ITFI20070228A1 - "dispositivo e metodo di goffratura di materiale cellulosico multivelo e prodotto goffrato ottenuto con detto metodo" - Google Patents

Description

"DISPOSITIVO E METODO DI GOFFRATURA DI MATERIALE CELLULOSICO MULTIVELO E PRODOTTO GOFFRATO OTTENUTO CON DETTO METODO"

DESCRIZIONE

Campo tecnico

La presente invenzione riguarda dispositivi e metodi per la goffratura di materiale nastriforme, più in particolare di materiale cellulosico, come ad esempio carta cosiddetta tissue.

Più in particolare l'invenzione riguarda metodi e dispositivi per la goffratura di materiale nastriforme plurivelo, come ad esempio carta igienica, tovaglioli o simili.

Stato della tecnica

Nella produzione di materiali in carta tissue, come carta igienica, carta asciugatutto, tovaglioli e fazzoletti di carta e simili, viene frequentemente utilizzata la tecnica della goffratura per aumentare il volume ed incrementare altre caratteristiche tecnico-funzionali del prodotto. La goffratura ha anche in certi determinati casi lo scopo di decorare il materiale cartaceo. Nella produzione di prodotti di più elevata qualità e più elaborati, come ad esempio la produzione della carta asciugatutto, vengono usate tecniche di goffratura e laminazione che prevedono di goffrare separatamente due o più veli e poi di unirli per laminazione dopo aver applicato su almeno alcune delle protuberanze di goffratura di almeno uno di tali veli un collante. A tale scopo vengono utilizzati dispositivi cosiddetti goffratori - laminatori, in cui tipicamente un primo rullo goffratore coopera con un primo rullo di pressione ed un secondo rullo goffratore coopera con un secondo rullo di pressione. Nelle due gole definite da ciascun rullo goffratore con il rispettivo rullo di pressione viene eseguita la goffratura di un velo o di un complesso di veli. I due veli singolarmente goffrati od i due gruppi di veli singolarmente goffrati vengono poi accoppiati in una gola di laminazione definita dai due rulli goffratori (tecnica puntapunta) oppure a valle della gola fra i due rulli goffratori con la tecnica della goffratura cosiddetta annidata tramite l'ausilio di un rullo laminatore. Ad uno dei due rulli goffratori è associato un applicatore di collante.

In EP-A-1216818 è descritto un metodo di goffratura e laminazione in cui due veli vengono separatamente goffrati in gole formate da rispettivi rulli goffratori e rulli di pressione. I due veli goffrati separatamente vengono accoppiati per laminazione senza l'utilizzo di collante prevedendo almeno un rullo corredato di punte taglienti che penetrano attraverso i due veli da accoppiare formando così un accoppiamento meccanico. Questo dispositivo è particolarmente complesso da realizzare a causa della necessità di costruire protuberanze di goffratura e punte di perforazione, queste ultime normalmente formate come parte sporgente delle protuberanze di goffratura. Il dispositivo è, inoltre, soggetto a rapida usura e, almeno in alcuni casi, risulta di difficile messa a punto e regolazione.

Nei prodotti di minor pregio, come ad esempio ed in particolare tovaglioli di carta e carta igienica, due o più veli di carta tissue vengono goffrati simultaneamente, facendoli passare attraverso una gola di goffratura tra un rullo di pressione ed un rullo goffratore. Quest'ultimo è corredato di protuberanze che, per effetto della pressione reciproca tra i due rulli, penetrano nello spessore di un materiale di rivestimento elasticamente cedevole di cui è rivestita la superficie cilindrica del rullo di pressione. I due o più veli vengono così goffrati simultaneamente e subiscono un primo accoppiamento meccanico reciproco. Le protuberanze di goffratura di un velo penetrano nelle cavità definite dalle protuberanze dell'altro velo. Questo accoppiamento, peraltro, non è sufficiente ad evitare lo slittamento o scorrimento di un velo rispetto all'altro. I tovaglioli che vengono prodotti con questa tecnica sono ottenuti piegando singoli fogli di materiale multivelo precedentemente goffrato e la piegatura stabilizza un velo rispetto all'altro. Tuttavia, quando il tovagliolo viene aperto e steso per essere utilizzato, i due veli tendono a slittare l'uno sull'altro.

Nella produzione di carta igienica i due veli accoppiati per goffratura semplice vengono avvolti in rotoli. Prima dell'avvolgimento il materiale nastriforme pluri-velo viene sottoposto ad una mollettatura (mechanical plybonding), cioè ad un accoppiamento ottenuto per fusione localizzata delle fibre tramite rotelle di pressione in acciaio od altro materiale duro che vengono spinte con elevata pressione contro un rullo di contrasto. Tipicamente il rullo di contrasto è liscio mentre le rotelle sono godronate per ridurre la superficie di contatto e quindi incrementare la pressione locale a parità di sollecitazione sui supporti del rullo di contrasto e delle rotelle di mollettatura. In alcuni casi il rullo di contrasto presenta protuberanze e le rotelle possono essere lisce. Qualunque sia la conformazione superficiale delle rotelle e del rullo di contrasto, ciò che si vuole ottenere è una pressione localizzata molto elevata che provoca la giunzione per imparentamento delle fibre cellulosiche formanti i veli. L'operazione di accoppiamento meccanico ora descritta comporta elevate sollecitazioni sugli organi meccanici ed inoltre dà luogo ad un prodotto caratterizzato da linee longitudinali di mollettatura sotto forma di rigonfiamenti anulari nel rotolo, che risulta così di aspetto estetico non gradevole.

