Valorizzare la carta siliconata: un progetto di Henkel con Innovhub

A inizio anno ha preso il via un innovativo progetto per la valorizzazione della carta siliconata, che da scarto di lavorazione di due stabilimenti italiani di Henkel è diventato sottoprodotto utilizzabile per la produzione di cartoncino riciclato. Nell’ottica dello sviluppo di modelli di economia circolare, questo progetto ha permesso la riduzione della quantità complessiva di rifiuti prodotti nei due stabilimenti Henkel e il riutilizzo dello scarto come materia prima in cartiera, con un importante vantaggio in termini di sostenibilità ambientale.

Il progetto è stato realizzato grazie alla collaborazione di aziende operanti in settori manifatturieri completamente diversi, che hanno lavorato in comune accordo per individuare una soluzione tecnica per poter riciclare i supporti in carta siliconata derivanti dalla fase di etichettatura dei flaconi di detersivo liquido.

La carta siliconata come sottoprodotto

L’idea di poter riutilizzare gli scarti di confezionamento dei detersivi liquidi in carta siliconata è nata da Henkel Italia circa due anni fa, con la volontà di realizzare un modello di crescita sostenibile che permetta di azzerare i rifiuti generati in questa fase specifica del processo produttivo e ridurre di conseguenza il volume complessivo dei rifiuti generati nei due stabilimenti italiani di produzione di detersivi, all’interno della Strategia aziendale di Sostenibilità 20301.

Il progetto è partito nel maggio 2014 e ha richiesto quasi due anni di studi e sperimentazioni per risolvere diverse complessità sotto il profilo tecnico, normativo, economico e organizzativo. In stretta collaborazione con Innovhub-SSI, Area business Carta, sono state condotte una serie di analisi per determinare la caratterizzazione e il comportamento di riciclabilità della carta siliconata. Dalle analisi di laboratorio è emersa la presenza di cellulosa di ottima qualità quale costituente base della carta, un basso contenuto di ceneri e un buon livello di riciclabilità del materiale con recupero di fibra fino all’85%. Successivamente, visto l’interesse di una importante cartiera che produce cartoncino riciclato multistrato, sono state eseguite delle prove industriali utilizzando la carta siliconata in miscela ad altre tipologie di carta da riciclo, riscontrando esito positivo se utilizzata entro una certa percentuale di carico del pulper.

Il materiale in oggetto, inoltre, risulta conforme alla norma tecnica UNI EN 643, che definisce la qualità di carte e cartone da riciclare utilizzati come materia prima per il riciclaggio nella manifattura di prodotti di carta e cartoni nell’industria cartaria. Il suo riciclo in impianto idoneo a trattare tipologie simili di carta e cartone, non dà luogo a emissioni e a impatti ambientali diversi da quelli autorizzati per l’impianto stesso.

È stata quindi prodotta la dichiarazione di rispondenza ai requisiti normativi per la classificazione del materiale come sottoprodotto², corredata dallo studio di fattibilità tecnica-organizzativa e di vantaggio economico-ambientale della soluzione di riciclo rispetto allo smaltimento del materiale come rifiuto.

Il recupero della carta siliconata oggi avviene presso gli stabilimenti di Lomazzo (Como) e Ferentino (Frosinone), dove si producono tra gli altri i detersivi a marchio Dixan, Perlana e Nelsen. Il recupero selettivo e rigoroso della carta siliconata ha permesso di abbattere il volume complessivo dei rifiuti generati nei due stabilimenti di quasi il 20% e 10% rispettivamente. La carta siliconata viene raccolta in appositi cassonetti per mantenerla asciutta, pulita e priva di materiali estranei, poi trasportata presso la cartiera dove viene riciclata e utilizzata per realizzare il cartoncino destinato a confezioni di vario genere.

La caratterizzazione della carta siliconata

La carta siliconata utilizzata come supporto per le etichette autoadesive in rotoli è costituita da carta super calandrata con spalmatura superficiale a base di silicone, presente in due tipologie tra loro simili di colore bianco e colore miele.

Inizialmente è stata analizzata la riciclabilità della carta bianca in condizioni di laboratorio, nelle seguenti condizioni³:

• Spappolamento in acqua. Consistenza 4%, Temperatura 40°C, Tempo 10 minuti.
• Misura dello scarto grossolano. Epuratore con griglia a fori di diametro 5 mm.
• Misura dei fiocchi di materiale con spappolato. Epurazione con strumento Haindl, piastra con fori di diametro 0,7 mm e piastra a fessure di larghezza 0,15 mm.
• Produzione di fogli riciclati con le fibre ottenute dall’accettato dell’epuratore.
• Misura delle particelle adesive, Macrostickie.

