BASF
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Biologisch abbaubare Polymere –<br />
Von der Natur inspiriert<br />
Ecoflex ® , Ecovio ®
Ecoflex ®<br />
Unter dem Handelsnamen Ecoflex bietet die<br />
<strong>BASF</strong> seit 1998 biologisch abbaubare, aliphatisch-aromatische<br />
Copolyester an. Bei bestimmten<br />
Umwelteinflüssen, wie sie im Kompost vorhanden<br />
sind, wird Ecoflex ® innerhalb weniger<br />
Wochen abgebaut. Ob in Formulierungen aus<br />
thermoplas tischer Stärke und biologisch abbau -<br />
baren, syn the tischen Polymeren, sogenannten<br />
Stärke-Blends, oder als Mono-Anwendung im<br />
Bereich flexibler Folien – mit Ecoflex können<br />
Sie Ihrem Kunden eine vollständig biologisch<br />
abbaubare Verpackung anbieten.<br />
Ecovio ®<br />
Mit Ecovio ® kam 2006 ein neuer biologisch<br />
abbaubarer Kunststoff hinzu. Er besteht aus<br />
Ecoflex, dem biologisch abbaubaren <strong>BASF</strong>-<br />
Kunststoff auf petrochemischer Basis und aus<br />
PLA (Polymilchsäure; engl. polylactic acid ). PLA<br />
wird aus dem nachwachsenden Rohstoff Mais<br />
hergestellt.
KuNSTSToFFE – DAMiT DiE uMwELT EiNE ZuKuNFT hAT<br />
ECoFLEx ® uND ECoVio ® – VoLLSTäNDiG BioLoGiSCh ABBAuBAr<br />
ECoFLEx – höChSTE QuALiTäT iM EiNKLANG MiT DEr NATur<br />
Vielseitig und umweltschonend<br />
Nachwachsende Rohstoffe – lange Tradition bei <strong>BASF</strong><br />
Wie funktioniert der biologische Abbau?<br />
Polymere wie aus der Natur: Ecoflex ® und Ecovio ®<br />
Der Abbau im Test<br />
Ecoflex – schmeckt Mikroorganismen und überzeugt Verbraucher<br />
Ecoflex – die Alternative für den Einzelhandel<br />
Ecoflex – verbessert die Eigenschaften von Produkten aus nachwachsenden Rohstoffen<br />
ECoVio – NiChT Nur BioLoGiSCh ABBAuBAr, SoNDErN AuCh NAChwAChSEND!<br />
Damit Müll eine saubere Sache bleibt<br />
Tragetaschen von „alternativ“ bis „luxuriös“<br />
Ecovio L Foam für geschäumte Anwendungen<br />
ECoFLEx – öKoLoGiSCh GEPrüFT uND ToxiKoLoGiSCh uNBEDENKLiCh<br />
Der Pflanzenwachstumstest<br />
Untersuchungen von wasserlöslichen Intermediaten – Daphnientest<br />
ECoFLEx uND ECoVio – BioLoGiSCh ABBAuBArE KuNSTSToFFE MiT hohEr FuNKTioNALiTäT<br />
ECoVio – EiN MoDuLArES SYSTEM<br />
Das Eigenschaftsprofil von Ecoflex im Vergleich zu Polyethylen LD<br />
Ecovio L BX 8145 – die Innovation bei biologisch abbaubaren Folienwerkstoffen<br />
DiE VErArBEiTuNG VoN ECoFLEx uND ECoVio<br />
LAGEruNG uND ALTEruNG VoN ECoFLEx uND ECoVio<br />
ALLGEMEiNE iNForMATioNEN Zu ECoFLEx uND ECoVio<br />
Auf die Mischung kommt es an: Ecovio-Blends 16<br />
Schlauchfolienextrusion<br />
Druck<br />
Schweißen<br />
Ecoflex F BX 7011<br />
Ecovio L BX 8145<br />
Lieferform und Lagerung<br />
Qualitätskontrolle<br />
Glossar<br />
Literaturhinweise<br />
4<br />
5<br />
6<br />
8<br />
9<br />
10<br />
11<br />
12<br />
13<br />
14<br />
15<br />
18<br />
19<br />
20<br />
21<br />
22<br />
23<br />
04 - 05<br />
06 - 07<br />
08 - 09<br />
10 -11<br />
12 -13<br />
14 -15<br />
16 -17<br />
18-19<br />
20-21<br />
22-23
4<br />
Kunststoffe – damit die Umwelt<br />
eine Zukunft hat<br />
Kunststoffe tragen wesentlich zur Umweltentlastung<br />
und Ressourcenschonung bei. Sie<br />
werden sich auch in Zukunft überall dort durch-<br />
Vielseitig und umweltschonend<br />
Bei effizienter Nutzung der verfügbaren natürlichen Ressourcen und<br />
bei der globalen Klimavorsorge eröffnen Kunststoffe ein Potenzial,<br />
das kaum ein anderer Werkstoff erschließen kann. So ließen sich<br />
durch eine verbesserte Wärmedämmung von Gebäuden mit Kunststoff<br />
viele Millionen Liter Heizöl einsparen. Oder in einem modernen<br />
Auto senkt der Einsatz von 100 Kilogramm Kunststoff an Stelle von<br />
schwereren Materialien den Benzinverbrauch um 0,3 bis 0,5 Liter<br />
pro 100 Kilometer.<br />
setzen, wo sie ökologisch sinnvoller sind als<br />
andere Materialien oder wo sie neue Anwendungen<br />
erschließen.<br />
Foto: Mauricio Simonetti<br />
Kunststoffe mit ihren besonderen Eigenschaften und der sich<br />
daraus ergebende Gebrauchswert eröffnen für den Umweltschutz<br />
viele Möglichkeiten. Kontrovers diskutiert wird schon länger über<br />
zwei ganz andere Themen: die Rohstoffbasis einerseits und andererseits<br />
die Frage, was passiert mit Kunststoffprodukten, wenn sie<br />
ausgedient haben.<br />
Kunststoffe können aus fossilen oder nachwachsenden Rohstoffen<br />
hergestellt werden, und sie können unabhängig davon biologisch<br />
abbaubar sein ( in der Regel kompostierbar) – oder auch nicht. Die<br />
<strong>BASF</strong> ist der Auffassung, dass es keine generellen Vor- oder Nachteile<br />
von fossilen oder nachwachsenden Rohstoffen gibt. Nur ausführliche<br />
Analysen über den ganzen Lebenszyklus einer bestimmten<br />
Anwendung können belegen, welche Rohstoffbasis für die Umwelt<br />
am sinnvollsten ist.
