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Dokumentenidentifikation DE19936874A1 22.02.2001
Titel Verfahren zur Verminderung von wahrnehmbarem Störgeruch bei der Behandlung von Kunststoffen mit ionisierenden Strahlen
Anmelder Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., 80636 München, DE
Erfinder Welle, Frank, Dr., 85354 Freising, DE;
Mäurer, Andres, Dr., 85354 Freising, DE
Vertreter Leonhard Olgemöller Fricke, 80331 München
DE-Anmeldedatum 05.08.1999
DE-Aktenzeichen 19936874
Offenlegungstag 22.02.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.02.2001
IPC-Hauptklasse B65B 55/16
IPC-Nebenklasse B65D 81/24   A61L 9/01   C08K 3/04   C08K 3/36   C08L 5/16   C08J 7/04   
Zusammenfassung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verminderung von für den Menschen wahrnehmbarem Störgeruch bei der Behandlung von Kunststoffen mit ionisierenden Strahlen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die den Kunststoff umgebende Atmosphäre in nahem Kontakt mit geruchsabsorbierendem Material steht. Als geruchsabsorbierendes Material können z. B. Aktivkohle, Silikate oder Cyclodextrine eingesetzt werden.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verminderung des Störgeruchs bei der Behandlung von Kunststoffen mit Ionisierenden Strahlen.

Kunststoffe, beispielsweise Medizinprodukte oder Verpackungsmaterialien, werden zur Sterilisation mit ionisierenden Strahlen behandelt. Bei einigen Kunststoffen wird auch eine gezielte Veränderung der mechanischen Eigenschaften mit ionisierenden Strahlen erreicht, zum Beispiel die Quervernetzung von Polyethylen für Rohre. Polypropylen kann durch ionisierende Strahlen versprödet werden, z. B. für Mineralwasser-Schraubdeckel.

In der Praxis hat sich bei der Sterilisation von Kunststoffen mit ionisierenden Strahlen der Einsatz von γ-Strahlen und beschleunigten Elektronen als besonders geeignet erwiesen. Die Unterschiede bei der Bestrahlung mit γ-Strahlen gegenüber beschleunigten Elektronen liegen hauptsächlich in der Durchdringungskraft der Strahlen und in der Dosisleistung der Bestrahlungsanlagen. Theoretisch sind auch Röntgenquellen geeignete Strahlenquellen. Technisch werden Röntgenquellen derzeit jedoch nicht eingesetzt.

Elektronenbeschleuniger arbeiten mit hohen Dosisleistungen. Die beschleunigten Elektronen haben jedoch eine geringe Durchdringungskraft, d. h. sie dringen nicht sehr tief in das Bestrahlungsgut ein. Als geeignete Produkte kommen daher nur flache Bestrahlungsgüter in Frage. Aufgrund der hohen Dosisleistung der Elektronenbeschleuniger kann die zur Sterilisation benötigte Bestrahlungsdosis innerhalb von Sekunden oder Minuten auf das Bestrahlungsgut aufgebracht werden. Für die Sterilisation werden Elektronenbeschleuniger mit Energien bis maximal 10 MeV eingesetzt.

g-Anlagen arbeiten dagegen mit einer geringen Dosisleistung. Die Sterilisation dauert hier mehrere Stunden. Die Durchdringungskraft ist jedoch so hoch, daß die transportfertigen, kompletten Paletten mit Produkten bestrahlt werden können. Als Quelle für γ-Strahlen wird in Europa ausschließlich das radioaktive Isotop Cobalt-60 (60Co) verwendet. 60Co emittiert beim radioaktiven Zerfall zwei γ-Quanten mit einer Energie von 1.17 bzw. 1.33 MeV.

Der Vorteil der Strahlenbehandlung bei der Sterilisation gegenüber anderen Methoden liegt darin, daß die Produkte vollständig versiegelt in ihren Verpackungen behandelt werden können. Das Risiko einer Rekontamination des Bestrahlungsgutes wird dadurch verringert.