Oltre agli inconvenienti meccanici ed estetici sopra descritti, l'accoppiamento per mollettatura non risulta particolarmente efficace ed i veli formanti il prodotto pluri-velo tendono facilmente a staccarsi l'uno dall'altro. Questo rappresenta un problema in particolare nel prodotto in rotolo, poiché frequentemente i veli si staccano e 1'utilizzatore svolge accidentalmente un velo anziché l'insieme dei veli che formano il prodotto multivelo. Quando ciò accade si ha uno sfalsamento delle linee di perforazione e quindi problemi nell'utilizzo del prodotto.

Sommario dell'invenzione

Secondo un aspetto l'invenzione propone un dispositivo di goffratura e accoppiamento di veli per produrre un materiale pluri-velo che superi in tutto od in parte alcuni almeno degli inconvenienti sopra menzionati.

Secondo un diverso aspetto l'invenzione propone un metodo di goffratura ed accoppiamento di veli per la produzione di un materiale pluri-velo che superi in tutto od in parte gli inconvenienti sopra menzionati.

Sostanzialmente, secondo un primo aspetto, l'invenzione riguarda un dispositivo goffratore per goffrare ed unire tra loro almeno due veli di un materiale cellulosico pluri-velo, comprendente un percorso di avanzamento dei veli ed un rullo goffratore corredato di una pluralità di protuberanze e cooperante con almeno un primo rullo di pressione con una superficie esterna sostanzialmente cilindrica elasticamente cedevole. Tra il rullo goffratore e il rullo di pressione è definita una gola di goffratura attraverso la quale passa il percorso di avanzamento dei veli. Il rullo goffratore comprende una prima serie di protuberanze di minore altezza che goffrano il materiale nastriforme, ed una seconda serie di protuberanze di maggiore altezza, le quali provocano anche un effetto di giunzione meccanica tra i veli del materiale nastriforme, per effetto di una fusione o imparentamento localizzato delle fibre.

Ulteriori vantaggiose caratteristiche e forme di realizzazione del dispositivo secondo l'invenzione sono indicate nelle allegate rivendicazioni dipendenti e descritte nel seguito con riferimento ai disegni.

Secondo una vantaggiosa forma di realizzazione, le protuberanze della prima e della seconda serie sono distribuite secondo un disegno geometrico, così da risultare particolarmente facili da realizzare ad esempio tramite inci sione meccanica del rullo. In particolare, le protuberanze della prima e della seconda serie possono essere distribuite secondo allineamenti elicoidali. Preferibilmente, le protuberanze della prima e della seconda serie hanno una forma sostanzialmente tronco-piramidale. In alcune forme di realizzazione, le protuberanze hanno una base quadrangolare e preferibilmente quadrata. In alcune forme di attuazione, le protuberanze della prima serie e le protuberanze della seconda serie hanno basi tra loro sostanzialmente uguali e possono presentare fianchi di pendenze diverse.

In alcune forme di esecuzione, le protuberanze della prima serie hanno una superficie frontale a spigoli stondati, mentre preferibilmente le protuberanze della seconda serie hanno spigoli vivi in corrispondenza delle superfici frontali, per incrementare l'effetto di sollecitazione meccanica localizzata, e conseguente fusione o imparentamento delle fibre dei veli cellulosici. Gli spigoli vivi possono essere ottenuti rettificando le protuberanze più alte, mentre gli spigoli stondati delle protuberanze più basse possono essere generati direttamente nella fase di incisione del rullo goffratore con una appropriata forma dell'utensile incisore, ad esempio un creatore analogo a quello che viene utilizzato per la produzione delle ruote dentate.

In alcune forme di realizzazione il dispositivo può comprendere un secondo rullo di pressione cooperante con il rullo goffratore e disposto a valle del primo rullo di pressione rispetto al verso di avanzamento dei veli lungo il percorso di avanzamento sviluppantesi attorno a detto rullo goffratore. Il secondo rullo di pressione può essere realizzato con una superficie laterale cilindrica in materiale sostanzialmente rigido, ad esempio in acciaio, oppure in materiale elasticamente cedevole, ma di durezza superiore alla durezza del rivestimento elasticamente cedevole del primo rullo di pressione. In alcune forme di realizzazione la durezza del secondo rullo di pressione e la sollecitazione reciproca tra di esso ed il rullo di pressione sono tali da comprimere il materiale nastriforme formato dai due o più veli solo nella zona corrispondente alle protuberanze di maggiore altezza della seconda serie.

Preferibilmente il secondo rullo di pressione ed il primo rullo di pressione sono disposti in posizioni diametralmente opposte rispetto all'asse del rullo goffratore, per ottenere una sollecitazione bilanciata ed una riduzione delle frecce dovute alla sollecitazione flessionale sui rulli.

Il secondo rullo di pressione può essere utilizzato per incrementare l'effetto di imparentamento o fusione lo calizzata tra le fibre dei due o più veli accoppiati. Se necessario, il dispositivo può comprendere anche un applicatore di una sostanza liquida, preferibilmente acqua od acqua colorata, tra i due rulli qoffratori, disposto e realizzato per applicare il liquido in corrispondenza delle sole protuberanze di maqqiore altezza, od alcune di dette protuberanze di maqqiore altezza. Il liquido, che non ha necessità di presentare caratteristiche di collante, può facilitare od incrementare l'effetto di qiunzione meccanica ottenuto tramite il od i rulli di pressione.

Secondo un ulteriore aspetto, l'invenzione riquarda un metodo per la produzione di materiale nastriforme cellulosico pluri-velo, in cui almeno due veli di materiale cellulosico venqono alimentati simultaneamente attraverso una qola di qoffratura definita da un rullo di pressione e da un rullo qoffratore corredato di protuberanze di altezze diverse, le protuberanze più alte provocando la qiunzione dei veli.

Ulteriori vantaqqiose caratteristiche e forme di realizzazione del metodo secondo l'invenzione sono indicate nelle rivendicazioni dipendenti e descritte nel sequito con riferimento aqli alleqati diseqni.

