The objectives of the research aim to identify possible design strategies that apply new circular materials in consumer products, to promote their dissemination and suggest new development paths. As a starting point, the Circular Economy approach provides numerous hints to improve the design process. In designing possible application of novel materials, a great commitment has been given to the end of life phase of product (and so material). The research of materials and products has been carried throughout case studies of new circular materials, main biopolymers and paper materials, which provides information on its main properties, applications, production processes and sustainability issues. The values and properties identified have been compared through the tool of matrixes, identifying potential application fields. Focusing on sustainability and recyclability, one material has been selected for the concept phase: Poly-Paper. This material, developed in the Making materials Lab of Politecnico di Milano, is obtained by combining recycled cellulose fibers and a polymeric matrix. Thanks to its characteristics, the material is workable like a thermoplastic, but it can be transferred to the paper and board recycling cycle. The use of the identified strategies relates these two material categories reducing the quantity of bioplastics destined to deterioration and expanding the application scenarios of cellulose-based materials. Starting from selected product categories, many concepts have been developed considering the aesthetic, functional and end-of-life properties of Poly-Paper. Circular materials will provide new fields of investigation for applications in consumer products. This study represents a good practice for designers who want to approach the concepts development starting from innovative materials for the circular economy. The work highlights how it is necessary to start from a research that takes into consideration the different types of new materials, the applications already on the market, the aspects related to the end-life, to achieve sustainable application solutions.

Gli obiettivi della ricerca mirano a identificare possibili strategie di progettazione che applicano nuovi materiali circolari nei prodotti di consumo, per promuoverne la diffusione e suggerire nuovi percorsi di sviluppo. L'approccio dell'Economia Circolare offre numerosi spunti per migliorare il processo di design. Nel progettare possibili applicazioni di nuovi materiali ci si è concentrati sulla fase di fine vita del prodotto (e quindi del materiale). La ricerca di materiali e prodotti è stata condotta attraverso casi studio di nuovi materiali circolari, principali biopolimeri e materiali cartacei, in cui sono fornite informazioni sulle sue principali proprietà, applicazioni, processi di produzione e problemi di sostenibilità. I valori e le proprietà identificate, sono stati confrontati attraverso lo strumento delle matrici, per identificare potenziali campi d’applicazione. Concentrandosi su sostenibilità e riciclabilità, un materiale è stato selezionato per la fase di concept: Poly-Paper. Questo materiale, sviluppato nel Laboratorio Making Materials del Politecnico di Milano, è ottenuto combinando fibre di cellulosa riciclata e una matrice polimerica. Grazie alle sue caratteristiche, il materiale è lavorabile come un termoplastico ma può essere trasferito al ciclo di riciclaggio della carta. L'uso delle strategie identificate collega queste due categorie di materiali, riducendo la quantità delle bioplastiche destinate al deterioramento ed espandendo gli scenari applicativi dei materiali a base di cellulosa. Partendo dalle categorie di prodotti selezionate, sono stati sviluppati concept, considerando proprietà estetiche, funzionali e di fine vita di Poly-Paper. I materiali circolari forniranno nuovi campi di indagine per le applicazioni in prodotti di consumo. Questo studio rappresenta una buona pratica per i progettisti che vogliono avvicinarsi allo sviluppo di concept a partire da materiali innovativi per l'economia circolare. Il lavoro mette in evidenza come sia necessario partire da una ricerca che considera nuovi materiali, le applicazioni già presenti sul mercato e gli aspetti legati al loro fine vita, per arrivare a soluzioni applicative sostenibili.

Designing with novel materials for the circular economy : the case study of Poly-Paper

TESTA, BRUNO
2017/2018

Abstract

The objectives of the research aim to identify possible design strategies that apply new circular materials in consumer products, to promote their dissemination and suggest new development paths. As a starting point, the Circular Economy approach provides numerous hints to improve the design process. In designing possible application of novel materials, a great commitment has been given to the end of life phase of product (and so material). The research of materials and products has been carried throughout case studies of new circular materials, main biopolymers and paper materials, which provides information on its main properties, applications, production processes and sustainability issues. The values and properties identified have been compared through the tool of matrixes, identifying potential application fields. Focusing on sustainability and recyclability, one material has been selected for the concept phase: Poly-Paper. This material, developed in the Making materials Lab of Politecnico di Milano, is obtained by combining recycled cellulose fibers and a polymeric matrix. Thanks to its characteristics, the material is workable like a thermoplastic, but it can be transferred to the paper and board recycling cycle. The use of the identified strategies relates these two material categories reducing the quantity of bioplastics destined to deterioration and expanding the application scenarios of cellulose-based materials. Starting from selected product categories, many concepts have been developed considering the aesthetic, functional and end-of-life properties of Poly-Paper. Circular materials will provide new fields of investigation for applications in consumer products. This study represents a good practice for designers who want to approach the concepts development starting from innovative materials for the circular economy. The work highlights how it is necessary to start from a research that takes into consideration the different types of new materials, the applications already on the market, the aspects related to the end-life, to achieve sustainable application solutions.
PISELLI, AGNESE
SANTI, ROMINA
ARC III - Scuola del Design
19-dic-2018
2017/2018
Gli obiettivi della ricerca mirano a identificare possibili strategie di progettazione che applicano nuovi materiali circolari nei prodotti di consumo, per promuoverne la diffusione e suggerire nuovi percorsi di sviluppo. L'approccio dell'Economia Circolare offre numerosi spunti per migliorare il processo di design. Nel progettare possibili applicazioni di nuovi materiali ci si è concentrati sulla fase di fine vita del prodotto (e quindi del materiale). La ricerca di materiali e prodotti è stata condotta attraverso casi studio di nuovi materiali circolari, principali biopolimeri e materiali cartacei, in cui sono fornite informazioni sulle sue principali proprietà, applicazioni, processi di produzione e problemi di sostenibilità. I valori e le proprietà identificate, sono stati confrontati attraverso lo strumento delle matrici, per identificare potenziali campi d’applicazione. Concentrandosi su sostenibilità e riciclabilità, un materiale è stato selezionato per la fase di concept: Poly-Paper. Questo materiale, sviluppato nel Laboratorio Making Materials del Politecnico di Milano, è ottenuto combinando fibre di cellulosa riciclata e una matrice polimerica. Grazie alle sue caratteristiche, il materiale è lavorabile come un termoplastico ma può essere trasferito al ciclo di riciclaggio della carta. L'uso delle strategie identificate collega queste due categorie di materiali, riducendo la quantità delle bioplastiche destinate al deterioramento ed espandendo gli scenari applicativi dei materiali a base di cellulosa. Partendo dalle categorie di prodotti selezionate, sono stati sviluppati concept, considerando proprietà estetiche, funzionali e di fine vita di Poly-Paper. I materiali circolari forniranno nuovi campi di indagine per le applicazioni in prodotti di consumo. Questo studio rappresenta una buona pratica per i progettisti che vogliono avvicinarsi allo sviluppo di concept a partire da materiali innovativi per l'economia circolare. Il lavoro mette in evidenza come sia necessario partire da una ricerca che considera nuovi materiali, le applicazioni già presenti sul mercato e gli aspetti legati al loro fine vita, per arrivare a soluzioni applicative sostenibili.
Tesi di laurea Magistrale
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/10589/143659