DE1486334A1 - Verwendung von synthetischen Polymeren zur Herstellung von Verpackungen und Verpackungsmaterialien,insbesondere fuer Nahrungsmittel - Google Patents

Description

• Verwendung von synthetischen Polymeren zur Herstellung von Verpackungen und Verpackungsmaterialien, insbesondere ftir Nahrungsmittel.
• Der große Verbrauch von Verpackungsmaterialien und BehAltern aller Art führt zu großen Abfallmengen und oftmals zu Verunreinigungen des Verwendungsortes. Die Beseitigung weggeworfener Verpackungen und Verpackungsmaterialien von Nahrungs- und Lebensmitteln stellt oftmals ein besonderes Problem dar. Die Beseitigung des Abfalles erfordert zusätzliche Arbeitskräfte.
• Der Erfindung lag der Erfindungsgedanke zu Grunde, ein plastisches Material zur Herstellung von Verpackungsmaterialien, Behältern und dergl. zu verwenden, das während der Verwendung fest und geformt bleibt, sich dann aber im Freien verhältnismäßig schnell zersetzt und zu Staub, Flocken und dergl. zerfällt oder sich in Regenwasser löst und vom Erdboden aufgenommen wird.
• Gegenstand der Erfindung ist somit die Verwendung von synthetischen Polymeren, die im Freien, insbesondere bei Sonneneinstrahlung, zerfallen und/oder sich durch Einwirkung von Wasser lösen, zur Herstellung von Verpackungen und Verpackungsmaterialien, insbesondere für Nahrungsmittel.
• Erfindungsgemäß werden somit die in der Polymerchemie an sich unerwünschten Eigenschaften, wie z.B. eine geringe Stabilität gegenüber dem Sonnenlicht, für die Zwecke der Erfindung ausgenutzt.
• Der Erfindung lag die Erkenntnis zu Grunde, daß sich insbesondere Polyolefine, die unter der Einwirkung des ultravioletten Lichtes schnell spröde werden und sich bis zum vollständigen Zerfall zersetzen, für den beschriebenen Zweck verwenden lassen. Die Zersetzungsgeschwindigkeiten der erfindungsgemäß verwendbaren Polymeren können sehr verschieden sein. Als zweckmäßig hat sich die Verwendung solcher Polymerer erwiesen, die sich innerhalb eines Zeitraumes von 14 Tagen zersetzen.
• Es hat sich gezeigt, daß sowohl Homopolymerisate von Olefinen als auch Mischpolymerisate von Olefinen mit zufriedenstellenden Zersetzungsgeschwindigkeiten hergestellt werden können.
• Als besonders vorteilhaft hat sich beispielsweise die Verwendung von Mischpolymerisaten aus 99 bis 82 Gew.-% Xthylen und aus 1 bis 18 Gew.-% Kohlenmonoxyd, vorzugsweise 92 Gew.-% Äthylen und 8 Gew.-S Kohlenmonoxyd erwiesen. Ein Mischpolymerisat aus Äthylen und 12 % Kohlenmonoxyd zerfällt undter der Einwirkung von natürlichem Sonnenlicht z. B. nach einer Woche. Verpackungsmaterialien, die aus einem solchen Polymerisat hergestellt worden sind, zerfallen unter der Einwirkung von Sonne, Wind und Regen in ein Pulver.
• Besonders geeignet sind ferner Mischpolymerisate aus Athylen und 6 bis 8 % Kohlenmonoxyd. Geeignet sind ferner Homopolymerisate des Propylens, die Je nach der Herstellungsweise des Polymers verschieden schnell zerfallen. So ist beispielsweise die Herstellung von Polypropylenen möglich, die unter der Einwirkung von ultravioletten Strahlen der Sonne nach einem Monat oder länger zerfallen. Sehr geeignet sind ferner Mischungen von Athylen-und Propylenhomopolymerisaten, die sich unter der Einwirkung des ultravioletten Lichtes schnell zersetzen. Die Geschwindigkeit der Zersetzung hängt dabei wiederum von der Herstellungsweise der Polymeren ab. Bei bestimmten Mischungsverhältnissen kann eine Zersetzung bereits nach einer einmonatigen Sonnenbestrahlung erreicht werden.
