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Produzione mediante estrusione di film in bolla

Glossario

Brevi spiegazioni dei termini utilizzati nelle descrizioni dei corsi e delle pubblicazioni.

Il glossario facilita il confronto dei programmi e il dialogo sulle esigenze formative. Si rivolge anche a chi lavora nelle vendite, nelle HR e nella direzione e non opera quotidianamente sulla linea di produzione del film.

È una guida sintetica alla lettura dell'offerta. Trattiamo ciascuno di questi argomenti in modo completo nei corsi e nei libri pertinenti, considerando le relazioni tecnologiche, gli esempi produttivi e la risoluzione dei problemi. Le brevi definizioni seguenti non rappresentano l'ampiezza né il livello di dettaglio dei materiali formativi.

Processo e struttura della linea

Estrusione di film in bolla

Equivalente inglese: blown film extrusion

Processo in cui il polimero plastificato viene formato nella testa anulare in un tubolare di film, gonfiato con aria fino alla larghezza richiesta. La bolla del film viene raffreddata e stabilizzata, quindi il film attraversa il sistema di appiattimento, il traino e l'avvolgitore. La scelta della materia prima, della portata dell'estrusore, del rapporto di gonfiaggio, del raffreddamento e della velocità di traino influisce sullo spessore del film e sulle proprietà del film finito.

Bolla del film

Equivalente inglese: film bubble

Tubolare di film gonfiato tra la testa anulare e il sistema di appiattimento. In questa parte della linea il polimero viene stirato e raffreddato, influenzando l'orientamento e le proprietà del film. Variazioni della forma, della larghezza o della posizione della bolla del film possono indicare perturbazioni del processo e causare variazioni dello spessore del film.

Film tubolare

Equivalente inglese: tubular film

Film a circonferenza chiusa ottenuto mediante estrusione di film in bolla. Dopo il raffreddamento e l'appiattimento può essere avvolto come tubolare, formato con soffietti oppure tagliato in semitubolare o fasce di film. Nella specifica del prodotto occorre distinguere la larghezza del tubolare appiattito, lo spessore del film stesso e la modalità di realizzazione dei soffietti.

Larghezza del tubolare appiattito (lay-flat)

Equivalente inglese: lay-flat width

Larghezza del tubolare di film appiattito, misurata trasversalmente alla direzione di avanzamento. Per un tubolare senza soffietti corrisponde approssimativamente alla metà della circonferenza della bolla del film. Questo parametro definisce la dimensione del prodotto finito ed è importante nell'impostazione della larghezza di produzione, nel taglio e nelle successive lavorazioni del film.

Testa anulare

Equivalente inglese: annular die / blown film die

Gruppo della linea che distribuisce il polimero fuso e forma il tubolare di film attraverso una luce anulare. Nelle teste anulari per coestrusione vengono riuniti i flussi di materiale che formano i singoli strati del film. Geometria dei canali, temperatura, pulizia e stato della testa anulare influiscono sull'uniformità del flusso in uscita e sul profilo dello spessore del film.

Luce della testa anulare

Equivalente inglese: die gap

Distanza tra le superfici che formano l'uscita anulare della testa. Influisce sulle condizioni di flusso del fuso e sull'entità dello stiro necessario per ottenere lo spessore del film impostato. Lo spessore del film finito dipende anche da portata, gonfiaggio e velocità di traino, quindi non corrisponde direttamente alla dimensione della luce.

Anello d'aria (anello di raffreddamento)

Equivalente inglese: air ring

Sistema che dirige un flusso d'aria sulla superficie esterna della bolla del film vicino alla testa anulare. Asporta calore e contribuisce alla stabilizzazione della bolla del film. L'uniformità del flusso d'aria, la temperatura dell'aria, la regolazione e la pulizia dell'anello d'aria sono rilevanti per la produttività e la distribuzione dello spessore del film.

Raffreddamento interno della bolla del film (IBC)

Equivalente inglese: Internal Bubble Cooling

Sistema di raffreddamento che utilizza il ricambio d'aria all'interno della bolla del film. Favorisce l'asportazione del calore e può consentire di aumentare la produttività della linea mantenendo la qualità richiesta. L'immissione e l'estrazione dell'aria devono essere coordinate con il mantenimento delle dimensioni impostate della bolla del film.

