PolyPaper: La plastica di carta

 

I materiali polimerici, ed in particolare quelli utilizzati i per il packaging, hanno problemi di sostenibilità ambientale non risolti

Questo in particolare perché in moltissimi casi il packaging è realizzato con più di un materiale (cartone ondulato, polistirene espanso, polietilene, ecc.) spesso smaltiti in modo indistinto o dispersi nell’ambiente (microplastiche nel mare)

Il packaging del futuro dovrà necessariamente essere monomateriale ed avere un unico canale di riciclo, da sempre il più semplice ed efficace, quello della carta/cartone

PolyPaper è una possibile soluzione a questi problemi, basato sui dettami dell’economia circolare, a base di carta riciclata, di basso costo, ambientalmente sostenibile e riciclabile nella filiera carta/cartone

PolyPaper è stato brevettato in cotitolarità con il Politecnico di Milano, ma oggi la proprietà è al 100% di NextMaterials srl

 

 

Brevetti

 

ITALIA – Domanda di brevetto nazionale No. 102015000028276 – Depositato il 26.06.2015 – Concesso il 30.11.2017

“Materiale composito ad alta sostenibilità ambientale”

PCT – Domanda di Brevetto Internazionale No. PCT/IB2016/053777 – Depositato il 24.06.2016

Concesso USA No. 11,059,957  il 13/7/2021

Pubblicato UE No. EP 16745832.2 il 04.04.2018

“Highly environmentally sustainable composite material”

 

Rivendicazione 1 (approvata)

 

Composizione termoplastica, idonea a essere sottoposta ai comuni metodi di formatura a caldo, o termoformatura, di materiali termoplastici, contenente una miscela sostanzialmente anidra che comprende:

  • particelle di cellulosa, in combinazione con
  • particelle di un materiale termoplastico comprendente un polimero poliidrossilato idrolizzabile o idrosolubile scelto fra un materiale termoplastico comprendente un polimero a base di polivinilalcol o un polimero a base di polivinilalcol,
  • in cui la cellulosa è presente in una quantità del 30% e/o dal 40 al 60% in peso, detta percentuale essendo computata su 100 parti in peso della combinazione della cellulosa con il materiale termoplastico comprendente un polimero poliidrossilato idrolizzabile o idrosolubile.

Etichettatura ambientale

Granulazione innovativa

 

Partendo da componenti commerciali il materiale è prodotto in granuli con una tecnologia economica molto innovativa che consente di preservare l’integrità della cellulosa utilizzata

I granuli possono esser utilizzati per:

  • stampaggio ad iniezione di oggetti
  • estrusione di lastre per termoformatura
  • estrusione di filamenti per stampa 3D

Stampaggio a iniezione di oggetti

Estrusione di lastre per termoformatura

Estrusione filamenti per stampa 3D

Proprietà meccaniche

 

Le proprietà meccaniche (rigidezza, resistenza, tenacità) di PolyPaper possono essere modulate variando le percentuali dei componenti

L’utilizzo di percentuali crescenti di fibre di cellulosa consente di aumentare di più 5 volte la resistenza e di circa 100 volte la rigidità del materiale

Shape Memory Forming

 

Manufatti realizzati in PolyPaper possono essere messi in forma e stabilizzati mediante trattamento termico. Anche provini piani ottenuti per stampa 3D possano assumere varie configurazioni

Self Healing

 

Mediante semplice bagnamento con acqua della superficie di PolyPaper è possibile saldarlo fortemente a:

  • sé stesso
  • legno
  • cartone ondulato

Prove eseguire secondo la Norma ISO 4587 “Adhesives — Determination of tensile lap-shear strength of rigid-to-rigid bonded assemblies” hanno mostrano che il semplice bagnamento con acqua di un’area di 625 mm2 è sufficiente per sostenere una forza di circa 800 N (80 kg)

Hand Smoothing

 

Uno dei principali limiti della stampa 3D con tecnologia FDM è la qualità superficiale

Oggetti stampati in 3D con PolyPaper possono essere levigati mediante semplice strofinamento con un panno bagnato con acqua o miscela acqua/alcool

ShockFoam:

schiume ad alto assorbimento di energia

 

La capacità di PolyPaper di diventare autoadesivo se bagnato con acqua consente di ottenere delle schiume, chiamate ShockFoam, con una tecnologia assolutamente innovativa, oggetto di un recente brevetto, basata sul bagnamento di pellets o filamenti con acqua e messa in forma a temperatura ambiente

ITALIA – Domanda di brevetto nazionale No. 102019000004885 – Depositato il 01.04.2019 – Concesso il 17.02.2021

“Aggregato a bassa densità apparente in materiale composito termoformato”

PCT – Domanda di Brevetto Internazionale No. PCT/IB2020/052698 – Depositato il 23.03.2020

“Low-bulk density aggregate in thermoformed composite material”

La tecnologia può essere utilizzata con granuli, ottenendo strutture compatte ad alto assorbimento di energia, o con filamenti, ottenendo schiume molto più elastiche e deformabili, da utilizzare quando è necessario assorbire e dissipare più bassi livelli di energia

La densità delle schiume è facilmente modulabile e può variare tra 0,70 e 0,05 kg/dm3

Le schiume hanno un comportamento meccanico sorprendentemente.

Le schiume realizzate con granuli hanno altissima capacità di assorbire energia, le schiume fatte con filamenti sono in grado di deformarsi elasticamente fino al 95%, riacquistando nel tempo la forma dopo aver assorbito e dissipato energia

Ciò rende l’abbinamento materiale/tecnologia molto interessante per la sostituzione del polistirene espanso nel packaging, anche grazie alla riciclabilità del materiale nella filiera carta/cartone

Pubblicazioni

 

Obiettivi

 

PolyPaper e ShockFoam richiedono investimenti per essere sviluppati e valorizzati; NextMaterials è alla ricerca di partner o investitori, anche in quota, interessati a scommettere insieme a noi

Contatti

Per ogni informazione: alberto.cigada@nextmaterials.it – (+39)3468506457