ITMI20132048A1 - Impianto con estrusore bivite per la produzione in continuo di rotoli di film plastico a bolle d'aria - Google Patents

Description

Descrizione dell’invenzione avente per titolo:

“IMPIANTO CON ESTRUSORE BIVITE PER LA PRODUZIONE IN CONTINUO DI ROTOLI DI FILM PLASTICO A BOLLE D'ARIA”

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DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un impianto di produzione in continuo di rotoli di film plastico a bolle d'aria (film pluriball - Bubble wrap) continuo mediante “cast extrusion", a partire dall’estrusione di granuli di polimero, e al relativo processo di produzione.

I film a bolle d’aria sono composti da due film sovrapposti, uno formante la bolla e l’altro sottostante di base. Ciascuno di detti due film sovrapposti può essere composto anche da più strati di materiali differenti.

Più in particolare la presente invenzione riguarda un tale impianto in continuo dove almeno uno degli strati formanti il film a bolle d'aria è ottenuto per mezzo di un estrusore bivite (twin-screw extruder).

L'impianto di produzione di film plastico a bolle d'aria è un macchinario complesso formato da differenti unità: si parte da una unità di estrusione che utilizzando granuli plastici come materia prima di partenza arriva a produrre in continuo rotoli di film plastico a bolle d'aria da imballaggio di vario peso, formato, dimensione, lunghezza, tipo.

In particolare, i granuli plastici di ciascuno strato formante il film a bolle d'aria vengono dosati al fine di alimentare il rispettivo estrusore monovite, i granuli avanzano nel canale formato tra vite e cilindro iniziando a fondere e il risultante fuso viene pressurizzato mentre procede verso lo sbocco poiché lo spazio libero tra la vite e il cilindro si riduce verso detto sbocco. La geometria dell’ estrusore monovite è quindi progettata in modo da permettere un’alta pressurizzazione del fuso movimentato.

L’unità di estrusione può essere una sezione di monoestrusione (quando il film a bolle è formato da due film singoli, quello che dà la forma della bolla e quello di base del piano sottostante) oppure di co-estrusione (quando i due film che formano il film a bolle sono, ciascuno, formati da più strati).

La materia plastica fusa in uscita ad alta pressione da ciascun estrusore monovite alimenta due teste piane di estrusione che all'uscita presentano, ciascuna, una fessura sottile (una per il film di base e l’altra per il film formante la bolla), le quali impartiscono al rispettivo fuso la forma di film piano.

Nel caso di film multistrato prima delle due teste piane è posto un distributore “feedblock” che permette di alimentare con gli stessi fusi le due teste piane di estrusione.

I due film plastici (eventualmente multistrato), ancora allo stato fluido, che sono usciti dalle due teste piane di estrusione vengono poi in contatto, nella stazione di formatura, con un cilindro formatore raffreddato che provvede alla termoformatura dei due film dandogli la forma tipica del film a bolle d'aria pluriball e alla sua solidificazione con conseguente raffreddamento.

Dopo la suddetta stazione di formatura possono essere presenti varie altre stazioni per differenti lavorazioni da effettuare sul film pluriball ormai prodotto: tipiche sono le unità di laminazione che accoppiano altri film di differente natura (carta, alluminio, schiuma di polietilene, film di HDPE, etc.) al film pluriball saldando gli stessi al prodotto appena formato; un'altra tipica lavorazione consiste nella perforazione (o pre-taglio) che incide il pluriball senza tagliarlo totalmente, ma permette all'utilizzatore finale di strappare agevolmente i fogli di prodotto (come nel caso della carta igienica o carta da cucina).

Al termine di queste unità vi sono le stazioni di taglio automatico e ribobinatura in rotoli ed infine vi sono i gruppi addetti allo scarico ed alla espulsione dei rotoli prodotti.

Attualmente nel mercato del pluriball, ma più in generale nel mercato degli imballaggi, vi è l’esigenza di produrre film leggeri (grammature di 20-30 grammi al metro quadro) per ridurre il peso degli imballaggi e con materiali di recupero o meno pregiati rispetto ai materiali vergini di prima scelta normalmente impiegati (polietilene): tuttavia tali materiali non possono essere lavorati dagli attuali estrusori monovite.

