Stålröret som slår skogen med häpnad
Framför mig på bordet på UMV Coating Systems kontor i Säffle ligger Invo Tip. Det patenterade doseringsröret är en av två hemligheter i företagets bestrykningskoncept av fossilfria förpackningsbarriärer för livsmedelsförpackningar, ett enkelt stålrör med en mjuk spets som inte ser mycket ut för världen.
Invo Tips mjuka spets följer varje liten skrovlighet på pappersytan. På så sätt kan det åstadkomma extremt tunna- och jämna skikt av bestrykningsbarriärer, vilket är viktigt för att påskynda torkningen av pappersytan. Invo Tip finns på ett antal kartongmaskiner i världen och har nu under tester också visat sig fungera utmärkt med fossilfria förpackningsbarriärer.
Nordisk Papperstidning & Biobusiness är med om ett högtidligt ögonblick. Försäljningschef Per Emilsson och vd Ronnie Andersson förbereder för att trycka på send-knappen som skickar iväg UMV:s ansökan om vidare delfinansiering till Vinnova för att kunna växla upp det här projektet ytterligare. Ägarsatsning i kombination med intäkter från försäljning av pilotkörningstid vid anläggningen och kunders bidrag, täcker inte utvecklingskostnaderna. Därför behöver UMV dela risken med Vinnova.
Företagets båda bestrykningskoncept Invo Tip och Invo Coater klarar att dosera och applicera mycket tunna bestrykningsskikt med fossilfria barriärer som vart och ett ger bra täckning på pappersytan. UMV har lagt så tunna skikt som 1g/m2 med bibehållen, hög kvalitet. Håligheter försvinner med bestrykning i supertunna lager och den skrymmande och energikrävande torkprocessen kan reduceras.
Under försök lade man upp till sex tunna bestrykningslager på papperet i pilotmaskinen för att se egenskaperna på respektive lager, väl medvetna om att pappers- och kartongbruken i regel gör tvärtom; ett lager med höga pålägg.
- Resultatet var slående. Täckningen blev mycket effektiv.
Själva bestrykaren, Invo Coatern, applicerar bestrykningssmeten annorlunda. En uppåtriktad spalt trycker ut barriärsmet som sedan doseras av Invo-Tip elementet varefter överflödet samlas upp i ett tråg. Det sker i en normal produktionshastighet som idag kan vara upp till 1000 meter per minut hos en kartongmaskin. Applicering och dosering av barriärsmet sker samtidigt och mediet som läggs på ytan stannar kvar och ger en effektivare täckning.
Men enligt Per Emilsson är det inte bara i pappersmaskinernas torkparti det ligger en besparingspotential. En investering med två steg enligt konceptet, för en normalstor kartongmaskin, ligger i storleksordningen 3-6 miljoner euro.
- Produktionskostnaderna kan minska om en konsolidering av tillverkningsprocesserna ute på bruken sker. Genom att flytta ett förädlingssteg som exempelvis plastbeläggningen till ett produktionsled tidigare i pappersmaskinen, kan ett steg tas bort vid konverteringen och bruken kan öka produktvärdet betydligt.
Det finns ingen tydlig konkurrerande process till UMV:s koncept för fossilfri bestrykning med cellulosa, proteinbaserade- eller stärkelsebaserade bestrykningsmedel. De mest avancerade bestrykningsprocesserna för att bestryka livsmedelskartong lägger på en stor våt mängd som kräver en långsam och utdragen torkning, vilket kräver en flera gånger större investering än UMVs koncept.
En ny lagstiftning i Tyskland diskuteras som kan stoppa returfiberbaserade livsmedelsförpackningar då de uppges läcka mineraloljor till de förpackade livsmedlen. Oljorna kommer från trycksvärtan i återvinningshanteringen. Om lagen blir verklighet kan många kartongproducenter tvingas ställa om sin tillverkning snabbt och antingen gå över till färskmassa eller applicera en skyddande barriär på kartongen.
Det börjar bli bråttom och i Europa tar man allvarligt på problemet med mineraloljorna.
Den österrikiska förpackningstillverkaren Mayr Melnhof försöker förbereda för att leva upp till de väntade kraven och har investerat 50 miljoner euro i så kallad ridåbestrykning för barriärbeläggning på kartongmaskin BM3 i bruket i Frohnleiten som tillverkar barriärkartong för livsmedel. Maskinen har enligt uppgifter precis rullat igång.
Det finns ett stort utbud med olika biologiskt nedbrytbara polymerer som proteiner, stärkelse, cellulosa och hemicellulosa som med framgång testat i laboratoreieskala. Generellt har de uppvisat bra barriäregenskaper.
Men vilka barriärer ger då de bästa egenskaperna. Är det de konventionella, fossilbaserade, eller de fossilfria?
De polyvinylalkoholbaserade barriärerna kan slås upp på nytt och användas igen, till skillnad från PE-beläggningar. De har troligen givit de bästa resultaten hittills. Stärkelse ger också mycket bra barriärer men är sprött och spricker om inte mjukgörare tillsätts på rätt sätt. Men görs det rätt får vi ett bra, följsamt och förnyelsebart barriärskikt.
- Vill man ha en bra barriär som klarar syrgas så kan man med fördel köra fossilfritt först, exempelvis stärkelse eller hemicellulosa, och sedan använda latex som vätskebarriär på toppen, då har man i alla fall minskat miljöbelastningen, avslutar Per Emilsson.
Världsmarknaden för barriärbeläggning av papper och kartong uppskattades till 5,1 miljarder dollar under 2013 och tillväxten uppskattas öka med cirka 4 procent per år. Intresset för biologiskt nedbrytbara förpackningar ökar starkt och det gäller att utveckla förpackningsmaterial som klarar hårdare framtida miljökrav.