DE212012000194U1 - Migrationsbarriere-Film oder Beschichtung, der bzw. die Hemicellulose umfasst - Google Patents

Migrationsbarriere-Film oder Beschichtung, der bzw. die Hemicellulose umfasst Download PDF

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Abstract

Film oder Beschichtung, um die Migration von Substanzen aus Papier oder Pappe zu verhindern, das bzw. die wiederverwertete Fasern enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der Film oder die Beschichtung ein polymerischer Film oder einer polymerische Beschichtung ist, der bzw. die Hemizellulose umfasst, wobei der Film oder die Beschichtung dafür ausgelegt ist, eine Migrationsbarriereschicht, um die Gesamtmigration von Substanzen aus Papier oder Pappe, das bzw. die wiederverwertete Fasern enthält, um mindestens 80%, bevorzugt um mindestens 90% zu verhindern, mit einer Dicke von 50 µm oder weniger zu bilden, bevorzugt zwischen 1–25 µm, mehr bevorzugt zwischen 1–20 µm, noch mehr bevorzugt zwischen 1–15 µm, noch mehr bevorzugt zwischen 2–15 µm, noch mehr bevorzugt zwischen 2–10 µm, und am meisten bevorzugt zwischen 2–5 µm oder 5–10 µm.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine filmbildende Zusammensetzung und einen polymeren Film oder eine polymere Beschichtung, der bzw. die Hemicellulose umfasst. Sie betrifft darüber hinaus die Verwendung des Films oder der Beschichtung als Migrationsbarriere für Papier oder Pappe, das bzw. die wiederverwertete Fasern enthält.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Wie in WO 2004/083286 offenbart, basiert heute der Hauptteil der Kunststoffmaterialien, die zum Verpacken verwendet werden, auf Erdöl. Allerdings sind die fossilen Ressourcen auf der Erde begrenzt. Die Verbrennung führt zu einer Verstärkung des Treibhauseffektes und weiterhin sind diese Materialien im Allgemeinen nicht abbaubar. Eine nachhaltige Entwicklung in der Zukunft erfordert einen Wechsel hin zur Verwendung erneuerbarer Rohmaterialien.
  • Die Verwendung von wiederverwerteten Fasern ist ein Weg, die Nachhaltigkeit von Verpackungen zu verbessern. Jedoch gibt es jüngst erhebliche Bedenken bezüglich der Verwendung von wiederverwerteten Fasern in Materialien für Lebensmittelverpackungen. Es wurde festgestellt, dass toxische Substanzen, die in den wiederverwerteten Fasern verbleiben, in die Lebensmittel übergehen. Beispiele von Substanzen sind Inhaltsstoffe von Drucktinten oder Klebern. Insbesondere sind Substanzen mit gesundheitlichen Bedenken zu berücksichtigen, wie z. B. primäre aromatische Amine, 4,4'-Bis(dimethylamino)-benzophenon, Phthalate, wie z. B. Diethylhexylphthalat, Din-butylphthalat und Diisobutylphthalat, Benzophenon, Bisphenol A und Diisopropylnaphtalen (BfR Empfehlung XXXVI. Paper and board for food contact [Papier und Pappe für den Lebensmittelkontakt] ab 01.03.2011). Ein Weg, dieses Problem zu überwinden besteht darin, zu der Verwendung von Frischfasern anstelle von wiederverwerteten Fasern überzugehen. Jedoch ist die Verfügbarkeit von Frischfasern begrenzt und eine nachhaltigere Alternative wäre es, die Verpackungsmaterialien, die aus wiederverwerteter Pappe hergestellt werden, auf eine Art und Weise zu verändern, die eine Migration von den Fasern auf die verpackten Waren verhindert. Ein Weg, dies zu erreichen, besteht darin, eine funktionelle Barriereschicht auf das Papier oder die Pappe aufzubringen, das bzw. die zum Verpacken von Lebensmitteln und anderen Konsumgütern verwendet werden soll. Es wird bevorzugt, dass das Barrierematerial auf erneuerbaren Ressourcen basiert. Weiterhin ist es wünschenswert, dass das Material flexibel, mechanisch widerstandsfähig, transparent und kostengünstig ist. Beispiele von Materialien, die verwendet werden können, um funktionelle Migrationsbarrieren zu erzielen, sind Aluminium, EVOH und metallisierte Kunststofffilme. Jedoch sind diese Materialien mit Nachteilen verbunden. Zum Beispiel kann die Verwendung von Kunststoffmaterialien zusammen mit einem Papierprodukt ein Problem während des Wiederverwertungsvorgangs darstellen, wie es ebenso bei auf Metall basierenden Barrierematerialien der Fall ist. Daher besteht ein Bedarf an neuen biologisch abbaubaren, wiederverwertbaren und/oder erneuerbaren filmbildenden Zusammensetzungen, welche die vorstehend genannten Probleme beheben und die gewünschte Eigenschaft zeigen, die Migration einer oder mehrerer Substanzen von Papier oder Pappe, das bzw. die wiederverwertete Fasern umfasst, auf die verpackten Lebensmittel oder andere Konsumgüter zu verhindern.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, erneuerbare und biologisch abbaubare Filme oder Beschichtungen für Verpackungen bereitzustellen, die die Migration von wiederverwertetem Papier oder wiederverwerteter Pappe auf die verpackten Lebensmittel oder andere Konsumgüter verringern.
  • Es wurde überraschenderweise herausgefunden, dass eine filmbildende Zusammensetzung von Hemizellulose, zum Beispiel Xylan, dazu fähig ist, eine sehr effiziente Barriere gegen den Migration von Substanzen aus wiederverwertetem Papier oder wiederverwerteter Pappe bereitzustellen. Daher werden die vorstehend genannten Aufgaben erreicht, indem Hemizellulose mit einem Lösungsmittel wie Wasser gemischt wird, und indem eine Beschichtungsschicht auf wiederverwertetes Papier oder wiederverwertete Pappe aufgebracht wird.
  • Ein anderer Vorteil betrifft die Tatsache, dass die funktionelle Barriere, in der Form einer auf Hemizellulose basierenden Barriere, durch Dispersionsbeschichtung auf das Papier oder die Pappe aufgebracht werden kann, was vorteilhaft ist, da Produzenten von Papier und Pappe häufig die Fähigkeit zur Dispersionsbeschichtung besitzen und daher die Barriereschicht auf eine effiziente Weise aufgebracht werden kann. Auch ist die Wasserlöslichkeit von Hemizellulose ein Vorteil in industriellen Beschichtungsprozessen, da bei dem Dispersionsvorgang kein Lösungsmittel verwendet werden muss.
  • Hemizellulosen sind Polysaccharide, die in der Mehrzahl der Fabriken biosynthetisiert werden, wo sie als ein Matrixmaterial, das zwischen den Zellulose-Mikrofibrillen vorliegt, und als eine Verbindung zwischen Lignin und Zellulose agieren. Hemizellulosen wurden kommerziell als Süßungsmittel, Verdickungsmittel und Emulsionsbildner in Lebensmitteln verwendet, jedoch ist die Nicht-Lebensmittel-Verwendung von Hemizellulosen bisher sehr eingeschränkt. So wurde zum Beispiel bis WO 2004/083286 nicht vorgeschlagen, dass sie kommerziell für die Vorbereitung von polymeren Materialien für Verpackungen verwendet werden.
  • Hemizellulosen können aus Agrarrückständen so wie Spelzen und Schalen oder aus Nebenprodukten der Pulpeindustrie isoliert werden. Daher ermöglicht die Isolierung von Hemizellulosen und die Verwendung dieser Materialien in kommerziellen Anwendungen eine effizientere Verwendung von Ressourcen. Hochwertige Produkte werden aus niedrigwertigen Nebenprodukten hergestellt. Auch gibt es im Gegensatz zu auf Stärke basierenden Produkten keine Konkurrenz mit Lebensmittelanwendungen. Es ist bereits bekannt, Hemizellulosen als Basis in Barriereschichten zu verwenden. WO 2008/103123 beschreibt einen polymeren Film oder eine polymere Beschichtung, die Hemizellulose umfasst, die verwendet wurde, um einen gegenüber Flüssigkeit/Feuchtigkeit beständigen Film auf Papier oder Pappe und Kunststoffen zu erzeugen. Jedoch wurde unserem Wissen nach bisher nie vorgeschlagen, dass Hemizellulosen in der Lage sein könnten, eine Migrationsbarriere bereitzustellen, die die allgemeine Migration der verschiedenen Substanzen verhindert, die in wiederverwerteten Fasern vorhanden sind. Jedoch wurde gezeigt, dass Hemizellulosen verwendet werden können, um eine sehr effiziente Barriere gegen Substanzen zu bilden so wie (aber nicht beschränkt auf): primäre aromatische Amine, 4,4'-bis(dimethylamino)-benzophenon, Phthalate, wie Diethylhexylphthalat, Din-butylphthalat und Diisobutylphthalat (DIBP), Benzophenon, Bisphenol A, Diisopropylnaphtalen (DIPN), aliphatische Kohlenwasserstoffe, 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandiol-di-isobutyrat (TXIB), Isopropyllaurat (IPL), Diisopropylnaphtalen (DIPN) und Fettsäureester.
  • Es ist ersichtlich, dass der Begriff „verhindern”, wie er hierin verwendet wird, so interpretiert werden soll, dass die allgemeine Migration von dem wiederverwerteten Papier oder der wiederverwerteten Pappe deutlich verringert wird, zum Beispiel, dass eine Migration um mindestens 80% verringert wird. Jedoch kann in einigen Fällen, in denen die Erfassungsgrenze des Messverfahrens relativ hoch ist, z. B. 0,1 mg/dm2, das Messen der Verringerung der Migration von einem relativ geringen Niveau (z. B. 0,2) es möglicherweise nicht erlauben, zu folgern, ob die Verringerung mindestens 80% betragen hat oder nicht. In solchen Fällen wird die Migration ebenso als verhindert angesehen, da von einer funktionellen Sicht aus impliziert wird, dass eine ausreichend gute Migrationsbarriere vorhanden ist, um eine niedrige Gesamtmigrationmenge zu ermöglichen.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird/werden die vorstehen(n) Aufgabe(n) durch einen Film oder eine Beschichtung erreicht, um die Migration von Substanzen von Papier oder Pappe zu verhindern, das/die wiederverwertete Fasern enthält, wobei der Film oder die Beschichtung ein polymerer Film oder eine polymere Beschichtung ist, der bzw. die Hemizellulose umfasst.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist der Film oder die Beschichtung einen Gehalt in % Trockengewicht von 10–100% auf, vorzugsweise 20–70%. Abhängig von gewünschten Erfordernissen/Eigenschaften des Films bzw. der Beschichtung kann die Menge deutlich variieren, insbesondere abhängig von Mengen anderer Substanzen in dem Film bzw. der Beschichtung und der Hauptaufgabe des Films bzw. der Beschichtung, z. B. falls eine relativ niedrige Flexibilität des Films bzw. der Beschichtung akzeptiert werden kann, kann es vorteilhaft sein, dass der Hemizellulosegehalt in dem unteren Bereich (z. B. 10–40%) liegt, kombiniert mit einer relativ großen Menge an Füllstoff und möglicherweise auch Weichmachern. Umgekehrt kann, falls eine relativ hohe Flexibilität des Films bzw. der Beschichtung gewünscht ist, ein höherer Hemizellulosegehalt (z. B. 40–70%) gewünscht sein.
  • Wie Fachleuten ersichtlich ist, können Füllstoffe in einigen Fällen in dem Film bzw. der Beschichtung verwendet werden, um Volumen einzunehmen, zum Bespiel, um dadurch die Kosten zu verringern, indem der Gehalt der teureren Hemizellulosen verringert wird. Füllstoffe sind bevorzugt inerte Zusammensetzungen/Substanzen, d. h. sie sind nicht-reaktiv, und können die mechanischen Eigenschaften der Beschichtung, wie z. B. die Steifigkeit, beeinflussen. Ein Vorteil bei der Verwendung eines Füllstoffes besteht darin, dass der Trockengehalt der wässrigen Suspension erhöht werden kann bei einer geringen Erhöhung der Viskosität der Suspension. Daher ist es möglich, entweder eine dickere Beschichtung aufzubringen, wobei die verbleibende Menge an Wasser abtrocknet, oder die gleiche Menge an Material aufzubringen, wobei eine geringere Menge an Wasser abtrocknen muss. Die Trocknungsfähigkeit ist oft ein begrenzender Faktor beim Aufbringen wässriger Dispersionen, da die Trocknungszeit in industriellen Beschichtungsanlagen begrenzt ist. Darüber hinaus ist das Trocknen ein energieintensiver Prozess.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist der Füllstoff ausgewählt aus der Gruppe, die aus Folgendem besteht: Siliciumdioxid, Talk, Ton, Calciumcarbonat, Glimmer, Kaolin, Wollastonit, Montmorillonit, Feldspat, Schwerspat, Glasfasern und Kohlenstofffasern.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung ist der Füllstoff in einer Menge von 0 bis 60 Gew.-% enthalten, basierend auf dem Gesamtgewicht der Beschichtungszusammensetzung, z. B. 30–60%, 30–50% oder 40–50%.
