DE4133540B4 - Flexible Folie zum Einhüllen von Nahrungsmitteln sowie Nahrungstransport-Element - Google Patents

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Abstract

Flexible Folie zum Einhüllen von Nahrungsmitteln, die ein flexibles Kunstharz und mit einem keimtötenden Metall-Laminat (3, 4) plattierte, als Whisker-Kristalle ausgebildete Kohlefaßern (2) enthält, die an feinem Pulver eines hochschmelzenden Metalls oder eines Derivats desselben durch Thermolyse von Kohlenwasserstoffen oder Wachstum aus der Dampfphase gewachsen sind und einen Durchmesser aufweisen, der im wesentlichen dem des Pulvers entspricht.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine flexible Folie zum Einhüllen von Nahrungsmitteln, wie Fleisch und Gemüse sowie ein entsprechendes Nahrungstransport-Element.
  • Kunststoffolien werden zum Überziehen von Nahrungsmitteln wie Fleisch und Gemüsen verwendet, um diese Nahrungsmittel separat in einem Kühlschrank zu speichern und um Oxydation und Gerüche der Nahrungsmittel zu verhindern. Eine üblicherweise aus flexiblem und wasserdichtem Material einschließlich Polyethylen oder anderen Kunstharzen hergestellte Plastikfolie ist im allgemeinen sehr dünn ausgebildet und umschlingt direkt die Nahrungsmittel.
  • Wenn Nahrungsmittel wie Fleisch oder Gemüse von einer derartigen Folie überzogen sind, ist ein gleichbleibender Anteil von Luft in der Umhüllung eingeschlossen. Da die verschieden artige Bakterien und Keime enthaltende Luft in direktem Kontakt mit den nährenden Nahrungsmitteln wie Fleisch und Gemüsen steht, vermehren sich diese Bakterien und Keime in der Umhüllung entsprechend den Bedingungen und führen zu Fäulnis und Verdorbenheit der eingehüllten Nahrungsmittel.
  • Eine weitere mögliche Ursache für Fäulnis der Nahrungsmittel ist die unvorsichtige Berührung der Innenseite der umhüllenden Folie.
  • Ein Kunststoffelement wie ein Behälter oder eine Schale, das leichtgewichtig, jedoch fest ist, wird im allgemeinen zum Transport von Nahrungsmitteln wie Fleisch und Gemüsen verwendet. Das Kunststoffelement weist eine ausreichende Festigkeit und Härte auf, um seine Gestalt selbst dann aufrechtzuerhalten, wenn frische Nahrungsmittel mit einem relativ großen Gewicht darin aufbewahrt werden.
  • Nahrungsmittel einschließlich Fleisch und Gemüsen sind in vielen Fällen direkt in einem Behälter oder einer Schale zum Transport und zur zeitweiligen Aufbewahrung enthalten. Fleisch- oder Gemüsestücke kleben am Kunststoffbehälter fest und können die Verbreitung von Bakterien und Keimen bei heißem Wetter oder bei ungenügenden Waschbedingungen verursachen.
  • Aus der EP 0 100 670 A1 ist eine flexible Verpackungsfolie bekannt, die neben einem flexiblen Kunstharz metallplattierte Kohlefasern enthält. Diese Verpackungsfolie dient jedoch nicht zum Einfüllen von Nahrungsmitteln sondern zum Einfüllen von elektronischen Teilen, was eine elektrische Leitfähigkeit erforderlich macht, um elektrische Aufladungen zu verhindern. Die üblichen Kohlefasern zur Erzielung einer hohen Leitfähigkeit führen zu einer geringeren Flexibilität und geringeren Zugfestigkeit der Folie.
  • Aus der GB 2 114 981 A und der US 4 752 415 sind starre Kunststoffmaterialien mit leitfähigen Kohlefasern bekannt, bei denen die Flexibilität bestimmungsgemäß keine Rolle spielt. Schließlich sind aus der US 4 663 230 Kohlefasern bekannt, die zur mechanischen Verstärkung und zur Verbesserung der Leitfähigkeit von Kunststoffmaterialien dienen. Eine Anwendung für Folien, bei denen es auf hohe Elastizität und Flexibilität ankommt, ist nicht beschrieben.
