ITMI20071823A1 - Metodo per la produzione di polimeri caricati e di schiume polimeriche mediante l'impiego di sottoprodotti e/o di scarti dell'industria conciaria. - Google Patents

Description

"METODO PER LA PRODUZIONE DI POLIMERI CARICATI E DI SCHIUME POLIMERICHE MEDIANTE L'IMPIEGO DI SOTTO-PRODOTTI E/O DI SCARTI DELL'INDUSTRIA CONCIARIA"

DESCRIZIONE

Il presente trovato ha come oggetto un metodo per la produzione di polimeri caricati e di schiume polimeriche mediante l'impiego di sottoprodotti e/o di scarti dell'industria conciaria.

La maggiore sensibilità al problema dell’inquinamento ambientale raggiunta negli ultimi anni, nonché l’attuale normativa legislativa sempre più restrittiva, hanno comportato un incremento di interesse e di impegno dell’industria conciaria a trovare nuove soluzioni per riciclare i propri scarti di lavorazione, che spesso costituiscono rifiuti speciali di non facile smaltimento.

Nei cicli di lavorazione dell’industria conciaria la maggior parte degli scarti è costituita da liquami e da fanghi, ma esiste anche una elevata quantità di scarti provenienti dalle operazioni di rasatura e di preparazione delle pelli alle fasi di lavorazione; tali scarti sono costituiti sia da materiale organico sia dai composti chimici impiegati nella concia.

La presenza di questi ultimi, e soprattutto del cromo, nel caso della concia minerale, ne complica il riciclaggio o anche il semplice smaltimento negli inceneritori.

Compito del presente trovato è quello di realizzare un metodo per produrre nuovi materiali con caratteristiche particolari, utilizzando tali prodotti di scarto.

Nell’ambito di questo compito, uno scopo del trovato è quello di realizzare un nuovo metodo per riciclare tali prodotti, evitandone un costoso smaltimento.

Un ulteriore scopo è quello di realizzare un metodo che permetta di produrre nuovi materiali particolarmente adatti alla realizzazione di pannelli sandwich e di altri componenti, per isolamento termico, isolamento acustico, assorbimento di energia dovuta a carichi dinamici (impatto), ed in generale di componenti a basso peso specifico (bassa densità).

Questo ed altri scopi, che meglio appariranno evidenziati in seguito, sono raggiunti da un metodo per la produzione di polimeri caricati e di schiume polimeriche mediante l'impiego di sottoprodotti e/o scarti dell'industria conciaria, caratterizzato dal fatto di com prendere l'inglobamento di rasatura di pelli e di altri prodotti conciari in matrici polimeriche, sia termoplastiche sia termoindurenti, le quali, inglobando le particelle, ne stabilizzano la struttura chimica, impedendo il rilascio dei prodotti chimici in generale e dei metalli pesanti in particolare, compreso il cromo.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'oggetto del presente trovato risulteranno maggiormente evidenziati attraverso un esame della descrizione di una forma di realizzazione preferita, ma non esclusiva, del trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo nei disegni allegati, in cui:

la figura 1 illustra campioni di resina poliuretanica realizzati con diverse percentuali di rasatura in cui A è una resina poliuretanica caricata con il 15% di rasatura proveniente da concia vegetale, e B è una resina poliuretanica caricata con il 10% di rasatura proveniente da concia al cromo;

la figura 2 illustra le caratteristiche meccaniche al variare della percentuale di carica impiegata nella resina epossidica, per quanto riguarda il Modulo di Young misurato in trazione, il carico unitario ultimo misurato a trazione, ed il carico unitario ultimo misurato a flessione;

la figura 3 illustra i risultati delle prove di impatto con dardo ed in particolare l'energia assorbita e la forza massima al variare della percentuale di carica impiegata nella resina epossidica;

la figura 4 è un diagramma che illustra il coefficiente di assorbimento ά (%) al variare della frequenza, con una resina epossidica caricata con il 20% in peso di Wet blu;

la figura 5 illustra dei campioni di resina poliuretanica realizzati utilizzando la stessa quantità di resina, con e senza l’impiego della rasatura, in cui A è un campione realizzato senza carica, B è un campione realizzato con carica al 20 % in peso di rasatura, e C è un campione realizzato con carica al 40 % in peso di rasatura;

la figura 6 illustra il raffronto tra le porosità ottenute con e senza l’impiego della carica, in cui A è un poliuretano non caricato e B è un poliuretano caricato con il 10% di polvere di rasatura proveniente da pelli conciate al vegetale.

