Bättre barriäregenskaper hos plastbelagd kartong
Genom att bestryka papper och kartong med olika plastmaterial, polymerer, kan man förbättra barriären mot fett och vattenånga, något som är viktigt för exempelvis livsmedelsförpackningar. Om man kan göra kartongytan jämnare innan man lägger på plasten kan polymerfilmen göras tunnare, vilket är en fördel, både med tanke på kvaliteten och kostnaderna.
Thomas Schuman har i ett doktorsarbete studerat effekterna av ytjämnhet hos kartong i kombination med olika polymerer och andra tillsatser.
Papper och kartong som skall användas i förpackningar beläggs ofta med ett eller flera polymerskikt för att skapa en barriär mot genomträngning av olika material. Dessa polymerskikt kan utgöra barriärer mot vissa ämnen, till exempel fett, syre eller vattenånga, och detta bestäms delvis av polymerens fysikaliska och kemiska egenskaper. Polymerskiktet blir jämnare och barriäregenskaperna bättre om ytan hos papperet eller kartongen som det skall fästa till kan göras jämnare. Detta gör man med olika typer av förbehandling som högtemperaturkalandrering eller förbestrykning.
Givetvis beror barriäregenskaperna av vilken polymer som används för beläggningen. Barriären mot fett kan tydligt förbättras genom att man belägger papperet med en viss typ av polymer. Sådana polymerbestrukna papper kan användas för förpackning av hundfoder och livsmedel där det finns höga krav på en god resistens mot olja och fett.
Thomas Schuman visar också att bestrykning av papperet eller kartongen med en latexdispersion bättre kan förhindra genomträngning av vattenånga vilket är viktigt för att skydda produkten i förpackningen eller mot omgivningen. Förbättringarna i jämnhet och fuktbarriär hos ett sådant förpackningsmaterial erhölls delvis till priset av en ökad tendens till vidhäftning mot andra material, vilket kunde motverkas med en vaxtillsats. Vax ger dessutom en bra barriär mot fukt. Tryckbarheten med vattenbaserade tryckfärger påverkas dock negativt av vaxet vilket är mindre bra eftersom man ofta trycker text eller bilder på förpackningen. Genom olika ytbehandlingar kunde detta motverkas. Det är dock viktigt att optimera denna typ av behandling så att inte andra egenskaper, till exempel fuktbarriären, försämras. Genom att tillsätta plattliknande pigment kan också vattenångbarriären förbättras. Kombinationen av vax och pigment är mycket effektiv när det gäller att minska inträngningen av vattenånga.
Dispersionsbestruket papper kan tillverkas i direkt anslutning till pappersmaskinen vilket är en fördel gentemot vissa andra vanliga beläggningsoperationer där maskinhastigheterna är lägre.
Avhandlingen ”Polymer-Coated Paper and Board – Role of Substrate, Polymer Characteristics and Additives” försvarades vid en offentlig disputation på Chalmers under våren 2005.
Detta forskningsprojekt var ett samarbete med skogsindustriföretaget Korsnäs AB.
Thomas Schuman kommer från Bromölla.
Kontaktinformation
Mer information
Thomas Schuman, Institutionen för material- och tillverkningsteknik, Chalmers tekniska högskola,
tel. 031-7721308, e-post thomas.schuman@me.chalmers.se
