EP4351983A2 - Stable biodegradable container, and method for manufacturing same - Google Patents

Stable biodegradable container, and method for manufacturing same

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Publication number
EP4351983A2
EP4351983A2 EP22733358.0A EP22733358A EP4351983A2 EP 4351983 A2 EP4351983 A2 EP 4351983A2 EP 22733358 A EP22733358 A EP 22733358A EP 4351983 A2 EP4351983 A2 EP 4351983A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
container
impregnation
coating
opening
fibrous material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22733358.0A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Tahsin Dag
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Papacks Sales GmbH
Original Assignee
Papacks Sales GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Papacks Sales GmbH filed Critical Papacks Sales GmbH
Publication of EP4351983A2 publication Critical patent/EP4351983A2/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B65D85/00Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials
    • B65D85/70Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials for materials not otherwise provided for
    • B65D85/804Disposable containers or packages with contents which are mixed, infused or dissolved in situ, i.e. without having been previously removed from the package
    • B65D85/8043Packages adapted to allow liquid to pass through the contents
    • 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
    • B65D65/00Wrappers or flexible covers; Packaging materials of special type or form
    • B65D65/38Packaging materials of special type or form
    • B65D65/42Applications of coated or impregnated materials
    • 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
    • B65D65/00Wrappers or flexible covers; Packaging materials of special type or form
    • B65D65/38Packaging materials of special type or form
    • B65D65/46Applications of disintegrable, dissolvable or edible materials
    • B65D65/466Bio- or photodegradable packaging materials
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02W90/10Bio-packaging, e.g. packing containers made from renewable resources or bio-plastics

Definitions

  • the invention relates to a container with a container made of fibrous material, having at least one opening and a bottom, and a cover for the opening, the container having a biodegradable coating.
  • the invention also relates to a method for manufacturing the container.
  • a method for producing coated substrates is known from WO 2020/216719 A1, in which a flowable, biodegradable first coating that increases gas tightness is applied to a cellulose-containing substrate and this is solidified to form a coating.
  • a second watertight coating made of animal and/or vegetable waxes and/or lipids is applied to the first coating.
  • WO 2006/0591 12 A2 discloses a method for producing a biodegradable composite material from plant material.
  • the plant material may be in the form of a pulp and used to make a container.
  • the container By immersing such a composite container in hot wax, the container can be coated with biodegradable wax.
  • WO 2006/059112 A2 also discloses that the coated substrate can be hot pressed.
  • GB 2567418 a biodegradable and compostable coffee capsule made of fiber is known, which is provided on the inside and / or the outside with a biodegradable plastic layer.
  • the Coating can be thicker, particularly in the area of a flange/ring at the top of the capsule where it can cause mechanical reinforcement.
  • a biodegradable portion pack (e.g. a coffee capsule) is also known from EP 2 218 653 A1, which is formed, for example, from a gas-impermeable material.
  • the sachet can be fully or partially surface treated and/or coated. It can also have a local reinforcement made of a fiber layer.
  • a closure membrane is provided for closing the portion pack, which membrane is connected to the portion pack in an airtight manner, in particular by means of diligent sealing.
  • the containers known from the prior art are either not made up exclusively of biodegradable components, or they have comparatively low mechanical stability.
  • the object of the invention is therefore to provide a container that is made exclusively from biodegradable components, that is highly gas-tight and highly mechanically stable, and whose opening position is particularly flexible and inexpensive.
  • the container comprises a fibrous container having at least one opening and a bottom and a cover for the opening, the container having a biodegradable coating.
  • the pulp container is made from an aqueous pulp containing cellulosic fibers.
  • the cellulose fibers are brought into a shape by a simple scooping process using a suction mold.
  • the water is sucked off through pores in the suction mold and the cellulose fibers deposit on the porous surface of the suction mold.
  • the shaped body formed by the suction mold is transferred to a transfer mold so that it is shaped from both sides. Additional thermal processing methods and pressing methods can be used, which increase the surface quality of the shaped body.
  • the shaped bodies made of fibrous material are solid and dimensionally stable.
  • the pulp container thus produced has an opening, a bottom opposite the opening, and a peripheral wall surrounding the opening and the bottom.
  • the opening and the bottom can be round, oval or polygonal.
  • a cover is attached or attachable to the opening of the container, by means of which the opening of the container is closed or can be closed.
  • the cover interacts with the container in such a way that the interior of the container is closed or can be closed with respect to the environment.
  • the cover is also biodegradable.
  • Pulp without a coating has some gas and water permeability.
  • the fibrous container described herein has a biodegradable coating which increases its gas and water tightness, particularly when the cover cooperates with the container. The strength of the container can also be increased by the coating.
  • the coating of fibrous material is basically known from the prior art. Coatings can be sprayed on, for example. Alternatively or additionally, a coating can be carried out by immersing a fibrous material in a coating bath and then drying it.
  • the applicant's publication WO 2020/216719 A1 discloses a biodegradable barrier layer for a cellulose substrate which is well suited for coating the fibrous material containers described here.
  • the container has a biodegradable, hardened impregnation that at least locally reinforces the structure of the container.
  • a biodegradable agent which interacts with the fibrous material of the container in such a way that it at least locally strengthens the container structurally and gives it greater strength when it has hardened.
  • the impregnation can be resistant to moisture.
  • impregnation refers to the impregnation of a porous material with an agent.
  • the selected agent thus penetrates into the pores and increases the strength of the porous material through hardening.
  • the impregnation chosen can be a moisture repellant, also referred to as a hydrophobic agent.
  • a moisture repellant also referred to as a hydrophobic agent.
  • Fibrous bodies made of fibrous material such as the fibrous material container described here, regularly contain pores into which moisture, water or other liquids can penetrate.
  • Such porous fibrous material containers which are usually made of cellulose-containing fibrous material, usually have limited strength, especially if they are soaked.
  • the pores can be sealed with the hardening impregnation, at least in selected areas.
  • the impregnation can penetrate, for example, into the pores of the fibrous material container and fill them out. Since the impregnation itself, as mentioned above, preferably does not absorb any moisture, the impregnated fibrous material not only becomes firmer but also absorbs little or no moisture with the filled pores.
  • the impregnation described here can have at least two aggregate states. It is liquid during application and has hardened in the intended condition as an impregnation.
  • it can be thermoplastic for this purpose.
  • the impregnation is flowable in a heated state and solidifies when cooled. Such a change in the state of aggregation is reversible in ther moplastic materials.
  • the impregnation is flowable only during the impregnation and hardens irreversibly in the intended state as an impregnation in the type of duromers or elastomers.
  • the impregnation In the hardened state, the impregnation has a higher strength than the fibrous material from which the container is formed.
  • the strength of the impregnation can also be higher than the strength of the sealing coating of the fibrous material.
  • the container After impregnation, the container can thus absorb higher mechanical stresses than the container with a coating without impregnation. Since the impregnation is biolo cally degradable, the entire container consists exclusively of biodegradable materials. Biodegradable means that the materials can be decomposed under certain anaerobic or aerobic conditions.
  • the impregnation can be compostable.
  • Compostable means that the impregnation is made of organic material, which is broken down by soil organisms under the influence of atmospheric oxygen, i.e. under aerobic conditions.
  • the container and in particular the impregnation can be compostable without industrially defined conditions. This means that composting is also possible without an industrial composting plant. Even if the container is not disposed of with the sorted compost waste but is released into the environment, it can decompose within a few months.
  • the vast majority of compostable, mechanically reinforced containers can usually only be composted under industrially defined conditions or over long periods of several years. The ecological footprint of the container described here is therefore significantly reduced compared to containers made of many other materials with similar mechanical stability.
  • the impregnation can be applied in the area of the opening and/or in the area of the bottom. These areas are often exposed to particularly high mechanical stresses, so mechanical reinforcement of the container material in these areas is particularly useful.
  • the impregnation can be applied to a surface (the inside) of the container facing towards the interior of the container. Additionally or alternatively, the impregnation can be applied to the outwardly facing surface (the outside) of the container or completely saturate the container wall. As mentioned above, it may be sufficient to apply the impregnation only locally.
  • the impregnation can form a primer for the coating of the container age. If the impregnation is only applied to one side of the container (i.e. either on the inside or on the outside), the coating can alternatively or additionally be applied to that side of the container. ters be applied to which the impregnation is not applied.
  • the coating can be partly applied on the impregnation and partly directly on the fibrous material.
  • the coating may contain at least one of the following components:
  • the coating increases the gas-tightness of the container and can also increase its strength.
  • cellulose nanofibrils or microfibrils can be dissolved in water and can be sprayed onto the container.
  • Nanocellulose has cellulose microfibrils with a median diameter in a range of 30 to 100 nm and/or cellulose nanofibrils with a median diameter in a range of 5 to 20 nm.
  • Industrially sold cellulose fibrils are often a mixture of microfibrils and nanofibrils. In practice, a mixture of 2% by weight of nanocellulose in 98% by weight of water has proven itself for the primer. Choosing a higher cellulose content can reduce or avoid deformation of the container due to moisture and the drying time of the primer can be shortened. In practice, a cellulose content of the priming solution of 2 to 10% by weight is suitable.
  • casein powder can be mixed with water and denatured with calcium hydroxide.
  • the casein increases the tightness and the mechanical nical strength of the container.
  • Casein denatured with calcium hydroxide also becomes water repellent to some extent. It is also possible to denature the casein with baking soda, but it does not make it water-repellent.
  • casein powder was swollen with 100 ml of water for about 8 to 10 hours, 30 g of calcium hydroxide was added and stirred. After another addition of 50 ml of water, the solution was sieved and used for coating.
  • This coating can be applied after coating with cellulosic fibers or as an alternative to coating with cellulosic fibers.
  • the coating can also contain both cellulosic fibers and casein.
  • Whey is also suitable as a component of the coating.
  • Whey can be denatured by heat (90°-100°C).
  • Whey as a component of the coating also increases the strength of the coated container.
  • the whey coating itself is not water-repellent, but can be made waterproof with a second coating.
  • gel-forming components such as agar agar (gelatine from algae) or psyllium husks (seed husks of the plantain species Plantago indica, Plantago afra) are suitable for addition to the coating.
  • agar agar powder is mixed with water and denatured for 1 minute at 100°C. As it cools, it hardens and gels. The gel can be applied to the container and forms a thin layer that seals the unclosed pores of the fiber, increasing strength and repelling water.
  • a similar effect is achieved if ground psyllium husks are soaked in water and applied to the container after they have swelled for around 20 minutes.
  • the components of the coating can be dissolved in water and applied as a mixture at the same time.
  • the impregnation can be formed from carnauba wax.
