Was sind die Anforderungen an Papierschüsselmaterialien zum Einfrieren oder für die Verwendung in der Mikrowelle?

Papierschalen werden häufig in modernen Catering-, Take-Away- und Convenience-Food-Anwendungen eingesetzt. Angesichts der sich ändernden Verbrauchergewohnheiten sind die Tiefkühllagerung und das Erhitzen in der Mikrowelle zu wichtigen Einsatzszenarien für Papierschüsseln geworden. Unterschiedliche Temperaturen und Nutzungsumgebungen stellen hohe Anforderungen an die Materialien der Papierschüsseln und wirken sich auf die Produktleistung, die Lebensmittelsicherheit und das Benutzererlebnis aus.

1. Anforderungen an die Kältebeständigkeit

Papierschalen müssen in gefrorenen Umgebungen ihre strukturelle Integrität bewahren, ohne Risse, Verformungen oder Undichtigkeiten. Papiermaterialien selbst neigen dazu, bei niedrigen Temperaturen spröde zu werden, weshalb die Auswahl der Rohstoffe und die Gestaltung der Beschichtung von entscheidender Bedeutung sind.

Hochdichte Pappe oder mehrschichtige Verbundpappe können die Kältezähigkeit verbessern und Risse beim Gefrieren verhindern. Beschichtungsstoffe müssen eine Kältebeständigkeit aufweisen. Beispielsweise müssen PE- und PLA-Beschichtungen auch bei Frostbedingungen von -20 °C bis -30 °C flexibel und flüssigkeitsundurchlässig bleiben. Die Dicke und Gleichmäßigkeit der Beschichtung wirkt sich direkt auf die Kältebeständigkeit aus und erfordert eine strenge Kontrolle des Produktionsprozesses.

2. Anforderungen an die Hochtemperaturbeständigkeit

Mikrowellenerwärmung ist eine wichtige Methode für die Verwendung von Papierschüsseln in der modernen Gastronomie und zu Hause. Der Einsatz von Mikrowellen stellt hohe Anforderungen an die Temperaturbeständigkeit der Materialien von Papierschüsseln und erfordert, dass diese beim Erhitzen keine schädlichen Substanzen freisetzen, sich verformen oder auslaufen. PE-Beschichtungen können bei Mikrowellenerwärmung lokal erweichen, die Gesamtstruktur bleibt jedoch stabil. PLA-Beschichtungen haben einen etwas geringeren Temperaturbeständigkeitsbereich, können aber durch Verbundbeschichtungen oder Dickenoptimierung die meisten Anforderungen an die Mikrowellenerwärmung erfüllen. Das Rand- und Dichtungsdesign der Papierschüssel muss das Austreten von Flüssigkeiten mit hoher Temperatur verhindern und gleichzeitig eine gleichmäßige Mikrowellenerwärmung gewährleisten.

3. Anforderungen an das Beschichtungsmaterial

Einfrieren und Mikrowelleneinsatz beeinflussen maßgeblich die Wahl des Beschichtungsmaterials. Das Beschichtungsmaterial muss hitzebeständig, wasserbeständig und ölbeständig sein.
PE-Beschichtungen bieten eine hervorragende Wasser- und Ölbeständigkeit und eignen sich daher für die kurzzeitige Erwärmung in der Mikrowelle und die Tiefkühllagerung. PLA-Beschichtungen sind biologisch abbaubar und umweltfreundlich, ihre Hochtemperaturbeständigkeit ist jedoch etwas schlechter als die von PE, was eine Optimierung der Dicke und der Formprozesse während der Produktion erfordert. Wasserbasierte Beschichtungen können durch modifizierte Formulierungen auch in Gefrier- und Mikrowellenanwendungen verwendet werden, allerdings müssen Erhitzungstemperatur und -zeit kontrolliert werden.

4. Anforderungen an die strukturelle Gestaltung

Papierschalen erfordern hohe strukturelle Designstandards für Gefrier- und Mikrowellenumgebungen. Die Wandstärke der Schüssel muss gleichmäßig sein und die Bodengestaltung muss die Tragfähigkeit erhöhen. Während der Mikrowellenerwärmung müssen die Wärmeausdehnungskoeffizienten des Schüsselbodens und der Schüsselwände übereinstimmen, um lokale Verformungen zu vermeiden. Während der Tiefkühllagerung müssen Papierschalen sicher gestapelt werden, um Schäden durch längere Einwirkung niedriger Temperaturen zu vermeiden.

5. Lebensmittelsicherheit und Materialmigrationskontrolle

Papierschalen müssen beim Einfrieren und Mikrowellengebrauch die Lebensmittelsicherheit gewährleisten, um eine chemische Migration von der Beschichtung oder dem Karton in die Lebensmittel zu verhindern. PE- und PLA-Beschichtungen entsprechen im Allgemeinen internationalen Standards für den Lebensmittelkontakt, wie z. B. FDA und EU 10/2011.
Mikrowellenerwärmung kann lokal hohe Temperaturen verursachen, die die Migration von Beschichtungsmaterialien beschleunigen können. Hohe Temperaturbeständigkeit, gleichmäßige Beschichtung und eine ungiftige Formulierung sind der Schlüssel zur Gewährleistung der Lebensmittelsicherheit. Bei niedrigen Temperaturen ist das Migrationsrisiko relativ gering, dennoch muss das Material den Anforderungen für den langfristigen Lebensmittelkontakt genügen.

6. Leistungstests und Standards

Papierschalen werden strengen Tests auf Gefrier- und Mikrowellenleistung unterzogen. Bei Tieftemperaturtests wird in der Regel die strukturelle Integrität nach einer Tiefkühllagerung bei -20 °C bis -30 °C überprüft. Beim Mikrowellentest wird der Leckwiderstand, die Verformung und die Festigkeit beim Erhitzen auf verschiedene Leistungsniveaus geprüft.
Relevante Normen, darunter ISO, GB und ASTM, bewerten die Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen, die Beständigkeit bei hohen Temperaturen, die Stabilität der Beschichtung und die Lebensmittelsicherheit von Papierschalen. Unternehmen können standardisierte Tests nutzen, um die zuverlässige Leistung von Papierschüsseln in verschiedenen Umgebungen sicherzustellen.