Plast, materiál 21. století

2. 3. 2016 | Zdroj: BusinessInfo.cz

motiv článku - Plast, materiál 21. století Tuzemská výroba plastových a pryžových výrobků si v rámci zpracovatelského průmyslu postupně vybudovala pozici jednoho z klíčových hráčů. Velký důraz je kladen na inovace, vzniká tu celá řada zajímavých projektů.

Plast. Jeden z nejpoužívanějších materiálů současnosti, jehož využitelnost neustále roste. „Plasty mají oproti jiným materiálům výhodu zejména v tom, že jsou snáze zpracovatelné a mají mnohem širší možnosti, pokud jde o nastavení jejich vlastností," vysvětluje docent Tomáš Sedláček z Centra polymerních systémů ve Zlíně.

Vlastnosti plastů mohou být skutečně velmi variabilní, ať už jde o tepelnou odolnost, tvrdost, pružnost, možnost formování do předmětů, filmů či vláken atd. Mezi jejich další výhody patří nízká hustota, chemická odolnost, jednotnost složení a struktury a také dobrá zpracovatelnost energeticky málo náročnými technologiemi vhodnými pro masovou výrobu.

Díky tomu se z nich stává skutečně zajímavý materiál a oblastí, kde je lze použít, neustále přibývá. Dnes už dokáží nahrazovat kov, keramiku, sklo a celou řadu dalších materiálů. Není tedy divu, že plast bývá nazýván materiálem 21. století.

Na začátku byl ebonit

Leckdo by si možná řekl, že plasty jsou výsledkem zrychlující se modernizace a technologického vývoje posledních desítek let. Chyba lávky. Už ve Starém zákoně lze najít zmínky o  přírodních materiálech používaných jako plniva, lepidla, nátěry a  podobně, které lze považovat za předchůdce moderních plastů.

Historici se nicméně liší v určení přesného roku či desetiletí, kdy průmysl s plasty odstartoval svou éru, protože definice plastu je otázkou výkladu. Jisté je, že vývoj plastů úzce souvisí s  gumárenským průmyslem. Na začátku totiž stál ebonit.

Tato tvrdá pryž, vynalezená a s úspěchem představená bratry Charlesem a Nelsonem Goodyearovými v roce 1851 na Great Exhibition v Londýně jako náhražka drahého ebenového dřeva, byla prvním materiálem, který vznikl zřetelnou chemickou modifikací přírodního zdroje. Ebonit se ovšem komerčně nerozšířil, proto se na jeho historický význam někdy trochu zapomíná.

Pilíř ekonomiky

S tím, jak rychle roste využitelnost plastů v různých oborech, se rovněž zvyšuje jejich ekonomická síla. Například v rámci Evropy lze současný plastikářský průmysl bez nadsázky označit za jeden z pilířů ekonomiky a společnosti vůbec.

Odvětví přímo zaměstnává téměř 1,5 milionů lidí a působí v něm více než 60 tisíc firem, většina z  nich patří do kategorie malých a  středních. Také přináší multiplikační efekt k tvorbě hrubého domácího produktu ve výši 2,4 % a na každé pracovní místo vytvořené v rámci sektoru vzniknou další tři v příbuzných oborech.

Současný plastikářský průmysl lze bez nadsázky označit za jeden z pilířů ekonomiky a společnosti vůbec.

Pro upřesnění je nutné doplnit, že plastikářský průmysl se z hlediska klasifikace ekonomické činnosti dělí na dva podobory: zpracování plastů a výrobu pryžových výrobků. V České republice patří plastikářský průmysl mezi nejvýznamnější sektory zpracovatelského průmyslu.

Jeho podíl na tržbách v roce 2013 dosáhl 6,7 %, čímž překonal maximum předkrizového roku 2007. Ve stejném roce obor postoupil ze 7. na 5. příčku v rámci jednotlivých odvětví zpracovatelského průmyslu z pohledu tržeb a potvrdil růstový trend (více o jeho ekonomických aspektech viz box Tahoun průmyslu).

