DE102018115107A1

DE102018115107A1 - Mehrschichtig aufgebautes Kunststoffprodukt

Info

Publication number: DE102018115107A1
Application number: DE102018115107.1A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Meyer; Ulrich Meyer
Original assignee: SPC SUNFLOWER PLASTIC COMPOUND GmbH
Current assignee: SPC SUNFLOWER PLASTIC COMPOUND GmbH
Priority date: 2018-06-22
Filing date: 2018-06-22
Publication date: 2019-12-24

Abstract

Die Erfindung betrifft ein mehrschichtig aufgebautes Produkt, welches aus einer ersten Schicht eines vorbestimmten Kunststoffs oder Papier, einer zweiten Schicht und wenigstens einer dritten Schicht, gegebenenfalls weiteren Schichten besteht, wobei die zweite Schicht im Wesentlichen die Funktion eines Haftvermittlers aufweist und die dritte Schicht die Funktion einer Sauerstoffbarriereschicht aufweist, wobei die zweite Schicht ein Material aufweist, welches aus Schellack besteht oder es enthält.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kunststoffprodukt, welches einen mehrschichtigen Aufbau aufweist.
Solche Kunststoffmehrschichtaufbauten sind bereits bekannt, z. B. auch in der Verwendung als Kaffeekapseln oder anderer Kunststoffprodukte, bei denen es ausgangsseitig eine erste Kunststoffschicht mit weiteren Schichten bedeckt wird, um verschiedene Funktionalitäten zu erzielen.
Die erste Kunststoffschicht kann dabei bevorzugt als eine Folie ausgebildet sein, die durch bekannte Verfahren, z.B. Tiefziehen oder dergleichen, aus einem dreidimensionalen Körper geformt wird, es ist aber auch möglich, dass die erste Kunststoffschicht als Teil eines dreidimensionalen Körpers durch Spritzgießen hergestellt wird.
Als Stand der Technik wird hingewiesen auf: US 2011/0259779 , DE 10 2014 000 187 , DE 10 2010 000 695 , DE 10 2014 109 555 , DE 10 2016 201 498 , DE 10 2014 019 214 , WO 2016/102644 , WO 2016/184450 , sowie WO 2017/186743 , WO 2016/120285 und WO 2013/072146 .
Allgemein stellt sich bei Kunststoffprodukten mit einem Mehrschichtaufbau die Problematik der Aufbereitung bzw. Entsorgung solcher Kunststoffprodukte.
Die Problematik besteht insbesondere darin, dass die Materialzusammensetzung der einzelnen Schichten im Mehrschichtaufbau sich unterscheidet und somit für die Aufbereitung solcher Kunststoffprodukte im Mehrschichtaufbau zunächst einmal die Schichten voneinander gelöst werden müssten, um diesen Schichten einer spezifischen Aufbereitung zuführen zu können.
Wenn sich beispielsweise die einzelnen Schichten nicht voneinandertrennen lassen, bleibt im Ergebnis nur die thermische Verwertung solcher Kunststoffe nach ihrem Gebrauch.
Die thermische Verwertung durch Verbrennungsanlagen ist aber wiederum auch problematisch, weil sie einerseits wertvolle Ressourcen vernichtet und andererseits auch Abgase erzeugt, die aufwändig und zum Teil teuer aus der Abluft beseitigt werden müssen.
Schließlich gibt es schon eine Vielzahl von Ansätzen für Kunststoffe bzw. Mehrschichtkunststoffaufbauten, bei denen wenigstens ein Teil der mehreren Schichten auch biologisch abbaubar ist.
