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COMPOUNDING MATERIE PRIME E ADDITIVI

DOSAGGIO

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MENSILE DEGLI ELASTOMERI E DEGLI ALTRI POLIMERI RESILIENTI

MAGGIO 2011 - NUMERO 4

Mensile - Spediz. in abb. postale - 45% - Art. 2, comma 20/b Legge 662/96 - Filiale di Milano - ISSN 0019-7556

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MIXING GROUP


SOMMARIO | ANNO 55 - 588 • MAGGIO N. 4 5

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ELASTICA: SOMMARIO

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L’intervista del mese

Solutions

.

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 Could we have good low temperature properties and high chemical resistance as well? TR10 Performance

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Tailormade

The Fluoroelastomer Challenge

MESCOLAZIONE / 3 .

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MESCOLAZIONE / 2

Low F wt% dispersion Better // faster Better faster dispersion of of HT HT Improved Improved flexibility flexibility variant variant compared compared to to standard standard Improved /5 Improved safety safety Filtratura in continuoMESCOLAZIONE process process additive additive grades grades Improved performance Improved performance CTE con pompa ad ingranaggi

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LA NUOVA GENERAZIONE DI FKM TECNOFLON

Solvay Solexis ha messo a punto una nuova classe di gomme fluorurate che presentano una elevata resistenza chimica anche al freddo 2|

L’INDUSTRIA DELLA GOMMA | ELASTICA |

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CALENDARIO

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21 IV COP.

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29 I COP.

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Edifis S.p.A. viale Coni Zugna 71 - 20144 Milano Tel. +39 023451230 - Fax +39 023451231 gomma@edifis.it www.edifis.it

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Direttore responsabile Eugenio Faiella

Grafica Mariella Salvi - mariella.salvi@edifis.it

GLI inserzionisti

EUROCHIMIND

Comitato di redazione: Giuseppe Cantalupo, Emilio De Tuoni, Antonino Di Pasquale, Eugenio Faiella

Segreteria di redazione Hilenia Principe gomma@edifis.it

Convegni, fiere, eventi in programma per i prossimi mesi

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L’INDUSTRIA DELLA GOMMA ELASTICA

II COP. 22 1

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III COP.

STATE OF ART TECHNOLOGY

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elastica Comitato di redazione: Fabio Negroni, Emilio De Tuoni, Giampaolo Giuliani.

SO M M A R I O Gli sponsor di Elastica...........................................................................................................................................6- 7 Abbiamo letto per voi...............................................................................................................................................8  Occorrono materiali estremi per l’ingegneria petrolifera

 Modifiche con plasma di neri furnace e neri di acetilene

 Elastomeri alternativi per una riduzione di peso

 Cariche avanzate per ridurre il consumo di carburanti

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 Prestazioni di nero di carbonio ricavato dai pneumatici  Interpretazione con master curve del networking della carica  Speciali silici a bassa area superficiale per fluoroelastomeri  Molti pistoni sviluppano una pressione uniforme

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elastica


ELASTICA | ABBIAMO LETTO PER VOI

rassegna della stampa tecnica estera prodotti e processi OCCORRONO MATERIALI ESTREMI PER L'INGEGNERIA PETROLIFERA Esc-AMI-MERL; European Rubber Journal; 192/6-16- Nov-Dic 2010. Rif. E2887.

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a parte di un consorzio di industrie petrolifere di estrazione è stato accertato che, in situazione di diminuzione delle risorse petrolifere, va tenuto conto che aumenta la necessità di usare iniezioni di fluidi negli strati terrestri, ad esempio di acqua, vapore, idrogeno solforato, biossido di carbonio. Quest'ultimo ha proprietà di solvente e può causare rigonfiamento interno degli organi di sigillo dei rivestimenti, che può portare a influenzarne l'efficacia. Il consorzio ha esaminato in merito l'efficacia di nuove mescole elastomeriche in contatto con i sunnominati fluidi, sia nelle applicazioni di recupero di petrolio, sia nelle applicazioni di ricerca petrolifera. Sono state raccolte informazioni tecniche su esami eseguiti su HNBR, FKM, FFKM in diverse condizioni, anche in presenza di vapore acqueo a 265°C a 250 bar e in presenza di CO2 a 110°C a 410 bar. Lanxess Deutschland ha accertato che i vulcanizzati di HNBR con alto contenu-

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to di acrilonitrile contenenti un elevato contenuto di terre di diatomee hanno buone proprietà di barriera, anche contro CO2 in condizioni critiche e supercritiche. I vulcanizzati di tali HNBR conservano la flessibilità a -15°C. La Techlam (divisione della Hutchinson) ha realizzato che la HNBR nei sistemi di giunzione di strutture flottanti ha caratteristiche molto migliori della NBR. La Techlam è esperta di tali sistemi, che sono caratterizzati da durata di 20 anni senza manutenzione. La Daikin ha introdotto innovazioni nei sistemi vulcanizzanti per gli FKM, che portano a resistenza al calore maggiore di 30°C rispetto ai sistemi bisfenolici e 60°C rispetto ai sistemi perossidici, seppure ottenuti con tempi di vulcanizzazione superiori. La Solvay ha sviluppato un nuovo FFKM a base di un nuovo perfluoromonomero (perfluorometossi-vinil-etere), che estende l'intervallo di resistenza dell'elastomero a bassa temperatura. L'elastomero si chiama Tecnoflon PFRLT. La DuPont de Nemours sta sviluppando nuovi tipi di FFKM per rispondenza a nuovi standard (Norsok M710 V2), che prevedono la resistenza ad Idrogeno solforato. Essa ha studiato circa 200 formulazioni, due delle quali sono oggetto di nuove ricerche. Anche la Green Tweed (Italia, Francia, Germania, Olanda, Regno Unito, Svizzera) sta eseguendo ricerche su fluoroelastomeri, soprattutto per resistenza a 230°C sotto pressione di 290 MPa e per resistenza a 260°C sotto pressione di 240 MPa. Mentre per resistenza fino a 200°C esistono molte versioni di fluoroelastomeri adatti, ad esempio anche FEPM (tetrafluoroetilene-propilene, come Aflas della giapponese Asahi Glass), per temperature intorno a 260°C la rispondenza è molto più difficile. La Green Tweed sta eseguendo ricerche anche nel campo dei polimeri termoindurenti ad elevata Tg (260÷279°C). La ricerca di termo-chemiresistenza in articoli per l'industria petrolifera di

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estrazione è intensa anche nel settore dei cavi elettrici. In questo caso si tratta di cavi di lunghezza di 5000 metri con strato protettivo di metallo e strato isolante in polimeri fluorurati forniti da DuPont International. Lo strato isolante è caratterizzato da resistenza a Idrogeno solforato e a CO2 in condizioni di alta pressione e di alta temperatura. Le ricerche di DuPont sono attive anche nel campo di pompe sottomarine, ove tradizionalmente veniva impiegato EPDM.

materie prime ELASTOMERI ALTERNATIVI PER UNA RIDUZIONE DI PESO Jörg Mertinkat – (Kraiburg) – (joerg.mertinkat@kraiburg. tpe.com); Kautschuk Gummi Kunststoffe (KGK); 63/12-5362010. Rif. E2888.

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a Kraiburg TPE GmbH & Co. KG ricorda i materiali "Hochleistungs-TPE Hipex" enfatizzando il fatto che essi sono circa il 15% più leggeri rispetto ai materiali "gomma" di caratteristiche analoghe, perché i materiali "gomma" sono in genere altamente additivati di cariche. La leggerezza dei TPE è apprezzata dai costruttori di automobili, perché interessa anche l'impiego nel settore automobilistico: in guarnizioni nella zona del motore, in rivestimenti, in coppe dell'olio, fino a elementi di collegamento e di fissaggio. Gli articoli di Hochleistungs TPE sono riciclabili, sono standardizzati nei campi di durezze Shore A di 60, 70, 80, sono fornibili sia neri, che in altri colori. Nelle versioni recenti le caratteristiche di lavorabilità degli Hochleistungs TPE facilitano le operazioni nei processi di stampaggio a iniezione: infatti, oltre a prescindere dalla necessità della vulcanizzazione, facilitano la produzione di articoli bicomponenti e non richiedono operazioni di sbavatura. Nei confronti delle classi inferiori di TPE e TPV, gli Hochleistungs TPE tollerano temperature di esercizio fino a 150°C.


ELASTICA | ABBIAMO LETTO PER VOI

tempo come Bayer gli elastomeri etilene-vinilacetato). In un post scriptum l'autore puntualizza che con la nuova generazione di Hochleistungs TPE i cicli di produzione si riducono da 30 a 60 secondi.

prodotti e processi MESCOLE DI POLIPROPILENE/ GOMMA PREPARATE CON EIReP K. Sritragool, H. Michael, M. Gehde, U. Gohs, G. Heinrich– (hannes.michael@mb.tuchemnitz.de); Kautschuk Gummi Kunststoffe (KGK); 63/12-5542010. Rif. E2889. Kraiburg TPE fa notare anche la oleoresitenza nell'olio-motore Lubrizol OS 206304 a 150°C, la buona resistenza meccanica negli articoli sotto-cofano e le caratteristiche di adesione su poliammidi (PA), poliacetali (POM) e polibutilentereftalato (PBT). Gli Hochleistungs TPE hanno struttura a base di gomma etilene-vinilacetato (EVM) e il componente EVM, non contenendo doppi legami reattivi, significa resistenza all'ozono, all'ossigeno, al calore. Anche livelli di temperatura intorno a 175°C non producono danni e la resistenza alla deformazione permanente non peggiora. Un polimero etilene-vinilacetato con contenuto di vinilacetato da 40% a 70% si comporta come un elastomero e presenta buone caratteristiche di robustezza e di stabilità. La presenza di quantità crescenti di vinil-acetato accanto all'etilene aumenta la polarità del materiale e pertanto ne migliora la resistenza ai mezzi non polari. Tale è la ragione per la quale gli Hochleistungs TPE combinano i vantaggi dei TPE con le caratteristiche meccaniche degli EVM. L'autore afferma addirittura che i produttori che in passato non hanno voluto desistere dall'impiego di AEM (elastomeri etilene-acrilato) e di ACM (elastomeri acrilici) possono ora approfittare degli Hochleistungs TPE. Lo sviluppo dei TPE perdura comunque con lo studio di nuovi tipi in collaborazione con la Lanxess (la quale infatti tradizionalmente ha introdotto a suo

E

IReP significa Electron Induced Reactive Processing, cioè un processo di mescolazione basato sull'azione penetrante degli elettroni. L'autore intende riferirsi a un processo adatto per nobilitare scarti di articoli di gomma ed ottenerne composizioni a carattere di TPE (Thermoplastic Elastomers) lavorabili con impianti convenzionali per la lavorazione delle materie plastiche. Nello studio presentato si intende mescolare gli scarti con PoliPropilene (PP), eventualmente anche in presenza di monomeri funzionali (PFMs), con lo scopo di ottenere impasti denominati convenzionalmente come RP/PP (Rubber Particles/PolyPropilene).

Il PP impiegato è un copolimero random (Moplen RP 220M), RP è RNM 45 proveniente da Rubber Resources di Maasrtricht, PFMs comprende diproplenglicol diacrilato (DPGDA), triallilcianurato (TAC), trimetilolpropano triacrilato (TMPTA), ditetrametilolpropano tetraacrilato (DTMPTA). Le composizioni vengono preparate in laboratorio con il Brabender Plastograph a 40 rpm iniziando alla temperatura di 190°C e quindi abbassandola a 165°C. Il processo EIReP viene condotto

con dosi di 40, 60, 80 kGy con 1,5 MeV per 15, 30, 60 secondi. (1 Gray rappresenta la dose di radiazione di energia ionizzante assorbita corrispondente a 1 Joule/kg). Vengono mostrati gli effetti delle radiazioni applicate. Il melt flow index (MFI) della massa, originariamente di 5,5 g/10 minuti diviene 12 g/10 min con il TAC, 10 g/10 min con il DPGDA, 8 g/10 min con il TMPTA e rimane al valore iniziale con il DTMPTA. Le temperature di fusione e di cristallizzazione delle masse ottenute, specialmente in presenza di DTMPTA, sono più elevate di quelle del PP tal quale. Tutte le preparazioni presentano tre picchi di tandelta nell'arco da -60°C a +60°C, che sono in relazione con effetti di rilassamento nella fase di polipropilene. Da microfotografie eseguite con tecnica SEM (Scanning Elektron Microscopy) gli autori riescono a ravvisare che la preparazione contenente DTMPTA è caratterizzata da migliore compatibilizzazione tra PP e RP, cioè tra polipropilene e particelle di gomma. Gli autori commentano quindi gli effetti sulle caratteristiche meccaniche ottenute in funzione della dose di radiazioni, in funzione del tempo di trattamento elettronico, in funzione dell'energia delle radiazioni. In funzione della dose si nota un valore ottimale a circa 40 kGy, oltre la quale carico di rottura, modulo e allungamento a rottura iniziano a decrescere. In funzione del tempo di trattamento si nota che con dose di radiazioni di 40 kGy occorrono almeno 20 secondi, dopo di cui i valori meccanici risultano stabili. In funzione dell'energia delle radiazioni si nota che per valori superiori a 1 MeV (Megaelettronvolt) si nota diminuzione di allungamento a rottura, pur rimanendo costante il valore di carico di rottura e di modulo. Dal fatto che si verifichino diminuzioni di carico di rottura e aumenti di melt index viene interpretato che il processo si manifesta fondamentalmente come degradazione. Tuttavia viene dedotto che la migliore combinazione è quella che contiene DTMPTA. (L'articolo è in lingua inglese)

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ELASTICA | ABBIAMO LETTO PER VOI

materie prime VULCANIZZAZIONE DI GOMME SILICONICHE CON UV Yi-Feng Wang, Stephan Boßhammer, Holger Albrecht (holger.albrecht@momentive. com); Rubber World; 241/5-13-Febbraio 2010. Rif. E2890.

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e gomme siliconiche esistono sul mercato da circa 60 anni con diverse composzioni generali: poli-metilsilossani (MQ), poli-vinil-metilsilossani (VMQ), poli-fenil-vinil-metilsilossani (PVMQ), poli-fluoro-vinil-metilsilossani (FVMQ). Tutte le sunnominate categorie servono per ottenere articoli elastomerici con adeguate caratteristiche nell'arco da -60°C a 200°C per impieghi per i quali è principalmente necessaria la resistenza al calore, tuttavia affiancata da diverse necessità di aspetti qualitativi, come ad esempio la biocompatibilità, la resistenza alla deformazione permanente, la resistenza particolare alle basse temperature, la resistenza agli oli e a determinati solventi. Le gomme siliconiche vulcanizzano prevalentemente con sistemi a base di perossidi, usati comunque in quantità opportunamente ridotta. Un importante significato ha assunto la reticolazione per idrosililazione di particolari VMQ liquidi, che avviene anche a temperatura ambiente in presenza di catalizzatori a base di platino, che ha una notevole

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importanza dal punto di vista medicobiologico e alimentare in quanto avviene con processo di condensazione senza sviluppo di materiali estranei. Le gomme siliconiche vulcanizzabili al Pt sono state uno dei primi esempi di elastomeri siliconici liqudi (LSR Liquid Silicon Rubber), che hanno richiesto anche l'introduzione di particolari sistemi di stampaggio a iniezione. Recentemente sono state introdotte anche gomme siliconiche reticolabili con raggi ultravioletti (UV) e nel 2007 la Momentive Performance Materials ha introdotto materiali siliconici liquidi (LSR) che permettono di ottenere articoli per estrusione a temperatura ambiente e concomitante vulcanizzazione con raggi UV. Una notevole importanza del materiale e del processo consiste nel fatto che la vulcanizzazione può avvenire in tempi molto brevi (0,5 secondi) rendendo molto economica la produzione di articoli, soprattutto estrusi e vulcanizzati in continuo. Inoltre consiste nel fatto che, allorché la reticolazione è stata innescata, essa prosegue indipendentemente dal diametro e dalla sezione dell'estruso. Le gomme silconiche LSR sono disponibili in varianti colorate e trasparenti. La tecnologia descritta si mostra promettente anche per ottenere articoli co-estrusi insieme a prodotti termoplastici. La vulcanizzazione con UV di articoli di grande volume, ad esempio con processo di stampaggio, presenta aspetti diversi. Normalmente usando LSR/LIM occorre assicurare che durante il riempimento dello stampo non venga intrappolata aria. Ciò richiede di eseguire il riempimento con LSR/LIM a non più di 80°C e di eseguire la vulcanizzazione a 95°C÷120°C. Ciò rende quindi lungo il processo. La vulcanizzazione UV risulta però promettente secondo gli autori anche per articoli di grandi dimensioni (isolatori, giunzioni e terminali di cavi). Il soggetto tecnico è protetto da uno o più brevetti pendenti per applicazioni in USA o all'estero, per cui nell'articolo non vengono approfonditi particolari, né sulla composizione di additivi, né sul tipo di LSR/LIM configurati per la vulcanizzazione UV.

L’INDUSTRIA DELLA GOMMA | ELASTICA | maggio 2011

materie prime WACKER ESALTA L'USO DEI SILICONI NELL'AUTO David Eldridge – (deldridge@crain. com) ; European Rubber Journal; 192/6-21- Nov-Dic 2010. Rif. E2891.

