فیلم‌های پلیمری بسته‌­بندی­­­ نفوذناپذیر در صنایع مختلف

فیلم‌های سدگر (barrier) از مدت‌ها پیش یکی از دستاوردهای اصلی صنعت بسته‌بندی، در محافظت از مواد حساس، به‌ویژه مواد غذایی، بوده‌اند. بااین‌حال، افزایش توجه‌ها بر مسائل زیست‌محیطی به این معنی است که باید به روش پایدارتری به این هدف دست‌یافت. در همین راستا بسیاری از شرکت‌ها روش‌های جدیدی را برای ایجاد موانع رطوبت و اکسیژن ایجاد و بسته‌بندی‌ها را به‌راحتی قابل بازیافت کرده‌اند. در ادامه به بررسی آخرین دستاوردها در این زمینه پرداخته می‌شود.
یکی از دلایل غیرقابل بازیافت بودن فیلم‌های محافظ، ساختار پیچیده آن‌هاست. شرکت Nurel Biopolymers و گروه SP موفق به تولید فیلمی با ساختار چندلایه شده‌اند که ممانعت بسیار بالایی در مقابل اکسیژن داشته و نیز قابل‌تبدیل به کود نیز هست. از این فیلم‌ها در بسته‌بندی محصولاتی مانند ماهی استفاده‌شده است و دیگر شرکت‌ها نیز در حال آزمایش اثربخشی آن‌ها برای بسته‌بندی سایر محصولات مانند مواد انرژی‌زا، آجیل و نمک هستند.
این فیلم‌ها که با استفاده از سری پلیمرهای زیستی  Inzea شرکتNurel  ساخته‌شده‌اند، می‌توانند با تجهیزات معمولی فرآیند شوند، شفاف و قابل مهروموم هستند، دارای محتوای زیستی بالایی بوده و برای تماس با مواد غذایی بسیار مناسب هستند. درنهایت و پس از استفاده نیز، می‌توان آن‌ها را با پسماندهای آلی ترکیب کرد.
به گفته Maria de Guía Blanco، از بخش تحقیق و توسعه گروه SP، این فیلم‌ها برای بسته‌بندی مواد غذایی مانند ماهی سالمون دودی مناسب هستند. علاوه بر این دارای فرآیند پذیری بسیار ساده بوده و نتایج عبور پذیری اکسیژن در آن‌ها با ساختارهای EVOH که دارای خواص ممانعتی بالایی در برابر عبور اکسیژن هستند قابل‌مقایسه است.
یکی از چالش‌های موجود در این پروژه، دست‌یابی به یک ماده باقابلیت تبدیل‌شدن به کود بود به‌طوری‌که بتوان آن را به سهولت با اکسترودر فیلم دمشی فرآیند کرد درحالی‌که هم شفافیت فیلم حفظ شود و هم خواص ممانعتی بالایی نسبت به اکسیژن را ارائه دهد.

کاربرد فیلم های بسته‌بندی 

کاربردهای هدف گروه SP برای این فیلم‌ها شامل بسته‌بندی محصولات تازه، خشک یا منجمد می‌شود که همگی به ممانعت بالایی در برابر اکسیژن نیاز دارند. در همین راستا، شرکت Nurel مواد Inzea F18C خود را برای کاربردهای کواکستروژن این فیلم‌ها که نیاز به شفافیت، خواص ممانعتی در برابر اکسیژن، قابلیت تبدیل‌شدن به کود و نیز قابلیت مهروموم شدن و درزگیری دارند، ارائه داده است.
شرکت RKW، تولیدکننده فیلم‌های بسته‌بندی، به همراه SAES Coated Films، از تولیدکنندگان پوشش، موفق به تولید فیلم‌های پلی‌اتیلنی با خواص ممانعتی بالا برای بسته‌بندی مواد غذایی شده‌اند. در بسیاری از محصولات فعلی در حوزه بسته‌بندی، از پوشش‌های چند ماده‌ای استفاده‌شده است که همین امر سبب دشوار شدن بازیافت آن‌ها می‌شود. فیلم‌های پلی‌اتیلنی تک‌ماده‌ای فوق این مشکل را به‌خوبی حل کرده‌اند. هدف از تولید فیلم‌های جدید پلی‌اتیلنی باقابلیت ممانعتی بالا، ادغام دو ویژگی کارایی و قابلیت بازیافت هست.
این محصول شامل یک فیلم پایه (MDO-PE شرکت RKW) است که فرآیند پذیری، مقاومت حرارتی بالا، و امکان استفاده از مواد بازیافتی را به‌صورت یکجا فراهم می‌آورد و می‌تواند جایگزین فیلم‌های سفت‌تر مانند پلی‌استر یا نایلون شود. به‌منظور اطمینان از خواص ممانعتی فیلم، از Coathink شرکت SEA بر روی آن استفاده‌شده است که ترکیبی از رسوب‌گذاری و متالیزاسیون بوده و میزان عبور اکسیژن و بخارآب را به نرخ زیر 1 کاهش می‌دهد.  