  • Gemäß noch einem anderen Aspekt der Erfindung weist die Barriereschicht eine Dicke auf, die gleich oder geringer ist als 50 μm, vorzugsweise 1–25 µm, noch mehr bevorzugt 1–20 µm, noch mehr bevorzugt 1–15 µm, noch mehr bevorzugt 2–15 µm, noch mehr bevorzugt 2–10 µm und am meisten bevorzugt 2–5 µm or 5–10 µm.
  • Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Rohmaterial der vorliegenden Erfindung erneuerbar ist und aus Biomasse extrahiert werden kann.
  • Eine Migrationsbarriere basierend auf Hemizellulose ist weiterhin vorteilhaft, da eine solche Barriere auf ein Papierprodukt (um Lebensmittel zu enthalten) aufgebracht werden kann, das wiederverwertete Fasern enthält, was einen Behälter zur Folge hat, der als Ganzes wiederverwertbar ist, ohne vor dem Wiederverwerten oder Kompostieren z. B. das Barrierematerial von dem Behälter trennen zu müssen. Materialien, die auf biosynthetisierten Polymeren basieren, weisen außerdem einige Umweltvorteile auf. Nach ihrer Verwendung führen diese Materialien nicht zu einer Nettozunahme von Kohlendioxid in der Atmosphäre und zusätzlich sind sie biologisch abbaubar und können daher durch Kompostieren entsorgt werden.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
  • In der Forschungsarbeit, die zuerst zu der Erfindung, die in WO 2004/083286 offenbart ist, und dann zu der vorliegenden Erfindung führte, wurde gezeigt, dass kohärente Filme basierend auf Hemizellulose, insbesondere Pentosan-reichen Polysacchariden, z. B. Xylanen, exzellente Sauerstoffbarriereeigenschaften zeigen. Aufgrund der letzten überraschenden Erkenntnisse hat es sich gezeigt, dass Hemizellulose auch die Fähigkeit besitzt, die Migration von Substanzen zu verhindern, die in Papier oder Pappe enthalten sind, das bzw. die wiederverwertete Fasern enthält.
  • Hemizellulosen sind substituierte/verzweigte Polymere mit niedrigem bis hohem Molekulargewicht. Beispiele von Molekulargewichten von Hemizellulosen sind Mw = 1.000–50.000 g/mol für Glucuronoxylan (oder 10.000–20.000 g/mol), Mw = 1.000–500.000 g/mol für Glucomannan aus Weichholz (oder 10.000–20.000 g/mol), und Mw = 20.000–1.000.000 g/mol für Konjak-Glucomannan. Hemizellulosen bestehen aus verschiedenen Zuckereinheiten, die in verschiedenen Abschnitten und mit verschiedenen Substituenten angeordnet sind. Pentosan-reiche Polysaccharide weisen einen wesentlichen Pensose-Gehalt auf und bilden die größte Gruppe von Hemizellulosen.
  • Wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff „Pentosan-reiches Polysaccharid” auf ein Polysaccharid mit einem Pentosan-Gehalt von mindestens 20 Gew.-%, und einem Xylose-Gehalt von mindestens 20 Gew.-%. Zum Beispiel hat das Polysaccharid einen Pentosan-Gehalt von 40 bis 80 Gew.-% und einen Xylose-Gehalt von 40 bis 75 Gew.-%.
  • Pentosan-reiche Polysaccharide, insbesondere Xylane, sind die am meisten bevorzugten Substanzen zur Verwendung gemäß der vorliegenden Erfindung. Jedoch können andere Arten von Hemizellulose gemäß der Erfindung verwendet werden, z. B. Glucomannan, Galactoglucomannan oder Arabinogalactan.
  • Xylane sind in Biomasse vorhanden, wie z. B. Holz, Getreide, Gras und Kräutern, und sie werden als das zweitergiebigste Biopolymer im Pflanzenreich angesehen. Um Xylane von anderen Substanzen in verschiedenen Quellen von Biomasse zu trennen, kann eine Extraktion mit Wasser oder wässriger Lauge verwendet werden. Xylane sind auch kommerziell erhältlich aus Quellen wie der Sigma Chemical Company.
  • Xylane können in die Untergruppen von Heteroxylanen und Homoxylanen unterteilt werden. Die chemischen Strukturen von Heteroxylanen und Homoxylanen unterscheiden sich. Homoxylane weisen eine Hauptkette aus Xylose-Resten und eine Glucuronsäure oder 4-0-Methyl-Glucuronsäure-Substituenten auf. Heteroxylane weisen darüber hinaus eine Hauptkette aus Xylose-Resten auf, sind aber im Gegensatz zu Homoxylanen extensiv stubstituiert nicht nur mit Glucuronsäure oder 4-0-Methyl-Glucuronsäure-Substituenten, sondern auch mit Arabinose-Resten. Ein Vorteil von Homoxylanen im Vergleich zu Heteroxylanen besteht darin, dass Homoxylane in einem höheren Maß kristallisieren. Die Kristallinität verringert sowohl die Gasdurchlässigkeit aus auch die Feuchtigkeitsempfindlichkeit. Ein Vorteil von Heteroxylanen im Vergleich zu Homoxylanen besteht darin, dass Heteroxylane eine bessere Filmbildungsfähigkeit aufweisen und flexiblere Filme und Beschichtungen hergestellt werden können.
  • Ein Beispiel von Homoxylanen, die gemäß der Erfindung verwendet werden können, ist Glucoronoxylan.
  • Beispiele von Heteroxylanen, die gemäß der Erfindung verwendet werden können, sind Arabinoxylan, Glucuronoarabinoxylan and Arabinoglucuronoxylan.
  • Xylane aus einer beliebigen Biomasse oder einer kommerziellen Quelle können verwendet werden, um die Filme oder Beschichtungen in der vorliegenden Erfindung herzustellen.
  • Eine Zusammensetzung von Hemizellulose mit guten filmbildenden Eigenschaften, insbesondere Xylane, kann durch verschiedene Strategien erreicht werden. Ein Weg dazu besteht darin, Weichmacher mit niedrigem Molekulargewicht hinzuzufügen. Ein anderer Weg, kohärente Filme bereitzustellen, besteht darin, fein verteilte Zellulose hinzuzufügen. Ein drittes Verfahren, um Filme zu erhalten, besteht darin, Xylane mit anderen Oligomeren oder Polymeren zu mischen. Eine zusätzliche Strategie, um bessere filmbildende Eigenschaften zu erreichen, besteht darin, Hemizellulosen mit verschiedenen Molekulargewichten oder Strukturen zu mischen. Es ist auch möglich, eine Kombination von einer oder mehreren der vorstehend genannten Strategien zu verwenden.
  • Die Filme oder Beschichtungen können durch Gießen einer wässrigen Lösung oder Dispersion der Pentosan-reichen Polysaccharide oder durch Lösungsbeschichtungen oder Dispersionsbeschichtungen der Pentosan-reichen Polysaccharide bereitgestellt werden. Obwohl andere Lösungsmittel als Lösungsmittel in der vorliegenden Erfindung verwendet werden könnten, ist Wasser das am meisten bevorzugte Lösungsmittel.
  • Wie hier verwendet, bezieht sich der Begriff „Film” auf eine separate Lage oder ein Gewebe ohne Träger. Die Film kann mit wiederverwertetem Papier oder wiederverwerteter Pappe durch Laminationstechnik kombiniert werden.
  • Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „Beschichtung” auf einen Belag, der auf einen Träger aufgebracht wird, z. B. auf ein Gewebe von Zellulosefasern, eine Bahn, oder einen Film, um eine Barriereschicht bereitzustellen.
  • Der Film oder die Beschichtung gemäß der Erfindung weist eine Dicke auf, die gleich oder geringer ist als 50 µm, vorzugsweise 1–25 µm, noch mehr bevorzugt 1–20 µm, noch mehr bevorzugt 1–15 µm, noch mehr bevorzugt 2–15 µm, noch mehr bevorzugt 2–10 µm und am meisten bevorzugt 2–5 µm or 5–10 µm.
  • Der Ausdruck „Weichmacher” wie hierin verwendet, bezieht sich auf eine Substanz mit niedrigem Molekulargewicht, welche die Flexibilität des Materials erhöht. Beispiele von Weichmachern, die verwendet werden können, sind Wasser, Zucker wie z. B. Glycerol, Xylit, Sorbit und Maltit, Ethylenglykol, Propylenglykol, Butandiol, Glyzerin, Zitronensäure und Harnstoff. Auch Kombinationen verschiedener Weichmacher zusammen können verwendet werden.
  • Geeigneterweise liegt der Gehalt an Weichmachern in dem Bereich von 0 bis 60 Trockengew.-%, z. B. in dem Bereich von 20 bis 50 oder 30 bis 50 Trockengew.-%.
  • Der Ausdruck „Füllstoff” wie hier verwendet, betrifft eine Substanz, bevorzugt eine inerte Substanz, die in dem Film bzw. in der Beschichtung verwendet werden kann, um ein Volumen einzunehmen, zum Beispiel, um dadurch die Kosten zu verringern, indem der Gehalt der teureren Hemizellulose verringert wird. Beispiele von Füllstoffen, die verwendet werden können, sind Siliziumdioxid, Talk, Ton, Calciumcarbonat, Glimmer, Kaolin, Wollastonit, Montmorillonit, Feldspat, Schwerspat, Glasfasern und Kohlenstofffasern.
  • Geeigneterweise liegt der Gehalt an Füllstoffen in dem Bereich von 0 bis 60 Trockengew.-%, z. B. in dem Bereich von 30 bis 60%, 30 bis 50% oder 40 bis 50 Trockengew.-%.
  • Zellulose kann hinzugefügt werden, um die Filmbildungs- und/oder Barriereeigenschaften des auf Hemizellulose basierenden Films oder der auf Hemizellulose basierenden Beschichtung zu verbessern. Die Zellulose kann aus jeder beliebigen Biomasse stammen, wie z. B. Baumwolle, Holz und landwirtschaftlichen Rückständen oder kommerziellen Quellen, oder sie kann von Bakterien hergestellt werden. Vorzugsweise ist die Zellulose fein unterteilt. Zum Beispiel kann die fein unterteilte Zellulose in Form von Nanofibrillen oder Härchen vorliegen. Geeigneter Weise liegt der Gehalt von fein unterteilter Zellulose in dem Bereich von 0 bis 50 Trockengew.-%, z. B. in dem Bereich von 1 bis 20 Trockengew.-% oder 1 bis 10 Trockengew.-%.
  • Solange die Hauptsubstanz des Film oder der Beschichtung aus Biomasse hergestellt ist, kann ein Polymer oder Oligomer jeder Art hinzugefügt werden. Daher ist, obwohl ein synthetisches Polymer oder Oligomer verwendet werden kann, eines basierend auf Biomasse bevorzugt. Zum Beispiel ist das hinzugefügte Polymer oder Oligomer ein Polyvinylalkohol, eine Stärke oder Beta-Glucan verschiedener Molekulargewichte. Geeigneter Weise liegt der Gehalt an Polymer oder Oligomer in dem Bereich von 0 bis 60 Trockengew.-%, z. B. in dem Bereich von 1 bis 50 Trockengew.-% oder 1 bis 40 Trockengew.-%.
  • Mit dem Ausdruck „Migrationsbarriere” wie in dieser Anmeldung verwendet, ist ein Material gemeint, das die Migration von Substanzen aus einem Material wie wiederverwertetem Papier oder wiederverwerteter Pappe zu einem anderen Material verhindert. Die Filme oder Beschichtungen der vorliegenden Erfindung können verwendet werden, um Migrationsbarrieren zu bilden, die die Migration von Substanzen verhindern, die in Papier oder Pappe vorhanden sind, die wiederverwertete Fasern enthalten, wobei nicht beschränkende Beispiele solcher toxischen Substanzen zum Beispiel Folgendes umfassen können: primäre aromatische Amine, 4,4'-bis(dimethylamino)-benzophenon, Phthalate, wie Diethylhexylphthalat, Di-n-butylphthalat und Diisobutylphthalat (DIBP), Benzophenon, Bisphenol A, aliphatische Kohlenwasserstoffe, 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandiol-di-isobutyrat (TXIB), Isopropyllaurat (IPL), Diisopropylnaphtalen (DIPN) und Fettsäureester.