Il metodo secondo la presente invenzione si basa sul processo di inglobamento di sottoprodotti conciari, quali la rasatura delle pelli e tutti i materiali ad essa assimilabili, in opportune matrici polimeriche, sia termoplastiche che termoindurenti, le quali, inglobando le particelle, ne stabilizzano la struttura chimica impedendo il rilascio dei prodotti chimici in generale e dei metalli pesanti in particolare, compreso il cromo.

L'inglobamento di questi composti all’interno della matrice polimerica consente di ottenere un cambiamento in termini di proprietà meccaniche e fisiche del polimero, tali da dare luogo a materiali che possono essere classificati innovativi.

Tra le loro caratteristiche particolari c’è la possibilità di creare una schiuma polimerica dovuta alla reazione chimica che avviene tra alcuni polimeri e questi sottoprodotti dell’industria conciaria.

Questo processo consente sia di aumentare la percentuale di vuoti presenti nelle schiume polimeriche sia di crearne facilmente di nuove, impiegando polimeri che abitualmente sono di difficile schiumatura.

Un’altra caratteristica del processo è data dalla possibilità di ottenere una porosità controllata in termini di dimensioni delle bolle e della loro diffusione all’interno del polimero mediante il controllo della quantità di materiale da riciclare utilizzato, del tipo e delle dimensioni delle particelle impiegate, come esemplificato in figura 1.

Nella figura 1 si illustrano campioni di resina poliuretanica realizzati con diverse percentuali di rasatura in cui si può notare la differente dimensione delle porosità: il campione A è una resina poliuretanica caricata con il 15% di rasatura proveniente da concia vegetale; il campione B è una resina poliuretanica caricata con il 10% di rasatura proveniente da concia al cromo.

Nel caso delle schiume, gli studi finora condotti hanno evidenziato la possibilità di ottenerne a basso peso specifico, con buone proprietà meccaniche, bassa conducibilità termica e buon coefficiente di assorbimento acustico.

Queste proprietà le rendono nuovi materiali particolarmente adatti alla realizzazione di pannelli sandwich innovativi e/o di componenti in genere per le seguenti applicazioni:

- isolamento termico

- isolamento acustico

- assorbimento di energia dovuta a carichi dinamici (impatto) - componenti a basso peso specifico (bassa densità).

A titolo di esempio si può fare riferimento ad una nuova schiuma prodotta impiegando rasatura di pelle, ottenuta con concia al cromo, mescolata in varie percentuali (tra il 5 % ed il 20 % in peso) con resina epossidica, quest’ultimo materiale è di difficile schiumat ura.

Le prove condotte in laboratorio su questo materiale hanno dimostrato la possibilità di ottenere: una schiuma polimerica caratterizzata da una densità pari al 50% di quella del materiale non schiumato e da caratteristiche meccaniche solo lievemente inferiori, come illustrato nella seguente Tabella I e nella figura 2.

TABELLA I

Confronto delle caratteristiche meccaniche di resina epossidica caricata con Wet blu a differenti valori percentuali (5 e 10 % in peso)

La seguente Tabella II e la figura 3 evidenziano invece un aumento dell’energia assorbita durante prove di impatto (energia assorbita in prove di impatto con dardo), e bassi valori di conducibi lità termica (0,35 W/mK), paragonabili al cartone, ed un assorbimento acustico che raggiunge il 70% nella banda di frequenza compresa tra i 1000 ed i 3000 Hz, come illustrato nel grafico di figura 4.

TABELLA II

Risultati delle prove di impatto con dardo di resina epossidica caricata con Wet blu a differenti valori percentuali (5, 10 e 20 % in peso)

Analoghi effetti di incremento della porosità sono stati osservati in polimeri già impiegati nella realizzazione di schiume quali il poliuretano.

