WO2015121489A1 - Behälter aus biologisch abbaubarem material mit barrierefunktion - Google Patents

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WO2015121489A1
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plastic
lid
walls
barrier layer
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PCT/EP2015/053288
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Frank Finis
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Ritter Gmbh
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    • B65D—CONTAINERS 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
    • B65D85/00—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials
    • B65D85/70—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials for materials not otherwise provided for
    • B65D85/804—Disposable containers or packages with contents which are mixed, infused or dissolved in situ, i.e. without having been previously removed from the package
    • B65D85/8043—Packages adapted to allow liquid to pass through the contents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS 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
    • B65D65/00—Wrappers or flexible covers; Packaging materials of special type or form
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    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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    • Y02A40/90—Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in food processing or handling, e.g. food conservation
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
    • Y02W90/10—Bio-packaging, e.g. packing containers made from renewable resources or bio-plastics

Definitions

  • Container made of biodegradable material with barrier function
  • the application relates to containers, in particular for the storage of food, comprising walls which are made of biodegradable material and have a preferably aroma-tight and / or liquid-tight and / or gas-tight barrier layer.
  • the container may comprise a cup-shaped base body which has at least one jacket wall and a bottom, wherein the jacket wall and the bottom define a receiving space.
  • the content of the capsule is dosed for one or more portions.
  • the extraction is carried out by introducing high-temperature water or steam through a nozzle into the receiving space for the food.
  • the aroma substances are extracted by the water in the interior of the capsule under pressure or the water vapor from the beverage powder.
  • the beverage flows out through openings provided elsewhere or on another side of the capsule wall (or a cover) and is collected.
  • the drink can be filtered. During extraction, considerable pressures, for example of about 10 bar, must be achieved in the interior of the capsule.
  • Such coffee capsules are made of various materials such as cardboard, aluminum, etc.
  • the use of aluminum should guarantee that the coffee powder is protected from oxygen and light and that its taste and quality are not impaired.
  • the problem here is the enormous energy required for the production of this material.
  • the capsules are not compostable by the end user; It therefore falls accordingly waste. In order to counteract this, manufacturers partly take back the overpacks incurred in order to counteract the enormous waste production.
  • capsules made of plastic are now known.
  • One solution would be to use recyclable materials. However, especially when using composite materials, recycling poses problems.
  • plastic capsules are made by known methods such as injection molding or deep drawing.
  • the object of the invention is to provide an environmentally friendly container of biodegradable material for receiving a food, which ensures the protection of the food received in the capsule.
  • An inventive container for storing food comprises walls which have a preferably aroma-tight and / or liquid-tight and / or gas-tight barrier layer. Both the walls and the barrier layer are made of biodegradable material, in particular biodegradable plastic.
  • Biodegradable are plastics which are compostable, i. completely degraded by microorganisms. The biodegradability depends on the chemical structure of the plastic. It has been found within the scope of the invention that biodegradable plastics are quite suitable for food packaging, in particular in the application for
  • Coffee capsules suitable. This is not self-evident, since the coffee capsule in use is exposed to high internal pressure and at the same time by the introduction of water vapor at least locally moisture and high temperature. With this new type of coffee capsule, the consumer can easily reduce waste production.
  • Biodegradable plastics are known in principle.
  • food packaging can be made of known biodegradable plastic, such as polyester, which is completely biodegradable is compostable, and polylactic acid, polyhydroxyalkanoates (PHA), starch, and / or cellulose.
  • This packaging material has good mechanical properties, is sufficiently temperature-resistant (up to> 200 ° C), and has good barrier properties.
  • the stiffness and toughness of the materials is suitable for the purpose of a coffee capsule.
  • the plastic can be produced essentially on the basis of renewable raw materials or with a proportion of renewable raw materials.
  • Biodegradable plastics can,
  • the structure of the container of base body and barrier layer can be achieved by a coating of the base body or by the construction of a multi-layer composite system.
  • the structure takes on the same task, to provide protection from light, oxygen and moisture in favor of the aroma.
  • the layer system may, for example, be composed of a carrier layer, a biodegradable barrier film and a biodegradable sealing layer (walls of the container).
  • the layers are interconnected, for example, by means of a compostable adhesive.
  • the barrier layer can be applied to the walls by any other suitable method such as sol-gel coating or spraying. With this new type of coffee capsule, the consumer can easily reduce waste production.
  • the walls and / or the barrier layer are made of biodegradable plastic.
  • the plastic is especially compostable.
  • the walls may be made of a biodegradable thermal film.
  • only the barrier layer may be made of biodegradable plastic and the walls may be made of another biodegradable material, e.g. on paper or cardboard.
  • the walls and / or the barrier layer are preferably made on the basis of a biodegradable plastic film.
  • the plastic film consists in particular of several layers.
  • the walls and / or the barrier layer can be made of starch-based, sugar-based,
  • cellulose-based plastic or plastic based on PLA polylactic acid, polyactide plastic
  • the walls can form a cup-like body in which the food is stored.
  • the walls may in particular form a base body with an opening which is closed by a cover, in particular a lid foil, in particular of a biodegradable plastic foil.
  • the lid may, for example, have PLA (polylactic acid, polyactide plastic), in particular be made of a non-woven fabric made of PLA.
  • PLA polylactic acid, polyactide plastic
  • PLA produces biocompatible ductile plastics by supplying heat.
