10 Kasım 2014 Pazartesi

Renkli PLA elyaflar

PLA'dan yapılan elyafların üretimi ve boyanması


Daha önceki yazılarımızdan birinde bioplastics MAGAZINE dergisinin 06/13 nolu sayısında yayınlanmış olan ve IRT (kızılötesi geçirgen) biyobozunur plastik malç filmlerinin özelliklerinden bahsetmiştik.

Bu yazımıza aşağıdaki linkten ulaşabilirsiniz:


Sonuçları tekrar özetlemek gerekirse; güçlü günışığı ve ya radyasyona maruz bırakıldığı zaman, koyu ve siyah plastikler radyasyon ypğunluğunun fonksiyonuna bağlı olarak ısınırlar. Bu etki yüzeyde bulunan ve 750 nanometre (nm) üzerindeki radyasyonu emen karbon karası (carbon black) sebebiyle oluşmaktadır. Aynı zamanda 200-400nm arasındaki ultraviyole ve 400-750nm arasındaki görünür ışınlar de benzer şekilde emilmektedir. Serin Siyah (Cool Black) terimi de koyu/siyah yüzeylerin azaltılmış ısı emilimi sebebiyle ısınmasından ziyade dokunmaya daha serin hissettirmesi etkisini açıklar.

Isı emilimini azaltan ve fizik prensipleri açısından farklılık gösteren üç yöntem bulunmaktadır.

Kullanılan elyaf eğirme makinası ve teknik titre parametreleri

a) Yansıma


Radyasyonu yansıtma amacıyla dolgu kullanımını içerir. Kullanılabilecek dolgular arasında titanyum dioksit (beyazlaştırır), çinko, sülfit, talk, tebeşir ve baryum sülfat vb. bulunmaktadır. Aluminyum ve gümüş de (kaplama gibi) kullanılabilir.

Bu yöntem, düşük malzeme maliyeti ve fizibilitesi sayesinde en popülerdir.

b) Girişim


Bu yöntemde mika bazlı malzemeler kullanılmaktadır. Mika levha şeklinde silikattır ve genellikle dört ayrı katman ve ya levhadan oluşur. Gelen radyasyon kırılır ve her bir ayrı katmana ve ya levhaya girdiğinde saçılır. Bu da azaltılmış ısı emilimini ve düşük sıcaklıklaro sağlar.

c) Isıl geçirgenlik 


Kızılötesi geçirgen renklendirme, ultraviyole ve görünür ışık dalgalarından gelen enerjiyi tamamen emilimini sağlarken yakın kızıl ötesi (NIR) ışınlarının enerjilerini olabildiğince geçirgenliğini sağlayabilen pigment karışımları sayesinde gerçekleştirilir.  Bu sayede malzeme ısıyı emmez sadece geçmesini izin verir. Her iki etki (geçirgenlik ve yansıtma) koyu/siyah renkli yüzeylerde düşük sıcaklıkları sağlar. Her iki durmda da, UV ve VIS aralığı bütün radyasyonu (ışık ve ısı) engellemek zorundadır. Hem organik hem de inorganik pigmentler kullanılabilir fakat karbon karasına artık izin verilmemektedir. Geçirgenlik için gerekli formüller yansıtma için olanlardan farklıdır. Hangi karışımın seçileceği aynı zamanda taşıyıcı polimerin kristallik özelliğine (amorf, yarı-kristal, kristal) göre de değişmektedir.

Polimer granüllerinden iplik oluşumuna şablon

Bu etkilerin PLA-bazlı elyaflar üzerinde uygulanması ise sürdürülen testler arasındadır.

Aşağıda laboratuvarda elyafların üretimi için gerekli olan teknik ekipman anlatılmaktadır. Bu ekipmanlar PLA malzemelerin elyafa eğrilme ve renklendirilmesi sırasında nasıl darandıklarının test edilmeside ve PA6 üzerinde IRT formulasyonlarının ilk defa olarak denenmesinde kullanılmıştır.

Eğirme sonuçları kullanılan PLA malzemesinin kimyasal, reolojik ve fiziksel parametrelerine bağlı olarak değişmektedir. Teknik sebeplerden dolayı (parametrelerin uyarlanması), tesis sürekli olarak PE ile başlatıldı. Elyaf üretiminde Natureworks Biyopolimer PLA 2051D, PLA Ingeo 3052 ve PLA Revode 190 denendi. Bütün varyasonlar için aynı iplik türü kullanıldı: BDF/CF, titre: 1300 dtex / 16 dpf, 2x40 delikler için plakalar. Sarıcının hızı 1000 metre/dakika olarak belirlendi. Kullanılan ısı değerleri ise Zone 1 için 160C Zone 5 için 200C oldu.

Eğirme makinasının diyagramı

Ingeo malzemesiyle, eğirme işlemi oldukça iyi gitti. Eğirme yağı ile de oldukça iyi çalıştı. Bobine sarma işlemi de sorunsuz bir şekilde gerçekleşti.

