ITMI20061813A1 - Metodo di avvolgimento di bobine per uso finale di film plastici,preferibilmente plastici estensibili,ed impianto avvolgitore implementante lo stesso - Google Patents

Description

Franco MARTEGANI

Titolare: GRUPPO COLINES S.r.l.

Titolo: "Metodo dì avvolgimento di bobine per uso finale di film plastici, preferibilmente film plastici estensibili, ed impianto avvolgitore implementante lo stesso"

* * * M12006 AO O t a i a.

La presente invenzione si riferisce ad un metodo di avvolgimento dì bobine per uso finale di film plastici, preferibilmente film plastici estensibili, ed impianto avvolgitore implementante lo stesso.

Il film plastico estensibile, detto anche film stretch, è un prodotto ampiamente usato nel campo dell'imballaggio, rappresentando il tipo di imballo più diffuso in Europa e negli Stati Uniti.

Le applicazioni di tale tipo di film sono molteplici e ricoprono gran parte dei prodotti di uso comune, sia in campo industriale sìa in ambiente domestico. I film plastici si differenziano per la loro composizione che permette di ottenere film con caratteristiche differenti tra cui la tenacità, l'allungamento, il carico di rottura, la memoria elastica, la resistenza alla puntura, e così via.

Essi possono essere composti di tre o più strati costituiti ad esempio da miscele di polietilene lineare a bassa densità (LLDPE), polietilene a bassa Franco MARTEGANI

e bassissima densità (LDPE, VLDPE, ULDPE), metallocene su base polietilene (mLLDPE), etilenvinil-acetato in diverse percentuali (ÈVA dal 9% al 20%), polipropilene omopolimero, copolimero o terpolimero (PP homo, PP copo, PP ter) o materiali biodegradabili (Mater-Bi).

Esistono dunque svariate formulazioni realizzate mediante linee produttive presentanti combinazioni di due o più estrusori al fine di ottenere stratificazioni che possano soddisfare i requisiti delle applicazioni a cui sono destinati.

A seconda del tipo e dello spessore del film sì possono riconoscere diversi campi d'applicazione, tra i quali i più importanti sono le industrie alimentari, le industrie farmaceutiche, le cartiere, il settore di laterizi e ceramiche, l'industria meccanica, la grande distribuzione, l'agricoltura e l'impiego domestico.

Tale grande varietà di utilizzo implica un'altrettanto ampia varietà di tipi di film, sia sotto il profilo della composizione e dello spessore, variabile generalmente da 12 pm fino a oltre 100 pm, sia inoltre dal punto di vista della bobinatura per uso finale, che si presenta sotto diverse forme a seconda di come debba essere successivamente Franco MARTEGAN1

utilizzato il film, ossìa a seconda di un successivo impiego manuale, in macchine automatiche, semiautomatiche e così via.

Per esempio, nel caso di bobine di film stretch per imballaggio industriale, a prescindere dalle caratteristiche stesse del film dal punto dì vista della resistenza meccanica e dell'allungamento a rottura, vengono utilizzate particolari macchine imballatrici automatiche, o "pallettizzatori", sulle quali vengono posizionate bobine dì stretch di dimensioni e pesi ben definiti.

In particolare, per tale tipo di applicazione si parla di bobine di peso complessivo di circa 12.5 kg che vengono avvolte su anime in cartone aventi diametro interno di circa 76 mm e presentano una larghezza di fascia pari a circa 500 mm.

Allo stesso modo, le bobine per uso manuale hanno invece anime di diametro interno pari a 50 mm e peso complessivo di circa 2.5 kg, risultando così più maneggevoli .

Una sentita esigenza del settore è dunque l'ottimizzazione delle linee di produzione dei film plastici al fine di ottenere la migliore redditività di tali linee, automatizzandole il più possibile per ridurre al mìnimo l'eventualità dì errore, Franco MARTEGANI

velocizzando la produzione e conservando al tempo stesso elevate caratteristiche di flessibilità.

La flessibilità delle linee, in particolare, assume sempre più rilevanza se si considera che per ridurre al minimo le ingenti spese logistiche di immagazzinamento, trasporto e così via, si tende sempre di più verso una produzione, di fatto, "just in time". Una tale strategìa di produzione risulta possibile solo se gli impianti sono in grado di offrire una flessibilità sufficiente per produrre bobine di film differenziate per la tipologia di film o di bobinatura, con perdite di tempo minime in particolare durante le procedure di cambio dell'equipaggiamento, di avvio, o start-up, e di scarico delle linee di produzione.

Le linee di produzione di film plastici comprendono impianti di estrusione e raffreddamento costituiti da un numero variabile di estrusori, a seconda delle caratteristiche che si vogliono dare al prodotto, a valle dei quali sono posti degli impianti avvolgitori che ricevono il film estruso e raffreddato e lo avvolgono in bobine.

La parte di estrusione e raffreddamento non presenta particolari difficoltà in termini di flessibilità, ma, visti gli elevati costì, comporta la necessità di Franco MARTEGAN]

avere altissimi volumi produttivi, in considerazione del fatto che i prodotti finali presentano un limitatissimo valore aggiunto, cosicché per raggiungere margini operativi sufficienti risulta necessario sfruttare gli effetti di una produzione in larga scala.

A tal fine si ha l'esigenza di produrre ì film plastici a velocità effettive estremamente elevate, prossime, se non superiori, ai 500 m/min.

Gli impianti avvolgitori a valle degli impianti di estrusione e raffreddamento devono dunque presentare una capacità di avvolgimento sufficiente in modo tale da sopperire alla quantità di film prodotta nel tempo .

L'avvolgimento del film a velocità così elevate, però, comporta la fisiologica presenza di aria intrappolata tra le spire, che rende di fatto difficoltoso il successivo utilizzo del film stesso e rappresenta in ogni caso uno spreco di spazio nel trasporto .

Infatti, il ridottissimo valore aggiunto di tali prodotti fa sì che il costo di trasporto abbia un'incidenza notevolissima sui costi di produzione, quindi anche per tale motivo, oltre che per le ragioni pratiche di utilizzabilità del film dette Franco MARTEGANI

sopra, si richiedono bobine "dure" e compatte, cioè senza aria interposta tra le spire.

In particolare nel caso di un film stretch, la natura stessa del film, molto appiccicosa, rende inoltre obbligatoria la bobinatura in contatto, ossia con la "spremitura" della bobina contro un cilindro motorizzato che favorisca l'espulsione dell'aria inevitabilmente trascinata dal film stesso nel suo moto di avvolgimento attorno al mandrino.

Inoltre, la necessita di avere produzioni differenziate, impone cambi bobina frequenti, che, pur avvenendo rapidamente, nell'ordine dei pochi secondi, hanno sempre rappresentato il limite maggiore per la velocità di produzione dell'intera linea .

Per avere capacità di avvolgimento in linea elevate si è dunque rivelato più facile l'avvolgimento di bobine cosiddette "jumbo", vale a dire con fascia comunque pari a 500 mm ma diametro esterno fino a 500 mm e oltre, che seppur avvolte ad una velocità ridotta che favorisce l'evacuazione laterale dell'aria altrimenti presente nelle spire, mantengono elevata la capacità di avvolgimento grazie alle loro dimensioni di diametro elevate.

La realizzazione dì bobine jumbo porta però con sé Franco MARTEGANI

diversi inconvenienti tra cui i costì dì trasporto ed immagazzinamento di tali bobine, nonché 1'esigenza di disporre di macchine ribobinatrici che consentano, a partire dalle bobine "jumbo" dì cui sopra, per ottenere bobìnette finali con sviluppi longitudinali di poche centinaia di metri, anche solo 150 m nei cai limite.

Le macchine ribobinatrici attuali hanno una velocità massima di avvolgimento fino a circa 2000 m/min, ma necessitano di continui cicli comprendenti le fasi di partenza, accelerazione, avvolgimento in velocità, decelerazione e fermata, da svolgersi nel giro di pochi secondi, in quanto eseguono lo scarico e quindi il cambio delle bobine finite da fermo.

Ne consegue che la velocità media effettiva di avvolgimento non supera i 500 ÷ 600 m/min,* inoltre, proprio a causa delle caratteristiche del ciclo di avvolgimento di cui sopra, le bobine così prodotte hanno un aspetto superficiale, relativo alle ultime spire avvolte a bassissima velocità, buono, ma il cuore della bobina, avvolto a velocità prossime, appunto, ai 2000 m/min, risulta essere forzatamente ricco di aria intrappolata tra le spire, con le conseguenze accennate in precedenza.

Per le ragioni di cui sopra, l'avvolgimento Franco MARTEGAN1

direttamente in linea dì bobine per uso finale manuale non risulta ad oggi possibile, a causa dei tempi di cambio ridottissimi necessari per garantire una produttività, legata ovviamente alla velocità dell'impianto, in linea con le richieste del mercato. Scopo generale della presente invenzione è quello di risolvere gli inconvenienti sopra citati della tecnica nota in maniera estremamente semplice, economica e particolarmente funzionale.

Altro scopo è quello di escogitare un metodo di avvolgimento di film plastici mediante il quale sia possibile realizzare bobine per uso finale di qualità elevata, garantendo una notevole velocità di produzione .

Non ultimo scopo della presente invenzione è quello di ideare un impianto avvolgitore per 1'implementazione dei metodo innovativo.

