Der fandtes ved projektets start en enkelt producent af en komposterbar/bionedbrydelig polyesteramidplastråvare. Råvaren er fremstillet på basis af enten caprolactam eller byggestenene i polyamid 6,6, dvs. hexamethylendiamin og adipinsyre.

Polyvinylalkohol fremstilles ved hydrolyse af polyvinylacetat som er fremstillet ud fra en polymerisation af vinylacetat. Polyvinylalkohol skulle kunne fremstilles til at være opløselig i enten koldt eller varmt vand. Vanduopløselige typer skulle også kunne fremstilles. Disse kunne tænkes kun at være delvis hydrolyseret polyvinylacetat.

1.2 Leverandører

Der skelnes i det efterfølgende mellem leverandører af råvarer til fremstilling af poser og leverandører af færdigfremstillede poser.

Der er undersøgt og kontaktet en række leverandører af råvarer til fremstilling af poser.

Firmaet Novamont, Italien, fremstiller et materiale benævnt Mater-Bi. Materialet findes i en række kvaliteter afhængig af hvilke plastforarbejdningsprocesser der skal anvendes, hastigheden af bionedbrydeligheden af emner fremstillet fra råvaren og brugstemperaturen.

Biotec, Tyskland, fremstiller materialet Bioflex til folieblæsning.

Begge materialer indgår i poser som findes kommercielt tilgængelige på det danske marked

Cargill-Dow Polymers, USA, producerer en polylactatråvare benævnt Eco-PLA. Der er fremskaffet eksemplarer af poser produceret af materialet i en forsøgsproduktion ved Trioplast Nyborg A/S. Poserne har vist sig at være meget sprøde på afprøvningstidspunktet. Trioplast Nyborg A/S har stillet testresultater til rådighed for projektet der demonstrerer de fremstillede posers mekaniske egenskaber lige efter fremstillingen og efter lagring i en periode på op til 153 dage under forskellige lagerbetingelser. Trioplast Nyborg A/S fremstiller ikke længere affaldsposer på basis af Eco-PLA, men er gået over til udelukkende at fremstille poser i Bioflex fra Biotec.

Samtidig har Cargill-Dow på Kunststoffmesse Düsseldorf 2001 i oktober måned oplyst at man ikke længere producerer blødgjort PLA til posefremstilling. Man overvejer dog på en senere tidspunkt at revurdere situationen.

Eastman Chemical, Schweiz, producerer en copolyester af en råvare benævnt EASTAR Bio Copolyester 14766. Ifølge oplysninger i firmaets brochure er råvaren et patenteret produkt fremstillet på basis af konventionelle disyrer og glykoller.

Der er fra Eastman Chemical fremskaffet en rulle af folie i den pågældende kvalitet i 50 m m tykkelse. Denne folie har været anvendt til de indledende screeningsforsøg.

BASF, Tyskland, fremstiller en bionedbrydelig polyester benævnt Ecoflex som forventes at have egenskaber sammenlignelige med copolyesteren fra Eastman Chemical. Ifølge BASF´s egne oplysninger drejer det sig om en copolymerpolyester opbygget fra monomererne adipinsyre, butandiol og terephthalsyre. Det er lykkedes at fremskaffe en enkelt rulle affaldsposer fra en norsk poseleverandør (Rosenlew).

Bayer-firmaet, Wolff Walsrode, Tyskland, kunne ved projektets start levere en bionedbrydelig polyesteramid benævnt Walocomp. Produktionen af såvel råvaren som folier i det pågældende materiale er imidlertid stoppet i løbet af projektet. Det har derfor kun været muligt at foretage indledende undersøgelser af folie i Walocomp på en pose modtaget fra firmaet i det forprojekt som Teknologisk Institut har udført for Århus Kommunale Værker tidligere.

Polyvinylalkohol er en kendt plastpolymer som kan fremskaffes fra mere end en leverandør. Teknologisk Institut har modtaget en prøvesending af poser i polyvinylalkohol fra Sækko A/S samt to posetyper via Århus Kommunale Værker hvoraf den ene skulle kunne klare 60° C varmt vand. Poserne er leveret til Århus Kommunale Værker fra Plast Pac AB, Sverige, og den medsendte dokumentation tyder på at råvaren stammer fra AIR Products. De poser der skulle kunne klare 60° C varmt vand, har en tykkelse på 20 m m.

1.3 Undersøgte poser og folier til produktion af poser

I Tabel 1.1 er vist en oversigt over de i projektet undersøgte bionedbrydelige plastposer eller folier til produktion af sådanne poser som er fundet tilgængelige på det danske marked. I tabellen er angivet et løbenummer (som anvendes fremover), råvaren som poserne er fremstillet af fra råvareleverandøren, samt leverandører af og navn på bioposer.

I Tabel 1.2 er vist andre typer poser som anvendes ved sammenligninger af miljømæssige forhold og økonomi. Det drejer sig dels om en leverandør af en bionedbrydelig papirpose, dels ikke-bionedbrydelige polyethylenposer.

