Grundlegende Einführung
HPC (Hydroxypropylcellulose) ist ein nichtionischer Celluloseether, der aus natürlicher Cellulose modifiziert wurde. Es handelt sich um einen nachwachsenden und biologisch abbaubaren Rohstoff auf biologischer Basis. HPC ist in kaltem Wasser und einigen organischen Lösungsmitteln löslich und zeichnet sich durch hervorragende filmbildende Eigenschaften, hohe Filmflexibilität und eine günstige rheologiemodulierende Wirkung aus. Da es ungiftig und lebensmittelecht ist, hat es sich in Europa und Amerika zu einem beliebten Additiv und filmbildenden Substrat für biologisch abbaubare Verpackungsbeschichtungen, Papier-Kunststoff-Laminate und abziehbare Folien entwickelt.
Kernfunktionen bei biologisch abbaubaren Verpackungen
1. Filmbildendes Substrat (selbsttragender Film / Papieroberflächenbeschichtung)
Wird ein wasserbasiertes System auf die Oberfläche von Papier, Karton und biologisch abbaubaren Substraten wie PLA und PBS aufgetragen, bildet sich nach dem Trocknen ein hochtransparenter, flexibler und durchgehender Film. Dieser kann die Oberflächenglätte, die Knickfestigkeit und die Kratzfestigkeit des Trägermaterials verbessern. Im Vergleich zu Stärke und CMC zeichnet sich der HPC-Film durch eine geringere Sprödigkeit und eine bessere Flexibilität aus, sodass er beim Biegen der Verpackung nicht so leicht reißt.
2. Rheologische Modifikation (Verdickung, Verlaufverbesserung und Sedimentationshemmung bei Lacken auf Wasserbasis)
Es dient als rheologischer Zusatzstoff in wasserbasierten, biobasierten Beschichtungsflüssigkeiten, um die Scherviskosität anzupassen und die Verarbeitbarkeit der Beschichtung zu verbessern. Es verhindert das Herabfließen bei der Beschichtung mit hoher Geschwindigkeit und sorgt für eine gleichmäßige Schichtdicke. Es weist in neutralem Wasser bei Umgebungstemperatur eine gute Stabilität auf und behält unter neutralen pH-Bedingungen eine konstante Viskosität bei, was den Entwicklungsanforderungen Ihres finnischen Projekts – Umgebungstemperatur und neutrales wässriges Milieu – perfekt entspricht.
3. Verbesserung der Barriereeigenschaften (Ölbeständigkeit und leichte Sauerstoffbarriere)
Reine HPC-Beschichtungen weisen eine gute Ölbeständigkeit, jedoch eine geringe Wasserbeständigkeit auf und bieten bei alleiniger Verwendung eine mäßige Wasserdampfbarrierewirkung. Durch die Beimischung von Glycerin, Stärke, Nanofüllstoffen und Chitosan lassen sich die Sauerstoffbarriere, die Ölbeständigkeit und die Wasserdampfbarriere deutlich verbessern. Sie werden für ölbeständige Beschichtungen von lebensmitteltauglichen Papierverpackungen, Snack-Papiertüten und Oberflächenbeschichtungen von kompostierbaren Papier-Lunchboxen zum Mitnehmen verwendet.
4. Haftvermittler und Kompatibilisator für Schichten
In mehrschichtigen Bio-Verbundverpackungen dient es als Additiv zur Kompatibilisierung und Verklebung an den Grenzflächen, wodurch die Haftung zwischen verschiedenen Bio-Substraten verstärkt und die Schälfestigkeit zwischen den Schichten von Stärke-PLA- und Papier-Biofilm-Laminaten verbessert wird.
5. Vorgestellte intelligente Verpackungen (cholesterische Strukturfarbe)
Eine hochkonzentrierte wässrige HPC-Lösung weist die Selbstorganisationsfähigkeit eines cholesterischen Flüssigkristalls auf, wodurch sich farbstofffreie, strukturell farbwechselnde Filme bilden lassen. Daraus lassen sich feuchtigkeits- und druckempfindliche, intelligente, biologisch abbaubare Fälschungsschutzverpackungen entwickeln, was ein hochmodernes Anwendungsgebiet darstellt.
