IMPIANTI DI ESTRUSIONE CAST FLESSIBILI
REALIZZATI IN GRUPPI MODULARI E COMPONIBILI
CAST Flex . . .
®
productivity, flexibility
Una linea cast non è solo il frutto
di un semplice assemblaggio di
componenti commerciali, ma si basa
sull’implementazione di specifiche
capacità progettuali, tecnologiche, impiantistiche e deve essere realizzata
sulla base delle esperienze raccolte
sul campo, in cooperazione con i più
qualificati utilizzatori.
Produrre film in cast, rispetto alla
produzione in bolla, offre i seguenti
vantaggi
• maggiore produttività dell’impianto a
parità di larghezza e di spessore di
film
• estrema flessibilità nella scelta dei
polimeri utilizzati
• eccellenti valori di tolleranza
dimensionale del prodotto
• superiori proprietà ottiche del film
realizzato
Macchi ha sviluppato i suoi impianti
cast con una tecnologia di alto livello
per ognuno dei gruppi macchina che
costituiscono queste linee:
• gruppo di coestrusione, prelaminazione e testa piana
• gruppo di colata e raffreddamento
(chill roll)
• gruppo centrale con controllo di
spessore ed eventuali trattamenti
tecnologici gruppo avvolgitore.
• gruppo avvolgitore
Una scelta importante è stata quella
di utilizzare, per quanto possibile,
la filosofia produttiva modulare già
ampiamente sperimentata sugli impianti bolla ed integrarla anche negli
impianti cast.
I materiali che normalmente vengono
trasformati sugli impianti cast appartengono alla famiglia delle poliolefine,
che attraverso la rapida cristallizzazione
dovuta al processo cast, esaltano le
loro caratteristiche fisico-chimiche. Tra
i principali materiali utilizzati figurano:
• i Polietileni - soprattutto Lineari
-Ziegler-Natta e Metallocenici assolutamente prevalenti nella
produzione di pellicole estensibili
• i Polipropileni- omoplimeri, copolimeri
e terpolimeri, largamente impiegati
nel settore dell’imballaggio flessibile,
per il settore alimentare e tecnico,
sia in applicazione diretta che
come componenti di vari film per
laminazione
• resine con proprietà barriera
all’ossigeno e al vapore acqueo
soprattutto Nylon (PA) e Etilenevinilalcool (EVOH)
• resine con particolari proprietà
saldanti o strutturali - resine
ionomeriche, resine leganti, resine
con particolari doti di resistenza
termica o meccanica , PET/PS
La gamma di offerta dei cast film Macchi
va dal piccolo impianto polivalente,
monostrato o coestruso con larghezza
utile del film prodotto di 1500/1600 mm,
passando ai tipici impianti per coestrusi
in polipropilene, anche realizzati in
versioni specifiche per film ad alta
barriera in 5 e 7 strati, in fascia utile
1600-2100 mm, terminando con le
grandi installazioni, da stretch film, con
capacità produttive di 1000/1200 kg/h
in fascia 2000 e oltre 1800 kg/h per la
taglia 3000 mm.
La modularità costruttiva degli impianti
è una caratteristica progettuale
tipicamente Macchi, di cui si è tenuto
ampiamente conto.
Tale concetto permette di avere
un’impiantistica estremamente razionalizzata, integrata e distribuita a livello
di tutti i gruppi macchina, che evidenzia
poi i suoi vantaggi in fase di trasporto,
d’installazione e di manutenzione, oltre
che in una maggior praticità di utilizzo
ed una maggior facilità di intervento
sull’impianto, fattori importanti nel
campo della sicurezza sul lavoro.
Ogni gruppo nasce come modulo
a se stante ed indipendente, ma
predisposto per essere interfacciato sia
meccanicamente che elettricamente
con gli altri moduli della macchina.
1 Gruppo estrusori su piattaforma
2 Sistema gravimetrico
3 Cambia filtro
4 Feed block
5 Testa piana
6 Chill roll
7 Misuratore di spessore
8 Oscillatore film
9 Trattamento corona
10 Calandra di tiro (in presenza di corona)
11 Avvolgitore
12 Sistema manipolazione automatico Easy Load
12a Piattaforma di estrazione delle bobine
13 Mulino macinatore refili con aspirazione
14 Sistema filtraggio fluff
15 Estrusore/iniettore laterale fluff
16 Container con apparecchiature elettriche
17/17a Gruppo pompe acqua con frigorifero
3
9 8
12
1
2
4
5
11
10
7
6
14
13
12A
16
17
17A
Seguendo l’idea già ampiamente
sperimentata sugli impianti bolla, il
gruppo di coestrusione è montato su
un’unica piattaforma tecnica, rialzata
e posizionata in modo da ottenere dei
canotti di trasferimento del melt alla
testa di estrusione estremamente corti
ed il più possibile rettilinei.
