CH718600A2

CH718600A2 - Thermoplastic formulation and process for making it and article containing such a formulation.

Info

Publication number: CH718600A2
Application number: CH00480/21A
Authority: CH
Inventors: Castrovinci Andrea; Tognola Guido; Tibaldi Corrado
Original assignee: Sip Swiss Ind Promotion Sa; Corrado Tibaldi Design Consultancy
Priority date: 2021-05-03
Filing date: 2021-05-03
Publication date: 2022-11-15
Also published as: CH718600B1

Abstract

L'invenzione concerne che una formulazione termoplastica comprende un materiale termoplastico preferibilmente riciclato ed una carica; la carica comprende prodotti di scarto della lavorazione di materiale lapideo sotto forma di polveri micrometriche. L'invenzione concerne anche un procedimento per la sua produzione come anche un articolo contenente una tale formulazione.The invention relates that a thermoplastic formulation comprises a preferably recycled thermoplastic material and a filler; the charge includes waste products from the processing of stone material in the form of micrometric powders. The invention also relates to a process for its production as well as an article containing such a formulation.

Description

Sfondo dell'invenzioneBackground of the invention

[0001] La presente invenzione concerne una formulazione termoplastica contenente una carica, un procedimento per la sua produzione ed i prodotti con essa ottenibili. [0001] The present invention relates to a thermoplastic formulation containing a filler, a process for its production and the products obtainable with it.

[0002] In particolare, l'invenzione concerne una formulazione termoplastica che contiene poliolefine ed una carica minerale. Più in particolare, la presente invenzione concerne una formulazione termoplastica dove la componente polimerica deriva da formulazione termoplastica vergine, di riciclo o una loro miscela e dove la componente data dalla carica deriva da scarti di lavorazione di materiale lapideo. In particolare, la carica può essere una polvere ottenuta dalla lavorazione in cava di granito, marmo o altri materiali lapidei mediante trapanatura, taglio e simili metodi di lavorazione. [0002] In particular, the invention relates to a thermoplastic formulation which contains polyolefins and a mineral filler. More specifically, the present invention relates to a thermoplastic formulation where the polymeric component derives from virgin thermoplastic formulation, recycled or a mixture thereof and where the component given by the filler derives from stone material processing waste. In particular, the filler can be a powder obtained from working granite, marble or other stone materials in a quarry by drilling, cutting and similar processing methods.

Descrizione della tecnica nota.Description of the prior art.

[0003] I polimeri termoplastici vengono generalmente addizionati con cariche inerti, vale a dire cariche di materiali che non reagiscono con il polimero di base e le cui funzioni principali sono quelle di ridurre il costo del prodotto, i tempi di raffreddamento del pezzo stampato e di conferire al polimero caricato caratteristiche tecniche differenti da quelle del polimero iniziale. Esempi di cariche sono il carbonato di calcio, la farina di legno, il talco, le fibre di vetro. La quantità di carica aggiunta varia in funzione della natura della carica e delle caratteristiche meccaniche richieste per il prodotto finale. [0003] Thermoplastic polymers are generally added with inert fillers, i.e. fillers of materials which do not react with the base polymer and whose main functions are to reduce the cost of the product, the cooling times of the molded piece and giving the loaded polymer technical characteristics different from those of the initial polymer. Examples of fillers are calcium carbonate, wood flour, talc, glass fibers. The quantity of added filler varies according to the nature of the filler and the mechanical characteristics required for the final product.

[0004] Secondo la tecnica nota, i polimeri termoplastici possono essere addizionati anche con cariche pigmentanti in grado di colorare la massa polimerica. La quantità di questo tipo di cariche aggiunta al polimero lavorato è molto minore di quella delle cariche sopra discusse ed è una funzione del colore di partenza del polimero e del colore finale desiderato. Cariche e pigmenti hanno costi diversi che incidono sul costo del prodotto finale. [0004] According to the prior art, the thermoplastic polymers can also be added with pigmenting fillers capable of coloring the polymeric mass. The amount of this type of filler added to the processed polymer is much less than that of the fillers discussed above and is a function of the starting color of the polymer and the desired final color. Fillers and pigments have different costs which affect the cost of the final product.