Secondo ancora un ulteriore aspetto, l'invenzione riquarda un materiale nastriforme plurivelo comprendente almeno due veli di materiale cellulosico tra loro uniti, in cui detti veli sono goffrati insieme secondo un disegno di goffratura, presentando sporgenze inserite le une dentro le altre, in corrispondenza di alcune di dette sporgenze, di altezza superiore rispetto alle altre, i due veli essendo uniti per effetto della compressione e/o deformazione localizzata delle fibre cellulosiche.

Ulteriori caratteristiche e forme di realizzazione del materiale cellulosico secondo l'invenzione sono descritte nel seguito ed indicate nelle allegate rivendicazioni dipendenti.

In particolare, le protuberanze o sporgenze di goffratura e di giunzione dei veli sono distribuite preferibilmente lungo allineamenti rettilinei, inclinati rispetto ai bordi del materiale nastriforme. Preferibilmente le sporgenze di goffratura sono disposte secondo maglie quadrangolari, preferibilmente quadrate e le sporgenze di maggiore altezza sono disposte ad intervalli regolari in detto disegno a maglie quadrangolari.

In alcune forme di realizzazione, le sporgenze di maggiore altezza sono disposte con un passo da 5 a 10 volte maggiore rispetto al passo delle sporgenze di minore altezza, così da avere una distribuzione molto più rada delle sporgenze di maggiore altezza rispetto alle sporgenze di minore altezza.

In alcune forme di realizzazione le sporgenze hanno una densità compresa tra 10 e 200 protuberanza/cm<2>, preferibilmente fra 20 e 150 protuberanze/cm<2>, ancora più preferibilmente tra 30 e 100 protuberanze/cm<2>ed ancora più preferibilmente fra 35 e 70 protuberanze/cm<2>.

In alcune forme di attuazione le spogenze di maggiore altezza rappresentano una percentuale compresa tra lo 0,5 e il 25%, preferibilmente tra il 2 e l'8% del numero complessivo di sporgenze.

Breve descrizione dei disegni

L'invenzione verrà meglio compresa seguendo la descrizione e l'unito disegno, il quale mostra pratiche forme di realizzazione non limitative dell'invenzione. Più in particolare, nel disegno mostrano: la

Fig.l uno schema di un dispositivo goffratore secondo l'invenzione in una prima forma di realizzazione in vista laterale; la

Fig.2 un ingrandimento della gola di goffratura del dispositivo di Fig.l; la

Fig.3 un ingrandimento schematico del dettaglio indicato con III in Fig.l; la

Fig.4 una vista assonometrica di una porzione del rullo goffratore sviluppata in piano; la

Fig.5 una sezione trasversale di un allineamento di protuberanze del rullo goffratore; la

Fig.6 una vista laterale schematica di una seconda forma di realizzazione; la

Fig.7 un ingrandimento del dettaglio con VII in Fig.6; la

Fig.8 una sezione trasversale del rullo goffratore in una fase di lavorazione per la formazione dell'incisione; la

Fig.9 una forma di realizzazione modificata dell'invenzione; e la

Fig.10 una sezione trasversale schematica del prodotto ottenuto con il dispositivo di Fig.9.

Descrizione dettagliata di forme di realizzazione dell'invenzione

Con iniziale riferimento alla Fig.l, in una possibile forma di realizzazione il dispositivo goffratore, complessivamente indicato con 1, presenta un rullo goffratore 3 ruotante attorno ad un asse A e cooperante con un rullo di pressione 5 ruotante attorno ad un asse B sostanzialmente parallelo all'asse A. I due rulli 3 e 5 formano una gola di goffratura 7, attraverso la quale si estende un percorso di avanzamento di un materiale nastriforme N formato da almeno due veli VI e V2 che vengono goffrati ed accoppiati nella gola di goffratura 7. In alcune forme di realizzazione possono essere previsti anche più di due veli.

Come è visibile in particolare nell'ingrandimento della Fig.2, e nella sezione di Fig.5, il rullo goffratore 3 presenta una prima serie di protuberanze 3A ed una seconda serie di protuberanze 3B. Le protuberanze 3B hanno un'altezza maggiore rispetto alle protuberanze 3A. In alcune forme di realizzazione le protuberanze 3A e 3B vengono realizzate tramite un utensile incisore, ed in particolare un creatore, cioè un utensile del tipo utilizzato comunemente per l'incisione delle ruote dentate. L'incisione può avvenire tramite due passaggi dell'utensile creatore per formare una prima serie di scanalature elicoidali ed una seconda serie di scanalature elicoidali le quali, incrod andosi, formano sul rullo goffratore le protuberanze 3A e 3B. Maggiori dettagli sul modo di realizzare le protuberanze suddette verranno illustrati nel seguito.

Il rullo di pressione 5 presenta un rivestimento 5A in materiale elasticamente cedevole, ad esempio gomma sintetica od altro. Come mostrato nell'ingrandimento della Fig.2, grazie all'elasticità del rivestimento 5A ed alla pressione con cui vengono premuti l'uno contro l'altro i due rulli 3 e 5, le protuberanze 3A e 3B deformano lo spessore di materiale elasticamente cedevole 5A del rullo 5, cosicché i due veli VI e V2 che attraversano la gola di goffratura 7 vengono goffrati, subendo una deformazione permanente. Grazie al fatto che alcune delle protuberanze (le protuberanze 3B), presentano un'altezza maggiore rispetto alle restanti protuberanze 3A, nei due veli VI e V2 si formano zone di giunzione meccanica tra i veli. Questa giunzione o collegamento meccanico viene ottenuto per effetto della maggiore penetrazione delle protuberanze 3B nello spessore elasticamente cedevole del rullo 5, la quale provoca una locale fusione od un imparentamento delle fibre cellulosiche che formano i veli VI e V2. Poiché le restanti protuberanze 3A presentano un'altezza minore, in corrispondenza di esse le fibre non vengono fuse tra loro e di conseguenza i due veli VI e V2 sono uniti a punti con una distribuzione di punti di fusione corrispondente alla distribuzione delle protuberanze 3B di maggiore altezza. Questo permette di ottenere un materiale plurivelo morbido, con pochi punti di irrigidimento e con uno snervamento delle fibre solo in punti discreti e tra loro distanziati (in corrispondenza, cioè, delle protuberanze 3B), mentre la restante superficie del materiale nastriforme rimane morbido e sostanzialmente integro. I punti di giunzione sono sufficienti a mantenere stabilmente uniti i veli durante la produzione del manufatto finito e durante il suo utilizzo.

