Storia dei materiali in legno plastico (WPC)

I compositi in legno polimerico (WPC) sono prodotti che sono stati sviluppati relativamente di recente. Il mercato del legno plastico o dei compositi in legno plastico in Nord America ha raggiunto quasi un fatturato di 1 miliardo di dollari. L'attuale mercato di questi prodotti è di circa 320.000 tonnellate all'anno (in Europa, nel 2020), sviluppatosi in circa 30 anni di intensa attività. In effetti, questo prodotto può risalire alle sue origini molto prima di queste date. L'azienda che ha inventato e brevettato il processo di produzione del WPC è stata la Covema di Milano nel 1960. Pochi anni dopo l'invenzione del legno plastico, l'azienda Icma San Giorgio ha brevettato il primo processo di aggiunta di fibre di legno/farina di legno ai termoplastici (WPC). Il gruppo Ovattifici Riunitti ha prodotto nel 1972 il prodotto 'Woodstock' per le automobili Fiat e l'azienda Sonneson AB ha prodotto nel 1973 piastrelle per pavimenti in fibra di legno in Svezia.

Processo di produzione dei materiali in legno plastico (WPC)

Miscelazione

Il concetto di questo processo è semplice. La polvere fine di legno o biomassa legnosa da residui agricoli viene mescolata con termoplastici come polietilene o polipropilene in un grande miscelatore. I termoplastici possono essere sia di tipo vergine che riciclato. I legni plastici a base di polietilene sono di gran lunga il tipo più comune. Additivi come coloranti, agenti leganti, stabilizzatori UV, agenti schiumogeni, materiali espandenti e lubrificanti aiutano a regolare il prodotto finale per l'applicazione prevista.

Pressatura

La maggior parte dei legni plastici viene prodotta tramite il processo di pressatura, che utilizza vari tipi di macchine per la pressatura, tra cui viti singole o doppie per dare forma finale al materiale. Le forme 2, 3 e 4 mostrano rispettivamente campioni di prodotti WPC e un diagramma di flusso del processo di produzione tipico. Sono stati fatti ulteriori sforzi per ridurre la densità, tra cui la schiumatura del nucleo dei profili estrusi o la progettazione di sezioni cave per applicazioni specifiche. In alcune fabbriche, i componenti vengono combinati e lavorati in una macchina per la pressatura a pellet, che produce pellet di nuovo materiale. I pellet vengono quindi fusi e modellati nella forma finale. Altri produttori eseguono questa fase finale in un'unica operazione di miscelazione e pressatura. I WPC pressati assumono forme di profili pieni e cavi.

Controllo della temperatura

A causa dell'aggiunta di materiale organico, i legni plastici vengono generalmente lavorati a temperature molto più basse rispetto ai plastici tradizionali durante la pressatura. I compositi in legno plastico tendono generalmente ad avere una temperatura di fusione inferiore e bisogna fare attenzione a non superare temperature troppo elevate. Di norma, la maggior parte degli additivi legnosi inizia a bruciare a temperature intorno ai 400 gradi Fahrenheit. In generale, maggiore è il rapporto legno/plastica, minore sarà la temperatura di fusione.

Vantaggi e svantaggi del legno plastico (WPC)

Il legno plastico, grazie alla combinazione delle caratteristiche del legno e della plastica, viene ampiamente utilizzato in vari settori. Questi materiali, per i vari vantaggi che offrono, sono diventati un'opzione popolare nella costruzione e nel design ambientale. Tuttavia, come ogni materiale, presentano anche degli svantaggi che devono essere considerati nella scelta e nell'uso nei progetti.

Vantaggi

Sostituto reale del legno

Sostenibilità ambientale

Resistenza alla decomposizione

Alta lavorabilità

Non necessita di verniciatura

Eccellente resistenza alle condizioni atmosferiche

Bassa manutenzione

Svantaggi

Vulnerabilità alla degradazione UV

Peso elevato

Caratteristiche del legno plastico

1. Alta resistenza alle condizioni atmosferiche e all'umidità

Il legno plastico, in base alle condizioni che attraversa nelle fasi di produzione, è molto resistente all'umidità, alla pioggia, ai cambiamenti di temperatura, ecc. E per questo motivo è la migliore opzione per l'uso in spazi aperti e in aree con clima umido.

