DE3874992T2

DE3874992T2 - Gegen perforation durch insekten widerstandsfaehige lebensmittelverpackung.

Info

Publication number: DE3874992T2
Application number: DE8888201453T
Authority: DE
Inventors: Giorgio Domenichini; Marco Pagani
Original assignee: Consiglio Nazionale delle Richerche CNR
Current assignee: Consiglio Nazionale delle Richerche CNR
Priority date: 1987-07-13
Filing date: 1988-07-08
Publication date: 1993-02-25
Anticipated expiration: 2008-07-09
Also published as: ES2034164T3; EP0299574A2; AU629527B2; EP0299574A3; EP0299574B1; JPS6467327A; DE3874992D1; IT8721264A0; GR3005861T3; AU2847589A; ATE81095T1; IT1222020B

Description

Die Erfindung betrifft gegenüber Durchlöcherung durch Insekten widerstandsfähiges Material zum Verpacken von Lebensmittelprodukten.
Der Schutz verpackter Lebensmittel ist ein besonders wichtiger Aspekt des Problems ihrer Konservierung.
Verpackung ist nicht nur wichtig für Lebensmittelprodukte, die am Schluß der Verarbeitungskette zum Verkauf gelangen, sondern ebenso für Produkte, die zwischen den Verarbeitungsstufen, häufig für lange Zeiträume, in Behältern wie Tüten oder Kartons oder dergleichen gelagert werden.
Um die verpackten Güter vor Beschädigung durch darüber herfallende Insekten zu schützen, wäre es wünschenswert, die Lagerzeiten auf ein Minimum zu reduzieren, doch selbst dann, wenn dies möglich ist, reichen manchmal einige Tage oder gar einige Stunden aus, damit einige auf die Güter gelangende Insekten ihren Weg durch scheinbar unüberwindliche Sperren hindurchfressen. Darüber hinaus werden Güter in vielen Fällen über Wochen oder Monate in Depots gespeichert, wo sie dem Angriff zahlreicher Insektenarten ausgesetzt sind.
Da diese Produkte als Nahrungsmittel verwenden werden, besteht das Problem, sie ohne anschließende chemische Entwesung zu schützen, die eine Form der Nahrungsmittel-Kontamination durch eine andere ersetzen würde.
Lagerplätze lassen sich durch Ausräucherung desinfizieren, in den meisten Fällen jedoch können diese Plätze nicht abgeschlossen gehalten werden. Dies ist z. B. der Fall in Supermärkten, in denen Kästen, Pakete und Tüten praktisch unbedeckt dem Publikum zur Schau gestellt werden.
Unter diesen Umständen wären zum Schutz der Güter vor Insekten lediglich verschlossene Verpackungen aus Glas oder Metall ausreichender Stärke in der Lage, jedoch sind diese Materialien sperrig, teuer und häufig für die Verwendung ungeeignet.
Die Nahrungsmittelindustrie verwendet im allgemeinen Verpackungen, die aus Kunststoffolien bestehen wie beispielsweise Polyäthylen, Polyvinylchlorid (PVC) und dergleichen, auch in verschiedenen Kombinationen, jedoch ist die Widerstandsfähigkeit sämtlicher dieser Materialien gegenüber Insekten nur teilweise und zeitlich begrenzt, und die Materialien sind nicht immer für die Berührung mit als Lebensmittel verwendeten Substanzen geeignet.
Ferner sind nicht biologisch abbaubare Kunststoffe als Verpackungsmaterial speziell für Nahrungsmittel und in großem Umfang verwendete Produkte unerwünscht, da sie, wenn sie weggeworfen werden, eine Umweltbelastung darstellen. Papier eignet sich für diesen Zweck, da es keine toxischen Moleküle im Nahrungsmittel zurückläßt, es ist jedoch als Sperre gegen Insekten äußerst schwach. Das Problem der Perforierung der Nahrungsmittelverpackung durch Insekten ist besonders bedeutsam in gemäßigten und subtropischen Ländern, in denen Insekten ihr größtes Fortpflanzungsvermögen mit ernsthaften Konsequenzen bezüglich der Nahrungsmittelkonservierung besitzen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Material zum Einschlagen und Verpacken von Nahrungsmittelprodukten anzugeben, welches mit der Verwendung der verpackten Substanzen, wie Nahrungsmitteln, kompatibel, gegenüber einer Durchlöcherung durch Insekten widerstandsfähig, billig und einfach zu handhaben ist.
Diese Ergebnisse erzielt man durch die vorliegende Erfindung, die eine gegenüber Durchlöcherung durch Insekten widerstandsfähige Nahrungsmittelprodukt-Verpackung schafft, welche einen Behälter aufweist, der aus blattförmigem Verpackungsmaterial gefertigt ist, das mit dem zu verpackenden oder einzuschlagenden Produkt und mit dessen Verwendung verträglich ist, wobei die bezüglich des Verpackungsbehälters nach außen weisende Materialseite eine gleichförmige Verteilung rauher Abschnitte sehr kleiner Abmessungen aufweist, die die gesamte Fläche abdecken und aus von Insekten nicht eßbarem Kunststoff bestehen.
Insbesondere weisen die rauhen Abschnitte Abmessungen von weniger als 50 um auf.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat die gleichmäßige Verteilung rauher Abschnitte mit sehr kleinen Abmessungen die Form eines Flaums aus Kunststoff, der fest an der Oberfläche haftet.
