IT202100026603A1 - Sistema e metodo di raffreddamento di un film plastico nella filmatura per soffiaggio - Google Patents
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Description
Descrizione dell?invenzione industriale avente per titolo:
?SISTEMA E METODO DI RAFFREDDAMENTO DI UN FILM PLASTICO NELLA FILMATURA PER SOFFIAGGIO?
Descrizione
Campo dell?invenzione
La presente invenzione ? relativa a un sistema di raffreddamento di un film plastico nella filmatura per soffiaggio. In un ulteriore aspetto, la presente invenzione ? relativa a una gabbia di calibrazione e a un impianto di filmatura per soffiaggio provvisti di un sistema di raffreddamento di un film plastico.
Infine, la presente invenzione ? relativa a un metodo di raffreddamento di un film plastico nella filmatura per soffiaggio.
Arte nota
Nella tecnologia dei polimeri, la filmatura per soffiaggio ? un processo impiegato per ottenere film polimerici di spessore ridotto, tipicamente compreso tra 15?500 ?m, mediante impianti di filmatura per soffiaggio. Tali film possono essere utilizzati ad esempio per produrre film per imballaggi, sacchetti di plastica, o film per serre.
Il materiale plastico, ovvero il polimero, in stato solido (ad esempio granuli o polvere) viene inizialmente alimentato entro un estrusore. Un tipico estrusore utilizzato in ambito industriale ? costituito essenzialmente da un cilindro all?interno del quale ruotano una o due viti senza fine. In corrispondenza dell?alimentazione al cilindro ? predisposta una tramoggia di carico del materiale plastico in stato solido, mentre in corrispondenza dell?uscita del cilindro ? posta una ?filiera? o ?matrice? da cui fuoriesce il materiale plastico fuso.
Il prodotto estruso dalla filiera viene quindi soffiato mediante un?opportuna testa di filmatura per soffiaggio definendo una conformazione a bolla. L?aria insufflata consente di aumentare il diametro della bolla e, al contempo, ne riduce lo spessore della parete, formando il film plastico tubolare dello spessore desiderato. Il film tubolare passa quindi attraverso un anello di raffreddamento e successivamente attraverso una gabbia di calibrazione, essendo tirato verso l?alto da opportuni rulli, definendo la fase di stiro che ha lo scopo di stabilizzare la geometria e la morfologia del materiale.
A causa dello stiro in direzione longitudinale e del soffiaggio, il fuso polimerico ? sottoposto ad un flusso di elongazione biassiale. La deformazione nelle due direzioni orienta quindi le macromolecole sia nella direzione longitudinale che in quella circonferenziale. Queste due azioni avvengono entro la cosiddetta ?linea di gelo?, mentre la deformazione al di sopra della suddetta sezione in cui avviene la solidificazione del polimero, ovvero la cristallizzazione, sono determinate dalla sola azione meccanica sul film plastico tubolare durante la movimentazione. Negli impianti di filmatura per soffiaggio di tipo noto il raffreddamento del film plastico tubolare estruso e filmato viene realizzato mediante il contatto con l?aria a temperatura ambiente lungo l?intero percorso fino a valle della gabbia di calibratura. Per tale motivo, l?estensione degli impianti di tipo noto ? spesso notevole nonostante i dispositivi preposti alla produzione del film plastico tubolare occupino solo una piccola porzione dell?intera estensione.
Inoltre, la temperatura di raffreddamento del film plastico tubolare influenza negativamente la velocit? di produzione, costituendo un collo di bottiglia in relazione alla necessit? di adeguare la produzione alla capacit? di raffreddamento e stabilizzazione del film plastico tubolare estruso e filmato.
Sarebbe pertanto desiderabile disporre di un sistema di raffreddamento di film plastici tubolari nella filmatura per soffiaggio in grado di minimizzare gli inconvenienti sopra esposti. In particolare, sarebbe desiderabile disporre di un sistema di raffreddamento del film plastico tubolare nella filmatura per soffiaggio in grado di massimizzare la produzione e, al contempo, minimizzare l?estensione degli impianti in cui viene impiegato.
Sarebbe desiderabile, inoltre, disporre di una gabbia di calibratura per la filmatura per soffiaggio e di un impianto di filmatura per soffiaggio in grado di minimizzare gli inconvenienti sopra esposti. In particolare, sarebbe desiderabile disporre di una gabbia di calibratura per la filmatura per soffiaggio e di un impianto di filmatura per soffiaggio dal costo di realizzazione e di montaggio ridotto, in grado di migliorare la velocit? di produzione del film plastico tubolare.
Sommario dell?invenzione
Scopo della presente invenzione ? fornire un sistema di raffreddamento di un film plastico tubolare nella filmatura per soffiaggio in grado di minimizzare le problematiche suddette.
In particolare, scopo della presente invenzione ? fornire un sistema di raffreddamento di un film plastico tubolare nella filmatura per soffiaggio in grado di ridurre considerevolmente la temperatura del flim plastico tubolare in uno spazio ridotto.