Infatti nell'estrusore monovite il materiale avanza su di un cilindro termoregolato spinto da una vite a passo stabilito che, facendo diminuire gradualmente lo spazio a disposizione del granulo tra cilindro e vite, ne aumenta notevolmente la pressione, addirittura in modo esponenziale, man mano che ci si avvicina all’uscita dell’estrusore facendo fondere il materiale e permettendo a questo di alimentare la testa piana senza l’impiego di alcuna pompa.

Tale aumento di pressione, che non è regolabile o controllabile, non consente all’estrusore monovite, senza incorrere nei fenomeni di degradazione termomeccanica a cui possono essere soggetti tutti i polimeri, di lavorare tecnopolimeri (poliammidi, policarbonato, polistirene, poliimmide ed altri), leghe di polimeri (ad esempio PC/ABS) o miscele di polimeri con caratteristiche reologiche decisamente differenti tra loro, ad esempio aventi differenti Meli Flow Index (MFI) variabile da 0,3 a 3,5: quello che tipicamente accade lavorando insieme materiali non omogenei nel MFI, reologia, distribuzione di pesi molecolari (in quanto miscele di polimeri) in estrusori monovite è la formazione di "geli" o "gel" visibili all'uscita delle teste piane di estrusione.

Questi geli o grumi sono degli agglomerati di materiale fuso/semi-fiiso che non presentano gli stessi valori di viscosità con il film circostante e rappresentano dei punti di rottura per il film durante il processo di produzione. La rottura del film innescandosi da questi geli impedisce la produzione del film stesso.

L’esigenza di lavorare polimeri non omogenei dal punto di vista del MFI, reologia, distribuzione di pesi molecolari, nasce dal fatto che sempre più spesso si cerca di lavorare materie plastiche che sono ovviamente di più bassa qualità, ad esempio di riciclo, di miscelare differenti prodotti alcuni dei quali provenienti dal riciclaggio della plastica, o di lavorare prodotti fuori specifica provenienti dagli impianti di produzione, poiché tali materiali hanno un prezzo sensibilmente inferiore rispetto a quello del materiale vergine di prima scelta.

Inoltre, come detto sopra, poiché il mercato si sta spostando sempre di più verso la produzione di film Pluriball dal peso ridotto arrivando a grammature di 20-30 g/m<2>, è necessario che la materia prima abbia una perfetta filmabilità, cioè che il fuso sia in grado di essere estruso attraverso la doppia testa piana passando attraverso "fessure" dell'ordine di qualche decimo di millimetro, senza rompersi e presentando altresì caratteristiche meccaniche tali da essere successivamente termoformato.

Attualmente, per produrre film particolarmente leggeri, è possibile utilizzare solo e soltanto materie prime vergini con caratteristiche meccaniche e reologiche ben definite, limitando le possibile scelte (sia di carattere economico che di carattere tecnico) deH'approwigionamento di materie prime. Questo è dovuto al fatto che l’aumento non regolabile di pressione sul polimero che avviene nell’ estrusore monovite induce una degradazione del polimero e in particolar modo quando questo non è un materiale di prima scelta avente caratteristiche reologiche omogenee.

Appare quindi evidente che le due esigenze sono in netto contrasto tra di loro, e lo stato dell'arte attuale non consente di produrre film a bolle d’aria leggeri con materiali poco pregiati o tecnopolimeri.

Scopo della presente invenzione è quello di superare, almeno in parte, gli svantaggi della tecnica nota fornendo un metodo per produrre in continuo, in monoestrusione o in coestrusione, film a bolle d’aria (qui di seguito definiti anche film Pluriball), anche leggeri, partendo da tecnopolimeri o da materiali di più bassa qualità rispetto alle materie plastiche vergini di prima scelta quali materie plastiche provenienti dal riciclaggio, o fuori specifica provenienti dagli impianti di produzione.

Un ulteriore scopo è quello di produrre tali film Pluriball utilizzando un impianto che non necessiti di sostanziali modifiche nel lay-out, che sia di semplice gestione e realizzazione.

Questi ed altri scopi sono raggiunti dalfimpianto in accordo all’invenzione avente le caratteristiche elencate nella annessa rivendicazione indipendente 1.

Realizzazioni vantaggiose dell’invenzione appaiono dalle rivendicazioni dipendenti.

Un oggetto della presente invenzione riguarda l’uso di almeno un estrusore bivite nella produzione in continuo, in monoestrusione o in coestrusione, di rotoli di film plastico a bolle d'aria a partire dall’estrusione di granuli di uno o più polimeri mediante “cast extrusion”.