Schließlich gibt es auch schon Vorschläge, Kunststoffe und darauf aufgebaute Kunststoffprodukte, wie z. B. Lebensmittelverpackungen aus vollständig biologisch abbaubaren Kunststoffen, z. B. PLA, zu bilden. Ein vollständig abbaubarer Kunststoff ist z. B. PLA, der allerdings den Nachteil hat, dass PLA zwar im Vergleich zu anderen baubaren Kunststoffen, z.B. PHA (Polyhydroxyalkanoate) oder PHF (Polyhydroxyfettsäuren) eher günstig ist aber im Vergleich zu Standardkunststoffen (z.B. PP (Polypropylen), PE (Polyethylen), usw.)) doch teuer ist, regelmäßig jedenfalls teurer als die genannten Standardkunststoffe PP, PE, PVC.
Bei der Kompostierbarkeit muss unterschieden werden zwischen der Industriekompostierbarkeit und der Home-Kompostierbarkeit. Bei der Industriekompostierbarkeit setzt die Kompostierung voraus, dass das Material unter ganz bestimmten Bedingungen, z. B. relativ hohem Druck, sehr hoher Temperatur, (oder auch unter Einfluss von chemischen Lösemitteln etc.) über eine bestimmte Zeit ausgesetzt wird, um somit einen biologischen Abbauprozess zu starten und zu beschleunigen. Solche Prozesse sind zwar schon bekannt, allerdings außerordentlich aufwendig, weil die Anlagen, die für die industrielle Kompostierbarkeit geeignet sind, entsprechend teuer sind.
Es gibt auch Kunststoffmaterialien auf Basis von biologisch abbaubaren Produkten, die auch tatsächlich homekompostierbar sind.
Das Problem bei solchen Kunststoffmaterialien besteht aber oftmals in ihrer Sauerstoff- bzw. Luftdichtigkeit. Wird nämlich aus einem biologisch abbaubarem Kunststoff, der sogar homekompostierbar ist, eine Verpackung hergestellt, mit der Lebensmittel für einen kürzeren, z. B. für einige Tage oder wenige Wochen, oder für einen längeren, z. B. mehrere Wochen, oder mehrere Monate, Zeitraum abgefüllt wird, ist es wichtig, dass das Lebensmittel innerhalb der Verpackung extrem gut gegen die Außenluft abgeschlossen ist, weil ansonsten die Alterung des Lebensmittels in der Verpackung einsetzt und dieses dann, wenn das Lebensmittel erst einige Wochen oder gar Monate nach der Verpackung und damit Herstellung benutzt wird, nicht mehr frisch ist, oder verdorben ist.
Es ist daher auch bekannt, dass z. B. Kunststoff-Lebensmittelverpackungen, die die Form einer Kaffeekapsel aufweisen, auch eine Sauerstoffbarriereschicht aufweisen.
Es gibt verschiedene Materialien, mit denen sich eine Sauerstoffbarriereschicht aufbauen lässt. Bekannt sind z. B. Siliziumdioxid oder auch Polyvinyl-Alkohol, kurz PVOH oder ist Lebensmittelverpackung relativ verbreitet EVOH (Ethylen-Vinylalkohol-Coprolymer) als Sauerstoffbarriereschicht für Lebensmittelverpackung aber auch im Bereich medizinischer Geräte wie Katheter.
Wenn ein solches Sauerstoffbarrierematerial, z.B. insbesondere Siliziumdioxid, auf einen biologisch abbaubaren Kunststoff aufgebracht werden, stellt sich aber das Problem ein, dass aus dem Kunststoffbasismaterial diverse flüchtige Bestandteile ausgasen, die entweder im Produktionsprozess den Beschichtungsprozess zum Aufbau der Sauerstoffbarriereschicht behindern, oder auch später diese Schicht beschädigen.
Deshalb besteht die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe darin, ein Material aufzufinden, welches einerseits die Ausgasung aus der Kunststoffschicht verhindert und des Weiteren soll auch das Material einfach aufzubringen sein, vor allem soll es biologisch abbaubar sein und zwar homekompostierbar sein und es soll auch preislich und damit kostenmäßig attraktiv sein und sich mit üblichen Auftragstechnologien aufbringen lassen.