• Obwohl sich besonders Polymere auf Polyolefinbasis eignen, gibt es doch auch andere Polymere, die sich ebenfalls im +) Siehe beispielsweise A. F. Strobel und M,R. Leibowitz in Modern Plastics Encyclopedia 1963, Band 40, No. la, Seite 500 Freien insbesondere unter der Bestrahlung von Sonnenlicht zersetzen. Die ZersetzungsgeschwindigkeUenn tn diesen Polymeren lassen sich ebenfalls durch die Herstellungsweise der Polymeren und durch Zusatz der verschiedensten Zusätze, die in die Polymeren eingebaut werden können, einstellen.
• Erfindungsgemäß verwendbar sind beispielsweise auch solche Polymeren, die sich im Regenwasser lösen, wie z. B. Folien aus Polyvinylalkohol.
• Aus der folgenden Tabelle ergibt sich die Zersetzungsgeschwindigkeit einiger Xthylenmischpolymerisate unter der Einwirkung ultravioletter Strahlen: Kohlenmonoxyd im Zufuhrgas Zeit, in der eine 0,0762 mm in % bei der Herstellung starke Folie des Polymerisates des Polymerisadtes in einem Bewetterungsgerät zerfällt 0 655 0,1 528 0,5 316 i,0 198 Aus der Tabelle ergibt sich, daß steigende Mengen an Kohlenmonoxyd die Zersetzungszeit eines Mischpolymerisates aus Äthylen und Kohlenmonoxyd herabsetzen. Konzentrationen von 12 % Kohlenmonoxyd im Mischpolymerisat ergeben Zersetzungs zeiten von etw 40 Stunden oder weniger.
• Eine schnelle Zersetzung von Polyolefinen kann auch dadurch erreicht worden, daß in die Polyolefine organometallische Verbindungen, wie z.B. Ferrocin errocomplex von Bis-(cyclopentadien)] oder Schwermetallsalze, wie z.B. Salze des Eisens Kupfers, Mangans oder dgl., eingemischt werden.
• Verwiesen wird beispielsweise auf a) Circular 525 National Bureau of Standards; A.R. Burgess: "Polymer Degradation Mechanism", Seiten 152-153 (1953) ; b) Journal of Applied Polymer Science, 9, 1947-1953 (1965).
• Aus den Polymeren können Verpackungsmaterialien der verschiedensten räumlichen Form hergestellt werden.
• In der Zeichnung sind in den Fig. 1 bis 5 beispielsweise einige Lebensmittelverpackungen dargestellt.
• Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines "Butterbrotbeutels" 1 mit einem geschlossenen Ende 2 und einem offenen Ende 3; Fig. 2 zeigt das in den Beutel eingeschobene Brot 4; Fig. 3 zeigt eine Verpackungsfolie zum Verpacken der Lebensmittelteile 6; Fig. 4 zeigt einen Trichter 7 für Eins creme oder ähnlichen Produktel 8; Fig. 5 zeigt einen Trinkbecher 9 für Wasser, Milch, Limonaden oder heiße Getränke, wie z.B. Kaffee.
• Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern.
• Beispiel 1 Mit Hilfe einer herkömmlichen Schneckenpresse für thermoplastisches Material wurden Verpackungsbögen hergestellt.
• Der Zufuhrbehälter der Presse wurde mit einem Polymer folgender Zusammensetzung beschickt.
• Äthylen 92 % Kohlenmonoxyd 8 %.
• Das Polymer wurde in der Presse auf eine Temperatur von 232 0C (45C°F) erhitzt. Das fließfähige Polymer wurde dann durch einen flachen Formschlitz folgender Größe durchgepreßt: Weite 107 cm Formöffnung 0,76 mm - 0,076 cm Die die Presse verlassenden Bögen besaßen eine Breite von etwa 102 cm und eine Dicke von 0,025mm, Sie wurden so aufgerollt, daß sie vor Sonnenlicht und anderen Lichtquellen geschützt waren. Die Bögen wurden in Abständen von 81 cm eingeritzt und in einem Gefäß unter Lichtabschluß aufbewahrt. Das Gefäß diente als Vorratsbehälter und besaß einen Schlitz, aus dem die erforderliche Menge herausgezogen und abgerissen werden konnte.
• In das Verpackungsmaterial wurden verschiedene Gegenstände eingewickelt. Die erhaltenen Testpackungen wurden etwa 2 Tage lang der Bestrahlung von normalem Sonnenlicht ausgesetzt.
