含有具有对矿物油的屏障特性的膜的食品包装的制作方法
【专利说明】含有具有对矿物油的屏障特性的膜的食品包装
[0001] 本发明涉及含有基于聚烯烃的膜的食品包装，所述膜具有对矿物油的屏障特性。
[0002] 现今，基于聚烯烃的膜、尤其是双轴取向的丙烯膜（boPP)被用作宽范围应用中的 包装膜。聚丙烯膜表现出许多有利的使用特性，比如高透明性、光泽、对水蒸气的屏障、良好 的可打印性、刚性、穿透强度等。聚丙烯膜能够作为透明的膜和作为不透明的膜使用。
[0003] 上述膜常常也与其它包装材料组合使用，尤其是在食品领域中。
[0004] 卡纸板包装常常用于食品包装，由于其可获得性常常以回收卡纸板形式存在。这 产生问题，原因在于回收卡纸板一般含有300-1000mg/kg的具有相对低摩尔质量（主要为 n-C18至n-C22)的矿物油和15-20 %的芳族组分含量（联邦风险评估局"BfR〃意见编号 008/2010, 2009 年 09 月 12 日）。
[0005] 回收卡纸板中检测到的矿物油混合物是石蜡类（开链、通常支化）和环烷烃类 (环状）的径，其称为"矿物油饱和烃"(MOSH);并且是芳烃或"矿物油芳烃"(MOAH)，其 主要由高度烷基化的系统组成（参见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] 在不采取适宜防止措施、例如卡纸板的金属化的情况下，从而存在上述指定的矿 物油混合物会污染待包装或已包装的食品的风险。
[0007] 用基于聚烯烃膜、尤其是双轴取向的聚丙烯膜（boPP)的膜作为上述指定的矿物 油混合物的屏障的第一途径显示的是，聚烯烃膜单独无法有效地防止迀移。从而，膜需要额 外的修饰，以便充当上述指定的矿物油混合物的屏障。
[0008] 举例来说，适宜的是具有足够光密度的金属化的膜。该金属层形成对矿物油的有 效屏障。然而，对于某些应用所述金属层是出于美学原因或成本原因所不希望的。尤其是， 在膜包装需要透明时不能使用这些金属层。另外，屏障的效力也取决于涂层的品质，因此仅 尚品质的尚成本金属化满足上述意图。
[0009] 本发明的任务是，为从回收卡纸板形成的食品包装提供基于聚烯烃的膜、尤其是 基于双轴取向的聚丙烯膜（boPP)的膜，该膜具有对矿物油混合物的充足屏障并且同时保 留良好的应用特性，从而回收卡纸板中的矿物油混合物对待包装的或已包装的食品的污染 得以避免。
[0010] 从而，本发明涉及食品包装，其包含：
[0011] a)食品，
[0012] b)基于聚烯烃的膜、尤其是基于双轴取向的聚丙烯膜（boPP)的膜，所述膜包围食 品，
[0013] c)基于回收卡纸板的卡纸板，其包围含有食品的基于聚烯烃的膜、尤其是基于双 轴取向的聚丙烯膜（boPP)的膜，
[0014] 其特征在于所述基于聚烯烃的膜、尤其是基于双轴取向的聚丙烯膜（boPP)的膜 具有包含（i)丙烯酸聚合物和/或（ii)含卤素的乙烯基聚合物和/或亚乙烯基聚合物和/ 或（iii)基于乙烯基醇（VOH)的聚合物的至少一个涂层，并且所述涂层至少存在于膜朝向 所述基于回收卡纸板的卡纸板的一侧上。
[0015] 根据本发明的食品包装不需要任何通过表面金属化制成的屏障层，从而能够比例 如金属化的卡纸板或金属化的膜更成本有利地制备。此外，在采用透明的实施方式的情况 下，本发明使得之前由于金属化而不可能的新类型包装成为可能。
[0016] 本发明能够通过不同构造设计的食品包装来实现。在一种实施方式中，袋包装或 包裹包装采用本身已知的技术制备并且含有食品。然后，填充的袋包装或包裹包装在进一 步包围的卡纸板包装中进行包装。在袋包装或包裹包装外侧的涂层防止矿物油从卡纸板迀 移入食品。在又一实施方式中，卡纸板能够用涂覆膜层压或衬底。然后，从涂覆的卡纸板制 备含有食品的包装。这种变型对包装是有利的，否则在所述包装中食品会直接与卡纸板接 触。
[0017] 膜：
[0018] 在本发明范围内使用的基于聚烯烃的膜尤其是基于双轴取向的聚丙烯膜（boPP) 的膜。这些膜能够单层或多层地构建和具有包含（i)丙烯酸聚合物和/或（ii)含卤素的 乙烯基聚合物和/或亚乙烯基聚合物和/或（iii)基于乙烯基醇（VOH)的聚合物的涂层。
[0019] 单层膜或多层构造膜的基底层含有各自有效量的聚烯烃、优选丙烯聚合物和任选 其它的常规添加剂。基底层一般含有至少70至〈100 %重量，优选75至98 %重量，尤其是 85至95%重量的聚烯烃，各自基于层重量。