A livello superiore, da un secondo
piano di servizio si accede ai sistemi
di aspirazione ed alimentazione delle
resine, in maniera comoda e sicura.
Nella parte inferiore della struttura
di supporto della parte calda di
estrusione, trova alloggiamento un
container coibentato e condizionato,
che rappresenta la zona tecnica della
linea e dove sono installate tutte le
apparecchiature e gli azionamenti
elettrici di servizio ai vari motori e
alle varie utenze, che possono quindi
essere ispezionati , collegati e verificati
con facilità e sicurezza dal personale
preposto.
Particolare cura è stata rivolta alla
scelta della componentistica elettrica
e meccanica, per ottenere un’elevata
affidabilità, garantire sicurezza agli
operatori ed avere contenuti livelli di
rumorosità.
Il layout dell’impianto, per quanto
riguarda il gruppo di colata, l’unità
centrale e il gruppo di avvolgimento è
stato studiato per essere ottimizzato e
personalizzato in base alle specifiche
necessità legate alla tipologia del
prodotto ed allo spazio disponibile.
Il tutto con l’attenzione necessaria ad
ottenere una macchina ergonomica, di
facile accessibilità ed estremamente
sicura, anche relativamente ai necessari
accessori periferici e di fine linea.
Ad esempio, il gruppo di trattamento
e recupero dei refili di estrusione e le
grandi unità frigorifere necessarie per
questa tipologia di impianto possono
essere installati in locali differenti da
quello di estrusione, per permettere una
miglior pulizia ed un miglior rendimento
tecnico.
I relativi comandi di controllo e di
attivazione sono comunque remotati
nella consolle di comando principale,
garantendo all’operatore la facilità
e la sicurezza di poter intervenire a
distanza, in qualunque momento.
15
Vista misuratore di spessore e del gruppo trattamento corona
foto Cloeren
foto Cloeren
Schema testa piana con incapsulazione
Particolare
“Internal Declining System” (IDS)
Gli estrusori utilizzati sono del tipo
PLASTEX e montano di serie:
• cilindri di estrusione con superficie
bimetallica speciale antiusura, riportata per centrifugazione
• viti con speciali profili barriera, sia
di tipologia polivalente che disegnate per applicazioni specifiche .
Anch’esse sono realizzate con riporti
di materiali antiusura e, nel caso
di viti destinate al trattamento di
materiali particolarmente aggressivi,
cromate su tutta la superficie.
• sistemi di riscaldamento/raffreddamento multizona con riscaldamento
ad elementi ceramici corazzati, per
un preciso settaggio del profilo termico ideale al processo delle resine
selezionate
• motorizzazioni dirette in corrente
alternata, con motori raffreddati a
fluido e che non richiedono manutenzione, controllati con tecnologia
digitale.
I gruppi filtranti sono di tipo a piastra
scorrevole con azionamento idraulico,
per facilitare i cambi di produzione e
realizzati in esecuzione estremamente compatta per eliminare le zone di
possibile ristagno del materiale. Per
applicazioni specifiche sono anche
disponibili elementi di tipo a cartuccia, con sezioni filtranti di grandissima
superficie per permettere tirature di
Vista testa piana automatica
grande durata senza dover effettuare
fermate per i cambi dei filtri.
I canotti di trasferimento del polimero
dai cambiafiltri al feed-block o alla
testa di estrusione sono un importante
dettaglio che identifica una progettazione di qualità. Sono realizzati utilizzando sezioni metalliche importanti, a
garanzia di un ottima stabilità termica
e i canali interni sono particolarmente
curati per garantire il miglior scorrimento del melt.
Seguendo una tendenza largamente affermatasi col tempo, i gruppi di
prelaminazione (Feed-Blocks) e teste
piane di estrusione sono realizzate,
su nostra specifica di progetto, dai più
noti Specialisti del settore, con i quali
vantiamo anni di relazioni tecnicocommerciali e significative referenze
di successo.