  • Carnauba wax is a very hard, tropical wax with a high melting point (approx. 85-89°C). It has hardly any smell or taste of its own and is waterproof. It is very brittle when dry and hardens within seconds. Due to its hardness, it is also very stable against abrasion. It is approved for food packaging and has long been used as a coating to increase the shelf life of e.g. B. mangoes, sweets, etc. used.
  • the impregnation can contain beeswax or other natural waxes.
  • Combinations of biologically degradable and, if possible, also compostable waxes can be used for the impregnation, which impart the desired strength to the molded fiber and are particularly suitable for use with the packaged food.
  • shellac and sugar cane wax for example, are also suitable for use in the agent with which the molded fiber body of the container is impregnated.
  • Beeswax is a wax produced in Europe, among other places, that is less hard than carnauba wax. In a mixture with carnauba wax, beeswax helps reduce brittleness. It also has hardly any smell or taste of its own and is approved for use in connection with food. Its melting point is around 65°C.
  • the container can also have a flange and this flange can be provided with the impregnation.
  • the flange is formed integrally with the container from coated fibrous material.
  • the flange at the upper end of the peripheral wall in the region of the opening protrude radially outwards.
  • This design of the container is particularly well suited, for example, as a portion pack for powdered beverages, in particular as a coffee capsule.
  • Such ampli effect is particularly advantageous for coffee capsules with a container made of fibrous material, since a gripping mechanism of coffee machines for coffee capsules engages the flange to move the coffee capsule from a first position to a second position.
  • the impregnation of the flange gives the fiber coffee capsules the necessary strength and resistance to moisture.
  • a coffee portion pack in the form of a capsule consisting of the container described here has a high degree of tightness, which is much higher than with conventional coffee pods made of uncoated cellulose fibers, and better environmental compatibility than conventional coffee capsules made of aluminum. As a result, you can keep the coffee for a long time without producing a lot of waste.
  • the coffee capsule described here consists solely of natural raw materials and can be easily biodegraded and/or composted.
  • the container described here can also be provided for other purposes. It can be used as a transport container, in particular a one-way transport container, for any foodstuffs in solid or liquid form and as bulk goods.
  • the container may be in the form of a bottle.
  • the impregnation allows structural reinforcement of the upper portion which has the contour of an external thread.
  • a screw cap can be screwed onto this external thread.
  • the impregnation can structurally strengthen the bottom of the bottle.
  • the container can be a yoghurt cup closed with sealing foil.
  • the container can also be used as packaging for products other than food, especially when these Products are to be protected against drying out or against gas exchange with the environment.
  • the cover of the container can be in the form of a sealing foil.
  • Sealing films can consist of densely coated fibrous material. They are thin, flexible and gas-tight at the same time.
  • the coating of the sealing film can in particular be identical to the coating of the container. However, it can also have a different composition. If the coating of the cover is identical to the coating of the container and/or these two coatings can be dissolved by the same solvent, the container and the cover can be connected to one another particularly simply and securely by means of a material connection. For example, the coated and not yet completely dried cover can be placed against the opening of the container in such a way that the opening is completely covered.
  • the container and cover can then be pressed together, whereby the coating of the container is dissolved and later dries in connection with the coating of the cover.
  • the container has a minimal use of materials and only a few different materials, which is advantageous for biodegradability and/or compostability.
  • the invention also relates to a method for producing a container with a container made of fibrous material and having at least one opening and a bottom; a cover for the opening; a biodegradable coating; and a biodegradable, hardened impregnation at least locally reinforcing the container.
  • the procedure comprises the procedural steps:
  • the container is made by first forming a pulp with fibrous material.
  • the fibrous material can be scooped out of the pulp and/or sucked in through a suction mold and compacted, for example by pressing with a counter-mold, into a shaped body made of fibrous material.
  • the shaped body can be dewatered, for example by renewed pressing, and dried, for example, by heating in an oven, before the fibrous material container produced in this way is at least locally provided with a liquid impregnation.
  • a liquid impregnation For example, only the bottom and/or only the area with the opening is impregnated.
  • the impregnation can then harden so that it becomes solid and the strength and possibly the moisture resistance of the impregnated fibrous material container area is increased. Curing can take place, for example, in an oven at elevated temperature.
  • the impregnated container can be coated, which increases its tightness against the passage of gases or liquids.
  • the sealing coating is applied in particular to the inside of the container in order to securely and tightly accommodate the food contained therein.
  • the cover After filling, the cover can be attached to the cast fiber container, so that the opening of the container is closed and a closed, gas-tight, at least locally reinforced and locally water-repellent container is formed.
  • the container can be hot-pressed at least after the impregnation has been applied, whereby the impregnation penetrates the pulp better.
  • the hot pressing can take place after the dewatering and drying of the fibrous shaped body. In this case, residual moisture can also be removed from the fibrous material.
  • the container can be hot pressed.
  • the impregnation can be applied by immersing the container in a warm bath. Dipping in a warm bath is a particularly easy, quick and cost-effective way to apply the impregnation.
  • the coating can be applied locally and in particular in the area of the bottom and/or in the area of the opening of the container (possibly with the flange, if this is provided). The applied impregnation can then harden.
  • the impregnation can also be sprayed on and, if necessary, then hot-pressed. Finally, it is possible to place the wax in the areas of a hot stamping mold where the impregnation is to be made. In this case, the hot press mold must be heated to a temperature above the melting temperature of the impregnation.
  • the coating can be applied by spraying onto the container.
  • Spraying on the coating described above is a particularly simple, quick and cost-effective option. speed to apply the coating to the fibrous body. Furthermore, spraying allows a particularly homogeneous and/or thin coating to be formed.
  • FIG. 1 shows the container according to the invention in an embodiment as a coffee capsule in a vertical sectional view
  • FIG. 2 shows the container according to the invention from FIG. 1 without a cover in a view obliquely from above;
  • FIG. 3 shows the container according to the invention from FIG. 1 in a view obliquely from below;
  • FIG. 4 shows a method of opening the container according to the invention.
  • Figures 1 to 3 show a container 1, which is designed as a coffee capsule.
  • the container 1 has a container 2 and is essentially rotationally symmetrical. It has a base 3 and a peripheral wall 4 surrounding the base 3 .
  • In the base 3 there is a central and rotationally symmetrical depression 5 with a perforation area 6 which is likewise arranged in a rotationally symmetrical and centrally manner.
  • the perforation area is pierced by at least one needle to allow liquid fed into the container 1 under pressure to escape.
  • the recess 5 is oriented in the direction of the interior of the container, ie in the direction of an opening 7 of the container 2 opposite the bottom 3 .
  • Of the Flange 8 points radially outwards from the peripheral wall 4 and is oriented essentially parallel to the bottom 3 .
  • the container 2 with the bottom 3, the peripheral wall 4 and the flange 8 is formed in one piece from fibrous material.
  • a coating (not shown) is applied to the inside 9 of the container 2 pointing into the interior of the container and to the surface of the flange 8 pointing upwards.
  • the coating can be formed from cellulose and casein, for example, and is therefore biodegradable. In addition or as an alternative, it can also contain other biodegradable components, for example whey, agar agar and/or psyllium husks.
  • the coating increases the gas tightness and the mechanical stability of the container 2.
  • the opening 7 can be covered with the cover 10 shown in FIG. 1 at a distance above the container 2 for a better overview and is designed as a sealing foil.
  • the sealing film 10 is flexible and gas-tight at the same time. Intended for it is fixed resting on the flange 8 and thus closes the container interior from the environment.
  • the sealing film 10 has the same coating (not shown) on the surface oriented in the direction of the flange 8 as the container inside 9 and the upward-facing surface of the flange 8.
  • the coatings of the sealing film 10 and the flange 8 are materially connected to each other.
  • the container 1 has an impregnated area 11a, 11b.
  • the impregnated areas 11a, 11b are highlighted by cross-hatching.
  • the surfaces of the impregnated areas 11a, 11b are highlighted with dots.
  • the impregnation consists of the same strength-enhancing material that hardens on cooling. This material can be, for example, carnauba wax or a mixture of carnauba wax and beeswax.
  • the impregnated areas 1 1 a, 11b completely penetrate the fibrous material from which the container 2 is formed.
  • all or almost all pores of the fibrous material in the areas of the bottom 3 and the opening 7 described here are completely or almost completely filled with the impregnation over the entire wall thickness of the container.
  • the immersion not only fills the pores of the fibrous material, but at least also covers the fibers located on the outside of the container with the impregnation.
  • the impregnation also forms a primer for a coating applied thereto.
  • FIG. 4 shows a possible method of opening the container according to the invention with method steps A to F1.
  • a pulp with fibrous material is formed.
  • the fiber material is sucked out of the pulp by a suction mold and then compacted by pressing with a transfer mold into the container 2 made of pulp.
  • the container 2 is passed from the transfer form into a counter-mold in which the container 2 is dewatered by renewed, stronger pressing. It is then transferred to an oven chamber and dried there at an elevated temperature of, for example, 180°C.
  • the dried fibrous material container is hot-pressed in order to increase the dimensional stability and to remove the last moisture.
  • wax is applied locally to the container 2 in order to form the impregnated areas 11a, 11b.
  • the wax can be applied by first immersing the container 2 with the bottom 3 up to a predefined immersion depth in a hot bath made of the wax. The container 2 is then turned over and the area of the opening 7 is immersed in the same warm bath. Of course, a different warm bath, possibly also with a different impregnation, can also be used for the second area of the impregnation. Subsequently (method step E), the impregnated container 2 is hot-pressed again in order to maintain its shape to improve further and to be able to bring the impregnation better into the pores of the fiber.
  • the press mold for hot pressing can also be filled with the agent to be applied. Process step D can then be omitted.
  • the container 2 is transferred in method step F to another furnace.
  • the wax can penetrate deeper into the pores of the fiber material. This treatment can take place at 90°C, for example.
  • a subsequent process step G the coating is applied to the inside 9 of the pulp container 2 and the upward-facing side of the flange 8 by spraying on.
  • the sealing film 10 is coated with the same aqueous coating as the inside of the fiber container and the top of the flange and the sealing film 10 is glued to the upward-facing side of the flange 8 with the coating still wet, so that a cover is formed, which closes the opening of the container gas-tight.
  • the container 1 described here has a biodegradable, hardened impregnation which penetrates the container wall in the region of the bottom 3 and the opening 7 of the container 2 .
  • the container 1 has a flat, biodegradable and gas-tight coating over the entire inside 9 of the container 2 and the side of the cover 10 pointing in the direction of the interior of the container. In the area of the opening 7 of the container 2, the coating is applied to the first applied impregnation. In this area, on the inside 9 of the container 2, there is thus a multi-layer system consisting of the impregnation located directly on the inside 9 and the coating formed thereon.
