DE102015214766A1

DE102015214766A1 - Lebensmittelbehälter

Info

Publication number: DE102015214766A1
Application number: DE102015214766.5A
Authority: DE
Inventors: Norbert Kuhl; Martin Wassmer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-08-04
Filing date: 2015-08-03
Publication date: 2016-02-04

Abstract

Lebensmittelbehälter mit einem becherförmigen Grundkörper aus einem spritzgegossenen oder tiefgezogenen Kunststoff-Basismaterial, wobei der Grundkörper mit einer gasdichten, wasserfesten, wasserdampfbeständigen, aromadichten und lebensmittelechten Nano-Beschichtung zumindest teilweise beschichtet ist, wobei die Nano-Beschichtung aus ausgehärtetem flüssigen SiO2-Glas gebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kunststoff-Lebensmittelbehälter nach Anspruch 1 und ein Verfahren zu dessen Herstellung nach Anspruch 16. Der erfindungsgemäße Lebensmittelbehälter ist vorgesehen zur Aufnahme von flüssigen, pastösen, festen, pulverförmigen oder gemahlenen Lebensmitteln.
Der erfindungsgemäße Lebensmittelbehälter ist dabei insbesondere Teil einer Kunststoff-Kaffeekapsel. Kunststoff-Lebensmittelbehälter sind in der Regel nicht diffusionsdicht bzw. gasdicht, insbesondere nicht dicht gegenüber den Eintritt von Sauerstoff, der mit dem aufgenommenen Lebensmittel in Wechselwirkung tritt. Bei Verwendung eines Lebensmittelbehälters mit Sauerstoff-empfindlichen Lebensmitteln ist dieser daher mit einer gasdichten, wasserfesten, aromadichten und lebensmittelechten Beschichtung bzw. Barriereschicht zu versehen, will man Qualitätseinbußen durch eine Einwirkung von Sauerstoff auf das aufgenommene Lebensmittel auf ein Minimum reduzieren oder gar verhindern. Darüber hinaus stellt eine solche Barriereschicht eine Aromadichtheit bereit, die das im Lebensmittelbehälter aufgenommene Lebensmittel davor bewahrt, auch nach längerer Zeit sein Aroma nicht zu verlieren.
Ein Großteil solcher aus dem Stand der Technik bekannten Kunststoff-Lebensmittelbehälter ist jedoch nicht biologisch abbaubar bzw. kompostierbar und muss daher nach einer Entleerung bzw. einem Verbrauch des darin enthaltenen Lebensmittels als Gemischtmüll entsorgt werden. Dies führt bekanntlich zu hohen Recyclingkosten oder im Fall einer thermischen Verwertung der Lebensmittelbehälter zu großen Umweltbelastungen.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedenste Arten von Lebensmittelbehältern, insbesondere Kaffeekapseln oder Kaffeepads bekannt. Aus EP 2 425 752 A2 sind Kaffeekapseln oder Kaffeepads mit einer äußeren Schicht aus einem essbaren Material, wie beispielsweise Cellulose, Polysaccharide, Stärke oder dergleichen bekannt. Diese Schicht ist bei einer Temperatur von etwa 50 bis 60°C wasserlöslich. Ferner ist eine Seitenwand der Kapsel bzw. des Pads aus einem biologisch abbaubaren Polymer ausbildbar. Diese Kapsel bzw. Pads haben jedoch hinsichtlich Espressomaschinen den Nachteil, dass sich die essbare Schicht, z. B. beim Aufbrühen von Kaffees, auflöst. Dadurch erschwert sich zum einen die Entnahme der verbleibenden Reste aus der Maschine, insbesondere des dann nicht mehr umschlossenen Kaffeepulvers, und zum anderen wird der Kaffeegeschmack – auch bei im Filterverfahren aufgebrühten Kaffee – durch den Eigengeschmack der aufgelösten essbaren Schicht beeinflusst.
