Retroscena
Riciclare la plastica: più circolarità, meno rifiuti
di Coya Vallejo Hägi
Saldare la carta invece di incollarla: la tecnica laser rivoluziona l'industria dell'imballaggio
9.3.2026
Traduzione: Alessandra Ruggieri De Micheli
Gli imballaggi in carta sono considerati riciclabili, ma il modo in cui sono chiusi può essere un problema. Colle e additivi vari rendono più difficile il riciclaggio. Una nuova procedura laser potrebbe essere una soluzione più ecologica.
Le scatole di cornflakes, i sacchetti di carta e i bicchieri di carta hanno un problema nascosto: vengono sigillati con strati di colla o leganti plastici. Sembra una cosa da poco, ma è una vera sfida in fase di riciclaggio. Questi additivi contaminano la carta, rendono più difficile il processo di riciclaggio e riducono la qualità del materiale riciclato. Di conseguenza, si ricicla meno, aumentano le emissioni di CO₂ e i costi di smaltimento salgono alle stelle.
Il problema nell'industria del packaging
In effetti, questo problema riguarda gran parte del mercato: carta e cartone sono oggi i materiali di imballaggio più importanti in Europa in termini di volume e costituiscono circa il 30-42 percento del peso a secco. Il restante 55-60% del mercato europeo degli imballaggi è costituito principalmente da plastica (35-40%), imballaggi metallici (8-10%), vetro (5-7%) e imballaggi in legno (3-5%).
Molti di questi prodotti, dai cartoni pieghevoli ai sacchetti per snack o farina, sono sigillati con colle o strati barriera in plastica. Sebbene queste sostanze estranee costituiscano spesso solo pochi punti percentuali della massa totale, causano difficoltà sproporzionate nel riciclaggio della carta. Riducono la qualità del materiale riciclato, poiché non possono essere completamente rimosse dalle fibre.
Il progetto di ricerca «Papure»
Quattro Istituti Fraunhofer puntano a risolvere questo problema. Nel progetto di ricerca «Papure», gli Istituti di ricerca applicata ai polimeri (IAP), di Tecnologia dei materiali e delle superfici (IWS), di Ingegneria dei processi e degli imballaggi (IVV) e di Macchine utensili e tecnologie di formatura (IWU) stanno lavorando insieme allo sviluppo di un processo che funziona completamente senza colle, plastiche o altri materiali estranei. L'elemento chiave: un laser a monossido di carbonio (CO).
Il laser che incolla
Il laser CO opera nello spettro dell'infrarosso medio, emettendo a una lunghezza d'onda particolarmente ben assorbita dalle fibre organiche della carta. Di conseguenza, riscalda la superficie in modo estremamente rapido e localizzato senza danneggiare il materiale.
Irradiando la carta con un laser a monossido di carbonio, si possono ottenere composti termofusibili che uniscono gli strati di carta, non solo per adesione ma anche per fusione del materiale. Il segreto sta nella fisica del materiale stesso: la carta è costituita principalmente da fibre vegetali come la cellulosa, l'emicellulosa e la lignina.
Fonte: Fraunhofer IVV
Quando il laser CO riscalda bruscamente la superficie della carta, questi componenti vengono scissi in composti a catena corta in modo controllato. I prodotti di scissione termofusibili rimangono in superficie e consentono una giunzione senza colla.
In pratica incolliamo mediante i prodotti di scissione.
I composti prodotti sono zuccherini e appiccicosi e possono essere riattivati durante la successiva saldatura a caldo. Il processo si svolge in due fasi: il laser produce prima i prodotti di scissione termofusibili, che vengono riscaldati durante il successivo processo di termosaldatura e incollano in modo permanente gli strati di carta.
In sintesi, il nuovo approccio consiste nell'irradiare la carta con il laser CO, producendo così prodotti di scissione termofusibili, simili allo zucchero, che vengono utilizzati per unire la carta al posto dei materiali sintetici o della colla altrimenti necessari. La carta è quindi già di per sé dotata di una sorta di colla naturale che si dissolve completamente durante il riciclo.
Quattro istituti, un processo
Il progetto si basa su un lavoro a più fasi: bisogna innanzitutto scegliere il materiale ed è possibile scegliere tra una trentina di tipi di carta. Particolare attenzione viene prestata all'identificazione del contenuto di emicellulosa, cellulosa e lignina della carta, che influenzano le proprietà adesive dei materiali, nonché la quantità e la composizione dei prodotti di scissione risultanti.
Una percentuale troppo elevata di composti inorganici come talco e carbonato di calcio ha un effetto negativo sulle proprietà collanti, sulle proprietà adesive e sulla tenuta dei giunti, come spiega il dottor Robert Protz del Fraunhofer IAP. Le carte più spesse, come quelle utilizzate per i bicchieri di carta monouso o per altri imballaggi alimentari, sono particolarmente adatte.
L'impianto a Dresda
All'IWU si sta costruendo un impianto modulare su scala di laboratorio per la produzione di imballaggi di carta.
Fonte: Fraunhofer IVV
Nel sistema sono integrati un modulo laser e uno strumento combinato di sigillatura e punzonatura. Il nastro di carta alimentato in continuo viene prima trattato con il laser CO, poi accostato a un secondo nastro, saldato con quattro cordoni di sigillatura tramite termosaldatura e infine punzonato per formare la geometria del sacchetto.
Fonte: Fraunhofer IVV
Fonte: Fraunhofer IVV
L'obiettivo è ambizioso, ma non impossibile: entro la fine del progetto, nel settembre 2026, il sistema di laboratorio dovrebbe produrre dieci confezioni al minuto. La resistenza desiderata del giunto di sigillatura va addirittura oltre la carta stessa: il giunto deve essere più resistente del materiale circostante.
Cosa c'è ancora da dimostrare
Attualmente non è chiaro quanto il processo funzioni bene con carte patinate o con carte ad alto contenuto minerale, entrambe ampiamente utilizzate nel mercato dell'imballaggio. La resistenza dei giunti di sigillatura all'umidità, al grasso o alle basse temperature deve essere dimostrata in condizioni reali.
Un altro fattore decisivo sarà la capacità del processo di raggiungere a lungo termine le elevate cadenze produttive delle linee di confezionamento industriali, alcune delle quali raggiungono attualmente diverse centinaia di unità al minuto.
Pronti per l'industria
Nonostante questi punti ancora aperti, il processo è stato progettato fin dall'inizio per l'applicazione industriale. Il sistema «Papure» può essere integrato come modulo aggiuntivo nelle linee di produzione esistenti.
Nella fase successiva, i partner del progetto intendono collaborare con aziende dell'industria alimentare e dell'imballaggio per esaminare come i risultati di laboratorio possano essere trasferiti a processi produttivi su larga scala. Per portare il processo verso la produzione in serie, verranno coinvolti anche i produttori di carta e i costruttori di macchinari.
Immagine di copertina: Fraunhofer IVV
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