DE102021107146B3

DE102021107146B3 - Zubereitung enthaltend Bienenwachs, Verfahren zur Herstellung der Zubereitung, Verpackungsmaterial sowie Verfahren zu seiner Herstellung und Verwendung der Zubereitung

Info

Publication number: DE102021107146B3
Application number: DE102021107146.1A
Authority: DE
Inventors: Jennifer Wetzel; Jannik Wetzel
Original assignee: Wachsling GmbH
Current assignee: Wachsling GmbH
Priority date: 2021-03-23
Filing date: 2021-03-23
Publication date: 2022-06-23
Anticipated expiration: 2041-03-24

Abstract

Die vorliegende Anmeldung betrifft eine Zubereitung zum Beschichten von aus Naturfasern gebildeten Geweben und/oder Papiermaterialien sowie ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zubereitung. In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verpackungsmaterial, insbesondere in Form eines Verpackungszuschnitts, eines (Falten-)Beutels und/oder einer Tasche, zum Verpacken von Lebensmitteln und/oder Lebensmittelresten, umfassend ein aus Naturfasern gebildetes Gewebe und/oder Papiermaterial, dessen Fasern mit der erfindungsgemäßen Zubereitung beschichtet sind. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verpackungsmaterials sowie die Verwendung der erfindungsgemäßen Zubereitung als entzündungshemmende, als antimikrobielle und/oder als selbsthaftende Beschichtung auf aus Naturfasern gebildeten Geweben und/oder Papiermaterialien.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zubereitung zum Beschichten von aus Naturfasern gebildeten Geweben und/oder Papiermaterialien sowie ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zubereitung. In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verpackungsmaterial, insbesondere in Form eines Verpackungszuschnitts, eines (Falten-)Beutels und/oder einer Tasche, zum Verpacken von Lebensmitteln und/oder Lebensmittelresten, umfassend ein aus Naturfasern gebildetes Gewebe und/oder Papiermaterial, dessen Fasern mit der erfindungsgemäßen Zubereitung beschichtet sind. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verpackungsmaterials sowie die Verwendung der erfindungsgemäßen Zubereitung als entzündungshemmende, als antimikrobielle und/oder als selbsthaftende Beschichtung auf aus Naturfasern gebildeten Geweben und/oder Papiermaterialien.
Kunststoffhaltige Verpackungsmaterialien stehen aufgrund der derzeitigen Umweltdebatte immer häufiger in der Kritik. Auch rücken Berichte über Plastikmüllstrudel in den Ozeanen sowie die Verschmutzung ganzer Lebensbereiche durch das Zerfallsprodukt Mikroplastik zunehmend in das Problembewusstsein vieler Verbraucher. Alternative Verpackungen für Lebensmittel, insbesondere solche die frei von Plastik sind, werden daher immer beliebter. Neben recyclingfähigen Papiermaterialien eignen sich insbesondere Bienenwachstücher zum Verpacken von Lebensmitteln oder Lebensmittelresten. Durch die Beschichtung des Baumwollgewebes mit Bienenwachs können darin verpackte Lebensmittel, wie in konventionellen Kunststoffdosen und/oder in einer Klarsicht- oder Aluminiumfolie, frisch gehalten werden.
Ein solches mit Bienenwachs getränktes Baumwolltuch (Bienenwachstuch) zur Aufbewahrung, Frischhaltung und zum Transport von Lebensmitteln ist beispielsweise aus der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 20 2018 003 153 U1 bekannt. Das hierin offenbarte Bienenwachstuch ist an einer oder mehreren Ecken mit einer Lochung versehen, so dass der Inhalt eingewickelt und sodann mit einem Gummiband oder einer Baumwollschnur fixiert werden kann.
Solche nur mit Bienenwachs getränkten Baumwolltücherweisen aufgrund der Eigenschaften von reinem Bienenwachs nicht nur einen unangenehmen klebrigen Griff, sondern zudem eine hohe Knitterneigung auf. Auch ist die Haftkraft zu dem Baumwolltuch so gering, dass das Bienenwachs nach kurzer Zeit bricht und sich ablöst.
Aus der Gebrauchsmusterschrift DE 20 2019 106 579 U1 ist ferner eine Lebensmittelverpackung aus einem Baumwolltuch bekannt, welches mit einer Mischung aus 13 % Harz, 1 % Harz-Balsam, 3 % Jojobaöl und 83 % Wachs imprägniert ist.
Eine weitere Lebensmittelverpackung, deren Baumwolltuch mit einer Mischung enthaltend 70 - 80 % Bienenwachs, 10 - 20 % Kiefernharz, 10 - 20 % Mandelöl, 10 - 5 % Jojobaöl und 10 - 5 % Propolis imprägniert ist, ist aus der Veröffentlichung ES 1 235 211 U bekannt.
Eine wiederverwendbare Lebensmittelverpackung ist zudem aus der US 2020/0299044 A1 bekannt. Diese ist aus einem nähbaren Material hergestellt, welches zunächt zu einem Beutel mit einer Öffnung zusammengenäht und anschließend in eine Mischung aus Bienenwachs, Jojobaöl und Baumharz eingetaucht wird.
Eine wiederverwendbare Lebensmittelverpackung ist ferner aus der RU 27 12 742 C2 bekannt. Diese besteht aus einem Stoff, welcher mit einer Mischung aus 80 - 90 Gew.-% Bienenwachs, 3 - 7 Gew.-% Jojobaöl und 7 - 13 Gew.-% Weihrauch imprägniert ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde eine Zubereitung auf Basis von Bienenwachs zum Beschichten von aus Naturfasern gebildeten Geweben und/oder Papiermaterialien bereitzustellen, die die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet. Insbesondere liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde eine Zubereitung bereitzustellen, die ein mit dieser Zubereitung beschichtetes Gewebe und/oder Papiermaterial geschmeidiger und flexibler macht, sowie dem klebrigen Griff als auch dem Wachsbruch vermindert.
Beschreibung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Zubereitung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch ein Verfahren zur Herstellung der Zubereitung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7, durch ein Verpackungsmaterial mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9, durch ein Verfahren zur Herstellung des Verpackungsmaterials mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14 und eine Verwendung der Zubereitung mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.
Die erfindungsgemäße Zubereitung zum Beschichten von aus Naturfasern gebildeten Geweben und/oder Papiermaterialien, enthält

