發(fā)明領(lǐng)域
本發(fā)明涉及食品包裝紙。具體地，本發(fā)明涉及這樣的紙，憑借主要為生物來源的涂料，其對于油脂、油和水的滲透具有足夠的阻力，并且仍易于回收且是毒物學(xué)無害的。
背景以及現(xiàn)有技術(shù)
食品包裝紙必須滿足許多不同且部分矛盾的需求。包裝紙的第一功能是保護(hù)包裝的食品不受環(huán)境影響。這至少需要一定的機(jī)械強(qiáng)度和針對典型的環(huán)境影響的化學(xué)穩(wěn)定性。第二功能在于包裝紙還應(yīng)該保護(hù)環(huán)境不受可能與之接觸的包裝的食品的影響。首先，對于食品而言，這需要針對油脂、油和水通過包裝紙的滲透的足夠的阻力。此外，食品包裝紙應(yīng)具有針對水蒸氣的滲透的限定的阻力，一方面防止食品過快干燥，并且另一方面，特別是對于熱食而言，防止水蒸氣在包裝內(nèi)凝結(jié)并使食品受潮。
另一重要特性是包裝紙至少一側(cè)的良好的可印刷性，因?yàn)樵S多食品包裝紙是印刷的，以能夠鑒別包裝的食品及其來源，并為包裝的食品提供吸引人的外觀。這可以通過例如柔性版印刷、膠版印刷或轉(zhuǎn)輪凹版印刷進(jìn)行。同樣重要的是，包裝紙不粘住包裝的食品，并且除此之外，包裝紙應(yīng)平整且具有舒適的觸感、高不透明度和良好的可折疊性。
由于食品包裝紙通常僅使用一次，出于生態(tài)原因，以下是明智的：包裝紙可以盡可能容易地回收，或者如果其處理不當(dāng)，至少其可被生物降解。
通常，對于針對油脂、油、水和水蒸氣的滲透的高的或限定的阻力以及良好的可回收性或生物降解性的要求互相矛盾。
現(xiàn)有技術(shù)已知的用于包裝紙以實(shí)現(xiàn)分別針對油脂、油和水或水蒸氣的滲透的良好阻力的工藝由用聚乙烯涂覆基紙的一側(cè)組成，例如在擠壓工藝中。因?yàn)樵撏扛?，此類紙不能作為廢紙回收或者其僅可付出很大的努力來回收。因此，該工藝不完全滿足可再利用性或生物降解性的要求。
現(xiàn)有技術(shù)已知的用于包裝紙以實(shí)現(xiàn)針對油脂、油和水的滲透的極好阻力的另一工藝由用特定的含氟物質(zhì)涂覆紙而組成。特別是多氟化表面活性劑，并且首先氟調(diào)醇(fluortelomeralkohole)cf3(cf2)nch2ch2oh(其中n為奇數(shù))已被證實(shí)適用于該應(yīng)用。然而，這些物質(zhì)的使用能夠引起全氟辛酸(pfoa,c8hf15o2)污染，其在人類有機(jī)體中累積，并且在eu的reach(化學(xué)品的登記、評價、授權(quán))現(xiàn)行規(guī)則中分類為生殖毒物、致癌物和毒物。僅出于該原因，多氟化表面活性劑作為包裝紙的組分是不可取的，特別是作為食品包裝紙的組分是不可取的。此外，此類紙大部分不能再回收。
許多用主要是生物來源的物質(zhì)涂覆食品包裝紙，以除了良好的可再利用性或生物降解性之外也可實(shí)現(xiàn)針對油脂、油和水的滲透的高阻力的嘗試未成功，因?yàn)楹芯垡蚁┑耐苛匣蚨喾砻婊钚詣┑氖褂盟峁┑尼槍τ椭?、油和水的滲透的高阻力甚至不能大致獲得。
在用基于石油的蠟涂覆包裝紙的其它嘗試中，可以實(shí)現(xiàn)針對油脂、油和水的滲透的高阻力，但是再次，對良好的可再利用性或生物降解性的需求未足夠程度地滿足。此外，這些蠟通?；谑彤a(chǎn)品，并且僅出于該原因，其是生態(tài)不利的。
因此，對于食品包裝紙，工業(yè)上仍存在對這兩項(xiàng)重要要求的更佳組合的極大需求。
發(fā)明概述
本發(fā)明的目標(biāo)是提供這樣的食品包裝紙，其一方面提供針對油脂、油和水的滲透的足夠高的阻力，并且另一方面可以容易地回收或生物降解。
該目標(biāo)通過權(quán)利要求1所述的包裝紙以及通過權(quán)利要求35所述的其用途來實(shí)現(xiàn)。在從屬權(quán)利要求中提供了有利的實(shí)施方案。
根據(jù)本發(fā)明的包裝紙具有20g/m2至40g/m2的基重，其包含相對于非涂布紙的重量，以重量計含量小于20％的填料，并且其在至少一側(cè)具有包含封裝于聚合物中的植物油以及滑石和至少一種粘合劑的涂料，其中完成的包裝紙的兩側(cè)均具有14g/m2至22g/m2的cobb60值。