Senza uscire dall’ambito della presente invenzione, detto estrusore bivite può essere impiegato come l’unico estrusore di una sezione di monoestrusione per formare un film a bolle formato da due film uguali, ciascuno mostrato; oppure può essere utilizzato come uno o più degli estrusori di una sezione di coestrusione necessari per formare un film a bolle formato da due film multistrato.

Un altro oggetto della presente invenzione riguarda un processo per la produzione in continuo, in monoestrusione o in coestrusione, di rotoli di film plastico a bolle d'aria, preferibilmente film leggeri con grammature di 20-30 g/m , ma che possono arrivare anche fino a 500 g/m<2>, composto da almeno due film sovrapposti, uno di base e uno formante la bolla, a partire dall’estrusione di granuli di uno o più polimeri, detto processo comprendente almeno le fase di monoestrusione o coestrusione di detti due film planari sottili attraverso due teste piane di estrusione alimentate da uno (monoestrusione) o più estrusori (coestrusione) di granuli in cui almeno un estrusore è un estrusore bivite;

formatura di detti film planari mediante accoppiamento di detti film così da ottenere un film a bolle d'aria continuo.

Un ulteriore oggetto della presente invenzione riguarda un impianto di produzione in continuo di rotoli di film plastico a bolle d'aria (film Pluriball o Bubble wrap), a partire dall’estrusione di granuli di polimero, comprendente in sequenza

un’unità di estrusione di tipo “cast extrusion” (monoestrusione o coestrusione) comprendente almeno un estrusore, preferibilmente due estrusori, opzionali rispettive pompe dosatrici, e due teste piane di estrusione così da ottenere un film di base e un film formante la bolla,

una stazione di formatura, con un cilindro formatore termoregolato per termoformare i due suddetti film a forma di film a bolle d'aria,

una o più unità opzionali di laminazione per P accoppiamento del film a bolle con uno o più strati di differente natura (carta, alluminio, schiuma di polietilene, film di HDPE, etc.), e/o

una opzionale unità di pre-taglio (o perforazione),

una serie di stazioni di taglio automatico, ribobinatura in rotoli del film a bolle, eventualmente accoppiato, e scarico dei rotoli prodotti,

dove almeno uno degli estrusori a monte delle due teste di estrusione è un estrusore bivite (twin-screw extruder) atto ad avere alla bocca di uscita una pressione tale da riempire parti dell'impianto poste immediatamente a valle di detto estrusore, preferibilmente tale da alimentare in continuo dette due teste di estrusione, più preferibilmente tale da riempire una rispettiva pompa ad ingranaggi, se presente, posta a valle di detto estrusore bivite.

Detto estrusore bivite preferibilmente presenta un tratto finale L per il pompaggio del polimero fuso in cui il profilo delle due viti in detto tratto è atto a generare all'uscita dell'estrusore una pressione tale da alimentare e riempire parti dell'impianto poste immediatamente a valle di detto estrusore, le quali possono essere dette due teste di estrusione, oppure una rispettiva pompa ad ingranaggi, se presente, posta a valle di detto estrusore bivite e a monte di dette teste di estrusione.

Più in particolare, detto estrusore bivite presenta vantaggiosamente un tratto di pompaggio L molto ridotto e uno spazio tra cilindro e viti in detto tratto L che diminuisce gradualmente all’ avvicinarsi dell’uscita dell’estrusore.

Tale accorgimento di progettazione è tale da garantire all’uscita della bocca dell’estrusore una pressione molto più alta rispetto agli estrusori bivite convenzionali i quali sono infatti impiegati per altri scopi quali ad esempio produzione di granuli di polimero e non per alimentare teste piane di estrusione.

Nel tratto L avviene quindi il pompaggio (metering) del polimero tale da riempire efficacemente le due teste di estrusione (die) senza degradare eccessivamente il polimero fuso: tale tratto L è posto vicino, quanto più possibile, alla bocca d’uscita dell’ estrusore (fine del cilindro) per limitare e ridurre la possibilità di innesco dei fenomeni degradativi.

