DE3923497A1 - Mehrschichtige verpackungsschale fuer lebensmittel und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer mehrschichtigen Verpackungsschale für Lebensmittelverpackungen, insbesondere Fleisch, Geflügel, Käse, Gebäck, mit einer Trägerschicht aus überwiegend verrottbarem Material und einer lebensmittelrechtlich zulässigen unbedenklichen Deckschicht als Nutzschicht, beispielsweise aus Kunststoff, und einem Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen geformten Verpackungsschale.

Die Verpackungschalen dienen der Aufnahme portionierter Lebensmittel, die zum Verkauf angeboten werden. Hierbei werden die Verpackungsschalen mit dem Lebensmittel durch einen Deckel oder transparente Folien oberseitig abgedeckt. Das Anforderungsprofil an solche Verpackungsschalen ist vielfältig. Die Verpackungsschalen dürfen nicht durchfeuchten, andererseits soll Blut und Flüssigkeit aus Fleischwaren und Käse, Molkereiwaren, aufgenommen oder angesammelt werden, so daß die Ware nicht in der Flüssigkeit wegschwimmt. Verpackungsschalen müssen den lebensmittelrechtlichen Unbedenklichkeitsbestimmungen der einzelnen Länder entsprechen, z. B. der BGA-Norm Nr. 36 in der BRD oder dem FDA in USA und auch der EG-Norm im Lebensmittelrecht. Verpackungsschalen sollen möglichst hellfarbig, geschmacksneutral, stabil sein, um in automatischen Verpackungsmaschinen nicht ein- oder zerdrückt zu werden. Last not least sollen sie billig sein. In neuerer Zeit wird zusätzlich immer öfter die Forderung erhoben, daß die Verpackungsschalen aus Umweltgründen möglichst verrottbar sein sollen. Die weitverbreitete Verpackungsschale aus Polystyrolschaum, die den bisherigen Anforderungen auch gerade in bezug auf den Preis umfassend gerecht wurde, kann diese neue Forderung nicht erfüllen, da Polystyrol nicht verrottbar ist. Auch im Hinblick auf die bei der Herstellung von Polystyrolschaum verwendeten Schäummittel mit dem Ziel deren Einsatz zu verringern, stellt sich die Aufgabe, Verpackungsschalen aus umweltverträglicheren und umweltschonenden Materialien herzustellen.