  • Der polymere Film oder die polymere Beschichtung weist einen Hemizellulose-Gehalt in Trockengew.-% von 10–100% auf, bevorzugt 20–70%, z. B. 10–40% oder 40–70%.
  • Die Beschichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung können auf Substrate aufgebracht werden, die auf Papier, Pappe oder Kunststoff basieren.
  • Ein Vorteil bei der Verwendung biologisch abbaubarer und/oder erneuerbarer Substrate besteht darin, dass die Mehrschicht-Verpackungsmaterialien einfach durch Kompostieren wiederverwertet werden können. Die Verwendung biologisch abbaubarer und/oder erneuerbarer Substrate ist weiterhin vorteilhaft aus umwelttechnischer Sicht. Beispiele biologisch abbaubarer und/oder erneuerbarer Substrate sind Pappe, Papier und biologisch abbaubare und/oder erneuerbare Kunststoffe so wie Polymilchsäure, Polyhydroxyalkanoate, auf Stärke basierende Kunststoffe einschließlich Derivate von Stärke, auf Zellulose basierende Kunststoffe einschließlich Derivate von Zellulose, biologisch abbaubare Polyester, Polyester basierend auf erneuerbaren Rohmaterialien, Polyethylen basierend auf erneuerbaren Rohmaterialien etc.
  • Wir haben herausgefunden, dass ein Nachteil der Beschichtung auf Substraten, die auf Fasern basieren, wie z. B. Papier und Pappe, darin besteht, dass die wässrige Dispersion oder Lösung in Poren und Flüssigkeit absorbierende Fasern des Substrats eindringt. Dies bringt mit sich, dass eine größere Menge an Lösung oder Dispersion benötigt wird, um eine funktionsfähige Beschichtung zu erhalten. Hemozellulose interagiert mit Zellulose/zelluloseartigen Fasern in einem hohen Maß, da sie natürlich zusammen in Pflanzen und Holzgewebe auftreten.
  • Eine Möglichkeit, die oben genannten Probleme zu überwinden, besteht in der Herstellung einer Vorbeschichtung auf dem porösen und flüssigkeitsaufnehmenden Substrat, die das Eindringen der Lösung oder Dispersion vermindert. Ferner kann die Verwendung einer Vorbeschichtung eine Rissbildung in der Beschichtung verhindern.
  • Vorzugsweise verringert die Vorbeschichtung die Porosität des Substrats. Beispiele für derartige Materialien sind viskose Polymerlösungen oder Dispersionen, wie Cellulosederivate, Polyvinylalkohol, Stärke, Alginat und andere Polysaccharide. Mehr bevorzugt erhöht die Vorbeschichtung darüber hinaus die Hydrophobie des Substrats. Beispiele für derartige Materialien sind Latices wie Styrol-Butadien-Latex und Styrol-Acrylat-Latex und thermoplastische Harze. Die Vorbeschichtung kann darüber hinaus ein Gemisch der vorstehend genannten Stoffe und Füllstoffe enthalten.
  • Ein anderer Weg, die Porosität und/oder Flüssigkeit-absorbierende Natur des Substrats zu verringern, besteht in der Grundierung der Oberfläche oder des Substrats.
  • Ferner können die Beschichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung in bestehenden Industriedispersionsbeschichtungs- oder Lösungsbeschichtungsverfahren auf das Substrat aufgebracht werden. Dispersionsbeschichtung oder Lösungsbeschichtung ist ein Verfahren, das üblicherweise bei der Papier- und Pappeerzeugung angewendet wird. Die Beschichtung auf Papier- und Pappe-basierte Substrate kann vorteilhaft sein, da die Prozessanlage für die Auftragung bereits verfügbar ist und keine Investitionen in neue Maschinen oder Anlagen benötigt werden.
  • Falls gewünscht, können die beschichteten Substrate gemäß der vorliegenden Erfindung ferner mit einer Feuchtigkeitsbarriere, wie thermoplastischen Harzen oder Wachs, geschützt werden. Beispiele dafür sind Polyester, wie z. B. Polyethylenterephthalat (PET); Polyamide wie z. B. Nylon; Polyolefine, wie z. B. Polyethylen niedriger Dichte, Polyethylen hoher Dichte, lineares Polyethylen niedriger Dichte, Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Polypropylen, Ethylen-Acrylsäure-Copolymere, Ethylen-Acrylsäuresalz-Copolymere und Ethylen-Ethylacrylat-Copolymere; Polyvinylchlorid; Polyvinylidenchlorid und Polyphenylensulfid. Auch biologisch abbaubare und/oder erneuerbare Kunststoffe so wie Polymilchsäure, Polyhydroxyalkanoate, auf Stärke basierende Kunststoffe einschließlich Derivate von Stärke, auf Zellulose basierende Kunststoffe einschließlich Derivate von Zellulose, biologisch abbaubare Polyester, Polyester basierend auf erneuerbaren Rohmaterialien, Polyethylen basierend auf erneuerbaren Rohmaterialien usw. können verwendet werden. Beispiele für Wachse, die verwendet werden können, sind natürliche und synthetische Wachse. Für Mehrschichtstrukturen gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn andere biologisch abbaubare und/oder erneuerbare Rohstoffe verwendet werden, wird eine biologisch abbaubare und/oder erneuerbare Feuchtigkeitsbarriere bevorzugt.
  • Um die Haftung zwischen den verschiedenen Schichten zu verbessern, kann eine Koronabehandlung verwendet werden. Das Substrat kann vor der Beschichtung in einem kontinuierlichen Verfahren koronabehandelt werden.
  • Falls gewünscht, können herkömmliche Additive, die im Stand der Technik bekannt sind, in dem Film oder in der Beschichtung der vorliegenden Erfindung enthalten sein. Beispielsweise können Pigmente, weitere Farbstoffe, Stabilisatoren, Haftvermittler, Konservierungsmittel, Biozide, pH-Kontrollmittel, Schaumkontrollmittel, Rheologie-Modifikatoren, Verarbeitungshilfsmittel und Füllstoffe in den Filmen und Beschichtungen der vorliegenden Erfindung enthalten sein. Auch können Vernetzungsmittel und Hydrophobierungsmittel, wie z. B. Zitronensäure, Borsäure, Polyamidoamin-Epichlorhydrin, Ethylen-Acrylsäure-Copolymer, Formaldehyd, Glyoxal, Melamin-Glyoxal, Zirkonium-Carbonate, wie z. B. Ammonium-Zirkon-Karbonat und Kalium-Zirkonium-Carbonat, Epichlorhydrin, Phosphorsäure, Acrolein, Säureanhydride, Kolophonium, Alkenylbernsteinsäureanhydrid und Alkyl-Keten-Dimer in den Filmen und Beschichtungen enthalten sein.
  • Es versteht sich, dass die Aufgaben der vorliegenden Erfindung, die oben dargelegt und durch die ausführliche Beschreibung aufgeführt sind, als beispielhaft und nicht in einem einschränkenden Sinne zu interpretieren sind. Innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche kann die Einrichtung von verschiedenen Abwandlungen der vorliegenden Erfindung möglich sein. Zum Beispiel kann die Migrationsbarriere auf das Papier oder die Pappe auf vielerlei Arten aufgetragen werden, während nach wie vor die Migrationsbarrierefunktionalität erzielt wird. Es ist zum Beispiel möglich, die Beschichtung auf einen separaten nicht-funktionellen Film (z. B. einen Kunststofffilm) aufzutragen, der anschließend auf das Papier oder die Pappe laminiert wird. Darüber hinaus ist es möglich, die Beschichtung direkt auf das Papier- oder Pappsubstrat aufzutragen, wie zuvor beschrieben. Bei dem Papier könnte es sich um Folgendes handeln: ein Einlage- oder Wellenpapier, das für die primäre oder sekundäre Verpackung zu Wellpappe weiter umgewandelt wird, oder ein Papier, das in mehreren Schichten zu Kartonpappe laminiert wird.
  • BEISPIELE
  • In den folgenden Beispielen werden Hemicellulose-basierte Beschichtungen verwendet. Hemicellulose kann in Form von Xylan, insbesondere Arabinoxylan, vorliegen. Jedoch ist ersichtlich, dass viele andere Quellen von Hemicellulose verfügbar sind.
  • Hemicellulosen können durch Verfahren, die in der Literatur beschrieben sind, aus verschiedenen Quellen isoliert werden. Beispielsweise wird die Isolierung von Arabinoxylan aus Gerstenschalen von Hoije et al. (Carbohydrate Polymers, 61, 2005, S. 266–275) beschrieben. Die Isolierung von Glucuronoxylan aus Espenholz (Hartholz) wird z. B. von Gustavsson et al. (Biorelated Polymers – Sustainable Polymer Science and Technology, Hrsg. Chiellini, Braunegg, Buchert, Gatenholm & van der Zee, New York: Kluwer Academic/Plenum Publishers, 2001, S. 41–52.) beschrieben. Die Isolierung von Glucomannan aus Fichte (Weichholz) wird z. B. von Stalbrand et al. (Hemicelluloses: Science and Technology, Hrsg. Gatenholm & Tenkanen, ACS Symposium Series 864, 2004, S. 66–78.) beschrieben. Weitere Verfahren zur Isolation von Hemicellulosen aus Biomasse werden z. B. von Lindblad et al. (Polysaccharides – Structural diversity and functional versatility, Hrsg. Dumitriu, New York: Marcel Dekker, 2005, S. 491–508) und Ebringerova et al. (Macromolecular Rapid Communications, 21, 2000, S. 542–556.) beschrieben.
  • In den Beispielen sind alle Mengen in % Gewichtsprozent bezogen auf die Trockensubstanz. Die Dicke der Filme oder Beschichtungen kann zum Beispiel mit Hilfe eines Mikrometers gemessen werden.
  • Beispiel 1
  • Dieses Beispiel veranschaulicht die Herstellung einer Hemicellulose-basierten Beschichtung auf verschiedenen wiederverwerteten Pappqualitäten und die Auswirkung auf die Migration von der Pappstufe auf die Nahrungsmittelsimulationen.
    • Pappe A: Classic-newsback (Duplexkarton) von RockTenn Dallas Mill, TX, USA. Dies ist eine Pappqualität, die auf 100% wiederverwerteten Fasern mit 309,3 g/m2 basiert.
    • Pappe B: AngelCote Low Density CRB von RockTenn Battle Creek Mill, MI, USA. Dies ist eine Pappqualität, die auf 100% wiederverwerteten Fasern mit 291,3 g/m2 basiert.
    • Pappe C: Top Print GD3 von Smurfit Kappa Carton, eine komplett beschichte Faltschachtelpappe, Oberseite leicht holzhaltig weiß, Füllstoff grau, Rückseite grau, 350 g/m2.
    • Pappe D: Multiprint GD2 von Smurfit Kappa Carton, eine komplette beschichtete Faltschachtelpappe, Oberseite leicht holzhaltig weiß, Füllstoff grau, Rückseite grau, 350 g/m2.
    • Pappe E: Serviboard GD2 von RenoDeMedici, eine komplette Faltschachtelpappe, Rückseite grau, mit 300 g/m2.
    • Pappe F: Serviliner GD von RenoDeMedici, eine komplette beschichtete Faltschachtelpappe, Rückseite grau, mit 250 g/m2.
  • Eine Vorbeschichtungsschicht aus Styrol-Butadien-Latex wurde unter Verwendung einer Spiralrakel mit 24 µm Nassablage auf die verschiedenen Pappesorten aufgetragen. Das Ergebnis war eine etwa 12 µm dicke Trockenschicht nach dem Trocknen bei 105°C in einem Ofen für 3 Minuten. Eine Xylan-basierte Beschichtung mit 70% Arabinoxylan, das aus Gerstenschalen isoliert wurde, und 30% Xylit wurde auf die Oberseite der Vorbeschichtung mit einer Drahtrakel mit 80 µm Nassablage aufgetragen. Das Ergebnis war eine etwa 8 µm dicke Trockenschicht nach dem Trocknen bei 105°C in einem Ofen für 3 Minuten.