Generalmente negli estrusori bi-vite convenzionali la pressione di uscita del fuso è abbastanza bassa, e per questo essi non vengono utilizzati nella produzione di film piani che richiedono invece un’alta pressione per poter essere estrusi attraverso la sottile apertura della testa piana d’estrusione: di fatto, gli estrusori bivite vengono usati per il mescolamento di due o più polimeri, per la fabbricazione di compound, di master-batch, per l'estrusione/fabbricazione di schiume (schiuma di PE, di PP, di XPS) e alcune tipologie di presse ad iniezione (stampaggio), quando cioè non si ha bisogno all'uscita della bocca dell'estrusore di una elevata pressione ma anzi laddove è necessario minimizzarla quanto più possibile per problemi di degradazione del prodotto.

L’estrusore bivite permette quindi di mescolare materiali molto differenti tra loro e di avere all'uscita un materiale pressoché omogeneo dal punto di vista reologico, cioè stessa viscosità, alla stessa temperatura. Inoltre grazie alla presenza di due viti che si compenetrano a vicenda, la portata volumetrica nell'estrusore bivite, è più costante rispetto ad un monovite.

Gli estrusori bivite noti consentono quindi di ottenere un maggiore mescolamento di materia rispetto a quello ottenuto dagli estrusori monovite tradizionali ed una perfetta omogeneità reologica del prodotto in uscita in quanto la geometria dell'estrusore bivite consente di mescolare i materiali plastici al suo interno più volte rispetto allo stesso tratto di monovite.

Questo maggiore mescolamento in fase di fusione del materiale consente all'estrusore bi-vite di lavorare miscele di materiali diversi e di limitata qualità facendo uscire un fuso pressoché omogeneo dal punto di vista reologico senza la presenza di geli o imperfezioni ovvero impedendo la formazione di grumi di materiale plastico con diverse reologie che potrebbero innescare rotture del film con conseguente fermo del processo produttivo (in continuo).

Tuttavia l’inserimento di un estrusore bi-vite non è mai stato effettuato nelle linee di produzione di pluriball poiché esso di norma presenta all'uscita della bocca una pressione che in generale risulta essere più bassa rispetto a quella necessaria a riempire efficacemente le successive parti dell'impianto, ad esempio le teste piane di estrusione e/o le eventuali pompe dosatrici ad ingranaggi a monte di dette teste.

In particolare nella esecuzione qui descritta (che non è limitativa delfinvenzione) l'estrusore bivite preferibilmente presenterà a valle della sua bocca un cambiafiltro per filtrare il materiale in uscita dall'estrusore al fine di garantire la totale purezza e qualità del prodotto finale, successivamente collegato ad una pompa dosatrice che alimenta le due teste piane di estrusione. Assimilabili esecuzioni possono presentare una diversa sequenza dei differenti elementi, oppure la mancanza di alcuni di essi.

In particolare per ottenere film attraverso le fessure delle teste piane occorre alimentare il fuso ad alta pressione, evitando un indesiderato fenomeno di flusso pulsante che potrebbe causare periodici cambiamenti di spessore del film nella direzione della macchina.

Pertanto l’estrusore bivite impiegato nel presente impianto è preferibilmente modificato in modo opportuno rispetto agli estrusori bivite noti in modo da assicurare sempre la portata del materiale plastico fuso necessario per rimpianto di monoestrusione o co-estrusione e la pressione finale necessaria, utilizzando il minor numero di diametri vite (lunghezza dell’estrusore) in modo tale da non degradare il materiale plastico o da limitarne la sua degradazione.

Dalla letteratura è noto che il fenomeno degradativo dei polimeri è legato allo stress meccanico e termico. Lo stress meccanico è poi legato alle caratteristiche geometriche del sistema vite/cilindro e alla viscosità del polimero; quest’ultima è fortemente influenzata dalla temperatura e dalla pressione sul polimero.

L’estrusore bivite qui impiegato è modificato opportunamente in modo da poter controllare, in ben specifici punti del sistema vite/cilindro, la pressione sul polimero come pure la shear-rate che influenza il fenomeno degradativo attraverso lo stress sul polimero.

Per “shear-rate” si intende il gradiente di velocità, cioè la velocità di cambiamento della velocità a cui uno strato di fluido passa ad uno strato adiacente (velocità di deformazione).

In un estrusore bi-vite, dato che la configurazione geometrica è flessibile e la plastificazione del polimero all’interno del sistema vite/cilindro è controllabile, si può asserire che il fenomeno degradativo del polimero è sotto controllo pur assicurando nel frattempo la massima capacità di plastificazione di miscele a varie viscosità, garantendo la pressione voluta alla portata di progetto necessaria per alimentare la rispettiva pompa dosatrice in alimentazione alle teste piane di estrusione.

