ReFIBRE - LIFE

« Recycling of textile fibres from end-of-life tyres for

production of new asphalts and plastic compounds »

LIFE14ENV/IT/000160

www.refibre.eu

« Riciclo di fibra tessile proveniente dalla lavorazione

pneumatici fuori uso per produzione di asfalti rinforzati e

compounds plastici »

with the contribution of the LIFE Programme of the European Union

TECHNOLOGY WHITE PAPER

1. BACKGROUND OF THE PROJECT

When the tire lose the essential characteristics for a safe and efficient performance, it must be replaced, it becomes a waste called ELT's (End of Life Tire). In Italy, around 400,000 tons of tires are disposed of each year (2,600,000 tons / year in Europe); the ELTs can follow two different treatment paths with material or energy recovery. From the path of the recovery of the materials, after suitable processing, elastomeric rubber, harmonic steel and textile fiber are obtained.

1. BACKGROUND DEL PROGETTO

Lo pneumatico quando non ha più le caratteristiche indispensabili per una prestazione sicura ed efficiente deve essere sostituito, diventa un rifiuto definito PFU (Pneumatico a fine vita). In Italia ogni anno si dismettono circa 400.000 tonnellate di pneumatici (2.600.000 Ton/anno in Europa); i PFU possono seguire due diversi percorsi di trattamento con recupero di materiale o di energia. Dal percorso del recupero dei materiali si ottengono, dopo opportune lavorazioni, gomma elastomerica, acciaio armonico e fibra tessile.

RUBBER GOMMA

RUBBER GOMMA

STEEL WIRES ACCIAIO ARMONICO

STEEL WIRES

ACCIAIO

TEXTILEFIBRE FIBRA

TESSILE

1. BACKGROUND OF THE PROJECT

The elastomeric rubber granules are reused as a secondary raw material in many applications: sports surfaces, modified asphalts, building, urban furniture, reuse in the mix, etc. The harmonic steel is required for second casting and used for the realization of springs, elastic clips, strings for musical instruments, etc. The textile fiber makes up about 10% by weight of the materials recovered from ELT. It does not have any use to date; it must be disposed of in landfills or incenerators. It represents for all ELT treatment plants a significant economic cost and for the community an enormous environmental impact. Only in Italy the ELT fibres represents about 40,000 tons / year of landfill material. Valorize this product makes it possible to tackle important environmental challenges: saving of raw materials energy saving for the production of textile fibers reduction of greenhouse gas emissions

1. BACKGROUND DEL PROGETTO

I granuli di gomma elastomerica vengono reimpiegati come materia prima seconda in molteplici applicazioni: superfici sportive, materiali per l’edilizia, arredo urbano, riutilizzo in mescola, ecc.. L’acciaio armonico è richiesto per seconda fusione ed impiegato per la realizzazione di molle, clip elastiche, corde per strumenti musicali, ecc.. La fibra tessile, che costituisce circa il 10% in peso dei materiali recuperati da PFU, ad oggi non ha ancora alcun impiego; deve essere smaltita in discarica e rappresenta per tutti gli impianti di trattamento PFU, un costo economico significativo e per la collettività un enorme peso ambientale. Solo in Italia la tela da PFU rappresenta circa 40.000 Ton/anno di materiale da discarica. Valorizzare tale prodotto permette di affrontare importanti Sfide ambientali: risparmio di materie prime risparmio di energia per la produzione delle fibra

tessile riduzione di emissione di gas serra

Granule and Powder rubber Granulo e polverino di gomma Steel wires Acciaio armonico Textile fibre Fibra tessile

MATERIALS RECOVERED MATERIALI RECUPERATI

APPLICATIONS APPLICAZIONI

Sports surfaces, modified asphalts, building, urban furniture Superifci sportive, asfalti modificati, materiali per l'edilizia, arredo urbano Steel spring Molle

Landifill or energy recovery Discarica o recupero energetico

2. THE PROJECT

The REIBRE Life Project - "Recycling of textile fibres from end-of-life tires for production of new asphalts and plastic compounds" took care of the recycling of the textile fiber from treatment of ELTs. The project has been funded under the European LIFE program under the theme Environment and Waste. It identified by the abbreviation LIFE14 ENV / IT / 000160. The following group of companies collaborate in the project: STECA Spa – leader – ELT treatment company TECNOFILM Spa – Plastic compounds company TIRES Spa – company that designs and develops

waste recycling plants TOTO Costruzioni Spa – highway management

company

The project also saw the collaboration of the Polytechnic University of the Marche, the University of Perugia, the Studio Fabbioni and Partner and Astolfi Spa.