Die Aufgabe wird mit einer Erfindung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Mittels der Erfindung wird ein mehrschichtiger Kunststoffaufbau beschrieben, der insbesondere dazu geeignet ist, eine Lebensmittelverpackung zu bilden, sei es ausschließlich oder teilweise, sodass das in der Verpackung aufbewahrte Lebensmittel besonders gegenüber der Außenatmosphäre abgeschottet ist und die Außenatmosphäre somit nicht die Alterung bzw. Degradierung des Lebensmittels innerhalb der Verpackung beeinträchtigt.
Biologisch abbaubarer Kunststoff, der auch homekompostierbar ist, ist bereits bekannt. Des Weiteren wird insbesondere darauf hingewiesen auf WO 2017/186743 . Dieses Dokument offenbart auch eine Kaffeekapsel, allerdings im einschichtigen Aufbau, welcher aus einem homekompostierbarem Kunststoff, konkret einem Kunststoff-Composite auf Basis von Sonnenblumenkernschalenfasern einerseits und z. B. Polybutylensuccinat (PBS), oder Polybutylensuccinat-Adipat (PBSA) andererseits besteht. Tests haben ergeben, dass sich mit dem bekannten Kunststoff-Compound eine wirklich vorzügliche, homekompostierbare Kaffeekapsel herstellen lässt, allerdings weist diese keine optimale Sauerstoff- und damit Luftdichtigkeit auf, mit der Folge, dass das in der Kaffeekapsel aufbewahrte Kaffeepulver dazu neigt, nach gewisser Zeit geschmacklich und strukturell zu degradieren.
Soll nunmehr z. B. auf der Innenseite des Kaffeekapsel-Kunststoff-Compound-Materials eine Schicht aufgebracht werden, die bekanntermaßen eine gute Sauerstoffbarriere ausbildet, diese Schicht kann beispielsweise aus Siliziumdioxid ausgebildet werden, waren jedoch Versuche hiermit nicht besonders erfolgreich, weil die aus dem Kunststoffcomposite ausgasenden Bestandteile den Beschichtungsprozess bei der Abscheidung des Siliziumdioxids behindern.
Es wurde daher dann versucht, auf das Kunststoff-Composite-Material einen Haftvermittler (auch Primer genannt) als Schicht aufzutragen, um dann auf diese Haftvermittlerschicht eine weitere Schicht aus dem Sauerstoff-Barrierematerial, wie z. B. Siliziumdioxid oder auch PVOH, oder ähnliches, abzuscheiden.
Das dabei sich einstellende Problem bestand aber darin, dass auch das Haftvermittlermaterial biologisch abbaubar und auch homekompostierbar sein muss, weil ansonsten die Homekompostierbarkeit des gesamten Kaffeekapselmaterials nicht möglich ist.
Typische Haftvermittlermaterialien sind aber nicht homekompostierbar und bekannte Haftvermittlermaterialien die unter Umständen homekompostierbar sind, sind außerordentlich teuer oder lassen sich nur schlecht auf dem Kunststoff-Compound-Material aufbringen und erzeugen letztlich keine stabile Haftvermittlerunterlage zur sicheren Aufbringung der Sauerstoffbarriereschicht.
Überraschend wurde gefunden, dass sich als Haftvermittler und damit als Primer, Schellack eignet.
Der Schellack kann auf die Oberfläche des Kunststoffmaterials zur Ausbildung einer Schicht aufgetragen werden, sei es durch Eintauchen des Kunststoffmaterials in den Schellack, sei es durch oberflächliches Fluten des Kunststoffmaterials, oder auch durch Besprühen der Oberfläche des Kunststoffmaterials, sodass im Ergebnis der Schellack zunächst eine flüssige Schicht auf der Oberfläche des Kunststoffmaterials ausbildet und anschließend trocknet und ggf. aushärtet.
Auf diese Schicht des Schellacks kann dann in Form einer dritten Schicht das Sauerstoffbarriereschichtmaterial, wie z. B. Siliziumdioxid oder PVOH, oder ähnliches, abgeschnitten werden.