Aus WO 2014/067 507 A2 , von der im Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgegangen wird, ist eine Kapsel zur Aufnahme eines Brühguts wie Kaffee, Tee oder dergleichen bekannt. Die Kapsel ist aus einem Kunststoff, insbesondere aus PBT oder einem Kunststoff der PBT-Familie ausgebildet und weist eine Oberflächenbeschichtung als Gasbarriereschicht auf. Hierzu schlägt WO 2014/067 507 A2 vor, die Gasbarriereschicht im Plasmabedampfungsverfahren u. a. mit Silicium aufzubringen. Ein solches Plasmabedampfungsverfahren arbeitet mit Siliziumoxiden, die in einem (Hoch-)Vakuum mittels eines elektrisch durch Hochspannung erzeugten Lichtbogens verdampf werden, wobei sich der Siliziumoxiddampf im Weiteren auf die in der Vakuumkammer befindlichen Gegenstände, hier Kaffeekapseln, absetzt. In DE 10 2011 052 149 A1 wird für dieses Verfahren für die Beschichtung von Lebensmittelverpackungsbehälter weiter gefordert, dass hierfür Siliziumoxide SiOx verwendet werden sollen, bei denen X eine Zahl kleiner 2, bevorzugt kleiner 0,9 sein soll. Als weiteres Beschichtungsverfahren schlägt DE 10 2011 052 149 A1 unter anderem eine Plasmapolymerisation von Siliziumoxiden (SiOx) vor, wobei bevorzugt Organosilane verwendet werden sollen. Alle diese Verfahren haben den Nachteil, dass sie ein technisch aufwändiges Verfahren darstellen, das zudem sehr kostenintensiv ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die oben beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und einen Lebensmittelbehälter bereitzustellen, der eine gasdichte, wasserfeste, insbesondere wasserdampfbeständige, aromadichte und lebensmittelechte Beschichtung aufweist, wobei der beschichtete Lebensmittelbehälter in einer bevorzugten Ausführungsform kompostierbar sein soll, sich jedoch während seiner Benutzung nicht zersetzt. Der Lebensmittelbehälter soll dabei in seiner Herstellung einfach und kostengünstig sein. Ferner soll der Lebensmittelbehälter robust sein. Die Aufgabe wird durch einen Lebensmittelbehälter gemäß Anspruch 1 und durch ein Herstellverfahren gemäß Anspruch 16 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.
Der erfindungsgemäße Lebensmittelbehälter weist einen Grundkörper aus einem spritzgießfähigen bzw. spritzgegossenen oder tiefgezogenen Kunststoff-Basismaterial auf, wobei das Basismaterial alternativ auch ein kompostierbares Kunststoffmaterial sein kann. Ferner weist der Grundkörper des Lebensmittelbehälters zumindest teilweise eine gasdichte, wasserfeste, wasserdampfbeständige, aromadichte und lebensmittelechte Nano-Beschichtung auf, die mittels Auftragen von flüssigem SiO₂-Glas erzeugt wird. Im Unterschied zum bekannten Stand der Technik wird erfindungsgemäß ausschließlich bei Zimmertemperatur flüssiges Siliziumdioxid-Glas, kurz SiO₂-Glas verwendet, welches beim Auftragen bei Raumtemperatur auf den geformten Grundkörper in seiner chemischen Zusammensetzung nicht verändert wird. Lediglich das Lösungsmittel des flüssigen SiO₂-Glas wird nach dem Auftrag einer im Nanometer-Bereich liegenden Schichtdicke der SiO₂-Glasschicht verflüchtigt, wodurch die SiO₂-Glasschicht aushärtet. Die mittlere Schichtdicke der ausgehärteten Nano-Beschichtung beträgt vorzugsweise zwischen 45 nm bis 200 nm, weiter vorzugsweise 70 nm bis 150 nm.
Durch die Spritzgieß- bzw. Tiefziehfähigkeit des Kunststoff-Basismaterials ist der Lebensmittelbehälter in einfacher Art und Weise in verschiedensten Grundformen herstellbar. Als bevorzugte, insbesondere für die Kaffeekapselherstellung verwendete Kunststoffe sind beispielsweise PBT (Polybutylenterephthalat), PS (Polystyrol), PP (Polypropylen), PA (Polyamid) und PE (Polyethylen) als geeignete Kunststoffmaterialien für einen Spritzguss und/oder Tiefziehprozeß zu nennen. Jedoch sind vom Erfindungsgedanken sämtliche sprizgießfähigen und/oder tiefziehfähigen Kunststoffe umfasst. Desweiteren können die erfindungsgemäßen Lebensmittelbehälter auch durch Blasformen oder Spritzblasen hergestellt werden, wobei diese Herstellungsverfahren bevorzugt für große Hohlkörper Anwendung finden, jedoch nicht darauf beschränkt sind.
