CN111511987A - 可回收的阻隔纸 - Google Patents

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CN111511987A CN201880083072.3A CN201880083072A CN111511987A CN 111511987 A CN111511987 A CN 111511987A CN 201880083072 A CN201880083072 A CN 201880083072A CN 111511987 A CN111511987 A CN 111511987A
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纳迪娅·艾尔-卡扎兹
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Abstract

本发明涉及一种阻隔纸(10)，所述阻隔纸包括：a)纸衬底(11)，所述纸衬底具有正面和与所述正面相对置的背面，以及b)设置在所述纸衬底的正面的阻隔层(12)，其中，所述阻隔层(12)包括聚合物粘合剂和基于植物油的蜡或由所述聚合物粘合剂和基于植物油的蜡构成。本发明还涉及一种根据本发明的阻隔纸作为用于食品的包装纸、底垫纸、用于内袋包装的纸、中间纸和/或分隔纸的应用；以及一种用于制造阻隔纸的方法。

Description

可回收的阻隔纸
技术领域
本发明涉及一种阻隔纸；一种根据本发明的阻隔纸作为用于食品的包装纸、底垫纸、用于内袋包装的纸、中间纸和/或分隔纸的应用；以及一种用于制造阻隔纸的方法。
背景技术
散装提供的食品，如香肠制品、奶酪制品或焙制食品，由于卫生或保鲜原因通常在包装中交付给顾客。在此，尤其在含油脂的食品的情况下提出对于包装的高要求。在使用基于纸的传统包装的情况下，在含油脂的食品的情况下，来自食品的油脂可能渗透包装材料。这可能导致，包装材料软化并且撕破，或如果其他物品与包装接触，那么所述物品会被油脂污染。
在WO 2007/050964 A1中描述一种防油脂和防水的物品，所述物品包含石蜡和聚乙烯醇构成的覆层。
在US 2003/0152707 A1中描述一种由植物油构成的蜡涂覆的承载件，所述承载件相对于水具有高的耐抗性。
在DE 10 2014 119 572 A1中描述一种用于食品的包装纸，所述包装纸具有20g/m2至40g/m2之间的单位面积重量，并且以未涂覆的纸的质量计具有小于20％的填料质量份额。包装纸至少在一面上具有覆层，所述覆层包括包藏到聚合物中的植物油、滑石粉和粘合剂。
为了包装含油脂的食品，通常使用不含木浆的、不透油的“黄油面包纸”，所述黄油面包纸由于对纤维材料的涂油打磨(schmierige Mahlung)而具有一定的耐油脂性。然而，这种黄油面包纸的耐油脂性通常是不够的。
涂油打磨由宽的、彼此远离地布置的刀或玄武岩-刀具(Bemesserung)在长的打磨持续时间中实现。纤维不被切开，而是被压碎。这产生了高溶胀的纤维粘液，滑腻的物质，其在造纸机上仅缓慢地脱水。这种纸得到高的密度，然而失去不透明度。纸变得玻璃般透明。在略微缩短纤维时称为“油腻-长”。更大幅缩短的纤维被描述为“油腻-短”。如果衬底主要制成油腻-短的纤维，则所述衬底仅具有低的抗裂强度和撕裂强度。
作为相对于黄油面包纸的更耐油脂的替选方案，通常使用复合包装材料。复合包装材料例如可以由复合材料构成，所述复合材料由纸和塑料膜和/或铝膜构成。如果不进行PE覆层，则可以将氟碳用作斥水性化学制品。在此，纸例如在一面用聚乙烯，通常以挤压方法涂覆，或用铝膜涂覆。所述复合包装材料的特征在于高的耐油脂性。然而，所述复合包装材料不能就这样供给纸回收，因为必须先移除膜层。将复合材料进行堆肥也是不可行的，因为所使用的塑料膜或铝膜不会生物降解。
对于矿石、不可再生能源，如石油或天然气的缺乏越来越多的忧虑也引起对生产由再生原材料构成的材料的持续越来越多的兴趣。结合于此，例如参照聚乙烯呋喃酸酯、基于2,5-呋喃二甲酸的塑料，其初始物质可以由糖制造。然而，已经发现，至今已知的由再生原材料制造的聚合物要么不能生物降解要么不具有对于在包装材料中使用而需要的特性。
对于阻隔纸提出的防止油脂、油、水和水蒸气的渗透的高的和限定的抵抗力的要求以及良好的可回收性或生物可降解性在此是通常相互矛盾的要求。因此，在工业中存在对提供用于食品的包装纸的大的需求，所述包装纸可以完全或主要由再生原材料制造并且在此可以良好回收或生物降解。
发明内容