  • the walls can be in a thermoforming process (thermoforming) and / or in a
  • the barley layer can either be post-applied (e.g., by coating) or molded together with the walls, e.g. from one
  • the floor may have a plurality of openings in a particular embodiment. With the help of the openings penetrating steam or penetrating water is distributed evenly and well. This improves the result of the extraction.
  • the openings may e.g. be reinforced by surveys in the area of the opening. By reinforcing the openings, the heat resistance of the structure of the soil is improved. In the center of the elevations, the openings extend approximately tubular through the bottom plate and the elevation.
  • the openings have in particular dimensions such as a diameter (with a round or elliptical cross-section) or a side extension (with a rectangular or square
  • the containers are made by injection molding. Due to the
  • Microstructure is complicated to manufacture, but suitable design and measures will ensure that the demolding of the structure and the integrity of the structure are reliably ensured, and injection molding in this context should also include coinjection injection molding (Barrier layer and wall) are simultaneously injected into the same cavity conceivable in which a component (eg barrier layer) is inserted into the hot soul and subsequent spraying of the product takes place in one.
  • coinjection injection molding Barrier layer and wall
  • the elevations preferably extend inwardly from a bottom wall of the floor towards the receiving space of the container.
  • the elevations are pyramid-shaped and / or truncated pyramidal.
  • the elevations are arranged on the bottom surface regularly adjacent to each other.
  • the openings extend in the region of the central axis of the elevations.
  • the openings form a sort of sieve or filter structure through which liquid or vapor is homogeneously introduced into the container.
  • the openings may be formed in particular in the central region of the elevations and extend between the outside of the bottom of the cup-like base body and the interior of the container.
  • an air- and watertight, ie a flavor of the food, preserving receiving space is formed, the entire container including the barrier layer is biodegradable.
  • a further container according to the invention for storing a foodstuff comprises a cup-shaped main body which has at least one jacket wall and a bottom, wherein the jacket wall and the bottom define a receiving space, and a lid, wherein the basic body consists of a first biodegradable plastic with a barrier function and the Lid is made of a second biodegradable plastic with barrier function.
  • the barrier function is preferably achieved by an aroma-tight and / or liquid-tight and / or gas-tight barrier layer.
  • This can be produced by coating the cup-like base body and / or the lid, for example by coating with a metal such as aluminum.
  • the coating thickness can be low and in the range of some atomic layers. As techniques all possible coating techniques are conceivable with which such layers can be produced, for example sputtering or vapor deposition.
  • the barrier layer can be applied to the walls by any other suitable method such as sol-gel coating or spraying. Structurally, the walls can form a cup-like body in which the food is stored.
  • the walls can in particular form a base body with an opening which is closed by the cover, in particular a lid foil, in particular a second biodegradable plastic, for example a plastic foil.
  • the barrier layer can be constructed and manufactured as described above.
  • the barrier layer equally takes on the task of providing protection from light, oxygen and moisture in favor of the aroma.
  • the second biodegradable plastic of the lid can in particular also from
  • the container has at least one opening, which is closed by means of a sealing element made of biodegradable plastic with barrier function.
  • Sealing element corresponds to the second biodegradable plastic of the lid.
  • the sealing element will usually have to have similar properties as the lid. Therefore, it may be similar or (structurally) identical to the lid.
  • the container for storing a food a cup-shaped base body having at least one jacket wall and a bottom, wherein the shell wall and the bottom define a receiving space, and a lid, the base body of a first biodegradable plastic having a barrier function, and the lid is made of a second biodegradable plastic with barrier function.
  • the floor in this case has at least one opening which is closed by means of a sealing element made of biodegradable plastic with barrier function.
  • the barrier function is provided, for example, by a barrier layer as described above.
  • the cup-like body of the container is advantageously produced by injection molding and / or in a thermoforming process (thermoforming process).
  • thermoforming process thermoforming process
  • the cup-like base body and / or the lid and / or the sealing element of the container are biodegradable.
  • Biodegradable substances can but do not have to be made from renewable raw materials. It depends only on the biodegradability.
  • Sealing element of the capsule essentially based on renewable raw materials or produced with a proportion of renewable raw materials.
  • cup-shaped base body and / or the lid and / or the sealing element of the capsule is made of starch-based, sugar-based, sugar-based,
  • cellulose-based plastic or plastic based on PLA polylactic acid, polyactide plastic
  • optionally in combination with or solely made of polyester optionally in combination with or solely made of polyester.
  • the lid and / or the sealing element of the container made of a biodegradable plastic film.
  • the plastic film consists in particular of several layers.
  • Lid and / or sealing element of the container can be made, for example, from PLA (polylactic acid, polyactide plastic), in particular from a nonwoven fabric made of PLA, or a cellulose film.
  • PLA polylactic acid, polyactide plastic
  • PLA produces biocompatible ductile plastics by supplying heat. On these plastic elements, the barrier layer is applied.
  • the barrier function of the cup-like base body and / or the lid and / or the sealing element comprises a barrier layer of one
  • Metal layer which is applied to the material of the cup-shaped base body and / or the lid and / or the sealing element.
  • the barrier layer is in particular aroma-tight and / or liquid-tight and / or gas-tight.