  • Die Migration von den Pappesorten, mit und ohne Xylan-basierter Beschichtung auf der Oberseite, in Tenax (modifiziertes Polyphenylenoxid) bei 40°C wurde nach der Norm DIN EN 14338 gemessen. Tenax ist ein Simulationsmittel für trockene und fettige Lebensmittel. Tenax stand mit der beschichteten Seite in Kontakt. Nach 10 Tagen wurden die flüchtigen Substanzen, die von Tenax adsorbiert wurden, mit Diethylether extrahiert und mittels Gaschromatographie und massenspektrometrischer Detektion in Bezug auf deuteriertes Nonadecan (C19) als interner Standard zusammengefasst. Zur Identifizierung von weiteren Signalen im Chromatogramm wurde eine handelsübliche Massenspektrenbibliothek verwendet und ebenfalls in Bezug auf den internen Standard quantifiziert. Die Nachweisgrenze der Gesamtmigration betrug 0,1 mg/dm2.
  • Folgende Gesamtmigrationen wurden erfasst:
    Probe Gesamtmigration (mg/dm2)
    Pappe A 0,14
    Xylan-beschichtete Pappe A n. e.1
    Pappe B 0,35
    Xylan-beschichtete Pappe B n. e.1
    Pappe C 0,76
    Xylan-beschichtete Pappe C n. e.1
    Pappe D 0,74
    Xylan-beschichtete Pappe D n. e.1
    Pappe E 0,97
    Xylan-beschichtete Pappe E n. e.1
    Pappe F 0,91
    Xylan-beschichtete Pappe F n. e.1
    1Nicht ermittelbar, d. h. unterhalb der Nachweisgrenze von 0,1 mg/dm2.
  • Darüber hinaus konnten einige Substanzen für einige Proben ermittelt werden.
  • Für Pappe A wurden gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe in Mengen zwischen 0,001 mg/dm2 und 0,036 mg/dm2 (insgesamt 0,14 mg/dm2) festgestellt.
  • Für Pappe B wurden gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe in Mengen zwischen 0,001 mg/dm2 und 0,078 mg/dm2 (insgesamt 0,34 mg/dm2) festgestellt. Darüber hinaus wurde ein Fettsäureester in einer Menge von 0,002 mg/dm2 erfasst.
  • Für Pappe C konnten folgende Substanzen identifiziert werden:
    2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandiol-di-isobutyrat (TXIB) 0,004 mg/dm2
    Isopropyllaurat (IPL) 0,015 mg/dm2
    Diisopropylnaphtalen (DIPN) 0,10 mg/dm2
    Diisobutylphtalat (DIBP) 0,009 mg/dm2
    Fettsäureester 0,009 mg/dm2
  • Als weitere Signale wurden für Pappe C gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe in Mengen zwischen 0,001 mg/dm2 und 0,021 mg/dm2 (insgesamt 0,13 mg/dm2) festgestellt.
  • Für Pappe D konnten folgende Substanzen identifiziert werden:
    2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandiol-di-isobutyrat (TXIB) 0,002 mg/dm2
    Isopropyllaurat (IPL) 0,006 mg/dm2
    Diisopropylnaphtalen (DIPN) 0,022 mg/dm2
    Diisobutylphtalat (DIBP) 0,006 mg/dm2
    Fettsäureester 0,009 mg/dm2
  • Als weitere Signale wurden für Pappe D gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe in Mengen zwischen 0,001 mg/dm2 und 0,022 mg/dm2 (insgesamt 0,13 mg/dm2) festgestellt.
  • Für Pappe E konnten folgende Substanzen identifiziert werden:
    Isopropyllaurat (IPL) 0,022 mg/dm2
    Diisopropylnaphtalen (DIPN) 0,115 mg/dm2
    Diisobutylphtalat (DIBP) 0,003 mg/dm2
    Fettsäureester 0,004 mg/dm2
  • Als weitere Signale wurden für Pappe E gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe in Mengen zwischen 0,001 mg/dm2 und 0,026 mg/dm2 (insgesamt 0,15 mg/dm2) festgestellt.
  • Für Pappe F konnten folgende Substanzen identifiziert werden:
    Isopropyllaurat (IPL) 0,022 mg/dm2
    2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandiol-di-isobutyrat (TXIB) 0,003 mg/dm2
    Diisopropylnaphtalen (DIPN) 0,02 mg/dm2
    Fettsäureester 0,01 mg/dm2
  • Als weitere Signale wurden für Pappe F gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe in Mengen zwischen 0,001 mg/dm2 und 0,023 mg/dm2 (insgesamt 0,14 mg/dm2) festgestellt.
  • Für die beschichteten Pappesorten zeigten nur Pappe D, E und F Signale.
  • Aus der beschichteten Pappe D hatten Spuren eines gesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffs, insgesamt 0,001 mg/dm2, migriert.
  • Für die beschichtete Pappe E konnten folgende Substanzen identifiziert werden:
    Isopropyllaurat (IPL) 0,012 mg/dm2
    Diisopropylnaphtalen (DIPN) 0,011 mg/dm2
  • Als weitere Signale wurden für die beschichtete Pappe E gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe in einer Gesamtmenge von 0,003 mg/dm2 festgestellt.
  • Für die beschichtete Pappe F konnten folgende Substanzen identifiziert werden:
    Isopropyllaurat (IPL) 0,013 mg/dm2
    Fettsäureester 0,001 mg/dm2
  • Als weitere Signale wurden für die beschichtete Pappe F gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe in einer Gesamtmenge von 0,004 mg/dm2 festgestellt.
  • Es ist ersichtlich, dass eine Xylan-basierte Beschichtung, die auf wiederverwertete Pappesorten aufgetragen wird, als sehr effiziente Migrationsbarriere wirkt und die Migration von Substanzen aus der wiederverwerteten Pappe verhindert. Dieses Ergebnis wurde für alle verschiedenen getesteten wiederverwerteten Pappesorten erhalten.
  • Beispiel 2
  • Dieses Beispiel veranschaulicht die Herstellung einer Xylan-basierten Beschichtung auf Aluminiumfolie und die Messung der Migration von der Xylan-basierten Beschichtung zu dem Nahrungsmittelsimulationsmittel.
  • Eine Vorbeschichtungsschicht auf Styrol-Butadien-Latex-Basis wurde unter Verwendung einer Spiralrakel mit 24 µm Nassablage auf die Aluminiumfolie aufgetragen. Das Ergebnis war eine etwa 12 µm dicke Trockenschicht nach dem Trocknen bei 105°C in einem Ofen für 3 Minuten. Eine Xylan-basierte Beschichtung mit 70% Arabinoxylan, das aus Gerstenschalen isoliert wurde, und 30% Xylit wurde auf die Oberseite der Vorbeschichtung mit einer Drahtrakel mit 80 µm Nassablage aufgetragen. Das Ergebnis war eine etwa 8 µm dicke Trockenschicht nach dem Trocknen bei 105°C in einem Ofen für 3 Minuten.
  • Die Migration von der Xylan-basierten Beschichtung in Tenax (modifiziertes Polyphenylenoxid) bei 40°C wurde nach der Norm DIN EN 14338 gemessen. Tenax ist ein Simulationsmittel für trockene und fettige Lebensmittel. Tenax stand mit der Beschichtung in Kontakt. Nach 10 Tagen wurden die flüchtigen Substanzen, die von Tenax adsorbiert wurden, mit Diethylether extrahiert und mittels Gaschromatographie und massenspektrometrischer Detektion in Bezug auf deuteriertes Nonadecan (C19) als interner Standard zusammengefasst. Zur Identifizierung von weiteren Signalen im Chromatogramm wurde eine handelsübliche Massenspektrenbibliothek verwendet und ebenfalls in Bezug auf den internen Standard quantifiziert.
  • Die erfasste Gesamtmigration lag unter der Nachweisgrenze, d. h. < 0,1 mg/dm2 und es wurden keine Signale festgestellt. Somit ist ersichtlich, dass die Xylan-basierte Beschichtung selbst keine Migration von Substanzen in die zu verpackenden Lebensmittel verursacht.
  • Beispiel 3
  • Dieses Beispiel veranschaulicht die Verwendung einer Xylan-basierten Beschichtungsschicht mit verschiedenen Weichmachern als Migrationsbarriere auf wiederverwerteter Pappe.
  • Folgende Pappesorte wurde in den Experimenten verwendet. Pappe E: Serviboard GD2 von RenoDeMedici, eine komplette Faltschachtelpappe, Rückseite grau, mit 300 g/m2.
  • Eine Vorbeschichtungsschicht auf Styrol-Butadien-Latex-Basis wurde unter Verwendung einer Spiralrakel mit 24 µm Nassablage auf die Pappe E aufgetragen. Das Ergebnis war eine etwa 12 µm dicke Trockenschicht nach dem Trocknen bei 105°C in einem Ofen für 3 Minuten. Eine Xylan-basierte Beschichtung mit Arabinoxylan, das aus Gerstenschalen isoliert wurde, und Weichmacher wurde auf die Oberseite der Vorbeschichtung mit einer Drahtrakel mit 80 µm Nassablage aufgetragen. Das Ergebnis war eine etwa 8 µm dicke Trockenschicht nach dem Trocknen bei 105°C in einem Ofen für 3 Minuten. Verschiedene Weichmacher und Weichmachermengen wurden entsprechend der folgenden Tabelle verwendet.
  • Die Migration von der Pappe E, mit und ohne Xylan-basierter Beschichtung auf der Oberseite, in Tenax (modifiziertes Polyphenylenoxid) bei 40°C wurde nach der Norm DIN EN 14338 gemessen. Tenax ist ein Simulationsmittel für trockene und fettige Lebensmittel. Tenax stand mit der beschichteten Seite in Kontakt. Nach 10 Tagen wurden die flüchtigen Substanzen, die von Tenax adsorbiert wurden, mit Diethylether extrahiert und mittels Gaschromatographie und massenspektrometrischer Detektion in Bezug auf deuteriertes Nonadecan (C19) als interner Standard zusammengefasst. Zur Identifizierung von weiteren Signalen im Chromatogramm wurde eine handelsübliche Massenspektrenbibliothek verwendet und ebenfalls in Bezug auf den internen Standard quantifiziert. Die Nachweisgrenze der Gesamtmigration betrug 0,1 mg/dm2.
  • Folgende Gesamtmigrationen wurden erfasst:
    Probe Weichmachertyp Weichmachermenge Gesamtmigration
    (%) (mg/dm2)
    Pappe E - - 0,97
    Xylan-beschichtete Pappe E Glycerol 10 n. e.1
    Xylan-beschichtete Pappe E2 Glycerol 20 n. e.1
    Xylan-beschichtete Pappe E Glycerol 30 n. e.1
    Xylan-beschichtete Pappe E Xylit 20 n. e.1
    Xylan-beschichtete Pappe E Xylit 30 n. e.1
    Xylan-beschichtete Pappe E Xylit 40 n. e.1
    Xylan-beschichtete Pappe E Xylit + Sorbit 20 + 20 n. e.1
    Xylan-beschichtete Pappe E Sorbit 20 n. e.1
    Xylan-beschichtete Pappe E Sorbit 30 n. e.1
    Xylan-beschichtete Pappe E Sorbit 40 n. e.1
    1Nicht ermittelbar, d. h. unterhalb der Nachweisgrenze von 0,1 mg/d2.
    2Xylan-Gehalt durch Xylan:Stärke, 2:1, ersetzt.
  • Diese Ergebnisse zeigen deutlich, dass verschiedene Arten von Weichmachern in der Migrationsbarriereüberzugsschicht verwendet werden können. Auch können unterschiedliche Mengen an Weichmacher sowie Kombinationen verschiedener Weichmacher eingesetzt werden.
  • Beispiel 4
  • Dieses Beispiel veranschaulicht die Verwendung einer Xylan-basierten Beschichtungsschicht ohne zusätzliche externe Weichmacher außer Wasser als Migrationsbarriere auf wiederverwerteter Pappe.
  • Folgende Pappesorte wurde in den Experimenten verwendet. Pappe E: Serviboard GD2 von RenoDeMedici, eine komplette Faltschachtelpappe, Rückseite grau, mit 300 g/m2.
  • Eine Vorbeschichtungsschicht auf Styrol-Butadien-Latex-Basis wurde unter Verwendung einer Spiralrakel mit 24 µm Nassablage auf die Pappe E aufgetragen. Das Ergebnis war eine etwa 12 µm dicke Trockenschicht nach dem Trocknen bei 105°C in einem Ofen für 3 Minuten. Eine Xylan-basierte Beschichtung mit Arabinoxylan, das aus Gerstenschalen in Wasser isoliert wurde, wurde auf die Oberseite der Vorbeschichtung mit einer Drahtrakel mit 80 µm Nassablage aufgetragen. Das Ergebnis war eine etwa 8 µm dicke Trockenschicht nach dem Trocknen bei 105°C in einem Ofen für 3 Minuten.