In vista degli scopi suddetti, secondo la presente invenzione, si è pensato di realizzare un metodo di avvolgimento di film plastici ed un impianto implementante lo stesso, avente le caratteristiche esposte nelle rivendicazioni allegate.

Le caratteristiche strutturali e funzionali della presente invenzione ed i suoi vantaggi nei confronti della tecnica conosciuta risulteranno ancora più Franco MARTEGANI

chiari ed evidenti da un esame della descrizione seguente, riferita ai disegni allegati, che mostrano un metodo di avvolgimento di film plastici ed un impianto avvolgitore realizzato secondo ì principi innovativi dell'invenzione stessa.

Nei disegni:

- la figura 1 mostra una vista in pianta dì una prima linea di produzione impiegante il metodo di avvolgimento e l'impianto avvolgitore secondo la presente invenzione;

- la figura 2 è una vista in pianta di una seconda linea dì produzione impiegante il metodo di avvolgimento e l'impianto avvolgitore della presente invenzione;

- la figura 3 è una vista in pianta della linea dì ribobinatura impiegante il metodo e 1'impianto avvolgitore secondo l'invenzione.

Con riferimento alla figure 1 e 2, una linea di produzione di film plastici che realizza il metodo in oggetto è complessivamente indicata con 10, e negli esempi illustrati comprende un impianto di estrusione e raffreddamento 20 ed un impianto avvolgitore 30 secondo l'invenzione, disposto a valle di tale impianto di estrusione e raffreddamento 20.

L'impianto di estrusione e raffreddamento 20 Franco MAKTEGANJ

comprende una pluralità di estrusori 21 collegati ad una testa 22 di formazione ed unione degli strati del film 11 e successivo raffreddamento.

Gli estrusori 21 vengono alimentati ognuno con un materiale sotto forma di granulato di tipo termoplastico che viene sottoposto a trattamento termico ed alimentato in forma fluida alla testa 22. I materiali termoplastici, possono eventualmente essere di tipo diverso a seconda della particolare composizione di film plastico che si desidera ottenere.

A valle della testa 22 è disposto un traino 23 che trasporta il film 11 così ottenuto all'impianto avvolgitore 30 il quale comprende almeno due macchine di ribobinatura 31 per realizzare l'avvolgimento, direttamente in linea, di bobine 32 per uso finale, ossia presentanti fascia che viaria a seconda della realizzazione ma che in genere non eccede i 500÷550 rren. Tali macchine di ribobinatura 31 sono eventualmente corredate di unità taglierine per effettuare il taglio del film prima dell'immissione dello stesso nella relativa macchina 31.

Diversamente, la linea prevede appositi mezzi di taglio disposti a monte delle macchine di ribobinatura 31.

Franco MARTEGANI

In particolare in figura 1 è mostrata una prima forma di realizzazione dell'impianto avvolgitore 30 impiegante due macchine di ribobinatura 31, mentre in figura 2 è mostrata una seconda forma di realizzazione dell'impianto avvolgitore 30 impiegante tre macchine di ribobinatura 31.

Il metodo secondo l'invenzione comprende dunque la fase che consìste nell'alimentare un film plastico proveniente da una sorgente di film plastico ad almeno due macchine di ribobinatura 31 tra loro indipendenti ,

L'impiego di più macchine di ribobinatura 31 offre un'elevata flessibilità di produzione nonché diversi vantaggi tra cui la possibilità di produrre contemporaneamente bobine su anime di diametro diverso e dunque produrre contemporaneamente bobine 32 per uso in impianti automatici o per uso manuale. Si eliminano in questo modo i tempi morti della linea di produzione necessari al cambio di attrezzatura, generalmente dalla durata non inferiore a circa due ore, per produrre alternativamente bobine per impianti automatici o per uso manuale.

Inoltre, è possibile produrre contemporaneamente bobine 32 dì fasce presentanti larghezze differenti tra loro, nonché bobine 32 con diversi diametri FrancoMARTEGANI

esterni ossia formate da film 11 di lunghezze diverse.

La particolare soluzione inventiva offre in aggiunta il vantaggio di una riduzione di ingombri complessivi non essendo più necessario produrre bobine jumbo e, grazie al particolare sistema di avvolgimento, di una riduzione della potenza elettrica applicata.