Revode malzemesi enjektör memesinden oldukça iyi bir şekilde aktı. Godelerin etrafına çok iyi bir şekilde sarılabilirdi. Fakat eğirme yağı kullanılır kullanılmaz sarma konusunda problemler oluştu. Eğer eğirme yağı kullanılmasaydı, filamentler gode üzerinde ayrılacaktır. Genel olarak esneme düşüktü ve ideal değildi. Bobine ipliği sarmak mümkün olmadı.

Natureworks 3251D malzemesi PLA iplikleri renklendirmek amaçlı taşıyıcı polimer olarak kulanıldı. Sarı ve kahverengi renkleri test edildi. Testler sonucunda elde edilen gözlemler: eğirme yağı olmadan gode üzerinde tutunma çok iyiydi fakat multifilamentler hala biraz sıkıştı. İplik bobinlerinde çok fazla tiftik vardı bu sebeple sarma ve geri sarma daha zordu. Malesef statik yükleri engellemek için eğirme yağı gerekliydi ve bu sebeple öneriliyordu. Görev IRT elyafların üretimi için eğrilebilir bir formulasyon geliştirmekti. Elyaflar için kullanılan 3 sentetik polimerden PA6 referans polimer olarak seçildi. Titre ayarı 1067 dtex /13dpf olarak belirlendi. Daha sonraki testler, temel formulasyonu kullanacak fakat PLA taşıyıcı malzeme olacak. Isıl simulasyon testleri için çoraplar ve benzeri ürünler örüldü. Karbon karası ile boyanmış PA6.6 çorapların değerleri karşılaştırma için kullanıldı.

Çoraplar daha sonra 5 dakika süreyle 4 x 1000-wattlık kızıl ötesi lambalarla radyasyona maruz bırakıldı. Bu işlem sonrası çorapların yüzey sıcaklığı ölçüldü. Sonuçlar aşağıdaki resimde sunulmaktadır.

Yukarıdan aşağıya doğru ilk üç eğri karbon karası ile boyanmış PA6 ipliğinin ısıl emilim davranışını göstermektedir. Değişken emilim davranışı karbon karası derişimine göre farklılık göstermiştir. Karbon karası ile boyanmış iplikler IRT renkli olanlara göre aynı zaman içerisinde daha hızlı ısınmaktadır. Yaklaşık 100 saniyenin sonunda yaklaşık 40-55C seviyesinde bir son sıcaklığa ulaşılmıştır.

PA6 PA66'ya göre daha hızlı ısınmaktadır


Isıl geçirgenlik derecesi (aşağıdaki eğriler) yeterli miktarda boyayan madde olup olmamasına ve ya UV ve VIS aralıklarının tamamen ve ya kısmı olarak emilmesine bağlıdır. Aynı zaman süresinde, ısınma hızı çok daha yavaştır ve dört dakika sonunda 40C'lik son sıcaklığa (karbon karasında 100 saniyede ulaşıldı) ulaşılmıştır. Sonuçlar IRT iplikler ve karbon karası ile boyanmış iplikler arasında 10-15 K'lik bir sıcaklık farkı olduğunu göstermektedir. Tabi bu değerlendirmeyi yapabilmek için karbon karası ve IRT aktif renklendiricilerin derişimleri de göz önünde bulundurulmalıdır.

Zamana karşı sıcaklık değişimi

Konuyla ilgili olarak ek çalışmaların yapılması gerekmektedir. Bu çalışmalarda kampaud ve masterbatch formüller, kullanım koşullarında ısıl emilimin belirlenmesi için ölçme yöntemlerinin optimizasyonu ve son olarak PLA uygulamalar için formüllerin incelenmesi gerekmektedir.

Genel olarak konuşulduğunda, soğuma etkisi oldukça iyidir. Fakat yeni yöntem, formulasyon, elyaf eğirme ve ölçüm yöntemleri konusunda özel teknik ihtiyaçları beraberinde getirmektedir.



7 Kasım 2014 Cuma

Yeni Nesil Kimyasal Yapı Taşları ve Biyoplastikler

AB projeleri SYNPOL & BioConSepT - iki yaklaşım, bir hedef


2012 yılında Avrupa Komisyonu tarafından yayınlanan Bioeconomy Strategy, petrol sonrası ekonomi için denizden ve karadan yenilenebilir kaynakların kullanılmasını teşvik ediyor. Bu sayede daha yenilikçi, kaynakları verimli kullanan rekabetçi bir toplum kurularak, gıda güvenliği, yenilenebilir kaynakların sürdürülebilir olarak endüstriyel alanlarda kullanılması ve çevre güvenliği konuları arasındaki dengenin kurulabileceği düşünülüyor. Stratejinin hedefi, yenilenebilir biyolojik kaynaklar üreterek, bu kaynakların ve bu kaynaklardan oluşacak atıkların, kimyasal yapı taşı bileşikleri ve biyoplastikler gibi katkı değeri olan ürünlere dönüştürülmesi. Avrupa'da yürütülen araştırma yeni ve farkı kaynaklardan besleme stoklarının geliştirilmesi ve işlenmesi için gerekli temel teknolojinin geliştirilmesine yardım ediyor. Belli bir noktaya kadar, bu iki tane AB'nin desteklediği proje olan BioConSepT ve SYNPOL ile gerçekleştiriliyor. Projelerin sırasıyla 2015 ve 2016 yıllarında sonuçlanması hedefleniyor.

