ITAN20100010A1

ITAN20100010A1 - Metodo per produrre materiale riutilizzabile, a base plastica, a partire da scarti indifferenziati di produzione industriale, e/o da rifiuti civili conseguenti all'uso di pannolini igienici assorbenti.

Info

Publication number: ITAN20100010A1
Application number: IT000010A
Authority: IT
Inventors: Stefano Corinaldesi
Original assignee: Stefano Corinaldesi
Priority date: 2010-02-05
Filing date: 2010-02-05
Publication date: 2011-08-06

Description

DESCRIZIONE

annessa a domanda di brevetto per INVENZIONE INDUSTRIALE avente per titolo

METODO PER PRODURRE MATERIALE RIUTILIZZABILE. A BASE PLASTICA, A PARTIRE DA SCARTI INDIFFERENZIATI DI PRODUZIONE INDUSTRIALE, E/O DA RIFIUTI CIVILI CONSEGUENTI ALL'USO. DI PANNOLINI IGIENICI ASSORBENTI.

II presente trovato si riferisce alle tecnologie di recupero e riutilizzo di materiali di rifiuto e concerne, in particolare, un metodo per produrre materiale riutilizzabile, a base plastica, a partire da scarti indifferenziati di produzione industriale, e/o da rifiuti civili conseguenti all'uso, di pannolini igienici assorbenti.

La presente descrizione farà specifico riferimento a pannolini per bambini. Ciò deve intendersi in senso del tutto esemplificativo, ma non per questo limitativo, poiché quanto si dirà nel seguito può essere indifferentemente esteso a qualsiasi tipo di pannolino igienico a struttura materiale composita quale quella riferibile, ad esempio, ai pannolini per incontinenza, agli assorbenti femminili e ai teli assorbenti di impiego generale.

Come è noto, un pannolino igienico di convenzionale produzione industriale è costituito da una struttura composita di parti realizzate fondamentalmente con tre materiali diversi, ovvero: plastica, carta/cellulosa ed amido/soluzione assorbente.

Attualmente, nell'ambito della produzione industriale di detti pannolini gli scarti di lavorazione determinati da prodotti difettosi, che non superano i test di qualità, vengono sottratti al processo produttivo e smaltiti sotto forma di rifiuti industriali.

Il recupero ed il riciclo di tali materiali è, infatti, alquanto difficoltoso ed economicamente non conveniente per II produttore dei pannolini medesimi, 5 soprattutto a causa del fatto che i materiali costitutivi sopraddetti hanno caratteristiche chimico-fisiche incompatibili e diverse tra loro.

Infatti, le composizioni chimiche, le temperature di fusione e di cristallizzazione, tutte diverse tra loro (oltre ad altre non meno importanti caratteristiche fisico-chimiche), non permettono di ottenere risultati utili da un 10 trattamento di recupero unitario di detti materiali.

A tale proposito sono stati fatti in passato numerosi tentativi intesi a sottoporre tali materiali ad un processo di plastificazione unitario che riuscisse ad amalgamarli nel loro insieme per fornire una polvere od un grano di materiale plastico che fossero riutilizzabili, in ipotesi, nello 15 stampaggio ad iniezione di manufatti plastici.

Tuttavia nessuno di tali tentativi ha avuto successo, poiché i manufatti ottenuti a partire da tale materiale di recupero si sono rivelati di qualità talmente scarsa da essere praticamente inutilizzabili.

Per i motivi sopra esposti, attualmente, gli scarti di lavorazione della 20 produzione dei pannolini vengono smaltiti unicamente come rifiuti industriali.

Tali rifiuti sono prelevati da apposite strutture autorizzate che provvedono a togliere loro la parte di carta ed amido e a recuperare per un successivo reimpiego la sola parte plastica del pannolino.

Ciò comporta - evidentemente - un largo spreco di risorse materiali ed un 25 costo di recupero non trascurabile, principalmente in relazione al fatto che l'opera di selezione e differenziazione necessaria per estrarre la componente plastica è in larghissima parte di tipo manuale.