出人意料地，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)盡管包裝紙具有低的基重，含有封裝于聚合物中的植物油以及滑石和至少一種粘合劑的涂料足以實(shí)現(xiàn)針對油脂、油和水的滲透所需的高阻力，只要該涂料與具有所述相對較低的填料含量的基紙以及合適的上漿劑組合，其顯示自身具有所述cobb60值。在根據(jù)本發(fā)明的紙中，低的填料含量分別提供低孔隙度或稠密的紙結(jié)構(gòu)，其對于包裝紙的期望的效果具有決定性的意義。給定的上漿度確保除其他外涂料可以僅忽略的程度地滲透至紙的孔結(jié)構(gòu)中，而是主要定位于紙的表面，以及提供期望的效果。此外，這降低了所需的涂料的量。
因此，根據(jù)本發(fā)明的包裝紙使用主要由生物來源的材料組成的涂料，并且促進(jìn)用過的包裝紙的生物降解。此外，根據(jù)本發(fā)明的包裝紙具有相對低的基重，并且這單獨(dú)降低了潛在的廢物量。同時，包裝紙?zhí)峁┽槍τ椭⒂秃退臐B透的足夠高的阻力以及針對水蒸氣的適當(dāng)?shù)淖枇?，所述阻力足夠高以保持食品“新鮮”，即避免過快干燥，但是其同時足夠低以部分或完全防止食品尤其是熱食潮濕。在本發(fā)明的背景下，這通過以所述方式設(shè)計基紙，特別是關(guān)于與涂料的相互作用而得到促進(jìn)。
因此上漿和封裝的植物油基本產(chǎn)生了針對水和水蒸氣的屏障，而稠密的紙結(jié)構(gòu)由于低的填料含量和將滑石用作涂料的組分而形成針對油脂和油的足夠屏障。僅通過所有這些特性的組合可以實(shí)現(xiàn)針對油脂、油和水的滲透的足夠的阻力。單獨(dú)的涂料，即在任意基紙上，不足以實(shí)現(xiàn)期望的特性。
根據(jù)本發(fā)明的包裝紙的基重應(yīng)為至少20g/m2，并且優(yōu)選至少22g/m2。已經(jīng)表明此包裝紙的基重足夠高地確保針對油脂、油和水的滲透的足夠阻力。優(yōu)選地，基重為至少25g/m2，特別優(yōu)選至少27g/m2。
為了限制用于根據(jù)本發(fā)明的包裝紙的材料的使用，基重應(yīng)為至多40g/m2，優(yōu)選至多37g/m2，并且特別優(yōu)選至多35g/m2。包裝紙的基重可以根據(jù)iso536確定。
包裝紙的吸水性發(fā)揮重要作用，并且一方面為了形成針對液態(tài)水的足夠的阻力，而另一方面為了形成針對水蒸氣的限定的阻力，所述吸水性可能不超過或者低于特定值。
通過cobb60值確定吸水性，并且對于根據(jù)本發(fā)明的包裝紙，涂覆側(cè)必須為至少14g/m2，優(yōu)選至少16g/m2并且至多22g/m2，優(yōu)選至多20g/m2。類似地，對于包裝紙的未涂覆側(cè)(如果存在)，cobb60值應(yīng)為至少14g/m2，優(yōu)選至少16g/m2并且至多22g/m2，優(yōu)選至多20g/m2。
包裝紙兩側(cè)的cobb60值可以根據(jù)iso535確定。
除了形成囊的殼自身，用于封裝植物油的聚合物應(yīng)為殼提供合適的物理結(jié)構(gòu)，以使油的防水效果也可經(jīng)囊的殼發(fā)展。優(yōu)選包含順丁烯二酰亞胺基團(tuán)的聚合物，并且最特別優(yōu)選含有順丁烯二酰亞胺基團(tuán)的共聚物以及苯乙烯與順丁烯二酸酐衍生物的共聚物。
可以通過合適的厚度選擇進(jìn)一步優(yōu)化包裝紙。在本發(fā)明的背景下，厚度的重要性來自下述事實(shí)：在同一包裝紙孔隙度下，高厚度增加了針對油脂、油和水的滲透的阻力。優(yōu)選地，包裝紙的厚度因此為至少23μm，優(yōu)選至少25μm，并且特別優(yōu)選至少28μm。
另一方面，利用有限量的材料，包裝紙的厚度不能無限增加，而不由于增加的孔隙度使針對油和水的滲透的阻力變得不足。此外，在多孔紙結(jié)構(gòu)的情況下，可印刷性降低。因此，根據(jù)本發(fā)明的包裝紙的厚度應(yīng)為至多50μm，優(yōu)選至多45μm，特別優(yōu)選至多40μm，并且最特別優(yōu)選至多35μm。
對于單層，可以根據(jù)iso534確定包裝紙的厚度。
為了估計針對油脂、油和水的滲透的阻力，可以利用包裝的透氣性。透氣性提供關(guān)于紙中的孔的信息，因此應(yīng)盡可能低。對于根據(jù)本發(fā)明的包裝紙，本特生(bendtsen)透氣性選擇為至多20ml/min，優(yōu)選至多17ml/min，并且特別優(yōu)選至多15ml/min。
盡管對于針對油脂、油和水的滲透的高阻力，根據(jù)本特生的絕對的不透氣(即值為0ml/min)是有利的，但是在期望對水蒸氣的滲透性的偶發(fā)事件中，如果包裝紙非完全不透水可能更好。在優(yōu)選實(shí)施方案中，本特生透氣性因此為至少3ml/min，優(yōu)選至少5ml/min，并且特別優(yōu)選至少7ml/min。
可以根據(jù)iso5636-3確定本特生透氣性。
除了透氣性，關(guān)于水蒸氣的紙的滲透性可能是重要的。一方面，它不應(yīng)太高以防止包裝的食品過快干燥，但是另一方面，它不應(yīng)太低以使，特別是對于熱食而言，水分在包裝內(nèi)凝結(jié)并使食品受潮。因此，水蒸氣滲透率優(yōu)選至少200g/(m2×24h)，并且特別優(yōu)選至少300g/(m2×24h)，以及最特別優(yōu)選400g/(m2×24h)和/或優(yōu)選至多800g/(m2×24h)，并且特別優(yōu)選至多700g/(m2×24h)。
可以根據(jù)iso2528:1995確定水蒸氣滲透率，其中對于水蒸氣滲透率的方向，考慮水蒸氣從面向食品的一側(cè)至包裝紙外側(cè)的運(yùn)輸?shù)闹怠?/p>
根據(jù)本發(fā)明的包裝紙的光學(xué)特性，特別是不透明度和白度對于用作食品包裝紙是重要的，因?yàn)樽罱K消費(fèi)者也根據(jù)光學(xué)方面購買食品，例如棕色包裝紙、包裝上的油脂污漬或增加的包裝紙的透明度可被理解為指示舊的食品或變質(zhì)食品。
因此，包裝紙的不透明度原則上應(yīng)盡可能高，但是這難以實(shí)現(xiàn)，因?yàn)榈突睾偷吞盍虾恳约埃缙湫枰褂弥T如二氧化鈦的特殊填料。根據(jù)本發(fā)明的包裝紙的不透明度應(yīng)為至少50％，并且優(yōu)選至少60％。
另一方面，紙的不透明度可以通過在紙上印刷而相對容易地增加，出于該原因，不在增加不透明度上花費(fèi)太多努力可能更高效。在包裝紙的優(yōu)選實(shí)施方案中，不透明度因此為至多90％，優(yōu)選至多80％，并且特別優(yōu)選至多70％。
可以根據(jù)iso2471:2008確定不透明度。
在許多應(yīng)用中，除了不透明度，對于包裝紙而言白度也是重要的，以在包裝紙印刷期間高質(zhì)量地復(fù)制顏色。因此包裝紙的白度原則上應(yīng)盡可能高，但是如同不透明度的情況，對于本發(fā)明的具有低基重和低填料含量的紙，這難以實(shí)現(xiàn)。在優(yōu)選實(shí)施方案中，包裝紙的白度為至少70％，并且優(yōu)選至少80％。
從經(jīng)濟(jì)方面考慮，也出現(xiàn)白度的上限，因?yàn)槔绨b紙缺乏白度可以通過用白色進(jìn)行全面印刷來修正。因此，包裝紙的白度優(yōu)選至多95％，特別優(yōu)選至多90％，并且特別是至多85％。
可以根據(jù)iso2470-1:2009確定白度。白度值涉及包裝紙待印刷的一側(cè)，或者如果包裝紙未在兩側(cè)被印刷或在兩側(cè)被印刷，則其涉及當(dāng)食品包裝于包裝紙中時在外的一側(cè)。
優(yōu)選地，包裝紙具有至少1kn/m，優(yōu)選至少1.3kn/m，并且特別是至少1.5kn/m的抗張強(qiáng)度。對于進(jìn)一步利用以及對于在常規(guī)印刷機(jī)上印刷而言，此機(jī)械強(qiáng)度是有利的。
可以通過打漿來增加抗張強(qiáng)度，從而更強(qiáng)烈地產(chǎn)生根據(jù)本發(fā)明的包裝紙。但是這也意味著能量的相當(dāng)大的消耗，出于該原因，優(yōu)選實(shí)施方案中的抗張強(qiáng)度應(yīng)為至多5kn/m，優(yōu)選至多4kn/m，并且特別優(yōu)選至多3kn/m。本文使用的術(shù)語抗張強(qiáng)度意為包裝紙機(jī)械方向的抗張強(qiáng)度，并且其可以根據(jù)iso1924-2確定。
根據(jù)本發(fā)明的包裝紙包含基紙和涂料，所述涂料應(yīng)用于包裝紙的至少一側(cè)。
