DE102009044403A1

DE102009044403A1 - Lebensmittelbehälter mit innerer schützender Schicht

Info

Publication number: DE102009044403A1
Application number: DE200910044403
Authority: DE
Inventors: Chien-Ming Huang
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-01-22
Filing date: 2009-11-03
Publication date: 2010-08-05
Also published as: TW201028342A; US20100181372A1

Abstract

Ein Lebensmittelbehälter umfasst: einen Behälterkörper (21), der aus Papier hergestellt ist und eine innere Fläche (211), die einen aufnehmenden Raum (210) darin bestimmt, sowie eine äußere Fläche (213) gegenüber der inneren Fläche (211) aufweist; und eine innere schützende Schicht (22), die auf die innere Fläche (211) aufgetragen ist und aus einer biologisch abbaubaren Beschichtungszusammensetzung hergestellt ist, welche als einen Hauptbestandteil Polybutylensuccinat enthält. Weiterhin enthält die biologisch abbaubare Beschichtungszusammensetzung einen Nebenbestandteil, der aus Polybutylenadipat/-terephthalat, Polymilchsäure und Kombinationen daraus ausgewählt ist.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der taiwanesischen Anmeldung Nr. 098102514 , eingereicht am 22. Januar 2009.
Diese Anmeldung betrifft einen Lebensmittelbehälter, insbesondere einen Lebensmittelbehälter, der eine innere schützende Schicht aufweist, die aus einer biologisch abbaubaren Beschichtungszusammensetzung hergestellt ist, welche Polybutylensuccinat enthält.
Einweg-Lebensmittelbehälter werden in erster Linie aus Papier und Kunststoff hergestellt. Da Kunststoffbehälter im Allgemeinen nicht biologisch abbaubar sind und Papier leicht zersetzbar ist und recycelt werden kann, sind Papierbehälter inzwischen beliebter als die Kunststoffbehälter.
Ein herkömmlicher Papierbecher weist einen Papierbecherkörper mit einer inneren Fläche, die einen aufnehmenden Raum darin bestimmt, und einer auf die innere Fläche aufgetragenen schützenden Schicht auf. Die schützende Schicht ist durch Auftragen eines geschmolzenen Polyethylens niedriger Dichte (LDPE) auf die innere Fläche des Becherkörpers ausgebildet. Da Polyethylen niedriger Dichte eine Erweichungstemperatur im Bereich von 80°C bis 101°C und einen Schmelzpunkt im Bereich von 108°C bis 110°C hat und gegenüber Chemikalien und Korrosion hochbeständig ist, eignet es sich zur Verwendung als Schutzschicht zwischen dem Papierbecherkörper und einer Flüssigkeit. Wenn heiße Flüssigkeit in den aufnehmenden Raum gegossen wird, wirkt die schützende Schicht als Barriere zwischen dem Becherkörper und der heißen Flüssigkeit, wodurch verhindert werden kann, dass die heiße Flüssigkeit in den Becherkörper eindringt. Da Polyethylen niedriger Dichte jedoch in der Natur nicht leicht zersetzbar ist, ist es nicht umweltfreundlich.
Zur Verbesserung gegenüber dem vorgenannten Papierbecher wird ein Papierbecher mit einer aus Polymilchsäure (PLA) hergestellten schützenden Schicht beschichtet, die auf natürliche Weise zersetzbar ist. Da Polymilchsäure jedoch eine Glasübergangstemperatur im Bereich von 58°C bis 60°C und geringe Wärmebeständigkeit hat, wird die aus Polymilchsäure hergestellte schützende Schicht leicht von dem Papierbecher abgelöst, wenn heiße Flüssigkeit in den Papierbecher gegossen wird, wodurch die Flüssigkeit in den Papierbecher einsickert und ihn beschädigt.
Weiterhin werden bestehende Verfahren zur Herstellung eines Papierbechers im Allgemeinen durchgeführt, indem eine schützende Schicht auf einen Papierbogen aufgetragen wird und der beschichtete Papierbogen zur Ausbildung des Papierbechers bearbeitet wird. Wenn eine Polymilchsäurebeschichtung auf einen Papierbogen aufgetragen ist, löst sie sich daher während der Bearbeitung leicht ab, weil die Polymilchsäurebeschichtung relativ hart ist und bei Raumtemperatur geringe Adhäsionsfestigkeit aufweist, so dass geringer Ertrag und somit hohe Fertigungskosten die Folge sind.
Zur Lösung des Problems der Polymilchsäure besteht eine weitere Verbesserung darin, vor der Aufbringung einer Polymilchsäurebeschichtung eine oberflächenaktive Substanz auf den Papierbecher aufzubringen, um so die Adhäsion zwischen dem Papierbecher und der Polymilchsäurebeschichtung zu verbessern. Da jedoch die meisten oberflächenaktiven Substanzen toxisch sind, kann, wenn eine oberflächenaktive Substanz auf den Becherkörper aufgebracht ist, die oberflächenaktive Substanz in die in dem Papierbecher aufgenommene Flüssigkeit freigesetzt werden.
Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Papierbehälter zur Aufnahme von Lebensmitteln bereitzustellen, der die vorgenannten, mit dem Stand der Technik verbundenen Nachteile zu überwinden vermag.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Lebensmittelbehälter: einen Behälterkörper, der aus Papier hergestellt ist und eine innere Fläche, die einen aufnehmenden Raum darin bestimmt, sowie eine äußere Fläche gegenüber der inneren Fläche aufweist; und eine innere schützende Schicht, die auf die innere Fläche aufgetragen ist und aus einer biologisch abbaubaren Beschichtungszusammensetzung hergestellt ist, welche als einen Hauptbestandteil Polybutylensuccinat enthält.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Es zeigen:
1 eine angeschnittene Ansicht der ersten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lebensmittelbehälters und
2 eine angeschnittene Ansicht der zweiten bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lebensmittelbehälters.
Bevor die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten bevorzugten Ausführungsformen detaillierter beschrieben wird, sei vorliegend darauf hingewiesen, dass gleiche Elemente in der Offenbarung durchgängig mit denselben Bezugsziffern bezeichnet sind.
Bezüglich 1 ist die erste bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lebensmittelbehälters als Becher 2 ausgeführt. Natürlich kann die Erfindung auch als Kasten, Schale oder Teller ausgeführt sein. Der Becher 2 weist einen Behälterkörper 21 und eine innere schützende Schicht 22 auf.
Der Behälterkörper 21 ist aus Papier hergestellt und hat eine innere Fläche 211, die einen aufnehmenden Raum 210 darin bestimmt, eine äußere Fläche 213 gegenüber der inneren Fläche 211 sowie eine Öffnung 212 in Fluidkommunikation mit dem aufnehmenden Raum 210.
Die innere schützende Schicht 22 ist auf die innere Fläche 211 aufgetragen und ist aus einer ersten biologisch abbaubaren Beschichtungszusammensetzung hergestellt, die als einen Hauptbestandteil Polybutylensuccinat (PBS) enthält.
Es ist zu erwähnen, dass die erste biologisch abbaubare Beschichtungszusammensetzung zum Beschichten der inneren Fläche 211 des Bechers 2 ausschließlich Polybutylensuccinat enthalten kann. Alternativ kann die erste biologisch abbaubare Beschichtungszusammensetzung weiterhin einen Nebenbestandteil enthalten, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polybutylenadipat/-terephthalat, Polymilchsäure und Kombinationen daraus besteht. Auf Basis eines Gesamtgewichtes der ersten biologisch abbaubaren Beschichtungszusammensetzung macht der Hauptbestandteil eine Menge im Bereich von 90 Gew.-% bis 100 Gew.-% aus, und der Nebenbestandteil macht eine Menge im Bereich von 0 Gew.-% bis 10 Gew.-% aus. Durch Zugabe einer geringen Menge Polybutylenadipat/-terephthalat in die erste biologisch abbaubare Beschichtungszusammensetzung können die Fließfähigkeit oder ein Schmelzindex der Zusammensetzung eingestellt werden, und die Viskoelastizität derselben kann erhöht werden, wodurch sich die Adhäsion zwischen der inneren schützenden Schicht 22 und dem Behälterkörper 21 verbessert. Die Zugabe von Polymilchsäure kann die Steifigkeit der inneren schützenden Schicht 22 erhöhen, was unterstützend zur Beibehaltung der Form des Behälterkörpers 21 wirkt. Das Gewichtsverhältnis des Hauptbestandteils zu dem Nebenbestandteil kann abhängig von tatsächlichen Anforderungen variiert werden.
Da Polybutylensuccinat mechanische Eigenschaften ähnlich denjenigen von Polypropylen und Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymer (ABS) aufweist, hat Polybutylensuccinat im Vergleich mit anderen biologisch abbaubaren Stoffen hohe mechanische Festigkeit, hohe Formbeständigkeitstemperatur (HDT) von bis zu 90°C und gute wasserabdichtende Wirkung. Daher kann die aus Polybutylensuccinat hergestellte innere schützende Schicht 22 das Eindringen von in dem aufnehmenden Raum 210 aufgenommener Flüssigkeit 101 in den Behälterkörper 21 verhindern. Aufgrund der guten Wärmebeständigkeit der inneren schützenden Schicht 22 wird der Becher 2 außerdem durch heiße Flüssigkeit nicht leicht beschädigt. Darüber hinaus ist der Becher 2 nach der Entsorgung biologisch abbaubar und erfüllt damit Umweltschutzanforderungen.
