Barrier-päällysteet ja fleksopäällystysyksikön käyttöönotto

Abstract

Opinnäytetyön tarkoituksena oli tuottaa Tampereen ammattikorkeakoululle tietoa barrier-päällystyksestä sekä tutkia fleksopäällystyskoneen toimintaa ja laatia sille käyttöohjeet. Tavoitteena oli saada fleksopäällystysyksikkö opiskelijoiden käyttöön ja osaksi opetusta. Teoriaosiosta oli tarkoitus luoda mahdollisimman kattava, jotta TAMK voi myöhemmin hyödyntää myös barrier-päällystämisen teoriaa esimerkiksi tulevaisuuden hankkeissa.

TAMKin tavoitteena on olla tunnettu barrier-päällystysosaaja, minkä pohjalta opinnäytetyön aihe syntyi. Nykypäivän nousevan trendin mukaisesti paperin perinteinen muovilla päällystäminen ei ole enää sopivin vaihtoehto suojakerroksen hankkimiseen. Ympäristöystävällisempää ja kierrätettävää ratkaisua etsiessä törmää helposti dispersiopäällystykseen, jossa muovi on korvattu luonnon polymeereillä.

Opinnäytetyön alussa tutustuttiin päällystykseen ja tehtiin sauvapäällystyskokeita, jotta nähtiin, miten eri pohjapaperilaadut käyttäytyvät. Tavoitteena oli luoda ruokapakkauksiin sopivaa paperia. Sauvapäällystystä harjoiteltiin usealla eri päällystyspastalla sekä muutamalla barrier-kemikaalilla. Päällystetyistä papereista mitattiin erityisesti barrierin kannalta oleellisia suureita, joita olivat vesiabsorptio, öljyabsorptio, rasvankestävyys sekä kuumasaumautuvuus.

Työn edetessä aloitettiin fleksopäällystyskoneeseen tutustuminen. Fleksopäällystykseen sopivia paperilaatuja oli kaksi, joista paremmin käyttäytyvä valittiin lopullisiin koeajoihin. Koeajoja varten etsittiin sopivat parametrit ja parhaiten toimiva päällyste. Barrier 1 -päällystedispersio osoittautui parhaaksi saatavilla olevaksi tuotteeksi. Loppuvaiheessa kyseiselle kemikaalille etsittiin optimaalista laimennussuhdetta laimentamalla sitä eri kuiva-ainepitoisuuksiin.

Koeajojen jälkeen päällystetyille papereille suoritettiin laboratoriokokeita. Saatuja tuloksia verrattiin pelkällä pohjapaperilla tehtyihin mittauksiin ja huomattiin erityisesti barrier-ominaisuuksien parantuneen merkittävästi. Tuotoksena syntyi paljon barrier-päällystykseen liittyvää materiaalia sekä ajo-ohjeet fleksopäällystyskoneelle. Lopputulosten perusteella voidaan todeta, että opinnäytetyössä saavutettiin sille asetetut tavoitteet.

The purpose of the thesis was to produce information about barrier coating for the Tampere University of Applied Sciences, as well as to study the operation of the flexo coating machine and to prepare instructions for its use. TAMK's goal is to be known for its barrier coating expertise, from which the topic of the thesis was born. When looking for a more environmentally friendly solution for coating, you will easily come across dispersion coating, where plastic has been replaced with natural polymers.

At the beginning of the thesis, a stick coating experiment was performed to see how different base paper qualities behave. The goal was to create paper that is suitable for food packaging. Flexo covering tests were performed after the stick coating phase. The coated papers were measured for parameters that were relevant for the barrier. Suitable parameters and the best performing paste were searched from the test runs.

After the test runs, laboratory tests were performed on the coated papers. The obtained results were compared to the measurements made with base paper only and it was noticed that the barrier properties in particular improved significantly. As result there was created material related to barrier coating and operating instructions for the flexo coating machine.