Gıda dışı rekabetçi hammaddeler


Sınırlı fosil kaynaklara sahip olmamız sebebiyle, alternatif kaynaklara olan ihtiyaç genel olarak kabul görüyor. Örneğin biyoplastikler için pazarda rekabetçi bir alternatif olabilmek için herhangi bir uygulama için petrol bazlı plastiklerle aynı fiyat seviyesinde olması gerekmektedir. Fakat günümüzde her ne kadar petrol fiyatları değişkenlik gösterse de bu durum geçerli değildir.

Biyoplastikleri ve kimyasal yapıtaşlarını ekonomik olarak daha rekabetçi hale getirebilmek için en umut veren yaklaşım, evsel atıklar ve ya şu anda atık depolama tesislerinde son bulan kanalizasyon atıkları gibi atık kollarının kaynak olarak kullanılmasıdır.

İki Avrupa Birliği projesi SYNPOL ve BioConSepT, üretim (fermentasyon) ve ayırma teknolojilerini entegre ederek fiyat olarak rekabetçi yüksek katma değere sahip kimyasal yapı taşları ve biyoplastiklerin ticari olarak sentezlenmesi için kullanmayı hedeflemektedir. SYNPOL projesi gaz üretimi için biyoatığı kullanıp daha sonra fermente ederken, BioConSepT ise ahşap lignoelülozu ve yenilmeyen yağlar gibi ikinci nesil hammaddelere odaklanmaktadır.

BioConSepT projesi: Bitkiden Plastiğe


BioConSepT (Bio-Conversion and Separation Technology- Biyo-Çevrim ve Ayırma Teknolojisi) ikinci nesil biyokütlelerin kimyasal yapı taşlarını çevrilmesi için gerekli beyaz biyoteknoloji proseslerinin teknik ve ekonomik fizibilitelerini araştırmaktadır. Proje kapsamında lignoselülozik biyokütleler ve yağların yenilemeyen kısımları gibi gıda zinciriyle rekabet etmeyen iki çeşit biyokütle biyoplastik üretimi için uygunluk açısından değerlendirilmektedir.

BioConSepT projesinden beklenen başarı ölçüleri bu inatçı ikinci nesil hammaddeleri işlemeye uygun güçlü enzim ve mikroorganizmalar geliştirmek ve bu sayede ekipman ve prosesteki adım sayısını azaltarak maliyetleri düşürmektir. Bu da biyo ve kimyasal çevrimlerin entegre edilerek yüksek seçiciliğe sahip ayrıştırma teknolojileriyle birleştirilmesi ile mümkün olabilir. Bunların gerçekleştirilmesinden sonra ise endüstriyel ölçekte bu metodların uyarlanması gerekecektir. 

Proje kapsamında yapılacak yüksek seviyeli uygulamalı araştırmalar sayesinde laboratuvar ölçeğinden pilot ölçeğe kadar yeni teknolojiler ortaya çıkacaktır. Bunun sonucunda büyük endüstriyel kurumlar da yüzlerce milyon Euroluk potansiyel değere sahip yeni ürünler, prosesler beklemektedir.

Değer Zinciri Boyunca Entegrasyon


BioConSepT projesi kimyasal endüstrisinin gelişen konsepti olan ortaklıklar ve ittifaklar çerçevesinde yürütülüyor. Bu vizyonda her bir ortak kendi güçlerine odaklanırken kaynaktan tüketiciye oluşturulan iş zincirinde ise sahip oldukları iş birliklerinden yararlanıyorlar. Bütün zincire tek bir firma ve ya endüstrinin sahip olduğu gıda endüstrileriyle karşılaştırıldığında, bu durum açık bir şekilde kimyasal endüstrisine özel ve yeni bir gelişme. Tablo 1'de bazı kimyasal yapı taşlarının üretimi için biyoteknoloji girişimlerini ve büyük endüstrileri de içeren ortaklıkların ve ittifakların listesini görebilirsiniz. Bu bağlamda proje, yeni nesil endüstriyel biyoteknoloji proseslerinin temeli olarak öngörülen, entegre zincir yaklaşımının fizibilitesini göstermeyi amaçlamaktadır.

Kimyasal yapı taşı ve üretilmesi için işbirliği yapan firmalar listesi


BioConSepT projesinin teknolojik amaçları ise üretim zinciri boyunca, bitki biyokütlesinden pilot üretime kadar olan her bir adımı içermektedir (Resim 1). Proje itakonik asit ve furan-dikarboksilik asit gibi dikarboksilik asitlerin biyoplastik üretiminde kullanılmasına odaklanmaktadır.



