Folie z poliolefin z udziałem skrobi lub skrobi modyfikowanej
Do folii poliolefinowych można dodać aż do 20% skrobi. Dodawanie skrobi do folii poliolefinowych jest pomysłem amerykańskim, ale skrobia była dodawana głównie w ilości do 10% w celu obniżenia kosztów wytwarzania folii. Tego typu folie były przeznaczone do spalania.
Folie wykonane z biodegradowalnego polietylenu muszą być grubsze od zwykłych ze względu na gorsze właściwości mechaniczne. Folie z polietylenu niskiej gęstości (LDPE) ze skrobią produkowane są przez firmę St. Lawrence Starch (Kanada, Szwajcaria) i belgijską firmę Amylum. Rozkład biologiczny tego typu materiału w postaci toreb trwa od 3 do 6 lat.
Folie PE z udziałem skrobi produkuje koncern Mondi Packaging AG (Austria), zaś folie PP z udziałem skrobi modyfikowanej pod nazwą handlową Poligreen produkuje turecki koncern Polinas Plastic. Oba rodzaje folii prezentowano na targach Interpack 2008. Biodegradacja folii Poligreen następuje pod wpływem tlenu w ciągu 2 lat.
Biodegradowalne folie z polietylenu zadrukowane i nie, przeznaczone do produkcji toreb, owijek itp. produkują niemiecka firma Wentus Kunststoff GmbH pod nazwami handlowymi Wentex HDPE i Wentolen LDPE oraz francuska firma Limagrain Cereales Ingrediens pod nazwą handlową biolice.
Niemiecka firma Alesco GmbH & Co. KG produkuje wielowarstwowe folie z PE ze skrobią pod nazwą Coex – Biofolien.
Folie z poliolefin z udziałem związanych olejów roślinnych
W charakterze nowości na Interpacku 2008 koncern Mondi Packaging AG zaprezentował nową biodegradowalną folię PE ze związanymi olejami roślinnymi. Nosi ona nazwę handlową Substainex i służy głównie do produkcji worków napełnianych w systemie Form-Film-Seal (FFS). Folia Substainex znajduje zastosowanie do produkcji opakowań środków spożywczych, karmy dla zwierząt oraz in.
Folie wykonane z kompozycji polimerowo-skrobiowych
Przedstawicielami folii biodegradowalnych wykonanych z kompozycji polimerowo-skrobiowych są: grupa folii i polimerów o nazwie handlowej Mater-Bi włoskiej firmy Novamont S.p.a. i BIOPLAST niemieckiej firmy Biotec GmbH. Zaletą folii Mater-Bi i BIOPLAST jest to, że można je zadrukować techniką fleksograficzną zarówno farbami wodnymi, jak i rozpuszczalnikowymi. Zadruk można wykonać także jakąkolwiek inną techniką; powierzchnia nie wymaga obróbki koronowej. Zgrzewanie folii, np. przy produkcji toreb, jest podobne do zgrzewania PE.
Folia Mater-Bi jest produkowana metodą rozdmuchu z granulatu będącego kompozycją skrobi i poli-ε−kaprolaktonu (), czas biodegradacji w warunkach kompostowania to 20-45 dni. Jest zadrukowywana techniką fleksograficzną, może być laminowana z papierem. Stosowana jest do produkcji różnego rodzaju torebek i worków do pakowania suchych produktów spożywczych, w tym worków na odpady biodegradowalne.
Folia BIOPLAST ma identyczny skład jak folia Mater-Bi – zbudowana jest z polikaprolaktonu i skrobi.
Folie Biostarch firmy Biostarch Technology Pte. Ltd. z Singapuru z siedzibą w Australii i Szwajcarii wytwarzane są z kompozycji skrobiowo-polimerowej. Są produkowane w Chinach. Ich głównym przeznaczeniem jest produkcja różnego rodzaju toreb; są zadrukowywane techniką fleksograficzną.
Belgijska firma ANL Plastic N.V. wraz z reprezentującą ją niemiecką firmą European Bioplastics e. V. wystawiała biodegradowalne folie PE powstałe przez biodegradowalne dodatki do polimerów typu TDPA (totally degradable plastic additives).
Włoska grupa Italian Flexico Group produkuje dwa rodzaje folii degradowalnych pod nazwą Biopryl, które są wytwarzane z PE lub PP z odpowiednimi dodatkami powodującymi degradację przez utlenienie pod wpływem światła słonecznego w ultrafiolecie lub ciepła. Obie są zadrukowywane fleksografią. Folie Biopryl uważane są za odpowiednie do rozpadu w warunkach otoczenia zewnętrznego w maksymalnym okresie 220 dni i całkowicie znikają po 4 latach.
Folie z biopolimerów o strukturze poliestrowej całkowicie biodegradowalne
Folie z biopolimerów o strukturze poliestrowej całkowicie biodegradowalne, uzyskiwane w wyniku fermentacji lub polimeryzacji fermentacyjnej można ze względu na stosowane surowce wyjściowe podzielić na dwie grupy:
biopolimery wytwarzane z udziałem kwasu polihydroksymasłowego (z polihydroksymaślanu, tj. z PHB) i z kopolimeru PHBV, tj. z poli (3-hydroksy-hydromaślan-co-3-hydroksywalerianu);
biopolimery wytwarzane z udziałem kwasu mlekowego (PLA).
Do grupy pierwszej należą: produkowana przez amerykańską firmę Metabolix Inc. (obecnie przez specjalnie powołaną amerykańską firmę Telles) folia o nazwie BIOPOL, folia Nodax produkowana przez koncern Procter & Gamble Chemicals (Niemcy) oraz folie ENMAT produkowane przez chińską firmę Tianan Biologic.
BIOPOL jest wytwarzany z PHB otrzymywanego w procesie fermentacji glukozy (roztwór 90% glukozy, 8% kwasu propionowego, 2% soli mineralnych) przez bakterie Alcaligenes eutrophus i gromadzony w ich komórkach jako materiał zapasowy. Gdy zawartość BIOPOL-u osiągnie ponad 80% suchej masy bakterii, biopolimer zostaje wyodrębniony (przez ekstrakcję z komórek), następnie oczyszczony i poddany granulacji. Uzyskany granulat może być stosowany w klasycznych technologiach przetwórstwa tworzyw sztucznych – w tym w wytłaczaniu oraz wytłaczaniu z rozdmuchem folii. Uzyskana folia charakteryzuje się dużą stabilnością i wytrzymałością (porównywalną z folią PP), a także odpornością na wilgotność otoczenia w czasie użytkowania i magazynowania. Jest materiałem barierowym dla aromatów. BIOPOL służy m.in. do wytwarzania toreb handlowych, worków na odpady oraz do powlekania papieru. Folia bywa zadrukowywana techniką fleksograficzną.
Nodax wytwarzany jest z kopolimerów kwasów tłuszczowych PHBV. Jest to polimer całkowicie biodegradowalny, charakteryzujący się dobrymi właściwościami mechanicznymi i barierowymi, stosowany do wytwarzania folii wylewanych, wytłaczanych z rozdmuchem oraz materiałów wielowarstwowych. Materiał podatny na zadruk tak fleksografią, jak i inkjetem.
Folie ENMAT – całkowicie biodegradowalne i kompostowalne – produkowane są z PHVB przez chińską firmę Tianan Biologic. Są przeznaczone m.in. do produkcji opakowań i zadrukowywane techniką fleksograficzną.
Grupa druga to folie produkowane z biopolimerów wytwarzanych z udziałem kwasu mlekowego (PLA) – obecnie jest to największa grupa asortymentowa folii biodegradowalnych.
Kwas mlekowy otrzymuje się syntetycznie z aldehydu octowego i cyjanowodoru lub przez fermentację mlekową cukru wywołaną działaniem bakterii (Lactobacillus). Polimeryzacja kondensacyjna kwasu mlekowego prowadzi do powstania polikwasu mlekowego PLA (liniowego alifatycznego poliestru), który charakteryzuje się wyjątkowo niską masą cząsteczkową. Polimer kwasu mlekowego o wyższej masie cząsteczkowej można uzyskać przez polimeryzację kondensacyjną cyklicznych laktydów (estrów powstałych przez wewnętrzną
estryfikację). W zależności od udziału w reakcji izomerów ∆-laktydu () uzyskuje się polimer o różnych właściwościach. Dla celów opakowaniowych duże znaczenie ma polimer, który jest zbudowany z 90% G-laktydu () i 10% ∆-laktydu (). Taki układ polilaktydu (PLLA) o strukturze poliestrowej ulega łatwo polimeryzacji, jest termoplastyczny oraz daje się orientować 4.
Poniżej wymieniono folie biodegradowalne będące biodegradowalnymi kopolimerami otrzymane klasyczną syntezą z monomerów pochodzenia naturalnego.
Folia PLA/PLLA produkcji fińskiej firmy Neste Oy, wytwarzana z granulatu uzyskanego przez klasyczną syntezę chemiczną monomerów pochodzenia naturalnego produkowanego przez holenderską firmę Depron B.V. metodą rozdmuchu lub wylewania jest bardzo wytrzymałym zgrzewalnym materiałem dającym się zadrukowywać techniką wklęsłodrukową lub/i fleksograficzną. Polimer PLA/PLLA służy także do powlekania papieru opakowaniowego.
Folia o nazwie handlowej Eco Pla produkowana przez holenderską firmę Cargill Dow B.V. przypomina właściwościami folię z polistyrenu. Może być zadrukowywana techniką offsetową lub/i fleksograficzną.
Bardzo podobne właściwości ma folia o nazwie handlowej CPLA produkcji japońskiej firmy Dainippon Ink and Chemicals. W zależności od zawartości poliestru w mieszance może mieć właściwości podobne do PS lub PP. Folie służące do owijek żywności są przeznaczone do zadrukowywania techniką fleksograficzną.