Infine, uno scopo della presente invenzione ? fornire una gabbia di calibrazione e un impianto di filmatura per soffiaggio dal ridotto costo di produzione e montaggio, in grado di garantire un efficace raffreddamento del film plastico tubolare estruso.
Gli scopi sopra menzionati vengono raggiunti da un sistema di raffreddamento di un film plastico tubolare nella filmatura per soffiaggio, in accordo con le rivendicazioni allegate.
Il sistema di raffreddamento ? caratterizzato dal fatto di comprendere:
- un corpo di raffreddamento del film plastico tubolare, definito da una struttura di contenimento del film plastico tubolare e provvisto di una porzione di entrata e di una porzione di uscita del film plastico tubolare e di mezzi di raffreddamento atti ad immettere un flusso di aria ad una temperatura predeterminata entro il corpo di raffreddamento;
- primi mezzi di regolazione della dimensione della porzione di entrata, operativamente accoppiati alla porzione di entrata;
- secondi mezzi di regolazione della dimensione della porzione di uscita, operativamente accoppiati alla porzione di uscita;
- mezzi di controllo operativamente connessi ai primi e secondi mezzi di regolazione della dimensione;
in cui i mezzi di controllo sono atti ad azionare i mezzi di raffreddamento in funzione della temperatura del film plastico tubolare, e
in cui i mezzi di controllo sono atti ad azionare i primi mezzi di regolazione della dimensione e i secondi mezzi di regolazione della dimensione in funzione del diametro del film plastico tubolare da raffreddare e in funzione della direzione di convogliamento predeterminata del flusso d?aria immesso.
In tal modo, ? possibile ottenere il raffreddamento del film plastico tubolare mediante il raffreddamento delle porzioni in scorrimento nel corpo di raffreddamento.
Preferibilmente, i primi mezzi di regolazione della dimensione comprendono un dispositivo diaframma a iride provvisto di una pluralit? di lamelle operativamente connesse per restringere la dimensione della porzione di entrata alla dimensione desiderata.
Preferibilmente, i secondi mezzi di regolazione della dimensione comprendono un dispositivo diaframma a iride provvisto di una pluralit? di lamelle operativamente connesse per restringere la dimensione della porzione di uscita alla dimensione desiderata.
In tal modo, ? possibile regolare precisamente le dimensioni delle porzioni di entrata e di uscita in funzione delle necessit? operative, in accordo con la presente invenzione.
Ancor pi? preferibilmente, i primi mezzi di regolazione della dimensione e/o i secondi mezzi di regolazione della dimensione comprendono una ghiera rotante accoppiata alle lamelle, e
i mezzi di controllo sono atti a ruotare la ghiera rotante in funzione della dimensione desiderata della porzione di entrata e/o della porzione di uscita.
In tal modo, la movimentazione delle lamelle costituenti i mezzi di regolazione della dimensione pu? essere realizzata in modo uniforme e veloce.
Preferibilmente, i mezzi di controllo sono atti ad azionare i primi mezzi di regolazione della dimensione e i secondi mezzi di regolazione della dimensione per definire la direzione di convogliamento del flusso d?aria immesso in modo tale da consentire il contatto del flusso d?aria con il film plastico tubolare in corrispondenza della porzione di entrata e la fuoriuscita del flusso d?aria in corrispondenza della porzione di uscita.
In tal modo, ? possibile ottimizzare la gestione del flusso e ridurre il dispendio energetico impiegato.
Preferibilmente, il corpo di raffreddamento presenta la struttura di contenimento a conformazione cilindrica.
Preferibilmente, i mezzi di raffreddamento presentano un dispositivo di immissione del flusso di aria disposto sulla struttura di contenimento in corrispondenza della porzione di entrata.
Gli scopi sopra menzionati vengono ulteriormente raggiunti da una gabbia di calibrazione di un film plastico tubolare nella filmatura per soffiaggio, in accordo con le rivendicazioni allegate.
La gabbia di calibrazione ? caratterizzata dal fatto di comprendere un sistema di raffreddamento di un film plastico tubolare nella filmatura per soffiaggio secondo una o pi? delle rivendicazioni allegate.
Infine, gli scopi sopra menzionati vengono ulteriormente raggiunti da un impianto di filmatura per soffiaggio, in accordo con le rivendicazioni allegate. L?impianto di filmatura per soffiaggio comprende:
- una testa di filmatura per soffiaggio, per la realizzazione di un film plastico tubolare;
- uno o pi? estrusori disposti a monte della testa di filmatura per soffiaggio per l?alimentazione del materiale plastico estruso;
- una gabbia di calibrazione disposta a valle della testa di filmatura per soffiaggio;
l?impianto di filmatura per soffiaggio ? caratterizzato dal fatto di comprendere un sistema di raffreddamento di un film plastico tubolare nella filmatura per soffiaggio secondo una o pi? delle rivendicazioni allegate disposto a valle della testa di filmatura per soffiaggio.