Als kompostierbare Kunststoff-Basismaterialien sind bekannte kompostierbare und spritzgießfähige Materialien, insbesondere Kunststoffe, welche nach EN 13432 und/oder EN 14995 zertifiziert sind, verwendbar. Kompostierbare Kunststoffe beinhalten beispielsweise Polymilchsäure (PLA), Polyhydroxyalkanoate (PHA), Stärke, Cellulose, Chitin und/oder Gelatine. Beispielsweise sind Kunststoffe wie Mater-Bi^® aus Maisstärke, Kunststoffe auf Milchsäurebasis, mikrobielle Polyester und Ecovio^® IS 1335 verwendbar. Bei Ecovio^® handelt es sich um einen Kunststoff der Firma BASF, der den biologisch-abbaubaren BASF-Kunststoff ecoflex^® und Polymilchsäure (PLA) enthält, welche aus Mais gewonnen wird. Dieser Kunststoff hat den Vorteil, dass der Abbau unter Bedingungen einer industriellen Kompostieranlage, d. h. hohe Temperatur, hohe Feuchtigkeit, definierter Sauerstoffgehalt, innerhalb weniger Wochen geschieht. Bevorzugt sind Bestandteile des Kunststoffs aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt, sie können jedoch auch erdölbasiert sein.
Abweichend vom bekannten Stand der Technik und unabhängig davon, ob der Kunststoff-Grundkörper aus einem kompostierbaren oder nicht-kompostierbaren Material erstellt wurde, wird erfindungsgemäß als Beschichtungsmaterial SiO₂-Glas verwendet, also ein Siliziumoxid, bei dem das Molverhältnis zwischen Silizium und Sauerstoff genau 2 beträgt und nicht, wie im Stand der Technik vorgeschlagen, kleiner als 2. Die im Stand der Technik verwendeten Plasmaverfahren können zudem nicht mit Siliziumdioxid (SiO₂) als Ausgangsstoff arbeiten, da SiO₂ eine stöchiometrisch stabile chemische Verbindung ist, die nur – wenn überhaupt – mit großem Energieaufwand in einen reaktionsfreudigen Plasmazustand überführt werden kann. Da die Verdampfung der im Stand der Technik verwendeten Siliziumoxide – mit stöchiometrischen Silizium-Sauerstoff-Verhältnis kleiner als 2 – im Vakuum erfolgt, also unter Sauerstoffausschluss, kann die im Vakuum-Plasmadampfverfahren erzeugte Beschichtung im Wesentlichen kein Sillziumdioxid (SiO₂) aufweisen. Durch den Wegfall eines solchen aufwendigen Bedampfungsvorgangs kann der erfindungsgemäße Lebensmittelbehälter schon aus diesem Grund kostengünstiger hergestellt werden.
Erfindungsgemäß kann, abweichend vom Stand der Technik, die SiO₂-Glas Nanobeschichtung im flüssigen Zustand auf den Grundkörper aufgetragen werden, ohne dass hierbei das SiO₂-Glas in einen Plasmazustand überführt werden muss. Bei der SiO₂-Flüssigglas-Beschichtung des Lebensmittelbehälters handelt es sich um eine Siliziumdioxid Beschichtung. Glasartigen Beschichtungen zum Erreichen einer Aroma- und/oder Luftdichtheit sind im Stand der Technik beispielsweise als Glasuren bekannt, die jedoch eine Schichtdicke im Millimeterbereich aufweisen und zudem nach dem Auftragen im flüssigen Zustand thermisch bei sehr hohen Temperaturen ausgehärtet („gebrannt”) werden müssen. Eine solche hohe thermische Belastung würde jedoch den Kunststoff-Grundkörper zerstören, wodurch der Fachmann ein herkömmliches „Glasieren” als Beschichtungsverfahren für Kunststoff-Lebensmittelbehälter ausschließt. Auch wenn herkömmliche „Makro”-Glasuren den Angriff von Sauerstoff oder anderer chemischer Substanzen auf die aufzubewahrenden Lebensmittel verhindern/reduzieren, ist ihr Einsatz auf biegsamen Grundkörpern, wie dem erfindungsgemäßen Kunststoff Grundkörper, nicht geeignet, da sie bei mechanischer Belastung zum Absplittern neigen und die so entstehenden Partikel Verletzungen beim Endverbraucher auslösen können. So könnte es bei innenliegender Makro-Beschichtung, insbesondere beim Anstechen oder Aufreißen des Lebensmittelbehälters zu Glasur-Absplitterungen kommen, die dann im Lebensmittel verbleibend gesundheitliche Schäden beim Endverbraucher auslösen können. Bei der erfindungsgemäßen Aufbringung einer Nano-Schicht bleibt die Flexibilität des Basismaterials erhalten, wodurch Absplitterungen weitestgehend vermieden werden. Falls dennoch Nano-Beschichtungs-Partikel in das Lebensmittel gelangen sollten, so sind diese so klein, dass keine gesundheitlichen Schäden beim Endverbraucher zu befürchten sind.