Linea di solidificazione e sua altezza (FLH)

Equivalente inglese: frost line / Frost Line Height

Confine visibile sulla bolla del film, legato al raffreddamento e alla cristallizzazione del polimero. La sua altezza sopra la testa anulare è indicata dall'abbreviazione FLH. La posizione e la stabilità di questo confine aiutano a valutare le condizioni di raffreddamento e formazione del film; vanno analizzate in relazione a materia prima, portata produttiva e impostazioni della linea.

Rapporto di gonfiaggio (BUR)

Equivalente inglese: Blow-Up Ratio

Rapporto tra il diametro della bolla del film e il diametro dell'uscita della testa anulare. Descrive lo stiro in direzione trasversale ed è collegato alla larghezza del tubolare appiattito. La scelta del BUR influisce sull'orientamento e sulle proprietà meccaniche del film; il valore corretto non si stabilisce indipendentemente da materia prima, raffreddamento e condizioni di traino.

Traino del film

Equivalente inglese: haul-off

Gruppo che preleva il film e gli impone una determinata velocità lineare. Nella linea di estrusione di film in bolla lavora insieme al sistema di appiattimento del tubolare, mentre i rulli di chiusura sigillano lo spazio della bolla del film. Modificare la velocità di traino a portata e larghezza costanti influisce sullo spessore del film e sullo stiro in direzione longitudinale.

Coestrusione

Equivalente inglese: coextrusion

Estrusione simultanea di più flussi di polimero, riuniti nella struttura di un unico film. I singoli strati possono avere composizioni diverse e svolgere funzioni specifiche, ad esempio assicurare saldabilità, resistenza o proprietà barriera. Le proprietà del prodotto dipendono sia dai materiali utilizzati sia dalla loro compatibilità e dalle proporzioni degli strati.

Direzione longitudinale e trasversale (MD e TD)

Equivalente inglese: Machine Direction / Transverse Direction

MD indica la direzione di avanzamento del film sulla linea, mentre TD indica la direzione trasversale. Nella documentazione si può incontrare anche CD (Cross Direction) per indicare la direzione trasversale. Questa distinzione è necessaria per interpretare resistenza, allungamento, resistenza alla lacerazione e ritiro del film, poiché i risultati nelle due direzioni possono essere diversi.

Sistema di appiattimento del tubolare di film

Equivalente inglese: collapsing unit

Gruppo di guide o rulli che appiattisce gradualmente la bolla del film raffreddata prima del traino. La sua regolazione influisce sulla guida del film, sulla distribuzione delle tensioni e sulla formazione di pieghe. La geometria del sistema viene scelta in base alla larghezza del tubolare, al tipo di film e alla costruzione della linea.

Avvolgitore

Equivalente inglese: winder

Gruppo che forma la bobina del film finito. Il controllo della tensione, della pressione di contatto e dell'andamento dell'avvolgimento è importante per la durezza della bobina, la regolarità dei bordi e il successivo svolgimento. I difetti della bobina possono derivare sia dalle impostazioni dell'avvolgitore sia dal profilo dello spessore del film o dalle proprietà della sua superficie.

Materie prime e additivi

LDPE

Equivalente inglese: Low Density Polyethylene

Polietilene a bassa densità, utilizzato nella produzione di molti tipi di film in bolla. La sua struttura ramificata influisce sulle proprietà di trasformazione, compreso il comportamento del fuso durante la formazione della bolla del film. I singoli gradi differiscono, tra l'altro, per densità, indice di fluidità e proprietà ottiche, quindi la scelta richiede un riferimento all'applicazione specifica.

LLDPE e mLLDPE

Equivalente inglese: Linear Low Density Polyethylene / metallocene LLDPE

LLDPE è il polietilene lineare a bassa densità. mLLDPE indica i gradi ottenuti con catalizzatori metallocenici. Questi materiali vengono utilizzati, tra l'altro, per ottenere la resistenza, la resistenza alla perforazione e la saldabilità richieste al film; la loro quota nella formulazione influisce anche sui requisiti di conduzione del processo.

