ITVI20070035A1 - Metodo per realizzare carta contrassegnata e compounds realizzanti tale metodo - Google Patents
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- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
- D21H21/50—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by form
- D21H21/52—Additives of definite length or shape
Description
Descrizione del brevetto per invenzione industriale avente titolo:”METODO PER REALIZZARE CARTA CONTRASSEGNATA E COMPOUNDS REALIZZANTI TALE METODO".
DESCRIZIONE
La presente invenzione è relativa ad un particolare metodo per la fabbricazione di carta e di cartone, a livello industriale e/o artigianale, presentanti elementi di contrassegno.
La presente invenzione è relativa altresì ai compounds adatti alla fabbricazione della carta che presentano elementi di contrassegno.
Come noto, la carta normalmente prodotta sia in macchina continua, sia artigianalmente, è costituita da materie prime fibrose, generalmente vegetali, unite per feltrazione ed essiccate.
Il materiale più comunemente usato per la fabbricazione della carta è costituito da fibre cellulosiche ottenute da alberi o da vegetali in genere.
La carta grezza viene poi rivestita in superficie utilizzando una gamma di additivi che formano una patina.
La carta e il cartone prodotti con il suddetto metodo presentano tuttavia alcuni inconvenienti, soprattutto per ciò che riguarda la possibilità di identificare con certezza l’autenticità di documenti presentati su supporto cartaceo. Un inconveniente è dovuto al fatto che, quando vengono utilizzate carte di manifattura non particolare, spesso non è possibile riconoscere l’originale da una copia non autorizzata.
Questo comporta un’enorme diffusione delle fotocopie non autorizzate creando notevoli danni economici, particolarmente ai produttori di carta pregiata.
Un ulteriore inconveniente è dovuto alla falsificazione della carta e in particolare di documenti su carta importanti che sono relativi ad atti ufficiali emanati da enti pubblici o comunque da enti ufficiali certificati.
Scopo della presente invenzione è realizzare un compound per la produzione della carta e del cartone contenente uno o più segni di riconoscimento univoci, organizzati in macchie, che consentano la tracciabilità del tipo di carta anche se non visibili ad occhio nudo.
Ulteriore scopo della presente invenzione è realizzare un compound per la produzione della carta o del cartone che impedisca la falsificazione della carta o del cartone utilizzato.
Fa parte della presente invenzione un metodo di produzione della carta che presenti caratteristiche di identificazione univoca e quindi di difficile falsificazione.
I suddetti scopi sono raggiunti dalla presente invenzione che riguarda un compound per la fabbricazione di carta o cartone le cui caratteristiche principali sono in accordo con quanto espresso nella prima rivendicazione.
I suddetti scopi sono altresì raggiunti con la presente invenzione da un metodo di realizzazione di compounds per carta le cui caratteristiche principali sono in accordo con la rivendicazione n. 32.
Vantaggiosamente il compound per la fabbricazione della carta o del cartone secondo l'invenzione consente la tracciabilità della carta prodotta poiché in detta carta sono presenti macchie aventi uno o più sistemi antifalsificazione. Ancora vantaggiosamente il metodo per la fabbricazione della carta o del cartone secondo l’invenzione offre un sistema di riconoscimento univoco del produttore di un certo tipo di carta.
Secondo un aspetto della presente invenzione, il compound o miscela, comprende una prima soluzione di un colloide addizionato con sostanze coloranti e/o identificanti, alla quale viene aggiunta una seconda soluzione coagulante che condensa le macchie cromatiche in gocce semisolide addizionabili alla dispersione cartacea detta impasto.
Le macchie colorate possono essere realizzate secondo una forma casuale, anche se controllabile nella dimensione, oppure in una forma specifica, detta anche pre-sagomata. Le macchie non pre-sagomate sono influenzate da diversi fattori, come:
- dalla concentrazione dei colloidi nella soluzione acquosa; - dalla turbolenza esercitata (intesa come agitazione meccanica) sulla soluzione colloidale all’atto dell’aggiunta dei coagulanti;
- dal livello di coagulazione raggiunto dalle macchie stesse. Le macchie pre-sagomate possono essere ottenute con procedimento in continuo o discontinuo secondo le seguenti indicazioni.
Procedimento in continuo
Per quanto concerne le macchie colorate, si consigliano le seguenti tecnologie.
In un impianto per liquidi munito d’agitazione meccanica, meglio se riscaldabile, si discioglie il colloide. Ad esempio nel contenitore s’introducono mille litri d’acqua a temperatura ambiente, l’acqua viene posta sotto normale agitazione.
All’acqua si aggiungono molto lentamente 20 kg di carbossimetilcellulosa, ed il quantitativo desiderato d'ausiliari identificatori, i quali possono essere il colorante e/o pigmento, e/o della farina di madreperla, e/o d’alluminio, e/o del fluorescente, e/o del reagente e/o del correggente, e/o del magnetizzabile e/o del cromatico solubile in solventi organici, e/o della carica opacizzante. Gli ausiliari identificatori sono preferibilmente scelti nelle forme esistenti già in dispersione o in soluzione idro compatibile. Ciò è valido per tutte le componenti non colloidali delle macchie colorate che possono partecipare alla formazione delle stesse.
