ITMI992441A1

ITMI992441A1 - Metodo e impianto per la produzione di fogli in materiale cartaceo aventi una struttura sostanzialmente rigida e fogli di tale tipo

Info

Publication number: ITMI992441A1
Application number: IT1999MI002441A
Authority: IT
Inventors: Giuseppe Locati
Original assignee: Giuseppe Locati
Priority date: 1999-11-23
Filing date: 1999-11-23
Publication date: 2001-05-23
Also published as: IT1313677B1; AU1858701A; EP1232048B1; WO2001038057A1; JP4625222B2; DK1232048T3; US6783714B1; RU2002116691A; ITMI992441A0; DE60003073T2; JP2003514691A; RU2244623C2; ES2200977T3; EP1232048A1; ATE241446T1; PT1232048E; DE60003073D1

Description

'' Metodo e impianto per la produzione di fogli in materiale cartaceo aventi una struttura sostanzialmente rigida, e fogli di tale tipo

La presente invenzione si riferisce ad un innovativo metodo, e a un impianto realizzante tale metodo, per la produzione di fogli in materiale cartaceo aventi una struttura sostanzialmente rigida, adatti, ad esempio, ad essere usati in sostituzione del tradizionale cartone ondulato per la produzione di scatole, imballaggi e simili. L'invenzione si riferisce anche al prodotto cartaceo realizzato secondo tale metodo. Nella tecnica nota, sono ben conosciuti i cosiddetti cartoni ondulati, formati da uno o più strati interni di carta ondulata, più o meno spessa, e da fogli piani incollati sulle due facce di ciascuno strato ondulato. Tale struttura ha il pregio di fornire rigidità con minimo impiego di materiale. Per contro, la produzione è relativamente complessa, dovendosi realizzare, con i tradizionali metodi di produzione della carta, una normale carta relativamente spessa. Tale carta deve poi essere ondulata, cosparsa di collante e ricoperta su entrambe le facce con fogli piani di altra carta, anch'essa prodotta con i tradizionali metodi. Infine, il tutto deve essere moderatamente pressato per assicurare l’incollaggio, tagliato in pannelli e lasciato asciugare. Si ha perciò una relativamente elevata complessità produttiva, che si deve affrontare per ondulare la carta, posizionarla, incollare i fogli piani, ecc. E' inoltre sempre necessario produrre la carta di partenza, con i noti problemi che nascono dalla tradizionale produzione della carta.

Una caratteristica del cartone ondulato che risulta a volte svantaggiosa è la differente rigidità che offre nella direzione di estensione delle ondulazioni rispetto alla direzione ortogonale. Per ovviare a ciò sono stati proposti cartoni formati da più strati ondulati incollati fra loro con le ondulazioni disposte in differenti direzioni. Ciò complica ulteriormente la realizzazione del cartone ondulato. Inoltre, è da tenere in considerazione che la produzione continua è possibile solo quando l'ondulazione viene eseguita con estensione delle pieghe in direzione trasversale alla direzione di scorrimento della linea di produzione, o al più con minima inclinazione rispetto a tale direzione di scorrimento.

Scopo generale della presente invenzione è ovviare agli inconvenienti sopra menzionati fornendo un materiale cartaceo in foglio, avente rigidità comparabile a quella del cartone ondulato, minimo dispendio di materiale, costo ridotto e facilità di produzione. Ulteriore scopo dell'invenzione è fornire un metodo di produzione e un impianto realizzante il metodo stesso.

In vista di tali scopi si è pensato di realizzare, secondo l'invenzione, un metodo per la realizzazione di fogli a struttura sostanzialmente rigida in materiale di carta, comprendente le fasi di triturare carta per ottenere fiocchi di carta; spargere i fiocchi per ottenere un tappeto di fiocchi; irrorare il tappeto con liquido collante; effettuare una prima compressione del tappeto per produrre un primo compattamento dei fiocchi mantenendo una conformazione del tappeto sostanzialmente piana; effettuare una seconda compressione del tappeto per produrre un secondo ulteriore compattamento, durante tale seconda compressione eseguendo una contemporanea formatura, per ottenere un foglio con una pluralità di imbutiture di irrigidimento. Sempre secondo i principi dell’invenzione, si è pensato di realizzare un impianto per la realizzazione di fogli a struttura sostanzialmente rigida in materiale di carta, comprendente mezzi di triturazione di carta per ottenere fiocchi di carta; mezzi distributori per spargere i fiocchi in uno strato uniforme a formare un tappeto di fiocchi; mezzi irroratori per irrorare il tappeto con liquido collante; mezzi uniformi di pressatura per sottoporre il tappeto ad una prima compressione per produrre un primo compattamento dei fiocchi mantenendo una conformazione del tappeto sostanzialmente piana; mezzi sagomati di pressatura per sottoporre il tappeto ad una seconda compressione per produrre un secondo ulteriore compattamento, durante tale seconda compressione i mezzi sagomati eseguendo una contemporanea formatura, per ottenere un foglio con una pluralità di imbutiture di irrigidimento.

