Soffiaggio delle materie plastiche: caratteristiche, tipologie, mercato

La tecnologia del soffiaggio delle materie plastiche consente di realizzare corpi cavi per numerose applicazioni.

Le macchine per il soffiaggio di materie plastiche possono essere di due tipi:

• estrusione soffiaggio: viene estruso un tubolare di materiale plastico internamente ad uno stampo del quale assume la forma;
• iniezione soffiaggio: in una prima fase si forma una preforma (parison) con sagoma ben definita tramite processo ad iniezione, che poi viene soffiata e fatta aderire alle pareti di uno stampo opportunamente raffreddate. Rispetto all’estrusione soffiaggio, permette di ottenere manufatti a più elevata precisione dimensionale, con spessori di pareti più uniformi, maggior costanza di peso e volume dei vari manufatti, nonché minori scarti. Gli svantaggi rispetto all’estrusione soffiaggio sono quelli legati ai maggiori costi e alla difficoltà nel realizzare manufatti di forma particolarmente complessa.

Le applicazioni del soffiaggio

La tecnologia del soffiaggio può essere applicata a un’ampia varietà di applicazioni industriali o tecniche, a cominciare da articoli per imballaggio come taniche e flaconi.

Ruote giocattolo, schienali dei sedili delle automobili, condutture, tavole da surf, serbatoi di carburante, vasi di fiori, paraurti per automobili, valigette degli attrezzi a doppia parete e pannelli dell’armadio sono solo alcuni esempi dei numerosi progetti creativi in fase di sviluppo.

La storia della tecnologia del soffiaggio

Nel 1851 S.T. Armstrong presentò il brevetto statunitense per il soffiaggio di un materiale diverso dal vetro. A metà degli anni ’30, ICI (Imperial Chemical Industries) sviluppò il polietilene a bassa densità (LDPE), che fu commercializzato nel 1939 e perfezionato nel 1945 per le bottiglie. Nel 1938, Ferngren e Kopitke produssero una macchina per soffiaggio e la vendettero alla Hartford Empire Company. Questo fu l’inizio del processo di soffiaggio commerciale. Negli anni Quaranta la varietà e la quantità di prodotti erano ancora molto limitate e quindi il soffiaggio non decollò se non successivamente.

Una volta che la varietà e i tassi di produzione sono aumentati, la quantità di prodotti creati è seguita subito dopo. Nel 1950 Kautex Werke (Reinhold Hagen, Germania) sviluppò e offrì la prima attrezzatura per soffiaggio disponibile in commercio. Il design utilizzava una tecnica di stampo ascendente con parison aperto continuo estruso.

Nel 1953, il polietilene ad alta densità (HDPE) fu scoperto sia da Paul Hogan della Phillips Petroleum Company negli Stati Uniti che dal professor Zieglar in Germania. Successivamente, il professor Natta dall’Italia è andato oltre e ha polimerizzato sia il propilene che i butileni. Con la comparsa dell’HDPE sul mercato, si è verificata un’esplosione di prodotti soffiati sia in Europa che nel Nord America. Nel 1970, il test Coca-Cola commercializza la prima bottiglia per bevande gassata in plastica al mondo, una bottiglia in metacrilonitrile/stirene.

Negli anni ’70 è stato sviluppato il polietilentereftalato (PET) con l’introduzione del processo a due fasi in cui la preforma e le bottiglie vengono prodotte su macchine separate da Cincinnati Milacron, USA. Nel 1977 Nisser, ASB Company (Giappone), iniziò a offrire l’orientamento biassiale del PET utilizzando apparecchiature di soffiaggio basate su un processo a una fase. Nell’industria delle bevande analcoliche degli Stati Uniti, la quantità di contenitori di plastica è passata da zero nel 1977 a dieci miliardi nel 1999.

Con l’introduzione e l’applicazione di nuove resine e dei microprocessori, è diventata disponibile un’ampia gamma di proprietà diverse dei materiali. Inoltre, la disponibilità di apparecchiature più grandi e robuste e di tecnologia a microprocessore ha portato alla produzione di prodotti industriali come serbatoi di carburante per autoveicoli, braccioli e condizionatori d’aria. In Giappone e in Germania sono state rese possibili forme complesse e contorni irregolari con l’introduzione del soffiaggio 3-D. Oggi, una quantità ancora maggiore di prodotti viene soffiata e si prevede che continui ad aumentare.

Il mercato del soffiaggio delle materie plastiche

Il mercato del soffiaggio delle materie plastiche è stato valutato in 75,7 miliardi di dollari nel 2020 e si prevede che crescerà a un tasso annuale composto (CAGR) del 3,3% dal 2021 al 2028. Domanda crescente dai settori di applicazione chiave tra cui edilizia, automobilistico e l’imballaggio, in particolare nei Brics (Brasile, Russia, India, Cina e Sud Africa), dovrebbe guidare il mercato nel periodo di previsione. Nel mezzo della pandemia globale di Covid-19, la domanda di vari prodotti farmaceutici, disinfettanti e disinfettanti è aumentata. Questo, a sua volta, sta guidando la domanda di plastica soffiata nelle applicazioni mediche. Si prevede che il segmento crescerà a un ritmo più elevato rispetto ai segmenti dei materiali di consumo e dell’elettronica e dell’edilizia.