Gli ausiliari identificatori possono essere scelti tra un candeggiante ottico e/o un fluorescente e/o un colorante disperdibile non solubile in acqua, ma solubile in solventi organici, e/o una sostanza cromo reagente al tocco con specifici reattivi. I reattivi possono essere i variatori di colore sensibili al pH (vedi il bromocresolo), sensibili all'umidità relativa (vedi il cloruro esaidrato di cobalto), sensibili agli ossidanti, sensibili cromaticamente ai riducenti, agli ossidi di ferro gamma, ai pigmenti fosforescenti.
La somma in peso delle singole costituenti rispetto al peso del o dei colloidi è consigliato che sia compresa tra l'1 % ed il 100% al fine di non incorrere in problematiche relative alla carta e al cartone destinate alla stampa o alla fotocopiatura che ne riducano la vendibilità.
Il sistema colloidale, addizionato degli ausiliari da miscelare intimamente, è mantenuto sotto agitazione per il tempo necessario. Esso è normalmente compreso tra i 10 e i 120 minuti, al fine ottenere oltre alla dissoluzione in acqua del colloide anche la buona dispersione degli ausiliari. La soluzione/dispersione contenente gli elementi coloranti ed identificanti è pronta per procedere alla formazione dei macro coagulati. I macro coagulati colorati dette macchie colorate possono essere del tipo realizzato in discontinuo o del tipo realizzato in continuo. Per le macchie colorate destinate ad impartire disegni cromatici su carte aventi come fondo una forte colorazione, quali possono essere le carte nere, blu, rosse, marroni o verde scuro, si consiglia di aggiungere alla sospensione colloidale, prima della coagulazione, oltre ai coloranti e traccianti già specificati, un buon opacizzante quale si è dimostrato il biossido di titanio che rende i disegni cromatici ben contrastati, opachi e nitidi eliminando l’effetto trasparenza.
Nel procedimento di produzione delle macchie in continuo, la fase di coagulazione delle macchie avviene direttamente in linea, ma esternamente al processo di produzione della carta, anche se le macchie così coagulate vengono introdotte in continuo ad un certo punto del processo di fabbricazione della carta, ovvero, preferibilmente nel circuito cosiddetto "breve” della macchina per carta.
Si osserva inoltre che la coagulazione in linea avviene preferibilmente con l'utilizzo di una prima pompa in cui s’inietta la soluzione/dispersione cromatica in una tubazione che alimenta un miscelatore idraulico o meccanico per liquidi, mentre una seconda pompa inietta (nel miscelatore statico o dinamico) la soluzione molto diluita d'acqua addizionata del coagulante. La sospensione delle macchie colorate risultante è inviata o in macchina continua o ad un serbatoio polmone che permette di aumentare il tempo di contatto tra le macchie colorate e la soluzione coagulante migliorandone la resistenza meccanica. La sospensione delle macchie colorate è quindi erogata direttamente o nella cassetta a livello costante oppure mediante pompa, preferibilmente nella tubazione di mandata alla cassa d'afflusso della macchina continua per carta.
Procedimento discontinuo
Le macchie colorate discontinue sono ottenute addizionando alla soluzione (colloide più agenti cromatici) il coagulante prescelto (ad esempio, policloruro d’alluminio in soluzione al 18% di secco) in ragione di quanto desiderato (ad esempio, 10 litri su 1000 litri).
L’introduzione sotto agitazione del coagulante porta alla formazione d’agglomerati colorati che, in funzione della concentrazione del colloide, della velocità d'agitazione del sistema e della velocità d'aggiunta del coagulante, generano la dimensione media dei coagulati.
Questa logica discontinua ha il pregio di poter essere pretestata in laboratorio. Per effettuare il test, si preleva una campionatura di macchie colorate e si aggiunge ad un campione di sospensione dell'impasto fibroso nelle proporzioni che si utilizzeranno per la produzione della carta contenente le macchie colorate e con lui si realizzano dei foglietti di carta in laboratorio, essi sono utili al fine di valutare l’effetto delle macchie colorate cromatiche in carta. Il disegno cromatico dato dalle macchie colorate nei foglietti di laboratorio è di norma e nella media leggermente più grande di quello ottenuto sia nella produzione di carte a mano sia delle carte di laboratorio in quanto nella produzione di carte industriali sono esercitate forti azioni meccaniche sull'impasto cartario che tendono a suddividere alcune delle macchie colorate che sono contenute nell'impasto cartario. Si è notato che il disegno di laboratorio si avvicina sempre più a quello ottenibile su macchina continua industriale al diminuire delle forti azioni meccaniche esercitate dagli agitatori delle tine di macchina, dalle pompe, dai depastigliatori e dai raffinatori. E’ consigliabile pertanto iniettare la dispersione acquosa di macchie colorate con pompa dosimetrica in un punto di buona miscelazione, preferibilmente a valle dei raffinatori, ad esempio nelle tubazioni di mandata dell'impasto cartario alla cassa d'afflusso.
Dimensionamento e sagomatura delle macchie
Allo scopo di dimensionare le macchie colorate, oltre ai miscelatori per liquidi, sono utilizzabili gli ugelli del tipo usato per la produzione delle micro capsule, che naturalmente per quest’applicazione vanno ingigantiti.
