ECOLOGY AND ENVIRONMENTAL SECURITY

Research of Polyvinyl Alcohol-Based Films as Environmentally Friendly Flexible Packaging

Authors

O. V. Krykhovets
Ukrainian Academy of Printing, Lviv
V. G. Slobodianyk
Ukrainian Academy of Printing, Lviv
DOI https://doi.org/10.31649/1997-9266-2023-167-2-15-20

Keywords

packaging materials films polyvinyl alcohol equilibrium wetting angle hydrophilic properties

Abstract

The growth in the production of packaging materials leads to an increase in the amount of waste. Despite the promises of manufacturers, polymer packaging waste is not recycled, and its accumulation and disposal is harmful to the environment. An alternative to plastic is the use of biodegradable polymers as packaging materials. The global market for biodegradable films is quite significant and according to the predictions of the analysts it will grow in the coming years. Therefore, the search and study of environmentally friendly film packaging materials, possessing the necessary technological characteristics, able to decompose in a short time and not harmful for the environment is an urgent scientific problem.

Among the biodegradable films, due to their water solubility and biocompatibility, the creation of film materials based on polyvinyl alcohol is very promising. In order to produce white films as a possible basis for printing the necessary product information, the colored film materials based on polyvinyl alcohol of Polyviol 6 04/140 and PVS 55/12 grades, containing inorganic pigments BaSO4 +2Al(OH)3 (printing inks) are manufactured. The resulting films have good physical and mechanical characteristics. The surface properties of the obtained films were investigated by determining the contact angle of wetting. The kinetic curves of the processes of wetting the films with distilled water and ethylene glycol have been presented . The values of the equilibrium wetting angles with water and ethylene glycol for films with 33 % of the printing ink is lower than that of the unshaded sample. Films based on polyvinyl alcohol of PVA 55/12 grade with 33% inorganic pigment in terms of external features, tensile strength, stretching capability , and surface properties show better characteristics. The research carried out, shows the possibility of using film materials based on water-soluble and biocompatible polyvinyl alcohol as biodegradable packaging. Their hydrophilic properties make it possible to predict the possibility of overtyping of the dyed films or labeling packages with water-based inks using digital inkjet printing.

418 282

How to Cite

[1]
“Research of Polyvinyl Alcohol-Based Films as Environmentally Friendly Flexible Packaging”, Вісник ВПІ, no. 2, pp. 15–20, May 2023, doi: 10.31649/1997-9266-2023-167-2-15-20.

Author Biographies

O. V. Krykhovets, Ukrainian Academy of Printing, Lviv

Cand. Sc. (Eng.), Associate Professor, Associate Professor of the Chair of Printing Materials Science and Chemistry

V. G. Slobodianyk, Ukrainian Academy of Printing, Lviv

Cand. Sc. (Eng.), Senior Lecturer, Associate Professor of the Chair of Printing Materials Science and Chemistry

References

“Food Packaging Market Size, Share & Trends Analysis Report By Type (Rigid, Semi-Rigid, Flexible), By Material (Paper, Plastics), By Application (Bakery & Confectionery) By Region, And Segment Forecasts, 2023 – 2030,” Market Research Reports & Consulting Grand View Research, Inc. [Electronic resource]. Available:
https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/food-packaging-market .
“Biodegradable Films Market by Type (PLA, Starch Blends Biodegradable Polyesters, PHA), Application (Food Packaging, Agriculture & Horticulture, Cosmetic &Personal Care Products Packaging, Industrial Packaging) and Region-Global Forecast to 2026,” Markets and Markets. [Electronic resource]. Available: https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/biodegradable-films-market-77112988.html.
K. Al-Ajlouni, P. Fleming, and A. Pekarovicova, “Glucomannan–xylan blend biofilms for food packaging: preparation and evaluation of filmogenic solutions and biofilms,” J. Print Media Technol. Res., vol. 10, no. 4, pp. 247-259, 2021. https://doi.org/10.14622/JPMTR-2116. 2021 .
М. В. Панчук, Л. С. Шлапак, С. А. Курта, і О. О. Струмінська, «Виробництво та використання біополімерів – шлях до покращення екології довкілля,» Наук. вісник Івано-Франків. нац. техн. ун-ту нафти і газу, № 4, с. 92-101, 2011.
А. І. Чорна, О. С. Шульга, Л. Ю. Арсеньєва, С. М. Кобилінський, і Л. А. Гончаренко, «Пакувальні біодеградабельні плівки на основі полівінілового спирту,» Упаковка, № 6, с. 32-35, 2016.
В. П. Черних, Голова ред. ради та авт. передм., Фармацевтична енциклопедія, 2-ге вид. Київ: Нац. фармац. ун-т України, МОРІОН, 2010.
В. В. Красінський, В. В. Антонюк, Т. Яховіч, і Р. І. Васишак, «Експлуатаційні властивості плівок на основі полівінілового спирту та модифікованого монтморилоніту,» Вісник нац. ун-ту «Львів. політехніка», № 841, с. 377-383, 2016.
О. Шульга, «Вплив полівінілового спирту на властивості їстівних плівок на основі картопляного крохмалю і желатину,» Наукові праці Одеської національної академії харчових технологій, т. 81, № 2, с. 27-35, 2017.
О. Н. Мусская, А. И. Кулак, В. К. Крутько, С. А. Уласевич, Л. А. Лесникович, і Л. Ф. Суходуб, «Пленочные композиционные материалы на основе гидроксиапатита и поливинилового спирта,» Журн. нано- та електрон. фізики, т. 7, № 1, с. 2-5, 2016.
А. Л. Толстов, О. Н. Маланчук, И. Бей, і Д. Климчук, «Получение и свойства антибактериальных полимерных композитов на основе поливинилового спирта и наночастиц серебра,» Полімер. журн., т. 35, № 4, с. 343-349, 2013.
І. С. Гриновець, Р. І. Лучечко, В. С. Гриновець, і В. В. Бумаценко, «Розробка складу та технології стоматологічної лікарської плівки з діоксидином, » Сучасна стоматологія, № 5, с. 36-38, 2021.
О. В. Криховець, і В. Г. Слободяник, «Експлуатаційні властивості плівок на основі полівінілового спирту», Наукові записки, № 2, с. 96-103, 2022.
V. Repeta, “Influence of Surface Energy of Polymer Films on Spreading and Adhesion of UV-Flexo Inks,” Acta Graphica, № 3, с. 79-84, 2013
В. Б. Репета, Комп’ютерна програма «Аналіз кінетики розтікання рідин,» Авторське свідоцтво України 28766, трав. 15, 2009.