WO2014111403A1

WO2014111403A1 - Suszeptorsysteme für verpackungsmaterialien

Info

Publication number: WO2014111403A1
Application number: PCT/EP2014/050663
Authority: WO
Inventors: Rüdiger WISSEMBORSKI; Hendrik Wermter; Gideon Rath; Alexander SCHEIERMANN
Original assignee: Chemische Fabrik Budenheim Kg
Priority date: 2013-01-21
Filing date: 2014-01-15
Publication date: 2014-07-24
Also published as: DE102013100583A1

Abstract

Verwendung von Metallphosphaten, einzeln oder als Gemisch von wenigstens zwei verschiedenen Metallphosphaten oder als herstellungsbedingte Mischung von Metallphosphaten als Mikrowellensuszeptoren für die Herstellung eines Matrixmaterials, welches durch Bestrahlung mit Mikrowellen erwärmbar ist und Wärme an die Umgebung abgibt, wobei die Mikrowellensuszeptoren in dem Matrixmaterial fein verteilt, dispergiert oder gelöst vorliegenund wobei die Metallphosphate unter Orthophosphaten (PO₄)^3-, Hydrogenphosphaten (HPO₄)^2-, Dihydrogenphosphaten (H₂PO₄)-, Diphosphaten (P₂O₇)^4- (Pyrophosphaten), Tripolyphosphaten (P₃O₁₀)^5- oder höher kondensierten Phosphaten mit einer mittleren Kettenlänge von 3 bis 50 der Alkalimetalle, der Erdalkalimetalle, von Eisen (Fe), Kupfer (Cu), Aluminium (Al), Mangan (Mn), Zink (Zn) oder Zinn (Sn) oder Kombinationen der genannten Metalle ausgewählt sind.

Description

Suszeptorsysteme für Verpackungsmaterialien

Gegenstand der Erfindung Die Erfindung betrifft die Verwendung von Metallphosphaten, einzeln oder als Gemisch von wenigstens zwei verschiedenen Metallphosphaten oder als herstellungsbedingte Mischung von Metallphosphaten als Mikrowellensuszeptoren für die Herstellung eines Matrixmaterials, welches durch Bestrahlung mit Mikrowellen erwärmbar ist und Wärme an die Umgebung abgibt. Hintergrund der Erfindung

Im Nahrungsmittelbereich werden zunehmend Produkte angeboten, die der Konsument in der Produktverpackung verzehrfertig zubereiten kann, wie beispielsweise Fertiggerichte. Dabei sind die Produkte entweder bereits im Wesentlichen vollständig fertig gegart und werden nur noch für den Verzehr erhitzt oder die Produkte sind noch roh oder nur vorgegart oder vorgebacken und werden in der Produktverpackung vollständig oder fertig gegart oder gebacken. Zum Erhitzen werden die Produkte je nach Produkt und Erhitzungsmethode in der geschlossenen oder geöffneten Verpackung im Backofen, im Wasserbad oder im Mikrowellenherd erhitzt. Das Erhitzen im Mikrowellenherd bietet dabei ein besonders bequemes, einfaches und schnelles Verfahren, Produkte in ihrer Verpackung zu erhitzen. Hierfür sind Produktverpackungen bekannt, die speziell dafür vorgesehen und geeignet sind, die darin enthaltenen Produkte mittels Mikrowellen in einem Mikrowellenherd zu erhitzen. Einfache Mikrowellenverpackungen lassen die Mikrowellenstrahlung durch das Verpackungsmaterial hindurchtreten, so dass die Mikrowellenstrahlung das darin enthaltene Produkt durchdringt und das Produkt erhitzt, wie dies auch beim Erhitzen von Produkten der Fall ist, die ohne Verpackung, beispielsweise auf einem Teller, im Mikrowellenherd erhitzt werden. Dabei bewirkt die Mikrowellenstrahlung in dem Produkt Dipol- und Molekülschwingungen in den Wassermolekülen, aber auch in anderen polaren Molekülen, wodurch Wärme entsteht. Diese Methode der Mikrowellenerhitzung ist jedoch nicht für alle Arten von Lebensmitteln geeignet. Beispielsweise werden Teigwaren, wie Pizza oder Brötchen, beim Erhitzen im Mikrowellenherd in der Regel nicht wie gewünscht knusprig, sondern eher weich und feucht. Die direkte Erwärmung des Produktes mit Mikrowellenstrahlung eignet sich nicht dazu, die Außenseite des Produktes zu bräunen, da die Mikrowellenstrahlung das gesamte Produkt gleichzeitig erwärmt und die notwendige Außenwärme, die die Struktur der Oberschicht verändert, nicht erzeugt wird. Weiterhin sind Mikrowellenverpackungen bekannt, bei denen das Verpackungsmaterial selbst oder eine darauf aufgebrachte Beschichtung mit Suszeptoreigenschaften für Mikrowellenstrahlen versehen ist, so dass sich die Verpackung durch die Mikrowellenstrahlung aufheizt und das darin enthaltene Produkt durch abgegebene Strahlungswärme oder Konvektionswärme erhitzt. Diese Art der Erwärmung des Produkts kommt der Erwärmung in einem Backofen näher als die Erwär- mung durch direkte Wechselwirkung des Produkts mit der Mikrowellenstrahlung. Dadurch eignen sich solche Mikrowellenverpackungen für ein breiteres Spektrum an Produkten, wie beispielsweise auch Teigwaren. Anders als bei der direkten Erwärmung des Produkts durch die Mikrowellenstrahlung erwärmt die Strahlungswärme oder Konvektionswärme das Produkt von Außen nach Innen, so dass Produkte in solchen Verpackungen auch auf der Außenseite gebräunt werden können.

