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Ligninbasierte Verbundbeschichtung verbessert UV-Schutz und Barriereeigenschaften von Papierverpackungen
Eine neue Studie zeigt, wie ligninbasierte Verbundbeschichtungen die Festigkeit, Barriereleistung und UV-Abschirmung von Zellulosepapier deutlich verbessern – ein vielversprechender Ansatz für nachhaltige Lebensmittelverpackungen.
Der Bedarf an nachhaltigen Lebensmittelverpackungen mit zuverlässigem Schutz vor UV-Strahlung wächst, da Lichtveränderungen zu Aromaverlust, Verfärbungen und Nährstoffabbau führen können. Forschende entwickelten nun eine neuartige Mehrschichtbeschichtung auf Basis von Zellulose-Nanokristallen (CNCs) und Natriumlignosulfonat (SL), die durch Polyvinylalkohol (PVA) vernetzt wird.
Diese Verbundbeschichtung bildet ein wasserstoffbrückenbasiertes Netzwerk und verleiht Papier hervorragende mechanische Eigenschaften sowie starke Barrierewirkung. Besonders das SL-4/C/P-System mit einem SL/CNC-Massenverhältnis von 4:1 zeigte 98 % UV-Blockade im UVA-Bereich und nahezu vollständige Abschirmung im UVB-Bereich.
Veranstaltungstipp: Funktionelle Beschichtungen
Beschichtungen sollen inzwischen nicht mehr nur gut aussehen und vor Korrosion schützen. So gut und wichtig beide Eigenschaften sind, viele Kund:innen wollen mehr. Viele dieser Anforderungen lassen sich mit dem Begriff „Funktionale Beschichtungen“ beschreiben. Beliebte Schlagwörter, die hier oft fallen, sind anti-Eis, anti-Graffiti, Selbstheilung oder die oft genannte Haifischhaut. Manche dieser Eigenschaften sind inzwischen gut erforscht und am Markt etabliert, andere haben noch praktische Hürden zu überwinden. Welche funktionellen Beschichtungen zu welcher dieser Kategorien gehören, vermittelt Ihnen dasFARBE UND LACK Seminar „Funktionelle Beschichtungen“ am 10.09.2025 in Essen.
Verbesserte Festigkeit und reduzierte Durchlässigkeit
Neben dem UV-Schutz steigerte die Beschichtung den Zugindex des Papiers um 126 % und die Falzfestigkeit um 308 %. Gleichzeitig sank der Cobb30-Wert von 66 g/m² auf 56 g/m², was eine verbesserte Wasserbarriere zeigt, und die Luftdurchlässigkeit verringerte sich von 124 mm/s auf 52 mm/s.
Die Ergebnisse bieten einen nachhaltigen Ansatz, um Papierverpackungen für Lebensmittel funktional aufzuwerten und gleichzeitig die Nutzung von Lignin und Zellulose-Nanokristallen in der Papierindustrie voranzutreiben.
Quelle: Xie, K., Luo, T., Wang, L., Wang, J., Liu, W. & Tang, Y., Fabrication of multifunctional lignin-based composite coatings for enhanced strength, barrier properties and UV protection of cellulosic paper. Progress in Organic Coatings, 207, 109429 (2025).