  • the metal layer of the barrier layer may have a thickness of a few atomic layers. In order to achieve the lowest possible thickness, this layer can be vapor-deposited or otherwise metallized.
  • Figure 1 is a first perspective view of the container according to the invention in the form of a capsule
  • Figure 2 is a second perspective view of the container according to the invention in the form of a capsule
  • FIG 3 shows a layer structure of the shell / bottom / lid / sealing element of the container in the form of a capsule.
  • Figures 1 and 2 show a container 1 according to the invention in the form of a capsule for receiving a food, in particular for receiving a powder, such as coffee powder, for
  • the capsule 1 has a cup-like construction with an approximately cylindrical casing wall 10, a bottom 11 and a flange 12 extending perpendicularly from the bottom 11 to the outside (ie away from the central axis A).
  • the casing wall 10 and the bottom 11 define an interior or receiving space 2, in which the food is received.
  • the lower edge of the jacket wall 10 defines an opening to the receiving space 2, which is the bottom 11 opposite. Through the opening, the food is filled by the manufacturer or consumer.
  • the opening is closed by a cover 3 in the present embodiment.
  • the bottom 11 has a central portion that can be pierced to introduce liquid or water vapor into the interior of the capsule 1 and to extract the beverage.
  • the central area can be delimited, for example, by a predetermined breaking point from the rest of the floor area.
  • the bottom 11 in this case has an inlet opening in its central region, which is closed by a sealing element 110, for example a film of biodegradable plastic.
  • the sealing member 110 may be punctured to introduce liquid or water vapor into the receiving space 2 of the capsule 1 and to extract the beverage.
  • the lid 3 is also made of biodegradable plastic, such as a film of biodegradable plastic, and is also in the train of the extraction process
  • the bottom portion may also be structured (not shown), for example, be provided with a plurality of openings in the order of 1/10 mm in diameter. These serve to homogeneously distribute water or water vapor in the interior and thus improve the extraction. In this case, the floor area does not need to be pierced.
  • the walls of the capsule 1, in particular the casing wall 10 and the bottom 11, the lid 3 and the sealing element 110 are made of biodegradable plastic, for example based on PLA (polylactic acid, polyactic plastic) in combination with polyester or as a cellulose film ,
  • PLA polylactic acid, polyactic plastic
  • Sealant 110 an aroma-tight (water and airtight) barrier layer, which is applied inside and / or outside of the walls 10, 11 and the lid 3 and the sealing member 110.
  • the barrier layer can also be arranged expressly between two plastic films or plastic layers, if walls, lids and / or sealing element consist of several layers, for example made of a composite film.
  • the barrier layer may be a coating, for example a metal and / or aluminum layer.
  • the thickness may be a few or more atomic layers, but should definitely be within a range such that the barrier layer does not interfere with the biodegradability of the entire capsule.
  • FIG. 3 shows an exemplary layer structure of the shell 10 / base 11 / cover 3 /
  • Sealing element 110 of the capsule On the outside and / or inside of the wall of the jacket 10 / bottom 11 / cover 3 / sealing element 110, an additional biodegradable barrier layer 120 is attached.
  • the lid 3 may for example consist of a biodegradable PLA nonwoven fabric.

Abstract

Eine Behälter (1) zur Aufnahme eines Lebensmittels, der einen becherartigen Aufbau mit einer in etwa zylindrischen Mantelwand (10), einem Boden (11) und einem senkrecht vom Boden (11) nach außen (d.h. von der zentralen Achse A weg) erstreckenden Flansch (12) aufweist. Erfindungsgemäß sind die Wände des Behälters (1), insbesondere die Mantelwand (10) und der Boden (11), aus biologisch abbaubarem Kunststoff hergestellt, beispielsweise auf Basis von PLA (polylactic acid, Polyactid-Kunststoff) in Kombination mit Polyester. Außerdem weisen die Wandbereiche eine aromadichte (wasser- und luftdichte) Barriereschicht auf, die ebenfalls biologisch abbaubar ist und innen und/oder außen an den Wänden (10, 11) aufgebracht ist.

Description

TITEL
Behälter aus biologisch abbaubarem Material mit Barrierefunktion
TECHNISCHES GEBIET
Die Anmeldung betrifft Behälter, insbesondere zur Aufbewahrung von Lebensmitteln, umfassend Wände, die aus biologisch abbaubaren Material hergestellt sind und eine vorzugsweise aromadichte und/oder flüssigkeitsdichte und/oder gasdichte Barriereschicht aufweisen. Daneben kann der Behälter einen becherartigen Grundkörper umfassen, der wenigstens eine Mantelwand und einen Boden aufweist, wobei die Mantelwand und der Boden einen Aufnahmeraum begrenzen.
STAND DER TECHNIK
Es ist bekannt Lebensmittel in Behältern aufzubewahren. So werden z.B. Getränkepulver,
insbesondere Kaffeepulver, portionsweise in Behälter in Form von Kapseln aufbewahrt und beim Gebrauch extrahiert. Der Inhalt der Kapsel ist dabei für eine oder mehrere Portionen dosiert. Die Extraktion erfolgt durch Einbringen von Wasser hoher Temperatur oder Wasserdampf über eine Düse in den Aufnahmeraum für das Lebensmittel. Die Aromastoffe werden durch das im Innenraum der Kapsel unter Druck stehende Wasser bzw. den Wasserdampf aus dem Getränkepulver extrahiert. Das Getränk fließt durch an anderer Stelle bzw. an einer anderen Seite der Kapselwand (oder einer Abdeckung) vorgesehene Öffnungen aus und wird gesammelt. Dabei kann das Getränk gefiltert werden. Bei der Extraktion müssen im Innenraum der Kapsel erhebliche Drücke, beispielsweise von ca. 10 bar, erreicht werden.
