[发明专利]具有阻挡涂层的纸和纸板包装

说明书

本发明涉及由矿物油污染(例如再循环)纸生产且具有可通过施涂聚合物水分散体而得到的阻挡层的纸或纸板包装，所述聚合物水分散体包含可通过(甲基)丙烯酸C₁-C₄烷基酯、酸单体和任选其它单体在碳水化合物的存在下乳液聚合而得到的共聚物，其中共聚物的玻璃化转变温度为+10至+45℃。阻挡层可位于包装的一个表面上，或者形成多层包装涂层的多层中的一层，或者作为涂层位于置于包装内的内袋一侧上。本发明还涉及聚合物分散体在制备以防挥发性疏水有机物质的阻挡层中的用途。

纸板包装通常由再循环纸生产。在印刷纸，尤其是新闻纸的情况下，再循环纸可包含来自常用于印刷新闻纸的印刷油墨的矿物油残留物。甚至是室温下，挥发物从这些残留物中蒸发，并且在食品包装的情况下沉积在包装在盒子中的食品如意大利面制品、麦麸、米或脆玉米片上。甚至多数由聚合物膜构成的目前所用内袋不提供合适的保护。Zurich Cantonal Laboratory进行的研究检测到包装在由再循环纸生产的包装中的食品中明显水平的矿物油残留物。挥发性矿物油组分主要是已知为健康顾虑的链烷烃和环烷烃，和芳族烃，尤其是具有15-25个碳原子的那些。

因此，需要降低食品被矿物油残留物或可能削弱包装产品质量的其它挥发性有机化合物污染的风险。这组包括例如目前争议的来自染料、增塑剂、光引发剂和其它来源的环境毒害和毒物，其可借助纸再循环方法而终止于包装中：例如异丙基硫杂蒽(ITX)、二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮、邻苯二甲酸的酯、脂肪酸酯、脂肪酸酰胺(例如芥酸酰胺)。一个可能是省去辛烷值在生产食品包装中的再循环。这由于生态原因是不理想的且由于新纤维素的不充分可用性是不可行的。另一解决方法是省去新闻印刷用印刷油墨中的矿物油。但这遭遇工艺障碍，特别是关于纸表面上印迹的耐擦除性。油脂和油防水阻挡涂层是包装领域中已知的。WO2006/053849例如描述了用于纸和纸板的基于水基聚合物组合物的涂料。聚合物显示出良好的对液体多脂物质的屏障性能，但它显示出这未必还提供对以气体形式透过的物质的良好屏障效应，因为透过物质的传送机制是不同的。在液体油和油脂的情况下，传送经由纤维进行，为此毛细力和表面润湿起一份作用。在具有以气体形式传送的物质的问题的情况下，重要的不是毛细作用和润湿，而是吸着、扩散和孔隙率。

另外，还需要具有关于其它不关键但迁移性疏水物质如芳香的屏障性能的涂料。

公开号EP11168090.6和EP11168097.1的欧洲专利申请(美国公开号61/491248和61/491250)描述了具有阻挡涂层的纸和纸板包装。其中所述聚合物分散体提供对挥发性矿物油组分的良好屏障。然而，存在其中涂料组合物暴露于高剪切力，其中涂料组合物变得不稳定的某些应用技术，这在许多涂料应用中具有破坏效应。涂覆方法可例如导致在转辊和滚柱上形成凝结物，在刮板或刮刀上形成凝结物，或者在泵送操作中形成凝结物，或者在印刷方法(例如柔版印刷及其它)中在辊上形成碎片。

本发明的目的是提供尽管使用矿物油污染的再循环纸，但降低包装内容物被挥发性矿物油组分污染的风险，或者通常提供保护以防包装产品受通过包装的挥发性有机化合物削弱，或者赋予芳香屏障且还可使用非常剪切稳定的涂料组合物可靠地生产的包装。

该目的根据本发明通过至少部分由矿物油污染(例如再循环)纸生产的纸或纸板包装实现，其中包装包含至少一层可通过施涂聚合物水分散体而得到的阻挡层，所述聚合物水分散体包含至少一种可通过如下单体乳液聚合而得到的共聚物：

(a)一种或多种选自(甲基)丙烯酸C₁-C₄烷基酯的主要单体，

(b)0.1-5重量％的一种或多种例如选自丙烯酸和甲基丙烯酸的酸单体，

(c)0-20重量％丙烯腈，和

(d)0-10重量％的除单体(a)-(c)之外的其它单体，

其中共聚物的玻璃化转变温度为+10℃至+45℃，

其中乳液聚合在含水介质中在至少一种碳水化合物的存在下进行，

其中阻挡层可位于包装的一个或多个表面上，或者阻挡层可形成多层包装涂层的多层中的至少一层，或者阻挡层可作为涂层位于置于包装内的内袋的至少一侧上。包装特别适用于食品。

令人惊讶地发现聚合中碳水化合物的使用，尤其是降解多糖，即短链碳水化合物(例如麦芽糖糊精、葡萄糖浆)的使用导致所得聚合物分散体的剪切稳定性的明显改善，且出乎意料地，对屏障性能不具有不利影响。