DE102021107915A1 - packaging paper for food - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verpackungspapier für Lebensmittel, umfassend ein Basispapier, und auf wenigstens Teilen der Oberfläche des Basispapiers eine Beschichtung. Diese Beschichtung wird in Form einer Beschichtungszusammensetzung aufgebracht, wobei die Beschichtungszusammensetzung wenigstens 93 Gew.-% Vinylalkohol-Ethylen-Copolymer aufweist. Der Masseanteil der Beschichtungszusammensetzung liegt bei 5,0 Gew.-% oder weniger bezogen auf das Gewicht des VerpackungspapiersThe present invention relates to a food wrapping paper comprising a base paper and a coating on at least parts of the surface of the base paper. This coating is applied in the form of a coating composition, the coating composition comprising at least 93% by weight vinyl alcohol-ethylene copolymer. The mass fraction of the coating composition is 5.0% by weight or less based on the weight of the wrapping paper
Description
Die Erfindung betrifft ein Verpackungspapier für Lebensmittel, umfassend ein Basispapier, das auf wenigstens Teilen seiner Oberfläche eine Beschichtung aufweist, welche in Form einer Beschichtungszusammensetzung aufgebracht wird.The invention relates to a packaging paper for foodstuffs, comprising a base paper which has a coating on at least parts of its surface, which is applied in the form of a coating composition.
Die Wahl der richtigen Verpackung beziehungsweise des richtigen Verpackungsmaterials ist von zentraler Bedeutung in der Lebensmittelversorgungskette. Es werden damit nicht nur der Transport und die Lagerung vereinfacht, sondern auch die Haltbarkeit und Qualität der Lebensmittel wesentlich beeinflusst.Choosing the right packaging or the right packaging material is of central importance in the food supply chain. This not only simplifies transport and storage, but also significantly influences the shelf life and quality of the food.
Mit Ende des 19. Jahrhunderts verbreitete sich Papier als Verpackungs- und Einschlagsmaterial für Lebensmittel. Als vorteilhaft für diese Entwicklung erwiesen sich dabei der geringe Preis und das niedrige Gewicht bei einer gleichzeitig hohen Stärke, Verarbeitbarkeit und Flexibilität des Materials.At the end of the 19th century, paper became widespread as a packaging and wrapping material for food. The low price and low weight combined with high strength, workability and flexibility of the material proved to be advantageous for this development.
Papier ist ein flächiger Wirkstoff, der im Wesentlichen aus Fasern pflanzlicher Herkunft besteht. Alle cellulosehaltigen Stoffe sind grundsätzlich zur Papierherstellung geeignet. In einem ersten Schritt werden aus den Rohstoffen die Faserstoffe hergestellt. Zu den Primärfaserstoffen, welche nur einmal oder erstmals zur Produktion eingesetzt werden, zählen Holzstoff, Halbzellstoff und Zellstoff.Paper is a flat active substance that essentially consists of fibers of plant origin. All cellulose-containing substances are basically suitable for paper production. In a first step, the fibers are made from the raw materials. The primary fibers, which are only used once or for the first time in production, include mechanical pulp, semi-chemical pulp and chemical pulp.
Faserstoff aus Holz kann mithilfe mechanischer und/oder chemischer Holzaufschlussverfahren gewonnen werden. Bei der mechanischen Aufbereitung werden Rundhölzer oder Hackschnitzel unter Wasserzusatz zerfasert. Das im Holz enthaltene Lignin ist auch im gewonnenen Holzstoff weiter enthalten, weshalb Papiere mit einem hohen Holzstoffanteil schneller vergilben.Wood pulp can be obtained using mechanical and/or chemical pulping processes. During mechanical processing, logs or wood chips are defibered with the addition of water. The lignin contained in the wood is also contained in the obtained mechanical pulp, which is why papers with a high proportion of mechanical pulp yellow more quickly.
Bei der chemischen Aufbereitung werden Holzschnitzel hingegen in einem Kochprozess chemisch behandelt. Von Bedeutung sind dabei das Sulfatverfahren, das Sulfitverfahren und das Natronverfahren, welche sich durch die jeweils eingesetzten Chemikalien im Kochprozess unterscheiden.In chemical processing, on the other hand, wood chips are chemically treated in a cooking process. The sulphate process, the sulfite process and the soda process, which differ in the chemicals used in the cooking process, are of importance.
Neben den mechanischen Eigenschaften sind die biologische Abbaubarkeit, die Kompostier- und Recyclingfähigkeit des Papiers wesentlich für die Lebensmittelindustrie, da jährlich enorme Mengen an Verpackungsabfall anfallen. Während die Cellulosefasern selbst als ökologisch unbedenklich eingestuft werden können, ist dies für etwaige Füll-, Leimungs-, Farbstoffe und/oder Beschichtungen gesondert zu beurteilen.In addition to the mechanical properties, the biodegradability, compostability and recyclability of the paper are essential for the food industry, since enormous amounts of packaging waste are generated every year. While the cellulose fibers themselves can be classified as ecologically harmless, this must be assessed separately for any fillers, sizing agents, dyes and/or coatings.