本发明的目的是，提供一种用于与食品接触的阻隔纸，所述阻隔纸相对于油脂和/或油和/或湿气和/或水或水蒸气具有高的耐抗性，同时可以完全或主要由再生原材料制造。附加地，期望的是，阻隔纸可以良好再生或生物降解，也就是说堆肥。
所述目的根据本发明通过阻隔纸(10)实现，所述阻隔纸包括：
a)纸衬底(11)，所述纸衬底具有正面和与正面相对置的背面，以及
b)设置在纸衬底的正面和/或背面的阻隔层(12)，
其中，阻隔层(12)包括聚合物粘合剂和基于植物油的蜡或由所述聚合物粘合剂和基于植物油的蜡构成。
令人惊讶地已经发现，根据本发明的阻隔纸具有相对于油脂和/或油和/或湿气的高的耐抗性，并且在此可以完全或主要由再生原材料制造。通过使用聚合物粘合剂，阻隔层令人惊讶地构成为，使得其不从纸衬底松脱或使得蜡转移到其他物体或食品上。
在本发明的范围内将基于植物油的蜡理解为通过植物油的化学改性获得的蜡。化学改性例如可以涉及借助于金属催化剂例如镍、以及氢的部分或完全氢化，其中，油的双键全部或部分氢化成单键。与植物油不同，蜡在20℃下不以液态形式而是以固态形式存在。因此，植物油的化学改性引起熔点提高。
将植物油理解为从植物或植物部分中获得的油脂酸甘油三酯。在此，通常通过从植物或植物部分中挤压、萃取或提炼油来获得油。油的获得对于本领域技术人员是已知的。如果将种子用于获得油，则将这种种子称为油籽。在种子中，油以脂类形式存在，所述脂类是种子的细胞膜和能量储备。与油中的不饱和油脂酸的份额相关地，在非干燥的(例如橄榄油)，半干燥的(例如豆油或菜籽油)与干燥的油(例如亚麻油或罂粟油)之间进行区分。在此，术语“干燥”不表示挥发，而是表示通过不饱和油脂酸的氧化和聚合作用引起的油的凝固。半干燥的和干燥的油用作用于制造根据本发明而使用的蜡的初始材料是优选的。
用于植物油的可能的源是阿萨伊果油、藻类油、摩洛哥阿甘油(来自阿甘树的果实)、鳄梨油(来自鳄梨树的鳄梨的果肉)、巴巴丘油、棉籽油(来自棉植物的种子)、琉璃苣油或琉璃苣籽油(来自琉璃苣植物的种子)、
Figure BDA0002550281530000031
腰果壳油、蓟油(也称为“红花油”、来自红花或红花属的种子)、花生油(来自花生植物的果实)、榛子油(来自榛子树的榛子)、大麻油(来自食品大麻的种子)、麻风树油(来自麻风树的种子)、加州希蒙得木油(实际液态蜡；来自加州希蒙得木的种子)、山茶油(来自山茶辣木的种子、茶树或山茶、可可脂、椰子油(来自椰果的种子肉、椰子树的树果)、南瓜核油(也描述为核油；来自施蒂里亚油南瓜的种子核)、亚麻油(来自亚麻的成熟亚麻种子)、亚麻芥油(来自亚麻芥的种子、十字花科)、澳洲坚果油(来自澳洲坚果树的坚果)、玉米粒油(来自玉米的粒)、扁桃油来自扁桃树的扁桃)、芒果黄油(来自芒果)、杏仁油(来自杏仁–即杏仁的扁桃–杏)、罂粟油(来自罂粟的种子)、月见草属油、橄榄油(来自橄榄的果肉和核、橄榄树的果实、棕榈油(来自棕榈果的果肉、油棕榈的果实)、棕榈核油来自棕榈果的核、油棕榈的果实)、木瓜油、黄连木属油、山核桃油、来自苏子植物(紫苏、芝麻叶)的种子的苏子油、菜籽油(来自油菜的种子、十字花科)、米油、蓖麻油(来自奇迹树的种子)、沙棘油(来自沙棘浆果的果肉、沙棘灌木的果实)、沙棘核油(来自沙棘浆果的核、沙棘灌木的果实)、芥末油(来自芥末的种子)、黑种草属油(来自黑种草属植物的果壳的种子)、芝麻油(来自芝麻植物的种子)、非洲酪脂树黄油(来自非洲酪脂树的种子)、豆油(来自大豆的豆子)、葵花油(来自葵花的核)、桐油、核桃油(来自核桃树的坚果的核)、西瓜种子油油、葡萄油(来自葡萄植物或葡萄属的果实(葡萄)的核)、麦芽油(来自小麦的萌芽)和/或雪松油(来自西南亚雪松的木材)。所述列表不应被视为排他的，其显示用于获得可以转换成根据本发明所使用的蜡的植物油的可行方案。
根据本发明优选的是一种阻隔纸，其中，所述基于植物油的蜡涉及基于如下油的蜡：棕榈油、椰子油、罂粟油、橄榄油、亚麻油、豆油、葵花油、蓟油以及菜籽油，优选地，所述基于植物油的蜡涉及基于豆油的蜡，也就是说涉及豆油蜡或豆蜡。
我们自己的研究已经显示，由以上称为优选的油构成的蜡具有特别好的特性。由所述油制造的蜡的特征在于高的抵抗力并且可以以高的熔点制造。根据本发明所使用的蜡，即棕榈油蜡、椰子油蜡、罂粟油蜡、橄榄油蜡、亚麻油蜡、豆油蜡、葵花油蜡、蓟油蜡以及菜籽油蜡，在根据本发明的阻隔纸中使用时表现出相对于油脂和/或油和/或湿气的耐抗性的显著提高。在此，豆油蜡的使用根据本发明尤其是优选的。自己的研究已经显示，在使用豆油蜡时，除了相对于油脂、油和湿气的耐抗性之外也可以得到非常低的水蒸气可穿透性。豆油蜡还具有如下优点：可以味道中性或气味中性地制造。
