbonat, d. h. aus Polyethylenterephthalat bestehenden Monofile einen erheblich höheren Abrieb gemessen als Touren bis zum Bruch aufweisen als die Monofilamente, welche erfindungsgemäß Polycarbonat enthalten.

Beispiel 4

In analoger Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 jedoch unter Zumischung von 2,3 Gew.-% Polycarbonat (Makrolon) werden Monofile erhalten, die einen Median der Scheuerzyklen bis zum Bruch von 95.737 Touren aufweisen, d. h. mehr als das Doppelte wie in Vergleichsbeispiel 1.

Vergleichsbeispiel 3

Es wurde in an sich bekannter Weise ein Monofliament hergestellt aus einem Polymer auf der Basis von Ethylenglycol und Napthalindicarbonsäure -(2.6). Die Messerscheuerfestigkeit wurde in gleicher Weise wie in den vorstehenden Beispielen untersucht. Der Median der Scheuerzyklen bis zum Bruch betrug bei diesen Monofilamenten 21483 Touren.

Beispiel 5

In analoger Weise wie in Vergleichsbeispiel 3, jedoch unter Zumischung von 2% Polycarbonat (Makrolon) werden Monofile erhalten, die einen Median der Scheuerzyklen bis zum Bruch von 35131 Touren aufweisen. Das Beispiel zeigt, daß Monofile gemäß der Erfindung unter der Verwendung von Naphtalin-2,6- dicarbonsäurepolyester ebenfalls eine erheblich verbesserte Messerscheuerfestigkeit aufweisen.

Claims (13)

1. Lebensmittelverträgliche flächige Formkörper oder aus flächigen Formkörpern konfektionierte Formkörper wie Gewebe, Gewirke, Gestricke, Gelege, flächenförmige Gebilde wie Gitter, netzförmige Flächengebilde oder aus diesen flächigen Formkörpern konfektionierte Formkörper wie Säcke, Beutel, Netze, Siebe, Filter, Transportbände enthaltend Monofile auf der Basis von schmelzverspinnbare Polyester, die 0,5 bis 3,5 Gew.- % eines Polycarbonats enthalten.

2. Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Monofile eine Messerscheuerfestigkeit von 55.000 bis 170.000 Scheuertouren aufweisen.

3. Formkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Polyester frei von Verschlußmitteln wie Mono- oder Polycarbodiimide ist.

4. Formkörper nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper ein Gewebe ist.

5. Formkörper nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper eine Maschenware ist.

6. Formkörper nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper ein Netz ist.

7. Formkörper nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper hin Beutel ist.

8. Formkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper ein Sieb ist.

9. Formkörper nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper ein Filter ist.

10. Formkörper nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper ein Transportband ist.

11. Verfahren zur Herstellung von flächigen Formkörpern oder aus flächigen Formkörpern konfektionierte Formkörper wie Geweben, Gewirken, Gestricken, Gelegen, flächenförmigen Gebilden wie Gitter oder netzförmigen Flächengebilden oder aus diesen flächigen Formkörpern konfektionierte Formkörper wie Netzen, Säcken, Beuteln, Sieben, Filtern für Transport, Verpackung, Lagerung und Behandlung von Lebensmitteln, indem man schmelzverspinnbare Polyester mit einem Zusatz von 0,5 bis 3,5 Gewichts-% eines Polycarbonats in der Schmelze durch Extrusion zu Monofilen verspinnt und die Monofile zu flächigen Formkörpern wie Geweben, Maschenwaren, Netzen verarbeitet und die flächigen Formkörper ggf. zu Säcken, Beuteln, Filtern, Transportbändern konfektioniert.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß man als Polyester Polyethylenterephthalat verwendet.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Polyester frei von Verschlußmitteln wie Mono- oder Polycarbodiimiden ist.