Preferibilmente, il sistema di raffreddamento di un film plastico tubolare nella filmatura per soffiaggio ? disposto in corrispondenza della gabbia di calibrazione.
Descrizione delle figure
Queste e ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione risulteranno evidenti dalla descrizione della forma di realizzazione preferita, illustrata a titolo esemplificativo e non limitativo nelle allegate figure, in cui: - la Figura 1 ? una vista in prospettiva di forma di realizzazione preferita del sistema di raffreddamento di un film plastico, in accordo con la presente invenzione;
- la Figura 2 ? una vista in piano laterale del sistema di raffreddamento di un film plastico di Figura 1;
- la Figura 3 ? una vista in sezione A-A del sistema di raffreddamento di un film plastico di Figura 2;
- la Figura 4 ? una vista in sezione schematica del sistema di raffreddamento di un film plastico di Figura 1, illustrante la direzione di convogliamento del flusso d?aria.
Descrizione dettagliata dell?invenzione
Il processo di produzione di film per soffiaggio, cosiddetta filmatura in bolla, consiste, come noto, nell?estrusione di un fuso polimerico attraverso un foro anulare. Il prodotto estruso viene soffiato mediante un?opportuna testa di filmatura per soffiaggio definendo una conformazione a bolla che viene, dunque, gonfiata per mezzo di aria soffiata all?interno definendo un tubo che viene successivamente stirato. L?aria insufflata consente di aumentare il diametro della bolla e, al contempo, ne riduce lo spessore della parete, formando il film plastico tubolare dello spessore desiderato.
Con riferimento alle Figure 1-4, ? illustrata la forma di realizzazione preferita del sistema 10 di raffreddamento di un film 1 plastico tubolare nella filmatura per soffiaggio, in accordo con la presente invenzione.
La Figura 1 ? una vista in prospettiva di forma di realizzazione preferita del sistema 10 di raffreddamento di un film 1 plastico tubolare, in accordo con la presente invenzione, comprendente un corpo 110 di raffreddamento del film 1 plastico tubolare, definito da una struttura di contenimento del suddetto film 1 plastico tubolare. In particolare, la struttura di contenimento consente di mantenere il film 1 plastico tubolare nel percorso desiderato durante la movimentazione dello stesso, assicurando che il raffreddamento possa essere realizzato senza modificarne inavvertitamente la geometria, come descritto in maggior dettaglio nel prosieguo.
Come illustrato nelle Figure allegate, la struttura di contenimento definita dal corpo 110 di raffreddamento presenta una conformazione cilindrica. Nella forma di realizzazione preferita, tale conformazione si presenta tanto nella porzione esterna quanto nella porzione interna.
Secondo ulteriori forme di realizzazione, non illustrate, la conformazione del corpo di raffreddamento potrebbe risultare differente, presentando una qualsiasi conformazione utile tanto per la porzione esterna quanto per la porzione interna. La Figura 2 ? una vista in piano laterale del sistema 10 di raffreddamento ove ? illustrato il corpo 110 di raffreddamento provvisto di una porzione 111 di entrata e di una porzione 112 di uscita del film 1 plastico tubolare. Tali porzioni di entrata 111 e di uscita 112 sono disposte in successione, ovvero la porzione 111 di entrata ? disposta a valle della porzione 112 di uscita rispetto alla direzione di avanzamento (non illustrata) del film 1 plastico tubolare. Il corpo 110 di raffreddamento definisce, pertanto, un condotto per il film 1 plastico tubolare, tale condotto estendendosi tra la porzione 111 di entrata e la porzione 112 di uscita. La Figura 3 illustra la sezione A-A del sistema 10 di raffreddamento del film 1 plastico, ove in corrispondenza della porzione 111 di entrata sono disposti primi mezzi 211 di regolazione della dimensione. Tali primi mezzi 211 di regolazione della dimensione sono operativamente connessi alla suddetta porzione 111 di entrata, consentendo, quindi, di regolare la luce del relativo ingresso ovvero di immissione del condotto ivi definito. Allo stesso modo, in corrispondenza della porzione 112 di uscita sono disposti secondi mezzi 212 di regolazione della dimensione. Tali secondi mezzi 212 di regolazione della dimensione sono operativamente connessi alla suddetta porzione 112 di uscita consentendo, quindi, di regolare la luce della relativa uscita ovvero di estrazione del condotto ivi definito.
La funzione dei mezzi 211, 212 di regolazione della dimensione ?, pertanto, quella di controllare in modo preciso la luce delle rispettive porzioni di ingresso 111 e di uscita 112 in modo tale che questa possa essere determinata in funzione delle necessit? espresse ad ogni istante di funzionamento.
La regolazione della dimensione mediante i suddetti mezzi 211, 212 di regolazione della dimensione pu? interessare anche la forma delle luci, modificando o riducendo la forma gi? prevista per le rispettive porzioni di ingresso 111 e di uscita 112. In particolare, le luci possono avere forma circolare od ovale, come nella forma di realizzazione preferita, ma anche forma poligonale, ad esempio quadrata o rettangolare.
