Capire il film estensibile: materia prima, produzione e avvolgimento

Il film estensibile è composto da polietilene (PE). In base alla struttura molecolare e alla densità si distinguono diversi tipi: PE-HD (alta densità, catene lineari, ca. 0,950 g/cm³), PE-MD (ca. 0,935 g/cm³), PE-LD (fortemente ramificato, ca. 0,920 g/cm³) e i tipi lineari PE-LLD e PE-mLLD catalizzato al metallocene (anch'esso ca. 0,920 g/cm³).

Per i film estensibili si utilizzano esclusivamente PE-LLD e PE-mLLD. Decisivo è l'intreccio delle catene molecolari: più è forte, più elevate sono le forze di tenuta ottenibili. I tipi metallocenici hanno una struttura di catena particolarmente ordinata e quindi un comportamento di allungamento più uniforme.

• C4 (butene), C6 (esene) e C8 (ottene) si distinguono per la lunghezza delle catene laterali.
• Con l'aumentare del numero di carbonio aumentano intreccio, proprietà meccaniche e costi della materia prima.
• Il PE-LLD è un termoplastico: può essere formato, fuso e saldato con il calore.
• Durante l'allungamento si genera calore; le molecole vengono tirate e orientate.

I componenti della materia prima vengono pesati gravimetricamente e alimentati all'estrusore in miscela costante – i componenti principali tramite trasporto da silo, quelli secondari da big bag o sacchi. Ogni estrusore dispone di un proprio sistema di dosaggio e miscelazione, affinché la ricetta resti stabile per tutta la produzione.

Nell'estrusore il granulato entra dalla tramoggia, fonde nella zona di compressione per attrito contro vite e cilindro e viene espulso come massa fusa omogenea. I film estensibili moderni nascono in coestrusione a più strati – tipicamente da 3 a 11 –, consentendo di impostare separatamente adesione, resistenza alla lacerazione e comportamento di allungamento.

Nell'estrusione cast la massa fusa viene distribuita tramite feedblock e testa piatta, esce come velo fuso e viene colata su un cilindro di raffreddamento con vuoto e fissaggio elettrostatico. Nell'estrusione in bolla la massa fusa esce da una testa anulare, la bolla di film viene raffreddata con aria all'interno e all'esterno, guidata da un cestello di calibrazione e poi appiattita nel traino.

Regola pratica: più il film è sottile a parità di forza di tenuta, maggiore è il risparmio di consumo – ma costi e benefici vanno valutati rispetto alla capacità reale della macchina.

Il diagramma sforzo-deformazione descrive quanta forza serve per allungare il film di una certa misura – e quando cede in modo irreversibile. Nel campo utile il film lavora elasticamente e si ritrae: proprio questa forza di ritorno mantiene il carico. Se viene allungato troppo rapidamente o troppo, lo stress di stiramento aumenta, il film perde capacità di ritorno e si rompe prima.

L'allungamento nasce in due punti del processo:

Per l'azionamento dei rulli di stiro esistono due principi: motore con rapporto fisso (un rullo azionato attivamente) oppure due azionamenti regolati separatamente, con cui il prestiro può essere impostato in modo variabile. Senza una vera unità di prestiro, la tensione viene generata solo tramite un freno meccanico o elettromagnetico – con un allungamento utilizzabile nettamente inferiore.

La tensione di applicazione determina più di ogni altro parametro la forza di tenuta sul pallet. Per merci stabili viene impostata il più alta possibile, per carichi instabili o sensibili alla pressione deve essere regolata. I sistemi con rullo ballerino e sensore rilevano lo spostamento sugli spigoli del pallet e rilasciano più film in quel punto – evitando rotture agli spigoli. Importante: tutti i parametri dipendono dalla merce e dallo schema di pallettizzazione.

• Prestiro: generato nell'unità di prestiro tra i rulli, prima che il film raggiunga il pallet.
• Allungamento sul pallet: nasce dal perimetro del carico e dalla forza frenante impostata.

A seconda del principio di avvolgimento, la produttività varia molto: semiautomatiche a tavola rotante e a braccio rotante per piccole quantità, automatiche a tavola o a braccio per il funzionamento continuo, avvolgitrici ad anello e orizzontali per alte cadenze e formati speciali. La scelta del film deve sempre essere adatta alla macchina: i film altamente prestirati sviluppano il loro potenziale di risparmio solo su impianti con prestiro regolato.

I reclami sono quasi sempre riconducibili a tre ambiti: qualità del film, costruzione della bobina o regolazione della macchina. Osservazioni frequenti:

Per l'analisi aiutano sempre le stesse domande: quale tipo di macchina è in funzione? Il film è adatto a questa applicazione? Quale merce viene avvolta? Spesso non è il film a essere difettoso, ma la combinazione tra tipo di film, impostazione e carico.

• Gel o piccole inclusioni di materiale – tecnicamente non completamente evitabili nel processo di estrusione.
• Inclusioni d'aria e spostamenti sulla bobina – spesso causati dal cambio bobina o dal trasporto.
• Avvolgimento irregolare con bordi sporgenti – punto di attacco per danni durante l'inserimento nell'avvolgitrice.
• Problemi di adesione – sia adesione troppo bassa sia troppo forte; controllare tipo di film e condizioni di stoccaggio.
• Difetti ottici come ingiallimento – i film neutri ingialliscono nel tempo per effetto di UV e NOx.

Qual è la differenza tra film cast e film soffiato?

I film cast vengono colati tramite una testa piatta su un cilindro di raffreddamento. Sono più trasparenti, più silenziosi in svolgimento, con tolleranze di spessore più strette e si producono molto rapidamente. I film soffiati nascono da una filiera anulare come manica, sono meccanicamente più tenaci e resistenti alla lacerazione, ma più opachi e rumorosi. Per l'avvolgimento di pallet con prestiro, in pratica si usa prevalentemente film cast coestruso.

Cosa significa prestiro nel film estensibile?

Il prestiro è l'allungamento generato nell'unità di prestiro dell'avvolgitrice tra due rulli, prima ancora che il film tocchi il pallet. Un film con 200% di prestiro passa da 1 metro a 3 metri di lunghezza avvolta. Maggiore è il prestiro utilizzabile, minore è il film per pallet.

Cos'è la tensione di applicazione e perché è decisiva?

La tensione di applicazione è la forza con cui il film prestirato viene applicato al carico. Ha la maggiore influenza sulla forza di tenuta sul pallet. Per carichi stabili viene scelta il più alta possibile, per merce sensibile alla pressione viene ridotta e regolata.

Di quale spessore di film ho bisogno per i miei pallet?

Determinanti sono peso del carico, stabilità di forma, spigoli vivi, modalità di trasporto e tipo di macchina. Le bobine manuali si situano tipicamente tra 17 e 23 µm, le bobine per macchina tra 12 e 23 µm, i film altamente prestirati nettamente al di sotto. Più sottile conviene solo se la macchina garantisce un prestiro stabile.