Per realizzare macchie colorate con sagoma di dimensioni predefinite, preferibilmente si utilizza una soluzione concentrata di colloide (ad esempio, il 5% di carbossilmetilcellulosa).
La carbossilmetilcellulosa è prima disciolta in acqua sotto agitazione e poi vengono addizionate ad essa le sostanze identificative, le sostanze antifalsificazione, i coloranti, i pigmenti e, se desiderato, le cariche volute.
Quando il sistema risulta essere omogeneo, si aggiunge lentamente una quota parte del coagulante diluito (ad esempio, lo 0, 1 % di policloruro di alluminio diluito al 2%). Aggiungendo lentamente il policloruro di alluminio o altro coagulante si ottiene una pasta avente una consistenza comparabile con una pasta alimentare fresca.
Il tutto viene poi sagomato con sistemi tipo filiere per la pasta e/o gli spaghetti, aventi però le dimensioni volute, che sono normalmente inferiori a quelle della normale pastina. Le macchie colorate realizzate in laboratorio sono state anche sagomate con piccole trafile d'iniezione, partendo da pre-agglomerati semi condensati e poi vengono rese discontinue mediante taglio meccanico all’uscita dalla trafila. Il trafilato viene tagliato con sistemi idonei a realizzare elementi di trafilato molto corti, ad esempio di 0, 1 /10 mm, in modo da ottenere la sagoma voluta.
All’atto del taglio, o immediatamente dopo, si addiziona una soluzione acquosa diluita di coagulante, in modo da ottenere le singole macchie sagomate separate tra di loro e di permettere la conservazione della sagoma nel tempo.
Queste macchie colorate sagomate sono addizionate alla sospensione fibrosa cartaria il più vicino possibile all’alimentazione della cassa d’afflusso della macchina per carta.
Nei processi continui per disegnare cromaticamente la carta prodotta su impianti industriali e quando si produce in sistema a pH detto neutro, può essere utile neutralizzare l'acidità libera del coagulante contenuto nella sospensione acquosa delle macchie colorate o delle macchie colorate sagomate, con il fine di prevenire la formazione di bolle di aria (bollicine di anidride carbonica) nel foglio di carta.
È consigliabile che la neutralizzazione sia effettuata per semplice addizione di carbonato di calcio alla dispersione acquosa coagulante diluita nelle macchie colorate o nelle macchie colorate sagomate, avendo cura di lasciare sgasare le bollicine di anidride carbonica formatesi prima della loro addizione alla sospensione fibrosa cartacea in modo da evitare che queste si liberino nel momento della formazione del pannello cellulosico sulla tela di formazione. Questa precauzione permette di prevenire la liberazione eccessiva di bollicine di anidride carbonica, in impasti cartacei ricchi di carbonato di calcio, all’atto della formazione del pannello di carta o cartone.
Distribuzione delle macchie di colore
Al fine di garantire la distribuzione delle macchie e di ridurre la probabilità di grossi agglomerati di macchie colorate o di macchie colorate sagomate in carta, è opportuno montare un filtro a tela grossolana.
E' risultata utile una tela da 3 mm d'interspazio, posizionata immediatamente prima o subito dopo la pompa di mandata delle macchie colorate o delle macchie colorate sagomate, al loro punto d’introduzione nella sospensione fibrosa. Nel caso di produzione di carta fatta a mano è sufficiente diluire la sospensione delle macchie colorate o delle macchie colorate sagomate con acqua leggermente addizionata di coagulante (ad esempio, l' 1 % d’Italclar 18 ® dell’ltalchemical Industriale s.r.l.). In questo caso è necessario agitare e versare il tutto sopra un setaccio (ad esempio, di 2/3 mm d’interspazio tra filo e filo) posto sopra la sospensione fibrosa preparata per la produzione della carta miscelando il tutto secondo le normali norme di buona produzione dei fogli fatti a mano.
Condensazione delle macchie
Come è stato detto, la condensazione (coagulazione o agglomerazione) delle sostanze di identificazione da inserire nel compound adatto a produrre carta, avviene per reazione tra almeno un colloide ed un coagulante quali il solfato di alluminio e/o il policloruro di alluminio e/o coagulanti organici e/o inorganici, quali quelli utilizzabili per la coagulazione del sangue.
Per le sostanze colloidali si utilizzano colloidi naturali quali i polisaccaridi, oppure i colloidi sintetici.
La scelta del colloide, utile alla produzione delle macchie colorate o delle macchie colorate sagomate, è stata orientata verso quei colloidi che danneggiano di meno alcune significative caratteristiche cartarie quali la stampabilità, la scrittura, la fotocopiabilità, lo spolvero e la collatura.
Allo scopo di soddisfare sia le esigenze del produttore di carta sia degli utilizzatori di carte e cartoni, i migliori colloidi sono risultati essere i colloidi solubili in acqua, affini al composito cellulosico anche per l’elevato grado di ossidrili che essi conservano all'esterno dell'agglomerato. Ottimi colloidi sono risultati essere per la produzione di macchie colorate e delle macchie colorate sagomate sia le carbossimetilcellulose, a diversi gradi di viscosità, sia l’idrossietilcellulosa. Buoni colloidi, per quest’utilizzo, sono risultati essere le gelatine animali, l'alcool polivinilico e gli amidi. Le miscele di colloidi sono risultate essere idonee alla formazione delle macchie colorate e/o delle macchie colorate sagomate.