Scopo dell'invenzionePurpose of the invention

[0005] Uno scopo della presente invenzione è quello di risolvere i problemi sopra menzionati e fornire prodotti termoplastici caricati che abbiano costi ridotti e che abbiano ridotto impatto ambientale. [0005] An object of the present invention is to solve the above mentioned problems and provide filled thermoplastic products which have reduced costs and which have reduced environmental impact.

[0006] Tale scopo viene raggiunto per mezzo della presente invenzione che fornisce una formulazione termoplastica comprendente almeno un polimero termoplastico ed una carica, detta carica comprendendo almeno una polvere minerale di scarto ottenuta dalla lavorazione di materiali lapidei. [0006] This object is achieved by means of the present invention which provides a thermoplastic formulation comprising at least one thermoplastic polymer and a filler, said filler comprising at least one waste mineral powder obtained from the processing of stone materials.

[0007] In particolare la polvere utilizzata per l'invenzione è quella ottenibile dai processi di raccolta di polvere per aspirazione. [0007] In particular, the dust used for the invention is that obtainable from dust collection processes by aspiration.

[0008] Nei processi di estrazione nelle cave e nei processi di lavorazione dei blocchi estratti si forma della polvere. La polvere può formarsi come risultato di scavi e di esplosioni, oppure può essere generata da sorgenti puntuali in particolare da processi di perforazione e taglio ma anche da fasi di frantumazione e vagliatura. Le tecniche di controllo della emissione di polveri, in particolare da fonti puntuali in cave di estrazione di blocchi di materiale lapideo, come granito e marmo, includono sistemi di aspirazione che rimuovono la polvere e la filtrano dal flusso d'aria prima che esso venga rilasciato nell'atmosfera, la polvere filtrata viene poi alloggiata in sacchi o altri contenitori. [0008] In the extraction processes in the quarries and in the manufacturing processes of the extracted blocks, dust is formed. Dust can form as a result of excavations and explosions, or it can be generated from point sources in particular from drilling and cutting processes but also from crushing and screening phases. Dust emission control techniques, especially from point sources in quarries for the extraction of blocks of stone material, such as granite and marble, include suction systems that remove dust and filter it from the air stream before it is released in the atmosphere, the filtered dust is then housed in bags or other containers.

[0009] La polvere così raccolta deve poi essere smaltita secondo le norme locali, con i conseguenti costi che derivano da questa ulteriore fase. [0009] The dust thus collected must then be disposed of according to local regulations, with the consequent costs deriving from this further phase.

[0010] La richiedente ha sorprendentemente scoperto che la polvere di scarto della lavorazione di materiali lapidei che deriva dai processi di aspirazione, in particolare da lavorazioni di taglio e perforazione, può essere utilizzata come carica per basi polimeriche termoplastiche senza dover essere sottoposta a ulteriori trattamenti o lavorazioni. Si è infatti constatato che il particolare scarto di granulometria fine (polveri), derivante dalle operazioni di taglio e perforazione dei blocchi e raccolto da un sistema di aspirazione delle polveri può essere miscelato con un polimero e non richiede necessariamente ulteriore elaborazione dopo la raccolta. [0010] The applicant has surprisingly discovered that the waste powder from the processing of stone materials deriving from suction processes, in particular from cutting and drilling processes, can be used as a filler for thermoplastic polymeric bases without having to be subjected to further treatments or workings. In fact, it has been found that the particular waste of fine particle size (powders), deriving from the cutting and drilling operations of the blocks and collected by a dust suction system can be mixed with a polymer and does not necessarily require further processing after collection.

[0011] Si è inoltre sorprendentemente constatato che almeno nel caso di polveri di granito l'utilizzazione di polveri come sopra definite si traduce in un effetto estetico unico, riproducendo nel prodotto finale una texture e un aspetto che richiamano, per alcuni aspetti, la pietra naturale. [0011] It has also been surprisingly found that at least in the case of granite powders, the use of powders as defined above translates into a unique aesthetic effect, reproducing in the final product a texture and an appearance which in some respects recall stone natural.

[0012] L'invenzione concerne inoltre un articolo ottenuto con la detta formulazione termoplastica e un procedimento per produrre la formulazione della presente invenzione. [0012] The invention also relates to an article obtained with said thermoplastic formulation and to a process for producing the formulation of the present invention.