- mindestens 85 Gew.-% Bienenwachs,
- 1,0 bis 10,0 Gew.-% Kokosöl, und
- 0,1 bis 5,0 Gew.-% eines natürlichen Harzes.

In gleicher Weise sieht die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zubereitung vor, umfassend die Schritte:

- Bereitstellen einer Mischung aus mindestens 85 Gew.-% Bienenwachs, 1,0 bis 10,0 Gew.-% Kokosöl, sowie 0,1 bis 5,0 Gew.-% eines natürlichen Harzes,
- Aufschmelzen der Mischung,
- Vermischen der aufgeschmolzenen Mischung, und
- Erstarren der aufgeschmolzenen, vermischten Mischung, so dass die Zubereitung erhalten wird.

Des Weiteren sieht die Erfindung ein Verpackungsmaterial zum Verpacken von Lebensmitteln oder Lebensmittelresten vor, umfassend ein aus Naturfasern gebildetes Gewebe und/oder Papiermaterial, dessen Fasern mit der erfindungsgemäßen Zubereitung beschichtet sind.
Zudem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Verpackungsmaterials, wobei zunächst ein aus Naturfasern gebildetes Gewebe und/oder Papiermaterial bereitgestellt, sodann dessen Fasern mit der erfindungsgemäßen Zubereitung beschichtet, vorzugsweise tauch- und/oder sprühbeschichtet, und anschließend getrocknet werden.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Verwendung der erfindungsgemäßen Zubereitung als entzündungshemmende, antimikrobielle und/oder selbsthaftende Beschichtung auf aus Naturfasern gebildeten Geweben und/oder Papiermaterialien.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass durch die Zugabe von 1 bis 10 Gew.-% Kokosöl sowie 0,1 bis 5 Gew.-% eines natürlichen Harzes zum Bienenwachs die Eigenschaften in Bezug auf Wachsbruch, Haftung, Haptik sowie Knitterbildung bei einem mit dieser Zubereitung beschichteten Gewebe und/oder Papiermaterial signifikant verbessert werden können.
Mit einem derart erhaltenen Verpackungsmaterial können Lebensmittel und/oder Lebensmittelreste eingewickelt und zu gefaltet werden, wobei vorteilhafterweise die Körperwärme der Hände ausreicht, um das Verpackungsmaterial, beispielsweise in Form eines Verpackungszuschnitts, zu verformen und zu verschließen. Auf ein aufwendiges zuschnüren, wie aus dem Stand der Technik bekannt, kann hierbei verzichtet werden.
Das erfindungsgemäße Verpackungsmaterial ersetzt dadurch den Gebrauch von Frischhaltedosen, Klarsicht- und/oder Aluminiumfolien. Durch die hydrophobe Oberflächenbeschaffenheit können diverse Lebensmittel und/oder Lebensmittelreste, wie Käse, Backwaren, angeschnittenes Obst- und/oder Gemüse nachhaltig transportiert werden. Durch die erfindungsgemäße Zubereitung wird zudem erzielt, dass der Zellverfall der darin eingepackten Lebensmittel und/oder Lebensmittelreste merklich verlangsamt werden kann, wodurch diese länger frisch bleiben. Nach der Verwendung kann das entsprechende Verpackungsmaterial gereinigt und flach gefaltet werden, wodurch es besonders platzsparend ist. Das erfindungsgemäße Verpackungsmaterial ist vorteilhafterweise derart ausgebildet, dass es bis zu 400-mal wiederverwendbar ist.
Die Reinigung kann mit einem feuchten Baumwolltuch oder durch Abspülen mit Wasser bis 40 °C erfolgen. Bei starker Verunreinigung können zudem Seifen hinzugezogen werden. Um Mikroorganismen, wie Bakterien und Schimmelpilzen, entgegenzuwirken, kann das Verpackungsmaterial UV-Licht ausgesetzt werden. Als Zero-Waste-Produkt kann das Verpackungsmaterial am Ende seiner Einsatz- bzw. Lebenszeit zum Beispiel in Form einer Gartenfackel und/oder als Grill- bzw. Kaminanzünder vollständig verbrannt werden.
Darüber hinaus ist ein derartiges Verpackungsmaterial:

- atmungsaktiv,
- frei von Schad- und Giftstoffen,
- geruchsneutralisierend,
- kompostierbar,
- selbsthaftend, bedarf keiner zusätzlichen Vorrichtung,
- bedingt wasserdicht, sowie
- wiederverwendbar.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig sowie nebengeordnet formulierten Patentansprüchen angegeben. Die in diesen formulierten Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
Die erfindungsgemäße Zubereitung umfasst als Hauptkomponente mindestens 85 Gew.-% Bienenwachs. Unter dem Begriff „Bienenwachs“ wird im Sinne der vorliegenden Erfindung das von Honigbienen abgesonderte Wachs verstanden, welches aus dem Wabengebilde geerntet werden kann und chemisch gesehen größtenteils aus Estern, Fettsäuren, Wachsalkoholen, Cerotinsäure und Melissinsäure gebildet ist.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante kann die Zubereitung mindestens 90 Gew.-%, mehr bevorzugt mindestens 92 Gew-%, noch mehr bevorzugt mindestens 94 Gew.-%, des Bienenwaches enthalten. In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante umfasst die Zubereitung 95 Gew.-% Bienenwachs.
Wie bereits erläutert, weist das Bienenwachs eine zu geringe Flexibilität auf, wodurch ein nur mit Bienenwachs beschichtetes Gewebe und/oder Papiermaterial nicht die gewünschten Eigenschaften in Bezug auf Haftung, Haptik sowie Knitterbildung liefert. Bei einem nur mit Bienenwachs beschichteten Gewebe und/oder Papiermaterial ist die Haftkraft zwischen Gewebe und/oder Papiermaterial zu gering, so dass das Bienenwachs nach kurzer Zeit bricht und sich ablöst. Ferner weist dieses einen klebrigen Griff auf, der vom Verbraucher als äußerst unangenehmen empfunden wird.
Daher umfasst die erfindungsgemäße Zubereitung als erste Nebenkomponente 1,0 bis 10,0 Gew.-% Kokosöl.
Unter dem Begriff pflanzliche Öl- und/oder Fettsubstanz werden allgemein aus Ölfrüchten oder Ölsaaten gepresste Öle und/oder daraus gewonnene Fette verstanden, die zum überwiegenden Teil aus Triacylglycerinen bestehen. Erfindungsgemäß wird als pflanzliche Öl- und/oder Fettsubstanz Kokosöl ausgewählt. Durch die Zugabe der pflanzlichen Öl- und/oder Fettsubstanz Kokosöl können der Härtegrad des Bienenwachses verringert und gleichzeitig die Hafteigenschaften der Zubereitung verbessert werden. Dies wirkt sich besonders vorteilhaft auf das mit der erfindungsgemäßen Zubereitung beschichtete Gewebe und/oder Papiermaterial aus, wodurch dieses sich weniger klebrig anfühlt und eine geringere Neigung zu Wachsbruch, Wachsablösung und Bildung von Knitterfalten aufweist.
Da auch ein zu großer Anteil der pflanzlichen Öl- und/oder Fettsubstanz Kokosöl sich ebenfalls nachteilig auf die Hafteigenschaften auswirken kann, anderseits aber eine gewisse Klebrigkeit bei dem mit der erfindungsgemäßen Zubereitung beschichteten Gewebe und/oder Papiermaterial gewünscht ist, darf der Anteil der pflanzlichen Öl- und/oder Fettsubstanz Kokosöl in der Zubereitung nicht zu groß sein. Daher ist die Menge der pflanzlichen Öl- und/oder Fettsubstanz Kokosöl in der Zubereitung auf 10,0 Gew.-%, mehr bevorzugt auf 8,0 Gew.-%, noch mehr bevorzugt auf 6,0 Gew.-%, und am meisten bevorzugt auf 5,0 Gew.-% limitiert.
Um die genannten vorteilhaften Eigenschaften zu erzielen, darf der Anteil an der pflanzlichen Öl- und/oder Fettsubstanz Kokosöl aber auch nicht zu klein sein. Daher beträgt die Menge an der pflanzlichen Öl- und/oder Fettsubstanz Kokosöl in der Zubereitung mindestens 1,0 Gew.-%, bevorzugt mindestens 2,0 Gew.-%, mehr bevorzugt mindestens 2,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt mindestens 3,0 Gew.-%, und am meisten bevorzugt mindestens 3,5 Gew.-%.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante umfasst die Zubereitung 4,0 Gew.-% der pflanzlichen Öl- und/oder Fettsubstanz Kokosöl.
Die erfindungsgemäße Zubereitung ist primär zum Beschichten von aus Naturfasern gebildeten Geweben und/oder Papiermaterialien vorgesehen, welche in Form eines Verpackungsmaterials bevorzugt im Lebensmittelbereich eingesetzt werden. Daher sind Pflanzenöle und/oder Pflanzenfette, die sich nachteilig auf den menschlichen Organismus auswirken und/oder unangenehme Gerüche oder Geschmäcke aufweisen, beispielsweise solche wie Niemöl, Rizinusöl, Purgiernussöl, Schwarzkümmelöl, Senfsamenöl, Fenchelöl und/oder Mischungen hiervon von der vorliegenden Begriffsdefinition ausgeschlossen.
Grundsätzlich kann eine pflanzliche, nicht erfindungsgemäße Öl- und/oder Fettsubstanz ausgewählt sein aus der Reihe umfassend Hanföl, Arganöl, Haselnussöl, Pekanussöl, Avellanaöl, Macadamiaöl, Pinienkernöl, Cashewkernöl, Mandelöl, Pistazienkernöl, Erdnussöl, Paranussöl, Sacha-Inchi-Öl, Walnussöl, Acaiöl, Algenöl, Amaranthöl, Baobaöl, Baumwollsaatöl, Brennnesselsamenöl, Brokkolisamenöl, Brombeersamenöl, Bucheckernöl, Cameliasamenöl, Cedernusskernöl, Chiasamenöl, Cranberrysamenöl, Drachenkopföl, Echiumöl, Erdbeernussöl, Gojikernöl, Granatapfelkernöl, Gurkenkernöl, Haferöl, Hagebuttenkernöl, Himbeersamenöl, Holunderkernöl, Johannisbeersamenöl, Kaktusfeigenkernöl, Kameliensamenöl, Kirschkernöl, Kiwisamenöl, Moringaöl/Behenöl, Muru-Muru Butter, Nigeröl, Pflaumenkernöl, Preiselbeersamenöl, Salatsamenöl, Sanddornfruchtfleischöl, Sanddornkernöl, Tamanuöl, Tomatenkernöl, Tucumäöl, Wegwartensamenöl, Wassermelonenkernöl, Ximeniaöl, Zucchiniöl, Avocadoöl, Aprikosenkernöl, Babassuöl, Borretschsamenöl, Camelinaöl, Cupuacu-Butter, Chufaöl (Erdmandel), Distelöl, Jojobawachs, Kakaobutter, Kokosöl, Kürbiskernöl, Leindotteröl, Leinöl, Maiskeimöl, Mariendistelsamenöl, Mohnöl, Nachtkerzenöl, Olivenöl, Palmkernöl, Palmöl, Paprikakernöl, Perillaöl (Shisoöl), Rapsöl, Reiskeimöl, Sesamöl, Sojaöl, Sonnenblumenöl, Traubenkernöl, Weizenkeimöl und/oder Mischungen hiervon.