  • a Process step suction of fibrous material from a pulp by a suction mold and compaction of the fibrous material to the container

Abstract

The invention relates to a container (1) having a vessel (2) which comprises at least one opening (7) and a bottom (3) and is made of fibrous material, and having a cover (10) for the opening (7), wherein the vessel (2) has a biodegradable coating. The invention also relates to a method for producing the container (1). The aim of the invention is to provide a container (1) which is formed exclusively by biodegradable components, has high gas-tightness and high mechanical stability, and the production of which is particularly flexible and economical. The aim is achieved in that the vessel (2) comprises a biodegradable, cured impregnation which has an at least locally structurally reinforcing effect on the vessel (2).

Description

Stabiles biologisch abbaubares Behältnis Stable biodegradable container
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft ein Behältnis mit einem mindestens eine Öffnung und einen Boden aufweisenden Behälter aus Faserstoff und einer Abdeckung für die Öffnung, wobei der Behälter eine biologisch abbaubare Beschichtung aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung des Behältnisses. The invention relates to a container with a container made of fibrous material, having at least one opening and a bottom, and a cover for the opening, the container having a biodegradable coating. The invention also relates to a method for manufacturing the container.
Aus WO 2020/216719 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von beschichte ten Substraten bekannt, bei dem auf ein Cellulose enthaltendes Substrat eine fließfähige, biologisch abbaubare und die Gasdichtigkeit erhöhende erste Beschichtung aufgebracht wird und diese zu einer Beschichtung verfestigt wird. Um eine vornehmlich aus natürlichen Rohstoffen bestehen de Verpackung mit guter Gas- und Wasserdichtigkeit zu erzielen, wird auf die erste Beschichtung eine zweite wasserdichte Beschichtung aus tieri schen und/oder pflanzlichen Wachsen und/oder Lipiden aufgebracht. A method for producing coated substrates is known from WO 2020/216719 A1, in which a flowable, biodegradable first coating that increases gas tightness is applied to a cellulose-containing substrate and this is solidified to form a coating. In order to achieve packaging that is primarily made of natural raw materials and has good gas and water tightness, a second watertight coating made of animal and/or vegetable waxes and/or lipids is applied to the first coating.
Die WO 2006/0591 12 A2 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines biologisch abbaubaren Verbundstoffs aus Pflanzenmaterial. Das Pflanzen material kann als eine Pulpe vorliegen und zur Herstellung eines Behälters dienen. Durch Eintauchen eines derartigen Behälters aus Verbundstoff in heißes Wachs kann der Behälter mit biologisch abbaubarem Wachs be schichtet werden. Die WO 2006/0591 12 A2 offenbart auch, dass das beschichtete Substrat heißgepresst werden kann. WO 2006/0591 12 A2 discloses a method for producing a biodegradable composite material from plant material. The plant material may be in the form of a pulp and used to make a container. By immersing such a composite container in hot wax, the container can be coated with biodegradable wax. WO 2006/059112 A2 also discloses that the coated substrate can be hot pressed.
Aus GB 2567418 ist eine biologisch abbaubare und kompostierbare Kaffee kapsel aus Faserstoff bekannt, die auf der Innenseite und/oder der Außen seite mit einer biologisch abbaubaren Plastikschicht versehen ist. Die Beschichtung kann insbesondere im Bereich eines Flansches/Ringes am oberen Ende der Kapsel dicker sein, wo sie eine mechanische Verstärkung verursachen kann. GB 2567418 a biodegradable and compostable coffee capsule made of fiber is known, which is provided on the inside and / or the outside with a biodegradable plastic layer. the Coating can be thicker, particularly in the area of a flange/ring at the top of the capsule where it can cause mechanical reinforcement.
Auch aus EP 2 218 653 A1 ist eine biologisch abbaubare Portionspackung (z.B. eine Kaffeekapsel) bekannt, welche beispielsweise aus einem gasun durchlässigen Material gebildet ist. Die Portionspackung kann vollständig oder teilweise oberflächenbehandelt und/oder -beschichtet sein. Sie kann ferner eine lokale Verstärkung aus einer Faserschicht aufweisen. Zum Verschließen der Portionspackung ist eine Verschlussmembran vorgese hen, die insbesondere durch Fleißversiegeln luftdicht mit der Portionspa ckung verbunden wird. A biodegradable portion pack (e.g. a coffee capsule) is also known from EP 2 218 653 A1, which is formed, for example, from a gas-impermeable material. The sachet can be fully or partially surface treated and/or coated. It can also have a local reinforcement made of a fiber layer. A closure membrane is provided for closing the portion pack, which membrane is connected to the portion pack in an airtight manner, in particular by means of diligent sealing.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Behältnisse sind entweder nicht ausschließlich aus biologisch abbaubaren Bestandteilen gebildet, oder sie weisen eine vergleichsweise geringe mechanische Stabilität auf. The containers known from the prior art are either not made up exclusively of biodegradable components, or they have comparatively low mechanical stability.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Behältnis bereitzustellen, das ausschließlich aus biologisch abbaubaren Bestandteilen gebildet ist, das eine hohe Gasdichtigkeit und eine hohe mechanische Stabilität aufweist und dessen Fierstellung besonders flexibel und kostengünstig ist. The object of the invention is therefore to provide a container that is made exclusively from biodegradable components, that is highly gas-tight and highly mechanically stable, and whose opening position is particularly flexible and inexpensive.
Die Aufgabe wird durch ein Behältnis und ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. The object is achieved by a container and a method having the features of the independent patent claims.
Das Behältnis weist einen mindestens eine Öffnung und einen Boden aufweisenden Behälter aus Faserstoff und einer Abdeckung für die Öffnung auf, wobei der Behälter eine biologisch abbaubare Beschichtung aufweist. The container comprises a fibrous container having at least one opening and a bottom and a cover for the opening, the container having a biodegradable coating.
Der Behälter aus Faserstoff ist aus einer wässrigen Pulpe mit Cellulosefa sern hergestellt. Die Cellulosefasern werden durch ein einfaches Schöpfver fahren mittels einer Saugform in eine Form gebracht. Dabei wird das Wasser durch Poren in der Saugform abgesaugt und die Cellulosefasern lagern sich auf der mit den Poren versehenen Oberfläche der Saugform ab. Beim Transferverfahren wird der durch die Saugform gebildete Formkörper einer Transferform übergeben, so dass er von beiden Seiten geformt wird. Es können zusätzliche thermische Bearbeitungsverfahren und Pressverfah ren zum Einsatz kommen, welche die Oberflächenqualität des Formkörpers erhöhen. Die so gebildeten Formkörper aus Faserstoff sind fest und form stabil. The pulp container is made from an aqueous pulp containing cellulosic fibers. The cellulose fibers are brought into a shape by a simple scooping process using a suction mold. The water is sucked off through pores in the suction mold and the cellulose fibers deposit on the porous surface of the suction mold. In the transfer process, the shaped body formed by the suction mold is transferred to a transfer mold so that it is shaped from both sides. Additional thermal processing methods and pressing methods can be used, which increase the surface quality of the shaped body. The shaped bodies made of fibrous material are solid and dimensionally stable.
Der auf diese Weise hergestellte Behälter aus Faserstoff weist eine Öff nung, einen der Öffnung gegenüberliegenden Boden, und eine die Öffnung und den Boden umfassende Umfangswand auf. Die Öffnung und der Boden können beispielsweise rund, oval oder polygonal sein. An der Öffnung des Behälters ist eine Abdeckung angebracht oder anbringbar, durch welche die Öffnung des Behälters verschlossen bzw. verschließbar ist. Die Abdeckung wirkt derart mit dem Behälter zusammen, dass der Innenraum des Behälters gegenüber der Umgebung geschlossen bzw. schließbar ist. Die Abdeckung ist ebenfalls biologisch abbaubar. The pulp container thus produced has an opening, a bottom opposite the opening, and a peripheral wall surrounding the opening and the bottom. For example, the opening and the bottom can be round, oval or polygonal. A cover is attached or attachable to the opening of the container, by means of which the opening of the container is closed or can be closed. The cover interacts with the container in such a way that the interior of the container is closed or can be closed with respect to the environment. The cover is also biodegradable.
Faserstoff ohne eine Beschichtung weist eine gewisse Gas- und Wasser durchlässigkeit auf. Der hier beschriebene Behälter aus Faserstoff weist eine biologisch abbaubare Beschichtung auf, welche seine Gas- und Wasserdichtigkeit erhöht, insbesondere wenn die Abdeckung mit dem Behälter zusammenwirkt. Durch die Beschichtung kann außerdem die Festigkeit des Behälters erhöht werden. Das Beschichten von Faserstoff ist grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. Beschichtungen können beispielsweise aufgesprüht werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine Beschichtung durch Eintauchen eines Faserstoffs in ein Beschichtungsbad und anschließendes trocknen erfolgen. Zum Beispiel offenbart die Druck schrift WO 2020/216719 A1 der Anmelderin eine biologisch abbaubare Barriereschicht für ein Cellulosesubstrat, die sich zur Beschichtung der hier beschriebenen Faserstoffbehälter gut eignet. Zur Lösung der obigen Aufgabe weist der Behälter eine den Behälter zumindest lokal strukturell verstärkende biologisch abbaubare, ausgehärte te Imprägnierung auf. Pulp without a coating has some gas and water permeability. The fibrous container described herein has a biodegradable coating which increases its gas and water tightness, particularly when the cover cooperates with the container. The strength of the container can also be increased by the coating. The coating of fibrous material is basically known from the prior art. Coatings can be sprayed on, for example. Alternatively or additionally, a coating can be carried out by immersing a fibrous material in a coating bath and then drying it. For example, the applicant's publication WO 2020/216719 A1 discloses a biodegradable barrier layer for a cellulose substrate which is well suited for coating the fibrous material containers described here. To solve the above problem, the container has a biodegradable, hardened impregnation that at least locally reinforces the structure of the container.
Mit anderen Worten wird ein biologisch abbaubares Mittel vorgeschlagen, das derart mit dem Faserstoff des Behälters zusammenwirkt, dass es den Behälter zumindest lokal strukturell verstärkt und ihm eine größere Festig keit verleiht, wenn es ausgehärtet ist. Zusätzlich kann die Imprägnierung beständig gegen Feuchtigkeit sein. In other words, a biodegradable agent is proposed which interacts with the fibrous material of the container in such a way that it at least locally strengthens the container structurally and gives it greater strength when it has hardened. In addition, the impregnation can be resistant to moisture.
