Värmeförseglingsförmågan hos naturliga polymerer

Thumbnail Image

Files

Bengs_Vivi_2025.pdf (1.32 MB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Kemian tekniikan korkeakoulu | Bachelor's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2025-09-19

Department

Major/Subject

Kemia ja materiaalitiede

Mcode

CHEM3049

Degree programme

Kemiantekniikan kandidaattiohjelma

Language

sv

Pages

41

Series

Abstract

Ökade miljökrav från konsumenter och lagstiftare driver förpackningsindustrin att ersätta traditionella plastförpackningar med mer hållbara alternativ. Under de senaste åren har naturliga polymerer väckt stort intresse inom branschen, särskilt efter införandet av EU:s engångsplastdirektiv 2019 (EU direktiv 2019/904), som kraftigt begränsar användningen av konventionella plaster i livsmedelsförpackningar. Genom att bestryka cellulosabaserade material med dessa polymerer är det möjligt att utveckla bionedbrytbara flexibla förpackningar med förbättrade barriär- och värmeförseglingsegenskaper. I detta arbete undersöktes värmeförseglingsförmågan hos två naturliga polymerer, en växtbaserad och en animalisk. Två olika papperstyper bestryktes med tre olika beläggningsvikter (3 g/m^2, 5 g/m^2 och 7,5 g/m^2) av respektive polymer, varefter proverna analyserades med Hot tack- och KOPP-metoderna i ett temperaturintervall mellan 60–230 ˚C. Den maximala uppmätta sömstyrkan var 4,5–7,0 N/25 mm och Hot tack-styrkan 6,3–10,0 N/25 mm. Polymererna uppvisade liknande förseglingsegenskaper, men resultaten visade att basmaterialet hade en avgörande inverkan på förseglingsegenskaperna. Det tunnare och slätare pappret gav en jämnare beläggning och förseglades vid lägre temperaturer, men resulterade i svagare fogar. Det tjockare och strävare pappret krävde däremot högre temperaturer och större bestrykningsvikter, men gav starkare sömstyrka. Resultaten från detta kandidatarbete visar att naturliga polymerer har en tydlig potential för användning i flexibla förpackningar. För att möjliggöra kommersiell tillämpning krävs dock vidare studier av materialens barriäregenskaper samt fortsatt utveckling av produktionsprocessen för bestrykningarna.

Increasing environmental demands from both consumers and regulators are pushing the packaging industry to move away from conventional plastics in favor of more sustainable solutions. Among the most promising alternatives are natural polymers which have gained growing attention since the introduction of the EU Single-Use Plastic Directive in 2019 (EU Directive 2019/904). When applied as coating on cellulose-based substrates, these polymers offer the potential to create biodegradable flexible packaging with enhanced barrier and heat-sealing performance. In this study, the heat-sealing properties of two natural polymers, one plant-based and one animal-based, were evaluated. Two different paper substrates were coated with each polymer at three coating weights (3 g/m^2, 5 g/m^2 and 7.5 g/m^2), and analysed using Hot Tack and KOPP methods across a sealing temperature range of 60–230 ˚C. Maximum seal strengths of 4.5–7.0 N/25 mm and Hot Tack values of 6.3–10.0 N/25 mm were recorded. While both polymers showed comparable sealing behaviour, the substrate characteristics had a profound impact. The thinner, smoother paper enabled more uniform coating and lower sealing temperatures but resulted in weaker seals, whereas the thicker, rougher paper required higher temperatures and coating weights yet produced stronger seals. The findings of this thesis demonstrate that natural polymers hold strong potential for use in flexible packaging. However, further research on barrier performance and optimization of coating processes will be necessary before large-scale commercial application can be achieved.

Description

Supervisor

Nieminen, Minna-Hanna

Thesis advisor

Paltakari, Jouni

Keywords

naturlig polymer, värmeförsegling, hot tack, KOPP, flexibel förpackning, bionedbrytbar

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202510077490

Collections

[kand] Kemian tekniikan korkeakoulu / CHEM