Der Anteil der pflanzlichen, nicht erfindungsgemäßen Öl- und/oder Fettsubstanz in der Zubereitung, und damit auch in einem mit dieser Zubereitung beschichteten Gewebe und/oder Papiermaterial, kann in Folge der chemischen Reaktion mit Luft zu unangenehmen Geschmacks- und/oder Geruchsveränderungen führen. Eine solche Verderblichkeit ist im Wesentlichen auf die Anzahl der einfach und mehrfach ungesättigten Fettsäuren zurückzuführen, da deren Reaktionsvermögen mit Luft deutlich höher ist als diejenigen gesättigter Fettsäuren. Um das Oxidationspotential, und damit einhergehend die Ranzidität, möglichst zu verringern, sollte die pflanzliche Öl- und/oder Fettsubstanz einen prozentualen Anteil an zweifach und/oder dreifach ungesättigten Fettsäuren von maximal 22 Gew.-%, bevorzugt von maximal 20 Gew.-%, mehr bevorzugt von maximal 15 Gew.-%, noch mehr bevorzugt von maximal 10 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt von maximal 5 Gew.-%, und am meisten bevorzugt von maximal 2 Gew.-%, aufweisen.
In diesem Zusammenhang sollte die pflanzliche Öl- und/oder Fettsubstanz eine Oxidationsstabilität von mindestens 30 h, mehr bevorzugt von mindestens 40 h, noch mehr bevorzugt von mindestens 50 h aufweisen, wobei die Oxidationsstabilität gemäß DIN EN 14112:2021-02 ermittelt werden kann.
Des Weiteren kann ein zu niedriger Schmelzpunkt der pflanzlichen Öl- und/oder Fettsubstanz dazu führen, dass die Schmelztemperatur bzw. der Schmelzpunkt der erfindungsgemäßen Zubereitung soweit erniedrigt wird, dass die mit der Zubereitung beschichteten Gewebe und/oder Papiermaterialien höheren Umgebungstemperaturen von über 30 °C nicht standhalten. Daher sollte die pflanzliche Öl- und/oder Fettsubstanz einen Schmelzpunkt von mindestens 20 °C, mehr bevorzugt von mindestens 25 °C aufweisen. Hierdurch wird erzielt, dass die Zubereitung einen Schmelzpunkt von 40 bis 60 °C, bevorzugt 50 bis 60 °C, aufweist.
Die pflanzliche Öl- und/oder Fettsubstanz ist erfindungsgemäß Kokosöl.
Ferner umfasst die erfindungsgemäße Zubereitung als zweite Nebenkomponente 0,1 bis 5,0 Gew.-% eines natürlichen Harzes. Als natürliche Harze werden im Sinne der vorliegenden Erfindung Abscheidungsprodukte, sogenannte Exsudate, verstanden, die von Pflanzen, insbesondere von Nadelholz- und/oder Laubholzarten abgesondert und geerntet werden können.
Durch die Zugabe des natürlichen Harzes werden die Hafteigenschaften der Zubereitung an einem mit dieser Zubereitung beschichteten Gewebe und/oder Papiermaterial nochmals verbessert. Zudem weist ein mit der erfindungsgemäßen Zubereitung beschichtetes Gewebe und/oder Papiermaterial einen höheren Glanz auf und wirkt dadurch qualitativ hochwertiger.
Die Löslichkeit des natürlichen Harzes steht in Abhängigkeit zu der Menge der pflanzlichen Öl- und/oder Fettsubstanz. Daher ist der Anteil an dem natürlichen Harz in der Zubereitung auf 5 Gew.-%, bevorzugt auf 4,0 Gew.-%, mehr bevorzugt auf 3,5 Gew.-%, noch mehr bevorzugt auf 3,0 Gew.-%, weiter bevorzugt auf 2,5 Gew.-%, und am meisten bevorzugt auf 2,0 Gew.-%, limitiert.
Der Anteil an dem natürlichen Harz in der Zubereitung darf anderseits eine Konzentration von 0,1 Gew.-% nicht unterschreiten, da sonst die gewünschte Wirkung hinsichtlich der Haftkraft sowie der Klebrigkeit nicht erzielt wird. Daher beträgt der Anteil an dem natürlichen Harz in der Zubereitung mindestens 0,1 Gew.-%, bevorzugt mindestens 0,5 Gew.-%, mehr bevorzugt mindestens 0,8 Gew.-%. In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante umfasst die Zubereitung 1,0 Gew.-% des natürlichen Harzes, vorzugsweise als Kolophonium.
Als Kolophonium wird ein Destillat von Naturharz verstanden, welches durch Destillation aus Baumharz gewonnen werden kann und als Feststoff (bei Raumtemperatur und Umgebungsdruck) vorliegt.
In Analogie zu dem Bienenwachs kann es zudem vorteilhaft sein, wenn auch die pflanzliche Öl- und/oder Fettsubstanz, sowie ggf. das natürliche Harz antimikrobielle Eigenschaften aufweisen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante umfasst, vorzugsweise besteht, die erfindungsgemäße Zubereitung aus 95 Gew.-% Bienenwachs, 4,0 Gew.-% der pflanzlichen Öl- und/oder Fettsubstanz Kokosöl und 1,0 Gew.-% eines natürlichen Harzes, vorzugsweise Kolophonium.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zubereitung ist vorgesehen, dass zunächst eine Mischung aus mindestens 85 Gew.-% Bienenwachs, 1,0 bis 10,0 Gew.-% des Kokosöls, sowie 0,1 bis 5,0 Gew.-% des natürlichen Harzes bereitgestellt, diese Mischung sodann in einem hierfür geeigneten Gefäß, ggf. unter Rühren, bei einer Temperatur von 40 bis 100 °C, vorzugsweise bei einer Temperatur von 50 bis 70 °C, aufgeschmolzen und anschließend vermischt wird, bis eine homogene Mischung erhalten wird. Die so erhaltene flüssige und heiße Mischung kann direkt für eine Beschichtung von aus Naturfasern gebildeten Geweben und/oder Papiermaterialien eingesetzt oder alternativ erstarrt werden.