[0013] Secondo un aspetto dell'invenzione la quantità di polvere nella formulazione e di conseguenza nell'articolo è compresa nell'intervallo tra 15% e 80% in peso sulla formulazione polimerica ed è preferibilmente almeno il 40% in peso, preferibilmente compresa tra 45% e 70% in peso, più preferibilmente tra 45% e 60% in peso sul peso totale della formulazione polimerica. [0013] According to one aspect of the invention the amount of powder in the formulation and consequently in the article is in the range between 15% and 80% by weight on the polymer formulation and is preferably at least 40% by weight, preferably between 45% and 70% by weight, more preferably between 45% and 60% by weight on the total weight of the polymer formulation.

[0014] Le particelle di polvere adatte per la presente invenzione hanno dimensioni micrometriche e sono presenti in un ampio intervallo di dimensioni cosicché la polvere comprende particelle fini e particelle più grossolane. Le particelle più grandi hanno dimensioni dell'ordine di qualche centinaio di microns, ad esempio nell'intervallo tra 100 e 900 µm, particelle con dimensioni maggiori di 900 µm possono essere presenti in quantità ridotte ed in genere non superiori al 5-6% in volume. [0014] The powder particles suitable for the present invention have micrometer dimensions and are present in a wide range of sizes so that the powder comprises fine particles and coarser particles. The largest particles have dimensions of the order of a few hundred microns, for example in the range between 100 and 900 µm, particles with dimensions greater than 900 µm can be present in small quantities and generally not higher than 5-6% in volume.

[0015] Secondo un aspetto dell'invenzione almeno il 90% in volume, preferibilmente almeno il 95% in volume delle particelle della polvere da miscelare con il polimero ha dimensioni comprese tra 2 µm e 350 µm. Generalmente la polvere presenta un valore Dv(50) compreso nell'intervallo tra 45µm e 60µm; il valore Dv(90) è preferibilmente compreso nell'intervallo tra 180µm e 350µm. [0015] According to one aspect of the invention at least 90% by volume, preferably at least 95% by volume of the particles of the powder to be mixed with the polymer have sizes ranging from 2 µm to 350 µm. Generally the powder has a Dv(50) value between 45µm and 60µm; the Dv(90) value is preferably in the range between 180µm and 350µm.

[0016] Polveri di materiale lapideo adatti per la presente invenzione sono polveri di granito, di marmo, quarziti, ardesie, basalti, rocce calcaree, tufi e loro miscele. Secondo una realizzazione dell'invenzione la polvere comprende particelle con colorazioni diverse tra loro, vale a dire una prima percentuale di particelle ha una prima colorazione ed una seconda percentuale di particelle ha una colorazione differente. Vantaggiosamente, la prima percentuale di particelle ha colore e granulometria media diversa da colore e granulometria media della seconda percentuale di particelle. [0016] Powders of stone material suitable for the present invention are powders of granite, marble, quartzite, slate, basalt, calcareous rock, tuff and mixtures thereof. According to an embodiment of the invention the powder comprises particles with different colours, ie a first percentage of particles has a first colour, and a second percentage of particles has a different colour. Advantageously, the first percentage of particles has a different color and average particle size from the color and average particle size of the second percentage of particles.

[0017] Una polvere di materiale lapideo preferita è la polvere di granito. Si è infatti constatato che quando la miscela di polimero e polvere di granito viene sottoposta a un processo di estrusione, il materiale risultante presenta una tonalità di colore più intenso rispetto a quello ottenibile con un semplice miscelazione di resina e polvere di granito. [0017] A preferred stone material powder is granite powder. In fact, it has been found that when the mixture of polymer and granite powder is subjected to an extrusion process, the resulting material has a more intense color tone than that obtainable with a simple mixing of resin and granite powder.

[0018] Un ulteriore vantaggio dell'uso di polvere di granito è nel fatto che quando la quantità di polvere aggiunta è di almeno il 40% in peso, ad esempio circa 45%-60% in peso, sulla base polimerica, il prodotto finale, ad esempio una lastra, presenta una pluralità di agglomerati di particelle di polvere, agglomerati che hanno dimensioni visibili ad occhio nudo sulla superficie dell'articolo così ottenuto. [0018] A further advantage of using granite powder is that when the amount of powder added is at least 40% by weight, such as about 45%-60% by weight, based on the polymer, the final product , for example a plate, has a plurality of agglomerates of powder particles, agglomerates having dimensions visible to the naked eye on the surface of the article thus obtained.