Die Haltbarkeit und Qualität von Lebensmitteln werden grundlegend durch Faktoren wie Temperatur, Zeit, Lichteinfall, Feuchtigkeit und die unmittelbare Atmosphäre bestimmt. Das Verpackungsmaterial muss daher eine entsprechende Barriere gegen ungewünschte Umgebungseinflüsse darstellen.The shelf life and quality of food are fundamentally determined by factors such as temperature, time, incidence of light, humidity and the immediate atmosphere. The packaging material must therefore provide an appropriate barrier against undesirable environmental influences.
Aufgrund der porösen, faserigen Struktur hat Papier selbst nur eine geringe Barrierewirkung gegen die Permeation von Wasser, Wasserdampf und Sauerstoff, aber auch von Fette. Das typische „Durchdrücken“ist die Folge davon. Eine zusätzliche Barriere durch eine Beschichtung ist bei der Verwendung von Papier als Verpackungsmaterial für Lebensmittel somit unumgänglich.Due to its porous, fibrous structure, paper itself only has a low barrier effect against the permeation of water, water vapor and oxygen, but also of fats. The typical "push through" is the result of this. An additional barrier with a coating is therefore unavoidable when using paper as packaging material for food.
Erschwerend kommt bei der Permeation von fettigen oder öligen Bestandteilen der abgepackten Lebensmittel dazu, dass derartige lipophile Substanzen Aufdrucke auf der Außenseite, also der lebensmittelabgewandten Seite, anlösen können oder auch zum vollständigen oder teilweisen Ablösen der Beschichtung von laminiertem Papier führen. Dieser Effekt ist umso größer, je größer die Porenanzahl und/oder der Porendurchmesser ist.The permeation of greasy or oily components of the packaged food is made more difficult by the fact that such lipophilic substances can dissolve imprints on the outside, i.e. the side facing away from the food, or also lead to the complete or partial detachment of the coating from laminated paper. This effect is all the greater, the greater the number of pores and/or the pore diameter.
Eine Methode zur Herstellung von ölresistentem Papier ist das Aufmahlen des Zellstoffs. Diese mechanische Behandlung führt zu einer Kürzung der Fasern und/oder einer raueren Oberfläche durch Herauslösen von Fibrillen. Die aufgeraute Oberfläche führt dabei zu einer erhöhten Anzahl an Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Cellulosemolekülen und damit zu einer dichteren Struktur des Fasernetzwerks. Die Porengröße sinkt dabei mit steigender Dauer des Aufmahlens. Da jedoch im Gegenzug die Energiekosten überproportional stark ansteigen, sind den erreichbaren Barriereeigenschaften hinsichtlich der Fett- und Ölpermeation prozessökonomische Grenzen gesetzt.One method of making oil resistant paper is to beat the pulp. This mechanical treatment leads to a shortening of the fibers and/or a rougher surface due to the detachment of fibrils. The roughened surface leads to an increased number of hydrogen bonds between the cellulose molecules and thus to a denser structure of the fiber network. The pore size decreases as the grinding time increases. However, since the energy costs increase disproportionately in return, the barrier properties that can be achieved with regard to fat and oil permeation are subject to process-economic limits.
Im Bereich des Fast Foods kommt oft eine Methode zur Beschichtung der Papieroberfläche mit Polymeremulsionen von perfluorierten Alkylverbindungen zum Einsatz. Diese Polymere wirken sowohl wasser- als auch fettabweisend, sind jedoch als fluorhaltige Materialien ökologisch bedenklich.In the fast food sector, a method of coating the paper surface with polymer emulsions of perfluorinated alkyl compounds is often used. These polymers are both water- and grease-repellent, but are ecologically questionable as they contain fluorine.
Eine Alternative dazu sind mehrschichtige Materialien. Dabei wird beispielsweise Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylidenchlorid oder Aluminium mithilfe von Extrusion oder Heißlaminierung auf das Basispapier aufgebracht. Die so aufgebrachten Schichten sind allerdings nicht oder nur mit Spezialtechniken, wie Pyrolyse, vom Basispapier trennbar und aufgrund ihrer Zusammensetzung als Verbundmaterialien zu klassifizieren. Dies erschwert die Rückgewinnung und Wiederverwertung der Rohstoffe.An alternative to this are multi-layer materials. For example, polyethylene, polypropylene, polyvinylidene chloride or aluminum is applied to the base paper using extrusion or hot lamination. However, the layers applied in this way cannot be separated from the base paper, or only with special techniques such as pyrolysis, and can be classified as composite materials due to their composition. This makes it difficult to recover and recycle the raw materials.