  • Die Migration von der Pappe E, mit und ohne Xylan-basierter Beschichtung auf der Oberseite, in Tenax (modifiziertes Polyphenylenoxid) bei 40°C wurde nach der Norm DIN EN 14338 gemessen. Tenax ist ein Simulationsmittel für trockene und fettige Lebensmittel. Tenax stand mit der beschichteten Seite in Kontakt. Nach 10 Tagen wurden die flüchtigen Substanzen, die von Tenax adsorbiert wurden, mit Diethylether extrahiert und mittels Gaschromatographie und massenspektrometrischer Detektion in Bezug auf deuteriertes Nonadecan (C19) als interner Standard zusammengefasst. Zur Identifizierung von weiteren Signalen im Chromatogramm wurde eine handelsübliche Massenspektrenbibliothek verwendet und ebenfalls in Bezug auf den internen Standard quantifiziert. Die Nachweisgrenze der Gesamtmigration betrug 0,1 mg/dm2.
  • Folgende Gesamtmigrationen wurden erfasst:
    Probe Gesamtmigration (mg/dm2)
    Pappe E 0,97
    Xylan-beschichtete Pappe E n. e.1
    1Nicht ermittelbar, d. h. unterhalb der Nachweisgrenze von 0,1 mg/dm2.
  • Diese Ergebnisse zeigen, dass sogar eine Beschichtungsschicht ohne zusätzliche hinzugefügte externe Weichmacher außer Wasser eine hervorragende Migrationsbarriere auf wiederverwerteter Pappe bietet.
  • Beispiel 5
  • Dieses Beispiel veranschaulicht die Verwendung einer Xylan-basierten Migrationssperre auf wiederverwerteter Pappe bei verschiedenen Temperaturen.
  • Folgende Pappesorte wurde in den Experimenten verwendet. Pappe E: Serviboard GD2 von RenoDeMedici, eine komplette Faltschachtelpappe, Rückseite grau, mit 300 g/m2.
  • Eine Vorbeschichtungsschicht auf Styrol-Butadien-Latex-Basis wurde unter Verwendung einer Spiralrakel mit 24 µm Nassablage auf die Pappe E aufgetragen. Das Ergebnis war eine etwa 12 µm dicke Trockenschicht nach dem Trocknen bei 105°C in einem Ofen für 3 Minuten. Eine Xylan-basierte Beschichtung mit 70% Arabinoxylan, das aus Gerstenschalen isoliert wurde, und 30% Xylit wurde auf die Oberseite der Vorbeschichtung mit einer Drahtrakel mit 80 µm Nassablage aufgetragen. Das Ergebnis war eine etwa 8 µm dicke Trockenschicht nach dem Trocknen bei 105°C in einem Ofen für 3 Minuten.
  • Die Migration von der Pappe E, mit und ohne Xylan-basierter Beschichtung auf der Oberseite, in Tenax (modifiziertes Polyphenylenoxid) bei 40°C und bei 60°C wurde nach der Norm DIN EN 14338 gemessen. Tenax ist ein Simulationsmittel für trockene und fettige Lebensmittel. Tenax stand mit der beschichteten Seite in Kontakt. Nach 10 Tagen wurden die flüchtigen Substanzen, die von Tenax adsorbiert wurden, mit Diethylether extrahiert und mittels Gaschromatographie und massenspektrometrischer Detektion in Bezug auf deuteriertes Nonadecan (C19) als interner Standard zusammengefasst. Zur Identifizierung von weiteren Signalen im Chromatogramm wurde eine handelsübliche Massenspektrenbibliothek verwendet und ebenfalls in Bezug auf den internen Standard quantifiziert. Die Nachweisgrenze der Gesamtmigration betrug 0,1 mg/dm2.
  • Folgende Gesamtmigrationen wurden erfasst:
    Probe Bedingungen Gesamtmigration (mg/dm2)
    Pappe E 40°C, 10 Tage 0,97
    Xylan-beschichtete Pappe E 40°C, 10 Tage n. e.1
    Pappe E 60°C, 10 Tage 1,6
    Xylan-beschichtete Pappe E 60°C, 10 Tage 0,11
    1Nicht ermittelbar, d. h. unterhalb der Nachweisgrenze von 0,1 mg/dm2.
  • Darüber hinaus konnten einige Substanzen für die Proben ermittelt werden.
  • Für Pappe E konnten die folgenden Substanzen nach 10 Tagen bei 40°C ermittelt werden:
    Isopropyllaurat (IPL) 0,022 mg/dm2
    Diisopropylnaphtalen (DIPN) 0,115 mg/dm2
    Diisobutylphtalat (DIBP) 0,003 mg/dm2
    Fettsäureester 0,004 mg/dm2
  • Als weitere Signale wurden für Pappe E nach 10 Tagen bei 40°C gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe in Mengen zwischen 0,001 mg/dm2 und 0,026 mg/dm2 (insgesamt 0,15 mg/dm2) festgestellt.
  • Für die beschichtete Pappe E konnten die folgenden Substanzen nach 10 Tagen bei 40°C ermittelt werden:
    Isopropyllaurat (IPL) 0,012 mg/dm2
    Diisopropylnaphtalen (DIPN) 0,011 mg/dm2
  • Als weitere Signale wurden für die beschichtete Pappe E nach 10 Tagen bei 40°C gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe in einer Gesamtmenge von 0,003 mg/dm2 festgestellt.
  • Für Pappe E konnten die folgenden Substanzen nach 10 Tagen bei 60°C ermittelt werden:
    Alkene und Spuren von Alkylbenzen 0,070 mg/dm2
    Isopropyllaurat (IPL) 0,031 mg/dm2
    Diisopropylnaphtalen (DIPN) 0,186 mg/dm2
    Diisobutylphtalat (DIBP) 0,005 mg/dm2
    Fettsäureester 0,015 mg/dm2
    Di-(2-ethylhexyl)adipat (DEHA) 0,007 mg/dm2
    Ethylhexylphtalat (EHP) 0,018 mg/dm2
  • Als weitere Signale wurden für die Pappe E nach 10 Tagen bei 60°C gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe in einer Gesamtmenge von 0,156 mg/dm2 festgestellt.
  • Für die beschichtete Pappe E konnten die folgenden Substanzen nach 10 Tagen bei 60°C ermittelt werden:
    Alkene und Spuren von Alkylbenzen 0,064 mg/dm2
    Isopropyllaurat (IPL) 0,005 mg/dm2
    Diisopropylnaphtalen (DIPN) 0,020 mg/dm2
  • Als weitere Signale wurden für die beschichtete Pappe E nach 10 Tagen bei 60°C gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe in einer Gesamtmenge von 0,015 mg/dm2 festgestellt.
  • Diese Ergebnisse zeigen, dass die Xylan-basierte Beschichtungsschicht auch bei härteren Bedingungen, wie erhöhter Temperatur, als effiziente Migrationsbarriere wirkt.
  • Beispiel 6
  • Dieses Beispiel zeigt die Migration von wiederverwerteten Fasern durch Xylan-basierte Beschichtungsschichten unterschiedlicher Dicken.
  • Folgende Pappesorte wurde in den Experimenten verwendet. Pappe E: Serviboard GD2 von RenoDeMedici, eine komplette Faltschachtelpappe, Rückseite grau, mit 300 g/m2.
  • Eine Vorbeschichtungsschicht auf Styrol-Butadien-Latex-Basis wurde unter Verwendung einer Spiralrakel mit 24 µm und 12 µm Nassablage auf die Pappe E aufgetragen. Das Ergebnis war eine etwa 12 µm und 6 µm dicke Trockenschicht nach dem Trocknen bei 105°C in einem Ofen für 3 Minuten. Eine Xylan-basierte Beschichtung mit 70% Arabinoxylan, das aus Gerstenschalen isoliert wurde, und 30% Xylit wurde auf die Oberseite der Vorbeschichtung mit einer Drahtrakel mit 80 µm, 50 µm und 24 µm Nassablage aufgetragen. Das Ergebnis war eine etwa 8 µm, 5 µm und 2 µm dicke Trockenschicht nach dem Trocknen bei 105°C in einem Ofen für 3 Minuten.
  • Die Migration von der Pappe E, mit und ohne Xylan-basierter Beschichtung auf der Oberseite, in Tenax (modifiziertes Polyphenylenoxid) bei 40°C wurde nach der Norm DIN EN 14338 gemessen. Tenax ist ein Simulationsmittel für trockene und fettige Lebensmittel. Tenax stand mit der beschichteten Seite in Kontakt. Nach 10 Tagen wurden die flüchtigen Substanzen, die von Tenax adsorbiert wurden, mit Diethylether extrahiert und mittels Gaschromatographie und massenspektrometrischer Detektion in Bezug auf deuteriertes Nonadecan (C19) als interner Standard zusammengefasst. Zur Identifizierung von weiteren Signalen im Chromatogramm wurde eine handelsübliche Massenspektrenbibliothek verwendet und ebenfalls in Bezug auf den internen Standard quantifiziert. Die Nachweisgrenze der Gesamtmigration betrug 0,1 mg/dm2.
  • Folgende Gesamtmigrationen wurden erfasst:
    Probe Dicke der Xylan-basierten Beschichtung (μm) Gesamtmigration (mg/dm2)
    Pappe E 0 0,97
    Xylan-beschichtete Pappe E mit 6 µm Vorbeschichtung 5 n. e.1
    Xylan-beschichtete Pappe E mit 6 µm Vorbeschichtung 2 0,14
    Xylan-beschichtete Pappe E mit 12 µm Vorbeschichtung 8 n. e.1
    Xylan-beschichtete Pappe E mit 12 µm Vorbeschichtung 5 n. e.1
    Xylan-beschichtete Pappe E mit 12 µm Vorbeschichtung 2 0,15
    1 Nicht ermittelbar, d. h. unterhalb der Nachweisgrenze von 0,1 mg/dm2.
  • Darüber hinaus konnten einige Substanzen für die Proben ermittelt werden.
  • Für Pappe E konnten die folgenden Substanzen nach 10 Tagen bei 40°C ermittelt werden:
    Isopropyllaurat (IPL) 0,020 mg/dm2
    Diisopropylnaphtalen (DIPN) 0,115 mg/dm2
    Diisobutylphtalat (DIBP) 0,003 mg/dm2
    Fettsäureester 0,004 mg/dm2
  • Als weitere Signale wurden für Pappe E nach 10 Tagen bei 40°C gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe in Mengen zwischen 0,001 mg/dm2 und 0,026 mg/dm2 (insgesamt 0,15 mg/dm2) festgestellt.
  • Von der beschichteten Pappe E mit einer 6 µm dicken Vorbeschichtung und einer 5 µm dicken Xylan-basierten Beschichtung konnten gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe in einer Gesamtmenge von 0,006 mg/dm2 nach 10 Tagen bei 40°C ermittelt werden.
  • Von der beschichteten Pappe E mit einer 6 µm dicken Vorbeschichtung und einer 2 µm dicken Xylan-basierten Beschichtung konnten gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe in einer Gesamtmenge von 0,037 mg/dm2 nach 10 Tagen bei 40°C ermittelt werden.
  • Von der beschichteten Pappe E mit einer 12 µm dicken Vorbeschichtung und einer 2 µm dicken Xylan-basierten Beschichtung konnten die folgenden Substanzen nach 10 Tagen bei 40°C ermittelt werden:
    Isopropyllaurat (IPL) 0,012 mg/dm2
    Diisopropylnaphtalen (DIPN) 0,011 mg/dm2
  • Als weitere Signale wurden für die beschichtete Pappe E mit einer 12 µm dicken Vorbeschichtung und einer 8 µm dicken Xylan-basierten Beschichtung gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe in einer Gesamtmenge von 0,003 mg/dm2 nach 10 Tagen bei 40°C ermittelt:
    Von der beschichteten Pappe E mit einer 12 µm dicken Vorbeschichtung und einer 5 µm dicken Xylan-basierten Beschichtung konnten die folgenden Substanzen nach 10 Tagen bei 40°C ermittelt werden:
    Isopropyllaurat (IPL) 0,005 mg/dm2
    Diisopropylnaphtalen (DIPN) 0,002 mg/dm2
  • Als weitere Signale wurden für die beschichtete Pappe E mit einer 12 µm dicken Vorbeschichtung und einer 5 µm dicken Xylan-basierten Beschichtung gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe in einer Gesamtmenge von 0,007 mg/dm2 nach 10 Tagen bei 40°C ermittelt:
    Von der beschichteten Pappe E mit einer 12 µm dicken Vorbeschichtung und einer 2 µm dicken Xylan-basierten Beschichtung konnten die folgenden Substanzen nach 10 Tagen bei 40°C ermittelt werden:
    Isopropyllaurat (IPL) 0,010 mg/dm2
    Diisopropylnaphtalen (DIPN) 0,022 mg/dm2
  • Als weitere Signale wurden für die beschichtete Pappe E mit einer 12 µm dicken Vorbeschichtung und einer 2 µm dicken Xylan-basierten Beschichtung gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe in einer Gesamtmenge von 0,032 mg/dm2 nach 10 Tagen bei 40°C ermittelt:
    Die Xylan-basierte Beschichtungsschicht wirkt als effiziente Migrationsbarriere, auch wenn Beschichtungsschichten verwendet werden, die dünner als 8 µm, wie z. B. 5 µm oder 2 µm sind.