Allgemein bezeichnet der Begriff Imprägnieren das Durchtränken eines porösen Materials mit einem Mittel. Das gewählte Mittel dringt also in die Poren ein und steigert durch Aushärten die Festigkeit des porösen Materi als. Die gewählte Imprägnierung kann ein Feuchtigkeit-abweisendes Mittel sein, das auch als hydrophobes Mittel bezeichnet wird. Wenn derartige Mittel mit einem Wassertropfen benetzt werden, ist der sogenannte Benet zungswinkel zwischen der Oberfläche des hydrophoben Mittels und dem Wassertropfen groß. Insbesondere kann keine Feuchtigkeit die Imprägnie rung eindringen. In general, the term impregnation refers to the impregnation of a porous material with an agent. The selected agent thus penetrates into the pores and increases the strength of the porous material through hardening. The impregnation chosen can be a moisture repellant, also referred to as a hydrophobic agent. When such agents are wetted with a drop of water, the so-called wetting angle between the surface of the hydrophobic agent and the drop of water is large. In particular, no moisture can penetrate the impregnation.
Faserkörper aus Faserstoff, wie der hier beschriebene Faserstoffstoffbehäl ter, beinhalten regelmäßig Poren, in die Feuchtigkeit, Wasser oder andere Flüssigkeiten eindringen können. Derartige poröse Faserstoffbehälter, die in der Regel aus Cellolose-haltigem Faserstoff bestehen, haben meist eine begrenzte Festigkeit, insbesondere wenn Sie durchfeuchten. Um die Beständigkeit zu erhöhen, können die Poren zumindest in ausgewählten Bereichen mit der aushärtenden Imprägnierung verschlossen werden. Dafür kann die Imprägnierung beispielsweise in die Poren des Faserstoffbehälters eindringen und diese ausfüllen. Da die Imprägnierung, wie oben erwähnt, vorzugsweise selbst keine Feuchtigkeit aufnimmt, wird der imprägnierte Faserstoff nicht nur fester sondern nimmt auch mit den befüllten Poren keine oder nur wenig Feuchtigkeit auf. Bei dem hier beschriebenen Behälter ist ein vollständiges Durchtränken des Faserstoffs nicht zwingend erforderlich. Es ist ausreichend, wenn zumindest die Poren eines lokal begrenzten Bereichs durch die Imprägnierung befüllt sind und/oder wenn zumindest die Oberflächen-nahen Poren des Faser stoffs durch die Imprägnierung verschlossen sind. Für das Verschließen der Poren müssen die Poren auch nicht vollständig mit der Imprägnierung befüllt sein. Es reicht aus, wenn diese zumindest teilweise befüllt und/oder teilweise verschlossen sind. Fibrous bodies made of fibrous material, such as the fibrous material container described here, regularly contain pores into which moisture, water or other liquids can penetrate. Such porous fibrous material containers, which are usually made of cellulose-containing fibrous material, usually have limited strength, especially if they are soaked. In order to increase durability, the pores can be sealed with the hardening impregnation, at least in selected areas. For this purpose, the impregnation can penetrate, for example, into the pores of the fibrous material container and fill them out. Since the impregnation itself, as mentioned above, preferably does not absorb any moisture, the impregnated fibrous material not only becomes firmer but also absorbs little or no moisture with the filled pores. In the case of the container described here, complete soaking of the fibrous material is not absolutely necessary. It is sufficient if at least the pores of a locally limited area are filled by the impregnation and/or if at least the pores of the fiber material close to the surface are closed by the impregnation. In order to close the pores, the pores do not have to be completely filled with the impregnation. It is sufficient if these are at least partially filled and/or partially closed.
Die hier beschriebene Imprägnierung kann mindestens zwei Aggregatzu stände aufweisen. Während des Auftragens ist sie flüssig und im bestim mungsgemäßen Zustand als Imprägnierung ist sie ausgehärtet. Sie kann hierfür insbesondere thermoplastisch sein. Damit ist gemeint, dass die Imprägnierung in einem erwärmten Zustand fließfähig ist und erstarrt, wenn sie abkühlt. Eine derartige Änderung des Aggregatzustandes ist bei ther moplastischen Materialien reversibel. Alternativ ist es auch möglich, dass die Imprägnierung nur während des Imprägnierens fließfähig ist und im bestimmungsgemäßen Zustand als Imprägnierung in der Art von Duromeren oder Elastomeren irreversibel aushärtet. The impregnation described here can have at least two aggregate states. It is liquid during application and has hardened in the intended condition as an impregnation. In particular, it can be thermoplastic for this purpose. By this is meant that the impregnation is flowable in a heated state and solidifies when cooled. Such a change in the state of aggregation is reversible in ther moplastic materials. Alternatively, it is also possible that the impregnation is flowable only during the impregnation and hardens irreversibly in the intended state as an impregnation in the type of duromers or elastomers.
Im ausgehärteten Zustand weist die Imprägnierung eine höhere Festigkeit auf als der Faserstoff, aus dem der Behälter gebildet ist. Die Festigkeit der Imprägnierung kann auch höher sein als die Festigkeit der abdichtenden Beschichtung des Faserstoffs. Der Behälter kann somit nach der Imprägnie rung höhere mechanische Beanspruchungen aufnehmen als der Behälter mit Beschichtung ohne eine Imprägnierung. Da die Imprägnierung biolo gisch abbaubar ist, besteht das gesamte Behältnis ausschließlich aus biologisch abbaubaren Materialien. Biologisch abbaubar bedeutet, dass die Materialien unter bestimmten anaeroben oder aeroben Bedingungen zer setzt werden können. In the hardened state, the impregnation has a higher strength than the fibrous material from which the container is formed. The strength of the impregnation can also be higher than the strength of the sealing coating of the fibrous material. After impregnation, the container can thus absorb higher mechanical stresses than the container with a coating without impregnation. Since the impregnation is biolo cally degradable, the entire container consists exclusively of biodegradable materials. Biodegradable means that the materials can be decomposed under certain anaerobic or aerobic conditions.
In der Praxis kann die Imprägnierung kompostierbar sein. Kompostierbar bedeutet, dass die Imprägnierung aus organischem Material gebildet ist, das unter Einfluss von Luftsauerstoff, also bei aeroben Bedingungen, von Bodenlebewesen abgebaut wird. Vorzugsweise ist nicht nur die Imprägnie rung kompostierbar, sondern es sind alle Komponenten des Behältnisses kompostierbar. In der Praxis kann das Behältnis und insbesondere die Imprägnierung ohne industriell definierte Bedingungen kompostierbar sein. Dadurch ist eine Kompostierung auch ohne industrielle Kompostieranlage möglich. Selbst wenn das Behältnis nicht mit dem sortierten Kompost-Müll entsorgt wird, sondern in die Umwelt gelangt, kann es innerhalb weniger Monate zersetzt werden. Demgegenüber ist die überwiegende Mehrheit von kompostierbaren, mechanisch verstärkten Behältnissen meist nur bei industriell definierten Bedingungen oder über lange Zeiträume von mehre ren Jahren kompostierbar. Der ökologische Fuß-abdruck des hier beschrie benen Behältnisses ist gegenüber Behältnissen aus vielen anderen Materia lien bei ähnlicher mechanischer Stabilität somit erheblich minimiert. In practice, the impregnation can be compostable. Compostable means that the impregnation is made of organic material, which is broken down by soil organisms under the influence of atmospheric oxygen, i.e. under aerobic conditions. Preferably, not only the impregnation is compostable, but all components of the container are compostable. In practice, the container and in particular the impregnation can be compostable without industrially defined conditions. This means that composting is also possible without an industrial composting plant. Even if the container is not disposed of with the sorted compost waste but is released into the environment, it can decompose within a few months. In contrast, the vast majority of compostable, mechanically reinforced containers can usually only be composted under industrially defined conditions or over long periods of several years. The ecological footprint of the container described here is therefore significantly reduced compared to containers made of many other materials with similar mechanical stability.
In der Praxis kann die Imprägnierung im Bereich der Öffnung und/oder im Bereich des Bodens aufgebracht sein. Diese Bereiche sind häufig beson ders hohen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt, so dass die mechanische Verstärkung des Behältermaterials in diesen Bereichen besonders sinnvoll ist. In practice, the impregnation can be applied in the area of the opening and/or in the area of the bottom. These areas are often exposed to particularly high mechanical stresses, so mechanical reinforcement of the container material in these areas is particularly useful.
In der Praxis kann die Imprägnierung auf eine in die Richtung des Innen raums des Behälters weisende Oberfläche (die Innenseite) des Behälters aufgebracht sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Imprägnierung auf die nach außen weisende Oberfläche (die Außenseite) des Behälters aufge bracht sein oder die Behälterwand vollständig durchtränken. Wie oben erwähnt, kann es ausreichend sein, die Imprägnierung nur lokal aufzutra gen. In practice, the impregnation can be applied to a surface (the inside) of the container facing towards the interior of the container. Additionally or alternatively, the impregnation can be applied to the outwardly facing surface (the outside) of the container or completely saturate the container wall. As mentioned above, it may be sufficient to apply the impregnation only locally.
Die Imprägnierung kann eine Grundierung für die Beschichtung des Behäl ters bilden. Wenn die Imprägnierung nur auf einer Seite des Behälters (also entweder auf der Innenseite oder auf der Außenseite) aufgetragen ist, kann die Beschichtung alternativ oder zusätzlich auf derjenigen Seite des Behäl- ters aufgetragen sein, auf der die Imprägnierung nicht aufgetragen ist. The impregnation can form a primer for the coating of the container age. If the impregnation is only applied to one side of the container (i.e. either on the inside or on the outside), the coating can alternatively or additionally be applied to that side of the container. ters be applied to which the impregnation is not applied.
Wenn der Behälter lokal mit der Imprägnierung versehen ist, kann die Beschichtung teilweise auf der Imprägnierung und teilweise direkt auf dem Faserstoff aufgetragen sein. If the container is locally provided with the impregnation, the coating can be partly applied on the impregnation and partly directly on the fibrous material.
Die Beschichtung kann in der Praxis mindestens einen der folgenden Bestandteile enthalten: In practice, the coating may contain at least one of the following components:
- Cellulosefasern, - cellulose fibers,
- Kasein, - casein,
- Molke, - whey,
- Agar Agar, - Agar Agar,
- Flohsamenschalen. - psyllium husks.
Wie oben erwähnt, erhöht die Beschichtung die Gasdichtigkeit des Behäl ters und kann zusätzlich auch dessen Festigkeit steigern. As mentioned above, the coating increases the gas-tightness of the container and can also increase its strength.
