IT201700019934A1 - Metodo ed apparecchiatura per produrre un nastro di materiale fibroso estensibile. - Google Patents

Description

"Metodo ed apparecchiatura per produrre un nastro di materiale fibroso estensibile"

La presente invenzione concerne un metodo ed un'apparecchiatura per produrre un nastro di materiale fibroso estensibile.

Sono noti metodi ed apparecchiature per produrre nastri di carta estensibile. US 2624245 US 3515633 insegnano a realizzare uno di questi nastri con un'apparecchiatura comprendente un cilindro rotante riscaldato e provvisto di superficie laterale liscia, ed un mantello costituito da un nastro di gomma fatto aderire, tramite rulli di rinvio almeno in parte motorizzati, alla superficie del cilindro riscaldato e fatto avanzare alla medesima velocità periferica di questo.

Allo scopo poi di ridurre l'attrito tra il mantello e la superficie laterale liscia del cilindro riscaldato, tra i due può essere spruzzata dell'acqua od una miscela di acqua e silicone.

La disposizione del mantello sulla superficie laterale del cilindro riscaldato e dei rulli di rinvio è tale che una porzione del mantello viene premuta da un rullo o da una barra fissa di rinvio contro la superficie del cilindro, ed in corrispondenza di quella zona il mantello, che prima di venire a contatto con il cilindro presentava concavità rivolta dalla parte opposta al cilindro, cambia concavità e la rivolge a questo.

L'effetto combinato del cambio di concavità e dell'allontanamento del nastro dal rullo pressore, che lo schiaccia contro il cilindro, determina una compattazione longitudinale delle fibre di un nastro di carta fatto passare tra il mantello ed il cilindro, con conseguente conferimento al nastro stesso di buone caratteristiche di estensibilità longitudinale, ed in particolare lo rende estensibile fino a circa il 15%.

Tuttavia questa estensibilità è solamente in senso longitudinale (direzione macchina) ma non in senso trasversale, a parte l’estensibilità naturale che qualsiasi foglio di carta comunque presenta. Ne consegue che i nastri ottenuti con questo noto procedimento non sono utilizzabili in tutti quei casi, nei quali è richiesta una carta estensibile anche in senso trasversale.

EP 824618B1 ed EP 3024977A1 auguro descrivono metodi ed apparecchiature per realizzare nastri di carta estensibili in tutte le direzioni; essi si sono rivelati validi dal punto di vista dei risultati ottenibili, ma al tempo stesso hanno evidenziato una certa complessità realizzativa e di gestione, che ne hanno limitato la loro diffusione.

Scopo dell'invenzione e di superare questi limiti e di realizzare in forma semplice e con attrezzature di agevole ed economica costruzione e gestione impianti idonei a produrre nastri di carta ed il generale di materiale fibroso, che uniscano ai pregi di una elevata estensibilità in ogni direzione i pregi di un basso costo di produzione.

Questo scopo ed altri che risulteranno dalla descrizione che segue sono raggiunti, secondo l'invenzione, con un metodo per produrre nastri di materiale fibroso estensibile in tutte le direzioni, come definito nella rivendicazione 1 e con una apparecchiatura come definita nella rivendicazione 5.

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 legate tavole di disegni, in cui:

la figura 1 mostra in vista laterale schematica un'apparecchiatura per attuare il metodo secondo l'invenzione,

la figura 2 la mostra secondo la vista frontale II-II di figura 1, la figura 3 mostra un particolare ingrandito di figura 2,

la figura 4 la mostra nella stessa vista di figura 1 in una seconda forma di realizzazione, e

la figura 5 a mostra nella stessa vista di figura uno in una terza forma di realizzazione.

Come si vede dalle figure, l'apparecchiatura secondo invenzione comprende un cilindro metallico 2, il quale è motorizzato e può essere vantaggiosamente realizzato in acciaio od eventualmente in acciaio rivestito nella superficie laterale con uno strato di materiale differente, ad esempio ceramico, presentante differenti caratteristiche e proprietà meccaniche.

La superficie laterale del cilindro 2 è interessata da una pluralità di incisioni 4, le quali possono svilupparsi in senso circonferenziale od anche con un differente andamento, purché con componente circonferenziale, e possono essere continue o discontinue, completamente separate tra loro od anche intersecantisi.

Esse possono avere profondità compresa tra 0.01 mm e 2 mm, preferibilmente tra 0.05 mm e 0.5 mm; larghezza compresa tra 0.01 mm e 2 mm, preferibilmente tra 0.05 mm e 0.09 mm; e passo compreso tra 0.01 e 10 mm. Nel caso poi di incisioni 4 spiraliformi, l'angolo di inclinazione della spirale può essere compreso tra un valore minimo, consentito dalla larghezza dell'incisione, ad un valore massimo di 45°, anche se è preferibile che esso sia compreso tra 5° e 15°; esso inoltre può essere eguale per tutta la lunghezza assiale del cilindro 2 oppure può essere opposto delle due metà del cilindro stesso.