Das Verfahren zur Bereitstellung der inneren schützenden Schicht 22 auf dem Behälterkörper 21 ist nicht eingeschränkt. Der Behälterkörper 21 kann zunächst mit einer vorbestimmten Form ausgebildet sein und wird dann mit der ersten biologisch abbaubaren Beschichtungszusammensetzung beschichtet, um die innere schützende Schicht 22 auf der inneren Fläche 211 auszubilden. Alternativ kann die erste biologisch abbaubare Beschichtungszusammensetzung zuerst auf einen Papierbogen aufgetragen werden, um die innere schützende Schicht 22 darauf auszubilden. Danach wird der Papierbogen mit der inneren schützenden Schicht 22 zu dem Becher 2 ausgebildet.
Bezüglich 2 unterscheidet sich die zweite bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von der ersten Ausführungsform dadurch, dass der Becher 2 weiterhin eine äußere schützende Schicht 33 aufweist, die auf die äußere Fläche 213 aufgetragen ist und die aus einer zweiten biologisch abbaubaren Beschichtungszusammensetzung hergestellt ist, welche als einen Hauptbestandteil Polybutylensuccinat enthält.
Ebenso kann die zweite biologisch abbaubare Beschichtungszusammensetzung auch nur Polybutylensuccinat zum Auftragen auf die äußere Fläche 213 des Bechers 2 enthalten. Darüber hinaus kann die zweite biologisch abbaubare Beschichtungszusammensetzung weiterhin einen Nebenbestandteil enthalten, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polybutylenadipat/-terephthalat, Polymilchsäure und Kombinationen daraus besteht.
Wenn kalte Flüssigkeit 102 oder Lebensmittel in den aufnehmenden Raum 210 gebracht werden, kann Feuchtigkeit in der Atmosphäre leicht an der äußeren Fläche 213 zu Wassertropfen 103 kondensieren. Dank der inneren und äußeren schützenden Schichten 22, 33 wird ein Eindringen von in dem aufnehmenden Raum 210 aufgenommener Flüssigkeit 102 und Wassertropfen 103 an der äußeren Fläche 213 in den Behälterkörper 21 verhindert.
Der Becher 2 kann hergestellt sein, indem zuerst der Behälterkörper 21 mit einer vorbestimmten Form ausgebildet wird, gefolgt von dem Aufbringen der ersten bzw. zweiten biologisch abbaubaren Beschichtungszusammensetzung auf die inneren und äußeren Flächen 211, 213, um die inneren und äußeren schützenden Schichten 22, 33 auszubilden. Alternativ können gegenüberliegende Flächen eines Papierbogens jeweils mit der ersten bzw. zweiten biologisch abbaubaren Beschichtungszusammensetzung beschichtet werden, um die inneren und äußeren schützenden Schichten 22, 33 darauf auszubilden. Danach wird der Papierbogen mit den inneren und äußeren schützenden Schichten 22, 33 zu dem Becher 2 ausgebildet.
BEISPIEL
Eine biologisch abbaubare Beschichtungszusammensetzung wurde unter Verwendung von ausschließlich Polybutylensuccinat hergestellt, das von der Mitsubishi Chemical Corporation bezogen wurde (Produktmodelle: GS pla, AZ91, AZ71 und AZ61). Die biologisch abbaubare Beschichtungszusammensetzung, die 100 Gew.-% Polybutylensuccinat enthielt, wurde auf die innere Fläche 211 des Behälterkörpers 21 aufgetragen, um die innere schützende Schicht 22 auszubilden.
PRÜFUNG DER WASSERABDICHTENDEN EIGENSCHAFT
Der Becher 2 wurde mit heißer Flüssigkeit mit einer Temperatur von 95°C gefüllt und 24 Stunden stehen gelassen. Ein Austreten der heißen Flüssigkeit aus dem aufnehmenden Raum 210 trat nicht auf, was darauf hinweist, dass die innere schützende Schicht 22 eine gute wasserabdichtende Eigenschaft und gute Wärmebeständigkeit hat.
ADHÄSIONSPRÜFUNG
Es wurden Prüfungen gemäß ASTM D4541 durchgeführt. Zwei Papierprobestücke mit einer Größe von 1,5 cm × 10 cm wurden bereitgestellt. Eins der Papierprobestücke wurde mit 100 Gew.-% Polybutylensuccinat beschichtet, um eine schützende Schicht darauf auszubilden, und mit A bezeichnet. Das andere Papierprobestück wurde mit 100 Gew.-% Polymilchsäure beschichtet, um eine schützende Schicht darauf auszubilden, und mit B bezeichnet. Die beiden Papierprobestücke (A und B) wurden gestreckt, indem eine Zugkraft mit einer Geschwindigkeit von 300 mm/min darauf angewendet wurde, bis es zu einer Ablösung der schützenden Schichten kam. Die zur Zeit des Auftretens der Ablösung angewendeten jeweiligen Zugkräfte wurden gemessen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Zugkräfte für das Probestück A im Bereich von 65 g/cm bis 120 g/cm liegen und für das Probestück B im Bereich von 30 g/cm bis 40 g/cm liegen. Demzufolge hat das Polybutylensuccinat eine höhere Adhäsionseigenschaft als diejenige von Polymilchsäure.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- TW 098102514 [0001]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- ASTM D4541 [0026]