Cellulose-Nanofibrillen oder -Mikrofibrillen können beispielsweise in Wasser gelöst sein und auf den Behälter aufsprühbar sein. Nanocellulose weist Cellulose-Microfibrillen mit einem Durchmesser im Median in einem Bereich von 30 bis 100 nm und/oder Cellulose-Nanofibrillen mit einem Durchmesser im Median in einem Bereich von 5 bis 20 nm auf. Dabei sind industriell vertriebene Cellulose-Fibrillen oft ein Gemisch von Microfibrillen und Nanofibrillen. In der Praxis hat sich eine Mischung von 2 Gew.-% Nanocel lulose in 98 Gew.-% Wasser für die Grundierung bewährt. Wenn ein höherer Celluloseanteil gewählt wird, kann eine Verformung des Behälters durch die Feuchtigkeit reduziert oder vermieden und die Trocknungszeit der Grundie rung verkürzt werden. In der Praxis ist ein Celluloseanteil der Grundierungs lösung von 2 bis 10 Gew.-% geeignet. For example, cellulose nanofibrils or microfibrils can be dissolved in water and can be sprayed onto the container. Nanocellulose has cellulose microfibrils with a median diameter in a range of 30 to 100 nm and/or cellulose nanofibrils with a median diameter in a range of 5 to 20 nm. Industrially sold cellulose fibrils are often a mixture of microfibrils and nanofibrils. In practice, a mixture of 2% by weight of nanocellulose in 98% by weight of water has proven itself for the primer. Choosing a higher cellulose content can reduce or avoid deformation of the container due to moisture and the drying time of the primer can be shortened. In practice, a cellulose content of the priming solution of 2 to 10% by weight is suitable.
Es existieren noch weitere organische Materialien, die in einer Beschich tung die Dichtigkeit eines Behälters gegen Gasdurchtritt steigern. Zum Beispiel kann Kaseinpulver mit Wasser gemischt und mittels Calciumhydro xid denaturiert werden. Das Kasein steigert die Dichtigkeit und die mecha- nische Festigkeit des Behälters. Mit Calciumhydroxid denaturiertes Kasein wird auch in gewissem Maße wasserabweisend. Es ist auch möglich, das Kasein mit Natron zu denaturieren, wobei es aber nicht wasserabweisend wird. There are other organic materials which, in a coating, increase the tightness of a container against the passage of gas. For example, casein powder can be mixed with water and denatured with calcium hydroxide. The casein increases the tightness and the mechanical nical strength of the container. Casein denatured with calcium hydroxide also becomes water repellent to some extent. It is also possible to denature the casein with baking soda, but it does not make it water-repellent.
In der Praxis wurden 30 g Kaseinpulver mit 100 ml Wasser über etwa 8 bis 10 Stunden quellen gelassen, 30 g Calciumhydroxid wurden beigegeben und verrührt. Nach nochmaliger Zugabe von 50 ml Wasser wurde die Lösung gesiebt und zur Beschichtung verwendet. Diese Beschichtung kann nach der Beschichtung mit Cellulosefasern oder alternativ zur Beschichtung mit Cellulosefasern aufgebracht werden. Auch kann die Beschichtung sowohl Cellulosefasern als auch Kasein enthalten. In practice, 30 g of casein powder was swollen with 100 ml of water for about 8 to 10 hours, 30 g of calcium hydroxide was added and stirred. After another addition of 50 ml of water, the solution was sieved and used for coating. This coating can be applied after coating with cellulosic fibers or as an alternative to coating with cellulosic fibers. The coating can also contain both cellulosic fibers and casein.
Auch Molke eignet sich als Bestandteil der Beschichtung. Molke kann durch Hitze (90°-100°C) denaturiert werden. Auch Molke als Bestandteil der Beschichtung steigert die Festigkeit des beschichteten Behälters. Die Molkebeschichtung ist selbst nicht wasserabweisend, kann jedoch mit einer zweiten Beschichtung wasserdicht gemacht werden. Whey is also suitable as a component of the coating. Whey can be denatured by heat (90°-100°C). Whey as a component of the coating also increases the strength of the coated container. The whey coating itself is not water-repellent, but can be made waterproof with a second coating.
Schließlich eignen sich gelbildende Bestandteile wie Agar Agar (Gelatine aus Algen) oder Flohsamenschalen (Samenschalen der Wegericharten Plantago indica, Plantago afra) zur Beimischung zur Beschichtung. Agar Agar-Pulver wird z.B. zu diesem Zweck mit Wasser gemischt und für 1 min. bei 100°C denaturiert. Beim Erkalten härtet es aus und geliert. Das Gel kann auf den Behälter aufgetragen werden und bildet eine dünne Schicht, welche die noch nicht geschlossenen Poren des Faserstoffs verschließt, die Festigkeit steigert und Wasser abweist. Finally, gel-forming components such as agar agar (gelatine from algae) or psyllium husks (seed husks of the plantain species Plantago indica, Plantago afra) are suitable for addition to the coating. For this purpose, agar agar powder is mixed with water and denatured for 1 minute at 100°C. As it cools, it hardens and gels. The gel can be applied to the container and forms a thin layer that seals the unclosed pores of the fiber, increasing strength and repelling water.
Ein ähnlicher Effekt wird erreicht, wenn gemahlene Flohsamenschalen in Wasser eingeweicht und nach ca. 20 min Quellen auf den Behälter aufge tragen werden. Wie erwähnt, können die Bestandteile der Beschichtung gleichzeitig in Wasser gelöst und als Mischung auftragbar sein. Es ist aber auch möglich, die Beschichtung als mehrere Lagen mit verschiedenen Bestandteilen auf den Behälter aufzubringen. Alle vorstehend genannten möglichen Bestand teile der Grundierung sind biologisch abbaubar. A similar effect is achieved if ground psyllium husks are soaked in water and applied to the container after they have swelled for around 20 minutes. As mentioned, the components of the coating can be dissolved in water and applied as a mixture at the same time. However, it is also possible to apply the coating to the container as several layers with different components. All of the above possible components of the primer are biodegradable.
Die Imprägnierung kann in der Praxis aus Carnaubawachs gebildet werden. Carnaubawachs ist ein sehr hartes, tropisches Wachs mit hoher Schmelz temperatur (ca. 85-89°C). Es hat kaum Eigengeruch oder Eigengeschmack und ist wasserdicht. Es ist im trockenen Zustand sehr brüchig, härtet innerhalb von Sekunden aus. Durch seine Härte ist es zudem sehr stabil gegen Abrieb. Es ist für die Verpackung von Lebensmitteln zugelassen und wird seit langem auch als Überzug zur Steigerung der Haltbarkeit von z. B. Mangos, Süßigkeiten etc. eingesetzt. Zusätzlich kann die Imprägnierung Bienenwachs oder andere natürliche Wachse enthalten. Es können Kombi nationen von biologisch abbaubaren und möglichst auch kompostierbaren Wachsen für die Imprägnierung verwendet werden, die dem Faserformkör per die angestrebte Festigkeit verleihen und besonders für die Verwendung mit den verpackten Lebensmitteln geeignet sind. Neben Carnaubawachs und Bienenwachs eignen sich zum Beispiel auch Schelllack und Zucker rohrwachs zur Verwendung in dem Mittel, mit dem der Faserformkörper des Behälters imprägniert wird. In practice, the impregnation can be formed from carnauba wax. Carnauba wax is a very hard, tropical wax with a high melting point (approx. 85-89°C). It has hardly any smell or taste of its own and is waterproof. It is very brittle when dry and hardens within seconds. Due to its hardness, it is also very stable against abrasion. It is approved for food packaging and has long been used as a coating to increase the shelf life of e.g. B. mangoes, sweets, etc. used. In addition, the impregnation can contain beeswax or other natural waxes. Combinations of biologically degradable and, if possible, also compostable waxes can be used for the impregnation, which impart the desired strength to the molded fiber and are particularly suitable for use with the packaged food. In addition to carnauba wax and beeswax, shellac and sugar cane wax, for example, are also suitable for use in the agent with which the molded fiber body of the container is impregnated.
Bienenwachs ist ein u.a. in Europa erzeugtes Wachs, das weniger hart als Carnaubawachs ist. In einer Mischung mit Carnaubawachs trägt Bienen wachs zur Verringerung der Brüchigkeit bei. Es hat ebenfalls kaum Eigen geruch oder Eigengeschmack und ist zur Verwendung in Verbindung mit Lebensmitteln zugelassen. Sein Schmelzpunkt liegt bei ca. 65°C. Beeswax is a wax produced in Europe, among other places, that is less hard than carnauba wax. In a mixture with carnauba wax, beeswax helps reduce brittleness. It also has hardly any smell or taste of its own and is approved for use in connection with food. Its melting point is around 65°C.
In der Praxis kann der Behälter ferner einen Flansch aufweisen und dieser Flansch kann mit der Imprägnierung versehen sein. Der Flansch ist integral mit dem Behälter aus beschichtetem Faserstoff gebildet. Insbesondere kann der Flansch am oberen Ende der Umfangswand im Bereich der Öffnung radial nach außen ragen. Hierdurch steht eine große Fläche zur Verfügung, an welche die Abdeckung angebracht werden kann. Diese Ausbildung des Behältnisses ist besonders gut als beispielsweise Getränkepulver- Portionsverpackung, insbesondere als eine Kaffeekapsel, geeignet. Durch die Imprägnierung des Flansches sind der Flansch und der daran angren zende Bereich des Behälters mechanisch verstärkt. Eine derartige Verstär kung ist bei Kaffeekapseln mit einem Behälter aus Faserstoff besonders vorteilhaft, da ein Greif-Mechanismus von Kaffeemaschinen für Kaffeekap seln an dem Flansch angreift, um die Kaffeekapsel aus einer ersten Positi on in eine zweite Position zu bewegen. Der Imprägnierung des Flansches verleiht den Kaffeekapseln aus Faserstoff die hierfür erforderliche Festigkeit und Beständigkeit gegen Feuchtigkeit. In practice, the container can also have a flange and this flange can be provided with the impregnation. The flange is formed integrally with the container from coated fibrous material. In particular, the flange at the upper end of the peripheral wall in the region of the opening protrude radially outwards. As a result, a large area is available to which the cover can be attached. This design of the container is particularly well suited, for example, as a portion pack for powdered beverages, in particular as a coffee capsule. By impregnating the flange, the flange and the area of the container adjoining it are mechanically reinforced. Such ampli effect is particularly advantageous for coffee capsules with a container made of fibrous material, since a gripping mechanism of coffee machines for coffee capsules engages the flange to move the coffee capsule from a first position to a second position. The impregnation of the flange gives the fiber coffee capsules the necessary strength and resistance to moisture.
Eine Kaffee-Portionsverpackung in Gestalt einer Kapsel bestehend aus dem hier beschriebenen Behältnis hat eine hohe Dichtigkeit, die sehr viel höher als bei gängigen Kaffee-Pads aus unbeschichteten Cellulosefasern ist, und eine bessere Umweltverträglichkeit als gängige Kaffeekapseln aus Alumini um. Folglich kann man den Kaffee lange aufbewahren, ohne viel Müll zu produzieren. Die hier beschriebene Kaffeekapsel besteht allein aus natürli chen Rohstoffen und kann hervorragend biologisch abgebaut und/oder kompostiert werden. A coffee portion pack in the form of a capsule consisting of the container described here has a high degree of tightness, which is much higher than with conventional coffee pods made of uncoated cellulose fibers, and better environmental compatibility than conventional coffee capsules made of aluminum. As a result, you can keep the coffee for a long time without producing a lot of waste. The coffee capsule described here consists solely of natural raw materials and can be easily biodegraded and/or composted.
