Inchiostri Green da oli vegetali sostenibili. Il mondo della stampa oggi chiede soluzioni sostenibili. ReNewInk è la risposta
La domanda mondiale degli inchiostri da stampa è circa 25 milioni di tonnellate all’anno; la maggior parte riguarda inchiostri formulati con solventi vegetali derivati da olio di palma, soia, cocco, etc. Questi inchiostri oggi vengono principalmente utilizzati per la stampa di imballaggi alimentari e sono a base di esteri di oli vegetali. Si tratta quindi di solventi che utilizzano oli derivanti da coltivazioni che aumentano la deforestazione, contribuiscono alla perdita di biodiversità e sottraggono suolo per la coltivazione di oli destinati all’industria alimentare interferendo quindi sulla filiera e sul costo dei prodotti per l’alimentazione. In definitiva si utilizzano oli dell’industria alimentare per scopi non alimentari.
“ReNewInk”, nasce dalla sinergia tra IPINKS, la Start Up ISusChem e il Dipartimento di Scienze Chimiche della Federico II di Napoli che, grazie ai gruppi di Chimica Metallorganica e NICL, da anni si occupa di conversione degli oli di scarto e oli non alimentari. L’obiettivo è ridurre l’impatto sull’ambiente degli inchiostri: dopo una serie di test di successo e pubblicazioni, sono stati brevettati una famiglia di solventi “green” derivati da biomasse residue di terza generazione (scarti alimentari o colture marginali) per la formulazione di inchiostri ecocompatibili in un’ottica di bio-economia circolare.
Gli studi
Osservando la similitudine tra le molecole usate all’interno degli inchiostri da stampa che IPINKS produce dal 2011 e i derivati degli oli di scarto realizzati in laboratorio dall’Università, l’azienda ha supportato test e studi a partire dal 2017 per capire se questi nuovi prodotti potessero essere inseriti nel sistema al posto di quelli in uso, decisamente meno ecocompatibili. Gli esiti sono stati sorprendenti, il potere solvente di questi nuovi bio-ingredienti green è risultato di gran lunga superiore ai prodotti disponibili sul mercato e nel 2019 è stata avviata la prima importante produzione test con effetti positivi sia nella stampa sul packaging alimentare che per prodotti commerciali ed editoriali.
Da qui è nata la startup IsusChem che grazie anche a importanti finanziamenti da parte della Comunità Europea, soggetti privati e pubblici (come l’acceleratore Terra Next e Invitalia) ha costruito un impianto per produrre (European Patent EP7049428) su scala semi industriale questa famiglia di solventi derivanti da oli di scarto e da colture marginali (European Patent EP3577173) come cardo e cartamo non impattanti sulla catena alimentare. Attualmente la ISusChem fornisce bio-ingredienti green regolarmente alla IPINKS per la produzione di inchiostri ReNewInk.
Innovazione continua
Una volta appresa la potenzialità di questa nuova famiglia di solventi, IPINKS ha investito e supportato dal punto di vista tecnologico ulteriori studi dell’Università e per la ISusChem in diversi ambiti applicativi.
Sono nati altri brevetti nel settore grafico e non solo, con innovazione di prodotto ma anche di processo: sono stati creati solventi di lavaggio per macchine da stampa/superfici ed è stato sviluppato e brevettato anche un catalizzatore riciclabile a bassissimo costo che fornisce esteri per realizzare inchiostri UV. I settori in cui gli studi sono in corso spaziano dalla cosmesi per esempio nelle formulazioni per creme solari o prodotti per il trattamento dei capelli alla produzione di rivestimenti per la ceramica.
Benefici
La sostenibilità è una sfida globale, cruciale per il futuro del pianeta. Risulta quindi di fondamentale importanza misurare il grado di compatibilità ambientale e socio-economica dei processi innovativi che si vogliono implementare. Con questo scopo la IPINKS ha commissionato a Cariplo Factory un importante studio LCA (Life Cycle Assessment) che ha previsto l’analisi approfondita del ciclo di vita degli inchiostri da stampa formulati con solventi tradizionali e con i solventi innovativi sviluppati da oli vegetali sostenibili. I risultati, sebbene attesi, sono stati sorprendenti: Le innovazioni della IPINKS rendono i prodotti da stampa il 40% più sostenibili dal punto di vista dell’utilizzo dei solventi e riduce le emissioni di CO2 di oltre il 50% per il processo di produzione degli inchiostri da stampa, raggiungendo fin da ora gli obiettivi dell’agenda 2030. Il 40-50% della formulazione di un inchiostro per la stampa, come già detto, pur proveniente da una materia prima a base vegetale, consuma suolo e compete con la coltivazione di prodotti alimentari. Per cui, pur essendo una materia prima vegetale, non è sostenibile eticamente e dal punto di vista ambientale. Utilizzare esteri che derivano da oli di scarto o da colture marginali riduce l’impatto ambientale, incrementa la sostenibilità degli inchiostri, del packaging finale, dà valore aggiunto all’olio di frittura usato che altrimenti andrebbe termo distrutto (producendo quindi CO2) e, nel caso delle colture marginali, conferisce nuova vita e nuovo valore a terreni ormai inadatti alle coltivazioni alimentari. In questo modo, inoltre, anche il packaging su cui l’inchiostro viene utilizzato risulta più sostenibile, fino al 30% in termini di emissioni complessive di CO2. Importanti studi sono in fase avanzata, il cui obiettivo è di ottenere una maggiore riciclabilità del packaging stampato, grazie a una migliore rimozione dei nostri inchiostri ReNewInk.