根据本发明优选的是一种阻隔纸，其中，蜡具有高于40℃、优选地高于50℃、特别优选地高于60℃的熔点。
自己的研究已经显示，在使用具有高于20℃的熔点的蜡时已经可以获得非常好的结果。然而，令人惊讶地发现，在使用具有高于40℃的熔点的蜡时，可以提高阻隔纸相对于机械负荷的耐抗性。所述耐抗性在蜡的熔点更高的情况下还进一步提高。自己的研究还已经显示，如果要在6℃至30℃之间的温度下使用阻隔纸，则蜡的最优的熔点处于60℃至80℃的范围内。如果还要在更高的温度下应用阻隔纸，则可能有意义的是，使用具有更高熔点的蜡。
根据本发明优选的是一种阻隔纸，其中，阻隔层中的基于植物油的蜡以阻隔层的总质量计的质量份额是6％至98％，优选地是20％至90％，特别优选地是50％至89％，更特别优选地是50％至78％。
自己的研究已经令人惊讶地显示，在基于植物油的蜡的质量份额低于6％时相对于油脂、油和湿气的阻隔特性比例太过强烈下降，而在基于植物油的蜡的质量份额高于98％时尽管可以获得如此出众的阻隔特性，但是阻隔层的机械耐抗性比例过大地强烈下降。在此，自己的研究已经得出，如果基于植物油的蜡的质量份额是50％至89％，优选地50％至78％，则可以获得具有最优的阻隔特性和机械特性的特别好的阻隔纸。
作为聚合物粘合剂，在纸制造中常用的所有粘合剂是适合的。当然，自己的研究已经显示，粘合剂的适当选择可以显著改进阻隔层的机械特性和/或阻隔纸的生物可降解性。自己的研究已经显示，有利的进而根据本发明优选的是，聚合物粘合剂涉及交联的或非交联的粘合剂，选自如下物质：淀粉、聚乙烯醇、羧基改性的聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物、聚乙烯醇和乙烯-乙烯醇共聚物的组合物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、硅醇基改性的聚乙烯醇、双丙酮改性的聚乙烯醇、改性的聚乙二醇、未改性的聚乙二醇、α-异癸-ω-羟基-聚(氧-1,2-二酰)、苯乙烯-丁二烯胶乳、苯乙烯-丙烯酸酯-聚合物、丙烯酸聚合物以及由这些物质组成的混合物。
在此，自己的研究已经得出，如果聚合物粘合剂涉及一种或更多种苯乙烯-丙烯酸酯-聚合物或粘合剂包括一种或更多种苯乙烯-丙烯酸酯-聚合物，则根据本发明的阻隔纸相对于油脂、油和湿气具有特别高的耐抗性。
在以上提及的粘合剂中，乙烯-乙烯醇共聚物和聚乙烯醇是最不优选的。因此，根据本发明的阻隔纸在如下情况下是特别优选的：所述阻隔纸在阻隔层中不包含乙烯-乙烯醇共聚物和/或聚乙烯醇。
根据本发明优选的是，阻隔层不包括乙烯。
在此，根据本发明优选的是，阻隔层中的聚合物粘合剂以阻隔层的总质量计的质量份额是94％至2％，优选地是80％至10％，特别优选地是50％至11％。
自己的研究已经显示，低于2％的质量份额的聚合物粘合剂的含量形成如下阻隔纸，在所述阻隔纸中，阻隔层的机械耐抗性比例过大地强烈下降。在聚合物粘合剂的含量高于94％的质量份额时，阻隔层的机械耐抗性尽管足够高，但是已经显示出，相对于油脂、油和湿气的阻隔特性比例过大地强烈下降。在此，自己的研究已经得出，如果聚合物粘合剂的含量是质量份额50％至11％，则可以获得具有最优的阻隔特性和机械特性的特别好的阻隔纸。
在此，根据本发明特别优选的是，阻隔层的聚合物粘合剂的质量份额是94％至2％并且阻隔层中的蜡的质量份额是6％至98％，并且更优选的是，阻隔层的聚合物粘合剂的质量份额是80％至10％并且阻隔层中的蜡的质量份额是80至90％，并且更优选的是，阻隔层中的聚合物粘合剂的质量份额是50％至11％并且阻隔层中的蜡的质量份额是50％至89％。
根据本发明优选的是一种阻隔纸，在所述阻隔纸中，阻隔层的单位面积质量处于1.5g/m2至8g/m2的范围内，优选地处于2.0g/m2至5.5g/m2的范围内，特别优选地处于3.0g/m2至5.0g/m2的范围内。已经令人惊讶地发现，具有在此阐述的小的单位面积质量的阻隔纸具有相对于油脂、油和湿气的非常好的耐抗性。尽管如此，耐抗性可以通过提升单位面积质量稍微改进，当然，改进仅是最小的，使得所提升的材料消耗不算小的改进。在单位面积质量低于1.5g/m2时，纯承载件衬底的耐抗性尽管同样得以改进，当然对于一些应用领域(例如非常油腻的和潮湿的食品)的耐抗性不总是足够的。自己的研究已经显示，如果阻隔层的单位面积质量处于3.0g/m2至5.0g/m2的范围内，则可以获得最优的耐抗性。