    •
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine flexible Folie bzw. ein Nahrungstransport-Element zu schaffen, das bei hoher Flexibilität effektiv Nahrungsmittel wie Fleisch und Gemüse schützt und die Ausbreitung von Bakterien und Keimen verhindert.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine flexible Folie zum Einhüllen von Nahrungsmitteln mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Nahrungstransport-Element mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst.
  • Das flexible Kunstharz ist ein Vinylharz, einschließlich Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylalkohol und Polyvinylchlorid.
  • Die gemäß der Erfindung verwendeten Kohlefasern sind nicht gewöhnliche Polyacrylnitril- oder Pechkohlefasern, sondern Whisker-Kristalle, die an feinem Pulver eines hochschmelzenden Metalls oder eines Derivats desselben gewachsen sind, um einen Durchmesser zu erreichen, der im wesentlichen dem des Pulvers entspricht.
  • Das hier verwendete hochschmelzende Metall verdampft noch nicht bei Thermolyse-Temperaturen von Kohlenwasserstoffen, das heißt bei 950–1300°C. Beispiele solcher hochschmelzenden Metalle umfassen Metalle aus der Gruppe IVa wie Titan (Ti) und Zirkon (Zr), Metalle aus der Gruppe Va wie Vanadium (V) und Niob (Nb), Metalle aus der Gruppe VIa wie Chrom (Cr) und Molybdän (Mo), Metalle aus der Gruppe VIIa wie Mangan (Mn), Metalle aus der Gruppe VIII wie Eisen (Fe) und Kobalt (Co). Besonders vorzuziehen sind Fe, Co, Ni (Nickel), V, Nb, Ta (Tantal), Ti und Zr. Die Oxide, Nitride oder andere Salze der Metalle können alternativ hierzu verwendet werden.
  • Das aus Silber bestehende oder eine Unterlage aus Kupfer und eine Oberlage aus Silber enthaltende Metall-Laminat wird an der Oberfläche der Kohlefasern durch elektrolytische, nichtelektrolytische oder Vakuum-Plattierung gebildet. Andere nichttoxische Metalle können als Metall-Laminat verwendet werden.
  • Der bevorzugte Anteil der mit Silber (Ag) oder sowohl Silber und Kupfer (Cu) plattierten Kohlefasern wird so festgelegt, daß die Flexibilität der Folie gewährleistet ist und daß ausgezeichnete keimtötende Fähigkeiten vorliegen, um die Ausbreitung von Bakterien und Keimen zu verhindern, das heißt, 1–5 Gew% der gesamten Folie.
  • Die Kohlefasern bilden eine geordnete Graphitstruktur und besitzen ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, einschließlich einer geeigneten Zugfestigkeit, um der Folie eine ausreichende Festigkeit zu geben, während die dünnen und flexiblen Kohlefasern eine ausreichende Flexibilität der Folie gewährleisten.
  • Die mit dem keimtötenden Metall-Laminat plattierten Kohlefasern sind sehr dünn und gleichmäßig in der gesamten Folie verteilt. Die gesamte Einwickelfolie aus Kunststoff gemäß der Erfindung besitzt dadurch ausreichende keimtötende Fähigkeiten.
  • Beim Nahrungstransport-Element, das ein festes Kunstharz und mit einem keimtötenden Metall-Laminat plattierte Kohlefasern enthält, besteht dieses Metall-Laminat bevorzugt entweder aus Silber und Kupfer. Andere Metalle mit ausgezeichneten keimtötenden Fähigkeiten können als Metall-Laminat verwendet werden.
  • Das feste Kunstharz enthält Kohlenwasserstoffharze wie Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol und ABS-Harz; Acrylharze; Vinylacetat-Harze, Halogen-Kunststoffe; Polyester-Harze; Polyamid-Harze; Polyether-Harze; Phenolharze; Aminoharze; Polyurethanharze und/oder Epoxidharze.
  • Die mit dem Metall-Laminat plattierten Kohlefasern sind wenigstens an der Oberfläche des Kunststoffelements verteilt, um in direktem Kontakt mit den Nahrungsmitteln zu stehen, jedoch ist eine gleichmäßige Verteilung der Kohlefasern im Element vorzuziehen. Das erfindungsgemäße Nahrungstransport-Element besitzt dementsprechend ausgezeichnete keimtötende Fähigkeiten, um die Ausbreitung von Bakterien und Keimen zu verhindern, die die im Element aufbewahrten Nahrungsmittel verfaulen lassen oder verderben könnten. Die geordnete Graphitstruktur der Kohlefasern ergibt eine ausreichende Festigkeit des erfindungsgemäßen Kunststoffelements.