[0019] In altre parole, si è constatato che durante la fase di miscelazione con il polimero fuso, le polveri selezionate possono modificare alcune loro caratteristiche (sfumature di colore), che possono essere sfruttate per ottenere particolari effetti estetici. Si è inoltre constatato che le particelle dell'invenzione, alla fine della fase di miscelazione (compounding) impartiscono al prodotto finito un particolare aspetto e texturing. [0019] In other words, it has been found that during the mixing phase with the molten polymer, the selected powders can modify some of their characteristics (shades of colour), which can be exploited to obtain particular aesthetic effects. It has also been found that the particles of the invention, at the end of the mixing stage (compounding) impart a particular appearance and texturing to the finished product.

[0020] Senza voler fornire una completa e vincolante spiegazione del fenomeno osservato, le indagini e le analisi effettuate dalla richiedente mostrano che le particelle con dimensioni maggiori tendono a formare degli agglomerati dove le particelle hanno generalmente dimensioni sopra i 100 µm. Gli agglomerati così formati durante il processo di miscelazione carica-polimero presentano dimensioni tipicamente superiori ai 300 microns (µm) che sono visibili ad occhio nudo. [0020] Without intending to provide a complete and binding explanation of the phenomenon observed, the investigations and analyzes carried out by the Applicant show that larger particles tend to form agglomerates where the particles generally have dimensions above 100 µm. The agglomerates thus formed during the filler-polymer mixing process typically have dimensions greater than 300 microns (µm) which are visible to the naked eye.

[0021] Polimeri adatti per l'uso nell'invenzione sono polimeri scelti fra poliolefine, poliammidi, poliesteri, poliuretani termoplastici, polimeri stirenici, copolimeri ABS e miscele di due o più polimeri compatibili. Polimeri preferiti sono quelli poliolefinici, in particolare polipropilene e polietilene. Vantaggiosamente i polimeri utilizzati sono polimeri riciclati. [0021] Polymers suitable for use in the invention are polymers selected from polyolefins, polyamides, polyesters, thermoplastic polyurethanes, styrenic polymers, ABS copolymers and blends of two or more compatible polymers. Preferred polymers are polyolefin ones, in particular polypropylene and polyethylene. Advantageously, the polymers used are recycled polymers.

[0022] Secondo un aspetto preferenziale dell'invenzione il polimero usato per la formulazione è un polimero di materiale plastico riciclato. Va notato come la combinazione di un materiale termoplastico riciclato con uno scarto generato nella lavorazione di materiali lapidei (e.g. granito) generi in modo sorprendente un manufatto con caratteristiche estetiche e meccaniche ottimali. [0022] According to a preferential aspect of the invention, the polymer used for the formulation is a polymer of recycled plastic material. It should be noted that the combination of a recycled thermoplastic material with a waste generated in the processing of stone materials (e.g. granite) surprisingly generates a product with optimal aesthetic and mechanical characteristics.

[0023] Ed infatti, da un lato la superficie di un articolo, ad esempio una lastra, o un prodotto stampato con altre tecniche, come ad esempio un contenitore ottenuto per rotomoulding, presenta i sopra citati agglomerati visibili di particelle che impartiscono il desiderato effetto estetico, dall'altro lato il prodotto ottenuto presenta ottime proprietà meccaniche anche a elevate quantità di carica e può quindi essere utilizzato in una varietà di usi finali dove il prodotto viene sottoposto a sollecitazioni meccaniche, quali ad esempio mobili da giardino. [0023] Indeed, on the one hand, the surface of an article, for example a sheet, or a product molded with other techniques, such as a container obtained by rotomoulding, has the aforementioned visible agglomerates of particles which impart the desired effect aesthetic, on the other hand the product obtained has excellent mechanical properties even at high quantities of filler and can therefore be used in a variety of final uses where the product is subjected to mechanical stress, such as for example garden furniture.

[0024] Come sopra accennato, il procedimento per la produzione di una formulazione o di un articolo secondo l'invenzione prevede di miscelare almeno una polvere di materiale lapideo con uno o più polimeri termoplastici portati ad uno stato fuso durante tale miscelazione. La polvere ha dimensioni micrometriche, come sopra discusso. Secondo un aspetto preferenziale dell'invenzione la miscelazione viene effettuata in un estrusore, quale ad esempio un estrusore bivite. [0024] As mentioned above, the process for producing a formulation or an article according to the invention provides for mixing at least one powder of stone material with one or more thermoplastic polymers brought to a molten state during this mixing. The powder has micrometre dimensions, as discussed above. According to a preferential aspect of the invention the mixing is carried out in an extruder, such as for example a twin-screw extruder.