Prove soddisfacenti sono state ottenute con l'uso di carbossimetilcellulosa con concentrazioni percentuali varianti dal 1 al 10%.
Come coagulanti in sistema acquoso sono risultati ottimi sia il policloruro di alluminio sia il solfato di alluminio, seguono il cloruro di ferro ed il cloruro di zinco.
Agenti cromatici
Come agenti cromatici, si consigliano i pigmenti inorganici ed organici, i fluorescenti, la mica, la farina da madreperla, le polveri di alluminio e di bronzo, i coloranti diretti, basici, acidi, i coloranti naturali, i coloranti per alimenti e le farine organiche ottenute da residui ed esuberi industriali e/o vegetali.
Agenti identificanti
Come agenti identificanti, ottimi per carte e cartoni sono risultati essere i pigmenti ed i coloranti fluorescenti, i coloranti cromo sensibili alle variazioni di pH, agli ossidanti, ai riducenti, alle variazioni di temperatura o d’umidità, i pigmenti ed i coloranti non solubili in acqua ma solubili in solventi organici, i sali metallici facilmente identificabili con reagenti cromatici quali quelli di ferro, di nichel, di cobalto ecc., nonché le sostanze aventi picchi di assorbimento strumentale specifiche ben definite, così come tutte quelle sostanze che al tocco con reagenti cromatici danno origine a colorazioni tipiche.
Ottimi risultati si sono ottenuti in laboratorio utilizzando la linea di pigmenti in polvere aventi resistenza alla luce variante tra 6 ed 8 della Prochima, ad esempio le linee paste coloranti Pentasol, pigmenti in polvere, fluorescenti, perlescenti, pigmenti metallici quali il colore oro, bronzo ed argento.
Ulteriori elementi identificativi per le carte sono gli ossidi di ferro gamma che possono essere impiegati permettendo la registrazione, con traferro magnetico, di tracciati magnetici facilmente identificabili e registrabili anche se presenti nelle sole macchie colorate.
Di seguito verranno esposti alcuni esempi di formulazione del compound secondo l’invenzione, dati a titolo indicativo, ma non limitativo.
Gli esempi seguenti sono stati eseguiti su una macchina piana continua per carta idonea per la produzione di campionature industriali significative ed ogni esempio è stato preceduto da campionature di carta fatta a mano in laboratorio secondo le normali tecnologie artigianali.
ESEMPIO N .1
Tale esempio riguarda la produzione di carta contenente lo 0,65% di macchine colorate su secco di colore blu.
In un agitatore meccanico sono stati aggiunti 150 litri d'acqua a temperatura ambiente. L’acqua è stata posta sotto agitazione e ad essa si è aggiunto:
- mezzo kg di pigmento cobalt bleu 5002,
- 1 kg di farina di madreperla (ottenuta dalla micronizzazione degli scarti di madreperla provenienti dalla lavorazione di bottonifici nazionali),
- 5 kg di carbossilmetilcellulosa (CMC).
Il sistema è stato mantenuto sotto agitazione per 10 minuti, si è aggiunta acqua fino a raggiungere i 450 litri di volume e si è lasciato sotto agitazione per altri 50 minuti, ossia fino a completa dissoluzione della CMC.
A questa soluzione sono stati aggiunti, mantenendo il sistema sempre sotto agitazione, 50 litri di soluzione acquosa coagulante contenente 10 litri di policloruro di alluminio al 18%.
L'aggiunta del sale di alluminio ha causato la coagulazione della CMC colorata, mentre l'energia di agitazione ha frammentato il coagulato in gocce di macchie colorate.
La sospensione di coagulato blu è stata vagliata su setaccio avente 3 mm di spazio tra filo e filo e aggiunta ad una tina di macchina contenente 1000 kg di sospensione fibrosa, detta impasto cartario, costituita da 54,65% di cellulosa bianchita ottenuta da eucalyptus, 10% di cellulosa bianchita ottenuta da abete, 10% di carbonato di calcio, 20% di cartaccia e 0,65% al secco di macchie colorate.
All’impasto cellulosico precedentemente definito si sono aggiunti 40 litri di una dispersione acquosa di collante sintetico (dimero del metiletichetene) ditechetenico al 4%. La sospensione fibrosa è stata addizionata di amido cationico allo 0,7% per migliorare la ritenzione degli elementi fini quali le fibrille, le cariche e le macchie colorate. La velocità di produzione del nastro di carta è stata di 45 m/minuto.
La composizione dell’impasto è riportata nella Tabella 1 , mentre le caratteristiche della carta prodotta sono riportate nella Tabella 2.
ESEMPIO N .2
Tale esempio riguarda la produzione di carta contenente lo 0,75% di macchie colorate al secco, di colore fucsia metallizzato, iridescente ed antifalsificazione.
In un agitatore meccanico sono stati aggiunti 150 litri d'acqua a temperatura ambiente e l’acqua è stata posta sotto agitazione.