La carta siliconata ha mostrato una relativamente buona spappolabilità in pulper a bassa densità in condizioni standard senza alcuna aggiunta di reattivi chimici, anche se rimane una quota di materiale non separato in fibre elementari, ma aggregato in fiocchi. Non si osserva scarto grossolano separabile nell’epuratore a fori da 5 mm, mentre i fiocchi di materiale non spappolato vengono completamente rimossi nell’epuratore fine con fori da 0,7 mm. Nell’epuratore fine con fessure di larghezza 0,15 mm, più comuni negli impianti di riciclo, viene misurato un valore di fiocchi di poco inferiore, verosimilmente alcuni passano attraverso le fessure. Tuttavia, i fogli prodotti con la fibra ottenuta dall’accettato dell’epuratore sono di buona qualità e privi di difetti e disomogeneità.

Il valore di particelle adesive Macrostickie misurato è molto basso e del tutto ininfluente per il processo di riciclo, anche se non si esclude che piccole particelle del rivestimento in silicone possano passare in sospensione nelle acque di processo (eventualmente trattabili nell’impianto chimico-fisico).

Tabella 1. Composizione della carta siliconata

Tabella 2. Parametri di riciclabilità della carta siliconata

Visto che il parametro più critico è risultato essere la quantità di fiocchi di materiale non spappolato, sono state fatte altre prove in condizioni simili, utilizzando la tipologia di carta miele, per valutare l’effetto del tempo di spappolamento sulla quantità di fiocchi residua. Si nota che aumentando il tempo di spappolamento fino a 20 minuti si ottiene un’ulteriore riduzione dei fiocchi, fino a un valore inferiore al 15% della carta siliconata di partenza.

Come illustrato in figura 3 i fiocchi di fibre non spappolate diminuiscono piuttosto rapidamente innalzando il tempo di pulper da 5 a 10 minuti, mentre prolungando ulteriormente il tempo la velocità di riduzione è minore. Considerando il basso contenuto in ceneri del prodotto la resa in fibra del prodotto può essere considerata accettabile e probabilmente migliorabile se la carta fosse trattata in un impianto specializzato in condizioni più spinte.

La fibra per la produzione della carta riciclata, recuperata dell’epuratore fine, è stata inoltre analizzata mediante analizzatore ottico automatico delle fibre, risultando essere di buona qualità, sia paragonata a tipologie di carte da riciclo comunemente utilizzate per la produzione del cartoncino, sia paragonata a materie prime quali cellulosa chimica di eucalipto, di latifoglia, Ctmp.

Le prove tecniche di riciclabilità, condotte in laboratorio nelle condizioni impiegate da impianti di riciclo standard, hanno dimostrato livello relativamente buono di riciclabilità e una buona formazione del foglio. La quantità di scarto fine, compreso tra il 14% e il 28% in funzione del tempo di residenza nel pulper, è costituito esclusivamente da fiocchi di fibre cellulosiche e la loro percentuale è in linea con quella di altre carte trattate con agenti per la resistenza a umido previste dalla norma UNI EN 643. La quantità di ceneri nel materiale iniziale è compresa tra il 2,6% e il 3,1%, dato significativamente inferiore a quanto riscontrabile nella maggior parte delle carte da riciclare.

I vantaggi nell’utilizzo di questo materiale da parte della cartiera, verificati anche sull’impianto industriale, sono ascrivibili principalmente

• alla presenza di fibra vergine a basso costo che produce dei vantaggi di resistenza meccanica quando inserita all’interno di una produzione basata quasi interamente su fibre da riciclo,
• al basso contenuto di ceneri del materiale che costituisce un ulteriore elemento d’interesse in quanto molto inferiore alla media del contenuto di ceneri presente nella carta da riciclo normalmente impiegata.

Tabella 3. Analisi dimensionale delle fibre ottenute dal riciclo dalla carta siliconata

Figura 1. Macchina per etichettatura dei flaconi di detersivo liquido.

Figura 2. Carta siliconata recuperata in cassone dopo l’utilizzo.

Figura 3. Carta miele, misura dei fiocchi in funzione del tempo di spappolamento.

Bibliografia

¹Henkel, Strategia di Sostenibilità 2030 http://www.henkel.it/sostenibilita

Henkel opera a livello mondiale sia nel settore industriale sia nel largo consumo con i marchi, le innovazioni e le tecnologie delle tre divisioni: Adhesive Technologies, Laundry & Home Care e Beauty Care. Fondata nel 1876, Henkel nel 2015 ha conseguito un fatturato pari a 18,1 miliardi di euro (20,1 miliardi di dollari) e impiega circa 50.000 collaboratori in tutto il mondo. Nel nostro Paese Henkel Italia è una realtà produttiva e commerciale con 6 stabilimenti e circa 1.100 dipendenti.

²Decreto legislativo 3 dicembre 2010, n. 205 Disposizioni di attuazione della direttiva 2008/98/CE relativa ai rifiuti, Articolo 184 bis.

³Procedimento basato sul Metodo EcoPaperLoop 1:2014 – Recyclability Test for Packaging Products. http://www.ecopaperloop.eu/packaging/index.html