自己的研究已经显示，特别有利的是，聚合物粘合剂由两种或更多种粘合剂构成，并且至少一种粘合剂是阴离子粘合剂。在此，将阴离子粘合剂理解为包含多种负电荷的粘合剂，所述负电荷通过阳离子(例如金属阳离子或铵)稳定。
在本发明的范围内，将聚合物粘合剂理解为通过由多个分子的缩聚作用构成的粘合剂，并且在所述粘合剂中，一种类型或多种类型的原子或原子团(所谓的重复单元)重复地彼此紧靠排列，并且重复单元的数量是每分子多于25个。
在此，根据本发明优选的是，阴离子粘合剂的根据动态的差示扫描量热法(DSC)确定的玻璃过渡温度小于等于120℃。自己的检查已经显示，在玻璃过渡温度高于120℃时，阻隔层的制造是非常困难的，并且所制造的阻隔纸不具有如根据本发明的阻隔纸那样好的特性，根据本发明的阻隔纸采用具有小于等于120℃的玻璃过渡温度的阴离子粘合剂制造。
在此，根据本发明优选的是，阴离子粘合剂涉及共聚物。
合适的阴离子粘合剂例如是部分或完全质子化的聚丙烯酸(或聚丙烯酸的共聚物，例如与丙烯酸酯的共聚物)，部分或完全质子化的聚甲基丙烯酸(或聚甲基丙烯酸的共聚物，例如与甲基丙烯酸酯的共聚物)，聚丙烯酸脂的共聚物(优选地甲酯或乙酯)，聚甲基丙烯酸脂的共聚物(优选地甲酯或乙酯)或聚丙烯酰胺或这些物质的共聚物。
根据本发明优选的是，如果阴离子粘合剂以10％的质量份额溶解或分散在水中，则阴离子粘合剂的含水的溶液或分散体具有碱性的pH值，优选地处于8至10的范围内。
为了确定阴离子粘合剂的pH值，可以制造阴离子粘合剂的含水的溶液或分散体，含水的溶液或分散体具有10％的质量份额，并且可以借助于常用的工具确定pH值。
在本发明的同样优选的设计方案中，阻隔层(12)附加地包括基于饱和碳氢化合物的蜡。
自己的研究已经令人惊讶地显示，基于植物油的蜡和基于饱和碳氢化合物的蜡的组合引起相对于油脂和/或油和/或湿气和/或水或水蒸气的特别好的耐抗性。饱和碳氢化合物和由油脂酸甘油三酯构成的蜡的组合似乎引起具有特别高的分子密度的层。在不希望束缚于特定的理论的情况下，能够通过填满由油脂酸甘油三酯构成的蜡的亲脂部分的饱和碳氢化合物来解释高的分子密度。由此，实现不能够用由油脂酸甘油三酯构成的蜡或基于饱和碳氢化合物的蜡单独实现的耐抗性。因此，基于植物油的蜡和基于饱和碳氢化合物的蜡的组合具有协同效应，所述协同效应引起相对于油脂和/或油和/或湿气和/或水或水蒸气特别好的耐抗性。
所述协同效应在基于饱和碳氢化合物的蜡是二十八烷和/或基于植物油的蜡是基于豆油的蜡的情况下是特别突出的。
根据本发明优选的是一种阻隔纸，其中，基于饱和碳氢化合物的蜡具有高于40℃、优选地高于50℃、特别优选地高于60℃的熔点。
根据本发明优选的是一种阻隔纸，其中，基于饱和碳氢化合物的蜡包含一种，两种，三种或多于三种烷烃或由一种，两种，三种或多于三种烷烃构成，所述烷烃选自：二十一烷、二十二烷、二十三烷、二十四烷、二十五烷、二十六烷、二十七烷、二十八烷、二十九烷、三十烷、三十一烷、三十二烷、三十三烷、三十四烷、三十五烷、三十六烷、三十七烷、三十八烷以及三十九烷，优选地选自：二十六烷、二十七烷、二十八烷、二十九烷以及三十烷。根据本发明特别优选的是一种阻隔纸，其中，基于饱和碳氢化合物的蜡是基于二十八烷的蜡。
根据本发明特别优选地，阻隔层中的丙烯酸酯共聚物涉及具有在50000g/mol至150000g/mol的范围内、优选地80000g/mol至130000g/mol的范围内、特别优选地在90000g/mol至100000g/mol的范围内的平均摩尔质量的共聚物。在此，平均摩尔质量借助于凝胶渗透色谱(GPC)用四氢呋喃(THF；四亚甲基；1,4-环氧丁烷；氧杂环戊烷)作为溶剂，聚苯乙烯作为标准和借助于RI探测器(折射率探测器)的探测来确定。
根据本发明特别优选地，阻隔层中的丙烯酸酯共聚物涉及如下共聚物，所述共聚物采用选自一组单体中的两种、三种、四种、五种、六种或全部单体，该组单体为：丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯和苯乙烯。
通过选择用于制造丙烯酸酯共聚物的单体，能够优化产生的丙烯酸酯共聚物的特性。在此，自己的研究令人惊讶地显示，由丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯和/或苯乙烯制造的丙烯酸酯共聚物具有特别好的阻隔特性。
除了丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯以及苯乙烯之外，在此，其他单体可以被用于制造丙烯酸酯共聚物，或共聚物由选自一组单体中的两种、三种、四种、五种、六种或全部单体制造，该组单体为：丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯和苯乙烯。
