L’utilizzo degli adesivi sta crescendo in molti settori industriali perché presentano molti vantaggi e permettono di incollare materiali diversi tra loro. Tuttavia, l’impossibilità di separare facilmente i componenti incollati può limitarne il loro utilizzo. La separazione dei componenti è importante per riciclare componenti, sostituirli in caso di danneggiamento, per riutilizzali e per evitare scarti. Le attuali tecnologie disponibili non consentono di separare facilmente i componenti senza danneggiarli. Questa tecnologia consente la separazione dei componenti incollati senza danneggiarli.
Gli adesivi reversibili per l’industria automobilistica rappresentano una tecnologia innovativa per risolvere il problema del riciclo e riutilizzo dei componenti a fine vita del veicolo secondo la direttiva Europea «End of Life Vehicle» e in ottica Circular Economy. Inoltre, tale tecnologia apre nuovi scenari per la separazione degli adesivi in ottica di riparazione dei componenti, per evitare scarti e per salvaguardare l’utilizzo di materie prime.
Stato del brevetto
CONCESSO
Numero di priorità
102018000006015
Data di priorità
04/06/2018
Licenza
INTERNAZIONALE
Mercato
Al momento il principale mercato di riferimento è nel settore automobilistico. La tecnologia è però utilizzabile con profitto in tutti quei settori in cui si utilizzano gli adesivi, o che potrebbero trarre vantaggio dall’uso degli adesivi per le giunzioni strutturali e che necessitano di semplificare la separazione dei componenti in ottica dell’economia circolare o a fine vita.
Inoltre i costi legati agli scarti di produzione di componenti incollati con adesivi sono molto elevati: la tecnologia che si propone consente di riutilizzare o riparare tali componenti.
Problema
Le giunzioni adesive sono largamente utilizzate in molti settori industriali. Sebbene tale tipo di giunzioni offra tanti vantaggi, l’impossibilità pratica di separare facilmente i componenti senza danneggiarli ne può limitare l’utilizzo. La separazione dei componenti è di fondamentale importanza per riciclare i componenti incollati separatamente (soprattutto se sono di materiali diversi), per recuperare o riutilizzare gli stessi, evitando così possibili scarti e per separarli per effettuare possibili riparazioni. Sfortunatamente, le tecniche disponibili per la separazione sono molto complesse e non consentono di ottenere componenti subito riutilizzabili se non con lavorazioni preliminari. In molti casi, tali tecniche introducono danneggiamenti nei componenti che non ne consentono il loro riutilizzo. Tutto ciò si traduce in una enorme perdita di materie prime e nell’impossibilità di riciclare adeguatamente i materiali utilizzati o di riutilizzarli. La tecnologia proposta accoppiando adesivi che sono modificati con nano particelle sensibili ai campi elettromagnetici con un induttore in grado di generare campi elettromagnetici, consente una facile separazione delle parti giuntate, senza danneggiamenti dei componenti, evitando così scarti di lavorazione, e introducendo la possibilità di riutilizzarli e riciclarli adeguatamente.
Limiti attuali tecnologie / Soluzioni
Attualmente, la separazione di componenti incollati con adesivi termoplastici non può avvenire senza produrre dei danni ai componenti incollati. Le possibilità di separazione sono di fatto limitate alle tre seguenti tecniche:
– la separazione dei componenti incollati mediante taglio meccanico dello strato di adesivo. In molti casi tale tecnica ha come conseguenza anche il taglio di almeno uno dei componenti con relativa formazione di scarti perché non sempre la giunzione con adesivi è completamente a vista e spesso si presenta con geometrie non piane. Tale operazione è molto laboriosa e di fatto inapplicabile per la maggior parte dei componenti a causa dei tempi e dei costi che comporterebbe;
– la separazione dei componenti mediante riscaldamento degli stessi fino alla temperatura di fusione dell’adesivo. In molti componenti plastici, questa tecnica può introdurre delle deformazioni permanenti degli stessi e/o un degrado delle caratteristiche del materiale, visto che le temperature di separazione (vale a dire, di fusione dell’adesivo) possono essere anche più elevate della temperatura di rammollimento/di deformazione dei componenti da separare. Questo comporta, in molti casi, dei danni irreversibili ai componenti che non possono più essere riutilizzati
– la separazione con l’utilizzo di agenti chimici che, tuttavia, possono anche rivelarsi corrosivi o dannosi nei confronti dei componenti incollati ed è molto costosa (gestione agenti chimici, smaltimento degli stessi).
Killer Application
Le principali applicazioni di questa tecnologia sono:
Tecnologia e nostra soluzione
Il sistema automatizzato consente l’incollaggio e la separazione di componenti che presentano anche linee di incollaggio particolari e interne agli assemblati. L’adesivo nanomodificato può essere anche pre-posizionato allo stato solido lungo la linea di incollaggio e quando i componenti sono accoppiati, un induttore con un generatore di campi elettromagnetici (coil) può passare lungo la linea di incollaggio e attivare le nanoparticella all’interno dell’adesivo che simultaneamente aumentano la temperatura dell’adesivo fino a raggiungere quella di fusione che consente l’incollaggio. La tecnologia potenzialmente funziona per tutti gli adesivi termoplastici e per tutti i materiali, anche plastici e compositi, che di fatto sono trasparenti ai campi elettromagnetici. Nel caso di componenti metallici che sono sensibili ai campi elettromagnetici, e che quindi si riscaldano a loro volta sotto l’azione degli stessi, tale conducibilità può essere usata per contribuire al riscaldamento degli adesivi per l’incollaggio. Ovviamente, la tecnologia lavora reversibilmente e quindi può essere utilizzata anche per la separazione.
Vantaggi
Questa tecnologia consente l’incollaggio e la separazione degli adesivi termoplastici in modo semplificato. Le tecniche di disassemblaggio adottate fino ad ora sono troppo costose e non vengono utilizzate. Inoltre non consentono di ottenere una superficie completamente pulita e riutilizzabile per un nuovo incollaggio senza un ulteriore processo di rimozione. Invece la tecnologia che viene proposta, fondendo l’adesivo localmente, ne consente facilmente la rimozione. Infine, essa apre nuovi scenari anche per l’incollaggio che potrebbe essere realizzato direttamente sulla linea di produzione e con meno scarti.
Roadmap
Attualmente, la tecnologia sta per essere validata su componenti utilizzati in ambito automobilistico. In particolare, l’interesse è rivolto alla possibilità di separare i componenti a fine vita dei veicoli (Direttiva 200/53/EC) e al loro incollaggio. La tecnologia ha ricevuto un finanziamento «Proof of Concept» (POC) e si sta progettando un braccio meccanico per dimostrare che la tecnologia funziona anche su componenti reali, per definire i tempi di separazione/incollaggio e valutare qualitativamente il processo.
TRL
Il team
