Che ruolo gioca l’estrusione nella qualità, prestazione, sostenibilità ambientale ed economica di un film polimerico? Gli esperti di Plastik raccontano sfide, segreti e prospettive di una tecnologia complessa, grazie a cui l’azienda bergamasca ha creato nuovi prodotti e aperto nuovi scenari.
«In un processo di estrusione entrano in gioco così tante variabili che due impianti identici dei migliori costruttori non producono necessariamente identici materiali. Ci si può dedicare una vita ma non si finisce mai di imparare». Simone Castelli, Direttore Tecnico “nato” e cresciuto in Plastik SpA, e Pierluigi (Pierre) Banfi, 40 anni da star dell’estrusione cast in aziende di tutto il mondo e storico collaboratore del converter bergamasco, introducono così una tecnologia tanto complessa quanto determinante nel garantire la qualità dei film plastici.
Lo fanno sulla scorta di una lunga storia di lavoro insieme, nutrita di stima reciproca e dell’identica passione per il fare le cose bene. Facendo crescere competenze così approfondite da aver permesso all’azienda di Albano Sant’Alessandro di mettere a punto, con un processo unico, quel film microforato “respirabile” che a fine anni Novanta ha rivoluzionato il pannolino e oggi è adottato dalle multinazionali di tutto il mondo. E di continuare a perfezionare prodotti sempre nuovi, con caratteristiche specifiche per le diverse applicazioni, che posizionano Plastik fra gli innovatori su scala globale.
L’estrusione in-house? Asso pigliatutto
Il processo di estrusione utilizza la tecnologia cast per lavorare anche a velocità di 3-400 m/ min i polimeri più fluidi e controllarne spessore e qualità superficiale, o quella in bolla per i materiali più duri e stabili, più lenti da gestire. Per ottenere le proprietà desiderate spesso si crea (o si acquista da terzi) un compound che poi viene nuovamente estruso, in un doppio processo che diventa ancora più complesso nelle formule che integrano il carbonato di calcio – inerte e difficile da trasformare, e che non deve essere interrotto: gli impianti funzionano 24/7 pena perdite ingenti in tempo e scarti per rifasarsi sugli standard definiti.
«Gestire l’estrusione direttamente – spiega Castelli – permette di controllare formulazioni e proprietà dei film partendo dai materiali più diversi, anche saltando la fase di compounding, con tempi di sviluppo molto rapidi; inoltre è un fattore chiave per l’integrazione del materiale riciclato, con le sue tipiche variabilità. Si estrudono prevalentemente film multistrato, con in superficie gli strati dalle proprietà ottiche e tattili, e all’interno quelli che garantiscono la resistenza meccanica anche se sottoposti a processi di stiraggio estremo, per ottimizzare prestazioni e costi, e ridurre gli spessori senza compromettere la qualità».
10 micron, traspirante e in un solo passaggio
Gestendo in casa questa tecnologia, Plastik ha creato prodotti innovativi e un processo inedito, che esperti e utilizzatori del calibro di P&G e Kimberly Clark sono venuti da tutto il mondo a “toccare con mano”. Il famoso film breathable è nato così, in un lavoro di ricerca sull’estrusione cast durato 4 anni su spinta e con il contributo diretto di Gianangelo Cattaneo – presidente del gruppo Plastik e uomo di innovazione tecnica e carisma – che rende possibile produrre il materiale respirabile in una sola operazione, gestendo direttamente in linea carbonato e polimeri.
«Ci hanno provato in molti – racconta Banfi – ma ci siamo riusciti solo noi, con vantaggi rilevanti: abbiamo l’esclusiva della formula e in 10 minuti otteniamo esattamente ciò che vogliamo, senza bisogno di correzioni. Inoltre, padroneggiare la tecnologia permette di continuare a svilupparla mirando a ottenere risultati sempre nuovi – anche in combinazione con l’estrusione in bolla per ottenere film micro goffrati – in collaborazione con gli altri attori della filiera da cui abbiamo imparato molto.
Sui film per esempio, le loro strutture e i loro comportamenti, che non si evincono dalla lettura dei data sheet… il peso molecolare o la distribuzione stessa del peso molecolare influenzano enormemente il processo di estrusione quando si superano i 200 m/min e Plastik in cast li supera spesso…».
Le sfide: spessori e nuovi materiali
La riduzione drastica degli spessori degli ultimi anni ha creato nuove criticità che solo un’estrusione diretta permette di affrontare. «Se 340 anni fa – spiega Castelli – si produceva a 30 micron e qualsiasi formula poteva andare bene, ora estrudiamo aria… il mercato chiede i 10 con le stesse proprietà di resistenza, macchinabilità, estetica, saldabilità eccetera, ovviamente senza buchi (uno degli aspetti più difficili da gestire). Significa mescolare polimeri compatibili ma con caratteristiche diverse e da lavorare a temperature diverse, che generano sfridi poi da recuperare.
Non solo: nel settore igienicosanitario il film dev’essere percepito il meno “plastico” possibile, al tatto e alla vista, ed essere compatibile con le linee dei clienti, garantendo stabilità e continuità di processo a velocità elevate su macchine diverse, non sempre allo stato dell’arte». Le esigenze di sostenibilità ambientale prescrivono, inoltre, di integrare una quota crescente di materiale riciclato post-consumo (PCR) – che nel processo di Plastik può arrivare a percentuali molto elevate – e di testare sempre nuovi polimeri compostabili o biodegradabili.
«Sono materiali spesso più costosi, meno facili da reperire e più difficili da processare, che generano una maggiore quantità di scarti e a cui gli utilizzatori chiedono le stesse prestazioni del polimero vergine… L’estrusione consente di governare queste variabilità, adattando le formulazioni e compensando le differenze», sottolinea Banfi.
Il futuro? Sostenibilità, tecnologia e know-how
L’estrusione evolve attraverso una combinazione di tecnologia e competenze. I costruttori di macchine, sottolineano i due tecnici, lavorano sull’efficienza energetica (uno dei principali driver di sviluppo dell’intera manifattura, Ndr) e a perfezionare componenti sensibili come le teste di estrusione cast, per ottenere una distribuzione più precisa degli strati. Quanto ai materiali, continuerà l’aumento dell’utilizzo di riciclato, nonostante le note criticità di costo e di approvvigionamento, in attesa di nuove opportunità offerte da tecnologie alternative come il riciclo chimico.
Il problema di fondo, su cui si giocherà gran parte dell’innovazione nei prossimi anni, resta l’equilibrio tra qualità, costo e sostenibilità, affermano i due esperti. «In un contesto sempre più complesso non basta avere buone macchine, gestire i big data e sfruttare tutte le prerogative dell’IA, ma serve la capacità di governare il processo in modo completo. E, come sempre, saper guardare le cose in modo diverso».