    •
  • Die Erfindung wird am besten durch die nachfolgende ausfühnliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele und der beigefügten Zeichnungen verständlich, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und in denen zeigen:
  • 1 eine perspektivische Ansicht einer Folie zum Einhüllen von Nahrungsmitteln als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 2 eine Querschnittsdarstellung einer Kohlefaser, die in der Folie gemäß 1 enthalten ist,
  • 3 eine Querschnittsdarstellung einer anderen Struktur der Kohlefaser,
  • 4 eine schematische Darstellung, die die Herstellung der mit einem Metall-Larninat plattierten Kohlefasern zeigt,
  • 5 eine schematische Darstellung, die die Herstellung der Folie gemäß 1 zeigt, und
  • 6 eine perspektivische Ansicht eines Nahrungstransport-Elements als zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
  • Als erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine Folie 1 zum Einhüllen von Nahrungsmitteln ausführlich anhand der 1 bis 5 erläutert.
  • Die Folie 1 zum Einhüllen von Nahrungsmitteln enthält ein dünnes und flexibles Kunstharzmaterial wie Polyethylen, Polyvinylchlorid oder Polypropylen und sehr sehr dünne, mit dem Kunstharzmaterial vermischte Kohlefasern 2.
  • Die Kohlefasern 2 sind mit einem Silber-Laminat 3 von 0,1–2 μm Dicke gemäß 2 oder alternativ hierzu mit einer Unterschicht aus Kupfer-Laminat 4 und einer Oberschicht aus Silber-Laminat 3 von 0,1–2 μm Dicke gemäß 3 durch ein bekanntes Verfahren plattiert, wie Vakuum-, elektrolytische oder nichtelektrolytische Plattierung (beim Ausführungsbeispiel: elektrolytische Plattierung). Die Herstellung der Folie 1 zum Einhüllen ist nachfolgend ausführlich beschrieben.
  • Die mit dem Kupfer-Laminat 4 und dem Silber-Laminat 3 plattierten Kohlefasern 2 werden in der folgenden Weise hergestellt: Die Kohlefasern 2 (Durchmesser: 0,1 – 10 μ; Länge: 0,1 – 1 mm) läßt man an feinem Eisenpulver in einem Ofen bei 950 – 1300°C durch Thermolyse von Benzol oder durch Wachstum aus der Dampfphase wachsen.
  • Wie in 4 dargestellt, werden die erhaltenen Kohlefasern 2 in einen Behälter 8 gebracht, der durch eine (nicht dargestellte) Vakuumpumpe evakuiert wird, und werden mit aus einem Tank 5 fließendem Wasser nach und nach zur Bildung einer Aufschlämmung bzw. eines dünnflüssigen Schlamms vermischt. Die Aufschlämmung wird dann in ein Plattierbad 6 eingefüllt, das mit einer aus Kupfersulfid-/Schwefelsäure im Verhältnis 1 : 10 bestehenden Plattierlösung 7 gefüllt ist, welche auf einer Temperatur von 25°C gehalten und mit Hilfe eines (nicht dargestellten) magnetischen Rührers mit einer solchen Geschwindigkeit durchgerührt wird, daß die Kohlefasern 2 am Boden des Behälters 8 schraubenartig rotiert werden. Eine (nicht dargestellte) Metallplatte ist am Boden des Plattierbads 6 zum besseren Kontakt der Kohlefasern 2 mit einer Kathode 9 angeordnet. Elektrische Energie wird dem Plattierbad 6 10 Minuten lang zugeführt, so daß die Kohlefasern 2 mit Kupfer plattiert werden. Nachdem die kupferplattierten Kohlefasern 2 mit Wasser gewaschen und durch ein bekanntes Verfahren behandelt worden sind, werden sie weiterhin in ein Plattierbad mit Silbercyanid (pH 12), das auf 25°C gehalten wird, eingetaucht und mit Silber beschichtet, indem elektrische Energie 10 Minuten lang zugeführt wird. Die silberplattierten Kohlefasern 2 werden gut mit Wasser gewaschen.
  • Dementsprechend werden die Kohlefasern 2 mit Kupfer von 0,8 μm Dicke und Silber von 0,5 μm Dicke plattiert.
  • Die plattierten Kohlefasern 2 werden mit dem Kunstharz von 5-10 Gew% der gesamten Folie 1 vermischt, wie dies in 5 gezeigt ist.
