Opakowania kosmetyczne
Czy opakowania szklane na pewno są ekologiczne?
Wiodącym trendem kosmetycznym ostatnich lat jest tworzenie rozwiązań opartych niemal w 100% na składnikach naturalnych, jednak żeby dany kosmetyk wpisywał się w nurt kosmetyku ekologicznego, naturalnego i wytworzonego z dbałością o środowisko naturalne oraz jego zasoby należy zwrócić uwagę nie tylko na skład kosmetyku, ale również na jego opakowanie.
Powszechnie dominujący plastik i konieczność jego zastępowania przez inne typy opakowań, skierował uwagę producentów kosmetyków do sięgnięcia po opakowania szklane. Szkło stanowi doskonały materiał do kontaktu z substancjami aktywnymi zawartymi w kosmetykach do pielęgnacji ze względu na kilka istotnych cech:
- jest tworzywem obojętnym chemicznie, dzięki czemu nie wpływa na skład, zapach, konsystencję czy barwę produktu, który znajduje się w opakowaniu;
- nie ulega rozkładowi na szkodliwe substancje chemiczne, a dzięki temu nie zachodzi zjawisko migracji substancji szkodliwych do zawartości opakowania np. kosmetyku;
- skutecznie chroni produkt przed czynnikami środowiskowymi takimi jak promienie słoneczne, tlen, wysokie temperatury;
- szkło w teorii jest w 100% nadające się do wielokrotnego recyklingu;
- jest wytrzymałe i może być używane ponownie przez długi czas, szczególnie jeżeli producent kosmetyku ma w swojej ofercie produkty do ponownego napełniania pojemnika szklanego;
- może mieć różną barwę w zależności od sposobu wytwarzania i zawartości barwników, w związku z tym można dostosować kolor opakowania do potrzeb danego produktu.
Choć większość Europejczyków, w tym bardzo duża ilość Polaków, coraz częściej wybiera produkty w szklanych opakowaniach, proces ich produkcji, a następnie transport i recykling jest bardzo energochłonny i wywiera negatywny wpływ na środowisko naturalne. Produkcja szkła jest dość kosztowna, chociaż na jego korzyść przemawia możliwość recyklingu, ponieważ pozostałości szklane można łatwo stopić i przerobić na nowe opakowania szklane.
Podstawowym surowce używanym w produkcji opakowań szklanych jest piasek kwarcowy, do którego dodawana jest soda kalcynowana, wapień oraz stłuczka szklana. W zależności od otrzymywanego opakowania oraz jego przeznaczenia dodatkowo do zestawu dodaje się środki klarujące lub barwiące szkło. W produkcji szkła wszystkie wyżej wymienione surowce miesza się w odpowiednich proporcjach i poddaje obróbce cieplnej w piecu hutniczym o temperaturze powyżej 1000°C. W wyniku topnienia powstaje masa szklana – jednorodna i płynna, którą następnie poddaje się obróbce i tnie na porcje tworząc tzw. krople szkła, które trafiają do odpowiednich form, w których masa szklana jest wdmuchiwana lub dociskana, nadając jej ostateczny kształt np. butelki lub słoika. Ostatnim etapem produkcji jest chłodzenie i polerowanie powierzchni. Gotowe produkty schładza się stopniowo w zależności od wielkości i grubości opakowania, tak aby zapobiec występowania naprężeń w szkle, a następnie ich powierzchnię pokrywa się warstwą ochronną w celu zwiększenia ich odporności na zarysowania. Szkło kolorowe otrzymuje się poprzez dodanie do masy szklanej odpowiednich związków metali, w tym np. związki żelaza i chromu w celu uzyskania barwy zielonej szkła albo związki kobaltu i miedzi w celu uzyskania barwienia na kolor niebieski.
