Le pellicole sono prodotte impiegando diversi processi:
Conversione chimica
Colata da soluzione
Sfogliatura
Formatura per calandratura
Formatura per estrusione (film piani e film a bolla)
Pellicole: Conversione chimica
In questo caso è una trasformazione chimica che consente di trasformare
una soluzione (o una sospensione) in forma solida. L’esempio più
emblematico è rappresentato dalla produzione delle pellicole di
cellulosa rigenerata (Cellophane) in cui la viscosa di cellulosa è
convertita nel film di Cellophane per trafilatura in un bagno di acido
solforico diluito.
Pellicole: Colata da soluzione
E’ un processo impiegato per quei polimeri termolabili che non possono
subire una trasformazione per formatura termica. Una soluzione, in
idoneo solvente, del polimero in questione viene colata in strato
sottile su di un nastro che scorre in un forno; l’evaporazione del
solvente ed il distacco dal nastro mediante un coltello all’uscita dal
forno, consente di raccogliere il film prodotto. Questo processo è
stato impiegato, ad esempio, per il polivinil alcool (PVA) ed è una
tecnica che consente di ottenere un materiale quasi perfettamente
isotropico, vale a dire con eguali caratteristiche meccaniche in
entrambe le direzioni ortogonali, in quanto prodotto senza tensioni o
orientazioni delle macromolecole.
Pellicole: Sfogliatura
Anche questa singolare tecnica viene utilizzata per polimeri
termolabili che non possono essere facilmente estrusi o calandrati. Un
cilindro di polimero solido viene sfogliato, facendolo ruotare in
prossimità di una lama, progressivamente avvicinata al cilindro. Il
nastro ed i film di Teflon (PTFE) si ottengono con questo procedimento.
Pellicole: Formatura per calandratura
Tra una o più coppie di cilindri riscaldati che ruotano in direzioni
contrapposte (calandra), viene riversato il polimero solido insieme
agli ingredienti ed agli additivi della formula definitiva. Il calore
generato per attrito e l’azione meccanica di compressione tra le
superfici della calandra, determina la fusione e l’omogeneizzazione dei
materiali e consente di produrre film o foglie di spessore medio alto;
il PVC è un classico esempio di polimero trasformabile per calandratura.
Pellicole: Formatura per
estrusione
E’ la tecnica più utilizzata per la produzione di pellicole e foglie.
L’estrusore, l’attrezzatura fondamentale per realizzare tale tecnica,
consiste in un cilindro cavo riscaldato di acciaio, nel quale ruota una
vite senza fine. Il profilo della vite e le temperature delle
differenti zone dell’estrusore sono diverse a seconda del polimero da
trattare. Il diametro interno degli estrusori utilizzati per la
produzione commerciale di film varia, generalmente, da 9 (3.5 pollici)
a 15 cm (6 pollici), e la lunghezza è correlata al diametro; i rapporti
lunghezza/diametro oscillano tra 15:1 a 30:1. Il polimero, in forma di
pellets o di polvere insieme agli altri ingredienti (additivi,
pigmenti, coadiuvanti), viene introdotto nell’estrusore attraverso una
tramoggia di carico e l’azione congiunta del calore e delle
sollecitazioni meccaniche fonde ed amalgama la materie prime e produce
l’espulsione dalla testa (trafila) dell’estrusore della pellicola ad
una temperatura molto prossima a quella di fusione. La trafila può
essere una fenditura rettilinea ed in questo caso si parla di testa
piana e di film piani (flat film), oppure può essere circolare per
produrre film tubolari attraverso una testa circolare. Naturalmente la
trafila è anche il punto in cui si determina lo spessore finale del
materiale che viene generalmente misurato in continuo sul materiale in
produzione. I dispositivi che si utilizzano a questo scopo, emettono
una radiazione elettromagnetica (Infrarossa, UV) o ionizzante (raggi X,
raggi b) il cui assorbimento è proporzionale allo spessore.
Cast film (film piani) - Il film che esce dalla trafila deve essere rapidamente raffreddato ed avvolto in bobina. Se prodotto da una testa piana, il materiale viene colato su di un cilindro rotante refrigerato (chilling roll) o, più raramente, viene immerso in acqua refrigerata (in realtà una soluzione di agenti distaccanti) ed avvolto in bobina. Questa tecnica di produzione impartisce minime tensioni al materiale che si presenta quasi isotropo ed i film prodotti in questo modo sono detti cast film o pellicole colate.
Blown film (film tubolari o a bolla) - All'uscita dalla trafila circolare il tubolare viene gonfiato per immissione di un soffio di aria compressa; l'aria (introdotta perforando il tubo che va formandosi in continuo o attraverso la stessa trafila) è trattenuta a formare una bolla grazie al sistema di raccolta che prevede una serie di coppie di cilindri progressivamente più vicine fino a schiacciare le due facce del tubolare impedendo la fuoriuscita dell'aria. Il raffreddamento è ottenuto investendo dall'alto il film con una corrente di aria fresca o di acqua.