[0025] Secondo un aspetto dell'invenzione, una carica pigmentante viene aggiunta a detto polimero. La miscela finale può infatti contenere coloranti, anche naturali, per realizzare colori tailor-made del prodotto. [0025] According to one aspect of the invention, a pigment filler is added to said polymer. The final blend can in fact contain dyes, even natural ones, to create tailor-made colors for the product.

[0026] In una realizzazione, la carica pigmentante viene aggiunta ad una miscela che contiene una quantità di polvere sufficiente a produrre i richiesti agglomerati di particelle di polvere; vantaggiosamente il colorante o pigmento aggiunto viene scelto in modo da impartire alla base polimerica una colorazione diversa dalla colorazione naturale di almeno parte dei detti agglomerati in modo da evidenziarne la presenza. In one embodiment, the pigment filler is added to a mixture which contains a sufficient amount of powder to produce the required agglomerates of powder particles; advantageously, the dye or pigment added is chosen so as to impart to the polymeric base a color different from the natural color of at least part of said agglomerates so as to highlight their presence.

[0027] Il materiale, ovvero la formulazione, ottenuto è tipicamente in forma di granuli o pellet e può essere ulteriormente lavorato (processi da fuso/melt processing) per le fasi di formatura di un articolo o prodotto finale con tecniche note di per sé, quali ad esempio stampaggio ad iniezione, rotomoulding, estrusione di profili, etcetera. Il materiale risulta essere ambientalmente sostenibile in quanto utilizza polimeri preferibilmente riciclati e permette di valorizzazione di uno scarto di lavorazione e cioè le polveri di materiale lapideo, costituendo così un perfetto esempio di prodotto „circolare“. [0027] The material, i.e. the formulation, obtained is typically in the form of granules or pellets and can be further processed (melt processing) for the forming phases of an article or final product with per se known techniques, such as injection moulding, rotomoulding, profile extrusion, etcetera. The material turns out to be environmentally sustainable as it uses preferably recycled polymers and allows the valorisation of a processing waste, i.e. the stone material powders, thus constituting a perfect example of a "circular" product.

[0028] La formulazione trovata può essere adattata a qualsiasi materiale lapideo disponibile su scala globale, ma utilizzando il materiale accessibile nella moltitudine di realtà locali. Questo offre il vantaggio di un approvvigionamento costante a distanze di trasporto ridotte aumentandone le caratteristiche di sostenibilità ambientale. [0028] The formulation found can be adapted to any stone material available on a global scale, but using the material accessible in the multitude of local realities. This offers the advantage of a constant supply at reduced transport distances, increasing its environmental sustainability characteristics.

Descrizione delle figureDescription of the figures

[0029] L'invenzione verrà ora discussa più in dettaglio con riferimento al seguente esempio di produzione ed alle seguenti figure, dove: la fig. 1 e la fig. 2 sono i grafici di analisi granulometriche di due campioni di polveri secondo l'invenzione; la fig. 3 e la fig. 4 sono due fotografie SEM di una sezione di un prodotto secondo l'invenzione; la fig. 5 è una fotografia della superficie esterna, visibile, di una lastra ottenuta con la formulazione dell'invenzione e la fig. 6 è una fotografia della superficie esterna, visibile, di una lastra della formulazione di cui alla fig. 5, additivata con pigmento bianco.[0029] The invention will now be discussed in more detail with reference to the following production example and the following figures, where: the fig. 1 and fig. 2 are the granulometric analysis graphs of two powder samples according to the invention; the fig. 3 and fig. 4 are two SEM photographs of a section of a product according to the invention; the fig. 5 is a photograph of the external, visible surface of a slab obtained with the formulation of the invention e the fig. 6 is a photograph of the external, visible surface of a plate of the formulation of fig. 5, added with white pigment.