Eine hohe biologische Abbaubarkeit und Kompostierbarkeit kann mit Beschichtungen aus natürlichen Stoffen erreicht werden. Die Barriereeigenschaften und Stabilität natürlicher Beschichtungen sind jedoch im Vergleich zu den zuvor genannten Beschichtungen geringer, weshalb diese lediglich für den kurzzeitigen Einsatz bestimmt sind.A high level of biodegradability and compostability can be achieved with coatings made from natural materials. However, the barrier properties and stability of natural coatings are lower compared to the coatings mentioned above, which is why they are only intended for short-term use.
Aus der
Ungeachtet individueller Vor- und Nachteile ermöglichen die zuvor genannten Methoden die Herstellung von Verpackungspapieren, welche in Abhängigkeit vom Fettgehalt, Wassergehalt, Temperatur etc. des Lebensmittels spezifisch angepasst werden können. Dies bringt jedoch zwei bedeutende Nachteile mit sich:
- Zum einen führen die spezifischen Anpassungen des Verpackungspapier an die jeweilige Verwendung schon bei kleinen Betrieben mit einer überschaubaren Anzahl von angebotenen Lebensmitteln zu einer Vielzahl von Spezialpapieren. Damit gehen ein höherer Bedarf an Lagerkapazität, eine aufwändigere Inventur sowie höhere Anschaffungskosten einher.
- On the one hand, the specific adaptations of the packaging paper to the respective use lead to a large number of special papers, even in small companies with a manageable number of foodstuffs on offer. This is accompanied by a higher need for storage capacity, a more complex inventory and higher acquisition costs.
Zum anderen führen die bekannten Beschichtungen nach § 3 Abs. 5 VerpackungsV zum Entstehen sogenannter Verbundmaterialien, die damit anders als Papier als Monomaterial, komplexe Anforderungen hinsichtlich Entsorgung und Recycling stellen, da beispielsweise eine Kompostierung nicht mehr ohne weiteres kompostierbar sind. Wesentliche Vorteile einer Verwendung von Papier als Verpackungsmaterial entfallen damit.On the other hand, the known coatings according to Section 3 (5) of the Packaging Ordinance lead to the creation of so-called composite materials, which, unlike paper as a mono-material, pose complex requirements in terms of disposal and recycling, since composting, for example, is no longer readily compostable. Significant advantages of using paper as packaging material are thus eliminated.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verpackungspapier für Lebensmittel bereitzustellen, welches als Monomaterial im Sinne von § 3 Abs. 5 VerpackungsV (bzw. nach dem am 1.1.2019 in Kraft getretenen Verpackungsgesetz §16 Abs. 3 S.4 VerpackG) gleichzeitig sehr gute Barriereeigenschaften für hydrophile und hydrophobe Komponenten aufweist.It is therefore the object of the present invention to provide packaging paper for foodstuffs which, as a mono-material within the meaning of Section 3 (5) of the Packaging Ordinance (or according to Section 16 (3) sentence 4 of the Packaging Act that came into force on January 1, 2019, at the same time has very good barrier properties for hydrophilic and hydrophobic components.
Diese Aufgabe wird durch ein Verpackungspapier für Lebensmittel mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This problem is solved by a packaging paper for food with the features of claim 1.
Ein solches Verpackungspapier für Lebensmittel umfasst ein Basispapier, welches wenigstens teilweise beschichtet ist. Bevorzugt ist dabei eine Beschichtung, die ein der beiden flächig ausgebildeten Seiten eines Papierbogens des Basispapiers. Dies bietet den Vorteil, dass bei gleichbleibender Gesamtmenge der Beschichtung diese Beschichtung auf derjenigen Seite, in der das zu verpackende Objekt eingeschlagen ist, größer ist. Zudem kann dann die gegenüberliegende Seite beispielsweise bedruckt werden.Such a packaging paper for foodstuffs comprises a base paper which is at least partially coated. In this case, a coating is preferred which is one of the two flat sides of a paper sheet of the base paper. This offers the advantage that, with the total amount of coating remaining the same, this coating is larger on the side in which the object to be packaged is wrapped. In addition, the opposite side can then be printed, for example.
Aus dem gleichen Grund ist es auch vorteilhaft, wenn beispielsweise, Ränder, die häufig zum Falten und/oder Verkleben verwendet werden, nicht beschichtet sind.For the same reason, it is also advantageous if, for example, edges that are often used for folding and/or gluing are not coated.
Denkbar ist aber auch eine vollständige Beschichtung, was gegebenenfalls die Produktion erleichtert. Zudem ist die Verwendung im alltäglichen Geschäftsbetrieb erleichtert, da das Verpackungspapier ohne Beachtung der Einschlagsseite verwendet werden kann.However, a complete coating is also conceivable, which may facilitate production. In addition, use in everyday business operations is facilitated since the packaging paper can be used regardless of the wrapping side.