MDPE e HDPE

Equivalente inglese: Medium Density Polyethylene / High Density Polyethylene

Polietilene rispettivamente a media e alta densità. La densità e la struttura del materiale influiscono, tra l'altro, su rigidità, proprietà meccaniche e comportamento del film durante il raffreddamento. Il solo nome della famiglia del polimero non basta a definire le condizioni produttive: contano il grado specifico e la sua quota nella formulazione.

Masterbatch colorante o di additivi funzionali

Equivalente inglese: masterbatch

Miscela concentrata di pigmenti o additivi funzionali in un veicolo polimerico. Viene dosata nella materia prima in una proporzione definita per ottenere il colore o le proprietà del film richiesti. Nella scelta si considerano compatibilità del veicolo, concentrazione della sostanza attiva, qualità della dispersione ed effetto sul processo e sull'applicazione del prodotto.

Additivo scivolante

Equivalente inglese: slip agent

Additivo utilizzato per regolare l'attrito della superficie del film. Può facilitarne la guida, lo svolgimento e l'impiego sulle macchine confezionatrici. Per gli additivi migranti l'effetto dipende anche dal tempo e dalle condizioni di conservazione, quindi il risultato della misurazione del coefficiente d'attrito va riferito all'età del campione e al metodo di prova.

Additivo antibloccante (antiblock)

Equivalente inglese: antiblock additive

Additivo che riduce l'adesione tra le superfici del film a contatto, facilitando l'apertura del tubolare o lo svolgimento della bobina. Nella scelta si considerano efficacia, proprietà ottiche e requisiti delle lavorazioni successive. L'antibloccante e l'additivo scivolante svolgono funzioni diverse, pur potendo essere utilizzati insieme nella stessa formulazione.

Rigranulato

Equivalente inglese: regranulate

Materiale plastico riciclato e nuovamente trasformato in granuli. La sua idoneità alla produzione di film dipende, tra l'altro, da origine del materiale, pulizia, composizione, filtrazione e storia di trasformazione precedente. Al cambio di lotto è importante controllare la ripetibilità delle proprietà e il comportamento del materiale sulla linea.

Macinato

Equivalente inglese: regrind

Materiale ottenuto dalla triturazione meccanica di scarti plastici. La sola triturazione non comprende una nuova plastificazione e granulazione, perciò il macinato va distinto dal rigranulato. La forma dei frammenti triturati, la densità apparente e la pulizia influiscono sul trasporto, sul dosaggio e sull'uniformità di alimentazione dell'estrusore.

Materiale post-consumo e post-industriale (PCR e PIR)

Equivalente inglese: Post-Consumer Recycled / Post-Industrial Recycled

Termini che si riferiscono all'origine del materiale riciclato. Il PCR proviene dai prodotti dopo il loro utilizzo, mentre il PIR proviene dagli scarti generati nelle attività industriali. Quando si concorda una formulazione o il contenuto dichiarato di materiale riciclato, occorre stabilire l'origine dello scarto e i criteri di classificazione adottati; il solo ricircolo dei propri rifili non determina questa classificazione.

Dosaggio gravimetrico

Equivalente inglese: gravimetric dosing

Alimentazione delle materie prime basata sulla misurazione della loro massa. Consente di controllare le proporzioni dei componenti della formulazione e, a seconda dell'attrezzatura, anche il consumo di materiale e la portata produttiva. La ripetibilità richiede una corretta taratura e la considerazione delle proprietà del materiale dosato, soprattutto quando si lavora con rifili leggeri o macinato.

Rifili laterali del film

Equivalente inglese: edge trim

Strisce sottili di film tagliate lungo i bordi durante la regolarizzazione della larghezza o il taglio. Fanno parte degli scarti produttivi interni; a seconda della linea possono essere prelevate in continuo e avviate a una nuova trasformazione. La possibilità di reintrodurle nella formulazione dipende da composizione, pulizia e requisiti del prodotto finito.

Proprietà e misurazioni

Reologia

Equivalente inglese: rheology

Disciplina che descrive il flusso e la deformazione dei materiali. Nella produzione di film comprende, tra l'altro, viscosità, elasticità e comportamento del fuso sotto taglio e allungamento. Aiuta a spiegare perché due materie prime con indice MFR simile possono comportarsi diversamente nella testa anulare e durante la formazione della bolla del film.