Eine erfindungsgemäße Nano-Beschichtung mit SiO₂-Glas wird auf den Lebensmittelbehälter bevorzugt mittels eines Sprüh-, Sputter- oder Aufdampf-Verfahrens aufgebracht, wobei erfindungsgemäß auch ein Stempel-, Streich- oder Tauch-Verfahren zur Anwendung kommen kann. Selbst das Tiefziehen einer mit einer SiO₂-Nanoschicht versehenen Folie ist vom Erfindungsgedanken umfasst. Welches Auftragverfahren letztendlich einer erfindungsgemäß Lebensmittelbehälterherstellung zur Anwendung kommt, wird der einschlägige Fachmann entsprechend der Anforderungen an den Lebensmittelbehälter festlegen. Dabei ist durchaus auch eine Aufbringung in Art eines Aerosols denkbar. Generell kommen als Trägermaterialien für das flüssige SiO₂-Glas Wasser oder Alkohol in Frage, wobei jedoch auch andere Lösungsmittel als Trägermittel vom Erfindungsgedanken umfasst sind, wobei das Trägermaterial nach Auftragen des flüssigen Glases auf den Grundkörper beschädigungsfrei für diesen verflüchtigt werden.
Jedoch sind aus kompostierbaren Kunststoff-Basismaterial hergestellte Lebensmittelbehälter nur dann kompostierbar, wenn die glasartige Beschichtung den Lebensmittelbehälter nicht hermetisch abschließt. Eine solche hermetische Umschließung kann jedoch durch gewolltes Aufbrechen der Beschichtung, beispielsweise im bestimmungsgemäßen Gebrauch, zerstört werden, womit Flächen für eine biologische Abbaureaktion freigelegt werden. Im Sinne der Erfindung umfasst ein biologischer Abbau auch ein industrielles Kompostieren bei vordefinierten Bedingungen, wie Temperatur, Feuchtigkeit, Sauerstoffgehalt der Luft, etc. Vom Erfindungsgedanken soll jedoch auch eine häusliche bzw. private betriebene Kompostierung umfasst sein, auch wenn diese unter Umständen sehr viel langsamer verläuft und ggf. Vorkehrungen getroffen werden müssen, nach einem Kompostieren nicht abbaubare Bestandteile aus dem Kompost entfernen zu müssen, so wie dies bei industriellen Kompostieranlage fachüblich ist.