شرکت های تولید کننده بسته بندی چندلایه

شرکت‌های DSM و SABIC به همراه چند شرکت دیگر، یک پوشش چندلایه را برای بسته‌بندی گوشت از پلاستیک‌های بازیافتی تولید کرده‌اند. در تولید این پوشش از پلی‌آمید Akulon شرکت DSM و هم‌چنین از پلی‌اتیلن تولیدی شرکت SABIC از مجموعه محصولات Trucircle استفاده‌شده است. هر دو مورد، با استفاده از پلاستیک‌های دست‌دوم و بازیافتی تولیدشده‌اند که در صورت عدم استفاده دفن و یا سوزانده می‌شوند.
شرکای بالادست شامل شرکت Cepsa (تولیدکننده فنل حلقه‌ای) و شرکت Fibrant (از فنل برای ساخت کاپرولاکتام، پیش‌ماده پلی‌آمید استفاده می‌کنند.) می‌شوند. درنهایت، شرکت ویسکوفان دو پلیمر را به‌منظور تولید فیلم چندلایه با خواص ممانعتی، باهم ترکیب می‌کند و این فیلم همان‌طور که گفته شد برای بسته‌بندی انواع محصولات گوشتی استفاده می‌شود.

شرکت Innovia Films نیز فیلم جدیدی را برای استفاده در صنعت بسته‌بندی تولید کرده است که دارای خواصی مانند شفافیت و عبور پذیری بسیار پایین است. این فیلم جدید، با نام SLF، از مقاومت خوبی در مقابل عبور اکسیژن، رطوبت، روغن‌های معدنی، و بوها داشته و مناسب بسته‌بندی انواع بیسکوئیت کیک و شیرینی و سایر محصولات صنعت قنادی است.
Alasdair McEwen، مدیر تولید بخش بسته‌بندی در Innovia Films، در مورد این فیلم گفته است: "ما با تولید SLF، موفق به ساخت یک فیلم ممانعتی جدید شده‌ایم که دارای یک ممانعت برجسته نسبت به عبور اکسیژن و عطر حتی در میزان بالای رطوبت، و یک ممانعت افزایش‌یافته نسبت به رطوبت در مقایسه با فیلم‌های استاندارد پلی‌پروپیلن است. این بدان معناست که فرصتی برای افزایش ماندگاری محصولات و کاهش ضایعات غذا به وجود آمده است. این فیلم جایگزینی مناسب برای فیلم‌های روکش شده PVDC است." این فیلم قابل‌چاپ، شیشه‌ای و در سطح بسیار وسیعی با مواد غذایی موجود سازگار است.
شرکت آمریکایی Placon، موفق به تولید ماده‌ای به نام Oxystar با عبور پذیری پایین اکسیژن و قابلیت بازیافت جهت استفاده در بسته‌بندی‌های PET که به‌صورت حرارتی شکل‌دهی می‌شوند، شده است. Placon این ماده را اولین PET با خواص ممانعتی قابل بازیافت در جهان توصیف کرده است که دارای نماد بازیافت #1 است، درحالی‌که بیش‌تر مواد دارای خاصیت عبور ناپذیری دارای نماد #7 هستند که به معنی غیرقابل بازیافت است.
OxyStar از یک سد اکسیژن فعال استفاده می‌کند که ورود اکسیژن را از طریق واکنش زنجیره‌ای رادیکال‌های آزاد در دیواره‌های جانبی بسته‌بندی متوقف می‌کند و به این طریق، در مدت‌زمان ماندگاری ماده فعال، ورود اکسیژن نزدیک به صفر خواهد بود.
به گفته Brian Hodek، مدیر فروش Placon، OxyStar راه‌حلی پایدار برای فضای بسته‌بندی‌های ممانعتی ارائه می‌دهد که قبلاً دیده نشده است. این شرکت در حال حاضر کار با مشتریان اصلی را در سراسر ایالات‌متحده آغاز کرده و پیش‌بینی می‌کنند با گسترش بسته‌بندی جدید مواد غذایی، حجم سفارش‌ها افزایش بیش‌تری داشته باشد.