2. IL PROGETTO

Il Progetto REIBRE Life – “Riciclo di fibra tessile proveniente dal trattamento degli penumatici fuori uso per la produzione di nuovi asfalti e compound plastici” si è occupato del riciclo della fibra tessile, proveniente dal trattamento degli PFU. Il Progetto è stato finanziato nell’ambito del programma Europeo LIFE sotto il tema Ambiente e Rifiuti, ed è identificato con la sigla LIFE14 ENV/IT/000160. Il progetto vede la collaborazione tra un gruppo di gruppo di aziende: STECA Spa – capofila – azienda di trattamento

degli PFU TECNOFILM Spa – azienda che produce

compuonds plastici TIRES Spa – azienda che progetta e sviluppa

impianti per riciclaggio rifiuti TOTO Costruzioni Spa – azienda di gestione tratti

autostradali Inoltre il progetto ha visto la collaborazione dell’Università Politecnica delle Marche, dell’Università di Perugia, dello Studio Fabbioni e Partner e della Astolfi Spa.

TECHNICAL PARTNER

Leader - Capolifila

PROJECT’S IMPLEMENTORS

2. THE PROJECT

In previous research activities many paths were explored for a possible reuse of textile fiber (bituminous conglomerates, cement mixes, soundproofing panels, thermal insulation panels, compounds, etc.); very interesting data emerged on two fronts: Asphalt mixes with added textile fibre: The textile fibres properly dosed in street asphalt gives greater resistance to fatigue; that allows extending its average life; Compound mixes with added textile fibre: The textile fibre, added in appropriate proportions to other plastics, even recycled origin, and after appropriate treatment, can be extruded and can therefore be used for the production of compounds. The textile fibres, combined with other plastics (eg. Polypropylene and similar materials), increase the impact strength on the compound; this materials is suitable for the production of each type of crankcase, automotive components and similar products. The aim of the REIBRE project is to extend the research described and to bring to industrial application the recycling of textile fiber from ELT's.

2. IL PROGETTO

In precedenti attività di ricerca sono stati esplorati vari percorsi per un possibile riuso della fibra tessile (conglomerati bituminosi, conglomerati cementizi, pannelli fonoisolanti, pannelli termoisolanti, compound, ecc.); sono emersi dati molto interessanti su due fronti: Conglomerati bituminosi additivati con fibra tessile: La fibra tessile opportunamente dosata nel conglomerato bituminoso, gli conferisce maggiore resistenza a fatica; ciò permette di allungare notevolmente la vita media delle pavimentazioni stradali. Compound additivati con fibra tessile: La fibra tessile, aggiunta in proporzioni opportune ad altre materie plastiche, anche con provenienza da riciclo, e dopo opportuno trattamento, può essere estrusa e risulta pertanto utilizzabile per la produzione di compound. Il compound così ottenuto, estruso o termo stampato, si registra un incremento notevole della resistenza all'impatto; questa caratteristica lo rende adatto alla produzione di componenti in materiale plastico per le quali è importante tale caratteristica; es.: contenitori porta attrezzi, carter di vario impiego, tavole per realizzazione pallet, imballaggi di ogni tipo, ecc.. Lo scopo del progetto REIBRE è quello estendere la ricerca descritta e di portare ad applicazione industriale il riciclaggio della fibra tessile da PFU.

Details of textile fibre – Dettagli di fibra tessile

Magnification under the microscope – Ingrandita al microscopio

X 5 X 10

Textile Fibre - Fibra tessile

3. PROJECT PHASES

The project consists of three macro phases:

1. Development and realization of an industrial plant (prototype) for the processing of textile fibre from ELT treatment for the production of second raw material The textile fibre cannot be used directly in the final

application; it cannot be processed and cannot be

dosed.

It was necessary mixes additives to work the textile

fibbre.

Finally, a prototype has been designed and developed

that works the fibre and makes it compatible with

subsequent processes.

The textile fiber pellets have a 1/3 compaction.

This allows to contain the volume of material to be

transported with an important reduction of

greenhouse gases and fuel.

3. FASI DEL PROGETTO

Il progetto si concretizzato in tre macro fasi:

1. Sviluppo e realizzazione di un impianto industriale per la lavorazione di tela proveniente dal trattamento PFU per la produzione di materia prima seconda La fibra non può essere usata direttamente negli

scenari applicativi previsto in quanto non lavorabile e

non dosabile.

Per lavorare la fibra tessile è stato necessario

aggiungere degli additivi.

