Lista wynalazków
Prezentacja wynalazku
Nowy uniwersalny kompozyt polimerowy napełniony odpadem podrukarskim
autorzy: dr hab. inż. Krzysztof Moraczewski, prof. UKW mgr inż. Krzysztof Szabliński dr hab. Piotr Rytlewski, prof. UKW dr hab. inż. Magdalena Stepczyńska, prof. UKW dr inż. Tomasz Karasiewicz dr inż. Andrzej Trafarski dr inż. Bartłomiej Jagodziński
Wynalazek stanowi nowy uniwersalny kompozyt polimerowy zawierający napełniacz celulozowy, będący odpadem z procesu drukarskiego, charakteryzujący się dobrymi właściwości mechaniczne nawet przy wysokim stopniu napełnienia. W roku 2018 światowa produkcja kompozytów polimerowych osiągnęła 11,4 Mt. Największym rynkiem jest Azja – 5,2 Mt (46%), następnie Ameryka Północna 3,0 Mt (26%) i Europa 2,4 Mt (27%). Światowy rynek kompozytów w latach 1960–2010 rocznie zwiększał się o ok. 8%. Najczęściej używane w 2018 r. osnowy polimerowe to duroplasty – ok. 61% mas. i termoplasty ok. 39% mas. Szczególną uwagę zwraca rosnący obszar zastosowania osnów termoplastycznych – od 2% w roku 1980 do poziomu obecnego. Kompozyty polimerowe znajdują bardzo duże zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu, takich jak lotnictwo, motoryzacja. Często czynnikiem ograniczającym zastosowanie kompozytów polimerowych jest wysoka cena polimerów. Problem ten można rozwiązać, stosując dostępne na rynku wypełniacze, których wykorzystanie zmniejsza koszt wyrobu kompozytowego. Rodzaj napełniacza musi być tak dobrany, aby jego wpływ na podstawowe właściwości materiału kompozytowego był jak najmniejszy, a najlepiej pozytywny. Na rynku dostępna jest cała gama napełniaczy możliwych do wykorzystania w polimerach, ale tylko wykorzystanie odpadów poprodukcyjnych, jako wypełniaczy osnowy polimerowej w materiałach kompozytowych pozwala na drastyczne obniżenie ceny. Bardzo często odpady są problemem dla firm produkcyjnych, dzięki czemu ich pozyskanie wiąże się z bardzo małymi kosztami lub wręcz za darmo. Dla firm zagospodarowanie tych pozostałości stanowi duże wyzwanie, jest to związane z wysokimi kosztami utylizacji z powodu wymagań unijnych w zakresie ochrony środowiska. Dodatkowo zastosowanie odpadów poprodukcyjnych, jako napełniaczy materiałów polimerowych wpisuje się w najnowszy model gospodarki promowanym przez Unię Europejską zgodnie, z którą, w polityce państwa powinna być wspierana i realizowana gospodarka cyrkulacyjna, która zakłada, iż odpad powinien stanowić surowiec w innej technologii, z jednoczesnym stałym dążeniem do zminimalizowania wytwarzania odpadów. Technologię zastosowaną w wynalazku stanowi sposób wytwarzania nowego kompozytu polimerowego zawierającego napełniacz w postaci odpadu podrukarskiego. W związku z zaostrzeniami przepisów dotyczących zrównoważonego rozwoju konieczne jest poszukiwanie odpowiednich rozwiązań radzenia sobie z odpadami etykietowymi. W procesie etykietowania produktów podkład etykietowy to często pomijany przez wiele marek element strumienia odpadów. Nowym produktem będącym rezultatem realizacji projekty będzie, zatem nowy tani i uniwersalny kompozyt polimerowy wykorzystujący odpad podrukarski i mogący znaleźć szerokie zastosowanie w różnych gałęziach przemysłu. Przeprowadzone w ramach opracowania wynalazku prace badawcze związane są głównie z zagadnieniami dotyczącymi inżynierii materiałowej i obejmują obszary z zakresu kompozytów oraz zrównoważonego procesu produkcyjnego Proponowane w projekcie rozwiązanie wpisuje się w obszar KIS 8. Wielofunkcyjne materiały i kompozyty o zaawansowanych właściwościach Krajowych Inteligentnych Specjalizacji. Innowacyjność realizowanego projektu polega na opracowaniu nowego uniwersalnego i taniego kompozytu polimerowego zawierającego odpad poprodukcyjny. Głównym celem projektu jest innowacyjnego materiału składającego się z osnowy polimerowej z polipropylenu z udziałem niejednorodnego odpadu podrukarskiego. Odpad podrukarski stanowić będzie losowa mieszanina resztek podkładu etykiet, składającego się głównie z celulozy, ale zawierającego również pozostałości kleju oraz polimerowych pozostałości po etykietach. Właśnie ten niejednorodny i zróżnicowany skład odpadu stanowi o innowacyjności proponowanego przedmiotu komercjalizacji. Dotychczas w większości przypadków stosowania napełniaczy celulozowych, napełniacz ten składał się z niemodyfikowanej lub modyfikowanej celulozy. Modyfikowanie celulozy prowadzone było jednak celowo, ze ściśle dobranymi parametrami tak, aby zwiększyć adhezję włókien celulozowych do polimerowej osnowy. Jednak w przypadku stosowanego w projekcie odpadu podrukarskiego jest on niejednorodny, o losowym rozkładzie poszczególnych rodzajów odpadu i losowym składzie materiałowym (chemicznym). Zatem celowe wydaje się przeprowadzenie szczegółowych badań mających na celu opracowanie takiego składu kompozytu i przebiegu procesu jego otrzymywania, aby otrzymać możliwie najlepsze właściwości kompozytu stosując możliwie najwyższe zawartość niejednorodnego odpadu poprodukcyjnego. W literaturze nie znaleziono informacji o podobnym podejściu do tematu zastosowania odpadów poprodukcyjnych. Kompozyt ten będzie przedmiotem planowanej komercjalizacji.
Przemysł
Medal
Srebrny Medal
Ochrona własności intelektualnej
Know how
poziom gotowości technologicznej
TRL 5 prototyp