Infine, sempre secondo i principi dell’invenzione, si è pensato di realizzare un foglio a struttura sostanzialmente rigida in materiale di carta, composto da fiocchi di carta pressati e con una pluralità di imbutiture di irrigidimento.

Per rendere più chiara la spiegazione dei principi innovativi della presente invenzione ed i suoi vantaggi rispetto alla tecnica nota si descriverà di seguito, con l'aiuto dei disegni allegati, una possibile realizzazione esemplificativa applicante tali principi. Nei disegni:

-figura 1 rappresenta una vista schematica di un impianto di produzione di un materiale cartaceo secondo l'invenzione;

-figura 2 rappresenta una vista schematica di fasi di lavorazione del materiale;

-figura 3 rappresenta una vista in pianta di un materiale ottenuto secondo l'invenzione;

-figura 4 rappresenta una vista in sezione presa lungo la linea IV-IV di figura 3. Con riferimento alle figure, in figura 1 è mostrato un impianto di produzione secondo l'invenzione. L'impianto, indicato genericamente con 10, comprende una vasca 11 di miscelazione di carta da macero 12, di varia provenienza. La vasca scarica su un trasportatore 13 che avvia la carta a mezzi di triturazione 14 per produrre fiocchi di carta, vale a dire particelle di carta con dimensioni ridotte e aspetto “lanuginoso”.

Vantaggiosamente, i mezzi di triturazione sono realizzati con un tamburo rotante dentato 14b contro il quale viene spinto rammasso di carta da macero.

I fiocchi di carta in uscita dal trituratore 14 vengono avviati a mezzi di distribuzione 15 che li distribuiscono sopra un trasportatore a nastro 16 per formare un tappeto sostanzialmente uniforme 17. Vantaggiosamente, i mezzi di distribuzione comprendono palette rotanti 15b di sollevamento e distribuzione a caduta dei fiocchi sul tappeto di trasporto. Ciò è stato trovato fornire facilmente un tappeto di fiocchi ben adatto alle successive lavorazioni.

II tappeto così formato passa in una stazione di irrorazione 18 dove mezzi di irrorazione lo spruzzano, preferibilmente a pioggia nebulizzata per mezzo di spruzzatori 18b, con liquido collante proveniente da un serbatoio 26. Il collante può essere più o meno diluito con acqua. Ad esempio, può essere a base vinilica.

Il tappeto irrorato passa attraverso mezzi uniformi di pressatura formati da una prima stazione di compattamento 19 nella quale il tappeto è sottoposto ad una prima compressione per produrre un primo compattamento dei fiocchi mantenendo una conformazione del tappeto sostanzialmente piana e una riduzione di spessore. Vantaggiosamente, i mezzi uniformi di pressatura comprendono rulli di pressatura 20 disposti affrontati fra rami affrontati del nastro 16 e di un superiore contronastro 21. Dopo di ciò, il tappeto, ridotto di spessore e compattato, viene è avviato ad una seconda stazione di compattamento 22, dove mezzi sagomati di pressatura sottopongono il tappeto ad una seconda compressione per produrre un secondo ulteriore compattamento. Durante tale seconda compressione i mezzi sagomati eseguono una contemporanea formatura, per ottenere un foglio con una pluralità di imbutiture di irrigidimento, come sarà chiaro nel seguito.

I mezzi sagomati di pressatura comprendono affrontati e complementari rulli godronati 23 fra i quali scorre il tappeto in uscita dai mezzi uniformi di pressatura. Il foglio o nastro così sagomato e portato al suo definitivo spessore ‘s’ può essere avviato ad una nota stazione di incisione, piega e taglio 24 per realizzare i fogli singoli che vengono accatastati in una nota stazione di accatastamento 25.