Tabel 1.1
Leverandører af bionedbrydelige plastposer

(6) er fremskaffet i form af folie
  

Tabel 1.2
Andre poser til sammenligning

Bemærk at i resten af rapporten benyttes løbenumrene i Tabel 1.1 og Tabel 1.2 som referencenumre.

1.4 Data for folier/poser

1.4.1 Analyser af materialesammensætning

Da bionedbrydelige poser efter sigende skulle indeholde phthalatblødgørere, blev der i projektets følgegruppe enighed om at der, så langt ressourcerne rakte, skulle foretages en analyse af de tre posetyper baseret på stivelse der var uddelt til husstande i Århus Kommune for indhold af phthalater.

Undersøgelserne for phthalatblødgørere er sket ved spektroskopiske metoder og gaskromatografi på ekstrakter fra poserne. De spektroskopiske metoder der har været anvendt, har dels været infrarød spektroskopi, dels kernemagnetisk resonansspektroskopi; begge er metoder der giver detaljerede oplysninger om organiske forbindelsers kemiske sammensætning og struktur.

Samtlige udførte analyser viser at der ikke er phthalatblødgørere til stede i de undersøgte stivelsesbaserede affaldsposer. Detektionsgrænsen for den gaschromatografiske analyse er så lav at det kan konkluderes at der er mindre end 50 mg pr. kg phthalatblødgører til stede i poserne. Til sammenligning ligger indholdet i blødgjort PVC typisk på 250 g til 400 g pr. kg, dvs. 60.000 gange større end detektionsgrænsen.

I Bilag A er der nærmere redegjort for resultatet af undersøgelserne og deres princip.

1.4.2 Tykkelse af undersøgte bionedbrydelige poser, folier og referenceposer

I Tabel 1.3 er angivet de undersøgte plastposers og foliers tykkelse.

Tabellen viser dels de tykkelser som leverandørerne normalt leverer ved almindelig brug hvor posen ikke bliver udsat for hårdhændet håndtering, dels de tykkelser som er benyttet i forsøg eller ved beregninger i nærværende undersøgelse.

Tabel 1.3
Tykkelse

* En prøve var dog målt til 24 m m af Teknologisk Institut.

1.4.3 Funktionelle egenskaber

I posernes livsforløb skal de ud over at holde tæt kunne klare transport til skraldespand og transport til behandlingsanlæg uden at gå i stykker. For at vurdere posernes egenskaber med hensyn til styrke er data for brudstyrke, rivestyrke mv. fra leverandører vurderet, ligesom der er udført træktests på de undersøgte poser ved Teknologisk Institut (se Bilag B).

Resultaterne af rivestyrke og punkteringsstyrke er vist i Tabel 1.4, mens trækstyrken er vist i Tabel 1.5. Data er målt af Teknologisk Institut for emnerne 1, 2, 3, 16 og 17.

De øvrige værdier er oplyst fra leverandørside.

Poserne 16 og 17 er de polyethylenposer som Århus Kommune i øjeblikket anvender i sit nye indsamlingssystem med optisk sortering.

Tabel 1.4
Rivestyrke på langs/tværs samt punkteringsstyrke

Tabel 1.5
Trækprøvning

x1 Data fra Trioplast Nyborg A/S, ny Cargill-Dow PLA-folie, folietykkelse 38 m m
x2 Data fra Eastman Chemical, 25 m m folie
x3 Data fra BASF, 50 m m folie

Dataene viser næsten ens data for rivestyrke, punkteringsstyrke, brudspænding og forlængelse af referenceposerne af polyethylen (16, 17).

I Tabel 1.6 er bioposerne sammenlignet med referenceposerne. Det skal bemærkes at poserne 1, 2 og 3 er ca. 25 m m, mens referenceposerne er henholdsvis 29 og 33 m m. Ligeledes er data for Eco-PLA(7) for en noget tykkere film (38 m m) og for Ecoflex (9) for en 50 m m film. I beregningen af rivestyrken er der imidlertid normeret med filmens tykkelse hvorfor disse tal bør kunne sammenlignes.

Tabel 1.6
Sammenligning af styrke

Tabel 1.6 viser at bioposerne fra Trioplast (nr. 1) og Sækko, 60ºC, (nr. 2) har en lavere rivestyrke end referenceposerne (35%), mens posen fra Sækko, 90º, (nr. 3) har en rivestyrke der er næsten på højde med referenceposerne (70-80%). Dette billede afspejles også i de øvrige sammenlignede parametre.

Data for den polylactatbaserede pose (nr. 7) er fra måling på nye poser produceret af Trioplast Nyborg A/S. Poserne viser en rivestyrke af samme størrelse (ca. 35%) som poserne nr. 1 og 2 hvilket er lavere end referenceposernes rivestyrke.

