Piano di Attività, Progetto di Ricerca e Piano di Formazione
Titolo: preparazione e sviluppo di innovative finte pelli ad alte prestazioni
Title: preparation and development of innovative, high-performance,synthetic
leathers
Contesto della tematica scientifica e visibilità della ricerca
Il presente programma di ricerca industriale nasce per creare la possibilità di offrire al mercato
automobilistico nuove “finte pelli” per l’interno auto in materiale polimerico e con caratteristiche
tecniche ed estetiche notevolmente migliori di quelle attualmente presenti sul mercato.
Il settore automotive, infatti, chiede oggi di sostituire completamente l’utilizzo della pelle per
utilizzare sempre più mono-materiali che ne favoriscono lo smaltimento finale ed al tempo stesso
diminuiscano le emissioni in atmosfera legate al ciclo completo della pelle. Legato all’andamento
del mercato attuale, inoltre, tra le richieste legate ai nuovi materiali non va esclusa l’importanza di
avere un costo unitario sempre più contenuto. Attualmente lo stato dell’arte è definito dalle correnti
specifiche dei maggiori produttori auto mondiali.
L’obiettivo principale del programma di ricerca industriale e sviluppo sperimentale è quello di
studiare e sviluppare nuove formulazioni di PVC o TPO o altri prodotti polimerici per il settore
degli interni auto, ecosostenibili e con caratteristiche tecniche sensibilmente migliori rispetto allo
stato attuale del mercato come indicato brevemente in precedenza. Tutto ciò utilizzando, come
principali tecnologie di trasformazione, la spalmatura su carta e la calandratura.
L’automobile rappresenta oggi il mezzo di locomozione più comune per il trasporto. Questo implica
che la scelta dei materiali debba garantire maggiori condizioni di sicurezza. In particolare, per
quanto riguarda i materiali di rivestimentooccorre:
- minimizzare le emissioni nocive legate all’utilizzo di plastificanti o solventi, riducendo la
componente VOC (volatile organic compounds);
- sviluppare un materiale autoestinguente eliminando la presenza di triossido di antimonio come
additivo antifiamma e la presenza di solventi residui;
- garantire una superficie flessibile, resistente alla macchiatura e facilmente pulibile;
- migliorare la sensazione tattile degli interni per simulare l’effetto della pelle;
- ridurre la rumorosità legata alla frizione fra i componenti plastici, nell’ottica di un mercato
sempre più diretto verso la produzione di autoveicoli con alimentazione elettrica o ibrida;
- garantire il rispetto dei capitolati automobilistici mondiali per quanto riguarda le caratteristiche
tecniche.
ATTIVITÀ DI RICERCA
Ideazione e sviluppo di nuove “finte pelli” per l’interno auto in materiale polimerico, con
caratteristiche tecniche ed estetiche notevolmente migliori di quelle attualmente presenti sul
mercato, con l’obiettivo aggiuntivo di diminuire al contempo gli impatti ambientali legati alla loro
produzione, vita d’uso e smaltimento finale.
Le caratteristiche principali che saranno ricercate sono le seguenti:
1. incremento dell’utilizzo di materie prime provenienti da fonti rinnovabili e riciclate;
2. ottimizzazione dei processi produttivi per la riduzione delle emissioni e degli scarti di
lavorazione;
3. sviluppo di un manufatto finale completamente riciclabile;
4. esenzione da allergeni e sostanze pericolose oltre le minime richieste normative;
5. sensibile riduzione delle emissioni e degli odori all’interno dell’auto per renderne più piacevole e
sicura la permanenza al loro interno;
6. incremento della resistenza alla macchiatura con la garanzia di una maggiore pulibilità;
7. ottimizzazione delle superfici del manufatto finale con l’obiettivo di renderle più piacevoli al
tatto e molto simili alla pelle;
8. eliminazione delle fonti di rumore dovute alle frizioni dei vari componenti;
9. formulazione del materiale tale da garantire maggiore sicurezza sotto l’aspetto della resistenza
alla fiamma e/o allo sviluppo di gas tossici in caso di incendio.
Durante il progettodi ricerca si procederà innanzitutto alla caratterizzazione delle materie prime. In
questo modo verranno acquisite le conoscenze scientifiche riguardanti in particolare le materie
prime da fonti rinnovabili e riciclate, da utilizzare attraverso le varie tecnologie esistenti per
facilitare il raggiungimento dei successivi obiettivi realizzativi. Inoltre verrà creata una scheda
tecnica specifica per ciascuna materia prima, da mettere successivamente in relazione con i risultati
ottenuti negli studi delle mescole preparate in laboratorio. Le mescole così preparatesaranno
utilizzate per realizzare foglie di materiale plastico supportato e non da tessuto, verificandone
lavorabilità, stabilità termica dinamica ed emissioni durante la lavorazione. Verrà effettuata una
caratterizzazione completa delle foglie prototipali ottenute in laboratorio con particolare riferimento
a: sporcabilità e pulizia, emissioni e odore, resistenza alla combustione ed analisi dei gas emessi,
rumore dovuto alla frizione dei componenti (stick&slip), tatto. Infine verranno effettuate delle
ricerche ed analisi con fornitori selezionati mirate all’ottimizzazione delle materie prime (in
funzione della caratterizzazione di cui sopra).
Tale attività di ricerca sarà svolta sia presso il Dipartimento di Chimica Industriale “Toso
Montanari” dell’Università di Bologna che presso i laboratori e gli impianti di Vulcaflex S.p.A. a
Cotignola (RA).
Il profilo del candidato prevede conoscenza di base dei materiali polimerici in genere ed in
particolare delle proprietà del PVC. È richiesta inoltre un’ottima conoscenza del processo di
compounding, delle proprietà dei vari additivi (plastificanti, stabilizzanti, soppressori di viscosità,
ritardanti di fiamma, ecc) e di come il loro dosaggio influenza le proprietà dei semilavorati e dei
manufatti finiti. E’ richiesta un’ottima conoscenza delle tecniche di misura delle proprietà chimicofisiche, termiche e meccaniche dei materiali: spettrofotometria FT-IR, tecniche di estrazione,
metodiche per analisi VOC e FOG, normative standard utilizzate nel settore auto. Il candidato deve
inoltre avere le competenze necessarie per interpretare correttamente i risultati delle analisi e
correlarle con eventuali problematiche riscontrate sui prodotti.
PIANO DI FORMAZIONE
Il piano formativo prevede lo studio della formulazione, dei processi di formatura, della
caratterizzazione di materiali a base polimerica e l’approfondimento delle metodologie di
preparazione e caratterizzazione delle materie plastiche.
In particolare, verranno preparati nuove formulazioni polimeriche che saranno poi caratterizzate
strutturalmente, termicamente, meccanicamente, etc..
Il piano formativo prevede anche lo studio delle materie prime, con particolare enfasi in merito a
quelle di origine rinnovabile, da materiale riciclato o facilmente riciclabile a fine vita.
I materiali più promettenti saranno oggetto di studi più approfonditi grazie alla realizzazione in
laboratorio di foglie di PVC, mono e multistrato, supportate e non da tessuto.
Le formulazioni che mostreranno le migliori proprietà saranno ulteriormente sviluppate fino alla
messa a punto di formulazioni prototipali che saranno avviate alla produzione e successivamente
testate in laboratorio.
Saranno effettuate correlazioni per definire le relazioni struttura-proprietà delle materie plastiche e
dei manufatti finali.
Saranno effettuate visite e approfondimenti in aziende del settore.
Questi studi potranno essere applicabili a diverse altre tipologie di manufatti utilizzabili in altri
diversi ambiti tecnologici.