Ist das Kunststoffmaterial zunächst mit einer vorbestimmten Dicke, z. B. ca. 0,0001 bis 1 mm, vorzugsweise 0,01 bis 0,1 mm ausgebildet, so kann diese Folie (erste Schicht) entsprechend verformt werden, z. B. durch Tiefziehen und zwar zu einer Form die benötigt wird, z. B. Tiefziehen zu einem Becher, welcher einen Teil der Kaffeekapsel bildet, in dem dann das Kaffeepulver anschließend abgefüllt wird und wobei dann auf der offenen Oberseite mit einer entsprechenden Folie ebenfalls wiederum durch den beschriebenen Schichtaufbau entsprechend abdichtend aufgebracht wird. Tiefziehen einer Folie zu einem dreidimensionalen Körper ist eine Möglichkeit der Herstellung, ist es wie erwähnt auch möglich, dass Kunststoffmaterial mittels Spritzgießen in die gewünschte dreidimensionale Form zu bringen, auf der dann der in der vorliegenden Anmeldung beschriebene Schichtaufbau folgt.
Nach einer solchen Ausführung liegt dann die Sauerstoffbarriereschicht innerhalb des Kunststoffproduktes, also z. B. der Kaffeekapsel.
Alternativ ist es auch möglich, zunächst mit dem Ausgangskunststoffmaterial eine erste Schicht, also einen Verpackungskorpus zu bilden, z. B. eine Kaffeekapselunterschale und diese dann innenseitig mit einer Schellackschicht zu versehen, auf der dann die Sauerstoffbarriereschicht wie z. B. Siliziumdioxid, PVOH oder ähnliches abgeschieden werden kann.
Wenn als dritte Schicht Siliziumdioxid eingesetzt wird, braucht nicht zwingend ein weiterer Schritt zu erfolgen, weil bei einer Kaffeekapsel, in der innerhalb der Kapsel Kaffeepulver abgefüllt wird, welches dann in einer Kaffeekapsel-Kaffeemaschine mit heißem Wasser unter Umständen auch unter Druck eingesetzt wird, das Siliziumdioxid stabil bleibt und nicht in die Flüssigfraktion des Kaffees eingeht.
Nicht alle Sauerstoffbarriereschicht-Materialien sind aber so stabil unter Einwirkung von hohen Temperaturen, Druck und Wasser, wie Siliziumdioxid.
Soweit in der vorliegenden Anmeldung Siliziumdioxid genannt wird, ist damit auch jede Variation von, also auch jede Form von Siliziumoxid gemeint. Bei der abgeschiedenen Schicht bestehend aus Silizium und Sauerstoff wird bewusst das stöchiometrische Verhältnis von Silizium und Sauerstoff variiert, um verschiedene Schichteigenschaften einzustellen, z.B. deren Elastizität.
Wenn beispielsweise Polyvinyl-Alkohol (kurz: PVOH oder PVOHL) eingesetzt wird, stellt sich insoweit ein Problem, weil PVOH gut wasserlöslich ist und wenn die PVOH-Schicht als dritte Schicht innenseitig an der Kaffeekapsel liegt, würde beim Eindringen von nahezu kochendem Wasser (Temperatur über 80°C) in die Kaffeekapsel auch ein Teil der PVOH-Schicht mit abgetragen (abgelöst) werden und sich im Kaffee auflösen, was theoretisch zur geschmacklichen Degradierung führen könnte, was nicht erwünscht ist.
PVOH hat auch gegenüber einem biologisch abbaubarem, homekompostierbarem Kunststoff, wie z. B. PBS, PLA oder dergleichen, einen sehr hohen Schmelzpunkt, weshalb sich beide Rohstoffe, also PBS/PLA einerseits und PVOH andererseits nur schwer im 2K-Spritzgussverfahren in der Mehrschichtfolienexklusion miteinander verarbeiten lassen.
Daher ist es erstrebenswert, das gut wasserlösliche PVOH als eine Barriereschicht auf das PBS aufzubringen. Es hat sich aber herausgestellt, dass die Haftung von PVOH auf einem Material wie PBS, S²PC oder dergleichen nicht optimal ist, was dazu führt, dass sich die Schicht sehr einfach wieder ablösen lässt.