In figura 2 sono mostrati i cambi di configurazione del tappeto di fiocchi durante le varie fasi del metodo di produzione realizzato dall’impianto sopra descritto. In figura 2a è mostrato il tappeto di fiocchi, di un primo spessore SI, fra la stazione di irrorazione 18 e la stazione di primo compattamento 19. In figura 2b è mostrato il tappeto, ridotto ad uno spessore S2, in uscita dalla stazione di primo compattamento 19. Durante la compressione lo spessore SI del tappeto di fiocchi di carta è ridotto di almeno la metà, e preferibilmente da tre a cinque volte lo spessore iniziale, per fornire una prima compattazione ai fiocchi, così da ottenere una certa coerenza del tappeto.

In figura 2c è mostrato il tappeto durante il passaggio fra i mezzi sagomati di pressatura 23. Con tali mezzi lo spessore del materiale viene ridotto di almeno altre cinque volte (preferibilmente da cinque a dieci volte) per portarlo al definitivo spessore ‘s’, nel contempo sagomandolo, come si vedrà nel seguito, per fornirgli la voluta rigidità. Lo spessore V può essere nell’intorno di 2mm.

Nelle figure 3 e 4, è mostrata la preferita conformazione del foglio 30 ottenuto. Tale conformazione è stata trovata particolarmente vantaggiosa per avere una soddisfacente rigidità del foglio con ridotto impiego di materiale.

Come si vede in figura 3, il foglio ottenuto ha una pluralità di imbutiture 31. Le imbutiture hanno forma allungata e sono disposte in almeno due differenti direzioni sulla estensione del foglio. Vantaggiosamente, le due differenti direzioni sono ortogonali fra loro e le imbutiture sono raggruppate in gruppi di imbutiture, formati per esempio da tre imbutiture ciascuno. Le imbutiture di ciascun gruppo sono disposte affiancate e parallele e i gruppi sono disposti orientati nelle dette due direzioni lungo linee a zig-zag, in modo da non definire linee rette preferenziali di piega attraverso l’estensione del foglio.

Come si vede in figura 4, le imbutiture, genericamente trapezoidali, hanno altezza ‘h‘ che è pari almeno a quattro volte (vantaggiosamente almeno sei volte) lo spessore ‘s’ del foglio.

E’ chiaro dalle figure 2, 3 e 4 che i rulli godronati 23 dovranno complementariamente riprodurre sulla propria superficie cave e rilievi mostrati nelle figure 3 e 4, con distanza circa pari ad ‘s’ fra i due rulli.

A questo punto è chiaro come si siano raggiunti gli scopi prefissati.

Sorprendentemente, è stato trovato che con il metodo proposto è possibile eseguire una imbutitura profonda di un prodotto di carta senza strapparlo, ottenendo un foglio di spessore relativamente sottile, ma con soddisfacente resistenza alla deformazione per essere impiegato in sostituzione del tradizionale cartone ondulato, ad esempio per la realizzazione di scatole. La struttura a “fiocchi” permette uno scorrimento del materiale durante la formatura, evitando strappi nel tappeto compresso e addensato. E’ stato trovato che il primo parziale addensamento impartisce al tappeto una consistenza e una deformabilità tale da garantire la distribuzione uniforme del materiale nelle cavità che determinano la successiva imbutitura. In questa fase, infatti, è importante che non si addensi materiale al fondo delle cavità, dal momento che esso non ha comportamento fluido, sicché resterebbero zone al di fuori del fondo delle cavità con minima densità e quindi con insufficiente resistenza.

Al contrario, ove si tentasse di imbutire il tappeto pressato al suo spessore definitivo si produrrebbero lacerazioni per insufficiente deformabilità plastica del materiale.

La imbutitura ottenuta secondo l’invenzione è preferibilmente del tipo profondo, ovvero con formatura di rilievi che hanno dimensione, misurata ortogonalmente al foglio, che è un multiplo dello spessore del materiale.

