Finissaggi Tessili - Water Free


RIFINIZIONE SANTO STEFANO S.p.A. partecipa, in qualità di capofila di una Associazione Temporanea di Imprese, al Bando Unico R&S Anno 2012 - POR CReO 2007-2013 - Linea di intervento 1.5 e 1.6 Linea A, con il progetto FINISSAGGI TESSILI WATER-FREE.

L'azienda partecipa al Bando in raggruppamento con:
  • Massimo Guarducci s.r.l.: PMI che si dedica alla realizzazione di prodotti chimici industriali da oltre 30 anni

  • In.te.c s.r.l.: società di ingegneria nata nel 1984 ed è Laboratorio di Ricerca accreditato al MIUR (art. 4 Legge 46/82)




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Il Progetto

Ricerca e sviluppo di finissaggi tessili innovativi eseguiti con veicoli chimici riciclabili senza uso di acqua

Acronimo: Finissaggi Tessili Water-free

L’ambito applicativo del progetto ricade nei PIS individuati dal PRS 2011-2015 nei “Sistemi e Distretti Produttivi tipici” con riferimento al Distretto Tecnologico nel Sistema Moda.

Costo del progetto: 951.992,09 €
  • Ricerca 60,77%
  • Sviluppo 39,22%

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Sintesi del Progetto

Nel settore tessile, moltissimi processi necessitano del mezzo acquoso per l’applicazione di prodotti (coloranti ed ausiliari chimici) ai tessuti.
Questo perché tali lavorazioni sono basate sul concetto di solubilità in acqua del colorante o ausiliario e sulla sua sostantività al tessuto.
Scopo del progetto è utilizzare solventi alternativi, allo scopo di ottenere sui prodotti finali vantaggi di qualità (nuove performance) e di processo, andando a risparmiare sull’uso di acqua ed in parte anche di energia (si pensi alla tintura che richiede temperature da 98ºC a 130ºC).
Si articola in 2 linee progettuali parallele, che hanno in comune l’impiego di liquidi alternativi all’acqua durante le operazioni di tintura e/o di finissaggio.
  • Ammoniaca - OR1

  • Liquidi Ionici - OR2

Linea progettuale relativa all’ammoniaca (OR1)

L’ammoniaca, in fase liquida, è un prodotto molto simile all’acqua con la differenza che ha un momento dipolare all’incirca pari all’80% di quello dell’acqua, il che suggerisce che l’ammoniaca liquida possa comportarsi quasi come l’acqua nei confronti dei composti ionici e allo stesso tempo possa presentare migliori caratteristiche come solvente di composti organici meno polari. Inoltre, l’ammoniaca è una base più forte dell’acqua e questo rappresenta un vantaggio per la solubilizzazione di sostanze a carattere acido. Grazie al know-how che la Rifinizione Santo Stefano ha già sviluppato negli ultimi anni relativo all’impiego di ammoniaca liquida sui tessuti al fine di migliorarne determinate caratteristiche, combinato con uno studio della letteratura scientifica e brevettuale che ha messo in evidenza i tentativi di applicazione dei coloranti al tessuto usando questo solvente, è emersa l’idea alla base del progetto: esplorare un campo completamente nuovo, relativo all’impiego di ammoniaca liquida come veicolo chimico delle sostanze coloranti in fase di tintura.


Linea progettuale relativa ai liquidi ionici (OR2)

I liquidi ionici sono una classe di composti molto ampia costituita da composti chimici esclusivamente costituiti di ioni e loro combinazioni, ma a differenza dei sali sono liquidi a temperatura ambiente anche in assenza di un solvente. Presentano elevata conducibilità elettrica, pressione di vapore pressoché nulla e ridotti rischi operativi (rischi per le persone, ridotta igroscopia, totale riutilizzo). In ambito tessile, è nota l’applicazione di liquidi ionici per la dissoluzione della cellulosa e la separazione delle componenti emicellulosa, cellulosa e lignina. Essendo liquidi polari, possono comportarsi come l’acqua nella solubilizzazione delle sostanze coloranti impiegate normalmente. In questa linea progettuale non solo verrà esplorato un campo completamente nuovo, andando ad analizzare le interazioni tra liquidi ionici e tessuti e il loro impiego per la tintura, ma sarà studiata anche una via sintetica a livello industriale di questi prodotti.


Innovatività
  • Darà un contributo rilevantissimo all’avanzamento delle conoscenze, in quanto non si ha evidenza di realizzazione su scala industriale dell’impiego di veicoli chimici alternativi all’acqua nei processi di tintura.

  • Aprirà nuovi orizzonti per l’eventuale parziale riconversione delle aziende tessili, grazie alle nuove conoscenze relative ad ammoniaca liquida e liquidi ionici, che saranno acquisite nel progetto (si pensi al loro possibile impiego per reazioni chimiche o nel trattamento di altri materiali, dalla carta, alla plastica, al cuoio, ai metalli, ecc.)