Nella forma di realizzazione preferita, ivi descritta, i primi mezzi 211 di regolazione della dimensione comprendono un dispositivo diaframma a iride provvisto di una pluralit? di lamelle operativamente connesse per restringere la dimensione della porzione 111 di entrata alla dimensione desiderata. Ugualmente, anche i secondi mezzi 212 di regolazione della dimensione comprendono un dispositivo diaframma a iride provvisto di una pluralit? di lamelle operativamente connesse per restringere la dimensione della porzione 112 di uscita alla dimensione desiderata.
Le suddette lamelle (non illustrate) sono disposte in corrispondenza della porzione periferica del corpo 110 di raffreddamento in corrispondenza della relativa porzione di entrata 111 o di uscita 112. Queste possono essere movimentate da una posizione di apertura in cui sono sostanzialmente adiacenti al bordo periferico e massimizzano la luce della relativa porzione 111 di entrata o porzione 112 di uscita, in parziale sovrapposizione in successione, a una posizione di chiusura in cui si estendono dal bordo periferico al centro della relativa porzione 111 di entrata o porzione 112 di uscita, in cui l?area di sovrapposizione reciproca ? ridotta.
Dunque, l?impiego di un dispositivo diaframma a iride consente di definire una luce sostanzialmente circolare, in quanto le lamelle realizzano una conformazione della luce equidistante rispetto al centro della rispettiva porzione su cui sono disposte. Impiegando movimentazioni differenziate per le lamelle ?, altres?, possibile definire luci di qualsiasi geometria.
Secondo ulteriori forme di realizzazione, non illustrate, ? possibile definire mezzi di regolazione della dimensione differenti tra la porzione di ingresso e la porzione di uscita.
Il raffreddamento del film 1 plastico tubolare ? affidato ad opportuni mezzi di raffreddamento atti ad immettere un flusso di aria ad una temperatura predeterminata entro il corpo 110 di raffreddamento.
I mezzi di raffreddamento sono preferibilmente realizzati mediante un dispositivo 210 di immissione di un flusso di aria, come illustrato nelle Figure 1 e 2, tale da consentire di abbassare rapidamente la temperatura del film 1 plastico tubolare. In particolare, tale dispositivo 210 di immissione del flusso d?aria ? disposto sulla struttura di contenimento in corrispondenza della porzione 111 di entrata, ma potrebbe ugualmente essere disposto in una posizione differente o risultare esterno alla struttura di contenimento seppur operativamente connesso con questa.
Il flusso d?aria viene, dunque, immesso entro il corpo 110 di raffreddamento affinch? questo possa raggiungere e contattare il film 1 plastico tubolare, come illustrato in Figura 4 e descritto in maggior dettaglio nel seguito.
Il sistema 10 di raffreddamento comprende, infine, opportuni mezzi di controllo (non illustrati) operativamente connessi ai primi 211 e secondi 212 mezzi di regolazione della dimensione nonch? ai mezzi di raffreddamento precedentemente descritti.
Tali mezzi di controllo sono atti ad azionare i mezzi di raffreddamento in funzione della temperatura del film 1 plastico tubolare. Inoltre, i mezzi di controllo sono atti ad azionare i primi mezzi 211 di regolazione della dimensione e i secondi mezzi 212 di regolazione della dimensione in funzione del diametro del film 1 plastico tubolare da raffreddare e in funzione della direzione di convogliamento predeterminata del flusso d?aria immesso.
Dunque, i mezzi di controllo consentono di regolare i valori delle luci delle porzioni di ingresso 111 e di uscita 112, tra cui i valori di fasatura e di area. Il valore della fasatura corrisponde al periodo d?apertura, o di chiusura, dei dispositivi diaframma a iride, ovvero delle relative lamelle, ad ogni istante ovvero ad istanti predeterminati. Inoltre, per consentire la corretta gestione del flusso d?aria entro il corpo 110 di raffreddamento, ? possibile definire il rapporto tra la luce di ingresso e la luce di uscita in modo tale da determinare il percorso del flusso d?aria in funzione delle necessit? di raffreddamento. Il valore dell?area ? la misura dell?apertura, o chiusura, della luce, la quale viene determinata con la fasatura e la larghezza della luce, da cui ? possibile ottenere la sezione del flusso in immissione o in estrazione dal condotto.
I mezzi di controllo sono, quindi, atti ad azionare i primi mezzi 211 di regolazione della dimensione e i secondi mezzi 212 di regolazione della dimensione per definire la direzione di convogliamento del flusso d?aria immesso in modo tale da consentire il contatto del flusso d?aria con il film 1 plastico tubolare in corrispondenza della porzione 111 di entrata e la fuoriuscita del flusso d?aria in corrispondenza della porzione 112 di uscita, come illustrato in Figura 4 ove le frecce esemplificano il movimento del flusso d?aria.