Vorzugsweise besteht der Flaum aus gesponnener Kunstfaser zwischen 5 und 20 um Durchmesser und einer Länge zwischen dem 20- und 100-fachen Faserdurchmesser, mittels Klebstoff an dem blattförmigen Verpackungsmaterial gebunden und mit einer ausreichenden Dichte bezüglich der Fasergröße ausgestattet, um die Fläche zumindest vollständig abzudecken.
In vorteilhafter Weise besitzt der Flaum eine Faserdichte zwischen 10 und 100 g/m².
Wahlweise besteht das blattförmige Verpackungsmaterial aus Papier mit mechanischen Eigenschaften, die an das in den Behälter einzufüllende Material und an dessen Größe angepaßt sind. Alternativ kann es sich bei dem blattförmigen Material um Zellophan oder dergleichen oder um irgendein anderes Material handeln.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Flaum aus 1,5 Denier Polyamidharzfasern (etwa 12 um Durchmesser) von 0,6 mm Länge gebildet, wobei die Faserdichte auf der Oberfläche zwischen 50 und 80 g/m² liegt und die Fasern an dem blattförmigen Verpackungsmaterial durch einen Acetovinyl-Klebstoff gebunden sind.
In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung werden die rauhen Oberflächenabschnitte gebildet durch Unebenheit, Schuppen, Vorsprünge und dergleichen, die dazu ausgelegt sind, Hindernisse für das Greifen der Glieder von Insekten auf der Oberfläche zu bilden.
Wahlweise wird das die Oberflächenrauhigkeit bildende Material auf eine Seite des blattförmigen Verpackungsmaterials vor dem Abpacken des Behälters aufgebracht, so daß die beschichtete Oberfläche bezüglich des Verpackungsbehälters nach außen weist. Alternativ wird das die Oberflächenrauhigkeit bildende Material nach dem Verpacken auf die Außenfläche des Behälters aufgebracht, was auch von dem Herstellungsverfahren des Behälters und dessen geometrischen Eigenschaften abhängt.
Blattförmige Materialien mit einer flaumigen Oberfläche können erhalten werden durch Aufbringen von Beschichtungen aus elektrostatisch aufgeladenen Fasern konstanter Länge auf ein Blatt, deren zu beschichtende Seite mit einem Klebstoff überzogen ist, und unterhalb derer eine magnetische Vorrichtung angeordnet ist. Unter diesen Umständen werden die Überzüge sämtlich im wesentlichen vertikal auf der Blattfläche aufgebracht und bleiben durch den Klebstoff daran haften, so daß ein auch als "Flock" bezeichnetes samtähnliches Material entsteht.
Das Verfahren kann vor dem Verpacken auf das blattförmige Material oder nach dem Verpacken auf den Behälter angewendet werden; die Wahl zwischen den beiden Möglichkeiten hängt von der geometrischen Form des Behälters ab. Wird das Verfahren nach dem Verpacken angewendet, muß der Behälter derart beschaffen sein, daß der Überzug über dessen gesamte Fläche aufgebracht werden kann, ohne daß auch nur die kleinsten Teile unbedeckt bleiben, da diese angegriffen und durchlöchert würden.
In dem Fall, daß ein Blatt zum Verpacken verwendet wird, nachdem der Flaum bereits gebildet wurde, muß die Verpackung eine Form besitzen, die einen vollständigen Einschluß gewährleistet, ohne daß sich die Oberfläche des Flaums mit dem Klebstoff zwischen den verschließenden Kanten überlagert.
Insbesondere aus ökologischen Gründen sind zur Bildung des Verpackungs-Blattmaterials Zellulosestoffe wie Papier oder Zellophan, denen eine flaumige Oberfläche verliehen wurde, vorteilhaft. Diese Stoffe sind wirtschaftlich und mit Nahrungsmittelprodukten verträglich.
Hinsichtlich des ökologischen Gesichtspunkts zerlegt sich, nachdem die biologisch abbaubare Trägerschicht sich zersetzt hat, der daran haftende Flaum, ohne die Umwelt nennenswert zu verunreinigen.
Im allgemeinen hängt die Widerstandsfähigkeit des "Flock"-Materials gegenüber Insekten von dem Material und der Dicke der Trägerschicht sowie dem den Oberflächenflaum bildenden Material ab.
Die Widerstandsfähigkeit der Verpackung gemäß der Erfindung gegenüber der Einwirkung von Insekten ist auf den Umstand zurückzuführen, daß der Flaum verhindert, daß die Glieder von Insekten in Kontakt mit der Materialoberfläche gelangen und letztere greifen, damit die zur Durchlöcherung des Materials ausreichende Kraft ausgeübt werden kann.
Hierzu muß die Abdeckung des Materials durch den Flaum vollständig sein, vorzugsweise derart, daß die Überzüge sich derart überlappen, daß kein Raum zwischen benachbarten Beschichtungen vorhanden ist, durch den hindurch die dünner werdenden Enden der Insektenglieder in Berührung mit der Trägerschicht gelangen könnten.
In den folgenden Beispielen wird eine mögliche Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die in keiner Weise als den durch die Ansprüche definierten Schutzumfang der Erfindung beschränkend zu betrachten ist.
Aus Untersuchungen ergibt sich, daß Papier selbst sehr wenig widerstandsfähig gegenüber der perforierenden Aktivität von Insekten ist und deshalb um so deutlicher den Vorteil des Aufbringens des erfindungsgemäßen Flaums verdeutlicht.

