Päällysteen sideainepolymeerien materiaaliominaisuuksien vaikutus irrokepaperin silikonipäällystettävyyteen

Työn tavoitteena oli tutkia polymeerikemiaa soveltaen, mitkä tekijät vaikuttavat hyvän silikonipeiton saavuttamiseen ja laminaatin toimivuuteen. Työn kirjallisuusosassa on tarkasteltu irrokepaperin valmistusprosessia sekä irrokepaperin eri komponentteja. Lisäksi on pyritty esittelemään pintaliimauksessa ja laminaatin valmistuksessa esiintyvät ongelmat sekä muuttujien vaikutus näihin ilmiöihin. Esitutkimuksen perusteella todettiin, että lisäämällä pintaliimaseokseen dispersiona akryylihapon kopolymeeriä (AA) tai poly(vinyylibutyraattia) (PVB) tarraetiketin irrotusvoima laskee. Havaittiin, että nesteiden imeytyminen sekä silikonoituun että silikonoimattomaan irrokepaperiin laskee. Muutos imeytymisessä johtuu siitä, että AA ja PVB muuttavat irrokepaperin pinnan hydrofobisemmaksi. Alemman irrotusvoiman todettiin johtuvan sileämmästä silikonipinnasta. Pintaliimaseoksen käyttäytymistä filmiliimapuristimen nipin jälkeen tutkittiin mittaamalla seoksen viskositeetti leikkausnopeuden funktiona. Tämän perusteella määritettiin liiman palautumista leikkausvoimien jälkeen kuvaava tasoittumisindeksi. Havaittiin, että AA kasvattaa liimaseoksen tasoittumisindeksiä mutta PVB alentaa sitä. Tasoittumisindeksin ei havaittu vaikuttavan kalanteroidun irrokepaperin karheuteen Kuivuneen pintaliimaseoksen muokkautuvuutta tutkittiin DMA-analyysin avulla. Muokkautuvuutta arvioitiin varasto- ja häviömoduulin sekä häviötangentin avulla. Dynaamismekaaniset muuttujat mitattiin sekä puhtaista polymeereistä että PVOH:n ja dispersiopolymeerien seoksista. Todettiin, että puhtaan AA:n ja PVB:n häviötangentti on PVOH-laatuja korkeampi kalanterointiolosuhteissa mutta seoskalvot ovat ominaisuuksiltaan samanlaisia kuin puhtaat PVOH-kalvot. Dispersiopolymeerien dynaamismekaaniset ominaisuudet eivät vaikuttaneet irrokepaperin karheuteen, joka määritettiin laserprofilometrin ja konfokaalimikroskoopin avulla. Kun pintaliimaseokseen lisättiin hydrofobista polymeeriä, havaittiin silikonin muodostavan virheettömämmän pinnan. Karheudella ei ollut vaikutusta silikonipinnan virheettömyyteen. Kun polymeeri oli AA, silikonipäällysteen havaittiin irtoavan helposti. Irtihankautumista (rub off) ja silikonin leviämistä tutkittiin mittaamalla silikonin kosketuskulmaa irrokepaperin pinnalla. Rub off-ilmiötä tai silikonipeiton virheettömyyttä ei pystytty selittämään leviämiskokeiden avulla. Todettiin, että polymeerien dynaamismekaanisilla ominaisuuksilla tai virtausominaisuuksilla ei ole vaikutusta irrokepaperin karheuteen. Havaittiin, että silikonipäällysteen karheus ei riipu irrokepaperin karheudesta. Vaikka silikonipeiton virheettömyyden todettiin paranevan esipäällysteen hydrofobisuutta lisäämällä, ei suoraa yhteyttä näiden muuttujien välillä pystytty todistamaan