Vorzugsweise sind nur die Oberflächen des Kunststoff-Grundkörpers beschichtet, welche dem im Lebensmittelbehälter aufnehmbaren Lebensmittel zugewandt sind. Insbesondere sind hierbei alle, dem Lebensmittel zugewandten Oberflächen des Grundkörpers mit der Beschichtung beschichtet. Weiter bevorzugt sind alle, d. h. sämtliche Oberflächen des Grundkörpers mit der glasartigen Beschichtung beschichtbar, so dass das Basismaterial von dieser Beschichtung vollständig ummantelt ist. Bei einer kompletten Ummantelung des Basismaterials mit der Beschichtung ist der Lebensmittelbehälter vorzugsweise derart ausgebildet, dass bei Gebrauch des Lebensmittelbehälters die Beschichtung zumindest teilweise beschädigt bzw. zerstört wird. Durch das Aufbrechen der hermetischen Versiegelung des Basismaterials kann der Kompostierprozess des Basismaterials beginnen – sofern das Basismaterial kompostierbar ist. Somit kann das Vorurteil überwunden werden, dass eine nicht kompostierbare und hermetisch abdichtende Beschichtung mit einem kompostierbaren Grundkörper kombiniert werden kann. Durch die Zerstörung der Oberfläche beim Gebrauch wird die Möglichkeit geschaffen, einen Kompostierprozess in Gang zu setzen. Eine Zerstörung im Gebrauch erfolgt beispielsweise durch Öffnen des Behälters an einer vordefinierten Stelle, beispielsweise der Stelle, an welcher der Lebensmittelbehälter zum Verschließen verschweißt ist; weiter beispielsweise durch Abreißen bzw. Aufreißen des Deckels, z. B. bei Joghurtbechern oder Frischkäse-Verpackungen. Alternativ kann, wie beispielsweise bei Kaffeekapseln, der Lebensmittelbehälter zum Aufbrühen des Inhalts durchstochen werden. Weiter alternativ kann die Beschichtung auch durch mechanische Gewalteinwirkung nach dem eigentlichen Gebrauch des Lebensmittelbehälters beschädigt bzw. zerstört werden, womit der Lebensmittelbehälter einem Kompostierprozess zugeführt werden kann.
Durch die Kombination von kompostierbarem Material und nicht kompostierbarer Beschichtung kann ein Großteil der Masse des Lebensmittelbehälters biologisch abgebaut bzw. kompostiert werden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn neben dem Lebensmittelbehälter auch noch der Inhalt, d. h. das aufgenommene Lebensmittel selbst biologisch abbaubar bzw. kompostierbar ist. Diese Lebensmittel können nach dem Gebrauch im Behälter verbleiben und werden somit zusammen dem Behälter dem Kompostiervorgang zugeführt. Dies trifft insbesondere auf Kaffeekapseln bzw. Kaffeepads sowie Lebensmittelbehälter zu, in welchem nicht mehr genießbare Reste verbleiben.
Vorzugsweise ist der Grundkörper verschlossen bzw. wird nach dem Einbringen des Lebensmittels verschlossen. Alternativ kann der Grundkörper durch einen separaten Deckel verschlossen werden. Der Deckel kann in einer bevorzugten Ausführungsform beispielsweise aus Papier oder Cellulose als Deckelbasismaterial ausgebildet sein, welcher Deckel ebenfalls erfindungsgemäß mit einer SiO₂-Glas Nano-Beschichtung versehen ist. Der Deckel ist in einem weiteren Ausführungsbeispiel vorzugsweise aus demselben Basismaterial wie der Grundkörper hergestellt und weist weiter vorzugsweise dieselbe Beschichtung auf. Als Deckelmaterial kommen jedoch auch per se sauerstoffundurchlässige Materialien in Frage, wobei ein Einsatz solcher Materialien eine Beschichtung des Deckels nicht erforderlich macht. Weit verbreitet ist hier der Einsatz von Aluminium-Folie. Bevorzugt im Bezug auf Umweltverträglichkeit ist jedoch die Verwendung von biologisch abbaubaren Basismaterialien für den Deckel, wie Papier, Cellulose oder biologisch abbaubare Kunststoffe.
Weiter vorzugsweise ist der Deckel mit dem Grundkörper verschweißt. Bei einer Ausbildung, bei welcher der Lebensmittelbehälter lediglich aus einem Grundkörper besteht, kann dieser an einer Öffnung im Grundkörper beispielsweise durch Verschweißen seiner Lebensmittelbehälterwände verschlossen werden. Dies kann insbesondere dann erfolgen, wenn der Lebensmittelbehälter Tüten- oder Pad-förmig ausgebildet ist.
Der Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt somit darin, einen Lebensmittelbehälter bereitzustellen, der mit einem einfachen und kostengünstigen Verfahren so beschichtet ist, dass zumindest der Grundkörper des Lebensmittelbehälters wasserfest und wasserdampfbeständig, gasdicht, insbesondere aromadicht, und lebensmittelecht mit einer Barriereschicht versehen ist. Ist das Material des Grundkörpers zudem kompostierbar, so kann der überwiegende Teil des Lebensmittelbehälters in einfacher Art und Weise umweltfreundlich entsorgt werden, ohne dabei die Nachteile aus dem Stand der Technik, insbesondere in Bezug auf die Benutzung und die Beeinträchtigung des Geschmacks der Lebensmittel hinnehmen zu müssen.