Nicht-biologisch abbaubarer<br />
Kunststoff<br />
Konventioneller<br />
Kunststoff<br />
Abb. 1: was ist ein Biokunststoff ?<br />
Petrochemische Rohstoffe<br />
(Erdöl, Erdgas)<br />
Biologisch abbaubarer<br />
Kunststoff<br />
Ecoflex ®<br />
Das Gleiche gilt für die Verwertbarkeit: biologisch abbaubare Kunststoffe<br />
sind nicht generell umweltfreundlicher als andere. Aber sie<br />
sind für bestimmte Anwendungen die beste Lösung. So eignen sich<br />
zum Beispiel Ecoflex ® bzw. Ecovio ® für Mulchfolien in der Landwirtschaft,<br />
die nach der Nutzung untergepflügt werden oder für Bioabfallsäcke,<br />
die in industriellen Anlagen zusammen mit dem Biomüll<br />
kompostiert werden.<br />
Die <strong>BASF</strong> befürwortet ein Nebeneinander verschiedener Kunststoffe.<br />
Die Anwendung, die notwendigen Produkteigenschaften, die<br />
technische Machbarkeit und nicht zuletzt der ökonomische Nutzen<br />
sollten ausschlaggebend sein für die Auswahl des Werkstoffes. Die<br />
von der <strong>BASF</strong> entwickelte Ökoeffizienz-Analyse ist ein sinnvolles<br />
Instrument, um Ökologie und Ökonomie, um Kosten und Nutzen<br />
verschiedener Werkstoffe für bestimmte Anwendungen abzuwägen<br />
(siehe hierzu www.basf.de /sustainability).<br />
Biologisch abbaubarer<br />
Kunststoff<br />
Ecovio ®<br />
Ecovio ® L Foam<br />
Nachwachsende Rohstoffe<br />
z. B. Mais, Zucker<br />
Nicht-biologisch abbaubarer<br />
Kunststoff<br />
z. B. WBC (wood-based<br />
composites)<br />
Nachwachsende rohstoffe – lange Tradition bei <strong>BASF</strong><br />
Nachwachsende Rohstoffe sind für die <strong>BASF</strong> bereits seit vielen Jahren<br />
ein Thema und spielen eine wichtige Rolle bei neuen Produktentwicklungen.<br />
Beispiele sind Zucker als Rohstoff für die Fermentation<br />
von Vitaminen, Papierhilfsmittel hergestellt auf Stärkebasis oder Ten-<br />
side und Weichmacher basierend auf Ölen und Fetten.<br />
Der erste thermoplastische Kunststoff der <strong>BASF</strong> auf Basis nachwachsender<br />
Rohstoffe war das 2006 auf den Markt gebrachte<br />
Ecovio L BX 8145, das zu rund 45 % aus Polymilchsäure besteht,<br />
die wiederum aus Maisstärke gewonnen wird. 2007 kamen die<br />
Kunststoffe Lupranol ® Balance – ein Polyol zur Herstellung von<br />
PUR-Weichschäumen – und das Polyamid Ultramid ® Balance hinzu.<br />
Beide basieren zum Teil auf Rizinusöl.<br />
KUNStStOFFE – dAMIt dIE UMWELt EINE ZUKUNFt HAt<br />
5
6<br />
Ecoflex ® und Ecovio ® –<br />
vollständig biologisch abbaubar<br />
die Natur ist mit Abstand der größte Produzent<br />
von Makro molekülen: Neben Peptiden und Ei -<br />
weiß stof fen sind dies überwiegend biologisch<br />
abbaubare Polymere pflanzlichen Ursprungs wie<br />
wie funktioniert der biolo gische Abbau?<br />
Von der Natur können wir nicht nur lernen, wie man Ma kromoleküle<br />
aufbaut – sie hat auch Methoden entwickelt, mit denen die Molekülketten<br />
bestimmter Polymere wieder gespalten werden können. Mikroorganismen<br />
wie Bakte rien oder Pilze nehmen die Makromoleküle<br />
als Nahrung auf und verwerten sie. Das tun sie zum Beispiel mit<br />
Hilfe von Enzymen. Die Endprodukte dieses Stoffwechsels werden<br />
dann ausgeschieden und in den natürlichen Stoffkreislauf eingebunden.<br />
Polymere wie aus der Natur: Ecoflex ® und Ecovio ®<br />
Sowohl Ecoflex ® als auch Ecovio ® Moleküle sind ähnlich aufgebaut<br />
wie in der Natur vorkommende Polymere. Abgebaut werden sie<br />
ebenfalls von Mikroorganismen und deren Enzymen. Entscheidend<br />
für diesen Abbau ist allein die Struktur des Makromole küls und<br />
nicht die Herkunft der Rohstoffe (Abb. 2).<br />
Mikroorganismen verarbeiten also die Ecoflex- und Ecovio-Moleküle<br />
genau wie die in der Natur vorkommenden Makro moleküle zu Kohlen-<br />
dioxid, Wasser und Biomasse.<br />
Im Unterschied zu „oxo-abbaubaren“ Kunststoffen benötigen Ecoflex<br />
und Ecovio keine Additive für den Abbau: sie sind frei von Schwermetallverbindungen<br />
und hinterlassen keine toxischen Rückstände.<br />
Stärke und Cellulose. Stärke findet man in<br />
allen Getreide sorten und Kartoffeln, Cellulose<br />
ist wesentlicher Bestandteil von Holz und<br />
wird zur Papier herstellung eingesetzt.<br />
Der Abbau im Test<br />
In um fang rei chen Testreihen wurde nach gewiesen, dass Ecoflex<br />
die stren gen Anforder ungen der bindenden europäischen Norm für<br />
biologisch abbaubare Kunststoffe ( EN 13432) erfüllt, das heißt hinsichtlich<br />
vollständiger biologischer Abbaubarkeit, Kompostierbarkeit,<br />
Kompost qualität und Pflan zenver träg lichkeit ( Abb. 3).<br />
Die Prüfungen zeigen, ob ein poly merer Werkstoff unter den Rahmenbedingungen<br />
einer kontrollierten Kom pos tierung biologisch ab gebaut<br />
bzw. in Kompostbestand teile umgewandelt werden kann. Außerdem<br />
wird unter sucht, ob der Kompos tierungs prozess und die Qualität des<br />
Kom postes durch den Werkstoff oder seine Abbauprodukte beeinflusst<br />
werden. Auch synthetische Kunst stof fe – egal ob aus fossilem<br />
Naphtha oder nachwachsenden Rohstoffen – können vollständig biologisch<br />
abbaubar sein, wenn Enzy me ihre Molekül ketten spalten und<br />
alle Bruchstüc ke von Mikro organis men als Nahrung verwertbar sind.<br />
Ecovio besteht aus Ecoflex, das alle Registrierungen für Kom postierbarkeit<br />
besitzt, und aus Polymilchsäure, hergestellt aus dem<br />
jährlich nachwachsenden Rohstoff Mais, der ebenfalls biologisch<br />
abbaubar ist.<br />
Diese Kompostierbarkeits-Logos sind weltweit ein wichtiges Qualitätskennzeichen.<br />
Nur Produkte aus vollständig biologisch abbaubaren<br />
Werkstoffen, wie Ecoflex oder Ecovio, dürfen dieses Zeichen tragen.
Ecovio ® Tüte<br />
Polyethylen (PE)-Tüte<br />
„Oxo-abbaubare“ Tüte<br />
Ecovio ® Polyethylen (PE) Oxo-fragmentierbar<br />
Ecoflex ® Mikroorganismen<br />
Zersetzung durch Mikroorganismen im Kompost<br />
Kompostierung nicht möglich<br />
Kompostierung + Bioabbaubarkeit nicht möglich<br />
Abbau zu PE-Fragmenten<br />
PE-Fragmente<br />
Grundbaustein von Ecoflex ® : Bausteine auf Basis von Erdöl<br />
Abb. 2: Ecoflex ® und Ecovio ® als essentielle Bausteine für biologisch abbaubare Applikationen<br />
In speziellen Zertifizierungsverfahren überprüfen unabhängige Institute<br />
die Eignung für die Kompostierung nach strengen Kriterien.<br />
So erfüllt Ecoflex ® sowohl die Europäische Norm EN 13432 zur<br />
Kompos tierbarkeit von Werkstoffen als auch die japani sche Norm<br />
GreenPla und den ameri kanischen Standard ASTM 6400.<br />
Biologischer Abbau zu CO 2 [%]<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
Cellulose<br />
Ecoflex ®<br />
• Wasser<br />
• CO 2 wird wieder in Form von<br />
Ecovio ® gebunden<br />
• Biomasse<br />
• Deponierung:<br />
in vielen europäischen<br />
Ländern verboten<br />
• Verbrennung: nicht sinnvoll<br />
wegen des hohen Anteils von<br />
Wasser im Bioabfall<br />
• Kunststoff-Fragmente (PE)<br />
• Nicht konform mit EN 13432<br />
• Bei starker Lichtexposition:<br />
nur ein geringer Teil wird in CO2 und Biomasse umgewandelt<br />
Grundbausteine von Ecovio ® : Bausteine auf Basis von Erdöl und nachwachsenden Rohstoffen<br />
COMPOSTABLE<br />
Biodegradable<br />
Products Institute US COMPOSTING<br />
COUNCIL<br />
20 40 60 80 100<br />
Zeit [Tage]<br />
Abb. 3: Kunststoffe wie Ecoflex ® sind vollständig biologisch abb au-<br />
bar (nach EN 13432, Teil 2), wenn mindestens 90 % des organischen<br />
Kohlenstoffs des Materials in einem Prüfzeitraum von maximal<br />
180 Tagen umgesetzt worden sind. Die Abbaukur ve zeigt, dass<br />
Ecoflex ® bereits nach 80 Tagen zu mehr als 90 % umgesetzt, also<br />
zu CO 2 , Wasser, Energie und Biomasse verstoffwechselt worden ist.<br />
oxo-fragmentierbare Kunststoffe nicht bioabbaubar<br />
Oxo-fragmentierbare PE-Folien (mitunter fälschlicherweise auch<br />
„oxo-bioab baubar“ genannt) sind Werkstoffe, die durch spezielle<br />
Additive zer setzt werden. Diese Additive basieren hauptsächlich<br />
auf den Elementen Cobalt, Mangan, Eisen usw. Ausgelöst durch<br />
UV- oder Hitzeeinwirkung oxidieren sie die Polymerketten und brechen<br />
sie in kleinere Fragmente auf.<br />
Aber: Eine den Normen entsprechende biologische Abbaubarkeit<br />
dieser nach der Zersetzung übrig bleibenden PE-Fragmente konnte<br />
bis heute nicht wissenschaftlich nachgewiesen werden – egal, ob die<br />
Werkstoffe mit UV oder Wärme vorbehandelt waren. Hinzu kommt,<br />
dass selbst wenn Stabilisatoren beigefügt sind, die PE-Folie ihre<br />
mechanischen Eigenschaften vergleichsweise schnell verliert, besonders<br />
wenn sie Sonnenlicht ausgesetzt ist. Deshalb wären jeweils verschiedene<br />
Lagerkonditionen notwendig, um ein frühzeitiges Altern und<br />
den vorzeitigen Verlust der mechanischen Eigenschaften zu vermeiden.<br />
Mineralisierung [%]<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
CO 2 Entwicklung eines<br />
Vermiculit bei 58 °C<br />
Positive Referenz (Cellulose)<br />
PE erhitzt bei 90 °C für 26 tage<br />
PE erhitzt bei 75 °C für 26 tage<br />
PE mit Oxo-Additiven unbehandelt<br />
0 50 100 150 200 250<br />
Zeit [Tage]<br />
Quelle: CEMAGrEF, SMT European Project<br />
ECOFLEx UNd ECOVIO – VOLLStäNdIG BIOLOGISCH ABBAUBAR<br />
7
8<br />
Ecoflex ® – höchste Qualität im<br />
Einklang mit der Natur<br />
Unter dem Handelsnamen Ecoflex bietet die<br />
<strong>BASF</strong> seit 1998 biologisch abbaubare, aliphatisch-aromatische<br />
Copolyester an.<br />
Eigenschaften von Ecoflex ®<br />
kompostierbar<br />
entspricht lebensmittelrechtlichen<br />
Bestimmungen<br />
verarbeitbar auf konventionellen<br />
Blasfolienanlagen für Polyethylen<br />
wasser- und reißfest<br />
elastisch<br />
bedruckbar und schweißbar<br />
Ecoflex – schmeckt Mikroorganismen und<br />
überzeugt Verbraucher<br />
Reines Ecoflex, also das Produkt in Monoanwendung, ist besonders<br />
geeignet für Folien, vor allem für den Verpackungssektor und für die<br />
Landwirtschaft.<br />
Gerade Verpackungen profitieren von Ecoflex als Schutzfolie oder<br />
als Komponente von laminiertem Papier. Seine Eigenschaften garantieren<br />
eine hohe Nassfestigkeit und Fettbeständigkeit. Deshalb ist<br />
es ideal für Verpackungen, die nach Gebrauch stark mit Lebensmittelresten<br />
verunreinigt sind – wie Einwickelpapiere, Getränkekartons,<br />
Verpackungen für Fastfood oder Trinkbecher. Denn die Kombination<br />
von Papier mit dem vollständig biologisch abbaubaren Ecoflex kann<br />
komplett kompostiert werden.<br />
In der Agrarwirtschaft leistet Ecoflex-Folie als Mulchabdeckung<br />
etwa für Spargel, Salat, Gurken oder Erdbeeren sinnvolle Dienste.<br />
Die Folien werden nach der Ernte mit den Pflanzenresten einfach<br />
untergepflügt und im Boden biologisch abgebaut.<br />
Bei bestimmten Umwelteinflüssen, wie sie im<br />
Kompost vorhanden sind, wird Ecoflex ® innerhalb<br />
weniger Wochen abgebaut, ohne Rückstände<br />
zu hinterlassen.<br />
Lebensmittelverpackungen<br />
Ecoflex – die Alternative für den Einzelhandel<br />
Ecoflex kann vielseitig verarbeitet werden: als Schlauchfolie, Extru-<br />
sionsbeschichtung oder Castfilm. Zudem bietet Ecoflex die Mög lichkeit,<br />
transparente Folien herzustellen. Ecoflex entspricht außerdem<br />
der Lebensmittelrechts anforderung 2002 / 72 / EC sowie FDA unter<br />
FCN 372 und 780.<br />
Ecoflex eignet sich deshalb optimal für Verpackungen von ökologisch<br />
erzeugten Premiumlebensmitteln. Auch Tiefkühlware und<br />
Gemüse oder Obst können dem Kunden in einer vollständig biologisch<br />
abbaubaren Verpackung präsentiert werden. Damit liefert<br />
Ecoflex dem Handel ein zusätzliches Verkaufsargument: beim Endkonsumenten<br />
wird er als umweltbewusst angesehen und kann sich<br />
damit im Markt absetzen.
Ecoflex ® eignet sich besonders zum Verpacken von obst und Gemüse<br />
obstverpackung<br />
Ecoflex ® – verbessert die Eigenschaften von<br />
Produkten aus nachwachsenden rohstoffen<br />
Im biologisch abbaubaren Verbund mit Ecoflex ® werden die Eigenschaften<br />
von Verpackungen auf Basis von Mais- und Kartoffelstärke<br />
sowie Polymilchsäure ( PLA) noch besser. Ecoflex-beschichtete<br />
Lebensmittelverpackungen aus nachwachsenden Rohstoffen wie<br />
Maisstärke, PLA oder Kartoffelstärke (sogenannte Stärke-Blends)<br />
können nach Gebrauch einfach auf den Kompost. Dort werden sie<br />
wie andere Materialien im Kompost ( Lebensmittel, Papierreste, etc.)<br />
vollständig abgebaut.<br />
Ob Hamburgerboxen, Kaffeebecher, Fleisch-, Fisch-, Obst- oder<br />
Gemüseverpackungen, Lebensmittelschalen und Menüboxen:<br />
Ecoflex verbessert Stärkeschaumverpackungen in ihrer Gebrauchsfähigkeit.<br />
Sie profitieren zum Beispiel von einer Ecoflex-Beschichtung,<br />
weil sie dann besser gegen Bruchschäden und Risse geschützt<br />
sind.<br />
Cellulose<br />
z. B. aus Holz<br />
Polymilchsäure<br />
(PLA)<br />
z. B. aus Mais<br />
Stärke<br />
z. B. aus Kartoffeln<br />
Ecoflex ®<br />
Hauptmarkt<br />
Lignin<br />
z. B. aus Holz<br />
PHAs<br />
z. B. aus Zucker<br />
Abb. 4: Ecoflex ® im Verbund mit nachwachsenden rohstoffen<br />
Dank der Nass- und Reißfestigkeit von Ecoflex trotzen<br />
Schaumverpackungen Fett, Feuchtigkeit und<br />
Temperaturschwankungen. Der Effekt für<br />
Endverbraucher: Frische und<br />
Geschmack der Speisen<br />
bleiben erhalten.<br />
Ecoflex ® verbessert<br />
die Eigenschaften von<br />
Stärkeschaumverpackungen<br />
ECOFLEx – HöCHStE QUALItät IM EINKLANG MIt dER NAtUR<br />
9
10<br />
Ecovio ® – nicht nur biologisch abbau-<br />
bar, sondern auch nachwachsend!<br />
Ecovio ® ist das Blend aus dem petrochemisch<br />
basierten Ecoflex ® und der aus Maisstärke her-<br />
gestellten Polymilchsäure (PLA = Polylactic Acid).<br />
Eigenschaften von Ecovio ®<br />
sehr reißfest<br />
wasserdicht<br />
schweißbar<br />
bedruckbar<br />
sehr schmelzfest<br />
verarbeitbar auf konventionellen<br />
Blasfolienanlagen für Polyethylen<br />
Damit Müll eine saubere Sache bleibt<br />
Mit Müllsäcken aus Ecovio können Speiseabfälle in der Küche auf<br />
hygienische Weise gesammelt und mitsamt dem Beutel zu Kompost<br />
verarbeitet werden. Geruchsbelästigung und Ungezieferbefall wird<br />
vorgebeugt. Das lästige Schrubben des Sammelbehälters in der<br />
Küche entfällt: Dank der sehr guten Nassfestigkeit von Ecovio sickert<br />
Flüssigkeit von Teebeuteln oder Obstresten nicht so leicht durch und<br />
der Beutel bleibt stabil.<br />
Ecovio kann der Kunde als Fertigprodukt, das<br />
heißt direkt und ohne weitere Abmischung und<br />
Vorbereitung, für die Extrusion von biologisch<br />
abbaubaren Folien einsetzen.<br />
Erst Einkaufs-, dann Kompostbeutel<br />
Tragetaschen von „alternativ“ bis „luxuriös“<br />
Aus Ecovio können Hersteller ohne Vorbehandlung oder weitere<br />
Abmischung Tragetaschen herstellen, die sowohl besonders umweltbewusste<br />
Konsumenten als auch modebewußte Trendsetter an -<br />
sp rechen. Denn mit Ecovio und seinem Eigenschaftsprofil ist vieles<br />
machbar, wozu bisher PE-HD eingesetzt wurde.