Zur Herstellung des Verpackungsmaterials wird ein aus Naturfasern gebildetes Gewebe und/oder Papiermaterial bereitgestellt, sodann mit der flüssigen Zubereitung beschichtet, vorzugsweise tauch- und/oder sprühbeschichtet, und anschließend getrocknet. Vorteilhafterweise wird die überschüssige, anhaftende Zubereitung vor dem Trockenschritt abgestreift, um eine einheitliche Flächendichte zu erhalten.
Das erfindungsgemäße Verpackungsmaterial kann vorteilhafterweise in Form eines Verpackungszuschnitts, eines (Falten-)Beutels, eine Tüte und/oder einer Tasche ausgebildet sein.
Bei dem Aufwickelprozess des beschichteten, vorzugsweise tauch- und/oder sprühbeschichteten, Gewebes und/oder Papiermaterials kann es zur Faltenbildung kommen, die sich auf die Qualität des Endproduktes nachteilig auswirkt. Um dieser Faltenbildung entgegenzuwirken, ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass das beschichtete, vorzugsweise tauch- und/oder sprühbeschichtete, Gewebe und/oder Papiermaterial vor dem Aufwickeln über eine bombierte Walze geführt wird.
Vorzugsweise weist die Beschichtung auf dem Papiermaterial ein Flächengewicht im Bereich von 10 bis 30 g Zubereitung pro m², mehr bevorzugt 20 bis 25 g Zubereitung pro m², auf.
Vorzugsweise weist die Beschichtung auf dem Gewebe ein Flächengewicht im Bereich von 50 bis 250 g Zubereitung pro m², mehr bevorzugt 100 bis 200 g Zubereitung pro m², noch mehr bevorzugt 130 bis 170 g Zubereitung pro m², und am meisten bevorzugt 140 bis 150 g Zubereitung pro m², auf.
Das aus Naturfasern gebildete Gewebe ist vorzugsweise ausgewählt aus der Reihe umfassend Leinenfasergewebe, Brennnesselgewebe und/oder Baumwollfasergewebe. Da Gewebe mit einem Flächengewicht von unter 100 g/m² zwischen den einzelnen Bindungspunkten einen zu großen Abstand aufweisen und sich somit nachteilig auf die Hafteigenschaften der erfindungsgemäßen Zubereitung auswirken können, andererseits Gewebe mit einem Flächengewicht von über 160 g/m² durch die Beschichtung mit der erfindungsgemäßen Zubereitung eine Steifigkeit erlangen können, die die Flexibilität sowie die optischen Eigenschaften des Produktes nachteilig beeinflussen, ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass das aus Naturfasern gebildete Gewebe ein Flächengewicht von 100 bis 160 g/m², bevorzugt ein Flächengewicht von 120 bis 140 g/m², besonders bevorzugt ein Flächengewicht von 120 bis 135 g/m², aufweist.
Das Papiermaterial ist vorteilhafterweise ausgewählt aus der Reihe umfassend Manilapapier, Recyclingpapier, Velinpapier, Naturpapier, Kraftpapier, Pergamentersatzpapier, Seidenpapier und/oder Pergaminpapier, und weist besonders bevorzugt ein Flächengewicht von 20 bis 50 g/m², mehr bevorzugt ein Flächengewicht von 30 bis 40 g/m², auf.
In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung zudem die Verwendung der erfindungsgemäßen Zubereitung als entzündungshemmende, als antimikrobielle und/oder als selbsthaftende Beschichtung auf aus Naturfasern gebildeten Geweben und/oder Papiermaterialien.
Beispiele
Vergleichsbeispiel 1:
Zunächst wurde ein Bio-Cretonne Gewebe in Braun mit einem Flächengewicht von 122 g/m² von dem Lieferanten Anita Pavani Stoffe OHG mit Sitz in Heuchelheim mit reinem Bienenwachs getestet. Hierzu wurde das Gewebe in dem flüssigen Wachs getränkt, das überschüssige Wachs abgestreift und anschließend bei Raumtemperatur getrocknet. Das beschichtete Gewebe wurde fünf Minuten abwechselnd zusammen- und auseinandergefaltet, um eine alltagsnahe Situation der Verwendung als Lebensmittelverpackung zu simulieren. Hierbei zeigte sich, dass die Flexibilität des Bienenwachses zu gering ist, wodurch das Wachstuch eine starke Knitterneigung aufwies und an den entstandenen Falzungen eine Ablösung des Bienenwachses vom Gewebe zeigte (siehe 1). Die Haftkraft zwischen dem Gewebe und dem Bienenwachs war zu gering und der Griff unangenehm klebrig.
Vergleichsbeispiel 2:
In diesem Beispiel wurde der Einfluss der pflanzlichen Öl- und/oder Fettsubstanz untersucht. Hierzu wurde das gleiche Gewebe wie im Vergleichsbeispiel 1 getestet. Als Zubereitung wurden zehn Proben mit verschiedene Mischverhältnisse von Kokosöl zu Bienenwachs verwendet. Von 2,5 Prozent bis 25 Prozent Kokosöl in Schritten von je 2,5 Prozent. Die Begutachtung dieser Proben zeigte, dass alle Proben mit einem Öl-Anteil über fünf Gewichtsprozent eine geringe, und sämtliche Proben mit einem Öl-Anteil über zehn Gewichtsprozent nahezu keine, Haftung aufwiesen. 2 zeigt beispielhaft eine Darstellung mit einer Zubereitung aus 95 Gew.-% Bienenwachs und 5 Gew.-% Kokosöl. Wie anhand der Darstellung in 2 erkennbar, zeigt das Wachstuch eine im Vergleich zum Vergleichsbeispiel 1 sichtlich geringere Knitterneigung auf. Ferner konnte beobachtet werden, dass sich weniger Bienenwachs in den Knitterbereichen ansammelte. Die Klebrigkeit des Bienenwachses konnte durch die Zugabe von Kokosöl zwar vermindert werden, das beschichtete Gewebe wies allerdings einen für das gewünschte Produkt noch zu hohen Wachsbruch auf, der anhand der Falzungen in 2 erkennbar ist.