  • Beispiel 7
  • Dieses Beispiel veranschaulicht die Migration durch Xylan-basierte Beschichtungsschichten mit und ohne Vorbeschichtungsschicht und die Migration von einer Pappe, die nur mit der Vorbeschichtungsschicht beschichtet ist.
  • Tests haben gezeigt, dass in einigen Fällen bessere Ergebnisse bei Verwendung einer Vorbeschichtungsschicht erzielt werden, auf die die Beschichtung aufgetragen wird. Die Vorbeschichtung erzeugt eine homogenere und glatte Oberfläche. Durch die Verwendung einer Vorbeschichtung kann auch die Neigung des Einziehens einer wäßrigen Beschichtungsaufschlämmung in das Substrat reduziert werden. Folglich kann manchmal eine dünnere Beschichtungsschicht verwendet werden, um Barriereeigenschaften zu erhalten, wenn eine Vorbeschichtungsschicht darunter aufgetragen wurde.
  • Folgende Pappesorte wurde in den Experimenten verwendet. Pappe E: Serviboard GD2 von RenoDeMedici, eine komplette Faltschachtelpappe, Rückseite grau, mit 300 g/m2.
  • Eine Vorbeschichtungsschicht auf Styrol-Butadien-Latex-Basis wurde unter Verwendung einer Spiralrakel mit 24 µm Nassablage auf die Pappe E aufgetragen. Das Ergebnis war eine etwa 12 µm dicke Trockenschicht nach dem Trocknen bei 105°C in einem Ofen für 3 Minuten. Eine Xylan-basierte Beschichtung mit 70% Arabinoxylan, das aus Gerstenschalen isoliert wurde, und 30% Xylit wurde auf die Oberseite der Vorbeschichtung mit einer Drahtrakel mit 80 µm Nassablage aufgetragen. Das Ergebnis war eine etwa 8 µm dicke Trockenschicht nach dem Trocknen bei 105°C in einem Ofen für 3 Minuten. Eine Xylan-basierte Beschichtung mit 70% Arabinoxylan, das aus Gerstenschalen isoliert wurde, und 30% Xylit wurde auch direkt auf die Pappe E mit einer Drahtrakel mit 80 µm und 50 µm Nassablage aufgetragen. Das Ergebnis war eine etwa 8 µm und 5 µm dicke Trockenschicht nach dem Trocknen bei 105°C in einem Ofen für 3 Minuten. Einige Proben von Pappe E mit nur der Vorbeschichtung wurden ebenfalls analysiert.
  • Die Migration von Pappe E ohne zusätzliche Beschichtung, nur mit der Vorbeschichtung, nur mit der Xylan-basierten Beschichtung und sowohl mit der Vorbeschichtung als auch der Xylan-basierten Beschichtung in Tenax (modifiziertes Polyphenylenoxid) bei 40°C wurde nach DIN EN 14338 gemessen. Tenax ist ein Simulationsmittel für trockene und fettige Lebensmittel. Tenax stand mit der beschichteten Seite in Kontakt. Nach 10 Tagen wurden die flüchtigen Substanzen, die von Tenax adsorbiert wurden, mit Diethylether extrahiert und mittels Gaschromatographie und massenspektrometrischer Detektion in Bezug auf deuteriertes Nonadecan (C19) als interner Standard zusammengefasst. Zur Identifizierung von weiteren Signalen im Chromatogramm wurde eine handelsübliche Massenspektrenbibliothek verwendet und ebenfalls in Bezug auf den internen Standard quantifiziert. Die Nachweisgrenze der Gesamtmigration betrug 0,1 mg/dm2. Folgende Gesamtmigrationen wurden erfasst:
    Probe Gesamtmigration (mg/dm2)
    Pappe E 0,97
    Pappe E mit Vorbeschichtung 1,1
    Pappe E mit 5 µm Xylan-basierter Beschichtung n. e.1
    Pappe E mit 8 µm Xylan-basierter Beschichtung n. e.1
    Pappe E mit Vorbeschichtung und 8 µm Xylan-basierter Beschichtung n. e.1
    1Nicht ermittelbar, d. h. unterhalb der Nachweisgrenze von 0,1 mg/dm2.
  • Darüber hinaus konnten einige Substanzen für die Proben ermittelt werden.
  • Für Pappe E ohne zusätzliche Beschichtung konnten die folgenden Substanzen nach 10 Tagen bei 40°C ermittelt werden:
    Isopropyllaurat (IPL) 0,022 mg/dm2
    Diisopropylnaphtalen (DIPN) 0,115 mg/dm2
    Diisobutylphtalat (DIBP) 0,003 mg/dm2
    Fettsäureester 0,004 mg/dm2
  • Als weitere Signale wurden für Pappe E ohne zusätzliche Beschichtung nach 10 Tagen bei 40°C gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe in Mengen zwischen 0,001 mg/dm2 und 0,026 mg/dm2 (insgesamt 0,15 mg/dm2) festgestellt.
  • Für Pappe E nur mit der Vorbeschichtung konnten die folgenden Substanzen nach 10 Tagen bei 40°C ermittelt werden:
    Isopropyllaurat (IPL) 0,024 mg/dm2
    Diisopropylnaphtalen (DIPN) 0,118 mg/dm2
    Diisobutylphtalat (DIBP) 0,005 mg/dm2
    Fettsäureester 0,017 mg/dm2
    Ethylhexylphtalat (EHP) 0,008 mg/dm2
  • Als weitere Signale wurden für die Pappe E nur mit der Vorbeschichtung nach 10 Tagen bei 40°C gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe in einer Gesamtmenge von 0,093 mg/dm2 festgestellt.
  • Von Pappe E nur mit der 5 µm dicken Xylan-basierten Beschichtung konnten gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe in einer Gesamtmenge von 0,006 mg/dm2 nach 10 Tagen bei 40°C ermittelt werden.
  • Für Pappe E nur mit der 8 µm dicken Xylan-basierten Beschichtung konnten die folgenden Substanzen nach 10 Tagen bei 40°C ermittelt werden:
    Isopropyllaurat (IPL) 0,002 mg/dm2
    Diisopropylnaphtalen (DIPN) 0,005 mg/dm2
  • Als weitere Signale wurden für Pappe E nur mit der 8 µm dicken Xylan-basierten Beschichtung konnten gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe in einer Gesamtmenge von 0,007 mg/dm2 nach 10 Tagen bei 40°C ermittelt.
  • Für Pappe E mit der Vorbeschichtung und der 8 µm dicken Xylan-basierten Beschichtung konnten die folgenden Substanzen nach 10 Tagen bei 40°C ermittelt werden:
    Isopropyllaurat (IPL) 0,012 mg/dm2
    Diisopropylnaphtalen (DIPN) 0,011 mg/dm2
  • Als weitere Signale wurden für Pappe E mit der Vorbeschichtung und der 8 µm dicken Xylan-basierten Beschichtung konnten gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe in einer Gesamtmenge von 0,003 mg/dm2 nach 10 Tagen bei 40°C ermittelt.
  • Dieses Beispiel zeigt deutlich, dass die Vorbeschichtung an sich nicht als Migrationsbarriere auf der wiederverwerteten Pappe wirkt. Es wurde überraschenderweise festgestellt, dass die Xylan-basierte Beschichtung sogar ohne darunter befindlicher Vorbeschichtungsschicht eine äußerst effiziente Migrationsbarriere darstellt. Eine Beschichtung von nur 8 µm oder 5 µm reicht aus, um die Gesamtmigration aus der wiederverwerteten Pappe auf einen Wert unterhalb der Nachweisgrenze zu verringern und es kann angenommen werden, dass sogar dünnere Schichten, z. B. weniger als 2 µm bei einigen Anwendungen ausreichend sind, um eine effiziente Migrationsbarriere zu bilden.
  • Beispiel 8
  • Dieses Beispiel zeigt die Migration von wiederverwerteter Pappe durch eine LDPE Beschichtungsschicht.
  • Folgende Pappesorte wurde in den Experimenten verwendet. Pappe E: Serviboard GD2 von RenoDeMedici, eine komplette Faltschachtelpappe, Rückseite grau, mit 300 g/m2.
  • Die Pappe war mit einer 20 µm dicken Schicht aus LDPE CA7230 von Borealis extrusionsbeschichtet.
  • Die Migration von der Pappe E, mit und ohne LDPE-Beschichtung, in Tenax (modifiziertes Polyphenylenoxid) bei 40°C wurde nach der Norm DIN EN 14338 gemessen. Tenax ist ein Simulationsmittel für trockene und fettige Lebensmittel. Tenax stand mit der beschichteten Seite in Kontakt. Nach 10 Tagen wurden die flüchtigen Substanzen, die von Tenax adsorbiert wurden, mit Diethylether extrahiert und mittels Gaschromatographie und massenspektrometrischer Detektion in Bezug auf deuteriertes Nonadecan (C19) als interner Standard zusammengefasst. Zur Identifizierung von weiteren Signalen im Chromatogramm wurde eine handelsübliche Massenspektrenbibliothek verwendet und ebenfalls in Bezug auf den internen Standard quantifiziert.
  • Folgende Gesamtmigrationen wurden erfasst:
    Probe Gesamtmigration (mg/dm2)
    Pappe E 0,97
    Pappe E mit LDPE 1,1
  • Darüber hinaus konnten einige Substanzen für die Proben ermittelt werden.
  • Für Pappe E ohne zusätzliche Beschichtung konnten die folgenden Substanzen nach 10 Tagen bei 40°C ermittelt werden:
    Isopropyllaurat (IPL) 0,022 mg/dm2
    Diisopropylnaphtalen (DIPN) 0,115 mg/dm2
    Diisobutylphtalat (DIBP) 0,003 mg/dm2
    Fettsäureester 0,004 mg/dm2
  • Als weitere Signale wurden für Pappe E ohne zusätzliche Beschichtung nach 10 Tagen bei 40°C gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe in Mengen zwischen 0,001 mg/dm2 und 0,026 mg/dm2 (insgesamt 0,15 mg/dm2) festgestellt.
  • Für Pappe E mit LDPE-Beschichtung konnten die folgenden Substanzen nach 10 Tagen bei 40°C ermittelt werden:
    Isopropyllaurat (IPL) 0,022 mg/dm2
    Diisopropylnaphtalen (DIPN) 0,167 mg/dm2
    Fettsäureester 0,011 mg/dm2
  • Als weitere Signale wurden für die Pappe E mit der LDPE-Beschichtung nach 10 Tagen bei 40°C gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe in einer Gesamtmenge von 0,097 mg/dm2 festgestellt.
  • Dieses Beispiel zeigt deutlich, dass LDPE nicht als Migrationsbarriere wirkt, wenn es auf die wiederverwertete Pappe aufgetragen wird.
  • Beispiel 9
  • Dieses Beispiel zeigt die Migration durch Xylan-basierte Beschichtungsschichten unterschiedlicher Herkunft.
  • Folgende Pappesorte wurde in den Experimenten verwendet. Pappe E: Serviboard GD2 von RenoDeMedici, eine komplette Faltschachtelpappe, Rückseite grau, mit 300 g/m2.
  • Eine Vorbeschichtung, die auf Styrol-Butadien-Latex basiert, wurde unter Verwendung einer Spiralrakel mit 24 µm Nassablage auf die verschiedenen Pappesorten aufgetragen. Das Ergebnis war eine etwa 12 µm dicke Trockenschicht nach dem Trocknen bei 105°C in einem Ofen für 3 Minuten. Eine Xylan-basierte Beschichtung mit 70% Arabinoxylan, das aus Gerstenschalen isoliert wurde, und 30% Xylit wurde auf die Oberseite der Vorbeschichtung mit einer Drahtrakel mit 80 µm Nassablage aufgetragen. Das Ergebnis war eine etwa 8 µm dicke Trockenschicht nach dem Trocknen bei 105°C in einem Ofen für 3 Minuten. Eine Xylan-basierte Beschichtung mit 70% Arabinoxylan, das aus Weizen isoliert wurde, und 30% Xylit wurde auf die Oberseite der Vorbeschichtung mit einer Drahtrakel mit 80 µm Nassablage aufgetragen. Das Ergebnis war eine etwa 8 µm dicke Trockenschicht nach dem Trocknen bei 105°C in einem Ofen für 3 Minuten. Eine Xylan-basierte Beschichtung mit 70% Glucuronoxylan, das aus Espenholz isoliert wurde, und 30% Xylit wurde auf die Oberseite der Vorbeschichtung mit einer Drahtrakel mit 80 µm Nassablage aufgetragen. Das Ergebnis war eine etwa 8 µm dicke Trockenschicht nach dem Trocknen bei 105°C in einem Ofen für 3 Minuten.