For de polylactatbaserede poser (nr. 7, Eco-PLA) er det vigtigt at disse opbevares i tætsluttende emballage uden fugt inden brug hvilket også fremgår af specifikationer fra Cargill-Dow og fra diverse litteratur om polylactat. Sker dette ikke, nedbrydes poserne langsomt (dvs. over nogle måneder/år), idet polylactaten hydrolyseres, og molekylvægten falder hvorved styrken forringes. De poser som Teknologisk Institut har benyttet i nedbrydningsforsøg, har formentlig ikke været opbevaret tilstrækkeligt tørt, idet de havde en meget ringe styrke.

Data for de to polyesterbaserede film (nr. 8 og 9) er ikke så detaljerede, men det vurderes at styrkeegenskaberne er ca. 50% af referenceposernes.

Teknologisk Institut vurderer at de bionedbrydelige poser har rimelige mekaniske egenskaber, eksempelvis i form af rive- og brudstyrke, ved almindelig brug og i overensstemmelse med resultaterne af brugerundersøgelser. Egenskaberne er ikke på højde med polyethylenposerne for samme godstykkelse.

1.5 Teknologisk status for polyethylenfolier/poser

Polyethylen er et af de mest alsidige plastmaterialer til fremstilling af affaldsposer såfremt man ikke har behov for eller ønsker om en pose i et bionedbrydeligt/komposterbart materiale. Vigtige egenskaber for en affaldspose er rivestyrke, penetreringsstyrke og andre mekaniske egenskaber der er et vejledende mål for plastmaterialets sejhed. Det er også vigtigt at man har gode svejseegenskaber, således at svejsesømmen ikke bliver det svage sted på poserne.

Affaldsposer fremstilles typisk i LDPE (Low Density Polyethylene) eller LLDPE (Linear Low Density Polyethylene) eller blandinger af disse som har ganske gode egenskaber i forhold til prisen på poserne. Forskellen mellem LDPE og LLDPE er at sidstnævnte type fremstilles ved en lavtryksproces (2 Mpa) i modsætning til LDPE der fremstilles ved højt tryk (op til 345 Mpa).

Forskellen på de to typer er at LDPE er meget forgrenet i forhold til LLDPE som kun har meget korte sidegrene langs molekylkæden (deraf det ekstra L, linear). LLDPE har bedre styrkeegenskaber end LDPE som følge af at molekylkæderne på grund af den lineare struktur kan pakkes tættere i materialet. Omvendt er det sværere at forarbejde ved fremstilling af posefolier på grund af dets dårligere flydeegenskaber hvorfor det er gængs praksis at tilsætte LDPE til LLDPE for at bedre procesegenskaberne. Der er ingen væsentlig prisforskel på LDPE og LLDPE hvorfor man ved posefremstilling med fordel kan anvende LLDPE som basisråvare.

Der er imidlertid i de seneste år på kommerciel basis blevet udviklet nye katalysatorer til fremstilling af polyethylen. Disse katalysatorer går under betegnelsen metallocener.

Metallocenerne har den specielle egenskab at man får en meget bedre kontrol med stereokemien ved opbygningen af de polymere kæder. Samtidig kan man gøre molekylvægtsfordelingskurven væsentlig mere snæver end tidligere hvilket medvirker til en forbedring af de mekaniske egenskaber. Da katalysatorerne er meget effektive, betyder det at fremstilleren af råvaren kan undgå et katalysatorvaskesystem som er nødvendig ved den sædvanlige fremstillingsmetode. Det betyder reelt en mere miljøvenlig fremstillingsproces, idet det ikke er nødvendigt at genvinde katalysatorerne ved den energikrævende vaskeproces, samtidig med at man sparer på procesvand ved fremstillingen.

De metallocenkatalyserede nye polyethylentyper udmærker sig ved en stærkt forbedret sejhed, særdeles gode svejseegenskaber og en større transparens. De to første egenskaber er af stor betydning for en affaldspose. De metallocenkatalyserede polyethylentyper er på nuværende tidspunkt nok for kostbare at anvende alene, men mange af de gode egenskaber kan bibeholdes ved iblanding af de metallocenkatalyserede polyethylener i LLDPE eller LLDE /LDPE-blandinger i mængder på ca. 30%. Teknologisk Institut har fra samtale med Sækko A/S fået kendskab til at det er muligt at købe affaldsposer baseret på metallocenteknologi allerede nu. Typisk vil man opnå en forbedring i styrkeegenskaber der gør det muligt at reducere tykkelsen med ca. 20% ved tilsætning af ca. 10-15% metallocenkatalyseret LDPE til råvaren.

Eksempler på handelsnavne er Exact fra Dex Plastomers som er octenbaserede polyethylentyper, og som markedsføres af Exxon Chemical Europe. BASF markedsfører en metallocenkatalyseret polyethylen med betegnelsen Luflexen 0322 HX for blæsning af folier.