根据本发明特别优选地，丙烯酸酯共聚物涉及无规共聚物。
根据本发明特别优选地是一种阻隔纸(10)，所述阻隔纸包括：
a)纸衬底(11)，所述纸衬底具有正面和与正面相对置的背面，以及
b)设置在纸衬底的正面和/或背面的阻隔层(12)，所述阻隔层由以下构成或包括：
i)具有在50000g/mol至150000g/mol的范围内的平均摩尔质量的丙烯酸酯共聚物，其中，丙烯酸酯共聚物由选自一组单体中的两种、三种、四种、五种、六种或七种单体制造，该组单体为：丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯以及苯乙烯，以及
ii)基于饱和碳氢化合物的蜡，其中，基于饱和碳氢化合物的蜡优选地涉及二十八烷，或其中，基于饱和碳氢化合物的蜡优选地包括二十八烷，以及
iii)基于植物油的蜡。
一种阻隔纸根据本发明是优选的，其中，聚合物粘合剂与基于饱和碳氢化合物的蜡之间的质量比例是999:1至70:30，优选地是99:1至80:20，特别优选地是95:5至85:15。
一种阻隔纸根据本发明是优选的，其中，阻隔纸附加地包含中间层(13)，并且中间层(13)设置在纸衬底与阻隔层之间。在自己的研究中已经显示，产生的阻隔纸的特性在如下情况下是特别好的：阻隔层不直接涂覆到原始纸上作为纸衬底，而是首先将中间层涂覆到纸衬底上。
在此，根据本发明优选的是，中间层(13)包含颜料。
一种阻隔纸在如下情况下根据本发明是优选的：颜料是有机颜料、无机颜料或由有机颜料和无机颜料构成的混合物。
一种阻隔纸在如下情况下根据本发明是优选的：颜料涉及无机颜料，无机颜料选自如下物质构成的列表：煅烧的高岭土、高岭土、高岭石、含水硅酸镁、氧化硅、膨润土、碳酸钙、氢氧化铝、氧化铝以及勃姆石。
自己的研究已经显示，在如下情况下可以获得特别好的特性：颜料薄片式成型，优选地具有5至100、优选地15至100、更优选地20至80的纵横比。纵横比涉及在与其他部件混合之前颜料的薄片的直径与厚度之间的商。20的纵横比意味着，薄片的直径是薄片的厚度的20倍。例如高岭土，高岭石和滑石是薄片式的并且因此作为颜料是特别优选的。
一种阻隔纸在如下情况下根据本发明是优选的：中间层中的颜料以中间层的总质量计的质量份额是5％至60％，优选地是15％至40％，特别优选地是20％至40％。
一种阻隔纸在如下情况下根据本发明是优选的：中间层包含粘合剂，并且粘合剂优选地涉及交联的或非交联的粘合剂，选自：淀粉、聚乙烯醇、羧基改性的聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物、聚乙烯醇和乙烯-乙烯醇共聚物的组合物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、硅醇基改性的聚乙烯醇、双丙酮改性的聚乙烯醇、丙烯酸酯共聚物、改性的聚乙二醇、未改性的聚乙二醇、α-异癸-ω-羟基-聚(氧-1、2-乙二酰)、苯乙烯-丁二烯胶乳、苯乙烯-丙烯酸酯聚合物、薄膜状的丙烯酸共聚物以及由这些物质组成的混合物。
一种阻隔纸在如下情况下根据本发明是优选的：粘合剂包括一种或多种丙烯酸酯共聚物和/或苯乙烯-丙烯酸酯聚合物或由所述一种或多种丙烯酸酯共聚物和/或苯乙烯-丙烯酸酯聚合物构成。
一种阻隔纸在如下情况下根据本发明是优选的：中间层中的粘合剂以中间层的总质量计的质量份额是95％至40％，优选地是85％至60％，特别优选地是80至60％。
根据本发明优选的是一种阻隔纸，其中，中间层的单位面积质量处于1.5g/m2至6g/m2的范围内，优选地处于2.0g/m2至5.5g/m2的范围内，特别优选地处于2.0g/m2至4.8g/m2的范围内。
根据本发明优选的是一种阻隔纸，其中，纸衬底具有：带有至少30°SR的肖氏打浆度的短纤维纸浆以及带有至少25°SR的肖氏打浆度的长纤维纸浆，并且其中，纸衬底以由短纤维纸浆和长纤维纸浆构成的总质量计至少包括50％短纤维纸浆的质量份额。
更优选的是，短纤维纸浆具有至少35°SR、优选地至少39°SR的肖氏打浆度，和/或，长纤维纸浆具有至少30°SR的肖氏打浆度，优选地具有至少33°SR的肖氏打浆度。
根据本发明优选的是，纸衬底以由短纤维纸浆和长纤维纸浆构成的总质量计包括至少70％的短纤维纸浆的质量份额，优选地包括70％至75％之间的短纤维纸浆的质量份额。