Nella formazione del film pluriball mediante “cast extrusion” in accordo alla presente invenzione si ha la necessità di avere una notevole pressione alfuscita dell'estrusore in quanto dopo la bocca il fuso si troverà a dover passare dapprima, per mezzo di opportune tubazioni termoregolate ("colli") anche attraverso l’eventuale filtro in acciaio ("cambia-filtro"), e poi dovrà entrare e riempire opportunamente anche l’eventuale pompa ad ingranaggi, che nell'impianto in questione ha la funzione di pompa dosatrice.

Questa pompa presenta una pressione minima di esercizio, ad esempio nell’intervallo di 20÷80 bar, al di sotto del quale risulta impossibile lavorare, in quanto la pompa stessa non si riempirebbe opportunamente per poter alimentare in pressione corretta le teste piane di estrusione. Quando il film a bolle d'aria (pluriball) è formato da due film, ciascuno multistrato, si ha la necessità di controllare esattamente le percentuali relative dei singoli estrusori rispetto alla portata complessiva.

Poiché questo dosaggio delle portate si ottiene appunto controllando i giri della pompa dosatrice, risulta chiaro quanto sia importante per il processo avere la pompa opportunamente piena.

Pertanto l’estrusore bi-vite qui impiegato presenta vantaggiosamente un profilo delle due viti atto a generare all'uscita dell'estrusore una pressione tale da alimentare in continuo dette due teste di estrusione, preferibilmente tale da riempire opportunamente la pompa ad ingranaggi a valle dell'estrusore stesso ma non così elevata ed incontrollata da degradare il polimero con eccessive sovrappressioni e/o stress meccanici e termici.

In particolare, nell’estrusore bi-vite qui impiegato viene stabilito in fase di progetto, a seconda del polimero da lavorare, il tratto L, in cui si ha un incremento della pressione: ciò viene fatto semplicemente variando la geometria delle viti e il loro posizionamento lungo l’albero, scegliendo quindi il punto di inizio della fase di pompaggio (pressurizzazione) del polimero, senza dover modificare la lunghezza o il cilindro stesso.

Ovviamente questo punto di inizio pompaggio sarà il più possibile vicino alla fine del cilindro per limitare e ridurre la possibilità di innesco dei fenomeni degradativi.

Tutto questo con la possibilità di maggiore plastificazione di miscele polimeriche con varie viscosità senza innescare fenomeni degradativi in quanto la fase di miscelazione e plastificazione avvengono a pressione medie più basse che in un monovite.

In sintesi, si può affermare che vantaggiosamente l’estrusore bivite qui impiegato presenta preferibilmente un tratto finale opportunamente modificato che agisce come il tratto finale di pompaggio di un estrusore monovite.

Così dimensionato l'estrusore bi-vite potrà essere inserito all'intemo di un impianto di produzione di film a bolle d’aria andando a superare i limiti attuali dello stato della tecnica.

Un’ulteriore considerazione va fatta riguardo gli aspetti prettamente economici dell'invenzione, nello specifico, l'elevato costo degli estrusori bi-vite rispetto agli estrusori monovite viene bilanciato dalla loro maggiore efficienza energetica e dal loro maggiore rendimento in termini di kili di produzione su diametri di vite.

In particolare per garantire una certa portata (in kg/h) gli estrusori monovite devono essere di dimensioni (diametro della vite) maggiori rispetto agli estrusori bi-vite, questo consente (tenendo fissa la portata oraria della macchina) di ridurre la taglia dell'estrusore bi-vite riducendo al contempo la taglia del motore che lo movimenta. Il tutto porta ad un risparmio energetico con conseguente risparmio economico.

In definitiva si può affermare che il costo al kilo di prodotto finito risulta essere minore utilizzando una macchina equipaggiata con estrusore bi-vite, questo porta ad ammortizzare il costo iniziale maggiore dell’ estrusore bivite opportunamente modificato.

Inoltre la maggiore capacità di omogeneizzare materiali plastici con proprietà reologiche diverse, accompagnata da una maggiore efficienza energetica rispetto al monovite, consente di ampliare la scelta di materie prime utilizzabili per la produzione di film plastici particolarmente leggeri.

In particolare, grazie all' uso dell'estrusore bi-vite, si potranno privilegiare materiali più scadenti, e quindi più economici, senza andare a pregiudicare il corretto funzionamento di tutto rimpianto e le proprietà del prodotto finale.