Beispiele für Mikrowellenverpackungen mit Suszeptoreigenschaften für Mikrowellenstrahlen umfassen Verpackungsmaterialien mit einer dünn aufgedampften Schicht aus Aluminium, die im Mikrowellenfeld auf über 200°C erhitzt werden und die Hitze an das in der Verpackung enthalte- ne Produkt abgeben kann. Die Herstellung solcher Verpackungen mit einer aufgedampften Metallschicht ist aufwendig und erfordert ein sehr präzises Herstellungsverfahren, da die Dicke der Metallschicht im Bereich optischer Dichte liegt und geringe Abweichungen von der optimalen Dicke dazu führen können, dass der gewünschte Effekt nicht erzielt wird. Ein weiteres Problem besteht darin, dass Verpackungen aus Kunststoff teilweise der hohen Erwärmung durch die Me- tallschicht im Mikrowellenfeld nicht standhalten, da je nach Bestrahlungsintensität und -dauer Temperaturen von 250°C und weit darüber entstehen können.

Zur Vermeidung dieses Problems wurde eine Mikrowellenverpackung vorgestellt, bei der eine mit Metall bedampfte Kunststofflage zusätzlich mit kleinen sternförmigen Löchern versehen wurde, welche einen Teil der Mikrowellenstrahlen ungehindert durch die Kunststoff läge an das Produkt durchtreten lassen, während der Rest der Mikrowellenstrahlen von der Metallschicht in Infrarotstrahlung umgewandelt wird und für eine Erwärmung des Produkts von Außen durch Strahlungswärme oder Konvektionswärme sorgt. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass die Temperatur des Verpackungsmaterials etwa 200°C nicht übersteigt und damit die Stabilität der Ver- packung gewährleistet werden kann. Auch eine streifenweise Belegung der Kunststoff läge mit Metall ist zur Erzielung einer entsprechenden Wirkung bekannt. Das erwärmte Produkt erhält dann von Außen das entsprechende Streifenmuster und sieht aus, als hätte es auf einem Grill gelegen. Andere für die Herstellung von Verpackungen eingesetzte Mikrowellensuszeptoren umfassen mit wässriger Säure dotierte Polyaniline, Halbleitermaterialien und Keramiken. Diese Materialien sind teilweise nicht für die Verpackung von Lebensmitteln geeignet oder zugelassen und manche sind sehr teuer, aufwendig herzustellen oder beides. Ihr Einsatz ist daher jedenfalls im Einwegbereich, zu denen beispielsweise die Lebensmittelverpackungen zählen, unwirtschaftlich.