+ CO 2<br />
Abb. 5: Lebenszyklus von Ecoflex ® und Ecovio ®<br />
Ecovio ® L Foam für geschäumte Anwendungen<br />
Das Interesse an Kunststoff-Produkten aus nachwachsenden<br />
Rohstoffen wächst. Die <strong>BASF</strong> arbeitet daher gerade an einer<br />
Weiter entwicklung ihres biologisch abbaubaren und biobasierten<br />
Kunststoffes Ecovio ® L BX 8145.<br />
Ecovio ® L Foam eignet sich z. B. für hamburgerschalen<br />
Cellulose<br />
Polymilchsäure<br />
(PLA)<br />
Stärke<br />
Ecoflex ®<br />
PHAs<br />
= Ecovio ®<br />
Abb. 6: Ecovio ® ist ein fertiges Blend von Ecoflex ® mit PLA<br />
Das neue Material soll Ecovio L Foam heißen und es ist so<br />
gestaltet, dass ein Schaumstoffhersteller es ohne deutliche<br />
Verfahrensänderungen auf seiner XPS-Maschine (XPS: extru-<br />
dierter Polystyrolhartschaum) zu einem Schaum verarbeiten<br />
kann. In der Weiterverarbeitung sollen zunächst Schaumstoff-<br />
Lunchboxen und Lebensmittelschalen aus dem Werkstoff<br />
entstehen.<br />
Lignin<br />
ECOVIO – NICHt NUR BIOLOGISCH ABBAUBAR, SONdERN AUCH NACHWACHSENd!<br />
11
12<br />
Ecoflex ® – ökologisch geprüft<br />
und toxikologisch unbedenklich<br />
die ökologischen Eigen schaften von Ecoflex ® sind<br />
in umfangreichen tests untersucht worden. Ergebnis:<br />
Ecoflex hat keine negativen Aus wirk ungen auf<br />
Natur und Umwelt. Wissenschaftlich anerkannte<br />
und in der Praxis bewährte ökotoxikologische tests<br />
für Erden sind zum Beispiel der Pflanzenwachstumstest<br />
mit Som mer gerste und der daphnientest.<br />
Der Pflanzenwachstumstest<br />
In diesem Test wird der Einfluss von Prüf substanz auf das Wachstum<br />
von Sommer gerste geprüft ( Abb. 7 ).<br />
Folgende Proben wurden zur Unter suchung vorbereitet und<br />
verwendet:<br />
Mischung aus Referenzerde und 25 % Kompost mit<br />
Zuschlag von Ecoflex nach 12-wöchiger Kom postierung.<br />
Mischung aus Referenzerde und 50 % Kompost mit<br />
Zuschlag von Ecoflex nach 12-wöchiger Kom postierung.<br />
Die Prüfung der Pflanzenverträg lichkeit im Gerstentest ist ein zentraler<br />
Parameter für die Kompostqualität. Je höher die Pflanzenvert<br />
räg lichkeit, desto höher die Ein satzmenge eines Kom postes und<br />
desto besser seine Verwertung in vielen Einsatzbereichen von<br />
Gartenbau und Landwirt schaft. Ein Kompost wird als pflanzenverträglich<br />
anerkannt, wenn er in einer Mischung von 25 % Kompost<br />
mit 75 % Referenzerde 90 % des Gerstenertrags erzielt. Zusätzlich<br />
wird eine Variante mit 50 % Kompost angelegt.<br />
Bei beiden Varianten hat der Test mit Ecoflex keine negativen Auswirkungen<br />
auf den Gerstenertrag gezeigt.<br />
die auf OECd-Richtlinien basierenden test reihen<br />
zur toxikologischen Wirkung ergaben ebenfalls<br />
keinerlei negative Auswirkungen ( tab. 1). Ein<br />
weiterer Vorteil: Ecoflex enthält im Unterschied<br />
zu „oxo-abbaubaren“ Kunststoffen keine Abbauadditive;<br />
es ist frei von Schwermetallen und hinterlässt<br />
keine toxischen Fragmente.<br />
Relative Ernte-Ausbeute [%]<br />
Abb. 7: Der Pflanzenwachstumstest zeigt, dass der Kom post mit<br />
Zuschlag von Ecoflex ® keinen negativen Einfluss auf das Wachstum<br />
von Pflanzen (Gerste) aufweist.<br />
Ecoflex ® besitzt keine akute, unerwünschte Toxizität<br />
Test<br />
150<br />
120<br />
90<br />
60<br />
30<br />
0<br />
130<br />
25 % Kompost<br />
75 % Referenzerde<br />
Akute Toxizität für Fische OECD 203<br />
Akute Toxizität für Daphnien 84 /449/ EWG C.2<br />
Akute Toxizität für Algen OECD 201<br />
50 % Kompost<br />
50 % Referenzerde<br />
Regenwurmtoxizität EC50 OECD 207<br />
Toxizität für Landpflanzen OECD 208<br />
Mutagenitätstest (Ames-Test) OECD 471<br />
Akute orale Toxizität für Ratten LD 50 OECD 423<br />
Primäre Hautreizung / Kaninchen OECD 404<br />
102 100<br />
Primäre Schleimhautreizungen / Kaninchen OECD 405<br />
Meerschweinchen OECD 406 (modifizierter Buehler-Test)<br />
Tab. 1: Toxizitäts- und Ökotoxizitätstests für Ecoflex ®<br />
Referenzerde
im sogenannten Gerstentest wurde die Qualität des Kompostes getestet, dem Ecoflex ® zugesetzt war.<br />
Ergebnis: Die Gerste entwickelte sich wie mit normaler Erde (referenzerde) sehr gut.<br />
untersuchungen von wasserlöslichen<br />
intermediaten – Daphnientest<br />
Bei den Toxizitätsuntersuchungen ist die To xi zität der wasserlöslichen<br />
Zwischenprodukte besonders wichtig, da diese wasserlöslichen<br />
Zwischenprodukte leicht ins Grund wasser ge langen bzw.<br />
leichter vom Organ ismus aufgenommen werden können.<br />
Die Prüfung wurde durchgeführt entsprechend DIN 38412 Teil 30.<br />
Bei diesem Test wird die schad stoffabhängige Immobili sierung der<br />
Daphnien in verschieden konzentrierten Lösungen ( Verdünnungsreihe )<br />
herangezogen. Die Kontrolllösung enthält Mikroorganismen, die<br />
Resultat Bewertung<br />
LC 50 (96 h) > 100 mg / l<br />
Nicht schädlich für Wasserorganismen<br />
EC 50 (48 h) > 100 mg / l +<br />
EC 50 (48 h) > 100 mg / l +<br />
Keine Wirkung bei der höchsten Konzentration +<br />
Keine Wirkung bei der höchsten Konzentration +<br />
Die Substanz erwies sich als nicht mutagen +<br />
> 4000 mg / kg praktisch ungiftig nach einmaliger<br />
Einnahme<br />
+<br />
Nicht reizend +<br />
Nicht reizend +<br />
Nicht sensibilisierend +<br />
+<br />
Ecoflex ® enzymatisch abbauen. Die zu testende Stammlösung enthält<br />
zusätzlich die Abbauzwischenprodukte von Ecoflex. Sie wird<br />
sukzessive verdünnt und je Kon zentration zehn Daphnien in die<br />
Testlösung (20 °C, pH 7,0 ± 0,2) eingesetzt. Nach 24 Stunden wird<br />
die Zahl der noch schwimmfähigen Daphnien gezählt.<br />
Bereits bei einer geringen Verdünnung (Stufe 2) sind wie in der<br />
Kontrolllösung noch mindestens neun Daphnien schwimmfähig.<br />
Damit ist der Test bestanden.<br />
Der gemeine<br />
Wasserfloh<br />
(Daphnia pulex)<br />
ist aufgrund<br />
seiner schnellen<br />
Fortpflanzung<br />
und der einfachenHaltungsbedingun<br />
gen<br />
ein beliebter<br />
Modellorganismus für den Einfluss von Umweltfaktoren<br />
auf einzelne Individuen und ihre Nachkommen.<br />
ECOFLEx – öKOLOGISCH GEPRüFt UNd<br />
tOxIKOLOGISCH UNBEdENKLICH<br />
13
14<br />
Ecoflex ® und Ecovio ® –<br />
biologisch abbaubare Kunststoffe<br />
Eigenschaft Einheit Testmethode Ecoflex ® F BX 7011 Ecovio ® L BX 8145 PE-LD*<br />