Poniżej wymienione folie są produkowane z biodegradowalnych polimerów z udziałem kwasu mlekowego (PLA):
Folia Ecoloju produkowana przez japońską firmę Mitsubishi w postaci rękawa i arkuszy ma właściwości podobne jak zwykłe folie z tworzyw sztucznych. Charakteryzuje się dużą wytrzymałością i przezroczystością, jest łatwa do zgrzewania i zadrukowywania. Produkowane są z niej opakowania żywności, podobnie jak z folii poliamidowych. Choć folia jest nieprzepuszczalna, jej wartości barierowe dla pary wodnej i gazów są niskie, co znaczy, że folia „oddycha” i jednocześnie całkowicie ulega kompostowaniu w ciągu 6 tygodni. Jest zadrukowywana głównie techniką fleksograficzną.
Folia Biophan produkowana przez niemiecką firmę Treofan Germany GmbH (w br. technologia sprzedana firmie Polyfilms) daje możliwości zadrukowania i metalizacji próżniowej. Jest stosowana do bezpośredniego pakowania owoców, cukierków, kwiatów itp. Nadaje się również do formowania owinięć na skręt, tzw. twist wrap. Ulega biodegradacji podczas kompostowania w ciągu 2 miesięcy.
Produkowana jest o grubości 15, 20, 30 i 40 µm. To przezroczysta folia o wysokim połysku, odporna na działanie olejów i tłuszczy, termoformowalna, termozgrzewalna o dużej wytrzymałości zgrzewu, podatna na laminowanie na gorąco, dająca się zadrukowywać techniką fleksograficzną lub wklęsłodrukową przy zastosowaniu odpowiednich farb.
Folia EarthFirst PLA produkcji amerykańskiej firmy Plastic Suppliers (europejski dystrybutor: belgijska firma Sidaplex N. V.) przeznaczona do pakowania żywności, produkcji laminatów, okienek, owijek, etykiet samoprzylepnych itp. Zadrukowywana głównie fleksografią, nie wymaga aktywacji5.
Folie Ökopack oferowane przez holenderską firmę NNZ B. V. jako nowy biomateriał do pakowania owoców, kwiatów i bukietów kwiatowych. Przeznaczone do zadrukowywania techniką fleksograficzną. Folie Ökopack mogą być barwione.
Folia Lacea japońskiego koncernu Mitsui Chemical, Inc. – biodegradowalna, przeznaczona do zadrukowywania techniką fleksograficzną.
Folia NatureWorks PLA produkcji amerykańsko-japońskiego koncernu NatureWorks LLC, biodegradowalna na bazie polimerów z udziałem kwasu mlekowego. Charakteryzuje się wysokim połyskiem i dużą przezroczystością, posiada właściwości barierowe w stosunku do gazów, zgrzewalna, z pamięcią skrętu, odporna na tłuszcze i oleje, nadająca się do pakowania produktów mlecznych, słodyczy i tzw. fast-food. Jest zadrukowywana techniką fleksograficzną.
Folie BIO-flex – nazwa handlowa niemieckiej firmy FKuR Kunststoff GmbH – są produkowane metodą wytłaczania z rozdmuchem z granulatu składającego się z różnorodnych kompozycji żywic bazujących na PLA, nie zawierają skrobi i jej pochodnych. Niektóre z folii są dopuszczone do kontaktu z żywnością. Charakteryzują się wytrzymałością mechaniczną zbliżoną do folii polietylenowej, duży wpływ na wytrzymałość ma wilgotność względna powietrza. Folie BIO-flex stosowane są do wyrobu toreb handlowych, worków na odpady itp. Podatne na zadrukowywanie techniką fleksograficzną i offsetową, nie wymagają aktywacji powierzchni. Wszystkie folie BIO-flex są biodegradowalne, niektóre są również kompostowalne.
Folie Ecovio koncernu BASF – to pierwsza grupa biodegradowalnych tworzyw zawierających surowce pochodzenia naturalnego (w tym przypadku roślinnego) i bazująca na 45% zawartości PLA. Pozostałe 55% stanowi ekologiczna odmiana aromatycznego kopoliestru alifatycznego produkowanego przez BASF pod nazwą Ecoflex. Główne zastosowanie to giętkie folie opakowaniowe, tzw. reklamówki. Folie są zadrukowywane techniką fleksograficzną.
Folie BI–OPL holenderskiej firmy Oerlemans Plastics B.V. stosowane głównie jako folie ogrodnicze wykorzystywane są także do produkcji biodegradowalnych toreb na zakupy. Zadrukowywane są techniką fleksograficzną.
Folie Green Pla japońskiej firmy Arhe Will Co., Ltd. mają podobną budowę i zastosowanie jak folie NatureWorks PLA.
Folia Ceramis-PLA produkcji brytyjskiej firmy Alcan Packaging Cumbria produkowana z kwasu polimlekowego, powlekana wielotlenkiem krzemu (SiOx) o wysokich właściwościach barierowych i wytrzymałościowych jest przeznaczona do produkcji barierowych torebek i toreb typu supermarket, zadrukowywana techniką fleksograficzną. cdn.
4 Żakowska H.: Opakowania biodegradowalne, COBRO, Warszawa 2003.
5 Rosłon M.: Folie biodegradowalne EarthFirst PLA. Przyszłość, czy już teraźniejszość, „Opakowanie” nr 6/2007, s. 30 – 31.