Derartige Kaffeekapseln werden aus verschiedenen Materialien wie Pappe, Aluminium etc. hergestellt. Die Verwendung von Aluminium soll garantieren, dass das Kaffeepulver vor Sauerstoff und Licht geschützt ist und Geschmack, sowie Qualität nicht beeinträchtigt werden. Problematisch ist hierbei jedoch der enorme Energieaufwand, der für die Herstellung dieses Materials nötig ist. Zudem sind die Kapseln vom Endverbraucher nicht kompostierbar; es fällt daher entsprechend viel Abfall an. Um dem entgegenzuwirken, nehmen Hersteller teilweise die angefallenen Umverpackungen zurück, um der enormen Müllproduktion entgegenzuwirken.
Auch Kapseln aus Kunststoff sind mittlerweile bekannt. Problematisch ist es jedoch zum einen, die Anforderungen an Lebensmittelverpackungen, wie Aromadichte, zu erfüllen und andererseits die Umweltverträglichkeit zu gewährleisten, d.h. den Anfall von schwer entsorgbarem Abfall weitgehend zu vermeiden. Eine Lösung bestünde darin, recycelbare Materialien einzusetzen. Insbesondere beim Einsatz von Verbundstoffen wirft das Recycling jedoch Probleme auf.
Alternativ dazu werden Kapseln aus Kunststoff mit bekannten Verfahren wie Spritzguss oder Tiefziehen hergestellt.
AUFGABE DER ERFINDUNG
Ausgehend davon besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen umweltschonenden Behälter aus biologisch abbaubaren Material zur Aufnahme eines Lebensmittels bereitzustellen, der den Schutz des in der Kapsel aufgenommenen Lebensmittels gewährleistet.
TECHNISCHE LÖSUNG
Die Aufgabe wird gelöst durch Bereitstellung eines Behälters nach Anspruch 1 und 9. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Merkmalen der abhängigen Ansprüche.
Ein erfindungsgemäßer Behälter zur Aufbewahrung von Lebensmitteln umfasst Wände, die eine vorzugsweise aromadichte und/oder flüssigkeitsdichte und/oder gasdichte Barriereschicht aufweisen. Sowohl die Wände aus auch die Barriereschicht sind aus biologisch abbaubarem Material, insbesondere biologisch abbaubarem Kunststoff, hergestellt.
Als biologisch abbaubar gelten Kunststoffe, die kompostierbar sind, d.h. von Mikroorganismen vollständig abgebaut werden. Die biologische Abbaubarkeit hängt von der chemischen Struktur des Kunststoffs ab. Es hat sich im Rahmen der Erfindung gezeigt, dass sich biologisch abbaubare Kunststoffe durchaus für Lebensmittelverpackungen, insbesondere in der Anwendung für
Kaffeekapseln, eignen. Dies ist nicht selbstverständlich, da die Kaffeekapsel im Einsatz hohem Innendruck und gleichzeitig durch das Einbringen von Wasserdampf zumindest lokal Feuchtigkeit und hoher Temperatur ausgesetzt ist. Mit dieser neuen Art der Kaffeekapsel kann der Verbraucher in einfacher Weise die Müllproduktion reduzieren.
Biologisch abbaubare Kunststoffe sind prinzipiell bekannt. Lebensmittelverpackungen können beispielsweise aus bekanntem biologisch abbaubarem Kunststoff wie Polyester, der vollständig kompostierbar ist, und Polymilchsäure, Polyhydroxyalkanoate (PHA), Stärke, und/oder Cellulose bestehen. Dieses Verpackungsmaterial hat gute mechanische Eigenschaften, ist ausreichend temperaturbeständig (bis >200°C), und hat gute Barriereeigenschaften. Die Steifigkeit und Zähigkeit der Materialien ist für den Zweck einer Kaffeekapsel geeignet.
Der Kunststoff kann im Wesentlichen auf Basis nachwachsender Rohstoffe bzw. mit einem Anteil nachwachsender Rohstoffe hergestellt sein. Biologisch abbaubare Kunststoffe können,
müssen aber nicht aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt sein. Es kommt lediglich auf die biologische Abbaubarkeit an.
Der Aufbau des Behälters aus Grundkörper und Barriereschicht kann durch eine Beschichtung des Grundkörpers oder durch den Aufbau eines Mehrschichtverbundsystems erreicht werden. Die Struktur übernimmt gleichermaßen die Aufgabe, Schutz vor Licht, Sauerstoff und Feuchtigkeit zugunsten des Aromas zu gewähren. Das Schichtsystem kann sich beispielsweise aus einer Trägerschicht, einer bioabbaubaren Barrierefolie und einer bioabbaubaren Siegelschicht (Wände des Behälters) zusammensetzen. Die Schichten sind beispielsweise mittels eines kompostierbaren Klebers miteinander verbunden. Die Barriereschicht kann jedoch durch jedes andere geeignete Verfahren wie Sol-Gel-Beschichtung oder Aufspritzen auf die Wände aufgetragen werden. Mit dieser neuen Art der Kaffeekapsel kann der Verbraucher in einfacher Weise die Müllproduktion reduzieren.