• Am zweiten Tag wurden die Packungen untersucht. Es wurde festgestellt, daß der Inhalt der Packungen intakt geblieben war und somit ein guter Schutz gegen Verstaubung und Feuchtigkeit gewährleistet war.
• Nach dem zweiten Tage wurde der Inhalt aus den Verpackungen entfernt. Die Verpackungen wurden Jedoch noch weitere zwei Tage dem Sonnenlicht ausgesetzt. Am Ende des vierten Tages zerfielen die Verpackungen zu einem Pulver.
• Beispiel 2 Aus einem Polymer aus 90 + 2 S Äthylen und 10 + 2 % Kohlenmonoxyd/U wurden Schläuche mit einem Durchmesser von 15,2 cm und einer Wanddicke von 0,025 mm hergestellt. Beim Verlassen der Preßform wurde der Schlauch flachgedrückt und in Abständen von 15 cm versiegelt. Die Schläuche wurden dann etwa 1 1/2 cm von der Versiegelung entfernt durchgeschnitten.
• In die erhaltenen Beutel wurden Brote hineingegeben, worauf die Beutel durch Falten und Drehen am offenen Ende verschlossen wurden. Die so verschlossenen Beutel blieben während eines Zeitraumes von 24 Stunden intakt und flexibel. Während dieser Zeit wurden die Proben in einem Raum, der normale Doppelfenster besaß, normaler ultravioletter Strahlung ausgesetzt. Die Beleuchtung des Raumes erfolgte mittels einer Standard Tageslicht-Fluoreszenzlampe, die ultraviolettes Licht ausstrahlte. Anschließend wurden die Proben 2 Tage lang normalem Tagessonnenlicht ausgesetzt.
• Nach 5 Tagen konnte man feststellen, daß das Material des Beutels spröde geworden war und bei geringster mechanischer Einwirkung zu Staub zerfiel.
• Beispiel 3 Zur Herstellung von Verpackungsbögen wurde ein Polyäthylen mit einem Gehalt an 1 % Kobaltacetylacetonat verwendet. Es wurden Bögen einer Dicke von etwa 0,025 mm hergestellt, womit Brote eingepackt wurden. Diese Packungen wurden in einem Raum normalem Tageslicht ausgesetzt. Nach 2 Tagen wurde noch keine Veränderung des Verpackungsmaterials festgestellt.
• Anschließend wurden die Packungen 2 Wochen im Freien dem Sonnenlicht ausgesetzt. Nach dieser Bewetterung war das Verpackungsmaterial spröde geworden und zerfiel in kleine Teilchen, wenn es berünrt wurde.
• Beispiel 4 Polymerkügelchen, bestehend aus 92 % Äthylen und 8 % Kohlenmonoxyd wurden in den Zufuhrbehälter einer Spritzgußmaschine gegeben, in der Becher, wie in Fig. 5 dargestellt, hergestellt wurden. Die Becher wurden in Abwesenheit von ultraviolettem Licht aus der Maschine entnommen. Die auf Grund der IgiOC hohen Formpresstemperatur sterilen Becher wurden sofort in einen gewöhnlichen zylindrischen Becherspender, de eine Länge von etwa 45 cm und einem Durchmesser von etwa 5 cm hatte, gegeben. Der Oberteil des Becherspenders wurde zugedeckt, um eine Einwirkung von Staub und Sonnenlicht zu verhindern. Das untere Ende des Spenders blieb offen, jedoch wurde der unterste Becher etwas höher eingesetzt, um ihn vor der Einwirkung von überschüssigem Licht zu schützen.
• Die Becher wurden 3 Tage lang im Spender belassen. Dann wurden von unten einige der Becher abgezogen. Die Becher wurden mit Wasser 2/3 voll gefüllt. Andere Becher wurden mit verschiedenen anderen üblichen Getränken, auch mit heißen uetränken, wie z. B. Kaffee, gefüllt.
• Die Getränke wurden mehrere Stunden lang in den Bechern belassen, ohne daß sich eine Zerstörung der Becher bemerkbar machte.
• Die Becher wurden dann ausgeleert und während der nächsten 40 Stunden im gleichen Raum und im Freien unter Sonnenlicht aufbewahrt. Nach dieser Zeitspanne zerfielen die Becher und es erwies sich als unmöglich, sie wieder in den Spender ein zusetzen. Somit haben die aus dem erfindungsgemäß verwendeten Material hergestellten Becher auch einen hygienischen Vorteil, denn einmal aus dem Spender entfernte Becher können nach einiger Zeit nicht noch einmal verwendet werden oder noch einmal in den Spender eingesetzt werden.