Auch hier kann mit der Verwendung von Schellack als Haftvermittler (Primer) zwischen der PVOH-Schicht und dem Kunststoffmaterial ein gutes Ergebnis erzielt werden. Somit lässt sich auf eine sehr einfache Art und Weise eine zuverlässige Barriereschicht auf den Kunststoff auftragen, wobei die Dicke der Barriereschicht gut kontrollierbar ist.
Wie beschrieben, könnte aber nachteilig bei diesem Schichtaufbau sein, dass die dann in der Kapsel innenliegende PVOH-Schicht weiterhin gut wasserlöslich ist und bei der beabsichtigten Anwendung das Kunststoffprodukt als Kaffeekapsel oder andere Lebensmittelverpackungen (z. B. Suppentüten) bei Wasserkontakt einen Teil der PVOH-Schicht auf das Lebensmittel übergeht.
Zur Vermeidung wird vorgeschlagen, eine vierte Schicht auf die PVOH-Schicht aufzubringen - um diese somit zu versiegeln - und diese vierte Schicht besteht dann wiederum aus Schellack.
Der Vorteil des Aufbaus besteht darin, dass Schellack nicht wasserlöslich ist und somit die Sauerstoffbarriereschicht aus PVOH ihre Funktionalität bereitstellt, aber die wasserlösliche PVOH-Schicht nicht in Kontakt mit dem Lebensmittel kommt und sich somit auch nicht abtragen kann, sondern von dem in der Packung befindlichen Lebensmittel durch die Schellack-Schicht sicher getrennt ist.
Die Definitionen dienen zum Begriffsverständnis der vorliegenden Anmeldung.
S²PC - Mit S²PC ist ein Kunststoffcompound gemeint, welches einerseits aus Sonnenblumenschalenfasern besteht und andererseits mit einem Kunststoffmaterial compoundiert ist.
Als Kunststoffmaterial, welches mit den Sonnenblumenschalenfasern zum Kunststoffcompound zubereitet wird, eignet sich besonders PBS oder PBSA, oder jedes andere Kunststoffmaterial, z. B. Polyethylen (PE), ABS, PLA oder dergleichen.
Wenn eine Homekompostierbarkeit des finalen Kunststoffproduktes gefordert ist, muss auch die Kunststoffkomponente in einem Kunststoffcompound biologisch abbaubar und homekompostierbar sein. Dafür eignet sich insbesondere dann PBS, aber auch der Einsatz von PLA als Kunststoffkomponent ist denkbar, wie auch jedes andere Kunststoffmaterial, welches biologisch abbaubar und homekompostierbar ist.
Die Aufbereitung und Herstellung der Sonnenblumenschalenfasern, wie auch die Herstellung des Sonnenblumenschalengemisch-Kunststoffcompounds als solches ist bekannt aus WO 2013/072146 , WO 2016/120285 und WO 2017/186743 .
Die Dokumente werden auch somit ausdrücklich zum Inhalt vorliegender Anmeldung gemacht.
Zur Veranschaulichung, was mit der Erfindung in sehr überraschender Weise bewirkt wird, sei auf Tabelle 1 hingewiesen. Die Tabelle zeigt anhand eines Diagramms, welchen Effekt Schellack auf die Funktionalität einer Siliziumdioxidbeschichtung bei Verwendung eines S²PC-Kunststoffcompounds als Substratschicht hat.
Die linke Balkengruppe (Original) der Tabelle 1 zeigt in Gelb den Sauerstoffbarrierewert einer Kaffeekapsel aus S²PC (30 82 MIF T13) ohne jegliche Beschichtung, während die Balken in orange, blau und grau die Barrierewerte der Kaffeekapsel aus dem gleichen Material nach der Beschichtung mit Siliziumdioxid (SIOX) zeigt. Das Siliziumdioxid wird dabei in einem PECVD-Prozess (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition), oder auch in einem PACVD (Plasma Assisted Chemical Vapor Deposition) auf die Oberfläche des S²PC-Materials abgeschieden bzw. aufgetragen.