E’ stato infine progettato e sviluppato un prototipo

che tratta la tela e la rende compatibile con le

lavorazioni successive.

I pellet di fibra tessile hanno una compattazione da

1/3 che permette di contenere il volume di materiale

da trasportare con una importante riduzione di gas

serra e consumo di carburanti.

Prototype - Prototipo Complete plant – Impianto completo

3. PROJECT PHASES

2. Use of the treated textile fibre in the production of bituminous conglomerate for the construction of fibro reinforced road surfaces Mix designer with the added use of fiber pellets from

PFU were studied and tested in the laboratory. Then

tests were carried out on the A24 and A25 motorways

at different altimeters to evaluate behavior at

different climatic conditions.

3. FASI DEL PROGETTO

2. Impiego della fibra tessile trattata nella produzione di conglomerato bituminoso per la realizzazione di manti stradali fibro rinforzati Sono stati studiati testati in laboratorio mix designer

con l’utilizzo aggiunta di pellet di fibra da PFU,

quindi sono state effettuate delle stese di test sulle

Autostrade A24 e A25 a diverse altimetrie per

valutare anche il comportamento a diverse condizioni

climatiche.

Testing on the A24 and A25 highway – Stesa di test su autstrada A24 e A25

3. PROJECT PHASES

In the places where ELT fiber was added, we found

it:

- 30% increase in flexural strength

- a stiffness modulus of about 15% higher

- a notable increase in fatigue resistance which

leads to an estimated 50% increase in road life

Furthermore, the presence of fibers makes the

working phase easier. The presence of fibers acts as

an absorbent and prevents the binder (various

bitumens) from "draining".

In the market there are products that serve to fulfill

this problem; they are made of cellulose fibres.

The ELT fibres have a lower cost and better results

beyond the function referred to in point 1.

3. FASI DEL PROGETTO

Nelle stese dove sono è stata aggiunta fibra da PFU si

sono evidenziato:

- Incremento del 30% nella resistenza flessione

- un modulo di rigidezza superiore di circa il 15%

- notevole incremento di resistenza a fatica che

determina un allungamento della vita della strada

stimata in un 50%

Inoltre la presenza di fibre rendono più agevole la

fase di lavorazione, in quanto la presenza di fibre

funge da assorbente e impedisce al legante (bitumi

vari) di “scolare” .

In commercio esistono prodotti che servono ad

assolvere a questo problema; sono costituiti da fibre

di cellulosa. Le fibre da PFU hanno un minor costo e

garantiscono migliori risultati oltre la funzione di cui

al punto 1.

Fatigue resistance curve – Curva di resistenza alla fatica Load test– Test di carico

Bitumen absorption capacity test – Test capacita assorbimento bitume

3. PROJECT PHASES

3. Use of the treated textile fibre in the production of plastic compounds for use in the production of objects made of molded plastic material. Various plastic compounds were tested in the

laboratory. Plastic compounds with the ELT textile

fibre was mixed with both virgin materials and waste

materials.

3. FASI DEL PROGETTO

3. Impiego della fibra tessile trattata nella produzione di mescola di compound per l’impiego nella realizzazione di oggetti in materiale plastico stampato. Sono stati studiati testati in laboratorio vari

compound plastici in cui sono la fibra tessile da PFU è

stata mixata sia con materiali vergini che con

materiali di scarto.

The aim is to demonstrate how the addition of fibres from ELT increases some mechanical characteristics that make these materials usable and convenient from a technical, economic and environmental point of view

Lo scopo è dimostrare come l’aggiunta di fibre aumenti alcune caratteristiche meccaniche che rendono questi materiali utilizzabili e convenienti dal punto di vista tecnico, economico ed ambientale

Sample of plastic compound – Campioni di compound plastici

Laboratory and Traction and tests– Laboratorio e prove di trazione

3. PROJECT PHASES

Some finished products have been made. On them many tests have been carried out to validate the plastic compound. In particular, a pallet (for the transport) was printed (extrusion) using a compound with fiber and recycled plastics. The results obtained are very interesting. Impact resistance (shock) is always higher when the PFU fiber is added to the plstic compound. The REFIBRE pallet behave even better than pallets made with only virgin material (no recycled plastic)

3. FASI DEL PROGETTO

Sono stati realizzati vari prodotti finiti su cui sono state effettuati diversi test al fine di validare il compound plastico. In particolare è stato stampato un pellet utilizzando un compound con fibra e materiale platico riciclato. I risultati ottenuti sono molto interessanti. La resistenza all’impatto (urto) è sempre superiore quando si aggiunge al compound la fibra da PFU. Il pellet REFIBRE si comportano addirittura meglio dei pallet realizzati con solo materiale vergine (no plastica di riciclo)