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a Wacker Chemie esalta la sua esperienza nel campo delle gomme siliconiche riferendosi all'uso delle stesse nell'industria automobilistica. Dei prodotti siliconici, vengono enfatizzati tre gradi per uso specifico per supporti motore, per tubi turbo, per dispositivi encapsulanti e sigillanti. Nel caso di questi ultimi ci si riferisce a casi particolari, nei quali, con elastomeri diversi dalle gomme siliconiche, si rende necessaria una lubrificazione con oli sliconici per poter eseguire la messa in opera. Per fabbricare supporti motore è indicato l'Elastosil R101, che fruisce di caratteristiche meccaniche e dinamiche costanti nell'intervallo da -50°C a +180°C, ove il limite superiore può anche essere innalzato con l'aggiunta di additivi. Gli articoli sono ottenibili nel campo di durezza da 25 a 65 Shore A realizzando una resa elastica particolarmente costante per tutta la durata del motore. La Wacker dispone anche di un altro tipo di gomma siliconica per supporti motore, qui non nominato, che permette risparmi di costo. Viene presentata una fotografia che mostra lo spaccato di un supporto motore per impiego ad elevate temperature, ove sono evidenziati i particolari in gomma siliconica impiegati. Nel settore dei tubi per apparati con funzionamento a turbina le gomme siliconiche trovano validi impieghi per la loro validità ad elevate temperature. Nel settore qui citato la temperatura di servizio supera infatti i 200°C. Viene inoltre ricordato che le mescole in gomma siliconica in tale settore hanno particolare significato, perché oltre alle caratteristiche di resistenza ad alta temperatura che sviluppano, si mostrano valide anche per il tipo di green strength che presentano. Questo infatti


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risponde molto bene alle particolarità richieste nelle vulcanizzazione su mandrini. Nel settore di tubi e di articoli di difficile messa in opera in dispositivi che esigono resistenza ad elevate temperature e che presentano particolare necessità di scorrevolezza superficiale durante il montaggio, le gomme siliconiche trovano dei vantaggi. Infatti in tali casi gli articoli in gomma siliconica possono essere infilati a pressione entro condotti di piccole dimensioni, senza che sia necessario lubrificare le loro superfici esterne con lubrificanti vari, che poi in esercizio vengono rilasciati creando difficoltà. Nella fattispecie, nel caso di tubi in gomma non siliconica si è costretti ad usare estemporaneamente lubrificazioni proprio con oli di silicone. Oltre al già citato Elastosil R101, nell'industria automobilistica trovano opportunità l'Elastosil LR 3092/65 e l'Elastosil R plus 4060. Questi materiali sono stampabili a iniezione e, presentando compression set molto contenuto ed elevata resistenza al calore, sono apprezzati nell'uso in dispositivi intercooler. Viene ricordato che l'Elastosil LR 3092/65 è un elastomero liquido bicomponente di rapida vulcanizzazione che sviluppa resistenza fino a 220°C e che l'Elastosil R plus 4060 è invece un elastomero solido monocomponenente, che sviluppa termoresistenza anche maggiore.

materie prime IL RUOLO DELLA COMPATIBILIZZAZIONE NEI NANOCOMPOSITI POLIMERICI R. D. Kroshefsky, J. L. Price, D. Mangaraj – METSS Corp.) (dmangaraj@verizon.net); Gummi Fasern Kunststoffe (GAK); 63/11685-2010. Rif. E2892.

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e regole fondamentali della termodinamica che reggono le compatibilizazioni dei materiali, così come nel mondo delle mescole di gomma, valgono anche per le nanostrutture, nel senso che anche in esse ogni compatibilizzazione viene facilitata da una diminuzione dell'energia libera ΔGm del sistema. La diminuzione di energia libera è legata all'andamento dell'entropia e al valore dell'entalpia secondo la relazione ΔGm = TΔSm – ΔHm . Dato che l'entropia di mescolazione è nor-

malmente piccola, la compatibilizzazione si manifesta soprattutto con una reazione esotermica. Le interreazioni molecolari significative per la compatibilizzazione tra componenti liquidi e amorfi dipendono dalla radice quadrata dell'energia di coesione (CED). Tale parametro viene espresso con il simbolo δ ed è denominato parametro di solubilità. Il suo significato è che per componenti con valori uguali o poco dissimili di δ sussiste compatibiità e pertanto facilità di interreazione. Lo scopo dell'uso di un compatibilizzatore in tagli polimerici e in miscele di nanocompositi è di ridurre l'energia di superficie e di migliorare l'adesione tra le varie fasi e quindi di affinare la dispersione durante i processi di mescolazione. Gli autori esaminano tali fenomeni in composizioni contenenti diversi agenti con costituzione nanometrica: nanocaolini, nanosilici, nanotubi di carbonio, nanografiti, nanopolveri metalliche. La massima parte del lavoro esposta riguarda le nanostrutture a base di nanocaolini in composizioni di diversi prodotti polimerici, come Nylon-6, resine epossidiche, polistirene, poliacrilati, poliimmidi, polivinilacetato, polibutilentereftalato, polipropilene. Tra i prodotti polimerici vengono considerati anche prodotti elastomerici: EPDM, XNBR, SBR, NBR, IIR, NR, ENR. Viene considerato l'ottenimento di nanostrutture intercalate ed esfoliate, preparate sfruttando l'interazione tra gli ossidrili dei caolini, ad esempio in Cloisite Na+, in Cloisite 20A , in Sepiolite, in Pleximer, e le strutture elastomeriche, sfruttando azioni di taglio durante la mescolazione in presenza di additivi compatibilizzanti come alchilammine, sali di dimetildistearilammonio, silani. Viene fatto notare che le concentrazioni significative di nanocaolino nella singola mescola arrivano al massimo a 10 phr, ove poi le caratteristiche meccaniche sviluppate sono irrisorie nei confronti di quelle cui il mondo elastomerico è abituato a considerare come significative, arrivando a carichi di rottura di 12 MPa÷17 MPa soltanto in nanostrutture di XNBR. Interesssante in ogni modo è l'incremento di impermeabilità ai gas provocato in EPDM e in IIR da nanostrutture caoliniche. Nell'articolo vengono descritte anche le caratteristiche ottenute con nanocom-

positi elastomerici basati su nanosilici.e gomme acriliche in presenza di compatibilizzanti silanici e le caratteristiche ottenute con nanocompositi a base di nanotubi di carbono. Viene accennato al successo di nanocompositi NBR/nanotubi di carbonio MWCNT (nanotubi a pareti multiple) per l'elevato valore di caratteristiche meccaniche. La maggior parte delle applicazioni citate riguardano nanocompositi a base di materie plastiche. Vengono presi poi in considerazione nanocompositi a base di grafite e nanocompositi a base di polveri metalliche; inoltre nanocompositi a base di poliimmidi e di POSS (oligomeri silsesquiossanici) dotati di trasparenza ottica e di elevata costante dielettrica. L'articolo è molto lungo, ma ha importante valore informativo.

prodotti e processi MODIFICHE CON PLASMA DI NERI FURNACE E DI NERI DI ACETILENE D. Pishinkov, N. Dishovsky, S. Borros (dishov@uctm.edu); Kautschuk Gummi Kunststoffe (KGK); 63/12-548-2010. Rif. E2893.

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e modifiche che volutamente vengono instaurate sui neri di carbonio hanno lo scopo di modificare la polarità delle superfici per ottenere migliore compatibilità con gli elastomeri, oppure di instaurare funzionalità sulla superficie per ottenere determinate azioni. Tra i metodi applicati sono citati anche trattamenti con plasma. Gli autori sono interessati a sviluppare metodologie di tale tipo, ma si preoccupano anche di non instaurare sviluppo di sostanze tossiche. Essi scelgono di impiegare trattamenti di 15 min con plasma di ossigeno a freddo e con plasma di vapori di acido acrilico alla pressione di 3.10-3 mbar ottenuti con potenza di 60 W, inoltre scelgono di impiegare una combinazione di plasma di ossigeno e di ammoniaca usufruendo per 10 min

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plasma di ossigeno e per 5 min plasma di ammoniaca. Nell'articolo vengono considerati trattamenti su nero di carbonio Corax N114 della Evonik, su nero N220 e N550 di fabbricazione russa, su nero di acetilene P1250 con area superficiale 17 m2/g di fabbricazione tedesca. I neri di carbonio sunnominati vengono incorporati in ragione di 50 phr in SBR e in NBR. La caratterizzazione degli effetti ottenuti viene eseguita mediante spettroscopia a raggi X determinando sui neri di carbonio l'area superficiale secondo ISO 9277; inoltre viene eseguita determinando le caratteristiche meccaniche sui crudi e sui vulcanizzati delle mescole succitate. Le aree superficiali BET (Brunauer Emmett Teller) dei neri trattati appaiono sensibilmente superiori rispetto a quelle originarie dei singoli neri non trattati, soprattutto sul nero N134 trattato con plasma di ossigeno. In accordo con ciò viene mostrato che la quantità di ossigeno assorbita sulla superficie del nero di carbonio N134 trattato con plasma di ossigeno appare chiaramente superiore rispetto a quella che si verifica sugli altri neri. Dalle caratteristiche meccaniche misurate sulle mescole appare che nel caso della SBR, e non nel caso della NBR, si nota un aumento di modulo e del minimo reometrico sulle mescole ottenute impiegando i neri trattati. Lo studio presentato comprende anche la valutazione delle caratteristiche isteretiche (Heat Build Up) espresso come aumento di temperatura in funzione della deformazione applicata (da 4% a 20%). I valori rilevati sono raccolti in due grafici di piccole dimensioni, in ciascuno dei quali compaiono 16 curve difficilmente interpretabili. Ciò che si nota maggiormente è la differenza del tipo di andamento tra le curve relative alle mescole di SBR rispetto a quelle di NBR. Le curve delle mescole di NBR hanno aspetto crescente con la concavità verso l'alto con andamento esponenziale della temperatura sviluppata rispetto all'ampiezza di deformazione. Le curve delle mescole di SBR invece, rispetto all'ampiezza di deformazione, hanno aspetto crescente per lo più con andamento pressocché lineare della temperatura sviluppata. Nella serie di mescole di SBR presentate esistono però anche curve che rivelano concavità verso il basso

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con tendenza a configurare un plateau per valori di ampiezza di deformazione di circa il 16%. Gli autori sulla base dei valori di heat build up in loro possesso concludono che i vulcanizzati di SBR contenenti nero di carbonio trattato con plasma di ossigeno+ammoniaca hanno heat build up più elevato di quelli ottenuti con nero non trattato, mentre quelli contenenti nero di carbonio trattato con plasma di acido acrilico hanno heat build up più basso. Essi comunque pensano che il trattamento più opportuno sia quello a base di ossigeno+ammoniaca. (L'articolo è in lingua inglese)

materie prime CARICHE AVANZATE PER RIDURRE IL CONSUMO DEI CARBURANTI Michael D. Morris, Theo Al (Cabot); Rubber World; 241/5-15-Febbraio 2010. Rif. E2894.

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n USA va aumentando il consumo di carburanti da parte di veicoli commerciali (autocarri e autobus). I 2/3 delle risorse petrolifere viene impiegato per i trasporti, ove il 20% di tale frazione ammonta a 39 miliardi di galloni. In un veicolo una certa quantità di carburante viene impiegato per produrre l'energia necessaria per l'accelerazione e viene perduta durante le frenate. Durante la marcia a velocità costante il carburante viene usato per produrre l'energia di movimento, che dipende dalle caratteristiche aerodinamiche del veicolo; inoltre viene usato per vincere l'attrito con l'aria e per tener fronte alla resistenza al rotolamento dei pneumatici. Pertanto occorre diminuire l'isteresi del pneumatico conseguente al ciclo di deformazioni cui necessariamente è sottoposto per realizzare tenuta di strada, grip e frenata. Nell'articolo vengono riportate notizie circa i tentativi di riduzione dell'isteresi senza peggiorare la resistenza all'abrasione, mediante l'impiego di "carbon silica dual phase filler" (Ecoblack della Cabot)

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e di neri di carbonio con larga distribuzione delle dimensioni degli aggregati. Lo studio esposto si basa sulla determinazione in laboratorio dell'isteresi a 60°C alla frequenza di 10 Hz in una ricettazione di NR contenente alternativamente 10 tipi di nero di carbonio, inoltre sulla misura della resistenza al rotolamento di pneumatici con battistrada secondo le sunnominate ricettazioni di NR. I valori di rolling resistance, o, meglio i valori di indice di rolling resistance accertati sui pneumatici, vengono riportati in funzione dei rispettivi valori di aumento di tandelta misurati in laboratorio. Vengono ottenute delle rette la cui pendenza rivela che la variazione del 10% del tandelta corrisponde a una variazione del 5% dell'indice della rolling resistance. Viene fatto rilevare che all'aumentare della quantità di silicio nei tipi di Ecoblack si nota una diminuzione del tandelta a 60°C. La diminuzione è graduale, ma mostra di divenire costante per un contenuto di silicio del 5%, che corrisponde a un contenuto di silice del 10%. L'andamento della curva indica che la diminuzione di tandelta risultante dal contenuto di silice del 10% è la medesima che si otterrebbe con un contenuto superiore, che pertanto, date le difficoltà di lavorazione provocate dalla silice, non vale la pena di sperimentare. Gli autori spiegano il fenomeno sulla base dell'effetto Payne ottenuto con la miscela nero di carbonio/silice, più basso che con uso della sola silice. La resistenza all'abrasione di una mescola contenente silice risulta peggiore di quella che si riscontra con nero di carbonio, però la resistenza all'abrasione di una miscela nero di carbonio/silice, purché in presenza di una quantità adeguata di agente di accoppiamento che idrofobizzi la silice, risulta migliore. Gli autori considerano anche il comportamento di neri di carbonio ASD con larga distribuzione delle dimensioni degli aggregati (ASD = broad Aggregate Size Distribution): infatti la distanza tra gli aggregati influisce sulle caratteristiche del network del nero di carbonio, e pertanto sull'isteresi. Allorché la distanza tra gli aggregati diminuisce, l'isteresi sotto forma di tandelta sia a 0°C che a 60°C aumenta pressoché linearmente. Pertanto, con neri di carbonio caratterizzati da distanza tra gli aggregati opportunamente gran-


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de quali sono i neri ASD, si può ottenere un rapporto favorevole tra resistenza all'abrasione e resistenza al rotolamento. Cabot fa notare che ciò è importante dal punto di vista pratico, perchè con i neri ASD quanto sopra può essere ottenuto anche senza impiego di silice.

materie prime PRESTAZIONI DI NERO DI CARBONIO RICAVATO DA PNEUMATICI William F. Cole Jr. – (Delta Energy); Rubber World; 241/5-20-Febbraio 2010. Rif. E2895.

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n USA le imposizioni di limitare di accumulare prodotti finiti in discarica, e in modo particolare i pneumatici, hanno causato il sorgere di un tentativo di riciclo di pneumatici fuori uso sotto forma di materie prime da essi ricavate da utilizzare nella stessa industria dei pneumatici. La ditta Delta Energy ha quindi iniziato tentativi di riutilizzo di materiale depolimerizzato proveniente da pirolizzazione di pneumatici per ricavare nero di carbonio. Nei pneumatici vengono usati diversi tipi di nero di carbonio, che hanno differenti funzioni. Vengono citate le serie di neri N500, N600, N700 nella carcassa e le serie N100, N200, N300 nei battistrada. Nell'articolo è riprodotta una microfotografia ricavata su nero di carbonio E700, proveniente da riciclaggio, e una microfotografia ricavata su nero di carbonio N326 del commercio. Viene osservato che le immagini sono in apparenza molto simili, ma che in realtà il nero E700 ha diametro medio di particella di 45÷50 nm (nanometri) risultante però da una distribuzione molto larga tra 20 e 80 nm. Fermo resta però il fatto che il nero N326 ha diametro di particella in media diverso e con una distribuzione molto più stretta (± 10 nm). L'autore evidenzia però che sulla base dei valori di assorbimento di iodio e di dibutlftalato, che sono quelli che caratterizzano l'area superficiale e la "struttura" dei neri di carbonio, il nero E700 e il nero N326 prevedono caratteristiche di rinforzo molto simili. L'autore spiega la discrepanza con il fatto che i neri risultanti dal riciclaggio contengono residui minerali provenienti dalle mescole da cui derivano. Vengono a questo punto descritte le ca-

ratteristiche riscontrate su crudi e su vulcanizzati di SBR contenenti 50 phr di tre campioni di nero E700 in confronto con nero N762. Appare che la vicosità Mooney con il nero N700 è più elevata, che la scottabilità Mooney a 135°C è più favorevole, che la curva reometrica è simile ma più ritardata di circa 3 minuti. A quest'ultimo riguardo l'autore afferma che non è possibile al momento trovare una ragione precisa. Sui vulcanizzati, in confronto al nero N762 i tre neri E700 presentano modulo leggermente più basso, ma carico di rottura e resistenza alla lacerazione più alti. L'autore caratterizza i neri E700 anche in condizioni dinamiche con lo RPA (Rubber Process Analyzer). A 60°C appare che la componente elastica G' del modulo dinamico a torsione per i neri E700 e per il nero N762 è molto simile. Appare invece che la componente viscosa G" del modulo dinamico a torsione e la tangente dell'angolo di perdita (tandelta) per i neri E700 sono più elevate che per il nero N762; ciò si evidenzia particolarmente per ampiezze di deformazione dal 5% al 50%. A conferma di quanto appare dalle prove di sollecitazione dinamica a torsione eseguite con lo RPA, la determinazione dello heat build up (HBU), cioè la determinazione con flessometro di Goodrich della temperatura sviluppata dopo 30 minuti in prove di sollecitazioni ripetute con inizio a 100°C, per i neri E700 risulta superiore (15°C in più che per nero N762). Il lavoro è completato con l'espressione dei risultati della prova di compression set dinamico eseguita con Doli dynamic tester. Il compression se dinamico, cioè la deformazione permanente dopo deformazioni dinamiche severe, risulta 6÷8 % con i neri E700 e 2,5% con il nero N762.

prodotti e processi INTERPRETAZIONE CON MASTERCURVE DEL NETWORKING DELLA CARICA V. Hermann, W. Niedermeier (volker.hermann@fhws.de); Kautschuk Gummi Kunststoffe (KGK); 63/12-559-2010. Rif. E2896.

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a maggior parte degli articoli di gomma è soggetta a sollecitazioni dinamiche, anche quegli articoli che funzionano in condizioni apparentemente statiche.

Infatti a parte i pneumatici, gli antivibranti, gli organi di trasmissione, per i quali le sollecitazioni dinamiche sono molto evidenti, esistono però ad esempio anche articoli di gomma con funzioni di tenuta o di smorzamento, che non sono affatto scevri dal dover esplicare i loro compiti in condizioni dinamiche. Gli autori coniano una interpretazione di tale situazione cercando innanzitutto di descrivere le variazioni dei parametri meccanici in funzione della temperatura, introducendo però l'esame delle conseguenze derivanti dalla necessità resasi evidente che i parametri interessati vanno valutati in funzione di sollecitazioni vettoriali. Viene impostato uno studio su una mescola a base di SBR vinilica (Buna VSL 5025) contenente alternativamente nero N234, nero HP160, nero N121 in taglio con Ultrasil 7000 in presenza di silani Si203, Si208, Si363 (rispettivamente dietossibutossi propilsilano, dietossi-butossi ottilsilano, butossi butil mercaptosilano ad alto peso molecolare). I neri di carbonio improved succitati vengono indicati sia con uno dei termini classici che interpreta l'area superficiale(CTAB), sia con le nuove denominazioni della struttura OAN (Oil Absorption Number) e COAN (Compressed OAN). Sono riportate "mastercurve", che indicano l'andamento della componente elastica G' del modulo dinamico a torsione in funzione della frequenza di sollecitazione in un ampio intervallo di questa ( da frequenza sensibilmente = 0 a frequenza dell'ordine del migliaio di Hz). Le mastercurve sono rappresentate sia per sollecitazione in un piano orizzontale, sia per sollecitazione combinata in un piano orizzontale e in un piano verticale. L'andamento delle curve è sostanzialmente il medesimo, ma con la sollecitazione combinata i dati appaiono rispettivamente molto più omogenei tra di loro soprattutto nel campo delle basse frequenze. Ciò viene evidenziato con la ricettazione della mescola caricata con 50 phr di nero HP160 mediante la mastercurva dell'andamento della componente elastica G' del modu-

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lo dinamico a torsione in funzione della frequenza. Inoltre sono riportati gli andamenti delle energie di agglomerazione dei network di carbonio entro la massa della mescola. Si nota che il nero HP160, che ha area superficiale molto superiore agli altri due, presenta energia di agglomerazione molto superiore rispetto agli altri due neri; inoltre, ovviamente, anche maggiore modulo di perdita G", cioè anche maggiore isteresi. Quanto succede in presenza di silice viene evidenziato mostrando la forte diminuzione della energia di agglomerazione del network di silice procurata come desiderato dal silano. L'influenza del network, il quale si forma con i neri ad alta area superficiale che sono i più rinforzanti, va attentamente esaminata, perché in condizioni dinamiche di sollecitazione il network, circondato dall'elastomero, frana, provocando una diminuzione di modulo dinamico (effetto Payne) e quindi provocando forti variazioni delle proprietà dinamiche dell'articolo. Il controllo dell'effetto Payne, oltre che con prove dinamiche, viene eseguito anche con prove di conducibilità elettrica. La silice precipitata di per sé tende a formare network per la forte presenza di ossidrili, ma il trattamento idrofobizzante esercitato dal silano evita sufficientemente il fenomeno, soprattutto con silani a lunga catena (Si363). Ciò viene mostrato con la mastercurva dell'andamento del logaritmo della componente elastica G' del modulo dinamico a torsione in funzione del logaritmo della frequenza della sollecitazione e viene fatto notare che in questo caso l'omogeneità di dispersione dei valori del log di G' in corrispondenza delle basse frequenze si riscontra già con sollecitazione in un piano orizzontale. (L'articolo è in lingua inglese)

materie prime SPECIALI SILICI A BASSA AREA SUPERFICIALE PER FLUOROELASTOMERI Gerd Schmaucks – (Elkem AS Materials); Rubber World; 241/5-27-Febbraio 2010. Rif. E2897.

Sidistar era già stata portata alla ribalta nel 2005 come carica silicea "morbida" dotata anche di proprietà di ausiliario di lavorazione in mescole a base di diversi elastomeri, soprattutto per migliorare le proprietà reologiche: in mescole di SBR vinilica/polibutadiene per battistrada di green tire, in mescole per cavi per ferrovie a base di policloroprene al mercaptano, in mescole per cavi antifiamma a base di taglio 50/50 HNBR/EVA, in mescole di EPDM e di NBR/PVC, realizzando riduzione della viscosità Mooney e del compression set, nonché miglioramento della resistenza alla fiamma. (cfr. rif.to Elastica E2218 in I. G. 532 dell'Ottobre 2005 recensito da Rubber World 232/1-34 dell'Aprile 2005). Nello studio qui presentato si completa invece l'immagine del Sidistar considerandone l'impiego specificatamente in mescole di difficile lavorabilità quali sono quelle di fluoroelastomeri. La Sidistar della Elkem è di origine norvegese ed è una silice amorfa a particelle sferiche di diametro 150 nm (nanometri). I fluoroelastomeri impiegati per le prove qui descritte sono di tre tipi: copolimero esafluoropropilene/fluoruro di vinilidene, terpolimero esafluoropropilene/fluoruro di vinilidene/tetrafluoroetilene, terpolimero esafluoropropilene/ fluoruro di vinilidene/tetrafluoroetilene dotato di "cure site monomer". Globalmente le cariche impiegate nello studio sono: Sidistar, creta di Neuburg Z86, Zeosil 175 GR, Ultrasil GR7000, 2 silici pirogeniche (Aerosil 200 e OX50), nero N330, nero N990. Viene fatto notare che le silici danno luogo ad alta viscosità a gradienti di scorrimento relativamente bassi (100 s -1) e invece a bassa viscosità a gradienti di scorrimento alti (> 1000 s -1). Viene anche fatto notare, in questo caso con sorpresa, che 30 phr di silice morbida sviluppa una durezza inferiore che non il nero N990, nonostante la silice presenti area superficiale maggiore. Nelle mescole a base di copolimero esafluoropropilene/fluoruro di vinilidene,

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articolo riguarda una carica minerale silicea denominata Sidistar. La

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quella contenente Sidistar ha compression set leggermente più elevato, tuttavia ritenuto dello stesso ordine, rispetto alla mescola caricata con nero N990 e ha resistenza alle flessioni ripetute migliore. Viene però rilevato che con contenuto di carica maggiore (50 phr) la durata alle flessioni ripetute della mescola contenente Sidistar e quella della mescola contenente nero N990 si uguagliano. Nei riguardi della resistenza al calore a 175°C e a 225°C (70h), nonchè della resistenza agli oli (olio IRM 902 per una settimana a 150°C) le mescole contenenti nero N990 o Sidistar non presentano differenze tra di loro. Nelle mescole a base di terpolimero esafluoropropilene/fluoruro di vinilidene/tetrafluoroetilene si notano comportamenti abbastanza uguali concettualmente a quelli di mescole a base di copolimero; però, in presenza di Sidistar, si evidenziano particolari variazioni di caratteristiche reologiche che favoriscono le lavorazioni ad alto gradiente di scorrimento. Inoltre si evidenziano favorevoli comportamenti nei riguardi del compression set. Anche nelle mescole a base di terpolimero esafluoropropilene/fluoruro di vinilidene/tetrafluoroetilene dotato di "cure site monomer" la sostituzione del nero di cabonio N990 con Sidistar porta a vantaggi di lavorabilità e di resistenza alle flessioni ripetute. Viene quindi concluso che l'impiego di Sidistar nelle mescole di fluoroelastomeri è particolarmente favorevole alle caratteristiche di lavorazione e di resistenza alle flessioni ripetute, senza che l'impiego di una carica significhi dover rinunciare alle peculiari caratteristiche di invecchiamento e di oleoresistenza tipiche di tale categoria di polimeri.

prodotti e processi MOLTI PISTONI SVILUPPANO UNA PRESSIONE UNIFORME Siempelkamp Maschinen und Anlagenbau GmbH & Co. KG ; Kautschuk Gummi Kunststoffe (KGK); 63/12-538-2010. Rif. E2898.

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iene esposta e rappresentata una nuova concezione degli impianti di vulcanizzazione dei nastri trasportatori,


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mediante la quale viene aumentata la sicurezza del processo e l'efficienza dei costi di produzione, sia per nastri con inserti di cord di acciaio, sia per nastri con inserti tessili. Ciò è dovuto alle moderne tecniche di misura e di regolazione basate su tecniche di simulazione agli elementi finiti. Il progresso si basa su due innovazioni: la tensione uniforme dei cord di acciaio da incorporare nella mescola di gomma e una distribuzione omogenea della pressione nella pressa di vulcanizzazione. Durante lo srotolamento dei cord, l'impianto misura e regola individualmente il pretensionamento di ciascuno dei cord mediante motori di frenaggio presenti in numero elevato (fino a 260). Ciascun motore pretensiona il proprio cord con una forza che può raggiungere 4000 N, assicurando un pretensionamento uniforme su tutta la larghezza del nastro. Tale regolazione si risolve anche con una compensazione delle differenze degli angoli al passaggio sui pettini, dovute al variare della larghezza del semilavorato. Concetto importante e vantaggioso è

che, siccome i cord vengono pretensionati durante lo srotolamento, una stazione di pretensionamento non risulta più necessaria. Inoltre, che il veicolo di confezione può essere sostituito da una stazione statica, perché il tensionamento dei cord, già introdotto singolarmente sull'intera lunghezza, tra la stazione di srotolamento e il dispositivo traente è uguale. Ciò, non solo riduce i costi di investimento, ma fa risparmiare spazio nella zona della produzione e riduce l'entità del servizio necessario. Nelle presse di vulcanizzazione concetto fondamentale è la applicazione di una pressione omogenea e non la elevata rigidità della costruzione. Invece di grossi cilindri pressatori in numero limitato, vengono quindi usati pressatori a più pistoni in numero di sei volte

tanto in corrispondenza di più piccoli cilindri. In tal modo instaurano una pressione più uniforme sul nastro. La piastra riscaldante pressa fino a valori di 25 t in modo flessibile, cioè si adatta al nastro crudo e in tal modo distribuisce meglio la pressione stessa. Le presse di nuova concezione arrivano anche a 23 m di lunghezza e per date lunghezze del nastro è necessario un minor numero di pistoni pressatori: questo è un fattore che con tempi di vulcanizzazione da 30 a 90 minuti gioca un ruolo positivo sulla produttività della linea. Viene anche aggiunto che l'omogenea distribuzione della pressione e della temperatura porta a poter installare con esattezza i parametri della vulcanizzazione e ad ottenere costanza di qualità anche su nastri di diverse centinaia di metri di lunghezza. L'attendibilità del mantenimento dell'osservanza delle tolleranze richieste porta infine anche a un risparmio di materiali.

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L’INTERVISTA DEL MESE: UMBERTO MONTUORO

Un po’ più di attenzione, per favore La ripresa è in corso e la domanda cresce sia in Italia che all’estero. Ma la carenza di materie prime e l’aumento incontrollato del loro prezzo rischia di vanificare per molte imprese la speranza di una rapida uscita dalla crisi. È il parere che esprime in questa intervista Umberto Montuoro, marketing & sales compounds manager di Parker Hannifin s.p.a., corredandolo con una serie di osservazioni illuminanti

Secondo i dati resi noti qualche giorno fa dall’Istat la fabbricazione di articoli di materie plastiche e di gomma ha registrato nel bimestre gennaio/febbraio una modesta crescita dello 0,5% rispetto allo stesso periodo del 2010. Una situazione quanto meno stagnante? Devo dire che non mi ritrovo nei dati citati, probabilmente perché incorporano realtà diverse tra di loro quali quelle della gomma e delle materie plastiche. Se guardo ai risultati A una ripresa della domanda fa riscontro una carenza di materie prime e una crescita ininterrotta del loro prezzo della nostra azienda, che però ritengo rispecchino l’andamento tendenziale delle aziende della compoundazione in generale, constato che nel primo trimestre di quest’anno abbiamo avuto una crescita del fatturato del 54% circa rispetto allo stesso periodo dello scorso anno. In valori assoluti si tratta di 10 milioni di dollari o, se si vuole di

dello stato attuale dell’industria della gomma sul piano internazionale. Montuoro lancia anche un allarme che in qualche modo fa eco alle dichiarazioni di Emma Marcegaglia sulla “solitudine delle imprese”. Non si tratta assolutamente, dice, di intervenire sui meccanismi del mercato, ma solo di non creare alle aziende difficoltà che potrebbero essere facilmente evitate.

7 milioni di euro. Di fatto siamo, quanto a quantità, oltre la nostra capacità produttiva.. Il problema è che a fronte di una crescita della domanda, ci troviamo a dover fronteggiare un calo della disponibilità di materie prime e contemporaneamente una crescita ininterrotta dei loro prezzi, con punte massime registrate dal nero di carbonio e dalla EPDM. Quali le cause di questa situazione e quali le conseguenze per i trasformatori della gomma? Le cause sono molteplici. Si va dalla crescente domanda dei mercati asiatici alla instabilità generata da eventi quali lo tsunami giapponese e le crisi a catena dei paesi della sponda meridionale del Mediterraneo. A mio avviso però c’è anche una componente speculativa che non va sottovalutata, anche perché non si sa quanto durerà nel tempo. Comunque sia, noi, per fare un esempio, fino al mese di ottobre riuscivamo a tenere fermi i listini per tre mesi; oggi dobbiamo procedere a revisioni mensili. Come reagiscono i trasformatori? Male, ov-

Umberto Montuoro

viamente. Perché si trovano a recepire aumenti del costo delle loro materie prime del 9/10% e non riescono a tra-

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L’INTERVISTA DEL MESE: UMBERTO MONTUORO

sferirli che parzialmente sulla clientela finale. Quindi i margini si erodono e per molte piccole e medie aziende si creano problemi di stabilità finanziaria (dei quali a nostra volta non possiamo non tenere conto). Tornando alla situazione del mercato, ci sono differenze sostanziali tra la situazione italiana e quella degli altri paesi? Prima di parlare in termini generali, devo fare qualche precisazione. Da cinque o sei anni noi abbiamo adottato una strategia commerciale che da un lato ci porta a limitare a un massimo del 5% la quota di ogni singolo cliente, dall’altro a diversificare i segmenti di clientela in funzione della loro redditività. Il taglio agli incentivi per il fotovoltaico colpisce anche chi produce mescole come semilavorato per i cavi elettrici Ad esempio abbiamo ridotto al minimo la nostra presenza nel settore automotive, perché è un settore che non riconosce il grande impegno di ricerca e di costo che c’è nella preparazione delle nostre mescole e non ne vuole accettare il prezzo. Contemporaneamente abbiamo esteso la nostra attenzione a mercati, quali quelli dell’Europa settentrionale, che sono attenti alla qualità ed al valore aggiunto dei nostri prodotti.

Detto questo, il 45% della nostra capacità produttiva è destinata all’autoconsumo e il 55% al conto terzi. Di quest’ultimo circa un quarto va all’estero, soprattutto nel settore del tubo idraulico industriale, dell’articolo tecnico e dei cavi. La crescita del nostro fatturato è del 50% sul mercato italiano e dell’80% all’estero. I paesi in crescita sono la Germania, la Russia, quelli della ex-Jugoslavia (che in qualche modo fanno riferimento tecnologico ad aziende russe) e la Turchia. E quanto alle prospettive a breve? Ci aspettiamo un po’ tutti un qualche rallentamento. Vuoi perché il secondo trimestre dell’anno sconta sempre, fisiologicamente, una minore crescita del primo, vuoi per le difficoltà sul piano internazionale di cui si diceva prima. Altro elemento di incertezza è il taglio agli incentivi per il fotovoltaico. Mi spiego: noi non siamo interessati direttamente a questo settore perché le mescole impiegate sono generalmente termoplastiche ma lo siamo indirettamente per via dei cavi elettrici che sono rivestiti di elastomero. Questo suo riferimento agli interventi di politica economica delle istituzioni richiama alla mente quanto ha detto il presidente di Confindustria, Emma Marcegaglia, quando ha parlato recentemente di “solitudine degli imprenditori”. A

suo avviso è una diagnosi corretta e che cosa si può fare per porvi rimedio? Io non entro ovviamente negli aspetti politici né nella validità generale di quanto ha detto Emma Marcegaglia. Non posso però non osservare che quello che sarebbe necessario è una maggiore sensibilità da parte delle istituzioni per gli strumenti che potrebbero agevolare la crescita delle imprese e della economia in generale. Sarebbe auspicabile una maggiore capacità di incidere sui nodi che condizionano lo sviluppo industriale del paese Non sono qui in discussione le regole del mercato; dico che si dovrebbe monitorare, oltre alla curva dei prezzi del carburante, anche quella di altri fenomeni speculativi. Non solo; per quanto riguarda l’industria della gomma, si vorrebbe una maggiore volontà di incidere sullo sviluppo di settori che la interessano direttamente. Si pensi, tanto per fare qualche esempio, all’edilizia, alle infrastrutture, alle grandi opere nelle quali tubazioni e guarnizioni elastomeriche sono prodotti necessari fortemente richiesti. Duole constatare che questi settori in Germania vanno alla grande e da noi invece sono fermi. Insomma, un po’ più di attenzione alla crescita industriale del paese sarebbe auspicabile. 