All'acqua è stato aggiunto:
- mezzo kg di pigmento fucsia fluorescente PFF (codice PG 645),
- 2 kg di farina di madreperla,
- 5 kg di carbossilmetilcellulosa (CMC).
Il sistema è stato mantenuto sotto agitazione per 10 minuti, si è aggiunta acqua fino a raggiungere i 450 litri di volume e si è lasciato sotto agitazione per altri 50 minuti, ossia fino a completa dissoluzione della CMC.
A questa soluzione/sospensione sono stati aggiunti, mantenendo sempre sotto agitazione, 50 litri di soluzione coagulante contenente 10 litri di policloruro di alluminio al 18%.
L'aggiunta di sale di alluminio ha causato la coagulazione della CMC colorata.
La sospensione di coagulato rosso fucsia è stata vagliata su setaccio avente 3 mm di spazio tra filo e filo e aggiunta in ragione ad una tina di macchina contenente 1000 kg di sospensione fibrosa, detta impasto cartario, costituita da 54,55% di cellulosa bianchita ottenuta da eucalyptus, 10% di cellulosa bianchita ottenuta da abete, 10% di carbonato di calcio, 20% di cartaccia e 0,75% al secco di macchie colorate.
A questo impasto è stata aggiunta una sospensione acquosa di collante sintetico dichetenico al 4% e deM’amido cationico allo 0,7% per migliorare la ritenzione dei fini.
La velocità di produzione del nastro di carta è stata di 45m/minuto.
La composizione dell’impasto è riportata nella Tabella 1 , mentre le caratteristiche della carta prodotta sono riportate nella Tabella 2.
ESEMPIO N.3
Tale esempio riguarda la produzione di carta contenente l 1 % di macchie colorate di colore verde mela opaco, metallizzato, iridescente ed antifalsificazione.
In un agitatore meccanico sono stati aggiunti 150 litri d'acqua a temperatura ambiente posta sotto agitazione.
Ad essa si sono aggiunti:
- 2000 g PG-642 PF/V verde mela,
- 2000 g di pigmento giallo fluorescente,
- 2500 g di farina di madreperla
- 500 g di biossido di titanio,
- 5 kg di carbossilmetilcellulosa (CMC).
Il sistema è stato mantenuto sotto agitazione per 10 minuti, si è aggiunta acqua fino a raggiungere 450 litri di volume e si è lasciato sotto agitazione per altri 50 minuti, ossia fino a completa dissoluzione della CMC.
A questa soluzione/sospensione sono stati aggiunti, mantenendo il sistema sempre sotto agitazione, 50 litri di soluzione coagulante contenente 10 litri di policloruro di alluminio al 18%.
L'aggiunta del sale di alluminio ha causato la coagulazione della CMC colorata.
La sospensione di coagulato verde è stata vagliata su setaccio avente 3 mm di spazio tra filo e filo e aggiunta ad una tina di macchina contenente 1000 kg di sospensione fibrosa, detta impasto cartario, costituita dal 54,3% di cellulosa bianchita ottenuta da eucalyptus, dal 10% di carbonato di calcio, dal 20% di cartaccia e dall’1 % al secco di macchie colorate.
All'impasto sopra citato si è aggiunta una dispersione acquosa di collante sintetico al 4% dichetenico ed anche dell’amido cationico allo 0,7% per migliorare la ritenzione dei fini.
La velocità di produzione del nastro di carta è stata di 45 m/minuto.
La composizione dell'impasto è riportata nella Tabella 1 , mentre le caratteristiche della carta prodotta sono riportate nella Tabella 2.
ESEMPIO N .4
Tale esempio riguarda la produzione di carta contenente l' 1 .6 % di macchie colorate di colore argento opaco iridescente, metallizzato ed antifalsificazione.
In un agitatore meccanico sono stati aggiunti 250 litri di acqua a temperatura ambiente, la quale è stata posta sotto agitazione. Ad essa sono stati aggiunti:
- 3.800 g di alluminio metallico micronizzato (pigmento argenteo),
- 3.800 g di farina di madreperla,
- 400 g di pigmento giallo fluorescente,
- 8 kg di carbossilmetilcellulosa (CMC).
Il sistema è stato mantenuto sotto agitazione per 10 minuti, si è aggiunta acqua fino a raggiungere i 750 litri di volume e si è lasciato sotto agitazione per altri 50 minuti, ossia fino a completa dissoluzione della CMC.
A questa soluzione/sospensione sono stati aggiunti, mantenendo il sistema sempre sotto agitazione, 80 litri di soluzione coagulante contenente 16 litri di policloruro di alluminio al 18%.
L'aggiunta del sale di alluminio ha causato la coagulazione della CMC colorata.
La sospensione di coagulato argenteo è stata vagliata su setaccio avente 3 mm di spazio tra filo e filo e aggiunta ad una tina di macchina contenente 1000 kg di sospensione fibrosa, detta impasto cartario, costituita dal 53,7% di cellulosa bianchita ottenuta da eucalyptus, dal 10% di cellulosa bianchita ottenuta da abete, dal 10% di carbonato di calcio, dal 20% di cartaccia e dal 1 ,6% al secco di macchie colorate.
All’impasto è stata aggiunta una dispersione acquosa di collante sintetico dichetenico al 4% e dell’amido cationico allo 0,7% per migliorare la ritenzione delle cariche e dei fini. La velocità di produzione del nastro di carta è stata di 45 m/minuto.
La composizione dell'impasto è riportata nella Tabella 1 , mentre le caratteristiche della carta prodotta sono riportate nella Tabella 2.
ESEMPIO N.5
Tale esempio riguarda la produzione di carta contenente il 2, 12% di macchie colorate di colore bianco, iridescente, cangiante, antifalsificazione, avente fiamma in carta che, in funzione dell'umidità relativa ambientale, vira dall'azzurro al rosa.
In un agitatore meccanico sono stati aggiunti 450 litri di acqua a temperatura ambiente e posta sotto agitazione, alla quale si sono aggiunti:
- 3 kg di biossido di titanio, pigmento varietà rutilo,
- 3 kg di pigmento iridescente ottenuto dalla micronizzazione della mica,
- 15 kg di carbossilmetilcellulosa (CMC).
Il sistema è stato mantenuto sotto agitazione per 10 minuti, si è aggiunta acqua fino a raggiungere i 1350 litri di volume ed è lasciato sotto agitazione per altri 50 minuti, ossia fino a completa dissoluzione della CMC.
A questa soluzione/sospensione è stato aggiunto, mantenendo il sistema sempre sotto agitazione, 1 kg di cloruro di cobalto(CoCl2'6H20) diluito in 30 litri di acqua e quindi, dopo 5 minuti d’agitazione, 150 litri di soluzione coagulante contenente 50 litri di policloruro d’alluminio al 18%.
L’aggiunta dei sali di cobalto e di alluminio hanno causato la coagulazione della CMC contenente i pigmenti.
La sospensione di coagulato cangiante (rosa/azzurro) è stata vagliata su un setaccio avente 3 mm di spazio tra filo e filo e aggiunta ad una tina di macchina contenente 1000 kg di sospensione fibrosa, detta impasto cartario.
La sospensione fibrosa era costituita dal 53,2% di cellulosa bianchita ottenuta da eucalyptus, dal 10% di cellulosa bianchita ottenuta da abete, 10% di carbonato di calcio, dal 20% di cartaccia.
L’impasto cosi ottenuto è stato tinto di nero impiegando il 5% di nero diretto sull'impasto, dopo dieci minuti di agitazione si è aggiunto come fissativo il 2% di policloruro di alluminio.
Si ricorda che, in alternativa al nero diretto, uguale effetto si ottiene utilizzando il carbon black.
Il colorante è stato mantenuto in contatto con la sospensione cellulosica mantenuta sotto blanda agitazione per 20 minuti e poi si è aggiunto il 2% di policloruro di alluminio. Dopo altri 20 minuti viene addizionato al secco il 5% di macchie colorate argento cangianti.
All’impasto viene aggiunta una dispersione acquosa di collante sintetico di chete ni co al 4% ed anche dell'amido cationico allo 0,7%.
La velocità di produzione del nastro di carta è stata di 45 m/minuto.
La composizione dell'impasto è riportata nella Tabella 1 , mentre le caratteristiche della carta prodotta sono riportate nella Tabella 2.
ESEMPIO N .6
Tale esempio riguarda la produzione di carta contenente lo 0,6% di macchie colorate di colore azzurro violaceo trasparente.
In un agitatore meccanico sono stati aggiunti 150 litri d'acqua a temperatura ambiente, la quale è stata posta sotto agitazione e a cui si sono aggiunti:
- 500 g di colorante bleu patente V E 131 per alimenti, - 500 g di colorante rosso sudan insolubile in sistema acquoso ma solubile in solventi organici.
- 500 g di colorante blu sudan insolubile in sistema acquoso ma solubile in solventi organici.
- 100 g di colorante fluorescente a fiamma arancione PG-643 PF/A della Prochima,
- 400 g di candeggiante ottico Tinopal ABP della CIBA, - 3 kg di idrossietilcellulosa.
Il sistema è stato mantenuto sotto agitazione, si è poi aggiunta acqua fino a raggiungere i 450 litri di volume e si è lasciato il tutto sotto agitazione per altri 50 minuti, ossia fino a completa dissoluzione del colloide.
A questa soluzione/sospensione sono stati aggiunti, mantenendo sempre il sistema sotto agitazione, 50 litri di soluzione coagulante contenente 10 litri di policloruro di alluminio al 18%.
La sospensione di coagulato azzurro/bleu è stata vagliata su un setaccio avente 3 mm di spazio tra filo e filo aggiunta nella proporzione voluta ad una tina di macchina contenente 1000 kg di sospensione fibrosa, detta impasto cartario.
La sospensione fibrosa è costituita dal 54,7% di cellulosa bianchita ottenuta da eucalyptus, dal 10% di cellulosa bianchita ottenuta da abete, dal 10% di carbonato di calcio, dal 20% di cartaccia.
Dopo 15 minuti viene addizionato lo 0,6% al secco di macchie colorate azzurro violacee.
All’impasto viene poi aggiunta una dispersione acquosa di collante sintetico dichete nico al 4% e anche dell’amido cationico allo 0,7%.
La velocità di produzione del nastro di carta è stata di 45 m/minuto.