Dichte g /cm 3 ISO 1183 1,25 - 1,27 1,24 - 1,26 0,922 - 0,925<br />
Schmelzviskosität ISO 1133 – –<br />
MVR 190 °C, 2,16 kg ml / 10 min ISO 1133 2,5 - 4,5 < 2,0 0,8 - 1,2<br />
MVR 190 °C, 5 kg ml / 10 min ISO 1133 3,0 - 6,5<br />
Schmelztemperatur °C DSC 110 -115 110 - 120 / 140 - 155 111<br />
Shore-D-Härte – ISO 868 32 59 48<br />
Vicat VST A / 50 °C ISO 306 90 68 96<br />
*Lupolen 2420 F ( BASELL)<br />
Tab. 2: Typische Eigenschaften von Ecoflex ® , Ecovio ® und PE-LD<br />
Das Eigenschaftsprofil von Ecoflex ®<br />
im Vergleich zu Polyethylen LD<br />
Ecoflex ® F BX 7011 (nachfolgend kurz Ecoflex genannt) ist ein<br />
weicher Kunststoff, der für die Folienextrusion und die Extrusionsbeschichtung<br />
konzipiert wurde. In diesen Anwendungssegmenten<br />
werden hauptsächlich Polyolefine, insbesondere Polyethylen ( PE ),<br />
eingesetzt. Für den Produktvergleich wird daher ein handelsüb -<br />
liches PE-LD herangezogen – ein Produkt, das für die Herstellung<br />
von zum Beispiel Kunststoffsäcken, Trage taschen, Windel- und<br />
Kaschier folien verwendet wird (Tab. 2).<br />
Im Gegensatz zu den meisten Polyestertypen benötigt Ecoflex<br />
keine Vortrocknung, da die Hydrolysestabilität bei den üblichen<br />
Ve r arbeitungstemperaturen ausreicht.<br />
Ecoflex hat eine für Copolyester typische Dichte von 1,25 g /cm 3 ,<br />
die die Dichte von PE-LD um 35 % übersteigt. Der MVR liegt bei<br />
2,5 - 4,5 ml /10 min und damit wesentlich höher als bei PE-LD<br />
(0,8 -1,2 ml / 10 min). Da Ecoflex bei deutlich niedrigeren Massetemperaturen<br />
(140 -170 °C) verarbeitet wird als PE-LD (190 - 220 °C),<br />
ist der Un ter schied der Viskositäten bei der Verarbeitungstemperatur<br />
gering. Die Shore-D-Härte und die Vicat-Temperatur von<br />
Ecoflex sind deutlich niedriger als die von PE-LD. Beide Produkte<br />
haben einen Kristallitschmelzpunkt im gleichen Bereich von<br />
110 -120 °C. Schrumpfmessungen sollten daher bei Temperaturen<br />
über 100 °C erfolgen.<br />
Im Gegensatz zu PE-LD erreicht Ecoflex gleichzeitig eine hohe<br />
Durchstoß festigkeit und eine hohe Reißdehnung. Bei PE-LD ist es<br />
üblich, dass, abhängig von den Fahrbe dingungen, entweder eine<br />
hohe Durchstoßfestigkeit oder hohe Reiß dehnungen erzielt werden.<br />
Die Zug- und Reißfestigkeiten von Ecoflex liegen deutlich über den<br />
Vergleichs werten von PE-LD. Die Sauerstoff durchlässigkeit von<br />
PE-LD ist etwa doppelt so hoch wie der Wert für Ecoflex. Umgekehrt<br />
beträgt die Wasserdampfpermea bilität von Ecoflex ein Vielfaches<br />
des Wer tes für PE-LD (Tab. 3). Ein Grund dafür ist die stärkere<br />
Pola rität von Ecoflex im Vergleich zu PE-LD. Ecoflex ist ohne Zusatz<br />
von Ecoflex-Masterbatches etwas weniger transparent als PE-LD.<br />
Durch den Zusatz von ungefähr 5 % Ecoflex Batch NA1 ( Nucleation<br />
Agent ) kann eine ca. 50 %-ige Verbesserung der Transparenz der<br />
Folie erreicht werden.<br />
Produktdatenblätter zu Ecoflex ® sind erhältlich unter<br />
www.plasticsportal.eu/ecoflex<br />
Produktdatenblätter zu Ecovio ® sind erhältlich unter<br />
www.ecovio.de
mit hoher Funktionalität<br />
Eigenschaft Einheit Testmethode Ecoflex ® F BX 7011 Ecovio ® L BX 8145 PE-LD*<br />
Transparenz % ASTM D 1003 82 58 89<br />
E-Modul N / mm2 ISO 527 95 / 80 750 / 520 240 / 200<br />
Zugfestigkeit N / mm2 ISO 527 35 /44 35 / 27 26 / 20<br />
Reißfestigkeit N / mm2 ISO 527 36 /45 36 / 27 –<br />
Reißdehnung % ISO 527 560 / 710 320 / 250 300 / 600<br />
Schädigungsarbeit<br />
(Dyna-Test)<br />
J /mm DIN 53373 24 38 5,5<br />
Permeationsraten:<br />
Sauerstoff ml /(m2 d bar) ASTM D 3985 1400 600 2900<br />
Wasserdampf g /(m2 d) ASTM F 1249 170 92 1,7<br />
Tab. 3: Typische Folien eigen schaf ten von Ecoflex ® , Ecovio ® und PE-LD mit 50 µm Dicke<br />
Ecovio ® L Bx 8145 – die innovation bei biologisch<br />
abbaubaren Folienwerkstoffen<br />
Ecovio ® L BX 8145 ist das Produkt für Folien, die nachwachsende<br />
Rohstoffe enthalten. Ecovio L BX 8145 beispielsweise enthält 45 %<br />
Polymilchsäure ( PLA), die aus Maisstärke hergestellt wird.<br />
Ecovio L BX 8145 ist ein relativ harter Folienwerkstoff, der – ähnlich<br />
zu PE-HD – für die Extrusion von steifen Folien konzipiert wurde.<br />
Die Shore-D-Härte von Ecovio L BX 8145 ist 85 % höher als bei<br />
Ecoflex ® F BX 7011; die Steifigkeit von Ecovio L BX 8145 liegt ca.<br />
400 bis 700 % über der von Ecoflex F BX 7011.<br />
In Ecovio L BX 8145 ist der Werkstoff PLA mit Ecoflex kompatibilisiert<br />
und in Ecoflex fein verteilt, um eine für Folienanwendungen günstige<br />
Struktur zu erreichen. Ecoflex liefert in diesem Compound die gute<br />
mechanische Festigkeit und die gute Verarbeitbarkeit während PLA<br />
die Steifigkeit, Durchstoßfestigkeit und Brillianz des Folienwerkstoffs<br />
wesentlich verbessert.<br />
Ecovio L BX 8145 ist in der Regel ohne Vortrocknung aus dem<br />
Oktabin verarbeitbar, da es mit einem niedrigen Feuchtigkeitsniveau<br />
angeliefert wird. Falls es bei der Verarbeitung zu längeren Verweilzeiten<br />
bei Raumklima kommt, ist bei Bedarf eine Vortrocknung<br />
abhängig vom Trocknertyp bei 60 -70 °C über ca. 2- 6 Stunden<br />
möglich.<br />
*Lupolen 2420 F<br />
Ecovio L BX 8145 hat wie Ecoflex F BX 7011 eine Dichte von<br />
1,25 g /cm³, da die Dichten von PLA und Ecoflex gleich sind. Der<br />
MVR 190 °C, 2,16 kg ist aber gegenüber Ecoflex F BX 7011<br />
deutlich auf Werte < 2 ml /10 min abgesenkt. Wegen der hohen<br />
Visko sität wird der MVR 190 °C bei Ecovio L BX 8145 bei 5 kg<br />
Last gemessen.<br />
Aufgrund des PLA-Anteils hat Ecovio L BX 8145 zwei Kristallitschmelzbereiche:<br />
110 -120 °C für Ecoflex F BX 7011 und 140 -<br />
155 °C für das PLA. Daraus folgt, dass Ecovio in der Regel bei ca.<br />
165 -190 °C verarbeitet wird. Im Hinblick auf die bessere Blasenstabilität<br />
sind möglichst Massetemperaturen um 170 °C anzustreben.<br />
Die mechanische Festigkeit von Ecovio L BX 8145 übersteigt die Vergleichswerte<br />
für PE-LD deutlich. Die Reißdehnungen in Extrusionsrichtung<br />
sind vergleichbar mit PE-LD, während die Reißdehnungen<br />
in Querrichtung deutlich niedriger sind. Die Durchstoßfestigkeit von<br />
Ecovio L BX 8145 ist aber wesentlich höher als bei PE-LD.<br />
Interessanterweise steigen auch die Barriereeigenschaften von<br />
Ecovio L BX 8145 im Vergleich zu Ecoflex F BX 7011 um ca. 100 %<br />