A tal proposito, nella forma di realizzazione preferita i primi mezzi 211 di regolazione della dimensione comprendono una ghiera rotante accoppiata alle lamelle del dispositivo diaframma a iride, in cui i mezzi di controllo sono atti a ruotare la ghiera rotante in funzione della dimensione desiderata della porzione 111 di entrata. Preferibilmente, inoltre, anche i secondi mezzi 212 di regolazione della dimensione comprendono una ghiera rotante accoppiata alle lamelle del dispositivo diaframma a iride, in cui i mezzi di controllo sono atti a ruotare la ghiera rotante in funzione della dimensione desiderata della porzione 112 di uscita. ?, altres?, possibile prevedere l?impiego della ghiera rotante anche per uno solo dei suddetti primi e secondi mezzi di regolazione della dimensione.
La ghiera ? connessa al sistema 10 di raffreddamento preferibilmente in corrispondenza della porzione periferica del corpo 110 di raffreddamento in corrispondenza della relativa porzione di entrata 111 o di uscita 112. La ghiera consente la movimentazione simultanea e uniforme di tutte le lamelle a questa collegate, tale movimentazione essendo realizzata tramite la rotazione della suddetta ghiera. Ad esempio, la rotazione in senso orario pu? disporre le lamelle in corrispondenza della suddetta posizione di chiusura in cui queste si estendono dal bordo periferico al centro della relativa porzione 111 di entrata o porzione 112 di uscita, mentre la rotazione in senso antiorario pu? disporre le lamelle in corrispondenza della detta posizione di apertura in cui sono sostanzialmente adiacenti al bordo periferico e massimizzano la luce della relativa porzione 111 di entrata o porzione 112 di uscita.
La presente invenzione ? relativa, altres?, ad una gabbia di calibrazione di un film 1 plastico tubolare nella filmatura per soffiaggio, non illustrata, e comprendente il sistema 10 di raffreddamento di un film 1 plastico tubolare nella filmatura per soffiaggio secondo quanto descritto in precedenza. Dunque, ? possibile impiegare il sistema 10 di raffreddamento secondo la presente invenzione direttamente nella gabbia di calibrazione durante la produzione del film 1 plastico tubolare, in tal modo contenendo la riduzione dell?estensione dell?eventuale impianto preposto alla filmatura per soffiaggio mediante il notevole raffreddamento ottenibile per il film 1 plastico tubolare durante il passaggio nel suddetto condotto.
Infine, la presente invenzione ? relativa ad un impianto di filmatura per soffiaggio, non illustrato, comprendente, in successione, un estrusore per l?alimentazione del materiale plastico estruso, una testa di filmatura per soffiaggio per la realizzazione del film 1 plastico tubolare e disposta a valle del suddetto estrusore e una gabbia di calibrazione disposta a valle della testa di filmatura per soffiaggio.
A differenza degli impianti di filmatura del tipo noto, l?impianto secondo la presente invenzione comprende, inoltre, il sistema 10 di raffreddamento del film 1 plastico tubolare secondo quanto descritto in precedenza. Tale sistema 10 di raffreddamento ? disposto a valle della testa di filmatura per soffiaggio e consente, pertanto, il raffreddamento del film 1 plastico tubolare appena realizzato.
Tale sistema 10 raffreddamento pu? essere, pertanto, disposto a valle della gabbia di calibrazione o interposto tra la gabbia di calibrazione e la testa di filmatura per soffiaggio. Secondo una forma di realizzazione ulteriore, non illustrata, il sistema 10 di raffreddamento del film 1 plastico tubolare potrebbe essere disposto in corrispondenza della gabbia di calibrazione. Ci? consente di minimizzare i costi di realizzazione e di montaggio dell?impianto, nonch? di ottimizzare l?estensione del medesimo impianto.
Ulteriori elementi parte dell?impianto di filmatura per soffiaggio possono essere, ad esempio, i rulli di movimentazione e una calandra pinzatura che consentono, rispettivamente, la movimentazione del film 1 plastico tubolare nonch? la chiusura della bolla formata.
Nel seguito viene descritto l?impiego del sistema 10 di raffreddamento di un film 1 plastico tubolare secondo la presente invenzione, in particolare mediante l?utilizzo entro un impianto di filmatura per soffiaggio in accordo con la presente invenzione.
Il processo di produzione del film 1 plastico tubolare comprende almeno le seguenti fasi.
Fasi di alimentazione di almeno un materiale plastico solido entro almeno un estrusore per la realizzazione del materiale plastico fuso.
Il materiale plastico in stato solido, ad esempio il polimero in granuli o polvere, viene inizialmente alimentato entro un estrusore, tramite una tramoggia di carico del materiale plastico in stato solido. In corrispondenza dell?uscita del cilindro estrusore ? posta una ?matrice?, entro cui il flusso di fuso plastico viene forzato ad entrare con una velocit? costante, definendo una trafila di forma anulare a formare un ?tubo? continuo di fluido plastico.
