Einfluss von stärkebasiertem Bio-Latex auf Papierbeschichtungen
Die Mikrostruktur von Deckschichten hat wichtige Auswirkungen auf die finale Beschaffenheit von Papier. Umweltfreundliches, aus nachhaltiger Stärke gewonnenes Bio-Latex wird verstärkt in der Papierbeschichtung benutzt, um Ölbasiertes synthetisches Latex als Bindemittel zu ersetzen.
Die vorliegende Studie untersuchte den Einfluss von stärkebasiertem Bio-Latex auf die Mikrostruktur- und Oberflächenbeschaffenheit der Beschichtungen, etwa Oberflächenkomposition, -morphologie, Leerraumfraktion und Wasseraufnahmefähigkeit.
Die Ergebnisse der Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS) zeigten, dass die Addition von Bio-Latex zu einer fast linearen Abnahme des Kohlenstoffgehalts der Oberfläche bei Beschichtungen, die bei hohen Temperaturen trockneten, führte.
Bilder aus dem Rasterelektronenmikroskop (SEM) demonstrierten, dass die Addition von Bio-Latex einen Mangel an Binderfilm auf der beschichteten Oberfläche, die Pigmentpartikel bindet, hervorrufen kann, was auch die XPS-Ergebnisse nahelegten. Die Beschichtungen wiesen der Erwartung bei der Verwendung von Stärkebasiertem Bindemittel folgend einen marginalen Anstieg an Oberflächen-Rauheit und eine Glanzabnahme durch Addition von Bio-Latex auf.
Addition von Bio-Latex kann zu unerwartetem Anstieg der Porösität führen
Unerwarteterweise stieg die Leerraumfraktion der Beschichtungen leicht an, was im Gegensatz zur Verwendung von konventionell gekochter Stärke steht. Die Beschichtungen wiesen einen signifikanten Rückgang des Wasserkontaktwinkels auf, nachdem Bio-Latex addiert wurde. Dies weist auf einen beträchtlichen Anstieg der Wasseraufnahmefähigkeit hin. Die Veränderungen der Mikrostruktur könnten zur einzigartigen Schalenstruktur und mit Wasser aufgequollenen Charakter von stärkebasierten Bio-Latex-Partikeln beitragen.
Die Studie wurde veröffentlicht in: Progress in Organic Coatings Volume 116, March 2018, Pages 51-56.