Produkcję opakowań szklanych należy rozważyć również w aspekcie redukcji śladu węglowego. Zgodnie z publikacją NSG Group z 2022 r. (https://nowoczesny-przemysl.pl/produkcja-szkla-a-klimat/) szkło jest jednym z najczęściej używanych materiałów, jednak obarczone jest niemałym śladem węglowym. Wynika to głównie z faktu, że do wytopienia szkła niezbędne są bardzo wysokie temperatury i rzeczą oczywistą jest zużycie w tym procesie dużego nakładu energii oraz paliwa. W Polsce większość energii elektrycznej pochodzi ze spalania węgla kamiennego, chociaż widoczna jest tendencja do wykorzystywania źródeł odnawialnych, co pozwoli zmniejszyć emisję CO2 jak również tendencja do zamkniętego obiegu wody i jej odzyskiwania w procesie produkcyjnym, co dodatkowo zmniejsza koszty produkcji. Ponadto stosowanie w produkcji szkła tak dużych ilości piasku niszczy naturalny ekosystem, przyczynia się do erozji i katastrof naturalnych. W celu obniżenia temperatury topnienia i zmniejszenia zużycia energii w procesie produkcji dodaje się tłuczone szkło pochodzące z recyklingu. Należy również podkreślić, że transport szkła również generuje wysoki ślad węglowy ze względu na większą masę opakowań szklanych i podatność na uszkodzenia, co wymaga dodatkowych zabezpieczeń. Recykling szkła jest teoretycznie nieskończony, ale w praktyce problematyczny, gdyż jest kosztowny i energochłonny, a szkło, które nie jest przetwarzane, może zalegać na wysypiskach przez miliony lat. Zatem opakowania szklane są korzystne dla środowiska jedynie wtedy, gdy istnieje skuteczny system ich odzyskiwania i są używane wielokrotnie przez długi czas. W przypadku produktów jednorazowych bardziej ekologiczne mogą okazać się inne materiały, jak plastik poddawany efektywnemu recyklingowi lub biodegradowalne tworzywa.
Z drugiej strony szklane opakowania są estetyczne i nadają produktom wyjątkowego wyglądu. Kosmetyki w szklanych opakowaniach zwykle prezentują się lepiej i wyglądają na bardziej luksusowe, kojarząc się z lepszą jakością. Przezroczysty, trwały materiał, z którego wykonane są szklane butelki i szklane słoiki do kosmetyków, pozwala konsumentom zobaczyć produkt w środku, co dodatkowo podnosi ogólną atrakcyjność opakowania. Warto również podkreślić, że szklane opakowania pozwalają na ich personalizację. Coraz więcej firm produkujących opakowania szklane dąży do zmniejszenia emisji dwutlenku węgla i często sięga po innowacyjne rozwiązania, dodatkowo zabezpieczając swoje interesy poprzez ochronę praw własności przemysłowej, w tym patenty.
Przykładem jest firma LionGlass, która podjęła współpracę z włoskim producentem szkła do kosmetyków i perfum Bormioli Luigi, aby wprowadzić na rynek zrównoważoną alternatywę dla szkła sodowo-wapniowo-krzemianowego. Nowy materiał szklany eliminuje użycie węglanowego materiału wsadowego i ma temperaturę topnienia o 400 stopni niższą niż standardowe produkty szklane, co podnosi potencjał zmniejszenia śladu węglowego w produkcji szkła aż o połowę. Nowy materiał zwiększa również wytrzymałość opakowań szklanych około 10-krotnie co umożliwi produkcję cieńszych i lżejszych opakowań, zwiększając tym samym ilość jednocześnie transportowanego szkła drogą lądową, co również przyczyni się do zmniejszenia emisji dwutlenku węgla generowanego podczas transportu. Międzynarodowe zgłoszenie patentowe WO2023177659A1 zostało złożone w marcu 2023 r. i jest w trakcie badania merytorycznego. W zgłoszeniu ujawniono kompozycję szkła, wyroby wykonane z ujawnionych kompozycji szkła i sposoby ich wytwarzania. Bardziej szczegółowo ujawniono tu kompozycję szkła zawierającą: około 25 do około 55% molowych P2O5; około 5 do około 45% molowych SiO2; około 5 do około 22% molowych Al2O3; około 5 do około 30% molowych ZnO; od 0 do około 20% molowych całkowitej ilości Na2O, K2O i/lub Li2O; około 2 do około 8 mol% CaO i/lub około 2 do około 8 mol% MgO.