L'INDUSTRIA DELLA GOMMA ELASTICA Periodico mensile di informazione tecnica ed economica

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Questa brutta frenata dell’economia proprio non ci voleva ma lamentarsi serve a poco. La futura ripresa premierà chi ne ha saputo approfittare per riorganizzare

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MESCOLAZIONE: 1. LA MATERIA PRIMA

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Una delle caratteristiche fondamentali dei fluoroelastomeri standard è l’elevata resistenza alle alte temperature che, però, è controbilanciata da una resistenza alle basse temperature non

eccezionale. Solvay Solexis ha messo a punto una nuova classe di gomme fluorurate, i Tecnoflon VPL, che presentano una elevata resistenza chimica anche al freddo.

The Fluoroelastomer Challenge

SOLVAY SOLEXIS AFFRONTA LA SFIDA Prestazioni e resistenza chimica di un elastomero a bassa temperatura dipendono fondamentalmente dalla composizione del polimero (Figura 2). Il fluoruro di vinilidene ( VDF), normalmente usato nella produzione dei fluoroelastomeri, produce buoni effetti sul fronte della resistenza a basse temperature, ma non su quello della resistenza chimica. Questo articolo riprende la relazione presentata il 22 febbraio all’incontro tecnico “K2010 e dintorni” organizzato da Assogomma e dalla nostra rivista.

 Could we have good low temperature properties and high chemical resistance as well?

TR10 Performance

Quando si parla dei fluroelastomeri ci si riferisce, come è ben noto, alle gomme capaci di offrire le più alte prestazioni dal punto di vista sia della resistenza chimica che della resistenza termica. È altrettanto noto, però, che a un miglioramento della resistenza chimica corrisponde una riduzione dell’efficienza alle basse temperature. Esiste, cioè, un gap nel mondo di questi prodotti: mancano elastomeri capaci di esibire un’alta resistenza chimica combinata ad una buona resistenza alle basse temperature (Figura 1).

High F wt% Current grades Low F wt% Target

Chemical resistance Figura 1.SOLEXIS The Fluroelastomer Challenge - Chemical resistance and low © 2009, SOLVAY S.A. SOLVAY temperature performance vs F content.

The Fluoroelastomer Challenge

Low temperature performance and chemical resistance are dependent upon polymer composition Monomer

TR10 Effect

Fluid Resistance Effect

VDF CH2=CF2

Decrease

Decrease

HFP CF2=CF-CF3

Increase

Increase

TFE CF2=CF2

Increase

Increase

PMVE CF2=CF-O-CF3

Decrease

Slightly Decrease

The only way to improve low temperature performance is to design a new monomer. SOLVAY © 2009, Figura 2. TheSOLEXIS Fluroelastomer Challenge - Low temperature performance vsSOLVAY S.A. polymer composition.

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MESCOLAZIONE: 1. LA MATERIA PRIMA

MOVE Monomer Solution

Tg (°C)

L’esafluoropropilene (HFP) come comonomero del VDF è fondaHFP PMVE MOVE mentale per ottenere una struttura Tg = 160°C Tg = -8°C Tg = -39°C amorfa nel polimero, contribuendo a migliorare la resistenza chimica – CF2=CF diretta conseguenza della completa CF2=CF CF2=CF Fully Fluorinated sostituzione dell’idrogeno col fluoro O CF3 O Monomer nella molecola –, ma peggiorando, al CF3 CF2 No weak point ! tempo stesso, la resistenza alle basse O temperature. CF3 Se si sostituisce parte del VDF col tetrafluoroetilene (TFE), si ottiene un polimero con superiore resistenza chimica rispetto al fluoroelastomero standard - e quindi particoFigura 3. MOVE Monomer Solution. SOLVAY SOLEXIS © 2009, SOLVAY S.A. larmente adatto quando sia richiesta Unique Properties of MOVE monomer la resistenza alle benzine ossigenate – ma con peggiorate prestazioni alle 2. Tg of copolymer lower than two homopolymers basse temperature. -30 1/Tg = wAPAA/TgA + wBPBB/TgB + (wAPAB + wBPBA)/TgAB Il ricorso al perfluorometilvinile-35 tere (PMVE) ha rappresentato per la Johnston eq. PVDF prima volta l’utilizzo di una nuova -40 PMOVE serie di monomeri – quella dei vini-45 leteri fluorurati - sviluppata per miTgAB= -55 °C -50 gliorare il rendimento dei polimeri a bassa temperatura. Con questo mo-55 nomero si ha un abbassamento del-60 la temperatura di transizione vetro0 20 40 60 80 100 sa e solo una leggera riduzione della MOVE3 (mol%) MOVE (mol%) resistenza chimica. Ma l’importanza fondamentale del PMVE nella storia SOLVAY SOLEXIS © 2009, SOLVAY S.A. di questo tipo di elastomeri risiede Figura 4. Unique Properties of MOVE Monomer. nel fatto che questo monomero ha indicato la strada da seguire per mi- nabile, quindi, a quella del polivinili- richiesta nelle guarnizioni utilizzate gliorare le prestazioni delle gomme denfluoruro (PVDF), ma, copolimeriz- nei motori moderni. In questi, infatti, zato col VDF in vari rapporti, procura la pressione di iniezione raggiunge fluorurate alle basse temperature: progettare e realizzare nuovi mono- strutture polimeriche con transizio- valori anche superiori ai 2000 bar. Il meri. Ed è quello che Solvay Solexis ni vetrose ben inferiori a quelle dei che, se da un lato migliora le prestaha fatto, sviluppando la classe dei due omopolimeri, raggiungendo, ad- zioni dei motori, dall’altro peggiora dirittura, un minimo di circa –55°C a il rendimento della gomma alle basmonomeri MOVE. un rapporto molare di 50/50, come se temperature. Studi recenti dimoDI COSA SI TRATTA? previsto dall’equazione di Johnston strano che a pressioni elevate si ha I monomeri completamente (Figura 4). un innalzamento della temperatura fluorurati MOVE sono caratterizzaSi tratta, quindi, di monomeri di transizione vetrosa. Di qui l’importi dall’avere, nella loro molecola, la estremamente utili in settori appli- tanza, in questo settore, dell’utilizzo sequenza polietere -O-CF₂-O- con il cativi come l’automotive, ma anche di elastomeri dotati di un’alta resiperfluorovinile da una parte e un ra- l’aerospaziale e la trivellazione pe- stenza al freddo. dicale alchilico saturo perfluorurato trolifera, nei quali sono di vitale imI NUOVI TECNOFLON VPL dall’altra. Una sequenza capace di in- portanza l’elevata resistenza chimica Con l’impiego dei monomeri spefluire sensibilmente sulla Tg dei po- e prestazioni elevate anche a bassa ciali MOVE Solvay Solexis ha realizzalimeri che la contengono (Figura 3). temperatura. Si pensi, per fare solo Il monomero CF₂=CF-O-CF₂-O- qualche esempio, alla resistenza chi- to due nuove classi di Tecnoflon VPL CF3 , per esempio, dà un omopolime- mica richiesta dai nuovi carburanti per basse temperature che si differo con una Tg di soli –39°C, parago- ossigenati e alla resistenza al freddo renziano per il diverso TR10, ossia per 24 |

L’INDUSTRIA DELLA GOMMA | ELASTICA

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MESCOLAZIONE: 1. LA MATERIA PRIMA MOVE Monomer Technology

(25 MU) con un TR10 di –30°C. Ma la speciale tecnologia di polimerizzazione “Branching & Pseudo Living” della società consente di preparare anche altri fluoroelastomeri capaci di soddisfare altre specifiche esigenze del mercato in termini di resistenza chimica e comportamento alla bassa temperatura (Figura 5).

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VPL 85540 (45 MU) VPL 55540 (25 MU)

TR10 (° (°C)

VPL 85730 (45 MU) VPL 45730 (25 MU)

-40

-30

LE LORO CARATTERISTICHE

Beside the 2 main family of -40°C and -30°C, the new MOVE monomer technology allows us to improve other FKMs in term of low T behaviour and chemical resistance. SOLVAY SOLEXIS

© 2009, SOLVAY S.A.

Figura 5. MOVE Monomer Technology – Tecnoflon VPL. MOVE Monomer Technology Volume Swell in M15 168h @ 23 °C

50

PL -30

V (%)

40

66%F

30

20

68.5%F

VPL -40

PL -24

VPL -30

10

70%F

0 -45

-40

-35

-30

-25

-20

-15

Tr10 (°C)

-10

-5

Figura 6. MOVE Monomer Technology - Volume Swell. SOLVAY SOLEXIS

Rheological Properties Product Name

Compound recipe Polymer VPL

100

Luperox 101XL 45

phr

2

Drimix TAIC 75

phr

4

ZnO

phr

5

MT N990

phr

30

Small difference between Polymer and Compound viscosity: excellent processprocess-ability

0

© 2009, SOLVAY S.A.

Tecnoflon PL -30

VPL 85730

VPL 85540

Polymer Viscosity ML (1+10) @ 121°C

MU

54

45

45

Compound Viscosity ML (1+10) @ 121°C

MU

58

46

47

MDR 6 minutes @

160° 160°C

ML

lb*in

1,7

1,2

1,1

MH

lb*in

27,5

28,1

26,2

Ts2

min

0.9

0.9

0.9

T50

min

1.8

2.1

1.9

T90

min

3.6

4.3

3.7

Excellent cure profile due to Solvay’ Solvay’s Branching & Pseudo Living Polymerization Technology SOLEXIS Figura 7. SOLVAY Rheological Properties.

la diversa - maggiore - flessibilità al freddo. Il TR10, infatti, direttamente proporzionale alla Tg, è una misura del recupero elastico del materiale a bassa temperatura. Più precisamente, è la temperatura alla quale il ma-

© 2009, SOLVAY S.A.

teriale manifesta un recupero elastico del 10%. Questi nuovi Tecnoflon sono il VPL 85540 (45 MU) e il VPL 55540 (25 MU) con un TR10 di –40°C, e il VPL 85730 (45 MU) e il VPL 45730

I Tecnoflon VPL segnano una tappa importante nell’evoluzione degli elastomeri fluorurati, perché vanno a colmare il gap visto prima. Dai polimeri con un contenuto in fluoro variabile dal 66% al 70%, e quindi dotati di una elevata resistenza chimica con inevitabile aumento, però, della transizione vetrosa, si era passati ai Tecnoflon PL con TR10 di –24°C e –30°C, che possedevano buona resistenza chimica e, soprattutto, un’ottima resistenza alle basse temperature. Con i VPL –30 e –40 si è compiuto il passo avanti decisivo verso una significativa e fondamentale coesistenza nello stesso polimero di una elevata resistenza chimica e di una elevata resistenza alle basse temperature. Lo dimostrano i dati di rigonfiamento di questi elastomeri dopo 168 ore a 23°C nel fluido M15, un fluido ad alta polarità, rappresentativo delle moderne benzine ossigenate (Figura 6). Grazie alla tecnologia Solvay di polimerizzazione “Branching & Pseudo Living”, inoltre, i prodotti sono perfettamente confrontabili con i migliori elastomeri attualmente disponibili sul mercato per la cinetica di vulcanizzazione, ma, soprattutto, si distinguono rispetto a questi per una lavorabilità nettamente superiore. Pur caricando il polimero col 30% di carica, la viscosità mooney, infatti, rimane praticamente inalterata, mentre a questi livelli in un elastomero normale si riscontra una differenza di 15-20 punti tra polimero e compound (Figura 7). Le principali caratteristiche fisicomeccaniche – carico, modulo, com-

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MESCOLAZIONE: 1. LA MATERIA PRIMA Physical Properties Product Name

L.T. -30°C

VPL 85730

VPL 85540

Hardness Shore A

pts

69

71

67

Tensile Strength

MPa

20.8

15.8

15.0

Modulus @ 100%

MPa

4.8

7.5

6.2

Elongation @ Break

%

248

177

186

%

23

22

21

C-Set 70h @ 200 °C O-Rings #214, 25% def.

Sealing behavior has not been affected by the new monomer !! SOLVAY SOLEXIS

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Figura 8. Physycal Properties.

Temperature of Retraction Due to correct monomer sequences in the polymer chain, TR10 and TR70 values are very close 80

T ow r dl ba avio f o h ple on be i am Ex laxat re

70

Retention (%)

60

50

40

30

20

10

0 -45

-40

-35

-30

-25

Temperature (°C) VPL 85730 PL -30°C

VPL 85540

-20

-15

PL -24°C

SOLVAY SOLEXIS

© 2009, SOLVAY S.A.

Figura 9. Temperature of Retraction.

Fluid Testing in Ethanol Blends 45

40

Volume Swell (%)

35

30

Fuel C: 70h @ 60°C CE10: 70h @ 60°C CE22: 70h @ 60°C CE85: 70h @ 60°C Ethanol: 70h @ 60°C

Comparable fluid resistance as 70% fluorine terpolymer

Superior fluid resistance

25

20

15

10

5

0

VPL 85540

VPL 85730

PL -30°C

SOLVAY SOLEXIS

© 2009, SOLVAY S.A.

Figura 10. Fluid Testing in Ethanol Blends.

pression set - rimangono allineate a quelle dei prodotti per le basse temperature attualmente sul mercato (Fi26 |

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FKM 70% F (TR10 = -7°C)

gura 8). Un’altra importante caratteristica sulla quale la speciale tecnologia di

maggio 2011

polimerizzazione della Solvay ha una vantaggiosa influenza, grazie all’ottimo controllo delle sequenze monomeriche che essa rende possibile, è la lieve differenza (4 o 5°C appena) tra il TR10 e il TR70, le temperature, cioè, alle quali il materiale ha un recupero elastico rispettivamente del 10% (come abbiamo visto) e del 70%. Il confronto con un prodotto concorrente preparato con un processo di polimerizzazione diverso mostra valori di TR10 confrontabili con quelli dei Tecnoflon VPL, ma un TR70 più elevato, ad indicare una capacità di recupero molto scadente (Figura 9). La superiore resistenza chimica dei nuovi fluoroelastomeri Tecnoflon è messa ben in evidenza da misure di rigonfiamento dei VPL in vari fluidi, a confronto col miglior fluoroelastomero standard attualmente disponibile sul mercato (al 70% di contenuto in fluoro ma con un TR10 di soli –7°C), e col miglior prodotto oggi esistente per basse temperature, il Tecnoflon PL con TR10 di –30°C. I fluidi dei test sono carburante puro, etanolo e metanolo sia puri che in miscele con altri fluidi, delle quali la CE22 e la M15 preparate rispettivamente con etanolo e metanolo sono le più aggressive. Qualunque sia il fluido rigonfiante, i VPL 85540 e VPL 85730, con –40°C e –30°C di TR10, ossia con una temperatura di transizione vetrosa uguale o migliore di quella del miglior prodotto sul mercato, presentano una resistenza al rigonfiamento confrontabile con quella del terpolimero col 70% di fluoro (ma con più alta Tg), ma nettamente superiore a quella del Tecnoflon PL con TR di –30°C. Questi test dicono chiaramente che col Tecnoflon VPL Solvay Solexis è riuscita a conferire allo stesso materiale una elevata resistenza chimica e un’ottima resistenza alle basse temperature (Figure 10 e 11). I test in etanolo e in metanolo sono necessari per verificare e dimostrare l’idoneità di questi materiali


MESCOLAZIONE: 1. LA MATERIA PRIMA Fluid Testing in Methanol Blends 120

M15: 168h @ 23°C M85: 168h @ 40°C Methanol: 168h @ 23°C

Volume Swell (%)

100

80

Comparable fluid resistance as 70% fluorine terpolymer

Superior fluid resistance

60

40

20

0

VPL 85540

VPL 85730

PL -30°C

PL -24°C

SOLVAY SOLEXIS

FKM 70% F (TR10 = -7°C) © 2009, SOLVAY S.A.

Figura 11. Fluid Testing in Methanol Blends.

Fluid Testing in Additional Fuels 40

35

PN-180: 336h @ 60°C FAM B: 168h @ 60°C

Superior fluid resistance

Volume Swell (%)

30

25

20

15

10

5

0

VPL 85540

VPL 85730

PL -30°C

PL -24°C

SOLVAY SOLEXIS

FKM 70% F (TR10 = -7°C) © 2009, SOLVAY S.A.

Figura 12. Fluid Testing in Additional Fuels.

Fluid testing in Biodiesel 15,0

No problem also in Biodiesel !

Volume Swell (%)

RME 336h @ 150 °C 10,0

5,0

0,0

Terpolymer 68.5% Bisphenol Curable (TR10 = -13°C)

FKM 70%F (TR10 = -7°C)

Figura SOLVAY 13. FluidSOLEXIS testing in Biodiesel.

a soddisfare specifiche esigenze di mercati diversi. Per motivi perfettamente analoghi, per esempio, pro-

PL -24

PL -30

VPL 85540

© 2009, SOLVAY S.A.

ve dello stesso tipo e con gli stessi prodotti sono state condotte nei fluidi PN-180, richiesto da specifiche

americane, e FAM B, ricorrente nelle specifiche tedesche. E anche in questi fluidi i Tecnoflon esaminati hanno esibito lo stesso comportamento visto prima (Figura 12). Sempre nell’ambito della resistenza di questi elastomeri ai nuovi carburanti, abbiamo esaminato il loro rigonfiamento nel biodiesel, un altro mercato emergente. Ebbene, anche in questo caso il Tecnoflon VPL 85540 ha mostrato una resistenza chimica in linea con gli altri fluoroelastomeri considerati (Figura 13). Sul fronte del compression set, una proprietà fondamentale per l’impiego degli elastomeri in settori particolari come quello degli O-ring, per esempio, i Tecnoflon VPL mostrano valori confrontabili con quelli dei prodotti tradizionali per basse temperature, sia a temperatura ambiente che a temperature elevate (Figura 14). Come il compression set, anche la prova del rilassamento sotto compressione a lunga durata è superata brillantemente dagli elastomeri VPL. La Compression Stress Relaxation (CSR) è un test analogo a quello del compression set, ma misura il decadimento delle proprietà dopo tempi più lunghi, ben 1000 ore contro 70. E anche in questo caso i nuovi Tecnoflon si comportano come i prodotti tradizionali per bassa temperatura, mostrando una forza residua di tenuta superiore all’85%. Per valutare l’eccezionalità di questo risultato basti considerare che il limite normalmente ritenuto accettabile è il 50% (Figura 15). La CSR è condotta per 1000 ore a 150°C, ma anche dopo invecchiamento termico di 500 ore a 200°C le proprietà meccaniche di questi nuovi materiali rimangono praticamente inalterate (Figura 16). A confronto con un fluoroelastomero standard per bassa temperatura, tipo Tecnoflon PL -30, quindi, il VPL -30 presenta proprietà a freddo sostanzialmente allineate, ma una resistenza chimica superio-

maggio 2011

| L’INDUSTRIA DELLA GOMMA | ELASTICA |

27


MESCOLAZIONE: 1. LA MATERIA PRIMA Compression Set Testing for 70 hours 30

Improved compression set resistance

Compress Set (%)

25

200°C 150°C 23°C

VPL -30 & VPL -40 versus standard PL -30°C

20

VPL 85730

VPL 85540

Low Temperature Performance

~ =

+

Fuel resistance

+

+

Compression set

~ =

~ =

CSR

~ =

~ =

Property

15

10

5

0

VPL 85540

VPL 85730

L.T. -30°C

L.T. -24°C

SOLVAY SOLEXIS

© 2009, SOLVAY S.A.