Insbesondere sind die Wände und/oder die Barriereschicht aus biologisch abbaubarem Kunststoff hergestellt. Der Kunststoff ist insbesondere kompostierbar. Insbesondere können die Wände aus einer biologisch abbaubaren Thermofolie hergestellt sein. Es kann auch nur die Barriereschicht aus biologisch abbauberem Kunststoff bestehen und die Wände aus einem anderen biologisch abbaubarem Material, z.B. auf Papierbasis oder Pappe, bestehen.
Die Wände und/oder die Barriereschicht sind vorzugsweise auf Basis einer biologisch abbaubaren Kunststofffolie hergestellt. Die Kunststofffolie besteht dabei insbesondere aus mehreren Schichten.
Die Wände und/oder die Barriereschicht können aus stärkebasiertem, zuckerbasiertem,
cellulosebasiertem Kunststoff oder Kunststoff auf Basis von PLA (polylactic acid, Polyactid- Kunststoff), ggf. in Kombination mit Polyester, hergestellt sein.
Strukturell können die Wände einen becherartigen Grundkörper bilden, in dem das Lebensmittel aufbewahrt wird. Die Wände können insbesondere einen Grundkörper mit einer Öffnung bilden, die durch einen Deckel, insbesondere eine Deckelfolie, insbesondere aus einer biologisch abbaubaren Kunststofffolie, verschlossen ist.
Der Deckel kann beispielsweise PLA (polylactic acid, Polyactid- Kunststoff) aufweisen, insbesondere aus einem Faservlies aus PLA hergestellt sein. Aus PLA werden durch Wärmezufuhr biokompatible verformbare Kunststoffe hergestellt.
Die Wände können in einem Tiefziehverfahren (Thermoformverfahren) und/oder in einem
Spritzgussverfahren hergestellt sein. Die Barriesereschicht kann entweder nachträglich angebracht werden (z.B. durch Beschichtung) oder zusammen mit den Wänden geformt, z.B. aus einer
Verbundfolie in einem Tiefziehverfahren. Die genannten und mögliche bekannte
Herstellungsverfahren für Lebensmittelverpackungen werden im Rahmen dieser Erfindung ebenso beansprucht wie das Verfahrensprodukt.
Der Boden kann in einer besonderen Ausführungsform eine Vielzahl von Öffnungen aufweisen. Mit Hilfe der Öffnungen wird eindringender Dampf bzw. eindringendes Wasser gleichmäßig und gut verteilt. So wird das Resultat der Extraktion verbessert.
Die Öffnungen können z.B. durch Erhebungen im Bereich der Öffnung verstärkt sein. Durch die Verstärkung der Öffnungen wird die Wärmeformbeständigkeit der Struktur des Bodens verbessert. Im Zentrum der Erhebungen erstrecken sich die Öffnungen in etwa röhrenartig durch die Bodenplatte und die Erhebung.
Die Öffnungen weisen insbesondere Abmessungen wie einen Durchmesser (bei rundem oder elliptischem Querschnitt) bzw. eine Seitenerstreckung (bei rechteckigem oder quadratischem
Querschnitt der Öffnungen) von 1/100 mm bis 9/10 mm, vorzugsweise von 1/10 mm bis 3/10 mm, auf. Daher kann von einer Mikrostruktur gesprochen werden, die durch verschiedene Maßnahmen so verstärkt wird, dass die Wärmeformbeständigkeit der Struktur den Anforderungen der Anwendung genügt. Vorzugsweise sind die Behälter im Spritzgus s verfahren hergestellt. Aufgrund der
„Mikrostruktur" ist die Herstellung kompliziert. Durch einen geeigneten Aufbau und geeignete Maßnahmen wird jedoch sichergestellt, dass die Entformung der Struktur und die Beständigkeit der Struktur zuverlässig gewährleistet sind. Unter Spritzgussverfahren sollen in diesem Kontext auch Koinjektionsspritzgießverfahren eingeschlossen sein. Bei diesem Verfahren werden die Komponenten (Barriereschicht und Wand) gleichzeitig in die gleiche Kavität eingespritzt. Es sind auch Verfahren denkbar, bei denen eine Komponente (z.B. Barriereschicht) in die heiße Seele eingelegt wird und anschließendes Spritzen des Produkts in einem erfolgt.
Die Erhebungen erstrecken sich vorzugsweise von einer Bodenwand des Bodens nach innen in Richtung des Aufnahmeraums des Behälters.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung sind die Erhebungen pyramidenförmig und/oder pyramidenstumpfförmig ausgebildet. Die Erhebungen sind über die Bodenfläche regelmäßig benachbart zueinander angeordnet. Die Öffnungen erstrecken sich im Bereich der zentralen Achse der Erhebungen. Die Öffnungen bilden eine Art Sieb oder Filterstruktur, durch die Flüssigkeit bzw. Dampf in den Behälter homogen eingebracht wird.
Die Öffnungen können insbesondere im zentralen Bereich der Erhebungen ausgebildet sein und sich zwischen der Außenseite des Bodens des becherartigen Grundkörpers und dem Innenraum des Behälters erstrecken.