Auf das Basispapier wird eine Beschichtungszusammensetzung aufgebracht. Dies umfasst wenigstens 93 Gew.-%, bevorzugt zwischen 93 und 97 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 94 +/- 0,5 Gew.-% Vinylalkohol-Ethylen-Copolymer, welches aus in zufälliger Abfolge verknüpften Monomereinheiten Ethylen, -(CH2-CH2)-, und Vinylalkohol, -(CH2-CHOH)-, aufgebaut ist.A coating composition is applied to the base paper. This comprises at least 93% by weight, preferably between 93 and 97% by weight, very particularly preferably 94 +/- 0.5% by weight of vinyl alcohol-ethylene copolymer which consists of monomer units ethylene linked in a random sequence, -( CH 2 -CH 2 )-, and vinyl alcohol, -(CH 2 -CHOH)-.
Eine mögliche Herstellungsvariante des Vinylalkohol-Ethylen-Copolymers ist beispielsweise in
Die Barriereeigenschaften der Beschichtung werden durch das Verhältnis Ethylen zu Vinylalkohol im Copolymer bestimmt. Je höher der Ethylenanteil desto hydrophober und damit wasserabweisender ist die entstehende Beschichtung. Im Umkehrschluss führt ein hoher Anteil an Vinylalkoholeinheiten zu einer besseren Barrierewirkung gegen die Permeation von Fetten und/oder Ölen. Bevorzugt umfasst das Vinylalkohol-Ethylen-Copolymer einen Anteil 2-19 mol% an Ethylen.The barrier properties of the coating are determined by the ratio of ethylene to vinyl alcohol in the copolymer. The higher the ethylene content, the more hydrophobic and therefore more water-repellent the resulting coating is. Conversely, a high proportion of vinyl alcohol units leads to a better barrier effect against the permeation of fats and/or oils. The vinyl alcohol-ethylene copolymer preferably comprises a proportion of 2-19 mol% of ethylene.
Erfindungsgemäß beträgt der Masseanteil der Beschichtung am Verpackungspapier für Lebensmittel höchstens 5,0 Gew.-% oder weniger als 5 Gew.-% bevorzugt wenigstens 3 Gew.-%und höchstens 4,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Verpackungspapiers, wodurch das erfindungsgemäße Verpackungsmaterial gemäß § 16 Abs.3 S. 4 VerpackG als Papier einzugruppieren ist.According to the invention, the mass fraction of the coating on the packaging paper for food is at most 5.0% by weight or less than 5% by weight, preferably at least 3% by weight and at most 4.5% by weight, based on the total weight of the packaging paper. whereby the packaging material according to the invention is to be classified as paper according to Section 16 (3) sentence 4 VerpackG.
Dies erleichtert einerseits die Entsorgung und erhöht andererseits auch den Recyclinggrad signifikant, insbesondere, da Verpackungspapier für Lebensmittel gemäß DIN EN 13432:200 kompostierbar ist. In diesem Zusammenhang ist auch die Beschichtung besonders vorteilhaft, da das erfindungsgemäß eingesetzte Vinylalkohol-Ethylen-Copolymer zudem bevorzugt gemäß EN ISO 14851:2019 biologisch abbaubar ist.On the one hand, this simplifies disposal and, on the other hand, significantly increases the degree of recycling, especially since packaging paper for food is compostable according to DIN EN 13432:200. In this context, the coating is also particularly advantageous, since the vinyl alcohol-ethylene copolymer used according to the invention is also preferably biodegradable according to EN ISO 14851:2019.
Es hat sich als günstig herausgestellt, wenn als weitere Komponenten Acetate, bevorzugt Methyl- und/oder Natriumacetate zu höchstens 3 Gew.-%, bevorzugt zu höchstens 1 Gew.-% pro Komponente zuzulassen, die in der Regel als Nebenprodukt bei der Herstellung des Copolymers entstehen. Diese Komponenten haben in dieser Menge keinen negativen Einfluss auf die Produkteigenschaften und/oder die Abbaubarkeit.It has been found to be advantageous if acetates, preferably methyl and/or sodium acetates, are permitted as further components at a maximum of 3% by weight, preferably at a maximum of 1% by weight, per component, which is usually a by-product in the production of the Copolymers arise. In this quantity, these components have no negative impact on the product properties and/or degradability.
In gleicher Weise ist das Vorhandensein eines Alkohols mit maximal 4 Gew.-% und noch besser 3 Gew.-%, bevorzugt Methanol, und/oder das Vorhandensein von Wasser mit maximal 3 Gew.-%, noch besser 2 Gew.-%, begünstigt, da so sehr gute Verdunstungseigenschaften sichergestellt werden können.In the same way, the presence of an alcohol with a maximum of 4% by weight and even better 3% by weight, preferably methanol, and/or the presence of water with a maximum of 3% by weight, even better 2% by weight, favoured, since very good evaporation properties can be ensured in this way.