Figura 14. Compression Set Testing for 70 hours.

Compression Stress Relaxation CSR via Elastocon at 150°C

% Retained Sealing Force

100 95 90 85 80

Figura 17. VPL Performance in Fuel System Sealing.

Very Similar CSR to standard grades

75 70 0

200

400

600

800

1000

Hours VPL 85540

VPL 85730

PL -30°C

PL -24°C

SOLVAY SOLEXIS

© 2009, SOLVAY S.A.

Figura 15. CompressionHeat Stress Aging Relaxation. – VPL

85540

IN CONCLUSIONE

Effect of heat aging @ 200°C

Retained mechanical properties

150%

100%

50%

0% 0

100

200

300

400

500

600

time (h) TS

M100

EB

SOLVAY SOLEXIS

HDS © 2009, SOLVAY S.A.

Figura 16. Heat Aging - VPL 85540.

re, con compression set e compression stress relaxation paragonabili. Il VPL –40, invece, con una Tg inferio28 |

L’INDUSTRIA DELLA GOMMA | ELASTICA

re a -40°C, offre migliori prestazioni a bassa temperatura rispetto al prodotto tradizionale, con in più una mi-

maggio 2011

gliore resistenza chimica, pur conservando le stesse proprietà di resistenza alla compressione di breve e lunga durata (Figura 17).

Con l’introduzione sul mercato dei Tecnoflon VPL, Solvay Solexis ha segnato una svolta importante nel campo dei fluoroelastomeri per la bassa temperatura grazie all’impiego dei nuovi monomeri MOVE e alla speciale tecnologia di polimerizzazione “Branching & Pseudo Living”. Rispetto ai migliori fluoroelastomeri per la bassa temperatura attualmente esistenti sul mercato, infatti, i nuovi prodotti VPL presentano: • migliori prestazioni al freddo • superiore resistenza chimica rispetto ai tradizionali PL con Tg di -30°C • resistenza chimica confrontabile con quella delle migliori gomme col 70% di fluoro • eccellenti capacità di tenuta • lavorabilità ottimale. 


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MESCOLAZIONE: 2. GLI ADDITIVI

Compoundazione più efficace e stampaggio più efficiente di Peter Kosczinsky e Manfred Hensel, Schill & Seilacher Struktol GmbH, Germania

Gli additivi della compoundazione della gomma sono dei materiali che anche in piccole dosi migliorano la lavorabilità del polimero e l’intero processo della mescolazione senza influenzare le proprietà del vulcanizzato. È necessario, però, che essi siano capaci, soprattutto, di aumentare la fluidità della mescola e di procurare un distacco dei prodotti finali dallo stampo facile e col minimo sporcamento dello stampo stesso. Schill & Seilacher Struktol ha sviluppato una nuova classe di additivi, gli Struktol HT, che posseggono pienamente questi requisiti e consentono, quindi, non solo di aumentare la produttività, ma anche di migliorare, al tempo stesso, la qualità dei pezzi stampati.

Solutions

QUALCHE CONSIDERAZIONE PRELIMINARE Tra le moderne tecnologie di trasformazione della gomma, lo stampaggio a iniezione è quello più adatto alla produzione di grandi volumi di componenti di precisione, tipicamente utilizzati nell’industria dell’auto e in quella elettronica (Figura 1). Spesso si tratta di articoli a geometria complessa per i quali si usano stampi multi-cavità per il cui riempimento, quindi, un’alta scorrevolezza della mescola e un basso sporcamento dello stampo sono fattori critici. E non solo sotto l’aspetto della qualità, ma anche dal punto di vista della produttività: un riempimento dello stampo veloce e uniforme e una bassa frequenza di pulizia dello stampo stesso al termine del processo sono condizioni essenziali per assicurare livelli di produttività accettabili.

Questo articolo riprende la relazione presentata il 22 febbraio all’incontro tecnico “K2010 e dintorni” organizzato da Assogomma e dalla nostra rivista.

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Injection and Transfer Moulding • High precision components – Automotive sector – Seals, O rings, – Gaskets and bellows, – Metal bonded parts

Figura 1. Articoli di alta precisione prodotti con lo stampaggio a iniezione e transfer.

Ma non bastano, perché ci sono ancora altri fattori determinanti di cui tener conto. Principalmente: una velocità di vulcanizzazione sufficientemente elevata e un distacco del pezzo finale dallo stampo senza lacerazioni e senza difetti. E tutto ciò è assicurato oltre che dalla qualità intrinseca degli ingredienti mescola, anche da un livello ottimale della loro dispersione e dall’assenza di affioramenti superficiali.

4

I requisiti fondamentali di una mescola, quindi, si possono riassumere nei seguenti: - alto grado di dispersione degli ingredienti - alta fluidità - alta velocità di vulcanizzazione - facile distacco del vulcanizzato dallo stampo - basso sporcamento dello stampo e la funzione degli additivi di processo

maggio 2011

| L’INDUSTRIA DELLA GOMMA | ELASTICA |

31


MESCOLAZIONE: 2. GLI ADDITIVI

è quella di garantire che la mescola li possegga tutti.

Solutions

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Process Additive Dispersibility

GLI ADDITIVI DI PROCESSO PER LO STAMPAGGIO La scelta degli additivi di processo va fatta con molta attenzione, perché da questi materiali dipendono, come abbiamo visto, molti fattori, tutti importanti ai fini dell’ottenimento di un buon risultato finale. E cioè: la scorrevolezza del compound, la facilità della mescolazione, la dispersione omogenea degli ingredienti, l’assenza di appiccicosità del vulcanizzato nello stampo e, quindi, la facilità del distacco, uno sporcamento ridotto, il buon aspetto superficiale dell’articolo, una produttività accettabile. Altri fattori determinanti sono il tipo di polimero, il sistema di reticolazione e l’applicazione finale dell’articolo vulcanizzato. Molti di questi materiali sono utilizzati per migliorare gli aspetti della mescolazione nella loro generalità, in special modo la fluidità della mescola e la dispersione degli ingredienti. Si tratta, in genere, di prodotti polari, come saponi metallici e loro combinazioni con ammidi polari, siliconi e organosiliconi. Perché un additivo sia efficace è necessario, però, che la sua dispersione sia ottimale, altrimenti, se cioè la dispersione è scarsa, l’articolo vulcanizzato può presentare difetti superficiali, come bolle o cavità, dovuti alla fusione di particelle di materiale non disperso avvenuta durante la vulcanizzazione, e avere, di conseguenza, caratteristiche fisiche certamente scadenti (Figura 2). Lo Struktol WB 16, da lungo tempo usato come lubrificante di mescole a base sia di elastomeri sintetici che di gomma naturale, è uno di questi additivi. È una miscela di saponi di calcio e ammidi di acidi grassi saturi. Non contiene zinco, e ciò lo rende compatibile con le gomme alogenate. Inoltre, l’assenza di siti insaturi ne rende possibile l’impiego in combinazione con sistemi di reticolazione a base di perossidi: non interagendo con questi, non va a influire negativamente sulle proprietà fisiche 32 |

L’INDUSTRIA DELLA GOMMA | ELASTICA

Poorly Poorly dispersed dispersed aggregate aggregate of of a a process process additive additive material material found found in in a a low low viscosity viscosity compound compound

  Undispersed Undispersed process process additive additive will will not not give give process process improvement improvement   Will Will cause cause reduction reduction in in physical physical property property   May May result result in in a a scrapped scrapped moulding moulding due due to to surface surface defect defect 14

Figura 2. Gli effetti di una scarsa dispersIone degli additivi. Solutions

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HT HT Product Product offers offers improved improved safety safety for for use use in in soft soft compounds compounds or or low viscosity compounds low viscosity compounds when when added added at at the the end end of of mixing mixing or or in in mill mill mixing. mixing. HT HT product product will will disperse disperse at at temperatures temperatures above above 60° 60°C C

Better Better // faster faster dispersion dispersion of of HT HT variant variant compared compared to to standard standard process process additive additive grades grades

Result Result Improved Improved flexibility flexibility Improved Improved safety safety Improved Improved performance performance 17

Figura 3. Dispersione degli Struktol HT a confronto con additivi standard.

del polimero dopo la vulcanizzazione. È un prodotto ad alta cristallinità, con un punto di fusione di 102°C circa. Questo, di per sé, non costituisce un problema durante la mescolazione, tranne nei casi in cui l’additivo debba essere aggiunto nello stadio finale del processo o il compound abbia una durezza bassa, per cui il riscaldamento della mescola provocato dallo sforzo di taglio sui cilindri non è sufficiente a fondere l’ingrediente e a facilitarne in tal modo la dispersione. Per migliorare la situazione, la Schill & Seilacher ha sviluppato lo Struktol WB 16 anche nella forma fisica di microperle, che ha affiancato sul mercato quella originaria delle scaglie o pellet: durante la mescolazione le perle si riducono più facilmente in particelle più piccole e quindi fondono e si solubilizzano nel

maggio 2011

compound con maggiore facilità rispetto alle scaglie. È importante sottolineare che la capacità di offrire materiali sia in scaglie che in perle non è alla portata di tutti i produttori di additivi, perché comporta investimenti notevoli in attrezzature industriali di produzione e di controllo di particolari parametri di processo.

I NUOVI PRODOTTI STRUKTOL HT Un passo avanti significativo sul fronte di una più facile dispersione dell’additivo in compound a bassa durezza e in ogni tipo di compound nei casi in cui l’aggiunta debba essere fatta negli stadi finali della mescolazione è stato compiuto con lo sviluppo della nuova serie di prodotti Struktol HT. Si tratta dei tipi HT 202, HT 204 e HT


MESCOLAZIONE: 2. GLI ADDITIVI

Solutions

.

.

Tailormade

Control

Worldwide

WB 16 Microbead

WB 16 Flake

HT 204 (Microbead)

Microscope images of cut surfaces of uncured compound 22

Figura 4. Immagini al microscopio di superfici di compound non vulcanizzati. .

Solutions

.

Tailormade

Worldwide

Tensile Strength MPa 14 12 10 8 6 4 2 0 Control

Solutions

WB 16 Flake .

WB 16 Microbead

Tailormade

.

Figura 5. Carichi di rottura a confronto. Ingredient

HT 204

Worldwide

23

Control

WB 16 Fl

WB 16

HT 204

CR (Type W)

100

100

100

100

Antioxidant

1

1

1

1

N-990

35

35

35

35

Struktol KW 400

30

30

30

30

Struktol Zimag 29/43

8

8

8

8

Struktol WB 16 Flake

3

Struktol WB 16 Microbead

3

Struktol HT 204

3

DOTG

1

1

1

1

CBS

1

1

1

1

0.5

0.5

0.5

0.5

Sulphur

Single stage mixing in laboratory Banbury. Process additives added early together with other chemicals Dump at 3’ 30”

Tabella 1. Mescola a base di policloroprene con Struktol HT 204 a confronto con Struktol WB 16.

266, corrispondenti, rispettivamente, ai prodotti standard A 50P, WB 16 e EF 44. La principale caratteristica di questi additivi è il più basso livello di cristalli-

19

nità rispetto ai prodotti di riferimento, il che si traduce in un punto di rammollimento di circa 60°C: un valore notevolmente più basso di quelli che si osser-

vano nei prodotti dello stesso tipo attualmente disponibili sul mercato. Ciò fa sì che si possano aggiungere senza alcun problema sia a compound soft che alla fine della mescolazione, ottenendone una dispersione non solo migliore, ma anche più veloce (Figura 3). Un confronto tra lo Struktol HT 204 in perle (per ottenerne il migliore comportamento durante la dispersione) e lo Struktol WB 16 in perle e scaglie, usati in una stessa mescola a base di policloroprene (Tabella 1), ben evidenzia la differenza tra i diversi gradi di dispersione che si ottengono con i diversi additivi. Le mescole sono state preparate con mescolatore interno da laboratorio, tipo GK 1.5N. Gli additivi sono stati aggiunti all’inizio insieme agli altri chemical e lo scarico è avvenuto dopo 3’ 30’’. Come si vede dalle immagini superficiali dei compound non reticolati rilevate al microscopio (Figura 4), lo Struktol WB 16 in scaglie dà il risultato peggiore, con molto materiale non disperso; lievemente migliore, ma pur sempre negativo, il comportamento del WB 16 in perle; l’HT 204, invece, dà un compound senza materiale non disperso, dimostrando la sua superiorità rispetto agli additivi equivalenti. E questa superiorità fa sentire il suo effetto sulle caratteristiche meccaniche del vulcanizzato, come illustrato dai carichi di rottura riportati in Figura 5: a confronto con lo Struktol WB 16 sia in scaglie che in perle, lo Struktol HT 204 dà valori più alti. Semplice la spiegazione: le particelle di WB 16 che non si sono disperse durante la mescolazione si sono fuse durante la vulcanizzazione (a 180°C), provocando la formazione di vuoti e bolle nel materiale vulcanizzato, con conseguente decadimento di importanti proprietà come il carico a rottura o la resistenza alla lacerazione. La maggiore efficacia della mescolazione al Banbury con lo Struktol HT 204, dovuta alla migliore dispersione di questo additivo, è anche dimostrata (Figura 6) dal maggiore consumo di energia richiesto dalla preparazione della mescola di Tabella 1 con lo Struktol HT: i tipi WB 16, proprio a causa della loro

maggio 2011

| L’INDUSTRIA DELLA GOMMA | ELASTICA |

33


MESCOLAZIONE: 2. GLI ADDITIVI

Solutions

.

Tailormade

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Worldwide

7

power (kW)

6

Mixing Mixing energy energy isis reduced reduced due due to to presence presence of of WB WB 16 16 types. types.

5 4

Rotor Rotor slippage slippage occurs occurs due due to to insufficient insufficient WB WB 16 16 dispersion. dispersion.

3 2

Slows Slows mixing mixing down down

1 0 0

60

120

180

time ( sec )

Control – WB 16 Fl – WB 16 – HT 204 -MDR 2000 180 °C 7

Cure Cure curves curves show show lower lower M MHH with with WB WB 16 16 types. types.

torque (dNm)

6

This This isis due due to to rotor rotor slippage slippage as as undispersed undispersed WB WB 16 16 melts melts at at 180° 180°C C during during curing curing

5 4 3 2 1 0

0

5

10

15

20

25

time (min)

30

21

Figura 6. Consumo energetico e curve di vulcanizzazione Solu i o n16. s . Tailormade . Worldwide con gli Struktol HT 204 e tWB

Ingredient

Control

HT 204 early

HT 204 late

CR (Type W)

100

100

100

Antioxidant

1

1

1

N-220

30

30

30

Silica (VN3)

10

10

10

Struktol KW 400

10

10

10

Struktol Zimag 29/43

8

8

8

Struktol HT 204 (added early)

3

Struktol HT 204 (added late)

3

DOTG

1

1

CBS

1

1

1

0.5

0.5

0.5

Sulphur

1

Single stage mixing in laboratory Banbury. HT 204 added early after 30 seconds – together with silica HT 204 added late after 2’ 30” - together with curatives Dump at 3’ 30”

26

Tabella 2. Formulazioni con Struktol HT 204 aggiunto in momenti diversi della mescolazione.

insufficiente dispersione, provocano lo slittamento dei rotori e quindi un calo del consumo di corrente, mentre l’HT 204, grazie all’elevato grado della sua dispersione, non causa nessuna rotazione a vuoto dei rotori. Le curve di vulcanizzazione riportate nella stessa Figura 6, inoltre, mostrano che con i WB 16 si ha anche un torque più basso, in conseguenza della tardiva fusione di questi materiali durante la vulcanizzazione.