Ein hervorragender Mikrowellensuszeptor ist Graphitkohlenstoff, der sich auch gut in Verpackungsmaterialien aus Kunststoffen einarbeiten lässt. Allerdings hat Graphit den Nachteil, dass er das Matrixmaterial tief schwarz färbt und die Herstellung durchsichtiger Verpackungen nicht erlaubt. Aber gerade im Lebensmittelbereich werden durchsichtige Verpackungen bevorzugt eingesetzt, da das verpackte Produkt durch die Verpackung sichtbar sein soll. Das gleiche Problem trifft auch auf einige andere Suszeptormaterialien zu, beispielsweise auf die oben genannten aufgedampften Metallschichten oder auch auf in ein Matrixmaterial eingearbeitete Metallpulver.

Gegenstände werden regelmäßig mit Beschriftungen oder sonstigen Kennzeichnungen bedruckt, die nur für bestimmte Zielgruppen von Bedeutung sind und ansonsten nicht wahrgenommen werden müssen oder sollen. Solche Beschriftungen oder sonstigen Kennzeichnungen können das Erscheinungsbild der Gegenstände in unerwünschter Weise verändern. Es ist daher be- kannt, Gegenstände mit Farben oder Lacken zu bedrucken, die mit bloßem Auge nicht oder nur schwer wahrnehmbar sind, die aber einen unter Bestrahlung mit ultravioletter Strahlung lumines- zierenden und somit sichtbaren Farbstoff enthalten, damit die Zielgruppen, für welche die Beschriftung oder Kennzeichnung vorgesehen ist, diese mittels einer UV-Lampe feststellen können. Aufgabe

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand daher darin, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes und für die Herstellung von Mikrowellenverpackungen geeignetes Material bereitzustellen, das gute Absorptionseigenschaften für Mikrowellenstrahlen aufweist und gleich- zeitig die Herstellung transparenter Mikrowellenverpackungen erlaubt.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, ein Mittel zur Beschriftung oder Kennzeichnung der Oberfläche von Gegenständen bereitzustellen, welches das Erscheinungsbild der Gegenstände nicht in unerwünschter Weise stört und nur unter bestimmten Bedingungen feststellbar ist.

Beschreibung der Erfindung Gelöst wird diese Aufgabe durch die Verwendung von Metallphosphaten, einzeln oder als Gemisch von wenigstens zwei verschiedenen Metallphosphaten oder als herstellungsbedingte Mischung von Metallphosphaten als Mikrowellensuszeptoren für die Herstellung eines Matrixmaterials, welches durch Bestrahlung mit Mikrowellen erwärmbar ist und Wärme an die Umgebung abgibt, wobei die Mikrowellensuszeptoren in dem Matrixmaterial fein verteilt, dispergiert oder gelöst vorliegen und wobei die Metallphosphate unter Orthophosphaten (P0₄)^3", Hydrogenphos- phaten (HP0₄)^2", Dihydrogenphosphaten (H2PC )^", Diphosphaten (P2C7)^4" (Pyrophosphaten), Tripolyphosphaten (P3O10)^5" oder höher kondensierten Phosphaten mit einer mittleren Kettenlänge von 3 bis 50 der Alkalimetalle, der Erdalkalimetalle, von Eisen (Fe), Kupfer (Cu), Aluminium (AI), Mangan (Mn), Zink (Zn) oder Zinn (Sn) oder Kombinationen der genannten Metalle ausgewählt sind.

Mikrowellensuszeptor

Ein Mikrowellensuszeptor im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein Stoff, der mittels Mikrowel- lenstrahlung anregbar ist. Durch die Bestrahlung und Anregung mit Mikrowellen sorgt er für eine Aufheizung der Umgebung.

