Come funziona l'estrusione soffiata del film?

Tra i moderni prodotti in plastica, le pellicole di plastica sono ampiamente utilizzate nell'imballaggio alimentare, nell'imballaggio industriale, nelle pellicole per l'agricoltura, nel settore medico e in altri ambiti. Esistono diversi metodi per produrre pellicole di plastica, tra cui lo stampaggio con soffiaggio, un processo importante e diffuso, utilizzato soprattutto per produrre prodotti in film termoplastico come il polietilene (PE) e il polipropilene (PP). Ma come funziona il film soffiato? Quali sono le caratteristiche del suo processo produttivo, della struttura dell'attrezzatura e dei parametri di controllo? Questo articolo analizzerà in modo sistematico il principio di funzionamento e il processo tecnico del film soffiato.

1. Cosa è Pellicola Estrusa Soffiata ?

Il film soffiato è un film plastico che viene esteso e modellato sia nella direzione longitudinale che trasversale riscaldando e fondendo materie plastiche termoplastiche, estrudendole in un film tubolare e successivamente raffreddandole e stirandole mentre si gonfia l'interno. Il film soffiato generalmente presenta buone proprietà meccaniche, capacità di sigillatura termica e durabilità, ed è uno dei metodi di produzione di film più comuni.

2. principio di funzionamento

Il cuore del processo del film soffiato è rappresentata da un'operazione continua di estrusione-soffiaggio-raffreddamento-trazione-avvolgimento, che dipende dal preciso controllo dell'attrezzatura e dal comportamento termoplastico delle materie prime.
In sintesi, il suo principio di funzionamento di base è il seguente:

• Le materie prime plastiche (ad esempio granuli di PE) vengono riscaldate e fuse attraverso un estrusore;
• La plastica fusa viene estrusa attraverso la testa di stampaggio per formare un tubo fuso;
• Aria compressa viene immessa al centro del tubo fuso per soffiarlo e formare una bolla di film;
• Nello stesso tempo, un anello di raffreddamento viene utilizzato per raffreddare l'esterno e solidificare la bolla di film;
• La bolla del film viene stirata, appiattita e arrotolata attraverso il rullo di trazione.
• Questo processo non solo permette la formatura, ma controlla contemporaneamente lo spessore, la larghezza, la trasparenza e le proprietà meccaniche del film.

3. Meccanica del processo di soffiaggio del film

3.1 Fusione dei polimeri per la formazione del film

I pellets polimerici entrano nella canna dell'estruditore dove viti rotanti e riscaldatori della canna liquefanno le resine termoplastiche a temperature comprese tra 160 e 260°C. Mantenere gradienti di temperatura entro ±5°C garantisce l'integrità molecolare attraverso materiali come polietilene, polipropilene o nylon.

3.2 Creazione della bolla mediante insufflaggio d'aria

L'iniezione d'aria attraverso l'orifizio centrale della filiera trasforma il tubo polimerico in una bolla controllata. Anelli d'aria posizionati strategicamente raffreddano la struttura mentre la pressione interna regola il diametro della bolla, determinando le proprietà del film in strutture fino a 40 strati.

3.3 Dinamica del flusso del materiale nella filiera

I distributori a mandrino spiralati bilanciano la velocità del flusso polimerico lungo la circonferenza di 360° della filiera, prevenendo linee di saldatura e variazioni di spessore (tolleranza ±5%). Le geometrie moderne delle filiere sono ottimizzate utilizzando la dinamica dei fluidi computazionale per resine come LLDPE.

3.4 Parametri di controllo del processo

I sistemi di feedback automatizzati regolano i tassi di estrusione con una precisione dello 0,2% per mantenere la stabilità della bolla durante i turni produttivi.

4. Principi di progettazione dei sistemi ad anello d'aria

Gli anelli d'aria forniscono un raffreddamento esterno primario grazie a un flusso d'aria angolato con precisione. I sistemi moderni integrano molteplici camere che gestiscono la stratificazione termica, mantenendo un raffreddamento superficiale uniforme, essenziale per la produzione ad alta velocità.

4.1 Meccanismi di raffreddamento interno della bolla

I sistemi di raffreddamento interno a bolle (IBC) circolano aria refrigerata attraverso il nucleo della bolla, raddoppiando l'efficienza di rimozione del calore. Questo consente velocità di estrusione superiori del 30% rispetto ai sistemi convenzionali, riducendo al contempo il consumo energetico.

4.2 Metodi di controllo della cristallizzazione

Le pellicole in polietilene richiedono velocità di raffreddamento superiori a 40°C/min per limitare la crescita dei cristalli a meno di 15µm. Nelle strutture co-estruse, le zone di raffreddamento differenziate gestiscono lo sviluppo cristallino specifico per strato.

4.3 Raggiungere uno Spessore Uniforme

Deviazioni di temperatura superiori a 5°C generano variazioni di spessore oltre l'8%. Il monitoraggio in tempo reale mediante infrarossi, abbinato ad attuatori automatici dell'anello d'aria, mantiene la tolleranza di spessore entro lo standard del settore ±3%.

5. Applicazioni Industriali

5.1 Innovazioni nell'Imballaggio

I film estrusi soffiati dominano l'imballaggio flessibile grazie a una performance versatile. Le applicazioni alimentari sfruttano le superiori proprietà barriera, mentre l'imballaggio medico utilizza film sterilizzabili per sacche per flebo e involucri per strumenti chirurgici.

5.2 Usi Agricoli e Industriali

L'agricoltura si affida a film soffiati specializzati come coperture per serre e mulching stabilizzati UV. Le applicazioni industriali includono barriere al vapore per l'edilizia e sacchi resistenti per la protezione durante il trasporto.

Domande Frequenti

1. Che cos'è il film estruso soffiato?

L'estrusione di film soffiato è un processo che prevede la fusione di una resina polimerica ed il suo estrusione attraverso una filiera circolare per formare un film tubolare continuo, che viene successivamente gonfiato con aria per formare una bolla.

2. Quali materiali vengono comunemente utilizzati nel film estruso soffiato?

I materiali più comuni includono il polietilene (PE), il polipropilene (PP) e il PVC, ciascuno dei quali offre proprietà differenti, adatte a varie applicazioni.

3. Quali sono alcune applicazioni del film soffiato?

Le applicazioni spaziano dall'imballaggio flessibile, ai film agricoli, fino alle pellicole industriali e all'imballaggio medico.

4. Quali sono i vantaggi nell'utilizzare il film soffiato rispetto all'estrusione di film cast?

I film soffiati offrono generalmente una resistenza alla trazione e una resistenza alla perforazione superiori, mentre i film cast si distinguono per maggiore trasparenza e maggiore efficienza produttiva.