QUANDO È MEGLIO AGGIUNGERLI? Non è una domanda banale. Tanto è vero, che sono stati fatti numerosi lavori per studiare l’influenza del particolare momento dell’aggiunta di un additivo durante la mescolazione sulla lavora34 |

L’INDUSTRIA DELLA GOMMA | ELASTICA

bilità e sulle proprietà del compound. In genere, l’aggiunta può essere effettuata in tre diversi momenti: - all’inizio, insieme al polimero - insieme alle cariche - alla fine (appena prima dello scarico dal mescolatore o nello stadio finale della compoundazione). Ma sorge un dubbio: l’aggiunta ritardata dell’additivo assicura una buona dispersione del materiale? È dimostrato sperimentalmente che un additivo che serve a migliorare la fluidità della mescola o il distacco dallo stampo è più efficace se viene aggiunto il più tardi possibile durante la mescolazione, e comunque dopo che è avvenuta la dispersione della carica. La spiegazione è semplice: se vie-

maggio 2011

ne aggiunto insieme alla carica, l’additivo, che quasi sempre è una sostanza dotata di una certa polarità, interagisce con i gruppi polari superficiali della carica stessa, e questa attrazione riduce la quantità di materiale utile ai fini del miglioramento della scorrevolezza e del distacco della mescola. Con la formulazione a base di policloroprene della Tabella 2 sono state effettuate prove di mescolazione aggiungendo lo Struktol HT 204 in due momenti diversi: dopo 30’’ dall’inizio, insieme alla carica, e dopo 2’ 30’’, ossia un minuto prima dello scarico. Per lo stampaggio è stata usata una pressa a iniezione Allrounder della Arburg, che montava uno stampo dal disegno particolarmente adatto per lo studio del flusso di un compound (Figura 7). Il risultato ottenuto nelle stesse condizioni di iniezione è autoesplicativo (Figura 8): l’aggiunta dello Struktol HT 204 praticamente alla fine della mescolazione migliora la fluidità del compound e, di conseguenza, consente un utilizzo ottimale dello stampo. Si è anche osservato, inoltre, che con l’HT 204 l’estraibilità dei pezzi vulcanizzati è significativamente migliore di quella che si ha con l’additivo di confronto ed è anche minore lo sporcamento dello stampo.

CONCLUSIONI L’impiego di additivi di processo nello stampaggio a iniezione è essenziale per migliorare sia la dispersione degli ingredienti e la fluidità del compound nello stampo che il distacco del pezzo finale vulcanizzato. Forme fisiche diverse di uno stesso prodotto hanno una diversa influenza sulla dispersione: l’additivo in microperle si disperde più facilmente del tipo equivalente in scaglie, e questo è un fattore di primaria importanza, in quanto particelle di materiale non disperso influenzano negativamente non solo l’aspetto visivo, ma anche le caratteristiche fisico-meccaniche dell’articolo vulcanizzato. Lo Struktol WB 16 è un ottimo lubrificante noto da anni sul mercato,


MESCOLAZIONE: 2. GLI ADDITIVI .

Solutions

Tailormade

.

Worldwide

Injection Mould Flow Trials

Injection „Spider Mould“ Arburg Injection Machine 28

Figura 7. Lo stampo col particolare disegno per le prove di flusso. Solutions

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Spider Mouldings

Control

Struktol HT 204 added early

Struktol HT 204 added late

Figura 8. L’influenza del diverso momento dell’aggiunta dello Struktol HT 204.

ma il suo alto punto di fusione ne rende difficoltosa la dispersione nelle mescolazioni a basse temperature. Lo Struktol HT 204, che sfrutta la composizione base del WB 16 con l’aggiunta di particolari esteri di acidi grassi, è un nuovo additivo con un punto di rammollimento considerevolmente più basso che ne rende veloce e efficace la dispersione. In più, è anche prodotto in microperle. Il che ne assicura una disperdibilità ancora superiore. Il momento dell’aggiunta di questo additivo si è dimostrato di grande importanza ai fini dell’ottenimento della migliore prestazione. In particolare, si è osservato che l’aggiunta alla fine del ciclo di compoundazione, dopo che si è completata la dispersione della carica, aumenta l’efficacia del prodotto, portando a una più omogenea dispersione degli ingredienti e, al tempo stesso, a una mescola più scorrevole. E questo è un gran beneficio, perché l’impiego dello Struktol HT 204 si risolve in un miglioramento dell’intero processo senza alcun incremento dei costi: il miglioramento della lavorabilità, infatti, viene conseguito senza dover ricorrere ad altri additivi aggiuntivi. 

29

MESCOLE SILICONICHE RIPRESA IN FRANCIA

SISTEMA INTEGRATO PFU

586

MENSILE DEGLI ELASTOMERI E DEGLI ALTRI POLIMERI RESILIENTI

MARZO 2011 - NUMERO 2

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maggio 2011

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MESCOLAZIONE: 3. IL DOSAGGIO

Un solo operatore e una formulazione al minuto di Lorenzo Caggiano

Solmec Impianti e Macchine vanta in campo impiantistico un esperienza pluriennale, legata sia

alla qualità della produzione, realizzata con i più moderni sistemi, sia alla competenza dei tecnici.

LA FILIERA PRODUTTIVA La struttura aziendale, a cominciare dalla capillare rete di vendita in Italia e all’estero, consente di recepire le esigenze del cliente, che poi vengono sviluppate nel reparto tecnico-commerciale, dal quale, dopo approfondito studio e confronto con l’utilizzatore finale, vengono tramutate in una proposta tecnico-economica. Quando la proposta viene accettata, l’ufficio tecnico, sviluppa, con un confronto costante con il cliente, la commessa in dettaglio per la successiva fase di costruzione presso lo stabilimento di Mirabello (FE). Nella fase finale Solmec è in grado poi di occuparsi dell’installazione e collaudo dell’impianto, dell’istruzione del personale e dei successivi servizi di manutenzione ordinaria e non, servizio post-vendita e tramite teleassistenza può intervenire a distanza in tempo reale. Da un punto di vista strategico, Solmec ha creato negli anni partnership con costruttori di macchine di processo e/o complementari all’impianto di alimentazione, oltre ad essersi approcciata , con successo, ai mercati esteri europei, asiatici e americani.

SPECIALIZZAZIONE GOMMA L’azienda negli anni si è sempre più specializzata nel settore gomma,

analizzando e risolvendo le problematiche tipiche della movimentazione e dosaggio dei vari prodotti. Le esigenze industriali attuali richiedono sempre migliori prestazioni, sia in termini di potenzialità che di precisione e affidabilità. L’impegno aziendale è stato, quindi, di analizzare tecnicamente con accuratezza cre-

Lottobrina a cinquanta elementi è dotata di carico automatico e insacco pure automatico.

scente i dosaggi, i trasporti meccanici e pneumatici, le caratteristiche delle materie prime (nero di carbonio e cariche bianche) e le possibilità evolutive informatiche e software con parti-

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MESCOLAZIONE: 3. IL DOSAGGIO

Lottobrina a sedici elementi è dotata di carico manuale.

colare attenzione alla rintracciabilità dei prodotti. Questo continuo sforzo ha consentito a Solmec di essere un partner affidabile e al passo con l’evoluzione industriale. Tutto ciò ha permesso che le referenze, in special modo nell’industria della gomma, siano di primo piano e nelle diverse produzioni, dai pneumatici ai tubi, dalle guarnizioni ai prodotti isolanti, dalle mescole conto terzi ai prodotti zootecnici. Una nota a parte merita lo studio del dosaggio degli “small chemicals” per i quali la Solmec ha lanciato, già da alcuni anni sul mercato, e con grande consenso da parte degli operatori del settore, la macchina automatica “Lottobrina”.

LOTTOBRINA Questa macchina si è sempre evoluta e dalla sua presentazione al pubblico nel 2007, pur mantenendo in38 |

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tatta la filosofia di funzionamento, ha aggiunto particolari e accorgimenti che la rendono di affidabilità meccanica ed informatica. La realizzazione di una macchina di questo tipo comporta inevitabilmente di dover affrontare lo studio delle problematiche derivanti dall’utilizzo di alcuni tipi di ossidi (Ti, Zn, etc..), e di prodotti con caratteristiche fisiche complesse come le cere. Le varie versioni della macchina, che può partire dalla 16 elementi a carico manuale e arrivare alla 50 elementi con carico pneumatico e chiusura automatica dei sacchetti, la rendono una macchina unica nel suo genere. Il successo riscontrato, sia in Italia che all’estero, sottolinea la posizione leader di questo tipo di macchina, che ha consentito evidenti risultati in termini qualità costante della mescola, rintracciabilità dei prodotti, ambiente

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più pulito e salubre e, non ultima, riduzione del personale addetto a questa attività. Tra le varie opzioni possibili, sono state realizzate versioni con anche il carico di alcune stazioni da big-bags per i prodotti di maggior consumo.

ASPETTI TECNICI E SISTEMA DI GESTIONE Di seguito riassumiamo le caratteristiche tecniche generali della macchina. - Elevata velocità di preparazione delle formule (1 ogni minuto) - Realizzazione di più ricette in contemporanea - Precisione nelle pesate - Lavorazioni in regime di qualità - Predisposizione per il collegamento all’aspirazione generale o sistema di depolverazione autonomo. - Impiego di un solo operatore per svolgere tutte le operazioni necessarie. - Realizzazione modulare del sistema


MESCOLAZIONE: 3. IL DOSAGGIO

Sopra, il gruppo di alimentazione mescolatore a camera chiusa. A destra, l’ing. Moccia, direttore commerciale Italia e il dottor Caggiano, direttore commerciale estero.

con possibilità di ampliamenti futuri - Elevata capacità di stoccaggio dei prodotti (da 180 a 300 litri) - Possibilità di inserimento sacchetti con prelievo da bobina ed estrazione automatica - Carico manuale o pneumatico da sacchi, possibilità di carico da big-bags - Controllo dei prodotti in ingresso tramite lettore di codice a barre - Costruzione in AISI304 per le parti a contatto prodotto - Possibilità di realizzazione secondo la normativa ATEX Inoltre, le funzioni principali del sistema di gestione, coadiuvato da PC, sono: - Elenco componenti - Elenco ricette di dosaggio - Parametri di lavoro bilance

- Parametri impianto - Pagina di videografica con comandi manuali singola utenza - Planning produzione in sequenza automatica - Gestione allarmi Storici: allarmi, report dosaggi e consumi. 

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MESCOLAZIONE: 4. le macchine

Ancora una innovazione in sala mescole (e la serie continua)

di Giuseppe Cantalupo

Dopo la filtratura continua della mescola in gomma, la Colmec di Busto Arsizio ha messo a punto, e brevettato, una nuova tecnologia nella sala mescole, grazie alla quale la compoundazione e la filtratura vengono condotte in un unico processo continuo completamente automatizzato.

Sala mescole tradizionale

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n’altra recente novità in sala mescole allunga la serie delle innovazioni tecnologiche della Colmec con le quali il processo della mescolazione è diventato via via più veloce e sempre più indipendente dall’intervento dell’uomo. Solo per parlare delle realizzazioni avvenute negli ultimi tempi, ricordiamo che l’ultima conquista è stata la filtratura della mescola con l’impiego di una pompa a ingranaggi posta a valle di un estrusore bivite conico, che riceve il compound da un mescolatore aperto collocato a monte. Adesso è arrivata un’altra novità che rende la mescolazione un processo completamente automatizzato, nel quale il compito dell’operatore è solo quello di controllare il regolare funzionamento delle macchine. Risultato: processo più sicuro, maggiore capacità produttiva - e, quindi, riduzione dei costi – e maggiore costanza qualitativa della produzione. Ma procediamo con ordine per meglio comprendere la portata dell’idea innovativa che è sorta e ha preso corpo nell’azienda di cui è titolare e Direttore Generale l’Ing. Ubaldo Colombo.

IL QUADRO DELLA SITUAZIONE E LE IDEE DELLA COLMEC Una linea di filtratura tradizionale è composta, essenzialmente, da tre macchine: un mescolatore interno, che pro-

Figura 1. Sala mescole tradizionale.

duce il compound; un primo mescolatore a cilindri collocato sotto l’internal mixer, il cui compito è quello di raffreddare, da 120°C - per esempio - a 80°C circa, la mescola che gli arriva dal banbury, e un secondo mescolatore a cilindri che provvede a trasferire il compound al batch-off in continuo per il successivo stoccaggio e la successiva eventuale filtratura fuori linea con un estrusore a freddo abbinato a una pompa a ingranaggi (Figura 1). A questo punto trova realizzazione una prima idea della Colmec: inserire la filtratura nella linea dell’intero processo della mescolazione. In che modo? Sostituendo il secondo mescolatore a cilindri con l’estrusore bivite conico CTE (Conical Twin Extru-

der) dotato di pompa a ingranaggi: il CTE riceve la mescola dal primo - e unico - mescolatore a cilindri situato sotto il banbury, raffreddata - dicevamo - a 80°C, e la spinge in continuo verso la pompa, che provvederà a farla passare attraverso la piastra filtro e a mandarla, poi, al batch-off (Figura 2). Sono già diversi anni che Colmec produce con successo impianti di questo tipo, largamente diffusi sul mercato europeo. Sono impianti con una capacità produttiva che arriva anche a 4.000 kg/h. Ma hanno un limite: è necessaria l’assistenza continua, ma soprattutto impegnativa, da parte di un operatore per il controllo della lavorazione della mescola sul mescolatore a cilin-

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MESCOLAZIONE: 4. le macchine

FILTRATURA CONTINUA intermixer Sostituzione del secondo mescolatore a cilindri con CTE e pompa ad ingranaggi

mill

cte + gp

batch-off

Figura 2. Filtratura continua.

IMPIANTO COMPLETAMENTE AUTOMATIZZATO intermixer

INTERMIXER - CTM - CTE +GP- BATCH OFF

Sostituzione del primo mescolatore a cilindri con CTM brevettato

CTM patented

cte+gp

batch-off

Figura 3. Impianto completamente automatizzato.

Filtratura in continuo CTE con pompa ad ingranaggi

CTE + GP

Figura 4. Filtratura in continuo CTE con pompa ad ingranaggi.

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dri. In talune produzioni, infatti, alcuni additivi vanno aggiunti al compound non nell’intermixer, bensì sul mescolatore aperto. In una operazione, cioè, non automatizzata, nella quale il completamento della dispersione degli ingredienti mescola e quindi l’omogeneità del compound vengono valutati dall’operatore sulla base della sua esperienza. Colmec, allora, ha avuto un’altra idea: eliminare anche il primo mescolatore a cilindri e realizzare un impianto completamente automatizzato.

UNA LINEA MODERNA DI COMPOUNDAZIONE E FILTRATURA La modernità di un qualunque impianto consiste nel ridurre al minimo l’intervento dell’uomo sulle macchine. Perché questo significa garantire una maggiore sicurezza del processo e, al tempo stesso, un più alto livello di qualità della produzione. È appunto l’obiettivo che Colmec ha inteso raggiungere - e ha raggiunto sostituendo il primo mescolatore aperto, collocato a valle dell’intermixer, con un nuovo mescolatore bivite conico CTM (Conical Twin Mixer), brevettato. Nella sua nuova configurazione, la linea di compoundazione presenta, quindi, questa sequenza di macchine: il CTM, che riceve il batch dall’intermixer e ne completa la preparazione; il CTE dotato di pompa a ingranaggi, che filtra la mescola, e il batch-off che la raffredda (Figure 3 e 4). Ma come fa il CTM a lavorare una mescola e ad omogeneizzarla? Come riesce a compiere, cioè, quella lavorazione che non è avvenuta compiutamente nell’intermixer? E qui sta la novità originale della macchina ideata e realizzata dalla Colmec che spiega tutto: il CTM può lavorare con la testa sia aperta che chiusa. Quando lavora come mescolatore per completare e omogeneizzare l’impasto, la testa è chiusa. In questo modo la mescola, spinta dalle due viti verso l’orifizio d’uscita, è costretta a tornare indietro nella camera di miscelazione


MESCOLAZIONE: 4. le macchine

Aggiunta degli acceleranti nel CTM

patented CTM Figura 5. Aggiunta degli acceleranti nel CTM.

troncoconica. E questo rifluire è reso possibile dal nuovo profilo delle viti, appositamente studiato, e dalla nuova geometria della camera, che fanno sì che alla testa della macchina la mescola non subisca nessuna sovrapressione con conseguente sovrariscaldamento. Anzi, ne agevolano il ritorno, ‘spalmando’ il materiale sulle pareti del tronco conico e esercitando, al tempo stesso, un effetto di shearing che favorisce la miscelazione omogenea degli ingredienti.

Al termine della mescolazione, della durata di un paio di minuti, la testa del CTM si apre automaticamente, e il compound viene scaricato in un CTE dotato di pompa a ingranaggi per la filtratura e il successivo trasferimento al batch-off. Il tutto in fase unica, con una capacità della linea che può variare dai 1.200 kg/h ai 4.000 kg/h. Ma il nuovo CTM, che rappresenta il cuore del sistema, essendo termoregolato con acqua e, quindi, capace di raffreddare la mescola, consente anche

un’altra importante operazione, oltre alla omogeneizzazione del compound. Permette, cioè, di aggiungere, durante la lavorazione, ingredienti che non possono essere additivati nel banbury a causa della più alta temperatura che regna in questo mescolatore. In altre parole, il CTM lavora come un mescolatore a più bassa temperatura e in un processo completamente automatizzato. Con tutti i vantaggi che derivano, sul piano della sicurezza e della qualità della produzione, dall’assenza dell’intervento dell’uomo. Vantaggi direttamente collegati alla costanza intrinseca delle funzioni meccaniche, dei volumi del materiale in lavorazione, della temperatura di processo e della durata dei cicli (Figura 5). La nuova linea di compoundazione e filtratura delle mescole in gomma della Colmec – nuova e moderna e completamente automatizzata – rappresenta, su scala mondiale, un modo nuovo di concepire e realizzare la mescolazione. Ne è prova il successo che questi impianti incontrano su tutti i principali mercati e presso i maggiori produttori di articoli tecnici, cavi, profili e tubi per i più svariati settori sia in Europa – principalmente in Italia, Francia e Germania – che nel resto del mondo. 

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MESCOLAZIONE: 5. ANALISI E CONTROLLI

Producton Process Analyzer: uno strumento per il controllo qualità di a.d.p.

Il “Production Process Analyzer” (PPA) di Alpha Technologies è uno strumento nuovo, avanzato, economicamente vantaggioso per l’analisi e il controllo di polimeri, masterbatch e mescole finali. Combina la tecnologia sperimentata dell’industria dei reometri standard (per esempio MDR 2000) con la tecnologia avanzata del Rubber Process Analyzer (RPA 2000) per fornire un’analisi di processo potente e economica al servizio del controllo del ciclo produttivo aziendale.

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a gamma PPA è stata sviluppata per offrire soluzioni tailor-made per le industrie dei polimeri e del processo della gomma come ad esempio: - la possibilità di test specifici su richiesta del cliente focalizzati sui requisiti di processo per un accurato controllo della propria produzione; - prestazioni da MDR completamente funzionali per offrire prove reometriche in accordo con i metodi standard dell’industria della gomma; - PC e software con applicazione pre-programmata - configurazione per test specifico, data point, grafici dei risultati e funzionalità SPC (Controllo Statistico del Processo); - in coda cinque provini completamente automatizzati con la possibilità opzionale del sistema di rimozione. (Utilizzando un sistema di trasporto brevettato a film doppio si elimina anche lo sporcamento dello stampo e l’appiccicosità del provino (Figura 1). La manutenzione dello strumento è significativamente ridotta e la produttività aumentata); - una carrozzeria irrigidita e completamente sigillata (Figura 2) per l’utilizzo a valle della linea produttiva; - luci indicatore per lo stato pass/

errore dei provini testati sulla base delle specifiche assegnate.

I VANTAGGI PPA Polymer - Lo strumento è stato progettato per l’analisi e il controllo di gomme grezze durante la produzione o su ricetta: offre una valutazione veloce e affidabile delle variabili della gomma, con una correlazione sperimentata a quelle caratteristiche di processo che influenzano la mescolazione, l’estrusione e lo stampaggio. PPA Processability - Progettato per l’analisi e il controllo di masterbatch e mescole finali: lo strumento offre una misura rapida e accurata e il controllo delle caratteristiche principali di processabilità come dispersione della carica, qualità della mescolazione, manipolazione al mescolatore aperto, rigonfiamento dell’estruso ed il flusso della mescola in fase di stampaggio. PPA Post Cure - Progettato per misurare la caratteristiche viscoelastiche dinamiche delle mescole reticolate in situ: lo strumento è in grado di produrre dati relativi alle proprietà finali principali del prodotto come lo smorzamento, sviluppo di calore, rigidità dinamica, rolling resistance, durezza,

Figura 1. Sistema di trasporto brevettato a film doppio.

resilienza e tensile modulus. RPA Production - Moduli di software addizionali possono essere acquistati per aumentare la prestazione analitica di PPA. L’unità può essere configurata al momento dell’acquisto o in qualunque momento successivo a completamento delle specifiche analitiche RPA.

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MESCOLAZIONE: 5. ANALISI E CONTROLLI

LE CARATTERISTICHE PRINCIPALI PPA Polymer Lo strumento è in grado di rilevare variazioni nelle proprietà strutturali del polimero, che influenzano le caratteristiche di processabilità della mescola durante la fase di mescolazione, forming, vulcanizzazione e prestazioni del prodotto finito. Una valutazione rapida e accurata di tali caratteristiche è essenziale per il produttore di polimeri per controllare la qualità della produzione e la consegna di un prodotto in specifica ai propri clienti. Per gli utilizzatori dei polimeri (per esempio i compoundatori), una conoscenza dettagliata delle variazioni strutturali del polimero è importante allo scopo di garantirsi una produzione di mescole di qualità costante oltre a permettere una selezione informata di materiali equivalenti provenienti da differenti fornitori. I test di accettazione e le specifiche standard dell’industria di trasformazione per i fornitori dei polimeri è la viscosità Mooney, che di solito è collegata al peso molecolare medio ma è insensibile alle differenze nella distribuzione dei pesi molecolari (MWD) , al livello di ramificazione delle catene lunghe e al contenuto di gel - tutti fattori chiave nel determinare la risposta elastica del polimero. È notorio che polimeri nominalmente simili di eguale viscosità Mooney provenienti da produttori differenti possono avere caratteristiche prestazionali significativamente diverse. PPA Polymer funziona anche come un vulcanografo standard, e ha la possibilità di valutare le caratteristiche di processabilità di mescole miste, se necessario. Lo strumento è adatto alla gamma completa dei materiali elastomerici, inclusi i tipi per scopi generali e quelli specialistici, come ad esempio:NR, IR, SBR, BR, EPDM, NBR, HNBR, CR, IIR, alobutile, gomme acriliche, fluorelastomero, silicone,TPRs e PVC. Un vantaggio chiave di PPA è la sua 46 |

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sensibilità ai cambiamenti nella macrostruttura del polimero, al fattore di perdita (loss factor) di tan delta - curva di frequenza, la quale è legata alla distribuzione dei pesi molecolari e grado di ramificazione delle catene lunghe. Un’alta pendenza (slope) indica una ramificazione delle catene bassa o una distribuzione stretta del peso molecolare, mentre una bassa pendenza implica il contrario. Le variazioni nel polimero sono rapidamente evidenziate, mettendo in luce i nuovi livelli di confidenza nelle prestazioni. (Figure 3 e 4).

PPA Processability Questo modello è stato progettato per stabilire le caratteristiche che influenzano il comportamento di masterbatch e di mescole finali in tutte le fasi del processo industriale, includendo anche mescolazione al mill, estrusione, calandratura e stampaggio. La concordanza nella produzione richiede lotti di mescola con caratteristiche di processabilità garantite, capace di un processing coerente e continuo all’interno delle normali impostazioni d’impianto. Spesso l’uso corrente produce scarto e tempi morti a causa delle variazioni dei materiali e delle mescole che non sono state testate prima dell’uso. PPA Processability è particolarmente utile con combinazioni silice-

Figura 2. Il Production Process Analyzer di Alpha Technologies con carrozzeria irrigidita e sigillata.

Figura 3. Test in variazione di frequenza che dimostra i differenti gradi di ramificazione di tre diversi BR.

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MESCOLAZIONE: 5. ANALISI E CONTROLLI

Figura 4. Test in variazione di frequenza che dimostra i differenti valori di MWD e grado di ramificazione delle catene.

Figura 5. Mescole contenenti polimeri nominalmente equivalenti ma che mostrano differenti comportamenti di flusso e pressione nello stampaggio a iniezione.

silano dove la storia della temperatura determina l’efficacia della reazione di coupling del silano. Lo strumento permette un migliorato controllo del masterbatch per ottenere una mescola finale conforme. Lo strumento consente, inoltre, di effettuare test sotto condizioni preprogrammate di strain e frequenza; tali condizioni permettono una buona correlazione con il tipo di carica rinforzante, la dispersione della carica, il comportamento al mescolatore a cilindri, il rigonfiamento in fase di estrusione e del flusso di stampaggio. Il PPA Processability può operare anche come un vulcanografo standard. Le caratteristiche di processing sono presto quantificate come una funzione di strain o frequenza in ogni stadio del processo di produzione. Le differenze si distinguono facilmente usando condizioni di test rilevanti per il processo coinvolto, da alti strain/alta frequenza a bassi strain/ bassa frequenza. PPA Processability distingue facilmente tra lotti di mescole con processing differente a causa delle variazioni nei materiali grezzi o nel processo di mescolazione. La tandelta PPA a uno strain elevato è un indicatore affidabile dell’elasticità della mescola. Questa determina, ad esempio, il rigonfiamento dell’estruso. Un aumento del controllo nella produzione è rapidamente disponibile usando i test PPA Processability. (Figura 5)

PPA Post Cure

Figura 6. Correlazione tra la durezza IRHD (temperatura ambiente) e G’ a 80°C e 1% strain.

Tale strumento è nato per misurare le proprietà viscoelastiche di mescole pre-reticolate in situ, producendo dati relativi ad applicazioni di prodotti finali. La misura delle proprietà di post reticolazione con PPA è semplice e rapida, non richiede nessuna preparazione speciale del provino poiché il campione è reticolato in situ nello stampo dello strumento. Questa caratteristica distingue il PPA Post Cure da tecniche competitive dove i campioni di test hanno necessità di essere pre-reticolati in ope-

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MESCOLAZIONE: 5. ANALISI E CONTROLLI

Figura 7. Correlazione tra la resilienza (temperatura ambiente) e G” a 80°C e 2% di strain.

Figura 8. Correlazione tra tensile modulus (temperatura ambiente) e G’ a 80°C a 20% di strain.

Franco Cataldo INTRODUZIONE ALLA CHIMICA MACROMOLECOLARE

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razioni separate che portano via tempo - il che di solito ritarda il test di 24 ore o più. PPA Post Cure permette al campione di essere reticolato come in un normale test di reometro. Lo strumento è poi programmato per raffreddare rapidamente il campione alla temperatura di 40°C minimo, e si inizia il programma di test dinamico post reticolazione. I risultati si ottengono in pochi minuti, e i dati prodotti possono essere usati per un miglior controllo della produzione. In tal modo si possono ridurre in modo significativo i costi dovuti agli scarti di prodotti difettosi. I provini possono essere reticolati staticamente nello stampo dello strumento, se si desidera. Questo elimina l’effetto dell’oscillazione dello stampo sulle proprietà di post reticolazione. In queste circostanze, non si ottiene alcuna curva della cinetica di vulcanizzazione. I dati viscoelastici del vulcanizzato ottenuti dal PPA si correlano bene con le proprietà finali di reticolazione come smorzamento, rigidità dinamica, sviluppo di calore, resistenza al rotolamento (rolling resistance), durezza, resilienza e tensile modulus (Figure 6, 7 e 8). Con tali dati è possibile eliminare la necessità di condurre questi test specifici di laboratorio. PPA Post Cure può anche operare come vulcanografo standard. 


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Le infinite risorse della gomma

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iassumere la storia della gomma in due pagine, e per di più su una rivista specializzata, può sembrare un esercizio stucchevole. Ma, presi come siamo dai problemi che ci circondano, impegnati a gestire periodi di crisi internazionali seguiti da momenti di “shortage” drammatici, tendiamo forse a dimenticare quanto sia stata avvincente l’avventura della gomma. Abbiamo quindi pensato che un breve “ripasso” possa essere gradito ai lettori della rivista. E magari ripensando alle enormi difficoltà che hanno affrontato e risolto i nostri nonni, bisnonni e avi, riusciremo a combattere la nostra battaglia quotidiana con spirito diverso. Ecco in breve la storia. I primi contatti con lo “strano” materiale risalgono ad oltre 500 anni fa, quando i primi esploratori europei misero piede nei territori degli Aztechi, dei Maya e dei popoli indigeni del Sud America. Questi popoli infatti usavano la gomma naturale per fabbricare molti oggetti per loro di uso comune, o per impermeabilizzare le loro imbarcazioni. Il lattice ,che veniva estratto da una pianta, chiamato caoutchouc (legno che piange), una volta riscaldato assumeva consistenza elastica. Andava però lavorato immediatamente dopo l’estrazione, in quanto tendeva ad essiccare, e questo impedì all’inizio il trasporto e lo sfruttamento in Europa. Passarono quasi trecento anni du-

rante i quali lo “strano” materiale fu ignorato. A cavallo tra la fine del XVIII e l’inizio del XIX secolo furono fatti diversi tentativi per rendere lavorabile la gomma naturale, solubilizzandola in solventi (trementina e nafta); si ottennero risultati ancora insoddisfacenti, ma questi esperimenti costituirono comunque un primo timido sviluppo industriale. Bisognerà però aspettare il 1839 per il passo decisivo; l’avventurosa vita di Charles Goodyear è troppo nota per essere qui riassunta. Basti dire che dal processo di vulcanizzazione da lui scoperto in modo così casuale partì la grande avventura dell’industria della gomma. Il primo “boom” si ebbe alla fine del XIX secolo, quando i fratelli Michelin dimostrarono la superiorità della gomma rispetto ai materiali fin lì usati per rivestire le ruote, e la nascente industria dell’automobile cominciò a richiedere grosse quantità di prodotto per gli pneumatici. Nel frattempo gli inglesi riuscirono in modo rocambolesco a procurarsi semi dell’albero della gomma da potere coltivare nelle loro colonie asiatiche (Malesia e Sri Lanka), garantendo così alla propria industria un notevole vantaggio strategico. Per contro gli scienziati dei paesi che non avevano colonie, o le avevano in regioni non favorevoli dal punto di vista climatico, iniziarono a studiare la possibilità di produrre la gomma per via sintetica.

Nel 2009 la produzione di gomma naturale su scala mondiale ha superato i 9,7 milioni di tonnellate.

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Le infinite risorse della gomma

A parziali successi seguirono cocenti delusioni, dovute principalmente al fatto che non si era ancora riusciti ad identificare la composizione chimica della gomma naturale, conseguentemente molti tentativi di sintesi erano destinati a fallire. Ma i progressi in quegli anni fondamentali per la chimica erano pressoché quotidiani e finalmente si arrivò a definire la struttura dell’isoprene e ad ipotizzare la struttura macromolecolare della gomma. Si era nel pieno della grande guerra, e il governo tedesco necessitava disperatamente di gomma per la propria industria; (l’Inghilterra, che deteneva gran parte delle piantagioni di gomma naturale, aveva bloccato le esportazioni verso la Germania); i chimici tedeschi riuscirono a sintetizzare il metilisoprene e a polimerizzarlo, ottenendo così la prima gomma sintetica, che certamente non aveva le stesse “performance” della gomma naturale, ma bastava alle esigenze della economia di guerra.

L’era della gomma sintetica aveva avuto inizio Una volta trovata la strada non ci si limitò a produrre “imitazioni” della gomma naturale, ma si studiò il modo di migliorare il prodotto; nacquero così la gomma cloroprenica (negli USA), il polibutadiene (Buna) in Germania, quindi la gomma Buna S (copolimero con stirolo) e la gomma Buna N (copolimero con acrilonitrile) Fondamentale, per lo sviluppo dell’industria della gomma, fu anche l’enorme sforzo che fecero gli USA durante la seconda guerra mondiale per sostituire la produzione di gomma derivata dal lattice con la produzione di gomma di sintesi. Inizialmente infatti il problema della materia prima fu sottovalutato, ma dopo Pearl Harbour, quando quasi tutte le fonti di approvvigionamento di lattice furono perse, il governo americano si trovò nella necessità di cambiare rotta. 52 |

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In meno di 6 mesi venne pianificato di aumentare la produzione di gomma sintetica da 40.000 a 800.000 ton / anno e in 18 mesi 51 nuovi impianti funzionavano a regime. Il resto della storia, e tutto quanto scoperto dopo la seconda guerra mondiale, è cronaca più vicina a noi, e fa parte ancora oggi del nostro lavoro quotidiano. I polimeri oggi disponibili sono vari (gomma naturale, poliisoprenica, SBR, NBR, copolimeri butadiene-vinilpiridina, gomma butile, elastomeri da polietilene, polisolfuri, poliesteri, gomme siliconiche, ecc); in parte sono lontani parenti di quanto scoperto con grande ingegno e spirito di sacrificio nei decenni passati. Oggi l’industria della gomma necessita di molte materie prime (oli di processo, plastificanti, coagenti di vulcanizzazione, cariche, perossidi reticolanti, acceleranti, antiossidanti, cere, ecc). La produzione di molti di questi additivi non è più patrimonio esclusivo della vecchia Europa, ma si è spostata in aree diverse.

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I consumi di gomma sintetica (nella foto l’impianto storico di Leverkusen prima della Bayer ed ora della Lanxess) hanno da tempo superato quelli di gomma naturale. L’anno scorso sono stati pari al 56% dei consumi totali.

Torchiani, con l’incorporazione di Baslini Trade, da molti anni attiva nella distribuzione di prodotti per l’industria della gomma, intende rimanere partner affidabile di chi utilizza i polimeri e tutti gli additivi per la produzione di mescole in gomma. L’obiettivo è sempre lo stesso, garantire qualità e servizio ai clienti. L’ampio spazio a disposizione (l’area totale dell’insediamento è di 28.000 metri quadrati), e la disponibilità di mezzi propri per trasporto sia di prodotti liquidi che di prodotti solidi, permettono un servizio estremamente rapido ed efficiente. In particolare, è il caso di segnalare la vasta gamma di oli di processo, di varie tipologie e viscosità, adatti per l’uso in diversi tipi di gomma. 


TACCUINO Produzione • consumi • mercati

Produzione industriale: +0,5% in gennaio-febbraio

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a produzione industriale italiana è aumentata, nel suo complesso, dell’1,4% nel febbraio 2011 rispetto al mese precedente. Nei primi due mesi dell’anno, nel confronto con lo stesso periodo del 2010, la crescita è stata dell’1,3%. Per quanto riguarda la fabbricazione di articoli in gomma e materie plastiche, secondo i dati forniti dall’Istat, in febbraio la produzione è diminuita dello 0,1% . Nel bimestre gennaio/ febbraio si è avuta invece una crescita, sul corrispondente periodo gennaio-febbraio 2010, dello 0,5%.

Pirelli punta alla NR riciclata

N

essuno, solo un anno fa, avrebbe scommesso che la gomma naturale potesse raddoppiare di prezzo, in un periodo per lo più di crisi economica.