基紙包含漿料，優(yōu)選木漿，其占相對于基紙的重量以重量計至少60％。優(yōu)選地，選擇高的漿料比例，即相對于基紙的重量，以重量計至少80％，特別優(yōu)選以重量計至少90％，并且優(yōu)選以重量計至多100％，并且特別優(yōu)選以重量計至多95％。
木漿可以是長纖維漿料或短纖維漿料，所述長纖維漿料優(yōu)選來自云杉、松樹或落葉松木；所述短纖維漿料優(yōu)選來自山毛櫸木、樺木或桉木。
長纖維漿料主要為基紙?zhí)峁┛箯垙?qiáng)度，而短纖維漿料用于增加基紙的體積。如現(xiàn)有技術(shù)所知的，在造紙機(jī)上產(chǎn)生紙之前打漿對于長纖維漿料而言需要比短纖維漿料更多的能量。
出于這些原因，優(yōu)選地將長纖維漿料與短纖維漿料的混合物用作用于根據(jù)本發(fā)明的包裝紙的基紙的木漿。特別優(yōu)選2:1至1:2的質(zhì)量比的長纖維漿料與短纖維漿料的混合物。
如果根據(jù)本發(fā)明的包裝紙要具有特殊性質(zhì)，尤其是特別高的抗張強(qiáng)度，則替代漿料例如來自亞麻、大麻、劍麻或馬尼拉麻的漿料可以部分或完全替代木漿。
在一些實(shí)施方案中，將漿料漂白以為紙?zhí)峁┳銐虻陌锥?。出于生態(tài)原因，用未漂白的漿料替代部分或全部漿料是有利的。這進(jìn)一步增加了根據(jù)本發(fā)明的包裝紙的已經(jīng)非凡的環(huán)境友好性。在該情況下，基紙具有淺棕色至深棕色。
通常優(yōu)選純漿(“原漿”)，以實(shí)現(xiàn)足夠的抗張強(qiáng)度，并避免包裝紙受外來物質(zhì)污染的危險。此類物質(zhì)可以存在于例如回收的纖維中，其因此不優(yōu)選。此外，由于它與食品接觸，因此必需建議反對廢紙的利用。
優(yōu)選地，漿料的肖伯爾-瑞格勒打漿度為至少50°，優(yōu)選至少55°，并且特別優(yōu)選至少60°。如此高程度的打漿對于紙結(jié)構(gòu)的密度是有益的，因而對于針對油脂、油和水的滲透的阻力以及諸如抗張強(qiáng)度的其它特性也是有益的。然而，由于打漿與高能量消耗相關(guān)，因此打漿的程度優(yōu)選至多80°，特別優(yōu)選至多75°，并且特別是至多70°。
可以根據(jù)iso5267測量肖伯爾-瑞格勒打漿度。
基紙可以包含填料。填料用于增加白度和不透明度，改善紙的可印刷性并降低基紙的成本。盡管出于這些原因，通常尋求盡可能高的填料含量，但是對于根據(jù)本發(fā)明的包裝紙的基紙，填料含量應(yīng)相當(dāng)?shù)?。根?jù)本發(fā)明，針對油脂、油和水的滲透的高阻力僅在根據(jù)本發(fā)明的涂料中獲得，因?yàn)榛堊銐蛑旅?，即具有低孔隙度。由于較高的填料含量通常導(dǎo)致增加的孔隙度，因而在所有情況下，基紙的填料含量應(yīng)當(dāng)相對于基紙的重量，以重量計小于20％，優(yōu)選以重量計小于15％，并且特別優(yōu)選以重量計小于10％。
原則上，可在不存在填料的情況下產(chǎn)生基紙。然而，考慮到包裝紙的足夠不透明度，優(yōu)選選擇填料含量為相對于基紙的重量，以重量計至少2％，并且特別優(yōu)選以重量計至少5％。
原則上，可以使用用于生產(chǎn)紙的現(xiàn)有技術(shù)已知的任何填料。填料可以包含硅酸鹽、碳酸鹽和氧化物，特別是金屬碳酸鹽和金屬氧化物。出于本發(fā)明的目的，碳酸鈣，特別是沉淀碳酸鈣、氫氧化鋁、滑石、高嶺土以及二氧化鈦是合適的。
對于根據(jù)本發(fā)明的包裝紙的基紙，優(yōu)選二氧化鈦，因?yàn)槠溆兄诨埖母甙锥群筒煌该鞫龋⑶壹词沽康?，其也有效。這是重要的，因?yàn)閷τ谑称钒b紙也存在高的光學(xué)要求，但是出于前述原因，填料含量必須相對較低。
對于根據(jù)本發(fā)明的包裝紙的基紙而言，滑石也是優(yōu)選的填料，因?yàn)槠渚哂蟹烙椭匦裕⑶疫@增強(qiáng)了應(yīng)用的涂料的效果。
對于基紙而言，另一優(yōu)選填料是高嶺土，因?yàn)槠淦瑺钤黾恿思堉锌椎拈L度，從而增加了油脂、油和水通過紙的路徑，并增加了針對紙的滲透的阻力。
為了獲得完成的包裝紙的上漿度，基紙可以包含上漿劑。就這點(diǎn)而言，可以具體考慮上漿劑、樹脂或聚合物，如苯乙烯和丙烯酸酯的共聚物或者烷基-烯酮二聚物(akd)或者烷基化的琥珀酸酐(asa)。最特別優(yōu)選烷基-烯酮二聚物。
