制造耐热性聚合物涂覆的炉板的方法、可由该方法获得的炉板、食品托盘和食品包装与流程

本发明涉及制造耐热性聚合物涂覆的炉板的方法以及可通过该方法获得的炉板。此外，本发明涉及在炉中承受加热的食品托盘和氧不可渗透的食品包装。

背景技术：

食品包装材料要求是蒸气和气体不可渗透的以便实现产品的足够的可保存性。此外，包装的性质可包括能在炉灶或微波炉中对产品进行加热。为了满足这些要求，通常从至少一侧上用一种或多种聚合物层涂覆用于食品包装的板，使得不同的层在所述板或成品包装中提供不同的功能。由于其约为250℃的高熔化温度，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)已经是用于涂覆炉板的优选的聚合物材料。

EP 2 222 462B1公开了一种聚合物涂覆的炉板，其包含聚酰胺(PA)的氧阻隔层和粘附至该氧阻隔层的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的表面层，各个层已借助于共挤出工艺(即挤出聚合物的熔体并从模具(die)将其施加至板)被施加至所述板。PA旨在加强结构并弥补由PET带来(lent)的气体阻隔(性)的不足。

然而，现有技术中的挤出技术涉及多种局限性。根据所述的EP 2 222 462B1，挤出的PET涂覆层的重量应为20-50g/m²、优选地30-40g/m²。因此，这种技术要求厚的PET层用来在共挤出过程中实现(获得)对下面的PA层的足够(充分)的结合(bonding)。使PET层变薄(thinning down)会导致与PA结合的失败。可以借助于中间联结树脂层(intermediate tie-resin layer)(例如改性的丙烯酸乙二醇酯树脂，如来自杜邦的Bynell 22E804)来实现挤出的PET和其它聚合物层之间的良好的粘附，然而遗憾的是，这样的联结树脂缺乏足够的耐热性以应用于可双重烘烤的(dual-ovenable)食品包装。

挤出的PET涂层不结晶，这在阻隔性能方面是进一步的缺点。当经涂覆的板变成(is turned to)托盘和包装时，过(最，overmost)厚的PET层还具有在弯曲处和拐角处开裂的倾向。

因此问题在于找到一种改进的用于制造炉板的技术，其满足耐热性和足够的蒸气和气体阻隔性方面的需求，同时避免在所述板变成托盘和包装时开裂的风险，并通过减小所需的PET涂层的厚度而带来聚合物材料的节省。

发明概要

根据本发明，通过制造聚合物涂覆的可烘烤(ovenable)的板的新颖的方法解决了上述问题，其中通过挤出层压(extrusion lamination)将包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或其衍生物的耐热性膜粘附至纤维板基底，其中在耐热膜和板基底之间挤出包括聚酰胺(PA)的粘合剂层。

一般来说，下面凡是提及PET亦涵盖PET的衍生物，其具有基本类似的耐热性能和可烘烤性。

在本发明中，挤出的PA层充当将预制的固态PET膜结合至板基底的结合介质。与共挤出的PET层相比，根据本发明的预制膜的使用产生了许多改进的性能。

因此，在挤出层压步骤中在与挤出的PA贴合之前，耐热性PET膜可以是拉伸定向(取向)的。拉伸带来了结晶化和藉此提高的强度和改进的气体阻隔性能。

膜可具有高的结晶度，这也改进了气体阻隔性，并且所述膜可用于添加的聚合物或无机涂层(涂料,coating)以赋予其多种功能或以其它方式调整其性能。例如，膜可在其外侧金属化，形成具有极大的改进的气体、油脂和香味阻隔性能的最终产品的表面。另外的处理例如电晕处理会改善膜与下面的PA层的结合。

PET膜还可具有其自身的多层聚合物结构，所述多层聚合物结构通过共挤出而被制造。与单层相比，多层膜一般具有改进的机械强度。多种PET等级(grades)或衍生物可在共挤出中作为非常薄的层而结合从而可约束总的膜厚度。

特别地，预制的PET膜允许将聚合物克重最多降低至约50％。根据本发明，靠着(against)粘合剂PA层(7)的PET膜层的重量可在10-30g/m²、优选10-20g/m²的范围。粘合剂PA层的重量可为3-15g/m²、优选5-10g/m²。

在最简单的情况下，涂层可以是由粘附至板基底的挤出的粘合剂PA层和粘附至所述PA层并形成产品的表面层的耐热性PET膜组成的双层涂层。

取决于最终用途，聚合物涂层仅存在于板基底的一侧上，或可类似地在板基底的两侧上进行涂覆。

使用的PA可以是特定等级的以促进对板基底的粘附和对PET的结合。本发明涵盖了多种PA衍生物(包括不同的PA等级和具有基本相似的性能的聚酰亚胺的共混物)的使用。还涵盖了PA与其它聚合物例如PET的共混物，条件是在所述共混物中PA是具有超过50％的份额的主要成分。填料例如CaCO₃或除氧剂可被包括在PA层中。在本发明中可使用PA等级例如PA6(尼龙6)和MXD6(尼龙MXD6)。优选的材料是以商品名Grivory HB 5299出售的高阻隔性的聚酰胺(HBPA)。与PET相比，HBPA具有优异的阻隔性能并且在被弯曲或被折(creased)时没有开裂的倾向。