Descrizione di realizzazioni dell'invenzioneDescription of embodiments of the invention

[0030] Le figure 1 e 2 mostrano la distribuzione granulometrica di due campioni di polvere di granito che costituiscono uno scarto industriale della lavorazione del granito. Le polveri sono state analizzate secondo la norma ISO 13320:2020. Come sopra accennato le polveri sono ottenute raccogliendo per aspirazione le polveri generate da processi di trapanatura o perforazione e di taglio. La polvere aspirata viene filtrata in modo noto di per sé nella tecnica e la polvere così raccolta può essere utilizzata nel procedimento secondo l'invenzione senza dover subire ulteriori lavorazioni. [0030] Figures 1 and 2 show the granulometric distribution of two samples of granite dust which constitute an industrial waste from granite processing. The powders were analyzed according to the ISO 13320:2020 standard. As mentioned above, the dusts are obtained by collecting the dusts generated by drilling or drilling and cutting processes by suction. The sucked up dust is filtered in a manner known per se in the art and the dust thus collected can be used in the process according to the invention without having to undergo further processing.

[0031] Contrariamente alla tecnica nota, la polvere utilizzata secondo la presente invenzione ha dimensione micrometrica. In altre parole, la percentuale di particelle con dimensioni inferiori ad un micron è trascurabile. In una realizzazione, almeno il 90% in volume delle particelle della polvere da miscelare con il polimero ha dimensioni comprese tra 2 µm e 350 µm. Possono essere presenti quantità ridotte di particelle con dimensioni intorno ai 1000 micron. [0031] Contrary to the prior art, the powder used according to the present invention has a micrometric size. In other words, the percentage of particles smaller than one micron is negligible. In one embodiment, at least 90% by volume of the particles of the powder to be mixed with the polymer have sizes ranging from 2 µm to 350 µm. There may be small quantities of particles with dimensions around 1000 microns.

[0032] La polvere adatta per la presente invenzione presenta un valore Dv(50) compreso nell'intervallo tra 45µm e 60µm; il valore Dv(90) è preferibilmente compreso nell'intervallo tra 180µm e 350µm. Altri valori granulometrici della polvere per la presente invenzione sono almeno uno tra un Dv(10) compreso nell'intervallo tra 5µm e 9µm, un Dv[4;3] compreso nell'intervallo tra 60µm e 250µm e un Dv[3;2] compreso nell'intervallo tra 14µm e 18µm. I valori qui discussi sono stati rilevati eseguendo analisi secondo la norma ISO 13320:2020. [0032] The powder suitable for the present invention has a Dv(50) value in the range between 45µm and 60µm; the Dv(90) value is preferably in the range between 180µm and 350µm. Other particle size values of the powder for the present invention are at least one of a Dv(10) in the range of 5µm to 9µm, a Dv[4;3] in the range of 60µm to 250µm and a Dv[3;2] between 14µm and 18µm. The values discussed here were found by carrying out analyzes according to the ISO 13320:2020 standard.

[0033] Le fig. 3 e 4 mostrano immagini SEM della sezione ottenuta per frattura fragile (a freddo) di un provino in forma di lastra ottenuto per stampaggio ad iniezione di granuli di formulazione secondo l'invenzione. Le foto mostrano agglomerati di particelle che hanno dimensioni sopra i 100-130 microns. In particolare, in fig. 3 le due particelle affiancate hanno una dimensione maggiore (indicata con la linea obliqua che attraversa la particella) di circa 224µm e 390µm, rispettivamente. La larghezza totale della due particelle misurata orizzontalmente rispetto alla figura è di circa 500µm. [0033] Figs. 3 and 4 show SEM images of the section obtained by brittle fracture (cold) of a specimen in the form of a plate obtained by injection molding of formulation granules according to the invention. The photos show agglomerates of particles that have dimensions above 100-130 microns. In particular, in fig. 3 the two particles side by side have a larger size (indicated with the oblique line that crosses the particle) of about 224µm and 390µm, respectively. The total width of the two particles measured horizontally with respect to the figure is about 500µm.

[0034] Con il termine „agglomerato“ si vuole qui intendere una pluralità di particelle disposte l'una attigua all'altra e/o tangenti o quasi-tangenti in almeno un punto; generalmente tra due particelle agglomerate è comunque presente del materiale plastico. [0034] The term "agglomeration" here means a plurality of particles arranged one next to the other and/or tangent or quasi-tangent in at least one point; generally, between two agglomerated particles there is still some plastic material.