Biyoçevrim ve ayrıştırma teknolojilerinin ikinci nesil biyokütleler üzerinden üretime entegre edilmesi

SYNPOL projesi: Avrupa'da yeni teknolojiler ve biyotek yaklaşımlar oluşturmak


Isıyla parçalanan, gazlaşan ve daha sonra mikroorganizmalar tarafından fermente edilen endüstriyel ve evsel atıklar gibi karmaşık organik atık malzemeleri SYNPOL (Biopolymers from syngas fermentation- Singaz fermentasyonundan biyopolimer) projesinin başlama noktasını oluşturmaktadır. Proje %100 biyobozunur biyoplastikler (PHA) ve butanediol, suksinik asit, hidroksibutirik asit ve krotonik asit gibi kimyasal yapı taşlarının üretilmesini hedeflemektedir.

Isıyla parçalanma ve gazlaşma yüksek ölçekte biyoatıkların bertaraf edilmesi için en uygun yöntemler olarak görülmektedir. Gazlaşmanın fermentasyonlar gibi biyosentez proses sistemleri ile birleştirilmesi gelecek vaadeden endüstriyel bir yöntem haline geldi. Yakın zamanda CO/CO2 gazlarından fermentasyon yolu ile kimyasal üretimi üzerine yapılan çalışmalarda büyük miktarda artış meydana gelmiştir. Özellikle biyoyakıtların üretimi için sentez gazlarının (singaz) fermentasyonu ilgi çekici bir hale gelmiştir ve bu proses yöntemi ABD, Yeni Zelanda ve Kanada'daki firmalar tarafından kullanılmaktadır, fakat henüz Avrupa'da kullanılmamaktadır. Bu sebepten dolayı SYNPOL'un Resim 2'de sunulan teknolojisi, karmaşık atıkları yeni biyopolimerlere, aynı zamanda mikrodalga destekli piroliz gibi yenilikçi işleme teknolojileri ile, inovatif Avrupa prosesi için rasyonel bir tasarım sunulması konusunda yeni bir pencere açmayı hedeflemektedir. Daha düşük enerji kullanılması ve atık kollarının saflaştırılmasının optimize edilmesi gibi amaçlar da son ürünlerin ekonomik olarak rekabetçi olmasına katkıda bulunacaktır.

SYNPOL projesi kapsamında yapılması öngörülen işlemler


Resim 3'te gösterilen projenin iş planlamasına göre, bakteriler fermentasyon yoluyla polihidroksialkonatlar (PHA) adlı verilen temel biyoplastik malzemeri singazın C1 karbon fraksiyonlarını kullanarak üretecektir. Biyopolimerlerin farklı prototipleri ve karışımları da SYNPOL çerçevesinde hazırlanacaktır. Son olarak PHA, plastikleştiriciler ve nanokiller, fiziksel ve mekanik özellikleri açısından incelenecek ve biyoplastik endüstrisinin farklı sektörlerinde kullanılabilmeleri açısından uygunlukları tespit edilecektir.

SYNPOL projesi yol haritası

PHA malzemesi neredeyse istenen bütün tasarımlara kalıplanabildiği için çok geniş uygulama alanına sahiptir.

SYNPOL karmaşık atıkları, fiyat faydası yüksek biyopolimerlere üç ana adımda çevirmeyi hedeflemektedir.

1) Farklı atık kollarının sentez gazı (singaz) üretimi için pirolizi

2) Üretilen gazın karbon fraksiyonlarının (karbon monoksit ve karbonsioksit) farklı doğal ve rekombinant ototrofik bakterileri kullanarak kimyasal yapı taşlarına ve PHA'lara dönüştürülmesi

3) Singaz fermentasyonu sonucunda üretilen monomer ve polimerleri kullanarak kimyasal ve enzimatik kataliz yöntemleri ile ticari kullanıma uygunluk için biyobazlı plastik prototiplerin (kampaund karışımların) sentezlenmesi.

Büyük beklentilere sahip iki proje


Her iki projenin bakış açısı dahilinde, geleceğin biyopolimerlerini ve kimyasal yapıtaşlarının çevresel yararını, üretimin ekonomik uygunluğu ile birleştirme açısından önemli bir aşama kaydedilecektir. Bu da tarım, atık oluşturan endüstriyel sektörler ve polimer endüstrilerinin sürdürülebilir üretim konusunda politika oluşturabilecek karar vericileri harekete geçirmek konusunda etkili olacaktır. Gelecekte gazlaştırma ve farklı ayrıştırma teknolojileri uygulanarak farklı biyokütle kollarından biyoplastikler ve kimyasal yapıtaşların üretilmesi, şu anda biyoteknolojik biyoplastik firmalarınca kullanılan üretim hatlarına entegre edilmesi gerekmektedir. Bütün bu sinerji etkisinden yararlanarak da üretim maliyetleri asgari düzeye düşürülebilecek ve bu sayede hem çevresel hem de ekonomik yararlar sağlanabilecektir. Bu sebepten dolayı, her iki proje AB'nin modern ve geleceğe bakan teknolojiler konusunda küresel ölçekte liderlik ederek organik atıkların değerlendirilmesi ve sürdürülebilir biyopolimer üretimi konularında stratejik adımları atmasına yardımcı olacaktır.