根据本发明优选的是，阻隔纸在一面上或在两面上具有根据ISO 5627确定的100s至1200s的范围内Bekk-平滑度。在此，优选的是，如果阻隔层涉及外层，则阻隔层具有100s至1200s的范围内的Bekk-平滑度。与ISO5627不同，在这种情况下不在阻隔纸的两面上确定，而是仅在阻隔纸的阻隔层上确定Bekk-平滑度。
一种阻隔纸在如下情况下根据本发明是优选的：阻隔纸具有根据DIN53122-1小于等于300g/(m2d)、优选地小于等于250g/(m2d)、特别优选地小于等于150g/(m2d)的水蒸气穿透性。
令人惊讶地发现，根据本发明的阻隔纸不仅具有相对于油脂的非常高的耐抗性，而且还具有低的水蒸气穿透性。在包装中的低的水蒸气穿透性在食品中是期望的，因为包入的食品不过早干燥并且更长时间地保鲜。
一种阻隔纸在如下情况下根据本发明是优选的：阻隔纸具有根据Tappi 559方法测量的至少5、优选地至少8、特别优选地至少12的KIT值。
自己的研究已经显示，根据本发明的阻隔纸可以具有高于12的KIT值，进而表现出突出的抗油脂性，所述抗油脂性处于与以塑料膜或铝膜涂覆的阻隔纸的抗油脂性相同的范围。
一种阻隔纸在如下情况下根据本发明是优选的：阻隔纸具有至少1300s、优选地至少1500s、特别优选地至少1800s的根据Tappi 454的用松节油的油脂穿透性。
根据本发明优选的是一种阻隔纸，其中，阻隔纸具有根据DIN 53116方法测量的至少5级、优选地至少3级、特别优选地至少1级的油脂穿透性。
一种阻隔纸在如下情况下根据本发明是优选的：阻隔纸的单位面积质量处于30g/m2至120g/m2的范围内，优选地处于35g/m2至80g/m2的范围内，特别优选地处于40g/m2至50g/m2的范围内。
在根据本发明的纸的一些设计方案中有利的是，使用纸、厚纸板或纸板盒作为承载纸。尤其在使用厚纸板或纸板盒作为承载纸的情况下，产生的阻隔纸的单位面积质量高于120g/m2。优选地是在纸板盒处于120g/m2至600g/m2的范围内的情况下并且在纸板盒高于600g/m2的情况下的单位面积质量。
一种阻隔纸在如下情况下根据本发明是优选的：基于植物油的蜡和聚合物粘合剂均匀地在阻隔层中分布。在此，不强制性需要的是，蜡和聚合物粘合剂良好地充分混合，而是可能造成局部浓度差，所述局部浓度差生产特定地由使用小的蜡颗粒引起。根据本发明，当然，蜡不以包藏形式存在，也就是说蜡不具有核-壳结构。
根据本发明优选的是一种阻隔纸，其用于应用作为用于食品的包装纸、底垫纸、中间纸和/或分隔纸，优选地用于包装焙制食品、三明治、面包、汉堡、肉制品、鱼、香肠制品和/或奶酪。
在根据本发明的阻隔纸的一个设计方案中，纸衬底不仅在正面而且在背面用阻隔层涂覆，其中，优选地在阻隔层与纸衬底之间分别设置有中间层。关于中间层的设计方案参照以上对于中间层的说明。
尤其在具有两个阻隔层的设计方案中但是也在具有仅一个阻隔层的设计方案中，令人惊讶地已经显示，根据本发明的阻隔纸不仅具有相对于油脂和/或油和/或湿气的突出的耐抗性，而且还具有相对于矿物油的阻隔作用或阻挡作用。矿物油通常在不设置用于直接包装食品的循环的纸或厚纸板中出现。当然，如果所述纸或厚纸板与食品接触，例如如果食品在纸板盒中寄送，则不能排除矿物油转移到食品上，即使食品在单独的包装中打包，也不能排除矿物油转移到食品上。例如在过去在降临节历的巧克力中找到矿物油残渣，所述矿物油残渣通过巧克力与纸板盒包装的接触由巧克力吸收。根据本发明的阻隔纸的特征令人惊讶地在于，所述阻隔纸不仅防止食品的油脂、油和湿气向外离开，而且附加地防止借助于其包装的食品被矿物油污染。
例如也可行的是，由根据本发明的阻隔纸制造包装纸板盒，所述包装纸板盒在包装纸板盒的内部具有阻隔层。替代地也可行的是，由根据本发明的阻隔纸制造内袋包装。
本发明的另一方面涉及一种根据本发明的阻隔纸的应用，其用作包装纸；底垫纸；用于内袋包装的纸；用于食品的中间纸和/或分隔纸，优选地用于包裹、衬垫、从中间插入和/或分隔焙制食品、炒制和/或煎制物品、小吃、三明治、面包、汉堡、肉制品、鱼制品、香肠制品和/或奶酪。
本发明的另一方面涉及一种根据本发明的阻隔纸用于包装食品的应用，优选地用于包装含油脂的食品，其中，阻隔纸排斥食品的油脂。
本发明的另一方面涉及一种用于制造阻隔纸、优选地根据本发明的阻隔纸的方法，所述方法包括以下步骤：
(i)制造或提供纸衬底
(ii)制造或提供阻隔涂层，所述阻隔涂层包括蜡乳液，其中，蜡是基于植物油的蜡，
(iii)将所制造的或所提供的阻隔涂层涂覆到纸衬底的一面上，并且随后使阻隔涂层干燥，使得产生阻隔层。
在此，根据本发明优选的是，蜡乳液是油乳液中的蜡，并且蜡乳液附加地包含阴离子聚合物粘合剂，所述阴离子聚合物粘合剂优选地适合于稳定蜡乳液。
