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Metodi di produzione dei tappi sintetici, di Domenico Liberati

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Metodi di produzione dei tappi sintetici

di Domenico Liberati

I tappi sintetici vengono realizzati secondo tre procedimenti distinti che danno vita a prodotti con caratteristiche abbastanza diverse tra loro: l'iniezione, l'estrusione e la coestrusione.

1. Iniezione (o stampaggio)
E' la tecnica più diffusa e consiste nell'iniettare la massa fusa del polimero all'interno di uno stampo nel quale si fa avvenire l'espansione. L'espansione del polimero, che serve a dare al tappo le proprietà elastiche che il polimero compatto non avrebbe, viene ottenuta mediante l'addizione alla mescola polimerica di specifici agenti espandenti in grado di sviluppare, per decomposizione termica, elevate quantità di gas. Tra gli agenti espandenti più utilizzati figura una miscela di sodio bicarbonato e acido citrico la cui decomposizione da luogo alla formazione di CO2. L'espandente è aggiunto al polimero in forma solida con una operazione di miscelazione a secco. L'espansione è un processo molto veloce e quindi la fase di riempimento dello stampo viene effettuata da un polimero in avanzata fase di espansione. Il contatto e l'attrito del polimero contro le pareti fredde dello stampo danno origine ad una struttura con bolle gassose di dimensioni maggiori nella zona interna e bolle di dimensioni via via decrescenti verso l'esterno al punto che a ridosso delle pareti si forma un rivestimento praticamente compatto.


Figura 1: Sezione di un tappo ottenuto per iniezione: si noti la dimensione decrescente delle bolle di gas dal centro verso l'esterno


2. Estrusione
L'estrusione `e stato il primo metodo utilizzato per la produzione di tappi sintetici. Permette di ottenere con un processo relativamente economico un prodotto abbastanza simile in linee generali al tappo di sughero. Come suggerisce il nome, il polimero, inizialmente allo stato solido in forma di piccole particelle (pellets) o di polvere, viene scaldato e convogliato in un estrusore (il cui diametro sarà quello desiderato per il tappo) tramite una pompa a vite. Il gas prodotto dagli agenti espandenti mescolati al polimero, sotto l'azione dell'attrito e della compressione si disperde nella massa del polimero a formare bolle di piccole dimensioni. Il tappo estruso ha una struttura omogenea ed è in generale privo di difetti interni, frequenti invece nei tappi stampati. Tale tappo presenta però una superficie esterna estremamente danneggiata a causa del passaggio attraverso l'estrusore con conseguenti problemi di tenuta del tappo per via della presenza di canali di passaggio preferenziali tra tappo e collo.


Figura 2: Dimensione omogenea delle celle di un tappo estruso


3. Coestrusione

Volendo evitare gli effetti di bordo si può ricorrere ad un ingegnoso sistema: il tappo estruso viene rivestito da una guaina di materiale polimerico che riveste esternamente il tappo estruso. In questo modo a contatto con il collo non avremo più una superficie rovinata e raggrinzita ma una superficie ideale. Attualmente sul mercato troviamo due case che producono questo tipo di tappo. Per ottenere questi tappi si utilizzano due estrusori concentrici: dall'estrusore esterno esce una sorta di tubo che viene contemporaneamente riempito dal materiale che esce dall'estrusore più interno. La microfusione che si realizza trai due materiali a caldo porta alla formazione di un prodotto omogeneo.


Figura 3: Sezione di un tappo tappo coestruso in prossimità del bordo. In evidenza il rivestimento esterno del tappo saldato termicamente alla massa interna estrusa.

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