Yazarlar:

Oliver Drzyzga, Auxiliadora Prieto, Jose Luis Garcia CIB-CSIC, Madrid, Spain (SYNPOL)

Peter J. Punt, Ernst Geutjes, Dirk Verdoes TNO, Zeist/Delft, Hollanda

Ellen Fethke, RTD Service, Vienna, Austria (for BioConSepT)

Kaynaklar:

www.bioconsept.eu
www.synpol.org

Bioplastics Magazine (05/14) vol.9 pp.28-30

5 Kasım 2014 Çarşamba

PHA'dan Üretilen Kumsal Oyuncakları

 Üç genç çocuk annesi olan Fransa'da doğup ve yetişen ve şu anda Kuzey Carolina'da yaşamakta olan Valerie Lecoeur 2011 yılında Zoe b şirketini kurdu. Kendisine göre ebeveynler çocukları için daha güvenli ve dünyamız için daha sağlıklıklı seçimler hakediyorlar.

Kumsal oyuncakları örneğini ele alalım: Her şey Valerie'nin çocuklarıyla birlikte Amagansett New York'ta bir kumsala gitmeleriyle başladı. Geleneksel Hazine ve Çöp Avı oyunlarını oynarlarken, çocukları çoğunlukla çöp buluyorlardı. Bütün bu plastik çöp atıklara sinirlenen Valerie'nin aklına bir fikir geldi: Neden bütün ailelerin kumsala getirdiği bir şeyi biyobozunur yapmayalım, böylece eğer kazayla arkada bırakılırsa ve denize karışırsa birkaç sene içinde ortadan kaybolabilir. Ortada buna benzer bir ürün olmadığından dolayı, Valerie firmayı kurdu ve üretime başladı. Birinin yapması gerekiyordu ve bunun bu ülkede yapılmasını çok uzak bir ülkeden ithal edilmesini istemiyordum şeklinde açıklıyor durumu. Böylece dünyanın ilk biyobozunur kumsal oyuncakları doğmuş oldu (bioplastics MAGAZINE 02/2011). Bu girişimden önce Valerie biyoplastikle ilgili bilgileri Cradle to Cradle (beşikten beşiğe) adlı kitaptan edinmişti ve patates nişastasından elde edilen biyoplastiklerle bebek emziği üretme konusunda bazı deneyler yapmıştı. Fakat bu denemeleri başarılı olmamıştı, bu sebeple çabalarını kumsal oyuncaklarına yöneltti.

Beş parçadan oluşan kumsal oyuncak seti, Metabolix firmasının ürettiği ve toprak ve ya denizde bir mikrobiyal aktiviteye maruz kaldığı zaman tamamen biyobozunma özelliği olan Mirel PHA malzemesinden yapılan kova, kürek, tarak ve bardaklardan oluşuyor. 

Ek olarak PHA (polihidroksialkonat) BPA, fitalat ve ya PVC gbi maddeleri içermiyor. Hatta Zoe b'yi üretmekte kullanılan biyoplastiklerin FDA tarafından onaylanmış gıda temas özelliği de bulunuyor. Tabi ki firma çocukların kovalardan kum yemesini önermiyor. Ürünler ABD ve uluslararası güvenlik gereksinimlerine de sahip ve bu kapsamda EN71, ASTM F963 ve CPSIA gibi standartlara uyum sağlıyorlar.

Bunların yanında Zoe b oyuncakları sağlam ve normal kumsal oyuncakları gibi oynamaya dayanıklılar.

Oyuncakların sıcak yaz güneşine karşı dayanıklı oldukları da belirtiliyor. Kullanılan malzeme, sonsuz günışığı ve ısıya karşı dayanıklı olan ve hatta bulaşık makinesinde de yıkanabien bir yüksek performans biyoplastik malzemesi.

Eğer istisnai bir durum olmaz ise ve oyuncaklar kumsalda unutulup kaybedilmediği takdirde, normal bir kompostla bertaraf edilebiliyor. Biyoplastiklerin bir çoğundan farklı olarak, oyuncaklarda kullanılan malzeme biyobozunmak için yüksek sıcaklıklardaki endüstriyel kompostlama yöntemi gerektirmiyor. Bu da ABD gibi bir ülkede dahi bu tür tesislerin az olduğu düşünülünce oldukça önemli. Yani oyuncakların kullanım ömrü bittiğinde, kendi kompostunuza ve ya arka bahçenize gömebilirsiniz. Tabi daha da iyisi kullanabilecek başka birisine de verebilirsiniz.