Verrottbare Verpackungen sind andererseits hinlänglich bekannt, nämlich Papierverpackungen, Kartonverpackungen, Pappeverpackungen jeder Form, wie sie beispielsweise auch für Eier bekannt sind. Diese Verpackungen auf Basis von Papier, Pappe, Karton sind jedoch alle porös bzw. durchlässig. Es ist bereits bekannt, derartige Verpackungsschalen auf Basis von Papier, Pappe, Karton mit einer geeigneten Kunststoffbeschichtung, insbesondere auf Polyesterbasis, zu versehen. Diese kombinierten Mehrschichtverpackungsschalen auf Basis Papier, Karton einerseits und Kunststoffbeschichtung andererseits erfüllen zwar alle lebensmittelrechtlichen Auflagen, sind jedoch relativ teuer und umweltbelastend, da sie auf dem Rohstoff Holz basieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den lebensmittelrechtlich gestellten Anforderung geeignete Verpackungsschalen mit einer Trägerschicht aus im wesentlichen oder doch überwiegend verrottbarem Material zu schaffen, die auch unter ökologischen Gesichtspunkten herstellbar ist. Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch Ausgestaltung der gattungsgemäßen Verpackungsschalen derart, daß die Trägerschicht überwiegend recycletes Material auf Basis von Holzstoffen und/oder Cellulose enthält. Erfindungsgemäß wird die Trägerschicht aus einem überwiegend verrottbarem Material, wobei hierunter überwiegend mindestens 50%, bevorzugt 80% und mehr verstanden wird, erstellt, das aus unter Verwendung von durch Recyclen aufbereitetem Altmaterial erhalten wird. Hierbei ist insbesondere auf die Wiederverwendung von Altpapier abgestellt. Es gibt große Mengen Altpapier, worunter auch Pappe, Karton, Packpapier oder dergleichen zu verstehen sind, die bis zu 10% Kunststoffe oder auch mehr als Bindemittel enthalten können, und die aus diesem Grunde für das Recyclen zur Wiederverwertung für die Papierherstellung nicht verwendet werden können, da der Kunststoff die Siebe bei der Papierherstellung zusetzt. Erfindungsgemäß kann solches Altmaterial, wie Altpapier, das bereits Kunststoffe als Bindemittel enthält, mit besonderem Vorteil für das Herstellen der Trägerschicht von Verpackungsschalen für Lebensmittelverpackungen eingesetzt werden. Solchem Altmaterial, wie z. B. Altpapier, können beim Recyclen weitere cellulosehaltige oder holzstoffhaltige Altstoffe oder Abfallmaterialien zugegeben werden, wie z. B. Stroh, Flachsstroh oder Maisstroh, Jute, Raps oder dergleichen. Die Trägerschicht soll mindestens 50% recycletes Material auf Basis von Holzstoffen und/oder Cellulose enthalten, d. h. mindestens 50% beispielsweise von recycletem Altpapier. Je nach Gehalt von Bindemittel im Altpapier, d. h. in dem recycletem Material, kann dem recycletem Material zusätzlich noch Bindemittel auf Basis thermoplastischer Kunststoffe zugegeben sein. Ein ausreichender Zusammenhalt der Trägerschicht bei gleichzeitig noch vorhandener Saugfähigkeit und Leichtgewichtigkeit wird erreicht, wenn die Trägerschicht mindestens 10 bis 50 Gew.-% Bindemittel enthält; bevorzugt sind Bindemittelanteile zwischen 10 und 35 Gew.-%. Der Gesamtbindemittelanteil auf Basis thermoplastischer Kunststoffe in der Trägerschicht setzt sich also aus Frischmaterial und in dem recycleten Material enthaltenen Anteilen zusammen. Hierbei werden die Frischanteile von Bindemitteln aus umwelfreundlichen Materialien ausgewählt. Hierfür kommen preiswerte umweltfreundliche thermoplastische Kunststoffe auf Basis von Polyolefinen, wie Polyethylen und Polypropylen und thermoplastische Polyester in Frage.

Üblicherweise wird die Trägerschicht kompakt sein. Es ist jedoch auch möglich, den Bindemittelanteil, d. h. Kunststoffanteil, in der Trägerschicht zu schäumen, d. h. als Schaumstoff auszubilden. Dies ist von Interesse für Verpackungsschalen, bei denen die Trägerschicht saugfähig sein soll, um niedergeschlagene Feuchtigkeit, Tauflüssigkeit oder dergleichen aufnehmen zu können. Für diese Anwendungsfälle ist vorgesehen, daß die Deckschicht auf der Nutzseite gelocht oder perforiert oder geschlitzt ist, so daß die Flüssigkeit durch die Deckschicht in die Trägerschicht einwandern kann.

Die die Trägerschicht auf der Nutzseite abdeckende Deckschicht muß aus einem lebensmittelrechtlich zulässigen unbedenklichen Material hergestellt sein, wie beispielsweise Polyesterfolien oder Polyethylenfolien. Bevorzugt ist vorgesehen, daß auch die Deckschicht aus einem zumindest langfristig verrottbaren Kunststoff hergestellt ist, der zumindest teilweise langfristig abbaubar ist, ohne schädliche Zersetzungsprodukte freizusetzen. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß auch die Deckschicht aus einem recycletem Kunststoff hergestellt ist, wobei z. B. an aus Polyesterflaschen recycletes Polyester gedacht ist.

Aus Preisgründen wird die Verpackungsschale so sparsam ausgestattet wie erforderlich, im Minimum besteht sie aus der Trägerschicht und der Deckschicht auf der Nutzseite, d. h. auf der Auflageseite für die Lebensmittel. Für manche Anwendungszwecke, insbesondere dann, wenn die Trägerschicht Flüssigkeiten aufnehmen soll, ist es von Vorteil, auch die Unterseite der Trägerschicht mit einer undurchlässigen Schutzschicht abzudecken, so daß die Verpackungsschale nicht nach unten durchfeuchtet. Diese unterseitige Schutzschicht kann ebenso aus einer Kunststoffolie auf Polyesterbasis oder auf Basis von recycletem Kunststoff hergestellt sein, wobei auch andere thermoplastische Kunststoffe, wie Polyethylen oder ABS in Frage kommen. Die Schutzschicht kann aus einer aufgebrachten oder aufkaschierten Kunststoffolie bestehen, sie kann ebenso aus einer aufgesprühten, aufgerakelten, aufgestrichenen oder dergleichen Schicht, die wasserdicht ist, aus Kunststoff bestehen.