Resistenza del fuso

Equivalente inglese: melt strength

Capacità del polimero plastificato di sostenere un carico durante l'allungamento. È importante per la stabilità della bolla e per la possibilità di condurre il processo a una determinata portata e a un determinato spessore del film. Riguarda il comportamento del materiale allo stato fuso, non la resistenza del film finito misurata dopo il raffreddamento.

Plastometro

Equivalente inglese: melt flow tester

Strumento per determinare gli indici di fluidità del polimero, come MFR e MVR. La prova viene eseguita a temperatura e carico definiti, secondo il metodo scelto. Il risultato aiuta a confrontare i lotti di materia prima, ma non sostituisce la valutazione del comportamento del materiale nelle condizioni reali di estrusione.

Indice di fluidità in massa (MFR, comunemente MFI)

Equivalente inglese: Melt Mass-Flow Rate / Melt Flow Index

Massa di polimero che fluisce attraverso l'ugello del plastometro in condizioni definite, riferita a 10 minuti ed espressa in g/10 min. MFI è una denominazione comunemente utilizzata per questo tipo di prova. I risultati possono essere confrontati se le condizioni di misurazione coincidono; il solo valore MFR non descrive la resistenza del fuso né l'intero comportamento della materia prima nel processo.

Indice di fluidità in volume (MVR)

Equivalente inglese: Melt Volume-Flow Rate

Volume di polimero che fluisce attraverso l'ugello del plastometro in condizioni definite, riferito a 10 minuti ed espresso in cm³/10 min. Il risultato va indicato insieme alla temperatura e al carico di prova. Per convertire MVR in MFR occorre la densità del fuso nelle condizioni di misurazione; non va sostituita con la densità del materiale a temperatura ambiente.

Profilo dello spessore del film

Equivalente inglese: film thickness profile

Distribuzione dello spessore del film in una determinata direzione di misurazione, ad esempio lungo la larghezza o la direzione di avanzamento. Mostra gli scostamenti locali che il solo valore medio potrebbe non rivelare. La disuniformità del profilo influisce sulla qualità della bobina, sul consumo di materia prima e sul comportamento del film durante le lavorazioni successive.

Spessore del film e micrometro (µm)

Equivalente inglese: film thickness / micrometre

Lo spessore del film viene generalmente espresso in micrometri: 1 µm = 0,001 mm e 50 µm = 0,05 mm. Quando si misura un tubolare appiattito, occorre specificare se si esamina un singolo strato di film oppure due lembi sovrapposti contemporaneamente. Il risultato va interpretato in base alla preparazione del campione e al metodo di misurazione adottato.

Coefficiente d'attrito (COF)

Equivalente inglese: Coefficient of Friction

Grandezza che descrive l'attrito tra le superfici esaminate, ad esempio tra film e film. Si distingue il coefficiente statico, legato all'inizio del movimento, da quello dinamico, misurato durante lo scorrimento. Il COF influisce sulla guida e sul confezionamento; il risultato dipende dal materiale, dagli additivi, dallo stato della superficie e dalle condizioni di prova.

Trattamento corona

Equivalente inglese: corona treatment

Trattamento della superficie del film mediante scariche corona, utilizzato per migliorarne la bagnabilità e prepararla alla stampa, all'incollaggio o alla spalmatura. L'efficacia dipende dal polimero, dai parametri del trattamento e dal tempo e dalle condizioni di conservazione. Il livello di trattamento raggiunto va riferito ai requisiti dello specifico processo di trasformazione successivo.

Saldabilità del film

Equivalente inglese: heat sealability

Capacità del film di formare la giunzione richiesta in determinate condizioni di saldatura. Viene valutata in relazione a temperatura, tempo, pressione e proprietà dello strato saldante. Per il cliente sono importanti anche la finestra operativa, la resistenza della saldatura e la tolleranza del processo alle perturbazioni tipiche.

