haku: @keyword taivekartonki / yhteensä: 22
viite: 14 / 22
| Tekijä: | Sjöholm, Kim |
| Työn nimi: | Use of bio-based nanomaterials in fiber-based packaging |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2010 |
| Sivut: | 99 + [6] Kieli: eng |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Puunjalostustekniikan laitos |
| Oppiaine: | Paperi- ja painatustekniikka (Puu-21) |
| Valvoja: | Paltakari, Jouni |
| Ohjaaja: | |
| OEVS: | Sähköinen arkistokappale on luettavissa Aalto Thesis Databasen kautta.
Ohje Digitaalisten opinnäytteiden lukeminen Aalto-yliopiston Harald Herlin -oppimiskeskuksen suljetussa verkossaOppimiskeskuksen suljetussa verkossa voi lukea sellaisia digitaalisia ja digitoituja opinnäytteitä, joille ei ole saatu julkaisulupaa avoimessa verkossa. Oppimiskeskuksen yhteystiedot ja aukioloajat: https://learningcentre.aalto.fi/fi/harald-herlin-oppimiskeskus/ Opinnäytteitä voi lukea Oppimiskeskuksen asiakaskoneilla, joita löytyy kaikista kerroksista.
Kirjautuminen asiakaskoneille
Opinnäytteen avaaminen
Opinnäytteen lukeminen
Opinnäytteen tulostus
|
| Sijainti: | P1 Ark Aalto 2226 | Arkisto |
| Avainsanat: | NFC FBB multilayer structure surface sizing laboratory sheet-former rod coating barrier properties mechanical properties taivekartonki monikerroskartonki pintaliimaus arkki-muotti sauvapäällystys barrier-ominaisuudet mekaaniset ominaisuudet |
| Tiivistelmä (fin): | Tämän työn tarkoituksena oli tutkia bio-pohjaisten nanomateriaalien käyttöä kuitupohjaisissa pakkauksissa ja saavuttaa funktionaalisten ominaisuuksien kautta hyvä kombinaatio, jossa parempi kierrätettävyys ja pienentynyt hiilijalanjälki olisivat tärkeässä asemassa. Kaksi toisistaan eroavaa menetelmää valittiin valmistamaan kuitupohjaista pakkausta, joka oli vahvistettu nanoselluloosalla (NFC). Aihe on erittäin tärkeä, koska nanoteknologia ja bio-pohjaiset nanomateriaalit (puupohjaiset materiaalit, jotka käyttävät nanoteknologiaa hyväkseen, esimerkiksi pakkaustekniikka) tulevat mitä luultavimmin olemaan metsäklusterin uudistajia. Kaupallinen monikerroskartonki oli tutkimuksen kohteena. Ensimmäisenä tehtävänä oli valmistaa pinta-/pohjakerros monikerroskartongista. Prosentuaalisesti eri määriä NFC:tä annosteltiin yhdessä sellukuitujen ja massatärkin sekaan. NFC:n tarkoitus oli toimia kuituverkkoa vahvistavana tekijänä. Toisena tehtävänä tässä työssä oli päällystää kaupallinen monikerroskartonki, taivekartonki (FBB), käyttäen eri määriä NFC:tä ja pintatärkkiä päällystepastassa. Päällystys suoritettiin käyttäen sauvapäällystysmenetelmää ja kolmea eri sauvaa. Kirjallisuuden mukaan NFC parantaa sekä mekaanisia että barrieri-ominaisuuksia paperi- ja kartonkipakkauksissa, kun sitä annostellaan sekä massalisäyksenä että päällysteenä. Tässä työssä mitattiin samat mekaaniset- ja barrieri-mittaukset molemmista tapauksista. Mittaukset jaettiin kolmeen kategoriaan, yleisiin, pinta- ja lujuusominaisuuksiin. Mittaukset valittiin siten, että kuitupohjaisten pakkausten tärkeimmät kriteerit ja ominaisuudet, esimerkiksi vesiabsorptio ja vetolujuus, olisivat katettuja. Tuloksista huomattiin, että ilmanläpäisevyys heikkeni huomattavasti, kun NFC:tä lisättiin sekä kuituverkon sisään että osana päällystettä. Näytteet, joissa oli käytetty NFC:tä massalisäyksenä antoivat kuitenkin parhaat tulokset. Vesiabsorptio, vedenotto, heikkeni sitä mukaan mitä enemmän NFC:tä näyte sisälsi, korostaen NFC:n hydrofiilisyyttä. NFC ei siten toimi barrierina vettä ja kosteutta vastaan. Lujuusominaisuuksista huomattiin, että vetolujuus parani huomattavasti näytteissä jotka oli vahvistettu NFC:llä sisäisesti (massalisäys), mutta vastaavasti heikkeni päällystetyissä näytteissä. Tulokset osoittavat, että NFC massanlisäyksenä antaa paremmat lujuus- ja barrier-ominaisuudet funktionaalisille kuitukerroksille, verrattuna NFC:n käyttöön päällysteenä. Valitettavasti tulokset eivät antaneet hyviä vedenotto arvoja, jotta kyseisiä kuitukerroksia voisi käyttää nestepakkauskartongeissa. Tässä synteettiset materiaalit ovat vielä edelläkävijöitä. Kuitenkin voidaan todeta, että täysin ympäristöystävällinen ja kierrätettävä tuote oli tutkimusten tuloksena. |
| Tiivistelmä (eng): | The purpose of the work was to study the potential of bio-based nanomaterials in fibre-based packaging materials and to bring good combination of functional properties with better recyclability and lower the carbon footprint. Two different methods were selected to prepare a fibre-based package, which was reinforced with nanofibrillar cellulose (NFC). The topic is seen very important because nanotechnology and bio-based nanomaterials (wood based materials using nanotechnology, e.g. packaging technology) is surely one of the enablers for the forest cluster renewal. A multilayer carton board was the study of interest. The task of the first case the task was to manufacture a top/bottom layer of a three layer carton board structure. Different percentual amounts of NFC were applied internally with craft pulp fibres and wet-end starch as a reinforcement agent during the laboratory sheet-forming process. The task of the second case was to coat a commercial uncoated and unsized carton board, folding boxboard (FBB), using different amounts of NFC as a coating component together with surface size starch. The coating was done using a rod coater with three different coating rods. On the basis of literature study, NFC improves both mechanical and barrier properties of the paper and carton board structure when it is applied both internally and on the surface. Same mechanical and barrier tests were measured for both cases. The measurements were divided into three categories, general, surface, and strength properties. The measurements were chosen so that the focus laid on the properties that are important for packages, such as water absorption and tensile strength. The results showed that the air permeability values decreased when adding NFC to the fibre structure, both internally and on the surface. The internally reinforced samples showed thus much better values. The water absorption values increased with increased amount of NFC in the samples, showing that NFC is very hydrophilic and does not better the barrier against water and water vapour. The strength properties showed an increase in tensile strength values for samples that were internally reinforced with NFC but a decrease in tensile strength values when NFC was used as a coating component. The results indicated that using NFC as internal sizing will give he functional layer(s) of a multilayer carton board a better combination of both mechanical and barrier properties, compared to a layer coated with NFC. Sadly these results did not give such great values for water resistance that any of these samples could be seen as a functional layer(s) in a packaging solution used for liquids. Here the synthetic materials are still much better. But a totally green and biodegradable structure could be obtained. |
| ED: | 2010-06-02 |
INSSI tietueen numero: 39712
+ lisää koriin
INSSI