Tuzemský plastikářský průmysl má oproti Evropě jako celku trochu jinou strukturu. Zatímco u nás jsou hlavní odběratelská odvětví automobilový průmysl a elektronika, tedy výroba počítačů, v Evropě největší podíl spotřeby plastů směřuje na obalové materiály (39,4 %) a stavebnictví (20,3 %), teprve pak následují automobilový průmysl (8,2 %) a elektronické výrobky (5,5 %).

„Spotřeba plastů na hlavu je v České republice oproti západní Evropě hodně nízká, více dovážíme, než vyvážíme," říká Jaroslav Toufar, ředitel zlínského Plastikářského klastru, který působil také jako generální ředitel významné firmy Fatra.

V rámci zemí bývalého východního bloku ale máme podle něj největší spotřebu plastů na hlavu. V ČR má z dlouhodobého hlediska vyšší dynamiku a rostoucí podíl na tržbách výroba pryžových výrobků, tedy gumárenský průmysl.

Výroba plastů a plastových výrobků je v rámci EU pátým nejinovativnějším oborem.

Především v něm má výrazné zastoupení zahraniční kapitál (4/5 tržeb plastikářského průmyslu dosahují podniky se zahraniční účastí). Nejvýznamnější firmou je podle studie Panoráma zpracovatelského průmyslu ČR 2013, kterou připravuje Odbor ekonomických analýz Ministerstva průmyslu a obchodu ČR, společnost Barum Continental, největší evropská výrobna osobních plášťů.

Ta je zároveň suverénní jedničkou v rámci celého tuzemského plastikářského průmyslu. Její tržby v roce 2013 dosáhly částky 35,8 miliard korun, což by ji v žebříčku Czech Top 100 zařadilo na 16. místo. Na 60. místě by s tržbami 8,9 miliard korun skončila společnost Mitas.

Tržby přes 1 miliardu v roce 2013 překročilo přes třicet gumárenských a plastikářských podniků. V sektoru zpracování plastů je vyšší podíl českého kapitálu a působí tu více menších firem. Pokud jde o jednotlivé disciplíny, obor je mimořádně pestrý.

„Jedním ze způsobů tváření plastů je dnes už klasické vstřikování, pak také vakuování či vyfukování. Dále sem patří tvarování a obrábění a rovněž svařování či laminování," vysvětluje Michal Šprachta, spolumajitel a jednatel pardubické firmy CZ Plast, která zpracovává plasty unikátní metodou rotačního sváření. Jde o specifickou výrobu bezešvých dutých plastových výrobků, jako jsou například palivové nádrže, plastové jímky či vodoměrné šachty.

Inovace, inovace, inovace

V oboru plastikářství je velký prostor pro výzkum a inovace. Pro zajímavost, výroba plastů a plastových výrobků je v rámci EU pátým nejinovativnějším oborem, v letech 2003-2012 byl jeden z 25 podaných patentů podán právě jeho prostřednictvím. V ČR probíhá i za významné podpory z fondů EU (z programu OPPI bylo podpořeno více než 850 projektů s výší dotací přes 6,5 mld. Kč) celá řada zajímavých projektů.

Například ve zlínském Centru polymerních systémů (CPS), které je součástí Univerzity Tomáše Bati. Není to náhoda. Oblast polymerních materiálů, plastů a pryží má ve Zlíně dlouhou tradici. Již za 2. světové války pracoval ve firmě Baťa Otto Wichterle, který zde vyvinul zvláknitelný polyamid – silon.

Ve stejnou dobu se ve Fatře Napajedla začal zpracovávat PVC – igelit. V roce 1960 bylo ve Zlíně zřízeno vysokoškolské pracoviště při n. p. Svit, které spadalo pod záštitu Slovenské vysoké školy technické v Bratislavě. Zlínský kraj jako takový je regionem s největší koncentrací významných podniků s více než třetinovým podílem na produkci odvětví v ČR.