Erfindungsgemäßes Beispiel:
Das im Vergleichsbeispiel 1 und 2 verwendete Gewebe wurde mit einer Zubereitung bestehend aus 95 Gew.-% Bienenwachs, 4,0 Gew.-% Kokosöl und 1,0 Gew.-% Kolophonium mittels einer Tauchbeschichtungsanlage beschichtet, das überschüssige Material abgestreift und anschließend bei Raumtemperatur getrocknet. Das Flächengewicht der Zubereitung betrug 145 g Zubereitung pro m². Die Probe wurde analog zum Vergleichsbeispiel 1 und 2 fünf Minuten abwechselnd zusammen- und auseinandergefaltet. Die Probe zeigte nach der simulierten Beanspruchung einen im Vergleich zum Vergleichsbeispiel 2 geringeren Wachsbruch und somit eine verbesserte Haftung auf (siehe 3). Durch die Zugabe des Kolophoniums konnte die Klebrigkeit des Wachstuches gezielt eingestellt werden, um zum einen den unangenehmen klebrigen Griff zu verringern und zum anderen eine Klebrigkeit zu erzielen, die ausreichend war, um in dem Wachstuch verpackte Lebensmittel und/oder Lebensmittelreste zu verpacken. Zudem zeigte das Wachstuch einen höheren Glanz auf, welcher das Erscheinungsbild des Wachstuches qualitativ hochwertiger wirken lässt.
Die aus dem erfindungsgemäßen Beispiel sowie aus dem Vergleichsbeispiel 1 hergestellten Gewebe wurden entsprechend der Norm JIS Z 2801:2010 in einer Versuchsreihe mit dem Bakterium „Staphylococcus aureus“ vom Stamm DSM346 auf antibakterielle Aktivität untersucht.
Die Bakterienlösung, mit der die jeweiligen Proben beimpft wurden, wird nachfolgend als Inokulat bezeichnet. Für das Inokulat, dessen Konzentration zwischen 2,5 x 10⁵ und 10⁶ Zellen pro Milliliter liegen soll, wurde eine Natrium-Chlorid-Lösung verwendet.
Das Umgebungs- bzw. Verdünnungsmedium diente der Aufrechterhaltung der Bakterien. Zur Verdünnung der Bakterienkonzentration wurde eine Natriumchlorid-Pepton-Lösung verwendet, die aus 15 g Natrium, 1,8 g Pepton und 1800 ml Wasser bestand.
Die Nullstundenprobe diente als Vergleichswert und lieferte die Anzahl an Kolonien, die unmittelbar nach Auftrag der Bakterien auf die unbehandelte Probe und ohne Inkubationszeit auf dieser vorhanden waren. Der Vergleich der Bakterienanzahl der Probe nach der Inkubationszeit mit dem Nullstundenwert ergab eine Information darüber, ob eine Zellteilung der Bakterien stattgefunden hat. Darüber hinaus bildete der Nullstundenwert eine Kontrolle der Einstellung der gewünschten Bakterienkonzentration des unverdünnten Inokulats. Die Bakterienkonzentration sollte zwischen 2,5 und 10 x 10⁵ Zellen pro ml liegen.
Die zu testenden textilen Proben wiesen normkonform eine Größe von 5 x 5 Zentimetern [cm] ± 2 Millimeter [mm] auf und wurden nach Auftrag des Inokulats mit einer Kunststofffolie von 4 x 4 cm ± 2 mm abgedeckt, damit sich die Flüssigkeit gleichmäßig ausbreiten konnte und während der Inkubationszeit in ständigem Kontakt mit dem Textil bzw. dessen Beschichtung war.
Das Übertragungsmedium, in das die Bakterien nach der Inkubationszeit von der Probe ausgewalkt wurden, war eine Natriumchlorid-Lösung. Die Natriumchlorid-Lösung bestand aus 9g Natriumchlorid und 1000 ml demineralisiertem Wasser.
Das Nährmedium zur Kultivierung der Bakterien bestand aus 12g Casein-Sojamehlpepton-Agar gelöst in 300 ml demineralisiertem Wasser. Für jede Probe wurden 15 ml dieses festen Nährmediums in eine Kunststoffschale mit Deckel gefüllt, die anschließend 20 Minuten bei 121 Grad Celsius sterilisiert wurden.
Das Auswalkverfahren ist ein Verfahren, dass zur Bakterienübertragung nach der Inkubationszeit von der Probe in das Übertragungsmedium angewendet wird. Hierzu wurden die Proben inklusive der Folie in eine wasser- und luftdicht verschließbare Kunststofftüte verpackt und mit zehn Milliliter Natriumchlorid-Lösung aufgefüllt. Die Probe wurden sodann 120 Sekunden lang gewalkt, sodass die Bakterien von der jeweiligen Probe und der aufliegenden Folie in das Übertragungsmedium übergehen konnten.
Zunächst wurde die Bakterienkonzentration durch Verdünnung normkonform eingestellt. Sodann wurden die textilen Proben mit einer 70-prozentigen Ethanol-Lösung sterilisiert, um alle vorab enthaltenen Bakterien abzutöten. Auch wurde der gesamte Vorgang über einer Bunsenbrennerflamme durchgeführt, um Bakterien aus der Luft zu beseitigen. Die Proben wurden anschließend mit 0,4 ml des Inokulats beimpft, mit einer Folie abgedeckt und 24 Stunden bei 37 °C ± 2 °C und einer 90-prozentigen Luftfeuchtigkeit ausgesetzt. Danach wurden die Proben samt Folien in eine Kunststofftüte gelegt und mit 10ml des Übertragungsmedium aufgefüllt. Nach dem Auswalken sind die inkubierten Bakterien vom Textil und der Folie in das Übertragungsmedium übergegangen. Es wurden Bakterienkonzentrationen von unverdünnt bis 1000-fach verdünnt auf einen Nährboden pipettiert, der dann ebenfalls bei gleichen Bedingungen 24 Stunden bebrütet worden ist.