an. Die Wasserdampfbarriere liegt aber weit unter der von PE-LD.<br />
Die Sauerstoffdurchlässigkeit von Ecovio L BX 8145 liegt aber um<br />
ca. 80 % niedriger als bei PE-LD.<br />
ECOFLEx UNd ECOVIO – BIOLOGISCH ABBAUBARE<br />
KUNStStOFFE MIt HOHER FUNKtIONALItät<br />
15
16<br />
Ecovio ® – ein modulares System<br />
Aus Ecovio ® können auch maßgeschneiderte<br />
Blends hergestellt werden. Möglich sind sowohl<br />
weichere als auch steifere Rezepturen,<br />
je nach Mischungsverhältnis von Ecovio,<br />
Ecoflex ® oder PLA.<br />
Auf die Mischung kommt es an: Ecovio ® Blends<br />
In der Laboranlage von <strong>BASF</strong> für Schlauchfolienextrusion mit<br />
einem 60 - 30 D Extruder, ausgestattet mit Nutbuchse und einer<br />
160 mm-Düse (Düsenspalt: 1 mm), wurde mit unterschiedlichen<br />
Trocken mischungen von Ecoflex F BX 7011 / Ecovio L BX 8145 mit<br />
prozentualen Verhältnissen von 0 / 100 bis 100 / 0 eine 30 μm dicke<br />
Folie hergestellt. Die Massetemperatur wurde auf 185 -190 °C festgelegt,<br />
um normale Bedingungen in Fertigungslinien zu simulieren.<br />
Durch die Hinzufügung von Ecoflex F BX 7011 zu Ecovio L BX 8145<br />
zu etwa 10 -20 % kann die Steifigkeit des Produkts erheblich reduziert<br />
und auf das Niveau von typischen PE-HD-Beuteln in ca. 30 µm<br />
Dicke aus dem Markt – nachfolgend „PE-HD“ genannt – gebracht<br />
werden. Durch die Hinzufügung von Ecoflex F BX 7011 mit einem<br />
Anteil von 30 - 50 % zu Ecovio L BX 8145 kann die typische Steifigkeit<br />
von typischen PE-LD-Beuteln in ca. 30 µm Dicke aus dem<br />
Markt – nachfolgend „PE-LD“ genannt – erreicht werden ( Abb. 9).<br />
Außerdem kann Ecovio hervorragend mit anderen<br />
biologisch abbaubaren Polymeren wie zum<br />
Beispiel PCL (Polycaprolacton), PHA (Polyhydroxyalkanoate)<br />
oder PBS (Polybutylsuccinate)<br />
kombiniert werden.<br />
flexibel hart<br />
Ecovio ® + Ecoflex ®<br />
Flexible Verpackungen,<br />
Kartonlaminate,<br />
Hygienefolien<br />
Ecovio ®<br />
Verpackungen,<br />
Beutel<br />
Abb. 8: Blends mit Ecovio ® ermöglichen eine große Bandbreite von Eigenschaften<br />
Ecovio ® + PLA<br />
Hart-<br />
verpackungen<br />
Der für PE-LD typische Bereich der Zugfestigkeit von 25 - 30 MPa<br />
wird bei allen Trockenmischungsverhältnissen erzielt. Eine Zugfestigkeit<br />
von > 35 MPa für PE-HD wird bei weniger als 90 % Ecovio L BX<br />
8145 erreicht ( Abb. 10).<br />
Die Reißdehnung ist in der Regel sehr hoch für PE-LD und PE-HD.<br />
PE-LD-Reißdehnungen werden normalerweise bei bis zu 70 %<br />
Ecovio L BX 8145 erreicht.<br />
Im Gegensatz zur Reißdehnung schneidet das modulare System<br />
Ecovio + Ecoflex beim Dyna-Test zur Durchstoßfestigkeit, der in<br />
den Prüfungen für Abb. 11 verwendet wurde, sehr gut ab. Der für<br />
PE-LD geltende Wert von 10 bis 20 Nm /mm wird bei allen Mischungs-<br />
verhältnissen erreicht. Die hohen Werte für PE-HD von zum Beispiel<br />
40 Nm/mm werden bei hoher Orientierung der Folie, zum Beispiel<br />
durch ein PE-HD-Verfahren oder ein PE-LD-Verfahren mit effektivem<br />
Kühlsystem, annähernd erreicht.
Elastizitätsmodule [MPa]<br />
1400<br />
1200<br />
1000<br />
800<br />
600<br />
400<br />
200<br />
0<br />
Abb. 9: Steifigkeit von Schlauchfolien, 30 μm, aus Trockenmischungen von Ecoflex ® und Ecovio ®<br />
Zugfestigkeit [MPa]<br />
PE-HD<br />
PE-LD<br />
100 %<br />
Ecoflex ®<br />
10 %<br />
Ecovio ®<br />
30 %<br />
Ecovio ®<br />
Längsrichtung Querrichtung<br />
50 %<br />
Ecovio ®<br />
70 %<br />
Ecovio ®<br />
90 %<br />
Ecovio ®<br />
Abb. 10: Zugfestigkeit von Schlauchfolien, 30 μm, aus Trockenmischungen von Ecoflex ® und Ecovio ®<br />
Durchstoßfestigkeit [Nm / mm]<br />
50<br />
45<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
0<br />
45<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
100 %<br />
Ecoflex ®<br />
100 %<br />
Ecoflex ®<br />
10 %<br />
Ecovio ®<br />
30 %<br />
Ecovio ®<br />
Längsrichtung Querrichtung<br />
10 %<br />
Ecovio ®<br />
Längsrichtung<br />
30 %<br />
Ecovio ®<br />
PE-LD Verfahren<br />
50 %<br />
Ecovio ®<br />
PE-LD Verfahren<br />
50 %<br />
Ecovio ®<br />
PE-LD Verfahren<br />
70 %<br />
Ecovio ®<br />
70 %<br />
Ecovio ®<br />
90 %<br />
Ecovio ®<br />
90 %<br />
Ecovio ®<br />
Abb. 11: Durchstoßfestigkeit von Schlauchfolien, 30 μm, aus Trockenmischungen von Ecoflex ® und Ecovio ®<br />
100 %<br />
Ecovio ®<br />
100 %<br />
Ecovio ®<br />
100 %<br />
Ecovio ®<br />
PE-HD<br />
PE-LD<br />
PE-HD<br />
PE-LD<br />
100 %<br />
Ecovio ® ,<br />
PE-HD-<br />
Verfahren<br />
100 %<br />
Ecovio ® ,<br />
PE-HD-<br />
Verfahren<br />
100 %<br />
Ecovio ® ,<br />
PE-HD-<br />
Verfahren<br />
ECOVIO – EIN MOdULARES SyStEM<br />
17
18<br />
Die Verarbeitung von<br />
Ecoflex ® und Ecovio ®<br />
Schlauchfolienextrusion<br />
Die Verarbeitung von Ecovio ® L BX 8145 and Ecoflex ® F BX 7011<br />
beginnt in der Regel mit der Reinigung der Anlage von PE-LD.<br />
– Eine Methode besteht darin, die Anlage mindestens 4 h lang<br />
mit einem PE-LD-Typ mit MFI 4 - 5 g /10 min bei der minimalen<br />
Massetemperatur für den verwendeten PE-LD-Typ zu spülen.<br />
– Alternativ kann ein Reinigungsbatch mit ausreichender Kompatibilität<br />
mit thermoplastischen Polyestern und angepasster<br />
Fließfähigkeit gewählt werden, um den Extruder von PE-LD-<br />
Typen mit niedrigem MFI ( zum Beispiel MFI 190 °C, 2,16 kg<br />
< 2 g /10 min) bei minimaler Massetemperatur für den PE-LD-<br />
Typ zu reinigen.<br />
Beim Übergang auf die Ecoflex / Ecovio-Formulierung in der An-<br />
lage sollte die passende Massetemperatur für Ecoflex / Ecovio<br />
(< 190 °C) verwendet werden. Es muss solange gespült werden,<br />
bis alle Ablagerungen beseitigt worden sind, die Stippen und<br />
Streifen verursachen. Dabei kann es zu temporären Düsenablagerungen<br />
aus PE kommen, die nach ca. 1 h Laufzeit zu entfernen<br />
sind.<br />
Die Nutbuchse des Extruders sollte so kalt wie möglich gehalten<br />
werden. Die Temperatur der ersten Extruderzone wird zum Beispiel<br />
auf 140 °C abgesenkt. Alle anderen Zonentemperaturen<br />
entlang der Extruderlinie einschließlich der Düse sollten so eingestellt<br />
werden, dass eine Massetemperatur zwischen 165 und<br />
190 °C erreicht wird.<br />
Aufgrund der in der Regel hohen spezifischen Durchsatzrate<br />