Naturalmente, la descrizione sopra fatta di una realizzazione applicante i principi innovativi della presente invenzione è riportata a titolo esemplificativo di tali principi innovativi e non deve perciò essere presa a limitazione dell'ambito di privativa qui rivendicato. Ad esempio, le imbutiture potranno anche solo parzialmente intersecarsi ed essere non rettilinee ma ad andamento ondulato.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Metodo per la realizzazione di fogli a struttura sostanzialmente rigida in materiale di carta, comprendente le fasi di triturare carta per ottenere fiocchi di carta; spargere i fiocchi per ottenere un tappeto di fiocchi; - irrorare il tappeto con liquido collante; - effettuare una prima compressione del tappeto per produrre un primo compattamento dei fiocchi mantenendo una conformazione del tappeto sostanzialmente piana; effettuare una seconda compressione del tappeto per produrre un secondo ulteriore compattamento, durante tale seconda compressione eseguendo una contemporanea formatura, per ottenere un foglio con una pluralità di imbutiture di irrigidimento.
2. Metodo secondo rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che durante il primo compattamento lo spessore del tappeto viene ridotto di almeno la metà e, preferibilmente, da tre a cinque volte
3. Metodo secondo rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che durante il secondo compattamento lo spessore del tappeto viene ridotto di almeno cinque volte e, preferibilmente, da cinque a dieci volte.
4. Metodo secondo rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le imbutiture della pluralità hanno forma allungata e sono disposte in almeno due differenti direzioni sulla estensione del foglio.
5. Metodo secondo rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che le dette due differenti direzioni sono ortogonali fra loro.
6. Metodo secondo rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che le imbutiture sono raggruppate in gruppi di imbutiture disposte affiancate e parallele, i gruppi essendo disposti orientati nelle dette due direzioni lungo linee a zig-zag per non definire linee rette preferenziali di piega attraverso l’estensione del foglio.
7. Metodo secondo rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che le imbutiture hanno altezza che è sostanzialmente un multiplo dello spessore del foglio, vantaggiosamente pari almeno a quattro volte lo spessore del foglio.
8. Impianto per la realizzazione di fogli a struttura sostanzialmente rigida in materiale di carta, comprendente: - mezzi di triturazione di carta per ottenere fiocchi di carta; mezzi distributori per spargere i fiocchi in uno strato uniforme a formare un tappeto di fiocchi; - mezzi irroratori per irrorare il tappeto con liquido collante; - mezzi uniformi di pressatura per sottoporre il tappeto ad una prima compressione per produrre un primo compattamento dei fiocchi mantenendo una conformazione del tappeto sostanzialmente piana; - mezzi sagomati di pressatura per sottoporre il tappeto ad una seconda compressione per produrre un secondo ulteriore compattamento, durante tale seconda compressione i mezzi sagomati eseguendo una contemporanea formatura, per ottenere un foglio con una pluralità di imbutiture di irrigidimento.
9. Impianto secondo rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che i mezzi di triturazione comprendono un tamburo rotante dentato contro il quale viene spinto un ammasso di carta da macero.
10. Impianto secondo rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che i mezzi di distribuzione comprendono palette rotanti di sollevamento e distribuzione a caduta dei fiocchi su un tappeto di trasporto.
11. Impianto secondo rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che i mezzi irroratori comprendono spruzzatori di nebulizzazione a pioggia del liquido collante sopra il tappeto.
12. Impianto secondo rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che i mezzi uniformi di pressatura comprendono rulli di pressatura disposti affrontati fra rami affrontati di nastri trasportatori fra i quali scorre il tappeto.
13. Impianto secondo rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che i mezzi sagomati di pressatura comprendono affrontati e complementari rulli godronati fra i quali scorre il tappeto in uscita dai mezzi uniformi di pressatura.
14. Impianto secondo rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che i rulli godronati hanno superfici di lavoro sagomate con complementari cave e rilievi, le cave e i rilievi hanno forma allungata e sono disposte in almeno due differenti direzioni sulla superficie dei rulli.
15. Impianto secondo rivendicazione 14, caratterizzato dal fatto che le dette due differenti direzioni sono ortogonali fra loro.
16. Impianto secondo rivendicazione 15, caratterizzato dal fatto le complementari cave e rilievi sono raggruppate in gruppi disposti affiancati e paralleli, i gruppi essendo disposti orientati nelle dette due direzioni lungo linee a zig-zag.
17. Foglio a struttura sostanzialmente rigida in materiale di carta, composto da fiocchi di carta pressati e con una pluralità di imbutiture di irrigidimento.
18. Foglio secondo rivendicazione 17, caratterizzato dal fatto che le imbutiture della pluralità hanno forma allungata e sono disposte in almeno due differenti direzioni sulla estensione del foglio.
19. Foglio secondo rivendicazione 18, caratterizzato dal fatto che le dette due differenti direzioni sono ortogonali fra loro.
20. Foglio secondo rivendicazione 19, caratterizzato dal fatto che le imbutiture sono raggruppate in gruppi di imbutiture disposte affiancate e parallele, i gruppi essendo disposti orientati nelle dette due direzioni lungo linee a zig-zag per non definire linee rette preferenziali di piega attraverso l’estensione del foglio.
21. Foglio secondo rivendicazione 17, caratterizzato dal fatto che le imbutiture hanno altezza che è sostanzialmente un multiplo dello spessore del foglio, vantaggiosamente pari almeno a quattro volte lo spessore del foglio.