Verbesserung der Wasserbeständigkeit von Pappe

Forscher beschreiben die Verbesserung der Wasserbeständigkeit von Pappe durch Beschichtungsformulierungen auf der Basis von nanoskaligen Pigmenten.

Die mechanischen Festigkeitseigenschaften des Kartons wurden nicht signifikant beeinflusst.  Bildquelle: stux - Pixabay (Symbolbild).
Anzeige

In der Studie wurde untersucht, wie Art, Partikelgröße und Konzentration der Pigmente in Streichformulierungen die Wasser- und Wasserdampfbarriere von Kartonverpackungen beeinflussen.

Anzeige

Kalziumkarbonat (CaCO3) und Kaolin in Mikro- und Nanogröße von 1 bzw. 0,05 µm wurden zu 3 % (w/v) verkleisterter Maniokstärke hinzugefügt, um Streichformulierungen mit unterschiedlichen Pigmentkonzentrationen von 5, 15 und 25 % (w/v) herzustellen. Diese wurden auf Kartonoberflächen aufgetragen. Die Ergebnisse zeigten, dass die Wasserbeständigkeit des Kartons, bewertet durch den Kontaktwinkel (CA) und die Wasseraufnahmefähigkeit (Cobb), stark vom Pigmenttyp (Chemie), der Partikelgröße und -form sowie der Pigmentkonzentration (Streichschichtdicke) beeinflusst wurde.

Anzeige

Hydrophobe Oberfläche

Eine hydrophobe Oberfläche (CA > 100) wurde nur für die Nano-CaCO3-Formulierung mit 25 % (w/v) durch kombinierte Effekte der Nanogröße, der sphärischen Form und der hydrophoben Oberfläche der CaCO3-Partikel erreicht. Beschichtungen mit Kaolin-Nanopartikeln erzeugten hydrophile Oberflächen (CA ~ 90) mit hoher Wasseraufnahmefähigkeit, während hohe Konzentrationen der Kaolin-Mikropartikel-Beschichtung die Wasser- und Wasserdampfbarrieren durch kompakte Anordnung der abgeflachten Partikel leicht verbesserten.

Anzeige

Die mechanischen Festigkeitseigenschaften des Kartons wurden durch die Beschichtungen nicht signifikant beeinflusst, jedoch wurde bei großer Teilchengröße oder bei hoher Pigmentkonzentration aufgrund des Anstiegs des Pigment/Stärke-Verhältnisses eine Oberflächenrissbildung beobachtet.

Anzeige

Die Studie wurde veröffentlicht in Journal of Coatings Technology and Research, Volume 17, 2020.

Anzeige

Hersteller zu diesem Thema