In collaborazione con un’azienda leader nel settore cartario è stata valutata la possibilità di modificare la formulazione standard dei loro prodotti, inserendo fibre alternative di origine naturale all’ interno di matrici cellulosiche. Lo scopo di tali ricerche è stato migliorare l’ecosostenibilità del processo, individuando soluzioni innovative green che fossero nel contempo economicamente vantaggiose.  

Situazione di partenza

Tutti i prodotti cartari vengono generalmente realizzati secondo una formulazione standard, che prevede l’utilizzo di cellulosa proveniente da due tipologie di piante, le conifere e le latifoglie. Considerata la transizione da plastica a carta, negli ultimi anni, le aziende cartarie, hanno sentito la necessità di creare soluzioni innovative, in grado di riprodurre le stesse performance finora garantite solo dalla plastica. 

L’uso di additivi e/o processi di coatings, rappresentano delle soluzioni possibili, ma non sempre rispettano a pieno i must di sostenibilità ambientale ed economicità che le aziende si impongono. Per tale motivo quindi, si è ritenuto indispensabile analizzare nuovi scenari e selezionare vie alternative. 

Il nostro gruppo di ricerca ha quindi accompagnato l’azienda nella selezione di materie prime alternative di origine naturale aventi ottime potenzialità nel sostituire interamente o in parte la comune cellulosa vergine, e in grado di fornire speciali caratteristiche fisiche, chimiche, ottiche e meccaniche alla carta. 

Strategie adottate

Una panoplia di fibre alternative è stata passata in rassegna. Tali materie prime sono state catalogate per composizione chimica, volumi disponibili e prezzo sul mercato. 

La loro caratterizzazione chimica ha infatti permesso identificare eventuali pretrattamenti chimici necessari per garantire l’adeguatezza della fibra alla linea di produzione; diversamente, la quantificazione dei volumi e dei prezzi sul mercato ha fornito un’idea sulle disponibilità e dunque sull’applicabilità in scala industriale. 

È stata quindi effettuata una cernita dei materiali, focalizzando l’attenzione su quelli che si sono rilevati più in linea con le esigenze dell’azienda. Le fibre selezionate sono state successivamente oggetto di prove di fattibilità del processo, seguite da una caratterizzazione finale dei prodotti ottenuti. 

Durante il periodo di collaborazione, l’azienda partner è stata tenuta costantemente e periodicamente aggiornata sui dati raccolti nel corso della sperimentazione, per rimarcare la linearità, la limpidezza e la professionalità del lavoro svolto. 

Risultati ottenuti

 I risultati ottenuti sono stati schematizzati, suddividendoli per: 

• Proprietà delle materie prime, in termini di lunghezze e spessori di fibre, flessibilità ed elasticità dei materiali; 

• Pretrattamenti necessari, chimici o meccanici, caratterizzati da un diverso grado di eco-sostenibilità; 

• Proprietà degli impasti, ottenuti mediante l’aggiunta dei suddetti materiali; 

• Proprietà fisiche, ottiche, e resistenze meccaniche dei prodotti finiti.  

Tali risultati sono stati dunque paragonati a valori di riferimenti standard, così da fornire un quadro chiaro all’ impresa delle conseguenze e dell’impatto dei nuovi materiali sui prodotti. 

Sono state inoltre evidenziate eventuali ulteriori proprietà acquisite dai prodotti finali a seguito dell’ utilizzo dei materiali alternativi. 

Conclusioni

L’azienda negli ultimi anni ha avuto  la necessità di sperimentare e valutare soluzioni innovative per migliorare in modo smart le linee produttive e la sostenibilità dei processi di produzione. Attraverso la nostra consulenza, l’azienda ha verificato la fattibilità di tali progetti così da avere un’idea completa delle conseguenze tecnologiche e strutturali, prima di mettere in atto interventi migliorativi.