Der Lebensmittelbehälter ist allgemein zur Aufnahme von Flüssigkeiten wie Wasser, Milch, Saft, pastösen Lebensmitteln, wie Joghurt oder Käse, oder dergleichen oder zur Aufnahme von festen Stoffen, wie beispielsweise Kaffeepulver oder Tee geeignet. Der Lebensmittelbehälter bzw. der Grundkörper ist hierbei vorzugsweise Teil einer Kaffeekapsel oder eines Kaffeepads. Des Weiteren kann es sich bei dem Lebensmittelbehälter beispielsweise um einen Joghurtbecher, einen Tetra-Pack oder um eine Tüten-ähnliche Verpackung bspw. für Käse oder dergleichen handeln. Durch Einbringen etwa eines Kaffeepulvers und Verschließen des Lebensmittelbehälters entsteht eine Kaffeekapsel bzw. ein Kaffeepad. Beispielsweise weist ein Lebensmittelbehälter zur Verwendung als Kaffeekapsel oder Milchprodukt-Aufnahmebehälter einen becherförmigen, bereichsweise konisch ausgebildeten Bereich auf, welcher an seinem offenen Ende einen radial nach außen vorstehenden Kragen/Flansch aufweist. Der Grundkörper ist vorzugsweise am Kragen mit einem Deckel verschweißbar bzw. verschweißt. Zumindest innerhalb der Schweißzone ist die glasartige Beschichtung soweit beschädigt, dass dort ein Verrotten bzw. Kompostieren des Basismaterials einsetzen kann, was sich dann über den gesamten Grundkörper fortsetzt.
Ein ein Brühgut aufnehmender Lebensmittelbehälter weist vorzugsweise an der der Öffnung abgewandten Seite des Kragens weiter eine ringförmig ausgebildete Dichtung auf. Die Dichtung ist weiter vorzugsweise als Flächendichtung ausgebildet. Weiter vorzugsweise ist die Dichtung bei einer Temperatur geringfügig unterhalb der Temperatur, welche die Kapsel bei einem Brühvorgang erreicht, plastisch verformbar. Dadurch wird die Dichtung beim Brühvorgang, d. h. wenn Brühwasser die Kapsel durchströmt und ein Wasserdruck aufgebaut wird, plastisch verformt, wodurch die Dichtwirkung der Kapsel gegenüber einer Aufnahme in einer Brühvorrichtung, beispielsweise der Kaffeemaschine erreicht wird. Die elastische Verformbarkeit der Dichtung tritt beispielsweise bei einer Temperaturerhöhung auf 50°C bis 100°C, weiter vorzugsweise bei 70°C bis 90°C ein. Die Dichtung ist bevorzugt ebenfalls aus einem kompostierbaren Material ausbildbar, das unter Druck zumindest plastisch verformbar ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Figuren. Dabei zeigt:
1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lebensmittelbehälters,
2 eine Schnittdarstellung der ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lebensmittelbehälters,
3 eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lebensmittelbehälters,
4 eine Schnittdarstellung eines als Kaffeekapsel ausgebildeten erfindungsgemäßen Lebensmittelbehälters, und
5 eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lebensmittelbehälters;
1 zeigt eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Lebensmittelbehälters 1 zur Verwendung als Kaffeekapsel. Der Lebensmittelbehälter 1 weist einen Grundkörper 2 auf, welcher aus einem spritzgegossenen Kunststoff-Basismaterial hergestellt ist. Der Lebensmittelbehälter 1 weist auf einer Seite eine Öffnung 6 auf, über die der Lebensmittelbehälter 1 beispielsweise mit Kaffee oder Tee befüllt werden kann. Umlaufend um die Öffnung 6 verläuft ein Kragen 4, der angebunden an den Grundkörper 2 radial nach außen vorspringt. Der in 1 gezeigte Grundkörper 2 ist unbeschichtet.
Bei dem in 2 gezeigten Grundkörper 2, ist die gesamte Oberfläche des Grundkörpers 2 mit einer Siliciumdioxid-Glas (SiO₂-Glas) Nano-Beschichtung 3 beschichtet. Der konisch becherförmige Grundkörper weist, wie in 1 schon dargestellt, ebenfalls einen Kragen 4 und eine von diesem umgegebene Öffnung 6 auf.