可在本體或表面進(jìn)行上漿，優(yōu)選在本體進(jìn)行。
基于技術(shù)人員的知識，其可以容易地選擇現(xiàn)有技術(shù)已知的其它物質(zhì)和工藝輔料，例如淀粉、助留劑、消泡劑、分散劑以及可用于生產(chǎn)基紙或者生產(chǎn)基紙所需的其它物質(zhì)。通常，必須考慮基紙與食品接觸，因而通常必須符合法律要求。
使用顏料如紅色、黃色或黑色鐵氧化物或碳也是可能的，以為基紙?zhí)峁┨囟伾?。類似地，可以使用有機(jī)染料，只要它們被批準(zhǔn)用于與食品接觸。然而，優(yōu)選白色基紙。
此外，在基紙中使用調(diào)味劑是可能的。然而，通常不希望它們與作為食品包裝紙的用途相關(guān)，因?yàn)樗鼈兛梢杂绊懓b的食品的氣味和味道，并且在任何情況下，對于根據(jù)本發(fā)明的包裝紙而言，它們均不是優(yōu)選的。
涂覆基紙非常重要，因?yàn)槠渑c基紙的稠密結(jié)構(gòu)一起用于實(shí)現(xiàn)針對油脂、油和水通過包裝紙的滲透的足夠阻力。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，應(yīng)用于基紙的涂料為根據(jù)本發(fā)明的包裝紙基重的至少0.5g/m2，優(yōu)選至少1g/m2，并且特別優(yōu)選至少2g/m2，以實(shí)現(xiàn)針對油脂、油和水的滲透的足夠阻力。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，應(yīng)用于基紙的涂料為根據(jù)本發(fā)明的包裝紙的基重的至多12g/m2，優(yōu)選至多8g/m2，特別優(yōu)選至多6g/m2，并且最特別優(yōu)選至多5g/m2。應(yīng)用量特別多的材料僅略微改善了針對油脂、油和水的滲透的阻力，但是增加了包裝紙的成本。此外，通常難以將大量涂料組合物應(yīng)用于相對薄的紙，特別是用涂料水溶液。
可將涂料應(yīng)用于基紙的一側(cè)或兩側(cè)。盡管應(yīng)用于兩側(cè)導(dǎo)致針對油脂、油和水的滲透的較高阻力，但是其通常是不需要的，因此可以出于經(jīng)濟(jì)原因避免應(yīng)用于兩側(cè)。此外，根據(jù)本發(fā)明的涂料可以使涂覆側(cè)的可印刷性大幅變差。因此，根據(jù)本發(fā)明的包裝紙優(yōu)選僅在一側(cè)涂覆。
通常，對于單側(cè)涂覆，基紙兩側(cè)的每側(cè)均可用根據(jù)本發(fā)明的涂料進(jìn)行涂覆，但是優(yōu)選地，面向包裝于包裝紙中的食品的紙的一側(cè)是涂覆側(cè)。
因?yàn)榛埖恼嫱ǔ８交?，并且因?yàn)楦交瑢?dǎo)致均勻涂覆，并且因此導(dǎo)致針對油脂、油和水的滲透的更強(qiáng)阻力，故而在優(yōu)選實(shí)施方案中，基紙的正面被涂覆。
另一方面，包裝紙通常在一側(cè)進(jìn)行印刷。由于包裝紙的正面更適于印刷(因?yàn)槠涓叩挠∷①|(zhì)量)，作為替代，可用根據(jù)本發(fā)明的涂料涂覆包裝紙的反面，如果這意味著可以實(shí)現(xiàn)針對油脂、油和水的滲透的足夠阻力。
應(yīng)從造紙的觀點(diǎn)來理解術(shù)語“正面”和“反面”。反面是在造紙機(jī)生產(chǎn)紙期間與網(wǎng)接觸的紙的一側(cè)，因此其通常具有較低的平滑度和較低的填料含量。正面是反面的對面，并且通常更平滑，因此更適于印刷。
可在一個步驟或數(shù)個步驟中應(yīng)用涂料。如果應(yīng)用的涂料的量超過約8g/m2，則優(yōu)選在數(shù)個步驟中應(yīng)用，這取決于基紙的基重。各應(yīng)用步驟之后，可將包裝紙干燥。
在優(yōu)選實(shí)施方案中，基紙僅在一側(cè)涂覆有根據(jù)本發(fā)明的涂料，并且在另一側(cè)涂覆有淀粉。該淀粉涂料改善了可印刷性，并防止紙?jiān)诟稍锖缶砬?，這對于包裝紙的其它工藝是可取的。當(dāng)用淀粉涂覆時，可以使用淀粉溶液以及來自現(xiàn)有技術(shù)的工藝。在本發(fā)明的背景下，在薄膜壓榨中的應(yīng)用特別有利。
根據(jù)本發(fā)明可應(yīng)用于包裝紙未涂覆側(cè)的淀粉的量可以優(yōu)選為至少0.5g/m2，特別優(yōu)選至少1g/m2，并且特別優(yōu)選至多4g/m2，特別優(yōu)選至多3g/m2。