Herstellungsbedingte Mischung

Eine sogenannte herstellungsbedingte Mischung von Metallphosphaten im Sinne der vorliegen- den Erfindung wird nicht durch herkömmliches mechanisches Mischen einzelner Metallphosphate hergestellt, sondern kann mit Vorteil durch Entwässern einer wässrigen Metallphosphatlösung, vorzugsweise einer Metallorthophosphatlösung, die auch direkt durch Zusammenfügen ihrer Ausgangsmaterialien Phosphorsäure und Metallverbindung bereit gestellt werden kann, im Drehrohr, im Sprühturm oder in einer Walzentrocknungsanlage hergestellt werden. Dabei ist es mög- lieh, durch spezielle Temperaturprofile chemische Mischungen von Metallphosphaten mit verschiedenen Kettenlängen zu produzieren. Es entstehen Kombinationen aus Monophosphaten, Diphosphaten, Triphosphaten und gegebenenfalls auch höher kondensierten Phosphaten eines oder mehrerer verschiedener Metalle, je nach den eingesetzten Verbindungen. Die verschiedenen Phosphate liegen nebeneinander molekular vor und nicht als einzelne Kristalle wie bei me- chanischen Mischungen. Solche herstellungsbedingten Metallphosphate können eine deutlich bessere Löslichkeit und Lösegeschwindigkeit besitzen als mechanische Mischungen vergleichbarer Zusammensetzung.

Bei der Produktion herstellungsbedingter Mischungen im Drehohr kann sowohl das Gleichstrom- als auch das Gegenstromverfahren angewendet werden. Man versprüht beim Gleichstromverfahren die Phosphatlösung durch eine in das Drehrohr reichende Flamme auf ein heißes Bett aus bereits entwässertem Produkt. Das Material wandert dann mit dem heißen Luftstrom zum Austragsende und wird dabei entwässert. Bei der Herstellung im Sprühturm wird die Phosphatlösung über Mehrstoffdüsen in den Sprühturmkopf versprüht. Im Sprühturmkopf wird durch Brenner eine Flammenzone erzeugt. Die eingesprühte Phosphatlösung bewegt sich im Gleichstrom mit den Brennergasen nach unten und wird dabei entwässert. Die erfindungsgemäß als Mikrowellensuszeptoren verwendeten Metallphosphate haben gegenüber vielen bekannten Mikrowellensuszeptoren den Vorteil, dass sie in der Regel nicht gesundheitsschädlich sind. Viele geeignete Metallphosphate sind sogar für den Lebensmittelbereich zugelassen, so dass sie bedenkenlos für die Herstellung von Lebensmittelverpackungen einsetzbar sind. Sie sind auch bei direktem Kontakt mit Lebensmitteln unbedenklich. Darüber hinaus lassen sich die erfindungsgemäß als Mikrowellensuszeptoren verwendeten Metallphosphate in der Regel einfach und in relativ hohen Mengen in viele als Verpackungen verwendete Matrixmaterialien einarbeiten, ohne die Materialeigenschaften wesentlich nachteilig zu beeinflussen.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Mikrowellensuszeptor unter Mono- zinkphosphat ( Zn(H2P04)2 ), Trizinkphosphat ( Zn3(P0₄)2 ), Zinkpyrophosphat ( Ζη2Ρ2θ7 ), Mo- nocalciumphosphat ( Ca(H2P0₄)2 ), Tricalciumphosphat ( Ca3(P0₄)2 ), Hydroxylapatit ( Ca₅(P0₄)30H ), Eisen-lll-orthophosphat ( FeP0₄ ) und Trikupfer-Il-Phosphat ( Cu₃(P0₄)2 ) einschließlich deren Anhydrate und hydratisierten Formen sowie Mischungen der vorgenannten ausgewählt. Ganz besonders bevorzugt sind Eisen-lll-orthophosphat ( FeP0₄ ) und die genann- ten Zinkphosphate, insbesondere Monozinkphosphat ( Zn(HP0₄)2 ), welche hervorragende Absorptionseigenschaften für Mikrowellenstrahlung aufweisen und selbst bei relativ hohen Konzentrationen die Transparenz eines Matrixmaterials nicht beeinträchtigen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt der Mikrowellensuszeptor in dem Matrixmaterial in einer Menge von 0,5 bis 20 Gew.-% oder von 1 bis 15 Gew.-% oder von 2 bis 10 Gew.-% oder von 3 bis 7 Gew.-% fein verteilt, dispergiert oder gelöst vor, bezogen auf das Gewicht des Matrixmaterials.