Das hier beschriebene Behältnis kann aber auch für andere Verwendungs zwecke vorgesehen sein. Es kann als Transportbehälter, insbesondere Einweg-Transportbehälter für beliebige Lebensmittel in fester oder flüssiger Form sowie als Schüttgut verwendet werden. Der Behälter kann die Form einer Flasche aufweisen. Durch die Imprägnierung kann der obere Abschnitt strukturell verstärkt werden, der die Kontur eines Außengewindes hat. Auf dieses Außengewinde kann ein Schraubverschluss geschraubt werden. Des Weiteren kann durch die Imprägnierung der Flaschenboden strukturell verstärkt werden. Das Behältnis kann ein mit Siegelfolie verschlossener Yoghurtbecher sein. Das Behältnis kann auch als Verpackung von anderen Produkten als Lebensmitteln verwendet werden, insbesondere wenn diese Produkte gegen Austrocknen oder gegen Gasaustausch mit der Umgebung geschützt werden sollen. However, the container described here can also be provided for other purposes. It can be used as a transport container, in particular a one-way transport container, for any foodstuffs in solid or liquid form and as bulk goods. The container may be in the form of a bottle. The impregnation allows structural reinforcement of the upper portion which has the contour of an external thread. A screw cap can be screwed onto this external thread. Furthermore, the impregnation can structurally strengthen the bottom of the bottle. The container can be a yoghurt cup closed with sealing foil. The container can also be used as packaging for products other than food, especially when these Products are to be protected against drying out or against gas exchange with the environment.
Die Abdeckung des Behältnisses kann in der Praxis als Siegelfolie ausge bildet sein. Siegelfolien können aus dicht beschichtetem Faserstoff beste hen. Sie sind dünn, flexibel und gleichzeitig gasdicht. Die Beschichtung der Siegelfolie kann insbesondere identisch mit der Beschichtung des Behälters sein. Sie kann aber auch eine andere Zusammensetzung aufweisen. Wenn die Beschichtung der Abdeckung mit der Beschichtung des Behälters identisch ist und/oder diese beiden Beschichtungen durch das gleiche Lösungsmittel lösbar sind, können der Behälter und die Abdeckung durch stoffschlüssiges Fügen besonders einfach und sicher miteinander verbun den werden. Beispielsweise kann die beschichtete und noch nicht vollstän dig getrocknete Abdeckung derart an die Öffnung des Behälters gelegt werden, dass die Öffnung vollständig abgedeckt ist. Der Behälter und die Abdeckung können dann aneinandergepresst werden, wobei die Beschich tung des Behälters angelöst wird und später in Verbindung mit der Be schichtung der Abdeckung trocknet. Durch eine derartige Abdeckung und Verbindung weist das Behältnis einen minimalen Materialverbrauch und nur wenige verschiedene Materialien auf, was für die biologische Abbaubarkeit und/oder Kompostierbarkeit vorteilhaft ist. In practice, the cover of the container can be in the form of a sealing foil. Sealing films can consist of densely coated fibrous material. They are thin, flexible and gas-tight at the same time. The coating of the sealing film can in particular be identical to the coating of the container. However, it can also have a different composition. If the coating of the cover is identical to the coating of the container and/or these two coatings can be dissolved by the same solvent, the container and the cover can be connected to one another particularly simply and securely by means of a material connection. For example, the coated and not yet completely dried cover can be placed against the opening of the container in such a way that the opening is completely covered. The container and cover can then be pressed together, whereby the coating of the container is dissolved and later dries in connection with the coating of the cover. With such a cover and connection, the container has a minimal use of materials and only a few different materials, which is advantageous for biodegradability and/or compostability.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung eines Behältnisses mit einem mindestens eine Öffnung und einen Boden aufweisenden Behäl ter aus Faserstoff; einer Abdeckung für die Öffnung; einer biologisch abbaubaren Beschichtung; und einer den Behälter zumindest lokal verstär kenden biologisch abbaubaren, ausgehärteten Imprägnierung. Das Verfah ren umfasst die Verfahrensschritte: The invention also relates to a method for producing a container with a container made of fibrous material and having at least one opening and a bottom; a cover for the opening; a biodegradable coating; and a biodegradable, hardened impregnation at least locally reinforcing the container. The procedure comprises the procedural steps:
- Ansaugen von Fasermaterial aus einer Pulpe durch eine Saugform und Verdichten des Fasermaterials zu dem Behälter; - sucking fibrous material from a pulp through a suction mold and compacting the fibrous material to the container;
- Entwässern und Trocknen des Behälters; - Imprägnieren zumindest eines Teils des Behälters mit der Impräg nierung; - dewatering and drying of the container; - Impregnating at least part of the container with the impregnation;
- Aushärten der Imprägnierung; - hardening of the impregnation;
- Beschichten des Behälters mit der Beschichtung; - coating the container with the coating;
- Anbringen der Abdeckung. - Attaching the cover.
Auf herkömmliche Weise wird der Behälter hergestellt, indem zunächst eine Pulpe mit Fasermaterial gebildet wird. Das Fasermaterial kann aus der Pulpe geschöpft und/oder durch eine Saugform angesaugt werden und beispielsweise durch Pressen mit einer Gegenform zu einem Formkörper aus Faserstoff verdichtet werden. In einem darauffolgenden Schritt kann der Formkörper beispielsweise durch erneutes Pressen entwässert und bei spielsweise durch Erwärmen in einem Ofen getrocknet werden, bevor der dadurch erzeugte Faserstoffbehälter zumindest lokal mit einer flüssigen Imprägnierung versehen wird. Beispielsweise wird nur der Boden und/oder nur der Bereich mit der Öffnung imprägniert. Anschließend kann die Im prägnierung aushärten, so dass diese fest wird und die Festigkeit und ggf. die Feuchtigkeitsbeständigkeit des/der imprägnierten Faserstoffbehälterbe reiche erhöht. Die Aushärtung kann beispielsweise in einem Ofen bei erhöhter Temperatur stattfinden. Conventionally, the container is made by first forming a pulp with fibrous material. The fibrous material can be scooped out of the pulp and/or sucked in through a suction mold and compacted, for example by pressing with a counter-mold, into a shaped body made of fibrous material. In a subsequent step, the shaped body can be dewatered, for example by renewed pressing, and dried, for example, by heating in an oven, before the fibrous material container produced in this way is at least locally provided with a liquid impregnation. For example, only the bottom and/or only the area with the opening is impregnated. The impregnation can then harden so that it becomes solid and the strength and possibly the moisture resistance of the impregnated fibrous material container area is increased. Curing can take place, for example, in an oven at elevated temperature.
In einem weiteren Schritt kann der imprägnierte Behälter beschichtet werden, wodurch seine Dichtigkeit gegen das Flindurchtreten von Gasen oder Flüssigkeiten gesteigert wird. Die dichtende Beschichtung wird insbe sondere auf die Innenseite des Behälters aufgetragen, um die darin aufge nommenen Lebensmittel sicher und dicht aufzunehmen. In a further step, the impregnated container can be coated, which increases its tightness against the passage of gases or liquids. The sealing coating is applied in particular to the inside of the container in order to securely and tightly accommodate the food contained therein.
Nach dem Befüllen kann die Abdeckung an dem Fasergussbehälter ange bracht werden, so dass die Öffnung des Behälters verschlossen ist und ein geschlossenes, gasdichtes, zumindest lokal verstärktes und lokal wasser abweisendes Behältnis gebildet ist. In Bezug auf weitere Einzelheiten der jeweiligen Verfahrensschritte wird auch auf die obige Beschreibung zu den damit erzeugten Merkmalen verwiesen. Die in Zusammenhang mit diesen Merkmalen genannten Vorteile gelten für das Verfahren entsprechend. After filling, the cover can be attached to the cast fiber container, so that the opening of the container is closed and a closed, gas-tight, at least locally reinforced and locally water-repellent container is formed. With regard to further details of the respective method steps, reference is also made to the above description of the features generated thereby. The advantages mentioned in connection with these features apply accordingly to the method.
Wie oben erwähnt, kann der Behälter mindestens nach dem Aufträgen der Imprägnierung warmgepresst werden, wodurch die Imprägnierung besser in den Faserstoff eindringt. Hierdurch können auch eine besonders hohe geometrische Präzision des Behälters sowie ebene Oberflächen realisiert werden. Zusätzlich oder alternativ kann das Warmpressen kann nach dem Entwässern und Trockenen des Faserstoff-Formkörpers erfolgen. In diesem Fall kann zusätzlich auch restliche Feuchtigkeit aus dem Faserstoff entfernt werden. Schließlich kann der Behälter nach dem Beschichten und vor dem Befüllen warmgepresst werden. As mentioned above, the container can be hot-pressed at least after the impregnation has been applied, whereby the impregnation penetrates the pulp better. As a result, a particularly high geometric precision of the container and flat surfaces can also be achieved. Additionally or alternatively, the hot pressing can take place after the dewatering and drying of the fibrous shaped body. In this case, residual moisture can also be removed from the fibrous material. Finally, after coating and before filling, the container can be hot pressed.
Die Imprägnierung kann in der Praxis durch Eintauchen des Behälters in ein Warmbad aufgetragen werden. Das Eintauchen in ein Warmbad stellt eine besonders einfache, schnelle und kosteneffiziente Möglichkeit dar, um die Imprägnierung aufzutragen. Außerdem kann dadurch die Beschichtung lokal und insbesondere im Bereich des Bodens und/oder im Bereich der Öffnung des Behälters (ggf. mit dem Flansch, sofern dieser vorgesehen ist) aufge tragen werden. Anschließend kann die aufgetragene Imprägnierung aushär ten. In practice, the impregnation can be applied by immersing the container in a warm bath. Dipping in a warm bath is a particularly easy, quick and cost-effective way to apply the impregnation. In addition, the coating can be applied locally and in particular in the area of the bottom and/or in the area of the opening of the container (possibly with the flange, if this is provided). The applied impregnation can then harden.
Die Imprägnierung kann auch aufgesprüht und ggf. anschließend Warmge presst werden. Schließlich ist es möglich, das Wachs in die Bereiche einer Warmpressform einzubringen, in denen die Imprägnierung hergestellt werden soll. In diesem Fall ist die Warmpressform auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur der Imprägnierung zu erwärmen. The impregnation can also be sprayed on and, if necessary, then hot-pressed. Finally, it is possible to place the wax in the areas of a hot stamping mold where the impregnation is to be made. In this case, the hot press mold must be heated to a temperature above the melting temperature of the impregnation.