La parte plastica del pannolino, recuperata, viene quindi triturata e trafilata per produrre granuli plastici riutilizzabili direttamente, tal quali, o se del caso 30 additivati con cariche minerali (generalmente carbonati di calcio).

I granuli di tale materiale plastico recuperato vengono poi utilizzati -nell'ambito delle tecniche convenzionali di stampaggio ad iniezione - per alimentare i cilindri di plastificazione delle presse ad iniezione dando luogo a prodotti stampati ottenuti con plastica di recupero.

Appare evidente che il processo di recupero dei materiali di siffatti rifiuti ed il loro riciclo nella produzione di articoli di plastica si rivela lungo e complesso, presentando margini economici alquanto modesti, soprattutto a causa della necessità di dover effettuare la separazione di materiali eterogenei.

Per quanto concerne invece i pannolini utilizzati ed inquinati a seguito dell'uso e/o del loro successivo conferimento nei cassonetti di raccolta dei rifiuti civili, attualmente non è prevista alcuna forma di recupero, essendo essi destinati a discarica in sito (con un tempo di smaltimento dell'ordine di 500 anni) o ad incenerimento sotto forma di combustibile da rifiuto (C.D.R.). Scopo del presente trovato è pertanto quello di ovviare a tali inconvenienti mediante un metodo che consenta di recuperare rapidamente, economicamente ed in modo semplice, l'integrale contenuto di materiali indifferenziati, costitutivi dei pannolini, provenienti sia da scarti di lavorazione di produzione industriale, sia da rifiuti civili conseguenti all'uso, metodo che consenta di fornire un materiale idoneo al riciclo in ambito industriale ad esempio per alimentare, un convenzionale processo di produzione di articoli stampati ad iniezione e/o mediante estrusione.

In accordo con l'invenzione, tale scopo viene raggiunto da un metodo di produzione e da un prodotto ottenuto con tale metodo aventi le caratteristiche tecniche esposte in una o più delle rivendicazioni annesse. Le caratteristiche tecniche del trovato, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sotto riportate, ed i vantaggi dello stesso risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue di una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa di detto trovato.

I pannolini assorbenti di produzione industriale corrente sono provvisti, come è noto, di una strutturazione fisica, composita, di vari materiali che comprende essenzialmente carta/cellulosa e amido/soluzione assorbente presenti in percentuale del peso totale del prodotto variabile da 0-20% circa del peso totale del prodotto e prevalente presenza di materiale plastico contenuto nella misura del 100-80% del peso totale del prodotto.

5 Gli scarti di produzione del processo di fabbricazione industriale di detti pannolini possono essere impiegati per produrre un materiale d'uso a base plastica, di recupero, impiegabile vantaggiosamente al pari di analoghi materiali vergini per la fabbricazione di manufatti destinati agli usi più disparati, in particolare di manufatti formati per stampaggio ad iniezione e/o 10 per estrusione.

In conformità con la presente invenzione tale materiale d'uso a base plastica, di recupero, viene ottenuto con un metodo che prevede essenzialmente le fasi di:

triturazione dei pannolini, nella loro integrale struttura multimateriale, 15 indifferenziata;

aggiunta a detto materiale triturato di un additivo minerale scelto nella famiglia dei silicati; ed una successiva

omogeneizzazione del materiale triturato e dell'additivo minerale aggiunto ad esso in modo da ottenere un'adeguata miscela di tali 20 componenti;

essiccazione della miscela; ed infine,

plastificazione della stessa in modo da ottenere: o un granulo a base plastica disponibile in sacco e riutilizzabile, ad esempio, al pari di un materiale vergine per la formatura di manufatti mediante termoiniezione e/o 25 estrusione, oppure direttamente un detto manufatto.

La fase di triturazione è eseguita in un mulino tradizionale e viene condotta in modo da ottenere preferibilmente particelle di materiale sminuzzato di superficie unitaria di circa 3-8 mm<2>.

