含有具有對礦物油的屏障特性的膜的食品包裝的制作方法
【專利說明】含有具有對礦物油的屏障特性的膜的食品包裝
[0001] 本發明涉及含有基于聚烯烴的膜的食品包裝，所述膜具有對礦物油的屏障特性。
[0002] 現今，基于聚烯烴的膜、尤其是雙軸取向的丙烯膜（boPP)被用作寬范圍應用中的 包裝膜。聚丙烯膜表現出許多有利的使用特性，比如高透明性、光澤、對水蒸氣的屏障、良好 的可打印性、剛性、穿透強度等。聚丙烯膜能夠作為透明的膜和作為不透明的膜使用。
[0003] 上述膜常常也與其它包裝材料組合使用，尤其是在食品領域中。
[0004] 卡紙板包裝常常用于食品包裝，由于其可獲得性常常以回收卡紙板形式存在。這 產生問題，原因在于回收卡紙板一般含有300-1000mg/kg的具有相對低摩爾質量（主要為 n-C18至n-C22)的礦物油和15-20 %的芳族組分含量（聯邦風險評估局"BfR〃意見編號 008/2010, 2009 年 09 月 12 日）。
[0005] 回收卡紙板中檢測到的礦物油混合物是石蠟類（開鏈、通常支化）和環烷烴類 (環狀）的徑，其稱為"礦物油飽和烴"(MOSH);并且是芳烴或"礦物油芳烴"(MOAH)，其 主要由高度烷基化的系統組成（參見Biedermann M, Fiselier K, Grob K, 2009, "Aromatic hydrocarbons of mineral oil origin in foods:Method for determining the total concentration and first results. Journal of Agricultural and Food Chemistry 57:8711-8721)〇
[0006] 在不采取適宜防止措施、例如卡紙板的金屬化的情況下，從而存在上述指定的礦 物油混合物會污染待包裝或已包裝的食品的風險。
[0007] 用基于聚烯烴膜、尤其是雙軸取向的聚丙烯膜（boPP)的膜作為上述指定的礦物 油混合物的屏障的第一途徑顯示的是，聚烯烴膜單獨無法有效地防止迀移。從而，膜需要額 外的修飾，以便充當上述指定的礦物油混合物的屏障。
[0008] 舉例來說，適宜的是具有足夠光密度的金屬化的膜。該金屬層形成對礦物油的有 效屏障。然而，對于某些應用所述金屬層是出于美學原因或成本原因所不希望的。尤其是， 在膜包裝需要透明時不能使用這些金屬層。另外，屏障的效力也取決于涂層的品質，因此僅 尚品質的尚成本金屬化滿足上述意圖。
[0009] 本發明的任務是，為從回收卡紙板形成的食品包裝提供基于聚烯烴的膜、尤其是 基于雙軸取向的聚丙烯膜（boPP)的膜，該膜具有對礦物油混合物的充足屏障并且同時保 留良好的應用特性，從而回收卡紙板中的礦物油混合物對待包裝的或已包裝的食品的污染 得以避免。
[0010] 從而，本發明涉及食品包裝，其包含：
[0011] a)食品，
[0012] b)基于聚烯烴的膜、尤其是基于雙軸取向的聚丙烯膜（boPP)的膜，所述膜包圍食 品，
[0013] c)基于回收卡紙板的卡紙板，其包圍含有食品的基于聚烯烴的膜、尤其是基于雙 軸取向的聚丙烯膜（boPP)的膜，
[0014] 其特征在于所述基于聚烯烴的膜、尤其是基于雙軸取向的聚丙烯膜（boPP)的膜 具有包含（i)丙烯酸聚合物和/或（ii)含鹵素的乙烯基聚合物和/或亞乙烯基聚合物和/ 或（iii)基于乙烯基醇（VOH)的聚合物的至少一個涂層，并且所述涂層至少存在于膜朝向 所述基于回收卡紙板的卡紙板的一側上。