Un ulteriore vantaggio dell’utilizzo di questi esteri sta nel fatto che la produzione degli inchiostri da stampa risulta essere più veloce e meno energivora. Basti pensare che il processo di dissoluzione dei vari componenti impegnerebbe 4 ore a una temperatura di 120°, con i nuovi solventi invece viene ottenuto in 30 minuti e a una temperatura di 80°.
Grazie alle loro caratteristiche straordinarie, tali prodotti non vanno a sostituire solamente qualcosa di già esistente ma aprono nuovi mercati sia nel settore della stampa che in altri settori industriali.
I nuovi inchiostri “green” sono sicuri e non migrano negli alimenti, hanno un profilo eco-tossicologico tale che li rende adatti a essere usati nel packaging alimentare. Non sono infiammabili, né causano irritazioni. Non impongono particolari cautele per essere maneggiati, un ulteriore vantaggio per la sicurezza degli operatori che li utilizzano.
Applicazioni
Gli inchiostri che la IPINKS produce con bio-ingredienti green possono essere utilizzati su carta e cartone patinati e non patinati, ma anche su carta per etichette e substrati non assorbenti come ad esempio i cartoncini bipolitenati utilizzati nel settore dei paper cups. In questa ultima applicazione è dove si evidenzia il maggior valore aggiunto per i nostri inchiostri in quanto gli attuali inchiostri risultano molto alti di viscosità e di difficile macchinabilità. Gli inchiostri ReNewInk sono invece dotati di un profilo reologico decisamente migliore rispetto agli inchiostri offset convenzionali, semplificando così le fasi di stampa. Il miglioramento è dovuto all’eccezionale potere solvente dei bio-ingredienti utilizzati da IPINKS con l’ulteriore vantaggio per gli utilizzatori di poter operare efficacemente con minore impatto sull’ambiente.
I prodotti ReNewInk sono già disponibili e si prevede una crescita importante nel 2024 in quanto la produzione di questi solventi da oli vegetali sostenibili crescerà molto grazie al partner chiave ISusChem che insieme alla IPINKS detiene la proprietà intellettuale su prodotto e processo ed entrambe sono impegnate fortemente in uno sviluppo industriale sostenibile per l’ambiente e per le generazioni future.
Caratteristiche di stampa
Le caratteristiche di stampabilità di questi inchiostri provengono dall’eccezionale potere solvente dei bio-ingredienti utilizzati da IPINKS nella formulazione della serie ReNewInk. Questo maggiore potere solvente ci consente di utilizzare formulazioni molto flessibili e performanti alle alte velocità di stampa con caratteristiche di asciugatura molto rapide anche su substrati non assorbenti. Grazie al nostro partner di stampa G.A.M. spa siamo riusciti a dimostrare tutte le caratteristiche attese dalla nuova serie ReNewInk e siamo anche andati ben oltre le previsioni. L’eccezionale esperienza e la tecnologia all’avanguardia della GAM ci hanno permesso di definire i vantaggi per l’utilizzatore finale nel dettaglio: il gloss dello stampato finale aumenta del 35%, il dot gain diminuisce di oltre il 60%, il consumo di fount solution diminuisce del 30%, i fermi macchina per la pulizia dei rulli diminuiscono del 50%, gli inchiostri sono freschi in macchina e nonostante questo si può passare alle fasi post stampa in meno di 4 ore grazie alla eccezionale velocità di essiccazione ottenuta senza essiccanti aggiunti. È un dato di fatto: la serie ReNewInk garantisce un eccezionale profilo ESG in termini di sostenibilità socio-economica ambientale e allo stesso tempo è competitiva in termini di prezzo e fortemente innovativa sotto il profilo delle performance.