L'additivo minerale che viene aggiunto al materiale triturato è preferibilmente 30 scelto nelle famiglie dei silicati di alluminio e magnesio e prevede preferibilmente la combinazione di un silicato d'alluminio amorfo con un metasilicato di magnesio sotto forma di talco naturale o sintetico.

Tali additivi minerali sono impiegati sotto forma di polvere secca con pezzatura non superiore a 100 micron. La loro combinazione è preferibilmente del 50% di silicato d'alluminio e di 50% di metasilicato di magnesio.

NeH'ambito della formazione della miscela, l'additivo minerale è dosato in modo da essere presente in una percentuale compresa tra 0,5 e 2%. La percentuale dell'1% del peso totale di materiale triturato è ritenuta preferenziale.

Tale additivo minerale è il risultato di una lunga ricerca e sperimentazione che ha consentito all'inventore di individuare l'additivo, e di raggiungere la formulazione ottimale di esso, che aggiunto al prodotto triturato nella sua struttura integrale ed indifferenziata di materiali componenti (ovvero senza alcuna preventiva selezione e/o separazione di detti materiali) consente sorprendentemente ai diversi materiali contenuti nella struttura del pannolino di amalgamarsi perfettamente tra loro durante il processo di plastificazione ad una temperatura di circa 170 - 230 °C.

Il materiale fuso e plastificato in tal modo può essere vantaggiosamente utilizzato per lo stampaggio ad iniezione e/o per l'estrusione di vari tipi di prodotti di plastica, prevalentemente a base polipropilene.

L'additivo minerale sopraddetto può essere aggiunto al materiale triturato, costitutivo, del pannolino anche nella forma di masterbatches (pellet, flakes, chip), in cui l'additivo in polvere è inglobato in una matrice di polimero termoplastico. In questo coso occorre una percentuale doppia di additivo, rispetto all'additivo in polvere.

L'additivo può essere omogeneizzato con il prodotto triturato mediante mescolatori/miscelatori manuali o automatici.

Durante tale processo di miscelazione e omogeneizzazione, va aggiunto preferibilmente un quantitativo di olio minerale trasparente (es. olio di vaselina). Tale olio viene aggiunto nella quantità di 20 mi. ogni 25 kg di prodotto triturato e miscelato accuratamente per alcuni minuti, per fare in modo che l’additivo minerale aderisca in modo omogeneo al prodotto

triturato.

Per migliorare le proprietà dei manufatti prodotti, ai fini del loro migliore

utilizzo, si possono aggiungere anche cariche elastomeriche e/o cariche di

5 fibre vetro e/o cariche minerali (quali carbonato di calcio o similari) e/o

cariche/additivi per aumentare il potere ignifugo e/o cariche similari alle

precedenti elencate.

La mescola di prodotto triturato e additivo subisce quindi un processo di

essiccazione ad una temperatura minima di circa 80 °C per un periodo

10 minimo di 2 ore; dopodiché può essere plasticizzato all'interno di una idonea

stazione di plasticizzazione ad una temperatura compresa tra 170 e 230 °C

che porta alla fusione omogenea dei componenti della miscela la quale

perviene in tal modo in uno stato di possibile riutilizzazione sia

nell'immediato, sia in una fase differita di un ulteriore processo di

15 trasformazione.

E' ovvio, infatti, che - a seconda dell'uso - la plasticizzazione può portare

all'ottenimento di un prodotto granulare solido con il quale alimentare in un f } secondo momento le presse ad iniezione per la fabbricazione di manufatti | formati con tale materiale di recupero, oppure la stazione di plastificazione

20 può identificarsi nello stesso cilindro di plastificazione di una pressa ad

iniezione o di un estrusore. In tal caso, il materiale triturato ed additivato

come sopra detto evolve in continuo eseguendo sia la fase di plastificazione

vera e propria che lo porta allo stato fuso e poi la successiva iniezione,

sempre allo stato fuso, nello stampo, senza solidificazione intermedia, per

25 l'ottenimento di un prodotto finale.

