Alternatywy dla tworzyw sztucznych: aktualne trendy patentowe

• Strona główna
• Artykuły
• Alternatywy dla tworzyw sztucznych: aktualne trendy patentowe

Data publikacji: 2019-08-16 / Autor: Iwona Płodzich-Hennig, Agnieszka Pazik - kancelaria JWP Rzecznicy Patentowi

Przyjęta 13 września 2018 r. rezolucja Parlamentu Europejskiego w sprawie ograniczenia odpadów z tworzyw sztucznych daje szansę na rozwój technologii „ekologicznych plastików”. Polityka UE w zakresie zagospodarowywania odpadów tworzyw sztucznych wydaje się być bardzo restrykcyjna i wprowadza całkowity zakaz używania jednorazowych produktów, dla których są już dostępne ich ekologiczne wersje (np. patyczki kosmetyczne, sztućce, talerze, słomki, mieszadełka do napojów). Unijna polityka zakłada również nałożenie na producentów produktów, takich jak owijki, filtry papierosowe, nawilżone chusteczki itp. pokrywania kosztów zarządzania odpadami oraz usuwania zanieczyszczeń (tak zwana rozszerzona odpowiedzialność producentów), a także uzyskanie do 2025 r. 90% odzysku plastikowych butelek. Przepisy zaproponowane przez Brukselę to także nowe wymogi etykietowania ręczników higienicznych, nawilżonych chusteczek i balonów, związane z przekazywaniem informacji o ich utylizacji.

Regulacje prawne a koszty
Do tej pory głównym argumentem przemawiającym za masowym wykorzystaniem tradycyjnych tworzyw sztucznych była ich niska cena. Obecnie konieczność wycofania z obrotu produktów bazujących na standardowych polimerach sprawia, że ich producenci będą zmuszeni do wdrożenia alternatywnych „eko” technologii, których rozpowszechnienie wpłynie na obniżenie kosztów produkcji.

Zgłoszenia patentowe
Nie tylko regulacje prawne, ale też zmiany upodobań konsumentów wywierają ogromny wpływ na postęp w dziedzinie „ekotworzyw”. Nowe trendy związane z rozwojem technologii ekologicznych polimerów, które mogą zastąpić plastiki widać także w sporej liczbie zgłoszeń wynalazków z tej dziedziny.

Poszukiwanie dokumentów patentowych dotyczących w pełni kompostowalnych polimerów biodegradowalnych wykazało, że na przestrzeni 27 lat odnotowano 242 rodziny patentowe obejmujące 1718 zgłoszeń wynalazków z tej dziedziny (opracowanie własne na podstawie wyszukiwania w bazie PatBase® firmy Minesoft).

Krajami, w których dokonuje się największej liczby zgłoszeń patentowych takich wynalazków są Stany Zjednoczone, Australia, Niemcy i Kanada. Natomiast wiodącymi firmami rozwijającymi technologie polimerów biodegradowalnych i ich wykorzystania w sektorze inżynierii mechanicznej i chemii jest BASF oraz Procter&Gamble.

Alternatywne surowce
Opatentowane technologie „ekotworzyw” najczęściej wykorzystują polilaktyd (PLA), który jako alifatyczny poliestr termoplastyczny ma dobre właściwości mechaniczne, a przy tym jest całkowicie biodegradowalny.

Wśród ostatnio opublikowanych wynalazków warto zwrócić uwagę na zgłoszenie US2018014668A należące do Lehmann Terry, które dotyczy zastawy stołowej utworzonej z arkuszy tekturowych składających się z bambusa, bassy lub dowolnej ich kombinacji, pokrytych polilaktydem. Według twórców, tak otrzymana zastawa nadaje się do recyklingu, kompostowania i ulega biodegradacji.

W celu polepszenia właściwości mechanicznych, fizycznych i chemicznych do mieszanki na bazie PLA dodaje się np. kooligomer styrenu i akrylu, węglan wapnia lub skrobię termoplastyczną. Ponadto takie dodatki obniżają koszty wytwarzania finalnego wyrobu.

Innym ciekawym rozwiązaniem jest wykorzystanie materiałów biodegradowalnych w opakowaniach do parzenia napojów, takich jak kawa, herbata lub kakao. Zgłoszenie US2018319582A należące do G PAK Technology Inc. prezentuje opakowania nadające się do kompostowania, które pochodzą z łatwo odnawialnych zasobów, m.in. z PLA. Zastosowany PLA jest krystalizowanym polikwasem mlekowym powstającym poprzez połączenie PLA z kredą i innymi biodegradowalnymi dodatkami. Według twórców, zmodyfikowany polimer w wysokiej temperaturze nie ulega deformacji, co pozwala na bezpieczne użytkowanie „eko kubków”.

Na rodzimym rynku także nie brakuje ciekawych rozwiązań, które doczekały się patentów.

Na przykład naukowcy z Politechniki Gdańskiej opracowali biodegradowalną termoplastyczną kompozycję, którą można stosować do wytwarzania jednorazowych naczyń i sztućców, pałeczek kosmetycznych, płaskich folii i innych rodzajów materiałów polimerowych. Kompozycja według wynalazku EP3064542 składa się z polilaktydu i modyfikowanej skrobi termoplastycznej. W zależności od tego, jakim sposobem kompozycja będzie przetwarzana może być ona modyfikowana za pomocą epoksydowego oleju roślinnego, gumy arabskiej i/lub agaru. Dzięki dodatkom do PLA obniża się koszty produkcji, jednocześnie poprawiając parametry użytkowe docelowych produktów.

Analizując trendy patentowe w ujęciu geograficznym, można zauważyć, że na obszarze Europy liderem technologii „eko-tworzyw” są Niemcy i Hiszpania oraz kraje skandynawskie. Cieszy fakt, że wśród krajów rozwijających alternatywne do plastików tworzywa jest także Polska.

Biorąc pod uwagę liczbę zgłoszeń wynalazków na przestrzeni ostatnich 20 lat, można zaobserwować, że największy przyrost nowych zgłoszeń patentowych odnotowano w latach 2008-2012, Choć liczba dokonywanych zgłoszeń w ostatnim czasie znacznie spadła, jednak obserwując trendy w ostatnich 20 latach wydaje się, że liczba rozwiązań dotyczących ekologicznych opakowań systematycznie rośnie.

Prawdopodobnie na mniejszą liczbę zgłoszeń nowych wynalazków mogą wpływać czynniki ekonomiczne. Po pierwsze, spore koszty wdrożenia oraz wysoka cena końcowych produktów nie zachęcają do upowszechniania ekologicznej alternatywy dla obecnie stosowanych plastików. Nie bez znaczenia jest także bariera użytkowa, wszak tworzywo jest wyjątkowo trwałe i ma uniwersalne zastosowania, natomiast eko polimery wymagają opracowywania specjalnych dodatków, które poprawiają ich właściwości, tak aby gotowe wyroby mogły być funkcjonalne i stanowić zamiennik tworzyw sztucznych.

tworzywa sztuczneprawopatentJWP Rzecznicy Patentowi