  • Die Migration von der Pappe E, mit und ohne Xylan-basierter Beschichtung, in Tenax (modifiziertes Polyphenylenoxid) bei 40°C wurde nach der Norm DIN EN 14338 gemessen. Tenax ist ein Simulationsmittel für trockene und fettige Lebensmittel. Tenax stand mit der beschichteten Seite in Kontakt. Nach 10 Tagen wurden die flüchtigen Substanzen, die von Tenax adsorbiert wurden, mit Diethylether extrahiert und mittels Gaschromatographie und massenspektrometrischer Detektion in Bezug auf deuteriertes Nonadecan (C19) als interner Standard zusammengefasst. Zur Identifizierung von weiteren Signalen im Chromatogramm wurde eine handelsübliche Massenspektrenbibliothek verwendet und ebenfalls in Bezug auf den internen Standard quantifiziert. Die Nachweisgrenze der Gesamtmigration betrug 0,1 mg/dm2.
  • Folgende Gesamtmigrationen wurden erfasst:
    Probe Xylan-Herkunft Gesamtmigration (mg/dm2)
    Pappe E - 0,97
    Pappe E mit Xylan-basierter Beschichtung Gerste n. e.1
    Pappe E mit Xylan-basierter Beschichtung Weizen n. e.1
    Pappe E mit Xylan-basierter Beschichtung Espenholz n. e.
    1Nicht ermittelbar, d. h. unterhalb der Nachweisgrenze von 0,1 mg/dm2.
  • Darüber hinaus konnten einige Substanzen für einige Proben ermittelt werden.
  • Für Pappe E ohne zusätzliche Beschichtung konnten die folgenden Substanzen nach 10 Tagen bei 40°C ermittelt werden:
    Isopropyllaurat (IPL) 0,022 mg/dm2
    Diisopropylnaphtalen (DIPN) 0,115 mg/dm2
    Diisobutylphtalat (DIBP) 0,003 mg/dm2
    Fettsäureester 0,004 mg/dm2
  • Als weitere Signale wurden für Pappe E ohne zusätzliche Beschichtung nach 10 Tagen bei 40°C gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe in Mengen zwischen 0,001 mg/dm2 und 0,026 mg/dm2 (insgesamt 0,15 mg/dm2) festgestellt.
  • Für Pappe E mit Gerste-Xylan-basierter Beschichtung konnten die folgenden Substanzen nach 10 Tagen bei 40°C ermittelt werden:
    Isopropyllaurat (IPL) 0,012 mg/dm2
    Diisopropylnaphtalen (DIPN) 0,011 mg/dm2
  • Als weitere Signale wurden für die Pappe E mit der Gerste-Xylan-basierten Beschichtung nach 10 Tagen bei 40°C gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe in einer Gesamtmenge von 0,003 mg/dm2 festgestellt.
  • Von Pappe E mit Weizen-Xylan-basierter Beschichtung und Espenholz-Xylan-basierter Beschichtung konnten keine Signale erfasst werden.
  • Diese Ergebnisse zeigen, dass Xylane aus unterschiedlichen Quellen verwendet werden können, um eine ausgezeichnete Migrationsbarriere auf wiederverwerteter Pappe zu bieten.
  • Beispiel 10
  • Dieses Beispiel veranschaulicht die Migration durch eine Xylan-basierte Beschichtungsschicht, die einen anorganischen Füllstoff enthält.
  • Folgende Pappesorte wurde in den Experimenten verwendet. Pappe E: Serviboard GD2 von RenoDeMedici, eine komplette Faltschachtelpappe, Rückseite grau, mit 300 g/m2.
  • Eine Vorbeschichtung, die auf Styrol-Butadien-Latex basiert, wurde unter Verwendung einer Spiralrakel mit 24 µm Nassablage auf die verschiedenen Pappesorten aufgetragen. Das Ergebnis war eine etwa 12 µm dicke Trockenschicht nach dem Trocknen bei 105°C in einem Ofen für 3 Minuten. Eine Xylan-basierte Beschichtung mit 35% Arabinoxylan, das aus Gerstenschalen isoliert wurde, 15% Xylit und 50% anorganischem Füllstoff wurde auf die Oberseite der Vorbeschichtung mit einer Drahtrakel mit 50 µm Nassablage aufgetragen. Das Ergebnis war eine etwa 8 µm dicke Trockenschicht nach dem Trocknen bei 105°C in einem Ofen für 3 Minuten. Verschiedene anorganische Füllstoffe wurden ausgewertet: Kaolinton, Calciumcarbonat und Talk.
  • Die Migration von der Pappe E, mit und ohne Xylan-basierter Beschichtung, in Tenax (modifiziertes Polyphenylenoxid) bei 40°C wurde nach der Norm DIN EN 14338 gemessen. Tenax ist ein Simulationsmittel für trockene und fettige Lebensmittel. Tenax stand mit der beschichteten Seite in Kontakt. Nach 10 Tagen wurden die flüchtigen Substanzen, die von Tenax adsorbiert wurden, mit Diethylether extrahiert und mittels Gaschromatographie und massenspektrometrischer Detektion in Bezug auf deuteriertes Nonadecan (C19) als interner Standard zusammengefasst. Zur Identifizierung von weiteren Signalen im Chromatogramm wurde eine handelsübliche Massenspektrenbibliothek verwendet und ebenfalls in Bezug auf den internen Standard quantifiziert. Die Nachweisgrenze der Gesamtmigration betrug 0,1 mg/dm2.
  • Folgende Gesamtmigrationen wurden erfasst:
    Probe Füllstoff Gesamtmigration (mg/dm2)
    Pappe E - 0,97
    Pappe E mit Xylan-basierter Beschichtung Talk n. e.1
    Pappe E mit Xylan-basierter Beschichtung. Calciumcarbonat n. e.1
    Pappe E mit Xylan-basierter Beschichtung Kaolin n. e.1
    1Nicht ermittelbar, d. h. unterhalb der Nachweisgrenze von 0,1 mg/dm2.
  • Darüber hinaus konnten einige Substanzen für einige Proben ermittelt werden.
  • Für Pappe E ohne zusätzliche Beschichtung konnten die folgenden Substanzen nach 10 Tagen bei 40°C ermittelt werden:
    Isopropyllaurat (IPL) 0,022 mg/dm2
    Diisopropylnaphtalen (DIPN) 0,115 mg/dm2
    Diisobutylphtalat (DIBP) 0,003 mg/dm2
    Fettsäureester 0,004 mg/dm2
  • Als weitere Signale wurden für Pappe E ohne zusätzliche Beschichtung nach 10 Tagen bei 40°C gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe in Mengen zwischen 0,001 mg/dm2 und 0,026 mg/dm2 (insgesamt 0,15 mg/dm2) festgestellt.
  • Für Pappe E mit Gerste-Xylan-basierter Beschichtung mit Talk konnten die folgenden Substanzen nach 10 Tagen bei 40°C ermittelt werden:
    Isopropyllaurat (IPL) 0,001 mg/dm2
  • Als weitere Signale wurden für die Pappe E mit der Gerste-Xylan-basierten Beschichtung mit Talk nach 10 Tagen bei 40°C gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe in einer Gesamtmenge von 0,001 mg/dm2 festgestellt.
  • Für Pappe E mit Xylan-basierter Beschichtung mit Kaolin und für Pappe E mit Xylan-basierten Beschichtung mit Calciumcarbonat konnten keine Signale erfasst werden.
  • Diese Ergebnisse zeigen deutlich, dass die Migrationsbarriereeigenschaften der Xylan-basierten Beschichtungen nach der Zugabe eines Füllstoffs erhalten bleiben. In diesem Beispiel wird ein hoher Füllstoffanteil von 50% verwendet. Ein niedrigerer Füllstoffgehalt ebenfalls verwendet werden, um eine Xylan-basierte Migrationsbarrierebeschichtungsschicht herzustellen. Ein Vorteil bei der Verwendung eines Füllstoffes besteht darin, dass der Trockengehalt der wässrigen Suspension erhöht werden kann bei einer geringen Erhöhung der Viskosität der Suspension. Daher ist es möglich, entweder eine dickere Beschichtung aufzubringen, wobei die verbleibende Menge an Wasser abtrocknet, oder die gleiche Menge an Material aufzubringen, wobei eine geringere Menge an Wasser abtrocknen muss. Die Trocknungsfähigkeit ist oft ein begrenzender Faktor beim Aufbringen wässriger Dispersionen, da die Trocknungszeit in industriellen Beschichtungsanlagen begrenzt ist. Darüber hinaus ist das Trocknen ein energieintensiver Prozess. Ein weiterer Vorteil der Verwendung von Füllstoff ist, dass die Kosten der Beschichtungsschicht verringert werden können.
  • Beispiel 11
  • Dieses Beispiel veranschaulicht die Migration durch eine Glucomannan-basierte Beschichtung.
  • Folgende Pappesorte wurde in den Experimenten verwendet. Pappe E: Serviboard GD2 von RenoDeMedici, eine komplette Faltschachtelpappe, Rückseite grau, mit 300 g/m2.
  • Eine Vorbeschichtung, die auf Styrol-Butadien-Latex basiert, wurde unter Verwendung einer Spiralrakel mit 24 µm Nassablage auf die verschiedenen Pappesorten aufgetragen. Das Ergebnis war eine etwa 12 µm dicke Trockenschicht nach dem Trocknen bei 105°C in einem Ofen für 3 Minuten. Eine Glucomannan-basierte Beschichtung mit 70% Konjac-Glucomannan von Megazymes und 30% Xylit wurde auf die Oberseite der Vorbeschichtung mit einer Drahtrakel mit 100 µm Nassablage aufgetragen. Das Ergebnis war eine etwa 8 µm dicke Trockenschicht nach dem Trocknen bei 105°C in einem Ofen für 3 Minuten.
  • Die Migration von der Pappe E, mit und ohne Glucomannan-basierter Beschichtung, in Tenax (modifiziertes Polyphenylenoxid) bei 40°C wurde nach der Norm DIN EN 14338 gemessen. Tenax ist ein Simulationsmittel für trockene und fettige Lebensmittel. Tenax stand mit der beschichteten Seite in Kontakt.
  • Nach 10 Tagen wurden die flüchtigen Substanzen, die von Tenax adsorbiert wurden, mit Diethylether extrahiert und mittels Gaschromatographie und massenspektrometrischer Detektion in Bezug auf deuteriertes Nonadecan (C19) als interner Standard zusammengefasst. Zur Identifizierung von weiteren Signalen im Chromatogramm wurde eine handelsübliche Massenspektrenbibliothek verwendet und ebenfalls in Bezug auf den internen Standard quantifiziert. Die Nachweisgrenze der Gesamtmigration betrug 0,1 mg/dm2.
  • Folgende Gesamtmigrationen wurden erfasst:
    Probe Gesamtmigration (mg/dm2)
    Pappe E 0,97
    Pappe E mit Glucomannan-basierter Beschichtung n. e.1
    1Nicht ermittelbar, d. h. unterhalb der Nachweisgrenze von 0,1 mg/dm2.
  • Für Pappe E ohne zusätzliche Beschichtung konnten die folgenden Substanzen nach 10 Tagen bei 40°C ermittelt werden:
    Isopropyllaurat (IPL) 0,022 mg/dm2
    Diisopropylnaphtalen (DIPN) 0,115 mg/dm2
    Diisobutylphtalat (DIBP) 0,003 mg/dm2
    Fettsäureester 0,004 mg/dm2
  • Als weitere Signale wurden für Pappe E ohne zusätzliche Beschichtung nach 10 Tagen bei 40°C gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe in Mengen zwischen 0,001 mg/dm2 und 0,026 mg/dm2 (insgesamt 0,15 mg/dm2) festgestellt.
  • Von Pappe E mit Glucomannan-basierter Beschichtung konnten keine Signale erfasst werden.
  • Diese Ergebnisse zeigen deutlich, dass die Erfindung mit verschiedenen Typen von Hemicellulosen, einschließlich Glucomannan, durchgeführt werden kann.
  • Beispiel 12
  • Dieses Beispiel veranschaulicht die Migration durch eine Xylan-basierte Beschichtung bei Verwendung von Isooctan als Simulationsmittel.
