Výskumom sa zistilo, že bariérový efekt polymérneho obalového materiálu je možné zvýšiť aplikáciou náteru.
Fólia na ovocie. Zdroj: iStockphoto.com
V súčasnosti sa polymérne materiály používajú na výrobu fólií alebo iných obalov pre balenie výrobkov, z ktorých sa môžu niektoré zložky odparovať, alebo naopak, ktoré má obal chrániť proti prieniku určitých plynov, prípadne vodnej pary s možným korozívnym účinkom na zabalený obsah.
Ďalšou možnosťou je balenie potravín, keď niektoré potraviny, najmä mäsové výrobky je potrebné chrániť proti účinku kyslíka. Iné potraviny je potrebné chrániť proti vysychaniu (chlieb) alebo naopak proti navlhnutiu v dôsledku absorpcie vzdušnej vlhkosti. Samotné fólie napríklad z polyetylénu (PE) sú na prvý pohľad pomerne účinné z hľadiska zadržania kyslíka alebo vodnej pary, podrobnejšie merania však dokázali, že PE fólia predĺži záručnú lehotu obsahu proti účinku kyslíka alebo vysušovaniu len o niekoľko dní v porovnaní so stavom, ak je obsah voľne uložený na vzduchu. Prekvapujúco i vodná para prenikajú cez PE fóliu pomerne rýchlo.
Polyetylénový obal. Zdroj: iStockphoto.com
Obaly sa upravujú pridaním rôznych častíc
Vedci sa preto snažia zvýšiť takzvané bariérové vlastnosti obalových polymérnych materiálov, t. j. odolnosť voči difúzii plynov a vodnej pary cez plastové fólie, vyjadrená koeficientom permeability pre dvojicu plast/plyn. Bariérové vlastnosti polymérnych materiálov sa pre jednotlivé materiály výrazne líšia.
V mnohých prípadoch dobré bariérové vlastnosti nekorelujú s inými požadovanými úžitkovými vlastnosťami ako napríklad pevnosť, húževnatosť (odolnosť voči nárazu), trvanlivosť a pod., pričom v mnohých prípadoch je dôležitým parametrom aj cena, ktorá je častou prekážkou aplikácie polymérnych materiálov s vhodnými úžitkovými vlastnosťami. Na zvýšenie bariérových vlastností sa v súčasnosti polymérne obalové materiály upravujú najmä pridaním vhodných plnív, predovšetkým mikro- alebo nanočastíc tvaru doštičiek, ktoré sa v optimálnom prípade orientujú kolmo na smer toku plynu, a tým výrazne predlžujú dĺžku, ktorú musí difundujúca molekula plynu prekonať.
Nové riešenie slovenských vedcov
Tímu pôvodcov z Ústavu polymérov SAV, v. v. i., a spoločnosti VIPO, a. s., pod vedením prof. Ing. Ivana Chodáka, DrSc., sa uvedené nedostatky podarilo v podstatnej miere odstrániť novým inovatívnym spôsobom zvýšenia bariérových vlastností plastov povrchovým náterom, pričom ich cieľom bolo nájsť jednoduchý a lacný spôsob, ako zvýšiť bariérový efekt polymérneho obalového materiálu.
Výskumom sa zistilo, že bariérový efekt polymérneho obalového materiálu je možné zvýšiť aplikáciou náteru. Pridaním vhodného plniva do náteru, namiesto do celého objemu obalového materiálu. Výrazným zvýšením koncentrácie plniva vo vrstve náteru sa významne zvýši aj bariérový efekt obalového materiálu pri takmer zanedbateľnom zhoršení jeho ďalších úžitkových vlastností.
Výhody nového náteru
Predstavený nový inovatívny spôsob zvýšenia bariérových vlastností plastov povrchovým náterom sa vyznačuje predovšetkým jednoduchou prípravou a podstatne lacnejšou výrobou. Nový inovatívny spôsob zvýšenia bariérových vlastností plastov povrchovým náterom je možné využiť v širokej oblasti priemyselných obalových polymérnych materiálov.
Zdroj: SAV
(JM)
