PolyPaper: La plastica di carta che non inquina il mare

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, 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 50% di NextMaterials srl e al 50% Anceps SA 

Brevetti

ITALIA – Brevetto nazionale No. 102015000028276 – Depositato il 26.06.2015

Concesso Italia il 30.11.2017

“Materiale composito ad alta sostenibilità ambientale”

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

Concesso USA No. 11,059,957  il 13.07.2021

Concesso UE No. 3313926 il 29.01.2025

“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

PolyPaper può essere prodotto con una percentuale di cellulosa del 50%, ed in questo caso può essere riciclato nella filiera della carta, oppure  con una percentuale di cellulosa del 30% che lo rende più facilmente processabile

In questo secondo caso per essere riciclato nella filiera della carta PolyPaper deve essere abbinato a componenti in carta, cui può essere integrato per semplice inumidimento della carta

In ogni caso PolyPaper garantisce dall’inquinamento ambientale tipico di tutte le plastiche tradizionali; infatti si scioglie completamente in acqua anche di mare in poche ore senza rilasciare microplastiche

Stampaggio a iniezione

PolyPaper può essere prodotti in granuli sia con il 30% che con il 50% di cellulosa, che possono essere stampati ad iniezione nelle forme più varie con le tradizionali tecnologie delle materie plastiche

Risulta pertanto adatto in particolare per la produzione di componenti ad alto rischio di dispersione nell’ambiente, tipicamente prodotti utilizzando materie plastiche 

Termoformatura

PolyPaper può essere estruso in lastre di vario spessore da utilizzare in particolare per la produzione di componenti termoformati riciclabili nella filiera della carta, come vaschette e componenti di packaging in carta/cartone e cartone ondulato permettendo un unico canale di riciclo

Ove si volesse in particolare produrre contenitori e vaschette, anche food, riciclabili nella filiera della carta, film di PolyPaper di basso spessore (80-150 micron) possono essere colaminati con appositi fogli di carta (80-150 g/m²) precedentemente inumiditi per poi procedere a termoformatura 

Stampa 3D

PolyPaper può essere estruso in filamenti per stampa 3D che consentono la produzione di oggetti caratterizzati dalla possibilità di essere modellati in 4D per semplice stabilizzazione della forma voluta mediante un semplice trattamento termico e dalla possibilità di essere perfettamente levigato per semplice strofinamento con un panno bagnato

Ove fosse utile resistenza all’acqua gli oggetti prodotti possono essere trattati con una semplice vernice trasparente da esterno

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)

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”

Pubblicazioni

• Del Curto B, Barelli N, Profaizer M, Farè S, Tanzi MC, CigadaA, Ognibene G, Recca G, Cicala G. Poly-paper: a sustainable material for packaging, based on recycled paper and recyclable with paper. J Appl Biomater Funct Mater. 2016;14(4):e490-e495
• Santi R, CigadaA, Del Curto B, Farè S. Modulable properties of PVA/cellulose fiber composites. J Appl Biomater Funct Mater. 2019;17(1):2280800019831224

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