L'apparecchiatura secondo l'invenzione comprende anche un nastro continuo 6, teso tra rulli 8,10,12 i quali hanno la funzione di movimentare il nastro ed al tempo stesso di mantenerlo con un suo tratto aderente al cilindro 2. Più particolarmente il rullo 8, che può anche essere sostituito da una barra 8, può essere definito l’elemento pressore, in quanto ha la funzione di schiacciare il nastro 6 contro il cilindro 2 in modo da ridurne localmente lo spessore.

Il rullo 10 può essere motorizzato ed il rullo 12 può essere un rullo folle di rinvio, in grado di determinare con la sua posizione rispetto all’elemento pressore 8 la lunghezza della porzione di nastro 6 avvolta attorno al cilindro 2.

Prove sperimentali svolte hanno consentito di stabilire che i migliori risultati si ottengono con un mantello di gomma 6 avente spessore compreso tra 15 mm e 70 mm, preferibilmente tra 25 mm e 40 mm ed avente sostanziale inestensibilità longitudinale almeno sul lato aderente ai rulli di rinvio 8,10,12.

Questa in estensibilità può essere ottenuta ad esempio applicando al nastro di gomma 6 un telo inestensibile, oppure incorporando nello spessore del nastro di gomma 6 fili longitudinali di acciaio.

La gomma che forma il nastro 6 deve avere una durezza compresa tra 70 e 240 PJ, preferibilmente tra 120 e 220 PJ.

Il funzionamento dell'apparecchiatura ora descritta, che in pratica attua il metodo secondo l'invenzione, è il seguente:

dopo che cilindro 2 ed il nastro 6 sono azionati in modo che in corrispondenza del passaggio del nastro stesso tra il cilindro 2 e l’elemento pressore 8 essi abbiano la stessa velocità periferica, si fa passare un nastro di materiale fibroso 14 tra i due, in modo che esso venga trascinato tra questi per tutta la zona di loro reciproco contatto. Questo materiale fibroso può essere costituito da carta o da fibre vegetali e/o sintetiche, da tessuto non tessuto, ecc.

Mano a mano che il nastro 14 avanza tra il nastro di gomma 6 ed il cilindro 2, esso è sottoposto a differenti effetti.

Un primo effetto è dovuto al brusco cambio di concavità del nastro 6, che determina una estensione longitudinale dei suoi strati lontani dal cilindro 2, i quali passano da una zona concava ad una zona convessa, ed al tempo stesso determina una compattazione longitudinale dei suoi strati vicini al cilindro due, che passano da una zona convessa ad una zona concava. Pertanto quest'effetto determina una compattazione longitudinale del nastro 14, che tende ad aderire alla superficie del nastro di gomma 6, che in questa zona si sta compattato, ed a scivolare invece sul cilindro 2.

Un secondo effetto è dovuto al brusco aumento di spessore del nastro di gomma 6 all'uscita del passaggio tra l’elemento pressore 8 ed il cilindro 2, ed alla conseguente diminuzione di velocità nel tratto a valle della zona di strozzatura. E poiché le grandezze in gioco e la configurazione dell'apparecchiatura è scelta in modo che nella zona di strozzatura la velocità periferica della superficie di nastro 6 affacciata al cilindro 2 sia pari alla velocità periferica del cilindro 2, evidentemente a valle di quella strozzatura la velocità periferica di quella superficie del nastro 6, e quindi del nastro 14, che ad essa aderisce, subirà una frenatura, con ulteriore effetto di compattazione longitudinale del nastro 14.

Un terzo effetto è dovuto alla presenza nella superficie del nastro 2 delle incisioni 4, le quali, grazie all'effetto frenante dovuto al nastro 6 sul nastro 14, oltre a determinare una compattazione longitudinale di questo, determina anche un suo accumulo entro le incisioni stesse è quindi in pratica una compattazione trasversale sul nastro 14.

La combinazione di questi tre effetti porta pertanto ad ottenere un nastro di materiale fibroso compattato sia longitudinalmente che trasversalmente è quindi un materiale fibroso estensibile in pratica in ogni direzione.

Poiché poi l'entità della compattazione trasversale del nastro 14 è legato essenzialmente alle caratteristiche delle incisioni 4, giocando sulla loro forma, sulle loro dimensioni e sul loro passo, è possibile ottenere un materiale avente un grado di estensibilità trasversale sostanzialmente pari al grado di estensibilità longitudinale.

Nella forma di realizzazione illustrata in figura 4 il rullo di rinvio 12 è disposto in modo da prolungare il tratto di nastro 6 a contatto con il cilindro 2 è quindi da prolungare l'effetto di compattazione longitudinale del nastro 14 dovuto alla differenza di lunghezza tra le due superfici del nastro 6 nel tratto in cui esso avvolge il cilindro 2.

Nella forma di realizzazione illustrata in figura 5 il tratto di nastro 6 avvolto attorno al cilindro 2 è interessato da una pluralità di elementi pressori ad effetto pressante graduato, in modo da ottenere la variazione di velocità del nastro 6 nel tratto di avvolgimento graduata nell'intero tratto, anziché concentrata sul suo tratto iniziale.