Claims

Lebensmittelbehälter, gekennzeichnet durch: einen Behälterkörper (21), der aus Papier hergestellt ist und eine innere Fläche (211), die einen aufnehmenden Raum (210) darin bestimmt, und eine äußere Fläche (213) gegenüber der inneren Fläche (211) hat; und eine innere schützende Schicht (22), die auf die innere Fläche (211) aufgetragen ist und aus einer ersten biologisch abbaubaren Beschichtungszusammensetzung hergestellt ist, die als einen Hauptbestandteil Polybutylensuccinat enthält.
Lebensmittelbehälter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste biologisch abbaubare Beschichtungszusammensetzung weiterhin einen Nebenbestandteil enthält, der aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polybutylenadipat/-terephthalat, Polymilchsäure und Kombinationen daraus besteht.
Lebensmittelbehälter gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis eines Gesamtgewichtes der ersten biologisch abbaubaren Beschichtungszusammensetzung der Hauptbestandteil eine Menge im Bereich von 90 Gew.-% bis 100 Gew.-% ausmacht und der Nebenbestandteil eine Menge im Bereich von 0 Gew.-% bis 10 Gew.-% ausmacht.
Lebensmittelbehälter gemäß Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet durch eine äußere schützende Schicht (33), die auf die äußere Fläche (213) aufgetragen ist und die aus einer zweiten biologisch abbaubaren Beschichtungszusammensetzung hergestellt ist, welche als einen Hauptbestandteil Polybutylensuccinat enthält.
Lebensmittelbehälter gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite biologisch abbaubare Beschichtungszusammensetzung weiterhin einen Nebenbestandteil enthält, der aus der Gruppe ausgewählt ist, welche aus Polybutylenadipat/-terephthalat, Polymilchsäure und Kombinationen daraus besteht.
Lebensmittelbehälter gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf Basis eines Gesamtgewichtes der zweiten biologisch abbaubaren Beschichtungszusammensetzung der Hauptbestandteil der zweiten biologisch abbaubaren Beschichtungszusammensetzung eine Menge im Bereich von 90 Gew.-% bis 100 Gew.-% ausmacht und der Nebenbestandteil der zweiten biologisch abbaubaren Beschichtungszusammensetzung eine Menge im Bereich von 0 Gew.-% bis 10 Gew.-% ausmacht.