Bei dem PECVD-Prozess, der als solcher bekannt ist, handelt es sich um eine Form der chemischen Gasabscheidung (CVD), bei der die chemische Abscheidung durch ein Plasma unterstützt wird.
Das Plasma kann direkt beim zu beschichtenden Substrat (Direktplasmamethode) oder in einer getrennten Kammer (Remote-Plasmamethode) brennen.
Die Balken orange, blau oder grau im linken Teil der Grafik der Tabelle 1 zeigen eine Verbesserung des Sauerstoffbarrierewertes, allerdings noch nicht in einem gewünschten Ausmaß.
Die beiden rechten Balkengruppen - Coating 1, Coating 2 - zeigen, was mit den Barrierewerten passiert, wenn man vor dem PECVD-Prozess für Siliziumdioxid (SIOX) eine dünne Schellack-Schicht Coating 1) oder eine etwas dickere Schicht Schellack (Coating 2) auf der Kapselinnenseite aufbringt und aushärten lässt.
Bei Coating 1 weist die Schellack-Schicht eine Dicke auf, die den Wert aufweist, der im Bereich von 0,0001 bis 0,1 mm liegt.
Bei Coating 2 ist die Schellack-Schicht etwas dicker als bei Coating 1 (kann aber auch in dem vorbeschriebenen Dickenbereich liegen).
Die gelben Balken in der Tabelle repräsentieren auch dabei eine Kapsel mit einem Material, welches nicht mit Siliziumdioxid beschichtet ist, wohl aber mit Schellack.
Die Barrierewerte sind trotz wesentlich gleicher Prozessbedingungen drastisch verbessert, obwohl allgemein die Annahme besteht, dass Schellack als solches gar keinen Beitrag zur Wirkung einer Sauerstoffbarriereschicht verursacht.
Die Ergebnisse konnten bereits in wiederholten Experimenten bestätigt werden.
In Tabelle 1 fällt auf, dass bei einer dickeren Schellack-Schicht (Coating 2) ein Sauerstoffbarrierewert mit SIO2 als dritte Schicht bereitgestellt wird, welcher um ein Vielfaches besser ist, als bei einer Kaffeekapsel, bei welcher das SIOX (oder SIO2) ohne Schellack als Haftvermittler aufgebracht wird.

1 zeigt eine Ansicht einer bekannten Lebensmittelverpackung, z. B. einer Kaffeekapsel.
2 zeigt den erfindungsgemäßen Schichtaufbau einer solchen Kaffeekapsel. Die unterste Schicht (die bei der Kaffeekapsel außen liegt) besteht aus einem bekannten S²PC-Material 1, z. B. einem compoundiertem Material, welches zum Compoundieren eines Sonnenblumenkernschalenmaterials mit einem biologisch abbaubaren Kunststoff, z. B. PBS, PBSA oder dergleichen, hergestellt wird.

Das Material kann ausgangsseitig zunächst eine Folie bilden, oder auch entsprechend schon wie eine Kaffeekapsel vorgeformt werden, z. B. durch Tiefziehen der Folie oder durch Spritzgießen, oder durch sonstige bekannte Verformungsprozesse.
Auf die Schicht 1 wird eine zweite Schicht 2 aufgebracht, die aus Schellack besteht, oder Schellack enthält. Die zweite Schicht hat die Funktion eines Haftvermittlers, also Primers.
Wird die zweite Schicht als Flüssigphase aufgetragen, so wird vorzugsweise gewartet, bis diese Schicht getrocknet ist, bzw. ausgehärtet ist, um dann eine dritte Schicht 3 aufzubringen.
Die Schicht 3 hat die Funktion einer Sauerstoffbarriereschicht und besteht vorzugsweise aus Materialien, die sich für eine solche Sauerstoffbarriereschicht eignen, insbesondere Siliziumdioxid oder PVOH, EVOH oder dergleichen.