Al feed block è demandato il compito
di ricevere e sovrapporre gli strati di
due o più materiali che, in regime laminare, vengono canalizzati nella testa
di estrusione, dove questo sandwich
multistrato viene allargato ed assottigliato prima di essere depositato sulla
superficie del rullo di colata (chill roll).
Tutte le teste utilizzate sono del tipo a
labbro superiore flessibile, sul quale
agiscono gli attuatori per il controllo
automatico del traferro di uscita e quindi dello spessore finale del film.
La tradizionale rigidità nella larghezza
del film estruso, in effetti uno dei pochi
Gruppo estrusori con cambiafiltri
svantaggi della tecnologia cast, è oggi
facilmente superabile con l’adozione di
sistemi di limitazione interna del canale di scorrimento del melt.
Denominati Internal Deckling Systems,
sia fissi o con realizzati con inserti
scorrevoli, questi permettono di ottimizzare le fasce di produzione, riducendo al minimo le larghezze dei refili
laterali e quindi la quantità del prodotto
che deve essere rialimentato in linea o
scartato, come nel caso dei film coestrusi dove può esistere una incompatibilità chimico-fisica tra le costose
resine impiegate
Tale dispositivo è molto utile soprattutto nella produzione di film in PP, molto
sensibili alle quantità di rimacinato reimmesso in circolo, di solito evidenziato dalla formazione di gels, intollerabili
nel prodotto finale.
I gruppi di colata sono realizzati in
vari assetti geometrici, relativamente
alla tipologia dei film da realizzare e in
dimensioni calcolate in funzione delle
larghezze e delle capacità produttive
dell’impianto.
Il chill roll principale, motorizzato con
la modernissima tecnologia gearless/
Torque può avere un diametro esterno
da 800, 1000 o 1400 mm per offrire
capacità e superfici di raffreddamento
adeguate alle varie portate richieste.
Ad un chill roll secondario, anch’esso
di diametro e posizionamento variabile
è demandato il completamento del
processo di raffreddamento e di stabilizzazione del film, particolarmente
importante nella produzione di film ad
alto spessore o realizzati con resine
(es.PP) che non sopportano raffreddamenti troppo energici.
Particolare cura è stata prestata al
sistema di circolazione del fluido di
raffreddamento ed al relativo circuito di termoregolazione e pompaggio.
Entrambi sono fondamentali per ottenere una accurata e costante uniformità di temperatura della superficie
e di conseguenza un raffreddamento
ben distribuito che si riflette in costanti
caratteristiche ottiche e tolleranze di
spessore del prodotto finito.
Un cilindro di pulizia provvede alla
costante rimozione, dalla superficie
Vista chill roll
del chill roll principale delle cere che si
depositano e si solidificano durante il
processo di estrusione.
Per l’ottenimento di produzioni qualitativamente ineccepibili, realizzate nelle
condizioni di alta velocità tipiche del
processo cast, è fondamentale assicurare la migliore stabilità del prodotto
nella fase critica che va dalla sua uscita dal labbro di estrusione a quando
il melt si deposita sulla superficie del
chill roll.
Una camera aspirante provvede alla
rimozione dei fumi che si sviluppano
nel processo ed assicura la contropressione necessaria alla gestione della
formazione di un corretto menisco di
1
2
3
4
5
6
estrusione mentre una lama premente,
regolabile in tutte le posizioni crea un
flusso laminare d’aria, necessario ad
ottenere un punto di contatto tra il melt
ed il chill roll assolutamente parallelo
all’asse del rullo.
Lateralmente, per controllare la contrazione viscoelastica del fuso in uscita
- il cosiddetto neck.in - vengono utilizzati dei caricatori elettrostatici con la
funzione di fissabordi
I movimenti e i posizionamenti delle
lame d’aria e i relativi settaggi di portata d’aria sono automatizzati e gestiti
tramite ricette memorizzate nel PC
principale di supervisione della macchina.
2
Chill roll principale
Chill roll secondario
Lama aspirante (vacuum box)
Lama premente (optional)
Cilindro pulitore
Dispositivo regolazione altezza
chill roll
1
3
5
4
6
Con i livelli produttivi tipici di una linea
cast diventa prioritaria la corretta definizione della tecnologia di avvolgimento
più idonea alla produzione richiesta.