Um die Verdunstungseigenschaften zu optimieren, hat es sich daher als günstig herausgestellt, wenn der Anteil an flüchtigen, organischen Komponenten, insbesondere an Methanol und Methylacetat, kleiner als 5 Gew.-%, bevorzugt 2,5 +/-2,5 Gew.-% ist.In order to optimize the evaporation properties, it has therefore turned out to be favorable if the proportion of volatile, organic components, in particular of methanol and methyl acetate, is less than 5% by weight, preferably 2.5 +/- 2.5% by weight. % is.
Bevorzugt beträgt der Hydrolysegrad des erfindungsgemäß eingesetzten Vinylalkohol-Ethylen-Copolymers mindestens 97 mol%, besonders bevorzugt zwischen 97,5 mol%, da so sowohl die für die Herstellung wichtigen Parameter Lösetemperatur und Oberflächenspannung als auch die für die Produkteigenschaft wesentliche Wasserbeständigkeit optimiert ist.The degree of hydrolysis of the vinyl alcohol-ethylene copolymer used according to the invention is preferably at least 97 mol %, particularly preferably between 97.5 mol %, since this optimizes both the dissolution temperature and surface tension parameters, which are important for production, and the water resistance, which is essential for the product property.
Günstig ist zudem aus den gleichen Gründen ein pH-Wert von zwischen 5 und 7.A pH value of between 5 and 7 is also beneficial for the same reasons.
Zudem beträgt die Viskosität der erfindungsgemäßen Zusammensetzung bevorzugt 25 bis 30 mPa s, da sich so die Zusammensetzung optimal auftragen lässt.In addition, the viscosity of the composition according to the invention is preferably 25 to 30 mPas, since the composition can be applied optimally in this way.
Der Ethylengehalt der Zusammensetzung liegt bei maximal 15 mol.-%, bevorzugt 5 bis 15 mol.-%, wodurch sich die gleichermaßen lipophoben wie hydrophoben Eigenschaften ergebn.The ethylene content of the composition is at most 15 mol %, preferably 5 to 15 mol %, resulting in properties that are both lipophobic and hydrophobic.
Das Basispapier ist das Trägermaterial, auf welches die Beschichtung aufgebracht wird. Im Herstellungsprozess wird das Papierblatt üblicherweise aus einem dünnen, zellstoffhaltigen Brei, genannt „Stoff“ oder „Zeug“, auf einem feinen, bewegten Sieb gebildet. Die dem Sieb abgewandte Oberseite ist im Allgemeinen glatter als die dem Sieb zugewandte Seite, genannt Siebseite. Bei einseitiger, erfindungsgemäßer Beschichtung kann jede der Seiten des Basispapiers beschichtet sein. Bevorzugt wird die Beschichtung auf die Oberseite des Basispapiers aufgetragen, da die höhere Glätte eine homogenere Beschichtung erlaubt und damit allgemein bessere Barriereeigenschaften bedingt.The base paper is the substrate to which the coating is applied. In the manufacturing process, the sheet of paper is usually formed from a thin, pulpy pulp called "cloth" or "stuff" on a fine, moving wire. The upper side facing away from the wire is generally smoother than the side facing the wire, called the wire side. In the case of one-sided coating according to the invention, each of the sides of the base paper can be coated. The coating is preferably applied to the top of the base paper, since the greater smoothness allows a more homogeneous coating and thus generally results in better barrier properties.
In einer bevorzugten Variante wird Kraftpapier, auch Starkpapier, welches als Produkt des Sulfat- oder Starkverfahrens gewonnen wird, als Basispapier eingesetzt. Kraftpapier besteht nahezu ausschließlich aus Zellstofffasern. Lediglich Stärke, Alaun und Leim werden in der Regel zugesetzt, um Oberflächeneffekte und weitere Festigkeitssteigerungen zu erzielen. Unter allen unbehandelten Papierarten weist Starkpapier die höchste Festigkeit und damit die besten mechanischen Grundeigenschaften auf.In a preferred variant, kraft paper, also known as strong paper, which is obtained as a product of the sulphate or starch process, is used as the base paper. Kraft paper consists almost exclusively of cellulose fibers. Only starch, alum and glue are usually added to achieve surface effects and further increases in strength. Of all untreated types of paper, thick paper has the highest strength and thus the best basic mechanical properties.