Die Beschichtung kann in der Praxis durch Aufsprühen auf den Behälter aufgetragen werden. Das Aufsprühen der oben beschriebenen Beschich tung stellt eine besonders einfache, schnelle und kosteneffiziente Möglich- keit dar, um die Beschichtung auf den Faserstoffkörper aufzutragen. Ferner gestattet das Aufsprühen das Ausbilden einer besonders homogenen und/oder dünnen Beschichtung. In practice, the coating can be applied by spraying onto the container. Spraying on the coating described above is a particularly simple, quick and cost-effective option. speed to apply the coating to the fibrous body. Furthermore, spraying allows a particularly homogeneous and/or thin coating to be formed.
Weitere praktische Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung sind nachfolgend im Zusammenhang mit den Zeichnungen beschrieben. Es zeigen: Further practical embodiments and advantages of the invention are described below in connection with the drawings. Show it:
Fig. 1 das erfindungsgemäße Behältnis in einer Ausführungsform als Kaffeekapsel in einer Vertikalschnitt-Ansicht; 1 shows the container according to the invention in an embodiment as a coffee capsule in a vertical sectional view;
Fig. 2 das erfindungsgemäße Behältnis aus Fig. 1 ohne eine Abdeckung in einer Ansicht von schräg oben; FIG. 2 shows the container according to the invention from FIG. 1 without a cover in a view obliquely from above;
Fig. 3 das erfindungsgemäße Behältnis aus Fig. 1 in einer Ansicht von schräg unten; FIG. 3 shows the container according to the invention from FIG. 1 in a view obliquely from below; FIG.
Fig. 4 ein Fierstellungsverfahren zur Fierstellung des erfindungsgemäßen Behältnisses. 4 shows a method of opening the container according to the invention.
Die Figuren 1 bis 3 zeigen ein Behältnis 1 , das als Kaffeekapsel ausgebildet ist. Das Behältnis 1 weist einen Behälter 2 auf und ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch. Es weist einen Boden 3 und eine den Boden 3 umfassende Umfangswand 4 auf. In dem Boden 3 ist eine zentrale und rotationssymmetrische Vertiefung 5 mit einem darin ebenfalls rotations symmetrisch und zentral angeordneten Perforationsbereich 6 eingebracht. Der Perforationsbereich wird von mindestens einer Nadel durchstochen, um das Austreten von unter Druck in den Behälter 1 zugeführter Flüssigkeit zu ermöglichen. Die Vertiefung 5 ist in Richtung des Behälterinneren orientiert, d.h. in Richtung einer dem Boden 3 gegenüberliegenden Öffnung 7 des Behälters 2. An der Öffnung 7 weist der Behälter 2 einen die Öffnung 7 und die Umfangswand 4 rotationssymmetrisch umfassenden Flansch 8 auf. Der Flansch 8 weist von der Umfangswand 4 in radialer Richtung nach außen und ist im Wesentlichen parallel zum Boden 3 orientiert. Figures 1 to 3 show a container 1, which is designed as a coffee capsule. The container 1 has a container 2 and is essentially rotationally symmetrical. It has a base 3 and a peripheral wall 4 surrounding the base 3 . In the base 3 there is a central and rotationally symmetrical depression 5 with a perforation area 6 which is likewise arranged in a rotationally symmetrical and centrally manner. The perforation area is pierced by at least one needle to allow liquid fed into the container 1 under pressure to escape. The recess 5 is oriented in the direction of the interior of the container, ie in the direction of an opening 7 of the container 2 opposite the bottom 3 . Of the Flange 8 points radially outwards from the peripheral wall 4 and is oriented essentially parallel to the bottom 3 .
Der Behälter 2 mit dem Boden 3, der Umfangswand 4 und dem Flansch 8 ist einteilig aus Faserstoff gebildet. Auf der in das Behälterinnere weisenden Innenseite 9 des Behälters 2 und auf der nach oben weisenden Oberfläche des Flansches 8 ist eine Beschichtung (nicht dargestellt) aufgebracht. Die Beschichtung kann beispielsweise aus Cellulose und Casein gebildet sein und ist somit biologisch abbaubar. Sie kann zusätzlich oder alternativ aber auch andere biologisch abbaubare Bestandteile, beispielsweise Molke, Agar Agar und/oder Flohsamenschalen, beinhalten. Die Beschichtung erhöht die Gasdichtigkeit und die mechanische Stabilität des Behälters 2. The container 2 with the bottom 3, the peripheral wall 4 and the flange 8 is formed in one piece from fibrous material. A coating (not shown) is applied to the inside 9 of the container 2 pointing into the interior of the container and to the surface of the flange 8 pointing upwards. The coating can be formed from cellulose and casein, for example, and is therefore biodegradable. In addition or as an alternative, it can also contain other biodegradable components, for example whey, agar agar and/or psyllium husks. The coating increases the gas tightness and the mechanical stability of the container 2.
Die Öffnung 7 kann mit der in Figur 1 zur besseren Übersicht beabstandet oberhalb des Behälters 2 dargestellten und als Siegelfolie ausgebildeten Abdeckung 10 abgedeckt werden. Die Siegelfolie 10 ist flexibel und gleich zeitig gasdicht. Bestimmungsgemäß ist sie auf dem Flansch 8 aufliegend fixiert und verschließt somit den Behälterinnenraum gegenüber der Umge bung. Für die Fixierung auf dem Flansch weist die Siegelfolie 10 auf der in Richtung des Flansches 8 orientierten Oberfläche die gleiche Beschichtung (nicht dargestellt) auf wie die Behälterinnenseite 9 und die nach oben weisende Oberfläche des Flansches 8. Die Beschichtungen der Siegelfolie 10 und des Flansches 8 sind stoffschlüssig miteinander verbunden. The opening 7 can be covered with the cover 10 shown in FIG. 1 at a distance above the container 2 for a better overview and is designed as a sealing foil. The sealing film 10 is flexible and gas-tight at the same time. Intended for it is fixed resting on the flange 8 and thus closes the container interior from the environment. For fixing on the flange, the sealing film 10 has the same coating (not shown) on the surface oriented in the direction of the flange 8 as the container inside 9 and the upward-facing surface of the flange 8. The coatings of the sealing film 10 and the flange 8 are materially connected to each other.
Im Bereich des Bodens 3 und der Öffnung 7 weist das Behältnis 1 jeweils einen imprägnierten Bereich 1 1 a, 1 1 b auf. In der geschnittenen Darstellung in Fig. 1 sind die imprägnierten Bereiche 1 1 a, 1 1 b durch eine kreuzweise Schraffur hervorgehoben. In den Fig. 2 und 3 sind die Oberflächen der imprägnierten Bereich 1 1 a, 1 1 b mit Punkten hervorgehoben. In beiden Bereichen 1 1 a und 1 1 b besteht die Imprägnierung aus dem gleichen festigkeitssteigernden Material, das beim Abkühlen aushärtet. Dieses Material kann beispielsweise Carnaubawachs oder eine Mischung aus Carnaubawachs und Bienenwachs sein. Die imprägnierten Bereiche 1 1 a, 11b durchdringen den Faserstoff, aus dem der Behälter 2 gebildet ist, vollständig. Insofern sind alle oder nahezu alle Poren des Faserstoffs in den hier beschriebenen Bereichen des Bodens 3 und der Öffnung 7 über die gesamte Wandstärke des Behälters vollständig oder nahezu vollständig mit der Imprägnierung befüllt. Durch das Eintauchen sind nicht nur die Poren des Faserstoffs befüllt, sondern zumindest auch die an der Außenseite des Behälters befindlichen Fasern mit der Imprägnierung abgedeckt. Somit bildet die Imprägnierung auch eine Grundierung für eine darauf angebrachte Beschichtung. In the area of the bottom 3 and the opening 7, the container 1 has an impregnated area 11a, 11b. In the sectional representation in FIG. 1, the impregnated areas 11a, 11b are highlighted by cross-hatching. In FIGS. 2 and 3, the surfaces of the impregnated areas 11a, 11b are highlighted with dots. In both areas 1 1 a and 1 1 b, the impregnation consists of the same strength-enhancing material that hardens on cooling. This material can be, for example, carnauba wax or a mixture of carnauba wax and beeswax. The impregnated areas 1 1 a, 11b completely penetrate the fibrous material from which the container 2 is formed. In this respect, all or almost all pores of the fibrous material in the areas of the bottom 3 and the opening 7 described here are completely or almost completely filled with the impregnation over the entire wall thickness of the container. The immersion not only fills the pores of the fibrous material, but at least also covers the fibers located on the outside of the container with the impregnation. Thus, the impregnation also forms a primer for a coating applied thereto.
Fig. 4 zeigt ein mögliches Fierstellungsverfahren für die Fierstellung des erfindungsgemäßen Behältnisses mit den Verfahrensschritten A bis Fl. FIG. 4 shows a possible method of opening the container according to the invention with method steps A to F1.
Gemäß diesem Fierstellungsverfahren wird in einem ersten Verfahrens schritt A eine Pulpe mit Fasermaterial gebildet. Das Fasermaterial wird durch eine Saugform aus der Pulpe angesaugt und anschließend durch Pressen mit einer Transferform zu dem Behälter 2 aus Faserstoff verdichtet. In einem weiteren Verfahrensschritt B wird der Behälter 2 von der Transfer form in eine Gegenform übergeben, in welcher der Behälter 2 durch erneu tes, stärkeres Pressen entwässert wird. Anschließend wird er in eine Ofenkammer übergeben und darin bei erhöhter Temperatur von beispiels weise 180°C getrocknet. Der getrocknete Faserstoffbehälter wird in einem weiteren Verfahrensschritt C warmgepresst, um die Formtreue zu erhöhen und letzte Feuchtigkeit zu entfernen. In einem weiteren Verfahrensschritt D wird auf den Behälter 2 lokal Wachs aufgebracht, um die imprägnierten Bereiche 11a, 11b zu bilden. Das Wachs kann aufgetragen werden, indem der Behälter 2 zunächst mit dem Boden 3 bis zu einer vordefinierten Ein tauchtiefe in ein Warmbad aus dem Wachs eingetaucht wird. Anschließend wird der Behälter 2 umgedreht und mit dem Bereich der Öffnung 7 in dasselbe Warmbad eingetaucht. Natürlich kann auch ein anderes Warmbad ggf. auch mit einer anderen Imprägnierung für den zweiten Bereich der Imprägnierung verwendet werden. Anschließend (Verfahrensschritt E) wird der imprägnierte Behälter 2 erneut warmgepresst, um dessen Formtreue weiter zu verbessern und um die Imprägnierung besser in die Poren des Faserstoffs einbringen zu können. According to this manufacturing process, in a first process step A, a pulp with fibrous material is formed. The fiber material is sucked out of the pulp by a suction mold and then compacted by pressing with a transfer mold into the container 2 made of pulp. In a further process step B, the container 2 is passed from the transfer form into a counter-mold in which the container 2 is dewatered by renewed, stronger pressing. It is then transferred to an oven chamber and dried there at an elevated temperature of, for example, 180°C. In a further process step C, the dried fibrous material container is hot-pressed in order to increase the dimensional stability and to remove the last moisture. In a further method step D, wax is applied locally to the container 2 in order to form the impregnated areas 11a, 11b. The wax can be applied by first immersing the container 2 with the bottom 3 up to a predefined immersion depth in a hot bath made of the wax. The container 2 is then turned over and the area of the opening 7 is immersed in the same warm bath. Of course, a different warm bath, possibly also with a different impregnation, can also be used for the second area of the impregnation. Subsequently (method step E), the impregnated container 2 is hot-pressed again in order to maintain its shape to improve further and to be able to bring the impregnation better into the pores of the fiber.