  • Stückchen des Kunstharzes und die Kohlefasern 2 werden in einen Trichter 11 eingebracht und durch einen Luftstrom einer Mischpumpe 12 zugeführt. In der Mischpumpe 12 werden die Stückchen 10 trocken vermischt, als Stränge von kreisförmigem oder rechteckigem Querschnitt in einem Extruder 13 extrudiert und in Stücke von vorbestimmter Länge als gemischte Pellets geschnitten.
  • Die gemischten Pellets werden geschmolzen und unter Bildung der dünnen und flexiblen Folie 1 extrudiert.
  • Die so hergestellte Folie 1 aus Kunststoff enthält mit dem Silber-Laminat oder den Kupfer- und Silber-Laminaten 3 und 4 plattierte Kohlefasern 2 und besitzt dadurch ausgezeichnete keimtötende Fähigkeiten, die die Ausbreitung von Bakterien und Keimen verhindern.
  • Die Folie 1 aus Kunststoff besitzt auch eine günstige Flexibilität, um Nahrungsmittel wie Fleisch oder Gemüse wirksam zu überziehen, so daß Gerüche der Nahrungsmittel oder ein Austreten von in den Nahrungsmitteln enthaltenem Wasser oder Flüssigkeit verhindert wird. Die geordnete Graphitstruktur der Kohlefasern ergibt eine ausreichende Festigkeit und Dauerhaftigkeit der Folie 1 aus Kunststoff.
  • Als zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Schale 101 aus Kunststoff in 6 dargestellt.
  • Die zum Transport von Nahrungsmitteln wie Fleisch oder Gemüsen verwendete rechteckige Schale 101 enthält eine feste und steife Kunstharz-Basis, beispielsweise Polyvinylchlorid, Polypropylen und/oder ABS-Harz sowie mit dem Kunstharz vermischte Kohlefasern 2.
  • Die Kohlefaser 2 ist mit einem Metall-Larninat aus Kupfer oder Silber von 0,1 – 2 μm Dicke gemäß 2 oder alternativ hierzu mit zwei Metall-Laminaten 3 und 4 aus Kupfer und Silber gemäß 3 plattiert.
  • Die mit dem Metall-Laminat 3 oder den Laminaten 3 und 4 plattierten Kohlefasern 2 sind wenigstens an der Oberfläche der Schale 101 angeordnet, damit sie direkt in Kontakt mit den Nahrungsmitteln gelangen, jedoch ist eine gleichmäßige Verteilung der Kohlefasern 2 in der Schale 101 vorzuziehen.
  • Die Schale 101 aus Kunststoff ist in ähnlicher Weise wie die Folie 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel hergestellt. Der einzige Unterschied besteht darin, daß die gemischten Pellets aus dem Kunstharz und den plattierten Kohlefasern 2 zur vorbestimmten Form der Schale 101 durch Spritzguß geformt werden.
  • Die erfindungsgemäße Schale 101 aus Kunststoff enthält mit dem Metall-Laminat 3 oder den Laminaten 3 und 4 plattierte Kohlefasern 2 und besitzt dadurch ausgezeichnete keimtötende Fähigkeiten, um die Ausbreitung von Bakterien und Keimen zu verhindern.
  • Wenn die Kohlefasern 2 gleichmäßig im Kunstharz verteilt sind, besitzt die gesamte Schale 101 eine keimtötende Wirkung.
  • Das als Basismaterial für die Schale 101 verwendete feste und steife Kunstharz wird ferner durch die geordnete Graphitstruktur der Kohlefasern 2 verstärkt. Dementsprechend kann die Schale 101 nicht leicht beschädigt werden.
  • Da viele Modifikationen und Abänderungen möglich sind, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, sollen die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele die Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränken, sondern sie sind dafür vorgesehen, die Erfindung deutlicher zu zeigen.

Claims (27)

  1. Flexible Folie zum Einhüllen von Nahrungsmitteln, die ein flexibles Kunstharz und mit einem keimtötenden Metall-Laminat (3, 4) plattierte, als Whisker-Kristalle ausgebildete Kohlefaßern (2) enthält, die an feinem Pulver eines hochschmelzenden Metalls oder eines Derivats desselben durch Thermolyse von Kohlenwasserstoffen oder Wachstum aus der Dampfphase gewachsen sind und einen Durchmesser aufweisen, der im wesentlichen dem des Pulvers entspricht.