Die vielfach gewünschte Weißfarbigkeit oder Hellfarbigkeit der Verpackungsschale kann entweder durch eine entsprechende Einfärbung der Deckschicht oder der Deckschicht und unterseitiger Schutzschicht erfolgen. Es ist auch möglich, die Deckschicht transparent zu belassen und die Trägerschicht durch Zusatz entsprechender Pigmente, wie Titandioxyd oder Kreiden, einzufärben.

Ein Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen geformten Verpackungsschale mit einer Trägerschicht und einer Deckschicht wird in herkömmlicher Weise so ausgeführt, daß entweder ein Vorverbund aus einer bahnenförmigen Trägerschicht und einer bahnenförmigen Deckschicht hergestellt wird und hieraus durch Tiefziehen oder Preßformen und Stanzen die Verpackungsschalen hergestellt werden, oder eine Trägerschicht auf eine bahnenförmige Deckschicht aufgetragen wird, beispielsweise durch Streichen, Rakeln, Walzen, oder auf bahnenförmige Trägerschichten die Deckschichten aufgestrichen oder aufgesprüht werden. Ausgehend von diesen bekannten Verfahren zum Herstellen von mehrschichtigen geformten Verpackungsschalen wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß recycletes Altmaterial auf Basis von Holzstoffen und/oder Cellulose, wie Stroh oder Flachs, Mais, in zerkleinerter und rieselfähiger Form unter Zugabe von Bindemitteln und ggf. Farbmitteln unter Erwärmen gemischt und homogenisiert wird und zu einer bahnenförmigen Trägerschicht geformt wird. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, daß das Altmaterial in der Weise recyclet wird, daß es zerkleinert wird zu Granulat oder Flocken, so daß es eine rieselfähige Form erhält, mit der es dosiert beispielsweise einem Extruder aufgegeben werden kann. Dieses rieselfähige recyclete Material wird dann, je nach bereits vorhandenem Altanteil von Kunststoff, mit weiterem Bindemittel, das ebenfalls in rieselfähiger Form vorliegt, beispielsweise als Kunststoff-Granulat aus Polypropylen oder Polyethylen oder Polyester, in einen Mischer oder direkt einem Extruder eingegeben. In dem Mischer oder Extruder wird das Altmaterial und das zugegebene Bindemittel als Frischmaterial erwärmt bis zur Schmelztemperatur der Kunststoffanteile. Die ausreichend gemischte und homogenisierte nunmehr formbare Masse wird entweder aus dem Mischer auf einen Extruder oder auf Walzen ausgetragen und zu einer bahnenförmigen Trägerschicht geformt oder direkt zu Bahnen extrudiert. Die Bahnen können Dicken von etwa 1,0 bis zu 3 mm oder mehr aufweisen. Bevorzugt wird das recyclete Material und das Bindemittel einem Extruder in freiem Fall aufgegeben in rieselfähiger Form und in dem Extruder auf eine Temperatur von etwa 70 bis etwa 300°C erwärmt und mittels Breitschlitzdüse als Bahn- oder Trägerschichtfolie extrudiert. Es ist auch möglich, gleichzeitig zusätzlich auf der Oberseite und ggf. auch auf der Unterseite sowohl eine Deckschicht als auch eine unterseitige Schutzschicht aufzuextrudieren. Die so hergestellte mehrschichtige Bahn wird geglättet, beispielsweise beim Durchlaufen von Glättrollen und gleichzeitig auch verdichtet. Anschließend können die Verpackungsschalen direkt tiefgezogen, gepreßt und gestanzt werden. Hierbei kann die noch in der mehrschichtigen Bahn vorhandene Extrusionswärme ausgenutzt werden. Ggf. ist nach dem Glättvorgang noch eine erneute Wiedererwärmung bis auf eine ausreichende Verformungstemperatur durchzuführen. Hierbei sind Temperaturen bis ca. 400°C erforderlich, damit das Material nicht reißt.

