Browsing by Subject "tärkkelys"

Kaasut, aromiyhdisteet ja rasva läpäisevät kartongin, joten kartonki tulee päällystää elintarvikepakkausmateriaalina käytettäessä. Tällä hetkellä päällystemateriaalit valmistetaan uusiutumattomista raaka-ainesta ja ovat vaikeasti kierrätettäviä. Näiden tekijöiden ja yhdyskuntajätteen määrän vähentämisen vuoksi päällystemateriaalit pyritään korvaamaan uusiutuvilla biopohjaisilla materiaalilla. Tutkielman kirjallisuusosassa perehdyttiin kartonkiin pakkausmateriaalina, mineraaliöljyn migraatioon ja biopohjaisilla materiaaleilla päällystetyn kartongin suojaominaisuuksiin. Kokeellisen tutkimuksen tavoitteena oli selvittää, estääkö kartongin tärkkelyspohjainen päällyste mineraaliöljyn migraatiota ja hapen- tai vesihöyrynläpäisyä. Kartonkinäytteet, joiden dispersiopäällysteet sisälsivät tärkkelystä ja osa tärkkelyksen lisäksi lateksia, silikaattia tai kaoliinia ja karboksimetyyliselluloosaa (CMC), saatiin Lappeenrannan teknillisen yliopiston kuitu- ja paperitekniikan tutkimusryhmältä. Päällystemateriaaleista määritettiin termisiä ominaisuuksia ja vesihöyryn sorptio. Kartonkinäytteistä mitattiin paksuuden muutos suhteellisen kosteuden kasvaessa ja veden sekä mineraaliöljyn kontaktikulmat. Lisäksi päällystettyjen näytteiden mineraaliöljyn migraatio ja vesihöyrynläpäisevyydet määritettiin. Kahden päällystetyn kartonkinäytteen poikkileikkauksen rakennetta kuvannettiin kenttäemissiopyyhkäisyelektronimikroskoopilla ja näiden näytteiden hapenläpäisevyys määritettiin. Päällystemateriaalien analyysin perusteella tärkkelys, joka oli päällysteiden pääkomponentti, oli todennäköisesti kumitilassa suurimmassa osassa mittauksista (23 °C, 55 %:n suhteellinen kosteus). Tärkkelyksellä 55 %:n suhteellisessa kosteudessa havaitun kiteisyyden vuoksi päällysteet olivat luultavasti osittain kiteisiä. Tärkkelyksen suuren vesihöyryn absorption ja päällysteiden melko matalien veden kontaktikulmien perusteella pääteltiin, että päällysteet olivat hydrofiilisiä. Kaikki näytteiden päällysteet vähensivät kaasumaisen mineraaliöljyn migraatiota. Osa päällysteistä esti nestemäisen mineraaliöljyn läpäisyä. Mineraaliöljyn hiilivetyjen migraatio riippuu pääosin migraatiosta kaasufaasissa, joten todennäköisesti kaikki päällysteet vähensivät mineraaliöljyn migraation kartongin läpi. Matalan mineraaliöljyn migraation syyksi oletettiin päällysteiden hydrofiilisyyttä ja kiteisyyttä, mineraaliöljyn hiilivetyjen suurta molekyylikokoa sekä mineraalipigmenttilevyjen eksfolioitumista eli pigmenttilevyjen erkanemista toisistaan ja levittäytymistä satunnaisesti päällysteissä. Päällysteet eivät toimineet vesihöyryn- tai hapenläpäisynestokerroksina. Todennäköisesti vesihöyrynläpäisynopeudet olivat korkeita päällysteiden hydrofiilisyyden vuoksi.