Mit Hilfe der Erfindung wird ein luft- und wasserdichter, also ein das Aroma des Lebensmittels, erhaltender Aufnahmeraum gebildet, wobei der gesamte Behälter einschließlich der Barriereschicht biologisch abbaubar ist.
Ein weiterer erfindungsgemäßer Behälter zur Aufbewahrung eines Lebensmittels umfasst einen becherartigen Grundkörper, der wenigstens eine Mantelwand und einen Boden aufweist, wobei die Mantelwand und der Boden einen Aufnahmeraum begrenzen, sowie einen Deckel, wobei der Grundkörper aus einem ersten biologisch abbaubarem Kunststoff mit einer Barrierefunktion und der Deckel aus einem zweiten biologisch abbaubaren Kunststoff mit Barrierefunktion hergestellt ist.
Hinsichtlich der biologischen Abbaubarkeit des Kunststoffs und der Herstellung aus nachwachsenden Rohstoffen gilt das bereits oben Beschriebene.
Die Barrierefunktion wird vorzugsweise durch eine aromadichte und/oder flüssigkeitsdichte und/oder gasdichte Barriereschicht erreicht. Diese kann durch Beschichtung des becherartigen Grundkörpers und/oder des Deckels hergestellt werden, z.B. durch Beschichtung mit einem Metall wie Aluminium. Die Beschichtungsdicke kann dabei gering sein und im Bereich einiger Atomlagen liegen. Als Techniken sind alle möglichen Beschichtungstechniken denkbar, mit denen sich solche Schichten herstellen lassen, z.B. Sputtern oder Bedampfen. Die Barriereschicht kann jedoch durch jedes andere geeignete Verfahren wie Sol-Gel-Beschichtung oder Aufspritzen auf die Wände aufgetragen werden. Strukturell können die Wände einen becherartigen Grundkörper bilden, in dem das Lebensmittel aufbewahrt wird. Die Wände können insbesondere einen Grundkörper mit einer Öffnung bilden, die durch den Deckel, insbesondere eine Deckelfolie, insbesondere aus einem zweiten biologisch abbaubaren Kunststoff, z.B. einer Kunststofffolie, verschlossen ist. Die Barriereschicht kann wie oben beschrieben aufgebaut und hergestellt sein.
Die Barriereschicht übernimmt gleichermaßen die Aufgabe, Schutz vor Licht, Sauerstoff und Feuchtigkeit zugunsten des Aromas zu gewähren.
Der zweite biologisch abbaubare Kunststoff des Deckels kann dabei insbesondere auch aus
Zellulosefolie bestehen. Weiter ist es möglich, dass dieser zweite biologisch abbaubare Kunststoff des Deckels mit dem Kunststoff des Versiegelungselements übereinstimmt. D.h. erster und zweiter Kunststoff können, müssen aber nicht aus demselben Material bestehen.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Behälter wenigstens eine Öffnung auf, die mittels eines Versiegelungselements aus biologisch abbaubarem Kunststoff mit Barrierefunktion verschlossen ist.
Weiter ist es möglich, aber nicht zwingend, dass bei dem Behälter der Kunststoff des
Versiegelungselements dem zweiten biologisch abbaubarem Kunststoff des Deckels entspricht. Das Versiegelungselement wird in der Regel ähnliche Eigenschaften wie der Deckel aufweisen müssen. Daher kann er ähnlich, oder (strukturell) identisch wie der Deckel aufgebaut sein.
Vorteilhafterweise umfasst der Behälter zur Aufbewahrung eines Lebensmittels, einen becherartigen Grundkörper, der wenigstens eine Mantelwand und einen Boden aufweist, wobei die Mantelwand und der Boden einen Aufnahmeraum begrenzen, sowie einen Deckel, wobei der Grundkörper aus einem ersten biologisch abbaubaren Kunststoff mit einer Barrierefunktion, und der Deckel aus einem zweiten biologisch abbaubaren Kunststoff mit Barrierefunktion hergestellt ist. Der Boden weist hierbei wenigstens eine Öffnung auf, die mittels eines Versiegelungselements aus biologisch abbaubarem Kunststoff mit Barrierefunktion verschlossen ist.
Die Barrierefunktion wird beispielsweise durch eine Barriereschicht wie oben beschrieben bereitgestellt. Der becherartige Grundkörper des Behälters wird vorteilhafterweise durch Spritzgießen und/oder in einem Tiefziehverfahren (Thermoformverfahren) hergestellt. Die genannten sowie möglichen bekannte Herstellungsverfahren für Lebensmittelverpackungen werden im Rahmen dieser Erfindung ebenso beansprucht wie das Verfahrensprodukt.
In ihrer bevorzugten Ausführungsform sind der becherartige Grundkörper und/oder der Deckel und/oder das Versiegelungselement des Behälters biologisch abbaubar. Biologisch abbaubare Stoffe können, müssen aber nicht aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt sein. Es kommt lediglich auf die biologische Abbaubarkeit an.
Insbesondere werden der becherartige Grundkörper und/oder der Deckel und/oder das
Versiegelungselement der Kapsel im Wesentlichen auf Basis nachwachsender Rohstoffe bzw. mit einem Anteil nachwachsender Rohstoffe hergestellt.
In ihrer bevorzugten Ausführungsform wird der becherartige Grundkörper und/oder der Deckel und/oder das Versiegelungselement der Kapsel aus stärkebasiertem, zuckerbasiertem,
zellulosebasiertem Kunststoff oder Kunststoff auf Basis von PLA (polylactic acid, Polyactid- Kunststoff) sowie ggf. in Kombination mit oder allein aus Polyester, hergestellt.
Vorteilhafterweise bestehen der Deckel und/oder das Versiegelungselement des Behälters aus einer biologisch abbaubaren Kunststoff folie. Die Kunststofffolie besteht dabei insbesondere aus mehreren Schichten.
Deckel und/oder Versiegelungselement des Behälters können beispielsweise aus PLA (polylactic acid, Polyactid-Kunststoff), insbesondere aus einem Faservlies aus PLA, oder einer Zellulosefolie hergestellt sein. Aus PLA werden durch Wärmezufuhr biokompatible verformbare Kunststoffe hergestellt. Auf diesen Kunststoffelementen ist die Barriereschicht aufgebracht.
In ihrer bevorzugten Ausführungsform weist die Barrierefunktion des becherartigen Grundkörpers und/oder des Deckels und/oder des Versiegelungselements eine Barriereschicht aus einer
Metallschicht auf, die auf das Material des becherartigen Grundkörpers und/oder des Deckels und/oder des Versiegelungselements aufgebracht ist. Die Barriereschicht ist dabei insbesondere aromadicht und/oder flüssigkeitsdicht und/oder gasdicht. Insbesondere kann die Metallschicht der Barriereschicht eine Dicke von wenigen Atomlagen aufweisen. Um eine möglichst geringe Dicke zu erreichen, kann diese Schicht aufgedampft oder anderweitig metallisiert werden.
Für sämtliche beschriebenen Merkmale soll einzeln und in allen beschriebenen und denkbaren, technisch möglichen Kombinationen Schutz beansprucht werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Figuren, wobei die Figuren zeigen:
Figur 1 eine erste perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Behälters in Form einer Kapsel; Figur 2 eine zweite perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Behälters in Form einer Kapsel; und
Figur 3 einen Schichtaufbau des Mantels/Bodens/Deckels/Versiegelungselements des Behälters in Form einer Kapsel.
BESCHREIBUNG EINES SPEZIELLEN AUSFÜHRUNSBEISPIELS
Nachfolgend wird anhand der beigefügten Figuren ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Gleiche Bezugszeichen in verschiedenen Figuren beziehen sich auf gleiche Elemente.
Die Figuren 1 und 2 zeigen einen erfindungsgemäßen Behälter 1 in Form einer Kapsel zur Aufnahme eines Lebensmittels, insbesondere zur Aufnahme eines Pulvers, wie Kaffeepulver, zur
Getränkezubereitung, in zwei unterschiedlichen perspektivischen Darstellungen.
Die Kapsel 1 weist einen becherartigen Aufbau mit einer in etwa zylindrischen Mantelwand 10, einem Boden 11 und einem senkrecht vom Boden 11 nach außen (d.h. von der zentralen Achse A weg) erstreckenden Flansch 12 auf. Die Mantelwand 10 und der Boden 11 begrenzen einen Innenraum bzw. Aufnahmeraum 2, in dem das Lebensmittel aufgenommen wird. Der untere Rand der Mantelwand 10 begrenzt eine Öffnung zum Aufnahmeraum 2, die dem Boden 11 gegenüber liegt. Durch die Öffnung wird das Lebensmittel durch den Hersteller oder Verbraucher eingefüllt. Die Öffnung ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch einen Deckel 3 verschlossen.
Der Boden 11 weist einen zentralen Bereich auf, der durchstochen werden kann, um Flüssigkeit oder Wasserdampf in den Innenraum der Kapsel 1 einzubringen und das Getränk zu extrahieren. Der zentrale Bereich kann beispielsweise durch eine Sollbruchstelle vom übrigen Bodenbereich abgegrenzt sein. Der Boden 11 weist dabei eine Eintrittsöffnung in seinem zentralen Bereich auf, die von einem Versiegelungselement 110, beispielsweise eine Folie aus biologisch abbaubarem Kunststoff, verschlossen ist. Das Versiegelungselement 110 kann durchstochen werden, um Flüssigkeit oder Wasserdampf in den Aufnahmeraum 2 der Kapsel 1 einzubringen und das Getränk zu extrahieren.
Der Deckel 3 besteht ebenfalls aus biologisch abbaubarem Kunststoff, beispielsweise eine Folie aus biologisch abbaubarem Kunststoff, und wird im Zug des Extraktionsvorgangs ebenfalls
durchbrochen, sodass das extrahierte Getränk austreten kann.
Der Bodenbereich kann jedoch auch strukturiert ausgebildet sein (nicht dargestellt), beispielsweise mit einer Vielzahl von Öffnungen in der Größenordnung von 1/10 mm Durchmesser versehen sein. Diese dienen dazu, Wasser bzw. Wasserdampf im Innenraum homogen zu verteilen und so die Extraktion zu verbessern. In diesem Fall muss der Bodenbereich nicht durchstochen werden.