Neben den erwünschten Effekten wie Sterilisation oder Quervernetzung tritt bei der Behandlung von Kunststoffen mit ionisierenden Strahlen jedoch auch ein unerwünschter Störgeruch auf. Bei Verpackungen für Lebensmittel kann dieser Störgeruch das Füllgut sensorisch beeinträchtigen, so daß die Verpackung im Extremfall nicht mehr dem Lebensmittel- und Bedarfsgegenständegesetz entspricht. Aber auch bei Medikalprodukten und deren Verpackungen kann der Störgeruch negativen Einfluß auf die Produktqualität haben.

Strahleninduzierte Veränderungen im Kunststoff sind beispielsweise die oxidative Spaltung des Polymers und die Bildung niedermolekularer Verbindungen wie beispielsweise Peroxide, Hydroxyl- oder Carbonyl-Verbindungen. Ebenso wie das Polymer können auch Kunststoffadditive abgebaut werden. Der Umfang der strahleninduzierten Veränderungen ist insgesamt sehr stark abhängig von der chemischen Struktur des Polymers (Polymertyp) und der Anwesenheit von Kunststoffadditiven. Zusätzlich spielen die zur Sterilisation benötigte Strahlendosis, die Dosisleistung sowie die Bestrahlungsatmosphäre eine Rolle.

Die Verringerung des Störgeruchs bei der Behandlung von Kunststoffen mit ionisierenden Strahlen vermeidet oder reduziert negative Einflüsse auf die sensorischen Eigenschaften der Kunststoffe oder damit in Berührung kommender Füllgüter, beispielsweise Lebensmittel und Medizinprodukte.

Für die Anwender von γ-Strahlung ist es daher von großem Nutzen, wenn es einfache und ökonomische Lösungen gibt, die den Störgeruch des Strahlungsguts vermindern und die Produktqualität erhalten.

Vor kurzem ist es gelungen, den Störgeruch einer Polyethylenprobe dadurch zu vermindern, daß sie unter Inertgas (CO2 oder N2) bestrahlt wurde (F. Welle, R. Franz, Verpackungsrundschau 7/98, Seite 40 ff.).

Allerdings ist eine derartige Lösung nicht überall dort zu realisieren, wo Verpackungen bestrahlt werden müssen. Das Bestrahlen unter Inertgas weist den Nachteil auf, daß die Begasung bereits während des Verpackens erfolgen muß, um das Gas in das Innere der Verpackung gelangen zu lassen. So ist das Verpacken von Produkten unter Inertgas sehr kostenintensiv. Insbesondere dann, wenn vorwiegend kleinere Chargen zu verpacken sind, erhöht eine derartige Vorgehensweise die Kosten des einzelnen Verpackungsvorgangs zu stark. Um die oxidative Spaltung von Polymeren oder dgl. während der Strahlung auch an der Außenseite der Verpackung zu vermeiden, ist es darüber hinaus wünschenswert, die Bestrahlung als solche unter einem zweiten Begasungsvorgang mit Inertgas vorzunehmen. Denn der wahrgenommene Störgeruch basiert, wie bereits oben erwähnt, auf der Bildung von beispielsweise durch oxidative Spaltung von Polymeren erzeugte organische flüchtige Verbindungen, deren Bildung auch äußerlich die sensorischen Eigenschaften des Produktes verändern.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Störgeruch bei der Behandlung von Kunststoffen mit ionisierenden Strahlen zu reduzieren, ohne daß eine Inertgas-Begasungsanlage zur Verfügung steht bzw. zur Anwendung gelangen soll.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in der Nähe des Kunststoffs (z. B. Medizinproduktes oder Verpackungsmaterials) geruchsabsorbierendes Material vorhanden ist, welches die entstehenden Störgase so weit absorbiert, daß eine Geruchsbelästigung spürbar verringert wird.