Fase di alimentazione del materiale plastico fuso ad una testa di filmatura per soffiaggio per la realizzazione di un film 1 plastico tubolare.
Lasciando la matrice anulare, si ha la formazione di un tubo polimerico, mentre il fuso plastico che fluisce ? soffiato mediante un flusso d?aria lungo il film 1 plastico tubolare medesimo. Il prodotto estruso dalla filiera viene quindi soffiato mediante la testa di filmatura per soffiaggio definendo una ?conformazione a bolla?. Inizialmente, il tubo polimerico creato viene gonfiato da una pressione interna, dovuta all?insufflaggio d?aria proveniente da un orifizio della matrice anulare, leggermente superiore alla pressione atmosferica. Si crea cos? la conformazione a bolla. L?aria insufflata consente di aumentare il diametro della bolla e, al contempo, ne riduce lo spessore della parete, formando il film 1 plastico tubolare dello spessore desiderato.
Fase di alimentazione del film 1 plastico tubolare ad una gabbia di calibrazione disposta a valle della testa di filmatura per soffiaggio.
Il film 1 plastico tubolare passa attraverso una gabbia di calibrazione, essendo tirato verso l?alto dai rulli di movimentazione, definendo la fase di stiro che ha lo scopo di stabilizzare la geometria e la morfologia del materiale. La pressione interna e il tiraggio assiale concorrono all?estensione bi-assiale del film 1 plastico tubolare.
Durante il processo il film 1 plastico tubolare si raffredda e solidifica, in modo tale da poter essere piegato fra i rulli di movimentazione che lo tirano. Il raffreddamento si effettua normalmente per convezione forzata soffiando aria attraverso l?anello di raffreddamento disposto in uscita della testa di filmatura. In condizioni di regime stazionario la quantit? di aria all?interno della bolla ? costante e piccole perdite sono compensate da aria che viene soffiata all?interno in modo tale che resti costante la pressione. A causa dello stiro in direzione longitudinale e del soffiaggio, il fuso polimerico ? sottoposto ad un flusso di elongazione biassiale nelle due direzioni di ?Machine Direction? (MD) e ?Transverse Direction? (TD). Non appena uscito dalla filiera il fuso polimerico ? gi? parzialmente orientato in MD a causa del passaggio forzato attraverso la filiera e subisce un ulteriore stiramento in MD dovuto al movimento del traino con i rulli di movimentazione.
L?effetto di orientazione MD pu? essere valutato attraverso il valore del ?Take Up Ratio? (TUR), cio? mediante il rapporto fra la velocit? di traino (Vt) e la velocit? in uscita dalla filiera del polimero fuso (Vu). L?effetto di orientazione TD viene, invece, ottenuto tramite il ?gonfiaggio? che causa lo stiramento del polimero fuso in direzione quasi perpendicolare al senso di estrusione. Il valore del gonfiaggio ? generalmente indicato dal ?Blow Up Ratio? (BUR), ed ? espresso dal rapporto fra il diametro della bolla (Db) ed il diametro della filiera (Df). Il ?rapporto di stiro globale? (RS) ? dato, quindi, dall?influenza dei singoli contributi del BUR e del TUR e pu? essere valutato attraverso il rapporto fra lo spessore del film in filiera (cio? la larghezza del traferro) e lo spessore del film dopo raffreddamento (SF).
? da sottolineare che l?aria non pu? uscire dalla bolla, poich? questa viene pinzata dalla calandra situata a valle della gabbia di calibrazione. In tal modo il film 1 plastico tubolare viene cos? stirato nella direzione circonferenziale o trasversale. Al termine del processo di estrusione, l?avvolgimento del film 1 plastico tubolare causa l?allungamento nella direzione longitudinale e produce lo stiro. La deformazione nelle due direzioni orienta quindi le macromolecole sia nella direzione longitudinale che in quella circonferenziale. Queste due azioni avvengono fino ad un?altezza definita linea di gelo, mentre la deformazione della bolla oltre la suddetta linea di gelo e oltre la cristallizzazione ? trascurabile e determinata dalla sola azione meccanica sul film 1 plastico tubolare durante la movimentazione come nel seguito descritto in maggior dettaglio. In questa zona la velocit? del film 1 plastico tubolare varia passando da quella d?estrusione a quella di stiro, e il raggio del medesimo film 1 plastico tubolare passa da quello della filiera a quello finale del film 1 plastico tubolare.
Il film 1 plastico tubolare solidificato viene, infine, tirato verso l?alto e appianato in un foglio a doppio strato dai rulli di movimentazione e dalla calandra di pinzatura che chiudono la bolla e costituiscono un sigillo ermetico, nella parte finale.
Il suddetto processo di produzione del film 1 plastico tubolare comprende inoltre il raffreddamento del film 1 plastico tubolare mediante il sistema 10 di raffreddamento secondo la presente invenzione.