Eine zweite beispielhafte Ausführungsform des Lebensmittelbehälters 1, welche in der 3 gezeigt ist, unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass nur die dem aufnehmbaren Lebensmittel zugewandten Oberflächen erfindungsgemäß beschichtet sind und dass am Kragen 4 eine ringförmige Dichtung 5 angeordnet ist. Die Dichtung 5 ist als Flächendichtung ausgebildet. Die Flächendichtung 5 besteht ebenfalls, wie auch der Grundkörper 2 aus einem kompostierbaren Material. Bevorzugt ist die Flächendichtung 5 ab einer Temperatur größer 50°C plastisch verformbar, wodurch sich eine von dem Lebensmittelbehälter 1 beispielsweise gebildete Kaffeekapsel im Gebrauch, d. h. beim Brühvorgang, an eine Aufnahme in einer Kaffeemaschine anpassen kann und somit die Dichtwirkung erhöht wird.
Darüber hinaus kann der Grundkörper 2 gemäß der 3 auch an seiner Außenseite, d. h. der Oberfläche, welche dem Lebensmittel abgewandt ist, beschichtet sein. Die Außenseite kann mit oder ohne die erfindungsgemäße SiO₂-Glas Nano-Beschichtung 3 beispielsweise nach den Vorgaben eines Lebensmittelhändlers gestaltet werden.
In 4 ist die Ausbildung des erfindungsgemäßen Lebensmittelbehälters 1 beispielhaft in Form einer Kaffeekapsel gezeigt. Der becherförmige Grundkörper 2 ist mit Kaffeepulver 10 gefüllt und weist eine Öffnung 6 auf, durch welche der Grundkörper 2 mit Kaffeepulver 10 befüllbar ist. Die Öffnung 6 ist mit einem Deckel 7 bevorzugt mit SiO₂-Glas nano-beschichteten Papier oder mit demselben SiO₂-Glas nano-beschichteten Material, wie der Grundkörper 2 verschlossen. Zumindest die mit dem Kaffee in Berührung kommenden Oberflächen des Deckels 7 sind mit derselben flüssigen SiO₂-Glas Nano-Beschichtung 8 wie der Grundkörper 2 beschichtet. Der Grundkörper 2 ist umlaufend am Kragen 4 mit dem Deckel 7 verbunden, bzw. verschweißt oder verklebt.
In 5 ist ein erfindungsgemäßer Lebensmittelbehälter 1 in Form eines Joghurtbechers gezeigt. Der tiefgezogene Grundkörper 2 besteht beispielsweise aus ecovio^® einem Kunststoff aus ecoflex^® und Polymilchsäure (PLA), die aus Mais gewonnen wird. Die Innenseite des becherförmigen Grundkörpers 2 ist mit einer SiO₂-Glas Nano-Beschichtung 3 versehen. Die Außenseite des Grundkörpers 2 ist nicht beschichtet.
Ferner weist der Lebensmittelbehälter 1 einen Deckel 7 auf, welche die Öffnung 6 des becherförmigen Grundkörpers 2 verschließt. Der Deckel 7 ist umlaufend mit dem Kragen 4 verschweißt. Besteht der Deckel 7, wie in 5 gezeigt, aus einer kompostierbaren Folie mit einer erfindungsgemäßen gasdichten, wasserfesten, wasserdampfbeständigen, aromadichten und lebensmittelechten SiO₂-flüssig Glas Nano-Beschichtung 8, so kann der Deckel 7 einer Kompostierung zugeführt werden. Besteht der Deckel jedoch aus einer Aluminiumfolie, ist er nicht kompostierbar. Der Deckel 7 wird jedoch beim Gebrauch, d. h. beim Öffnen des Joghurtbechers, vom Grundkörper 2 entfernt und kann dann einem vom Grundkörper 2 getrennten Recyclingprozess zugeführt werden. Beim Aufreißen des Deckels des Joghurtbechers wird gleichzeitig die Schweißzone des Becherrands 4 für einen Angriff von Sauerstoff, Feuchtigkeit, etc. zum biologischen Abbau freigelegt. Daher könnte ein solcher Joghurtbecher auch allseitig mit der glasartigen flüssigen SiO₂-Glas Nano-Beschichtung versehen sein und ist trotzdem im Sinne der Erfindung kompostierbar.