代替挤出的单PA层，粘合剂层可以是共挤出的多层结构，所述粘合剂层在与板基底和与预制膜临近的两侧上具有PA或PA共混物层。这样的结构的实例为PA6/MXD6、PA6/HBPA、HPBA/MXD6和PA6/PGA/PA6(PGA＝聚乙醇酸)。因此，在共挤出的结构中可包括除PA以外的、承受炉温并在挤出过程中粘附至PA层的聚合物作为中间层。

本发明包括的PET衍生物特别地包括乙二醇改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PETG)。耐热性膜可包括PET和/或PETG。PETG具有无定形的优势，从而当经涂覆的板被压成托盘时其填充皱纹和皱褶，并且由于用热密封的盖体封闭托盘包装，因此允许气密密封。膜可包括或由以下组成：PET和PETG的多个共挤出的层。在拉伸方向上，PET将结晶并增加强度和阻隔性，而PETG作为表面层保持无定形并且确保在托盘拐角和气密密封至盖体处的优异的结合。此外，膜可包括最内部(innermost)的PA层，其在挤出层压步骤中易于紧密结合至挤出的粘合剂PA层。

根据本发明的、承受炉温并且可由上述方法获得的聚合物涂覆的板产品的特征在于，涂层包括含聚酰胺(PA)并且直接地粘附至板基底的挤出的内部的层、和含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或其衍生物的外部的耐热性单层或多层膜，所述膜直接地粘附至所述内部PA层，该内部PA层的重量为3-15g/m²且所述外部的耐热性膜的重量为10-30g/m²。

优选地，耐热性膜式拉伸定向(取向)的膜。代替或除PET之外，所述膜可有利地包括PETG。有利地，挤出的PA层包括MXD6和/或HBPA。

根据本发明的可烘烤的食品托盘包括如上所述的炉板，其以这样的方式被安置：至少在所述托盘的内部表面上存在叠置的聚合物层。

根据本发明的，被热密封从而不透氧的并且可在炉灶或微波炉中加热的食品包装包括如上所述的炉板，从而叠置的聚合物涂料层(coating layers)至少位于所述包装中的板基底的内侧(inside)上。

附图说明

借助于实施例、参照所附的图示对本发明进行说明，其中

图1示出了根据本发明的聚合物涂覆的板的制造，和

图2至6示出了根据本发明的经涂覆的板结构的实施例。

详细说明

图1示出了根据本发明的、用于制造可烘烤的涂覆包装板1的方法，所述包装板包括板基底、以及聚酰胺(PA)内部涂层和聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)外部涂层。所述方法是挤出层压的一种，其中在板基底2和预制的固态PET膜4之间挤出熔化的PA的层3以在它们之间形成结合。膜4可以是单层或多层膜，并且在整合进板产品1之前可以是拉伸定向(取向)的。

根据图1，将纸板幅2和PET膜的幅4从各自的辊5,6引至由驱动辊8和冷却辊9形成的辊隙7，并且从喷嘴10挤出PA熔体3以在辊隙7处与板幅和膜幅2,4会合。冷却辊9冷却熔融的PA，并且辊8,9同时挤压层2,3,4以形成完成了的板产品1。

图2示出了按照图1的方法在其最简单的情况下制备的板产品1的结构。板基底2具有PA的内部涂层3和PET的外部涂层4。在该图中，仅为说明起见而强调了在挤出的内部的层3和外部的膜层4之间的分界线10；实际上在层3,4之间存在平滑的粘附性结合。

图3对应于图2但示出的是作为用于挤出的层和预制的膜层3,4的备选的材料的HBPA和PETG。当然，将PA与PETG结合或将HDPA与PET结合用于所述的两个层3,4也是可能的。

纸板基底2的重量可在约120-250g/m²的范围内变化。使用更重的硬纸板用于基底2也是可能的。板基底2可包括化学或机械纸浆或其组合，通常本领域通常作为多层结构。

挤出的粘合剂层3的重量可在约3-15g/m²、优选地5-10g/m²的范围内变化。外部的膜层4的重量可在约10-30g/m²、优选地10-20g/m²的范围内变化。

图4示出了根据本发明的一项实施方式，其中预制的外部的膜由彼此结合的两个层4′,4″组成。所述膜的材料为PET和PETG。PETG具有更好的成型性，并因此在制成的产品中形成最外部(outermost)的层4″。膜层4′,4″的组合重量优选符合上述的约10-30g/m²的范围。

根据图4的材料甚至也已按图1所示的方式制造。所述膜已通过共挤出PET和PETG的层和固化该膜来制备，用于随后在本发明的方法中的使用。

图5示出了根据本发明的另一项实施方式，其中预制的外部的膜由彼此结合的三个层4′,4″,4″′组成。所述膜层的材料按顺序为PETG、PET和PETG。

图6示出了根据本发明的又一项实施方式，其中预制的外部的膜由PA和PETG的层4′,4″组成。PA出色地结合至挤出的最内部的PA层3，并且PETG形成用于经涂覆的板的外部表面的优选的材料。

所述涂层主要被设计用来形成在食品托盘或容器中与食品接触的层，并且在炉灶或微波炉中承受加热。因此，经涂覆的板可被形成为食品托盘，其中至少在所述托盘、或密封的食品容器的内部与食品接触侧上存在涂层，其中至少在容器的与食品接触的内部表面上存在涂层。然而，还向所述托盘或容器的外侧提供类似的涂层(涂料)是理想的。