E’ da notare che nel presente impianto il numero di estrusori bivite previsti a monte delle due teste piane di estrusione non è vincolante ai fini della presente invenzione e dipende principalmente dal numero di differenti materiali non pregiati o tecnopolimeri da estrudere e non necessariamente del numero di strati del film di pluriball.

Ulteriori caratteristiche dell’invenzione risulteranno più chiare dalla descrizione dettagliata che segue, riferita ad una sua forma puramente esemplificativa, e quindi non limitativa, di realizzazione illustrata nei disegni annessi, in cui:

la figura 1 è una vista schematica di un’unità di estrusione in accordo all’invenzione per produrre un film pluriball a cinque strati (5+5);

la figura 2 è una vista laterale dell’impianto completo di produzione di film a bolle d’aria in accordo all’invenzione;

la figura 3 è una vista laterale della sezione di estrusione e laminazione dell’impianto di produzione di film a bolle d’aria illustrato in fig. 2;

la figura 3 a è una vista ingrandita del particolare racchiuso nel cerchio indicato con A in fig. 3;

la figura 4 è una vista laterale della sezione di taglio e ribobinatura dell’impianto di produzione di film a bolle d’aria illustrato in fig. 2;

le figure 5a-5d sono viste laterali in esploso delle tre sezioni a), b), c) che compongono ciascuna vite dell’estrusore bivite e d’insieme di ciascuna vite in accordo all’invenzione;

le figure 6-7 sono una vista in pianta della sezione di impianto illustrata rispettivamente in figura 3 e 4.

In figura 1 viene illustrata in maniera schematica la sezione di co-estrusione di un film a bolle multistrato (5+5) in accordo alla presente invenzione, in particolare mediante “Cast Extrusion”.

L’unità di estrusione comprende un sistema di dosaggio gravimetrico 15 (indicato anche in fig.2) per alimentare i granuli del rispettivo materiale plastico A, B, C (fig. 1) al rispettivo estrusore 10, 20, 30, (anche in fig.6), tutti disposti a valle di detto sistema di dosaggio 15.

Generalmente il materiale plastico A è un polietilene (PE), il polimero B è un tie-layer, cioè un polimero adesivo (glue), il polimero C è generalmente un polimero barriera quale nylon (PA6).

Ciascuno di detti materiali A, B, C viene estruso da un estrusore e almeno uno di detti estrusori è un estrusore bivite: preferibilmente è un estrusore bivite l’estrusore 10 alimentato con i granuli di polietilene A, anche se è da intendersi che ciò non è vincolante ai fini della presente invenzione e pertanto possono essere impiegati estrusori bivite per i polimeri B e/o C, in alternativa o in aggiunta a quello impiegato per il polimero A.

Nel caso in cui l’estrusore bivite 10 sia destinato al suddetto polimero A, esso presenta un tratto terminale L (corrispondente al tratto c di pompaggio di fig.

5) di lunghezza di processo nel range di 8÷15 volte il diametro della vite.

AH’intemo di ciascun estrusore 10,20,30 (monovite o bivite), i granuli di polimero vengono mescolati, pressati e poi fusi, uscendo in forma di fuso dalla bocca d’uscita dell’estrusore per alimentare un rispettivo cambiafiltro 25 e successivamente la rispettiva pompa ad ingranaggi dosatrice 16 (figg. 3 e 3 a) la quale convoglia il rispettivo fuso ad un dispositivo distributore feed-block 200 (indicato schematicamente solo in fig.l), di per sé già noto nella tecnologia della coestrusione di film: esso ha lo scopo di dividere le tre correnti A,B,C di fuso in tante correnti quanti sono gli strati nel film a bolle finale 22 (fig.l) disponendo poi le differenti correnti di fusi in una predeterminata sequenza di strati in alimentazione alle due teste piane di estrusione 40, ad esempio ABCBA per formare un film di base 21 ’ e un film formante la bolla 21, entrambi a cinque strati nella presente forma di realizzazione.

Nelle figure 2-3 non sono stati riportati gli eventuali estrusori monovite per semplicità di illustrazione.