Als geruchsabsorbierendes Material sind Substanzen wie beispielsweise Aktivkohle, Silikate (Tonmineralien, Bleicherde) oder Cyclodextrine geeignet. Selbstverständlich ist die Erfindung jedoch nicht auf diese genannten Substanzen beschränkt. Auch eine Kombination geeigneter Substanzen ist möglich.

Um den Störgeruch in der Atmosphäre innerhalb der Verpackung wirksam zu reduzieren und damit eine Einwirkung der Abbauprodukte auf die verpackten Produkte zu vermeiden, sind mehrere Möglichkeiten gegeben. Beispielsweise kann eine geeignete Portion (beispielsweise 0,5, 1, 2 oder 5 g) eines geruchsabsorbierenden Materials in Granulat- oder Pulverform innerhalb der Verpackung deponiert werden. In geeigneter Weise befindet sich das Material dabei in einem Kissen oder Säckchen oder dgl. aus einem gut gasdurchlässigen Material, beispielsweise aus einem gewebten Textilmaterial oder perforiertem oder grobporigem Papier. In seiner Umhüllung kann dieses Material neben das zu verpackende Produkt, bei dem es sich beispielsweise um ein Medizinprodukt handeln kann, gelegt werden.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das geruchsabsorbierende Material auf den zu verpackenden Gegenstand selbst aufgebracht werden, z. B. durch Bestreuen oder durch Aufsprühen einer Suspension bzw. Aufschlämmung dieses Materials in einem geeigneten Suspensionsmittel wie Wasser.

In einer weiteren Variante wird das Verpackungsmaterial selbst, bei dem es sich z. B. um eine Kunststoffolie handeln kann, auf der dem Inneren zugewandten Seite mit dem geruchsabsorbierenden Material belegt. Dies kann beispielsweise durch Beschichten mit einer oben beschriebenen Suspension oder Aufschlämmung oder aber durch Bestreuen mit der geruchsabsorbierenden Substanz in Form eines Pulvers erfolgen. Letzteres kann in geeigneter Weise zum Haften an dem Kunststoff gebracht werden, z. B. durch elektrostatische Kräfte oder durch Einarbeiten des Pulvers in die Verpackungsoberfläche unter Ausüben eines leichten Druckes. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das geruchsabsorbierende Material direkt in das Folienmaterial eingearbeitet.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung wird neben der Innenseite auch die Außenseite der Verpackung mit der geruchsabsorbierenden Substanz belegt. Dies hat, wie die Variante, bei der das Material in die Folie eingearbeitet ist, den Vorteil, daß die den Störgeruch hervorrufenden Substanzen nicht oder nur zu einem geringen Teil in die Atmosphäre gelangen können.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Verminderung von für den Menschen wahrnehmbarem Störgeruch bei der Behandlung von Kunststoffen mit ionisierenden Strahlen, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kunststoff umgebende Atmosphäre in nahem Kontakt mit geruchsabsorbierendem Material steht.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Kunststoff um Verpackungsmaterial eines Produktes oder ein Produkt handelt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Verpackungsmaterial um eine Kunststoffolie oder ein Folienverbund handelt.
  4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das geruchsabsorbierende Material innerhalb der in der Verpackung eingeschlossenen Atmosphäre vorhanden ist.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich das geruchsabsorbierende Material zumindest auf der Oberfläche des zu verpackenden Gutes und/oder der Innenseite des Verpackungsmaterials und/oder innerhalb der Verpackung in einer gasdurchlässigen Umhüllung befindet.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich das geruchsabsorbierende Material auf der Innen- und Außenseite einer als Verpackungsmaterial dienenden Kunststoffolie befindet.
  7. 7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das geruchsabsorbierende Material in den Kunststoff eingearbeitet ist.
  8. 8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das geruchsabsorbierende Material ausgewählt ist unter Aktivkohle, Silikaten wie vorzugsweise Tonmineralien, Bleicherde oder Cyclodextrinen oder Mischungen hiervon oder die genannten Substanzen enthält.






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