Nella Tabella 1 che segue sono riassunti gli elementi costituenti il compound di cui agli esempi, atto alla produzione di carta, secondo l’invenzione.
Le caratteristiche della carta così ottenuta sono riprodotte nella Tabella 2.
TABELLA 1: Costituzione della carta
Riferimento Es. 1 Es.2 Es. 3 Es.4 Es. 5 Es. 6
Parti al secco
Colore delle assente Blu/azzurro Fucsia Verde argento Argenteo Azzurro macchie mela cangiante violaceo su fondo
nero
Cellulosa di 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 abete
Cellulosa 55,3 54,65 54,55 54,3 53,7 53,2 54,7 d'eucalyptus
Pasta cellulosica 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 20,0 di recupero da
contenitori per gli
alimenti liquidi
Carbonato di 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 10,0 calcio
Amido cationico 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 Collante 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 4,0 Agglomerati 0 0,65 0,75 1,0 1 ,6 2,1 0,6 cromatici
Parti Totali 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 Colorante in no no no no no Sì nero al no
impasto ossia 5%
colore del fondo
TABELLA 2: Caratteristiche della carta ottenuta
DESCRIZIONE Unità Riferi Es. 1 Es. 2 Es. 3 Es. 4 Es. 5 Es. 6 mento
Grammatura g/m2 87 90 86 88 89 90 88
spessore micron 105 106 103 105 104 109 107 Peso Specifico g/macchie 0,82 0,85 0,83 0,84 0,86 0,83 0,82 Apparente colorate
Inchiostro Min >5 >5 >5 >5 >5 n.d. 5 galleggiamento
(Pelikan 4001)
Effetto cromatico assente rilevante ottimo ottimo buono buono buono macchie
Stima dimensionale mmq 0 2 3 3 4 5 2 delle macchie
cromatiche in carta
Effetto iridescenza assente assente ottimo ottimo buono buono assente Visibilità in luce di assente assente ottima buona evidente assente ottima wood (fluorescenza
delle macchie)
Testabilità delle assente assente assente assente assente Sensibili Al tocco macchie al tocco con alle delle reagenti, e/o solventi, variazioni macchie e/o correggenti d'umidità con cromatici. relativa. La numerosi tonalità solventi delle organici macchie esse si varia dal colorano e rosa diffondono all'azzurro in carta un anche se alone ingrigite dal rosso/viola/ colorante blu molto nero usato evidente per tingere l'impasto.
Fotocopie in bianco e ottime buone buone buone discrete Solo con Discrete/ nero toner Buone bianchi e coprenti Fotocopiabilità con buona buona infedele infedele infedele no semifedele fotocopiatrice a colori
Effetto no Si ma Sì ottimo Si ottimo sufficient Tenue, a Si ottimo antifalsificazione facilmente e causa del imitabile fondo carta impiegando nero
inchiostri
metallizzati
La carta dell'Esempio 6 disegnata con macchie colorate
azzurro violacee, se testata al tocco con solventi organici
origina, in prossimità delle macchie, un tipico alone
rosso/viola/blu per soluzione e diffusione del rosso e del blu
sudan. La stessa luce di wood evidenzia il fluorescente
giallo arancione.
Nei vari esempi citati, la temperatura della soluzione
colloidale, in cui si generano normalmente le macchie
colorate, è normalmente compresa tra 10 e 90°C.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1 ) Compound per la fabbricazione di carta o cartone presentante elementi di identificazione organizzati in macchie, detto compound comprendendo una miscela costituita da una pasta cellulosica in acqua, caratterizzato dal fatto che detta miscela comprende inoltre: una soluzione e/o dispersione di colloide addizionato con una soluzione e/o dispersione di sostanze coloranti o reagenti cromatici, e/o traccianti comprendente almeno un colloide, detta soluzione e/o dispersione di colloide essendo condensabile tramite una o più sostanze coagulanti, detta soluzione condensabile essendo riducibile a macchie presentanti sostanze colorate e/o sostanze traccianti, disperdibili in detto compound tramite mezzi di agitazione meccanica.
- 2) Compound secondo la rivendicazione 1 ), caratterizzato dal fatto che detta soluzione di detta almeno una sostanza colloidale comprende carbossilmetilcellulosa.
- 3) Compound secondo la rivendicazione 1 ), caratterizzato dal fatto che detta almeno una sostanza colloidale è gelatina animale.
- 4) Compound secondo la rivendicazione 1 ), caratterizzato dal fatto che detta una o più sostanze colloidali sono alcool polivinilico.
- 5) Compound secondo la rivendicazione 1 ), caratterizzato dal fatto che detta almeno una sostanza colloidale è amido.
- 6) Compound secondo la rivendicazione 1 ), caratterizzato dal fatto che detta almeno una sostanza colloidale è un colloide sintetico.
- 7) Compound secondo la rivendicazione 1 ), caratterizzato dal fatto che dette macchie sono sagomate e presentano sostanze traccianti.
- 8) Compound secondo la rivendicazione 2), caratterizzato dal fatto che detta carbossilmetilcellulosa è presente in una percentuale compresa tra il 1 e il 10%.