Zpracování plastů a pryže je zásadním oborem Zlínského kraje a podílí se cca 50 % na jeho průmyslové produkci. Jedním ze zaznamenáníhodných inovativních projektů je spolupráce CPS se společností Fatra Napajedla, v rámci níž probíhá výzkum nových podlahových krytin, které by nebyly založeny na polyvinylchloridu (PVC).

Jak vysvětluje docent Vladimír Pavlínek z CPS, v současnosti třetí nejpoužívanější umělá hmota na světě totiž není z hlediska ochrany životního prostředí příliš žádoucím materiálem. Dalším příkladem je inovace v oblasti silniční dopravy.

Probíhá ve spolupráci s firmou Indet Safety Systems, která vyrábí rozbušky pro airbagy, přepínače pásů a také iniciátory, s jejichž pomocí se při nárazu nadzvedne přední kapota. Tím se zvýší deformační zóna pro chodce a tedy i jejich bezpečnost.

Zadáním bylo v tomto případě nahradit části rozbušek, které jsou z kovu, skla apod., plastovými materiály. „Zároveň jsme řešili, jak učinit výrobu efektivnější, tak aby mohla nabídnout nové vlastnosti, které dříve nebyly myslitelné," říká docent Tomáš Sedláček.

Nemalé peníze do vývoje investují samotné firmy, ročně se náklady na výzkum a vývoj v tomto odvětví pohybují kolem 700 milionů korun. Například společnost Mitas, český výrobce mimosilničních pneumatik, se chlubí svým konceptem PneuTrac, který označuje za revoluční.

Cílem při práci na něm bylo navrhnout pneumatiku s větším otiskem a nižším hustícím tlakem, která by zajistila rovnoměrný a především nižší tlak na půdu, a zabránila tím jejímu nadměrnému zhutňování. Otisk, který v půdě zanechává Mitas PneuTrac, je v porovnání se standardní pneumatikou o 53 % větší.

Díky tomu PneuTrac disponuje větší tažnou silou, zároveň působí nižší tlak na půdu a rovnoměrněji rozděluje tlak na podloží. Boční tuhost konceptu PneuTrac je ve srovnání se standardní pneumatikou dokonce o 167 % vyšší.

Tahoun v průmyslu

V roce 2014 odvětví plastikářského průmyslu rostlo rychleji, než byl celkový průměr růstu průmyslu (meziročně 7 % oproti 4,9 %). Z hlediska podílu na tržbách v rámci zpracovatelského průmyslu je české plastikářství i nad průměrem Evropské unie a v tomto průmyslovém sektoru potvrzuje svou pozici tahouna.

Zajímavé je, že byť se tržby odvětví již dostaly nad úroveň před krizí, počet zaměstnaných lidí byl v roce 2013 stále o 10 tisíc nižší než v roce 2007. Potvrzuje se tedy tlak na růst efektivnosti sektoru. I tak ovšem sektor patří k největším zaměstnavatelům v rámci zpracovatelského průmyslu, v roce 2013 byl na 6. místě s téměř 76 tisíci zaměstnanci.

V období nedávné ekonomické krize jejich počet významně klesl, ovšem podle dosavadních výsledků se zdá, že tento trend končí a firmy začínají přijímat nové síly. Produktivita práce je tu s hodnotou 851 tisíc korun na zaměstnance nad úrovní průměru zpracovatelského průmyslu v ČR, který dosahuje 766 tisíc korun.

Co skrývá fólie od salámu?

Jaká je budoucnost tohoto dynamicky se rozvíjejícího oboru? Michal Šprachta si myslí, že jedním ze směrů jsou vícevrstvé materiály. Takové, které by dokázaly zvládat široké rozpětí teplot a vyjít tím vstříc požadavkům automobilového průmyslu.