• Beispiel 5 Mit Hilfe einer Breitschlitzdüse wurden aus einem Polymer aus 92 % Äthylen und 8 % Kohlenmonoxyd Folien hergestellt, die in passende Blattgrößen zerschnitten und dann zu Trichtern aufgerollt wurden, in denen Zuckerwatte aufbewahrt wurde.
• Das Preßverfahren wurde bei einer Temperatur von 2320C (4500F) durchgeführt. Dazu wurde eine Schneckenpresse verwendet, die einen Zylinder mit einem Durchmesser von 88,9 mm und ein Längen-Durchmesser-Verhältnis von 20 : 1 besaß. Die verwendete Breitschlitzdüse hatte eine Schlitzfläche von 106,7 mm und eine öffnung von 0,76 mm. Die in dieser Vorrichtung hergestellten Folien hatten eine Dicke von etwa 0,025 mm. Die Folien wurden sofort nach ihrer Herstellung in lichtundurchlässiges Papier eingepackt.
• Auch die Herstellung der Trichter wurde unter AusschluB von ultraviolettem Licht durchgeführt.
• Nachdem Zuckerwatte in die so hergestellten Trichter eingegeben wurde, ließ man die Trichter 4 Tage lang im Sonnenlicht stehen. Nach diesem Zeitraum zerfielen die Trichter, wenn sie berührt wurden sowie im Freien unter der Einwirkung des Windes.
• Die beschrieb-enen Polymeren können auch zur Verpackung von Futtermitteln verwendet werden. Auch können die Verpackungen dazu dienen, irgendwelche Stoffe, wie z. B. Futtermittel (grich einer bestimmten Zeit, nach Verbringung an einen bestimmten Ort ohne menschliches Zutun freizugeben. Der Zeitpunkt, an dem das Verpackungsmaterial zerfallen und die Futtermittel freilegen soll, kann durch Auswahl des Polymeren eingestellt werden. So können Futtermittel,auch in Verpackungen mit verschiedener Zerfallsgeschwindigkeit, verpackt an den Verwendungsort gebracht werden. Dadurch kann eine Dosierung der Futtermittel, z.B. bei der Wildfütterung in abgelegenen Gebieten, erreicht werden.
• Erfindungsgemäß ist es auch möglich, die Polymeren zur Herstellung von Verpackungen zu verwenden, nicht nur aus einem schnell zerfallbaren Polymeren bestehen, sondern mit anderen Verpackungsdmaterialien kombiniert sind. Das Polymer kann z.
• B. als Überzug auf andere Materialien aufgebracht werden und nach seinem Zerfall andererseits den Zerfall des zunächst bedeckten Materials ermöglichen. So können beispielsweise Tonplatten, die sich besonders für ein Picknick im Freien eignen, mit einem der beschriebenen Polymeren überzogen werden.
• Bleiben diese Tonplatten nach Gebrauch im Freien liegen, so zerfällt der überzug nach einiger Zeit und gibt die Tonplatten frei, die dann dem Regen und anderen Wettereinflüssen ausgesetzt werden und verwittern. Alle beim Zerfall der Picknick-Platte entstehenden Produkte können sich mit dem Erdboden vermischen und diesen mit bestimmten Stoffen bereichern.
• Erfindungsgemäß ist es auch möglich, die beschriebenen Polymeren zur Herstellung widerstandsfähiger, wasserbeständiger Überzüge für Metallbüchsen, wie z.B. Bierdosen, zu verwenden.
• Sind diese Büchsen in herkömmlicher Weise lackiert, so kann es bekanntlich Jahre dauern, bis die Lackierung zerfällt und die Metallbüchse zu rosten anfängt. Wird demgegenüber ein Überzug verwendet, der ganz oder zum Teil aus einem der beschriebenen Polymeren besteht, dann ist die Büchse nur so lange vor Feuchtigkeit geschützt, so lange sie nicht der Bestrahlung mit ultraviolettem Licht ausgesetzt wird. Im Freien zersetzt sich der Überzug unter der Einwirkung des Sonnenlichtes in kurzer Zeit und legt das Büchsenblech frei, das dann rosten kann.