Falls PVOH als Sauerstoffbarriereschicht eingesetzt wird, wird dann - siehe 3 - eine vierte Schicht 4 aufgebracht, die wiederum aus Schellack besteht, oder Schellack enthält.
Die Einheit für die Messungen in dem Balkendiagramm in Tabelle 1 ist cm³ / Kapsel * Tag * bar und gibt an, wieviel cm³ Sauerstoff pro Tag durch eine Kapsel hindurch diffundieren, unter 1 bar reiner Sauerstoffatmosphäre.
Der Beschriebene Schichtaufbau mit PVOH liefert einen Wert von ca. 0,003 cm³/Kapsel*Tag*bar.
Erfindungsgemäß ist auch denkbar, und erste Tests zeigen die Machbarkeit, keinen wie zuvor beschriebenen vierschichtigen Aufbau aus „Kunststoff, Schellack, PVOH/SIOX, Schellack“ wählen, sondern nur einen dreischichtigen Aufbau, wobei die erste Schicht wiederum aus Kunststoff z.B. S²PC oder auch Papier oder dergleichen besteht, die zweite Schicht (Sauerstoffbarriereschicht) aus einem SIOX oder PVOH und die dritte Schicht aus Schellack.
Der Nachteil dieser Ausführung könnte unter Umständen die etwas schlechtere Haftungsfähigkeit der zweiten Schicht auf dem Kunststoff bestehen, allerdings sind die Barriereeigenschaften immer noch hervorragend und der Aufwand geringer als beim vierschichtigen Aufbau.
Wenn statt des Kunststoffs als erste Schicht eine Papierlage verwendet wird, ist auch die Haftfähigkeit der Sauerstoffbarriereschicht (SIOX, PVOH, etc.) hervorragend.
Schließlich ist ein weiterer ebenfalls erfindungsgemäßer Schichtaufbau möglich, wobei dieser Schichtaufbau nur noch aus zwei Schichten besteht, nämlich einer ersten Kunststoffschicht (wie bereits beschrieben) und nur einer Sauerstoffbarriereschicht (SIOX, PVOH), wobei bei dieser Sauerstoffbarriereschicht besondere Anforderungen bestehen.
Bei einem ersten Test, der hervorragende Ergebnisse zeigt, wurde dabei als Sauerstoffbarriereschicht ein PVOH verwendet, welches einen Verseifungsgrad von über 86% aufweist und welches in einer 10%igen Lösung in Wasser angesetzt wird und anschließend auf eine Viskosität eingestellt wird, die für Sprühlackierungen geeignet ist. Wie dies zu bewerkstelligen ist, ist dem Fachmann bekannt.
Um eine schnelle Standfestigkeit des aufgetragenen PVOH-Lackfilms nach dem Sprühen zu erreichen, werden Lösemittel mit hohem Dampfdruck bei der Lackherstellung zugegeben. Die Zugabe soll dabei so erfolgen, dass das PVOH dabei nicht ausfällt. Gute Ergebnisse wurden beispielsweise mit Lösemitteln wie Aceton oder Ethanol erzielt.
Die vorbeschriebene Variante des PVOH ist eine, welche auch als Überzug über Tabletten bzw. entsprechende medizinische Präparate, die oral eingenommen werden, zugelassen und bekannt ist.
Wenn bei dieser erfindungsgemäßen Variante ein Teil des PVOH beim Kaffeeproduktionsprozess in den Kaffee hinein migriert, ist das eine zugelassene Form, weil diese Variante vom PVOH bereits als Überzug für Tabletten bekannt und zugelassen ist und keine Geschmacksdegradierung verursacht.