Valerie Lecoeur, kumsal oyuncaklarının üretilmesi için Pennsylvania'da bir enjeksiyon kalıplama firması buldu. Özellikle kalıpları PHA malzemesi için adapte edip uygun hale getirmesi gerekti ki bu oldukça zorlu bir süreçti. Pennsylvania firması Çin'de yapılmış olan kalpları değiştirerek düzgün çalışır hale getirdiler. Fakat sonunda üç sene geçmiş olmasına rağmen Zoe b hala başarılı bir şekilde ürünlerini satabiliyor. Firma ürün çeşitlerini arttırarak PHA'dan üretilen çocuk yemek takımları da üretmeye başladı. Valerie bütün bu yatırımların ve harcamaların özellikle de tüketicilere pazarlama ve onlarla iletişim konusunda devam etmesi gerektiğini belirtiyor. Birçok tüketicinin biyobozunmanın ne olduğu konusunda dahi fikri olmadığını da ekliyor. 


Firma sahibinin uzun vadedeki amacı ise bu tür ürünlerin tek tedarikçisi olmak değil. Valerie, piyasada bulunan her kumsal oyuncağının biyobozunur olması gerekli diyor. Keşke Walmart ve Target gibi büyük firmalar kendi tedarikçilerinden biyobozunur ürünler istese, bu şekilde malzeme fiyatlarının da aşağı inmesi mümkün olacaktır diye sözünü noktalıyor.

3 Kasım 2014 Pazartesi

Oyuncaklar için Ahşap Kompozitler















Yaklaşık 20 yıllık süredir, Avusturya'da bulunan Doğal Malzemeler Teknolojileri Enstitüsü (Institute for Natural Materials Technology) FASAL markası altında ahşap kompozitler üzerinde çalışıyor. Malzemelerin enjeksiyon kalıplama ve profil ekstrüzyonu pazarlarında yer alması isteniyor. FASAL WOOD KG adlı Avusturya'nın Viyana şehri merkezli firma ile yürütülen ortak proje birkaç sene sürdü ve yeni karışımlar kampaud edilerek testleri gerçekleştirildi.

Fasal ahşap kompozitleri müşteri gereksinimlerine bağlı olarak:

-Yenilenebilir kaynak bazlı
-Biyobozunur temelli
-Konvansiyonel Ahşap Plastik Kompozit malzeme temelli üretilebiliyor.

En yüksek akışkanlığa sahip olan Fasal Bio 337 (ahşap ve polipropilen bazlı) özellikle tasarım ve fonksiyon açısından sunduğu olağanüstü fırsatlar sayesinde bazı oyuncak üreticileri tarafından tercih ediliyor. Fasal'ın genel müdürü Kresimir Hagljan, ürün çizimlerinden son ürünün üretimi için gerekli aletlerin sağlanmasına kadar müşterilerle yakın bir şekilde çalışıyor.

Oyuncak tasarımcısı Markus Hirche (rotordesign, Almanya firmasından), Fasal'ın avantajlarından yararlanarak Meine kleine Welt (Benim küçük dünyam) adlı tahta oyuncağı geliştirdi. Ürün Hape toys adlı İsviçre firmasının satışa sunduğu bir multi-oyun sistemi.

Benim küçük dünyam- 18 aylıktan 4 yaşa kadar çocuklar için tasarlamış bir rol üstlenme oyunu

18 aylıktan itibaren bebekler etrafındaki dünyayı gözlemlemeye ve keşfetmeye başlarlar.

Benim küçük dünyam adlı tahta multi-oyun sistemi de çocukların malzemeleri algılaması ve anlaması adına katı tahta, kontrplak ve Fasal elyafından oluşan yeni bir kombinasyon sunuyor.

Kısaca rol üstlenme oyunu sırasında, çocuklar için hayvan ve insan figürleri ile ilişki kurmak oldukça önemlidir.

18 aylıktan itibaren çocuklara ergonomik, doğal ama aynı zamanda fonksiyonel karakterler ve oyun elemanları sunmak amacıyla, ahşap plastik kompoziti Fasal Bio 337 ile birlikte ahşap bazlı malzemeler seçildi.

Fasal malzemesinin enjeksiyon kalıplanması sayesinde üç boyutlu karakterlerin ilgi çekici tasarımları ve hedef grup için oyun elemanları yapılabilmiştir. Aynı zamanda bir figürün kafasının dönebilmesi gibi fonksiyonel elemanlar da yapılabilmiştir. 

Baz malzemenin üretim prosesi sırasında boyanabilmesi sayesinde ek boyama işlemi gerekmemektedir. Yolluklar üretim sırasında %100 oranda geri dönüştürülebilir. Katı ahşap üretiminden elde edilen PEFC sertifikalı ahşap unu da modifiye edilerek standart baskı renklerinin uygulanması için uygun hale getirilmiştir.

Fasal malzemeleri oyuncak endüstrisinin gerektirdiği EN71 ve ASTM gibi standartlara da uyum sağlamaktadır. 

Sert ahşap ve Fasal malzemelerinin birleştirilmesi sayesinde oyun karakterleri tamamen tekrar tasarlanmış ve ahşap oyun dünyasına yeni bir boyut gelmiştir.

Bütün bu özellikler bir araya getirildiğinde çekici bir malzeme kombinasyonu ile birlikte Benim Küçük Dünyam oyunu oldukça dikkat çekmektedir.


31 Ekim 2014 Cuma

FKuR ve Playmobil Doğaya Sahip Çıkıyor





Dünya Doğayı Koruma Vakfı (WWF- World Wildlife Fund) Almanya'nın ellinci yıl yıldönümünü kutlamak amacıyla, Playmobil şirketi biyoplastikten üretilmiş özel bir Panda anahtarlığı tasarladı. Bu sınırlı sayıda üretilen oyuncak ise FKuR firmasının hammaddeleri kullanılarak üretildi. Köpük enjeksiyon kalıplama (Foam injection molding - TGS) işleme yöntemi kullanılarak üretilen Panda için FKuR'un Bio-Flex F6510 adlı malzemesi kullanılmıştır. Kullanılan malzeme yüksek oranda yenilenebilir kaynaklı malzemeden üretilmiştir. Ek olarak Bio-Flex F6510 malzemesi BPA içermemektedir ve bu sayede oyuncakların üretiminde de kullanılabilmektedir.


24 Ekim 2014 Cuma

Biyoplastikleri Parlak Bir Gelecek mi Bekliyor?


Biyoplastik pazarını büyütmek adına engeller nedir ve bu engelleri nasıl aşabiliriz?


Avrupa biyoplastik pazarı hızlı bir şekilde genişlemeye devam ediyor. 2008 ve 2013 yılları arasında yıllık %20'lik büyüme hızıyla genişledi ve 2013 itibariyle 485milyon Euro'luk bir seviyeye ulaştı. Bu yukarı trendin 2030 yılına kadar korunması ve en mütevazi tahminlerde dahi Avrupa'daki biyoplastik talebinin 5.2-6.7 milyar Euro seviyelerine çıkması öngörülüyor. Doğru teşviklerin varlığında bu rakamlar dahi aşılabilir.

Son zamanlarda ortaya çıkarılan bazı politikalar Avrupa birliğinde (AB) biyoplastik pazarının gelişmesi konusunda önemli bir kıvılcım oldu. Bu durum hem ilginin artması hem de talebin patlaması şeklinde gerçekleşti. Bu görüşülen teklifler arasında, AB atık hedefleri (1) atık geri dönüşümünü ve tekrar kullanımını politikanın ve AR-GE ajandasının tepesine yerleştirmekle beraber, çöp birikim riskini azaltma arzusuyla birlikte de AB ve bazı üye eyaletlerin plastik torbalara vergi ve ya yasak teklifi getirilmesi sonucu ortaya çıktı (2,3,4). Bununla ilişkili olarak, AB Adalet Kurumu kısa bir süre önce Yunanistan'ı çöp döküm kanunu ihlal ederek çevreyi tehlikeye soktuğundan dolayı mahkum etti (5).

PLA ve ya PHA'dan üretilen gibi bazı biyoplastikler evsel çöplerin biyobozunur kısımlarıyla birlikte endüstriyel kompostlama tesislerinde kompost haline getirilebilmekteler. PLA'yı geri dönüştürme konusunda metodlar geliştirilme aşamasında. Bio PE ve PET gibi diğer biyoplastikler ise fosil kaynak bazlı eşdeğerleriyle kimyasal olarak aynı olduklarından dolayı aynı şekilde geri dönüştürülebilir ve aynı atık havuzuna girebilirler. Bu sebeple biyoplastikler komisyonun yayınladığı döngüsel ekonomi paketine (6) uyum sağlamaktadırlar. Bu paket tekrar kullanım ve geri dönüşümü bir norm olarak belirlerken malzemeleri olabildiğince uzun bir şekilde kullanılabilir tutmayı amaçlamaktadır. İster karides kabuğundan (7), atıksudan (8) ya da domatez kabuğundan olsun (9) biyoplastikler ambalaj, sağlık ürünleri, tarım, otomotiv ve tüketici ürünleri gibi birçok sektörde kullanım alanı bulabilirler. Özellikli polimerler ve ambalaj uygulamaları gelecekte öngörülen büyümede en büyük potansiyeli oluşturuyorlar.

Biyobazlı plastiklerin pazarda daha fazla yer almasını tetikleyen nedenler arasında: artan ve sürekli değişkenliği artan petrol fiyatları, malzemenin karbon nötral olması sayesinde oluşan karbondioksit emisyonlarının azaltılma potansiyeli, kaynakların verimli kullanılması ve AB atık hedeflerine potansiyel katkıları sayılabilir. Ek olarak her geçen gün daha fazla tüketici biyobazlı ve biyobozunur malzemelere karşı pozitif bir tavır gösteriyor. Fakat bütün bu tüketicilerin isteklerinin markaların ve ya firmaların Kurumsal Sosyal Sorumluluk çerçevesinde bu malzemeleri kullanmalarını etkileyip etkilemeyeceğini tespit etmek oldukça zor. Sebepler ne olursa olsun, biyoplastik pazarı 2030 yılına ve hatta ötesine kadar şimdiki gonca halinden çiçek haline gelmesi ve yayılması bekleniyor.

