Extension of KIT-Test TAPPI T559 for a more comprehensive test of grease resistance of paper and board

Die indirekte KIT-Test Prüfmethode der Norm TAPPI T-559 zur Überprüfung der Fettbeständigkeit von fluorchemisch beschichteten Papier und Karton hat seine Limitierung erreicht. Aufgrund der derzeitigen Zusammensetzung des KIT-Testes aus Rizinusöl, Toluol und Heptan ist die Erzielung realistischer KIT-Werte von durchdringungsstarken Fetten bzw. Lebensmitteln nicht möglich. Zudem stellen die mittlerweile Fluorchemikalien freien Barrierebeschichtungen eine weitere Beschränkung des Test-Systems dar. Ein Lösungsansatz ist daher die Erweiterung des KIT-Systems, indem KIT-Lösungen mit alternierenden Zusammensetzungen geprüft werden. Durch die KIT-Test Erweiterung mit anderen Fetten und alternativem Lösungsmittel soll eruiert werden, ob die dadurch entstandene Senkung der Oberflächenspannung zu zutreffenderen KIT-Werten außerhalb des Testsystems führt und ob diese Prüfmethode generell zur Testung für Fluorchemikalien freie Barrierebeschichtungen geeignet ist. Getestet wurden KIT-Testreihen mit den Zusammensetzungen Rizinusöl-Heptan, Olivenöl-Heptan, Vasilinöl-Hepan, Butterschmalz-Heptan, Rizinusöl-Hexan, Olivenöl-Hexan, Vasilinöl-Hexan FH Campus Wien University of Applied Sciences V Butterschmalz-Hexan und reines Hexan. Das Lösungsmittels Toluol wurde für alle Testreihen verwendet. Durch den Einsatz der alternativen Fettträger und weiters in Kombination mit Hexan konnte die Oberflächenspannung der KIT-Lösungen gesenkt werden, wodurch niedrigere KIT-Werte erreicht werden konnten wie bei der Standardzusammensetzung. Somit ist eine Erweiterung des KIT-Systems durch eine Reduzierung der Oberflächenspannung grundsätzlich möglich, da dadurch auch durchfettungsstärkere Fette abgedeckt werden können. Jedoch konnten diese Ergebnisse nur für die unbeschichteten und rein mit Lack beschichteten Probenseiten erreicht werden. Für die Probenseiten mit fluorchemisch freien Barriereschichten wurde bei jeder Testreihe ein kontinuierlicher KIT-Wert von 12 erreicht. Demzufolge ist diese Prüfmethode nach derzeitigem Stand nicht für die Testung der Fettbeständigkeit für Fluorchemikalien frei beschichteter Kartons geeignet. Nur die Senkung der Oberflächenspannung durch Variierung in der KIT-Lösungszusammensetzung reicht nicht aus um aussagekräftige Ergebnisse zu erhalten. Es müssen daher weitere Untersuchungen durchgeführt werden, in welchen weitere Parameter mit einbezogen werden. The indirect KIT test method of the TAPPI T-559 standard for testing grease resistance of fluorochemically coated paper and board has reached its limit. Due to the current composition of the KIT test from castor oil, toluene and heptane, it is not possible to achieve realistic KIT values of highly penetrating fats or foodstuff. In addition, the barrier coatings, which are now free of fluorochemicals, could represent a further limitation of the test system as well. Therefore, one approach is the extension of the KIT system by testing KIT solutions with alternating compositions. The KIT test extension with other greases and alternative solvents is intended to determine if the resulting reduction in surface tension leads to more accurate KIT values outside the test system. Furthermore it shall confirm whether this test method is generally suitable for testing barrier coatings that are free of fluorochemicals. KIT test series were tested with the compositions castor oil-heptane, olive oil-heptane, vasilin oil-heptane, clarified butter-heptane, castor oil-hexane, olive oil-hexane, vasilin oil-hexane, clarified butter-hexane and pure hexane. The solvent toluene was used for all test series. By using the alternative fat carriers and further in combination with hexane, the surface tension of the KIT solutions could be lowered, resulting in lower KIT values than with the standard composition. Thus, an extension of the KIT system by reducing the surface tension is basically possible, as this also allows the coverage of greases with a higher grease content. However, these results could only be achieved for the uncoated and purely lacquer-coated sample sides. For the sample sides with fluorochemically free barrier layers, a continuous KIT value of 12 was achieved in each test series. Consequently, this test method is not suitable for testing the grease resistance of fluorochemical-free coated boards according to the current state of the art. Only the reduction of the surface tension by varying the KIT solution composition is not sufficient to obtain meaningful results. Therefore, further investigations have to be carried out in which further parameters should be included.