VTT teste le film plastique Thermocell à base de cellulose et d'acides gras dans la production d'emballages alimentaires en coopération avec Arla Foods, Paulig, et Wipak. Matière plastique thermocell, qui est fabriqué à partir de composants renouvelables, doit être utilisé de la même manière que le plastique d'origine fossile. Grâce au travail de développement, de nombreuses caractéristiques du film répondent déjà aux exigences de l'industrie agroalimentaire, et la coopération a avancé à l'essai de la production industrielle.

L'origine renouvelable et la recyclabilité des matériaux d'emballage intéressent de plus en plus les consommateurs et les emballeurs. Des options biosourcées sont recherchées pour le pétrole, ou des plastiques d'origine fossile, qui pourrait être travaillé, utilisé, et recyclés comme les plastiques traditionnels. Une solution émergente est la cellulose, l'ingrédient structurel des plantes qui, tout comme les plastiques, est composé de grosses molécules de polymère. Lorsque la cellulose est extraite du bois, il n'entre pas en concurrence avec la production alimentaire, comme le font de nombreux autres biomatériaux. En outre, des méthodes de production efficaces ont déjà été établies dans la production de cellulose. Cependant, la cellulose en tant que telle a manqué d'une caractéristique importante du plastique d'emballage :la thermoplastique.

Une méthode développée par VTT permet la production de plastique Thermocell, une substance thermoplastique, en cellulose et acides gras biosourcés, qui conviennent à des applications telles que le moulage par injection, revêtement de papier et carton, et impression 3D. Les travaux de développement dans la fabrication de films se concentrent actuellement sur la technologie d'extrusion.

"Nous sommes passés du laboratoire à des machines plus grandes tout en améliorant la qualité du film. Notre objectif est de montrer que le film Thermocell peut être produit à l'échelle industrielle en utilisant le même équipement que celui utilisé pour les films plastiques traditionnels, avec des caractéristiques qui répondent aux besoins de l'industrie alimentaire. Pour cette raison, Aliments Arla, Paulig, et Wipak participent également à la recherche, " dit Jarmo Ropponen, le chef d'équipe de recherche au VTT.

"L'accent dans notre développement d'emballages dans les années à venir est sur la recyclabilité. Le développement des énergies renouvelables, les matériaux biosourcés soutiennent nos objectifs à long terme. Le développement du Thermocell nécessite encore des travaux pour s'assurer qu'il peut être utilisé avec des machines, et qu'il a une longue durée de conservation, entre autres fonctionnalités. Nous voulions soutenir le développement de matériaux afin que les exigences de nos produits soient prises en compte dès les premiers stades de développement, " dit Kati Randell de Paulig.

Un mince, durable, protecteur, et un film sûr est requis

Les emballages alimentaires privilégient les films aussi fins et durables que possible, tout en protégeant les aliments en toute sécurité. Il a déjà été démontré que Thermocell offre une bonne protection contre la vapeur d'eau, et aucun de ses composants ne migre dans la nourriture. Le film Thermocell peut également être thermoscellé en utilisant l'équipement standard des fabricants.

Une réalisation importante dans le développement de Thermocell est la plus petite épaisseur du film. Avec les progrès des machines de production, le film est devenu plus uniforme, et son épaisseur est déjà descendue à 100 micromètres. Si le matériau doit concurrencer les films plastiques minces, l'épaisseur doit encore être réduite. Il s'agit également d'orienter le film et d'améliorer ainsi sa résistance et ses qualités protectrices.

Les retours des entreprises partenaires nous ont également permis de voir d'autres fonctionnalités importantes sur le marché. Les caractéristiques de frottement du film en sont un exemple, afin qu'il puisse être utilisé plus facilement sur les lignes de conditionnement industrielles, " dit Ropponen.

La recyclabilité du Thermocell s'est avérée presque égale à celle des thermoplastiques les plus courants. Il peut être fondu et extrudé à nouveau au moins cinq fois sans détérioration significative de ses caractéristiques. Le recyclage nécessite toujours qu'il soit trié séparément.

Plastique thermoplastique biosourcé sans additifs

Les premiers plastiques à base de cellulose ont déjà été développés avant même que quiconque ait pensé à utiliser le pétrole comme matière première. Acétates de cellulose, qui sont encore largement utilisés, datent de cette époque mais leurs propriétés thermoplastiques nécessitent de grandes quantités d'additifs. Thermocellule, qui est produit à partir de cellulose et d'acides gras, montre un comportement thermoplastique sans aucune substance supplémentaire.

Dans la méthode développée par VTT, les polymères cellulosiques sont scindés en chaînes plus courtes avant d'ajouter des acides gras, améliorer la réactivité de la cellulose, rendre le matériau résultant plus thermoplastique. À la fois, il offre une meilleure protection contre l'eau et il peut être plus facilement thermoscellé.

« Dans nos derniers tests, nous avons utilisé de petites quantités d'additifs plastiques traditionnels car ils facilitent la fabrication de films, et améliorer ses fonctionnalités, " dit Ropponen.

Une fois que le groupe de recherche a terminé de peaufiner les applications traditionnelles de film plastique pour répondre aux besoins des emballeurs, l'accent du travail de développement peut être déplacé vers des concepts de recyclage pratiques. L'objectif est d'adapter le film aux systèmes de collecte et de recyclage utilisés sur les principaux marchés mondiaux.