Questa scelta coinvolge non solo i
tipici fattori fisico-meccanici necessari
alla formazione di una bobina correttamente prodotta, e quindi utilizzabile
senza problemi nei successivi processi
d’impiego del film, ma anche e soprattutto importanti considerazioni economiche, anche legate alla distribuzione
del prodotto.
Macchi ha sviluppato la sua linea di
avvolgitori per cast utilizzando i tre
sistemi di avvolgimento, a contatto, di
centro e centro-periferico che si possono trovare anche integrati tra di loro
a seconda della tipologia di avvolgitore
richiesto dalla produzione della linea.
In funzione di questa produzione, e
delle relative condizioni di lavoro, si
presentano infatti diverse problematiche:
• controllo della tensione del film, in
arrivo dalla linea e all’arrivo in bobina, che deve essere attentamente
gestito nella produzione di film quali
il PP , che presenta particolari caratteristiche di scivolosità e memoria
termica (shrink-back)
• stabilità di avvolgimento nella produzione di film estensibile prodotto a
velocità che superano i 500 metri al
minuto.
• qualità di avvolgimento, per tutti i
prodotti che vengono realizzati direttamente in bobine commerciali
Sono disponibili tre opzioni di macchina,
tutte realizzate in esecuzione specifica
per cast film -quindi particolarmente
stabili e robuste- e tutte contraddistinte
da motorizzazioni e controlli elettronici
di ultimissima generazione
• BoPlus AXIAL – Macchina di avvolgimento con bobina su bracci oscillanti
(swing-arm) tipicamente destinata
alle linee polivalenti, dove le necessità di avvolgere film sottili adesivi
ed estensibili devono convivere con
la simultanea necessità di avvolgere
film delicati, rigidi e scivolosi.
La possibilità di avvolgere in puro
gap.winding la rende la macchina
ideale per le configurazioni cast film
barriera o per laminazione.
• BoPlus HS – Macchina di avvolgimento con formazione della bobina
in orizzontale (flat-bed), tipicamente
scelta per la produzione di films
estensibili e destinata alla produzione
in linea di bobine di grande diametro
per successiva conversione (Jumbo
reels) e bobine per utilizzo diretto su
unità di pallettizzazione automatica.
• BoPlus HS FASTMATIC – Ultimissima realizzazione Macchi e prima
mondiale, basata su un avvolgitore
a torretta rotante – quadrimandrinodove i ridottissimi tempi di cambio
permettono la produzione di tutti i
prodotti estensibili, nelle varie declinazioni commerciali, che vanno dalle
Jumbo Reels, alle bobine per applicazioni automatiche, alle bobine per
applicazioni manuali, sia prodotte su
mandrini standard da 3” che su mandrini leggeri da 2”.
Vista avvolgitore con sistema Easy Load®
Con cicli di cambio bobina che arrivano
ad essere inferiori ai 30 secondi, diventa imprescindibile la gestione automatica della movimentazione dei mandrini,
dei cartoni di avvolgimento e delle
bobine prodotte.
Seguendo la stessa filosofia di scelta
degli avvolgitori, Macchi propone vari
allestimenti, caratterizzati da diverse
soluzioni impiantistiche. I classici manipolatori della serie Easy Load®, completati dal relativo modulo C Evolution,
sono affiancati da sistemi specifici,
studiati per asservire i cicli di cambio e
i prodotti realizzato con le altre tipologie
di macchina.
Se necessario, Macchi è inoltre a
disposizione per studiare e proporre
diverse soluzioni di logistica industriale
destinate alla gestione del prodotto
finito, che vanno dalla pallettizzazione
delle bobine a più completi sistemi di
raccolta e inscatolamento del prodotto.
Un PC dedicato gestisce specificatamente tutte le funzione ed i cicli previsti
in questi casi.
Avvolgitore con particolare pressello per avvolgimento con gap
Particolare manipolatore Easy Load®
Particolare manipolatore Easy Load®
Come già anticipato, le apparecchiature elettriche sono state installate all’interno di un container tecnico. Tale
soluzione offre un’ottimizzazione degli
spazi necessari per le apparecchiature
di controllo un più efficace condizionamento e una miglior circolazione
dell’aria tra le apparecchiature, realizzate su telai a giorno
Il sistema di controllo è basato sulla
filosofia dell’elettronica distribuita, con
comunicazioni seriali, centralizzate nel
sistema di supervisione .