[0035] Analogamente, in fig. 4 le tre particelle affiancate formano un agglomerato con una dimensione massima (in direzione obliqua) misurabile in circa 350 µm. In altre parole, si è constatato che le particelle con dimensioni maggiori tendono a formare degli agglomerati nel polimero nel quale sono disperse. Gli agglomerati così formati durante il processo di miscelazione della polvere (filler) nel polimero presentano dimensioni tipicamente superiori ai 300 microns (µm) che costituiscono insiemi di particelle visibili ad occhio nudo. L'effetto di agglomerazione aumenta all'aumentare della carica di polvere di carica presente nella formulazione; preferibilmente la polvere è presente per almeno il 40% in peso sul peso finale, ad esempio in un intervallo 40% - 80% in peso. Un intervallo preferenziale per la quantità di carica è 45% - 60% in peso. [0035] Similarly, in fig. 4 the three particles side by side form an agglomeration with a maximum size (in an oblique direction) measurable in about 350 µm. In other words, it has been found that the larger particles tend to form agglomerates in the polymer in which they are dispersed. The agglomerates thus formed during the mixing process of the powder (filler) in the polymer typically have dimensions greater than 300 microns (µm) which constitute sets of particles visible to the naked eye. The agglomeration effect increases as the filler powder charge in the formulation increases; preferably the powder is present for at least 40% by weight of the final weight, for example in a range of 40% - 80% by weight. A preferred range for the amount of filler is 45% - 60% by weight.

[0036] La fig. 5 è una vista della superficie esterna di una lastra 10x10 cm ottenuta per stampaggio ad iniezione di granuli di formulazione termoplastica secondo l'invenzione. Si può apprezzare la presenza di agglomerati di particelle chiare ed agglomerati di particelle molto scure su un fondo reso grigio scuro da altre diverse particelle. Infatti, la presenza di particelle di polvere aventi colorazione differente è un aspetto vantaggioso della presente invenzione. La polvere di granito, che contiene naturalmente particelle con colorazioni diverse tra loro, è una carica preferita secondo la presente invenzione. [0036] Fig. 5 is a view of the external surface of a 10x10 cm slab obtained by injection molding of granules of thermoplastic formulation according to the invention. One can appreciate the presence of agglomerates of clear particles and agglomerates of very dark particles on a background made dark gray by other different particles. In fact, the presence of powder particles having different colors is an advantageous aspect of the present invention. Granite powder, which naturally contains particles of different colours, is a preferred filler according to the present invention.

[0037] Cariche colorate e pigmenti posso essere aggiunte, singolarmente o in miscela, alla formulazione termoplastica per variare il colore di fondo della formulazione. Ad esempio, del biossido di titanio può essere aggiunto per ottenere un fondo chiaro o bianco nel quale risaltano agglomerati di particelle di colore scuro, come visibile in fig. 6. A sua volta, una formulazione sbiancata con titanio biossido può essere ulteriormente colorata con pigmenti per ottenere il colore o la sfumatura desiderata. E' particolarmente sorprendente che degli agglomerati siano visibili comunque anche in presenza di pigmenti. [0037] Colored fillers and pigments can be added, individually or in mixtures, to the thermoplastic formulation to vary the background color of the formulation. For example, titanium dioxide can be added to obtain a light or white background in which agglomerates of dark colored particles stand out, as visible in fig. 6. In turn, a formulation bleached with titanium dioxide can be further colored with pigments to achieve the desired color or shade. It is particularly surprising that agglomerates are still visible even in the presence of pigments.

ESEMPIO 1- Produzione della formulazioneEXAMPLE 1- Production of the formulation

[0038] Un polipropilene riciclato avente melt flow rate (MFR) di 12.0-17. 0 g/10min (ISO 1133) è stato caricato al 47% in peso con polvere di granito grigio proveniente da una cava sita in Canton Ticino (CH); la polvere di granito utilizzata aveva una distribuzione granulometrica come mostrato in fig. 1. [0038] A recycled polypropylene having a melt flow rate (MFR) of 12.0-17. 0 g/10min (ISO 1133) was loaded at 47% by weight with gray granite powder from a quarry located in Canton Ticino (CH); the granite powder used had a particle size distribution as shown in fig. 1.

[0039] Polvere di granito e polipropilene sono stati alimentati ad un estrusore bivite riscaldato secondo un profilo di temperatura tra 190°C e 220°C ed il prodotto finale è stato granulato. Le superfici dei granuli presentano un fondo grigio e agglomerati chiari di particelle. [0039] Granite powder and polypropylene were fed to a twin screw extruder heated according to a temperature profile between 190°C and 220°C and the final product was granulated. The surfaces of the granules have a gray background and clear agglomerates of particles.