Beispiele

1) Vorbereiten der Verpackung

Es wurde eine Verpackung aus folgenden Ausgangsmaterialien hergestellt:
Trägerblatt: Papier aus rezyklierter, 100 um dicker Zellulosefaser mit einem Gewicht von 75 g/m²;
Klebstoff: Acetovinyl-Klebstoff;
Flaum: 1,5 Denier Polyamidfaser (Durchmesser etwa 12 um) und 0,6 mm hoch;
Die Oberflächendichte der aufgebrachten Faser lag zwischen 55 und 75 g/m².
Diese Stoffe wurden zur Herstellung eines Blatts verwendet, welches dann in Materialstreifen von 7 cm Breite und 24 cm Länge geschnitten wurde.
Durch Umfalten der Streifen auf sich selbst und durch Verschweißen an drei Seiten wurden Beutel hergestellt.
Einige Beutel besaßen einen nach außen weisenden Flaum, einige besaßen einen nach innen weisenden Flaum.
Die Beutel wurden mit Klebeband an beiden Seiten in einer Breite von etwa 1 cm verschweißt und durch Metallstifte verstärkt. An jeder Längsseite wurden drei Stifte und an der Kurzseite wurden zum Verschließen zwei Stifte verwendet.
Es wurden weitere Tüten identischer Größe in der gleichen Weise aus lediglich dem Trägerblatt ohne Flaum hergestellt.

2) Tests der Widerstandsfähigkeit gegenüber Durchlöcherung:

In sämtliche gemäß Abschnitt 1) hergestellte Tüten wurden etwa 20 g Reis der Sorte "Superfino Arborio" gefüllt.
Die Tüten mit Flaum auf der Außenseite sollten zum Testen der Widerstandsfähigkeit des erfindungsgemäßen Materials dienen, während die Papiertüten ohne Oberflächenflaum als Vergleichsproben dienten. Schließlich stellten die Tüten mit Flaum auf der Innenseite eine Kontrolle bezüglich unwägbarer Faktoren wie z. B. möglicher Insekten abweisender Eigenschaften der Klebstoffsubstanzen oder dergleichen dar.
Es wurden Tests anhand von drei Insekten-Arten durchgeführt, die für ihr hohes Durchlöcherungsvermögen sowie ihrer Neigung, Nahrungsmittelverpackungen zu durchlöchern, bekannt sind, und zwar folgendermaßen:
Rhyzopertha dominica (F) (Coleoptera, Bostrychidae);
Tribolium confusum du Val (Coleoptera, Tenebrionidae);
Ephestie kühniella (Zeller) (Lepidoptera, Phycitidae).
Jede Art befand sich in fünf Behältern, von denen jeder eine einzelne Spezies enthielt. Die fünf mit Tribolium confusum gefüllten Behälter enthielten zu Beginn des Tests jeweils: 201 Ausgewachsene und 208 Larven; 206 Ausgewachsene und 200 Larven, 200 Ausgewachsene und 199 Larven; 201 Ausgewachsene und 200 Larven, 200 Ausgewachsene und 20 Larven. In jeden Behälter wurden 100 g Weizenmehl als Nahrungsgrundlage gefüllt.
Die fünf jeweils Ephestia kühniella enthaltenen Behälter enthielten zu Beginn 16 Larven der Altersstufe 111 und IV, und in jeden Behälter wurden 30 g Weizenmehl gefüllt.
In jeden der fünf Behälter für Rhyzonertha dominica wurden 300 g Weizen- und Maismehl gefüllt, welches zu gleichen Teilen gemischt und aus Brutstämmen der Rhyzopertha dominica entnommen wurde. Da dieses Substrat massiv befallen war, war es unmöglich, die Anzahl von Insekten in verschiedenen Entwicklungsstadien zu bestimmen, in jedem Fall jedoch gab es Hunderte von Einzelwesen.
Drei gemäß Abschnitt 1) gefertigte Tüten (eine von jedem Typ) wurden vertikal in jeden Behälter eingebracht.
Die Behälter wurden bei 25ºC und bei 75 ,00 relativer Feuchtigkeit gehalten.
Die Fotoperiode (Verhältnis von Licht zu Dunkelheit) betrug 14 : 10.
Die Tüten wurden etwa 4 Monate lang wöchentlich und anschließende 8 Monate lang monatlich geprüft.

3) Ergebnisse:

Die Änderung der Perforierungen in Tüten, die der Aktivität verschiedener Insekten ausgesetzt waren, ist in den grafischen Darstellungen gezeigt, die in der Zeichnung wiedergegeben sind, wobei
Fig. 1 eine grafische Darstellung ist, in der die Ordinate die zeitabhängige Anzahl von Tüten der oben erwähnten drei verschiedenen Typen zeigt, d. h., mit äußerem Flaum, innerem Flaum und ohne Flaum, welche durch Rhyzopertha dominica perforiert wurden;
Fig. 2 eine grafische Darstellung ist, in der die Ordinate die zeitabhängige Anzahl von Tüten der drei beschriebenen verschiedenen Arten (mit äußerem Flaum, mit innerem Flaum und ohne Flaum) zeigt, die von Tribolium confusum perforiert wurden; und
Fig. 3 eine grafische Darstellung ist, in der die Ordinate in Abhängigkeit der Zeit die Anzahl von Tüten der drei verschiedenen beschriebenen Typen (Flaum außen, Flaum innen und ohne Flaum), die von Ephestie kühniella perforiert wurden.
In den drei Zeichnungen bedeutet jeweils die durchgehende Linie die Zunahme der Perforierung der Tüten mit äußerem Flaum; die strichpunktierte Linie bedeutet die Zunahme der Perforierung von Tüten mit nach innen weisendem Flaum, und die gestrichelte Linie zeigt die Zunahme der Perforierung von Tüten aus Papier ohne Flaum. Die Abszissen zeigen jeweils die Daten, zu denen der Zustand der Erhaltung der Tüten geprüft wurde.
Bei dem Test mit Tribolium confusum wurde herausgefunden, daß drei Monate nach dem Beginn des Tests acht der Vergleichsbeispiel-Tüten (Papier oder mit innerem Flaum) perforiert worden waren, wohingehend lediglich zwei Tüten mit äußerem Flaum einige sehr kleine Risse besaßen, vermutlich zurückzuführen auf die mechanische Belastung, die durch den Reis ausgeübt wurde, in Kombination mit von dem Papier aufgenommener Feuchtigkeit.
Der Test mit Enhestia kühniella zeigte, daß 5 Monate nach Beginn sämtliche Papiertüten perforiert waren, während von den Tüten mit äußerem Flaum keine einzige perforiert war. Die erste Papiertüte war nach 7 Tagen durchlöchert, während die erste Tüte mit äußerem Flaum gemäß der Erfindung nach 6 Monaten perforiert war.
Der Test mit Rhyzopertha dominica zeigte, daß nach 15 Tagen sämtliche 5 Papiertüten perforiert worden waren. Nach einem Monat waren auch die Papiere mit innerem Flaum durch Insekten perforiert.
Die erste Tüte mit äußerem Flaum war nach 3 Monaten durchlöchert, während es ein Jahr dauerte, bevor sämtliche fünf Tüten perforiert waren. Da das erfindungsgemäße Material zum Einschlagen oder als Behälter für die Langzeitkonservierung von darin eingefüllten Gütern oder Nahrungsmitteln verwendet werden kann, muß das Träger-Blattmaterial in der Lage sein, diesen Lagerungszeitraum ohne Beeinträchtigung zu überstehen.
Das zu diesem Zweck verwendete Material kann entweder Papier oder Zellophan oder können andere Materialien sein, die mit dem verpackten Produkt und den Lagerungsbedingungen verträglich sind.
Es wurde jedoch herausgefunden, daß jegliches Verpackungsmaterial, sei es in Blatt- oder anderer Form, als Unterlage für Flaum verwendet werden kann und demzufolge widerstandsfähiger gegenüber dem Angriff von Insekten wird.
Das Flaum-Material ist vorzugsweise eine Kunstfaser. Naturfasern wie beispielsweise Baumwolle sind zu diesem Zweck ungeeignet, da Insekten sie möglicherweise angreifen und zerstören und dadurch das Träger-Blattmaterial frei legen, welches dann ungeschützt gegenüber einem weiteren Angriff durch die Insekten freiliegt.
Polyamidharz-Faser (im Handel als "Nylon" bekannt) hat sich als geeignet erwiesen, da sie von Insekten nicht angegriffen wird und wirksam das Träger-Blattmaterial schützt.