von Formulierungen mit Ecovio L BX 8145 in Standard-Extrudern<br />
mit Nutbuchse empfehlen wir die Reduzierung der normalen<br />
Schneckendrehzahl um mindestens 35 %. Als Vorsichtsmaßnahme,<br />
um ein Platzen der Blase zu verhindern, wird in der<br />
Reinigungsphase die Herstellung einer dicken Folie empfohlen.<br />
Aufgrund der elastischen Eigenschaften der Folienblase ist eine<br />
frühe Führung der Folienblase nach dem Düsenaustritt mit dem<br />
Führungskorb anzustreben ( niedrige Korbhöhe ).<br />
Zum Schneiden sollten scharfe, möglichst mit Titannitrit gehärtete<br />
Klingen verwendet werden. Ein Randbeschnitt ist die flexibelste<br />
Lösung für alle Formulierungen aus Ecoflex F BX 7011 und<br />
Ecovio L BX 8145. Bei Anteilen von Ecoflex F BX 7011 unter<br />
50 % in der Ecoflex / Ecovio-Formulierung kann die Folie auch in<br />
den Kanten geschnitten werden.<br />
Ecovio L BX 8145 verarbeitet sich am besten auf Anlagen mit<br />
einer Flachlegung und Seitenfaltern mit Holzlatten oder Tuch für<br />
PE-HD, um die Entstehung von Falten zu vermeiden. Die Folienblase<br />
muss mit Führungskorb, Flachlegung und Seitenfaltern<br />
exakt fixiert werden. Breitstreckwalzen und /oder Führungsrollen<br />
mit Spiralnuten sind nach den Abzugswalzen in der vorzugsweise<br />
waagerechten Reversierung notwendig, um die Folienbahn exakt<br />
zu führen.<br />
Eine Korona-Vorbehandlung für niedrige Anteile von Ecovio L<br />
BX 8145 in der Formulierung wird empfohlen, falls zum Beispiel<br />
Ecoflex Batch SL 2 verwendet wird.<br />
Breitstreckwalzen vermeiden die Bildung von Falten in der Bahn.<br />
Der Kontaktwickler benötigt eine sehr präzise Kontrolle der Bahnspannung.<br />
Nach dem Produktionsversuch werden wieder die Verarbeitungsbedingungen<br />
hergestellt, die für Ihre PE-LD- oder PE-HD-Typen<br />
erforderlich sind. Wenn die Temperaturen das PE-Niveau erreicht<br />
haben, kann der für die nachfolgende Produktion vorgesehene<br />
PE-Typ zum Spülen der Maschine verwendet werden.<br />
Druck<br />
Im Allgemeinen können Ecoflex F BX 7011 und Ecovio L BX 8145<br />
auf Standardmaschinen für PE-LD bedruckt und geschweißt werden.<br />
Nach einem Andrucktest können Farben auf Alkoholbasis oder<br />
auch Wasserbasis eingesetzt werden. Vor dem Bedrucken sollte<br />
das Material sicherheitshalber koronavorbehandelt werden. Die<br />
Trocknungstemperaturen sind niedriger als bei PE-LD zu halten, in<br />
Abhängigkeit vom Gehalt an Ecovio L BX 8145. Da die Trocknungsbedingungen<br />
sehr stark von der Maschinenkonstruktion abhängen,<br />
müssen sie während des Produktionsversuchs bestimmt werden.
Masterbatch Beschreibung Inhalt<br />
Ecoflex ® Batch SL 1 Gleitmittel 10 % Erucamid ESA<br />
Ecoflex ® Batch SL 2 Gleitmittel 5 % Wachs, Additive<br />
Ecoflex ® Batch AB 1 Antiblockmittel 60 % Feine Kreide<br />
Ecoflex ® Batch Cling Antifogmittel<br />
Ecoflex ® Batch AB 3 Antiblockmittel 40 % Sehr feine Kreide<br />
Ecoflex ® Batch C White Weißbatch 60 % TiO 2<br />
Ecoflex ® Batch C Black Schwarzbatch 25 % Ruß<br />
Ecoflex ® Batch NA 1 Nucleation Agent<br />
Tab. 4: Masterbatches für Ecoflex ®<br />
Folienqualität Startrezeptur Potenzielle Anwendungen<br />
Transparenz 86,5 - 98 % Ecoflex ® F Beutel und Tragetaschen für Obst /Gemüse<br />
Schweißen<br />
1,0 - 2,0 % Ecoflex ® Batch AB 3<br />
1,0 -1,5 % Ecoflex ® Batch SL 1<br />
0 -10 % Ecoflex ® Batch NA 1<br />
Brillanz, Transluzenz 48 - 82 % Ecovio ® L BX 8145 Beutel und Tragetaschen für Obst /Gemüse<br />
18 - 50 % Ecoflex ® F BX 7011 Tragetaschen mit Sekundärnutzen: Biomüllbeutel<br />
0 -1 % Ecoflex ® Batch AB 1 Einwickler für Wurst und Käse<br />
0 -1 % Ecoflex ® Batch SL 1 Gefrierbeutel<br />
Orientierbarkeit 100 % Ecovio ® L BX 8145 Raschelsäcke für Obst und Gemüse<br />
Wasserdampfbarriere 87 - 93 % Ecoflex ® F Kaschierfolien für Schalen aus z. B. Stärke, Cellulose<br />
6,0 - 8,0 % Ecoflex ® Batch SL 2<br />
1,0 - 5,0 % Ecoflex ® Batch AB 1<br />
Frischhaltefolie 93 - 98 % Ecoflex ® F BX 7011 Frischhaltefolien für Lebensmittelverpackungen<br />
2,0 -7,0 % Ecoflex ® Batch Cling<br />
Tab. 5: Modifikationsmöglichkeiten von Ecoflex ® und Ecovio ®<br />
Die Schweißtemperaturen sollten auf eine tatsächliche Oberflächentemperatur<br />
von 90 -100 °C gesenkt werden. Die Parameter Schweiß -<br />
druck und Schweißzeit sind ebenfalls von großer Bedeutung. Da der<br />
Kristallisationsprozess langsamer ist als bei PE-LD, sind längere<br />
Kristallisationszeiten erforderlich. Während der Kristallisation kann<br />
die Schweißnaht an der Oberfläche kleben bleiben, wenn ein direkter<br />
Kontakt möglich ist. Daher muss bei der Schweißmaschine eine<br />
gesonderte Kühlung der Schweißnähte vorgesehen sein.<br />
Ecoflex ® F BX 7011 hat bessere Schweißeigenschaften als<br />
Ecovio ® L BX 8145. Ein Mindestanteil von 30 % Ecoflex F BX<br />
7011 wird für Folien, die dicker als 20 μm sind, empfohlen,<br />
um die Schweißnahtfestigkeiten zu erhöhen.<br />
dIE VERARBEItUNG VON ECOFLEx UNd ECOVIO<br />
19
20<br />
Lagerung und Alterung<br />
von Ecoflex ® und Ecovio ®<br />
Biologisch abbaubare Kunststoffe sollen einerseits<br />
wie traditionelle Kunststoffe in der Anwendung<br />
ihre Funktion erfüllen und andererseits<br />
nach Gebrauch unter definierten Umgebungsbedingungen<br />
biologisch abbaubar sein. Aufgrund<br />
ihres spezifischen molekularen Aufbaus können<br />
zertifizierte biologisch abbaubare Kunststoffe<br />
wie Ecoflex ® und Ecovio ® diese gegenläufigen<br />
Anforderungen erfüllen. dennoch ergeben sich<br />
Ecoflex ® F Bx 7011<br />
Zugfestigkeit [MPa]<br />
50<br />
45<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
PE-LD,<br />
Tragetaschen<br />
Ecoflex ®<br />
Referenz<br />
Längsrichtung Querrichtung<br />
Abb. 12: Zugfestigkeit von Ecoflex ® F BX 7011 nach Alterung<br />
Biologisch abbaubare Folien aus Ecoflex F BX 7011 haben ein<br />
günstiges Alterungsprofil. Eine Beeinträchtigung der mechanischen<br />
Eigenschaften ( Zugfestigkeit, Durchstoßfestigkeit ) kann erst nach<br />
18 Monaten der Lagerung unter Standardklima (23 °C, 50 % relative<br />
Luftfeuchte) festgestellt werden. Steifigkeit und Reißdehnung bleiben<br />
drei Jahre lang auf ähnlichem Niveau.<br />
häufig Zweifel an der Funktionalität biologisch<br />
abbaubarer Kunststoffe in der Gebrauchsphase.<br />
Aus diesem Grund wurde der Einfluss von<br />