應(yīng)用于根據(jù)本發(fā)明的基紙的涂料溶液包含溶劑和涂料。
此處使用的術(shù)語“溶劑”或“涂料溶液”不意味著涂料溶液必須是化學(xué)意義上的溶液。涂料溶液也可以是溶液、分散液、懸液、乳狀液或者任何其它形式的混合物。
相對于所有其它溶劑或溶劑的混合物，并且特別是有機(jī)溶劑，優(yōu)選將水作為溶劑，因?yàn)樗嵌疚飳W(xué)無害的，并且可被用于造紙機(jī)而無需進(jìn)一步措施，特別是無需針對爆炸的保護(hù)。溶劑的少量殘余物殘留于紙中時不可避免的，并且這可以影響包裝的食品的氣味和味道。也出于該原因，不優(yōu)選有機(jī)溶劑。
然而，由于除水之外的其它溶劑或溶劑的混合物原則上可在適當(dāng)措施存在的情況下使用，因此它們也包含于本發(fā)明中。具體地，可以考慮將水與乙醇的混合物用作溶劑。
涂料應(yīng)當(dāng)為相對于涂料溶液的重量，以重量計至少30％，優(yōu)選以重量計至少40％，特別優(yōu)選以重量計至少50％，并且最特別優(yōu)選以重量計至少60％。這確保需要應(yīng)用以應(yīng)用預(yù)先確定的涂料的量的涂料溶液的量不過大，其通?？刹煌诒〖?，特別是對于涂料水溶液而言。
涂料應(yīng)當(dāng)占相對于涂料溶液的重量，以重量計至多80％，優(yōu)選以重量計至多75％，并且特別優(yōu)選以重量計至多70％。這避免了涂料溶液中含有太少溶劑，伴隨著相應(yīng)高粘度的涂料溶液，并且涂料溶液可因此有效地應(yīng)用于基紙。
在本發(fā)明的背景下使用的涂料包含植物油，其中優(yōu)選考慮多種植物油，如葵花油、豆油、棕櫚油或菜籽油。
優(yōu)選葵花油和豆油或其混合物，并且最特別優(yōu)選1:1的質(zhì)量比的葵花油與豆油的混合物。
涂料中植物油的總和應(yīng)優(yōu)選為涂料的質(zhì)量的至少20％，特別優(yōu)選至少25％，并且最特別優(yōu)選至少30％。涂料中植物油的總和應(yīng)優(yōu)選為涂料的質(zhì)量的至多60％，特別優(yōu)選至多55％，并且最特別優(yōu)選至多50％。
如上所述，植物油封裝于聚合物，例如苯乙烯與順丁烯二酸酐衍生物的共聚物中?？梢愿鶕?jù)例如wo2008/014903中所述的方法生產(chǎn)這些囊。
涂料中的粘合劑可以是淀粉、淀粉衍生物、纖維素衍生物或聚合物，特別是聚乙烯醇或聚苯乙烯丙烯酸酯。優(yōu)選將淀粉、聚乙烯醇或其混合物作為粘合劑，并且最特別優(yōu)選將約4:3:8重量比的淀粉、聚乙烯醇和聚苯乙烯丙烯酸酯的混合物作為粘合劑。
涂料中粘合劑的總和應(yīng)當(dāng)優(yōu)選為涂料的質(zhì)量的至少15％，特別優(yōu)選至少20％，并且最特別優(yōu)選至少25％。涂料中粘合劑的總和應(yīng)當(dāng)優(yōu)選為涂料的質(zhì)量的至多75％，特別優(yōu)選至多60％，并且特別是至多50％。
由于涂料的防油脂特性，其至少包含滑石作為填料，但是它可以包含其它填料。這些其它填料可以主要用于增加包裝紙的不透明度和白度。原則上，所有填料均可被認(rèn)為是其它填料，其也可用于基紙的生產(chǎn)，特別是硅酸鹽、碳酸鹽和氧化物，尤其是碳酸鈣，特別是沉淀碳酸鈣、氫氧化鋁、高嶺土和二氧化鈦。優(yōu)選二氧化鈦，因?yàn)槠鋵?dǎo)致高白度和不透明度，并且優(yōu)選高嶺土，因?yàn)槠淦瑺钛由炝私?jīng)涂料的擴(kuò)散路徑。特別優(yōu)選滑石、二氧化鈦和高嶺土的混合物，最特別優(yōu)選質(zhì)量比為約16:2:7的滑石：二氧化鈦：高嶺土。
涂料中滑石的比例為相對于涂料的質(zhì)量，優(yōu)選至少5％，特別優(yōu)選至少10％和/或優(yōu)選至多30％，并且特別優(yōu)選至多25％。
涂料中填料的總和(包括滑石)優(yōu)選為涂料的質(zhì)量的以重量計至少5％，特別優(yōu)選以重量計至少10％，并且最特別優(yōu)選以重量計至少20％。涂料中填料的總和應(yīng)為相對于涂料的質(zhì)量，以重量計至多60％，優(yōu)選以重量計至多50％，并且特別優(yōu)選以重量計至多45％。