Dopo l’uscita dalla rispettiva testa piana 40 di ciascun foglio coestruso 21, 2Γ multistrato ABCBA, si passa alla sezione di formatura comprendente un gruppo formatore 50 (fìgg.2-3), dove un cilindro formatore 300 termoregolato (raffreddato) provvede alla termoformatura dei due film multistrato 21 e 2Γ dandogli la forma tipica del film a bolle d'aria pluriball 22, e contemporaneamente permettendo la solidificazione con conseguente raffreddamento.

Dopo la stazione di formatura 50 possono essere presenti varie altre stazioni per differenti lavorazioni da effettuare sul film pluriball 22 ormai prodotto: tipiche sono le unità di laminazione 60 con cilindro riscaldato (fig. 3) che accoppiano al film pluriball 22 almeno un altro film 31 (fig. 3) di differente natura (carta, alluminio, schiuma di polietilene, film di HDPE, etc.), proveniente da almeno una specifica sezione 7 di sbobinatura di un terzo strato 31, saldando detto film aggiuntivo 31 al prodotto pluriball 22 appena formato.

In particolare, in relazione alla forma di realizzazione preferita ed illustrata in fig. 2, differenti film (carta, alluminio, schiuma di polietilene, film di HDPE, etc.), eventualmente già accoppiati tra loro, vengono svolti alternativamente dagli sbobinatori 7 e 8 (fig. 4, sbobinatore per schiuma di PE) e poi laminati al film a bolle d'aria in produzione nel gruppo di laminazione 60 per formare il terzo 3 1 strato sopra il film formante la bolla 21.

E’ anche possibile prevedere la produzione di un film a bolle avente un quarto strato 32 (fig. 3) posto al di sotto del film di base 2Γ: in questo caso il quarto strato viene alimentato da uno sbobinatore 17 posto prima del gruppo di termoformatura 50: tale sbobinatore 17 alimenta un film 32 (carta, alluminio, schiuma di polietilene, film di HDPE, etc.) facendolo svolgere e giungendo contemporaneamente al fuso direttamente nel cilindro formatore 300 nella stazione di formatura 50. Come risultato il film prodotto presenterà anche la laminazione di un ulteriore film al di sotto del film della base 2Γ.

Un'altra tipica lavorazione consiste nella perforazione (o pre-taglio) che incide il pluriball senza tagliarlo totalmente, permettendo all'utilizzatore finale di strappare agevolmente i fogli di prodotto (come nel caso della carta igienica o carta da cucina).

Come illustrato in figura 4, al termine di queste unità vi sono le stazioni di taglio automatico 9, ribobinatura in rotoli 100 ed unità di scarico ed espulsione 11 dei rotoli prodotti.

La stazione di taglio automatico 9, di per sé già nota nell’arte, può anche prevedere un sistema di recupero rifili 14 (fìg. 7).

L’impianto è inoltre dotato di un quadro elettrico 13 (fìg. 6) e di un pannello di controllo, già noti di per sé nell’arte negli impianti di produzione di pluriball, oltre a prevedere le normali utility di un impianto (pompaggio acqua 19, centralina di olio diatermico per riscaldamento rulli 18 - fig.6).

Con riferimento all’estrusore bivite utilizzato nel presente impianto, è preferibile che esso abbia una configurazione della vite come illustrato in fìg. 5, in particolare quando esso è alimentato con granuli in PE.

In particolare ciascuna vite è formata da tre distinti tratti a), b), c), ciascuno avente almeno due differenti passi di filettatura.

Le filettature sono qui state indicate con i numeri di riferimento 1, 2, 3, mentre gli elementi di miscelazione sono stati indicati con i riferimenti numerici 4 e 5.

Il primo tratto a) è quello dedicato al trasporto della materia, il secondo tratto b) è deputato alla miscelazione mentre il terzo tratto c) è quello destinato alla compressione del materiale e corrisponde al tratto indicato sopra con la sigla L.

In una realizzazione preferita, la lunghezza di pompaggio è pari a circa 13 diametri, cioè una lunghezza di gran lunga inferiore a quella di un estrusore mono vite.

E’ da notare che normalmente negli estrusori bivite ogni tratto ha un solo tipo di passo e/o filettatura che differisce da un tratto all’altro: è solo negli estrusori monovite che l’ultimo tratto di uscita può presentare due differenti passi di filettatura.