Claims

1. Gegenüber Durchlöcherung durch Insekten widerstandsfähige Nahrungsmittelprodukt-Verpackung, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Behälter aufweist, der aus blattförmigem Verpackungsmaterial gefertigt ist, das mit dem zu verpackenden oder einzuschlagenden Produkt und mit dessen Verwendung verträglich ist, und daß die bezüglich des Verpackungsbehälters nach außen weisende Materialseite eine gleichförmige Verteilung rauher Abschnitte sehr kleiner Abmessungen aufweist, die die gesamte Fläche abdecken, und aus von Insekten nicht eßbarem Kunststoff besteht.

2. Nahrungsmittelprodukt-Verpackung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rauhen Abschnitte Abmessungen von beträchtlich weniger als 50 um aufweisen.

3. Nahrungsmittelprodukt-Verpackung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichförmige Verteilung von rauhen Abschnitten mit sehr kleinen Abmessungen die Form eines Flaums aus Kunststoff hat, der fest an der Fläche haftet.

4. Nahrungsmittelprodukt-Verpackung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Flaum gebildet wird durch gesponnene Kunstfaser mit einem Durchmesser zwischen 5 und 20 um und einer Länge, die zwischen dem 20- und dem 100-fachen des Fasersdurchmessers liegt, der an dem blattförmigen Verpackungsmaterial mittels eines Klebemittels gebunden ist, und der bezüglich der Fasergröße eine ausreichende Dichte besitzt, um die Fläche zumindest vollständig abzudecken.

5. Nahrungsmittelprodukt-Verpackung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Flaum eine Faserdichte zwischen 10 und 100 g/m² aufweist.

6. Nahrungsmittelprodukt-Verpackung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das blattförmige Verpackungsmaterial aus Papier besteht, dessen mechanische Eigenschaften an das in den Behälter einzufüllende Material und an dessen Größe angepaßt sind.

7. Nahrungsmittelprodukt-Verpackung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das blattförmige Verpackungsmaterial Zellophan ist.

8. Nahrungsmittelprodukt-Verpackung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Flaum aus Polyamidharz-Fasern besteht.

9. Nahrungsmittelprodukt-Verpackung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Flaum aus 1,5 Denier Polyamidharz-Fasern (von etwa 12 um Durchmesser) und 0,6 mm Länge besteht, wobei die Faserdichte an der Fläche zwischen 50 und 80 g/m beträgt und die Fasern mit dem blattförmigen Verpackungsmaterial durch einen Acetovinyl-Klebstoff verbunden sind.

10. Nahrungsmittelprodukt-Verpackung nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die rauhen Abschnitte der Fläche aus Ungleichmäßigkeiten, Schuppen, Vorsprüngen und dergleichen bestehen, die in der Lage sind, Hindernisse für den Griff durch Insektenglieder an der Fläche zu bilden.

11. Nahrungsmittelprodukt-Verpackung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Oberflächenrauhigkeit bildende Material auf eine Fläche des blattförmigen Verpackungsmaterials vor dem Packen des Behälters aufgebracht wird, so daß die überzogene Fläche bezüglich des Verpackungsbehälters nach außen weist.

12. Nahrungsmittelprodukt-Verpackung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Oberflächenrauhigkeit bildende Material nach dem Packen auf die Außenfläche des Behälters aufgebracht wird.