Lagerung und Alterung von Folien aus Ecoflex<br />
F Bx 7011 und Ecovio L Bx 8145 bei Raumklima<br />
(23 °C, 50 % relative Luftfeuchte) näher<br />
untersucht.*<br />
6 Monate 11 Monate 18 Monate 2 Jahre<br />
Nach drei Jahren Lagerung erreichen Zugfestigkeit und Reißdehnung<br />
immer noch das Niveau von PE-LD-Tragetaschen oder liegen<br />
sogar noch darüber. Die Durchstoßfestigkeit liegt bei über 70 % der<br />
Werte für PE-LD-Tragetaschen. Die Steifigkeit steigt über den Wert<br />
der Ecoflex-Referenzfolie.<br />
* Die Ergebnisse werden hier auszugsweise dargestellt.<br />
Die vollständige Dokumentation ist auf Anfrage erhältlich.<br />
3 Jahre
Ecovio ® L Bx 8145<br />
Zugfestigkeit [MPa]<br />
45<br />
40<br />
35<br />
30<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
PE-LD,<br />
Tragetaschen<br />
Ecovio ®<br />
Referenz<br />
Längsrichtung Querrichtung<br />
Abb. 13: Zugfestigkeit von Ecovio ® L BX 8145 nach Alterung<br />
Wenn Schlauchfolien aus Ecovio ® L BX 8145 bei Standard-Raumklima<br />
(23 °C, 50 % relative Luftfeuchte) gelagert werden, verändern<br />
sich die Folieneigenschaften im Laufe von 2 Jahren Lagerung wie<br />
folgt:<br />
Steifigkeit nimmt um 50 % in Längsrichtung und um 25 % in<br />
Querrichtung zu.<br />
Zugfestigkeit nimmt um weniger als 10 % in Längsrichtung und<br />
etwa 20 % in Querrichtung ab.<br />
6 Monate 10 Monate 16 Monate 21 Monate<br />
2 Jahre<br />
Reißdehnung nimmt um 25 % in Längsrichtung und nach<br />
21 Monaten auf mehr als 130 % in Querrichtung ab.<br />
Aber: Die entsprechenden Werte von PE-LD-Tragetaschen in Bezug<br />
auf Steifigkeit, Zugfestigkeit und Durchstoßfestigkeit können erreicht<br />
oder sogar übertroffen werden. Der äquivalente Ausgangswert der<br />
Reißdehnung bei Bruch kann erzielt werden, indem in Formulierungen<br />
mit Ecovio L BX 8145 etwa 50 % Ecoflex ® F BX 7011 verwendet<br />
wird.<br />
LAGERUNG UNd ALtERUNG VON ECOFLEx UNd ECOVIO<br />
21
22<br />
Allgemeine Informationen<br />
zu Ecoflex ® und Ecovio ®<br />
Lieferform und Lagerung<br />
Ecoflex ® F BX 7011 verläßt unsere Produktion als Perlgranulat in<br />
1 t Big Bags. Eine Bulk-Lieferung von Ecoflex F BX 7011 ist auf<br />
Anfrage möglich. Ecovio ® L BX 8145 wird als weißes Perlgranulat<br />
in 1,2 t-Oktabins mit Alu-Inliner ausgeliefert. Die Transport- und<br />
Lagertemperatur sollte nicht größer als 70 °C sein. Die Lagerzeit in<br />
ungeöffneten Verpackungen sollte bei Raumtemperatur (23 °C) ein<br />
Jahr nicht überschreiten.<br />
Qualitätskontrolle<br />
Ecovio und Ecoflex werden als Standardmaterial in einem kontinuierlichen<br />
Produktionsprozess nach DIN EN ISO 9001: 2000 hergestellt.<br />
Der Volumen-Fließindex MVR bei 190 °C gemäß ISO 1133<br />
wurde als spezifischer Parameter für die Qualitätskontrolle definiert.<br />
Eine Bescheinigung des MVR-Werts mit jeder Chargennummer kann<br />
auf Anfrage vorgelegt werden. Andere in unserer Dokumentation<br />
angegebene Daten sind typische Werte, die nicht Teil der Produktspezifikation<br />
für Ecovio oder Ecoflex sind.
Glossar<br />
Auf biologischer<br />
Grundlage<br />
(biobased)<br />
Erneuerbar<br />
(renewable)<br />
Fossil (non-<br />
renewable)<br />
Fragmentierbar<br />
(fragmentable)<br />
Bezieht sich auf den Ursprung der Rohstoffe.<br />
Nur sinnvoll mit Angabe des Kohlenstoffanteils<br />
aus jährlich nachwachsenden Rohstoffen.<br />
Bezieht sich auf die erneuerbaren (jährlich<br />
nachwachsenden) Rohstoffe wie Mais, Weizen,<br />
Papier, Holz, etc.<br />
Bezieht sich auf Rohstoffe, die als nicht<br />
erneuerbar gelten wie Öl, Erdgas, Kohle.<br />
Bestimmte Materialien, welche spezielle Metalladditive<br />
als Zersetzungshilfsmittel enthalten,<br />
zersetzen sich unter Einfluss von Sonne, Wasser,<br />
unterschiedlichen Temperaturen. Kein vollständiger<br />
biologischer Abbau.<br />
„Oxo-abbaubar“ Sind Kunststoffe, die durch Zusatz von Additiven<br />
(„oxo-degradable“) bei starker Lichtexposition in Kunststofffragmente<br />
zerfallen. Vollständiger biologischer Abbau findet<br />
nicht statt.<br />
Biologisch<br />
abbaubar<br />
(biodegradable)<br />
Kompostierbar<br />
(compostable)<br />
Mikroorganismen wie Bakterien, Pilze oder Algen<br />
verstoffwechseln solche Materialien vollständig<br />
unter Abgabe von CO , Wasser, Energie und<br />
2<br />
Biomasse.<br />
Vollständig biologisch abbaubares Material<br />
(zertifiziert nach Europäischer Norm EN 13432,<br />
japanischer Norm GreenPla und amerikanischem<br />
Standard ASTM 6400), wird in industriellen<br />
Kompostierwerken zu Kompost verarbeitet.<br />
Literaturhinweise<br />
Produktdatenblätter<br />
Ecovio ® : www.ecovio.de<br />
Ecovio L BX 8145 – Produktinformation<br />
Ecoflex ® : www.plasticsportal.eu /ecoflex<br />
Ecoflex Batch AB – Produktinformation<br />
Ecoflex Batch C Black – Produktinformation<br />
Ecoflex Batch C White – Produktinformation<br />
Ecoflex Batch SL – Produktinformation<br />
Ecoflex F BX 7011 – Produktinformation<br />
ALLGEMEINE INFORMAtIONEN ZU ECOFLEx UNd ECOVIO<br />
23
<strong>BASF</strong> SE<br />
Kommunikation Kunststoffe<br />
KT / KC , E 100<br />
67056 Ludwigshafen<br />
Deutschland<br />
Tel.: +49 621 60-42552<br />
Fax: +49 621 60-49497<br />
plas.com@basf.com<br />
Broschürenanforderung:<br />
KT / KC, E 100<br />
Fax: +49 621 60 - 49497<br />
www.plasticsportal.eu<br />
www.plasticsportal.eu/ecoflex<br />
www.ecovio.de<br />
Zur Beachtung<br />
Die Angaben in dieser Druckschrift basieren auf unseren derzeitigen<br />
Kenntnissen und Erfahrungen. Sie befreien den Verarbeiter wegen der<br />
Fülle möglicher Einflüsse bei Verarbeitung und Anwendung unseres<br />
Produktes nicht von eigenen Prüfungen und Versuchen. Eine Garantie<br />
bestimmter Eigenschaften oder die Eignung des Produktes für einen<br />
konkreten Einsatzzweck kann aus unseren Angaben nicht abgeleitet<br />
werden. Alle hierin vorliegenden Beschreibungen, Zeichnungen, Fotografien,<br />
Daten, Verhältnisse, Gewichte u. ä. können sich ohne Vorankündigung<br />
ändern und stellen nicht die vertraglich vereinbarte Beschaffenheit<br />
des Produktes dar. Etwaige Schutzrechte sowie bestehende Gesetze und<br />
Bestimmungen sind vom Empfänger unseres Produktes in eigener Verantwortung<br />
zu beachten. (Dezember 2009)<br />
KTSE 0802 BD<br />
® = eingetragene Marke der <strong>BASF</strong> SE