[0015] 根據本發明的食品包裝不需要任何通過表面金屬化制成的屏障層，從而能夠比例 如金屬化的卡紙板或金屬化的膜更成本有利地制備。此外，在采用透明的實施方式的情況 下，本發明使得之前由于金屬化而不可能的新類型包裝成為可能。
[0016] 本發明能夠通過不同構造設計的食品包裝來實現。在一種實施方式中，袋包裝或 包裹包裝采用本身已知的技術制備并且含有食品。然后，填充的袋包裝或包裹包裝在進一 步包圍的卡紙板包裝中進行包裝。在袋包裝或包裹包裝外側的涂層防止礦物油從卡紙板迀 移入食品。在又一實施方式中，卡紙板能夠用涂覆膜層壓或襯底。然后，從涂覆的卡紙板制 備含有食品的包裝。這種變型對包裝是有利的，否則在所述包裝中食品會直接與卡紙板接 觸。
[0017] 膜：
[0018] 在本發明范圍內使用的基于聚烯烴的膜尤其是基于雙軸取向的聚丙烯膜（boPP) 的膜。這些膜能夠單層或多層地構建和具有包含（i)丙烯酸聚合物和/或（ii)含鹵素的 乙烯基聚合物和/或亞乙烯基聚合物和/或（iii)基于乙烯基醇（VOH)的聚合物的涂層。
[0019] 單層膜或多層構造膜的基底層含有各自有效量的聚烯烴、優選丙烯聚合物和任選 其它的常規添加劑。基底層一般含有至少70至〈100 %重量，優選75至98 %重量，尤其是 85至95%重量的聚烯烴，各自基于層重量。
[0020] 丙烯聚合物是優選的基底層聚烯烴或是用于單層膜的材料。這些丙烯聚合物含有 90至100%重量、優選95至100%重量、尤其是98至100%重量的丙烯單元和具有120°C或 更高、優選150至170°C的熔點，和一般在230°C和21.6N的力（DIN 53735)具有1至10g/10 分鐘、優選2至8g/10分鐘的熔體流動指數。代表用于基底層的優選丙烯聚合物的是，無規 比例為15%重量和更少的全同立構丙烯均聚物，乙烯含量為5%重量或更少的乙烯和丙烯 共聚物，烯烴含量為5%重量或更少的丙烯和C 4-C8烯烴的共聚物，和乙烯含量為10%重量 或更少且丁烯含量為15%重量或更少的丙烯、乙烯和丁烯三元共聚物，其中全同立構丙烯 均聚物是特別優選的。指定的百分比重量是指各自的聚合物。
[0021] 另外，指定的丙烯均聚物和/或共聚物和/或三元共聚物和其它聚烯烴的混合物、 尤其是2至6個C原子的單體是適宜的，其中混合物含有至少50%重量、尤其是至少75%重 量的丙烯聚合物。聚合物混合物中適宜的其它聚烯烴是聚乙烯，尤其是HDPE，MDPE，LDPE， VLDPE和LLDPE，其中這些聚烯烴各自相對聚合物混合物的比例不超過15%重量。
[0022] 在不透明的實施方式中，膜的基底層或單層膜含有空泡引發的填料，其量為至多 30%重量、優選5至25%重量，相對不透明基底層的重量。
[0023] 空泡引發的填料是固體顆粒，其與聚合物基質不相容的，并且隨膜伸展導致空泡 狀空洞的形成。空泡引發的填料一般具有I ym的最小尺寸以導致有效的、也即致不透明的 空泡量。顆粒的平均顆粒直徑一般是1至6 μ m、優選1. 5至5 μ m。顆粒的化學性質發揮次 要作用。