In questo ultimo caso, le esperienze condotte hanno dimostrato che è possibile riciclare una maggiore quantità di rasatura, oltre il 40% rispetto al caso precedente, ed ottenere densità quattro volte minori rispetto al materiale di partenza, come schematizzato in figura 5.

Esperienze condotte con rasatura di pelli ottenute con il processo di concia al vegetale, quindi prive di cromo, hanno dimostrato di poter produrre analoghi effetti di schiumatura anche se meno rapidi e quantitativamente più modesti, con la produzione di una porosità più diffusa e fine (figura 6).

Queste due ultime caratteristiche sono da imputare alla mancata azione catalizzatrice del cromo che induce una accelerazione della reazione tra polimero e materiale di scarto, essendo il cromo assente in questo tipo di materiale.

Nel caso delle resine termoplastiche, la rasatura oltre ad essere un riempitivo a basso costo presenta il vantaggio di essere meno dura delle normali cariche attualmente utilizzate, sia di origine vegetale sia minerale.

Tale caratteristica può comportare una benefica azione sia nella fase produttiva, consentendo un più facile utilizzo nel processo del materiale e nel suo impiego finale, ad esempio quale materiale a minore attrito.

Si è in pratica constatato che il trovato raggiunge il compito e gli scopi prefissati.

Naturalmente i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi, secondo le esigenze.

Claims (11)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Metodo per la produzione di polimeri caricati e di schiume polimeriche mediante l'impiego di sottoprodotti e/o di scarti dell'industria conciaria, caratterizzato dal fatto di comprendere l'inglobamento di rasatura di pelli e di altri prodotti conciari in matrici polimeriche, sia termoplastiche sia termoindurenti, le quali, inglobando le particelle, ne stabilizzano la struttura chimica impedendo il rilascio dei prodotti chimici in generale e dei metalli pesanti in particolare, compreso il cromo.
2. 2. Metodo, secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di regolare la porosità, in termini di dimensioni delle bolle e della loro diffusione all’interno del polimero, mediante il controllo dalla quantità di materiale da riciclare utilizzato, il tipo e le dimensioni delle particelle impiegate.
3. 3. Metodo, secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto di comprendere l’impiego di rasatura di pelle conciata mescolata in diverse percentuali in peso con resina epossidica, per ottenere una schiuma polimerica caratterizzata da una densità non superiore al 50% di quella del materiale non schiumato.
4. 4. Metodo, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere l'impiego di rasatura di pelle, ottenuta con concia al cromo, mescolata in percentuali fino ad oltre il 40% in peso, con poliuretano, per ottenere una schiuma polimerica caratterizzata da una densità quattro volte minore rispetto al materiale di partenza.
5. 5. Metodo, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere l'impiego di rasatura di pelli ottenute con il processo di concia al vegetale, prive di cromo, per ottenere una schiuma con una porosità più diffusa e fine.
6. 6. Metodo, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di essere utilizzato per la produzione di pannelli sandwich innovativi e di altri componenti in genere per le seguenti applicazioni: - isolamento termico - isolamento acustico - assorbimento di energia dovuta a carichi dinamici (impatto) - componenti a basso peso specifico (bassa densità).
7. 7. Metodo, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di essere utilizzato per la carica di resine termoplastiche, ai fini del miglioramento delle proprietà tecnologiche di lavorazione e/o delle proprietà fisico-meccaniche del nuovo materiale/prodotto.
8. 8. Metodo per riciclare la rasatura di pelli ed altri prodotti conciari in genere, caratterizzato dal fatto di comprendere il loro inglobamento in matrici polimeriche per la realizzazione di prodotti polimerici.
9. 9. Pannello isolante, termico e/o acustico, prodotto mediante il metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti.
10. 10. Pannello a bassa densità prodotto mediante il metodo secondo una o più delie rivendicazioni precedenti.
11. 11. Metodo, secondo una o più rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una o più caratteristiche descritte e/o illustrate.