Erfindungsgemäß sind die Wände der Kapsel 1, insbesondere die Mantelwand 10 und der Boden 11, der Deckel 3 und das Versiegelungselement 110 aus biologisch abbaubarem Kunststoff hergestellt, beispielsweise auf Basis von PLA (polylactic acid, Polyactid-Kunststoff) in Kombination mit Polyester oder als Zellulosefolie. Außerdem weisen die Wandbereiche, der Deckel 3 und das
Versiegelungselement 110 eine aromadichte (wasser- und luftdichte) Barriereschicht auf, die innen und/oder außen an den Wänden 10, 11 sowie dem Deckel 3 und dem Versiegelungselement 110 aufgebracht ist. Die Barriereschicht kann jedoch ausdrücklich auch zwischen zwei Kunststofffolien bzw. Kunststoffschichten angeordnet sein, wenn Wände, Deckel und/oder Versiegelungselement aus mehreren Schichten bestehen, beispielsweise aus einer Verbundfolie hergestellt sind.
Die Barriereschicht kann eine Beschichtung sein, z.B. eine Metall- und/oder Aluminiumschicht. Die Dicke kann wenige oder mehrere Atomlagen betragen, sollte aber auf jeden Fall in einem Bereich liegen, sodass die Barriereschicht die biologische Abbaubarkeit der gesamten Kapsel nicht beeinträchtigt. Figur 3 zeigt einen beispielhaften Schichtaufbau des Mantels 10 / Bodens 11 / Deckels 3 /
Versiegelungselements 110 der Kapsel 1. Außen und/oder innen an der Wand des Mantels 10 / Bodens 11 / Deckels 3 / Versiegelungselements 110 ist eine zusätzliche biologisch abbaubare Barriereschicht 120 angebracht.
Der Deckel 3 kann beispielsweise aus einem biologisch abbaubaren PLA Faservlies bestehen.

Claims

ANSPRÜCHE
1. Behälter, insbesondere zur Aufbewahrung von Lebensmitteln, umfassend Wände, die eine vorzugsweise aromadichte und/oder flüssigkeitsdichte und/oder gasdichte Barriereschicht aufweisen,
dadurch gekennzeichnet, dass
sowohl die Wände als auch die Barriereschicht aus biologisch abbaubarem Material hergestellt sind.
2. Behälter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
die Wände und/oder die Barriereschicht aus biologisch abbaubarem Kunststoff hergestellt sind.
3. Behälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
der Kunststoff kompostierbar ist.
4. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Wände und/oder die Barriereschicht auf Basis einer biologisch abbaubaren Kunststofffolie hergestellt sind.
5. Behälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass
die Kunststofffolie aus mehreren Schichten besteht.
6. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Wände einen becherartigen Grundkörper bilden, in dem das Lebensmittel aufbewahrt wird.
7. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Wände einen Grundkörper mit einer Öffnung bilden, die durch einen Deckel (3), insbesondere eine Deckelfolie, insbesondere aus einer biologisch abbaubaren Kunststofffolie, verschlossen ist.
8. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
der Deckel (3) PLA (polylactic acid, Polyactid- Kunststoff) aufweist, insbesondere aus einem Faservlies aus PLA hergestellt ist.
9. Behälter (1) zur Aufbewahrung von Lebensmitteln, umfassend: einen becherartigen Grundkörper (1), der wenigstens eine Mantelwand (10) und einen Boden (11) aufweist, wobei die Mantelwand (10) und der Boden (11) einen Aufnahmeraum (2) begrenzen, und einen Deckel (3), dadurch gekennzeichnet, dass
der Grundkörper (1) aus einem ersten biologisch abbaubaren Kunststoff mit einer
Barrierefunktion, und der Deckel (3) aus einem zweiten biologisch abbaubaren Kunststoff mit Barrierefunktion hergestellt ist.
10. Behälter (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (11) wenigstens eine Öffnung aufweist, die mittels eines Versiegelungselements (110) aus biologisch abbaubarem Kunststoff mit Barrierefunktion verschlossen ist.
11. Behälter(l) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff des Versiegelungselements (110) dem zweiten biologisch abbaubarem Kunststoff des Deckels (3) entspricht.
12. Behälter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass
der Deckel (3) und/oder das Versiegelungselement (110) wenigstens eine biologisch abbaubare Kunststofffolie aufweisen.
13 Behälter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff im Wesentlichen auf Basis nachwachsender Rohstoffe bzw. mit einem Anteil nachwachsender Rohstoffe hergestellt sind.
14 Behälter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wände und/oder die Barriereschicht und/oder der becherartige Grundkörper und/oder der Deckel (3) und/oder das Versiegelungselement (110) aus stärkebasiertem, zuckerbasiertem, zellulosebasiertem Kunststoff oder Kunststoff auf Basis von PLA (polylactic acid, Polyactid- Kunststoff) hergestellt sind.
15 Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Wände und/oder der becherförmige Grundkörper in einem Tiefziehverfahren
(Thermoformverfahren) und/oder in einem Spritzgussverfahren hergestellt sind. Behälter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass
die Barrierefunktion des becherartigen Grundkörpers (1) und/oder des Deckels (3) und/oder des Versiegelungselements (110) eine Barriereschicht (120) umfassend eine Metallschicht aufweist, die auf das Material des becherartigen Grundkörpers und/oder des Deckels (3) und/oder des Versiegelungselements (110) aufgebracht ist. Behälter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass
die Barriereschicht (120) eine Dicke von wenigen bzw. mehreren Atomlagen aufweist.
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