La presente invenzione non è limitata alle particolari forme di realizzazione precedentemente descritte e illustrate nei disegni annessi, ma ad essa possono essere apportate numerose modifiche di dettaglio, alla portata del tecnico del ramo, senza per questo fuoriuscire dall’ambito dell’invenzione stessa, come definito nelle rivendicazioni annesse.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Impianto di produzione in continuo di rotoli di film plastico a bolle d'aria (22) con grammature fino a 500 g/m<2>, più preferibilmente un film leggero con grammature di 20-30 g/m<2>, detto film (22) comprendente almeno due film sovrapposti (21, 2 Γ), uno di base e l’altro formante la bolla, detto impianto comprendente, in sequenza, un’unità di estrusione, in monoestrusione o in coestrusione, preferibilmente di tipo “cast extrusion”, comprendente almeno un estrusore (10,20,30) a monte di due teste piane di estrusione (40) per film planari così da formare detto film di base (2Γ) e detto film formante la bolla (21), una stazione di formatura e raffreddamento, con un cilindro formatore termoregolato (300) per accoppiare detti due film (21, 2Γ) così da ottenere film a bolle d'aria (22), una serie di stazioni di taglio automatico, ribobinatura in rotoli del film a bolle e scarico di detti rotoli prodotti, caratterizzato dal fatto che almeno uno degli estrusori (10,20,30) è un estrusore bivite, detto estrusore bivite (10,20,30) fornendo al polimero fuso una pressione tale, alla bocca di uscita, da riempire le parti di detto impianto poste immediatamente a valle di detto estrusore bivite, preferibilmente tale da alimentare in continuo dette due teste di estrusione (40) e/o una rispettiva pompa ad ingranaggi (16), se presente, posta a valle di detto estrusore bivite e a monte di dette teste di estrusione (40).
2. 2. Impianto secondo la rivendicazione 1 in cui detto estrusore bivite (10,20,30) è dotato di un tratto finale (L) di pompaggio del polimero fuso in cui il profilo delle viti di detto estrusore bivite che occupano detto tratto (L) è atto a generare alla bocca d'uscita di detto estrusore bivite (10,20,30) una pressione tale da riempire dette successive parti dell'impianto poste immediatamente a valle di detto estrusore bivite.
3. 3. Impianto secondo la rivendicazione 2 in cui lo spazio libero tra cilindro e viti alloggiati in detto tratto (L) diminuisce avvicinandosi alla bocca d’uscita di detto estrusore bivite (10,20,30).
4. 4. Impianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui il numero di estrusori bivite dipende dal numero di differenti polimeri da estrudere.
5. 5. Impianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui ciascuno dei due film (21,21’) del film a bolle d'aria (22) è un film multistrato.
6. 6. Impianto secondo la rivendicazione 5 in cui ciascun film multistrato (21, 2Γ) è formato da cinque strati in sequenza A/B/C/B/A dove A è un polietilene, B è un polimero adesivo “tie-layer”, C è un polimero barriera quale nylon (PA6).
7. 7. Impianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui è previsto un distributore feed-block (20) a monte di dette due teste piane di estrusione (40), atto a dividere i fusi uscenti da uno o più di detti estrusori (10,20,30) in tante correnti quanti sono gli strati nel film a bolle d’aria finale (22).
8. 8. Impianto secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti in cui l’unità di estrusione comprende inoltre un sistema di dosaggio gravimetrico (15) per alimentare i granuli di uno o più materiali plastici polimerici (A, B, C) ai rispettivi estrusori (10,20,30).
9. 9. Processo per la produzione in continuo di rotoli di film plastico a bolle d'aria (22) composto da almeno due film sovrapposti (2 1,21’), uno di base e uno formante la bolla, a partire dall’estrusione di granuli di uno o più polimeri, detto processo comprendente almeno le fasi di estrusione mediante cast extrusion di detti due film planari sottili (21, 21 ’) attraverso due teste piane di estrusione (40) alimentate da uno o più estrusori (10,20,30) di granuli in cui almeno uno degli estrusori (10,20,30) è un estrusore bivite che impartisce al polimero fuso una pressione tale, alla bocca di uscita, da riempire le parti dell'impianto poste immediatamente a valle di detto estrusore bivite, formatura di detti film planari (21, 2Γ) mediante accoppiamento di detti film (21, 21 ’) così da ottenere un film a bolle d'aria continuo (22).
10. 10. Uso di almeno un estrusore bivite (10,20,30) nella produzione in continuo di rotoli di film plastico a bolle d'aria continuo (22) a partire dall’estrusione di granuli di uno o più polimeri mediante “cast extrusion”.