Come utilizzare una linea di produzione per lastre in schiuma di PVC per produrre lastre in cristallo di carbonio e pannelli ad alta resistenza agli urti?

Nel settore dell’estrusione plastica, l’adattabilità di una linea di produzione rappresenta un aspetto fondamentale ricercato dai produttori, soprattutto quando intendono ampliare la propria gamma di prodotti senza dover effettuare ingenti investimenti di capitale. Presso Jiangsu Xinhe Intelligent Equipment Co., Ltd., abbiamo assistito numerosi clienti nel convertire le loro linee standard di produzione per lastre in schiuma di PVC in due tipologie di prodotti a maggior valore aggiunto molto richiesti: lastre in cristallo di carbonio e lastre ad alta resistenza agli urti. Il principio estrusivo applicato a tali lastre non differisce significativamente da quello impiegato per le lastre in schiuma di PVC, ma è necessario adeguare correttamente la formulazione, la configurazione della vite, la filiera e il sistema di raffreddamento. La guida riportata di seguito descrive un approccio pratico, basato sull’esperienza maturata sul campo in numerosi paesi, tra cui Vietnam, Indonesia ed Egitto.

Comprendere le differenze tra i materiali

Pannello in schiuma di PVC: è realizzato utilizzando un agente espandente, che genera un'anima cellulare. Il pannello in cristallo di carbonio è solitamente compatto o leggermente espanso. Con l’aggiunta di carbonato di calcio, materiali a base di carbonio ecc., diventa altamente rigido e presenta un’eccellente stabilità termica, con una finitura superficiale estremamente liscia e lucida, simile al marmo. Il pannello ad alta resistenza agli urti utilizza additivi come modificatori acrilici per la resistenza agli urti oppure CPE per migliorarne la tenacità. Può presentare una leggera espansione nel nucleo, con piccole bolle d’aria, ma la sua struttura è più densa rispetto a quella del pannello espanso. Tutti questi pannelli possono essere estrusi utilizzando lo stesso estrusore, ma le relative formulazioni devono essere diverse. Per il pannello in cristallo di carbonio, l’aggiunta di cariche può raggiungere anche il 50–60 phr. Per il pannello ad alta resistenza agli urti, la quantità di modificatori per la resistenza agli urti deve essere superiore del 30–50% rispetto alla formulazione prevista per il pannello espanso.

Regolazioni della configurazione di vite e cilindro

La vite è il cuore del processo. Il rapporto di compressione adatto per l'estrusione generale di lastre in schiuma PVC potrebbe non essere adeguato per l'estrusione di lastre in cristallo di carbonio, a causa dell'elevato contenuto di carica, che richiede una sezione di miscelazione più lunga e una forza di taglio superiore per garantire una dispersione completa. Per le lastre in cristallo di carbonio si raccomanda generalmente una vite a doppia fase di miscelazione, come quella utilizzata dalla Jiangsu Xinhe Intelligent Equipment Co., Ltd. Una vite con velocità di taglio moderata è generalmente indicata per le lastre ad alta resistenza agli urti, poiché un’elevata azione di taglio può degradare i modificatori d’urto; pertanto, una formulazione ad alta resistenza agli urti prevede l’impiego di una vite più bilanciata. Il profilo termico della canna deve essere aumentato per il cristallo di carbonio, ad esempio fino a 180–200 °C, poiché una buona dispersione è fondamentale per carichi elevati di carica. Per i pannelli ad alta resistenza agli urti, invece, la temperatura è più bassa, circa 160–180 °C, per evitare degradazioni e garantire ottime proprietà d’urto.

Modifica della filiera per diverse caratteristiche del pannello

Il gioco tra i bordi della filiera, così come la lunghezza della zona di uscita (land length), determinano la qualità superficiale e le dimensioni della tavola. Per le tavole in cristallo di carbonio, che richiedono una superficie lucida simile al marmo, i canali di flusso all’interno della filiera devono essere lucidati con precisione e lo spessore del bordo di uscita (lip thickness) deve essere regolabile per ottenere una superficie densa e liscia. Per le tavole ad alta resistenza agli urti, la precisione dimensionale è più importante, mentre la lucentezza superficiale assume un’importanza secondaria. Una struttura comune di filiera è adeguata per entrambe le applicazioni; tuttavia, il gioco tra i bordi della filiera deve essere leggermente maggiore per le formulazioni ad alta resistenza agli urti, al fine di compensare l’aumento della viscosità della massa fusa. È pratica comune aumentare il gioco tra i bordi della filiera per i pannelli ad alta resistenza agli urti del 10–15% rispetto a quello utilizzato per le tavole in schiuma. Deve inoltre essere prevista una lunghezza adeguata della zona di pre-uscita (pre-land length) per consentire la generazione della pressione di retroazione.

Riconfigurazione del tavolo di raffreddamento e formatura

Per le lastre in schiuma di PVC, di solito si adotta un raffreddamento moderato per consentire la formazione e l'espansione delle celle. Tuttavia, le lastre compatte o leggermente caricate, come le lastre in cristallo di carbonio, richiedono un raffreddamento immediato e intenso subito dopo l’estrusione per ottenere una stabilità dimensionale adeguata e prevenire deformazioni. Possono essere utilizzati sistemi aggiuntivi di nebulizzazione d’acqua o rulli refrigerati. Anche le lastre ad alta resistenza agli urti traggono vantaggio da un raffreddamento rapido; tuttavia, per evitare tensioni interne dovute a differenti velocità di raffreddamento, è fondamentale garantire che il raffreddamento sia il più uniforme possibile. Un banco di raffreddamento più lungo risulta vantaggioso, con intensità di raffreddamento regolabili per i diversi segmenti del banco, come offerto sulle nostre linee di estrusione avanzate. La prima zona di raffreddamento per le lastre in cristallo di carbonio dovrebbe essere impostata intorno ai 10–15 gradi Celsius, mentre per i pannelli ad alta resistenza agli urti sono sufficienti 20–25 gradi Celsius.

Considerazioni relative alle attrezzature a valle

Altri parametri di lavorazione che varieranno sono il metodo di taglio e i sistemi di impilamento. Le lastre in cristallo di carbonio sono più dure e più fragili, pertanto richiedono una macchina per il taglio senza formazione di trucioli o una sega ad alta velocità con lame dotate di punte in carburo. I sistemi di taglio standard potrebbero risultare più adatti ai pannelli resistenti agli urti, poiché questi ultimi sono più tenaci e causano quindi un minore usura delle lame. I sistemi di impilamento devono essere regolabili per diverse lunghezze, larghezze e pesi. Qui, presso la Jiangsu Xinhe Intelligent Equipment Co., Ltd., le nostre linee standard per l’estrusione di lastre in schiuma di PVC sono dotate di accessori a valle facilmente regolabili per produrre sia lastre in cristallo di carbonio sia lastre resistenti agli urti.

Consigli pratici per l’avvio della conversione della linea

Per la transizione dalla lastra in schiuma alla lastra in cristallo di carbonio, effettuare la pulizia dell’estrusore con composti detergenti, aumentare le temperature ed eseguire l’estrusione a circa il 50% della velocità tipica per 30 minuti, monitorando la pressione di fusione e la corrente del motore prima di ritornare alle impostazioni tipiche per il prodotto finale. Per i pannelli ad alta resistenza agli urti, la temperatura verrebbe ridotta. Eseguire un test su un prodotto di almeno 10 metri prima di definire definitivamente i parametri: si tratta di una prassi universale quando si passa da un prodotto all’altro.