Es ist das Ziel der Erfindung, die Trägerschicht aus recycletem Altmaterial, wie Altpapier, Stroh, Flachs, Mais, herzustellen, wobei thermoplastische Kunststoffe als Bindemittel nur in dem Maße, als zur Stabilität der Trägerschicht und zum Zusammenhalt derselben erforderlich ist, zugegeben werden. Weitere Hilfsstoffe, die zugegeben werden können, sind Farbmittel, ggf. Extrusionshilfsstoffe, wie Stabilisatoren und Gleitmittel und ggf. Schäummittel für den Kunststoff. Unter Umständen kann es auch zweckmäßig sein, Füllstoffe, wie beispielsweise Kreide, in geringeren Mengen zuzugeben. Angestrebt ist, daß die Trägerschicht recycletes Material im Verhältnis zu zugegebenen Bindemitteln und Hilfsstoffen und anderen Materialien im Verhältnis von 70 : 30 bis 90 : 10 enthält.

Da die im Altmaterial vorhandenen Bindemittelanteile relativ stark von Charge zu Charge schwanken können, nämlich zwischen nahezu Null bis zu 10 Gew.-% und mehr, ist es für eine gleichmäßige Qualität der zu extrudierenden Trägerschichtbahnen erforderlich - und auch für einen gleichmäßigen Extruderbetrieb - die Zugabe von Bindemittel als Frischmaterial hieran laufend anzupassen. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, daß die Zugabe von Bindemittel in Abhängigkeit von dem in dem Altmaterial enthaltenen und fortlaufend ermittelten Bindemittelanteil dosiert wird, so daß ein annähernd gleichmäßiger Gesamtbindemittelanteil in der Trägerschicht erhalten wird. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verfahrensführung sieht vor, daß der Ausstoß des Extruders gemessen und durch die Zudosierung von Bindemittel in Abhängigkeit von dem laufend ermittelten Schüttgewicht des Altmaterials gesteuert wird. Auf diese Weise wird es möglich, kontinuierlich Altmaterial unterschiedlicher Zusammensetzung zu verarbeiten, wobei nicht nur eine kontinuierliche Extrusions im Extruder gewährleistet wird, sondern auch eine annähernd gleichmäßige Qualität und Zusammensetzung der extrudierten Trägerschichtbahnen.

Die Trägerschicht der Verpackungsschale sollte eine Dicke von 1,0 bis 3,0 mm aufweisen bei einem Flächengewicht von 200 bis 300 g/m², während die Deckschicht und ggf. die unterseitige Schutzschicht eine Dicke von 0,1 bis 0,5 mm bzw. Flächengewichte von 10 bis 50 g/m² aufweisen.

Die Erfindung wird in der Zeichnung beispielhaft erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Verpackungsschale in Perspektive,

Fig. 2 eine Verpackungsschale schematisch in der Aufsicht,

Fig. 3 den Schnitt AA nach Fig. 2,

Fig. 4 den Schnitt BB nach Fig. 2,

Fig. 5 bahnförmigen Verbund von Trägerschicht und Deckschicht.

Fig. 1 zeigt perspektivisch die mehrschichtige Verpackungsschale 1 für Lebensmittel, wie beispielsweise Fleisch, Käse, Wurst, Kuchen, Gemüse oder dergleichen. Die Verpackungsschale 1 wird aus einem mehrschichtigen bahnenförmigen Verbund 1a von mindestens einer Trägerschicht 2 und einer Deckschicht 3, siehe Fig. 5, hergestellt. Durch Verformen des mehrschichtigen Verbundes 1a wird die Verpackungsschale 1 gemäß Fig. 1 mit Boden 11, Seitenwänden 12, umlaufenden Rand 10 mehr oder weniger stark konfiguriert geformt. Je nach Ausgestaltung der Verpackungsschale kann die Deckschicht 3 mit Schlitzen oder Löchern 4 versehen sein, die sich dann insbesondere im Bodenbereich 11 der Verpackungsschale 1 wiederfinden und das Entweichen von Feuchtigkeit ermöglichen. Diese Feuchtigkeit sollte dann von einer möglichst saugfähigen Trägerschicht 2 aufgenommen werden. Um das Durchfeuchten der Verpackungsschale 1 zu vermeiden, sollte für diese Fälle die Verpackungsschale auch unterseitig, d.h. auf der Unterseite der Trägerschicht 2 noch mit einer Feuchtigkeits- und wasserundurchlässigen Schutzschicht, die hier nicht näher dargestellt ist, versehen sein.