Avrupa'da biyoplastiklerin önündeki bariyerleri yıkmak


Zoe B firmasının PHA kumsal oyuncakları
Peki bu hedefe ulaşılmasını ve hatta aşılmasını nasıl sağlayabiliriz. Aşağıda belirtilen fikirler Çerçeve Projesi (FP7) kapsamında bütçelendirilen ve PLA ve PHA'yı ana odak noktası haline getiren BIO-TIC projesi kapsamında sunulmaktadır (10).

Biyobazlı ve biyobozunur plastiklerin önündeki en büyük engel fiyat rekabeti ve performans etrafında dolanıyor.

Ekonomik olarak canlı olabilme prosesi göreceli olarak uzun ve karmaşık olabilir, bu sebeple örneğin PLA gibi yeni polimerler 1940-50 senelerinde geliştirilmiş olmasına rağmen, önemli ölçüdeki pazar payına ancak önümüzdeki senelerde ulaşabilecekler. Fakat uygun bir çerçeve dahilinde, ticari boyuttaki bir üretim  aynı anda ekonomik ölçeğin sağlanmasıyla da desteklenebilir.  Bu bağlamda, fiyat rekabeti engelini aşabilmek için, hükümet desteği yoluyla geçici bir pazar yaratmak biyoplastik endüstrisi için oldukça faydalı olacaktır. Bu tür çözümler arasında biyobazlı plastiklerin geliştirilmesi adına yatırım teşvikleri ve vergi avantajları sağlamak ve ya Amerika'da olduğu gibi biyo tercih programları uygulamak bulunuyor. Aynı kapsamda biyobazlı ürünler için AB Lead Market Initiative de yenilenebilir hammaddelerden yapılan ürünlerin pazarlarını genişletmek amacıyla bazı tavsiyelerde bulundu. Sonuç olarak yasaklar ve ya yasakç engellemeler yerine pozitif regulasyonların tüketicileri de aynı yöne çekmek adına en etkili metod olduğu düşünülüyor. Bu tür politikaların değer zincirinin marka sahipleri, üreticiler, satıcılar ve üreticiler dahil bütün halkalarını kapsaması gerekiyor. Yine de marka sahiplerinin bu erken aşamada henüz fiyat rekabetini yakalayamamış olan biyoplastikleri üretimlerine entegre edip, fiyat farkını absorbe ederek biyoplastiklere pazar payı yaratma konusunda önemli bir gücü bulunuyor. Coca-Cola firmasının PlantBottle örneğinde olduğu gibi.

Supla PLA elektronik ürünü kılıfı

AB'de biyoplastiklerin yüksek ölçekli geliştirilmesi konusundaki ikinci büyük sorun ise, petrol bazlı alternatifleriyle karşılaştırıldıkları zaman performans ve özellikleri konusundaki yetersizlik algısı. Bu konuda biyoplastiklerin pozitif bir çevre sağlanması konusunda gerekliliğinin tüketici ve son kullanıcı tarafından farkındalığı oldukça önem teşkil ediyor. Bu sayede ısrarcı politikalar ve teknolojinin geliştirilmesi konusunda bazı ince ayarlar yapılabilir.

Biyoplastiklerin Avrupa'da parlak bir geleceği bulunuyor. Sadece bizi petrol kaynaklarına bağlı olmaktan kurtarmayacak aynı zamanda biyobozunurluk ve/veya geri dönüştürülebilirlik özellikleri sayesinde döngüsel ekonomiye yönlenme konusunda yardımcı olacak. Bunlara rağmen biyoplastiklerden alınacak tam anlamıyla verimlilik ancak fiyat-rekabetini ortadan kaldırmak ve tüketici algısı ve farkındalığı gibi sorunlara cevap vermekle mümkün olacaktır.

Kaynaklar:
1- Proposal for a DIRECTIVE OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL amending Directives 2008/98/EC on waste, 94/62/EC on packaging waste, 1999/31/EC on the landfill waste, 2000/53/EC on end-of-life vehicles, 2006/66/EC on batteries and accumulators and waste batteries and accumulators, and 2012/19/EU on waste electrical and electronic equipment (2014)
2- LE Goff F., Portugal plans environmental tax reform ENDS Europe
3- Bulleid R., Council could back plastic bag reduction target, ENDS Europe
4- Le Goff F., France to ban single-use plastic bags from 2016, ENDS Europe
5- Court of Justice of the European Union, PRESS RELEASE No 104/14, C-600/12 Commission v Greece
6- Communicatiın from the Commission to the European Parliament, The Council, The European Economic and Social Committee and The Committee of the Regions, Towards a circular economy: A zero waste program for Europe (2014)
7- Thielen M., Bioplastic from shrimp shell, Bioplastics Magazine vol9 no 3, p.31
8- Johnson R., Prague Post.com, available at http://www.praguepost.com/technology/40774-pilot-project-turns-wastewater-to-bioplastic.htm
9- European bioplastics News bulletin 03/2014 available at http://en.european-bioplastics.org/blog/2014/06/24/briefs-2/

10- 7th Framework Programme for Research and Technological Development (European Commission)