Olosuhteiden vaikutus aaltopahvin lujuusominaisuuksiin
Aaltopahvi on yksi maailman käytetyimmistä pakkausmateriaaleista, mutta sen lujuusominaisuudet muuttuvat ympäristöolosuhteiden mukaan. Erityisesti ilmankosteus voi heikentää pakkauksen kestävyyttä ja vaikuttaa suoraan sen toimivuuteen kuljetuksen ja varastoinnin ajan.
Monet aaltopahvipakkaukset testataan standardoiduissa laboratorio-olosuhteissa, joissa lämpötila ja kosteus pysyvät vakaina. Todellisessa käyttöympäristössä olosuhteet ovat kuitenkin huomattavasti vaihtelevampia, ja esimerkiksi siirtyminen kuivasta varastoinnista kosteisiin kylmäketjuolosuhteisiin voi muuttaa materiaalin ominaisuuksia nopeastikin.
Aaltopahvi on kuitupohjainen materiaali, joka sitoo itseensä kosteutta ympäröivästä ilmasta. Kun materiaalin kosteuspitoisuus kasvaa, sen mekaaniset ominaisuudet muuttuvat, sillä sen kuiturakenne pehmenee ja menettää jäykkyyttään. Tämä heijastuu erityisesti pakkauksen puristuslujuuteen sekä rakenteelliseen vakauteen (Allaoui ym. 2009).
Opinnäytetyössä tarkasteltiin lämpötilan ja kosteuden vaikutusta aaltopahvin lujuusominaisuuksiin. Tulokset osoittivat, että erityisesti kosteudella oli selkeä ja johdonmukainen vaikutus materiaalin käyttäytymiseen, sillä useat lujuudet heikkenivät suhteellisen kosteuden kasvaessa. Sen sijaan lämpötilan vaikutus lujuusominaisuuksiin jäi selvästi vähäisemmäksi verrattuna kosteuden vaikutukseen.
Kosteus heikensi laatikon kantavuutta
Selvin muutos havaittiin reunalitistyslujuudessa sekä laatikon puristuslujuudessa, jotka molemmat heikkenivät johdonmukaisesti kosteuden kasvaessa. Reunalitistyslujuus kuvaa materiaalin kykyä kestää puristusta aallon suunnassa, kun taas laatikon puristuslujuus kertoo, kuinka suuren pystysuuntaisen kuorman valmis laatikko kestää ennen lommahtamista. Käytännössä tämä heijastaa pakkauksen kykyä kestää pinoamista ja siihen kohdistuvaa kuormitusta. (Laakso & Rintamäki, 2000, s.130–131)
Tulosten perusteella suhteellisen kosteuden kasvu heikentää lujuusominaisuuksia selvästi: korkeassa kosteudessa aaltopahvin rakenne pehmenee ja menettää jäykkyyttään. Tämä voi käytännössä ilmetä esimerkiksi laatikoiden taipumisena, lommahtamisena tai pinon painumisena kasaan.
Olosuhteiden huomioiminen on keskeistä sekä pakkausten suunnittelussa että testauksessa.
Ilmiö korostuu erityisesti elintarviketeollisuudessa, jossa pakkaukset ovat usein kosketuksissa kosteuden kanssa. Kosteusrasitusta voi syntyä esimerkiksi jäästä, sulamisvedestä sekä kondensaatiosta. Vaikka pakkaus säilyttää ulkoisesti muotonsa, kosteudella voi olla vaikutusta sen rakenteelliseen kantavuuteen.
Kaikki lujuusominaisuudet eivät heikentyneet samalla tavalla
Yksi opinnäytetyön kiinnostavimmista havainnoista liittyi puhkaisulujuuteen, jonka olisi voinut odottaa heikkenevän muiden lujuusominaisuuksien tavoin kosteuden kasvaessa. Tulokset kuitenkin osoittivat päinvastaista: puhkaisulujuus kasvoi kosteuden lisääntyessä. Tämä viittaa siihen, että aaltopahvin käyttäytyminen ei ole täysin suoraviivaista, vaan kosteuden vaikutus voi heikentää pinottavuutta mutta samalla lisätä materiaalin joustavuutta.
Tätä voidaan selittää sillä, että kosteus pehmentää kuiturakennetta ja lisää materiaalin joustavuutta, mikä voi parantaa sen kykyä jakaa paikallista kuormitusta (Allaoui ym. 2009). Siksi puhkaisulujuus voi kasvaa, vaikka muut lujuusominaisuudet heikkenevät. Tämän vuoksi yksittäinen lujuustesti ei riitä kuvaamaan pakkauksen toimintaa kokonaisuutena, vaan eri ominaisuudet voivat korostua eri käyttötilanteissa.
Lisäksi puhkaisulujuustuloksiin on voinut vaikuttaa testatun aaltopahvin polymeeripinnoite, joka voi rajoittaa kosteuden tunkeutumista kuiturakenteeseen ja muuttaa arkin pintakerroksen käyttäytymistä testin aikana. Siksi puhkaisulujuus voi kasvaa, vaikka muut lujuusominaisuudet heikkenevät. (Zou ym. 2007)
Pakkauksen toimivuus todennetaan käytännössä
Tulokset osoittavat, että pakkausten toimivuutta ei voida arvioida pelkästään yksittäisten lujuusmittausten tai vakio-olosuhteiden perusteella, vaan todellinen suorituskyky muodostuu useiden tekijöiden yhteisvaikutuksesta. Tämän vuoksi olosuhteiden huomioiminen on keskeistä sekä pakkausten suunnittelussa että testauksessa.
Käytännössä aaltopahvin suorituskyky määräytyy vasta vaihtelevissa käyttöolosuhteissa, joissa erityisesti kosteus vaikuttaa materiaalin käyttäytymiseen. Näiden tekijöiden tunnistaminen ja huomioiminen mahdollistaa luotettavampien ja käyttöä paremmin vastaavien pakkausratkaisujen kehittämisen.
Artikkeli on osa Uudet materiaalit ja prosessit – tutkimusryhmän julkaisuja.
Lähteet:
Weckman, O. 2026. Olosuhteiden vaikutus aaltopahvin lujuusominaisuuksiin – Theseus, Turun ammattikorkeakoulun opinnäytetyö.
Allaoui, S., Aboura, Z. & Benzeggagh, M. L. (2009). Effects of the environmental conditions on the mechanical behaviour of the corrugated cardboard. Haettu 13.5.2026 osoitteesta
10.1016/j.compscitech.2007.10.058
Laakso, O. & Rintamäki, T. (2000). Aaltopahvin valmistus ja jalostus. Suomen aaltopahviyhdistys ry. Viitattu 18.5.2026
Zou, Y., Hsieh, J. S., Mehnert, E. & Kokoszka, J. (2007). The study of PET recyclable polymers as paper coatings. Progress in Organic Coatings, 60(2), 127–131. Haettu 18.5.2026 osoitteesta https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2007.07.012
Kansikuva: Pixabay.com