涂料可以包含蠟。蠟改善針對油脂、油和水的滲透的阻力，但是使生物降解性變差，出于該原因，它們在涂料中的含量應(yīng)當(dāng)相對于涂料的質(zhì)量，以重量計小于5％，并且優(yōu)選以重量計小于2％。蠟可以，例如為石蠟。
涂料可以包含其它物質(zhì)，例如有助于涂料的加工性能的物質(zhì)或者影響粘度或保存期的物質(zhì)，只要它們不使針對油脂、油和水的滲透的阻力以及生物降解性顯著變差。這些物質(zhì)可以是聚合物鹽。
涂料中其它物質(zhì)的總和優(yōu)選小于涂料的質(zhì)量的15％，特別優(yōu)選小于10％，并且最特別優(yōu)選小于7％。
優(yōu)選地，涂料由以重量計至少50％，優(yōu)選以重量計至少60％，并且特別優(yōu)選至少70％的生物來源的材料組成。生物來源的材料組包括，例如植物油、淀粉和填料，而基于石油的蠟和基于石油的聚合物則不包括在其內(nèi)。
基紙的生產(chǎn)可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)已知的工藝進(jìn)行。具體地，可將造紙機(jī)用于生產(chǎn)基紙，其根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)包括網(wǎng)前箱、網(wǎng)部、壓榨部、干燥部和卷紙輥。
在網(wǎng)前箱，將漿料以及任選地填料和諸如工藝輔料的其它物質(zhì)的水性懸液應(yīng)用于造紙機(jī)的網(wǎng)，并且首先通過重力和網(wǎng)部的低壓進(jìn)行脫水。然后進(jìn)行壓榨部，其中將紙幅通過機(jī)械壓力進(jìn)一步脫水。然后在干燥部蒸發(fā)剩余的水，以使包裝紙達(dá)到其正常條件下(23℃,50％rh)，以重量計約4-7％的平衡濕量。在造紙機(jī)終端進(jìn)行卷繞。
通常，在造紙機(jī)中，將薄膜壓榨或施膠壓榨并入干燥部，其中將紙浸漬或者應(yīng)用涂料。具體地，薄膜壓榨提供了在單一步驟中將不同的涂料溶液應(yīng)用于紙的各側(cè)的可能性。根據(jù)本發(fā)明的涂料溶液可以優(yōu)選用于此種薄膜壓榨，并且這對于技術(shù)人員而言可能很容易。
除了允許在造紙機(jī)中直接應(yīng)用的薄膜壓榨和施膠壓榨，可以考慮在單獨(dú)的應(yīng)用設(shè)備中應(yīng)用涂料溶液。應(yīng)用設(shè)備可以是，例如印刷機(jī)，特別是輪轉(zhuǎn)凹版印刷機(jī)或柔性版印刷機(jī)。也可將此應(yīng)用設(shè)備并入造紙機(jī)替代薄膜壓榨或施膠壓榨或者作為薄膜壓榨或施膠壓榨的補(bǔ)充。
明顯地，在應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的涂料之后，必須將紙干燥以獲得根據(jù)本發(fā)明的包裝紙。
已顯示，根據(jù)前述實(shí)施方案之一的包裝紙可以之前未知的方式將針對油脂、油和水的滲透的高阻力與極好的生物降解性組合。本發(fā)明的發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)顯示，關(guān)于針對油脂、油和水的滲透的阻力，特別是在數(shù)分鐘高至半小時的相對短的時間段內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的包裝紙與涂覆有聚乙烯的包裝紙相當(dāng)，同時避免了其劣勢。在那方面，根據(jù)本發(fā)明的包裝紙非常適合特別是通常在包裝之后短時間內(nèi)消耗的快餐品。
根據(jù)本發(fā)明的包裝紙對于熱快餐最特別有利，例如漢堡包，因?yàn)樗粌H足夠長時間地延遲了油脂、油和水的滲透，而且同時水蒸氣充分滲透，以使快餐品未受潮，并且不成為“濕的”。在這方面，根據(jù)本發(fā)明的包裝紙事實(shí)上優(yōu)于涂覆有聚乙烯的傳統(tǒng)包裝紙。在本公開，術(shù)語“漢堡包”應(yīng)被理解為意為所有相關(guān)類型的三明治，特別是芝士漢堡、熱的雞肉三明治、熱的魚三明治、肉卷和肉丸卷
優(yōu)選實(shí)施方案描述
將通過示例性的根據(jù)本發(fā)明的食品包裝紙顯示本發(fā)明的優(yōu)勢。
由下述組分產(chǎn)生用于根據(jù)本發(fā)明的包裝紙的基紙。
使用以重量計48％的長纖維漿料和以重量計44％的短纖維漿料，以使基紙中漿料的比例為以重量計92％，所述長纖維漿料由來自云杉木材、松木和落葉松木的漿料的混合物組成，所述短纖維漿料由來自樺木和桉木的漿料的混合物組成。僅使用以重量計比例為7.5％的二氧化鈦?zhàn)鳛樘盍?。其余屬于其它物質(zhì)和工藝輔料，特別是本體中少量的烷基-烯酮二聚物以實(shí)現(xiàn)期望的上漿度。
以上作為以重量計％給出的所有數(shù)值均相對于無涂料的基紙。
在生產(chǎn)紙之前，打漿至根據(jù)iso5267測量的60°至70°的肖伯爾-瑞格勒打漿度。
利用現(xiàn)有技術(shù)已知的工藝，在長網(wǎng)造紙機(jī)上生產(chǎn)基紙。在造紙機(jī)的薄膜壓榨，將涂料溶液應(yīng)用于基紙的正面，并將淀粉溶液應(yīng)用于反面，然后將紙干燥至相對于完成的包裝紙的重量，以重量計5％的水分含量。
涂料溶液由相對于涂料溶液的重量，以重量計36％的水和以重量計64％的涂料組成。
涂料本身包含封裝于苯乙烯和順丁烯二酸酐衍生物的共聚物中的約18％的葵花油、18％的豆油，以及7％的聚乙烯醇、5％的淀粉和14％的聚苯乙烯丙烯酸酯。填料為20％的滑石、2.5％的二氧化鈦和9％的高嶺土。此外，涂料包含2％的蠟和約4.5％的諸如分散劑的工藝輔料。因此，涂料溶液包含多于70％的生物來源的材料。
所有數(shù)值均相對于涂料的質(zhì)量。
根據(jù)iso536確定完成的包裝紙的基重(29.5g/m2)和未涂布基紙的基重(25g/m2)，并且根據(jù)基重的區(qū)別，應(yīng)用的涂料的量為4.5g/m2，其中由經(jīng)驗(yàn)可知應(yīng)用至反面的淀粉的量為約1g/m2。因此，應(yīng)用至正面的涂料的量為約3.5g/m2。
根據(jù)iso535，以cobb60值確定包裝紙兩側(cè)的吸水性。對于根據(jù)本發(fā)明的涂覆側(cè)，發(fā)現(xiàn)值為17g/m2，而對于涂覆有淀粉一側(cè)，值為18g/m2。
根據(jù)iso534測量單層包裝紙的厚度，并獲得了為31μm的值。
根據(jù)iso5636-3測量包裝紙的本特生透氣性，并獲得了為9ml/min的值。
根據(jù)iso2528:1995測量由根據(jù)本發(fā)明的涂覆側(cè)至涂覆有淀粉一側(cè)方向上的水蒸氣滲透率，并獲得了為約500g/(m2×24h)的值。
根據(jù)iso2471:2008測量包裝紙的不透明度，并獲得了為65％的值。
根據(jù)iso2470-1:2009測量包裝紙反面的白度，并獲得了為83％的值。
根據(jù)iso1924-2測量包裝紙的抗張強(qiáng)度，并獲得了為2.0kn/m的值。
最后，根據(jù)en13432“通過堆肥和生物降解對包裝可回收的要求-用于最終可接受的回收的測試方案和評價標(biāo)準(zhǔn)”測量生物降解性。在該測試中，將包裝儲存于限定的堆肥中，并每隔一定時間取樣。對于該樣本，確定作為以重量計％的比例，通過具有2mm篩孔尺寸的篩子保留樣本。如果在12周之后篩子中保留了以重量計小于10％的樣本質(zhì)量，則該包裝滿足標(biāo)準(zhǔn)的要求。
對于根據(jù)本發(fā)明的包裝紙，顯示甚至在兩周之后，具有2mm篩孔尺寸的篩子保留了以重量計小于0.1％的樣本質(zhì)量，因此其具有極好的生物降解性。
為了在實(shí)驗(yàn)中測試針對油脂、油和水的滲透的阻力，將不同的食品包裝在根據(jù)本發(fā)明的包裝紙和涂覆有聚乙烯的紙中。一段限定的時間之后，主觀地將根據(jù)本發(fā)明的包裝紙的污漬和褪色與涂覆有聚乙烯的紙的污漬和褪色進(jìn)行比較。顯示在數(shù)分鐘高至半小時的時間段內(nèi)，兩種紙?zhí)峁┽槍τ椭?、油和水的滲透的大約同樣有效的屏障。在更長的時間段內(nèi)，通常長于1小時，關(guān)于其屏障效果，涂覆有聚乙烯的紙更優(yōu)。因此，根據(jù)本發(fā)明的包裝紙優(yōu)選用于預(yù)期快速消費(fèi)的包裝食品，優(yōu)選用于快餐領(lǐng)域的食品，并且最特別優(yōu)選用于漢堡包、芝士漢堡或三明治。
因此根據(jù)本發(fā)明的紙至少在短期形成針對油脂、油和水的滲透的良好屏障，并且具有良好的生物降解性，因此能夠很好地組合這兩個矛盾的要求。