Per migliorare l'effetto di giunzione delle fibre, le protuberanze 3B possono presentare spigoli vivi attorno alle superfici frontali delle protuberanze stesse, mentre le restanti protuberanze 3A di minore altezza possono presentare superfici frontali raccordate almeno in parte ai fianchi con bordi sfondati, od addirittura possono presentare superfici frontali sostanzialmente sfondate. Questa configurazione è illustrata in maggiore dettaglio nella vista assonometrica di Fig.4, dove si osservano protuberanze 3A di minore altezza la cui sommità è delimitata da una superficie sfondata, mentre le protuberanze 3B sono frontalmente corredate di una superficie piana circondata da quattro spigoli vivi. In realtà la superficie frontale delle protuberanze 3B non è esattamente piana, bensì cilindrica, di raggio pari alla distanza della superficie frontale delle protuberanze 3B rispetto all'asse A. Gli spigoli vivi che circondano la superficie frontale di ciascuna 3B di maggiore altezza, possono essere ottenuti tramite rettifica delle protuberanze 3B di maggiore altezza, mentre le rimanenti protuberanze 3A non richiedono di essere ulteriormente lavorate dopo la loro formazione tramite l'incisione con doppio passaggio dell'utensile creatore sopra accennato, come verrà descritto in maggiore dettaglio in seguito.

La Fig.8 mostra una sezione del rullo goffratore 3 du rante la fase di incisione per la formazione delle protuberanze 3A e 3B. Con C è indicato in sezione un utensile creatore che presenta gole, la cui sezione trasversale corrisponde alla sezione trasversale delle protuberanze 3A ovvero 3B. Come illustrato schematicamente in Fig.8, il creatore presenta una pluralità di incisioni elicoidali di profondità H con un fondo arcuato, cioè raccordato ai fianchi della scanalatura, mentre una almeno delle scanalature presenta un'altezza Hi superiore ad H, la differenza tra Hi ed H corrispondendo alla differenza di altezza tra le protuberanze 3A e 3B. In alcune forme di realizzazione questa differenza può essere dell'ordine del 20-80% e preferibilmente dell'ordine del 30-60%, ad esempio attorno al 50%, cioè Hi = 1,5 H.

In realtà nel rullo 3 le protuberanze 3B hanno un'altezza inferiore rispetto alla profondità delle gole che le generano poiché, come sopra accennato, le protuberanze 3B vengono rettificate di testa per generare gli spigoli vivi attorno alla superficie frontale di esse. La forma frontale curva delle protuberanze 3A mostrata in Fig.4 è il risultato della doppia passata dell'utensile creatore C sulla superficie cilindrica del rullo di goffratura. Come si osserva in Fig.4, le linee di protuberanze 3A che convergono per formare le protuberanze 3B presentano una superficie frontale di forma leggermente diversa rispetto alle restanti protuberanze 3A, poiché esse vengono generate da una doppia passata dell'utensile creatore C, dove nella prima passata il materiale del rullo 3 tocca il fondo curvo delle scanalature dell'utensile creatore, mentre nella seconda passata tale materiale non raggiunge il fondo delle gole più profonde dell'utensile creatore stesso.

La tecnica di incisione del rullo goffratore tramite l'impiego di un creatore è descritta in maggiore dettaglio nel brevetto italiano n. 1.222.255 e nel brevetto italiano n. 1.222.256. Ulteriori caratteristiche di metodi di incisione con creatore sono descritte in WO-A-2007/105251.

La Fig.5 mostra una sezione di una porzione del rullo goffratore 3 secondo un piano contenente l'asse del rullo e limitatamente alla superficie del rullo stesso. Come si osserva in tale figura, le protuberanze 3B presentano un'altezza HI' superiore all'altezza H delle protuberanze 3A (dove HI' =H1-S, essendo S lo spessore di materiale asportato durante la rettifica). Con 3F è indicata la superfid e frontale delle protuberanze 3B di maggiore altezza e con 3S gli spigoli vivi che circondano le superfici frontali 3F stesse. Come sopra indicato, le superfici 3F hanno uno sviluppo sostanzialmente cilindrico, ma assimilabile ad un piano in considerazione del fatto che la dimensione di tali superfici è molto minore rispetto al raggio di curvatura. Le superfici frontali 3E delle protuberanze 3A presentano un andamento stondato ottenuto dal passaggio del creatore C, le cui gole generano le superfici sfondate 3E di dette protuberanze.

Le protuberanze 3A e 3B possono presentare dimensioni relativamente modeste ed elevata densità. Secondo alcune forme di realizzazione, le protuberanze 3A, 3B possono essere distribuite con densità comprese tra 10 e 200 protuberanza/cm<2>, preferibilmente fra 20 e 150 protuberanze/cm<2>. Secondo alcune forme di realizzazione preferite dell'invenzione le protuberanze 3A, 3B presentano una densità compresa tra 30 e 100 protuberanze/cm<2>ed ancora più preferibilmente fra 35 e 70 protuberanze/cm<2>. Preferibilmente, le protuberanze 3A e 3B sono disposte secondo una distribuzione geometrica comune, cioè ai vertici di maglie quadrangolari, senza distinzione di posizione delle protuberanze 3A rispetto alle protuberanze 3B. Ciò è particolarmente vantaggioso poiché consente l'incisione del rullo goffratore con l'impiego di un creatore come sopra descritto.