Bei zu niedriger Konzentration des Mikrowellensuszeptors in dem Matrixmaterial können die Ab- Sorptionseigenschaften des Matrixmaterials für Mikrowellenstrahlung zu gering sein, um eine ausreichende Erwärmung zu erzielen. Bei zu hoher Konzentration des Mikrowellensuszeptors in dem Matrixmaterial können die Materialeigenschaften erheblich beeinträchtigt werden, was besonders nachteilig ist, wenn das Material neben der Mikrowellenabsorption weitere strukturelle Funktionen ausüben soll, beispielsweise in der Form von Folien oder Formteilen zu Verpa- ckungszwecken.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Mikrowellensuszeptor in Pulverform mit einer mittleren Korngröße d50 von 1 - 50 μιη in das Matrixmaterial eingebracht. Eine zu niedrige mittlere Korngröße des Mikrowellensuszeptors hat den Nachteil, dass das pul- verförmige Material Agglomerate bilden kann, die sich schlecht in das Matrixmaterial einarbeiten lassen und insbesondere eine feine Verteilung in dem Matrixmaterial erschweren oder verhin- dem. Eine zu hohe mittlere Korngröße des Mikrowellensuszeptors hat den Nachteil, dass die Materialeigenschaften des Matrixmaterials beeinträchtigt werden können. Ist das Matrixmaterial eine dünne Folie, kann zu hohe mittlere Korngröße des Mikrowellensuszeptors dazu führen, dass die Folie eine fühlbare Rauhigkeit aufweist. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Matrixmaterial ein Polymermaterial oder eine polymerisierbare oder aushärtbare, flüssige Zusammensetzung.

In einer ersten bevorzugten Alternative ist das Matrixmaterial ausgewählt unter Thermoplasten, thermoplastischen Elastomeren, Elastomeren und Duroplasten, vorzugsweise unter Polyamiden, Polyvinylestern, Polyestern, Polyurethanen, Säurecopolymeren, Polycarbonaten, Polystyrolen, lonomeren, Polyolefinen, Polyvinylbutyral (PVB), Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polyamid (PA), Polybutylenterephthalat (PBT), Polyethylenterephthalat (PET), Polyester, Polyphenylenoxid, Polyacetal, Polymethacrylat, Polyoxymethylen, Polyvinylacetal, Polystyrol, Acryl-Butadien-Styrol (ABS), Acrylnitril-Styrol-Acrylester (ASA), Polycarbonat, Polyethersulfon, Polyetherketon, Polyvi- nylchlorid, thermoplastischem Polyurethan, Silikon und/oder deren Copolymeren und/oder Gemischen und/oder Blends der vorgenannten.

Erfindungsgemäß weiterhin bevorzugt ist das Matrixmaterial in der Form einer Folie, Lage oder dünnen Schicht, eines Formteils oder eines geschäumten Formteils ausgebildet, vorzugsweise in der Form einer Folie, Lage oder dünnen Schicht mit einer Dicke im Bereich von 1 μιτι bis 20 mm oder im Bereich von 50 μιη bis 10 mm oder im Bereich von 100 μιη bis 5 mm oder im Bereich von 200 μιη bis 1 mm. In dieser Form eignet sich das Matrixmaterial besonders vorteilhaft zur Herstellung von Verpackungen. Ganz besonders bevorzugt ist das Matrixmaterial ein Verpackungsmaterial für in einer Verpackung mittels Mikrowellenstrahlung zu erwärmende Güter, vorzugsweise Lebensmittel.

In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist das Matrixmaterial eine polymerisierbare oder aushärtbare, flüssige Zusammensetzung, welche dafür ausgelegt ist, ein lagenförmiges Material, vorzugsweise ein Verpackungsmaterial für in einer Verpackung mittels Mikrowellenstrahlung zu erwärmende Güter, vorzugsweise Lebensmittel, wenigstens bereichsweise zu beschichten. Geeignete flüssige Zusammensetzung sind beispielsweise polymerisierende Lacke und Farben sowie aushärtende Lacke und Farben Die Lacke und Farben können sowohl auf wässriger Basis als auch auf Basis organischer Lösungsmittel hergestellt sein. Es eignen sich aber auch andere flüssige Zusammensetzungen, in welche sich die erfindungsgemäßen Metallphosphate einarbei- ten lassen und die nach Auftrag auf einen Untergrund eine feste Beschichtung ausbilden, die bei den bei der Mikrowellenerwärmung auftretenden Temperaturen stabil sind.