- 9) Compound secondo la rivendicazione 1 ), caratterizzato dal fatto che dette sostanze coloranti sono pigmenti organici colorati.
- 10) Compound secondo la rivendicazione 9), caratterizzato dal fatto che detti pigmenti organici sono pigmenti fluorescenti e/o fosforescenti. 1 1 ) Compound secondo la rivendicazione 9), caratterizzato dal fatto che detti pigmenti organici sono trasparenti e/o opachi. 12) Compound secondo la rivendicazione 9), caratterizzato dal fatto che detti pigmenti organici sono il pigmento cobalt bleu. 13) Compound secondo la rivendicazione 9), caratterizzato dal fatto che detti pigmenti organici sono un pigmento verde mela. 14) Compound secondo la rivendicazione 9), caratterizzato dal fatto che detti pigmenti organici sono solubili in solventi organici. 15) Compound secondo la rivendicazione 9), caratterizzato dal fatto che detti pigmenti organici sono un pigmento fucsia. 16) Compound secondo la rivendicazione 9), caratterizzato dal fatto che detti pigmenti organici sono pigmenti insolubili in acqua, ma solubili in solventi organici. 17) Compound secondo la rivendicazione 9), caratterizzato dal fatto che detti pigmenti organici sono carbon black. 18) Compound secondo la rivendicazione 1 ), caratterizzato dal fatto che dette sostanze coloranti sono pigmenti inorganici. 19) Compound secondo la rivendicazione 18), caratterizzato dal fatto che detti pigmenti inorganici sono biossido di titanio. 20) Compound secondo la rivendicazione 18), caratterizzato dal fatto che detti pigmenti inorganici sono alluminio metallico e/o bronzo. 21 ) Compound secondo la rivendicazione 18), caratterizzato dal fatto che detti pigmenti inorganici sono la mica. 22) Compound secondo la rivendicazione 18), caratterizzato dal fatto che detti pigmenti inorganici sono ossidi di ferro. 23) Compound secondo la rivendicazione 1 ), caratterizzato dal fatto che detta una o più sostanze coagulanti è solfato di alluminio. 24) Compound secondo la rivendicazione 1 ), caratterizzato dal fatto che detta una o più sostanze coagulanti è policloruro di alluminio. 25) Compound secondo la rivendicazione 1 ), caratterizzato dal fatto che la temperatura di soluzione di detti colloidi è compresa tra 10 e 90°C. 26) Compound per la fabbricazione della carta o del cartone secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere componenti secondo la formulazione di cui all'Esempio 1. 27) Compound per la fabbricazione della carta o del cartone secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere componenti secondo la formulazione di cui all’Esempio 2. 28) Compound per la fabbricazione della carta o del cartone secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere componenti secondo la formulazione di cui all’Esempio 3. 29) Compound per la fabbricazione della carta o del cartone secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere componenti secondo la formulazione di cui all’Esempio 4. 30) Compound per la fabbricazione della carta o del cartone secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere componenti secondo la formulazione di cui all'Esempio 5. 31 ) Compound per la fabbricazione della carta o del cartone secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere componenti secondo la formulazione di cui all'Esempio 6. 32) Metodo per la fabbricazione di carta o di cartone contrassegnata, caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti operazioni: a) in un recipiente provvisto di un agitatore meccanico aggiungere acqua a temperatura ambiente in detto recipiente; b) aggiungere uno o più pigmenti organici o inorganici a detta acqua posta sotto agitazione; c) aggiungere a detta acqua un elemento identificatore scelto tra un candeggiante ottico e/o un fluorescente e/o un colorante disperdibile non solubile in acqua, ma solubile in solventi organici, e/o una sostanza cromo reagente al tocco con specifici reattivi quali i variatori di colore sensibili al pH, all’umidità relativa, sensibili agli ossidanti, sensibili cromaticamente ai riducenti, agli ossidi di ferro gamma, ai pigmenti fosforescenti; d) aggiungere a detta acqua un colloide; e) mantenere sotto agitazione il sistema risultante dalle operazioni da a) ad e) per un tempo prefissato a una temperatura compresa tra 10 e 90°C; f) aggiungere ulteriore acqua fino a dissolvere detto colloide; g) aggiungere una soluzione acquosa contenente una sostanza coagulante; h) vagliare su setaccio la sospensione di coagulato finora ottenuta; i) introdurre detta sospensione in una tina di macchina contenente un impasto cartario a base di cellulosa o pasta cellulosica per la produzione di carta; l) aggiungere una dispersione acquosa di collante sintetico; m) addizionare a detta sospensione una soluzione diluita di amido cationico. 33) Metodo secondo la rivendicazione 32), caratterizzato dal fatto che dopo la fase h) l'impasto così ottenuto viene immesso in una filiera e poi tagliato all'uscita di detta filiera. 34) Metodo secondo la rivendicazione 33), caratterizzato dal fatto che gli elementi di contrassegno tagliati vengono addizionati di soluzione diluita acquosa di coagulante per la conservazione di detti elementi di contrassegno. 35) Metodo secondo la rivendicazione 32), caratterizzato dal fatto che la vagliatura della fase h) è realizzata con una tela posta prima dell’alimentazione delle macchie colorate all’impasto cartaceo.
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