Secondo alcune forme di realizzazione, ed in particolare quando l'incisione avviene con un creatore, le protuberanze 3A, 3B presentano, come mostrato in particolare in Fig.4, una conformazione tronco-piramidale con un sommità sostanzialmente spianata (protuberanze 3B) o sostanzialmente stondata (protuberanze 3A). Secondo alcune forme di realizzazione i fianchi cioè le superfici laterali delle protuberanze 3A e 3B rispettivamente presentano un'inclinazione diversa tra loro. In Fig.5 con a è indicato l'angolo formato dai fianchi o facce laterali delle protuberanze 3A di minore altezza e con β l'angolo formato dai fianchi o facce laterali delle protuberanze 3B di maggiore altezza. Secondo alcune forme di realizzazione l'angolo a è maggiore dell'angolo β. Ad esempio l'angolo a può essere compreso tra 40 e 50° preferibilmente può essere pari a circa 45° mentre l'angolo β può essere compreso tra 20 e 40° e preferibilmente circa 30°.

L'altezza H delle protuberanze di minore altezza 3A può essere dell'ordine di grandezza di 0,4 ÷ 1,5 mm, ad esempio 0,5 ÷ 1,2 mm e preferibilmente 0,7 ÷0,9 mm, mentre l'altezza delle protuberanze 3B è, come accennato, preferibilmente del 50% superiore.

La distanza o passo tra le punte può essere uguale o diverso tra punte 3A e 3B ed anche tra due punte 3A contigue. Nell'esempio illustrato in Figg.4 e 5 la distanza Z tra due punte 3A contigue è costante, ed è uguale anche alla distanza ZI misurata tra una punta 3A e la contigua punta 3B, anche se questo non è vincolante.

Il rapporto tra il numero di protuberanze 3B ed il numero di protuberanze 3A dipende dalla forma del creatore C utilizzato per la generazione delle protuberanze stesse. Secondo alcune forme di realizzazione vantaggiose dell'invenzione, il creatore può presentare otto scanalature, una delle quali di maggiore profondità per formare le protuberanze 3B di maggiore altezza. In questo caso su ciascun allineamento elicoidale di protuberanze si otterrà una sequenza ripetitiva di otto protuberanze, di cui sette protuberanze 3A e una protuberanza 3B. Sul rullo saranno pertanto individuabili riquadri di 9x9 protuberanze, che presentano quattro protuberanze 3B ai vertici e settantasette protuberanze 3A distribuite uniformemente secondo allineamenti elicoidali.

La lavorazione del rullo goffratore 3 può essere ottenuta come descritto nel brevetto USA n. 5096527, in modo tale che sia i lati sia le diagonali delle protuberanze 3A, 3B, siano inclinati secondo linee elicoidali, così che sul rullo goffratore non si possano individuare allineamenti di protuberanze giacenti su linee ortogonali all'asse del rullo stesso. In questo modo si evita l'usura localizzata del corrispondente rullo di pressione.

In Fig.3 è schematicamente mostrata una sezione di una porzione di un materiale nastriforme N formato da i due veli VI e V2, goffrati e tra loro uniti tramite il rullo goffratore 3 ed il rullo di pressione 5 sopra descritti. I due veli presentano sporgenze PI, P2 inserite le une dentro le altre e generate dalla protuberanze 3A di minore altezza del rullo goffratore 3 e sporgenze PA, PB inserite le une dentro le altre, generate dalla protuberanze 3B di maggiore altezza del rullo 3. Nella zona frontale S le due sporgenze PA, PB sono unite per effetto della pressione generata dalle corrispondenti protuberanze 3B, che provocano 1'imparentamento delle fibre e l'eventuale rottura localizzata delle fibre stesse con conseguente ancoraggio reciproco dei veli, in corrispondenza degli spigoli vivi che circondano le superfici frontali delle suddette protuberanze 3B.

In Fig.6 è mostrata una variante di realizzazione del dispositivo secondo l'invenzione. Numeri uguali indicano parti uguali od equivalenti a quelle della forma di realizzazione mostrata in Fig.l. In questo esempio di esecuzione, attorno al goffratore 3 è disposto, oltre al rullo di pressione 5, un ulteriore rullo 11 che può presentare una superficie laterale sostanzialmente cilindrica HA realizzata in materiale duro per esempio acciaio, oppure rivestita con un rivestimento 11B elasticamente cedevole di durezza però sostanzialmente superiore rispetto alla durezza del rivestimento 5A del rullo 5. Ad esempio il rivestimento 5A può presentare una durezza di 40-70 gradi Shore e il rivestimento 11B una durezza di 90-100 gradi Shore. L'effetto del rullo 11 è chiaramente illustrato nel dettaglio ingrandito di Fig.7. Grazie alla sostanziale rigidezza o limitata cedevolezza della superficie HA del rullo 11, nella gola 12 definita fra il rullo goffratore 3 ed il rullo 11 il materiale nastriforme N formato dai veli VI, V2 precedentemente goffrati nella gola di goffratura 7 viene ulteriormente schiacciato in corrispondenza delle sole protuberanze 3B di maggiore altezza. Questo provoca un ulteriore effetto di fusione, cioè imparentamento, e/o rottura delle fibre cellulosiche in corrispondenza delle protuberanze 3B e quindi un migliore effetto di ancoraggio reciproco tra i due veli VI, V2. In questo modo si migliora l'effetto di giunzione dei veli senza aumentare eccessivamente le sollecitazioni fra il rullo goffratore 3 ed il rullo di pressione 5.