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

US 2011/0259779 [0004]
DE 102014000187 [0004]
DE 102010000695 [0004]
DE 102014109555 [0004]
DE 102016201498 [0004]
DE 102014019214 [0004]
WO 2016/102644 [0004]
WO 2016/184450 [0004]
WO 2017/186743 [0004, 0020, 0045]
WO 2016/120285 [0004, 0045]
WO 2013/072146 [0004, 0045]

Claims

Mehrschichtig aufgebautes Produkt, welches aus einer ersten Schicht eines vorbestimmten Kunststoffs oder Papier, einer zweiten Schicht und wenigstens einer dritten Schicht, gegebenenfalls weiteren Schichten besteht, wobei die zweite Schicht im Wesentlichen die Funktion eines Haftvermittlers aufweist und die dritte Schicht die Funktion einer Sauerstoffbarriereschicht aufweist, wobei die zweite Schicht ein Material aufweist, welches aus Schellack besteht oder es enthält.
Anspruch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Schicht aus Siliziumdioxid besteht, oder Siliziumdioxid enthält.
Kunststoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Schicht aus Polyvinyl-Alkohol (PVOH) besteht, oder Polyvinyl-Alkohol oder dergleichen enthält.
Kunststoff nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Schicht von einer vierten Schicht bedeckt ist, die eine Materialzusammensetzung aufweist, die bevorzugt der der zweiten Schicht entspricht oder ähnlich ist.
Kunststoff nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht aus einem biologisch abbaubarem, bevorzugt home-kompostierbarem Kunststoff z.B. S²PC-PBS besteht.
Lebensmittelverpackung, aus einem Kunststoff, welches die Merkmale nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
Lebensmittelverpackung, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine Kapsel handelt, welche mit Lebensmitteln wie Kaffee, Tee, Suppenkonzentrat, Nudeln, Reis, Fleischgerichte, Nudelgerichte, Reisegerichte, Eintopf, Kartoffelgerichte oder dergleichen abgefüllt ist.
Verfahren zur Herstellung eines Lebensmittelprodukts, z. B. einer Verpackung mit folgenden Schritten a) es wird vorbestimmtes Kunststoffmaterial mit einer vorbestimmten Struktur, bereitgestellt. Das Kunststoffmaterial bildet als Unterlage eine erste Schicht; b) auf die erste Schicht wird eine zweite Schicht aufgebracht, die bevorzugt die Funktion eines Haftvermittlers aufweist und die zweite Schicht besteht aus oder enthält Schellack; c) auf die zweite Schicht wird eine dritte Schicht aufgebracht, die bevorzugt die Funktion einer Sauerstoffbarriere aufweist und bevorzugt bestehend aus Siliziumdioxid (SIOX), oder Polyvinylalkohol (PVOH) oder dergleichen.
Verfahren nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht beim oder kurz nach dem Auftrag zunächst einen flüssigen Film bildet, dann trocknet und ggf. aushärtet, bevor die dritte Schicht aufgebracht wird.
Mehrschichtig aufgebautes Produkt, welches aus einer ersten Schicht eines vorbestimmten Kunststoffs oder Papier, einer zweiten und wenigstens einer dritten Schicht, gegebenenfalls weiteren Schichten besteht, wobei die zweite Schicht im Wesentlichen die Funktion einer Sauerstoffbarriereschicht aufweist und wobei die dritte Schicht aus Schellack besteht oder es enthält.
Produkt nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sauerstoffbarriereschicht aus einem SIOX, PVOH, EVOH, usw. besteht oder enthält.
Produkt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht aus einem biologisch abbaubaren, bevorzugt home-kompostierbaren Kunststoff oder Papier besteht.
Mehrschichtig aufgebautes Produkt, bestehend aus einer ersten Schicht und einer zweiten Schicht und gegebenenfalls einer weiteren Schicht, wobei die erste Schicht aus einem vorbestimmten Kunststoff z.B. S²PC-PBS oder Papier besteht oder dieses enthält und die zweite Schicht eine Sauerstoffbarriereschicht ist, die aus PVOH besteht oder dies enthält, welches auch lebensmitteltauglich oder als Überzug für oral einzunehmende Medikamente zugelassen ist