Tale soluzione riduce notevolmente
i rischi di fermo impianto dovuto a
complicati cablaggi e interconnessioni
quadri elettrici/elettronici- unità di macchina.
Macchi privilegia la netta distinzione
tra gestione delle funzioni di macchina e gestione qualitativa del prodotto
realizzato. A vantaggio degli Operatori,
spesso intimiditi da sistemi computerizzati poco idonei ad essere inseriti in
un ambiente industriale, le due interfacce Uomo-Macchina si presentano
con schermi touch-screen dalla grafica
semplice e immediatamente comprensibile.
Da un lato, lo schermo del sistema
EASY CONTRL® Plus, riporta e gestisce tutto quanto relativo alle funzioni
di macchina, dall’alimentazione gravimetrica alle termoregolazioni, alla
ricettazione. Dall’altro, interfacciato col
sensore di rilevazione continua dello
spessore, c’è il monitor dedicato al
controllo del profilo del prodotto e alla
gestione del labbro di estrusione.
Vista gruppo estrusione con in primo piano container per apparecchiature elettriche.
Ovviamente il massiccio uso della componente elettronica e del relativo software dedicato, è anche necessario alla
gestione dei transitori di produzione,
che vanno dalle rampe di accelerazione/
decelerazione della linea – mantenendo
il controllo qualitativo del prodotto realizzato in tali transitori – alla gestione
delle possibili situazioni di anomalia o
emergenza.
Sistemi di dosaggio gravimetrico e caricatori
Pagina video misuratore di spessore
Pagine video menu sistema EASY CONTRL® Plus
2
www.bonobodesign.it
1 Sezione estrusore principale
3
2 Vite estrusore/iniettore fluff
3 Tramoggia antistatica per fluff
4 Dispositivo raffreddamento cilindro
5
1
5 Dispositivo per raffreddamento vite
4
SCHEDA TECNICA
Estrusori
da diametro 55mm a 160mm L/D1/30
Teste e feed Blocks
da 1 a 7 strati Automatiche e con IDS
Produttività
da 200 a 1600 Kg/h
Spessori film
da 10 a 300 micron
Velocità di avvolgimento
200 Mt/min per PP 500 Mt/min per stretch
Box insonorizzato per gruppo aspirazione e macinazione refili
Macchi S.p.A. - 21040 Venegono Inferiore (VA) Italy - via Papa Paolo VI, 5 - Tel. +39 0331 827.717 - Fax. +39 0331 827.750
email: [email protected] - www.macchi.it
Il contenuto di questo catalogo serve solo a titolo informativo. Le specifiche tecniche e produttive garantite dipendono esclusivamente dagli accordi contrattuali.
Il film prodotto in cast deve inevitabilmente
essere refilato per eliminare i bordi ingrossati creati dal già visto effetto neck-in.
Quantitativamente tali refili rappresentano
una percentuale importante della produzione
e devono essere recuperati in linea, attraverso un sistema a circuito chiuso che non
generi possibili contaminazioni. Salvo particolari eccezioni relative a produzioni di film
a 5 e 7 strati barriera, dove l’incompatibilità
di alcuni materiali non permette il recupero in
linea, anche se talvolta può essere interessante utilizzare particolari tecniche di incapsulamento, i refili vengono sempre recuperati
in linea.
Aspirati e trattati attraverso un particolare
mulino. il macinato -detto anche fluff- viene
trasportato pneumaticamente attraverso un
particolare sistema che, dopo aver provveduto alla depolverazione ed al ciclonaggio del
particolato più fine, -potenziale fonte di gels
nel prodotto finito- lo invia al vero e proprio
recupero. Esso consiste in un particolare
estrusore/iniettore laterale che compatta e
introduce il fluff nella vite dell’estrusore di
plastificazione (nel caso di coestrusori, generalmente si tratta dell’estrusore centrale).La
scelta della posizione di rialimentazione,è
fatta in modo da limitare eventuali fenomeni
di surriscaldamento o variazioni di portata
dell’estrusore stesso, in modo da non avere
effetti sulle condizioni di pressione e temperatura del melt, e quindi effetti sulla qualità
del prodotto finito.
In casi particolari e su richiesta, sono possibili altri sistemi di recupero dei refili alternativi
allo standard descritto
Rev.003-03/09
Schema Estrusore / Iniettore Fluff