Tale raffreddamento viene, dunque, realizzato a valle della testa di filmatura, in funzione del posizionamento del sistema 10 di raffreddamento nell?impianto, come descritto in precedenza. A tal proposito, il film 1 plastico tubolare viene introdotto nel corpo 10 di raffreddamento, come illustrato nella Figura 4, relativa ad una vista in sezione schematica del sistema 10 di raffreddamento del film 1 plastico tubolare di Figura 1, illustrante la direzione di convogliamento del flusso d?aria.
L?azionamento dei mezzi di raffreddamento del sistema 10 di raffreddamento consente l?immissione di un flusso di aria ad una temperatura predeterminata entro il corpo 110 di raffreddamento, ad esempio l?introduzione di aria ad una temperatura inferiore a quella del film 1 plastico tubolare estruso e filmato mediante il dispositivo 210 di immissione di un flusso di aria.
L?immissione del flusso d?aria entro il corpo 110 di contenimento non ? sufficiente a garantire il raffreddamento del film 1 plastico tubolare, ovvero potrebbe essere necessaria una notevole quantit? di energia per garantire un raffreddamento efficace. Per consentire di abbassare rapidamente la temperatura del film 1 plastico tubolare ?, infatti, necessario che il flusso d?aria venga immesso entro il corpo 110 di raffreddamento in modo tale da raggiungere e contattare il film 1 plastico tubolare uniformemente lungo la sua superficie esterna, non essendo possibile raffreddare il film 1 plastico tubolare dal suo interno.
A tal proposito, la struttura di contenimento del corpo 110 di raffreddamento consente di mantenere il film 1 plastico tubolare nel percorso desiderato durante la movimentazione dello stesso, assicurando che il raffreddamento possa essere realizzato senza modificarne inavvertitamente la geometria. I mezzi 211, 212 di regolazione della dimensione consentono, pertanto, di controllare in modo preciso la luce delle rispettive porzioni di ingresso 111 e di uscita 112 in modo tale che questa possa essere determinata in funzione delle necessit? espresse ad ogni istante di funzionamento.
Nel caso di un immediato raffreddamento, i mezzi di controllo operativamente connessi ai primi 211 e secondi 212 mezzi di regolazione della dimensione e ai mezzi di raffreddamento provvederanno ad azionare i suddetti mezzi di raffreddamento in funzione della temperatura del film 1 plastico tubolare. In particolare, azionando dapprima i mezzi di raffreddamento, per l?immissione di aria ad una temperatura inferiore a quella del film 1 plastico tubolare, e successivamente i primi mezzi 211 di regolazione della dimensione e i secondi mezzi 212 di regolazione della dimensione, in modo tale che i primi siano sostanzialmente adiacenti al film 1 plastico tubolare in scorrimento e i secondi siano maggiormente distanziati dal medesimo film 1 plastico tubolare in scorrimento. L?azionamento dei primi 211 e secondi 212 mezzi di regolazione della dimensione ? preferibilmente attuato mediante il comando di rotazione della ghiera, tale da disporre le relative lamelle nella posizione desiderata. In tal modo, il sistema 10 di raffreddamento definisce una direzione di convogliamento del flusso d?aria immesso in modo tale da consentire il contatto del flusso d?aria con il film 1 plastico tubolare in corrispondenza della porzione 111 di entrata e la fuoriuscita del flusso d?aria in corrispondenza della porzione 112 di uscita, come illustrato in Figura 4.
I mezzi di controllo sono, altres?, atti ad azionare i primi mezzi 211 di regolazione della dimensione e i secondi mezzi 212 di regolazione della dimensione in funzione del diametro del film 1 plastico tubolare da raffreddare. Nel caso di una modifica della dimensione del film 1 plastico tubolare, i mezzi di controllo operativamente connessi ai primi 211 e ai secondi 212 mezzi di regolazione della dimensione provvederanno ad azionare i primi mezzi 211 di regolazione della dimensione e i secondi mezzi 212 di regolazione della dimensione, in modo tale che il posizionamento delle lamelle si adegui alle dimensioni, ridotte o incrementate, nel film 1 plastico tubolare in produzione, mantenendo comunque le specifiche di posizionamento relative al raffreddamento e alla direzione del flusso d?aria da convogliare. La movimentazione delle lamelle viene operata con le medesime caratteristiche operativa descritte in precedenza. I mezzi di controllo, secondo la presente invenzione, possono essere implementati da un sistema ad azionamento manuale o da un sistema ad azionamento elettronico, automatico o manuale, mantenendo comunque il concetto inventivo della presente invenzione.
