VTT sta testando il film plastico Thermocell a base di cellulosa e acidi grassi nella produzione di imballaggi alimentari in collaborazione con Arla Foods, Paulig, e Wipak. Materiale plastico termocella, che è composto da componenti rinnovabili, deve essere utilizzato allo stesso modo della plastica a base fossile. Grazie al lavoro di sviluppo, molte caratteristiche del film soddisfano già i requisiti dell'industria alimentare, e la cooperazione è avanzata fino alla sperimentazione della produzione industriale.

L'origine rinnovabile e la riciclabilità dei materiali di imballaggio sono di crescente interesse sia per i consumatori che per i confezionatori. Si cercano opzioni a base biologica per prodotti a base di olio, o plastiche a base fossile, che potrebbe essere lavorato, Usato, e riciclati come le plastiche tradizionali. Una soluzione emergente è la cellulosa, l'ingrediente strutturale nelle piante che, proprio come la plastica, è composto da grandi molecole polimeriche. Quando la cellulosa viene estratta dal legno, non compete con la produzione alimentare, come fanno molti altri biomateriali. Inoltre, metodi di produzione efficienti sono già stati stabiliti nella produzione di cellulosa. Però, la cellulosa in quanto tale è priva di una caratteristica importante degli imballaggi in plastica:la termoplasticità.

Un metodo sviluppato da VTT consente la produzione di plastica Thermocell, una sostanza termoplastica, di cellulosa e acidi grassi a base biologica, che sono adatti per applicazioni come lo stampaggio a iniezione, rivestimento di carta e cartone, e stampa 3D. L'attuale focus del lavoro di sviluppo nella produzione di film è nella tecnologia di estrusione.

"Siamo passati dal laboratorio a macchinari più grandi, migliorando allo stesso tempo la qualità del film. Il nostro obiettivo è dimostrare che il film Thermocell può essere prodotto su scala industriale utilizzando la stessa attrezzatura utilizzata per i film plastici tradizionali, con caratteristiche che soddisfano le esigenze dell'industria alimentare. Per questa ragione, Alimenti Arla, Paulig, e Wipak partecipano anche alla ricerca, "dice Jarmo Ropponen, il leader del gruppo di ricerca presso VTT.

"Il focus nel nostro sviluppo di imballaggi nei prossimi anni è sulla riciclabilità. Lo sviluppo di energie rinnovabili, i materiali a base biologica supportano i nostri obiettivi a lungo termine. Lo sviluppo di Thermocell richiede ancora lavoro per garantire che possa essere utilizzato con macchinari, e che ha una lunga durata, tra le altre caratteristiche. Volevamo supportare lo sviluppo dei materiali in modo che i requisiti dei nostri prodotti fossero presi in considerazione già nelle prime fasi di sviluppo, " dice Kati Randell di Paulig.

Un sottile, durevole, protettivo, ed è necessaria una pellicola sicura

Il packaging alimentare privilegia film il più possibile sottili e durevoli, ma ancora proteggere gli alimenti in modo sicuro. Thermocell ha già dimostrato di fornire una buona protezione contro il vapore acqueo, e nessuno dei suoi componenti migra nel cibo. Il film Thermocell può anche essere termosaldato utilizzando l'attrezzatura standard del produttore.

Un risultato significativo nello sviluppo di Thermocell è il minor spessore del film. Con i progressi nei macchinari di produzione, il film è diventato più uniforme, e il suo spessore è già sceso a 100 micrometri. Se il materiale deve competere con i film plastici sottili, lo spessore deve essere ulteriormente ridotto. Lo scopo è anche orientare il film e quindi migliorarne la resistenza e le qualità protettive.

Il feedback delle aziende partner ci ha anche permesso di vedere altre caratteristiche importanti sul mercato. Le caratteristiche di attrito del film ne sono un esempio, in modo che possa essere più facilmente utilizzato su linee di confezionamento industriali, "dice Roppon.

La riciclabilità di Thermocell si è dimostrata quasi uguale a quella dei più comuni materiali termoplastici. Può essere fuso ed estruso di nuovo almeno cinque volte senza deterioramenti significativi delle sue caratteristiche. Il riciclaggio richiede ancora che venga ordinato separatamente.

Plastica termoplastica a base biologica senza additivi

Le prime plastiche a base di cellulosa sono state sviluppate già prima che qualcuno pensasse di utilizzare il petrolio come materia prima. Acetati di cellulosa, che sono ancora ampiamente utilizzati, risalgono a quell'epoca ma le loro proprietà termoplastiche richiedono grandi quantità di additivi. Termocella, che è prodotto da cellulosa e acidi grassi, mostra un comportamento termoplastico senza sostanze aggiuntive.

Nel metodo sviluppato da VTT, i polimeri di cellulosa vengono scissi in catene più corte prima di aggiungere acidi grassi, migliorare la reattività della cellulosa, rendendo il materiale risultante più termoplastico. Allo stesso tempo, offre una migliore protezione contro l'acqua e può essere più facilmente termosaldato.

"Nei nostri test più recenti abbiamo utilizzato piccole quantità di additivi plastici tradizionali perché facilitano la produzione di film, e migliorarne le caratteristiche, "dice Roppon.

Una volta che il gruppo di ricerca ha completato la messa a punto delle applicazioni tradizionali del film plastico per soddisfare le esigenze degli imballatori, il fulcro del lavoro di sviluppo può essere spostato su concetti pratici di riciclaggio. L'obiettivo è adattare il film ai sistemi di raccolta e riciclo che vengono utilizzati nei principali mercati del mondo.