Im Zusammenhang mit den hierin genannten flüssigen Zusammensetzungen beziehen sich die Konzentrationsangaben für die Mikrowellensuszeptoren in dem Matrixmaterial auf das ausgehär- tete Material. Lacke, Farben oder andere aushärtende Zusammensetzungen mit den erfindungsgemäßen Mikrowellensuszeptoren können beispielsweise mit Vorteil auf die Innenflächen von Verpackungsmaterialien aufgebracht werden, wo sie bei Mikrowellenbestrahlung aufgeheizt werden und die Wärme als Strahlungswärme und/oder Konvektionswärme an das verpackte Produkt abgeben können.

Die vorliegende Erfindung umfasst auch ein Matrixmaterial, welches durch Bestrahlung mit Mikrowellen erwärmbar ist und Wärme an die Umgebung abgeben kann, wobei das Matrixmaterialien aus einem Polymermaterial oder einer polymerisierbaren oder aushärtbaren, flüssigen Zusammensetzung und wenigstens einem Mikrowellensuszeptor besteht, wie sie hierin erfindungs- gemäß definiert sind.

In einer Ausführungsform der Erfindung besteht das Matrixmaterial aus einem polymerisierbaren oder aushärtbaren Lack oder einer polymerisierbaren oder aushärtbaren Druckfarbe auf der Basis eines organischen, wässrigen oder organisch-wässrigen Lösungsmittels und wenigstens ei- nem Mikrowellensuszeptor, wie sie hierin erfindungsgemäß definiert sind. Mit den erfindungsgemäßen Matrixmaterial in der Form eines Lacks oder einer Druckfarbe lassen sich geeigneterweise Oberflächen vollflächig oder bereichsweise mit einer Muster oder einer Beschriftung bedrucken, und das Muster oder die Beschriftung ist nach Bestrahlung und Erwärmung mit Mikrowellenstrahlen mittels eines Detektors für Wärmestrahlung (Infrarotstrahlung) feststellbar. Auf diese Weise können mit Vorteil im Wesentlichen transparente erfindungsgemäße Lacke oder Druckfarben in der Form von Mustern oder Beschriftungen auf eine Oberfläche aufgebracht werden, die nach der Polymerisation oder dem Aushärten mit dem bloßen Auge nicht oder nur schwer erkennbar und erst nach Mikrowellenbestrahlung mittels eines Infrarotdetektors feststellbar sind. In einer solchen Anwendung können beispielsweise Gegenstände mit Informationen oder Kennzeichen versehen werden, die das Erscheinungsbild des Gegenstandes nicht mit bloßen Auge wahrnehmbar verändern, sich jedoch mittels eines Detektors auslesen bzw. nachweisen lassen. Die vorliegende Erfindung umfasst weiterhin Verpackungen für Produkte, die vollständig oder teilweise aus dem erfindungsgemäßen Matrixmaterial bestehen oder dieses enthalten.

Beispiele

Beispiel 1

In einem Kunststoff extruder wurden unterschiedliche Mengen Metallphosphate als Mikrowellen- suszeptoren in einem Extruder in aufgeschmolzene Polymermatrixmaterialien eingearbeitet und die Matrixmaterialien zu dünnen Platten weiter verarbeitet.

Zur Bestimmung der Eignung als Materialien für Mikrowellenverpackungen wurden 10 g des jeweiligen Matrixmaterials in einem Mikrowellenofen bei 300 W Mikrowellenleistung für 1 min der Mikrowellenstrahlung ausgesetzt. Die Temperatur des Materials nach dieser Aufheizdauer wurde mit einem Infrarotthermometer bestimmt. Jeder Versuch wurde dreifach durchgeführt und der Mittelwert als Ergebnis angegeben. Als Blindwert wurde die Aufheizung des entsprechenden Matrixmaterials ohne Zusatz von Mikrowellensuszeptor bestimmt. Zum Vergleich wurde Graphitkohlenstoff als Mikrowellensuszeptor eingesetzt.

Als Matrixmaterialien wurden Low Density Polyethylen (LDPE; Lupolen 1800 S, Fa. LyondellBa- sell) und Polypropylen (PP; HE125MO, Fa. Borealis) eingesetzt. Es wurden jeweils 1 Gew.-%, 5 Gew.-% bzw. 10 Gew.-% Phosphat als Mikrowellensuszeptor gemäß oben genannter Vorschrift eingearbeitet. Die Ergebnisse der Aufheizversuche gemäß oben genannter Vorschrift sind in der nachfolgenden Tabelle 1 wiedergegeben.

Tabelle 1 : Mikrowellensuszeptor in LDPE- oder PP-Matrixmaterial

Tabelle 1 (Forts.): Mikrowellensuszeptor in LDPE- oder PP-Matrixmaterial

Tabelle 1 (Forts.): Mikrowellensuszeptor in LDPE- oder PP-Matrixmaterial

Beispiel 2

Zur Prüfung der Aufheizeigenschaften verschiedener Metallphosphate und Mischungen von Metallphosphaten und zur Beurteilung, ob diese als Mikrowellensuszeptoren geeignet sein könnten, wurden 20 g des Stoffs als Reinsubstanzen, d. h. nicht in ein Matrixmaterial eingearbeitet, im Mikrowellenofen bei 300 W Mikrowellenleistung für 1 min der Mikrowellenstrahlung ausgesetzt und die Temperatur des Materials nach dieser Aufheizdauer bestimmt. Jeder Versuch wurde dreifach durchgeführt und der Mittelwert als Ergebnis angegeben. Als Referenzmaterial wurde Graphit eingesetzt, welches sehr hohe Mikrowellenabsorption aufweist und daher sehr gute Suszep- toreigenschaften besitzt. Die Ergebnisse der Aufheizversuche sind in der nachfolgenden Tabelle 2 wiedergegeben. Tabelle 2: Aufheizeigenschaften verschiedener Metallphosphate und Mischungen von Metallphosphaten sowie Vergleichsmaterialien

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

Verwendung von Metallphosphaten, einzeln oder als Gemisch von wenigstens zwei verschiedenen Metallphosphaten oder als herstellungsbedingte Mischung von Metallphosphaten als Mikrowellensuszeptoren für die Herstellung eines Matrixmaterials, welches durch Bestrahlung mit Mikrowellen erwärmbar ist und Wärme an die Umgebung abgibt, wobei die Mikrowellensuszeptoren in dem Matrixmaterial fein verteilt, dispergiert oder gelöst vorliegen und wobei die Metallphosphate unter Orthophosphaten (PO4)^3", Hydrogen- phosphaten (HPO4)^2", Dihydrogenphosphaten (H2PO4)^", Diphosphaten (P2O7)^4" (Pyro- phosphaten), Tripolyphosphaten (P3O10)^5" oder höher kondensierten Phosphaten mit einer mittleren Kettenlänge von 3 bis 50 der Alkalimetalle, der Erdalkalimetalle, von Eisen (Fe), Kupfer (Cu), Aluminium (AI), Mangan (Mn), Zink (Zn) oder Zinn (Sn) oder Kombinationen der genannten Metalle ausgewählt sind.

Verwendung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrowellensuszeptor unter Monozinkphosphat ( Zn(H2P04)2 ), Trizinkphosphat ( Zn3(PÜ4)2 ), Zinkpyrophosphat ( Zn2P2Ü7 ), Monocalciumphosphat ( Ca(H2P04)2 ), Tricalciumphosphat ( Ca3(PÜ4)2 ), Hydroxylapatit ( Ca5(P04)30H ), Eisen-lll-orthophosphat ( FePC ) und Trikupfer-Il- Phosphat ( Cu3(PÜ4)2 ) einschließlich deren Anhydrate und hydratisierten Formen sowie Mischungen der vorgenannten ausgewählt ist.