2. Maggiore durata e resistenza

Poiché nel legno plastico viene utilizzata anche plastica, è più resistente rispetto al legno naturale; ed è più resistente alla decomposizione, all'usura e ai danni causati da insetti.

3. Bellezza e aspetto naturale

Grazie all'uso della combinazione di legno e plastica, ha un aspetto simile al legno e può essere utilizzato per il design di interni ed esterni.

4. Facile manutenzione

Il legno plastico si pulisce facilmente e, a differenza del legno naturale che richiede maggiore cura, la sua manutenzione è più semplice.

5. Resistenza ai raggi UV

Un'altra caratteristica molto importante del legno plastico è la resistenza ai raggi UV, che protegge il colore e l'aspetto da cambiamenti ambientali.

Principali differenze tra legno plastico e legno naturale

Il legno plastico presenta differenze particolari rispetto al legno naturale, come una maggiore resistenza all'umidità, alla decomposizione e agli insetti, oltre a una maggiore durata rispetto al legno naturale, caratteristiche che lo rendono un'opzione ideale per l'uso in spazi aperti e in aree con condizioni climatiche avverse. Inoltre, si può notare che il legno plastico non richiede una manutenzione particolare, a differenza del legno naturale che, per prevenire la decomposizione e il cambiamento di colore, necessita di oliatura e verniciatura.

Applicazioni del legno plastico

Costruzione

Il legno plastico viene utilizzato per produrre recinzioni, pavimenti, ecc. all'aperto; inoltre, grazie all'alta resistenza di questo materiale, è un'ottima scelta per il paesaggismo in giardini, ville, ecc.

Design d'interni

Grazie alla bellezza e alla resistenza del legno plastico, può essere utilizzato per il design interno ed esterno, come pavimenti, rivestimenti murali, mobili moderni, pannelli, ecc.

Mobili urbani

Questo materiale è utilizzato anche nella costruzione di mobili urbani come panchine, cestini per rifiuti, recinzioni e attrezzature per parchi.

Questo materiale può essere utilizzato per mobili urbani come panchine, attrezzature per parchi, cestini per rifiuti, ecc.

Industria automobilistica e imballaggio

Grazie alle caratteristiche particolari del legno plastico, viene utilizzato in alcune industrie come quella automobilistica e dell'imballaggio.

Durata del legno plastico

Secondo le linee guida per l'ispezione della ristrutturazione residenziale del Dipartimento della Casa e dello Sviluppo Urbano degli Stati Uniti (HUD) nel 2000, la durata delle coperture esterne è la seguente:

Alluminio: 20-50 anni

Legno plastico: 10-100 anni (molto dipendente dalle condizioni climatiche e dalla manutenzione)

Vinile: 50 anni

Un'elevata umidità nel clima della Florida aumenta la velocità di degrado dei materiali da 2 a 4 volte. L'accelerazione del degrado, osservata vicino ai siti industriali, è dovuta all'emissione di inquinanti industriali.

Resistenza e durata del WPC

I materiali in legno plastico sono pubblicizzati come prodotti a bassa manutenzione e alta durata. Tuttavia, dopo un decennio di utilizzo esterno nell'industria delle costruzioni, sono emerse domande sulla loro durata. Queste domande si basano su prove documentate di deterioramento dei prodotti WPC a causa di fattori come la degradazione del polimero, la decomposizione del legno e la sensibilità ai funghi, che hanno un impatto negativo sulla qualità estetica del prodotto.

Risposta dell'industria ai problemi del WPC

L'industria ha migliorato le formulazioni del WPC per affrontare i problemi dei prodotti di prima generazione. I produttori hanno anche fatto notevoli progressi nel fornire affermazioni più ragionevoli e nell'educare i consumatori sulla cura e la manutenzione adeguata dei prodotti WPC per preservare la qualità estetica della superficie del prodotto. Gruppi di ricerca in tutto il mondo stanno lavorando per comprendere le basi della durata del WPC per contribuire a migliorare o identificare nuove strategie per la protezione dei WPC. La durata del WPC rimane un argomento importante per l'uso di questi prodotti nell'edilizia e in altre applicazioni correlate in questo settore.

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