GrafCoat 2: Grafenbaserad extrusionsbeläggning för kartong

Syfte och mål

Projekts syfte var att vidareutvärdera det termoplastiska grafen-biopolymermaterialet som togs fram i GrafCoat-1. Grundiden är att utveckla ett hållbart material för extrusionsbeläggning av kartong. I GrafCoat-2 har fokus varit på extruderbarhet och laminering av pressade filmer till kartong. Efter en del optimering fick projektet fram material och en process som möjligjorde extrudering. Laminering av filmer till kartong var mycket god, även god försegling påvisades. Detta i kombination med filmernas goda barriäregenskaper gör konceptet inressant för fortsatt utveckling

Resultat och förväntade effekter

Initialt var det svårt att få fram tillräckligt med material men processen har och håller på att optimeras för större produktion. Det var även svårt att extrudera materialet. Det stelnade snabbt och var svårt att få ut ur extrudern. Montering av en värmekälla vid utloppet löste detta problem. Materialet kunde sedan pressas till tunna filmer och flera bitar av material kunde pressas ihop till större filmer. Dock var inte ihopsmältningen av bitarna perfekt varvid inga sammansatta filmer utvärderades. Bra vidhäftning till kartong och lovande barriär egenskaper påvisades.

Upplägg och genomförande

2D fab tog fram optimerade kvaliteter av grafen. RISE stabiliserade grafenet och blandade det med termoplastisk stärkelse, utförde extruderingsförsök samt pressade materialet till tunna filmer. Holmen och RISE karaktäriserade sedan filmerna: för sig själva och laminerade på kartong.

Abstract in English

GrafCoat 2: Graphene based extrusion coating for paperboard

Purpose and goal
The project´s aim was to further evaluate the thermoplastic graphene biopolymer material developed in GrafCoat-1. The motivation is a sustainable material for extrusion coating of paperboard. In GrafCoat-2 the focus has been on extrudability and lamination of pressed films onto paperboard. After some optimization, the project produced materials and a process that enabled extrusion. Pressed films laminated very well to paperboard and had good sealability. This, in combination with the films´ good barrier properties, makes the concept interesting for further development

Expected results and effects
Initially, it was difficult to obtain enough material, but the process has and is being optimized for larger production. It was also difficult to extrude the material. It solidified quickly and was difficult to get out of the extruder. Mounting a heat source close to the outlet solved the problem. The extruded material could be pressed into thin films and several pieces of material could be pressed together into larger films. But, the fusion of the material was not perfect and thus no fused films were evaluated. Good adhesion to paperboard and promising barrier properties were demonstrated

Planned approach and implementation
2D fab delivered optimized qualities of graphene. RISE stabilized the graphene, mixed it with theromoplastic starch, perform extrusion trials and pressed the material into thin films. Holmen and RISE then evaluated the properties of the films: free standing films and laminated onto paperboard

Utlysning:
Samverkan kring kommersiella tillämpningar med grafen, 2021

Projektpartners: RISE Innventia, 2D fab, Holmen Iggesund Paperboard, RISE

Projektledare: Andreas Fall, RISE

Projektform: Innovationsprojekt

Bidrag: 500 000 kr

Projektets löptid: april - november 2022

Relaterade projekt:
GrafCoat: Grafenbaserad extrusionsbeläggning för kartong

Relaterade styrkeområden: