ITVE20080066A1

ITVE20080066A1 - Metodo di realizzazione di nastri di materiale fibroso estensibile trasversalmente, in particolare carta, ed apparecchiatura per effettuare il metodo.

Info

Publication number: ITVE20080066A1
Application number: IT000066A
Authority: IT
Inventors: Marion Sterner; Giorgio Trani
Original assignee: Giorgio Trani
Priority date: 2008-08-07
Filing date: 2008-08-07
Publication date: 2010-02-08
Also published as: US8282779B2; US20110126997A1; JP2011529812A; EP2326501A1; CN102164740B; CN102164740A; WO2010015614A1

Description

D E S C R I Z I O N E

dell'invenzione avente per titolo:

"Metodo di realizzazione di nastri di materiale fibroso estensibile trasversalmente, in particolare carta, ed apparecchiatura per effettuare il metodo"

La presente invenzione concerne un metodo di realizzazione di nastri di materiale fibroso estensibile trasversalmente, in particolare carta, ed un’apparecchiatura per effettuare il metodo.

Sono noti metodi per realizzare nastri di carta estensibili in senso trasversale. Essi in genere vengono abbinati a metodi per realizzare nastri di carta estensibile anche in senso longitudinale e pertanto consentono di realizzare nastri di carta estensibile in tutte le direzioni.

Uno di questi noti metodi, descritto in US 2.624.245 prevede di far aderire un nastro di carta avente un idoneo grado di umidità ad un nastro continuo che si sta contraendo. Questo metodo è ampiamente diffuso e consente di raggiungere elevati ritmi produttivi. Tuttavia il grado di estensibilità in senso trasversale, e cioè in direzione ortogonale alla direzione di avanzamento del nastro di carta nella macchina da carta, è piuttosto limitato (in genere non superiore a 5%), mentre il grado di estensione in senso longitudinale è ben superiore.

Scopo della presente invenzione è di proporre un metodo ed un’apparecchiatura che consentano di produrre con elevati ritmi produttivi nastri di materiale fibroso, in particolare carta, in grado di essere esteso in senso trasversale in misura superiore di quanto avveniva in passato.

Questo scopo ed altri che risulteranno dalla descrizione che segue sono raggiunti secondo l’invenzione con un metodo di produzione di nastri di materiale fibroso estensibile trasversalmente caratterizzato dal fatto che si fa aderire un nastro di materiale fibroso plasmabile, avente un contenuto d’acqua compreso tra 20% e 80% ad almeno una superficie elastica temporaneamente e localmente preestesa in direzione ortogonale alla direzione di avanzamento di detto nastro e la si mantiene aderente a detta superficie elastica almeno fino a quando la stessa ha sostanzialmente ripreso la sua configurazione originaria.

Per attuare questo metodo l’invenzione prevede di utilizzare differenti apparecchiature, che in particolare comprendono almeno un nastro di materiale elastico, che prima di ricevere il nastro di carta in formazione viene stirato trasversalmente e dopo averlo ricevuto viene rilasciato per riassumere la configurazione iniziale, che comporta un accumulo in senso trasversale delle fibre del nastro ed una conseguente potenzialità dello stesso ad essere esteso, sempre in senso trasversale.

E’ anche possibile che durante questo processo il nastro di carta in formazione venga anche sottoposto ad un accumulo delle fibre in senso longitudinale, in modo che il nastro finale possegga caratteristiche di estensibilità sia in senso longitudinale che in senso trasversale.

La presente invenzione viene qui di seguito ulteriormente chiarita in alcune sue preferite forme di pratica realizzazione, riportate a scopo puramente esemplificativo e non limitativo con riferimento alle allegate tavole di disegni, in cui:

la figura 1 mostra schematicamente un’apparecchiatura in condizione di riposo per attuare il metodo secondo l’invenzione,

la figura 2 la mostra secondo la vista laterale II - II di fig.1,

la figura 3 la mostra in condizione operativa secondo la vista III - III di fig.4,

la figura 4 la mostra secondo la vista laterale IV - IV di figura 3,

la figura 5 la mostra secondo la vista V - V di fig. 3 dal lato di uscita del nastro di carta,

la figura 6 mostra schematicamente in una seconda forma di realizzazione un’apparecchiatura in condizione di riposo per attuare il metodo secondo l’invenzione,

la figura 7 la mostra secondo la vista laterale VII - VII di fig.6,

la figura 8 la mostra in condizione operativa secondo la vista VIII - VIII di fig.9, la figura 9 la mostra secondo la vista IX - IX di figura 8,

la figura 10 la mostra secondo la vista X - X di fig. 9 dal lato di uscita del nastro di carta,

la figura 11 mostra schematicamente in una terza forma di realizzazione un’apparecchiatura in condizione di riposo per attuare il metodo secondo l’invenzione,

la figura 12 la mostra secondo la vista XII - XII di fig.11,

la figura 13 la mostra in condizione operativa secondo la vista XIII - XIII di fig.14, la figura 14 la mostra secondo la vista XIV - XIV di fig.13,

la figura 15 la mostra secondo la vista XV - XV di fig. 14 dal lato di uscita del nastro di carta,

la figura 16 mostra schematicamente in una quarta forma di realizzazione un’apparecchiatura in condizione di riposo per attuare il metodo secondo l’invenzione.

la figura 17 mostra schematicamente in una quinta forma di realizzazione un’apparecchiatura in condizione di riposo per attuare il metodo secondo l’invenzione,

la figura 18 mostra secondo la vista laterale XVIII-XVIII di fig. 19 in una sesta forma di realizzazione un’apparecchiatura in condizione di lavoro per attuare il metodo secondo l’invenzione, e

la figura 19 la mostra secondo la vista XIX-XIX di fig. 18 dal lato di uscita del nastro di carta.

Come si vede dalle figure 1-5 il metodo secondo l’invenzione utilizza un’apparecchiatura che comprende, in linea di principio, una coppia di rulli 2 montati su un unico albero 4, e trascinati con questo in rotazione con qualsiasi mezzo idoneo, non raffigurato nei disegni. Ai due rulli 2 è applicato un unico manicotto 6 di materiale elastico, che copre completamente lo spazio da questi delimitato ed è stabilizzato nella sua posizione grazie al ripiegamento dei suoi bordi estremali oltre i due rulli 2. Tale stabilizzazione può avvenire in svariati modi, ad esempio bloccando detti bordi contro i rispettivi rulli 2 mediante flange anulari, o vincolando i bordi ad un anello inestensibile, che impedisca loro di aprirsi.

Alla coppia di rulli 2 è associata una seconda coppia di rulli 8, montati su un unico albero 10, dotato sia di moto rotatorio attorno al suo asse, sia di moto traslatorio nel senso dell’avvicinamento e dell’allontanamento dall’albero 4 dei rulli 2 tra una posizione di non interferenza, illustrata in figura 1, ed una posizione di interferenza, illustrata in figura 3.

Evidentemente in condizioni di interferenza si ha una deformazione del manicotto 6 nel senso di un suo allungamento trasversale, come risulta evidente in figura 3.

La velocità di rotazione ω1dei rulli 8 è scelta in funzione della velocità di rotazione ω2dei rulli 2, in modo che la velocità periferica di detti rulli 8 sia pari alla velocità periferica del manicotto 6 nel punto di massima interferenza.

Se r1è il raggio dei rulli 8 che ruotano alla velocità ω1, r2è il raggio dei rulli 2 che ruotano alla velocità ω2e d è l’interferenza tra i rulli 4 e 8, la relazione intercorrente tra le velocità ω1e ω2dei rulli è tale che

ω2r2= ω1(r1- d)

Quando tuttavia il manicotto 6 ha superato la zona di interferenza e non è più sottoposto ad estensione da parte dei rulli 8, esso ritorna elasticamente nella sua configurazione originaria.

Se le due coppie di rulli 4 e 8 tra loro interferenti vengono posti all’uscita di una linea di formazione di un nastro di carta 12 ancora plasmabile, quand’esso ha un contenuto di umidità compreso tra 20% e 80%, preferibilmente tra 40% e 60%, esso appoggia alla porzione di manicotto 6 preestesa e quando questa ritorna nella configurazione originaria provoca una contrazione trasversale del nastro stesso e la sua potenzialità ad essere esteso trasversalmente in misura tanto più elevata quanto maggiore era stato il grado di sua contrazione, e cioè il grado di preestensione del manicotto 6, al quale era stato appoggiato. Normalmente, tanto maggiore è l’interferenza tra i rulli 2 e 8 e tanto maggiore sarà l’allungamento del manicotto elastico e quindi tanto maggiore sarà il grado di accumulo in senso trasversale delle fibre del nastro e tanto maggiore il grado di estensibilità del nastro ottenuto.

L’invenzione prevede anche che il nastro di carta 12 da sottoporre al trattamento non provenga direttamente da una linea di formazione, e questi non abbia già per sua natura un contenuto di umidità compreso tra 20% e 80%, ma sia già perfettamente formato ed essiccato. In questo caso il procedimento secondo l’invenzione prevede che esso venga preliminarmente sottoposto ad un trattamento di umidificazione (bagno, spruzzatura, vaporizzazione, ecc.) che gli faccia assorbire la quantità d’acqua necessaria a conferirgli la caratteristica delle plasmabilità, analogamente ad un nastro uscente da una linea di formazione in cartiera.

Nelle figure 6-10 è illustrata schematicamente una differente forma di realizzazione di un’apparecchiatura destinata ad attuare il metodo secondo l’invenzione. Essa comprende un rullo 24, interessato in prossimità delle sue estremità da una coppia di scanalature circonferenziali 25 e rivestito con un manicotto di gomma 26, sostanzialmente identico al manicotto 6 della precedente forma di realizzazione.

L’apparecchiatura comprende altresì una coppia di rulli 28, montati su un albero 30 ed aventi profilo complementare al profilo delle scanalature 25.

Anche il complesso formato dai due rulli 28 e dal loro albero 30 è rivestito da un secondo manicotto elastico 31 ed è inoltre dotato sia di moto rotatorio attorno all’asse dell’albero 10, sia di moto traslatorio nel senso dell’avvicinamento e dell’allontanamento dal rullo 24, tra una posizione di non interferenza, illustrata in figura 6, ed una posizione di interferenza, illustrata in figura 8. In questa posizione di interferenza la compenetrazione dei rulli 28 nelle scanalature 25 del rullo 24 e la contemporanea compenetrazione della parte centrale di rullo 24, delimitata dalle scanalature 25, nello spazio delimitato dai due rulli 28 comporta un allungamento trasversale pressoché identico dei due manicotti 26 e 31 che si mantengono a contatto nelle parti delimitanti lo spazio destinato ad accogliere il nastro di carta 12 in formazione.

Questa forma di realizzazione dell’apparecchiatura consente di attuare il metodo secondo l’invenzione trattenendo il nastro di carta 12 in formazione non per semplice suo appoggio sul solo manicotto inferiore 26, bensì per ammorsamento tra il manicotto inferiore 26 ed il manicotto superiore 31.

Nelle figure 11-15 è illustrata schematicamente una terza forma di realizzazione di un'apparecchiatura destinata ad attuare il metodo secondo l'invenzione.

Essa comprende una coppia di rulli 42 montati su un unico albero 44 e trascinati con questo in rotazione in maniera di per sé nota. Tra questi rulli 42 ed un rullo di rinvio 45 è posto un nastro continuo 46 di materiale elastico.

Alla coppia di rulli 42 sono associate una prima coppia di rulli 52, montati su un albero 54 ed aderenti con la superficie laterale alla superficie laterale dei rulli 42, per trattenere l'interposto bordo del nastro continuo 46. Inoltre alla coppia di rulli 42 è anche associata una seconda coppia di rulli 48, montati su un albero 50. Anche il complesso di rulli 48 e di albero 50 è dotato sia di moto rotatorio attorno all’asse di questo, sia di moto traslatorio nel senso dell'avvicinamento e dell'allontanamento dell'albero 44 tra una posizione di non interferenza, illustrata in fig. 11, ed una posizione di interferenza, illustrata in fig.13.

La differenza tra questa terza forma di realizzazione e la prima forma di realizzazione illustrata nelle figure 1-5 consiste essenzialmente nella differente forma del manicotto elastico, che nel caso della prima forma di realizzazione è tubolare ed è semplicemente avvolto attorno ai rulli 2, mentre nel caso della terza forma di realizzazione è costituito da un nastro continuo 46 che necessita di essere trattenuto lungo i bordi contro i rulli 42 nel momento in cui i rulli 48 lo estendono trasversalmente, e richiede pertanto i rulli 52.

In figura 16 è illustrata una differente forma di realizzazione dell’apparecchiatura per attuare il metodo secondo l’invenzione. Esso prevede di utilizzare due rulli scanalati 64 identici, entrambi rivestiti con un manicotto elastico 66, ed una coppia di rulli 68, aventi profilo complementare alle scanalature 65 ricavate nei due rulli 64.

In questo caso, quando i due rulli 64 vengono ravvicinati tra loro in condizione di lavoro ed i rulli 68 vengono fatti entrare nelle scanalature 65 dei rulli 64, provocano lo stiramento trasversale dei due manicotti 66, che nella parte compresa tra le scanalature 65 aderiscono tra loro e trattengono a morsa l’interposto nastro di carta 12 in formazione.

La forma di realizzazione illustrata nelle figure 17-19 corrisponde sostanzialmente a quella illustrata in fig. 16, con le differenze peraltro di utilizzare anziché due rulli scanalati due coppie di rulli 84, ciascuna prevista di un manicotto elastico 86. In condizione di riposo (fig. 17) le due coppie di rulli 84 sono distanziati tra loro e da una terza coppia di rulli 88, distanziati tra loro in misura minore di quanto non lo siano i due rulli 84 di ciascuna coppia. In condizioni di lavoro le due coppie di rulli 84 sono tra loro ravvicinate, in modo che i rispettivi manicotti elastici 86 aderiscono all’interposto nastro di carta 12 in formazione. Inoltre in condizione di lavoro anche la coppia di rulli 88 è ravvicinata alle due coppie di rulli 84, in modo da interferire con i rulli stessi e da provocare lo stiramento temporaneo e localizzato dei due manicotti 86.

Si comprende chiaramente che indipendentemente dalla forma di realizzazione dell’apparecchiatura utilizzata per effettuare il metodo secondo l’invenzione, questo consente di realizzare con elevata velocità di produzione un nastro di carta estensibile trasversalmente in misura tanto più elevata quanto più elevato è stato il grado di prestiramento trasversale della o delle superfici che aderiscono al nastro di carta in formazione.

L’invenzione prevede anche che il procedimento ora descritto possa essere associato (preceduto o seguito) ed uno dei noti sistemi per creare anche elevati valori di allungamento in senso longitudinale

Come materiale per il manicotto elastico si possono utilizzare gomme naturali e/o sintetiche mono o multistrato, quali ad esempio gomma nitrilobutadienica (NBR), gomma nitrilobutadienica idratata (HBNR), gomma polietilenica clorosolfanata (CSM), gomma naturale, gomma stirenebutadienica (SBR), gomma etilenpropilendienica (EPDM), gomma clorofenica (CR), elastomeri a base di neoprene, nylon, poliuretano o silicone, eventualmente caricati per garantire nel tempo l’assenza di rilassamento e la resistenza alla screpolatura.

La presente invenzione è stata illustrata e descritta in alcune sue preferite forme di realizzazione, ma si intende le varianti esecutive potranno ad esse in pratica apportarsi, senza peraltro uscire dall’ambito di posteriori del presente brevetto per invenzione industriale.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1. Metodo di produzione di nastri di materiale fibroso, in particolare di carta, estensibile con estensibilità trasversalmente caratterizzato dal fatto che si fa aderire un nastro (12) di materiale fibroso desumibile, avente un contenuto d’acqua compreso tra 20% e 80% ad almeno una superficie elastica (6, 26, 31, 46, 66) temporaneamente e localmente preesteso in direzione ortogonale alla direzione di avanzamento di detto nastro e lo si mantiene aderente a detta superficie elastica almeno fino a quando la stessa ha sostanzialmente ripreso la sua configurazione originaria.
2. Metodo secondo la rivendicazione 1 carattreizzato dal fatto che si utilizza un nastro di materiale fibroso avente un contenuto di acqua compreso tra 40% e 60%.
3. Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che si fa aderire detto nastro di carta (12) in formazione ad un nastro continuo di materiale elastico in movimento.
4. Metodo secondo la rivendicazione 3 caratterizzato dal fatto che si effettua la preestensione di detto nastro per deformazione meccanica dello stesso, trattenuto in corrispondenza dei bordi longitudinali.
5. Metodo secondo la rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto che si mantiene aderente detto nastro di carta in formazione (12) a detta superficie elastica (6, 46, 66) per semplice appoggio.
6. Metodo secondo la rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto che si mantiene aderente detto nastro di carta in formazione (12) ad una coppia di superfici elastiche (26, 31), tra le quali detto nastro è interposto.
7. Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che si utilizza un nastro di materiale fibroso plasmabile direttamente proveniente da una linea di lavorazione che già lo porta ad un grado di umidità compreso tra 20% e 80%.
8. Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che si utilizza un nastro di materiale fibroso già stabilizzato nel suo contenuto di umidità e lo si sottopone ad un trattamento di umidificazione per portare il suo contenuto di umidità al 20% - 80%.
9. Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto di essere associato ad un metodo di produzione di nastri estensibili longitudinalmente.
10. Apparecchiatura per la produzione di nastri di materiale fibroso estensibile trasversalmente partendo da un nastro avente un grado di umidità compreso tra il 20% e 80%, caratterizzato dal fatto di comprendere un nastro continuo di materiale elastico (6, 26, 31, 46, 66, 86) avvolto su un primo organo a rulli (2, 4, 24, 42, 44, 64, 84) provvisto di almeno due rulli esterni (2, 24, 42, 64) di almeno una cavità circonferenziale (25, 65) delimitata da detti rulli esterni, e di mezzi di vincolo (52) dei bordi longitudinali di detto nastro continuo a detti rulli esterni, e di comprendere altresì un secondo organo a rulli (8, 10, 28, 30, 48, 50, 68), portato ad interferire con detto primo organo a rulli per far entrare in detta cavità la superficie di detto nastro non vincolata a detti rulli esterni.
11. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 10 caratterizzata dal fatto che detto nastro continuo (6, 26, 31, 66) è costituito da un manicotto avvolto su detto primo organo a rulli.
12. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 11 caratterizzata dal fatto che detto manicotto è mantenuto vincolato ai rulli esterni di detto primo organo a rulli per ripiegamento dei suoi bordi e per stabilizzazione dei bordi ripiegati.
13. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 12 caratterizzata dal fatto che ai bordi del manicotto avvolto su detto primo organo e rulli e stabilizzato rispetto ai rulli esterni per ripiegamento dei bordi stessi, è associato un anello inestensibile.
14. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 12 caratterizzata dal fatto che ai bordi del manicotto, avvolto su detto primo organo a rulli e stabilizzato rispetto ai rulli esterni per ripiegamento dei bordi stessi, sono associate flange di ammorsamento di detti bordi, cooperanti con detti rulli esterni.
15. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 10 caratterizzata dal fatto che detto secondo organo a rulli è costituito da una coppia di rulli (8) montati su un albero (10) a distanza reciproca inferiore alla distanza tra i rulli esterni (2) di detto primo organo a rulli ed è traslabile rispetto a questo tra una posizione di non interferenza ed una posizione di interferenza.
16. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 10 caratterizzata dal fatto che detto primo organo a rulli comprende un rullo (24) interessato in prossimità delle due estremità da due scanalature circonferenziali (25) ed avvolto dal manicotto elastico e detto secondo organo a rulli comprende una coppia di rulli aventi profilo complementare a dette scanalature circonferenziali e montati su un albero (30) a distanza pari alla distanza tra le scanalature stesse.
17. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 10 caratterizzata dal fatto che detto primo organo a rulli comprende una coppia di rulli (42) montati in condizione distanziata su un albero (44), un rullo di rinvio (45) disposto parallelamente a detto albero, ed un nastro continuo (46) di materiale elastico, teso tra detti rulli (42) e detto rullo di rinvio (45), e detto secondo organo a rulli comprende una prima coppia di rulli (52) interagenti con i rulli (42) del primo organo a rulli per trattenere localmente a morsa gli interposti lembi di detto nastro continuo (46), ed una seconda coppia di rulli (48), montati su un albero (50) ad una distanza inferiore alla distanza tra i rulli (42) del primo organo a rulli e mobili con detto albero tra una posizione di non interferenza ed una posizione di interferenza con detti rulli (42) del primo organo a rulli.
18. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 10 o 17 caratterizzata dal fatto che detto secondo organo a rulli comprende un manicotto elastico (31) che avvolge i rulli (28).
19. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 10 caratterizzata dal fatto che detto primo organo a rulli comprende due distinti rulli eguali (64), interessati ciascuno in prossimità delle sue estremità da scanalature circonferenziali continue (65) ed avvolti da un rispettivo manicotto elastico (66) e detto secondo organo a rulli comprende una coppia di rulli (68) aventi profilo complementare al profilo di dette scanalature (65) e distanza pari alla distanza tra queste, detto primo e detto secondo organo a rulli essendo mobili tra una posizione di riposo, in cui i due manicotti elastici (66) dei due rulli eguali (64) sono distanziati tra loro, e i rulli (68) del secondo organo a rulli non interferiscono con dette scanalature (65), ed una posizione di lavoro, in cui detti manicotti elastici sono a contatto tra loro e trattengono l’interposto nastro di carta in formazione (12) ed i rulli (68) del secondo organo a rulli interferiscono con dette scanalature (65).
20. Metodo di produzione di nastro di materiale fibroso estensibile trasversalmente secondo le rivendicazioni da 1 a 9, apparecchiatura per effettuare il metodo secondo le rivendicazioni da 10 a 19 e sostanzialmente come illustrati e descritti.