EP1206390A1 - Verfahren zur verminderung von wahrnehmbarem störgeruch bei der behandlung von kunststoffen mit ionisierenden strahlen - Google Patents

Verfahren zur verminderung von wahrnehmbarem störgeruch bei der behandlung von kunststoffen mit ionisierenden strahlen

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EP1206390A1
EP1206390A1 EP00960397A EP00960397A EP1206390A1 EP 1206390 A1 EP1206390 A1 EP 1206390A1 EP 00960397 A EP00960397 A EP 00960397A EP 00960397 A EP00960397 A EP 00960397A EP 1206390 A1 EP1206390 A1 EP 1206390A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
odor
packaging
absorbing material
plastic
treatment
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP00960397A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Welle
Andreas MÄURER
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Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L9/00Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L9/01Deodorant compositions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D81/00Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents
    • B65D81/24Adaptations for preventing deterioration or decay of contents; Applications to the container or packaging material of food preservatives, fungicides, pesticides or animal repellants
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/28Treatment by wave energy or particle radiation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L5/00Compositions of polysaccharides or of their derivatives not provided for in groups C08L1/00 or C08L3/00
    • C08L5/16Cyclodextrin; Derivatives thereof

Definitions

  • the present invention relates to the reduction of the odor in the treatment of plastics with ionizing radiation.
  • Plastics such as medical devices or packaging materials, are treated with ionizing radiation for sterilization. With some plastics, a targeted change in the mechanical properties is also achieved with ionizing rays, for example the cross-linking of polyethylene for pipes. Polypropylene can be embrittled by ionizing radiation, e.g. for mineral water screw cap.
  • ⁇ -rays and accelerated electrons have proven to be particularly suitable for the sterilization of plastics with ionizing rays.
  • the differences in radiation with ⁇ -rays compared to accelerated electrons lie mainly in the penetrating power of the rays and in the dose rate of the radiation systems.
  • X-ray sources are also suitable radiation sources.
  • X-ray sources are currently not used.
  • Electron accelerators work with high dose rates. However, the accelerated electrons have a low penetration force, ie they do not penetrate very deeply into the material to be irradiated. Only flat radiation goods are suitable as suitable products. Due to the high dose rate of the electron accelerator, the radiation dose required for sterilization can be applied to the radiation material within seconds or minutes. Electron accelerators with energies up to a maximum of 10 MeV are used for the sterilization. In contrast, ⁇ systems work with a low dose rate. The sterilization takes several hours here. However, the penetration force is so high that the complete pallets, ready for transport, can be irradiated with products. In Europe, only the radioactive isotope cobalt-60 ( 60 Co) is used as a source of ⁇ -rays. 60 Co emits two ⁇ quanta with an energy of 1.17 or 1.33 MeV during radioactive decay.
  • the advantage of radiation treatment in sterilization over other methods is that the products can be treated completely sealed in their packaging. This reduces the risk of recontamination of the radiation material.
  • Radiation-induced changes in the plastic are, for example, the oxidative cleavage of the polymer and the formation of low-molecular compounds such as, for example, peroxides, hydroxyl or carbonyl compounds.
  • plastic additives can also be broken down.
  • the extent of the radiation-induced changes is very much dependent on the chemical structure of the polymer (polymer type) and the presence of plastic additives.
  • the radiation dose required for sterilization, the dose rate and the radiation atmosphere also play a role.
  • the reduction of the malodour in the treatment of plastics with ionizing radiation avoids or reduces negative influences on the sensory properties of the plastics or fillings that come into contact with them, for example food and medical products.
  • XAD resins from SKC Inc., PA / USA can also be used, which are non-ionic, hydrophobic aromatic resins which are known for hydrophobic and polar interactions with ionic species. These also contain a modified styrene copolymer crosslinked with divinylbenzene.
  • Inorganic substances that can be used for the same purposes as those mentioned under (1), such as silica gels, diatoms, diatomaceous earth, surface-modified SiO x , silicates, clay minerals, bleaching earth, Al 2 0 3 or activated carbon.
  • silica gels diatoms, diatomaceous earth, surface-modified SiO x , silicates, clay minerals, bleaching earth, Al 2 0 3 or activated carbon.
  • silica gels such as silica gels, diatoms, diatomaceous earth, surface-modified SiO x , silicates, clay minerals, bleaching earth, Al 2 0 3 or activated carbon.
  • silicates such as silicates, clay minerals, bleaching earth, Al 2 0 3 or activated carbon.
  • a suitable portion e.g. 0.5, 1, 2 or 5 g
  • an odor absorbing material in granular or powder form can be deposited within the packaging.
  • the material is in a pillow or sack or the like.
  • Made of a gas-permeable material for example a woven textile material or perforated or coarse-pored paper. In its wrapping, this material can be placed next to the product to be packaged, which can be a medical device, for example.
  • the odor-absorbing material can itself be applied to the article to be packaged, for example by sprinkling or by spraying on a suspension or slurry of this material in a suitable suspension medium such as water.
  • the packaging material itself in which it is e.g. B. can be a plastic film, on the inside facing side with the odor absorbing material.
  • This can be done, for example, by coating with a suspension or slurry as described above, or by sprinkling with the odor-absorbing substance in the form of a powder.
  • the latter can be suitably adhered to the plastic, e.g. by electrostatic forces or by working the powder into the packaging surface while exerting a slight pressure.
  • the odor-absorbing material is incorporated directly into the film material.
  • the outside of the packaging is also coated with the odor-absorbing substance.
  • the odor-absorbing substance in addition to the inside, the outside of the packaging is also coated with the odor-absorbing substance.
  • this has the advantage that the substances causing the malodour are not or only. can get into the atmosphere to a small extent.