  2. Flexible Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Kunstharz Polyethylen, Polyvinylchlorid oder Polypropylen ist.
  3. Flexible Folie nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein bei Temperaturen der Thermolyse von Kohlenwasserstoffen, nämlich bei 950–1300°C, noch nicht verdampfendes hochschmelzendes Metall.
  4. Flexible Folie nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das hochschmelzende Metall aus den Gruppen IVa, Va, VIa, VIIa und VIII der Metalle ausgewählt ist.
  5. Flexible Folie nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das hochschmelzende Metall, Titan, Zirkon, Vanadium, Niob, Eisen, Kobalt, Nickel oder Tantal ist.
  6. Flexible Folie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Derivat des hochschmelzenden Metalls ein Oxyd oder ein Nitrid ist.
  7. Flexible Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall-Laminat (3) aus Silber besteht.
  8. Flexible Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall-Laminat (3, 4) eine Unterlage aus Kupfer und eine Oberlage aus Silber enthält.
  9. Flexible Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall-Laminat (3, 4) an der Oberfläche der Kohlefasern (2) durch elektrolytische, nichtelektrolytische oder Vakuum-Plattierung angeformt ist.
  10. Flexible Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der mit dem Metall-Laminat (3, 4) plattierten Kohlefasern (2) 1-5 Gew% der gesamten Folie (1) ausmacht.
  11. Flexible Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunstharz und die Kohlefasern (2) durch Trockenmischung vermischt sind.
  12. Flexible Folie nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunstharz und die vermischten Kohlefasern zu einer vorbestimmten Gestalt durch geschmolzene Extrusion geformt sind.
  13. Nahrungstransport-Element, das ein festes Kunstharz und mit einem keimtötenden Metall-Laminat (3, 4) plattierte, als Whisker-Kristalle ausgebildete Kohlefasern (2) enthält, die an feinem Pulver eines hochschmelzenden Metalls oder eines Derivats desselben durch Thermolyse von Kohlenwasserstoffen oder Wachstum aus der Dampfphase gewachsen sind und einen Durchmesser aufweisen, der im Wesentlichen dem des Pulvers entspricht.
  14. Element nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das feste Kunstharz aus einer Gruppe ausgewählt ist, die Kohlenwasserstoff-Harze wie Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol und ABS-Harz; Acrylharze; Vinylacetat-Harze; Halogenkunststoffe; Polyester-Harze; Polyamidharze; Polyetherharze; Phenolharze; Aminoharze; Polyurethanharze und Epoxidharze enthält.
  15. Element nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlefasern (2) wenigstens an der Oberfläche des Elements (101) angeordnet sind.
  16. Element nach einem der Ansprüche 13 bis 15, gekennzeichnet durch ein bei Temperaturen der Thermolyse von Kohlenwasserstoffen, nämlich bei 950–1300°C, noch nicht verdampfendes hochschmelzendes Metall.
  17. Element nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das hochschmelzende Metall aus den Gruppen IVa, Va, VIa, VIIa und VIII der Metalle ausgewählt ist.
  18. Element nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das hochschmelzende Metall Titan, Zirkon, Vanadium, Niob, Eisen, Kobalt, Nickel oder Tantal ist.
  19. Element nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Derivat des hochschmelzenden Metalls ein Oxyd oder ein Nitrid ist.
  20. Element nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall-Laminat (3) aus Silber besteht.
  21. Element nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall-Laminat (4) aus Kupfer besteht.
  22. Element nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall-Laminat (3, 4) Lagen aus Kupfer und Silber enthält.
  23. Element nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall-Laminat (3, 4) an der Oberfläche der Kohlefasern (2) durch elektrolytische, nichtelektrolytische oder Vakuum-Plattierung angeformt ist.
  24. Element nach einem der Ansprüche 13 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der mit dem Metall-Laminat (3, 4) plattierten Kohlefasern (2) 1-5 Gew% des gesamten Elements (101) beträgt.
  25. Element nach einem der Ansprüche 13 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunstharz und die Kohlefasern (2) durch Trockenmischung vermischt sind.
  26. Element nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunstharz und die Kohlefasern (2) zu einer vorbestimmten Gestalt durch Spritzguss geformt sind.
  27. Element nach einem der Ansprüche 13 bis 26, gekennzeichnet durch die Ausbildung als Schale (101) oder Behälter.
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