Measuring the thermal conductivity of recycled textile based insulation materials for MATE.RIA project

Recycling post-consumer textile waste, which is currently underutilized or not covered by existing supply chain consortia, is a significant issue that cannot be overlooked. In this context the collaborative research project MATE.RIA (Methods and Actions for the Ecological Treatment of Post-Consumer Textiles and their Innovative Recycling in Architecture), funded by MASE (Ministry of the Environment and Energy Security) was originated. The scope of this study is to investigate the potentialities and thermal performances of new recycled textile-based insulation materials and products developed under MATE.RIA project. Eleven prototypes made from different compositions, mainly Cotton, Polyester, and mixture, with different density were tested. The thermal conductivity was measured by using the hot disk Transient Plane Source (TPS) method. Five prototypes with the lowest density were further tested in a climatic chamber to assess the influence of environmental humidity on their thermal conductivity. As a result, in the range of density investigated, from 50 to 160 kg/m3, for all the composition the conductivity linearly increases with the density. The prototypes at low density perform as insulating materials, with conductivity in the range of 0.04 - 0.055 W/(m*K). Polyester-based panels showed the lowest thermal conductivity, closely followed by panels with Mix composition. Cotton-based panels exhibited the highest conductivity and the highest sensitivity to environmental humidity. Indeed, the relative humidity affects the water content of this kind of the materials, leading to a linear increase of the thermal conductivity.

Il riciclaggio dei rifiuti tessili post-consumo, attualmente sottoutilizzato o non coperto dai consorzi esistenti della catena di approvvigionamento, è una questione significativa che non può essere trascurata. In questo contesto è nato il progetto di ricerca collaborativa MATE.RIA (Metodi e Azioni per il Trattamento Ecologico dei Tessuti Post-Consumo e il Loro Riciclaggio Innovativo in Architettura), finanziato dal MASE (Ministero dell'Ambiente e della Sicurezza Energetica). Lo scopo di questo studio è investigare le potenzialità e le prestazioni termiche dei nuovi prodotti isolanti, composti dai materiali tessili riciclati, sviluppati nel progetto MATE.RIA. A tal fine sono stati testate undici prototipi realizzati con tre diverse composizioni, prevalente cotone, prevalente poliestere e un mix di lana, poliestere cotone e viscosa, a diverse densità. La conducibilità termica è stata misurata utilizzando il metodo della sorgente piana transiente (TPS) a disco caldo. Cinque prototipi con la densità più bassa sono stati ulteriormente testati in una camera climatica per valutare l'influenza dell'umidità ambientale sulla loro conducibilità termica. Come risultato, nell'intervallo di densità esaminato, da 50 a 160 kg/m3, per tutte le composizioni la conducibilità aumenta linearmente con la densità. I prototipi a bassa densità si comportano come materiali isolanti, con conducibilità nell'intervallo di 0,04 - 0,055 W/(m*K). I pannelli a base di poliestere hanno mostrato la più bassa conducibilità termica, seguiti dai pannelli con composizione mista. I pannelli a base di cotone hanno mostrato la conducibilità più alta e la maggiore sensibilità all'umidità ambientale. Infatti, l'umidità relativa influisce sul contenuto di acqua di questo tipo di materiali, portando a un aumento lineare della conducibilità termica.