Indipendentemente dalla forma di realizzazione adottata, l’elemento pressore 8 potrebbe essere costituito, come si è detto, da un rullo o da una barra non rotante, di realizzazione quanto più semplice; in questo caso l'inevitabile attrito tra questo ed il nastro 6 può essere attenuato se tra i due viene spruzzata dell'acqua oppure una miscela di acqua e silicone.

Da quanto descritto risulta chiaramente che il metodo secondo l'invenzione è l'apparecchiatura per attuarlo si presentano notevolmente vantaggiosi rispetto allo stato dell'arte, ed in particolare consentono di ottenere materiali fibrosi estensibili in ogni direzione con un'apparecchiatura assai semplice e di funzionamento sicuro ed affidabile. Essa può essere inserita in un impianto in linea per la produzione ad esempio di carta, ed in questo caso può essere alimentata con un velo di impasto di fibra cellulosica, che formerà il nastro; oppure può costituire una macchina a sé stante, che viene alimentata con un nastro di carta già formato e preventivamente sottoposto bagnatura, in modo che il suo contenuto di secco venga portato ad un valore compreso tra 40% e il 95%, preferibilmente tra 60% e 80%.

La presente invenzione è stata descritta in alcune sue preferite forme di realizzazione, ma si intende che varianti esecutive potranno ad esse in pratica apportarsi, senza peraltro riuscire nell'ambito di protezione del presente brevetto per invenzione industriale.

Claims (9)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1. Metodo per produrre un nastro di materiale fibroso estensibile caratterizzato dal fatto che si fa passare un nastro (14) di materiale fibroso tra un cilindro (2) di materiale rigido interessato sulla superficie laterale da una pluralità di scanalature (4), decorrenti con componente circonferenziale, ed un nastro (6) di materiale elasticamente comprimibile mantenuto localmente schiacciato contro la superficie laterale scanalata di detto cilindro (2) e disposto in modo da aderire per un certo tratto ad esso a valle di detta zona di schiacciamento e da presentare un tratto con concavità opposta a monte della zona stessa, le velocità periferiche di detto cilindro (2) e di detto nastro di materiale elasticamente comprimibile in detta zona di schiacciamento essendo sostanzialmente eguali.
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che si diminuisce progressivamente in maniera controllata il ritorno elastico di detto nastro (6) elasticamente comprimibile per almeno parte del tratto in cui esso aderisce a detto cilindro (2) a valle di detta zona di schiacciamento.
3. 3. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzato dal fatto che si fa passare detto nastro (6) di materiale elasticamente comprimibile tra detto cilindro (2) ed un elemento pressore (8), che mantiene localmente schiacciato detto nastro (6) contro detto cilindro (2).
4. 4. Metodo secondo la rivendicazione 3 caratterizzato dal fatto che si spruzza un liquido lubrificante tra detto nastro (6) di materiale elasticamente comprimibile e detto elemento pressore (8).
5. 5. Apparecchiatura per attuare il metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto di comprendere: - un cilindro (2) interessato sulla sua superficie laterale da una pluralità di scanalature (4) decorrenti con componente circonferenziale, - un nastro (6) di materiale elasticamente comprimibile mantenuto per un certo tratto a contatto con la superficie laterale di detto cilindro (2), - almeno un elemento pressore (8) disposto in modo da schiacciare localmente detto nastro (6) di materiale elasticamente cedevole contro detto cilindro (2) in almeno una parte di detto tratto di reciproco contatto e da provocare inoltre un cambio di concavità di detto nastro (6) nel passaggio dal tratto a monte di detta zona di schiacciamento al tratto a valle della stessa, nel quale detto nastro aderisce a detto cilindro (2), e - mezzi per movimentare detto cilindro (2) e detto nastro (6) di materiale elasticamente comprimibile in modo che le loro velocità periferiche in corrispondenza di detta zona di schiacciamento siano sostanzialmente eguali.
6. 6. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 5 caratterizzata dal fatto che detto nastro (6) di materiale elasticamente comprimibile è teso tra rulli di rinvio (8,10,12), uno dei quali costituisce detto elemento pressore (8).
7. 7. Apparecchiatura secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che detto nastro (6) di materiale elasticamente comprimibile è teso tra rulli di rinvio (8,10,12), uno dei quali costituisce l’elemento pressore.
8. 8. Apparecchiatura secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto che detto nastro (6) di materiale elasticamente comprimibile è teso tra rulli di rinvio ed almeno una barra, che costituisce detto elemento pressore.
9. 9. Apparecchiatura secondo una o più delle rivendicazioni precedenti caratterizzata dal fatto di comprendere una pluralità di elementi pressori agenti in modo da mantenere un tratto di nastro (6) di materiale elasticamente comprimibile aderente alla superficie laterale di detto cilindro (2) con una pressione decrescente verso valle, con riferimento al senso di avanzamento di detto nastro.