Il trovato raggiunge pienamente gli scopi precedentemente indicati

consentendo di ottenere un materiale derivato da pannolini assorbenti di

scarto senza la preventiva separazione della parte di carta/cellulosa ed I amido/soluzione assorbente e plastica e con vantaggi che oltre a riflettersi f 30 sull'economia generale in termini di riciclo ed utilizzo di ingenti risorse | I

economiche, forniscono anche benefici in termini di un più ridotto impatto f ambientale.

Riguardo a quest'ultimo aspetto si deve notare che benché quanto sopra

detto sia stato riferito al trattamento dei rifiuti prodotti da scarti di produzione

industriale, siffatto metodo è utilizzabile vantaggiosamente anche per

5 ottenere materiale utile dal recupero dei pannolini usati, riferibili a rifiuti civili,

conferiti sotto forma di rifiuti domestici. In tal caso il metodo è applicabile

senza problemi di sorta, essendo sufficiente procedere semplicemente in via

preliminare ad una fase di lavaggio, disinfezione, sterilizzazione ed

essiccazione dei pannolini di rifiuto civile prima di procedere alla loro

10 triturazione con la loro struttura materiale indifferenziata.

A questo proposito si rileva, in particolare, che il lavaggio del pannolino porta

alla formazione da parte del materiale superassorbente in esso contenuto di

una sostanza gelatinosa non utilizzabile tal quale. Detta sostanza viene

quindi inibita mediante aggiunta di un additivo minerale, preferibilmente

15 scelto tra il talco od il bicarbonato di sodio, indifferentemente presi in considerazione da soli o in combinazione tra loro. L'additivo, che viene

aggiunto in rapporto ponderale 1 :1 con la sostanza gelatinosa, consente la

solidificazione della sostanza gelatinosa medesima e, quindi, la possibilità di

una sua utilizzazione come carica solida per il prodotto plastico. L'acqua

20 residua rimanente da detta sostanza solidificata potrà essere eliminata con

un normale processo di essiccazione o distillazione.

Quanto ai prodotti ottenibili con il metodo secondo l'invenzione non esistono

limitazioni di sorta, poiché detti prodotti possono spaziare indifferentemente

dal granulo plastico in sacco destinato alla rifusione come materiale da

25 stampaggio fino ai più vari tipi di oggetti di plastica, quali contenitori,

bicchieri porta-ceneri ecc. stampati od estrusi per gli scopi più disparati.

Il trovato così concepito è suscettibile di evidente applicazione industriale;

può essere altresì oggetto di numerose modifiche e varianti tutte rientranti

neH'ambito del concetto inventivo; tutti i dettagli possono essere sostituiti,

30 inoltre, da elementi tecnicamente equivalenti I Tra dette possibili variazioni rientra certamente anche la densifìcazione - in

apposito densificatore - della miscela di prodotto triturato e di additivo minerale - eventualmente intervallata con triturazioni successive del prodotto e della miscela in modo da ottenere una miscela di peso specifico maggiore onde rendere la miscela stessa meglio manipolabile nel corso del processo.