Die Herstellung erfolgt dabei im Sulfat- oder Kraftverfahren, bei dem die Holzschnitzel in Druckkesseln 3 bis 6 Stunden lang bei erhöhtem Druck (7-10 bar) mit einer Mischung aus Natronlauge, Natriumsulfid und Natriumsulfat erhitzt werden. So werden die Zellwände aufgeschlossen und enthaltenes Lignin und Polyosen von den Fasern abgetrennt. Der erhaltene Zellstoff besteht überwiegend aus Cellulose. Die Verwendung des langfaserigen Zellstoffs des Sulfatverfahrens führt zu Papier mit der höchsten Festigkeit, genannt Kraftpapier.The production takes place using the sulphate or kraft process, in which the wood chips are heated in pressure vessels for 3 to 6 hours at increased pressure (7-10 bar) with a mixture of caustic soda, sodium sulphide and sodium sulphate. In this way, the cell walls are broken down and the lignin and polyoses contained are separated from the fibers. The pulp obtained consists mainly of cellulose. Using the long-fiber pulp of the sulphate process results in the highest strength paper, called kraft paper.
Besonders bevorzugt wird der Zellstoff langfaseriger Nadelhölzer, wie beispielsweise der Fichte oder Kiefer, eingesetzt, welcher zu einer weiter gesteigerten Festigkeit führt. Die Beimischung von Zellstoff aus Altpapier, kurzfaserigem Zellstoff oder Füllstoffen setzt hingegen die Festigkeit herab.The pulp of long-fiber coniferous wood, such as spruce or pine, is particularly preferably used, which leads to further increased strength. The addition of cellulose from waste paper, short-fiber cellulose or fillers, on the other hand, reduces the strength.
In einer weiteren Ausführung ist das Basispapier gebleicht. Durch den Bleichvorgang werden noch enthaltene Ligninreste zerstört und ein Vergilben durch Sauerstoffeinwirkung effektiv verhindert. Neben einer Steigerung der Lebensdauer des erhaltenen Verpackungspapiers wird die Weiße des Papiers erhöht. Dies erlaubt eine qualitativ hochwertige Wiedergabe der aufgebrachten Farben beim Bedrucken des Verpackungspapiers.In another embodiment, the base paper is bleached. The bleaching process destroys any remaining lignin residues and effectively prevents yellowing caused by the effects of oxygen. In addition to increasing the service life of the packaging paper obtained, the whiteness of the paper is increased. This allows high-quality reproduction of the applied colors when printing on the packaging paper.
Der Bleichprozess erfolgt bevorzugt ohne elementares Chlor (ECF-Bleichen), besonders bevorzugt chlorfrei (TCF-Bleichen). Damit wird die Umweltbelastung des Bleichprozess deutlich verringert, da unter anderem die Bildung von schädlichen Dioxinen verringert oder verhindert wird.The bleaching process is preferably carried out without elementary chlorine (ECF bleaching), particularly preferably chlorine-free (TCF bleaching). This significantly reduces the environmental impact of the bleaching process, since, among other things, the formation of harmful dioxins is reduced or prevented.
Des Weiteren ist die Wasserdampfdurchlässigkeit des Verpackungsmaterials von wesentlicher Bedeutung. Eine hohe Wasserdampfdurchlässigkeit führt entweder zu einem schnellen Austrocknen des gelagerten Lebensmittels oder bei entsprechender Luftfeuchtigkeit zur Aufnahme von Wasser aus der Umgebung durch das Lebensmittel. Beide Vorgänge können sowohl die Textur als auch die Haltbarkeit und den Geschmack des Lebensmittels negativ beeinflussen. Bevorzugt weist das erfindungsgemäße Verpackungspapier eine Wasserdampfdurchlässigkeit von höchstens 130 g/(m2·24h), besonders bevorzugt von höchstens 110 g/(m2·24h), auf.Furthermore, the water vapor permeability of the packaging material is of essential importance. High water vapor permeability leads either to the stored food drying out quickly or, if the humidity is appropriate, to water being absorbed by the food from the environment. Both processes can negatively affect the texture as well as the shelf life and taste of the food. The packaging paper according to the invention preferably has a water vapor permeability of at most 130 g/(m 2 ·24h), particularly preferably of at most 110 g/(m 2 ·24h).
Keine oder eine zu niedrige Wasserdampfdurchlässigkeit führen vor allem bei warmen oder heißen Lebensmitteln zur Kondensation von Wasserdampf an der dem Lebensmittel zugewandten Seite des Verpackungspapiers. Da dies ebenfalls die Textur des verpackten Lebensmittels negativ beeinflussen kann, beträgt die Wasserdampfdurchlässigkeit des erfindungsgemäßen Verpackungspapiers für Lebensmittel bevorzugt mindestens 50 g/(m2·24h). Die Wasserdampfdurchlässigkeit wurde gemäß ISO 2528:2017 bestimmt.No water vapor permeability or too low water vapor permeability lead to condensation of water vapor on the side of the packaging paper facing the food, especially in the case of warm or hot food. Since this can also adversely affect the texture of the packaged food, the water vapor permeability of the packaging paper for food according to the invention is preferably at least 50 g/(m 2 ·24h). The water vapor permeability was determined according to ISO 2528:2017.