  • Apporterà un notevole risparmio in termini di consumo idrico, energetico (sotto forma di metano e vapore sia in fase di tintura sia nella successiva fase di asciugatura), economico e ambientale (minori emissioni di CO2). In fasi delicate come quella che stiamo vivendo, lo sviluppo di nuove tecnologie capaci di portare a risparmi come quelli sopra descritti assumono un ruolo chiave e meritano una particolare attenzione da parte degli operatori del settore.


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Idee alla base del Progetto

Principali fattori
  • L’attuale contesto generale del settore tessile prevede ancora un lungo periodo di crisi dal quale si uscirà solo se le aziende si sapranno proporre all’avanguardia sia sul piano dello stile che della tecnologia, nonché del rispetto ambientale e dell’uso sostenibile delle risorse energetiche e naturali.

  • L’obiettivo di puntare nella direzione dell’utilizzo di mezzi alternativi all’acqua che siano totalmente riciclabili è a parere della ATI la direzione ideale.

  • I risparmi che si potranno avere consentiranno di ridurre i costi di produzione.

  • L’utilizzo di questi nuovi veicoli chimici impartirà nuove caratteristiche e proprietà innovative e particolari ai tessili, aumentandone notevolmente il valore aggiunto.

  • La conoscenza sviluppata tramite questo progetto consentirà di aumentare notevolmente il know-how di ciascun partner e allo stesso tempo potrebbe consentire anche una parziale riconversione al di fuori del settore tessile.

E’ quindi scaturita la volontà di incrementare il livello tecnologico produttivo che si traduce:
  • nell’esaminare approfonditamente le tipologie di tessuti, di coloranti ed ausiliari maggiormente idonei ad un loro utilizzo in ammoniaca liquida e nei liquidi ionici.

  • nello sviluppare una via sintetica dei liquidi ionici utili a tale scopo

  • nel ricercare e mettere a punto procedimenti per effettuare tali finissaggi innovativi da un punto di vista operativo. Per l’ammoniaca liquida verranno effettuate prove prima su scala di laboratorio e successivamente anche su scala semi-industriale; per i liquidi ionici solo su scala di laboratorio.

  • nello studiare le modifiche chimiche, chimico-fisiche, meccaniche e morfologico-strutturali dei tessuti trattati.

  • nel confrontare i tessuti trattati con i nuovi processi con tessuti analoghi trattati con le lavorazioni classiche.

Punti cardine
  • Analisi primaria della composizione e della tipologia dei tessuti più idonei ad un loro trattamento in ammoniaca liquida, da cui deriveranno le prime prove su scala di laboratorio di solubilità dei coloranti e degli ausiliari normalmente impiegati e le prime prove di applicazione ai tessuti utilizzando un piccolo reattore, appositamente costruito.

  • Scale-up del processo da scala di laboratorio a scala semi-industriale, utilizzando un prototipo realizzato appositamente per tale scopo e successiva caratterizzazione delle performance dei tessuti ottenuti, da cui si ricaveranno importanti feedback per l’affinamento del processo e per un possibile confronto con le lavorazioni classiche.

  • Classificazione, selezione e caratterizzazione di alcuni liquidi ionici potenzialmente utilizzabili come veicolanti chimici.

  • Realizzazione di un prototipo di laboratorio per la sintesi dei liquidi ionici

  • Applicazione ai tessuti e loro utilizzo come veicoli chimici per coloranti e ausiliari, con successiva caratterizzazione dei tessili ottenuti in base alle loro performance e alle loro caratteristiche meccaniche, chimiche,chimico-fisiche e morfologico-strutturali.

Laboratorio Controllo Qualità e Ricerca & Sviluppo

La Rifinizione Santo Stefano possiede un laboratorio chimico completamente dedicato alla Ricerca, compreso di tutte le tecniche chimiche per l’analisi dei tessuti che verrà ampiamente utilizzato nell’ambito del progetto. Tra le tecniche presenti abbiamo la Spettrofotometria Infrarossa,


la Microscopia elettronica a scansione con microanalisi EDAX


Calorimetria differenziale a scansione modulata


e Cromatografia liquida ad alte prestazioni con spettrometro di massa


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Validità economica

Ricadute economiche di maggior fatturato
  • La sostituzione dell’acqua con veicoli chimici riciclabili nei processi di tintura e finissaggio metterà l’azienda in grado di porre sul mercato lavorazioni su tessuti altamente innovative e non realizzabili con i classici processi produttivi oggi esistenti. Questo permetterà alla società di godere di un vantaggio competitivo enorme sia a livello locale che nazionale.

  • Ulteriori potenziali benefici economici riguardano la possibilità da parte della società di proporsi anche come sviluppatore di processi innovativi per applicazioni non tessili

Risparmi economici nel ciclo produttivo
  • La sostituzione dell’acqua dal processo produttivo aziendale con veicoli chimici riciclabili nei processi di tintura e finissaggio permetterà alla società di ottenere anche un risparmio economico, nonché un maggiore uso sostenibile delle risorse naturali.