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Abstract

Die Erfindung zeigt ein Verfahren zur Verminderung von für den Menschen wahrnehmbarem Störgeruch bei der Behandlung von Kunststoffen mit ionisierenden Strahlen, wobei auf den Zusatz von Material verzichtet wird, welches der den Kunststoff umgebenden und/oder von ihm eingeschlossenen Atmosphäre Sauerstoff entzieht. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die den Kunststoff umgebende und/oder von ihm eingeschlossenen Atmosphäre in nahem Kontakt mit geruchsabsorbierendem Material steht.

Description

Verfahren zur Verminderung von wahrnehmbarem Störgeruch bei der Behandlung von Kunststoffen mit ionisierenden Strahlen
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verminderung des Störgeruchs bei der Behandlung von Kunststoffen mit ionisierenden Strahlen.
Kunststoffe, beispielsweise Medizinprodukte oder Verpackungsmaterialien, werden zur Sterilisation mit ionisierenden Strahlen behandelt. Bei einigen Kunststoffen wird auch eine gezielte Veränderung der mechanischen Eigenschaften mit ionisierenden Strahlen erreicht, zum Beispiel die Quervernetzung von Polyethylen für Rohre. Polypropylen kann durch ionisierende Strahlen versprödet werden, z.B. für Mineralwasser-Schraubdeckel.
In der Praxis hat sich bei der Sterilisation von Kunststoffen mit ionisierenden Strahlen der Einsatz von γ-Strahlen und beschleunigten Elektronen als besonders geeignet erwiesen. Die Unterschiede bei der Bestrahlung mit γ-Strahlen gegenüber beschleunigten Elektronen liegen hauptsächlich in der Durchdringungskraft der Strahlen und in der Dosisleistung der Bestrahlungsanlagen. Theoretisch sind auch Röntgenquellen geeignete Strahlenquellen. Technisch werden Röntgenquellen derzeit jedoch nicht eingesetzt.
Elektronenbeschleuniger arbeiten mit hohen Dosisleistungen. Die beschleunigten Elektronen haben jedoch eine geringe Durchdringungskraft, d.h. sie dringen nicht sehr tief in das Bestrahlungsgut ein. Als geeignete Produkte kommen daher nur flache Bestrahlungsgüter in Frage. Aufgrund der hohen Dosisleistung der Elektronenbeschleuniger kann die zur Sterilisation benötigte Bestrahlungsdosis innerhalb von Sekunden oder Minuten auf das Bestrahlungsgut aufgebracht werden. Für die Sterilisation werden Elektronenbeschleuniger mit Energien bis maximal 10 MeV eingesetzt. γ-Anlagen arbeiten dagegen mit einer geringen Dosisleistung. Die Sterilisation dauert hier mehrere Stunden. Die Durchdringungskraft ist jedoch so hoch, daß die transportfertigen, kompletten Paletten mit Produkten bestrahlt werden können. Als Quelle für γ-Strahlen wird in Europa ausschließlich das radioaktive Isotop Cobalt-60 (60Co) verwendet. 60Co emittiert beim radioaktiven Zerfall zwei γ-Quanten mit einer Energie von 1.17 bzw. 1.33 MeV.
Der Vorteil der Strahlenbehandlung bei der Sterilisation gegenüber anderen Methoden liegt darin, daß die Produkte vollständig versiegelt in ihren Verpackungen behandelt werden können. Das Risiko einer Rekontamination des Bestrahlungsgutes wird dadurch verringert.
Neben den erwünschten Effekten wie Sterilisation oder Quervernetzung tritt bei der Behandlung von Kunststoffen mit ionisierenden Strahlen jedoch auch ein unerwünschter Störgeruch auf. Bei Verpackungen für Lebensmittel kann dieser Störgeruch das Füllgut sensorisch beeinträchtigen, so daß die Verpackung im Extremfall nicht mehr dem Lebensmittel- und Bedarfsgegenständegesetz entspricht. Aber auch bei Medikaiprodukten und deren Verpackungen kann der Störgeruch negativen Einfluß auf die Produktqualität haben.
Strahleninduzierte Veränderungen im Kunststoff sind beispielsweise die oxidative Spaltung des Polymers und die Bildung niedermolekularer Verbindungen wie beispielsweise Peroxide, Hydroxyl- oder Carbonyl-Verbindungen. Ebenso wie das Polymer können auch Kunststoffadditive abgebaut werden. Der
Umfang der strahleninduzierten Veränderungen ist insgesamt sehr stark abhängig von der chemischen Struktur des Polymers (Polymertyp) und der Anwesenheit von Kunststoffadditiven. Zusätzlich spielen die zur Sterilisation benötigte Strahlendosis, die Dosisleistung sowie die Bestrahlungsatmosphäre eine Rolle. Die Verringerung des Störgeruchs bei der Behandlung von Kunststoffen mit ionisierenden Strahlen vermeidet oder reduziert negative Einflüsse auf die sensorischen Eigenschaften der Kunststoffe oder damit in Berührung kommender Füllgüter, beispielsweise Lebensmittel und Medizinprodukte.
Für die Anwender von γ-Strahlung ist es daher von großem Nutzen, wenn es einfache und ökonomische Lösungen gibt, die den Störgeruch des Strahlungsguts vermindern und die Produktqualität erhalten.