Il rullo 11 può ruotare folle ed essere trascinato dal rullo goffratore 3, oppure può essere anch'esso motorizzato e ruotare alla stessa velocità periferica del rullo goffratore 3 o leggermente diversa da questo, ad esempio con differenza di velocità dell'1% o maggiore, in modo da aumentare l'effetto di lacerazione delle fibre dei veli di carta e conseguente ancoraggio reciproco degli stessi. In alcune forme di realizzazione fra il rullo a monte 5 ed il rullo a valle 11 (rispetto al verso di avanzamento del materiale nastriforme cioè al verso di rotazione del rullo goffratore 3) può essere disposto un applicatore 13 per applicare una sostanza liquida, ad esempio un gruppo stampa. Questo applicatore serve a distribuire sulla sommità delle protuberanze 3B, e quindi sulle aree dei veli VI e V2 corrispondenti a tali protuberanze, un liquido e più in particolare vantaggiosamente acqua, che facilita l'effetto di giunzione reciproca dei veli sotto la pressione esercitata dal rullo 11 contro il rullo 3. L'acqua può essere colorata, tramite l'aggiunta di un colorante, ad esempio un inchiostro, per combinare un effetto di decoro cromatico. Questo liquido non ha necessità di presentare caratteristiche di incollaggio, poiché la sua funzione è unicamente quella di favorire l'effetto della pressione sulle fibre cellulosiche che formano i veli VI e V2.

La configurazione della Fig.6 (con o senza 1'applicatore 13) presenta rispetto alla configurazione di Fig.l non soltanto una maggiore efficienza della giunzione dei veli, ma anche un vantaggio meccanico-strutturale derivante dal fatto che la deformazione flessionale determinata dalla pressione tra i rulli 5 e 3 viene compensata dalla deformazione flessionale, con freccia inversa, determinata dalla pressione reciproca tra i rulli 3 ed 11.

Il gruppo goffratore sopra descritto può lavorare anche un numero diverso di veli per formare il materiale nastriforme plurivelo N, ad esempio tre o più veli, in particolare quando il gruppo goffratore presenta la configurazione della Fig.6, preferibilmente con 1'applicatore di liquido 13, poiché in tal caso la giunzione meccanica ottenuta per effetto della pressione delle punte 3B risulta incrementato.

Non si esclude la possibilità di utilizzare uno o più dei gruppi goffratori 1 illustrati in precedenza, od altri equivalenti, in dispositivi di goffratura e laminazione più complessi, ad esempio per produrre materiali goffrati con un numero elevato di veli, in particolare veli che presentano una goffratura o microgoffratura di fondo e una goffratura o macrogoffratura decorativa di maggiori dimensioni, così da ottenere un prodotto con caratteristiche estetiche di maggior pregio.

La Fig.9 mostra una forma di realizzazione di un unità di goffratura e laminazione complessivamente indicata con 10, comprendente uno o due gruppi goffratori 1 del tipo sopra descritto. Nell'esempio illustrato i gruppi goffratori 1 sono realizzati come in Fig.l, ma non si esclude la possibilità che essi vengano configurati come nella Fig.6, con o senza 1'applicatone di liquido 13. In Fig.9 uno dei gruppi goffratori 1 viene utilizzato per eseguire una goffratura ed una giunzione meccanica con la tecnica sopra descritta di una prima coppia di veli VI, V2. Questi passano tra il rullo goffratone 3 e il rullo di pressione 5 con rivestimento elasticamente cedevole 5A, detti rulli formando una gola di goffratura 7. In uscita da questa gola si ottiene un primo materiale nastriforme parziale NI formato dai due veli VI e V2 uniti e goffrati come sopra descritto. Una seconda coppia di veli V3 e V4 viene alimentata ad un secondo gruppo goffratone indicato con IX, presentante un rullo goffratone 3X ed un rullo di pressione 5X sostanzialmente uguali ai rulli 3 e 5 e tra i quali è definita una gola di goffratura 7X. In uscita da questa gola si ottiene un materiale nastriforme parziale N2 formato dai veli V3 e V4 accoppiati. Questi due materiali nastriformi parziali NI ed N2 vengono alimentati ad un gruppo goffratone laminatore 20 avente una struttura sostanzialmente di per sé nota. Nell'esempio illustrato il gruppo 20 è un gruppo goffratone del tipo punta-punta, ma si deve comprendere che esso può assumere qualunque altra configurazione idonea, ad esempio può essere un goffratore-laminatore annidato, oppure un goffratore-laminatore plurivalente che può eseguire la goffratura e la laminazione alternativamente in assetto puntapunta, oppure annidato.

In sintesi, il gruppo goffratore laminatore 20 presenta un primo rullo goffratore 21, un secondo rullo goffratore 23, un primo rullo di pressione 25 cooperante con il rullo goffratore 21 ed un secondo rullo di pressione 27 cooperante con il rullo goffratore 23. Con 25A e 27A sono indicati i rivestimenti in materiale elasticamente cedevole dei rulli di pressione 25 e 27. Con 29 è indicato un applicatore di collante e con 31 la gola di laminazione tra i rulli goffratori 21 e 23.

I rulli goffratori 21 e 23 sono corredati di protuberanze che, nella gola di laminazione 31, si trovano almeno in parte le une contrapposte alle altre per ottenere la laminazione dei veli precedentemente goffrati nelle gole tra i rulli 21, 25 e 23, 27. Nell'esempio illustrato, attorno al rullo goffratore 21 viene alimentato il materiale nastriforme parziale NI che subisce quindi una goffratura nella gola tra i rulli 25 e 21, mentre attorno al rullo goffratore 23 viene alimentato il materiale nastriforme parziale N2 che è goffrato tra i rulli 23 e 27. Il funzionamento del gruppo goffratore-laminatore 20 non viene descritto in maggiore dettaglio in quanto di per sé già conosciuto. Si ottiene in questo modo in uscita dal gruppo 10 un materiale nastriforme a quattro veli accoppiati a due a due (VI, V2; V3, V4) con la tecnica della goffratura e giunzione meccanica ottenuta con i gruppi goffratori 1, IX e poi tra loro uniti per goffratura e incollaggio tramite il gruppo goffratore laminatore 20.