Qualità del film e applicazioni

Gel e inclusioni

Equivalente inglese: gels and inclusions

Disomogeneità locali visibili nel film che possono peggiorarne l'aspetto e le prestazioni. Possono essere legate, tra l'altro, a plastificazione incompleta, degradazione o reticolazione del materiale; le inclusioni possono anche provenire da contaminanti estranei. Individuare la causa richiede la valutazione del campione, della materia prima e dell'andamento del processo, poiché un aspetto simile non indica sempre la stessa origine del problema.

Rugosità a pelle di squalo (sharkskin)

Equivalente inglese: sharkskin

Irregolarità superficiale fine e ripetitiva che si genera all'uscita del fuso dalla testa anulare in determinate condizioni di flusso. Può ridurre la levigatezza e la brillantezza del film. Nella diagnosi occorre distinguerla dagli altri difetti superficiali e collegare l'analisi a materia prima, portata produttiva, temperatura e geometria dell'uscita della testa anulare.

Bloccaggio del film

Equivalente inglese: film blocking

Adesione indesiderata tra superfici del film a contatto, che ostacola l'apertura del tubolare o lo svolgimento della bobina. Il fenomeno può dipendere dalla formulazione, dalla temperatura del film, dalla pressione durante l'avvolgimento e dalle condizioni di stoccaggio. Nell'analisi si distinguono gli effetti degli additivi antibloccanti e scivolanti e si verificano le condizioni di processo.

Telescopizzazione della bobina

Equivalente inglese: telescoping

Spostamento delle spire successive del film in direzione assiale, che provoca un bordo irregolare e una variazione della forma della bobina. Può manifestarsi durante avvolgimento, stoccaggio o trasporto. Nell'analisi si considerano, tra l'altro, tensione, attrito tra le superfici, profilo dello spessore del film e allineamento del gruppo di avvolgimento.

Film termoretraibile

Equivalente inglese: shrink film

Film destinato a ritirarsi per effetto del riscaldamento durante il confezionamento. Il suo comportamento è descritto, tra l'altro, da ritiro longitudinale e trasversale, forza di retrazione e proprietà meccaniche. La scelta della formulazione e delle condizioni di estrusione va collegata al tipo di prodotto confezionato e alle condizioni operative della macchina confezionatrice.

Film per cappucci estensibili (Stretch Hood)

Equivalente inglese: stretch hood film

Film utilizzato per realizzare cappucci estensibili per la messa in sicurezza dei carichi, generalmente su pallet. Il cappuccio viene allungato e applicato al carico; la stabilizzazione deriva dalle proprietà elastiche del film, senza retrazione termica. Sono importanti, tra l'altro, forza di contenimento, deformazione permanente, resistenza alla perforazione e compatibilità con la macchina confezionatrice.

Film CAST

Equivalente inglese: cast film

Film prodotto mediante estrusione del fuso attraverso una testa piana e raffreddamento, generalmente su un rullo di raffreddamento. È una tecnologia distinta di formazione del film, con condizioni di raffreddamento e guida del materiale diverse dall'estrusione di film in bolla. Il termine CAST descrive il metodo di produzione del film e non è sinonimo del suo successivo orientamento.

Orientamento del film

Equivalente inglese: film orientation

Stiro controllato del film in condizioni definite, che porta all'ordinamento della struttura polimerica e alla modifica delle proprietà del prodotto. L'orientamento può interessare una o due direzioni. Occorre distinguere l'orientamento che si genera durante la formazione del film da un'ulteriore fase controllata di orientamento su attrezzature dedicate.

Orientamento in direzione longitudinale (MDO)

Equivalente inglese: Machine Direction Orientation

Stiro controllato del film nella direzione di avanzamento, generalmente tra gruppi di rulli a velocità diverse e a una temperatura adeguatamente scelta. Modifica lo spessore del film e le sue proprietà, compreso il rapporto tra il comportamento longitudinale e trasversale. Può costituire una fase di lavorazione di film ottenuti con tecnologie diverse.

Film biorientato (orientato biassialmente)

Equivalente inglese: biaxially oriented film

Film sottoposto a stiro controllato in due direzioni, longitudinale e trasversale. L'orientamento può avvenire in sequenza o simultaneamente, a seconda della tecnologia. Esempi di sigle sono BOPP per il polipropilene e BOPET per il polietilene tereftalato; questi nomi indicano il materiale e l'orientamento biassiale.