Als Maß für den Widerstand gegen das Durchdringen von Fetten und Ölen kann die Fettdichte gemäß KIT TAPPI T-559 cm-12 herangezogen werden. Auf der zwölfstufigen Skala bedeuten hohe Werte eine besonders hohe Fettdichte und damit hohen Widerstand des Verpackungspapiers gegen das Durchdringen von Fetten und/oder Ölen. Die KIT Stufe des erfindungsgemäßen Verpackungspapiers beträgt bevorzugt mindestens 8, besonders bevorzugt mindestens 10, ganz besonders bevorzugt 12.The fat density according to KIT TAPPI T-559 cm-12 can be used as a measure of the resistance to the penetration of fats and oils. On the twelve-point scale, high values mean a particularly high fat density and thus high resistance of the packaging paper to fats and/or oils penetrating. The KIT level of the packaging paper according to the invention is preferably at least 8, particularly preferably at least 10, very particularly preferably 12.
Das Flächengewicht des Verpackungspapiers beträgt in einer bevorzugten Ausführungsform mindestens 30 g/m2, bevorzugt mindestens 40 g/m2, besonders bevorzugt mindestens 42 g/m2. Ein derartiges Mindestflächengewicht ist erforderlich, um die notwendige Reißfestigkeit und Stabilität des Verpackungspapiers sicherzustellen. Zudem steigt der Widerstand des Verpackungspapiers gegen das Durchdringen von Fetten, Ölen und Wasser mit steigendem Flächengewicht.In a preferred embodiment, the basis weight of the packaging paper is at least 30 g/m 2 , preferably at least 40 g/m 2 , particularly preferably at least 42 g/m 2 . Such a minimum basis weight is necessary to ensure the necessary tear strength and stability of the packaging paper. In addition, the resistance of the packaging paper to the penetration of fats, oils and water increases with increasing basis weight.
Bevorzugt beträgt das Flächengewicht des Verpackungspapiers höchstens 60 g/m2, besonders bevorzugt höchstens 50 g/m2. Ein höheres Flächengewicht führt zu einem unnötig hohen Materialeinsatz. Zudem verliert das Verpackungspapier mit steigendem Flächengewicht zunehmend die für das Verpacken notwendige Flexibilität. Das Flächengewicht des Verpackungspapier wird gemäß DIN EN ISO 536:2020 bestimmt.The basis weight of the packaging paper is preferably at most 60 g/m 2 , particularly preferably at most 50 g/m 2 . A higher basis weight leads to an unnecessarily high use of material. In addition, as the basis weight increases, the packaging paper increasingly loses the flexibility required for packaging. The basis weight of the packaging paper is determined according to DIN EN ISO 536:2020.
Vorzugsweise ist die dem im Verpackungspapier verpackten Lebensmittel abgewandte Seite mit Farben, bevorzugt mit wasserlöslichen Farben, bedruckt. Bei einer lediglich einseitigen Beschichtung ist somit die unbeschichtete Seite bedruckt. Die erfindungsgemäße Verwendung von Vinylalkohol-Ethylen-Copolymer als Beschichtungsmaterial steht der Bedruckbarkeit im Allgemeinen nicht entgegen. Deswegen können auch beidseitig beschichtete Verpackungspapiere durch Aufdrucke individualisiert werden.The side facing away from the food packaged in the packaging paper is preferably printed with inks, preferably with water-soluble inks. If the coating is only on one side, the uncoated side is therefore printed. The use according to the invention of vinyl alcohol-ethylene copolymer as a coating material does not generally stand in the way of printability. This is why packaging papers that are coated on both sides can also be individualized with imprints.
Die bevorzugte Verwendung wasserlöslicher Farben bedarf vor allem beim Verpacken heißer Speisen einer niedrigen Wasserdampfdurchlässigkeit, da ein hoher Dampfdurchtritt zu einer zumindest teilweisen Ablösung des Aufdrucks führen könnte. Diese Voraussetzung wird durch die erfindungsgemäßen Vinylalkohol-Ethylen-Copolymer Beschichtung trotz des niedrigen Masseanteils am Verpackungspapier gewährleistet.The preferred use of water-soluble inks requires low water vapor permeability, especially when packaging hot food, since a high level of vapor penetration could lead to at least partial detachment of the print. This prerequisite is ensured by the vinyl alcohol-ethylene copolymer coating according to the invention, despite the low mass fraction in the packaging paper.
Wasserlösliche Farben haben den wesentlichen Vorteil, dass diese ohne umweltschädliche organische Lösungsmittel auskommen. Auch erleichtert die Verwendung von wasserlöslichen Farben das Recycling des erfindungsgemäßen Verpackungspapiers.Water-soluble paints have the significant advantage that they do not require any organic solvents that are harmful to the environment. The use of water-soluble colors also facilitates the recycling of the packaging paper according to the invention.