Für solche Anwendungsfälle, in denen das zu verpackende Gut Flüssigkeit absondert, kann es auch zweckmäßig sein, die Flüssigkeit in der Verpackungsschale 1 anzusammeln, wozu diese beispielsweise mit Vertiefungen 5, siehe Aufsicht nach Fig. 2, ausgebildet ist. Die Vertiefungen 5 können rasterförmig oder auch sonst beliebig angeordnet sein. Wenn die Vertiefungen 5 reihenförmig angeordnet sind, bilden die zwischen ihnen verlaufenden Rippen, siehe Fig. 3, Querschnitt AA, die Auflagefläche für das Lebensmittel, während die Flüssigkeit sich in den dazwischen befindlichen Vertiefungen, siehe Fig. 4, Schnitt BB, ansammeln kann. In diesen Fällen ist die Deckschicht 3 der Verpackungsschale 1 durchgehend wassenundurchlässig ausgebildet, während die Trägerschicht 2 kompakt oder geschäumt sein kann. Eine unterseitige Schutzschicht ist nicht unbedingt erforderlich.

Claims (13)

1. Mehrschichtige Verpackungsschale für Lebensmittelverpackungen, insbesondere Fleisch, Geflügel, Käse, Gebäck, mit einer Trägerschicht aus überwiegend verrottbarem Material und einer lebensmittelrechtlich zulässigen unbedenklichen Deckschicht auf der Nutzseite, beispielsweise aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht überwiegend recycletes Material auf Basis von Holzstoffen und/oder Cellulose enthält.

2. Verpackungsschale nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das recyclete Material von Altpapier hergestellt ist.

3. Verpackungsschale nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht Bindemittel auf Basis thermoplastischer Kunststoffe enthält.

4. Verpackungsschale nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht 10 bis 50, vorzugsweise 10 bis 35 Gew.-% Bindemittel enthält.

5. Verpackungsschale nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht geschäumten Kunststoff enthält.

6. Verpackungsschale nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht aus langfristig verrottbarem Kunststoff hergestellt ist.

7. Verpackungsschale nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht aus recycletem Kunststoff hergestellt ist.

8. Verpackungsschale nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht perforiert ist und die Trägerschicht saugfähig ist.

9. Verfahren zum Herstellen einer mehrschichtigen geformten Verpackungsschale mit einer Trägerschicht und einer Deckschicht nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei ein Verbund von Trägerschicht und Deckschicht hergestellt und hieraus die Verpackungsschale durch Tiefziehen oder Preßformen und Stanzen hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß recycletes Altmaterial auf Basis von Holzstoffen und/oder Cellulose in zerkleinerter und rieselfähiger Form unter Zugabe von Bindemitteln und ggf. Farbmitteln unter Erwärmen gemischt und homogenisiert wird und zu einer bahnenförmigen Trägerschicht geformt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit der Formung der Trägerschicht auf die Nutzseite der Trägerschicht eine Deckschicht aufgebracht wird, Trägerschicht und Deckschicht unter Verdichtung geglättet werden und dann aus dem Verbund ggf. bei vorheriger oder gleichzeitiger erneuter Erwärmung durch Tiefziehen bzw. Pressen die Verpackungsschalen geformt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das recyclete Material und das Bindemittel einem Extruder im freien Fall aufgegeben werden, in dem Extruder auf eine Temperatur von 50 bis 300°C erwärmt und mittels Breitschlitzdüse ggf. unter Koextrusion der Deckschicht aus einem thermoplastischen ggf. recycleten Kunststoff zu der bahnenförmigen Trägerschicht geformt werden.

12. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabe von Bindemittel in Abhängigkeit von dem in dem Altmaterial enthaltenen und fortlaufend ermittelten Bindemittelanteil dosiert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausstoß des Extruders gemessen und durch die Zudosierung von Bindemittel in Abhängigkeit von dem laufend ermittelten Schüttgewicht des Altmaterials gesteuert wird.