[0024] 常規的空泡引發填料是與聚丙烯不相容的無機和/或有機物質，比如氧化鋁、硫 酸鋁、硫酸鋇、碳酸鈣、碳酸鎂、硅酸鹽比如硅酸鋁（白陶土粘土）和硅酸鎂（滑石）和二氧 化硅，其中優選使用碳酸鈣和二氧化硅。常規使用的與基底層聚合物不相容的聚合物能夠 是有機填料，尤其是描述于EP-A-O 623463環狀烯烴的共聚物（COC)，聚酯，聚苯乙烯，聚酰 胺，鹵化的有機聚合物，其中優選聚酯比如聚對苯二甲酸丁二酯和環烯烴共聚物。不相容的 物質或不相容的聚合物在本發明意義中意指物質或聚合物在膜中以分離顆粒的形式或以 分離的相的形式存在。
[0025] 在又一不透明的實施方式中，基底層或單層膜除空泡引發的填料外額外地或另選 地含有色素，例如其量為0. 5至10%重量、優選1至8%重量、尤其是1至5%重量。指定的 量涉及層重量。
[0026] 色素在本發明意義中是不相容的顆粒，其基本上不隨膜伸展而導致空泡形成。色 素的例如著色效果是由顆粒本身引起的。色素是所謂的〃白色色素〃和〃彩色色素〃，前者 將膜染成白色，后者為膜提供彩色或黑色。一般來說，色素的平均顆粒直徑的范圍是0.01 至1 μ m，優選0· 01至0· 7 μ m，尤其是0· 01至0· 4 μ m。
[0027] 常規的色素是物質比如氧化鋁，硫酸鋁，硫酸鋇，碳酸鈣，碳酸鎂，硅酸鹽比如硅酸 鋁（白陶土粘土）和硅酸鎂（滑石），二氧化硅和二氧化鈦，其中優選使用白色色素比如碳 酸鈣，二氧化硅，二氧化鈦和硫酸鋇。二氧化鈦是特別優選的。1^0 2的各種修飾和涂層在現 有技術中是本身已知的。
[0028] 膜的密度基本上取決于基底層的密度。基底層的密度一般的范圍是0.45-0. 95g/ cm3。與聚丙烯（~0.9g/cm3)密度相比，空泡降低基底層密度，而色素增加基底層密度。
[0029] 膜厚度一般的范圍是20至100 μ m，優選25至60 μ m，尤其是30至50 μ m。如果膜 具有多層結構，則基底層厚度是10至60 μ m，優選10至40 μ m。上述厚度應理解為不含包 含（i)丙烯酸聚合物和/或（ii)含鹵素的乙烯基和/或亞乙烯基聚合物和/或（iii)基 于乙烯基醇（VOH)的聚合物的涂層。
[0030] 如果膜為多層構造，則膜除指定的基底層之外還包含施用至少至基底層的一側或 相對的兩側的層。從而在兩個覆蓋層的情況下引起膜的三層結構。
[0031] 覆蓋層的厚度一般是0.5-3 μπι。在本發明的又一實施方式中，中間層也位于覆蓋 層與基底層之間的一側或兩側上，所述中間層的厚度的范圍是1至8μπι。在中間層和覆蓋 層組合的情況下，它們一起優選具有2至8 μm的總厚度。
[0032] 覆蓋層能夠構造為可密封的層，其理解為熱可密封的和冷可密封的層。冷密封涂 層能夠直接施用至單層膜的表面。然而，一般優選首先將基底層用共擠出的聚合物層覆蓋 并將冷密封涂層施用至該聚合物覆蓋層。用于熱可密封的覆蓋層的適宜物質是下文指定的 均聚物、共聚物和三元共聚物。
[0033] 為了改善附著，在涂層之前以本身已知的方式通過電暈、火焰或等離子體對膜表 面應用增加表面張力的方法。然后，如此處理的層的表面張力一般的范圍是35至45mN/m。 該表面處理能夠在膜的一個表面或兩個表面上進行。
[0034] 上文描述的覆蓋從和中間層一般含有至少80%重量，優選90至〈100%重量的烯 烴聚合物或其混合物，和任選也含各自有效量的常規添加劑。適宜的聚烯烴是例如聚乙烯， 丙烯共聚物和/或丙烯三元共聚物，以及已描述與基底層結合的丙烯均聚物。
[0035] 適宜的丙烯共聚物或三元共聚物一般由作為共聚單體的至少50%重量的丙烯單 元和乙烯單元和/或丁烯單元構成。優