Bezugszeichenliste

1: Lebensmittelbehälter
2: Grundkörper
3: SiO₂-Glas Nano-Beschichtung
4: Kragen
5: Dichtung
6: Öffnung
7: Deckel
8: Deckelbeschichtung
10: Kaffeepulver

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2425752 A2 [0004]
WO 2014/067507 A2 [0005, 0005]
DE 102011052149 A1 [0005, 0005]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

EN 13432 [0009]
EN 14995 [0009]
IS 1335 [0009]

Claims

Lebensmittelbehälter (1) mit einem becherförmigen Grundkörper (2) aus einem spritzgegossenen oder tiefgezogenen Kunststoff-Basismaterial, wobei der Grundkörper (2) mit einer gasdichten, wasserfesten, wasserdampfbeständigen, aromadichten und lebensmittelechten Nano-Beschichtung (3) zumindest teilweise beschichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Nano-Beschichtung (3) aus ausgehärtetem flüssigen SiO₂-Glas gebildet ist.
Lebensmittelbehälter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) zumindest an einer einem im Lebensmittelbehälter (1) aufnehmbaren Lebensmittel zugewandten Oberfläche mit der Nano-Beschichtung (3) beschichtet ist.
Lebensmittelbehälter (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass alle Oberflächen des Grundkörpers (2) beschichtet sind.
Lebensmittelbehälter (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nano-Beschichtung (3) eine mittlere Schichtdicke von 45 nm bis 200 nm, insbesondere von 70 nm bis 150 nm aufweist.
Lebensmittelbehälter (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Basismaterial ein kompostierbarer Kunststoff nach EN 13432 und/oder EN 14995 ist.
Lebensmittelbehälter (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Kunststoff um einen Polymilchsäure (PLA) aufweisenden biologisch abbaubaren Kunststoff handelt.
Lebensmittelbehälter (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) durch einen Deckel (7) verschlossen ist.
Lebensmittelbehälter (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (7) mit dem Grundkörper (2) verschweißt ist.
Lebensmittelbehälter (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (7) aus Papier, Cellulose oder demselben Kunststoff-Basismaterial des Grundkörpers (2) ausgebildet und mit derselben Nano-Beschichtung (3) wie der Grundkörper (2) beschichtet ist.
Lebensmittelbehälter (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Lebensmittelbehälter (1) um einen Teil einer Kaffeekapsel oder eines Kaffeepads handelt.
Lebensmittelbehälter (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (2) becherförmig ausgebildet ist und an einem eine Öffnung (6) umgebenden Ende einen radial nach außen vorstehenden Kragen (4) aufweist, wobei der Kragen (4) an seiner der Öffnung (6) abgewandten Seite eine Dichtung (5) aufweist.
Lebensmittelbehälter (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (5) als ringförmige Flächendichtung ausgebildet ist.
Lebensmittelbehälter (1) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (5) plastisch verformbar ist.
Lebensmittelbehälter (1) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (5) aus einem kompostierbaren Material, besteht.
Lebensmittelbehälter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Lebensmittelbehälter (1) um einen Milchprodukte-Aufnahmebehälter, insbesondere um einen Joghurtbecher handelt.
Herstellungsverfahren für einen Lebensmittelbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, mit den folgenden Schritten: – Spritzgießen oder Tiefziehen eines becherförmigen Grundkörpers (2) aus einem Kunststoff-Basismaterial; – Beschichten des Grundkörpers mit einer gasdichten, wasserfesten, wasserdampfbeständigen, aromadichten und lebensmittelechten Nano-Beschichtung (3), deren Schichtdicke im Nanometerbereich liegt; dadurch gekennzeichnet, dass die Nano-Beschichtung (3) durch Auftragen von flüssigem SiO₂-Glas erfolgt, wobei das SiO₂-Glas durch verflüchtigen eines Trägermaterials aushärtet wird.
Herstellungsverfahren für einen Lebensmittelbehälter nach Anspruch 16, bei dem das verwendete Kunststoff-Basismaterial ein kompostierbarer Kunststoff nach EN 13432 und/oder EN 14995 ist.