Das Verpackungspapier für Lebensmittel nach einer der vorhergehenden Ausführungsformen findet sowohl als Einschlagspapier, Tütenmaterial, Zwischenlegepapier und/oder Auslegepapier für die Verpackung von Lebensmitteln Verwendung. Das erfindungsgemäße Verpackungspapier kann dabei in unterschiedlichen Formen, darunter (Groß-)Rollen oder Bogen-, Tüten- und Beutelware, hergestellt werden.The packaging paper for foodstuffs according to one of the preceding embodiments is used both as wrapping paper, bag material, intermediate paper and/or lining paper for packaging foodstuffs. The packaging paper according to the invention can be produced in different forms, including (large) rolls or sheets, bags and pouches.
Insbesondere ist das erfindungsgemäße Verpackungspapier zur Verwendung für heiße und kalte Fleisch-, Fisch-, Käse-, sowie Back- und/oder Süßwaren geeignet. Eine Permeation von Fetten und/oder Ölen durch das erfindungsgemäße Verpackungspapier wird bei den für die jeweiligen Lebensmittel übliche Verpackungsdauer von einigen Minuten bis Tagen nicht beobachtet. Die wasserabweisende Wirkung der Beschichtung verhindert zudem eine negative Beeinflussung der Textur und Haltbarkeit des verpackten Lebensmittels aufgrund einer Feuchtigkeitsaufnahme von der Umgebung, insbesondere bei hoher Luftfeuchtigkeit der Umgebungsatmosphäre. Gleichzeitig unterbindet die bestehende Wasserdampfdurchlässigkeit eine Kondensation von Wasserdampf an der beschichteten Verpackungspapierseite bei heißen Speisen.In particular, the packaging paper according to the invention is suitable for use for hot and cold meat, fish, cheese and baked goods and/or confectionery. A permeation of fats and/or oils through the packaging paper according to the invention is not observed given the packaging duration of a few minutes to days customary for the respective foodstuff. The water-repellent effect of the coating also prevents the texture and shelf life of the packaged food from being adversely affected by moisture absorption from the environment, particularly when the ambient atmosphere is highly humid. At the same time, the existing water vapor permeability prevents condensation of water vapor on the coated side of the packaging paper when food is hot.
Versuche zeigen des Weiteren, dass die mit erfindungsgemäßen Verpackungspapier verpackten Lebensmittel keine sensorische Beeinträchtigung durch dieses erfahren. Für einzelne Waren üblicherweise verwendete Spezialpapiere können somit durch das erfindungsgemäße Verpackungspapier ersetzt werden. Infolgedessen werden die Bestandsübersicht und die Lagerhaltung deutlich vereinfacht.Tests also show that the food packaged with packaging paper according to the invention has no sensory impairment experienced through this. Special papers commonly used for individual goods can thus be replaced by the packaging paper according to the invention. As a result, the inventory overview and warehousing are significantly simplified.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Dabei bilden alle beschriebenen dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbezügen.The invention is explained below using an exemplary embodiment. All of the features described form the subject matter of the invention, either alone or in any combination, even independently of their summary in the claims or their back-references.
Als Basispapier des Verpackungspapier wird ein gebleichtes Kraftpapier verwendet. Auf dieses wird einseitig eine wässrige Suspension umfassend das Vinylalkohol-Ethylen-Copolymer zur Beschichtung aufgebracht. Das nach Trocknung ermittelte Flächengewicht des fertigen Verpackungspapiers beträgt 42,6 g/m2. Der Anteil der Beschichtung am Flächengewicht des Verpackungspapiers wird durch Soxhlet-Extraktion mit Tetrahydrofuran bestimmt und beträgt 2,0 g/m2. Dies entspricht einem Massenanteil von 4,7 % am Verpackungspapier, weshalb dieses als Monomaterial klassifiziert werden kann.A bleached kraft paper is used as the base paper of the packaging paper. An aqueous suspension comprising the vinyl alcohol-ethylene copolymer is applied to one side of this for coating. The basis weight of the finished packaging paper determined after drying is 42.6 g/m 2 . The proportion of the coating in the basis weight of the packaging paper is determined by Soxhlet extraction with tetrahydrofuran and is 2.0 g/m 2 . This corresponds to a mass fraction of 4.7% of the packaging paper, which is why it can be classified as a mono-material.
Das erhaltene Verpackungspapier ist wasserundurchlässig und hat Wasserdampfdurchlässigkeit von 110 g/(m2·24h). Die Fettbeständigkeit liegt bei KIT-Stufe 12 und es ist keine sensorische Beeinträchtigung der Lebensmittel durch das Verpackungspapier feststellbar.The packaging paper obtained is impermeable to water and has a water vapor permeability of 110 g/(m 2 ·24h). The fat resistance is at KIT level 12 and there is no sensory impairment of the food through the packaging paper.
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- DE 102014119572 A1 [0015]DE 102014119572 A1 [0015]
- US 2862916 [0024]US2862916 [0024]
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