在此，根据本发明优选的是，除了蜡乳液之外，所制造的或所提供的阻隔涂层包含(另外的)聚合物粘合剂。
根据本发明优选的是，蜡颗粒的平均颗粒尺寸处于600nm至1100nm的范围内，优选地处于700nm至1000nm的范围内。蜡颗粒的颗粒尺寸能够根据激光衍射颗粒尺寸分析确定。自己的研究已经显示，在所述尺寸量级中的颗粒造成具有非常好的阻隔特性和机械特性的阻隔层，因为实现聚合物粘合剂与蜡颗粒之间的好的充分混合。
根据本发明优选的是，蜡乳液是碱性的并且优选地具有在8至10的范围内的pH值。
根据本发明优选的是，基于植物油的蜡是豆蜡。
根据本发明优选的是，在温度高于蜡的熔点时(例如在40℃、60℃、80℃或100℃下)进行阻隔涂层的干燥，和/或在单独的步骤中，将包含(必要时干燥的)阻隔涂层的纸衬底加热到高于蜡的熔点(例如加热到40℃、60℃、80℃或100℃)。
在所述方法的根据本发明的设计方案中，使用被涂覆的纸衬底作为纸衬底，或将涂层涂覆到纸衬底的一面上，并且随后使涂层干燥，使得在涂覆阻隔涂层之前产生中间层。因此，根据本发明的方法优选地附加地具有以下步骤：
a)制造或提供涂层，所述涂层包括颜料和粘合剂
b)将所制造的或所提供的涂层涂覆到纸衬底的一面上，并且随后使涂层干燥，使得产生中间层，其中，步骤a)和b)优选地在步骤i)与ii)之间执行。
本发明的另一方面涉及一种通过根据本发明的方法制造的阻隔纸。
本发明的另一方面涉及一种将基于植物油的蜡用于制造纸覆层，优选地用于制造阻隔纸的阻隔层的应用。
在本发明的范围内，以上作为优选地描述的多个方面优选地同时实现；尤其优选的是这些方面和对应的特征的从所附的权利要求书得出的组合。
附图说明
另外的实施方式根据在附图中详细阐述的实施例和示例得出。在此示出:
图1至图4示出根据本发明的阻隔纸的可行的层构造。
具体实施方式
图1示出阻隔纸10，所述阻隔纸由纸衬底11和阻隔层12构成。纸衬底具有正面和与正面相对置的背面，并且在纸衬底11的正面上设置有阻隔层12，阻隔层由聚合物粘合剂和基于植物油的蜡构成。
图2示出阻隔纸10，所述阻隔纸由纸衬底11、中间层13和阻隔层12构成。纸衬底具有正面和与正面相对置的背面，并且在纸衬底11的正面上设置有中间层13。在中间层13上又设置有阻隔层12，阻隔层由聚合物粘合剂和基于植物油的蜡构成。优选地，中间层13包含颜料和粘合剂。
图3示出阻隔纸10，所述阻隔纸由纸衬底11和两个阻隔层12构成。纸衬底具有正面和与正面相对置的背面，并且不仅在正面上而且在纸衬底11的背面上分别设置有阻隔层12，阻隔层由聚合物粘合剂和基于植物油的蜡构成。
图4示出阻隔纸10，所述阻隔纸由纸衬底11，两个中间层13和两个阻隔层12构成。纸衬底具有正面和与正面相对置的背面，并且不仅在正面上而且在纸衬底11的背面上分别设置有中间层13。在这些中间层13的每个中间层上又分别设置有阻隔层12，阻隔层由聚合物粘合剂和基于植物油的蜡构成。优选地，这些中间层包含颜料和粘合剂。
示例1：根据本发明的阻隔纸的制造：
作为纸衬底，由打浆度为50°SR以及作为添加物具有以纸衬底的总质量计具有1％的质量份额的填料滑石粉的短纤维材料(100％短纤维纸浆)在造纸机上制造在质量中设有树脂上浆的具有每单位面积重量为33.3g/m2的纸幅。在100kN/m的线性负荷和100℃的温度下压光所制造的纸衬底。
借助于帘幕涂饰机在正面以3.5g/m2的涂覆重量涂覆前涂层，所述前涂层包括：水，丙烯酸-醋酸酯共聚物的含水的分散体(固体含量33％，前涂层中的质量份额0.03％(烘干)；Sterocoll BL)，丙烯酸共聚物的含水的分散体(固体含量40％，前涂层中的质量份额1.27％(烘干)；商用名称：Sterocoll FS)，苯乙烯-丙烯酸酯共聚物的含水的分散体(固体含量50％，前涂层中的质量份额70.5％(烘干)；商用名称：Sterocoll FS)，以及高岭土(固体含量70％，前涂层中的质量份额28.2％(烘干)；商用名称：Capim NP)，并且前涂层随后通过红外和空气干燥来干燥，使得到中间层。
借助于帘幕涂饰机以4g/m2的涂覆重量将阻隔涂层涂覆到中间层上，所述阻隔涂层包括：水，基于植物油的蜡(固体含量30％，前涂层中的质量份额82％(烘干)；商用名称：SWX 155)，聚丙烯酸酯分散体(固体含量48％，前涂层中的质量份额16.4％(烘干)；商用名称：Tecryl PB 16/3)，以及非离子表面活性剂的混合物(固体含量100％，前涂层中的质量份额1.6％(烘干)；商用名称：Metolat 700)，并且阻隔涂层随后借助于红外和空气干燥来干燥，使得得到阻隔层。