La Fig.10 mostra schematicamente una sezione ingrandita del prodotto a quattro veli ottenuto con il gruppo goffratore complesso di Fig.9.

In alcune forme di realizzazione i gruppi goffratori 1, IX possono generare sui veli VI, V2 e V3, V4 una goffratura di fondo caratterizzata dalla presenza di piccole protuberanze o sporgenze di forma geometrica, vantaggiosamente tronco-piramidale coincidente con la forma delle protuberanze 3A e 3B (Fig.4) dei rulli goffratori 3, 3X. Secondo alcune possibili forme di realizzazione, i rulli goffratori 21, 23 del gruppo goffratore-laminatore 20, invece, generano sui due materiali nastriformi parziali NI, N2 disegni di goffratura di maggiore complessità che hanno funzione decorativa e che, tipicamente, presentano altezza maggiore ed anche una esetnsione superficiale maggiore rispetto alle protuberanze geometriche generate dai gruppi goffratori 1. Questo consente di ottenere un materiale nastriforme N con un elevato numero di veli ed una quantità di collante relativamente limitata, sufficiente ad unire tra loro i veli V2 e V4 che vengono a contatto reciproco nella gola di laminazione 31.

In altre forme di realizzazione, uno dei due gruppi goffratori 1, IX di Fig.9 può essere omesso o disattivato e al posto del materiale nastriforme parziale NI ovvero N2 da esso prodotto, può venire impiegato un velo singolo, oppure un velo multiplo, in cui i veli sono stati accoppiati tra loro in modo diverso rispetto a quanto ottenuto nel gruppo goffratore 1, oppure ancora veli non accoppiati, che vengono accoppiati per laminazione nella gola tra i rulli 21, 23. In ulteriori forme di realizzazione si può prevedere di alimentare nella gola di laminazione 31 un ulteriore velo liscio che si interpone tra i materiali nastriformi parziali NI, N2.

E' inteso che il disegno non mostra che una esemplificazione data solo quale dimostrazione pratica dell'invenzione, la quale può variare nelle forme e disposizioni senza peraltro uscire dall'ambito del concetto alla base dell'invenzione. L'eventuale presenza di numeri di riferimento nelle rivendicazioni accluse ha lo scopo di facilitare la lettura delle rivendicazioni con riferimento alla descrizione ed al disegno, e non limita l'ambito della protezione rappresentata dalle rivendicazioni.