  • Folgende Pappesorte wurde in den Experimenten verwendet. Pappe E: Serviboard GD2 von RenoDeMedici, eine komplette Faltschachtelpappe, Rückseite grau, mit 300 g/m2.
  • Eine Vorbeschichtung, die auf Styrol-Butadien-Latex basiert, wurde unter Verwendung einer Spiralrakel mit 24 µm Nassablage auf die verschiedenen Pappesorten aufgetragen. Das Ergebnis war eine etwa 12 µm dicke Trockenschicht nach dem Trocknen bei 105°C in einem Ofen für 3 Minuten. Eine Xylan-basierte Beschichtung mit 70% Arabinoxylan, das aus Gerstenschalen isoliert wurde, und 30% Sorbit wurde auf die Oberseite der Vorbeschichtung mit einer Drahtrakel mit 80 µm Nassablage aufgetragen. Das Ergebnis war eine etwa 8 µm dicke Trockenschicht nach dem Trocknen bei 105°C in einem Ofen für 3 Minuten.
  • Die Migration von den Pappesorten mit und ohne Xylan-basierter Beschichtung auf der Oberseite in Isooctan wurde bei 20°C für 2 Tage gemessen. Isooctan ist ein Simulationsmittel für trockene und fettige Lebensmittel. Die Ermittlung wurde nach den Verfahrenn für die „Prüfung von Konsumgütern” durchgeführt, gemäß den Richtlinien B 80.30, 1 bis 3 (EG) der Amtlichen Sammlung von Analysenverfahren nach § 64 LFGB und nach den Vorschriften der Normenreihe EN 1186, EN 13130 und CEN/TS 14234 „Materials and articles in contact with foodstuffs – Plastics" (Materialien und Artikel, die mit Lebensmitteln in in Kontakt kommen – Kunststoffe). Isooctan stand mit der beschichteten Seite in Kontakt. Die Messungen wurden dreifach durchgeführt.
  • Folgende Gesamtmigrationen wurden erfasst:
    Probe Gesamtmigration (mg/dm2)
    Pappe E 6,6
    Xylan-beschichtete Pappe E n. e.1
    1Nicht ermittelbar, d. h. unterhalb der Nachweisgrenze von 2 mg/dm2.
  • Diese Ergebnisse zeigen, dass verschiedene Simulationsmittel für Nahrungsmittel beim Messen der Migrationsbarriereeigenschaften der Beschichtungsschichten verwendet werden können.
  • Beispiel 13
  • Dieses Beispiel veranschaulicht die Migration durch eine Xylan-basierte Beschichtung bei erhöhter relativer Luftfeuchtigkeit.
  • Folgende Pappesorte wurde in den Experimenten verwendet. Pappe E: Serviboard GD2 von RenoDeMedici, eine komplette Faltschachtelpappe, Rückseite grau, mit 300 g/m2.
  • Eine Vorbeschichtung, die auf Styrol-Butadien-Latex basiert, wurde unter Verwendung einer Spiralrakel mit 24 µm Nassablage auf die verschiedenen Pappesorten aufgetragen. Das Ergebnis war eine etwa 12 µm dicke Trockenschicht nach dem Trocknen bei 105°C in einem Ofen für 3 Minuten. Eine Xylan-basierte Beschichtung mit 35% Arabinoxylan, das aus Gerstenschalen isoliert wurde, 15% Xylit und 50% anorganischem Füllstoff wurde auf die Oberseite der Vorbeschichtung mit einer Drahtrakel mit 50 µm Nassablage aufgetragen. Das Ergebnis war eine etwa 8 µm dicke Trockenschicht nach dem Trocknen bei 105°C in einem Ofen für 3 Minuten.
  • Die Migration von der Pappe E, mit und ohne Xylan-basierter Beschichtung, in Tenax (modifiziertes Polyphenylenoxid) bei 40°C wurde nach der Norm DIN EN 14338 gemessen. Die Proben wurden bei einer erhöhten relativen Luftfeuchtigkeit (RH) von 70% % gehalten. Tenax ist ein Simulationsmittel für trockene und fettige Lebensmittel. Tenax stand mit der beschichteten Seite in Kontakt. Nach 10 Tagen wurden die flüchtigen Substanzen, die von Tenax adsorbiert wurden, mit Diethylether extrahiert und mittels Gaschromatographie und massenspektrometrischer Detektion in Bezug auf deuteriertes Nonadecan (C19) als interner Standard zusammengefasst. Zur Identifizierung von weiteren Signalen im Chromatogramm wurde eine handelsübliche Massenspektrenbibliothek verwendet und ebenfalls in Bezug auf den internen Standard quantifiziert. Die Nachweisgrenze der Gesamtmigration betrug 0,05 mg/dm2.
  • Folgende Gesamtmigrationen wurden erfasst:
    Probe Gesamtmigration (mg/dm2)
    Pappe E 0,75
    Pappe E mit Xylan-basierter Beschichtung 0,07
  • Darüber hinaus konnten einige Substanzen für einige Proben ermittelt werden.
  • Für Pappe E ohne zusätzliche Beschichtung konnten die folgenden Substanzen nach 10 Tagen bei 40°C und 70% RH ermittelt werden:
    Isopropyllaurat (IPL) 0,0070 mg/dm2
    Diisopropylnaphtalen (DIPN) 0,0177 mg/dm2
    Diisobutylphtalat (DIBP) 0,0046 mg/dm2
    Fettsäureester 0,0084 mg/dm2
    Ethylhexylphtalat (EHP) 0,0142 mg/dm2
  • Als weitere Signale wurden für die Pappe E ohne zusätzliche Beschichtung nach 10 Tagen bei 40°C und 70% RH gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe in einer Gesamtmenge von 0,1080 mg/dm2 festgestellt.
  • Für Pappe E mit der Gerste-Xylan-basierten Beschichtung wurden nach 10 Tagen bei 40°C und 70% RH gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe in einer Gesamtmenge von 0,0122 mg/dm2 festgestellt. Diese Ergebnisse zeigen, dass die Xylan-basierte Beschichtungsschicht auch bei erhöhter relativer Luftfeuchtigkeit als effiziente Migrationsbarriere wirkt.
  • GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
  • Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass der Film oder die Beschichtung biologisch abbaubar ist, wodurch das Recycling erleichtert wird.
  • Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Material auf erneuerbaren Rohstoffen basiert, welches aus umwelttechnischer Sicht günstig ist.
  • Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Filme oder Beschichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung auf erneuerbaren Rohstoffen basieren, die aus Nebenprodukten aus Holz und landwirtschaftlichen Rückständen von niedrigem Wert extrahiert werden können. Die Filme und Beschichtungen bieten daher ein großes Potenzial, bei großen Produktionsmengen kosteneffizient zu sein.
  • Der Preis für Rohöl hat in letzter Zeit wesentlich zugenommen und wird voraussichtlich in Zukunft noch weiter steigen. Dies hat ferner zu einem starken Preisanstieg für Kunststoffmaterialien geführt. Da die Filme und Beschichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung auf erneuerbaren Rohstoffen basieren, sind sie weniger empfindlich gegenüber Ölpreisen und die Wirtschaftlichkeit kann in Zukunft noch wichtiger werden.
  • Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die vorliegende Erfindung die Möglichkeit erhöht, wiederverwertetes Papier und Pappe in Lebensmittelverpackungen zu verwenden. Die Hemicellulose-basierte Beschichtung ist repulpierbar, d. h., dass Abfälle aus der Papier- und Pappeproduktion bei der Produktion wiederverwendet werden können.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2004/083286 [0002, 0007, 0018]
    • WO 2008/103123 [0008]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
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    • DIN EN 14338 [0125]
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    • EN 1186 [0185]
    • EN 13130 [0185]
    • CEN/TS 14234 „Materials and articles in contact with foodstuffs – Plastics” [0185]
    • Norm DIN EN 14338 [0191]

Claims (16)

  1. Film oder Beschichtung, um die Migration von Substanzen aus Papier oder Pappe zu verhindern, das bzw. die wiederverwertete Fasern enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der Film oder die Beschichtung ein polymerischer Film oder einer polymerische Beschichtung ist, der bzw. die Hemizellulose umfasst, wobei der Film oder die Beschichtung dafür ausgelegt ist, eine Migrationsbarriereschicht, um die Gesamtmigration von Substanzen aus Papier oder Pappe, das bzw. die wiederverwertete Fasern enthält, um mindestens 80%, bevorzugt um mindestens 90% zu verhindern, mit einer Dicke von 50 µm oder weniger zu bilden, bevorzugt zwischen 1–25 µm, mehr bevorzugt zwischen 1–20 µm, noch mehr bevorzugt zwischen 1–15 µm, noch mehr bevorzugt zwischen 2–15 µm, noch mehr bevorzugt zwischen 2–10 µm, und am meisten bevorzugt zwischen 2–5 µm oder 5–10 µm.
  2. Film oder Beschichtung nach Anspruch 1, der bzw. die ferner Weichmacher umfasst.
  3. Film oder Beschichtung nach Anspruch 1 oder 2, der bzw. die ferner Füllstoffe umfasst.
  4. Film oder Beschichtung nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Weichmacher aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Folgendem besteht: Wasser, Zitronensäure, Zucker, Glycerin, Xylit, Sorbit und Maltit, Ethylenglykol, Propylenglykol, Butandiol, Glycerin und Harnstoff.
  5. Film oder Beschichtung nach Anspruch 3, wobei der Füllstoff aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Folgendem besteht: Siliciumdioxid, Talk, Ton, Calciumcarbonat, Glimmer, Kaolin, Wollastonit, Montmorillonit, Feldspat, Schwerspat, Glasfasern und Kohlenstofffasern.
  6. Film oder Beschichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der bzw. die dafür ausgelegt ist, die Migration von mindestens einer Substanz zu verhindern, die ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Folgendem besteht: primäre aromatische Amine, 4,4'-bis(dimethylamino)-benzophenon, Phthalate, Benzophenon, Bisphenol A, aliphatische Kohlenwasserstoffe, 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandiol-di-isobutyrat (TXIB), Isopropyllaurat (IPL), Diisopropylnaphtalen (DIPN) und Fettsäureester.
  7. Film oder Beschichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Film oder die Beschichtung einen Trockengehalt in Gew.-% an Hemizellulose von 10–100%, bevorzugt 20–70% aufweist.
  8. Film oder Beschichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, der bzw. die ferner Stärke umfasst, wobei der Trockengehalt in Gew.-% an Hemizellulose in Relation zu dem Trockengehalt in Gew.-% an Stärke bevorzugt in dem Bereich von 2:1 bis 1:1 liegt.
  9. Film oder Beschichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Hemizellulose Arabinoxylan, Glucuronoxylan oder Glucomannan ist.
  10. Papier- oder Pappe-Laminat, das einen Film oder eine Beschichtung nach Anspruch 1 umfasst, wobei das Papier- oder Pappe-Substrat mindestens 25% wiederverwertete Fasern, bevorzugt mindestens 50% und am meisten bevorzugt mindestens 75% in Trockengew.-% umfasst.
  11. Papier- oder Pappe-Laminat nach Anspruch 10, wobei das Papier- oder Pappe-Substrat ein Flächengewicht von etwa 100 g/m2 aufweist und der Gehalt an Füllstoff zwischen 10–60%, bevorzugt 20–50% in Trockengew.-% liegt.
  12. Papier- oder Pappe-Laminat nach 10, wobei der Film oder die Beschichtung einen Trockengehalt in Gew.-% an Hemizellulose von 10–40% aufweist.
  13. Papier- oder Pappe-Laminat nach Anspruch 12, wobei das Papier- oder Pappe-Substrat ein Flächengewicht von über 200 g/m2, bevorzugt über 300 g/m2 aufweist und der Gehalt an Füllstoff zwischen 30–60%, bevorzugt 30–50% in Trockengew.-% liegt.
  14. Papier- oder Pappe-Laminat nach 10, wobei sich das Papier oder die Pappe auf ein Substrat bezieht, das ein Flächengewicht von weniger als 100 g/m2 aufweist und der Gehalt an Füllstoff weniger als 30%, bevorzugt weniger als 20% beträgt.
  15. Papier- oder Pappe-Laminat nach 14, wobei der Film oder die Beschichtung einen Trockengehalt in Gew.-% an Hemizellulose von 40–70% aufweist.
  16. Papier- oder Pappe-Laminat nach einem der Ansprüche 10, 14 oder 15, wobei das Papier- oder Pappe-Substrat ein Flächengewicht von weniger als 100 g/m2 aufweist und der Gehalt an Weichmachern 30–60%, bevorzugt 40–50% beträgt.
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