Lavorazioni
Processo di estrusione di fibre
FASE 1. PRODUZIONE DEL MATERIALE DI BASE
TIPO DI PROCESSO PRODOTTO IN USCITA
Estrusione da filiera Fibre di poliestere
Estrusione da filiera Fibre di PTFE espanso
Estrusione da filiera - Tiraggio Fibre di vetro
Estrusione da filiera - Soffiaggio Fibre di vetro
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DEFINIZIONE DEL PROCESSO
"Con l'espressione estrusione si intende la fusione continua di materiale plastico e la sua forzatura attraverso una filiera di formatura con successivo raffreddamento per la produzione di semilavorati come profilati, lastre oppure film. Vengono usate per l'alimentazione materie plastiche sotto forma di granulato, polvere o anche mescole secondo formulazioni, poiché molte attrezzature di estrusione possono assolvere anche compiti di compoundizzazione."
(Saechtling, 2006)

Estrusione fibre

“La maggior parte delle fibre man-made è realizzata per estrusione, forzando un liquido molto viscoso attraverso gli orifizi di una filiera e formando un insieme di filamenti continui di un polimero allo stato semi-solido.

Nello stadio iniziale i polimeri che costituiranno le fibre sono allo stato solido e quindi devono prima passare allo stato fluido che consenta l’estrusione.

Questo avviene, di norma, attraverso la fusione, se i polimeri sono termoplastici, ovvero che si ammorbidiscono e fondono con l’apporto di calore, o sciogliendoli in un solvente se non termoplastici.

La filiera è costituita, genericamente, da una piastra attraversata da numerosi e finissimi orifizi (da uno ad alcune centinaia di fori). Questi fori sono estremamente sensibili alle impurità ed allo sporco che si può depositare nonché alla corrosione. Per questo il fluido in alimentazione deve essere filtrato accuratamente il che è difficile con fluidi molto viscosi. In alcuni casi si realizza la filiera in metalli anticorrosione, molto cari.

Quando il filamento esce dalla filiera il polimero liquido passa prima ad uno stato gommoso e poi solidifica. Questa operazione va sotto il nome di filatura (chiamata anche filatura primaria, per distinguerla dalla tipica lavorazione tessile). … Mentre le fibre stanno solidificando e, in alcuni casi, anche nello stato solido, i filamenti possono essere sottoposti ad un’azione di stiro e orientamento per incrementarne la resistenza. Le catene molecolari vengono così riunite tra loro ed orientate lungo l’asse della fibra, ottenendo un elevato incremento della resistenza. ” (NF Nuove Fibre, 2000)

Le fibre di poliestere sono prodotte mediante filatura per fusione (fig.1). “Il polimero viene fuso, passa direttamente alla filiera e poi solidifica per raffreddamento. Le fibre possono essere estruse con filiere che differiscono per la geometria dei fori (circolare, trilobata, pentagonale, ottagonale, ecc.). Ad esempio la sezione trilobata riflette di più la luce ed è molto interessante per le applicazioni tessili.” (NF Nuove Fibre, 2000)

Il prodotto, generalmente in polvere viene acquistato dai produttori di filato che lo sottopongono al processo di estrusione.

Durante il processo di produzione del filato il materiale polimerico viene prima liquefatto in un ambiente privo di ossigeno e di umidità, quindi viene pressato attraverso una filiera contenente migliaia di piccoli fori da cui fuoriesce sotto forma di monofilamenti ed infine viene fatto solidificare in condizioni umide o secche.

Le fibre in PTFE espanso sono prodotte attraverso un processo di riscaldamento e stiramento rapido che da luogo ad un materiale microporoso molto resistente.  

Estrusione fibre di vetro

“Le fibre in vetro vengono prodotte per filatura con  diametro compreso tra 1 e 8 micrometri, con resistenza alla trazione da 8500 a 20000 kgp/cm2. Tali fibre si ottengono attraverso tiraggio meccanico e soffiatura.

Tiraggio meccanico ad elevata velocità: secondo questo metodo, il fuso viene fatto passare in una filiera di platino, in modo da ottenere il raggruppamento in un plurifilamento. I filamenti ottenuti sono trattati successivamente con un appretto (amido o acetato di polivinile) e quindi sono avvolti su un tamburo rotante a 5000-7000 giri/min che ne determina il diametro. Soffiatura con aria e vapore: consiste nell'utilizzo di getti di vapore o di aria compressa sui filamenti uscenti dalla filiera, in modo da determinarne la trasformazione in fibre discontinue sottili.” (Vitrum)

 

CREDITS
Testi a cura di: Francesca Plantamura e Cristina Mazzola
FONTI BIBLIOGRAFICHE
H. Saechtling, “Manuale delle materie plastiche”, ed. Tecniche Nuove, 2006, Milano
American Fiber Manufacturers Association, Inc. – http://www.fibersource.com
Tecnologia della formazione delle fibre chimiche”,  NF Nuove Fibre, 2000 http://www.technica.net/NF/NF3/manmade.htm
Gabriele Modini,  “Materie Plastiche ed Elastomeri” , 06/1999 - http://www.ovest.it/mpe/documenti/fluoropo.htm
Assovetro – associazione Nazionale degli Industriali del Vetro – http://assovetro.it
“Vitrum. Lavorazione industriale. Filatura”, Vitrum,  - http://www.vitrum.it/home.htm

FONTI DELLE ILLUSTRAZIONI
Fig. 1: tratta dal sito dell’ American Fiber Manufacturers Association

Fig.2: tratta dal sito di Assovetro

Fig. 1: tratta dal sito dell’ American Fiber Manufacturers Association