Pilot-scale filler-reinforced biodegradable coatings for paperboard packaging

Julkaisun otsikon käännös: Täyteainevahvistetut biohajoavat polymeeripäällysteet kartonkipakkauksissa pilottimittakaavassa

Karoliina Helanto

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Ympäristövaikutukset ja pakkausmateriaalien sääntely vaikuttavat merkittävästi pakkausmateriaalien kehitykseen ja vaihtoehtoisten materiaalien hyödyntämiseen perinteisten fossiilipohjaisten sijasta. Kartonki edustaa tyypillisesti uusiutuvaa, biohajoavaa ja helposti kierrätettävissä olevaa materiaalia. Kartonkipohjaisten tuotteiden luontaiset ominaisuudet ja rakenne saattavat kuitenkin rajoittaa niiden käyttöä. Kartongilla ei ole luontaista suojaa kosteudelle, rasvalle, nesteille tai kaasuille, mitä pakkausmateriaalit usein tarvitsevat yhdessä kuumasaumattavuuden kanssa. Biohajoavien termoplastisten polymeeripäällysteiden, kuten polylaktidin (PLA), poly(3-hydroksibutyraatti-ko-3-hydroksivaleraatin) (PHBV) ja polybutyleeni-adipaatti-tereftalaatin (PBAT) avulla kartongin toiminnallisuutta voidaan lisätä. Biohajoavien polymeerien prosessoitavuutta, toiminnallisuutta ja vuorovaikutuksia on parannettu hyödyntämällä erilaisia pehmittimiä sekä ydintämis- ja täyteaineita. Näitä aiheita tulisi tarkastella perustutkimuksen lisäksi myös käyttöönoton näkökulmasta. Tässä väitöskirjassa hyödynnetään tuotantoon skaalautuvaa teknologiaa. Mineraalitäyteaineiden vaikutusta kartonkipakkausten biohajoaviin polymeeripinnoitteisiin tutkittiin pilottimittakaavassa. Tutkimuksessa käytetyt termoplastiset polymeerit olivat PLA ja PLA-pohjaiset seokset, PHBV sekä PBAT. Polymeerimatriiseihin lisätyt täyteaineet olivat talkki, kaoliini ja kalsiumkarbonaatti. Työssä hyödynnettiin pakkausteollisuudesta tuttuja prosesseja, kuten ruisku- ja puristusmuovausta sekä ekstruusiopäällystystä pilottimittakaavassa. Pakkausmateriaaliyhdistelmien potentiaalia arvioitiin prosessoitavuudesta aina pakkauksen elinkaaren loppuun asti. Täyteainelisäykset paransivat prosessoitavuutta alentamalla kuroumaa ja lisäten adheesiota ekstruusiopäällystysprosessissa. Lisäykset kuitenkin aiheuttivat pienten reikien muodostumisen alemmilla päällystemäärillä. Ehjien kalvojen ja päällysteiden barrier-ominaisuudet paranivat, kun taas täyteainelisäyksillä ei ollut merkittävää vaikutusta pakkausmateriaalien biohajoavuuteen. Tämä väitöskirja tarjoaa näkökulmia täyteaineen käytöstä biohajoavissa polymeereissä sekä materiaalien hyödyntämisestä päällysteenä. Työn odotetaan tukevan tulevaisuuden kestävän kehityksen mukaisten ekstruusiopäällysteiden kehitystä kartonkipakkausmateriaaleille.
Julkaisun otsikon käännösTäyteainevahvistetut biohajoavat polymeeripäällysteet kartonkipakkauksissa pilottimittakaavassa
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Rojas Gaona, Orlando, Vastuuprofessori
  • Talja, Riku, Ohjaaja, Ulkoinen henkilö
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-64-1445-4
Sähköinen ISBN978-952-64-1446-1
TilaJulkaistu - 2023
OKM-julkaisutyyppiG5 Artikkeliväitöskirja

Tutkimusalat

  • biohajoavuus
  • barrier
  • kartonki
  • pakkaus
  • ekstruusio

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Täyteainevahvistetut biohajoavat polymeeripäällysteet kartonkipakkauksissa pilottimittakaavassa'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä