Nu is de categorie consumentenelectronica een brede, heterogene markt. Loop een Mediamarkt binnen en je ziet het hele gamma aan je voorbijtrekken: televisies, smart tv’s, smart phones, tablet pc’s, mp3-spelers, personal care, game computers et cetera.
Deze producten – de televisies uitgezonderd – kennen een voor duurzame consumentenproducten vrij hoge omloopsnelheid. Om een voorbeeld te geven, in de VS worden mobiele telefoons minder dan anderhalf jaar en computers minder dan drie jaar gebruikt voordat zij worden vervangen. Onderzoekers schatten dat in 2007 in de VS per dag meer dan 426.000 mobiele telefoons (de meeste nog werkend) en 112.000 computers werden weggegooid, het equivalent van een afvalberg van 3,2 miljoen ton.
In 2010 waarschuwde de Verenigde Naties al voor een tsunami aan zogenaamde e-waste in emerging economies waar de markt van mobiele telefoons aan een inhaalslag bezig is. Volgens een VN-studie, gepubliceerd in 2010, zal in 2020 de afvalberg van mobiele telefoons in China zijn verzevenvoudigd ten opzichte van 2010, in India zelfs met een factor 18. De e-afvalberg is overigens niet exclusief een probleem van emerging economies. De VS is wereldwijd koploper van jaarvolume van 3 miljoen ton, gevolgd door China met 2,3 miljoen ton.
Opvallende afwezigen
Deze enorme afvalbergen, met schadelijke gevolgen voor mens, dier en milieu, zijn uiteindelijk niet bevorderlijk voor een goed imago van de elektronicabranche. Daarnaast leidt het op den duur tot tekorten van schaarse grondstoffen/elementen die in deze apparaten worden gebruikt, bijvoorbeeld indium, platina of koper. Kortom, een situatie die op den duur ook leidt tot problemen met de beschikbaarheid van materialen.
Vandaar dat in 2007 door de VN een publiek-privaat consortium is opgericht: StEP. Aan dit initiatief doen onderzoeksinstituten, NGO’s en de ‘grote jongens’ in de elektronicabranche mee: Philips, Hewlett-Packard, Microsoft (Nokia), Dell, Ericsson en Cisco Systems. Opvallende afwezigen zijn de twee marktleiders op het smart phone-speelveld: Samsung en Apple.
Een blik op de website van StEP leert dat het consortium hoofdzakelijk inzet op recycling en het bevorderen van beleid om apparaten te hergebruiken. Zaken als standaardisatie van recyclingprocessen, het ‘oogsten’ van waardevolle componenten of design for recycling staan op de agenda. Het ontwikkelen of testen van (deels) biobased materialen ontbreekt echter op diezelfde agenda.
Houtchip
Het laatste wil overigens niet zeggen dat bedrijven en toeleveranciers in de elektronicasector biobased negeren. Er zijn tal van interessante ontwikkelingen. Sommigen zijn nog in het onderzoeksstadium, zoals chips waarbij het metalen ‘chassis’ wordt vervangen door microvezels van hout. Op de Universiteit van Madison (Wisconsin) is op basis van CNF (cellulose nanofibril) een volledig afbreekbaar “onderstel” – goed voor 99 procent van het totaalgewicht – voor een chip gemaakt. De technologische uitdagingen – het hygroscopisch karakter en de bestandheid tegen hoge temperaturen – heeft het team getackled door een coating van epoxyhars op de chip aan te brengen. Prof. Zhenqiang Ma ziet een markt in het verschiet voor bio-afbreekbare chips, al zijn de resterende grondstoffen het waard om te worden gerecycled. Op de vraag of de “biochip” een hit zal gaan worden, antwoordt Ma: ‘De productie van chips is dermate opgeschaald dat concurrentie op prijs niet gaat werken. Ik zie wel mogelijkheden voor onze chip in flexibele elektronica (buigzame beeldschermen, lichaamssensoren et cetera), waarbij een hoge mate van buigzaamheid van de componenten wordt gevraagd.’
Touch screen
Richt de onderzoeksgroep van Ma zich op een belangrijk onderdeel van het ‘interieur’ van elektronica, de meeste toepassingen van biobased materialen zijn gericht op het exterieur, lees de behuizing en de touch screens. Op deze terreinen zijn de laatste jaren enkele doorbraken gerealiseerd. Zo heeft het Taiwanese Supla een PLA-blend ontwikkeld die een ander Taiwanees bedrijf, Kuender, gebruikt voor de fabricage van hoogglans behuizing van bijvoorbeeld tablet computers en laptops voor brand owners. Toeleverancier van de lactiden waarop het PLA is gebaseerd, is ‘ons eigen’ Corbion. De PLA-blend is volgens de spelers in de keten uitermate geschikt voor bovenstaande applicaties. De PLA is bestand tegen de hoge temperaturen die electronische apparaten genereren. Daarnaast ‘scoort’ PLA hoger dan fossiele plastics als PP, PS en ABS op de parameters slagvastheid, glans en een stabiele, nauwkeurige verwerking. Kuender heeft speciaal voor de PLA-blend technieken voor het injectieproces ontwikkeld.
Impactweerstand
Een andere, interessante applicatie voor biobased plastics vormt het beeldscherm van smart phones of tablet computers, zeg maar de mobiele apparaten in consumentenelektronica. Veelal worden deze schermen van glas gemaakt, een materiaal dat snel breekt of krast. Niet echt een salesargument, als je bedenkt dat een glasreparatie van een tablet al snel 100 euro kost. Vandaar dat producenten zoeken naar alternatieve materialen. Traditionele plastics, bijvoorbeeld polycarbonaat, zijn een alternatief, zij het dat deze of goed presteren op gebied van optische eigenschappen, of op gebied van impactweerstand. Echter, een materiaal dat hoog scoort op beide eigenschappen is niet beschikbaar. Tenminste, tot voor kort. Het Japanse Mitsubishi Chemical heeft op basis van isosorbide een deels biobased, niet-afbreekbaar plastic – een biopolycarbonaat – met de naam Durabio ontwikkeld. ‘Landgenoot’ Sharp Electronics lanceerde dit jaar een smart phone met een Durabio-scherm. Het kreeg daarvoor gelijk – voor wat het waard is – de Bioplastics Award 2015.
Samsung’s Eco-mobieltje
Samsung, zoals gezegd geen deelnemer aan StEP, is een van de voorlopers op gebied van bioplastics in consumentenelectronica. Al in 2008 lanceerde de Koreaanse multinational de E200 Eco Phone. Het toestel is, voor zo ver bekend, alleen in Europa op de markt gebracht. Agro&Chemie heeft Samsung benaderd voor een update van Samsung’s activiteiten op dit gebied. De E200 – in ‘electronicajaren’ een dinosaurus – is inmiddels verdwenen uit het assortiment en heeft op het eerste oog geen navolgers gekregen. Jammer genoeg kwam er geen tijdig antwoord van de Samsung-burelen.*
NEC, eveneens uit Japan, werkt sinds een jaar of tien ook met een biocomposiet, op basis van PLA en kenaf, dat het inzet voor de behuizing van smart phones en personal computers. Volgens NEC presteert het materiaal, voor 90 procent gebaseerd op plantaardige grondstoffen, bijzonder goed op impactweerstand en vormbaarheid.
Andere ‘feel’
Een andere, functionele eigenschap die (deels) biobased materialen hebben, is de tactiliteit, lees de wijze waarop deze aanvoelen. Zo heeft DSM Arnitel Eco ontwikkeld, een thermoplastische copolyester (biobased gehalte 20 tot 50 procent). Arnitel, verkrijgbaar in verschillende varianten, kan onder meer worden gebruikt in kabels voor electronica en de behuizing van electronica, waarbij het materiaal “huidachtig” aanvoelt. Volgens DSM biedt Arnitel ook milieuvoordelen omdat gangbare isolatiematerialen PVC bevatten. Omdat deze vaak in hun end-of-lifestadium worden verbrand, komen er daarbij carcinogene stoffen vrij. Milieu is en blijft een sterke drijfveer voor brand owners om te vergroenen, zeker in een productcategorie waar consumenten worden gestimuleerd om elk jaar een nieuwe telefoon te kopen. Overigens geldt de drive om te vergroenen ook voor productgroepen met een langere levensduur zoals elektrische apparaten voor huishoudelijk gebruik.
PLA-Senseo
Philips Consumer Lifestyle is een grote producent van zulke apparaten, variërend van personal care tot keukenapparatuur. Het bedrijf heeft biobased materialen in het vizier. Immers, in 2010 introduceerde de business unit de Green Performer, a range energiezuinige stofzuigers die deels op basis van gerecyclede en biobased plastic – PLA – wordt geproduceerd. Ook heeft het bedrijf een Senseo-apparaat ontwikkeld dat deels op basis van PLA is gebaseerd.
Navraag leert wel dat Philips met name inzet op het sluiten van de blauwe, de technische kringloop. ‘Het gebruik van recycled plastics past binnen onze ambitie van de circulaire economie, en recycled plastics zijn onder andere toegepast in onze stofzuigers, koffiezetapparaten en strijkijzers. Vanuit de levenscyclusbenadering prevaleert het gebruik van recycled plastic boven het gebruik van biobased materialen’, aldus een woordvoerster van Philips.
Prijskwaliteit
Op de vraag waarom Philips recycling verkiest boven biobased, antwoordt de woordvoerster: ‘Dat heeft deels te maken met de discussie over mogelijke concurrentie van de grondstoffen met de voedselketen, de prijskwaliteit verhouding van de aangeboden biobased materialen, en de problemen met biobased materialen in het recyclingproces.’
Overigens is biobased niet geheel van de radar verdwenen. Philips participeert nog steeds in het project ‘Beets to polymers’. ‘Philips is altijd actief in het onderzoeken en proberen van alternatieve materialen, waaronder ook biobased, en het verduurzamen van onze portfolio. Voor de langere termijn zou biobased wel een oplossing kunnen zijn.’
* Agro&Chemie heeft een aantal bedrijven benaderd voor input, waaronder Apple, Samsung, Sony en Sharp. Philips was de enige die de moeite nam om een reactie te geven.
PLA: electronica blijft nichemarkt
Het gebruik van PLA in electronica zal toenemen, aldus Grandviewresearch. In het totaalplaatje blijft de productcategorie electronica wel nog steeds een niche. Verpakkingen en textiel domineren het ‘PLA-speelveld’.
Beets to polymers
In dit publiek-private project werken verschillende partners (Suikerunie Vierverlaten (i.s.m. Cosun Food Technology Centre), Philips Consumer Lifestyle in Drachten, Rijksuniversiteit Groningen/Chemische Technologie, Aachen Maastricht Institute voor Biobased Materialen, Brightlands Chemelot Campus in Sittard-Geleen (Universiteit Maastricht), Applied Polymer Innovations in Emmen) aan het omzetten van suikers in polymeren. Suiker Unie maakt uit suikerbietenpulp galacturonzuur, het hoofdbestanddeel van pectine. Dankzij pectine hebben planten de stevigheid om rechtop te kunnen staan. Galacturonzuur kan ook geschikt gemaakt worden als bouwsteen voor plastics, bijvoorbeeld voor de consumentenproducten van Philips. In het eerste kwartaal van 2016 volgt een update van de onderzoeksresultaten tot nu toe. De looptijd van het project is circa vier jaar, in de zomer van 2017 moet het geheel zijn afgerond.