Zur Auswertung wurde die Kolonienanzahl durch das Plattenzählverfahren bestimmt.

Verdünnung/ Probe	Nullstundenprobe	Vergleichsbeispiel 1	Erfindungsgemäßes Beispiel
10^-3	-	1	1
10^-2	6	1	1
10^-1	87	27	3
Unverdünnt	unzählbar	41	15,5
R antibakterielle Aktivität	-	0,18	0,27

Wie anhand der Ergebnisse in der Tabelle ersichtlich, zeigt die Beschichtung gemäß dem erfindungsgemäßen Beispiel eine zum Vergleichsbeispiel 1 größer antibakterielle Aktivität auf.
Des Weiteren wurde getestet, inwieweit UV-Strahlung die Zellanzahl an Bakterien und Schimmelpilzen auf der Oberfläche eines mit der erfindungsgemäßen Zubereitung beschichteten Gewebes beeinflusst.

Der Übertragungsvorgang erfolgte durch das Andrücken eines Nährmediums der Abklatschplatte auf die Oberfläche der Gewebeprobe, die zuvor im Gebrauch als Lebensmittelverpackung verwendet worden ist. Dadurch war das Gewebe alltagsgetreu mit Bakterien verschmutzt. Analog hierzu wurde für den Schimmeltest Gewebe mit Schimmelpilzen versehen. Nach einer Inkubationszeit von 24 Stunden wurde die Bakterienanzahl mittels Plattenzählverfahren bestimmt. Nach 48 Stunden wurde erneut gezählt, um Kolonien zu berücksichtigen, die nach 24 Stunden Inkubation für das menschliche Auge zu klein sind. Die Bakterienanzahl wird in Zellen pro Quadratdezimeter angegeben. Anschließend wurden die Gewebeproben einer UV-Strahlung ausgesetzt.