Claims (10)
1. Sistema (10) di raffreddamento di un film (1) plastico tubolare nella filmatura per soffiaggio caratterizzato dal fatto di comprendere:
- un corpo (110) di raffreddamento del detto film (1) plastico tubolare, definito da una struttura di contenimento del detto film (1) plastico tubolare e provvisto di una porzione (111) di entrata e di una porzione (112) di uscita del detto film (1) plastico tubolare e di mezzi di raffreddamento atti ad immettere un flusso di aria ad una temperatura predeterminata entro il detto corpo di raffreddamento;
- primi mezzi (211) di regolazione della dimensione della detta porzione (111) di entrata, operativamente accoppiati alla detta porzione (111) di entrata;
- secondi mezzi (212) di regolazione della dimensione della detta porzione (112) di uscita, operativamente accoppiati alla detta porzione (112) di uscita;
- mezzi di controllo operativamente connessi ai detti primi (211) e secondi (212) mezzi di regolazione della dimensione;
in cui i detti mezzi di controllo sono atti ad azionare i detti mezzi di raffreddamento in funzione della temperatura del detto film (1) plastico tubolare, e
in cui i detti mezzi di controllo sono atti ad azionare i detti primi mezzi (211) di regolazione della dimensione e i detti secondi mezzi (212) di regolazione della dimensione in funzione del diametro del detto film (1) plastico tubolare da raffreddare e in funzione della direzione di convogliamento predeterminata del detto flusso d?aria immesso.
2. Sistema (10) di raffreddamento di un film (1) plastico tubolare nella filmatura per soffiaggio secondo la rivendicazione 1, in cui i detti primi mezzi (211) di regolazione della dimensione comprendono un dispositivo diaframma a iride provvisto di una pluralit? di lamelle operativamente connesse per restringere la dimensione della detta porzione (111) di entrata alla dimensione desiderata.
3. Sistema (10) di raffreddamento di un film (1) plastico tubolare nella filmatura per soffiaggio secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui i detti secondi mezzi (212) di regolazione della dimensione comprendono un dispositivo diaframma a iride provvisto di una pluralit? di lamelle operativamente connesse per restringere la dimensione della detta porzione (112) di uscita alla dimensione desiderata.
4. Sistema (10) di raffreddamento di un film (1) plastico tubolare nella filmatura per soffiaggio secondo la rivendicazione 2 o 3, in cui i detti primi mezzi (211) di regolazione della dimensione e/o i detti secondi mezzi (212) di regolazione della dimensione comprendono una ghiera rotante accoppiata alle dette lamelle, e
in cui i detti mezzi di controllo sono atti a ruotare la detta ghiera rotante in funzione della detta dimensione desiderata della detta porzione (111) di entrata e/o della detta porzione (112) di uscita.
5. Sistema (10) di raffreddamento di un film (1) plastico tubolare nella filmatura per soffiaggio secondo una o pi? delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui i detti mezzi di controllo sono atti ad azionare i detti primi (211) mezzi di regolazione della dimensione e i detti secondi (212) mezzi di regolazione della dimensione per definire la detta direzione di convogliamento del detto flusso d?aria immesso in modo tale da consentire il contatto del detto flusso d?aria con il detto film (1) plastico tubolare in corrispondenza della detta porzione (111) di entrata e la fuoriuscita del detto flusso d?aria in corrispondenza della detta porzione (112) di uscita.
6. Sistema (10) di raffreddamenti di un film (1) plastico tubolare nella filmatura per soffiaggio secondo una o pi? delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui il detto corpo (110) di raffreddamento presenta la detta struttura di contenimento a conformazione cilindrica.
7. Sistema (10) di raffreddamento di un film (1) plastico tubolare nella filmatura per soffiaggio secondo una o pi? delle rivendicazioni da 1 a 6, in cui in cui i detti mezzi di raffreddamento presentano un dispositivo (210) di immissione del detto flusso di aria disposto sulla detta struttura di contenimento in corrispondenza della detta porzione (111) di entrata.
8. Gabbia di calibrazione di un film (1) plastico tubolare nella filmatura per soffiaggio caratterizzata dal fatto di comprendere un sistema (10) di raffreddamento di un film (1) plastico tubolare nella filmatura per soffiaggio secondo una o pi? delle rivendicazioni da 1 a 7.
9. Impianto di filmatura per soffiaggio comprendente:
- una testa di filmatura per soffiaggio, per la realizzazione di un film (1) plastico tubolare;
- uno o pi? estrusori disposti a monte della detta testa di filmatura per soffiaggio per l?alimentazione del materiale plastico estruso;
- una gabbia di calibrazione disposta a valle della detta testa di filmatura per soffiaggio;
il detto impianto di filmatura per soffiaggio ? caratterizzato dal fatto di comprendere un sistema (10) di raffreddamento di un film (1) plastico tubolare nella filmatura per soffiaggio secondo una o pi? delle rivendicazioni da 1 a 7 disposto a valle della detta testa di filmatura per soffiaggio.
10. Impianto di filmatura per soffiaggio secondo la rivendicazione 9, in cui il detto sistema (10) di raffreddamento di un film (1) plastico tubolare nella filmatura per soffiaggio ? disposto in corrispondenza della detta gabbia di calibrazione.
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- 2021-10-18 IT IT102021000026603A patent/IT202100026603A1/it unknown
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