Vor kurzem ist es gelungen, den Störgeruch einer Polyethylenprobe dadurch zu vermindern, daß sie unter Inertgas (C02 oder N2) bestrahlt wurde (F. Welle, R. Franz, Verpackungsrundschau 7/98, Seite 40 ff.).
Allerdings ist eine derartige Lösung nicht überall dort zu realisieren, wo Verpackungen bestrahlt werden müssen. Das Bestrahlen unter Inertgas weist den Nachteil auf, daß die Begasung bereits während des Verpackens erfolgen muß, um das Gas in das Innere der Verpackung gelangen zu lassen. So ist das Verpacken von Produkten unter Inertgas sehr kostenintensiv. Insbesondere dann, wenn vorwiegend kleinere Chargen zu verpacken sind, erhöht eine derartige Vorgehensweise die Kosten des einzelnen Verpackungsvorgangs zu stark. Um die oxidative
Spaltung von Polymeren oder dgl . während der Strahlung auch an der Außenseite der Verpackung zu vermeiden, ist es darüber hinaus wünschenswert, die Bestrahlung als solche unter einem zweiten Begasungsvorgang mit Inertgas vorzunehmen. Denn der wahrgenommene Störgeruch basiert, wie bereits oben erwähnt, auf der Bildung von beispielsweise durch oxidative Spaltung von Polymeren erzeugte organische flüchtige Verbindungen, deren Bildung auch äußerlich die sensorischen Eigenschaften des Produktes verändern.
In der US-Patentschrift 5,392,590 wird vorgeschlagen, einen zu sterilisierenden Gegenstand auf Polyolefinbasis sauerstoffdicht zu verpacken und der Verpackung einen Sauerstoff-Fänger Ξ ^ < er μ- Φ φ Φ h 3 H 3J
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derselben Firma, oder 2, 6-Diphenyl-p-phenylenoxid (z.B. TenaxTA oder TenaxGR der Firma Scientific Instrument Services, NY/USA) . Auch XAD-Harze der Firma SKC Inc., PA/USA, können verwendet werden, bei denen es sich um nicht-ionische, hydrophobe aromatische Harze handelt, die für hydrophobe und polare Wechselwirkungen mit ionischen Spezies bekannt sind. Auch diese enthalten ein mit Divinylbenzol vernetztes, modifiziertes Styrol-Copolymer.
(2) Anorganische Substanzen, die für die gleichen Zwecke eingesetzt werden können, wie die unter (1) genannten, wie Silicagele, Kieselalgen, Diatomeen-Erde, oberflächenmodifiziertes SiOx, Silikate, Tonmineralien, Bleicherde, Al203 oder Aktivkohle. Ein Beispiel hierfür ist Chromosorb P, G oder W der Firma Chrompack.
(3) Cyclodextrine.
Selbstverständlich ist die Erfindung jedoch nicht auf diese genannten Substanzen beschränkt. Auch eine Kombination geeigneter Substanzen ist möglich.
Um den Störgeruch in der Atmosphäre innerhalb der Verpackung wirksam zu reduzieren und damit eine Einwirkung der Abbauprodukte auf die verpackten Produkte zu vermeiden, sind mehrere Möglichkeiten gegeben. Beispielsweise kann eine geeignete Portion (beispielsweise 0,5, 1, 2 oder 5 g) eines geruchsabsorbierenden Materials in Granulat- oder Pulverform innerhalb der Verpackung deponiert werden. In geeigneter Weise befindet sich das Material dabei in einem Kissen oder Säckchen oder dgl. aus einem gut gasdurchlässigen Material, beispielsweise aus einem gewebten Textilmaterial oder perforiertem oder grobporigem Papier. In seiner Umhüllung kann dieses Material neben das zu verpackende Produkt, bei dem es sich beispielsweise um ein Medizinprodukt handeln kann, gelegt werden. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das geruchsabsorbierende Material auf den zu verpackenden Gegenstand selbst aufgebracht werden, z.B. durch Bestreuen oder durch Aufsprühen einer Suspension bzw. Aufschlämmung dieses Materials in einem geeigneten Suspensionsmittel wie Wasser.
In einer weiteren Variante wird das Verpackungsmaterial selbst, bei dem es sich z. B. um eine Kunststoffolie handeln kann, auf der dem Inneren zugewandten Seite mit dem geruchsabsorbierenden Material belegt. Dies kann beispielsweise durch Beschichten mit einer oben beschriebenen Suspension oder Aufschlämmung oder aber durch Bestreuen mit der geruchsabsorbierenden Substanz in Form eines Pulvers erfolgen. Letzteres kann in geeigneter Weise zum Haften an dem Kunststoff gebracht werden, z.B. durch elektrostatische Kräfte oder durch Einarbeiten des Pulvers in die Verpackungsoberfläche unter Ausüben eines leichten Druckes. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das geruchsabsorbierende Material direkt in das Folienmaterial eingearbeitet.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird neben der Innenseite auch die Außenseite der Verpackung mit der geruchsabsorbierenden Substanz belegt. Dies hat, wie die Variante, bei der das Material in die Folie eingearbeitet ist, den Vorteil, daß die den Störgeruch hervorrufenden Substanzen nicht oder nur . zu einem geringen Teil in die Atmosphäre gelangen können.

