革新者たちは持続可能なポリマーの発見を競う

材料科学の一分野であるポリマーイノベーションは、私たちが日常的に使用している多くの製品や技術の開発に貢献してきました。 しかし、環境保護を目指す最近の世界的な取り組みにより、ポリマー材料、つまりプラスチックが注目を集めています。

部分的には、このような監視の強化の結果として、近年ポリマー科学の分野で重要な研究が行われている。 イノベーターたちは、プラスチック廃棄物や包装に関するメディアの否定的なメッセージに反応し、解決策を見つけることに重点を置いています。

これまでのイノベーション活動の多くは、再利用とリサイクルの代替方法に焦点を当てており、プラスチック廃棄物の負担の一部を軽減するために、世界中で数多くの興味深い研究プロジェクトが実施されています。 これらのプロジェクトの中で、米国のマサチューセッツ工科大学 MIT の学生たちは、プラスチックの細かいフレークを粉砕してコンクリートに混ぜる前に、微量のガンマ線にさらすことの影響を研究しています。 このプロセスは、コンクリートの耐久性を高めると同時に、埋め立て地に送られるはずだった廃棄物の代替用途を提供します。

実際、廃ポリマーの代替用途の多くは、軽量、強度、剛性といったプラスチックの有益な特性を利用しています。 多くの場合、これらの特性は磨くことができます。 幅広い潜在的な用途を備えたオーダーメイドの材料の作成が可能になります。

その一例として、木材繊維とポリエチレンやポリ塩化ビニルなどの熱可塑性プラスチックの混合物から作られる木材プラスチック複合材 (WPC) の人気の高まりが挙げられます。 これらの材料はデッキ、手すり、フェンス、ベンチなどの用途に広く使用されており、リサイクルされたプラスチックから作ることができるという点で持続可能です。 生分解性は考慮事項ですが、耐用年数の終わりに達した WPC は新しい材料に再加工できるため、完全に廃棄する必要がなくなります。

ポリマー製造は長い間、石油および化石燃料産業と本質的に結びついています。 原油を蒸留するとさまざまな副産物が生成され、これらがプラスチック材料に混入することがよくあります。 環境の観点から見ると、このプロセスは持続可能ではありません。急速に枯渇する化石燃料の使用に依存しており、二酸化炭素を環境に放出し、最終製品のリサイクルが困難です。

この問題の解決策を見つけるために、ポリマー材料分野のイノベーションはドロップインまたはバイオプラスチックに焦点を当て始めています。 これらの製品は、バナナの皮やピーナッツ粒などの材料に含まれる発酵デンプンから作られています。

このようなバイオプラスチックの一例は、持続可能な起源と幅広い寿命オプションを持つ材料を作成するために、標準的なバイオプラスチックポリ乳酸に追加される特別に配合された化合物であるフロレオンです。 バイオプラスチックポリ乳酸は、トウモロコシ、タピオカの根、デンプン、サトウキビなどの再生可能な作物を使用して生産されます。 これに、完全に分解可能で堆肥化可能なポリエステルブレンドを加えることで、飲料ボトルなどの製造に使用できる環境に優しいプラスチックを製造します。

フロレオンの開発者は、材料ブレンド、その化合物から作られたボトルなどの製品、およびフロレオンを使用した特定の製造方法または射出成形などのポリマー加工方法に関するクレームを含む特許出願を提出することで、研究開発への投資を保護しました。 現在までに、この技術に関連する特許がヨーロッパ、オーストラリア、中国、カナダで取得されています。

堆肥化可能で生分解可能な一部のバイオプラスチックとは対照的に、ドロップイン バイオプラスチックは完全にリサイクル可能です。 これは、専門の専用リサイクル施設を必要とする代わりに、ドロップインプラスチックを従来のリサイクルの流れに完全に統合でき、使用済み処理施設への投資が少なくて済むことを意味します。

既存のリサイクル施設との互換性は、閉じたリサイクル ループによる循環経済に向けたイノベーションを推進するポリマー業界の推進の重要な部分を形成します。 リサイクルプラスチックはバージンプラスチックよりも品質が低いという評判があり、消費者からの人気が低迷しています。 この問題に取り組むために、バイオプラスチック分野のイノベーションは、寿命が近づいても同等の品質のものに容易にリサイクルできる先進的な材料を作成することで、この認識を変えることを目指しています。

この分野では非常に多くの活動が行われているため、知的財産 (IP) はあらゆるイノベーションを保護する上で重要な役割を果たすことは間違いありません。 世界中のイノベーターは、プラスチックの広範な使用によってもたらされる問題に対する実行可能な解決策を見つけようと競い合っており、多層的な知的財産権が重要な商業的保護を提供します。

プラスチック廃棄物の環境への影響に対する社会の関心の高まりにより、革新者は持続可能な新しいポリマーベースの材料を見つけるよう奨励されています。 現在の傾向に基づく解決策は、消費者の期待に応え、リサイクルしやすい新しい素材を開発することにあります。

ジェニファー・アンズワース

シニアアソシエイトおよび弁理士

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