Claims (1)

1. Patentansprüche 1. Verwendung von synthetischen Polymeren, die im Freien, insbesondere bei Sonneneinstrahlung zerfallen und/oder sich durch Einwirkung von Wasser lösen, zur Herstellung von Verpackungen und Verpackungsdmaterialien, insbesondere für Nahrungsmittel.

   2. Verwendung von Polymeren nach Anspruch 1, bestehend aus einem Mischpolymerisat, hergestellt durch Polymerisation eines a-Olefins mit vorzugsweise 2 bis 8 C-Atomen und 1 bis 18 Gew.-% Kohlenmonoxyd.

   3. Verwendung von Polymeren nach Ansprflchen 1 und 2, bestehend aus einem Mischpolymerisat, hergestellt durch Polymer sat1on von Äthylen und 1 bis 18 Gew.-% Kohlenmonoxyd. erwendung von Polymeren nach Anspruch 1, bestehend aus einem homopolymerisat aus einem Poly-a-olefin, mit 2 bis 8 C-Atomen, insbesondere aus Polyäthylen oder Polypropylen mit einem Gehalt an einem die Oxydation des Polymeren bei Sonneneinstrahlung beschleunigenden Metallsalzes.

   5. Verwendung von Polymeren nach Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Eisen-, Kupfer- oder Mangansalz enthalten.

   6. Verwendung von Polymeren nach Anspruch 1, bestehend aus einem Homopolymerisat aus Polyäthylen oder Polypropylen mit einem Gehalt an einer organometallischen Ferrocin-Verbindung.

   7. Verwendung von Polymeren nach Anspruch 1, bestehend aus einem Gemisch von thylen- und Propylen-Homopolymerisaten in einem solchen Verhältnis, durch welches die Oxydation beider Homopolymerisate beschleunigt wird, wenn die Mischung dem Sonnenlicht ausgesetzt wird.

   8. Verwendung von Polymeren nach Anspruch 1, bestehend aus einem in Regenwasser löslichen Polymeren.