Verwendung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrowellensuszeptor in dem Matrixmaterial in einer Menge von 0,5 bis 20 Gew.-% oder von 1 bis 15 Gew.-% oder von 2 bis 10 Gew.-% oder von 3 bis 7 Gew.-% fein verteilt, dispergiert oder gelöst vorliegt, bezogen auf das Gewicht des Matrixmaterials.

Verwendung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mikrowellensuszeptor in Pulverform mit einer mittleren Korngröße d50 von 1 - 50 μιη in das Matrixmaterial eingebracht wird.

Verwendung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Matrixmaterial ein Polymermaterial oder eine polymerisierbare oder aushärtbare, flüssige Zusammensetzung ist.

Verwendung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Matrixmaterial ausgewählt ist unter Thermoplasten, thermoplastischen Elastomeren, Elastomeren und Duroplasten, vorzugsweise unter Polyamiden, Polyvinylestern, Polyestern, Polyurethanen, Säurecopolymeren, Polycarbonaten, Polystyrolen, lonomeren, Polyolefinen, Polyvinylbutyral (PVB), Polypropylen (PP), Polyethylen (PE), Polyamid (PA), Polybutylenterephthalat (PBT), Polyethylenterephthalat (PET), Polyester, Polyphenylen- oxid, Polyacetal, Polymethacrylat, Polyoxymethylen, Polyvinylacetal, Polystyrol, Acryl- Butadien-Styrol (ABS), Acrylnitril-Styrol-Acrylester (ASA), Polycarbonat, Polyethersulfon,

Polyetherketon, Polyvinylchlorid, thermoplastischem Polyurethan, Silikon und/oder deren Copolymeren und/oder Gemischen und/oder Blends der vorgenannten.

Verwendung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Matrixmaterial in der Form einer Folie, Lage oder dünnen Schicht, eines Formteils oder eines geschäumten Formteils ausgebildet ist, vorzugsweise in der Form einer Folie, Lage oder dünnen Schicht mit einer Dicke im Bereich von 1 μιτι bis 20 mm oder im Bereich von 50 μιη bis 10 mm oder im Bereich von 100 μιη bis 5 mm oder im Bereich von 200 μιη bis 1 mm.

Verwendung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Matrixmaterial ein Verpackungsmaterial für in einer Verpackung mittels Mikrowellenstrahlung zu erwärmende Güter, vorzugsweise Lebensmittel, ist.

Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Matrixmaterial eine polymerisierbare oder aushärtbare, flüssige Zusammensetzung ist, welche dafür ausgelegt ist, ein lagenförmiges Material ist, vorzugsweise ein Verpackungsmaterial für in einer Verpackung mittels Mikrowellenstrahlung zu erwärmende Güter, vorzugsweise Lebensmittel, wenigstens bereichsweise zu beschichten.

Matrixmaterial, welches durch Bestrahlung mit Mikrowellen erwärmbar ist und Wärme an die Umgebung abgibt, bestehend aus einem Polymermaterial oder einer polymerisierba- ren oder aushärtbaren, flüssigen Zusammensetzung und wenigstens einem Mikrowellen- suszeptor, wie hierin in den Ansprüchen 1 bis 9 definiert.

Matrixmaterial nach Anspruch 10, bestehend aus einem polymerisierbaren oder aushärtbaren Lack oder einer polymerisierbaren oder aushärtbaren Druckfarbe auf der Basis eines organischen, wässrigen oder organisch-wässrigen Lösungsmittels und wenigstens einem Mikrowellensuszeptor, wie hierin in den Ansprüchen 1 bis 9 definiert.

Produktverpackung, welche vollständig oder teilweise aus einem Matrixmaterial nach Anspruch 10 besteht.

13. Verwendung eines Matrixmaterials nach einem der Ansprüche 10 oder 1 1 zum Aufbringen einer Beschriftung oder Kennzeichnung auf die Oberfläche eines Gegenstandes, welche nach Bestrahlung mit Mikrowellen mittels eines Detektors für Wärmestrahlung feststellbar ist.