Claims

Ansprüche :
1. Verfahren zur Verminderung von für den Menschen wahrnehmbarem Störgeruch bei der Behandlung von Kunststoffen mit ionisierenden Strahlen, wobei auf den Zusatz von Material verzichtet wird, welches der den Kunststoff umgebenden und/oder von ihm eingeschlossenen Atmosphäre Sauerstoff entzieht, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kunststoff umgebende und/oder von ihm eingeschlossene Atmosphäre in nahem Kontakt mit geruchsabsorbierendem Material steht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Kunststoff um Verpackungsmaterial eines Produktes oder um ein Produkt handelt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Verpackungsmaterial um eine Kunststoffolie oder ein Folienverbund handelt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das geruchsabsorbierende Material innerhalb der in der Verpackung eingeschlossenen Atmosphäre vorhanden ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich das geruchsabsorbierende Material zumindest auf der Oberfläche des zu verpackenden Gutes und/oder der Innenseite des Verpackungsmaterials und/oder innerhalb der Verpackung in einer gasdurchlässigen Umhüllung befindet.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich das geruchsabsorbierende Material auf der Innen- und Außenseite einer als Verpackungsmaterial dienenden Kunststoffolie befindet.
7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das geruchsabsorbierende Material in den Kunststoff eingearbeitet ist.
8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das geruchsabsorbierende Material ausgewählt ist unter organischen oder vorwiegend organischen Polymeren und anorganischen oder vorwiegend anorganischen Substanzen, die sich als Molekularsiebe, Ionenaustauscher und/oder Chromatographie-Materialien eignen, Aktivkohle, Silikaten wie vorzugsweise Tonmineralien, Bleicherde oder Cyclodextrinen oder Mischungen hiervon, oder daß das geruchsabsorbierende Material solche Substanzen enthält.
EP00960397A 1999-08-05 2000-08-04 Verfahren zur verminderung von wahrnehmbarem störgeruch bei der behandlung von kunststoffen mit ionisierenden strahlen Withdrawn EP1206390A1 (de)

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