Alternativ zum Aufträgen der Imprägnierung in einem Warmbad kann auch die Pressform für das Warmpressen mit dem aufzutragenden Mittel befüllt werden. Der Verfahrensschritt D kann dann entfallen. As an alternative to applying the impregnation in a hot bath, the press mold for hot pressing can also be filled with the agent to be applied. Process step D can then be omitted.
Nach dem Warmpressen wird der Behälter 2 in Verfahrensschritt F in einen weiteren Ofen übergeben. In diesem weiteren Ofen kann das Wachs tiefer in die Poren des Fasermaterials eindringen. Diese Behandlung kann bei spielsweise bei 90°C stattfinden. After the hot pressing, the container 2 is transferred in method step F to another furnace. In this additional oven, the wax can penetrate deeper into the pores of the fiber material. This treatment can take place at 90°C, for example.
In einem sich daran anschließenden Verfahrensschritt G wird durch Auf sprühen die Beschichtung auf die Innenseite 9 des Faserstoffbehälters 2 und die nach oben weisende Seite des Flansches 8 aufgetragen. In einem abschließenden Verfahrensschritt Fl wird die Siegelfolie 10 mit derselben wässrigen Beschichtung beschichtet wie die Innenseite des Faserstoffbe hälters und die Oberseite des Flansches und die Siegelfolie 10 wird mit noch feuchter Beschichtung auf die nach oben weisende Seite des Flan sches 8 geklebt, so dass eine Abdeckung gebildet ist, welche die Öffnung des Behälters gasdicht verschließt. In a subsequent process step G, the coating is applied to the inside 9 of the pulp container 2 and the upward-facing side of the flange 8 by spraying on. In a final process step F1, the sealing film 10 is coated with the same aqueous coating as the inside of the fiber container and the top of the flange and the sealing film 10 is glued to the upward-facing side of the flange 8 with the coating still wet, so that a cover is formed, which closes the opening of the container gas-tight.
Das hier beschriebene Behältnis 1 weist im Ergebnis im Bereich des Bo dens 3 und der Öffnung 7 des Behälters 2 eine die Behälterwand durchdrin gende, biologisch abbaubare, ausgehärtete Imprägnierung auf. Zusätzlich weist das Behältnis 1 eine über die gesamte Innenseite 9 des Behälters 2 und die in die Richtung des Behälterinneren weisende Seite der Abdeckung 10 eine flächig ausgebildete, biologisch abbaubare und gasdichte Beschich tung auf. Im Bereich der Öffnung 7 des Behälters 2 ist die Beschichtung auf die zuerst aufgetragene Imprägnierung aufgebracht. In diesem Bereich liegt an der Innenseite 9 des Behälters 2 somit ein Mehrschichtsystem aus der direkt an der Innenseite 9 befindlichen Imprägnierung und der darauf gebildeten Beschichtung vor. Die in der vorliegenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Sie kann im Rahmen der Ansprüche und unter Berücksichtigung der Kenntnisse des zuständigen Fachmanns variiert werden. As a result, the container 1 described here has a biodegradable, hardened impregnation which penetrates the container wall in the region of the bottom 3 and the opening 7 of the container 2 . In addition, the container 1 has a flat, biodegradable and gas-tight coating over the entire inside 9 of the container 2 and the side of the cover 10 pointing in the direction of the interior of the container. In the area of the opening 7 of the container 2, the coating is applied to the first applied impregnation. In this area, on the inside 9 of the container 2, there is thus a multi-layer system consisting of the impregnation located directly on the inside 9 and the coating formed thereon. The features of the invention disclosed in the present description, in the drawings and in the claims can be essential both individually and in any combination for the realization of the invention in its various embodiments. The invention is not limited to the embodiments described. It can be varied within the scope of the claims and taking into account the knowledge of the person skilled in the art.
Bezugszeichenliste reference list
1 Behältnis, Kaffeekapsel 1 container, coffee capsule
2 Behälter 2 containers
3 Boden 3 floor
4 Umfangswand 4 perimeter wall
5 Vertiefung 5 deepening
6 Perforationsbereich 6 perforation area
7 Öffnung des Behälters 7 Container opening
8 Flansch 8 flange
9 Innenseite 9 inside
10 Abdeckung, Siegelfolie 10 cover, sealing film
11a imprägnierter Bereich 11a impregnated area
11b imprägnierter Bereich 11b impregnated area
A Verfahrensschritt (Ansaugen von Fasermaterial aus einer Pulpe durch eine Saugform und Verdichten des Fasermaterials zu dem Behälter A Process step (suction of fibrous material from a pulp by a suction mold and compaction of the fibrous material to the container
B Verfahrensschritt (Entwässern und Trocknen des Behälters)B Process step (dewatering and drying of the container)
C Verfahrensschritt (Warmpressen des Behälters) C Process step (hot pressing of the container)
D Verfahrensschritt (Eintauchen Eines Teils des Behälters in einD Process step (immersing part of the container in
Warmbad aus einem Mittel zum Imprägnieren) warm bath from a means for impregnation)
E Verfahrensschritt (Warmpressen des imprägnierten Behälters)E Process step (hot pressing of the impregnated container)
F Verfahrensschritt (Aushärten der Imprägnierung) G Verfahrensschritt (Beschichten des Behälters mit der Beschich tung durch Aufsprühen) F Process step (hardening of the impregnation) G Process step (coating the container with the coating by spraying it on)
H Verfahrensschritt (Anbringen der Abdeckung) H Procedure (Attaching the cover)
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Claims

Patentansprüche patent claims
1. Behältnis (1 ) mit einem mindestens eine Öffnung (7) und einen Boden (3) aufweisenden Behälter (2) aus Faserstoff und einer Abdeckung (10) für die Öffnung (7), wobei der Behälter (2) eine biologisch ab baubare Beschichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (2) eine den Behälter (2) zumindest lokal strukturell ver stärkende, biologisch abbaubare, ausgehärtete Imprägnierung auf weist. 1. Container (1) with at least one opening (7) and a bottom (3) having a container (2) made of fibrous material and a cover (10) for the opening (7), wherein the container (2) has a biodegradable Coating, characterized in that the container (2) has a biodegradable, cured impregnation which at least locally structurally reinforces the container (2).
2. Behältnis (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Imprägnierung im Bereich der Öffnung (7) und/oder im Bereich des Bodens (3) aufgebracht ist. 2. Container (1) according to claim 1, characterized in that the impregnation is applied in the area of the opening (7) and/or in the area of the bottom (3).
3. Behältnis (1 ) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung mindestens einen der folgenden Bestandteile enthält: 3. Container (1) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the coating contains at least one of the following components:
- Cellulosefasern; - cellulose fibers;
- Kasein; - casein;
- Molke; - whey;
- Agar Agar; - Agar Agar;
- Flohsamenschalen. - psyllium husks.
4. Behältnis (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Imprägnierung mindestens einen der folgenden Bestandteile enthält: 4. Container (1) according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the impregnation contains at least one of the following components:
- Carnaubawachs; - carnauba wax;
- Bienenwachs; - beeswax;
- Schellack; - shellac;
- Zuckerrohrwachs. - Sugar cane wax.
5. Behältnis (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (2) einen Flansch (8) aufweist und dieser Flansch mit der Imprägnierung versehen ist. 5. Container (1) according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the container (2) has a flange (8) and this flange is provided with the impregnation.
6. Behältnis (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (10) als eine Siegelfolie ausgebildet ist. 6. Container (1) according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the cover (10) is designed as a sealing film.
7. Verfahren zur Fierstellung eines Behältnisses (1 ) mit einem mindes tens eine Öffnung (7) und einen Boden (3) aufweisenden Behälter (2) aus Faserstoff; einer Abdeckung (10) für die Öffnung (7); einer biolo gisch abbaubaren Beschichtung; und einer den Behälter zumindest lokal strukturell verstärkenden biologisch abbaubaren, ausgehärteten Imprägnierung, wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte umfasst: 7. Method for the production of a container (1) with a container (2) made of fibrous material having at least one opening (7) and a base (3); a cover (10) for the opening (7); a biodegradable coating; and a biodegradable, hardened impregnation that at least locally reinforces the structure of the container, the method comprising the following method steps:
- Ansaugen von Fasermaterial aus einer Pulpe durch eine Saug form und Verdichten des Fasermaterials zu einem Formkörper, (A); - Suction of fibrous material from a pulp through a suction mold and compaction of the fibrous material into a shaped body, (A);
- Entwässern und Trocknen des Formkörpers, so dass der Behäl ter (2) gebildet ist, (B); - Dewatering and drying of the shaped body, so that the container ter (2) is formed (B);
- Imprägnieren zumindest eines Teils des Behälters (2) mit der Imprägnierung, (D); - impregnating at least part of the container (2) with the impregnation (D);
- Aushärten der Imprägnierung, (F); - curing of the impregnation, (F);
- Beschichten des Behälters (2) mit der Beschichtung, (G);- coating the container (2) with the coating (G);
- Anbringen der Abdeckung (10), (Fl). - Fit the cover (10), (Fl).
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter (2) mindestens einmal warmgepresst wird, (C, E). 8. The method according to claim 7, characterized in that the container (2) is hot-pressed at least once (C, E).
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Imprägnierung durch Eintauchen des Behälters (2) in ein Warmbad aufgetragen wird, (D). 9. The method according to any one of claims 7 or 8, characterized in that the impregnation is applied by immersing the container (2) in a warm bath, (D).
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung durch Aufsprühen auf den Behälter (2) aufgetragen wird, (G). 10. The method according to any one of claims 7 to 9, characterized in that the coating is applied by spraying onto the container (2), (G).
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