从制成的阻隔纸提取试样并且对于所述试样确定典型参数，所述典型参数在以下表格中总结。
Figure BDA0002550281530000151
结果表明，根据本发明的阻隔纸具有突出的抗油脂性和低的水蒸气穿透性。

Claims (16)

1.一种阻隔纸(10)，所述阻隔纸包括：
a)纸衬底(11)，所述纸衬底具有正面和与所述正面相对置的背面，以及
b)设置在所述纸衬底的正面和/或背面的阻隔层(12)，
其特征在于，所述阻隔层(12)包括聚合物粘合剂和基于植物油的蜡或由所述聚合物粘合剂和基于植物油的蜡构成。
2.根据权利要求1所述的阻隔纸，其中，所述基于植物油的蜡是基于选自如下列表中的油的蜡，所述列表包括：棕榈油、椰子油、罂粟油、橄榄油、亚麻油、豆油、葵花油、蓟油以及菜籽油。
3.根据权利要求1所述的阻隔纸，其中，所述基于植物油的蜡是基于豆油的蜡。
4.根据权利要求1、2或3所述的阻隔纸，其中，所述阻隔层中的蜡以所述阻隔层的总质量计的质量份额是6％至98％，优选地是20％至90％，特别优选地是50％至89％。
5.根据上述权利要求中任一项所述的阻隔纸，其中，所述阻隔层中的蜡的质量份额是20％至78％。
6.根据上述权利要求中任一项所述的阻隔纸，其中，所述蜡具有高于40℃、优选地高于50℃、特别优选地高于60℃的熔点。
7.根据上述权利要求中任一项所述的阻隔纸，其中，所述聚合物粘合剂是选自如下组中的交联的或非交联的粘合剂，所述组由如下物质组成：淀粉、聚乙烯醇、羧基改性的聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物、聚乙烯醇和乙烯-乙烯醇共聚物的组合物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、硅醇基改性的聚乙烯醇、双丙酮改性的聚乙烯醇、丙烯酸酯共聚物、改性的聚乙二醇、未改性的聚乙二醇、α-异癸-ω-羟基-聚(氧-1,2-乙二酰)、苯乙烯-丁二烯胶乳、苯乙烯-丙烯酸酯聚合物及由这些物质组成的混合物。
8.根据上述权利要求中任一项所述的阻隔纸，其中，所述聚合物粘合剂包括一种或多种苯乙烯-丙烯酸酯聚合物或由所述一种或多种苯乙烯-丙烯酸酯聚合物构成。
9.根据权利要求8所述的阻隔纸，其中，所述丙烯酸酯共聚物是如下共聚物，所述共聚物采用选自一组单体中的两种、三种、四种、五种、六种或全部单体制造，该组单体为：丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯和苯乙烯。
10.根据上述权利要求中任一项所述的阻隔纸，所述阻隔层中的聚合物粘合剂以所述阻隔层的总质量计的质量份额是94％至2％，优选地是80％至10％，特别优选地是50％至11％。
11.根据上述权利要求中任一项所述的阻隔纸，其中，所述阻隔层(12)附加地包括基于饱和碳氢化合物的蜡。
12.根据权利要求11所述的阻隔纸，其中，所述基于饱和碳氢化合物的蜡具有高于40°、优选地高于50°、特别优选地高于60°的熔点。
13.根据权利要求11或12所述的阻隔纸，其中，所述基于饱和碳氢化合物的蜡包含一种、两种、三种或多于三种烷烃或由一种、两种、三种或多于三种烷烃构成，所述烷烃选自：二十一烷、二十二烷、二十三烷、二十四烷、二十五烷、二十六烷、二十七烷、二十八烷、二十九烷、三十烷、三十一烷、三十二烷、三十三烷、三十四烷、三十五烷、三十六烷、三十七烷、三十八烷以及三十九烷。
14.根据上述权利要求中任一项所述的阻隔纸，其中，所述阻隔纸附加地包含中间层(13)，并且所述中间层设置在所述纸衬底(11)与所述阻隔层(12)之间。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的阻隔纸作为用于食品的包装纸、底垫纸、中间纸和/或分隔纸的应用，其优选地用于包裹、垫衬、从中间插入和/或分隔焙制食品、炒制和/或煎制物品、小吃、三明治、面包、汉堡、肉制品、鱼制品、香肠制品和/或奶酪。
16.一种用于制造阻隔纸(10)、优选地根据权利要求1至14中任一项所述的阻隔纸的方法，所述方法包括以下步骤：
(i)制造或提供纸衬底；
(ii)制造或提供阻隔涂层，所述阻隔涂层包括蜡-乳液，其中，所述蜡是基于植物油的蜡；
(iii)将所制造的或所提供的阻隔涂层涂覆到所述纸衬底的一面上，并且随后使所述阻隔涂层干燥，使得产生阻隔层。
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