Infatti, nelle macchine ribobinatrici in precedenza accennate, per il raggiungimento di velocità massime nell'ordine dei 2000 m/min con rampe di accelerazione brevissime occorre naturalmente utilizzare motori con coppie, e quindi potenze, estremamente elevate, che vengono utilizzate per brevi e continui transitori. La presente invenzione, invece, consente di utilizzare potenze decisamente inferiori in quanto non sono richieste accelerazioni cosi rapide ed anche la massima velocità è, come detto, inferiore. Essendo un processo continuo, la messa a regime avviene difatti praticamente solo alla partenza della linea. L'impianto avvolgitore 30 secondo l'invenzione è scevro degli inconvenienti sopra riportati in quanto offre come prodotto in uscita una pluralità di bobine 32 per uso finale che presentano dimensioni e pesi del tutto più maneggevoli rispetto alle bobine jumbo. L'impiego di una pluralità dì macchine dì Franco MARTEGAN1

ribobinatura 31 a valle di un impianto di estrusione e raffreddamento 20 tradizionale garantisce una capacità di avvolgimento simile a quella offerta dagli impianti avvolgitori di bobine jumbo dell'arte nota.

Risulta così possibile effettuare l'avvolgimento di bobine 32 per uso finale direttamente in linea a velocità massime relativamente ridotte, ma con velocità media effettiva del tutto simile a quella delle macchine ribobinatrici, che garantiscono un'elevata qualità delle bobine risultanti.

Inoltre, grazie all'impianto avvolgitore 30 secondo l'invenzione, la produzione delle bobine 32 per uso finale non necessita della fase dì ribobinatura.

Si ha cosi un ulteriore risparmio in termini di personale, tempo e costi di produzione.

Analogamente, come mostrato in figura 3, è possibile impiegare l'impianto avvolgitore secondo l'invenzione, e dunque il metodo inventivo, anche in fase di ribobinatura. In quel caso il film plastico 11 viene fornito da una bobina sorgente 40, ad esempio una bobina jumbo.

Grazie al metodo inventivo la fase di ribobinatura della bobina sorgente 40 necessita di tempi inferiori in quanto viene aumentata la capacità di avvolgimento FrancoMARTEGANI

complessiva. Ciò permette inoltre di pilotare le singole macchine di ribobinatura 31 a velocità ridotte ed ottenere così prodotti qualitativamente migliori.

Non ultimo, le singole macchine di ribobinatura 31 possono essere equipaggiate con attrezzature differenti potendo cosi produrre contemporaneamente sia bobine per uso manuale, sia bobine per uso in macchinari automatici o semiautomatici.

Da quanto sopra descritto con riferimento alle figure, appare evidente come un metodo di avvolgimento di bobine per uso finale di film plastici secondo l'invenzione nonché l'impianto avvolgitore implementante tale metodo siano particolarmente utili e vantaggiosi. E' così conseguito lo scopo menzionato al preambolo della descrizione .

Naturalmente, il metodo di avvolgimento secondo l'invenzione può essere realizzato con un numero differente di macchine di ribobinatura 31 rispetto a quanto riportato a titolo puramente esemplificativo negli allegati disegni, Inoltre, la tipologia di macchina di ribobinatura può essere qualsiasi.

In definitiva, con il metodo di avvolgimento secondo l'invenzione, possono essere ottenute bobine di Franco MARTE GANI

dimensione e peso altrimenti non producibili da avvolgitori tradizionali, e in cui le singole macchine ribobinatrici possono produrre bobine di diverso formato (fascia, diametro interno e diametro esterno) in contemporanea, a partire dallo stesso film alimentato o da un impianto di estrusione o da una bobina madre.

L'ambito di tutela dell'invenzione è pertanto delimitato dalle rivendicazioni allegate.

Claims (3)

1. Franco MARTEGAN1 RIVENDICAZIONI 1) Metodo di avvolgimento di bobine per uso finale di film plastico comprendente la fase che consiste nell'alimentare un film plastico (11) proveniente da una sorgente di film plastico (20,40) ad almeno due macchine di ribobinatura (31) tra loro ìndipendenti.
2. 2) Metodo di avvolgimento di bobine per uso finale di film plastico secondo la rivendicazione 1 in cui detta sorgente dì film plastico è un impianto dì estrusione e raffreddamento (20). 3) Metodo di avvolgimento di bobine per uso finale di film plastico secondo la rivendicazione 1 in cui detta sorgente di film plastico è una bobina sorgente (40). 4) Metodo di avvolgimento di bobine per uso finale di film plastico secondo la rivendicazione 3 in cui detta bobina sorgente (40) è una bobina jumbo.
3. 3) Impianto avvolgitore implementante il metodo di avvolgimento di bobine per uso finale di film plastico secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti costituito da almeno due macchine di ribobinatura (31). 6) Impianto avvolgitore secondo la rivendicazione 5 in cui dette almeno due macchine di ribobinatura (31) comprendono un'unità taglierina. Franco MARTEGANl 7) Impianto avvolgitore secondo la rivendicazione 5 o 6 caratterizzato dal fatto che dette almeno due macchine di ribobinatura (31} comprendono attrezzature per l'avvolgimento di bobine tra loro differenziate, dette attrezzature avvolgendo bobine di formato differente.