Jak Michal Šprachta vysvětluje, polypropylen i polyamid fungují při teplotách okolo 100 stupňů Celsia, ovšem na opačném pólu teplot je lze použít do 0, maximálně do -5 stupňů, což je například pro nádrže v motorových vozidlech a stavebních strojích nedostatečné. A právě vrstvením různých materiálů je možné jejich vlastnosti vylepšovat.

Vícevrstvé materiály mají své použití například i v potravinářském průmyslu, mimo jiné při výrobě obalových fólií a sáčků. Ve fólii, do které vám prodavačka zabalí salám, byste asi nic překvapivého nečekali. „Jenže pokud byste se na ni podívali pod mikroskopem, zjistili byste, že obsahuje devět vrstev materiálu," uvádí Tomáš Sedláček.

„Okrajové vrstvy zajišťují kontakt s potravinou, vrstvy uvnitř mají tzv. bariérové vlastnosti, tedy odpor vůči pronikání kyslíku a vodní páry.  A protože třeba čtyři polymery či plasty navrstvené na sobě by pohromadě držely jen těžko, je potřeba přidat mezivrstvy pro slepení oněch funkčních vrstev, proto jich je tam celkem třeba zmíněných devět," vysvětluje.  

Dalším trendem jsou podle docenta Pavlínka high-tech aplikace, které plasty posouvají až do leteckého a kosmického průmyslu. Jsou založené na použití výztuží, jako jsou uhlíková vlákna, nanoplniva apod., které umožňují konstrukční využití plastů.

Tyto materiály totiž mohou z hlediska pevnosti nahradit kovy, přičemž mají mnohem nižší hmotnost, což je pochopitelně velká výhoda. Lze je najít mimo jiné v karosériích sportovních vozů a motocyklů a také v letecké technice. Například před několika lety se na trhu objevil Boeing Dreamliner, jehož tubus nebyl vyroben z do té doby obvyklého duralu, ale z kompozitů s uhlíkovými vlákny.

Perspektiva tuzemského plastikářského průmyslu je úzce spojena s vývojem v Evropské unii, která je hlavním odběratelským trhem. Důležitá je i předvídatelnost legislativního rámce, ceny energií, dostatek kvalitních zaměstnanců a další využití dotačních programů hlavně pro inovace.

Druhým zásadním faktorem je vývoj hlavních odběratelských odvětví, tzn. automobilového průmyslu a elektroniky, která v roce 2014 rostla rychleji než zpracovatelský průmysl jako celek. A optimismus potvrzuje i poslední údaj meziročního indexu nových zakázek.

Díky regranuátům klesají emise CO2

Jedním z dalších významných trendů ve výrobě plastů jsou v současnosti tzv. regranuláty. Jsou to drobné granule, které se používají pro výrobu fólií a vznikají opětovným zpracováním a recyklací plastů.

Vzhledem k tomu, že je na světě každoročně produkováno okolo 120 milionů tun plastů a jejich spotřeba každoročně stoupá zhruba o 7 %, je jasné, že ekologickým hlediskem je nutné zabývat se stále intenzivněji. Není proto divu, že se regranuláty v plastikářském průmyslu využívají stále více.

Důvodem je nejen fakt, že jejich kvalita se stále zvyšuje a jejich cena je přitom výrazně nižší než cena nové výrobní suroviny. Silným impulsem pro jejich využívání je i ekologičnost.

Ze studie, kterou vypracovala Vysoká škola v Magdeburku-Stendalu na zadání tří německých firem, totiž mimo jiné vyplynulo, že použití regranulátu v těchto třech podnicích za jediný rok umožňuje snížit emise CO2 o 166 tisíc tun. To je množství, které by vyprodukoval automobil střední třídy, kdyby 23 tisíckrát objel Zemi.


Převzato z Export Journal
Autor: Martin Zika

Tisknout Vaše hodnocení:

Štítky článků

Diskuse k článku

+ Nový příspěvek