5

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Metodo per produrre materiale riutilizzabile, a base plastica, a partire da scarti indifferenziati di produzione industriale, e/o da rifiuti civili conseguenti all'uso, di pannolini igienici, assorbenti, aventi struttura 5 materiale composita, metodo caratterizzato dal fatto di comprendere le fasi di: triturazione dei pannolini nella loro integrale struttura di materiali costitutivi indifferenziati; aggiunta a detto materiale triturato di almeno un additivo minerale scelto nella famiglia dei silicati e successiva omogeneizzazione del materiale triturato e di detto uno o ciascun additivo, in 0 modo da ottenere una corrispondente miscela; essiccazione di detta miscela; e successiva sua plastificazione.
2. Metodo, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato da fatto che detto additivo appartiene alla famiglia dei silicati di alluminio e/o di magnesio presi singolarmente o in combinazione tra loro. 5
3. Metodo, secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto additivo comprende silicato d'alluminio prevalentemente amorfo.
4. Metodo, secondo la rivendicazione 1 o 2 o 3, caratterizzato dal fatto di comprendere metasilicato di magnesio sotto forma di talco.
5. Metodo, secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato 0 dal fatto che detto uno o ciascun additivo minerale è nella forma di polvere secca con pezzatura non superiore a 100 micron.
6. Metodo, secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto additivo minerale partecipa alla formazione della miscela in una percentuale compresa tra 0,5 e 2% del peso 5 del materiale triturato.
7. Metodo, secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che detto additivo minerale partecipa alla formazione della miscela in una percentuale sostanzialmente prossima all'l % del peso di materiale triturato.
8. Metodo, secondo una qualunque delle precedenti rivendicazioni, 0 caratterizzato dal fatto di comprendere una ulteriore fase di additivazione in cui all'additivo minerale viene aggiunto un agente adesivizzante atto a favorire l'adesione omogenea dell'additivo al materiale triturato.
9. Metodo, secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto agente adesivissante è scelto nella famiglia degli oli comprendente olio 5 di vaselina.
10. Metodo, secondo la rivendicazione 8 o 9, caratterizzato dal fatto che detto agente adesivizzante è additivato in una quantità di circa 20 mi per ogni 25 kg di materiale triturato.
11. Metodo, secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, 10 caratterizzato dal fatto di comprendere una fase in cui detto materiale triturato è ulteriormente additivato con cariche di materiali scelte nelle famiglie degli elastomeri, e/o delle cariche minerali che includono carbonato di calcio, e/o delle cariche minerali atte ad aumentare il potere ignifugo.
12. Metodo, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che 15 detta triturazione dei pannolini è eseguita in modo atto a produrre pezzi aventi superficie media compresa tra 3 e 8 mm<2>.
13. Metodo, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta fase di essiccazione è eseguita ad una temperatura sostanzialmente prossima ad 80° per una durata di almeno 2 ore. 20
14. Metodo, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta fase di plastificazione è eseguita ad una temperatura idonea a produrre la fusione della miscela di materiale triturato e di almeno detto additivo minerale, all'interno di una stazione di plastificazione convenientemente strutturata. 25
15. Metodo, secondo la rivendicazione 14, caratterizzato dal fatto che detta plastificazione della miscela è ottenuta ad una temperatura compresa tra 170 e 230 °C.
16. Metodo, secondo la rivendicazione 14 o 15, caratterizzato dal fatto che detta stazione di plastificazione comprende un cilindro di plastificazione 30 all'interno del quale si produce la fusione di detta miscela essiccata di materiale triturato e di detto additivo minerale.
17. Metodo, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere una fase di lavaggio ed asciugatura di rifiuti di pannolini igienici preliminarmente a detta fase di frantumazione.
18. Metodo, secondo la rivendicazione 17, caratterizzato dal fatto di comprendere una fase di disinfezione/sterilizzazione di detti pannolini igienici.
19. Metodo, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere almeno una fase di densificazione della miscela di prodotto triturato e di detto uno o ciascun additivo aggiunto.
20. Metodo, secondo la rivendicazione 17, caratterizzato dal fatto che detto lavaggio determina la formazione di una sostanza gelatinosa da parte del materiale superassorbente contenuto nel pannolino, detto metodo comprendendo una fase di inibizione di detta sostanza gelatinosa mediante un inibitore scelto tra il talco e/o il bicarbonato di sodio.
21. Metodo, secondo la rivendicazione 20, caratterizzato dal fatto che detto inibitore è aggiunto alla sostanza gelatinosa secondo un rapporto ponderale sostanzialmente pari al rapporto 1/1.
22. Meteodo, secondo la rivendicazione 21 , caratterizzato dal fatto che l'acqua residua rimanente da detta sostanza solidificata potrà essere eliminata con un normale processo di essiccazione o distillazione.
23. Prodotto a base plastica ottenuto con il metodo secondo una qualunque delle rivendicazioni precedenti.