Développement d'un revêtement barrière biodégradable pour les emballages en papier
La réduction des matières premières fossiles pose également de nouveaux défis à l'industrie de l'emballage. Dans le cadre d'un projet de recherche, des scientifiques d'INNOVENT e.V. à Iéna ont étudié, en collaboration avec le fabricant de papier Reflex de Düren, comment doter un papier spécial d'une barrière contre la vapeur d'eau sans compromettre sa barrière contre l'oxygène, déjà très bonne. En laboratoire, il a été possible de développer des revêtements à base de biopolymères et de cires qui, jusqu'à présent, ne pouvaient pas être appliqués en flexographie industrielle avec une épaisseur suffisante. Néanmoins, la barrière contre la vapeur d'eau a été améliorée et le papier est resté compostable et recyclable.
Le renoncement croissant aux matières premières fossiles exige également de nouveaux concepts de matériaux dans l'industrie de l'emballage. Dans le domaine de l'emballage papier durable en particulier, il faut des solutions qui garantissent à la fois des propriétés de barrière fonctionnelles, la recyclabilité et la biodégradabilité, par exemple à base de papier. En tant que fabricant de papier spécial, Reflex a développé un papier transparent qui se caractérise par une très bonne barrière à l'oxygène. En collaboration avec INNOVENT e.V., un projet de recherche financé par l'État fédéral a maintenant examiné si ce papier pouvait être doté d'une barrière à la vapeur d'eau entièrement compostable et recyclable et s'il pouvait donc être utilisé sur le marché des matériaux d'emballage.
Aux revêtements, ....
Pour ce faire, différentes formulations de revêtement à base de solutions aqueuses de biopolymères ont été développées à l'échelle du laboratoire. Celles-ci ne présentant pas les propriétés de barrière souhaitées, des composants hydrophobes tels que des cires et des particules inorganiques ont été ajoutés. Appliqués sur des échantillons de papier, les revêtements ont ensuite été testés pour leurs propriétés de barrière, leur recyclabilité et leur compostabilité.
..., fini, ...
Il s'est avéré que la combinaison de biopolymères et de cires permettait d'améliorer considérablement la barrière contre la vapeur d'eau. Parallèlement, la très bonne barrière à l'oxygène du papier de base a été conservée. Les papiers enduits se sont en outre révélés entièrement biodégradables et recyclables. Un concept de matériau durable pour des emballages en papier fonctionnels a ainsi pu être démontré. Un défi majeur s'est toutefois présenté lors du transfert dans les processus de production industriels existants. Jusqu'à présent, la solution de revêtement développée ne permettait pas d'obtenir des couches suffisamment épaisses par impression flexographique, de sorte que les propriétés de barrière souhaitées n'ont pas encore pu être entièrement mises en œuvre à l'échelle industrielle. Les possibilités d'améliorer la quantité d'application sont donc encore à l'étude.
..., c'est parti !
La solution d'emballage innovante serait alors dans l'air du temps : Les solutions d'emballage durables prennent de plus en plus d'importance, notamment dans le secteur alimentaire et des biens de consommation. Des matériaux à base de papier dotés de propriétés de barrière améliorées pourraient remplacer les emballages en plastique dans certaines applications, contribuant ainsi à réduire l'utilisation de matières premières fossiles et à diminuer la quantité de plastique. Selon la barrière à la vapeur d'eau finale obtenue, les applications possibles concernent par exemple l'emballage d'aliments secs, de snacks ou d'autres produits pour lesquels les barrières à l'oxygène et à la vapeur d'eau sont importantes. Les connaissances acquises dans le cadre du projet constituent une base pour les développements futurs vers des matériaux d'emballage biosourcés utilisables à l'échelle industrielle.
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