W celu usprawnienia produkcji opakowań szklanych o lepszej przezroczystości, trwałości i jakości, które mogą być stosowane jako opakowania kosmetyczne w zgłoszeniu patentowym CN113248137A należącym do ANHUI SHILIN GLASSWARE CO LTD zaproponowano sposób przetwarzania szkła obejmujący następujące etapy: a). ważenie surowców do produkcji szkła kosmetycznego: 300-310 części piasku kwarcowego, 96-97 części sody kalcynowanej, 54,5-55 części kalcytu, 5,1-5,4 części azotanu sodu, 27-28 części litu i 7-7,5 części węglanu baru, 1,9-2,1 części wodorotlenku glinu, 3-3,4 części środka klarującego, 1-1. 5 części siarczanu sodu, 0,4-0,6 części proszku tlenku ceru, 10-11 części proszku selenu, 0,7-0,8 części proszku kobaltu, 110-130 części pokruszonego szkła, 1,4-1,8 części boraksu, z których piasek kwarcowy i stłuczka są piaskiem kwarcowym i stłuczką o średnim zakresie wielkości cząstek 30-40 mesh; b). mieszanie; c). doprowadzanie otrzymanej mieszaniny do stanu stopionego w temperaturze 1420-1460 °C, równomierne prowadzenie mieszania, dodawanie środka klarującego i prowadzenie stagnacji przez 6-8 godzin w celu otrzymania stopionego szkła; po czym d). chłodzenie stopionego szkła do temperatury 1320-1360 °C i wdmuchiwanie stopionego szkła do szklanej butelki; oraz przeniesienie szklanej butelki do pieca do wyżarzania o temperaturze 620-680 °C, utrzymywanie temperatury przez 6-10 minut, prowadzenie chłodzenia do 500-535 °C, utrzymywanie temperatury przez 12-18 minut, prowadzenie chłodzenia do 340-365 °C, utrzymywanie ciepła przez 100-130 minut i prowadzenie chłodzenia powietrzem do temperatury pokojowej. Dzięki odpowiedniemu przygotowaniu materiałów można skutecznie obniżyć temperaturę topnienia szkła, poprawić przezroczystość szkła oraz skutecznie usunąć wewnętrzne naprężenia szklanej butelki, a przy tym poprawić jej wytrzymałość i odporność na ciepło.
Z kolei w koreańskim patencie KR 102378097B1 należącym Fuji Kasei Co Ltd, Shinetsu Chemical Co. ujawniono urządzenie do mieszania kompozycji szklanej do wytwarzania szklanego pojemnika kosmetycznego i sposób mieszania kompozycji. Mając na uwadze potrzebę zwiększenia udziału recyklingu odpadów szklanych i maksymalizacji udziału stłuczki szklanej w produkcji szklanych opakowań kosmetycznego, a także uzyskania wysokiej jakości produktów o jakości zbliżonej do szklanego pojemnika wykonanego ze szkła bez dodatku stłuczki szklanej, wszystkie surowce miesza się możliwie równomiernie.
Warto pamiętać, że sukces rynkowy przedsiębiorstwa zależy nie tylko od dobrego produktu i reklamy, ale również od tego czy będą one objęte właściwą ochroną przy pomocy prawa własności intelektualnej, a szczególnie własności przemysłowej. Ochrona tego typu umożliwia zwiększenie zysków i przewagę nad konkurencją w sektorze. W przypadku opakowań szklanych kluczową rolę odgrywa ochrona wzorów użytkowych i przemysłowych. Wzór użytkowy chroni techniczne aspekty opakowania, takie jak sposób zamknięcia lub łączenia elementów. Z kolei wzór przemysłowy zabezpiecza estetykę opakowania: kształt, kolorystykę, ornamentację, pod warunkiem, że jest ono nowe i posiada indywidualny charakter, wywołując odmienne wrażenie na użytkowniku. Szkło jako materiał oferuje dużą elastyczność projektową, pozwalając na tworzenie unikalnych, funkcjonalnych i atrakcyjnych opakowań. Przykładem wzoru użytkowego CN218474293 U jest chiński model butelki kosmetycznej z komorami oddzielonymi wewnętrzną płytką, co dobrze ukazuje możliwości techniczne i estetyczne szklanych opakowań.
Opakowania szklane wyróżniają się ekologicznym charakterem, ze względu na nieograniczony recykling, estetyką, a także bezpieczeństwem, co czyni je atrakcyjnymi dla wielu branż. Ich głównymi wadami są jednak większe koszty, waga i podatność na uszkodzenia. Aby maksymalnie wykorzystać ekologiczny potencjał opakowań szklanych konieczne są odpowiednie systemy recyklingu, promowanie ponownego użytkowania i ciągłe edukowanie społeczeństwa w kwestii tego co może zostać uznane za odpad szklany do recyklingu i wrzucone do odpowiednio oznaczonego pojemnika, a co go utrudnia lub nawet uniemożliwia, ze względu np. na wyższą temperaturę topnienia niż szkło opakowaniowe (np. ceramika, porcelana, szklanki czy talerze). W Polsce tylko 50-60% opakowań szklanych trafia do recyklingu. Świadome działanie konsumenta, który przekaże lub nie przekaże szkła do ponownego wykorzystania, może mieć decydujący wpływ na to czy szklane opakowania będą ekologiczne czy wręcz przeciwnie, będą generować koszty zarówno ekonomiczne, jak i środowiskowe.
Dodatkowe informacje
Artykuł został opublikowany w kwartalniku „Świat Przemysłu Kosmetycznego” 4/2024
Autorzy
-
dr Urszula Gągała
rzecznik patentowy
Kancelaria JWP Rzecznicy Patentowi
-
dr inż. Agnieszka Pazik
aplikantka rzecznikowska
Kancelaria JWP Rzecznicy Patentowi
