L’azienda SPIN-PET nasce come impresa impegnata nella ricerca e nella progettazione di materiali plastici da riciclo e rinnovabili. All’interno del progetto europeo SUPERTEX ha progettato un tessuto con materiali plastici di scarto, costituito di fibre di alta qualità e a bassa infiammbilità.
SPIN-PET è una azienda di ricerca nata come spin-off dell’Università di Pisa. Svolge attività di problem solving tramite la ricerca applicata nell’ambito dei nuovi materiali polimerici per costruire un ponte tra ricerca pubblica e innovazione industriale.
La ricerca di SPIN-PET è orientata allo sviluppo dell’innovazione nell’ambito dei materiali plastici, anche post-consumo e rinnovabili, sulla base di risultati sia internazionali, che sviluppati al proprio interno.
Il loro lavoro di progettazione di nuovi materiali si inserisce perfettamente nei principi di economia circolare, andando a diminuire a monte l’uso di risorse naturali e favorendo l’utilizzo di materie prime seconde.
Nel 2011, SPIN-PET partecipa al progetto europeo “SUPERTEX –SustainableFlameRetardant Technical Textile from RecycledPolyester” (Materiale tessile tecnico, ignifugo e sostenibile in poliestere riciclato) con coordinatore l’azienda Next-Technology di Prato.
Lo scopo principale del progetto è di dimostrare che una materia prima secondaria come il poliestere riciclato (rPET) può essere utilizzata nell'industria tessile per la fabbricazione di prodotti tessili di buona qualità e sostenibili dal punto di vista ambientale.
L’obiettivo di trasformare le attività industriali nel settore del tessile portandoleverso la circolarità presuppone la ricerca e la progettazione di formulazioni del materiale plastico riciclato, che consentano di conferirgli uguali proprietà e prestazioni meccaniche, termiche ed estetiche rispetto al materiale vergine, per rispettare le richieste del mercato per la realizzazione dei tessuti finali.
La sfida è quella di creare un collegamento tra l’industria del riciclo di materiali plastici el’industria del tessile tecnico, riducendo l’impatto nella produzione di fibre e creando una sinergia con le “recyclingissues”, offrendo così soluzioni che permettano il superamento di barriere alla crescita in senso circolare.
In concreto si tratta di arrivare a produrre un filoin poliestere di riciclo (da bottiglie post-consumo, ma anche da altre fonti di PET e PET/PE post-industriali) che chiamiamo semplicemente rPET.La manifattura tradizionale di tessuti in poliestere (PET), interfacciandosi con l’industria del riciclo del rPET,può assumere potenzialmente le caratteristiche di unsistema a ciclo chiuso.
SCHEDA TECNICA
Smistamento e lavaggio degli scarti
Riduzione del PET/PE in scaglie
Riciclo meccanico reattivo: aggiunta di additivi
(compatibilizzanti, estensori di catena e ritardanti di fiamma)
Estrusione di filati o fibre
Produzione di bobine
Tessuti per rivestimenti di automobili, edilizia e arredamento.
La lavorazione di un materiale in un processo di filatura (spinning) richiede che il materiale abbia specifiche caratteristiche fisico/meccaniche.Ogni tipo di lavorazione sottopone a sforzi e sollecitazioni termiche specifiche il materiale e comporta problematiche particolari che possono essere risolte a livello chimico mediante l’utilizzo di opportuni additivi (compatibilizzanti, estensori di catena).
Il poliestere da scarti post-industriali e/ o da bottiglie post-consumo può trovarsi ad aver subito una azione di degrado sia nel processo di lavorazione che nell’uso, come pure anche nei processi di lavaggio come è il caso delle bottiglie post-consumo (lavaggio con soluzione di soda al 3-4% a 80-90°C). Anche il polimero adesivo dei materiali accoppiati PET/PE delle vaschette per confezioni alimentari può reagire durante una rilavorazione allo stato fuso in estrusore, dando così degradazione e transesterificazione del poliestere (R-PET).
È perciò necessario un processo diri-gradazione, ovvero una modulazione delle proprietà meccaniche e plastiche, per poter essere nuovamente estruso (e successivamente filato). Questa modulazione è realizzabile attraverso un approccio chimico che agisce sulla struttura molecolare del materiale polimerico e sulla compatibilità tra il PET ed il PE, polimeri di per sé incompatibili tra loro per la diversa natura chimica.
L’impiego di additivi “compatibilizzanti” ed “estensori di catena”, per ottenere la rigradazione può essere valutato sotto il profilo economico facendo riferimento ai costi per l’ottenimento di un materiale filabile a partire da scarti post-industriali di PET/PE (vaschette per confezioni alimentari), in comparazioni con i costi di un PET vergine per la produzione di filati, come nella tabella seguente:
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Categoria di costo |
Granuli 100% PET/PE da scarti post-industriali |
Granuli PET vergine (prezzo al 2014) |
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Materiale grezzi |
0.66 – 0.74 (euro) |
1.45 – 1.50 (euro) |
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Additivi |
0.35 (euro) |
/ |
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Totale |
1.01 – 1.19 (euro) |
1.45 – 1.50 |
L’Analisi del ciclo di vita (LCA - Life CycleAssessment) condotta all’interno del progetto SUPERTEX, ha dimostrato che, per ogni kg di filo:
- Può essere generato un effetto positivo sulla quantità di emissioni climalteranti (-1,3 kg di CO2eq) producendo filati parzialmente orientati dal mix (50:50) di bottiglie di PET post-consumo e scarti di PET/PE post-industriali al posto di PET vergine;
- Si possono risparmiare 60 L di acqua;
- Si possono evitare consumi energetici nell’ordine di 60 – 100 MJ.
Il fabbisogno energetico per la produzione di filati multifilamento in PET vergine (149 MJ / kg di filo) è maggiore dell'83% rispetto all'energia cumulativa necessaria per la produzione di quelli in R-PET.
Il materiale da riciclo assorbe in generale più umidità rispetto al materiale vergine, ciò comporta consumi di energia più elevati per l’essiccamento: circa 2 MJ/kg di materiale alimentato. L’energia richiesta nel processo di ritrafilatura è pari a circa 50 MJ/kg di materiale alimentato.
Risultati per kg di filoprodotto