Ma sorprendentemente è quanto accaduto, mentre i prezzi di tutte le materie prime stanno ancora schizzando alle stelle; così per poter fronteggiare il costo elevato delle raw materials, Pirelli Tyre - cha da diversi anni sta sviluppando idee e soluzioni per poter reimpiegare in mescola quanto più possibile dagli scarti di pneumatici fuori uso - ha sottoscritto di recente un accordo di collaborazione e sviluppo con la società danese Genan di Viborg, uno dai più grandi player nel settore della triturazione e riutilizzo degli scarti di pneumatici a fine vita. L’accordo e lo sviluppo congiunto permetterà la messa a punto di nuove mescole e formulazioni contenenti elevate percentuali di gomma riciclata, per la produzione di pneumatici di livello fino a media gamma. Più in particolare, l’obiettivo dell’accor-

do si basa su uno sviluppo di un processo di estrazione della gomma naturale dal battistrada dei pneumatici che la contengono (essenzialmente pneumatici per autocarri e rimorchi), e la sua successiva rilavorazione per poterla riciclare nella confezione di coperture per mezzi di trasporto. Ciò comporterebbe un risparmio di gomma naturale tratta dalla pianta Hevea Brasiliensis, l’albero della gomma. Ed anche un risparmio di costi finali di produzione, tema oramai di grande importanza strategica per tutti i produttori di articoli che prevedono l’utilizzo della NR, non solo pneumatici. L’accordo tra Pirelli Tyre e Genan prevede di triplicare l’utilizzo di materie prime pregiate derivanti da PFU, oggi solo al 3%. La partnerhip consentirà infine a Genan lo sviluppo di nuova tecnologia per devulcanizzare e rilavorare la gomma naturale estratta e triturata da pneumatici a fine vita.

Per non rischiare di perdere la leadership, ha continuato il presidente di Cefic, l’Europa deve agire unita e subito, scommettendo sempre più su innovazione e valorizzazione del capitale umano per mantenersi all’avanguardia non solo sul fronte delle tecnologie di punta ma anche su quello dei volumi di produzione. E poi, ancora, uso efficiente delle risorse e una politica commerciale adeguata alle sfide globali di oggi.

Aumenta del 40% la capacità produttiva di Therban

L

anxess ha annunciato un potenziamento del 40% della capacità di gomma butadiene nitrile idrogenata (HNBR), commercializzata con il marchio Therban. Gli impianti interessati sono quello tedesco di Leverkusen e quello americano di Orange (Texas). Nel primo i lavori di ampliamento sono già cominciati e si prevede che saranno ultimati nell’aprile del 2012. A Orange il completamente è programmato per la fine del prossimo anno.

Come difendersi dalla minaccia cinese

Le macchine tedesche guardano sempre più alla Cina

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L’

el corso di una intervista rilasciata a Il Sole-24 Ore, Sergio Squinzi, presidente di Federchimica e dell’organizzazione dell’industria chimica europea (Cefic), ha affrontato il problema della concorrenza cinese e del possibile sorpasso. Nel 2010 la chimica europea, ha detto Squinzi, ha registrato una crescita forte ma siamo ancora lontano dai livelli precrisi. In dieci anni, tra il 1999 e il 2009 il fatturato dell’industria chimica nel mondo è cresciuto del 60% ma l’Europa, che nel ‘99 vi deteneva una quota del 32,1%, l’ha vista assottigliarsi fino al 24% del totale. Invece la Cina, che era al 5,8% dei ricavi totali del settore, è salita nientemeno che al 22,2%. Se non è ancora un testa a testa, poco ci manca. Il sorpasso, se il trend venisse confermato nei prossimi anni, appare una prospettiva concreta.

anno scorso le esportazioni tedesche di macchine per la plastica e la gomma in Cina sono aumentate del 64,4%, superando i 587 milioni di euro. Lo comunica l’associazione di categoria, la VDMA, sottolineando come in termini di valore le vendite nel paese asiatico sia ormai di poco al di sotto del record stabilito nel 2004. Per l’intero continente asiatico la crescita è stata del 60,4%, con punte significative in Corea (+141%) e a Taiwan (+33,4%). La quota dell’export asiatico dell’industria tedesca sfiora il 38% del totale. Quanto all’andamento della domanda nelle altre aree geografiche, la VDMA comunica che nella UE a 27 l’export è cresciuto del 16,3% e nel resto dell’Europa del 16,6%.

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Immatricolazioni auto in calo a marzo

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nche a marzo, come già a gennaio e febbraio, il mercato italiano dell’auto ha subito una consistente flessione: -27,6% con 187.687 consegne, contro le 259.115 del marzo 2010. Gennaio aveva chiuso a –20,4% e febbraio a –20,5%. È da dire che a marzo dell’anno scorso il mercato aveva risentito favorevolmente degli ordini che si erano accumulati negli ultimi mesi del 2009 per effetto degli ecoincentivi, e questo – come peraltro era nelle aspettative - ha accentuato l’aspetto negativo del confronto. Poche le marche che, secondo i dati pubblicati dal Centro Elaborazione del Mini-

stero delle Infrastrutture e dei Trasporti, hanno registrato nel mese una variazione positiva: 9 - corrispondenti al 30% circa del mercato totale - su 33 riportate. Tra queste, l’Alfa Romeo, che con 7.144 consegne contro 4.725 del marzo di un anno fa ha messo a segno un aumento delle immatricolazioni del 51,2%, elevando la quota dall’1,82% al 3,81%. Nel trimestre la contrazione complessiva del mercato è stata del 23,1% sul periodo gennaio-marzo 2010, con 513.710 immatricolazioni contro 668.021. Le marche nazionali hanno registrato, complessivamente, un calo di immatricolazioni sia nel mese (55.552 nuove vendite contro 82.368, -32,6%), con una quota di mercato scesa dal 31,8% al 29,6%,

che nel trimestre (150.420 unità a fronte di 212.301, -29,2%), con la quota scesa dal 31,8% di gennaio-marzo 2010 al 29,3% dello stesso periodo di quest’anno. Per il resto del 2011, il confronto col 2010 sarà più omogeneo, perché avverrà sulla base comune dell’assenza di incentivi alla rottamazione. Le previsioni dell’ANFIA (Associazione Nazionale Filiera Industria Automobilistica) sono per una leggera ripresa nei prossimi mesi e per una crescita più sostenuta nella seconda metà dell’anno. Buone notizie sul fronte del portafoglio ordini, che ha registrato incoraggianti incrementi: +2,5% a marzo e +15% nel trimestre (rispettivamente, 185.000 e 518.000 i contratti firmati).

Imprese • finanza

Solvay integra e offre l’acquisto di Rhodia

A

ll’inizio di aprile quattro attività del gruppo belga Solvay (Solvay Advanced Polymers, Solvay Padanaplast, Solvay Solexis e SolVin PVDC) hanno annunciato la loro integrazione in una unica società, la Solvay Specialty Polymers. La nuova business unit rappresenta circa il 15% delle vendite complessive del gruppo (che nel 2010 ammontavano a circa 7,1 miliardi di euro), avrà il proprio quartier generale a Bollate e ad essa faranno capo oltre 2.500 addetti dislocati in 26 siti nel Nord e Sud America, Asia ed Europa. Attraverso questa trasformazione, ha detto Augusto Di Donfrancesco, direttore generale di Solvay Specialty Polymers, puntiamo alla crescita del mercato dei polimeri speciali high-performance con 33 marchi, dando valore aggiunto ai clienti, ai partners commerciali, ai dipendenti e alle realtà locali. Per continuare ad innovare e soddisfare le necessità degli utilizzatori verrà potenziato anche il settore Research, Development and Technology (RD&T) nel quale verrà reinvestito il 6% delle vendite. L’integrazione sarà completata per la fine del 2011. Contemporaneamente Solvay ha lanciato una offerta di acquisto amichevole sull’intero capitale di Rhodia (raccomandata unanimemente dal consiglio di amministrazione di quest’ultima). L’offerta è di 31,60 euro per azione con un premio del 50% sulla quotazione attuale di Rhodia e del 44% sulla media dei tre ultimi mesi. L’operazione mira alla creazione di un

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nuovo gruppo di 12 miliardi di euro di fatturato e 1,9 miliardi di Ebitda. Le ragioni sono indicate nella forte complementarietà delle attività, nella collocazione delle vendite per il 40% nei mercati emergenti, nell’allargamento e una migliore distribuzione del portafoglio prodotti.

Crescita a due cifre per Lanxess e Rhein Chemie

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el 2010 Lanxess ha realizzato vendite per 7,1 miliardi di euro, il 41% in più rispetto all’anno precedente. È il risultato di una strategia, si legge in un comunicato, che ha puntato sull’incremento dei volumi ma anche dei prezzi. L’Ebitda prima delle poste straordinarie è passato da 465 a 918 milioni (dal 9,2 al 12,9 per cento) e l’utile netto da 40 a 379 milioni. Le vendite nei quattro paesi BRIC (Brasile, Russia, India e Cina) sono aumentate del 60% a 1,6 miliardi di euro e rappresentano il 23% delle vendite complessive del gruppo. Per quanto riguarda le singole business unit, Performance Polymers ha registrato una crescita delle vendite del 58% a 3,8 miliardi di euro soprattutto per merito dei segmenti delle gomme butile e butadiene; Advanced Intermediates ha avuto un fatturato di 1,3 miliardi (+20%); Performance Chemicals è arrivato a 2 miliardi (+29%). Crescita a due cifre anche per l’interamente controllata Rhein Chemie. Le vendite complessive sono state pari a 383 milioni di euro, il 40% in più rispetto al 2009.

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Impianti Yokohama in attività dopo il terremoto

D

opo i necessari controlli di sicurezza, gli impianti Yokohama situati sulla costa nord-orientale del Giappone, la più colpita dal terremoto e dallo tsunami dell’11 marzo scorso, hanno ripreso l’attività produttiva già a partire dal 14 dello stesso mese. Si tratta degli stabilimenti di Mishima e Hiratsuka, che producono unicamente pneumatici, e di Hamatite, Ibaraki e Nagano, impegnati in produzioni “Multiple Business” (barriere e parabordi marini, nastri trasportatori, tubi ad alta pressione, materiali antisismici, attrezzature per il golf, e altre ancora). Fortunatamente, in nes-

I siti produttivi di Yokohama in Giappone.


TACCUINO

sun sito ci sono state vittime nè feriti, e solo quello di Ibaraki ha subito lievi danni agli edifici e agli impianti, ma le riparazioni sono già state effettuate. Per ovvi motivi di razionalizzazione dell’utilizzo dell’energia elettrica decisa dal governo giapponese, la capacità produttiva degli impianti è mantenuta a un livello inferiore al massimo, per cui, al momento, il volume di produzione non è sufficiente a soddisfare le richieste del mercato, specie nel settore dei pneumatici, anche per le difficoltà di approvvigionamento delle materie prime. Nessun problema, invece, per le fabbriche situate più a sud del paese, fra cui Shinshiro - che produce i pneumatici High Performance Yokohama della serie Advan - Onomichi e Mie, che non hanno subito nessun danno e la cui capacità produttiva è solo limitata dalla disponibilità di energia elettrica.

Lanxess sbarca a Dubai

materie prime • macchine • prodotti

Consumo di gomma e risparmio energetico

S

ono circa 22 milioni le tonnellate di materiali che l’industria mondiale della trasformazione della gomma consuma ogni anno. Lo rende noto Desma Elastomertechnik, che ha fatto il punto della situazione attuale sull’efficienza dell’utilizzo dell’energia e dei materiali nello stampaggio della gomma. E quella che viene fuori dai calcoli è una realtà impressionante. Di questi 22 milioni di tonnellate, 3 milioni sono utilizzati nella produzione di articoli tecnici mediante stampaggio a iniezione. Ipotizzando uno scarto medio del 15%, si arriva alla conclusione che ben 360.000 tonnellate di gomma vanno perse. E di queste tonnellate, ovviamente, bisogna tener con-

to nel calcolare il prezzo dell’articolo stampato. Valutandone il costo, mediamente, in 5.000 € per tonnellata, la valorizzazione di questo scarto ammonta a 1.800.000.000 € (proprio così: milleottocento milioni di euro)!! Assumendo, adesso, che per produrre il quantitativo di gomma sintetica persa siano necessarie 4 ton di petrolio/tonnellata, si conclude che ogni anno nel mondo 1.440.000 ton di petrolio vengono ‘consapevolmente’ trasformate in ‘scarti’. Poiché il calore prodotto dalla combustione di questo materiale consente il ‘recupero’ di 216.000 ton di petrolio, il bilancio energetico netto è di 1.224.000 ton di petrolio buttate via (corrispondenti, più o meno, a 8.935.000 barili, pari – alla quotazione attuale - a 0.75 miliardi). A fronte di questa incredibile realtà - incredibile e insostenibile al tempo stesso - Desma sottolinea i risultati della

U

lteriore passo avanti di Lanxess nella strategia di espansione nei mercati del Medio Oriente. Il passo avanti si chiama Lanxess Middle East GmbH , nuova società che avrà sede a Dubai e sarà guidata da Elie Saad, sin qui a capo del business global polymer additives. L’interesse per il Medio Oriente si deve, ha detto il consigliere di amministrazione Werner Breuers, sia come fornitore di materie prime sia come cliente per vari prodotti chimici. Tra questi, in particolare, specialties, pigmenti coloranti per le costruzioni, plastici high-tech ed elastomeri.

Rhein Chemie acquista due linee di prodotti dalla Flexsys

L

a Rhein Chemie, sussidiaria di Lanxess, ha annunciato di aver ampliato il portafoglio prodotti con l’acquisizione di due linee della Flexsys America L.P., che fa oggi capo alla Solutia Inc. di St. Louis, Missouri. I due prodotti sono l’accelerante Vocol e il materiale rinforzante Santoweb. Il valore della transazione, che ha effetto immediato, non è stato comunicato.

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sua tecnologia tendente a ottimizzare sia il consumo di energia che l’utilizzo del materiale nello stampaggio a iniezione della gomma. Dal punto di vista del risparmio energetico, le sue presse offrono un elevato livello di efficienza di tutto il processo di iniezione nel suo complesso, dalle pompe a capacità variabile ai convertitori di frequenza, grazie ai quali il consumo si abbassa quando le pompe lavorano meno, dal sistema di chiusura idraulico “ServoGear” dotato di servomotore al sistema di controllo del riscaldamento e di distribuzione della temperatura all’interno dello stampo durante il ciclo produttivo. Ma ancora altre innovazioni tecnologiche consentono ulteriori numerosi benefici, come, per citarne un paio, la riduzione dei costi e dell’energia attraverso un utilizzo economico delle materie prime e la riduzione del tempo di vulcanizzazione mediante il FlowControl+. Un’altra possibilità di riduzione dei costi è offerta dal “QuickLock”, il nuovo sistema idro-meccanico che rende notevolmente più facile e rapido il cambio stampi. A seconda delle situazioni, il cambio di uno stampo può richiedere dai 30 ai 60 minuti, specie nel caso di stampi di notevoli dimensioni in macchine verticali, e anche parecchie ore per stampi non pre-riscaldati. Col QuickLock, invece, questi tempi si riducono drasticamente: uno stampo a quattro piastre pre-riscaldato può essere cambiato in 5 minuti invece che in 30. Molte di queste caratteristiche tecniche sono possedute dalla macchina vertica10-11 maggio 17-20 maggio 24-26 maggio 24-26 maggio 247-27 maggio 25-29 maggio 26-29 maggio 15-17 giugno 5-7 luglio 25-27 agosto 31 agosto-3 settembre 7-9 settembre 13-14 settembre 27-29 settembre 1-9 ottobre 5-7 ottobre 11-13 ottobre 18-22 ottobre 25-26 ottobre 56 |

le Desma 968.400 ZO Benchmark 750 (S3), che il costruttore tedesco ha presentato per la prima volta al K 2010.

Un nuovo spettrometro near-infrared

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hermo Fisher Scientific Inc., leader mondiale nel settore scienza dei servizi, presenta il nuovo analizzatore Thermo Scientific TruProcess, lo spettrometro near infrared (NIR) di nuova generazione per l’analisi in tempo reale di miscelazione, essiccazione ed altre applicazioni per processi analitici tecnologici (PAT). L’analizzatore TruProcess dimostra la precisione di un sistema da banco ed è facilmente integrabile nei processi di produzione esistenti. L’analizzatore fornisce una veloce, affidabile e istantanea analisi di processo e al tempo stesso ottimizza la prestazione produttiva, assicurando la qualità del prodotto e abbassando i costi di produzione. Inoltre, l’analizzatore include una tecnologia basata su sistemi micro-elettro-meccanici (MEMS) che trasforma la spettroscopia NIR tradizionale in un sensore NIR process-line TruProcess offre ai produttori un veloce e affidabile strumento di analisi on-line del processo; attraverso l’utilizzo della spettroscopia NIR e della tecnologia MEMS, offre il processo di scalabilità più completo del mercato. Il contenitore piccolo e leggero di TruProcess permette l’interfaccia con la più

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ampia gamma di attrezzature di processo. Lo strumento è dotato di un sensore di posizione integrato e connessione wireless, può completare una scansione in un secondo ed ha la capacità di controllare i tassi di fusione fino a 25 RPMs. L’analizzatore è, inoltre, compatibile con il software Thermo Scientific Method Development per permettere l’analisi sia delle applicazioni qualitative che di quelle quantitative come l’essiccazione, la miscelazione e l’umidità.

fiere ed eventi

Plastpol aperto anche alla gomma

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lastpol, la manifestazione espositiva polacca che si svolge a Kielce dal 24 al 27 maggio, da quest’anno ospiterà anche le macchine per la lavorazione della gomma. Di conseguenza ha modificato il suo nome in Plastpol-International Fair of Plastics and Rubber Processing. Ulteriori informazioni su www. targikielce.pl.

Blowing Agents & Foaming Conference Chinaplas SPS/IPC/DRIVES Italia Caoutchouc Caucho Gomma Plastpol-Macchine per plastica e gomma Autopromotec Packaging Plastic & Rubber Fair International Rubber Conference Tyrexpo India China Plastics & Rubber Exhibition Tiprex China Inter. Tire Expo Nanopolymers 2011 Interplas 2011 51° Salone Nautico Internazionale Rich Mac 2011 Rubber Expo & Health Care Materials Fakuma SAVE automazione strumentazione sensori

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sito inter net

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L'Industria della Gomma 2011 05  

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