ESEMPIO 2 - produzione di un articoloEXAMPLE 2 - production of an article

[0040] I granuli ottenuti nell'esempio 1 sono stati usati per produrre lastre quadrate di dimensioni 100 x 100 mm e spessore 3mm mediante stampaggio a iniezione. La superficie della lastra così ottenuta mostrava un fondo grigio ed una pluralità di agglomerati chiari e di agglomerati più scuri del fondo, come visibile in fig. 5. Il materiale della lastra di formulazione secondo l'invenzione così ottenuta presenta ottime caratteristiche meccaniche. Il materiale è stato sottoposto a test di flessione secondo la norma ISO 178; la mediana dei valori di sollecitazione massima è stata pari a 25.62 N/mm<2>. Lo stesso materiale sottoposto a test di trazione secondo lo standard ISO 527 ha dato un valore mediano di carico massimo a rottura di 609.4 N e un modulo elastico mediano di 1747.27 N/mm<2>. [0040] The granules obtained in example 1 were used to produce square slabs of dimensions 100 x 100 mm and thickness 3mm by injection moulding. The surface of the slab thus obtained showed a gray background and a plurality of light agglomerates and agglomerates darker than the background, as visible in fig. 5. The material of the formulation slab thus obtained according to the invention has excellent mechanical characteristics. The material has been subjected to bending tests according to the ISO 178 standard; the median of the maximum stress values was equal to 25.62 N/mm<2>. The same material subjected to tensile tests according to the ISO 527 standard gave a median value of maximum tensile strength of 609.4 N and a median elastic modulus of 1747.27 N/mm<2>.

Claims

1. Thermoplastic formulation comprising at least one thermoplastic polymer and a filler, said filler comprising at least one waste mineral powder obtained from the processing of stone materials, preferably from the processing of granite.

2. Thermoplastic formulation according to claim 1, wherein the amount of said powder is in the range between 15 and 80% by weight on the polymeric formulation, preferably between 40 and 70% by weight, said powder being preferably obtained from collection processes of dust by suction during the processing of said stone materials.

3. Thermoplastic formulation according to claim 1 or 2, wherein at least 90% by volume, preferably at least 95% by volume of the particles of said powder have dimensions comprised between 2 µm and 350 µm measured according to ISO13320:2020.

4. Thermoplastic formulation according to any claim from 1 to 3, wherein said powder has a Dv(50) value in the range between 45µm and 60µm measured according to ISO13320:2020

5. Thermoplastic formulation according to the preceding claims, wherein said powder also has at least one of the following characteristics: a Dv(90) value of said particles in the range between 180µm and 350µm and a Dv[4;3] value in range between 60µm to 200µm, measured according to ISO13320:2020.

6. Thermoplastic formulation according to one of the preceding claims wherein said powder comprises a plurality of particles of different colors.

7. Thermoplastic formulation according to one of the preceding claims, wherein said thermoplastic polymer is selected from among polyolefins, polyamides, polyesters, thermoplastic polyurethanes, styrenic polymers, ABS copolymers and mixtures of two or more of said polymers when compatible, preferably said polymer being a polymer recycled polyolefin.

The molded article comprising a thermoplastic formulation according to one of the preceding claims.

9. Article according to claim 7, wherein the amount of powder is at least 40%, preferably at least 45% by weight of the weight of the thermoplastic material.

10. Article according to claim 7 or 8, wherein part of said powder occurs at least on the surface of the article as agglomerates of two or more particles, at least part of said particles having dimensions equal to at least 100µm, said agglomerates having total dimensions such to be visible to the naked eye.

11. Process for the production of a formulation according to one of claims 1 to 6 or of an article according to one of claims 8 to 10, characterized in that at least one powder of stone material is mixed with one or more thermoplastic polymers, said polymers being brought to a molten state during such mixing.

The process according to claim 11, wherein said at least one polymer and said powder are mixed in an extruder preferably to produce a granulate.

13. Process according to claim 11 or 12 wherein the amount of powder used is equal to at least 40% by weight, preferably between 45% and 60% by weight on the polymeric base of said formulation, to produce one or more agglomerates of particles on the surface of the extruded product.

14. Process according to one of claims 11 to 13, wherein a pigment filler is added to said polymer.

15. Process according to claims 13 and 14, wherein said pigmenting filler imparts to said polymer a color different from the color of said agglomerates.