Deformation curve for the various compounds Curva di deformazione per le varie mescole

Impact test for the various compounds Test di impatto per le varie mescole

Impact test on pallets with various% of fibrer Test di impatto su pallet con varie % di fibra

Pallet make with fibre-containing compound Pallet stampato con compound contenente fibra

4. LCA ANALYSIS

The objective of the Life Cycle Assessment (LCA) study was to evaluate the benefits of the REFIBRE Life project in terms of: recycling of waste, saving of natural resources, reduction of energy consumption and emissions (GHG). Three possible scenarios were compared: disposal of textile fiber in landfill energy recovery of textile fiber recycling of textile fiber in the production of plastic

compounds recycling of textile fiber in the production of

reinforced asphalts Per ogni scenario è stata calcolata la LCA.

5. ANALISI LCA

L’obiettivo generale dello studio del Life Cycle Assessment (LCA) è stato di valutare i benefici ambientali del progetto REFIBRE Life in termini di: riciclo di rifiuti, risparmio di risorse naturali, riduzione del consumo di energia e delle emissioni (GHG). Sono stati messi a confronto 3 possibili scenari: smaltimento della fibra tessile in discarica recupero energetico della fibra tessile riciclo della fibra tessile nella produzione di

compound plastici riciclo della fibra tessile nella produzione di asfalti

fibro rinforzati Per ogni scenario è stato calcolata l'LCA.

The results are very positive. They are shown in the following section (Impacts of the project).

I risultati sono molto positivi e sono riportati nella sezione seguente (Impatti del progetto).

5. PROJECT IMPACTS

Textile fibre from ETL's per year Italy: 40,000 tons/year, UE: 320,000 tons/year Assuming the replicability of the project in Italy the

potential impact is as follows.

Waste reduction: 6,500 tons/year waste in landfill 33,500 tons/year waste that goes to incineration

GHG emission reduction: emission reduction referred to the recycling of 1 ton of textile fibers CO2 equivalent, about 4 Tons of CO2 equivalent

for each Tonne of fibrer used SO2 equivalent, about 10.8 Kg di SO2 equivalent

for each Tonne of fibrer used fine powders (PM2.5 , 5, 10), about 1.3 Kg of

fine powders for each Tonne of fibrer used

Use of recycled fibres as secondary raw material Production of 200,000 tons/year of plastic PP

compounds (20% by weight) - sufficient to make about 13,300,000 bins with 240 litre volume for waste garbage collection

produce 13,300,000 tons/year of reinforced asphalt (0.3% by weight) - sufficient for the refurbishment of a 6,600 Km road

5. IMPATTO DEL PROGETTO

Fibra tessile da PFU per anno Italia: 40.000 ton/anno, UE: 320.000 ton/anno Ipotizzando la replicabilità del progetto in Italia

l’impatto potenziale è il seguente.

Riduzione rifiuti: 6.,500 ton/anno rifiuti in discarica 33.500 ton/anno rifiuti avviati a recupero

energetico

Riduzione delle emissioni GHG riduzione riferita all'impiego di 1 Ton di fibra tessile CO2 equivalente, circa 4 Tonnellata di CO2

equivalente per ogni Tonnellata di fibra impiegata SO2 – equivalente, circa 10,8 Kg di SO2

equivalente per ogni Tonnellata di fibra impiegata polveri sottili (PM2.5 , 5, 10), circa 1,3 Kg di

polveri sottiili per ogni Tonnellata di fibra impiegata

Uso di materiale da recupero come materia prima seconda Produzione di 200.000 ton/anno di compound

plastici (20% in peso) - sufficiente per produrre 13.300.000 bidoni da 240 litri di volume per la raccolta rifiuti

Produzione di 13.300.000 ton/anno di asfalto rinforzato (0,3% in peso) – sufficiente per rinforzare 6.600 km di strada

Project:

Recycling of textile fibres from end-of-life tyres for production of new asphalts and

plastic compounds

Project reference:

LIFE14ENV/IT/000160

Coordinator:

Steca S.p.a. (Italy)

Partner:

Tires S.p.a. (Italy)

Tecnofilm S.p.a. (Italy)

Toto costruzioni S.p.a. (Italy)

Duration:

01 September 2015 to 31 August 2018

Project website:

http://www.refibre.eu

Project video:

https://youtu.be/_EMx7JWmiws

Email:

info@refibre.eu

Project manager:

Massimo Carassai