Nach X Minuten UV-Bestrahlung	Bakterienzahl in Zellen pro dm² nach 24 Stunden Inkubationszeit	Bakterienzahl in Zellen pro dm² nach 48 Stunden Inkubationszeit
0	660	784
60	162	224
90	18	48
120	0	18

Die Ergebnisse des Plattenzählverfahrens zeigen, dass die Bakterienanzahl mit steigender Dauer an UV-Bestrahlung sinken, wobei auf den Proben nach 120 Minuten UV-Bestrahlung keine sichtbaren Bakterien mehr nachgewiesen werden konnten.
Der Prüfvorgang der Wirkweise von UV-Strahlung auf Verminderung oder Vermehrung von Schimmelpilzen erfolgte analog zum vorangegangenen Verfahren. Mittels Abklatschplatten wurden nach 0, 60, 90 und 120 Minuten UV-Bestrahlung je zwei Proben entnommen. Die Unterscheidung lag im Nährmedium und in der Inkubationszeit. Schimmelpilze wachsen nicht auf Casein-Sojamehlpepton-Agar. Daher wurde ein festes Nährmedium aus 10g Malzextrakt-Agar gelöst in 300 ml demineralisiertem Wasser verwendet. Nach einer Inkubationszeit von sieben Tagen wurde die Schimmelpilzanzahl mittels Plattenzählverfahren bestimmt und in Zellen pro dm² hochgerechnet.

Nach X Minuten UV-Bestrahlung Anzahl Schimmelpilzkolonien pro dm² nach 7 Tagen Inkubationszeit

0 140

60 72

90 12

120 4
Auch die Ergebnisse des Plattenzählverfahrens zeigen, dass die Anzahl an Schimmelpilzkolonien auf den Gewebeproben gemäß dem erfindungsgemäßen Beispiel mit steigender Dauer an UV-Bestrahlung sinkt.

Claims

Zubereitung zum Beschichten von aus Naturfasern gebildeten Geweben und/oder Papiermaterialien, enthaltend - mindestens 85 Gew.-% Bienenwachs, - 1,0 bis 10,0 Gew.-% Kokosöl, und - 0,1 bis 5,0 Gew.-% eines natürlichen Harzes.
Zubereitung nach Anspruch 1, umfassend mindestens 90 Gew.-%, bevorzugt mindestens 92 Gew-%, Bienenwachs, noch mehr bevorzugt umfassend 95 Gew.-% Bienenwachs.
Zubereitung nach Anspruch 1 oder 2, umfassend 3,0 bis 8,0 Gew.-%, mehr bevorzugt 4,0 bis 6,0 Gew.-%, Kokosöl, noch mehr bevorzugt umfassend 4,0 Gew.-% Kokosöl.
Zubereitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend 0,5 bis 2,5 Gew.-%, bevorzugt 1,0 bis 2,0 Gew.-%, des natürlichen Harzes, noch mehr bevorzugt umfassend 1,0 Gew.-% des natürlichen Harzes.
Zubereitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das natürliche Harz Kolophonium umfasst.
Zubereitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei diese eine Schmelztemperatur von 40 bis 60 °C aufweist.
Verfahren zur Herstellung einer Zubereitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die Schritte: - Bereitstellen einer Mischung aus mindestens 85 Gew.-% Bienenwachs, 1,0 bis 10,0 Gew.-% Kokosöl, sowie 0,1 bis 5,0 Gew.-% eines natürlichen Harzes, - Aufschmelzen der Mischung, - Vermischen der aufgeschmolzenen Mischung, und - Erstarren der aufgeschmolzenen, vermischten Mischung, so dass die Zubereitung erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Mischung bei einer Temperatur von 40 bis 100 °C, vorzugsweise bei einer Temperatur von 50 bis 70 °C, aufgeschmolzen wird.
Verpackungsmaterial zum Verpacken von Lebensmitteln oder Lebensmittelresten, umfassend ein aus Naturfasern gebildetes Gewebe und/oder Papiermaterial, dessen Fasern mit einer Zubereitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6 beschichtet sind.
Verpackungsmaterial nach Anspruch 9, wobei das aus Naturfasern gebildete Gewebe ausgewählt ist aus der Reihe umfassend Leinenfasergewebe, Baumwollfasergewebe und/oder Brennnesselgewebe.
Verpackungsmaterial nach Anspruch 9 oder 10, wobei das aus Naturfasern gebildete Gewebe ein Flächengewicht von 100 bis 160 g/m², bevorzugt ein Flächengewicht von 120 bis 140 g/m², besonders bevorzugt ein Flächengewicht von 120 bis 135 g/m², aufweist.
Verpackungsmaterial nach Anspruch 9, wobei das Papiermaterial ausgewählt ist aus der Reihe umfassend Manilapapier, Recyclingpapier, Velinpapier, Naturpapier, Kraftpapier, Pergamentersatzpapier, Seidenpapier und/oder Pergaminpapier.
Verpackungsmaterial nach Anspruch 9 oder 12, wobei das Papiermaterial ein Flächengewicht von 20 bis 50 g/m², mehr bevorzugt ein Flächengewicht von 30 bis 40 g/m², aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Verpackungsmaterials nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 13, wobei ein aus Naturfasern gebildetes Gewebe und/oder Papiermaterial bereitgestellt, dessen Fasern mit einer Zubereitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6 beschichtet, vorzugsweise tauch- und/oder sprühbeschichtet, und sodann getrocknet werden.
Verwendung einer Zubereitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6 als entzündungshemmende, als antimikrobielle und/oder als selbsthaftende Beschichtung auf aus Naturfasern gebildeten Geweben und/oder Papiermaterialien.