Claims (40)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo goffratore per goffrare ed unire tra loro almeno due veli di un materiale cellulosico plurivelo, comprendente un percorso di avanzamento dei veli ed un rullo goffratore corredato di una pluralità di protuberanze e cooperante con almeno un primo rullo di pressione con una superficie esterna sostanzialmente cilindrica elasticamente cedevole, tra detto rullo goffratore e detto rullo di pressione essendo definita una gola di goffratura attraverso la quale passa detto percorso di avanzamento dei veli; in cui detto rullo goffratore comprende una prima serie di protuberanze di minore altezza ed una seconda serie di protuberanze di maggiore altezza, dette protuberanze della seconda serie provocando la giunzione dei veli per effetto della sollecitazione meccanica localizzata sulle fibre cellulosiche, dette protuberanze della prima serie generando sui veli un disegno di goffratura.
2. 2. Dispositivo come da rivendicazione 1, in cui dette protuberanze della prima e della seconda serie sono distribuite secondo un disegno geometrico.
3. 3. Dispositivo come da rivendicazione 2, in cui dette protuberanze della prima e della seconda serie sono distribuite secondo allineamenti elicoidali.
4. 4. Dispositivo come da rivendicazione 2 o 3, in cui dette protuberanze della prima e della seconda serie hanno una forma sostanzialmente tronco-piramidale.
5. 5. Dispositivo come da rivendicazione 4, in cui dette protuberanze della prima e della seconda serie hanno una base quadrangolare e preferibilmente quadrata.
6. 6. Dispositivo come da rivendicazione 4 o 5, in cui le protuberanze della prima serie e le protuberanze della seconda serie hanno basi tra loro sostanzialmente uguali.
7. 7. Dispositivo come da una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui le protuberanze della prima serie hanno una superficie frontale a spigoli stondati.
8. 8. Dispositivo come da una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui le protuberanze della seconda serie hanno almeno uno spigolo vivo tra la superficie frontale e la superficie laterale.
9. 9. Dispositivo come da una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui le superfici frontali delle protuberanze della seconda serie sono rettificate.
10. 10. Dispositivo come da una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui le protuberanze della prima e della seconda serie sono ottenute tramite un creatore.
11. 11. Dispositivo come da una o più delle rivendicazioni precedenti, comprendente un secondo rullo di pressione cooperante con detto rullo goffratore e disposto a valle del primo rullo di pressione rispetto al verso di avanzamento dei veli lungo il percorso di avanzamento sviluppantesi attorno a detto rullo goffratore.
12. 12. Dispositivo come da rivendicazione 11, in cui tra detto primo e detto secondo rullo di pressione è disposto un applicatore di almeno una sostanza liquida su zone dei veli in corrispondenza delle protuberanze della seconda serie.
13. 13. Dispositivo come da rivendicazione 12, in cui detto liquido è a base acquosa.
14. 14. Dispositivo come da rivendicazione 12, in cui detto liquido è acqua.
15. 15. Dispositivo come da rivendicazione 14, in cui l'acqua è colorata.
16. 16. Dispositivo come da una o più delle 11 a 15, in cui detto secondo rullo di pressione è disposto e realizzato per comprimere i veli in corrispondenza delle sole protuberanze dalla seconda serie.
17. 17. Dispositivo come da rivendicazione 16, in cui detto secondo rullo di pressione presenta una superficie sostanzialmente cilindrica, in materiale sostanzialmente rigido.
18. 18. Dispositivo come da rivendicazione 16, in cui detto secondo rullo presenta una superficie sostanzialmente cilindrica rivestita in materiale elasticamente cedevole, di durezza maggiore rispetto alla durezza del materiale di rivestimento della superficie sostanzialmente cilindrica del primo rullo di pressione.
19. 19. Dispositivo come da una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui dette protuberanze della prima e della seconda serie sono disposte secondo linee elicoidali orientate in modo tale da provocare un'usura sostanzialmente uniforme del rullo o dei rulli di pressione.
20. 20. Dispositivo come da una o più delle rivendicazioni precedenti, in cui detto rullo di pressione e detto rullo goffratore sono azionati in rotazione con velocità tali da ottenere una differenza di velocità periferica almeno tra le protuberanze di maggiore altezza di detta seconda serie di protuberanze e la superficie del rullo di pressione con cui esse cooperano.
21. 21. Un metodo per la produzione di materiale nastriforme cellulosico pluri-velo, in cui almeno due veli di materiale cellulosico vengono alimentati simultaneamente attraverso una gola di goffratura definita da un rullo di pressione e da un rullo goffratore corredato di protuberanze di altezze diverse, le protuberanze più alte provocando la giunzione dei veli.
22. 22. Metodo come da rivendicazione 21, in cui detti almeno due veli vengono passati attraverso una gola di goffratura formata da un rullo di pressione, presentante una superficie sostanzialmente cilindrica elasticamente cedevole, e da un rullo goffratore corredato di una prima serie di protuberanze e una seconda serie di protuberanze, le protuberanze della seconda serie presentando un'altezza maggiore delle protuberanze della prima serie, le protuberanze della prima serie generando una goffratura dei due veli e le protuberanze della seconda serie provocando una giunzione dei veli per effetto di una pressione localizzata tra i veli.
23. 23. Metodo come da rivendicazione 21 o 22, in cui i veli goffrati in detta gola di goffratura vengono ulteriormente compressi l'uno contro l'altro a valle della gola di goffratura in corrispondenza delle protuberanze di maggiore altezza.
24. 24. Metodo come da rivendicazione 23, in cui a valle della gola di goffratura sui veli viene applicato un liquido in corrispondenza delle protuberanze di maggiore altezza, prima di comprimere ulteriormente detti veli.
25. 25. Metodo come da rivendicazione 24, in cui detto liquido è acqua.
26. 26. Metodo come da rivendicazione 25, in cui detta acqua è colorata.
27. 27. Metodo come da una o più delle rivendicazioni 21 a 26, in cui dette protuberanze sono disposte secondo un disegno geometrico.
28. 28. Metodo come da una o più delle rivendicazioni 21 a 27, in cui dette protuberanze sono di forma geometrica, preferibilmente tronco-piramidale.
29. 29. Metodo come da una o più delle rivendicazioni 21 a 28, in cui in corrispondenza di dette protuberanze di maggiore altezza i veli vengono sollecitati da spigoli vivi realizzati su dette protuberanze di maggiore altezza.
30. 30. Metodo come da una o più delle rivendicazioni 21 a 29, in cui in detta gola di laminazione le protuberanze più alte hanno una velocità periferica diversa rispetto alla velocità periferica del rullo di pressione per generare un effetto di lacerazione localizzata delle fibre.
31. 31. Un materiale nastriforme plurivelo comprendente almeno due veli di materiale cellulosico tra loro uniti, in cui detti veli sono goffrati insieme secondo un disegno di goffratura, presentando sporgenze inserite le une dentro le altre, in corrispondenza di alcune di dette sporgenze, di altezza superiore rispetto alle altre, i due veli essendo uniti per effetto della compressione e/o deformazione localizzata delle fibre cellulosiche.
32. 32. Materiale nastriforme come da rivendicazione 31, in cui detto disegno di goffratura è definito da sporgenze di forma geometrica semplice.
33. 33. Materiale nastriforme come da rivendicazione 32, in cui detto disegno di goffratura è definito da sporgenze sostanzialmente tronco-piramidali.
34. 34. Materiale nastriforme come da rivendicazione 32 o 33, in cui le sporgenze di goffratura di minore altezza presentano superfici frontali stondate.
35. 35. Materiale nastriforme come da rivendicazione 32, 33 o 34, in cui le sporgenze di goffratura sono disposte secondo allineamenti sostanzialmente rettilinei.
36. 36. Materiale nastriforme come da rivendicazione 35, in cui dette sporgenze di goffratura sono disposte secondo maglie quadrangolari, preferibilmente quadrate.
37. 37. Materiale nastriforme come da rivendicazione 36, in cui dette sporgenze di maggiore altezza sono disposte ad intervalli regolari in detto disegno a maglie quadrangolari.
38. 38. Materiale nastriforme come da rivendicazione 37, in cui le sporgenze di maggiore altezza sono disposte con un passo da 5 a 10 volte maggiore rispetto al passo delle sporgenze di minore altezza.
39. 39. Materiale nastriforme come da una o più delle rivendicazioni 31 a 38, in cui dette sporgenze hanno una densita compresa tra 10 e 200 protuberanza/cm<2>, preferibilmente fra 20 e 150 protuberanze/cm<2>, ancora più preferibilmente tra 30 e 100 protuberanze/cm<2>ed ancora più preferibilmente fra 35 e 70 protuberanze/cm<2>.
40. 40. Materiale nastriforme come da una o più delle rivendicazioni 31 a 39, in cui le sporgenze di maggiore altezza rappresentano una percentuale compresa tra lo 0,5 e il 25%, preferibilmente tra il 2 e i'8% del numero complessivo di sporgenze.