Tessuto dalla plastica riciclata:
Il progetto di SPIN-PET

Dove
Pontedera
Chi
SPIN-PET
Inizio Progetto
2011

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.

La ricerca di SPIN-PET per l’innovazione

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.

Supertex: il progetto europeo per un tessuto da poliestere riciclato

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

Il processo di produzione del tessuto

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.

Il materiale riciclato deve rispondere a caratteristiche specifiche

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).

Il processo di rigradazione: tramite additivi si modula la struttura del polimero

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.

I costi del tessuto in rPET sono inferiori di quello in PET vergine

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:

Categoria di costo

Granuli 100% PET/PE da scarti post-industriali

Granuli PET vergine

(prezzo al 2014)

Materiale grezzi

0.66 – 0.74 (euro)

1.45 – 1.50 (euro)

Additivi

0.35 (euro)

/

Totale

1.01 – 1.19 (euro)

1.45 – 1.50

La LCA dimostra che si possono evitare consumi ed emissioni

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.


VANTAGGI ECONOMICI

L’utilizzo di rPET per la produzione di filati comporta un risparmio economico nell’ordine del 20-30%.

VANTAGGI AMBIENTALI

L’utilizzo di scarti post-consumo o post-industriali di PET o PET/PE evitano le emissioni di CO2 e l’utilizzo di acqua ed energia che sarebbero necessarie per la produzione di PET vergine.

Risultati per kg di filoprodotto

Emissioni CO2 evitate

1,3 kg di CO2eq

Energia Risparmiata

60-100 MJ