[0020] 丙烯聚合物是优选的基底层聚烯烃或是用于单层膜的材料。这些丙烯聚合物含有 90至100%重量、优选95至100%重量、尤其是98至100%重量的丙烯单元和具有120°C或 更高、优选150至170°C的熔点，和一般在230°C和21.6N的力（DIN 53735)具有1至10g/10 分钟、优选2至8g/10分钟的熔体流动指数。代表用于基底层的优选丙烯聚合物的是，无规 比例为15%重量和更少的全同立构丙烯均聚物，乙烯含量为5%重量或更少的乙烯和丙烯 共聚物，烯烃含量为5%重量或更少的丙烯和C 4-C8烯烃的共聚物，和乙烯含量为10%重量 或更少且丁烯含量为15%重量或更少的丙烯、乙烯和丁烯三元共聚物，其中全同立构丙烯 均聚物是特别优选的。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烃的混合物、 尤其是2至6个C原子的单体是适宜的，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。聚合物混合物中适宜的其它聚烯烃是聚乙烯，尤其是HDPE，MDPE，LDPE， VLDPE和LLDPE，其中这些聚烯烃各自相对聚合物混合物的比例不超过15%重量。
[0022] 在不透明的实施方式中，膜的基底层或单层膜含有空泡引发的填料，其量为至多 30%重量、优选5至25%重量，相对不透明基底层的重量。
[0023] 空泡引发的填料是固体颗粒，其与聚合物基质不相容的，并且随膜伸展导致空泡 状空洞的形成。空泡引发的填料一般具有I ym的最小尺寸以导致有效的、也即致不透明的 空泡量。颗粒的平均颗粒直径一般是1至6 μ m、优选1. 5至5 μ m。颗粒的化学性质发挥次 要作用。
[0024] 常规的空泡引发填料是与聚丙烯不相容的无机和/或有机物质，比如氧化铝、硫 酸铝、硫酸钡、碳酸钙、碳酸镁、硅酸盐比如硅酸铝（白陶土粘土）和硅酸镁（滑石）和二氧 化硅，其中优选使用碳酸钙和二氧化硅。常规使用的与基底层聚合物不相容的聚合物能够 是有机填料，尤其是描述于EP-A-O 623463环状烯烃的共聚物（COC)，聚酯，聚苯乙烯，聚酰 胺，卤化的有机聚合物，其中优选聚酯比如聚对苯二甲酸丁二酯和环烯烃共聚物。不相容的 物质或不相容的聚合物在本发明意义中意指物质或聚合物在膜中以分离颗粒的形式或以 分离的相的形式存在。
[0025] 在又一不透明的实施方式中，基底层或单层膜除空泡引发的填料外额外地或另选 地含有色素，例如其量为0. 5至10%重量、优选1至8%重量、尤其是1至5%重量。指定的 量涉及层重量。
[0026] 色素在本发明意义中是不相容的颗粒，其基本上不随膜伸展而导致空泡形成。色 素的例如着色效果是由颗粒本身引起的。色素是所谓的〃白色色素〃和〃彩色色素〃，前者 将膜染成白色，后者为膜提供彩色或黑色。一般来说，色素的平均颗粒直径的范围是0.01 至1 μ m，优选0· 01至0· 7 μ m，尤其是0· 01至0· 4 μ m。
[0027] 常规的色素是物质比如氧化铝，硫酸铝，硫酸钡，碳酸钙，碳酸镁，硅酸盐比如硅酸 铝（白陶土粘土）和硅酸镁（滑石），二氧化硅和二氧化钛，其中优选使用白色色素比如碳 酸钙，二氧化硅，二氧化钛和硫酸钡。二氧化钛是特别优选的。1^0 2的各种修饰和涂层在现 有技术中是本身已知的。
[0028] 膜的密度基本上取决于基底层的密度。基底层的密度一般的范围是0.45-0. 95g/ cm3。与聚丙烯（~0.9g/cm3)密度相比，空泡降低基底层密度，而色素增加基底层密度。
[0029] 膜厚度一般的范围是20至100 μ m，优选25至60 μ m，尤其是30至50 μ m。如果膜 具有多层结构，则基底层厚度是10至60 μ m，优选10至40 μ m。上述厚度应理解为不含包 含（i)丙烯酸聚合物和/或（ii)含卤素的乙烯基和/或亚乙烯基聚合物和/或（iii)基 于乙烯基醇（VOH)的聚合物的涂层。
[0030] 如果膜为多层构造，则膜除指定的基底层之外还包含施用至少至基底层的一侧或 相对的两侧的层。从而在两个覆盖层的情况下引起膜的三层结构。
[0031] 覆盖层的厚度一般是0.5-3 μπι。在本发明的又一实施方式中，中间层也位于覆盖 层与基底层之间的一侧或两侧上，所述中间层的厚度的范围是1至8μπι。在中间层和覆盖 层组合的情况下，它们一起优选具有2至8 μm的总厚度。
[0032] 覆盖层能够构造为可密封的层，其理解为热可密封的和冷可密封的层。冷密封涂 层能够直接施用至单层膜的表面。然而，一般优选首先将基底层用共挤出的聚合物层覆盖 并将冷密封涂层施用至该聚合物覆盖层。用于热可密封的覆盖层的适宜物质是下文指定的 均聚物、共聚物和三元共聚物。
[0033] 为了改善附着，在涂层之前以本身已知的方式通过电晕、火焰或等离子体对膜表 面应用增加表面张力的方法。然后，如此处理的层的表面张力一般的范围是35至45mN/m。 该表面处理能够在膜的一个表面或两个表面上进行。
[0034] 上文描述的覆盖从和中间层一般含有至少80%重量，优选90至〈100%重量的烯 烃聚合物或其混合物，和任选也含各自有效量的常规添加剂。适宜的聚烯烃是例如聚乙烯， 丙烯共聚物和/或丙烯三元共聚物，以及已描述与基底层结合的丙烯均聚物。
[0035] 适宜的丙烯共聚物或三元共聚物一般由作为共聚单体的至少50%重量的丙烯单 元和乙烯单元和/或丁烯单元构成。优